KR101665481B1 - 고주파 유도가열을 이용한 팬히터 - Google Patents

고주파 유도가열을 이용한 팬히터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파 유도가열방식을 적용하여 난방기능을 수행하되, 라지에이터부를 통한 메인 송풍 이외에 열교환부와 회로기판부에서 발생되는 열기를 모두 외부로 송풍하여 줌으로써, 난방효율을 극대화함과 동시에 에너지 효율은 크게 상승시킨 고주파 유도가열을 이용한 팬히터에 관한 것으로, 전면에는 라지에이터부(110)가 장착되고, 이의 후면에는 메인 송풍팬(120)이 장착 설치되는 라지에이터 공간부(130); 상기 라지에이터 공간부(130)의 일측에 형성되며 유도가열부(147)를 포함하는 열교환기(140)와, 측면에 형성된 제1송풍구(103,104) 및 이의 내측에 설치된 제1보조송풍팬(151)가 형성된 열교환기 공간부(150); 및 상기 라지에이터 공간부(130)의 타측에 형성되며 PCB(160)가 장착되고, 측면에 형성된 제2송풍구(105,106) 및 이의 내측에 설치된 제2보조송풍팬(171)가 형성된 PCB공간부(170)를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

고주파 유도가열을 이용한 팬히터{FAN HEATER USING HIGH FREQUENCY INDUCTION HEATING}
본 발명은 팬히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 유도가열방식을 적용하여 난방기능을 수행하되, 라지에이터부를 통한 메인 송풍 이외에 열교환부와 회로기판부에서 발생되는 열기를 모두 외부로 송풍하여 줌으로써, 난방효율을 극대화함과 동시에 에너지 효율은 크게 상승시킨 고주파 유도가열을 이용한 팬히터에 관한 것이다.
주지한 바와 같은 팬히터는 송풍팬이 달린 난방장치로, 송풍을 통해 열기를 외부로 방출하여 실내 온도를 높여주는 장치이다.
일반적으로 팬히터의 구동방식을 살펴보면, 전기히터나 세라믹히터를 장착하고, 이를 구동 가열하여 발열되면, 통상 후방에 설치되는 송풍팬을 구동시켜 상기 히터로부터 발열된 열기가 외부로 방출되도록 한 것이다.
또한 열원장치로 등유나 가스를 이용하는 팬히터도 있으나, 원료의 비용부담으로 상대적으로 비용이 저렴한 전기히터나 세라믹히터가 다수 출시되고 있다.
그러나 이러한 전기방식 팬히터는 소비전력이 커서 최근에는 전력소모가 적은 유도전류를 이용한 고주파 발열 방식의 난방장치가 개시되고 있다.
그러나 상기 고주파 유도가열을 이용한 열원장치는 소비전력이 적게 드는 장점은 있으나, 초기 난방온도를 설정된 온도로 상승시키기 위해서는 타 열원장치에 비하여 상대적으로 많은 시간이 소요되어 난방효율이 저하되는 문제점으로 지적되고 있다.
공개실용신안공보 20-2013-0003355, 공개특허공보 10-2011-0045874, 등록실용신안공보 20-0383461
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고주파 유도가열방식을 적용하여 난방기능을 수행하되, 라지에이터부를 통한 메인 송풍 이외에 열교환부와 회로기판부에서 발생되는 열기를 모두 외부로 송풍하여 줌으로써, 난방효율을 극대화함과 동시에 에너지 효율은 크게 상승시킨 고주파 유도가열을 이용한 팬히터를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전면에는 라지에이터부가 장착되고, 이의 후면에는 메인 송풍팬이 장착 설치되는 라지에이터 공간부; 상기 라지에이터 공간부의 일측에 형성되며 유도가열부를 포함하는 열교환기와, 측면에 형성된 제1송풍구 및 이의 내측에 설치된 제1보조송풍팬이 형성된 열교환기 공간부; 및 상기 라지에이터 공간부의 타측에 형성되며 PCB가 장착되고, 측면에 형성된 제2송풍구 및 이의 내측에 설치된 제2보조송풍팬이 형성된 PCB공간부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 열교환기는 내부에 난방수가 충전되는 중공의 본체와, 상기 본체의 일측에 형성되는 적어도 하나 이상의 삽입공과, 상기 본체에 형성된 난방수 출수단 및 환수단과, 상기 삽입공에 삽입 장착되는 유도가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 유도가열부는 원형의 절연관외주면에 유도코일이 권취된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 PCB상에 구현되는 팬구동부, 순환펌프구동부, 유도코일구동부 및 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 메인송풍팬과, 제1보조 송풍팬과, 제2보조 송풍팬을 구동 제어함에 있어서, 일정시간 간격으로 제1보조 송풍팬→제2보조 송풍팬→메인송풍팬을 순차 구동시키는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 고주파 유도가열방식을 적용하여 난방기능을 수행하되, 라지에이터부를 통한 메인 송풍 이외에 열교환부와 회로기판부에서 발생되는 열기를 모두 외부로 송풍하여 줌으로써, 난방효율을 극대화함과 동시에 에너지 효율은 크게 상승시킨 장점을 제공한다.
도 1의 (a)(b)은 본 발명에 따른 고주파 유도가열을 이용한 팬히터의 전면 및 후면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 고주파 유도가열을 이용한 팬히터의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 상세 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 고주파 유도가열을 이용한 팬히터의 회로 구성 결선도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고주파 유도가열을 이용한 팬히터의 회로 구성 결선도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 1의 (a)(b)은 본 발명에 따른 고주파 유도가열을 이용한 팬히터의 전면 및 후면 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 고주파 유도가열을 이용한 팬히터의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 팬히터(100)는 사각형태의 본체가 3개 구역으로 분할 구성된다.
상기 3개 구역은 라지에이터 공간부(130)와, 열교환기 공간부(140)와, PCB 공간부(170)로 구성된다.
상기 라지에이터 공간부(130)는 중앙에 형성되며, 전면에는 라지에이터부(110)가 장착되고, 이의 후면에는 메인 송풍팬(120)이 장착 설치된다.
상기 라지에이터부(110)는 난방수가 흐르는 난방수관(111)이 다수개의 방열편으로 이루어진 방열편부(112)의 내측에 U자형태로 지그재그 연속 설치된 구조이다.
상기 라지에이터부(110)는 난방수관(111)에 흐르는 고온의 난방수에 의해 발열되고, 이 발열된 열기는 후방의 송풍팬(120)의 구동에 의해 전면으로 방출된다.
상기 열교환기 공간부(140)는 상기 라지에이터 공간부(130)의 일측에 형성되며, 열교환기(150)가 장착 설치된다.
상기 열교환기(140)는 도 3에서와 같이, 내부에 난방수가 충전되는 중공의 본체(141)와, 상기 본체(141)의 일측에 형성되는 적어도 하나 이상의 삽입공(142,143)과, 상기 본체(141)에 형성된 난방수 출수단(144) 및 환수단(145)과, 상기 삽입공(142,143)에 삽입 장착되는 유도가열부(147)를 포함한다.
여기서 상기 난방수 출수단(144)과 환수단(145)는 상기 라디에이터부(110)의 난방수관(111)의 양단에 각각 연결된다.
또한 상기 본체(141)의 상부에는 보충수유입단(146)이 더 형성되며 보충수공급통(102)에 연결되어진다.
상기 유도가열부(147)는 원형의 절연관(147a)의 외주면에 유도코일(147b)이 권취된 상태로 구성되며, 상기 본체의 삽입공(142,143)에 장착되어 내부에 충전된 유체를 가열하게 된다.
상기 유도가열부(147)는 고주파 유도가열 방식을 이용하여 유체를 가열하기 위한 것으로, 상기 유도코일(147b)에 소정의 주파수를 가지는 전원이 공급되면 상기 유도코일(147b)에서 발생된 기전력이 절연관(147a)을 통해 금속제인 본체 삽입공(142,143)에 2차 기전력을 유도하게 된다.
따라서 삽입공(142,143) 주위는 유도 기전력에 의해 발열되기 시작하고 본체(141) 내부에 충전된 유체(난방수)의 온도는 상승하게 된다.
또한 상기 열교환기 공간부(150)의 측면에는 제1송풍구(103,104)가 더 형성되고, 상기 제1송풍구(103,104)의 내측으로는 제1보조송풍팬(151)이 장착된다.
상기 제1보조송풍팬(151)는 상기 열교환기(140) 자체에서 발열되는 열기를 외부로 송풍하여 주어, 보조 난방기능을 수행한다.
상기 PCB공간부(170)는 상기 라지에이터 공간부(130)의 타측에 형성되며, 구동회로소자가 삽착된 PCB(인쇄회로기판)(160)가 장착 설치된다.
또한 상기 PCB 공간부(170)의 측면에는 제2송풍구(105,106)가 더 형성되고, 상기 제2송풍구(105,106)에 내측으로는 제2보조송풍팬(171)이 장착된다.
상기 제2보조송풍팬(171)는 상기 PCB(160) 자체에서 발생되는 열기를 외부로 송풍하여 주어, 보조 난방기능을 수행한다.
상기 PCB(160)는 고압 트랜스포머나 고용량 콘덴서 등의 부품을 장착하고 있어, 이 들이 구동(동작)할 때 적지 않은 열이 발생되는 것으로 확인되었다.
따라서 상기 제2보조송풍팬(171)의 구동으로 상기 PCB공간부(170) 내부의 열기를 실내 난방기능으로 이용함과 동시에 장착된 PCB(160)의 가열된 온도를 냉각시켜 주는 효과를 제공하게 된다.
한편, 본체의 라지에이터부(110)가 설치된 라지에이터 공간부(130)의 전면에는 전면망부(101)가 설치 고정되며, 상부에는 상판(107)이 고정 설치된다.
본 발명 팬히터(100)는, 도 4에서와 같이 PCB(160)상에 구현되는 팬구동부(172), 순환펌프구동부(173), 유도코일구동부(174) 및 제어부(175)을 포함한다.
상기 팬구동부(172)는 메인송풍팬(120), 제1보조송풍팬(151), 제2보조송풍팬(171)을 구동하고, 상기 순환펌프구동부(173)는 난방수관(111)에 흐르는 난방수를 강제 순환시키는 순환펌프(P)를 구동하며, 상기 유도코일구동부(174)는 열교환기(140)의 유도코일(147b)에 고주파수를 가지는 전원을 공급한다.
이와 같이 구성된 본 발명 팬히터(100)의 전체 동작을 이하 설명한다.
먼저, 보충수공급통(102)을 통해 열교환기(140) 및 라지에이터부(110)의 난방수관(111) 내부에 난방수를 충전 하여 준다.
이와 같은 난방수 충전이 완료되면, 전원을 공급하고 운전 구동을 개시한다.
이때 미 도시된 스위치수단을 통해 운전시작 명령이 입력되면 제어부(175)는 유도코일구동부(174)를 출력 제어하여 열교환기(140)의 유도가열부(147)의 유도코일(147b)에 소정의 전원을 공급하여 준다.
상기 유도코일(147b)에 소정의 주파수를 가지는 전원이 공급되면 상기 유도코일(147b)에서 발생된 기전력이 절연관(147a)을 통해 삽입공(142,143)에 2차 기전력을 유도하게 되고, 상기 삽입공(142,143) 주위는 발열되기 시작하며 본체(141) 내부에 충전된 유체(난방수)의 온도는 상승하게 된다.
또한 제어부(175)는 순환펌프구동부(173)를 통해 순환펌프(P)를 구동하여, 상기 열교환기(140) 내부에 충전된 난방수가 난방수출수단(144)→순환펌프(P)→라지에이터부의 난방수관(111)→난방수환수관(145)로 순환되도록 하여준다.
따라서 상기 열교환기(140)에서 발열된 난방수는 라지에이터부(110)로 이동하게 되며, 상기 라지에이터부(110)도 발열되기 시작한다.
동시에 상기 열교환기(140)의 발열로 열교환기 공간부(150)의 온도는 상승하게 되고, 동시에 PCB공간부(170)도 PCB(160)에 장작된 소자에서 발열되는 열기로 온도가 점차 상승하게 된다.
이와 같은 가열 동작이 개시되면 상기 제어부(175)는 팬구동부(172)를 통해 메인송풍팬(120)과, 제1보조송풍팬(151)과, 제2보조송풍팬(171)을 구동시켜 준다.
따라서 메인송풍팬(120)의 구동으로 라지에이터 공간부(130)의 라지에이터부(110)를 통한 열기가 전면망부(101)를 통해 외부로 방출되고, 제1보조송풍팬(151)의 구동으로 열교환기 공간부(150)의 내부 열기가 제1송풍구(103,104)를 통해 본체 측면으로 방출되며, 제2보조송풍팬(171)의 구동으로 PCB 공간부(170)의 내부 열기가 제2송풍구(105,106)를 통해 본체 측면으로 방출됨으로써, 팬히터(100) 내부에서 발생되는 모든 열기는 본체 외부로 동시에 그리고 여러 방향으로 분산 토출되어 난방효율이 극대화 되게 된다.
또한 본 발명에 따르자면, 상기 제어부(175)는 상기 메인송풍팬(120)과, 제1보조송풍팬(151)과, 제2보조송풍팬(171)을 구동 제어함에 있어서, 가장 먼저 발열되는 제1보조송풍팬(151)을 먼저 구동시킨 후, 일정시간 뒤에 제2보조송풍팬(171)을 구동시키고, 이후 일정 시간 후 메인송풍팬(120)을 구동시키는 제어를 수행할 수 있다.
이와 같이 송풍팬을 순차적으로 구동시키는 이유는 상대적으로 늦게 발열되는 라지에이터부(110)의 난방효율을 더욱 상승시키기 위함이다.
또한 본 발명에 따르자면, 다른 실시예로 도 5에서와 같이 라지에이터부(110)의 난방수관(111)에는 각각 제1삼방변(V1) 및 제2삼방변(V2)을 통해 제1관(181)과 제2관(182)의 일단이 연결되고, 그 타단은 냉각수(W)가 저장된 저장부(180)에 연결되도록 구성하여 된 것이다.
이러한 구성은 라지에이터부(110)를 통해 냉각기능을 실행하도록 구성한 것으로, 상기 제1삼방변(V1) 및 제2삼방변(V2)을 절환시켜 열교환기(140)로부터의 난방수 공급이 라지에이터부(110)로 차단되도록 한 후, 메인송풍팬(120)을 구동하여 저장부(180)의 냉각수(W)가 저장부(180)→제1관(181)→제1삼방변(V1)→난방수관(111)→제2삼방변(V2)→제2관(182)→저장부(180)의 냉각수(W)로 순환되도록 하고, 상대적으로 낮은 온도의 냉기가 라지에이터부(110)를 통해 송풍되도록 하여준다.
이러한 착상은 상기 저장부(180)에 수용되는 냉각수(W)가 지하수이며, 미 도시된 펌프를 통해 일정한 수압을 가지고 순환되는 특징을 이용해 구현할 수 있기 때문이다.
100: 팬히터 110: 라지에이터부
111: 난방수관 112: 방열편
120: 메인송풍팬 130: 라지에이터 공간부
140: 열교환기 141: 본체
142,143: 삽입공 144: 출수단
145: 환수단 146: 보충수유입단
147: 유도가열부 147a: 절연부
147b: 유도코일 150: 열교환기 공간부
151: 제1보조송풍팬 160: PCB
170: PCB공간부 171: 제2보조송풍팬
V1: 제1삼방변 V2: 제2삼방변
180: 저장부 181: 제1관
182: 제2관

Claims (5)

  1. 전면에는 라지에이터부(110)가 장착되고, 상기 라지에이터부(110)의 후면에는 메인 송풍팬(120)이 장착 설치되는 라지에이터 공간부(130);
    상기 라지에이터 공간부(130)의 일측에 형성되며 유도가열부(147)를 포함하는 열교환기(140)와, 측면에 형성된 제1송풍구(103,104)와, 상기 제1송풍구(103,104)의 내측에 설치된 제1보조송풍팬(151)이 형성된 열교환기 공간부(150); 및
    상기 라지에이터 공간부(130)의 타측에 형성되며 PCB(160)가 장착되고, 측면에 형성된 제2송풍구(105,106) 및 상기 제2송풍구(105,106)의 내측에 설치된 제2보조송풍팬(171)이 형성된 PCB공간부(170)를 포함하고;
    상기 라지에이터부(110)의 일측 난방수관이 제1삼방변(V1)을 통해 제1관(181)의 일단에 연결되고, 상기 라지에이터부(110)의 타측 난방수관이 제2삼방변(V2)을 통해 제2관(182)의 일단과 연결되며, 상기 제1관(181) 및 제2관(182)의 타단이 냉각수(W)가 저장된 저장부(180)에 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 고주파 유도가열을 이용한 팬히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기(140)는 내부에 난방수가 충전되는 중공의 본체(141)와, 상기 본체(141)의 일측에 형성되는 적어도 하나 이상의 삽입공(142,143)과, 상기 본체(141)의 상단에 형성된 난방수 출수단(144)과, 상기 본체(141)의 측면에 형성된 난방수 환수단(145)과, 상기 삽입공(142,143)에 삽입 장착되는 유도가열부(147)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 유도가열을 이용한 팬히터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유도가열부(147)는 원형의 절연관(147a) 외주면에 유도코일(147b)이 권취된 것을 특징으로 하는 고주파 유도가열을 이용한 팬히터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    팬구동부(172), 순환펌프구동부(173), 유도코일구동부(174) 및 제어부(175)를 포함하며,
    상기 제어부(175)는 메인송풍팬(120)과, 제1보조송풍팬(151)과, 제2보조송풍팬(171)을 구동 제어함에 있어서, 일정시간 간격으로 제1보조송풍팬(151)→제2보조송풍팬(171)→메인송풍팬(120)을 순차 구동시키는 것을 특징으로 하는 고주파 유도가열을 이용한 팬히터.
  5. 삭제
KR1020140026573A 2014-03-06 2014-03-06 고주파 유도가열을 이용한 팬히터 KR101665481B1 (ko)

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