KR20070096716A

KR20070096716A - 카세트형 공기조화기

Info

Publication number: KR20070096716A
Application number: KR1020060027682A
Authority: KR
Inventors: 정용원; 장규섭; 박병일
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-10-02
Also published as: KR100806576B1

Abstract

카세트형 공기조화기가 개시된다. 본 발명에 따른 카세트형 공기조화기는, 흡입구와 배출구가 형성된 실내기 본체; 상기 실내기 본체에 회전가능하게 설치되며, 상기 흡입구를 통해 공기를 빨아들이고 상기 배출구를 통해 공기를 배출시키는 팬; 상기 팬에 회전력을 제공하는 구동모터; 상기 팬과 상기 배출구의 공기유로상에 설치되며, 공기를 열교환시키는 열교환기; 및 상기 팬의 외주면에 설치되며, 상기 흡입구로 유입된 공기를 상기 열교환기로 유도하는 쉬라우드윙;을 포함한다.

쉬라우드링, 돌기, 전방블레이드, 후방블레이드, 축팬, 터보팬

Description

카세트형 공기조화기{CASSETTE TYPE AIR CONDITIONER}

도 1은 종래 카세트형 공기조화기의 실내기, 실외기, 이를 연결하는 배관을 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 실내기의 종 단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트형 공기조화기 실내기의 종 단면도,

도 4는 도 3의 팬을 나타낸 사시도,

도 5는 도 4의 팬의 전방블레이드에 돌기가 구비된 도면,

도 6은 도 4의 팬의 후방블레이드에 돌기가 구비된 도면,

도 7은 도 4의 팬의 전방리드 또는 후방블레이드에 돌기가 구비됨에 따라 소음의 개선 정도를 나타낸 그래프,

도 8는 도 4의 팬의 측면도,

도 9는 도 4의 팬의 중심부에 축팬이 설치된 도면,

도 10은 도 9의 축팬의 확대 사시도,

도 11은 도 4의 팬의 중심부에 축팬이 설치됨에 따라 소음의 개선 정도를 나타낸 그래프,

도 12는 도 4의 팬의 중심부에 터보팬이 설치된 도면,

도 13은 도 12의 터보팬의 확대 사시도,

도 14는 도 4의 팬의 중심부에 터보팬이 설치됨에 따라 소음의 개선 정도를 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 실내기 20 : 실외기

30 : 배관 11 : 실내기 본체

12 : 커버 12a : 흡입구

12b : 배출구 13 : 열교환기

14 : 구동모터 100, 200: 팬

210 : 베이스 220 : 블레이드

221 : 전방블레이드 222 : 후방블레이드

230 : 쉬라우드 240 : 쉬라우드링

300 : 축팬 400 : 터보팬

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 천정 매립형 또는 카세트형이라 불리우는 공기조화기(이하 "카세트형 공기조화기"로 칭한다.)에 관한 것이다.

일반적으로, 카세트형 공기조화기란 실내공간 중에서 비교적 활용도가 낮은 천정에 설치되므로, 벽걸이형이나 스탠드형 공기조화기에 비하여 공간상의 제약을 덜 받는다는 장점이 있다. 또한, 천정으로부터 냉기가 토출되므로 냉기의 확산속도가 빠르다는 장점이 있다. 또한, 실내인테리어가 용이하다는 장점이 있다.

이러한 카세트형 공기조화기의 일 예로 도 1에 도시된 바와 같이 실내의 천정에 매립되어 설치된 실내기(10)와, 실외의 적정장소에 설치된 실외기(20)와, 실내기(10)와 실외기(20)를 연결하는 배관(30)을 포함하여 구성된 공기조화기를 예로 들 수 있다.

도 2를 참조하면, 실내기(10)는 천정에 매립설치되는 실내기 본체(11)와, 실내기 본체(11)의 내부 중앙에 회전가능하게 설치되는 팬(100)과, 팬(100)에 회전력을 제공하는 구동모터(14)와, 팬(100)의 둘레를 일정거리 떨어져 둘러싼 열교환기(13)와, 실내기 본체(11)의 하측에 설치되며 중심부에 더운 공기가 흡입되는 흡입구(12a)와 주변부에 열교환기(13)에서 열교환 된 찬 공기가 배출되는 배출구(12b)가 형성된 커버(12)를 포함하여 구성된다.

상기 열교환기(13)는 팬(100)의 회전에 따라 실내기 본체(11) 내로 흡입된 실내의 더운 공기를 찬 공기로 열 교환한다.

상기 팬(100)은 원심팬의 일종으로, 구동모터(14)로부터 동력을 받아 회전하면서 실내의 더운 공기를 실내기 본체(11)내부로 화살표 A방향으로 끌어들인다. 실내기 본체(11)내부로 끌어 올려진 공기는 팬(100)에 의해 열교환기(13)방향으로 화살표 B방향으로 토출된다.

이렇게 토출된 공기는 열교환기(13)를 통과하면서 냉각되고, 냉각된 공기는 배출구(12b)를 통해 화살표 C방향으로 실내로 토출된다.

한편, 팬(100)과 흡입구(12a)사이에는 빈 공간으로 인해 압력이 낮은 저압부(S)가 형성된다. 이로 인해, 종래의 카세트형 공기조화기는 흡입구(12a)를 통해 화살표 A방향으로 유입된 공기가 팬(100)에 의해 열교환기(13)로 토출될 때 압력이 낮은 저압부(S)로 빨려들어가게 된다. 즉, 화살표 B방향으로 팬(100)에서 열교환기(13)로 이동하는 공기가 저압부(S)로 휘어지게 된다. 이렇게 공기가 저압부(S)로 휘어져 빨려들어 감에 따라, 열교환기(13)에서 열교환 될 공기의 양이 줄어들게 된다. 또한, 열교환기(13)의 상측으로 공기가 거의 통과하지 못하고 하측으로 공기가 몰리게 된다.

따라서, 공기의 유량 손실로 인해 열교환기(13)를 통과해야하는 공기의 양이 충분하지 못하게 되고, 열교환기(13)를 통과할 때 열교환기(13)의 특정부위 즉 하측에만 편중됨으로 인해, 열교환기(13)의 냉방 또는 난방성능이 떨어진다. 이로 인해 전체적인 카세트형 공기조화기의 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 카세트형 공기조화기는, 공기가 팬(100)에 의해 열교환기(13)로 토출될 때 유동난류가 발생하게 되어 난류소음이 발생하는 문제점이 있었다. 이로 인해, 카세트형 공기조화기의 성능이 떨어지고 조용한 실내환경이 조성되지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 카세트형 공기조화기는, 팬(100)의 중심부로 대드존(dead zone)이 형성되어 블레이드측으로 유동이 집중된다. 이로 인해, 카세트형 공기조화기의 성능이 떨어지고 조용한 실내환경이 조성되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

첫째, 흡입된 공기가 손실 없이 열교환기를 균일하게 통과할 수 있는 카세트형 공기조화기를 제공하는 데 목적이 있다.

둘째, 공기가 팬과 부딪쳐 발생하는 유동난류로 인해 유발되는 난류소음을 저감 시킨 카세트형 공기조화기를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

셋째, 팬의 중심부에 대드존(dead zone)이 형성되어 블레이드측으로 유동이 집중되는 것을 방지한 카세트형 공기조화기를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카세트형 공기조화기는, 흡입구와 배출구가 형성된 실내기 본체; 상기 실내기 본체 내부에 회전가능하게 설치되며, 상기 흡입구를 통해 공기를 빨아들이고 상기 배출구를 통해 공기를 배출시키는 팬; 상기 팬에 회전력을 제공하는 구동모터; 상기 팬과 상기 배출구의 공기유로상에 설치되며, 공기를 열교환시키는 열교환기; 및 상기 팬의 외주면에 설치되며, 상기 흡입구로 유입된 공기를 상기 열교환기로 유도하는 쉬라우드윙;을 포함한다.

또한, 상기 목적은 흡입구와 배출구가 형성된 실내기 본체; 상기 실내기 본체 내부에 회전가능하게 설치되며, 상기 흡입구를 통해 공기를 빨아들이고 상기 배출구를 통해 공기를 배출시키는 팬; 상기 팬에 회전력을 제공하는 구동모터; 및 상기 팬과 상기 배출구의 공기유로상에 설치되며, 공기를 열교환시키는 열교환기;을 포함하며, 상기 팬은 베이스; 상기 베이스상에 복수개가 설치되며 전방블레이드와 후방블레이드로 구성된 블레이드; 및 상기 블레이들의 상측에 설치된 쉬라우드;를 포함하며, 상기 블레이드는 전방블레이드와 후방블레이드가 일정각도로 연결되어 형성되며, 상기 전방블레이드 또는 후방블레이드에는 돌기가 형성된 카세트형 공기조화기에 의해서 달성된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 상술한 카세트형 공기조화기의 팬 중심부에 보조팬을 더 설치하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트형 공기조화기를 상세히 설명한다. 전술한 구성과 동일한 구성 및 동일한 작용을 하는 구성에는 동일한 참조부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트형 공기조화기 실내기의 종 단면도이고, 도 4는 도 3의 팬을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 팬의 측면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카세트형 공기조화기는 실내의 천정에 매립되어 설치된 실내기(10)와, 실외의 적정장소에 설치된 실외기(미도시)와, 실내기(10)와 실외기(미도시)를 연결하는 배관(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 실내기(10)는 흡입구(12a)와 배출구(12b)가 형성된 실내기 본체(11); 실내기 본체(11) 내부에 회전가능하게 설치되며, 흡입구(12a)를 통해 공기를 빨아들이고 배출구(12b)를 통해 공기를 배출시키는 팬(200); 팬(200)에 회전력을 제공하는 구동모터(14); 팬(200)과 배출구(12b)의 공기유로상에 설치되며, 공기를 열교환시키는 열교환기(13); 및 팬(200)의 외주면에 형성되며, 흡입구(12a)로 유입된 공기를 열교환기(13)로 균일하게 유도하는 쉬라우드윙(240);을 포함한다.

여기서 공기유로란 실내기(10)의 하측에서 화살표 A방향으로 유입된 공기가 팬(200)에 의해 화살표 B방향으로 열교환기(13)방향으로 토출된 후, 화살표 C방향으로 다시 실내기(10)를 빠져나가기까지의 공기의 이동경로를 말한다.

상기 실내기 본체(11)는 대략 사각형의 박스형태를 가지며, 하측에 커버(12)가 결합된다. 이러한 커버(12)의 중앙부에는 흡입구(12a)가 형성되며, 커버(12)의 주변부에는 배출구(12b)가 형성된다. 물론 별도의 커버(12) 없이 실내기 본체(11)의 하측에 직접 흡입구(12a)와 배출구(12b)를 형성할 수도 있을 것이다.

상기 열교환기(13)는 팬(100)의 회전에 따라 실내기 본체(11) 내로 흡입된 실내의 더운 공기를 찬 공기로 열 교환한다. 물론 이와 반대로 열교환기(13)의 냉매의 흐름을 반대로 하여 실내의 찬 공기를 더운 공기로 열 교환시킬 수도 있다.

이러한 열교환기(13)는 팬(200)의 주위를 일정거리 떨어져 사각형으로 감싸며, 이렇게 함으로서 팬(200)의 주위를 원형으로 감싸는 것보다 열교환기(13)의 표면적이 넓어져 열교환효율이 커진다.

상기 팬(200)은 흡입구(12a)를 통해 실내의 더운 공기를 화살표 A방향으로 실내기 본체(11)로 빨아들이고, 이러한 더운 공기를 열교환기(13)방향으로 화살표 B방향으로 불어준다. 이렇게 열교환기(13)를 통과한 공기는 열교환기(13)에서 냉각 또는 가열되어 배출구(12b)를 통해 실내로 배출된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 팬(200)은 베이스(210); 베이스(210) 상에 복수개가 설치된 블레이드(220); 및 블레이드(220)들의 상측에 설치되며 공기의 토출압력 을 높이는 쉬라우드(230); 쉬라우드(230)의 외주면에 설치된 쉬라우드윙(240);을 포함한다.

상기 베이스(210)는 원형 플레이트로서 중심부에는 모터축(14a)이 결합되는 축공(210a)이 형성되며, 축공(210a)의 주위에는 공기가 흐를 수 있는 복수개의 통공(210b) 형성되어 있다.

상기 블레이드(220)는 흡입구(12a)로부터 빨아 들여진 공기를 최초로 안내하는 전방블레이드(221)와, 안내된 공기를 열교환기(13)방향으로 안내하는 후방블레이드(222)가 일정각도(θ)로 꺽여져 연결됨으로서 형성된다.

이때, 흡입구(12a)로부터 유입된 공기를 열교환기(13)방향으로 효과적으로 유출시키기 위해서, 전방블레이드(221)와 후방블레이드(222)의 꺽인 각도(θ)는 160도 내지 170도인 것이 바람직하다. 또한, 후방블레이드(222)의 길이(L2)는 전방블레이드(221) 길이(L1)의 5배 내지 7배인 것이 바람직하다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 전방블레이드(221)에는 흡입구(12a)로부터 흡입된 공기를 후방블레이드(222) 방향으로 정확히 유동하도록 유도하고, 전방블레이드(221)와 충돌하면서 발생하는 유동난류로 인한 난류소음을 저감시키기 위한 돌기(221a)가 설치된다. 같은 목적으로, 상기 후방블레이드(222)에도 돌기(222a)가 설치될 수 있다. 물론, 전방블레이드(221)와 후방블레이드(222)에 동시에 돌기(221a,222a)를 설치할 수도 있다. 여기서, 돌기(221a, 222a)의 두께(t1, t2)는 블레이드(220) 두께(t)의 1.5배 내지 2.5배인 것이 바람직하다.

도 7을 참조하면, 전방블레이드(221) 또는 후방블레이드(222)에 돌기 (221a,222a)가 설치됨에 따라, 종래에 비해 난류소음이 전체적으로 1 내지 2.5dBA 저감됨을 알 수 있다.

도 3 및 도 8을 참조하면, 상기 쉬라우드윙(240)은 고리형 플레이트로서 쉬라우드(230)와 일체로 형성되거나, 별도로 제작되어 쉬라우드(230)에 용접 또는 본딩된다. 이렇게 쉬라우드윙(240)을 설치하는 주 목적은 쉬라우드(230)측의 저압부(S,도 3참조)로 공기가 유입되는 것을 차단하기 위함이며, 부가적으로 코안다 효과를 이용하여 상부 열교환기(13)로의 유동을 유도하는데 목적이 있다. 즉, 저압부(S, 도 3참조)로 유입되는 공기를 차단함으로서, 실내기(11)로 유입된 공기의 대부분이 화살표 B방향으로 열교환기(13)를 통과하게 된다. 또한, 공기가 열교환기(13)로 화살표 B방향으로 균일하게 휘어지지 않고 유도됨으로 인해, 종래와 같이 열교환기(13)의 하측으로 공기가 몰리는 것이 방지되어 열교환이 균일하게 이루어진다. 이로 인해, 열교환기(13)의 열교환율이 증가하여 카세트형 공기조화기의 성능이 향상되는 효과가 있다.

여기서, 쉬라우드윙(240)의 높이(H1)는 상기 팬(200)의 높이(H)의 0.1 배 내지 0.2배인 것이 바람직하다. 또한, 쉬라우드윙(240)의 직경(D1)은 상기 팬(200)의 직경(D)의 1.1 배 내지 1.2배인 것이 바람직하다. 또한, 쉬라우드윙(240)의 외측각도(θ1)는 60도 내지 80도인 것이 바람직하다.

한편, 도 8 내지 도 10을 참조하면, 팬(200) 중심부에 보조팬인 축팬(300)이 더 설치된다. 이렇게 축팬(300)을 설치하는 이유는 다음과 같다.

팬(200)의 중심부로 유입된 공기가 곧바로 블레이드(220) 방향으로 배출됨에 따라, 팬(200)의 중심부에는 대드존(dead zone)이 발생하게 되고 쉬라우드(230)측으로 유동이 집중된다. 이를 막기 위하여 팬의 중심부에 축팬(300)을 장착하여 팬(200)의 중심부로 흡입된 공기를 축팬(300)에 의해 다시 축방향으로 가압 가속시킨다. 이로 인해, 팬(200)의 중심부에 생기는 대드존(dead zone)이 최소화되고, 블레이드(220)방향으로 공기가 재 토출됨으로 인해 결과적으로, 팬(200)의 성능을 향상된다.

여기서, 축팬(300)의 블레이드의 꺽인 각도(θ2)는 40도 내지 60도인 것이 바람직하다. 또한 축팬(300)과 팬(200)의 직경비(D2/D)는 0.2 내지 0.4인 것이 바람직하다. 또한, 축팬(300)과 팬(200)의 높이비(H2/H)는 0.1 내지 0.12인 것이 바람직하다. 또한, 축팬(300)의 높이(H2)는 축팬(300)의 직경(D2)의 0.1배 내지 0.2배인 것이 바람직하다.

도 11을 참조하면 이렇게 팬(200)의 중심부에 축팬(300)이 설치됨에 따라, 종래에 비해 난류소음이 전체적으로 1~2dBA 저감됨을 알 수 있다.

도 8, 도 12 및 도 13을 참조하면, 팬(200) 중심부에 축팬(300) 대신 터보팬(400)을 설치할 수 있다. 이렇게 축팬(300) 대신에 터보팬(400)을 설치할 경우, 터보팬(400) 자체 원심력에 의해 대드존(dead zone)영역의 공기를 블레이드(220)로 보낼 수 있다. 이로 인해, 팬(200)의 중심부에 생기는 대드존(dead zone)이 최소화되고, 블레이드(220)방향으로 공기를 재 토출됨으로 인해 결과적으로, 팬(200)의 성능을 향상된다.

여기서, 터보팬(400)의 블레이드의 꺽인 각도(θ3)는 30도 내지 40도인 것이 바람직하다. 또한 터보팬(400)과 팬(200)의 직경비(D3/D)는 0.2 내지 0.4인 것이 바람직하다. 또한, 터보팬(400)과 팬(200)의 높이비(H3/H)는 0.2 내지 0.3인 것이 바람직하다. 터보팬(400)의 높이(H3)는 터보팬(400)의 직경(D3)의 0.4배 내지 0.6배인 것이 바람직하다.

도 14를 참조하면, 이렇게 팬(200)의 중심부에 터보팬(400)이 설치됨에 따라, 종래에 비해 난류소음이 전체적으로 0.5 내지 1dBA 저감됨을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예들에 따른 카세트형 공기조화기에 따르면,

첫째, 팬의 외주면에 쉬라우드링이 설치됨에 따라, 저압부로 유동하는 공기가 다시 열교환기로 유도시켜 유량의 손실이 최소화될 수 있다. 또한, 공기가 열교환기의 특정부위로 몰리지 않게 되어 열교환기에서 열교환이 균일하게 이루어진다. 이로 인해, 카세트형 공기조화기의 성능이 향상되는 효과가 있다.

둘째, 팬의 블레이드에 돌기가 설치되어 있어, 유동난류로 인한 난류소음을 저감시킨다. 이로 인해, 카세트형 공기조화기의 성능이 향상되고 조용한 실내환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 팬의 중심부에 축팬 또는 터보팬이 설치되어 있어, 팬의 중심부에 대드존(dead zone)을 최소화시켜 블레이드측으로 유동이 집중되는 것을 방지한다. 이로 인해, 카세트형 공기조화기의 성능이 향상되고 조용한 실내환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.

Claims

흡입구와 배출구가 형성된 실내기 본체;

상기 실내기 본체에 회전가능하게 설치되며, 상기 흡입구를 통해 공기를 빨아들이고 상기 배출구를 통해 공기를 배출시키는 팬;

상기 팬에 회전력을 제공하는 구동모터;

상기 팬과 상기 배출구의 공기유로상에 설치되며, 공기를 열교환시키는 열교환기; 및

상기 팬의 외주면에 설치되며, 상기 흡입구로 유입된 공기를 상기 열교환기로 유도하는 쉬라우드윙;을 포함하는 카세트형 공기조화기.
제 1 항에 있어서, 상기 팬은,

베이스;

상기 베이스상에 복수개가 설치되며, 전방블레이드와 후방블레이드로 구성된 블레이드; 및

상기 블레이드들 상측에 설치되는 쉬라우드;를 포함하며

상기 쉬라이드윙은 상기 쉬라우드의 외주면에 설치된 카세트형 공기조화기.
제 2 항에 있어서, 상기 전방블레이드 또는 상기 후방블레이드에는 돌기가 형성된 카세트형 공기조화기.
흡입구와 배출구가 형성된 실내기 본체;

상기 실내기 본체에 회전가능하게 설치되며, 상기 흡입구를 통해 공기를 빨아들이고 상기 배출구를 통해 공기를 배출시키는 팬;

상기 팬에 회전력을 제공하는 구동모터; 및

상기 팬과 상기 배출구의 공기유로상에 설치되며, 공기를 열교환시키는 열교환기;을 포함하며,

상기 팬은 베이스; 상기 베이스상에 복수개가 설치되며 전방블레이드와 후방블레이드로 구성된 블레이드; 및 상기 블레이들의 상측에 설치된 쉬라우드;를 포함하며, 상기 블레이드는 전방블레이드와 후방블레이드가 일정각도로 연결되어 형성되며, 상기 전방블레이드 또는 후방블레이드에는 돌기가 형성된 카세트형 공기조화기.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 팬의 중심부에는 보조팬;이 설치된 카세트형 공기조화기.