KR200410243Y1

KR200410243Y1 - 면상발열체를 구비한 가습기

Info

Publication number: KR200410243Y1
Application number: KR2020050035973U
Authority: KR
Inventors: 정종연; 김종식
Original assignee: (주)그린세라
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2006-03-07

Abstract

이 고안은 가습기에 관한 것으로서, 수위에 따라 발열밀도가 다르게 설계하여 열효율이 우수하며, 구조가 단순하여 제작 상에 발생할 수 있는 편차를 줄여 안정적인 생산이 가능하게 구성한 면상발열체를 구비한 가습기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 고안의 면상발열체를 구비한 가습기는 측면에 한 개 이상의 관통공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 위치하며 상기 관통공과 대응하는 측면 하단에 물유입구가 형성되고 상단에 증기배출구가 형성된 저수조와, 상기 하우징의 관통공에 고정되는 면상발열체를 포함하며, 상기 저수조의 입구는 상기 하우징의 외부로 연장되어 상기 증기배출구를 통해 유입된 증기를 상기 저수조 입구로 배출하도록 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

가습기, 면상발열체, 세라믹 히터, 발열 히터, 발열패턴, 밀도

Description

면상발열체를 구비한 가습기{Humidifier with Plate Heater}

도 1은 종래의 기술에 따른 PTC히터 조립체를 나타낸 분해사시도이고,

도 2는 종래의 기술에 따른 PTC 발열체를 나타낸 개략도이다.

도 3은 이 고안의 한 실시예에 따른 가습기를 나타낸 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 세라믹 히터의 분해사시도이며,

도 5는 도 3에 도시된 가습기에 장착될 수 있는 발열 히터를 나타낸 분해사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 가습기 110 : 하우징

111 : 관통공 120 : 저수조

121 : 물유입구 123 : 증기배출구

130 : 면상발열체 131 : 방열판

133 : 히터 덮개 135 : 히터

151 : 세라믹 기판 153, 163 : 발열패턴

155 : 보호 덮개 161, 165 : 절연후막

이 고안은 가습기에 관한 것으로서, 특히, 수위에 따라 발열밀도가 다르게 설계하여 열효율이 우수하며, 구조가 단순하여 제작 상에 발생할 수 있는 편차를 줄여 안정적인 생산이 가능하게 구성한 것이다.

일반적으로 가습기에는 히터가 장착되어 저수조에 채워진 물을 증발시키면서 가습한다. 가습의 효과는 습도 조절 기능 외에도 미용 및 질환예방을 위해 사용된다. 구체적으로 가습기에서 발생한 증기를 얼굴 등의 피부에 쬐면 모공이 확장되면서 노폐물이 쉽게 배출되어 제거된다.

이와 같이 혈액순환을 촉진하여 피부의 활성을 자극하는 용도의 미용기기는 이미 널리 이용되고 있으며, 최근에는 그 용도가 점차 확대되어 피부 미용 외에 코나 인후의 건조를 방지하여 감기나 각종 질환의 예방, 치료 보조용으로도 증기 발생기가 이용되고 있다.

대부분의 미용용 또는 치료 보조용 가습기는, 소량의 물을 저장한 저수조의 하부 또는 측면에 히터가 장착되어, 히터에서 발생한 열을 이용하여 저수조에 채워진 물을 가열한다. 그러면 가열된 물에서 증기가 발생한다.

여기에서, 사용되는 히터는 일반적인 씨즈히터, PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터이다. 씨즈히터는 니크롬계 코일을 사용하기 때문에 수명이 짧다는 단점이 있다. 이와 같은 단점 때문에, 가습기에는 일반적으로 PTC 히터를 이용한다.

PTC 히터를 이용한 가습기를 살펴보면, 저수조를 갖추고 저수조에서 소량의 물만을 히팅존(Heating Zone)으로 유도하여 소량의 물만을 가열하여 증기를 발생하는 구조이다.

하지만, PTC 히터는 고가라는 단점을 갖고 있다.

아래에서는 도 1을 참조하여 PTC히터에 대해 설명한다.

PTC 발열체를 이용한 PTC 히터는 정온 발열을 하는 PTC 발열체의 특성에 의해 과열에 의한 화재나 기구물의 연소를 방지하고, 물의 양에 따라서 히터의 효율이 조정되는 장점을 갖고 있으나, 제조 및 사용에 있어서 몇 가지 단점이 발생하게 된다.

양면 PTC 발열체를 이용한 제품의 경우에는, 넓은 면적의 발열을 위해 다수의 PTC 발열체를 병렬로 연결하여야 하기 때문에 복잡한 구조를 갖추어야 한다.

구체적으로, 도 1에 보이듯이, 양면 PTC 발열체(11)를 이용한 PTC 히터(10)는 PTC 발열체(11)에 전원을 인가하기 위한 단자(12)와, 물과 접하는 방열판(13) 및, 상기 단자(12)와 방열판(13)의 사이에 위치하는 절연체(14)를 포함하는 복잡한 구조를 갖고 있다.

또한 열전도과정을 살펴보면, 열은 PTC 발열체(11)에서 발생하여, 단자(12), 절연체(14), 방열판(13), 물의 순서로 전도되는데, 이들 구성요소들은 기구적인 연결이 접촉관계로 유지되기 때문에, 각각이 가지고 있는 공차에 의해 밀착성이 떨어질 수 있고, 또는 조립 후 압착되는 정도에 따라서도 밀착성에서 차이가 날 수 있다. 따라서 밀착 정도에 따라서 발열량의 차이가 발생하여 균등하게 발열하는 특성을 얻기에 어려움이 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쪽에만 발열용 전극이 형성한 PTC 히터(20)의 경우에는, 전극 패턴(21)과 패턴 사이가 절연물이 아닌 반도성 PTC 발열체(22)가 개제되어 있기 때문에, 고전압을 지속적으로 인가할 경우에 내구성이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한 발열면에 형성된 발열용 전극과 반대쪽의 통전용 전극을 연결하는 측면부 처리가 제작 상에 어려움으로 남아 있고, 이 부분이 취약하여 내구성이 떨어진다는 단점이 있다.

이 고안은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 수위에 따라 발열밀도가 다르게 설계하여 열효율이 우수한 평판구조의 면상발열체를 구비하며 이를 장착한 단순한 구조로 제작 상에 발생할 수 있는 편차를 줄여 안정적인 가습기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 이 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 면상발열체는 상기 관통공 에 고정되는 방열판과, 상기 방열판에 밀착되는 세라믹 히터와, 상기 세라믹 히터를 보호하는 히터 덮개를 포함하며, 상기 세라믹 히터는, 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판에 금속 또는 금속산화물을 후막처리하여 형성한 발열패턴과, 상기 발열패턴을 보호하는 보호덮개를 포함한다.

또한, 이 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 면상발열체는 상기 관통공에 고정되는 방열판과, 상기 방열판에 밀착되는 발열 히터와, 상기 발열 히터를 보호하는 히터 덮개를 포함하며, 상기 발열 히터는, 알루미늄 또는 스테인리스 재질의 상기 방열판 일면에 절연후막이 형성되고, 상기 절연후막 위에 금속 또는 금속산화물을 후막처리한 발열패턴이 형성되며, 상기 발열패턴의 보호를 위해 절연후막이 도포되어 고정된다.

또한, 이 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 발열패턴은 상기 물유입구 쪽에 대응하는 부분이 상기 증기배출구 쪽에 대응하는 부분에 비해 상대적으로 높은 밀도를 갖도록 형성된다.

아래에서, 이 고안에 따른 면상발열체를 구비한 가습기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 3은 이 고안의 한 실시예에 따른 가습기를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 세라믹 히터의 분해사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 가습기에 장착될 수 있는 발열 히터를 나타낸 분해사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 가습기(100)는 공급된 물이 저장되는 저수조(120)와, 상기 저수조(120)의 둘레를 감싸며 상기 저수조(120)에서 유입된 물이 접하도 록 양측에 면상발열체(130)가 장착될 관통공(111)이 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)에 형성된 양측 관통공(111)에 각각 장착되는 면상발열체(130)를 포함하며, 상기 저수조(120)의 하단에 형성된 물유입구(121)를 통해 상기 저수조(120)에서 배수된 물은 상기 면상발열체(130)에 의해 증발되고, 발생한 증기는 상기 저수조(120)의 상부에 형성된 증기배출구(123)를 통해 상기 저수조(120) 안으로 이동한 후에 저수조(120) 상부로 배기된다.

아래에서는 이와 같이 구성된 가습기 및 가습기에 장착된 면상발열체에 대해 구체적으로 설명한다.

직육면체 구조의 하우징(110) 안쪽에는 저수조(120)가 위치하되, 면상발열체(130)가 장착되는 양측면에는 하우징(110)과 저수조(120) 사이에 소정의 공간이 형성되고, 하우징(110)과 저수조(120)의 정면과 배면은 일체로 된 구조를 갖는다.

그리고 하우징(110)의 양측면에는 면상발열체(130)가 장착되도록 관통공(111)이 형성되고, 면상발열체(130)가 장착되는 하우징(110)의 양측면에 대응하여 저수조(120)의 양측면에는 물유입구(121)와 증기배출구(123)가 형성되는데, 상기 물유입구(121)는 저수조(120) 양측면의 하단에, 그리고 증기배출구(123)는 저수조(120) 양측면 상단에 각각 형성된다.

한편, 하우징(110)의 관통공(111)에는 실리콘 패킹(113)이 고정된 상태로, 면상발열체(130)가 관통공(111)에 장착되어도 하우징(110)과 면상발열체(130)의 사이로 물이 새는 것을 방지한다. 차후에 상세히 설명하겠지만, 상기 하우징(110)의 관통공(111)에는 면상발열체(130)의 방열판(131)이 먼저 고정되고, 방열판(131)에 히터(135)가 밀착된 상태로 히터 덮개(133)가 씌워져 하우징(110)에 고정된다.

이와 같이 구성된 가습기(100)에 있어서, 히터(135)에 전원을 공급하면, 면상발열체(130)에서 열이 발생하고, 저수조(120) 하단의 물유입구(121)를 통해 면상발열체(130) 쪽으로 유입된 물은 방열판(131)의 열을 빼앗아 기화된다. 기화되면서 발생한 증기는 저수조(120)와 하우징(110)의 양측면 공간을 따라 상승한 후 저수조(120) 상부에 형성된 증기배출구(123)를 통해 저수조(120) 안쪽으로 유동한다.

저수조(120) 안쪽으로 유동한 증기는 저수조(120)의 상부에 고정된 저수조 덮개(115)의 개방부를 통해 외부로 배출된다. 이와 같이 가습기(100)에서 배출된 증기를 사용자가 피부마사지 또는 치료 보조용으로 사용한다.

아래에서는 가습기(100)에 장착되는 면상발열체(130)의 히터(135)에 대해 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 히터(135)는 절연 및 열전도도가 우수한 세라믹 히터로서, 세라믹 기판(151)과, 상기 세라믹 기판(151)에 금속 또는 금속산화물을 후막처리하여 형성한 발열패턴(153)과, 상기 발열패턴(153)을 보호하는 보호덮개(155)를 포함한다. 그리고 상기 세라믹 기판(151)을 가습기(100)의 관통공(111)에 고정된 방열판(131)에 밀착시킨 상태에서, 히터 덮개(133)를 덮어 히터(135)를 고정한다.

여기에서 보호 덮개(155)에는 발열패턴(153)의 단부에 단자를 연결할 수 있도록 홈(157)이 형성되고, 히터 덮개(133)에는 상기 단자의 케이블이 통과하도록 관통공(133h)이 형성된다.

아래에서는 도 4에 도시된 세라믹 히터를 대신할 수 있는 발열 히터를 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 면상발열체(130)의 히터로서, 발열 히터는 알루미늄 또는 스테인리스 재질의 방열판(131) 일면에 절연후막(161)을 형성하고, 그 위에 금속 또는 금속산화물을 후막처리하여 발열패턴(163)을 형성하고, 발열패턴(163)을 보호하기 위해 절연후막(165)을 도포하여 고정한다.

그리고 상기 방열판(131)을 가습기(100)의 관통공(111)에 고정하고, 히터 덮개(133)를 씌워 고정한다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 세라믹 히터 및 발열 히터에 있어서, 발열패턴(153, 163)은 면상발열체(130)가 하우징(110) 측면에 세워졌을 때에, 물유입구(121)와 대응하는 부위의 밀도가 증기배출구(123)와 대응하는 부위의 밀도보다 상대적으로 더 높게 설계된다.

이는 저수조(120)에 채워진 물이 점차 증발하여 저수조(120)와 하우징(110) 사이의 공간에 위치한 물의 수위가 점차 낮아지더라도 면상발열체(130)의 하부 쪽의 발열량이 많도록 하여 열손실을 줄일 수 있게 구성한 것이다.

또한 세라믹 히터 또는 발열 히터는 온도가 증가함에 따라 비례적으로 저항이 증가하는 PTC특성을 갖고 있어, 방열판(131)의 온도변화에 따른 저항치를 감지하여 전압을 조절한다. 그리고 저수조(120)의 물이 완전히 증발되어 없을 경우에 히터(135)에 인가되는 전력을 차단하여 화재 및 안전사고를 미연에 방지한다. 이와 같은 안전을 위해 가습기(100)의 외부에는 저항치를 실시간으로 감지하여 전력을 제어할 수 있도록 트라이액, SCR 등과 같은 전력소자가 장착되고, 저수조의 물이 고갈되었을 경우에 전원을 차단하도록 마이콤을 포함한 제어회로를 구성한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 이 고안의 가습기는 저수조가 일체로 구성된 하우징과, 면상발열체 및 저수조 덮개로 구성되기 때문에, 구조가 간단하다. 따라서 제조 공정 또한 단순하여 생산성이 우수하며, 더불어 단순한 구조에 따른 고장 발생율이 낮다는 장점이 있다.

또한, 이 고안의 가습기는 물의 증발에 따른 수위의 변화에 대응하여 발열패턴을 설계함으로써, 수위가 낮아지더라도 열손실을 최소화하여 열효율을 증대할 수 있으며, 또한 수위가 낮아지더라도 증기 발생량이 줄지 않고 일정하게 유지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 이 고안의 가습기는 히터의 온도 증가에 따른 저항치를 측정하여 전력을 제어하며, 물이 고갈되었을 경우에는 전력을 차단함으로써 화재 발생 및 안전사고를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 이 고안에 따른 면상발열체는 히터에서 바로 방열판으로 열을 전도하기 때문에 열손실이 낮으며, 방열판에 히터를 밀착한 상태로 히터 덮개를 고정함으로써, 발열패턴에서 발생한 열이 물까지 전도됨에 있어 균일하다는 장점이 있다.

이상에서 이 고안의 면상발열체를 구비한 가습기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 이 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 이 고안을 한정하는 것은 아니다.

Claims

측면에 한 개 이상의 관통공이 형성된 하우징과,

상기 하우징의 내부에 위치하며 상기 관통공과 대응하는 측면 하단에 물유입구가 형성되고 상단에 증기배출구가 형성된 저수조와,

상기 하우징의 관통공에 고정되는 면상발열체를 포함하며,

상기 저수조의 입구는 상기 하우징의 외부로 연장되어 상기 증기배출구를 통해 유입된 증기를 상기 저수조 입구로 배출하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 구비한 가습기.
제1항에 있어서,

상기 면상발열체는 상기 관통공에 고정되는 방열판과, 상기 방열판에 밀착되는 세라믹 히터와, 상기 세라믹 히터를 보호하는 히터 덮개를 포함하며,

상기 세라믹 히터는, 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판에 금속 또는 금속산화물을 후막처리하고 상기 물유입구 쪽에 대응하는 부분이 상기 증기배출구 쪽에 대응하는 부분에 비해 상대적으로 높은 밀도를 갖도록 형성한 발열패턴과, 상기 발열패턴을 보호하는 보호덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 구비한 가습기.
제1항에 있어서,

상기 면상발열체는 상기 관통공에 고정되는 방열판과, 상기 방열판에 밀착되는 발열 히터와, 상기 발열 히터를 보호하는 히터 덮개를 포함하며,

상기 발열 히터는, 알루미늄 또는 스테인리스 재질의 상기 방열판 일면에 절연후막이 형성되고, 상기 절연후막 위에 금속 또는 금속산화물을 후막처리한 상기 물유입구 쪽에 대응하는 부분이 상기 증기배출구 쪽에 대응하는 부분에 비해 상대적으로 높은 밀도를 갖도록 발열패턴이 형성되며, 상기 발열패턴의 보호를 위해 절연후막이 도포되어 고정된 것을 특징으로 하는 면상발열체를 구비한 가습기.