KR100309279B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 공기조화기는 실외팬을 이용하여 응축기에 공기를 공급함으로써 소음이 발생되고 실외팬에 의해 발생된 풍량이 응축기를 통과할 때 압력 감소로 인한 소음이 발생되는 문제점이 있기 때문에,

압축수단과 증발수단 사이를 순환하는 냉매가 흐르는 냉매배관과, 상기 냉매배관이 관통되고 열교환면적이 증가되도록 하는 복수개의 냉각핀과, 상기 냉매배관과 냉각핀으로 이루어진 응축수단; 상기 응축수단을 좌우로 왕복시켜 열교환이 일어나도록 하는 왕복동 구동수단을 포함하여 구성됨으로써,

실외팬을 사용하지 않으므로 불필요한 에너지의 손실이 적고 물뿌리개 링으로 인한 유동교란으로 생기는 압력손실 및 유량 손실이 발생되지 않으며 소음이 저감되고 응축기의 성능이 향상되어 용적이 줄어드는 새로운 방식의 공기조화기에 관한 것이다.

Description

공기조화기

본 발명은 냉매의 증발잠열을 이용하여 실내를 냉방하는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 실외기 부분에 설치된 응축부를 왕복동 구동하여 냉각팬을 생략함으로써 제품 원가를 줄일 수 있고 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉동회로를 구비하고 있는 바, 냉동회로는 기체 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 응축시켜 액상으로 변화시키는 응축기와, 냉매의 일부를 기화시켜 액체과 기체의 2상 냉매로 변화시키는 팽창기구와, 냉매의 증발열을 이용하여 주변 공기를 냉각시키는 증발기로 구성되어 있다.

공기조화기는 그 구성요소에 따라 일체형과 분리형으로 구분되는 바, 일체형은 하나의 캐비닛 내부에 냉동회로의 모든 구성 요소를 설치한 것이고, 분리형은 실내측에는 흡열을 통해 주위 공기를 냉각시키는 증발기만을 캐비닛 내부에 설치하고 열을 발생하는 응축기와 압축기 부분은 실외에 설치한 것이다. 공기조화기의 구성을 설명하기 위한 도 1은 일체형 공기조화기를 도시하고 있다.

종래의 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이 캐비닛(10)의 실내측 전면에 설치되어 주위 공기를 냉각시키는 증발기(11)와, 캐비닛(10)의 실외측에 설치되어 냉매를 액화시키는 응축기(12)와, 상기 증발기(11)를 향해 공기를 송풍하여 냉각된 공기가 실내로 토출되도록 하는 실내팬(13)과, 상기 응축기(12)를 향해 공기를 송풍하여 응축기의 열교환 효율을 향상시키는 실외팬(14)과, 상기 실내팬(13)과 실외팬(14)을 동시에 구동하는 모터(15)와, 실내의 공기를 상기 실내팬(13)측으로 안내하는 공기 안내부(17)와, 상기 실외팬(14)에 의해 송풍된 공기가 상기 응축기(12)측으로만 유동되도록 안내하는 시라우드(16)와, 상기 응축기(12)를 향해 물을 뿌려 줌으로써 응축기(12)의 열교환 효율을 향상시키는 물뿌리개 링(18)과, 압축기(미 도시) 및 팽창밸브(미 도시)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 공기조화기는 응축기에서 응축된 냉매가 증발기에서 증발되면서 주위의 공기를 냉각시켜 실내를 냉방하도록 되어 있다.

공기조화기를 구동시키면 모터(15)가 작동되어 실내팬(13)과 실외팬(14)을 동시에 구동시키게 된다. 실내팬(13)은 공기 안내부(17)에 의해 안내된 실내 공기를 증발기(11)로 송풍하여 증발기(11)의 흡열작용에 의해 공기가 냉각된 후 실내로 토출되도록 함으로써 실내를 냉방하게 된다.

실외팬(14)에 의해 발생된 풍량은 시라우드(16)에 의해 안내되어 응축기(12)를 통과하게 되고, 응축기(12)의 내부를 흐르는 냉매에서 발생된 열을 식혀줌으로써 응축기(12)의 열교환 효과가 발생되도록 한다.

압축기는 냉매배관을 따라 흐르는 냉매를 압축하여 상기 응축기(12)로 보내게 되고, 응축기(12)에서 응축된 냉매는 팽창밸브를 통해 상기 증발기(11)로 전달되며, 증발기(11)는 냉매의 기화에 따라 발생되는 흡열작용을 이용하여 주위 공기를 냉각시키게 된다.

이때, 상기 증발기(11)에서는 냉매배관과 냉각핀의 낮은 온도로 인해 응축된 냉각수가 냉매배관의 표면을 따라 흘러 안내판(19)으로 떨어지고, 안내판(19)을 따라 실외측으로 흘러 캐비닛(10)의 밑판에 고이게 된다. 캐비닛(10) 밑판에 냉각수가 어느 정도 이상 고이게 되면 실외팬(14)의 주위를 둘러싸고 있는 물뿌리개 링(18)이 고인 냉각수의 일부를 퍼올리게 되고, 퍼올려진 물의 일부분은 응축기 (12)의 방열핀으로 뿌려지게 된다. 따라서, 차가운 냉각수와 접촉된 응축기(12)에서의 응축효율은 향상된다.

그러나, 종래의 공기조화기는 실외팬을 이용하여 응축기에 새로운 공기를 공급하여 냉매가 응축되도록 하므로 실외팬 구동에 따른 소음이 발생되고 실외팬에 의해 발생된 풍량이 응축기를 통과할 때 압력 감소로 인한 소음이 발생되는 문제점이 있다.

실외팬과 시라우드는 소음이나 풍량 측면에서 각각 서로에게 영향을 주도록 구성되는데, 실외팬에서 발생된 풍량은 응축기를 통과하면서 압력이 떨어지고 소음을 발생시킨다. 물론, 실외팬의 회전에 따른 소음도 약 50 ㏈ 정도로 대단히 높으며, 이러한 소음 저감을 위한 실외팬 및 시라우드와 같은 외부 구조물의 최적화를 시도하고 있으나, 실외부에서 발생되는 소음을 근본적으로 제거할 수는 없다.

또, 실외팬의 주위에 설치된 링에 의한 충격력으로 응축기에 냉각수가 공급되므로 이로 인한 충돌 소음이 발생되고, 공기의 유동성 측면에서도 링에 의해 회전 방향의 속도 성분이 많이 생겨 와류가 생성되므로 유동 손실 및 유동 소음이 증가된다.

또한, 실외기에 응축기와 실외팬과 시라우드 및 링이 설치되고 그들을 지지하기 위한 브라켓으로 인해 실외기의 용적이 커지는 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실외팬을 이용하여 새로운 공기를 응축기에 공급하는 것이 아니라 응축기 자체가 왕복동 운동하도록 하여 실외팬 및 시라우드를 생략함으로써, 공기조화기의 실외부에서 발생되는 소음을 저감하고 제품 단가를 줄일 수 있는 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 일체형 공기조화기가 도시된 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 공기조화기의 응축부가 도시된 구성도,

도 3은 본 발명의 요부 구성인 응축부의 작동 상태도,

도 4는 본 발명의 요부 구성인 모터부의 내부 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 응축기 51 : 냉매배관

52 : 냉각핀 53 : 케이스

54 : 편심축 55 : 축수부

56 : 중심원통 60 : 모터

61,62,63 : 기어 71 : 축(실내팬의)

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축수단과 증발수단 사이를 순환하는 냉매가 흐르는 냉매배관과, 상기 냉매배관이 관통되고 열교환면적이 증가되도록 하는 복수개의 냉각핀과, 상기 냉매관과 냉각핀으로 이루어진 응축수단; 상기 응축수단을 좌우로 왕복시켜 열교환이 일어나도록 하는 왕복동 구동수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 공기조화기는 종래와 동일하게 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매의 흡열 반응을 이용하여 주위 공기를 냉각시키는 증발기와, 기체 상태의 냉매를 액체상태로 응축시키는 응축부로 구성된다. 다만, 상기 응축부가 도 2에 도시된 바와 같이 냉매가 흐르는 냉매배관(51)이 관통될 수 있도록 적층된 복수개의 냉각핀(52)과, 상기 냉각핀(52)을 지지하고 고정하는 케이스(53)와, 상기 케이스(53)를 일정 각도내에서 좌우로 왕복시키는 왕복동 구동수단으로 구성된다.

상기 왕복동 구동수단은 축수부(55)에 편심되게 삽입되어 회전되는 편심축(54)을 이용하여 상기 케이스(53)를 왕복 운동시키는데, 상기 편심축(54)은 그 중앙에 원통부(56)가 구비됨으로써 상기 원통부(56) 내로 냉매배관(51)이 연결된다. 상기 편심축(54)은 실내팬을 구동하는 모터(60)에 의해 구동되고, 상기 모터(60)는 감속 효과를 얻을 수 있도록 복수개의 기어(61,62,63)를 사용한다. 즉,복수개의 기어(61,62,63)가 조합되는 형태를 변경하여 실내팬의 회전속도에 비해 늦은 속도로 편심축(54)이 회전되도록 한다.

이때, 상기 케이스(53)는 공기와 접촉되는 전열 면적이 최대한으로 넓어지도록 부채 형상으로 형성된다.

물론, 상기 편심축(54)을 구동하는 동력원으로 실내팬을 구동하는 모터(60)가 아닌 별도의 모터를 추가로 구비할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 공기조화기는 실외팬을 구동하지 않고도 새로운 공기와 냉각핀 및 냉매배관이 만나도록 하여 응축기의 응축효과를 향상시킨다.

압축기에 의해 압축된 냉매는 냉매배관(51a)을 따라 응축기(50)로 공급되고, 응축기(50)의 냉매배관(51)을 따라 흐르면서 주위의 공기와 열교환을 하여 액체 상태로 응축된다. 이때, 왕복동 구동수단이 응축기(50)를 좌우로 왕복 운동시켜 새로운 공기가 냉각핀(52) 및 냉매배관(51)과 만나도록 한다.

즉, 실내팬을 구동시키는 모터(60)가 편심축(54)을 회전시켜 응축기(50)가 왕복 운동하게 한다. 모터(60)가 구동되면 구동력중 일부는 축(71)을 통해 실내팬으로 전달되고, 나머지 일부는 기어(61,62,63)를 통해 감속되어 중심 원통(56)으로 전달된다. 다시 말해서 편심축(54)을 회전시키게 되고, 편심축(54)은 축수부(55)를 따라 회전되면서 응축기(50)를 왕복 운동시키게 된다.

상기 응축기(50)가 왕복 운동 하는 동안 압축기에서 나온 냉매는 중심원통 (56)의 유입구(51a)를 통해 응축기(50)로 공급되고, 응축기(50)의 왕복 운동에 따라 주위 공기와 최대한의 열교환을 통해 응축된 냉매가 중심원통(56)의토출구(51b)를 통해 토출되어 증발기측으로 이동된다.

이와 같이, 본 발명의 공기조화기는 실외팬을 사용하지 않으므로 불필요한 에너지의 손실이 적고 물뿌리개 링으로 인한 유동교란으로 생기는 압력손실 및 유량 손실이 발생되지 않으며 소음이 저감되고 응축기의 성능이 향상되어 용적이 줄어드는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 압축수단과 증발수단 사이를 순환하는 냉매가 흐르는 냉매배관과; 상기 냉매배관이 관통되고 열교환면적이 증가되도록 하는 복수개의 냉각핀과; 상기 냉매배관과 냉각핀으로 이루어진 응축수단; 상기 응축수단에 편심되게 연결된 편심축과, 상기 응축수단이 상기 편심축을 중심으로 좌우 스윙 회전될 수 있도록 상기 편심축을 좌우 스윙 회전시키는 모터로 이루어진 왕복동 구동수단을 포함한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 왕복동 구동수단은 실내팬을 구동하는 모터에 의해 구동되는 편심축과, 모터의 회전 속도를 감속하여 상기 편심축으로 전달하는 복수개의 기어열을 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기.