KR20100004995A - 과열 수증기 난방기 - Google Patents

과열 수증기 난방기 Download PDF

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KR20100004995A
KR20100004995A KR1020097018332A KR20097018332A KR20100004995A KR 20100004995 A KR20100004995 A KR 20100004995A KR 1020097018332 A KR1020097018332 A KR 1020097018332A KR 20097018332 A KR20097018332 A KR 20097018332A KR 20100004995 A KR20100004995 A KR 20100004995A
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카즈오 나가야마
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카즈오 나가야마
이다 토시시게
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Abstract

이산화탄소가 발생하는 일이 없어서 환경에 친하고 또한 난방 효율이 우수하여 에너지 절약을 실현할 수 있는 과열 수증기 난방기를 제공한다.
본 발명의 과열 수증기 난방기(10)는 물(W)을 공급하는 물 공급부(11)와, 이 물 공급부(11)로부터 공급되는 물(W)을 이용하여 과열 수증기(S)를 발생시키는 과열 수증기 발생부(12)와, 이 과열 수증기 발생부(12)에 있어서 발생하는 과열 수증기(S)를 송출하는 송풍기(13)와, 이들 기기(11, 12, 13)를 수납하는 캐비넷 바디(14)를 구비하고, 송풍기(13)에 의해 캐비넷 바디(14) 내로부터 외부로 송풍되는 과열 수증기(S)에 의해 난방된다.
과열 수증기 난방기, 물 공급부, 수증기 발생부, 송풍기

Description

과열 수증기 난방기{SUPERHEATED STEAM HEATER}
본 발명은 과열 수증기 난방기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 환경에 친하고 에너지 절약을 실현할 수 있는 과열 수증기 난방기에 관한 것이다.
종래의 난방기로서는, 예를 들면 온풍 팬 히터나 석유 팬 히터가 범용되고 있다.
온풍 팬 히터는 공기를 가열하는 히터와, 히터에서 가열된 공기를 송풍하는 팬과, 이들을 수납하는 캐비넷 바디(cabinet body)를 구비하고, 히터에 의해 캐비넷 바디 내의 공기를 가열한 후, 팬에 의해 캐비넷 바디 내로부터 외부로 가열 공기를 송풍함으로써 실내를 난방하도록 되어 있다.
또한, 석유 팬 히터는 석유를 저장하는 탱크와, 탱크로부터 공급되는 석유를 연소시키는 버너와, 버너에 의해 가열된 공기를 송풍하는 팬과, 이들이 수납되는 캐비넷 바디를 구비하고, 팬에 의해 버너로 가열된 공기를 캐비넷 바디 내로부터 외부로 송풍함으로써 실내를 난방하도록 되어 있다.
그러나, 종래의 온풍 팬 히터의 경우에는 히터에 의해 공기를 가열하고, 공기를 더욱 건조시킨 상태에서 실내로 송풍하기 때문에 실내의 공기가 건조한데다가 온풍의 열용량이 작고 난방 효율이 나쁘다. 또한, 석유 팬 히터의 경우에는 석유를 연소해서 이산화탄소가 발생하기 때문에 실내의 환기가 필요하고, 또한 이산화탄소에 의해 환경에 부하가 걸리고, 지구 온난화의 관점에서 극력 환경 부하가 적은 난방기가 요망된다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 이산화탄소가 발생할 일이 없어 환경에 친하고 또한 난방 효율이 우수하여 에너지 절약을 실현할 수 있는 과열 수증기 난방기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 청구항 1에 기재된 과열 수증기 난방기는 물을 공급하는 물 공급부와, 이 물 공급부로부터 공급되는 물을 이용하여 과열 수증기를 발생시키는 과열 수증기 발생부와, 이 과열 수증기 발생부에 있어서 발생하는 과열 수증기를 송출하는 송풍기를 구비하고, 상기 송풍기에 의해 송풍되는 상기 과열 수증기에 의해 난방하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 기재된 과열 수증기 난방기는 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 과열 수증기 발생부는 상기 물 공급부로부터 상기 물을 수급하는 환상 용기와 이 환상 용기의 내측에 배치된 히터를 갖고, 상기 환상 용기의 환상의 상면에는 상기 과열 수증기가 토출되는 복수개의 구멍이 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 청구항 3에 기재된 과열 수증기 난방기는 청구항 2에 기재된 발명에 있어서, 상기 히터는 상기 환상 용기의 내주면 전면에 걸쳐서 나선형으로 형성되어 있고, 또한 상기 히터의 상단이 상기 환상 용기의 상단으로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.
<발명의 효과>
본 발명에 의하면 이산화탄소가 발생할 일이 없어서 환경에 친하고 또한 난방 효율이 우수하여 에너지 절약을 실현할 수 있는 과열 수증기 난방기를 제공할 수 있다.
도 1(a)∼(c)는 각각 본 발명의 과열 수증기 난방기의 일실시형태를 나타내는 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 정면도, (c)는 그 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 과열 수증기 난방기의 내부를 나타내는 측면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 과열 수증기 난방기의 정면에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 과열 수증기 난방기의 과열 수증기 발생부의 상면으로부터 본 평면도의 우측 절반을 수평 방향으로 파단해서 나타내는 부분 단면도이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 - 과열 수증기 난방기 11 - 물 공급부
12 - 과열 수증기 발생부 13 - 송풍기
14 - 캐비넷 바디 121 - 환상 용기
121E - 구멍 122 - 히터
이하, 도 1∼도 4에 나타내는 실시형태에 의거하여 본 발명을 설명한다.
본 실시형태의 과열 수증기 난방기(10)는, 예를 들면 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 물(W)을 공급하는 물 공급부(11)와, 이 물 공급부(11)로부터 공급되는 물(W)을 이용하여 과열 수증기(S)를 발생시키는 과열 수증기 발생부(12)와, 이 과열 수증기 발생부(12)에 있어서 발생하는 과열 수증기(S)를 송출하는 송풍기(13)와, 이들 기기를 수납하는 캐비넷 바디(14)를 구비하고, 캐비넷 바디(14)의 송풍구(14A)와 과열 수증기 발생부(12)가 덕트(15)를 통해서 연통하고, 과열 수증기 발생부(12)에 있어서 발생하는 과열 수증기(S)를 송풍기(13)에 의해 송풍구(14A)로부터 외부, 즉 실내로 송풍하도록 구성되어 있다.
캐비넷 바디(14)는 도 1의 (a)∼(c)에 나타내는 바와 같이, 세로로 긴 대략 직육면체를 나타내고 그 정면에 송풍구(14A)가 형성되고 좌우 양측면에 손잡이(14B)가 형성되어 있다. 또한, 캐비넷 바디(14)의 상면에는 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 후술하는 물탱크가 출입하는 개구부가 형성되고, 이 개구부는 힌지 부착한 한쪽 열림의 덮개(14C)에 의해 개폐할 수 있도록 되어 있다. 또한, 캐비넷 바디(14)의 상면에는 전원 스위치(14D), 온도 설정 스위치(14E) 등의 난방기에 필요한 조작 스위치나 온도 표시부 등이 장착되어 있다.
그리고, 물 공급부(11)는 과열 수증기 발생부(12)로 물(W)을 공급하는 기능이 있으면 좋고 특정한 구조로 제한되는 것은 아니다. 본 실시형태에 있어서의 물 공급부(11)는, 예를 들면 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 카트리지식의 물탱크(111)와, 물탱크(111)를 유지하는 홀더(112)와, 홀더(112)에 의해 유지된 물탱크(111)의 하측에 배치된 고정 물탱크(113)를 갖고, 고정 물탱크(113)로부터 과열 수증기 발생부(11)로 물(W)을 직접 공급하도록 구성되어 있다. 물탱크(111)의 물 공급구에는 밸브(도시 생략)를 내장하는 입구 마개(111A)가 나사 결합되어 있다. 또한, 고정 물탱크(113)에는 물탱크(111)의 입구 마개(111A)가 감합되는 감합부(113A)가 형성되고, 물탱크(111)가 홀더(112)에 장착되면, 물탱크(111)의 입구 마개(111A)가 고정 물탱크(113)의 감합부(113A)에 감합됨과 아울러 감합부(113A)에 장착된 핀(도시 생략)에 의해 입구 마개(111A)의 밸브가 개방되고, 물탱크(111)로부터 고정 물탱크(113)로 물(W)이 공급된다. 입구 마개(111A)의 밸브가 고정 물탱크(113)의 물에 의해 폐쇄되면 물탱크(111) 측으로 공기가 들어가지 않기 때문에 물탱크(111)로부터 고정 물탱크(113)로의 물의 공급이 정지된다. 물탱크(111)의 입구 마개(111A) 및 고정 물탱크(112)의 감합부(113A)는 종래 공지된 것이다.
또한, 본 실시형태에서는 물탱크(111)로부터 고정 물탱크(113)로 물(W)을 공급하도록 하고 있지만, 예를 들면 수돗물을 고정 물탱크(113)로 직접 공급하도록 해도 좋다.
과열 수증기 발생부(12)는 물 공급부(11)로부터 물(W)을 수급해서 과열 수증기(S)를 발생하는 기능이 있으면 좋고 특정한 구조로 제한되는 것은 아니다. 본 실시형태에 있어서의 과열 수증기 발생부(12)는 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 고정 물탱크(113)로부터 물(W)을 수급되는 환상 용기(121)와 이 환상 용기(121)의 내측에 배치된 히터(122)를 갖고, 환상 용기(121) 내의 물(W)을 내측의 히터(122)에 의해 가열해서 과열 수증기(S)를 발생시키도록 구성되어 있다. 환상 용기(121)는 도 4에 나타내는 바와 같이 외통(121A)과, 외통(121A)보다 작은 직경으로 형성 된 내통(121B)과, 외통(121A)의 하단과 내통(121B)의 하단을 연결하는 환상의 하면(도시 생략)과, 외통(121A)의 상단과 내통(121B)의 상단을 연결하는 환상의 상면(121C)을 갖고, 외통(121A)과 내통(121B) 사이의 공간(121D)(도 4 참조)에 있어서 고정 물탱크(113)로부터 수급되는 물(W)로부터 과열 수증기를 발생시키도록 형성되어 있다. 이 환상 용기(121)의 환상의 상면(121C)에는 도 4에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향으로 등간격을 두고 복수개의 구멍(121E)이 형성되고, 외통(121A)과 내통(121B) 사이의 공간(121D)에서 발생하는 과열 수증기(S)가 도 2에 나타내는 바와 같이, 상면(121C)의 복수개의 구멍(121E)으로부터 토출되도록 되어 있다.
그리고, 환상 용기(121)와 고정 물탱크(113)는 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상하에 배치된 제 1, 제 2 배관(15, 16)을 통해서 서로 접속되어 있다. 제 1 배관(15)의 일단은 고정 물탱크(113)의 하면에 접속되고, 그 타단은 환상 용기(121)의 외통(121A)의 하부에 접속되어 있다. 제 2 배관(16)의 일단은 고정 물탱크(113)의 측면에 접속되고, 그 타단은 외통(121A)의 상부 근방에 접속되어 있다. 제 1, 제 2 배관(15, 16)을 상하에 배치함으로써 물탱크(111) 내의 물(W)을 다 써 버리고, 고정 물탱크(113) 내의 물이 적어져서 제 2 배관(16)의 레벨보다 수위가 낮아져도 환상 용기(121)의 공간(121D)과 고정 물탱크(113)의 공간이 제 2 배관(16)을 통해서 연통하고 있기 때문에 환상 용기(121) 내의 과열 수증기(S)가 제 2 배관(16)으로부터 고정 물탱크(113) 내로 유입되고, 환상 용기(121) 내와 고정 물탱크(113) 내가 등압이 되어 환상 용기(121) 내의 수위를 일정하게 유지하도록 되어 있다. 난방에 의해 고정 물탱크(113)의 물이 없어지면 히터(122)의 전원이 자 동적으로 차단되도록 되어 있다.
히터(122)는 환상 용기(121) 내의 물(W)로부터 과열 수증기(S)를 발생시키도록 환상 용기(121)를 가열하는 기능이 있으면 좋고 특별히 제한되는 것은 아니다. 본 실시형태에 있어서의 히터(122)는 도 2∼도 4에 나타내는 바와 같이, 환상 용기(121)의 내통(121B)의 하단으로부터 상방을 향해서 나선형으로 감아 올려서 내통(121B)의 전면을 피복하도록 형성되어 있고, 그 상단이 환상 용기(121)의 상단으로부터 돌출되어 있다. 이와 같이, 히터(122)로 환상 용기(121) 전체를 그 내측으로부터 가열함으로써 환상 용기(121) 내에서 과열 수증기(S)를 확실하게 발생시킬 수 있다. 또한, 환상 용기(121)의 복수개의 구멍(121E)으로부터 토출되는 과열 수증기(S)를 환상 용기(121)의 상단으로부터 돌출되는 히터(122)의 돌출부(122A)에 의해 가열됨으로써 과열 수증기(S)를 더욱 승온시켜, 예를 들면 과열 수증기(S)를 200℃ 전후로 승온함으로써 과열 수증기(S)의 열용량을 높여 난방 효율을 높이도록 되어 있다. 본 실시형태에서는 히터(122)로서, 예를 들면 시즈 히터를 사용하고 있다. 히터(122)는 캐비넷 바디(14)의 상면에 설치된 온도 설정 스위치(14F)에 의해 적절한 온도로 설정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 히터(122)로서 시즈 히터를 사용하고 있지만 시즈 히터에 제한되지 않는 것은 말할 것도 없다.
또한, 송풍기(13)는 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 터보팬에 의해 형성되어 과열 수증기 발생부(12)의 하방에 배치되어 있다. 이 송풍기(13)의 회전축(12A)은 고정 물탱크(113)의 하방에 배치된 전기 모터(17)의 회전축의 일단 에 연결되고, 전기 모터(17)에 의해 회전되어 환상 용기(121)의 내측의 히터(122)가 배치된 공간으로 공기를 송풍하도록 되어 있다. 또한, 전기 모터(17)의 회전축의 타단에는 고정 물탱크(113)의 하방에 배치된 팬(예를 들면, 프로펠러팬)(18)에 연결되고, 캐비넷 바디(14)의 뒷면의 하부에 형성된 공기 도입구(도시 생략)로부터 외부의 공기를 흡인함과 아울러 전기 모터(17)를 냉각하도록 되어 있다.
송풍기(13)에 의해 환상 용기(122)의 내측에 송풍된 공기는 거기에서 히터(122)에 의해 가열된다. 이 가열 공기는 환상 용기(122)의 상면(121D)의 복수개의 구멍(121E)으로부터 토출되는 과열 수증기(S)와 혼합된다. 혼합된 과열 수증기(S)와 가열 공기는 환상 용기(121)의 덕트(15)를 통해서 캐비넷 바디(14)의 송풍구(14A)로 유도되어 송풍구(14A)로부터 외부로 배출되어 난방에 제공된다.
과열 증기 발생부(12)에 있어서 발생되는 과열 수증기(S)는 열용량이 크고 건조되어 있고, 또한 열전달성이 우수하기 때문에 실내로 배출되어도 가열 공기와 함께 실내 전체로 확산되어 실내를 효율 좋게 난방할 수 있음과 아울러 실내를 가습하지만 벽면 등에 결로될 일이 없다. 따라서, 과열 수증기 난방기(10) 이외에 가습기를 설치할 필요도 없고, 실내의 건조를 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 과열 수증기(S)는 원적외선을 방사하기 때문에 몸에 우수한 난방을 행할 수 있다.
이어서, 동작에 대해서 설명한다. 과열 수증기 난방기(10)를 원하는 장소에 배치한다. 그리고, 물 공급부(11)의 카트리지식의 물탱크(111)에 물(W)을 채우고, 캐비넷 바디(14)의 덮개(14D)를 열어서 물탱크(111)를 캐비넷 바디(14) 내의 홀더(112)에 장착해서 덮개(14C)를 닫는다. 물탱크(111) 내의 물(W)은 입구 마 개(111A)로부터 고정 물탱크(113) 내로 유입되고, 고정 물탱크(113) 내에 물(W)이 채워짐과 아울러 고정 물탱크(113)로부터 과열 수증기 발생부(12)의 환상 용기(121) 내로 물(W)이 유입되고, 물탱크(111)로부터 고정 물탱크(113)로의 물의 공급이 정지된다.
이어서, 전원 스위치(14D)를 조작해서 전원을 투입하면 전기 모터(17)가 구동됨과 아울러 히터(122)가 작동된다. 전동 모터(17)의 구동에 의해 송풍기(17)가 회전해서 캐비넷 바디(14) 내의 공기를 히터(122)에 송풍한다. 동시에 프로펠러 팬(18)에 의해 외부로부터 캐비넷 바디(14) 내로 공기를 흡인해서 전기 모터(17)를 냉각함과 아울러 송풍기(13)측으로 공기를 보충한다.
과열 수증기 발생부(12)의 히터(122)가 작동하면 환상 용기(121) 내의 물(W)이 가열되어 수증기가 발생한다. 이 수증기는 환상 용기(121) 내에서 히터(122)에 의해 더욱 가열되어 과열 수증기(S)가 되어 환상 용기(121)의 복수개의 구멍(121E)으로부터 상방으로 토출된다. 이 때, 송풍기(13)에 의해 송풍되는 공기를 히터(122)에 의해 가열하고, 가열 공기와 과열 수증기(S)가 덕트(15)를 통과하는 동안에 혼합되어 캐비넷 바디(14)의 송풍구(14A)로부터 실내로 공급된다.
난방 시에 물탱크(111)의 물(W)이 다 사용되고 고정 물탱크(113) 내의 수위가 제 2 배관(16)보다 저하되어도, 환상 용기(121)와 고정 물탱크(113)는 제 2 배관(16)을 통해서 연통하기 때문에 환상 용기(121) 내와 고정 물탱크(113) 내가 등압이 되어 환상 용기(121) 내의 수위를 일정하게 유지한다. 고정 물탱크(113) 내의 물(W)이 없어지면 전원이 자동적으로 차단되어 히터(122)에 의해 환상 용기(121)가 비워져 가열됨을 방지한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면 과열 수증기 난방기(10)는 물(W)을 공급하는 물 공급부(11)와, 이 물 공급부(11)로부터 공급되는 물(W)을 이용하여 과열 수증기(S)를 발생시키는 과열 수증기 발생부(12)와, 이 과열 수증기 발생부(12)에 있어서 발생하는 과열 수증기(S)를 송출하는 송풍기(13)와, 이들 기기(11, 12, 13)를 수납하는 캐비넷 바디(14)를 구비하고, 송풍기(13)에 의해 과열 수증기 발생부(12)에 있어서 발생하는 과열 수증기(S)를 송풍구(14A)로부터 외부로 송풍해서 난방하도록 구성되어 있기 때문에, 석유 등의 연소에 의한 이산화탄소의 발생이 없어 환경에 친한 난방을 행할 수 있음과 아울러 과열 수증기(S)에 의해 실내를 건조시킴이 없이 효율 좋게 단시간에 실내를 난방할 수 있다. 또한, 과열 수증기(S)는 원적외선을 방사하기 때문에 몸에 우수한 난방을 행할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 의하면, 난방 효율이 좋고, 석유 등의 연료를 사용하지 않기 때문에 환경 부하가 없고, 에너지 절약을 촉진할 수 있어 전기세를 절약할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면 과열 수증기 발생부(12)는 물 공급부(11)로부터 물(W)을 수급하는 환상 용기(121)와 이 환상 용기(121)의 내측에 배치된 히터(122)를 갖고, 환상 용기(121)의 환상의 상면(121C)에는 과열 수증기(S)가 토출되는 복수개의 구멍(121E)이 원주 방향으로 등간격을 두고 형성되어 있기 때문에 환상 용기(121) 내에서 과열 수증기(S)를 확실하게 발생시켜 과열 수증기(S)를 복수개의 구멍(121E)으로부터 토출시킴과 아울러 송풍기(13)를 통해서 과열 수증기(S)와 가열 공기로 혼합해서 송풍할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 히터(122)는 환상 용기(121)의 내주면 전면에 걸쳐 나선형으로 형성되어 있고, 또한 히터(122)의 상단이 환상 용기(121)의 상단으로부터 돌출되어 있기 때문에, 히터(122)의 돌출부(122A)에 의해 환상 용기(121)의 복수개의 구멍(121E)으로부터 토출되는 과열 수증기(S)를 더욱 가열해서 열용량이 큰 과열 수증기(S)를 얻을 수 있어 난방 효율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 하등 제한되는 것은 아니고, 필요에 따라 각 구성 요소를 적절하게 설계 변경할 수 있다.
본 발명은 가정용 난방기는 물론, 온실 재배용 비닐 하우스 등의 산업용 난방기로서 적절하게 이용할 수 있다.

Claims (3)

  1. 물을 공급하는 물 공급부와, 이 물 공급부로부터 공급되는 물을 이용하여 과열 수증기를 발생시키는 과열 수증기 발생부와, 및 이 과열 수증기 발생부에 있어서 발생하는 과열 수증기를 송출하는 송풍기를 구비하고: 상기 송풍기에 의해 송풍되는 상기 과열 수증기에 의해 난방하는 것을 특징으로 하는 과열 수증기 난방기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 과열 수증기 발생부는 상기 물 공급부로부터 상기 물을 수급하는 환상 용기와 이 환상 용기의 내측에 배치된 히터를 갖고, 상기 환상 용기의 환상의 상면에는 상기 과열 수증기가 토출되는 복수개의 구멍이 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 과열 수증기 난방기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 환상 용기의 내주면 전면에 걸쳐 나선형으로 형성되어 있고, 또한 상기 히터의 상단이 상기 환상 용기의 상단으로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 과열 수증기 난방기.
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