KR20070000894A - 액자형 공기조화기용 실내기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내공기를 전면으로 흡입하여 냉기를 생성한 다음, 양측면 및 바닥면으로 토출시키는 액자형 공기조화기용 실내기에 관한 것으로서, 특히 실내공기가 흡입될 수 있는 흡입구의 최대 개방각도를 조절하여 흡입유량을 늘리는 동시에 소음을 줄일 수 있는 액자형 공기조화기용 실내기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기는 전면에 흡입구가 형성되는 동시에 양측면 및 바닥면에 토출구가 형성된 얇은 직육면체 형상의 케이스와, 상기 케이스에 내장되어 상기 흡입구를 통하여 실내공기를 흡입하여 상기 토출구를 통하여 실내공기를 토출시키는 송풍장치와, 상기 케이스의 흡입구 내측에 설치되어 상기 송풍장치에 의해 흡입된 공기와 열교환 작용을 통하여 냉기를 생성하는 증발기와, 상기 케이스의 전면에 하단이 힌지 연결되어 상단이 상기 케이스의 전면으로부터 최대 개방각도(Ap)가 0.13 - 0.17 rad 로 개폐되도록 설치되는 전면패널을 포함하여 구성된다.

공기조화기, 실내기, 액자형, 케이스, 전면패널, 증발기, 개방각도

Description

액자형 공기조화기용 실내기 {INNER-DOOR UNIT OF AIR-CONDITIONER}

도 1은 일반적인 액자형 공기조화기가 도시된 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기가 도시된 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기의 흡입작동이 도시된 측면도,

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기에서 전면패널의 개폐정도에 따른 소음이 표시된 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 케이스 12 : 에어 가이드

14a,14b,14c : 토출그릴 16 : 에어 필터

20 : 증발기 22 : 드레인 팬

30 : 터보팬 32 : 허브

34 : 쉬라우드 36 : 블레이드

40 : 모터 42 : 모터축

44 : 탄성재질 46 : 모터 지지대

50 : 오리피스 52 : 가이드 홀

54 : 컨트롤박스 56 : 조작버튼

60 : 전면패널

본 발명은 실내공기를 전면으로 흡입하여 냉기를 생성한 다음, 양측면 및 바닥면으로 토출시키는 액자형 공기조화기용 실내기에 관한 것으로서, 특히 실내공기가 흡입될 수 있는 흡입구의 최대 개방각도를 조절하여 흡입유량을 늘리는 동시에 소음을 줄일 수 있는 액자형 공기조화기용 실내기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 팽창수단, 증발기를 따라 순환하는 냉매가 응축기 또는 증발기를 통과하는 공기와 열교환 작용을 통하여 실내공간을 냉/난방시키는 장치로써, 대개 압축기, 응축기 및 팽창수단 등을 포함하여 실외공간에 설치되는 실외기와, 증발기 등을 포함하여 실내공간에 설치되는 실내기로 나뉘어지되, 실외기 및 실내기가 서로 냉매배관에 의해 연결되도록 설치된다.

이와 같은 공기조화기는 실내기의 설치위치에 따라 다양하게 구분될 수 있는데, 실내공간에 세워지도록 설치되는 스텐드형, 실내벽에 걸어둘 수 있도록 설치되는 벽걸이형, 실내천장에 매달리거나, 내장되도록 설치되는 천정형 등으로 나뉘어진다.

특히, 최근에는 실내공간에서 설치되는 실내기가 보다 디자인 측면에서 미려 해지도록 하기 위하여 각종 그림 등이 그려진 전면패널이 박형의 직육면체 케이스 전면에 설치되는 동시에 그 내측에 증발기 및 터보팬이 내장된 액자형이 개발되어 시판되고 있다.

구체적으로, 액자형 공기조화기용 실내기의 구성을 살펴보면, 전면이 개방된 케이스 전면에 개폐 가능하도록 전면패널이 설치되고, 상기 케이스와 전면패널 사이에 흡입구가 형성되는 동시에 상기 케이스의 양측면 및 바닥면에 토출구가 형성되며, 상기 케이스 내측에는 증발기, 터보팬 및 모터가 겹쳐지도록 설치되는 동시에 상기 증발기와 터보팬 사이에 공기의 유동을 안내하는 오리피스가 설치된다.

이때, 상기 전면패널은 상기 케이스의 전면에 하단이 힌지 연결되어 상단이 소정각도로 개폐되면서 실내공기를 흡입하도록 하는 흡입구를 형성한다.

따라서, 상기 터보팬이 작동됨에 따라 실내공기가 상기 흡입구를 통하여 축방향으로 흡입되고, 이러한 실내공기는 상기 증발기를 통과하면서 냉매와 열교환 작용을 통하여 냉각된 다음, 상기 터보팬을 통과하여 반경방향으로 유동되어 각 토출구를 통하여 토출된다.

상기와 같은 액자형 공기조화기용 실내기에서 전면패널의 하단이 케이스의 전면 하측에 힌지 연결되어 전면패널의 상단이 케이스의 전면으로부터 개폐되도록 설치되기 때문에 전면패널의 하단을 중심으로 상기 전면패널의 상단이 상기 케이스의 전면으로부터 개방됨에 따라 흡입면적이 상대적으로 큰 상부에 비해 흡입면적이 상대적으로 작은 하부에서 유동속도가 빠를 뿐 아니라 불균일하여 전면패널 자체가 큰 유로저항으로 작용하여 흡입유량이 적은데, 이를 해결하기 위하여 전면패널을 케이스로부터 더 큰 개방각도로 개방시킬 수 있다.

하지만, 종래의 액자형 공기조화기용 실내기는 상기와 같이 흡입유량을 늘리기 위하여 케이스로부터 전면패널의 개방각도가 커질수록 내부의 터보팬 소음이 외부로 누설되어 전체 소음이 커지게 될 뿐 아니라 증발기 등과 같은 구성부품이 보이게 되어 미관을 헤치기 되며, 나아가 대개 실내 벽면 상측에 액자형 공기조화기용 실내기가 설치됨에 따라 전면패널의 개방각도가 커짐에 따라 설정각도에서 실내의 형광등과 같은 불빛이 전면패널에 반사되어 실내 사용자의 눈을 부시게 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 케이스로부터 전면패널의 개방각도를 설정범위 내로 제한하여 흡입유량을 확보하는 동시에 소음도 저감시킬 수 있는 액자형 공기조화기용 실내기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 액자형 공기조화기는 전면에 흡입구가 형성되는 동시에 양측면 및 바닥면에 토출구가 형성된 얇은 직육면체 형상의 케이스와, 상기 케이스에 내장되어 상기 흡입구를 통하여 실내공기를 흡입하여 상기 토출구를 통하여 실내공기를 토출시키는 송풍장치와, 상기 케이스의 흡입 구 내측에 설치되어 상기 송풍장치에 의해 흡입된 공기와 열교환 작용을 통하여 냉기를 생성하는 증발기와, 상기 케이스의 전면에 하단이 힌지 연결되어 상단이 상기 케이스의 전면으로부터 최대 개방각도(Ap)가 0.13 - 0.17 rad 로 개폐되도록 설치되는 전면패널을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 액자형 공기조화기가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기가 도시된 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기의 흡입작동이 도시된 측면도이다.

본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 실외기(200)와 냉매배관(300)에 의해 연결되도록 설치되되, 상기 실외기(200)는 케이스(210) 내부에 냉매가 순환되는 압축기, 응축기, 팽창수단을 수용하는 동시에 실외공기를 상기 응축기 주변을 통과하도록 송풍시키는 송풍팬(220) 및 모터가 구비되도록 구성되고, 상기 실내기(100)는 냉매가 순환되는 증발기(20)를 수용하는 동시에 실내공기를 증발기(20) 주변을 통과하도록 송풍시키는 터보팬(30) 및 모터(40)가 구비되도록 구성된다.

구체적으로, 상기 실내기(100)는 전면이 개방되어 흡입구가 형성되는 동시에 양측면 및 바닥면에 토출구가 형성된 박형의 케이스(10)와, 상기 케이스(10)에 내장되어 냉매가 순환되는 증발기(20)와, 상기 증발기(20) 배면에 위치되어 실내공기를 상기 흡입구로부터 흡입하여 상기 증발기(20)를 통과하도록 한 다음, 상기 토출 구로 토출시키는 터보팬(30) 및 모터(40)와, 상기 증발기(20)와 터보팬(30) 사이에 위치되어 상기 증발기(20)를 통과한 냉기를 상기 터보팬(30)의 축방향으로 흡입되도록 안내하는 오리피스(50)와, 상기 케이스(10)의 전면에 하단이 힌지 연결되어 상단이 0.13 - 0.17 rad 의 개방각도로 개폐 가능하게 설치된 전면패널(60)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 케이스(10)는 전면이 개방된 박형의 직육면체 형상으로 형성되어 내부에 각종 구성부품의 수용공간이 형성되고, 그 내측에 모서리에는 상기 터보팬(30)에 의해 유동되는 흡입유동을 안내할 수 있도록 에어 가이드(12)가 일체로 형성되기도 한다.

이때, 상기 케이스(10)의 전면에는 내부 구성부품이 보이지 않을 뿐 아니라 소음을 차단시킬 수 있도록 상기 전면패널(60)이 개폐 가능하게 설치되어 상기 전면패널(60) 개방시 실내공기가 흡입되도록 하고, 상기 케이스(10)의 양측면 및 바닥면에는 토출풍향을 조절할 수 있도록 토출그릴(14a,14b,14c)이 설치되어 상기 토출그릴(14a,14b,14c)을 통하여 냉기가 토출되도록 한다.

추가로, 상기 케이스(10)의 전면 내측에는 흡입되는 실내공기로부터 먼지 등을 걸러주는 에어필터(16) 및 집진기(미도시)가 설치되되, 상기 에어필터(16) 및 집진기는 청소가 가능하도록 탈거 가능하게 장착된다.

이때, 상기 에어필터(16)는 상기 케이스(10)의 전면 양내측에 형성된 가이드 돌기(미도시) 사이로 슬라이딩 삽입될 수 있도록 설치되어 흡입공기로부터 먼지 등의 이물질을 걸러주도록 작동되고, 상기 집진기는 상기 에어필터(16) 전면에 고정 되도록 설치되어 전원 공급시 먼지 등을 모아주도록 작동된다.

다음, 상기 증발기(20)는 상기 실외기 측의 압축기, 응축기, 팽창수단과 연결되어 냉동사이클을 구성하되, 냉매관에 복수개의 핀이 설치되도록 구성되어 상기 케이스(10) 전면 내측에 설치되며, 그 냉매관을 통과하는 냉매가 복수개의 핀에 의해 실내공기와 열교환 작용을 하도록 하여 냉기를 생성한다.

물론, 상기 증발기(20)는 상기 케이스(10) 내측에 설치될 수 있도록 박형의 직육면체 형상으로 형성되되, 전면형상이 상기 케이스(10)처럼 정사각형 형상으로 형성되도록 한다.

또한, 상기 증발기(20) 하측에는 상기 증발기(20) 표면에 맺힌 응축수가 흘러내리더라도 모아지도록 하는 드레인 팬(22)이 설치되고, 상기 드레인 팬(22)은 외부와 연결된 별도의 드레인 호스(미도시)가 설치되어 응축수를 외부로 배출하도록 한다.

다음, 상기 터보팬(30)은 상기 증발기(20)를 통과하도록 실내공기를 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출시키도록 하되, 역시 상기 케이스(10) 내측에 설치될 수 있도록 그 두께는 얇게 형성되는 반면, 흡입풍향을 늘리기 위하여 직경은 크게 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 터보팬(30)은 상기 모터와 연결될 수 있도록 중앙이 고깔 형상인 원판형 허브(32)와, 상기 허브(32)와 축방향으로 이격되도록 위치되어 흡입유동을 안내하도록 축방향으로 완만하게 경사진 링 형상의 쉬라우드(34)와, 상기 허브(32)와 쉬라우드(34) 사이에 원주방향으로 일정간격을 두고 복수개가 위치된 블레이드 (36)로 이루어지되, 상기 쉬라우드(34)는 축방향으로의 흡입유동을 안내하는 반면, 상기 허브(32) 및 블레이드(36)는 반경방향으로의 토출유동을 안내한다.

또한, 상기 모터(40)는 모터축(42)이 상기 허브(32)에 끼움되도록 상기 터보팬(30)의 배면 측에 설치되어 동력을 상기 터보팬(30)으로 전달되도록 하되, 상기 모터축(42)과 허브(32) 사이에는 동력 전달을 완충시킬 뿐 아니라 진동을 흡수할 수 있도록 탄성재질(44)이 설치된다.

물론, 상기 터보팬(30)은 상기 쉬라우드(34)가 상기 케이스(10)의 전면을 향하도록 위치되도록 설치되고, 상기 모터(40)는 상기 케이스(10)의 내측 배면에 모터 지지대(46)에 의해 고정되도록 설치된다.

다음, 상기 오리피스(50)는 흡입공기를 난류가 일어나지 않도록 상기 터보팬(30)의 중심으로 안내하도록 중앙에 볼록한 링 형상으로 가이드 홀(52)이 형성되며, 상기 가이드 홀(52) 이외의 부분은 평평하게 형성되어 상기 터보팬(30)으로 흡입되는 냉기와 상기 터보팬(30)을 통과하여 토출되는 냉기를 구획하도록 한다.

주가로, 상기 오리피스(50)의 전면 상측에는 상기 터보팬(30) 및 전면패널(60) 등의 작동을 조절하는 컨트롤박스(54)가 설치되되, 상기 터보팬(30)을 구동시키는 모터(40) 및 상기 전면패널(60)을 설정각도로 개폐시키는 스텝모터(미도시)로 공급되는 전원을 제어하는 동시에 상기 집진기로 공급되는 전원 역시 제어한다.

물론, 상기 컨트롤박스(54)는 별도로 실내기(100)의 작동을 사용자가 직접 조작할 수 있도록 각종 조작버튼(56)과 직접 연결되거나, 자체적으로 리모콘 등으로부터 작동제어신호를 입력받을 수 있도록 구성하여 각종 구성부품의 작동을 제어 하며, 나아가 외관에 드러나도록 설치된 디스플레이부(미도시)와 연결되어 상기 디스플레이부를 통하여 실내기(100)의 작동상태를 사용자가 직접 볼 수 있도록 표시한다.

다음, 상기 전면패널(60)은 도 3에 도시된 바와 같이 하단이 상기 케이스(10)의 전면 하측에 힌지 연결되어 상단이 설정각도로 개폐될 수 있도록 설치되되, 하단 양측에 힌지축이 스텝모터와 연결되어 자동적으로 개폐될 수 있다.

이때, 상기 전면패널(60)은 상기 케이스(10)의 전면으로부터 간극을 두고 위치되어 하단을 중심으로 개폐되더라도 상기 케이스(10)의 전면과 간섭되지 않도록 한다.

특히, 상기 전면패널(60)을 개폐시키는 스텝모터는 역시 상기 컨트롤박스(54)에 의해 그 작동이 제어되되, 상기 전면패널(60)은 상기 케이스(10)의 전면으로부터 최대 개방각도(A)가 0.13 - 0.17 rad 로 개폐되는 것이 소정의 흡입유량을 유지하는 동시에 소음을 최소화시킬 수 있다.

이때, 상기 전면패널(60)은 상기 케이스(10)의 전면에서 유동저항을 줄일 수 있도록 최대 개방각도 범위 내에서 그 개방각도를 상기 터보팬(30)의 회전속도에 따라 조절할 수 있도록 하되, 상기 터보팬(30)의 회전속도가 커질수록 흡입유량을 보다 늘리기 위하여 상기 전면패널(60)의 최대 개방각도(A)를 더 크게 설정한다.

물론, 상기 전면패널(60)은 상기 터보팬(30) 작동시 상기 케이스(10) 전면으로부터 열림되도록 작동되어 실내공기가 흡입되도록 하는 반면, 상기 터보팬(30) 미작동시 미관을 고려하여 상기 케이스(10) 전면으로부터 닫힘되도록 작동되어 상 기 케이스(10) 전면을 완전히 막아주도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기에서 전면패널의 개폐정도에 따른 소음이 표시된 그래프인데, 도 4에서는 한 변의 길이가 400mm 인 정사각형상의 증발기를 사용하는 경우 전면패널의 최대 개방길이(L)가 70mm ~ 90mm 범위 내에서 47.2dB 이하의 최저 소음이 발생되고, 도 5에서는 다양한 길이를 가진 정사각형의 증발기를 사용하는 경우 증발기의 전면 한 변 길이(Le)에 대한 상기 케이스로부터 최대 개방길이(L) 비율이 0.13 ~ 0.17 범위 내에서 50dB 이하의 최저 소음이 발생되는데, 결과적으로 상기 케이스의 전면으로부터 상기 전면패널(60)의 최대 개방각도(A)가 0.13 ~ 0.17 범위 내에서 조절되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 전면패널(60)이 최대 개방각도(A) 이하로 개방된 경우, 상기 전면패널(60)이 일종의 유동저항으로 작용하여 소음을 더 크게 유발하는 반면, 상기 전면패널(60)이 최대 개방각도(A) 이상으로 개방된 경우, 상기 전면패널(60)이 상기 케이스(10) 내부에 상기 터보팬(30)으로부터 발생되는 소음을 차폐하지 못하여 내부 소음이 외부로 전달되어 소음을 더 크게 유발하기 때문에 상기와 같은 실험 결과에 따라 상기 전면패널(60)의 최대 개방각도(A)가 0.13 ~ 0.17 범위 내에서 조절되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기와 같이 구성된 액자형 공기조화기용 실내기의 작동을 간단하게 살펴보면, 상기 컨트롤박스(54)에 의해 상기 스텝모터 및 모터(40)로 전원이 공급되고, 상기 스텝모터의 작동에 의해 상기 전면패널(60)이 상기 케이스(10)의 전면으로부터 최대 개방각도(A)로 개방되고, 상기 모터(40)의 작동에 의해 상기 터보팬 (30)이 회전되면서 축방향으로 흡입하여 반경방향으로 토출시키게 된다.

여기서, 상기 전면패널(60)의 하단을 중심으로 상기 전면패널(60)의 상단이 상기 케이스(10)의 전면으로부터 0.13 ~ 0.17 범위 내에서 개방되기 때문에 흡입면적이 상대적으로 큰 상부에 비해 흡입면적이 상대적으로 작은 하부에서 유동속도가 빠르더라도 균일하여 상대적으로 소음을 줄일 수 있다.

이때, 상기 전면패널(60)은 상기 터보팬(30)의 회전속도에 따라 그 최대 개방각도(A)가 조절될 수 있는데, 상기 터보팬(30)이 고속으로 회전될수록 상기 전면패널(60)의 최대 개방각도(A)가 설정 범위 내에서 크게 설정되어 흡입유량이 늘어나도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 케이스(10)의 전면으로 흡입된 실내공기는 상기 증발기(20)를 통과하면서 그 내부를 유동하는 냉매와 열교환 작용을 통하여 냉기로 변하고, 이러한 냉기는 상기 오리피스의 가이드 홀(52)을 통하여 안내되어 상기 터보팬(30)의 축방향으로 흡입된 다음, 상기 터보팬(30)의 반경방향으로 토출되되, 상기 케이스(10)의 양측면 및 바닥면 측에 설치된 각 토출그릴(14a,14b,14c)를 통과하면서 풍향이 조절되어 실내공간으로 토출된다.

이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 액자형 공기조화기용 실내기는 증발기 및 터보팬 등이 내장된 케이스의 전면에 전면패널의 하단이 힌지 연결되어 전면패널의 상단이 개폐되도록 작동되되, 반복적인 실험을 통하여 소정의 유량을 확보하는 동시에 소음을 최소화시킬 수 있도록 전면패널의 최대 개방각도를 설정하여 전면패널이 개폐되도록 하기 때문에 전면패널이 과도하게 닫혀있지 않아 소정의 흡입유량을 확보하는 동시에 유동저항에 의한 소음 발생을 저감시키고, 전면패널이 과도하게 열려있지 않아 케이스에 내장된 각종 구성부품이 보이는 것을 방지하여 미관을 향상시키며, 나아가 실내의 형광등과 같은 불빛 및 전면패널의 최대 개방각도 등을 고려하여 미리 실내기의 설치위치를 설정할 수 있어 전면패널의 개폐시 불빛에 비쳐 반사되는 것 방지할 수 있으므로 사용자의 눈부심을 예방할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 전면에 흡입구가 형성되는 동시에 양측면 및 바닥면에 토출구가 형성된 얇은 직육면체 형상의 케이스와,

   상기 케이스에 내장되어 상기 흡입구를 통하여 실내공기를 흡입하여 상기 토출구를 통하여 실내공기를 토출시키는 송풍장치와,

   상기 케이스의 흡입구 내측에 설치되어 상기 송풍장치에 의해 흡입된 공기와 열교환 작용을 통하여 냉기를 생성하는 증발기와,

   상기 케이스의 전면에 하단이 힌지 연결되어 상단이 상기 케이스의 전면으로부터 최대 개방각도(A)가 0.13 ~ 0.17 rad 로 개폐되도록 설치되는 전면패널을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액자형 공기조화기용 실내기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 증발기는 전면이 정사각인 직육면체 형상으로 형성되고,

   상기 전면패널은 상기 증발기의 전면 한 변 길이(Le)에 대한 상기 케이스로부터 최대 개방길이(Lp) 비율이 0.13 ~ 0.17 로 개폐되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 액자형 공기조화기용 실내기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전면패널은 하단 양측의 힌지축에 스텝모터가 장착되어 미작동시 상기 케이스의 전면을 막아줄 수 있도록 작동되는 것을 특징으로 하는 액자형 공기조화기용 실내기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 전면패널은 상기 터보팬이 고속으로 작동될수록 흡입유량이 커지도록 더 큰 최대 개방각도로 개폐되는 것을 특징으로 하는 액자형 공기조화기용 실내기.

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