KR20210128574A - 덕트형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 덕트형 공기조화기에 관한 것으로, 공기가 유입되는 공기흡입구와 공기가 토출되는 공기토출구가 형성되고 공기흡입구부터 공기토출구까지 공기유로를 형성하는 케이스, 공기흡입구 또는 공기토출구에 배치되어 공기를 실내공간으로 안내하는 덕트, 공기유로상에 배치되고 내부를 유동하는 냉매와 외부를 유동하는 공기 사이에 열을 교환하는 실내열교환기, 공기흡입구로 공기를 흡입하고 흡입한 공기를 공기토출구로 안내하는 송풍팬 어셈블리, 구동력을 제공하는 팬모터, 팬모터에 연결된 복수개의 송풍팬을 포함하고, 송풍팬 중 적어도 두개는 공기의 유동방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 바, 높은 정압의 공기유동을 제공하고, 정압손실을 최소로 하며, 서징을 방지하는 덕트형 공기조화기에 관한 발명이다.

Description

덕트형 공기조화기 {Method and apparatus for}

본 발명은 덕트형 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 송풍팬을 구비한 덕트형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외 열교환기, 팽창기구 및 실내 열교환기를 포함하는 냉동 사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 공기조화기는 실외기와 실내기의 2개의 어셈블리를 구비할 수 있다. 이중 실외기는 외부에 설치되고, 압축기와 실외열교환기를 구비한다. 실내기는 실내에 설치되고, 실내열교환기를 구비한다.

공기조화기는 실외기와 실내기의 분리여부에 따라서, 일체형과 분리형으로 나뉠 수 있다. 상술한 공기조화기 중 분리형 공기조화기는, 실내기의 설치방법에 따라 벽걸이형, 스탠딩형, 천장형으로 구분될 수 있다. 상술한 분리형 공기조화기 중 천장형 공기조화기는, 공기조화된 공기를 직접 실내로 공급하는 카세트형 공기조화기와, 공기조화된 공기를 덕트를 이용하여 실내로 공급하는 덕트형 공기조화기로 구분된다.

도 1을 참조하면, 덕트형 공기조화기의 경우에는 실내기가 천장 내부에 완전히 매립된다. 따라서, 카세트형 공기조화기와 비교할 덕트를 사용하므로 실내의 여러 위치에서 공기를 흡입하여 실내의 여러 위치로 공기를 배출할 수 있음과 함께, 위치에 구애받지 않고 설치할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 천정의 외관이 깔끔한 장점이 있ㄱ기 때문에, 비교적 공간이 넓은 매장이나 사무실, 또는 실내 인테리어를 중시하는 고급 호텔 등의 경우에는 대부분 천정 덕트형 공기조화기가 설치되어 사용된다.

도 3을 참조하면, 천정 덕트형 공기조화기는 천정 내부 공간에 설치되는 실내기는 한쪽면이 실내의 공기를 흡입하는 흡입덕트와 연결되고, 반대쪽 면에는 공기를 토출하는 토출덕트와 연결되며, 내부에는 실내 공기를 강제 유입시키는 송풍기가 설치됨과 함께, 강제 유입되는 실내 공기를 열교환시키는 열교환기가 설치된다.

도 2를 참조하면, 덕트형 공기조화기는 복수의 송풍팬을 구비할 수 있다. 종래기술에 따르면, 덕트형 공기조화기의 입구측에는 2 이상의 시로코팬이 병렬로 설치될 수 있다. 종래기술은 시로코팬을 병렬로 연결하여 풍량을 증가시킨다. 도 4를 참조하면, 시로코팬 2개를 병렬로 설치하는 경우, 하나의 시로코팬을 설치하는 경우보다 풍량이 약 2배 증가하는 것을 알 수 있다.

한편, 최근 미세먼지등의 증가로 인하여, 보다 여과율이 높은 필터를 적용하는 실정이다. 필터는 여과율이 높은 만큼 공기저항이 상승하는 단점이 있다. 예를 들어, 북미시장의 경우에는 법규상 MERV13 필터를 적용해야 하는데, MERV13의 경우에는 약 0.3inAq 정도의 정압이 추가로 요구된다. 따라서, 공기조화기의 실내기에 배치되는 송풍팬은 보다 높은 정압성능을 갖도록 요구된다.

하지만, 종래기술은 많은 풍량을 확보하기 위하여 시로코팬을 사용하고 있으며, 더 많은 풍량을 확보하기 위하여 복수의 시로코팬을 병렬로 배치한다. 시로코팬을 병렬로 연결하는 경우, 더 많은 풍량을 확보하는 장점이 있지만, 필터의 저항이 조금만 증가하더라도 풍량이 급감하여 충분한 풍량을 확보하기 어렵다는 단점이 있다. 시로코팬은 정압성능을 향상시키기 위하여는 팬의 직경을 증가시켜야 하지만, 그러기 위해서는 덕트의 높이가 높아질 수밖에 없는 바, 덕트형 공기조화기가 슬림하지 않게 되는 문제점이 발생한다.

도 4를 참조하여 예를 들면, 시스템의 저항이 낮은 경우, 시로코팬을 하나 설치하면 '5'의 정압과 '10'의 풍량을 가진 공기유동이 발생하지만, 시로코팬을 병렬로 두개 설치하면 '9'의 정압과 '14'의 풍량을 가진 공기유동이 발생하는 장점이 있다(우측 화살표). 하지만, 시스템의 공기저항이 높은 경우, 하나의 시로코팬을 설치하는 것과 두개의 시로코팬을 병렬로 설치하는 것은 정압과 풍량의 차이가 크지 않다는 문제점이 있다(좌측 화살표).

또한, 도 4에서 시스템의 공기저항이 높고 두개의 시로코팬을 병렬로 설치하는 경우에는, 높은 시스템저항 곡선 주위에 존재하는 병렬 시로코팬 곡선의 기울기가 평탄한 것을 알 수 있다. 이때에는 정압이 조금만 변화하더라도 풍량이 크게 변동하는 바, 서징이 발생하여 부품에 손상을 가할 수 있다는 문제점도 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 높은 정압을 제공하는 송풍팬 어셈블리를 갖는 덕트형 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 상-하 높이가 높지 않은 슬림한 덕트형 공기조화기를 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 실시예에 따른 덕트형 공기조화기는, 공기가 유입되는 공기흡입구와 공기가 토출되는 공기토출구가 형성되고 공기흡입구부터 공기토출구까지 공기유로를 형성하는 케이스, 공기흡입구 또는 공기토출구에 배치되어 공기를 실내공간으로 안내하는 덕트, 공기유로상에 배치되고 내부를 유동하는 냉매와 외부를 유동하는 공기 사이에 열을 교환하는 실내열교환기, 공기흡입구로 공기를 흡입하고 흡입한 공기를 공기토출구로 안내하는 송풍팬 어셈블리를 포함한다. 송풍팬 어셈블리는 구동력을 제공하는 팬모터, 팬모터에 연결된 복수개의 송풍팬을 포함하고, 송풍팬 중 적어도 두개는 공기의 유동방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치된다.

송풍팬 어셈블리는 공기유로상에 배치되고 공기유동방향으로 중공이 형성된 하우징을 더 포함하고, 팬모터는 하우징의 중공에 배치될 수 있다.

팬모터는 샤프트가 공기유동방향으로 배치된 양축모터를 포함하고, 송풍팬은 공기유입방향에 배치된 샤프트에 결합된 제1송풍팬과, 공기토출방향에 배치된 샤프트에 결합된 제2송풍팬을 포함할 수 있다.

송풍팬은 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 2 이상의 축류팬을 포함할 수 있다.

제2송풍팬은 제1송풍팬과 같은 방향으로 회전할 수 있다.

제2송풍팬의 블레이드는 제1송풍팬의 블레이드보다 제1송풍팬의 회전방향의 반대방향으로 어긋나게 배치될 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 덕트형 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　송풍팬 중 적어도 두개는 공기의 유동방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 바, 종래기술보다 높은 정압의 공기유동을 제공하는 장점이 있다.

둘째,　상기 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 송풍팬들은 축류팬을 포함하는 바, 종래기술보다 높은 정압의 공기유동을 제공하는 장점도 있다.

셋째,　상기 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 송풍팬들은 같은 방향으로 회전하는 바, 제공하는 공기유동의 정압이 높고, 정압손실을 최소로 하는 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 실내에 설치되는 덕트형 공기조화기를 도시한 도,
도 2는 종래기술에 따른 덕트형 공기조화기의 사시도,
도 3은 종래기술에 따른 덕트형 공기조화기의 단면도,
도 4는 종래기술에 따른 덕트형 공기조화기의 풍량 및 정압 성능 사이의 관계를 도시한 도,
도 5는 본 발명에 따른 덕트형 공기조화기의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 덕트형 공기조화기의 좌측 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리의 분해사시도,
도 8은 도 6에서 송풍팬 어셈블리를 확대하여 나타낸 단면도,
도 9는 도 6에서 송풍팽만을 도시한 좌측면도,
도 10은 본 발명에 따른 덕트형 공기조화기의 풍량 및 정압성능 사이의 관계를 도시한 도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 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 실시예들에 의하여 덕트형 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 6을 참조할 때, 공기가 유입되는 방향은 후방으로 정의하고, 공기가 토출되는 방향은 전방으로 정의한다. 즉, 덕트형 공기조화기에서, 공기흡입구는 후방에 배치되고, 공기토출구 및 덕트는 전방에 배치된다. 또한, 축류형 송풍팬에서, 공기는 후방에서 유입되고 전방으로 토출된다.

<덕트형 공기조화기의 실내기>

도 1을 참조하면, 본 발명의 덕트형 공기조화기는 실내기가 천장이나 벽면 내부의 사이 공간에 설치된다. 덕트형 공기조화기는 실내 내부공간을 차지하지 않고, 벽면 내부 공간에 위치한다. 따라서, 덕트형 공기조화기는 정면에서 볼 때, 좌우 길이가 상대적으로 길고, 상하 높이가 상대적으로 낮게 형성된다. 덕트형 공기조화기는 상하높이를 높지 않게 설계하는 것이 중요하다.

도 5는 덕트형 공기조화기의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 덕트형 공기조화기는 공기흡입구 및 공기토출구가 형성된 케이스, 공기토출구에 결합되는 덕트, 케이스 내부에 실장되어 공기를 흡입 및 토출하는 송풍팬 어셈블리, 흡입된 공기를 열교환시키는 실내열교환기를 포함한다.

도 3은 정면도이다.

덕트형 공기조화기는 케이스를 포함한다. 케이스는 외관을 형성한다. 케이스는 내부에 공간을 형성하며, 송풍팬 어셈블리 또는 실내열교환기 등이 설치된다. 케이스는 서로 다른 면에 공기흡입구와 공기토출구가 형성된다. 도 5를 참조하면, 공기흡입구는 케이스의 후면에 형성된다. 공기토출구는 공기흡입구와 대항할 수 있다. 다시 말해, 공기토출구는 케이스의 전면에 형성될 수 있다. 공기흡입구와 공기토출구가 설치되는 위치는 이에 한하지 않으며, 통상의 기술자가 용이하게 변경할 수 있는 범위 내에서 변경될 수 있다.

덕트형 공기조화기는 덕트를 포함한다. 덕트는 공기토출구에서 토출되는 공기를 안내하는 구성요소이다. 덕트는 공기흡입구에 배치되어 실내로부터 유입되는 공기를 캐비닛 내부로 안내하는 흡입덕트와, 공기토출구에 배치되어 캐비닛에서 토출되는 공기를 실내로 안내하는 토출덕트로 구분될 수 있다. 이하, 흡입덕트는 생략하며, 덕트가 가리키는 것은 토출덕트만을 가리키기로 한다.

덕트형 공기조화기는 실내열교환기를 포함한다. 실내열교환기는 실내공기를 가열하거나 냉각하는 구성요소이다. 실내열교환기는 내부를 유동하는 냉매와 외부를 유동하는 실내공기 사이에 열을 교환한다.

실내열교환기는 케이스 내부에 배치된다. 실내열교환기는 공기유로 상에 배치된다.

덕트형 공기조화기는 드레인팬을 포함한다. 드레인팬은 실내열교환기에서 응축된 응축수를 집수하고 배출하는 구성요소이다. 도 6을 참조하면, 드레인팬은 실내열교환기의 하부에 배치된다. 드레인팬은 실내열교환기와 상하로 중첩되게 배치될 수 있다. 실내열교환기에서 응축된 응축수는 낙하하여 드레인팬으로 집수된다.

도 5 내지 도 9를 참조하여, 송풍팬 어셈블리를 설명한다.

덕트형 공기조화기는 송풍팬 어셈블리를 포함한다. 송풍팬 어셈블리는 케이스에 공기유동을 발생시키는 구성요소이다. 송풍팬 어셈블리는 공기흡입구로 공기를 흡입하고, 공기토출구로 공기를 안내한다. 송풍팬 어셈블리는 공기의 유동방향으로 중첩되게 배치되는 송풍팬을 적어도 2 이상 구비한다.

송풍팬 어셈블리는 케이스의 내부에 배치된다. 송풍팬 어셈블리는 공기흡입구에 배치된다.

송풍팬 어셈블리는 수평방향으로 배치될 수 있다. 송풍팬 어셈블리는 흡입된 공기를 수평방향으로 유동시킬 수 있다.

송풍팬 어셈블리는 흡입구에서 유입되는 공기를 동일한 방향으로 토출할 수 있다.

송풍팬은 구동력을 제공하는 구동모터를 포함하고, 구동모터에 연결된 복수개의 송풍팬을 포함한다. 송풍팬 중 적어도 두개는 공기의 유동방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치된다. 다시 말해, 송풍팬은 직렬로 배치된다. 송풍팬은 공기유동방향을 기준으로 직렬로 배치되며, 공기를 높은 정압으로 토출한다.

송풍팬 어셈블리는 공기의 유동방향으로 중첩되게 배치되는 송풍팬을 적어도 2 이상 구비한다.

복수의 송풍팬을 가지는 송풍팬 어셈블리는 직렬로 배치될 수 있고, 병렬로 배치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 직렬배치라 함은 공기유로가 하나가 형성되며, 하나의 공기유로에서 상류와 하류에 복수의 송풍팬이 위치하는 것이다. 따라서, 유동하는 공기는 복수의 송풍팬을 모두 통과한다. 반대로, 도 2를 참조하면, 병렬배치라 함은 공기유로가 복수개가 형성되며, 각각의 공기유로에 복수의 송풍팬이 나누어 위치하는 것이다. 또는, 공기유로가 하나가 형성되더라도, 송풍팬이 공기유로의 수직방향으로 위치하는 것을 말한다. 따라서, 유동하는 공기는 하나의 송풍팬만을 통과한다. 본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리는 직렬로 배치됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리는 송풍팬이 직렬로 배치되는 바, 토출되는 공기가 높은 정압을 갖는 특징이 있다. 본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리는 높은 정압을 갖는 바, 송풍팬의 크기가 작더라도 필요한 정압을 확보할 수 있다. 따라서, 덕트 실내기의 높이를 상대적으로 낮게 설계할 수 있다는 장점이 있다.

도 7을 참조하면, 송풍팬 어셈블리는 공기유로상에 배치되고, 공기유동방향으로 배치된 중공을 포함하는 하우징을 포함한다. 구동모터는 하우징의 중공에 배치된다. 하우징은 이격된 두 개의 원통형상으로 형성될 수 있다.

하우징은 케이스에 결합되는 외부하우징과, 외부하우징의 내부에 이격되게 배치되는 내부하우징과, 내부하우징을 지지하는 내부하우징 지지부재를 포함한다. 즉, 하우징은 이격된 두 개의 원통형상으로 형성되되, 내부하우징 지지부재에 의하여 각 원통이 고정될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 외부하우징은 케이스에 결합된다. 외부하우징은 원통 형상으로 형성된다.

외부하우징은 공기유동방향으로 연장될 수 있다. 다시 말해, 외부하우징은 전-후 방향으로 연장하여 형성된 원통 형상일 수 있다.

외부하우징의 전단에는 플랜지(flange)가 형성될 수 있다. 플랜지는 외부하우징의 반경방향으로 돌출하여 형성된다. 외부하우징은 플랜지를 통해 케이스와 결합된다. 외부하우징은 플랜지로부터 후방으로 연장하고, 원통 형상으로 형성된다.

외부하우징의 내둘레면은 공기가 통과하는 공기유로가 형성된다. 외부하우징의 내둘레면에는 내부하우징 지지부재가 돌출하여 형성된다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 내부하우징은 외부하우징과 이격되게 배치된다. 내부하우징의 외둘레면은 외부하우징과의 사이에 공기유로를 형성한다. 내부하우징의 내둘레면은 팬모터가 결합된다.

내부하우징은 원통형 형상으로 형성된다. 내부하우징의 내부에는 중공이 형성된다. 중공은 공기유동방향과 일치하게 형성된다. 중공에는 팬모터가 결합된다.

내부하우징은 공기유동방향으로 연장된다. 다시 말해, 내부하우징은 전-후 방향으로 연장하여 형성된 원통 형상일 수 있다.

내부하우징의 외둘레면은 공기가 통과하는 공기유로가 형성된다. 내부하우징의 외둘레면에는 내부하우징 지지부재가 돌출하여 형성된다.

내부하우징의 내둘레면에는 팬모터가 체결된다.

도 7을 참조하면, 내부하우징 지지부재는 외부하우징 및 내부하우징과 결합되고, 내부하우징을 지지한다.

내부하우징 지지부재는 외부하우징의 내둘레면에서 내측으로 형성된다. 내부하우징 지지부재는 내부하우징의 외둘레면에서 외측으로 형성된다.

내부하우징 지지부재는 외부하우징과 일체로 형성될 수 있고, 별개로 형성되어 결합될 수도 있다. 내부하우징 지지부재는 내부하우징과 일체로 형성될 수도 있고, 별개로 형성되어 결합될 수도 있다.

내부하우징 지지부재는 곡면을 형성한다. 내부하우징 지지부재는 곡면을 형성하며 연장될 수 있다.

내부하우징 지지부재는 송풍팬의 회전방향으로 곡면을 형성하며 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조할 때, 후방에서 바라볼 때 제1송풍팬이 시계방향으로 회전하는 경우에는, 내부하우징 지지부재는 외부하우징의 내둘레면에서 시계방향으로 회전하며 내측으로 연장된다. 반대로, 후방에서 바라볼 때 제1송풍팬이 반시계방향으로 회전하는 경우에는, 내부하우징 지지부재는 외부하우징의 내둘레면에서 반시계방향으로 회전하며 내측으로 연장될 것이다.

내부하우징 지지부재는 송풍팬의 회전방향에 부합하게 곡면을 형성하는 바, 토출되는 공기의 압력 또는 풍량의 손실을 최소로 하는 효과가 있다.

송풍팬 어셈블리는 내부하우징 보강부재(214)를 포함할 수 있다. 도 7을 참조하면, 내부하우징 보강부재는 내부하우징의 외둘레면에서 돌출하여 형성된다. 내부하우징 보강부재는 고리 형상으로 형성된다. 내부하우징 보강부재는 내부하우징 지지부재가 내부하우징과 결합하는 곳에 배치된다. 내부하우징 보강부재는 내부하우징 지지부재와 내부하우징 과의 결합부위가 진동에 의하여 파손되는 것을 방지한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 송풍팬 어셈블리는 팬모터를 포함한다.

팬모터는 송풍팬 어셈블리에 구동력을 제공하는 구성요소이다. 팬모터는 샤프트를 포함한다. 샤프트는 회전하며 팬모터에서 발생하는 동력을 전달한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 팬모터는 양축모터의 특징을 가진다. 양축모터는 모터의 양 측에 각각 샤프트가 결합되는 모터이다. 양축모터는 각각의 샤프트로 동력을 전달한다.

보다 상세하게, 제1샤프트는 팬모터의 후방에 결합되어 후방으로 돌출되고, 제1샤프트에는 제1송풍팬이 결합된다. 다시 말해, 제1샤프트와 제1송풍팬은 팬모터의 공기유입방향에 배치된다.

제2샤프트는 팬모터의 전방에 결합되어 전방으로 돌출되고, 제2샤프트에는 제2송풍팬이 결합된다. 다시 말해, 제2샤프트와 제2송풍팬은 팬모터의 공기토출방향에 배치된다.

<송풍팬>

도 6 내지 도 9을 참조하여 송풍팬을 설명한다. 송풍팬은 팬모터에 연결되며, 공기를 강제대류시키는 구성요소이다. 본 발명에 따른 송풍팬은 축류팬 형태이다.

팬의 형상은 목적에 따라 다양하다. 축류팬은 회전축과 평행한 방향으로 공기유동을 발생시키는 팬으로, 공기는 축방향에서 유입되며 축방향으로 토출된다. 횡류팬은 회전축과 수직하는 방향으로 공기유동을 발생시키는 팬으로, 축방향의 수직방향에서 공기가 유입되고, 축방향의 수직방향으로 공기가 토출된다. 사류팬은 회전축의 대각선 방향으로 공기유동을 발생시키는 팬으로, 축방향으로 공기가 유입되고, 축의 방사방향으로 공기가 토출된다. 시로코팬은 회전축과 수직하는 방향으로 공기유동을 발생시키는 팬으로, 축방향으로 공기가 유입되고, 회전축의 수직방향으로 공기가 토출된다.

상술한 팬들 중, 대부분의 종래기술들은 시로코팬을 채택한다. 시로코팬은 풍량이 많은 특징이 있고, 소음이 적은 특징이 있다. 따라서, 종래기술과 같은 덕트형 공기조화기에도 대부분 사용된다.

하지만, 본 발명에 따른 송풍팬은 종래기술과는 달리 축류팬을 채택한다. 축류팬은 시로코팬보다 풍량이 다소 적을 수 있으나, 발생시키는 공기유동의 정압이 높다는 장점이 있다.

종래기술에 따른 팬 어셈블리는 복수의 시로코팬이 병렬로 배치된다. 따라서, 풍량을 비약적으로 향상시킨다. 이에 반하여, 본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리는 복수의 축류팬이 직렬로 배치된다. 따라서, 정압을 비약적으로 상승시킨다.

송풍팬 중 적어도 두개는 공기의 유동방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치된다. 보다 상세하게는, 송풍팬들은 동일한 축상에 배치될 수 있다. 제1송풍팬은 공기유입방향에 배치된 샤프트에 결합된다. 제2송풍팬은 공기토출방향에 배치된 샤프트에 결합된다.

송풍팬은 허브를 포함한다. 허브는 구동모터의 샤프트에 결합되고, 샤프트의 반경방향으로 연장된다. 허브는 샤프트의 반경방향으로 연장되어 공기가 내부하우징의 내측으로 새는 것을 방지한다.

허브는 반경방향으로 연장된 단부에서 절곡되고, 축방향으로 연장된다. 예를 들어, 제1송풍팬의 허브는 반경방향의 단부에서 전방으로 연장되고, 제2송풍팬의 허브는 반경방향의 단부에서 후방으로 연장된다. 송풍팬의 허브는 내부하우징의 적어도 일부를 감싼다. 허브는 내부하우징의 적어도 일부를 감싸, 공기유동의 저항을 최소로 한다.

만약 내부하우징 지지부재와 내부하우징의 결합부에 내부하우징 보강부재가 형성되는 경우, 제1허브의 외둘레면의 반경은 보강부재의 반경보다 클 수 있다. 마찬가지루, 제2허브의 외둘레면의 반경은 보강부재의 반경보다 클 수 있다.

제1허브의 외둘레면의 반경은 제2허브의 외둘레면의 반경과 동일할 수 있다.

송풍팬은 블레이드를 포함한다. 블레이드는 허브에 배치되고, 샤프트의 반경방향으로 연장된다. 블레이드는 허브의 외둘레면에 배치된다.

블레이드는 외부하우징과 내부하우징 사이의 이격공간에 배치된다. 내부하우징 보강부재가 돌출된 경우, 블레이드는 외부하우징과 내부하우징 보강부재 사이에 배치된다.

제2송풍팬은 제1송풍팬과 같은 방향으로 회전한다. 제1송풍팬과 제2송풍팬은 같은 방향으로 회전하여, 같은 방향으로 공기를 강제대류 시킨다. 따라서, 공기유동의 정압을 비약적으로상승시킨다.

도 9를 참조하면, 제2송풍팬의 블레이드는 제1송풍팬의 블레이드보다 제1송풍팬의 회전방향의 반대방향으로 어긋나게 배치된다.

측면에서 볼 때, 제2송풍팬의 하나의 블레이드의 후단은 제1송풍팬의 전단과 후단 사이에 배치된다. 따라서, 제1송풍팬에서 유동하는 공기는 원활하게 제2송풍팬에 의하여 가속된다.

측면에서 볼 때, 제1송풍팬과 제2송풍팬 사이에는 특정한 비틀림각을 형성할 수 있다. 비틀림각이란, 제1송풍팬과 제2송풍팬 사이의 어긋남의 정도이다. 도 9를 참조하면, 비틀림각이란 회전축과, 제1송풍팬 중 하나의 블레이드의 후단과, 제2송풍팬 중 하나의 블레이드의 후단이 이루는 각도로 정의한다.

본 발명에 따른 비틀림각은 블레이드의 수에 반비례한다. 예를 들어, 허브에 설치되는 블레이드의 개수가 증가하면 비틀림각은 작아진다. 보다 상세하게는, 본 발명에 따른 비틀림각은 '360/(N/2)'로 산출할 수 있다. N은 송풍팬이 가지는 블레이드의 개수다. 본 발명에 따르면, 특정한 법칙을 따라 제1송풍팬과 제2송풍팬이 어긋나게 배치되는 바, 제1송풍팬을 통과한 공기는 원활하게 제2송풍팬에 의하여 가속되고, 공기저항이 최소로 되는 효과가 있다.

<효과>

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 덕트형 공기조화기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리는 종래기술과는 달리 적어도 2 이상의 송풍팬이 공기유동방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치된다. 또한, 송풍팬은 축류팬일 수 있으며, 2 이상의 축류팬이 공기유동방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치된다. 따라서, 종래기술보다 높은 정압의 공기유동을 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리는 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 송풍팬들이 같은 방향으로 회전하는 바, 높은 정압의 공기유동을 제공하는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리는 제1송풍팬과 제2송풍팬이 특정한 각도로 어긋나게 배치되는 바, 정압손실을 최소로 하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리는 공기유로의 외측을 형성하는 외부하우징, 공기유로의 내측을 형성하고 내부에 팬모터를 지지하는 내부하우징, 내부하우징을 지지하고 공기저항을 최소로 하기위하여 곡면으로 형성된 내부하우징 지지부재를 포함하여, 공기유동시 정압손실을 최소로 함과 동시에 풍량을 확보하는 효과가 있다.

도 10은 본 발명에 따른 덕트형 공기조화기의 풍량과 정압의 관계를 도시한 도이다. 우-상향의 흑색선은 기준이 되는 시스템(덕트형 공기조화기) 공기저항을 나타낸 것으로, 풍량이 상승하기 위해서 요구되는 정압 또한 비약적으로 상승하는 것을 알 수 있다. 적색선은 종래기술에 따라 2개의 시로코팬이 병렬로 연결된 것으로, 기준시스템 대비 '8'의 풍량과 '10'의 정압으로 공기를 토출한다. 청색선은 본 발명에 따른 송풍팬 어셈블리로, 기준시스템 대비 '11'의 풍량으로 '17'의 정압으로 공기를 토출하는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 덕트형 공기조화기는 종래기술의 풍량과 비교할 때 큰 차이가 나지 않으나, 종래기술의 정압보다 매우 높은 정압으로 공기를 토출하는 효과가 있다.

최근의 시장에서는 미세먼지를 효율적으로 여과하기 위하여 저항이 상당히 큰 필터를 사용하고 있는 바, 본 발명에 따른 덕트형 공기조화기는 상기 저항이 큰 필터를 사용하여 시스템저항이 상당히 커지더라도 충분한 정압과 충분한 풍량을 확보할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 송풍팬 어셈블리의 풍량대비 정압곡선은 시스템저항 근처에서 충분히 큰 기울기를 갖는 바, 종래기술과는 달리 서징이 발생할 염려가 없다는 효과도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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: 덕트형 공기조화기
100: 실내기
200: 송풍팬 어셈블리
210: 하우징 211: 외부하우징
212: 내부하우징 213: 내부하우징 지지부재
214: 내부하우징 보강부재 215: 중공
220: 팬모터
230: 송풍팬 231: 제1송풍팬
232: 제2송풍팬

Claims (11)

1. 공기가 유입되는 공기흡입구와 공기가 토출되는 공기토출구가 형성되고, 상기 공기흡입구부터 상기 공기토출구까지 공기유로를 형성하는 케이스;
   상기 공기흡입구 또는 공기토출구에 배치되어 공기를 실내공간으로 안내하는 덕트;
   상기 공기유로상에 배치되고, 내부를 유동하는 냉매와 외부를 유동하는 공기 사이에 열을 교환하는 실내열교환기;
   상기 공기흡입구로 공기를 흡입하고, 상기 흡입한 공기를 상기 공기토출구로 안내하는 송풍팬 어셈블리;를 포함하고,
   상기 송풍팬 어셈블리는,
   구동력을 제공하는 팬모터;
   상기 팬모터에 연결된 복수개의 송풍팬;을 포함하고,
   상기 송풍팬 중 적어도 두개는 상기 공기의 유동방향으로 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 덕트형 공기조화기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 송풍팬 어셈블리는,
   상기 공기유로 상에 배치되고, 상기 공기유동방향으로 중공이 형성된 하우징;을 더 포함하고,
   상기 팬모터는 상기 하우징의 중공에 배치되는 공기조화기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 케이스에 결합되는 외부하우징;
   상기 외부하우징의 내부에 이격되게 배치되고, 상기 팬모터를 지지하는 내부하우징;
   일 측이 상기 외부하우징에 결합되고, 타 측이 내부하우징에 결합되는 내부하우징 지지부재;를 포함하는 공기조화기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 내부하우징 지지부재는,
   상기 외부하우징에서 상기 내부하우징으로 연장되되, 상기 팬의 회전방향으로 곡면을 형성하며 연장되는 덕트형 공기조화기.
5. 제3항에 있어서,
   상기 송풍팬은,
   상기 구동모터의 샤프트에 결합되고, 상기 샤프트의 반경방향으로 연장되고, 상기 내부하우징의 적어도 일부를 감싸는 허브;
   상기 허브에 배치되고, 상기 샤프트의 반경방향으로 연장하여 형성되는 블레이드;를 포함하는 덕트형 공기조화기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 팬모터는,
   샤프트가 공기유동방향으로 배치된 양축모터를 포함하고,
   상기 송풍팬은,
   상기 공기유입방향에 배치된 샤프트에 결합된 제1송풍팬; 및
   상기 공기토출방향에 배치된 샤프트에 결합된 제2송풍팬;을 포함하는 공기조화기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 송풍팬은,
   적어도 일부가 중첩되게 배치되는 2 이상의 축류팬을 포함하는 덕트형 공기조화기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 송풍팬은,
   상기 공기유입방향에 배치된 제1송풍팬;
   상기 공기토출방향에 배치되고, 공기유동방향을 기준으로 상기 제1송풍팬과 적어도 일부가 중첩되게 배치되는 제2송풍팬;을 포함하는 덕트형 공기조화기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2송풍팬은,
   상기 제1송풍팬과 같은 방향으로 회전하는 덕트형 공기조화기.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제2송풍팬의 블레이드는,
    상기 제1송풍팬의 블레이드보다 상기 제1송풍팬의 회전방향의 반대방향으로 어긋나게 배치되는 덕트형 공기조화기.
11. 제8항에 있어서,
    상기 제2송풍팬의 블레이드의 후단은,
    공기유입방향에서 볼 때, 상기 제1송풍팬의 하나의 블레이드의 전단과 후단 사이에 배치되는 덕트형 공기조화기.
    

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