KR20000008754A - 공명관식 히트펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 일단이 차단되어 공명실을 형성하는 공명관과, 상기 공명실에 인접하도록 상기 공명관의 타단에 마련되는 냉각열교환기와, 상기 냉각열교환기와 소정 이격거리를 가지며 상기 공명관에 마련되는 가열열교환기와, 상기 냉각열교환기와 상기 가열열교환기 사이에 마련되는 스택을 갖는 공명관식 히트펌프에 관한 것으로서, 상기 공명관의 내부에 마련되어 상기 공명관의 길이방향을 따라 운동하는 피스톤과; 상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤을 구동하는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 공기의 유동을 이용하여 대용량의 냉난방장치의 구성을 가능하게 할 수 있는 공명관식 히트펌프가 제공된다.

Description

공명관식 히트펌프

본 발명은, 공명관식 히트펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤의 왕복운동에 의하여 공기를 압축하여 냉방 및 난방을 실현시킬 수 있는 공명관식 히트펌프에 관한 것이다.

최근에는 석유 및 석탄 등의 에너지 자원의 고갈에 따른 대체자원 개발은 물론이고, 석유 및 석탄 등의 자원에 의해 발생되는 환경오염의 불안으로부터 벗어나서 보다 안전하고 편안하게 사용할 수 있는 에너지개발이 촉구되어지고 있다.

본 건에서 설명하고자 하는 것은 안전하고 편리한 에너지 개발의 촉구에 발맞추어 안전 및 편리성을 갖는 간단한 장치만으로 냉난방이 가능토록 설계된 냉난방장치에 관한 것이다.

도 2는 종래의 공명관식 히트펌프의 개략도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 공명관식 히트펌프(101)는, 일단이 막혀 있고 타단이 개방된 공명실(104)을 형성하는 공명관(103)과, 공명관(103)의 내부에 마련되는 스택(109)과, 스택(109)의 양단에 인접하도록 마련되는 가열열교환기(105) 및 냉각열교환기(107)와, 공명관(103)의 개방영역에 설치되는 확성기(111)가 마련되어 있다.

스택(109)은 공명관의 내부에 마련되어지는 것으로 다수의 가는 관의 묶여있는 구조를 가지며, 공명관(103)의 내부에서 저항의 역할을 한다. 가열열교환기(105) 및 냉각열교환기(107)는 상호 평행하게 배열된 다수의 도시 않은 전열관과, 전열관의 길이방향에 가로로 상호 소정의 간격을 두고 평행하게 배열되는 다수의 판상의 도시 않은 핀을 갖는 구조로, 전열관의 내부에는 열교환을 이루기 위한 매개체가 수용되어 있다. 공명관(103)의 내부에는 공기 및 불활성기체 등과 같은 가스를 주입하며, 확성기(111)는 외부로부터 입력되는 신호를 공명관(103)의 내부에 주입되어 있는 가스를 진동시킨다.

이와 같은 구성에 의하여, 전원이 공급되고 외부로부터 신호가 입력되면 확성기(111)에 의하여 입력신호가 증폭되어 공명관(103) 내부의 공기가 진동된다. 공명관(103) 내부의 가스가 진동되면 공명관내부의 압력이 변화를 일으켜 공기가 압축되면서 데워지게 된다. 압축되어 데워진 공명관 내부의 가스는 가열열교환기(105)의 전열관을 통과하는 매개체를 가열하여 가열열교환기(103)를 통과하는 외부로부터의 공기를 난방시킬 수 있다.

한편, 확성기(111)에 의해 압축된 가스는 공명관내부의 저항체역할을 하는 스택(109)을 통과하면서 팽창되게 된다. 스택(109)을 통과하면서 팽창된 가스는 냉각열교환기(107)를 통과하는 매개체를 냉각시켜 냉각열교환기(107)를 통과하는 외부로부터의 공기를 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 프레온가스를 사용하지 않는 냉각장치를 구성할 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 공명관식 히트펌프에 있어서는, 공명관 내부를 진동하는 진동원으로 확성기를 이용하여 내부의 공진을 일으키게 되는데, 확성기로부터 발생하는 음원의 파워가 적어 내부의 공진에 의한 가스의 유동유량이 적어서 대용량의 냉방 및 난방을 이루는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 공기의 유동을 이용하여 대용량의 냉난방장치의 구성을 가능하게 할 수 있는 공명관식 히트펌프를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 공명관식 히트펌프의 개략도,

도 2는 종래의 공명관식 히트펌프의 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 공명관식 히트펌프 3 : 공명관

4 : 공명실 5 : 가열열교환기

7 : 냉각열교환기 9 : 스택

11 : 피스톤 13 : 구동모터

15 : 크랭크 17 : 연결로드

상기 목적은, 본 발명에 따라, 일단이 차단되어 공명실을 형성하는 공명관과, 상기 공명실에 인접하도록 상기 공명관의 타단에 마련되는 냉각열교환기와, 상기 냉각열교환기와 소정 이격거리를 가지며 상기 공명관에 마련되는 가열열교환기와, 상기 냉각열교환기와 상기 가열열교환기 사이에 마련되는 스택을 갖는 공명관식 히트펌프에 있어서, 상기 공명관의 내부에 마련되어 상기 공명관의 길이방향을 따라 운동하는 피스톤과; 상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤을 구동하는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공명관식 히트펌프에 의해 달성된다.

여기서, 상기 구동수단은, 구동모터와, 상기 구동모터와 상기 피스톤 사이에 연결되어 상기 구동모터로부터의 회전운동을 상기 피스톤의 왕복운동으로 전환시키는 크랭크와, 상기 크랭크와 상기 피스톤을 연결하는 연결로드를 갖는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공명관식 히트펌프의 개략도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 공명관식 히트펌프(1)는, 일단이 차단되어 공명실(4)을 형성하며 타단이 개방된 공명관(3)과, 공명관(3)의 개방영역에 설치되는 구동수단을 갖는다.

공명관(3)에는 공명실(4)과 인접하도록 설치되는 냉각열교환기(5)와, 냉각열교환기(5)의 소정 이격거리를 가지며 공명관(3)에 마련되는 가열열교환기(7), 및 냉각열교환기(5)와 가열열교환기(7) 사이에 배치되는 스택(9)과, 냉각열교환기(5)와 인접하도록 피스톤(11)이 설치되어 있다. 구동수단은 피스톤(11)의 구동을 위한 구동모터(13)와, 구동모터(13)와 피스톤(11) 사이에 연결되어 구동모터(13)로부터의 회전운동을 피스톤(11)의 왕복운동으로 전환시키는 크랭크(15)와, 크랭크(15)와 피스톤(11)을 연결하는 연결로드(17)를 갖는다.

스택(9)은 공명관(3)의 내부에 마련되어지는 것으로 다수의 가는 관의 묶여있는 구조를 가지며, 공명관(3)의 내부에서 저항의 역할을 한다. 가열열교환기(5) 및 냉각열교환기(7)는 상호 평행하게 배열된 다수의 도시 않은 전열관과, 전열관의 길이방향에 가로로 상호 소정의 간격을 두고 평행하게 배열되는 다수의 판상의 핀을 갖는다. 이들 전열관의 내부에는 열교환을 이루기 위한 매개체로 물이 수용되어 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 구동모터(13)가 구동하면 구동모터(13)의 회전력이 크랭크(15)에 전달되어 피스톤(17)을 왕복운동시키며, 이 때, 피스톤(17)의 주기는 공명관(3)의 공명주파수에 일치시켜 왕복 운동시킨다. 피스톤(17)이 공명관(3)의 공명주파수에 따라 왕복 운동하게 되면, 공명관내부의 가스는 피스톤(17)의 왕복운동에 의하여 공명관내부의 가스가 압축되면서 데워지게 된다. 압축되어 데워진 공명관 내부의 가스는 가열열교환기(5)의 전열관을 통과하는 매개체인 물을 가열하여 가열열교환기(5)를 통과하는 외부로부터의 공기를 난방시킬 수 있다.

한편, 피스톤(17)에 의해 압축된 가스는 공명관내부의 저항체역할을 하는 스택(9)을 통과하면서 팽창되게 된다. 스택(9)을 통과하면서 팽창된 가스는 냉각열교환기(7)를 통과하는 매개체인 물을 냉각시켜 냉각열교환기(7)를 통과하는 외부로부터의 공기를 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 구동모터(13)의 회전력에 따라 피스톤(17)을 왕복 운동시킬 수 있으므로 공명실(4)내부의 가스를 유동시킬 수 있어 대용량의 냉난방장치를 구현할 수 있다.

이와 같이, 공명관의 내부에 마련되어 상기 공명관의 길이방향을 따라 운동하는 피스톤과; 상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤을 구동하는 구동수단을 마련함으로써, 공기를 압축 및 팽창하여 냉방 및 난방을 이룰 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 공기의 유동을 이용하여 대용량의 냉난방장치의 구성을 가능하게 할 수 있는 공명관식 히트펌프가 제공된다.

Claims (2)

1. 일단이 차단되어 공명실을 형성하는 공명관과, 상기 공명실에 인접하도록 상기 공명관의 타단에 마련되는 냉각열교환기와, 상기 냉각열교환기와 소정 이격거리를 가지며 상기 공명관에 마련되는 가열열교환기와, 상기 냉각열교환기와 상기 가열열교환기 사이에 마련되는 스택을 갖는 공명관식 히트펌프에 있어서,

   상기 공명관의 내부에 마련되어 상기 공명관의 길이방향을 따라 운동하는 피스톤과;

   상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤을 구동하는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공명관식 히트펌프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동수단은,

   구동모터와, 상기 구동모터와 상기 피스톤 사이에 연결되어 상기 구동모터로부터의 회전운동을 상기 피스톤의 왕복운동으로 전환시키는 크랭크와, 상기 크랭크와 상기 피스톤을 연결하는 연결로드를 갖는 것을 특징으로 하는 공명관식 히트펌프.