KR101629436B1 - 발열 펌프 - Google Patents

Abstract

유체의 유입구 및 유출구가 구비된 케이스 내부에 회전 가능하게 장착되어 상기 케이스 내부의 유체를 가열하는 발열 펌프에 관한 것이다. 발열 펌프는 몸체부와, 마찰돌기부를 포함한다. 몸체부는 유입구와 나란하게 배치된 관통 홀이 길이방향으로 배치되며, 후단에 회전 액추에이터 연결부가 형성된다. 마찰돌기부는 몸체부의 외주면에 원주방향을 따라 돌출되되 복수의 마찰홈부에 의해 원주방향을 따라 구획되며, 길이방향으로 각각 이격 배치된 복수의 제1 마찰돌기와, 제1 마찰돌기들 사이에 이격 배치되되 제1 마찰돌기의 높이보다 낮게 돌출된 복수의 제2 마찰돌기를 구비한다. 그리고, 마찰돌기부들 중 적어도 하나에는 몸체부의 관통 홀과 연통된 배출 홀이 형성되고, 제2 마찰돌기는 일측 끝단이 회전방향으로 돌출된 후크부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

발열 펌프{Pump for heat exchange}

본 발명은 전기보일러 내에 회전 가능하게 설치되어 유체의 분자운동을 촉진시킴으로써 유체를 가열하는 발열 펌프에 관한 것이다.

일반적으로, 온수 공급이나 난방을 위해 물 등의 유체를 가열하는 가열장치는 화학연료나 전기를 이용하여 유체를 가열하고 가열된 유체를 직접 사용하거나 가열된 유체를 통해 일정한 온도로 실내를 난방한다.

한편, 전술한 화학연료를 이용한 가열장치는 화학연료의 연소과정에서 다량의 공해물질이 배출되며, 소모된 화학연료 대비 열효율이 떨어지는 문제가 있다. 그리고, 전기에너지를 이용한 가열장치는 전기저항을 이용하거나 유체의 유동을 통해 열을 발생시키는 마찰가열기 등으로, 유체의 성질에 따라 누전이나 화재의 위험이 항시 존재할 뿐만 아니라, 저항으로 발열되는 전열선 부근에서만 유체가 가열될 수 있기 때문에 대량의 유체를 가열하는데 많은 시간이 걸리는 문제가 있다.

이에 따라, 최근에는 전기에너지를 통해 유체를 유동시키고, 유체의 유동으로 유체가 직접 가열되는 방식의 마찰가열기기가 사용되고 있다. 이때, 마찰가열기는 유체의 마찰, 공동 현상 등을 통해 유체를 가열하며, 이를 촉진하기 위해서는 유체의 유속 및 난류 흐름을 증가시키는 것이 중요하다.

이에 따라, 마찰가열기는 케이스와, 케이스의 내부에서 회전되는 원통형 헤드를 구비하여, 헤드의 회전을 통해 헤드와 케이스 사이에서 유체를 마찰시켜 열을 발생시키도록 개선되었다.

그러나, 상기 마찰가열기는 헤드의 외주와 케이스의 내주 사이 공간에 채워진 유체가 가열되는 방식으로 상기 공간이 너무 넓으면 유체의 마찰량이 적어 가열이 제대로 이루어지지 않으며, 공간이 너무 좁으면 가열되는 유체량이 적어 대량의 유체를 가열하기 위해 많은 시간이 걸리는 문제점이 있었다.

이에, 헤드의 외주에 다단의 날개부를 형성하여 유체와의 마찰면적을 증가시키기도 하였으나, 대량의 유체를 승온시키기 위해 필요한 난류 흐름이나 유체의 마찰, 유속을 충분히 제공하지 못하는 단점이 있다.

공개특허공보 10-2011-0027157(2011.03.16 공개)

본 발명의 과제는 유체 간의 마찰빈도를 증가시키고 난류 흐름을 촉진하여 유체의 가열속도가 향상된 발열 펌프를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발열 펌프는 유체의 유입구 및 유출구가 구비된 케이스 내부에 회전 가능하게 장착되어 상기 케이스 내부의 유체를 가열하는 것으로, 상기 유입구와 나란하게 배치된 관통 홀이 길이방향으로 배치되며, 후단에 회전 액추에이터 연결부가 형성된 몸체부; 및 상기 몸체부의 외주면에 원주방향을 따라 돌출되되 복수의 마찰홈부에 의해 원주방향을 따라 구획되며, 길이방향으로 각각 이격 배치된 복수의 제1 마찰돌기와, 상기 제1 마찰돌기들 사이에 이격 배치되되 상기 제1 마찰돌기의 높이보다 낮게 돌출된 복수의 제2 마찰돌기를 구비한 마찰돌기부;를 포함하며, 상기 마찰돌기부들 중 적어도 하나에는 상기 몸체부의 관통 홀과 연통된 배출 홀이 형성되고, 상기 제2 마찰돌기는 일측 끝단이 회전방향으로 돌출된 후크부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 케이스 내의 유체가 화학연료의 연소나 전열선의 저항 발열 등에 의해 간접 가열되는 것이 아니라 헤드의 회전을 통해 자체 발열되므로 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1,2 임펠러를 통해 와류를 형성하여 별도의 펌프 없이 유체를 헤드 내부로 흡입하므로, 장치가 간소화되고 경제성이 향상된다.

또한, 몸체부의 외주면에 돌출된 마찰돌기들이 원주방향으로 각각 상이한 높이를 갖도록 형성되므로, 발열 펌프의 외주를 따라 회전되는 유체가 각 마찰돌기 및 케이스 사이의 간격 변화에 따라 팽창 및 압축을 반복하며 높은 분자운동량을 가지게 되어 케이스와 충돌시 다량의 에너지를 방출할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 펌프 시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 있어서, 발열 펌프의 내부를 발췌하여 도시한 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 발열 펌프를 발췌하여 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 분해 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 발열 펌프의 측면도.
도 6은 도 5에 도시된 발열 펌프의 A-A'를 도시한 단면도.
도 7은 도 5에 도시된 발열 펌프의 B-B'를 도시한 단면도.
도 8은 도 5에 도시된 발열 펌프의 C-C'를 도시한 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 펌프 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 있어서 발열 펌프의 내부를 발췌하여 도시한 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 도시된 발열 펌프를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 4는 발열 펌프의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 발열 펌프(100)는 몸체부(110)와, 마찰돌기부(120)를 포함한다. 여기서, 발열 펌프(100)는 케이스(10) 내부의 가열공간(s)으로 주입된 유체를 고속 회전을 통해 열교환하여 가열하는 역할을 한다.

보다 구체적으로, 케이스(10)는 중공의 원통 형상으로 이루어져 내부에 가열공간(s)을 형성할 수 있다. 그리고, 전면에는 유체의 유입을 위한 유입구(11)가 형성되고, 측면에는 가열된 유체가 배출되기 위한 유출구(12)가 가열공간(s)과 연통되게 형성될 수 있다.

여기서, 케이스(10)는 고속회전에 견딜 수 있는 금속이나 강화 플라스틱 등의 소재로 이루어질 수 있으며, 유체가 열매체유 내지 유증기 등의 유류인 경우에는 높은 강도를 갖는 강철 등의 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 케이스(10)는 내부로 공급되는 유체가 외부로 유출되지 않도록 실링된 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 유입구(11)는 유체의 공급을 위해 유체저장탱크와 연결되고, 유출구(12)는 난방이나 온수 공급을 위한 배관과 연결될 수 있다.

한편, 케이스(10)의 내면에는 길이방향으로 돌출된 복수의 케이스 리브(13)가 원주방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다. 이처럼 케이스(110) 내면에 케이스 리브(13)가 형성됨에 따라 발열 펌프(100)의 외주를 따라 회전되는 유체의 마찰 가열을 촉진시킬 수 있다. 즉, 높은 분자운동량을 가진 유체 분자가 케이스 리브(13)에 충돌하게 되면 다량의 에너지를 방출하게 되어 유체의 온도가 빠르게 상승하게 되는 것이다.

여기서, 마찰 가열이라는 말은 유체 분자 간의 마찰 내지 충돌을 통한 발열과, 유체의 가속/감압 및 감속/승압에 따른 기포 형성 및 내파로 인한 발열, 유체와 발열 펌프(100)/케이스(10)간의 충돌이나 점성 마찰로 인한 발열 등을 모두 포함하는 의미로 이해하는 것이 바람직하다.

몸체부(110)는 유입구(11)와 나란하게 배치된 관통 홀(111)이 길이방향으로 배치된다. 이와 같이, 몸체부(110)의 내부에 관통 홀(111)이 형성됨에 따라 내부에 유체가 수용될 수 있게 된다.

몸체부(110)는 회전 액추에이터(20)의 회전구동 축(21)에 연결될 수 있다. 이를 위해, 몸체부(110)의 후단에는 회전 액추에이터 연결부(112)가 형성될 수 있다. 이때, 회전 액추에이터(20)는 케이스(10)의 후방에 배치될 수 있으며, 회전구동 축(21)이 케이스(10)를 관통하여 가열공간(s)에 배치된 몸체부(110)와 키결합 등으로 연결되어 몸체부(110)로 회전력을 전달할 수 있다. 그리고, 몸체부(110)의 회전 중심선과, 회전구동 축(21)의 회전 중심선, 및 가열공간(s)의 중심선은 일치되도록 배치하는 것이 바람직하다.

마찰돌기부(120)는 제1 마찰돌기(121)와, 제2 마찰돌기(122)를 구비한다.

제1 마찰돌기(121)는 몸체부(110)의 외주면에 원주방향을 따라 돌출되되 복수의 마찰홈부(123)에 의해 원주방향을 따라 구획된다. 이에 따라, 제1 마찰돌기(121)는 원주방향을 따라 각각 이격된 상태로 복수개 구비된다.

그리고, 제1 마찰돌기(121)는 길이방향으로 각각 이격 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 마찰돌기(121)는 여러 단으로 형성되며, 제1 마찰돌기(121)들 사이에는 길이방향으로 링형홈부(124)가 마련될 수 있다. 이처럼 발열 펌프(100)의 외주면에 링형홈부(124)가 형성되면 발열 펌프(100)의 회전 시에 유체가 링형홈부(124) 사이로 유입되므로, 가열공간(s)에 수용가능한 유체의 양이 증가되어 한번에 보다 많은 양의 유체를 열교환하여 가열할 수 있게 된다.

제2 마찰돌기(122)는 제1 마찰돌기(121)들 사이에 이격 배치된다. 이에 따라, 제2 마찰돌기(122)는 제1 마찰돌기(121)들과 원주방향을 따라 교대로 배치된다. 즉, 몸체부(110)의 원주방향을 따라 제1 마찰돌기(121)→마찰홈부(123)→제2 마찰돌기(122)→마찰홈부(123) 순으로 반복하여 배치된다. 여기서, 마찰홈부(123)는 반원형으로 형성될 수 있다.

상기와 같이, 몸체부(110)의 외주면에 제1 마찰돌기(121)와, 제2 마찰돌기(122)와, 마찰홈부(123), 및 링형홈부(124)가 형성됨에 따라, 발열 펌프(100)가 회전할 때 제1 마찰돌기(121)와 케이스(10), 및 제2 마찰돌기(122)와 케이스(10) 사이의 좁은 공간에서 유체가 압축되고, 마찰홈부(123)와 케이스(10), 및 링형홈부(124)와 케이스(10) 사이의 넓은 공간에서 유체가 팽창될 수 있게 된다. 이와 같은 유체의 압축 및 팽창의 반복을 통해 유체 분자의 운동량이 증가되고, 유체 분자 간의 마찰 빈도를 증가시켜 유체의 자체 발열이 촉진될 수 있게 된다.

이처럼, 가열공간(s)의 유체가 화학연료의 연소나 전열선의 저항 발열 등에 의해 간접 가열되는 것이 아니라 발열 펌프(100)의 회전을 통해 유체의 가속/감압 및 감속/승압에 따른 기포 분해시 발열과 유체 분자 간 마찰에 따른 발열 등으로 자체 발열될 수 있어 높은 가열 효율을 제공할 수 있게 된다.

제2 마찰돌기(122)는 제1 마찰돌기(121)의 높이보다 낮게 돌출될 수 있다. 즉, 하나의 마찰홈부(123)를 기준으로 볼 때, 마찰홈부(123) 양측에 각각 배치된 제1 마찰돌기(121)와 제2 마찰돌기(122)는 서로 다른 높이를 갖도록 형성될 수 있다.

한편, 마찰돌기부(120)들 중 적어도 하나에는 몸체부(110)의 관통 홀(111)과 연통된 배출 홀(125)이 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 배출 홀(125)은 제1 마찰돌기(121)에 형성된 제1 배출 홀(125a)과 제2 마찰돌기(122)에 형성된 제2 배출 홀(125b)로 이루어질 수 있다.

이때, 배출 홀(125)을 통과하여 배출되는 유체는 배출 홀(125)의 단부로부터 멀어질수록 퍼져 유속이 감소되므로, 고단의 제1 마찰돌기(121)의 제1 배출 홀(125a)을 통과하여 배출되는 유체는 케이스(10)의 내주면과 가까우므로 빠른 속도로 유동되어 케이스(10)와 충돌하게 되고, 저단의 제2 마찰돌기(122)의 제2 배출 홀(125b)을 통과하여 배출되는 유체는 케이스(10) 내주면과 멀어지게 되어 제1 배출 홀(125a)을 통과한 유체와 시간차를 갖고 케이스(10)와 충돌하게 된다.

이처럼 케이스(10)와 각 마찰돌기부(120)의 배출 홀(125)로부터 분출된 유체 간의 충돌이 일정한 시간 간격을 두고 간헐적으로 발생될 수 있게 형성됨에 따라, 케이스(10)가 유체와 지속적으로 충돌함에 따라 발생될 수 있는 마모 손상 및 균열 파괴 현상이 최소화되고 제품의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 몸체부(110)의 외주면에 원주방향을 따라 각각 다른 단차로 형성된 제1 마찰돌기(121) 및 제2 마찰돌기(122)가 돌출되므로 발열 펌프(100)의 회전방향을 따라 유동되는 유체가 제1 마찰돌기(121)와 케이스(10), 및 제2 마찰돌기(122)와 케이스(10) 사이의 간격 변화에 따라 팽창 및 압축을 반복하게 되어 유체 분자의 운동량이 증가하게 된다. 따라서, 유체는 다량의 에너지를 방출할 수 있게 되므로, 마찰돌기부(120)가 모두 같은 단차로 형성되었을 때보다 온도가 빠르게 상승하게 된다.

한편, 제2 마찰돌기(122)는 일측 끝단이 회전방향으로 돌출되게 형성된 후크부(122a)가 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 후크부(122a)는 제2 마찰돌기(122)의 측면 중앙이 오목하게 파인 갈고리 형태로 형성될 수 있다. 이처럼 제2 마찰돌기(122)에 후크부(122a)가 형성됨에 따라, 발열 펌프(100)의 회전 시에 유체가 후크부(122a) 내에서 지속적으로 회전이동하며 마찰홈부(123)와 충돌하게 되므로, 유체의 분자 운동량이 증가되어 유체의 마찰 가열 속도가 보다 빨라지게 된다.

한편, 몸체부(110)의 선단에는 유체가 관통 홀(111)로 흡입되도록 제1 와류를 형성하는 제1 임펠러(130)가 장착되고, 관통 홀(111)의 내측 후단에는 제1 와류와 대향되는 흐름의 제2 와류를 형성하는 제2 임펠러(140)가 장착될 수 있다.

제1 임펠러(130)는 몸체부(110)의 선단에 별도의 체결부재를 통해 체결되어 발열 펌프(100)와 함께 회전될 수 있다. 그리고, 제1 임펠러(130)는 내부에 관통 홀(111)과 연통되는 관통공이 형성된 허브(131)와, 허브(131)의 후단에 경사지게 돌출된 블레이드(132)를 구비할 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 임펠러(130)의 블레이드(132)는 회전구동 축(21)과 마주보도록 허브(131)의 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 임펠러(130)의 블레이드(132)가 회전하게 되면 유입구(11)로부터 몸체부(110)의 관통 홀(111)을 향하여 나선형의 제1 와류가 형성된다.

이때, 제1 와류는 관통 홀(111) 내측으로 향하며 몸체부(110)의 내주측으로 유체를 가압하여 허브(131)의 관통공측 압력을 낮추게 되며, 낮아진 압력에 의해 유입구(11)측의 유체가 허브(131)의 관통공측으로 흡입될 수 있다.

그리고, 허브(131)의 관통공을 통해 흡입된 유체는 제1 와류에 합류되어 몸체부(110)의 내주면을 따라 회전될 수 있다. 이때, 몸체부(110)의 내주면을 따라 회전되는 유체는 나선형 흐름에 의한 가압력과, 원심력을 통해 배출 홀(125)로 가압되어 토출된다.

제2 임펠러(140)는 관통 홀(111) 내에 삽입되어 몸체부(110)의 후단에 장착 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 임펠러(140)는 몸체부(110)의 관통 홀(111)에 삽입되어 결합되는 허브(141)와, 허브(141)의 선단에 경사지게 돌출된 복수의 블레이드(142)를 구비할 수 있다. 이때, 제2 임펠러(140)는 허브(141)를 관통하는 볼트에 의해 회전 액추에이터(20)의 회전구동 축(21)과 결합되어 발열 펌프(100)와 동일한 회전방향으로 회전될 수 있다.

보다 구체적으로, 제2 임펠러(140)의 블레이드(142)는 제1 임펠러(130)의 블레이드(132)와 마주보게 배치되고, 제1 임펠러(130)의 블레이드(132)와 상이한 방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제2 임펠러(140)의 블레이드(142)는 회전 시 제2 임펠러(140)로부터 관통 홀(111)측으로 향하는 나선형의 제2 와류를 형성하게 된다.

이때, 제1 와류 및 제2 와류는 관통 홀(111)의 회전중심부의 압력을 낮춰 유체를 관통 홀(111)로 흡입하므로 유입구(11)에 별도의 펌프가 요구되지 않으며, 발열 펌프(100)의 회전과 유체의 흡입이 동시에 이루어질 수 있게 된다. 이처럼 유체 공급을 위한 별도의 펌프가 요구되지 않게 형성됨에 따라 장치가 간소화되어 제품의 경제성이 향상된다.

또한, 제1 와류 및 제2 와류는 상호 대향되는 방향으로 반발하는 나선형 흐름을 형성하여 충돌하게 되고, 충돌시 유체 마찰열을 발생시킨다. 이와 함께, 제1 와류 및 제2 와류가 마주치는 부분에 반발하는 두 유체 흐름의 충돌에 의해 수많은 난류 흐름이 파생되어 유체 분자 간의 마찰빈도가 증가되고 유체의 가열이 촉진된다.

또한, 제1 와류 및 제2 와류는 발열 펌프(100)의 회전에 따른 원심력과 함께 유체를 발열 펌프(100)의 내주측으로 가압할 수 있게 되므로, 발열 펌프(100)의 배출 홀(125)을 통해 분출되는 유체의 유속이 증가되고, 기포의 형성 및 내파가 촉진되어 유체의 가열속도가 개선될 수 있다.

또다른 실시예에 따르면, 제1 임펠러(130)의 외주면에는 실링부재(150)가 장착될 수 있다. 이처럼 제1 임펠러(130)의 외주면에 실링부재(150)가 장착됨에 따라 가열공간(s) 내의 유체가 케이스(10) 밖으로 유출되지 않는 동시에 발열 펌프(100)의 회전 시 제1 임펠러(130)가 마모되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 제1 임펠러(130)와 케이스(10) 사이에는 발열 펌프(100)를 회전 지지하기 위한 베어링(160)이 장착될 수 있는데, 베어링(160)의 외주면에도 실링부재(161)를 장착하여 유체의 누유 및 베어링(160)의 마모를 방지할 수 있다.

도 5는 도 3에 도시된 발열 펌프의 측면도이다. 그리고, 도 6은 도 5에 도시된 발열 펌프의 A-A'를 도시한 단면도이고, 도 7은 도 5에 도시된 발열 펌프의 B-B'를 도시한 단면도이며, 도 8은 도 5에 도시된 발열 펌프의 C-C'를 도시한 단면도이다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 마찰돌기(121)들 중 적어도 하나에는 기포 발생부(126)가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 기포 발생부(126)는 몸체부(110)의 양 끝단에 배치된 제1 마찰돌기(121)들에 각각 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 기포 발생부(126)는 제1 마찰돌기(121)의 양측면을 원주방향으로 관통하는 제1 마찰 홀(126a)과, 제1 마찰 홀(126a)로부터 제1 마찰돌기(121)의 외측방향으로 수직 관통하는 복수의 제2 마찰 홀(126b)을 구비한다.

이에 따라, 발열 펌프(100)가 회전하게 되면 제1 마찰 홀(126a)로 유입된 유체가 제2 마찰 홀(126b)로 빠르게 배출되어 기포 발생부(126) 주변에 기포가 발생하게 된다. 따라서, 가열공간(s) 내의 공동화를 위한 기포 형성이 보다 원활하게 이루어져 제품의 가열속도가 향상된다.

이때, 유체의 분자 운동량을 증가시키기 위해 기포 발생부(126)가 형성된 제1 마찰돌기(121)에는 일측 끝단이 회전방향으로 돌출되도록 형성된 후크부(121a)를 마련할 수도 있다.

그리고, 나머지 제1 마찰돌기(121)에는 관통 홀(111)로부터 수직방향으로 연장된 제3 마찰 홀(25a)과, 제3 마찰 홀(25a)의 중앙에서 양측으로 분기되어 제1 마찰돌기(121)의 원주방향 양측면을 관통하는 제4 마찰 홀(25b)을 구비한 제1 배출 홀(125a)이 형성될 수 있다.

이처럼, 제1 마찰돌기(121)에 원주방향으로 분기된 제4 마찰 홀(25b)이 형성됨에 따라, 관통 홀(111) 내부의 유체는 제4 마찰 홀(25b)을 지나 제2 마찰돌기(122)의 양측으로 배출된다. 그러면, 4 마찰 홀(25b)을 통과한 유체 일부는 제2 마찰돌기(122)의 후크부(122a) 내에서 맴도는 유체와 충돌하게 되고, 나머지는 제2 마찰돌기(122)를 지나 제1 마찰돌기(121)의 후크부(121a)와 충돌하게 된다.

이에 따라, 유체는 충돌시 유체 분자의 에너지 방출을 통해 가열되며, 충돌시 난류 흐름을 파생시켜 유체 분자의 운동량을 증가시킬 수 있게 된다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 제4 마찰 홀(25b)과 연통된 제5 마찰 홀(25c)을 더 구비하여 유체 분자의 운동량을 더욱 향상시킬 수도 있다.

도 1 내지 도 8을 참조하여 마찰돌기부(120) 내의 유체 이동방향을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유체는 케이스의 유입구(11)를 거쳐 관통 홀(111)로 유입되며, 몸체부(110)가 회전함에 따라 원심력을 통해 관통 홀(111)을 지나 제1,2 마찰돌기(121, 122)의 제1,2 배출 홀(125a, 125b)로 방출된다. 이때, 제1 마찰돌기(121)의 1 배출 홀(125a)에 형성된 제4 마찰 홀(25b)을 통해 배출된 유체는 일부가 제2 마찰돌기(122)의 후크부(122a) 내에서 맴도는 유체와 충돌하게 되고, 나머지는 제2 마찰돌기(122)를지나 제2 마찰돌기(122)보다 높은 단차를 갖는 인접한 다른 제1 마찰돌기(121)의 후크부(121a)와 충돌하게 되어 유체의 분자 운동량이 증가된다.

그리고, 제1 배출 홀(125a)의 제5 마찰 홀(25c)로 방출된 유체와, 제2 마찰돌기(122)의 제2 배출 홀(125b)로 방출된 유체는 발열 펌프(100)의 회전 반대방향으로 회전하면서 케이스(10)의 내주면으로 방출된다.

이에 따라, 케이스(10)의 내주면으로 방출된 유체는 케이스(10) 및 케이스 리브(13)와 충돌하게 되어 발열됨과 함께, 케이스(10)의 내주를 따라 회전하며 마찰열을 발생시킨다. 또한, 유체 및 케이스(10)의 내주면 간의 충돌로 케이스(10)의 주변에 난류 흐름이 형성되며, 이를 통해 유체 분자 간의 마찰 및 충돌이 촉진될 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10.. 케이스 11.. 유입구
12.. 유출구 13.. 케이스 리브
20.. 회전 액추에이터 21.. 회전구동 축
100.. 발열 펌프 110.. 몸체부
111.. 관통 홀 112.. 회전 액추에이터 연결부
120.. 마찰돌기부 121.. 제1 마찰돌기
122.. 제2 마찰돌기 123.. 마찰홈부
124.. 링형홈부 125.. 배출 홀
126.. 기포 발생부 130.. 제1 임펠러
140.. 제2 임펠러 150.. 실링부재
160.. 베어링

Claims (5)

1. 유체의 유입구 및 유출구가 구비된 케이스 내부에 회전 가능하게 장착되어 상기 케이스 내부의 유체를 가열하는 발열 펌프에 있어서,
   상기 유입구와 나란하게 배치된 관통 홀이 길이방향으로 배치되며, 후단에 회전 액추에이터 연결부가 형성된 몸체부; 및
   상기 몸체부의 외주면에 원주방향을 따라 돌출되되 복수의 마찰홈부에 의해 원주방향을 따라 구획되며 길이방향으로 각각 이격 배치된 복수의 제1 마찰돌기와, 상기 제1 마찰돌기들 사이에 이격 배치되되 상기 마찰홈부를 기준으로 상기 제1 마찰돌기의 높이보다 낮게 돌출된 복수의 제2 마찰돌기를 구비한 마찰돌기부;를 포함하며,
   상기 제1,2 마찰돌기들은 각각의 일측 끝단에 회전방향으로 돌출된 후크부가 형성되며,
   상기 제1 마찰돌기들 중 상기 몸체부의 양 끝단에 배치된 제1 마찰돌기들에는 기포 발생부가 각각 형성되며, 나머지 제1 마찰돌기에는 상기 몸체부의 관통 홀과 연통된 제1 배출 홀이 형성되며,
   상기 제2 마찰돌기에는 상기 몸체부의 관통 홀과 연통된 제2 배출 홀이 형성되며,
   상기 기포 발생부는 제1 마찰돌기의 양측면을 원주방향으로 관통하는 제1 마찰 홀과, 상기 제1 마찰 홀로부터 제1 마찰돌기의 외측방향으로 수직관통하는 제2 마찰 홀을 구비하며,
   상기 제1 배출 홀은 상기 관통 홀로부터 수직방향으로 연장된 제3 마찰 홀과, 상기 제3 마찰 홀의 중앙에서 양측으로 분기되어 제1 마찰돌기의 원주방향 양측면을 관통하는 제4 마찰 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 발열 펌프.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부의 선단에는 유체가 상기 관통 홀로 흡입되도록 제1 와류를 형성하는 제1 임펠러가 장착되고, 상기 관통 홀의 내측 후단에는 상기 제1 와류와 대향되는 흐름의 제2 와류를 형성하는 제2 임펠러가 장착된 것을 특징으로 하는 발열 펌프.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 임펠러의 외주면에는 실링부재가 장착된 것을 특징으로 하는 발열 펌프.

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