KR940004111B1 - 패키지형 공조기의 토출구 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

패키지형 공조기의 토출구

제1도는 일반적인 공조기의 구성을 도시한 사시도.

제2도는 종래 공조기의 공기 토출부의 단면도.

제3도는 본 발명 공조기의 공기 토출부의 부분 사시도.

제4도는 공기 토출부의 공기 토출속도의 비교도.

제4a도는 종래 공조기의 토출구의 높이에 따른 공기 토출속도를 도시한 그래프.

제4b도는 본 발명 공조기의 토출구의 높이에 따른 공기 토출속도를 도시한 그래프.

제5도는 본 발명에 의한 토출 공기의 원심력을 계산하기 위한 예시도.

본 발명은 패키지형 공기기에 관한 것으로, 특히 토출구의 가로 세로비를 조정하여 토출공기의 유속을 안정시키기 위한 공기토출구의 구조에 관한 것이다.

일반적인 공조기의 구성은 제1도에 도시한 바와 같이, 캐비넷(1)의 하단부에 실내의 공기를 흡입하기 위한 흡입구(2)가 형성되어 있고, 상단부에는 내부에서 열교환수단에 의한 찬공기 또는 더운공기가 송풍기(6)에 의하여 토출되도록 토출구(3)가 형성되어 있다.

그리고 상기 토출구(3)에는 토출되는 공기의 방향을 조절할 수 있도록 수직루버(4)와 수평루버(5)가 등간격으로 배열된다. 한편 종래의 토출구의 크기, 즉 가로 세로비(H'/W)는 캐비넷(1)의 수평 단면의 가로 세로비(D/W)에 대하여 통상 100-150％ 정도로 형성하는데 이는 외관 디자인 사양에 적합하도록 하기 위함이다.

제2도에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 의한 공기토출구의 구조는 토출구(3)의 이전에서 90°로 꺽여 토출되는 것이므로 90°벤드덕트(90°Vended duct)로 해석할 수 있다. 그러나 이와 같은 덕트에서 유체가 흐를 때에는 비정상 유동이 발생한다. 즉 공기의 흐름이 90° 휘어진면 회전 중심의 반경방향으로 원심력이 발생하며, 그러한 원심력에 의하여 공기의 흐름이 생기게 되는 것이다. 이를 보다 상세히 설명하면, 토출구의 내측 단면에서 공기의 유동은 캐비넷에 의하여 제한되기 때문에 단면의 중심부에서 회전중심쪽으로 흐르는 역류현상과, 상기 역류가 캐비넷(1)의 벽을 따라 다시 원심력과 같은 방향으로 흘러 결국 2개의 소용돌이류가 발생하게 된다. 또한 토출구의 유속분포는 상기 원심력에 의하여 반경방향으로 흐름이 집중되어 제2도에 도시된 바와 같이 토출구의 상단부가 가장 빠르고, 하단부에서는 거의 토출되지 않는 불균일성을 가진다.

상술한 바와 같은 맴돌이류와 불균일 유속은 토출구(3)에 있어서, 국소적으로 과도한 가열 또는 과냉각되어 과열현상 또는 이슬맺힘현상등이 발생하며, 수평루버(5)가 등간격으로 설치되어 있는데 반하여 상하유속이 불균일하기 때문에 토출공기의 난류현상으로 인한 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 토출구의 높이를 일정한 크기로 형성함으로써, 토출공기의 유속을 균일하게 하여 안정된 공기토출구를 제공하자 한다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

본 발명에 의한 토출구(3)의 구조가 제3도에 도시되어 있다. 공조기 내의 열교환수단(도시없음)에 의하여 더워지거나 찬공기가 송풍기(6)에 의하여 토출구로 토출되며, 토출공기의 방향을 조절하기 위한 수직루버(4) 또는 수평루버(5)는 종래의 기술과 동일하다.

본 발명에 의한 토출구(3)는 사로 세로비(aspect ration ; 이하 AT이라칭함)를 일정한 크기로 형성함을 특징으로 하며, 제3도에서는 이를 위하여 토출구(3)의 하단부에 막음판(7)을 장착하도록 예시되었다. 즉 토출구의 가로 세로비(AR₂)를 캐비넷(1)의 수평 단면의 가로 세로비(AR₁)의 75-80％가 되도록 한다.

여기서 공기토출구(3)의 가로세로비(AR₂)는 공기토출구의 밑면(W)에 대한 높이(H)의 비를 말하는 것이고, 캐비넷의 수평 단면의 가로 세로비(AR₁)는 캐비넷(1)의 수평 단면의 가로(공기토출구의 밑면(W) 와 같음)에 대한 세로(D)의 비를 말한다. 이를 수직으로 표현하면,

이고,가 되며,

이 되도록 크기를 구성하는 것이므로,

로 구성하는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 실내공기의 통로와 유동방식은 종래의 것과 동일하지만, 송풍기(6)에 의하여 토출되는 공기가 토출구(3)의 직전에서 90°회전할때, 공기입자에 작용하는 원심력은 회전 중심으로 부터 반경의 거리에 비례하므로, 종래의 토출구의 가로 세로비 보다 최소 0.8배, 최대 0.5배로 작은 본 발명에서 공기입자에 작용하는 원심력의 적분값은 종래 기술에 비하여 0.81배 이하가 되는 것이다. 즉 종래의 캐비넷의 수평단면의 가로 세로비(H/W)를 공기토출구의 가로 세로비(D/W)의 100％인 경우와 비교하면 본 발명이 토출구의 가로 세로비(H/W)는 0.8배가 되고, 종래 캐비넷의 수평 단면의 가로 세로비(H/W)를 공기토출구의 가로 세로비(D/W)의 150％인 경우와 본 발명의 75％인 경우와 비교하면 본 발명의 토출구의 가로 세로비(H/W)는 0.5배가 된다. 그리고 이에 따른 원심력의 적분값은 0.81배 이하가 되는 것이다.

즉, 제5도를 참조하여 적분치를 계산하면 다음과 같다. 단위길이의 높이(b)에 대한 미소체적 dsdrb에 발생하는 원심력을 dz라고 하면 dz=dsdrb(여기서 γ은 비중, g는 중력 가속도)이고, 따라서 반경 r까지의 원심력은,

제5도에 도시된 회전방향 r₁과 r₂의 원심력의 비를 구해보면 다음과 같다.

그리고 본 발명의 경우에는 각속도 ω가 점점 증가하므로 평균값으로 계산하면

이고

이므로

그러므로 종래의 기술에 대하여 본 발명의 공기 입자에 작용하는 원심력은 0.81배 이하가 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면 원심력에 의하여 발생하는 맴돌이류등 2차 유동의 세기가 극히 작고, 회전중심의 외측으로 유체의 흐름이 집중되는 현상이 방지되어 토출구(3)의 상하에 대한 유속 분포가 일정해 지는 것이다.

그리고 다음의 표는 본 발명에 의한 공기토출구(3)의 높이 변화에 따른 공기의 평균 유속을 측정한 것이다. 하기 측정치는 KANMOMAX 1011모델의 풍속계(Hot wire anemometer)를 사용하여 각 수평루버의 중간 수직 6점과 수평 4점에서 측정한 것이며 수평 4점에서의 평균 유속을 산출한 것이다.

상기 표에서 알 수 있는 바와 같이 종래의 공기토출구 하단부에 막음판을 장착하되 전체 토출구의 높이에 대하여 20-25％의 높이를 갖도록 함이 토출공기의 유속분포 및 소음감소에 가장 좋은 반응을 나타내고 있다.

상술한 바와 같이 종래의 것에 대한 본 발명의 원심력의 적분치의 비율과 상기 실험결과에서 명백히 알수 있듯이 본 발명에서와 같이 토출구의 가로 세로비(AR₂=H/W)를 캐비넷(1)의 수평 단면의 가로 세로비(AR₁=D/W)의 75-80％로 하면 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 토출구의 유속이 상대적으로 균일하여 지고, 맴돌이류등 2차 유동이 작아짐에 따라 국소과열 또는 이슬맺힘등의 국소냉각현상이 없어지고, 따라서 과도한 자단열등이 필요하지 않아서 원가절감등의 효과가 있다. 또한 토출유속의 불균일로 인한 난류 소음의 발생이 억제되어 소음감소에도 효과가 있으며 토출공기가 확산되지 않아서 평균 토출유속이 빨라지는 잇점도 있어서 공조기로 부터 원거리까지 공조효과가 확대되는 것이다.

Claims (1)

1. 실내공기를 흡입하여 열교환수단에 의해 냉,난방된 공기를 배출하는 토출구를 구비한 공조기에 있어서, 상기 토출구의 가로 세로비(H/W)를 캐비넷의 수평 단면의 가로 세로비(D/W)의 0.75-0.8로 형성하는 것을 특징으로 하는 패키지형 공조기.