KR20030063876A - 멀티팬을 구비한 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내공기를 강제 순환시키는 송풍기로 개별운전이 가능한 다수의 팬을 조합함으로써, 동일 풍량을 생산하는데 있어서 공기조화기의 크기를 박형화하고, 보다 다양한 운전모드를 효율적으로 실시할 수 있는 멀티팬을 구비한 공기조화기에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 전면 일측에 토출구가 형성되고 전면 또는 후면에 적어도 2개 이상의 흡입구가 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷(100)과, 상기 토출구와 흡입구 사이에 위치하는 캐비넷 내부에 경사 설치되어 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기(140)와, 상기 흡입구와 나란하게 위치하도록 캐비넷의 내부에 상하로 구비되며 독립된 흡입유로를 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 송풍하는 개별운전이 가능한 적어도 2개 이상의 크로스플로우팬(110,120)을 포함하는 멀티팬을 구비한 공기조화기를 제공한다.

Description

멀티팬을 구비한 공기조화기{air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내공기를 강제 순환시키는 송풍기로 2개의 크로스플로우팬을 조합함으로써, 동일 풍량을 생산하는데 있어서 공기조화기의 크기를 박형화하고 다양한 모드로 운전이 가능한 멀티팬을 구비한 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 실내의 쾌적한 공기조화를 목적으로 냉방 및 공기의 순환과 정화를 하는 공기조절장치의 일종이다. 이러한 공기조화기는 냉동사이클(cooling cycle)을 구성하는 부품이 하나의 유니트(unit)에 구비되는 일체형과, 압축기와 응축기 등을 내장하여 냉매를 압축 및 액화시키는 실외기와 증발기 등을 내장하여 냉매를 증발시킴으로써 실내공기를 냉각시키는 실내기로 분리되는 분리형으로 나눌 수 있다. 또한 제품 형태에 따라 실내기를 벽에 거는 벽걸이형과 실내기를 바닥면에 설치하는 상치형과 실내기를 천장에 매달거나 천장 내부에 설치하는 천장형으로 나눌 수 있다.

이하, 분리 상치형 공기조화기의 일종인 패키지형 공기조화기를 일례로 전술한 공기조화기의 구조 및 작용을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 패키지형 공기조화기의 실내기 구조를 도시한 단면도로서, 패키지형 공기조화기의 실내기는 하단 정면에 흡입그릴(2)이 구비되고 상단 정면에 토출그릴(3)이 구비되는 캐비넷(1)과, 상기 캐비넷의 내부 상측에 비스듬하게 경사 설치되어 실내공기를 냉각시키는 증발기(4)와, 상기 증발기의 하측에 구비되며 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 토출하는 송풍기(10)로 구성된다.

상기 송풍기(10)는 실내공기의 원활한 흡입을 위해 흡입그릴(2)의 후방에 위치한다. 이 때, 상기 송풍기로 적용되는 것은 원심팬으로서 일반적으로 시로코팬(sirocco fan)이 널리 사용된다. 상기 시로코팬(10)은 축방향으로 공기를흡입하여 반경방향으로 토출하는 것으로서, 이를 위해 회전축이 캐비넷(1)의 폭방향으로 설치되며 끝단이 회전방향으로 굽은 다수의 블레이드로 이루어진 임펠러(impeller;11)와, 상기 임펠러의 외각을 감싸면서 토출공기의 유로를 형성하는 스크롤 하우징(scroll housing;13)과, 상기 임펠러의 회전축에 결합되는 모터(15)로 구성된다. 이 때, 상기 스크롤 하우징(13)의 토출구는 상측의 증발기(4)를 향해 개방되어 있다.

한편, 상기 증발기(4)의 하단에는 공기가 냉각되는 과정에서 증발기의 표면에서 생성된 다량의 응축수가 집수되는 드레인팬(drain pan;5)이 구비되고, 상기 드레인팬의 하단에는 별도의 드레인 파이프(도시생략)와 연결되는 응축수 배출구(5a)가 형성된다.

이와 같이 구성된 패키지형 공기조화기는 실내공기가 설정온도 이하이거나 아니면 사용자에 의한 강제 조작으로 상기 시로코팬(10)에 전원이 인가되면서 운전된다. 상기 시로코팬의 운전으로 실내공기는 흡입그릴(2)을 통해 시로코팬(10)의 축방향으로 흡입되어 스크롤 하우징(13)의 토출구를 통해 증발기 측으로 토출된다. 이 때, 실내공기는 증발기(4)를 지나면서 냉매의 흡열 작용에 의해 냉각된 후, 토출그릴(3)을 통해 실내로 토출되어 실내를 냉각시키게 된다.

그런데, 전술한 바와 같은 공기조화기는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 패키지형 공기조화기는 다른 공기조화기에 비해 비교적 넓은 실내공간을 냉방시키기 위해 사용되는데, 그 냉방능력이 송풍기의 송풍량에 의존하기 때문에 송풍기의 크기를 대형화하지 않는 이상 더 넓은 실내공간을 냉방시키는데 상당한 제약이 따르게 되었다. 즉, 송풍기로 적용되는 시로코팬(10)은 그 특성상 송풍량을 늘리기 위해서 임펠러(11)의 길이나 외경을 늘려야만 하나, 이 경우 캐비넷(1)의 폭과 길이가 시로코팬의 크기에 비례하여 커져야 한다. 이러한 문제는 비단 패키지형 공기조화기뿐만 아니라, 창문형이나 천장형에 있어서도 마찬가지로 대두되는 것이었다. 이러한 결과는 제품의 컴팩트화에 역행하며, 결국 상품성을 저하시키는 요인이 되었다.

둘째, 일반적으로 공기조화기는 실내온도별 또는 풍량별로 여러 단계의 운전모드로 운용되는데, 이러한 운전모드는 송풍기의 송풍량에 의존하게 된다. 그런데, 전술한 바와 같이 송풍기로서 하나의 시로코팬(10)만이 적용됨에 따라 각 운전모드는 모터의 회전속도에 의존할 수 밖에 없으며, 따라서 보다 다양한 운전모드를 구현하는데 상당한 어려움이 야기되었다. 즉, 실제 필요한 송풍량에 비해 송풍기의 최소 풍량이 더 클 경우, 불필요한 소음을 야기할뿐만 아니라 소비전력을 낭비하는 등 그 운용에 있어서 상당히 비효율적이었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실내공기를 강제 순환시키는 송풍기로 다수의 팬을 조합함으로써, 동일 풍량을 생산하는데 있어서 공기조화기의 크기를 박형화할 수 있는 멀티팬을 구비한 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실내공기를 강제 순환시키는 송풍기로 개별적으로 운전 가능한 다수의 팬을 조합함으로써, 보다 다양한 운전모드를 효율적으로 실시할수 있는 멀티팬을 구비한 공기조화기를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 패키지형 공기조화기의 실내기 구조를 도시한 단면도

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 실내기 구조를 도시한 정면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 실내기 구조를 개략적으로 도시한 단면도

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 실내기 구조를 개략적으로 도시한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 캐비넷101a : 전면 흡입그릴

101b : 후면 흡입그릴103 : 토출그릴

110 : 상부 크로스플로우팬120 : 하부 크로스플로우팬

130 : 격벽140 : 증발기

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전면 일측에 토출구가 형성되고 전면 또는 후면에 적어도 2개 이상의 흡입구가 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷과, 상기 토출구와 흡입구 사이에 위치하는 캐비넷 내부에 경사 설치되어 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기와, 상기 흡입구와 나란하게 위치하도록 캐비넷의 내부에 상하로 구비되며 독립된 흡입유로를 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 송풍하는 개별운전이 가능한 적어도 2개 이상의 크로스플로우팬을 포함하는 멀티팬을 구비한 공기조화기를 제공한다.

따라서, 본 발명은 동일 풍량을 생산하는데 있어서 단위 부피가 작은 다수의 팬을 조합하여 송풍기를 구성함에 따라, 기존에 단위 부피가 큰 하나의 팬이 적용된 것보다 캐비넷의 폭과 길이를 줄일 수 있어 제품을 박형화할 수 있는 장점을 제공한다.

그리고, 본 발명은 상기 팬별로 그 토출유로가 분리될 경우 각각의 팬별로 독립된 운전모드와 이들이 조합된 운전모드 등 보다 다양한 운전모드로 운용할 수 있어 소음 및 소비전력 측면에서 효율적인 장점을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티팬을 구비한 공기조화기를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 실내기 구조를 도시한 정면도로서, 본 발명에 따른 공기조화기는 전면 상부에 토출구가 형성되고 전면 또는 후면 하부에적어도 2개 이상의 흡입구가 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷(100)과, 상기 토출구와 흡입구 사이에 위치하는 캐비넷 내부에 경사 설치되어 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기(도시생략)와, 상기 흡입구와 나란하게 위치하도록 캐비넷의 내부에 상하로 구비되며 독립된 흡입유로를 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 송풍하는 개별운전이 가능한 2개의 크로스플로우팬(110,120)을 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 크로스플로우팬(110,120)은 임펠러의 원주방향을 따라 공기의 흡입과 토출이 이루어지기 때문에, 캐비넷(100)의 전면 또는 후면을 통해 실내공기가 강제 흡입되어 상부의 증발기 측으로 유동하기 위해서, 상기 크로스플로우팬은 모두 그 회전축이 캐비넷의 가로방향과 나란하게 구비되어야 한다.

상기 상부 크로스플로우팬(110)과 하부 크로스플로우팬(120)은 그 구조가 동일하다. 일례로, 상기 하부 크로스플로우팬(120)은 끝단이 회전방향을 따라 만곡된 다수의 블레이드가 원주상에 적정 간격을 두고 배열된 다수의 단위팬(121a)이 경계판(121b)에 의해 축방향을 따라 직렬로 연결된 임펠러(121)와, 상기 임펠러의 후방에 구비되어 공기의 토출유로를 형성하도록 소정 곡률을 갖는 리어가이드(123)와, 상기 임펠러의 상부에 축방향을 따라 구비되어 와류를 생성하며 상기 리어가이드와 함께 고압부와 저압부의 경계를 형성하는 스태빌라이저(125)로 구성된다.

이 때, 상기 상부 크로스플로우팬(110)의 임펠러와 하부 크로스플로우팬(120)의 임펠러는 개별운전이 가능하도록 별도의 모터(117,127)에 각각 축연결된다.

이와 같이 구성된 공기조화기는 비교적 단위 부피가 작은 2개의 크로스플로우팬(110,120)으로 송풍기를 구성함에 따라, 기존에 단위 부피가 큰 하나의 시로코팬 또는 크로스플로우팬으로 송풍기를 구성하는 것에 비해 동일 풍량을 생산하는데 있어서 캐비넷의 크기를 박형화할 수 있는 장점을 제공한다.

이하, 전술한 특징을 갖는 공기조화기가 보다 구체적으로 제시된 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 실내기 구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는 전면 상부에 토출구가 형성되고 전면 하부와 후면 하부에 각각 흡입구가 형성되는 캐비넷(100)과, 상기 토출구와 흡입구 사이에 위치하는 캐비넷 내부에 경사 설치되는 증발기(140)와, 상기 흡입구와 나란하게 위치하도록 캐비넷의 내부에 상하로 구비되는 2개의 크로스플로우팬(110,120)으로 구성된다.

이 때, 상기 캐비넷(100)의 토출구에 토출공기를 골고루 분배하며 그 방향을 제어하는 토출그릴(103)이 설치되고, 전면 흡입구와 후면 흡입구에 흡입공기의 유동을 각각 해당 크로스플로우팬의 임펠러 원주방향으로 안내하는 전면 흡입그릴(101a)과 후면 흡입그릴(101b)이 설치된다. 따라서, 상기 크로스플로우팬(110,120)은 각각 독립된 흡입유로를 가질 수 있다.

상기 크로스플로우팬은 전면 흡입그릴(101a)의 후방에 나란하게 위치하는 상부 크로스플로우팬(110)과, 후면 흡입그릴(101b)의 후방에 나란하게 위치하는 하부 크로스플로우팬(120)으로 구분되며, 각각의 크로스플로우팬은 개별운전이 가능하도록 별도의 모터에 축연결된다. 따라서, 상기 상부 크로스플로우팬(110)은 캐비넷(100) 전면을 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기(140) 측으로 송풍하고, 상기 하부 크로스플로우팬(120)은 캐비넷 후면의 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 송풍한다.

한편, 상기 캐비넷(100)의 내부공간은 저면으로부터 증발기(140)까지 길이방향을 따라 구비되는 격벽(130)에 의해 전후로 구획된다. 이 때, 상기 격벽(130)은 상부 크로스플로우팬(110)의 토출유로와 하부 크로스플로우팬(120)의 토출유로를 분리하는 기능과 더불어 각각의 팬으로부터 토출된 공기를 증발기(140)로 안내하는 기능을 겸비한다. 이를 위해, 상기 격벽(130)은 굴곡이 없는 곧은 평면보다는 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 증발기(140) 역시 격벽(130)을 기준으로 냉매유로가 서로 분리된 2부분으로 나누어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 증발기(140)가 격벽(130) 좌측에 위치하는 상부 크로스플로우팬측 증발기와 격벽(130) 우측에 위치하는 하부 크로스플로우팬측 증발기로 이루어질 경우, 상기 크로스플로우팬(110,120) 중 임의의 하나만이 운전될 때 이에 대응하는 증발기에만 냉매를 공급함으로써 냉각 효율을 더욱 높일 수 있다.

이와 같이 구성된 공기조화기는 상기 상부 크로스플로우팬(110)과 하부 크로스플로우팬(120)에 인가되는 전원과 증발기(140)에 공급되는 냉매를 제어함으로써 보다 다양한 운전모드를 효율적으로 운용할 수 있다. 일례로, 소풍량의 운전모드에서는 상기 크로스플로우팬(110,120) 중 임의의 하나에만 전원을 인가함과 동시에운전되는 크로스플로우팬에 대응하는 증발기(140)에만 냉매를 공급함으로써, 기대하는 수준의 냉방을 달성함에도 불구하고 다른 팬의 불필요한 운전으로 인한 소음과 소비전력을 저감할 수 있다.

다음, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 실내기 구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기는 전면 상부에 토출구가 형성되고 전면 하부에 상하로 구획된 2개의 흡입구가 형성되는 캐비넷(200)과, 상기 토출구와 흡입구 사이에 위치하는 캐비넷 내부에 경사 설치되는 증발기(240)와, 상기 흡입구와 나란하게 위치하도록 캐비넷의 내부에 상하로 구비되는 2개의 크로스플로우팬(210,220)으로 구성된다.

이 때, 상기 캐비넷(200)의 토출구에는 토출그릴(203)이 설치되고, 상부 흡입구와 하부 흡입구에도 각각 상부 흡입그릴(201a)과 하부 흡입그릴(201b)이 설치된다.

상기 크로스플로우팬은 상부 흡입그릴(201a)의 후방에 나란하게 위치하는 상부 크로스플로우팬(210)과, 하부 흡입그릴(201b)의 후방에 나란하게 위치하는 하부 크로스플로우팬(220)으로 구분되며, 각각의 크로스플로우팬은 개별운전이 가능하도록 별도의 모터에 축연결된다. 따라서, 상기 상부 크로스플로우팬(210)과 하부 크로스플로우팬(220)은 모두 캐비넷(200) 전면을 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기(240) 측으로 송풍한다.

한편, 상기 캐비넷(200)의 내부공간은 상부 흡입그릴(201a)과 하부 흡입그릴(201b)의 사이로부터 증발기까지 구비되는 격벽(230)에 의해 상하로 구획된다. 이 때, 상기 격벽(230)은 상부 크로스플로우팬(210)의 흡입유로와 하부 크로스플로우팬(220)의 흡입유로를 분리하는 기능과 더불어 각각의 팬으로부터 토출된 공기의 토출유로를 분리하는 기능을 겸비한다.

이 경우, 상기 증발기(240) 역시 격벽(230)을 기준으로 냉매유로가 서로 분리된 2부분으로 나누어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 증발기(240)가 격벽 좌측에 위치하는 상부 크로스플로우팬측 증발기와 격벽 우측에 위치하는 하부 크로스플로우팬측 증발기로 이루어질 경우, 상기 크로스플로우팬(210,220) 중 임의의 하나만이 운전될 때 이에 대응하는 증발기(140)에만 냉매를 공급함으로써 냉각 효율을 더욱 높일 수 있다.

이와 같이 구성된 공기조화기의 작용은 도 3에 도시된 것과 동일하며, 따라서 그 설명을 생략하기로 한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 변형된 형태의 실시예를 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위에 있는 변형된 형태는 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 멀티팬을 구비한 공기조화기는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명에 의하면 동일 풍량을 생산하는데 있어서 단위 부피가 작은적어도 2개 이상의 팬을 조합하여 송풍기를 구성함에 따라, 기존에 단위 부피가 큰 하나의 팬이 적용된 것보다 캐비넷의 폭과 길이를 줄일 수 있어 제품을 박형화할 수 있는 장점을 제공한다.

둘째, 본 발명에 의하면 2개의 크로스플로우팬을 각각 개별적으로 운전가능하도록 구비함과 동시에 각각의 토출유로를 분리함으로써, 각각의 팬별로 독립된 운전모드와 이들이 조합된 운전모드 등 보다 다양한 운전모드로 운용할 수 있어 불필요한 소음과 소비전력을 저감할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims (6)

1. 전면 일측에 토출구가 형성되고 전면 또는 후면에 적어도 2개 이상의 흡입구가 형성되어 실내공기의 순환공간을 형성하는 캐비넷;

   상기 토출구와 흡입구 사이에 위치하는 캐비넷 내부에 경사 설치되어 실내공기를 냉매의 기화열에 의해 냉각시키는 증발기;

   상기 흡입구와 나란하게 위치하도록 캐비넷의 내부에 상하로 구비되며, 독립된 흡입유로를 통해 실내공기를 강제 흡입하여 증발기 측으로 송풍하는 개별운전이 가능한 적어도 2개 이상의 크로스플로우팬을 포함하는 멀티팬을 구비한 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각각의 크로스플로우팬으로부터 증발기까지 이르는 토출유로가 독립적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티팬을 구비한 공기조화기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡입구는 캐비넷의 전면과 후면에 각각 하나씩 형성되고,

   상기 크로스플로우팬 중 하나는 전면 흡입구를 통해 실내공기가 강제 흡입되도록 구비되며,

   다른 하나는 후면 흡입구를 통해 실내공기가 강제 흡입되도록 구비되는 것을특징으로 하는 멀티팬을 구비한 공기조화기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 크로스플로우팬의 토출유로가 서로 독립되도록, 캐비넷의 저면으로부터 증발기까지 그 내부공간을 전후로 구획하는 격벽이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티팬을 구비한 공기조화기.
5. 제 1 항에 있어서,

   서로 구획된 2개의 흡입구가 캐비넷의 전면에 상하로 형성되고,

   상기 크로스플로우팬 중 하나는 상부 흡입구를 통해 실내공기가 강제 흡입되도록 구비되며,

   다른 하나는 하부 흡입구를 통해 실내공기가 강제 흡입되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티팬을 구비한 공기조화기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 크로스플로우팬의 토출유로가 서로 독립되도록, 상부 흡입구와 하부 흡입구 사이로부터 증발기까지 캐비넷의 내부공간을 상하로 구획하는 격벽이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 멀티팬을 구비한 공기조화기.