KR20030028779A - 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프 - Google Patents

볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프 Download PDF

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KR20030028779A
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이재본
정영
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주식회사 피플하우스
권영석
이동기
박경해
조수복
이용건
박창영
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Abstract

본 발명은 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프의 작동원리에 관한 것이다.
고압가스냉매의 상태변화 특성을 이용하여 열을 이동시키는 히트펌프장치에 기계적 압축기가 필요없이 냉매를 압축하여 순환되는 장치를 구성하는데,
볼텍스우회나선방향 증발기 출구에 원심력응축기의 볼텍스좌회나선방향의 액체압력용 배관으로 3개 응축기를 직렬로 연결하여 큰원심력을 획득하고,
3단 원심력응축기의 출구는 고저압 분리용 모세관을 통하여 농형 병렬연결증발기와 연결하여 완전밀폐형 순환싸이클로 구성된 히트펌프장치이다.
기계적인 압축기가 없으며 드럼형태로 구성된 냉매배관 전체가 회전하면서 원심력 응축기는 고압가스냉매를 전체드럼의 회전속도에 비례하는 원심력에 따라서 냉매가 흐르는 유체속도 및 냉방/난방 능력을 조절할 수 있으며,
전체드럼에 일체형으로 결합된 응축기의 난방용 펜과 증발기의 냉방용 펜의 날개각도를 반대로 하여 온풍과 냉풍을 상반된 방향으로 하여 통풍덕트를 이용할 수 있는 특징의 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프이다.

Description

볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프{omitted}
제작이 간단한 전자냉동방법에 비해 기계적으로 복잡한 고압가스냉동방법이 많이 이용되는 이유는, 냉동능력(COP)이 1 이하인 전자냉동 장치에 비해서 냉동능력(COP)이 4 이상인 압축기구동방식의 고압가스냉동 히트펌프장치가 에너지효율이 높기 때문에 많이 사용되고 있으며 성적계수를 높일수 있는 기술개발과 쾌적한 냉/난방 히트펌프를 만들기 위하여 노력을 하고 있다.
압축기, 응축기, 팽창변(모세관), 증발기로 구성되었던 기존의 고압가스냉동장치는 성적계수(COP)가 4이상 되지만 아직도 에너지 이용효율이 낮고 여름철 냉방장치를 사용 할 때에는 전기 에너지소비의 주범이 되고있으며 기계적인 압축기를 사용함으로 구동부의 마모로 수명이 짧으며 윤활작용의 엔진오일과 냉매의 누출에 의한 환경파괴로 많은 부작용이 발생되고 있다.
압축기, 응축기, 팽창변(모세관), 증발기로 구성되었던 기존 고압가스냉동장치에서 심장부라고 할 수 있는 기계적인 압축기가 필요없이 유체냉매를 압축하여 열을 이동하는 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프를 구성한다.
제 1도는 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프의 배관연결 구성과 작동원리를 표시한 전체계통 사시도.
제 2도는 제 1도에 표기된 장치를 위에서 내려다본 평면도.
제 3도는 제 1도에 표기된 장치의 외부 원심력응축기를 생략하고 증발기와 증발기 펜의 구성을 나타낸 사시도.
제 4도는 제 3도에 표기된 장치를 위에서 내려다본 평면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
101 : 구동전동기 102 : 동력연결 클러치
103 : 동력전달기어 104 : 1단 원심력응축기
105 : 2단 원심력응축기 106 : 3단 원심력응축기
107 : 응축기 펜 3세트 108 : 볼텍스좌회나선모세관
109 : 고저압분리용모세관 110 : 농형병렬연결증발기
111 : 볼텍스우회나선증발기 112 : 증발기 펜 3세트
113 : 응축기온풍필터 114 : 증발기냉풍필터
115 : 상부베어링 116 : 하부베어링
본 발명 장치는 기계적인 압축기가 필요 없이 냉매를 압축하고 순환시켜서 증발기의 기화열을 흡수하는 냉방효과와 응축기의 액화열을 방출하는 난방효과를 효율적으로 이용하는 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명장치의 중요부분에 대한 연결 구성과 작동원리를 설명하고자 한다.
제 1도는 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프의 배관연결 구성과 작동원리를 표시한 전체계통 사시도이며, 제 2도는 제 1도에 표기된 발명장치를 위에서 내려다본 평면도로서 외부케이스와 통풍구의 그림은 생략하였다.
제 3도는 제 1도에 표기된 장치의 외부 응축기의 그림을 생략하고 증발기와 증발기 펜의 구성을 나타낸 사시도이며, 제 4도는 제 3도에 표기된 장치를 위에서 내려다본 평면도로서 중심부의 구성을 알기 쉽게 표기한 것이다.
일체식 드럼형태로 구성된 히트펌프 배관계통의 수직 중심축은 상부베어링(115)과 하부베어링(116)에 의해서 케이스에 결합되어 있으며,
중심축 안쪽 통풍관의 윗부분 농형병열연결증발기(110)와 하부 볼텍스우회나선증발기(111)를 직렬로 연결시키고, 볼텍스우회나선증발기(111)하단의 출구에서 1단 원심력응축기(104) 안쪽의 흡입구에 연결하였다.
증발기 냉각통풍관 외부에는 3개의 환을 방사형으로 결합시킨 3단의 원심력응축기(104),(105),(106)는 볼텍스좌회나선모세관(108)으로 직렬 연결되고,
상부에 있는 3단 원심력응축기(106)출구에서 고저압 분리용모세관(109)으로 농형병렬증발기(110)에 연결하여 유체냉매의 순환싸이클이 구성된 것이다.
냉매 배관계통과 통풍용 펜을 드럼형의 통풍관에 일체식으로 결합하였으며
안쪽통풍관의 냉각용 증발기 펜 3세트(112)와 외부통풍관의 난방용 응축기 펜 3세트(107)의 날개 핏치를 다르게 하여 통풍 방향을 반대로 하였다.
볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프의 동튜브 배관계통은 완전한 기밀이 되도록 조립하고 내부공기를 제거하여 진공시험 이후에 냉매를 주입한다.
본 발명장치의 운전은 구동전동기(101)의 작동에 의해서 시작된다.
구동전동기(101)의 회전동력은 동력연결클러치(102)와 동력전달기어(103)에 의해서 케이스에 상하부베어링으로 지지되어있는 드럼형의 회전체를 돌리고 볼텍스 회전운동과 원심력에 의해서 고압가스냉매가 방사형으로 펼쳐나가는 유체운동으로 압축하면서 냉매가 순환되는 히트펌프로 작동하는 것이다.
지구중력으로 볼텍스 우회나선증발기(111)의 하부에 고여있는 액체냉매는 회전속도에 따른 원심력을 받게 되어 1단 원심력응축기(104)안쪽에서부터 밖으로 밀려나가면서 냉매를 압축하며,
3단의 원심력응축기(104) (105) (106)를 직렬로 연결하는 볼텍스 좌회나선모세관(108)에서 효과적으로 압축된 고온 고압의 냉매는 열을 방출하면서 3단 원심력응축기(106)에서 완전 액체상태로 응축되어 있으며,
올리피스가 작기 때문에 유체저항이 가장 큰 고저압분리용모세관(109)으로 밀려 나가게 되며, 이때 3개 원심력응축기의 냉매는 고온 고압상태이다.
좁은 모세관을 통과한 액체냉매는 농형병렬연결증발기(110)에서 넓은 배관으로 빠져나가면서 압력이 급격히 감소되므로 증발온도가 낮은 냉매는 저온에서도 기화열을 흡수하면서 주위를 냉각시키고 기체상태가 되는데,
미처 증발하지 못한 냉매는 중력으로 하부의 볼텍스우회나선증발기(111)에 흘러 들어가고 볼텍스튜브의 회전속도에 의해서 빠르게 하부로 내려가면서 증발작용을 돕게되고 액체냉매는 1단 원심력응축기의 입구측에 흡입되어서 원심력을 받게되고 다음 싸이클의 순환이 연속적으로 일어나면서 응축기는 액화열방출 난방작용을 하고 증발기는 기화열을 흡수하는 냉각작용을 한다.
기계적인 압축기가 필요없이 일체식드럼형태의 히트펌프 전체가 회전하여 원심력 응축기는 고압가스냉매를 전체드럼의 회전속도에 비례하는 원심력에 따라서 냉매가 흐르는 유체속도 및 냉방/난방 능력을 조절할 수 있으며,
전체드럼에 일체형으로 구성된 응축기의 난방용 펜과 증발기의 냉방용 펜의 날개각도를 반대로 하고 통풍덕트로 나누어져서 온풍과 냉풍을 반대 방향으로 이용할 수 있는 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프를 구성하였다.
흡수식히트펌프의 문제점과 냉매압축식 히트펌프의 단점을 개선한 기술로서
기계적인 압축기가 필요없는 히트펌프의 기술은 냉방/난방장치 제조업계의 기술사업경영 발전에 일대 혁신을 일으킬 수 있게 될것이다.
본 발명기술이 범용적으로 활용되기 시작하면,
히트펌프장치에서 가장 고가품으로 고장율이 많은 냉매압축기가 필요 없기 때문에 제조원가가 저렴하고, A/S문제가 대폭적으로 줄어들게 될 것이며,
윤활오일을 사용하지 않고 장치 수명이 길어서 환경문제를 개선할수 있으며,
유체냉매의 원심력으로 작동하므로 엔진 과열 등의 기계적인 사고가 없고,
전기, 동력, 열에너지 낭비를 대폭 절감할 수 있는 환경 친화적인 신기술로 개발되는 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프를 제공한다.

Claims (1)

  1. 일체식 드럼형태로 구성된 히트펌프 배관계통의 수직 중심축은 상부베어링(115)과 하부베어링(116)에 의해서 케이스에 결합되어 회전할 수 있으며,
    중심축 안쪽 통풍관의 윗부분 농형병열연결증발기(110)와 하부 볼텍스우회나선증발기(111)를 직렬로 연결시키고, 볼텍스우회나선증발기(111)하단의 출구에서 1단 원심력응축기(104) 안쪽의 흡입구에 연결하였다.
    증발기 냉각통풍관 외부에는 3개의 환을 방사형으로 결합시킨 3단의 원심력응축기(104),(105),(106)는 볼텍스좌회나선모세관(108)으로 직렬 연결되고,
    상부에 있는 3단 원심력응축기(106)출구에서 고저압 분리용모세관(109)으로 농형병렬증발기(110)에 연결하여 유체냉매의 순환싸이클을 이루었으며,
    배관계통과 통풍용 펜을 드럼형의 통풍관에 일체식으로 결합하면서,
    안쪽 통풍관의 냉각용 증발기 펜 3세트(112)와 외부통풍관의 난방용 응축기 펜 3세트(107)의 날개 핏치를 다르게 하여 통풍 방향을 반대로 하여 냉풍과 온풍을 구분하여 냉/난방에 활용하는 장치로서 상기의 구성특성을 갖추고,
    기계적인 냉매압축기가 필요 없이 물리적인 유체역학의 운동으로 운전됨을 특징으로 하는 볼텍스회전과 원심력압축식 히트펌프.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040099213A (ko) * 2004-11-01 2004-11-26 김홍일 공기 싸이클 터보 냉각 냉동 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62123288A (ja) * 1985-11-22 1987-06-04 Agency Of Ind Science & Technol 熱交換方法およびその熱交換器
KR20010002345U (ko) * 2001-10-04 2001-12-07 박정극 공기를 이용한 냉각장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62123288A (ja) * 1985-11-22 1987-06-04 Agency Of Ind Science & Technol 熱交換方法およびその熱交換器
KR20010002345U (ko) * 2001-10-04 2001-12-07 박정극 공기를 이용한 냉각장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040099213A (ko) * 2004-11-01 2004-11-26 김홍일 공기 싸이클 터보 냉각 냉동 장치

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