KR20150105105A - 송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기의 실외기. - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터에 의해 회전하는 축류팬; 일측에 토출구를 형성하고, 상기 축류팬에 의해 유동되는 공기를 상기 토출구로 안내해는 오리피스; 및 상기 오리피스의 내측에 배치되며 상기 오리피스와 일체로 사출 성형되고, 상기 축류팬에 의해 유동된 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하는 가이드 부재를 포함하는 송풍장치로서 풍량을 증대시키고, 소음을 저감시키는 송풍장치에 관한 것이다.

Description

송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기의 실외기. {Brower apparatus and air conditioner having the same}

본 발명은 송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기의 실외기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토출구 측에 가이드 베인을 구비하여 풍량을 증대시키고, 소음을 저감시키는 송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기의 실외기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외 열교환기, 팽창밸브 및 실내 열교환기를 포함하는 냉동 사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 즉 실내를 냉방시키는 냉방기, 실내를 난방시키는 난방기로 구성될 수 있다. 그리고 실내를 냉방 또는 난방시키는 냉난방 겸용 공기조화기로 구성될 수도 있다.

공기조화기는 크게 일체형(window type)과 분리형(seperate type 또는 split type)으로 구분된다. 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만 일체형은 냉각 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 직접 설치한 것이고, 분리형은 실내측에 실내 열교환기가 구비되는 실내기를 설치하고 실외 측에 압축기 및 실외 열교환기가 구비되는 실외기를 설치하여 서로 분리된 두 장치간을 냉매 배관으로 연결시킨 것이다.

실외기는 실외 열교환기에서 실외 공기와 냉매간의 열교환이 이루어지며, 실외 공기와 냉매간의 원활한 열교환을 위하여 실외 공기를 유동하는 송풍장치가 구비된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 토출구 측에 가이드 부재를 구비하여 풍량을 증대시키고, 소음을 저감시키는 송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기의 실외기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 송풍장치는 모터에 의해 회전하는 축류팬; 일측에 토출구를 형성하고, 상기 축류팬에 의해 유동되는 공기를 상기 토출구로 안내해는 오리피스; 및 상기 오리피스의 내측에 배치되며 상기 오리피스와 일체로 사출 성형되고, 상기 축류팬에 의해 유동된 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하는 가이드 부재를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외기는 외관을 형성하는 케이스; 상기 케이스의 내부에 배치되고, 실외 공기와 냉매를 열교환하는 실외 열교환기; 및 냉매와 열교환된 실외 공기를 외부로 토출하는 송풍장치를 포함하고, 상기 송풍장치는 모터에 의해 회전하는 축류팬; 일측에 토출구를 형성하고, 상기 축류팬에 의해 유동되는 공기를 상기 토출구로 안내해는 오리피스; 및 상기 오리피스의 내측에 배치되며 상기 오리피스와 일체로 사출 성형되고, 상기 축류팬에 의해 유동된 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하는 가이드 부재를 포함한다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기의 실외기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　가이드 부재가 축류팬에 의한 공기의 회전 유동을 축방향 유동으로 변경하여 압력을 상승시켜 풍량을 증대시키는 장점이 있다.

둘째,　가이드 부재와 오리피스를 일체로 사출 성형하여 비용이 절감되는 장점도 있다.

셋째, 베인에 형성된 복수의 홈에 의해 발생한 소음간의 위상 차를 이용하여 소음을 저감하는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 실외기를 나타낸 도면이다.
도 3는 도 2에 도시된 공기조화기의 실외기에 대한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍장치에 대한 사시도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍장치에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍장치에 의한 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 부재의 베인의 단면과 베인의 단면을 따라 유동하는 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 송풍장치에 가이드 부재가 있는 경우와 없는 경우에 따른 압력계수를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 베인에 대한 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에서 도시된 베인의 홈에 의해 소음이 저감됨을 나타내는 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시 예들에 의하여 송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기를 설명하기 위해 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(1)의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 공기조화기(1)는 냉매를 압축하는 압축기(20), 실외에 설치되어 냉매를 실외 공기와 열교환하는 실외 열교환기(170), 실내에 설치되어 냉매를 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기(50), 압축기(20)에서 토출된 냉매를 냉방운전시 실외 열교환기(170)로 안내하고, 난방운전시 실내 열교환기(50)를 안내하는 절환밸브(80)를 포함한다.

공기조화기(1)는 실외에 배치되는 실외기와 실내에 배치되는 실내기를 포함하며, 실내기와 실외기는 서로 연결된다. 실외기는 압축기(20), 실외 열교환기(170), 실외 팽창밸브(70) 및 기액분리기(27)를 포함한다. 실내기는 실내 열교환기(50) 및 실내 팽창밸브(60)를 포함한다.

압축기(20)는 실외기에 설치되며 유입되는 저온, 저압의 냉매를 고온, 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축기(20)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 실린더 및 피스톤을 이용한 왕복운동 압축기(20), 선회스크롤 및 고정 스크롤을 이용한 스크롤 압축기(20), 희망하는 실내온도를 설정하면 실제 실내온도, 실제 실외온도, 실내기의 운전대수 등에 기초하여 냉매의 압축량을 조절하는 인버터 압축기(20)일 수도 있다. 압축기(20)는 하나 또는 복수로 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 2개의 압축기(20)가 구비된다.

압축기(20)는 절환밸브(80), 기액분리기(27)와 연결된다. 압축기(20)는 냉방운전시 실내 열교환기(50)에서 증발된 냉매가 유입되거나 난방운전시 실외 열교환기(170)에서 증발된 냉매가 유입되는 유입포트(21)와 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(23)를 포함한다.

압축기(20)는 유입포트(21)로 유입된 냉매를 압축실에서 압축한다. 압축기(20)는 냉매를 압축하여 토출포트(23)로 토출시킨다. 토출포트(23)에서 토출된 냉매는 절환밸브(80)로 유동한다.

절환밸브(80)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환밸브(80)로서, 압축기(20)에서 압축된 냉매를 냉방운전시 실외 열교환기(170)로 안내하고 난방운전시 실내 열교환기(50)로 안내한다. 즉 절환밸브(80)는 압축기(20)에서 압축된 냉매를 응축기로 안내하는 기능을 한다.

절환밸브(80)는 압축기(20)의 토출포트(23) 및 기액분리기(27)와 연결되고, 실내 열교환기(50) 및 실외 열교환기(170)와 연결된다. 절환밸브(80)는 냉방운전시 압축기(20)의 토출포트(23)와 실외 열교환기(170)를 연결하고, 실내 열교환기(50) 및 기액분리기(27)와 연결된다. 다만, 실시예에 따라 절환밸브(80)는 냉방운전시 실내 열교환기(50) 및 압축기(20)의 유입포트(21)와 연결될 수도 있다.

절환밸브(80)는 난방운전시 압축기(20)의 토출포트(23) 및 실내 열교환기(50)를 연결하고, 실외 열교환기(170) 및 기액분리기(27)를 연결한다. 다만, 실시예에 따라 절환밸브(80)는 난방운전시 실외 열교환기(170) 및 압축기(20)의 유입포트(21)를 연결할 수도 있다.

절환밸브(80)는 서로 다른 유로를 연결할 수 있는 다양한 모듈로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는 사방밸브로 이루어진다. 다만, 실시예에 따라 절환밸브(80)는 삼방밸브 2개의 조합 등 다양한 밸브 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.

실외 열교환기(170)는 실외 공간에 배치된 실외기 내에 배치되며, 실외 열교환기(170)를 통과하는 냉매를 실외 공기와 열교환시킨다. 실외 열교환기(170)는 냉방운전시 냉매를 응축하는 응축기로 작용하고, 난방운전시 냉매를 증발하는 증발기로 작용한다.

실외 열교환기(170)는 절환밸브(80) 및 실외 팽창밸브(70)와 연결된다. 냉방운전시 압축기(20)에서 압축되어 압축기(20)의 토출포트(23) 및 절환밸브(80)를 통과하한 냉매는 실외 열교환기(170)로 유입된 후 응축되어 실외 팽창밸브(70)로 유동된다. 난방운전시 실외 팽창밸브(70)에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(170)로 유동된 후 증발되어 절환밸브(80)로 유동된다.

실외 팽창밸브(70)는 냉방운전시 완전 개방되어 냉매를 통과시키고, 난방운전시 개도가 조절되어 냉매를 팽창시킨다. 실외 팽창밸브(70)는 실외 열교환기(170) 및 인젝션 모듈(90) 사이에 구비된다.

실외 팽창밸브(70)는 냉방운전시 실외 열교환기(170)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 인젝션 모듈(90)로 안내한다. 실외 팽창밸브(70)는 난방운전시 인젝션 모듈(90)에서 열교환되어 냉매를 팽창시켜 실외 열교환기(170)로 안내할 수 있다.

실내 열교환기(50)는 실내 공간에 배치된 실내기 내에 배치되고, 실내 열교환기(50)를 통과한 냉매를 실내공기와 열교환시킨다. 실내 열교환기(50)는 냉방운전시 냉매를 증발하는 증발기로 작용하고, 난방운전시 냉매를 응축하는 응축기로 작용한다.

실내 열교환기(50)는 절환밸브(80) 및 실내 팽창밸브(60)와 연결된다. 냉방운전시 실내 팽창밸브(60)에서 팽창된 냉매는 실내 열교환기(50)로 유입된 후 증발되어 절환밸브(80)로 유동된다. 난방운전시 압축기(20)에서 압축되어 압축기(20)의 토출포트(23) 및 절환밸브(80)를 통과한 냉매는 실내 열교환기(50)로 유입된 후 응축되어 실내 팽창밸브(60)로 유동된다.

실내 팽창밸브(60)는 냉방운전시 개도가 조절되어 냉매를 팽창하고, 난방운전시 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다. 실내 팽창밸브(60)는 실내 열교환기(50) 및 인젝션 모듈(90) 사이에 구비된다.

실내 팽창밸브(60)는 냉방운전시 실내 열교환기(50)로 유동되는 냉매를 팽창시킨다. 실내 팽창밸브(60)는 난방운전시 실내 열교환기(50)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 인젝션 모듈(90)로 안내한다.

인젝션 모듈(90)은 실외 열교환기(170) 및 실내 열교환기(50) 사이에 구비되고 실외 열교환기(170)와 실내 열교환기(50) 사이를 유동하는 냉매의 일부를 압축기(20)로 인젝션한다. 즉, 응축기에서 팽창밸브로 유동하는 냉매의 일부를 압축기(20)로 인젝션할 수 있다. 인젝션 모듈(90)은 실외 팽창밸브(70) 및 실내 팽창밸브(60)와 연결된다.

인젝션 모듈(90)은 실외 열교환기(170)와 실내 열교환기(50) 사이를 유동하는 냉매의 일부를 팽창하는 인젝션 팽창밸브(91) 및 실내 열교환기(50)와 실외 열교환기(170) 사이를 유동하는 냉매의 다른 일부를 인젝션 팽창밸브(91)에서 팽창된 냉매와 열교환하는 인젝션 열교환기(92)를 포함한다. 인젝션 열교환기(92)는 열교환되어 증발된 냉매를 압축기(20)의 인젝션포트(22)로 안내한다. 다만 실시예에 따라 인젝션 모듈(90)은 공기조화기(1)의 구성으로 포함되지 않을 수도 있다.

기액분리기(27)는 절환밸브(80)와 압축기(20)의 유입포트(21) 사이에 구비된다. 기액분리기(27)는 절환밸브(80) 및 압축기(20)의 유입포트(21)와 연결된다. 기액분리기(27)는 냉방운전시 실내 열교환기(50)에서 증발된 냉매 또는 난방운전시 실외 열교환기(170)에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하여 기상 냉매를 압축기(20)의 유입포트(21)로 안내한다. 즉 기액분리기(27)는 증발기(120, 130)에서 증발된 냉매에서 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 기상 냉매를 압축기(20)의 유입포트(21)로 안내한다.

기액분리기(27)는 실외 열교환기(170) 또는 실내 열교환기(50)에서 증발된 냉매가 절환밸브(80)를 통해 유입된다. 따라서 기액분리기(27)는 대략 0~5도 정도의 온도를 유지하며, 외부로 냉열이 방열될 수 있다. 기액분리기(27)의 표면온도는 냉방운전시 실외 열교환기(170)에서 응축된 냉매의 온도보다 낮다. 기액분리기(27)는 길이방향으로 긴 원통형상으로 이루어질 수 있다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 실외기를 나타낸 도면이다. 도 3는 도 2에 도시된 공기조화기의 실외기에 대한 분해사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 공기조화기(1)의 실외기는 저면을 형성하는 실외기 베이스(110)와, 실외기 베이스(110)와 결합되며 둘레면에 공기가 흡입되는 흡입홀이 형성되고 상면에 토출홀(143)이 형성된 실외기 본체(100)와, 실외기 본체(100) 내에 흡입구와 대응되도록 배치되는 실외 열교환기(170)와, 실외기 본체(100)의 토출홀(143)에 구비되며 수직방향으로 공기를 유동하는 송풍장치(200)와, 실외기 본체(100) 하부에 구비되며 수평방향으로 공기를 유동하는 흡입장치를 포함한다.

본 실시예에서 상하방향은 중력방향인 수직방향을 의미하며 전후방향 및 좌우방향은 상하방향과 수직인 수평방향이다.

실외기 케이스는 실외기 베이스(110)와 실외기 본체(100)를 포함하여 외관을 형성한다. 실외기 베이스(110)는 실외기 케이스의 저면 외관을 형성하는 것으로서, 상면에 압축기(20), 오일분리기(28,29), 기액분리기(27), 실외 열교환기(170) 등이 설치된다.

실외기 본체(100)는 실외기 베이스(110)에 결합된다. 실외기 본체(100)는 하면이 개구된 직육면체로 형성된다. 실외기 본체(100)는 둘레면에 공기가 흡입되는 흡입홀이 형성된다. 실외기 본체(100)는 상면에 토출홀(143)이 형성된다. 흡입홀은 실외기 본체(100)의 둘레면 중 삼면에 형성되는 것이 바람직하며, 실외기 본체(100)의 후면, 좌측면, 우측면에 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 흡입홀은 좌측 흡입홀(123), 우측 흡입홀(133), 및 후방 흡입홀(163)를 포함한다.

실외기 본체(100)는 좌측면을 형성하는 좌측 패널(120)과 우측면을 형성하는 우측 패널(130)과, 상면을 형성하는 탑 패널(140)과, 전면을 형성하는 프론트 패널(150)과, 후면을 형성하는 리어 패널(160)을 포함한다.

좌측 패널(120)은 실외기의 좌측면 외관을 형성하는 것으로서, 실외기 베이스(110)의 좌측과 결합된다. 좌측 패널(120)에는 실외 공기가 실외기 본체(100) 내부로 흡입될 수 있도록 우측 그릴(122)이 구비된다. 우측 그릴(122)은 좌측에서 실외 공기가 흡입되는 좌측 흡입구를 형성한다.

우측 패널(130)은 실외기의 우측면 외관을 형성하는 것으로서, 실외기 베이스(110)의 우측과 결합된다. 우측 패널(130)에는 실외 공기가 실외기 본체(100) 내부로 흡입될 수 있도록 우측 그릴(132)이 구비된다. 우측 그릴(132)은 우측에서 실외 공기가 흡입되는 우측 흡입홀(133)을 형성한다.

탑 패널(140)은 실외기의 상면 외관을 형성하는 것으로서, 좌측 패널(120)과 우측 패널(130) 상측에 결합되고, 토출홀(143)이 형성된다. 탑 패널(140)에는 토출홀(143) 상측에 위치되는 토출 그릴이 구비될 수 있다.

프론트 패널(150)은 실외기의 전면 외관을 형성하는 것으로서, 실외기 베이스(110)와 좌측 패널(120)과 우측 패널(130)과 탑 패널(140)의 사이 전방에 배치된다.

리어 패널(160)은 실외기의 후면 외관을 형성하는 것으로서, 좌측 패널(120)과 우측 패널(130)과 탑 패널(140)의 사이 후방에 배치된다. 리어 패널(160)에는 실외 공기가 실외기 본체(100) 내부로 흡입될 수 있도록 리어 그릴(162)이 구비된다. 리어 그릴(162)은 후방에서 실외 공기가 흡입되는 후방 흡입홀(163)을 형성한다.

실외 열교환기(170)는 실외기 본체(100) 내부에 흡입홀과 대응되도록 배치된다. 본 실시예에서 흡입홀은 좌측 흡입홀(123), 우측 흡입홀(133), 및 후방 흡입홀(163)로 형성되는 바, 실외 열교환기(170)는 수평방향 단면이 ⊃ 형상으로 절곡되어 삼면으로 형성된다. 삼면으로 형성되는 실외 열교환기(170)는 실외기 베이스(110)의 상면에 설치되는 압축기(20), 오일분리기(28,29), 및 기액분리기(27)를 둘러쌓도록 배치된다.

실외 열교환기(170)의 삼면 중 좌측면은 우측 그릴(122)에 형성된 좌측 흡입홀(123)에 대응되게 배치되고, 우측면은 우측 그릴(132)에 형성된 우측 흡입홀(133)에 대응되게 배치되며, 가운데 면인 후면은 리어 그릴(162)에 형성된 후방 흡입홀(163)에 대응되게 배치된다.

송풍장치(200)는 모터(230)에 의해 회전되는 축류팬(220); 축류팬(220)을 감싸며, 축류팬(220)에 의해 유동되는 공기를 토출구(211)로 안내해는 오리피스(210); 및 오리피스(210)의 내측에 배치되어, 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하는 가이드 부재(300)를 포함한다. 축류팬(220)은 탑 패널(140)의 하측에 배치되며, 토출홀(143)의 위치에 대응되도록 배치된다. 축류팬(220)은 프론트 패널(150) 및 리어 패널(160)과 연결되는 토출 브래킷에 의해 지지된다. 축류팬(220)은 모터(230)에 의해 회전되며, 모터(230)는 토출 브래킷에 설치된다. 이하 자세한 사항은 후술한다.

흡입장치는 실외기 본체(100) 하부에 구비되며 수평방향으로 공기를 유동한다. 흡입장치는 실외기 베이스(110)의 상측에 배치된다. 흡입장치는 흡입모터(196)와 흡입모터(196)에 의해 회전되는 흡입팬(198)을 포함한다. 흡입팬(198)은 실외기 베이스(110)의 상면과 연결되는 흡입 브래킷(197)에 의해 지지된다. 흡입팬(198)은 흡입모터(196)에 의하여 회전되며, 흡입모터(196)는 흡입 브래킷(197)에 설치된다.

흡입팬(198)은 송풍장치(200)과 함께 실외 공기를 유동하여 실외 열교환기(170)에서 실외 공기와 냉매가 열교환이 이루어지도록 한다. 따라서, 흡입팬(198)이 없이 송풍장치(200)만으로 실외 공기를 유동하여 실외 열교환기(170)에 열교환이 발생시키는 것 보다. 송풍장치(200)와 흡입팬(198)이 함께 실외 공기를 유동시킬 경우 냉/난방 운전시 공기조화기(1)의 효율이 더 높아진다.

흡입팬(198)은 실외기 본체(100) 외부의 실외 공기를 내부로 흡입하도록 축이 수평방향으로 형성되는 축류팬(220)인 것이 바람직하다. 흡입팬(198)은 축이 전후방향으로 형성되어 전후방향으로 공기를 유동하는 것이 바람직하다.

컨트롤러(180)는 냉난방 성능 요구에 따라 압축기(20), 실외 팽창밸브(70), 실내 팽창밸브(60), 절환밸브(80), 흡입모터(196) 및 모터(230) 등을 제어한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍장치에 대한 사시도이다. 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍장치에 대한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍장치에 의한 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7는 도5의 B-B의 단면과 B-B의 단면을 따라 흐르는 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 8은 송풍장치에 가이드 부재가 있는 경우와 없는 경우에 따른 압력계수를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 베인에 대한 공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 10은 도 9에서 도시된 베인의 홈에 의해 소음이 저감됨을 나타내는 그래프이다.

도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍장치(200)는 모터(230)에 의해 회전되는 축류팬(220); 일측에 토출구(211)를 형성하고, 상기 축류팬(220)에 의해 유동되는 공기를 상기 토출구(211)로 안내해는 오리피스(210); 및 상기 오리피스(210)의 내측에 배치되어 상기 오리피스(210)와 일체로 사출 성형되고, 상기 축류팬(220)에 의해 유동된 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하는 가이드 부재(300)를 포함한다.

축류팬(220)은 실외기 본체(100)의 토출홀(143)에 구비되어 상하방향으로 공기를 유동한다. 즉, 축류팬(220)은 실외기 본체(100)의 내부의 실외 공기를 외부로 토출한다. 축류팬(220)은 실외 공기를 유동하여 실외 열교환기(170)에서 실외 공기와 냉매가 열교환이 이루어지도록 한다. 축류팬(220)은 흡입홀로 흡입된 외부 공기를 상측으로 토출한다. 축류팬(220)은 회전력을 제공하는 모터(230)에 의해 회전하는 허브(221)와; 허브(221)를 중심으로 허브(221)의 둘레에 방사형으로 일정 간격 배치되는 블레이드(222)를 포함한다.

허브(221)는 축류팬(220)의 회전축을 이루는 것으로서 허브(221)에 모터(230)의 회전축이 결합한다. 허브(221)는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 원통형으로 이루어진다.

블레이드(222)는 공기를 유동하는 날개이다. 블레이드(222)는 허브(221)의 둘레에 복수로 구비되는 것이 바람직하다. 블레이드(222)는 허브(221)를 중심으로 허브(221) 둘레에 방사형으로 일정 간격 배치된다. 블레이드(222)는 오리피스(210)의 유입구(212)를 통해 유입된 공기를 회전 유동 및 축방향 유동을 할 수 있도록 비틀어진 프로펠러 형태로 형성될 수 있다.

오리피스(210)는 내측에 축류팬(220)이 배치된다. 즉, 오리피스(210)는 축류팬(220)을 감쌀 수 있다. 따라서, 오리피스(210)는 축류팬(220) 주위에 유로를 형성한다. 오리피스(210)는 프론트 패널(150) 및 리어 패널(160)과 연결되어 탑 패널(140) 하측에 배치된다. 오리피스(210)는 축류팬(220)에 의해 유입된 공기를 토출구(211)로 안내한다.

오리피스(210)는 일측에 축류팬(220)에 의해 유동하는 실외 공기가 토출되는 토출구(211)가 형성된다. 오리피스(210)는 토출구(211)가 형성된 일측과 대향된 타측에 축류팬(220)에 의해 실외 열교환기(170)와 열교환된 실외 공기가 유입되는 유입구(212)가 형성된다. 본 실시예에서 유입구(212)는 하측에 형성되고, 토출구(211)는 상측에 형성되어 축류팬(220)에 의해 유입된 실외 공기는 하측에서 상측으로 유동하게 된다. 오리피스(210)는 송풍압을 높이기 위해 유입구(212)의 단면적이 축류팬(220) 방향으로 갈수록 점차 작게 형성된다. 즉 오리피스(210)는 중간부분이 대략 직선형으로 형성되며 유입구(212)가 형성된 하단부가 외측으로 점차 확장되도록 형성되는 원통형으로 형성될 수 있다.

오리피스(210)는 프론트 패널(150) 및 리어 패널(160)과 연결되어 탑 패널(140) 하측에 배치된다. 오리피스(210)는 송풍팬에 의해 실외 열교환기(170)에서 열교환된 공기를 토출구(211)로 안내한다. 오리피스(210)는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있어 사출성형이 될 수 있다. 오리피스(210)는 토출구(211) 측에 토출그릴(142)이 결합된다. 따라서, 외부의 이물질이 실외기 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

가이드 부재(300)는 오리피스(210)의 토출구(211)에 배치된다. 가이드 부재(300)는 오리피스(210)의 내측에 배치되어 오리피스(210)의 내측면과 연결된다. 가이드 부재(300)는 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경한다. 즉 가이드 부재(300)는 회전 유동 및 축 방향 유동을 가지는 공기를 축 방향 유동만을 하도록 변경할 수 있다. 도 0를 참조하면, 가이드 부재(300)는 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하여 압력을 상승시키는 역할을 한다. 이에 가이드 부재(300)에 의한 압력 상승에 의해 외부로 토출되는 공기의 유량이 증가될 수 있다.

가이드 부재(300)는 오리피스(210)의 내측에 배치되어 오리피스(210)와 일체로 사출 성형된다. 가이드 부재(300)는 별도의 조립공정 없이 오리피스(210)와 일체로 사출 성형됨으로써, 가이드부재와 오리피스(210)간의 갭이 발생하지 않는다.

가이드 부재(300)는 오리피스(210)와 일체로 사출 성형되기에 오리피스(210)와 동일한 재질로 이루어진다. 가이드 부재(300)는 오리피스(210)와 같이 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 가이드 부재(300)와 오리피스(210)가 플라스틱 재질로 이루어짐으로써 기본 사출금형 외에도 전후좌우 4방향 슬라이드 금형을 사용하여 사출 성형할 수도 있다.

가이드 부재(300)는 중심에 배치되는 지지판(310)과 지지판(310)의 중심으로 지지판(310)의 둘레를 따라 방사형으로 배치되는 베인(320)을 포함한다. 지지판(310)은 축류팬(220)에 의해 유동하는 공기의 간섭을 방지하기 위해 허브(221)와 동일선상에 배치되고, 허브(221)의 크기에 대응되게 형성된다. 지지판(310)은 다양한 형태로 형성될 수 있으나 본 실시예에서는 허브(221)와 같이 원통형으로 형성된다.

베인(320)은 축류팬(220)에 의해 유동하는 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경한다. 베인(320)는 지지판(310)의 둘레에 복수로 구비되는 것이 바람직하다. 베인(320)은 지지판(310)을 중심으로 지지판(310)의 둘레를 따라 방사형으로 일정한 간격으로 배치된다. 베인(320)은 길이가 긴 판형으로 형성될 수 있다. 베인(320)은 길이방향의 양단이 오리피스(210)의 내측면과 지지판(310)의 둘레면에 연결된다.

베인(320)은 축류팬(220)에 의해 유동하는 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하기 위해 지지판(310)의 중심방향에 대하여 사선방향으로 배치된다. 베인(320)은 축류팬(220)에 의해 유동하는 공기의 회전방향으로 경사지게 형성된다. 즉 베인(320)은 축방향과 직교하는 수평면을 기준으로 소정의 각도로 경사지게 형성된다.

베인(320)은 공기가 유출되는 일단(322)의 출구각(θ2)이 공기가 유입되는 타단(323)의 입구각(θ1)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 입구각(θ1)은 베인(320) 중 축류팬(220)에 의해 송풍된 공기가 가장 먼저 안내되는 타단(323)과 수평면(축방향과 직교하는 면)의 각도로서, 공기가 베인(320)의 안내를 받기 시작할 때의 각도일 수 있다. 그리고 출구각(θ2)은 베인(320)에 안내되는 공기가 가장 마지막으로 안내되는 일단(322)과 수평면(축방향과 직교하는 면)의 각도로서, 공기가 베인(320)을 벗어날 때의 각도일 수 있다. 입구각(θ1)과 출구각(θ2)은 0˚를 초과하면서 90˚ 이하일 수 있다.

베인(320)은 공기가 유출되는 일단(322)의 출구각(θ2)이 90˚로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 베인(320)의 공기가 유출되는 일단(322)은 축 방향과 평행하도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 축류팬(220)에 의해 회전 유동을 하는 공기가 베인(320)에 의해 축 방향과 평행한 방향으로 유동되어 외부로 토출될 수 있다.

베인(320)은 공기가 유출되는 일단(322)의 출구각(θ2)이 공기가 유입되는 타단(323)의 입구각(θ1)보다 더 크게 형성된다. 베인(320)은 입구각(θ1)이 0˚초과이면서 0˚에 근접하게 형성될 수 있고, 출구각(θ2)이 90˚이거나 90˚에 근접하게 형성될 수 있다. 베인(320)은 공기가 유입되는 타단(323)으로 안내된 공기가 베인(320)의 전면의 안내를 받으면서 그 유동 방향이 점차 수직한 방향으로 변경되고, 공기가 유출되는 타단(323)을 벗어날 때는 대략 수직한 방향(축방향과 평행한 방향)으로 전환 될 수 있다. 즉, 도 0에서와 같이 베인(320)은 하단에서 상단으로 갈수록 수평면과의 각도가 점차 증대되게 형성될 수 있다. 베인(320)은 상부가 하부보다 더 수직하게 형성될 수 있다. 베인(320)은 하부가 상부보다 더 수평에 가깝게 형성될 수 있다.

베인(320)은 축류팬(220)에서 송풍되는 공기의 회전방향으로 볼록하게 형성된다. 베인(320)은 단면 형상이 라운드지게 형성된다. 이에 축류팬(220)에 의해 유동하는 공기가 베인(320)의 일면을 따라 원활하게 유동하게 된다.

베인(320)은 와류의 크기를 작게하여 소음을 저감하기 위해 공기가 토출되는 일단(322)에 복수의 홈(321)이 형성된다. 베인(320)에 형성된 복수의 홈(321)은 톱니 또는 웨이브 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 복수의 홈(321)은 톱니 형상으로 형성된다. 베인(320)에 형성된 복수의 홈(321)은 공기가 유출되는 일단(322)에 이격되어 형성되어 소음이 발생하는 시간차가 발생되도록 할 수 있다.

복수의 홈(321)은 베인(320)을 따라 유동하는 공기의 유출 지점을 다르게 하여 소음을 줄인다. 즉, 베인(320)을 따라 유동하는 공기가 홈(321)이 형성된 지점(a지점)에서 먼저 유출되어 1차적으로 소음이 발생한다. 그 이후에 베인(320)을 따라 유동하는 공기가 홈(321)이 형성되지 않은 지점(b지점)에서 유출되어 2차적인 소음이 발생하게 된다. 따라서 소음발생에 대한 시간차에 의해 위상 차가 있는 소음을 발생시켜 소음을 상쇄시킬 수 있다.

축류팬(220)에 의해 유동하는 공기는 축류팬(220)의 중심측 보다는 축류팬(220)의 외측에서 유속이 빨라 소음이 많이 발생하게 된다. 베인(320)은 소음이 많이 발생하는 오리피스(210)와 연결되는 부분에만 복수의 홈(321)이 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 송풍장치 및 이를 적용한 공기조화기(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 흡입모터(196)가 구동하여 흡입팬(198)을 회전한다. 흡입팬(198)의 회전으로 인해 흡입홀을 통해 외부공기가 실외기 내부로 유입된다. 이때 외부공기는 수평방향으로 실외기 내부로 유입된다. 유입된 실외 공기는 흡입팬(198)을 ⊃자로 감싸고 있는 실외 열교환기(170)에서 냉매와 열교환이 발생한다.

실외 열교환기(170)에서 열교환된 실외 공기는 가열 또는 냉각될 수 있다. 이후에 실외 열교환기(170)의 상측에 배치된 송풍장치(200)의 모터(230)가 구동하여 축류팬(220)이 회전한다. 축류팬(220)의 회전으로 인해 열교환된 공기가 상측으로 유동한다.

냉매와 열교환된 공기는 오리피스(210)의 유입구(212)로 유입된다. 오리피스(210)의 유입구(212)로 유입된 공기는 유입구(212)의 단면적이 점차 작아지기에 유속이 빨라진다.

오리피스(210)에 유입된 공기를 축류팬(220)에 의해 회전 유동 및 축 방향 유동하게 된다. 오리피스(210)의 토출구(211) 측으로 유동하는 공기는 가이드 부재(300)에 의해 회전 유동성분이 축 방향 성분으로 변경된다. 또한, 가이드 부재(300)에 의해 압력이 상승하여 공기의 유량이 증대될 수 있다.

축류팬(220)에 의해 유동하는 공기는 가이드 부재(300)의 베인(320)을 따라 토출구(211) 측으로 유동하게 된다. 베인(320)에 형성된 복수의 홈(321)은 소음발생에 대한 시간차에 의해 위상 차가 있는 소음을 발생시켜 소음을 상쇄시킬 수 있다.

가이드 부재(300)를 통과한 공기는 축 방향 유동성분만을 가진 채 외부로 토출하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1: 공기조화기 20: 압축기
100: 실외기 본체 170: 실외 열교환기
200: 송풍장치 210: 오리피스
211: 토출구 212: 유입구
220: 축류팬 221: 허브
222: 블레이드 300: 가이드 부재
310: 지지판 320: 베인
321: 홈

Claims (18)

1. 모터에 의해 회전하는 축류팬;
   일측에 토출구를 형성하고, 상기 축류팬에 의해 유동되는 공기를 상기 토출구로 안내해는 오리피스; 및
   상기 오리피스의 내측에 배치되며 상기 오리피스와 일체로 사출 성형되고, 상기 축류팬에 의해 유동된 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하는 가이드 부재를 포함하는 송풍장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 부재는
   지지판과;
   상기 지지판의 둘레에 방사형으로 배치되어, 상기 축류팬에 의해 유동된 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하는 복수의 베인을 포함하는 송풍장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 베인은 공기가 유출되는 일단의 출구각이 공기가 유입되는 타단의 입구각보다 더 크게 형성되는 송풍장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 출구각은 90˚로 형성되는 송풍장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 베인은 공기가 유출되는 일단이 상기 축 방향과 평행하게 형성되는 송풍장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 베인은 상기 축류팬에서 송풍되는 공기의 회전 방향으로 볼록하게 형성되는 송풍장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 베인은 공기가 유출되는 일단에 복수의 홈이 형성되는 송풍장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 복수의 홈은 톱니 또는 웨이브 형상인 송풍장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 베인은 상기 오리피스와 연결되는 부분에 상기 복수의 홈이 형성되는 송풍장치.
10. 제2항에 있어서,
    상기 베인은 단면 형상이 라운드지게 형성되는 송풍장치.
11. 제2항에 있어서,
    상기 축류팬은 회전력을 제공하는 모터에 의해 회전하는 허브; 및
    상기 허브의 둘레에 방사형으로 배치되는 복수의 블레이드를 포함하고,
    상기 지지판은 상기 허브와 동일 선상에 배치되고, 상기 허브의 크기에 대응되게 형성되는 송풍장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재와 상기 오리피스는 플라스틱 재질로 이루어진 송풍장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 오리피스는 상기 일측과 대향된 타측에 유입구가 형성되고, 상기 유입구의 단면적이 상기 토출구의 단면적보다 크게 형성되는 송풍장치.
14. 외관을 형성하는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 실외 공기와 냉매를 열교환하는 실외 열교환기; 및
    냉매와 열교환된 실외 공기를 외부로 토출하는 송풍장치를 포함하고,
    상기 송풍장치는
    모터에 의해 회전하는 축류팬;
    일측에 토출구를 형성하고, 상기 축류팬에 의해 유동되는 공기를 상기 토출구로 안내해는 오리피스; 및
    상기 오리피스의 내측에 배치되며 상기 오리피스와 일체로 사출 성형되고, 상기 축류팬에 의해 유동된 공기의 회전 유동을 축 방향 유동으로 변경하는 가이드 부재를 포함하는 공기조화기의 실외기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 가이드 부재는,
    지지판과;
    상기 지지판의 둘레에 방사형으로 배치되어 상기 축류팬에 의해 유동된 공기의 회전 유동을 상기 축 방향 유동으로 변경하는 복수의 가이드 베인을 포함하는 공기조화기의 실외기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 베인은 소음을 저감시키기 위해 공기가 토출되는 일단에 복수의 홈이 형성되는 공기조화기의 실외기.
17. 제15항에 있어서,
    상기 베인은 공기가 유출되는 일단의 출구각이 공기가 유입되는 타단의 입구각보다 더 크게 형성되는 공기조화기의 실외기.
18. 제14항에 있어서,
    상기 가이드 부재와 상기 오리피스는 플라스틱 재질로 이루어진 공기조화기의 실외기.

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