KR20070081242A - Induction heating element for heater and heater thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명에 의한 유도가열 발열체를 이용한 전기 온풍기의 예시도.1 is an illustration of an electric warmer using an induction heating element according to the present invention.
도2는 본 발명에 의한 제1 실시예의 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도.2 is a perspective view of an induction heating element for an electric warmer of a first embodiment according to the present invention;
도3은 본 발명에 의한 제2 실시예의 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도.3 is a perspective view of an induction heating element for an electric warmer of a second embodiment according to the present invention;
도4는 본 발명에 의한 제3 실시예의 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도.4 is a perspective view of an induction heating element for an electric warmer of a third embodiment according to the present invention;
도5는 본 발명에 의한 제4 실시예의 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도.5 is a perspective view of an induction heating element for an electric warmer of a fourth embodiment according to the present invention;
도6은 본 발명에 의한 제5 실시예의 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도.6 is a perspective view of an induction heating element for an electric warmer of a fifth embodiment according to the present invention;
도7은 본 발명에 의한 제6 실시예의 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도.7 is a perspective view of an induction heating element for an electric warmer of a sixth embodiment according to the present invention;
도8은 본 발명에 의한 제7 실시예의 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도.8 is a perspective view of an induction heating element for an electric warmer of a seventh embodiment according to the present invention;
도9는 본 발명에 의한 제8 실시예의 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도.9 is a perspective view of an induction heating element for an electric warmer of an eighth embodiment of the present invention;
도10은 본 발명에 의한 회전 형태의 날개를 추가한 전기온풍기용의 유도가열 발열체의 사시도. 10 is a perspective view of an induction heating element for an electric hot air fan having a blade of a rotating form according to the present invention;
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11,12,14,15 : 도체관 13 : 내부도체관 11, 12, 14, 15: conductor tube 13: inner conductor tube
16 : 외부관 20,21 : 유도코일 16:
30 : 고주파 전력발생부 40 : 유도가열 발열체 다발 30: high frequency power generating unit 40: bundle of induction heating heating element
50 : 송풍기 60 : 자속 유도용 자성체 50: blower 60: magnetic material for magnetic flux induction
71,72,73 : 도체판 74 : 외부도체판 71,72,73: conductor plate 74: outer conductor plate
80 : 회전 날개(13번이 겹쳐서 번호를 바꿈.) 90 : 차가운 공기 80: Rotating wing (
91 : 뜨거운 공기 92 : 공기 입구 91: hot air 92: air inlet
100 : 전기온풍기 100: electric hot air fan
본 발명은 유도코일에 의해 발생한 높은 주파수의 자기장(magnetic field)이 근처의 도체에 인가될 경우 상기 도체의 표면에 유도 와전류(eddy current)가 발생하게 되고 따라서 상기 도체의 표면이 가열되는 유도가열(induction heating) 효과를 이용하여 공기를 데우는 전기 온풍기용의 유도가열 발열체와 이를 이용한 온풍기에 관한 것이다.According to the present invention, when a high frequency magnetic field generated by an induction coil is applied to a nearby conductor, an induced eddy current is generated on the surface of the conductor, and thus the surface of the conductor is heated. The present invention relates to an induction heating element for an electric warmer that warms air by using an induction heating effect and a warmer using the same.
소득수준이 향상되면서 겨울철에 보다 쾌적하고 깨끗한 실내 환경을 원하는 소비자의 요구가 커지고 있다. 따라서 석유나 가스를 연료로 사용하여 산소를 소비하고 연소가스가 발생하는 기존의 온풍기보다 훨씬 쾌적한 전기 온풍기에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.As income levels improve, consumers demand more comfortable and clean indoor environments in the winter. Therefore, interest in electric hot air heaters, which are much more comfortable than conventional hot air fans that consume oxygen and generate combustion gas by using oil or gas as fuel, has been greatly increased.
기존의 전기 온풍기는 주로 니크롬선을 사용한 발열체와, 세라믹 표면에 얇은 금속 막의 저항을 이용한 세라믹 발열체 또는 카본의 저항을 이용하는 카본 발열체 등에 전류를 저항에 직접 흘려서 발생되는 주울열(joule heating)을 이용하여 공기 를 가열하는 방식으로 실내 온도를 조절한다. Conventional electric heaters use joule heating, which is generated by directly flowing current to a resistor, such as a heating element using nichrome wire, a ceramic heating element using a resistance of a thin metal film on a ceramic surface, or a carbon heating element using a carbon resistance. The room temperature is adjusted by heating the air.
그러나 기존 일반 전기 온풍기는 구조적으로 발열체와 공기의 접촉 면적과 열전도율이 작아 온풍기의 열 공급능력과 에너지 효율이 매우 낮다는 단점을 가지고 있으며 따라서 큰 소비전력을 요구하여 가정용 이외의 용도로 주로 사용되고 있다.However, the conventional general electric hot air heater has a disadvantage in that the heat supply capacity and energy efficiency of the hot air heater is very low due to the small contact area and heat conductivity of the heating element and air, and thus it is mainly used for non-home use because it requires a large power consumption.
그러나 최근 소득수준이 높아지면서 쾌적한 실내 환경을 원하는 요구가 급증하고 있으며 따라서 개량된 세라믹 발열체나 히트파이프(HEAT-PIPE)를 사용한 절전형 전기 온풍기가 점차 가정용으로 보급되는 추세이다. 그러나 아직도 가스 온풍기나 선풍기형 히터보다 많은 전력요금을 부담해야 하는 실정이다. However, as the income level increases recently, the demand for a comfortable indoor environment is rapidly increasing, and thus, a power-saving electric hot air fan using an improved ceramic heating element or heat pipe (HEAT-PIPE) is gradually being distributed to homes. However, it is still required to pay more power bills than gas heaters or fan heaters.
하지만 전기 온풍기만이 가지는 장점들은 관리가 쉬운 벽걸이형으로 사용할 수 있고 사고 위험이 적으며 급속 가열이 가능하고, 특히 발열할 때 산소를 소비하지 않아 쾌적하고 신선한 실내를 유지할 수 있다는 것이다.However, the advantages of electric heaters are that they can be used as easy-to-manage wall mounts, have a low risk of accidents, can be heated quickly, and they do not consume oxygen when they generate heat, thus maintaining a pleasant and fresh interior.
본 발명은 전술한 기존 전기 온풍기의 장점들은 그대로 가지고 있으면서도 상기 단점들을 해결하기 위해서 기존 온풍기의 가열방식과 다른 가열방식인 유도가열을 이용하여 공기를 데우는 절전형 유도가열 발열체와 이를 이용한 전기온풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 유도가열을 이용한 유도가열 발열체는 기존의 전기온풍기용의 발열체와 달리 열전도율이 큰 도체 자체가 발열판 역할을 하므로 열변환 효율이 매우 좋으며 유도가열 발열체를 일정한 온도를 유지하기 위해서 계속 전력을 공급할 필요가 없으므로 기존 전기 온풍기에 비해서 소비전력을 줄일 수 있다. 또 한 상기 유도가열 발열체는 공기를 신속하게 가열할 수 있고, 공기와 발열체의 접촉면적을 쉽게 넓힐 수 있어 열 공급 능력이 좋으며 이로써 전기 온풍기를 소형으로 제작할 수 있다. The present invention provides the energy-saving induction heating element to heat the air by using induction heating, which is different from the heating method of the existing heating fan, while still having the advantages of the above-described existing electric heating fan. For the purpose of Induction heating heating element using induction heating has a high thermal conductivity as the heating plate itself, unlike the heating element for electric heaters, so the thermal conversion efficiency is very good and there is no need to continuously supply electric power to maintain the constant temperature of the induction heating element. Power consumption can be reduced compared to conventional electric heaters. In addition, the induction heating element can quickly heat the air, it is easy to widen the contact area between the air and the heating element is good heat supply capacity, thereby making it possible to manufacture an electric heater.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 전기온풍기용의 유도가열 발열체를 제공하는데, In order to achieve the object as described above, the present invention provides an induction heating element for an electric hot air fan,
전기 온풍기용 발열체로서,As a heating element for an electric hot air fan,
속이 빈 형태의 도체관으로서 그 외주면을 따라 솔레노이드 형태의 유도코일이 감기며, 상기 유도코일에는 고주파 전력발생부에 의해 고주파 전류가 제공되고, 상기 도체관 안으로 공기를 강제로 통과시켜 공기를 가열하는 것일 수 있다. The hollow conductor tube is a solenoid induction coil wound around its outer circumferential surface, and the induction coil is provided with a high frequency current by a high frequency power generating unit, forcing air through the conductor tube to heat air. It may be.
상기 도체관의 안에는 공기와 발열체 사이의 접촉면적을 증가시키기 위해서 일정한 축을 중심으로 몇 개의 직경이 다른 하나 이상의 내부 도체관들이 서로 겹쳐져진 것일 수 있다. In order to increase the contact area between the air and the heating element, one or more inner conductor tubes of different diameters may be overlapped with each other in the conductor tube.
상기 도체관과 유도코일 사이에 외부관이 더 포함되고 상기 외부관은 부도체인 것일 수 있다. An outer tube may be further included between the conductive tube and the induction coil, and the outer tube may be an insulator.
상기 도체관은 복수개의 도체로 된 관이 서로 나란하게 마주하며 모여 이루어진 것일 수 있다. The conductor tube may be formed by gathering a plurality of conductor tubes facing each other side by side.
상기 유도코일의 외부에 외부관을 더 포함하고 상기 도체관 안에 뿐만 아니라 상기 외부관과 상기 도체관 사이로도 공기를 이동시켜 공기를 가열하는 것일 수 있다. The outer coil may further include an outer tube and move the air between the outer tube and the conductor tube as well as inside the conductor tube to heat the air.
상기 도체관과 유도코일의 외부에 외부관을 더 포함하고, 상기 도체관은 그 속이 꽉차있어 심 형태이고, 상기 외부관과 상기 도체관 사이로도 공기를 이동시켜 공기를 가열하는 것일 수 있다. Further comprising an outer tube on the outside of the conductor tube and the induction coil, the conductor tube is full in its core form, it may be to move the air between the outer tube and the conductor tube to heat the air.
큰 투자율을 갖는 자속유도용의 자성체 재료의 물질이 상기 도체관의 양쪽 끝단에 연결되고 이 물질이 유도코일을 외부로 감싸서 연결되는 것을 특징으로 하는것 일 수 있다. The material of the magnetic material for magnetic flux induction having a high permeability may be connected to both ends of the conductor tube, and the material is connected to the outside by wrapping the induction coil.
상기 도체관의 입구 안쪽으로 공기를 이동시키는 송풍기를 더 포함하고, 전기 온풍기용 발열체를 하나이상 포함하여 다발로 된 것일 수 있다. Further comprising a blower for moving the air into the inlet of the conductive pipe, it may be a bundle including one or more heating elements for the electric warmer.
상기 도체관이나 혹은 내부 도체관들 중에서 제일 안쪽에 위치한 관 안에 공기의 닿는 면적을 넓히기 위해서 날개부가 달린 모양의 심이 더 포함되는 것일 수 있다. It may further include a shim having a wing shape in order to widen the contact area of the air in the innermost inner tube or the inner tube.
상기 도체관 혹은 내부 도체관의 그 외주 혹은 내주의 표면에 공기와 닿는 면적을 넓히기 위해서 상기 표면에 날개부가 형성된 것일 수 있다. A wing portion may be formed on the surface of the conductor tube or the inner conductor tube to widen the area of contact with the air on the outer or inner circumference of the conductor tube or the inner conductor tube.
서로 마주보고 있는 두 개의 도체판들과 상기 도체판들 사이에 있고 평면에 놓여져 감긴 유도코일과 상기 유도코일에는 고주파 전력발생부에 의해 고주파 전류가 공급되고, 두 도체판들 사이로 공기를 강제로 이동시켜 가열하는 것일 수 있다. A high frequency current is supplied to the induction coil and the induction coil wound between two conductor plates facing each other and the conductor plates and placed on a plane by a high frequency power generating unit, and the air is forcedly moved between the two conductor plates. It may be to heat.
전기 온풍기용 발열체로서, As a heating element for an electric hot air fan,
서로 마주보고 있는 두 개의 도체판과 상기 두 도체판들의 외부에 있고 평면에 놓여져 감긴 유도코일과 상기 유도코일에는 고주파 전력발생부에 의해 고주파 전류가 공급되고, 두 도체판들 사이로 공기를 강제로 이동시켜 가열하는 것 일 수 있다. Two conductor plates facing each other and an induction coil wound on a plane and placed outside the two conductor plates and the induction coil are supplied with a high frequency current by a high frequency power generator, forcing air to flow between the two conductor plates. And heating.
상기 두 도체판들의 외부에 각각 한개 이상의 일정한 간격으로 떨어져 있는 도체로 된 외부 도체판을 더 포함하고, 상기 외부 도체판들 사이로도 공기를 강제로 이동시켜 가열하는 것일 수 있다. It may further include an outer conductor plate made of conductors spaced apart from each other at one or more regular intervals on the outside of the two conductor plates, and forcibly moving air to heat the outer conductor plates.
상기 두 개의 도체판들과 외부 도체판들은 그 옆단이 서로 각각 연결되어 있어 서로 마주보고 있으며 상기 두 개의 도체판들과 외부 도체판들 사이로만 공기가 통과하고 옆으로 공기가 새지 않도록 옆에 판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다. The two conductor plates and the outer conductor plates are connected to each other so that the side ends thereof are connected to each other, and the side plates are disposed so that air passes only between the two conductor plates and the outer conductor plates and the air does not leak to the side. It may be characterized in that it further comprises.
상기 공기가 새지 않도록 하는 판은 높은 투자율의 자성체 재료의 물질로 이루어져서 자기장의 자로가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다. The plate which prevents air from leaking may be formed of a material of a magnetic material having a high permeability to form a magnetic path of the magnetic field.
상기 두 개의 도체판들과 외부 도체판들 사이로 공기를 불어넣는 송풍기를 더 포함하고, 상기 전기 온풍기용 발열체를 하나이상 포함하여 다발을 이루는 것일 수 있다. It may further comprise a blower for blowing air between the two conductor plates and the outer conductor plate, including one or more heating elements for the electric warmer.
유도 가열에 의해서 가열되는 상기 도체로 된 판이나 관은 전력의 열변환 효율을 높이기 위해서 높은 열전도율의 금속 혹은 높은 투자율의 자성체 재료의 물질 혹은 이 둘의 합금이나 코팅으로 이루어진 것일 수 있다. The conductor plate or tube heated by induction heating may be made of a material of high thermal conductivity metal or high magnetic permeability magnetic material or an alloy or coating of both to increase the heat conversion efficiency of the electric power.
유도가열에 의해 도체가 가열되는 원리는 높은 주파수의 전류가 유도 코일에 흐를 경우 유도코일에 의해 발생된 자기장이 근처에 위치한 도체 속에 침투하고 이 자기장이 침투한 표피깊이(skin depth)의 도체 표면에 유도전류(induction current)가 흐르게 되어 주울열(joule heating)이 발생하는 것이다. 이는 더 구체적으로 도체 에 높은 주파수 자기장이 인가될 때 에너지 보존법칙을 만족시키기 위해서 도체의 표면에 자기장을 거스르려는 방향으로 유도전류가 흐르게 되어 상기 도체의 자체 저항에 의해 상기 도체의 표면이 가열된다. The principle that the conductor is heated by induction heating means that when a high frequency current flows through the induction coil, the magnetic field generated by the induction coil penetrates into a nearby conductor and the surface of the skin at which the magnetic depth penetrates. Induction current flows to generate joule heating. More specifically, when a high frequency magnetic field is applied to the conductor, an induced current flows in the direction to counter the magnetic field on the surface of the conductor to satisfy the law of conservation of energy, thereby heating the surface of the conductor by its resistance. .
유도가열은 지금까지 담금질등 부분가열을 위한 산업용 히터의 가열방식으로서만 활발히 사용되었으나 최근 그 사용영역이 전기밥솥과 요리용의 가열방식 등으로 급속히 확대되고 있으며 본 발명의 경우 전기온풍기의 가열방식으로 유도가열을 이용한 유도가열 발열체를 사용하여 차가운 공기를 가열하여서 실내온도를 적절히 조절하기 위한 것이다.Induction heating has been actively used only as a heating method of the industrial heater for partial heating up to now, but the use area is rapidly expanding to an electric rice cooker and a heating method for cooking. Induction heating using induction heating is to adjust the room temperature appropriately by heating the cold air using a heating element.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세하게 설명한다. 도1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 전기 온풍기(100)는 공기 입구(92)를 통해 들어온 차가운 공기(90)를 송풍기(50)를 사용하여 유도가열 발열체 다발(40) 안으로 강제로 통과시켜 공기를 가열하며 이 가열된 뜨거운 공기(91)는 전기 온풍기(100)에 위치한 출구(미도시)를 통해 외부로 배출된다. 이때 상기 유도가열 발열체 다발(40)은 고주파 전력발생부(30)에 의해 발생된 높은 주파수의 전류에 의해 유도 가열된다. 또한 상기 공기 출구에는 데워진 공기를 내보내기 위한 또 다른 송풍기가 위치할 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the
유도가열 발열체 다발(40)은 한개 이상의 유도가열 발열체가 모여서 여러 다발로 이루어진 발열체들로 구성된다.Induction heating
이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
(제1 실시예)(First embodiment)
도2는 본 발명에 의한 솔레노이드 형태를 가진 전기 온풍기용의 유도가열 발열체를 보여주는 사시도이다. Figure 2 is a perspective view showing an induction heating element for an electric hot air blower having a solenoid form according to the present invention.
도2에 나타낸 것과 같이 솔레노이드 형태의 유도가열 발열체는 고주파 전력발생부(30)와 유도코일(20)과 상기 유도코일(20) 안에 금속 혹은 자성체 재료 혹은 이 둘의 합금이나 코팅으로 된 속이 빈 형태의 도체관(11)으로 이루어진 구조를 가지며, 전력 발생부(30)는 유도코일(20)에 연결되어 있고 상기 유도코일(20)에 전력발생부(30)에 의해 발생한 고주파 전류가 흐르면 이 전류를 방해하기 위한 반작용으로 유도코일(20) 안에 위치한 도체관(11)의 표면에 유도전류가 발생하게 되며 상기 유도전류에 의해 상기 도체관(11)이 가열된다. 상기 도체관(11)의 물질로 큰 열전도율을 가진 금속과 큰 투자율의 자성체 혹은 이 둘의 합금이나 코팅으로 이루어진 도체 등을 사용하여 발열체의 전력에 의한 열변환 효율을 높일 수 있다. As shown in FIG. 2, the solenoid type induction heating element has a hollow form of a high
도2에서와 같이 고주파 자기장에 의해 가열되는 도체관(11)은 속이 빈 관(pipe) 형태를 가지는 것이 특징이며 송풍기(50)를 이용하여 이 가열된 도체관(11) 안으로 찬 공기(90)를 강제로 통과시켜 공기를 가열시켜 온도를 조절한다.As shown in FIG. 2, the
상기 가열되는 도체관(11)의 재료로 열전도율이 높은 도체를 사용할 경우 열변환 효율을 크게 높일 수 있고, 또한 도체관(11)의 온도를 일정하게 유지하기 위해서 상기 도체관(11)에 계속 전력을 공급할 필요가 없고, 열이 모두 발열판 역할을 하는 상기 도체관(11)에서 발생하므로 전력면에서 크게 효율적이다. 또한 유도가열 발열체를 사용한 전기 온풍기(100)의 열 공급량을 늘리기 위해서는 유도코일(20)과 도체관(11)의 전체 길이를 길게 하여 쉽게 발열 면적을 증가시킬 수 있으며 따라서 온풍기의 전체의 크기 또한 쉽게 줄일 수 있다. When a conductor having a high thermal conductivity is used as the material of the
유도가열 발열체의 가열되는 부분인 상기 도체관(11)에 열전도율이 큰 도체를 사용할 경우 열손실율을 크게 줄일 수 있으며 이로 인해서 온풍기의 소비전력이 적게 든다. 예로 열손실율이 작은 알루미늄 냄비는 열손실율이 큰 철 냄비보다 약 25%의 적은 에너지로 같은 조건들에서 같은 조리효과를 얻을 수 있는 것에서도 이것을 쉽게 알 수 있다. 또한 현재 판매되고 있는 유도가열(IH) 전기밥솥의 경우 내솥의 재료를 스테인리스 대신 열전도율이 좋은 황동을 이용하여 같은 조건들에서 조리시간을 줄이고 있다.When a conductor having a large thermal conductivity is used in the
이하, 제시된 모든 도면들은 편의를 위해서 유도 코일(20,21)을 과장하여 성기게 그렸다.In the following, all the figures presented are exaggerated and drawn
(제2 실시예)(2nd Example)
도3의 경우 공기와 가열된 도체관 사이의 가열 면적을 늘리기 위해서 각각 직경이 크고 얇은 원형 도체관(12) 속에 직경이 작은 얇은 원형 내부 도체관(13)이 들어가 있는 구조이며, 상기 도체관(12)과 내부 도체관(13)들의 안으로 찬 공기(90)를 강제로 통과시켜 공기를 가열하는 것을 특징으로 한다. 이 경우 상기 도체관(12)과 내부 도체관(13)은 도체이다. 상기 도체관들(12,13)이 얇아야 하는 이유는 유도코일(20)에 의해서 발생한 자기장이 양도체(good conductor)의 표면으로 침투한 깊이의 도체의 표면에서만 열이 발생하기 때문이다. 이것을 표피깊이(skin depth)라고 하며 양도체의 표피깊이는 다음의 식에 의해서 결정된다.3 is a structure in which a thin circular
여기서 는 전류의 주파수, 는 도체의 전도율, 는 도체의 투자율, 그리고 는 3.141592 이다. 일반적으로 자성체가 아닌 금속의 투자율은 공기 중의 투자율과 거의 같다. here Is the frequency of current, Is the conductivity of the conductor, Is the permeability of the conductor, and Is 3.141592 In general, the magnetic permeability of non-magnetic metals is about the same as that of air.
유도가열 발열체로 하나의 도체관(11)을 사용하든지 또는 상기 도체관 안에 일정한 축을 중심으로 직경이 다른 여러 개의 도체로 된 내부 도체관들이 겹쳐있는 구조이든지 만일 두 경우 같은 재료의 도체이고 총 두께가 서로 같다면 두 경우 같은 깊이만큼 가열된다. 하지만 후자의 여러 겹의 도체로 이루어진 내부 도체관들이 있 는 경우 공기와 상기 관들 사이의 가열면적이 크게 늘어나기 때문에 여러 겹의 내부 도체관들이 있는 경우가 더 좋은 열변환 효율을 가질 수 있다. 즉 도체관과 내부 도체관을 얇게 만들어 여러 겹의 도체의 관들이 겹쳐있을 경우 열변환 효율이 더 좋을 수 있다. 도3의 경우 도체관(12) 안에 하나의 내부 도체관(13)이 일정한 축을 중심으로 겹쳐있으나 1개 이상의 내부 도체관들이 겹쳐있을 수도 있다. Either using one
또한, 상기 도체관과 유도코일의 사이에 부도체의 외부관이 더 포함될 수 있다.In addition, an outer tube of the insulator may be further included between the conductor tube and the induction coil.
(제3 실시예)(Third Embodiment)
도4에서와 같이 가열되는 도체관(14)은 여러 개의 구멍이 뚫린 사각형태를 가지며 가열된 상기 도체관(14)의 빈 공간으로 공기를 강제로 통과시켜 가열한다.The
(제4 실시예)(Example 4)
도5에서와 같이 유도코일(20) 외부에 공기를 유도하는 외부관(16)이 있고, 유도코일 안에 가열되는 도체관(15)이 있는 구조이며 가열된 이 도체관(15)과 외부관(16)의 사이의 빈 공간으로 공기를 강제로 통과시켜 가열한다. 상기 도체관(15)은 속이 빈 관(pipe)이나 속이 차있는 심 모양을 가질 수 있다.As shown in FIG. 5, there is an
(제5 실시예)(Example 5)
도6과 같이 솔레노이드 형태의 유도가열 발열체의 경우 유도코일에 의해서 발생한 자기장이 자로(magnetic flux path)를 형성하여 자속(magnetic flux)의 누설을 방지하도록 큰 투자율의 자성체 재료의 물질을 도체관(11)의 양쪽 끝단에 연결하고 이 물질이 유도코일(20)의 외부로 둘러서 서로 연결되어 감싸는 구조를 가진다. 이로써 도체관(11)의 발열효율을 높일 수 있다. In the case of the induction heating element of the solenoid type as shown in FIG. 6, the magnetic field generated by the induction coil forms a magnetic flux path to prevent the leakage of magnetic flux. It is connected to both ends of the) and this material has a structure surrounding the outside of the
(제6 실시예)(Example 6)
도7은 본 발명에 의한 유도코일(21)이 평판 형태로 감겨있는 전기 온풍기용의 유도가열 발열체를 보여주는 사시도이다.7 is a perspective view showing an induction heating element for an electric hot air heater in which the
도7은 큰 투자율을 가진 자성체 재료와 큰 열전도율을 가진 금속 혹은 이 둘의 합금이나 코팅으로 이루어진 두 도체판들(71,72)과 상기 두 도체판들의 사이의 일정한 평면에 유도코일(21)이 위치하고 상기 유도코일(21)에 고주파 전력발생부(30)가 연결되는 구조이며 고주파 전력회로(30)에서 발생한 높은 주파수의 전류가 유도코일(21)에 흐르면 두 도체판들(71,72)이 가열되며 상기 두 도체판들 사이로 공기를 강제로 통과시켜 공기를 가열한다.FIG. 7 shows two
(제7 실시예)(Example 7)
도8에서와 같이 가열되는 두 도체판들(71,73)과 상기 두 도체판(71,73)들의 외부에 유도코일(21)이 있고 상기 유도코일(21)에 고주파 전력발생부(30)가 연결되는 구조이며 이 경우 상기 두 도체판들(71,73) 사이로 공기를 강제로 통과시켜 공기를 가열한다. As shown in FIG. 8, two
(제8 실시예)(Example 8)
도9에서와 같이 상기 두 도체판(71,72)들은 제2 실시예에서와 같이 얇은 도체판을 사용할 수 있으며 따라서 상기 도체판(71,72)들의 외부에 각각 한개 이상의 일정한 간격으로 떨어져 있는 외부 도체판(74)을 더 포함하고, 이 외부 도체판(74)들 사이에도 공기를 통과시켜 공기를 데울 수 있다.As shown in Fig. 9, the two
또한 제6 실시예와 제7 실시예의 경우 두 도체판들의 양옆에 공기가 새지 않도록 그 옆단이 서로 연결되어 있고 서로 마주보고 있으며 상기 두 개의 판 사이로만 공기가 통과하는 판을 더 포함할 수 있다. 또한 이 판들은 자기장의 자로를 형성하여 자속의 누설을 방지하는 자속유도용의 자성체 재료의 물질일 수 있다.In addition, in the sixth embodiment and the seventh embodiment, the sides of the two conductive plates may be further connected to each other so that the sides thereof are connected to each other and face each other, and the air passes only between the two plates. These plates may also be a material of magnetic material for magnetic flux induction, which forms a magnetic field path of the magnetic field to prevent leakage of magnetic flux.
또한 모든 실시예에서 가열되는 부분인 도체와 공기의 접촉면적을 증가시킬 수 있는 적당한 구조를 추가할 수 있다. 예를 들어 도2의 경우 회전 형태의 날개를 가진 금속으로 속이 빈 관이나 속이 찬 심을 상기 도체관(11)안에 넣어서 발열체와 공기의 접촉면적을 증가시킬 수 있다. 도10에 이러한 모습이 도시되어 있으며 도10과 같이 회전형태의 회전날개(80)를 제일 안쪽에 있는 관의 안에 더 포함할 수 있다. 또한 모든 실시예에서 도체의 안이나 밖의 표면에 회전형태의 날개를 추가하여 공기와 발열체의 접촉면적을 증가시킬 수 있다.In addition, in all embodiments, a suitable structure may be added to increase the contact area of the conductor and the air, which is the portion to be heated. For example, in the case of FIG. 2, a hollow tube or a hollow core made of metal having a blade having a rotating shape may be inserted into the
모든 실시예에서 유도가열에 의해서 가열되는 상기 도체들은 큰 열전도율을 가진 금속과 큰 투자율의 자성체 혹은 이 둘의 합금이나 코팅으로 이루어진 도체 등을 사용하여 발열체의 열변환 효율을 높일 수 있다. In all embodiments, the conductors heated by induction heating may increase the heat conversion efficiency of the heating element by using a metal having a high thermal conductivity and a magnetic material having a high permeability or a conductor made of an alloy or a coating of the two.
모든 실시예에서 유도가열 발열체 다발(40)은 한개 이상의 유도가열 발열체가 모여서 여러 다발로 이루어진 발열체들로 구성될 수 있다.In all embodiments, the induction
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiment and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유도가열 발열체는 가열방식으로 유도가열을 이용한 것으로서 종래 전기 온풍기의 발열체인 니크롬선 등의 경우와 달리 열전도율이 큰 도체를 발열판으로 사용하므로 열변환 효율이 매우 좋으며, 또한 발열판의 온도를 일정하게 유지하기 위해 전력을 계속 공급할 필요가 없고 유도가열 발열체의 재료로 큰 투자율과 큰 열전도율을 가진 도체를 사용할 경우 기존 전기 온풍기 보다 소비전력을 크게 줄일 수 있다. As described above, the induction heating element according to the present invention uses induction heating as a heating method, and unlike the case of nichrome wire, which is a heating element of the conventional electric warmer, a conductor having a high thermal conductivity is used as the heating plate, and thus the thermal conversion efficiency is very good. In addition, it is not necessary to continuously supply power to keep the temperature of the heating plate constant, and when a conductor having a large permeability and a large thermal conductivity is used as a material of the induction heating element, power consumption can be greatly reduced than that of the existing electric heater.
또한 유도가열 발열체는 전기가 인가되는 즉시 원하는 온도로 도체를 순간 가열할 수 있으며, 유도가열 발열체와 공기의 접촉면적을 쉽게 넓힐 수 있어 열 공급 능력 이 좋아 전기 온풍기의 크기를 줄일 수 있다.In addition, induction heating elements can heat conductors at a desired temperature immediately after electricity is applied, and the contact area between induction heating elements and air can be easily enlarged, so the heat supply capacity is good, thereby reducing the size of the electric heater.
또한 유도가열 발열체는 전기를 사용하기 때문에 기존 전기 온풍기의 장점인 산소를 소비하지 않고 연소가스가 발생하지 않아서 쾌적하고 깨끗한 실내 공기를 유지할 수 있다. 종래 유도코일 발열체는 기존의 니크롬선 등의 경우와 달리 유도 코일이 단락이나 개회로가 될 염려가 적어 고장에 강한 특성을 지닌다.In addition, since the induction heating element uses electricity, it does not consume oxygen, which is an advantage of the existing electric heater, and does not generate combustion gas, thereby maintaining comfortable and clean indoor air. Conventional induction coil heating element has a strong characteristic against failure because there is little fear that the induction coil short circuit or open circuit, unlike the case of the conventional nichrome wire.
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