KR20140062275A - 면상발열체를 이용한 온풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면상발열체를 이용한 온풍기에 관한 것으로서, 고온의 송풍이 가능하고, 송풍시 균일한 풍량 및 풍압분포를 갖도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공기를 통과시킬 수 있는 내부유로를 갖는 적어도 하나 이상의 발열튜브와, 발열튜브들의 내부유로에 공기를 송풍하는 송풍팬과, 인가되는 전원에 의해 발열하면서 내부유로를 따라 흐르는 공기를 가열하는 면상발열체를 포함하는 면상발열체를 이용한 온풍기에 있어서, 각 발열튜브의 내부유로로 송풍되는 공기의 풍량 및 풍압분포가 균일하게 유지될 수 있도록, 송풍팬으로부터 각 발열튜브로 도입되는 공기를 믹싱시키는 에어 믹싱 챔버를 더 구비한다. 그리고 면상발열체에 의한 공기의 가열 시간이 연장될 수 있도록, 내부유로에서의 공기 체류시간을 연장시키는 공기체류시간연장수단을 더 구비한다.

Description

면상발열체를 이용한 온풍기{FAN HEATER USING PLANE HEATER}

본 발명은 면상발열체를 이용한 온풍기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고온의 온풍을 송풍할 수 있고, 송풍시 온풍의 풍량 및 풍압분포를 균일하게 유지할 수 있는 면상발열체를 이용한 온풍기에 관한 것이다.

온풍기의 일례로서, 히팅 열선을 이용한 온풍기가 있다. 이 온풍기는, 인가되는 전원에 의해 고온의 열을 발생하는 히팅 열선과, 히팅 열선에 의해 가열된 공기를 난방영역으로 송풍하는 송풍팬으로 구성된다.

그런데, 이러한 히팅 열선식 온풍기는, 열효율이 매우 낮고, 에너지 소모가 많다는 문제점이 있다. 또한, 금속재 재질의 열선이 고온으로 가열되는 과정에서 유해가스를 발생시킨다는 문제점도 있다.

이를 감안하여, 열효율이 높고 에너지 소모가 적으며 유해가스 발생이 적은 온풍기가 다양하게 개발되고 있다. 그 일례로서, 등록특허공보 제10-0754002호의 "면상발열체를 이용한 온풍기"가 있다.

이 기술은, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부유로(1)를 구비하는 적어도 하나 이상의 발열튜브(3)와, 발열튜브(3)들의 내부유로(1)에 공기를 송풍하는 송풍팬(5)과, 각 발열튜브(3)의 외면에 설치되며, 인가되는 전원에 의해 발열하면서 상기 발열튜브(3)를 가열하는 면상발열체(7)를 구비한다.

이러한 종래의 기술은, 에너지 효율이 매우 높은 면상발열체(7)를 이용하므로, 에너지 소모를 최대한으로 줄일 수 있다. 또한, 면상발열체(7)를 이용하므로, 작동시 유해물질을 발생하지 않는다. 따라서, 친환경적인 온풍을 공급할 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 면상발열체를 이용한 온풍기는, 송풍팬(5)의 공기가 각 발열튜브(3)에 직접 공급되는 구조이므로, 송풍팬(5)의 공기가 각 발열튜브(3)에 균일하게 공급되지 않는다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 발열튜브(3)를 통과한 온풍의 풍량이 불균일하다는 문제점이 지적되고 있다.

즉, 송풍팬(5)으로부터 토출된 공기의 풍량 및 풍압분포는, 송풍팬(5)의 위치에 따라 각기 다르다. 따라서, 송풍팬(5)의 공기가 각 발열튜브(3)에 직접 공급되는 종래의 송풍기는, 각기 다른 풍량 및 풍압의 공기가 각 발열튜브(3)에 공급될 수 밖에 없다.

그 결과, 발열튜브(3)를 통과한 온풍의 풍량은, 발열튜브(3)별로 각기 다르다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 온풍기로부터 토출되는 온풍의 풍량 및 풍압분포가 불균일하다는 결점이 있다.

또한, 종래의 송풍기는, 송풍팬(5)의 공기가 발열튜브(3)를 너무 빠르게 통과한다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 발열튜브(3)를 통과하는 공기가 충분히 가열되지 못한다는 문제점이 있다.

특히, 이러한 문제점 때문에 공기의 가열효율이 낮다는 결점이 있으며, 이러한 결점 때문에 난방효율이 급격히 떨어진다는 문제점이 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 송풍팬의 공기가 각 발열튜브에 균일하게 공급될 수 있게 하는 면상발열체를 이용한 온풍기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 송풍팬의 공기가 각 발열튜브에 균일하게 공급될 수 있게 구성함으로써, 각 발열튜브를 통과한 온풍이 균일한 풍량과 풍압을 가질 수 있게 하는 면상발열체를 이용한 온풍기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발열튜브를 통과하는 공기가 충분한 시간을 두고 높은 온도로 가열될 수 있게 하는 면상발열체를 이용한 온풍기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 발열튜브를 통과하는 공기가 충분한 시간을 두고 높은 온도로 가열될 수 있게 구성함으로써, 난방효율을 최대한 향상시킬 수 있는 면상발열체를 이용한 온풍기를 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공기를 통과시킬 수 있는 내부유로를 갖는 적어도 하나 이상의 발열튜브와, 상기 발열튜브들의 내부유로에 공기를 송풍하는 송풍팬과, 인가되는 전원에 의해 발열하면서 상기 내부유로를 따라 흐르는 공기를 가열하는 면상발열체를 포함하는 면상발열체를 이용한 온풍기에 있어서, 상기 각 발열튜브의 내부유로로 송풍되는 공기의 풍량 및 풍압분포가 균일하게 유지될 수 있도록, 상기 송풍팬으로부터 상기 각 발열튜브로 도입되는 공기를 믹싱시키는 에어 믹싱 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 면상발열체에 의한 공기의 가열 시간이 연장될 수 있도록, 상기 내부유로에서의 공기 체류시간을 연장시키는 공기체류시간연장수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 공기체류시간연장수단은, 상기 발열튜브의 내부유로를 따라 설치되는 중심축과; 상기 내부유로를 따라 흐르는 공기의 흐름을 정체시킬 수 있도록, 상기 중심축으로부터 상기 내부유로 상으로 돌출되는 공기흐름정체부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 면상발열체를 이용한 온풍기에 의하면, 송풍팬과 발열튜브의 사이에 에어 믹싱 챔버를 형성하는 구조이므로, 송풍팬에서 발열튜브로 공급되는 공기의 풍량과 풍압을 위치에 관계없이 균일하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 발열튜브로 공급되는 공기의 풍량과 풍압을 균일하게 유지시킬 수 있으므로, 각 발열튜브에서 토출되는 온풍이 균일한 풍량과 풍압분포를 가질 수 있게 한다. 따라서, 난방영역으로 토출되는 온풍이 온도편차 없이 균일한 상태를 유지하면서 효율좋게 난방할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 온풍기는, 발열튜브를 통과하는 공기의 흐름을 지연시키는 구조이므로, 공기의 가열 시간을 연장시킬 수 있다. 따라서, 발열튜브를 통과하는 공기가 충분한 시간을 두고 높은 온도로 가열될 수 있게 한다. 이로써, 온풍기의 난방효율을 최대한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 면상발열체를 이용한 온풍기의 구성을 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 면상발열체를 이용한 온풍기의 구성을 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 온풍기를 구성하는 에어 믹싱 챔버를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명의 온풍기를 구성하는 공기체류시간연장수단을 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 면상발열체를 이용한 온풍기에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 면상발열체를 이용한 온풍기의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2와 도 3을 참조하여 "면상발열체를 이용한 온풍기"의 구성에 대해 간략하게 설명한다.

면상발열체를 이용한 온풍기(이하, "온풍기"라 약칭함)는, 케이싱(10)을 구비하며, 이 케이싱(10)은 송풍실(12)과 가열실(14)을 구비한다.

송풍실(12)에는, 송풍팬(16)이 설치되며, 이 송풍팬(16)은 가열실(14)로 공기를 송풍한다.

가열실(14)에는, 다수의 발열튜브(20)들이 병렬형태로 서로 나란하게 설치된다.

발열튜브(20)는, 내부유로(22)를 구비하며, 이 내부유로(22)에는 송풍팬(16)에서 송풍되는 공기가 도입되어 흐른다.

이러한 발열튜브(20)들은, 내열성 및 저팽창 특성을 갖는 소재, 예를 들어 석영관, 세라믹관으로 제조된다.

한편, 각 발열튜브(20)의 외면에는, 면상발열체(Plane heater:30)가 설치되며, 면상발열체(30)의 표면에는 전원을 인가할 수 있는 복수의 전극(32)이 간격을 두고 부착되어 있다.

면상발열체(30)는, 일종의 저항체로서, 도전성 도료를 발열튜브(20)에 도포하여 박막으로 구성한다.

이러한 면상발열체(30)는, 전극(32)에 인가된 전원에 의해 고온으로 발열하면서 발열튜브(20)를 가열하고, 발열튜브(20)를 가열함에 따라 발열튜브(20)의 내부유로(22)를 따라 흐르는 공기를 가열하여 고온의 온풍으로 만들어준다.

그리고 온풍기는, 각 발열튜브(20)의 둘레에 간격으로 두고 배치되는 외측튜브(34)를 구비한다. 외측튜브(34)는, 발열튜브(20)의 둘레에 간격으로 두고 설치된다.

이러한 외측튜브(34)는, 발열튜브(20)의 둘레에 간격으로 두고 설치됨에 따라 상기 발열튜브(20)와의 사이에 유로(35)를 형성하며, 이렇게 형성된 유로(35)에는 공기가 흐를 수 있다. 특히, 유로(35)를 따라 흐르는 공기는 발열튜브(20)에 의해 가열되면서 고온의 온풍으로 만들어진다.

다음으로, 본 발명에 따른 온풍기의 특징부를 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 온풍기는, 케이싱(10)에 형성되는 에어 믹싱 챔버(Air Mixing Chamber)(40)를 더 구비한다.

에어 믹싱 챔버(40)는, 송풍실(12)과 가열실(14) 사이에 형성되며, 이렇게 형성된 에어 믹싱 챔버(40)는, 송풍팬(16)으로부터 송풍되는 공기를 믹싱시키는 역할을 한다. 특히, 가열실(14)로 유입되기 전의 공기를 골고루 균일하게 믹싱시키는 역할을 한다.

따라서, 가열실(14)로 유입되는 전에, 공기의 풍량과 풍압을 균일한 상태로 만들어 준다. 그 결과, 균일한 풍량과 풍압의 공기가 가열실(14)에 배치된 각 발열튜브(20)에 편차없이 균일하게 도입될 수 있게 한다.

이로써, 각 발열튜브(20)를 통과한 온풍이 균일한 풍량과 풍압을 가질 수 있게 한다. 이에 따라, 난방영역으로 송풍되는 온풍이 균일한 온도를 유지하면서 난방할 수 있게 한다.

경우에 따라, 송풍실(12)과 에어 믹싱 챔버(40)의 사이에는 통기구멍을 갖는 격벽(도시하지 않음)이 설치될 수도 있다. 이러한 격벽은, 공기의 빠른 흐름을 제한하여 공기의 믹싱효율을 높이는 역할을 한다.

그리고, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 온풍기는, 각 발열튜브(20)의 내부유로(22)에 설치되는 공기체류시간연장수단(50)을 더 구비한다.

공기체류시간연장수단(50)은, 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이, 발열튜브(20)의 내부유로(22)를 따라 설치되는 중심축(52)과, 중심축(52)의 둘레에 형성되는 공기흐름지연부재(54)로 구성된다.

중심축(52)은, 클립형태의 스페이서(52a)에 의해 지지되며, 이렇게 지지된 중심축(52)은, 내부유로(22)의 내주면에 간격으로 두고 설치된다.

이러한 중심축(52)은, 가능한 한 작은 직경을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 그리고 내열성 및 저팽창 특성을 갖는 소재, 예를 들어 세라믹으로 제조된다. 경우에 따라 스틸(Steel) 재질로 구성될 수도 있다.

공기흐름지연부재(54)는, 중심축(52)의 외면에 형성되는 나선형 날개(56)로 구성된다.

나선형 날개(56)는, 중심축(52)의 길이방향을 따라 연속해서 길게 형성되며, 이렇게 형성된 나선형 날개(56)는, 내부유로(22) 상에 배치된다.

이러한 나선형 날개(56)는, 내부유로(22) 상에 배치되므로, 내부유로(22)를 통과하는 공기의 흐름을 정체시키는 역할을 한다. 따라서, 내부유로(22)에서의 공기 체류시간을 지연시킨다.

그 결과, 면상발열체(30)에 의한 공기의 가열 시간을 연장시킨다. 이로써, 발열튜브(20)를 통과하는 공기가 충분한 시간을 두고 높은 온도로 가열될 수 있게 한다. 이에 따라, 온풍기의 난방효율을 최대한 향상시킨다.

한편, 이러한 나선형 날개(56)는, 나사산의 피치(Pitch)(ℓ)가 비교적 크게 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 내부유로(22)를 통과하는 공기의 흐름을 과도하게 방해하지 않게 하기 위함이다.

또한, 나선형 날개(56)는, 나사산의 끝부분이 내부유로(22)의 내주면과 접촉하게 구성할 수도 있다. 이로써, 내부유로(22)와 중심축(52) 사이에 나선형 유로가 형성되게 구성하는 것도 가능하다.

또한, 나선형 날개(56)는, 내열성 및 저팽창 특성을 갖는 소재, 예를 들어 세라믹으로 제조된다. 경우에 따라 스틸(Steel) 재질로 구성될 수도 있다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 송풍팬(16)과 발열튜브(20)의 사이에 에어 믹싱 챔버(40)를 형성하는 구조이므로, 송풍팬(16)으로부터 발열튜브(20)로 공급되는 공기의 풍량과 풍압을 위치에 관계없이 균일하게 유지시킬 수 있다.

또한, 발열튜브(20)로 공급되는 공기의 풍량과 풍압을 균일하게 유지시킬 수 있으므로, 각 발열튜브(20)로부터 토출되는 온풍이 균일한 풍량과 풍압분포를 가질 수 있게 한다. 따라서, 난방영역으로 토출되는 온풍이 온도편차 없이 균일한 상태를 유지할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은, 발열튜브(20)를 통과하는 공기의 흐름을 지연시키는 구조이므로, 공기의 가열 시간을 연장시킬 수 있다. 따라서, 발열튜브(20)를 통과하는 공기가 충분한 시간을 두고 높은 온도로 가열될 수 있게 한다. 이로써, 온풍기의 난방효율을 최대한 향상시킨다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

10: 케이싱(Casing) 12: 송풍실
14: 가열실 16: 송풍팬
20: 발열튜브( Tube) 22: 내부유로
30: 면상발열체 32: 전극
40: 에어 믹싱 챔버(Air Mixing Chamber)
50: 공기체류시간연장수단 52: 중심축
54: 공기흐름지연부재 56: 나선형 날개

Claims (5)

1. 공기를 통과시킬 수 있는 내부유로(22)를 갖는 적어도 하나 이상의 발열튜브(20)와, 상기 발열튜브(20)들의 내부유로(22)에 공기를 송풍하는 송풍팬(16)과, 인가되는 전원에 의해 발열하면서 상기 내부유로(22)를 따라 흐르는 공기를 가열하는 면상발열체(30)를 포함하는 면상발열체를 이용한 온풍기에 있어서,
   상기 각 발열튜브(20)의 내부유로(22)로 송풍되는 공기의 풍량 및 풍압분포가 균일하게 유지될 수 있도록, 상기 송풍팬(16)으로부터 상기 각 발열튜브(20)로 도입되는 공기를 믹싱시키는 에어 믹싱 챔버(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 온풍기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 면상발열체(30)에 의한 공기의 가열 시간이 연장될 수 있도록, 상기 내부유로(22)에서의 공기 체류시간을 연장시키는 공기체류시간연장수단(50)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 온풍기.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 공기체류시간연장수단(50)은,
   상기 발열튜브(20)의 내부유로(22)를 따라 설치되는 중심축(52)과;
   상기 내부유로(22)를 따라 흐르는 공기의 흐름을 정체시킬 수 있도록, 상기 중심축(52)으로부터 상기 내부유로(22) 상으로 돌출되는 공기흐름정체부재(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 온풍기.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 공기흐름정체부재(54)는,
   상기 중심축(52)의 외면 둘레를 따라 형성되는 나선형 날개(56)인 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 온풍기.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 나선형 날개(56)는,
   나사산의 끝부분이 상기 내부유로(22)의 내주면과 접촉되게 구성되어, 상기 내부유로(22)와 중심축(52) 사이에 나선형 유로가 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 온풍기.

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