KR101116210B1 - 천장형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 승강하는 흡입그릴의 사방이 균일하게 닫힐 수 있도록 한 천장형 공기조화기를 개시한 것이다. 개시한 천장형 공기조화기는 열교환기와 송풍장치를 수용하며 천장에 장착되는 본체와, 본체의 하부에 분리 가능하게 장착되는 흡입그릴과, 흡입그릴을 승강시키는 승강장치를 포함하며, 승강장치는 흡입그릴 둘레부분의 상호 이격된 위치에 연결되는 복수의 로프와, 각 로프를 감거나 풀어주도록 본체에 설치되는 복수의 릴과, 복수의 릴을 회전시키는 구동모터와, 구동모터의 회전을 복수의 릴에 전달하며 각 릴의 회전저항 차에 따라 각 릴의 회전속도 차가 생기도록 하는 차동장치를 포함한다.

Description

천장형 공기조화기{CEILING-MOUNTED CASSETTE TYPE AIR CONDITIONER}

도 1은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 외형을 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 저면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 승강장치 구성을 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 승강장치 중 구동장치의 내부구성을 나타낸 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 승강장치 중 구동장치의 내부구성을 나타낸 분해 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 본체, 12: 송풍장치,

13: 열교환기, 20: 천장패널,

21: 흡입구, 22: 토출구,

23: 공기정화필터, 24: 흡입그릴,

30: 승강장치, 31a,31b: 제1 및 제2로프,

32a,32b: 제1 및 제2롤러, 33a: 제1감지장치,

33b: 제2감지장치, 40: 구동장치,

41: 제1릴, 42: 제2릴,

43: 구동모터, 44: 케이싱,

50: 차동장치, 51: 제1피동축,

52: 제2피동축, 53: 링기어,

54: 차동피니언, 55: 제1종동피니언,

56: 제2종동피니언, 57: 구동피니언.

본 발명은 천장형 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입그릴을 승강시키는 승강장치를 갖춘 천장형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 천장에 설치되는 천장형 공기조화기는 실내열교환기와 송풍장치를 내장한 상태로 천장의 내부공간으로 진입 설치되는 본체와, 이 본체의 하면 및 천장의 개구부를 덮도록 설치되는 천장패널을 구비하고 있다. 또 이러한 공기조화기는 실내공기의 흡입 및 토출을 위해 천장패널의 중앙부에 형성되는 흡입구와, 천장패널의 흡입구 외곽 쪽에 형성되는 다수의 토출구를 구비하며, 흡입구를 통해 흡입되는 공기를 정화시킬 수 있도록 천장패널의 흡입구 내측에 설치되는 공기정화필터를 구비하고 있다.

또 천장형 공기조화기는 사용자가 공기정화필터를 분리할 수 있도록 천장패 널의 중앙부에 분리 가능하게 장착되는 흡입그릴과, 이 흡입그릴을 상하로 승강시킴으로써 사용자가 공기정화필터를 손쉽게 교체하거나 세척할 수 있게 하는 승강장치를 구비하고 있다. 공기정화필터는 흡입그릴을 하강시킬 때 함께 하강할 수 있도록 통상 흡입그릴의 내면(상면)에 장착되어 있다.

승강장치는 흡입그릴의 사방 모서리부에 각각 연결되는 로프들과, 이 로프들을 동시에 감거나 풀어줌으로써 흡입그릴의 승강이 이루어지도록 하는 구동장치를 포함하고, 구동장치는 각 로프들을 감거나 풀어주는 복수의 릴(Reel)과, 이들 릴을 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동모터를 포함하는 구성으로 되어 있다.

그러나 이러한 종래 천장형 공기조화기는 승강장치의 동작에 의해 흡입그릴의 상승이 이루어질 때 로프들을 감아주는 각 릴 감김이 불균일해지거나 장기간 사용에 의해 로프가 늘어나 각 로프의 길이들이 달라질 경우 흡입그릴의 닫힘이 정확하게 이루어지지 않는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하고자 한 종래의 예로는 대한민국 공개특허공보 1998-018467호(공개일: 1998년 6월 5일)에 개시된 천장형 공기조화기가 있다. 이 공보의 천장형 공기조화기는 각 릴이 결합되는 부분에 마련되어 각 릴의 회전을 제어하는 코일스프링을 구비하고, 흡입그릴의 사방이 균일하게 닫히도록 구동모터의 동작을 제어하는 제어수단을 구비하고 있다. 이는 각 릴에 설치되는 코일스프링의 작용과 제어수단의 제어동작에 의해 흡입그릴이 어느 정도 균일하게 닫힐 수 있도록 한 것이다. 그러나 이러한 천장형 공기조화기도 장기간 사용하여 코일스프링이 제 기능을 못하거나 로프가 과도하게 늘어날 경우에는 흡입그릴의 사방이 균일하게 닫히지 않을 수 있는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 각 로프들의 길이변화 등과 무관하게 흡입그릴의 사방이 균일하게 닫힐 수 있도록 하는 천장형 공기조화기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는, 열교환기와 송풍장치를 수용하며 천장에 장착되는 본체와, 상기 본체의 하부에 분리 가능하게 장착되는 흡입그릴과, 상기 흡입그릴을 승강시키는 승강장치를 포함하며, 상기 승강장치는 상기 흡입그릴의 상호 이격된 위치에 연결되는 복수의 로프와, 상기 각 로프를 감거나 풀어주도록 상기 본체에 설치되는 복수의 릴과, 상기 복수의 릴을 회전시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전을 상기 복수의 릴에 전달하며 상기 각 릴의 회전저항 차에 따라 상기 각 릴의 회전속도 차가 생기도록 하는 차동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 차동장치는 상기 각 릴 중 하나를 회전시키는 제1피동축과, 상기 각 릴 중 다른 하나를 회전시키며 상기 제1피동축과 동축적로 배치되는 제2피동축과, 회전중심선이 상기 두 피동축의 회전중심선과 일치하도록 상기 두 피동축 사이에 설치되는 링기어와, 상기 링기어의 양 측면 쪽으로 노출되는 상태로 상기 링기어의 회전중심과 외주부 사이에 회전 가능하게 설치되며 그 회전축선이 상기 링기어의 회전중심으로부터 반경방향을 향하도록 배치되는 하나이상의 차동피니언과, 상기 링기어의 양 측면 쪽에서 상기 차동피니언과 각각 치합되도록 상기 제1 및 제2피동축에 각각 설치되는 제1 및 제2종동피니언과, 상기 링기어를 회전시키도록 상기 링기어와 치합되며 상기 구동모터의 회전축에 결합되는 구동피니언을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 승강장치는 상기 제1 및 제2피동축을 회전 가능하게 지지하며, 상기 각 릴, 링기어, 차동피니언, 제1 및 제2종동피니언, 구동피니언을 수용한 상태로 상기 본체의 하부에 설치되는 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 차동피니언과 상기 제1 및 제2종동피니언이 베벨기어인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 승강장치는 상기 흡입그릴에 상기 각 로프가 연결되는 위치들과 각각 대응하는 위치의 상기 본체 하부에 상기 각 로프를 지지하도록 설치되는 복수의 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 승강장치는 상기 흡입그릴에 상기 각 로프가 연결되는 위치들과 근접하는 위치의 상기 본체 하부에 상기 흡입그릴의 닫힘을 감지하도록 설치되는 복수의 감지장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 승강장치가 상기 본체의 하부 양측에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 천장 (1)의 개구부(2)를 통하여 천장(1) 내부로 진입 설치되며 그 하면이 개방된 상자형의 본체(10)와, 본체(10)의 하면 개방부(11) 및 천장(1)의 개구부(2)를 덮도록 본체(10)의 하단에 장착되는 천장패널(20)을 구비한다.

본체(10)의 내부에는 중앙에 실내공기의 송풍을 위한 송풍장치(12)가 설치되고, 송풍장치(12)의 외곽 쪽에 공기를 냉각시키거나 가열시키는 열교환기(13)가 설치된다. 그리고 천장패널(20)에는 중앙에 흡입구(21)가 형성되고, 흡입구(21)의 외곽 쪽 사방에 토출구(22)가 형성된다.

송풍장치(12)는 하부의 흡입구(21) 쪽로부터 공기를 흡입하여 반경방향 외곽으로 토출시키는 원심형 터보팬(12a)과, 이 터보팬(12a)을 구동하도록 본체(10)의 내측 상면에 고정되는 구동모터(12b)를 포함한다. 열교환기(13)는 터보팬(12a)의 동작에 의해 송풍되는 공기가 통과하면서 열교환될 수 있도록 터보팬(12a) 외곽의 사방 둘레에 설치된다. 또 열교환기(13)는 열교환기(13)로부터 흘러내리는 응축수를 모아서 배출시키도록 본체(10)의 내측 하부에 설치되는 지지부재(14)에 의해 지지된다. 또한 지지부재(14)에는 터보팬(12a)의 입구 쪽과 터보팬(12a)의 출구 쪽 공간을 구획하여 공기흐름이 원활하도록 하는 공기안내판(15)이 설치된다. 이러한 구성은 본체(10) 내부의 송풍장치(12)가 동작할 때 흡입구(21)를 통하여 본체(10)의 내부로 흡입된 공기가 열교환기(13)를 통과하면서 열교환된 후 토출구(22)를 통하여 다시 실내공간으로 공급됨으로써 실내공간의 냉방 또는 난방을 수행할 수 있도록 한 것이다.

또 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 흡입구(21)를 통하여 흡입되는 공기 중의 이물질을 걸러주도록 흡입구(21) 쪽에 설치되는 공기정화필터(23)와, 사용자가 공기정화필터(23)를 분리할 수 있도록 천장패널(20)의 흡입구(21)에 분리 가능하게 장착되는 평판형태의 흡입그릴(24)을 구비한다. 이때 흡입그릴(24)에는 공기의 흡입이 가능하도록 다수의 통기공(24a)이 형성된다. 그리고 공기정화필터(23)는 도 4에 도시한 바와 같이, 사용자가 흡입그릴(24)을 분리할 때 함께 분리될 수 있도록 흡입그릴(24)의 내면에 설치된다.

또한 본 발명은 천장(1)에 설치되는 공기조화기로부터 사용자가 공기정화필터(23)를 손쉽게 분리하여 교환하거나 청소할 수 있도록 흡입그릴(24)을 승강시키는 승강장치(30)를 구비한다.

이러한 승강장치(30)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 흡입그릴(24)을 양측에서 동시에 상승시키거나 하강시키도록 본체(10) 하부의 흡입구(21) 양측에 각각 설치되며 양측이 동일하게 마련되는 2세트의 승강장치로 이루어진다. 그리고 양측의 각 승강장치(30)는 도 4에 도시한 바와 같이, 흡입그릴(24)의 두 모서리 쪽 상면의 로프연결부(25a,25b)에 각각 연결되는 제1 및 제2로프(31a,31b)와, 두 로프(31a,31b)를 감거나 풀어줌으로써 흡입그릴(24)의 승강이 이루어지도록 하기 위해 본체(10) 하부에 설치되는 구동장치(40)를 포함한다. 또 각 승강장치(30)는 흡입그릴(24)에 제1 및 제2로프(31a,31b)가 연결되는 위치들과 각각 대응하는 본체(10) 하부에 각각 설치되는 제1 및 제2롤러(32a,32b)와, 흡입그릴(24)의 닫힘을 감지하도록 두 롤러(32a,32b)가 설치된 위치와 근접하는 위치에 각각 설치되는 제1 및 제2감지장치(33a,33b)를 포함한다.

이러한 구성은 흡입구(21) 양측에 설치된 각 승강장치(30)의 구동장치(40)가 동작할 때 제1 및 제2로프(31a,31b)가 제1 및 제2롤러(32a,32b)에 의해 안내되면서 감기거나 풀림으로써 흡입그릴(24)의 승강이 이루어질 수 있도록 한 것이고, 흡입그릴(24)이 완전히 상승하여 닫힐 때 제1 및 제2감지장치(33a,33b)가 흡입그릴(24)의 닫힘을 감지할 수 있도록 한 것이다. 여기서 닫힘을 감지하는 제1 및 제2감지장치(33a,33b)는 통상의 마이크로스위치나 홀센서 등으로 구성될 수 있다.

로프들(31a,31b)을 감거나 풀어주는 구동장치(40)는 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2로프(31a,31b)를 각각 감거나 풀어주는 제1 및 제2릴(41,42), 이들 두 릴(41,42)을 정방향과 역방향으로 회전시키기 위한 구동모터(43), 구동모터(43)의 회전을 두 릴(41,42)에 전달함과 동시에 각 릴(41,42)의 회전저항(회전부하) 차에 따라 각 릴(41,42)의 회전속도 차가 생기도록 하는 차동장치(50), 두 릴(41,42) 및 차동장치(50)를 수용하는 케이싱(44)을 포함한다.

또 케이싱(44) 내부의 차동장치(50)는 제1 및 제2릴(41,42)을 각각 회전시키도록 제1 및 제2릴(41,42)과 각각 결합되며 상호 동축적으로 배열되는 제1피동축(51)과 제2피동축(52), 두 피동축(51,52) 사이의 중앙부에 설치되는 링기어(53), 링기어(53)에 회전 가능하게 설치되는 복수의 차동피니언(54), 차동피니언(54)과 치합되도록 제1 및 제2피동축(51,52)에 각각 결합되는 제1 및 제2종동피니언(55,56), 링기어(53)를 회전시키도록 링기어(53)와 치합되며 구동모터(43)의 회전축(43a)에 결합되는 구동피니언(57)을 포함한다.

더 구체적으로 설명하면, 제1피동축(51)과 제2피동축(52)의 일단은 케이싱 양측(44)에 형성된 축지지부(44a,44b)에 각각 회전이 가능한 상태로 지지되고, 제1릴(41)과 제2릴(42)은 제1 및 제2피동축(51,52)과 함께 회전하도록 제1 및 제2피동축(51,52)의 외면에 각각 고정된다. 링기어(53)는 그 회전중심선이 두 피동축(51)의 회전중심선과 일치하도록 두 피동축(51,52) 사이에 설치된다. 또 링기어(53)는 그 중심부에 형성된 축결합공(53a)에 양측의 두 피동축(51,52)이 자유회전 가능한 상태로 진입함으로써 회전 가능한 상태로 지지된다.

복수의 차동피니언(54)은 통상의 베벨기어로 이루어지며 링기어(53)의 양 측면 쪽에 노출된 상태가 되도록 링기어(53)의 회전중심과 외주부 사이에 회전 가능하게 설치된다. 이처럼 차동피니언(54)을 설치할 수 있도록 링기어(53)에는 양 측면이 관통하는 복수의 기어설치부(53b)가 형성된다. 또 복수의 차동피니언 회전축(54a)은 그 축선방향이 링기어(53)의 회전중심으로부터 반경방향으로 향하도록 배열되며 링기어(53)의 각 기어설치부(53b)에 회전 가능한 상태로 지지된다.

제1 및 제2종동피니언(55,56)은 링기어(53)의 양측에서 각각 차동피니언(54)과 치합을 이루는 베벨기어로 이루어지며 제1 및 제2피동축(51,52)과 함께 회전하도록 제1피동축(51)과 제2피동축(52) 외면에 각각 고정된다. 구동피니언(57)은 구동모터(43)의 회전축(43a)에 결합된 상태로 링기어(53) 외주부에 치합된다. 이때 구동모터(43)는 케이싱(44)의 외부에 설치되고, 구동모터(43)의 회전축(43a)이 케이싱(44) 내부로 진입하여 구동피니언(57)과 결합된다. 또한 케이싱(44)의 양측에는 제1로프(31a)와 제2로프(31b)가 케이싱(44) 내부로 진입하여 각각 제1릴(41)과 제2릴(42)에 감길 수 있도록 제1 및 제2로프진입공(45a,45b)이 형성된다.

이러한 구동장치(40)의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

제1로프(31a)와 제2로프(31b)에 부하가 동일하게 걸린 상태에서 구동모터(43)의 동작에 의해 링기어(53)의 회전이 이루어지면, 제1 및 제2종동피니언(55,56)과 치합된 차동피니언(54)의 양측에 동일한 힘(회전부하)이 걸리게 되므로 차동피니언(54)이 자전하지 않고 링기어(53)와 함께 공전만 한다. 따라서 이때는 양측의 두 종동피니언(55,56)이 링기어(53)의 회전방향과 같은 방향으로 동일속도로 회전하므로 제1 및 제2릴(41,42)이 동일하게 회전하면서 제1로프(31a)와 제2로프(31b)를 감거나 풀어줄 수 있게 되고 이를 통해 흡입그릴(24)을 승강이 이루어지게 된다. 여기서 흡입그릴(24)의 상승 또는 하강동작은 구동모터(43)의 회전방향 변경에 따른다.

한편, 구동장치(40)의 동작에 의해 흡입그릴(24)이 닫히는 과정에서 제1 및 제2로프(31a,31b)와 연결된 흡입그릴(24)의 양측 모서리부 중 어느 한 쪽이 먼저 닫히는 상황이 발생할 경우에는 두 로프(31a,31b)에 걸리는 부하가 달라진다. 즉 먼저 닫히는 쪽과 연결된 로프가 더 이상 당겨질 수 없게 되므로 그 쪽의 부하가 급격히 커진다. 이처럼 양측 두 로프(31a,31b)에 걸리는 부하가 다를 경우 구동장치(40)의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

예를 들어, 제1로프(31a) 쪽 부하가 커져 제1릴(41)이 더 이상 회전하지 않을 경우(흡입그릴의 제1로프와 연결된 쪽이 먼저 닫히는 경우)에는 제1종동피니언(55)이 더 이상 회전하지 않는다. 따라서 차동피니언(54)은 링기어(53)가 회전하는 방향으로 공전을 함과 동시에 제1종동피니언(55)이 회전하지 않기 때문에 자전을 하게 되고, 이러한 차동피니언(54)의 공전 및 자전에 의해 반대편 제2종동피니언(56)은 링기어(53)의 회전방향으로 더욱 빨리 회전한다. 제1종동피니언(55)이 완전히 멈춘 상태에서는 제2종동피니언(56)이 두배 빠르게 회전한다. 따라서 이때는 제2릴(42)이 계속 회전하여 제2로프(31b)를 감아주므로 제2로프(31b)와 연결된 흡입그릴(24)의 모서리부도 완전히 닫힌다.

이처럼 본 발명의 구동장치(40)는 차동장치(50)의 동작에 의해 흡입그릴(24)의 어느 한 쪽이 먼저 닫혀 해당하는 쪽 릴의 회전이 멈추게 되더라도 다른 쪽 릴이 계속 회전하여 흡입그릴(24)의 나머지 부분을 완전히 닫아주게 된다. 따라서 본 발명은 각 로프(31a,31b)의 길이변화가 생기거나 각 릴(41,42)에 감기는 로프의 감김이 불균일하더라도 흡입그릴(24)의 사방을 균일하게 닫아줄 수 있게 된다. 그리고 기기의 제어부(미도시)는 제1감지장치(33a)와 제2감지장치(33b)를 통해 흡입그릴(24) 사방의 닫힘을 감지하여, 흡입그릴(24)의 사방이 모두 닫힌 것으로 감지될 때 구동모터(43)가 정지되도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 흡입그릴을 승강시키는 승강장치가 차동장치를 구비하기 때문에 각 로프의 길이가 변하거나 각 로프의 감김이 불균일하더라도 흡입그릴의 사방이 균일하게 닫히는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 열교환기와 송풍장치를 수용하며 천장에 장착되는 본체와, 상기 본체의 하부에 분리 가능하게 장착되는 흡입그릴과, 상기 흡입그릴을 승강시키는 승강장치를 포함하는 천장형 공기조화기에 있어서,

   상기 승강장치는 상기 흡입그릴의 상호 이격된 위치에 연결되는 복수의 로프와, 상기 각 로프를 감거나 풀어주도록 상기 본체에 설치되는 복수의 릴과, 상기 복수의 릴을 회전시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전을 상기 복수의 릴에 전달하며 상기 각 릴의 회전저항 차에 따라 상기 각 릴의 회전속도 차가 생기도록 하는 차동장치를 포함하고,

   상기 승강장치는 상기 흡입그릴에 상기 각 로프가 연결되는 위치들과 근접하는 위치의 상기 본체 하부에 상기 흡입그릴의 닫힘을 감지하도록 설치되는 복수의 감지장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 차동장치는 상기 각 릴 중 하나를 회전시키는 제1피동축과, 상기 각 릴 중 다른 하나를 회전시키며 상기 제1피동축과 동축적으로 배치되는 제2피동축과, 회전중심선이 상기 두 피동축의 회전중심선과 일치하도록 상기 두 피동축 사이에 설치되는 링기어와, 상기 링기어의 양 측면 쪽으로 노출되는 상태로 상기 링기어의 회전중심과 외주부 사이에 회전 가능하게 설치되며 그 회전축선이 상기 링기어의 회전중심으로부터 반경방향을 향하도록 배치되는 하나이상의 차동피니언과, 상기 링기어의 양 측면 쪽에서 상기 차동피니언과 각각 치합되도록 상기 제1 및 제2피동축에 각각 설치되는 제1 및 제2종동피니언과, 상기 링기어를 회전시키도록 상기 링 기어와 치합되며 상기 구동모터의 회전축에 결합되는 구동피니언을 포함하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 승강장치는 상기 제1 및 제2피동축을 회전 가능하게 지지하며, 상기 각 릴, 링기어, 차동피니언, 제1 및 제2종동피니언, 구동피니언을 수용한 상태로 상기 본체의 하부에 설치되는 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
4. 제2항에 있어서,

   상기 차동피니언과 상기 제1 및 제2종동피니언이 베벨기어인 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 승강장치는 상기 흡입그릴에 상기 각 로프가 연결되는 위치들과 각각 대응하는 위치의 상기 본체 하부에 상기 각 로프를 지지하도록 설치되는 복수의 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 승강장치가 상기 본체의 하부 양측에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.

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