KR20130016982A - 이동식 원적외선 난방장치 - Google Patents

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송용기
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Abstract

본 발명은 원적외선으로 열을 발생시켜 전열 특성이 우수한 매트 촉매연소버너를 장소의 구애를 받지 않고 사용할 수 있도록, 취사용 부탄가스와 같은 휴대용 가스연료를 사용할 수 있으며, 촉매연소버너를 초기에 점화시키는데 필요한 열원을 가정용 전원뿐만 아니라 자동차용 배터리에서도 공급받을 수 있도록 하여, 이동이 편리하고 야외에서도 쉽게 사용할 수 있는 이동식 원적외선 히터에 관한 것이다.
더욱 자세하게는, 본 발명은 i) 촉매층, 전열선, 보온재, 분사노즐로 이루어진 매트 촉매연소 버너, ⅱ) 휴대용 연료용기와 가스공급라인으로 이루어지는 연료가스 공급부, ⅲ) 버너 장착대, 버너 지지대, 연료용기 장착대, 하부 지지대로 이루어진 몸통부; 및 ⅳ) 외부전원과 전기연결선로 이루어진 전원공급부를 포함하는 이동식 원적외선 난방장치를 제공한다.

Description

이동식 원적외선 난방장치 {Movable Infrared Heater}
본 발명은 원적외선으로 열을 발생시켜 전열 특성이 우수한 매트 촉매연소버너를 장소의 구애를 받지 않고 사용할 수 있도록, 취사용 부탄가스와 같은 휴대용 가스연료를 사용할 수 있으며, 촉매연소버너를 초기에 점화시키는데 필요한 열원을 가정용 전원뿐만 아니라 자동차용 배터리에서도 공급받을 수 있도록 하여, 이동이 편리하고 야외에서도 쉽게 사용할 수 있는 이동식 원적외선 히터에 관한 것이다.
더욱 자세하게는, 본 발명은 i) 촉매층, 전열선, 보온재, 분사노즐로 이루어진 매트 촉매연소 버너, ⅱ) 휴대용 연료용기와 가스공급라인으로 이루어지는 연료가스 공급부, ⅲ) 버너 장착대, 버너 지지대, 연료용기 장착대, 하부 지지대로 이루어진 몸통부; 및 ⅳ) 외부전원과 전기연결선로 이루어진 전원공급부를 포함하는 이동식 원적외선 난방장치를 제공한다.
일반적으로 가정이나 사무실에서 사용하는 난방기는 대부분 오일이나 가스와 같은 화석연료를 사용하고 있다. 그러나, 이와 같은 난방기는 연료를 직접 연소방식에 의해 연소를 시키기 때문에 다량의 오염물질이 발생하고 초기 연소 과정에 냄새와 그을음 등이 발생하는 등 사용상에 문제가 있으며, 부피가 크고 무거워 야외에서 사용하는데에 어려움이 많다.
또한, 야외에나 가정에서 널리 사용되고 있는 가스버너는 무게가 가볍고 이동이 편리하여 널리 사용되고 있지만, 기본적으로 취사용으로 만들어졌기 때문에 난방장치로 사용하기는 어렵고 불편하다.
한편, 매트 촉매연소버너는 촉매를 사용하여 도시가스 또는 LPG 와 같은 가연성 가스를 화염 연소반응보다 매우 낮은 온도에서 연소가 일어나도록 하는 장치로서, 연소반응이 촉매 상에서 일어나면서 활성화에너지가 낮아져 낮은 온도에서 안정적으로 연소반응이 일어나고, 발생된 열이 원적외선 형태로 방출되기 때문에 저온의 열을 이용하는 공정에서 매우 효율적인 방식으로 알려져 있다.
매트 촉매연소버너는 뛰어난 전열특성으로 인하여 각종 산업분야에서 활용할 수 있도록 다양한 형태로 만들어지고 있으며(한국공개특허 1997-0011559, 한국공개특허 2001-0113188), 이와 같이 만들어진 매트 촉매연소버너는 일반적으로 산업현장에 설치되어 운전되고 있다.
본 발명에서는 이와 같은 매트 촉매연소버너를 소형으로 만든 다음, 야외활동 장소 주변의 소형 상점에서도 쉽게 구할 수 있는 취사용 부탄가스 등을 사용할 수 있도록 연료 공급라인을 구성하고, 촉매연소버너를 초기에 점화시키는데 필요한 열원을 가정용 전원뿐만 아니라 자동차용 배터리에서도 공급받을 수 있도록 함으로써, 이동이 편리하고 야외에서도 쉽게 사용할 수 있는 이동식 원적외선 난방장치를 개발하였다.
본 발명의 목적은 복사전열 특성이 우수하고, 바람이 불어도 안정적으로 연소가 일어나는 매트 촉매연소버너를 이동 및 사용이 편리하여 오토캠핑 또는 낚시터 등에서 편리하게 사용할 수 있는 원적외선 난방장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위하여, 본 발명에서는 매트 촉매연소버너의 크기를 줄여 연소부하를 유지하면서 연료의 소비를 줄이고, 연료가스로서 취사용 부탄가스 또는 등산용 부탄가스 등의 휴대용 부탄가스를 사용하며, 촉매연소버너를 초기에 점화시키는데 필요한 열원을 가정용 전원뿐만 아니라 자동차용 배터리에서도 공급받을 수 있도록 함으로써, 이동이 편리하고 야외에서도 쉽게 사용할 수 있는 이동식 원적외선 난방장치를 제공한다
구체적으로는, 본 발명은 i) ① 가스 연료를 무화염 상태에서 연소시키기 위한 저온연소 촉매 및 상기 저온연소 촉매를 지지하기 위한 담지체로 구성되며, 발생된 연소열을 원적외선 복사 방식으로 배출하는 촉매층, ② 연소반응 개시시, 상기 촉매층을 가열하기 위한 전열선, ③ 촉매층에서 발생한 열이 노즐 쪽으로 이동하는 것을 억제하는 보온재, ④ 가스공급라인을 통해 들어온 고압의 연료가스를 일정한 압력으로 낮추고, 버너 용량에 맞게 내부로 연료를 공급하는 분사노즐로 이루어진 매트 촉매연소 버너, ⅱ) 취사용 부탄가스와 같은 휴대용 연료용기와 가스공급라인으로 이루어지며, 상기 가스공급라인의 일단은 상기 연료용기와 연결되고 다른 일단은 상기 분사노즐과 연결되어, 연료용기로부터 촉매연소 버너부 내로 연료를 공급하는 연료가스 공급부, ⅲ) 상기 매트 촉매연소 버너가 장착되는 버너 장착대, 상기 버너를 지지하는 버너 지지대, 상기 연료용기가 장착되는 연료용기 장착대, 상기 버너 지지대와 연료용기 장착대가 설치되는 하부 지지대로 이루어진 몸통부; 및 ⅳ) 외부전원과 상기 외부전원과 상기 전열선을 연결하는 전기연결선로 이루어진 전원공급부를 포함하는 이동식 원적외선 난방장치를 제공한다.
이때, 상기 분사노즐에 일정한 압력으로 연료가스가 공급되도록 상기 가스공급라인에 감압장치가 형성될 수 있으며, 상기 가스공급라인의 일단에 상기 연료용기와 탈·부착이 가능한 이음새가 형성되고, 다른 일단에는 상기 매트 촉매연소 버너와 탈·부착이 가능하며, 버너 용량에 맞는 가스연료를 일정한 압력으로 공급할 수 있는 오리피스 방식의 이음새가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외부전원이 차량용 배터리(12V) 또는 가정용 전기(220V)일 수 있으며, 상기 차량용 배터리(12V)와 가정용 전기(220V)를 모두 외부전원으로 사용할 수 있도록, 전열선의 구성이 이중 구조로 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전기연결선의 연결방식은 플러그와 콘센트 방식이며, 상기 전기연결선은 전열선에 전기를 공급한 뒤에 분리되어 상기 하부 지지대 내부에 장착할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 매트 촉매연소 버너의 연소 면적은 400~1500㎠ 이고, 상기 매트 연소촉매 버너의 방향을 조절할 수 있도록, 상기 버너 지지대에 연결조인트가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제시하는 이동식 원적외선 난방장치는 열원으로 취사용 부탄가스, 소형 프로판 가스통, 또는 등산용 부탄가스 등 연료 공급라인을 다양하게 채택할 수 있기 때문에, 연료 구입의 어려움에 따른 이용 불편 문제를 근본적으로 해결할 수 있어 연료에 따른 장소의 제한을 받지 않도록 하였다.
또한, 본 발명의 원적외선 난방장치는 매트 촉매연소버너의 크기를 제한함으로써, 가정용 부탄가스 1 통으로도 난방장치를 3~8시간 정도 사용할 수 있다.
그리고, 매트 촉매연소버너의 초기 점화에 필요한 전기를 가정용 전기(220V)에 국한시키지 않고, 차량에서 사용하고 있는 배터리(12V)를 사용할 수 있도록 전열선을 구비함으로써, 매트 촉매연소버너의 초기 점화의 어려움에 따른 장소의 제한을 받지 않도록 하였다.
결과적으로, 본 발명의 난방장치는 복사전열 특성이 우수할 뿐만 아니라, 바람이 불어도 안정적으로 사용할 수 있으며, 이동이 편리하여 야외에서도 쉽게 사용할 수 있어 오토캠핑 또는 낚시터 등에서도 편리하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 이동식 원적외선 난방장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 매트 촉매연소 버너의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 몸통부의 사시도이다.
본 발명에 따른 이동식 원적외선 난방장치의 구성에 대한 사항은 첨부된 도면을 참조하여 이하 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에서 제시하는 이동식 원적외선 난방장치는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 i) 촉매층(11), 전열선(12), 보온재(13), 분사노즐(14)로 이루어진 매트 촉매연소 버너(10), ⅱ) 취사용 부탄가스와 같은 휴대용 연료용기(21)와 가스공급라인(22)으로 이루어지며, 상기 가스공급라인(22)의 일단은 상기 연료용기와 연결되고 다른 일단은 상기 분사노즐(14)과 연결되어, 연료용기로부터 촉매연소 버너부 내로 연료를 공급하는 연료가스 공급부(20), ⅲ) 상기 매트 촉매연소 버너(10)가 장착되는 버너 장착대(31), 상기 버너(10)를 지지하는 버너 지지대(32), 상기 연료용기(21)가 장착되는 연료용기 장착대(33), 상기 버너 지지대와 연료용기 장착대가 설치되는 하부 지지대(34)로 이루어진 몸통부(30), 및 ⅳ) 외부전원(41)과 상기 외부전원과 상기 전열선(12)을 연결하는 전기연결선(42)로 이루어진 전원공급부(40)로 구성되어 있다.
각각의 구성요소에 대하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
상기 매트 촉매연소 버너(10)는 보통 3,000㎠ 정도 연소면적을 갖는 기존 산업용 버너와 달리 연소면적을 1,500㎠ 이하, 바람직하게는 400~1500㎠로 만들어서 이동이 용이하며 작은 가스 유량에서 연소의 안정성을 유지하면서, 충분한 난방 효과를 가질 수 있도록 하였다.
매트 촉매연소 버너(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 촉매층(11), 전열선(12), 보온재(13), 분사노즐(14)을 포함하는 구성을 가진다. 상기 매트 촉매연소 버너(10)를 구성하는 촉매층(11)은 가스 연료를 무화염 상태에서 연소시키기 위한 저온연소 촉매 및 상기 저온연소 촉매를 지지하기 위한 담지체로 구성되며, 발생된 연소열을 원적외선 복사 방식으로 배출하게 된다. 또한, 상기 보온재(13)는 촉매층에서 발생한 열이 분사노즐(14) 쪽으로 이동하는 것을 억제하는 역할을 하며, 상기 분사노즐(14)은 가스공급라인을 통해 들어온 고압의 연료가스를 일정한 압력으로 낮추고, 버너 용량에 맞게 내부로 연료를 공급하는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 전열선(12)은 난방장치를 처음 가동할 때 전류를 공급받아 연소촉매의 온도를 연소반응 개시온도 이상으로 올려주는 역할을 하는데, 대부분 10분미만의 시간 동안 전류가 공급된다. 산업용 매트 촉매연소 버너의 전열선에 공급되는 전원은 대부분 가정용 전기인 220V를 사용하고 있기 때문에 야외에서 이를 사용하기 어렵다는 문제점이 있었는데, 본 발명에서는 차량에서 사용 중인 배터리를 전원으로 사용할 수 있도록 12V용 전열선을 구비하여 야외에서도 용이하게 전원을 공급할 수 있다. 이때, 전열선을 220V용과 12V용으로 이중으로 만들어 필요에 따라서 가정용 전기 또는 차량용 배터리를 사용할 수 있도록 하면 더욱 편리하게 사용할 수 있다.
한편, 상기 연료가스 공급부(20)를 구성하는 연료용기(21)는 우리가 가게에서 쉽게 구입할 수 있는 취사용 부탄가스 또는 등산용품 가게에서 여러 가지 형태로 만들어져 판매되고 있는 가스연료 등, 10 kg 이하의 연료가 들어 있는 휴대용 연료통이 사용될 수 있다.
또한, 상기 연료용기(21)와 매트 촉매연소 버너(10)를 연결하는 가스공급라인(22)은 유연성이 좋은 호스 양쪽 끝에 연료용기와 매트 촉매연소 버너 노즐을 연결시켜주는 이음새를 형성하여 제조할 수 있다. 바람직하게는, 상기 가스공급라인(22)의 일단에 상기 연료용기(21)와 탈·부착이 가능한 이음새가 형성되고, 다른 일단에는 상기 매트 촉매연소 버너(10)와 탈·부착이 가능하며, 버너 용량에 맞는 가스연료를 일정한 압력으로 공급할 수 있는 오리피스 방식의 이음새가 형성될 수 있다.
연료용기(21)에 연결되는 호스 쪽에 부착된 이음새는 고안된 장치에 맞도록 새롭게 만들거나 현재 시중에서 제작되어 판매되고 있는 기존 제품들을 활용할 수 있다. 또한, 일반적인 휴대용 가스연료는 연료통의 형태에 관계없이 분출되는 증기압이 일정하므로, 매트 촉매연소 버너(10)에 연결되는 호스 쪽에 부착되는 이음새를 오리피스 방식으로 형성하면, 이음새 후단의 공급 압력이 일정하게 되어 버너 노즐을 통해 동일한 유량이 흘러가도록 할 수 있다.
이와 같이, 매트 촉매연소 버너와 연결되는 이음새 형태를 동일하게 하고 분리와 결합이 쉽도록 해주면, 휴대용 연료용기(21)의 형태에 따가 가스공급라인(22)을 선택하여 사용할 수 있기 때문에 연료용기의 형태에 제한을 받지 않고 야외에서 편리하게 난방장치를 사용할 수 있다. 그 밖에, 상기 분사노즐(14)에 일정한 압력으로 연료가스가 공급되도록 상기 가스공급라인(22)에 감압장치를 별도로 형성할 수 있다.
상기 몸통부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 버너 장착대(31), 버너 지지대(32), 연료용기 장착대(33) 및 하부 지지대(34)를 포함하는 구성을 가진다.
상기 버너 장착대(31)에는 매트 촉매연소 버너(10)가 장착되며, 외부 전원 연결홀(31a)이 별도로 형성될 수 있다. 상기 버너 지지대(32)는 매트 촉매연소 버너를 지면 보다 높은 위치에 놓이도록 하여 복사열을 쉽게 사용할 수 있도록 해주는 역할을 하며, 이와 더불어 버너 지지대 중간에 연결조인트(32a)를 설치하여 필요에 따라 매트 촉매연소 버너의 방향을 조절할 수 있도록 만들었다. 또한, 연료용기 장착대(33)에는 휴대용 연료용기를 쉽게 고정할 수 있도록 홈이 형성되어 있으며, 상기 하부 지지대(34) 하부에 별도의 공간을 마련하여 전기 연결선(42) 감김 장치 등을 형성할 수도 있다.
상기 전원공급부(40)는 외부전원(41)과 상기 외부전원과 상기 전열선(12)을 연결하는 전기연결선(42)로 이루어지며, 전기 연결선은 외부 전원으로부터 매트 촉매연소 버너에 설치된 전열선에 전기를 공급해주는 역할을 한다.
상기 외부전원(41)은 앞서 살펴보았듯이, 차량용 배터리(12V) 또는 가정용 전기(220V)가 선택적으로 사용될 수 있다. 또한, 매트 촉매연소 버너는 처음 점화할 때에만 전기가 필요하고, 사용 중에는 전기 공급이 필요하지 않으므로, 매트 촉매연소 버너에 부착된 전기 연결선(42)을 플러그와 콘센트 방식으로 만들어 점화시 전기를 공급한 뒤에는 분리, 보관되도록 만들면 원적외선 난방장치를 이동시킬 때 전선 걸림이 없어 편리하게 사용할 수 있다. 또한, 전기 연결선(42)을 스프링 감김 방식으로 만들어 상기 몸통부의 하부 지지대(34) 속으로 들어가게 하면 외관이 수려해질 뿐만 아니라 원적외선 난방장치를 편리하게 이동시킬 수 있다.
본 발명에서 제시한 이동식 원적외선 난방장치의 사용예를 살펴본다.
먼저, 차량용 배터리 전원을 이용하여 연소촉매가 예열되도록 전기 연결선으로 배터리와 매트 촉매연소 버너 내부에 설치된 전열선을 연결시킨다. 대략 5분 정도 전기를 공급하면 연소촉매의 반응이 개시될 수 있을 정도로 촉매 층의 온도가 올라간다. 촉매 층의 온도가 올라가면 전기 연결선을 제거하고, 취사용 부탄가스 통과 가스공급라인을 결합시킨다. 연료가스 연결 장치를 통해 부탄가스가 매트 촉매연소 버너 노즐을 통해 공급되면 연소반응이 진행되면서 원적외선 형태의 복사열이 발생하므로 필요한 곳에서 사용하면 된다. 난방이 필요하지 않은 경우, 부탄가스 통과 가스공급라인을 분리하면 연료가 공급되지 않기 때문에 자동으로 소화된다.
본 발명은 상술한 특정의 구성 및 사용 예 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
10 : 매트 촉매연소 버너 11 : 촉매층
12 : 전열선 13 : 보온재
14 : 노즐 20 : 가스공급부
21 : 연료용기 22 : 가스공급라인
30 : 몸통부 31 : 버너장착대
31a: 외부전원연결홀 32 : 버너지지대
32a: 연결조인트 33 : 연료용기장착대
34: 하부지지대 40 : 전원공급부
41 : 외부전원 42 : 전기연결선

Claims (8)

  1. i) ① 가스 연료를 무화염 상태에서 연소시키기 위한 저온연소 촉매 및 상기 저온연소 촉매를 지지하기 위한 담지체로 구성되며, 발생된 연소열을 원적외선 복사 방식으로 배출하는 촉매층(11), ② 연소반응 개시시, 상기 촉매층을 가열하기 위한 전열선(12), ③ 촉매층에서 발생한 열이 노즐(14) 쪽으로 이동하는 것을 억제하는 보온재(13), ④ 가스공급라인을 통해 들어온 고압의 연료가스를 일정한 압력으로 낮추고, 버너 용량에 맞게 내부로 연료를 공급하는 분사노즐(14)로 이루어진 매트 촉매연소 버너(10);
    ⅱ) 취사용 부탄가스와 같은 휴대용 연료용기(21)와 가스공급라인(22)으로 이루어지며, 상기 가스공급라인(22)의 일단은 상기 연료용기와 연결되고 다른 일단은 상기 분사노즐(14)과 연결되어, 연료용기로부터 촉매연소 버너부 내로 연료를 공급하는 연료가스 공급부(20);
    ⅲ) 상기 매트 촉매연소 버너(10)가 장착되는 버너 장착대(31), 상기 버너(10)를 지지하는 버너 지지대(32), 상기 연료용기(21)가 장착되는 연료용기 장착대(33), 상기 버너 지지대와 연료용기 장착대가 설치되는 하부 지지대(34)로 이루어진 몸통부(30); 및
    ⅳ) 외부전원(41)과 상기 외부전원과 상기 전열선(12)을 연결하는 전기연결선(42)로 이루어진 전원공급부(40);
    를 포함하는 이동식 원적외선 난방장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사노즐(14)에 일정한 압력으로 연료가스가 공급되도록 상기 가스공급라인(22)에 감압장치가 형성되는 것을 특징으로 하는 이동식 원적외선 난방장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급라인(22)의 일단에 상기 연료용기(21)와 탈·부착이 가능한 이음새가 형성되고, 다른 일단에는 상기 매트 촉매연소 버너(10)와 탈·부착이 가능하며, 버너 용량에 맞는 가스연료를 일정한 압력으로 공급할 수 있는 오리피스 방식의 이음새가 형성된 것을 특징으로 하는 이동식 원적외선 난방장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외부전원(41)이 차량용 배터리(12V) 또는 가정용 전기(220V)인 것을 특징으로 하는 이동식 원적외선 난방장치.
  5. 제4항에 있어서,
    차량용 배터리(12V)와 가정용 전기(220V)를 모두 외부전원으로 사용할 수 있도록, 전열선(12)의 구성이 이중 구조로 설치된 것을 특징으로 하는 이동식 원적외선 난방장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전기연결선(42)의 연결방식이 플러그와 콘센트 방식이며, 전열선(12)에 전기를 공급한 뒤에 분리되어 상기 하부 지지대(34) 내부에 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 이동식 원적외선 난방장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 매트 촉매연소 버너(10)의 연소 면적이 400~1500㎠ 인 것을 특징으로 하는 이동식 원적외선 난방장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 매트 연소촉매 버너(10)의 방향을 조절할 수 있도록, 상기 버너 지지대(32)에 연결조인트(32a)가 형성된 것을 특징으로 하는 이동식 원적외선 난방장치.
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KR20170027343A (ko) * 2015-09-01 2017-03-10 주식회사 윈스타 하향 방사식 석유 난로
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