KR101505885B1

KR101505885B1 - 가스 온풍기

Info

Publication number: KR101505885B1
Application number: KR1020140134241A
Authority: KR
Inventors: 이종태; 박재언
Original assignee: 주식회사 수국
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2015-03-25

Abstract

본 발명은 가스 온풍기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공기가 흡입되는 흡기구 및 승온된 공기가 외부로 배출되는 토출구를 구비하는 하우징; 하우징 내에 마련되며, 하우징 내부에 승온된 공기를 토출구를 통해 외부로 배출시키는 팬을 구비하는 송풍기; 하우징 내에 배치되어 흡입된 공기가 승온되도록 화염을 토출하는 화염 분사부; 및 송풍기와 화염 분사부 사이에 차례로 배치되어 송풍기와 화염 분사부를 격리하는 제1 격벽 및 제2 격벽;를 포함하고, 제2 격벽은 팬이 화염 분사부로터 방출되는 화염과 격리되도록 화염 분사 방향으로 연장되어 형성된다.
본 발명에 의하면, 화염 분사부에서 분사되는 화염을 송풍기로부터 격리하여 온풍기의 크기를 최소화하며, 가스 연소에 의한 안정적으로 화염을 유지할 수 있는 가스 온풍기를 제공할 수 있다.

Description

가스 온풍기 {Fan heater}

본 발명은 가스 온풍기에 관한 것으로서, 화염 분사부에서 분사되는 화염을 송풍기로부터 격리하고, 가스 온풍기의 화력에 따라 공기의 흡입량이 조정되어 안정적으로 화염을 유지할 수 있는 안정적인 가스 온풍기에 관한 것이다.

일반적으로 작물 재배시설이나 가축 사육시설 등 농가의 생산성을 높이기 위해서는 난방을 통한 고온 유지를 통해 생육 또는 사육 환경을 개선하고 항상성을 유지시키는 것이 보통이다.

특히, 가스 연료를 연소시켜 화염을 생성하고, 화염에 의하여 공기를 승온시킨 후 배출하는 가스 온풍기가 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래 가스 온풍기인 강제혼합식 온풍기의 일예를 나타낸다. 종래 가스 온풍기는 도 1에 도시된 바와 같이 일 방향으로 연장형성되며 양단에 공기 유입구 및 공기 배출구를 구비하는 하우징(110)과, 하우징(110) 내로 공기를 유입하는 송풍기(130)와, 하우징(110) 내부에 배치되어 공기를 승온하기 위한 가스를 분사하는 가스 분사부(120)와, 하우징(110)의 공기 배출구에 배치되는 방열판(140)을 포함한다.

이와 같이 구성된 종래 가스 온풍기는 강제 혼합식으로서 가스 버너(120)와 송풍기(130)가 화염의 생성방향을 따라서 축방향으로 배치되어 가스 온풍기가 긴 원통형의 형태가 될 수 밖에 없는 구조이므로 공간 효율성이 떨어지게 된다.

또한 화염이 외부로 돌출되거나 사용자에게 관측이 된다면 위험하다는 인식을 줄 수 있기 때문에 방열판(140)을 사용해야 하며, 이는 내열성이 매우 높은 재질이 요구되므로 제품가격의 상승요인이 되어 보급에 지장을 줄 수 있다. 또한 화염으로 인하여 방열판에 적열현상이 발생하여 외적으로 사용자에게 불안감을 안겨 줄 수 있다. 뿐만 아니라 강제혼합식 버너 화염에 공기를 혼합하기 위한 축류형 송풍기는 구조상 온풍기 뒷 부분에 설치되어 그 날개가 외부로 노출되어 있으므로 공기와 송풍기 날개가 부딪히는 소음이 외부에 그대로 노출되어 연소 운전 중 발생되는 전체 소음이 크다는 문제점이 있다.

연료와 공기가 따로 주입되므로 주변 온도나 압력에 의해 변동하는 공기량과 별개로 하는 연료량이 변동 할 수 있기 때문에 사용 중 주변 온도나 가스 압력 변동 등에 따른 공연비를 사용자가 조정하지 못하면 처음 조정해 놓은 상태로 공연비가 유지되지 않아 불완전 연소 또는 과잉공기 연소에 의한 일산화탄소(CO) 발생 우려가 있다.

강제혼합식 버너를 사용한 온풍기는 강하고 심플하여 산업용으로 널리 사용되지만, 공간효율성 및 소음, 주변조건 변동에 따른 일산화탄소 발생 우려와 같은 문제점의 보완 및 가스압변동에 따른 공연비가 자동조절되며 효율을 증가시킬 수 있는 가스 온풍기의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 일 측면은 화염 분사부에서 분사되는 화염을 송풍기로부터 격리하여 안정적으로 운용할 수 있는 소형화 및 저소음의 가스 온풍기를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 측면은 가스 온풍기의 화력에 따라 공기의 흡입량을 조정하여 완전 연소로 화염을 안정적으로 유지할 수 있으며, 공연비를 자동으로 일정하게 제어할 수 있는 가스 온풍기를 제공하는데에 있다.

본 발명에 따른 가스 온풍기는 공기가 흡입되는 흡기구 및 승온된 공기가 외부로 배출되는 토출구를 구비하는 하우징; 하우징 내에 마련되며, 하우징 내부에 승온된 공기를 토출구를 통해 외부로 배출시키는 팬을 구비하는 송풍기; 하우징 내에 배치되어 흡입된 공기가 승온되도록 화염을 토출하는 화염 분사부; 및 송풍기와 화염 분사부 사이에 차례로 배치되어 송풍기와 화염 분사부를 격리하는 제1 격벽 및 제2 격벽;를 포함하고, 제2 격벽은 팬이 화염 분사부로터 방출되는 화염과 격리되도록 화염 분사 방향으로 연장되어 형성된다.

본 발명에 따른 화염 분사부는 공기가 흡입되는 공기 흡입구, 공기 흡입구 내측에 구비되어 가스를 분사하는 분사 노즐, 공기 흡입구의 종단에서 연장되며, 공기 흡입구에 흡입된 공기와 분사 노즐에서 공급된 가스를 혼합하는 급기 통로; 및 급기 통로의 종단에서 연장되어 형성되며, 혼합된 공기와 가스가 점화되어 화염을 분사하는 화염 방출구를 구비하며, 급기 통로는 공기와 가스가 혼합되도록 벤츄리 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 화염 방출구에서 화염을 분사하는 방향으로 단면이 넓어지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 화염 분사부는 화염 방출구의 일단에 배치되어 혼합된 공기와 가스를 점화하여 화염을 발생시키는 점화 전극과, 화염 방출구의 일단에 배치되어 화염을 검지하는 화염 검출부를 구비하며, 하우징의 외면에는 화염 검출부와 연결되어 점화 전극의 구동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 제1 격벽은 팬에 형성된 내부공간의 외주면에 삽입되도록 내부공간의 외주면에 대응되는 돌출부를 구비하고, 적어도 일면이 하우징에 연결되어 송풍기를 지지할 수 있다.

본 발명에 따른 팬은 회전축으로부터 이격되어 방사방향으로 배열되는 복수의 날개를 구비하며, 날개는 회전축을 중심으로 회전하는 팬의 회전방향으로 일정각도 기울어질 수 있다.

본 발명에 의한 가스 온풍기는 일직선의 축 방향이였던 강제혼합식 온풍기의 구조와는 달리 직육면체의 구조로 크기를 소형화함으로써, 설치 공간에 대한 제약을 피해 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 또한 화염 분사부에서 분사되는 화염을 송풍기로부터 격리시킴으로써, 안정적으로 운용하고 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 원심형 팬을 사용함으로써 소음을 감소시키고, 낮은 회전 수에도 대용량의 공기를 공급하고 긴 열풍 도달 거리를 갖는 가스 온풍기를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 가스 온풍기는 가스 온풍기 작동 중 사용자가 주변 온도나 가스 압력의 변동 등에 따라 공연비를 조정하지 않더라도, 화력에 따라 공기의 흡입량을 조정하여 완전 연소로 화염을 안정적으로 유지함으로써, 불완전 연소나 과잉공기 연소에 의해 일산화탄소와 같은 유독가스가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 높은 에너지 효율을 갖출 수 있다.

도 1은 종래의 강제혼합식 온풍기의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기의 팬의 작용 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 B 영역을 나타내는 확대도이다.
도 6는 도 1의 A-A 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 온풍기의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기의 컨트롤러를 나타내는 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기와 비교예를 대상으로 거리에 따른 풍속 비교 시험을 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기와 비교예에서 거리에 따른 풍속을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기와 비교예를 대상으로 소음 비교 시험을 도시한 개념도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기와 비교예에서 방향에 따른 소음을 측정한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기의 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기는 하우징(1100), 송풍기(1200), 제1 격벽(1300), 제2 격벽(1400) 및 화염 분사부(1500)를 구비한다.

하우징(1100)은 가스 온풍기(1000)의 전체 외관을 이루며 가스 연소에 의해 발생하는 화염이 외부에서 보이지 않도록 하며, 화염이 직접적으로 사람에게 전달되지 않도록 보호하는 역할을 할 수 있다. 하우징(1100)은 화염으로부터 내열성에 대한 저항성능이 있으며, 자연 상태에서도 부식 등이 일어나지 않도록 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 금속성 재질로 형성될 경우 내열성 또는 내화성 재료를 도포하여 사용할 수도 있다. 본 실시예에서 하우징(1100)은 직육면체 형상으로 형성되었으나 후술하는 송풍기(1200), 제1 격벽(1300), 제2 격벽(1400) 및 화염 분사부(1500)를 내부에 수납할 수 있는 형상이면 다양한 형상으로 제작될 수 있는 것으로 그 형상이 이에 제한되지는 않는다.

하우징(1100)은 공기가 내부로 흡입되는 흡기구(1110) 및 승온된 공기를 외부로 배출하는 토출구(1120)를 구비할 수 있다.

흡기구(1110)는 하우징(1100)의 하면 또는 측면과 같이 하우징(1100)의 적어도 일면에 형성될 수 있다. 흡기구(1100)는 하우징(1100)의 하면에서 일방향으로 연속적으로 배열되어 형성되어 하우징의 하측에 위치한 공기를 하우징 내부로 흡입되도록 할 수 있다. 흡기구(1110)가 도 3에 도시된 바와 같이, 흡기구(1110)가 하우징(1100)의 측면보다 하면에 많이 형성되면 하우징(1100) 내부에서 발생하는 소음이 가스 온풍기(1000)의 바닥 방향으로 향하게 되어 소음이 분산되는 것을 방지할 수 있으며, 후술하는 화염 방출부(1500)에 공기를 공급하기에 유리하다.

토출구(1120)는 승온된 공기를 바깥으로 배출하는 출구이다. 토출구(1120)는후술하는 송풍기(1200)에 형성된 배출구(1220)와 대응되는 하우징(1100)의 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 토출구(1120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(1100)의 일 측면의 하단에 형성되었으나, 배출구(1220)의 위치에 따라 변경될 수 있다.

토출구(1120)에는 공기의 투출 방향을 조절할 수 있는 각도 조절부(미도시)를 구비할 수 있다. 각도 조절부는 후술하는 컨트롤러(1600)에 의해서 제어될 수 있으며, 설정된 값에 따라 각도를 조절될 수 있다. 따라서 가스 온풍기(1000)를 이동시키지 않고 가스 온풍기(1000)가 고정된 위치에서 난방 공간을 전체적으로 고르게 난방할 수 있으므로 난방 효율을 높일 수 있다.

송풍기(1200)는 송풍기 하우징(1210), 팬(1220) 및 구동부(1230)를 구비하며, 승온된 공기를 토출구(1120)를 통하여 외부 공부 공간으로 배출할 수 있다.

송풍기 하우징(1210)은 승온된 공기가 송풍기 하우징(1210) 내부로 흡기되도록 흡기구(1211)를 형성하며, 후술하는 팬(1220)의 외주형상과 대응되는 원통형상을 몸체를 구비할 수 있다. 흡기구(1211)의 외주연은 팬(1220)의 형상과 대응되도록 원형으로 형성되어 팬(1220)이 구동되면 흡기구(1211) 내부로 승온된 공기가 유입될 수 있다. 배출구(1212)는 원통형상의 몸체를 이루는 하우징(1100)의 외면에서 토출구(1120)와 연결되어 형성된다. 배출구(1212)는 토출구(1120)의 외주형상에 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 배출구(1212)의 외주면과 토출구(1120)의 외주면이 일치하도록 형성되면 승온된 공기를 송풍기(1200) 바깥쪽으로 배출할 수 있어 난방 효율을 높일 수 있다.

팬(1220)은 원심형으로 형성되며, 송풍기 하우징(1210)에 삽입되어 팬(1220)의 회전축(1223)이 후술하는 구동부(1230)와 연결된다. 팬(1220)은 회전하여 하우징(1100) 내부의 공기의 흐름을 발생시키고, 승온된 공기를 회전축(1223) 방향(y축 방향)으로 유입한 후 회전축(1223)과 교차하는 방향(x축 방향)으로 내보낸다. 이와 같은 원심형 팬으로써 승온된 공기를 내보내는 경우, 일반 축심형 팬보다 멀리 승온된 공기를 내보낼 수 있다. 또한 본 실시예와 같이 송풍기(1200)가 원심형으로 팬으로 구성되는 경우, 낮은 회전수에도 대용량의 공기를 공급 할 수 있다. 뿐만 아니라 상대적으로 팬(1220)의 날개(1221)가 공기에 부딪히는 소음이 적다는 이점이 있다.

팬(1220)은 회전축(1223)을 중심으로부터 이격되어 방사방향으로 배열되어 있는 복수의 날개(1221)를 구비할 수 있다. 복수의 날개(1221)의 판면은 회전축 방향과 평행한 방향으로 배치되며, 날개(1221)의 회전축 방향 양단은 고정판(1222)에 의해서 고정지지될 수 있다.

복수의 날개(1221)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 팬(1220)이 회전축(1223)을 중심으로 시계 방향으로 회전할 때, 회전 방향인 시계 방향으로 일정각도 기울어 배치될 수 있다.

날개(1221)가 팬(1220)의 회전방향으로 젖혀진 상태로 고정되어 회전하면, 송풍방향을 따라 공기저항력이 날개(1221)의 바깥쪽으로 형성되어 날개(1221)면을 따라 흐르게 되므로 날개(1221)에 발생하는 저항력을 감소시킬 수 있어 팬(1220)의 효율을 높일 수 있다. 본 실시예에서는 팬(1220)이 시계방향으로 회전하고, 날개(1221) 역시 시계 방향으로 소정각도 기울어진 형태로 배치된 것으로 설명하였으나 팬(1220)의 회전방향과 날개가 회전되는 방향이 서로 일치하면 되는 것으로 날개(1221)의 배치 방향이 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 반대로, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 팬(1220)이 회전축(1223)을 중심으로 시계 방향으로 회전할 때, 날개(1221)가 팬(1220)의 회전방향과 반대 방향인 반시계방향으로 기울어져 고정되면, 송풍방향을 따라 공기 저항력이 날개(1221)의 안쪽으로 형성되어 회전축(1223)을 중심으로 원심력이 작용하게 되어 날개(1221)에 발생하는 저항력이 증가되어 팬(1220)의 효율을 감소될 수 있다.

도 4의 (c)의 경우에도 날개(1221)에 발생하는 저항력이 증가되어 팬(1220)의 효율을 감소시키는 경우로서 상술한 도 4의 (b)의 경우와 동일하게 작용하므로 이하 자세한 내용은 생략한다.

구동부(1230)는 하우징(1100)내에 삽입되어 팬(1220)의 회전축(1223)과 연결되어져 팬(1220)을 설정된 방향으로 회전시킨다. 구동부(1230)는 전력을 공급받아 회전력을 발생시킬 수 있는 모터일 수 있으며 팬(1220)에 회전력을 일으킬 수 있는 방법이면 이에 제한되지 않는다.

도 5는 도 3의 B 영역을 나타내는 확대도로서, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 송풍기의 배출구(1212)에는 송풍 탐지부(1130)가 형성되어 있다. 송풍 탐지부(1130)는 탐지판(1131) 및 스위치(1312)를 포함하여 구성된다. 탐지판(1131)는 판면이 공기의 배출방향과 교차하게 배치되는데, 배출구(1212)로 공기가 배출되면서 공기의 흐름이 발생하면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 공기 흐름에 의해 공기 흐름 방향으로 회동한다.

스위치(1132)는 탐지판(1131)의 회동에 의해 on/off 작동을 하는데, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 배출구(1212)에 공기의 흐름이 없는 경우에는 스위치(1132)가 눌려 on 상태에 있고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 배출구(1212)에 공기의 흐름이 있는 경우에는 스위치(1132)가 눌림이 해제되어 off 상태에 있다. 스위치(1132)가 on 상태에 있는 경우에는 공기 흐름이 없다는 신호를 컨트롤러(1600)로 보내고, 위치(1132)가 off 상태에 있는 경우 공기 흐름이 있다는 신호를 컨트롤러(1600)로 보낸다.

스위치(1132)는 탐지판(1131)의 회동에 의한 on/off 작동은 상기 설명한 바로 한정되는 것은 아니며, 반대로 배출구(1212)에 공기의 흐름이 있는 경우에 스위치(1132)가 눌려 on 상태에 있고, 배출구(1212)에 공기의 흐름이 없는 경우에 스위치(1132)가 눌림이 해제되어 off 상태에 있을 수도 있다.

이러한 송풍 탐지부(1130)의 흐름에 의해 송풍기(1200)에서의 공기 흐름을 탐지할 수 있으며, 이를 통해 후술하는 컨트롤러(1600)에서 공기 흐름에 따라 가스 온풍기의 작동을 제어할 수 있다.

도 6는 도 1의 A-A 단면도로서, 화염 분사부(1500)의 구조 및 내부의 공기흐름을 나타낸다.

화염 분사부(1500)는 하우징(1100) 내에 화염을 토출하여 하우징(1100)내의 공기를 승온시키는 수단으로서, 공기 흡입구(1510), 가스 노즐(1520), 급기 통로(1530), 화염 방출구(1540), 점화 전극(1550) 및 화염 검출부(1560)를 포함하여 구성된다.

공기 흡입구(1510)를 통하여 하우징(1100) 내에 있는 공기가 흡입된다. 공기 흡입구(1510)는 하우징(1100) 내에 형성된 흡기구(1110)와 인접하여 형성되어 흡기구(1110)에서 흡입되는 공기를 빠르게 공기 흡입구(1510)로 이동시킬 수 있다. 공기 흡입구(1510)로 흡입되는 공기양을 증가시키기 위하여 공기 흡입구(1510)에는 복수의 통공이 형성될 수 있다.

가스 노즐(1520)은 공기 흡입구(1510)의 내측에 구비되어 가스를 분사한다. 가스 노즐(1520)은 후술하는 급기 통로(1530) 방향을 향하여 배치되어 가스를 급기하는 것이 바람직하다. 가스의 급기는 외부 공급 압력일 수 있으며, 도시가스(LNG)를 가스로 공급할 경우 도시가스의 공급압력에 의해서 급기될 수 있으므로 가스의 급기 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.

급기 통로(1530)는 공기 흡입구(1510)의 종단에서 연장형성 된다. 따라서 공기 흡입구(1510)에서 흡입된 공기와 가스 노즐(1520)에서 분사된 가스는 급기 통로(1530)에서 혼합될 수 있다. 공기와 가스를 혼합하기 위하여 급기 통로(1530) 내부에는 적어도 하나의 벤츄리(venturi)를 형성할 수 있다.

벤츄리는 일단에서 타단으로 이동할 때, 단면이 변하게 되어 공기의 압력차가 발생하여 공기와 가스의 이동 속도를 증가시켜 자연적인 혼합을 이루도록 할 수 있다. 즉, 가스 노즐(1520)에서 분사된 가스는 급기 통로(1530)의 일단에서 종단으로 이동할 때, 벤츄리의 목부에서 압력차로 인해 속도가 증가되어 공기와 자연적으로 혼합될 수 있다. 따라서 급기 통로(1530)를 통과한 혼합된 가스는 푸른색의 화염의 형성할 수 있어 오염물질을 저감하고 연료 효율을 증대시킬 수 있다.

화염 방출구(1540)는 급기 통로(1530)의 종단에서 연장형성되어 화염을 분사한다. 화염 방출구(1540)는 급기 통로(1530)에서 화염을 분사하는 방향으로 단면이 넓어지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 화염은 화염 방출구(1540)의 종단에서 방사되므로 화염 방출구(1540)가가 테이퍼 형상으로 형성되면 공기와 접촉면적이 증가되어 푸른색의 화염의 형성할 수 있어 오염물질을 저감하고 연료 효율을 증대시킬 수 있다.

화염 분사부(1500)의 공기 흡입구(1510), 급기 통로(1530) 및 화염 방출구(1540)는 일체로 형성되는 것이 바람직하다.

점화 전극(1550)은 화염 방출구(1540)의 종단에 구비되어 급기 통로(1530)를 따라 급기된 혼합 공기를 점화하여 화염을 생성할 수 있다. 점화 전극(1550)은 전기 스파크에 의한 방법으로 점화할 수 있으며 점화 방법이 이에 제한되는 것은 아니다.

화염 검출부(1560)는 화염 방출구(1540)에서 점화된 화염을 검지할 수 있다. 화염 검출부(1560)가 화염 방출구(1540)의 실화를 검지하였을 때, 화염 검출부(1560)는 후술하는 컨트롤러(1600)에 실화 신호를 제공할 수 있다.

제1 격벽(1300) 및 제2 격벽(1400)은 송풍기(1200)와 화염 분사부(1500) 사이에 차례로 배치되어 송풍기(1200)와 화염 분사부(1500)를 격리할 수 있다.

제1 격벽(1300)은 송풍기(1200)와 인접한 방향에 배치되는 격벽으로서, 송풍기(1200)의 흡기구(1211)로 공기가 유입될 수 있도록 판면을 두께 방향으로 관통하여 형성된 통공부(1320)를 구비할 수 있다. 통공부(1320)는 팬(1220)의 흡기구(1211)의 형상과 대응하여 형성되며, 통공부(1320)와 흡기구(1211)를 연결하도록 통공부(1320) 둘레를 따라 돌출 형성된 삽입연결부(1310)를 구비할 수 있다. 삽입연결부(1310)는 팬(1220)에 형성된 외주연에 삽입 고정되어 송풍기(1200)가 하우징(1100) 내에 지지할 수 있게 한다. 도 3에 도시된 바와 같이 삽입연결부(1310)가 형성되는 제1 격벽(1300)의 모서리 면은 공기의 흐름이 원활하게 되도록 곡률처리되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 제1 격벽(1300)의 상측은 하우징(1100)에서 이격되게 형성되었으나 하우징(1100)과 접하도록 형성될 수도 있다.

제2 격벽(1400)은 제11 격벽(1300)으로부터 일방향으로 이격되어 순차적으로 배치되어 연소 공간(1410)을 형성하며, 유로 안내부(1420)를 포함할 수 있다. 유로 안내부(1420)는 단면 형상이 형상으로 형성될 수 있으며 일측면은 제1 격벽(1300)에 고정되고, 타측면은 후술하는 화염 방출구(1540)의 상측에 인접하여 연장되어 형성되는 것이 바람직하다.

유로 안내부(1420)는 화염 방출부(1550)로부터 방출되는 화염에 공기가 공급되는 역할을 하여 화염이 완전 연소되게 하여 오염물질이 발생하는 것을 방지하며, 제1 격벽(1300)과 제2 격벽(1400)을 따라 승온된 공기를 이동시키는 역할을 한다. 또한, 화염 방출구(1540)에 종단에 인접하게 연장되어 있으므로 화염 방출구(1540)에서 방출되는 화염이 손실되는 것을 방지할 수 있다.

즉 유로 안내부(1420)는 화염 방출구(1540)에서 화염이 분사되면 제2 격벽(1400)과 하우징(1100) 사이에 형성된 공간의 공기가 연소 공간(1410)으로 빨려 들어가게 하면서 공기를 공급하여 화염 방출구(1540)에서 화염이 완전 연소되게 할 수 있다. 이로 인해 완전 연소된 화염으로부터 방출되는 승온된 공기를 제2 격벽(1400)으로부터 제1 격벽(1300)의 팬(1220) 까지 안내할 수 있다.

또한 유로 안내부(1420)는 하우징(1100)의 내측면으로부터 소정거리 이격되어 있다. 따라서 사용자가 하우징(1100)에 접촉하여도 화상으로부터 보호할 수 있으며, 유로 안내부(1420)와 하우징(1100)과 이격되어 공기층이 형성되므로 바깥으로 손실되는 열량을 줄여 열효율일 높이며, 사용하는 가스량을 줄일 수 있어 경제성을 확보할 수 있다.

제2 격벽(1400)은 후술하는 화염 분사부(1400)로부터 방출되는 화염으로부터 팬(1220)의 손상을 방지하도록 팬(1220)의 화염 분사부(1400) 방향으로 연장되어 화염 분사부(1400)로부터 팬(1220)을 격리시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 격벽(1400)의 높이가 팬(1220)의 외주연의 상측보다 높게 형성된 것으로 설명하였으나, 제2 격벽(1400)은 상술한 바와 같이, 화염 분사부(1500) 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.

즉, 제1 격벽(1300) 및 제2 격벽(1400)이 화염 분사부(1500) 사이에 차례로 배치되면, 화염 분사부(1500)에서 방출되는 화염의 통로가 길어져 화염이 팬(1220)에 닿지 않게 되어 팬(1220)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 제1 격벽(1300) 및 제2 격벽(1400)이 화염 분사부(1500) 사이에 차례로 배치되므로 하우징(1100)의 폭 두께를 줄일 수 있으므로 하우징(1100)을 콤팩트하게 제작할 수 있으며, 제작단가를 줄일 수 있다. 제1 격벽(1300) 및 제2 격벽(1400)의 재질은 하우징(1100)의 재질과 동일한 재질로 형성될 수 있으므로 이하 자세한 설명을 생략한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 온풍기의 단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 가스 온풍기(1000)는 제3 격벽(1700)을 추가로 구비하는 것을 제외하고 상술한 제1 실시예의 구성과 동일하므로 이하 자세한 내용은 생략한다.

제3 격벽(1700)은 제1 격벽(1300)와 제2 격벽(1400)과 사이 배치되며, 제2 벽과 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 제3 격벽(1700)은 화염 방출부(1540)를 향해 연장 형성되며, 화염 방출부(1540)의 종단으로부터 화염 방출 방향의 역방향으로 더 연장되어 형성될 수 있다. 제3 격벽(1700)은 화염 분사부(1500)에서 방출되는 화염의 통로가 길어져 화염이 팬(1220)에 닿지 않게 되어 팬(1220)의 손상을 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기의 컨트롤러를 나타내는 구성도이다.

컨트롤러(1600)는 하우징(1100)의 내측에 장착된다(도 2 참조). 컨트롤러(1600)는 화염 분사부(1500)가 배치된 위치로부터 멀리 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 도 2에 도시된 바와 같이 컨트롤러(1600)는 화염 분사부(1500)에서 멀리 이격되어 화염 분사부(1500)로부터 전달되는 열로부터 격리될 수 있다. 즉, 컨트롤러(1600)와 연결되는 케이블 등이 열에 의해서 파손되거나 컨트롤러(1600)가 오작동되는 것을 방지할 수 있다.

컨트롤러(1600)는 설정 온도, 설정 시간 및 현재 온도 등을 시각적으로 확인할 수 있는 디스플레이부(1610)를 구비할 수 있다. 컨트롤러(1600)는 화염 검출부(1560)와 연결되어 화염 검지 신호를 받을 수 있다. 또한, 컨트롤러(1600)는 점화 전극(1550)과 연결되어 점화 전극(1550)을 제어할 수 있으므로 연소 공간(1410)에 혼합된 가스를 자동으로 점화할 수 있다.

가스 온풍기(1000)는 하우징(1100)의 토출구(1120)에 배치되어 온도를 측정하는 온도 센서(1140)와, 가스의 유량을 조절하는 솔레노이드 밸브(1570)를 더 구비할 수 있는데, 컨트롤러(1600)는 솔레노이드 밸브(1570)의 개폐를 제어할 수 있다. 예를 들어 온도 센서(1140)에서 측정된 온도가 설정 온도까지 도달되는 경우 컨트롤러(1600)는 온도 센서(1140)로부터 신호를 전달받아 솔레노이드 밸브(1570)의 폐쇄를 지시할 수 있다. 따라서 공급되는 승온 공기의 온도가 설정 온도보다 높게 측정되면 가스 공급을 중단하여 가스 온풍기(1000) 내에서 발생할 수 있는 과열을 방지할 수 있으며, 가스 소모를 최소화할 수 있어 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

송풍기의 배출구(1212)에는 송풍 탐지부(1130) 역시 컨트롤러(1600)와 연결되어, 송풍기(1200) 등으로 인해 배출구(1212)에 공기의 흐름이 없거나 설정 강도보다 작은 경우에는 컨트롤러(1600)에 신호를 보내 솔레노이드 밸드(1570)을 폐쇄하여 화염 분사부(1500)에서 화염이 발생하는 것을 방지하여 과열로 인한 사고를 예방할 수 있다.

이하에서는 가스 온풍기(1000)의 동작 구성을 상세히 설명한다.

먼저 가스 온풍기(1000) 내의 공기의 흐름에 대해 살펴본다. 송풍기(1200)가 작동하면, 하우징(1100)의 외부의 공기가 하우징(1100)에 형성된 흡기구(1110)를 통해 하우징(1100) 내부로 유입된다. 송풍기(1200)의 흡입력에 의해 제1 격벽(1300)의 통공부(1320) 전방에는 부압이 형성되고, 이러한 부압에 의해 하우징(1100) 내부로 유입된 공기는 제2 격벽(1400) 앞에 형성된 공간, 제1 격벽(1300)과 제2 격벽(1400) 사이에 형성된 공간을 차례로 따라 통공부(1320)를 통해 송풍기(1200) 내부로 빨려 들어간다. 이와 같이 하우징(1100) 내부에서 공기의 흐름이 활발하게 발생하기 때문에, 화염 분사부(1500)의 화염에 의해 내부 구성요소들이 가열되더라도 내부 공기의 흐름이 가열된 구성요소들을 냉각하는 역할도 할 수 있다.

송풍기(1200)로 유입된 공기는 팬(1220)의 회전에 의해 속도가 배가되어 배출구(1212)를 통해 토출구(1120)를 거쳐 하우징(1100) 외부로 토출된다.

하우징(1100) 내에 유입된 공기의 일부는 공기 흡입구(1510)를 통하여 흡입되고, 공기 흡입구(1510) 내부에 배치된 가스 노즐(1520)은 가스를 분사하여 급기 통로(1530)에 형성된 벤츄리를 따라 이동하여 공기와 가스가 혼합되어 화염 방출구(1540)에서 점화되어 화염을 방출한다.

이 때, 화염 방출구(1540)로부터 화염이 방출되면 화염 방출구(1540) 주위에 있는 공기가 화염 분사 방향을 따라 함께 빨려 들어가면서 화염에 지속적으로 공기를 공급하게 된다. 이로 인해 화염이 완전연소하게 되어 불완전연소시 발생하는 일산화탄소 등의 유해가스가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 화염 방출 시 화염의 크기가 커지면 유로 안내부(1420) 내에 부압이 발생되어 유로 안내부(1420)로 빨려 들어가는 공기의 양이 많아지고, 화염의 크기가 작아지면 유로 안내부(1420)로 빨려 들어가는 공기의 양이 적어져 화염의 크기에 따라 공기의 양을 자동으로 조절할 수 있다. 즉, 화력의 크기에 따라 흡입되는 공기의 양이 가변적으로 변하게 되므로, 불완전 연소를 방지하여 유해가스가 방출되는 것을 방지하고, 화염이 푸른색을 띄면서 완전 연소할 수 있다. 즉, 가스와 공기의 흡입량을 연동함으로써 자동으로 공연비를 일정하게 유지할 수 있다. 아울러 완전 연소하는 경우에는 이산화탄소가 발생하는데, 가스 온풍기(1000)를 이산화탄소를 필요로 하는 온실, 비닐 하우스 등에 배치하여, 히터로서의 역할뿐 아니라 이산화탄소 공급기로서의 역할도 수행할 수 있다.

이렇게, 승온된 공기는 제2 격벽(1400)과 제1 격벽(1300)을 따라 이동하면서 팬(1220)으로 흡기된다. 팬(1220)의 회전에 의해 하우징(1100) 내부로 유입된 공기와 가열되어 승온된 공기가 더욱 균일하게 혼합될 수 있다. 원심형으로 구성된 송풍기(1200)의 내부에서 공기와 가열되어 승온된 공기가 혼합되므로 축류형 송풍기보다 더욱 균일하게 혼합될 수 있다. 균일하게 혼합된 공기는 하우징(1100)의 토출구(1120)로 배기되어 외부에 온풍을 제공할 수 있다.

이 때, 제2 격벽(1400)은 팬(1220)의 상측 높이보다 높게 형성되어 화염이 팬(1220)으로 직접 흡기되는 것을 방지하여 팬(1220)의 손상을 방지하며, 화염은 제2 격벽(1400)과 하우징(1100) 내부에 유입되어 있는 공기를 승온시킬 수 있다. 승온된 공기는 송풍기(1200) 내부로 흡기되며, 하우징(1100)의 토출구로 배기되어 외부 온도를 상승시킨다.

이하에서는, 비교예를 통해 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기의 효과를 설명한다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기와 비교예를 대상으로 거리에 따른 풍속 비교 시험을 도시한 개념도이며, 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기와 비교예에서 거리에 따른 풍속을 나타내는 그래프이다.

도 9의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기로서 내부 용량이 60,000 kcal/h이며, 도 9의 (b)는 도 1에 도시된 종래의 강제혼합식 온풍기로서 내부 용량이 70,000 kcal/h이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 온풍이 배출되는 각각의 배출구에 위치에 따라 번호를 표기하였으며, 풍속계로 직접 각 번호마다 2회 측정하였으며, 출구 중심에서 거리를 0.3m 간격으로 증가시켜 풍속계로 직접 2회 측정하여 아래 표 1과 같이 평균값을 구하였고, 이를 도 10에 도시된 그래프로 나타내었다

또한 본 실시예의 배출구에 표기한 번호의 위치에 따른 풍속과, 비교예의 배출구에 표기한 번호의 위치에 따른 풍속을 각각 표 2 및 표 3에 나타내었다.

그리고 본 실시예와 비교예의 결과를 아래 표 4에서 나타내었다.

실시예와 비교예를 거리에 따라 유속 비교해본 결과 실시예의 유속이 더 빠른 것을 알 수 있으며, 위의 결과로 실제 온풍이 도달하는 거리도 실시예가 더 길 것으로 예상된다. 또한 실시예와 비교예가 실제 출구에서의 유량은 비슷한 유량이 토출되었으나, 실시예의 용량이 강제혼합식에 비하여 10,000kcal/h 낮은 점을 감안하면 용량 대비 토출 공기량도 더 뛰어남을 알 수 있다.

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기와 비교예를 대상으로 소음 비교 시험을 도시한 개념도이며, 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기와 비교예에서 방향에 따른 소음을 측정한 그래프이다.

도 11의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 온풍기로서 내부 용량이 60,000 kcal/h이며, 도 11의 (b)는 도 1에 도시된 종래의 강제혼합식 온풍기로서 내부 용량이 70,000 kcal/h이다.

소음은 배출구의 정면 및 좌우측 총 3군데에서 측정하였으며, 좌우 측정은 본체의 중심에서 1m 거리(M 지점 및 N 지점)에서 측정하였고, 정면은 본체에서 1m 거리, 바닥에서 1m 높이(L 지점)에서 측정하였다. 그 측정 결과를 아래 표 5 및 도 12의 그래프로 나타내었다.

표 5 및 도 12에 나타난 바와 같이, 실시예가 모든 방향에서 비교예보다 소음이 감소하였음을 알 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1000 : 가스 온풍기 1100 : 하우징
1200 : 송풍기 1300 : 제1 격벽
1400 : 제2 격벽 1500 : 화염 방출부
1600 : 컨트롤러

Claims

공기가 흡입되는 흡기구 및 승온된 공기가 외부로 배출되는 토출구를 구비하는 하우징;
상기 하우징 내에 마련되며, 상기 하우징 내부에 승온된 공기를 상기 토출구를 통해 외부로 배출시키는 팬을 구비하는 송풍기;
하우징 내에 배치되어 흡입된 공기가 승온되도록 화염을 토출하는 화염 분사부; 및
상기 송풍기와 화염 분사부 사이에 차례로 배치되어 상기 송풍기와 화염 분사부를 격리하는 제1 격벽 및 제2 격벽;을 포함하고,
상기 화염 분사부는,
상기 흡기구와 인접하게 배치되는 복수의 통공이 형성된 공기 흡입구와, 상기 공기 흡입구 내측에 구비되어 가스를 분사하는 분사 노즐과, 상기 공기 흡입구의 종단에서 단면이 벤츄리 형상으로 연장 형성되어 상기 흡입된 공기와 상기 분사 노즐에서 공급된 가스를 혼합하는 급기 통로와, 상기 급기 통로에서 연장 형성되어 상기 혼합된 공기와 가스가 점화되어 화염을 분사하는 화염 방출구를 구비하며,
상기 흡기구는,
상기 공기 흡입구에 공기를 공급하도록 하우징의 하면에 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 온풍기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 화염 방출구는,
상기 화염 방출구에서 화염을 분사하는 방향으로 단면이 넓어지는 테이퍼 형상으로 형성되는 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 가스 온풍기.
제1항에 있어서,
상기 화염 분사부는
상기 화염 방출구의 일단에 배치되어 상기 혼합된 공기와 가스를 점화하여 화염을 발생시키는 점화 전극과, 상기 화염 방출구의 일단에 배치되어 상기 화염을 검지하는 화염 검출부를 구비하며,
상기 하우징의 외면에는 상기 화염 검출부와 연결되어 상기 점화 전극의 구동을 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 온풍기.
제1항에 있어서,
상기 제1 격벽은,
상기 팬에 형성된 내부공간의 외주면에 삽입되도록 상기 내부공간의 외주면에 대응되는 삽입연결부를 구비하고, 적어도 일면이 하우징에 연결되어 상기 송풍기를 지지하는 것을 특징으로 하는 가스 온풍기.
제1항에 있어서,
상기 팬은,
상기 팬의 회전축으로부터 이격되어 방사방향으로 배열되는 복수의 날개를 구비하며,
상기 날개는,
상기 회전축을 중심으로 회전하는 상기 팬의 회전방향으로 일정각도 기울어진 것을 특징으로 하는 가스 온풍기.