KR20140122384A - 열전달 매체를 이용한 온풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온풍기에 관한 것으로서, 전면 상부에 형성된 송풍구 및 상기 송풍구에 설치된 풍향 그릴을 갖는 온풍기 본체와; 상기 온풍기 본체의 양 측벽에 각각 설치된 도어와; 상기 온풍기 본체 전방 하부영역 및 저면에 형성된 공기출입공과; 상기 온풍기 본체 내부에 기립 설치된 한 쌍의 지지벽에 의해 형성된 공간부 및 상기 지지벽 중 어느 하나의 지지벽 외측에 형성된 컨트롤박스 설치공간과; 몸체가 상기 공간부에 위치하도록 양단부가 상기 지지벽에 지지되어 일정한 각도로 기울게 설치되고, 내부에 밀도, 점성, 비중, 끓는점, 녹는점, 및 농도차이를 갖고 일정량의 열전달 매체가 수용되며 스테인레스 스틸 파이프와 동 파이프 중 적어도 어느 하나로 형성된 다수의 발열관과; 상기 발열관 일 측에 설치된 전기카트리지 히터와; 상기 발열관으로부터 발생되어 상기 공간부에 존재하는 열을 상기 송풍구 측으로 이송하도록 상기 송풍구 후방 영역에 설치된 송풍팬과; 상기 온풍기 본체 저면 각 모서리 영역에 설치된 구름바퀴를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 본 발명은 발열관을 스테인레스 스틸 파이프와 동 파이프를 주재질로 사용하여 수명을 연장한 이점과, 방열기 본체의 양측벽에 도어를 장착함으로써 발열관에 문제 발생시 쉽게 교체할 수 있는 이점이 있으며, 종래 온풍기와 달리 산소를 소모하지 않아 실내공기나 대기를 오염시키지 않는 이점이 있으며, 독립형 이동식으로 노약자 여성들도 쉽게 운반 이동 설치 철거할 수 있으며, 추운 겨울에도 동파의 위험이나 열팽창으로 인한 파열의 위험이 없어 화재로부터 안전한 효과가 있다.

Description

열전달 매체를 이용한 온풍기{HEATING MEDIUM USING FAN HEATER}

본 발명은 온풍기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 에너지 절감 및 친환경 에너지 효율을 극대화하여 일반가정, 사무실 및 산업 현장의 실내의 온도를 상승시킬 수 있도록 한 열전달 매체를 이용한 온풍기에 관한 것이다.

각종 산업이 발전으로 인해 온실가스가 증가하여 환경오염으로 이산화탄소의 증가가 많아지면서 점점 지구가 온난화되고 있는 현실에서 환경 고갈 문제로 연일 매스미디어를 통해 들려오는 새로운 소식들은 전 세계가 지구를 살리자는 지구 온난화 문제로 심각한 실정이다.

이 시점에서 천연 자원과 자연환경을 아끼고 보존하면서 인류와 만물이 공생할 수 있는 길은 화석연료 과다사용을 억제해서 원자력을 대체하기 위한 청정연료 개발이 이루어져야 한다.

한편 상기와 같은 청정연료를 사용한 온풍기에 사용되는 열전달 매체 및 이를 이용하여 난방을 행하는 보일러 및 난방시스템은 다수 제안된바 있다.

종래 상기와 같은 열전달 매체를 사용하는 보일러 난방시스템은, 강제 순환 방식이므로 열전달 매체를 순환시키기 위한 펌핑장치를 별도로 부착해야 하므로 온풍기의 구성이 복잡하고 제조비용이 상승 된다는 문제점이 있다. 그리고 종래의 온풍기 등에 사용되는 열전달 매체의 열팽창계수. 온도상승에 따른 팽창과 폭발 방지장치(보조압력탱크)를 부착해야하는 하므로 이 또한 온풍기의 구성을 복잡하게 하고 제조비용을 상승시킨다는 문제점과 아울러 고비용 저효율이라는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 온풍기는 발생하는 압력가스를 배출하기 위한 고압가스 배기구 설치하여야 하는 문제점과 아울러 특히 고압가스의 주기적 배출로 인한 대기오염과 산소에 자주 노출된 열전달 매체의 오염에 따른 열전달 매체의 교환과 폐 처리의 문제점이 있으며, 열전달 효과를 위해 용기(관, 탱크, 발열관)속에 열매체를 가득(100%) 충진 해야 하므로 열전달 매체 구입비용에 따른 경제적으로 부담이 된다는 문제점이 있다.

한편, 대한민국특허등록 제0837175호 "열매체 조성물을 이용한 난방기구"는 본원 출원인이 출원하여 등록한 것이다.

상기 열매체 조성물을 이용한 난방기구는, 표면에 다 수개의 방출공이 형성되고 저면 및 양 측벽에 다수 개의 공기유입공이 형성된 케이싱의 내부에서 복수 개의 방열기지지대에 지지되며; 상기 방열관의 타단에는 체결공과, 상기 체결공과 관통된 공기흡인관을 갖는 밸브몸체와; 상기 체결공의 일측에서 나사조립되어 상기 체결공을 개방 또는 폐쇄하는 볼트를 포함하는 진공단속밸브가 설치된 것을 특징으로 하고 있다.

그런데 상기와 같은, 종래 열매체 조성물을 이용한 난방기구는 케이싱의 표면에 다수의 방출공을 형성하고 케이싱의 저면 및 양측벽에 공기유입공을 설치하여 상기 케이싱 내부에 설치된 방열관으로부터 발생된 열을 방출공측으로 강제 송풍하는 방식을 채용하고 있지 않아 실내의 온도를 빠른시간 내에 상승시킬 수 없는 문제점과 아울러, 상기 케이싱은 발열관으로부터 발생된 열을 방출공을 통해 방출시켜 실내온도를 상승시키기 위한 초기 모델로서 실질적으로 희망하는 실내온도를 빠른시간 내에 상승시키는 것은 구성의 특성상 쉽지 않았던 문제점이 있다.

이에 본원 출원인은 상기 대한민국특허등록 제0837175호 "열매체 조성물을 이용한 난방기구"의 구성을 개선하여 실질적으로 현장에서 사용가능한 온풍기를 제안하게 되었다.

따라서 본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 본 발명은, 비교적 간단한 구성을 채용하면서도, 발열관으로부터 발생한 열이 공간부의 공기를 데우고 데워진 열을 송풍구를 통해 강제 송풍할 수 있는 제반 구성을 채용함으로써 실내의 온도를 빠른시간 내에 상승시킬 수 있도록 하여 에너지 절감 및 친환경 에너지 효율을 극대화하여 일반가정, 사무실 및 산업 현장에 보편적으로 사용 가능하도록 하며, 중장기적 측면에서 매년 치솟는 기름값 폭등 및 전기 사용량 대란으로 정부에서 지속적인 관리가 필요한 고층 건물과 사업장을 주 고객층으로 하고 단기적으로 중앙난방이 어려워 가정과 사무실에서 사용할 고효율 저비용의 난방기기를 찾는 일반 소비자층이 사용할 수 있도록 한 열전달 매체를 이용한 온풍기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 전면 상부에 형성된 송풍구 및 상기 송풍구에 설치된 풍향 그릴을 갖는 온풍기 본체와; 상기 온풍기 본체의 양 측벽에 각각 설치된 도어와; 상기 온풍기 본체 전방 하부영역 및 저면에 형성된 공기출입공과; 상기 온풍기 본체 내부에 기립 설치된 한 쌍의 지지벽에 의해 형성된 공간부 및 상기 지지벽 중 어느 하나의 지지벽 외측에 형성된 컨트롤박스 설치공간과; 몸체가 상기 공간부에 위치하도록 양단부가 상기 지지벽에 지지되어 일정한 각도로 기울게 설치되고, 내부에 밀도, 점성, 비중, 끓는점, 녹는점, 및 농도차이를 갖고 일정량의 열전달 매체가 수용되며 스테인레스 스틸 파이프와 동 파이프 중 적어도 어느 하나로 형성된 다수의 발열관과; 상기 발열관 일 측에 설치된 전기카트리지 히터와; 상기 발열관으로부터 발생되어 상기 공간부에 존재하는 열을 상기 송풍구 측으로 이송하도록 상기 송풍구 후방 영역에 설치된 송풍팬과; 상기 온풍기 본체 저면 각 모서리 영역에 설치된 구름바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전달 매체를 이용한 온풍기에 의해 달성된다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 비교적 간단한 구성을 채용하면서도 빠른시간 내에 실내온도를 상승시키는 이점과 아울러, 발열관을 스테인레스 스틸 파이프와 동 파이프를 주재질로 사용하여 수명을 연장한 이점과, 종래 온풍기와 달리 산소를 소모하지 않아 실내공기나 대기를 오염시키지 않는 이점이 있으며, 독립형 이동식으로 노약자 여성들도 쉽게 운반 이동 설치 철거할 수 있으며, 추운 겨울에도 동파의 위험이나 열팽창으로 인한 파열의 위험이 없어 화재로부터 안전한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 온풍기의 외관을 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 온풍기의 내부를 보인 정 단면도,
도 3은 도 2에 따른 측 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 발열관의 내부를 보여 열매체 역할과 작용원리를 표시한 참고도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 온풍기의 외관을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 온풍기의 내부를 보인 정 단면도이며, 도 3은 도 2에 따른 측 단면도이다.

이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 온풍기(1)의 외부 케이싱을 이루는 온풍기 본체(10)는, 전면 상부에 송풍구(11)가 형성되어 있고, 송풍구(11)에는 풍향을 조절하는 풍향 그릴(12)을 회동가능하도록 설치하고 있으며, 상기 온풍기 본체(10)의 양 측벽에는 도어(50, 50a)를 설치하여 이하에서 설명될 발열관(20)의 문제발생시 쉽게 교체가 가능할 수 있도록 하고 있다.

본 발명에 따른 온풍기 본체(10)는, 내부에 한 쌍의 지지벽(13, 13a)을 기립하도록 설치하여 한 쌍의 지지벽(13, 13a) 사이에 공간부(14)가 형성되록 하고 있으며, 지지벽(13, 13a) 중 어느 하나의 지지벽(13) 외측에는 이하에서 설명될 발열관(20)을 컨트롤하는 메인 안정기, 온도감지 및 자동조절 센서, 온 오프 스위치 및 알람장치 등(도시치 않음)을 설치할 수 있는 컨트롤박스 설치공간(15)을 형성하고 있다. 그리고, 온풍기 본체(10) 전방 하부영역 및 저면에는 상기 공간부(14)로 공기를 유입시키는 공기출입공(16)을 형성하고 있다.

한편, 지지벽(13, 13a)에는 상기 발열관(20) 몸체가 공간부(14)에 노출되도록 위치하게끔 발열관(20)의 양단부를 상기 지지벽(13, 13a)에 지지하되 발열관(20)이 일정한 각도(3°이상)로 기울게 설치하고 있으며, 발열관(20)의 내부에는 밀도, 점성, 비중, 끓는점, 녹는점, 및 농도차이를 갖고 일정량의 열전달 매체(도시치 않음)가 수용되어 있으며, 발열관(20)은 구경, 길이, 재질, 모양의 제한을 받지 않으나 증기의 팽창압력을 잘 견디고, 열전도성과 내구성, 기밀성과 상형작업성 및 실용성이 좋도록 스테인레스 스틸 파이프와 동 파이프 중 적어도 어느 하나로 형성하고 있다.

또한 발열관(20)의 일 측에는 전기카트리지 히터(21)를 설치하고 있으며, 발열관(20)으로부터 발생되어 공간부(14)에 존재하는 열을 송풍구(11) 측으로 이송할 수 있도록 송풍구(11) 후방 영역에 송풍팬(30)을 설치하고 있으며, 온풍기 본체(10) 저면 각 모서리 영역에는 구름바퀴(40)를 설치하여 온풍기(1)의 이동이 용이하도록 구성하고 있다.

본 발명에 따른 상기 열전달 매체는, 본원 출원인이 선 등록한 대한민국특허등록 제0837175호 "열매체 조성물을 이용한 난방기구"에 개시된 열전달 매체가 사용된다.

상기 열전달 매체 즉, 열매체조성물은 총 1000g에 대하여 염소물포화용액 17.7∼19g, 증류수 878∼898g, 나트륨표준용액 9.8∼10.55g, 황산용액 0.25∼2.64g, 마그네슘염화물용액 1.26∼1.27g, 칼슘염화물용액 0.37∼0.4g, 탄산염 0.1g, 노말용액 0.12∼0.139g, 붕소표준용액 0.043∼0.046g, 스트론튬플라즈마표준 0.0074∼0.008g, 불소표준용액 0.0012∼0.0013g, 인표준용액 0.065∼0.07g, 아연표준용액 0.0093∼0.01g, 리튬표준용액 0.15∼0.17g, 이산화탄소표준액 0.026∼0.028g, 질산질소기준용액 0.00047∼0.0005g, 브롬물 0.06∼0.065g, 철수화물 0.0093∼0.01g, 몰리브덴참고표준용액 0.0093∼0.01g, 알루미늄표준용액 0.0093∼0.01g, 규소표준용액 0.0028∼0.003g, 구리표준용액 0.0027∼0.003g, 세슘희석용의 0.004∼0.005g, 주석참고표준용액 0.0027∼0.003g, 칼륨표준용액 0.35∼0.38g, 트리에틸렌글리콜 9.0∼9.9g, 트리프로필렌글리콜 6.0∼6.6g, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 6.0∼6.6g, 트리프로필렌글리콜 모노메틸에테르 6.0∼6.6g, 에틸렌글리콜 15.0∼15.6g, 프로필렌글리콜 6.0∼6.6g, 에톡시트리글리콜 6.0∼6.6g, 디에틸렌글리콜 3.0∼3.3g, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 3.0∼3.3g, 디프로필렌글리콜 6.0∼6.6g, 디프로필렌글리콜메틸에테르 3.0∼3.3g, 트리톤엑스 2.74∼12.178g을 혼합하여 조성된 것이다.

본 발명의 온풍기(1)에 알맞은 열전달 매체의 각 원소 성분들은 발열관(20)의 파열현상을 방지하기 위해 증기압이 높지 않아야 하며, 비중차이가 서로 미세하여 교반기 내에서 함께 어울려져 성분이 일정하게 뒤섞여야함은 물론, 부피와 질량을 용량계나 저울로 계측하기 쉬워야하며, 비인화성으로 화제의 위험이 없어야 하고, 비휘발성으로 발열관(20) 내부에서 끊임없이 반복되는 열과 화학 반응 속에서도 성분과 질량이 줄지 않아야 하며, 점성(viscosity)이 너무 높아 기화현상을 방해해서도 안 된다. 그리고 상기 열전달 매체는, 인체나 동식물 자연환경에 전혀 해로운 영향을 끼치지 않아야하며 수용성(solubility in water)으로 물과 잘 섞일 수 있도록 조성된 것이다.

상기 열전달 매체는, 무색투명하고 자극적 냄새가 없는 물질들로서 어는점(녹는점)은 가급적 낮아야하고 끓는점은 높을수록 좋으며, 자연 발화점 및 인화점이 높도록 되어 있다. 일반 대기압에서의 각 물질이 갖는 고유의 끓는점이 기압이 떨어진 진공상태에서는 크게 낮아지므로 끓는점 오름을 위해 핵심 기본이 되는 주력물질(물)에 열을 잘 보존하고 전달하며, 적정 최고온도에 도달하기까지 릴레이식으로 온도와 발열량을 증폭, 상승시킬 수 있는 물질들을 더하였고 최고점에 도달한 후에도 전력에너지가 공급되는 동안은 지속적으로 그 상태를 온도 편차 없이 유지해줄 수 있는 물질들로 조성되어 있다.

발열관(20)의 외주면에는 가수의 방열핀(도시치 않음)이 설치되어 있는데, 이는 열전도성과 성형성이 좋은 알루미늄핀과 동핀을 촘촘히 감아 발열면적을 최대화할 수 있도록 하고 있다. 그리고 발열관(20)의 일 부분(일측 하단 가열부 약 150-250mm)에 핀을 감지 않고 나관상태로 두어야 하는데 이는 아주 중요하다. 전원을 공급하고 열전달 매체가 가열되는 동안, 만약 핀이 감겨져 있다면 온도와 열이 밖으로 빨리 발산되어 열전잘 매체가 끓는점에 도달하여 기화반응을 시작하기까지 시간이 더 걸리고 전력손실이 많아 불리하기 때문이다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 온풍기(1)는, 발열관(20) 속에서 액체상태로 수용된 열전달 매체는 발열관(20)이 일정한 각도로 기울기(3°이상)를 갖고 설치되어 있고, 따라서 열전달 매체가 모두 발열관(20)의 일측 아래로 내려간 상태에서, 전기카트리지 히터(21)에 전력을 공급하면 전기카트리지 히터(21)가 가열되어 내부에 있는 열전달 매체에 열이 전달되고 고체 상태로 함께 얼어붙어 있던 열전달 매체가 녹음과 동시에 끓는점(기화점)이 낮은 것부터 순서대로 반응을 시작하여 도 4에서와 같이, 폭발(explosion),팽창(expansion),상승(ascension),냉각(refrigeration),하강(dropping)작용을 끊임없이 연속 반복하므로 발열관(20) 상단부(응축부) 까지 순식간에 열을 전달하는데 이는 내부 진행 방향에 잡 공기가 없어 저항을 받지 않기 때문에 그러하며, 열전달 매체의 순환작용으로 열전달 매체가 발열반응을 시작하면서 상호 온도 상승효과를 통해 발열관(20) 주변 및 공간부(14) 내의 공기가 빠르게 데워져 위로 올라가 대류가 활발하게 진행된다. 결과적으로 발열관(20) 전체에 고루 전달된 열이 온풍기(1) 내부 공간부(14)에 마련된 발열관(20) 주변공기를 고스란히 데워 상승시키는 대류 작용하게 되고, 따라서 데워진 공기는 송풍팬(30)에 의해 강제적으로 송풍구(11)를 통해 실내로 송출된다. 따라서 송풍되는 공기는 바람의 영향이 많은 곳에서는 불리하지만 사무실, 교실, 회의실, 거실 등과 같은 실내의 공기를 빠른시간 내에 상승시키는 난방장치로 매우 적합하며, 배기가스가 전혀 없으므로 쾌적한 환경을 언제나 유지할 수 있고, 자주 환기를 시킴으로 생기는 열손실과 에너지 낭비를 획기적으로 줄일 수 있어 경제적이다.

1 : 온풍기
10 : 온풍기 본체
11 : 송풍구
12 : 풍향 그릴
13, 13a : 구획벽
14 : 공간부
15 : 컨트롤박스 설치공간
16 : 공기 출입공
20 : 발열관
21 : 전기카트리지 히터
30 : 송풍팬
40 : 구름바퀴
50, 50a : 도어

Claims (1)

1. 전면 상부에 형성된 송풍구 및 상기 송풍구에 설치된 풍향 그릴을 갖는 온풍기 본체와;
   상기 온풍기 본체의 양 측벽에 각각 설치된 도어와;
   상기 온풍기 본체 전방 하부영역 및 저면에 형성된 공기출입공과;
   상기 온풍기 본체 내부에 기립 설치된 한 쌍의 지지벽에 의해 형성된 공간부 및 상기 지지벽 중 어느 하나의 지지벽 외측에 형성된 컨트롤박스 설치공간과;
   몸체가 상기 공간부에 위치하도록 양단부가 상기 지지벽에 지지되어 일정한 각도로 기울게 설치되고, 내부에 밀도, 점성, 비중, 끓는점, 녹는점, 및 농도차이를 갖고 일정량의 열전달 매체가 수용되며 스테인레스 스틸 파이프와 동 파이프 중 적어도 어느 하나로 형성된 다수의 발열관과;
   상기 발열관 일 측에 설치된 전기카트리지 히터와;
   상기 발열관으로부터 발생되어 상기 공간부에 존재하는 열을 상기 송풍구 측으로 이송하도록 상기 송풍구 후방 영역에 설치된 송풍팬과;
   상기 온풍기 본체 저면 각 모서리 영역에 설치된 구름바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전달 매체를 이용한 온풍기.
   
   

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