KR20090041808A

KR20090041808A - 천정형 에어컨

Info

Publication number: KR20090041808A
Application number: KR1020070107481A
Authority: KR
Inventors: 공병구
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2009-04-29

Abstract

본 발명은 외부로 노출되는 일면을 구비하는 케이싱, 케이싱의 노출된 일면의 일 측에 형성되며, 공기가 흡입되는 흡입부, 흡입부를 통해 흡입된 공기를 유동시키며, 축 방향을 따라 복수 개의 격막이 형성된 송풍팬, 흡입부와 송풍팬 사이에 위치하며, 송풍팬에 의해 유동되는 공기가 열교환되는 열교환기, 케이싱의 노출된 일면의 타 측에 형성되며, 열교환 된 공기가 토출되는 토출부 및 노출되는 일면의 대향면으로부터 노출되는 일면의 토출부가 형성된 측으로 연장되며, 서로 다른 곡률을 가지는 둘 이상의 곡면을 가지는 리어가이드를 포함하는 천정형 에어컨을 제공한다. 이러한 구성을 통해, 리어가이드의 전단 측(천정형 에어컨의 내측 방향)과 리어가이드의 후단 측(천정형 에어컨의 토출부 방향)의 곡률을 서로 달리할 수 있다. 즉, 천정형 에어컨의 크기를 변경하는 것에 대응하여, 전단 측 곡률과 후단 측 곡률을 달리하여 리어가이드의 후단 측에서도 원활히 공기의 유동을 토출부 측으로 안내할 수 있다.

천정형 에어컨, 리어가이드, 아르키메데스 곡률, 확대각

Description

천정형 에어컨{A CEILING-MOUNTED TYPE AIR CONDITIONER}

본 발명은 천정형 에어컨에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 일 측으로부터 공기를 흡입하여, 다른 일 측으로 공기를 토출하는 일방 토출형 천정형 에어컨에 관한 것이다.

에어컨은 냉동 사이클을 이용하여, 냉동 사이클의 증발기를 흐르는 냉매와 실내 공기의 열교환을 통해 실내 온도를 조절하는 장치이다. 에어컨은 증발기가 냉동 사이클을 구성하는 다른 부품, 즉 응축기, 압축기와 같은 부품이 하나의 유닛으로 제작되는 일체형 에어컨과, 증발기를 포함하는 실내기와 냉동 사이클의 다른 부품들을 포함하는 실외기로 분리 제작되는 분리형 에어컨으로 구분된다.

또한 분리형 에어컨은 실내기의 설치 형태에 따라 분류된다. 일반적으로, 실내기가 실내의 바닥에 설치되는 상치형 에어컨, 실내기가 실내의 벽에 걸리는 벽걸이형 어에컨 및 천정과 천정 마감재 사이의 공간에 설치되는 천정형 에어컨으로 구분된다.

천정형 에어컨은 실내 공간의 천정에 설치되어, 실내 공간을 보다 넓게 이용할 수 있다는 장점과, 실내의 내부 공간을 더욱 빨리 조화할 수 있는 장점 때문에 최근 사용 및 개발이 증가하고 있다. 천정형 에어컨은 대략 육면체의 공간 내에 송풍팬과 열교환기 등을 구비한다. 천정형 에어컨은 일면만이 외부로 노출되어 있으며, 따라서 일면에 공기를 흡입하는 흡입부와 흡입되어 열교환기와 열교환 된 공기를 토출하는 토출부가 배치된다. 토출부는 한 개 내지 네 개를 가지는 것이 일반적이며, 한 개의 토출부를 가지는 경우, 출입문에 설치되어 외부 공기가 유입되지 않도록 하는 경우에 많이 이용된다. 또한 두 개의 토출부를 가지는 경우, 실내 공간의 코너에 설치되어 두 방향으로 열교환 된 공기를 토출한다. 또한 네 개의 토출부를 가지는 경우, 장방형상의 노출면의 네 변에 토출부가 위치하며, 네 방향으로 열교환된 공기를 토출한다. 천정형 에어컨이 네 개의 토출부를 가지는 경우, 일반적으로 실내공간의 중심부에 설치된다.

천정형 에어컨 내에 설치된 송풍팬은 강제유동을 형성하여, 흡입부를 통해 공기가 흡입되고, 토출부를 통해 열교환 된 공기가 토출되는 것을 촉진한다. 이때, 송풍팬에 의해 토출된 공기 중 토출 방향이 토출부를 향하지 않는 공기는 리어가이드 및 스태빌라이저와 같은 부재에 의해 토출부 측으로 유동 방향이 안내된다. 그런데 천정형 에어컨의 크기가 소형화되면 리어가이드와 송풍팬 사이의 간격도 좁아지며, 따라서 리어가이드의 곡률이 충분히 확보되지 못한다. 즉, 천정형 에어컨의 소형화에 따라 리어가이드의 곡률이 작아지게 되며, 그 결과 리어가이드를 따라 유동하는 공기의 유동이 토출부 측으로 토출되지 못하고, 리어가이드의 곡률 중심을 중심으로 계속 회전하게 된다. 따라서 토출되지 못하는 공기의 유동량이 많아지고, 다수의 와류가 발생할 수 있다. 천정형 에어컨의 소음도 증가하게 된다.

본 발명은 소음이 저감된 천정형 에어컨을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 천정형 에어컨이 소형화되어도 리어가이드의 후단에서 원활하게 토출부 방향으로 유동을 가이드할 수 있는 리어가이드를 구비하는 천정형 에어컨을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 리어가이드는 송풍팬과 가까운 곳에 위치 하는 제1 곡면, 제1 곡면의 곡률보다 더 큰 곡률을 가지며 토출부에 가까운 곳에 위치하는 제2 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 리어가이드는 제2 곡면과 토출부 사이에 위치하는 평면을 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제2 곡면의 곡률은 아르키메데스 나선의 곡률을 따르는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다. 즉 제2 곡면의 곡률이 점진적으로 커지므로, 공기 유동을 원활하게 토출부로 안내할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제2 곡면은 확대각이 15°인 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제1 곡면은 송풍팬의 직경에 대해 0.5 내지 0.7 배의 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨을 제공한다.

본 발명이 제공하는 천정형 에어컨은 리어가이드의 확대각이 확보되어 토출부를 통해 유동을 원활하게 토출할 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 천정형 에어컨은 아르키메데스 곡률을 따르는 곡면을 구비하여, 리어가이드의 후단에서 유로의 면적을 크게 확보할 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 천정형 에어컨은, 전단과 후단의 곡률 반경을 달리하는 리어가이드를 구비하여, 크기를 소형화하면서 확대각 및 유로의 면적을 크게 확보할 수 있다. 따라서 소형화와 원활한 유동 토출을 동시에 달성할 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 천정형 에어컨은, 유동이 원활하게 토출되므로 천 정형 에어컨의 유동 소음을 저감할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 에어컨을 도시한 도면이다. 천정형 에어컨은 대략 직육면체 형상의 케이싱(100), 케이싱(100) 내에 위치하며, 외부에서 케이싱(100) 내부로 유입된 공기와 열교환을 하는 열교환기(200), 케이싱(100)의 내, 외로 공기를 송풍하는 송풍팬(300)을 포함한다. 케이싱(100)은 건물의 천정 내부에 매입되며, 일반적으로 건물의 바닥을 향하는 일면(110)만이 외부에 노출된다. 그러나 천정형 에어컨의 설치 위치에 따라서 건물의 바닥을 향하는 일면(110) 외의 면도 노출될 수 있다.

케이싱(100)이 대략 직육면체 형상이므로, 일면(110)은 대략 직사각형 형상이다. 일면(110)의 일 측에는 케이싱(100) 내부로 공기가 유입되는 흡입부(120)가 형성되고, 일면(110)의 타 측에는 케이싱(100)으로부터 외부로 공기가 토출되는 토출부(130)가 형성된다. 흡입부(120)에는 흡입부(120)를 통해 비교적 크기가 큰 이물질이 유입되어, 열교환기(200) 및 송풍팬(300)의 구동을 방해하고 나아가 고장을 일으키는 것을 방지하기 위한 흡입그릴(122)이 설치된다. 또한 토출부(130)에는 열교환한 공기가 토출되는 방향을 조절하기 위한 토출 베인(132)이 설치된다. 토출 베인(132)은 회전가능하게 설치되어, 토출 베인(132)과 케이싱(100)이 이루는 각도를 조절할 수 있다. 토출 베인(132)의 각도를 조절함으로써 공기가 토출되는 방향을 조절할 수 있다. 또한 토출 베인(132)의 각도를 조절함으로써 토출부(130)가 개 방되는 정도를 조절할 수 있다. 송풍팬(300)에 의해 토출부(130)로 송풍되는 공기의 양은 거의 일정하므로, 토출부(130)가 개방되는 면적이 좁을수록 토출부(130)를 통해 토출되는 공기의 유속이 빨라지고 유압이 높아져 천정형 에어컨으로부터 더 먼곳까지 열교환된 공기가 유동할 수 있다.

케이싱(100)의 내부에 흡입부(120)로부터 흡입된 공기가 열교환을 하는 열교환기(200)가 설치되어 있다. 열교환기(200)는 송풍팬(300)에 의해 흡입부(120)를 통해 유입되어 토출부(130)로 토출되는 공기의 유로 상에 위치한다. 바람직하게는 열교환기(200)는 일면(110)의 배면과 일면(110)에 대향하는 면에 양 단부가 접촉하도록 길게 설치된다. 공기가 열교환하는 열교환기(200)의 면적을 넓히기 위해, 즉 제한된 공간 내에서 설치되는 열교환기(200)의 크기를 최대화하기 위해 열교환기(200)는 비스듬하게 설치된다.

열교환기(200)와 열교환하여 저온으로 냉각된 공기는 송풍팬(300)에 의해 토출부(130)로 유동한다. 실시예에서 송풍팬(300)은 횡류팬이나, 토출부(130)를 통해 공기가 토출되는 유동을 형성할 수 있는 것이라면, 어느 종류의 팬이라도 적용할 수 있다. 송풍팬(300)의 축 방향 길이는 대략 케이싱(100)의 한 변(송풍팬의 축방향과 평행한 변)의 길이와 같다.

송풍팬(300)에 의해 유동되는 공기는 송풍팬(300)의 접선 방향으로 토출된다. 따라서 케이싱(300)의 상부 또는 하부에서 토출되는 공기는 케이싱(300)의 일면(110)에 형성된 토출부(130)를 통해 외부로 토출되기 어렵다. 따라서 천정형 에어컨은 케이싱(300)의 내부에 상부 측으로 토출되는 공기를 토출부(130) 측으로 안 내하는 리어 가이드(400)를 구비한다. 또한, 천정형 에어컨은 송풍팬(300)의 하부 측으로 토출되는 공기를 토출부(130)로 밀어주는 동시에, 토출부(130)로 밀어주기 힘든 영역에서 토출되는 공기를 다시 송풍팬(300)측으로 재 유입되게 하는 스태빌라이저(500)를 구비한다.

도 2는 본 발명에 따른 천정형 에어컨이 구비하는 리어가이드의 일 예를 도시한 도면이다. 리어가이드(400)는 천정형 에어컨의 상부로 토출되는 공기의 유동을 천정형 에어컨의 하부에 위치하는 토출부(130: 도 1에 도시)로 안내하는 역할을 한다. 이하, 리어가이드(400)의 전단, 즉 천정형 에어컨의 내측에 위치하는 단이며, 송풍팬(300: 도 1에 도시)에 가까운 곳에 위치하는 단 측의 곡면을 곡면 1(410), 리어가이드(400)의 후단, 즉 토출부(130: 도 1에 도시)에 가까운 곳에 위치하는 단의 곡면을 곡면 2(420)라고 한다. 또한, 리어가이드(400)는 곡면 2(400)의 최후단으로부터 토출부(130: 도 1에 도시) 측으로 뻗은 직선부(430)를 구비한다. 이때, 곡면 2(420)의 곡률 반경은 곡면 1(410)의 곡률 반경보다 큰 값이다. 또한 곡면 2(420)는 아르키메데스의 곡률을 가지는 곡면로서, 곡면 2(420)의 곡률 반경은 토출부(130: 도 1에 도시)에 가까워질수록 곡률 반경이 점점 커지는 값이다.

천정형 에어컨이 소형화 되면, 리어가이드(400)의 곡면부의 곡률 반경이 작아지므로, 리어가이드(400)가 곡률 반경이 일정한 하나의 곡면으로만 이루어진 경우, 공기의 유동이 송풍팬(300: 도 1에 도시)을 향하게 된다. 따라서 토출부(130: 도 1에 도시)를 통해 토출되는 유동의 양이 적어지며, 토출부(130: 도 1에 도시), 송풍팬(300: 도 1에 도시), 스태빌라이저(500: 도 1에 도시) 사이에서 정체하는 공 기의 양이 많아진다. 따라서 송풍팬(300: 도 1에 도시)에서 토출되는 유동과 정체하는 공기의 충돌로 인한 소음, 송풍팬(300: 도 1에 도시)에서 토출된 유동이 다시 송풍팬(300: 도 1에 도시)으로 유입되면서 발생하는 소음 등으로 인해, 천정형 에어컨의 소음이 커지게 된다.

그러나 리어가이드(400)가 곡률 반경이 곡률 반경 1인 곡면 1(410)과 곡률 반경이 곡률 반경 2인 곡면 2(420)로 이루어지면, 송풍팬(300: 도 1에 도시) 측의 곡면은 곡률 반경 1로 곡률이 작더라도, 토출부(130: 도 1에 도시) 측으로 향하면서 리어가이드(400)의 곡률이 점점 커지기 때문에(곡률 2) 리어가이드(400)의 후단 측에서는 유동이 토출부(130: 도 1에 도시)를 향하게 할 수 있다. 또한 리어가이드(400)의 곡률이 크므로, 토출부(130: 도 1에 도시)를 향하는 경로를 다소 벗어난 유동이라 하더라도, 송풍팬(300: 도 1에 도시)을 향하지 않고 스태빌라이저(500: 도 1에 도시)를 향하므로, 스태빌라이저(500: 도 1에 도시)에 의해 토출부(130: 도 1에 도시) 측으로 유동 방향이 변경될 수 있다. 따라서 전체적으로 송풍팬(300: 도 1에 도시)으로부터 토출된 유동이 토출부(130: 도 1에 도시)를 통해 원활하게 천정형 에어컨의 외부로 토출되므로 유동 소음을 저감할 수 있다.

또한, 일반적으로 스태빌라이저(500: 도 1에 도시)와 리어가이드(400) 사이의 공간을 디퓨져로 모델링하여, 토출부(130: 도 1에 도시)로 토출되는 유동을 분석할 수 있다. 이때, 스태빌라이저(500: 도 1에 도시)와 리어가이드(400)의 직선부(430)부와 스태빌라이저(500: 도 1에 도시)가 이루는 각을 확대각이라고 한다. 본 발명이 제공하는 천정형 에어컨이 구비하는 리어가이드(400)의 확대각은 대략 15°이다. 천정형 에어컨이 소형화되는 경우, 리어가이드(400)의 길이도 짧아지기 때문에, 토출부(130)를 통해 유동이 원활히 토출되기 위해서 비교적 넓은 확대각이 필요하기 때문이다.

또한 천정형 에어컨의 크기가 소형화되는 경우에도, 본 발명이 제공하는 천정형 에어컨이 구비하는 리어가이드(400)의 전단 측 곡면의 곡률, 즉 곡면 1(410)의 곡률 반경에 대한 송풍팬(300: 도 1에 도시)의 반경의 비는 0.5 내지 0.7에 해당한다. 즉, 송풍팬(300: 도 1에 도시) 반경/곡면 1(410)의 곡률 반경의 값(이하 반경비)이 0.5 내지 0.7 사이의 값을 가진다. 만약 반경비가 0.7보다 큰 값을 가지면, 곡면 1(410)의 곡률 반경이 너무 작아서 유동이 토출부(130: 도 1에 도시) 원활하게 토출될 수 없다. 즉 유로가 지나치게 좁아지는 문제점이 있다. 반면 반경비가 0.5보다 작은 값을 가지면, 곡면 1(410)의 곡률 반경이 너무 커지므로, 천정형 에어컨을 소형화할 수 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 에어컨을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 천정형 에어컨이 구비하는 리어가이드의 일 예를 도시한 도면.

Claims

외부로 노출되는 일면을 구비하는 케이싱;

케이싱의 노출된 일면의 일 측에 형성되며, 공기가 흡입되는 흡입부;

흡입부를 통해 흡입된 공기를 유동시키며, 축 방향을 따라 복수 개의 격막이 형성된 송풍팬;

흡입부와 송풍팬 사이에 위치하며, 송풍팬에 의해 유동되는 공기가 열교환되는 열교환기;

케이싱의 노출된 일면의 타 측에 형성되며, 열교환 된 공기가 토출되는 토출부; 및

노출되는 일면의 대향면으로부터 노출되는 일면의 토출부가 형성된 측으로 연장되며, 서로 다른 곡률을 가지는 둘 이상의 곡면 및 직선부를 가지는 리어가이드;를 포함하는 천정형 에어컨.
제1항에 있어서,

리어가이드는, 송풍팬과 가까운 곳에 위치하는 제1 곡면, 제1 곡면의 곡률보다 더 큰 곡률을 가지며 토출부에 가까운 곳에 위치하는 제2 곡면을 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
제2항에 있어서,

리어가이드의 직선부는, 제2 곡면과 토출부 사이에 위치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
제2항에 있어서,

제2 곡면의 곡률은, 아르키메데스 나선의 곡률을 따르는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
제1항에 있어서,

리어가이드의 확대각은, 대략 15°인 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.
제2항에 있어서,

제1 곡면은, 송풍팬의 직경에 대해 0.5 내지 0.7 배의 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 천정형 에어컨.