KR20180110932A - Portable air-conditioner having vortex tube - Google Patents

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KR20180110932A
KR20180110932A KR1020170040940A KR20170040940A KR20180110932A KR 20180110932 A KR20180110932 A KR 20180110932A KR 1020170040940 A KR1020170040940 A KR 1020170040940A KR 20170040940 A KR20170040940 A KR 20170040940A KR 20180110932 A KR20180110932 A KR 20180110932A
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임석연
유상석
김영현
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동명대학교산학협력단
충남대학교산학협력단
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Abstract

A portable air conditioning device according to the present invention includes: an air mixing chamber into which outside air flows; an air compressor compressing air flowing out of the air mixing chamber; a surge tank storing air compressed by the air compressor; a pressure regulator keeping the pressure of the compressed air flowing out from the surge tank constant; a vortex tube separating air supplied from the outside into warm air and cool air for take-out and provided with an air inflow tube through which the air flows in through the pressure regulator and a warm air take-out tube and a cool air take-out tube through which the internally separated warm air and cool air are taken out; a discharge unit discharging to the outside the warm air and the cool air drawn out from the vortex tube; a high temperature side three-way valve selectively guiding the warm air discharged through the warm air discharge tube to either the discharge unit or the air mixing chamber; and a low temperature side three-way valve selectively guiding the cool air discharged through the cool air discharge tube to either the discharge unit or the air mixing chamber. The warm or cool air not discharged through the discharge unit is mixed with outside air after being returned to the air-fuel mixture.

Description

볼텍스튜브를 구비하는 휴대용 냉난방장치 {Portable air-conditioner having vortex tube}[0001] The present invention relates to a portable air-conditioner having a vortex tube,

본 발명은 유입된 공기를 온기와 냉기로 분리하여 배출시키는 볼텍스튜브를 구비하는 휴대용 냉난방장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 냉기 배출구와 온기 배출구가 하나로 통합되고 냉난방에 사용되지 아니하는 공기가 방출되지 아니하도록 구성되는 휴대용 냉난방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a portable air conditioning apparatus having a vortex tube for separating and discharging inflow air into warm air and cool air, and more particularly to a portable air conditioning apparatus having a cold air outlet and a warm air outlet integrated into one, To a portable heating and cooling apparatus which is configured so as not to be operated.

건강에 대한 관심이 높아지고 기술이 발전함에 따라 공조장치기술 역시 세밀해지고 있다. 종래의 공조장치는 크게 난방을 위한 장치와 냉방을 위한 장치로 구분되며, 근래 들어서는 냉방 기능과 난방 기능이 겸비된 냉난방장치의 활용성이 높아지고 있다.As interest in health increases and technology develops, air conditioning technology is also becoming more refined. Background Art [0002] A conventional air conditioner is largely divided into a device for heating and a device for cooling. In recent years, the use of an air conditioner having a cooling function and a heating function has been increasing.

일반적으로 가장 널리 사용되고 있는 냉난방장치는, 기상의 냉매를 압축 및 응축시킨 후 팽창밸브를 통과시켜 증발시키도록 구성되는데, 냉매가 환경오염의 주범이 되고 있어 나날이 강도가 높아지는 법규를 만족시키기 어려운 문제가 있었다. 또한 냉매의 상변화를 통해 냉방 및 난방을 하고자 하는 경우에는 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기가 필수적으로 요구되므로 내부 구성이 복잡해지고 장치의 소형화에 한계가 있다는 단점이 있다. 따라서 냉난방장치를 휴대용으로 제작하기가 실질적으로 불가하다는 문제점이 있었다.Generally, the most widely used cooling and heating apparatus is configured to compress and condense a gaseous refrigerant, and to evaporate the refrigerant by passing it through an expansion valve. Since the refrigerant is a main cause of environmental pollution, it is difficult to satisfy the regulations there was. In addition, when cooling and heating are performed through a phase change of a refrigerant, a compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator are required, which complicates the internal structure and limits the miniaturization of the apparatus. Therefore, there has been a problem in that it is practically impossible to manufacture the air conditioner in a portable manner.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유입된 공기를 냉기와 온기로 구분하여 배출하는 볼텍스튜브를 이용한 냉난방장치가 제안된 바 있다. 볼텍스튜브를 이용한 냉난방장치는 냉매를 사용하지 아니하므로 환경문제를 해결할 수 있고, 압축기와 응축기와 팽창밸브와 증발기를 사용하지 아니하므로 내부구조가 간단해진다는 장점이 있다.In order to solve such a problem, there has been proposed a cooling and heating apparatus using a vortex tube for discharging the inflow air into cold air and warm air separately. The cooling / heating system using the vortex tube can solve the environmental problem because it does not use the refrigerant, and the internal structure is simplified because the compressor, the condenser, the expansion valve and the evaporator are not used.

그러나 볼텍스튜브를 이용한 냉난방장치의 경우에는 냉기 배출을 위한 배출유로와 온기 배출을 위한 배출 유로가 각각 별도로 구비되어야 하는바, 내부 유로가 복잡해진다는 단점이 있다. 또한, 볼텍스튜브를 이용하는 경우에는 냉기와 온기가 항상 배출되므로, 냉방 시에는 배출되는 온기에 의해 냉방효율이 떨어지고 난방 시에는 배출되는 냉기에 의해 난방효율이 떨어진다는 문제점이 있다. 즉, 냉방 시 냉기만이 냉난방장치 외부로 배출되는 것이 아니라 온기도 냉난방장치 외부로 배출되고, 난방 시에는 온기만이 냉난방장치 외부로 배출되는 것이 아니라 냉기도 냉난방장치 외부로 배출되므로, 냉난방 효율을 높이는데 한계가 있다는 단점도 있다.However, in the case of a cooling / heating apparatus using a vortex tube, a discharge channel for discharging cold air and a discharge channel for discharging warmth must be provided separately, which complicates the internal flow path. In addition, when a vortex tube is used, cooling air and warmth are always discharged. Therefore, when cooling is performed, the cooling efficiency is lowered due to the discharged heat and the heating efficiency is lowered due to the discharged cold air at the time of heating. That is, not only the cold air is discharged to the outside of the cooling / heating apparatus during cooling, but also the warm air is discharged to the outside of the cooling / heating apparatus. Since only the warm air is discharged outside the air conditioner at the time of heating, There is also a drawback that there is a limit to height.

KR 10-1661667 B1KR 10-1661667 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 냉기를 사용하지 아니하므로 환경오염 문제를 해결할 수 있고, 냉기 배출구와 온기 배출구가 하나로 통합되어 내부 구조의 단순화 및 제품의 컴팩트화가 가능하며, 냉난방에 사용되지 아니하는 공기가 방출되지 아니하여 냉난방 효율이 향상된 휴대용 냉난방장치를 제공하는데 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the problem of environmental pollution by not using cold air and to integrate cold air outlet and warm air outlet into one, There is a need for a portable air-conditioning apparatus which does not release air that is not used for heating and cooling, thereby improving air conditioning efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치는, 외기가 유입되는 공기혼합챔버; 상기 공기혼합챔버로부터 유출되는 공기를 압축하는 공기압축기; 상기 공기압축기에 의해 압축된 공기가 저장되는 서지탱크; 상기 서지탱크로부터 유출되는 압축공기의 압력을 일정하게 유지시키는 압력레귤레이터; 외부로부터 공급된 공기를 온기와 냉기로 분리하여 인출하되, 상기 압력레귤레이터를 통해 공기가 유입되는 공기유입관과, 내부에서 분리된 온기와 냉기가 각각 인출되는 온기인출관과 냉기인출관을 구비하는 볼텍스튜브; 상기 볼텍스튜브에서 인출되는 온기와 냉기를 외부로 배출시키는 배출부; 상기 온기배출관을 통해 배출되는 온기를 상기 배출부와 공기혼합챔버 중 어느 하나로 선택적으로 안내하는 고온측 삼방밸브; 및 상기 냉기배출관을 통해 배출되는 냉기를 상기 배출부와 공기혼합챔버 중 어느 하나로 선택적으로 안내하는 저온측 삼방밸브;를 포함하여 구성되며, 상기 배출부를 통해 배출되지 아니하는 온기 또는 냉기는 상기 공기혼합챔버로 회송되어 외기와 혼합된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a portable air conditioning apparatus including: an air mixing chamber into which outside air flows; An air compressor for compressing air flowing out of the air mixing chamber; A surge tank in which air compressed by the air compressor is stored; A pressure regulator for keeping the pressure of the compressed air flowing out of the surge tank constant; An air inlet pipe through which air is introduced through the pressure regulator, and a warm air take-out tube and a cool air take-out tube through which warm and cool air separated from the inside are taken out, Vortex tube; A discharge unit for discharging warm and cool air drawn out from the vortex tube to the outside; A high temperature three-way valve selectively guiding warmth discharged through the warm discharge pipe to one of the discharge unit and the air mixing chamber; And a low-temperature three-way valve selectively guiding the cool air discharged through the cool air discharge pipe to the discharge unit and the air mixing chamber, wherein warm or cool air not discharged through the discharge unit is mixed with the air mixture Is returned to the chamber and mixed with the outside air.

상기 온기인출관의 출구단이 내부로 인입되는 고온공기챔버; 상기 온기인출관의 출구측 유로단면적을 증감시키도록 이송 가능한 스로틀밸브; 상기 스로틀밸브를 이송시키는 스로틀모터; 상기 압력레귤레이터와 상기 스로틀모터의 동작을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부를 조작하기 위한 컨트롤러;를 더 포함한다.A hot air chamber in which an outlet end of the warming-out pipe is drawn in; A throttle valve that can be moved to increase or decrease an outlet-side flow path cross-sectional area of the warming-out pipe; A throttle motor for transferring the throttle valve; A control unit for controlling operations of the pressure regulator and the throttle motor; And a controller for operating the control unit.

상기 공기혼합챔버 내에서 발생되는 응축수를 포집하는 응축수 포집부를 더 포함한다.And a condensed water collecting unit for collecting condensed water generated in the air mixing chamber.

상기 공기혼합챔버의 출구측에 장착되어 상기 공기압축기로 유입되는 공기를 여과시키는 공기필터부를 더 포함한다.And an air filter unit mounted on an outlet side of the air mixing chamber to filter air flowing into the air compressor.

상기 배출부의 입구측에 장착되는 소음기를 더 포함한다.And a silencer mounted on an inlet side of the discharge portion.

상기 배출부가 내부에 장착되는 송풍덕트와, 상기 송풍덕트 내부의 공기를 유동시키는 송풍팬을 더 포함한다.A blowing duct in which the discharge unit is installed, and a blowing fan for blowing air inside the blowing duct.

본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치는, 냉기를 사용하지 아니하므로 환경오염 문제를 해결에 도움을 줄 수 있고, 냉기 배출구와 온기 배출구가 하나로 통합되어 내부 구조의 단순화 및 제품의 컴팩트화가 가능하며, 냉난방에 사용되지 아니하는 공기가 방출되지 아니하여 냉난방 효율이 우수하다는 장점이 있다.The portable air conditioner according to the present invention can solve the environmental pollution problem because it does not use the cold air and the cold air outlet and the warm air outlet can be integrated into one so that the internal structure can be simplified and the product can be made compact, There is an advantage that the unused air is not emitted and the cooling and heating efficiency is excellent.

도 1은 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치가 난방용으로 활용될 때 공기의 유동방향을 도시한다.
도 3은 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치가 냉방용으로 활용될 때 공기의 유동방향을 도시한다.
도 4는 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치의 사시도다.
도 5는 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치 제2 실시예의 개략도이다.1 is a schematic view of a portable air conditioning apparatus according to the present invention.
FIG. 2 shows the flow direction of air when the portable air conditioning apparatus according to the present invention is utilized for heating.
FIG. 3 shows the flow direction of air when the portable heating and cooling apparatus according to the present invention is utilized for cooling.
4 is a perspective view of a portable air conditioning apparatus according to the present invention.
5 is a schematic view of a second embodiment of a portable air conditioning apparatus according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치의 실시예를 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a portable air conditioning apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치의 개략도이다.1 is a schematic view of a portable air conditioning apparatus according to the present invention.

본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치는 외부로부터 제공되는 공기를 온기와 냉기로 분리시키는 볼텍스튜브(400)를 이용하여 난방 및 냉방을 구현하기 위한 장치로서, 내부 구조의 단순화 및 제품의 컴팩트화가 가능하고 냉난방 효율이 향상되도록 구성된다는 점에 가장 큰 특징이 있다.The portable heating and cooling apparatus according to the present invention is an apparatus for implementing heating and cooling by using a vortex tube 400 that separates air supplied from the outside into warm air and cool air. The apparatus can simplify the internal structure and make the product compact, The most significant feature is that it is configured to improve efficiency.

즉, 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치는, 외기가 유입되는 공기혼합챔버(100)와, 상기 공기혼합챔버(100)로부터 유출되는 공기를 압축하는 공기압축기(200)와, 상기 공기압축기(200)에 의해 압축된 공기가 저장되는 서지탱크(300)와, 상기 서지탱크(300)로부터 유출되는 압축공기의 압력을 일정하게 유지시키는 압력레귤레이터(310)와, 외부로부터 공급된 공기를 온기와 냉기로 분리하여 인출하는 볼텍스튜브(400)와, 상기 볼텍스튜브(400)에서 인출되는 온기와 냉기를 외부로 배출시키는 배출부(700)와, 상기 온기배출관을 통해 배출되는 온기를 상기 배출부(700)와 공기혼합챔버(100) 중 어느 하나로 선택적으로 안내하는 고온측 삼방밸브(510)와, 상기 냉기배출관을 통해 배출되는 냉기를 상기 배출부(700)와 공기혼합챔버(100) 중 어느 하나로 선택적으로 안내하는 저온측 삼방밸브(610)를 포함하여 구성된다.That is, the portable air conditioning apparatus according to the present invention includes an air mixing chamber 100 into which outside air flows, an air compressor 200 that compresses air flowing out of the air mixing chamber 100, A pressure regulator 310 for keeping the pressure of the compressed air flowing out from the surge tank 300 constant, and a pressure regulator 310 for controlling the air supplied from the outside to warm and cool air A discharge unit 700 for discharging warm and cool air drawn out from the vortex tube 400 to the outside, and a discharge unit 700 for discharging warm air discharged through the warm discharge pipe, And a high-temperature three-way valve (510) selectively guiding the cooling air to one of the air mixing chamber (100) and the air mixing chamber (100) Guide me Side three-way is constituted by a valve 610.

상기 공기혼합챔버(100)는 외기가 유입되는 유입부(110)를 구비하되 상기 유입부(110)를 통해 제공되는 외기를 일정량 저장할 수 있는 공기탱크 구조를 갖는다. 이때 상기 공기혼합챔버(100)는 외기만이 저장되는 것이 아니라 냉난방에 사용되지 아니하는 공기도 함께 혼합되는데, 이와 같은 공기 혼합 과정에 대해서는 고온측 삼방밸브(510)와 저온측 삼방밸브(610)의 기능을 설명할 때 상세히 설명하도록 한다.The air mixing chamber 100 has an inlet 110 through which the outside air is introduced and has an air tank structure capable of storing a predetermined amount of outside air supplied through the inlet 110. At this time, not only the outside air is stored in the air mixing chamber 100, but also air that is not used for cooling and heating is mixed together. For the air mixing process, the high temperature side three-way valve 510 and the low temperature side three- Will be described in detail.

공기혼합챔버(100) 내의 공기는 공기압축기(200)를 통해 일정 수준 압축되어 서지탱크(300)로 제공되는데, 이때 상기 서지탱크(300)의 내부 압력은 공기압축기(200)가 얼마나 많은 양의 공기를 제공하였는지에 따라 편차가 크게 발생되므로, 상기 서지탱크(300) 내의 압축공기를 그대로 볼텍스튜브(400)로 공급하면 볼텍스튜브(400)로 공급되는 공기의 유량이 일정하게 유지되지 아니하게 된다. 이와 같이 볼텍스튜브(400)로 공급되는 공기의 유량에 편차가 심하게 발생되면 냉난방 성능을 일정하게 유지할 수 없으므로 활용성이 매우 떨어지는 문제가 있다.Air in the air mixing chamber 100 is compressed to a certain level through the air compressor 200 and is supplied to the surge tank 300. The internal pressure of the surge tank 300 is controlled by the amount of the air compressor 200 The flow rate of the air supplied to the vortex tube 400 can not be maintained constant when the compressed air in the surge tank 300 is directly supplied to the vortex tube 400. [ If the variation in the flow rate of the air supplied to the vortex tube 400 is severely generated, the cooling / heating performance can not be maintained constant.

따라서 상기 서지탱크(300)의 출구단에는 볼텍스튜브(400)로 공급되는 공기의 압력을 일정하게 유지시키는 압력레귤레이터(310)가 구비된다. 이때 상기 압력레귤레이터(310)는 본원발명이 해당하는 기술분야에서 널리 상용화되어 있는바, 상기 압력레귤레이터(310)의 구조 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.Accordingly, at the outlet end of the surge tank 300, a pressure regulator 310 that keeps the pressure of the air supplied to the vortex tube 400 constant is provided. At this time, the pressure regulator 310 is widely used in the technical field of the present invention, and a detailed description of the structure and operation principle of the pressure regulator 310 will be omitted.

볼텍스튜브(400)는 공기유입관(410)으로 공급된 공기를 온기와 냉기로 분리시킨 후 온기인출관(420)과 냉기인출관(430)을 통해 온기와 냉기를 각각 구분하여 인출하는데, 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치는 온기와 냉기가 하나의 배출부(700)를 통해 배출되도록 구성된다는 점에 구성상의 첫 번째 특징이 있다.The vortex tube 400 separates the air supplied to the air inlet pipe 410 into warm air and cold air and draws warm air and cool air separately through the warm air take-out pipe 420 and the cold air take- The portable heating and cooling apparatus according to the present invention has a first feature in that it is configured such that warm air and cold air are discharged through a single discharge unit 700.

즉, 온기인출관(420)을 통해 인출된 온기는 고온공기챔버(500)를 거쳐 배출부(700)로 전달되고, 냉기인출관(430)을 통해 인출된 냉기는 저온공기챔버(600)를 거쳐 배출부(700)로 전달되는데, 고온공기챔버(500)와 배출부(700)를 연결하는 유로와 저온공기챔버(600)와 배출부(700)를 연결하는 유로는 도 1에 도시된 바와 같이 가운데 지점에서 하나로 합쳐진 후 배출부(700)와 연통되도록 배열된다. 이와 같이 하나의 배출부(700)를 통해 온기와 냉기가 선택적으로 배출되도록 구성되면, 냉난방장치의 배출부(700) 구조를 단순화시킬 수 있으므로 컴팩트화가 가능해지고, 이에 따라 휴대성이 향상된다는 장점이 있다.That is, the warm air drawn out through the warm air take-out pipe 420 is delivered to the discharge unit 700 through the high temperature air chamber 500, and the cool air drawn out through the cool air take-out pipe 430 passes through the low temperature air chamber 600 The flow path connecting the high temperature air chamber 500 and the discharge portion 700 and the flow path connecting the low temperature air chamber 600 and the discharge portion 700 are shown in FIG. 1 And are arranged to communicate with the discharge portion 700 after being joined together at the center point. If the heat and cool air are selectively discharged through one discharge unit 700, the structure of the discharge unit 700 of the air conditioner can be simplified, so that it is possible to reduce the size and improve the portability have.

이때, 고온공기챔버(500)와 배출부(700)를 연결하는 유로와 저온공기챔버(600)와 배출부(700)를 연결하는 유로가 항상 개방되어 있으면, 온기와 냉기가 모두 배출부(700)를 통해 배출되므로 난방 또는 냉방이 불가해진다. 따라서 고온공기챔버(500)와 배출부(700)를 연결하는 유로와 저온공기챔버(600)와 배출부(700)를 연결하는 유로에는 공기의 흐름을 제어하는 고온측 삼방밸브(510)와 저온측 삼방밸브(610)가 각각 구비되는데, 이때 상기 고온측 삼방밸브(510)와 저온측 삼방밸브(610)는 단순히 공기 유로를 개폐시키는 것이 아니라, 난방이나 냉방에 사용되지 아니하는 공기를 공기혼합챔버(100)로 회송시키는 기능도 수행하는데, 이와 같은 공기 회송 과정에 대해서는 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.At this time, if the flow path connecting the high temperature air chamber 500 and the discharge portion 700 and the flow path connecting the low temperature air chamber 600 and the discharge portion 700 are always open, So that heating or cooling can not be performed. The flow path connecting the high-temperature air chamber 500 and the discharge unit 700 and the flow path connecting the low-temperature air chamber 600 and the discharge unit 700 include a high-temperature three-way valve 510 for controlling the flow of air, Side three-way valve 510 and the low-temperature three-way valve 610 do not merely open and close the air flow path but merely exchange air that is not used for heating or cooling, To the chamber 100, and the air returning process will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

유입된 공기를 온기와 냉기로 분리하는 볼텍스튜브(400)는 온기 인출량을 증감시켰을 때 공기의 유입량과 냉기 인출량 역시 이에 맞추어 증감되는 특성을 가지고 있으므로, 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치는 사용자의 선택에 따라 온기 인출량이 증감되도록 구성된다.Since the vortex tube 400 separating the introduced air into warm and cool air has a characteristic in which the inflow amount of the air and the amount of the drawn-out air are also increased or decreased when the amount of drawn-out heat is increased or decreased, the portable heating / And the amount of heat drawn out is increased or decreased according to the selection.

즉, 상기 온기인출관(420)의 출구단은 고온공기챔버(500) 내부로 인입되고, 온기인출관(420)의 출구측에는 상기 온기인출관(420)의 출구 유로단면적을 증감시키도록 이송 가능한 스로틀밸브(800)가 장착되며, 상기 압력레귤레이터(310)와 상기 스로틀모터(810)의 동작을 제어하는 제어부(900)와, 상기 제어부(900)를 조작하기 위한 컨트롤러(910)가 추가로 구비될 수 있다.That is, the outlet end of the warming-out pipe 420 is drawn into the high-temperature air chamber 500, and the outlet port of the warming-out pipe 420 is transferred to increase or decrease the cross- A control unit 900 for controlling the operation of the pressure regulator 310 and the throttle motor 810 and a controller 910 for operating the control unit 900 are additionally provided .

사용자가 컨트롤러(910)를 통해 작동신호를 입력하면, 상기 제어부(900)는 입력된 작동신호에 맞춰 스로틀모터(810)를 구동시키고, 상기 스로틀밸브(800)는 스로틀모터(810)에 의해 왕복 이송되어 온기인출관(420)의 출구 개방률을 증감시키는바, 상기 온기인출관(420)을 통해 인출되는 온기의 인출량이 조절된다. 이와 같이 스로틀밸브(800)의 왕복 이송에 의해 볼텍스튜브(400)의 강도가 조절되는 과정은 본원발명의 출원인에 의해 특허출원되어 등록된 '볼텍스를 이용한 마이크로버블 생성장치'(대한민국 등록특허 제10-1200846호) 등 볼텍스튜브(400) 활용분야에서 널리 알려져 있으므로, 상기 스로틀밸브(800)와 스로틀모터(810)의 상세구조 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.When the user inputs an operation signal through the controller 910, the controller 900 drives the throttle motor 810 in accordance with the input operation signal, and the throttle valve 800 is reciprocated by the throttle motor 810 The outlet opening ratio of the warming-out pipe 420 is increased or decreased to control the amount of warming-out that is drawn out through the warming-out pipe 420. The process of adjusting the strength of the vortex tube 400 by the reciprocating movement of the throttle valve 800 is described in detail with reference to the 'patented micro bubble generator using a vortex' The detailed structure and operation principle of the throttle valve 800 and the throttle motor 810 will not be described in detail since they are well known in the field of using the vortex tube 400 such as the throttle valve 800 and the throttle valve 800. [

또한, 볼텍스튜브(400)에서 인출되는 온기와 냉기는 배출부(700)를 통해 외부로 배출되는데, 이때 상기 온기와 냉기의 배출이 더욱 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 배출부(700)는 송풍팬(720)이 구비된 송풍덕트(710) 내에 장착될 수 있다. 상기 송풍팬(720)은 제어부(900)에 의해 작동이 제어되되 배출부(700)를 향해 공기를 유동시키는 역할을 하는바, 상기 배출부(700)를 통해 배출되는 온기와 냉기는 송풍팬(720)의 송풍압에 의해 송풍덕트(710)를 타고 유동하여 빠르게 배출될 수 있다(도 2 및 도 3 참조).In addition, the warmth and cool air drawn out from the vortex tube 400 are discharged to the outside through the discharge unit 700. In order to smoothly discharge the warm and cool air, the discharge unit 700 includes a blowing fan 720 may be installed in the blowing duct 710. The blower fan 720 is controlled by the control unit 900 to flow air toward the discharge unit 700. The warm air and the cool air discharged through the discharge unit 700 are blown by a blower fan 720 to flow quickly through the blowing duct 710 and can be quickly discharged (see FIGS. 2 and 3).

도 2는 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치가 난방용으로 활용될 때 공기의 유동방향을 도시하고, 도 3은 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치가 냉방용으로 활용될 때 공기의 유동방향을 도시하며, 도 4는 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치의 사시도다.FIG. 2 shows a flow direction of air when the portable air conditioning apparatus according to the present invention is utilized for heating, FIG. 3 shows a flow direction of air when the portable air conditioning apparatus according to the present invention is used for cooling, 4 is a perspective view of a portable air conditioning apparatus according to the present invention.

본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치를 이용하여 난방을 하고자 할 때에는, 도 2에 도시된 바와 같이 온기인출관(420)을 통해 인출되는 온기는 배출부(700)를 통해 배출되고 냉기인출관(430)을 통해 인출되는 냉기는 공기혼합챔버(100)로 회송되도록 고온측 삼방밸브(510)와 저온측 삼방밸브(610)를 작동시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이 고온측 삼방밸브(510)와 저온측 삼방밸브(610)가 작동되면, 휴대용 냉난방장치의 외부로는 냉기는 배출되지 아니하고 온기만이 배출되는바, 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치의 난방효율이 높아지게 된다. 2, the warm air drawn out through the warm air take-out pipe 420 is discharged through the discharge unit 700 and is discharged through the cool air take-out pipe 430, Side three-way valve 510 and the low-temperature three-way valve 610 so as to be returned to the air mixing chamber 100. The high- 2, when the high temperature side three-way valve 510 and the low temperature side three-way valve 610 are operated, cool air is not discharged to the outside of the portable heating and cooling apparatus, but only warm air is discharged. The heating efficiency of the heating and cooling apparatus becomes high.

반대로 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치를 이용하여 냉방을 하고자 할 때에는, 도 3에 도시된 바와 같이 냉기인출관(430)을 통해 인출되는 냉기는 배출부(700)를 통해 배출되고 온기인출관(420)을 통해 인출되는 온기는 공기혼합챔버(100)로 회송되도록 저온측 삼방밸브(610)와 고온측 삼방밸브(510)를 작동시킨다. 도 3에 도시된 바와 같이 고온측 삼방밸브(510)와 저온측 삼방밸브(610)가 작동되면, 휴대용 냉난방장치의 외부로는 온기는 배출되지 아니하고 냉기만이 배출되는바, 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치의 냉방효율이 높아지게 된다. Conversely, when cooling is performed using the portable heating and cooling apparatus according to the present invention, the cool air drawn out through the cool air take-out pipe 430 is discharged through the discharge unit 700 as shown in FIG. 3, Side air valve 610 and the high-temperature-side three-way valve 510 to be returned to the air mixing chamber 100. The low-temperature three-way valve 610 and the high- As shown in FIG. 3, when the high-temperature three-way valve 510 and the low-temperature three-way valve 610 are operated, warm air is not discharged to the outside of the portable heating and cooling apparatus but only cold air is discharged. The cooling efficiency of the cooling and heating apparatus becomes high.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치가 하나의 하우징(H) 내부에 설치되면, 난방 시에는 하우징(H) 외측으로 온기만 배출되고, 냉방 시에는 하우징(H) 외측으로 냉기만 배출되므로, 방안이나 사무실 내부와 같이 외부와 격리된 좁은 공간에서도 높은 난방효율과 냉방효율을 가질 수 있다는 장점이 있다.4, when the portable heating and cooling apparatus according to the present invention is installed inside a single housing H, only the warm air is discharged to the outside of the housing H at the time of heating, So that it is possible to have a high heating efficiency and a cooling efficiency even in a narrow space isolated from the outside such as a room or an office.

이때 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치는 도 4에 도시된 바와 같이 별도의 전원케이블(C)을 통해 전류를 공급받도록 구성될 수도 있고, 전원 공급이 불가한 캠핑장이나 간이건축물 등에서도 사용 가능하도록 별도의 충전배터리(미도시)를 구비할 수도 있다.At this time, the portable air-conditioning apparatus according to the present invention may be configured to receive current through a separate power cable (C) as shown in FIG. 4, or to be able to be used in camping grounds or portable buildings (Not shown).

도 5는 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치 제2 실시예의 개략도이다.5 is a schematic view of a second embodiment of a portable air conditioning apparatus according to the present invention.

저온공기챔버(600)를 통해 인출되는 냉기가 공기혼합챔버(100)로 회송될 때 상기 공기혼합챔버(100)의 내부에는 응축수가 발생되는데, 발생되는 응축수량이 증가할수록 공기혼합챔버(100)에 저장될 수 있는 공기의 양이 감소할 뿐만 아니라, 공기혼합챔버(100) 내의 응축수가 공기압축기(200)로 유입되어 상기 공기압축기(200)의 고장을 유발할 수도 있다.When the cool air drawn out through the low temperature air chamber 600 is returned to the air mixing chamber 100, condensed water is generated in the air mixing chamber 100. As the amount of condensation generated increases, Not only the amount of air that can be stored in the air mixing chamber 100 is reduced but also the condensed water in the air mixing chamber 100 may flow into the air compressor 200 to cause the air compressor 200 to fail.

따라서 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치는, 상기 공기혼합챔버(100) 내에서 발생되는 응축수를 포집하는 응축수 포집부를 구비할 수 있다. 이와 같이 공기혼합챔버(100) 내에서 발생되는 응축수가 공기혼합챔버(100) 내에 쌓이지 아니하고 별도의 포집부에 포집되면, 공기혼합챔버(100) 및 공기압축기(200)의 손상을 방지할 수 있고, 외기와 냉기가 보다 효과적으로 혼합될 수 있어 냉난방효율이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.Accordingly, the portable air conditioning apparatus according to the present invention may include a condensed water collecting unit for collecting condensed water generated in the air mixing chamber 100. If the condensed water generated in the air mixing chamber 100 is not accumulated in the air mixing chamber 100 but is collected in the separate collecting unit, damage to the air mixing chamber 100 and the air compressor 200 can be prevented , The outside air and the cold air can be mixed more effectively, and the cooling / heating efficiency can be improved.

한편, 유입부(110)를 통해 공기혼합챔버(100)로 유입되는 외기에는 먼지나 기타 이물질이 포함되어 있을 수 있는데 이와 같은 먼지나 이물질이 공기압축기(200)로 유입되면 공기압축기(200)가 손상될 수 있고, 상기 먼지나 이물질이 볼텍스튜브(400)까지 유입되면 볼텍스튜브(400)가 파손되는 문제가 발생될 수 있다. 따라서 상기 공기혼합챔버(100)의 출구측에는 공기압축기(200)로 유입되는 공기를 여과시키는 공기필터부가 구비될 수 있다.Meanwhile, the outside air flowing into the air mixing chamber 100 through the inflow part 110 may contain dust or other foreign matter. When such dust or foreign matter enters the air compressor 200, the air compressor 200 If the dust or foreign matter enters the vortex tube 400, the vortex tube 400 may be damaged. Therefore, the air mixing chamber 100 may be provided with an air filter unit for filtering the air flowing into the air compressor 200.

또한, 볼텍스튜브(400)로 공급된 공기가 온기와 냉기로 나누어지는 과정에서는 소음과 진동이 발생되는데, 볼텍스튜브(400)에서 발생되는 온기와 냉기가 그대로 배출부(700)를 향해 흐르도록 구성되면, 상기 배출부(700) 측으로는 볼텍스튜브(400)에서 발생된 소음과 진동이 외부로 방출되는 문제가 발생된다. 따라서 상기 배출부(700)의 입구측에는 소음기(730)가 장착될 수 있다. In the process of dividing the air supplied to the vortex tube 400 into the warm air and the cool air, noise and vibration are generated, and the heat and cool air generated from the vortex tube 400 flows to the discharge portion 700 as it is The noise and vibration generated in the vortex tube 400 may be discharged to the outside of the discharge unit 700. [ Therefore, the silencer 730 may be mounted on the inlet side of the discharge unit 700.

이와 같이 배출부(700)의 입구측에 소음기(730)가 구비되면, 볼텍스튜브(400)에서 발생된 소음과 진동이 휴대용 냉난방장치의 외부로는 방출되지 아니하는바, 보다 쾌적하게 본 발명에 의한 휴대용 냉난방장치를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 이때 상기 소음기(730)는 소음과 진동을 감소시킬 수 있다면 어떠한 구조로도 제작될 수 있다.When the muffler 730 is provided at the inlet of the discharge unit 700, noise and vibration generated in the vortex tube 400 are not emitted to the outside of the portable heating and cooling apparatus. It is advantageous to use a portable air-conditioning apparatus. At this time, the silencer 730 can be manufactured in any structure as long as it can reduce noise and vibration.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

100 : 공기혼합챔버 110 : 유입부
200 : 공기압축기 300 : 서지탱크
310 : 압력레귤레이터 400 : 볼텍스튜브
410 : 공기유입관 420 : 온기인출관
430 : 냉기인출관 500 : 고온공기챔버
510 : 고온측 삼방밸브 600 : 저온공기챔버
610 : 저온측 삼방밸브 700 : 배출부
800 : 스로틀밸브 810 : 스로틀모터
900 : 제어부 910 : 컨트롤러100: air mixing chamber 110: inlet
200: air compressor 300: surge tank
310: Pressure regulator 400: Vortex tube
410: air inlet pipe 420: warmer outlet pipe
430: cool air extraction pipe 500: high temperature air chamber
510: high temperature three-way valve 600: low temperature air chamber
610: Low-temperature side three-way valve 700:
800: Throttle valve 810: Throttle motor
900: controller 910: controller

Claims (6)

외기가 유입되는 공기혼합챔버;
상기 공기혼합챔버로부터 유출되는 공기를 압축하는 공기압축기;
상기 공기압축기에 의해 압축된 공기가 저장되는 서지탱크;
상기 서지탱크로부터 유출되는 압축공기의 압력을 일정하게 유지시키는 압력레귤레이터;
외부로부터 공급된 공기를 온기와 냉기로 분리하여 인출하되, 상기 압력레귤레이터를 통해 공기가 유입되는 공기유입관과, 내부에서 분리된 온기와 냉기가 각각 인출되는 온기인출관과 냉기인출관을 구비하는 볼텍스튜브;
상기 볼텍스튜브에서 인출되는 온기와 냉기를 외부로 배출시키는 배출부;
상기 온기배출관을 통해 배출되는 온기를 상기 배출부와 공기혼합챔버 중 어느 하나로 선택적으로 안내하는 고온측 삼방밸브; 및
상기 냉기배출관을 통해 배출되는 냉기를 상기 배출부와 공기혼합챔버 중 어느 하나로 선택적으로 안내하는 저온측 삼방밸브;
를 포함하여 구성되며,
상기 배출부를 통해 배출되지 아니하는 온기 또는 냉기는 상기 공기혼합챔버로 회송되어 외기와 혼합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉난방장치.An air mixing chamber into which outside air flows;
An air compressor for compressing air flowing out of the air mixing chamber;
A surge tank in which air compressed by the air compressor is stored;
A pressure regulator for keeping the pressure of the compressed air flowing out of the surge tank constant;
An air inlet pipe through which air is introduced through the pressure regulator, and a warm air take-out tube and a cool air take-out tube through which warm and cool air separated from the inside are taken out, Vortex tube;
A discharge unit for discharging warm and cool air drawn out from the vortex tube to the outside;
A high temperature three-way valve selectively guiding warmth discharged through the warm discharge pipe to one of the discharge unit and the air mixing chamber; And
A low-temperature three-way valve selectively guiding cool air discharged through the cool air discharge pipe to one of the discharge unit and the air mixing chamber;
And,
Wherein the warm or cool air that is not discharged through the discharge portion is returned to the air mixing chamber and mixed with the outside air. 청구항 1에 있어서,
상기 온기인출관의 출구단이 내부로 인입되는 고온공기챔버;
상기 온기인출관의 출구측 유로단면적을 증감시키도록 이송 가능한 스로틀밸브;
상기 스로틀밸브를 이송시키는 스로틀모터;
상기 압력레귤레이터와 상기 스로틀모터의 동작을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부를 조작하기 위한 컨트롤러;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉난방장치.The method according to claim 1,
A hot air chamber in which an outlet end of the warming-out pipe is drawn in;
A throttle valve that can be moved to increase or decrease an outlet-side flow path cross-sectional area of the warming-out pipe;
A throttle motor for transferring the throttle valve;
A control unit for controlling operations of the pressure regulator and the throttle motor; And
A controller for operating the control unit;
Further comprising: a temperature sensor for detecting the temperature of the portable air conditioner. 청구항 1에 있어서,
상기 공기혼합챔버 내에서 발생되는 응축수를 포집하는 응축수 포집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉난방장치.The method according to claim 1,
Further comprising: a condensed water collecting unit for collecting condensed water generated in the air mixing chamber. 청구항 1에 있어서,
상기 공기혼합챔버의 출구측에 장착되어 상기 공기압축기로 유입되는 공기를 여과시키는 공기필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉난방장치.The method according to claim 1,
Further comprising an air filter unit mounted on an outlet side of the air mixing chamber to filter air flowing into the air compressor. 청구항 1에 있어서,
상기 배출부의 입구측에 장착되는 소음기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉난방장치.The method according to claim 1,
And a silencer mounted on an inlet side of the discharge unit. 청구항 1에 있어서,
상기 배출부가 내부에 장착되는 송풍덕트와, 상기 송풍덕트 내부의 공기를 유동시키는 송풍팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 냉난방장치.
The method according to claim 1,
Further comprising: a blowing duct in which the discharge unit is installed; and a blowing fan for blowing air inside the blowing duct.
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