KR20170089314A - 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장시간 사용에도 표면에 크랙이 발생하지 않도록 구조적으로 개선하고, 또 온실이나 공장과 같이 비교적 넓은 면적의 난방에도 효율적으로 이용할 수 있게 되어 있는 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기를 제공하는 것으로, 케이싱(2)에 설치된 송풍기(6)에 의해, 외부 한쪽의 흡기구(4)를 통해 흡인되는 외부공기가, 가온실(8)의 전단커버(80)를 통해 공급되어서 그 일부는 통풍판(82)에서 좁은 폭의 전방 피티시 히터(84)를 통과하고, 일부는 우회하여 가온실(8)의 내부로 송풍되어서 상호 혼합되면서 후방 피티시 히터(86)를 통과하도록 하여, 최종 열교환 된 온풍이 송풍구(10)에서 토출 되도록 한 것이며, 상기 케이싱(2)은 외부에 복귀구(12)를 더 구비하여, 상기 송풍구(10)와 복귀구(12) 사이로 순환관(14)을 연통할 수 있게 함으로써, 상기 송풍구(6)를 통해 토출되는 온풍을 복귀구(12)로 순환시켜서 재 가온 되도록 한 것이다.

Description

피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기{Electrical hot air blower with PTC heater}

본 발명은 열풍기에 관한 것으로서, 특히 피티시 히터에 의한 최적의 전력소모를 기대할 수 있고, 표면 온도차이를 좁혀서 장시간 사용에도 표면 크랙이 생기지 않도록 개선한 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기에 관한 것이다.

주거공간, 또는 농사용 비닐하우스나 온실(이하 온실로 통칭함) 등에 사용되고 있는 난방수단으로는 대개 보일러 계통이 주류를 이루고 있으나, 최근에는 열풍을 이용한 난방을 도입하고 있는 추세에 있다.

열풍기는 석유나 폐 가연성 물질을 연소시켜 열풍을 발생하는 방식과, 전기로 열풍을 발생시키는 방식이 공지되어 있고, 전자는 연소실을 갖추어야 하고 연료를 준비해야 하므로 산업용의 대용량 열풍기에 적당하고, 후자는 사용이 간결하고 효율도 적당한 편이므로 중 소형의 열풍기에 적당하다.

특히, 3~6KW급의 소형 열풍기는 소규모 작업실이나 사무실의 난방수단으로 최적하고 그 이상의 중형 열풍기는 온실이나 비닐하우스 등의 영농작업장, 혹은 공장 내부의 난방에 적합하다.

다음 특허문헌 1은, 화석연료 대신 전기를 에너지원으로 함에 따라 난방 시의 실내 산소농도저하 및 건조현상을 개선하려는 목적에서, 휜 형태의 축열판을 갖춘 전열판에 대하여 바람을 불어넣어 열 교환되게 함과 동시에 수분히터에서 증발되는 증기로 가습하는 구조의 열풍기를 개시하고 있다.

특허문헌 2는 좁은 공간에도 배치할 수 있도록 탑형의 디자인으로 되고, 내부에는 다수의 전기 발열체와 1쌍의 송풍기를 갖추어 고효율로 온풍을 제공할 수 있게 되어 있는 농업용 전기 열풍기를 개시하고 있다.

상술한 구조의 전기 열풍기에서 사용자가 만족스럽지 못하게 느끼는 점은 전력사용량이 과하다는 문제와, 출구에서 나오는 열풍이 멀리까지 도달하지 못하여 실내 난방이 균등하게 되지 않는 문제에 있다.

전력사용량을 줄이려면 전열기구의 용량을 낮추어야 하지만, 이것은 열풍의 온도 저하를 감수해야 하므로 근본적인 해결책이 될 수 없다.

종래에 헤어 드라이어, 전자 모기향 등에 채용되고 있는 피티시 히터는 어느 온도에 이르면 티탄산바륨의 세라믹 결정구조가 변하면서 저항치가 급격하게 증폭되어 전류를 제한하는 특성을 지니고 있어서 열풍기에 적용하면 최적의 소비전력을 기대할 수 있는 것이나, 열풍기에 적용하면 가동 전과 가동 후의 온도차이가 커서 피티시 히터에는 온도변화의 피로가 누적되어 얼마 사용하지 않아 표면에 크랙이 생겨 고장을 유발하므로 채용할 수 없었다.

또한, 출구를 통해 나오는 열풍이 실내 구석까지 고르게 미치도록 하려면 풍량이 많은 송풍기를 채용하면 될 것이나, 풍량의 증대에 맞춰 송풍기의 소음도 커지기 때문에 이 역시도 바람직한 해결책이 될 수 없다.

한국특허등록 제10-0367757호, 한국특허등록 제10-0952564호,

본 발명의 목적은 표면온도 변화 폭을 완화할 수 있는 구조를 갖추어 장시간 사용에도 표면에 크랙이 발생하지 않아 고장 없이 오래 사용할 수 있는 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 온실이나 공장 내부의 난방에 이용할 수 있도록 출구에서 나오는 열풍이 난방 순환 후에 다시 입구 측으로 복귀되도록 하여 비교적 넓은 공간의 난방에도 효율 좋게 이용할 수 있도록 한 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 구현하기 위한 본 발명은 다음과 같은 특징적 요소를 갖추고 있다.

본 발명에 관련된 일 실시예는, 외부 한쪽에 흡기구가 형성되고 다른 한쪽으로 송풍구가 설치된 케이싱의 내부에 상기 흡인구를 통하여 외부공기를 흡인하는 송풍기를 배치하고, 그 송풍기의 아울렛 측으로 전단커버와 후단커버로 이루어진 가온실을 연통하되, 상기 전단커버의 내측에는 통풍판과 폭이 좁은 전방 피티시 히터를 배치하고, 상기 송풍구에 일체로 연통되는 후단커버에는 후방 피티시 히터를 설치하여 1쌍의 전 후방 피티시 히터가 서로 마주보도록 배열함으로써, 상기 통풍판의 개구 일부가 전방 피티시 히터의 상 하측으로 우회하는 통로로 되도록 함으로써, 상기 송풍기로 흡인되는 외부공기가 통풍판에서 일부는 전방 피티시 히터를 통과하여 열교환 되고, 일부는 우회하여 가온실의 내부로 송풍 된 다음, 후방 피티시 히터를 통과하여 최종 열교환 되도록 한 것이다.

본 발명에 관련된 다른 실시예는 상술한 구성에 더하여, 상기 케이싱의 외부에 복귀구를 더 설치하고, 상기 송풍기의 인레트 내측에는 와류 가이드를 부착 고정하여 상기 가온실로 공급되는 외부공기가 소용돌이를 형성하면서 공급되도록 하고, 상기 송풍구와 복귀구 사이로는 순환관을 연통하여, 상기 송풍구를 통해 토출된 온풍을 복귀구로 순환 복귀시켜 재 가온 되도록 한 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예는 상술한 다른 실시예의 구성에 더하여, 상기 순환관의 외주면 상측에 소공을 등분 형성함으로써 내부를 순환하는 온풍의 일부가 외부로 샤워링 되도록 한 구성으로 한 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예는 상술한 또 다른 실시예에 더하여, 상기 순환관의 내주면에 원적외선 방출도료를 도포하여, 소공을 통해 외부로 샤워링 되는 온풍을 타고 음이온 입자가 비산 되도록 함과 동시에 관 내부에서 발생하는 원적외선의 작용으로 온풍의 온도 저하가 지체되도록 한 구성으로 된 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예는 상술한 다른 실시예의 구성에서, 상기 순환관의 도중에 개재될 수 있도록 양측으로 접속관을 구비하고, 내부에는 피티시 히터가 수용된 보조 가온기를 더 구비하는 구성으로 된 것이다.

상술한 구성의 본 발명에 의하면 다음의 이점을 얻을 수 있다.

본 발명의 청구항 제1항에 의하면, 송풍기에 의해 흡인되는 외부공기와 최초로 접촉하는 전방 피티시 히터는, 가온실의 전단커버에서 좁은 폭으로 배치됨에 따라 통풍판에 우회통로가 형성되어, 상기 전방 피티시 히터의 표면온도가 단시간에 큐리점으로 상승하게 됨으로써 초기 가동 시의 전력소모량을 현저하게 저감할 수 있고, 가온실에서는 상기 전방 피티시 히터를 통과하여 일차 가온 된 공기와 우회하여 공급되는 공기가 혼합되면서 이차로 후방 피티시 히터를 통과하여 가온 되도록 하는 것으로, 난방에 필요한 온풍을 효율적인 전력사용으로 얻을 수 있고, 특히 외부공기와 최초에 접촉하는 피티시 히터의 표면 온도변화 폭이 완화됨으로써 장시간 사용하여도 표면에 크랙이 생기지 않아 사용수명이 길어지는 효과가 있다.

본 발명의 청구항 제2항에 의하면, 케이싱의 송풍구에서 토출되는 온풍이 순환관을 타고 복귀구로 연통 됨에 따라 열손실이 최소로 되는 열풍 난방을 구현할 수 있다.

본 발명의 청구항 제3항에 의하면, 상기 순환관을 타고 순환되는 온풍의 일부가 소공을 통해 샤워링 되는 것에 의해 비교적 균일한 열풍 난방을 구현할 수 있다.

본 발명의 청구항 제4항에 의하면, 상기 순환관의 내주면에 도포한 원적외선 방출도료에서 발산되는 음이온 입자가 비산 되도록 함과 동시에, 관 내부에서 발생하는 원적외선의 작용으로 온풍의 온도 저하가 지체되는 효과가 있다.

본 발명의 청구항 제5항에 의하면, 상기 순환관의 도중에 보조 가온기를 개재시키는 것으로, 더 넓은 면적의 열풍 난방을 간편하게 실현할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구성을 일부 절개하여 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 주요부 피티시 히터가 수납되는 가열실의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 조립상태를 나타내는 측단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구성을 일부 절개하여 나타내는 사시도.
도 5는 도 4의 실시예에서 송풍기의 인레트에 관한 새로운 구성을 나타내는 분해 사시도.
도 6은 도 4의 실시예에 관련된 열풍기를 온실에 적용한 예를 나타내는 사시도.
도 7은 도 6에 도시한 온풍 순환관의 단면도.
도 8은 도 6에 도시한 온풍 순환관의 도중에 설치 가능한 보조 가온기의 예를 나타내는 측단면도.

이하, 본 발명을 첨부도면에 따른 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명한다.

본 발명은 도 1로 나타낸 바와 같이, 케이싱(2)의 한쪽으로 형성된 흡기구(4)를 통해 내측의 송풍기(6)가 외부공기를 흡인하여 가온실(8)로 공급하게 되는 구성을 갖추고 있다.

상기 송풍기(6)는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 실내 난방에는 시로코 송풍기(sirocco fan)가 동작시의 소음이 적고 충분한 풍량을 제공할 수 있는 이점을 줄 수 있다.

외부공기는 가온실(8)에서 온풍으로 가온 되고 송풍구(10)를 통해 외부로 송풍된다.

상기 가온실(8)은 도 2로 도시한 바와 같이, 환풍기(6)의 아울렛 측으로 접속 연통 되고 내측에 통풍판(82)이 배치된 전단커버(80)와, 1쌍의 전 후방 피티시 히터(84)(86), 그리고 상기 전단커버(80)에 합체되어 상기 전 후방 피씨티 히터(84)(86)가 수용되는 공간을 형성하는 후단커버(88)로 구성된다.

또한, 상기 전방 피티시 히터(84)는 후방 피티시 히터(86)에 비해 열교환 면적이 좁아지도록 작은 폭으로 배치됨으로써 도 3으로 나타낸 바와 같이, 통풍판(82)의 개구는 전방 피티시 히터(84)의 상 하측을 우회하여 가온실(8)로 직접 연통 되는 통로로 형성된다.

상기와 같은 구성에 의해, 전단커버(80)를 따라 통풍판(82)으로 공급되는 외부공기는 그 일부가 도 3의 점선 화살표로 나타낸 바와 같이, 전방 피티시 히터(82)를 통과하면서 열교환작용을 일으키는 한편, 나머지 일부는 실선 화살표로 나타낸 바와 같이, 상기 전방 피티시 히터(84)의 상 하측으로 열려있는 공간을 통해 우회하여 가온실(8)의 내부로 송풍 되고, 여기에서 후방 피티시 히터(86)를 통과하면서 다시 가온 되고 통풍구(10)를 통해 외부로 송풍 된다.

피티시 히터는 표면 온도가 큐리점(TA)에 도달하면 저항치가 급격하게 증대되고, 큐리점 이후부터는 온도 변화에 따라 저항치가 자가 증감되면서 전류를 제한하는 특성이 있고, 이것에 의해 전력소모가 최소로 되는 것이다.

그러나 피티시 히터를 열풍기에 적용하면, 표면에서 일어나는 온도변화 폭이 극심하여 얼마안가 표면크랙이 발생하여 고장으로 이어진다.

본 발명에 관련된 열풍기는 외부공기와 최초로 접촉하는 전방 피티시 히터(84)의 열교환면적을 통풍판(82)의 개구면적보다 좁게 설정하는 것으로, 송풍기(6)에서 공급되는 외부공기의 절반 이상이 전방 피티시 히터(84)를 경유하지 않고 우회 공급되도록 하여, 그 표면에서의 온도변화 폭이 크게 나타나지 않도록 하고, 실제 난방에 필요한 열풍은 가온실(8)의 내부에서 우회 공급된 외부공기와 일차 가온된 공기가 혼합된 결과로 나타나는 온풍이 후방 피티시 히터(86)를 통과하여 최종 가온되는 것으로 소망의 온풍이 송풍구(10)를 통해 토출된다.

상기와 같이, 상기 전방 피티시 히터(84) 열교환 면적을 줄이고 우회통로를 형성하면, 그 표면에서의 온도변화 폭이 축소되어 장시간 사용에도 크랙이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 초기 동작에서 표면온도가 단시간에 큐리점(TA)으로 도달하게 되어 초기의 과다한 전력소모를 억제할 수 있고, 송풍기(6)를 통한 외부공기의 공급이 막힘없이 되어 송풍기(6)의 과부하가 발생하지 않는 효과도 기대할 수 있다.

본 발명에 관련된 열풍기는 상술한 실시예로 한정되지 않는다.

도 4는 본 발명에 관련된 다른 실시예를 일부 절개한 단면으로 나타낸 사시도로서, 케이싱(2)의 한쪽에 흡기구(4)가 형성되고 내측에서는 송풍기(6)가 외부공기를 흡인하여 가온실(8)로 공급하게 되어 있고, 가온실(8)은 전단커버(80)와, 통풍판(82), 그리고 전 후방 피티시 히터(84)(86), 및 후단커버(88)를 갖춘 기본구성은 상술한 실시예와 동일하고 다만 케이싱(2)의 일측으로 송풍구(10)에 대응하는 복귀구(14)가 상기 흡기구(4)와는 별도로 형성되어 있고, 또 송풍구(10)와 복귀구(12) 사이가 순환관(14)으로 연통되어서 흡인구(4)로 흡인된 외부공기가 송풍구(10)에서 순환관(14)을 거쳐 복귀구(12)로 되돌려 순환되게 하는 구성을 더 갖추고 있다.

상술한 구성의 열풍기는 최소의 전력소모량으로 면적이 넓은 장소의 난방을 도모할 수 있는 것이다.

또 사용장소의 면적이 넓음에 따라 송풍기(6)는 소음이 있더라도 풍량 발생효율이 좋은 터보송풍기를 채용하는 것이 바람직하고, 더 좋게는 송풍기(6)의 인레트(60) 내측에 도 5로 나타낸 바와 같이, 코일형태의 와류 가이드(62)를 부착 고정하여, 상기 송풍기(6)에서 압송되는 외부공기가 와류 가이드(62)에 안내되면서 생성되는 소용돌이 흐름으로 가온실(8)로 유입되도록 한다.

이와 같은 구성에 의하면, 와류 가이드(62)가 외부공기를 소용돌이 형태로 안내하여 가온실(8)로 공급함에 따라, 가온실(8) 안의 공기 충전률이 향상되고 그로 인하여 가온실(8)에서 송풍구(10)로 나오는 풍압이 높아져서 순환관(14)을 따라 먼 거리까지 순회할 수 있는 풍량이 제공될 수 있다.

이 실시예에서 예시한 열풍기는 도 7로 도시한 온실(H)의 난방 용도로 적합하다.

즉, 케이싱(2)의 송풍구(10)와 복귀구(12) 사이를 연통하는 순환관(14)을 온실(H)의 밭고랑 사이로 부설하고 그 안으로 온풍을 순환시켜 난방할 수 있다.

이 경우, 송풍구(10)에서 토출되는 온풍은 순환관(14)을 거쳐 복귀관(12)으로 되돌려져서 재 가온되는 계통을 형성하게 되고, 이렇게 순환되는 과정에서 외부공기는 순환관(14)에서 누설되는 분량만큼 흡기구(4)를 통하여 보충된다.

또, 도 7로 나타낸 바와 같이 순환관(14)의 외주면 상측으로 소공(16)을 등분 형성하여, 순환되는 온풍의 일부가 소공을 통해 외부로 샤워링 되게 하는 방식으로도 실시할 수 있다. 이 경우, 순환관(14)의 내주면에 원적외선 방출도료(18)를 코팅하여 두면 샤워링 되는 온풍을 타고 음이온 입자가 온실(H) 내부로 비산하여 경작되는 농작물의 생육을 촉진함과 동시에, 관 내부에서 발생하는 원적외선의 작용으로 온풍의 온도 저하가 지체되도록 한 구성하게 할 수도 있다.

또한, 온실(H)에 부설되는 순환관(14)의 길이가 너무 길어져 말단으로 갈수록 온도가 저하되어 난방효과가 없어지는 경우에는 보조수단으로서, 도 8의 도시와 같이 순환관(14) 사이로 개재될 수 있도록 양단에 접속관(20)(22)을 갖추고 내부에는 하나의 피티시 히터(26)가 설치된 보조 가온기(26)를 사용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관련된 열풍기는 전류를 제한하는 큐리점까지 신속하게 가열되어 저항치가 최대로 되고 나서부터는 표면의 온도변화에 따라 저항치가 자가 증감하면서 전류를 제한하여 최소의 전력으로 최대의 열효율을 얻을 수 있는 피티시 히터를 서로 마주보게 쌍으로 배치하되, 전방 피티시 히터의 면적을 좁게 설정하여, 1차 가온단계에서 흡인되는 외부공기의 일부만 가온되고, 가온실 내부에서 가온 된 공기와 가온 되지 않은 공기가 뒤섞이면서 후방 피티시 히터를 통과하여 2차 가온 되도록 한 구성으로 된 것이며, 이와 같은 구성에 의해 전방 피티시 히터가 큐리점으로 도달하는데 소요되는 시간이 대폭 단축되어 전력소모량을 최소화할 수 있음과 동시에 외부공기의 흐름이 방해받지 않고 공급될 수 있어서 송풍기에 부하가 걸리지 않아 원활한 동작이 보정된다.

그리고 상술한 구성의 열풍기에서, 송풍구(10)와 복귀구(12) 사이로 순환관(14)을 연통한 구성은, 난방에 제공되는 온풍의 손실을 대폭 줄이고 난방효율은 대폭 높일 수 있는 것이므로 온실 등의 경제적인 난방에 최적한 것으로 된다.

2: 케이싱 4: 흡기구 6: 송풍기
8: 가온실
80: 전단커버 82: 통풍판 84: 전방 피티시 히터
86: 후방 피티시 히터 88: 후단커버
10: 송풍구 12: 복귀구 14: 순환관
16: 소공 18: 원적외선 방출도료 H: 온실

Claims (5)

1. 외부 한쪽에 흡기구(4)가 형성되고 다른 한쪽으로 송풍구(10)가 설치된 케이싱(2)과, 상기 케이싱(2)의 내부에서 흡인구(4)를 통하여 외부공기를 흡인하는 송풍기(6)와, 상기 송풍기(6)의 아울렛 측으로 연통 되고 내측에는 통풍판(82)의 상하로 우회통로가 형성되도록 좁은 폭의 전방 피티시 히터(84)가 배치된 전단커버(80)에 상기 송풍구(10)와 일체로 연통되고 내부에는 후방 피티시 히터(86)가 설치된 후단커버(88)가 합체되어 이루어지는 가온실(8)을 포함하고, 상기 송풍기(6)로 흡인되는 외부공기의 일부가 통풍판(82)에서 전방 피티시 히터(84)를 통과하여 열교환 되고, 일부는 우회하여 가온실(8)의 내부로 송풍 되고 혼합되면서 후방 피티시 히터(86)를 통과하여 최종 열교환 되는 것으로 상기 송풍구(6)에서 온풍이 토출되도록 한 구성으로 되어 있는 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이싱(2)은 외부에 복귀구(12)를 더 구비하고, 상기 송풍기(6)의 인레트(60) 내측에는 와류 가이드(62)가 부착 고정되어 있음과 아울러, 상기 송풍구(10)와 복귀구(12) 사이로 순환관(14)이 연통되어서 상기 송풍구(6)를 통해 토출되는 온풍이 복귀구(12)로 순환 복귀되어서 재 가온 되도록 한 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 순환관(14)의 외주면 상측에는 소공(16)이 등분 형성되어서 내부를 순환하는 온풍의 일부가 외부로 샤워링 되도록 한 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 순환관(14)은 내주면에 원적외선 방출도료(18)가 도포되어서 외부로 샤워링되는 온풍에 음이온을 혼입시켜 주게 한 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 순환관(14)의 도중에 개재될 수 있도록 양측으로 접속관(20)(22)이 설치되고 내부에는 피티시 히터(24)가 수용된 보조 가온기(26)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 피티시 히터를 갖춘 전기 열풍기.

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