KR101623913B1 - 휴대용 온풍 히터 - Google Patents

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KR101623913B1
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Abstract

본 발명은, 연료통을 내장하고, 냉각실 연통홀을 갖는 케이스; 상기 케이스에 내장되어 상기 연료통으로부터 공급된 연료를 연소시키고, 상기 케이스의 외기를 흡입하여 상기 연료의 연소열로 가열한 후 상기 케이스의 외부로 배출시키는 버너; 상기 연료와 연소할 연소공기를 상기 케이스의 외부에서 상기 버너로 안내하는 연소공기 유입관; 상기 연료의 연소시 발생한 배기가스를 상기 버너에서 상기 케이스의 외부로 안내하는 배기가스 배출관; 및 상기 케이스의 내부에 위치하는 연소공기 유입관의 부위 및 배기가스 배출관의 부위를 수용하도록 상기 케이스에 내장되고, 상기 냉각실 연통홀을 통해 상기 케이스의 외부와 연통하는 내부공간을 가지며, 이 내부공간의 공기를 상기 냉각실 연통홀 쪽으로 송풍하는 팬을 갖는 냉각실;을 포함하는 휴대용 온풍 히터를 제공한다.

Description

휴대용 온풍 히터{PORTABLE HEATER}
본 발명은 휴대용 온풍 히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너를 이용하여 흡기를 온풍으로 만든 후 배기하는 휴대용 온풍 히터에 관한 것이다.
온풍 히터는 공기를 흡입하여 가열한 후 주변으로 배출하는 난방장치이다. 이러한 온풍 히터는 일반적으로 발열체 및 팬을 갖는데, 팬은 공기의 흐름을 유도하고, 발열체는 흐르는 공기에 열을 전달한다. 상기 발열체로는 연료(기름, 가스 등)를 연소시켜 열을 발생시키는 버너, 전기를 이용해 열을 발생시키는 전열선 등이 사용되고 있다.
온풍 히터는 휴대가 가능한지에 따라 고정용과 휴대용으로 구분된다. 오늘날 야외 여가 활동(캠핑, 낚시 등)이 인기를 끌며 계절과 무관하게 활발히 이루어짐에 따라, 겨울철에 야외에서 사용될 수 있는 휴대용 온풍 히터에 대한 관심과 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
한국등록특허 제10-0994143호(히터)에는 휴대용 온풍 히터의 일 예가 개시되어 있다. 이 등록특허에서는 케이스의 내부공간이 상부공간과 하부공간으로 나뉘고, 상부공간으로 공기가 유입된 후 외부로 배출된다. 상부공간에는 방열체가 구비되어 있는데, 이 방열체는 상부공간으로 유입된 공기를 가열한다. 따라서 상부공간으로부터 외부로 유출되는 공기가 온풍이 된다. 상기 하부공간에는 버너가 마련되어 있는데, 이 버너가 발생한 열은 상기 방열체로 전도된다.
위 한국등록특허에서는 버너가 발생시키는 열이 하부공간의 외부로 배출될 수 없고, 버너 내부에서 연료가 연소할 때 발생하는 배기가스 역시 하부공간의 외부로 배출될 수 없다. 따라서 하부공간의 온도가 매우 높을 수밖에 없는데, 그러면 케이스의 온도가 계속 높아지게 되어 화상이나 화재가 발생할 수 있는 문제, 하부공간 내 전자기기(버너로 연료를 펌핑하기 위한 펌프, 버너의 점화장치 등)가 고온의 환경에 노출되어 오작동을 일으키는 문제 등이 발생하게 된다.
한국등록특허 제10-1532627호(포터블 히터)에는 이러한 문제들을 해결할 수 있는 기술이 개시되어 있다. 이 한국공개특허의 기술에서는 버너(연소기로 표현되어 있음)가 발생하는 열이 공기를 직접 가열하여 온풍으로 만들고, 버너의 배기가스가 연소배기구를 통해 케이스의 외부로 배출된다.
그러나 이 한국등록특허에서는 배기가스의 높은 온도로 인해 연소배기구의 온도 또한 매우 높을 수밖에 없고, 이러한 연소배기구가 케이스와 직접 맞닿아 있는바, 케이스의 온도 또한 계속 높아지면서 화상이나 화재의 위험을 초래하기는 마찬가지이다.
한국등록특허 제10-0994143호(히터) 한국등록특허 제10-1532627호(포터블 히터)
이에 본 발명은 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너를 이용하기는 하지만 화재나 화상의 위험을 초래하지 않을 뿐만 아니라 관련 전자기기에 문제를 일으키지 않는 휴대용 온풍 히터를 제공하고자 한다.
본 발명은, 연료통을 내장하고, 냉각실 연통홀을 갖는 케이스; 상기 케이스에 내장되어 상기 연료통으로부터 공급된 연료를 연소시키고, 상기 케이스의 외기를 흡입하여 상기 연료의 연소열로 가열한 후 상기 케이스의 외부로 배출시키는 버너; 상기 연료와 연소할 연소공기를 상기 케이스의 외부에서 상기 버너로 안내하는 연소공기 유입관; 상기 연료의 연소시 발생한 배기가스를 상기 버너에서 상기 케이스의 외부로 안내하는 배기가스 배출관; 및 상기 케이스의 내부에 위치하는 연소공기 유입관의 부위 및 배기가스 배출관의 부위를 수용하도록 상기 케이스에 내장되고, 상기 냉각실 연통홀을 통해 상기 케이스의 외부와 연통하는 내부공간을 가지며, 이 내부공간의 공기를 상기 냉각실 연통홀 쪽으로 송풍하는 팬을 갖는 냉각실;을 포함하는 휴대용 온풍 히터를 제공한다.
상기 냉각실 연통홀로는 상기 연소공기 유입관 및 배기가스 배출관을 통과시키는 홀이 사용되고, 상기 냉각실 연통홀과 마주하는 냉각실의 뒷면은 개방면으로 이루어지며, 상기 팬은 상기 냉각실의 뒷면과 마주하는 앞면에 마련된다.
상기 냉각실은, 앞뒷면 및 바닥을 개방면으로 하는 1차 단열판; 상기 팬이 마련된 앞면을 갖고, 뒷면을 개방면으로 하며, 상기 1차 단열판과 떨어진 상태로 상기 1차 단열판의 내부에 위치하는 2차 단열판; 및 앞뒷면 및 바닥을 개방면으로 하고, 상기 2차 단열판과 떨어진 상태로 상기 2차 단열판의 내부에 위치하는 3차 단열판;을 포함한다.
본 발명에 의하면, 휴대용 온풍 히터의 최외곽 부재인 케이스의 온도 및 상기 케이스 내부공간의 온도가 낮게 유지될 수 있고, 그러면서도 연료 연소열 및 배기가스의 폐열이 모두 온풍 형성에 사용되어 열효율이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 온풍 히터를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 온풍 히터의 버너 및 냉각실을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 냉각실의 저면 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 휴대용 온풍 히터의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.
본 발명에 따른 휴대용 온풍 히터(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(110)와, 버너(130)와, 연소공기 유입관(142)과, 배기가스 배출관(144)과, 냉각실을 포함한다.
상기 케이스(110)는 휴대용 온풍 히터(100)의 외곽을 구성하는 부재로서, 대략 직육면체 형태를 갖는다. 케이스(110)는 각종 부품들을 수용하고 있고, 이 부품들의 설치 및 분해의 용이성을 위해 상면을 개방면으로 한다. 케이스(110)의 상면은 덮개(미도시)로 덮이게 된다.
상기 버너(130)는 케이스(110)에 내장된 것으로서, 경유나 석유와 같은 연료를 연소시켜 열을 발생시키도록 마련되어 있다. 또한, 버너(130)는 서로 반대편에 위치하는 흡기구(132)와 배기구(134)를 갖는데, 버너(130)에 내장된 팬(미도시)이 작동하면 케이스(110)의 외기가 흡기구(132)로 흡입된 후 배기구(134)로 배출된다. 이 과정에서 흡기구(132)로 흡입된 외기는 연료의 연소열에 의해 가열되어 온풍으로 되는바, 상기 배기구(134)로는 온풍이 배출된다. 이 온풍은 배기구(134)에 결합된 자바라 형태의 온풍관(134a)을 통해 사용자의 주변 공간으로 배출된다.
한편, 케이스(110)에는 버너(130)로 공급할 연료를 저장하고 있는 연료통(136)이 내장되어 있다. 연료통(136)에는 연료 공급 호스(136a)가 연결되어 있고, 이 연료 공급 호스(136a)는 냉각실 근처에 위치하는 연료 펌프(138)(도 3 참고)까지 연장한다. 그리고 연료 공급 호스(136a)는 연료 펌프(138)로부터 다시 연장하여 버너(130)와 결합한다. 따라서 상기 연료 펌프(138)가 작동하면, 연료통(136)의 연료가 연료 공급 호스(136a)를 따라 버너(130)로 공급된다.
상기 연소공기 유입관(142)은 버너(130)의 아랫면으로부터 케이스(110)를 뚫고(도 1에는 케이스(110)의 뒷면을 뚫는 형태가 예시됨) 케이스(110)의 외부까지 연장한다. 이러한 연소공기 유입관(142)은 버너(130)의 작동 시 케이스(110) 외부의 공기를 버너(130)의 내부로 안내하게 되고, 이 공기는 버너(130)의 내부에서 연료와 함께 연소할 연소공기로 사용된다.
상기 배기가스 배출관(144)도 연소공기 유입관(142)과 마찬가지로 버너(130)의 아랫면으로부터 케이스(110)를 뚫고(도 1에는 케이스(110)의 뒷면을 뚫는 형태가 예시됨) 케이스(110)의 외부까지 연장한다. 이러한 배기가스 배출관(144)은 연료의 연소시 버너(130)의 내부에서 발생한 고온(약 450℃에서 500℃ 정도)의 배기가스를 케이스(110)의 외부로 안내한다.
상기 냉각실은 버너(130)와 이웃하여 위치하도록 케이스(110)에 내장되되, 연소공기 유입관(142) 및 배기가스 배출관(144)과 버너(130) 간 결합 위치에 따라 이웃하는 방향을 달리할 수 있다. 예컨대, 연소공기 유입관(142) 및 배기가스 배출관(144)이 버너(130)의 아랫면에 결합되면 냉각실은 버너(130)의 하부에 위치하게 되고(도 2 및 도 3), 버너(130)의 옆면에 결합되면 버너(130)의 옆 부분에 위치하게 된다(미도시). 이하에서는 용이한 이해를 위해 전자의 경우를 예로 들어 냉각실을 더 구체적으로 설명한다.
냉각실의 윗면과 버너(130)의 아랫면 사이에는 내열고무(미도시)가 꽉 끼어있다. 따라서 냉각실의 윗면과 버너(130)의 아랫면은 내열고무의 두께만큼 떨어져 있다.
버너(130)의 아랫면으로부터 연장하는 연소공기 유입관(142) 및 배기가스 배출관(144)은 내열고무 및 냉각실의 윗면을 관통한 후 냉각실의 내부공간을 거치고, 이후 케이스(110)의 뒷면에 마련된 관통홀을 통과하여 외부까지 연장한다. 이때, 배기가스 배출관(144)과 냉각실의 윗면은 맞닿지 않게 마련되는데, 이는 배기가스 배출관(144)의 높은 온도가 냉각실의 윗면으로 전도되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 냉각실의 뒷면은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 개방면으로 이루어지고, 이 개방면은 케이스(110)의 뒷면과 거의 맞닿아 있다. 따라서 케이스(110)의 내부에 위치하는 연소공기 유입관(142)의 부위 및 배기가스 배출관(144)의 부위는 모두 냉각실의 내부공간에 위치하게 된다.
케이스(110)에는 냉각실의 내부공간과 케이스(110)의 외부 간 연통을 위한 냉각실 연통홀(112)이 마련된다. 이 냉각실 연통홀(112)의 위치는 다양하게 설정될 수 있다. 예컨대, 냉각실 연통홀(112)은 케이스(110)의 뒷면에 마련될 수 있다. 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 연소공기 유입관(142) 및 배기가스 배출관(144)이 관통하는 관통홀이 냉각실 연통홀(112)로 사용될 수 있다. 이를 위해, 위 관통홀의 직경은 연소공기 유입관(142) 및 배기가스 배출관(144)의 외경보다 크게 마련되는데, 그러면 연소공기 유입관(142) 및 배기가스 배출관(144)이 차지하고 남은 관통홀의 부위가 냉각실 연통홀(112)로 사용될 수 있다. 한편, 연소공기 유입관(142) 및 배기가스 배출관(144)이 차지하고 남은 관통홀의 부위는 금속 망이 설치된다.
상기 냉각실 연통홀(112)은 연소공기 유입관(142) 및 배기가스 배출관(144)이 관통하는 관통홀과 다른 곳에 위치하도록 케이스(110)의 뒷면에 마련될 수 있음은 물론이다. 또한, 냉각실 연통홀(112)은 케이스(110)의 옆면에 마련될 수도 있는데, 이 경우에는 냉각실의 옆면 부위 중 냉각실 연통홀(112)과 마주하는 부위가 개방될 것이다.
상기 냉각실은 팬(178)을 갖는다. 이 팬(178)은 냉각실의 앞면에 마련되는데, 그러면 냉각실 내부공간의 공기가 팬(178)의 작동 시 후방으로 송풍되면서 냉각실 연통홀(112)을 통해 케이스(110)의 외부로 배출되고, 이 과정에서 배기가스 배출관(144)의 열을 흡수하며 배기가스 배출관(144)을 냉각시키게 된다.
한편, 케이스(110)의 내부에는 배터리(150)도 내장된다. 이 배터리(150)는 버너(130)에 내장된 전자기기들(팬, 점화장치 등), 연료 펌프(138), 냉각실의 팬(178) 등으로 전기를 공급하기 위한 것이다. 또한, 케이스(110)에는 파워 서플라이(160)도 내장된다. 사용자는 이 파워 서플라이(160)를 상용전원에 연결하여 배터리(150)를 충전하거나, 위 부품들(버너에 내장된 전자기기들, 연료 펌프, 냉각실의 팬 등)로 전기를 직접 공급할 수 있다.
이상과 같은 휴대용 온풍 히터(100)에서는 버너(130)로부터 배출된 고온(450℃에서 500℃ 정도)의 배기가스가 냉각실의 내부공간을 거치면서 약 1/3 수준(150℃에서 160℃ 정도)으로 냉각된 후 케이스(110)의 외부로 배출된다. 따라서 배기가스 배출관(144)으로부터 케이스(110)로 열전도가 일어나더라도 케이스(110)의 온도가 매우 낮은 수준으로 유지될 수 있다. 특히, 배기가스 배출관(144)이 관통하는 관통홀이 냉각실 연통홀(112)로 사용되는 경우에는, 팬(138)에 의해 송풍되는 냉각실 내부공간의 공기가 배기가스 배출관(144)으로부터 케이스(110)로의 열전도량을 더 낮추어 주므로, 케이스(110)의 온도가 더 낮게 유지될 수 있다. 케이스(110)의 온도가 높으면, 케이스(110)의 도색에 사용된 도장이 녹거나 변색하는 문제, 케이스(110)가 놓인 곳(예컨대, 텐트)에 화재가 발생할 수 있는 문제, 사용자가 케이스(110)를 만졌을 때 화상을 입을 수 있는 문제, 케이스(110)에 내장된 전자기기들이 고온의 환경에 노출되어 오작동을 하거나 작동하지 않는 문제 등이 생기게 되는데, 상기 휴대용 온풍 히터(100)에서는 케이스(110)의 온도가 낮게 유지되어 이러한 문제가 발생하지 않게 되는 것이다.
또한, 상기 휴대용 온풍 히터(100)에서는 냉각실 연통홀(112)을 통해 케이스(110)의 외부로 배출되는 공기가 냉각실 내 배기가스 배출관(144)으로부터 열을 흡수하여 따뜻한 수준의 온도(60℃ 정도)를 갖는다. 따라서 상기 휴대용 온풍 히터(100)에서는 버너(130) 내부의 연료 연소열뿐만 아니라 버너(130)의 배기가스로부터 회수한 폐열도 온풍을 생성하는데 사용되고, 이 때문에 열효율이 우수하다.
한편, 상기 휴대용 온풍 히터(100)에서는 상술한 바와 같이 배기가스 배출관(144)으로부터 케이스(110)로의 열전도량이 작아 케이스(110)의 온도가 낮게 유지되는데, 여기에다가 냉각실로부터의 발열량까지 낮아진다면 케이스(110) 자체 및 그 내부공간의 온도를 더 낮출 수 있게 된다. 이에 상기 휴대용 온풍 히터(100)에서는 냉각실이 1차 단열판ㄴ(172), 2차 단열판(174) 및 3차 단열판(176)을 포함하는 3중 단열 구조를 갖는다.
상기 1차 단열판(172)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 윗면 및 두 옆면을 갖는다. 상기 윗면은 내열 고무를 사이에 두고 버너(130)와 이격하고 있고, 상기 두 옆면 중 하나는 케이스(110)의 옆면과 맞닿아 있다. 또한, 상기 두 옆면의 하단에는 내측으로 굽은 굴곡 부위가 있는데, 이 굴곡 부위는 케이스(110)의 하면에 고정된다. 1차 단열판(172)의 앞면 및 뒷면을 개방면으로 이루어지고, 케이스(110)의 앞면 및 뒷면과 각각 맞닿아 있다. 이러한 1차 단열판(172)의 재질로는 스틸(steel)이 사용된다.
상기 2차 단열판(174)은 1차 단열판(172)의 내부에 위치하는 것으로서, 내열 고무를 통해 1차 단열판(172)과 떨어져 있다. 2차 단열판(174)의 뒷면은 개방면으로 이루어지고, 케이스(110)의 뒷면과 맞닿아 있다. 2차 단열판(174)의 앞면은 1차 단열판(172)의 앞단보다 더 뒤쪽에 위치하고, 상기 팬(138)을 구비한다. 2차 단열판(174)의 윗면, 아랫면 및 두 옆면은 모두 막혀있다. 이러한 2차 단열판(172)의 재질로는 스틸(steel)이 사용된다.
상기 3차 단열판(176)은 2차 단열판(174)의 내부에 위치하는 것으로서, 2차 단열판(174)과 떨어져 있다. 3차 단열판(176)의 앞면은 개방면으로 이루어지고 2차 단열판(174)의 앞면으로부터 약간 떨어져 있다. 3차 단열판(176)의 뒷면은 개방면으로 이루어지고 케이스(110)의 뒷면으로부터 약간 떨어져 있다. 3차 단열판(176)은 바닥도 개방면으로 한다. 이러한 3차 단열판(176)으로는 알루미늄 재질의 엠보싱 판이 사용된다.
상술한 휴대용 온풍 히터(100)는 텐트나 캠핑카와 같은 야외 레저 시설의 난방장치로 사용될 수 있다. 이때, 케이스(110)의 온도가 낮게 유지되기 때문에 휴대용 온풍 히터(100)는 야외 레저 시설의 내부에 놓일 수 있는데, 그러면 우천 피해나 도난이 방지될 수 있다. 상기 휴대용 온풍 히터(100)는 야외 레저 시설의 외부에도 놓일 수 있음은 물론이다. 휴대용 온풍 히터(100)가 야외 레저 시설의 내부에 놓일 경우, 배기가스 배출관(144)의 출구는 야외 레저 시설의 외부에 위치하게 되고, 연소공기 유입관(142)의 입구는 야외 레저 시설의 내부나 외부 중 어느 곳에 위치하여도 좋다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
100 : 휴대용 온풍 히터 110 : 케이스
112 : 냉각실 연통홀 130 : 버너
132 : 흡기구 134 : 배기구
134a : 온풍관 136 : 연료통
136a : 연료 공급 호스 138 : 연료 펌프
142 : 연소공기 유입관 144 : 배기가스 배출관
150 : 배터리 160 : 파워 서플라이
172 : 1차 단열벽 174 : 2차 단열벽
176 : 3차 단열벽 178 : 팬

Claims (3)

  1. 연료통을 내장하고, 냉각실 연통홀을 갖는 케이스;
    상기 케이스에 내장되어 상기 연료통으로부터 공급된 연료를 연소시키고, 상기 케이스의 외기를 흡입하여 상기 연료의 연소열로 가열한 후 상기 케이스의 외부로 배출시키는 버너;
    상기 연료와 연소할 연소공기를 상기 케이스의 외부에서 상기 버너로 안내하는 연소공기 유입관;
    상기 연료의 연소시 발생한 배기가스를 상기 버너에서 상기 케이스의 외부로 안내하는 배기가스 배출관; 및
    상기 케이스의 내부에 위치하는 연소공기 유입관의 부위 및 배기가스 배출관의 부위를 수용하도록 상기 케이스에 내장되고, 상기 냉각실 연통홀을 통해 상기 케이스의 외부와 연통하는 내부공간을 가지며, 이 내부공간의 공기를 상기 냉각실 연통홀 쪽으로 송풍하는 팬을 갖는 냉각실;을 포함하는 휴대용 온풍 히터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각실 연통홀로는 상기 연소공기 유입관 및 배기가스 배출관의 통과를 위해 상기 케이스에 마련된 관통홀의 부위 중 상기 연소공기 유입관 및 배기가스 배출관이 차지하고 남은 부위가 사용되고, 상기 냉각실 연통홀과 마주하는 냉각실의 뒷면은 개방면으로 이루어지며, 상기 팬은 상기 냉각실의 뒷면과 마주하는 앞면에 마련되는 휴대용 온풍 히터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각실은,
    앞뒷면 및 바닥을 개방면으로 하는 1차 단열판;
    상기 팬이 마련된 앞면을 갖고, 뒷면을 개방면으로 하며, 상기 1차 단열판과 떨어진 상태로 상기 1차 단열판의 내부에 위치하는 2차 단열판; 및
    앞뒷면 및 바닥을 개방면으로 하고, 상기 2차 단열판과 떨어진 상태로 상기 2차 단열판의 내부에 위치하는 3차 단열판;을 포함하는 휴대용 온풍 히터.

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