KR19990024131U - 에어콘의 실내기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 케이스의 흡입구측에 열교환기가 설치되어 있고, 토출구측에는 횡류팬과 열교환되는 공기의 유로덕트를 형성하는 리어가이드 및 스테빌라이져가 설치되며, 열교환기의 폭방향 길이를 횡류팬의 폭방향 길이보다 횡류팬의 직경을 D라 할 때 대략 0.5∼1.0D만큼 짧게 형성하고, 횡류팬에서 토출구까지 형성되는 유로 면적은 토출구측으로 갈수록 작아지도록 형성하여 횡류팬의 양끝단에서 발생되는 토출측 역류에 의하여 발생되는 열교환 효율의 저하를 방지하고, 열교환기의 단위 면적당 열교환 효율을 증대시키키며, 열교환기의 크기를 줄일 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있고, 토출구측의 양단에서의 난류량이 줄어들어 소음을 저감시키도록 한 에어콘 실내기에 관한 것이다.

Description

에어콘의 실내기

본 고안은 에어콘 실내기에 관한 것으로, 특히 열교환기의 폭길이를 횡류팬보다 짧게 형성하여 유동되는 공기의 흐름을 원활하도록 함으로써 열교환 효율을 향상시키도록 한 에어콘의 실내기에 관한 것이다.

일반적으로 에어콘은 크게 일체형과 분리형으로 구분할 수 있는데, 일체형은 냉각 방열의 기능을 일체화하여 벽이나 창에 에어콘을 직접 설치하는 것이고, 분리형은 실내측에 냉각 장치를, 실외측에 방열과 압축 장치를 분리시켜 장치간에 냉매 배관으로 연결시킨 것이다.

이와 같이 실내측에 설치되는 냉각 장치인 에어콘 실내기의 일례는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 실내기 케이스(1)의 흡입구(2)측에 열교환기(4)가 설치되어 있고, 토출구(3)측에는 횡류팬(5)과, 열교환되는 공기의 유로 덕트를 형성하는 리어가이드(6) 및 스테빌라이져(7)가 설치되어 있다.

또한, 횡류팬(5)의 일측단에는 구동원인 모터(8)가 설치되어 있고, 타측단에는 횡류팬을 지지하는 베어링(9)이 구비되어 있다.

열교환기(4)의 폭방향 길이는 횡류팬(5)의 폭길이 및 토출구(3)의 폭길이와 동일한 길이로 형성되어 있다.

일반적으로 횡류팬(5)은 압력이 낮은 상태와, 소요 동력이 크지 않은 조건에서 사용되는 것이며, 실내기의 내측을 흐르는 유체의 방향은 팬(5) 자체의 형상보다는 리어가이드(6) 및 스테빌라이져(7)로 이루어지는 덕트 구조에 의하여 결정된다.

또한, 유체의 흐름으로 인한 소음과, 풍량 및 압력은 리어가이드(6)의 곡률 및 스테빌라이져(7)의 형상과, 각 부품의 상호 관계에 의해 영향을 크게 받게 된다.

도 4는 일반적인 횡류팬을 사용하는 상태에서 유속을 측정하여 벡터로 표시한 것으로, 횡류팬이 회전하는 경우에 압력의 불균형이 발생되어 공기의 유동이 화살표와 같이 발생된다.

도 5는 Z=0.25∼0.35D 부분에서의 토출측 유속 벡터를 표시한 것으로, 거리 X=0.84 D부분의 유속을 표시한 것으로, 끝단에서의 거리 Z=0.5D까지 역류부가 특히 특히 스테빌라이져측에 가까운 부분에서 발생됨을 알 수 있다.

도 6은 이러한 역류 발생부에서의 유속 분포를 그래프화한 것이다.

상기한 바와 같이 횡류팬(5)의 양끝단 토출구에서 발생하는 역류 현상에 의하여 횡류팬 양단부인 A부와 A'부에서는 공기의 유동량이 적어 열교환기(4)에서 단위 면적당 열교환량이 중앙부에서 비해 50% 이상이 저감되는 문제가 있다.

게다가 토출구(3)에서는 도 5에서 보는 바와 같이, 거의 Z=1.0D의 영역까지 유속이 적게 나타나게 되어 유량이 감소화여 전체 열교환 효율이 저감되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 횡류팬을 적용하는 에어콘 실내기에서 횡류팬의 양끝단에서 발생되는 역류 현상에 의하여 입구측 유입유량이 저감되어 열교환 효율이 감소하는 것을 방지하려는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 열교환기의 길이를 줄여 제조 원가를 절감하려는 것이다.

도 1은 일반적인 에어콘 실내기의 내부 구성을 보인 사시도.

도 2는 종래 기술에 의한 에어콘의 실내기의 내부 구성을 보인 정면도.

도 3은 도 2의 종단면도.

도 4는 종래 기술에 의한 에어콘 실내기의 팬부위의 유속 분포를 보인 부분단면도.

도 5는 종래 기술에 의한 에어콘 실내기에서 역류가 발생되는 토출구측의 유속 분포상태를 보인 부분확대 단면도.

도 6은 도 5의 역류 발생부에서의 유속 분포 그래프.

도 7은 본 고안에 의한 에어콘 실내기의 내부 구성을 보인 정면도.

도 8은 도 7의 종단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

11 ; 실내기 케이스 12 ; 흡입구

13 ; 토출구 14 ; 열교환기

15 ; 횡류팬 16 ; 리어가이드

17 ; 스테빌라이져 18 ; 유로의 내측벽

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 에어콘 실내기는 케이스의 흡입구측에 열교환기가 설치되어 있고, 토출구측에는 횡류팬과, 열교환되는 공기의 유로덕트를 형성하는 리어가이드 및 스테빌라이져가 설치되는 에어콘 실내기에 있어서, 상기 열교환기의 폭방향 길이를 횡류팬의 폭방향 길이보다 짧아지도록 열교환기의 양단부의 길이를 단축형성한 것을 특징으로 한다.

상기 단축되는 열교환기의 길이는 횡류팬의 직경을 D라 할 때, 0.5∼1.0D인 것이 바람직하다.

상기 횡류팬에서 토출구까지 형성되는 유로 면적은 토출구측으로 갈수록 작아지는 것이 바람직하다.

상기 유로의 측벽 형상은 직선형으로 형성하거나, 또는 원호형으로 형성하는 바람직하며, 원호형 측벽인 경우에는 내측으로 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 7은 본 고안에 의한 에어콘 실내기의 내부 구성을 보인 정면도이고, 도 8은 도 7의 종단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 고안 실시예에 의한 에어콘 실내기는 열교환기(14)의 폭방향 길이를 횡류팬의 폭방향 길이(L)보다 횡류팬(15)의 직경(D) 대비 0.5∼1.0D 길이 만큼 작게 형성한 것이다.

또한, 횡류팬(15)측에서 토출구(13)까지의 유로의 면적은 토출구측으로 갈수록 크기가 작아지도록 형성한 것이다.

유로의 면적이 토출구측으로 갈수록 작아지는 형상은 도 7에 도시한 바와 같이, 직선형(18)으로 형성하거나, 또는 도면에는 도시하지 않았으나 원호형으로 형성하는 것이 바람직하며, 원호형인 경우에는 내측으로 볼록하게 형성하는 것이 바람직하다. 따라서 최종 토출구(13)의 길이는 횡류팬(15)의 폭길이(L)보다 0.7±0.2D 만큼 작게 형성되는 것이다.

이상에서와 같이 전체 열교환기의 폭길이는 동일한 열교환량을 확보하는 상태에서 횡류팬의 폭길이보다 횡류팬(D)의 직경 대비 약 0.5D 정도의 길이만큼 짧아지는 것이다.

또한, 열교환기의 길이가 종래와 동일한 상태에서는 횡류팬의 길이를 0.3∼0.5D 정도의 길이만큼 길게 형성하는 것도 가능하다.

한편, 흡입구(12)의 개구된 면적은 종래와 동일하게 형성하여 열교환기(14)의 면적보다 크도록 한다.

이와 같은 본 고안에 의한 에어콘 실내기는 종래 토출측에서 횡류팬의 양단부에서 직경의 0.5D부분까지 역류발생부가 존재하고 있어 공기의 유입이 매우 적기 때문에 이 부분에서의 열교환 효율이 감소하는 것을 감안한 것이다.

따라서 본 고안은 공기의 유량이 적은 부분을 회피하여 횡류팬의 직경(D)을 기준으로 하여 0.5∼1.0D 정도의 길이만큼 열교환기의 길이를 짧게 형성함으로써 공기 유입이 원활하게 이루어지지 않는 열교환기의 양단부를 배제하게 되어 실제 열교환기의 평균 단위 면적당 공기의 유량을 증대시키게 된다.

이와 같은 본 고안에 의한 에어콘 실내기의 유량을 측정한 결과는 다음과 같다.

	유량(m3/min)	비교	조건
종래 기술	12.1	100.0%	동일 회전수
본 고안 (-5%)	12.7	105.0%
본 고안 (-10%)	13.6	112.4%

또한, 열교환기(14)가 설치되지 않은 양단부의 유로 저항이 줄어들기 때문에 유량이 증가되어 토출구(13)측에서의 역류 발생 영역이 감소하게 된다.

그리고 횡류팬(15)에서 토출구(13)측으로의 유로 면적이 토출구측으로 갈수록 작아지기 때문에 토출 유속이 증가되어 토출측 양끝단부에서의 역류 유입이 대폭적으로 줄어들게 되는 것이다.

이와 같이 토출구측으로 갈수록 면적이 감소하는 유로의 측벽 형상은 직선 또는 볼록한 원호형이기 때문에 급격한 압력 또는 속도의 변화를 최대한 줄이게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 에어콘 실내기는 적용되는 횡류팬의 특성상 양끝단에서 발생되는 토출측 역류에 의하여 발생되는 열교환 효율의 저하를 방지하고, 열교환기의 단위 면적당 열교환 효율을 증대시키는 효과가 있다. 즉, 양단에서의 열교환 효과가 향상되는 것이 풍량의 증가로 나타나는 것이다.

또한, 열교환기의 크기를 줄일 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있고, 토출구측의 양단에서의 난류량이 줄어들어 소음이 저감되는 효과도 있다.

Claims (6)

1. 케이스의 흡입구측에 열교환기가 설치되어 있고, 토출구측에는 횡류팬과, 열교환되는 공기의 유로덕트를 형성하는 리어가이드 및 스테빌라이져가 설치되는 에어콘 실내기에 있어서,

   상기 열교환기의 폭방향 길이를 횡류팬의 폭방향 길이보다 짧아지도록 열교환기의 양단부의 길이를 단축형성한 것을 특징으로 하는 에어콘의 실내기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단축되는 열교환기의 길이는 횡류팬의 직경을 D라 할 때, 0.5∼1.0D인 것을 특징으로 하는 에어콘의 실내기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 횡류팬에서 토출구까지 형성되는 유로 면적은 토출구측으로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 에어콘의 실내기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 유로의 측벽 형상은 직선형인 것을 특징으로 하는 에어콘의 실내기.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 유로의 측벽 형상은 원호형인 것을 특징으로 하는 에어콘의 실내기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 원호형 측벽은 내측으로 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 에어콘의 실내기.