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KR102379089B1 - Vuilleumier heat pump using gas spring - Google Patents

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KR102379089B1
KR102379089B1 KR1020150142890A KR20150142890A KR102379089B1 KR 102379089 B1 KR102379089 B1 KR 102379089B1 KR 1020150142890 A KR1020150142890 A KR 1020150142890A KR 20150142890 A KR20150142890 A KR 20150142890A KR 102379089 B1 KR102379089 B1 KR 102379089B1
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piston
heat pump
heat
gas
gas spring
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이상룡
김만회
이병무
강오현
허근섭
권오병
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 벌마이어 히트 펌프에 관한 것으로, 스프링 상수값(K)이 일정한 코일 스프링 대신에 피스톤의 운동 조건에 따라 K값을 가변시킬 수 있는 가스 스프링을 구성함으로써 피스톤의 운동 조건에 따른 다양한 제어가 가능하여 히트 펌프의 성능을 향상시킬 수 있다.To a Vermeier heat pump according to the present invention, various control according to the motion conditions of the piston by configuring a gas spring capable of varying the K value according to the motion condition of the piston instead of a coil spring having a constant spring constant value (K) It is possible to improve the performance of the heat pump.

Description

가스 스프링을 이용한 벌마이어 히트 펌프{Vuilleumier heat pump using gas spring}Vuilleumier heat pump using gas spring

본 발명은 히트 펌프에 관한 것으로서, 특히 벌마이어 히트 펌프( Vuilleumier Heat Pump)에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump, and more particularly to a Vuilleumier heat pump.

기본적인 히트펌프 시스템은 외기, 저온수, 우물물 등의 저온 열원으로부터 열을 흡수하여 따뜻한 실내공기, 온수 등의 고온 열원을 만들어 열이 필요한 곳에서 열을 방출하는 장치이다.A basic heat pump system is a device that absorbs heat from a low-temperature heat source such as outside air, low-temperature water, or well water, creates a high-temperature heat source such as warm indoor air or hot water, and releases heat where heat is needed.

저온부에서 고온부로 열을 이동시키기 위해서는 구동에너지가 필요하다.In order to move heat from the low temperature part to the high temperature part, driving energy is required.

열원측(히트펌프에서 열을 받는 부분)과 히트펌프에서 열을 방출하는 부분의 열 교환매체에 따라서 공기 대 공기, 공기 대 물, 물 대 공기 및 물 대 물 방식으로 구분하는 것이 보통이다.It is common to classify air-to-air, air-to-water, water-to-air and water-to-water methods according to the heat exchange medium of the heat source side (the part that receives heat from the heat pump) and the part that emits heat from the heat pump.

유럽 및 북미 등지에 많이 보급되어 있는 지열이용 히트펌프시스템에서는 지열이 중요한 열원으로 이용되고 있으므로, 지열 대 물 또는 지열 대 공기의 방식도 생각할 수 있다.In geothermal heat pump systems widely used in Europe and North America, geothermal heat is used as an important heat source, so geothermal-to-water or geothermal-to-air methods can also be considered.

전기 에너지 이외에도 열에너지를 이용한 구동을 들 수 있는데 증기, 고온수, 연소가스 등을 이용하는 흡수식 히트펌프가 대표적인 예이다. 연료를 직접 연소시키는 엔진을 이용하여 동력을 얻고, 이를 냉매의 압축을 위한 압축기의 구동에 이용하는 방식도 있는데, 가스를 연소시키는 엔진을 이용하여 히트펌프를 작동시키는 시스템이 많이 보급되어 있다.In addition to electric energy, there is an example of driving using thermal energy, and an absorption type heat pump using steam, high temperature water, combustion gas, etc. is a representative example. There is also a method of obtaining power by using an engine that directly burns fuel and using it to drive a compressor for compression of a refrigerant. There are many systems that use an engine that burns gas to operate a heat pump.

열원으로 구동되는 엔진을 이용하는 스터링 엔진 구동히트펌프 및 VM(Vuilleumier)사이클 히트펌프도 널리 연구되어, 실용화가 시작되고 있다.A Stirling engine driven heat pump and a VM (Vuilleumier) cycle heat pump using an engine driven by a heat source have also been widely studied, and commercialization is starting.

히트펌프시스템의 가장 큰 특징은 구동에 필요한 에너지보다 더 많은 양의 에너지를 열에너지의 형태로 공급할 수 있다는 것이다. 이러한 점이 히트펌프를 사용할 때, 에너지를 합리적으로 이용하게 만드는 점이다.The biggest feature of the heat pump system is that it can supply more energy in the form of heat energy than the energy required for driving. This point makes it possible to use energy rationally when using a heat pump.

히트펌프의 구동에 필요한 입력에너지에 대하여, 히트펌프가 공급한 출력 열에너지의 크기의 비를 성능계수(COP, Coefficient of Performance)라고 부르며, 대부분의 경우 1보다 큰 값을 갖는다.The ratio of the magnitude of the output heat energy supplied by the heat pump to the input energy required for driving the heat pump is called a coefficient of performance (COP), and in most cases has a value greater than 1.

전기에너지로 구동되는 증기 압축식 히트펌프의 기본적인 사이클은 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기로 구성된다. 저온, 저압의 기상 냉매를 압축하여 대기(또는 실내공기)의 온도보다 높은 온도의 고압 기체로 만들면, 대기(또는 실내공기)로 열을 방출할 수 있으며, 이때 방열되는 열에너지를 이용하는 것이 히트펌프의 기본 개념이다.The basic cycle of a vapor compression heat pump driven by electric energy consists of a compressor, a condenser, an expansion device and an evaporator. When a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant is compressed into a high-pressure gas with a temperature higher than that of the atmosphere (or indoor air), heat can be released to the atmosphere (or indoor air). It's a basic concept.

이와 같은 열의 방출은 응축기에서 일어나며, 동시에 작동유체인 냉매는 냉각되어 고압상태의 액체가 된다. 이를 팽창밸브 또는 모세관 등의 팽창장치를 이용하여 압력을 떨어뜨리면, 냉매의 온도는 급격히 하강하게 되고, 이 때 저온, 저압인 포화상태의 냉매가 된다. 저온 상태의 냉매는 외부로부터 열을 흡수할 수 있으므로 증발기를 이용하여 대기(또는 열원)로부터 열을 흡수하면 저온, 저압의 기체가 되며, 이를 다시 압축기로 보내면 결과적으로 증발기에서 흡수한 열을 응축기에서 방열하는 히트펌프 사이클을 이루게 된다.The heat dissipation occurs in the condenser, and at the same time, the refrigerant, which is the working fluid, is cooled and becomes a high-pressure liquid. When the pressure is lowered by using an expansion device such as an expansion valve or a capillary tube, the temperature of the refrigerant drops rapidly, and at this time, it becomes a low-temperature, low-pressure, saturated refrigerant. Since a refrigerant in a low-temperature state can absorb heat from the outside, when it absorbs heat from the atmosphere (or heat source) using an evaporator, it becomes a low-temperature, low-pressure gas. A heat pump cycle that radiates heat is achieved.

히트펌프와 냉동기는 동일한 사이클이므로 난방 및 냉방용으로 작동시킬 수 있으며, 이는 압축한 기상냉매를 실내로 먼저 보낼 때에는 히트펌프로, 실외로 먼저 보낼 때에는 냉동기(가스컨)로 작동시킬 수 있다.Since the heat pump and the refrigerator have the same cycle, they can be operated for heating and cooling. This can be operated as a heat pump when the compressed gaseous refrigerant is first sent indoors, and a refrigerator (gas conditioner) when it is sent outdoors first.

히트펌프는 열을 운반하는 냉매(프레온 가스)가 주입되어 있다. 냉매는 증발기에서 외부로 부터의 열을 흡수(열원)하면서 증발(액체->기체)하고 저온저압의 가스상태가 되어 압축기로 흡입된다. 압축기에서는 냉매가 압축되면서 고온고압 상태가 되어 응축기로 전달되며, 응축기에서는 열을 방출(온풍, 온수로 이용)하면서 냉매는 액화된다. 고압 액화된 냉매는 팽창변에서 감압되고, 저압저온 액화상태의 냉매는 증발기로 들어간다.The heat pump is injected with a refrigerant (Freon gas) that transports heat. The refrigerant evaporates (liquid -> gas) while absorbing heat from the outside (heat source) in the evaporator and becomes a low-temperature and low-pressure gas and is sucked into the compressor. As the refrigerant is compressed in the compressor, it becomes a high-temperature and high-pressure state and is transferred to the condenser, and the condenser releases heat (used as warm air or hot water) and the refrigerant is liquefied. The high-pressure liquefied refrigerant is decompressed at the expansion valve, and the low-pressure and low-temperature liquefied refrigerant enters the evaporator.

히트펌프는 이러한 사이클을 반복하면서 저온의 열을 회수하고 압축기 동력을 부가하여 필요한 고온의 열을 발생시킨다. 결국 히트펌프는 열을 만드는 장치가 아니라 운반하는 기능을 가지고 있으며, 히트펌프란 명칭도 저온의 열을 마치 펌프처럼 고온의 열로 끌어올리는 장치라는 개념적인 의미로 명명되었다. 이 히트펌프는 일반적인 냉동기와 비교하여 설명하면 다음과 같다. 냉동기는 히트펌프와 동일한 사이클로 운전하지만, 증발기에서 열을 흡수하는 과정에서 냉열(냉풍, 냉수로 이용)을 발생시켜 냉방에 이용하고, 응축기에서 발생되는 열은 외부에 방열(가스콘의 실외기, 냉동기의 냉각탑)시키는 원리로 운전된다. 물론 히트펌프도 증발기와 응축기측의 온열 및 냉열 이용방향을 바꾸면 냉동기와 같은 기능을 가지므로, 히트펌프 1대로 냉방과 난방(급탕)이 동시에 가능하다.The heat pump recovers low-temperature heat while repeating this cycle, and generates necessary high-temperature heat by adding power to the compressor. After all, the heat pump has a function of transporting heat, not a device that produces heat, and the name of the heat pump was named with a conceptual meaning as a device that raises low-temperature heat into high-temperature heat like a pump. This heat pump is described in comparison with a general refrigerator as follows. The refrigerator operates in the same cycle as the heat pump, but in the process of absorbing heat from the evaporator, it generates cooling heat (using cold air and cold water) and uses it for cooling. of the cooling tower). Of course, since the heat pump has the same function as a refrigerator if the direction of use of warm and cold heat on the evaporator and condenser sides is changed, cooling and heating (hot water supply) can be performed simultaneously with one heat pump.

Vuilleumier Heat Pump는 stirling 기관의 원리는 스털링 사이클을 따르게 되어 있다. 스털링 사이클의 P-V 선도는 다음과 같다.The principle of the Vuilleumier Heat Pump stirling engine is to follow the Stirling cycle. The P-V diagram of the Stirling cycle is:

도 1은 이상적인 스털링 사이클을 나타내고 있는 P-V 선도이다. 그러나 현실의 스털링 기관의 P-V 선도는 도 2 및 도 3과 같이 나타난다.1 is a P-V diagram showing an ideal Stirling cycle. However, the P-V diagram of the Stirling engine in reality is shown in FIGS. 2 and 3 .

이상적인 스털링 사이클에 가까운 효율 성능을 내도록 하려면 이상적인 스털링 사이클 P-V 선도에서 보이는 것과 같이 2->3, 4->1 구간에서 등적 (V-Constant) 압력 변화에 대응하도록 히트펌프 기능의 설계가 필요하다.In order to achieve efficiency performance close to the ideal Stirling cycle, as shown in the ideal Stirling cycle P-V diagram, it is necessary to design the heat pump function to respond to the V-Constant pressure change in the 2->3 and 4->1 sections.

이러한 기능을 위해서는 히트 펌프 내부의 작동 유체의 유동을 담당하는 피스톤 구조의 개선이 필요하다.For this function, it is necessary to improve the structure of the piston responsible for the flow of the working fluid inside the heat pump.

스털링 기관은 도 4에서와 같이 2개의 피스톤을 크랭크로 연결하여 고온부의 작동에 따라서 저온부의 피스톤이 일정한 위상차를 두고 동작하게 된다. 따라서 도 5에서와 같은 사인파 형태의 피스톤 작동 곡선이 나타나게 된다. In the Stirling engine, two pistons are connected with a crank as shown in FIG. 4, so that the piston of the low temperature part operates with a constant phase difference according to the operation of the high temperature part. Accordingly, a sine wave-shaped piston operation curve as shown in FIG. 5 appears.

도 6에서와 같은 구조를 가지는 Vuilleumier 히트 펌프가 제시되었으나, 히트펌프의 구조물의 평면적인 부피를 줄일 수는 있지만, 이 또한 열기관의 힘으로 자체 구동 하기 위하여 디스플레이서(피스톤)의 위상을 크랭크로 고정하기 때문에 디스플레이서의 변위가 최대 체적을 가질 수 있는 상태가 되지 못하며, 고온 열원으로부터 열을 받는 시간과 히트 펌프의 흡열 시간을 조절할 수 없다.Although the Vuilleumier heat pump having the same structure as in FIG. 6 has been proposed, the planar volume of the structure of the heat pump can be reduced. Therefore, the displacement of the displacer cannot be in a state where it can have the maximum volume, and the time to receive heat from the high-temperature heat source and the time to absorb heat of the heat pump cannot be adjusted.

따라서, 스털링 사이클의 이상적인 P-V 선도를 추종하게 하기 위해서는 피스톤이 개별로 작동하면서 피스톤 위상에 변화를 줄 필요가 있다. 피스톤의 움직임을 조정하면 피스톤 동작 속도와 체적 유지시간이 변화하고, 이에 따라 열전달 시간과 상태변화 경로가 변화하기 때문에 상태변화 경향의 변화가 발생하여, 상하의 피스톤을 개별적으로 동작할 수 있도록 하고, 피스톤의 위치와 동작 속도를 적절하게 제어할 수 있도록 하면, 히트 펌프의 효율을 유의적으로 변화시킬 수 있다.Therefore, in order to follow the ideal P-V diagram of the Stirling cycle, it is necessary to change the piston phase as the pistons operate individually. When the movement of the piston is adjusted, the piston operation speed and volume retention time change, and accordingly, the heat transfer time and the state change path change, so a change in the state change tendency occurs. By allowing proper control of the position and operating speed of the heat pump, the efficiency of the heat pump can be significantly changed.

Vuilleumier Heat Pump는 stirling 기관의 압축과정을 열역학적 압축과정으로 대체한 기관이다. 그러므로 Vuilleumier Heat Pump는 strling 기관과 같은 큰 동력을 얻을 수 없는 반면 냉난방기로의 성능이 높아서 동력기관이 아닌 냉난방기로 주로 사용된다. Vuilleumier Heat Pump는 스털링 기관의 P-V 선도에서 2->3, 4->1 구간을 이상적인 카르노 열펌프 사이클의 경로에 근접하도록 히트펌프의 기능의 설계가 필요하다.The Vuilleumier Heat Pump is an engine that replaces the compression process of the stirling engine with a thermodynamic compression process. Therefore, the Vuilleumier Heat Pump cannot obtain the same large power as the strling engine, but it is mainly used as a heating and cooling unit rather than a power engine because of its high performance as a heating and cooling unit. The Vuilleumier Heat Pump needs to design the function of the heat pump to approximate the path of the ideal Carnot heat pump cycle in the sections 2->3 and 4->1 in the P-V diagram of the Stirling engine.

이상 설명한 배경기술의 내용은 이 건 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The content of the background art described above is technical information that the inventor of this application had for the purpose of derivation of the present invention or acquired in the process of derivation of the present invention, and it is necessarily a known technique disclosed to the general public prior to the filing of the present invention. can't

US 2015/0075209A1US 2015/0075209A1

본 발명은 상기한 요구를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 개별적으로 동작할 수 있는 피스톤 기구를 가지는 Vuilleumier 히트펌프에 대해서 단방향 동작 액츄에이터의 복원을 위한 스프링 구조를 가스 스프링 장치로 구성함으로써 액츄에이터 제어성능 향상, 제어 속도 및 위치 제어 정밀도 향상을 실현할 수 있는 가스 스프링을 이용한 벌마이어 히트 펌프를 제공하는데 있다.The present invention has been devised to solve the above needs, and with respect to a Vuilleumier heat pump having a piston mechanism that can be individually operated, a spring structure for restoring a unidirectional actuator is configured as a gas spring device, thereby improving actuator control performance, An object of the present invention is to provide a Vermeier heat pump using a gas spring that can improve control speed and position control precision.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 가스 스프링을 이용한 벌마이어 히트 펌프는, 개별적으로 동작할 수 있는 피스톤 기구를 가지는 벌마이어 히트펌프에 있어서, 피스톤이 왕복운동하는 하우징 내에 상기 피스톤의 로드가 이동하는 공간에 가스 챔버를 구성하고, 상기 가스 챔버를 통해 상기 피스톤에 제공되는 가스 스프링의 탄성력을 가변시킬 수 있도록 상기 피스톤의 왕복 운동 상태에 따라 가스 챔버의 내부 압력을 변화시킬 수 있게 구성된 것을 특징으로 한다.In the Bulmier heat pump using a gas spring according to the present invention for realizing the above object, the Bulmier heat pump having a piston mechanism that can be operated individually, the rod of the piston in the housing in which the piston reciprocates is A gas chamber is configured in the moving space, and the internal pressure of the gas chamber can be changed according to the reciprocating motion state of the piston so as to vary the elastic force of the gas spring provided to the piston through the gas chamber. do it with

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above will be described more specifically and clearly through examples such as 'specific contents for the implementation of the invention' or the attached 'drawings' to be described below, at this time In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.

본 발명에 따른 가스 스프링을 이용한 벌마이어 히트 펌프는, 스프링 상수값(K)이 일정한 코일 스프링 대신에 피스톤의 운동 조건에 따라 K값을 가변시킬 수 있는 가스 스프링이 구성되기 때문에 피스톤의 운동 조건에 따른 다양한 제어가 가능하여 히트 펌프의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the Burlmier heat pump using a gas spring according to the present invention, instead of a coil spring having a constant spring constant value (K), a gas spring capable of varying the K value according to the motion condition of the piston is configured. There is an effect that can improve the performance of the heat pump by allowing various control according to this.

도 1 내지 도 6은 본 발명을 도출하기 위한 참고도들이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 가스 스프링을 이용한 벌마이어 히트 펌프를 설명하기 위한 도면들이다.
1 to 6 are reference views for deriving the present invention.
7 to 9 are views for explaining a Vermeier heat pump using a gas spring according to the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명을 설명한다.The present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9 .

하우징 내에 상하 이동하는 피스톤이 구성된다.A piston that moves up and down is configured in the housing.

하우징은 그 내부가 피스톤을 중심으로 두 개의 챔버 영역(예를 들면, 고온챔버와 저온챔버)으로 나누어진다.The housing is divided into two chamber regions (eg, a high-temperature chamber and a low-temperature chamber) with the interior of the piston as the center.

피스톤은 영구자석A와 전자코일A의 상호 작용을 통해 상하로 이동한다.The piston moves up and down through the interaction of permanent magnet A and electromagnetic coil A.

이 피스톤과 연결된 피스톤 로드가 이동하는 공간에는 피스톤의 상하 이동시에 가스 스프링이 작용을 하는 가스 챔버(A)가 구성된다.A gas chamber (A) in which a gas spring acts when the piston moves up and down is configured in a space in which the piston rod connected to the piston moves.

가스 챔버는 가스 스프링의 탄성력(K)을 변화시키는 가스 액츄에이터가 구비된다. 가스 액츄에이터는 다이어프램 방식으로 내부 체적을 변화시킴으로써 c와 b의 공간을 통해 가스 챔버(A)에서 구현되는 스프링 상수(K)를 변화시키도록 구성된다.The gas chamber is provided with a gas actuator that changes the elastic force (K) of the gas spring. The gas actuator is configured to change the spring constant K implemented in the gas chamber A through the spaces c and b by changing the internal volume in a diaphragm manner.

다이어프램을 작동하는 방식은 영구자석B와 전자코일B를 이용한 전자석 액츄에이터를 이용할 수 있다. 또한 공유압식, 리니어 모터 등을 이용하여 구성하는 것도 가능하다.The method of operating the diaphragm can use an electromagnet actuator using a permanent magnet B and an electromagnetic coil B. It is also possible to configure using a hydraulic pressure type, a linear motor, or the like.

따라서, 영구자석A와 전자코일A에 의해 피스톤이 상하로 이동할 때 영구자석B와 전자코일B를 이용하여 다이어프램의 위치를 적절하게 변경함으로써 피스톤의 이동 속도 등을 제어하여, 히트 펌프 제어의 필요에 따라 다양한 제어가 가능하게 된다.Therefore, when the piston moves up and down by the permanent magnet A and the electromagnetic coil A, the movement speed of the piston is controlled by appropriately changing the position of the diaphragm using the permanent magnet B and the electromagnetic coil B, thereby meeting the need for heat pump control. Various controls are possible accordingly.

예를 들면, 피스톤이 상승할 때 다이어프램을 전진시키게 되면 피스톤이 상승하는데 필요한 힘을 일정 정도 배가(반력 높임)하게 되고, 피스톤이 하강할 때 다이어프램을 후진시키면 역시 피스톤이 하강하는 힘을 일정 정도 배가하게 된다.For example, if the diaphragm is advanced when the piston rises, the force required for the piston to rise is doubled (increasing the reaction force) to a certain extent. will do

이와 같은 방식으로 피스톤에 제공되는 가스 스프링의 탄성력을 제어하게 되면, 히트 펌프의 제어성능, 제어 속도 및 위치 제어 정밀도 등을 향상시킬 수 있게 된다.When the elastic force of the gas spring provided to the piston is controlled in this way, the control performance, control speed, and position control precision of the heat pump can be improved.

이러한 구조를 이용하면 피스톤의 동작을 도 8의 그래프와 같이 동작시킬 수 있다.Using this structure, the operation of the piston can be operated as shown in the graph of FIG. 8 .

또한 곡선을 그리던 피스톤의 위상변화를 도 9에서와 같이 사각파에 가깝게 만들어 줌으로서 종래 크랭크를 통해 동시에 동작하여 체적변화를 일으키며 진행되던 P-V선도를 체적변화 없이 등적 조건에서 압력변화를 줄 수 있어 기관의 효율을 높여줄 수 있게 된다.In addition, by making the phase change of the piston drawing a curve close to a square wave as shown in FIG. 9, it is possible to give a pressure change in an equal condition without changing the volume of the PV diagram, which was operated simultaneously through the conventional crank to cause a volume change. can increase the efficiency of

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, although the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and detailed description of the invention, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. possible. Accordingly, the technical protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

Claims (1)

개별적으로 동작할 수 있는 피스톤 기구를 가지는 벌마이어 히트펌프에 있어서,
제1 영구자석과 제1 전자코일의 상호 작용을 통해 수직방향에서 상하로 이동하는 피스톤;
그 내부가 상기 피스톤을 중심으로 고온 챔버와 저온 챔버의 두 개의 챔버 영역으로 나누어지는 하우징;
상기 하우징 내에 상하 왕복 운동하는 상기 피스톤과 상기 피스톤과 연결된 피스톤 로드가 이동하는 공간에 상기 피스톤의 상하 이동시에 가스 스프링이 작용을 하는 가스 챔버; 및
제2 영구자석과 제2 전자코일의 상호 작용을 통해 수평방향에서 이동하는 다이어프램의 위치를 변경하여 상기 가스 스프링의 탄성력을 제어하는 가스 액츄에이터;를 포함하고,
상기 가스 액츄에이터는 상기 피스톤이 상승할 때 상기 다이어프램을 전진시키고, 상기 피스톤이 하강할 때 상기 다이어프램을 후진시켜 상기 피스톤에 제공되는 가스 스프링의 탄성력을 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링을 이용한 벌마이어 히트 펌프.
In the Vulmeier heat pump having an individually operable piston mechanism,
a piston moving up and down in the vertical direction through the interaction between the first permanent magnet and the first electromagnetic coil;
a housing whose interior is divided into two chamber regions, a high-temperature chamber and a low-temperature chamber, based on the piston;
a gas chamber in which a gas spring acts in a space in which the piston reciprocating up and down in the housing and a piston rod connected to the piston move when the piston moves up and down; and
A gas actuator for controlling the elastic force of the gas spring by changing the position of the diaphragm moving in the horizontal direction through the interaction between the second permanent magnet and the second electromagnetic coil;
The gas actuator advances the diaphragm when the piston rises, and moves the diaphragm backward when the piston descends to control the elastic force of the gas spring provided to the piston. Pump.
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