KR870001831B1 - 발열시스템의 선회대류방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

발열시스템의 선회대류방법 및 장치

제 1 도는 본 발명에 따른 발열시스템의 선회대류 장치의 일부절결 정면도.

제 2 도는 제 1 도에 따른 장치에 배설된 회전체의 사시도.

제 3 도는 제 1 도에 따른 장치의 주요부를 확대한 단면도.

제 4 도는 제 1 도에 따른 장치에 설치된 회전익차를 확대한 평면도.

제 5 도는 상기 회전익차를 확대한 측면도.

제 6 도는 제 4 도의 선(VI-VI)을 절취한 단면도.

제 7 도는 지지틀과 경사판의 결합상을 확대한 평면도.

제 8 도는 제 7 도의 선(VIII-VIII)을 절취한 단면도.

제 9 도는 상기 경사판의 평면도.

제 10 도는 상기 경사판의 정면도.

제 11 도는 본 발명에 따른 실시예의 일부절결 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 중공실 2 : 외벽

3 : 출입구 4 : 흡인구

5 : 전동기 6 : 회전익

7 : 회전익차 8 : 흡인익

9 : 지지틀 10 : 축수부

11 : 축간 12 : 링

13 : 익 14 : 기실

15 : 곡절부 16 : 지간

17 : 중심부착부 18 : 흡인익

19 : 경사판 20 : 안내판

21 : 규제판 22 : 지지틀

23 : 배기통로 24 : 소음통

25 : 외기도입기구 26 : 보조히터

27 : 조절밸브 28 : 선반

29 : 창문 30 : 제어상자

31 : 축열재료 32 : 접속부

X' : 감압 마찰열발생기구 Y : 종동회전기구

Z : 강제 선회 대류 안내기구

A : 마찰열 발생부 a : 회전체

19a : 환상부 θ : 경사각도

본 발명은 감압평형 발열시스템의 선회대류방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명의 원리는 일본국 특허출원소 55-94630호, 소 55-94631호, 소 55-132065호, 그리고 소 55-132066호를 조합하여 1980년 10월 30일자로 대한민국에 출원한 1980년 대한민국 특허출원 제4153호(감압평형 가열방법 및 그 장치)에 기술되어 있다.

본 발명은 상기 특허출원에 개시한 기술사상을 더욱 발전시킨 것이다.

먼저 최초의 기본 발명인 1980년 대한민국 특허출원 제41530호의 기술사상을 약술하기로 한다.

밀폐된 중공 실내(中空室內)의 공기를 회전체의 회전으로 강제흡인하여 실외로 배기시켜 실내를 감압하여 실내외의 압력차를 대체로 일정한 평형상태로 유지하는 동시에 이 평형상태를 유지하면서 상기 회전체의 회전작용을 계속시켜 공기와의 마찰작용을 촉진하여 마찰열을 발생시켜 이 마찰열을 열원으로 하여 가열건조 등의 목적에 이용하도록 한 것이다.

또한, 상기 특허출원에는 중공실에 외기 도입기구를 설치한 실시예가 기술되어 있으나 기본적으로는 외기도입기구의 유무와는 아무런 관련이 없는 것이며, 본 발명에서도 외기도입기구의 유무에 관계 없이 실시할 수 있는 것이다.

본 발명의 주목적은 중공실내의 공기를 강제적으로 선회대류시켜 온도분포가 중공실 내부 전체에 걸쳐 균일하게 하여 발열효과와 가열건조 효과를 효율적으로 하는 감압평형 발열시스템의 선회대류방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 적합한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 이하 설명한다.

중공실(1)은 외벽(2)에 의하여 폐쇄된 장방형의 형로서, 외벽(2)은 단열구조이며 중공실(1)로 물품이 출입구(3)가 설치되어 있다.

흡입구(4)는 중공실(1)의 천장중앙에 설치되어 있으며 감압마찰발생기구(X)가 부착되어 있다. 회전체(a)는 전동기(5)에 의하여 바라는 경사각도 θ로 회전하는 프로펠러팬, 시로코팬 등의 회전익(6)으로 구성되고, 또한 중공실(1)내의 공기를 흡입 배기하도록 회전방향이 정해져 있다, 그리고 회전체(a)가 회전하는 부위에 마찰열 발생부(A)가 형성된다.

회전익차(7)는 상기 감압 마찰열 발생기구(X)의 회전체(a)에 약간의 간격을 두고 설치하며, 회전익차(7)는 회전하는 흡인익(8)과 동체로 종동 회전기구(Y)를 형성한다.

이하 상기 종동회전기구(Y)를 상세히 설명한다.

즉, 흡인구(4)의 하단에 임시로 설치되어 고정된 직교지지틀(9)을 부착하고, 상기 지지틀(9)의 중심을 회전체(a)의 중심과 일치시켜 축수부(10)로 형성하며, 상기 축수부(10) 위에는 회전익차(7)를, 밑에는 흡인익(8)을 축간(11)에 나사결합으로 고정시켜 동체로 회전할 수 있는 구성으로 되어있다. 또한, 회전익차(7)는 흡인구(4)의 지름보다 약간 작은 링(12)과 상기 링(12)의 외주에 돌출한 다수의 익(13)으로 구성되어, 흡입구(4)의 내벽과 링(12)과 익(13)으로 둘러싸인 다수의 기실(14)이 형성되도록 되어 있다. 곡절부(15)는 익(13)의 상단을 약간 비스듬한 방향으로 굽힌것으로서 회전성능을 높이기 위하여 구성한 것이다. 중심부착부(17)는 4개의 지간(支杆)으로 지지하고, 링(12)의 내측에 흡인익(8)을 일정한 방향과 일정한 각도로 등 거리 설치하여 하부의 기류를 흡인할 수 있도록 되어 있다.

또한, 흡인익(8)은 통상적인 구조의 팬을 사용할 수 있으며 중공실(1)내의 공기를 상부로 흡인하는 방향으로 익이 회전하도록 구성하는 것이 적합하다. 흡인익(8)의 외부에는 지지틀(9)의 양단을 지지할 수 있는 환상부(19a)가 위치하는 진입상(陳笠狀)의 경사판(19)이 고정되어 있으며 흡인익(8)의 흡입 영역의 경계를 뚜렷이 정하고 있다.

또한, 도면에는 표시하지 않고 있으나 상기 경사판(19)을 흡인익(8)과 축간(11)에 회전 가능하게 고정하고, 상기 경사판(19)의 하부에는 팬기능을 하는 경사익을 부착하여 상술한 바와같이 흡인효과와 흡인영역을 뚜렷이 규제하여 실시하여도 지장은 없다. 이러한 경우 흡인익(8)은 제거할 수도 있다.

안내판(20)은 강제선회 대류안내기구(Z)를 구성하는 흡인구(4)로부터 하향으로 벌어진 절두 원추형으로 경사판(19)사이에서 선회류가 형성된다. 또한 규제판(21)을 경사판(19)의 상부 즉 경사판(19)과 안내판(20) 사이의 4개소의 배설하여 선회류가 흐르는 방향을 규제한다.

전동기(5)를 지지하기 위하여 배기통로(23)를 갖춘 지지통(22)이 설치되어 있으며, 상기 지지통(22)의 개구단부에는 소음통(24)이 부착되어 있다.

외기도입기구(25)는 중공실(1)의 하부에 배설한 장치로서 필요에 따라 전열기, 가스히터, 액체연료히터등의 보조히터(26)를 갖추고 가열초기의 승온효과를 높이기 위하여 사용되거나 서모스타트 등을 이용한 온도제어에 사용되기도 한다.

또한, 상기 외기도입기구(25)에 조절밸브(27)를 설치하여 수동밸브로 사용하거나, 또는 실내 온도나 실내외의 압력차를 검지하고 자동조작으로 상기 조절밸브(27)를 개폐하는 자동제어밸브로 사용된다.

선반(28)은 중공실(1)내에 다층으로 배설한 망 또는 판등의 구성물로서 피건조물의 종류와 크기에 따라 상하의 선반간격과 선반의 모양을 임의로 변화시킬 수 있으며 통기건조효과를 효과적으로 할 수 있다.

또한, 창문(29)과 각종 계기 및 제어반을 갖춘 제어장치(30)가 구비되어 있다.

상술한 바와 같은 구성을 기초로 하여 본 발명의 작용 및 방법을 설명한다.

먼저, 전동기(5)에 통전하여 회전익(6)을 회전시키면 감압 마찰발생기구(X)가 작동하여 밀폐된 중공실(1)내의 공기는 회전익(6)의 흡인 배기작용에 의하여 점차 배기감압되어 중공실(1)의 내외간 압력차는 점차 커지나 일정한 압력차에 도달하면 대체로 평형상태를 유지한다. 이와같이 대체로 일정한 평형상태에서 중공실(1)의 내외간 압력차는 회전익(6)의 회전흡입력의 크기와, 흡인구(4)와 회전익(6) 사이의 간격이 크기등에 의하여 정해지나 회전익(6)이 계속 회전하는 한 평형상태는 일정하게 유지된다.

이와같은 평형상태에서, 회전익(6)의 회전영역내에 있는 마찰열 발생부(A)에는 공기가 체류하는 현상이 발생하고 상기 마찰열 발생부(A)와 상기 회전익(6)의 마찰작용이 반복되므로 마찰열이 발생하여 점차 공기의 온도가 상승한다.

감압마찰열 발생기구(X)에 상대하여 종동회전기구(Y)가 설치되어 있고 회전체(a) 즉 회전익(6)에 의하여 고정되는 선회류는 유체의 점성효과에 의하여 격리되어 개방되어 있는 상기 종동 회전기구(Y)의 회전익차(7)를 동일 방향으로 회전하도록 작용하므로 회전익차(7)의 링(12)과 익(13)을 흡인구(4)의 내벽에 둘러싸인 기실(14)내의 기체를 강제 선회시키는 동시에 회전익차(7)와 동축의 흡인익(8)을 동일방향으로 회전시키게 된다.

따라서, 중공실(1)내의 공기를 배기하여 바라는 감압상태 즉 중공실(1)의 내외관 압력차가 거의 일정한 상태로 될때까지 단지 종동 회전기구(Y)만이 배기작용을 한다.

그런데, 중공실(1)의 내외간 압력차가 거의 일정한 평형상태에 달하면 기실(14)내의 기류는 마찰열을 얻어 가열기류로 되며, 상기 가열기류는 강제 선회대류 안내기구(Z)에 의하여 안내판(20)과 경사판(19)으로 형성되는 원추형의 공간부에 규제판(21)에 의한 선회류와 함께 유입되어 중공실(1)의 외주내벽 방향으로 유출된다. 한편, 종동 회전기구(Y)는 회전익차(7)와 동체로 회전하는 흡인익(8)의 작용으로 상기 흡인익(8)의 하부에 위치하는 기류를 강제로 상향 흡인하고, 링(12)의 흡인익(8)의 흡수효과와 더불어 감압마찰열 발생기구(X)의 회전익(6)의 마찰열 발생부(A)에 강제송풍하여, 상기 마찰열 발생부(A)에서 이미 온도가 상승된 기류와 교체되면서 회전익차(7)에 의하여 상술한 바와같이 하향으로 선회류를 형성하여 유출된다.

따라서, 종동회전기구(Y)와 강제선회 대류 안내기구(Z)의 작동에 의하여 중공실(1)내의 기류는 외주방향으로부터 하강하여 중앙부분으로부터 상승하는 강제 대류작용과 소용돌이 작용을 하게 된다.

이와같이, 중공실(1)내의 공기압이 회전익(6)이 회전하여 감압된 상태에 있어서, 선회하는 기류가 외주방향으로 하강되어 중공실(1)의 하부외주로부터 중심방향으로 향하게 되는 기류의 대류작용이 강제적으로 발생하므로 중공실(1)내의 온도는 바라는 온도를 급속히 균일화될 수 있는 동시에 공기의 가열이 발생하여 승온효과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 대류하는 기온기류는 다층으로 배설된 선반(28)내에 균일하게 침입하여 작용하고 전체를 감압가열하여 건조시킨다. 기화한 수분은 흡인구(4)를 경유하여 외부로 배출되는데, 필요에 따라 외기도입기구(25)의 조절밸브(27)를 자동 또는 수동으로 조작하여 외기를 도입하면 외기는 중공실(1)내로 송급되어 송급공기에 상당하는 기화수분이 배출되어 건조가 효과적으로 행해진다.

따라서, 중공실(1)내에서 선반(28)상부의 건조물 이감압작용과 선회대류작용을 받음에 따라 피건조물에 함유된 수분의 유리성이 높아지고 또한, 실내온도가 상승하여 피건조물을 가열하게 되므로 피건조물의 유리성 수분의 발산이 촉진되는 동시에 가열된 외기의 도입에 의한 기화증발분의 유효한 배기작용으로 중공실(1)전역의 피건조물이 단시간내에 높은 능률로 건조된다. 그러므로, 에너지가 절약되어 자원절감에 도움이 될뿐 아니라 선회대류작용에 의하여 기류는 중공실(1)내의 선반전역에 작용하고 또한, 온도분포가 균일하게 되는 동시에 외기를 간헐적으로 도입함으로써 건조 효과가 더욱 촉진되며 특히 색채가 변색하지 않고 원색대로 남아있는 아름답고 품질이 우수한 건조물을 얻을 수 있다.

이상, 건조를 목적으로 하는 경우의 실시예를 설명하였는데 제 11 도에 도시된 바와같이 발열장치로 사용하는 경우도 동일하게 실시할 수 있다.

제 11 도에 도시된 실시예의 구성은 상기 실시예와 동일하므로 도면부호는 일치한 것이며 그 설명은 생략하기로 한다.

제 11 도에 도시된 실시예와 상기 실시예와의 큰 차이점은 구성상 상기 실시예에 외기도입기구(25)가 설치되어 있음에 반하여 제 11 도의 실시예는 상기 외기도입기구(25)는 갖추지 않으나 축열재료(31)를 갖추고 있는 이점이 있다.

제 11 도에 도시된 실시예에 있어서, 중공실(1)의 내부를 가열실로 사용할 경우에는 출입구(3)가 필요하며, 중공실(1) 자체를 발열체 또는 열원으로 사용할 경우에는 출입구(3)가 필요없으며 중공실(1)내부의 열에너지가 가능한 유효하게 외부로 전달되도록 외주벽을 열전도성이 우수한 급속재료로 형성하여 일종의 발열가마로 구성할 수 있다.

또한, 중공실(1)에 2개 이상의 접속부(32)를 설치하고 열교환부와 통하는 접속관(도시 않음)을 중공실(1)에 대하여 폐회로에 접속하고 중공실(1)내의 열에너지를 순환작용으로 공급할 수도 있다.

또한, 스파이럴관(도시않음)을 중공실(1)내에 삽입하고 상기 스파이럴관의 양단부는 중공실(1)의 외부에 위치하도록 하여 바라는 유체를 유동시키면 상기 스파이럴관에서 열교환이 이루어져 유체가 가열된다.

이상, 본 발명을 여러가지 실시예를 참조로 하여 설명했는데 감압 마찰열발생기구(X), 종동 회전기구(Y) 및 강제선회대류 안내기구(Z)는 도시된 구성에 한정되는 것이 아니고 중공실(1)에 대하여 측면, 하면 등 적절한 위치에 설치할 수 있는 동시에 중공실(1)의 모양과 크기에 따라 1개, 2개, 3개 등 자유로이 설치할 수 있다.

또한, 중공실(1)은 도면에 도시된 바와같이 모양이 입방체로 한정되는 것이 아니고 원통형 등 적절한 모양을 취할 수 있으며, 각우부는 굴곡면으로 형성되어 선회층류의 흐름에 대한 저항이 감소된다.

본 발명은 이상과 같이 회전체의 회전작용에 의하여 밀폐된 중공실내의 공기를 흡인배기하여 중공실을 감압상태로 유지하고 또한, 실내외의 압력차가 대체로 일정한 평형상태에서 회전체의 회전작용을 계속시켜 회전체와 공기와의 마찰작용에 의하여 마찰열을 생기게 하는 동시에 마찰열을 받은 기체를 종동회전기구와 강제 선회대류 안내기구에 의하여 유효한 선회 소용돌이 작용과 대류작용이 자연히 발생하도록 되어 있으므로 중공실내의 공기류는 균일한 온도를 유지하고 고온화가 촉진된다. 따라서, 가열장치 또는 가열장치로 사용할 수 있는 동시에 건조장치로도 효과적으로 사용할 수 있다.

또한, 바라는 건조조작을 행한 후 외기도입기구의 작용으로 가열됐거나 가열되지 않은 의기를 송급하여 피건조물을 유효하게 건조할 수 있기 때문에 건조효과를 대단히 향상시키고 품질이 우수한 건조물을 얻을 수 있다.

Claims (7)

1. 중공실내의 공기를 회전체의 회전 작용으로 강제 흡인하고 실외로 배기시켜 실내의 압력을 낮추어 실내외의 압력차를 대략 일정한 평형상태로 유지하는 동시에 상기 평형상태를 유지하면서 상기 회전체의 회전작용을 계속시켜 공기와의 마찰 작용을 촉진시켜 마찰열을 발생시켜서 상기 중공실내의 기류가 가열되도록 한 감압 평형 발열 시스템에 있어서, 상기 마찰열을 가지는 기류를 회전체(a)를 중심으로 하는 선회류로 만들어 중공실(1)내의 기체를 상기 회전체(a)의 중심 하방으로부터 인하고, 상기 중공실(1)의 사방 둘레를 향하여 소용돌이 모양으로 확산 하강하는 강제 선회대류를 일으켜 상기 중공실(1)내의 공기의 온도를 균일하게 상승하도록 하는 것을 특징으로 하는 발열 시스템의 선회대류 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 열원으로 상기 중공실(1)내에서 선회대류하는 가열 공기를 이용하는 것을 특징으로 하는 발열 시스템의 선회대류 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 중공실(1)에 피건조물을 삽입하여 선회대류하는 가열 공기를 사용, 상기 피건조물을 가열하고 아울러 외기도입기구(25)의 작용으로 기화수분을 배출하여 건조하는 것을 특징으로 하는 발열 시스템의 선회 대류 방법.
4. 중공실의 흡인구에 설치한 감압 마찰열 발생 기구의 회전체에 의해 중공실내를 감압하고, 마찰열을 유효하게 발생하도록한 감압 평형 발열 시스템에 있어서, 상기 중공실내에 상기 마찰열 발생기구(X)의 상기 회전체(a)와 서로 대향한 동축방향을 따라 근소한 간격을 두고 흡인구(4)에 고착한 지지틀(9)에 설치되는 종동회전기구(Y)를 배치하고, 이 종동회전기구의 외측쪽의 흡인구에 그 끝을 고착한 강제 선회대류 안내기구(Z)를 배치해서 이루어진 발열 시스템의 선회 대류 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 중공실(1)은 상기 외기도입기구(25)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발열 시스템의 선회대류 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 중공실(1)은 열원으로 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 발열 시스템의 선회대류 장치.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 중공실(1)은 자체내에 내포된 처리물을 건조용으로 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 발열시스템의 선회대류 장치.

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