KR100335082B1 - 창문형 에어컨의 실외기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 창문형 에어컨의 실외기에 관한 것으로, 실외기의 팬에 의한 공기의 유동특성에 상응하는 형상으로 응축기를 설계함으로써 실외기에서의 열교환율과 소음 등을 개선할 수 있도록 된 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 실외기는, 모터에 구비된 회전축의 타단에 원심형팬이 장착되고, 이 원심형팬의 외곽 주위를 감싸도록 응축기가 형성되되, 상기 응축기는 방열핀이 원심형팬의 원주방향을 따라 형성되도록 하여 원심형팬에 의한 공기유동과 응축기의 방열핀의 배열방향이 일치하도록 된 것이다.

Description

창문형 에어컨의 실외기{An outdoor unit of a window type air-conditioner}

본 발명은 창문형 에어컨에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 창문형 에어컨의 실외기를 구성하는 응축기에서의 열교환율과 소음 등을 개선할 수 있도록 된 창문형 에어컨의 실외기에 관한 것이다.

일반적으로, 가정용 소형 에어컨으로는 창문형 에어컨과 분리형 에어컨이 있는데, 이중에서 상기 창문형 에어컨은 냉매를 압축시키는 압축행정 및 응축행정을 수행하는 부분인 실외기와, 이 실외기에서 응축된 냉매를 증발시켜 저온의 공기를 배출시키는 팽창 및 증발행정을 수행하는 부분인 실내기가 박스처럼 된 캐비넷 내부에 함께 설치되어 있는 에어컨으로서, 통상적으로 차가운 공기를 실내로 배출하는 실내기는 에어컨의 전방에 설치되고, 뜨거운 공기를 배출하는 실외기는 에어컨 후방에 설치된다.

이러한 창문형 에어컨의 실외기의 구성은 도 5에 도시된 바와 같이, 공기를 응축기(130)로 송풍시키는 축류팬(120)과, 이 축류팬(120)을 구동시키는 모터(10) 및, 상기 축류팬(120)으로부터 송풍된 공기가 통과하며 응축행정을 수행하는 응축기(130) 및, 이 응축기(130) 측면에 설치되어 냉매를 압축시키는 압축기(도시안됨)로 이루어진다.

여기서, 상기 모터(10)에는 양측으로 회전축(11a, 11b)이 구비되고, 이 회전축(11a, 11b) 중 회전축(11a) 일단에 상기 축류팬(120)이 결합되어 모터(10)의 구동에 의해 축류팬(120)이 회전하게 된다.

또한, 상기 응축기(130)는 압축기에서 압축된 냉매가 유동하는 냉매관(131)이 가로방향으로 배열되고, 이 냉매관(131)을 수직하게 가로지르면서 응축기를 통과하는 공기와의 접촉면적을 확대하도록 다수의 방열핀(132)이 세로방향으로 배열되어 편평한 직사각형의 판형상으로 이루어져 있다.

상기와 같은 구조로 이루어진 실외기는 다음과 같이 작동한다.

먼저 상기 모터(10)의 작동에 의해 축류팬(120)이 회전운동하면, 이 축류팬(120)의 회전에 의해 외부의 공기가 응축기(130)로 송풍되고, 이에 따라 송풍된 공기가 상기 응축기(130)를 통과하면서 이 응축기(130)의 냉매관(131) 속을 유동하는 압축된 냉매와 열교환이 이루어지게 된다.

그러나, 상기와 같은 구성으로 된 실외기에서는 공기 송풍장치로서 축류팬(120)이 장착되고, 이 축류팬(120) 유출부 쪽에 판상의 응축기(130)가 장착되는바, 전체적인 유동특성에 있어서 후술되는 바와 같은 문제점이 있었다.

먼저, 축류팬(120) 흡입부의 유동에 있어서 흡입유동(RW)이 축류팬(120)의 반경방향으로 형성되므로 축류팬의 기본적인 유동메커니즘에서 벗어나게 되어 1차적인 유동손실이 발생하게 된다.

이어서, 축류팬(120)을 통과한 공기는 축류팬(120) 유출부에서 회전방향으로 강하게 회전하면서 응축기(130) 쪽으로 진행하게 되며, 이렇게 진행하는 유출유동은 크게 축방향성분(S)과 회전방향성분(R)으로 이루어지는데, 응축기(130)의 방열핀(132)은 축류팬(120)의 회전축(11a)에 대해 수직하게 배열되어 있으므로 유동이원활하지 못하고 큰 유동교란이 발생하게 된다. 즉, 진행하는 유동성분 중 축방향성분(S)은 방열핀(132)을 통과하지만 회전방향성분(R)은 통과하지 못하고 응축기(130) 앞에서 선회하다가 응축기(130)의 좌상단과 우하단에 집중하여 강한 제트류(J)를 발생시키며 응축기(130)의 방열핀(132)을 통과하게 된다.

따라서, 이 제트류(J)가 통과하는 방열핀(132) 부분에서는 통과하는 유량이 많지만 나머지 부분에서는 방열핀(132)을 통과하는 유량이 거의 없기 때문에 열전달이 거의 이루어지지 않게 되고, 이에 따라 응축기 전체의 열교환량이 매우 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 응축기(130) 전방의 유동은 점점 속도가 줄어듦에 따라 압력이 점점 상승하게 되고, 이는 응축기(130) 자체가 저항체로 작용하게 되어 과도한 유량손실을 유발하는 요인이 되었다.

또, 상기와 같은 응축기(130) 전방에서의 유동이 매우 복잡한 3차원적 유동으로 되고, 강한 제트류(J)의 영향으로 소음이 증가하게 되는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 응축기를 통과하는 공기유동을 원활히 하여 응축기를 통과하는 유량을 증대시켜 열교환 효율을 향상시킴과 동시에, 소음도 저감시킬 수 있는 창문형 에어컨의 실외기 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어컨의 실외기의 제 1실시예를 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 실외기가 에어컨 캐비넷 내부에 설치된 상태를 나타내기 위해 일부를 절개하여 나타낸 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 실외기의 제 2실시예로서 응축기와 원심형팬을 개략적으로 나타낸 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 실외기의 제 3실시예로서 응축기와 원심형팬을 개략적으로 나타낸 측면도,

도 5는 종래의 에어컨 실외기 부분으로서 이 실외기 부분을 유동하는 공기의 유동형태를 나타낸 상태도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 - 캐비넷 10 - 모터

11 - 회전축 20 - 원심형팬

30 - 응축기 31 - 냉매관

32 - 방열핀 40 - 압축기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터의 회전축에 원심형팬,예컨대 시로코팬이 장착되고, 응축기는 상기 원심형팬의 외곽 주변부를 원주방향으로 감싸는 형태가 되도록 구성된 창문형 에어컨 실외기를 제공한다.

이때 응축기의 방열핀은 원심형팬의 원주방향으로 형성되는바, 원심형팬에서 생성된 공기유동방향과 방열핀 배치방향이 일치하게 되므로 응축기에서의 공기유동이 원활히 이루어질 수 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 이용하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 창문형 에어컨 실외기의 제 1실시예를 개략적으로 나타낸 사시도로서, 본 발명의 이해를 돕기 위해 좌표계를 함께 도시하였다. 그리고, 도 2는 도 1의 실외기가 에어컨의 캐비넷(1) 내부에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 모터(10)의 회전축(11)에 원심형팬(20), 예컨대 시로코팬이 장착되고, 한쪽 측면이 개방된 반타원형의 응축기(30)가 상기 원심형팬(20) 외곽 주위를 감싸도록 구성된다. 이 때, 응축기(30)의 각 개별 방열핀(32)들은 원심형팬(20)의 원주방향을 따라 형성된다.

이러한 배치구조에 대하여 상세히 설명하면, 상기 모터(10; 도 2참조) 작동으로 원심형팬(20)이 회전방향인 θ방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 회전축방향인 Z방향으로 유입된 공기는 회전방향(θ)으로 강하게 회전하면서 반경방향(r)으로 유출되는바, 유출되는 공기유동은 반경방향(r)과 회전방향(θ)의 속도성분을 갖는 유동이 되고, 이는 r-θ 평면 상에 배열된 방열핀(32)들의 배열방향과 일치되게 된다.

한편, 응축기(30)의 개방된 면 쪽에는 압축기(40)가 설치되어 있는데, 이는 기존의 압축기 설치 위치와 동일하다.

이와 같은 실외기의 구조 및 이 구조에 따른 공기 유동에 의하여 원심형팬(20)에서 유출되는 공기유동과 응축기(30)의 방열핀(32)들이 서로 교란을 일으키지 않게 되므로 응축기(30) 전반에 걸쳐 유동이 원활하게 되고, 이에 따라 응축기를 통과하는 유량이 증대되게 된다.

한편, 응축기(30)의 개방된 부위 측면에는 압축기(40)가 설치되어 있으므로 압축기(40)를 냉각시키는 효과도 볼 수 있다.

그리고, 도 3과 도 4는 각각 본 발명에 따른 실외기의 제 2실시예와 제 3실시예를 나타낸 것으로, 응축기(300, 3000)의 방열핀(320, 3200)들이 원형 및 스파이럴형으로 구성된 것이다.

먼저, 도 3에 도시된 것과 같이 응축기(300)의 방열핀(320)이 원형이 되도록 구성한 제 2실시예의 경우, 응축기(300) 전방면에서의 유동교란이 매우 작으며 더욱 간결하게 실외기 구성요소들을 배치할 수 있다. 또한, 토출되는 공기의 유동은 응축기 전면에 균일하게 분포하게 되므로 응축기 전체에서 큰 열교환이 일어나고 소음도 저감된다.

이와 유사하게 도 4에 도시된 것과 같이 방열핀(3200)들을 스파이럴형으로 형성할 수도 있는데, 이러한 경우 원심형팬의 케이스 형상과 같이 디퓨저 역할을 함과 더불어 유동도 통과시키는 효과가 있으며, 원주부분에서의 부족한 유량이 우측 하단부에 모여 토출되므로 이 부분에서의 열전달이 특히 더 높게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 첫째로 원심형팬이 유동방향과 응축기의 방열핀 배열방향이 일치하여 응축기에서 유동교란이 억제되므로 응축기를 통과하는 유량이 증대되고, 이에 따라 전체적인 시스템성능이 향상되는 효과가 있다.

둘째로, 기존의 축류형팬 대신 원심형팬을 사용함으로써 실외기의 축방향길이를 줄일 수 있게 되므로 실외기의 크기가 축소되어 아담한 크기의 심미적인 디자인이 가능하게 되는 효과도 있다.

세째로, 시로코팬과 같은 원심형팬을 사용하므로써 소음이 작은 장점을 그대로 이용할 수 있으며, 응축기에서의 유동불균일성 및 국부적인 제트류 발생이 없어지므로 소음이 줄어들게 된다.

네째로, 원심형팬 후방 유동의 회전성을 이용하므로 방열핀 표면에서의 열전달효과가 커지게 된다.

Claims (3)

1. 공기를 유동시키는 원심형팬과, 그 면이 원심형팬의 반경방향(r)과 회전방향(θ)에 의해 형성되는 면(r-θ평면)과 동일면을 이루도록 원심형팬의 원주방향을 따라 일체로 형성되는 복수개의 방열핀을 구비한 응축기를 포함하여 구성되어, 원심형팬으로부터 유출되는 공기의 유동방향과 응축기의 방열핀 배치 방향이 일치하도록 된 창문형 에어컨 실외기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 응축기는 한쪽 측면이 개방된 반타원형, 또는 원형, 또는 한 쪽 끝부분은 안쪽으로 향하고 다른 끝부분은 아래쪽에서 위쪽으로 수직하게 상승한 스파이럴형으로 형성된 것을 특징으로 하는 창문형 에어컨 실외기.