KR200288923Y1 - 온풍기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 비닐하우스와 같이 넓은 장소에 온풍을 공급하여 일정한 온도가 유지될 수 있도록 하는 온풍기에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 설치 각도를 각각 다르게 다단으로 설치한 가열파이프를 지나는 물을 가열수단으로 직접 가열하고 폐열에 의해 간접 가열 후 고온화 된 물의 증기와 하우징 내의 폐열을 열교환수단으로 이송시켜 증기와 폐열에 의해 고온으로 된 주위의 공기를 토출 공급하여 소량의 연료를 사용 난방효율을 극대화시키고, 또한 사용하는 연료의 절감으로 인한 난방비의 절감과 상품의 단가저하 및 자동온도조절이 가능하기 때문에 편리성을 제공하는 특징이 있다.

Description

온풍기{Heater}

본 고안은 비닐하우스와 같이 넓은 장소에 온풍을 공급하여 일정한 온도가 유지될 수 있도록 하는 온풍기에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 설치 각도를 각각 다르게 다단으로 설치한 직접가열파이프를 지나는 물을 가열수단으로 직접가열하고 다시 폐열에 의해 간접 가열 후 고온화 된 물의 증기와 하우징 내의 폐열을 열교환수단으로 이송시켜 증기와 폐열에 의해 고온으로 된 주위의 공기를 토출 공급하여 난방효율을 극대화 한 온풍기에 관한 것이다.

일반적으로 농업용 온풍기 및 난방기의 연료는 석탄, 석유 등의 고체 및 액체 연료를 사용하여 가열된 난방기구로 공급한 후에 다시 열교환기로 되돌려 온풍을 공급하도록하는 구조가 주로 이용되고 있다.

이러한 종래의 난방장치를 이용하여 4∼500평을 기준으로 난방을 할 때 사용되는 연료의 양은 시간당 25리터에서 35리터가 사용되어 연료의 소모량이 많은 반면에 높은 온도의 난방효과를 지속적으로 유지하기가 곤란함과 열풍을 지속적으로 유지하여 상품의 질을 높게하면 할수록 상품의 단가는 자연히 높아지는 문제점이 있어 근래에는 중단상태에 놓이게 되었다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 소량의 연료를 사용하여난방효율을 높이고, 또한 사용하는 연료의 절감으로 인한 난방비의 절감과 상품의 단가저하 및 자동온도조절이 가능하기 때문에 편리성을 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 본 고안의 목적은 내측으로는 공간부를 구비하며 하부에 드로인밸브와 상단으로는 수면계 및 상부에는 압력조절밸브가 설치된 외통체와 상기 외통체의 내측에 고정되며 중앙부에는 다단으로 각도가 서로 대향되도록 직접가열파이프가 형성된 내통체와로 이루어진 가열로와; 상기 내통체의 내측 상단부에 설치되는 코일형태로 권선된 간접가열파이프와; 양 측하방으로는 열풍토출구를 형성한 하우징의 상부로는 다수의 송풍팬이 구비된 덮개가 설치되며 하우징 내부에는 열매체순환파이프가 삽설되고, 이 열매체순환파이프의 입수단은 간접가열파이프에 연결되고 출수단은 하부의 하우징을 관통하여 인출되어지는 구조의 열교환수단과; 상기 덮개와 열매체순환파이프 사이에는 내통체의 내측과 연결된 파이프라인에 의하여 연결되며 입수구가 구비된 입수측세로파이프와 출수구가 출수측세로파이프의 사이에는 일정 간격지게 다수의 분할파이프가 형성되어 이루어진 폐열이용파이프와; 상기 열교환수단의 출수단에는 물을 일시 저장하거나 보중수를 급수하도록 한 저장탱크와; 상기 열교환수단을 순환한 물을 가열로로 강제이송시키는 순환펌프와; 상기 가열로 내부로 인입시키거나 인출시키면서 물을 가열하는 가열수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 온풍기에 의하여 달성된다.

도 1은 본 고안인 온풍기의 작동순서를 보여주는 순서도.

도 2는 본 고안인 온풍기의 구조를 보여주는 개략도.

도 3은 본 고안의 요부인 직접가열파이프의 설치구조를 보여주는 사시도.

도 4는 본 고안의 요부인 간접가열가이프의 구조를 보여주는 예시도.

도 5는 폐열토출파이프의 구조를 보여주는 단면도.

도 6은 본 고안의 구성요소인 열교환수단의 구조를 보여주는 측단면도

도 7은 본 고안의 다른 실시예를 보여주는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 온풍기 1a : 가열로

2 : 가열수단 3 : 간접가열파이프

3a : 제1파이프 3b : 제2파이프

3c : 제3파이프 4 : 열교환수단

5 : 폐열이용파이프 5a : 입수측세로파이프

5b : 분할파이프 5c : 출수측세로파이프

6 : 저장탱크 7 : 순환펌프

10 : 외통체 10a : 드로인밸브

10b : 수면계 10c : 압력조절밸브 11 : 내통체

12 : 직접가열파이프 12a : 제1단

12b ; 제2단 12c : 제3단

12d : 제4단 14 : 증기이동파이프

40 : 하우징 40a : 덮개

41 : 열풍토출구 42 : 증기순환파이프

s : 첵밸브

이하 본 고안의 구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면다음과 같다. 첨부도면 도 2는 본 고안인 온풍기의 구조를 보여주는 개략도로써 이에 따르면 본 고안의 온풍기(1)는 내측으로는 공간부를 구비하며 하부에 드로인밸브(10a)와 상단으로는 수면계(10b) 및 압력조절밸브(10c)가 설치된 외통체(10)와 상기 외통체(10)의 내측에 고정되며 중앙부에는 다단으로 각도가 서로 대향되도록 형성된 열매체 가열파이프(12)가 설치된 내통체(11)로 이루어진 가열로(1a)에는 물을 가열하는 가열수단(2)이 하단에 설치되고 코일형태로 권선된 간접가열파이프(3)가 내통체(11)의 상단부에 설치된다.

한편, 상기 직접가열파이프(12)는 첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 4단으로 형성되며 각 단을 형성하는 소형관은 일정 간격지면서 수평으로 설치되되 제1단(12a)은 수평게되 설치되고 제2단(12b)은 제1단(12a)과 직교하게 설치되며 제3단(12c)은 제2단(12b)으로 부터 45°경사지게 설치되고 제4단(12d)은 제3단(12c)으로 부터 직교하게 설치된 구조이며, 상기 직접가열파이프(12) 제1단(12a)은 수평게되 설치되고 제2단(12b)과 제3단(12c) 및 제4단(12d)은 45°씩 어긋나게 설치하여도 무방하다.

한편, 상기 간접가열파이프(3)는 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 지름이 큰 코일형의 제1파이프(3a)와 지름이 작은 제3파이프(3c)의 권선방향이 동일하며 제1파이프(3a)와 제3파이프(3c) 사이에는 권선방향이 반대인 중간지름의 제2파이프(3b)로 이루어진 구조이며, 상기 제1파이프(3a)의 내측으로는 제2파이프가 삽입 설치되고 제2파이프(3b)의 내측으로는 제3파이프(3c)가 설치되며, 제3파이프(3c)의 하단에는 내통체(11)와 외통체(10)를 관통하여 외통체(10)에 충진되어 있는 물의 수면 밖으로 인출된 증기이동파이프(14)가 연결되고, 그 타측은 제2파이프(3b)의 상단과, 제2파이프(3b)의 하단은 제1파이프(3a)의 하단과 연결되며 제1파이프(3a)의 상단에는 열교환수단(4)에 설치된 증기순환파이프(42)와 연결된 구조이다.

한편, 상기 가열로(1a)로부터 소정 거리에는 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 양 측하방으로는 열풍토출구(41)를 형성한 하우징(40)의 상부로는 다수의 송풍팬(44)이 구비된 덮개(40a)가 설치되며 하우징(40) 내부에는 증기순환파이프(42)가 삽입 설치되고, 이 증기순환파이프(42)의 입수단은 간접가열파이프(3)에 연결되며 출수단은 하부의 하우징(40)을 관통하여 인출되어지는 구조의 열교환수단(4)이 설치된다.

상기 증기순환파이프(42)의 구조는 지그제그 형상으로 설치되어 이루어진 구조이며, 덮개(40a)와 증기순환파이프(42) 사이에는 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 내통체(11)의 내측 상단을 관통한 폐열이송관(8a)에 의하여 연결되며 폐열이 입수되는 입수측세로파이프(5a)와 폐열이 토출되는 출수측세로파이프(5c)의 사이에는 일정 간격지게 다수의 분할파이프(5b)가 형성되어 이루어진 폐열이용파이프(5)가 설치되며, 상기 열교환수단(4)의 하방에는 증기가 액화되어 물로 다시 환원되었을 때 이를 일시 저장하거나 손실에 따른 물을 공급하는 저장탱크(6) 및 물을 가열로로 강제이송시키는 순환펌프(7)가 설치되어 이루어진 구조이다.

한편, 첨부도면 도 7은 본 고안의 다른 실시예로서 내통체(11)의 내측에 삽입 설치되어 있던 간접가열파이프(3)를 내통체(11) 외부로 인출시켜 외통체(10) 내측 상단에 위치시킨 내통체(11)의 폐열이 외통체(10)로 이동되어 간접가열파이프(3)를 간접가열 할 수 있도록 다수의 폐열이동공(14a)을 형성시켜 사용할 수도 있다.

미설명부호 8a는 내통체(11)의 내부에 발생된 폐열을 폐열이용파이프(5)로 이송이시는 폐열이송파이프이며, 8b는 증기순환파이프(42)와 간접가열파이프(3)를 연결하는 증기이송파이프이고, 8c는 증기순환파이프(42)를 순환하여 액화된 물을 가열로로 제 이동시키는 제순환이동파이프고, S는 유체 및 증기를 일방향으로만 유동시키는 첵밸브이다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 고안인 온풍기(1)의 작동상태를 설명하면 첨부도면 도 1 에 도시된 바와 같이 보조탱크(6)를 이용하여 물을 충입하고 수면계(10b)에 의해 충입된 열매체의 양을 조절함과 동시에 가열수단(2)을 작동시켜 물을 가열하면서 물의 온도를 측정한다.

상기 물이 가열됨으로 인해 밀페형의 구조를 갖는 가열로(1a)의 상단부에는 기체로 변한 100℃의 온도를 갖는 건포화증기와 폐열을 열교환수단(4)으로 이송시킨 후 송풍팬(44)을 작동시켜 열풍토출구(41)로 열풍을 토출시킨 후 액화된 물을 재순환되도록 하는 온풍기이다.

이를 보다 상세히 설명하면 먼저 전원을 인가하여 미도시된 콘트롤박스를 작동시키고 난 후 보조탱크(6)를 통해 물을 가열로(1a)에 충입시키면 물은 외통체(10)과 내통체(11) 사이 공간과 직접가열파이프(12)에 충입된다.

물의 충입은 수면계(10b)에 의해 조절되며 물 충입 완료 후 가열수단(2)을작동시켜 가열로(1a) 내부를 가열한다.

이때 수평으로 다수의 관통된 소형관이 판을 형성하도록 설치되며 수직으로 일정한 간격지면서 각 단이 어긋나게 형성된 직접가열파이프(12)가 가열수단(2)에 의해 가열된다.

상기 직접가열파이프(12)는 적어도 4단으로 형성되는 것이 바람직하며 직접 가열파이프(12) 제1단(12a)은 수평게되 설치되고 제2단(12b)은 제1단(12a)과 직교하게 설치되며 제3단(12c)은 제2단(12b)으로 부터 45°경사지게 설치되고 제4단(12d)은 제3단(12c)으로 부터 직교하게 설치되어 있어 가열수단(2)의 화염에 가열된다.

즉, 제1단(12a)이 가열되면 제2단(12b)이 제1단(12a)의 파이프를 피하여 상방향에 어긋나게 설치되어 있어 가열되고 제3단(12c)과 제4단(12d)도 각각 어슥나게 설치되어 있으므로 수직으로 발화하는 화염이 열매체 가열파이프(12)를 감싸면서 연소되기 때문에 보다 많은 양의 물을 가열하여 증기로 기화시키므로서 적은 열료를 사용하여 물을 보다 효율적으로 가열할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 각 직접가열파이프(12) 제1단(12a)은 수평게되 설치되고 제2단(12b)과 제3단(12c) 및 제4단(12d)은 45°씩 어긋나게 설치할 수도 있으며, 가열수단(2)에 의하여 온도가 상승하여 증기가 된 물의 팽창압력은 압력조절밸브(10b)에 의해 조절되며, 초기의 물 충입시 가열수단(2)시 공동현상으로 발생되는 기포에 잔존하는 에어는 도면상 미도시된 에어드로인밸브에 의해 제거된다.

또한, 상기 1차 가열된 물은 100℃온도를 갖는 건포화증기가 되어 외통체(10) 내측 상부에 밀집되게 포집되며, 이때 상기 건포화증기는 소정의 팽창압력을 갖게 되며, 안전장치의 하나인 압력조절밸브(10c)에 의하여 가열로(1a) 내부의 압력 상태가 조절된다.

상기 압력을 동반한 건포화증기는 별도의 토출구가 없기 때문에 내통체(11)를 관통하여 외통체(10)에 충진되어 있는 물의 수면 밖으로 인출된 증기이동파이프(14)를 통해 간접가열파이프(3)로 증기가 이동되어 2차로 가열된다.

상기 간접가열파이프(3)의 가열 과정을 살펴보면 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 코일형 파이프가 그 중심이 일치하도록 설치되어 형성됨에 있어 각 파이프(3a,3b,3c)의 사이에는 공간이 형성되어 있어 이 공간으로 직접가열파이프(12)를 가열하고 발생된 폐열이 지나가면서 건포화증기를 한번 더 가열하게 된다.

이때, 상기 직접가열파이프(12)에 가열된 물은 100℃의 온도를 갖는 증기가 발생되지만 상기 100℃의 증기가 3개의 코일형 파이프가 연결되어 이동경로가 길게 형성되므로 가열시간이 길게 되는 잊점을 이용한 간접가열파이프(3)에서 2차로 가열하기 때문에 그 온도는 300℃∼350℃로 상승된다.

상기와 같이 고온이 된 증기는 증기순환파이프(42)가 구비된 열교환수단(4)으로 강제 이송되고 강제 이송된 고온의 증기는 증기순환파이프(42) 주위의 온도를 상승시키게 되며, 이때 하우징(40)의 상부에 설치된 송풍팬(44)이 작동되어 하우징(40)의 양 측방에 구비된 열풍토출구(41)를 통해 배출 공급된다.

한편, 상기 송풍팬(44)이 설치된 덥개(40a)와 증기순환파이프(42) 사이에 설치된 폐열이용파이프(5)로는 외통체(10)의 폐열이 이동되어 대기중으로 배출되는데, 대기중으로 배출되는 온도는 200℃∼230℃이며, 이때 상기 다수의 세로파이프(5a,5c) 및 분할파이프(5b)에 의해 넓은 면적으로 분할 이동되는 폐열은 송풍팬(44)의 작동으로 외부 공기가 열교환수단(4)으로 인입될 때 인입되는 공기의 온도를 소정의 온도로 1차가열한다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 가열로에서 열교환수단(4)으로 온도가 250℃정도가 되는 폐열과 300℃∼350℃의 온도를 갖는 고온의 증기가 강제 이송되는데, 송풍팬(44)에 의해 폐열이용파이프(5)의 주위 온도는 상승하여 하방으로 이동되게 되며 1차로 가열된 공기는 증기순환파이프(42)를 지나면서 2차 가열되어 열풍토출구(41)를 통해 공급되는 공기의 온도는 95℃∼100℃가 된다.

이때 종래 온풍기의 제원이 내통지름, 높이가 1000mm이며 외통지름높이가 1200mm, 송풍기의 출력단 크기가인 것이 3대가 설치되어 이루어진 것을 사용하며 실내온도가 온도가 24℃일때 상기 종래의 온풍기에 의해 공급되는 온도는 44℃이고 시간당 연료 소비량은 18리터이며, 본 고안의 온풍기는 공급하고자 하는 장소의 온도가 14℃일때 온풍기에 의해 공급되는 온도는 100℃ 이상 공급가능하며 시간당 연료 소비량은 8리터로 종래 온풍기보다 2.5배의 온풍효과 및 연료절감 효과가 있다.

한편, 상기 열교환수단(60)에서 송풍팬(64)의 작동과 증기순환파이프(41)를순환한 증기는 온도를 주위 공기에 빼앗기므로서 액화되어 액체의 물(증류수)로 환원되는데 이 환원된 물(증류수)은 에어드레인밸브가 설치된 이송파이프(8c)를 경유 보조탱크(7)로 이동된다.

상기 보조탱크(7)로 이동된 물은 일시 저장 되었다가 다시 가열로(1a)로 공급되는데, 이때 물의 공급 유량은 가열로(1a) 내부의 충진된 유량 및 압력상태에 따라서 가변적으로 자동 조절된다.

한편, 상기 보조탱크(7)에서는 손실로 발생된 물은 보충이 가능하며 보조탱크(6)로 순환되어 저장되는 물의 온도는 대략 80℃∼90℃이며 물 보충시 이 온도가 떨어지게 됨으로 보조탱크에 별도의 히팅장치를 설치하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 보조탱크(6)에서 소정의 온도를 유지시켜 가열로(1a)로 공급하면 순환펌프(7)에 의해 물(증류수)가 강제 이송되는 것이다.

이와 같이 구성되어 작동하는 본 고안의 온풍기는 가열수단에 의해 물을 직화열을 이용하여 직접가열방식과 폐열을 이용한 간접가열 방식을 혼합하여 짧은 시간내에 고온화 된 증기 및 폐열을 열교환수단으로 강제 이송시켜 폐열을 이용 인입되는 공기를 1차가열 후 증기가 통과하는 순환파이프를 통과하면서 2차가열하여 고온의 공기를 공급하도록 하여 소량의 연료를 사용 난방효율을 높이고, 또한 사용하는 연료의 절감으로 인한 난방비의 절감과 상품의 단가저하 및 자동온도조절이 가능하기 때문에 편리성을 제공하는 효과가 있는 유용한 고안이다.

Claims (8)

1. 내측으로는 공간부를 구비하며 하부에 드로인밸브와 측상단으로는 수면계 및 상부에는 압력조절밸브가 설치된 외통체와 상기 외통체의 내측에 고정되며 중앙부에는 다단으로 일정한 간격지면서 각 단이 어긋나게 형성된 직접가열파이프가 설치된 내통체를 포함하여 이루어진 가열로와;

   상기 내통체의 내측 상단부에 설치되는 코일형태로 권선된 간접가열파이프와;

   양 측하방으로는 열풍토출구를 형성한 하우징의 상부로는 다수의 송풍팬이 구비된 덮개가 설치되며 하우징 내부에는 증기순환파이프가 다수 삽설되고, 이 증기순환파이프의 입수단은 간접가열파이프에 연결되고 출수단은 하부의 하우징을 관통하여 인출되어지는 구조의 열교환수단과;

   상기 덮개와 증기순환파이프 사이에는 내통체의 내측과 연결된 파이프라인에 의하여 연결되며 입수측세로파이프와 출수측세로파이프의 사이에는 일정 간격지게 다수의 분할파이프가 형성되어 이루어진 폐열이용파이프와;

   상기 열교환수단의 출수단에는 순환된 증기가 물로 환원시 이 물을 일시 저장하거나 손실에 의해 소멸된 물을 보출할 수 있도록 된 저장탱크와;

   상기 열교환수단을 순환한 물을 가열로로 강제이송시키는 순환펌프와;

   상기 가열로 내부로 인입시키거나 인출시키면서 물을 가열하는 가열수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 온풍기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 직접가열파이프는 적어도 4단으로 형성되며 각 단을 형성하는 소형관은 일정 간격지면서 수평으로 설치된 것을 특징으로 하는 온풍기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 직접가열파이프 제1단은 수평게되 설치되고 제2단은 제1단과 직교하게 설치되며 제3단은 제2단으로 부터 45°경사지게 설치되고 제4단은 제3단으로 부터 직교하게 설치된 것을 특징으로 하는 온풍기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 직접가열파이프 제1단은 수평되게 설치되고 제2단과 제3단 및 제4단은 45°씩 어긋나 설치된 것을 특징으로 하는 온풍기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 간접가열파이프는 지름이 큰 코일형의 제1파이프와 지름이 작은 제3파이프의 권선방향이 동일하며 제1파이프와 제3파이프 사이에는 권선방향이 반대인 중간지름의 제2파이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 온풍기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1파이프의 내측으로는 제2파이프가 삽입 설치되고제2파이프의 내측으로는 제3파이프가 설치되며, 제3파이프의 하측 끝단에는 내통체를 관통하여 외통체에 충진되어 있는 열매체의 수면 밖으로 인출된 증기이동파이프가 연결되고, 그 타측은 제2파이프의 상단과, 제2파이프의 하단은 제1파이프의 하단과 연결되며 제1파이프의 상단에는 열교환수단의 순환파이프와 연결된 것을 특징으로 하는 온풍기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 저장탱크에는 별도의 히팅장치가 설치되어 가열로로 공급되는 물을 가열하여 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 온풍기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 간접가열파이프가 내통체 외측 상부로 인출되고 외부로 인출된 간접가열파이프의 하방향에서 물을 가열한 후의 폐열에 의해 다시 가열되도록 한 것을 특징으로 하는 온풍기.