KR20180044165A

KR20180044165A - 공기 조화기

Info

Publication number: KR20180044165A
Application number: KR1020160137929A
Authority: KR
Inventors: 라선욱; 정창우; 홍진우; 김권진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2018-05-02
Also published as: EP3315785B1; CN107975868A; US20180112888A1; EP3315785A1

Abstract

송풍 소음을 감소시킬 수 있도록, 구조가 개선된 스태빌라이져를 갖춘 공기 조화기를 제공한다.
공기 조화기는 흡입구와 토출구를 갖는 본체, 상기 본체의 내부에 구비되는 열교환기, 상기 열교환기에 의해 열 교환된 공기를 상기 토출구로 토출하는 횡류팬 및 상기 횡류팬에 인접하게 위치하고, 상기 횡류팬에 의해 상기 본체의 내부를 유동하는 기류를 흡입영역으로 안내하는 제1가이드부와 토출영역으로 안내하는 제2가이드부를 포함하는 가이드부 및 상기 가이드부와 연결되고 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 횡류팬의 회전 방향으로 위치가 변화되는 유동분리부를 가지는 스태빌라이져를 포함한다.

Description

공기 조화기{AIR CONDITIONER}

본 발명은 송풍 소음을 감소시킬 수 있도록, 구조가 개선된 스태빌라이져를 갖춘 공기 조화기에 관한 것이다.

공기 조화기는 비교적 큰 실내 공간을 냉방 또는 난방시키기 위해 실내의 바닥에 세워져서 설치되는 스탠드 형 공기 조화기 및 작은 실내 공간을 냉방 또는 난방시키기 위해 실내의 벽에 부착되어 설치되는 벽걸이형 공기 조화기 등을 포함한다.

공기 조화기는 압축기, 응축기, 모세관, 열교환기, 전자 팽창밸브 등으로 구성되는 냉동 사이클 장치를 내부에 장착하고, 실내의 공기를 흡입하고 토출하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치이다.

공기 조화기는 실내기와 실외기가 일체로 구비되는 일체형 및 실내기와 실외기가 따로 구비되는 분리형이 있고, 최근에는 분리형 공기 조화기가 많이 사용되고 있는 추세이다.

분리형 공기 조화기의 실외기는 소음 발생이 많은 압축기, 응축기 등을 포함하여 구성되며, 실내기는 열교환기, 열교환기에서 발생하는 응축수를 집수 및 배수시키는 배수 트레이 유닛, 횡류팬 및 스태빌라이져 등을 포함하여 구비된다.

공기 조화기는 전원이 인가되면, 횡류팬의 회전에 의해 실내 공기가 본체의 내부로 흡입되고, 횡류팬에 의해 본체 내부로 흡입된 공기는 열교환기에 의해 열 교환된 후 다시 횡류팬에 의해 토출구를 통해 토출된다.

공기 조화기를 통한 냉방의 경우, 실내로 토출되는 열교환기에 의해 열 교환된 찬 공기는 실내를 순환하고, 다시 공기 조화기의 실내기로 흡입되는 과정을 반복하면서 실내를 쾌적한 상태로 유지시키게 된다.

공기 조화기의 실내기는 실내에 설치되므로 토출되는 기류가 안정되어야 하고, 토출되는 풍량이 많아야 하며, 무엇보다 정숙한 특성이 요구된다.

본 발명의 일 측면은 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 유동 특성을 고려하여, 스태빌라이져의 단면의 구조를 개선한 공기 조화기를 개시한다.

본 발명의 일 측면은 리어가이드에 의한 유동 변동으로 발생하는 유동 손실을 감소시킬 수 있도록, 스태빌라이져의 배열 및 위치를 개선한 공기 조화기를 개시한다.

본 발명의 일 측면은 횡류팬에 의해 토출되는 공기가 횡류팬의 복수의 단위팬 상호 간의 간섭으로 발생하는 송풍 소음을 감소시킬 수 있도록, 스태빌라이져의 형상을 개선한 공기 조화기를 개시한다.

본 발명의 사상에 따른 공기 조화기는 흡입구와 토출구를 갖는 본체와 상기 본체의 내부에 구비되는 열교환기와 상기 열교환기에 의해 열 교환된 공기를 상기 토출구로 토출하는 횡류팬 및 상기 횡류팬에 인접하게 위치하고, 상기 횡류팬에 의해 상기 본체의 내부를 유동하는 기류를 흡입영역으로 안내하는 제1가이드부와 토출영역으로 안내하는 제2가이드부를 포함하는 가이드부 및 상기 가이드부와 연결되고 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 횡류팬의 회전 방향으로 위치가 변화되는 유동분리부를 가지는 스태빌라이져를 포함할 수 있다.

상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 축 방향으로 복수의 곡면 형상을 가질 수 있다.

상기 유동분리부는 상기 제1가이드부와 연결되고 상기 횡류팬의 축 방향으로 연장되는 팬대응부를 포함하고, 상기 팬대응부는 상기 횡류팬의 축 방향으로 서로 다른 위치 및 상기 횡류팬의 회전 방향으로 서로 다른 길이로 배치될 수 있다.

상기 횡류팬은 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 연결되는 복수의 단위팬 및 상기 복수의 단위팬 사이에 배치되고 상기 복수의 단위팬을 연결하는 복수의 연결판을 포함하고, 상기 팬대응부는 상기 복수의 단위팬의 중심에 대응하는 제1부분 및 상기 복수의 연결판에 대응하는 제2부분을 포함하고, 상기 제2부분의 상기 횡류팬의 회전 방향을 따른 길이는 상기 제1부분의 상기 횡류팬의 회전 방향에 따른 길이보다 길 수 있다.

상기 팬대응부의 상기 횡류팬의 회전 방향을 따른 길이는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 제1부분으로부터 상기 제2부분으로 갈수록 길어질 수 있다.

상기 팬대응부는 상기 횡류팬으로부터 상기 횡류팬의 반경 방향으로 일정한 간격을 가질 수 있다.

상기 팬대응부는 상기 횡류팬의 축 방향으로 복수의 곡면 형상을 가질 수 있다.

상기 횡류팬의 중심과 상기 제1부분을 연결하는 제1가상의 선과 상기 횡류팬의 중심과 상기 제2부분을 연결하는 제2가상의 선 사이의 동일 평면 상에서 상기 횡류팬의 회전 방향에 따른 각도는 최대 15도일 수 있다.

상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 배열되는 복수의 리브를 포함할 수 있다.

상기 복수의 리브는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 서로 다른 간격으로 배열될 수 있다.

상기 복수의 리브는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 서로 다른 두께를 가질 수 있다.

상기 복수의 리브는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 기울어져 배열될 수 있다.

다른 측면에서 본 발명의 사상에 따르면 공기 조화기는 흡입구와 토출구를 갖는 본체와 상기 본체의 내부에 구비되는 열교환기와 상기 열교환기에 의해 열 교환된 공기를 상기 토출구로 토출하고, 복수의 단위팬 및 상기 복수의 단위팬을 상기 횡류팬의 축 방향으로 연결하는 복수의 연결판을 포함하는 횡류팬 및 상기 횡류팬에 의해 상기 본체 내부의 공기의 흡입영역으로 유동하는 기류를 안내하는 제1가이드부, 토출영역으로 유동하는 기류를 안내하는 제2가이드부 및 상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부 사이에 위치하고 상기 제1가이드부 및 상기 제2가이드부를 연결하는 유동분리부를 가지는 스태빌라이져를 포함하고, 상기 유동분리부는 상기 제1가이드부와 연결되고 상기 복수의 단위팬의 중심에 대응하는 제1부분으로부터 상기 복수의 연결판에 대응하는 제2부분으로 갈수록 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 횡류팬의 회전 방향으로 길이가 길어지는 팬대응부를 포함하고, 상기 팬대응부는 상기 횡류팬의 복수의 블레이드의 일 단부로부터 상기 횡류팬의 반경 방향으로 일정한 간격을 가질 수 있다.

상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 간격을 가지고 배열되는 복수의 리브를 포함할 수 있다.

또 다른 측면에서 본 발명의 사상에 따르면 공기 조화기는 흡입구와 토출구를 갖는 본체와 상기 흡입구를 통해 흡입한 공기를 상기 토출구를 통해 토출하는 횡류팬 및 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 간격을 가지고 배열되는 복수의 리브를 포함하고, 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 횡류팬의 회전 방향으로 위치가 변화되는 유동분리부를 가지는 스태빌라이져를 포함할 수 있다.

상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 중심으로부터 상기 횡류팬의 반경 방향으로 일정한 거리로 상기 횡류팬과 이격될 수 있다.

본 발명에 따른 공기 조화기는 스태빌라이져의 단면의 구조를 개선하여, 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 유동 변동을 최대한 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 공기 조화기는 스태빌라이져의 배열 구조를 개선하여, 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 유동 손실을 감소하여 유량을 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 공기 조화기는 스태빌라이져의 형상을 개선하여, 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 횡류팬의 복수의 단위팬 상호 간에 발생하는 간섭을 감소함으로써 송풍 소음을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬의 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 유동 특성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기에서, 스태빌라이져의 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬과 스태빌라이져의 종단면도..
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬과 스태빌라이져의 횡단면도.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화기에서, 복수의 리브를 포함하는 스태빌라이져의 도면.

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

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 측면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공기 조화기(1)는 상부에 흡입구(11) 및 하부에 토출구(12)가 형성되고, 내부에 소정의 공간을 갖는 본체(10)를 구비할 수 있다.

본체(10)는 대략 직육면체의 형상을 구비할 수 있다. 본체(10)의 일 측에는 공기 조화기(1)의 운전상태를 나타내고, 사용자가 공기 조화기(1)의 동작을 컨트롤 할 수 있도록 하는 디스플레이부(미도시)가 마련될 수 있다.

흡입구(11)는 본체(10)의 상부에 본체(10)의 해당 부분 면적에 상응하도록 구비될 수 있다. 흡입구(11)는 본체(10)의 상부뿐만 아니라, 본체(10)의 전면에도 해당 부분 면적에 상응하도록 구비될 수 있다.

흡입구(11)는 그릴의 형상을 가질 수 있고, 본체(10)의 상부 전체 면적에 상응하도록 구비될 수 있다. 흡입구(11)는 본체(10)의 가로 길이에 대응하고, 본체(10)의 세로 방향으로 배열되는 복수의 흡입 날개를 포함할 수 있다. 흡입구(11)는 열교환기(20)로 최대한의 공기를 흡입하도록 구비될 수 있다.

토출구(12)는 본체(10)의 하단에 대략 긴 직사각형의 형상으로 구비될 수 있다. 토출구(12)는 스태빌라이져(50)와 리어가이드(40)에 의해 형성될 수 있다. 토출구(12)의 하단에는 실내로 토출되는 공기의 방향을 조절할 수 있는 토출가이드(미도시)가 형성될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본체(1)의 내부는 냉각 또는 가열을 통해 공기를 열 교환하는 열교환기(20) 및 본체(10)의 내부 중앙에 위치되어 와류(vortex)를 발생시키는 횡류팬(30)을 포함할 수 있다.

본체(10)의 내부는 횡류팬(30)에 의해 형성된 와류를 일정한 정압으로 회복시키는 리어가이드(40) 및 리어가이드(40)와 함께 본체(10)의 내부영역을 흡입영역(A)과 토출영역(B)으로 구분하는 스태빌라이져(50, stabilizer)를 포함할 수 있다.

리어가이드(40)와 스태빌라이져(50)에 의해 형성되는 유로는 토출구(12)와 연통될 수 있다. 스태빌라이져(50)는 토출구(12)의 안쪽에 구비될 수 있다.

열교환기(20)는 공기가 그 표면과 접촉하여 열 교환되도록 함으로써, 공기를 냉각시키거나 가열할 수 있다. 열교환기(20)는 흡입구(11)의 하부에 경사지게 설치될 수 있다.

열교환기(20)는 냉방 운전 시에는 증발기로 기능할 수 있고, 난방운전 시에는 응축기로 기능할 수 있다.

열교환기(20)는 복수로 구비될 수 있다. 열교환기(20)는 두 개 또는 세 개로 구성될 수 있다. 복수의 열교환기(20)는 본체(10)의 제한된 내부영역에서 최대한의 열 교환의 효율을 위하여 상호 간에 절곡되어 위치할 수 있다.

열교환기(20)는 냉매가 유동하는 튜브(미도시)와 튜브(미도시)에 접촉하여 방열 면적을 확대하는 열교환핀(미도시)을 포함할 수 있다. 실내로부터 횡류팬(30)에 의해 흡입되는 공기가 열교환기(20)의 튜브(미도시) 및 열교환핀(미도시)과 접촉하여 열 교환될 수 있다.

열교환기(20)는 필터부(미도시)를 구비할 수 있다. 필터부(미도시)는 횡류팬(30)에 의해 흡입구(11)를 통해 흡입되는 오염된 공기의 먼지, 세균 등을 제거할 수 있다. 필터부(미도시)는 근래에는 단일 필터뿐만 아니라, 목적에 맞게 여러 필터를 조합하여 사용할 수도 있다.

공기 조화기(1)의 팬은 공기의 토출 압력에 따라 저압용 팬과 고압용 팬으로 구분될 수 있고, 블레이드(310, blade)의 형상에 따라 원심형 공기 조화기, 축류형 공기 조화기, 횡류형 공기 조화기 등으로 구분될 수 있다

횡류팬(30, crossflow fan)은 횡류팬(30)의 축 방향(Y)으로 공기의 흡입 흐름이 없는 대신, 횡류팬(30)의 축 방향(Y)에 수직한 평면 내에서 공기의 흡입과 토출이 모두 발생할 수 있다.

횡류팬(30)은 일반적으로 일정한 공기의 정압, 공기의 많은 풍량을 생산하는데 유리하며, 횡류팬(30)의 축 방향(Y)으로 규칙적인 흐름이 발생될 수 있다. 따라서, 횡류팬(30)은 공기 조화기(1), 특히 창문형 공기 조화기나 천장형 공기 조화기등의 벽걸이형 공기 조화기에 널리 사용될 수 있다.

열교환기(20)의 하측에 위치하는 횡류팬(30)은 공기를 흡입할 때 와류(vortex)를 형성하게 되고, 흡입된 와류를 형성한 공기를 실내로 바로 토출하는 것은 적합하지 않을 수 있다.

따라서, 와류에 의한 공기의 압력을 떨어 뜨려 일정한 압력이 되게 하는 리어가이드(40)가 공기 조화기(1)의 배면에 구비될 수 있다.

리어가이드(40)는 횡류팬(30)이 하나의 팬에 의해 공기를 흡입하는 역할과 토출하는 역할 모두를 수행할 수 있도록, 본체(10)의 내측 배면에 걸쳐 곡면으로 형성될 수 있다. 리어가이드(40)는 중간에 돌출된 곡선 형상을 가질 수 있고, 곡면 형상은 변곡점(미도시)을 형성할 수 있다.

리어가이드(40)는 스태빌라이져(50)와 함께 본체(10)의 내부영역을 흡입영역(A)과 토출영역(B)으로 구분할 수 있고, 이에 의해 리어가이드(40)의 변곡점(미도시)의 상단 부는 흡입영역(A)이 될 수 있고, 하단 부는 토출영역(B)이 될 수 있다.

열교환기(20)의 하부에는 배수트레이가 배치될 수 있다. 배수트레이는 횡류팬(30)에 의해 흡입된 공기를 열 교환하는 과정에서 열교환기(20)로부터 흘러 내리는 응축수를 모아 배출시킬 수 있다. 배수트레이는 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기를 토출구(12)로 안내하는 기능을 수행할 수 있다.

배수트레이는 본체(10)의 내면으로부터 횡류팬(30) 쪽으로 연장되어 형성될 수 있다. 배수트레이의 상부에는 응축수를 수용하는 수용공간을 포함할 수 있다. 배수트레이는 사출 성형을 통하여 본체(10)와 일체로 형성될 수 있고, 본체(10)와 독립적으로 형성될 수 도 있다.

스태빌라이져(50)는 배수트레이의 단부에 위치할 수 있다. 스태빌라이져(50)는 리어가이드(40)와 함께 본체(10)의 내부영역을 횡류팬(30)에 의해 흡입 및 토출되는 공기의 흡입영역(A)와 토출영역(B)으로 구분할 수 있다.

스태빌라이져(50)는 횡류팬(30)의 원주면에 인접하게 위치할 수 있다. 스태빌라이져(50)는 토출구(12)의 긴 가로면을 따라 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬의 측면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬에 의해 토출되는 공기의 유동 특성을 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 열교환기(20)의 하부에는 공기를 흡입하고 토출하는 역할을 하는 횡류팬(30)이 구비될 수 있다. 횡류팬(30)은 소음이 적고 풍량이 크며 공기를 흡입하는 방향과 토출하는 방향을 일정 각도로 구비할 수 있어, 공기 조화기(1)의 실내기에 널리 사용될 수 있다.

횡류팬(30)은 반경 방향(R)으로 배치된 복수의 블레이드(310)를 구비할 수 있다. 횡류팬(30)의 일 단부에는 횡류팬(30)을 고속으로 회전시킬 수 있는 구동모터(미도시)가 결합될 수 있다.

횡류팬(30)은 일체로 형성될 수 있다. 횡류팬(30)은 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 연결되는 복수의 단위팬(31) 및 복수의 단위팬(31) 사이에 배치되고 복수의 단위팬(31)을 연결하는 복수의 연결판(32)을 포함하여 구성될 수 있다.

복수의 블레이드(310)가 복수의 연결판(32)에 결합될 수 있도록, 복수의 블레이드(310)의 양 단부에는 삽입돌기(미도시)가 형성될 수 있고, 복수의 연결판(32)에는 복수의 블레이드(310)의 삽입돌기(미도시)가 삽입될 수 있는 삽입홈(미도시)이 형성될 수 있다.

복수의 단위팬(31)은 복수의 단위팬(31)의 복수의 블레이드(310)가 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 일렬로 배열되도록, 복수의 연결판(32)에 의해 연결될 수 있다. 일렬로 배열된 횡류팬(30)의 복수의 블레이드(310)는 횡류팬(30)에 의해 공기가 토출될 때 집중적인 공기의 토출로 인한 송풍 소음을 유발할 수 있다.

송풍 소음을 줄이기 위해, 복수의 단위팬(31)은 상호 간에 횡류팬(30)의 회전 방향(W)을 따라 일정 각도 회전한 위치로 복수의 연결판(32)을 통해 직렬로 연결될 수 있다.

복수의 단위팬(31) 상호 간에 일정 각도 회전한 위치로 연결된 횡류팬(30)의 복수의 블레이드(310)는 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 집중적인 풍량을 분산할 수 있어 송풍 소음이 저감될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 횡류팬(30)의 복수의 단위팬(31)은 각각 횡류팬(30)의 회전 방향(W)으로 만곡된 복수의 블레이드(310)를 포함할 수 있다. 복수의 블레이드(310)는 횡류팬(30)의 회전 방향(W)으로 횡류팬(30)의 원주 상에 간격을 두고 배열될 수 있다.

복수의 블레이드(310)는 동일 원주 상에 등 간격 또는 부등 간격으로 배치될 수 있다. 복수의 블레이드(310)가 등 간격으로 상호 간에 일정한 간격을 가지고 배치되는 경우, 횡류팬(30)에서는 복수의 블레이드의 수(N)와 회전 수(Z)의 곱으로 표현되는 특정 주파수 소음(NZ소음)이 크게 발생할 수 있다.

따라서, 특정 주파수 소음 등의 송풍 소음을 감소시키기 위하여, 복수의 블레이드(310)는 부등 간격으로 배치될 수 있다.

복수의 블레이드(310)의 부등 간격 배치로 인하여, 횡류팬(30)의 복수의 단위팬(31)의 내부에는 복수의 블레이드(310) 상호 간의 간격이 상대적으로 좁은 제1간격(G1) 및 복수의 블레이드(310) 상호 간의 간격이 상대적으로 넓은 제2간격(G2)이 형성될 수 있다.

제1간격(G1)에서는 공기의 토출 유속이 상대적으로 느리게 형성될 수 있고, 제2간격(G2)에서는 공기의 토출 유속이 상대적으로 빠르게 형성될 수 있다. 이로 인해, 횡류팬(30)의 복수의 단위팬(31) 각각 마다 최대 유속이 발생하는 위치가 달라지게되어 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유동 변동이 커질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 횡류팬(30)은 복수의 단위팬(31)이 직렬로 연결되는 구성을 가짐으로 인하여, 복수의 단위팬(31) 각각으로부터 토출되는 공기가 복수의 단위팬(31) 상호 간에 영향을 미치게 되어 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유동 특성이 달라질 수 있다.

횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유속은 복수의 단위팬(31)의 중심에서 가장 빠르고, 복수의 연결판(32)에서 가장 느린 분포를 가질 수 있다. 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유속은 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 복수의 연결판(32)으로부터 복수의 단위팬(31)의 중심으로 갈수록 빨라질 수 있다.

복수의 단위팬(31) 각각의 위치별 유동 특성은 곡면 형상을 이룰 수 있고, 복수의 단위팬(31)이 연결된 횡류팬(30)의 전체 유동 특성은 곡면 형상이 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 연결되는 형상을 이룰 수 있다.

이로 인해, 상대적으로 유속이 느린 복수의 연결판(32) 주위에서 토출되는 공기는 상대적으로 유속이 빠른 복수의 단위팬(31) 주위에서 토출되는 공기에 의해 유동 간섭을 받을 수 있다.

횡류팬(30)의 복수의 단위팬(31)과 복수의 연결판(32) 사이에 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 속도 차이에 의한 유동 간섭으로, 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유동이 상당히 불안정해질 수 있다. 불안정한 공기의 유동은 송풍 소음을 야기할 수 있고, 궁극적으로 횡류팬(30)의 성능을 저하시킬 수 있다.

횡류팬(30)의 복수의 단위팬(31)이 배열되는 위치에 따라 복수의 단위팬(31)의 상호 간에도 토출되는 공기의 속도가 각각 다를 수 있다.

횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따른 배열 중 중심부에 배열되는 복수의 단위팬(31)에 의해 토출되는 공기의 속도가 횡류팬(30)의 양 단부에 배열되는 복수의 단위팬(31)에 의해 토출되는 공기의 속도보다 빠를 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서, 스태빌라이져의 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬과 스태빌라이져의 종단면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서, 횡류팬과 스태빌라이져의 횡단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 스태빌라이져(50)는 두께가 얇고 속이 빈 형상을 가질 수 있다. 스태빌라이져(50)는 플라스틱과 같이 탄성을 가진 가벼운 재질로 만들어질 수 있다.

스태빌라이져(50)는 본체(10)의 내부영역을 횡류팬(30)에 의해 흡입 또는 토출되는 공기의 흡입영역(A)과 토출영역(B)로 구분할 수 있는 유동분리부(52)를 포함할 수 있다.

유동분리부(52)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)으로 복수의 곡면 형상을 가질 수 있다. 유동분리부(52)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 횡류팬의 회전 방향(W)으로 위치가 변화될 수 있다. 따라서, 유동분리부(52)는 3차원 곡면 형상을 가질 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 유동분리부(52)는 횡류팬(30)과 이격되어 대응되는 팬대응부(520)를 포함할 수 있다. 팬대응부(520)는 복수의 단위팬(31)의 중심에 대응하는 제1부분(521) 및 복수의 연결판(32)에 대응하는 제2부분(522)을 포함할 수 있다.

유동분리부(52)의 제1부분(521) 및 제2부분(522)는 복수의 단위팬(31)과 복수의 연결판(32)에 의해 토출되는 공기의 유동 특성을 고려하여, 위치를 다르게 배치할 수 있다. 유동분리부(52)와 횡류팬(30) 사이의 간격을 조절하게 되면 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유량을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 속도가 상대적으로 빠른 복수의 단위팬(30)의 중심에 대응하는 제1부분(521)과 횡류팬(30) 사이의 대응되는 간격을 크게 함으로써, 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유동이 흐를 수 있는 공간을 확보하여 토출되는 공기의 속도를 낮출 수 있다.

이와 반대로, 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 속도가 상대적으로 느린 복수의 연결판(32)에 대응하는 제2부분(522)과 횡류팬(30) 사이의 대응되는 간격을 작게 함으로써, 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유동 손실을 억제하고 공기의 속도를 높일 수 있다.

제2부분(522)의 횡류팬(30)의 회전 방향(W)을 따른 길이는 제1부분(521)의 횡류팬(30)의 회전 방향(W)에 따른 길이보다 길 수 있다. 팬대응부(520)의 횡류팬(30)의 회전 방향(W)을 따른 길이는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 제1부분(521)으로부터 제2부분(522)으로 갈수록 길어질 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 스태빌라이져(50)의 형상은 대략 삼각형의 단면을 가지도록 구비될 수 있다. 그러나, 단면이 정확한 삼각형의 형상으로 구비되는 것은 아니고, 횡류팬(30)에 의한 공기의 와류를 안정시키고 소음을 줄이기 위하여 부드러운 곡선을 구비하며 형성될 수 있다.

곡면을 이루는 유동분리부(52)는 횡류팬(30)에 의해 편심된 와류의 BPF소음(Blade Passing Frequency Noise)과 유동 난류 소음을 저감할 수 있고, 스태빌라이져(50)의 횡류팬(30)과 마주보는 면에 채용되어 난류 유동을 교란시킬 수 있다.

스태빌라이져(50)는 횡류팬(30)에 의해 본체(10)의 내부를 유동하는 기류를 안내하는 가이드부(51)를 포함할 수 있다. 가이드부(51)는 횡류팬(30)에 의해 본체(10)의 내부를 유동하는 기류를 흡입영역(A)으로 안내하는 제1가이드부(511) 및 횡류팬(30)에 의해 본체(10)의 내부를 유동하는 기류를 토출영역(B)으로 안내하는 제2가이드부(512)를 포함할 수 있다.

유동분리부(52)는 가이드부(51)와 연결되고, 횡류팬(30)에 의해 토출영역(B)으로 토출되는 공기가 다시 흡입영역(A) 측으로 재 유입되지 않고 토출구(12)를 통해 실내로 토출될 수 있도록, 횡류팬(30)과 인접하게 배치될 수 있다.

유동분리부(52)는 제1가이드부(511)와 연결되고 횡류팬(30)의 축 방향(Y)으로 연장되는 팬대응부(520)를 포함할 수 있다. 팬대응부(520)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)으로 서로 다른 위치를 가질 수 있다. 팬대응부(520)는 횡류팬(30)의 회전 방향(W)으로 서로 다른 길이를 가지고 배치될 수 있다. 팬대응부(520)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)으로 복수의 곡면 형상을 가질 수 있다.

팬대응부(520)의 길이는 동일 평면 상에서 횡류팬(30)의 중심(O)과 제1부분(521)을 연결하는 제1가상의 선(L1)과 횡류팬(30)의 중심(O)과 제2부분(522)을 연결하는 제2가상의 선(L2) 사이의 횡류팬(30)의 회전 방향(W)에 따른 각도(

)의 변화에 대응하여 변할 수 있다.

동일 평면상에서 제1가상의 선(L1)과 제2가상의 선(L2) 사이의 횡류팬(30)의 회전 방향(W)에 따른 각도(

는 0도에서 최대 15도를 가질 수 있다. 동일 평면상에서 제1가상의 선(L1)과 제2가상의 선(L2) 사이의 횡류팬(30)의 회전 방향(W)에 따른 각도(

는 바람직하게는 최대 약 10도를 가질 수 있다.

스태빌라이져(50)의 위치는 횡류팬(30)과의 간격을 적절히 고려하여 배치할 필요가 있다. 스태빌라이져(50)와 횡류팬(30) 사이의 간격에 따른 영향은 횡류팬(30)과 유동분리부(52)의 위치관계에 의해 결정될 수 있다.

유동분리부(52)와 횡류팬(30)의 간격이 작으면 송풍 효과가 향상되지만 송풍 소음이 생기기 쉽고, 유동분리부(52)와 횡류팬(30)의 간격이 넓으면 송풍 소음은 저감될 수 있으나, 송풍 효과가 떨어질 수 있다. 유동분리부(52)와 횡류팬(30)의 간격은 횡류팬(30)의 크기 및 동작 속도 등을 고려하여 적절히 조정할 수 있다.

횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유동 특성을 고려하기 위해 유동 분리부(52)가 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 곡면 형상을 가지는 경우, 복수의 단위팬(31)과 대응되는 부분 및 복수의 연결판(32)과 대응되는 부분이 횡류팬(30)과 가지는 간격이 서로 크게 다를 수 있다.

복수의 단위팬(31)과 대응되는 부분 및 복수의 연결판(32)과 대응되는 부분과 횡류팬(30)과의 간격이 서로 크게 다를 경우, 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유동 특성은 고려되었으나, 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유량이 위치에 따라 영향을 받을 수 있다.

횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기의 유동 특성을 고려하면서, 토출되는 공기의 유량에 미치는 영향을 최소화하기 위해, 팬대응부(520)는 횡류팬(30)이 축 방향(Y)을 따라 횡류팬(30)의 회전 방향(W)으로 길이가 변화할 수 있다.

즉, 팬대응부(520)와 횡류팬(30)은 횡류팬(30)의 반경 방향(R)으로 일정한 간격의 제1공간(H)을 가질 수 있다. 팬대응부(520)는 횡류팬(30)의 복수의 블레이드(310)의 일 단부로부터 횡류팬(30)의 반경 방향(R)으로 일정한 간격의 제1공간(H)을 가질 수 있다. 팬대응부(520)는 횡류팬(30)의 중심(O)으로부터 횡류팬(30)의 반경 방향(R)으로 일정한 거리를 가지는 제1공간(H)을 두고 횡류팬(30)과 이격되어 배치될 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화기에서, 복수의 리브를 포함하는 스태빌라이져 도면이다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 유동분리부(52)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 배열되는 복수의 리브(500)를 포함할 수 있다. 횡류팬(30)에 의해 생성된 와류의 일부는 스태빌라이져(50)의 복수의 리브(500)의 부드러운 곡선부를 타고 유동하며, 나머지 일부는 복수의 리브(500) 사이의 간격으로 흐르게 되어 와류가 훨씬 안정화되고 소음도 저감될 수 있다.

복수의 단위팬(31)의 중심에 대응되는 유동분리부(52)는 복수의 리브(500)가 형성되지 않을 수 있다. 복수의 리브(500)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 일정한 간격으로 배열될 수 있다. 복수의 리브(500)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 서로 다른 간격을 가지고 배열될 수도 있다.

복수의 리브(500)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 각각의 동일한 두께를 가지고 배열될 수 있다. 복수의 리브(500)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 서로 다른 두께를 가지고 배열될 수도 있다.

즉, 복수의 리브(500)의 크기와 두께 및 복수의 리브(500) 사이의 간격 등은 각 공기 조화기(1)의 형상과 횡류팬(30)의 특성 등을 고려하여 다양하게 형성될 수 있다.

복수의 리브(500)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 따라 직각으로 배열될 수 있다. 복수의 리브(500)는 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 기준으로 기울어져 배열될 수도 있다.

복수의 리브(500)가 횡류팬(30)의 축 방향(Y)을 기준으로 기울어져 각도가 생기면, 복수의 리브(500)가 횡류팬(30)의 축 방향(Y)에 대하여 직각으로 배열되는 경우에 비하여 횡류팬(30)에 의해 형성된 와류가 횡류팬(30)의 축 방향(Y)에 대하여 직각으로 배열된 복수의 리브(500)와 맞부딪혀 발생하는 소음을 더욱 줄일 수 있다.

즉, 횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기는 기울어져 일정한 각도로 배열되는 복수의 리브(500)의 완만한 곡선형상과 복수의 리브(500) 사이의 간격을 통과하면서 난류를 교란시켜 더욱 유동이 안정화되어 토출구(12)로 안내되므로, BPF소음이 줄어들고 유동난류소음도 줄어드는 등 전체적으로 소음이 감소할 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화기(1)의 동작과 작용 효과를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 공기 조화기(1)는 전원이 인가되면, 횡류팬(30)이 구동모터(미도시)에 의해 구동되기 시작하고, 횡류팬(30)에 의해 흡입구(11)를 통하여 공기가 흡입되어 본체(10)의 내부로 유입될 수 있다.

횡류팬(30)에 의해 본체(10)의 내부로 유입된 공기는 열교환기(20)의 전면에 구비된 필터(미도시)를 통과하면서, 먼지와 세균 등이 걸러진 후 열교환기(20)을 통과하면서 열 교환될 수 있다.

열교환기(20)에 의해 열 교환된 공기는 횡류팬(30)을 통과하면서 와류를 생성하고, 와류는 공기 조화기(1)의 배면에 형성된 리어가이드(40)에 의해 유동이 다소 안정되어 정압으로 회복될 수 있다.

횡류팬(30)에 의해 토출되는 공기는 리어가이드(40)를 지나, 스태빌라이져(50)와 리어가이드(40)에 의해 형성되는 토출구(12)를 통해 실내로 토출될 수 있다.

스태빌라이져(50)의 구조, 배열, 형상을 개선함으로써, 횡류팬(30)에 의해 발생한 동압의 와류를 정압으로 변환하는 과정에서, 유동 손실과 유동 변동에 의한 소음을 줄일 수 있고, 동일 풍량 기준으로 송풍 소음을 최대 약 1.5dBA까지 저감할 수 있다.

이상 특정 실시 예에 의하여 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이러한 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 실시 예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

1 : 공기 조화기 10 : 본체
11 : 흡입구 12 : 토출구
20 : 열교환기 30 : 횡류팬
31 : 복수의 단위팬 32 : 복수의 연결판
310 : 블레이드 40 : 리어가이드
50 : 스태빌라이져 51 : 가이드부
511 : 제1가이드부 512 : 제2가이드부
52 : 유동분리부 521 : 제1부분
522 : 제2부분 500 : 복수의 리브
A : 흡입영역 B : 토출영역
G1 : 제1간격 G2 : 제2간격
Y : 횡류팬의 축 방향 W : 횡류팬의 회전 방향
R : 횡류팬의 반경 방향 O : 횡류팬의 중심
L1 : 제1가상의 선 L2 : 제2가상의 선
H : 제1공간

: 제1각도

Claims

흡입구와 토출구를 갖는 본체;
상기 본체의 내부에 구비되는 열교환기;
상기 열교환기에 의해 열 교환된 공기를 상기 토출구로 토출하는 횡류팬; 및
상기 횡류팬에 인접하게 위치하고, 상기 횡류팬에 의해 상기 본체의 내부를 유동하는 기류를 흡입영역으로 안내하는 제1가이드부와 토출영역으로 안내하는 제2가이드부를 포함하는 가이드부 및 상기 가이드부와 연결되고 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 횡류팬의 회전 방향으로 위치가 변화되는 유동분리부를 가지는 스태빌라이져;를 포함하는 공기 조화기.
제1항에 있어서,
상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 축 방향으로 복수의 곡면 형상을 가지는 공기 조화기.
제1항에 있어서,
상기 유동분리부는 상기 제1가이드부와 연결되고 상기 횡류팬의 축 방향으로 연장되는 팬대응부를 포함하고,
상기 팬대응부는 상기 횡류팬의 축 방향으로 서로 다른 위치 및 상기 횡류팬의 회전 방향으로 서로 다른 길이로 배치되는 공기 조화기.
제3항에 있어서,
상기 횡류팬은 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 연결되는 복수의 단위팬 및 상기 복수의 단위팬 사이에 배치되고 상기 복수의 단위팬을 연결하는 복수의 연결판을 포함하고,
상기 팬대응부는 상기 복수의 단위팬의 중심에 대응하는 제1부분 및 상기 복수의 연결판에 대응하는 제2부분을 포함하고,
상기 제2부분의 상기 횡류팬의 회전 방향을 따른 길이는 상기 제1부분의 상기 횡류팬의 회전 방향에 따른 길이보다 긴 공기조화기.
제4항에 있어서,
상기 팬대응부의 상기 횡류팬의 회전 방향을 따른 길이는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 제1부분으로부터 상기 제2부분으로 갈수록 길어지는 공기 조화기.
제3항에 있어서,
상기 팬대응부는 상기 횡류팬으로부터 상기 횡류팬의 반경 방향으로 일정한 간격을 가지는 공기 조화기.
제3항에 있어서,
상기 팬대응부는 상기 횡류팬의 축 방향으로 복수의 곡면 형상을 가지는 공기 조화기.
제4항에 있어서,
상기 횡류팬의 중심과 상기 제1부분을 연결하는 제1가상의 선과 상기 횡류팬의 중심과 상기 제2부분을 연결하는 제2가상의 선 사이의 동일 평면 상에서 상기 횡류팬의 회전 방향에 따른 각도는 최대 15도인 공기 조화기.
제1항에 있어서,
상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 배열되는 복수의 리브를 포함하는 공기 조화기.
제9항에 있어서,
상기 복수의 리브는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 서로 다른 간격으로 배열되는 공기 조화기.
제9항에 있어서,
상기 복수의 리브는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 서로 다른 두께를 가지는 공기 조화기.
제9항에 있어서,
상기 복수의 리브는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 기울어져 배열되는 공기 조화기.
흡입구와 토출구를 갖는 본체;
상기 본체의 내부에 구비되는 열교환기;
상기 열교환기에 의해 열 교환된 공기를 상기 토출구로 토출하고, 복수의 단위팬 및 상기 복수의 단위팬을 상기 횡류팬의 축 방향으로 연결하는 복수의 연결판을 포함하는 횡류팬; 및
상기 횡류팬에 의해 상기 본체 내부의 공기의 흡입영역으로 유동하는 기류를 안내하는 제1가이드부, 토출영역으로 유동하는 기류를 안내하는 제2가이드부 및 상기 제1가이드부와 상기 제2가이드부 사이에 위치하고 상기 제1가이드부 및 상기 제2가이드부를 연결하는 유동분리부를 가지는 스태빌라이져;를 포함하고,
상기 유동분리부는 상기 제1가이드부와 연결되고 상기 복수의 단위팬의 중심에 대응하는 제1부분으로부터 상기 복수의 연결판에 대응하는 제2부분으로 갈수록 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 횡류팬의 회전 방향으로 길이가 길어지는 팬대응부를 포함하고,
상기 팬대응부는 상기 횡류팬의 복수의 블레이드의 일 단부로부터 상기 횡류팬의 반경 방향으로 일정한 간격을 가지는 공기 조화기.
제13항에 있어서,
상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 간격을 가지고 배열되는 복수의 리브를 포함하는 공기 조화기.
흡입구와 토출구를 갖는 본체;
상기 흡입구를 통해 흡입한 공기를 상기 토출구를 통해 토출하는 횡류팬; 및
상기 횡류팬의 축 방향을 따라 간격을 가지고 배열되는 복수의 리브를 포함하고, 상기 횡류팬의 축 방향을 따라 상기 횡류팬의 회전 방향으로 위치가 변화되는 유동분리부를 가지는 스태빌라이져;를 포함하는 공기 조화기.
제15항에 있어서,
상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 중심으로부터 상기 횡류팬의 반경 방향으로 일정한 거리로 상기 횡류팬과 이격되는 공기 조화기.
제15항에 있어서,
상기 유동분리부는 상기 횡류팬의 축 방향으로 복수의 곡면 형상을 가지는 공기 조화기.