KR20120119247A - 마이크로웨이브를 이용한 열풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브에 의하여 발열되는 발열체를 이용하여 열풍을 생성하기 위한 마이크로웨이브를 이용한 열풍기에 관한 것이다.
종래 마그네트론이 장착된 열풍기 구조에 따르면 비교적 저온이 필요한 농업용으로 사용하는 구조 임에도 마그네트론만을 이용하여 필요한 온도를 얻지 못하기 때문에 2차 가열을 위한 라디에이터를 구성할 수밖에 없다. 따라서 마그네트론을 구동하기 위한 전력 외에도 부가적으로 라디에이터를 동작시키기 위한 전력이 필요하다.
본 발명에서는 마이크로웨이브에 반응하여 발열되는 발열체를 구비하여 열풍을 제공하기 충분한 고효율의 열원을 제공하고, 그 제공된 열에 의해 공기를 가열시켜 유해가스 및 공해가스의 발생 없이 열풍을 생성하여 제공하도록 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기를 제공하고자 한다.

Description

마이크로웨이브를 이용한 열풍기{THE HOT AIR BLOWER USING MICROWAVE}

본 발명은 열풍기에 관한 것으로, 더 상세하게는 마이크로웨이브에 의하여 발열되는 발열체를 이용하여 열풍을 생성하기 위한 마이크로웨이브를 이용한 열풍기에 관한 것이다.

열풍기란 열풍 즉, 뜨거운 바람을 생성시키기 위한 장치를 일컬으며, 일반적으로 열풍기는 등유 또는 경유와 같은 화석연료를 연료원으로 하는 연소실을 구비하고, 연소실내에서 버너를 이용하여 상기의 연료를 연소시키면서 열풍을 발생시키는 구성을 갖는다.

이와 같이 등유 또는 경유와 같은 화석연료를 사용하는 종래 열풍기의 경우 고유가의 영향으로 운영비용이 증가하고 또한 연소실 및 연소실과 관련된 장치들에 대한 유지보수가 용이하지 않다.

특히 경유 또는 등유가 연소할 때 발생되는 이산화탄소 및 기타 유해가스의 발생을 피할 수 없어, 환경오염의 원인으로 작용하고 있다.

이에 따라서 이러한 문제를 해소하기 위하여 등록실용신안 제 0265351을 통하여 마그네트론이 장착된 열풍기가 제안된 바 있다.

도 1은 종래 마그네트론이 장착된 열풍기의 구성을 나타낸 도면이다.

이와 같은 종래 마그네트론이 장착된 열풍기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부의 일면에 외부공기를 유입하기 위한 흡입팬(5)이 구비되고, 일면에 흡입팬(5)과 가깝게 유체(11)의 입구(12a)가 구비되며, 일면과 대향하는 타면에 열풍을 외부로 배출하기 위한 송풍팬(6)이 구비되고, 타면에 송풍팬(6)과 가깝게 유체(11)의 출구(12b)가 구비된 열통(2), 열통(2)의 외부에서 입출구(12a, 12b)와 연관되며 입구(12a)의 근방에 유체(11)를 열통(2) 내부로 펌핑 하기 위한 구동모터(8)가 장착된 주관로(7), 열통(2)의 내부에 입구(12a)의 근방에 나란히 구비되며 유체(11)를 가열하는 마그네트론(3)이 외부에 각각 장착된 복수개의 챔버(4), 복수개의 챔버(4)의 내부에 구비되며 입구(12a)를 통해 주관로(7)와 연관되는 복수개의 관로(10), 일단은 복수개의 관로(10)와 연관되고, 타단은 출구(12b)를 통해 주관로(7)와 연결되며, 흡입팬(5)에서 흡인된 외부공기를 가열하기 위한 라디에이터(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론이 장착된 열풍기를 제공한다.

이와 같은 종래 열풍기에 따르면, 유체가 순환하는 경로를 설정하고, 그 경로 상에 마그네트론을 구성한 1차 가열구간을 구성하고, 1차 가열구간을 거친 유체를 2차로 가열하기 위한 라디에이터를 구성하여, 유체가 1차 가열되고, 이후 라디에이터에 의해 2차 가열되면서 순환되도록 하고, 그 주변을 따라 공기가 지나가면서 가열되어 외부로 송풍될 수 있도록 하는 구조로 이루어져있다.

관로(10)를 통과하는 동안 챔버(4)에 구성된 마그네트론(3)에 의해 마이크로웨이브가 챔버(3)내로 조사되고 이와 같이 조사되는 마이크로웨이브에 의해 관로(10)를 흐르는 유체가 직접 가열된다.

마그네트론(3)에 의하여 가열되어 챔버(4) 내에서 고온화 된 유체(11)가 관로(10)를 통과 후 라이에이터(9)로 보내지게 되고, 라디에이터(9)에 의해 2차 가열된다.

따라서 챔버(4)의 주변에서 1차 흡열과정을 거친 외부공기가 라디에이터(9)의 주변으로 보내져 2차흡열과정이 일어나며, 이와 같이 1, 2차 흡열과정을 통해 고온으로 된 열풍은 송풍팬(6)을 통해 열통(2) 외부로 배출된다.

상술한 바와 같이, 마그네트론(3)을 사용하여 유체(11)를 가열하고 가열된 유체(11)의 열을 얻어 외부 공기가 가열되기 때문에 이산화탄소 및 유해가스등의 발생이 전혀 없으며, 연소실을 구성할 때보다 유지관리가 매우 용이하고, 장기간 사용하더라도 초기 사용할 때와 같은 높은 열효율을 얻을 수 있다.

그러나 이와 같은 구조에 따르면 비교적 저온이 필요한 농업용으로 사용하는 구조 임에도 마그네트론만을 이용하여 필요한 온도를 얻지 못하기 때문에 2차 가열을 위한 라디에이터를 구성할 수밖에 없다.

따라서 마그네트론을 구동하기 위한 전력 외에도 부가적으로 라디에이터를 동작시키기 위한 전력이 필요하다.

본 발명에서는 이러한 점을 감안하여 마이크로웨이브에 반응하여 발열되는 발열체를 구비하여 열풍을 제공하기 충분한 고효율의 열원을 제공하고, 그 제공된 열에 의해 공기를 가열시켜 유해가스 및 공해가스의 발생 없이 열풍을 생성하여 제공하도록 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기를 제공하고자 한 것이다.

본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍기는,

공기를 유입하기 위한 공기유입관이 하나 이상 다수개 형성되고 그 외부로는 마이크로웨이브를 발생시키기 위한 다수 개의 마이크로웨이브 발생수단이 구성되는 챔버와, 상기 챔버내에 구성되며 공기유입관을 통해 유입된 공기를 가열시켜 외부로 배출하기 위한 가열튜브와, 상기 가열튜브의 외부에 설치되어 마이크로웨이브 발생수단으로 부터 발생되는 마이크로웨이브에 의해 발열되어 가열튜브를 가열시키는 발열체와, 마이크로웨이브 발생수단에서 발생된 열을 냉각시켜 주기 위하여 내부 공기의 유통을 위한 팬을 내부에 구성하며 각 위치별로 통공을 형성한 외통과, 마이크로웨이브 발생수단을 동작 제어하여 발열체를 가열하고, 팬을 제어하여 외통 내부의 마이크로웨이브 발생수단의 냉각작용을 수행하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따르면 마이크로웨이브의 효과적인 열원 제공이 가능하게 됨에 따라서 1차 가열과정을 통하여 충분한 열풍을 발생시키는 열풍기를 제공할 수 있음은 물론, 환경오염을 고려한 열풍기를 제공할 수 있다.

또한 그 구조가 간단하여 제조비용을 경감시켜 농업용 또는 중소형 규모의 공장에서 효과적으로 이용 가능한 열풍기를 제공할 수 있다.

또한 이러한 구조에 따르면 초고온의 열원임에 비해 전원 오프(off) 한 후에 냉각속도가 빠르다.

도 1은 종래 열풍기의 구조를 보인 도면.
도 2는 본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍기의 내부 구조를 보인 도면.

본 발명 마이크로웨이브를 이용한 열풍기를 첨부된 도면 도 2에 도시된 실시 예를 참조하여 그 구조 및 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

공기를 유입하기 위한 공기유입관(101)이 형성되고 그 외부로는 마이크로웨이브를 발생시키기 위한 마이크로웨이브 발생수단이 구성되는 챔버(100)와,

상기 챔버(100)내에 구성되며 공기유입관(101)을 통해 유입된 공기를 가열시켜 외부로 배출하기 위한 가열튜브(200)와,

상기 가열튜브(200)의 외부에 설치되어 마이크로웨이브 발생수단으로 부터 발생되는 마이크로웨이브에 의해 발열되어 가열튜브(200)를 가열시키는 발열체(300)와,

마이크로웨이브 발생수단에서 발생된 열을 냉각시켜 주기 위하여 내부 공기의 유통을 위한 팬(FAN)(400)을 내부에 구성하며 각 위치별로 통공(501)을 형성한 외통(500)과,

마이크로웨이브 발생수단을 동작 제어하여 발열체(300)를 가열하고, 팬(400)을 제어하여 외통(500) 내부의 마이크로웨이브 발생수단의 냉각작용을 수행하는 제어수단(도면에 도시되지 않음)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 마이크로웨이브 발생수단은 공급되는 전압을 변환하여 마그네트론(600)에 공급하기 위한 트랜스(trans)(601)와, 트랜스(601)로 부터 전압을 공급받아 발열체(300)에 제공될 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론(600)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명은 가열튜브(200)의 외면으로 마이크로웨이브에 의해 발열하는 발열체(300)를 구성하여 발열체(300)에 의해 가열튜브(200)가 가열 될 수 있도록 함으로써, 고온의 열을 이용하여 공기를 가열시킬 수 있도록 하는데 그 기술적 특징이 있다.

본 발명 열풍기는 외통(500) 내에 공기를 가열하기 위한 챔버(100)를 구성하고 챔버(100)의 내부로 발열체(300)를 구성한 가열튜브(200)를 구성하며, 챔버(100)의 외부에 발열체(300)를 가열시키기 위한 마이크로웨이브를 발생시키는 마이크로웨이브 발생수단을 구성한 것으로,

상기 외통(500)은 외부 케이스이고, 외통(500) 내에는 하나 이상의 다수 개의 통공(501)을 형성하고, 외통(500) 내에 구성된 마이크로웨이브발생수단을 냉각시켜주기 위한 팬(40)이 구성된다.

상기 챔버(100)는 발열체(300) 및 가열튜브(200)를 구성하기 위한 공간을 제공하는 수단으로, 발열체(300) 및 가열튜브(200)에 가열시키기 위한 공기를 유입하기 위한 공기유입관(101)이 하나 이상 다수 개 구성된다.

상기 공기유입관(101)은 유입된 공기가 가열튜브(200) 및 발열체(300)의 외부 측면을 따라 하부로 이동하여 가열튜브(200)의 하부로 유입되어 가열튜브(200)의 외부로 배출될 수 있도록 챔버(100)의 상부에 형성된다.

즉, 가열튜브(200)의 공기유입부에 대해 그 반대 측에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 가열튜브(200)는 공기유입관(101)을 통하여 유입된 공기가 하부로 유입되어 상부를 통해 외부로 배출될 수 있도록 원통형 튜브로 챔버(100) 내에 구성된다.

상기 가열튜브(200)는 금속이나 세라믹소재 또는 탄화규소(SiC) 계열의 혼합물로 이루어질 수 있다.

상기 발열체(300)는 챔버(100)의 외부에 형성된 마그네트론(600)에 의해 발생된 마이크로웨이브에 반응하여 발열되어 가열튜브(200)를 가열시키기 위한 수단으로, 가열튜브(200)의 외부면에 구성된다.

발열체(300)는 가열튜브(200)의 외면에 접촉되거나 소정의 거리를 이격하여 구성할 수 있으며, 또한 다수 개의 개체로 가열튜브(200)의 외면에 구성될 수 있으며, 일체로 가열튜브(200)의 외면에 다양하게 구성될 수 있다.

본 실시 예에서는 원통형의 가열튜브(200)의 외면을 감싸도록 원통형으로 구성된다.

상기 발열체(300)는 탄화규소, 바인더, 산화방지제 및 소결촉진제의 혼합물로 이루어지는 것으로, 마이크로웨이브를 흡수하는 탄화규소 자체성질을 통하여 2200℃ 이상의 온도를 자체 발열할 수 있다.

상기 마그네트론(600)은 마이크로웨이브 발진수단으로, 챔버(100) 내부로 마이크로웨이브를 조사시킬 수 있도록 챔버(100)의 외부에 형성된다.

상기 트랜스(601)는 마그네트론(600)에 동작전압을 공급하기 위한 수단으로 전원공급수단(도면에 표시되지 않음)으로 부터 공급된 전원전압을 변환하여 마그네트론(600)에 동작전압으로 공급하기 위하여 마그네트론(600)과 함께 외통(500)내에 구성된다.

상기 마그네트론(600)의 발진 출력제어 및 팬(400)을 동작 제어하여, 가열튜브(200)를 통한 열풍제공 및 마이크로웨이브발생수단의 냉각작용을 제어수행하기 위한 제어수단이 구성되며, 상기 제어수단은 마이크로웨이브발생수단의 발진출력을 제어하여 발열체(300)를 발열시켜 가열튜브(200)를 가열시켜 열풍을 제공하는 열풍제공 제어프로세스와, 열풍 동작제어 상에서 외통(500) 내에 구성되는 마이크로웨이브 발생수단의 열을 냉각시키기 위하여 팬(400)을 동작제어 하는 냉각 제어프로세스를 제공한다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 공기를 유입하여 일 방향으로 열풍을 제공하기 위한 공기유통구조와 마이크로웨이브에 의하여 반응하여 발열하는 발열체를 이용하여 공기유통구조에 따라 유입된 공기를 가열하는 구조를 제공하고자 한 것으로 그 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

제어수단에서 마그네트론(600)을 동작시켜 마이크로웨이브를 발진시키면, 그 발진 출력된 마이크로웨이브는 챔버(100) 내의 발열체(300)에 조사된다.

발열체(300)는 마이크로웨이브에 반응하여 2000℃ 이상으로 가열된다.

따라서 발열체(300)의 열은 가열튜브(200)에 전달되고, 가열튜브(200)가 초고온 상태로 된다.

이와 같이 챔버(100) 내의 온도가 상승하게 되면, 챔버(100) 내의 밀도가 외부보다 상대적으로 낮아져 외부 공기가 공기유입관(101)을 통하여 챔버(100) 내로 유입된다.

이때 챔버(100)의 공기유입관(101)에 공기의 유입이 용이하도록 공기흡입팬을 더 포함하여 구성할 수 있다.

이와 같이 유입된 공기는 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(100) 내 발열체(300)의 측면을 따라 이동하면서 데워지고, 가열튜브(200)의 하부를 통하여 가열튜브(200) 내로 유입되어 완전 가열되어 열풍으로 외부로 배출된다.

여기서 열풍을 효과적으로 배출시키기 위하여 가열튜브(200)의 배출 선단에 송풍팬을 더 포함하여 구성할 수 있다.

이와 같은 구조에 따르면 마그네트론(600) 및 트랜스(601)가 동작하면서 열이 발생하게 되고, 이러한 열은 초기 구동 시 가열튜브(200)가 데워지기 전 공기를 데워주는 예열작용을 하게 된다.

본격적으로 열풍기가 동작하게 되면, 챔버(100)의 외측에 구성된 공간의 온도가 상승하게 되고, 마그네트론(600) 및 트랜스(601)를 포함하는 마이크로웨이브발생수단의 온도가 상승하게 되는 바, 제어수단에서는 팬(400)을 동작시켜 마이크로웨이브발생수단을 냉각시키게 된다.

본 실시 예에서 마그네트론(600) 및 트랜스(601)의 동작을 위한 구동전원 및 제어수단의 동작전원의 공급은 장치의 동작에 있어서 일반적인 공지내용으로 본 발명의 구성 및 상세한 설명에서 생략하였다.

이와 같이 본 발명은 마이크로웨이브를 이용하여 초고온 상태에서 공기를 가열시켜 열풍을 제공할 수 있게 되며, 본 발명 실시 예에서는 열풍기를 세워진 형태로 구성하여 설명하고 있으나, 이는 설명 상 용이하게 표현 한 것일 뿐 이의 방향성은 본 발명 실시 예에 한정되지 않는다.

Claims (8)

1. 공기를 유입하기 위한 공기유입관이 하나 이상 다수개 형성되고 그 외부로는 마이크로웨이브를 발생시키기 위한 마이크로웨이브 발생수단이 구성되는 챔버와,
   상기 챔버내에 구성되며 공기유입관을 통해 유입된 공기를 가열시켜 외부로 배출하기 위한 가열튜브와,
   상기 가열튜브의 외부에 설치되어 마이크로웨이브 발생수단으로 부터 발생되는 마이크로웨이브에 의해 발열되어 가열튜브를 가열시키는 발열체와,
   마이크로웨이브 발생수단에서 발생된 열을 냉각시켜 주기 위하여 내부 공기의 유통을 위한 팬을 내부에 구성하며 각 위치별로 통공을 형성한 외통과,
   마이크로웨이브 발생수단을 동작 제어하여 발열체를 가열하고, 팬을 제어하여 외통 내부의 마이크로웨이브 발생수단의 냉각작용을 수행하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가열튜브는 공기유입관을 통하여 유입된 공기가 하부로 유입되어 상부를 통해 외부로 배출될 수 있도록 원통형 튜브로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 공기유입관은 가열튜브의 공기유입부에 대해 그 반대 측에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가열튜브는 금속 또는 세라믹소재 또는 탄화규소(SiC) 계열의 혼합물 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기.
5. 제 2항에 있어서, 상기 발열체는 원통형의 가열튜브의 외면을 감싸도록 원통형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기.
6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 발열체는 탄화규소, 바인더, 산화방지제 및 소결촉진제의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기.
7. 제 1항에 있어서, 챔버의 공기유입관에 공기의 유입이 용이하도록 공기흡입팬을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기.
8. 제 1항에 있어서, 가열튜브의 배출 선단에 송풍팬을 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 열풍기.

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