KR102395715B1 - 열풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열풍기의 보일러에서 물을 최대한 체류 시키면서 지그재그로 상하 유동시키고 전기히터로 가열하여 물을 고온의 가열수로 신속하게 만들고, 라디에이터에서는 물이 지그재그로 좌우 유동되면서 점점 하부로 이동하여 공기와 열교환 하여 열 손실을 줄이면서 공기를 최대한 효율적으로 온풍으로 만들 수 있는 열풍기이다. 라디에이터의 열교환파이프에는 밀접한 간격으로 방열핀이 형성되므로 열손실을 최대한 방지할 수 있다.

Description

열풍기{Air heater}

본 발명은 고온열을 효과적으로 이용하여 온풍을 방출하는 열풍기에 관한 것이다..

열풍기는 가열 장치를 이용하여 물과 같은 유체를 가열하고, 팬이 흡입한공기가 상기 가열된 유체와 접촉하면서 외부로 배출되도록 하여 실내를 따뜻하게 유지하는 공기조화장치이다.

출원인은 특허 출원 제10-2018-0120986호에서, 물을 공급하는 펌프를 없애고, 열교환 파이프가 설치된 하부 공간에 전기히터를 설치하고 열풍기의 상부와 하부에 열교환 파이프와 연통하는 수평관을 설치한 구조의 열풍기를 제안하였다.

또, 특허 출원 제10-2018-0088862호에서, 열풍기 내부에 라디에이터를 설치하고, 공기를 공기 흡입구로 주입시켜 라디에이터를 통과하면서 고온의 열풍이 되어 배출구로 배출하는 구조의 열풍기를 제안하였다. 열풍기 안에는 전기 보일러가 형성되고, 전기 보일러에 주입된 온수물이 상하로 여러 단계를 거치는동안 뜨거운 온수로 변하여 라디에이터로 주입된다. 그런데 이 특허에서는 보일러와 라디에이터와의 연결 관계가 구체적으로 설명되지 않아 보일러에서 생성된 가열수의 흐름과 기능을 잘 알 수 없으며. 또 열효율이 높은 라디에이터의 구조를 구체적으로 개시하고 있지 않다.

본 발명은 이들 출원을 더욱 개선한 것으로 물과 같은 유체를 신속히 가열하고, 고온열을 효과적으로 유지하여 열효율을 높인 것이다.

그러므로 본 발명은 열풍기에 보일러를 장착하고 직화식 또는 간접식으로 물을 신속하게 가열하며, 라디에이터의 열교환파이프에는 방열핀을 설치하여 가열수의 온도를 최대한 유지하도록 한 열효율이 높은 열풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 열풍기로서, 상기 열풍기의 한쪽에는 전후 방향으로 길게 가열챔버가 형성되고, 가열챔버 내부에는 전기히터가 일렬로 복수 배치되며, 가열챔버에 인접하여 설치된 펌프의 구동에 의하여 물이 물주입구를 통해 가열챔버의 상부로 공급되어 가열챔버의 전기히터를 상하로 지그재그로 차례로 통과하면서 가열되고, 마지막 전기히터를 통과한 가열수는 가열챔버 상부에 형성된 배출구를 통하여 라디에이터로 공급되며, 배출구는, 평면에서 보아 “┌┐”자 형상의 가열수유로와 연결되며, 가열수유로의 단부는 제1유입로를 통하여 라디에이터 상단의 열교환파이프와 연결되어, 가열수가 라디에이터에 배열된 열교환파이프를 따라 좌우로 지그재그로 이동하면서 점점 하부로 이동하며, 라디에이터 하단의 열교환파이프와 연통하여 물을 배출하기 위한 제1유출로가 형성되고, 제1유출로와 연통해서는 “┌┐”자 형상의 배출수유로가 설치되고, 배출수유로의 단부는 물환수구와 연결되며, 물환수구를 통하여 환수된 물은 아래로 낙하하여, 펌프의 구동에 의하여 다시 물주입구를 통해 가열챔버로 공급되는 사이클을 이루는 열풍기를 제공한다.

삭제

가열챔버의 내부에는 상부가 가열챔버의 하우징에 막히고 하부가 약간 개방된 제1분할판과, 하부가 가열챔버의 하우징에 막히고 상부가 약간 개방된 제2분할판을 소정 간격으로 교대로 설치하고 분할판과 하우징이 형성하는 구획 공간 각각에 전기히터를 열풍기의 높이 방향으로 설치하여 펌프의 구동에 의하여 물이 분할판과 하우징에 의하여 구획된 복수의 공간을 상하로 지그재그로 유동하면서 흘러 전기히터에 의하여 직접 가열되어 상기 배출구를 통해 라디에이터로 흐르도록 할 수 있다.

각각의 전기히터 주위를 둘러 히터열교환파이프를 더 설치하여 물이 전기히터에 의하여 간접적으로 가열될 수 있다.

상기 라디에이터의 각각의 열교환파이프의 외면에는 방열을 위한 핀코일을 설치하며, 핀코일은, 열교환파이프의 외주를 둘러 장착된 원판 형상의 바디와, 바디의 측면에 형성되며 열교환파이프에서부터 바디의 테두리까지 방사상으로 연장된 삼각 형상의 복수의 리브로 이루어지며, 핀코일은 열교환파이프의 전체 길이에 걸쳐 일정한 간격으로 촘촘이 배열될 수 있다.

본 발명은 열풍기의 보일러에서 물을 최대한 체류 시키면서 지그재그로 상하 유동시키고 전기히터로 가열하므로 물을 고온의 가열수로 신속하게 만들 수 있고, 라디에이터에서는 물이 지그재그로 좌우 유동되면서 점점 하부로 이동하여 공기와 열교환 하므로 열 손실을 줄이면서 공기를 최대한 효율적으로 온풍으로 만들 수 있다.

또한, 본 발명의 라디에이터의 열교환파이프에는 밀접한 간격으로 방열핀이 형성되므로 열교환파이프 내부의 온수에 의하여 발산되는 열이 오래 체류하고 보존되는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 열풍기의 전체 사시도;
도 2는 본 발명의 열풍기의 내부를 절단한 평단면도;
도 3은 도 2의 펌프 측에서 바라 본 측단면도;
도 4는 도 2의 라디에이터쪽에서 바라 본 정단면도;
도 5는 도 2의 가열챔버를 전후방향으로 절단한 단면도로서 전기히터의 설치는 생략한 도면;
도 6은 도 5의 구조에서 직화식의 전기히터를 설치한 도면;
도 7은 도 5의 구조에서 간접식의 전기히터를 설치한 도면; 그리고
도 8은 본 발명의 라디에이터의 방열핀을 설치한 열교환 파이프를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성 및 개별 기능 중, 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 열풍기(1)의 전체 사시도이다. 도면에서 전후 방향은 “x”축, 좌우 방향은 “y”축, 높이 방향을 “z”축으로 표시하기로 한다. 사각형 하우징 (100) 측면에 복수의 슬롯으로 구성된 공기흡입구(21)가 설치되고, 전면에는 그리드 형상의 공기배출구(13)가 형성된다. 공기흡입구(21)를 통하여 들어 온 공기는 열풍기(1) 내부에서 가열되어 공기배출구(13)로 배출된다. 하우징 전면에는 제어박스(18)와 누전차단기(19)가, 또 하부에는 휠이 장착되어 있다.

도 2는 본 발명의 열풍기(1)의 내부를 절단한 평단면도이고, 도 3은 도 2의 펌프(50)측에서 바라 본 측단면도이며, 도 4는 도 2의 라디에이터(300)쪽에서 바라 본 정단면도이다. 도 3 및 도 4에서 설명의 편의를 위하여 일부 부품의 도시는 이를 생략하였다.

도 2에서, 열풍기(1)의 한쪽에는 전후 방향으로 길게 가열챔버(200)가 형성된다. 가열챔버(200)내부에는 전기히터(220)가 일렬로 예를 들어 5개 전후 방향으로 배치된다. 가열챔버(200)에 인접하여 외측으로는 펌프(50)가 설치된다. 펌프(50)는 “ㄱ”자형으로 절곡된 물공급관(6)을 통하여 물주입구(7)를 통해 가열챔버(200)의 상부로 물을 공급한다(도 3 참조). 공급된 물은 가열챔버(200)의 전기히터(220)를 +x축 방향을 따라 차례로 통과하면서 가열된다. 마지막으로 보일러(1)의 가장 전방에 위치한 전기히터(220)를 통과한 가열수는 배출구(12)를 통하여 라디에이터(300)로 공급된다.

배출구(12)는 도 2의 평면에서 보아 “┌┐”자 형상의 가열수유로(12a)와 연결되며, 가열수유로(12a)의 단부는 제1유입로(12b)를 통하여 라디에이터(300)의 상단 열교환파이프(300a)와 연결된다. 가열수는 라디에이터(300)의 상부로 공급되며 라디에이터(300)에 배열된 열교환파이프(300a)를 따라 지그재그로 이동하면서 점점 하부로 이동하게 된다. 이동 과정 중 공기흡입구(21)를 통하여 들어 온 공기와 열교환 하면서 열을 잃는다. 라디에이터(300)의 후방에는 송풍블레이드(410)와, 모터와 같은 구동원(420)으로 이루어지는 송풍팬(400)이 설치된다. 송풍팬(400)은 공기흡입구(21)를 통하여 공기를 흡인하여 가열된 온풍을 전방의 공기배출구(13)로 불어 보낸다.

다시 도 2에서, 라디에이터(300)의 하단 열교환파이프(300a) 옆에는 라디에이터(300)를 통과한 물을 배출하기 위한 제1유출로(27b)가 형성되고, 제1유출로(27b)와 연통해서는 “┌┐”자 형상의 배출수유로(27a)가 설치된다. 배출수유로(27a)의 단부는 물환수구(27)와 연결된다. 배출수유로(27a)는 동일 평면상에만 형성되지 않으며, 도 4에 도시한 것과 같이 물환수구(27)와 대면하는 쪽에서는 z축 방향으로 수직으로 위로 연장되어 연결된다. 제1유입로(12b)와 제1유출로(27b)는 평면상에서는 같은 위치이지만, 각각 열풍기(1)의 상부와 하부에 배치됨을 유의해야 한다(도 4 참조). 물환수구(27)는 저장탱크(40)와 연결된다. 물환수구(27)를 통하여 환수된 물은 저장탱크(40) 내부에서 자연적으로 아래로 낙하하며, 펌프(50)의 구동에 의하여 경로(40a)를 거쳐 다시 물주입구(7)를 통해 가열챔버(200)로 공급된다. 저장탱크(40)의 외부에는 물 점검호스(25)가 설치된다(도 4 참조).

이와 같이 본 발명은 가열챔버(200)와 내부에 배열된 전기히터(220)가 보일러의 역할을 하며, 가열된 물이 라디에이터(300)의 상부로 공급되어 하부로 이동하는 경로를 통해 최대한 공기를 가열하고 펌프(50)로 회귀하는 사이클을 제공하는 점에 특징이 있다.

따라서, 본 발명에서는 가열챔버(200) 내부에서 물을 최대한 신속하게 고온으로 가열하는 것이 중요하다. 이에 대해서는 출원인의 특허 출원 제10-2018-0088862호에 개시되어 있으므로 이를 참조로 간략히 설명하기로 한다. 도 5 내지 도 7은 도 2에서 가열 챔버를 전후 방향(x 방향)으로 절단하여 바라 본 여러 실시예의 단면도이다. 펌프(50)는 실제 단면도에서는 보이지 않지만 설명의 편의를 위하여 측면에 추가하였다.

도 5에서 가열챔버(200)의 내부에는 상부가 가열챔버(200)의 하우징에 막히고 하부가 약간 개방된 제1분할판(212)과, 하부가 가열챔버(200)의 하우징에 막히고 상부가 약간 개방된 제2분할판(211)을 소정 간격으로 교대로 설치하고 있다. 그러면 도시한 화살표에서와 같이 펌프(50)의 구동에 의하여 물은, 분할판과 하우징에 의하여 구획된 공간(215)을 상하로 지그재그로 유동하면서 전방(도 5의 오른쪽 방향)으로 흘러 상부에 설치된 배출구(12)를 통해 외부로 흐른다.

도 6은 도 5의 각각의 공간(215)에 전기히터(220)를 설치한 것이다. 그러면 펌프(50)에서 공급된 물은 전기히터(220)를 후방에서 전방으로 그리고 상하로 지그재그로 통과하면서 점점 가열되며, 유동 거리가 길므로 최대한 물을 가열할 수 있다. 전기히터(220)는 물을 직접 가열하므로 “직화식 보일러”에 해당한다.

도 7은 도 6과 동일하지만, 각각의 전기히터(220') 주위를 둘러 히터열교환파이프를 더 설치한 점이 다르다. 그러면, 물은 히터열교환파이프를 경유하여 전기히터(220')에 의하여 간접적으로 가열된다. 도 7의 실시예의 경우, 전기히터(220')가 직접 물과 접촉하지 않으므로 전기히터(220')를 수밀식으로 제작할 필요가 없고, 전기히터(220')와 히터열교환파이프로 이루어진 모듈을 열풍기(1) 내부에 설치하면 되므로 설치와 유지 보수가 용이한 장점이 있다.

다음, 본 발명의 특징 중의 하나는, 라디에이터(300)의 각각의 열교환파이프(300a)의 외면에 방열을 위한 핀코일(300b)을 설치한 점에 있다.

핀코일(300b)은, 도 8에 도시한 것과 같이, 열교환파이프(300a)의 외주를 둘러 장착된 원판 형상의 바디(300c)와, 바디(300c)의 측면에 형성되며 열교환파이프(300a)에서부터 바디(300c)의 테두리까지 방사상으로 연장된 삼각 형상의 복수의 리브(300d)로 이루어진다. 핀코일(300b)은 열교환파이프(300a)의 전체 길이에 걸쳐 일정한 간격으로 촘촘이 배열된다. 본 발명의 핀코일(300b)은 종래와 같은 단순한 판형이나 날개형이 아니고 복수의 리브(300d)를 형성하였으므로 열교환파이프(300a) 내부의 온수에 의하여 발산되는 열이 오래 체류하고 보존되는 효과를 기대할 수 있다. 또, 송풍기가 송급하는 바람이 핀코일(300b)의 빈 간격 사이를 통과하여 흐르면서 리브(300d)에 의하여 접촉 면적이 증가하므로 열 손실을 방지할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 이는 본 발명을 한정하지 않으며 본 발명에 대해서는 다양한 변형과 수정이 가능하다. 본 발명의 권리범위는 이하 기술하는 청구범위와 동일 또는 균등한 범위까지 미침은 자명하다.

Claims (4)

1. 열풍기로서, 상기 열풍기의 한쪽에는 전후 방향으로 길게 가열챔버가 형성되고, 가열챔버 내부에는 전기히터가 일렬로 복수 배치되며, 가열챔버에 인접하여 설치된 펌프의 구동에 의하여 물이 물주입구를 통해 가열챔버의 상부로 공급되어 가열챔버의 전기히터를 상하로 지그재그로 차례로 통과하면서 가열되고, 마지막 전기히터를 통과한 가열수는 가열챔버 상부에 형성된 배출구를 통하여 라디에이터로 공급되며,
   배출구는, 평면에서 보아 “┌┐”자 형상의 가열수유로와 연결되며, 가열수유로의 단부는 제1유입로를 통하여 라디에이터 상단의 열교환파이프와 연결되어, 가열수가 라디에이터에 배열된 열교환파이프를 따라 좌우로 지그재그로 이동하면서 점점 하부로 이동하며,
   라디에이터 하단의 열교환파이프와 연통하여 물을 배출하기 위한 제1유출로가 형성되고, 제1유출로와 연통해서는 “┌┐”자 형상의 배출수유로가 설치되고, 배출수유로는 물환수구와 대면한 쪽에서 수직으로 상향하여 수평으로 연장되어 물환수구와 연결되며,
   물환수구를 통하여 환수된 물은 중력에 의하여 아래로 낙하하여, 펌프의 구동에 의하여 다시 물주입구를 통해 가열챔버로 공급되는 사이클을 이루고,
   가열챔버의 내부에는 상부가 가열챔버의 하우징에 막히고 하부가 개방된 제1분할판과, 하부가 가열챔버의 하우징에 막히고 상부가 개방된 제2분할판을 소정 간격으로 교대로 설치하고 분할판과 하우징이 형성하는 구획 공간 각각에 전기히터를 열풍기의 높이 방향으로 설치하여 펌프의 구동에 의하여 물이 분할판과 하우징에 의하여 구획된 복수의 공간을 상하로 지그재그로 유동하면서 흘러 전기히터에 의하여 직접 가열되어 상기 배출구를 통해 라디에이터로 흐르도록 하며,
   상기 라디에이터의 각각의 열교환파이프의 외면에는 방열을 위한 핀코일을 설치하며, 핀코일은, 열교환파이프의 외주를 둘러 장착된 원판 형상의 바디와, 바디의 측면에 형성되며 열교환파이프에서부터 바디의 테두리까지 방사상으로 연장된 삼각 형상의 복수의 리브로 이루어지며, 핀코일은 열교환파이프의 전체 길이에 걸쳐 일정한 간격으로 촘촘이 배열된, 열풍기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   각각의 전기히터 주위를 둘러 히터열교환파이프를 더 설치하여 물이 전기히터에 의하여 간접적으로 가열되는, 열풍기.
   
   
4. 삭제

Images