KR20110035302A - Heat-pipe type generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 히트파이프형 발전장치로서, 발전효율이 향상되도록 구성되며, 이러한 구성이 다른 장치에도 활용될 수 있도록 개선된 히트파이프형 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pipe type power generation apparatus, which is configured to improve power generation efficiency and that the configuration can be utilized in other devices.
히트파이프형 발전장치는 열에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기술에 속한다. 보다 구체적으로, 랭킨 싸이클(Rankin cycle)과 같은 외연기관에서 발생하는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 기술에 속한다.Heat pipe type power generators belong to a technology for converting thermal energy into electrical energy. More specifically, it belongs to a technology for converting mechanical energy generated in an external combustion engine such as a Rankine cycle into electrical energy.
상기 기술은 특히 낮은 온도차에서도 발전 가능한 기술로서 폐열을 재활용할 수 있어 사회적 관심도가 높았다.In particular, the technology has high social interest because it can recycle waste heat as a technology that can be developed even at a low temperature difference.
이러한 요구에 맞추어, 1970년대에 히트파이프형 발전장치가 발명된 이래로 간헐적인 연구가 지속되어 왔으나 발전 효율이 낮아 소형으로는 발전하지 못하고, 해수 온도차 발전과 같은 대형 장치에 시험적으로 적용되어 왔다.In response to this demand, intermittent research has been conducted since the invention of the heat pipe type power generator in the 1970s, but power generation efficiency has not been small, and it has been experimentally applied to large devices such as seawater temperature differential power generation.
기존의 히트파이프는 응축기에서 액화된 작동유체가 기화기로 다시 보내지기 위해서는 히트파이프의 내벽에 구비된 모세관에 의존하였다. 그리고 터빈의 형상이 최적화되지 못하였다.Conventional heat pipes rely on capillary tubes provided on the inner wall of the heat pipe for the working fluid liquefied in the condenser to be sent back to the vaporizer. And the shape of the turbine was not optimized.
따라서 기화기의 높은 압력에 의해 액화된 작동유체가 기화기로 쉽게 보내지기 어렵도록 방해를 받거나 또는 응축기로 다시 역류하는 현상이 발생할 우려가 있다. 이는 터빈의 토크를 감소시키고, 결국 발전효율 감소를 초래하게 된다.Therefore, the working fluid liquefied by the high pressure of the carburetor is hindered to be easily sent to the carburetor, or there is a fear that the phenomenon of backflow back to the condenser. This reduces the torque of the turbine, which in turn leads to a reduction in power generation efficiency.
그리고 기존 히트파이프형 발전장치는 터빈 날개의 바깥쪽 주변에 영구자석을 구비하고, 히트파이프형 발전장치 하우징 외부에 발전을 위한 자기코어와 전기코일을 구비하고 있다. 이러한 터빈은 높은 기동토크를 요구하게 된다.In addition, the existing heat pipe type power generator includes a permanent magnet around the outside of the turbine blade, and a magnetic core and electric coil for power generation outside the heat pipe type power generator housing. Such turbines require high starting torque.
또한, 자기코어에서 발생하는 철손(hysteresis loss)이나 와전류 손실(eddy current loss)에 의해 발생하는 열에너지는 재활용되지 못하고 잃어버리게 된다.In addition, thermal energy generated by hysteresis loss or eddy current loss generated in the magnetic core is not recycled and is lost.
아울러, 히트파이프 발전장치 내부에서 회전운동하는 터빈의 운동에너지를 외부로 인출하기 위하여 터빈의 회전축이 기화기나 응축기를 관통하여 외부로 노출되는 방법을 취하거나, 다른 방법으로는 전기코일에서 발생하는 유도기전력을 이용하여 전동기를 운전하는 방법을 사용하였다.In addition, in order to draw out the kinetic energy of the turbine which rotates in the heat pipe power generator to the outside, the turbine shaft is exposed to the outside through a carburetor or a condenser, or induction generated from the electric coil as another method. A method of operating an electric motor using electromotive force was used.
상기와 같은 방법의 문제점은 전자에 있어서 기화기나 응축기의 밀폐가 어려워지며, 후자에 있어서는 발전기와 전동기의 손실 때문에 이중으로 효율이 저하된다는데 있다.The problem with the above method is that it is difficult to seal the vaporizer and the condenser in the former, and in the latter, the efficiency is lowered due to the loss of the generator and the motor.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 발전효율이 향상되도록 구성되며, 이러한 구성이 다른 장치에도 활용될 수 있도록 개선된 히트파이프형 발전장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is intended to provide an improved heat pipe type power generation apparatus which is configured to improve power generation efficiency and can be utilized in other devices.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치는, 케이스; 상기 케이스 내의 하부에서 작동유체를 기화시키는 기화기; 상기 케이스 내의 상부에서 상기 기화기에 의해 기화된 작동유체를 액화시키는 응축기; 상기 기화기와 응축기를 차단하도록 상기 기화기와 응축기 사이의 상기 케이스에 설치된 차단상판과 차단하판을 구비하고, 상기 차단하판에는 제1 유로가 구성되고 상기 차단상판에는 제2 유로가 구성되며, 상기 응축기와 상기 기화기를 연통시키도록 상기 차단상판과 상기 차단하판의 중심을 관통하는 회전축 유로가 구성된 차단부; 및 상기 차단상판과 차단하판 사이에 설치되어 상기 회전축 유로를 중심으로 회전되며 측부에 동력터빈이 장착되고 영구자석을 구비한 동력회전자와, 상기 차단상판에 설치되며 전기코일을 가진 자기코어를 구비한 발전부;를 포함하여, 상기 기화기로부터 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 통해 상기 응축기로 이동되는 기화된 상기 작동유체가 상기 동력회전자의 동력터빈을 밀어 상기 동력회전자를 회전시켜 상기 전기코일에서 유도기전력이 발생되고, 상기 응축기에서 응축된 상기 작동유체가 상기 회전축 유로를 통해 다시 상기 기화기로 이동된다.In order to achieve the above object, a heat pipe type power generator according to a first embodiment of the present invention includes a case; A vaporizer for vaporizing a working fluid at the bottom of the case; A condenser for liquefying a working fluid vaporized by the vaporizer at the top in the case; A blocking top plate and a blocking bottom plate installed in the case between the vaporizer and the condenser to block the vaporizer and the condenser, wherein the blocking bottom plate comprises a first flow path and the blocking top plate comprises a second flow path. A blocking unit including a rotating shaft flow passage passing through a center of the blocking upper plate and the blocking lower plate so as to communicate the vaporizer; And a power rotor installed between the blocking upper plate and the blocking lower plate and rotating around the rotary shaft flow path, the power turbine being mounted on the side, and having a permanent magnet, and a magnetic core installed on the blocking upper plate and having an electric coil. And a power generation unit, wherein the vaporized working fluid moved from the vaporizer to the condenser through the first flow path and the second flow path pushes the power turbine of the power rotor to rotate the power rotor. Induction electromotive force is generated in the electric coil, and the working fluid condensed in the condenser is moved back to the vaporizer through the rotary shaft flow path.
이때, 상기 응축기에서 응축된 상기 작동유체의 상기 회전축 유로로의 인입을 가이드 하도록, 상기 응축기에 깔때기가 설치된 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that a funnel is installed in the condenser to guide the introduction of the working fluid condensed in the condenser into the rotary shaft flow path.
또한, 상기 깔때기는 테프론을 포함한 내부식성, 저열전동성 재료로 이루어진 것이 바람직하다.In addition, the funnel is preferably made of a corrosion-resistant, low heat transfer material including Teflon.
그리고, 상기 회전축 유로 내의 응축된 상기 작동유체의 흐름이 역류되는 것을 차단하도록, 상기 회전축 유로 내에는 짜여진 와이어(woven wire), 그물망 와이어(meshed wire), 및 소결된 파우더(sintered powder) 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 채워진 것이 바람직하다.And any one of a woven wire, a meshed wire, and a sintered powder in the rotary shaft flow path to block backflow of the condensed working fluid in the rotary shaft flow path. Or filled with two or more.
한편, 본 발명은, 상기 회전축 유로를 따라 이동되는 응축된 상기 작동유체가 수용되도록, 상기 회전축 유로의 하부에 구성된 저장용기; 및 상기 저장용기 하부에 장착된 하부 체크밸브;를 더 포함하며, 상기 기화기의 내부압력이 상기 저장용기의 내부압력보다 낮으면 상기 하부 체크밸브가 개방되는 것이 바람직하다.On the other hand, the present invention, the storage container configured in the lower portion of the rotary shaft passage so that the condensed working fluid is moved along the rotary shaft passage; And a lower check valve mounted to the lower portion of the storage container. When the internal pressure of the vaporizer is lower than the internal pressure of the storage container, the lower check valve is preferably opened.
또한, 본 발명은, 상기 저장용기의 내벽과 외벽 중 어느 하나 또는 둘 모두에 돌출된 날개핀과, 상기 저장용기의 상부에 설치된 상부 체크밸브를 더 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the present invention, it is preferable to further include a wing pin protruding on any one or both of the inner wall and the outer wall of the storage container, and an upper check valve installed on the upper portion of the storage container.
다른 예로서, 본 발명은, 상기 회전축 유로 내부를 따라 상기 저장용기 내부까지 설치된 펌프축; 상기 동력회전자의 영구자석의 회전에 의해 상기 펌프축을 회전시키도록, 상기 펌프축에 장착된 펌프자석; 및 상기 펌프축의 외면에 돌출된 나선형 날개;를 구비하는 자기동력펌프를 더 포함할 수 있다.As another example, the present invention, the pump shaft installed along the inside of the rotating shaft flow path to the storage vessel; A pump magnet mounted to the pump shaft to rotate the pump shaft by rotation of the permanent magnet of the power rotor; And a helical blade protruding from the outer surface of the pump shaft.
또 다른 예로서, 본 발명은, 상기 회전축 유로를 따라 이동되는 응축된 상기 작동유체가 수용되도록, 상기 회전축 유로의 하부에 구성된 저장용기; 및 상기 저장용기 하부에 설치된 분사기;를 더 포함할 수 있다.As another example, the present invention, the storage vessel is configured to be lower portion of the rotary shaft passage so that the condensed working fluid is moved along the rotary shaft passage; And an injector installed below the storage container.
한편, 본 발명은, 상기 차단부의 하측에는 압축부;를 더 포함하며, 상기 압축부는, 상기 차단부와 기화기 사이에 고압챔버가 형성되도록 상기 차단부의 차단하판과 상기 기화기 사이에 설치되며, 상하유로가 각각 형성된 압축상판과 압축하판; 및 상기 동력회전자의 회전축으로부터 하측으로 연장되어 상기 압축상판과 상기 압축하판 사이에 배치되며, 측단부에 터빈차져가 장착된 압축회전자;를 구비하며, 상기 터빈차져가 상기 동력회전자의 회전에 연동하여 회전됨에 따라, 상기 기화기의 기화된 상기 작동유체를 상기 상하유로를 통해 상기 고압챔버로 이동시켜, 상기 기화기 내부의 압력을 낮추는 것이 바람직하다.On the other hand, the present invention, the lower side of the blocking portion further comprises a compression unit, the compression unit is installed between the blocking lower plate and the carburetor of the blocking unit so that a high pressure chamber is formed between the blocking unit and the vaporizer, the upper and lower flow path Compression top plate and compression bottom plate formed respectively; And a compression rotor extending downward from the rotation shaft of the power rotor and disposed between the compression upper plate and the compression lower plate, and having a turbine charger mounted at a side end thereof, wherein the turbine charger rotates the power rotor. As it is rotated in conjunction with, it is preferable to move the working fluid vaporized in the vaporizer to the high pressure chamber through the upper and lower flow passages, to lower the pressure inside the vaporizer.
한편, 상기 케이스는 복수의 프레임으로 구성되며, 상기 프레임들의 체결부 위에는 기밀을 위한 가스켓이 설치되고, 상기 케이스에는 단열재가 부착 설치된 것이 바람직하다.On the other hand, the case is composed of a plurality of frames, the gasket for airtight is installed on the fastening portion of the frame, it is preferable that the heat insulating material is attached to the case.
그리고, 본 발명은, 상기 기화기를 통과하는 고온금속관이 설치되어, 액화된 상기 작동유체가 상기 고온금속관 내부에서 유동되는 상기 고온유체에 의해 기화되며, 상기 응축기를 통과하는 저온금속관이 설치되어, 기화된 상기 작동유체가 상기 저온금속관 내부에서 유동되는 상기 저온유체에 의해 액화되는 것이 바람직하다.In addition, the present invention, the hot metal pipe passing through the vaporizer is installed, the liquefied working fluid is vaporized by the high temperature fluid flowing inside the hot metal pipe, the low temperature metal pipe passing through the condenser is installed, vaporization The working fluid is preferably liquefied by the low temperature fluid flowing in the low temperature metal pipe.
여기에서, 상기 고온금속관 및 저온금속관 각각의 내벽과 외벽 중 어느 하나 또는 둘 모두에, 돌출된 날개핀을 구비하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to have a protruding wing pin on any one or both of the inner wall and the outer wall of each of the high temperature metal tube and the low temperature metal tube.
또한, 상기 고온금속관 및 저온금속관 각각의 내부에는 금속 그물망이 채워진 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the inside of each of the hot metal tube and the cold metal tube is filled with a metal mesh.
활용예로서, 본 발명은, 상기 저온금속관을 저온의 유체가 통과하여 고온의 유체로 전환되며, 상기 고온의 유체는 난방용으로 활용될 수 있다.As a use example, the present invention, the low-temperature fluid passes through the low-temperature metal pipe is converted into a high temperature fluid, the high temperature fluid can be utilized for heating.
다른 활용예로서, 본 발명은, 상기 고온금속관에 산업체에서 발생되는 고온의 폐수를 통과시키도록 구성되거나, 상기 고온의 폐수를 저장하는 저장용기를 구비하고 상기 저장용기에 상기 기화기를 배치시킬 수 있다.As another application, the present invention may be configured to pass high temperature wastewater generated in an industry to the high temperature metal pipe, or may include a storage container for storing the high temperature wastewater and place the vaporizer in the storage container. .
이때, 본 발명은, 온천에서 고온의 온천수를 상기 고온금속관을 통하게 하고 냉수를 상기 저온금속관을 통하게 구성되어 상기 발전부에서 발전되며, 상기 고온금속관을 통하여 상기 기화기로부터 나온 상기 고온의 온천수에 상기 냉수가 혼합 되어 상기 고온의 온천수의 온도를 낮추어 공급하도록, 상기 응축기로부터 외부로 연장된 저온금속관이 상기 고온금속관과 연결되어 하나의 공급관으로 이루어질 수 있다.At this time, the present invention, the hot water in the hot spring through the hot metal pipe and the cold water through the low-temperature metal pipe is generated in the power generation unit, and the cold water to the hot spring water from the vaporizer through the hot metal pipe through the hot metal pipe Is mixed to lower the temperature of the hot spring water, so that the low temperature metal tube extending from the condenser to the outside may be connected to the high temperature metal tube to form a single supply tube.
또 다른 활용예로서, 본 발명은, 상기 기화기에 열이 전달되도록 상기 기화기에 설치된 태양광발전 패널을 구비하고, 상기 저온금속관을 통하여 물의 온도가 상승되도록 구성되어, 태양광 발전, 온도차 발전, 및 열교환을 이용한 온수 생산이 가능할 수 있다.As another application, the present invention includes a photovoltaic panel installed in the vaporizer so that heat is transferred to the vaporizer, and is configured to increase the temperature of water through the low temperature metal pipe, thereby generating photovoltaic power generation, temperature difference generation, and Hot water production using heat exchange may be possible.
한편 다른 활용예로서, 상기 기화기와 응축기는 각각 열교환 면적을 넓히도록 빗 형상으로 이루어질 수 있다.On the other hand, as another application, the vaporizer and the condenser may be formed in a comb shape, respectively, to widen the heat exchange area.
여기에서, 빗 형상의 상기 응축기는 환풍통로에서 흡입로에 배치되고 빗 형상의 상기 기화기는 상기 환풍통로에서 배출로에 배치되어, 환풍되기 전의 공기는 상기 응축기의 온도를 저하시키고 환풍된 후의 공기는 상기 기화기의 온도를 높일 수 있다.Here, the comb-shaped condenser is disposed in the inlet passage in the vent passage and the comb-shaped vaporizer is disposed in the exhaust passage in the vent passage, the air before the ventilating lowers the temperature of the condenser and the air after the vented The temperature of the vaporizer can be increased.
그리고, 또 다른 활용예로서, 본 발명은, 상기 기화기에 열이 전달되도록 구성되는 연소식 광원; 및 상기 케이스와 상기 연소식 광원을 수용하며, 손잡이를 구비한 운반용기;를 더 포함하여, 운반가능하며, 상기 발전부에서 발생된 전기가 비상용으로 활용될 수 있다.And, as another application, the present invention, a combustion type light source configured to transfer heat to the vaporizer; And a carrying container accommodating the case and the combustion light source and having a handle. The carrying vessel may be transportable, and electricity generated from the power generation unit may be utilized for emergency use.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치는, 케이스; 상기 케이스 내의 하부에서 작동유체를 기화시키는 기화기; 상기 케이스 내의 상부에서 상기 기화기에 의해 기화된 작동유체를 액화시키는 응축기; 상기 기화기와 응축기를 차단하도록 상기 기화기와 응축기 사이의 상기 케이스에 설치되며, 상기 기화기에서 기화된 상기 작동유체가 상기 응축기로 이동되는 상승유로와 상기 응축기에서 응축된 상기 작동유체가 상기 기화기로 이동되는 하강유로를 구비하는 차단부; 및 상기 차단부의 상승유로에 회전축이 횡방향으로 배치되고 영구자석을 구비한 동력터빈과, 상기 영구자석과 근접되게 배치된 전기코일을 구비하며, 상기 상승유로를 통한 기화된 상기 작동유체가 상기 동력터빈을 밀어 회전시켜서 상기 전기코일에서 유도기전력이 발생되는 발전부;를 포함하며, 상기 동력터빈의 회전축이 상기 하강유로까지 연장되고 상기 회전축에는 나선형의 펌프날개가 형성되어, 상기 하강유로에서 하강하는 상기 작동유체의 이동력을 높이며, 상기 하강유로의 입구는 깔대기 구조로 이루어지고 출구에는 노즐이 장착된다.Heat pipe type power generating apparatus according to a second embodiment of the present invention, the case; A vaporizer for vaporizing a working fluid at the bottom of the case; A condenser for liquefying a working fluid vaporized by the vaporizer at the top in the case; Installed in the case between the carburetor and the condenser to block the carburetor and the condenser, the ascending passage through which the working fluid vaporized in the vaporizer is moved to the condenser and the working fluid condensed in the condenser are moved to the vaporizer A blocking part having a downward flow path; And a power turbine having a rotational shaft disposed transversely in the rising flow path of the blocking unit and having a permanent magnet, and an electric coil disposed close to the permanent magnet, wherein the working fluid vaporized through the rising flow path is the power. And a power generation unit for generating induced electromotive force from the electric coil by pushing and rotating the turbine, wherein the rotating shaft of the power turbine extends to the descending flow path and a spiral pump blade is formed on the rotating shaft to descend from the descending flow path. Increasing the moving force of the working fluid, the inlet of the downward flow passage is made of a funnel structure, the outlet is equipped with a nozzle.
이때, 본 발명은, 상기 케이스에 설치되며, 상기 발전부의 전기코일에서 발생한 유도기전력을 외부로 인출하도록 구성되는 전기단자인 밀폐형 전기포트를 더 포함하는 것이 바람직하다.At this time, the present invention, it is preferable to further include a sealed electric port which is installed in the case, the electrical terminal is configured to withdraw the induced electromotive force generated in the electrical coil of the power generation unit to the outside.
본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치는, 케이스; 차단상판과 차단하판을 구비하여 상기 케이스 내를 상기 차단상판 상측의 상부챔버와 상기 차단하판 하측의 하부챔버로 나누고, 상기 차단하판에는 제1 유로 및 제4 유로가 구성되고 상기 차단상판에는 제2 유로 및 제3 유로가 구성되며, 상기 차단상판과 상기 차단하판의 중심을 관통하여 상하방향으로 배치된 드라이브 샤프트가 구성되고, 상기 차단상판과 상기 차단하판 사이에서 상기 드라이브 샤프트와 체결되며 제1 동력터빈과 제2 동력터빈을 일체형으로 구비하는 이중동력터빈이 구성된 차단부; 상기 드라이브 샤프트를 중심으로 일정간격 이격되어 상기 차단하판으로부터 상기 케이스의 하부까지 원형으로 하측 연장되며 상기 제1 유로를 내측에 상기 제4 유로를 외측에 위치시키는 차단벽을 구비하고, 상기 케이스 내에서 상기 차단벽의 내측에는 기화기, 상기 차단벽의 외측에는 응축기를 구비하며, 상기 차단벽의 일측 하부에 상기 응축기로부터 상기 기화기로 연통되는 작동유체 유로가 형성된 융합부; 및 상기 상부챔버에서 영구자석을 구비하면서 상기 드라이브 샤프트와 연결되어 회전되는 동력회전자와, 상기 케이스 상판의 하면에 설치되며 전기코일을 가진 자기코어를 구비하는 발전부;를 포함하여, 상기 기화기로부터 기화된 상기 작동유체가 상기 제1 유로를 통해 상기 제1 동력터빈을 밀어 상기 이중동력터빈을 회전시키고 상기 제2 유로를 통해 상기 상부챔버로 이동되고, 상기 제3 유로, 상기 제2 동력터빈, 및 상기 제4 유로를 통해 상기 응축기로 이동되며, 상기 케이스의 상측에 배치되며 영구자석을 구비한 자기동력팬이 상기 발전부에서 발생된 자기력으로 회전된다.Heat pipe type power generating apparatus according to a third embodiment of the present invention, the case; A blocking upper plate and a blocking lower plate are provided to divide the inside of the case into an upper chamber above the blocking upper plate and a lower chamber below the blocking lower plate. The blocking lower plate includes a first flow passage and a fourth flow passage, and the blocking upper plate has a second passage. A flow passage and a third flow passage, and a drive shaft disposed vertically through the center of the blocking upper plate and the blocking lower plate, is fastened to the drive shaft between the blocking upper plate and the blocking lower plate, A blocking unit configured with a double power turbine having an integrated turbine and a second power turbine; A barrier wall spaced at a predetermined interval from the blocking lower plate to a lower portion of the case and spaced apart about the drive shaft, and has a blocking wall for positioning the first flow path to the outside and the fourth flow path to the outside; A fusion unit having a vaporizer on the inner side of the blocking wall and a condenser on the outer side of the blocking wall, and a working fluid flow passage communicating with the vaporizer from the condenser on one side of the blocking wall; And a power generation unit having a permanent magnet in the upper chamber and connected to the drive shaft and rotating, and a power generation unit provided on a lower surface of the upper case of the case and having a magnetic core having an electric coil. The vaporized working fluid pushes the first power turbine through the first flow path to rotate the double power turbine, and is moved to the upper chamber through the second flow path, wherein the third flow path, the second power turbine, And a magnetic power fan which is moved to the condenser through the fourth flow path and is disposed above the case and has a permanent magnet and is rotated by the magnetic force generated by the power generation unit.
이때, 상기 드라이브 샤프트의 하부에는 나선형의 펌프날개가 형성되어, 상기 작동유체 유로를 통해 인입되는 작동유체를 상기 펌프날개가 끌어올려 상기 기화기 내측으로 공급하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that a spiral pump blade is formed at the lower portion of the drive shaft, and the pump blade is pulled up to supply the working fluid introduced through the working fluid flow path into the vaporizer.
여기에서, 본 발명은, 상기 기화기를 통과하는 고온금속관이 설치되어, 액화된 상기 작동유체가 상기 고온금속관 내부에서 유동되는 상기 고온유체에 의해 기화되며, 상기 응축기를 통과하는 저온금속관이 설치되어, 기화된 상기 작동유체가 상기 저온금속관 내부에서 유동되는 상기 저온유체에 의해 액화되는 것이 바람직하다.Here, the present invention, the hot metal pipe passing through the vaporizer is installed, the liquefied working fluid is vaporized by the high temperature fluid flowing inside the hot metal pipe, the low temperature metal pipe passing through the condenser is installed, Preferably, the working fluid vaporized is liquefied by the low temperature fluid flowing in the low temperature metal pipe.
활용예로서, 본 발명은, 상기 자기동력팬이 회전되어 상기 기화기 측으로 송풍하여 상기 기화기 외부에 배치된 상기 고온금속관으로부터 발생되는 열을 방열하도록 구성되어, 방열기로서 활용될 수 있다.As a use example, the present invention is configured to radiate heat generated from the high-temperature metal pipe disposed outside the vaporizer by rotating the magnetic power fan to blow the vaporizer side, it can be utilized as a radiator.
본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치는, 케이스; 차단상판과 차단하판을 구비하여 상기 케이스 내를 상기 차단상판 상측의 상부챔버와 상기 차단하판 하측의 하부챔버로 나누고, 상기 차단하판에는 제1 유로가 구성되고 상기 차단상판에는 제2 유로가 구성되고 상기 차단하판과 차단상판에는 각각 제1 상하유로가 구성되며, 상기 차단상판과 상기 차단하판의 중심을 관통하여 상하방향으로 배치된 드라이브 샤프트가 구성되고, 상기 차단상판과 상기 차단하판 사 이에서 상기 드라이브 샤프트와 체결되며 동력터빈과 터빈압축기를 일체형으로 구비하는 이중동력터빈이 구성된 차단부; 상기 드라이브 샤프트를 중심으로 일정간격 이격되어 상기 차단하판으로부터 상기 케이스의 하부까지 원형으로 하측 연장되며 상기 제1 유로를 내측에 상기 제1 상하유로를 외측에 위치시키는 차단벽을 구비하고, 상기 케이스 내에서 상기 차단벽의 내측에는 기화기, 상기 차단벽의 외측에는 응축기를 구비하며, 상기 차단벽의 일측 하부에 상기 응축기로부터 상기 기화기로 연통되는 작동유체 유로가 형성된 융합부; 상기 차단벽 내에서 상기 차단부와 상기 기화기 사이에 고압챔버가 형성되도록 상기 차단부의 차단하판과 상기 기화기 사이에 설치되며 제2 상하유로가 각각 형성된 압축상판 및 압축하판과, 상기 드라이브 샤프트에 체결되어 상기 압축상판과 압축하판 사이에 배치되며 측부에 터빈차쳐가 장착된 압축회전자를 구비하는 압축부; 및 상기 상부챔버에서 영구자석을 구비하면서 상기 드라이브 샤프트와 연결되어 회전되는 동력회전자와, 상기 케이스 상판의 하면에 설치되며 전기코일을 가진 자기코어를 구비하는 발전부;를 포함하여, 상기 기화기로부터 기화된 상기 작동유체가 제2 상하유로를 통해 상기 터빈차져를 밀어 회전시키고 상기 고압챔버를 거쳐 상기 제1 유로를 통해 상기 제1 동력터빈을 밀어 상기 이중동력터빈을 회전시킨 다음 상기 제2 유로를 통해 상기 상부챔버로 이동되고, 하방 송풍하는 상기 터빈압축기와 상기 제2 상하유로에 의해 상기 상부챔버 내부의 압력을 낮추며, 상기 케이스 상판의 상측에 배치되며 영구자석을 구비한 자기동력팬이 상기 발전부에서 발생된 자기력으로 회전된다.Heat pipe type power generating apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, the case; And a blocking upper plate and a blocking lower plate to divide the inside of the case into an upper chamber above the blocking upper plate and a lower chamber below the blocking lower plate, wherein the blocking lower plate comprises a first flow path and the blocking upper plate comprises a second flow path. Each of the blocking lower plate and the blocking upper plate includes a first up and down flow path, and includes a drive shaft disposed vertically through the center of the blocking upper plate and the blocking lower plate, and between the blocking upper plate and the blocking lower plate. A shut-off portion coupled to the drive shaft and configured with a double power turbine having a power turbine and a turbine compressor integrally; A barrier wall spaced at a predetermined interval from the blocking lower plate to a lower portion of the case and spaced apart from the blocking shaft, and having a blocking wall for positioning the first upper and lower flow passages inside the first flow passage, A fusion unit having a vaporizer on the inner side of the barrier wall, a condenser on the outer side of the barrier wall, and a working fluid flow passage communicating with the vaporizer from the condenser on one side of the barrier wall; It is fastened to the drive shaft and the compression upper plate and the compression lower plate which is installed between the blocking lower plate and the carburetor and the second upper and lower flow paths respectively formed so that a high pressure chamber is formed between the blocking unit and the carburetor in the blocking wall. A compression unit disposed between the compression upper plate and the compression lower plate and having a compression rotor having a turbine charger mounted on a side thereof; And a power generation unit having a permanent magnet in the upper chamber and connected to the drive shaft and rotating, and a power generation unit provided on a lower surface of the upper case of the case and having a magnetic core having an electric coil. The vaporized working fluid pushes and rotates the turbine charger through a second up and down flow path, and pushes the first power turbine through the first flow path through the high pressure chamber to rotate the double power turbine, and then The magnetic compressor fan is moved to the upper chamber and lowers the pressure inside the upper chamber by the turbine compressor and the second upper and lower flow passages blown downward, and is disposed above the case upper plate and has a permanent magnet. It is rotated by the magnetic force generated in the negative.
이때, 상기 기화기의 내부에는 외부로부터 연장되며 외면에 날개핀이 형성된 히트파이프가 설치되고, 상기 케이스에서 상기 응축기를 둘러싸는 부분의 외면에는 저온날개핀이 형성된 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that a heat pipe having a wing fin formed on an outer surface of the vaporizer and extending from the outside thereof, and a low temperature wing pin formed on an outer surface of the case surrounding the condenser.
활용예로서, 본 발명은, 상기 발전부로부터 발생된 전기가 충전되는 무정전 전원장치를 구비하며, 상기 히트파이프가 중앙처리장치(CPU)와 연결되고, 상기 무정전 전원장치가 상기 중앙처리장치가 연결된 컴퓨터 메인보드에 전원이 공급되도록 연결될 수 있다.As an application example, the present invention includes an uninterruptible power supply in which electricity generated from the power generation unit is charged, the heat pipe is connected to a central processing unit (CPU), and the uninterruptible power supply is connected to the central processing unit. The computer motherboard can be connected to provide power.
다른 활용예로서, 본 발명은, 상기 히트파이프가 선박 상에 설치된 태양열 집열장치와 연결되고, 상기 응축기 내에 배치된 저온금속관에는 저온의 해수가 통과되도록 구성되어, 상기 자기동력팬이 회전함에 따라 상기 선박을 추진시킬 수 있다.As another example, the present invention, the heat pipe is connected to the solar heat collector installed on the vessel, the low-temperature metal pipe disposed in the condenser is configured to pass the low temperature seawater, the magnetic power fan is rotated as the Promote the ship.
본 발명의 각 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치의 활용예로서, 본 발명은, 상기 전기코일에 전류를 인가하여 상기 동력터빈을 회전시키도록 구성되거나, 상기 동력터빈을 터빈압축기로 대체하고 상기 드라이브 샤프트를 강제회전시키도록 구성되어, 상기 기화기 내부의 온도가 상기 응축기 내부의 온도보다 낮게 유지되어 냉각기 또는 냉동기로서 활용될 수 있다.As an application of the heat pipe type power generating apparatus according to each embodiment of the present invention, the present invention is configured to rotate the power turbine by applying current to the electric coil, or replace the power turbine with a turbine compressor and It is configured to forcibly rotate the drive shaft so that the temperature inside the carburetor is kept lower than the temperature inside the condenser and can be utilized as a cooler or a freezer.
본 발명에 따른 히트파이프형 발전장치는 발전효율이 향상되도록 구성되며, 이러한 구성이 다른 장치에도 활용될 수 있도록 하는 효과를 가진다.Heat pipe type power generation apparatus according to the present invention is configured to improve the power generation efficiency, has the effect that such a configuration can be utilized in other devices.
구체적으로, 낮은 온도차 발전은 물론이고 소형이면서도 고효율 발전이 가능하여 생활 속에서 버려지는 막대한 폐열을 재활용하기 위한 것으로서, 기화기에서 기화된 작동유체가 고온부의 열을 저온부인 응축기로 빠르게 전도하기에 적합하며, 작은 온도차에서도 민감하게 동작할 수 있어 높은 발전 효율을 기대할 수 있다.Specifically, it is possible to recycle not only low temperature difference but also small and high-efficiency power generation, and to recycle enormous waste heat discarded in life.The working fluid vaporized in the vaporizer is suitable for quickly conducting heat from the hot part to the condenser which is the cold part. Therefore, it can operate sensitively even at small temperature difference, and high generation efficiency can be expected.
< 제1 실시예 ><First Embodiment>
도 1(a)는 종래기술에 따른 히트파이프형 발전장치이고, 도 1(b)는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치를 나타낸 개략도이다.Figure 1 (a) is a heat pipe type power generation device according to the prior art, Figure 1 (b) is a schematic diagram showing a heat pipe type power generation device according to a first preferred embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 도 1(a)의 기존의 히트파이프형 발전장치는 작동유체(1)가 기화되는 기화기(120)와 기화된 작동유체(1)가 액화되는 응축기(130) 간의 구분이 모호하며, 열의 드나듦이 일어나는 즉, 고온과 저온의 중립적인 부분인 케이스(110)의 중간 부분에 터빈이 구비된다.Referring to the drawings, in the conventional heat pipe type power generator of FIG. 1 (a), the distinction between the
이에 반해, 도 1(b)의 본 발명에 따른 히트파이프형 발전장치는 기화기(120)와 응축기(130) 간의 온도차를 기존의 히트파이프형 발전장치보다 높게 하기 위해, 아울러 기화기(120)와 응축기(130) 간의 압력차를 높이기 위해 기화기(120)와 응축 기(130) 사이에 차단부(140)가 구성된다.On the contrary, in the heat pipe type power generator according to the present invention of FIG. 1 (b), in order to make the temperature difference between the
이에 따라, 상기 차단부(140)에 설치된 동력터빈(183)의 회전이 빨라져서 발전효율을 높일 수 있다.As a result, the rotation of the
상기와 같은 기존의 히트파이프형 발전장치와 본 발명의 히트파이프형 발전장치에서의 온도차와 압력차에 대한 결과치는, 도 2에 그래프로서 도시된다.The result of the temperature difference and the pressure difference in the conventional heat pipe type power generator as described above and the heat pipe type power generator of the present invention is shown as a graph in FIG. 2.
여기에서, 상기 본 발명에 대해 설명하자면, 케이스(110), 상기 케이스(110) 내의 하부에서 작동유체(1)를 기화시키는 기화기(120), 상기 케이스(110) 내의 상부에서 기화기(120)에 의해 기화된 작동유체(1)를 액화시키는 응축기(130), 상기 기화기(120)와 응축기(130)를 차단하도록 기화기(120)와 응축기(130) 사이의 케이스(110)에 설치된 차단부(140), 및 상기 차단부(140)에 설치되어 전기를 발생시키는 발전부(180)를 포함한 히트파이프형 발전장치가 제공된다.Here, to describe the present invention, the
이때, 응축기(130)에는 깔때기(131)가 구비되고, 차단부(140)는 차단상판(142)과 차단하판(144)을 포함하고 내부에는 회전축 유로(146)가 형성되며, 차단부(140) 내측에 동력터빈(183)과 전기코일(187)이 배치되고, 케이스(110)에 밀폐형 전기포트(188)가 설치된다.At this time, the
이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Detailed description thereof will be described with reference to FIG. 3.
도 3은 도 1(b)의 히트파이프형 발전장치의 내부구조를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the internal structure of the heat pipe type power generating device of FIG.
도면을 참조하면, 본 발명은, 케이스(110), 상기 케이스(110) 내의 하부에서 작동유체(1)를 기화시키는 기화기(120), 상기 케이스(110) 내의 상부에서 기화기(120)에 의해 기화된 작동유체(1)를 액화시키는 응축기(130), 상기 기화기(120)와 응축기(130)를 차단하도록 상기 기화기(120)와 응축기(130) 사이에 설치된 차단부(140), 및 상기 차단상판(142)과 차단하판(144) 사이에 설치된 발전부(180)를 포함한다.Referring to the drawings, the present invention, the
상기 차단부(140)는 차단상판(142)과 차단하판(144)을 구비하고, 상기 차단하판(144)에는 제1 유로(144a)가 구성되고 상기 차단상판(142)에는 제2 유로(142a)가 구성된다.The blocking
아울러, 차단부(140)에는 상기 응축기(130)와 기화기(120)를 연통시키도록 상기 차단상판(142)과 차단하판(144)의 중심을 관통하는 회전축 유로(146)가 구성된다.In addition, the blocking
또한, 상기 발전부(180)는 차단상판(142)과 차단하판(144) 사이에 설치되어 회전축 유로(146)를 중심으로 회전되도록 구성된다.In addition, the
이러한 발전부(180)는 측부에 동력터빈(183)이 장착되고 영구자석(184)을 구비한 동력회전자(182)와, 차단상판(142)에 설치되며 전기코일(187)을 가진 자기코어(186)를 구비한다.The
이때, 동력터빈(183)의 회전력이 극대화되도록, 동력터빈(183)의 날개의 각 도와, 제1 유로(144a), 제2 유로(142a)의 폭과 각도가 적절하게 형성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the angles of the blades of the
한편, 상기 응축기(130)에서 응축된 작동유체(1)의 회전축 유로(146)로의 인입을 가이드 하도록, 응축기(130)에 깔때기(131)가 설치된다.On the other hand, the
이때, 상기 깔때기(131)는 테프론을 포함한 내부식성, 저열전동성 재료로 이루어진 것이 바람직한데, 금속보다는 테프론과 같이 열전도가 비교적 적은 물질이 이용된다면 액화된 작동유체(1)가 기화기(120)로 공급되기도 전에 응축기(130) 내부로 다시 기화되는 현상을 최소화할 수 있다.At this time, the
또한, 상기 회전축 유로(146) 내의 응축된 작동유체(1)의 흐름이 역류되는 것을 차단하도록, 회전축 유로(146) 내에는 짜여진 와이어(woven wire), 그물망 와이어(meshed wire), 및 소결된 파우더(sintered powder) 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 채워진 것이 바람직하다.In addition, a woven wire, a meshed wire, and a sintered powder are formed in the rotation
나아가, 상기 와이어는 세선 즉, 가는 선으로 이루어진 것이 더욱 바람직하다.Further, the wire is more preferably made of thin wire, that is, thin wire.
그리고, 상기 회전축 유로(146)는 내부에 하측으로 배치된 모세관(190)이 설치되는데, 이러한 모세관(190)은 내부에서 액화된 작동유체(1)가 모세관(190) 현상으로 인해 기화기(120)로 원활하게 이동된다. In addition, the rotary
한편, 상기 케이스(110)는 복수의 프레임으로 구성되며, 상기 프레임들의 체결부위에는 기밀을 위한 가스켓(112)이 설치되고, 케이스(110)에는 단열재(114)가 부착 설치된 것이 바람직하는데, 이는 열손실을 방지하기 위한 것이다.On the other hand, the
그리고, 본 발명은 케이스(110)에 설치되며, 발전부(180)의 전기코일(187)에서 발생한 유도기전력을 외부로 인출하도록 구성되는 전기단자인 밀폐형 전기포트(188)를 포함한다.The present invention includes a sealed
이와 같이 구성되는 본 발명의 발전을 위한 작동과정을 살펴보기로 한다.The operation process for the development of the present invention configured as described above will be described.
먼저, 상기 기화기(120)로부터 기화된 작동유체(1)가 제1 유로(144a)와 제2 유로(142a)를 통하여 응축기(130)로 이동된다.First, the working
이러한 이동과정에서, 제1 유로(144a)를 통해 차단상판(142)과 차단하판(144) 사이에 인입된 기화된 작동유체(1)는 동력회전자(182)의 동력터빈(183)을 밀어서 동력회전자(182)를 회전시킨다.In this movement, the vaporized working
이때, 동력회전자(182)가 회전되면, 동력회전자(182)에 구비된 영구자석(184)이 회전하게 되어, 영구자석(184)과 근접하게 배치되도록 차단상판(142)에 설치되며 전기코일(187)을 가진 자기코어(186)에서는 유도기전력이 발생된다.At this time, when the
이때 발생한 전기는 케이스(110)를 관통하는 밀폐형 전기포트(188)를 통해 외부로 전달된다.The electricity generated at this time is transmitted to the outside through the sealed
다음으로, 동력터빈(183)을 밀어서 동력회전자(182)를 회전시킨 작동유체(1) 는 제2 유로(142a)를 통해 응축기(130)로 이동된다.Next, the working
마지막으로, 상기 응축기(130)에서 응축된 작동유체(1)는 깔때기(131)에 의해 모아져서 회전축 유로(146)를 통해 다시 기화기(120)로 이동한다.Finally, the working
도 4는 도 3의 히트파이프형 발전장치에서 회전축 유로(146)의 하부에 저장용기(150)가 설치된 것을 나타낸 도면이다.4 is a view showing that the
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는 회전축 유로(146)의 하부에 구성된 저장용기(150)와, 상기 저장용기(150)의 하부에 장착된 하부 체크밸브(152)를 더 포함한다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generation apparatus further includes a
상기 저장용기(150)는 회전축 유로(146)를 따라 이동되는 응축된 작동유체(1)가 수용되도록, 회전축 유로(146)의 하부에 설치된다.The
또한, 상기 하부 체크밸브(152)는 저장용기(150) 하부에 장착되어, 기화기(120)의 내부압력이 저장용기(150)의 내부압력보다 낮으면 하부 체크밸브(152)가 개방된다.In addition, the
이와 같이 구성되는 저장용기(150)는 액화된 작동유체(1)가 수용되어 모여지는 부분으로서, 기화기(120) 내부의 압력이 상승하면, 하부 체크밸브(152)가 닫히게 되고, 기화된 작동유체(1)는 모두 제1 유로(144a)만을 통과하게 되어 동력터빈(183)을 회전시킨다.The
그런 다음, 기화기(120) 내부에서 작동유체(1)가 모두 기화되어 소진되면 기화기(120) 내부의 압력이 하락하고, 이때 저장용기(150) 내부의 양정이 기화기(120) 내부의 압력보다 크면 하부 체크밸브(152)가 열리고, 다량의 작동유체(1)가 기화기(120) 내부에 유입된다.Then, when all of the working
이러한 동작과정은 도 5의 타이밍 다이어그램을 통하여 도시된다.This operation is illustrated through the timing diagram of FIG.
도 5를 참조하면, 상기 동작에 의해 동력터빈(183)의 회전이 간헐적으로 멈추는 현상이 발생하는데, 이를 방지하기 위한 히트파이프형 발전장치가 도 6에 도시된다.Referring to FIG. 5, a phenomenon in which the rotation of the
도 6은 도 4의 히트파이프형 발전장치에서 저장용기에 상부 체크밸브와 날개핀이 더 구비된 것을 나타낸 도면이다.6 is a view showing that the upper check valve and the wing pin is further provided in the storage container in the heat pipe type generator of FIG.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는, 저장용기(150)의 상부에 장착된 상부 체크밸브(154)와 저장용기(150)에 형성된 날개핀(150a)을 더 구비한다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generating apparatus further includes an
이때, 상기 날개핀(150a)은 저장용기(150)의 내벽과 외벽 중 어느 하나 또는 둘 모두에 돌출되어 구성되며, 상부 체크밸브(154)는 저장용기(150)의 상부에 설치된다.At this time, the
상기와 같이 구성되는 히트파이프형 발전장치는 액화된 작동유체(1)의 양정 을 높여 기화기(120) 내부의 높은 기압을 이겨내게 함으로써, 다량의 작동유체(1)를 기화기(120) 내부로 유입시키기 위한 방법 중 하나이다.The heat pipe type power generating device configured as described above raises the head of the liquefied working
구체적으로, 저장용기(150)에 날개핀(150a)을 구비하여 기화기(120) 내부의 열에너지를 저장용기(150) 내부로 이동시킬 수 있도록 한 것이다.Specifically, the
이러한 과정을 살펴보면, 저장용기(150) 내에 액화된 작동유체(1)가 고이고, 날개핀(150a)의 온도가 상승하면, 저장용기(150)에 고인 작동유체(1) 일부가 기화되어 저장용기(150) 내부의 압력을 높아지면 상부 체크밸브(154)는 닫힌다.Looking at this process, when the working fluid (1) is liquefied in the
나아가 높아진 내부 압력이 기화기(120) 내부 압력보다 높아지면, 하부 체크밸브(152)가 열리면서 저장용기(150) 아랫부분에 고인 액화된 작동유체(1)가 기화기(120) 내부로 토출된다.Furthermore, when the increased internal pressure is higher than the pressure inside the
따라서 도면 3에서와 같이 동력터빈(183)의 회전이 멈추는 현상이 감소된다.Accordingly, as shown in FIG. 3, the rotation of the
도 7은 도 4의 히트파이프형 발전장치에서 회전축 유로에 자기동력펌프가 설치된 것을 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating a magnetic power pump installed in a rotation shaft flow path in the heat pipe type power generator of FIG. 4.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는 회전축 유로(146) 내부에 설치된 펌프축(162), 및 상기 펌프축(162)에 장착된 펌프자석(164)과 나선형 날개(166)를 구비하는 자기동력펌프(160)를 더 포함한다.Referring to the drawings, the heat pipe type generator includes a
상기 펌프축(162)은 회전축 유로(146) 내부를 따라 저장용기(150) 내부까지 설치된다.The
즉, 펌프축(162)은 회전축 유로(146)의 길이방향을 따라 길게 배치되며, 그 설치는 회전축 유로(146) 및 그 주위의 어떠한 구성요소로부터 연장되거나 체결된 형태로 구성되면 되며, 나아가 이에 한정되지 않는다.That is, the
또한, 상기 펌프자석(164)은 동력회전자(182)의 영구자석(184)의 회전에 의해 펌프축(162)을 회전시키도록 펌프축(162)에 장착되며, 상기 펌프축(162)의 외면에는 나선형 날개(166)가 돌출되어 구성된다.In addition, the pump magnet 164 is mounted to the
상기 나선형 날개(166)는 회전되는 펌프축(162)에 의해 회전함에 따라, 회전축 유로(146) 내의 작동유체(1)를 저장용기(150) 측으로 즉, 기화기(120) 측으로 밀어 보낸다.As the helical blade 166 rotates by the
이와 같은 자기동력펌프(160)는, 발전을 위해 구비한 영구자석(184)을 이용하여, 응축된 작동유체(1)가 회전축 유로(146)를 통해 높은 압력을 가진 기화기(120) 측으로 이동되는 것을 돕는 작용을 한다.Such a magnetic power pump 160, by using the
아울러, 저장용기(150)에 액화된 작동유체(1)가 모이게 되고, 수위가 높아져 회전축 유로(146) 내부의 펌프장치에 도달하게 되면 높은 양정이 형성되어 하부 체크밸브(152)를 열고 기화기(120) 내부로 토출된다.In addition, when the working
도 8은 도 3의 히트파이프형 발전장치에서 회전축 유로의 하부에 분사기를 가진 저장용기가 설치된 것을 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a view illustrating a storage container having an injector installed at a lower portion of a rotation shaft flow path in the heat pipe type power generator of FIG. 3.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는 회전축 유로(146)를 따라 이동되는 응축된 작동유체(1)가 수용되도록 회전축 유로(146)의 하부에 구성된 저장용기(150)와, 상기 저장용기(150) 하부에 설치된 분사기(156)를 포함한다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generation device is a
여기에서, 분사기(156)는 노즐로서 전기적 신호에 따라 저장용기(150)에 수용된 작동유체(1)를 분사하는 기능을 가진다.Here, the
이러한 과정을 살펴보면, 만약 체크밸브를 열고 나온 작동유체(1)가 노즐을 거치게 되면 기화기(120) 내부로 작동유체(1)가 분사되어 발전효율을 높이는데 기여할 수 있다.Looking at this process, if the working fluid (1) open the check valve is passed through the nozzle and the working fluid (1) is injected into the
도 9는 도 3의 히트파이프형 발전장치에 압축부가 더 포함된 것을 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating that a compression unit is further included in the heat pipe type generator of FIG. 3.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는 차단부(140)의 하측에는 압축부(170)를 더 포함한다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generation apparatus further includes a
상기 압축부(170)는 차단부(140)와 기화기(120) 사이에 배치된 압축상판(174)과 압축하판(176), 및 압축회전자(178)를 구비한다.The
상기 압축상판(174)과 압축하판(176)은 차단부(140)와 기화기(120) 사이에 고압챔버(172)가 형성되도록, 차단부(140)의 차단하판(144)과 기화기(120) 사이에 설치되며, 상하유로(174a)(176a)가 각각 형성된다.The compression
또한, 상기 압축회전자(178)는 동력회전자(182)의 회전축으로부터 하측으로 연장되어 압축상판(174)과 압축하판(176) 사이에 배치되며, 측단부에 터빈차져(179)가 장착된다.In addition, the
여기에서, 동력터빈(183)은 임펄스 터빈이고 터빈차져(179)는 리액션 터빈이다.Here, the
이와 같이 구성되는 압축부(170)는 터빈차져(179)가 동력회전자(182)의 회전에 연동하여 회전됨에 따라, 기화기(120)의 기화된 작동유체(1)를 상하유로(174a)(176a)를 통해 고압챔버(172)로 이동시켜, 기화기(120) 내부의 압력을 낮춘다.
구체적으로 살펴보면, 동력터빈(183)은 제1 유로(144a)와 제2 유로(144b) 덕분에 작은 압력차와 풍량에도 민감하게 회전한다.Specifically, the
이에 반해, 리액션 터빈인 터빈차져(179)는 스스로 움직이기 위해서는 높은 압력차 또는 많은 풍량이 요구된다. 대신에 외부에서 동력을 공급해주고, 일정한 RPM(rotation per minute)에 도달하면 임펄스 터빈에 비해 단위 회전수당 보다 많은 풍량과 높은 압력차를 형성할 수 있다.In contrast, the
따라서 터빈차져(179)는 동력터빈(183)으로부터 동력을 공급받아 동작한다.Therefore, the
터빈차져(179)는 기화기(120) 내부에서 기화된 작동유체(1)를 신속히 흡입하여 고압챔버(172)로 이동시킨다. 그 결과 기화기(120) 내부의 압력이 낮아지고, 고 압챔버(172)의 압력이 상승한다.The
따라서, 기화기(120)에서 작동유체(1)의 기화가 보다 쉽게 발생하게 되고, 이는 기화기(120) 내부의 열교환이 터빈차져(179)가 없을 때보다 활발해짐을 의미한다.Therefore, vaporization of the working
또한, 기화기(120)와 응축기(130)간의 압력차가 감소하여 회전축 유로(146)를 통해 작동유체(1)의 이동이 수월해지며, 결과적으로 기화기(120)와 응축기(130)간의 열교환 효율 및 발전 효율이 증가한다.In addition, the pressure difference between the
그리고, 본 발명은 기화기(120)를 통과하는 고온금속관(122)이 설치되며, 액화된 작동유체(1)가 고온금속관(122) 내부에서 유동되는 고온유체에 의해 기화된다.In the present invention, the
아울러, 회전축 유로(146) 끝 부분에는 기화기(120) 하단의 고온금속관(122)을 연결하는 굵은 모세관(190)을 구비할 수 있다.In addition, the end portion of the rotary
그리고, 상기 모세관(190)은 고온금속관(122)을 감쌈과 동시에 고온금속관(122)의 각 층 사이에도 삽입되어 고온금속관(122) 외벽 전체가 작동유체(1)를 기화시키는 역할에 기여할 수 있도록 함으로써 기화가 발생하는 면적을 극대화한다.In addition, the
나아가, 고온금속관(122) 외벽 또는 내벽에 방열핀을 설치하거나 고온금속관(122) 내부에 엉성한 그물망을 채울 수 있으며, 이는 열교환 효율을 증대시킬 수 있다.Furthermore, the heat dissipation fins may be installed on the outer wall or the inner wall of the high
일례로서, 상기 고온금속관(122)에 엔진의 냉각수와 같은 온수뿐만 아니라 자동차의 배기가스와 같은 고온의 기체나 에어컨이나 냉장고의 뜨거워진 냉매도 통과시킬 수 있다.As an example, the
에어컨이나 냉장고의 뜨거워진 냉매를 고온금속관(122)에 통과시켜 1차적으로 냉각하는 경우에는, 냉각에 소요되는 전기를 일부 아낄 수 있을 뿐만 아니라 얼마간의 전기 생산도 가능하다.When the hot refrigerant of the air conditioner or the refrigerator passes through the high-
도 10은 도 4의 히트파이프형 발전장치에서 응축기에 저온금속관이 설치된 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a view illustrating a low temperature metal pipe installed in a condenser in the heat pipe type generator of FIG. 4.
도면을 참조하면, 본 발명은 응축기(130)를 통과하는 저온금속관(132)이 설치되어, 기화된 작동유체(1)가 저온금속관(132) 내부에서 유동되는 저온유체에 의해 액화된다.Referring to the drawings, in the present invention, the low
이때, 상기 저온금속관(132)은 열교환 면적을 늘리기 위해, 여러 차례 굴곡되어 일정 면적 대비 차지하는 면적을 넓힌다.At this time, the low
일례로서, 저온금속관(132)의 내부 배치는 세로방향 연장되면서 ∪ 또는 ∩ 형상으로 굴곡되는 구조를 지닌다.As an example, the internal arrangement of the low-
아울러, 이러한 구조는 저온금속관(132) 외벽에 응축된 작동유체(1)가 보다 쉽게 중력방향으로 떨어질 수 있도록 한다.In addition, this structure allows the working
도 11(a)는 상기 히트파이프형 발전장치에서 기화기와 응축기에 고온날개핀과 저온날개핀이 각각 설치된 것을 나타낸 개략도이며, 도 11(b)는 도 11(a)의 히트파이프형 발전장치에서 응축기 내부에 날개핀을 가진 저온금속관이 배치되고 응축기 외부에 단열재를 부착설치된 것을 나타낸 개략도이고, 도 11(c)는 도 11(b)의 히트파이프형 발전장치에서의 응축기에 설치된 금속관과 단열재가 기화기에 구성된 것을 나타낸 개략도이다.Figure 11 (a) is a schematic diagram showing that the high-temperature wing pin and the low-temperature wing pin is installed in the vaporizer and the condenser in the heat pipe power generator, respectively, Figure 11 (b) is in the heat pipe power generator of Figure 11 (a) It is a schematic diagram showing that the low-temperature metal pipe with the wing pin is disposed inside the condenser and the heat insulating material is attached to the outside of the condenser, and FIG. 11 (c) shows the metal pipe and the heat insulating material installed in the condenser in the heat pipe type power generator of FIG. 11 (b). Schematic diagram showing what is configured in the carburetor.
도면을 참조하면, 본 발명은 상기 기화기(120)를 통과하도록 설치되며, 액화된 작동유체(1)가 그 내부에서 유동되는 고온유체에 의해 기화되도록 구성되는 고온금속관(122)을 구비하고, 상기 응축기(130)를 통과하도록 설치되며, 기화된 작동유체(1)가 저온금속관(132) 내부에서 유동되는 저온유체에 의해 액화되도록 구성되는 저온금속관(132)을 구비한다.Referring to the drawings, the present invention is provided so as to pass through the
상기 고온금속관(122) 및 저온금속관(132) 각각의 내벽과 외벽 중 어느 하나 또는 둘 모두에, 돌출된 날개핀(122a)(132a)을 구비하고, 상기 고온금속관(122) 및 저온금속관(132) 각각의 내부에는 금속 그물망이 채워져서 열교환 면적을 넓힐 수 있다.On one or both of the inner and outer walls of each of the high
아울러, 기화기(120)와 응축기(130) 그리고 차단부(140)에는 보온단열재(114)가 감쌀 수 있다.In addition, the
이는 빠른 열교환 및 나아가 발전 효율을 향상시킬 수 있다.This can improve rapid heat exchange and further generation efficiency.
도 12는 상기 히트파이프형 발전장치가 난방용으로 활용되는 것을 나타낸 도면이다.12 is a view showing that the heat pipe type power generator is utilized for heating.
도면을 참조하면, 상기 저온금속관(132)을 저온의 유체가 통과하여 고온의 유체로 전환되며, 상기 고온의 유체는 난방용으로 활용될 수 있다.Referring to the drawings, the low temperature fluid passes through the low
이때, 저온금속관(132)에는 날개핀(132a)이 구성된다.At this time, the low-
아울러, 상기 기화기(120) 외벽과 내벽에 열교환 면적을 넓히기 위해 다수의 고온날개핀(123)을 구비하고, 열 손실을 최소화하기 위해 단열막(124)을 구비한다.In addition, the
기화된 작동유체(1)가 응축기(130)를 관통하고 있는 저온금속관(132) 표면에서 응결되면서 열에너지가 저온유체로 이동하여 고온유체를 생산할 수 있게 된다.As the vaporized working
또한 기화기(120)를 직접 가열하는 방법 외에 끓는 물에 중탕을 할 수도 있다. 중탕을 하게 되면 기화기(120)의 온도가 지나치게 높아지는 것을 방지할 수 있으며, 고온의 온수를 급하게 필요로 할 경우 중탕용 온수를 바로 사용할 수도 있다. In addition to the method of directly heating the
도 13은 상기 히트파이프형 발전장치가 산업폐수를 활용하는 것을 나타낸 도면이다.13 is a view showing that the heat pipe type power generator utilizes industrial wastewater.
도면을 참조하면, 상기 고온금속관(122)에 산업체에서 발생되는 고온의 폐수를 통과시키도록 구성되거나, 고온의 폐수를 저장하는 폐수저장용기(미도시)를 구비하고 폐수저장용기에 기화기(120)를 배치시킨다.Referring to the drawings, the
구체적으로, 기화기(120)에는 온수가 흐르는 고온금속관(122)이 그리고 응축기(130)에는 냉수가 흐르는 저온금속관(132)이 관통한 모양으로 변형한 것이다.In detail, the
상기 히트파이프형 발전장치는 폐온수를 활용하여 발전과 열교환을 동시에 구현하고자 하는 열병합 발전에 적합하다. 섬유 염색공장의 고온폐수, 열기관의 고온 냉각수 및 배기열, 대형 식기세척기의 고온 폐수 등을 예로 들 수 있다.The heat pipe type power generation apparatus is suitable for cogeneration that intends to simultaneously implement power generation and heat exchange using waste hot water. Examples include high temperature wastewater in textile dyeing plants, high temperature coolant and exhaust heat in heat engines, and high temperature wastewater in large dishwashers.
또한, 필요 이상의 높은 온도로 가열된 온수의 온도를 낮추기 위하여 시간이 경과하기를 기다리거나, 냉수를 섞어 사용하는 경우 본 장치를 사용하면 냉각 외에도 전기에너지와 온수를 동시에 획득할 수 있다.In addition, in order to lower the temperature of hot water heated to a higher temperature than necessary, if the time passes or when cold water is used in combination, the device may simultaneously acquire electric energy and hot water in addition to cooling.
아울러, 대형 음식점에서 음식을 조리할 때 장시간 과도하게 발생하는 열을 이용하여 온수를 만들어 상기 온수를 대형 보온병에 저장하여 축열하고, 기화기(120)를 상기 보온병에 삽입한 다음, 상수도를 통해 공급되는 냉수를 저온금속관(132)에 통과시키면 폐열을 이용한 발전과 동시에 전기를 생산해낼 수 있다.In addition, when cooking food in a large restaurant using the heat generated excessively for a long time to make hot water to store and store the hot water in a large thermos, the
또한 상기와 같은 열병합발전장치에서 얻어진 온수를 이용하여 음식을 조리하면 보다 빠른시간 내에 보다 적은 열에너지를 사용하여 조리를 완성할 수도 있다.In addition, if food is cooked using hot water obtained in the cogeneration device as described above, the cooking may be completed using less heat energy in a shorter time.
도 14는 상기 히트파이프형 발전장치가 온천에서 활용되는 것을 나타낸 도면이다.14 is a view showing that the heat pipe type power generator is utilized in a hot spring.
도면을 참조하면, 본 발명은 온천에서 고온의 온천수를 상기 고온금속관(122)을 통하게 하고 냉수를 상기 저온금속관(132)을 통하게 구성되어 상기 발전부(180)에서 발전된다.Referring to the drawings, the present invention is configured to generate hot spring water of high temperature in the hot spring through the
아울러, 고온금속관(122)을 통하여 기화기(120)로부터 나온 고온의 온천수에 냉수가 혼합되어 고온의 온천수의 온도를 낮추어 공급하도록, 응축기(130)로부터 외부로 연장된 저온금속관(132)이 고온금속관(122)과 연결되어 하나의 공급관(190)으로 이루어진다.In addition, cold water is mixed with the hot spring water from the
상기 히트파이프형 발전장치는 온천산업에서 발생하는 폐열을 이용한 열병합 발전에 적용한 예를 보인 것이다.The heat pipe type power generator is an example of applying to cogeneration using waste heat generated in the hot spring industry.
온천산업에서 경험할 수 있는 대부분의 온수는 지나치게 높은 온도 때문에 필히 냉수와 섞어 사용해야 화상 피해를 방지할 수 있다.Most hot water in the hot springs industry must be mixed with cold water to avoid burn damage because of the high temperature.
이때 냉수와 섞어지기 이전에 고온의 온수와 저온의 냉수간의 온도차를 이용하여 발전을 하고, 동시에 온수의 온도를 낮추고, 냉수의 온도를 높여 목욕물로 사용할 수 있다.At this time, before mixing with cold water, power is generated by using a temperature difference between hot water of high temperature and cold water of low temperature, and at the same time, the temperature of hot water can be lowered, and the temperature of cold water can be used as a bath water.
또한 목욕에 이미 사용된 폐수의 온도 또한 높은데, 히트파이프형 발전장치를 이용하여 발전함과 동시에 냉수의 온도를 미리 높이면 높은 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다. 도면에 도시된 개폐밸브(191)는 냉수 수도꼭지 또는 온수 수도꼭지이다.In addition, the temperature of the waste water already used in the bath is also high, and the power generation using the heat pipe type power generator, and at the same time increase the temperature of the cold water can be expected to achieve high energy savings. Opening and closing
도 15는 상기 히트파이프형 발전장치가 태양광발전 패널을 활용하는 것을 나타낸 도면이다.15 is a view showing that the heat pipe type power generator uses a photovoltaic panel.
도면을 참조하면, 본 발명은 기화기(120)에 열이 전달되도록 기화기(120)에 설치된 태양광발전 패널(192)을 구비하고, 저온금속관(132)을 통하여 물의 온도가 상승되도록 구성되어, 태양광 발전, 온도차 발전, 및 열교환을 이용한 온수 생산이 가능하다.Referring to the drawings, the present invention includes a
상기 히트파이프형 발전장치는 태양광발전 패널(192)을 이용한 열병합 발전에 적용하여 태양광발전은 물론 온도차 발전과 열교환을 이용한 온수 생산까지 가능한 예를 보인 것이다.The heat pipe type power generation apparatus is an example that can be applied to cogeneration using the
기존의 태양광발전은 빛을 이용한 발전 외에 다른 기능을 수행하지 않았으며, 발전 효율 또한 높지 않아 이를 높이기 위한 연구가 지속적으로 활발히 이루어지고 있다. 또한 고가의 가격 또한 일반이 접근하기에 높은 진입장벽이 되고 있다.Existing photovoltaic power generation did not perform other functions besides power generation using light, and the research is being actively conducted to increase the power generation efficiency. High prices are also a high barrier to entry for the public.
소형 열병합 발전장치는 모듈로 구성된 덕분에 터빈발전기 외에 기화기(120)와 응축기(130)를 자유롭게 성형할 수 있는 장점이 있다.The compact cogeneration device has an advantage of being able to freely form the
따라서 태양광발전 패널(192)의 뒷면에 부착하기에 적절한 길이와 형태로 기화기(120)의 모양을 만들고 응축기(130)에 냉수가 흐르는 저온금속관(132)을 관통하도록 하여 이들을 서로 직렬 또는 병렬 형태로 배관하면 태양광발전 패널(192)에 적용이 가능하다.Therefore, the shape of the
이러한 결과로써 태양광발전을 통한 전력 생산과 아울러 열병합 발전으로 태양광만을 이용한 낮은 발전 효율을 보충하고 더불어 온수까지 공급받는 태양광-태양열 융합 열병합 발전 효과를 얻을 수 있다.As a result, power generation through photovoltaic power generation as well as cogeneration power generation can compensate for low power generation efficiency using only solar light, and can obtain solar-solar heat fusion cogeneration power generation that is supplied with hot water.
아울러 태양광발전 패널(192)이 지나치게 높은 온도에 도달하여 수명이 저하되는 현상 또한 예방할 수 있을 것이다.In addition, the
그리고, 태양열을 이용한 태양열 선박을 기대할 수 있는 이는 후술하기로 한다.And, who can expect a solar vessel using solar heat will be described later.
도 16은 상기 히트파이프형 발전장치에서 기화기와 응축기의 형상이 여러 가지로 변형된 것을 나타낸 도면이다. 16 is a view showing that the shape of the vaporizer and the condenser is variously modified in the heat pipe type power generator.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는 기화기(120)와 응축기(130)의 형상을 변형한 예를 보인 것이다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generator shows an example in which the shapes of the
도 16(a)에 도시된 바와 같이, 상기 기화기(120)와 응축기(130)를 빗 형상으로 하여 열교환 면적을 넓힐 수 있다.As illustrated in FIG. 16A, the heat exchanger area may be widened by combing the
또한, 도 16(b)에 나타난 바와 같이, 이와 같이 기화기(120)와 응축기(130)와 같은 형상을 하면 발전기 전체의 형상이 한자의 공(工)자 모양과 유사한 형상이 된다.In addition, as shown in Fig. 16 (b), when the same shape as the
아울러, 도 16(c)에 도시된 바와 같이, 기화기(120)와 응축기(130)는 발전기 의 모양을 한글의 'ㄷ'자 또는 영어의 'C'자와 유사하게 변형될 수 있다.In addition, as shown in Fig. 16 (c), the
그리고, 도 16(d)에 나타난 바와 같이, 기화기(120)와 응축기(130)는 발전기의 모양을 영어의 'F'자와 비슷하게 변형될 수 있다.And, as shown in Figure 16 (d), the
이와 같이 기화기(120)와 응축기(130)의 모양을 자유롭게 변경하여 다양한 응용분야에 부합하는 형상으로 활용될 수 있다.As such, the shapes of the
도 17은 도 16(a)의 히트파이프형 발전장치가 환풍통로에서 활용되는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 17 is a view showing that the heat pipe type power generator of FIG. 16 (a) is utilized in a ventilation passage.
도면을 참조하면, 상기 빗 형상의 응축기(130)는 환풍통로(194)에서 흡입로(194a)에 배치되고 빗 형상의 상기 기화기(120)는 환풍통로(194)에서 배출로(194b)에 배치되어, 환풍되기 전의 공기는 응축기(130)의 온도를 저하시키고 환풍된 후의 공기는 기화기(120)의 온도를 높이도록 구성된다.Referring to the drawings, the comb-shaped
이에 대해 살펴보면, 상기 히트파이프형 발전장치는 건물의 환기시에 발생하는 폐열을 회수함과 동시에 발전 가능한 열병합 발전의 예를 보인 것이다.In this regard, the heat pipe type power generator shows an example of cogeneration that can generate power while recovering waste heat generated when the building is ventilated.
기화기(120)에 구비된 덕트는 건물 내의 오염된 더워진 공기를 건물 밖으로 내보내기 위한 것으로, 오염된 더워진 공기가 건물 밖으로 내보내질 때 기화기(120)의 온도는 상승하고, 기화기(120)에서 작동유체(1)가 기화되어 압력 또한 상승한다.The duct provided in the
응축기(130)에 구비된 덕트는 건물 외부의 깨끗한 차가운 공기를 건물 안으 로 들여오기 위한 것으로서, 깨끗한 차가운 공기는 응축기(130) 외벽과 저온날개핀(133)을 통과하면서 열교환이 이루어진다.The duct provided in the
따라서, 차가워진 공기를 데우기 위한 에너지를 절약할 수 있을 뿐 아니라 이때 발생하는 전기적 에너지를 이용하여 자기전동팬을 구동하거나 난방에 재활용할 수도 있다.Therefore, it is possible not only to save energy for warming the cold air, but also to use the electrical energy generated at this time to drive the magnetic motor fan or to recycle it for heating.
이는 과거에 환기구에서 이루어지던 열교환만을 목적으로 했던 기존장치와는 확연히 구분되는 점이다. 물론 본 응용에 있어서도 환풍에 필요한 동력을 확보하기 위하여 자기동력팬을 구비할 수도 있다.This is clearly distinguished from the existing device that was intended only for heat exchange in the vent. Of course, also in this application may be provided with a magnetic power fan to secure the power required for ventilation.
도 18은 상기 히트파이프형 발전장치의 발전부에서 발생된 전기가 비상용으로 활용되는 것을 나타낸 도면이다.18 is a view showing that electricity generated in the power generation unit of the heat pipe type power generator is utilized for emergency use.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는, 기화기(120)에 열이 전달되도록 구성되는 연소식 광원(196)과, 케이스(110)와 연소식 광원(196)을 수용하며 손잡이(198a)를 구비한 운반용기(198)를 더 포함한다.Referring to the drawings, the heat pipe-type power generator, the
이러한 히트파이프형 발전장치는 운반가능하며, 발전부(180)에서 발생된 전기가 비상용으로 활용될 수 있다.Such a heat pipe type power generation device is transportable, and electricity generated in the
< 제2 실시예 >Second Embodiment
도 19는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치를 나 타낸 도면이다.19 is a view showing a heat pipe type power generator according to a second preferred embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는, 케이스(210), 상기 케이스(210) 내의 하부에서 작동유체를 기화시키는 기화기(220), 상기 케이스(210) 내의 상부에서 상기 기화기(220)에 의해 기화된 작동유체를 액화시키는 응축기(230), 상기 기화기(220)와 응축기(230)를 차단하도록 기화기(220)와 응축기(230) 사이의 상기 케이스(210)에 설치되며, 기화기(220)에서 기화된 작동유체가 응축기(230)로 이동되는 상승유로(242)와 응축기(230)에서 응축된 작동유체가 기화기(220)로 이동되는 하강유로(244)를 구비하는 차단부(240), 및 상기 차단부(240)에 설치된 발전부(280)를 포함한다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generator, the
여기에서, 상기 발전부(280)는 차단부(240)의 상승유로(242)에 회전축(283a)이 횡방향으로 배치되고 영구자석(284)을 구비한 동력터빈(283)과, 상기 영구자석(284)과 근접되게 배치된 전기코일(287)을 구비하며, 상기 상승유로(242)를 통한 기화된 작동유체가 동력터빈(283)을 밀어 회전시켜서 전기코일(287)에서 유도기전력이 발생된다.Here, the
그리고, 히트파이프형 발전장치는 동력터빈(283)의 회전축(283a)이 하강유로(244)까지 연장되고 회전축(283a)에는 나선형의 펌프날개(283b)가 형성되어, 하강유로(244)에서 하강하는 작동유체의 이동력을 높이며, 하강유로(244)의 입구는 깔대기 구조로 이루어지고 출구에는 노즐(245)이 장착된다.In addition, in the heat pipe type power generator, the
이러한 히트파이프형 발전장치는, 동력터빈(283)의 회전축(283a)이 다른 실시예들의 발전장치의 상하방향인 것과 달리 수평방향 즉, 길이방향에 대해 수직으로 형성된다.The heat pipe type power generator has a
여기에서, 도 19(b)는 동력터빈(283)이 케이스(210) 외측에 배치되어 활용된 것을 나타낸 것이다.Here, Figure 19 (b) shows that the
이전 도면들에서 도시된 바와 마찬가지로 작동유체를 모을 수 있는 깔때기를 구비하고 있으며, 양정을 발생시킬 수 있는 수단을 적용할 수 있다.As shown in the previous figures, it is provided with a funnel for collecting the working fluid, and means for generating a head may be applied.
다만 회전축(283a) 유로가 존재할 필요가 없으며, 기화기(220)로 작동유체를 공급하기 위해 펌프날개(283b), 분사를 위한 노즐(245)이 구비된다. 드라이브 샤프트의 동력을 펌프날개(283b)를 이용할 경우 높은 양정을 얻을 수 있으며, 상기 양정을 이용하여 노즐(245)을 통해 작동유체를 잘게 부수어 기화기(220) 내로 분사할 수 있다.However, the
바람직하게, 본 발명은 케이스(210)에 설치되며, 발전부(280)의 전기코일(287)에서 발생한 유도기전력을 외부로 인출하도록 구성되는 전기단자인 밀폐형 전기포트(288)를 포함한다.Preferably, the present invention includes a sealed
< 제3 실시예 >Third Embodiment
도 20은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치를 나 타낸 도면이다.20 is a view showing a heat pipe type power generator according to a third preferred embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는, 케이스(310), 상기 케이스(310) 내에 설치된 차단부(340), 상기 차단부(340)의 하측에 배치된 융합부(325), 및 상기 차단부(340) 상측의 상부챔버에 구성되는 발전부(380)를 포함한다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generation device, the
상기 차단부(340)는, 차단상판(342)과 차단하판(344)을 구비하여 케이스(310) 내를 차단상판(342) 상측의 상부챔버와 차단하판(344) 하측의 하부챔버로 나눈다.The blocking
상기 차단하판(344)에는 제1 유로(344a) 및 제4 유로(344b)가 구성되고 차단상판(342)에는 제2 유로(342a) 및 제3 유로(342b)가 구성된다.The blocking
상기 차단상판(342)과 차단하판(344)의 중심을 관통하여 상하방향으로 배치된 드라이브 샤프트(345)가 구성되고, 차단상판(342)과 차단하판(344) 사이에서 드라이브 샤프트(345)와 체결되며 제1 동력터빈(347)과 제2 동력터빈(348)을 일체형으로 구비하는 이중동력터빈(346)이 구성된다.The
또한, 상기 융합부(325)는 드라이브 샤프트(345)를 중심으로 일정간격 이격되어 차단하판(344)으로부터 케이스(310)의 하부까지 원형으로 하측 연장되며, 제1 유로(344a)를 내측에 제4 유로(344b)를 외측에 위치시키는 차단벽(326)을 구비한다.In addition, the
상기 케이스(310) 내에서 차단벽(326)의 내측에는 기화기(320), 차단벽(326)의 외측에는 응축기(330)를 구비하며, 차단벽(326)의 일측 하부에 응축기(330)로부터 기화기(320)로 연통되는 작동유체 유로(326a)가 형성된다.In the
아울러, 상기 발전부(380)는 상부챔버에서 영구자석(384)을 구비하면서 드라이브 샤프트(345)와 연결되어 회전되는 동력회전자(382)와, 케이스(310) 상판의 하면에 설치되며 전기코일(387)을 가진 자기코어(386)를 구비한다.In addition, the
이러한 히트파이프형 발전장치는, 기화기(320)로부터 기화된 작동유체가 제1 유로(344a)를 통해 제1 동력터빈(347)을 밀어 이중동력터빈(346)을 회전시킨다.In the heat pipe type generator, the working fluid vaporized from the
이어서, 작동유체는 제2 유로(342a)를 통해 상부챔버로 이동되고, 제3 유로(342b), 제2 동력터빈(348), 및 제4 유로(344b)를 통해 응축기(330)로 이동된다.Then, the working fluid is moved to the upper chamber through the
그런 다음, 케이스(310)의 상측에 배치되며 영구자석(392)을 구비한 자기동력팬(390)이 발전부(380)에서 발생된 자기력으로 회전된다.Then, the
그리고, 상기 드라이브 샤프트(345)의 하부에는 나선형의 펌프날개(345a)가 형성되어, 상기 작동유체 유로(326a)를 통해 인입되는 작동유체를 펌프날개(345a)가 끌어올려 기화기(320) 내측으로 공급한다.In addition, a
한편, 본 발명은 기화기(320)를 통과하는 고온금속관(322)이 설치되어, 액화 된 작동유체가 고온금속관(322) 내부에서 유동되는 고온유체에 의해 기화되며, 응축기(330)를 통과하는 저온금속관(302)이 설치되어, 기화된 작동유체가 저온금속관(302) 내부에서 유동되는 저온유체에 의해 액화되도록 구성된다.On the other hand, the present invention is provided with a
상기와 같이 구성되는 히트파이프형 발전장치는 기밀을 유지하면서 동력터빈의 회전력을 외부로 인출하기 위한 것이다.The heat pipe type power generating device configured as described above is for drawing out the rotational force of the power turbine to the outside while maintaining airtightness.
기존에는 회전축을 연장하여 히트파이프형 발전장치의 끝부분 외벽을 관통하는 방법을 사용하기도 하였으나 기밀유지가 어려운 단점이 있었다. 따라서 이를 구현하기 위해서는 자기동력결합(magnetic drive coupling)이 필수적인데, 이전에 제시한 도면에서는 회전축이 존재하지 않아 구현하기 어렵다.Conventionally, the method of penetrating the outer wall of the end portion of the heat pipe type power generator by extending the rotating shaft, but it was difficult to maintain the airtight. Therefore, the magnetic drive coupling (magnetic drive coupling) is essential to implement this, it is difficult to implement because there is no rotation axis in the previously presented drawings.
이를 위해 불가피하게 회전축을 도입하여, 이를 연장하여 히트파이프형 발전장치의 끝부분 외벽에 근접하게 하고, 자기동력결합을 위해 영구자석을 구비할 수도 있으나, 길이가 지나치게 길어지거나 고온금속관 또는 저온금속관과 간섭을 일으킬 가능성이 있다.To this end, inevitably by introducing a rotating shaft, and extending it close to the outer wall of the end of the heat pipe-type power generator, and may be provided with a permanent magnet for magnetic power coupling, but the length is too long, It may cause interference.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상하 길이방향으로 응축기(330), 차단부(340)와 발전부(380), 및 기화기(320)로 세 부분이었던 구성을 두 부분으로 줄였다.In order to solve the problems as described above, the configuration of the three parts of the
결과적으로 기화기(320)와 응축기(330)를 융합하여 히트파이프형 발전장치의 한쪽 부분을 차지하게 하고, 다른 부분에는 발전부(380)가 차지하도록 하여 결국 발전부(380)가 상기 히트파이프형 발전장치의 중심에 있지 않고 상측으로 이동하게 된다.As a result, the
따라서 본 도면에서 제시하는 히트파이프형 발전장치는 상하 길이방향으로 차단부(340)를 중심으로 상측의 발전부(380)와 하측의 융합부(325)로 구성된다.Therefore, the heat pipe type power generator shown in this drawing includes an upper
이러한 장치는, 다른 실시예에서의 회전축(391) 유로 대신에 기화기(320) 하단의 작동유체 유로(326a)를 통해 액화된 작동유체가 공급된다.This apparatus is supplied with the liquefied working fluid through the working
상기 작동유체 공급시 필요한 양정은, 펌프날개(345a)를 통해 발생시킬 수 있으며, 상기 펌프날개(345a)는 드라이브 샤프트(345)를 통해 동력을 공급받아 동작한다.The head required for supplying the working fluid can be generated through the
이중동력터빈(346)은 제1 동력터빈(347)과 제2 동력터빈(348)이 모두 임펄스 터빈으로 구성되어 다른 실시예의 동력터빈에 비해 더 높은 토크를 기대할 수 있다. In the
도 21은 도 21의 히트파이프형 발전장치가 방열기로서 활용되는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 21 is a view showing that the heat pipe type power generator of FIG. 21 is utilized as a radiator.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는, 자기동력팬(390)이 회전되어 기화기(320) 측으로 송풍하여 기화기(320) 외부에 배치된 고온금속관(322)으로부터 발생되는 열을 방열하도록 구성되어, 방열기로서 활용될 수 있다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generation device is configured to radiate heat generated from the
즉, 도 21은 히트파이프형 발전장치를 건물이나 사무실을 난방하기 위한 방열기에 적용한 예를 보인 도면이다.That is, FIG. 21 is a view showing an example in which a heat pipe type power generator is applied to a radiator for heating a building or an office.
기존 중앙난방 방식에서는 공급되는 온수를 방열기에 주입하고, 방열기에 전동팬을 설치하여 더운 공기를 발생하도록 하였으며, 방열기가 난방 이외의 목적으로 활용되지 못하였다.In the existing central heating system, hot water supplied to the radiator was injected, and an electric fan was installed on the radiator to generate hot air, and the radiator was not used for purposes other than heating.
그러나, 본 발명의 히트파이프형 발전장치를 적용하면 발전과 동시에 난방을 할 수 있다.However, by applying the heat pipe type power generator of the present invention, heating can be performed simultaneously with power generation.
예컨대, 전동팬 대신 자기결합으로 인출된 이중동력터빈(346)의 회전력을 전달받은 자기동력팬(390)을 이용하여 온풍을 발생함으로써, 전동팬 구동시 소요되는 전기요금을 절약할 수 있다. 또한 상기 이중동력터빈(346)으로부터 전기를 생산할 수도 있다.For example, by generating the warm air using the
< 제4 실시예 >Fourth Embodiment
도 22는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치를 나타낸 도면이다.22 is a view showing a heat pipe type power generator according to a fourth embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는, 케이스(410), 상기 케이스(410) 내에 설치된 차단부(440), 상기 차단부(440)의 하측에 배치된 융합부(425), 및 상기 차단부(440) 상측의 상부챔버에 구성되는 발전부(480)를 포함한 다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generation device, the
상기 차단부(440)는 차단상판(442)과 차단하판(444)을 구비하여 상기 케이스(410) 내를 상기 차단상판(442) 상측의 상부챔버와 상기 차단하판(444) 하측의 하부챔버로 나눈다.The blocking
상기 차단하판(444)에는 제1 유로(444a)가 구성되고 차단상판(442)에는 제2 유로(442a)가 구성되고 차단하판(444)과 차단상판(442)에는 각각 제1 상하유로(442b)(444b)가 구성된다.A first flow path 444a is formed in the blocking
아울러, 차단부(440)는 상기 차단상판(442)과 차단하판(444)의 중심을 관통하여 상하방향으로 배치된 드라이브 샤프트(445)가 구성되고, 차단상판(442)과 상기 차단하판(444) 사이에서 드라이브 샤프트(445)와 체결되며 동력터빈(447)과 터빈압축기(448)를 일체형으로 구비하는 이중동력터빈(446)이 구성된다.In addition, the blocking
또한, 상기 융합부(425)는 드라이브 샤프트(445)를 중심으로 일정간격 이격되어 차단하판(444)으로부터 케이스(410)의 하부까지 원형으로 하측 연장되며 제1 유로(444a)를 내측에 제1 상하유로(444b)를 외측에 위치시키는 차단벽(426)을 구비한다.In addition, the fusion unit 425 is spaced apart at regular intervals about the
아울러 융합부(425)는, 상기 케이스(410) 내에서 상기 차단벽(426)의 내측에는 기화기(420), 상기 차단벽(426)의 외측에는 응축기(430)를 구비하며, 차단벽(426)의 일측 하부에 상기 응축기(430)로부터 상기 기화기(420)로 연통되는 작동 유체 유로(426a)가 형성된다. 아울러, 응축기(430)의 외부를 둘러싼 케이스(410)에는 저온날개핀(433)이 형성되고, 후술하는 히트파이프(422)의 외부에는 고온날개핀(423)이 형성된다.In addition, the fusion unit 425 includes a
그리고, 상기 압축부(470)는 차단벽(426) 내에서 차단부(440)와 기화기(420) 사이에 고압챔버(472)가 형성되도록 차단부(440)의 차단하판(444)과 기화기(420) 사이에 설치되며 제2 상하유로(474b)(476b)가 각각 형성된 압축상판(474) 및 압축하판(476)을 구비한다.In addition, the
아울러, 압축부(470)는 드라이브 샤프트(445)에 체결되어 압축상판(474)과 압축하판(476) 사이에 배치되며 측부에 터빈차쳐가 장착된 압축회전자(478)를 구비한다.In addition, the
한편, 상기 발전부(480)는 상부챔버에서 영구자석(484)을 구비하면서 드라이브 샤프트(445)와 연결되어 회전되는 동력회전자(482)와, 케이스(410) 상판의 하면에 설치되며 전기코일(487)을 가진 자기코어(486)를 구비한다.On the other hand, the
이와 같이 구성되는 히트파이프형 발전장치는, 기화기(420)로부터 기화된 작동유체가 제2 상하유로(474b)(476b)를 통해 터빈차져(479)를 밀어 회전시키고 고압챔버(472)를 거쳐 제1 유로(444a)를 통해 제1 동력터빈(447)을 밀어 이중동력터빈(446)을 회전시킨다.In the heat pipe type power generating device configured as described above, the working fluid vaporized from the
이어서, 작동유체는 제2 유로(442a)를 통해 상부챔버로 이동되고, 하방 송풍하는 터빈압축기(448)에 의해 상부챔버 내부의 압력은 낮춰진다.Then, the working fluid is moved to the upper chamber through the second flow passage 442a, and the pressure inside the upper chamber is lowered by the
그리고 상기 히트파이프형 발전장치는, 케이스(410) 상판의 상측에 배치되며 영구자석(492)을 구비한 자기동력팬(490)이 발전부(480)에서 발생된 자기력으로 회전된다.In the heat pipe type power generator, a
여기에서, 본 발명은 기화기(420)의 내부에는 외부로부터 연장되며 외면에 날개핀이 형성된 히트파이프(424)가 설치되고, 케이스(410)에서 상기 응축기(430)를 둘러싸는 부분의 외면에는 저온날개핀(433)이 형성된 것이 바람직하다.Here, in the present invention, a
다시 도 22를 살펴보면, 이중동력터빈(446)의 두 개의 터빈 중 어느 하나를 리액션 터빈으로 구성한다면 터보차쳐발전기가 될 수 있음을 보여준다.Referring to FIG. 22 again, if one of the two turbines of the dual power turbine 446 is configured as a reaction turbine, it can be a turbocharger generator.
즉, 도 22에서는 제3 실시예에서의 도면 20에 도시된 제 2동력터빈(447) 대신 터빈압축기(448)가 장착된다.That is, in FIG. 22, the
또한 차단상판(442)과 차단하판(444)에 상하유로(442b)(444b)를 신설하여 리액션 터빈으로 구성된다.In addition, upper and
이와 아울러 터빈차져(479)를 구비하고, 압축상판(474)과 압축하판(476)에 상하유로(442b)(444b)가 형성되어 고압챔버(472)의 압력을 높이고, 터빈압축기(448)를 이용하여 상부챔버의 압력을 낮추어 제 1동력터빈(447)을 중심으로 푸쉬-풀(push-pull) 동작이 발생할 수 있다.In addition, a
도 23은 도 22의 히트파이프형 발전장치가 컴퓨터와 연결되어 활용되는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 23 is a view illustrating that the heat pipe type power generator of FIG. 22 is connected to and utilized with a computer.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는, 발전부(480)로부터 발생된 전기가 충전되는 무정전 전원장치(492)를 구비하며, 히트파이프(424)가 중앙처리장치(490)(CPU)와 연결되고, 상기 무정전 전원장치(492)가 상기 중앙처리장치(490)가 연결된 컴퓨터 메인보드(494)에 전원이 공급되도록 연결된다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generator includes an
즉, 도면 23은 히트파이프형 발전장치를 이용하여 서버용 컴퓨터의 중앙처리장치(490)(CPU)에서 발생하는 폐열을 이용한 열병합 발전을 수행하고, 그 결과 생산된 전기적 에너지를 이용하여 무정전전원장치(UPS)에 활용한 예를 보인 것이다.That is, FIG. 23 illustrates a cogeneration process using waste heat generated from a central processing unit 490 (CPU) of a server computer using a heat pipe type power generator, and uses the generated electrical energy as a result of an uninterruptible power supply ( This is an example used for UPS.
현재 최신의 고성능 중앙처리장치(490)들의 소비전력은 개당 100 W를 넘나들고 있다. 또한 일부 개인용 컴퓨터 또는 업무용 컴퓨터(workstation)에서도 다수의 고발열 중앙처리장치(490)와 그래픽 중앙처리장치(490)들을 채용하고 있다.Current power consumption of the latest high performance
이러한 고발열원의 온도를 낮추기 위한 연구가 활발하였고, 많은 제품들이 생산되고 있는 반면 폐열 에너지를 재활용하는 제품들은 전무에 가까운 실정이다.In order to reduce the temperature of such a high heat generation source, there are many researches, and many products are being produced, while there are few products that recycle waste heat energy.
따라서, 도 23은 컴퓨터 메인보드(494)와 같이 협소한 공간과 중앙처리장치(490)와 같이 좁은 면적의 발열원에 히트파이프형 발전장치를 적용하기 위한 적 절한 모양의 예라고 할 수 있으며, 다양한 공간에도 적용 가능함을 나타내는 예이다.Accordingly, FIG. 23 is an example of a suitable shape for applying a heat pipe type power generator to a heat source having a small space such as a computer
여기에서, 히트파이프(424)는 중앙처리장치(490)로부터 흡수한 열을 융합부(425) 중심에 위치한 기화기(420) 내부로 이동시키기 위해 구비된 것이다.Here, the
이때, 자기동력팬(490)을 이용하여 응축기(430) 외벽 뿐 아니라 중앙처리장치(490) 주변의 IC 칩들 역시 냉각될 수 있다.At this time, not only the outer wall of the
도 24는 도 22의 히트파이프형 발전장치가 선박에서 활용되는 것을 나타낸 도면이다.24 is a view showing that the heat pipe type power generator of FIG. 22 is utilized in a ship.
도면을 참조하면, 상기 히트파이프형 발전장치는, 히트파이프(424)가 선박 상에 설치된 태양열 집열장치(496)와 연결되고, 상기 응축기(430) 내에 배치된 저온금속관(미도시)에는 저온의 해수가 통과되도록 구성되어, 자기동력팬(490)이 회전함에 따라 선박을 추진시키도록 구성된다.Referring to the drawings, the heat pipe type power generation device, the
이는 일조량이 풍부한 지역에서 선박에 적용하면 화석연료를 사용하지 않고, 태양열만을 이용하여 운행 가능한 태양열 선박이 제공될 수 있다.When applied to ships in areas where the sun is abundant, it is possible to provide a solar ship that can operate using only solar heat without using fossil fuel.
유리 진공관 내에 구성된 히트파이프형 태양열 집열장치(496)는 태양으로부터 높은 열에너지를 공급받을 수 있으며, 집열장치로부터 인출된 히트파이프(424)의 끝단을 히트파이프형 발전장치의 기화기(420)에 삽입하고, 응축기(430)를 해수 로 냉각시키면 발전과 동시에 회전 동력까지 인출 가능하다.The heat pipe type
한편, 본 발명의 각 실시예에 나타난 히트파이프형 발전장치는 전기발전 용도 외에 냉각기 또는 냉동기로도 활용이 가능하다. On the other hand, the heat pipe type power generator shown in each embodiment of the present invention can be utilized as a cooler or a freezer in addition to the electric power generation.
즉, 발전을 위해 구비한 전기코일에 전류를 인가하여 동력터빈을 회전시키거나, 상기 동력터빈을 터빈압축기로 대체하고 회전축을 강제회전시키도록 구성되면, 기화기 내부의 온도가 응축기 내부의 온도보다 더 낮게 유지되어 냉각기 또는 냉동기로서 활용될 수 있다.That is, when the power turbine is rotated by applying an electric current to the electric coil provided for power generation, or when the power turbine is replaced by a turbine compressor and the rotary shaft is forcibly rotated, the temperature inside the carburetor is higher than the temperature inside the condenser. It can be kept low and utilized as a cooler or freezer.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims to be described.
도 1(a)는 종래기술에 따른 히트파이프형 발전장치이고, 도 1(b)는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치를 나타낸 개략도이다.Figure 1 (a) is a heat pipe type power generation device according to the prior art, Figure 1 (b) is a schematic diagram showing a heat pipe type power generation device according to a first preferred embodiment of the present invention.
도 2는 도 1(a)와 도 1(b)의 히트파이프형 발전장치 각각에 대한 부위별 온도와 압력의 차이를 개략적으로 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph schematically illustrating a difference between temperature and pressure for each part of the heat pipe type power generators of FIGS. 1A and 1B.
도 3은 도 1(b)의 히트파이프형 발전장치의 내부구조를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the internal structure of the heat pipe type power generating device of FIG.
도 4는 도 3의 히트파이프형 발전장치에서 회전축 유로의 하부에 저장용기가 설치된 것을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating a storage container installed at a lower portion of a rotating shaft flow path in the heat pipe type power generator of FIG. 3.
도 5는 도 4의 히트파이프형 발전장치의 동작과정을 나타낸 타이밍 다이어그램이다.FIG. 5 is a timing diagram illustrating an operation process of the heat pipe type power generator of FIG. 4.
도 6은 도 4의 히트파이프형 발전장치에서 저장용기에 상부챔버와 날개핀이 더 구비된 것을 나타낸 도면이다.6 is a view showing that the upper chamber and the wing pin is further provided in the storage container in the heat pipe type power generator of FIG.
도 7은 도 4의 히트파이프형 발전장치에서 회전축 유로에 자기동력펌프가 설치된 것을 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating a magnetic power pump installed in a rotation shaft flow path in the heat pipe type power generator of FIG. 4.
도 8은 도 3의 히트파이프형 발전장치에서 회전축 유로의 하부에 분사기를 가진 저장용기가 설치된 것을 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a view illustrating a storage container having an injector installed at a lower portion of a rotation shaft flow path in the heat pipe type power generator of FIG. 3.
도 9는 도 3의 히트파이프형 발전장치에 압축부가 더 포함된 것을 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating that a compression unit is further included in the heat pipe type generator of FIG. 3.
도 10은 도 4의 히트파이프형 발전장치에서 응축기에 저온금속관이 설치된 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a view illustrating a low temperature metal pipe installed in a condenser in the heat pipe type generator of FIG. 4.
도 11(a)는 상기 히트파이프형 발전장치에서 기화기와 응축기에 고온날개핀과 저온날개핀이 각각 설치된 것을 나타낸 개략도이며, 도 11(b)는 도 11(a)의 히트파이프형 발전장치에서 응축기 내부에 날개핀을 가진 저온금속관이 배치되고 응축기 외부에 단열재를 부착설치된 것을 나타낸 개략도이고, 도 11(c)는 도 11(b)의 히트파이프형 발전장치에서의 응축기에 설치된 금속관과 단열재가 기화기에 구성된 것을 나타낸 개략도이다.Figure 11 (a) is a schematic diagram showing that the high-temperature wing pin and the low-temperature wing pin is installed in the vaporizer and the condenser in the heat pipe power generator, respectively, Figure 11 (b) is in the heat pipe power generator of Figure 11 (a) It is a schematic diagram showing that the low-temperature metal pipe with the wing pin is disposed inside the condenser and the heat insulating material is attached to the outside of the condenser, and FIG. 11 (c) shows the metal pipe and the heat insulating material installed in the condenser in the heat pipe type power generator of FIG. 11 (b). Schematic diagram showing what is configured in the carburetor.
도 12는 상기 히트파이프형 발전장치가 난방용으로 활용되는 것을 나타낸 도면이다.12 is a view showing that the heat pipe type power generator is utilized for heating.
도 13은 상기 히트파이프형 발전장치가 산업폐수를 활용하는 것을 나타낸 도면이다.13 is a view showing that the heat pipe type power generator utilizes industrial wastewater.
도 14는 상기 히트파이프형 발전장치가 온천에서 활용되는 것을 나타낸 도면이다.14 is a view showing that the heat pipe type power generator is utilized in a hot spring.
도 15는 상기 히트파이프형 발전장치가 태양광발전 패널을 활용하는 것을 나타낸 도면이다.15 is a view showing that the heat pipe type power generator uses a photovoltaic panel.
도 16은 상기 히트파이프형 발전장치에서 기화기와 응축기의 형상이 여러 가지로 변형된 것을 나타낸 도면이다. 16 is a view showing that the shape of the vaporizer and the condenser is variously modified in the heat pipe type power generator.
도 17은 도 16(a)의 히트파이프형 발전장치가 환풍통로에서 활용되는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 17 is a view showing that the heat pipe type power generator of FIG. 16 (a) is utilized in a ventilation passage.
도 18은 상기 히트파이프형 발전장치의 발전부에서 발생된 전기가 비상용으로 활용되는 것을 나타낸 도면이다.18 is a view showing that electricity generated in the power generation unit of the heat pipe type power generator is utilized for emergency use.
도 19는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치를 나타낸 도면이다.19 is a view showing a heat pipe type power generator according to a second embodiment of the present invention.
도 20은 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치를 나타낸 도면이다.20 is a view showing a heat pipe type power generator according to a third embodiment of the present invention.
도 21은 도 21의 히트파이프형 발전장치가 방열기로서 활용되는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 21 is a view showing that the heat pipe type power generator of FIG. 21 is utilized as a radiator.
도 22는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치를 나타낸 도면이다.22 is a view showing a heat pipe type power generator according to a fourth embodiment of the present invention.
도 23은 도 22의 히트파이프형 발전장치가 컴퓨터와 연결되어 활용되는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 23 is a view illustrating that the heat pipe type power generator of FIG. 22 is connected to and utilized with a computer.
도 24는 도 22의 히트파이프형 발전장치가 선박에서 활용되는 것을 나타낸 도면이다.24 is a view showing that the heat pipe type power generator of FIG. 22 is utilized in a ship.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 본 발명의 제1 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치100: heat pipe type power generator according to the first embodiment of the present invention
200 : 본 발명의 제2 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치200: heat pipe type power generation apparatus according to second embodiment of the present invention
300 : 본 발명의 제3 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치300: heat pipe type power generator according to the third embodiment of the present invention
400 : 본 발명의 제4 실시예에 따른 히트파이프형 발전장치400: heat pipe type power generator according to the fourth embodiment of the present invention
1 : 작동유체 110 : 케이스1: working fluid 110: case
120 : 기화기 122 : 고온금속관120: vaporizer 122: high temperature metal tube
130 : 응축기 131 : 깔때기130: condenser 131: funnel
132 : 저온금속관 140 : 차단부132: low temperature metal pipe 140: cut off
146 : 회전축 유로 150 : 저장용기146: rotating shaft flow path 150: storage container
152 : 하부체크밸브 154 : 상부체크밸브152: lower check valve 154: upper check valve
160 : 자기동력펌프 170 : 압축부160: magnetic power pump 170: compression
172 : 고압챔버 178 : 압축회전자172: high pressure chamber 178: compression rotor
179 : 터빈차져 180 : 발전부179: turbine charger 180: power generation unit
182 : 동력회전자 183 : 동력터빈182: power rotor 183: power turbine
184 : 영구자석 186 : 자기코어184: permanent magnet 186: magnetic core
187 : 전기코일 188 : 전기포트187: electric coil 188: electric port
190 : 공급관 192 : 태양광발전 패널190: supply pipe 192: solar power panel
194 : 환풍통로 196 : 연소식 광원194: ventilation passage 196: combustion light source
198 : 운반용기 345 : 드라이브 샤프트198: container 345: drive shaft
346 : 이중동력터빈 347 : 제1 동력터빈346: dual power turbine 347: first power turbine
348 : 제2 동력터빈 390 : 자기동력팬348: second power turbine 390: magnetic power fan
448 : 터빈압축기 478 : 압축회전자448: turbine compressor 478: compression rotor
479 : 터빈차져 490 : 중앙처리장치479: turbine charger 490: central processing unit
492 : 무정전 전원장치 494 : 메인보드492: uninterruptible power supply 494: motherboard
496 : 태양열 집열장치496 solar collector
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
US10072895B2 (en) | 2014-02-17 | 2018-09-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for discharging a stratified thermal storage tank |
KR20220037193A (en) * | 2020-09-17 | 2022-03-24 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Water cooling type appratus having emergency air cooling parts |
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