KR200350515Y1

KR200350515Y1 - 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치

Info

Publication number: KR200350515Y1
Application number: KR20-2004-0003522U
Authority: KR
Inventors: 홍종희
Original assignee: 중앙냉동기 주식회사
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2004-05-17

Abstract

진공상태를 유지하도록 형성된 헤더와 이와 연통되는 다수의 열교환 튜브에 충전되는 열매체유를 열교환 튜브에 내설되는 전열히터에 의해 가열함에 따라 방열핀을 통해 방열되는 고온의 열에 의해 실내 공기중의 산소 및 수분을 보존하면서 쾌적한 상태로 난방할 수 있도록 한 것으로,

본 고안에 의한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치는, 진공상태를 유지하도록 밀봉되고 열매체유가 충전되는 헤더와, 열교환 면적을 증대시키도록 일단이 헤더에 연통되고 타단이 헤더 외부로 연장형성되며 방열핀이 외측면에 형성되는 열교환 튜브와, 열교환 튜브에 내설되고 헤더 및 열교환 튜브에 충전되는 열매체유를 가열하는 전열히터를 구비한다.

Description

히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치{heating device of having heat pipe}

본 고안은 화석연료(석유, 가스 등을 말함)를 사용하지않고 청정에너지인 전기를 이용한 스팀형 열교환기에 의해 실내 공기중의 산소와 수분을 보존하면서 쾌적한 상태로 난방할 수 있도록 한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 진공상태를 유지하도록 형성된 헤더(header)와 이와 연통되는 다수의 열교환 튜브에 충전되는 열매체유(증류수 등을 말함)를 열교환 튜브에 내설되는 전열히터에 의해 가열시 방열핀을 통해 방열되는 고온의 열에 의해 난방할 수 있도록 한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 온풍기용 히팅장치는, 다수의 방열핀(1)이 외주연에 형성되고 기화액(2)이 충전되어 밀봉처리되는 난방 파이프(3)와, 난방 파이프(3) 일부가 수용되며 열매체유 가열시 기화액(2)을 기화시켜 방열핀(1)을 통해 고온의 열을 외부로 발산시키도록 열매체유를 수용하는 열공급용 파이프(4)를 구비한다.

전술한 온풍기용 히팅장치는, 전술한 열매체유로서 물(水)을 사용함에 따라 기화액(2)을 기화시키도록 반복적으로 가열되어 순환될 때 물 일부량이 자연적으로 소멸되므로 이를 정기적으로 보충하게되어 사후관리가 번거러운 문제점을 갖는다.

한편, 실용신안등록출원 제2000-8116호에 "열매체파이프를 이용한 온풍기"가 게시되어 있다.

전술한 열매체파이프를 이용한 온풍기는, 다수의 원판상 방열핀을 일정간격으로 끼워서 고정한 관체 내부에 열매체를 채운 다수의 열매체파이프와 열매체파이프의 방열핀에 외기를 연속적으로 공급하는 급기팬으로 이루어진 온풍기에 있어서, 열매체파이프를 가열하는 열원으로 전열히터와, 전열히터의 열을 흡수하여 최적온도로 열매체파이프를 가열하도록 한 열 저장수단을 구비한다.

전술한 열매체파이프를 이용한 온풍기는, 열 저장수단에 열매체파이프를 매설하고, 열 저장수단에 수직으로 열매체파이프를 다수개 배치한 것으로, 전열히터의 발열량이 열 저장수단을 통해 1차 전열된후, 다시 열 저장수단을 통해 열매체파이프를 통해 2차 전열되는 구조로 이루어져 열 손실율이 증대되는 문제점을 갖는다.

또한, 열매체파이프의 수량을 많게 형성하고 열 저장수단을 별도로 구성함에 따라 해당 부품수 증가로 인해 원가비용이 상승되는 문제점을 갖는다.

본 고안의 목적은, 진공상태를 유지하는 헤더와 이와 연통되는 열교환 튜브에 충전되는 열매체유를 반복적으로 가열시 고온의 열을 방열핀을 통해 방열시켜 실내를 신속하고, 쾌적한 상태로 난방할 수 있도록 한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은, 헤더에 연통된 다수의 열교환 튜브에 전열히터를 각각 내설하여 열매체유를 가열함에 따라, 열효율이 향상되어 전기에너지를 절약할 수 있도록 한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치를 제공하는 것이다.

본 고안이 또 다른 목적은, 방열핀이 부착되는 열교환 튜브로서 항균, 제독 및 탈취기능이 뛰어난 구리(Cu)재를 사용함에 따라, 난방시 쾌적한 실내환경을 확보하여 사용자의 건강을 향상시킬 수 있도록 한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은, 열매체유를 가열하는 전열히터를 열교환 튜브에 분산시켜 수용함에 따라, 헤더 사이즈를 축소시켜 히팅장치의 설치가 용이한 이점을 갖는 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 온풍기용 히팅장치의 개략도,

도 2는 본 고안에 의한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치의 요부발췌사시도,

도 3은 도 2에 도시된 히팅장치의 부분절개정단면도,

도 4는 본 고안에 의한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치의 부분확대도,

도 5는 본 고안에 의한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치의 사용상태도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

10; 열매체유

20; 헤더(header)

30; 방열핀

40; 열교환 튜브

50; 전열히터

50a; 가열선

50b; 피복층

50c; 코팅층

60; 과열차단용 스위치

전술한 본 고안의 목적은, 진공상태를 유지하도록 밀봉되고 열매체유가 충전되는 헤더와,

열교환 면적을 증대시키도록 일단이 헤더에 연통되고 타단이 헤더 외부로 연장형성되며, 방열핀이 외측면에 형성되는 열교환 튜브와,

열교환 튜브에 내설되고, 헤더 및 열교환 튜브에 충전되는 열매체유를 가열하는 전열히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 열매체유는 증류수, 알콜류, 아세톤류, 프레온가스류, 이들을 혼합한 액체중 어느 하나가 사용된다.

또한, 전술한 열교환 튜브와 방열핀재로서 구리, 알루미늄, 은, 금중 어느 하나가 사용된다.

또한, 전술한 헤더 외측면에 형성되며, 전열히터에 의해 헤더 및 열교환 튜브에 충전된 열매체유를 가열시 미리 설정된 온도를 초과하는 경우 전열히터에 인가되는 전원을 자동으로 차단하는 과열차단용 스위치를 구비한다.

또한, 전술한 전열히터는 외부로 부터 전원 공급시 발열되는 니켈 또는 크롬재의 가열선과, 가열선을 감싸지지하는 마그네슘재의 피복층과, 피복층 외측면에 형성되는 구리재의 코팅층으로 이루어진다.

또한, 전술한 열교환 튜브는 헤더에 상하방향으로 소정간격을 유지하여 고정된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수있을 정도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치는, 충전된 열매체유(10) 가열시 이의 손실되는 것을 방지하고 열매체유(10)를 중온(50∼200℃)에서 가열할 수 있도록 진공상태로서 밀봉되고, 증기압이 낮고 열 안전성 및 부식성이 적으며, 유동성 및 불연성을 갖는 증류수, 알콜류, 아세톤류, 프레온가스류, 이들을 혼합한 액체중 어느 하나가 사용되는 열매체유(10)가 충전되는 헤더(20)(header)를 구비한다.

또한, 열매체유(10) 가열시 기화되는 증기상태의 기화열을 방열시키며, 열교환 면적을 증대시킬 수 있도록 일단이 헤더(20)에 상하방향으로 소정간격을 유지하여 연통되고 타단이 헤더(20) 외부로 각각 연장형성되며, 기화열을 대기중으로 방열시킬 수 있도록 방열핀(30)이 외측면에 형성되는 다수의 열교환 튜브(40)를 구비한다.

또한, 열교환 튜브(40)에 내설되며, 헤더(20) 및 열교환 튜브(40)에 충전되는 열매체유(10)를 가열할 수 있도록 외부로 부터 상용전원 공급시 발열되는 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)재로 형성되는 가열선(50a)과, 가열선(50a)을 감싸지지하는 마그네슘(Mg)재로 형성되는 피복층(50b)과, 피복층(50b) 외측면에 형성되는 구리(Cu)재로 형성되는 코팅층(50c)으로 이루어진 전열히터(50)를 구비한다.

또한, 전술한 헤더(20) 외측면에 형성되며, 전열히터(50)에 의해 헤더(20)및 열교환 튜브(40)에 충전된 열매체유(10)를 가열시 미리 설정된 온도를 초과하는 경우 전열히터(50)에 인가되는 전원을 자동으로 차단하는 과열차단용 스위치(60)(bimetal)를 구비한다.

이때, 전술한 열교환 튜브(40)와 방열핀(30)재로서 열전달이 뛰어난 구리, 알루미늄, 은, 금중 어느 하나가 사용된다.

도면중 70은 외부 공기를 흡입하여 방열핀(30)을 통과시키는 블로어(blower)이고, 80 및 90은 외부공기 이동통로를 형성하는 덕트이며, 100은 흡입구(100a)와 배출구(100b)가 형성되는 케이싱이며, 110은 온풍기 작동을 미리 입력된 프로그램에 따라 최적상태로 제어할 수 있도록 각종 기능버튼이 장착되는 컨트롤패널이며, 120은 블로어(70)용 모더 등의 구동을 제어하는 제어기, 130은 열교환 튜브(40)양측을 고정지지하는 엔드플레이트이다.

이하에서, 본 고안에 의한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 전술한 케이싱(100) 내부 일측에 설치되는 제어기(120)와 전기적으로 연결되는 컨트롤패널(110)의 스위치(또는, 미도시된 원격조정기 조작으로 인해 원격구동 가능함)를 조작함에 따라, 전술한 블로어(70) 구동용 모터(미도시됨) 및 열교환 튜브(40) 각각에 내설되는 전열히터(50)의 가열선(50a)에 상용전원이 공급된다.

블로어(70) 구동에 따라 외부공기가 흡입구(100a) 및 덕트(80)를 통해 케이싱(100) 내부로 흡입된후 블로어(70)를 통과하며, 블로어(70)를 통과한 외부공기는 덕트(90)를 통과한후 열교환 튜브(40) 및 방열핀(30)을 직접적으로 통과하여 대기중으로 토출되므로, 실내 온도를 적정온도로서 난방할 수 있게 된다.

전술한 흡입구(100a)의 외측 또는 내측에 착탈가능하게 설치되는 필터(미도시됨)에 의해 흡입구(100a)를 통해 유입되는 실내 공기중에 포함되는 먼지 등의 이물질을 포집하여 제거함에 따라, 쾌적한 상태로 난방할 수 있게 된다.

이때, 전술한 열교환 튜브(40)에 내설되는 전열히터(50)의 가열선(50a)이 고온으로 가열되므로 열교환 튜브(40) 및 헤더(20)에 수용되는 열매체유(10)가 가열된다. 액체에서 기체상태로 상 변화되는 증기상태의 열매체유(10)는 헤더(20)에 연통되는 열교환 튜브(40) 및 열교환 튜브(40)의 외측면에 형성되는 방열핀(30)을 가열하게 된다.

전술한 흡입구(100a)를 통해 유입되는 실내의 차가운 공기는 열교환 튜브(40)와 방열핀(30)을 통과하면서, 서로 열교환을 하게 되므로 고온의 열이 방열된다.

즉, 실내 공기는 증기상태의 열매체유(10)로 부터 고온의 열을 흡수하여 가열된 후, 배출구(100b)를 통해 실내로 배출되므로 실내를 난방시킬 수 있게 된다.

이때, 실내 공기와 열교환되어 열을 뺏앗긴 열교환 튜브(40) 내부의 열매체유(10)는 전열히터(50)에 의해 가열되어 증발되는 과정을 반복하게 된다.

전술한 전열히터(50)에 의해 열교환 튜브(40) 및 헤더(20)에 충전되는 열매체유(10)가 가열될 경우, 열교환 튜브(40) 내부의 열매체유(10)는 전열히터(50)에 의해 간섭을 받게되어 순환이 원활하지 못해 체류되므로, 온풍 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 전술한 헤더(20) 및 열교환 튜브(40)는 진공상태를 유지함에 따라, 열매체유(10)는 중온(50∼200℃범위)에서도 쉽게 가열되어 액체에서 기체상태로 상 변화가 이루어지고, 열매체유(10)를 반복적으로 가열하는 경우에도 헤더(20) 및 열교환 튜브(40)에 충전되는 열매체유(10)의 손실되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 헤더(20) 및 열교환 튜브(40)에 충전되는 열매체유(10)의 가열온도는 열교환 튜브(40) 외측면에 형성되는 과열차단용 스위치(60)에 의해 검출되고, 검출된 신호는 제어기(120)에 입력된다.

이로 인해, 전술한 전열히터(50)에 의해 열매체유(10)가 설정된 온도를 초과하여 가열되는 경우, 제어기(120)로 부터 출력되는 제어신호에 따라 전열히터(50)에 인가되는 전원을 자동으로 차단하게 된다.

즉, 과열차단용 스위치(60)에 의해 검출되는 열매체유(10)의 가열온도에 따라 전열히터(50)에 인가되는 전원을 자동으로 단속시키므로, 열매체유(10)의 과열로 인해 적정온도를 초과한 상태로 실내가 난방되어 전기에너지의 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 고안에 의한 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

진공상태의 헤더 및 이와 연통되는 방열튜브에 충전되는 열매체유를 반복적으로 가열하여 방열핀을 통해 고온의 열을 방열시킴에 따라, 실내를 신속하고 쾌적한 상태로 난방할 수 있다.

또한, 헤더에 연통된 다수의 방열튜브에 전열히터를 각각 내설하여 열매체유를 가열함에 따라, 열효율(열매체파이프에 전열수단이 내설된 경우에 비해 30∼50％ 향상됨)이 향상되어 전기에너지를 절감할 수 있다.

또한, 방열핀이 부착되는 방열튜브로서 항균, 제독 및 탈취기능이 뛰어난 구리재를 사용함에 따라, 난방시 쾌적한 실내환경을 확보하여 사용자의 건강을 향상시킬 수 있다.

또한, 열매체유를 가열하는 전열히터를 방열튜브에 각각 분산시켜 수용함에 따라, 헤더 사이즈를 축소시켜 히팅장치의 설치가 용이하므로 작업성을 향상시킬 수 있다.

Claims

진공상태를 유지하도록 밀봉되고 열매체유가 충전되는 헤더;

열교환 면적을 증대시키도록 일단이 상기 헤더에 연통되고 타단이 상기 헤더 외부로 연장형성되며, 방열핀이 외측면에 형성되는 열교환 튜브; 및

상기 열교환 튜브에 내설되고, 상기 헤더 및 열교환 튜브에 충전되는 열매체유를 가열하는 전열히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치.
청구항 1에 있어서, 상기 열매체유는 증류수, 알콜류, 아세톤류, 프레온가스류, 이들을 혼합한 액체중 어느 하나가 사용되는 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 열교환 튜브와 상기 방열핀재로서 구리, 알루미늄, 은, 금중 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 헤더 외측면에 형성되며, 상기 전열히터에 의해 상기 헤더 및 열교환 튜브에 충전된 열매체유를 가열시 미리 설정된 온도를 초과하는 경우 상기 전열히터에 인가되는 전원을 자동으로 차단하는 과열차단용 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 전열히터는;

외부로 부터 전원 공급시 발열되는 니켈 또는 크롬재의 가열선;

가열선을 감싸지지하는 마그네슘재의 피복층; 및

상기 피복층 외측면에 형성되는 구리재의 코팅층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 열교환 튜브는 상기 헤더에 상하방향으로 소정간격을 유지하여 고정되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 온풍기용 히팅장치.