KR20120092875A - 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기 가열기. - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕션 히터와 전열매체를 이용한 공기 가열기에 관한 것이다.

상세하게는, 전자기장 유도 열감응 발열를 이용한 공기 가열장치는 단자성체와 단열제로 이루어진 함체 내부에 전자기장 유도 열감응 발열장치가 설치된 공기가열장치와 송풍장치 그리고 변류기를 포함하는 자동제어 시스템 전자장치로 구성되어 있는 전자기장 유도 발열 공기가열 히터이다.

인덕션 히터. 전열매체. 송풍기. 흡열관. 열공기

Description

인덕션히터와 열매체를 이용한 공기 가열기.{Air heater using induction heater and heating mediums}

본 발명은 전자기장 유도가열 히터로 열매체를 가열하고 열매체의 열로 공기를 가열하는 열공기 히터에 관한 것이다.

공기를 가열하는 방법은 화석연료를 에너지로 이용하여 공기를 가열하는 여러방법의 기술 그리고 전기에 의하여 가열된 열선의 열를 이용한 기술들이 제공되어 왔다.

상기 화석연료의 이용은 공해물질에 대한 환경오염의 단점과 설비의 규모가 크다는 단점이 있으며, 부존자원이 한계적이란 단점이 있다. 또한 전기열선의 열를 이용하는데는 공기를 신속하게 가열하는 데는 그 열량이 부족하며, 열량을 높이기 위하여는 에너지의 소비가 많아 높은 운용비로 경제적이지 못하다.

이에 상기 단점을 해결하기 위하여 전자기 장을 이용하는 인버터 히터의 기술이 제공되어 용광로에 사용되고 있으며, 가전재로 음식물의 조리에 사용되고 있다.

또한 최근에는 인버터히터 즉 전자기 유도 가열를 이용한 보일러등이 제공되 고 있다.

그러나 어느 일정 공간을 가열하는데는 공간내 존재하는 공기를 직접가열하는 것이 제일 바람직한 가열이다, 할 것이다.

이에 따라 무공해이며 설비가 간편하고, 어느 장소이던 설치가 용이하며, 운용비용이 경제적 타당성을 갖는 열공기 히터의 개발요구가 증대되고 있다.

상기 요구에 부흥하고자, 전자기 유도가열 히터를 이용하여 매체를 가열하고, 매체의 열를 열흡수관으로 흡수하여, 관내를 통과하는 공기를 가열시켜 난방등에 이용할 수 있는 공기 가열기를 제공하는데 그 목적을 갖는다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 인덕션 히터와 열매체를 이용한 공기가열기는, 단 자성체 물질의 외피와 외피 내주면에 부착된 단열제로 이루어진 함체(1, 1a)와 상기 단열재 내주면에 접하여 설치된 자장유도 열감응 발열체인 매체 가열통, 상기 매체가열통 일측에 매체저장통, 상기 매체가열통 일측에 변류기(7, 7a), 자장 유도코일로 이루어진 자장 유도장치, 상기 자장 유도 장치의 일측에 설치된 자동제어 시스템 전자장치 함, 상기 매체가열통 후측 부에 설치되는 송풍기, 송풍기 후측부에 필터가 설치된 필터함체 로 구성되어 진다.

본 발명에 의하면, 자성이 통하는 물체에서만 자장 유도 열감응 발열되는 특 징으로 전기의 효율성이 높고, 고온매체를 신속하게 고온으로 가열하므로 에너지가 절감되며, 공해물질이 전혀 배출되지 않는 환경친화적이며, 설치와 이동이 간편하고, 저비용의 설비공급등에 효과적 이다.

다음의 일실시 예는 본 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

또한 하기 실시예에 있어서의 구성 요소는 당업자가 용이하게 상정할 수 있는것, 혹은 실질적으로 동일한 것, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이 포함된다.

또한 본 발명의 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

[실시예 1]

이하 본 발명에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 외형을 이루는 함체내 설치되는 매체가열통(13)은 통에 설치되는 열흡수관(11 공기가열관)이 통내부를 관통하여 통의 좌, 우 외주면을 통하여 서로 소통되게 통 좌우 외주면에 부착 설치되고, 공기 송풍기(3,4)가 매체 가열통의 좌, 우 중 일측 흡열관 공기 인입구 후부측에 설치되고, 매체 가열통 하부측에 전자기장 유도 코일(10)과 영구자석(9)이 설치되는 구조로 구성된 공기 가열기 이고.

도 2는 함체내 설치되는 매체가열통(13a)은 상기 통에 설치되는 열흡수관(11a 공기가열관)이 통내부를 관통하여 통의 상, 하 외주면을 통하여 서로 소통되게 상기 통 상, 하의 외주면에 각각 부착 설치되고, 자장 유도 코일(10)과 영구자석(9)이 매체 가열통 일측 또는 양측에 설치되고, 공기송풍기(3,4)가 매체 가열통의 하부측 흡열관 공기 인입구 하부측에 설치되는 구조로 구성된 공기 가열기 이다.

도 1과 2에서 도시한 바와 같이, 인덕션 히터와 열매체를 이용한 공기 가열기는 외형을 이루는 함체와 전자기 유도 발생장치, 열매체가 충진되는 전자기장 유도 열감응 발열 매체통(매체가열통), 송풍기, 자동제어 장치로 구성된다.

함체는 자석이 통하지 않는 물질(이하 단 자성체라 칭함)인 알미늄, 플라스틱, 유리, 세라믹 중 어느 일종의 물질로 제조된 외피(1, 1a)와 상기 외피 내주면에 단열재(2. 2a)를 부착시키어 이루어지고, 상기 단열재 내주면에 자성이 통하는(이하 자성체라 호칭) 철 또는 스테인리스등 제질로 제조된 원형 또는 사각형으로 이루어진 매체 가열통(13. 13a)이 부착된다.

상기 매체 가열통은 통의 양측이 서로 소통되게 매체의 열을 흡수하기 위한 다수개의 공기 이송관(흡열관 11. 11a)들이 상기 통안에 설치되는데, 상기 열흡수관들은 상기 통의 내부 공간를 통과시켜 가열통 양측 외주면에 관구를 부착시켜 조성된다.

상기 매체통 바닥은 통체의 두께보다 더 두껍게 되어있어, 바닥체에 자장열감응 발열시 고온열를 간직할 수 있게 하였으며, 상기 바닥면에 열전도율이 좋은 금속으로 이루어진 열전도판을 설치하여, 바닥체에서 자장열감응으로 발생되는 열을 전열매체에 신속하게 전달하게 하는 특징을 갖는다.

그리고 매체 가열통 일측에 설치된 열흡수관들의 관구를 향하여 송풍팬이 설치되는 송풍기 함체(도시, 부호 없음)가 설치되어 있고, 상기 함체에 공기를 송풍하는 송품 팬(4. 4a)과 모터(3, 3a)가 설치된다.

상기 송풍기 함체는 외피와 단열재로 이루어진 함체와 흡열관 관구 사이의 공간에 설치되며, 송풍기 함체 후부의 외피와 단열재로 이루어진 함체의 일부에 공간을 조성시켜 상기 공간에 공기 정화를 위한 필터 함체(도시, 부호없음)와 필터(5. 5a)가 설치된다.

또한 함체 일측부에 매체의 주입을 위한 매체 주입관(도시, 부호없음)이 열매체통에 열결되어 함체 외부로 돌출되어 설치된다.

또한 열매체통과 열공기 배출구에 온도 감지를 위한 열감지 센서(도시, 부호없음)가 부착되고, 상기 열감지 센서는 자동제어함과 전선으로 연결된다

그리고 매체 가열통 일측 부위(하부 또는 측부)에는 자장 유도 코일(10. 10a)이, 상기 유도 코일 후측부에 영구 자석(9, 9a)이 각각 설치되고, 상기 유도 코일과 전선으로 열결되어 함체 일측부에 변류기(7. 7a)가 설치되고, 그리고 전자회로에 부품이 설치된 자동제어 함(6. 6a)이 설치되어 전선(도시, 부호없음)으로 변류기와 열결되고, 함체 외부 수동 전원스위치(도시, 부호표시 없음)와 연결되어 함체내로 인입된 전선(도시, 부호표시 없음)은 자동제어함을 거처 변류기와 모터에에 연결된다.

그리고 자동제어함으로부터 연결된 전선은 함체외부에 부착된 수동제어 스위치와 디지털 표시창(도시, 부호표시 없음)에 연결된다.

그리고 상기 매체 가열통에 설치된 흡열관의 열공기 배출구 측은 함체 외피에 조성된 열공기의 배출구(도시, 부호표시 없음)에 연결 설치된어 있다.

상기 매체 가열통은 도 5에서 예시한 도면과 같이 또 다르게 제조될 수 있다.

상기 도면 5을 참고하여 설명한다.

외형을 이루는 통체는 단자성 물질인 알루미늄, 구리등으로 제조되고, 통체내부에 흡열관이 설치된 통으로, 통내부의 일측부 예를 들면, 통 외주면 일측부에 설치된 유도 코일과 근접된 통체 내주면에 자석이 통하는 철이 포함된 물질로 이루어진 자장 유도 열감응 발열체인 판을 내주면과 밀착되게 부착시켜 구성된다.

상기 발열체판은 통에 부착되지 않는 면에 발열체의 표면적 확장을 위한 열흡수( 또는 발열)판이 부착될 수 있다.

상기 매체 가열통 안에는 전자기장 유도 열감응하여 발열되는 매체통의 열를 흡수하여 가열되는 열매체를 충진한다.

상기 열매체는 물 또는 유기전열매체 또는 무기전열매체 중 일종을 선택하여 가열매체 통에 충진한다. 상기 열매체 중 섭씨 400도 이내로 사용될 수 있는 유기열매체의 사용이 적당하나, 더 고온의 공기를 요구될 시에는 어느 일종 금속의 질산염과 어느 일종 금속의 아질산염의 혼합 무기열매체의 충진도 고려될 수 있다. 상기 금속은 비철금속이면 어느 종류의 금속도 이용될수 있다. 또한 저온의 열공기 가 요구될 시에는 물이 충진될 수도 있다.

그리고 도 3에서 예시된 바와 같이 상기 열매체가 충진되는 매체가열통에 설치된 공기이송관(흡열관 11. 11a)은 통의 양측 외주면과 부착된는 관구 부위를 제외하고는 협소화시켜 제조된 관이 설치되는 것이 효과적이다.

또는 도 4에서 예시하는 바와 같이 상기 공기이송관(흡열관) 외주면에 흡열 면적 확장을 위한 흡열판을 다수개 부착시켜 설치될 수도 있다.

또는 흡열관내를 통과하는 공기가 신속히 열를 흡수할 수 있도록 흡열관의 관내에 나선형의 통로 개설를 위한 나선형으로 제조된 공기 통로 또는 지그제그 공기통로를 설치할 수도 있다(도시하지 안니함).

부호설명.

1. 1, 1a : 함체 외피.

2. 2, 2a : 단열재.

3. 3, 3a : 모터.

4. 4, 4a : 송풍 팬.

5. 5, 5a : 공기필터.

6. 6, 6a : 자동제어회로 함.

7. 7, 7a : 변류기 함.

8. 8, 8a : 송풍기 .

9. 9, 9a : 영구자석.

10. 10, 10a : 코일.

11. 11, 11a : 흡열관(공기 이동관).

12. 12, 12a : 매체통 내부 매체충진 공간.

13. 13, 13a, 13c : 매체통.

14. 14. : 흡열판.

15. 15. : 발열장치.

도 1은 본 발명의 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기의 정단면 구조도 이다.

도 2는 본 발명의 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기의 또 다르게 구성된 정단면 구조도이다.

도 3은 열매체 가열통에 설치되는 흡열관의 내주면에 공기의 접촉이 용이하게 흡열관의 내부가 협소하게 압착된 흡열관의 단면 형상도이다.

도 4는 열매체 가열통에 설치되는 흡열관에 흡열판이 부착된 형상도 이다.

도 5는 열매체 가열통은 열매체통 내주면에 자장 유도 열감응체가 설치되어 있는 또 다른 열매체통 구성도이다.

Claims (8)

1. 전자기장 유도 열감응 발열를 이용하여 발열통내 전열매체를 가열시키고, 가열된 전열매체의 열를 매체통에 설치된 흡열관으로 열를 흡수하고, 공기를 흡열관내에 인입시켜 가열된 흡열관의 열를 공기로 흡수시켜 난방공간으로 배출시키는 방법을 특징으로 하는 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기 가열기.
2. 청구항 1에 있어 공기 가열기는, 함체내 일측 공간에 매체통(매체가열통)이 설치되고, 상기 매체통 하측부에 전자기장 유도코일이 설치되고, 상기 유도코일 하측부에 영구자석이 설치되고, 상기 매체통 흡열관구 일측에 송풍기와 모터가 설치되고, 함체내 일측공간에 자동제어 장치와 전기제어 장치가 설치되어 구성된 특징을 갖는 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기.
3. 청구항 1과 청구항 2에 있어 매체통은, 통 양측면에 다수개의 공기구를 조성시키고, 다수개 관들을 상기 공기구를 통하여 인입시키고, 상기 다수개 관들를 통 내부공간과 반대측에 조성된 공기구를 통과 시켜 양측 관구를 통외주면에 접합시켜 다수개의 관구를 통하여 통의 양측이 서로 소통되게 제조된 매체통인 것을 특징으로 하는 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기.
4. 청구항 1-3에 있어 열매체통은, 통의 통체가 자석이 통하는 철성분을 갖는 물질로 원통형, 사각통형, 삼각통 중 일종의 형태로 이루어진 통으로 통의 바닥의 두께는 통체 보다 더 두꺼우며, 통 바닥면 내주면에 발열 비표면적 확장을 위한 철이 포함된 물질로 이루어진 판 또는 봉 형태의 열흡수장치(발열판)가 부착되어 조성된 특징을 갖는 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기.
5. 청구항 1-3에 있어 열매체통은 통체가 자석이 통하지 않는 비철금속 물질로 이루어지고, 상기 통체 바닥 내주면에 자기장 유도 열감응 발열를 위한 자석이 통하는 금속으로 이루어진 자기장 열감응 발열 물체가 설치 조성된 특징을 갖는 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기.
6. 청구항 1-3에 있어 매체통에 설치되는 흡열관은 통 외주면에 접합되는 관구를 제외하고 압착시켜 공기가 관의 내주면과 잘 접촉되도록 이루어진 흡열관 인 것을 특징으로 하는 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기.
7. 청구항 1-3에 있어 매체통은 물, 합성유기 전열매체, 금속의 질산염과 금속의 아질산염의 혼합된 무기 전열매체 중 어느 일종의 전열매체가 충진되는 것을 특징으로 하는 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기.
8. 청구항 1에 있어 공기 가열기는, 함체내 일측 공간에 매체통(매체가열통)이 설치되고, 상기 매체통 양측부에 전자기장 유도코일이 설치되고, 상기 양측 유도코 일 외측부에 영구자석이 설치되고, 상기 매체통 흡열관구 일측에 송풍기와 모터가 설치되고, 함체내 일측공간에 자동제어 장치와 전기제어 장치가 설치되어 구성된 특징을 갖는 인덕션히터와 열매체를 이용한 공기가열기.

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