KR200392019Y1 - Electrical heating apparatus radiating radiant heat - Google Patents
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Abstract
본 고안은 기판, 발열층, 에너지밀도 750-800w/m2의 전력을 공급시 85∼105℃의 온도를 유지하는 복사열 방사층과, 바람직하게는 단열층 및/또는 표면거칠기처리 코팅층을 구비한 복사열 방사용 전기가열 장치를 제공한다. 또한, 본 고안은 기판, 발열층, 에너지밀도 1000-1400w/m2의 전력을 공급시 150-170℃의 온도를 유지하는 복사열 방사층과, 바람직하게는 단열층 및/또는 표면거칠기처리 코팅층을 구비한 복사열 방사용 전기가열 장치를 제공한다. 본 고안에 따른 장치는 인체에 유용한 복사열을 방사함으로써 인체의 신진대사를 돕고, 효율적으로 실내 온도를 높임으로써 난방기기로서 유용하게 사용될 수 있다.The present invention provides a substrate, a heat generating layer, a radiant heat radiating layer which maintains a temperature of 85 to 105 ° C. when supplying electric power having an energy density of 750-800 w / m 2 , and preferably a heat insulating layer and / or a surface roughening coating layer. Provided is an electric heating device for spinning. In addition, the present invention is provided with a substrate, a heating layer, a radiant heat radiating layer that maintains a temperature of 150-170 ℃ when supplying power of energy density 1000-1400w / m 2 , and preferably a heat insulating layer and / or surface roughening coating layer Provided is an electric heating device for radiant heat radiation. The device according to the present invention helps metabolism of the human body by radiating radiant heat useful to the human body, and can be usefully used as a heating device by efficiently raising the room temperature.
Description
본 고안은 복사열 방사용 전기가열 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 고안은 인체를 비롯한 유기체에 대한 침투력이 강한 파장대의 복사열 전자파를 방사함으로써 효율적인 난방장치로서 사용될 수 있는 복사열 방사용 전기가열 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric heating device for radiant heat radiation. Specifically, the present invention relates to an electric heating device for radiant heat radiation that can be used as an efficient heating device by radiating radiant heat electromagnetic waves having a strong penetration force against an organism including an human body.
우리 나라에서는 난방 재료로서 19세기 이후에 주로 신탄, 석탄 등이 사용되었고, 최근에는 석유, 가스 등이 많이 사용되고 있다. 그러나, 이들 화석 에너지는 사용시 발생하는 탄산가스로 인하여 지구 온난화의 문제가 있고, 자원의 유한성 문제가 있다. 따라서, 원자력, 대체 에너지 등 비화석 에너지의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그러나, 원자력은 방사선의 유해성 때문에 여론 수렴에 시간이 필요하다. 또한, 대체 에너지 개발은 아직 초보 단계이며, 고가의 개발비가 필요하다는 문제가 있다. In Korea, as a heating material, since the 19th century, mainly coal, coal, etc. have been used, and in recent years, a lot of oil and gas are used. However, these fossil energy has a problem of global warming due to the carbon dioxide generated in use, there is a problem of finite resources. Therefore, the development of non-fossil energy, such as nuclear power and alternative energy, is being actively made. However, nuclear power needs time to converge on public opinion because of the harmfulness of radiation. In addition, alternative energy development is still in its infancy, and there is a problem that expensive development costs are required.
한편, 난방의 효율에 대하여 살펴보면 다음과 같은 문제가 있다. 화석 연료를 이용한 난방의 경우, 쾌적한 난방을 위하여 화석연료의 연소시 발생한 비위생적 가스를 옥외로 배출하는 과정이 필요한데, 이 때 가열된 실내 공기가 실외로 배출되므로 막대한 에너지 손실이 발생한다. 또한, 재래식 대류난방에서는 난방 기기 또는 난방 부위의 위치에 따라 실내 난방온도가 크게 차이가 나기 때문에, 난방 사각 지대의 온도를 높이기 위하여 과난방을 해야 하므로 난방의 효율이 낮아지는 문제가 있다. 난방설비로 보일러, 배관, 밸브, 방열기 등이 필요한 경우에도 이들 부대설비에서 열방산이 발생하여 난방 효율이 크게 저하된다. On the other hand, looking at the efficiency of the heating has the following problems. In the case of heating using fossil fuel, a process of discharging the unsanitary gas generated during the combustion of the fossil fuel to the outdoors is required for the comfortable heating, and the heated indoor air is discharged to the outdoors, resulting in enormous energy loss. In addition, in the conventional convection heating, since the indoor heating temperature is greatly different according to the location of the heating device or the heating part, there is a problem that the heating efficiency is lowered because overheating is required to increase the temperature of the heating blind spot. Even when boilers, piping, valves, radiators, etc. are required as heating facilities, heat dissipation occurs in these auxiliary facilities, which greatly reduces the heating efficiency.
그 외에도, 보일러, 배관, 방열설비, 가스 배관 등의 설비를 필요로 하는 난방 장치의 경우, 설치 비용이 고가이고 설치가 복잡한 문제가 있다. 또한, 종래 난방 기기의 경우 가스나 석유의 누출 등의 위험성이 항시 존재한다. In addition, in the case of a heating device that requires facilities such as a boiler, piping, heat dissipation facility, and gas pipe, there is a problem in that installation cost is high and installation is complicated. In addition, in the case of a conventional heating device, there is always a risk of leakage of gas or oil.
본 고안은 전술한 문제점을 갖는 종래의 난방 장치들과 달리, 인체를 비롯한 유기체에 침투력이 강한 파장을 갖는 복사열 전자파를 방출함으로써 실온을 효율적이고 균일하게 상승시킬 수 있는 동시에, 상기 특정 파장대의 복사열 전자파가 인체의 신진대사를 활성화하므로 건강보조에 유용하게 작용할 수 있는 복사열 방사용 전기가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention, unlike the conventional heating devices having the above-mentioned problems, by emitting radiant heat electromagnetic waves having a strong penetration force to organisms, including the human body, can increase the room temperature efficiently and uniformly, and at the same time radiant heat electromagnetic waves of the specific wavelength range The purpose of the present invention is to provide an electric heating device for radiant heat radiation that can act usefully for health support since it activates metabolism of the human body.
본 고안은 기판, 발열층 및 복사열 방사층을 적층된 형태로 포함하는 복사열 방사용 전기가열 장치로서, 상기 발열층에 에너지밀도 750-800w/m2의 전력을 가했을 때 상기 복사열 방사층이 85∼105℃의 온도를 유지하는 것인 복사열 방사용 전기가열 장치를 제공한다.The present invention is a radiant heat electric heating device comprising a substrate, a heat generating layer and a radiant heat radiating layer in a stacked form, when the radiant heat radiating layer is 85 ~ when the energy density of 750-800w / m 2 is applied to the heat generating layer It provides an electric heating device for radiant heat radiation to maintain a temperature of 105 ℃.
또한, 본 고안은 기판, 발열층 및 복사열 방사층을 적층된 형태로 포함하는 복사열 방사용 전기가열 장치로서, 상기 발열층에 에너지밀도 1000-1400w/m2의 전력을 가했을 때 상기 복사열 방사층이 150-170℃의 온도를 유지하는 것인 복사열 방사용 전기가열 장치를 제공한다.In addition, the present invention is a radiant heat electric heating device comprising a substrate, a heat generating layer and a radiant heat radiating layer in a stacked form, when the radiant heat radiating layer is applied to the heat generating layer with an energy density of 1000-1400w / m 2 It provides an electric heating device for radiant heat radiation to maintain a temperature of 150-170 ℃.
본 고안에 따른 복사열 방사용 전기가열 장치는 기판, 발열층 및 복사열 방사층의 순서대로 적층된 형태일 수도 있고, 발열층, 기판 및 복사열 방사층의 순서대로 적층된 형태일 수도 있다. The electric heating device for radiant heat radiating according to the present invention may be stacked in the order of the substrate, the heating layer and the radiant heat radiating layer, or may be in the form of the heating layer, the substrate and the radiant heat radiating layer.
본 고안에 따른 복사열 방사용 전기가열 장치는 복사열 방사층이 구비된 면과 반대면의 최외측 표면에 단열층이 추가로 구비될 수 있고, 복사열 방사층의 방사 표면에 표면요철처리 코팅층이 추가로 구비될 수 있다. The electric heating device for radiant heat radiation according to the present invention may be further provided with a heat insulating layer on the outermost surface of the surface opposite to the surface provided with the radiant heat radiating layer, and further provided with a surface uneven coating layer on the radiating surface of the radiant heat radiating layer. Can be.
본 고안에 따른 복사열 방사용 전기가열 장치는 난방기기로 사용될 수 있다. The electric heating device for radiant heat radiation according to the present invention can be used as a heating device.
이하에서 본 고안에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 고안의 제1 실시 상태에 따르면, 본 고안의 복사열 방사용 전기가열 장치는 기판, 발열층 및 복사열 방사층을 적층된 형태로 포함하는 장치로서, 상기 발열층에 에너지밀도 750-800w/m2의 전력을 가했을 때 상기 복사열 방사층이 85-105℃의 온도를 유지하는 것을 특징으로 한다.According to the first embodiment of the present invention, the electric heating device for radiant heat radiation of the present invention is a device comprising a substrate, a heating layer and a radiant heat radiating layer in a stacked form, the energy density in the heating layer 750-800w / m 2 The radiant heat radiating layer is characterized by maintaining a temperature of 85-105 ℃ when the power is applied.
여기서, 발열층에 에너지밀도 750-800w/m2의 전력을 가했을 때 복사열 방사층이 85∼105℃의 온도를 유지한다는 것은, 발열층에 에너지밀도 750-800w/m2의 전력을 공급하여 복사열 방사층을 가열하는 경우, 처음에는 상기 복사열 방사층의 온도가 상승되다가 일정 이상의 시간이 경과되면 복사열의 방사 등에 의한 에너지 손실에 의하여 더 이상 온도가 상승되지 않고 85∼105℃의 온도를 유지하는 것을 의미한다. 여기서, 복사열 방사층의 온도는 주변 온도가 40℃인 경우를 기준으로 한 것이며, 이하 같다.Herein, when the radiant heat radiating layer maintains a temperature of 85 to 105 ° C. when an electric power having an energy density of 750-800 w / m 2 is applied to the heat generating layer, radiant heat is supplied by supplying an energy density of 750-800 w / m 2 to the heating layer. When heating the radiating layer, the temperature of the radiant heat radiating layer is initially raised, but after a certain time elapses, the temperature is no longer increased due to energy loss due to the radiation of radiant heat or the like. it means. Here, the temperature of the radiant heat radiating layer is based on the case where the ambient temperature is 40 degreeC, and is as follows.
본 고안의 제2 실시 상태에 따르면, 본 고안의 복사열 방사용 전기가열 장치는 기판, 발열층 및 복사열 방사층을 적층된 형태로 포함하는 장치로서, 상기 발열층에 에너지밀도 1000-1400w/m2의 전력을 가했을 때 상기 복사열 방사층이 150-170℃의 온도를 유지하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 발열층에 에너지밀도 1000-1400w/m2의 전력을 가했을 때 복사열 방사층이 150-170℃의 온도를 유지한다는 것의 의미는 본 고안의 제1 실시 상태에서 설명한 바와 같다.According to a second embodiment of the present invention, the electric heating device for radiant heat radiation of the present invention is a device comprising a substrate, a heating layer and a radiant heat radiating layer in a stacked form, the energy density 1000-1400w / m 2 in the heating layer The radiant heat radiating layer is characterized by maintaining a temperature of 150-170 ℃ when the power is applied. Here, the meaning that the radiant heat radiating layer maintains the temperature of 150-170 ° C. when the energy of 1000-1400w / m 2 is applied to the heating layer is the same as described in the first embodiment of the present invention.
복사란 원자핵·소립자 변환을 제외한 자연적·인공적 현상·작용에 의해 입자빔 또는 전자기파가 방출되는 현상이다. 유기물인지 무기물인지와 관계없이 대부분의 물질은 열을 가하는 경우 온도가 높아지고, 방출하는 복사열의 양 또는 파장에는 차이가 있지만, 소정의 복사열을 방사한다. 그러나, 본 고안에서는 발열층에 에너지밀도 750-800w/m2의 전력을 가했을 때 상기 복사열 방사층이 85-105℃의 온도를 유지하도록 구성하는 것 또는 에너지밀도 1000-1400w/m2의 전력을 가했을 때 상기 복사열 방사층이 150-170℃의 온도를 유지하도록 구성하는 것을 특징으로 한다. 본 고안자들은 복사열 방사층이 85-105℃의 온도를 유지하는 경우에 복사열 방사 효율이 높고, 특히 복사열 전자파 중 파장이 8∼10 ㎛인 복사열 전자파를 방출할 수 있다는 것을 밝혀내었다. 복사열 방사층의 온도가 150-170℃인 경우에도 복사열 방사효율이 높고 파장이 8∼10 ㎛인 복사열 전자파를 방출할 수 있다.Radiation is the phenomenon in which particle beams or electromagnetic waves are emitted by natural and artificial phenomena and actions other than atomic nucleus and small particle conversion. Most materials, regardless of whether they are organic or inorganic, have a high temperature when heat is applied, and vary in the amount or wavelength of radiant heat emitted. However, in the present invention, the radiant heat radiating layer is configured to maintain a temperature of 85-105 ° C. when the energy density of 750-800w / m 2 is applied to the heating layer or the power of energy density of 1000-1400w / m 2 . When applied, the radiant heat radiating layer is configured to maintain a temperature of 150-170 ℃. The inventors have found that the radiant heat radiating efficiency is high when the radiant heat radiating layer maintains a temperature of 85-105 ° C., and in particular, can radiate radiant heat electromagnetic waves having a wavelength of 8 to 10 μm. Even when the temperature of the radiant heat radiating layer is 150-170 ° C., the radiant heat radiating efficiency is high and the radiant heat electromagnetic waves having a wavelength of 8 to 10 μm can be emitted.
8∼10㎛ 파장의 복사열 전자파는 인체를 비롯한 유기체에의 침투력이 매우 강한 것으로 알려져 있다. 상기 파장의 복사열 전자파가 인체를 비롯한 유기체에 흡수되면, 상기 복사열 전자파는 보유하고 있던 에너지를 흡수된 물체의 주위에 존재하는 물체에 전달하여 발열을 유도하고 이에 의하여 주변 물체 및 공기의 온도를 상승시킬 수 있다. 또한, 상기 파장의 복사열 전자기파는 신체의 신진대사를 도와서 건강보조 효과를 유발할 수 있다. Radiation heat electromagnetic waves having a wavelength of 8 to 10 µm are known to have a very strong penetration force into organisms including the human body. When the radiant heat electromagnetic wave of the wavelength is absorbed by an organism including the human body, the radiant heat electromagnetic wave transfers the retained energy to an object present around the absorbed object to induce heat generation, thereby raising the temperature of the surrounding object and air. Can be. In addition, the radiant heat electromagnetic wave of the wavelength may help the body's metabolism and cause a health supplement effect.
본 고안에 있어서 복사열 방사층의 온도를 85∼105℃ 또는 150-170℃의 온도로 유지하기 위해서는, 복사열 방사층의 구성 성분, 본 고안의 장치에 공급하는 전력의 에너지 밀도 또는 본 고안의 장치를 이루는 층들의 구성 등의 요건들을 조절하여야 한다. In order to maintain the temperature of the radiant heat radiating layer in the present invention at a temperature of 85 to 105 ° C or 150-170 ° C, the components of the radiant heat radiating layer, the energy density of the power supplied to the device of the present invention, or the device of the present invention The requirements, such as the composition of the layers, must be adjusted.
본 고안에 있어서, 복사열 방사층을 형성하기 위하여, 발열층에 에너지밀도 750-800w/m2의 전력을 가하는 경우 발열층에 의하여 가열되어 85∼105℃의 온도를 유지할 수 있는 물질 또는 발열층에 에너지밀도 1000-1400w/m2의 전력을 가하는 경우 발열층에 의하여 가열되어 150-170℃의 온도를 유지할 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 예컨대, TiO2, 2MgO·2Al2O3·5SiO2 또는 Al2O3·TiO2 등과 같은 무기물 재료를 사용할 수 있으나, 이 예에만 한정되는 것은 아니다. 특히, TiO2는 발열층에 상기와 같은 에너지 밀도의 전력이 가해지고, 이 발열층에 의하여 가열되었을 때 85∼105℃의 온도를 유지하는데 매우 적합하다. 본 고안에서 사용되는 상기 복사열 방사층 재료는 고순도이고, 입도가 큰 것이 바람직하며, 예컨대 입도가 350 메쉬(mesh) 이상인 것이 바람직하다.In the present invention, in order to form a radiant heat radiating layer, when an energy density of 750-800w / m 2 is applied to the heat generating layer to a material or a heat generating layer that can be heated by the heat generating layer to maintain a temperature of 85 ~ 105 ℃ When applying an energy density of 1000-1400w / m 2 can be used a material that can be heated by the heating layer to maintain a temperature of 150-170 ℃. For example, an inorganic material such as TiO 2 , 2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2, or Al 2 O 3 · TiO 2 may be used, but is not limited thereto. In particular, TiO 2 is very suitable for maintaining a temperature of 85 to 105 ° C. when the energy of the above-described energy density is applied to the heat generating layer and heated by the heat generating layer. The radiant heat radiating layer material used in the present invention is of high purity, preferably of large particle size, for example, preferably of 350 mesh or more.
본 고안에 있어서, 상기 복사열 방사층은 TiO2, 2MgO·2Al2O3·5SiO2 또는 Al2O3·TiO2와 같은 무기물 재료를 접착제 및 필요한 경우 용제와 혼합하고, 이를 기판 또는 발열층의 제1 표면에 도포한 후 건조함으로써 형성할 수 있다. 본 고안에 있어서, 복사열 방사층 형성을 위한 접착제로는 열전도성 및 내열성, 바람직하게는 150℃ 이상, 더욱 바람직하게는 200℃ 이상에서의 열안정성을 갖는 것이 바람직하고, 그 재료에는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 수지, 구체적으로 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 용제로서 케톤계 용제를 사용할 수 있다.According to the present invention, the radiant heat-emitting layer is TiO 2, 2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 or Al 2 O 3 · mixed with a solvent when an inorganic material such as TiO 2 adhesive, and necessary, for this, the substrate or the heat generating layer It can form by apply | coating to a 1st surface and drying. In the present invention, the adhesive for forming the radiant heat radiation layer preferably has thermal conductivity and heat resistance, preferably at least 150 ° C, more preferably at least 200 ° C, and is not particularly limited to the material. . For example, resin, specifically, acrylic resin, epoxy resin, etc. can be used. Moreover, a ketone solvent can be used as said solvent.
본 고안에 있어서, 상기 기판은 복사열 방사층 및 발열층을 지지하는 역할을 하는 것으로서, 그 재료는 특별히 한정되지 않는다. 상기 기판은 합성수지판으로 구성될 수 있으며, 스테인레스 또는 알루미늄으로 이루어진 판으로 구성될 수도 있다. 다만, 본 고안에서는 기판으로서 내열성이 우수하고, 바람직하게는 본 고안의 장치의 운전온도인 85∼105℃ 또는 150-170℃에서 화학적·물리적 변화가 없으며, 운전온도와 상온 사이의 열팽창율이 기판에 접촉하는 주변층, 예컨대 발열층 및 복사열 방사층과 유사한 것이 바람직하다. 또한, 기판 재료는 열전도율이 우수하며, 비중이 작아 본 고안의 장치를 경량으로 제조하는데 도움이 되는 재료인 것이 바람직하다. 본 고안의 장치는 사용시 천정 또는 벽면에 배치시키야 하므로, 본 고안의 장치가 경량이어야 한다는 점은 매우 중요하다. 특히, 본 고안의 복사열 방사용 전기가열 장치가 발열층, 기판 및 복사열 방사층이 순차적으로 적층된 구조인 경우에는 상기 기판을 알루미늄판으로 구성하는 것이 바람직하다. In the present invention, the substrate serves to support the radiant heat radiating layer and the heat generating layer, and the material is not particularly limited. The substrate may be composed of a synthetic resin plate, it may be composed of a plate made of stainless or aluminum. However, in the present invention, it is excellent in heat resistance as the substrate, preferably there is no chemical and physical change at 85-105 ° C or 150-170 ° C, which is the operating temperature of the device of the present invention, and the coefficient of thermal expansion between the operating temperature and room temperature is Preference is given to those similar to the peripheral layers, such as the exothermic layer and the radiant heat radiating layer, which contact. In addition, the substrate material is preferably a material that is excellent in thermal conductivity and small in specific gravity, which is helpful in manufacturing the device of the present invention at a light weight. Since the device of the present invention must be placed on the ceiling or wall when in use, it is very important that the device of the present invention be lightweight. Particularly, when the electric heating device for radiant heat radiation of the present invention has a structure in which a heating layer, a substrate, and a radiant heat radiating layer are sequentially stacked, the substrate is preferably made of an aluminum plate.
본 고안에 있어서, 상기 발열층을 구성하는 재료는 외부로부터 전원이 공급되는 경우 발열할 수 있는 물질이면 제한되지 않는다. 다만, 발열층 재료는 온도 변화에 따른 저항의 변화가 적은 것, 즉 저항의 온도 계수가 낮고, 유연성이 우수하며, 물리적·화학적 변화가 적은 것이 바람직하다. 예컨대 발열층 재료로서 사용되는 발열 세선이 기계적 강도가 낮거나, 표면이 산화되어 접촉 저항이 증가되는 경우는 본 고안의 장치의 작동에 악영향을 미칠 수 있다. In the present invention, the material constituting the heat generating layer is not limited as long as it is a material capable of generating heat when power is supplied from the outside. However, it is preferable that the heating layer material has a small change in resistance due to temperature change, that is, a low temperature coefficient of resistance, excellent flexibility, and small physical and chemical changes. For example, if the exothermic thin wire used as the exothermic layer material has a low mechanical strength or the surface is oxidized to increase the contact resistance, it may adversely affect the operation of the device of the present invention.
예컨대, 본 고안에서는 철크롬(Fe-Cr) 또는 니크롬(Ni-Cr) 등의 발열선을 바람직하게는 200℃ 이상의 고온에서 안정성을 갖는 합성수지, 예컨대 폴리플루오르에틸렌 계열의 수지로 이루어진 미국 뒤폰사의 테플론(Teflon)이나 실리콘 수지 등으로 코팅한 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 합성수지로 코팅된 발열선은 전원이 공급되면 발열하여 복사열 방사층에 열을 전달할 수 있다. For example, in the present invention, a heating wire such as iron chromium (Fe-Cr) or nichrome (Ni-Cr) is preferably made of synthetic resin having stability at a high temperature of 200 ° C. or higher, such as Teflon of DuPont, USA. Teflon), a silicone resin or the like can be used. The heating wire coated with the synthetic resin may generate heat when power is supplied to transfer heat to the radiant heat radiating layer.
본 고안에 있어서, 상기 발열층은 전술한 바와 같은 합성수지로 코팅된 발열선을 접착제를 이용하여 기판에 접착하는 방식에 의하여 형성될 수 있다. 여기서 사용될 수 있는 접착제로는 점착력이 우수하고, 내열성, 바람직하게는 150℃ 이상, 더욱 바람직하게는 200℃ 이상에서 열안정성을 갖고, 온도 변화로 인하여 변형 또는 크랙(crack)이 생기지 않는 것이 바람직하며, 발열층에서 발생한 열을 복사열 방사층에 빠르게 전달하기 위하여 열전도성이 우수한 것이 바람직하다. 본 고안에서는 용액 또는 겔 등의 다양한 형태의 접착제를 사용할 수 있다. In the present invention, the heating layer may be formed by bonding the heating wire coated with the synthetic resin as described above to the substrate using an adhesive. The adhesive which can be used herein is excellent in adhesive strength, heat resistance, preferably at 150 ° C. or higher, more preferably at 200 ° C. or higher, and preferably not deformed or cracked due to temperature change. In order to quickly transfer the heat generated in the heat generating layer to the radiant heat radiating layer, it is preferable that the thermal conductivity is excellent. In the present invention, various types of adhesives, such as a solution or a gel, can be used.
본 고안에서는 상기와 같이 합성수지 등으로 코팅된 발열선을 기판에 접착하는 경우에는, 접착성을 보장하기 위하여 발열선이 부착된 상부면에 알루미늄 등으로 이루어진 호일(foil)을 접착제 등을 이용하여 부착할 수도 있다. In the present invention, in the case of adhering the heating wire coated with the synthetic resin to the substrate as described above, in order to ensure the adhesiveness, a foil made of aluminum or the like may be attached to the upper surface to which the heating wire is attached using an adhesive or the like. have.
본 고안의 복사열 방사용 전기가열 장치는 도 1에 예시한 바와 같이 기판, 발열층 및 복사열 방사층이 순차적으로 적층된 구조일 수도 있으나, 도 2에 예시한 바와 같이 발열층, 기판 및 복사열 방사층이 순차적으로 적층된 구조일 수도 있다. 다만, 전자의 경우는 기판상에 발열층을 형성한 후, 그 위에 복사열 방사층을 형성해야 하므로, 시간이 다소 많이 소요되고 공정이 복잡해지는 문제가 있을 수 있으나, 후자의 경우는 기판의 한면에는 발열층을, 기판의 나머지 한면에는 복사열 방사층을 독립적으로 형성하는 것이 가능하므로 공정상 유리하다. The electric heating device for radiant heat radiation of the present invention may have a structure in which a substrate, a heat generating layer, and a radiant heat radiating layer are sequentially stacked as illustrated in FIG. 1, but as shown in FIG. 2, a heat generating layer, a substrate, and a radiant heat radiating layer. This may be a sequentially stacked structure. However, in the former case, since the heat generating layer must be formed on the substrate, and then the radiant heat radiating layer must be formed thereon, the process may be time consuming and complicated, but in the latter case, The heat generating layer is advantageous in process because it is possible to independently form a radiant heat radiating layer on the other side of the substrate.
본 고안의 복사열 방사용 전기가열 장치는 본 고안의 장치가 소정의 공간에 배치될 때 외부 배치 표면에 인접하는 면, 즉 복사열 방사층이 구비된 면과 반대되는 면의 최외측 표면에 단열층을 구비할 수 있다. 이와 같이 단열층을 구비하는 경우, 발열층으로부터 발산되는 열이 복사열 방사층이 구비된 면과 반대되는 면으로 방산되는 것을 차단함으로써 복사열 방사층 방향으로 복사열이 효율적으로 방사될 수 있도록 한다. 또한, 단열층에 의하여 발열층에서 발생한 열을 차단함으로써 화재를 방지할 수 있다. The electric heating device for radiant heat radiation of the present invention has a heat insulating layer on the outermost surface of the surface adjacent to the outer placement surface, that is, the surface opposite to the surface provided with the radiant heat radiating layer when the device of the present invention is disposed in a predetermined space. can do. When the heat insulation layer is provided in this way, the heat emitted from the heat generating layer is prevented from being dissipated to the surface opposite to the surface provided with the radiant heat radiating layer so that radiant heat can be efficiently radiated in the direction of the radiant heat radiating layer. In addition, it is possible to prevent the fire by blocking the heat generated in the heat generating layer by the heat insulating layer.
본 고안에서는 단열층 재료로는 불연성이고 경량인 것이 바람직하며, 예컨대 석고 보드 또는 고밀도 유리섬유 보드를 사용하는 것이 바람직하고, 이 중에서도 가볍고 공해성의 문제가 적은 고밀도 유리섬유 보드를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 그러나, 이들 재료에 한정되지 않고 당 기술분야에 알려져 있는 단열재료라면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 상기 단열층의 두께는 전체 장치의 무게 및 부피나 기타 공정을 고려하여 당업자가 결정할 수 있으나, 본 고안에서는 그 두께가 25 mm 전후인 것이 가장 바람직하다. In this invention, it is preferable that it is non-flammable and lightweight as a heat insulation layer material, For example, it is preferable to use a gypsum board or a high-density glass fiber board, and it is more preferable to use a high-density glass fiber board among these, light and few pollution problems. However, it is not limited to these materials, and any heat insulating material known in the art can be used without limitation. The thickness of the heat insulation layer may be determined by those skilled in the art in consideration of the weight and volume of the entire apparatus or other processes, but in the present invention, the thickness is most preferably about 25 mm.
상기 단열층은 전술한 단열층 재료를 기판 또는 발열층에 접착제를 이용하여 접착하여 형성할 수도 있으나, 접착제 없이 기판 또는 발열층과 조립하여 형성할 수도 있다. 예컨대, 본 고안의 장치를 구성하는 단열층, 발열층, 기판 및 복사열 방사층을 알루미늄 프레임(frame)으로 고정함으로써 접착제 없이 본 고안의 장치를 조립할 수 있다. The heat insulation layer may be formed by adhering the above-described heat insulation layer material to a substrate or a heat generating layer with an adhesive, or may be formed by assembling with a substrate or a heat generating layer without an adhesive. For example, the device of the present invention can be assembled without adhesive by fixing the heat insulating layer, the heating layer, the substrate, and the radiant heat radiating layer constituting the device of the present invention with an aluminum frame.
본 고안의 복사열 방사용 전기가열 장치는 복사열 방사층의 복사열을 방사하는 표면상에 추가로 표면요철처리 코팅층을 추가로 구비할 수 있다. 이와 같은 코팅층은 본 고안의 장치의 복사열 방사 표면을 거칠게 하여 복사열의 방사 면적을 증대시킴으로써 복사 효율을 높일 수 있다. 또한, 인체의 일부가 상기 표면요철처리 코팅층에 닫는 경우에 접촉면이 비교적 적고, 상기 표면요철처리 코팅층은 복사열 방사층에 비하여 온도가 낮기 때문에 사용자의 화상의 위험을 감소시킬 수 있다. The electric heating device for radiant heat radiation of the present invention may further include a surface asperity-coated coating layer on the surface for radiating the radiant heat of the radiant heat radiating layer. Such a coating layer can increase the radiation efficiency by roughening the radiant heat radiating surface of the device of the present invention to increase the radiated area of radiant heat. In addition, when a part of the human body is closed to the surface roughening coating layer, the contact surface is relatively small, and the surface roughening coating layer has a lower temperature than the radiant heat radiating layer, thereby reducing the risk of a user's burn.
상기 표면요철처리 코팅층은 예컨대 이산화실리콘(SiO2) 및 산화칼슘(CaO2)의 혼합물 등으로 형성할 수 있다. 형성 방법으로는 상기 예시된 재료들을 이용하여 과포화 수용액을 제조한 후, 이를 복사열 방사층 표면에 코팅하고 용제를 건조시키는 방법을 이용할 수 있다. 이와 같은 방법을 이용하는 경우, 상기 재료의 입자들의 질감이 그대로 남아 있게 되어 본 고안의 장치의 표면을 거칠게 하고 복사 표면을 증가시킬 수 있다.The surface asperity-treated coating layer may be formed of, for example, a mixture of silicon dioxide (SiO 2 ) and calcium oxide (CaO 2 ). As a formation method, a method of preparing a supersaturated aqueous solution using the materials exemplified above, and then coating the supersaturated aqueous solution on the surface of the radiant heat radiation layer and drying the solvent may be used. When using such a method, the texture of the particles of the material can be left intact, roughening the surface of the device of the present invention and increasing the radiation surface.
본 고안의 장치의 크기는 최종 용도나 공정 조건에 따라 당업자가 결정할 수 있다. 또한, 본 고안의 장치를 구성하는 각 층들은 모두 동일한 크기일 필요가 없으며, 전술한 각 층의 기능을 할 수 있는 한 그 크기를 조절할 수 있다. The size of the device of the present invention can be determined by one skilled in the art according to the end use or process conditions. In addition, each layer constituting the device of the present invention does not have to be all the same size, and the size can be adjusted as long as it can function each layer described above.
본 고안에 따른 복사열 방사용 전기가열 장치는 발열층에 에너지밀도 750-800w/m2의 전력 또는 1000-1400w/m2의 전력을 공급하는 인출선이 외부로 도출되어 전원 플러그에 연결됨으로써, 본 고안의 장치에 전력이 공급될 수 있다. 본 고안에 따른 복사열 방사용 전기가열 장치는 정격 전류가 흐르기 시작하면 약 10분 경과 후 그 표면온도가 원하는 온도, 즉 750-800w/m2의 전력을 가하는 경우 85∼105℃, 1000-1400w/m2의 전력을 가하는 경우 150-170℃에 이르게 되고 복사열 전자파가 방사된다. 이 복사열 전자파가 인체, 벽면 및 바닥면을 비롯한 물체에 부딪치면 에너지가 열로 변하며, 그 물체의 온도를 높이기 시작한다. 이어서 이 물체는 주위 공기에 열을 전달하여 결과적으로 실내 온도를 상승시킬 수 있다. 도 3에 예시된 바와 같이, 본 고안의 장체에 전원을 공급하는 인출선을 온도조절기를 경유하여 전원 플러그에 연결시키는 경우, 온도조절기의 온도 센서는 실내 온도의 변화를 감지하여 감지 내용에 따라 전원회로를 개폐할 수 있다.In the electric heating device for radiant heat radiation according to the present invention is a lead wire for supplying an energy density of 750-800w / m 2 or 1000-1400w / m 2 to the heating layer is connected to the power plug is drawn to the outside, Power can be supplied to the device of the invention. The electric heating device for radiant heat radiating according to the present invention has a surface temperature of about 10 minutes after the rated current starts to flow, and when the surface temperature is applied to a desired temperature, that is, 750-800w / m 2 , it is 85 to 105 ° C. and 1000-1400w / The application of electric power of m 2 leads to 150-170 ° C and radiates radiant heat. When the radiant heat waves hit objects, including the human body, walls and floors, the energy turns into heat and the temperature of the object begins to rise. The object can then transfer heat to the surrounding air and consequently raise the room temperature. As illustrated in FIG. 3, when the lead wire for supplying power to the device of the present invention is connected to the power plug via a thermostat, the temperature sensor of the thermostat detects a change in room temperature and supplies power according to the detected content. The circuit can be opened and closed.
본 고안의 복사열 방사용 전기가열 장치는 예컨대 건물 내 천정의 전면 또는 일부면이나, 벽면의 일부, 바람직하게는 사람의 손이 닿지 않는 정도의 높이에 거치할 수 있다. 또한, 본 고안의 장치는 적용하고자 하는 면적에 맞는 크기로 제작하여 적용할 수도 있으나, 소정의 크기로 제작된 본 고안의 장치를 적용하고자 하는 면적에 다수 개 적용하는 방법을 이용할 수도 있다. 거치 방식 및 거치 위치는 용도 및 공간 활용 측면에 따라 사용자가 결정할 수 있다. 천장에 거치한 예를 도 4에 예시하였다. The electric heating device for radiant heat radiation of the present invention can be mounted at, for example, the front or part surface of a ceiling in a building, or a part of a wall surface, preferably at a height not reachable to a person. In addition, although the device of the present invention may be manufactured and applied to a size suitable for the area to be applied, a method of applying a plurality of devices to the area to which the device of the present invention manufactured to a predetermined size may be used. The mounting method and mounting location can be determined by the user according to the usage and space utilization. An example mounted to the ceiling is illustrated in FIG. 4.
이하 실시예를 통하여 본 고안을 보다 상세하기 설명한다. 다만, 하기 실시예에 의하여 본 고안의 범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.
실시예Example
두께가 0.6 mm인 순수 알루미늄 기판의 제1 표면 상에 TiO2 분말(350 mesh), 아크릴계 접착제 및 케톤계 시너(thinner) 용제의 혼합물을 도포한 후 용제를 건조시켜 복사열 방사층을 형성하였다. 이어서, 상기 복사열 방사층 표면 상에 SiO2 및 CaO2의 과포화 수용액을 코팅하고, 용제를 건조시켜 표면요철처리 코팅층을 형성하였다.A mixture of TiO 2 powder (350 mesh), an acrylic adhesive, and a ketone thinner solvent was applied onto the first surface of a pure aluminum substrate having a thickness of 0.6 mm, and then the solvent was dried to form a radiant heat radiating layer. Subsequently, a supersaturated aqueous solution of SiO 2 and CaO 2 was coated on the surface of the radiant heat radiating layer, and the solvent was dried to form a surface asperity coated layer.
한편, 상기 알루미늄 기판의 제2 표면 상에 테플론으로 코팅된 니크롬선 2종을 아크릴계 접착제를 이용하여 접착하여 발열층을 형성하였다. 이 때 상기 니크롬선은 지그재그 형으로 배치하여 발열층의 전면에 고르게 분포되도록 하였다. 이어서, 상기 테플론으로 코팅된 니크롬선 상에 알루미늄 호일을 접착제로 접착하였다. 이어서, 상기 알루미늄 호일 위에 두께 25 mm인 유리섬유판(한국하니소(주), BOD 96 1000×2000)을 배치하고 이것을 알루미늄 프레임으로서 고정함으로써 단열층을 형성하였다. Meanwhile, two types of nichrome wire coated with Teflon on the second surface of the aluminum substrate were bonded using an acrylic adhesive to form a heat generating layer. At this time, the nichrome wire was arranged in a zigzag shape so as to be evenly distributed on the entire surface of the heating layer. Subsequently, an aluminum foil was adhered with an adhesive on the teflon-coated nichrome wire. Subsequently, a heat insulating layer was formed by arranging a glass fiber plate (BOD 96 1000 × 2000) having a thickness of 25 mm on the aluminum foil and fixing it as an aluminum frame.
상기와 같이 제조된 복사열 방사용 전기가열 장치에 소비전력량 밀도가 750∼800 Watt/m2인 전원을 공급하였을 때, 10분 후 표면거칠거처리 코팅층 표면의 온도는 85∼105℃의 범위 내이었고, 유리섬유판으로 구성된 단열층의 온도는 30∼40 ℃이었다. 상기 장치에서 방사되는 복사열을 한국에너지기술연구원에서 측정하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.When a power source having a power consumption density of 750 to 800 Watt / m 2 was supplied to the radiant heat electric heating device manufactured as described above, the temperature of the surface roughness coating layer surface after 10 minutes was in the range of 85 to 105 ° C. The temperature of the heat insulation layer comprised of the glass fiber board was 30-40 degreeC. Radiant heat radiated from the device was measured by the Korea Institute of Energy Research, and the results are shown in FIG. 5.
도 5에 나타난 바와 같이, 상기 장치는 2.49 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위에서 방사효율 93.5%를 나타내었으며, 특히 9 ㎛ 파장대의 방사효율이 가장 높게 나타났다. As shown in FIG. 5, the apparatus exhibited 93.5% of radiation efficiency in the range of 2.49 μm to 25 μm, and particularly showed the highest radiation efficiency of the 9 μm wavelength band.
본 고안에 따른 복사열 방사용 전기가열 장치는 인체에 유용한 파장대의 복사열 전자파를 효율적으로 방사함으로써 인체의 신진대사를 촉진할 수 있을 뿐만 아니라, 효율적으로 실내 온도를 높임으로써 난방기기로서 사용될 수 있다. The electric heating device for radiant heat radiation according to the present invention can not only promote metabolism of the human body by efficiently radiating radiant heat electromagnetic waves of useful wavelengths for the human body, but also can be used as a heating device by efficiently raising the room temperature.
도 1은 본 고안의 하나의 실시상태에 따른 복사열 방사용 전기가열장치의 구조를 나타낸 것이다. Figure 1 shows the structure of the electric heating device for radiant heat radiation according to one embodiment of the present invention.
도 2는 본 고안의 또 하나의 실시상태에 따른 복사열 방사용 전기가열장치의 구조를 나타낸 것이다. Figure 2 shows the structure of the electric heating device for radiant heat radiation according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 전기가열장치를 온도센서를 경유하여 전원 플러그에 연결시킨 예를 도시한 것이다. 3 shows an example in which the electric heating device according to the present invention is connected to a power plug via a temperature sensor.
도 4는 본 고안에 따른 전기가열장치를 천정에 거치한 예를 도시한 것이다. Figure 4 shows an example of mounting the electric heating device according to the present invention on the ceiling.
도 5는 실시예에 따라 제조된 전기가열장치에서의 방사효율을 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing the radiation efficiency in the electric heating device manufactured according to the embodiment.
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