KR20160078764A - Refrigerator using ultrasonic waves of piezo electric element - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압전소자에서 발생되는 초음파를 이용하여 냉각 작용하는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
대한민국 공개특허 2000-0059898호 음파 냉동을 이용한 자동 제빙기 및 이 자동 제빙기를 채용한 냉장고가 개시되어 있다. 자동 제빙기는 그 내부에 불활성 가스를 저장하고 있는 U자형 공명기, U자형 공명기에 음압을 인가하여 U자형 공명기에 저장된 불활성 가스의 분자들을 압축 및 팽창시키므로써 U자형 공명기 내부의 온도 분포를 변화시키는 스피커, U자형 공명기의 내부 온도를 제빙 용기에 전달하고 내부에 통로를 형성하는 열교환기, 및 스피커를 작동시키는 전자 제어 유닛을 구비한다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-0059898 discloses an automatic ice maker using sound wave refrigeration and a refrigerator employing this automatic ice maker. The automatic ice maker compresses and expands molecules of the inert gas stored in the U-shaped resonator by applying a negative pressure to the U-shaped resonator and the U-shaped resonator, which store the inert gas therein, A heat exchanger for transmitting the internal temperature of the U-shaped resonator to the ice tray and forming a passage therein, and an electronic control unit for operating the loudspeaker.
이와 같이, 파동 냉각 방법은 파동 에너지를 운동 에너지로 변환시켜 냉각 효과를 얻는 방법이다. 다른 예를 들면, 파동 냉각 장치는 하우징의 일측에 구비되는 스피커로 음파를 발생시켜 하우징 내에 설치되는 스택의 내부 통로로 음파의 파동 에너지를 전달하며, 이때 작동 유체가 스택의 양측에 구비되는 콜드 열교환기와 핫 열교환기 사이에서 진동 및 이동하면서 냉각 작용한다.Thus, the wave cooling method is a method of converting the wave energy into kinetic energy to obtain the cooling effect. In another example, the wave cooling apparatus generates sound waves by a speaker provided at one side of the housing to transmit wave energy of a sound wave to an internal passage of a stack installed in the housing, And cooling and vibrating between the tile and the hot heat exchanger.
본 발명의 목적은 압전소자에서 발생되는 초음파를 이용하여 냉각 작용하는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a cooling device using ultrasound of a piezoelectric element that performs cooling by using ultrasonic waves generated from a piezoelectric element.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 냉각 장치는, 압축 가능한 작동 유체를 내장하는 하우징, 상기 하우징의 내부에 설치되어 양측으로 제1공간과 제2공간을 구획하고 상기 제1공간과 상기 제2공간 사이에서 상기 작동 유체가 진동 및 이동하는 채널을 구비하는 스택, 상기 하우징의 내부에서 상기 스택의 양측에 구비되는 1쌍의 열교환기, 상기 1쌍의 열교환기 중 어느 하나에 마주하여 상기 하우징의 내부에 구비되는 압전소자를 포함한다.A cooling apparatus using an ultrasonic wave according to an embodiment of the present invention includes a housing having a compressible working fluid built in, a housing disposed inside the housing to partition a first space and a second space on both sides, A pair of heat exchangers provided on both sides of the stack in the housing, and a pair of heat exchangers opposed to any one of the pair of heat exchangers, And a piezoelectric element provided inside the piezoelectric element.
상기 1쌍의 열교환기는 상기 압전소자에 마주하여 상기 제1공간에서 상기 스택의 측방에 설치되는 콜드 열교환기, 및 상기 제2공간에서 상기 스택의 측방에 설치되는 핫 열교환기를 포함할 수 있다.The pair of heat exchangers may include a cold heat exchanger installed at the side of the stack in the first space facing the piezoelectric element, and a hot heat exchanger installed at the side of the stack in the second space.
상기 하우징은 직육면체로 형성되고, 직육면체의 길이 방향 양측 단에 제1측벽과 제2측벽을 구비하며, 상기 압전소자는 상기 제1측벽에 설치되어 상기 스택을 향할 수 있다.The housing is formed in a rectangular parallelepiped shape, and has first side walls and second side walls at both longitudinal ends of the rectangular parallelepiped, and the piezoelectric element can be installed on the first side wall and face the stack.
상기 제1측벽은 설치홀을 구비하고, 상기 압전소자는 탄성재질의 결합부재를 개재하여 상기 설치홀에 설치될 수 있다.The first sidewall may include an installation hole, and the piezoelectric element may be installed in the installation hole via a coupling member made of an elastic material.
상기 압전소자는 원판으로 형성되어 원판 평면에 수직 방향의 변위로 진동할 수 있다.The piezoelectric element may be formed of a circular plate and may oscillate at a displacement in the direction perpendicular to the plane of the circular plate.
상기 압전소자는 상기 제1측벽에 복수로 배치될 수 있다.The plurality of piezoelectric elements may be disposed on the first sidewall.
상기 스택의 채널은 상기 스택이 폭 방향으로 제1길이를 형성하고, 상기 스택의 높이 방향으로 상기 제1길이보다 작은 제1간격을 형성하며, 상기 하우징의 직육면체에 대응하여 복수로 배치될 수 있다.The channels of the stack form a first length in the width direction of the stack and a first spacing in the height direction of the stack that is smaller than the first length and may be arranged in a plurality corresponding to the rectangular parallelepiped of the housing .
상기 스택의 채널은 상기 스택이 높이 방향으로 제2길이를 형성하고, 상기 스택의 폭 방향으로 상기 제2길이보다 작은 제2간격을 형성하며, 상기 하우징의 직육면체에 대응하여 복수로 배치될 수 있다.The channels of the stack may be arranged in a plurality corresponding to the rectangular parallelepiped of the housing, the stacks forming a second length in the height direction and a second gap in the width direction of the stack less than the second length .
상기 하우징은 원통으로 형성되고, 원통의 길이 방향 양측 단에 제1측벽과 제2측벽을 구비되며, 상기 압전소자는 상기 제1측벽에 설치되어 상기 스택을 향할 수 있다.The housing is formed in a cylindrical shape and includes first and second sidewalls at both longitudinal ends of the cylinder, and the piezoelectric element can be installed on the first sidewall to face the stack.
상기 스택의 채널은 상기 스택의 직경 방향으로 제3길이를 형성하고, 상기 직경 방향에 교차 방향으로 상기 제3길이보다 작은 제3간격을 형성하며, 상기 하우징의 원통에 대응하여 복수로 배치될 수 있다.The channels of the stack form a third length in the radial direction of the stack and a third spacing in the cross direction that is less than the third length and may be arranged in a plurality corresponding to the cylinder of the housing have.
상기 작동 유체는 아르곤 또는 질소일 수 있다. 상기 압전소자는 20~40KHz의 초음파를 발생시킬 수 있다.The working fluid may be argon or nitrogen. The piezoelectric element can generate ultrasonic waves of 20 to 40 KHz.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압전소자가 초음파를 발생시키고, 이 초음파가 하우징의 제1공간을 경유하여 스택으로 전달되므로 스택의 양측 제1, 제2공간에 구비되는 콜드 열교환기와 핫 열교환기 사이에서 작동 유체가 진동 및 이동하면서 냉각 작용 및 열 방출 작용한다.As described above, according to an embodiment of the present invention, since the piezoelectric element generates ultrasonic waves and the ultrasonic waves are transmitted to the stack via the first space of the housing, the cold heat exchanger provided in the first and second spaces on both sides of the stack, Between the heat exchangers, the working fluid vibrates and moves and acts as a cooling action and heat dissipation.
압전소자가 원판 평면에 수직 방향의 변위로 진동하므로 작은 변위로 큰 힘을 발생시킬 수 있다. 즉 압전소자는 원판의 평면에 수직인 방향으로 큰 힘의 초음파를 발생시키므로 콜드 열교환기와 핫 열교환기 사이에서 작동 유체를 큰 힘으로 진동 및 이동시키면서 냉각 작용과 열 방출 작용을 크게 구현할 수 있다.The piezoelectric element vibrates at a displacement in a direction perpendicular to the plane of the disk, so that a large force can be generated with a small displacement. That is, since the piezoelectric element generates ultrasonic waves having a large force in a direction perpendicular to the plane of the disk, the working fluid can be vibrated and moved between the cold heat exchanger and the hot heat exchanger with great force,
또한 본 발명의 일 실시예는 기존의 냉매로 인한 오존층 파괴와 같은 환경 오염을 발생시키지 않는다.Also, one embodiment of the present invention does not cause environmental pollution such as destruction of the ozone layer due to the existing refrigerant.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에서 압전소자의 진동 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4에서 스택의 채널을 상세히 도시한 부분 상세도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치에서 스택을 잘라서 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing a cooling device using ultrasonic waves of a piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
Fig. 3 is a cross-sectional view showing the vibration state of the piezoelectric element in Fig. 2. Fig.
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in Fig.
FIG. 5 is a partial detail view showing the channel of the stack in detail in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a stack of a piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention in a cooling apparatus using ultrasonic waves.
7 is a perspective view showing a cooling device using ultrasonic waves of a piezoelectric element according to a third embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view cut along the line VIII-VIII in FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a cooling device using ultrasonic waves of a piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view cut along the line II-II in FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예의 냉각 장치(1)는 압축 가능한 작동 유체를 내장하는 하우징(10), 채널(21)을 구비하는 스택(20), 스택(20)의 양측에 구비되는 1쌍의 열교환기(31, 32) 및 압전소자(40)를 포함한다.1 and 2, the
예를 들면, 하우징(10)은 직육면체로 형성되어 작동 유체를 내장하고, 직육면체의 길이 방향 양측 단에 제1측벽(11)과 제2측벽(12)을 구비하여 밀폐된다. 작동 유체는 아르곤 또는 질소일 수 있고, 이는 종래의 냉각 장치에 사용되는 냉매로 인한 오존층 파괴와 같은 환경 오염을 방지할 수 있다.For example, the
스택(20)은 하우징(10)의 내부에 설치되어 양측으로 제1공간(S1)과 제2공간(S2)을 구획하고, 제1공간(S1)과 제2공간(S2) 사이에서 작동 유체가 진동 하면서 이동할 수 있게 한다. The
제1공간(S1)은 제1측벽(11)과 스택(20)의 일측 사이에 설정되고, 제2공간(S2)은 제1공간(S1)의 반대측인 제2측벽(12)과 스택(20)의 다른 일측 사이에 설정된다.The first space S1 is set between the
1쌍의 열교환기(31, 32)는 하우징(10)의 내부에서 스택(20)의 양측에 구비된다. 즉 1쌍의 열교환기(31, 32)는 제1공간(S1)에서 스택(20)의 측방에 설치되어 주위 열을 흡수하는 콜드 열교환기(31)와 제2공간(S2)에서 스택(20)의 측방에 설치되어 주로 열을 방출하는 핫 열교환기(32)이다.A pair of heat exchangers (31, 32) is provided on both sides of the stack (20) inside the housing (10). That is, the pair of
압전소자(40)는 하우징(10)의 내부에 구비되어 콜드 열교환기(31)에 마주한다. 즉 압전소자(40)는 제1측벽(11)에 설치되어 스택(20)을 향한다. 압전소자(40)는 초음파 발생기로 작용한다. 압전소자(40)의 일측에 설정되는 제1공간(S1)은 압전소자(40)에서 발생되는 초음파에 대하여 공진기로 작용한다.The piezoelectric element (40) is provided inside the housing (10) and faces the cold heat exchanger (31). That is, the
도 3은 도 2에서 압전소자의 진동 상태를 도시한 단면도이다. 도 3을 참조하면, 제1측벽(11)은 설치홀(111)을 구비하고, 압전소자(40)는 탄성재질의 결합부재(41)를 개재하여 설치홀(111)에 설치된다.Fig. 3 is a cross-sectional view showing the vibration state of the piezoelectric element in Fig. 2. Fig. 3, the
압전소자(40)는 원판으로 형성되어 110~220V의 전압이 인가되면, 원판 평면에 수직 방향의 변위로 진동한다. 압전소자(40)의 수직 방향 변위는 원판의 변위량이 작음에도 강한 힘을 가질 수 있다.The
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 압전소자(40)는 제1측벽(11)에 복수로 배치된다. 압전소자들(40)은 20~40KHz의 초음파를 발생시킨다. 초음파는 종래기술에서 사용하는 스피커의 음파에 비하여 단파장을 가지므로 하우징(10)에서 공진기로 작용하는 제1공간(S1)의 길이를 단축시킬 수 있다.As shown in Figs. 1 and 2, a plurality of
한편, 제1측벽(11)과 제1공간(S1)은 압전소자들(40) 각각에 대응하도록 구획되어 모듈(M)로 형성될 수 있다. 즉 제1실시예에서 제1측벽(11)과 제1공간(S1) 및 압전소자들(40)은 xz방향에서 3행 3렬의 9개 모듈(M)을 형성한다. 각 모듈들(M)은 하우징(10)의 제1공간(S1)에서 삽입 및 인출될 수 있다.Meanwhile, the
따라서 압전소자들(40) 중 하나가 고장 나는 경우, 고장 난 압전소자(40)가 설치된 제1측벽(11)과 제1공간(S1)의 모듈(M)을 제거하고 정상 모듈(M)을 장착하면 된다. 즉 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치의 유지 보수가 용이해질 수 있다.Therefore, when one of the
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 스택(20)의 채널(21)은 스택(20)이 폭 방향(x축 방향)으로 제1길이(L1)를 형성하고, 스택(20)의 높이 방향(z축 방향)으로 제1길이(L1)보다 작은 제1간격(G1)을 형성한다.4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 4, the
제1길이(L1)와 제1간격(G1)으로 설정되는 채널(21)은 직육면체인 하우징(10)의 xz 방향의 단면에 설정되는 통로 면적에 대응하여 복수로 배치된다. 복수의 채널들(21)은 스택(20)에서 y축 방향으로 벋어 관통 형성된다(도 2 참조).The
도 5는 도 4에서 스택의 채널을 상세히 도시한 부분 상세도이다. 도 5를 참조하면, 스택(20)은 채널(21)을 형성하는 하는 플레이트(22)를 적층함으로써 설정될 수 있다. FIG. 5 is a partial detail view showing the channel of the stack in detail in FIG. 5, the
즉 플레이트(22)는 제1간격(G1)의 1/2 깊이의 홈(221)을 형성한다. 따라서 이웃하여 적층되는 플레이트(22)에 의하여 서로 마주하는 2개의 홈(221)은 제1간격(G1)의 채널(21)을 설정하게 된다.That is, the
또한, 스택(20)의 양측에 구비되는 콜드 열교환기(31)와 핫 열교환기(32)는 채널(21)에 대응하는 채널을 구비하여, 채널(21)을 사이에 두고 제1공간(S1)과 제2공간(S2)에서 초음파의 진행을 가능하게 한다. 따라서 채널(21)을 사이에 두고 제1공간(S1)과 제2공간(S2)에서 작동 유체의 진동 및 이동이 가능하게 된다.The
제1실시예에서 압전소자(40)가 xz방향에서 3행 3렬로 배치되고(도 1), 채널(21)은 압전소자(40)의 3열에 대응하도록 구분하여 3열로 배치되어 있다. 제1측벽(11)에 대하여 압전소자(40)가 등간격으로 배치되므로 압전소자들(40)에서 발생되는 초음파는 제1공간(S1)을 경유하여 채널들(21)에 균일하게 전달할 수 있다.In the first embodiment, the
도 3에 도시된 바와 같이, 압전소자(40)에 전압을 인가하면, 원판으로 형성되는 압전소자(40)는 평면에 수직 방향으로 진동하면서 제1측벽(11) 측에서 제1공간(S1)으로 초음파를 발생시킨다.3, when a voltage is applied to the
초음파는 제1공간(S1) 및 콜드 열교환기(31)를 통하여 스택(20)의 채널(21) 및 핫 열교환기(32)로 진행되고, 핫 열교환기(32)를 통하여 제2공간(S2)으로 진행된다. 또한 초음파는 반대 방향으로 진행된다.The ultrasonic waves are supplied to the
채널(21)을 통과하는 초음파는 채널(21) 내부에서 작동 유체를 진동시킨다. 이때, 콜드 열교환기(31) 측과 핫 열교환기(32) 측 사이에서 작동 유체가 진동 및 이동한다.The ultrasonic waves passing through the
이러한 과정에서, 핫 열교환기(32) 측에 형성되는 최고온 고압, 즉 채널(21)을 설정하는 플레이트(22)의 고온부에서 핫 열교환기(32)를 통하여 열을 방출한다(ST1). 핫 열교환기(32) 측에서 콜드 열교환기(31) 측으로 작동 유체가 진동 및 이동 할 때, 작동 유체는 팽창하면서 냉각된다(ST2).In this process, heat is discharged through the
콜드 열교환기(31) 측에 형성되는 최저온 저압, 즉 채널(21)을 설정하는 플레이트(22)의 저온부로 콜드 열교환기(31)를 통하여 열을 흡수한다(ST3). 이로써 콜드 열교환기(31) 측에서 냉각 작용이 구현된다. 콜드 열교환기(31) 측에서 핫 열교환기(32) 측으로 작동 유체가 진동 및 이동 할 때, 작동 유체는 수축하면서 가열된다(ST4).Heat is absorbed through the
제1실시예의 냉각 장치(1)는 상기와 같은 핫 열교환기(32)에서 열 방출 작용(ST1), 작동 유체의 진동 이동시 팽창 냉각 작용(ST2), 콜드 열교환기(31)에서 열 흡수 작용(ST3), 및 작동 유체의 진동 이동시 수축 가열 작용(ST4)을 연속적으로 반복 수행하면서, 핫 열교환기(32)에서 열을 방출하고 동시에 콜드 열교환기(31)에서 냉각 작용을 구현한다.The
이때, 압전소자(40)는 원판의 평면에 수직인 방향으로 진동되면서 큰 힘의 초음파를 발생시킨다. 따라서 콜드 열교환기(31)와 핫 열교환기(32) 사이의 패널(21)에서 작동 유체가 큰 힘으로 진동 및 이동하면서 냉각 작용과 열 방출 작용을 효과적으로 구현할 수 있다.At this time, the
이하에서 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기 설명된 실시예와 동일한 구성에 대하여 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described. The description of the same configuration as that of the first embodiment and the previously described embodiment will be omitted, and different configurations will be described.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치에서 스택을 잘라서 도시한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제2실시예의 냉각 장치(2)에서, 스택(60)의 채널(61)은 스택(60)이 높이 방향(z축 방향)으로 제2길이(L2)를 형성하고, 스택(60)의 폭 방향(x축 방향)으로 제2길이(L2)보다 작은 제2간격(G2)을 형성한다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a stack of a piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention in a cooling apparatus using ultrasonic waves. 5, in the
제2길이(L2)와 제2간격(G2)으로 설정되는 채널(61)은 직육면체인 하우징(10)의 xz 방향의 단면에 설정되는 통로 면적에 대응하여 복수로 배치된다. 복수의 채널들(61)은 스택(60)에서 y축 방향으로 벋어 관통 형성된다(도 2 참조).The
제2실시예에서 압전소자(40)가 xz방향에서 3행 3렬로 배치되고(도 1), 채널(61)은 압전소자(40)의 3행에 대응하도록 구분하여 3행으로 배치되어 있다. 제1측벽(11)에 대하여 압전소자(40)가 등간격으로 배치되므로 압전소자(40)에서 발생되는 초음파 및 초음파에 따르는 작동 유체는 제1공간(S1)을 경유하여 채널들(61)에 균일하게 전달할 수 있다.In the second embodiment, the
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.FIG. 7 is a perspective view illustrating a cooling device using ultrasonic waves of a piezoelectric element according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view cut along the line VIII-VIII in FIG.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제3실시예의 냉각 장치(3)에서, 하우징(70)은 원통으로 형성되어 작동 유체를 내장하고, 원통의 길이 방향 양측 단에 제1측벽(71)과 제2측벽(72)을 구비한다.7 and 8, in the
스택(80)은 하우징(70)의 내부에 설치되어 양측으로 제1공간(S3)과 제2공간(S4)을 구획한다. 콜드 열교환기(91)는 제1공간(S3)에서 스택(80)의 측방에 설치되고, 핫 열교환기(92)는 제2공간(S4)에서 스택(80)의 측방에 설치된다.The
제1측벽(71)과 제1공간(S3)은 압전소자들(40) 각각에 대응하도록 구획되어 모듈(M3)로 형성될 수 있다. 즉 제2실시예에서 제1측벽(71)과 제1공간(S3) 및 압전소자들(40)은 제1측벽(71)에서 중심에 1개와 그 외곽에 6개 모듈(M3)을 형성한다. 각 모듈들(M3)은 하우징(70)의 제1공간(S3)에서 삽입 및 인출될 수 있다.The
따라서 압전소자들(40) 중 하나가 고장 나는 경우, 고장 난 압전소자(40)가 설치된 제1측벽(71)과 제1공간(S3)의 모듈(M3)을 제거하고 정상 모듈을 장착하면 된다. 즉 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치의 유지 보수가 용이해질 수 있다.Therefore, when one of the
압전소자(40)는 하우징(70)의 내부에 구비되어 콜드 열교환기(91)에 마주한다. 즉 압전소자(40)는 제1측벽(71)에 설치되어 스택(80)을 향한다.The
스택(80)의 채널(81)은 스택(80)의 직경 방향으로 제3길이(L3)를 형성하고, 직경 방향에 교차 방향으로 제3길이(L3)보다 작은 제3간격(G3)을 형성한다. 제3길이(L3)와 제3간격(G3)으로 설정되는 채널(81)은 원통인 하우징(70)의 직경 방향의 단면에 설정되는 통로 면적에 대응하여 복수로 배치된다.The channel 81 of the
스택(80)은 채널(81)을 형성하는 하는 원통 부재들(82)을 동심으로 결합하여 적층함으로써 설정될 수 있다. 도 8은 3개의 원통 부재(82)를 결합하여 하우징(70) 내에 스택(80)을 설치하고 있다.The
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.
1, 2, 3: 냉각 장치
10, 70: 하우징
11, 71: 제1측벽
12, 72: 제2측벽
20, 60, 80: 스택
21, 61, 81: 채널
22: 플레이트
31, 91: 콜드 열교환기
32, 92: 핫 열교환기
40: 압전소자
82: 원통 부재
111: 설치홀
221: 홈
G1, G2, G3: 제1, 제2, 제3간격
L1, L2, L3: 제1, 제2, 제3길이
M, M3: 모듈
S1, S3: 제1공간
S2, S4: 제2공간1, 2, 3: cooling
11, 71:
20, 60, 80:
22:
32, 92: hot heat exchanger 40: piezoelectric element
82: Cylindrical member 111: Mounting hole
221: grooves G1, G2, G3: first, second and third spacings
L1, L2, L3: first, second and third lengths M, M3:
S1, S3: first space S2, S4: second space
Claims (12)
상기 하우징의 내부에 설치되어 양측으로 제1공간과 제2공간을 구획하고 상기 제1공간과 상기 제2공간 사이에서 상기 작동 유체가 진동 및 이동하는 채널을 구비하는 스택;
상기 하우징의 내부에서 상기 스택의 양측에 구비되는 1쌍의 열교환기;
상기 1쌍의 열교환기 중 어느 하나에 마주하여 상기 하우징의 내부에 구비되는 압전소자
를 포함하는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
A housing housing a compressible working fluid;
A stack provided inside the housing and partitioning the first space and the second space to both sides and having a channel through which the working fluid vibrates and moves between the first space and the second space;
A pair of heat exchangers provided on both sides of the stack in the housing;
And a pair of heat exchangers disposed in the housing,
And a piezoelectric element.
상기 1쌍의 열교환기는
상기 압전소자에 마주하여 상기 제1공간에서 상기 스택의 측방에 설치되는 콜드 열교환기, 및
상기 제2공간에서 상기 스택의 측방에 설치되는 핫 열교환기를 포함하는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method according to claim 1,
The pair of heat exchangers
A cold heat exchanger installed on the side of the stack in the first space so as to face the piezoelectric element, and
And a hot heat exchanger installed at the side of the stack in the second space.
상기 하우징은 직육면체로 형성되고, 직육면체의 길이 방향 양측 단에 제1측벽과 제2측벽을 구비하며,
상기 압전소자는 상기 제1측벽에 설치되어 상기 스택을 향하는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the housing is formed in a rectangular parallelepiped shape and has first and second side walls at both side ends in the longitudinal direction of the rectangular parallelepiped,
Wherein the piezoelectric element is provided on the first side wall and uses ultrasonic waves of a piezoelectric element facing the stack.
상기 제1측벽은 설치홀을 구비하고,
상기 압전소자는 탄성재질의 결합부재를 개재하여 상기 설치홀에 설치되는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method of claim 3,
Wherein the first side wall has a mounting hole,
Wherein the piezoelectric element is provided in the mounting hole via an engaging member made of an elastic material.
상기 압전소자는
원판으로 형성되어 원판 평면에 수직 방향의 변위로 진동하는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method of claim 3,
The piezoelectric element
A cooling device using ultrasonic waves of a piezoelectric element which is formed of a disk and vibrates at a displacement in the direction perpendicular to the disk plane.
상기 압전소자는
상기 제1측벽에 복수로 배치되는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method of claim 3,
The piezoelectric element
And a plurality of piezoelectric elements arranged on the first sidewall.
상기 스택의 채널은
상기 스택이 폭 방향으로 제1길이를 형성하고, 상기 스택의 높이 방향으로 상기 제1길이보다 작은 제1간격을 형성하며,
상기 하우징의 직육면체에 대응하여 복수로 배치되는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method of claim 3,
The channels of the stack
The stack forming a first length in a width direction and a first spacing in a height direction of the stack less than the first length,
And a plurality of piezoelectric elements arranged in correspondence with the rectangular parallelepiped of the housing.
상기 스택의 채널은
상기 스택이 높이 방향으로 제2길이를 형성하고, 상기 스택의 폭 방향으로 상기 제2길이보다 작은 제2간격을 형성하며,
상기 하우징의 직육면체에 대응하여 복수로 배치되는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method of claim 3,
The channels of the stack
The stack forming a second length in a height direction and a second gap in a width direction of the stack less than the second length,
And a plurality of piezoelectric elements arranged in correspondence with the rectangular parallelepiped of the housing.
상기 하우징은 원통으로 형성되고, 원통의 길이 방향 양측 단에 제1측벽과 제2측벽을 구비되며,
상기 압전소자는 상기 제1측벽에 설치되어 상기 스택을 향하는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method according to claim 1,
The housing is formed as a cylinder, and has first and second sidewalls at both longitudinal ends of the cylinder,
Wherein the piezoelectric element is provided on the first side wall and uses ultrasonic waves of a piezoelectric element facing the stack.
상기 스택의 채널은
상기 스택의 직경 방향으로 제3길이를 형성하고, 상기 직경 방향에 교차 방향으로 상기 제3길이보다 작은 제3간격을 형성하며,
상기 하우징의 원통에 대응하여 복수로 배치되는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
10. The method of claim 9,
The channels of the stack
Forming a third length in the radial direction of the stack and a third spacing in the radial direction less than the third length in an intersecting direction,
And a plurality of piezoelectric elements arranged in correspondence with the cylinder of the housing.
상기 작동 유체는
아르곤 또는 질소인 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.
The method according to claim 1,
The working fluid
A cooling device using ultrasonic waves of a piezoelectric element which is argon or nitrogen.
상기 압전소자는 20~40KHz의 초음파를 발생시키는 압전소자의 초음파를 이용한 냉각 장치.The method according to claim 1,
Wherein the piezoelectric element is a cooling device using ultrasonic waves of a piezoelectric element which generates ultrasonic waves of 20 to 40 KHz.
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KR1020140188904A KR101652038B1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Refrigerator using ultrasonic waves of piezo electric element |
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KR20180136245A (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-24 | 한국기계연구원 | Module type ultrasonic waves refrigerator |
KR20220103070A (en) | 2021-01-14 | 2022-07-21 | 피닉스코리아(주) | Rapid cooling heat exchanger using cavitation generators and felt-thermal thermocouples |
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2014
- 2014-12-24 KR KR1020140188904A patent/KR101652038B1/en active IP Right Grant
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