KR101511180B1 - 판형 발열체를 이용한 온풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기가 케이싱내에 지그재그로 설치된 발열체를 효과적으로 냉각시킴과 아울러 공기와의 열교환이 충분히 이루어져 겨울철 등에 난방효율을 극대화할 수 있는 판형 발열체를 이용한 온풍기에 관한 것이다.

Description

판형 발열체를 이용한 온풍기{Hating element hot blast heater}

본 발명은 판형 발열체를 이용한 온풍기에 관한 것으로, 더 상세히는 온풍기의 발열수단 구조를 개선하여 토출구측으로 공급되는 열원의 온도를 충분히 향상시켜 열효율을 극대화하기 위한 판형 발열체를 이용한 온풍기에 관한 것이다.

일반적으로 겨울철에는 온풍기 등의 열원이 발생되는 제품을 사용하게 된다. 이러한 온풍기는 석유 등의 유류를 소비하여 에너지를 발생하는 것과 전기를 이용한 온풍기로 나누어지며 현재 유류에 비해 비교적 저렴한 전기를 이용한 온풍기가 다수 개시되고 있다. 이러한 전기를 이용한 종래의 온풍기 중 현재 에너지를 절약함과 함께 높은 열효율을 발생하는 대표적인 것으로 PTC 히터를 들 수 있다. 이와 같은, PTC 히터를 간략히 알아보면 PTC(Positive Temperature Coefficient Thermally Sensitive Resistor)는 BaTi03에 미량의 히토류 원소를 첨가함으로써 전도성이 부여되고 Ba의 일부를 Sr 또는 Pb로 치환하여 큐리온도의 이동이 가능한 n형 산화반도체의 일종으로 "어떤 온도에 도달하면 상,전이(Phase Transition)에 의해 온도가 상승함에 따라 급격히 저항값이 증가하는 성질을 갖는 소자이다. 즉 PTC의 특징은 일정한 온도(큐리온도)에서 저항값이 급격히 증가한다는 것이다.

따라서 PCT 히터는 열 발산 속도가 매우 빠르고 열 발생 능력이 강하며, 성능이 안정되고 전기소모가 적은 것이 특징이며 PTC 세라믹은 인체에 좋은 원적외선 발산과 일정온도 이상으로 과열되면 전류가 차단되어 과전류 및 화재에 매우 안정적이다.

이와 같은 PTC 히터는 저전력으로 높은 열효율을 달성할 수 있어 에너지 절약을 요하는 온풍기에 적용되어 PTC온풍기로 명명되어 개시되고 있다. 이러한 종래의 PTC 온풍기는 PTC가 위치된 근접거리의 공기를 저전력으로 높은 온도까지 상승하도록 작용하지만 최종적으로 온풍을 토출하는 토출구에서는 PTC에서 최초 발열된 온도보다 상당히 낮은 온도로 토출되어 열원을 효율적으로 사용하지 못하는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 공기가 케이싱내에 지그재그로 설치된 발열체를 통과하면서 발열체의 냉각을 유도함과 아울러 발열체와의 열교환되어 난방효율을 극대화할 수 있는 판형 발열체를 이용한 온풍기를 제공한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 판형 발열체를 이용한 온풍기는 공기 유입구와 배출구가 형성된 본체와; 상기 본체의 유입구측에 설치되는 송풍팬과;상기 송풍팬과 배출구 사이에 설치되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 설치되는 복수의 고정부와, 상기 고정부의 양측에 설치되는 복수의 지지부와, 상기 지지부에 지그재그로 설치되는 판형 발열체가 포함된 발열수단과; 상기 발열수단에 전원을 인가함과 아울러 동작을 콘트롤하는 제어부(60)로 구성된다.

따라서, 본 발명의 판형 발열체를 이용한 온풍기는 공기가 케이싱내에 지그재그로 설치된 발열체를 효과적으로 냉각시킴과 아울러 발열체와 공기의 열교환이 효율적으로 진행되어 겨울철 등에 난방효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 온풍기의 사시도,
도 2,3는 본 발명에 따른 온풍기의 내부를 보인 개략도,
도 4은 본 발명에 따른 발열수단을 보인 분해사시도,
도 5는 본 발명에 따른 발열수단에 공기가 통과하는 모습을 보인 개략도,
도 6는 본 발명에 따른 지지부의 다른실시예를 보인 분해사시도.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 판형 발열체를 이용한 온풍기는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 내부에는 송풍팬(20)과, 상기 송풍팬(20)에 연통되는 케이싱(30)과, 상기 케이싱(30)의 내부에 설치되는 발열수단(40)과, 상기 발열수단(40)의 동작을 콘트롤하는 제어부(60)로 구성된다.

상기 본체(10)는 내부에 수용공간을 가지며, 일측면에 공기가 유입되는 유입구(11)가 형성되고, 타측면에 배출구(12)가 형성된다.
상기 송풍팬(20)은 유입구(11)측에 연통됨과 아울러 송풍팬(20)의 도출측과 배출구(12)가 동일선상에 구비된다.
그리고 상기 송풍팬(20)에 의해 강제로 압송된 공기는 동일선상에 설치된 발열수단(40)을 통과하면서 열효환이 이루어져 상기 배출구(12)측으로 배출된다.

상기 케이싱(30)은 송풍팬(20)과 기밀을 유지하게 구비되는 것이 바람직하며, 상기 배출구(12)에 연통되게 형성된다.

상기 발열수단(40)은 케이싱(30)의 내부에 구비되어 상기 송풍팬(20)의 토출측과 배출구(12)의 동일선상에 설치되며, 상기 케이싱(30)의 내부에 고정되는 복수의 고정부(41)와, 상기 고정부(41)의 양측 내부에 일정간격을 두고 설치되는 지지부(45)와, 상기 지지부(45)에 지그재그로 설치되며, 상기 송풍팬(20)에 의해 수평방향으로 이동되는 공기와 접촉되어 열교환되는 판형 발열체(52)로 이루어진다

도 2,4에 도시된 바와 같이, 상기 발열수단(40)은 1개 또는 2개 이상 수직방향으로 구비될 수 있으며, 온풍기의 용량에 따라 수평방향으로 2개 또는 그 이상으로 형성됨은 물론이다. 그리고 상기 발열수단(40)이 수평방향으로 설치된 상태에서 보면, 상기 전방 발열수단(40) 사이에 일정간격을 두고 후방 발열수단(40)이 배치되는 것이 바람직하다.

상기 고정부(41)는 케이싱(30)의 내부에 설치되며, 일측면에 장공(43)이 형성된 측면판(42)과, 상기 측면판(42)의 양측단에 설치되는 상,하부고정바(44)로 이루어진다.

상기 지지부(45)는 고정부(41)의 양측에 일정간격을 두고 설치되는 고정핀(46)과, 상기 고정핀(46)에 설치되는 복수의 지지롤(47)과, 상기 상,하부고정바(44)의 바깥면에서 상기 고정핀(46)을 고정하는 너트(48)로 이루어진다.

상기 고정핀(46)은 상,하부고정바(44)에 일정간격을 두고 지그재그로 배치된다.

상기 지지롤(47)은 중앙에 삽입공(49)이 관통되고, 바깥면에 환형턱(50)이 형성되며, 상기 환형턱(50)에서 연장되고 외측면을 따라 하나 또는 복수개 형성된 냉각홈(51)으로 이루어진다.

그리고 상기 지지롤(47)은 2개가 한조로 대응되게 배치되며, 하나 또는 2개 이상으로 구비될 수 있는 것이다.

이와 같이 상기 지지롤(47)의 냉각홈(51)측으로 공기가 순환되도록 하여 상기 지지롤(47)에 감겨진 상기 발열체(52)를 충분히 냉각시킬 수 있는 것이다.

상기 발열체(52)는 지지롤(47)의 환형턱(50) 사이에 일부가 감겨져 지그재그로 설치되며, 열 발산 속도가 빠르고, 열 발생 능력이 뛰어나며, 전기소모가 적고, 열발생시 산소를 소모하지 않아 실내환경 등에 적합한 PTC 히터로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 측면판(42)에 설치되며, 전원을 공급하는 전원연결부(70)가 형성되고, 상기 전원연결부(70)는 외부의 전원을 전달받아 상기 발열체(52)측으로 전원을 인가하게 된다.

그리고 상기 전원연결부(70)와 측면판(42) 사이에 고정판(71)이 구비되고, 상기 측면판(42)의 타측에 지지판(72)이 배치되며, 상기 고정판(71)에 체결되어 상기 측면판(42)의 장공(43)을 거쳐 상기 지지판(72)에 고정되는 고정수단(73)으로 이루어진다.

상기 고정수단(73)은 볼트와 너트(48) 및 피스 등으로 구비될 수 있으며, 상기 고정판(71)에 체결된 상태에서 상기 고정수단(73)을 느슨하게 풀면 상기 측면판(42)을 따라 상기 고정판(71)과 지지판(72)이 전,후로 이동가능한 것이다. 이와 같이 상기 고정수단(73)과 지지판(72) 및 고정판(71)에 의해 상기 지지부(45)의 지지롤(47)에 감겨진 상기 발열체(52)의 장력을 조절할 수 있는 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 지지롤(47)은 상,하부에 환형턱(50)이 형성되고, 상기 환형턱(50)과 환형턱(50) 사이에 복수개의 냉각홈(51)이 형성된다.

이와 같이, 상기 지지롤(47)의 냉각홈(51)측으로 공기가 순환되도록 하여 상기 지지롤(47)에 감겨진 상기 발열체(52)를 충분히 냉각시킬 수 있는 것이다.

상기에서 보는 바와 같이, 본 발명은 판형 발열체를 이용한 온풍기의 작용을 설명하면, 상기 송풍팬(20)과 발열체(52)에 상기 제어부(60)에서 전원을 인가하면 상기 송풍팬(20)은 유입구측으로 공기를 흡입하여 송풍팬(20)의 토출측으로 공기를 소정압력으로 압송됨과 아울러 상기 발열체(52)는 고온의 열을 발생하게 된다. 상기 송풍팬(20)에 의해 압송되는 공기는 동일선상에 구비된 발열수단(40)과 배출구(12)측으로 송풍하게 된다. 이 과정에서 압송되는 공기의 일부는 발열수단(40)과 발열수단(40) 사이 상,하측으로 이동되고, 나머지는 발열수단(40)의 내측으로 이동된다. 여기서 상기 발열수단(40)과 발열수단(40) 사이로 통과하는 공기는 후방 발열수단(40)에 접촉되면서 열교환되어 상기 배출구(12)를 통해 외부로 압송된다.

그리고 상기 발열수단(40)의 내측으로 압송되는 공기의 흐름에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 발열수단(40)의 발열체(52)가 지그재그로 설치됨에 따라 먼저 공기가 일측 지지롤(47)에 감겨진 상기 발열체(52)에 접촉되면서 냉각이 이루어지고, 이어 공기가 상기 발열체(52)를 따라 내측으로 모여지면서 타측 지지롤(47)에 부딪치게 되는데, 이때 공기의 일부는 지지롤(47)에 감겨진 상기 발열체(52)의 상,하 바깥쪽으로 이동되고, 나머지는 지지롤(47)의 냉각홈(51)을 따라 순환되어 상기 발열체(52)를 충분히 냉각시킴과 아울러 열교환되면서 상기 발열체(52)의 상,하 바깥쪽으로 이동된다.

이렇게 상기 발열체(52)의 상,하 바깥쪽으로 이동된 공기는 후방 발열수단(40)측으로 이동되면서 상기 후방 발열수단(40)에 의해 2차 열교환이 이루어짐에 따라 공기의 열원을 높은 온도로 토출시켜 난방효율을 극대화할 수 있는 것이다.

이와 같이, 공기가 상기 지그재그로 설치된 발열체(52)에 충분히 접촉되면서 통과하게 되어 상기 발열체(52)의 냉각을 유도함과 아울러 발열체(52)와의 열교환이 효과적으로 이루어져 상기 발열체(52)와 공기의 열교환 효율을 높일 수 있는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 과제와 동일한 범위 내에서 다양한 설계 변경을 시도할 수도 있을 것이나, 이러한 설계변경으로 인해 본 발명에서 전혀 예상치 못한 새로운 효과가 나타나지 않는 한, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 못할 것이다.

10: 본체 20: 송풍팬
30: 케이싱 40: 발열수단
47: 지지롤 52: 발열체

Claims (6)

1. 공기 유입구(11)와 배출구(12)가 형성된 본체(10)와;
   상기 본체(10)의 내부에 설치되며, 상기 유입구(11)측에 연통됨과 아울러 유입구(11)측으로 유입된 공기를 동일선상에 설치된 상기 배출구(12)측으로 송풍하는 송풍팬(20)과;
   상기 송풍팬(20)과 배출구(12) 사이에 설치되는 케이싱(30)과;
   상기 케이싱(30)의 내부에는 상기 송풍팬(20)의 토출측과 배출구(12) 사이의 동일선상에 설치되는 발열수단(40)과; 상기 발열수단(40)은 케이싱(30)의 내부에 고정되는 복수의 고정부(41)와, 상기 고정부(41)의 양측 내부에 일정간격을 두고 지지롤(47)이 구비된 지지부(45)와, 상기 지지부(45)의 지지롤(47)에 지그재그로 설치되며 상기 송풍팬(20)에 의해 수평방향으로 이동되는 공기와 접촉되어 열교환되는 판형 발열체(52)로 이루어지며,
   상기 발열수단(40)에 전원을 인가함과 아울러 동작을 콘트롤하는 제어부(60)와;
   상기 지지롤(47)에는 상,하측에 환형턱(50)이 형성되고, 고정핀(46)에 끼워지도록 중앙에 삽입공(49)이 형성되며, 상기 환형턱(50) 사이에 하나 또는 그 이상의 냉각홈(51)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 판형 발열체를 이용한 온풍기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지부(45)는 고정부(41)의 양측에 일정간격을 두고 설치되는 고정핀(46)과, 상기 고정핀(46)에 설치되는 복수의 지지롤(47)과, 상기 고정핀(46)을 고정하는 너트(48)로 이루어진 것을 특징으로 하는 판형 발열체를 이용한 온풍기.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 고정부(41)는 케이싱(30)의 내부에 설치되는 측면판(42)과, 상기 측면판(42)의 양측단에 설치되는 상,하부고정바(44)와, 상기 측면판(42)에 연장되며 길이방향으로 관통된 장공(43)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 판형 발열체를 이용한 온풍기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정부(41)에 설치됨과 아울러 상기 발열체(52)의 양단에 연결되는 전원연결부(70)와,
   상기 전원연결부(70)와 장공(43)에 결합되어 상기 발열체(52)의 장력을 조절하는 고정수단(73)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 판형 발열체를 이용한 온풍기.

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