에너지효율이 개선된 발열펌프(COOLING FAN LESS HEAT PUMP STRUCTURE)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2017년04월28일
(11) 등록번호 10-1731418
(24) 등록일자 2017년04월24일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
F24H 1/10 (2006.01) H02K 9/06 (2014.01)
(21) 출원번호 10-2014-0163634
(22) 출원일자 2014년11월21일
심사청구일자 2014년11월21일
(65) 공개번호 10-2016-0061120
(43) 공개일자 2016년05월31일
(56) 선행기술조사문헌
KR200467067 Y1*
KR100267487 B1*
KR1020110074185 A*
KR1020090098431 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
류운형
경기도 부천시 원미구 지봉로34번길 58, 역곡2동
e편한세상 501-103 (역곡동)
(72) 발명자
류운형
경기도 부천시 원미구 지봉로34번길 58, 역곡2동
e편한세상 501-103 (역곡동)
(74) 대리인
양재욱
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 정석우
(54) 발명의 명칭 에너지효율이 개선된 발열펌프
(57) 요 약
본 발명은 에너지효율이 개선된 발열펌프에 관한 것으로서, 발열펌프의 모터 구동과정에서 발생되는 열을 온수가
열에 활용함으로써 발열펌프의 에너지효율을 극대화하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 수직방향으로 설치된 구동축(20)에 다수의 발열디스크(21)가 결합 구성된 펌프본
체(10)와, 상기 구동축(20)에 동력을 전달하기 위해 상부에 연결 구성되며 내부에는 고정자(31)와 회전자(32)의
구성을 이루는 구동모터(30)와, 상기 펌프본체(10)를 감싸는 형태로 구성된 온수파이프(40)를 포함하는 구성을
이루는 수직형 발열펌프에 있어서, 상기 구동모터(30)에는 입수구(33')를 통해 유입된 물이 내부에서 열교환을
통해 가열되어지는 온수저장부(33)가 구성되고, 상기 온수저장부(33)에서 가열된 온수는 온수안내관(34)을 통해
하부의 온수파이프(40) 측으로 전달되어지는 것을 특징으로 한다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1731418
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명 세 서
청구범위
청구항 1
수직방향으로 설치된 구동축(20)에 다수의 발열디스크(21)가 결합 구성된 펌프본체(10)와, 상기 구동축(20)에
동력을 전달하기 위해 상부에 연결 구성되며 내부에는 고정자(31)와 회전자(32)의 구성을 이루는 구동모터(30)
와, 상기 펌프본체(10)를 감싸는 형태로 구성된 온수파이프(40)를 포함하는 구성을 이루는 수직형 발열펌프에
있어서,
상기 구동모터(30)에는 입수구(33')를 통해 유입된 물이 내부에서 열교환을 통해 가열되어지는 온수저장부(33)
가 구성되고, 상기 온수저장부(33)에서 가열된 온수는 온수안내관(34)을 통해 하부의 온수파이프(40) 측으로 전
달되어지며;
상기 온수저장부(33)는 회전자(32)를 감싸는 형태로 외측에 구성되고;
상기 구동모터(30)에는 고정자(31)와 회전자(32) 상호 간에 일정 이격간격을 이루는 발열 공간부(35)가 형성되
고, 상기 구동모터(30) 상부에는 발열 공간부(35)에서 발생되는 열을 강제 이동시키기 위한 송풍팬(50)이 구성
되며, 상기 구동모터(30) 하부에는 상기 발열 공간부(35)로 부터 이송되는 고온의 열풍을 온수파이프(40)측으로
안내하기 위한 열풍안내관(60)이 연결 구성되며;
상기 펌프본체(10) 외측에는 온수파이프(40)의 외부 노출을 방지함과 함께 열풍안내관(60)을 통해 공급된 고열
의 손실을 방지하기 위한 단열공간부(11)가 온수파이프(40)를 감싸는 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 에너지
효율이 개선된 발열펌프.
청구항 2
삭제
청구항 3
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청구항 4
삭제
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 발열펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터축에 다수의 발열디스크가 구성되어 고속회전에 따[0001]
른 내부 발열이 이루어지는 발열펌프의 에너지 효율을 개선하기 위한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로, 발열펌프는 보일러에 연결되어 입수된 물을 고온으로 가열하여 공급하는 기능을 수행하기 위한 것[0002]
이다.
이러한 발열펌프의 종래 일 예로서, 특허출원 제2013-793227호에서는 구동축이 수직으로 설치되는 수직형 원심[0003]
발열펌프에 관련된 기술이 개시된 바 있다.
즉, 상기한 종래 기술에서는 구동축에 다수의 발열디스크가 구성됨으로써 모터구동에 의해 발열디스크가 고속으[0004]
로 회전되는 과정에서 물분자와 마찰력에 의해 발열이 이루어지게 된다.
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한편, 상기한 종래 기술에서는 발열펌프 상부에 구동모터가 장착되어지게 되는데, 이러한 구동모터는 모터 구동[0005]
시 내부에서 발생되는 열을 강제로 식혀주기 위해 모터 일측에 냉각팬이 설치되어지게 된다.
그러나, 종래 기술에서는 냉각팬 구동에 따른 에너지손실이 발생되어지며, 모터에서 발생되는 열을 효율적으로[0006]
활용하지 못하는 문제점이 있었다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 모터에 설치되는 냉각팬을 송풍팬[0007]
으로 대체함과 함께 모터 구동시 발생 되는 열을 온수가열에 활용하도록 함으로써 에너지효율이 극대화되어질
수 있도록 하는데 목적이 있다.
과제의 해결 수단
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 수직방향으로 설치된 구동축에 다수의 발열디스크가 결합 구성된 펌프본체[0008]
와, 상기 구동축에 동력을 전달하기 위해 상부에 연결 구성되며 내부에는 고정자와 회전자의 구성을 이루는 구
동모터와, 상기 펌프본체를 감싸는 형태로 구성된 온수파이프를 포함하는 구성을 이루는 수직형 발열펌프에 있
어서, 상기 구동모터에는 고정자와 회전자 상호 간에 일정 이격 간격을 이루는 발열 공간부가 형성되고; 상기
구동모터 상부에는 발열 공간부에서 발생되는 열을 강제 이동시키기 위한 송풍팬이 구성되며; 상기 구동모터 하
부에는 상기 발열 공간부로부터 이송되는 고온의 열을 온수파이프측으로 안내하기 위한 열풍안내관이 연결 구성
된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동모터에는 입수구를 통해 입수된 물이 내부에서 열교환을 통해 가열되어지는 온수저장부가 회전[0009]
자의 외측에 구성되고, 상기 온수저장부에서 가열된 온수는 온수안내관을 통해 하부의 온수파이프 측으로 전달
되어지는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
이러한 본 발명은, 발열펌프의 동작 시 구동모터가 구동되는 과정에서 발생되는 내부열을 온수예열에 활용함으[0010]
로써 발열펌프의 에너지효율을 극대화할 수 있는 효과를 나타낸다.
특히, 기존의 모터에 장착된 냉각팬 대신 열풍을 공급할 수 있는 송풍팬을 구동모터 일측에 장착함으로써 모터[0011]
내부에서 발생 되는 고열을 펌프 본체측으로 전달하여 온수파이프의 예열에 활용이 가능한 이점을 나타낸다.
또한, 기존 냉각팬에 비해 소음이 상대적으로 적은 송풍팬이 본 발명의 구동모터에 사용되므로 소음을 저감시[0012]
킬 수 있게 되고, 동력모터전력 37.5KW 기준으로 전력 소모량 역시 냉각팬 사용시 약 1200W 였던 것을, 송풍팬
을 사용함으로써 55W로 절감시키는 효과를 나타내게 된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열펌프 단면 구조도.[0013]
도 2는 본 발명 발열펌프의 펌프본체부 상세도.
도 3은 도 1의 A부 확대도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.[0014]
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 발열펌프의 구성을 살펴보면, 펌프본체(10) 내부에는 구동축(20)을[0015]
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통해 회전력을 전달받아 고속 회전이 이루어지게 되는 다수의 발열디스크(21)가 일체로 구성된 구조를 이루며,
구동축(20) 상부에는 동력을 전달하기 위해 내부에 고정자(31)와 회전자(32) 구성을 이루는 구동모터(30)가 구
성되고, 상기 펌프본체(10)에는 외부를 감싸는 형태의 온수파이프(40)가 구성된 것을 확인할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 구동모터(30)에 입수구(33')를 통해 유입된 물이 내부에서 열교환을 통해 가열되어지는 온[0016]
수저장부(33)가 구성되고, 상기 온수저장부(33)에서 가열된 온수는 온수안내관(34)을 통해 하부의 온수파이프
(40) 측으로 전달되어지는 구조를 이루도록 하였다.
또한, 구동모터(30)에는 고정자(31)와 회전자(32) 상호 간에 일정 이격간격을 이루는 발열 공간부(35)가 형성되[0017]
고, 상기 구동모터(30) 상부에는 발열 공간부(35)에서 발생되는 열을 강제 이동시키기 위한 송풍팬(50)이 구성
되며, 상기 구동모터(30) 하부에는 상기 발열 공간부(35)로 부터 이송되는 고온의 열을 온수파이프(40)측으로
안내하기 위한 열풍안내관(60)이 연결되었다.
그리고, 펌프본체(10) 외측에는 온수파이프(40)의 외부 노출을 방지함과 함께 열풍안내관(60)을 통해 공급된 고[0018]
열의 손실을 방지하기 위한 단열공간부(11)가 온수파이프(40)를 감싸는 형태로 형성된다.
도면 중 미설명 부호 12는 하부커버이고, 13은 단열공간부(11) 형성을 위한 단열커버이며,14는 가열된 온수를[0019]
외부로 공급하기 위한 출수관을 각각 나타낸다.
이와 같은 구조를 이루는 본 발명 발열펌프의 구동에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.[0020]
먼저, 입수구(33')를 통해 유입된 물이 온수저장부(33)에 저장된 상태에서 구동모터(30)가 동작되어지게 되면,[0021]
온수저장부(33)에 저장된 물은 구동모터(30)의 동작과정에서 발생 되는 열에 의해 1차 예열이 이루어진 후 온수
안내관(34)을 통해 하부의 펌프본체(10)를 감싸고 있는 온수파이프(40)측으로 이동되어지게 된다.
이때, 펌프본체(10)에서는 구동축(20) 하부에 구성된 발열디스크(21)가 고속으로 회전되어짐에 따라 펌프본체[0022]
(10) 내부에 채워져 있는 물분자들과 충돌되어짐으로서 열이 발생되어지는 발열현상이 나타나게 되고, 이로 인
해 저온의 물이 점차 가열되어지면서 고온의 온수로 바뀌어지게 된다.
그리고, 이러한 발열과정에서 발생되는 열이 펌프본체(10)를 감싸고 있는 온수파이프(40)에 전달되어짐으로서 2[0023]
차 예열작용이 이루어지게 되며, 이와 같이 예열이 이루어진 온수는 펌프본체(10) 내로 유입된 후 발열디스크
(21)에 의해 더욱 가온된 후 출수관(14)을 통해 출수되어 가정이나 축사 등 별도의 난방용 온수 사용처로 공급
되어지게 된다.
한편, 이러한 동작 과정에서 단열공간부(11)측에는 고온의 열풍이 공급됨으로써 온수파이프(40)를 이동하는 온[0024]
수에 대한 예열효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 구동모터(30)의 동작과정에서 내부의 발열 공간부(35)에서 열이 발생되어지게 되는데, 이때 송풍팬(50)이[0025]
가동되어 발열 공간부(35)로 강제 송풍이 이루어짐으로서 열풍이 열풍안내관(60)을 통해 단열공간부(11)측으로
전달되어지게 된다.
따라서, 단열공간부(11)에서 온수파이프(40)와의 열교환 작용이 이루어지게 됨으로서 온수파이프(40)를 경유하[0026]
는 온수의 예열 효율을 증대시킴과 함께, 이러한 단열공간부(11)가 펌프본체(10)를 감싸며 구비됨으로써 펌프본
체(10)의 열손실을 방지하는 효과를 나타내게 된다.
그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 발열펌프 구조가 당업자에 의해[0027]
다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되[0028]
며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
부호의 설명
10 : 펌프본체 11 : 단열공간부[0029]
12 : 하부커버 13 : 단열커버
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20 : 구동축 21 : 발열디스크
30 : 구동모터 31 : 고정자
32 : 회전자 33 : 온수저장부
34 : 온수안내관 35 : 발열 공간부
40 : 온수파이프 50 : 송풍팬
60 : 열풍안내관
도면
도면1
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도면2
도면3
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