KR101435131B1 - 과열증기를 이용한 열풍발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 과열증기를 이용함으로써 난방효율 및 건조효율이 우수함과 동시에, 고압으로 분무되는 안개형태의 물을 가열하여 과열증기를 발생함으로써 짧은 시간에 대용량의 과열증기를 생성할 수 있고 과열증기 발생량을 조절할 수 있도록 하여 소용량 및 대용량에 모두 사용할 수 있으며, 구성을 간소화하여 유지 및 보수에 따른 비용을 감소시킬 수 있는 과열증기를 이용한 열풍발생장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 열풍발생장치는, 저수조와, 저수조의 물을 공급하기 위한 물공급관과, 물공급관에 설치되어 물을 안개형태로 분무하기 위한 고압분무노즐과, 물공급관에 설치된 고압펌프와, 고압분무노즐로부터 분무되는 안개형태의 물을 가열하여 과열증기를 생성하는 원적외선 세라믹히터와, 원적외선 세라믹히터의 가열에 의해 생성된 과열증기를 공기와 혼합하여 열풍을 형성하기 위한 외부공기 흡입구를 구비하고 상기 열풍을 외부로 토출하기 위한 토출구를 구비한 열풍이송덕트와, 열풍을 강제토출하기 위한 송풍기와, 원적외선 세라믹히터를 둘러싸는 단열통체와, 열풍이송덕트의 안둘레면에 코팅된 원적외선 도료코팅층과, 상기 물공급관에 설치된 정수필터로 이루어진 것이다.

Description

과열증기를 이용한 열풍발생장치{Hot Air Generator using Superheated Steam}

본 발명은 고압으로 분무되는 안개형태의 물을 가열함으로써 생성되는 과열증기를 이용한 열풍발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 온풍기나 건조기와 같은 열풍발생장치는 히터 등의 가열수단을 통해 공기를 가열하여 고온화시킨 후, 이러한 열풍을 이용하여 실내 온도를 높이거나 또는 대상물을 건조시키고 있다.

그러나 이와 같이 공기를 가열하여 열풍을 생성하는 열풍발생장치는 온도를 높이고자 하는 장소의 구석구석까지 온도를 높이는데 장시간 소요됨에 따라 난방효율이 떨어진다는 단점이 있고, 또한 열풍이 대상물에 고르게 가해지지 않기 때문에 국부적인 건조에 그쳐 대상물 전반에 걸친 건조효율은 떨어진다는 단점이 있다.

이와 같은 결과가 생기는 이유는 열풍, 즉 가열한 공기를 이용하여 난방 또는 건조를 하고 있기 때문이며, 이에 대한 대체방안이 요구되어 왔다.

이에 따라, 최근 과열증기를 열원으로 이용하는 것에 관한 관심이 증대되고 있는데, 과열증기는 일반적으로 포화증기를 포화압력 그대로 더욱 가열하여 포화온도 이상으로 가열한 열량이 높은 증기를 가리킨다.

과열증기는 포화증기보다 고온, 미립자이므로 음식물 조리기구로 사용하는 경우, 음식을 균일하게 가열하는 특징이 있어 음식물이 국부적으로 타지 않음은 물론 과열증기의 온도 및 공급량 조절이 용이하여 조리특성을 손쉽게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 증기에 의한 산화현상도 생기지 않아 맛도 변하지 않는 장점이 있다.

종래에는 열풍발생장치의 과열증기 생성수단으로서 보일러 또는 초음파 진동자를 적용하였다.

그런데, 보일러를 적용한 열풍발생장치는, 과열증기를 발생시키고 처리하는 데 요구되는 통과 단면적을 확보하기 위하여 스크류 형태의 전열관(fin heater)을 포함한 복잡한 구성부품을 내장하는 구조로 이루어지기 때문에, 각종 비용이 증대되고, 이로 인한 유지 및 보수에 따른 비용이 증대되는 문제점이 있으며, 내장부품이 복잡함은 물론 증기유량의 편차가 심하여 균일한 온도를 갖는 과열증기를 얻기 어려울 뿐만 아니라, 유량의 편차로 인하여 전열관 자체의 국부적인 과열현상이 일어나는 경우 내장부품의 열화가 발생하여 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 초음파 진동자를 적용한 열풍발생장치는, 보일러에 비하여 구성이 간단하고 유지 및 보수에 따른 비용이 낮은 장점은 있지만, 단위시간당 과열증기 발생용량이 적기 때문에, 주로 소용량의 건조기나 조리기에 사용되고, 대용량의 실내 난방이나 건조기에는 사용하기 곤란한 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 과열증기를 이용함으로써 난방효율 및 건조효율이 우수함과 동시에, 고압으로 분무되는 안개형태의 물을 가열하여 과열증기를 발생함으로써 짧은 시간에 대용량의 과열증기를 생성할 수 있고 과열증기 발생량을 조절할 수 있도록 하여 소용량 및 대용량에 모두 사용할 수 있으며, 구성을 간소화하여 유지 및 보수에 따른 비용을 감소시킬 수 있는 과열증기를 이용한 열풍발생장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 물을 저장하기 위한 저수조; 상기 저수조의 물을 공급하기 위한 물공급관; 상기 물공급관의 끝단에 설치되어 물을 안개형태로 분무하기 위한 고압분무노즐; 상기 물공급관에 설치되어 물을 고압으로 고압분무노즐로 이송시키기 위한 고압펌프; 상기 고압분무노즐의 분무방향에 설치되어 고압분무노즐로부터 분무되는 안개형태의 물을 가열하여 과열증기를 생성하는 원적외선 세라믹히터; 상기 원적외선 세라믹히터의 가열에 의해 생성된 과열증기를 공기와 혼합하여 열풍을 형성하기 위한 외부공기 흡입구를 구비하고 상기 열풍을 외부로 토출하기 위한 토출구를 구비한 열풍이송덕트; 및 상기 열풍이송덕트에 설치되어 열풍을 강제토출하기 위한 송풍기로 이루어진 과열증기를 이용한 열풍발생장치에 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 원적외선 세라믹히터를 둘러싸는 단열통체와, 상기 열풍이송덕트의 안둘레면에 코팅된 원적외선 도료코팅층과, 상기 물공급관에 설치된 정수필터를 더 구비한 과열증기를 이용한 열풍발생장치에 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 물공급관에 설치되어 유량을 조절하기 위한 솔레노이드밸브와, 상기 열풍이송덕트에 설치되어 열풍의 온도를 검출하기 위한 온도감지센서와, 상기 솔레노이드밸브, 온도감지센서, 원적외선 세라믹히터, 고압펌프 및 송풍기를 제어하기 위한 제어부를 더 구비한 과열증기를 이용한 열풍발생장치에 특징이 있다.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명의 과열증기를 이용한 열풍발생장치에 의하면, 과열증기를 이용함으로써 난방효율 및 건조효율이 우수하고, 고압으로 분무되는 안개형태의 물을 가열하여 과열증기를 발생함으로써 짧은 시간에 대용량의 과열증기를 생성할 수 있으며 또한 과열증기의 발생량을 조절하는 것에 의해 조리용이나 소용량의 건조기뿐만 아니라, 실내 난방을 위한 대용량의 난방기에 모두 적용 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 장치의 구성이 간소화되어 유지 및 보수에 따른 비용이 감소되고, 내장부품의 열화 발생을 최소화하여 수명을 연장할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 과열증기를 건조매체로 사용하기 때문에 피건조물의 품질이 향상되고 환경오염 물질도 배출되지 않으며, 특히 농수산물 건조시 자연상태로 건조한 것과 같이 갈변현상이 적다는 효과가 있으며, 과열증기를 이용하여 난방을 하게 되면 지속적인 수분이 공급되며 원적외선 세라믹히터에 의한 다량의 원적외선으로 각종 박테리아, 곰팡이 등의 증식이 억제되고 인체나 식물의 세포조직이 활성화되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 과열증기를 이용한 열풍발생장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 과열중기를 이용한 열풍발생장치의 제어 블럭도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 과열증기를 이용한 열풍발생장치에 관하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 과열증기를 이용한 열풍발생장치는, 하우징(11), 저수조(12), 물공급관(13), 고압분무노즐(14), 고압펌프(15), 원적외선 세라믹히터(16), 열풍이송덕트(17) 및 송풍기(18)를 구비하여 이루어진다.

하우징(11)은, 열풍발생장치의 외관을 구성하는 것으로, 저수조(12), 원적외선 세라믹히터(16) 등의 구성이 내장될 수 있도록 속이 빈 형상으로 이루어진다. 하우징(11)의 일측 상부에는 열풍이송덕트(17)의 토출구(17a)가 위치하여 열풍을 외부로 토출하기 위한 개구부(11a)가 형성되어 있다.

저수조(12)는 하우징(11)의 내부 일측에 장착되며, 유입관(12a)을 통해 물이 유입되어 저장된다. 저수조(12)에 저장된 물은 하부에 연결된 물공급관(13)을 통해 물공급관(13) 끝단에 설치된 고압분무노즐(14)로 공급된다. 이때 고압분무노즐(14)로 공급되는 물의 양이 조절될 수 있도록 저수조(12)와 고압분무노즐(14) 사이의 물공급관(13)에는 솔레노이드밸브(19)를 설치한다.

또한 물공급관(13)에는 솔레노이드밸브(19)와 고압분무노즐(14) 사이에 고압펌프(15)가 설치되어 고압분무노즐(14)로 공급되는 물을 고압으로 이송시킴으로써 고압분무노즐(14)을 통해 안개형태의 물을 분무할 수 있도록 되어 있고, 솔레노이드밸브(19)와 고압펌프(15) 사이에는 정수필터(20)가 설치되어 저수조(12)에서 고압분무노즐(14)로 공급되는 물의 수질을 개선하도록 되어 있다.

한편, 원적외선 세라믹히터(16)는, 고압분무노즐(14)의 분무방향에 설치되어 고압분무노즐(14)로부터 분무되는 안개형태의 물을 가열함으로써 과열증기를 생성하는 것으로, 고압분무노즐(14)로부터 안개형태로 분무되는 물이 통과하는 과정에서 가열될 수 있도록 원통형상으로 형성되며, 하우징(11) 내에 설치된 열풍이송덕트(17) 내에 설치하는 것이 바람직하다.

원적외선 세라믹히터(16)의 가열온도는 200~400℃인 것이 바람직하고, 원적외선 세라믹히터(16)에서 발생하는 원적외선은 박테리아, 곰팡이 등의 증식을 억제하고 인체나 식물의 세포조직을 활성화하는 기능을 한다.

또한 원적외선 세라믹히터(16)는 단열통체(21)에 의해 둘러싸여 열손실을 최소화하도록 되어 있고, 단열통체(21)는 도 1에 도시된 바와 같이 원적외선 세라믹히터(16)가 설치된 열풍이송덕트(17)의 외측에 설치할 수도 있고, 도시하지는 않았지만, 열풍이송덕트(17)의 내측에 설치할 수도 있다.

열풍이송덕트(17)는 하우징(11) 내에 설치되는 것으로, 하단은 고압분무노즐(14)의 분무방향 바로 앞에 위치하여 고압분무노즐(14)로부터 분무되는 안개형태의 물이 열풍이송덕트(17) 내로 유입될 수 있도록 하고, 상단은 하우징(11)의 일측 상부에 구비된 개구부에 위치하여 열풍을 외부로 토출할 수 있도록 되어 있다.

또한, 열풍이송덕트(17)는 원적외선 세라믹히터(16)의 전방에 외부공기를 흡입하기 위한 외부공기 흡입구(17b)가 형성되어 원적외선 세라믹히터(16)에 의해 가열된 과열증기와 외부로부터 유입된 외부공기를 열풍이송덕트(17) 내에서 혼합시킬 수 있도록 되어 있다.

이에 따라, 열풍이송덕트(17)의 토출구(17a)로 과열증기와 외부공기가 혼합된 열풍을 토출시킬 수 있다. 과열증기를 외부 유입 공기와 혼합시키는 이유는 과열증기가 토출구(17a)에서 토출된 후 확산 효율이 높아지도록 하기 위함이다.

열풍이송덕트(17)는 부식에 강한 스테인레스 재질로 제작하고, 안둘레면에는 원적외선 도료코팅층(22)을 형성하여 이송되는 열풍에 원적외선을 조사함으로써 세균 증식에 의한 악취 제거와 인체에 유익한 공기 환경을 제공할 수 있도록 한다.

또한, 열풍이송덕트(17)에는 생성된 열풍을 토출구(17a) 쪽으로 강제이동시켜 토출시킴과 동시에, 열풍의 토출거리를 조절할 수 있도록 하는 송풍기(18)와, 열풍의 온도를 검출하기 위한 온도감지센서(23)가 설치되며, 하우징(11) 내에는 제어부(24)가 설치된다.

제어부(24)는, 도 2에 도시된 바와 같이 솔레노이드밸브(19), 온도감지센서(23), 원적외선 세라믹히터(16), 고압펌프(15) 및 송풍기(18)와 연결되어 열풍발생장치를 사용 조건에 따라 제어할 수 있도록 되어 있다.

이러한 구성으로 이루어진 과열증기를 이용한 열풍발생장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 물공급관(13)의 솔레노이드밸브(19)를 개방하고, 고압펌프(15), 원적외선 세라믹히터(16) 및 송풍기(18)를 구동하게 되면, 저수조(12)에 저장된 물이 물공급관(13)을 통해 고압으로 이송되어 고압분무노즐(14)을 통해 열풍이송덕트(17) 내에 안개형태로 분무되고, 이어서 원적외선 세라믹히터(16)에 의해 가열되어 과열증기를 생성하게 되며, 이어서 과열증기는 열풍이송덕트(17)의 외부공기 흡입구(17b)를 통해 유입된 외부공기와 혼합되어 열풍을 형성하게 되며, 열풍은 송풍기(18)에 의해 토출구(17a)를 통해 강제 토출됨으로써 열풍을 조리, 건조 또는 난방의 용도로 사용할 수 있다.

이때, 물공급관(13)으로 이송되는 물은 정수필터(20)를 통과함으로써 이물질이 제거되어 수질을 개선할 수 있고, 제어부(24)에 사용조건에 맞는 열풍의 온도를 설정하여 두면, 온도감지센서(23)로부터 검출된 열풍의 온도와 비교하여 열풍의 온도가 설정온도보다 높거나 낮은 경우, 원적외선 세라믹히터(16)의 가열온도를 조절하여 사용조건에 맞는 열풍의 온도로 유지할 수 있다.

또한, 고압분무노즐(14)로부터 안개형태로 분무하면서 원적외선 세라믹히터(16)로 가열하여 과열증기를 생성하는 것이므로, 짧은 시간에 과열증기를 생성할 수 있고, 제어부(24)를 통해 솔레노이드밸브(19)의 개방 정도를 제어하여 유량을 조절함과 동시에, 고압펌프(15)의 구동을 제어하여 수압을 조절하는 것에 의해 열풍의 토출량을 조절할 수 있게 되므로, 사용 조건에 맞는 열풍의 토출량으로 토출할 수 있어 조리용이나 소용량의 건조기뿐만 아니라, 실내 난방을 위한 대용량의 난방기에 모두 적용할 수 있다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

12 : 저수조 13 : 물공급관
14 : 고압분무노즐 15 : 고압펌프
16 : 원적외선 세라믹히터 17 : 열풍이송덕트
18 : 송풍기 19 : 솔레노이드밸브
20 : 정수필터 21 : 단열통체
22 : 원적외선 도료코팅층 23 : 온도감지센서
24 : 제어부

Claims (4)

1. 물을 저장하기 위한 저수조;
   상기 저수조의 물을 이송시켜 공급하기 위한 물공급관;
   상기 물공급관의 끝단에 설치되어 물을 안개형태로 분무하기 위한 고압분무노즐;
   상기 물공급관에 설치되어 물을 고압으로 고압분무노즐로 이송시키기 위한 고압펌프;
   상기 고압분무노즐의 분무방향에 설치되어 고압분무노즐로부터 분무되는 안개형태의 물을 가열하여 과열증기를 생성하는 원적외선 세라믹히터;
   상기 원적외선 세라믹히터의 가열에 의해 생성된 과열증기를 공기와 혼합하여 열풍을 형성하기 위한 외부공기 흡입구를 구비하고 상기 열풍을 외부로 토출하기 위한 토출구를 구비한 열풍이송덕트; 및
   상기 열풍이송덕트에 설치되어 열풍을 강제토출하기 위한 송풍기로 이루어지며,
   상기 물공급관에 설치되어 유량을 조절하기 위한 솔레노이드밸브와, 상기 열풍이송덕트에 설치되어 열풍의 온도를 검출하기 위한 온도감지센서와, 상기 솔레노이드밸브, 온도감지센서, 원적외선 세라믹히터, 고압펌프 및 송풍기를 제어하기 위한 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 열풍발생장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원적외선 세라믹히터를 둘러싸는 단열통체와, 상기 열풍이송덕트의 안둘레면에 코팅된 원적외선 도료코팅층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 열풍발생장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 물공급관에 설치된 정수필터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 과열증기를 이용한 열풍발생장치.
4. 삭제

Images