KR20130006003A - 유체 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

유체 가열 장치는 내부로 관통홀이 형성된 제1 열전달 몸체, 상기 제1 열전달 몸체의 외측면에 배치되어 상기 제1 열전달 몸체의 외부로 열을 발생시키는 시트 형상의 발열 시트, 상기 발열 시트를 감싸는 제2 열전달 몸체, 상기 발열 시트 및 상기 제2 열전달 몸체를 절연하는 절연체 및 상기 제2 열전달 몸체의 외측면에 결합된 방열 부재를 포함하는 가열 유닛; 및 상기 가열 유닛을 감싸며 유체를 상기 가열 유닛으로 제공하는 유체 제공부 및 상기 가열 유닛으로부터 가열된 상기 유체를 토출하는 유체 토출부가 형성된 유체 케이스를 포함한다.

Description

유체 가열 장치{APPARATUS FOR HEATING FLUID}
본 발명은 대상물을 높은 열효율로 순간 가열하기에 적합한 유체 가열 장치에 관한 것이다.
일반적으로 히터는 대상물, 예를 들어, 공기 또는 액체와 같은 유체의 온도를 상승시키는 역할을 한다.
최근에는 중공이 형성된 기둥 형상의 금속의 외측면에 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키는 얇은 두께를 갖는 시트 형상의 발열체를 부착한 파이프형 히터가 개발된 바 있다.
그러나 종래 파이프형 히터의 경우 발열체가 외부에 배치되어 있기 때문에 파이프형 히터는 파이프형 히터의 내부로 통과하는 유체를 가열할 뿐 파이프형 히터 외부로 방출되는 열을 전혀 이용하지 못하여 열 효율이 낮은 문제점을 갖는다.
본 발명은 유체를 가열시키는 열을 발생시키는 발열 시트의 전면 및 발열 시트의 후면으로부터 각각 유체를 가열하여 열 효율을 향상시킨 유체 가열 장치를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 유체 가열 장치는 내부로 관통홀이 형성된 제1 열전달 몸체, 상기 제1 열전달 몸체의 외측면에 배치되어 상기 제1 열전달 몸체의 외부로 열을 발생시키는 시트 형상의 발열 시트, 상기 발열 시트를 감싸는 제2 열전달 몸체, 상기 발열 시트 및 상기 제2 열전달 몸체를 절연하는 절연체 및 상기 제2 열전달 몸체의 외측면에 결합된 방열 부재를 포함하는 가열 유닛; 및 상기 가열 유닛을 감싸며 유체를 상기 가열 유닛으로 제공하는 유체 제공부 및 상기 가열 유닛으로부터 가열된 상기 유체를 토출하는 유체 토출부가 형성된 유체 케이스를 포함한다.
유체 가열 장치의 상기 케이스는 판 형상의 제1 케이스, 바닥판 및 상기 바닥판으로부터 상기 제1 케이스를 향해 연장되어 상기 제1 케이스에 결합되는 측면판을 포함하는 제2 케이스를 포함하며, 상기 바닥판에는 상기 유체 제공부가 형성되고, 상기 제1 케이스와 인접한 상기 측면판에는 유체 토출부가 형성된다.
유체 가열 장치의 상기 방열 부재는 상기 유체 제공부를 통해 제공된 유체가 상기 가열 유닛을 선회하면서 상기 유체 토출부를 향하도록 하는 스크류 형상의 방열 핀을 포함한다.
유체 가열 장치의 상기 케이스는 상기 제1 열전달 몸체보다 낮은 열전달 계수를 포함한다.
유체 가열 장치의 상기 케이스는 합성수지를 포함한다.
유체 가열 장치의 상기 제1 열전달 몸체는 제1 열전달 계수를 갖고 상기 제2 열전달 몸체는 상기 제1 열전달 계수 이상의 제2 열전달 계수를 갖는다.
유체 가열 장치의 상기 절연체는 상기 발열 시트에 코팅된 절연 코팅막 및 상기 발열 시트를 덮는 절연 플레이트 및 원통 형상으로 형성된 절연 부재 중 어느 하나를 포함한다.
유체 가열 장치의 상기 방열 부재에는 상기 방열 부재에 의하여 가이드 되는 상기 유체에 난류를 발생시키는 난류 발생부가 형성된다.
일실시예로서, 유체 가열 장치는 내부로 관통홀이 형성된 제1 열전달 몸체, 상기 제1 열전달 몸체의 외측면에 배치되어 상기 제1 열전달 몸체의 외부로 열을 발생시키는 시트 형상의 발열 시트, 상기 발열 시트를 감싸는 제2 열전달 몸체, 상기 발열 시트 및 상기 제2 열전달 몸체를 절연하는 절연체 및 상기 제2 열전달 몸체의 외측면에 결합 된 방열 부재를 포함하는 가열 유닛; 및 상기 가열 유닛을 감싸며 유체를 상기 가열 유닛으로 제공하는 유체 제공부 및 상기 가열 유닛에서 가열된 상기 유체를 상기 제1 열전달 몸체의 내부로 제공하는 연통부가 형성된 유체 케이스를 포함한다.
유체 가열 장치의 상기 케이스는 판 형상의 제1 케이스, 바닥판 및 상기 바닥판으로부터 상기 제1 케이스를 향해 연장되어 상기 제1 케이스에 결합 되는 측면판을 포함하는 제2 케이스를 포함하며, 상기 측면판에는 상기 측면판과 연통된 유체 제공부가 형성되고, 상기 연통부는 상기 측면판 및 상기 제1 열전달 몸체의 일측단을 연결한다.
유체 가열 장치의 상기 연통부는 상기 측면판과 일체로 형성된다.
유체 가열 장치의 상기 방열 부재는 상기 유체 제공부를 통해 제공된 상기 유체가 상기 가열 유닛을 선회하면서 상기 유체 토출부를 향하도록 하는 스크류 형상의 방열 핀을 포함한다.
유체 가열 장치의 상기 방열 부재에는 상기 방열 부재에 의하여 가이드 되는 상기 유체에 난류를 발생시키는 난류 발생부가 형성된다.
본 발명에 따른 유체 가열 장치에 의하면, 시트 형상의 발열 시트로부터 발생된 열을 나선 형상으로 형성된 방열 부재를 통과시켜 유체를 가열 또는 방열 부재로부터 발생된 열을 방열 부재를 이용하여 1차적으로 가열 및 1차적으로 가열된 유체를 다시 가열 유닛의 내부로 제공하여 2차적으로 가열하여 유체를 보다 효율적으로 가열할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 가열 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 발열 시트의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유체 가열 장치를 조립한 후 횡 방향으로 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 가열 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 유체 가열 장치를 조립한 후 횡 방향으로 절단한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 가열 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 발열 시트의 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 유체 가열 장치를 조립한 후 횡 방향으로 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 유체 가열 장치(800)는 가열 유닛(600) 및 유체 케이스(700)를 포함한다.
가열 유닛(600)은 제1 열전달 몸체(100), 발열 시트(200), 제2 열전달 몸체(300), 절연체(400) 및 방열 부재(500)를 포함한다.
제1 열전달 몸체(100)는 공간(110)이 형성된 기둥 형상을 갖는다.
제1 열전달 몸체(100)는, 예를 들어, 파이프 형상 또는 직사각형 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 제1 열전달 몸체(100)는, 예를 들어, 제1 열전달 계수를 갖는 스테인리스 스틸 합금을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 제1 열전달 몸체(100)는 열전달 계수가 매우 낮은 합성 수지를 사용하여도 무방하다.
한편, 제1 열전달 몸체(100)의 외측면에는 후술 될 발열 시트(200)가 배치되는 바, 전원이 제공되는 발열 시트(200) 및 제1 열전달 몸체(100)를 전기적으로 절연하기 위하여 제1 열전달 몸체(100)의 외측면에는 산화 피막, 산화막, 절연용 페인트 등이 형성되어도 무방하다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발열 시트(200)는 제1 열전달 몸체(100)의 외측면에 배치된다. 발열 시트(200)는 외부로부터 인가된 전기 에너지를 열 에너지로 변환하여 후술 될 제2 열전달 몸체(300) 및 방열 부재(500)를 가열하는 역할을 한다.
발열 시트(200)는 절연 시트(210), 절연 패턴(220), 제1 전극 패턴(230), 제2 전극 패턴(240), 발열 패턴(250) 및 무기 절연층(미도시)을 포함한다. 발열 시트(200)는 매우 얇은 두께를 갖는 시트 형상으로 형성된다.
절연 시트(210)는, 평면상에서 보았을 때, 직사각형 형상으로 형성되며, 절연 시트(210)는 발열 시트(200) 및 제1 열전달 몸체(100)를 1차적으로 절연하는 역할을 한다.
절연 시트(210)는 후술 될 발열 패턴(250)으로부터 발생 된 열에 의한 형상 변형이 되지 않도록 내열성을 갖는 내열 시트를 포함할 수 있다.
절연 패턴(220)은 절연 시트(210) 상에 배치되며, 절연 패턴(220)은 후술 될 제1 전극 패턴(230), 제2 전극 패턴(240) 및 발열 패턴(250)과 대응하는 위치에 선택적으로 형성될 수 있다. 절연 패턴(220)은 제1 열전달 몸체(100) 및 발열 시트(200)를 2차적으로 절연하는 역할을 한다.
절연 시트(210) 및 절연 패턴(220)은 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리아미드(Polyamide), 에폭시(Epoxy) 수지 및 세라믹(Ceramics) 중에 선택된 어느 하나를 포함할 수 있으며, 전기적 절연체이면서도 열 전도성이 개선된 신소재를 적용할 수도 있다.
특히, 본 발명의 일실시예에 따른 가열 유닛(600)은 가열 및 냉각이 반복적으로 이루어지고 따라서, 절연 시트(210) 및 절연 패턴(220)은 가열 및 냉각에 의하여 반복적으로 열팽창 및 열수축 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에서, 절연 시트(210) 및 절연 패턴(220)은 열팽창 및 열수축에 따른 크랙 또는 손상을 방지하기 위해 절연 시트(210) 및 절연 패턴(220) 사이에 열팽창 및 열수축에 따른 신장 및 신축에 따른 크랙 발생을 억제하기 위하여 절연성이면서 플랙시블한 버퍼층(buffer layer)을 더 포함할 수 있다. 버퍼층은 제1 열전달 몸체(100) 및 발열 시트(200) 사이에 개재될 수 있다.
제1 전극 패턴(230)은 절연 패턴(220) 상에 배치되며, 제1 전극 패턴(230)은 절연 패턴(220)의 장변의 일측 에지를 따라, 예를 들어, 바(bar) 형상으로 형성된다. 제1 전극 패턴(230)은, 예를 들어, 우수한 도전성을 갖는 은, 알루미늄, 동, 알루미늄 합금, 동 합금 등을 포함할 수 있다.
제2 전극 패턴(240)은 절연 패턴(220) 상에 배치되며, 제2 전극 패턴(240)은 절연 패턴(220)의 장변의 상기 일측 에지와 대향하는 타측 에지를 따라, 예를 들어, 바(bar) 형상으로 형성된다. 제2 전극 패턴(240)은, 예를 들어, 우수한 도전성을 갖는 은, 알루미늄, 동, 알루미늄 합금, 동 합금 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 및 제2 전극 패턴(230,240)들은 상호 평행하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 제1 전극 패턴(230) 및 제2 전극 패턴(240)에는 직류(DC) 전원이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극 패턴(230)에는 (+) 전원이 인가되고, 제2 전극 패턴(240)에는 (-) 전원이 인가될 수 있다.
발열 패턴(250)은 절연 패턴(250) 상에 배치되며, 발열 패턴(250)은 제1 및 제2 전극 패턴(240,250)들에 전기적으로 접속되며, 발열 패턴(250)은 제1 및 제2 전극 패턴(240,250)들을 따라 복수개가 평행하게 배치될 수 있다. 이와 다르게, 발열 패턴(250)은, 평면상에서 보았을 때, 지그재그 형상, 굴절된 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 발열 패턴(250)은 탄소섬유(Carbon fiber) 또는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)를 포함할 수 있으며, 발열 패턴(250)은 탄소 섬유 또는 탄소나노튜브를 포함하는 페이스트를 절연 패턴(220) 상에 적절한 두께로 일정한 간격을 두고 인쇄, 임프린트, 전사 또는 도포하여 형성할 수 있다.
무기 절연층은 발열 패턴(250)을 덮어 발열 패턴(250)이 발열 패턴(250) 외부의 도체와 접촉되는 것을 방지한다. 본 발명의 일실시예에서, 무기 절연층은, 예를 들어, 매우 얇은 두께로 형성된 유리막일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 발열 시트(200)는 제1 열전달 몸체(100)의 외측면에 배치되며 발열 시트(200)는 제1 열전달 몸체(100)의 외측면으로부터 주로 외부를 향하는 방향으로 열을 발생시킨다.
한편, 발열 시트(200)가 제1 열전달 몸체(100)의 외측면에 배치됨에 따라 발열 시트(200)가 제1 열전달 몸체(100)의 외측면으로부터 돌출될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 발열 시트(200)가 제1 열전달 몸체(100)의 외측면으로부터 돌출되는 것을 방지하기 위해 제1 열전달 몸체(100)의 외측면에는 발열 시트(200)의 두께 이상의 깊이로 형성된 발열 시트 수납홈이 형성될 수 있다. 발열 시트 수납홈에 수납된 발열 시트(200)의 상면은 제1 열전달 몸체(100)의 상면과 실질적으로 동일한 평면에 배치될 수 있다.
제2 열전달 몸체(300)는 발열 시트(200)를 감싼다. 제2 열전달 몸체(300)가 발열 시트(200)를 감쌈으로써 발열 시트(200)로부터 발생 된 열은 제2 열전달 몸체(300)로 열전달 된다.
본 발명의 일실시예에서, 발열 시트(200)로부터 발생 된 열을 효율적으로 제2 열전달 몸체(300)로 전달될 수 있도록 하기 위해 제2 열전달 몸체(300)는 제1 열전달 몸체(100)의 제1 열전달 계수 이상의 제2 열전달 계수를 갖는 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 제2 열전달 몸체(300)는 스테인리스 스틸 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 동 및 동 합금 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 제2 열전달 몸체(300)는 제1 열전달 몸체(100)와 대응하는 형상으로 형성되며 다만 제2 열전달 몸체(300)는 제1 열전달 몸체(100)를 감싸기 위해 제1 열전달 몸체(100)보다 큰 사이즈로 형성된다.
한편, 제2 열전달 몸체(300)를 발열 시트(200)를 감싸는 형상으로 배치하고 제2 열전달 몸체(300)가 제1 열전달 몸체(100) 보다 높은 열전달 계수를 갖는 금속성 재질을 포함할 경우, 발열 시트(200)의 무기 절연층(260)의 일부가 다양한 이유에 의하여 손상되어 발열 패턴(250)의 일부가 노출될 경우 발열 패턴(250)과 제2 열전달 몸체(300)의 접촉에 의하여 전기적 쇼트가 발생 될 수 있다.
또한, 상술된 전기적 쇼트가 발생되는 것을 방지하기 위하여 제2 열전달 몸체(300) 및 발열 시트(200) 사이에 갭이 형성될 경우, 제1 열전달 몸체(100) 및 제2 열전달 몸체(300) 사이의 빈 공간에 의하여 발열 시트(200)로부터 발생 된 열의 열전달 효율이 크게 감소 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 발열 시트(200)로부터 발생 된 열을 효율적으로 제2 열전달 몸체(300)로 제공 및 발열 시트(200) 및 제2 열전달 몸체(300)의 전기적 쇼트를 방지하기 위하여 발열 시트(200) 및 제2 열전달 몸체(300) 사이에는 절연체(400)가 개재된다.
절연체(400)는 발열 시트(200) 및 제2 열전달 몸체(300)를 전기적으로 절연 및 제1 열전달 몸체(100) 및 제2 열전달 몸체(300) 사이의 갭을 제거하여 발열 시트(200)로부터 발생 된 열이 효율적으로 제2 열전달 몸체(300)에 도달하도록 하여 열전달 효율을 크게 향상시킨다.
본 발명의 일실시예에서, 절연체(400)는 발열 시트(200)에 코팅된 절연 코팅막, 발열 시트(200)를 덮는 절연 플레이트 및 원통 형상으로 형성된 절연 부재 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 절연체(400)는, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide, PI)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 절연체(400)는 발열 시트(200)를 포함하여 제1 열전달 몸체(100)를 모두 덮거나 발열 시트(200)를 선택적으로 덮을 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 열전달 효율을 보다 향상시키기 위해 제2 열전달 몸체(300) 및 절연체(400) 사이에는 보조 열전달 부재를 더 배치할 수 있고, 보조 열전달 부재는, 예를 들어, 제2 열전달 몸체(300) 이상의 열전달 계수를 갖는 입자를 포함하는 써멀 페이스트를 포함할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 발열 시트(200)로부터 발생 된 열은 주로 제2 열전달 몸체(300)로 열전달 되고, 발열 시트(200)로부터 발생 된 열은 제2 열전달 몸체(300)와 접촉된 대상물을 가열한다.
방열 부재(500)는 방열 시트(200)로부터 발생 되어 제2 열전달 몸체(300)로 전달된 열을 신속하게 방열하는 역할을 한다.
본 발명의 일실시예에서, 방열 부재(500)는 제2 열전달 몸체(300) 보다 높은 제3 열전달 계수를 포함할 수 있다.
방열 부재(500)는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 동, 동 합금, 은 및 은 합금 등을 포함할 수 있다.
형상 측면에서, 방열 부재(500)는 한정된 공간에서 긴 유로를 구현하기 위해 하나의 유로를 갖는 스크류 형상으로 형성될 수 있고, 방열 부재(500)에 의하여 방열 부재(500)를 통과하는 유체는 나선형으로 진행된다.
한편, 스크류 형상으로 형성된 방열 부재(500)의 표면에는 난류 형성부(510)가 형성될 수 있다. 난류 형성부(510)는 방열 부재(500)의 표면에 규칙적 또는 불규칙적으로 형성되어 방열 부재(500)를 통과하는 유체의 흐름을 교란시켜 난류를 발생시키고, 난류에 의하여 방열 부재(500)의 표면에서 가열된 유체를 보다 효율적으로 교반 시켜 유체의 가열을 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 난류 형성부(510)의 단면은 반원, 삼각형, 사각형, 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이와 다르게, 난류 형성부(510)는 방열 부재(500) 뿐만 아니라 제2 열 전달 부재(300)의 표면에 함께 형성되어도 무방하다.
유체 케이스(700)는 가열 유닛(600)을 감싸며 유체를 가열 유닛(600)으로 제공하는 유체 공급부(710) 및 가열 유닛(600)에 의하여 가열된 유체가 토출되는 유체 토출부(720)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 유체 케이스(700)는 제1 및 제2 열전달 몸체(100,300)에 비하여 낮은 열전달 계수를 갖는 합성수지 재질로 제작될 수 있다.
구체적으로, 유체 케이스(700)는 제1 케이스(705) 및 제2 케이스(715)를 포함하며, 유체 케이스(700)는 유체를 순간적으로 가열하기 위해 임시적으로 수납하는 역할을 한다.
제1 케이스(705)는, 예를 들어, 원판 형상으로 형성되며, 제1 케이스(705)의 중앙부에는 가열 유닛(600)의 제2 열전달 몸체(300)와 결합 되기 위한 개구가 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 케이스(705) 및 제2 열전달 몸체(300) 사이로 유체가 누설되는 것을 방지하기 위하여, 제1 케이스(705) 및 제2 열전달 몸체(300) 사이에는 밀봉링이 개재될 수 있다.
제2 케이스(715)는 바닥판(725) 및 측면판(727)을 포함한다. 바닥판(725)은, 예를 들어, 원판 형상으로 형성되며, 바닥판(725)에는 가열 유닛(600)의 제2 열전달 몸체(300)의 단부가 배치되며, 제2 열전달 몸체(300)의 단부는 밀봉된다.
측면판(727)은 바닥판(725)의 에지로부터 연장되고 이로 인해 바닥판(725) 및 측면판(727)에 의하여 공간(728)이 형성된다.
제2 케이스(715)의 측면판(727)의 단부 및 제1 케이스(705)는, 예를 들어, 체결 나사 등에 의하여 상호 체결되며, 제1 케이스(705) 및 제2 케이스(715)의 사이에는 유체의 누설을 방지하기 위한 밀봉링이 개재될 수 있다.
유체 케이스(700)의 유체 공급부(710)는, 예를 들어, 제2 케이스(715)의 바닥판(725)에 형성될 수 있고, 유체 케이스(700)의 유체 토출부(720)는, 예를 들어, 제2 케이스(715)의 측면판(727)에 형성될 수 있다.
따라서, 유체 케이스(700)의 유체 공급부(710)로 제공된 제1 온도의 유체는 가열 유닛(600)의 방열 부재(500) 및 제2 열전달 몸체(300)에 의하여 선회하면서 이동되면서 가열 유닛(600)의 발열 시트(200)로부터 발생된 열에 의하여 점차 가열되고, 유체 공급부(710)로 제공된 유체는 제1 온도보다 상승한 제2 온도로 유체 토출구(720)로 토출된다. 이때, 유체 공급부(710)로 제공된 유체는 방열 부재(500)에 형성된 난류 발생부(510)에 의하여 보다 효율적으로 가열될 수 있다.
실시예 2
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 가열 장치의 분해 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 유체 가열 장치를 조립한 후 횡 방향으로 절단한 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 가열 장치는 유체 케이스(750)를 제외하면 앞서 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 유체 가열 장치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 유체 가열 장치(800)는 가열 유닛(600) 및 유체 케이스(750)를 포함한다.
유체 케이스(750)는 가열 유닛(600)을 감싸며 유체를 가열 유닛(600)으로 제공하는 유체 제공부(760) 및 가열 유닛(600)에서 가열된 유체를 제1 열전달 몸체(100)의 내부로 제공하여 다시 한번 가열하기 위한 연통부(770)를 포함한다. 본 발명에서, 연통부(770)는 후술 될 제2 케이스(790)에 일체로 형성될 수 있다.
구체적으로, 유체 케이스(750)는 제1 케이스(780) 및 제2 케이스(790)를 포함한다.
제1 케이스(780)는, 예를 들어, 원판 형상으로 형성되며, 제1 케이스(780)의 중앙부에는 제2 열전달 몸체(300)를 수납하는 개구가 형성된다.
제2 케이스(790)는 바닥판(792) 및 바닥판(792)의 에지로부터 연장된 측면판(794)를 포함하며, 제2 케이스(790)는 전체적으로 보았을 때 상단이 개구된 원통 형상으로 형성된다.
제2 케이스(790)의 측면판(794)에는 유체가 제공되는 유체 제공부(760)가 형성된다.
연통부(770)는 내부에 유로가 형성된 형상을 가지며, 연통부(770)의 일측 단부는 유체 제공부(760)과 대향하며 바닥판(792)에 인접하게 배치된 부분과 연통되며, 연통부(770)의 상기 일측 단부와 대향 하는 타측 단부는 바닥판(792)을 관통하여 가열 유닛(600)의 제1 열전달 몸체(100)의 단부에 연결된다.
작동 측면에서, 유체 제공부(760)로 제공된 제1 온도를 갖는 유체는 가열 유닛(600)의 제2 열전달 몸체(300) 및 방열 부재(500)를 따라 선회하면서 이동되면서 1차적으로 가열되고, 1차적으로 가열된 유체는 연통부(770)를 통해 제1 열전달 몸체(100)의 내부로 유입되고, 제1 열전달 몸체(100)의 내부로 유입된 유체는 제1 열전달 몸체(100)에 의하여 2차적으로 가열된 후 제2 온도로 가열된 유체는 제1 열전달 몸체(100)로부터 토출된다.
본 발명의 제2 실시예에서는 발열 시트(200)로부터 발생된 열에 의하여 가열된 제2 열전달 몸체(300) 및 방열 부재(500)에 의하여 유체가 1차적으로 가열된 후, 1차적으로 가열된 유체가 연통부(770)에 의하여 제1 열전달 몸체(100)에 의하여 2차적으로 가열되어 발열 시트(200)로부터 발생된 열을 이용하여 보다 효율적으로 유체를 가열할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 시트 형상의 발열 시트로부터 발생된 열을 나선 형상으로 형성된 방열 부재를 통과시켜 유체를 가열 또는 방열 부재로부터 발생된 열을 방열 부재를 이용하여 1차적으로 가열 및 1차적으로 가열된 유체를 다시 가열 유닛의 내부로 제공하여 2차적으로 가열하여 유체를 보다 효율적으로 가열할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
800...유체 가열 장치 600...가열 유닛
700...케이스 100...제1 열전달 몸체
200...발열 시트 300...제2 열전달 몸체
400...절연체 5000. 방열 부재

Claims (13)

  1. 내부로 관통홀이 형성된 제1 열전달 몸체, 상기 제1 열전달 몸체의 외측면에 배치되어 상기 제1 열전달 몸체의 외부로 열을 발생시키는 시트 형상의 발열 시트, 상기 발열 시트를 감싸는 제2 열전달 몸체, 상기 발열 시트 및 상기 제2 열전달 몸체를 절연하는 절연체 및 상기 제2 열전달 몸체의 외측면에 결합된 방열 부재를 포함하는 가열 유닛; 및
    상기 가열 유닛을 감싸며 유체를 상기 가열 유닛으로 제공하는 유체 제공부 및 상기 가열 유닛으로부터 가열된 상기 유체를 토출하는 유체 토출부가 형성된 유체 케이스를 포함하는 유체 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는 판 형상의 제1 케이스, 바닥판 및 상기 바닥판으로부터 상기 제1 케이스를 향해 연장되어 상기 제1 케이스에 결합되는 측면판을 포함하는 제2 케이스를 포함하며,
    상기 바닥판에는 상기 유체 제공부가 형성되고, 상기 제1 케이스와 인접한 상기 측면판에는 유체 토출부가 형성된 유체 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열 부재는 상기 유체 제공부를 통해 제공된 유체가 상기 가열 유닛을 선회하면서 상기 유체 토출부를 향하도록 하는 스크류 형상의 방열 핀을 포함하는 유체 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 제1 열전달 몸체보다 낮은 열전달 계수를 포함하는 유체 가열 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 케이스는 합성수지를 포함하는 유체 가열 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열전달 몸체는 제1 열전달 계수를 갖고 상기 제2 열전달 몸체는 상기 제1 열전달 계수 이상의 제2 열전달 계수를 포함하는 유체 가열 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 절연체는 상기 발열 시트에 코팅된 절연 코팅막 및 상기 발열 시트를 덮는 절연 플레이트 및 원통 형상으로 형성된 절연 부재 중 어느 하나를 포함하는 유체 가열 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방열 부재에는 상기 방열 부재에 의하여 가이드 되는 상기 유체에 난류를 발생시키는 난류 발생부가 형성된 유체 가열 장치.
  9. 내부로 관통홀이 형성된 제1 열전달 몸체, 상기 제1 열전달 몸체의 외측면에 배치되어 상기 제1 열전달 몸체의 외부로 열을 발생시키는 시트 형상의 발열 시트, 상기 발열 시트를 감싸는 제2 열전달 몸체, 상기 발열 시트 및 상기 제2 열전달 몸체를 절연하는 절연체 및 상기 제2 열전달 몸체의 외측면에 결합 된 방열 부재를 포함하는 가열 유닛; 및
    상기 가열 유닛을 감싸며 유체를 상기 가열 유닛으로 제공하는 유체 제공부 및 상기 가열 유닛에서 가열된 상기 유체를 상기 제1 열전달 몸체의 내부로 제공하는 연통부가 형성된 유체 케이스를 포함하는 유체 가열 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 케이스는 판 형상의 제1 케이스, 바닥판 및 상기 바닥판으로부터 상기 제1 케이스를 향해 연장되어 상기 제1 케이스에 결합 되는 측면판을 포함하는 제2 케이스를 포함하며,
    상기 측면판에는 상기 측면판과 연통된 유체 제공부가 형성되고, 상기 연통부는 상기 측면판 및 상기 제1 열전달 몸체의 일측단을 연결하는 유체 가열 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 연통부는 상기 측면판과 일체로 형성된 유체 가열 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 방열 부재는 상기 유체 제공부를 통해 제공된 상기 유체가 상기 가열 유닛을 선회하면서 상기 유체 토출부를 향하도록 하는 스크류 형상의 방열 핀을 포함하는 유체 가열 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방열 부재에는 상기 방열 부재에 의하여 가이드 되는 상기 유체에 난류를 발생시키는 난류 발생부가 형성된 유체 가열 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3805661A1 (en) * 2019-10-08 2021-04-14 Tatiana Dimitriou Heating device
KR20210088183A (ko) * 2020-01-06 2021-07-14 (주)엔테크 온수 공급 장치
KR20210088184A (ko) * 2020-01-06 2021-07-14 (주)엔테크 원격 제어 기능을 가진 온수 공급 시스템

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