KR20030035328A - 공기조화기의 실외기 - Google Patents

Abstract

송풍팬으로부터 토출되는 공기를 안내하는 벨마우스의 구조를 개선하여 풍량을 증대시킴과 동시에 소음을 저감시킨 공기조화기의 실외기가 개시된다.

실외기는 흡입구와 토출구가 형성된 하우징, 하우징의 내부에 설치된 열교환기와 송풍팬, 토출구에 마련되어 송풍팬의 외주위에 배치된 벨마우스를 구비하며, 상기 벨마우스는 그 입구부가 일정 곡률을 이루어 토출구의 내측을 향해 확대되는 곡면부로 형성되고, 그 출구부가 일정 각도를 이루어 토출구의 외측을 향해 확대되는 직선 경사부로 형성되며, 곡면부와 직선 경사부 사이에는 수평 직선부가 형성되어 이루어진다. 곡면부와 수평 직선부, 그리고 직선 경사부의 길이는 대략 7:1:2의 비율이 되도록 하며, 곡면부의 곡률 반경은 대략 20~35mm로 되도록 한다. 또한 직선 경사부의 경사 각도는 대략 40°~ 50°가 되도록 한다.

Description

공기조화기의 실외기{Outdoor Unit of Air Conditioner}

본 발명은 공기조화기의 실외기에 관한 것으로, 더 상세하게는 실외기의 내부에 설치되는 송풍팬으로부터 토출되는 공기를 안내하는 벨마우스의 구조를 개선하여 풍량은 증대시키는 한편 소음은 저감시킨 공기조화기의 실외기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉동사이클을 이용하여 실내공간의 공기를 조화시키는 장치로서, 실내기와 실외기가 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기가 널리 이용되고 있다.

실내기는 실내에 배치되며, 증발기와 송풍팬을 구비하여 냉방운전시 실내공기가 송풍팬에 의해 실내기의 흡입구를 통해 유입되어 증발기를 통과하면서 냉각된 후, 다시 실내기의 토출구를 통해 실내공간으로 토출되어 실내공간을 냉방시키게 된다.

한편, 실외기는 실외에 배치되며, 압축기와 응축기, 그리고 송풍팬을 구비하여 냉방운전시 실외공기가 송풍팬에 의해 실외기의 흡입구를 통해 유입되어 응축기를 통과한 후, 다시 실외기의 토출구를 통해 토출되어 응축기를 냉각시키게 된다.

도 1은 종래의 공기조화기의 실외기를 도시한 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 종래의 실외기는 사각함체 형상의 하우징(1)에 의해 외관이 형성된다. 하우징(1)의 내부는 파티션(2)에 의해 열교환실(3)과 전장품실(4)로 양분되어 구획되어, 열교환실(3)에는 냉방운전시 응축기로 작동하는 열교환기(5)와 프로펠러 팬과 같은 송풍팬(6)과 이 송풍팬(6)을 구동시키는 팬모터(7)가 배치되며, 전장품실(4)에는 압축기(8)가 배치되어 있다.

열교환기(5)는 "L" 형상으로 형성되어 하우징(1)의 후면판(1c)과 일측면판(1b)에 걸쳐서 근접하여 배치되며, 송풍팬(6)은 열교환기(5)의 전방에서 하우징(1)의 전면판(1a)에 근접하여 배치된다. 후면판(1c)과 일 측면판(1b)에는 다수의 흡입구(10)가 형성되어 있어서 송풍팬(6)에 의해 하우징(1)의 내부로 흡입된 실외공기가 열교환기(5)를 통과하도록 한다.

하우징(1)의 전면판(1a)에는 송풍팬(6)에 의해 하우징(1)으로 유입되어 열교환기(5)를 통과한 실외공기를 다시 실외로 토출시키기 위한 토출구(11)가 형성되어 있는데, 이 토출구(11)에는 토출그릴(12)이 부착되어 외부로부터 이물질이 유입되거나 신체의 일부가 송풍팬(6)에 접촉하는 것을 방지하게 된다.

또한 하우징(1)의 전면판(1a)의 배면에는 흡입구(10)를 통해 흡입된 실외공기가 송풍팬(6)을 거쳐서 토출구(11)로 배출되는 것을 안내하는, 종래기술에 따른 벨마우스(13)가 전면판(1a)과 일체로 형성되어 있다. 이 벨마우스(13)는 양단이 개방된 대략 원통형상으로 형성되어 송풍팬(6)의 외주위에 일정 간격 이격되어 배치되는데, 이러한 벨마우스의 구조 또는 형상에 따라 송풍팬의 성능이 변화하게 되며, 이에 따라 실외기의 열교환 효율과 소음이 영향을 받게 된다.

이 종래의 벨마우스(13)는 전면판(1a)의 토출구(11)의 가장자리로부터 송풍팬(6)을 향해 내측으로 일정 폭을 갖도록 연장하여 구성된다. 즉, 종래의 벨마우스(13)는 토출구(11)로부터 송풍팬(6)을 향해 직각으로 직선을 이루어 연장하여 이루어지는 것이다.

상기와 같이, 종래의 벨마우스(13)는 전체적으로 직선을 이루어 형성되어서 송풍팬(6)으로부터 토출되는 공기에 유동저항이 발생하는 구조를 이루게 되어 송풍팬(6)이 놓여져 있는 벨마우스(13)의 입구부에서 공기가 원활하게 유동하지 못하게 되고, 이에 따라 공기의 유동저항에 따른 와류가 발생하게 되어 풍량이 저감될 뿐만 아니라, 와류 발생에 따른 소음이 증대되는 단점을 가지게 된다.

또한, 벨마우스(13)가 토출구(11)와 직각으로 직선을 이루어 형성되고 일정한 직경(R1)으로만 이루어지기 때문에, 일정 직경(R1)을 가진 벨마우스(13)를 따라 유동한 공기가 벨마우스(13)의 출구부로부터 갑자기 실외 측으로 팽창하면서 배출되게 된다. 이에 따라 종래 공기조화기의 실외기는 공기의 유동이 원활하게 이루어지지 않기 때문에, 풍량이 더욱 감소되고 유동소음은 더욱 증대되는 문제점을 갖게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 송풍팬으로부터 토출되는 공기를 안내하는 벨마우스의 구조를 개선하여 풍량을 증대시킴과 동시에 소음을 저감시킨 공기조화기의 실외기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 벨마우스 구조가 적용된 공기조화기의 실외기의 횡단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 벨마우스 구조가 적용된 공기조화기의 실외기의 횡단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 벨마우스 주위를 확대하여 도시한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1...히우징 5...열교환기

6...송풍팬 10...흡입구

11...토출구 20...벨마우스

21...곡면부 22...수평 직선부

23...직선 경사부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

흡입구와 토출구가 형성된 하우징, 상기 하우징의 내부에 설치된 열교환기와 송풍팬, 상기 토출구에 마련되어 상기 송풍팬의 외주위에 배치된 벨마우스를 구비한 공기조화기의 실외기에 있어서,

상기 벨마우스는 그 입구부가 일정 곡률을 이루어 상기 토출구의 내측을 향해 확대되는 곡면부로 형성되고, 그 출구부가 일정 각도를 이루어 상기 토출구를향해 확대되는 직선 경사부로 형성되며, 상기 곡면부와 직선 경사부 사이에는 수평 직선부가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 곡면부의 길이(L1)와 수평 직선부의 길이(L2), 그리고 상기 직선 경사부의 길이(L3)는 L1 > L3 > L2 로 되며, 더 바람직하게는 대략 7:1:2의 비율로 된다.

또한, 상기 곡면부의 곡률 반경은 대략 20~35mm로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 직선 경사부의 경사 각도는 대략 40°~ 50°로 되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. 종래기술의 실외기의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일 부호를 부여하여 설명할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 벨마우스 구조가 적용된 공기조화기의 실외기의 횡단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 벨마우스 주위를 확대하여 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벨마우스를 구비한 공기조화기의 실외기는 외관을 형성하는 사각함체 형상의 하우징(1)과, 이 하우징(1)의 내부에 설치된 열교환기(5)와 송풍팬(6) 및 팬모터(7), 그리고 압축기(8)를 구비한다. 하우징(1)의 내부공간은 파티션(2)에 의해 열교환실(3)과 전장품실(4)로 구획되어, 전장품실(4)에는 압축기(8)와 실외기를 제어하기 위한 전장품들이 배치되고, 열교환실(3)에는 "L"형상으로 이루어진 열교환기(5)와 송풍팬(6)과 팬모터(7) 등이 배치된다.

열교환기(5)는 하우징(1)의 내부에서 하우징(1)의 후면판(1c)과 일 측면판(1b)에 인접하여 배치되며, 송풍팬(6)과 팬모터(7)는 열교환기(5)와 하우징(1)의 전면판(1a)에 형성된 토출구(11) 사이에 배치된다.

열교환기(5)가 배치되는 하우징(1)의 후면판(1c)과 일 측면판(1b)에는 실외공기를 흡입하기 위한 다수의 흡입구(10)가 형성되어 있으며, 흡입된 공기를 토출하기 위한 토출구(11)의 전방에는 토출그릴(12)이 부착되어 있다.

또한, 하우징(1)의 전면판(1a)에는 토출구(11)의 가장자리로부터 하우징(1)의 내측으로 연장하여 형성된, 본 발명에 따른 벨마우스(20)가 형성되어 있다. 이 벨마우스(20)는 송풍팬(6)의 외주위에 배치되어 송풍팬(6)으로부터 토출되는 공기를 실외로 안내하는 기능을 하는데, 토출구(11)로부터 연장한 벨마우스(20)의 끝단 부위는 송풍팬(6)으로부터 토출되는 공기가 벨마우스(20)로 유입되는 입구부에 해당하게 되며, 벨마우스(20)가 토출구(11)와 연결되는 부위는 벨마우스(20)로 유입된 공기가 토출구(11)를 향하여 유동하여 실외로 배출되도록 하는 출구부에 해당하게 된다. 즉, 송풍팬(6)은 벨마우스(20)의 입구부의 내측에 놓여지게 되어 송풍팬(6)으로부터 토출되는 공기는 벨마우스(20)를 따라 유동하여 토출구(11)를 통해 배출되는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벨마우스(20)는 벨마우스(20)의 입구부를 이루며 곡면으로 형성된 곡면부(21), 벨마우스(20)의 출구부를 이루며 직선으로 경사져서 형성된 직선 경사부(23), 그리고 곡면부(21)와 직선 경사부(23)사이에서 이들을 연결하는 수평 직선부(22)로 이루어진다.

벨마우스(20)의 곡면부(21)는 송풍팬(6)을 통과하는 공기가 벨마우스(20)의 입구부에서 난류를 형성하지 않고 원활하게 층류를 이루어 유동하도록 비교적 큰 곡률반경을 이루어 형성된다. 바람직하게는, 곡면부(21)의 곡률반경은 대략 20~35mm로 되며, 실외기의 내부를 향해 확대되도록 배치되어 곡면부(21)의 끝단에서의 벨마우스(20)의 직경이 최대로 되도록 한다. 따라서 곡면부(21)의 대략 중간지점에 놓여진 송풍팬(6)과 이 곡면부(21)의 끝단과의 사이는 공기의 흡입측으로 되고, 송풍팬(6)으로부터 수평 직선부(22) 및 직선 경사부(23)까지는 공기의 토출측으로 되며, 곡면부(21)로부터 수평직선부(22)에 이르는 부위에서는 토출되는 공기가 곡면을 이루며 직경이 점차로 감소되는 벨마우스(20)의 곡면부(21)를 통해 유동하게 되는 것이다.

벨마우스(20)의 직선 경사부(23)는 수평 직선부(22)로부터 토출부(11)를 향해 직경이 확대되도록 직선을 이루어 경사져 있다. 바람직하게는, 직선 경사부(23)의 경사각도는 수평 직선부(22)를 연장하는 선을 기준으로 하여 대략 40°~ 50°로, 더 바람직하게는 45°가 되도록 한다. 따라서 곡면부(21)와 수평 직선부(22)를 통과한 공기는 이 직선 경사부(23)를 통해서 점차로 배출 면적이 확대되어 유동하도록 하여 이러한 직선 경사부(23)가 마련되어 있지 않은 종래의 벨마우스(13)(도 1 참조)에서 발생하는 공기의 급격한 팽창에 따른 유동저항과 소음을 감소시킬 수 있게 되는 것이다. 여기서 직선 경사부(23)는 직선을 이루어 경사지도록 형성된 것으로 설명하였는데, 이 직선 경사부(23)는 곡면부(21)와 같이 곡면을 이루어 경사지도록 형성되어도 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

수평 직선부(22)는 하우징(1)의 내측을 향해 직경이 확대되도록 형성된 곡면부(21)와, 하우징(1)의 토출구(11)를 향해 직경이 확대되도록 형성된 직선 경사부(23) 사이를 연결하여 곡면부(21)를 통과한 공기가 직선 경사부(23)로 원활하게 이동하도록 안내하게 된다.

바람직하게, 곡면부(21)의 길이(L1)가 직선 경사부(23)의 길이(L3)와 수평 직선부(22)의 길이(L2) 보다 더 크게 되도록 하고, 직선 경사부(23)의 길이(L3)가 수평 직선부(22)의 길이(L2) 보다 더 크게 되도록 하며, 더 바람직하게는 곡면부(21)와 수평 직선부(22)와 직선 경사부(23)의 길이의 비 L1:L2:L3 는 7:1:2가 되도록 한다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 벨마우스(20)를 구비한 공기조화기의 실외기의 작동에 대하여 설명하고자 한다.

먼저, 냉방운전시 공기조화기가 작동하여 압축기(8)가 구동되면, 냉매가 압축기(8)를 통과하면서 고온 고압으로 압축되어 응축기로 기능하는 열교환기(5)로 보내진다. 이와 동시에, 팬모터(7)의 구동에 의해 송풍팬(6)이 고속으로 회전하게 되면서 하우징(1)의 후면판(1c)과 일 측면판(1b)에 형성된 흡입구(10)를 통해 실외공기가 하우징(1)의 내부로 유입되게 된다. 하우징(1)의 내부로 유입된 실외공기는 열교환기(5)를 통과하면서 고온 고압으로 압축되어 열교환기(5)의 내부를 흐르는 냉매를 냉각시킨다.

열교환기(5)를 통과하여 온도가 상승된 실외공기는 송풍팬(6)을 거쳐서 본발명에 따른 벨마우스(20)로 보내지게 된다. 여기서, 송풍팬(6)은 하우징(1)의 내측을 향해 확대되도록 곡면을 이루어 형성된 벨마우스(20)의 곡면부(21)의 대략 중간지점에 놓여지게 되고, 따라서 실외공기는 송풍팬(6)의 흡입측과 토출측을 향해 그 직경이 점차로 축소되도록 배치된 벨마우스(20)의 곡면부(21)를 따라 안내됨으로써 벨마우스(20)의 입구부에서 난류가 형성됨이 없이 벨마우스(20)로 유입되어 벨마우스(20)의 수평 직선부(22)로 유동하게 된다.

벨마우스(20)의 곡면부(21)를 통과한 실외공기는 다시 그 길이가 짧게 형성된 수평 직선부(22)를 지나고 나서 하우징(1)의 외측을 향해 벨마우스(20)의 직경이 점차로 크게 되도록 형성된 직선 경사부(23)를 통과하게 된다. 따라서 실외공기는 점차로 확대되는 직선 경사부(23)에 의해 서서히 확대되는 유선을 형성하면서 하우징(1)의 토출부(11)를 원활하게 빠져나오게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 벨마우스(20)의 구조에 의해 벨마우스(20)의 입구부에서 와류가 발생되지 않음은 물론, 벨마우스(20)를 통과하는 공기가 서로 간섭받지 않고 보다 원활하게 배출될 수 있는 것이다.

하기의 [표 1]과 [표 2]는 각각 종래기술에 따른 벨마우스(13)가 설치된 공기조화기의 실외기와, 본 발명에 따른 벨마우스(20)가 설치된 공기조화기의 실외기의 작동에 따른 풍량과 소음을 측정한 것이다.

[표 1]

RPM	풍량(m3/min)	전면부 소음(dB)	후면부 소음(dB)
755	35.4	57.3	56.2
805	38.6	58.9	57.7
847	41.3	60.4	59.1
889	43.7	61.9	60.3
926	45.8	63.0	61.4
942	47.0	63.5	61.8

[표 2]

RPM	풍량(m3/min)	전면부 소음(dB)	후면부 소음(dB)
767	37.9	55.9	54.8
810	40.5	57.6	56.3
843	42.5	58.9	57.4
879	44.7	59.9	58.2
912	46.7	61.1	59.4
936	48.2	62.1	60.2

여기서, 전면부 소음은 실외기의 전면으로부터 대략 1m 떨어진 거리에서 측정한 것이고, 후면부 소음은 실외기의 후면으로부터 대략 1m 떨어진 거리에서 측정한 것이다.

상기의 표 1과 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 벨마우스가 설치된 실외기는 종래의 실외기에 비해 동일한 풍량에서는 대략 2.5dB 내외의 소음의 감소가 가능하게 되며, 동일한 RPM에서는 풍량이 대략 5% 정도 증가하는 효과를 가지게 된다. 이러한 결과를 얻게 되는 하나의 이유는 본 발명에 따른 벨마우스(20)에서는 송풍팬(6)의 외주위에서의 공기 흡입이 곡면부(21)를 통하여 부드러운 유선을 형성하도록 하게 함으로써 벨마우스(20)의 입구부에서 공기의 유동저항이 감소되기 때문이다. 또 다른 이유는 송풍팬(6)으로부터 토출되는 공기는 송풍팬(6)의 축방향 뿐만 아니라, 반경 방향을 향해서도 유동하게 되는데, 이러한 반경방향의 공기는 이 반경방향으로의 공기의 유동과 거의 유사하게 경사져서 형성된 벨마우스(20)의 직선 경사부(23)에 의해 부드럽게 안내되어서 벨마우스(20)의 출구부에서 유동저항이 감소되기 때문이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기는 그 입구부를 하우징의 내측을 향해 점차로 확대되도록 한 곡면부로 구성되고, 그 출구부를 하우징의 외측을 향해 점차로 확대되도록 한 직선 경사부로 구성된 벨마우스를 구비하여 벨마우스에서의 공기의 유입과 유출을 부드럽게 안내하도록 함으로써 풍량은 증대시키고 공기의 유동소음은 저감시킬 수 있게 된다. 따라서 본 발명에 따른 벨마우스가 설치된 공기조화기의 실외기는 전체적으로 성능이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 흡입구와 토출구가 형성된 하우징, 상기 하우징의 내부에 설치된 열교환기와 송풍팬, 상기 토출구에 마련되어 상기 송풍팬의 외주위에 배치된 벨마우스를 구비한 공기조화기의 실외기에 있어서,

   상기 벨마우스는 그 입구부가 일정 곡률을 이루어 상기 토출구의 내측을 향해 확대되는 곡면부로 형성되고, 그 출구부가 일정 각도를 이루어 상기 토출구를 향해 확대되는 직선 경사부로 형성되며, 상기 곡면부와 직선 경사부 사이에는 수평 직선부가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 곡면부의 길이(L1)와 수평 직선부의 길이(L2), 그리고 상기 직선 경사부의 길이(L3)는 L1 > L3 > L2 로 되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 곡면부의 길이(L1)와 수평 직선부의 길이(L2), 그리고 상기 직선 경사부의 길이(L3)는 대략 7:1:2의 비율로 되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 곡면부의 곡률 반경은 대략 20~35mm로 되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 직선 경사부의 경사 각도는 대략 40°~ 50° 되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.