WO2012050294A1 - 기류전환부와 회전토출부를 구비하는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기 - Google Patents

기류전환부와 회전토출부를 구비하는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기 Download PDF

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air conditioner
heat
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air
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허만승
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Heo Man Sung
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    • Y02B30/56—Heat recovery units

Definitions

  • the present invention relates to an indoor unit of a ceiling-type four-way air conditioner, and more particularly, to a heat exchanger having an airflow switching unit and a rotating discharge unit for discharging the heat-exchanged air in the center and for switching the airflow to suck the indoor air in the lateral four directions.
  • the indoor unit of the ceiling-type four-way air conditioner which increases the discharge rate of the air and reaches the bottom of the distant, can even cool or heat a wide and high space evenly.
  • the indoor unit of the ceiling-type four-way air conditioner performs cooling or heating by inhaling indoor air, exchanging heat, and discharging it.
  • the indoor unit 1 is a cross-sectional view showing the indoor unit of the ceiling-type four-way air conditioner according to the prior art.
  • the indoor unit 1 includes a housing 2, a support bracket 3, a motor 4, a fan 5, a suction unit 6, a discharge unit 7, The heat exchange coil 8 and the filter 9 are included.
  • the housing 2 is fixed to the ceiling of a room or office (hereinafter referred to as a room).
  • the motor 4 is coupled to the housing 2 by a support bracket 3.
  • the fan 5 is coupled to the axis of rotation of the motor 4.
  • the fan 5 sucks and discharges air.
  • the suction part 6 is located in the center of the housing 1, and the plurality of discharge parts 7 are arranged around the suction part 6.
  • the filter 9 is coupled to the suction unit 6, and serves to purify the indoor air.
  • the indoor air is sucked through the suction part 6 and flows toward the heat exchange coil 8.
  • the indoor air is heat-exchanged (heated or cooled) through the heat exchange coil 8 and discharged through the discharge unit 7. By repeatedly performing this process, the indoor unit 1 executes cooling and heating of the room.
  • the discharge part 7 of the indoor unit 1 shown in FIG. 1 is arranged around the suction part 6, some of the heat-exchanged air discharged through the discharge part 7 is sucked in the suction part 6. Through it can be sucked back to the inside of the indoor unit (1). That is, the heat-exchanged air does not diffuse widely in the room.
  • the heat exchanged hot air since the heat exchanged hot air is lighter than the cold air, the hot air circulates only at the top of the room and the cold air does not rise to the top. Thus, a temperature difference occurs between the top and bottom of the room. As a result, there is a problem that the efficiency of heating is lowered. In particular, when the indoor unit 1 is installed and used at a ceiling height of about 3 m or more, this problem may become more severe.
  • the indoor unit 1 shown in FIG. 1 since the discharge unit 7 is arranged around the suction unit 6, in order to suck the outdoor air into the indoor unit, a duct for introducing the outdoor air is discharged ( 7) should be installed to penetrate through.
  • a duct for introducing the outdoor air is discharged ( 7) should be installed to penetrate through.
  • An indoor unit of a ceiling four-way air conditioner including a housing, a fan embedded in the housing, and a heat exchange coil is provided.
  • the indoor unit of the ceiling type four-way air conditioner includes an airflow switching unit, a lower case, and a rotary discharge unit.
  • the airflow switching unit includes a plurality of inflow passages through which indoor air is introduced, and a plurality of outlet tunnels through which the heat exchanged air is discharged by the heat exchange coils, and is coupled to the housing.
  • the lower case has a plurality of suction ports coupled to the lower surface of the airflow switching unit and communicating with the inflow passage.
  • the rotary discharge unit is rotatably coupled to the lower surface of any one of the airflow switching unit and the lower case includes a rotary discharge unit for discharging the heat-exchanged air.
  • the outlet tunnel has an inlet located at the edge of the airflow diverter and an outlet located at the center of the airflow diverter.
  • the airflow switching unit is configured such that the indoor air is sucked from the side and the heat exchanged by the heat exchange coil is discharged downward from the center.
  • the outlet tunnel of the airflow converting portion has a narrower cross-sectional area from the inlet to the outlet, the velocity of the heat-exchanged air may increase while passing through the outlet tunnel.
  • the heat exchanged air can spread farther and evenly spread to the floor of the room.
  • the indoor unit of the ceiling-type four-way air conditioner according to the present invention can perform cooling and heating by spreading the heat-exchanged air widely even when the ceiling is high.
  • the indoor unit of the ceiling-type four-way air conditioner according to the present invention is provided with a rotary discharge portion, it is possible to diffuse the heat-exchanged air in various directions.
  • the indoor unit of the ceiling-type four-way air conditioner according to the present invention is configured to suck indoor air from the side, it is easy to form a communication path communicating with the outdoors. Therefore, fresh outdoor air can be exchanged and discharged by the indoor unit of the ceiling type 4-way air conditioner. As a result, the user can ventilate the indoor air even in the cold or cold weather without opening and closing the window.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the indoor unit of the ceiling-type four-way air conditioner according to the prior art.
  • Figure 2 is a perspective view showing the indoor unit of the ceiling-type four-way air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partially exploded perspective view showing the indoor unit of the ceiling type 4-way air conditioner of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view taken along line IV-IV of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional perspective view taken along the line VV of FIG. 3.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing an example of the rotary discharge unit and the driving means.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing another example of the rotary discharge unit and the driving means.
  • FIG. 8 is a plan view of the air flow from the upper side of the airflow switching unit.
  • Figure 9 is a bottom view of the air flow from the lower side of the airflow switching unit.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 2.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an indoor unit, a suction duct, and a heat recovery type ventilation device of the ceiling type 4-way air conditioner of FIG. 2.
  • An air conditioner employing the indoor unit of the present invention may include a air conditioner, a heater, and an air conditioner.
  • the indoor unit of the air conditioner according to an embodiment may be applied to a ceiling type 4-way air conditioner.
  • the present invention is not limited to this and can be used as an indoor unit of the n-direction (where n is a natural number) air conditioner.
  • the indoor unit of the ceiling type 4-way air conditioner according to an embodiment is shown as a quadrangle, the indoor unit of the ceiling type 4-way air conditioner of the present invention may be implemented in a circular or other polygon.
  • the upper part represents the ceiling side of the room
  • the lower part represents the floor side of the room.
  • the indoor unit 100 of the ceiling type 4-way air conditioner includes a housing 111, a fan 112, a heat exchange coil 113, and an airflow switching unit ( 120, the lower case 130, and the rotary discharge unit 140.
  • the housing 111 is fixed to the ceiling of the room.
  • the fan 112 and the heat exchange coil 113 are embedded in the housing 111.
  • the fan 112 is driven by the fan motor 112a coupled to the housing 111.
  • the fan 112 sucks indoor air at the center to discharge radially outward toward the heat exchange coil 113, and discharges air heat exchanged by the heat exchange coil 113 to the outside of the indoor unit.
  • the fan 112 includes a suction part 112b for sucking indoor air at the center and a discharge part 112c for discharging downwardly the heat exchanged air (see FIG. 8).
  • the heat exchange coil 113 heat exchanges (ie, cools or heats) the air passing through the fan 112.
  • the heat exchange coil may include a fan coil unit (FCU) for cooling by cold water or heating by hot water.
  • FCU fan coil unit
  • the airflow switching unit 120 is coupled to the lower end of the housing 111.
  • the airflow switching unit 120 guides the indoor air sucked from the side toward the fan 112, and joins the air heat exchanged by the heat exchange coil 113 at the center to guide the rotary discharge unit 140.
  • the airflow switching unit 120 may be mounted and used in an indoor unit of a conventional ceiling type 4-way air conditioner, and serves to reverse the intake direction of indoor air and the discharge direction of heat-exchanged air in the indoor unit of the conventional ceiling type 4-way air conditioner. do.
  • the airflow switching unit 120 includes a side wall 121, an inflow passage 122, and an outlet tunnel 123.
  • the appearance of the airflow switching unit 120 is generally a rectangular parallelepiped, and the side wall 121 forms a side surface of the rectangular parallelepiped.
  • the upper side and the lower side of the airflow switching unit 120 are partitioned from each other and are communicated only by the inflow passage 122 and the outlet tunnel 123.
  • the indoor air is sucked toward the suction part 112b of the fan 112 through the plurality of inflow passages 122.
  • the inflow passage 122 is located at the corner of the airflow switching unit 120 is configured to communicate from the lower side to the upper side of the airflow switching unit 120.
  • the heat-exchanged air is discharged toward the rotary discharge unit 140 through the plurality of outlet tunnels 123. 4 and 5, the heat exchanged air passing through the outlet tunnel 123 is not mixed with each other while passing through the airflow switching unit 120.
  • the outlet tunnel 123 has an inlet 123a located at the upper edge of the airflow switching unit 120 and an outlet 123b located at the lower center of the airflow switching unit 120.
  • the inlet 123a is formed to be inclined from the upper side to the lower side of the airflow switching unit 120.
  • the inlet 123a is configured to communicate with the discharge part 112c of the fan 112.
  • Each inlet 123a is disposed adjacent to each side wall 121 of the airflow switching unit 120.
  • the inlet 123a may have a rectangular shape formed along the sidewall 121.
  • the size, shape and position of the inlet 123a is determined by the size, shape and position of the discharge portion 112c of the fan 112.
  • the plurality of outlets 123b are positioned to be adjacent to each other at the lower center of the airflow switching unit 120.
  • the outlet tunnel 123 has a cross-sectional area that narrows from the inlet 123a to the outlet 123b. Therefore, the flow rate of the heat-exchanged air gradually increases from the inlet 123a to the outlet 123b according to Bernoulli's principle.
  • the indoor unit 100 of the ceiling type 4-way air conditioner of the present invention can strongly discharge the heat-exchanged air without having a separate blowing fan.
  • the lower case 130 is detachably coupled to the lower surface of the airflow switching unit 120 by a fastening means such as a bolt.
  • the lower case 130 includes a plurality of suction ports 131 and a discharge port 132 formed at the center thereof.
  • the inlet 131 may be formed long at each side of the lower case 130.
  • the inlet 131 has a grille shape and may further include an air purifying filter.
  • the air purifying filter serves to purify the air sucked through the inlet 131.
  • the air purifying filter may include a mesh filter, a nonwoven filter, a medium filter, a high efficiency particulate filter (HEPA) filter, or the like.
  • the discharge port 132 collects heat-exchanged air discharged from each outlet 123b in the center and transfers the discharge air toward the rotary discharge unit 140.
  • the rotary discharge unit 140 is rotatably coupled to the lower side of the air flow switching unit 120 through the discharge port 132 of the lower case 130.
  • the rotary discharge unit 140 has a hollow cone shape or a polygonal cone shape having a gentle slope. Rotating discharge unit 140 may have a cross-sectional area that narrows the cross-sectional area of the flow path from the upper side to the lower side. Therefore, the speed of the heat exchanged air can be increased while passing through the rotary discharge unit 140.
  • the inlet of the rotary discharge unit 140 has a size corresponding to the discharge port 132 of the lower case 130.
  • the rotary discharge unit 140 includes driving means 141 and 241, a discharge port 142, and a guide member 143.
  • the driving means 141 includes a driving motor 141a, a rotation shaft 141b, and a driven gear 141c.
  • the drive motor 141a is coupled to the airflow switching unit 120 or the lower case 130 and has a drive gear 141d.
  • the drive motor 141a may include a geared motor having a reduction device to provide a reduced rotational driving force.
  • One end of the rotating shaft 141b is rotatably coupled to the airflow switching unit 120 or the lower case 130, and the other end thereof is coupled to the rotating discharge unit 140.
  • the driven gear 141c is coupled to the rotation shaft 141b and configured to engage with the drive gear 141d.
  • the driving gear 141d and the driven gear 141c mesh with each other to rotate the rotary discharge unit 140.
  • the radius of the driven gear 141c is larger than the radius of the drive gear 141d, and is configured to reduce the rotational speed of the rotation discharge unit 140.
  • the rotary discharge unit 140 may further include a controller configured to rotate by a predetermined angle in one direction and then rotate by the predetermined angle in a direction opposite to the one direction.
  • the control unit is configured to control the rotation direction, the rotation speed, and the rotation angle of the drive motor 141a.
  • the driving force by the drive motor may be transmitted to the rotary discharge unit through the drive sprocket (or driven pulley), driven sprocket (or driven pulley), and a chain (or belt).
  • the driving means 241 may include a drive shaft 241a, a blade 241b, a rotation shaft 241c, and a chain 241d.
  • One end of the driving shaft 241a is rotatably coupled to the airflow switching unit 120 or the lower case 130 and has a driving sprocket 241e.
  • the blade 241b is coupled to the drive shaft 241a and configured to rotate by discharge of heat exchanged air.
  • the blade 241b is located at the discharge port 132 of the lower case 130.
  • One end of the rotating shaft 241c is rotatably coupled to the airflow switching unit 120 or the lower case 130, and the other end of the rotating shaft 241c has a driven sprocket 241f.
  • the chain 241d spans the drive sprocket 241e and the driven sprocket 241f to transmit the rotational force of the drive sprocket 141e to the driven sprocket 241f.
  • the drive sprocket 241e also rotates together.
  • the rotational force of the drive sprocket 241e is transmitted to the driven sprocket 241f through the chain 241d to rotate the rotary discharge unit 140.
  • the radius of the driven sprocket 241f is greater than the radius of the drive sprocket 241e, and is configured to reduce the rotational speed of the rotary discharge unit 140.
  • the rotational force by the blades may be transmitted to the rotary discharge unit through the drive pulley, the driven pulley, and the belt.
  • the rotational force by the blade may be transmitted to the rotary discharge unit through the drive gear and the driven gear.
  • One or more discharge holes 142 are formed on the side of the rotary discharge part 140.
  • the guide member 143 is mounted on the discharge port 142 to change or guide the discharge direction of the heat-exchanged air.
  • the guide member 143 may be configured to be reversible by various known techniques.
  • the guide member may be configured to rotate electrically or manually by a small drive motor and gear. Therefore, the user can arbitrarily switch the discharge direction of the heat-exchanged air to efficiently cool or heat the room.
  • the guide member may be formed of a shape memory alloy whose shape is deformed with temperature.
  • the guide member formed of a shape memory alloy serves to set the direction in which the heat exchanged air is discharged in the winter and summer. Hot air is lighter than cold air, so winter heated air must be forced to the bottom of the room. Thus, the direction of the guide member can be set so that the heated air is discharged in a substantially vertical direction toward the floor.
  • the direction of the guide member can be set such that the cooled air is discharged in a substantially horizontal direction near the ceiling.
  • the indoor air reaches the lower side of the airflow switching unit 120 through the inlet 131 of the lower case 130.
  • the indoor air reaching the lower side of the airflow switching unit 120 flows to the upper side of the airflow switching unit 120 through the inflow passage 122 and the suction unit of the fan 112 ( 112b).
  • the indoor air reaching the suction part 112b is sucked by the fan 112 and discharged toward the heat exchange coil 113.
  • the indoor air is heat exchanged while passing through the heat exchange coil 113.
  • the heat-exchanged air reaches the inlet 123a of the airflow switching unit 120 through the discharge portion 112c of the fan 112.
  • the heat exchanged air reaching the inlet 123a flows from the upper side to the lower side of the airflow switching unit 120 through the outlet tunnel 123.
  • the speed of the heat exchanged air increases as it passes through the outlet tunnel 123.
  • the heat exchanged air is joined at the lower center of the airflow switching unit 120 by a plurality of outlets 123b disposed adjacent to each other.
  • the heat-exchanged air joined at the lower center of the airflow switching unit 120 reaches the rotary discharge unit 140 through the discharge port 132 of the lower case 130.
  • the speed of the heat-exchanged air reaching the rotary discharge unit 140 increases gradually while passing through the rotary discharge unit 140. As shown in FIG.
  • the heat exchanged air (in particular, the heated air in winter) accelerated by the rotary discharge unit 140 may be discharged through the discharge port 142 to reach the bottom of the room.
  • the discharge direction of the heat-exchanged air may be variously adjusted in the vertical direction by the guide member 143.
  • the discharge direction of the heat-exchanged air can be variously adjusted in the horizontal direction by the rotary discharge unit 140.
  • Indoor unit 100 of the ceiling-type four-way air conditioner is the suction duct 150 is installed on the side wall 121 of the air flow switching unit 120 to communicate with the inflow passage 122, suction duct It may further include a heat recovery type ventilation device 160 connected to the 150.
  • the suction duct 150 is installed through the side wall 121 at the corner of the airflow switching unit 120.
  • the heat recovery type ventilator 160 includes a first suction duct 161, a first suction fan 162, a second suction duct 163, and a second suction fan 164. And a heat exchanger 165 and a discharge duct 166.
  • the first suction duct 161 functions as a passage for sucking indoor air.
  • the first suction fan 162 sucks outdoor air through the first suction duct 161 and discharges the outdoor air toward the heat exchanger 165.
  • the second suction duct 163 functions as a passage for sucking outdoor air.
  • the second suction fan 152 sucks indoor air through the second suction duct 163 and discharges it toward the heat exchanger 165.
  • the outdoor air sucked through the second suction duct 163 and the second suction fan 164 is sucked through the first suction duct 161 and the first suction fan 162 through the heat exchanger 165.
  • Heat exchanged with the discharge duct 150 is discharged.
  • the indoor air is heat exchanged in the heat exchanger 165 and is discharged to the outside through the discharge duct 166. Since the outdoor air heat exchanges with the indoor air by the heat exchanger 165, the temperature difference between the outdoor air and the indoor air is reduced. Therefore, it is possible to supply fresh outdoor air while minimizing heat loss due to ventilation.
  • the outdoor air is sucked into the fan 112 through the suction duct 150 and the airflow switching unit 120.
  • the outdoor air sucked into the fan 112 is heat-exchanged by the heat exchange coil 113 and is discharged through the outlet tunnel 123 and the rotary discharge unit 140.

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Abstract

하우징과, 하우징에 내장되는 팬과, 열교환코일을 포함하는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기는 기류전환부와, 하부케이스와, 회전토출부를 포함한다. 기류전환부는 실내공기가 유입되는 복수개의 유입통로와, 열교환코일에 의해 열교환된 공기가 통과하는 복수개의 유출터널을 구비하고 하우징에 결합된다. 하부케이스는 기류전환부의 하면에 결합되고 유입통로와 연통하는 복수개의 흡입구를 구비한다. 회전토출부는 기류전환부와 하부케이스 중 어느 하나의 하면에 회전가능하게 결합되어 열교환된 공기를 토출하는 회전토출부를 포함한다. 유출터널은 기류전환부의 가장자리에 위치하는 입구와 기류전환부의 중앙에 위치되는 출구를 가진다.

Description

기류전환부와 회전토출부를 구비하는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기
본 발명은 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기에 관한 것으로, 더 구체적으로는 열교환된 공기를 중앙에서 토출하고 실내공기를 측면 4방향에서 흡입하도록 기류를 전환하는 기류전환부와 회전토출부를 구비하여, 열교환된 공기의 토출속도를 증가시키고 열교환된 공기를 원거리의 바닥까지 도달시켜, 넓고 높은 공간을 고르게 냉방 또는 난방할 수 있는, 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기에 관한 것이다.
천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기는 실내공기를 흡입하여 열교환시켜 토출함으로써 냉방 또는 난방을 수행한다.
도 1은 종래기술에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기를 보인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 실내기(1)는 하우징(2)과, 지지브래킷(3)과, 모터(4)와, 팬(5)과, 흡입부(6)와, 토출부(7)와, 열교환코일(8)과, 필터(9)를 포함한다.
하우징(2)은 룸(room) 또는 사무실(이하에서는 룸이라고 함)의 천정에 고정된다. 모터(4)는 지지브래킷(3)에 의해 하우징(2)에 결합된다. 팬(5)은 모터(4)의 회전축에 결합된다. 팬(5)은 공기를 흡입하여 토출하는 역할을 한다. 흡입부(6)는 하우징(1)의 중앙에 위치하며, 복수개의 토출부(7)는 흡입부(6)의 둘레에 배치된다. 필터(9)는 흡입부(6)에 결합되어, 실내공기를 정화하는 역할을 한다. 팬(5)이 회전하면, 실내공기는 흡입부(6)를 통해 흡입되어 열교환코일(8)을 향해 흐른다. 실내공기는 열교환코일(8)을 통해 열교환(가열 또는 냉각)되어 토출부(7)를 통해 토출된다. 이러한 과정을 반복적으로 수행함으로써, 실내기(1)는 룸의 냉방 및 난방을 실행한다.
그러나, 도 1에 도시된 실내기(1)의 토출부(7)가 흡입부(6)의 둘레에 배치되어 있으므로, 토출부(7)를 통해 토출되는 열교환된 공기 중 일부는 흡입부(6)를 통해 실내기(1)의 내측으로 다시 흡입될 수 있다. 즉, 열교환된 공기가 룸에서 넓게 확산되지 못한다. 특히, 난방을 하는 경우에, 열교환된 고온의 공기는 저온의 공기보다 가벼우므로, 고온의 공기는 룸의 상부에서만 순환하고 저온의 공기는 상부로 상승하지 못한다. 따라서, 룸의 상부와 하부 사이에 있어서 온도차이가 발생하게 된다. 그 결과, 난방의 효율이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 실내기(1)가 약 3m 이상의 천정높이에 설치되어 사용될 때, 이러한 문제점은 더욱 극심해질 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 실내기(1)에 있어서, 토출부(7)가 흡입부(6)의 둘레에 배치되어 있으므로, 실외공기를 실내기로 흡입시키기 위해서는 실외공기 유입을 위한 덕트가 토출부(7)를 관통하도록 설치되어야 한다. 하지만, 상기 덕트를 상기 토출부(7)를 관통하도록 설치하는 것이 어려울 뿐만 아니라, 토출부(7)를 통해 토출되는 열교환된 공기는 상기 덕트에 의해 방해를 받을 수도 있다. 즉, 실외공기가 실내기(1)로 유입되도록 구성하는 것 자체가 어렵다. 따라서, 실내기(1)는 실내공기만을 흡입하여 열교환시켜 토출하는 과정을 반복한다. 실내공기는 점점 혼탁해지고 낮은 산소농도를 가질 수 밖에 없다. 그 결과, 혹서기 및 혹한기에 쾌적한 실내환경을 유지하는 것이 어렵다.
본 발명의 목적은 실내공기를 측부에서 흡입하고 열교환된 공기를 중앙에서 토출하도록 구성되어 넓고 높은 공간에서 골고루 냉방 또는 난방할 수 있는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실외공기가 유입될 수 있도록 구성되는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기를 제공하는 것이다.
하우징과, 하우징에 내장되는 팬과, 열교환코일을 포함하는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기는 기류전환부와, 하부케이스와, 회전토출부를 포함한다. 기류전환부는 실내공기가 유입되는 복수개의 유입통로와, 열교환코일에 의해 열교환된 공기가 토출되는 복수개의 유출터널을 구비하고 하우징에 결합된다. 하부케이스는 기류전환부의 하면에 결합되고 유입통로와 연통하는 복수개의 흡입구를 구비한다. 회전토출부는 기류전환부와 하부케이스 중 어느 하나의 하면에 회전가능하게 결합되어 열교환된 공기를 토출하는 회전토출부를 포함한다. 유출터널은 기류전환부의 가장자리에 위치하는 입구와 기류전환부의 중앙에 위치하는 출구를 가진다.
본 발명에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기에 의하면, 기류전환부는 실내공기가 측부에서 흡입되고 열교환코일에 의해 열교환된 공기가 중앙에서 하방으로 토출되도록 구성된다. 또한, 기류전환부의 유출터널은 입구로부터 출구로 갈수록 좁아지는 단면적을 가지므로, 열교환된 공기의 속도가 유출터널을 통과하면서 증가할 수 있다. 따라서, 열교환된 공기는 더욱 멀리까지 퍼져서 룸의 바닥까지 골고루 확산될 수 있다. 그 결과, 룸의 상부와 하부 사이의 온도차이가 감소될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기는 천정이 높은 경우에도 열교환된 공기를 넓게 확산시켜 냉난방을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기는 회전토출부를 구비하여, 열교환된 공기를 다양한 방향으로 확산시킬 수 있다.
본 발명에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기는 실내공기를 측부에서 흡입하도록 구성되므로, 실외와 연통하는 연통로를 형성하는 것이 용이하다. 따라서, 신선한 실외공기가 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기에 의해 열교환되어 토출될 수 있다. 그 결과, 혹한기 또는 혹서기에도 사용자는 창문을 개폐하지 않고도 실내공기를 환기시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기를 보인 사시도이다.
도 3은 도 2의 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기를 보인 부분 분해사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ을 따른 단면사시도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선을 따른 단면사시도이다.
도 6은 회전토출부 및 구동수단의 일 예를 보인 분해사시도이다.
도 7은 회전토출부 및 구동수단의 다른 예를 보인 분해사시도이다.
도 8은 기류전환부에서 공기의 흐름을 상측에서 바라본 평면도이다.
도 9는 기류전환부에서 공기의 흐름을 하측에서 바라본 저면도이다.
도 10은 도 2의 Ⅹ-Ⅹ선을 따른 단면도이다.
도 11은 도 2의 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기와, 흡입덕트와, 열회수형 환기장치를 보인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 일 실시예에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기를 상세하게 설명한다.
본 발명의 실내기가 채용되는 에어컨디셔너(air conditioner)는 냉방기와, 난방기와, 냉난방기를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 에어컨디셔너의 실내기는 천정형 4방향 에어컨디셔너에 적용될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 n-방향(여기서, n은 자연수) 에어컨디셔너의 실내기로 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기는 사각형인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기는 원형 또는 다른 다각형으로 실시될 수 있다. 룸(room) 또는 사무실(이하, 룸이라 함)의 공간에 있어서, 상부는 룸의 천정 쪽을 나타내고, 하부는 룸의 바닥 쪽을 나타낸다.
도 2 내지 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기(100)는, 하우징(111)과, 팬(112)과, 열교환코일(113)과, 기류전환부(120)와, 하부케이스(130)와, 회전토출부(140)를 포함한다.
하우징(111)은 룸의 천정에 고정된다. 팬(112)과 열교환코일(113)은 하우징(111)에 내장된다. 팬(112)은 하우징(111)에 결합되는 팬모터(112a)에 의해 구동된다. 팬(112)은 실내공기를 중앙에서 흡입하여 열교환코일(113)을 향해 반경방향 외측으로 토출하고, 열교환코일(113)에 의해 열교환된 공기를 실내기의 외측으로 토출한다. 팬(112)은 중앙에서 실내공기를 흡입하는 흡입부(112b)와 열교환된 공기를 하방으로 토출하는 토출부(112c)를 포함한다(도 8 참조). 열교환코일(113)은 팬(112)을 통과한 공기를 열교환(즉, 냉각 또는 가열)시킨다. 다른 실시예로서, 열교환코일은 냉수에 의해 냉방을 수행하거나 온수에 의해 난방을 수행하는 팬코일 유닛(FCU, Fan Coil Unit)을 포함할 수도 있다.
기류전환부(120)는 하우징(111)의 하단에 결합된다. 기류전환부(120)는 측부에서 흡입된 실내공기를 팬(112) 쪽으로 안내하고, 열교환코일(113)에 의해 열교환된 공기를 중앙에서 합류시켜 회전토출부(140) 쪽으로 안내한다. 기류전환부(120)는 종래의 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기에 장착하여 사용될 수 있으며, 종래의 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기에 있어서 실내공기의 흡입방향과 열교환된 공기의 토출방향을 서로 반대로 바꾸는 역할을 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기류전환부(120)는 측벽(121)과, 유입통로(122)와, 유출터널(123)을 구비한다. 이 실시예에 있어서, 기류전환부(120)의 외관은 대체로 직육면체이고, 측벽(121)은 상기 직육면체의 옆면을 이룬다. 기류전환부(120)의 상측과 하측은 서로 구획되어 있고 유입통로(122) 및 유출터널(123)에 의해서만 연통된다.
실내공기는 복수개의 유입통로(122)를 통해 팬(112)의 흡입부(112b) 쪽으로 흡입된다. 도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이, 유입통로(122)는 기류전환부(120)의 모서리부에 위치하여 기류전환부(120)의 하측으로부터 상측으로 연통하도록 구성된다.
열교환된 공기는 복수개의 유출터널(123)을 통해 회전토출부(140) 쪽으로 토출된다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유출터널(123)을 통과하는 열교환된 공기는 기류전환부(120)를 통과하면서 서로 혼합되지 않는다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유출터널(123)은 기류전환부(120)의 상측 가장자리에 위치되는 입구(123a) 와 기류전환부(120)의 하측 중앙에 위치되는 출구(123b)를 가진다. 입구(123a)는 기류전환부(120)의 상측으로부터 하측을 향해 경사지게 형성된다. 입구(123a)는 팬(112)의 토출부(112c)와 연통되도록 구성된다. 각 입구(123a)는 기류전환부(120)의 각 측벽(121)에 인접하여 배치된다. 입구(123a)는 측벽(121)을 따라 길게 형성된 직사각형을 가질 수도 있다. 입구(123a)의 크기, 형상 및 위치는 팬(112)의 토출부(112c)의 크기, 형상 및 위치에 의해 결정된다. 복수개의 출구(123b)는 기류전환부(120)의 하측 중앙에 서로 인접하도록 위치된다. 유출터널(123)은 입구(123a)로부터 출구(123b)로 갈수록 좁아지는 단면적을 가진다. 따라서, 열교환된 공기의 유속은 베르누이의 원리에 의해 입구(123a)로부터 출구(123b)로 갈수록 점점 증가한다. 그 결과, 본 발명의 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기(100)는 별도의 송풍팬을 구비하지 않고도 열교환된 공기를 강하게 토출시킬 수 있다.
하부케이스(130)는 볼트 등과 같은 체결수단에 의해 기류전환부(120)의 하면에 탈착가능하게 결합된다. 하부케이스(130)는 복수개의 흡입구(131)와 중앙에 형성되는 토출구(132)를 포함한다. 흡입구(131)는 하부케이스(130)의 각 측부에서 길게 형성될 수 있다. 흡입구(131)는 그릴형상을 가지고, 공기정화필터를 더 포함할 수도 있다. 공기정화필터는 흡입구(131)를 통해 흡입되는 공기를 정화하는 역할을 한다. 예를 들어, 공기정화필터는 망사형 필터, 부직포 필터, 메디움(medium) 필터, HEPA(High Efficiency Particulate air) 필터 등을 포함할 수도 있다. 토출구(132)는 각 출구(123b)로부터 토출된 열교환된 공기를 중앙에서 모아 회전토출부(140) 쪽으로 전달하는 역할을 한다.
회전토출부(140)는 하부케이스(130)의 토출구(132)를 관통하여 기류전환부(120)의 하측에 회전가능하게 결합된다. 회전토출부(140)는 완만한 경사를 가지는 중공의 원뿔형상 또는 다각뿔형상을 가진다. 회전토출부(140)는 상측으로부터 하측으로 갈수록 유로의 단면적이 좁아지는 단면적을 가질 수도 있다. 따라서, 열교환된 공기의 속도는 회전토출부(140)를 통과하면서 증가될 수 있다. 회전토출부(140)의 입구는 하부케이스(130)의 토출구(132)에 대응하는 크기를 가진다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 회전토출부(140)는 구동수단(141, 241)과, 토출구(142)와, 가이드부재(143)를 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 구동수단(141)은 구동모터(141a)와, 회전축(141b)과, 피동기어(141c)를 포함한다. 구동모터(141a)는 기류전환부(120) 또는 하부케이스(130)에 결합되고 구동기어(141d)를 가진다. 구동모터(141a)는 감속장치를 구비하여 감속된 회전구동력을 제공하는 기어드 모터(geared motor)를 포함할 수 있다. 회전축(141b)은 일단이 기류전환부(120) 또는 하부케이스(130)에 회전가능하게 결합되고 타단이 회전토출부(140)에 결합된다. 피동기어(141c)는 회전축(141b)에 결합되어 구동기어(141d)와 맞물리도록 구성된다. 구동모터(141a)가 작동하면, 구동기어(141d)와 피동기어(141c)가 맞물려서 회전토출부(140)를 회전시킨다. 피동기어(141c)의 반경이 구동기어(141d)의 반경보다 크게 형성되어, 회전토출부(140)의 회전속도를 감속하도록 구성된다. 회전토출부(140)는 일방향으로 소정의 각도만큼 회전한 다음 상기 일방향과 반대방향으로 상기 소정의 각도만큼 회전하도록 구성되는 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부는 구동모터(141a)의 회전방향과, 회전속도와, 회전각도를 제어하도록 구성된다. 다른 실시예로서, 구동모터에 의한 구동력은 구동스프로켓(또는 구동풀리)과, 피동스프로켓(또는 피동풀리)과, 체인(또는 벨트)을 통해 회전토출부에 전달될 수도 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 구동수단(241)은 구동축(241a)과, 블레이드(241b)와, 회전축(241c)과, 체인(241d)을 포함할 수도 있다. 구동축(241a)은 일단이 기류전환부(120) 또는 하부케이스(130)에 회전가능하게 결합되고 구동스프로켓(241e)을 가진다. 블레이드(241b)는 구동축(241a)에 결합되어 열교환된 공기의 토출에 의해 회전하도록 구성된다. 블레이드(241b)는 하부케이스(130)의 토출구(132)에 위치한다. 회전축(241c)은 일단이 기류전환부(120) 또는 하부케이스(130)에 회전가능하게 결합되고 타단이 회전토출부(140)에 결합되고 피동스프로켓(241f)을 가진다. 체인(241d)은 구동스프로켓(241e)과 피동스프로켓(241f)에 걸쳐져 구동스프로켓(141e)의 회전력을 피동스프로켓(241f)에 전달한다. 열교환된 공기의 흐름에 의해 블레이드(241b)가 회전하면 구동스프로켓(241e)도 함께 회전한다. 구동스프로켓(241e)의 회전력은 체인(241d)을 통해 피동스프로켓(241f)로 전달되어, 회전토출부(140)를 회전시킨다. 피동스프로켓(241f)의 반경이 구동스프로켓(241e)의 반경보다 크게 형성되어, 회전토출부(140)의 회전속도를 감속하도록 구성된다. 다른 실시예로서, 블레이드에 의한 회전력은, 구동풀리와, 피동풀리와, 벨트를 통해 회전토출부에 전달될 수도 있다. 또 다른 실시예로서, 블레이드에 의한 회전력은 구동기어와 피동기어를 통해 회전토출부에 전달될 수도 있다.
하나 이상의 토출구(142)가 회전토출부(140)의 측부에 형성된다. 가이드부재(143)는 토출구(142)에 장착되어 열교환된 공기의 토출방향을 전환 또는 가이드하는 기능을 한다. 가이드부재(143)는 공지의 다양한 기술에 의해 방향전환이 가능하게 구성될 수도 있다. 일 실시예로서, 가이드부재는 수동으로 또는 소형의 구동모터 및 기어에 의해 전동으로 회전하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 사용자는 열교환된 공기의 토출방향을 임의로 전환하여 룸을 효율적으로 냉방 또는 난방할 수 있다.
다른 실시예로서, 가이드부재는 온도에 따라 형상이 변형되는 형상기억합금으로 형성될 수 있다. 특히, 형상기억합금으로 형성되는 가이드부재는 동절기와 하절기에 열교환된 공기가 토출되는 방향을 설정하는 역할을 한다. 고온의 공기는 저온의 공기보다 가벼우므로, 동절기에 가열된 공기는 룸의 바닥까지 강제로 보내져야 한다. 따라서, 가이드부재의 방향은 가열된 공기가 바닥을 향해 거의 수직방향으로 토출되도록 설정될 수 있다. 반대로, 저온의 공기는 고온의 공기보다 무거우므로, 하절기에 냉각된 공기는 천정 부근에서 넓게 퍼지도록 토출되어도 룸의 바닥까지 확산될 수 있다. 따라서, 가이드부재의 방향은 냉각된 공기가 천정 부근에서 거의 수평방향으로 토출되도록 설정될 수 있다.
이하, 도 3 및 도 8 내지 11을 참조하여, 본 발명에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기(100)의 작동예를 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 실내공기는 하부케이스(130)의 흡입구(131)를 통해 기류전환부(120)의 하측에 도달한다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 기류전환부(120)의 하측에 도달한 실내공기는 유입통로(122)를 통해 기류전환부(120)의 상측으로 흘러 팬(112)의 흡입부(112b)에 도달한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 흡입부(112b)에 도달한 실내공기는 팬(112)에 의해 흡입되어 열교환코일(113)을 향해 토출된다. 실내공기는 열교환코일(113)을 통과하면서 열교환된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 열교환된 공기는 팬(112)의 토출부(112c)를 통해 기류전환부(120)의 입구(123a)에 도달한다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 입구(123a)에 도달한 열교환된 공기는 유출터널 (123)을 통해 기류전환부(120)의 상측으로부터 하측으로 흐른다. 이미 앞에서 설명한 바와 같이, 열교환된 공기의 속도는 유출터널(123)을 통과하면서 증가한다. 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 열교환된 공기는 서로 인접하게 배치되는 복수개의 출구(123b)에 의해 기류전환부(120)의 하측 중앙에서 합류된다. 기류전환부(120)의 하측 중앙에서 합류된 열교환된 공기는 하부케이스(130)의 토출구(132)를 통해 회전토출부(140)에 도달한다. 회전토출부(140)에 도달한 열교환된 공기의 속도는 회전토출부(140)를 통과하면서 점점 증가한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 회전토출부(140)에 의해 증속된 열교환된 공기(특히, 동절기의 가열된 공기)는 토출구(142)를 통해 토출되어 룸의 바닥까지 도달할 수 있다. 따라서, 룸의 상부와 하부 사이의 온도차이를 감소시켜, 룸을 골고루 냉방 또는 난방할 수 있다. 열교환된 공기의 토출방향은 가이드부재(143)에 의해 수직방향으로 다양하게 조절될 수 있다. 또한, 열교환된 공기의 토출방향은 회전토출부(140)에 의해 수평방향으로 다양하게 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기(100)는 유입통로(122)와 연통하도록 상기 기류전환부(120)의 측벽(121)에 설치되는 흡입덕트(150)와, 흡입턱트(150)와 연결되는 열회수형 환기장치(160)를 더 포함할 수도 있다. 흡입덕트(150)는 기류전환부(120)의 모서리부에서 측벽(121)을 관통하여 설치된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 열회수형 환기장치(160)는 제1 흡입덕트(161)와, 제1 흡입팬(162)과, 제2 흡입덕트(163)와, 제2 흡입팬(164)과, 열교환기(165)와, 배출덕트(166)를 포함한다. 제1 흡입덕트(161)는 실내공기를 흡입하는 통로로서 기능한다. 제1 흡입팬(162)은 제1 흡입덕트(161)를 통해 실외공기를 흡입하여 열교환기(165) 쪽으로 배출한다. 제2 흡입덕트(163)는 실외공기를 흡입하는 통로로서 기능한다. 제2 흡입팬(152)은 제2 흡입덕트(163)를 통해 실내공기를 흡입하여 열교환기(165) 쪽으로 배출한다. 제2 흡입덕트(163) 및 제2 흡입팬(164)을 통해 흡입된 실외공기는 열교환기(165)를 통해 제1 흡입덕트(161) 및 제1 흡입팬(162)을 통해 흡입된 실내공기와 열교환되어 흡입덕트(150)로 배출된다. 실내공기는 열교환기(165)에서 열교환되어 배출덕트(166)를 통해 실외로 배출된다. 실외공기는 열교환기(165)에 의해 실내공기와 열교환하므로, 실외공기와 실내공기 사이의 온도차이가 감소한다. 따라서, 환기에 의한 열손실을 최소화하면서도, 신선한 실외공기를 공급할 수 있다. 실외공기는 흡입덕트(150) 및 기류전환부(120)를 통해 팬(112)으로 흡입된다. 팬(112)으로 흡입된 실외공기는 열교환코일(113)에 의해 열교환되어 유출터널(123) 및 회전토출부(140)를 통해 토출된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (9)

  1. 하우징과, 상기 하우징에 내장되는 팬과, 열교환코일을 포함하는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기며,
    실내공기가 유입되는 복수개의 유입통로와, 상기 열교환코일에 의해 열교환된 공기가 통과하는 복수개의 유출터널을 구비하고 상기 하우징에 결합되는 기류전환부와,
    상기 기류전환부의 하면에 결합되고 상기 유입통로와 연통하는 복수개의 흡입구를 구비하는 하부케이스와,
    상기 기류전환부와 상기 하부케이스 중 어느 하나의 하면에 회전가능하게 결합되어 상기 열교환된 공기를 토출하는 회전토출부를 포함하고,
    상기 유출터널은 상기 기류전환부의 가장자리에 위치하는 입구와 상기 기류전환부의 중앙에 위치하는 출구를 가지는
    천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환코일은 냉수 또는 온수에 의해 냉방 또는 난방을 수행하는 팬코일유닛(FCU, Fan Coil Unit)을 포함하는
    천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회전토출부는,
    구동모터와,
    상기 구동모터의 구동력을 전달하기 위한 기어를 포함하는
    천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전토출부는,
    상기 열교환된 공기의 토출에 의해 회전하는 블레이드와,
    상기 블레이드의 회전력을 전달하기 위한 체인 및 스프로켓을 포함하는
    천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전토출부는 일방향으로 소정의 각도만큼 회전한 다음 상기 일방향과 반대방향으로 상기 소정의 각도만큼 회전하도록 구성되는
    천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회전토출부는,
    하나 이상의 토출구와,
    상기 토출구에 장착되어 상기 열교환된 공기의 토출 방향을 전환하는 가이드부재를 포함하는
    천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회전토출부는 구동모터를 더 구비하고, 상기 가이드부재는 상기 구동모터에 의해 상기 열교환된 공기의 토출방향을 전환하는
    천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 가이드부재는 형상기억합금으로 형성되는
    천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유입통로와 연통하도록 상기 기류전환부의 측부에 설치되는 흡입덕트와, 상기 흡입덕트와 연결되는 열회수형 환기장치
    를 더 포함하는 천정형 4방향 에어컨디셔너의 실내기.
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