KR20130068337A - 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열효율이 높은 복수의 탄소발열체로 외부공기를 단시간에 고열의 열풍으로 가열할 수 있는 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기에 관한 것이다.
종래의 열풍기는 공기를 가열하는데 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 제어부에 의해 동작되는 송풍기 및 히터가 박스형의 본체 내측에 설치되는 고온 열풍기에 있어서, 상기 송풍기는 모터가 회전함에 따라 일측에 형성된 유입구 및 필터를 통해 외부의 공기를 흡입하여 히터로 전달하고, 상기 히터는 전달된 공기를 가열하여 외부로 고온의 공기를 배출하되, 상기 히터는 본체의 연결부와 결합되는 전실(前室)과 복수의 삽입홀이 형성된 중실(中室) 및 송풍기와 연결되는 후실(後室)으로 이루어지고, 상기 중실의 외주면에 형성된 복수의 삽입홀에는 전기에 의해 고온의 열을 발생하는 탄소발열체가 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 탄소발열체를 이용한 고온 열풍기를 제안한다.
따라서 본 발명은 히터의 내측에 열효율이 높은 복수의 탄소발열체를 간격을 이루며 지그재그로 설치함으로써 공기의 체류시간을 연장하여 단시간에 고열의 열풍으로 가열할 수 있으며, 플랜지 타입의 탄소발열체를 사용하여 수명이 다한 탄소발열체의 교환이 용이하여 유지관리가 더욱 편리하다는 장점이 있다.

Description

탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기{Hot wind heater using carbon heating unit}

본 발명은 외부의 공기를 가열하여 고온의 열풍으로 배출하는 열풍기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열효율이 높은 복수의 탄소발열체를 이용하여 외부공기를 단시간에 고열의 열풍으로 가열할 수 있는 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기에 관한 것이다.

일반적으로 전열방식 열풍기는 본체 내에 히터 또는 코일로 된 열선을 마련하고, 이에 전기를 인가하여 흡입된 기체를 비교적 높은 온도로 상승시킨 다음 송풍팬을 이용하여 외부로 분출시키는 방식을 이용한다.

이러한 전열방식 열풍기는 외부의 공기를 흡입하는 공기흡입부와, 흡입된 공기를 가열하는 가열장치 가열된 공기를 배출하는 배출장치로 이루어져 있다. 따라서 흡입된 공기가 히터를 통과하면서 순간적으로 가열하게 되고 가열된 공기는 계속 차가운 공기가 유입되어 히터에 의하여 가열되어 유입되는 더운 공기에 의하여 외부로 밀려나가게 되는 구성이다.

이와 같이 종래의 열풍기에서 사용되어온 방식은 전체가 송풍 팬 출구에 히터를 설치하여 팬에 의하여 강하게 이송되는 차가운 공기가 스쳐 지나가면서 가열하는 방식이므로 충분하게 공기를 가열하지 못하였으며, 자연적인 대류현상을 이용한 방법은 신속하게 실내의 공기를 가열시키지 못함으로써 난방용으로 사용할 수 없는 단점이 있다.

최근에는 팬 히터가 등장하였으나 팬에 의하여 공기를 흐르게 함으로써 기존보다 고온의 열풍을 얻을 수는 있으나 단순하게 하나의 히터만을 공기가 통과하면서 가열하게 되므로 공기가 히터와 점하는 면적이 좁아 높은 온도를 얻을 수가 없으며, 이로 인하여 열풍이 외부로 방출될 경우 외부 공기와 접함으로써 쉽게 냉각되어 멀리 까지 열풍을 공급할 수가 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열효율이 높은 복수의 탄소발열체를 적용함으로써 단시간에 고열의 열풍으로 가열할 수 있는 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수명이 다한 탄소 발열체의 교환을 더욱 용이하게 할 수 있는 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기는 제어부에 의해 동작되는 송풍기 및 히터가 박스형의 본체 내측에 설치되는 고온 열풍기에 있어서, 상기 송풍기는 모터가 회전함에 따라 일측에 형성된 유입구 및 필터를 통해 외부의 공기를 흡입하여 히터로 전달하고, 상기 히터는 전달된 공기를 가열하여 외부로 고온의 공기를 배출하되, 상기 히터는 본체의 연결부와 결합되는 전실(前室)과 복수의 삽입홀이 형성된 중실(中室) 및 송풍기와 연결되는 후실(後室)으로 이루어지고, 상기 중실의 외주면에 형성된 복수의 삽입홀에는 전기에 의해 고온의 열을 발생하는 탄소발열체가 삽입 결합되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기에 의하면, 히터의 내측에 열효율이 높은 복수의 탄소발열체를 간격을 이루며 지그재그로 설치함으로써 공기의 체류시간을 연장하여 단시간에 고열의 열풍으로 가열할 수 있는 효과가 있다.

또한, 히터의 삽입홀에 플랜지 타입의 탄소발열체를 용이하게 착탈할 수 있도록 구성함으로써 수명이 다한 탄소발열체의 교환이 용이하여 유지관리가 더욱 편리하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 고온 열풍기의 내부구조를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 송풍기와 히터를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 사용되는 탄소발열체의 일 실시예에 대한 정면도,
도 5는 본 발명의 히터에 탄소발열체가 결합된 모습을 나타낸 평단면도,
도 6은 히터 내측에서의 공기 흐름을 개략적으로 나타낸 정단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기는 도 1에서 도시한 바와 같이 본체(10)의 전면과 후면, 그리고 양 측면에 개폐할 수 있는 도어(11)가 구비되어 있으며, 특히 전면과 후면의 도어(11)에는 공기를 순환할 수 있도록 복수의 환풍구(12)가 형성되어 있다.

또한, 본체(10)의 일 측면에는 덕트, 연통 등을 연결하기 위한 연결부(13)가 형성되어 있으며, 본체(10)의 저면에는 본 발명을 용이하게 이동할 수 있도록 복수의 바퀴(14)가 결합되어 있다.

상기 본체(10)의 내측에는 도 2에서 도시한 바와 같이 제어부(20)와, 상기 제어부(20)에 의해 컨트롤 되는 송풍기(30) 및 히터(40)가 구비되어 있으며, 상기 제어부(20)에는 컨트롤박스(도면 미표시)가 구비되어 조정부(21)에 형성된 각종 버튼 및 표시등을 통해 송풍기(30) 및 히터(40)를 제어한다.

상기 제어부(20)는 본 발명의 고온 열풍기를 제어하기 위하여 다양한 기능을 구비할 수 있는데, 예를 들어 과열방지센서를 구비하여 일정한 온도 범위 내에서만 열풍을 발생할 수 있으며, 필요에 따른 적정온도로 토출온도를 제어할 수도 있다.

또한, 송풍기(30)의 작동시간을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 송풍기(30)가 정지한 후 작동시간을 설정하여 내부 잠열을 제거할 수도 있으며, 송풍기(30)만을 작동할 수도 있다.

이외에도 열풍의 강약을 자동으로 조절하는 온도조절기능, 작동시간 예약 및 운전을 위한 시간설정기능, 온도표시기능, LED 램프를 통한 고장표시기능, 고장내용 알림 기능, 경보기 및 경광등의 제어기능, 모터의 RPM을 조정하여 송풍기(30)의 회전수를 조정하는 기능 등의 다양한 제어를 할 수 있다.

한편, 상기 송풍기(30)는 도 3에서 도시한 바와 같이 내측에 설치된 시로코팬(34)을 회전시키기 위한 모터(31)가 전면에 구비되어 있으며, 송풍기(30)의 배면에는 상기 시로코팬(34)의 회전에 의해 외부 공기를 유입하는 유입구(32)가 형성되어 있고, 상기 유입구(32)에는 유입되는 공기 중의 불순물을 걸러낼 수 있도록 필터(33)가 결합되어 있다.

상기 송풍기(30)의 선단에는 대략 원통 형상으로 형성된 히터(40)가 결합하는데, 상기 히터(40)의 후단에는 결합부(41)가 형성되어 있어 상기 송풍기(30)와 긴밀히 결합되며, 히터(40)의 선단에는 송풍기(30)에서 유입된 공기가 가열된 후 다시 외부로 배출되는 배출구(42)가 형성되어 있다.

상기 히터(40)는 본체의 연결부(13)와 결합되는 전실(前室)(40a)과 복수의 삽입홀(43)이 형성되는 중실(中室)(40b) 및 송풍기(30)와 연결되는 후실(後室)(40c)으로 이루어진다.

상기 중실(40b)은 내부에서 이송되는 공기의 저항을 감소시킬 수 있도록 원통상으로 이루어지고, 상기 중실(40b)의 전측 외주면에 형성된 복수의 삽입홀(43)에는 전기에 의해 고온의 열을 발생하는 탄소발열체(50)가 삽입 결합된다.

또한, 전실(40a)은 고온의 공기를 멀리 보낼 수 있게 좌측 끝단으로 갈수록 경사를 이루며 직경이 좁아지는 테이퍼(taper)상 원통형으로 이루어지며, 후실(40c)은 송풍기(30)에서 전달된 외부의 공기가 좌측으로 흡입되기 용이하게 우측 끝단으로 갈수록 경사를 이루며 직경이 좁아지는 테이퍼(taper)상 원통형으로 이루어진다.

이때, 상기 삽입홀(43)은 흡입된 외부 공기가 내부를 통과할 때 삽입된 탄소발열체(50)에 의해 저항을 받아 체류시간이 연장될 수 있도록, 각각의 삽입홀(43)이 서로 간격을 이루어 지그재그로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 대한 자세한 설명은 도 6에서 후술한다.

한편, 본 발명에서는 일 실시 예로, 외부로부터 흡입된 공기를 배출하는 송풍기(30)의 배출부(도면 미표시)가 사각형으로 이루어지고, 상기 송풍기(30)로부터 공기를 전달받는 히터(40)의 흡입부(도면 미표시)가 원형으로 이루어져 있으므로, 상기 배출부와 흡입부를 연결하는 별도의 구성요소가 필요하게 된다.

이를 위해 본 발명에서는 송풍기(30)에 형성된 사각형의 배출부와 히터(40)에 형성된 원형의 흡입부를 기밀하게 연결할 수 있도록 플랜지 타입의 결합부(41)를 부가적으로 사용하였다. 물론, 제작단계에서 이와 같은 결합부(41)를 사용하지 않고 배출부와 흡입부를 동일한 형상으로 형성할 수도 있다.

상기 탄소발열체(50)는 본원 출원인이 출원한 특허등록 제10-0997957호(플랜지 타입의 구조를 갖는 탄소발열체)에서 제안한 탄소발열체, 또는 특허출원 제10-2011-91202호(일측형 리드선이 구비된 탄소 발열체)(이하, 선출원특허'라 함)에 플랜지를 결합한 것을 사용할 수 있으며, 종래 타 발열수단에 비해 본 발명에 적용된 탄소발열체는 효율이 좋고 폐기시 환경에 무해하며, 원적외선 방사 및 탈취효과, 살균 및 항균작용 등 다양한 효과가 있다.

본 발명에서는 일 실시예로, 선출원특허의 탄소발열체에 플랜지를 결합한 사용상태를 도 4에 도시하였으며, 이하에서는 개략적인 구조만을 설명한다.

상기 탄소발열체(50)는 진공 형성된 석영관(52) 내측에 탄소섬유(탄소필라민트)가 나선형으로 구비되고, 내부전원선이 탄소섬유의 내측을 관통하여 탄소섬유의 양 끝단을 연결함으로써 외부전원선(53)을 일측 방향으로 형성할 수 있도록 된 구조로서, 상기 외부전원선(53)이 배출되는 석영관(52)의 일측 끝단에는 상기 히터(40)의 삽입홀(43)에 안착될 수 있도록 플랜지(51)가 결합되어 있다.

한편, 상기 히터(40)의 내측에는 도 5에서 도시한 바와 같이 삽입홀(43)을 통해 삽입된 복수의 탄소발열체(50)가 설치되어 전원을 인가함에 따라 발열을 하게 되는데, 이로써 히터(40)의 내측에 있는 공기의 온도는 급격히 상승하게 된다.

또한, 상기 삽입홀(43)의 내측에는 지지부(44)가 돌출 형성되어 있어 탄소발열체(50)가 수평을 이루도록 지지하는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기는 도 6에서 도시한 바와 같이 탄소발열체(50)가 서로 간격을 이루며 지그재그로 결합되어 있다.

따라서 모터(31)가 회전함에 따라 유입구(32)로 유입된 외부의 공기는 히터(40)의 내측을 통과하면서 지그재그로 결합된 복수의 탄소발열체(50)에 의해 체류시간이 연장되어 단시간에 고열의 열풍으로 가열된다.

이렇게 탄소발열체(50)에 의해 고열의 열풍으로 바뀐 내부 공기는 좁게 형성된 배출구(42)를 통해 내부의 압력차에 의해 빠르게 배출된다.

이러한 본 발명의 고온 열풍기는 각종 과일, 식품 및 농수산물의 건조, 비닐하우스 및 유리온실의 온도조절, 직물 및 원사 공장의 건조 등 다양하게 활용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

10 : 본체 11 : 도어
12 : 환풍구 13 : 연결부
14 : 바퀴 20 : 제어부
21 : 조정부 30 : 송풍기
31 : 모터 32 : 유입구
33 : 필터 34 : 시로코팬
40 : 히터 40a: 전실
40b: 중실 40c: 후실
41 : 결합부 42 : 배출구
43 : 삽입홀 44 : 지지부
50 : 탄소발열체 51 : 플랜지
52 : 석영관 53 : 외부전원선

Claims (6)

1. 제어부에 의해 동작되는 송풍기 및 히터가 박스형의 본체 내측에 설치되는 고온 열풍기에 있어서,
   상기 송풍기는 모터가 회전함에 따라 일측에 형성된 유입구 및 필터를 통해 외부의 공기를 흡입하여 히터로 전달하고, 상기 히터는 전달된 공기를 가열하여 외부로 고온의 공기를 배출하되,
   상기 히터는 본체의 연결부와 결합되는 전실(前室)과 복수의 삽입홀이 형성된 중실(中室) 및 송풍기와 연결되는 후실(後室)로 이루어지고,
   상기 중실의 외주면에 형성된 복수의 삽입홀에는 전기에 의해 고온의 열을 발생하는 탄소발열체가 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 탄소발열체를 이용한 고온 열풍기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 중실은 내부에서 이송되는 공기의 저항을 감소시킬 수 있도록 원통상으로 이루어지고, 전실은 고온의 공기를 멀리 보낼 수 있게 좌측 끝단으로 갈수록 직경이 좁아지는 테이퍼(taper)상 원통형으로 이루어지며, 후실은 송풍기에서 전달된 외부의 공기가 좌측으로 흡입되기 용이하게 우측 끝단으로 갈수록 직경이 좁아지는 테이퍼(taper)상 원통형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소발열체를 이용한 고온 열풍기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 삽입홀은 흡입된 외부 공기가 내부를 통과할 때 삽입된 탄소발열체에 의해 저항을 받아 체류시간이 연장될 수 있도록, 각각의 삽입홀이 서로 간격을 이루어 지그재그로 형성된 것을 특징으로 하는 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 탄소발열체는 진공 형성된 석영관 내측에 탄소섬유가 나선형으로 구비되고, 내부전원선이 탄소섬유의 내측을 관통하여 탄소섬유의 양 끝단을 연결함으로써 외부전원선을 일측 방향으로 형성하고, 외부전원선이 배출되는 석영관의 일측 끝단에는 히터의 삽입홀에 안착될 수 있도록 플랜지가 결합되며,
   상기 삽입홀의 내측에는 삽입된 탄소발열체가 수평을 유지할 수 있도록 지지하는 지지부가 형성된 것을 특징으로 하는 탄소 발열체를 이용한 고온 열풍기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 송풍기에 형성된 사각형의 배출부와 히터에 형성된 원형의 흡입부는 플랜지 타입의 결합부에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 탄소발열체를 이용한 고온 열풍기.
   
6. 제 1항에 있어서,
   본체의 외측에는 개폐가능한 복수의 도어와, 이동성을 높이는 복수의 바퀴와, 외부의 덕트 또는 연통을 연결할 수 있도록 돌출 형성된 연결부가 구비되는 것을 특징으로 하는 탄소발열체를 이용한 고온 열풍기.

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