KR200313220Y1 - 에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어컨의 작동과정에서 증발기에서 발생되는 응축수를 송풍팬 측으로 유도한 후, 송풍팬의 회전력을 이용하여 응축수를 응축기에 뿌려주므로서 응축기의 냉각성능을 향상시키므로서 에어컨 설계시에 응축기의 크기를 줄일 수 있도록 하는 에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치에 관한 것으로,

저온저압의 냉매기체를 고온고압으로 압축하는 압축기와, 그 압축기로부터 토출된 기체냉매를 열교환에 의해 식혀 액체 냉매로 응축토록 실외측에 설치되는 응축기와, 그 응축기를 통과하여 실외측으로 공기를 송풍하는 송풍팬과, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 그 팽창밸브를 통해 나온 저온저압의 냉매를 증발시키기 위해 실내측에 설치되는 증발기와, 그 증발기를 통과할 때 냉매와 열교환에 의해 냉각되어 실내에 공급되도록 공기를 송풍하는 블로어와, 상기 블로어와 송풍팬을 각각 또는 동시에 구동하는 모터와, 상기 각 구성 요소들을 수용하는 케이스 부재 및 베이스 팬 부재를 포함하여 구성되는 에어컨 장치에 있어서,

상기 증발기의 저변에 응축수를 받아 모으기 위해 물받이가 마련되고, 상기 물받이에 모아진 차가운 응축수를 상기 송풍팬 측으로 공급해주기 위해 응축수 파이프의 일단이 상기 물받이에 접속되고 그의 타단이 상기 송풍팬의 내주연을 향해 고정단에 접속되며,

다수의 유선형의 날개가 방사상으로 마련되는 송풍팬의 각 날개 중간부 사이가 워터 가이드 역할을 하는 원통형상의 인너 링로써 연결되어,

상기한 응축수 파이프를 통해 공급되는 응축수가 상기 워터 가이드의 내주면에 부딪쳐 원심력에 의해 응축기 측으로 향하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치{Cooling apparatus for condenser of air conditioner}

본 고안은 에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어컨의 작동과정에서 증발기에서 발생되는 응축수를 송풍팬 측으로 유도한 후, 송풍팬의 회전력을 이용하여 응축수를 응축기에 뿌려주므로서 응축기의 냉각성능을 향상시키므로서 에어컨 설계시에 응축기의 크기를 줄일 수 있도록 하는 에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치에 관한 것이다.

에어컨은 냉방을 원하는 실내로부터 열을 빼앗아 이 열을 고온 상태인 실외에 강제로 배출하여 실내의 기온을 떨어뜨리는 장치로서, 열을 흡수하고 방출하는 매체로서 냉매를 사용한다.

일반적인 에어컨 장치는 도 7에 도시된 바와 같이, 증발기(1)에서 증발한 저온저압의 기체 냉매를 흡입하여 응축기(2)에서 응축시켜 액화할 수 있도록 응축 온도에 해당하는 포화압력까지 냉매를 압축하여 주는 압축기(3)와, 압축기(3)에서 토출된 고온고압의 기체 냉매를 주위의 공기나 냉각수에 열교환시켜 기체냉매의 열을 방출하여 응축 액화하는 응축기(2)와, 응축되어 액화된 냉매를 좁은 곳을 통해 넓은 곳으로 방출하므로서 냉매가 높은 압력으로부터 해방되어 증발작용을 일으키는 팽창밸브(4) 및 팽창밸브(4)를 통과한 저온저압의 냉매를 유입하여 냉매가 증발할 때 주위로부터 증발열을 빼앗아 주변의 온도를 강하시키는 증발기(1)를 포함하여구성되어 있다.

이 증발기(1)는 열교환이 용이하도록 동관과 알루미늄 방열핀 등으로 구성되어 저온저압의 냉매가 증발을 일으키면서 통과하게 되면 냉매에 열을 빼앗겨 온도가 급강하하게 되는데, 이때 모터(5)에 의해 회전하는 블로어(6)를 구동시켜 공기가 증발기(1)를 통과하여 실내로 유입되도록 하므로서 증발기(1)를 통과할 때 냉매측에 증발열을 빼앗겨 공기가 차가워지게 되며, 이 차가워진 공기로 실내를 냉각시키게 되는 것이다.

그런데 공기는 온도가 높을수록 많은 습기를 함유하고 있어 블로어(6)에 의해 송풍되는 공기가 증발기(1)를 통과하면서 냉각되어 온도가 낮아지게 되면 습기가 응축되어 증발기(1) 외표면에 응축수가 형성되어 흘러내리게 된다.

이 응축수는 에어컨 장치(7)의 가동내내 지속적으로 발생하게 되므로 베이스 팬 부재(8) 또는 별도의 용기에 물을 담아 호스 등을 통해 외부로 배출하여 처리하고 있다.

한편, 기화된 냉매를 재순환하여 다시 사용하기 위해서는 액화시켜야 하는데, 이를 위해 압축기(3)를 통해 포화압력까지 냉매기체를 압축하고 응축기(2)를 통과시킬 때 이보다 낮은 온도의 공기를 송풍팬(9)으로 송풍시켜 열교환시키므로서 기체 냉매가 열을 빼앗겨 액화되며, 이 열교환에 의해 더워진 공기는 실외로 배출되어지게 된다.

여기서 냉방 성능은 응축기(2)의 방열량과 압축기(3) 용량에 크게 좌우되어지는데, 냉방 성능을 제고하기 위해서는 응축기(2)의 크기가 커지게 될 수 밖에 없고 에어컨 장치의 경우 응축기(2)가 차지하는 원가 비중이 매우 높아 응축기(2)의 방열 성능 증대가 에어컨 성능의 관건이나 종래의 경우 방열량 증대를 위한 방열핀 등의 구조 개선에만 치우쳐 냉방 능력 제고 및 크기 축소에 한계가 있고, 또 방열 핀의 구조가 특수해지면 제작 비용의 증대를 초래하는 한계점이 있었다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 에어컨의 작동과정에서 증발기에서 발생되는 응축수를 송풍팬 측으로 유도한 후, 송풍팬의 회전력을 이용하여 응축수를 응축기에 뿌려주므로서 응축기의 냉각성능을 향상시키므로서 에어컨 설계시에 응축기의 크기를 줄일 수 있도록 하는 에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

저온저압의 냉매기체를 고온고압으로 압축하는 압축기와, 그 압축기로부터 토출된 기체냉매를 열교환에 의해 식혀 액체 냉매로 응축토록 실외측에 설치되는 응축기와, 그 응축기를 통과하여 실외측으로 공기를 송풍하는 송풍팬과, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 그 팽창밸브를 통해 나온 저온저압의 냉매를 증발시키기 위해 실내측에 설치되는 증발기와, 그 증발기를 통과할 때 냉매와 열교환에 의해 냉각되어 실내에 공급되도록 공기를 송풍하는 블로어와, 상기 블로어와 송풍팬을 각각 또는 동시에 구동하는 모터와, 상기 각 구성 요소들을 수용하는 케이스 부재 및 베이스 팬 부재를 포함하여 구성되는 에어컨 장치에 있어서,

상기 증발기의 저변에 응축수를 받아 모으기 위해 물받이가 마련되고, 상기물받이에 모아진 차가운 응축수를 상기 송풍팬 측으로 공급해주기 위해 응축수 파이프의 일단이 상기 물받이에 접속되고 그의 타단이 상기 송풍팬의 내주연을 향해 고정단에 접속되며,

다수의 유선형의 날개가 방사상으로 마련되는 송풍팬의 각 날개 중간부 사이가 워터 가이드 역할을 하는 원통형상의 인너 링로써 연결되어,

상기한 응축수 파이프를 통해 공급되는 응축수가 상기 워터 가이드의 내주면에 부딪쳐 원심력에 의해 응축기 측으로 향하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 의한 에어컨의 구성도.

도 2는 본 고안에 의한 에어컨 송풍팬의 설치상태도.

도 3은 도 2의 A-A선 단면도.

도 4는 도 2의 B-B선 단면도.

도 5 내지 도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 도면.

도 7은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 에어컨 21 : 케이스

22 : 베이스 부재 23,24 : 그릴

25 : 드레인 홀 26 : 방벽

27 : 물받이 28 : 응축수 파이프

29 : 섬프 31 : 증발기

32 : 응축기 33 : 압축기

40 : 송풍팬 43 : 날개

44 : 아웃터 링 45 : 인너 링

50 : 링 캡 55 : 가이드 편

이하, 본 고안에 의한 에어컨 콘덴서 냉각장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 에어컨의 구성도이고, 도 2는 본 고안에 의한 에어컨 송풍팬의 설치상태도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B선 단면도이며, 도 5 내지 도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 도면이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 고안에 의해 형성되는 에어컨을 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 고안에 의해 형성된 송풍팬을 지시하는 것이다.

상기한 에어컨(20)의 기본적인 구성요소는 종래의 일반적인 에어컨 시스템에서와 마찬가지로 케이스(21)와 베이스 부재(22)가 조립되어 이루어지는 내부공간에 증발기(31), 응축기(32), 압축기(33), 블로어(34), 송풍팬(40) 등이 수용된 채로 구성되는 것으로, 상기 각각의 구성요소에 대한 구성 및 작동은 종래기술의 설명에서 설명되었으므로 그에 따른 설명은 피하기로 한다.

그리고 본 고안의 실시예를 설명하기 위한 도면에서는 상기한 에어컨의 구성요소들이 하나의 케이스에 전부 수용되는 창문형 에어컨으로 도시되었으나, 본 고안에 따른 응축기 냉각장치는 실시는 창문형 에어컨에만 한정되는 것이 아니고 벽에 걸어 설치하는 벽걸이형이나 에어컨 본체를 실내에 세워 설치하고 응축기 등의 실외기만을 따로 분리시켜 실외에 설치하는 슬림형 에어컨 및 이동식 에어컨에도 적용할 수 있음을 밝혀 둔다.

도 1에 도시되는 에어컨(20)의 케이스(21) 양측에는 실내측과 실외측으로 각각 공기가 통풍될 수 있도록 통풍 그릴(23,24)이 형성되고, 베이스 부재(22)의 일측에는 상기 케이스(21) 내부에서 발생되는 물을 빼내기 위한 드레인 홀(25)이 형성된다.

상기한 케이스(21)의 내부공간은 상술한 바와 같이 증발기(31), 응축기(32) 및 압축기(33) 등의 에어컨 구성요소를 수용하기 위해서 방벽(26)으로써 나뉘어지고, 종래의 에어컨에서와 같이 상기 실내측 그릴(23)의 후방에 증발기(31)가 배치되며, 실외측 그릴(24)의 전방에 응축기(32)가 배치된다.

그리고 상기한 증발기(31)의 냉기를 실내측으로 불어주기 위한 블로어(34)가 상기 증발기(31)의 후방측으로 전동 모터(35)의 회전에 의해서 작동되도록 형성된다. 또한, 상기한 응축기(32)에 열을 실외측으로 강제배출하기 위한 송풍팬(40)이 상기 응축기(32)의 전방에 전동 모터(35)에 의해서 회전되도록 형성된다.

특히 상기한 송풍팬(40)은, 전동 모터(35)의 회전축이 끼워지기 위한 축지부(42)와, 상기 축지부(42)의 외주연에 방사상으로 배치되는 다수의 유선형 날개(43)와, 상기 각 날개(43)의 외주를 하나의 몸체로 연결하는 환형의 아웃터 링(44)과, 상기 각 날개(43)의 중간부 사이를 연결하여 상기 날개(43)에 부딪치는 물이 상기 응축기(32) 측으로 유도될 수 있도록 하는 원통형상의 인너 링(45)으로 구성된다.

상기한 인너 링(45)의 전방측에는 도 3에 도시되는 바와 같이, 후설할 응축수 파이프(28)에서 제공되는 물이 역류되지 않고 응축기(32) 측으로만 향하도록 환형돌기(45a)가 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 인너 링(45)은 도 5에 도시되는 바와 같이, 그 단면이 정상의 원통형상이 아니고 비스듬히 경사진 원통형상으로 제작될 수도 있는 것이다.

상기와 같이 송풍팬(40) 측으로 공급되는 물은 상기한 증발기(31)에서 발생되는 응축수를 모아 이용하게 되는데, 이를 위해 상기 증발기(31)의 하측에는 응축수를 받아 모으기 위한 물받이(27)가 형성된다. 상기 물받이(27)의 형성위치는 별도의 펌프 수단이 없이도 증발기(31)에서 발생되는 물이 상기 송풍팬(40) 측으로 유도될 수 있도록 송풍팬(40)의 하측부보다는 높게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 증발기(31)의 하단의 배치위치가 상기 송풍팬(40)의 하측부 위치보다 높은 곳에 위치되는 것이다.

그리고 상기한 물받이(27)에서 모아진 물이 상기 송풍팬(40)의 날개(43) 측으로 유도되도록 하기 위해서 응축수 파이프(28)의 일단이 상기 물받이(27)에 접속되고, 다른 일단은 상기 송풍팬(40)의 인너 링(45) 내주연 측을 향해 절곡된 채 고정부에 고정설치된다. 즉, 상기 물받이(27)의 물이 수압에 위해서 상기 응축수 파이프(28)를 통해서 상기 인너 링(45)의 내측에 유도되도록 구성되는 것이다.

한편, 상기한 응축수 파이프(28)를 통해서 송풍팬(40) 측으로 유도되어 송풍팬(40)의 날개(43)에 부딪친 후 응축기(32)의 전방에 뿌려졌다가 베이스 부재(22)로 흐르는 물이 한 곳으로 합류될 수 있도록, 상기한 송풍팬(40)의 하측이 위치되는 베이스 부재(22)의 도중에는 움푹 파인 형상의 섬프(29)가 형성된다.

그리고 상기한 베이스 부재(22)의 섬프(29)에 고인 물이 송풍팬(40)의 아웃터 링(44)을 따라서 상부로 끌어올려질 수 있도록 상기 아웃터 링(44)의 일부가 상기 섬프(29)에 잠기게 된다. 아웃터 링(44)의 외주연은 링 캡(50)에 의해 감싸지게 되는데, 상기 링 캡(50)의 일단(51)은 아웃터 링(44)의 하측부터 시작되어 그 끝단(52)이 상기 아웃터 링(44)의 상측을 지나치는 호형상으로 형성되는 것이다. 특히, 상기 링 캡(50)의 단면형상은 도 3에 도시된 바와 같이 그 내주연만 개방된 형태로 형성된다. 또한, 그 끝단(52)은 그 하단(51)과는 달리 응축기(32) 측을 향해 비스듬히 경사진 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기한 송풍팬(40)의 외주연이 감싸며 케이스(21)의 내부에 설치되는 쉬라우드(46)의 내측에는 상기 송풍팬(40)의 날개(43)에 의해서 방사상으로 흩어지는 물이 부딪친 후, 그 물이 응축기 측으로 향하도록 유도하기 위한 다수의 방향 가이드 편(55)이 소정의 간격으로 경사지게 배치된다. 즉, 송풍팬(40)이 회전되면서 유도된 응축수가 상기 응축기(32) 측으로 뿌려지는 과정에서 송풍팬(40)의 원심력에 의해서 물의 일부가 송풍팬(40)의 외주연 측으로 이탈되는데, 이 이탈되는 물이 상기 가이드 편(55)에 의해서 응축기(32) 쪽으로 흐르도록 구성되는 것이다. 상기 가이드 편(55)은 도 6에 도시된 실시예에서와 같이, 플레이트의 도중에 물이 흐름 방향을 잡기 위한 돌부(55a)와, 상기 돌부(55a) 를 따라 흐른 물이 응축기(32) 측으로 보다 강하게 뿌려질 수 있도록 게이트(55b)가 형성된 것이 바람직하다.

이상과 같이 구성되는 본 고안의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 에어컨(20)이 작동되는 경우, 에어컨의 작동에 의해서 증발기(31)에서 발생되는 응축수는 상기 물받이(27)에 의해서 모아지게 되는데, 이렇게 모아진 물이 응축수 파이프(28)를 통해서 송풍팬(40) 측으로 유도되어 인너 링(45)의 회전과 함께 그 원심력에 의해서 응축기(32)의 전방에 뿌려지게 된다. 이와 같이 뿌려진 응축수에 의해서 상기한 고열의 응축기(32)는 일부의 열이 빼앗기게 되므로서 그 냉각성능이 향상된다.

특히, 상기한 송풍팬(40)의 날개(43) 사이에 형성되는 인너 링(45)과, 상기 송풍팬(40)의 외주연에 위치되는 아웃터 링(44) 및 링 캡(50)과, 상기 송풍팬(40)의 외주연에 배치되는 가이드 편(55)에 의해서 증발기(31) 측에서 송풍팬(40) 측으로 유도된 응축수의 활용도가 향상되어진다.

상기와 같이 응축기(32)로 뿌려진 물은 베이스 부재(22)의 섬프(29)에 고이게 되는데, 이렇게 고인 물의 일부는 상기 아웃터 링(44)과 링 캡(50)에 의해서 재순환되고, 나머지 잉여되는 물은 드레인 홀(25)을 통해 외부로 방출된다.

이상과 같이 구성되는 에어컨의 응축기 냉각장치는 에어컨의 가동중에 증발기에서 생성되는 응축수를 모아 버리는 대신에 응축기를 방열 냉각하기 위해 송풍팬으로부터 송풍되는 공기와 함께 응축기에 뿌려주므로서 응축기의 방열 성능이 크게 향상될 뿐만 아니라, 응축기의 방열 성능이 향상되면 그 효과로서 응축기의 크기를 보다 작게 형성할 수 있으며, 에어컨 설계시 레이아웃이 유리하게 되므로서 종래이 에어컨에 비해 그 제작비용이 저감되는 등의 커다란 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 저온저압의 냉매기체를 고온고압으로 압축하는 압축기와, 그 압축기로부터 토출된 기체냉매를 열교환에 의해 식혀 액체 냉매로 응축토록 실외측에 설치되는 응축기와, 그 응축기를 통과하여 실외측으로 공기를 송풍하는 송풍팬과, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 그 팽창밸브를 통해 나온 저온저압의 냉매를 증발시키기 위해 실내측에 설치되는 증발기와, 그 증발기를 통과할 때 냉매와 열교환에 의해 냉각되어 실내에 공급되도록 공기를 송풍하는 블로어와, 상기 블로어와 송풍팬을 각각 또는 동시에 구동하는 모터와, 상기 각 구성 요소들을 수용하는 케이스 부재 및 베이스 팬 부재를 포함하여 구성되는 에어컨 장치에 있어서,

   상기 증발기(31)의 저변에 응축수를 받아 모으기 위해 물받이(27)가 마련되고, 상기 물받이(27)에 모아진 차가운 응축수를 상기 송풍팬(40) 측으로 공급해주기 위해 응축수 파이프(28)의 일단이 상기 물받이(27)에 접속되고 그의 타단이 상기 송풍팬(40)의 내주연을 향해 고정단에 접속되며,

   다수의 유선형의 날개(43)가 방사상으로 마련되는 송풍팬(40)의 각 날개(43) 중간부 사이가 워터 가이드 역할을 하는 원통형상의 인너 링(45)로써 연결되어,

   상기한 응축수 파이프(28)를 통해 공급되는 응축수가 상기 워터 가이드(28)의 내주면에 부딪쳐 원심력에 의해 응축기(32) 측으로 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 송풍팬(40)의 각 날개의 끝단은 아웃터 링(44)의 내주연에 연결되며, 상기 아웃터 링(44)은 그 회전방향을 따라 일단(51)이 아우터 링(44)의 하측부터 시작되어 그 끝단(52)이 아웃터 링(44)의 상측을 지나치는 호형상의 링 캡(50)으로 감싸여지되, 상기 링 캡(50)의 단면형상은 그 내주연만 개방되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기한 송풍팬(40)의 외주연을 감싸는 쉬라우드(46)의 내측 공간에는 상기 송풍팬(40)의 날개(43)에 부딪쳐 방사상으로 흩어지는 물이 응축기(32) 측으로 향하도록 유도하는 다수의 방향 가이드 편(55)이 소정의 간격으로 상기 응축기(32)를 향해 경사지게 고정배치되는 것을 특징으로 하는 에어컨 응축수를 이용한 응축기 냉각장치.