KR100402093B1 - Air heating apparatus by using carbon heating element - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온풍장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 온풍장치는, 외관을 형성하는 외부케이싱과; 상기 외부케이싱의 내부를 상부 및 하부로 구분하되, 하부는 진공상태를 구현할 수 있도록 설치되는 격벽과; 상기 격벽에 의하여 형성되는 하부 내측에 설치되는 절연성 세라믹케이스; 상기 세라믹케이스의 내부에 충진되고, 카본입자를 포함하는 카본발열체; 상기 카본발열체에 전류를 인가하여 발열시키기 위한 전류인가수단; 상기 격벽에 의하여 형성되는 상부에, 하부의 카본발열체로 부터 발생하는 열을 전달하기 위한 열전달수단; 그리고 상기 열전달수단에 의하여 고온화된 상부에, 외기를 유입시킨 후, 배기시키는 것에 의하여 고온의 공기를 공급하는 순환수단을 포함한다. 카본발열체에서의 발열을 이용하는 것에 의하여 효율이 높고, 환경적인 측면에서도 매우 유리한 장점을 기대할 수 있다.The present invention relates to a warm air device. The warm air apparatus according to the present invention comprises: an outer casing for forming an appearance; A partition wall configured to divide the inside of the outer casing into an upper portion and a lower portion so as to implement a vacuum state; An insulating ceramic case installed inside the lower portion formed by the partition wall; A carbon heating element filled in the ceramic case and including carbon particles; Current application means for generating heat by applying a current to the carbon heating element; Heat transfer means for transferring heat generated from a lower carbon heating element to an upper portion formed by the partition wall; And circulation means for supplying high temperature air by introducing outside air into the upper part heated by the heat transfer means and then evacuating the outside air. By using heat generation in the carbon heating element, it is possible to expect a very advantageous advantage in terms of efficiency and environmental aspects.
Description
본 발명은 온풍장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카본발열체를 이용하는것에 의하여, 전기를 이용하되 발열효율을 최대화시킬 수 있도록 구성되는 온풍장치에 관한 것이다.The present invention relates to a warm air device, and more particularly, to a warm air device configured to maximize electricity generation efficiency by using electricity by using a carbon heating element.
실내를 원하는 소정의 온도로 난방하기 위해서는, 여러가지 가열장치를 사용하고 있다. 이러한 가열장치를 대별하면, 전기를 동력원으로 하는 것과, 석유 또는 가스와 같은 가연성물질을 동력원으로 하는 것으로 대별할 수 있다.In order to heat a room to predetermined | prescribed predetermined temperature, various heating apparatuses are used. The heating apparatus can be roughly classified into electricity as a power source and combustible materials such as oil or gas as a power source.
가연성물질을 동력원으로 하는 것은, 실질적으로 연소에 의한 여러가지 단점이 제기된다. 예를 들면 연소시 발생하는 바람직하지 못한 냄새와, 주기적으로 연료를 공급하여야 하는 불편함 등이 뒤따르는 것이 일반적이다. 더욱이 연소시 발생하는 다이옥신 등과 같은 유해성 물질은 여러가지 측면에서 바람직하지 못한 것으로 알려져 있다.The use of combustible materials as a power source poses several disadvantages substantially due to combustion. For example, unpleasant odors generated during combustion and inconvenience of having to supply fuel periodically are followed. Moreover, harmful substances such as dioxins generated during combustion are known to be undesirable in various aspects.
그리고 전기를 가열원으로 하는 장치는, 사용의 편리함은 있지만, 비교적 효율이 높지 않다는 단점이 지적된다.And although the apparatus which uses electricity as a heating source has the convenience of use, it is pointed out the disadvantage that it is relatively inefficient.
본 발명은 이와 같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 전기를 동력원으로 하면서, 고효율을 가지는 온풍장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above disadvantages, and an object thereof is to provide a warm air device having high efficiency while using electricity as a power source.
도 1은 본 발명의 온풍장치의 기본적인 구성을 보인 부분 절개 사시도.1 is a partial cutaway perspective view showing a basic configuration of the warm air apparatus of the present invention.
도 2는 본 발명의 가열판의 정면 예시도.Figure 2 is a front view of the heating plate of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 온풍장치의 부분 절개 사시도.3 is a partial cutaway perspective view of a warm air apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4는 히트파이프의 구성을 보인 예시도.4 is an exemplary view showing a configuration of a heat pipe.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예의 상부의 정면 예시도.5A is a front illustration of a top of another embodiment of the present invention.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예의 상부의 측면 예시도.Figure 5b is a side view of the top of another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 ..... 외부케이싱 12 ..... 하부10 ..... outer casing 12 ..... lower part
20 ..... 가열판 22 ..... 상부20 ..... heating plate 22 ..... top
18 ..... 카본발열체 30 ..... 송풍팬18 ..... Carbon Heating Element 30 ..... Blower Fan
32 ..... 팬모터 40 ..... 토출구32 ..... fan motor 40 ..... outlet
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 온풍장치는, 외관을 형성하는 외부케이싱과; 상기 외부케이싱의 내부를 상부 및 하부로 구분하되, 하부는 진공상태를 구현할 수 있도록 설치되는 격벽과; 상기 격벽에 의하여 형성되는 하부 내측에 설치되는 절연성 세라믹케이스; 상기 세라믹케이스의 내부에 충진되고, 카본입자를포함하는 카본발열체; 상기 카본발열체에 전류를 인가하여 발열시키기 위한 전류인가수단; 상기 격벽에 의하여 형성되는 상부에, 하부의 카본발열체로 부터 발생하는 열을 전달하기 위한 열전달수단; 그리고 상기 열전달수단에 의하여 고온화된 상부에, 외기를 유입시킨 후, 배기시키는 것에 의하여 고온의 공기를 공급하는 순환수단을 포함한다.The warm air apparatus according to the present invention for achieving the above object, the outer casing to form an appearance; A partition wall configured to divide the inside of the outer casing into an upper portion and a lower portion so as to implement a vacuum state; An insulating ceramic case installed inside the lower portion formed by the partition wall; A carbon heating element filled in the ceramic case and including carbon particles; Current application means for generating heat by applying a current to the carbon heating element; Heat transfer means for transferring heat generated from a lower carbon heating element to an upper portion formed by the partition wall; And circulation means for supplying high temperature air by introducing outside air into the upper part heated by the heat transfer means and then evacuating the outside air.
그리고 상기 열전달수단과 격벽은 일체로 성형되고, 카본발열체의 열을 상부로 전달하는 가열판으로 구성되고, 가열판의 상면 및 하면에는 복수개의 열교환핀이 성형되어 있다.The heat transfer means and the partition wall are integrally formed with a heating plate that transfers heat of the carbon heating element to the upper portion, and a plurality of heat exchange fins are formed on the upper and lower surfaces of the heating plate.
다른 실시예에 의하면, 상기 열전달수단은, 격벽에 의하여 구분되는 상부와 하부를 연결하도록 설치되는 복수개의 히트파이프로 구성된다.According to another embodiment, the heat transfer means is composed of a plurality of heat pipes installed to connect the upper and lower parts separated by the partition wall.
상기 전류인가수단은, 상기 세라믹케이스의 내측에 설치되어 전류를 인가하는 적어도 한쌍의 전극판과, 상기 전극판에 전류를 인가하기 위하여 전원공급단자로 구성된다.The current application means includes at least one pair of electrode plates provided inside the ceramic case for applying current, and a power supply terminal for applying current to the electrode plates.
그리고 상기 순환수단은, 팬모터에 의하여 회전하고, 외기를 상기 상부의 내부로 유입시키는 송풍팬과, 상기 상부의 일측면에 성형되어 고온화된 공기를 외부로 배기시키는 토출구로 구성된다.The circulation means is composed of a blowing fan that rotates by a fan motor and introduces outside air into the upper portion of the upper portion, and a discharge port for exhausting air that is formed and heated at one side of the upper portion to a high temperature.
그리고 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 격벽에 의하여 형성되는 상부에 설치되어, 온수를 유입시켜 고온화시킨 후 배수하는 온수파이프를 더 포함하여 구성된다.And according to another embodiment of the present invention, it is installed on the upper portion formed by the partition, it is configured to further include a hot water pipe to drain the hot water to inflow and drain.
이와 같은 본 발명에 의하면, 실질적으로 전기를 이용하면서도 가장 효율적인 열의 발생 및 열교환이 가능하게 되는 이상적인 효과를 기대할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, it is possible to expect the ideal effect of enabling the most efficient heat generation and heat exchange while substantially using electricity.
다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
먼저 도 1에는 본 발명의 제1실시예에 의한 온풍장치가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 본 실시예의 온풍장치는, 예를 들면 철판과 같이 외력에 대하여 충분한 강성을 가지는 외부케이싱(10) 내에 구현되고 있다.First, FIG. 1 shows a warm air device according to a first embodiment of the present invention. As shown, the warm air apparatus of this embodiment is implemented in the outer casing 10 which has sufficient rigidity with respect to external force, such as an iron plate, for example.
상기 외부케이싱(10)은, 그 내부에 설치되는 가열판(20)에 의하여 상부(22)와 하부(12)로 구분되고 있다. 상기 가열판(20)은, 후술하는 바와 같이 하부(12)의 내부에 설치되는 가열장치에 의하여 가열된 열기에 의하여 고온화되는 것이고, 상술한 바와 같이 상부(22)와 하부(12)로 구분하면서 완전히 차단되는 별개의 공간으로 만드는 기능을 수행하게 된다.The outer casing 10 is divided into an upper portion 22 and a lower portion 12 by a heating plate 20 provided therein. As described later, the heating plate 20 is heated to a high temperature by a heating device installed inside the lower part 12, and is completely divided into the upper part 22 and the lower part 12 as described above. It will perform the function of making a separate space to be blocked.
그리고 도시는 생략하고 있지만, 상기 가열판(20)의 상면 및 하면에는 열교환 효율을 높이기 위하여, 복수개의 열교환핀(20a,20b)을 설치하는 것이 바람직하고, 이러한 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 이러한 열교환핀은, 상기 가열판과 일체로 성형되는 것도 가능함은 물론이고, 예를 들어 열전도성이 높은 재질의 금속판으로 상기 가열판(20)을 성형하는 경우, 일체로 성형되는 것이 가장 바람직할 것이다.Although not shown, it is preferable to provide a plurality of heat exchange fins 20a and 20b on the upper and lower surfaces of the heating plate 20 to increase the heat exchange efficiency, and this embodiment is illustrated in FIG. 2. The heat exchange fins may be integrally formed with the heating plate, and, for example, when the heating plate 20 is formed of a metal plate of high thermal conductivity, it may be most preferable to integrally form the heat plate.
그리고 상기 가열판(20)에 의하여 구분되는 하부(12)는, 실질적으로 진공상태로 구현되어야 한다. 이는 후술하는 바와 같이, 카본분말이 폭발하는 것을 방지하고 발열체의 내구성과 잠열 효율을 높이기 위한 것이다.In addition, the lower part 12 separated by the heating plate 20 should be embodied in a substantially vacuum state. This is for preventing the carbon powder from exploding and increasing the durability and latent heat efficiency of the heating element, as will be described later.
상기 진공 상태의 하부(12)에는 세라믹재질로 만들어지는 상면(13a)과 측면(13b)을 구비하는 세라믹케이스(13)이 내장되어 있다. 즉, 상기 세라믹케이스(13)는, 외부케이싱(10)의 내측에 인접한 상태로 설치되는 것이다. 그리고 필요에 따라서는 상기 외부케이싱(10)과 상기 세라믹케이스(13)의 측면(13b) 사이에 캐스터블(castable)(19)를 개재하는 것도 가능하다. 상기 캐스터블은, 일종의 내화성 재료로서 외부케이싱(10)으로 고열이 전달되는 것을 방지하게 되는 것이다. 물론 상기 세라믹케이스(13)도, 절연 및 방열의 기능을 수행하고 있음은 당연하다.The lower portion 12 of the vacuum state includes a ceramic case 13 having an upper surface 13a and a side surface 13b made of a ceramic material. That is, the ceramic case 13 is installed in a state adjacent to the inside of the outer casing (10). If necessary, a castable 19 may be interposed between the outer casing 10 and the side surface 13b of the ceramic case 13. The castable is to prevent high heat from being transferred to the outer casing 10 as a kind of fire resistant material. Of course, the ceramic case 13 also performs a function of insulation and heat dissipation.
그리고 상기 세라믹케이스(13)의 내부에는 카본입자와 숯의 혼합입자(18)이 내장된다. 상기 혼합입자(18)에 내장되는 카본입자는 직경이 10mm 내외의 것을 이용하는 것으로 카본입자의 전도성을 이용하고자 한다. 그리고 상기 숯은 카본입자의 전도성에 의하여 발열할 때 축열재로서의 기능을 수행하기도 하는 것이다.The ceramic case 13 has a mixed particle 18 of carbon particles and charcoal. The carbon particles embedded in the mixed particles 18 are intended to use the conductivity of the carbon particles by using a diameter of about 10mm. And the char is to perform a function as a heat storage material when the heat generated by the conductivity of the carbon particles.
그리고 상기 세라믹케이스(13)의 양측면(13b)의 내측에는 평판상으로 성형되는 한쌍의 전극판(16a,16b)이 설치되어 있다. 상기 전극판(16a,16b)은 예를 들면 카본으로 성형하는 것이 가능할 것이다. 그리고 상기 전극판(16a,16b)은, 각각 전원공급단자(14a,14b)에 연결되어 있어서, 그 사이에는 일정한 전위차를 가지는 전원이 인가될 것이다.In addition, a pair of electrode plates 16a and 16b formed in a plate shape are provided inside both side surfaces 13b of the ceramic case 13. The electrode plates 16a and 16b may be formed of carbon, for example. The electrode plates 16a and 16b are connected to the power supply terminals 14a and 14b, respectively, so that a power source having a constant potential difference is applied therebetween.
상기 전원공급단자(14a,14b)를 통하여 전류가 인가되면, 상기 카본입자와 숯의 카본발열체(18)은, 일정한 저항을 가지는 도전체로 작용하게 되면서, 저항에 의한 열이 발생하게 된다. 그리고 여기서 상기 하부(12)는, 상술한 바와 같이 진공상태로 만들어져 있기 때문에, 카본입자를 포함하는 카본발열체(18)이 발열에 의하여 폭발하는 것을 방지할 수 있고 발열체의 내구성과 잠열 효율을 높일 수 있게 된다.When a current is applied through the power supply terminals 14a and 14b, the carbon particles and the carbon heating element 18 of char act as a conductor having a constant resistance, and heat generated by the resistance is generated. Since the lower part 12 is made in a vacuum state as described above, the carbon heating element 18 including the carbon particles can be prevented from being exploded by the heat generation, and the durability and latent heat efficiency of the heating element can be improved. Will be.
상기 하부(12)에는 상술한 바와 같은 하부구조를 가지고 있다. 그리고 전류의 인가에 의하여 고온으로 발열하게 되는데, 여기서 상술한 바와 같이 카본입자를 함유하는 카본발열체(18)는, 실제로 매우 고온상태(예를 들면 3000℃ 까지의 고온)로 발열하는 것이 가능하다고 알려져 있다.The lower portion 12 has a lower structure as described above. Then, heat is generated at a high temperature by application of a current, and as described above, the carbon heating element 18 containing carbon particles is known to be able to actually generate heat at a very high temperature state (for example, a high temperature of 3000 ° C.). have.
따라서 전류의 인가에 의하여 상기 하부(12)는 고온상태로 되고, 이러한 고온은 상기 가열판(20)으로 전도되어, 가열판(20)도 고온상태로 된다. 그리고 상술한 바와 같이 상기 가열판(20)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 그 상면 및 하면에 복수개의 방열핀(20a,20b)을 구비하고 있다. 즉, 가열판(20)의 상부에는 주로 중심부분에 방열핀(20b)이 성형되어 있으며, 하부에는 전체 면적에 대하여 균일한 분포를 가지도록 복수개의 방열핀(20a)이 성형되어 있다.Therefore, the lower portion 12 is brought to a high temperature state by the application of a current, such high temperature is conducted to the heating plate 20, the heating plate 20 also becomes a high temperature state. As described above, the heating plate 20 includes a plurality of heat dissipation fins 20a and 20b on the upper and lower surfaces thereof, as shown in FIG. 2. That is, the heat dissipation fins 20b are mainly formed on the central portion of the heating plate 20, and the plurality of heat dissipation fins 20a are formed on the lower portion of the heating plate 20 so as to have a uniform distribution over the entire area.
이러한 가열판(20)의 방열핀(20a,20b)의 구성에 의하여, 보다 손쉽게 열교환이 가능하게 될 것이다. 다음에는 상기 가열판(20)의 상부의 구성을 살펴보기로 한다. 상술한 바와 같이 상기 가열판(20)의 상부에는 상부(22)가 형성되는데, 이는 상기 가열판(20)과 열교환을 수행하기 위한 공간이라고 볼 수 있다.By the configuration of the heat radiation fins (20a, 20b) of the heating plate 20, it will be possible to heat exchange more easily. Next, the configuration of the upper portion of the heating plate 20 will be described. As described above, an upper portion 22 is formed at an upper portion of the heating plate 20, which may be regarded as a space for performing heat exchange with the heating plate 20.
그리고 상기 상부(22)의 일측, 즉 도 1에 도시한 실시예에 있어서는 외부케이싱(10)의 상면에는 팬모터(32)에 의하여 구동되는 송풍팬(30)이 설치되어 있다. 상기 송풍팬(30)에서 발생하는 에어플로는 안내덕트부(34)를 통하여 상부(22)의 내부로 유입된다. 이렇게 유입된 공기는 가열판(20)의 상면에 성형된 방열핀(20b)과의 열교환을 통하여 고온화된다. 그리고 고온화된 공기는, 상부(12)의 측면에 성형되어 있는 토출구(40)를 통하여 외부로 빠져나가게 된다.In addition, in one embodiment of the upper part 22, that is, in the embodiment illustrated in FIG. 1, a blowing fan 30 driven by the fan motor 32 is installed on the upper surface of the outer casing 10. Air flow generated in the blowing fan 30 is introduced into the upper portion 22 through the guide duct 34. The air introduced in this way is heated to a high temperature through heat exchange with the heat radiation fins 20b formed on the upper surface of the heating plate 20. And the high temperature air will exit to the outside through the discharge port 40 formed in the side surface of the upper part 12.
상술한 상부(12)로 유입되는 외부공기와, 토출구(40)를 통하여 외부로 배출되는 고온의 공기의 흐름을 위한 구성에 있어서는 여러가지 다른 실시예가 가능함은 당연하다. 예를 들면 상기 송풍팬(32)을, 상부(12)의 일측벽에 설치하는 것도 가능하고, 토출구를 외부케이싱(10)의 상면에 설치하거나 다른 측벽(후벽을 포함한다)에 설치하는 것도 가능함은 물론이다.In the configuration for the flow of the external air introduced into the upper portion 12 and the high-temperature air discharged to the outside through the discharge port 40 it is obvious that various other embodiments are possible. For example, the blowing fan 32 may be provided on one side wall of the upper part 12, and the discharge port may be provided on the upper surface of the outer casing 10 or may be provided on another side wall (including the rear wall). Of course.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에서는 카본발열체(18)에 전류를 인가하는 것에 의하여 발생하는 고온의 열을 이용하여 따뜻한 바람을 제공할 수 있도록 구성하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, in the present embodiment, it can be seen that the basic technical idea is to configure the carbon heating element 18 to provide warm wind by using high temperature heat generated by applying a current. .
다음에는 도 3에 기초하면서 본 발명의 다른 실시예에 대하여 살펴보기로 한다. 본 실시예는 열전도성이 극히 높은 히트파이프를 이용하는 실시예이다. 그리고 이하 본 실시예의 설명에 있어서, 상술한 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하면서 설명하기로 한다.Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. This embodiment uses an heat pipe with extremely high thermal conductivity. In the following description of the present embodiment, the same components as those of the above-described embodiment will be described with the same reference numerals.
본 실시예에 있어서도, 외부케이싱(10)의 내부는 격벽(20c)에 의하여, 이분되어 있다. 상기 격벽(20c)의 하부는 진공상태로 성형되는 점은 상술한 바와 같다. 그리고 상기 격벽(20c)의 하부에는 세라믹케이스(13)가 설치되고, 상기 세라믹케이스의 내부에는 카본발열체(18)이 들어 있다. 그리고 상기 카본발열체(18)에 전류를 인가하는 구성에 대해서는 제1실시예와 동일하게 전원공급단자(14a,14b)와예를 들면 카본으로 성형되는 전극판(16a,16b)이 도 1과 동일하게 설치될 것이나, 도시의 편의상 이러한 부분은 생략하고 있다.Also in this embodiment, the inside of the outer casing 10 is divided into two by the partition wall 20c. The lower part of the partition wall 20c is formed in a vacuum state as described above. A ceramic case 13 is installed below the partition 20c, and a carbon heating element 18 is included in the ceramic case. As for the configuration of applying current to the carbon heating element 18, the power supply terminals 14a and 14b and the electrode plates 16a and 16b formed of, for example, carbon are the same as those of the first embodiment. It will be installed, but this part is omitted for convenience of illustration.
상기 격벽(20c)의 하부는 진공상태이고, 전류의 인가에 의하여 발열하는 카본발열체(18)가 설치되어 있음은 동일하다. 따라서 전류의 인가에 의하여 카본발열체(18)가 발열하게 된다.The lower part of the partition 20c is in a vacuum state, and the carbon heating element 18 which generates heat by application of electric current is provided in the same manner. Therefore, the carbon heating element 18 generates heat by the application of current.
본 실시예에 있어서는 상기 격벽(20c)을 관통하는 상태로, 복수개의 히트파이프(heat pipe)(50)가 설치되어 있다. 상기 히트파이프(50)는 실질적으로 열전도성이 매우 높은 것이고, 이러한 높은 열전도성을 이용함으로써 상부(22)를 신속하게 고온화시킬 수 있도록 구성되는 실시예이다.In this embodiment, a plurality of heat pipes 50 are provided in a state penetrating the partition wall 20c. The heat pipe 50 is substantially high in thermal conductivity, and is configured to rapidly heat the upper portion 22 by using the high thermal conductivity.
상기 히트파이프(50)의 구성원리를 도 4를 참조하면서 살펴보기로 한다. 히트파이프(50)는 파이프 형상으로 밀폐된 용기속에 작동유체(working fluid)가 내장된 상태이다. 따라서 외부의 열원으로부터 히트파이프(50)의 일측단부(50a)(증발부)가 가열되면, 내부의 작동유체가 가열되고, 타단부(50b)가 상대적으로 저온으로 되면 작동유체는 응축된다. 이 때 작동유체에 가해지는 열은, 증기의 잠열형태로 내장되어 있게 된다. 그리고 내부의 온도가 상승하기 때문에 포화증기압이 상승하게 되며, 따라서 증기는 중앙부분을 통하여 낮은 온도(즉 응축부) 측으로 흐르게 된다. 그리고 증기는 응축부에서 기액 경계면에서 응축되고, 이 때 응축 잠열을 외부로 방출하게 된다.The membership of the heat pipe 50 will be described with reference to FIG. 4. The heat pipe 50 is a state in which a working fluid is embedded in a container sealed in a pipe shape. Therefore, when one end 50a (evaporation) of the heat pipe 50 is heated from an external heat source, the working fluid inside is heated, and when the other end 50b becomes relatively low temperature, the working fluid is condensed. At this time, the heat applied to the working fluid is embedded in the latent heat form of steam. And since the internal temperature rises, the saturated steam pressure rises, so that the steam flows to the lower temperature (ie condensation) side through the central portion. Steam is then condensed at the gas-liquid interface in the condensate, which releases latent heat of condensation to the outside.
다시 상기 과정의 원리를 상술하면, 액체가 기체로 상변화할 때는 기화열이 필요하게 기체가 액체로 변할때는 반대로 응축열을 방출한다. 이 때 온도변화는없고 기체 서로의 변화만으로 열의 출입이 생기므로 이것을 잠열이라고 하는데, 100℃의 수증기가 되기 위해서 539Kcal의 열이 필요하고 다시 수증기가 물로될 때는 동일한 양의 열을 방출한다. 이러한 잠열의 이동특성을 이용하면 기본적으로 온도차가 없는 다량의 열을 이동시킬 수 있는데 이러한 원리를 이용한 것이 히트파이프이다.Again, the principle of the process is described, the heat of vaporization is required when the liquid phase changes into gas, and the heat of condensation is released when the gas turns into liquid. At this time, since there is no temperature change and heat enters only by the change of gases, this is called latent heat. 539 Kcal of heat is required to be 100 ℃ of steam, and when steam becomes water again, it emits the same amount of heat. By using this latent heat transfer characteristic, a large amount of heat without a temperature difference can be basically transferred. This principle is a heat pipe.
기본적인 구조는, 도시한 바와 같이 양단을 밀폐한 금속파이프이고, 작동유체는 그 내부에 봉입되어 열전달을 위한 매체로서 동작하게 된다. 이러한 작동유체는 증발, 응축의 2상변화를 행하고 잠열이 크로 유동저항이 작은 유체가 바람직하다. 이러한 히트파이프의 내부에서, 일정한 온도상태에서는 그 온도에 있어서의 증기압을 가진 증기와 증기가 되지 못한 액체가 공존하고 있다. 액체와 기체의 상변화를 위해서는 기화열 또는 응축열의 방출을 필요로 하는데, 온도변화가 없고, 기체 서로의 변화만으로 열의 출입이 생기는 것을 잠열이동이라고 한다. 이러한 잠열이동의 특성을 이용하여 기본적으로 온도차가 없는 다량의 열을 이동시킬 수 있게 된다. 일측단부(50a)에 의하여 가열된 작동유체는 증기를 발생하고, 그 결과 증발부의 증기압이 높아져서, 다른 온도가 낮은 타단부(50b)가 저압으로 되어 증기가 이동하여 액체로 응축되고 응축열이 발생, 외부에 방열된다. 이와 같은 형태로 증발부에 들어온 열은 순간적으로 응축부에 수송되어 방열하게 된다. 응축된 액체는 심지가 가지는 모세관력 또는 중력에 의하여 증발부에 환류되어 하나의 싸이클을 형성하게 된다.The basic structure is a metal pipe hermetically sealed at both ends as shown, and the working fluid is enclosed therein to operate as a medium for heat transfer. This working fluid is preferably a fluid having a low flow resistance because it undergoes two-phase change of evaporation and condensation and has a latent heat. In such a heat pipe, steam having a vapor pressure at that temperature and a liquid which cannot be steam coexist at a constant temperature state. The phase change of liquid and gas requires the release of heat of vaporization or heat of condensation. There is no change in temperature, and heat is introduced by change of gases. By using this latent heat transfer characteristic, it is possible to transfer a large amount of heat without a temperature difference. The working fluid heated by the one end 50a generates steam, and as a result, the vapor pressure of the evaporation unit is increased, and the other end 50b having a different temperature becomes low, and the steam moves to condense into liquid and generate heat of condensation. Heat dissipation to the outside. In this manner, the heat entering the evaporator is instantaneously transferred to the condensate to radiate heat. The condensed liquid is refluxed by the capillary force or gravity of the wick to form a cycle.
이와 같은 히트파이프의 근본적인 원리는 공지된 것이고, 내부의 구조에 따라 여러가지 형태로 분류될 수 있다. 그리로 파이프의 내부에 설치되어 작동유체의 순환싸이클을 이루기 위한 심지의 형태에 따라서도 여러가지로 분류되고 있다.The fundamental principle of such a heat pipe is known and can be classified into various forms according to the internal structure. Therefore, it is classified into various types according to the shape of the wick to be installed inside the pipe to form a circulation cycle of the working fluid.
이러한 히트파이프는, 실질적으로 구리와 같은 하나의 금속에 비하여 열전도도가 현저하게 높은 열전달 소자로 알려져 있는 것이 사실이다. 따라서 높은 열전도성과, 급배기관의 누설이 없으며 간단한 구조라는 점, 그리고 적용온도범위가 대체로 높다는 점에서 널리 이용되고 있다.It is true that such heat pipes are known as heat transfer elements having substantially higher thermal conductivity than one metal such as copper. Therefore, it is widely used in view of high thermal conductivity, no leakage of supply and exhaust pipe, simple structure, and high application temperature range.
본 실시예에서는 이와 같은 히트파이프(50)를 이용하는 것에 의하여 상부(22)를 쉽게 고온화시키고자 하고 있다.In this embodiment, the upper portion 22 is easily heated by using the heat pipe 50 as described above.
그리고 상기 히트파이프(50)를 이용하여 고온화된 공기는, 상술한 실시예와 동일하게 외부로 배출된다. 즉, 송풍팬(30)의 동작에 의하여, 외기가 상기 상부(22)의 내부로 유입되어, 히트파이프(50)와의 접촉으로 고온화된 후, 외부케이싱(10)의 측면에 성형된 배출구(40)를 통하여 외부로 토출되는 것이다.The air heated to high temperature by using the heat pipe 50 is discharged to the outside as in the above-described embodiment. That is, by the operation of the blower fan 30, the outside air flows into the inside of the upper part 22, and the outlet hole 40 is formed on the side surface of the outer casing 10 after being heated to a high temperature by contact with the heat pipe 50. It is discharged to the outside through).
다음에는 도 5를 참조하면서 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.
본 5에 도시한 실시예는, 도 3에 도시한 실시예에 있어서, 격벽(20c)의 상부(22) 만을 도시한 실시예이다. 그리고 본 실시예에 있어서 상기 격벽(20c)의 하부의 구성은 실질적으로 도 3에 도시한 것과 완전히 동일하다. 따라서 이하의 설명에서는 도 5를 참조하여, 상부(22)의 구성에 대해서만 살펴보기로 한다.In the embodiment shown in FIG. 5, the embodiment shown in FIG. 3 shows only the upper portion 22 of the partition wall 20c. In the present embodiment, the configuration of the lower portion of the partition wall 20c is substantially the same as that shown in FIG. Therefore, in the following description, only the configuration of the upper portion 22 will be described with reference to FIG. 5.
도 5a에는 본 실시예의 상부(22)의 내부 구성을 보인 정면에서 본 예시도이고, 도 5b는 상부(22)의 내부 구성을 측면에서 본 예시도이다.5A is an exemplary view seen from the front showing the internal configuration of the upper portion 22 of the present embodiment, and FIG. 5B is an exemplary view seen from the side of the internal configuration of the upper portion 22.
도시한 바와 같이, 외부케이싱(10)에서 격벽(20c)의 상부(22)에는, 하부와 연결된 복수개의 히트파이프(50)가 설치되어 있다(도 5b 참조). 그리고 본 실시예에 의하면, 상기 히트파이프(50)와 열교환이 가능하게 배치되어 있는 온수파이프(60)를 구비하고 있다. 상기 온수파이프(60)는, 입구(62)에서 유입되는 물을 출구(64)를 통하여 나가기 까지 상기 히트파이프(50)와의 열교환을 통하여 고온화시키는 것에 의하여 온수기로서의 기능을 겸할 수 있도록 구성되고 있음을 알 수 있다.As shown in the figure, a plurality of heat pipes 50 connected to the lower portion are provided in the upper portion 22 of the partition wall 20c in the outer casing 10 (see FIG. 5B). According to the present embodiment, the heat pipe 50 is provided with a hot water pipe 60 arranged to be capable of heat exchange with the heat pipe 50. The hot water pipe 60 is configured to function as a water heater by heating the water flowing in from the inlet 62 through heat exchange with the heat pipe 50 until it exits through the outlet 64. Able to know.
상기 온수파이프(60)의 배치를 위한 구조는, 상기 히트파이프(50)와의 열교환을 효율적으로 수행할 수 있는 범위 내에서 여러가지 설계변경이 가능할 것이다. 그리고 도 5에 도시한 실시예에 있어서도, 상기 격벽(22)의 상부(22)의 외측면에 별도의 송풍팬을 부착하여 내부의 고온의 공기를 외부로 공급하는 것도 가능함은 물론이다. 또는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 상부(22)를 밀폐된 공간으로 하고, 온수파이프만을 이용하여 온수를 공급하도록 구성하는 것도 가능함은 물론이다.The structure for arranging the hot water pipe 60 may be modified in various ways within a range capable of efficiently performing heat exchange with the heat pipe 50. In addition, in the embodiment shown in Figure 5, it is also possible to attach a separate blower fan to the outer surface of the upper portion 22 of the partition 22 to supply the internal high temperature air to the outside. Alternatively, as shown in FIG. 5, the upper part 22 may be a closed space and may be configured to supply hot water using only a hot water pipe.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 카본발열체를 이용하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 카본발열체를 이용하는 것에 의하여, 전기를 이용하면서도 고효율의 발열을 가능하게 하여, 가장 효율적인 온풍장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.According to the present invention as described above, it can be seen that using the carbon heating element as a basic technical idea. By using such a carbon heating element, it becomes possible to generate heat of high efficiency while using electricity, and to provide the most efficient warm air device.
이상과 같은 본 발명에 의하면 가스 또는 기름 등과 같이 원재료를 연소시켜서 열을 얻는 기존의 발열장치 또는 온풍장치와는 달리, 전기를 이용하면서도 가장 효율적인 발열 및 온풍장치를 구현할 수 있는 장점이 있다. 이는 전기를 이용하는 것에 의하여 배기가스 등의 발생을 완전히 방지할 수 있도록 구성되는 잇점이 수반됨을 알 수 있다. 그리고 카본발열체의 특성상, 초기 전력이 부가되면 발열이 지속적으로 진행되는 특성을 이용함으로써, 전력소비를 최소화할 수 있는 효율적인 잇점을 기대할 수 있는 것이다. 이와 같은 본 발명에 의한 온풍장치는, 가정용은 물론이고, 농사용, 공업용 등과 같은 여러가지 용도로 사용할 수 있을 것이다.According to the present invention as described above, unlike the existing heating device or hot air device that obtains heat by burning raw materials such as gas or oil, there is an advantage that can implement the most efficient heat and hot air device while using electricity. It can be seen that the use of electricity is accompanied by an advantage that can be configured to completely prevent the generation of exhaust gas and the like. And, due to the characteristics of the carbon heating element, by using the characteristic that the heat generation is continuously progressed when the initial power is added, it can be expected an efficient advantage that can minimize the power consumption. Such a warm air device according to the present invention can be used not only for home use but also for various uses such as farming, industrial use and the like.
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