KR101288443B1 - 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치는 외측면에 적어도 하나의 흡기구가 형성된 외부챔버;와, 일단부에 외부챔버의 내부공간과 연통하는 유입구가 형성되고, 타단부에 상기 외부챔버를 관통하여 외부로 연장되는 배기구가 형성되어 상기 외부챔버 내에 배치되는 내부챔버;와, 상기 내부챔버 내에 배치되는 발열체;와, 상기 내부챔버의 외측에 배치되어 상기 발열체를 향해 마이크로웨이브를 공급하는 에너지 공급부; 및, 상기 흡기구로부터 배기구를 향해 기류를 형성하는 송풍팬;을 포함하며, 상기 발열체는 외부챔버의 흡기구와 내부챔버의 유입구의 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 내부챔버의 유입구로 공급되는 공기가 에너지 공급부를 냉각하는 것과 동시에 예열되도록 함으로써 열에너지 효율을 향상시킬 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치가 제공된다.

Description

마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치 {hot air supplying apparatus using microwave}
본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로웨이브에 의하여 발열되는 발열체를 이용하여 열풍을 생성하기 위한 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치에 관한 것이다.
열풍 공급장치란 열풍 즉, 뜨거운 바람을 생성시키기 위한 장치를 일컬으며, 일반적으로 열풍 공급장치는 등유 또는 경유와 같은 화석연료를 연료원으로 하는 연소실을 구비하고, 연소실내에서 버너를 이용하여 상기의 연료를 연소시키면서 열풍을 발생시키는 구성을 갖는다.
이와 같이 등유 또는 경유와 같은 화석연료를 사용하는 종래 열풍 공급장치의 경우 고유가의 영향으로 운영비용이 증가하고 또한 연소실 및 연소실과 관련된 장치들에 대한 유지보수가 용이하지 않다.
특히 경유 또는 등유가 연소할 때 발생하는 이산화탄소 및 기타 유해가스의 발생을 피할 수 없어 환경오염의 원인으로 작용하고 있다.
이에 따라서 이러한 문제를 해소하기 위하여 등록실용신안 제0265351호와 같은 마그네트론이 장착된 열풍 공급장치가 제안된 바 있다.
도 1은 종래 마그네트론이 장착된 열풍 공급장치의 구성을 나타낸 도면이다.
종래 마그네트론이 장착된 열풍 공급장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부의 일면에 외부공기를 유입하기 위한 흡입팬(5)이 구비되고, 일면에 흡입팬(5)와 가깝게 유체(11)의 입구(12a)가 구비되며, 일면과 대향하는 타면에 열풍을 외부로 배출하기 위한 송풍팬(6)이 구비되고, 타면에 송풍팬(6)과 가깝게 유체(11)의 출구(12b)가 구비된 열통(2), 열통(2)의 외부에서 입출구(12a, 12b)와 연관되며 입구(12a)의 근방에 유체(11)를 열통(2) 내부로 펌핑하기 위한 구동모터(8)가 장착된 주관로(7), 열통(2)의 내부에 입구(12a)의 근방에 나란히 구비되며 유체(11)를 가열하는 마그네트론(3)이 외부에 각각 장착된 복수개의 챔버(4), 복수개의 챔버(4)의 내부에 구비되며 입구(12a)를 통해 주관로(7)와 연관되는 복수개의 관로(10), 일단은 복수개의 관로(10)와 연관되고, 타단은 출구(12b)를 통해 주관로(7)와 연결되며, 흡입팬(5)에서 흡인된 외부공기를 가열하기 위한 라디에이터(9)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 종래 열풍 공급장치에 따르면, 유체가 순환하는 경로를 설정하고, 그 경로 상에 마그네트론을 구성한 1차 가열구간을 구성하고, 1차 가열구간을 거친 유체를 2차로 가열하기 위한 라디에이터를 구성하여, 유체가 1차 가열되고, 이후 라디에이터에 의해 2차 가열되면서 순환되도록 하고, 그 주변을 따라 공기가 지나가면서 외부로 송풍될 수 있도록 하는 구조로 이루어져 있다.
관로(10)를 통과하는 동안 챔버(4)에 구성된 마그네트론(3)에 의해 마이크로웨이브가 챔버(3) 내로 조사되고, 이와 같이 조사되는 마이크로웨이브에 의해 관로(10)를 흐르는 유체가 직접 가열된다.
마그네트론(3)에 의하여 가열되어 챔버(4) 내에서 고온화 된 유체(11)가 관로(10)를 통과 후 라디에이터(9)로 보내지게 되고, 라디에이터(9)에 의해 2차 가열된다.
따라서 챔버(4)의 주변에서 1차 흡열과정을 거친 외부공기가 라디에이터(9)의 주변으로 보내져 2차 흡열과정이 일어나며, 이와 같이 1, 2차 흡열과정을 통해 고온으로 된 열풍은 송풍팬(6)을 통해 열통(2) 외부로 배출된다.
상술한 바와 같이, 마그네트론(3)을 사용하여 유체(11)를 가열하고 가열된 유체(11)의 열을 얻어 외부 공기가 가열되기 때문에 이산화탄소 및 유해가스 등의 발생이 전혀 없으며, 연소실을 구성할 때보다 유지관리가 매우 용이하고, 장기간 사용하더라도 초기 사용할 때와 같은 높은 열효율을 얻을 수 있다.
그러나 이와 같은 구조에 의하면 비교적 저온이 필요한 농업용으로 사용하는 구조임에도 불구하고 마그네트론만을 이용하여 필요한 온도를 얻지못하기 때문에 2차 가열을 위한 라디에이터와 같은 전열기구를 구성할 수밖에 없으며, 이로 인해 마그네트론을 구동하기 위한 정력 외에도 부가적으로 고 전력을 소모하는 전열기구를 동작시키기 위한 전력이 필요한 문제점이 있다.
특허문헌 1. 대한민국 등록실용신안 제0265351호, 권용석 (2002.02.21)
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부공기가 내부챔버의 가열영역으로 유입되는 과정에서 마이크로웨이브 공급용 에너지 공급부를 경유하도록 하여, 에너지 공급부를 냉각하는 것과 동시에 공기가 예열되도록 함으로써 열에너지 효율을 향상시킬 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치를 제공함에 있다.
또한, 가열부의 중앙에 관통홀을 형성하여 열교환 면적을 증대시킴으로써 가열효율을 향상시킬 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치를 제공함에 있다.
또한, 송풍팬에 의해 배기구로 배출되는 열풍이 직선상태의 기류를 형성하도록 함으로써 내부챔버의 내부압력을 최소화하고, 내부챔버의 내부온도가 필요 이상으로 가열되는 것을 방지할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 외측면에 적어도 하나의 흡기구가 형성된 외부챔버;와, 일단부에 외부챔버의 내부공간과 연통하는 유입구가 형성되고, 타단부에 상기 외부챔버를 관통하여 외부로 연장되는 배기구가 형성되어 상기 외부챔버 내에 배치되는 내부챔버;와, 상기 내부챔버 내에 배치되는 발열체;와, 상기 내부챔버의 외측에 배치되어 상기 발열체를 향해 마이크로웨이브를 공급하는 에너지 공급부; 및, 상기 흡기구로부터 배기구를 향해 기류를 형성하는 송풍팬;을 포함하며, 상기 발열체는 외부챔버의 흡기구와 내부챔버의 유입구의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 흡기구는, 흡기구를 통해 유입구로 안내되는 기류가 에너지 공급부를 경유하도록 유입구의 대향측에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에너지 공급부는 전원을 공급받아 발열체를 향해 마이크로웨이브를 제공하도록 내부챔버의 외측면에 설치되는 마그네트론과, 상기 마그네트론의 후단부에 배치되어 마그네트론으로 전원을 공급하는 트랜스를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발열체는 중앙에 관통홀이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 송풍팬은 유입구에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유입구와 발열체의 관통홀과 배기구는 동일 축선 상에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발열체는 탄화규소(SiC) 성분을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 외부공기가 내부챔버의 가열영역으로 유입되는 과정에서 마이크로웨이브 공급용 에너지 공급부를 경유하도록 하여, 에너지 공급부를 냉각하는 것과 동시에 공기가 예열되도록 함으로써 열에너지 효율을 향상시킬 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치가 제공된다.
또한, 가열부의 중앙에 관통홀을 형성하여 열교환 면적을 증대시킴으로써 가열효율을 향상시킬 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치가 제공된다.
또한, 송풍팬에 의해 배기구로 배출되는 열풍이 직선상태의 기류를 형성하도록 함으로써 내부챔버의 내부압력을 최소화하고, 내부챔버의 내부온도가 필요 이상으로 가열되는 것을 방지할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치가 제공된다.
도 1은 종래 마그네트론이 장착된 열풍 공급장치의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치의 사시도,
도 3은 본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치의 부분절개 사시도,
도 4는 본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치의 단면도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중 도 2는 본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치의 부분절개 사시도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치는 크게 외부챔버(110), 내부챔버(120), 발열체(130), 에너지공급부, 송풍팬(150)을 포함하여 구성된다.
상기 외부챔버(110)는 내측에 공간을 제공하는 것으로, 도면의 상단부에 위치한 일측 단부에 다수의 흡기구(111)를 형성하고, 일측단부의 중앙에는 후술할 내부챔버(120)의 배기구(122)가 관통되는 통공이 마련된다.
상기 내부챔버(120)는 상기 외부챔버(110)의 내부 공간에 배치되는 것으로서, 일측 단부에 상기 외부챔버(110)의 통공으로 관통하여 외부로 노출되는 배기구(122)가 형성되고, 타측 단부에는 외부챔버(110)의 내부공간과 연통하는 유입구(121)가 형성되고, 상기 유입구(121)가 형성된 타측 단부는 내부챔버(120)의 내측면으로부터 이격 배치된다.
상기 발열체(130)는 중앙에 관통홀이 기류의 흐름방향을 따라 수직방향으로 형성된 원통형으로 이루어지며, 탄화규소(SiC) 성분을 갖는 재질로 이루어져 상기 내부챔버(120) 내에 배치되며, 발열체(130)의 양단부는 유입구(121)와 배기구(122)로부터 소정간격 이격 배치된다.
상기 에너지 공급부(140)는 상기 내부챔버(120)의 외측면 중 흡기구(111)와 유입구(121)의 사이영역에 배치되어 상기 발열체(130)를 향해 마이크로웨이브를 공급하는 것으로, 전원을 공급받아 발열체(130)를 향해 마이크로웨이브를 제공하도록 내부챔버(120)의 외측면에 설치되는 마그네트론(141)과, 상기 마그네트론(141)의 후단부에 배치되어 마그네트론(141)으로 전원을 공급하는 트랜스(142)를 포함하여 구성된다.
상기 송풍팬(150)은 상기 내부챔버(120)의 유입구(121) 측에 배치되어 내부챔버(120)의 내부공간을 향해 공기를 불어넣음으로써 외부챔버(110)의 흡기구(111)로부터 내부챔버(120)의 배기구(122)를 향하는 기류를 형성한다.
한편, 상기 송풍팬(150)이 설치되는 유입구(121)와 가열공기가 배출되는 배기구(122)는 동일축선상에 배치되고, 상기 발열체(130)의 관통홀은 관통홀의 중심이 상기 유입구(121)와 배기구(122)의 축선상에 배치된다.
지금부터는 상술한 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
첨부도면 중 도 4는 본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치의 단면도이다.
도 4에서 도시하는 바와 같이, 외부챔버(110)의 내부에는 내부챔버(120)가 배치되고, 내부챔버(120)의 내부에는 발열체(130)가 배치되어 있으며, 내부챔버(120)의 유입구(121)에 설치된 송풍팬(150)이 구동하면, 외부챔버(110)의 흡기구(111)로부터 유입구(121)를 거쳐 내부챔버(120)의 배기구(122)를 통해 배출되는 기류가 형성된다.
이러한 과정에서 에너지 공급부(140)의 트랜스(142)로부터 전원을 공급받은 마그네트론(141)이 내부챔버(120)의 내부에 배치되어 있는 발열체(130)로 마이크로웨이브를 공급하면, 발열체(130)가 마이크로웨이브에 반응하여 발열하게 된다.
따라서, 상기와 같이 유입구(121)를 경유하여 배기구(122)를 향하는 기류가 상기 내부챔버(120)의 내부에 배치된 발열체(130)를 통과하면서 고온으로 가열되어 배기구(122)를 통해 배출되므로 열풍을 얻을 수 있게된다.
상기와 같이 송풍팬(150)에 의해 발열체(130)로 공급되는 기류는 발열체(130)의 외부공간뿐만 아니라 관통공(131)의 내측면에도 접촉하면서 가열되므로 가열효율이 향상된다.
한편, 송풍팬(150)이 설치되는 유입구(121)와 발열체(130)의 관통홀 및 배기구(122)를 일직선상에 배치하여 송풍팬(150)에 의해 배기구(122)로 배출되는 열풍이 직선상태의 기류를 형성하여 내부챔버(120)로부터 원활하게 배출되도록 함으로써 내부챔버(120)의 내부압력을 최소화하는 것과 동시에, 내부챔버(120)의 내부온도가 필요 이상으로 가열되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 마그네트론(141)에서 발생하는 마이크로웨이브에 의해 발열체(130)를 경유하는 공기가 고온으로 가열되도록 함으로써, 종래와 같은 유해가스의 발생이 방지된다.
특히, 내부챔버(120)의 유입구(121)로 유입되는 공기는 외부챔버(110)의 흡기구(111)를 통해 외부챔버(110)의 내측으로 유입된 다음, 내부챔버(120)의 외측면에 배치된 에너지 공급부(140)를 경유하는 과정에서 고온 발열하는 에너지 공급부(140)의 트랜스(142)와 열교환하게 되므로 에너지 공급부(140)의 트랜스(142)를 냉각시키는 것과 동시에 예열된 상태로 내부챔버(120)로 공급된다.
즉, 발열체(130)로 공급되는 공기가 예열된 상태이므로 에너지의 이용효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 공급부(140)의 트랜스(142)를 냉각시키기 위한 별도의 냉각장치가 불필요한 이점을 제공한다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110:외부챔버, 111:흡기구, 120:내부챔버, 121:유입구,
122:배기구, 130:발열체, 131:관통공, 140:에너지 공급부,
141:마그네트론, 142:트랜스, 150:송풍팬

Claims (7)

  1. 외측면에 적어도 하나의 흡기구가 형성된 외부챔버;
    일단부에 외부챔버의 내부공간과 연통하는 유입구가 형성되고, 타단부에 상기 외부챔버를 관통하여 외부로 연장되는 배기구가 형성되어 상기 외부챔버 내에 배치되는 내부챔버;
    상기 내부챔버 내에 배치되는 발열체;
    상기 내부챔버의 외측에 배치되어 상기 발열체를 향해 마이크로웨이브를 공급하는 에너지 공급부; 및,
    상기 흡기구로부터 배기구를 향해 기류를 형성하는 송풍팬;을 포함하며,
    상기 에너지 공급부는 외부챔버의 흡기구와 내부챔버의 유입구의 사이영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흡기구는, 흡기구를 통해 유입구로 안내되는 기류가 에너지 공급부를 경유하도록 유입구의 대향측에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 에너지 공급부는 전원을 공급받아 발열체를 향해 마이크로웨이브를 제공하도록 내부챔버의 외측면에 설치되는 마그네트론과, 상기 마그네트론의 후단부에 배치되어 마그네트론으로 전원을 공급하는 트랜스를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 발열체는 중앙에 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 송풍팬은 유입구에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유입구와 발열체의 관통홀과 배기구는 동일 축선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 발열체는 탄화규소(SiC) 성분을 갖는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍 공급장치.
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