KR101983238B1 - 자유회전 냉난방 장치 - Google Patents

자유회전 냉난방 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부에서 전기를 공급받아서 주변 환경의 온도를 높이거나 낮추되, 온도의 변화를 위한 바람 분사 방향을 360° 이상으로 자유 회전하면서 분사할 수 있는 자유회전 냉난방 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 자유회전 냉난방 장치는, 외부에서 공급되는 전기 에너지를 이용하여 자연풍, 냉풍 또는 온풍을 발생시키고 이를 방사하여 주변 온도를 변화시키는 온도 변화부; 상기 온도 변화부와 결합되어 설치되며, 상기 온도 변화부를 바람 방사방향이 360°이상으로 회전할 수 있도록 상기 온도 변화부를 회전시키는 회전 구동부; 상기 회전 구동부 하부와 결합되어 설치되며, 상기 회전 구동부 및 온도 변화부를 지지하는 지지 본체부; 상기 회전 구동부와 상기 지지본체부 사이에 설치되며, 상기 회전 구동부의 상기 지지 본체부에 대한 무한 회전에 불구하고 상기 온도 변화부 및 회전 구동부에 전기 에너지를 공급하는 자유회전 전력 전달부;를 포함한다.

Description

자유회전 냉난방 장치{THE DEVICE FOR COOLING OR HEATING A ROOM}
본 발명은 냉난방 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부에서 전기를 공급받아서 주변 환경의 온도를 높이거나 낮추되, 온도의 변화를 위한 바람 분사 방향을 360° 이상으로 자유 회전하면서 분사할 수 있는 자유회전 냉난방 장치에 관한 것이다.
최근 우리나라에서는 봄과 가을이 짧아지고 여름과 겨울이 길어지는 현상이 발생하면서 작업 환경이나 생활 환경 상에서 실내 기온 또는 체감 기온을 높이거나 낮출 필요성이 커지고 있다.
이렇게 실내 환경에서 온도를 변화시키는 방법으로 가장 널리 사용되는 것이, 선풍기, 열풍기 등의 전기에너지를 이용한 이동형 냉난방 장치이다. 이러한 이동현 냉난방 장치는 매우 경량이므로 이동이 용이하고 전기 에너지가 공급되는 장소에서는 어디에서나 사용할 수 있는 장점이 있다.
그런데 이러한 종래의 냉난방 장치는 냉방 또는 난방을 위한 바람 또는 열풍의 분사 방향이 매우 제한된 범위 내에서 왕복 회전하는 구조를 가진다. 따라서 매우 좁은 범위에 대해서만 냉난방 효과를 얻을 수 있고, 설치되는 실내의 모든 영역에 대하여 냉난방 효과를 기대할 수 없는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 외부에서 전기를 공급받아서 주변 환경의 온도를 높이거나 낮추되, 온도의 변화를 위한 바람 분사 방향을 360° 이상으로 자유 회전하면서 분사할 수 있는 자유회전 냉난방 장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자유회전 냉난방 장치는, 외부에서 공급되는 전기 에너지를 이용하여 자연풍, 냉풍 또는 온풍을 발생시키고 이를 방사하여 주변 온도를 변화시키는 온도 변화부; 상기 온도 변화부와 결합되어 설치되며, 상기 온도 변화부를 바람 방사방향이 360°이상으로 회전할 수 있도록 상기 온도 변화부를 회전시키는 회전 구동부; 상기 회전 구동부 하부와 결합되어 설치되며, 상기 회전 구동부 및 온도 변화부를 지지하는 지지 본체부; 상기 회전 구동부와 상기 지지본체부 사이에 설치되며, 상기 회전 구동부의 상기 지지 본체부에 대한 무한 회전에 불구하고 상기 온도 변화부 및 회전 구동부에 전기 에너지를 공급하는 자유회전 전력 전달부;를 포함한다.
그리고 본 발명에서 상기 자유회전 전력 전달부는, 상기 지지 본체부에 고정되어 설치되며, 외주면에 다수개의 전력공급링이 형성되는 고정 전력 공급부; 상기 회전 구동부에 설치되어 함께 회전되며, 상기 각 전력공급링과 탄성 접촉하여 전력을 공급받는 회전 전력 수신부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 회전 전력 수신부는, 상기 회전 구동부에 결합되어 설치되는 결합지그; 상기 결합 지그의 양측에 상기 고정 전력 공급부 방향으로 돌출되어 형성되며, 상기 회전 구동부의 회전시에 상기 전력공급링과 접촉을 유지한 상태로 슬라이딩하는 전도성 탄성팁;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 회전 전력 수신부는, 상기 결합지그 및 전도성 탄성팁으로 이루어진 세트가 서로 마주보도록 2개의 세트가 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 자유회전 전력 전달부는, 상기 지지 본체부에 고정되어 설치되며, 외부에서 공급되는 교류전원을 이용하여 자기파를 발생시키는 제1 코일을 구비하는 자기파 발생부; 상기 회전 구동부에 설치되어 함께 회전되며, 상기 제1 코일에서 발생된 자기파를 수신하여 유도기전력을 발생시키는 제2 코일을 구비하는 자기파 수신부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 자기파 발생부는, 원기둥 형상의 제1 코어부; 상기 제1 코어부의 외주면에 권취되는 제1 전선;을 포함하고, 상기 제1 코어부의 길이 방향의 일단에 각 일단이 모여 연결되는 다수개의 제1 보조 코어를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 자기파 수신부는, 원기둥 형상의 제2 코어부; 상기 제2 코어부의 외주면에 권취되는 제2 전선;을 포함하고, 상기 제2 코어부의 길이 방향의 일단에 각 일단이 모여 연결되는 다수개의 제2 보조 코어를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 제1 전선 도는 제2 전선은 초전도체의 전선으로 구현되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 자유회전 전력 전달부에는, 상기 자기파 수신부에서 발생되는 유도기전력에 의한 전력을 충전하는 충전부가 더 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 자유회전 냉난방 장치에 의하면 온도의 변화를 위한 바람 분사 방향을 360° 이상으로 자유 회전하면서 분사할 수 있으면서도 외부 전원을 안정적으로 공급받을 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치의 형상을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치의 주요 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자유회전 전력 전달부의 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 전력 수신부의 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치의 주요 구성을 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기파 발생부의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기파 발생부의 구조를 도시하는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기파 수신부의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자기파 수신부의 구조를 도시하는 저면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 상세하게 설명한다.
< 실시예 1 >
본 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 온도 변화부(110), 회전 구동부(120), 지지 본체부(130) 및 자유회전 전력 전달부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서 상기 온도 변화부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부에서 공급되는 전기 에너지를 이용하여 자연풍, 냉풍, 열풍 또는 온풍을 발생시키고 이를 전방으로 방사하여 주변 온도를 변화시키는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 온도 변화부(110)는 매우 다양한 구조를 가질 수 있으며, 현재 사용되고 있는 다양한 구조가 채용 가능하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다음으로 상기 회전 구동부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 온도 변화부(110)와 결합되어 설치되며, 상기 온도 변화부(110)를 바람 방사방향이 360°이상으로 회전할 수 있도록 자유 회전시키는 구성요소이다. 즉, 본 실시예에서 상기 회전 구동부(120)는 매우 특징적인 구성요소로서, 상기 온도 변화부(110)를 상기 지지 본체부(130)에 대하여 상대적으로 360°이상 자유 회전시키는 구성요소이다. 따라서 상기 회전 구동부(120)에 의하여 상기 온도 변화부(110)의 전방으로 방사되는 자연풍, 냉풍, 열풍 또는 온풍 등이 상기 자유회전 냉난방 장치(100)가 설치되는 지점을 중심으로 모든 방향으로 방사될 수 있는 것이다.
본 실시예에서 상기 회전 구동부(120)는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 동력 발생부(122), 능동 회전체(124), 종동 회전체(126) 및 베어링부(128)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 회전 동력 발생부(122)는 상기 지지 본체부(130) 내부에 설치되며, 상기 온도 변화부(110)를 회전시키기 위한 기본 동력을 발생시키는 구성요소이고, 모터 등으로 구성될 수 있다.
그리고 상기 능동 회전체(124)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 동력 발생부(122)에 결합되어 상기 동력 발생부(122)에 의하여 능동적으로 회전하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 능동 회전체(124)는 회전톱니로 구성될 수 있으며, 이밖에 다른 구조를 가질 수도 있다.
다음으로 상기 종동 회전체(126)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 온도 변화부(110)의 하부에 결합되어 설치되며, 상기 능동 회전체(124)의 회전에 의하여 종속적으로 회전하는 구성요소이다. 이 종동 회전체(126)의 회전에 의하여 이에 결합되어 있는 온도 변화부(110)가 자유 회전하는 것이며, 예를 들어 상기 종동 회전체(126)는 상기 능동 회전체(124)와 맞물리는 톱니바퀴로 구성될 수 있다.
다음으로 상기 베어링부(128)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 종동 회전체(126)의 인접하게 설치되며, 상기 지지 본체부(130)의 일부(132)와 상기 온도 변화부(110)의 접촉면에서 원활한 회전 구동이 가능하도록 윤활기능을 수행한다. 구체적으로 상기 베어링부(128)는 볼베어링, 판베어링 등 다양한 구조를 가질 수 있다.
다음으로 상기 지지 본체부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회전 구동부(120) 하부와 결합되어 설치되며, 상기 회전 구동부(120) 및 온도 변화부(110)를 지지하는 구성요소이다. 즉, 상기 지지 본체부(130)에 의하여 상기 자유회전 냉난방 장치(100) 전체가 기립되어 있는 것이며, 이 지지 본체부(130)를 통하여 외부 전력이 공급된다.
그리고 상기 지지 본체부(130)는 바닥면에 설치될 수도 있고, 벽면에 설치될 수도 있을 것이다.
다음으로 상기 자유회전 전력 전달부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 회전 구동부(120)와 상기 지지본체부(130) 사이에 설치되며, 상기 회전 구동부(120)의 상기 지지 본체부(130)에 대한 무한 회전에 불구하고 상기 온도 변화부(110) 및 회전 구동부(120)에 전기 에너지를 공급하는 구성요소이다. 즉, 상기 자유회전 전력 전달부(140)는 본 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치(100)에서 매우 특징적인 구성요소로서, 상기 회전 구동부(120)에 의하여 상기 온도 변화부(110)가 자유회전하더라도 상기 온도 변화부(110)의 구동에 필요한 전기 에너지를 끊임없이 원활하게 전달하는 구성요소인다.
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 자유회전 전력 전달부(140)를 도 3에 도시된 바와 같이, 고정 전력 공급부(150)와 회전 전력 수신부(160)로 구성할 수 있다. 먼저 상기 고정 전력 공급부(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지지 본체부(130)에 고정되어 설치되며, 외주면에 다수개의 전력공급링(152)이 형성되는 구성요소이다. 따라서 상기 고정 전력 공급부(150)에는 그 원주면을 따라서 다수개의 전력 공급링(152)이 일정한 간격으로 이격되어 설치되며, 각 전력 공급링(152)은 고정 전력 공급부(150)의 다른 부분보다 음각되어 설치된다. 그리고 각 전력 공급링(152)은 전도성 물질로 형성되며, 외부에서 공급되는 전원과 연결되어 있다.
다음으로 상기 회전 전력 수신부(160)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 온도 변화부(110)에 설치되어 함께 회전되며, 상기 각 전력공급링(152)과 탄성 접촉하여 전력을 공급받는 구성요소이다. 구체적으로 상기 회전 전력 수신부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이, 결합 지그(162)와 전도성 탄성팁(164)으로 구성될 수 있다.
여기에서 상기 결합 지그(162)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 온도 변화부(110) 하부에 결합되어 설치되며, 상기 온도 변화부(110)와 함께 회전하는 구성요소이다. 그리고 상기 전도성 탄성팁(164)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 결합 지그(162)의 양측에 각각 다수개가 상기 고정 전력 공급부(150) 방향으로 돌출되어 형성된다. 이때 상기 전도성 탄성팁(164)은 전도성 재질로 형성되되, 탄성력도 가지는 재질로 형성된다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 고정 전력 공급부(150)의 전력 공급링(152)과 접촉되도록 설치하면, 탄성력에 의하여 회전 구동에 불구하고 접촉 상태를 그대로 유지할 수 있는 것이다.
물론 상기 전도성 탄성팁(164)은 상기 온도 변화부(130)의 전원부로 연결되어 공급받은 전력을 그대로 전달한다.
특히, 본 실시예에서는 상기 전도성 탄성팁(164)이 다수개가 설치되므로 회전 과정에서 어느 한개의 전도성 탄성팁의 접촉이 불안정하더라도 나머지 전도성 탄성팁들에 의하여 전력 전달이 그대로 유지될 수 있다. 또한 상기 전도성 탄성팁(164)이 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 상기 결합 지그(162)의 양측에 설치되므로, 상기 결합 지그(162)의 회전 방향이 변경되더라도 상기 전력 공급링(152)과의 접촉상태를 안정적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 실시예에서 상기 회전 전력 수신부(160)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 결합지그(162) 및 전도성 탄성팁(164)으로 이루어진 세트가 서로 마주보도록 2개의 세트가 구비되는 것이 바람직하다. 이때 2개의 세트는 각각 서로 다른 극성의 전기를 수신할 수 있다.
< 실시예 2 >
본 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치(200)도 도 5에 도시된 바와 같이, 온도 변화부(210), 회전 구동부(220), 지지 본체부(230) 및 자유회전 전력 전달부(240)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기에서 상기 온도 변화부(210), 회전 구동부(220) 및 지지 본체부(230)는 실시예 1의 그것들과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략하고, 특징적인 부분인 자유회전 전력 전달부(240)를 중심으로 설명한다.
본 실시예에서 상기 자유회전 전력 전달부(240)는 도 5에 도시된 바와 같이, 자기파 발생부(250) 및 자기파 수신부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 상기 자기파 발생부(250)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지지 본체부(230)에 고정되어 설치되며, 외부에서 공급되는 교류전원을 이용하여 자기파를 발생시키는 제1 코일을 구비하는 구성요소이다. 즉, 상기 자기파 발생부(250)는 고정된 상태를 유지하며, 이 상태에서 외부 전력을 이용하여 자기파를 지속적으로 발생시키는 것이다.
이때 본 실시예에서는 상기 자기파 발생부(250)를 도 6, 7에 도시된 바와 같이, 제1 코어부(252), 제1 전선(254) 및 제1 보조 코어(256)를 포함하도록 구성할 수 있다. 상기 제1 코어부(252)는 도 6에 도시된 바와 같이, 원기둥 형상을 가지며, 상기 제1 전선(254)이 상기 제1 코어부(252)에 권취된 구조를 가질 수 있다.
그리고 상기 제1 보조 코어(256)는 도 7에 도시된 바와 같이, 말단이 상기 제1 코어부(252)를 방사형으로 감싸도록 설치되며, 다른 일단들은 모여서 연결되는 구조를 가진다. 이렇게 다수개의 보조 코어(256)가 구비되는 구조는 자기파의 전송효율을 높이는 장점이 있다.
다음으로 상기 자기파 수신부(260)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 온도 변화부(110)에 설치되어 함께 회전되며, 상기 제1 코일에서 발생된 자기파를 수신하여 유도기전력을 발생시키는 제2 코일을 구비하는 구성요소이다. 즉, 상기 자기파 수신부(260)는 상기 자기파 발생부(250)와 일정 간격 이격되어 설치되며, 상기 자기파 발생부(250)가 고정된 상태를 유지하는 것과 달리, 상기 온도 변화부(210)와 함께 회전한다.
따라서 상기 자기파 수신부(260)는 회전하면서도 상기 자기파 발생부(250)에 의하여 발생되는 자기파를 안정적으로 수신하여 유도 기전력을 발생시키는 것이다. 이를 위하여 본 실시예에서는 상기 자기파 수신부(260)를 도 8, 9에 도시된 바와 같이, 제2 코어부(262), 제2 전선(264) 및 제2 보조 코어(266)를 포함하도록 구성할 수 있다.
여기에서 상기 제2 코어부(262), 제2 전선(264) 및 제2 보조 코어(266)의 형상 및 구조는 상기 자기파 발생부(250)의 그것들과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.
한편 본 실시예에서 상기 제1 전선(254) 도는 제2 전선(264)은 초전도체의 전선으로 구현되는 것이, 자기파의 감쇄를 방지할 수 있으므로 바람직하다.
또한 본 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치(200)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 자기파 수신부(260)에서 발생되는 유도 기전력에 의한 전력을 충전하는 충전부(270)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 충전부(270)는 상기 자기파 수신부(260)와 연결되어 설치되며, 상기 자기파 수신부(260)에서 발생되는 전기에너지를 저장하며, 상기 온도 변화부(210)의 전원부에 공급하는 역할을 할 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 자유회전 전력 전달부(240)는 유도기전력 방식으로 비접촉 상태에서 전기 에너지를 전달할 수 있는 것이다.
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치
110 : 온도 변화부 120 : 회전 구동부
130 : 지지 본체부 140 : 자유회전 전력 전달부
200 : 본 발명의 다른 실시예에 따른 자유회전 냉난방 장치
210 : 온도 변화부 220 : 회전 구동부
230 : 지지 본체부 240 : 자유회전 전력 전달부

Claims (9)

  1. 외부에서 공급되는 전기 에너지를 이용하여 자연풍, 냉풍 또는 온풍을 발생시키고 이를 방사하여 주변 온도를 변화시키는 온도 변화부;
    상기 온도 변화부와 결합되어 설치되며, 상기 온도 변화부를 바람 방사방향이 360°이상으로 회전할 수 있도록 상기 온도 변화부를 회전시키는 회전 구동부;
    상기 회전 구동부 하부와 결합되어 설치되며, 상기 회전 구동부 및 온도 변화부를 지지하는 지지 본체부;
    상기 회전 구동부와 상기 지지본체부 사이에 설치되며, 상기 회전 구동부의 상기 지지 본체부에 대한 무한 회전에 불구하고 상기 온도 변화부 및 회전 구동부에 전기 에너지를 공급하는 자유회전 전력 전달부;를 포함하는 자유회전 냉난방 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자유회전 전력 전달부는,
    상기 지지 본체부에 고정되어 설치되며, 외주면에 다수개의 전력공급링이 형성되는 고정 전력 공급부;
    상기 회전 구동부에 설치되어 함께 회전되며, 상기 각 전력공급링과 탄성 접촉하여 전력을 공급받는 회전 전력 수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유회전 냉난방 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회전 전력 수신부는,
    상기 회전 구동부에 결합되어 설치되는 결합지그;
    상기 결합 지그의 양측에 상기 고정 전력 공급부 방향으로 돌출되어 형성되며, 상기 회전 구동부의 회전시에 상기 전력공급링과 접촉을 유지한 상태로 슬라이딩하는 전도성 탄성팁;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자유회전 냉난방 장치.
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