KR20080025962A - 공기 조화기의 배관 구조 및 배관 결합 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 상세하게는 공기 조화기의 동작시 발생되는 진동 및 소음이 저감되도록 하고, 작동 성능이 향상되도록 하는 공기 조화기의 배관 구조 및 배관 결합 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기 조화기의 배관 구조는 본 발명에 따른 공기 조화기의 배관 구조는 냉매가 유동되는 제 1 배관; 상기 제 1 배관으로부터 냉매가 유입되는 제 2 배관; 상기 제 1 배관 및 제 2 배관에 결합되는 유연관; 및 상기 유연관과 상기 각 배관의 결합력이 증가되도록 가이드하는 한 쌍의 가이드 관이 포함된다.
또한, 본 발명에 따른 공기 조화기의 배관 결합 방법은 가이드 관으로 냉매관 및 유연관이 삽입되는 단계; 상기 가이드 관의 다수의 지점을 가압하여, 상기 가이드 관, 유연관 및 냉매관이 압착되도록 하는 단계가 포함된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 냉매관의 일부로 유연관이 사용됨으로써, 상기 압축기의 작동시, 상기 압축기의 흡입측 냉매관의 진동 및 소음이 저감될 수 있게 된다. 또한, 상기 압축기의 흡입측 냉매관의 일부로 유연관이 사용됨에 따라 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 온도가 상승하는 것이 방지됨에 따라 공기 조화기의 냉방 성능 및 에너지 소비 효율이 향상될 수 있다.
냉매관, 유연관

Description

공기 조화기의 배관 구조 및 배관 결합 방법{Pipe structure of air conditioner and pipe connecting method thereof}
도 1은 종래 기술에 따른 일체형 공기 조화기의 냉매 배관 구조를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기의 분해 사시도.
도 3는 본 발명에 따른 배관 구조가 구비된 공기 조화기 내부 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 압축기 흡입측의 배관 구조를 보여주는 사시도.
도 5는 상기 배관 구조의 분해 사시도.
도 6은 도 4의 I-I'의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210 : 토출관 220 : 흡입관
230 : 가이드 관 250 : 유연관
본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 상세하게는 공기 조화기의 동작시 발생되는 진동 및 소음이 저감되도록 하고, 동작 성능이 향상되도록 하는 공기 조화기의 배관 구조에 관한 것이다.
일반적으로 공기 조화기는 실내 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 열교환시켜 냉각 또는 가열하며, 상기 냉각 또는 가열된 공기를 실내로 배출하도록 하는 기기이다.
이러한 공기 조화기는 크게 냉동 사이클 장치가 하나의 몸체 내에 장착되어 창문 등에 설치되는 창문형 에어컨과, 실내기와 실외기가 분리되어 실내와 실외에 각각 설치되는 분리형 에어컨으로 구분된다.
그리고, 일반적으로 상기 실외기에는 압축기, 응축기 및 팽창 장치가 구비되고, 상기 실내기에는 증발기가 구비된다. 이러한 각 구성 요소들은 냉매 배관에 의해서 연결되어, 냉매가 순환되도록 구성된다.
도 1은 종래 기술에 따른 일체형 공기 조화기의 냉매 배관 구조를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 일체형 공기 조화기는, 저면을 이루는 베이스(1)에 압축기(10)가 장착된다. 그리고, 상기 압축기(10)의 전방에는 실내 공기가 열교환되는 실내 열교환기(2)가 장착되고, 상기 압축기(10)의 후방에는 실외 공기가 열교환되는 실외 열교환기(3)가 장착된다. 여기서, 도시되지는 않았으나 상기 공기 조화기는 배리에서 의해서 실내 측부와 실외 측부가 구획된다.
그리고, 상기 압축기(10)의 일측에는 상기 실내 열교환기(2)에서 미쳐 증발 되지 못한 액냉매가 걸러지도록 하여, 상기 압축기(10)로 기상의 냉매가 이동되도록 하는 어큐물레이터(9)가 구비된다. 따라서, 상기 어큐물레이터(9)에는 증발기를 통과한 냉매가 흡입되는 흡입관(11)이 연결된다.
그리고, 상기 압축기(10)의 타측에는 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매가 실외 열교환기(3)로 이동되도록 하는 토출관(15)이 연결된다.
상세히, 상기 흡입관(11)은 상기 압축기(10)에서 발생되는 진동 및 소음이 감쇄되도록 적어도 하나의 루프(12)를 이루도록 형성되며, 상기 루프(12)에는 상기 흡입관(11)의 진동이 저감되도록 하기 위하여 제진재(13)가 감싸지도록 구성된다.
그러나, 이러한 종래 기술의 경우 상기 흡입관(11)을 이루는 루프(12)에 의해서 상기 흡입관(11)의 길이가 현저히 증가하게 되어, 상기 흡입관(11)의 제작 비용이 증가되고, 상기 루프(12)에 제진재(13)가 감싸여짐에 따라 상기 제진재(13)의 비용 또한 추가적으로 발생하게 되는 문제가 있다.
또한, 상기 흡입관(11)의 길이가 증가됨에 따라 상기 흡입관(11)이 위치되는 공간의 구조가 복잡해지고, 공간의 활용도가 저하되며, 이러한 문제는 실내기와 실외기가 일체로 형성되는 일체형 공기 조화기의 경우에는 더욱 심각하다.
본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 압축기의 흡입관의 구조가 간단해지고, 비용이 저감되도록 함과 동시에 흡입관의 진동 및 소음이 저감되도록 하는 공기 조화기의 배관 구조를 제안하는 것으로 목적으로 한다.
또한, 압축기 흡입관의 배관 구조를 개선하여, 압축기의 압축 성능 및 이에 따른 에너지 소비 효율이 증가되도록 하는 공기 조화기의 배관 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기의 배관 구조는 냉매가 유동되는 제 1 배관; 상기 제 1 배관으로부터 냉매가 유입되는 제 2 배관; 상기 제 1 배관 및 제 2 배관에 결합되는 유연관; 및 상기 유연관과 상기 각 배관의 결합력이 증가되도록 가이드하는 한 쌍의 가이드 관이 포함된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 공기 조화기의 배관 결합 방법은 가이드 관으로 냉매관 및 유연관이 삽입되는 단계; 상기 가이드 관의 다수의 지점을 가압하여, 상기 가이드 관, 유연관 및 냉매관이 압착되도록 하는 단계가 포함된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기 조화기의 분해 사시도이고, 도 3는 본 발명에 따른 배관 구조가 구비된 공기 조화기 내부 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
본 실시예에서는 공기 조화기의 종류 중 실내기와 실외기가 일체로 형성되는 일체형 공기 조화기를 예를 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 다른 종류의 공기 조화기에 적용 가능함은 물론이다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기 조화기는, 바닥을 이루는 베이스(110)와, 상기 베이스(110)에 결합되는 캐비닛(120)과, 상기 캐비닛(120)의 전면에 결합되는 프런트 패널(130)에 의해서 외관이 형성된다.
상세히, 상기 프런트 패널(130)의 전면에는 흡입되는 공기를 필터링하는 필터(132)가 장착되고, 상기 필터(132)의 전면에는 상기 공기 조화기의 전면 외관을 형성하는 프런트 그릴(134)이 장착된다.
한편, 상기 프런트 패널(130)의 후측에는 흡입된 공기가 열교환되는 실내 열교환기(140)가 장착되고, 상기 실내 열교환기(145)의 후측에는 에어 가이드(145)가 장착되며, 상기 에어 가이드(145)는 후측의 스크롤(150)에 장착된다.
따라서, 흡입된 실내 공기는 실내 열교환기(140)를 지나면서 열교환되고, 열교환된 공기는 상기 에어 가이드(145)를 지나 상기 스크롤(150)로 안내된다. 그리고, 상기 스크롤(150)로 안내된 공기는 상기 스크롤(150)에 의해서 유동이 가이드되어 다시 상기 에어 가이드(145)를 통하여 외부로 토출된다.
한편, 상기 스크롤(160)의 후측에는 배리어(155)가 장착된다. 이러한 배리어(155)에 의해서 상기 공기 조화기는 실내 측부와 실외 측부로 구획된다.
그리고, 상기 베리어(155)의 후측에는 모터(160)가 결합되며, 상기 모터(160)는 상기 베이스(110)에 지지되는 모터 마운트(165)에 의해서 고정된다. 그리고, 상기 모터(160)의 전측에는 실내 공기를 강제 송풍하는 실내팬(170)이 장착되고, 상기 모터(160)의 후측에는 실외 공기를 강제 송풍하는 실외팬(175)이 장착된다.
또한, 상기 배리어(155)의 후측에는 상기 실외팬(175)에 의해서 송풍되는 공기의 흐름을 안내하는 쉬라우드(180)가 장착되고, 상기 쉬라우드(180)의 후측에는 실외 공기가 열교환되는 실내 열교환기(185)가 장착된다.
또한, 상기 실외 측부의 베이스(110)에는 상기 실내 열교환기(140)로부터 유입된 냉매를 압축시키는 압축기(190)가 설치되며, 상기 압축기(190)의 일측에는 상기 실내 열교환기(140)에서 미쳐 증발되지 못한 액냉매가 걸러지도록 하여, 상기 압축기(190)로 기상의 냉매가 이동되도록 하는 어큐물레이터(195)가 구비된다.
여기서, 본 발명에서는 상기 실내 열교환기(140)로부터 토출된 냉매가 상기 압축기(190 : 또는 어큐물레이터)로 흡입되도록 하는 냉매관(200)의 일부로 유연관(250)이 사용되어, 상기 압축기(190)의 압축 과정에서 발생되는 냉매관(의 진동 및 소음이 저감되도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 도 3에 상기 어큐물레이터(195)의 흡입측에 연결되는 냉매관(200)에 유연관(250)이 사용되는 것으로 도시되나, 상기 압축기(190)의 흡입측에 직접 연결되는 냉매관(200)에 유연관(250)이 사용되는 것도 가능하며, 이하에서는 상기 압축기(190)의 흡입측에 직접 연결되는 냉매관(200)에 유연관(250)이 사용되는 사상을 일 례로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 사상에 따른 압축기 흡입측의 배관 구조를 보여주는 사시도이고, 도 5는 상기 배관 구조의 분해 사시도이며, 도 6은 도 4의 I-I'의 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 압축기 흡입측의 배관 구조는 상기 실내 열교환기의 토출단에 연결되는 토출관(210)과, 상기 압축기의 흡입측에 연결되는 흡입관(220)과, 일단이 상기 흡입관(220)에 연결되고, 타단이 상기 토출관(210)에 연결되는 유연관(250) 및 상기 유연관(250)과 상기 흡입관(220) 및 토출관(210)의 결합이 견고해지도록 하는 가이드관(230)이 포함된다.
상세히, 상기 흡입관(220) 및 토출관(210)은 동 또는 알루미늄 재질의 관이 사용될 수 있고, 상기 유연관(250)은, 유동이 자유로운 플렉서블(flexible) 관으로서, 고무 배관 등이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 흡입관(220)은 상기 유연관(250)에 소정 부분이 삽입되는 삽입부(222)가 형성되며, 상기 삽입부(222)의 외경은 상기 흡입관(220)의 외경 보다 작게 형성된다. 그리고, 상기 유연관(250)은 상기 삽입부(222)와 대응되는 내경을 가진다.
따라서, 상기 흡입관(220)을 상기 유연관(250)에 결합시키면, 상기 흡입관(220)의 삽입부(222) 만이 상기 유연관(250) 내부에 삽입된다. 그리고, 상기 유연관(250)의 내경과 상기 삽입부(222)의 외경이 동일하므로, 상기 삽입부(222)는 상기 유연관(250)에 억지 끼움되어 일차적으로 고정된다.
그리고, 상기 삽입부(222)의 외측에는, 둘레 방향으로 상기 유연관(250)과의 결합이 용이하도록 하는 절개부(224)가 다수 개 형성된다.
이러한 절개부(224)는 상기 유연관(250)에 삽입부(222)가 결합된 상태에서 후술할 압착 과정이 수행되는 경우, 상기 삽입부(222)와 상기 유연관(250)의 결합이 견고해지도록 하는 역할을 더 수행한다.
그리고, 상기 삽입부(222)에는, 상기 삽입부(222)가 상기 유연관(250)에 삽입된 상태에서 상호 밀착력이 증가되도록 하기 위하여, 코팅 처리될 수 있다.
한편, 상기 가이드 관(230)은, 상기 흡입관(220)과 유연관(250)이 결합된 상태에서 압착에 의해서 상기 유연관(250) 및 흡입관(220)과 결합된다.
상세히, 상기 가이드 관(230)은, 일측에 상기 유연관(250)이 삽입되는 제 1 삽입홀(232)이 형성되고, 타측에 상기 흡입관(220)의 삽입부(222)가 삽입되는 제 2 삽입홀(234)이 형성된다.
그리고, 상기 제 1 삽입홀(232)은 상기 유연관(250)의 외경보다 동일하거나 크게 형성되며, 상기 제 2 삽입홀(234)은 상기 삽입부(222)의 외경보다 동일하거나 크게 형성된다.
따라서, 상기 가이드관(230)의 일측에서 상기 유연관(250)이 삽입되고, 타측에서 흡입관(220)의 삽입부(222)가 삽입되면, 상기 유연관(250) 및 삽입부(222)는 상기 가이드관(230)의 내부에서 결합된다.
한편, 상기 가이드 관(230)의 내부에 상기와 같이 상기 유연관(250) 및 삽입부(222)가 내부에서 결합된 상태에서는, 상기 유연관(250) 및 삽입부(222)가 견고하게 결합되도록 하기 위한 압착 과정이 수행된다.
상세히, 상기 압착 과정은 상기 가이드 관(230)의 다수 지점에서 압력을 가하여, 상기 압력에 의해서 상기 가이드 관(230) 및 유연관(250)의 결합 및 상기 유연관(250)과 상기 삽입부(222)가 결합되도록 한다.
여기서, 압착 지점 중의 일 지점은 상기 가이드 관(230)의 흡입관(220) 측 단부 임이 바람직하다. 따라서, 상기 가이드 관(230)의 흡입관 측 단부를 가압하는 경우, 상기 가이드 관(230)은 상기 흡입관(220)과도 직접 결합될 수 있게 된다. 이 때, 상기 삽입부(222)에는 가압된 가이드 관(230) 단부의 소정 부분이 결합되는 결합홈(226)이 형성되며, 상기 결합홈(226)에 의해서 상기 가이드 관(230)과 삽입부(222)는 견고하게 결합될 수 있다.
본 실시예에 상기 가이드 관(230)은 상기 흡입관(220) 및 토출관(210)과 동일한 재질이 사용됨이 바람직하나, 상기 가이드 관(230)의 재질은 본 실시예에서 제한되지 아니함을 밝혀둔다.
그리고, 본 실시예에서 설명되는 흡입관(220)의 구조에 대해서는 상기 토출관(210)에 동일하게 적용되므로, 상기 토출관(210)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 상기 배관 구조의 결합 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 가이드 관(230)의 제 1 결합홀(232)로 유연관(250)이 삽입되도록 하고, 상기 제 2 결합홀(234)로 흡입관(220)의 삽입부(222)가 결합되도록 한다. 그러면, 상기 삽입부(222)는 상기 가이드 관(230)의 내부에서 상기 유연관(250)에 삽입되어 일차적으로 결합된다.
그 다음, 상기 삽입부(222)와 유연관(250)이 결합된 상태에서 상기 가이드 관(230)의 다수 지점에서 압력을 가한다. 그러면, 상기 가이드 관(230)과 유연관(250)이 압착되고, 상기 유연관(250)과 삽입부(222)가 압착된다. 이 때, 상기 삽입부(222)의 절개부(224)에 상기 유연관(250)이 밀착됨에 따라 상기 삽입부(222)와 유연관(250)의 밀착력은 증가될 수 있다.
또한, 상기 가이드 관(230)의 흡입관 측 단부의 가압에 의해서 상기 가이드 관(230)과 상기 삽입부(222)가 압착된다.
이와 같이 상기 압축기(190)의 흡입측 냉매관의 일부가 유연관으로 대체됨으로써, 상기 압축기 흡입측 냉매관의 길이가 최소화될 수 있게 되어, 상기 냉매관에 소요되는 비용이 최소화될 수 있게 된다.
또한, 상기 냉매관의 일부로 유연관(250)이 사용됨으로써, 상기 압축기(190)의 작동시, 상기 압축기(190)의 흡입측 냉매관의 진동 및 소음이 저감될 수 있게 된다.
이러한 유연관(250)은, 흡입관(220) 및 토출관(210)의 삽입부와 일차적으로 결합되고, 압착 과정에 의해서 이차적으로 결합됨에 따라, 그 결합이 견고해져 내부의 압력에 의해서 상기 유연관(250)이 상기 흡입관(220) 및 토출관(210)과 분리되는 현상이 방지된다.
한편, 하기의 표1은 압축기(190)의 흡입관 측 냉매관이 루프 형상으로 형성되는 경우와 냉매관의 일부로 유연관이 사용되는 경우의 성능을 비교하는 표이다.
루프 형상의 냉매관 유연관이 포함된 냉매관
capacity Btu/h 6572.8 6672.9
% 93.9% 95.3%
Transtion(%) 1.4%
Power Input W 715.1 704.8
% 99.3% 97.9%
Transtion(&) -1.4%
EER Btu/hW 9.17 9.47
% 94.5% 97.6%
Transtion(%) 3.1%
여기서, 상기 실험의 적용 기준은 7000Btu/h, 720W, 6.6A이다.
상기 표1을 참조하면, 압축기의 흡입측 냉매관에 유연관(250)이 사용되는 경우 종래의 루프 형상으로 형성되는 냉매관에 비하여, 냉방 능력은 1.4% 향상되는 것을 알 수 있고, 소비 전력은 1.4% 감소하는 것을 알 수 있다.
그리고, 이러한 냉방 능력과 소비 전력의 관계에서, 에너지 소비 효율(Eenergy efficiency ratio)은 3.1% 향상되는 것을 알 수 있다.
따라서, 상기 압축기(190)의 흡입측 냉매관의 일부로 유연관이 사용됨에 따라 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 온도가 상승하는 것이 방지되고, 이는 결과적으로 공기 조화기의 냉방 성능 및 에너지 소비 효율이 향상되도록 한다.
제안되는 바와 같은 본 발명에 의하면, 압축기의 흡입측 냉매관에 유연관이 사용됨으로써, 종래의 루프 형상의 냉매관에 비하여, 상기 압축기 흡입측 냉매관의 길이가 최소화될 수 있게 되어, 상기 냉매관에 소요되는 비용이 최소화될 수 있게 된다.
그리고, 상기 압축기 흡입측 냉매관의 길이가 최소화됨으로써, 상기 냉매관이 구조적으로 간단해지고, 상기 냉매관이 위치하는 공간의 활용도를 증대시킬 수 있게 된다.
이러한 유연관은 흡입관 및 토출관의 삽입부와 일차적으로 결합되고, 압착 과정에 의해서 이차적으로 결합됨에 따라, 그 결합이 견고해져 내부의 압력에 의해서 상기 유연관이 상기 흡입관 및 토출관과 분리되는 현상이 방지될 수 있게 된다.
또한, 상기 압축기 흡입측 냉매관의 일부로 유연관이 사용됨으로써, 상기 압축기의 작동시, 상기 압축기의 흡입측 냉매관의 진동 및 소음이 저감될 수 있게 된다.
또한, 상기 압축기의 흡입측 냉매관의 일부로 유연관이 사용됨에 따라 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 온도가 상승하는 것이 방지됨에 따라 공기 조화기의 냉방 성능 및 에너지 소비 효율이 향상될 수 있다.

Claims (12)

  1. 냉매가 유동되는 제 1 배관;
    상기 제 1 배관으로부터 냉매가 유입되는 제 2 배관;
    상기 제 1 배관 및 제 2 배관에 결합되는 유연관; 및
    상기 유연관과 상기 각 배관의 결합력이 증가되도록 가이드하는 한 쌍의 가이드 관이 포함되는 공기 조화기의 배관 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 배관은 상기 유연관에 삽입되는 삽입부가 포함되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 배관 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 삽입부에는 둘레 방향으로 다수 개의 절개부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 배관 구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 삽입부에는 상기 가이드 관이 결합되기 위한 결합홈이 형성되는 공기 조화기의 배관 구조.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 삽입부의 외경은 상기 각 배관의 외경보다 작게 형성되는 공기 조화기의 배관 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 관은, 일측에 상기 유연관이 삽입되는 제 1 삽입홀이 형성되고, 타측에 상기 배관이 삽입되는 제 2 삽입홀이 형성되는 공기 조화기의 배관 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 관의 내부에서 상기 배관과 유연관이 억지 끼움되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 배관 구조.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드관 외부의 다수의 지점에서 가해진 압력에 의해서, 상기 가이드 관, 유연관 및 흡입관은 압착되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 배관 구조.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배관은 열교환기의 토출 측에 연결되고, 상기 제 2 배관은 압축기의 흡입 측에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 배관 구조.
  10. 가이드 관으로 냉매관 및 유연관이 삽입되는 단계;
    상기 가이드 관의 다수의 지점을 가압하여, 상기 가이드 관, 유연관 및 냉매관이 압착되도록 하는 단계가 포함되는 공기 조화기의 배관 결합 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가이드 관으로 삽입된 유연관과 냉매관은 일차적으로 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 배관 결합 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 냉매관은 상기 유연관에 억지 끼움되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 배관 결합 방법.
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