KR20080070398A - 공기조화기의 실외기 - Google Patents

Abstract

종래보다 구성을 단순화하면서도 전장부품의 방열효과를 향상시킬 수 있도록 한 공기조화기의 실외기를 개시한다. 이 공기조화기의 실외기는 열교환실과 기계실을 갖춘 캐비닛, 열교환실과 기계실을 구획하는 격벽, 열교환실 내에 설치된 열교환기와 송풍팬, 기계실 내에 설치된 압축기와, 기계실 내부의 격벽에 전열 가능하게 고정된 전장부품을 포함하고, 격벽은 전장부품으로부터 전달되는 열의 발산을 위한 탄소나노튜브를 포함한다.

Description

공기조화기의 실외기{OUTDOOR UNIT OF AIR CONDITIONER}

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 내부구성을 나타낸 분해사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 내부구성을 나타낸 횡단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 전장부품 장착구조를 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 격판을 이루는 탄소나노튜브 층과 그라파이트 층의 적층구조를 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 내부구성을 나타낸 종단면도이다.

도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 전장부품 장착구조를 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 캐비닛, 12: 열교환실,

13: 기계실, 14,15: 흡입구,

16: 토출구, 17: 열교환기,

18: 송풍장치, 19: 압축기,

20,40: 전장부품, 30: 격판,

31: 탄소나노튜브 층, 32: 그라파이트 층,

50: 전열장치, 51: 제1전열부재,

52: 제2전열부재, 53: 히트파이프.

본 발명은 공기조화기의 실외기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전장부품의 방열효과를 향상시킬 수 있도록 한 공기조화기의 실외기에 관한 것이다.

대한민국 공개특허공보 2001-56511호에 개시된 공기조화기의 실외기는 열교환기와 송풍팬이 설치된 열교환실과, 압축기와 회로기판이 설치된 기계실을 갖추고 있다. 열교환실과 기계실은 격벽에 의해 구획되어 있으며, 회로기판이 격벽에 설치되어 있다. 격벽에는 열교환실을 통과하는 공기에 의해 냉각될 수 있도록 열교환실 쪽으로 노출된 히트싱크가 설치되어 있다. 회로기판의 열이 히트싱크로 전달되어 방열될 수 있도록 한 것이다. 또 회로기판은 송풍팬의 동작에 의해 기계실 상부를 통하여 열교환실로 유입되는 공기에 의해서도 냉각될 수 있도록 되어 있다.

그러나 이러한 공기조화기의 실외기는 회로기판의 냉각을 위해 격벽에 설치되는 히트싱크로 인하여 부품수가 많을 뿐 아니라 내부의 구조가 복잡하였다. 특히 부피가 큰 히트싱크가 내부공간을 점유하기 때문에 공간의 효율성이 저하되는 문제 가 있었다. 또 격벽에 설치된 히트싱크가 열교환실 쪽으로 돌출하기 때문에 공기의 유동저항을 유발하여 송풍팬의 송풍효율이 저하될 수 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 종래보다 구성을 단순화하면서도 전장부품의 방열효과를 향상시킬 수 있도록 하는 공기조화기의 실외기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기는 열교환실과 기계실을 갖춘 캐비닛, 상기 열교환실과 기계실을 구획하는 격벽, 상기 열교환실 내에 설치된 열교환기와 송풍팬, 상기 기계실 내에 설치된 압축기와, 상기 기계실 내부의 상기 격벽에 전열 가능하게 고정된 전장부품을 포함하고, 상기 격벽은 상기 전장부품으로부터 전달되는 열의 발산을 위한 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 격벽은 그라파이트와 상기 탄소나노튜브가 적층된 형태인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탄소나노튜브 층은 횡방향으로 적층된 횡방향적층부와, 종방향으로 적층된 종방향적층부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기는 열교환실과 기계실을 갖춘 캐비닛, 상기 열교환실과 기계실을 구획하는 격벽, 상기 열교환실 내에 설치된 열교환기와 송풍팬, 상기 기계실 내에 설치된 압축기와 전장부품과, 상기 전장부품의 열 을 상기 격벽으로 전달하는 전열장치를 포함하고, 상기 전열장치는 상기 전장부품에 결합된 제1전열부재와, 상기 격벽에 고정된 제2전열부재와, 상기 제1전열부재로부터 상기 제2전열부재로 열을 전달하는 히트파이프를 포함하며, 상기 격벽은 상기 제2전열부재로부터 전달되는 열의 발산을 위한 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 공기조화기의 실외기를 나타낸 것이다. 이 실외기는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 내부공간이 격벽(30)에 의하여 열교환실(12)과 기계실(13)로 구획된 캐비닛(10)을 구비한다.

캐비닛(10) 후면과 측면에는 열교환실(12) 내부로 외부공기가 유입될 수 있도록 흡입구(14,15)가 형성되고, 캐비닛(10) 전면에는 열교환실(12)을 거친 공기가 배출되는 토출구(16)가 형성된다. 열교환실(12) 내에는 후면과 측면의 흡입구(14,15)와 인접하도록 열교환기(17)가 설치되고, 열교환기(17)를 거친 공기를 토출구로 송풍하는 송풍장치(18)가 설치된다.

송풍장치(18)는 토출구(16)에 근접하도록 설치된 축류형 송풍팬(18a), 송풍팬(18a)을 구동하는 구동모터(18b), 구동모터(18b)를 지지하는 지지부재(18c)를 포함한다. 지지부재(18c)는 하단이 캐비닛(10)의 하부에 고정되고, 상단이 캐비닛(10)의 상부에 고정된다. 이러한 구성은 송풍팬(18a)이 동작할 때 캐비닛(10) 후면과 측면의 흡입구(14,15)를 통하여 흡입된 공기가 열교환기(17)를 통과하면서 열 교환된 후 토출구(16)를 통하여 배출될 수 있도록 한 것이다.

기계실(13)에는 냉매를 압축시키는 압축기(19)와, 압축기(19)의 구동을 제어하기 위한 전장부품(20)을 포함한다. 여기서 전장부품(20)은 압축기(19) 또는 송풍장치(18)의 구동제어를 위한 회로가 구성된 회로기판, 파워공급모듈, IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등과 같은 각종 전기전자부품들을 말한다.

전장부품(20)은 작동과정에서 열이 발생하고 과열될 경우 파손될 수 있기 때문에 신속한 방열이 필요하다. 따라서 본 발명의 실외기는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 전장부품(20)이 기계실(13)과 열교환실(12)을 구획하는 격벽(30)에 전열 가능한 상태로 고정된다. 이는 회로기판 등의 전장부품(20)으로부터 발생하는 열이 격벽(30)으로 전달되고, 격벽(30)은 열교환실(12) 내부를 통과하는 공기에 의해 냉각되도록 함으로써 전장부품(20)의 방열이 원활히 이루어질 수 있도록 한 것이다.

격벽(30)은 전장부품(20)으로부터 전달되는 열이 격벽(30)의 전역으로 빠르게 전열되어 신속한 방열이 이루어질 수 있도록 전열성이 좋은 소재로 마련된다. 격벽(30)이 종래의 히트싱크와 같은 방열수단을 대체할 수 있도록 한 것이다. 이러한 격벽(30)은 열전도도가 일반재료에 비하여 월등히 높은 탄소나노튜브(Carbon Nanotubes)를 포함하는 복합재료로 구성된다. 특히 본 발명의 격벽(30)은 도 4에 도시한 바와 같이, 탄소나노튜브층(31)과 그라파이트(Graphite) 층(32)이 적층되는 형태로 마련된다. 또 탄소나노튜브층(31)은 격벽(30)의 횡방향과 종방향의 열전달 이 용이하여 격벽 전역을 통하여 열이 신속히 방열될 수 있도록 하는 종방향적층부(31a)와 횡방향적층부(31b)를 구비한다.

아래의 표 1은 일반적인 재료들과 탄소나노튜브의 열전도도를 대비한 것이다.

[표 1]

물질	스테인리스 스틸	은	구리	알루미늄	탄소나노튜브
열전도도: k(W/mK)	14	428	401	235	2500

표 1에 나타낸 바와 같이, 탄소나노튜브는 통상적인 히트싱크의 재료로 이용되는 일반적인 재료들에 비하여 열전도도가 현저히 높다. 따라서 이러한 탄소나노튜브를 적층하여 구성한 격벽(30)은 전장부품(20)으로부터 전달되는 열을 격벽(30) 전역으로 빠르게 전열시킬 수 있어 전장부품(20)의 열을 신속히 방열시킬 수 있다. 즉 본 발명은 전장부품(20)의 열이 격벽(30)의 전역으로 전열되고, 격벽(30)은 송풍팬(18a)의 동작에 의해 열교환실을 통과하는 공기에 의해 냉각되기 때문에 종래의 히트싱크와 같은 별도의 부품을 이용하지 않고서도 전장부품(20)을 원활히 냉각시킬 수 있다. 또 히트싱크와 같은 부품을 사용하지 않기 때문에 내부의 구성을 단순화할 수 있고 내부공간의 활용도도 높일 수 있다.

도 5와 도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 공기조화기의 실외기를 나타낸 것이다. 제2실시 예는 회로기판과 같은 전장부품(40)이 격벽(30)과 이격된 상태로 설치되고, 전장부품(40)의 열을 격벽(30)으로 전달하기 위한 전열장치(50)를 구비하는 것이다. 전장부품(40)과 전열장치(50)를 제외한 나머지 구성들은 제1실시 예와 동일하다. 도 5와 도 6에서는 제1실시 예와 동일한 구성에 대하여 동일한 참조부호를 부여하였다.

전열장치(50)는 전장부품(40)에 밀착 결합된 제1전열부재(51)와, 격벽(30)에 밀착 고정된 제2전열부재(52), 그리고 제1전열부재(51)와 제2전열부재(52)를 연결하는 히트파이프(53)를 포함한다. 제1 및 제2전열부재(51,52)는 열전도도가 높은 금속 등의 재료로 마련되거나 격벽(30)과 마찬가지로 탄소나노튜브를 포함하는 재료로 마련될 수 있다. 히트파이프(53)는 알루미늄과 구리 등의 파이프 내에 프레온, 암모니아 등의 열매체를 채운 것으로 열전도도가 일반적인 구리에 비하여 1000~1500배 높은 것이다.

이러한 전열장치(50)는 전장부품(40)으로부터 전달되는 열을 격벽(30)으로 신속히 전열시킨다. 그리고 탄소나노튜브를 포함하는 격벽(30)은 전열장치(50)의 제2전열부재(52)를 통하여 전달되는 열을 격벽(30)의 전역으로 신속히 확산시켜 방열이 이루어지도록 하므로 전장부품(40)의 냉각이 원활하도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기는 열교환실과 기계실을 구획하는 격벽이 열전도도가 높은 탄소나노튜브를 포함하는 소재로 이루어지고, 전장부품은 열이 격벽으로 전달되도록 설치되기 때문에 전장부품을 원활히 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 전장부품의 열이 열전도도가 우수한 격벽을 통하여 방열되기 때문에 종래의 히트싱크와 같은 부품을 설치하지 않아도 되므로 실외기의 내부구성을 종래보다 단순화할 수 있고 내부공간의 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 열교환실과 기계실을 갖춘 캐비닛, 상기 열교환실과 기계실을 구획하는 격벽, 상기 열교환실 내에 설치된 열교환기와 송풍팬, 상기 기계실 내에 설치된 압축기와, 상기 기계실 내부의 상기 격벽에 전열 가능하게 고정된 전장부품을 포함하고,

   상기 격벽은 상기 전장부품으로부터 전달되는 열의 발산을 위한 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 격벽은 그라파이트와 상기 탄소나노튜브가 적층된 형태인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 탄소나노튜브 층은 횡방향으로 적층된 횡방향적층부와, 종방향으로 적층된 종방향적층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
4. 열교환실과 기계실을 갖춘 캐비닛, 상기 열교환실과 기계실을 구획하는 격벽, 상기 열교환실 내에 설치된 열교환기와 송풍팬, 상기 기계실 내에 설치된 압축기와 전장부품과, 상기 전장부품의 열을 상기 격벽으로 전달하는 전열장치를 포함 하고,

   상기 전열장치는 상기 전장부품에 결합된 제1전열부재와, 상기 격벽에 고정된 제2전열부재와, 상기 제1전열부재로부터 상기 제2전열부재로 열을 전달하는 히트파이프를 포함하며,

   상기 격벽은 상기 제2전열부재로부터 전달되는 열의 발산을 위한 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 격벽은 그라파이트와 상기 탄소나노튜브가 적층된 형태인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 탄소나노튜브 층은 횡방향으로 적층된 횡방향적층부와, 종방향으로 적층된 종방향적층부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 실외기.

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