KR20010027697A - 에어컨 실외기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어컨 실외기에 관한 것으로서, 종래의 에어컨 실외기는 정압을 증가시키기 위하여 축류팬의 직경을 증가시킴으로써, 회전에 의한 소음이 증가되고, 실외기의 체적용량이 증가되어 에어컨의 냉방능력 별로 다양한 크기의 실외기가 구비되어야 하였으며, 배출구의 크기가 상대적으로 커서 그 공간으로 먼지나 빗물 등의 습기가 유입되는 문제점이 있었으나, 본 발명은 회전방향과 반대방향으로 만곡되어 방사상으로 다수개 설치된 후향날개를 갖는 송풍팬에 의하여 공기를 유동시키고 회전수를 증가시켜 높은 정압을 발생시킴으로써, 모델 및 기종별로 에어컨의 냉방능력이 상이하여도 실외기의 크기를 동일하게 하여 실외기를 공용화하고, 소형화에 의한 설치공간의 축소로 제조원가가 절감되며, 상기 송풍팬이 외주에서 방사형으로 냉각공기를 토출하는 유동특성을 가지므로 유로 구성이 단순해지고, 배출구를 통하여 먼지나 빗물 등의 습기가 유입되는 것을 감소시켜 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

에어컨 실외기{AIR-CONDITIONER OUTDOOR UNIT}

본 발명은 에어컨 실외기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 후향날개를 갖는 송풍팬에 의하여 공기를 유동시킴으로써, 다양한 냉방능력에 대응될 수 있는 에어컨 실외기에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 압축기, 응축기, 열교환기 등으로 구성되는 냉동사이클 장치가 내부에 장착되고, 증발기에서 형성되는 냉기와 응축기에서 발생되는 온기를 실내의 상황에 따라 적절하게 내보내어 실내의 분위기를 쾌적하게 유지시켜 주는 기기이다.

상기 에어컨은 냉동사이클 장치가 하나의 몸체 내에 장착되어 창문 등에 설치되는 창문형 에어컨과, 실내기와 실외기를 분리하여 실내와 실외에 각각 설치하는 분리형 에어컨으로 구분된다. 상기 분리형 에어컨의 실외기는 보통 소음 발생이 많은 압축기, 응축기, 냉각팬 등을 포함하여 구성되며 실내기는 증발기와 송풍팬을 포함하여 구성된다.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 에어컨 실외기의 평단면도 및 정단면도로서, 도시된 바와 같이, 에어컨 실외기(10)는 소정의 형상으로 형성되어 일측에 배출구(3a)가 형성된 실외기 케이스(1)의 일측 내부에 냉매가스를 고온 고압상태로 압축하는 압축기(11)가 설치되고, 상기 실외기 케이스(1)의 배면과 일측면에 걸쳐 위치하도록 압축기(11)와 연결관(미도시)에 의해 연결되어 열을 외부로 방열하는 응축기(14)가 설치되며, 상기 응축기(14)의 전면과 배출구(3a) 사이에 응축기(14)에서 방열되는 열을 실외기 케이스(1)의 외부로 방출시키는 축류팬(15)이 설치되고, 상기 축류팬(15)의 측부에 축류팬(15)을 구동시키는 모터(16)가 설치된다.

그리고, 상기 압축기(11)의 측부에 압축기(11)로 유입되는 냉매를 잠시 저장하여 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매를 분리하는 어큐뮬레이터(accumulator) (13)가 연결관(미도시)에 의해 연결 설치되고, 상기 압축기(11)의 내부에서 냉매압력의 맥동과 구조적 진동에 의해 유발된 방사소음을 저감하기 위하여 외부에 원통형으로 흡차음재(12)가 설치되며, 상기 압축기(11)의 하측에는 압축기(11)를 지지하며 실외기 케이스(1)의 하면을 이루는 베이스판(2)에 압축기(11)에서 발생되는 진동이 전달되는 것을 방지하도록 방진고무(2a)가 볼트(2b)와 너트(2c)에 의해 결합된다.

상기와 같은 구성을 갖는 에어컨 실외기의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

상기 에어컨 실외기(10)는 인가되는 전류에 의해 압축기(11)가 작동되면서 실내기에 설치된 증발기(미도시)에서 흡입되는 저온저압 상태의 냉매를 고온고압 상태의 냉매로 변환시켜 토출시키며, 그 토출된 냉매는 응축기(14)로 유입되어 외부로 열을 방열시키고, 외부로 열을 방열시킨 냉매가스는 모세관(미도시)을 거쳐 실내기에 장착된 증발기로 유입되면서 증발기에서 외부의 열을 흡수하여 냉기를 형성하게 된다. 이때, 응축기(14)에서 방열되는 열 및 압축기(11)에서 발생되는 열은 축류팬(15)의 회전에 의해 실외기 케이스(1)의 배출구(3a)를 통해 외부로 방출되면서 응축기(14)와 압축기(11)를 냉각시킨다.

도 2a는 상기 축류팬(15)에 의한 정압(P)-풍량(Q) 성능곡선도로서, 저정압 고풍량의 특징을 가지므로 비교적 큰 열교환기가 구비되어 필요한 정압이 비교적 낮고 열교환에 필요한 요구 풍량은 상대적으로 큰 실외기에는 많이 사용된다. 따라서, 냉방능력이 크게 설계되어 높은 정압이 요구되는 경우로서 3열의 열교환기가 사용될 경우에는 상기 축류팬(15)은 회전수를 증가시켜도 요구되는 풍량이 발생되지 않고 소음만 발생되는 스톨(Stall)현상이 발생되고, 열교환기가 1열 또는 2열로 사용되면 열교환기의 전면면적이 커지므로 실외기의 크기가 증가되고 필요한 풍량이 증가되어 직경을 증가시켜야 하였다.

한편, 도 2b는 축류팬(15)의 성능곡선 변화도로서, A는 초기상태의 성능곡선이고, B는 회전수를 증가시킨 경우의 성능곡선이며, C는 축류팬(15)의 직경을 증가시킨 경우의 성능곡선을 도시하였다. 즉, 높은 정압이 필요한 경우에는 상기 축류팬(15)의 발생 압력이 낮으므로 회전수를 증가하거나, 직경을 증가시켜야 하였으나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 회전수가 증가된 성능곡선 B는 초기상태의 성능곡선 A에 비하여 정압의 증가치가 매우 적으며, 직경을 증가시킨 성능곡선 C는 정압의 증가치가 비교적 크므로 상기 축류팬(15)의 직경을 증가시키는 것이 효율적이었다.

그러나, 정압을 증가시키기 위하여 상기 축류팬(15)의 직경을 증가시킬 경우에는 회전에 의한 소음이 증가되고, 실외기의 체적용량이 증가되므로 에어컨의 냉방능력 별로 다양한 크기의 실외기가 구비되어야 하였으며, 상기 전면판(3)에 설치된 배출구(3a)의 크기가 상대적으로 크므로 그 공간으로 먼지나 빗물 등의 습기가 유입되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에어컨의 냉방능력이 증가되어도 스톨현상이 발생되지 않고, 실외기가 공용화되어 동일한 크기를 갖는 에어컨 실외기를 제공하는 데 있다.

도 1a는 일반적인 에어컨 실외기를 도시한 평단면도.

도 1b는 상기 에어컨 실외기의 정단면도.

도 2a는 축류팬의 성능곡선도.

도 2b는 축류팬의 성능곡선 변화도.

도 3a는 본 발명에 따른 에어컨 실외기의 평단면도.

도 3b는 본 발명에 따른 에어컨 실외기의 부분절결 정단면도.

도 4a는 본 발명에 따른 송풍팬의 공기유동 상태가 도시된 평단면도.

도 4b는 본 발명에 따른 송풍팬의 공기유동 상태가 도시된 정면도.

도 5a는 팬 종류별 성능곡선도.

도 5b는 본 발명에 따른 송풍팬의 성능곡선 변화도.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호설명〉

20 : 실외기 21 : 실외기 케이스

22 : 베이스판 23 : 전면판

23a: 배출구 24 : 후면판

24a: 후면흡입구 25 : 측면판

25a: 측면흡입구 30 : 압축기

31 : 흡차음재 32 : 어큐뮬레이터

40 : 응축기 50 : 송풍팬

51 : 허브 52 : 후향날개

60 : 모터 61 : 흡입안내판

62 : 차단판

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 에어컨 실외기는 실외기의 하부를 이루는 베이스판과, 열교환된 공기가 배출되는 배출구가 형성되어 실외기의 앞부분에 설치되는 전면판과, 외부의 공기가 유입되는 후면흡입구와 측면흡입구가 형성되어 실외기의 뒷부분과 측면에 설치되는 후면판 및 측면판으로 이루어진 실외기 케이스와; 상기 실외기 케이스의 일측에 설치되는 압축기와; 상기 압축기의 일측에 연결되어 압축기의 측부에 설치되는 어큐뮬레이터와; 상기 압축기에 연결되어 실외기 케이스의 내부에 설치되는 응축기와; 상기 전면판과 응축기의 사이에 설치되어 열교환된 공기를 후방에서 흡입하고 외주에서 방사상으로 배출하도록 중앙에 상기 모터가 결합되는 허브가 형성되고, 상기 허브의 외측에는 회전방향과 반대방향으로 만곡되어 방사상으로 다수개 설치된 후향날개가 형성된 송풍팬과; 상기 송풍팬을 구동하는 모터와; 상기 응축기에서 열교환된 공기를 상기 송풍팬으로 안내하는 흡입안내판으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시례를 첨부도면에 의거하여 설명토록 한다.

본 발명에 따른 에어컨 실외기(20)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 실외기 케이스(21)는 실외기의 하부를 이루는 베이스판(22)과, 열교환된 공기가 배출되는 장방형의 배출구(23a)가 상부에 형성되어 실외기의 앞부분에 설치되는 전면판(23)과, 외부의 공기가 유입되는 다수의 후면흡입구(24a)와 측면흡입구(25a)가 형성되어 실외기의 뒷부분과 측면에 설치되는 후면판(24) 및 측면판(25)으로 구성되며, 상기 실외기 케이스(21)의 일측에 설치되는 압축기(30)와, 상기 압축기(30)의 일측에 연결되어 압축기(30)의 측부에 설치되는 어큐뮬레이터(32)와, 상기 압축기(30)에 연결되어 실외기 케이스(21)의 내부에 설치되는 응축기(40)와, 상기 전면판(23)과 응축기(40)의 사이에 설치되어 열교환된 공기를 후방에서 흡입하고 외주에서 방사상으로 배출하는 송풍팬(50)과, 상기 송풍팬(50)을 구동하는 모터(60)로 구성된다.

그리고, 상기 응축기(40)에서 열교환된 공기를 상기 송풍팬(50)으로 안내하는 흡입안내판(61)이 상기 응축기(40)를 감싸면서 중앙에 천공되어 상기 송풍팬(50)의 입구측에 일치되도록 구성되며, 상기 송풍팬(50)에서 배출된 공기의 분산을 막는 차단판(62)이 상기 전면판(23)과 상기 흡입안내판(61)을 연결하여 수직으로 설치된다.

한편, 상기 송풍팬(50)은 도 4a, 도 4b에 도시된 바와 같이, 중앙에 상기 모터(60)가 결합되는 허브(51)가 형성되고, 상기 허브(51)의 외측에는 회전방향(점선 화살표 F방향)과 반대방향(점선 화살표 R방향)으로 만곡되어 방사상으로 다수개 설치된 후향날개(52)(Backward curved blade)로 구성된다.

그리고 일반적으로 상기와 같이 원심력에 의하여 구동되는 날개에서는 발생된 동압을 적정수준의 압력과 풍량으로 변환시키는 기능을 수행하는 스크롤의 사용이 필요하나, 상기 송풍팬(50)은 스크롤이 설치되지 않더라도 적정압력과 풍량을 구비할 수 있으므로 스크롤이 구비되지 않는 구조로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 응축기(40)는 큰 냉방능력이 요구되면 2열 뿐만 아니라 3개의 열로 설치하는 것과 같이, 상기 응축기(40)가 다수개의 열로 설치되어 요구되는 냉방능력이 다양할 경우에도 실외기를 공용으로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 송풍팬(50)에서 배출된 공기의 분산을 막으며, 상기 압축기(30)의 소음을 차단시키는 차단판(62)이 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 에어컨 실외기의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

상기 에어컨 실외기(20)는 인가되는 전류에 의해 압축기(30)가 작동되면서 실내기에 설치된 증발기(미도시)에서 흡입되는 저온저압 상태의 냉매를 고온고압 상태의 냉매로 변환시켜 토출시키며, 그 토출된 냉매는 응축기(40)로 유입되어 외부로 열을 방열시키고, 외부로 열을 방열시킨 냉매가스는 모세관(미도시)을 거쳐 실내기에 장착된 증발기로 유입되면서 증발기에서 외부의 열을 흡수하여 냉기를 형성하게 된다. 이때, 응축기(40)에서 방열되는 열 및 압축기(30)에서 발생되는 열은 송풍팬(50)의 회전에 의해 전면판(23)의 배출구(23a)를 통해 외부로 방출되면서 응축기(40)와 압축기(30)를 냉각시킨다.

도 5a는 상기 축류팬(15)과 송풍팬(50)의 정압(P)-풍량(Q) 성능곡선도로서, 상기 축류팬(15)은 곡선 A와 같이 저정압 고풍량의 특징을 가지는 데 비하여, 송풍팬(50)은 곡선 D와 같이 고정압 저풍량의 특징을 가지므로 높은 압력이 요구되거나, 적은 풍량이 요구되는 경우에 주로 사용된다. 그리고, 도 5b는 송풍팬(50)의 성능곡선 변화도로서, D1은 초기상태의 성능곡선이고, D2∼D4는 회전수를 점차 증가시킨 경우의 성능곡선을 도시하였다. 즉, 높은 정압이 필요한 경우에는 상기 축류팬(15)은 발생 압력이 낮으므로 직경을 증가시켜야 하였으나, 상기 송풍팬(50)은 도시된 바와 같이, 회전수의 조절에 의한 성능곡선의 조절범위가 넓으므로 회전수를 증가시켜 정압과 풍량을 증가시킬 수 있다.

따라서, 상기 송풍팬(50)은 특성상 회전수를 크게 증가시켜도 스톨이 발생되지 않으며, 회전수를 증가시켜 높은 정압과 큰 풍량을 발생시킬 수 있으므로 열교환기를 3열이나 4열까지도 사용할 수 있는 바, 종래와는 달리 모델 및 기종에 따라서 에어컨의 냉방능력이 상이하여도 실외기의 크기를 동일하게 하고 단지 열교환기의 열수를 증가시켜 다양한 냉방능력에 대응할 수 있도록 하는 한편, 상기 송풍팬(50)은 외주에서 방사형으로 냉각공기를 토출하는 유동특성을 가지므로 스크롤 구조가 불필요하고 유로구성이 단순해진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 에어컨 실외기는 회전방향과 반대방향으로 만곡되어 방사상으로 다수개 설치된 후향날개를 갖는 송풍팬에 의하여 공기를 유동시키고 회전수를 증가시켜 높은 정압을 발생시킴으로써, 모델 및 기종별로 에어컨의 냉방능력이 상이하여도 동일한 크기의 실외기를 적용하고 열교환기의 열수를 증가시켜 다양한 냉방능력에 대응토록하여 실외기를 공용화하는 한편, 소형화에 의한 설치공간의 축소로 제조원가가 절감되며, 상기 송풍팬이 외주에서 방사형으로 냉각공기를 토출하는 유동특성을 가지므로 스크롤 구조가 불필요하고 유로구성이 단순해지고, 상기 전면판에 설치된 배출구의 크기가 상대적으로 작으므로 그 공간으로 먼지나 빗물 등의 습기가 유입되는 것을 감소시켜 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 실외기의 하부를 이루는 베이스판과, 열교환된 공기가 배출되는 배출구가 형성되어 실외기의 앞부분에 설치되는 전면판과, 외부의 공기가 유입되는 후면흡입구와 측면흡입구가 형성되어 실외기의 뒷부분과 측면에 설치되는 후면판 및 측면판으로 이루어진 실외기 케이스와; 상기 실외기 케이스의 일측에 설치되는 압축기와; 상기 압축기의 일측에 연결되어 압축기의 측부에 설치되는 어큐뮬레이터와; 상기 압축기에 연결되어 실외기 케이스의 내부에 설치되는 응축기와; 상기 전면판과 응축기의 사이에 설치되어 열교환된 공기를 후방에서 흡입하고 외주에서 방사상으로 배출하도록 중앙에 상기 모터가 결합되는 허브가 형성되고, 상기 허브의 외측에는 회전방향과 반대방향으로 만곡되어 방사상으로 다수개 설치된 후향날개가 형성된 송풍팬과; 상기 송풍팬을 구동하는 모터와; 상기 응축기에서 열교환된 공기를 상기 송풍팬으로 안내하는 흡입안내판으로 구성된 것을 특징으로 하는 에어컨 실외기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 송풍팬은 스크롤이 구비되지 않는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 에어컨 실외기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 응축기는 다수의 열로 설치되어 요구되는 냉방능력이 다양한 경우에도 실외기를 공용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 에어컨 실외기.
4. 제 3항에 있어서, 상기 송풍팬에서 배출된 공기의 분산을 막으며, 상기 압축기의 소음을 차단시키는 차단판이 설치된 것을 특징으로 하는 에어컨 실외기.