KR20160004000A - 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기에 관한 것으로; 축방향으로 유입되는 공기를 방사상으로 배출하는 원형 시로코 팬과, 상기 원형 시로코 팬의 외측에 냉매가 순환하는 튜브가 코일 스프링 형상으로 배치되는 튜브체와, 상기 튜브에 고정되어 냉매의 열을 공기와 열교환하는 방열핀으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 원형 시로코 팬과 코일 스프링 형상으로 코일을 배치한 튜브체 및 방열핀을 일체로 하여 열교환기를 제작하여 전체적으로 열교환을 위한 구성이 캠팩트해져 휴대용 에어컨의 소형화 및 배치의 효율성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명은 열교환기의 구조가 방사상으로 공기를 배출하며 코일 스프링 형상으로 코일을 배치한 튜브체와 고르게 열교환을 시켜 주어 공기의 흐름에 의한 저항이 최소화되어 열전도효율을 높일 수 있고, 원형의 시로코 팬을 사용함에 따라 모터의 부하를 줄이는 효과도 있다.

Description

휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기 {heat exchanger combined with fan for portable airconditioner}

본 발명은 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 휴대용 에어컨에 설치되는 송풍팬과 열교환기를 일체화하여 단순화하면서도 에너지 효율을 높일 수 있는 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 에어컨은 실내의 더운 공기를 흡입하여 저온의 냉매로 열교환한 후 이를 실내로 토출하는 반복작용에 의해 실내를 냉방시키는 냉방시스템으로서, 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 이루어져 일련의 사이클을 형성하는 기기이다.

이와 같은 에어컨은 일반적으로 실내공기와 열교환하는 실내기(또는 실내측)와 실외공기와 열교환하는 실외기(또는 실외측)로 구성되는 것으로, 크게 실내기와 실외기가 일체로 형성되는 일체형 에어컨과, 상기 실내기와 실외기가 분리되어 형성되는 분리형 에어컨으로 구분된다.

그리고, 상기와 같은 에어컨은 냉방을 위한 공간에 고정설치되는 것이 일반적이며, 제한된 공간 내에서 냉방을 실시할 수 있게 된다. 따라서, 여러 공간의 냉방을 위해서는 각각의 공간마다 에어컨을 설치하거나 용량이 큰 실외기에 멀티타입의 실내기를 설치할 수밖에 없으며, 이때에는 불필요한 설치비용이 드는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 휴대 및 이동 가능한 에어컨의 일 예로 공개특허 특1998-0010168호가 제안된 바 있다. 이는 이동식 에어컨에 관한 것으로, 실내기와 실외기로 구성되는 에어컨에 있어서, 하단에 이동을 위한 다수개의 케스터가 구비된 실내기케이스와, 상기 실내기케이스의 내부에 설치되어 실내기케이스 일측의 에어유입구를 통해 들어오는 실내공기와 열교환을 수행하는 증발기와, 상기 증발기를 통과한 공기를 상기 실내케이스 정면에 형성되어 있는 에어배출구로 불어내는 팬유니트와, 상기 실내기케이스의 내부 저면에 설되고 에어컨의 사이클을 구성하여 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 실내기케이스의 내부 저면에 설치되고 에어컨의 사이클을 구성하여 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 증발기에서 발생하는 제상수를 배출하기 위한 제상수드레인유니트를 포함하여 실내기를 구성함을 특징으로 한다.

이와 같은 공지의 이동식 에어컨은 실내공기와 열교환을 수행하는 증발기(이하, '열교환기'라 한다.)에서 통상 핀 튜브 방식으로 구리 또는 알루미늄과 같이 열전도율이 높은 금속재질의 튜브에 전열면적을 높인 방열핀을 사용하여 공랭식 열교환을 수행한다.

도 1은 종래 일반적인 에어컨의 열교환 방식을 설명하기 위해 도시한 도면으로, 일반적 에어컨용 열교환기(1)는 냉매가 순환하는 튜브에 전열면적을 높인 일자형 방열핀(1a)을 배치한 구조로서 넓은 판자 모양으로 방열핀을 배치하므로 전체적으로 열교환기가 커져 이동식 에어컨 내부의 장치간 배치에도 비효율적이고, 에어컨의 소형화에도 일정한 제약을 유발한다.

또한, 도시된 바와 같이 종래의 열교환기용 송풍팬(2)은 대부분 축류 타입으로 사용되므로 높은 풍압을 유지하기 위해서 고(高) 회전수가 요구되는데, 이는 공기 유동의 방향이 일 방향이므로 공기의 흐름이 꺾일 우려가 높고, 소음 유발의 우려도 높으며, 공기 흐름에 저항을 줄 가능성 역시 높은데 이는 전체적으로 열교환기의 효율 저하의 원인이 된다.

참고문헌 : 공개특허 특1998-0010168호

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 열교환기와 송풍용 팬을 일체로 제작하여 전체적으로 휴대 에어컨을 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 열교환을 위한 공기를 방사상으로 배출하여 열교환기의 열교환 효율을 높일 수 있는 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

휴대 에어컨용 열교환기에 있어서,

상기 열교환기는 축방향으로 유입되는 공기를 방사상으로 배출하는 원형 시로코 팬과, 상기 원형 시로코 팬의 외측에 냉매가 순환하는 튜브가 코일 스프링 형상으로 배치되는 튜브체와, 상기 튜브에 고정되어 냉매의 열을 공기와 열교환하는 방열핀으로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기를 제공한다.

이때, 상기 시로코 팬은 일측의 모터에 의해 회전하는 것으로 중앙의 회전축의 양단에 고정되는 제1 및 제2측판 사이에 복수의 날개가 동일한 각도를 유지하며 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 튜브체는 상기 원형 시로코 팬의 외측에 냉매가 순환하는 구리 또는 알루미늄 재질의 튜브가 코일 스프링 형상으로 배치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 방열핀은 판 형상으로 이루어져 표면에 튜브가 관통되며 상기 시로코 팬의 회전축과 나란하게 복수가 설치되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 방열핀은 중심에서 방사상으로 세워진 상태로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 원형 시로코 팬과 코일 스프링 형상으로 코일을 배치한 튜브체 및 방열핀을 일체로 하여 열교환기를 제작하여 전체적으로 열교환을 위한 구성이 캠팩트해져 휴대용 에어컨의 소형화 및 배치의 효율성을 높일 수 있다.

또한, 열교환기의 구조가 방사상으로 공기를 배출하며 코일 스프링 형상으로 코일을 배치한 튜브체와 고르게 열교환을 시켜 주어 공기의 흐름에 의한 저항이 최소화되어 열전도효율을 높일 수 있고, 원형의 시로코 팬을 사용함에 따라 모터의 부하를 줄이는 효과가 있다.

아울러, 종래의 송풍팬의 경우 공기의 효율을 높이기 위하여 팬 커버(쉬라우드)를 별도로 제작하여야 하지만, 본 발명은 이와 같은 팬 커버가 필요 없어 열교환을 위한 구조를 간소화할 수 있다.

도 1은 종래 일반적인 에어컨의 열교환 방식을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 팬 일체형 열교환기가 설치되는 휴대 에어컨의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기를 도시한 측면도이다.

본 발명에 따른 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기를 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2 내지 도 4에 의하면, 본 발명에 따른 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기(100)는 순환하는 냉매가 대기와 열교환되는 열교환기와, 그 열교환기 주변의 냉기를 소정의 방향으로 유동시키는 송풍팬을 일체화한 구조이다.

이와 같은 열교환기가 적용되는 휴대용 에어컨은, 케이스(미도시됨) 내부에 설치되어 순환하는 냉매가 흡입되어 압축되는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)를 통과한 냉매가 액화되는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 액화된 냉매에 가해지는 압력을 낮추어 팽창시키는 팽창밸브(3)와, 상기 팽창밸브(3)를 통과한 냉매가 대기와 열교환되는 열교환기(100)를 포함한다.

특히, 상기 휴대용 에어컨은 이동이 간편하도록 케이스 하부에 캐스터를 구비함이 바람직하다.

이때, 열교환기(100)를 통해 열교환된 냉매는 상기 압축기(1)로 투입되어 응축기(20)와 팽창밸브(30)를 거쳐 열교환기(100)로 재투입되는 순환과정을 반복하게 된다.

또한, 상기 휴대용 에어컨은 각부 구성의 감시 및 구동 제어를 위한 제어판넬(미도시됨)이 더 구비된다.

이와 같은 휴대용 에어컨을 구성하는 본 발명에 따른 열교환기(100)는 팽창밸브(30)를 통과한 냉매를 열교환하는 것으로, 축방향으로 유입되는 공기를 방사상으로 배출하는 원형 시로코 팬(110)과, 상기 원형 시로코 팬(110)의 외측에 냉매가 순환하는 튜브(122)가 코일 스프링 형상으로 배치되는 튜브체(120)와, 상기 튜브(122)에 고정되어 냉매의 열을 공기와 열교환하는 방열핀(130)으로 구성된다.

이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.

상기 시로코 팬(sirrocco fan)(110)은 동심원상에 복수의 날개(112)에 의해 중심부의 공기를 방사상으로 배출해내는 팬이다.

이와 같은 시로코 팬(110)은 일측의 모터(M)에 의해 회전하는 것으로 중앙의 회전축(111)의 양단에 고정되는 제1 및 제2측판(113,114) 사이에 복수의 날개(112)가 동일한 각도를 유지하며 배치된 구조로서, 모터 구동시 회전축(111)이 회전하며 양단부로부터 중앙으로 유입되는 공기가 날개(112)에 의해 방사상으로 배출한다.

한편, 상기 튜브체(120)는 상기 원형 시로코 팬(110)의 외측에 냉매가 순환하는 튜브(122)가 코일 스프링 형상으로 배치되는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 튜브(122)는 열전도율이 비교적 높은 구리 또는 알루미늄 재질로 이루어져 냉매가 이동하는 통로 역할을 하는 것으로, 냉매에서 발생하는 열 또는 냉매에서 흡수하는 열을 직접적으로 전달한다.

한편, 상기 튜브체(120)에는 열교환을 위한 방열핀(130)이 설치된다.

상기 방열핀(130)은 시로코 팬(110)의 회전축(111)과 나란하게 복수가 설치되는 것으로, 판 형상으로 이루어져 표면에 튜브가 관통되게 설치된다.

특히, 상기 방열핀(130)은 회전축(111) 중심에서 방사상으로 세워진 상태로 배치되어 원형 시로코 팬(110)의 회전시 공기가 원활하게 방사상으로 배출될 수 있도록 한다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참고로 본 발명에 따른 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기(100)의 작동 예를 설명한다.

휴대용 에어컨의 구동시에 냉매는 압축기(1)를 거치면서 압축되고, 이와 같이 압축된 냉매가 응축기(2)를 거치면서 액화된다.

이와 같이 응축기(2)에서 액화된 냉매는 팽창밸브(3)를 통과하면서 압력이 낮아지며 팽창된 후 열교환기(100)를 거치게 된다.

이때, 상기 열교환기(100)를 구성하는 튜브체(110)를 통과하게 되는데, 튜브(122)에 설치되는 방열핀(130)에 냉매의 열이 전달되는데, 공기와의 열 교환이 원활하게 이루어질 수 있도록 모터(M)를 구동하면 시로코 팬(110)이 회전하면서 시로코 팬(110)의 회전축(111) 양단에서 중앙으로 유입되는 공기가 날개(112)에 의해 방사상으로 배출된다.

그리고, 상기 시로코 팬(110)을 통해 안내되는 공기는 방사상으로 배출되면서 시로코 팬(110)의 외측에 위치하는 튜브체(110) 및 그 튜브체(110)에 설치되는 복수의 방열핀(130)과의 열교환을 수행하게 된다.

이와 같은 휴대용 에어컨의 열교환기(100)는 원형 시로코 팬(110)과 코일 스프링 형상으로 코일을 배치한 튜브체(120) 및 방열핀(130)으로 구성하여 전체적으로 열교환을 위한 구성을 캠팩트하게 설계할 수 있다.

또한, 열교환기(100)의 구조가 방사상으로 공기를 배출하며 코일 스프링 형상으로 코일을 배치한 튜브체(120)와 방사상으로 배치된 방열핀(130)을 통해 고르게 열교환을 시켜 주어 공간효율과 열전도효율을 높일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 압축기 2: 응축기
3: 팽창밸브 100: 열교환기
110: 원형 시로코 팬 120: 튜브체
130: 방열핀

Claims (5)

1. 휴대 에어컨용 열교환기에 있어서,
   상기 열교환기는 축방향으로 유입되는 공기를 방사상으로 배출하는 원형 시로코 팬과, 상기 원형 시로코 팬의 외측에 냉매가 순환하는 튜브가 코일 스프링 형상으로 배치되는 튜브체와, 상기 튜브에 고정되어 냉매의 열을 공기와 열교환하는 방열핀으로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시로코 팬은 일측의 모터에 의해 회전하는 것으로 중앙의 회전축의 양단에 고정되는 제1 및 제2측판 사이에 복수의 날개가 동일한 각도를 유지하며 배치된 것을 특징으로 하는 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 튜브체는 상기 원형 시로코 팬의 외측에 냉매가 순환하는 구리 또는 알루미늄 재질의 튜브가 코일 스프링 형상으로 배치된 것을 특징으로 하는 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 방열핀은 판 형상으로 이루어져 표면에 튜브가 관통되며 상기 시로코 팬의 회전축과 나란하게 복수가 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 방열핀은 중심에서 방사상으로 세워진 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대 에어컨용 팬 일체형 열교환기.
   

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