왁스 모터

왁스 모터는 왁스가 녹고 굳을 때의 부피 변화를 이용해 열에너지를 직선 운동으로 바꾸는 장치로, 왁스는 녹을 때 보통 5~20% 팽창함 밀폐된 왁스가 가열되면 플런저를 밀어내고, 냉각되어 수축하면 스프링이나 추의 힘으로 플런저가 복귀하는 구조임 용도에 따라 전자기 솔레노이드보다 유리할 수 있으며, 약 4,000N의 큰 힘을 내고 작동과 해제가 부드럽게 이루어짐 왁스의 융점을 작동 온도 범위에 맞추면 주변 열만으로 작동할 수 있으며, 열원과 함께 배치하면 별도 외부 전원이 필요 없음 온도 제어 밸브, 세탁기 도어 잠금장치, 식기세척기 세제 투입구, 온실 환기창 등에 쓰이며, MEMS 기술로 제작하는 소형 파라핀 구동기도 있음 상변화를 이용한 직선 구동 왁스 모터는 왁스의 상변화를 이용해 열에너지를 기계에너지로 변환하는 선형 구동기임 왁스는 녹을 때 보통 부피가 5~20% 증가함 고도로 정제된 탄화수소부터 식물에서 추출한 왁스까지 다양한 재료를 사용할 수 있음 직쇄형 n-알케인 계열의 파라핀 왁스가 대표적이며, 명확하고 좁은 온도 범위에서 녹고 굳음 구성과 작동 과정 기본 구성은 밀폐된 왁스, 열수력학적 힘을 기계적 출력으로 바꾸는 플런저 또는 구동봉, 열원, 방열 수단임 열원으로는 보통 PTC 서미스터를 이용한 전기 가열, 온실 환기창에 쓰이는 태양 복사열, 내연기관의 잉여 열 같은 연소열, 주변 열을 사용할 수 있음 방열 수단으로는 더 차가운 주변 공기로의 대류나 열을 외부로 전달하도록 배치한 펠티에 효과 장치를 사용할 수 있음 열이 공급되면 왁스가 가열되어 팽창하고, 부피 증가로 플런저를 바깥쪽으로 밀어냄 열 공급이 중단되면 왁스가 식고 굳으면서 수축함 플런저를 복귀시키려면 액체 왁스를 밀봉하는 씰의 기계적 저항을 이기는 힘이 보통 필요함 복귀력은 일반적으로 작동력의 20~30% 이며, 외부에 설치한 기계식 스프링이나 중력으로 작용하는 추에서 얻음 전자기 솔레노이드와 비교한 특성 용도에 따라 왁스 팽창으로 약 4,000N의 큰 유압력을 낼 수 있으며, 이는 표준 중력에서 대략 400kg 또는 900lb의 무게에 해당함 작동과 해제가 순간적으로 일어나지 않고 부드럽고 완만하게 진행됨 저항성 부하이므로, 유도성 부하와 달리 TRIAC으로 제어할 때 스너버 회로가 필요 없음 주변 에너지원만 활용하는 수동형(passive) 작동이 가능함 사용할 환경의 작동 온도 범위에 맞는 융점의 왁스를 선택하면, 해당 범위에서 열...