KR102068256B1 - 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치에 관한 것으로서, 미세물방울을 이용하여 공간의 가습과 난방을 동시에 수행할 수 있는 미세물방울을 이용한 가습난방기에 구비되어 상대적으로 밀도가 높은 미세물방울이 대류현상에 의해 확산됨으로서, 사용자의 실 생활공간을 우선적으로 난방 할 수 있다.

Description

미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치{HEATER FOR HEATING APPARATUS WITH HUMIDIFIER}
본 발명은 히터장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세물방울을 이용하여 공간의 가습과 난방을 동시에 수행할 수 있는 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치에 관한 것이다.
일반적으로 난방기는 자체적으로 열을 내 주변 온도를 높여주는 기기이며, 사용하는 연료에 따라 석유, 가스, 전기로 구분되며, 기기 자체의 형상에 따라 벽결이형, 스탠드형, 타워형으로 구분되며, 사용용도에 따라 순간온수기, 보일러 등으로 나누어진다.
그 중 실내 난방에 사용되는 난방기의 경우 일반 가정, 사무실, 공장 등 어느 장소에 구애됨 없이 사용할 수 있으며 열풍을 발생하여 실내 난방을 수행하는 온풍기나 건조장치가 주류를 이루고 있는 실정이다.
상술한 온풍기나 건조 장치는 가열수단을 통해 공기를 가열하여 고온화 시킨 후, 외부의 공기를 흡입하여 상기 가열된 공기와 함께 외부로 토출시켜 열풍을 생성함으로써 실내 온도를 높이거나 또는 대상물을 건조시키고 있다.
그러나 이와 같이 공기를 가열하여 열풍을 생성하는 열풍발생장치는 기기장치에서 열풍이 토출되는 부분의 온도는 매우 고온이나, 이미 토출된 고온의 공기가 외부로 확산됨에 따라 온도가 급격이 저하되어 온도를 높이고자 하는 공간의 구석구석까지 사용자가 원하는 온도로 높이는데 장시간 소요되어 난방효율이 떨어진다는 단점이 있다.
또한 기기장치에서 토출되는 열풍이 대상물에 고르게 가해지지 않기 때문에 국부적인 온도 상승에 그쳐 대상물 전반에 걸친 난방효율은 떨어진다는 단점이 있으며, 생성된 열풍이 외부로 토출되어 온도를 높이고자 하는 공간의 공기를 데워 온도는 높아지나, 온도가 높아짐에 따라 대상공간의 환경이 건조해져 사용자의 피부노화 내지 호흡기 질환 등을 촉진시키는 문제가 발생한다.
보다 구체적으로 일반적인 전기식 온열 난방기는 2KW/h 전후의 전력을 소비한다. 만약 실내 공간에 시간당 300ml 이상의 수분을 공급할 수 있다면 초음파 진동자에서 발생된 물방울이 열원을 거치면서 열에너지를 흡수한 후 주변으로 빠르게 퍼져가기 때문에 일반적인 전기식 온열 난방기 전력소비량의 절반인 1KW/h의 열로도 실내 공간을 보다 빠르게 덥힐 수 있다. 이러한 원리는 습도가 증가함에 따라 이는 밀도가 높아지고 밀도가 높은 공간의 입자들은 자연스럽게 밀도가 작은 쪽으로 밀려가는데, 열에너지를 흡수한 수증기는 밀도가 높은 쪽에서 작은 쪽으로 밀려가게 되므로 난방 효과를 크게 증진시킬 수 있다.
종래에는 미세물방울을 가열하는 용도로써 원적외선 등이 사용되어 가습기에서 토출되는 미세물방울의 살균을 주된 목적으로 하였으며, 미세물방울을 이용하여 난방의 효과를 나타내고자 하는 경우에도 스팀을 생성하여 스팀이 이동하는 유로의 면적을 넓히기 위하여 만곡된 형상의 유로를 구비하고 유로의 측면에 발열체가 구비되는 형상으로써 일반적인 가정에 사용되기에는 공간적 제약이 따르며 히터부의 세척이 용이하지 않으며 안전사고의 위험 등이 있는 실정이다.
따라서 상술한 문제점에서 착안된 본 발명은 미세물방울이 토출되는 과정에서 미세물방울을 효과적으로 일정온도까지 가열하며, 대류현상에 의해 미세물방울을 확산시켜 사용자의 생활공간을 우선적으로 난방 할 수 있는 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 ‘통상의 기술자’에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치는 미세물방울이 이동하기 위한 통로를 형성하는 유동관로와 상기 유동관로의 일측에서 토출된 상기 미세물방울을 공기의 대류현상을 통해 확산시키는 대류부 및 가열부를 포함하고, 상기 대류부는 상기 가열부에 의해 열에너지를 전달받고, 상기 유동관로는 상기 가열부 또는 상기 대류부 중에서 적어도 어느 하나로부터 열에너지를 전달받는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 가열부는, 상기 유동관로의 외주면과 이격되어 상기 유동관로를 감싸는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 가열부는, 적어도 하나 이상의 홀 및 상기 홀에 삽입되는 적어도 하나 이상의 가열봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 대류부는, 상기 가열부와 상기 유동관로의 이격된 공간에 형성되고, 상기 유동관로와 상기 가열부를 연결하는 적어도 하나 이상의 구획판에 의해 적어도 둘 이상의 공간으로 나누어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 구획판은, 상기 홀과 상기 유동관로를 연결하며, 상기 가열봉에 의해 상기 대류부의 공간이 선택적으로 열에너지를 전달받는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 가열부는 상기 대류부에 열에너지를 전달하며, 상기 대류부는 상기 유동관로에 열에너지를 전달하여, 상기 열에너지는 상기 가열부로부터 상기 대류부를 거쳐 상기 유동관로에 전달되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 유동관로, 대류부, 가열부의 하부에 위치하는 베이스부재를 더 포함하며, 상기 베이스부재는 상기 유동관로와 상기 홀에 대응되는 위치에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
첫 째, 상대적으로 밀도가 높은 미세물방울이 대류현상에 의해 확산됨으로서, 사용자의 실 생활공간을 우선적으로 난방 할 수 있을 것이다.
둘 째, 별도의 외부 동력장치에 의존하지 아니하고 생성된 미세물방울이 하부에서 상부로 이송되어 소음이 발생하지 않을 것이다.
셋 째, 사용자의 사용공간에 따라 미세물방울의 확산되는 정도를 조절하여 효과적으로 난방 할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 히터장치의 사시도이다.
도2는 도1의 상면도이다.
도3은 도1의 측면도이다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 베이스부재의 사시도이다.
도5는 도4의 상면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대한 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하 도면에 따라서 논리적으로 기술한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 히터장치의 사시도이며, 도2는 도1의 상면도이고, 도3은 도1의 측면도이다.
도1 내지 도3을 참고하면, 본 실시예의 히터장치(10)는 유동관로(110), 대류부(130), 가열부(150)를 포함하며, 대류부(130)는 구획판(131)을 포함할 수 있으며, 가열부(150)는 홀(151), 연결부재(153), 가열봉(155)을 포함할 수 있다.
히터장치(10)는 미세물방울에 열에너지를 전달하여 외부로 토출시키면서, 공기의 대류현상에 의해 사용자의 생활공간을 우선적으로 난방 할 수 있을 것이다.
상기 사용자의 생활공간은 지상으로부터 사용자가 실제로 생활하는 높이까지의 공간을 의미하며, 상대적으로 공기보다 무거운 미세물방울은 히터장치(10)에서 토출되어 일정한 높이 이상 상승하였다가 하강하는 흐름을 형성하고, 히터장치(10)의 내부 열에너지에 의해 고온으로 토출되는 공기는 대류현상에 의해 상승하는 흐름을 형성하여 토출된 상기 미세물방울이 상기 고온의 공기에 얹혀 확산됨으로서 사용자의 실생활 공간을 중심으로 난방 할 수 있다.
보다 구체적으로 난방의 대상이 되는 구간을 상층, 중층, 하층으로 나누어 구분할 경우 사용자가 실제 생활하는 공간은 중층과 하층이 되며, 상기 미세물방울은 상기 고온의 공기에 의해 중층과 하층에 머무르게 되어 상기 사용자의 실제 생활하는 공간이 우선적으로 난방 되는 효과가 있다.
이 때 열에너지의 전달 매개체로서 미세물방울을 사용함으로서 미세물방울이 열에너지를 머금고 생활공간에 확산되어, 열에너지의 전달 매개체로서 공기를 사용하는 것보다 온도의 감소 비율이 적어 보다 효율적으로 공간전체에 걸쳐 온도를 상승시킬 수 있을 것이다.
유동관로(110)는 미세물방울이 이동하기 위한 통로를 형성하며, 바람직하게 미세물방울은 주기적으로 왕복운동을 하는 초음파 진동자에 의해 생성되어 유동관로의 타측으로 유입되어 일측으로 토출될 수 있다.
대류부(130)는 유동관로(110)의 일측에서 토출된 상기 미세물방울을 공기의 대류현상을 통해 확산시킬 수 있으며, 바람직하게 유동관로(110)의 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 대류부(130)가 구비되어 유동관로(110)의 일측에서 토출된 미세물방울이 일정한 높이 이상 상승하였다가 하강하는 흐름을 형성할 때 대류부에서 토출되는 공기가 상기 미세물방울을 얹고 이동함에 따라 상기 미세물방울이 확산될 수 있을 것이다.
가열부(150)는 상기 유동관로(110)의 외주면에 구비되어, 유동관로(110) 또는 대류부(130)에 열에너지를 전달할 수 있으며, 본 실시예와 같이 가열부(150)는 유동관로(110)와 일정간격 이격되어 구비될 수도 있으며 또는 유동관로(110)의 외주면과 접하며 형성되어 유동관로(110) 또는 대류부(130)에 열에너지를 전달할 수도 있을 것이다.
보다 구체적으로 유동관로(110)는 가열부(150) 또는 대류부(130)에 의해 열에너지를 전달받아 유동관로(110)를 통해 이동하는 미세물방울에 열에너지가 전달된다.
기준온도 25℃도에서 공기의 비열(Specific heat)을 1로 설정할 시, 미세물방울의 비열(Specific heat)은 공기의 비열에 약4배 높으며, 따라서 가열부(150) 또는 대류부(130)에 의해 열에너지를 전달받은 미세물방울은 공기보다 많은 양의 열에너지를 머금고 사용자의 실생활 공간을 보다 효과적으로 난방 할 수 있다.
또한, 대류부(130)는 가열부(150)에 의해 열에너지를 전달받아 미세물방울의 확산을 위한 대류현상을 발생시키며, 대류부(130)는 유동관로(110)의 외주면에 위치하여 열에너지를 받은 공기가 토출됨으로서, 유동관로(110)에서 토출된 미세물방울의 상승 및 일정한 높이 이상 상승 후 하강하는 흐름이 발생할 시, 미세물방울을 사용자의 생활공간으로 확산시킬 수 있다.
바람직하게 본 실시예에서 가열부(150)는 대류부(130)에 열에너지를 전달할 수 있으며, 대류부(130)는 유동관로(110)에 열에너지를 전달하여, 상기 열에너지는 가열부(150)로부터 대류부(130)를 거쳐 유동관로(110)에 순차적으로 전달 될 수 있다.
한편, 가열부(150)는 유동관로(110)의 외주면과 이격되어 유동관로(110)를 감싸는 형상으로 구비될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 홀(151) 및 홀(151)에 삽입되는 적어도 하나 이상의 가열봉(155)을 포함할 수 있다.
가열부(150)는 유동관로(110)의 외주면과 이격되어 위치하는 적어도 하나 이상의 홀(151)이 형성될 수 있으며 이 홀(151)을 감싸며 열을 전달하는 패널(153)이 유동관로(110)의 외주면과 이격되어 위치할 수 있다.
보다 구체적으로 가열부(150)의 홀(151)은 복수개가 구비될 수 있으며, 이 복수개의 홀(151)을 패널(153)이 연결함으로서, 유동관로(110)의 외주면을 감싸는 형상으로 구비될 수 있다. 또한 홀(151)과 패널(153)은 유동관로(110)의 길이방향을 따라 연장될 수 있으며, 가열부(150)는 가열봉(155)이 홀(151)에 삽입되어 홀(151)과 패널(153)에 열에너지를 전달함으로서 열에너지를 발생시킬 수 있다.
이 때, 대류부(130)는 가열부(150)와 유동관로(110)의 이격된 공간에 형성될 수 있으며, 유동관로(110)와 가열부(150)를 연결하는 적어도 하나 이상의 구획판(131)에 의해 적어도 둘 이상의 공간으로 나누어 질 수 있다.
즉 본실시예에서의 대류부(130)는 유동관로(110)와 가열부(150)의 이격된 사이 공간에 형성될 수 있으며, 상기 이격된 사이 공간은 가열부(150)가 유동관로(110)의 외주면과 이격되어 유동관로(110)를 감싸는 형상으로 구비됨에 따라 형성될 수 있다.
또한 구획판(131)은 유동관로(110)와 가열부(150)를 연결하여 대류부(130)를 적어도 둘 이상의 공간으로 나눌 수 있으며, 바람직하게 구획판(131)은 가열부(150)의 홀(151)과 유동관로(110)를 연결하여 가열봉(155)에 의해 대류부(130)의 공간이 선택적으로 열에너지를 전달 받을 수 있을 것이다.
보다 구체적으로 구획판(131)은 홀(151)과 유동관로(110)를 연결하여 유동관로(110)와 가열부(150)의 이격된 사이 공간에 형성된 대류부(130)를 적어도 둘 이상의 공간으로 나눌 수 있으며, 상기 나누어진 대류부(130)의 둘 이상의 공간은 구획판(131)과 유동관로(110)의 외주면 중 일부분과, 가열부(150)의 패널(153)에 의해 형성될 수 있다.
이 때 구획판(131)에 의해 나누어진 대류부(130)의 공간은 홀(151)에 삽입된 가열봉(155)에 의해 선택적으로 열에너지를 전달받아 사용자가 미세물방울이 확산되는 범위를 조절할 수 있을 것이다.
본실시예에서 구획판(131)은 유동관로(110)와 유동관로(110)에서 가장 먼 거리 이격된 홀(151)을 연결함으로서 대류부(130)의 공간을 나누고 있으나, 반드시 이러한 실시형태에 한정될 것은 아니며 모든 홀(151)과 유동관로(110)를 연결함으로서 대류부(130)의 공간을 보다 많이 구분할 수도 있을 것이다.
한편, 유동관로(110), 대류부(130), 가열부(150)의 하부에 위치하는 베이스부재(20)를 더 포함할 수 있으며, 베이스부재(20)는 유동관로(110)와 홀(151)에 대응되는 위치에 홈(210,251)이 형성되어 히터장치(10)를 하부에서 지지할 수 있다.
베이스부재(20)의 홈(210,251)에는 각각 유동관로(110), 가열봉(155)이 삽입되어 지지될 수도 있으며, 또는 유동관로(110)와 가열봉(155)이 홈(210,251)의 상부에 위치하여 지지될 수도 있으며, 또는 가열봉(155)은 홈(251)에 삽입되어 지지되고 유동관로(110)는 홈(210)의 상부에 위치하여 지지될 수도 있을 것이다.
한편 본실시예에서의 히터장치(10)는 산화마그네슘이 포함된 시즈히터 계열이 채택될 수 있으며, 시즈히터가 채택된 히터장치(10)는 가열부(150)가 열에너지를 전달함에 따라 발생할 수 있는 빛을 차단함으로서, 사용자의 수면 시에도 사용하기 용이할 것이다.
또한 가열부(150)의 홀(151)을 연결하는 패널(153)은 만곡된 형상으로 구비될 수 있으며, 히터장치(10)의 외부 형상에 따라 만곡된 정도가 조절될 수 있을 것이다.
본실시예는 히터장치(10)의 하부에서 초음파 진동자에 의해 생성된 미세물방울이 유동관로(110)를 따라 이동하고, 이 미세물방울에 가열부(150)에서 발생된 열에너지가 대류부(130)를 거쳐 전달됨으로서 유동관로의 일측으로 토출된다. 이 때, 대류부(130)는 가열부(150)에서 발생된 열에너지를 전달받아 상승기류를 형성하여 고온의 공기를 외부로 토출시키고, 외부로 토출된 고온의 공기는 미세물방울이 일정한 높이 이상 상승할 수 있도록 하고, 또한 미세물방울이 하강하는 흐름을 형성할 시 사용자의 상기 미세물방울을 얹고 사용자의 생활공간에 우선적으로 난방 할 수 있다.
한편 본 발명은 상술한 내용에서 본 발명의 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
10 : 히터장치
110 : 유동관로
130 : 대류부
131 : 구획판
150 : 가열부
151 : 홀
153 : 연결부재
155 : 가열봉
20 : 베이스부재
210, 251 : 홈

Claims (7)

  1. 미세물방울이 이동하기 위한 통로를 형성하는 유동관로;
    상기 유동관로의 일측에서 토출된 상기 미세물방울을 공기의 대류현상을 통해 확산시키는 대류부; 및
    가열부;를 포함하고,
    상기 대류부는,
    상기 가열부에 의해 열에너지를 전달받고, 상기 유동관로와 상기 가열부의 이격된 사이 공간에 형성되며,
    상기 유동관로는,
    상기 가열부 또는 상기 대류부 중에서 적어도 어느 하나로부터 열에너지를 전달받고,
    상기 가열부는,
    적어도 하나 이상의 홀; 및
    상기 홀에 삽입되는 적어도 하나 이상의 가열봉;을 포함하며,
    상기 유동관로의 외주면과 이격되어 상기 유동관로를 감싸도록 구비되며,
    상기 홀은 상기 유동관로의 길이방향을 따라 연장되어,
    상기 유동관로의 일측에서 토출된 상기 미세물방울은 상기 가열부로부터 전달받은 열에너지로 상승기류를 형성하는 공기와 만나는 것을 특징으로 하는 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대류부는,
    상기 유동관로와 상기 가열부를 연결하는 적어도 하나 이상의 구획판;에 의해 적어도 둘 이상의 공간으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구획판은 상기 홀과 상기 유동관로를 연결하며,
    상기 가열봉에 의해 상기 대류부의 공간이 선택적으로 열에너지를 전달받는 것을 특징으로 하는 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 대류부에 열에너지를 전달하며,
    상기 대류부는 상기 유동관로에 열에너지를 전달하여,
    상기 열에너지는 상기 가열부로부터 상기 대류부를 거쳐 상기 유동관로에 전달되는 것을 특징으로 하는 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유동관로, 대류부, 가열부의 하부에 위치하는 베이스부재;를 더 포함하며,
    상기 베이스부재는 상기 유동관로와 상기 홀에 대응되는 위치에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세물방울을 이용한 가습난방기용 히터장치.
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