KR101465255B1 - 공기 조화기 - Google Patents

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KR101465255B1 KR1020070112829A KR20070112829A KR101465255B1 KR 101465255 B1 KR101465255 B1 KR 101465255B1 KR 1020070112829 A KR1020070112829 A KR 1020070112829A KR 20070112829 A KR20070112829 A KR 20070112829A KR 101465255 B1 KR101465255 B1 KR 101465255B1
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Abstract

본 실시예는 공기 조화기에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 공기 조화기는, 다수 개의 부재로 구성되는 본체가 포함되고, 상기 다수 개의 부재 중 일부 또는 전부에는 탄소나노튜브(Carbon nanotube)가 포함되며, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재는 상기 부재에 코팅 또는 상기 부재의 원재료와 탄소나노튜브의 배합물의 성형에 의해서 상기 탄소나노튜브와 일체로 제조 또는, 상기 탄소나노튜브와 원재료의 배합물의 성형에 의해서 제조된 보조 부재와 상기 부재의 모재와의 결합 중 어느 하나의 방법으로 형성되며, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재는, 다른 부재와 마찰 작용을 수행한다.
공기 조화기

Description

공기 조화기{Air conditioner}
본 실시예는 공기 조화기에 관한 것이다.
탄소나노튜브(Carbon nanotube : CNT)는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 소재를 말한다. 상기 탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성을 가지고 있어서, 최근 들어 상기 탄소나노튜브의 합성 및 응용에 많은 연구가 이루어지고 있다.
본 실시예는 상기되는 바와 같은 배경 하에서 제안된 것으로서, 탄소나노튜브가 포함된 부재로 이루어지는 공기 조화기를 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 실시예는 탄소나노튜브가 포함된 부재를 사용하여 성능 및 신뢰성이 향상되는 공기 조화기를 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 실시예에 따른 공기 조화기는 다수 개의 부재로 구성되는 본체가 포함되고, 상기 다수 개의 부재 중 일부 또는 전부에는 탄소나노튜브(Carbon nanotube)가 포함되며, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재는 상기 부재에 코팅 또는 상기 부재의 원재료와 탄소나노튜브의 배합물의 성형에 의해서 상기 탄소나노튜브와 일체로 제조 또는, 상기 탄소나노튜브와 원재료의 배합물의 성형에 의해서 제조된 보조 부재와 상기 부재의 모재와의 결합 중 어느 하나의 방법으로 형성되며, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재는, 다른 부재와 마찰 작용을 수행하는 것을 특징으로 한다.
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제안되는 실시예에 의하면, 공기 조화기의 전체적인 강도 및 내마모성이 형상되고, 먼지가 상기 공기 조화기의 외면 또는 내부에 부착되는 것이 방지될 수 있게 된다.
또한, 상기 공기 조화기 내부에서 발생되는 소음이 저감되는 효과가 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재가 상기 공기 조화기의 내부에서 발열부 또는 방열부로 사용되는 경우 열전도성이 향상되어 상기 공기 조화기의 제품 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 탄소나노튜브가 포함된 부재로 이루어지는 공기 조화기의 사시도이고, 도 2는 실내기의 분해 사시도이며, 도 3은 실외기의 내부 구조를 보여주는 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 공기 조화기에는 실내에 설치되는 실내기(10)와, 실외에 설치되는 실외기(70)가 포함된다. 도 1에서는 실내기(10)와 실외기(70)가 분리된 타입의 공기 조화기가 도시되나, 본 실시예의 사상은 공기 조화기의 타입에 제한은 없으며, 실내기와 실외기가 일체로 형성되는 타입의 공기 조화기 등 모든 공기 조화기에 적용될 수 있다. 상기 실내기(10)와 실외기(70)는 각각 다수 개의 부재에 의해서 이루어진다.
상기 실내기 및 실외기의 구성에 대해서 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
본 실시예의 실내기(10)에는 외형을 형성하는 본체(100)와, 상기 본체(100)의 하방에 결합되는 베이스(600)와, 상기 본체(100)의 전방에 결합되어 전면 외관을 형성하는 전면 도어(500)가 포함된다.
상세히, 상기 본체(100)는 전방부 측면 외관을 형성하는 전방 프레임(200)과, 후방부 외관을 형성하는 후방 프레임(300)과, 상기 전방 프레임(200)의 하방 양측에 구비되어, 상기 본체(100)로 흡입되는 공기의 유동을 가이드하는 한 쌍의 흡입 유닛(400)이 포함된다.
그리고, 상기 본체(100)의 내부에는 상기 본체(100) 내부로 흡입된 공기가 내부의 냉매와 열교환되도록 하는 실내 열교환기(320)와, 상기 실내 열교환기(320)의 하측에 구비되어 상기 실내 열교환기(320)와 흡입 공기의 열교환과정에서 발생되는 응축수를 집수하는 드레인부(330)와, 실내 공기가 상기 본체(100) 내부로 강제적으로 송풍되도록 하는 송풍부(340)와, 상기 송풍부(340)의 전방에 장착되어 상기 송풍부(340) 측으로 유동되는 공기를 정화시키는 공기 정화기(350)가 구비된다.
더욱 상세히, 상기 전방 프레임(200)에는 다수 개의 토출구(202)가 형성된다. 그리고, 상기 전방 프레임(200)에는 상기 다수 개의 토출구(202)를 통하여 토출되는 공기의 토출 방향을 조절하는 방향 조절 장치(202)가 회전 가능하게 결합된다.
상기 전방 프레임(200)의 전면에는 대략 사각판재 형상으로 형성되는 프런트 커버(210)가 장착된다. 그리고, 상기 프런트 커버(210)의 중앙부에는 상기 전면 도 어(500)에 형성되는 조작부에 구비되는 다수의 전자 부품이 안착되는 조작부 후면커버(미도시)가 안착되는 커버 안착홈(214)이 후방으로 함몰 성형된다.
상기 흡입 유닛(400)은, 외형을 이루며, 흡입구(412)가 형성되는 프레임(410)과, 상기 프레임(410)의 일측에 결합되어 상기 흡입구(412)를 선택적으로 차폐시키는 흡입 베인(420)과, 흡입되는 공기를 정화시키는 필터 유닛(430)이 포함된다. 상기 필터 유닛(430)은, 공기를 정화시키는 필터(434)와, 상기 필터가 고정되는 필터 하우징(432)으로 구성된다.
상기 공기 정화기(350)는, 다수 개의 필터 유닛(352)과, 상기 필터 유닛(352)이 수용되는 필터 하우징(352)으로 구성된다.
한편, 본 실시예의 실내기(70)에는, 외형을 이루는 본체(700)와, 상기 본체(700)의 전면에 결합되는 토출 그릴(712)이 포함된다.
상세히, 상기 본체(700)에는 외형을 형성하는 케이싱(710)과, 상기 케이싱의 하측에 결합되는 베이스(720)와, 상기 본체(700)의 내부 공간을 구획하는 배리어(750)가 포함된다.
그리고, 상기 배리어(750)의 일측에는 공기와 열교환되는 실외 열교환기(730)와, 상기 본체(700) 내부로 공기가 강제 송풍되도록 하는 송풍부(740)와, 상기 송풍부가 고정되도록 하는 마운트(742)가 배치된다.
또한, 상기 배리어(760)의 타측에는 냉매를 압축시키는 압축기(770)와, 상기 실외기 및 실내기를 제어하는 제어장치(760)가 배치된다.
더욱 상세히, 상기 제어장치(760)는 상기 배리어(750)의 일측에 고정된다. 그리고, 상기 제어장치(760)는, 메인 PCB(762), 리액터 PCB(764) 및 인버터 PCB(766)를 포함한다. 상기 메인 PCB(762)는 실외기(70)와 실내기(10)를 전체적으로 제어한다. 상기 인버터 PCB(766)는 외부에서 인가된 DC 전원을 AC 전원으로 전환하여 전압과 주파수를 가변시킴에 따라 압축기 모터(미도시)의 회전 속도를 제어한다. 상기 리액터 PCB(764)는 압축기 모터(미도시)의 코일 소손을 방지한다.
여기서, 상기 제어 장치는 작동 과정에서 열을 발생시킨다. 즉, 상기 제어 장치(760)는 발열부에 해당한다. 따라서, 상기 배리어(750)에는 상기 제어 장치(760)에서 발생되는 열을 외부로 신속하게 전달하기 위한 방열부(780)가 설치된다. 따라서, 상기 방열부(780)를 열전달부라 이름할 수 있을 것이다.
이와 같이 상기 공기 조화기는 실내기(10) 및 실외기(70)로 구성되며, 상기 실내기(10) 및 실외기(70)는 각각 다수 개의 부재로 구성된다. 그리고, 상기 공기 조화기를 구성하는 다수 개의 부재 중 일부 또는 전부에는 탄소나노튜브(Carbon nanotube : CNT)가 포함될 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 탄소나노튜브가 포함된 부재의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 탄소나노튜브가 포함된 부재(80)는, 상기 부재(80)의 외형을 이루는 모재(81)와, 상기 모재(81)의 적어도 일면에 형성되는 탄소나노튜브 코팅층(82)이 포함된다.
상기 탄소나노튜브 코팅층(82)을 형성하는 다양한 방법에 대해서 설명한다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 부재에 탄소나노튜브 코팅층을 형성하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 탄소나노튜브 코팅층(82)은 분사 장치(A)에 의해서 탄소나노튜브가 함유된 혼합 용액(83)이 모재(81)에 분사됨으로써 형성된다.
상기 모재의 원재료로는, 열가소성 수지나 열경화성 수지, 고무, 금속 등이 가능하며, 상기 모재의 용도에 따라 다양한 원재료가 사용될 수 있다.
상기 혼합 용액에는 바인더가 더 포함될 수 있다. 상기 바인더로는 일 례로, 실리콘 변성 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 및 실리콘 수지 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않는 다수의 바인더를 사용할 수 있다. 상기 바인더를 사용하는 경우 탄소나노튜브를 용이하게 모재 표면에 고정시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 혼합 용액(83)에는, 무기 항균제가 더 포함될 수 있다. 상기 무기 향균제에는 나노 금속 입자 포함할 수 있다. 상기 나노 금속 입자는 살균 기능을 갖는 금속 입자일 수 있으며, 상기 금속 입자는 은(Ag), 아연(Zn), 구리(Cu), 백금(Pt), 철(Fe), 카드뮴(Cd), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 크롬(Cr) 등의 입자이며, 단독으로 사용하거나 2종 이상의 합금으로 사용할 수 있다.
상기 나노 금속 입자는 나노화된 금속 입자를 나타내는 것으로 그 제조방법에 특별한 제한없이 나노 크기로 미립화된 금속 입자라면 어떤 것이나 사용할 수 있다.
이와 같은 나노 금속 입자는 박테리아, 곰팡이 등의 미생물의 생식 기능을 억제함으로써 미생물의 증식을 제한하는 한편, 세포 속으로 침투하여 미생물의 호흡시 필요한 효소의 기능을 정지시킴으로써 신진대사를 막아 살균이 이루어지도록 한다. 특히 은(Ag), 아연(Zn), 및 구리(Cu) 금속 입자는 항균 작용, 환경과 인체에 대한 안정성 등의 관점에서 바람직하고, 은(Ag)이 더욱 바람직하다.
따라서, 상기 혼합 용액(83)에 나노 금속 입자가 포함되는 경우, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재(80)가 공기와 접촉하는 부분에 설치하면, 살균 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 탄소나노튜브 코팅층은 탄소나노튜브, 바인더 및 나노 금속 입자가 포함된 혼합 용액을 상기 모재(81)에 분사함에 따라 형성되거나 상기 탄소나노튜브, 바인더, 나노 금속 입자를 개별적으로 분사함으로써 형성할 수 있다.
여기서, 본 실시예는 탄소나노튜브가 포함된 혼합 용액을 모재에 분사하는 방법이 제시되나, 이와 달리 상기 탄소나노튜브가 포함된 용액을 상기 모재에 붓 등에 의해서 페인팅되는 방법도 사용될 수 있음을 밝혀둔다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 부재에 탄소나노튜브 코팅층을 형성하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 탄소나노튜브 코팅층(82)은, 탄소나노튜브가 함유된 혼합 용액(83)에 모재(81)가 침지됨으로써 형성된다. 이 때, 상기 모재(81)의 일부를 혼합 용액(83)에 침지하거나 상기 모재(81) 전체를 상기 혼합 용액(83)에 담궈 탄소나노튜브 코팅층(82)을 형성할 수 있다.
상기 혼합 용액(83)에는 상술한 바와 같이 탄소나노튜브 외에 바인더 및 나노 금속 입자 중 일부 또는 전부가 포함될 수 있다.
도 7 및 도 8은 제 3 실시예에 따른 탄소나노튜브가 포함된 부재를 성형하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 탄소나노튜브가 포함된 부재(80)는, 상기 부재를 형성하기 위한 원재료와 상기 탄소나노튜브를 배합하여 성형함으로써 이루어진다.
상기 탄소나노튜브가 포함된 부재는, 탄소나노튜브와 원재료의 배합물(84)을 이용하는 모든 방법에 의해서 제작될 수 있으며, 일 례로, 사출, 주조 등에 의해서 제작될 수 있다.
사출의 경우, 금형(B)의 내부에 원재료와 탄소나노튜브가 배합된 배합물(84)을 삽입한다. 그리고, 상기 배합물(84)을 일정시간 동안 고화시킨 후에 상기 금형을 제거하면, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재(80)가 완성된다.
여기서, 상기 배합물(84)에는 탄소나노튜브 외에 바인더 및 나노 금속 입자 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.
도 9는 제 4 실시예에 따른 탄소나노튜브가 포함된 부재를 성형하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 9을 참조하면, 탄소나노튜브가 포함된 부재(80)는, 모재(81)에 탄소나노튜브가 포함된 보조 부재(85)를 결합시킴으로써 완성된다.
상기 보조 부재(85)는 탄소나노튜브가 포함된 혼합 용액이 코팅되어 형성되어나, 탄소나노튜브와 원재료의 배합물의 성형, 즉, 제 3 실시예의 방법에 의해서 형성될 수 있다.
상기 혼합 용액에는 탄소나노튜브 외에 바인더 및 나노 금속 입자 중 적어도 어느 하나가 포함될 수 있다.
이하에서는 탄소나노튜브가 포함된 부재의 적용 위치 및 기능에 대해서 설명하기로 한다.
(1) 외형을 형성하는 부재에 탄소나노튜브가 포함
탄소나노튜브는 공기 조화기의 외형을 형성하는 부재에 포함될 수 있다. 상기 부재로는, 실내기(10)의 본체(100), 전면 도어(50), 실외기(70)의 본체(700), 토출 그릴(712) 등이 포함될 수 있다.
상기 탄소나노튜브는 무게가 가벼우며, 전기 저항성이 우수하다. 또한, 상기 탄소나노튜브는 강도가 철에 비하여 10배~100배 정도되며, 연성이 우수하고, 흡음 성능이 우수하다. 그리고, 상기 탄소나노튜브의 우수한 전기 저항성에 의해서 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재의 표면 저항은 탄소나노튜브가 포함되지 않은 부재에 비하여 커지게 된다.
이와 같이 공기 조화기의 외형을 형성하는 부재에 탄소나노튜브가 포함된 경우, 상기 공기 조화기의 무게가 가벼워 질 수 있으며, 상기 공기 조화기에 부착되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재에 의해서 상기 공기 조화기의 강도가 향상될 수 있게 된다. 또한, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재에 의해서 상기 공기 조화기에서 발생되는 소음이 저감될 수 있게 된다.
(2) 공기와 접촉하는 부재에 탄소나노튜브가 포함
탄소나노튜브는 공기 조화기에서 공기와 접촉하는 부재에 포함될 수 있다. 공기와 접촉하는 부재로는, 실내기(10)의 흡입 유닛(400), 전방 및 후방 프레임(200, 300), 베이스(600), 공기 정화기(350), 송풍부(340), 실내 열교환기(320), 필터 유닛(430) 등이 포함될 수 있다. 또한, 공기와 접촉하는 부재로는, 실외기(70)의 케이싱(710), 실외 열교환기(720), 송풍부(750), 베리어(750), 방열부(780) 등이 포함될 수 있다.
이와 같이 공기와 접촉하는 부재에 탄소나노튜브가 포함되는 경우, 공기 조화기 내부로 유입된 먼지가 상기 부재에 부착되는 것이 방지될 수 있다. 물론, 상기 탄소나노튜브가 포함된 부재에 의해서, 위에서 설명한 강도 향상, 소음 저감 등의 효과를 더 얻을 수 있다.
(3) 열을 전달시키는 부분에 적용
탄소나노튜브는 열을 전달시키는 부재에 적용될 수 있다. 열을 전달시키는 부재로는, 실내 열교환기(320), 실외 열교환기(720), 방열부(780) 등이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 탄소나노튜브의 열전도도는 1600~6000W/mK로서, 구리의 열전도도 400W/mK에 비하여 우수하다.
따라서, 열을 전달시키는 부재 탄소나노튜브가 포함되는 경우 우수한 열전도성을 얻을 수 있으며, 위에서 설명한 강도 향상 등의 장점을 얻을 수 있게 된다.
(4) 마찰 부재에 적용
탄소나노튜브는 마찰 작용을 하는 부재에 적용될 수 있다. 마찰 작용하는 부 재로는 압축기(770)의 내부 부품이 포함될 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 상술한 바와 같이 강도가 우수하므로, 마찰이 이루어지는 부재에 적용되는 경우 마찰 부재의 내마모성이 향상되는 장점을 얻을 수 있다.
또한, 탄소 나노 튜브는 마찰 작용을 하는 수용되는 케이싱에 적용될 수 있다. 상기 케이싱에 탄소나노튜브가 포함되는 경우에는 마찰 과정에서 발생되는 소음을 효과적으로 차단할 수 있는 장점을 얻을 수 있게 된다.
본 실시예의 사상은 상기의 적용예에 제한되지 아니하며, 설명되지 않은 상기 탄소나노튜브 추가적인 특성을 이용하여, 탄소나노튜브가 포함된 부재를 공기 조화기에 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
도 1은 본 실시예에 따른 탄소나노튜브가 포함된 부재로 이루어지는 공기 조화기의 사시도.
도 2는 실내기의 분해 사시도.
도 3은 실외기의 내부 구조를 보여주는 사시도.
도 4는 본 실시예에 따른 탄소나노튜브가 포함된 부재의 단면도.
도 5는 제 1 실시예에 따른 부재에 탄소나노튜브 코팅층을 형성하는 방법을 보여주는 도면.
도 6은 제 2 실시예에 따른 부재에 탄소나노튜브 코팅층을 형성하는 방법을 보여주는 도면.
도 7 및 도 8은 제 3 실시예에 따른 탄소나노튜브가 포함된 부재를 성형하는 방법을 보여주는 도면.
도 9는 제 4 실시예에 따른 탄소나노튜브가 포함된 부재를 성형하는 방법을 보여주는 도면.

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  10. 다수 개의 부재로 구성되는 본체가 포함되고,
    상기 다수 개의 부재 중 일부 또는 전부에는 탄소나노튜브(Carbon nanotube)가 포함되며,
    상기 탄소나노튜브가 포함된 부재는 상기 부재에 코팅 또는 상기 부재의 원재료와 탄소나노튜브의 배합물의 성형에 의해서 상기 탄소나노튜브와 일체로 제조 또는, 상기 탄소나노튜브와 원재료의 배합물의 성형에 의해서 제조된 보조 부재와 상기 부재의 모재와의 결합 중 어느 하나의 방법으로 형성되며,
    상기 탄소나노튜브가 포함된 부재는, 다른 부재와 마찰 작용을 수행하는 공기 조화기.
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