KR20220100322A - 열복사 및 자연대류 복합형 발난로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)로서, 열전도성 재질의 박스형태로서 하부에 기류유입구(24)를 갖고 발판면(20)에 다수의 열통과공(22)이 배열된 박스형 발판부(4)와, 박스형 발판부(4) 상에 장착되며 좌우측벽판(6a)과 후측벽판(6b) 및 상측 부분덮개판(6c)으로 내실을 갖게 구성된 발덮개 케이싱(6)과, 박스형 발판부(4)의 내부공간부에 스페이서(26)를 매개로 설치된 공간부 히터(10)와, 공간부 히터(10)가 박스형 발판부(4)의 내부공간부에 위치되도록 하는 스페이서(26)를 갖는 스페이서 프레임(8)과, 상기 공간부 히터의 열온도를 조절하기 위한 온도조절기(12)로 구성하여서, 박스형 발판부(4)의 발판면(20)에 공간부 히터(10)로부터 간접 열전달된 온열이 잔류되게 하고 박스형 발판부(4)의 발판면(20)에 형성된 다수의 열통과공(22)을 통해서 통과한 공간부 히터(10)의 복사열이 발덮개 케이싱(6)의 내실부에 전달되게 하며 박스형 발판부(4)의 기류유입구(24)를 통해 기류가 유입되고 다수의 열통과공(22)들을 통과한 자연대류 열이 덮개 케이싱(6)의 내실에 열가둠되는 열가둠 난방조성부가 형성되게 한 것이다.

Description

열복사 및 자연대류 복합형 발난로{FOOT WARMER INTERGRATING HEAT RIATION AND FREE CONVECTION}

본 발명은 발난로에 관한 것으로, 특히 제조단가 및 사용 전기료가 저렴하고 사용성 및 안정성이 우수하고 열전도 및 열복사와 아울러 자연대류현상을 함께 이용하여 열관리 효율이 우수하게 개량된 발난로에 관한 것이다.

일반적으로 겨울만 되면 발이 시려워서 자연스럽게 발을 비비게 되는 사무실환경에 있거나 집에 있어도 바닥이 차가운 경우에는 발을 따뜻하게 하기 위해 발난로를 많이 찾게 된다.

최근 많이 사용하고 있는 일반 전기난로를 발난로로 사용시 난로와 조금만 떨어져 있게 되면 열기가 사용자의 발에는 잘 미치지 않게 되고 사용자와 밀착되는 경우에는 화재 또는 화상의 우려가 있게 된다.

이러한 단점을 해결하는 전용 발난로 제품들이 많이 출시되고 있는데, 그 일예로는 바닥은 낮은 전력소비량(20~30W/h)의 전열바닥면이 제공되고 털이나 섬유로 된 원단을 포켓형태로 형성한 포켓 풋워머, 사용자 정강이 부근을 병풍처럼 둘러서 열을 가해주는 병풍형 발난로 등이 있다.

그런데 포켓 풋워머 형태의 제품은 대체로 저렴한 장점은 있으나 포켓에 발을 넣고 빼기가 번거롭고 발을 넣음에 따른 발의 움직임이 제한적이며 워머 사용중 포켓 내에 땀 등이 차거나 이물질이 묻으면서 세균번식이나 냄새가 베이는 현상이 나타나는 단점이 있다.

또 병풍형 발난로의 경우에는 발을 움직임이 편리하고 위생적이라는 장점이 있으나 포켓 풋워머 제품에 비해서 판매 가격이 상당히 높고 전력소비량이 많으며 사용중 취급에 주의하지 않으면 넘어질 수 있는 등의 안전상의 애로점이 있고 사용자의 정강이나 발등을 따듯하게 하는데에는 어느정도 유용하지만 전력소비량 대비 열효율이 좋지 못하고 또 사용자의 발바닥을 따뜻하기에는 다소 힘든 구조적 단점이 있다.

등록실용신안공보 제20-0466106호 "발 난로"

따라서 본 발명의 목적은 제조단가나 사용 전기료가 저렴하고 사용성 및 안전성이 우수하며 열전도와 열복사 및 자연 대류현상을 함께 이용하여 열관리 효율이 우수한 발난로를 제공함에 있다.

상기한 목적에 따른 본 발명은, 열전도성 재질의 박스형태로서 하부에 기류유입구를 갖고 발판면에 다수의 열통과공이 배열된 박스형 발판부와, 박스형 발판부 상에 장착되며 좌우측벽판과 후측벽판 및 상측 부분덮개판으로 내실을 갖게 구성된 발덮개 케이싱과, 박스형 발판부의 내부공간부에 스페이서를 매개로 설치된 공간부 히터와, 상기 공간부 히터가 박스형 발판부의 내부공간부에 위치되도록 하는 스페이서를 갖는 스페이서 프레임과, 상기 공간부 히터의 열온도를 조절하기 위한 온도조절기로 구성하여서,

박스형 발판부의 발판면에 공간부 히터로부터 간접 열전달된 온열이 잔류되게 하고 박스형 발판부의 발판면에 형성된 다수의 열통과공을 통해서 통과한 공간부 히터의 복사열이 발덮개 케이싱의 내실부에 전달되게 하며 박스형 발판부의 기류유입구를 통해 기류가 유입되고 다수의 열통과공을 통과한 자연대류 열이 덮개 케이싱의 내실에 열가둠되는 열가둠 난방조성부가 형성되게 함을 특징으로 하는 열복사 및 자연대류 복합형 발난로이다.

또한 본 발명에서, 상기 공간부 히터는 AC/DC 변환기와 전기발열체와 전기발열체를 감싸고 있는 히트싱크로 구성함을 특징으로 하고,

또 본 발명에서 상기 스페이서 프레임은 공간부 히터가 박스형 발판부의 발판면과 이격되도록 하는 스페이서를 가지고, 기류유입구를 통해 유입된 기류가 상승 가능함과 함께 발판면의 고형 이물질이 발판면의 열통과공을 통과해 바닥으로의 낙하 배출을 허락하는 절개개구와 발난로 본체의 지지발을 구비함을 특징으로 한다.

본 발명은 발난로의 제조단가 및 사용 전기료가 저렴하고 사용성 및 안전성이 우수하고 발난로를 작동함에 있어 열전도와 열복사 및 자연대류를 함께 이용하여 열관리 효율이 우수한 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열복사 및 자연대류 복합형 발난로의 사시 구성도,
도 3은 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로의 분해 사시 구성도,
도 4는 도 3에서 열복사 및 자연대류를 위한 공간부 히터 및 스페이서 프레임의 구체 분해 구성도,
도 5는 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로의 단면 구성도,
도 6은 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로의 사용 상태 단면 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)의 사시 구성도로서, 도 1은 상부에서 본 사시도이고 도 2는 저부에서 본 사시도이다.

도 3은 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)의 분해 사시 구성도이고, 도 4는 도 3에서 열복사 및 자연대류를 위한 공간부 히터(10) 및 스페이서 프레임(8)의 구체 분해 구성도이며, 도 5는 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)의 단면 구성도로서 도 1의 A-A선 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)는 크게 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 박스형 발판부(4), 발덮개 케이싱(6), 스페이서(26)를 갖는 스페이서 프레임(8), 공간부 히터(10), 온도조절기(12)를 포함하여 구성한다.

발난로(2)의 박스형 발판부(4)는 사용자의 발을 편안하게 얹어 두는 곳으로서 금속과 같은 열전도성 재질의 박스형태이며, 박스본체 하부에는 기류유입구(24)를 갖고 발판면(20)에는 다수의 열통과공(22)들이 배열된 구성이다.

발덮개 케이싱(6)은 사용자의 발을 밀어넣어 두기에도 편리하고 쉽게 빼내기에도 편리한 내실 공간을 제공함과 동시에 발덮개 케이싱(6)의 내실이 열가둠을 위한 열가둠 난방조성부가 형성되는 구조이다. 발덮개 케이싱(6)은 박스형 발판부(4) 상에 장착되며 좌우측벽판(6a)과 후측벽판(6b) 및 상측 부분덮개판(6c)으로 구성하고, 상측 부분덮개판(6c)에는 상승한 자연대류열이 내실공간에 가둬둘 수 있는 대류열 흐름 경사면(7)이 형성된다.

발난로(2)의 박스형 발판부(4)와 발덮개 케이싱(6)의 재질은 스텐레스 스틸이 바람직하다.

공간부 히터(10)는 박스형 발판부(4)의 내부공간부에 스페이서(26)를 매개로 설치되어서 박스형 발판부(4)의 발판면(20)에는 간접 열전달로 온열이 있게 하고 발판면(20)의 열통과공(22)들을 통해서 열복사열 및 자연대류열이 통과하도록 하는 열원이다. 본 발명의 발난로(2) 구현에 적합한 공간부 히터(10)의 전력소비량은 80~180W/h이다.

스페이서 프레임(8)은 공간부 히터(10)가 박스형 발판부(4)의 내부공간부에 위치되도록 하는 스페이서(26)를 구비하며, 박스형 발판부(4)의 내부에 설치된다.

도 4를 참조하여 공간부 히터(10)와 스페이서 프레임(8)에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.

공간부 히터(10)는 상용의 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC/DC 변환기(32)와, 열원인 전기발열체(34)와, 전기발열체(34)를 감싸고 있는 히트싱크(36)로 구성하며, 공간부 히터(10)를 스페이스 프레임(8)의 스페이서(26)에 가열 보호되며 안전하게 장착되도록 하는 받침브라켓(38)을 구비한다.

전기발열체(34)는 세라믹열선으로 감아 발열하며 원적외선 방출효과가 있는 세라믹히터나 특수코팅램프를 사용하며 세포조직 활성화 기능이 있는 근적외선 히터가 바람직하며, PTC히터나 할로겐히터도 가능하다.

그리고, 스페이서 프레임(8)은 도 4 및 도 5에서와 같이, 공간부 히터(10)가 박스형 발판부(4)의 발판면(20)과 이격되도록 하는 스페이서(26)를 가지고, 박스형 발판부(4)의 기류유입구(24)를 통해 유입된 기류가 상승 가능함과 아울러 발판면(20)의 고형 이물질이 발판면(2O)에 형성된 열통과공(22)을 통과해 바닥으로의 낙하 배출을 허락하는 절개개구(30)를 구비하고, 발난로 본체의 지지발(28)도 구비한다.

또한 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)는 공간부 히터(10)의 열온도를 조절하기 위한 온도조절기(12)를 발덮개 케이싱(6)의 측부벽에 구비하며, 온도조절기(12) 옆에는 전원공급을 단속하는 파워스위치(14)도 구비한다.

상기와 같은 구성의 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)는, 박스형 발판부(4)의 발판면(20)에 공간부 히터(10)로부터 간접 열전달된 온열이 잔류되게 하고, 박스형 발판부(4)의 발판면(20)에 형성된 다수의 열통과공(22)을 통해서 통과한 공간부 히터(10)의 복사열이 발덮개 케이싱(6)의 내실부에 전달되게 하여 사용자의 발을 따뜻하게 하며, 박스형 발판부(4)의 기류유입구(24)를 통해 기류가 유입되고 발판면(20)에 형성된 다수의 열통과공(22)들을 통과한 자연대류 열이 덮개 케이싱(6)의 내실에 있는 사용자의 발을 따뜻하게 함과 동시에 덮개 케이싱(6)의 상측 부분덮개판(6c)에 형성된 대류열 흐름 경사면(7)을 타고가 그 내실에 열가둠이 되므로 열가둠 난방조성부를 형성한다.

도 6은 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)의 사용 상태 단면 구성도이다.

본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)는 발덮개 케이싱(6)이 전방과 상방 일부가 개방된 구조이므로 도 6과 같이 사용자가 자신의 발(40)을 박스형 발판부(4)의 발판면(20)에 올려 놓거나 빼내기가 아주 편리하며, 또 내실이 발(40)을 얹어두고 움직일 수 있는 공간이 다소나마 넉넉히 확보된 장점이 있다.

또한 본 발명의 열복사 및 자연대류 복합형 발난로(2)는 공간부 히터(10)가 박스형 발판부(4)의 발판면(20)과 이격되어 있기에 공간부 히터(10)에 조금 더 높은 열을 방사해도 박스형 발판부(4)에 얹힌 사용자의 발(40)이 화상을 입지 않아 안전하며 간접 열전도로 박스형 발판부(4)의 발판면(20)이 데워져 있으므로 사용자의 발바닥을 따뜻하게 해준다.

또한 박스형 발판부(4)의 발판면(20)에 형성된 다수의 열통과공(22)들을 통해서 공간부 히터(10)의 복사열과 아울러 자연대류열도 통과하여 발덮개 케이싱(6)의 내실로 전달되고, 발덮개 케이싱(6)이 좌우측벽판(6a) 및 후측벽판(6b)과 상측 부분덮개판(6c)에 의해서 갇힌 구조이므로 내실에 전달된 복사열과 자연대류열이 그 내실에 그대로 머물게 된다. 이러한 내실에서의 열가둠 난방조성부 형성은 열손실을 최소화하고 열효율을 최대화하여 사용자의 발(40)을 따뜻하게 해주고, 또 건조한 공기가 발난로(2)를 벗어나 실내로 유출되는 것을 다소나마 줄여준다.

박스형 발판부(4)는 계절과 상관없이 책상이 앉았을 때에 발을 올려놓을 수 있는 발판으로 사용 가능하고, 발판면(20)의 열통과공(22)들은 사용자가 발(40)을 올려 사용함에 따라 지압효과를 다소 부여할 수 있으며 사용자가 신은 양말로부터 탈리되는 이물질도 낙하 배출되므로 내실이 그만큼의 이물질이 제거되는 청소효과도 있게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

(2)-- 발난로 (4)-- 박스형 발판부
(6)-- 발덮개 케이싱 (6a)-- 좌우측벽판
(6b)-- 후측벽판 (6c)-- 상측 부분덮개판
(7)-- 대류열 흐름 경사면 (8)-- 스페이서 프레임
(10)-- 공간부 히터 (12)-- 온도조절기
(14)-- 파워스위치 (20)-- 발판면
(22)-- 열 통과공 (24)-- 기류유입구
(26)-- 스페이서 (28)-- 지지발
(30)-- 절개개구 (32)-- AC/DC 변환기
(34)-- 전기발열체 (36)-- 히트싱크
(38)-- 받침브라켓 (40)-- 발

Claims (3)

1. 열전도성 재질의 박스형태로서 하부에 기류유입구를 갖고 발판면에 다수의 열통과공이 배열된 박스형 발판부와,
   박스형 발판부 상에 장착되며 좌우측벽판과 후측벽판 및 상측 부분덮개판으로 내실을 갖게 구성된 발덮개 케이싱과,
   박스형 발판부의 내부공간부에 스페이서를 매개로 설치된 공간부 히터와,
   상기 공간부 히터가 박스형 발판부의 내부공간부에 위치되도록 하는 스페이서를 갖는 스페이서 프레임과,
   상기 공간부 히터의 열온도를 조절하기 위한 온도조절기로 구성하여서,
   박스형 발판부의 발판면에 공간부 히터로부터 간접 열전달된 온열이 잔류되게 하고 박스형 발판부의 발판면에 형성된 다수의 열통과공을 통해서 통과한 공간부 히터의 복사열이 발덮개 케이싱의 내실부에 전달되게 하며 박스형 발판부의 기류유입구를 통해 기류가 유입되고 다수의 열통과공을 통과한 자연대류 열이 덮개 케이싱의 내실에 열가둠되는 열가둠 난방조성부가 형성되게 함을 특징으로 하는 열복사 및 자연대류 복합형 발난로.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 공간부 히터는 AC/DC 변환기와 전기발열체와 전기발열체를 감싸고 있는 히트싱크로 구성함을 특징으로 하는 열복사 및 자연대류 복합형 발난로.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스페이서 프레임은 공간부 히터가 박스형 발판부의 발판면과 이격되도록 하는 스페이서를 가지고, 기류유입구를 통해 유입된 기류가 상승 가능함과 함께 발판면의 고형 이물질이 발판면의 열통과공을 통과해 바닥으로의 낙하 배출을 허락하는 절개개구와 발난로 본체의 지지발을 구비함을 특징으로 하는 열복사 및 자연대류 복합형 발난로.

Images