KR102198822B1 - 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기 - Google Patents
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Abstract
탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기는, 케이스(101)의 내부에 증발기(13)가 구비되되; 증발기(13)는, 금속재질로 형성되며, 외표면에는 주름(21)의 형성되어 열교환 효율을 높이는 판형열교환기(20)와, 탄소나노튜브를 포함하며, 전원과 연결되어 있는 가열판(30)과, 외기온도와, 기 설정되어 내장된 기준온도를 비교하여 외기온도가 온도가 낮으면, 가열판(30)의 발열량을 높이고, 외기온도가 높으면 가열판(30)의 발열량을 낮추어 전력 소비를 줄이면서, 냉매의 증발량을 조절함으로서, 성에를 제거하는 것과 더불어, 난방효과를 높일 수 있는 제어부가 더 구비된 것을 요지로 한다.
Description
본 발명은 히트펌프에 관한 것으로서, 구체적으로는 동절기 등의 한냉조건에서 히트펌프 실외기의 증발기에 저온과 습기로 인하여 서리가 착상 또는 결빙되는 것을 방지하는 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기에 관한 것이다.
일반적으로 히트펌프는 실내를 냉방 또는 난방시키는 기기이다, 이와 같은 히트펌프는 실내에 설치되는 실내기와, 실외에 설치되는 실외기가 포함되는데, 실내기와 실외기는 분리되어 설치되거나, 실내기와 실외기가 일체로 형성될 수 있다.
히트펌프는, 압축기와, 실외 열교환기와, 팽창기와 실내 열교환기가 포함되며, 히프펌프가 하절기에 냉방 모드로 운전되면, 압축기에서 토출된 냉매는 실외 열교환기, 팽창기 및 실내 열교환기 순으로 유동한 후에 다시 압축기로 유입된다.
반면, 동절기에 히트펌프가 난방 모드로 운전되면, 압축기에서 토출된 냉매는 실내 열교환기, 팽창기 및 실외 열교환기 순으로 유동한 후에 다시 압축기로 유입된다.
이와 같이 동절기에 히트펌프가 난방 모드로 지속적으로 운전되면, 증발기로 작용하는 실외 열교환기에 결빙 또는 서리형상의 착상이 생겨, 실외 열교환기의 제상이 요구된다.
도 1은 종래 종래 실외기의 단면도이다.
도시된 바와 같이 종래의 실외기는 외형을 이루는 케이스(101)가 포함되며, 케이스(101)의 내부 공간에는 실외열교환기인 증발기(13)가 위치한다.
상기 케이스(101)의 전면에는 실외 공기를 흡입하는 흡입구(102)와, 공기를 실외로 토출시키기 위한 토출구(103)가 포함된다.
또한, 흡입되는 공기와 토출되는 공기의 혼합을 방지하기 위한 구획부(107)가 구비되며, 구획부(107)를 기준으로 구획부(107)의 일측에 흡입 유로(108)가 형성되고, 구획부(107)의 타측에 토출 유로(109)가 형성된다.
상기 실외 증발기(13)는 흡입 유로(108)에 배치된다. 공기의 유동 방향을 기준으로 증발기(13)의 상류에는 흡입구(102)를 통하여 흡입된 실외 공기의 제습을 수행하는 제습장치(15)가 위치하고 있다.
상기 제습장치(15)에는 습기가 흡수되는 흡습영역(152)이 형성되어 있어, 공기 중에 포함되어 있는 습기를 제거함으로써, 습기가 증발기(13)에 이슬처럼 맺쳐, 실외의 영하의 온도에 의하여 착상 또는 결빙되는 것을 방지하는 구성이 공지되어 있다.
도 2는, 도 1 증발기의 일 실시 예의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 종래의 증발기(13)는 전면을 형성하는 전방판(11)과, 후면을 형성하는 후방판(12)과, 전방판(11)과 상기 후방판(12) 사이에 적층 되어 유로가 형성되도록 하여 열교환이 이루어지도록 하는 굴곡이 형성된 다수의 전열판(16)과, 전방판(11)의 모서리 부분에 형성되어 유체가 입출 되도록 하는 유입/유출포트(17a/17b)가 형성된 구성이 공지되어 있다.
그렇지만 이와 같은 종래의 증발기는 공기중에 잔존하는 습기에 의하여 동절기 등의 한랭조건에서 표면에 서리가 착상되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 판형 열교환기 사이에 탄소나노튜브를 포함하는 가열판을 구비함으로서, 증발기에 착상되는 서리를 제거하고, 냉매의 증발량을 조절함으로써, 난방효율을 증가시키고자 함이다.
본 발명 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기는, 케이스의 내부에 증발기가 구비되되; 증발기는, 금속재질로 형성되며, 외표면에는 주름의 형성되어 열교환 효율을 높이는 판형열교환기와, 탄소나노튜브를 포함하며, 전원과 연결되어 있는 가열판과, 외기온도와, 기 설정되어 내장된 기준온도를 비교하여 외기온도가 온도가 낮으면, 가열판의 발열량을 높이고, 외기온도가 높으면 가열판의 발열량을 낮추어 전력 소비를 줄이면서, 냉매의 증발량을 조절함으로서, 성에를 제거하는 것과 더불어, 난방효과를 높일 수 있는 제어부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 판형열교환기 및 가열판은 냉매가 유동될 수 있도록 일정한 간격을 형성하면서, 적층된 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 증발기는, 상판과 하판 사이에 결합된 가열판의 상,하측 끝단부와 상판 및 하판 사이에 열팽창 흡수부재가 더 구비되되; 열팽창 흡수부재는, 열팽창 흡수부재의 상단부에 함몰된 형상으로 구비되며, 가열판의 단부가 삽입되어 고정된 함몰부, 함몰부 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성되며, 외면에는 주름이 형성된 주름부, 주름부에 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성된 수직돌출부, 수직돌출부의 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성된 수평돌출부를 포함하고, 상판 또는 하판에는, 일정부분의 깊이까지 관통된 구조를 가지며, 열팽창흡수부재가 삽입될 수 있도록 하는 결합홀, 수직돌출부가 삽입되어 고정되는 수직홈, 수평돌출부가 삽입되어 고정되는 수평홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 진동발생장치가 더 구비되되; 진동발생장치는, 증발기의 하판의 외면에 구비되며, 내부에 공간부가 형성된 박스 형상의 하우징과, 하면은 하우징의 내부 저면에 고정되고, 상면은 개방된 파이프 형상의 구조를 가지는 중공관과, 중공관의 상단부 외면의 원주에 구비되며, 내부에 공간부가 형성된 원통형 띠 형상의 보빈과, 보빈의 내부에 권취된 상태로 구비되며, 외부 전원의 크기, 방향에 의하여 형성된 자력의 크기, 방향이 전환되는 코일과, 중공관의 내부에 상,하로 슬라이드 이동이 가능하도록 중공관의 내면과 일정한 간격을 형성하면서 끼움 결합된 영구자석과, 영구자석의 저면과 하우징의 내부 저면 사이에 결합되며, 영구자석을 탄성 지지하는 지지스프링과, 탄성을 가지는 고무재질로 형성되며, 보빈의 상부면을 감싸면서 중앙부분은 돌출된 형상을 가지고, 중앙 돌출부의 내부 상면에는 영구자석의 상단부가 삽입된 캡과 증발기의 외면에 구비되며, 증발기에 성에가 착상되는 것을 감지하고, 감지된 신호를 제어기로 송신하는 성에감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 진동감쇄장치가 더 구비되되; 진동감쇄장치는, 지지면에서 돌출된 형상으로 구비되며 탄성을 가지는 고무기둥과, 고무기둥 사이에 구비되고, 내부에 중공이 형성된 구형(求形)의 구조를 가지는 고무막을 포함하되; 고무막은, 내부의 중심을 가로지는 격벽을 포함하며, 격벽의 좌,우측 끝단부와 고무막의 내벽 사이에는 유동간극이 형성되고, 유동간극의 내부, 즉, 격벽의 외측면 끝단부와 고무막의 내벽 사이에는 스프링이 결합된 것을 특징으로 한다.
또한, 격벽의 상면 및 하면과 고무막 사이에 스프링이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 고무기둥의 내부에는 금속재질의 탄성편이 내장된 것을 특징으로 한다.
또한, 고무막의 상면에 일측단은 개구되고, 타측단을 폐쇄된 원통관의 형상으로 구비되며, 내면의 일측면에는 단면이 삼각형 형상인 체결홈이 형성된 상부체결구와, 케이스의 저면에 돌출된 형상으로 구비되며, 외면에는 이동홈이 구비되고, 이동홈에는 단면이 삼각형상인 스톱퍼가 삽입되며, 스톱퍼의 저면과 이동홈의 저면 사이에는 스프링이 결합된 하부돌출부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 증발기 표면에 착상된 성에를 제거하여 증발기의 열교환효율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 증발기의 외면에 착상된 성에를 진동에 의하여 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실외기의 진동 및 소음을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 가열판의 재질은 탄소나노튜브를 포함하는 것으로 적용함으로서, 적은 전기에너지로 높은 발열을 유지하여 냉매를 효율적으로 증발시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 판형열교환기가 열변형에 의하여 팽창 또는 축소하여도, 그 변형된 양을 흡수하여 가열판이 파손되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은, 종래 실외기의 단면도.
도 2는, 도 1 증발기의 일 실시 예의 사시도.
도 3은, 본 발명 증발기 요부의 분해사시도.
도 4는, 판형열교환기의 사시도 및 부분확대도.
도 5는, 열팽창 흡수부재가 구비된 증발기의 단면도.
도 6은, 도 5의 'A'부분 확대단면도.
도 7은, 진동발생장치의 단면도.
도 8은, 진동감쇄장치의 단면도.
도 2는, 도 1 증발기의 일 실시 예의 사시도.
도 3은, 본 발명 증발기 요부의 분해사시도.
도 4는, 판형열교환기의 사시도 및 부분확대도.
도 5는, 열팽창 흡수부재가 구비된 증발기의 단면도.
도 6은, 도 5의 'A'부분 확대단면도.
도 7은, 진동발생장치의 단면도.
도 8은, 진동감쇄장치의 단면도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.
증발기에 적용되는 판형열교환기는 전열면적을 크게하고, 냉매유로에 냉매가 흐르게 하여 열교환이 일어날 수 있도록 하는 장치로서, 이러한 판형열교환기는 다른 열교환기에 비하여 열교환 효율이 높고, 그 구조에 있어서 소형화 및 경량화가 가능하여, 공기 조화기 및 히트펌프가 포함되는 열교환기 분야에서 적용되고 있다.
본 실시 예는 판형열교환기가 적용된 증발기에서 착상된 서리를 제거하기 위한 발열구조에 관한 것이다.
도 3은, 본 발명 증발기 요부의 분해사시도이다.
도시된 바와 같이 케이스(101)의 내부에 구비된 증발기(13)에 관한(도 1 참조), 본 실시 예의 특징은 판형열교환기(20) 및 가열판(30)이 냉매가 유동될 수 있도록 일정한 간격을 형성하면서, 적층된 구조를 가지는데 있다.
판형열교환기(20)는, 열교환효율이 우수한 동판 또는 강판 등의 금속재질로 형성되어 있으며, 외표면에는 주름(21)의 형성되어 있어 표면 전열면적을 향상시켜, 열교환 효율을 높이는 기능 및 효과가 있다.
가열판(30)은, 탄소소재, 즉 탄소나노튜브를 포함하고 있으며, 전원과 연결되어 있어 필요에 따라서 가열판을 가열하거나 정지시킬 수 있다.
위와 같은 구조를 갖는 증발기의 작용관계를 살펴보면,
증발기를 히트펌프(난방)로 사용할 경우 실외기로 사용하며, 냉방시에는 이 증발기는 가동하지 않는다.
외기온도를 센서(도시를 생략함)가 감지하고, 제어부(도시를 생략함)에 기 설정되어 내장된 기준온도에 비하여 온도가 낮으면, 제어부는 발열량을 높이고, 외기온도가 높으면 발열량을 낮추어 전력 소비를 줄이는 것으로 인하여, 냉매의 증발량을 조절함으로서 성에를 제거하는 것과 더불어, 난방효과를 높일 수 있다.
또한, 가열판의 재질은 탄소나노튜브를 포함하는 것으로 적용함으로서, 적은 전기에너지로 높은 발열을 유지하여 냉매를 효율적으로 증발시킬 수 있는 효과가 있다.
가열판의 전원으로 태양광판넬 또는 외부전원을 이용할 수 있음은 물론이다.
이하에서는 판형열교환기의 다른 실시 예에 관하여 설명한다.
본 실시 예는, 냉매 상호 간의 열교환을 위해 구비된 판형열교환기의 개수를 감소시키면서 유로의 구조를 개선하여, 유로를 유동하는 냉매를 혼합하여 열교환효율이 향상되도록 한 것인다.
도 4는, 판형열교환기의 사시도 및 부분확대도이다.
도시된 바와 같이,본 실시 예의 판형열교환기(20)는 전,후면에 각각 상호 어긋나는 방향으로 전방면 오목홈(22a) 및 후방면 오목홈(22b)이 형성된 채널(22)이 형성되어 있다.
또한, 전방면 오목홈(22a)을 통과하는 유체와, 후방면 오목홈(22b)을 통과하는 유체가 만나도록 플레이트(21)의 전,후면에 형성된 오목홈(22a,22b)이 만나는 부위에서는 전,후면이 관통된 혼합공간(23)이 형성된 것을 특징으로 하고 있다.
위와 같은 구조를 갖는 판형열교환기는, 채널의 양측을 통과하는 냉매가 종래에는 층류를 형성하여 열교환효율이 떨어지는 문제점이 있었지만, 본 실시 예에서는 채널을 각각 유동하는 유체들 상호 간에 서로 혼합되어 난류가 형성되면서 열교환이 이루어지므로, 냉매와 판형열교환기와의 열교환효율을 향상시키는 효과를 갖는 것이다.
이하에서는 열팽창을 흡수할 수 있는 구조를 갖는 증발기의 실시 예에 관하여 설명한다.
증발기는 냉매가 내부에서 순환하여 열교환을 하는 기기이므로, 냉매가 순환할 때와 냉매의 구동을 정지할 때의 온도차가 크다.
따라서, 증발기 내부에 구비된 판형열교환기(20)는, 온도차에 따라서 팽창과 수축을 반복하게 되는데, 증발기 내부에 구비된 또 다른 구성인 가열판(30)은 그 소재가 탄소나노튜브이어서, 온도차에 따른 열변형이 거의 일어나지 않으므로, 판형열교환기(20)의 팽창과 수축으로 가열판(30)이 파손될 수 있는 경우가 있는데, 본 실시 예에서는 판형열교환기(20)의 열변형을 흡수하여 가열판(30)의 파손을 방지하는 구성을 제시하고자 한다.
도 5는, 열팽창 흡수부재가 구비된 증발기의 단면도, 도 6은 도 5의 'A'부분 확대단면도이다.
도시된 바와 같이 본 실시 예의 증발기는 상판(18a)과 하판(18b) 사이에 판형열교환기(20) 및 가열판(30)이 일정한 간격을 두고 순차적으로 결합되어 있는데, 가열판(20)의 상,하측 끝단부와 상판 및 하판 사이에 열팽창 흡수부재가 형성된 것을 특징으로 한다.
열팽창 흡수부재(40)는, 벽체의 형상을 가지고 있고, 탄성을 갖는 고무재질로 형성되어 있으며, 함몰부(41), 주름부(42), 수직돌출부(43), 수평돌출부(44)를 포함하고 있다.
함몰부(41)는, 벽체형상의 열팽창 흡수부재의 상단부에 함몰된 형상으로 구비되어 있으며, 가열판(30)의 단부가 삽입되어 고정된다.
주름부(42)는, 함몰부(41) 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성되며, 외면에는 주름이 형성되어 있다.
수직돌출부(43)는, 주름부(42)에 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성되며, 후술하는 하판(18b)의 수직홈(183)에 삽입되어, 열팽창흡수부재를 하판에 고정하면서, 좌,우 방향의 열변형을 흡수하는 기능을 한다.
수평돌출부(44)는, 수직돌출부(43)의 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성되며, 후술하는 하판(18b)의 수평홈(184)에 삽입되어, 열팽창흡수부재를 하판에 고정하면서, 상,하 방향의 열변형을 흡수하는 기능을 한다.
또한, 열팽창흡수부재(40)의 형상에 대응하기 위하여 상판(18a) 또는 하판(18b)에는, 결합홀(185), 수직홈(183), 수평홈(184)이 구비되어 있다.
결합홀(185)은, 상판 또는 하판의 일정부분의 깊이까지 관통된 구조를 가지고 있으며, 열팽창흡수부재가 삽입될 수 있도록 하는 기능을 한다.
수직홈(183)에는, 수직돌출부(43)가 삽입되어 고정된다.
수평홈(184)에는, 수평돌출부(44)가 삽입되어 고정된다.
위와 같은 구조를 갖는 열팽창흡수부재(40)는 판형열교환기가 열변형에 의하여 팽창 또는 축소하여도, 그 변형된 양을 흡수하여 가열판이 파손되는 것을 방지하는 효과가 있다.
이하에서는 증발기의 외면에 구비된 진동발생장치에 관하여 설명한다.
가열판이 구동하지 않을 때, 유입되는 공기에 포함된 습기에 의하여 증발기에 성에가 얼어 착상되는 경우가 발생되는데, 본 실시 예에서는 증발기에 착상된 성에를 제거하는 물리적 장치를 제공하고자 한다.
도 7은 진동발생장치의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 증발기(13)의 하판(18b)의 외면에는 진동발생장치가 구비되어 있으며, 진동발생장치(500)는, 하우징(510), 지지스프링(520), 캡(530), 영구자석(540), 코일(550), 중공관(560), 보빈(570), 성에감지센서를 포함하고 있다.
상기 진동발생장치(500)의 전원을 도시하지 않은, 태양광판넬(300)로부터 공급받을 수 있는 것을 물론이며, 필요에 따라서 외부전원을 이용할 수도 있다.
하우징(510)은, 하판(18b)의 외면에 구비되며, 내부에 공간부가 형성된 박스 형상을 가지고 있다.
중공관(560)은, 하면은 하우징(510)의 내부 저면에 고정되고, 상면은 개방된 파이프 형상의 구조를 가진다.
보빈(570)은, 중공관(560)의 상단부 외면의 원주에 내부에 공간부가 형성된 원통형 띠 형상으로 구비되며, 내부에는 후술하는 코일(550)이 권취되어 내장되어 있다.
코일(550)은, 보빈(570)의 내부에 권취된 상태로 구비되어 있으며, 외부 전원의 크기, 방향 등에 의하여 코일에 형성된 자력의 크기, 방향 등이 전환된다.
영구자석(540)은, 중공관(560)의 내부에 상,하로 슬라이드 이동이 가능하도록 중공관의 내면과 일정한 간격을 형성하면서 끼움 결합되어 있다.
지지스프링(520)은, 영구자석(540)의 저면과 하우징(510)의 내부 저면 사이에 결합되어 있으며, 영구자석을 탄성 지지한다.
캡(530)은, 탄성을 가지는 고무재질로 형성되어 있으며, 보빈(570)의 상부면을 감싸면서 중앙부분은 돌출된 형상을 가지고 있고, 중앙 돌출부의 내부 상면에는 영구자석(540)의 상단부가 삽입된다.
성에감지센서(도시를 생략함)는, 증발기의 외면에 구비되며, 증발기에 성에가 착상되는 것을 감지하고, 감지된 신호를 제어기(도시를 생략함)로 송신한다.
이상과 같은 진동발생장치(500)의 작동관계를 살펴보면, 성에감지센서가 증발기에 성에가 착상된 것을 감지하면, 감지된 신호를 제어기로 보낸다.
신호를 수신한 제어기는 보빈(570)에 권취된 코일(550)에 전원을 공급하고, 제어된 전원을 공급받는 코일은, 공급되는 전원의 크기, 방향 등에 의해 코일에 형성된 자력의 크기, 방향 등이 전환되고, 이에 따라, 코일이 감긴 보빈의 내측에 지지스프링(520)에 의해 탄성지지된 영구자석(540)이 자력의 변화에 따라 상,하로 자유 진동하게 된다.
영구자석의 진동은, 고무재질의 캡(530)으로 전달되고, 캡의 진동은 증발기로 전달되므로, 증발기가 진동함으로써, 증발기의 외면에 고착된 성에를 진동에 의하여 제거할 수 있는 것이다.
이하에서는 고무재질로 형성된 캡의 조성물에 관하여 설명한다.
상기 캡(530)의 고무조성물은 아크릴고무 100 중량부에 대하여, 입경이 20 ~ 45 (nm)인 카본블랙 10 ~ 20 중량부, 촉진제 5 ~ 7 중량부, 활성제 4 ~ 5 중량부, 노화방지제 1 ~ 4 중량부, 가황조제 4 ~ 5 중량부, 과산화물 가교제 3 ~ 7 중량부, 파라핀오일 3 ~ 6 중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
위와 같은 고무조성물은, 고내열성 고내냉성과 더불어 인장강도, 영구압축줄음율 등의 기계적 특성이 우수하고, 고온 및 저온에서의 고유진동수 변화율을 최소화하여 내구성능이 향상되며, 탄성복원의 성능이 탁월한 효과가 있다.
이하에서는 실외기에서 발생되는 소음 및 진동을 감쇄시킬 수 있는 구조에 관하여 설명한다.
실외기는 송풍팬, 진동발생장치(500) 등에 의하여 진동 및 소음이 발생하는데, 본 실시 예에서는 실외기의 진동 및 소음 감쇄하는 진동감쇄장치를 제시하고자 한다.
도 5는 진동감쇄장치의 단면도이다.
진동감쇄장치는 케이스(101)과 지지면 사이에 구비되어 있어. 실외기에서 발생하는 진동 및 소음을 감쇄한다.
도시된 바와 같이 진동감쇄장치(600)는, 고무기둥(610), 고무막(620), 상부체결구(630), 하부돌출부(640)를 포함하고 있다.
고무기둥(610)은, 지지면에서 돌출된 형상으로 구비되며 탄성을 가지고 있어, 고무기둥(610) 사이에 결합된 고무막(620)과 연동하여, 실외기에서 전달되는 전,후 또는 좌,우 방향의 진동을 흡수하여 감쇄시킬 수 있다.
상기 고무기둥(610)의 내부에는 금속재질의 탄성편(611)이 내장되어 있어, 고무기둥(610)이 완전히 구부러져 파손되지 않도록 하는 보강의 기능을 한다.
고무막(620)은, 고무기둥(610) 사이에 구비되고, 내부에 중공이 형성된 구형(求形)의 구조를 가지고 있으며, 일측 외면에는 마개(621)가 구비되어 있어, 외부의 공기를 주입하여, 고무막(620) 내부의 압력을 조절함으로서, 고무막(620)의 탄성력을 조절할 수 있다.
상기, 고무막(620)은 내부의 중심을 가로지는 격벽(622)을 포함하고 있고, 격벽(622)의 좌,우측 끝단부와 고무막(620)의 내벽 사이에는 유동간극(623)이 형성되어 있으며, 유동간극(623)의 내부, 즉, 격벽(622)의 외측면 끝단부와 고무막(620)의 내벽 사이에는 스프링이 결합된다.
또한, 격벽(622)의 상면 및 하면과 고무막 사이에도 스프링이 형성되어 있다.
상부체결구(630)는, 고무막(620)의 상면에 일측단은 개구되고, 타측단을 폐쇄된 원통관의 형상으로 구비되며, 내면의 일측면에는 단면이 삼각형 형상인 체결홈(631)이 형성되어 있어, 후술하는 스톱퍼(641)가 착탈된다.
하부돌출부(640)는, 케이스(400)의 저면에 돌출된 형상으로 구비되며, 외면에는 이동홈(642)이 구비되어 있고, 이동홈(642)에는 단면이 삼각형상인 스톱퍼(641)가 삽입되어 있으며, 스톱퍼(641)의 저면과 이동홈(642)의 저면 사이에는 스프링이 결합된다.
이와 같은 진동감쇄장치의 체결구조를 살펴보면,
먼저, 고무막(620) 내부의 공기가 빠진상태에서, 고무기둥(610) 사이에서, 하부돌출구(640)에 상부체결구(630)를 체결한다. 이렇게 체결될 때, 스톱퍼(641)는 탄성변형을 하여 이동홈(642)의 내부로 삽입되었다가, 스톱퍼가 상부체결구(630)의 체결홈(631)에 위치하게 되면, 스프링의 탄성력에 의하여 돌출되어, 체결홈에 삽입되는 것이므로, 고무막의 착탈을 용이하게 하는 기능 및 효과를 가진다.
그 다음. 고무막(620)에 형성된 마개(621)를 개방하고 공기를 주입하는데, 주입된 공기압을 조절하는 것에 의하여 고무막의 탄성계수를 조절할 수 있는 것이므로, 발생되는 진동에 대응하여 감쇄효과가 최적화된 압력으로 조절할 수 있다.
고무기둥 사이에 위치된 고무막의 공기주입을 순서를 달리하여 먼저 실시 할 수 있으며, 공기의 주입이 완료하면, 마개를 폐쇄하는 것은 물론이다.
위와 같이 체결된 진동감쇄장치의 작동관계를 살펴보면,
송풍팬, 진동발생장치 등에서 발생된 진동은 케이스(101)로 전달되고, 케이스의 진동은 고무막(620)으로 전달된다.
고무막(620)으로 전달된 진동은 고무막 내부의 공기압에 의한 탄성복원력과, 고무막 내부 격벽의 상,하 및 측면에 구비된 스프링의 탄성복원력에 의하여 추가로 감쇄된다.
여기에 더하여, 격벽(622), 상,하의 공간에 있는 공기는 고무막이 탄성변형을 할 때 유동간극(623)을 통하여 이동하며. 이렇게 유동간극을 통과하는 공기저항에 의하여 진동을 더욱 더 손쉽게 감쇄시킬 수 있는 것이다.
또한, 바닥판에 전달되는 전,후 또는 좌,우의 진동을 고무막의 양측면에 구비된 고무기둥(610)의 탄성 복원력에 의하여 감쇄시킬 수 있는 기능 및 효과가 있다.
이상과 같은 구조를 갖는 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기는, 증발기 표면에 착상된 성에를 제거하여 증발기의 열교환효율을 향상시키는 효과, 증발기의 외면에 착상된 성에를 진동에 의하여 제거할 수 있는 효과, 실외기의 진동 및 소음을 최소화하는 효과, 가열판의 재질은 탄소나노튜브를 포함하는 것으로 적용함으로서, 적은 전기에너지로 높은 발열을 유지하여 냉매를 효율적으로 증발시킬 수 있는 효과, 판형열교환기가 열변형에 의하여 팽창 또는 축소하여도, 그 변형된 양을 흡수하여 가열판이 파손되는 것을 방지하는 효과가 있다.
13:증발기 18a:상판
18b:하판 20:판형열교환기
21:주름 22:채널
22a:전방면 오목홈 22b:후방면 오목홈
23:혼합공간 30:가열판
40:열변형흡수부재 41:함몰부
42:주름부 43:수직돌출부
44:수평돌출부 101:케이스
183:수직홈 184:수평홈
185:결합홀 500:진동발생장치
510:하우징 520:지지스프링
530:캡 540:영구자석
550:코일 560:중공관
570:보빈 600:진동감쇄장치
610:고무기둥 611:탄성편
620:고무막 621:마개
622:격벽 623:유동간극
630:상부체결구 631:체결홈
640:하부돌출부 641:스톱퍼
642:이동홈
18b:하판 20:판형열교환기
21:주름 22:채널
22a:전방면 오목홈 22b:후방면 오목홈
23:혼합공간 30:가열판
40:열변형흡수부재 41:함몰부
42:주름부 43:수직돌출부
44:수평돌출부 101:케이스
183:수직홈 184:수평홈
185:결합홀 500:진동발생장치
510:하우징 520:지지스프링
530:캡 540:영구자석
550:코일 560:중공관
570:보빈 600:진동감쇄장치
610:고무기둥 611:탄성편
620:고무막 621:마개
622:격벽 623:유동간극
630:상부체결구 631:체결홈
640:하부돌출부 641:스톱퍼
642:이동홈
Claims (8)
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- 삭제
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- 케이스(101)의 내부에 증발기(13)가 구비되되;
증발기(13)는,
금속재질로 형성되며, 외표면에는 주름(21)의 형성되어 열교환 효율을 높이는 판형열교환기(20)와,
탄소나노튜브를 포함하며, 전원과 연결되어 있는 가열판(30)과,
외기온도와, 기 설정되어 내장된 기준온도를 비교하여 외기온도가 온도가 낮으면, 가열판(30)의 발열량을 높이고, 외기온도가 높으면 가열판(30)의 발열량을 낮추어 전력 소비를 줄이면서, 냉매의 증발량을 조절함으로서, 성에를 제거하는 것과 더불어, 난방효과를 높일 수 있는 제어부가 더 구비되고,
판형열교환기(20) 및 가열판(30)은 냉매가 유동될 수 있도록 일정한 간격을 형성하면서, 적층된 구조를 가지며,
증발기(13)는, 상판(18a)과 하판(18b) 사이에 결합된 가열판(20)의 상,하측 끝단부와 상판(18a) 및 하판(18b) 사이에 열팽창 흡수부재(40)가 더 구비되되;
열팽창 흡수부재(40)는,
열팽창 흡수부재(40)의 상단부에 함몰된 형상으로 구비되며, 가열판(30)의 단부가 삽입되어 고정된 함몰부(41),
함몰부(41) 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성되며, 외면에는 주름이 형성된 주름부(42),
주름부(42)에 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성된 수직돌출부(43),
수직돌출부(43)의 하부에 연장되어 돌출된 구조로 형성된 수평돌출부(44)를 포함하고,
상판(18a) 또는 하판(18b)에는,
일정부분의 깊이까지 관통된 구조를 가지며, 열팽창흡수부재가 삽입될 수 있도록 하는 결합홀(185),
수직돌출부(43)가 삽입되어 고정되는 수직홈(183),
수평돌출부(44)가 삽입되어 고정되는 수평홈(184)을 포함하며,
진동발생장치(500)가 더 구비되되;
진동발생장치(500)는,
증발기(13)의 하판(18b)의 외면에 구비되며, 내부에 공간부가 형성된 박스 형상의 하우징(510)과,
하면은 하우징(510)의 내부 저면에 고정되고, 상면은 개방된 파이프 형상의 구조를 가지는 중공관(560)과,
중공관(560)의 상단부 외면의 원주에 구비되며, 내부에 공간부가 형성된 원통형 띠 형상의 보빈(570)과,
보빈(570)의 내부에 권취된 상태로 구비되며, 외부 전원의 크기, 방향에 의하여 형성된 자력의 크기, 방향이 전환되는 코일(550)과,
중공관(560)의 내부에 상,하로 슬라이드 이동이 가능하도록 중공관(560)의 내면과 일정한 간격을 형성하면서 끼움 결합된 영구자석(540)과,
영구자석(540)의 저면과 하우징(510)의 내부 저면 사이에 결합되며, 영구자석을 탄성 지지하는 지지스프링(520)과,
탄성을 가지는 고무재질로 형성되며, 보빈(570)의 상부면을 감싸면서 중앙부분은 돌출된 형상을 가지고, 중앙 돌출부의 내부 상면에는 영구자석(540)의 상단부가 삽입된 캡(530)과
증발기(13)의 외면에 구비되며, 증발기(13)에 성에가 착상되는 것을 감지하고, 감지된 신호를 제어기로 송신하는 성에감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기. - 청구항 제4항에 있어서,
진동감쇄장치(600)가 더 구비되되;
진동감쇄장치(600)는,
지지면에서 돌출된 형상으로 구비되며 탄성을 가지는 고무기둥(610)과,
고무기둥(610) 사이에 구비되고, 내부에 중공이 형성된 구형(求形)의 구조를 가지는 고무막(620)을 포함하되;
고무막(620)은, 내부의 중심을 가로지는 격벽(622)을 포함하며,
격벽(622)의 좌,우측 끝단부와 고무막(620)의 내벽 사이에는 유동간극(623)이 형성되고,
유동간극(623)의 내부, 즉, 격벽(622)의 외측면 끝단부와 고무막(620)의 내벽 사이에는 스프링이 결합된 것을 특징으로 하는 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기. - 청구항 제5항에 있어서,
격벽(622)의 상면 및 하면과 고무막(620) 사이에 스프링이 형성된 것을 특징으로 하는 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기. - 청구항 제5항에 있어서,
고무기둥(610)의 내부에는 금속재질의 탄성편(611)이 내장된 것을 특징으로 하는 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기. - 청구항 제5항에 있어서,
고무막(620)의 상면에 일측단은 개구되고, 타측단을 폐쇄된 원통관의 형상으로 구비되며, 내면의 일측면에는 단면이 삼각형 형상인 체결홈(631)이 형성된 상부체결구(630)와,
케이스(101)의 저면에 돌출된 형상으로 구비되며, 외면에는 이동홈(642)이 구비되고, 이동홈(642)에는 단면이 삼각형상인 스톱퍼(641)가 삽입되며, 스톱퍼(641)의 저면과 이동홈(642)의 저면 사이에는 스프링이 결합된 하부돌출부(640)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기.
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| KR1020200072062A KR102198822B1 (ko) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200072062A KR102198822B1 (ko) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기 |
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| KR102198822B1 true KR102198822B1 (ko) | 2021-01-05 |
Family
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Family Applications (1)
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| KR1020200072062A KR102198822B1 (ko) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | 탄소소재의 가열판이 구비된 히트펌프의 실외기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200263182Y1 (ko) * | 2001-05-17 | 2002-02-04 | 이대균 | 열교환기 |
| KR101314906B1 (ko) | 2006-07-11 | 2013-10-04 | 엘지전자 주식회사 | 판형 열교환기 및 그 제조방법 |
| KR20200004511A (ko) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 주식회사 경동원 | 열교환기 |
-
2020
- 2020-06-15 KR KR1020200072062A patent/KR102198822B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200263182Y1 (ko) * | 2001-05-17 | 2002-02-04 | 이대균 | 열교환기 |
| KR101314906B1 (ko) | 2006-07-11 | 2013-10-04 | 엘지전자 주식회사 | 판형 열교환기 및 그 제조방법 |
| KR20200004511A (ko) * | 2018-07-04 | 2020-01-14 | 주식회사 경동원 | 열교환기 |
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