KR102502505B1 - 열풍기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히터 자체의 구조 및 히터 설치 구조를 개선하여 성능 및 효율성을 향상시킨 열풍기를 개신한다.
Description
본 발명은 열풍기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히터 자체의 구조 및 히터 설치 구조를 개선하여 성능 및 효율성을 향상시킨 열풍기에 관한 것이다.
비닐 하우스나 온실 또는 축사 등에는 실내의 온도를 항상 일정한 온도로 유지해주는 것이 요구되며, 이를 위해 따뜻한 공기를 공급해 줄 수 있는 열풍기가 개발되고 있다.
이러한 열풍기의 일례를 들면, 대한민국 등록특허 제10-1875359호, 제10-0978005호 등이 개시되어 있다.
이 특허에 개시된 종래의 열풍기는 송풍기에서 부는 바람이 히터를 통과하면서 가열되어 열풍으로 배출되는 구조를 갖는다.
그러나 종래의 열풍기는 바람이 배출되는 방향과 동일한 방향 또는 직교하는 방향으로 히터가 직선으로 설치되기 때문에 바람과 히터가 접촉하는 면적이 작거나 시간이 짧아 열교환 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, 히터가 바람의 배출 방향과 직교하는 방향으로 설치되면 바람이 통과할 때 닿는 히터의 면적이 넓지만 바람이 히터를 금방 통과하면서 열교환 효율성이 떨어지고, 히터가 바람의 배출 방향과 같은 방향으로 단순히 직선으로 설치되면 바람이 히터를 통과할 때 접촉 시간이 늘긴 하지만 바람에 닿는 히터의 면적이 작아 바람이 막힘 없이 히터를 자연스럽게 통과하기 때문에 열교환 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 히터를 바람의 배출 방향과 같은 방향으로 설치하되 소정 각도로 경사지게 설치하여 바람이 히터를 통과할 때 닿는 면적과 접촉 시간을 증가시켜 열교환 효율성 및 성능을 향상시킨 열풍기를 제공하는 데 있다.
상술한 목적은, 내부에 설치공간이 형성되고, 전면에는 배출구가 내부로 관통 형성된 케이스; 상기 케이스 내의 후방에 설치되고, 외부 전원과 연결되어 히터와 블로워로 전원을 공급하며, 내부에는 블로워에서 공급되는 바람을 배출구 방향으로 안내하는 통로가 형성된 본체; 상기 본체의 일부분에 설치되어 본체 내로 바람을 공급 안내하는 블로워; 상기 본체의 전방과 배출구를 연결하며, 내부는 중공으로 형성된 원통커버; 및 상기 원통커버 내에서 본체의 전방에서 배출구 방향으로 길게 설치되고 배출구 방향으로 선단부가 모아지도록 소정 각도로 경사지게 설치된 막대 형상의 다수의 히터;로 이루어져, 상기 블로워에서 공급되는 바람이 히터를 거쳐 배출구로 배출될 때 열교환을 통해 가열되어 열풍이 배출될 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 열풍기에 의해 달성된다.
그리고 상기 원통커버 내부에는 전방에 제1지지판이 설치되고 후방에 제2지지판이 설치되어 다수의 히터가 제1지지판과 제2지지판의 사이에서 지지되게 설치되는 데, 상기 제1지지판은 원판으로 형성되되, 중앙에 전방축결합공이 관통 형성되고, 전방축결합공 주변으로 소정 등간격을 두고 다수의 히터전방결합공이 관통 형성되며, 히터전방결합공의 주변에는 다수의 전방통풍공이 관통 형성된 구조로 이루어지고, 상기 제2지지판은 원판으로 형성되되, 중앙에 후방축결합공이 관통 형성되고, 가장자리 주변으로 소정 등간격을 두고 히터전방결합공과 대응되는 다수의 히터후방결합공이 관통 형성되며, 히터후방결합공의 주변에는 다수의 후방통풍공이 관통 형성된 구조로 이루어지는 바, 상기 제1지지판과 제2지지판은 전방 및 후방축결합공을 통해 중심축의 양단부에 각각 결합되어 서로 이격된 상태를 유지하게 설치되고, 히터의 전방은 제1지지판의 히터전방결합공에 끼워지게 조립되고, 히터의 후방은 제2지지판의 히터후방결합공에 끼워지게 조립되어, 제1지지판과 제2지지판의 사이에서 히터의 선단부가 중앙으로 모아지게 경사지도록 설치된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 히터는 세라믹으로 된 절연체와, 절연체에 내장되는 금속으로 된 히터봉과, 히터봉에 내장된 히팅코일과, 히팅코일에 결선된 전선을 포함하며; 상기 절연체는 점토 20-30중량%와 세라믹분말 70-80중량%를 혼합한 점토-세라믹 혼합물을 1600℃ 이상에서 소결처리하여 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 열풍기는 케이스 내에 있는 히터를 바람의 배출 방향과 같은 방향으로 설치하되 소정 각도로 경사지게 설치하였기 때문에 바람이 히터를 통과할 때 닿는 면적과 접촉 시간이 증가되며, 이로 인해 열교환 효율성 및 성능을 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 열풍기는 히터의 재질을 개선하여 성능이 우수할 뿐만 아니라 히터가 배출구 부분으로 경사지게 설치되기 때문에 배출구 부분에서 열이 모아지는 특징이 있으며, 이로 인해 바람이 히터를 통과하여 배출구로 배출될 때 더 뜨겁게 가열되어 배출되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열풍기를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 열풍기의 내부 구조를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 열풍기에 적용되는 제1지지판을 발췌해서 나타낸 정면도와 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 열풍기에 적용되는 제2지지판을 발췌해서 나타낸 정면도와 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 열풍기에 적용되는 히터의 내부 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 열풍기의 내부 구조를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 열풍기에 적용되는 제1지지판을 발췌해서 나타낸 정면도와 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 열풍기에 적용되는 제2지지판을 발췌해서 나타낸 정면도와 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 열풍기에 적용되는 히터의 내부 구조를 나타낸 단면도.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열풍기는 외형을 구성하는 케이스(100)를 구비한다. 케이스(100) 내부에는 설치공간(110)이 형성되고, 전면에는 배출구(120)가 내부로 관통되게 형성된다. 이때, 케이스(100)의 형상은 다양하게 구성할 수 있지만, 도면에 도시된 바와 같이 다수의 금속판을 서로 연결하여 직사각형 형상을 유지하도록 구성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 케이스의 내부 설치공간(110)에는 후방에 본체(200)가 설치된다. 이때, 본체(200)는 외부 전원과 전기적으로 연결되어 후술하는 히터(800)와 블로워(300)로 전원을 공급하며, 내부에는 블로워(300)에서 공급되는 바람을 배출구(120) 방향으로 안내하는 통로(미도시)가 형성되게 구성된다.
다음으로, 블로워(300)는 본체(200)의 일부분에 설치되어 본체(200) 내로 바람을 공급 안내하게 구성된다. 여기서 블로워(300)는 공지된 제품을 적용하면 되기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 본체(200)의 전방에는 원통커버(400)가 설치된다. 이때, 원통커버(400)는 본체(200)의 전방과 배출구(120)를 연결하게 설치되고 내부는 중공으로 형성된다. 따라서 블로워(300)에서 공급되는 바람은 본체(200) 내부를 통해 안내되어 원통커버(400)를 통해 배출구(120)로 안내 배출된다.
다음으로, 원통커버(400) 내에는 막대 형상의 다수의 히터(800)가 설치된다. 이때, 히터(800)는 원통커버(400) 내에서 본체(200)의 전방에서 배출구(120) 방향으로 길게 설치되고 배출구(120) 방향으로 선단부가 모아지도록 소정 각도로 경사지게 설치된다.
본 발명에 적용되는 히터(800)의 설치 구조를 좀더 설명하면, 원통커버(400) 내부에는 전방에 제1지지판(500)이 설치되고 후방에 제2지지판(600)이 설치되어 다수의 히터(800)가 제1지지판(500)과 제2지지판(600)의 사이에서 지지되게 설치된다.
즉, 제1지지판(500)은 원판으로 형성되되, 중앙에 전방축결합공(510)이 관통 형성되고, 전방축결합공(510) 주변으로 소정 등간격을 두고 다수의 히터전방결합공(520)이 관통 형성되며, 히터전방결합공(520)의 주변에는 다수의 전방통풍공(530)이 관통 형성된 구조로 이루어진다. 이때, 히터전방결합공(520)은 히터(800)의 선단부가 끼워져 결합될 수 있게 히터(800)의 단면과 동일한 형상으로 이루어진다. 그리고 전방통풍공(530)은 전방축결합공(510)과 전방축결합공(510)의 사이와 전방축결합공(510)의 주변에 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 제2지지판(600)은 원판으로 형성되되, 중앙에 후방축결합공(610)이 관통 형성되고, 테두리 주변으로 소정 등간격을 두고 히터전방결합공(520)과 대응되는 다수의 히터후방결합공(620)이 관통 형성되며, 히터후방결합공(620)의 주변에는 다수의 후방통풍공(630)이 관통 형성된 구조로 이루어진다. 이때, 히터후방결합공(620)은 히터(800)의 후단부가 끼워져 결합될 수 있게 히터(800)의 단면과 동일한 형상으로 이루어진다. 그리고 후방통풍공(630)은 후방축결합공(610)과 후방축결합공(610)의 사이와 후방축결합공(610)의 주변에 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 제1지지판(500)과 제2지지판(600)은 전방축결합공(510)과 후방축결합공(610)을 통해 중심축(700)의 양단부에 각각 결합되어 서로 이격된 상태를 유지하게 설치되고, 히터(800)의 전방은 제1지지판(500)의 히터전방결합공(520)에 끼워지게 조립되고, 히터(800)의 후방은 제2지지판(600)의 히터후방결합공(620)에 끼워지게 조립되어, 제1지지판(500)과 제2지지판(600)의 사이에서 히터(800)의 선단부가 중앙으로 모아지게 설치된다. 즉, 히터전방결합공(520)은 전방축결합공(510) 주변으로 형성되고 히터후방결합공(620)은 테두리 주변으로 형성되기 때문에 히터(800)가 결합되었을 때 히터(800)는 선단부가 중앙으로 모아지게 경사지도록 설치되는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 열풍기는 블로워(300)에서 공급되는 바람이 히터(800)를 거쳐 배출구(120)로 배출될 때 히터(800)와의 접촉에 의해 열교환되면서 가열되어 열풍으로 변환된 상태로 배출된다. 특히, 본 발명은 히터(800)가 바람의 배출 방향과 같은 방향으로 길게 설치되되 소정 각도로 경사지게 설치되었기 때문에 바람이 히터를 통과할 때 닿는 면적과 접촉 시간이 증가되며, 따라서 열교환 효율성 및 성능을 향상된다.
한편, 본 발명에 적용되는 히터(800)는 도 5에 도시된 바와 같이, 애자인 세라믹으로 된 절연체(810)와, 절연체(810)에 내장되는 금속으로 된 히터봉(820)과, 히터봉(820)에 내장된 히팅코일(830)과, 히팅코일(830)에 결선된 전선(840)을 포함하여 구성된다.
이때, 절연체(810)는 점토 20-30중량%와 세라믹분말 70-80중량%를 혼합한 점토-세라믹 혼합물을 1600℃ 이상에서 소결처리하여 제조된다.
여기에서, 점토는 암석이나 광물의 풍화와 분해, 또는 변성 작용에 의하여 생긴 아주 미세한 입자의 집합체로서, 특히 할로이사이트(Halloysite)를 사용함이 바람직하다. 이 경우, 할로이사이트는 알루미늄과 실리콘의 비가 1:1 인 규산알루미늄 점토광물로서 평균적으로 종횡비 10의 튜브형태로 존재하며, 외부는 Si-O-Si 형태의 실록산 표면 구조로 존재하고, 내부는 Al-OH-Al 형태의 수산화알루미늄 구조의 연속으로 구성되어 있어 유해물질 흡착, 열기 발산을 통한 전열면적 확산에 기여하게 된다. 뿐만 아니라, 원적외선 방출 특성이 있다.
또한, 세라믹분말은 질화규소, 탄화규소 중에서 선택된 어느 하나의 분말을 사용한다. 이때, 질화규소는 가볍고 열팽창율이 적어 상온이나 고온에서 강도, 파괴에 대한 인성, 열충격 저항성, 내산화성, 내식성이 우수하고; 탄화규소는 내용해성·내용융성·내산화성 외에 열전도도가 크다.
덧붙여, 절연체(810)를 소결처리할 때 점토 20-30중량%와 세라믹분말 70-80중량%를 혼합한 혼합물, 즉 점토-세라믹 혼합물 100중량부에 대해, 100nm의 입도를 갖는 페그마타이트 미분 25-35중량부, 맥반석분말 5-10중량부를 첨가할 수 있다.
특히, 사이알론과 황토가 9:1의 중량비로 혼합된 혼합물 10-15중량부를 더 첨가하면 더욱 좋다. 이 경우, 사이알론은 내열성, 발산성, 열전도성이 우수하고 내식성, 내산화성이 강하다. 그리고, 황토는 대표적인 원적외선 방출 물질이다.
그리고, 페그마타이트는 마그마의 분화 광상 생성물로서 거정질 화강암이라고도 불리며, 약리 작용을 할 수 있는 광석을 특히 거정석 페그마타이트라고 하는데 조크러셔 혹은 임팩트크러셔로 분쇄된 후 마쇄기(제트밀)로 마쇄하여 미분 상태로 첨가된다. 이 페그마타이트는 단일 20종의 성분 중 인체에 유리한 9종의 성분을 함유한 광물질인 바, 단독 방사체의 소재로서 원적외선 방사 및 항균 탈취 기능이 매우 뛰어난 것으로 보고된 바 있다.
또한, 백반석 미분도 동일 입도를 갖도록 마쇄된 것을 사용하며, 대표적인 원적외선 방사물질이며, 정화작용, 탈취작용, 유해물질 분해작용을 하는 물질이다. 이들은 본 발명에서 원적외선 방사 특성을 증대시키기 위해 첨가된다.
본 발명에 적용되는 히터(800)는 원적외선 방사 특성을 확인하기 위해, 페그마타이트 미분 25중량부, 맥반석 미분 5중량부가 첨가된 상태에서 측정한 결과, 페그마타이트와 맥반석 미분이 첨가되지 않았을 때 보다 훨씬 높은 원적외선 방출 결과를 얻었다.
예컨대, 본 발명에 따른 기본성분들로 구성된 히터(800)에서는 ICM-FR-1005, 40℃의 조건에 따라 방출테스트를 수행한 결과, 원적외선 방사율은 0.749로 나타났고, 방사에너지는 2.48×102W/㎥으로 나타났다.
하지만, 페그마타이트 미분과 맥반석미분을 함유시켰을 때는 원적외선 방사율이 0.898로 나타났고, 방사에너지는 3.79×102W/㎥으로 나타나 원적외선 방출효율이 급격히 상승했음을 확인할 수 있었다.
특히, 본 발명에서는 열효율을 높이고, 발열면적을 넓히며, 전자파를 차단할 수 있도록 상기 점토-세라믹 혼합물 100중량부에 대해, 산화크롬 나노분말 5-10중량부, SrCO3 나노분말 15-25중량부, 질산리튬 5-10중량부, CsSnO 나노분말 15-25중량부 더 첨가될 수 있다.
이때, 산화크롬 나노분말은 세라믹히터의 경도를 높여 내구성을 강화하고, 발열특성을 증대시켜 전열면적을 넓히는데 기여한다. 이에 따라 열효율을 넓히게 된다. 그리고, SrCO3 나노분말은 분말 평활도를 증대시켜 복굴절에 의한 반사능력을 높임으로써 발열면적을 넓히게 된다. 아울러, 질산리튬은 이온교환성을 증대시켜 정전기적 인력으로 전자파 차폐 효율을 강화시킨다. 또한, CsSnO 나노분말은 산화를 억제하고 변색을 방지한다.
뿐만 아니라, 절연체(810)의 외표면에는 분체도료로 분체도장되어 보호되도록 구성될 수 있다.
여기에서, 분체도료는 실리카 분체 100중량부에 대해, 탄산바륨 5-10중량부, 이산화티탄 20-30중량부, 알루미나 10-20중량부가 혼합 조성된다. 이때, 실리카 분체는 고정안정성과 열보지력이 뛰어나고, 열분산 안정성을 제공한다. 아울러, 탄산바륨은 응집을 촉진하여 경화성을 좋게 하고, 매끄러운 표면을 형성하도록 유도하며, 자외선을 흡수하지 않아 산화방지, 변색방지에도 기여한다. 또한, 이산화티탄은 방열효율을 높이고, 전열면적을 넓히기 위해 첨가된다. 그리고, 알루미나는 열전도율을 증대시켜 방열특성을 강화하기 위해 첨가된다.
이와 같이 구성된 히터는 친환경적이면서 열효율이 높고, 발열면적이 넓으면서 원적외선이 방사되어 긴 파장으로 인해 복사열에 의한 전열효과를 높이며, 전자파 차단을 통해 인체 유익성을 강화시키도록 개선된 특징을 갖게 되며, 본 발명에 적용했을 때 제품의 성능을 향상시키게 된다.
이상에서와같이 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 케이스 110: 설치공간
120: 배출구 200: 본체
300: 블로워 400: 원통커버
500: 제1지지판 600: 제2지지판
700: 중심축 800: 히터
810: 절연체 820: 히터봉
830: 히팅코일 840: 전선
120: 배출구 200: 본체
300: 블로워 400: 원통커버
500: 제1지지판 600: 제2지지판
700: 중심축 800: 히터
810: 절연체 820: 히터봉
830: 히팅코일 840: 전선
Claims (5)
- 내부에 설치공간이 형성되고, 전면에는 배출구가 내부로 관통 형성된 케이스;
상기 케이스 내의 후방에 설치되고, 외부 전원과 연결되어 히터와 블로워로 전원을 공급하며, 내부에는 블로워에서 공급되는 바람을 배출구 방향으로 안내하는 통로가 형성된 본체;
상기 본체의 일부분에 설치되어 본체 내로 바람을 공급 안내하는 블로워;
상기 본체의 전방과 배출구를 연결하며, 내부는 중공으로 형성된 원통커버; 및
상기 원통커버 내에서 본체의 전방에서 배출구 방향으로 길게 설치되고 배출구 방향으로 선단부가 모아지도록 소정 각도로 경사지게 설치된 막대 형상의 다수의 히터;로 이루어져,
상기 블로워에서 공급되는 바람이 히터를 거쳐 배출구로 배출될 때 열교환을 통해 가열되어 열풍이 배출될 수 있게 구성되되,
상기 원통커버 내부에는 전방에 제1지지판이 설치되고 후방에 제2지지판이 설치되어 다수의 히터가 제1지지판과 제2지지판의 사이에서 지지되게 설치되는 데,
상기 제1지지판은 원판으로 형성되되, 중앙에 전방축결합공이 관통 형성되고, 전방축결합공 주변으로 소정 등간격을 두고 다수의 히터전방결합공이 관통 형성되며, 히터전방결합공의 주변에는 다수의 전방통풍공이 관통 형성된 구조로 이루어지고,
상기 제2지지판은 원판으로 형성되되, 중앙에 후방축결합공이 관통 형성되고, 가장자리 주변으로 소정 등간격을 두고 히터전방결합공과 대응되는 다수의 히터후방결합공이 관통 형성되며, 히터후방결합공의 주변에는 다수의 후방통풍공이 관통 형성된 구조로 이루어지는 바,
상기 제1지지판과 제2지지판은 전방 및 후방축결합공을 통해 중심축의 양단부에 각각 결합되어 서로 이격된 상태를 유지하게 설치되고, 히터의 전방은 제1지지판의 히터전방결합공에 끼워지게 조립되고, 히터의 후방은 제2지지판의 히터후방결합공에 끼워지게 조립되어, 제1지지판과 제2지지판의 사이에서 히터의 선단부가 중앙으로 모아지게 경사지도록 설치된 것을 특징으로 하는 열풍기.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 히터는 세라믹으로 된 절연체와, 절연체에 내장되는 금속으로 된 히터봉과, 히터봉에 내장된 히팅코일과, 히팅코일에 결선된 전선을 포함하며;
상기 절연체는 점토 20-30중량%와 세라믹분말 70-80중량%를 혼합한 점토-세라믹 혼합물을 1600℃ 이상에서 소결처리하여 제조된 것을 특징으로 하는 열풍기.
- 제3항에 있어서,
상기 점토는 할로이사이트를 사용하고,
상기 세라믹분말은 질화규소, 탄화규소 중에서 선택된 어느 하나의 분말을 사용하는 것을 특징으로 하는 열풍기.
- 제3항에 있어서,
상기 점토-세라믹 혼합물 100중량부에 대해, 100nm의 입도를 갖는 페그마타이트 미분 25-35중량부, 맥반석분말 5-10중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 열풍기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220031697A KR102502505B1 (ko) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | 열풍기 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102502505B1 true KR102502505B1 (ko) | 2023-02-23 |
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| KR1020220031697A KR102502505B1 (ko) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | 열풍기 |
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2022
- 2022-03-14 KR KR1020220031697A patent/KR102502505B1/ko active IP Right Grant
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