KR20160031715A - 기류 가변이 가능한 전면 송풍방식 공기조화장치 - Google Patents

Abstract

기류의 방향을 가변할 수 있는 전면 송풍방식 공기조화장치가 개시된다. 개시된 공기조화장치는 내부에 열교환기가 배치되는 케이스; 상기 케이스 내에서 상기 열교환기 후방에 배치되며, 상기 케이스의 전면으로부터 메인기류를 토출하는 메인 송풍부; 및 상기 케이스 내의 상기 메인 송풍부의 주변에 위치하며, 상기 메인기류의 방향을 변경하기 위한 보조기류를 토출하는 적어도 하나의 보조 송풍부;를 포함하며, 상기 보조 송풍부는 상기 케이스의 전면으로부터 토출되는 메인기류에 간섭되는 방향으로 상기 보조기류를 토출한다.

Description

기류 가변이 가능한 전면 송풍방식 공기조화장치{AIR CURRENT CHANGEABLE FULL FRONT BLOWING TYPE AIR CONDITIONER}

본 발명은 공기조화장치의 실내기에 관한 것으로, 전면으로부터 송풍되는 메인기류의 방향을 보조기류를 통해 가변시키는 전면 송풍방식 공기조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기, 열교환기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉난방시키는 장치이다. 이와 같은 공기조화장치는 그 설치 형태에 따라, 시스템형, 스탠드형, 창문형 및 벽걸이형 등으로 구분할 수 있다.

종래의 벽걸이형 공기조화장치는 실내기의 케이스 전면에 공기가 배출되는 배출 그릴을 형성하고 상기 배출 그릴과 대향하게 설치된 열교환기가 배치된다. 이 경우, 케이스 측면에 외부 공기를 유입하기 위한 유입 그릴을 형성하고, 실내기 후방에 직선 왕복 운동을 하는 판막을 설치하여 외부 공기를 유입한 후 유입된 공기를 전방의 열교환기를 통해 가압시키는 송풍 수단을 통하여 슬림한 공기조화장치를 구현하고 있다.

그러나 이러한 구조의 공기 조화기는 실내기 전체 면에 열교환기를 배치함으로써 실내기 전체 면에서 냉기 또는 온기를 배출하도록 구성하여 적은 유속으로 쾌적감을 향상시켜 줄 수 있으나, 송풍 구조상 바람의 풍향을 제어할 수 없는 단점을 갖는다.

특히, 전면 송풍방식 공기조화장치가 냉방 모드로 작동할 때는 차가운 공기는 가라앉아 실내에서의 사용자 거주영역이 효율적으로 냉방되는 효과를 갖으나, 난방모드는 작동할 때는 뜨거운 공기는 위로 상승하여 실 거주영역의 난방에 불리한 단점이 있다. 또한, 사용자가 초기에 바람이 강한 직풍을 요구할 때 강한 바람으로 피부 체감온도를 낮출 필요가 있을 때 종래의 기술은 구현이 불가능한 문제가 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 실내기의 케이스 전면으로부터 토출되는 메인기류의 방향을 사용자 임의로 변경할 수 있는 공기조화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 내부에 열교환기가 배치되는 케이스; 상기 케이스 내에서 상기 열교환기 후방에 배치되며, 상기 케이스의 전면으로부터 메인기류를 토출하는 메인 송풍부; 및 상기 케이스 내의 상기 메인 송풍부의 주변에 위치하며, 상기 메인기류의 방향을 변경하기 위한 보조기류를 토출하는 적어도 하나의 보조 송풍부;를 포함하며, 상기 보조 송풍부는 상기 케이스의 전면으로부터 토출되는 메인기류에 간섭되는 방향으로 상기 보조기류를 토출하는 공기조화장치를 제공한다.

상기 보조 송풍부는 상기 열교환기의 상측, 하측, 좌측 및 우측 중 적어도 어느 한 곳에 위치할 수 있다.

상기 보조 송풍부는, 상기 메인 송풍부에서 토출하는 펄스 제트 중 일부를 상기 보조기류로 사용하도록 상기 메인 송풍부로부터 배출되는 펄스 제트 중 일부를 가이드하는 가이드 통로; 및 상기 케이스의 전면에 길이 방향을 따라 형성되며, 상기 가이드 통로와 연통되어 상기 보조기류를 토출하는 토출구;를 포함할 수 있다.

상기 토출구는 상기 열교환기의 상측에 배치되며, 상기 케이스는 하부가 상부보다 상기 케이스 후방으로 인접한 하향 경사진 상태를 이루는 것이 바람직하다.

상기 케이스는 전면이 하부가 상부보다 케이스 후방으로 인접한 하향 경사진 상태를 이루는 것이 바람직하다.

상기 메인 송풍부는, 상기 열교환기에 대응하는 전방으로 펄스 제트가 토출되는 제1 공기유통부가 형성되며, 상기 보조 송풍부로 펄스 제트가 토출되는 제2 공기유통부가 형성되는 하우징; 및 상기 하우징 내에 간격을 두고 배치되는 적어도 한 쌍의 압전 다이어프램;을 포함하며, 상기 한 쌍의 압전 다이어프램은 서로 반대 위상으로 주기적으로 변경되면서 상기 하우징 내의 공기압을 변화시켜 제1 및 제2 공기유통부를 통해 펄스 제트를 토출할 수 있다.

상기 보조 송풍부는, 일측에 슬릿이 형성되고 하우징; 및 상기 하우징 내측에 간격을 두고 배치되는 적어도 한 쌍의 압전 다이어프램;을 포함하며, 상기 한 쌍의 압전 다이어프램은 서로 반대 위상으로 주기적으로 변경되면서 하우징 내 공기를 상기 슬릿을 통해 토출할 수 있다.

상기 보조 송풍부는, 일측에 슬릿이 각각 형성된 적어도 한 쌍의 하우징; 상기 한 쌍의 하우징 내측에 각각 간격을 두고 배치되는 적어도 한 쌍의 압전 다이어프램; 및 상기 한 쌍의 하우징 사이에 배치되며, 양단이 상기 한 쌍의 하우징과 연통되고 일측에 슬릿이 형성되는 매니폴드;를 포함할 수 있다.

상기 보조 송풍부는 상기 하우징의 슬릿이 상기 메인기류에 간섭되는 방향 또는 그 역방향으로 향하도록 상기 하우징의 배치 각도를 미리 설정된 각도범위 설정하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 하우징을 선회 가능하도록 상기 하우징의 후단을 지지할 수 있다.

상기 보조 송풍부는 상기 열교환기의 상측 및 하측에 각각 하나 씩 배치되며, 상기 한 쌍의 보조 송풍부는 동시에 보조기류를 토출하거나 어느 하나의 보조 송풍부에서만 보조기류를 토출할 수 있다.

상기 보조 송풍부는 상기 열교환기의 상측, 하측, 좌측 및 우측에 각각 하나 씩 배치되며, 상기 보조 송풍부는 동시에 보조기류를 토출하거나, 서로 마주하는 한 쌍 중 어느 한 쌍만 보조기류를 토출하거나, 적어도 어느 하나만 보조기류를 토출할 수 있다.

상기 보조 송풍부는 횡류 팬(cross flow fan) 또는 임팰러 팬(impeller fan)으로 이루어질 수 있다.

상기 메인 송풍부는, 상기 열교환기 측으로 펄스 제트가 토출되는 공기유통부가 형성된 하우징; 및 상기 하우징 내에 간격을 두고 간격을 두고 배치되는 다수의 압전 다이어프램;을 포함하며, 상기 한 쌍의 압전 다이어프램은 서로 반대 위상으로 주기적으로 변경되면서 상기 하우징 내의 공기압을 변화시켜 공기유통부를 통해 펄스 제트를 토출할 수 있다.

상기 다수의 압전 다이어프램은 한 쌍씩 행렬로 배치되는 것도 물론 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 전면의 전체 면적에 메인기류가 토출되는 영역이 형성되는 케이스; 상기 케이스 내에서 상기 메인기류의 토출 영역에 대응하는 면적을 가지는 열교환기; 상기 케이스 내에서 상기 열교환기 후방에 배치되어 상기 열교환기 측으로 공기를 토출하는 메인 송풍부; 및 상기 메인기류 주변에 배치되며, 상기 메인기류에 간섭되는 방향으로 보조기류를 토출하는 적어도 하나의 보조 송풍부;를 포함하며, 상기 메인 송풍부는 상기 케이스 전면의 전체 면적에 대응하는 영역으로부터 메인기류를 토출하는 공기조화장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기조화장치의 실내기를 나타내는 사시도이다.
도 2a는 도 1에 표시된 A-A선을 따라 나타내는 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 메인 송풍부를 나타내는 개략 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 메인 송풍부에서 메인기류가 토출될 때 상부 및 하부 보조 송풍부에서 보조기류가 토출됨에 따라 메인기류의 방향을 다양하게 변경할 수 있는 예를 나타내는 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 표시된 B-B선을 따라 나타내는 단면도로서, 메인 송풍부에서 메인기류가 토출됨 동시에 보조 송풍부에서 보조기류가 토출될 때 메인기류의 방향이 하향되는 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8에 표시된 C-C선을 따라 나타내는 단면도로서, 메인 송풍부에서 메인기류가 토출됨 동시에 보조 송풍부에서 보조기류가 토출될 때 메인기류의 방향이 하향되는 예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10에 표시된 D-D선을 따라 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 제6 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 일부 절개 사시도이다.
도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이다.
도 16은 도 15에 표시된 E-E선을 따라 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이다.
도 18은 도 17에 도시된 공기조화장치의 케이스를 제거한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 19는 도 18에 표시된 F부분을 나타내는 확대 단면도이다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 발명의 공기조화장치는 주로 냉방 전용 또는 난방 전용이거나, 냉난방 겸용의 벽걸이 타입 공기조화장치로서, 전방을 향해 케이스의 전면(前面)의 전체 부분에 걸쳐 송풍되는 전면 송풍방식 공기조화기이다. 이와 같은 본 발명은 그 송풍 면적이 종래의 벽걸이 타입 공기조화장치의 송풍 면적보다 현저히 크고 송풍 유속은 느리게 설정됨에 따라 쾌적한 냉방 또는 난방을 행할 수 있다.

더욱이, 본 발명은 메인 송풍부와 적어도 하나의 보조 송풍부를 구비한다. 메인 송풍부는 케이스의 전면을 통해 메인기류를 토출시키며 보조 송풍부는 메인기류의 방향을 변경하는 보조기류를 토출한다. 보조 송풍부는 메인 송풍부의 상하좌우 측 중 적어도 어느 한 곳에 배치되며, 메인기류에 간섭하는 방향으로 보조기류를 토출함으로써 메인기류의 방향을 전환할 수 있다.

예를 들면, 난방 시 케이스의 전면에서 토출되는 온도가 높은 메인기류는 대류현상에 의해 토출 후 전방의 상방향으로 이동한다. 이 경우 메인 송풍부 상측에 배치된 보조 송풍부로부터 토출되는 보조기류는 메인기류를 자연스럽게 하방향으로 밀어내면서 메인기류의 방향을 하향되게 변경한다. 이에 따라 더운 공기는 실내기로의 전방으로부터 이격된 소정 거리에서부터 상승하게 되므로 실내를 효과적으로 난방할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기조화장치의 실내기를 나타내는 사시도이거. 도 2a는 도 1에 표시된 A-A선을 따라 나타내는 단면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 메인 송풍부를 나타내는 개략 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 메인 송풍부에서 메인기류가 토출될 때 상부 및 하부 보조 송풍부에서 보조기류가 토출됨에 따라 메인기류의 방향을 다양하게 변경할 수 있는 예를 나타내는 단면도들이다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 기류 전환이 가능한 공기조화장치(100)의 실내기는 케이스(110), 열교환기(120), 메인 송풍부(130) 및 보조송풍부(150)를 포함한다.

케이스(110)는 내측에 열교환기(120), 메인 송풍부(130) 및 보조송풍부(150)가 각각 배치된다. 이와 같은 케이스10)는 후면이 벽면에 설치되며, 전면(前面)에는 다수의 공기배출구(111)가 형성된다.

다수의 공기배출구(111)는 세로 방향으로 형성되며 가로 방향을 따라 소정 간격을 두고 형성된 다수의 슬릿으로 이루어진다. 이 경우 다수의 공기배출구(111)는 케이스(110)의 대략 전면(前面)의 전체 면적에 걸쳐 형성되며, 이는 메인 송풍부(130)로부터 배출되는 메인기류의 송풍면적을 최대로 하기 위함이다.

또한, 케이스(110)는 후면, 상면 및 저면 중 적어도 어느 한 곳에 다수의 공기유입구(미도시)를 형성한다. 이와 같은 다수의 공기유입구는 케이스(110) 내로 유입되는 공기의 유량을 최대로 유지할 수 있도록 가능한 한 넓은 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.

열교환기(120)는 케이스(110) 내측에 배치되며, 다수의 공기배출구(111)에 인접하게 배치된다. 이 경우, 열교환기(120)는 케이스(110)의 전면(前面)의 전체 면적에 대략 대응하는 정도의 면적을 갖도록 배치된다.

예를 들면, 도 2a와 같이 열교환기(120)를 상하로 2개 배열하여 케이스(110)의 전면(前面)의 전체 면적에 대응시킨다. 이러한 열교환기(120)의 배치는 다수의 공기배출구(111)를 통해 배출되는 공기가 전체적으로 열교환기(120)를 거쳐 토출될 수 있도록 한다.

메인 송풍부(130)는 케이스(110) 내에서 열교환기(120) 후방에 배치되며, 열교환기(120) 측으로 공기를 토출한다. 이와 같은 메인 송풍부(130)는 슬림하게 이루어지면서 열교환기(120)의 대응하는 면적을 갖도록 형성된하우징(131)과, 하우징(131) 내에 간격을 두고 배치되는 다수의 압전 다이어프램(137a,137b,137c,137d)을 포함한다.

하우징(131)은 전면에 공기를 토출하기 위한 다수의 공기배출구(133a,133b)가 각각 형성되고, 이 경우, 다수의 공기배출구(133a,133b)는 세로 방향으로 형성되고 간격을 두고 가로 방향을 따라 형성된 다수의 슬릿으로 이루어질 수 있다.

또한, 하우징(131)은 상부에 상부 슬릿(135a)이 형성되고, 하부에 하부 슬릿(139b)이 형성된다. 상부 슬릿(135a)은 2열 배치 중 상측에 한 쌍씩 배치된 압전 다이어프램(137a,137b)에 의해 펄스 제트가 배출되는 통로이다. 하부 슬릿(135b)은 2열 배치 중 하측에 한 쌍씩 배치된 압전 다이어프램(137c,137d)에 의해 펄스 제트가 배출되는 통로이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 다수의 압전 다이어프램(137a-137d)은 한 쌍씩 간격을 두고 행렬 배치된다. 하지만, 다수의 압전 다이어프램(137a-137d)은 이러한 배치에 국한되지 않고 1열로 배열되는 것도 가능하다. 또한, 케이스(110) 및 열교환기(120)를 대형으로 제작하는 경우 다수의 압전 다이어프램(137a-137d)을 3열 이상 배치하는 것도 물론 가능하다.

이와 같은 다수의 압전 다이어프램(137-137d)은 박막으로 이루어진 강유전체(예를 들면, PZT(Piezoelectric Translator))이며, 외부에서 인가되는 전압에 의해 주기적으로 위상이 변경된다. 즉, 각 압전 다이어프램(137a-137d)은 열교환기(120) 측과 그 반대 측으로 교대로 돌출되도록 그 형상이 변형된다.

또한, 다수의 압전 다이어프램(137-137d)은 각각 한 쌍씩 짝을 이루어 배치되며 서로 반대 방향으로 위상이 변경되거나(도 3 참조), 동일 방향으로 위상이 변경되면서(도 4 및 도 5 참조) 열교환기(120) 측으로 펄스 제트를 토출한다. 펄스 제트는 열교환기(120)를 통과하면서 그 온도가 변화되고(열에너지를 흡수하거나 배출) 최종적으로 케이스(110)의 전면(前面)을 통해 토출되는 메인기류를 형성한다.

한편, 다수의 압전 다이어프램(137-137d)은 한 쌍씩 서로 평행하게 배치되며, 아울러 열교환기(120)와 마주하는 면과도 평행하게 배치될 수 있다.

도 2a를 참조하면, 보조 송풍부(160)는 메인 송풍부(150)의 상측 및 하측에 각각 배치되는 상부 보조 송풍부(170) 및 하부 보조 소풍부(180)를 포함한다.

제1 실시예에서는 상부 및 하부 보조 송풍부(170,180)가 메인 소풍부(150)에서 토출되는 펄스 제트를 이용하여 케이스(110)의 전방으로 토출한다.

상부 보조 송풍부(170)는 가이드 통로(171)와 가이드 통로(171)에 연통되는 상부 토출구(173)를 포함한다. 가이드 통로(171)는 케이스(110) 내에서 메인 송풍부(130)의 상측으로부터 열교환기(120)의 상측을 거쳐 케이스(110) 전방까지 형성되며, 메인 송풍부(110)의 하우징(131)에 형성된 상부 슬릿(135a)으로부터 배출되는 펄스 제트를 상부 토출구(173)로 가이드한다. 상부 토출구(173)는 케이스(110)의 다수의 공기배출구(111)의 상측에 배치되며, 케이스(110) 전방으로 소정 각로 하향 경사진 방향을 향하도록 형성된다. 이에 따라 상부 토출구(173)로부터 토출되는 보조기류는 메인기류를 향해 토출됨에 따라 메인기류의 방향을 하방향으로 이동하도록 변경시킨다.

하부 보조 송풍부(180)는 그 배치가 메인 송풍부(130)의 하측인 점을 제외하면 상부 보조 송풍부(170)와 유사한 구조를 갖는다. 즉, 하부 보조 송풍부(180)는 가이드 통로(181) 및 하부 토출구(183)를 포함한다. 가이드 통로(181)는 케이스(110) 내에서 메인 송풍부(130)의 하측으로부터 열교환기(120)의 하측을 거쳐 케이스(110) 전방까지 형성되며, 하우징(131)에 형성된 하부 슬릿(135b)으로부터 배출되는 펄스 제트를 하부 토출구(183)로 가이드한다. 하부 토출구(183)는 케이스(110)의 다수의 공기배출구(111)의 하측에 배치되며, 케이스(110) 전방으로 소정 각로 상향 경사진 방향을 향하도록 형성된다. 이에 따라 하부 토출구(183)로부터 토출되는 보조기류는 메인기류를 향해 토출됨에 따라 메인기류의 방향을 상방향으로 이동하도록 변경시킨다.

전술한 메인 송풍부(130)는 펄스 제트를 토출하기 위한 압전 액추에이터(piezoelectric actuator)를 예로 들어 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 횡류 팬(cross flow fan), 임펠러 팬(impeller fan) 또는 기계적 액추에이터(mechanical actuator)로 이루어지는 것도 물론 가능하다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기조화장치(100)를 통해 메인기류의 방향을 전환하는 예를 설명한다.

도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 공기조화장치(100)는 상부 및 하부 보조 송풍부(170,180)를 통해 케이스(110) 전면의 상측 및 하측으로부터 동시에 보조기류를 배출할 수 있다. 이 경우, 메인기류는 상측 및 하측으로부터 메인기류를 향해 토출되는 보조기류에 의해 대략 케이스(110)의 전방으로 이동하되 대략 중앙으로 집중된다.

이때, 상부 및 하부 보조 송풍부(170,180)로부터 토출되는 보조기류의 유속을 조절함에 따라, 메인기류의 방향을 더욱 세밀하게 조절하는 것도 물론 가능하다.

한편, 메인 송풍부(130)는 상부 및 하부 보조 송풍부(170,180) 측으로 동시에 펄스 제트를 토출하기 위해, 다수의 압전 다이어프램(137a-137d)은 한 쌍씩 주기적으로 서로 반대 위상으로 변경된다. 즉, 한 쌍의 압전 다이어프램(137a,137b;137c,137d)은 서로 인접한 방향으로 변형되었다가 다시 서로 멀어지는 방향으로 변형된다.

도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 공기조화장치(100)는 상부 보조 송풍부(170)를 통해서 케이스(110) 전면의 상측으로부터 보조기류를 배출하되, 하부 보조 송풍부(180)를 통해서는 보조기류를 토출하지 않도록 할 수 있다.

이를 위해, 압전 다이어프램(137a-137d)에 부착된 압전소자에 인가하는 전압 파형의 위상을 제어함으로써, 다수의 압전 다이어프램(137a-137d) 중 상측에 배치된 한 쌍의 압전 다이어프램(137a,137b)은 서로 반대 위상으로 변경시키며, 하측에 배치된 한 쌍의 압전 다이어프램(137c,137d)은 서로 동일 위상으로 변경시킨다. 이 경우, 다수의 압전 다이어프램(137a-137d)은 열교환기(120)와 상부 보조 송풍부(17O) 측으로 각각 펄스 제트를 토출하지만, 하부 보조 송풍부(180) 측으로는 펄스 제트를 토출시키지 않는다.

이와 같이,케이스(110)의 전면으로부터 토출되는 메인기류는 상부 보조 송풍부(170)에 의해 토출되는 보조기류에 의해 대략 하측으로 이동하게 된다. 이 경우, 공기조화장치(100)가 냉난방을 겸하는 경우, 난방 시 대류효과를 고려하여 메인기류를 강제로 하측방향으로 방향을 변경함에 따라 실내 공간 중 사용자의 거주영역을 효과적으로 난방할 수 있다.

도 5를 참조하면, 전술한 바와 반대로 제1 실시예에 따른 공기조화장치(100)는 하부 보조 송풍부(180)를 통해서 케이스(110) 전면의 하측으로부터 보조기류를 배출하되, 상부 보조 송풍부(170)를 통해서는 보조기류를 토출하지 않도록 할 수 있다.

이 경우, 다수의 압전 다이어프램(137a-137d) 중 상측에 배치된 한 쌍의 압전 다이어프램(137a,137b)은 서로 동일 위상으로 변경시키며, 하측에 배치된 한 쌍의 압전 다이어프램(137c,137d)은 서로 반대 위상으로 변경시킨다. 이때, 다수의 압전 다이어프램(137a-137d)은 열교환기(120)와 하부 보조 송풍부(17O) 측으로 각각 펄스 제트를 토출하지만, 상부 보조 송풍부(180) 측으로는 펄스 제트를 토출시키지 않는다.

이에 따라, 케이스(110)의 전면으로부터 토출되는 메인기류는 하부 보조 송풍부(180)에 의해 토출되는 보조기류에 의해 대략 상측으로 이동하게 된다.

이와 같이, 제1 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(100)는 냉방 시 초기에 보조 송풍부(160)를 통해 메인기류를 강하게 사용자를 향해 분사하여 사용자의 피부 온도를 빠르게 낮추고, 중/후반부에는 보조 송풍부(160)를 오프(off)시키고 메인 송풍부(130)만 동작시켜 느린 유속의 메인기류만 송풍하는 전면 송풍방식으로 전환함으로써 송풍 면적을 최대화한다. 이에 따라 제1 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(100)는 사용자에게 쾌적한 느낌을 줄 수 있는 상태를 유지하면서 냉방 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(100)는 난방 시 대류현상을 고려하여 케이스(110) 전면을 통해 토출되는 더운 메인기류를 하측으로 향하도록 한다. 이에 따라, 더운 메인기류는 공기조화장치(100)로부터 소정 거리 떨어진 사용자의 거주영역을 효과적으로 난방할 수 있다.

이하, 본 발명의 제2 내지 제8 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치(200,300,400,500,600,700,800)를 순차적으로 설명하되, 제1 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치(100)와 동일한 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략하고 제1 실시예와 상이한 구성을 중심으로 설명한다.

도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치(200)를 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6에 표시된 B-B선을 따라 나타내는 단면도로서 메인 송풍부에서 메인기류가 토출됨 동시에 보조 송풍부에서 보조기류가 토출될 때 메인기류의 방향이 하향되는 예를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치(200)는 전방에 다수의 공기배출구(211)를 갖는 케이스(210)와, 케이스(210) 내에 배치되는 열교환기(220), 메인 송풍부(230) 및 보조 송풍부(270)를 포함한다.

제2 실시예에서는 제1 실시예와 달리, 보조 송풍부(270)가 메인 송풍부(230)의 상측에만 배치되고, 보조 송풍부(270)는 메인 송풍부(230)의 펄스 제트를 이용하지 않고 자체적으로 보조기류를 토출한다.

도 7을 참조하면, 보조 송풍부(270)는 케이스(210)의 길이방향을 따라 배치되며, 케이스(210)의 전면에 형성된 다수의 공기배출구(211)의 상측에 형성된 토출구(215)로 보조기류를 토출한다. 보조 송풍부(270)는 펄스 제트를 생성하는 압전 액추에이터 또는 VCM(voice coil motor) 액추에이터 등이 사용될 수 있다.

제2 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(200)는 케이스(210) 전면의 다수의 공기배출구(211)를 통해 메인기류가 토출될 때, 보조기류가 보조 송풍부(270)로부터 토출구(215)를 통해 메인기류에 대하여 간섭되는 방향으로 토출된다. 이에 따라, 메인기류는 코안다(coanda) 효과에 의해 보조기류에 의해 하방향으로 밀리면서 케이스(210)의 전면(前面)을 따라 하방향으로 이동한다. 계속해서 메인기류는 보조기류의 영향이 미치지 않는 케이스(210) 전면으로부터 이격된 영역에서부터 전방으로 향하다가 대류현상에 의해 상승하게 된다. 이에 따라, 메인기류는 사용자의 거주영역을 효과적으로 난방하게 된다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8에 표시된 C-C선을 따라 나타내는 단면도로서, 메인 송풍부에서 메인기류가 토출됨 동시에 보조 송풍부에서 보조기류가 토출될 때 메인기류의 방향이 하향되는 예를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 제3 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(300)는 전방에 다수의 공기배출구(311)를 갖는 케이스(310)와, 케이스(310) 내에 배치되는 열교환기(320), 메인 송풍부(330) 및 보조 송풍부(370)를 포함한다.

도 9를 참조하면, 보조 송풍부(370)는 메인 송풍부(130)의 상측에 배치되며, 이에 따라, 보조 송풍부(370)에서 보조기류를 케이스(310)의 전면으로부터 토출되는 메인기류를 향해 토출함으로써 메인기류의 이동방향을 변경한다.

한편, 제3 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(300)는 케이스(310)의 전면(前面)이 하부가 상부보다 케이스(310) 후방으로 인접한 하향 경사진 상태를 이룬다. 이에 따라, 메인 송풍부(330)를 통해 메인기류를 토출하면서 동시에 보조 송풍부(370)를 통해 보조기류를 메인기류를 향해 토출하면, 메인기류는 코안다 효과에 의해 케이스(310)의 전면을 따라 하향하게 된다. 이 경우, 전면이 하향 경사지게 이루어짐에 따라 메인기류가 제2 실시예의 경우보다 더 먼거리까지 하향 이동한다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치를 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 10에 표시된 D-D선을 따라 나타내는 단면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 제4 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(400)는 전술한 제2 실시예와 마찬가지로 전방에 다수의 공기배출구(411)를 갖는 케이스(410)와, 케이스(410) 내에 배치되는 열교환기(420), 메인 송풍부(430)와, 메인 송풍부(430)의 상측에 보조 송풍부(470)를 포함한다.

다만, 제4 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(400)는 전술한 제2 실시예의 구조에 더하여 하부 보조 송풍부(480)를 포함한다.

이에 따라, 상부 및 하부 보조 송풍부(470,480)는 케이스(410)의 공기배출구(411)의 상측 및 하측에 형성된 상부 및 하부 토출구(415,417)를 통해 각각 보조기류를 토출한다.

상부 및 하부 보조 송풍부(470,480)는 제2 실시예의 보조 송풍부(270)와 마찬가지로 펄스 제트를 생성하는 압전 액추에이터 또는 VCM(voice coil motor) 액추에이터 등이 사용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치를 나타내는 단면도들이다.

도 12를 참조하면, 제5 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(500)는 제4 실시예와 마찬가지로 전방에 다수의 공기배출구(511)를 갖는 케이스(510)와, 케이스(510) 내에 배치되는 열교환기(520), 메인 송풍부(530)와, 상부 및 하부 보조 송풍부(570,580)를 포함한다.

제5 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(500)는 제4 실시예와 달리 상부 및 하부 보조 송풍부(570,580)는 각각 상방향(메인기류로부터 멀어지는 방향) 및 하방향(메인기류에 인접한 방향)으로 미리 설정된 각도범위 내에서 선회하여, 보조기류를 토출하는 임의의 각도를 설정할 수 있다.

상부 및 하부 보조 송풍부(570,580)는 케이스(510)의 상부 토출구(515a) 및 하부 토출구(515b)를 통해 보조기류를 토출한다. 이 경우 상부 토출구(515a) 및 하부 토출구(515b)는 전술한 제1 내지 제4 실시예와 달리 선회되는 상부 및 하부 보조 송풍부(570,580)에 의해 다양한 각도로 보조기류가 토출 가능하도록 상하로 다소 넓게 형성된다.

이와 같이 각도 변경이 가능하도록 상부 및 하부 보조 송풍부(570,580)는 각각 후단부에 연결되는 구동부(571,581)를 포함한다. 구동부(571,581)는 케이스(510) 내측 일면에 배치되고, 정역회전 하는 모터로 이루어진거나, 모터 및 이에 연동하는 래크 및 피니언 구조를 구비하는 것도 가능하다.

도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치를 나타내는 사시도이고, 도 14는 공기조화장치를 나타내는 일부 절개 사시도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 제6 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(600)는 전술한 제4 실시예와 마찬가지로, 전방에 다수의 공기배출구(611)를 갖는 케이스(610)와, 케이스(610) 내에 배치되는 열교환기(620), 메인 송풍부(630)와, 상부 및 하부 보조 송풍부(660,670)를 포함한다.

제6 실시예는 여기에 더하여 케이스(610) 내측에 좌측 및 우측 보조 송풍부(680,690)를 포함한다. 좌측 보조 송풍부(680)는 메인 송풍부(630)의 좌측에 배치되며, 우측 보조 송풍부(690)는 메인 송풍부(630)의 우측에 배치된다.

이 경우, 케이스(610)의 전면에는 공기배출구(611)의 상부, 하부, 좌측 및 우측에 각각 상부, 하부, 좌측 및 우측 토출구(616,617,618,619)가 형성된다. 각 토출구(616,617,618,619)는 각 보조 송풍부(660,670,680,690)로부터 토출되는 보조기류가 메인기류에 간섭되는 방향을 향하도록 형성된다.

이에 따라, 제6 실시예는 보조기류를 케이스(610)의 전면에 상/하/좌/우에서 동시에 토출하거나 적어도 한 곳에서 토출함으로써, 메인기류의 이동방향을 변경할 수 있다.

도 15는 본 발명의 제7 실시예에 따른 전면 송풍방식 공기조화장치를 나타내는 사시도이고, 도 16은 도 15에 표시된 E-E선을 따라 나타내는 단면도이다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 제7 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(700)는 제4 실시예와 마찬가지로 전방에 다수의 공기배출구(711)를 갖는 케이스(710)와, 케이스(710) 내에 배치되는 열교환기(720), 메인 송풍부(730)와, 상부 및 하부 보조 송풍부(770,780)를 포함한다.

제7 실시예는 제4 실시예와 달리 상부 및 하부 보조 송풍부(770,780)가 횡류 팬으로 이루어진다. 이 경우, 케이스(710)의 공기배출구(711) 상측 및 하측에 형성된 상부 및 하부 토출구(715,717)는 메인기류에 간섭되는 방향으로 보조기류를 토출할 수 있는 방향으로 형성된다.

또한, 도면에 도시하지는 않았으나 제7 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(700)는 좌측 및 우측 보조 송풍부를 더 구비할 수 있으며 이 역시 횡류 팬으로 이루어질 수 있다. 더욱이, 상, 하, 좌, 우에 구비된 보조 송풍부는 압전 액추에이터, VCM 액추에이터, 횡류 팬 또는 임펠러 팬 등을 조합하여 형성하는 것도 물론 가능하다.

도 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이고, 도 18은 도 17에 도시된 공기조화장치의 케이스를 제거한 상태를 나타내는 사시도이고, 도 19는 도 18에 표시된 F부분을 나타내는 확대 단면도이다.

도 17 및 도 18을 참조하면, 제8 실시예의 전면 송풍방식 공기조화장치(800)는 제4 실시예와 마찬가지로 전방에 다수의 공기배출구(811)를 갖는 케이스(810)와, 케이스(810) 내에 배치되는 열교환기(820), 메인 송풍부(830)와, 상부 및 하부 보조 송풍부(870,880)를 포함한다.

도 18을 참조하면, 상부 보조 송풍부(870)는 각각 3개의 하우징(871a,871b,871c)과, 서로 인접한 하우징(871a,871b,871c) 사이에 배치되는 2개의 매니폴드(873a,873b)를 포함한다. 이 경우 각 매니폴드(873a,873b)의 양단은 서로 연결되는 하우징(871a,871b,871c)과 연통된다.

도 19를 참조하면, 각 하우징(871a,871b,871c)에는 한 쌍의 압전 다이어프램(872a,872b)이 간격을 두고 배치된다.

이와 같은 한 쌍이 압전 다이어프램(872a,872b)은 주기적으로 서로 반대 위상으로 변경되면서 각 하우징(871a,871b,871c)의 슬릿(874)을 통해 펄스 제트를 토출한다.

또한, 각 하우징(871a,871b,871c)에서 토출되는 펄스 제트 중 일부는 인접한 매니폴드(873a,873b) 내부로 유입된 후, 매니폴드(873a,873b)의 슬릿(875)을 통해 상부 및 하부 토출구(815,817)로 토출된다.

상기하나 바와 같이, 본 발명에 있어서는 전면 송풍방식 공기조화장치에서 다양하고 효율적인 기류 제어가 가능하며 종래의 벽걸이형 공기조화장치와 비교하여 동일 풍량에서 사용자에게 느리게 송풍되는 기류를 제공함으로써 쾌적한 느낌을 줄 수 있고, 실내공간에서 사용자 거주영역 중심으로 냉방 및 난방이 이루어진다.

또한 본 발명에서는, 전면 송풍 공기조화장치의 두께를 슬림하게 유지하면서 별도의 플랩이나 기구적인 가이드 없이 메인기류의 제어가 가능하며, 디자인 측면에서도 유리하다.

더욱이, 전면 송풍방식의 장점인 사용자에게 느린 유속으로 쾌적 냉방을 제공할 수 있을 뿐 아니라, 경우에 따라 빠른 유속의 기류를 제공함으로써 단시간 내에 쾌적 상태로 도달할 수 있도록 제어 할 수 있어 사용성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 냉방초기에는 상/하 또는 좌/우 송풍 보조부를 동작하여 케이스 전면으로부터 송풍되는 메인기류를 모아 빠른 기류를 발생시켜 사용자로 하여금 빠른 냉방 체감을 느끼게 하고, 일정시간 경과 후에는 보조 송풍부를 동작하지 않고 메인 송풍부만을 동작시켜 부드러운 바람을 보내어 바람에 의한 냉방 불쾌감(cold draft)이 없는 쾌적 냉방을 구현할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100,200,300,400,500,600,700,800: 공기조화장치
110,210,310,410,510,610,710,810: 케이스
120,220,320,420,520,620,720,820: 열교환기
130,230,330,430,530,630,730,830: 메인 송풍부
160,170,180,270,370,470.480,570,580,660,670,680,690,770,780,870,880: 보조 송풍부

Claims (20)

1. 내부에 열교환기가 배치되는 케이스;
   상기 케이스 내에서 상기 열교환기 후방에 배치되며, 상기 케이스의 전면으로부터 메인기류를 토출하는 메인 송풍부; 및
   상기 케이스 내의 상기 메인 송풍부의 주변에 위치하며, 상기 메인기류의 방향을 변경하기 위한 보조기류를 토출하는 적어도 하나의 보조 송풍부;를 포함하며,
   상기 보조 송풍부는 상기 케이스의 전면으로부터 토출되는 메인기류에 간섭되는 방향으로 상기 보조기류를 토출하는 공기조화장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보조 송풍부는 상기 열교환기의 상측, 하측, 좌측 및 우측 중 적어도 어느 한 곳에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 보조 송풍부는,
   상기 메인 송풍부에서 토출하는 펄스 제트 중 일부를 상기 보조기류로 사용하도록 상기 메인 송풍부로부터 배출되는 펄스 제트 중 일부를 가이드하는 가이드 통로; 및
   상기 케이스의 전면에 길이 방향을 따라 형성되며, 상기 가이드 통로와 연통되어 상기 보조기류를 토출하는 토출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 토출구는 상기 열교환기의 상측에 배치되며,
   상기 케이스는 하부가 상부보다 상기 케이스 후방으로 인접한 하향 경사진 상태를 이루는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 케이스는 전면이 하부가 상부보다 케이스 후방으로 인접한 하향 경사진 상태를 이루는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 메인 송풍부는,
   상기 열교환기에 대응하는 전방으로 펄스 제트가 토출되는 제1 공기유통부가 형성되며, 상기 보조 송풍부로 펄스 제트가 토출되는 제2 공기유통부가 형성되는 하우징; 및
   상기 하우징 내에 간격을 두고 배치되는 적어도 한 쌍의 압전 다이어프램;을 포함하며,
   상기 한 쌍의 압전 다이어프램은 서로 반대 위상으로 주기적으로 변경되면서 상기 하우징 내의 공기압을 변화시켜 제1 및 제2 공기유통부를 통해 펄스 제트를 토출하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 보조 송풍부는,
   일측에 슬릿이 형성되고 하우징; 및
   상기 하우징 내측에 간격을 두고 배치되는 적어도 한 쌍의 압전 다이어프램;을 포함하며,
   상기 한 쌍의 압전 다이어프램은 서로 반대 위상으로 주기적으로 변경되면서 하우징 내 공기를 상기 슬릿을 통해 토출하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 보조 송풍부는,
   일측에 슬릿이 각각 형성된 적어도 한 쌍의 하우징;
   상기 한 쌍의 하우징 내측에 각각 간격을 두고 배치되는 적어도 한 쌍의 압전 다이어프램; 및
   상기 한 쌍의 하우징 사이에 배치되며, 양단이 상기 한 쌍의 하우징과 연통되고 일측에 슬릿이 형성되는 매니폴드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 보조 송풍부는 상기 하우징의 슬릿이 상기 메인기류에 간섭되는 방향 또는 그 역방향으로 향하도록 상기 하우징의 배치 각도를 미리 설정된 각도범위 설정하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 하우징을 선회 가능하도록 상기 하우징의 후단을 지지하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 보조 송풍부는 상기 열교환기의 상측 및 하측에 각각 하나 씩 배치되며,
    상기 한 쌍의 보조 송풍부는 동시에 보조기류를 토출하거나 어느 하나의 보조 송풍부에서만 보조기류를 토출하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 보조 송풍부는 상기 열교환기의 상측, 하측, 좌측 및 우측에 각각 하나 씩 배치되며,
    상기 보조 송풍부는 동시에 보조기류를 토출하거나, 서로 마주하는 한 쌍 중 어느 한 쌍만 보조기류를 토출하거나, 적어도 어느 하나만 보조기류를 토출하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 보조 송풍부는 횡류 팬(cross flow fan) 또는 임팰러 팬(impeller fan)인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 메인 송풍부는,
    상기 열교환기 측으로 펄스 제트가 토출되는 공기유통부가 형성된 하우징; 및
    상기 하우징 내에 간격을 두고 간격을 두고 배치되는 다수의 압전 다이어프램;을 포함하며,
    상기 한 쌍의 압전 다이어프램은 서로 반대 위상으로 주기적으로 변경되면서 상기 하우징 내의 공기압을 변화시켜 공기유통부를 통해 펄스 제트를 토출하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 다수의 압전 다이어프램은 한 쌍씩 행렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
16. 전면의 전체 면적에 메인기류가 토출되는 영역이 형성되는 케이스;
    상기 케이스 내에서 상기 메인기류의 토출 영역에 대응하는 면적을 가지는 열교환기;
    상기 케이스 내에서 상기 열교환기 후방에 배치되어 상기 열교환기 측으로 공기를 토출하는 메인 송풍부; 및
    상기 메인기류 주변에 배치되며, 상기 메인기류에 간섭되는 방향으로 보조기류를 토출하는 적어도 하나의 보조 송풍부;를 포함하며,
    상기 메인 송풍부는 상기 케이스 전면의 전체 면적에 대응하는 영역으로부터 메인기류를 토출하는 공기조화장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 보조 송풍부는 상기 메인 송풍부의 상측, 하측, 좌측 및 우측 중 적어도 어느 한 곳에 배치되는 공기조화장치.
18. 제16항에 있어서,
    상기 메인 송풍부 및 상기 보조 송풍부는 각각 펄스 제트를 토출하기 위한 적어도 한 쌍의 압전 다이어프램을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
19. 제16항에 있어서,
    상기 보조 송풍부는 상기 보조기류의 토출 방향을 가변시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
20. 제16항에 있어서,
    상기 보조 송풍부는 상기 메인 송풍부에서 토출하는 펄스 제트 중 일부를 상기 보조기류로 사용하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.

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