KR19990042026A - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡선형 열교환기의 적용에 따른 구조변경과 이러한 곡선형 열교환기를 고정시키기 위한 장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 전면패널과 샤시로 이루어진 외부케이스와, 상기 외부케이스의 내외부를 관통하도록 설치된 튜브 어셈블리와, 상기 외부케이스에 내장되어 송풍팬의 흡입력에 의해 고온의 공기를 저온의 공기로 열교환하여주는 열교환기를 갖춘 공기조화기에 있어서; 상기 열교환기(400)와 그 전방에 위치하는 전면패널(10)을 각각 외향으로 불룩한 곡선형으로 형성함과 아울러 상기 열교환기(400)는 고정수단에 의해 상기 샤시(20)에 고정되도록 한 것이다.

Description

공기조화기

본 발명은 공기조화기 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡선형 열교환기의 적용에 따른 구조변경과 이러한 곡선형 열교환기를 고정시키기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화라함은 실내의 온도, 습도, 기류, 먼지, 유해가스, 세균, 냄새 등 공기의 화학적, 물리적 조건을 실내의 사람 또는 생산공정, 보관물품에 대하여 보다 좋은 조건으로 유지하기 위해 인공적 수단으로 행하는 것으로서, 이를 위한 장치를 공기조화기(일명 에어컨)라 한다.

이러한 공기조화기는 실내의 더운 공기를 흡입한후 차가운 공기로 열교환하여 외부로 토출하는 순환과정을 반복함으로써 실내온도를 적정온도로 낮춰주는 냉방기능을 수행하게 된다.

통상적으로 냉방을 위해서는 냉매를 압축 → 응축 → 팽창 → 증발시키는 순차적인 냉방사이클에 의해 행해지는데, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

압축기에서 행해지는 압축과정은 저온,저압 기체상태의 냉매를 고온,고압 기체상태의 냉매로 변환시키는 과정이다.

응축기에서 행해지는 응축과정은 고온,고압 기체상태의 냉매를 외부공기에 의해 강제로 냉각하여 고온,고압 액체상태의 냉매로 변환시키는 과정이다.

모세관에 의해 행해지는 팽창과정은 고온,고압 액체상태의 냉매를 관공의 축소에 따라 저온,저압 액체상태의 냉매로 변환시키고 모세관을 벗어나면서 확관됨에 따라 팽창되는 과정이다.

증발기에서 행해지는 증발과정은 저온,저압 액체상태의 냉매를 팽창시켜 주위공기(실내공기)로부터 열을 빼앗아 기체상태로 변환시키는 과정이다.

도 1은 상기와 같은 과정에 의해 냉방기능을 수행하는 공기조화기, 특히 분리형 공기조화기에 있어서 벽걸이형 실내기를 도시한 분리사시도이다.

분리형 공기조화기는 통상적으로 실내에 설치되는 실내기와, 실외에 설치되는 실외기로 구별되는데, 본 발명은 실내기측에 관한것이므로 실외기에 대한 설명은 제외하기로 한다.

실내기는 외형을 구성하고 있는 외부케이스(1)와, 상기 외부케이스에 내장되어 외부의 더운공기를 기내로 흡입함과 동시에 열교환된 차가운 냉기를 외부로 배출하는 송풍팬(또는 크로스 플로우팬)(3)과, 외부의 더운공기를 저온의 냉기로 열교환해 주는 증발기(이하 “열교환기”라 함)(4)등으로 구성되어 있다.

한편, 상기 외부케이스(1)는 실내기의 전방을 구성하며 흡입그릴(11) 및 토출그릴(12)을 구비한 전면패널(10)과, 후방을 구성하며 상기 송풍팬(3)과 열교환기(4)가 고정되는 샤시(20)로 취합되어 있다.

따라서, 공기조화기를 가동시키면 송풍팬(3)의 회전력에 의해 실내의 더운공기가 흡입그릴(11)을 통해 기내로 유입되고, 유입되는 공기는 열교환기(4)를 통과하면서 저온으로 열교환되어 계속되는 송풍팬(3)의 회전력에 의해 토출그릴(12)을 통해 외부로 배출된다.

즉, 실내기에서는 실내공기를 기내로 흡입 → 실내공기를 저온으로 열교환 → 저온의 냉기를 실내로 토출하는 과정을 연속 반복적으로 행하면서 실내를 적정온도로 냉방시키게 된다.

한편, 요사이 출시되는 벽걸이형 실내기는 냉방효율을 극대화시키기 위해 전면패널(10)의 전면 뿐만아니라 상면에도 흡입그릴(11)을 형성하고, 이 흡입그릴이 형성된 넓이에 상당하도록 열교환기(4)를 설치하여 외부공기를 기내로 더 많이 흡입되도록 함과 아울러 흡입된 공기가 전량 열교환되도록 함으로써 실내기의 제한된 크기에도 불구하고 더 큰 냉방능력을 얻을 수 있도록 한 제품들이 개발되고 있다.

상기의 요건에 부합하기 위한 열교환기(4)는 도 2a와 도 2b에서와 같이 전면패널(10)의 전면과 상면에 걸쳐 2단으로 꺾인 형상을 이루고 있으며, 상기 열교환기의 양측에는 열교환기를 샤시(20)에 고정하기 위한 앤드 플레이트(End-Plate)(5)가 결합되어 있다.

명확한 설명을 위해 절곡부를 기준으로 열교환기(4)를 구분하기로 한다.

특히, 전방으로부터 후방으로 향하는 열교환기에 대하여 순번을 부여하여 각각 제 1, 2, 3 열교환기(40)(41)(42)라 하기로 하며, 상기 제 1, 2, 3 열교환기의 각 측면에 결합되는 앤드 플레이트에도 순번을 부여하여 제 1, 2, 3 앤드 플레이트(50)(51)(52)라 하기로 한다.

상기에서 제 1 앤드 플레이트(50)의 형태는 제 1 열교환기(40)의 측면에 고정하기 위해 냉매관(4a)이 통과할 수 있도록 다수개의 구멍(53)이 천공된 고정판(50a)과, 상기 고정판의 내단을 열교환기의 외향으로 직각 절곡한 연결판(50b)과, 상기 연결판의 일측에 하향으로 직각 절곡되며 고정홈(54)이 형성된 체결판(50c)으로 구성되어 있다.

상기 제 2 앤드 플레이트(51)는 상기 제 1 앤드 플레이트(50)와 동일한 구성으로 되어 있으며, 다만 체결판(51c)에 상기 고정홈(54)에 삽입되는 고정돌기(55)가 형성된 것 만이 상이하다.

또한 상기 제 3 앤드 플레이트(52)는 상술한 제 1, 2 앤드 플레이트(50)(51)와 같이 고정판(52a), 연결판(52b)이 형성되어 있으며, 연결판의 일측에는 상기 샤시(20)의 내부에 체결하기 위한 체결편(52c)이 형성된 것만이 상이하다.

한편, 샤시(20)의 내면 양측에는 상기 송풍팬(3)을 지지하기 위한 지지판(21)이 일체로 형성되어 있는데, 이 지지판에는 상기 체결편(52c)이 끼워지는 체결공(21a)이 형성되어 있다.

따라서, 열교환기(4)를 기내에 고정하기 위해서는 우선 열교환기(4)의 양측에 앤드 플레이트(5)를 결합해야 하는데, 결합시기는 열교환기(4)의 제작과정에서 냉매관(4a)을 절곡할 때 냉매관을 각 앤드 플레이트의 고정판(50a)(51a)(52a)에 형성된 구멍(53)으로 통과시켜 열교환기(4)와 앤드 플레이트(5)를 일체화한다.

이와 같이 열교환기에 앤드 플레이트가 고정된 상태에서 열교환기의 절곡부를 기준으로 적정각도로 2단으로 절곡하면 측면에 고정된 앤드 플레이트도 열교환기가 꺾이는 각도에 따라 함께 절곡된다.

이 상태에서 제 1 앤드 플레이트(50)의 체결판(50c)에 형성된 고정홈(54)에 제 2 앤드 플레이트(51)의 체결판(51c)에 형성된 고정돌기(55)를 압입함에 따라 제 1, 2 앤드 플레이트(50)(51)를 결합하고, 제 3 앤드 플레이트(52)는 체결편(52c)을 샤시(20)의 지지판(21)에 형성된 체결공(21a)에 삽입한후 나사 등에 의해 체결함으로써 고정력을 유지하게 된다.

한편, 상기 열교환기(4)는 상기에서와 같이 샤시(20)에 고정함과 아울러 정면에서 볼 때 열교환기의 우측으로 이어져 나온 튜브 어셈블리(43)(배선 및 냉매관등)를 샤시(20)의 튜브공(22)을 통하여 실외기(도시는 생략함)로 연결하는데, 이때 튜브 어셈블리(43)는 여러 금속관이 조합되어 형상변형(밴딩)이 어려울 뿐만아니라 이 튜브 어셈블리를 튜브공(22)으로 삽입하기 위한 작업시 제 1, 2 앤드 플레이트(50)(51)를 결합하고 있는 고정홈(54)과 고정돌기(55)가 쉽게 탈거되는 문제점으로 조립작업에 어려움이 있었을뿐만 아니라 조립시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 각 앤드 플레이트의 연결부위는 강제로 밴딩하여 꺾여진 상태로 조립되므로 작은 외력에도 쉽게 부러지는 등의 문제점도 있었다.

또한, 상기의 다단형 열교환기(4)가 적용될 경우 도 3의 화살표와 같이 송풍팬(3)을 중심으로 열교환기(4)의 각 부위별 거리가 다르므로 열교환기를 통과하는 공기의 양도 각 부위별로 다르게 나타난다.

이에 따라 냉방사이클에서 증발점의 편차가 크게 되어 사이클의 불균형이 증가하게 되며, 이러한 불균일 증발점에 의한 온도의 언바란스에 의해 송풍팬(3) 내부에서 노점을 형성하여 이슬맺힘의 원인이 되는 등의 문제점들이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 열교환기 및 전면패널의 형상을 곡선화하여 열교환기와 전면패널사이 간격을 일정하게 함과 아울러 실내기를 컴팩트화 하기 위한 것이다.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 전면패널과 샤시로 이루어진 외부케이스와, 상기 외부케이스의 내외부를 관통하도록 설치된 튜브 어셈블리와, 상기 외부케이스에 내장되어 송풍팬의 흡입력에 의해 고온의 공기를 저온의 공기로 열교환하여주는 열교환기를 갖춘 공기조화기에 있어서; 상기 열교환기와 그 전방에 위치하는 전면패널을 각각 외향으로 불룩한 곡선형으로 형성함과 아울러 상기 열교환기는 고정수단에 의해 상기 샤시에 고정된 것을 특징으로 하는 공기조화기를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 공기조화기에 있어서, 벽걸이형 실내기의 일부 분리사시도

도 2a는 종래 다단형 열교환기와 이 열교환기의 양측면에 취합되는 앤드 플레이트의 분리사시도

도 2b는 상기 도 2a에서 앤드 플레이트가 밴딩되기 전의 상태를 도시한 정면도

도 3은 종래 실내기의 개략적인 측단면도

도 4는 본 발명의 공기조화기에 있어서, 샤시와 곡선형 열교환기와 앤드 플레이트를 발췌한 분리사시도

도 5는 본 발명 곡선형 열교환기가 적용된 실내기의 개략적인 측단면도

도 6은 본 발명의 열교환기를 샤시에 고정하기 위한 다른 실시예를 도시한 것으로서, 특히 열교환기와 앤드 플레이트의 결합상태 종단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40 : 열교환기 60 : 체결부재

70 : 틈새부 210 : 제 1 절곡편

510 : 제 2 절곡편 500 : 앤드 플레이트(End-Plate)

이하, 첨부된 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명 공기조화기의 증발기 형태와 이 증발기의 고정하기 위한 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

전면패널(10)과 샤시(20)로 이루어져 실내기의 외형을 구성하고 있는 외부케이스(1)의 내부에는 송풍팬(3)과 열교환기(400)가 내장되어 있다.

상기 열교환기(400)는 냉매가 흐르는 냉매관(400a)과 이 냉매관의 외주면에 무수히 많이 용접되어 있는 핀(Fin)(400b)로 구성되어 있으며, 전체적인 외형은 측면에서 보아 전방을 향해 불룩한 곡선형을 이루고 있다.

상기와 같은 곡선형 열교환기(400)는 고정수단에 의해 샤시(20)에 고정되어 있는데, 이러한 고정수단의 구성은 다음과 같다.

샤시(20)의 내부 양측에 송풍팬(3)을 지지하기 위해 일체로 형성되어 있으며 그 단부를 내측으로 절곡하여 제 1 절곡편(210)을 형성한 지지판(21)과, 열교환기(400)의 양측에 냉매관(400a)에 의해 결합되어 있으며 상단은 열교환기(400)의 표면에 밀착되도록 절곡하고 하단은 열교환기(400)의 외측으로 절곡한 제 2 절곡편(510)을 형성한 앤드 플레이트(500)와, 상기 제 1 절곡편(210)의 상면에 제 2 절곡편(510)을 밀착시킨 상태에서 열교환기(400)를 지지판(21)에 체결하기 위한 나사 등의 체결부재(60)로 구성되어 있다.

따라서, 상기 곡선형 열교환기(400)를 샤시(20)에 고정하기 위해서는 열교환기의 불룩한 쪽을 전방으로 향하도록 한 상태에서 양측에 고정되어 있는 앤드 플레이트(500)의 제 2 절곡편(510)을 샤시(20)의 지지판(21)에 형성된 제 1 절곡편(210)의 상면에 밀착시킨 상태에서 체결부재(60)에 의해 제 1, 2 절곡편(210)(510)을 체결하면 열교환기의 고정작업이 손쉽게 완료된다.

한편, 상기와 같은 곡선형 열교환기(400)의 고정구조는 이외에도 여러 가지 방법을 적용할 수 있는데, 그중 일예를 들면 도 6에서와 같이 지지판(21)의 제 1 절곡편(210)은 외향으로 절곡하고, 앤드 플레이트(500)의 하단 제 2 절곡편(510)은 열교환기(400) 방향으로 절곡하여 제 2 절곡편(510)과 열교환기(40)사이에 제 1 절곡편(210)이 삽입될 수 있도록 틈새부(70)를 형성하여 열교환기(40)의 고정시 틈새부(70)로 제 1 절곡편(210)이 끼워지도록 함에 따라 고정하는 구성도 가능하다 하겠다.

이때도 확실한 고정력을 얻기위해 나사 등의 체결부재(60)에 의해 제 1, 2 절곡편(210)(510)을 체결토록 하는 것이 바람직 하다.

상기의 결합과정을 좀더 상세히 설명하면, 틈새부(70)의 후단에 제 1 절곡편(210)의 선단을 삽입한후 열교환기(40)를 샤시(20)를 향해 밀어넣으면 틈새부(70)에 의해 제 1 절곡편(210)이 가이딩되면서 끼워지게 된다.

그러나 이렇게 끼워진 상태는 고정력이 미비한 상태이므로 상술한 바와 같이 체결부재(60)에 의해 체결하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 곡선형 열교환기(400)는 평평한 상태로 제작한후 그 일측면을 일정간격으로 컷팅하고, 이 컷팅한 면이 외측으로 향하도록 인위적인 힘을 가하여 곡선형을 이루도록 하면 간단하게 상기와 같은 곡선형의 열교환기를 제작할 수 있게 된다.

이때, 컷팅간격을 작게하면 할수록 세밀한 곡률을 이룰수 있음은 물론이다.

또한, 상기 곡선형 열교환기(400)를 적용할 경우 필수적으로 그 전면에 위치하는 전면패널(10)도 곡선형을 이루어야 하며, 상기 열교환기(400)와 전면패널(10)의 곡률중심을 송풍팬(3)이 되어야 하는 조건을 만족해야 한다.

그 이유는 전면패널(10)과 열교환기(400)의 사이간격을 균일화하여 송풍팬(3)의 회전력에 의해 열교환기의 각 부위별로 일정한 양의 공기가 통과할 수 있도록 하기 위해서 이다.

이에 따라 전면패널(10)의 흡입그릴(11)로부터 외부공기가 기내로 유입되면 전면패널과 열교환기(400)의 틈새가 일정하게 형성되어 있으므로 열교환기(40)의 각 부위별 증발점이 일정하게 이루어지게 되어 냉방효율을 배가시키는 효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 종래구조에서 전면패널(10)과 열교환기(400)사이의 불필요한 잉여공간(V)을 줄임에 따라 실내기의 슬림화를 이룰 수 있게 된다.

한편, 상기 열교환기(400)로부터 이어져 나오는 튜브 어셈블리(410)를 실외기(도시는 생략함)와 연결하기 위해 샤시(20)의 일측에 형성된 튜브공(22)은 그 상단이 개구되도록하여 튜브 어셈블리(410)를 용이하게 취부할 수 있도록 하였다.

열교환기와 전면패널을 곡선화함으로써 열교환기를 통과하는 공기량이 부위별로 일정하게 이루어지고 이에 따른 증발점이 동일하게 되므로 이슬맺힘을 방지할 수 있도록 함은 물론 냉방사이클의 균일성을 유지할 수 있는 효과와, 열교환기와 전면패널사이공간을 일정하게 함으로써 냉방효율을 증대시키고 각(角)형에 비해 실내기의 외형을 슬림화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 튜브공의 상부를 개구하여 조립시 튜브 어셈블리를 용이하게 관통시킬 수 있으므로 조립시간을 단축할 수 있는 효과도 있다.

Claims (5)

1. 전면패널과 샤시로 이루어진 외부케이스와, 상기 외부케이스의 내외부를 관통하도록 설치된 튜브 어셈블리와, 상기 외부케이스에 내장되어 송풍팬의 흡입력에 의해 고온의 공기를 저온의 공기로 열교환하여주는 열교환기를 갖춘 공기조화기에 있어서;

   상기 열교환기와 그 전방에 위치하는 전면패널을 각각 외향으로 불룩한 곡선형으로 형성함과 아울러 상기 열교환기는 고정수단에 의해 상기 샤시에 고정된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   고정수단은 샤시의 내부 양측에 일체로 형성되며 그 단부가 내측으로 절곡된 지지판과,

   열교환기의 양측에 고정되며 상기 지지판의 절곡부에 밀착되도록 하단이 외측으로 절곡된 앤드 플레이트와,

   상기 지지판 하단의 절곡부와 앤드 플레이트 단부의 절곡부를 밀착되도록 한 상태에서 이를 체결하기 위한 체결부재로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제 1 항에 있어서,

   열교환기와 전면패널의 곡률중심이 송풍팬인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제 1 항에 있어서,

   열교환기는 평평한 상태의 열교환기 표면을 일정간격으로 컷팅하여 컷팅된 면이 외측면을 이루도록 절곡하여 곡선화한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제 1 항에 있어서,

   샤시의 일측에 상단이 개구된 튜브공을 형성하여 튜브 어셈블리가 샤시의 상부로부터 끼워질수 있도록 한 것을 특징으로 하는 공기조화기.