KR200303615Y1 - Electric heater - Google Patents
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Abstract
본 고안은 탄소분말과 구리분말을 포함하는 용매로 이루어진 도전성 열매체를 전극들이 포함된 가열하우징 내로 도입시켜 전기에너지를 열에너지로 전환시키는 전기가열기에 관한 것으로서, 하단측벽에 열매체유입구(12)가 형성되고, 상단에 열매체유출구(13)가 형성되어 이루어지는 가열하우징(11); 상기 가열하우징(11) 내에 서로에 대하여 이격되도록 설치된 한 쌍의 전극(14)들; 상기 전극(14)들을 상기 가열하우징(11)에 전기적으로 절연되도록 하여 고정시키는 절연체(15); 및 상기 전극(14)들에 일체로 형성되며, 상기 가열하우징(11)의 외부로 노출되도록 형성된 전극단자(16);들을 포함하여 이루어지며, 상기 가열하우징(11)을 통과하여 가열, 순환되는 도전성 열매체를 포함하며, 상기 도전성 열매체는 탄소분말 2 내지 4중량%, 구리분말 2 내지 4중량% 및 잔량으로서 용매를 포함하되, 상기 용매가 물 : 에틸렌글리콜의 혼합비가 1 : 0.5 내지 1.5의 중량비로 혼합하여서 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to an electric heater for converting electrical energy into thermal energy by introducing a conductive heat medium comprising a solvent containing carbon powder and copper powder into a heating housing including electrodes, wherein the heat medium inlet 12 is formed on the lower side wall. A heating housing 11 in which a heat medium outlet 13 is formed at an upper end thereof; A pair of electrodes 14 arranged to be spaced apart from each other in the heating housing 11; An insulator (15) for electrically fixing the electrodes (14) to the heating housing (11); And electrode terminals 16 formed integrally with the electrodes 14 and exposed to the outside of the heating housing 11, and are heated and circulated through the heating housing 11. Conductive heat medium, wherein the conductive heat medium contains 2 to 4% by weight of carbon powder, 2 to 4% by weight of copper powder and the remaining amount, the solvent is water: ethylene glycol mixing ratio of 1: 0.5 to 1.5 weight ratio Characterized in that made by mixing.
Description
본 고안은 전기에너지를 열에너지로 전환시키는 전기가열기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 고안은 탄소분말과 구리분말을 포함하는 용매로 이루어진 도전성 열매체를 전극들이 포함된 가열하우징 내로 도입시켜 전기에너지를 열에너지로 전환시키는 전기가열기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric heater for converting electrical energy into thermal energy. More specifically, the present invention relates to an electric heater for converting electrical energy into thermal energy by introducing a conductive heat medium consisting of a solvent containing carbon powder and copper powder into a heating housing including electrodes.
일반적으로 전기가열기(히터)는 전기에너지를 열에너지로 전환시킴에 있어 주울열을 발생시키는 저항체를 사용하여 왔다. 그러나, 이러한 종래의 전기가열기는 저항체를 사용하기 때문에 열용량에 있어서 제한적이며, 저항체의 장시간의 사용에 따른 산화 등에 의해 수명이 짧다는 단점이 있다. 또한, 발생된 열을 순환시켜 일정한 공간을 가온시키기 위하여는 순환시스템을 통과하는 열유체를 가열시켜야 하며, 이 열유체를 별도의 동력수단을 사용하여 강제순환시켜야만 하였다. 따라서, 저항체로 이루어진 발열체의 주위로 열유체를 통과시켜 열유체를 가열 한 후, 라디에이터를 포함하는 순환시스템에 강제로 순환시키는 방법을 사용하기 때문에, 강제순환을 위한 모터 등이 필요하여 설비가 복잡하고, 유지보수가 어렵다는 단점이 있다.In general, electric heaters (heaters) have used resistors that generate Joule heat in converting electrical energy into thermal energy. However, such a conventional electric heater is limited in heat capacity since it uses a resistor, and has a disadvantage in that its life is short due to oxidation due to prolonged use of the resistor. In addition, in order to circulate the generated heat to warm a certain space, the heat fluid passing through the circulation system must be heated, and the heat fluid must be forcedly circulated using a separate power means. Therefore, since a heat fluid is passed through a heating element made of a resistor to heat the heat fluid and then forcedly circulated in a circulation system including a radiator, a motor or the like for forced circulation is required. And there is a disadvantage that maintenance is difficult.
본 고안의 목적은 저항체를 사용하지 않고, 도전성 열매체를 서로에 대해 이격된 전극들이 수용된 가열하우징 내로 도입시키고, 상기 전극들에 전류를 통과시켜 도전성 열매체가 직접 가열되도록 하여 열손실을 줄이고, 가열된 도전성 열매체가 가열과정에서 발생되는 상승력으로 순환될 수 있도록 구성된 전기가열기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to introduce a conductive heat medium into a heating housing containing electrodes spaced apart from each other, and to pass the current through the electrodes so that the conductive heat medium is directly heated to reduce heat loss, and An object of the present invention is to provide an electric heater configured to circulate with a conductive force generated during heating.
도 1은 본 고안의 하나의 구체적인 실시예에 따른 전기가열기를 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing an electric heater according to one specific embodiment of the present invention.
도 2는 본 고안의 다른 하나의 구체적인 실시예에 따른 전기가열기를 개략적으로 도시한 구성도이다.2 is a configuration diagram schematically showing an electric heater according to another specific embodiment of the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
11 : 가열하우징 12 : 열매체유입구11: heating housing 12: heat medium inlet
13 : 열매체유출구 14 : 전극13: heat medium outlet 14: electrode
15 : 절연체 16 : 전극단자15: insulator 16: electrode terminal
21 : 보온하우징21: thermal housing
본 고안에 따른 전기가열기는, 하단측벽에 열매체유입구가 형성되고, 상단에 열매체유출구가 형성되어 이루어지는 가열하우징; 상기 가열하우징 내에 서로에 대하여 이격되도록 설치된 한 쌍의 전극들; 상기 전극들을 상기 가열하우징에 전기적으로절연되도록 하여 고정시키는 절연체; 및 상기 전극들에 일체로 형성되며, 상기 가열하우징의 외부로 노출되도록 형성된 전극단자;들을 포함하여 이루어지며, 상기 가열하우징을 통과하여 가열, 순환되는 도전성 열매체를 포함하며, 상기 도전성 열매체는 탄소분말 2 내지 4중량%, 구리분말 2 내지 4중량% 및 잔량으로서 용매를 포함하되, 상기 용매가 물 : 에틸렌글리콜의 혼합비가 1 : 0.5 내지 1.5의 중량비로 혼합하여서 이루어진다.Electric heater according to the present invention, the heating housing is formed in the heat medium inlet is formed on the lower side wall, the heat medium outlet is formed on the top; A pair of electrodes arranged to be spaced apart from each other in the heating housing; An insulator which electrically fixes the electrodes to the heating housing; And electrode terminals formed integrally with the electrodes, the electrode terminals being formed to be exposed to the outside of the heating housing, and comprising a conductive heat medium heated and circulated through the heating housing, wherein the conductive heat medium is carbon powder. 2 to 4% by weight, 2 to 4% by weight of the copper powder, and the remaining amount, including the solvent, wherein the solvent is made by mixing the water: ethylene glycol in a weight ratio of 1: 0.5 to 1.5.
상기 가열하우징의 외벽에는 가열하우징의 열매체유입구와 열매체유출구 및 전극단자들을 제외한 잔여 외벽들을 감싸는 보온하우징이 더 형성되어 이루어질 수 있다.The outer wall of the heating housing may be formed by further forming a heat insulating housing surrounding the remaining outer wall except for the heat medium inlet, the heat medium outlet and the electrode terminal of the heating housing.
이하, 본 고안의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a specific embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 전기가열기는, 하단측벽에 열매체유입구(12)가 형성되고, 상단에 열매체유출구(13)가 형성되어 이루어지는 가열하우징(11); 상기 가열하우징(11) 내에 서로에 대하여 이격되도록 설치된 한 쌍의 전극(14)들; 상기 전극(14)들을 상기 가열하우징(11)에 전기적으로 절연되도록 하여 고정시키는 절연체(15); 및 상기 전극(14)들에 일체로 형성되며, 상기 가열하우징(11)의 외부로 노출되도록 형성된 전극단자(16);들을 포함하여 이루어지며, 상기 가열하우징(11)을 통과하여 가열, 순환되는 도전성 열매체를 포함하며, 상기 도전성 열매체는 탄소분말 2 내지 4중량%, 구리분말 2 내지 4중량% 및 잔량으로서 용매를 포함하되, 상기 용매가 물 : 에틸렌글리콜의 혼합비가 1 : 0.5 내지 1.5의 중량비로 혼합하여서 이루어짐을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the electric heater according to the present invention includes a heating housing 11 in which a heat medium inlet 12 is formed at a lower side wall, and a heat medium outlet 13 is formed at an upper end thereof; A pair of electrodes 14 arranged to be spaced apart from each other in the heating housing 11; An insulator (15) for electrically fixing the electrodes (14) to the heating housing (11); And electrode terminals 16 formed integrally with the electrodes 14 and exposed to the outside of the heating housing 11, and are heated and circulated through the heating housing 11. Conductive heat medium, wherein the conductive heat medium contains 2 to 4% by weight of carbon powder, 2 to 4% by weight of copper powder and the remaining amount, the solvent is water: ethylene glycol mixing ratio of 1: 0.5 to 1.5 weight ratio Characterized in that made by mixing.
상기에서 가열하우징(11)은 본 고안에 따른 전기가열기의 본체를 구성하는 부분으로서, 하단측벽에 열매체유입구(12)가 형성되고, 상단에 열매체유출구(13)가 형성되어 이루어진다. 이 가열하우징(11)은 바람직하게는 섬유강화플라스틱(FRP ; fiber reinforced plastic)으로 코팅된 철판으로 이루어질 수 있으며, 본 고안은 상기한 가열하우징(11)의 재질에 한정되는 것은 아니며, 내열성 및 내압성(가열시 발생되는 증기압 및 부피팽창력에 대한 압력을 견딜 수 있는 성질)이 있는 통상의 가열통용 재질은 어느 것이나 사용이 가능함은 당연히 이해될 수 있는 것이다.The heating housing 11 is a part constituting the main body of the electric heater according to the present invention, the heat medium inlet 12 is formed on the lower side wall, the heat medium outlet 13 is formed on the top. The heating housing 11 may be preferably made of an iron plate coated with fiber reinforced plastic (FRP), the subject innovation is not limited to the material of the heating housing 11, heat resistance and pressure resistance It can be understood, of course, that any material for a general heating tube having a property of withstanding the pressure of vapor pressure and volume expansion force generated during heating can be used.
상기 가열하우징(11) 내에는 한 쌍의 전극(14)들이 설치된다. 이 전극(14)들은 전기적 에너지를 가열하우징(11) 내로 도입시켜 전류가 흐를 수 있는 상태를 만들어 주는 기능을 하며, 이 전극(14)들이 함침되도록 상기한 도전성 열매체가 유입되면 상기 도전성 열매체를 통하여 전기에너지가 흐르면서 열을 발생시킬 수 있게 된다.A pair of electrodes 14 are installed in the heating housing 11. These electrodes 14 function to introduce electrical energy into the heating housing 11 to create a state in which a current can flow. When the conductive heat medium is introduced so that the electrodes 14 are impregnated, the conductive heat medium passes through the conductive heat medium. As electrical energy flows, heat can be generated.
상기 전극(14)들은 절연체(15)에 의해 가열하우징(11)에 전기적으로 절연되도록 하여 고정되어야 한다. 통상의 내열성 및 내압성을 갖는 가열하우징(11)이 금속으로 이루어지며, 이러한 금속제의 가열하우징(11)에 전기에너지가 흐르는 전극(14)들이 직접 고정되는 경우, 전기에너지가 가열하우징(11)에도 흘러 누전 또는 감전 등의 위험이 있게 되므로, 상기 가열하우징(11)으로 전기에너지가 흐르지 않도록 절연체(15)로 절연시키는 것이 필요함은 당연히 이해될 수 있는 것이다. 상기 절연체(15)는 통상의 전기용 애자 등을 제조하는 데 사용되는 전기용 세라믹 또는 전기용 플라스틱 등이 사용될 수 있으며, 이러한 절연체(15)들은 국내외 유수의 제조업자들에 의해 제조된 것들을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다.The electrodes 14 must be fixed by being electrically insulated from the heating housing 11 by the insulator 15. The heating housing 11 having normal heat resistance and pressure resistance is made of a metal, and when the electrodes 14 through which electrical energy flows are directly fixed to the metal heating housing 11, the electrical energy is also applied to the heating housing 11. Since there is a risk of electric leakage or electric shock, it is naturally understood that it is necessary to insulate the insulator 15 so that electric energy does not flow into the heating housing 11. The insulator 15 may be an electric ceramic or an electric plastic used to manufacture a common electric insulator or the like, and the insulators 15 may be purchased by prominent manufacturers at home and abroad. It can be understood to be known enough to be used.
또한, 상기 전극(14)들에는 그와 일체로 형성되며, 상기 가열하우징(11)의 외부로 노출되도록 전극단자(16)들이 형성되어 있으며, 이 전극단자(16)들은 외부의 전원에 연결되어 상기 전극(14)들에 전기에너지를 공급할 수 있도록 한다.In addition, the electrodes 14 are integrally formed therewith, and electrode terminals 16 are formed to be exposed to the outside of the heating housing 11, and the electrode terminals 16 are connected to an external power source. It is possible to supply electrical energy to the electrodes (14).
상기한 바의 구성을 갖는 전기가열기에 상기 가열하우징(11)을 통과하여 도전성 열매체를 공급하면, 도전성 열매체가 가열되게 된다.When the conductive heat medium is supplied to the electric heater having the above-described configuration through the heating housing 11, the conductive heat medium is heated.
상기한 도전성 열매체는 탄소분말 2 내지 4중량%, 구리분말 2 내지 4중량% 및 잔량으로서 용매를 포함하되, 상기 용매가 물 : 에틸렌글리콜의 혼합비가 1 : 0.5 내지 1.5의 중량비로 혼합하여서 이루어진다. 상기에서 에틸렌글리콜은 높은 잠열을 가져 상기 가열하우징(11) 내에서 발생된 열을 외부로 순환시켜 목적하는 공간을 가온시킬 수 있으며, 또한 어는점이 낮아 겨울에도 쉽게 얼지 않아 전기가열기의 비동작 동안에도 동파의 위험성을 원인적으로 제거한다. 상기 에틸렌글리콜의 함량이 상기한 범위를 벗어나는 경우, 동파의 위험, 열의 이동성 등에 문제가 있을 수 있게 된다. 상기 탄소분말은 전기전도성의 향상과 함께 저항발열체로 기능하는 것으로 여겨진다. 상기 탄소분말의 함량이 2중량% 미만으로 되는 경우, 발열이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 4중량%를 초과하는 경우, 경제적이지 못하며, 또한 이를 월등히 초과하는 경우에도 도전성만 높아져서 역시 발열이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 상기 구리분말은 상기 용매 내에서 특히 전기의 전도성을 높이도록 기능하며, 상기 구리분말의 함량이 상기한 범위를 벗어나는 경우 역시 실험적으로 보아 바람직하지 못하다.The conductive heat medium includes a solvent as a carbon powder of 2 to 4% by weight, a copper powder of 2 to 4% by weight, and a balance, and the solvent is mixed by mixing a water: ethylene glycol in a weight ratio of 1: 0.5 to 1.5. The ethylene glycol has a high latent heat to circulate the heat generated in the heating housing 11 to the outside to warm the desired space, and also because the freezing point is low and does not freeze easily in winter during the non-operation of the electric heater. To eliminate the risk of freezing. If the content of the ethylene glycol is out of the above range, there may be a problem such as the risk of freezing, the mobility of heat. The carbon powder is believed to function as a resistance heating element with an improvement in electrical conductivity. If the content of the carbon powder is less than 2% by weight, there may be a problem that the heat generation is not enough, if it exceeds 4% by weight, it is not economical, and even if the excess exceeds only the conductivity is also high heat generation There may be a problem that is not enough. In addition, the copper powder functions to increase the electrical conductivity, in particular in the solvent, and if the content of the copper powder is out of the above range it is also undesirable to see experimentally.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 고안에 따른 전기가열기는 상기가열하우징(11)의 외벽에 가열하우징(11)의 열매체유입구(12)와 열매체유출구(13) 및 전극단자(16)들을 제외한 잔여 외벽들을 감싸는 보온하우징(21)이 더 형성되어 이루어질 수 있다. 상기한 보온하우징(21)은 통상의 보온재로 상기 가열하우징(11)의 외벽을 감싸도록 하여 형성될 수 있으며, 이러한 보온재 역시 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있음은 자명한 것이다.In addition, as shown in Figure 2, the electric heater according to the present invention to the heat medium inlet 12, the heat medium outlet 13 and the electrode terminal 16 of the heating housing 11 on the outer wall of the heating housing (11) Insulating housing 21 except for the remaining outer wall 21 may be further formed. The insulating housing 21 may be formed to surround the outer wall of the heating housing 11 with a conventional insulating material, it will be apparent to those skilled in the art can also be easily understood.
이하에서 본 고안의 바람직한 실시예가 기술되어질 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
이하의 실시예는 본 고안을 예증하기 위한 것으로서 본 고안의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.The following examples are intended to illustrate the invention and should not be understood as limiting the scope of the invention.
실시예Example
직경 150㎝, 높이 400㎝의 원통형의 가열하우징을 FRP로 코팅된 철판(1.6㎜ 두께)으로 만들고, 그 상단에 열매체유출구를 형성시키고, 그 하단측벽에 열매체유입구를 형성시키고, 그 내부에 한 쌍의 전극(직경 12㎜의 구리금속봉)을 절연체에 의해 고정시켜 설치한 후, 상기 가열하우징의 상기 열매체유입구와 열매체유출구들은 통상의 라디에이터에 연결하고, 라디에이터는 100평의 면적의 비닐하우스에 설치하였다. 그리고, 상기 전극들의 전극단자들에 직류전원을 연결하고, 에틸렌글리콜 47중량%, 물 47중량%, 탄소분말 3중량% 및 구리분말 3중량%를 혼합하여 제조된 도전성 열매체를 상기 가열하우징 내로 유입시킨 후, 상기 전극들에 전류를 흘려넣어 주었다. 가열효과의 측정을 위하여 상기 비닐하우스의 내의 온도는 0℃로 조절하였으며, 18℃가 될 때까지 운전하였다. 이때, 전류에너지는 전력량으로 4.5㎾/hr로 하였으며, 18℃까지 가열되는 데 걸린 시간은 2시간이었다. 또한, 18℃의 보온상태가 되었을 때, 상기 가열하우징의 열매체유입구로 유입되는 열매체의 온도는 65℃이었고, 열매체유출구로 유출되는 열매체의 온도는 96℃이었다. 열매체는 외부 동력원 없이 상기 가열하우징을 중심으로 하여 연속적으로 자가순환됨을 확인하였다.A cylindrical heating housing having a diameter of 150 cm and a height of 400 cm is made of an iron plate coated with FRP (1.6 mm thick), a heat medium outlet is formed at the upper end thereof, a heat medium inlet is formed at the lower side wall thereof, and a pair is formed therein. After the electrode (12 mm diameter copper metal rod) was fixed and installed by an insulator, the heating medium inlet and the heating medium outlet of the heating housing were connected to a common radiator, and the radiator was installed in a plastic house having an area of 100 pyeong. A conductive heating medium prepared by mixing a direct current power source with the electrode terminals of the electrodes and mixing 47% by weight of ethylene glycol, 47% by weight of water, 3% by weight of carbon powder and 3% by weight of copper powder is introduced into the heating housing. After making the electrode, a current was flowed into the electrodes. In order to measure the heating effect, the temperature in the vinyl house was adjusted to 0 ° C. and operated until 18 ° C. At this time, the current energy was 4.5 kW / hr as the amount of power, and the time taken to heat up to 18 ° C. was 2 hours. In addition, when the temperature was maintained at 18 ° C, the temperature of the heat medium flowing into the heat medium inlet of the heating housing was 65 ° C, and the temperature of the heat medium flowing out of the heat medium outlet was 96 ° C. The heating medium was confirmed to continuously circulate around the heating housing without an external power source.
따라서, 본 고안에 의하면 별도의 동력원 없이 열매체를 자가순환시킬 수 있으며, 가열부가 저항체로 이루어져 있지 않기 때문에 산화 등에 의한 노화가 없고, 동작부가 없어 유지보수가 간편하며, 라디에이터 등의 기존의 순환시스템에 본 고안에 따른 전기가열기를 연결시키는 것 만으로 열매체를 가열순환시킬 수 있어 설치 및 유지보수가 간단한 전기가열기를 제공하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to self-circulate the heat medium without a separate power source, and since the heating part is not made of a resistor, there is no aging due to oxidation, etc. Only by connecting the electric heater according to the present invention can heat-circulate the heat medium has the effect of providing an electric heater simple installation and maintenance.
이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended utility model claims. will be.
Claims (2)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR200303615Y1 (en) |
-
2002
- 2002-11-07 KR KR20-2002-0033264U patent/KR200303615Y1/en active IP Right Grant
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| U107 | Dual application of utility model | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| T201 | Request for technology evaluation of utility model | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
| T701 | Written decision to grant on technology evaluation | ||
| G701 | Publication of correction |