JP7278621B2

JP7278621B2 - エアヒータ

Info

Publication number: JP7278621B2
Application number: JP2020542600A
Authority: JP
Inventors: カン、ホンク
Original assignee: Kang Hong Ku
Current assignee: Kang Hong Ku
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2023-05-22
Anticipated expiration: 2039-10-11
Also published as: CN111567140A; KR20200049586A; JP2021513725A; CN111567140B; KR20220045938A; US11612019B2; KR102441511B1; WO2020091260A1; US20210251048A1; DE112019000353T5

Description

本発明は、エアヒータに関し、より詳細には、異物が発生しないエアヒータに関する。

加熱対象物に熱風を加えて加熱させるエアヒータは、様々な分野で使用されている。従来のエアヒータは、ガラス管内に螺旋状に巻いた熱線を挿入し、ガラス管内に空気を通過させる方式で空気を加熱された。

図１に示されたように、従来の公開実用新案２０－２０１２－０００２０３９は、ステンレスハウジングケース１３０の表面内側に絶縁のための石英ガラス管１４０を挿入し、エア注入口１３１に空気が注入されれば、高温用螺旋状ボビン１１０に取り付けられた長方形螺旋からなる熱線１２０を介して空気が通過しながら空気が加熱される。

しかしながら、加熱に使用されたニクロム線などの熱線は、金属の特性上、パーティクルが落ちて空気に混ざるようになる。したがって、従来のエアヒータを高純度の精製を必要とする半導体、ＬＥＤなどの分野において適用する場合には、異物が混ざり、製品の収率が低下するなどの問題が生じる。

したがって、本技術分野では、異物が発生しないエアヒータが求められている実情である。

特許文献１：公開実用新案第２０－２０１２－０００２０３９号

本発明の技術的課題は、加熱対象物に異物が流入せず、空気を効率的に加熱することができるエアヒータを提供することにある。

本発明の一態様によれば、エアヒータが提供される。前記エアヒータは、外部から供給される電流により加熱されるように備えられた直接発熱部、前記加熱された直接発熱部に物理的に接触することにより供給される伝導熱により加熱され、一側に備えられた流入口に流入する空気が他側に備えられた流出口を介して貫通する間、前記空気を加熱するように備えられた間接発熱部、及び絶縁性物質であって、内側に前記直接発熱部及び前記間接発熱部が配置され得る空間を提供し、一側に外部から前記空気が注入され得るように備えられた空気注入部を備え、他側に前記空気を外部に排出する空気排出口を備えるハウジングを備えて実現される。本発明の他の態様によれば、前記エアヒータは、前記ハウジングと前記間接発熱部との間で、前記ハウジングと間接発熱部とが一定の間隔をおいて固定され得るように支持するフレームをさらに備えて実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記エアヒータは、前記直接発熱部に電源を供給するリード部をさらに備えて実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記直接発熱部は、前記間接発熱部の内部に埋め込まれて実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記直接発熱部は、前記間接発熱部の外側に配置され、前記空気は、前記間接発熱部の内側に形成された空間を通過するように実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記ハウジングと前記間接発熱部との間に空気が流入することを防ぐためのパッキング部をさらに備えて実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記直接発熱部は、前記間接発熱部の内側に配置され、前記空気は、前記ハウジングと前記間接発熱部との外側間を通過するように実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記エアヒータは、前記ハウジングの一端に前記ハウジングと前記間接発熱部との間に空気が流入することを防ぐためのパッキング部をさらに備えて実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記ハウジングは、石英からなって実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記間接発熱部は、非金属性物質で構成される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記間接発熱部は、セラミックからなって実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記直接発熱部は、ニクロムまたはタングステンのうち、いずれか１つからなって実現される。

本発明のさらに他の態様によれば、前記間接発熱部は、円筒形構造で備えられる。

本発明によれば、パーティクルが発生せず、加熱対象物に異物が流入しないエアヒータが提供される。

従来技術に係るエアヒータ構造の一例を示す。

本発明の一実施形態に係るエアヒータの平面図を示す。

図２の実施形態に係るエアヒータの断面図を示す。

本発明の一実施形態に係る直接発熱部のパターン構造を示す。

本発明の他の実施形態に係るエアヒータの平面図を示す。

図５の実施形態に係るエアヒータの断面図を示す。

本発明のさらに他の実施形態に係るエアヒータの平面図を示す。

図７の実施形態に係るエアヒータの断面図を示す。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の相違した形態で実現されることができ、以下において開示される実施形態に限定されない。また、図面において本発明を明確に開示するために、本発明と関係ない部分は省略し、図面において同一であるか、類似した符号は、同一であるか、類似した構成要素を表す。

本発明の目的及び効果は、下記の説明によって自然に理解されるか、より明確になることができ、下記の記載だけで本発明の目的及び効果が制限されるものではない。

本発明の目的、特徴、及び長所は、次の詳細な説明によってさらに明確になるであろう。また、本発明を説明するにあたって、本発明と関連した公知技術についての具体的な説明が、本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。以下、添付された図面を参照して本発明に係る実施形態を詳細に説明する。

図２及び図３は、本発明の一実施形態に係るエアヒータ２００を示す。図２は、前記エアヒータ２００の平面図を示し、図３は、前記エアヒータ２００の断面図を示す。

図２及び図３に示すように、前記エアヒータ２００は、ハウジング２１０、第１の間接発熱部２３０、第２の間接発熱部２５０、直接発熱部２７０、フレーム２９０、リード部２９５を備えて構成される。

ハウジング２１０は、内側に第１及び第２の間接発熱部２３０、２５０及び直接発熱部２７０が配置され得る空間を提供し、一側には、外部から空気が注入され得るように備えられた空気注入部２１１を備え、他側には、前記空気を外部に排出する空気排出口２１５を備える。前記ハウジング２１０は、絶縁性物質からなり、一例として、熱により変形されず、絶縁効果を有する石英材質からなることができる。図２及び図３では、ハウジング２１０は、円筒形からなっているが、三角柱、四角柱など、様々な形態からなることもできる。一方、ハウジング２１０によって加熱対象物に加熱された空気が排出され、前記ハウジング２１０の長さは、第１及び第２の間接発熱部２３０、２５０に比べて長く形成されることが好ましい。

第１の間接発熱部２３０及び第２の間接発熱部２５０は、前記ハウジング２１０の内部に配置され、中空の長い棒状で形成されることができる。前記第１及び第２の間接発熱部２３０、２５０の一側には、外部から空気が注入され得るように備えられた第１及び第２の空気注入口２３１、２５１が備えられる。前記第１及び第２の空気注入口２３１、２５１の位置は、第１及び第２の間接発熱部２３０、２５０で同じ位置に備えられる。一方、第１の間接発熱部２３０の他側には、前記第１及び第２の空気注入口２３１、２５１を介して注入された空気が流出し得る流出口２３５が備えられる。前記第１及び第２の間接発熱部２３０、２５０は、三角柱、四角柱、円柱など、様々な形態からなることができる。また、第１及び第２の間接発熱部２３０、２５０は、非金属性物質で構成され、特に、高温でも変形がなく、熱伝導性の高い非金属性物質で構成されることが好ましい。一例として、摂氏１６００度の高温で焼いて製作されたセラミック材質が使用され得る。直接発熱部２７０は、電気を印加して発熱可能な電熱線または電熱パターンで構成される。一例として、ニクロム線、タングステンなどの金属材質からなることができる。一方、直接発熱部２７０は、様々な形態で構成されることができ、一例として、図４のような電熱パターンの形態で構成されることができる。直接発熱部２７０は、前記第１の間接発熱部２３０の外側を包んで配置され、前記直接発熱部２７０の外側には、再度外側セラミック部２５０が包むように配置される。したがって、前記直接発熱部２７０は、第１の間接発熱部２３０及び第２の間接発熱部２５０の間に埋め込まれる。フレーム２９０は、ハウジング２１０と第２の間接発熱部２５０とが一定の間隔をおいて固定され得るように支持し、リード部２９５は、前記直接発熱部２７０に電源を供給するために、電源供給源と直接発熱部２７０とを電気的に接続する。

本発明の一例によれば、前記第１の間接発熱部２３０内の一端から空気が流入して反対側端に排出されることができる。このとき、空気は、第１の間接発熱部２３０の内側と接触しながら高温で加熱される。空気は、直接発熱部２７０とは接触することなく、第１の間接発熱部２３０により加熱されるので、高温の金属から発生し得る異物が空気に流入しない。このとき、熱効率をより高めるために、第１の間接発熱部２３０は、第２の間接発熱部２５０に比べてより薄い厚みで形成されることができる。

他の一例として、前記第２の間接発熱部２５０及びハウジング２１０の間に形成された空間の一端から空気が流入して反対側端に排出されることができる。このとき、空気は、第２の間接発熱部２５０の外側と接触しながら高温で加熱される。この場合にも、空気は、第２の間接発熱部２５０及びハウジング２１０と接触されるだけであり、直接発熱部２７０とは接触されないため、高温の金属から発生し得る異物が空気に流入しない。このとき、熱効率をより高めるために、第２の間接発熱部２５０は、第１の間接発熱部２３０に比べてより薄い厚みで形成されることができる。

さらに他の一例として、空気は、前記第１の間接発熱部２３０の内部に形成された空間と前記第２の間接発熱部２５０及びハウジング２１０の間に形成された空間とを共に貫通することができる。このときには、空気が第１の間接発熱部２３０の内側及び第２の間接発熱部２５０の外側を介して加熱されて、前記２つの場合に比べて熱効率がより向上することができる。

一方、本実施形態において前記フレーム２９０は、前記ハウジング２１０及び第２の間接発熱部２５０の間の一部空間にのみ形成されて、前記ハウジング２１０及び第２の間接発熱部２５０間を支持する役割だけを行うが、前記ハウジング２１０及び第２の間接発熱部２５０の全体空間を防ぐように形成されて、ハウジング２１０と第２の間接発熱部２５０との間に空気が移動できないようにする蓋の役割を行うこともできる。

前記空気が加熱される速度は、直接発熱部２７０に供給される電力量、空気が第１の間接発熱部２３０及び／又は第２の間接発熱部２５０と接触される面積、空気が第１の間接発熱部２３０及び／又は第２の間接発熱部２５０を通過する速度によって決定される。したがって、前記変数等によって空気の温度を必要に応じて調節することができる。

図５及び図６は、本発明の他の実施形態に係るエアヒータ５００を示す。図５は、前記エアヒータ５００の平面図を示し、図６は、前記エアヒータ５００の断面図を示す。

図５及び図６に示すように、前記エアヒータ５００は、ハウジング５１０、間接発熱部５３０、直接発熱部５７０、フレーム５９０、リード部５９５を備えて構成される。

ハウジング５１０は、内側に間接発熱部５３０及び直接発熱部５７０が配置され得る空間を提供し、一側には、外部から空気が注入され得るように備えられた空気注入部５１１を備え、他側には、前記空気を外部に排出する空気排出口５１５を備える。前記ハウジング５１０は、絶縁性物質からなり、一例として、熱により変形されず、絶縁効果を有する石英材質からなることができる。図５及び図６では、ハウジング５１０は、円筒形からなっているが、三角柱、四角柱など、様々な形態からなることもできる。一方、ハウジング５１０によって加熱対象物に加熱された空気が排出され、前記ハウジング５１０の長さは、間接発熱部５３０に比べて長く形成されることが好ましい。

間接発熱部５３０は、前記ハウジング５１０の内部に配置され、中空の長い棒状で形成されることができる。前記間接発熱部５３０の一側には、外部から空気が注入され得るように備えられた空気注入口５３１が備えられる。一方、間接発熱部５３０の他側には、前記空気注入口５３１を介して注入された空気が流出し得る流出口５３５が備えられる。前記間接発熱部５３０は、三角柱、四角柱、円柱など、様々な形態からなることができる。また、間接発熱部５３０は、非金属性物質で構成され、特に、高温でも変形がなく、熱伝導性の高い非金属性物質で構成されることが好ましい。一例として、摂氏１６００度の高温で焼いて製作されたセラミック材質が使用され得る。直接発熱部５７０は、前記間接発熱部５３０の外側を包むように配置され、電気の印加により発熱可能な電熱線または電熱パターンで構成される。一例として、ニクロム線、タングステンなどの金属材質からなることができる。一方、直接発熱部５７０は、様々な形態で構成されることができ、一例として、図４のような電熱パターンの形態で構成されることができる。直接発熱部５７０は、前記間接発熱部５３０の外側を包むように配置される。フレーム５９０は、ハウジング５１０と間接発熱部５３０とが一定の間隔をおいて固定され得るように支持し、リード部５９５は、前記直接発熱部５７０に電源を供給するために、電源供給源と直接発熱部５７０とを電気的に接続する。

本実施形態では、空気と直接発熱部５７０との摩擦を最小化するために、前記間接発熱部５３０により形成される空間内部の一端から空気が流入して反対側端に排出されることができる。このとき、空気は、間接発熱部５３０の内側面と接触しながら高温で加熱される。空気は、直接発熱部５７０とは摩擦することなく、間接発熱部５３０内部を通過しながら加熱されるので、高温の金属から発生し得る異物が空気に流入することを最小化できる。一方、図面には図示されていないが、ハウジング５１０の一端には、ハウジング５１０と間接発熱部５３０との間に空気が流入することを防ぐためのパッキング部をさらに備えることができる。また、前記フレーム５９０が前記ハウジング５１０と間接発熱部５３０との間で空気の流れを防ぐパッキング部の役割を行うことができる。

図７及び図８は、本発明の他の実施形態に係るエアヒータ７００を示す。図７は、前記エアヒータ７００の平面図を示し、図８は、前記エアヒータ７００の断面図を示す。

図７及び図８に示すように、前記エアヒータ７００は、ハウジング７１０、間接発熱部７３０、直接発熱部７７０、フレーム７９０、リード部７９５を備えて構成される。

ハウジング７１０は、内側に間接発熱部７３０及び直接発熱部７７０が配置され得る空間を提供し、一側には、外部から空気が注入され得るように備えられた空気注入部７１１を備え、他側には、前記空気を外部に排出する空気排出口７１５を備える。前記ハウジングは、絶縁性物質からなり、一例として、前記ハウジング７１０は、熱により変形されず、絶縁効果を有する石英材質からなることができる。図７及び図８では、ハウジング７１０は、円筒形からなっているが、三角柱、四角柱など、様々な形態からなることもできる。一方、ハウジング７１０によって加熱対象物に加熱された空気が排出され、前記ハウジング７１０の長さは、間接発熱部７３０に比べて長く形成されることが好ましい。

間接発熱部７３０は、前記ハウジング７１０の内部に配置され、中空の長い棒状で形成されることができる。前記間接発熱部７３０の一側には、外部から空気が注入され得るように備えられた空気注入口７３１が備えられる。一方、間接発熱部７３０の他側には、前記空気注入口７３１を介して注入された空気が流出し得る流出口７３５が備えられる。前記間接発熱部７３０は、三角柱、四角柱、円柱など、様々な形態からなることができる。また、間接発熱部７３０は、非金属性物質で構成され、特に、高温でも変形がなく、熱伝導性の高い物質で構成されることが好ましい。一例として、摂氏１６００度の高温で焼いて製作されたセラミック材質が使用され得る。直接発熱部７７０は、前記間接発熱部７３０の内側壁面に配置され、電気を印加して発熱可能な電熱線または電熱パターンで構成される。一例として、ニクロム線、タングステンなどの金属材質からなることができる。一方、直接発熱部７７０は、様々な形態で構成されることができ、一例として、図４のような電熱パターンの形態で構成されることができる。フレーム７９０は、ハウジング７１０と間接発熱部７３０とが一定の間隔をおいて固定され得るように支持し、リード部７９５は、前記直接発熱部７７０に電源を供給するために、電源供給源と直接発熱部７７０とを電気的に接続する。

本実施形態では、空気と直接発熱部７７０との摩擦を最小化するために、前記ハウジング７１０と間接発熱部７３０との間に形成される空間の一端から空気が流入して反対側端に排出されることができる。このとき、空気は、間接発熱部７３０の外側面と接触しながら高温で加熱される。空気は、直接発熱部７７０とは摩擦することなく、ハウジング７１０と間接発熱部７３０との間の空間を通過しながら加熱されるので、高温の金属から発生し得る異物が空気に流入することを最小化できる。一方、図面には図示されていないが、間接発熱部７３０の内側に空気が流入することを防ぐために、間接発熱部７３０の一端にはパッキング部をさらに備えることができる。

一方、従来のエアヒータでは、空気が熱線に直接接触して加熱されることにより、熱線から微細な金属粒子などが空気に流入するという問題が生じたが、本発明では、上記のように、熱線は、セラミック間に埋め込まれ、空気は、熱線により直接加熱されるものでない、セラミックにより間接的に加熱されるので、金属粒子の流入なしに空気を加熱させることができる。

Claims

エアヒータにおいて、
外部から供給される電流により加熱されるように備えられた直接発熱部と、
前記加熱された直接発熱部に物理的に接触することにより供給される伝導熱により加熱され、一側に備えられた第１の開口部に流入する空気が他側に備えられた第２の開口部を介して通過する間、前記空気を加熱するように備えられた間接発熱部と、
絶縁性物質であって、内側に前記直接発熱部及び前記間接発熱部が配置され得る空間を提供し、一側に外部から前記空気が注入され得るように備えられた空気注入部を備え、他側に前記空気を外部に排出する空気排出口を備えるハウジングと、
を備え、
前記空気は、第１の空気部分と第２の空気部分とに分けられ、前記第１の空気部分は前記間接発熱部の内部を通過し、前記第２の空気部分は前記ハウジングと前記間接発熱部との間の空間を通過し、
第１の間接発熱部は、前記間接発熱部の内部を通過する前記第１の空気部分を熱し、同時に第２の間接発熱部は、前記ハウジングと前記間接発熱部との間の空間を通過する前記第２の空気部分を熱し、これによって改善された熱効率を提供し、
前記直接発熱部は、所定の領域でジグザグ形状の熱線で構成され、
前記直接発熱部は、前記間接発熱部の内部に埋め込まれることを特徴とする、
エアヒータ。
前記エアヒータは、
前記ハウジングと前記間接発熱部との間で、前記ハウジングと間接発熱部とが一定の間隔をおいて固定され得るように支持するフレームをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエアヒータ。
前記エアヒータは、前記直接発熱部に電源を供給するリード部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエアヒータ。
前記ハウジングは、石英からなることを特徴とする請求項１に記載のエアヒータ。
前記間接発熱部は、非金属性物質で構成されることを特徴とする請求項１に記載のエアヒータ。
前記間接発熱部は、セラミックからなることを特徴とする請求項５に記載のエアヒータ。
前記直接発熱部は、ニクロムまたはタングステンのうち、いずれか１つからなることを特徴とする請求項１に記載のエアヒータ。
ハウジングと前記間接発熱部とは、円筒形構造で備えられることを特徴とする請求項１に記載のエアヒータ。