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KR20090081441A - 분리형 공기조화기용 실외기 - Google Patents

분리형 공기조화기용 실외기 Download PDF

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KR20090081441A
KR20090081441A KR1020097014373A KR20097014373A KR20090081441A KR 20090081441 A KR20090081441 A KR 20090081441A KR 1020097014373 A KR1020097014373 A KR 1020097014373A KR 20097014373 A KR20097014373 A KR 20097014373A KR 20090081441 A KR20090081441 A KR 20090081441A
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South Korea
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outdoor unit
suction
pair
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노웅석
이학래
한왕국
이동혁
구자형
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 대형화된 실외기를 건물 외벽의 개방 공간 내측에 설치되어 전면으로 외부 공기를 흡입하여 열교환시킨 다음, 토출시키는 전면 흡토출 방식의 분리형 공기조화기용 실외기에 관한 것으로써, 특히 응축기 측으로 실외공기를 송풍시키기 위하여 비교적 송풍량이 큰 한 쌍의 시로코 팬을 적용하고, 나아가 시로코 팬들을 구동시키기 위하여 안정적일 뿐 아니라 고효율의 BLDC 모터를 적용하기 때문에 제한된 공간으로 공기를 흡/토출시키더라도 송풍량 및 송풍효율을 증대시킬 뿐 아니라 나아가 냉방용량을 높일 수 있고, 이상 소음을 줄일 수 있다.
실외기, 전면 흡토출, 공기조화기, 송풍량

Description

분리형 공기조화기용 실외기{OUTDOOR UNIT FOR SPLIT TYPE AIR-CONDITIONER}
본 발명은 대형화된 실외기를 건물 외벽의 개방 공간 내측에 설치되더라도 송풍량을 효율적으로 증대시킴으로 냉방용량을 극대화시킬 수 있는 분리형 공기조화기용 실외기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 실내기와 실외기를 각각 분리되어 실내공간과 실외공간에 별도로 설치된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합되어 창문 또는 벽을 관통하여 설치된 일체형 공기조화기로 나뉘어지는데, 보통 냉/난방용량이 커짐에 따라 실내기와 실외기의 크기가 커질 뿐 아니라 실외기 측에 포함된 압축기가 작동됨에 따라 실외기 측에서 발생되는 진동이 크기 때문에 분리형 공기조화기가 많이 사용된다.
상기와 같은 분리형 공기조화기는 실내에 설치되어 저온저압의 기체냉매와 공기 사이에 열교환 작용이 이루어지도록 하여 공조공간 내부로 온풍 또는 냉풍을 공급하는 실내기와, 실외에 설치되어 상기 실내기에서 충분한 열교환 동작이 이루어질 수 있도록 냉매를 압축, 응축, 팽창시키는 실외기로 구성되며, 상기 실내기와 실외기는 냉매배관에 의해 서로 연결되도록 설치된다.
여기서, 상기 실내기는 실내공기가 흡/토출되는 흡입구 및 토출구가 형성된 실내 케이스와, 상기 실내 케이스 내측에 설치되어 저온저압의 기체냉매가 통과되면서 공기와 열교환 작용이 이루어지도록 하는 증발기와, 상기 증발기 일측에 설치되어 실내공기를 상기 증발기를 통과하여 냉기가 실내 측으로 다시 토출되도록 하는 실내팬 및 모터로 이루어진다.
그리고, 상기 실외기는 실외공기가 흡/토출되는 흡입구 및 토출구가 형성된 실외 케이스와, 상기 실외 케이스 내측에 설치되어 상기 증발기를 통과한 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기를 통과한 냉매를 실외공기와 열교환시킴으로 중온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 냉매를 저온저압의 기체냉매로 감압시키는 모세관 또는 전자팽창밸브 등과 같은 팽창수단과, 상기 응축기 일측에 설치되어 실외공기를 상기 응축기를 통과하도록 하는 축류팬의 일종인 실외팬 및 모터로 이루어지되, 상기 모터는 일반 단상 및 삼상의 유도모터가 적용되며, 이러한 유도모터는 하우징 내측에 설치된 고정자 중간에 축 및 로터가 회전하는 방식으로 고정자에 교류가 인가됨에 따라 회전자계가 발생되어 회전자를 회전시키게 된다.
보통, 상기 실외 케이스는 송풍효율을 놓이기 위하여 세 군데 측면에 상기 흡입구가 형성되고, 상면에 상기 토출구가 형성되기 때문에 상기 실외팬을 작동시키면, 세 군데 측면으로부터 공기를 흡입하여 열교환시킨 다음, 상면으로 열교환된 공기를 토출시킨다.
이때, 상기 압축기, 응축기, 팽창수단, 증발기는 서로 냉매배관으로 서로 연 결되도록 설치되고, 냉매가 상기 순차적으로 압축, 응축, 팽창, 증발되면서 순환되도록 한다.
그런데, 이와 같은 종래의 공기조화기용 실외기는, 도시의 고밀도화와 환경관리의 강화로 인하여 설치장소를 제한받고 있고, 소음 및 열기 방출로 인하여 주변의 민원 제기의 대상이 되고 있다. 특히, 대규모 아파트 단지 등과 같은 공동주거시설에서는 미관과 소음문제로 실외기를 실내의 베란다 내부에 설치하도록 규제하고 있다.
따라서, 최근에는 전면으로만 공기를 흡입하여 열교환시킨 다음, 다시 전면으로 열교환된 공기를 토출시키는 전면 흡토출 방식의 분리형 공기조화기용 실외기가 대규모 아파트 단지 등과 같은 공동주거시설에 채택되고 있다.
그러나, 상기와 같은 전면 흡토출 방식의 분리형 공기조화기용 실외기는 삼면 흡토출 방식의 공기조화기용 실외기보다 공기가 흡입되는 흡입면적이 적기 때문에 송풍량이 줄어듦에 따라 송풍효율이 떨어져 냉방용량이 줄어들게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같은 전면 흡토출 방식의 분리형 공기조화기용 실외기는 상기 송풍팬을 구동시키기 위하여 일반 단상 또는 삼상 유도모터가 적용되기 때문에 이와 같은 유도 모터는 전반적으로 효율이 40 ∼ 50 ％ 이하로 낮을 뿐 아니라 특히 회전력인 토크 특성이 안정적인 영역이 좁아 회전수를 가변하는 영역의 범위가 제한되고, 이와 같이 회전수가 토크 특성이 안정적인 영역을 벗어나는 경우 이상 소음 및 효율 저하를 일으키게 되는 문제점이 있다.
이에 따라 본 발명은 외부 공기를 제한된 공간으로 흡/토출시키더라도 비교적 송풍량이 큰 팬을 적용하여 송풍량 및 송풍효율을 증대시킬 수 있는 분리형 공기조화기용 실외기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 외부 공기를 송풍시키는 팬을 구동하기 위하여 안정적일 뿐 아니라 고효율의 모터를 적용하여 작동의 신뢰성 및 효율을 높일 수 있는 분리형 공기조화기용 실외기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 외부 공기를 송풍시키는 팬 및 이를 구동하는 모터의 설치구조를 개선하여 설치공간을 줄임으로 제품의 크기를 줄일 수 있는 분리형 공기조화기용 실외기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 건물 외벽에 선택적으로 매입하여 설치할 수 있는 전면 흡토출 방식의 현실적인 설치구조를 가진 분리형 공기조화기용 실외기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에서는 실외 측에 설치되어 개방된 전면에 흡입부 및 토출부가 구획되도록 형성된 케이스와, 상기 케이스의 흡입부 내부에 설치되어 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 케이스의 흡입부 내부에 설치되어 상기 압축기에서 압축된 냉매를 외부 공기와 열교환시킴으로 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기 측에 흡입구가 형성되는 동시에 상기 케이스의 토출 부 측에 토출구가 형성되어 상기 토출구가 상기 토출부 접하도록 상기 케이스에 내장되어 상기 응축기와 열교환된 공기의 토출방향을 안내하는 한 쌍의 팬 하우징과, 상기 팬 하우징들 내측에 각각 설치되어 외부 공기를 상기 케이스의 흡입부로부터 흡입하여 상기 응축기를 통과시킨 다음, 상기 케이스의 토출부를 통하여 토출시키는 한 쌍의 시로코 팬과, 상기 시로코 팬들을 각각 구동시킬 수 있도록 각각의 시로코 팬과 연결된 한 쌍의 모터와, 상기 모터들을 각각의 팬 하우징에 고정시키는 한 쌍의 모터 지지대를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기를 제공한다.
여기서, 상기 케이스의 전면이 상하측으로 구획되어 하측에 상기 케이스의 흡입부가 형성되는 동시에 상측에 상기 케이스의 토출부가 형성되되, 상기 케이스의 토출부가 양측으로 구획되어 제1,2토출부가 형성되고, 상기 제1,2토출부와 연통되도록 각각의 팬 하우징들이 상기 제1,2토출부에 내접하도록 설치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 케이스에서 이물질의 유입을 방지하기 위하여 상기 케이스의 흡입부 및 케이스의 토출부에 각각 설치되는 흡입그릴 및 토출그릴이 더 포함되어 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
다음, 상기 한 쌍의 팬 하우징들은 각각의 시로코 팬의 축방향으로 공기가 흡입될 수 있도록 상면과 바닥면에 각각 흡입홀이 형성되고, 각각의 시로코 팬의 원주방향에서 공기가 토출될 수 있도록 전면에 상기 제1,2토출부와 연통되는 토출홀이 형성되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 한 쌍의 시로코 팬은 각각의 시로코 팬에 의해 송풍되는 공기가 간섭되지 않도록 서로 반대방향으로 회전 구동되고, 상기 한 쌍의 팬 하우징은 토출공기를 서로 반대방향으로 안내할 수 있도록 대향되도록 설치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 한 쌍의 시로코 팬은 서로 동일한 방향으로 회전 구동되고, 상기 한 쌍의 팬 하우징은 토출공기를 동일한 방향으로 안내할 수 있도록 같은 방향으로 설치되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 한 쌍의 시로코 팬은 근접한 실외기의 한 쌍의 시로코 팬에 의해 송풍되는 공기와 간섭을 방지하기 위하여 근접한 실외기의 한 쌍의 시로코 팬에 의해 송풍되는 공기와 반대방향으로 송풍시키도록 회전 구동되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 한 쌍의 모터는 상대적으로 흡입유량이 적은 각각의 팬 하우징의 상측 흡입홀에 고정 설치되는 것이 바람직하되, 상기 한 쌍의 모터는 BLDC 모터(Brushless DC Motor)인 것이 더욱 바람직하다.
구체적으로, 상기 BLDC 모터는 상기 시로코 팬과 연결되어 동력을 전달하는 모터 회전축과, 상기 모터 회전축이 중앙에 회전 가능하게 설치됨 아울러 상기 모터 지지대에 고정되도록 설치되어 코어에 코일이 권선되도록 구성된 고정자와, 상기 고정자 외둘레에 위치됨과 아울러 상기 모터 회전축에 연결되도록 설치되어 상기 모터 회전축과 함께 회전되는 회전자와, 상기 회전자에 고정되어 상기 고정자와 상호 전자기력에 의해 상기 회전자 및 모터 회전축을 회전시키는 영구자석과, 상기 회전자의 위치를 검출하여 상기 고정자의 코일에 전류를 순차적으로 흘려주는 센서 부로 이루어진 것이 더욱 바람직하다.
다음, 상기 모터 지지대는 상기 모터 회전축이 베어링에 의해 회전 가능하도록 축설되는 원통형상의 축 지지부와, 상기 축 지지부 상단에 일체로 형성되어 상기 고정자가 올려진 상태에서 고정 설치되는 고정자 지지부와, 상기 고정자 지지부 원주에 소정 간격을 두고 반경방향으로 돌출되게 형성되어 상기 팬 하우징 상면에 나사 고정되는 복수개의 고정부로 이루어진 것이 바람직하다.
이때, 상기 모터 지지대에서 상기 고정자의 코어가 상기 고정자 지지부 상측에 나사 조립되어 고정되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 모터 지지대에서 상기 고정부의 강도를 보강하기 위하여 상기 축 지지부와 상기 고정자 지지부 및 고정부 사이에 강도 보강용 리브가 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 모터 지지대에서 상기 BLDC 모터 일부가 상기 팬 하우징 내측에 설치될 수 있도록 상기 고정부들의 중간부분이 반경방향으로 갈수록 상향 경사지도록 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 모터 지지대에서 상기 축 지지부 및 고정자 지지부 둘레에 일정 간격을 두고 세 개의 고정부가 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
다음, 상기 응축기는 상기 케이스의 흡입부를 향하여 돌출되도록 'U'자 형상으로 형성되는 것이 바람직하되, 상기 응축기는 상기 케이스의 흡입부 내부 상하측에 적층되도록 한 쌍이 설치되는 것이 더욱 바람직하다.
다음, 상기 분리형 공기조화기용 실외기는 건물 외벽의 개방 공간에 설치될 수 있도록 상기 개방 공간을 상기 케이스의 흡입부와 대응하는 흡입영역 및 상기 케이스의 토출부와 하는 대응하는 토출영역으로 구획하는 루버 프레임을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 루버 프레임에서 흡입 풍향 및 토출 풍향을 조절할 수 있도록 상기 흡입영역 및 토출영역에 복수개의 루버 블레이드가 일정 간격을 두고 적층되도록 설치되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면 전술한 발명의 목적에 기술된 효과를 가져올 수 있다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기가 도시된 사시도 및 정면도이다.
본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 크게 외부 공기가 흡입되어 열교환되는 열교환 유닛(10)과, 상기 열교환 유닛(10)에서 열교환될 수 있도록 외부 공기가 흡/토출되도록 송풍시키는 송풍유닛(20)으로 이루어진다.
보다 상세하게 살펴보면, 상기 열교환 유닛(10) 및 송풍 유닛(20)은 전면이 개방된 상/하부 케이스(12,22)로 외관을 형성하여 각각 공기가 흡/토출되는 흡입부 및 토출부가 구획되도록 형성되고, 상기 하부 케이스(12) 내측에는 증발기(미도시) 를 생략한 냉동사이클 즉, 압축기(미도시) 및 응축기(14)와 전자팽창밸브(미도시)가 설치되며, 상기 상부 케이스(22) 내측에는 공기를 송풍시킬 수 있도록 한 쌍의 팬 하우징(24) 내측에 각각 시로코 팬(26) 및 이를 구동하는 모터(28)가 설치되며, 이와 같은 구성부품을 제어할 수 있도록 상기 응축기(14) 일측에 제어박스(미도시)가 설치된다.
물론, 상기 실외기는 실내 측에 설치된 실내기(미도시)와 냉매배관에 의해 연결되도록 설치되되, 상기 실내기는 증발기 및 실내공기를 송풍시키는 실내팬(미도시)을 포함하도록 구성되며, 냉매는 상기 압축기, 응축기(14), 전자팽창밸브, 증발기를 통과하면서 압축, 응축, 팽창, 증발되면서 상기 증발기 측으로 송풍되는 실내공기와 열교환 작용을 통하여 실내공기를 냉방시킨다.
상기와 같은 실외기는 사면이 개방된 공간에 설치될 수도 있지만, 전면으로 외부 공기를 흡/토출하는 방식으로 구성되기 때문에 주거용 및/또는 상업용 건물의 일부가 개방된 외벽에 밀착 고정시키도록 설치할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기가 벽 매입된 장착구조가 도시된 일부 절개 사시도이고, 도 4는 도 3에 보인 실시예의 설치 결합구조가 도시된 분해 사시도이다.
보다 상세하게, 도 3과 도 4를 참고로 하여 상기 실외기가 건물의 외벽(W)에 장착되는 구조를 살펴보면, 상기 외벽(W)에 형성된 직사각형 형상의 공간 내벽에 외부 프레임(100)이 고정 설치되고, 상기 외부 프레임(100) 안쪽에 내부 프레임(110)이, 상기 외부 프레임(100)에 고정 설치되며, 경우에 따라서는 상기 내외부 프레임(100, 110)은 일체로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 내부 프레임(110)의 안쪽 영역을 상기 흡입 영역(IN)과 토출 영역(OUT)으로 상하방향으로 구획할 수 있도록 중간 분리대(130)가 중간을 가로지르도록 설치되며, 각 영역 내에는 복수개의 루버 블레이드(120)가 설치되어 이들 루버 블레이드(120) 사이의 간극을 통해 공기가 흡입되거나 토출된다.
이때, 상기 루버 블레이드들(120)은 수평하게 형성되어 양단이 상기 내부 프레임(110) 내측면에 회전 가능하게 설치되되, 수직방향으로 일정 간극을 두고 적층되도록 설치되어 상하방향으로 풍향을 조절할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 내부 프레임(110)과 상기 실외기 사이에는 공기 누설을 방지함과 아울러 진동을 완충시키는 실링부재(S)가 설치되되, 상기 열교환 유닛(10)이 상기 내부 프레임의 흡입 영역(IN) 내측에 밀착되는 동시에 상기 송풍 유닛(20)이 상기 내부 프레임의 토출 영역(OUT) 내측에 밀착된 상태에서 상기 하부 케이스(12) 및 상부 케이스(22)가 양측면이 'L' 자형의 브래킷(미도시)에 의해 상기 내부 프레임(110)에 고정되도록 설치된다.
이와 같이, 상기 외부 프레임(100)과 내부 프레임(110) 및 중간 분리대(130)와 루버 블레이드(120)를 포함하여 루버 프레임이라 하며, 상기 실외기는 상기 루버 프레임에 의해 외벽(W)의 개방된 공간 내벽에 밀착되도록 장착된다.
도 5는 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기에서 열교환 유닛 및 송풍 유닛의 결합상태가 도시된 분해 사시도이다.
구체적으로, 상기 실외기의 구성을 도 5를 참조로 하여 살펴보면, 상기 열교 환 유닛(10) 상측에 상기 송풍 유닛(20)이 설치되는데, 상기 열교환 유닛(10)의 상면이 개방되는 동시에 상기 송풍 유닛(20)의 바닥면이 개방되도록 형성되어 상기 열교환 유닛(10)과 송풍 유닛(20)이 서로 연통되도록 설치되며, 상기 열교환 유닛(10)의 상면에는 상기 송풍 유닛(20)이 올려질 수 있도록 양측을 구획하는 형상의 하부 연결 프레임(C1)이 고정 설치되는 동시에 상기 송풍 유닛(20)의 바닥면에는 상기 팬 하우징들(24,24')을 포함하는 내부 구성부품을 지지하는 상부 연결 프레임(C2)이 고정 설치된다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기의 열교환 유닛 및 송풍 유닛이 도시된 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기에 적용된 송풍장치가 도시된 정단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기에 적용된 송풍장치 중 모터 지지대가 보다 상세하게 도시된 사시도이다.
보다 상세하게, 상기 열교환 유닛(10)의 구성을 도 6을 참조로 하여 살펴보면, 다음과 같다.
먼저, 상기 하부 케이스(12)는 전면 및 상면이 생략되도록 형성되어 그 바닥면에 상기 응축기(14) 및 압축기들(16a,16b,16c)이 올려지도록 설치되되, 전면 상측에 상기 상부 케이스(22)와 구획하기 위하여 바 형상의 하부 구획대(A1)가 설치된다.
이때, 상기 송풍 유닛(20)이 올려지더라도 지지할 수 있도록 상기 하부 케이스(12)의 상면에 하부 연결부재(C1)가 고정되고, 상기 송풍 유닛(20)이 나사 조립 될 수 있도록 상기 하부 케이스(12)의 상면 양측에 상향 돌출되도록 연결돌기(12a,12b)가 형성된다.
또한, 상기 하부 케이스(12)의 바닥면에는 한 쌍의 받침대(B)가 설치되되, 상기 받침대(B) 양측에는 지게차 등에 의해 들어올려질 수 있도록 지지홀(h)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부 케이스(12)의 전면에는 외부로부터의 이물질 또는 동물(예를 들면, 쥐 등)의 침입을 막을 수 있도록 메쉬 형상의 프론트 그릴(미도시)이 추가로 설치될 수도 있다.
다음, 상기 응축기(14)는 최근에 공기조화기가 대용량화 되어 감에 따라 냉방용량을 늘리기 위하여 크기가 큰 하나로 구성될 수도 있지만, 제작의 편의성을 위해 기존의 열교환기 두 개를 연결해서 사용할 수도 있는데, 한 쌍의 응축기(14a,14b)가 상하방향으로 적층되도록 설치한다.
이때, 상기 응축기들(14a,14b)은 복수개의 냉매관이 굴곡지도록 배열된 상태에서 복수개의 냉각핀이 수직하게 설치된 열교환기로써, 'U'자 형상으로 구부러진 상태로 형성되어 상기 하부 케이스(12)의 전면 내측에 바로 중앙의 직선부가 위치되도록 설치되고, 그 내측에 상기 압축기들(16a,16b,16c)이 위치될 뿐 아니라 그 배면 측에 상기 제어박스가 위치되도록 한다.
다음, 상기 압축기(16a,16b,16c) 역시 공기조화기의 냉방용량을 늘리기 위하여 복수개가 설치되는 것이 바람직하되, 더욱 바람직하게는 두 개의 정속형 압축기(16a,16b) 및 하나의 인버터 압축기(16c)를 적용하여 대형 냉방용량을 낼 수 있 도록 하며, 부하에 따라 그 작동이 조절된다.
이때, 상기 정속형 압축기들(16a,16b)은 부하에 상관없이 계속 작동되고, 상기 인버터 압축기(16c)는 부하에 비례하여 작동 속도가 결정된다.
한편, 보다 상세하게, 상기 송풍 유닛(20)의 구성을 도 7 내지 도 8을 참조로 하여 살펴보면, 다음과 같다.
먼저, 상기 상부 케이스(22)는 전면 및 바닥면이 생략되도록 형성되어 그 내측에 상기 팬 하우징들(24,24'), 시로코 팬들(26,26') 및 모터들(28,28')이 설치되되, 전면 하측에 상기 하부 케이스(10)와 구획하기 위하여 바 형상의 구획대(A2)가 설치되는 동시에 전면 내측에 한 쌍의 팬 하우징(24,24')을 양측으로 구획하기 위하여 전면 구획대(A3)가 설치된다.
이때, 상기 팬 하우징들(24,24')이 올려질 수 있도록 상기 상부 케이스(22)의 바닥면에 하부 연결부재(C2)가 고정되고, 상기 송풍 유닛(20)이 상기 열교환 유닛(10) 상측에 올려진 다음, 상기 송풍 유닛(20)이 상기 열교환 유닛(10) 측의 연결돌기(12a,12b)에 나사 조립된다.
또한, 상기 상부 케이스(22)의 전면에도 상기 하부 케이스(12)와 마찬가지로 외부로부터의 이물질 또는 동물(예를 들면, 쥐 등)의 침입을 막을 수 있도록 메쉬 형상의 프론트 그릴(미도시)이 추가로 설치될 수도 있다.
다음, 상기 팬 하우징들(24,24')은 상기 시로코 팬들(26,26')이 내장될 수 있도록 형성되되, 상기 시로코 팬들(26,26')이 축방향으로 공기를 흡입하여 원주방향으로 토출시킬 수 있도록 상하 축방향으로 서로 대향되는 한 쌍의 흡입 구(24in,24'in)가 형성되는 동시에 전면에 토출구(24out,24'out)가 형성되고, 각각의 흡입구(24in,24'in)에는 흡입 공기를 안내할 수 있도록 가이드(R)가 내측으로 돌출되도록 형성된다.
물론, 상기 팬 하우징들(24,24')은 상기 상부 케이스(22) 내측에 상기 전면 구획대(A3)를 기준으로 양측에 나란하게 위치되도록 별도의 브래킷(미도시)에 의해 상기 상부 케이스(22) 내측에 고정되되, 상기 하부 흡입구(24in)가 상기 상부 케이스(22)의 바닥면 및 상기 하부 케이스(12)의 상면과 연통되도록 설치되는 동시에 상기 토출구(24out,24'out)가 상기 상부 케이스(22)의 전면과 연통되도록 설치된다.
이때, 상기 팬 하우징들(24,24')은 각각의 시로코 팬(26,26')에 의해 송풍되는 공기가 간섭되지 않도록 서로 반대방향으로 안내될 수 있도록 설치되거나, 동일한 방향으로 안내될 수 있도록 설치될 수 있는데, 이와 같이 하나의 실외기에서 상기 팬 하우징들(24,24')이 각각의 시로코 팬(26,26')에 의해 송풍되는 공기가 일방향으로 안내할 수 있도록 설치되더라도 이와 근접한 실외기에서 상기 팬 하우징들(24,24')이 각각의 시로코 팬(26,26')에 의해 송풍되는 공기와 반대방향으로 안내할 수 있도록 설치된다.
물론, 상기 팬 하우징들(24,24')에 내장되는 각각의 시로코 팬(26,26') 역시 상기 팬 하우징들(24,24')의 형상에 따라 그 회전 방향이 결정되고, 이에 따라 작동되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 시로코 팬들(26,26')은 공기를 축방향으로 흡입하여 원주방향으 로 토출시키는 일종의 축류팬으로써, 상대적으로 풍량이 많아 냉방용량이 큰 실외기에 적용하는 것이 적합하다.
이때, 상기 시로코 팬들(26,26')은 각각의 팬 하우징의 흡입구들(24in,24'in)을 향하도록 상하 축방향으로 상기 팬 하우징들(24,24')에 내장되고, 그 회전방향은 각각의 팬 하우징(24,24')의 형상 및 그 설치방향에 따라 각각의 팬 하우징의 토출구(24out,24'out) 측으로 공기가 송풍되도록 회전된다.
다음, 상기 모터들(28,28')은 도 8에 도시된 바와 같이 각각의 팬 하우징의 흡입구들(24in,24'in) 중 비교적 흡입 풍량이 작은 상부 흡입구(24'in) 측에 설치되는 것이 바람직하되, 그 설치공간을 줄이기 위하여 일부가 각각 팬 하우징의 흡입구들(24in,24'in) 내측에 위치되도록 설치한다.
특히, 상기 모터들(28,28')은 교류를 직류로 변환함에 있어 브러쉬가 아닌 수동 회로를 이용하는 BLDC 모터(Brushless DC Motor)를 적용하되, 이와 같은 BLDC 모터는 탄소 재질의 브러쉬가 없기 때문에 작동 중에 스파크가 발생하지 않고 가스 폭발의 위험이 적을 뿐 아니라 대부분의 회전수에서 안정적으로 구동되고, 나아가 70 ∼ 80 ％ 정도의 고효율을 유지한다.
구체적으로, 상기 BLDC 모터(28)는 상기 시로코 팬(26)으로 동력을 전달하는 모터 회전축(282)과, 상호 전자기력에 의해 회전력을 발생시켜 상기 모터 회전축(282)을 구동시키는 고정자(284) 및 회전자(286)와 영구자석(288)과, 상기 회전자(286) 위치를 검출하여 공급되는 전류를 제어하는 센서부(미도시)로 이루어진다.
특히, 이러한 BLDC 모터(28)는 흡입 유동저항을 줄이기 위하여 상대적으로 흡입유량이 적은 상기 팬 하우징의 상부 흡입구(24in) 측에서 상기 모터 지지대(30)에 의해 고정 설치된다.
상세하게는, 상기 모터 회전축(282)은 상기 모터 지지대(30)를 관통한 상태에서 회전 가능하도록 볼 베어링(289)에 의해 상기 모터 지지대(30)에 지지되도록 설치됨과 아울러 끝단이 상기 시로코 팬(26)의 축 중심과 코킹 등의 방법으로 연결되고, 상기 고정자(284)는 상기 모터 회전축(282) 외둘레에 소정 간격을 두고 상기 모터 지지대(30)에 고정되도록 설치된다.
아울러, 상기 회전자(286)는 외경 부분이 상기 고정자(284) 외둘레에 위치됨과 아울러 내경 부분이 상기 모터 회전축(282)에 고정 설치되되, 상기 회전자(286)의 상면 또는 하면에는 원심력이 발생되더라도 강도 보강할 수 있도록 반경방향으로 길게 복수개의 리브가 형성되고, 상기 영구 자석(288)은 복수개가 원주 방향으로 소정 간격을 두고 상기 회전자(286)의 외경 부분에 상기 고정자(284)와 상호 전자기력을 발생시킬 수 있도록 고정 설치되며, 상기 센서부는 상기 고정자(284)의 코어 측에 고정되도록 설치된다.
*따라서, 상기 고정자(284)의 코일에 순차적으로 전류가 흐르면, 상기 코일에 흐르는 전류와 영구자석(288)의 상호 전자기력에 의해 상기 회전자(286)가 회전하게 되고, 상기 회전자(286)의 회전력은 상기 모터 회전축(282)에 의해 상기 시로 코 팬(26)을 회전 구동시키게 된다.
다음, 상기 모터 지지대들(30,30')은 각각의 시로코 팬(26,26') 및 BLDC 모터(28,28')를 각각의 팬 하우징(24,24') 내측에 매달리도록 설치하는데, 상세하게는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 모터 회전축(282)이 상기 볼 베어링(289)에 의해 회전 가능하도록 축설되는 원통형상의 축 지지부(302)와, 상기 축 지지부(302) 상단에 일체로 형성되어 상기 고정자(284)가 올려진 상태에서 고정 설치되는 고정자 지지부(304)와, 상기 고정자 지지부(304) 원주에 소정 간격을 두고 반경방향으로 돌출되게 형성되어 상기 팬 하우징(24)의 상부 흡입구(24in) 주변에 나사 고정되는 복수개의 고정부(306)로 이루어진다.
이때, 상기 축 지지부(302)는 상기 모터 회전축(282)보다 그 길이가 짧게 형성된 원통형상으로 상하단 내측에 상기 볼 베어링(289)이 설치되어 상기 모터 회전축(282)을 회전 가능하도록 지지하고, 상기 고정자 지지부(304)는 상면에 상기 고정자(284)가 삽입된 상태에서 나사 고정될 수 있도록 복수개의 요홈부 또는 홀(304a)이 형성됨과 아울러 나사홀(304h)이 형성된다.
아울러, 상기 모터 지지대(30)는 지지하는 하중을 분산시키기 위하여 상기 축 지지부(302) 및 고정자 지지부(304) 둘레에 120ㅀ간격을 유지하면서 세 개의 고정부(306)가 형성되는 것이 바람직하고, 이러한 고정부(306)의 강도를 보강하기 위하여 상기 고정자 지지부(304) 및 고정부(306) 하측을 지지하도록 상기 축 지지부(302)와 상기 고정자 지지부(304) 및 고정부(306) 사이에 강도 보강용 리브(308) 가 형성되며, 상기 고정부(306) 상면에도 복수개의 보조 강도 보강용 리브(309)가 형성되는 것이 더욱 바람직하다.
특히, 이러한 고정부(306)는 상기 고정자 지지부(304)로부터 반경방향으로 돌출되게 형성됨과 아울러 중간 부분(306a)이 반경방향으로 갈수록 상향 경사지도록 형성되고, 그 끝단(306b)의 수평한 부분에 나사홀(306h)이 형성되며, 따라서 이러한 모터 지지대(30)는 상기 팬 하우징의 상부 흡입구(24in) 주변에 상기 고정부의 끝단(306b)이 나사 조립되도록 설치된다.
상기와 같이 구성된 분리형 공기조화기용 실외기의 조립 및 설치 과정을 살펴보면, 상기 하부 케이스(12) 내측에 응축기(14), 압축기(16a,16b,16c), 팽창수단 등을 설치하는 동시에 이를 제어하는 제어박스를 상기 응축기(14) 일측에 설치하여 상기 열교환 유닛(10)을 완성한다.
다음, 한 쌍의 시로코 팬(26,26') 및 BLDC 모터(28,28')가 각각의 모터 지지대(30,30')에 의해 각각의 팬 하우징(24,24')에 고정되어 한 쌍의 송풍장치를 구성하고, 이러한 송풍장치들이 상기 상부 케이스(22) 내부에 고정되어 송풍 유닛(20)을 완성한다.
구체적으로, 상기 송풍 유닛(20)의 조립과정을 보다 상세하게 살펴보면, 상기 BLDC 모터(28)의 모터 회전축(282)이 상기 모터 지지대의 축 지지부(302)에 상기 볼 베어링(289)에 의해 회전 가능하게 설치됨과 아울러 상기 고정자(284)가 상기 모터 지지대의 고정자 지지부(304) 상면에 나사 고정되어 모터 조립체를 구성하 고, 이러한 모터 조립체는 상기 팬 하우징(24) 내측에 상기 시로코 팬(26)을 위치시킨 상태에서 상기 모터 회전축(282)이 상기 시로코 팬(26)의 축 중심에 코킹 연결되도록 설치되며, 상기 모터 지지대의 고정부(286)가 상기 팬 하우징의 상측 흡입홀(24in) 주변에 올려진 상태에서 나사 조립되어 고정된다.
따라서, 이와 같이 BLDC 모터들(28,28')이 각각 조립된 한 쌍의 송풍장치가 상기 상부 케이스(22) 내부의 양측에 나란하게 위치되어 별도의 브래킷에 의해 고정 설치되며, 상기 BLDC 모터들(28,28')은 그 작동을 제어할 수 있도록 상기 제어박스와 전선에 의해 연결되도록 설치된다.
물론, 상기 하부 케이스(12)와 상부 케이스(22)는 전면이 개방되도록 형성되되, 그 사이를 구획하기 위하여 상기 하부 구획대(A1) 및 상부 구획대(A2)가 설치되고, 특히 상기 상부 케이스(22) 전면에는 각각의 팬 하우징(24,24')을 서로 구획하기 위하여 전면 구획대(A3)가 설치된다.
이때, 상기 팬 하우징들(24,24')은 전면에 형성된 토출구(24out,24'out)가 상기 상부 케이스(22)의 전면에 밀착되도록 설치되어 각각의 팬 하우징(24,24')을 통과한 공기가 바로 외부로 토출될 수 있도록 한다.
이와 같이 조립된 하부 케이스(12) 상면에 상기 하부 연결부재(C1)가 덮여지도록 설치되는 동시에 상기 상부 케이스(22) 바닥면에 상기 상부 연결부재(C2)가 지지되도록 설치된 다음, 상기 하부 케이스(12) 상측에 상기 상부 케이스(22)가 올려지고, 상기 하부 케이스 측의 조립용 돌기(12a,12b)가 상기 상부 케이스(22)에 나사 조립되어 서로 고정되도록 하되, 상기 하부 케이스(12)의 상면과 상기 상부 케이스(22)의 바닥면이 서로 연통되도록 설치한다.
따라서, 상기와 같이 조립된 실외기는 상기 압축기(16a,16b,16c), 응축기(14), 팽창수단이 별도의 냉매배관에 의해 실내기 측의 증발기와 연결되도록 설치되고, 상기 압축기(16a,16b,16c)가 구동됨에 따라 그 작동이 부하에 따라 조절된다.
*구체적으로, 상기 실외기의 작동을 살펴보면, 상기 제어박스에서 부하에 따라 발생되는 신호에 따라 상기 압축기(16a,16b,16c)가 작동되고, 이에 따라 냉매가 상기 압축기(16a,16b,16c), 응축기들(14), 팽창수단을 거쳐 상기 실내기로 유입되어 상기 실내기 측 증발기를 따라 순환하며, 상기 증발기를 통과하는 냉매가 상기 증발기 주변의 공기를 냉각시켜 실내에서 냉방이 이루어지도록 한다.
이때, 상기 응축기들(14)로 냉매가 순환되는 동시에 상기 시로코 팬들(26,26')이 상기 BLDC 모터들(28,28')에 의해 각각 구동되기 때문에 상기 하부 케이스(12)의 전면을 통하여 흡입된 공기는 상기 응축기들(14)을 통과하면서 냉매와 열교환되어 냉매를 응축시킨 다음, 열교환된 공기는 상기 시로코 팬들(26,26')을 지나 상기 상부 케이스(22)의 전면을 통하여 토출된다.
구체적으로, 상기 BLDC 모터(28)는 상기 고정자(284)의 코일에 전류가 인가됨에 따라 상기 고정자(284)와 영구자석(288) 사이에 상호 전자기력이 발생되되, 상기 센서부가 상기 고정자(284)의 위치를 검출하여 상기 고정자(284)의 코일로 전 류를 순차적으로 흘려줌으로 상기 고정자(284)와 영구자석(288) 사이에 상호 전자기력이 지속적으로 발생되도록 하고, 이와 같은 전자기력에 의해 상기 영구자석(288)이 고정된 회전자(286)가 회전하는 동시에 상기 모터 회전축(282)이 회전되면서 회전력을 상기 시로코 팬(26)으로 전달하게 된다.
물론, 상기 BLDC 모터(28)는 토크 특성이 안정적인 영역이 넓기 때문에 다양한 회전수에서 작동될 수 있을 뿐 아니라 안정적으로 운행됨에 따라 소음 발생을 줄일 수 있고, 나아가 소비 전력을 줄일 수 있다.
따라서, 이러한 BLDC 모터들(28,28')에 의해 각각의 시로코 팬(26,26')이 회전됨에 따라 공기를 축방향으로 흡입하기 때문에 상기 응축기(14)를 통과한 공기는 대부분이 상기 팬 하우징의 하부 흡입구(24in,24'in)로 흡입되는 동시에 일부분이 상기 팬 하우징의 상부 흡입구(24in,24'in)로 흡입되고, 각각의 흡입구(24in,24'in) 측에 형성된 가이드(R)에 의해 안내되어 각각의 시로코 팬(26,26')의 축방향으로 유입되어 원주방향으로 토출된 다음, 각각의 팬 하우징(24,24')에 의해 안내되어 각각의 팬 하우징의 토출구(24out,24'out)를 통하여 빠져나가게 된다.
이때, 상기 BLDC 모터들(28,28')이 각각의 팬 하우징의 흡입구(24in,24'in) 중 상대적으로 흡입유량이 작은 상부 흡입구(24in,24'in) 측에 설치되기 때문에 흡입 유동저항을 최소화할 수 있을 뿐 아니라 고효율의 안정적으로 구동됨에 따라 송풍효율을 높이는 동시에 열교환 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 BLDC 모터들(28,28')에 의해 비교적 송풍량이 많은 시로코 팬(26,26')이 두 개가 설치되기 때문에 부하에 따라 송풍량을 효과적으로 조절할 수 있을 뿐 아니라 최대 풍량을 늘릴 수 있고, 상기 응축기(14)가 상하방향으로 두 개가 적층되어 서로 연결되도록 설치되기 때문에 응축 열교환량을 늘릴 수 있어 전체 냉동사이클의 냉방용량을 향상시킬 수 있다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예들 및 첨부도면에 기초하여 전면 흡토출 방식의 벽 매입형 공기조화기용 실외기를 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
본 발명의 구성에 따르면, 전술한 효과를 가져오므로 산업상 이용가능성이 크다.
본 발명의 특징 및 장점들은 뒤따르는 본 발명의 실시예의 상세한 설명과 함께 다음의 첨부된 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들 중:
도 1은 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기가 도시된 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기가 도시된 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기가 벽 매입된 장착구조가 도시된 일부 절개 사시도,
도 4는 도 3에 보인 실시예의 설치 결합구조가 도시된 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기에서 열교환 유닛 및 송풍 유닛의 결합상태가 도시된 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기의 열교환 유닛이 도시된 분해 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기의 송풍 유닛이 도시된 분해 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기에 적용된 송풍장치가 도시된 정단면도,
도 9는 본 발명에 따른 분리형 공기조화기용 실외기에 적용된 송풍장치 중 모터 지지대가 보다 상세하게 도시된 사시도이다.

Claims (13)

  1. 실외 측을 향해 개방된 전면을 포함하고, 흡입부(10) 및 토출부(20)가 구획되도록 형성된 케이스와,
    상기 케이스의 흡입부 내부에 설치되어 냉매를 압축시키는 압축기(16a, 16b, 16c)와,
    상기 케이스의 흡입부 내부에 설치되어 상기 압축기에서 압축된 냉매를 외부 공기와 열교환시킴으로 냉매를 응축시키는 응축기(14, 14a, 14b)를 포함하는 분리형 공기조화기용 실외기에 있어서,
    상기 응축기를 향해 한 쌍의 흡입구가 형성되는 동시에 상기 케이스의 토출부를 향해 한 쌍의 토출구가 각각 형성되어 상기 토출구가 상기 토출부와 인접하도록 상기 케이스에 내장되어 상기 응축기에서 열교환된 공기의 토출방향을 안내하는 한 쌍의 팬 하우징(24, 24')과,
    상기 팬 하우징들 내측에 각각 설치되어 외부 공기를 상기 케이스의 흡입부를 통해 흡입하여 상기 응축기를 통과시킨 다음, 열교환된 공기를 상기 케이스의 토출부를 통하여 토출시키는 한 쌍의 시로코 팬(26, 26')과,
    상기 시로코 팬들을 각각 구동시킬 수 있도록 각각의 시로코 팬과 연결된 한 쌍의 모터(28, 28')와,
    상기 모터들을 각각의 팬 하우징에 고정시키는 한 쌍의 모터 지지대(30, 30')를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는 상하측으로 구획되어 하측에 상기 케이스의 흡입부가 형성되는 동시에 상측에 상기 케이스의 토출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 토출부가 양측으로 구획되어 제1,2토출부가 형성되고, 상기 제1,2토출부와 연통되도록 각각의 팬 하우징들이 상기 제1,2토출부에 내접하도록 설치된 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이스에서 이물질의 유입을 방지하기 위하여 상기 케이스의 흡입부 및 케이스의 토출부에 각각 설치되는 흡입그릴 및 토출그릴이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 팬 하우징들은 각각의 시로코 팬의 축방향으로 공기가 흡입될 수 있도록 상면과 바닥면에 각각 흡입홀이 형성되고, 각각의 시로코 팬의 원주방향에서 공기가 토출될 수 있도록 케이스의 전면을 향해 상기 제1,2토출부와 연통되는 토출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 시로코 팬은 각각의 시로코 팬에 의해 송풍되는 공기가 간섭되지 않도록 서로 반대방향으로 회전 구동되도록 배치되고, 상기 한 쌍의 팬 하우징은 토출공기를 서로 반대방향으로 안내할 수 있도록 대향되도록 설치된 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 시로코 팬은 서로 동일한 방향으로 회전 구동되도록 배치되고, 상기 한 쌍의 팬 하우징은 토출공기를 동일한 방향으로 안내할 수 있도록 같은 방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 한 쌍의 시로코 팬은 근접한 실외기로부터 토출되는 공기와 간섭을 방지하기 위하여 근접한 실외기로부터 멀어지는 방향으로 토출되도록 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 모터는 상대적으로 흡입유량이 적은 각각의 팬 하우징의 상측 흡입홀에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 응축기는 상기 케이스의 흡입부를 향하여 돌출되도록 'U'자 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 응축기는 상기 케이스의 흡입부 내부 상하측에 적층되도록 한 쌍이 설치된 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리형 공기조화기용 실외기는 건물 외벽의 개방 공간에 설치될 수 있도록 상기 개방 공간을 상기 케이스의 흡입부와 대응하는 흡입영역 및 상기 케이스의 토출부와 하는 대응하는 토출영역으로 구획하는 루버 프레임을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 루버 프레임에서 흡입 풍향 및 토출 풍향을 조절할 수 있도록 상기 흡입영역 및 토출영역에 복수개의 루버 블레이드가 일정 간격을 두고 설치된 것을 특징으로 하는 분리형 공기조화기용 실외기.
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