KR20060052808A - 공기 조화기 - Google Patents

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KR20060052808A
KR20060052808A KR1020067000754A KR20067000754A KR20060052808A KR 20060052808 A KR20060052808 A KR 20060052808A KR 1020067000754 A KR1020067000754 A KR 1020067000754A KR 20067000754 A KR20067000754 A KR 20067000754A KR 20060052808 A KR20060052808 A KR 20060052808A
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유스케 가와노
마사히로 밤바
사토시 도쿠라
다츠야 야다
고지 마에카와
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

공기 조화기는, 복수의 관통구를 각각 가지는 다수의 전열핀 및 각 전열핀의 관통구에 삽입하여 통하게 되어 냉매를 통과시키는 복수의 전열관을 포함하는 열교환기와, 열교환기에 공기를 공급하는 송풍장치를 포함하고, 더불어 열교환기로의 공기의 흐름을 방해하는 복수의 돌출부를, 열교환기의 풍속분포가 높은 영역에서, 전열관 사이의 전열핀 표면에 설치하는 한편, 열교환 성능을 향상시키는 복수의 세움 슬릿부를, 열교환기의 풍속분포가 낮은 영역에서, 전열관 사이의 전열핀 표면에 설치한다.
공기 조화기, 열교환기, 전열핀, 전열관

Description

공기 조화기{AIR CONDITIONER}
본 발명은 일반적으로 공기 조화기에 관한 것으로, 특히, 간단한 구조로 풍속분포를 균일화시키는 전열핀(heat transfer fin)을 가지는 열교환기를 포함한 공기 조화기에 관한 것이다.
최근, 공기 조화기에 있어서, 에너지 절약 규제의 영향으로 고효율화가 진행되는 동안, 디자인 품질(design quality)을 손상하지 않도록 하기 위해서, 한정된 사이즈의 실내기 안에, 빈틈없이 열교환기를 형성하는 것이 필요하게 되어 왔다. 그 결과, 열교환기를 송풍장치(fan)의 전후에 배치하거나 원호상으로 형성하는 등 설계를 다양화하고 있다.
또한, 실내기에는, 열교환기가 빈틈없이 수납되어 있는데다가, 기능을 향상하기 위해서 공기 청정기나 각종 필터가 배치되거나, 디자인 품질을 향상하기 위해서 흡입 그릴(suction grille)의 일부 또는 대부분이 패널화되거나 함으로써, 공기 흡입구의 면적이 제한되므로, 실내기에 공급되는 공기의 양이 열교환기에 대하여 균일하지 않게 되는 결과, 열교환기의 풍속분포(wind velocity distribution)에 차이를 발생하도록 되어 있다.
종래, 공기 조화기의 열교환 성능을 향상시키기 위하여, 기류방향에 직각으 로 연장된 세움 슬릿부(raised slit portion)를 열교환기의 전열핀의 표면에 설치하고 있었다. 예를 들면, 도 17은 일본 특허 공개 제2000-249484호 공보에 기재된 종래의 공기 조화기의 열교환기에서의 전열핀(50)의 평면도이며, 도 18과 도 19는, 각기, 도 17의 ⅩⅧ-ⅩⅧ 선과 ⅩⅨ-ⅩⅨ선에 따른 단면도이다. 도 17에 있어서, 1쌍의 관통구(51)가, 기류방향 A의 직각방향 B로 전열핀(50)에 배치되어 있고, 냉매를 통과시키기 위한 전열관(heat transfer tube)(53)이 관통구(51) 각각에 삽입하여 통하게 된다. 도 19에 명시되어 있는 바와 같이, 각 관통구(51)는 보스(boss)(52)를 가진다. 또한, 도 17에 있어서, 열교환 성능을 향상시키기 위해서, 기류방향 A의 직각방향 B로 연장된 3개의 세움 슬릿부(55)가, 1쌍의 전열관(53) 사이에 기류방향 A로 나란히 설치되어 있다. 각각의 세움 슬릿부(55)는, 기류방향 A의 직각방향 B로 전열핀(50)에 2개의 슬릿을 평행하게 형성하고, 상기 슬릿에 끼워져 있는 부분을 팽출(膨出)시킴으로써 얻을 수 있다. 각각의 세움 슬릿부(55)는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 기류방향 A로 열려 있는 관통 구멍(55a)을 가지는 한편, 도 19에 나타낸 바와 같이, 기류방향 A의 직각방향 B에서는, 수평부(55b)와 1쌍의 경사다리부(傾斜脚部)(55c)를 가지는 지붕형 팽출부(rooflike bulge portion)에 의해 형성되어, 폐쇄되어 있다.
상기 구성의 종래 공기 조화기의 열교환기에서는, 세움 슬릿부(55)가 열교환기 전체에 설치되어 있으므로, 상술한 바와 같이 실내기에 공급되는 공기의 양이 열교환기에 대하여 균일하지 않을 경우, 열교환기를 통과하는 공기의 불균일한 분포에 의해 칼깃 소리(wind cutting sound)가 생기거나, 충분한 열교환 성능을 얻을 수 없기 때문에, 품질이 저하(低下)될 우려가 있다고 하는 문제가 있다.
또한, 종래, 상기의 칼깃 소리 등의 소음의 발생을 억제하기 위하여, 정류판(整流板)을 추가로 설치하는 방법이나, 열교환기의 전열핀 일부를 변형함으로써, 풍속분포의 균일화를 도모하는 방법도 알려져 있는데, 이들 공지의 방법은, 부품의 개수와 생산 공정수의 증가에 의해, 생산 비용이 상승한다고 하는 문제를 야기한다.
본 발명은 종래 기술의 상기 과제를 해결하기 위해서, 열교환 성능을 종래의 것과 거의 같은 정도로 유지하면서, 저렴하고 간단한 구조로 소음을 줄이는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 공기 조화기는, 복수의 관통구를 각각 가지는 다수의 전열핀과 상기 각 전열핀의 관통구에 삽입하여 통하도록 되어 냉매가 통과하는 복수의 전열관을 포함하는 열교환기와, 상기 열교환기에 공기를 공급하는 송풍장치를 포함하고, 상기 열교환기로의 공기의 흐름을 방해하는 복수의 돌출부(突出部)를 열교환기의 풍속분포가 높은 영역에서, 전열관 사이의 전열핀 표면에 설치하는 한편, 열교환 성능을 향상시키는 복수의 세움 슬릿부(raised slit portion)를, 열교환기의 풍속분포가 낮은 영역에서, 전열관 사이의 전열핀 표면에 설치했다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 조화기용 실내기(air conditioner indoor unit)의 개략단면도이다.
도 2는 도 1의 공기 조화기용 실내기의 열교환기의 풍속분포가 높은 영역에서의 전열핀의 부분 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1의 열교환기의 풍속분포가 낮은 영역에서의 전열핀의 부분 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 5의 Ⅶ-Ⅶ선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 2의 전열핀의 제1 변형예로서 전열핀의 부분 평면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ 선에 따른 단면도이다.
도 10은 도 8의 Ⅹ-Ⅹ선에 따른 단면도이다.
도 11은 도 2의 전열핀의 제2 변형예인 전열핀의 부분 평면도이다.
도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ 선에 따른 단면도이다.
도 13은 도 11의 ⅩⅢ-ⅩⅢ 선에 따른 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 공기 조화기용 실내기의 열교환기의 풍속분포가 높은 영역에서의 전열핀의 부분 평면도이다.
도 15는 도 14의 ⅩⅤ-ⅩⅤ 선에 따른 단면도이다.
도 16은 도 14의 ⅩⅥ-ⅩⅥ 선에 따른 단면도이다.
도 17은 종래 공기 조화기의 열교환기의 전열핀의 부분 평면도이다.
도 18은 도 17의 ⅩⅧ-ⅩⅧ 선에 따른 단면도이다
도 19는 도 17의 ⅩⅨ-ⅩⅨ 선에 따른 단면도이다.
이하에, 본 발명의 각 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.
(실시 형태 1)
도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 공기 조화기용 실내기를 나타낸다. 이 실내기는 실내기 본체(1)를 가지고, 실내기 본체(1)는 열교환기(3) 등을 고정하고, 실내기 본체(1)의 배면부를 형성하는 섀시(chassis)(1a)와, 실내기 본체(1)의 전면부를 형성하면서 다수의 통풍구(vent)(2a)를 가지는 전면 패널(front panel)(2)을 포함한다. 송풍장치(5)는 전면 패널(2)의 통풍구(2a)로부터 실내의 공기를 흡입하고, 열 교환된 상기 공기를 취출구(吹出口)(4)로부터 실내에 배출한다. 열교환기(3)는, 복수의 관통구(11)를 각각 가지는 다수의 전열핀(10)과, 상기 각 전열핀(10)의 관통구(11)에 삽입하여 통하게 되어 냉매가 통과하는 복수의 전열관(13)을 포함하고, 전열핀(10)은 전열관(13)의 축 방향에 소정의 간격으로 나란히 설치된다. 도 4에 명시되어 있는 바와 같이, 각 전열관(13)을 유지하기 위한 보스(12)가 각 관통구(11)에 설치되어 있다. 또한, 열교환기(3)에 부착한 응축수(condensed water)를 배수(排水)하기 위한 2개의 물받이 그릇(water drain pan)(8)이, 열교환기(3)의 전단부(前端部)와 후단부(後端部)의 아래쪽에 각각 설치되어 있다. 또한, 개폐가 자유로운 공기 흡입구를 통풍구(2a) 대신에 전면 패널(2)에 설치하고, 운전시에 상기 공기 흡입구를 개방하여, 실내의 공기를 흡입하도록 해도 좋다.
본 발명의 공기 조화기용 실내기에서는, 기류를 방해하는 돌출부(14)(도 2 내지 도 4)는 열교환기(3)의 풍속분포가 높은 영역에 설치되는 한편, 열교환 성능을 향상시키는 세움 슬릿부(15)(도 5 내지 도 7)는 열교환기(3)의 풍속분포가 낮은 영역에 설치된다. 예를 들면, 도 1에서 열교환기(3)의 상부(3A)의 풍속분포가 열교환기(3)의 하부(3B)의 풍속분포보다 높을 경우, 기류를 방해하는 돌출부(14)가 열교환기(3)의 상부(3A)에 설치되는 한편, 열교환 성능을 향상시키는 세움 슬릿부(15)가 열교환기(3)의 하부(3B)에 설치된다. 그러나 돌출부(14)와 세움 슬릿부(15)를 열교환기(3)의 상부(3A)와 하부(3B)에 각각 설치하는 상기 배치는, 일례로서 든 것일 뿐, 본 발명의 공기 조화기용 실내기가 이 배치로 한정되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다.
기류를 방해하는 돌출부(14)와 열교환 성능을 향상시키는 세움 슬릿부(15)를 아래에서 설명한다. 우선, 기류를 방해하도록, 열교환기(3)의 풍속분포가 높은 영역에서 전열관(13) 사이의 전열핀(10) 표면에 설치되는 돌출부(14)에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 1쌍의 전열관(13)이 기류방향 A의 직각방향 B에 배치되는 한편, 돌출부(14)는 상기 1쌍의 전열관(13) 사이에 배치되어서, 기류방향 A의 직각방향 B로 연장된다. 돌출부(14)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 기류방향 A에서는, 수평부(14a)와 1쌍의 경사다리부(14b)를 가지는 지붕형 팽출부에 의해 형성되어서, 폐쇄되어 있는 한편, 도 4에 나타낸 바와 같이, 기류방향 A의 직각방향 B로 열려 있는 관통 구멍(14c)을 가진다. 따라서, 열교환기(3)의 전열핀(10)의 풍속분포가 높은 영역에서, 상기한 바와 같이 기류방향 A 로 폐쇄된 돌출부(14)가, 방향 A로 나아가는 기류를 방해한다.
이어서, 열교환 성능을 향상시키도록, 열교환기(3)의 풍속분포가 낮은 영역에서 전열관(13) 사이의 전열핀(10) 표면에 설치되는 세움 슬릿부(15)에 대해서 도 5 내지 도 7을 참조해서 설명한다. 세움 슬릿부(15)는 도 17 내지 도 19에 나타낸 종래의 세움 슬릿부(55)와 동일한 모양이다. 따라서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 1쌍의 전열관(13)이 기류방향 A의 직각방향 B에 배치되는 한편, 기류방향 A의 직각방향 B로 연장된 3개의 세움 슬릿부(15)가, 상기 1쌍의 전열관(12) 사이에 기류방향 A로 나란히 설치되어 있다. 각각의 세움 슬릿부(15)는, 기류방향 A의 직각방향 B에 2개의 슬릿을 평행하게 전열핀(10)에 형성하여, 상기 슬릿에 끼워져 있는 부분을 팽출(膨出)시켜서 얻을 수 있다. 각각의 세움 슬릿부(15)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 기류방향 A로 열려 있는 관통 구멍(15a)을 가지는 한편, 도 7에 나타낸 바와 같이, 기류방향 A의 직각방향 B에서는, 수평부(15b)와 1쌍의 경사다리부(15c)를 가지는 지붕형 팽출부에 의해 형성되어서, 폐쇄되어 있다. 따라서, 열교환기(3)의 전열핀(10)의 풍속분포가 낮은 영역에서, 상기한 바와 같이 기류방향 A로 열려 있는 세움 슬릿부(15)가, 방향 A로 나아가는 기류를 안내하므로, 열교환기(3)의 열교환이 촉진된다.
도 8 내지 도 10은 도 2의 열교환기(3)의 전열핀(10)의 제1 변형예로서 전열핀(10')을 나타낸다. 도 8의 전열핀(10')에서는, 기류를 방해하는 3개의 돌출부(14')가, 1쌍의 전열관(13) 사이에 기류방향 A로 나란히 설치되어 있고, 더불어 기류방향 A의 직각방향 B에서 기류의 유입 쪽에서 점차 강하(降下)하도록, 단상(段 狀)으로 기울어져 있다. 도 2 내지 도 4의 돌출부(14)와 마찬가지로, 돌출부(14')는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 기류방향 A에서는, 수평부(14a')와 1쌍의 경사다리부(14b')를 가지는 지붕형 팽출부에 의해 형성되어서, 폐쇄되어 있는 한편, 도 10에 나타낸 바와 같이, 기류방향 A의 직각방향 B로 열려 있는 관통 구멍(14c')을 가진다.
도 11 내지 도 13은 도 2의 열교환기(3)의 전열핀(10)의 제2 변형예로서 전열핀(10")을 나타낸다. 도 11의 전열핀(10")에서는, 돌출부(14")가, 열교환기(3)로의 기류를 가로지르는 직립한 판상편(板狀片)으로 형성되어 있다. 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 판상(板狀) 돌출부(14")는 구형(矩形) 개구(開口)(14a")의 기류 유입 쪽에 배치되어 있다.
상기 구성의 공기 조화기용 실내기의 운전을 아래에서 설명한다. 최초에, 실내기의 운전이 개시되면, 송풍장치(5)가 회전하고, 실내의 공기를 전면 패널(2)의 통풍구(2a)로부터 흡입한다. 상기 공기는 열교환기(3)를 통과할 때에 열교환되어서, 송풍장치(5)에 의해 취출구(4)로부터 실내에 배출된다. 이때, 열교환기(3)의 풍속분포가 높은 영역에서의 전열핀(10)에서는, 기류방향 A로 폐쇄된 돌출부(14)가, 방향 A로 나아가는 기류를 방해하므로, 풍속분포가 거의 균일하게 된다. 그 결과, 정류판을 추가로 설치하거나, 열교환기의 전열핀의 일부를 변형하는 등에 의해 생산 비용이 상승하는 종래 방법과 달리, 저렴하고 간단한 구조로 풍속분포의 불균일에 의한 소음 발생을 억제할 수 있다.
한편, 열교환기(3)의 풍속분포가 낮은 영역에서의 전열핀(10)에서는, 기류방 향 A로 열려 있는 세움 슬릿부(15)가, 방향 A로 나아가는 기류를 안내하므로, 열교환기(3)의 열교환이 촉진되어, 열교환 성능이 종래의 것과 거의 같은 정도로 유지된다.
(실시 형태 2)
도 14 내지 도 16은, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 공기 조화기용 실내기의 열교환기(3)의 풍속분포가 높은 영역에서의 전열핀(20)을 나타낸다. 도 14의 전열핀(20)에서는, 기류를 방해하는 관상(管狀) 돌출부(24)가, 1쌍의 전열관(13) 사이에 설치되어 있다. 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 관상 돌출부(24)는 관통구(11)의 보스(12) 형상과 거의 동일한 형상을 가진다.
관통구(11)의 보스(12) 형상과 거의 동일한 형상을 가지는 관상 돌출부(24)를 이용함으로써, 전열핀(20)의 금형구조가 간단하게 되고, 또한 관상 돌출부(24)를, 관통구(11)를 형성하는 공정 중에 동시에 형성할 수 있기 때문에, 전열핀(20)을 더욱 저렴하게 제조할 수 있다.
이상의 설명으로부터 명확해진 바와 같이, 본 발명의 공기 조화기에서는 이하의 현저한 효과를 얻을 수 있다. 우선, 열교환기의 풍속분포가 낮은 영역에서 전열관 사이의 전열핀 표면에 설치한 세움 슬릿부가, 열교환기의 열교환을 촉진함으로써, 열교환 성능을 종래의 것과 거의 같은 정도로 유지하는 한편, 열교환기의 풍속분포가 높은 영역에서 전열관 사이의 전열핀 표면에 설치한 돌출부가 열교환기로의 기류를 방해함으로써, 풍속분포를 거의 균일하게 하므로, 저렴하고 간단한 구조로 풍속분포의 불균일에 의한 소음 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 공기 조화기에서는, 열교환기의 전열핀에 기류를 방해하는 돌출부로서 관통구의 보스의 형상과 거의 동일한 형상을 가지는 관상(管狀) 돌출부를 이용하면, 전열핀의 금형구조가 간단하게 되고, 관통구를 형성하는 공정 중에 관상 돌출부를 동시에 형성할 수 있기 때문에, 전열핀을 더욱 저렴하게 제조할 수 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 관통구를 각각 가지는 다수의 전열핀(heat transfer fin)과, 상기 각 전열핀의 관통구에 삽입하여 통하게 되어 냉매를 통과시키는 복수의 전열관(heat transfer tube)을 포함하는 열교환기와,
    상기 열교환기에 공기를 공급하는 송풍장치(fan)를 포함하며,
    상기 열교환기로의 공기의 흐름을 방해하는 복수의 돌출부(突出部)를, 열교환기의 풍속분포가 높은 영역에서, 전열관 사이의 전열핀 표면에 설치하는 한편,
    열교환 성능을 향상시키는 복수의 세움 슬릿부(raised slit portion)를, 열교환기의 풍속분포가 낮은 영역에서, 전열관 사이의 전열핀 표면에 설치한 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 돌출부는, 열교환기로 공기가 흐르는 방향에서 폐쇄된 지붕형 팽출부(rooflike bulge portion)로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각각의 돌출부는, 열교환기로의 공기의 흐름을 가로지르는 직립한 판상편(板狀片)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 각각의 돌출부가 각 관통구의 보스(boss) 형상과 거의 동일한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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