KR20080104819A - 근적외선 화로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기장과 자기장이 발생되지 않은 근적외선 화로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하단에 축열부재를 내장하고, 중간부에 받침부재를 구비하며 받침부재와 축열부재 사이에 냉각로를 형성한 본체와; 상기 냉각로 중앙부에 설치되어 반사경에 의해 열을 상부로 방열할 수 있도록 된 근적외선 발열체와; 상기 근적외선 발열체 상부에 설치되어 외부로부터의 이물질 유입을 방지하고 안전사고를 방지할 수 있도록 받침부재에 설치된 보호망과; 상기 받침부재 상부에 위치하여 근적외선 발열체의 열을 축적 발산하는 방열부제와; 상기 축열부재의 냉각로 내벽에 단열패킹이 설치되어 기밀을 유지할 수 있도록 설치되며 냉각로 양측 통공으로 온도조절기와 전기 코드가 인출되도록 근적외선 화로가 구성된 것으로서, 본 발명은 적은 전기 에너지로 많은 양의 열에너지를 발생시킬 수 있으며, 전기장과 자기장이 전혀 발생되지 않으므로 인체에 유해한 전자파를 방지하는 효과를 가지며, 특히, 방열부재에서 원적외선이 방사되어 사용자의 피로회복과 스트레스 해소 및 혈액순환을 촉진 시켜 신진대사를 원활히 할 수 있도록 하는 효과를 갖는 근적외선 화로에 관한 것이다.

근적외선, 화로, 반사경, 축열부재, 방열부재

Description

근적외선 화로{FURNACE USING NEAR INFRARED RAYS}

도 1은 본 발명에 따른 화로의 실시 예에 따른 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 화로의 실시 예에 따른 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 화로의 횡단면도.

도 4a,4b는 본 발명의 다른 실시 예의 화로를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예로서 본체 내벽에 반사경이 설치되고 그 일측에 근적외선 발열체가 설치된 예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1:화로 2:본체

3:축열부재 4:받침부재

5:냉각로 6,6':반사경

7:근적외선 발열체 8:방열부재

9:보호망 10:전기코드

11:온도조절기 12:단열패킹

13:통공

본 발명은 전기장과 자기장이 발생되지 않은 근적외선 화로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주물, 청동, 도자기 등으로 이루어진 화로의 바닥에 축열부재를 설치하고 축열부재 중앙에 근적외선 발열체를 설치하여 반사경에 의해 상부에 설치된 토기, 독, 도자기, 돌 중 어느 하나로 이루어진 방열부재를 가열함으로 열이 발산되는 화로로 사용하는 동시에 원적외선이 방사되어 스트레스 해소와 피로를 회복할 수 있도록 한 근적외선 화로에 관한 것이다.

종래의 선 출원된 근적외선을 이용한 난방기기를 살펴보면, 특허 제2005-0106399호 방열기는 나노카본히터와 탄소리본히터를 열원으로 사용하여 근적외선과 열풍에 의해 보다 신속하고 효과적으로 난방이 이루어지면서 소비전력은 줄일 수 있는 방열기에 관한 것으로서, 전면에 그릴과 열풍구 및 흡기구를 구비한 몸체와; 상기 몸체의 내부 중 그릴의 후방에 설치한 나노카본히터와; 상기 나노카본히터의 후방에 설치한 반사판과; 상기 몸체의 내부 중 흡기구의 후방에 설치한 송풍기와; 상기 송풍기를 통해 송풍되는 공기를 가열하면서 그 공기중에 포함된 세균을 살균하고 이물질을 제거하는 기능의 탄소리본 히터와; 탄소리본히터를 통과한 열풍을 송풍구 측으로 안내하는 열풍 가이드덕트를 포함하여 이루어지는 방열기로 구성됨을 알 수 있다. 따라서 특허 제2005-0106399호 방열기는 전력소비는 줄이면서 난방 효율은 높이고, 근적외선 및 음이온의 방출과 실내공기 중에 포함된 유해세균 및 먼지 등의 살균 제거를 통해 실내 환경을 개선하면서 사용자의 건강도 도모할 수 있도록 하고 있다. 이는 근적외선을 이용하여 전력소비를 줄이고 살균은 할 수 있 으나, 열을 축열 시키지 못함으로써 열풍을 중지하면 바로 열발생이 중지되는 단점이 있으며 특히 탄소리본히터와 석영관을 이용한 나노카본 히터를 전기로 가열하여 열을 발생시키는 것으로 기존의 열풍히터의 구조에서 재질만 변경된 것에 특별한 이득을 취하지 못하는 반면 고가의 석영관 등을 사용함으로써 제품의 생산 단가를 높이는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주물, 청동, 도자기 등으로 이루어진 화로의 바닥에 축열부재를 설치하고 축열부재 중앙에 근적외선 발열체를 설치하여 반사경에 의해 상부에 설치된 토기, 독, 도자기, 돌 중 어느 하나로 이루어진 방열부재를 가열함으로 열이 발산되는 화로로 사용하는 동시에 원적외선이 방사되어 스트레스 해소와 피로를 회복할 수 있도록 한 근적외선 화로를 제공함을 목적으로 한 것이다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명은 화로의 상부로 부터 방열부재의 개구부 테두리가 받침부재의 요홈에 끼워져 올려진 상태를 형성하고, 상기 방열부재의 개구부는 받침부재에 설치된 보호망과 대응되며, 보호망 저부에는 사각용기 형태의 반사경 내부의 근적외선 발열체와 일치되도록 구성하여 적은 전기 에너지로 많은 양의 열에너지를 발생시킬 수 있으며, 전기장과 자기장이 전혀 발생되지 않으므로 인체에 유해한 전자파를 방지하는 효과를 가지며, 특히, 방열부재에서 원적외선이 방사되어 사용자의 피로회복과 스트레스 해소 및 혈액순환을 촉진시켜 신진대사를 원활히 할 수 있도록 하는 근적외선 화로를 제공할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

하단에 축열부재(3)를 내장하고 중간부에 받침부재(4)을 구비하며 받침부재(4)과 축열부재(3) 사이에 냉각로(5)를 형성한 본체(2)와;

상기 냉각로(5) 중앙부에 설치되어 반사경(6)에 의해 열을 상부로 방열할 수 있도록 된 근적외선 발열체(7)와;

상기 근적외선 발열체(7) 상부에 설치되어 외부로부터의 이물질 유입을 방지하고 안전사고를 방지할 수 있도록 받침부재(4)에 설치된 보호망(9)과;

상기 받침부재 상부에 위치하여 근적외선 발열체(7)의 열을 축적 발산하는 방열부재(8)와;

상기 축열부재(3)의 냉각로(5) 내벽에 단열패킹(12)이 설치되어 기밀을 유지할 수 있도록 설치되며 냉각로(5) 양측 통공(13)으로 온도조절기(11)와 전기 코드(10)가 인출되도록 근적외선 화로(1)가 구성된다.

상기 축열부재(3)는 모래, 황토, 자갈, 석재를 혼합하여 친 환경적인 특수한 방법으로 응고시킨 것으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 방열부재(8)는 황토, 고령토, 백토, 점토 중 어느 하나로 이루어진 독 또는 도자기로 제조 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예로서 본체는 내주면에 반사경(6')이 설치되고 일측에 근적외선 발열체(7)가 설치되어 근적외선이 방열부재(8) 외면에서 조사되도 록 구성한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 화로 본체(2) 일측으로 인출된 전기코드(10)를 전원콘센트에 접속시킨 후 타측으로 인출된 온도조절기(11)를 이용하여 원하는 온도를 설정한다.

상기와 같이 전원코드(10)를 전원에 접속시키면 축열부재 상면 중앙부에 설치된 근적외선 발열체(7)가 발열된다.

상기 근적외선 발열체(7)에서 열이 발생되면 바닥면과 측면에 위치한 반사경(6)이 빛을 반사시켜 상부의 방열부재(8)를 가열시키게 된다.

본 발명의 근적외선은 햇빛에 근접한 열원으로 난방시스템을 구현함으로써 인체에 유익하고 친환경 열원을 공급할 수 있도록 한 것이다.

본 발명에서 이용하고자 하는 근적외선을 살펴보면, 적외선은 가시광선보다 파장이 가장 짧은 0.75 ~ 3㎛인 것을 근적외선이라 한다.

즉, 햇빛이나 발열체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시켰을 때 적색 스펙트럼의 끝보다 바깥쪽에 있는 것이 적외선이며, 이 가운데 파장이 가장 짧은 것이 근적외선이다. 적외선은 일반적으로 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 지니고 있어 공업용이나 의료용으로 많이 이용된다.

근적외선은 전자스펙트럼을 포함하여 열작용 외에 사진작용, 광전작용(光電作用), 형광작용(螢光作用)을 나타내므로 검출기에는 사진건판, 광전지, 광전관, 열전대(熱電對), 인광체(燐光體)등으로 사용된다. 사진건판과 광전관은 1.2㎛의 파장만이 검출 가능하므로 근적외선이 사용되고 있으며, 소독이나 멸균, 관절과 근육 치료에 쓰이며, 텅스텐필라멘트 전구는 3.5㎛까지의 근적외선이 사용된다.

또한, 근적외선을 포함하는 적외선은 어떤 물질에 흡수된 적외선 에너지로 그 물질 내에서 열로 변한다.

다시 말하면 적외선에너지를 흡수하지 않으면 발열하지 않으며 반대로 흡수율이 큰 물체는 발열량도 크다. 따라서, 각종 물질은 고유의 원자와 분자로 구성되어 있으며, 또한 고유의 진동수를 가지고 있다. 이러한 분자는 적외선이 입사할 경우 진동수에 의해 공명이 일어나는 동시에 분자의 진동은 더욱 격렬하게 일어나 진폭이 커지게 되며 이러한 운동은 발열로 변하며 커진 상태의 진폭은 원래의 상태로 돌아갈 때 열로 방출하게 되고 이러한 열을 복사에너지라 한다.

이러한 복사에너지는 표면온도 2500℃일때 근적외선 복사에너지의 밀도가 가장 큰 것을 알려져 있다.

근적외선 복사에너지를 받은 실제 물체의 복사는 그 이상적인 물체가 흑체이며 이 흑체는 흡수한 에너지를 전량 복사하는 성질을 가지고 있다.

흑체는 입사하는 모든 복사선을 완전히 흡수하는 물체를 말하며 완전흑체라고도 한다. 흑체가 내는 복사를 흑체복사라 하며, 흑체복사의 성질과 흑체의 온도 사이에 간단한 관계가 성립되므로 이론적으로 깊이 연구되고 있다.

예를 들면 태양도 흑체에서 <스테판 볼츠만(Stefen-Boltzen)>의 법칙에 의하면 복사 발산도는 그 표면 온도만으로 결정되며 절대온도의 4제곱에 비례 한다 이다. 따라서 복사에너지를 많이 방출하기 위한 방법으로는 복사체의 온도가 높을수록 좋다는 결론으로 근적외선이 발생온도가 적외선 중 가장 높으므로 그 전달되는 에너지 량이 가장 크다고 할 수 있다. 태양도 그로부터 오는 에너지를 측정함으로써 태양의 온도를 추정할 수 있다. 또한, 일정한 온도로 유지된 벽에 작은 구멍을 뚫어 놓으면 외부에서 오는 열복사를 완전히 흡수하기 때문에 흑체라고 볼 수 있다. 는 1800년대 독일 물리학자 빌헬름 빈이 상자 이론에 의한 흑체 복사이론의 설명은

고전 역학에서 양자역학으로 가는 너무나 유명한 일화이다. 절연체로 이와 같은 공동(空洞)을 만들어 복사고온계(輻射高溫計)의 눈금의 표준으로 쓰거나 복사의 법칙을 증명하기 위해 이용되기도 한다. 이와 같은 공동을 이용한 복사스펙트럼의 연구로부터 M.플랑크가 에너지양자(量子)에 대한 생각을 제출하였는데, 이것은 물리학에 큰 변혁을 가져오게 한 양자론(量子論)을 출현시키는 데 선구적 역할을 하였다.

또한 키르호프(Kirchihoff)의 법칙에 의하면 어떤 고체 표면의 복사율과 흡수율은 동일하다. 따라서 흑체의 경우 이들값은 1이며, 각종물체의 이들 값은 1보다 작고 이는 그 물체의 특성으로 표현된다. 이러한 물체들로서는 재래식 온돌의 구들석, 사우나에서 사용하는 각종 돌 등이 흡수율과 복사율이 1에 근접하며 고래로부터 경험에 의해 사용되어 지고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명 역시 근적외선 발열체(7)에서 발생되는 빛이 일부는 저면의 축열부재(3)에 축적되고 일부는 직접 조사 또는 반사경(6)에 의해 굴절 조사된다.

상기와 같이 조사되는 근원외선 발열체(7)가 설치된 냉각로(5)는 축열부재(3) 상면 중앙부에 ∪와 같은 홈부가 형성되어 통로를 형성한다.

상기 냉각로(5) 내주면에는 단열패킹(12)이 설치되어 근적외선 열이 축열부재(3) 또는 방열부재(8)에 축적되도록 한다.

상기 단열패킹(12)은 열을 차단하는 단열패킹은 열을 차단하는 효과보다는 기밀을 유지하기 위한 것이며, 단열패킹(12)의 재질은 열에 강한 것을 사용한 것으로 눌어붙거나 녹지 않는 재질을 사용하였다.

상기 냉각로(5) 양측과 대응되는 본체(2)에는 다수의 통공(13)이 형성되어 냉각로 내부에 충만된 더운 공기가 배출되도록 한 것이다.

상기 축열부재(3)는 열을 축적하여 전원을 오프(off) 하더라도 일정시간 열을 발산할 수 있게 된다.

상기 축열부재(3)는 여러 개의 블록 조각으로 이루어져 화로(1) 본체 바닥에 간단 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 받침부재(4) 상면에는 요홈(4')이 형성되어 방열부재(8)의 테두리가 고정 되도록 하고 방열부재는 근적외선 발열체(7)에서 조사되는 파장을 흡수하여 열을 발생하도록 된 것으로 황토, 고령토, 백도 등으로 제조된 자기 또는 독(항아리)을 형성된다.

따라서, 상기 방열부재는 근적외선 발열체에서 조사되는 파장이 1차 방열부재에 흡수된 후 고유의 진동수에 의해 공명이 일어나는 동시에 분자의 진동은 더욱 격렬하게 일어나 진폭이 커지게 되며 이러한 운동은 발열로 변하며 커진 상태의 진폭은 원래의 상태로 돌아갈 때 열로 방출하게 되고 이때 열이 발생되며, 이러한 열을 복사열이라 한다.

또한, 상기 발열체 상부의 받침부재(4)에는 보호망(9)이 설치되어 받침부재에서 방열부재를 이탈시 외부에서 근적외선 발열체(7) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하고 안전사고를 방지할 수 있도록 한다.

이하 본 발명의 첨부도면을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 화로의 실제 예에 따른 사시도로서, 화로에 독(항아리)을 엎어 놓은 형상으로서 화로의 양측 몸체에는 온도조절기(11)과 전원코드(10)가 구비되어 있다.

상기 화로(1)는 청동, 주물, 도자기 등의 재질로 이루어진 것이다.

본 발명의 화로(1)는 장식용장치물 겸용 난방을 할 수 있도록 한 것으로서, 옛 선조들이 사용하던 화로를 재현하면서 전기에너지를 절약하며, 자기장과 전기장이 발생되지 않도록 한 것이다.

즉, 화로(1)에는 독이 엎어진 형상으로 방열부재(8)가 설치되어 내부의 근적외선의 빛이 독에 차단되어 외부로 방출되지 않음으로 전기장과 자기장으로부터 보호를 받을 수 있도록 한다.

상기 방열부재는 황토 또는 도자기 만드는 재질로 형성함으로써. 열을 발산시 방열부재(8)에서 원적외선이 방사되어 피로회복과 스트레드를 회복할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 화로의 실시 예에 따른 단면도로서, 화로의 상부로 부터 방열부재(8)의 개구부 테두리가 받침부재(4)의 요홈(4')에 끼워져 올려진 상태를 이룬다. 상기 방열부재(8)의 개구부(8')는 받침부재(4)에 설치된 보호망(9)과 대응되며, 보호망(9) 저부에는 사각용기 형태의 반사경(6) 내부의 근적외선 발열체(7)와 일치되도록 구성된다.

따라서 근적외선에서 발열된 빛과 피장은 반사경에 의해 반사되어 보호망(9)을 통과하여 방열부재(8)에 흡수되어 열을 방사하게 된다.

또한, 반사경(6)과 근적외선 발열체(7)는 축열부재(3) 상부의 냉각로(5) 중앙부에 위치되어 발생되는 열을 대부분 상부로 보내 일부의 잔류 열은 하부의 축열부재에 축열된다.

축열부재(3)는 석재, 자갈, 모래, 황토 등으로 형성할 수 있으나 가능하면 석재로 하며 친 환경적으로 응고 시키는 것이 바람직하다.

석재 등은 근적외선을 흡수하면 흡수된 파장은 다시 복사열로 환원되어 방출함으로서 화로의 전원을 끄더라도 일정시간 난방을 유지할 수 있도록 한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 화로의 횡단면도로서, 화로의 바닥부에 설치되는 축열부재(3)를 나타낸 것으로 화로의 저면 바닥의 외주면이 오목하게 형성되어 석재 등으로 이루어진 축열부재(3)를 끼울수 없게 됨으로 축열부재를 다수의 블럭 조각형태로 형성하여 내부에 조립할 수 있도록 한 것이다.

도 4a, 4b는 본 발명의 다른 실시 예의 화로를 나타낸 사시도로서, 본 발명의 화로를 여러 가지 형태로 나타낸 것으로 도 4a는 독 형태의 방열부재(8)의 크기를 중간 형태로 한 것으로 방열부재의 높이가 화로의 테두리 선과 수평이 되도록 형성된 것을 나타낸 것이다.

도 4b는 화로에 설치되는 방열부재의 크기를 작게 형성한 것으로서 방열부재 의 높이가 화로의 테두리 수평선 보다 작게 형성한 것을 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예로서 본체 내벽에 반사경이 설치되고 그 일측에 근적외선 발열체가 설치된 예시도로서, 도5는 근적외선 발열체(7)를 내부 바닥 중앙부에 설치하지 않고 방열부재(8) 외부에서 근적외선이 조사될 수 있도록 근적외선 발열체(7)를 본체 내주면 일측에 설치한다.

상기 본체 내주면에 근적외선 발열체(7)를 설치시 외부에 노출되는 것을 가리기 위해 근적외선 발열체사 설치된 본체 상면부가 가려지도록 하였다.

또한, 도 5의 경우 내부에 설치되는 방열부재(8)가 전체적으로 복사열이 발생되도록 본체 내주면에 반사경(6')을 설치하여 근적외선이 설치되지 않은 반대 방향에도 근적외선이 방열부재(8) 측으로 반사되록 하였다.

따라서, 본체 내에 설치된 방열부재는 근적외선 발열체의 빛이 전체적으로 조사되도록 하여 열을 방사토롤 함으로 화로의 목적을 달성하도록 하였다.

이상과 같이 이루어지는 본 발명은 여러 가지 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 특징은 근적외선을 사용하며 이의 근적외선이 축열될 수 있도록 하여 난방을 한 것이다.

또한, 본 발명은 화로에 설치되는 방열부재를 제조시 반투명으로 제작하여 근적외선 발열체에서 조사되는 빛이 비춰질 수 있도록 함으로 시각적인 효과를 발생시킬 수 있다.

본 발명은 발열부재를 투명 인조석재를 독과 같은 형상으로 제작하여 내부의 불빛이 조명과 같이 비춰지도록 하여 스텐드 겸용 화로로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 화로에 설치되는 방열부재는 독형태로 한정하는 것만은 아내며 원형, 사각형, 삼각형, 다각형, 호리병, 타원 등과 같이 여러 형태로 제작될 수 있다.

이와 같이 된 본 발명은 근적외선 발열체를 반사경으로 반사하고, 방열부재와 축열부재를 사용하여 열을 발산 및 축열함으로서, 적은 전기 에너지로 많은 양의 열에너지를 발생시킬 수 있으며, 전기장과 자기장이 전혀 발생되지 않으므로 인체에 유해한 전자파를 방지하는 효과를 가지며, 특히, 방열부재에서 원적외선이 방사되어 사용자의 피로회복과 스트레스 해소 및 혈액순환을 촉진시켜 신진대사를 원활히 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 하단에 축열부재(3)를 내장하고 중간부에 받침부재(4)을 구비하며 받침부재(4)과 축열부재(3) 사이에 냉각로(5)를 형성한 본체(2)와;

   상기 냉각로(5) 중앙부에 설치되어 반사경(6)에 의해 열을 상부로 방열할 수 있도록 된 근적외선 발열체(7)와;

   상기 근적외선 발열체(7) 상부에 설치되어 외부로부터의 이물질 유입을 방지하고 안전사고를 방지할 수 있도록 받침부재(4)에 설치된 보호망(9)과;

   상기 받침부재 상부에 위치하여 근적외선 발열체(7)의 열을 축적 발산하는 방열부재(8)와;

   상기 축열부재(3)의 냉각로(5) 내벽에 단열패킹(12)이 설치되어 기밀을 유지할 수 있도록 설치되며 냉각로(5) 양측 통공(13)으로 온도조절기(11)와 전기 코드(10)가 인출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 근적외선 화로.
2. 제1항에 있어서,

   축열부재(3)는 모래, 황토, 자갈, 석재 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 근적외선 화로.
3. 제1항에 있어서,

   방열부재(8)는 황토, 고령토, 백토, 점토, 돌중 어느 하나로 이루어진 독 또는 도자기로 구성한 것을 특징으로 하는 근적외선 화로.
4. 제1항에 있어서

   본체는 내주면에 반사경(6')이 설치되고 일측에 근적외선 발열체(7)가 설치되어 근적외선이 방열부재(8) 외면에서 조사되도록 구성한 것을 특징으로 하는 근적외선 화로.

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