KR20060107139A - 빨래건조대의 열풍분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주택의 천정측에 부착해서 사용하는 빨래건조대에 있어서 빨래걸이봉에 널려있는 빨래를 필요에 따라 신속하게 건조시키기 위한 수단으로 빨래건조대의 천정측에 부착된 본체에 내장시킬 수 있도록 고안된 열풍분사장치에 관한 것인데, 구성부품으로서 바람을 불어줄 송풍기는 풍압이 우수하고 높이가 낮아 건조대의 본체에 내장시키기 좋은 횡류송풍기를 사용하고, 불어준 공기를 가열시킬 히터로는 화재위험이 없고 별도의 제어장치가 없이도 항상 일정한 온도를 유지할 수 있는 세라믹 정온히터를 채택하되 이 두 가지 구성요소를 결합시켜줄 고정용 홀더와 발생된 열풍을 효과적으로 분사시켜줄 수 있는 열풍분배기를 추가로 제공하여 빨래건조대를 제조할 때 하나의 모듈화된 기능성 부품으로 사용할 수 있도록 하였다.

빨래건조대

Description

빨래건조대의 열풍분사장치 {A hot wind blowing device of cloth dryhanger}

도 1은 송풍그릴이 장치된 전동식 빨래건조대의 사시도

도 2는 종래의 열풍발생부의 실시예

도 3은 절연형세라믹 정온히터의 외형도

도 4는 발연판의 내부 구조 및 등가회로

도 5는 비절연형 세라믹 정온히터의 외형도

도 6과 7은 고정용 홀더의 사시도

도 8과 9는 열풍분배기의 사시도 및 풍향 흐름예시

도 10은 본 발명에 의한 열풍분사장치의 완성된 조립도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 천정 2. 건조대 본체

4. 송풍 그릴 5. 승강장치

8. 코일형 금속 발열히터 10. 열풍

11. 씨즈핀히터 20,20′ 세라믹 정온히터

21,31. 전원 단자 22. 절연캡

24. 측면판 25,35. 방열핀

26. 세라믹 발열체 27. 전극

28. 전도성 접착제 34. 측면판 겸용 전극

40,40′고정용 홀더 41. 단열재

42. 송풍기 고정홀 43. 열풍분배기 고정홀

44,45. 단자인출홀 50,51′열풍 분배기

51,52. 안내 날개 54. 루버링 창

60. 횡류 송풍기 64. 바람토출구

70. 고온용테이프 100. 공기유입면

101. 공기유출면

본 발명은 주택의 천정(1)에 부착해서 사용하는 전동승강식 빨래건조대의 열풍 분사장치에 관한 것이다.

통상 연결줄을 손으로 당겨서 빨래건조대의 높낮이를 조절해서 사용하는 수동승강식 빨래건조대와 달리 리모콘이나 유선스위치에 의해 승강높이를 조절할수있게 되어있는 전동승강식의 경우 도 1에 나타낸 바와 같이 구동장치나 각종 제어장치 등을 내장시키기 위한 건조대 본체(2)를 천정면측에 부착시키게 되고 빨래걸이봉(3)에 널려있는 세탁물을 효과적으로 건조시키고자 할때 상기 본체내에 송풍기를 내장하여 송풍그릴(4)을 통해 세탁물을 향해 바람을 불어주기도 한다.

나아가 보다 빠른 건조를 위해서 실용신안등록 제0261155호 에서는 송풍기 앞에 도 2의 (a)에서와 같이 금속발열히터(8)를 장치하여 열풍이 발산되도록 하는 경우도 있다.

물론 이같은 방법이 열풍을 발생시킬 수 있는 일반적인 방법이긴 하지만 이는 천정에 부착해서 사용하는 전동승강식 빨래건조대에 내장시키기 위한 열풍발생장치로서는 적절하지 못한면이 있다.

왜냐하면 우선 전동승강식 빨래건조대의 경우 그 설치장소가 주로 발코니나 다용도실 또는 세탁실 등 주택의 주생활공간이 아닌 부 생활공간내에 설치되는 관계로 작동상태가 눈에 잘 뜨이지 않기 때문에 화재 등으로부터 안전할 수 있도록 보다 엄격한 설계기준이 요구되고 있는데, 별도의 보호장치가 없는 금속발열히터의 경우 빨래건조용 온풍을 발생시키기 위한 히터의 용량을 1Kw 전후로 볼때 이는 히터의 표면이 7~800℃에 달해 빨갛게 달아 오를 수 있는 수준이어서 여기에 먼지등이 쌓일 경우 자연발화의 요인이 될 수도 있기 때문이다.

또한 여기에 공기를 통과시키면 공기를 가열시키는 수준이 아니고 부분적으로 공기를 태우는 정도가 될뿐아니라 풍량이 많고 풍속이 빠를 경우 공기와의 접촉면적이 작아서 적정온도의 열풍을 발생시키기 어렵다고도 볼 수 있다.

물론 직접적으로 열선이 보이지 않고, 도2의 (b)에서와 같이 발열선을 철이나 스텐으로된 히터파이프(13)내에 마그네샤등의 절연재와 함께 넣어 밀봉시킨 뒤 히터파이프와 같은재질의 주름진 방열핀(12)를 밀착시켜 브레이징한 형태의 씨즈핀히터(일명 파이프히터)를 사용하면 히터 표면에서의 발화에 대한 우려는 다소 해소되지만 그래도 밀폐된 공간에 설치된 히터의 용량이 1Kw 정도이면 송풍기가 정상적으로 작동할경우에만 안심할수있으며 송풍기에서 나온바람이 직경 1Cm 정도인 히터파이프(13)와 직경 3Cm정도인 주름진 방열핀(12)사이를 통과하면서 상당한 공기저항을 받게되어 공기저항을 받게되어 풍압손실이 생기기 때문에 소정의 열풍을 얻기위해서는 히터의 용량을 충분히 키우거나 송풍기의 모터용량을 충분히 키워야 할 것이다.

또한 상기 두가지 경우 모두 송풍기가 제대로 작동을 하지 않게되면 히터가 과열되어 화재의 위험이 따르므로 열풍기능을 작동시킬 경우 히터주변의 온도뿐만 아니라 송풍기의 가동상태 역시 상시 체크해서 문제발생에 대비해야하기 때문에 제어회로를 구성할 때 많은 부담이 따르게 된다.

이같은 지적사항들은 주택의 실내에 설치하는 가전제품의 일종인 전동승강식 빨래건조대를 설계함에 있어 불필요하게 크기가 커진다거나 원가가 상승되는 요인들로서 이를 극복할 수 있는 높은 신뢰성과 슬림디자인 그리고 넓은 면적에 열풍을 분사시켜줄 수 있는 빨래건조대용 열풍분사장치의 발명이 요구되고 있다.

본 발명은 이같이 까다로운 기술기준을 충족시킬 수 있는 송풍기 및 히터의 선정과 이들의 간편한 조립 그리고 효과적인 열풍분사방법에 대한 구체적인 방안을 제시함으로써 종래에 막연하게 송풍기와 발열히터의 내장이라고만 제시되었던 열풍발생장치에 대한 추상적인 개념에서 벗어나 모듈화된 하나의 기능성부품으로서의 열풍분사장치를 제공하고자 한다.

본 발명은 우선 효율이 좋고 구조가 간단한 송풍기의 선정, 높은 신뢰성과 화재의 위험이 전혀없는 히터의 선정, 상기 두가지의 구성요소를 결합시킬 수 있는 부품과 발생된 열풍을 적절히 넓은 면적으로 분사시켜줄 수 있는 열풍분배장치 등 네가지 요소로 구성되는데 이하 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명에 의한 열풍분사장치에 사용될 송풍기는 도 10에 나타낸 횡류송풍기(Cross Flow Fan)(60)로 선정하였는데 그 이유는 본 출원인의 실용신안등록 제 0374993 호에서 승강식 빨래건조대에 사용할 송풍기가 갖추어야할 조건을 다 갖추고 있음을 이미 설명한 바 있기 때문에 구체적인 언급은 생략하기로 한다.

다만 깊이(D)가 10~15Cm 정도인 전동승강식 빨래건조대의 본체에 내장시키기 적당한 크기로 송풍날개의 길이(L)가 30~35Cm, 케이스의 높이(A),(B)는 각각 6Cm 정도인 횡류송풍기를 선정하면 좋은데 이는 동일한 용량의 구동모터를 갖는 도1의 a에 나타낸 프로펠러 날개를 갖는 송풍기에 비해 높이는 약 1/2, 풍압은 대략 두배수준이어서 슬림형의 디자인이 가능할뿐 아니라 바람이 직접적으로 도달되는 거리도 70~100Cm 수준으로 세탁물의 건조에 매우 적합한 사양인 것이다.

다음으로 상기 송풍기에 부착시킬 수 있는 가볍고 높은 신뢰성을 갖는 히터로 세라믹 정온히터(Ceramic Positive Temperature Coefficient Resistance Heater)를 선정하였다.

세라믹 정온히터는 약칭으로 PTC히터라고도 하는데 통상의 금속발열체 대신 티탄산바륨(BaTiO³)계열의 세라믹 조형물을 발열소자로 사용하고 있다.

본 히터의 가장 큰 특징으로서는 일반적인 금속발열체는 통풍이 안되는 밀폐된 공간에서 사용시 온도가 올라가면 발열체의 저항이 낮아져 더 많은 전류가 흐르게 되고 이에따라 온도는 더욱더 높아져 결국에는 발열체가 녹아서 끊어지는 이른바 저항온도계수가 특성(Negative)을 가지고있는데 반해 같은 상황에서 저항온도계수가 +특성(Positive)을 가지고 있어 흐르는 전류가 오히려 감소하는 현상을 보이는데 이같은 특성으로 인해 상기발열체를 이용한 히터는 표면온도가 항상 일정하게 유지되는 정온히터(Self-Limiting Heater)라고도 불린다.

그리고 상기 세라믹 조형물의 경우 최대상승온도가 대략 260°(물리적으로 자체저항이 급격히 증가해 전류의 흐름을 억제하는온도)전후로 고정되어있어 금속발열체에서와 같은 고온 발열에 의한 화재의 위험성 뿐 아니라 단선등에 의한 고장요인도 전혀 없다고 볼 수 있다.

도 3에서는 발열소자가 전기적으로 절연된 형태의 세라믹 정온히터를 , 도5에서는 전기적으로 절연이 되어있지 않은 형태를 나타내고 있는데 두가지의 차이점은 발열소자(26)에 전도성 접착제(28)로 부착된 전극(27)을 전기절연필름으로 절연처리했는지의 여부이며 히터의 모든특성은 동일하고 단지 가격만 차이가 있을뿐이다.

여기서 그 구조와 조립된 상태를 이해하는 것이 위에서 나열한 정온특성이외에 본 발명의 구성요소인 횡류송풍기(60)와 무엇 때문에 잘 조화가 되는지 알수있는것이므로 이미 상용화 되어있는 제품을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

우선 상기히터의 외관상 특징은 전원단자(21),(31)와 내부에 밀봉된 발열소자 이외에는 모두 가볍고 열전달계수가 매우 높은 알미늄으로 되어있으며 히터의 지지체이자 발생된 열이 효과적으로 통과되는 공기에 전달될수있도록 얇은 방열핀(25),(35)이 하모니카형상으로 결합되어있고, 이를 다시 측면판(24),(34)으로 감싸고 있어 구조적으로도 견고하면서도 열전달 효율이 매우 좋은 형태임을 알 수 있다.

즉 가볍고 견고하여 두께 1m/m정도인 철판으로된 횡류송풍기의 몸체에 부착해도 전혀 부담이 없고 구조적으로도 매우 안정된 상태가 된다.

그리고 발열판(23),(33)의 내부는 상기 세라믹 발열체(26)를 두께 3m/m, 길이 1~2Cm 정도인 사각 디스크형태로 성형하여 필요한 용량만큼 전극(27)사이에 병렬로 연결하도록 되어있기 때문에 횡류송풍기(60)의 바람토출구(64)와 폭(W)과 길이(L)가 같은 히터를 제작하기가 용이한 구조로 되어있다.

참고로 상기 히터의 폭(a)는 대략 2 ~ 2.5Cm 로 제조업체가 달라도 크기가 비슷하며 히터의 용량을 키울 경우 길이를 늘리거나 복층, 복열로 연결하여 사용하고 있는데, 앞에서 언급한 1Kw정도의 히터용량은 길이(b)30Cm 내외 히터 한개면 충분하다.

즉, 앞에서 언급한 빨래건조대용 횡류송풍기(60)의 바람토출구(64)의 크기(W)×(L)와 정온 세라믹히터(20)의 공기유입면(100)의 크기 (a)× (b)가 거의 같아 바람의 외부누출이 없는 최상의 결합임을 알 수 있다.

여기서 히터의 용량을 1Kw 수준이라고 언급한 것은 일반 난방용 열풍과 달리 세탁물의 건조에 사용되는 열풍의 온도는 옷감에 손상을 주지 않도록 관리해야 하는데 실험적으로, 풍압이 대략 2~3mmAq, 풍량이 2~3㎥/min인 횡류송풍기의 바람토출구(64)에 1Kw의 상기히터를 설치하였을때 히터의 공기유출면(101)의 출구온도가 대략 70° 전후로 실제 빨래걸이봉(3)에 널려있는 세탁물에 닿는 공기의 온도는 40°가량으로 유지할 수 있어 옷감에 손상을 주지 않으면서도 빠른 건조를 얻을수 있었다. 한편 알미늄 재질인 히터의 측면판(24),(34)에는 발열시 최고온도에 견딜 수 있는 난연성 내지 내연성의 고온용 테이프(70)를 전면에 부착시켜서 세탁물의 건조시 위로 올라오는 습기로 인해 표면이 부식되는 것을 예방하여 내구성을 높일수있도록 하면 더욱 좋을 것이다.

다음으로 이같이 우수한 송풍기와 히터를 일체형으로 조립하여 모듈형태로 전동승강식 빨래건조대의 생산라인에 투입하게되면 제조공정을 매우 효과적으로 운용할수있게 되는데 도 6과 7에 히터의 형태에 따른 고정용 홀더(40)(40′)의 실시예를 나타내었다.

우선 내열온도가 최소 300°이상인 내열성 합성수지로 제작한 고정용홀더(40)는 히터의 양단을 3m/m 정도 끼울 수 있는 삽입홀(45)과 단자인출홀(44)을 두어 히터 양단을 지지하도록 한뒤 바닥면에 석면판등의 단열재(41)를 대고 횡류송풍기(60)의 측면 브라켓(63)에 체결할수있도록 송풍기 고정홀(42)을 한개이상 두었다.

그리고 상부면에는 다음에 설명할 열풍분배기(50)(50')를 체결할 수 있는 고정홀(43)을 두면 완성되는데 본 부품의 주 용도는 세라믹 정온히터(20)(20')를 횡류송풍기(60)의 바람토출구(64)에 5m/m 전후로 근접시켜 설치하고자 하는 것이므로 형상은 중요하지 않고 단지내열성 합성수지로 사출 성형하여 제작하되 송풍기에 근접시켜 고정시킬 수 있는 한개이상의 홀을 가지고있으면 본 발명의 취지에 해당하는 기술적 부품으로 볼 수 있다.

이와같이 제작된 고정용홀더(40)를 이용하여 송풍기의 바람토출구(64)의 면(W)× (L)와 히터의 공기유입면(100) (a)× (b)가 서로 마주보게 조립하면 일차적인 열풍발생장치가 제작된 것이다.

한편 본 출원인의 실용신안등록 제 0374993 호에는 빨래건조대용 횡류송풍기의 풍향분배장치의 필요성과 구조에 대하여 자세히 언급하였는데, 이 기술은 히터가 결합되지 않은 단순 송풍기능만 있을때 유용한것이고, 히터장치가 횡류송풍기에 부가되면 풍향분배장치의 구조를 달리할 필요가 생긴다.

우선 건조대 본체(2)의 길이(D)가 동일하다고 했을때 송풍기와 풍향분배기 사이에 높이 2Cm 내외의 히터가 삽입되므로 풍향분배기의 설치공간이 대폭 줄어들고 또한 바람토출구(54)의 면적은 히터의 공기유출면(101)과 같다고해도 가운데부분이 히터의 길이방향 중앙에 위치한 폭 3~5m/m 의 발열판(23),(33)에 의해 막혀있게 되므로 그 용도는 같을지라도 구조는 바뀌어야 한다.

도 8과 9에서는 본 발명에 따른 열풍분배기(50)(50')의 실시예를 나타내고 있다.

우선 도 8은 히터의 중앙 발열판의 두께(S)가 대략 5m/m 정도인 도3에 나타낸 절연형 히터에 적합한 구조인데 전체 길이가 송풍기의 바람토출구(54)의 폭(L)보다 길고 적정한 높이(H)를 갖는 V자형상의 안내날개(51),(52)를 만들되 중심폭(S)의 양측 절곡라인(56)을 기준으로 각각 적절히 계산된 각도θ₁ 및 θ₂를 갖도록 형성시킨다.

그리고 안내날개(51),(52)의 표면에는 적절한 크기(E)× (F)와 각도(θ₃), 수량만큼 루버링 창(54)을 V자형상의 내측에서 외측으로 향하도록 타공하여 안내날개를 타고 외측으로 흐르는 바람의 일부를 내측으로도 유입될 수 있도록 해서 바람이 골고루 퍼져서 분사될수있도록 하고, 중심폭의 양쪽끝이나 외측으로 연장한 바닥면에는 열풍분배기 고정홀(43)에 피스등으로 체결할수있도록 고정홀(55)를 좌우에 한개씩 타공하면 된다.

도 8의 (b)에는 이같이 제작된 열풍분배기에 의해 히터의 공기유출면(101)에서 나온 직진성이 강한 열풍이 넓은 각도로 펼쳐져서 분사되는 공기흐름도의 단면을 표시하였다.

도 9에는 또다른 형태의 열풍분배기를 예시하였는데 이는 히터의 발열판(33)의 폭 S가 2~3m/m로 좁아서 무시해도 될 경우 도 8에서의 중심폭(S)를 두지 않고 두개의 안내날개(51),(52)를 바로 V자로 절곡하되 형성시키고 루버링창(54)도 마찬가지 방법으로 타공하되 고정홀(45)을 두기위하여 도 9의 (a)에 표시된 바와같이 전개도상에서 고정편(57)을 타공한뒤 보조절곡라인(58)에서 본래의 절곡라인(56)절곡시 함께 절곡하게 되면 도 9의 (b)와 같이 완성된 고정편(57)위에 1/2로 분할되어 형성된 고정홀(55)을 얻을수있게된다.

이같이 제작되어 고정용홀더(40),(40')에 부착된 열풍분배기(50')도 도 8에서와 같이 열풍이 넓은 각도로 분배시키는 것은 마찬가지이며 본 부품의 재질은 두께 1m/m이내의 알미늄 판이나 철판을 프레스 공법으로 제작하는 것이 가장 바람직하나 재질이나 제작방법에 관계없이 대략 V자형상을 하고있는 두개의 안내날개(51),(52)를 포함하고 있으면 이것은 본 발명의 중요한 취지에 해당하는 기술이라고 할 것이다.

도 10에서는 이같이 준비된 부품들을 하나의 모듈로 제작하는 조립과정의

일예를 나타내고 있는데 각 부품들을 필요에따라 해당위치에 조합을 하면된다.

우선 세라믹정온히터(20),(20')의 양단에 고정용홀더(40),(40')를 규격에 맞는 것으로 끼운뒤 이것을 측면브라켓(63)위에 단열재(41)과 함께 히터의 공기유입면(100)이 바람토출구(64)와 마주보도록 올려놓고 송풍기 고정홀(42)과 브라켓홀(65)에 피스를 넣어 고정시킨다.

그런다음 준비된 열풍분배기(50),(50')를 규격에 맞는 것으로 고정용홀더(40),(40')위에 올려놓고 고정홀(55)과 열풍분배기 고정홀(43)에 피스를 넣어 고정시키고 끝으로 필요에따라 히터의 전원단자(21),(31)에 전원선을 연결하면 본 발명에 의한 빨래건조대용 열풍분사장치가 완성된다.

이와같이 조립된 열풍분사장치를 하나의 기능성모듈로 건조대의 본체(2)에 장착한뒤 해당지점에 송풍그릴(4)이 위치하도록 제작된 커버를 닫아주면 빨래걸이봉에 걸린 세탁물을 향해 넓은 면적의 열풍을 분사시킬수 있게된다.

끝으로 본 발명의 적용은 천정면측에 부착된 전동승강식 빨래건조대 뿐만 아니라 승강방식이 아니고 두개이상의 기둥에의해 정해진 높이에 고정되어 있거나 붙박이로 천정면에 고정되어 있는 거치식 빨래건조대에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이상에서 구체적으로 기술한 바와같은 부품들로 구성된 빨래건조대용 열풍분사장치는 실효적인 측면에서 볼때 경박단소의 기구적인 특성은 물론 공기의 흐름에 저항을 주지 않으면서도 효율적인 에어히팅 및 분사가 가능하기 때문에 완제품의 상품 경쟁력을 한층 높여줄 것이다.

Claims (3)

1. 주택의 천정면측에 설치해서 사용하는 빨래건조대에 있어서 상기 건조대의 천정면측에 설치된 본체에 내장되어 빨래가 널려있는 아래쪽으로 바람을 불어줄수 있도록 설치된 횡류송풍기와 상기 횡류송풍기의 바람토출구(64)의 폭과 길이가 유사한 크기의 공기유입면(100)을 갖는 세라믹 정온히터와 상기 두가지 구성요소를 바람토출구(64)와 공기유입면(100)이 서로 마주보며 조립할수 있도록 고안된 고정용 홀더와 상기홀더에 부착되어 세라믹정온히터의 공기유출면(10)에서 나온 열풍이 넓은각도로 펼쳐질수있도록 한 열풍분배기를 구비하여 제작된 것을 특징으로 하는 빨래건조대의 열풍분사장치
2. 제 1항에 있어서 열풍분배기는 고정용 홀더에 소정의 각도(θ₁),(θ₂)를 가지고 V자형상으로 절곡된 두개의 안내날개(51),(52)와 상기 안내 날개의 표면에 V자 형상의 내측에서 외측으로 향하도록 루버링창(54)을 필요한 크기, 각도, 개수만큼 타공하여 장착된 것을 특징으로하는 빨래건조대의 열풍분사장치
3. 제 1항에 있어서 고정용 홀더는 횡류 송풍기의 몸체와 닿는 부분에 단열재를 부착한 내열성 합성수지로 제작하되 한개 내지 두개의 단자인출홀(44)과 열풍분배기 고정홀(43)과 송풍기고정홀(42)을 가지고있는 것을 특징으로 하는 빨래건조대의 열풍분사장치

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