KR101212305B1 - 일체형 구조의 원적외선 히터용 방열패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방열패널(20)의 내부에 발열체(15)를 지닌 원적외선 히터에 있어서: 상기 방열패널(20)은 상판(22), 측판(24), 하판(26)을 일체의 구조로 이루어지고, 방열패널(20)의 상판(22)에 내향주름(41)과 외향주름(42)이 형성되며, 상기 내향주름(41)과 외향주름(42)에 코팅층(40)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 일체형 구조를 기반으로 하여 생산성 향상을 도모하면서 열손실을 방지하여 높은 열효율을 유지하고 원적외선 방사량을 증대할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 본 발명은 일체형 구조를 기반으로 하여 생산성 향상을 도모하면서 열손실을 방지하여 높은 열효율을 유지하고 원적외선 방사량을 증대할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 일체형 구조의 원적외선 히터용 방열패널에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 일체형 구조를 기반으로 하여 생산성 향상을 도모하면서 열손실을 방지하여 높은 열효율을 유지하고 원적외선 방사량을 증대할 수 있는 일체형 구조의 원적외선 히터용 방열패널에 관한 것이다.
통상적으로 전자파를 이용한 히터는 구조가 간단하고 청정성과 안전성이 높아 여러 분야에서 활용되며, 그 중에 원적외선 히터는 가장 강한 복사에너지(열)를 발생하여 선호도가 높다. 이와 관련되는 선행특허로서 한국 등록특허공보 제1028910호, 한국 등록특허공보 제1043542호 등이 알려져 있다.
전자의 선행특허는 볼록한 곡률을 그리도록 만곡되어 있으며 요철구조로 돌출된 방사부를 구비하는 원적외선 방열부; 상기 원적외선 방열부가 상기 평탄부로부터 이탈되는 것을 방지하는 보강부; 상기 평탄부의 후면에 배치되어, 난방을 하고자 하는 곳으로 열을 전달하는 반사부; 및 상기 원적외선 방열부의 전면 영역을 제외한 나머지 영역을 감싸는 하우징;을 포함한다. 이에 따라, 원적외선 방열부의 방사면적 극대화와 확산구조에 의해 고온의 원적외선을 넓은 범위로 방사할 수 있으므로 방사효율을 향상하는 효과를 기대한다.
후자의 선행특허는 전면에 원적외선 방사 코팅층이 형성되는 원적외선 방열부; 및 유자 형상의 히터가 삽입되도록 개방되는 결합홈을 형성하되, 상기 결합홈이 상기 원적외선 방열부에 상호 일정간격 이격되어 마련되는 히터 결합부를 포함하며, 상기 원적외선 방열부는, 상기 히터의 발열에 따라 휨 변형을 방지하도록 상호 일정간격 이격되어 표면으로부터 돌출 형성되는 다수의 보강리브를 포함한다. 이에 따라, 원적외선 방열부를 신속하게 가열하여 열전도율을 높이면서도 발열효과를 향상하는 작용을 기대한다.
그러나, 상기의 선행특허는 전방의 방열부와 후방의 보강부가 분리 성형되어 결합되는 구조이므로 필연적으로 열손실이 발생하고 다수의 보강리브에 의하여 구조가 복잡화되어 생산성이 저하되는 단점을 보인다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 일체형 구조를 기반으로 하여 생산성 향상을 도모하면서 열손실을 방지하여 높은 열효율을 유지하고 원적외선 방사량을 증대할 수 있는 일체형 구조의 원적외선 히터용 방열패널을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방열패널의 내부에 발열체를 지닌 원적외선 히터에 있어서: 상기 방열패널은 상판, 측판, 하판을 일체의 구조로 이루어지고, 방열패널의 상판에 내향주름과 외향주름이 형성되며, 상기 내향주름과 외향주름에 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 방열패널의 상판은 밀폐된 환형 단면의 수용구를 일체로 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 방열패널은 발열체를 기준으로 외측에 내향주름을 내측에 외향주름을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 코팅층은 SiO2 52~62wt%, Al2O3 15~25wt%, Na2O 4~6wt%, MgO 4~6wt%, K2O 4~6wt%, Fe2O3 4~6wt%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 변형예에 따르면 상기 코팅층은 상판에서 발열체에 근접할수록 두께가 증가하도록 구배를 이루는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 일체형 구조를 기반으로 하여 생산성 향상을 도모하면서 열손실을 방지하여 높은 열효율을 유지하고 원적외선 방사량을 증대할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 원적외선 히터를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 원적외선 히터의 방열패널을 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 원적외선 히터의 조립 상태를 나타내는 구성도
도 4본 발명에 따른 방열패널에 대한 원적외선방사율에 대한 한국건설생활환경시험연구원의 시험성적서
도 5 내지 도 7은 각각 본 발명에 따른 방열패널에 대한 한국원적외선협회의 음이온, 탈취성, 항균성 시험성적서
도 2는 본 발명에 따른 원적외선 히터의 방열패널을 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 원적외선 히터의 조립 상태를 나타내는 구성도
도 4본 발명에 따른 방열패널에 대한 원적외선방사율에 대한 한국건설생활환경시험연구원의 시험성적서
도 5 내지 도 7은 각각 본 발명에 따른 방열패널에 대한 한국원적외선협회의 음이온, 탈취성, 항균성 시험성적서
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 방열패널(20)의 내부에 발열체(15)를 지닌 원적외선 히터에 관련된다. 발열체(15)는 내부에 열선을 지니고 U자형으로 형성된 히터를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 원적외선 히터는 프레임(10) 상에 반사판(11)(12)을 개재하여 하나 또는 복수의 방열패널(20)을 지지하는 구조이다.
본 발명에 따르면 상기 방열패널(20)은 상판(22), 측판(24), 하판(26)을 일체의 구조로 이루어진다. 방열패널(20)의 상판(22), 측판(24), 하판(26)을 일체화하는 것은 열전도성이 우수한 알루미늄 합금 등을 용융하여 압출성형하는 공정을 적용하여 구현된다. 종래의 경우 상판(22)이 다른 부분과 별도로 성형되어 결합되는 구조이므로 양산시 작업공수가 증가되는 것은 물론 열손실이 커지고 원적외선 방사 기능이 저하된다. 그리고 상판(22), 측판(24), 하판(26)의 일체화 구조는 열응력에 대한 강도유지에 유리하므로 종래와 같이 별도의 리브를 다수개 형성하지 않아도 되어 구조가 더욱 단순화된다. 상판(22)은 중앙부와 가장자리에서 높이의 단차를 이루는 곡면으로 형성한다.
이때, 상기 방열패널(20)의 상판(22)은 밀폐된 환형 단면의 수용구(32)를 일체로 구비하는 것을 특징으로 한다. 수용구(32)는 발열체(15)를 수용하는 부분으로서 압출성형 과정에서 동시에 형성된다. 종래의 경우 수용구(32)가 개방된 환형 단면으로 형성되기 때문에 발열체(15)를 넣고 단부를 오므리는 작업성이 불량하고 열효율도 저하된다. 본 발명은 밀폐된 환형 단면의 수용구(32)에 발열체(15)를 밀어 넣기만 하면 조립이 완료된다. 예를 들어 발열체(15)의 직경이 8㎜인 경우 수용구(32)의 단면은 8.2~8.5㎜ 정도로 유지하는 것이 무난하다. 즉, 발열체(15)의 가동으로 열팽창되면 수용구(32)에 긴밀하게 밀착된다.
한편, 방열패널(20)은 수용구(32)외에 걸림구(34)와 체결구(36)도 일체로 구비하는 구성도 가능하다. 걸림구(34)는 측판(24)의 내부에 일체로 형성되는 것으로서 방열패널(20)의 개방된 면에 커버를 고정하거나 방열패널(20)과 방열패널(20)의 연결용으로 활용할 수 있다. 체결구(36)는 하판(26)의 외면에 일체로 형성되는 것으로서 반사판(11)(12)을 체결하는 볼트 또는 너트를 수용한다.
실험에 의하면 종래의 히터의 경우 500W 시즈형 발열체(15)를 사용하면 방열패널(20)의 표면온도가 최대 250℃ 정도로 상대적으로 낮게 유지되었다. 반면 본 발명의 히터의 경우 방열패널(20)의 측면을 막아 일종의 진공(열보관) 처리를 함으로써 500W 시즈형 발열체(15)(실 소비전력 약 460W)만으로도 방열패널(20)의 표면온도를 300℃로 관리할 수 있었다.
또, 본 발명에 따르면 방열패널(20)의 상판(22)에 내향주름(41)과 외향주름(42)이 형성된다. 내향주름(41)과 외향주름(42)은 공히 장변과 단변이 톱니형으로 이어지는 형태로서 상판(22)에 대한 전열면적을 증대하고 원적외선 방사를 늘이는 역할을 한다. 원적외선 히터가 천장에 설치되어 방열패널(20)의 상판(22)이 바닥을 향하는 상태에서 장변이 하방향의 영역을 향하는 것은 내향주름(41)으로 그 외부의 영역을 향하는 것은 외향주름(42)으로 명명한다.
이때, 상기 방열패널(20)은 발열체(15)를 기준으로 외측에 내향주름(41)을 내측에 외향주름(42)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 발열체(15)를 수용하는 일측 수용구(32)를 중심으로 내향주름(41)과 외향주름(42)의 장변이 대향하도록 배치되고, 같은 방식으로 타측 수용구(32)를 중심으로 내향주름(41)과 외향주름(42)의 장변도 대향하도록 배치된다. 이와 같은 방식에 의하면 발열체(15)를 중심으로 하는 방열이 주변으로 폭넓게 확산되지 않도록 집중성을 강화할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 상기 내향주름(41)과 외향주름(42)에 코팅층(40)을 구비한다. 코팅층(40)은 원적외선을 방사하기 위한 중요한 요소로서 음이온, 탈취, 항균 기능도 병행하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 코팅층(40)은 SiO2 52~62wt%, Al2O3 15~25wt%, Na2O 4~6wt%, MgO 4~6wt%, K2O 4~6wt%, Fe2O3 4~6wt%를 포함하는 것을 특징으로 한다. 산화규소(SiO2)는 원적외선과 음이온을 동시에 방출하는 중요한 성분이며, 여타의 무기계 광물질과 함께 음이온, 탈취, 항균 기능을 증대한다. 코팅층(40)은 상기한 원적외 물질 외에 방열패널(20)과의 접착성을 높이기 위한 수지재를 포함할 수 있다. 반면 공정의 편의성을 고려하여 탄화규소(SiC)는 배제한다. 상기한 코팅층(40)의 주요 성분의 배합비를 달리하면 음이온, 탈취, 항균 기능 중 어느 하나 이상이 현저하게 저하되는 현상을 보인다.
한편, 본 발명의 변형예로서, 상기 코팅층(40)은 상판(22)에서 발열체(15)에 근접할수록 두께가 증가하도록 구배를 이루는 것을 특징으로 한다. 발열체(15)가 수용되는 수용구(32)에 인접한 면에는 코팅층(40)의 두께를 최대로 유지하고 그 주변으로 갈수록 코팅층(40)의 두께를 점차 감소한다. 이와 같은 방식에 의하면 코팅층(40)의 소재를 절약하면서도 방열패널(20)의 온도 구배에 비례하는 효율적인 원적외선 방사에 유리하다.
도 1은 하나의 프레임(10)에 본 발명의 방열패널(20)을 4개 사용하여 완성된 원적외선 히터를 나타내지만, 양산에 있어서 1~6개 범위의 방열패널(20)을 적용할 수 있다. 방열패널(20)의 발열체(15)에 대한 온도제어는 프레임(10)의 중간에서 이루어지도록 구성할 수 있다. 방열패널(20)의 저면에 제1반사판(11)과 제2반사판(12)을 구성하면 열효율 향상에 유리하다. 이 경우 제1반사판(11)에 0.6~1㎜의 두께를 지닌 철판을 사용하면 제2반사판(12)은 이보다 얇아도 무방하다. 제1반사판(11)을 방열패널(20)에 고정하는 볼트는 세라믹볼트가 적절하지만 제2반사판(12)을 제1반사판(11)에 고정하는 볼트는 내열성 수지재를 사용할 수도 있다.
도 4 내지 도 7은 원적외선방사율, 음이온, 탈취성, 항균성에 대한 시험성적서를 나타낸다. 여기에 사용된 본 발명의 샘플은 코팅층(40)으로서 다음의 [표 1]에 나타내는 성분을 포함한다.
| 성분 | 함량 |
| SiO2 | 55.53 wt% |
| Al2O3 | 19.37 wt% |
| Na2O | 4.84 wt% |
| MgO | 4.82 wt% |
| K2O | 3.88 wt% |
| Fe2O3 | 5.13 wt% |
| 기타(수지) | 6.43 wt% |
도 4에서, 본 발명의 샘플은 기재된 시험방법을 적용할 때 코팅층(40)을 포함하지 않은 블랙바디(비교예)와 대비하여 원적외선 방사에너지가 4.30x102 W/㎡로 높게 나타났다.
도 5에서 본 발명의 샘플은 기재된 시험방법에 의하여 1.440ION/ccmf 방출하였고, 도 6에서 본 발명의 샘플은 기재된 시험방법을 적용할 때 블랙바디와 대비하여 월등한 탈취율을 나타내었고, 도 7에서 본 발명의 샘플은 기재된 시험방법을 적용할 때 블랙바디와 대비하여 월등한 정균감소율을 나타내었다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 프레임 11,12: 반사판
15: 발열체 20: 방열패널
22: 상판 24: 측판
26: 하판 32: 수용구
34: 걸림구 36: 체결구
40: 코팅층 41: 내향주름
42: 외향주름
15: 발열체 20: 방열패널
22: 상판 24: 측판
26: 하판 32: 수용구
34: 걸림구 36: 체결구
40: 코팅층 41: 내향주름
42: 외향주름
Claims (5)
- 방열패널(20)의 내부에 발열체(15)를 지닌 원적외선 히터에 있어서:
상기 방열패널(20)은 상판(22), 측판(24), 하판(26)을 일체의 구조로 이루어지고,
방열패널(20)의 상판(22)에 내향주름(41)과 외향주름(42)이 형성되며,
상기 내향주름(41)과 외향주름(42)에 코팅층(40)을 구비하고,
상기 방열패널(20)의 상판(22)은 밀폐된 환형 단면의 수용구(32)를 일체로 구비하고, 하판(26)은 외면에 체결구(36)를 일체로 구비하며,
상기 코팅층(40)은 SiO2 52~62wt%, Al2O3 15~25wt%, Na2O 4~6wt%, MgO 4~6wt%, K2O 4~6wt%, Fe2O3 4~6wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 원적외선 히터용 방열패널. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 방열패널(20)은 발열체(15)를 기준으로 외측에 내향주름(41)을 내측에 외향주름(42)을 구비하는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 원적외선 히터용 방열패널. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 코팅층(40)은 상판(22)에서 발열체(15)에 근접할수록 두께가 증가하도록 구배를 이루는 것을 특징으로 하는 일체형 구조의 원적외선 히터용 방열패널.
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|---|---|---|---|
| KR1020120088547A KR101212305B1 (ko) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | 일체형 구조의 원적외선 히터용 방열패널 |
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ID=47907663
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|---|---|---|---|---|
| KR100907284B1 (ko) | 2009-02-04 | 2009-07-13 | 이경욱 | 원적외선 난방장치 |
| KR101043542B1 (ko) | 2011-02-01 | 2011-06-21 | 서민희 | 원적외선 방열패널 및 그 제조방법 및 이를 이용한 난방장치 |
-
2012
- 2012-08-13 KR KR1020120088547A patent/KR101212305B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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