WO2020091260A1 - 에어 히터 - Google Patents

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WO2020091260A1
WO2020091260A1 PCT/KR2019/013348 KR2019013348W WO2020091260A1 WO 2020091260 A1 WO2020091260 A1 WO 2020091260A1 KR 2019013348 W KR2019013348 W KR 2019013348W WO 2020091260 A1 WO2020091260 A1 WO 2020091260A1
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WO
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air
heating unit
indirect heating
air heater
housing
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/013348
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English (en)
French (fr)
Inventor
강홍구
Original Assignee
강홍구
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Publication date
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Priority to CN201980007158.2A priority patent/CN111567140B/zh
Priority to JP2020542600A priority patent/JP7278621B2/ja
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Publication of WO2020091260A1 publication Critical patent/WO2020091260A1/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material

Definitions

  • the present invention relates to an air heater, and more particularly, to an air heater in which no foreign matter is generated.
  • Air heaters for heating by applying hot air to a heating object are used in various fields.
  • a conventional air heater inserts a hot wire wound in a spiral into a glass tube, and heats the air by passing air through the glass tube.
  • the conventional public utility model 20-2012-0002039 inserts a quartz glass tube 140 for insulation inside the surface of the stainless housing case 130, and when air is injected into the air inlet 131, The air is heated as the air passes through the hot wire 120 made of a rectangular spiral attached to the high-temperature spiral bobbin 110.
  • the heating wire such as nichrome wire used for heating is separated from particles and mixed with air. Therefore, when the conventional air heater is applied in the fields of semiconductors, LEDs, and the like, which require high-purity purification, problems such as a decrease in product yield due to mixing of foreign substances occur.
  • Patent Document 1 Public Utility Model No. 20-2012-0002039
  • the technical problem of the present invention is to provide an air heater capable of efficiently heating air without introducing foreign substances into a heating target.
  • an air heater is provided.
  • the air heater is a direct heating unit provided to be heated by a current supplied from the outside, heated by conduction heat supplied by physical contact with the heated direct heating unit, and air flowing into an inlet provided on one side is provided on the other side.
  • An indirect heating unit provided to heat the air while penetrating through the provided outlet and an insulating material to provide a space in which the direct heating unit and the indirect heating unit can be disposed, and the air is injected from the outside on one side. It has an air inlet provided so as to be provided, it is implemented by including a housing having an air outlet for discharging the air to the outside on the other side.
  • the air heater, the housing and the indirect Between heating parts, the housing and the indirect heating part are supported to be fixed at regular intervals. It is implemented by further including a frame.
  • the air heater is implemented by further including a lead portion for supplying power to the direct heating unit,
  • the direct heating unit is embodied in the interior of the indirect heating unit.
  • the direct heating unit is disposed outside the indirect heating unit, and the air is implemented to pass through a space formed inside the indirect heating unit.
  • the direct heating unit is disposed inside the indirect heating unit, and the air is implemented to pass between the housing and the outside of the indirect heating unit.
  • the air heater is implemented by further including a packing portion for preventing air from entering between the housing and the indirect heating unit at one end of the housing.
  • the housing is made of quartz.
  • the indirect heating portion is made of a non-metallic material.
  • the indirect heating portion is made of ceramic.
  • the direct heating portion is made of either nichrome or tungsten.
  • the indirect heating portion is provided in a cylindrical structure.
  • an air heater in which particles are not generated and foreign substances are not introduced into the object to be heated.
  • FIG 1 shows an example of an air heater structure according to the prior art.
  • FIG. 2 is a plan view of an air heater according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the air heater according to the embodiment of FIG. 2.
  • Figure 4 shows the pattern structure of the direct heating unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of an air heater according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the air heater according to the embodiment of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a plan view of an air heater according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of the air heater according to the embodiment of FIG. 7.
  • FIG. 2 and 3 show an air heater 200 according to an embodiment of the present invention.
  • 2 shows a top view of the air heater 200
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the air heater 200.
  • the air heater 200 includes a housing 210, a first indirect heating unit 230, a second indirect heating unit 250, a direct heating unit 270, and a frame 290. , It comprises a lead portion 295.
  • the housing 210 provides a space in which the first and second indirect heating units 230 and 250 and the direct heating unit 270 are disposed inside, and air provided at one side to allow air to be injected from the outside It has an injection unit 211, and the other side is provided with an air outlet 215 for discharging the air to the outside.
  • the housing 210 is made of an insulating material, for example, it is not deformed by heat, it may be made of a quartz material having an insulating effect. 2 and 3, the housing 210 has a cylindrical shape, but may be formed in various forms such as a triangular prism and a quadrangular prism.
  • the heated air is discharged to the heating object by the housing 210, the length of the housing 210 is preferably formed longer than the first and second indirect heating units (230, 250).
  • the first indirect heating unit 230 and the second indirect heating unit 250 are disposed inside the housing 210 and may be formed in a hollow long rod shape.
  • First and second air inlets 231 and 251 are provided at one side of the first and second indirect heating units 230 and 250 to allow air to be injected from the outside.
  • the positions of the first and second air inlets 231 and 251 are provided at the same positions in the first and second indirect heating units 230 and 250.
  • the other side of the first indirect heating unit 230 is provided with an outlet 235 through which the air injected through the first and second air inlets 231 and 251 can be discharged.
  • the first and second indirect heating units 230 and 250 may be formed in various forms such as a triangular column, a quadrangular column, and a column.
  • the first and second indirect heating units 230 and 250 are made of a non-metallic material, and in particular, it is preferable to be made of a non-metallic material that is not deformed at high temperatures and has high thermal conductivity.
  • a ceramic material prepared by baking at a high temperature of 1600 degrees Celsius may be used.
  • the direct heating unit 270 is formed of an electric heating wire or an electric heating pattern capable of heating by applying electricity.
  • it may be made of a metal material such as nichrome wire or tungsten.
  • the direct heating unit 270 may be configured in various forms, and for example, may be configured in the form of a heat transfer pattern as shown in FIG. 4.
  • the direct heating unit 270 is disposed to surround the outside of the first indirect heating unit 230, and the outer ceramic unit 250 is disposed outside the direct heating unit 270. Therefore, the direct heating unit 270 is embedded between the first indirect heating unit 230 and the second indirect heating unit 250.
  • the frame 290 supports the housing 210 and the second indirect heating unit 250 to be fixed at regular intervals, and the lead unit 295 supplies power to supply power to the direct heating unit 270.
  • the source and the direct heating unit 270 are electrically connected.
  • air may be introduced from one end in the first indirect heating unit 230 and discharged to the other end. At this time, the air is heated to a high temperature while contacting the inside of the first indirect heating unit 230. Since the air is heated by the first indirect heating unit 230 without contact with the direct heating unit 270, foreign substances that may occur in a high-temperature metal are not introduced into the air. At this time, in order to further increase the thermal efficiency, the first indirect heating unit 230 may be formed to have a thinner thickness than the second indirect heating unit 250.
  • air may be introduced from one end of the space formed between the second indirect heating unit 250 and the housing 210 and discharged to the other end. At this time, the air is heated to a high temperature while contacting the outside of the second indirect heating unit 250. Even in this case, since the air is only in contact with the second indirect heating unit 250 and the housing 210, the air does not come into contact with the direct heating unit 270, so that foreign substances that may occur in a high-temperature metal are not introduced into the air. At this time, in order to further increase the thermal efficiency, the second indirect heating unit 250 may be formed to have a thinner thickness than the first indirect heating unit 230.
  • the air may penetrate both the space formed inside the first indirect heating unit 230 and the space formed between the second indirect heating unit 250 and the housing 210. At this time, air is heated through the inside of the first indirect heating unit 230 and the outside of the second indirect heating unit 250, so that the thermal efficiency can be further improved compared to the two cases.
  • the frame 290 is formed only in a part of the space between the housing 210 and the second indirect heating unit 250 between the housing 210 and the second indirect heating unit 250.
  • the housing 210 and the second indirect heating unit 250 are formed to block the entire space, and a stopper that prevents air from moving between the housing 210 and the second indirect heating unit 250 You can also play a role.
  • the speed at which the air is heated is the amount of power supplied to the direct heating unit 270, the area where the air contacts the first indirect heating unit 230 and / or the second indirect heating unit 250, and the air is the first indirect heating unit. It is determined by the speed passing through the portion 230 and / or the second indirect heating portion 250. Specifically, thus, the temperature of the air can be adjusted as necessary by the above parameters.
  • FIG. 5 and 6 show an air heater 500 according to another embodiment of the present invention.
  • 5 shows a top view of the air heater 500
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the air heater 500.
  • the air heater 500 includes a housing 510, an indirect heating unit 530, a direct heating unit 570, a frame 590, and a lead unit 595. .
  • the housing 510 provides a space in which the indirect heating unit 530 and the direct heating unit 570 are disposed inside, and an air injection unit 511 provided to allow air to be injected from the outside on one side. And, the other side is provided with an air outlet (515) for discharging the air to the outside.
  • the housing 510 is made of an insulating material, for example, it is not deformed by heat, it may be made of a quartz material having an insulating effect. 5 and 6, the housing 510 has a cylindrical shape, but may be formed in various forms such as a triangular prism and a quadrangular prism.
  • the heated air is discharged to the object to be heated by the housing 510, the length of the housing 510 is preferably formed longer than the indirect heating unit 530.
  • the indirect heating unit 530 is disposed inside the housing 510 and may be formed in a hollow long rod shape.
  • One side of the indirect heating unit 530 is provided with an air inlet 531 provided to allow air to be injected from the outside.
  • the other side of the indirect heating unit 530 is provided with an outlet 535 through which air injected through the air inlet 531 can be discharged.
  • the indirect heating unit 530 may be formed in various forms such as a triangular column, a quadrangular column, and a column.
  • the indirect heating unit 530 is made of a non-metallic material, and in particular, it is preferably made of a non-metallic material with no thermal deformation and high thermal conductivity.
  • the direct heating unit 570 is disposed to surround the outside of the indirect heating unit 530, and is formed of an electric heating wire or an electric heating pattern capable of generating heat by application of electricity.
  • it may be made of a metal material such as nichrome wire or tungsten.
  • the direct heating unit 570 may be configured in various forms, and for example, may be configured in the form of a heat transfer pattern as shown in FIG. 4.
  • the direct heating unit 570 is disposed to surround the outside of the indirect heating unit 530.
  • the frame 590 supports the housing 510 and the indirect heating unit 530 to be fixed at regular intervals, and the lead unit 595 is provided with a power supply source to supply power to the direct heating unit 570.
  • the direct heating unit 570 is electrically connected.
  • air may be introduced from one end inside the space formed by the indirect heating unit 530 and discharged to the other end. At this time, the air is heated to a high temperature while contacting the inner surface of the indirect heating unit 530. Since the air is heated while passing through the inside of the indirect heating unit 530 without friction with the direct heating unit 570, foreign matters that may be generated in high-temperature metal can be minimized from entering the air.
  • one end of the housing 510 may further include a packing for preventing air from entering between the housing 510 and the indirect heating unit 530.
  • the frame 590 may serve as a packing part that blocks the flow of air between the housing 510 and the indirect heating part 530.
  • FIG. 7 and 8 show an air heater 700 according to another embodiment of the present invention.
  • 7 shows a top view of the air heater 700
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of the air heater 700.
  • the air heater 700 includes a housing 710, an indirect heating unit 730, a direct heating unit 770, a frame 790, and a lead unit 795. .
  • the housing 710 provides a space in which the indirect heating unit 730 and the direct heating unit 770 are disposed inside, and an air injection unit 711 provided to allow air to be injected from the outside on one side. And, the other side is provided with an air outlet (715) for discharging the air to the outside.
  • the housing is made of an insulating material, for example, the housing 710 is not deformed by heat, it may be made of a quartz material having an insulating effect. 7 and 8, the housing 710 has a cylindrical shape, but may have various shapes such as a triangular prism and a quadrangular prism.
  • the heated air is discharged to the object to be heated by the housing 710, the length of the housing 710 is preferably formed longer than the indirect heating unit 730.
  • the indirect heating unit 730 is disposed inside the housing 710 and may be formed in a hollow long rod shape.
  • One side of the indirect heating unit 730 is provided with an air inlet 731 provided to allow air to be injected from the outside.
  • the other side of the indirect heating unit 730 is provided with an outlet 735 through which the air injected through the air inlet 731 can be discharged.
  • the indirect heating unit 730 may be formed in various forms such as a triangular column, a quadrangular column, and a column.
  • the indirect heating unit 730 is made of a non-metallic material, and is particularly preferably made of a material having high thermal conductivity without deformation even at high temperatures.
  • the direct heating unit 770 is disposed on the inner wall surface of the indirect heating unit 730, and is formed of an electric heating wire or an electric heating pattern capable of heating by applying electricity.
  • it may be made of a metal material such as nichrome wire or tungsten.
  • the direct heating unit 770 may be configured in various forms, and for example, may be configured in the form of a heat transfer pattern as shown in FIG. 4.
  • the frame 790 supports the housing 710 and the indirect heating unit 730 to be fixed at regular intervals, and the lid unit 795 is provided with a power supply source to supply power to the direct heating unit 770.
  • the direct heating unit 770 is electrically connected.
  • air is introduced from one end of the space formed between the housing 710 and the indirect heating unit 730 to be discharged to the other end. Can be. At this time, the air is heated to a high temperature while contacting the outer surface of the indirect heating unit 730. The air is heated while passing through the space between the housing 710 and the indirect heating unit 730 without friction with the direct heating unit 770, thereby minimizing the introduction of foreign substances that may occur in high-temperature metal into the air. Meanwhile, although not shown in the drawings, a packing part may be further included at one end of the indirect heating unit 730 to prevent air from entering the inside of the indirect heating unit 730.
  • the conventional air heater there is a problem in that fine metal particles and the like enter the air as the air is heated by directly contacting the heating wire, but in the present invention, the heating wire is embedded between ceramics, and the air is heated Since it is not directly heated by, but is indirectly heated by ceramic, air can be heated without inflow of metal particles.

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Abstract

본 명세서는 에어 히터를 제공한다. 이러한 본 명세서는 외부로부터 공급되는 전류에 의해 가열되도록 구비된 직접발열부, 상기 가열된 직접발열부에 물리적으로 접촉함으로써 공급되는 전도열에 의해 가열되고, 일측에 구비된 유입구로 유입되는 공기가 타측에 구비된 유출구를 통해 관통하는 동안 상기 공기를 가열하도록 구비된 간접발열부 및 절연성 물질로서 내측에 상기 직접발열부 및 상기 간접발열부가 배치될 수 있는 공간을 제공하고, 일측에 외부로부터 상기 공기가 주입될 수 있도록 구비된 공기 주입부를 구비하며, 타측에 상기 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구를 구비하는 하우징을 포함하는 에어 히터를 제공한다.

Description

에어 히터
본 발명은 에어 히터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이물질이 발생하지 않는 에어 히터에 관한 것이다.
가열 대상물에 열풍을 가하여 가열시키는 에어 히터는 다양한 분야에서 사용되고 있다. 종래의 에어 히터는 유리관 내에 나선형으로 감은 열선을 삽입하고, 유리관 내에 공기를 통과시키는 방식으로 공기를 가열하였다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 공개실용신안 20-2012-0002039는 스테인레스하우징 케이스(130) 표면 안쪽에 절연을 위한 석영유리관(140)을 삽입하였고, 에어주입구(131)로 공기가 주입되면, 고온용 나선형 보빈(110)에 부착된 직사각형 나선으로 된 열선(120)을 통하여 공기가 통과하면서 공기가 가열된다.
하지만, 가열에 사용된 니크롬선 등의 열선은 금속의 특성 상 파티클이 떨어져 공기에 섞이게 된다. 따라서, 종래의 에어 히터를 고순도의 정제를 필요로 하는 반도체, LED 등의 분야에서 적용할 경우에는 이물질이 섞여 제품의 수율이 떨어지는 등의 문제가 발생한다.
따라서, 본 기술분야에서는 이물질이 발생하지 않는 에어 히터가 요구되고 있는 실정이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 공개실용신안 제20-2012-0002039호
본 발명의 기술적 과제는 가열 대상물에 이물질이 유입되지 않으며, 공기를 효율적으로 가열할 수 있는 에어 히터를 제공하기 위함에 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 에어 히터가 제공된다. 상기 에어 히터는 외부로부터 공급되는 전류에 의해 가열되도록 구비된 직접발열부, 상기 가열된 직접발열부에 물리적으로 접촉함으로써 공급되는 전도열에 의해 가열되고, 일측에 구비된 유입구로 유입되는 공기가 타측에 구비된 유출구를 통해 관통하는 동안 상기 공기를 가열하도록 구비된 간접발열부 및 절연성 물질로서 내측에 상기 직접발열부 및 상기 간접발열부가 배치될 수 있는 공간을 제공하고, 일측에 외부로부터 상기 공기가 주입될 수 있도록 구비된 공기 주입부를 구비하며, 타측에 상기 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구를 구비하는 하우징을 포함하여 구현된다.본 발명의 다른 양태에 따르면, 상기 에어 히터는, 상기 하우징과 상기 간접가열부 사이에서, 상기 하우징과 간접가열부가 일정한 간격을 두고 고정될 수 있도록 지지하는 프레임을 더 포함하여 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 에어 히터는, 상기 직접가열부에 전원을 공급하는 리드부를 더 포함하여 구현된다,
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 직접가열부는 상기 간접가열부의 내부에 매립되어 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 직접가열부는 상기 간접가열부의 외측에 배치되며, 상기 공기는 상기 간접가열부의 내측에 형성된 공간을 통과하도록 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 하우징과 상기 간접가열부 사이에 공기가 유입되는 것을 막기 위한 패킹부를 더 포함하여 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 직접가열부는 상기 간접가열부의 내측에 배치되며, 상기 공기는 상기 하우징과 상기 간접가열부의 외측 사이를 통과하도록 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 에어 히터는, 상기 하우징의 일단에 상기 하우징과 상기 간접가열부 사이로 공기가 유입되는 것을 막기 위한 패킹부를 더 포함하여 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 하우징은 석영으로 이루어져 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 간접발열부는 비금속성 물질로 구성된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 간접가열부는 세라믹으로 이루어져 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 직접가열부는 니크롬 또는 텅스텐 중 어느 하나로 이루어져 구현된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 간접발열부는 원통형 구조로 구비된다.
본 발명에 따르면, 파티클이 발생하지 않아, 가열 대상물에 이물질이 유입되지 않는 에어 히터가 제공된다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어 히터 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 히터의 평면도를 나타낸다.
도 3은 도 2 실시예에 따른 에어 히터의 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접발열부의 패턴 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 히터의 평면도를 나타낸다.
도 6은 도 5 실시예에 따른 에어 히터의 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어 히터의 평면도를 나타낸다.
도 8은 도 7 실시예에 따른 에어 히터의 단면도를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의하여 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 히터(200)를 나타낸다. 도 2는 상기 에어 히터(200)의 평면도를 도시하고, 도 3은 상기 에어 히터(200)의 단면도를 도시한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 에어 히터(200)는 하우징(210), 제1 간접발열부(230), 제2 간접발열부(250), 직접발열부(270), 프레임(290), 리드부(295)를 포함하여 구성된다.
하우징(210)은 내측에 제1 및 제2 간접발열부(230, 250) 및 직접발열부(270)가 배치될 수 있는 공간을 제공하고, 일측에는 외부로부터 공기가 주입될 수 있도록 구비된 공기 주입부(211)를 구비하며, 타측에는 상기 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구(215)를 구비한다. 상기 하우징(210)은 절연성 물질로 이루어지고, 일례로, 열에 의해 변형되지 않고, 절연 효과를 갖는 석영 재질로 이루어질 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 하우징(210)은 원통형으로 이루어져 있으나, 삼각기둥, 사각기둥 등 다양한 형태로 이루어질 수도 있다. 한편, 하우징(210)에 의하여 가열 대상물에 가열된 공기가 배출되며, 상기 하우징(210)의 길이는 제1 및 제2 간접발열부(230, 250)에 비하여 길게 형성되는 것이 바람직하다.
제1 간접발열부(230) 및 제2 간접발열부(250)는 상기 하우징(210)의 내부에 배치되며 속이 빈 긴 막대 모양으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 간접발열부(230, 250)의 일측에는 외부로부터 공기가 주입될 수 있도록 구비된 제1 및 제2 공기 주입구(231, 251)가 구비된다. 상기 제1 및 제2 공기 주입구(231, 251)의 위치는 제1 및 제2 간접발열부(230, 250)에서 동일한 위치에 구비된다. 한편, 제1 간접발열부(230)의 타측에는 상기 제1 및 제2 공기 주입구(231, 251)를 통해 주입된 공기가 유출될 수 있는 유출구(235)가 구비된다. 상기 제1 및 제2 간접발열부(230, 250)는 삼각 기둥, 사각 기둥, 원기둥 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 간접발열부(230, 250)는 비금속성 물질로 구성되며, 특히, 고온에서도 변형이 없으며 열전도성이 높은 비금속성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 일례로, 섭씨 1600도의 고온에서 구워 제작된 세라믹 재질이 사용될 수 있다. 직접발열부(270)는 전기를 인가하여 발열 가능한 전열선 또는 전열 패턴으로 구성된다. 일례로 니크롬선, 텅스텐 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 직접발열부(270)는 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 일례로 도 4와 같은 전열 패턴의 형태로 구성될 수 있다. 직접발열부(270)는 상기 제1 간접발열부(230)의 외측을 감싸며 배치되고, 상기 직접발열부(270)의 외측에는 다시 외측 세라믹부(250)가 감싸도록 배치된다. 따라서, 상기 직접발열부(270)는 제1 간접발열부(230) 및 제2 간접발열부(250)의 사이에 매립된다. 프레임(290)은 하우징(210)과 제2 간접발열부(250)가 일정한 간격을 두고 고정될 수 있도록 지지하고, 리드부(295)는 상기 직접발열부(270)에 전원을 공급하기 위하여 전원공급원과 직접발열부(270)를 전기적으로 연결한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제1 간접발열부(230) 내의 한쪽 끝으로부터 공기가 유입되어 반대편 끝으로 배출될 수 있다. 이 때, 공기는 제1 간접발열부(230)의 내측과 접촉하면서 고온으로 가열된다. 공기는 직접발열부(270)와는 접촉 없이 제1 간접발열부(230)에 의해서 가열되므로 고온의 금속에서 발생할 수 있는 이물질이 공기에 유입되지 않는다. 이 때, 열효율을 더 높이기 위하여, 제1 간접발열부(230)는 제2 간접발열부(250)에 비하여 더 얇은 두께로 형성될 수 있다.
다른 일례로, 상기 제2 간접발열부(250) 및 하우징(210)의 사이에 형성된 공간의 한쪽 끝으로부터 공기가 유입되어 반대편 끝으로 배출될 수 있다. 이 때, 공기는 제2 간접발열부(250)의 외측과 접촉하면서 고온으로 가열된다. 이 경우에도 공기는 제2 간접발열부(250) 및 하우징(210)과 접촉될 뿐 직접발열부(270)와는 접촉되지 않기 때문에 고온의 금속에서 발생할 수 있는 이물질이 공기에 유입되지 않는다. 이 때, 열효율을 더 높이기 위하여, 제2 간접발열부(250)는 제1 간접발열부(230)에 비하여 더 얇은 두께로 형성될 수 있다.
또 다른 일례로, 공기는 상기 제1 간접발열부(230)의 내부에 형성된 공간과 상기 제2 간접발열부(250) 및 하우징(210)의 사이에 형성된 공간을 모두 관통할 수 있다. 이 때에는 공기가 제1 간접발열부(230)의 내측 및 제2 간접발열부(250)의 외측을 통하여 가열되어, 상기 두 가지의 경우에 비하여 열효율이 더 향상될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 상기 프레임(290)은 상기 하우징(210) 및 제2 간접발열부(250)의 사이의 일부 공간에만 형성되어 상기 하우징(210) 및 제2간접발열부(250) 사이를 지지하는 역할만을 수행하지만, 상기 하우징(210) 및 제2 간접발열부(250) 전체 공간을 막도록 형성되어 하우징(210)과 제2 간접발열부(250) 사이에 공기가 이동하지 못하도록 하는 마개 역할을 수행할 수도 있다.
상기 공기가 가열되는 속도는 직접발열부(270)에 공급되는 전력량, 공기가 제1 간접발열부(230) 및/또는 제2 간접발열부(250)와 접촉되는 면적, 공기가 제1 간접발열부(230) 및/또는 제2 간접발열부(250)를 통과하는 속도에 의해 결정된다. 구체적으로, 따라서, 상기 변수들에 의해 공기의 온도를 필요에 따라 조절할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 히터(500)를 나타낸다. 도 5는 상기 에어 히터(500)의 평면도를 도시하고, 도 6은 상기 에어 히터(500)의 단면도를 도시한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 에어 히터(500)는 하우징(510), 간접발열부(530), 직접발열부(570), 프레임(590), 리드부(595)를 포함하여 구성된다.
하우징(510)은 내측에 간접발열부(530) 및 직접발열부(570)가 배치될 수 있는 공간을 제공하고, 일측에는 외부로부터 공기가 주입될 수 있도록 구비된 공기 주입부(511)를 구비하며, 타측에는 상기 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구(515)를 구비한다. 상기 하우징(510)은 절연성 물질로 이루어지고, 일례로, 열에 의해 변형되지 않고, 절연 효과를 갖는 석영 재질로 이루어질 수 있다. 도 5 및 도 6에서는 하우징(510)은 원통형으로 이루어져 있으나, 삼각기둥, 사각기둥 등 다양한 형태로 이루어질 수도 있다. 한편, 하우징(510)에 의하여 가열 대상물에 가열된 공기가 배출되며, 상기 하우징(510)의 길이는 간접발열부(530)에 비하여 길게 형성되는 것이 바람직하다.
간접발열부(530)는 상기 하우징(510)의 내부에 배치되며 속이 빈 긴 막대 모양으로 형성될 수 있다. 상기 간접발열부(530)의 일측에는 외부로부터 공기가 주입될 수 있도록 구비된 공기 주입구(531)가 구비된다. 한편, 간접발열부(530)의 타측에는 상기 공기 주입구(531)를 통해 주입된 공기가 유출될 수 있는 유출구(535)가 구비된다. 상기 간접발열부(530)는 삼각 기둥, 사각 기둥, 원기둥 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 간접발열부(530)는 비금속성 물질로 구성되며, 특히, 고온에서도 변형이 없으며 열전도성이 높은 비금속성 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 일례로, 섭씨 1600도의 고온에서 구워 제작된 세라믹 재질이 사용될 수 있다. 직접발열부(570)는 상기 간접발열부(530)의 외측을 감싸도록 배치되며, 전기의 인가에 의해 발열 가능한 전열선 또는 전열 패턴으로 구성된다. 일례로 니크롬선, 텅스텐 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 직접발열부(570)는 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 일례로 도 4와 같은 전열 패턴의 형태로 구성될 수 있다. 직접발열부(570)는 상기 간접발열부(530)의 외측을 감싸도록 배치된다. 프레임(590)은 하우징(510)과 간접발열부(530)가 일정한 간격을 두고 고정될 수 있도록 지지하고, 리드부(595)는 상기 직접발열부(570)에 전원을 공급하기 위하여 전원공급원과 직접발열부(570)를 전기적으로 연결한다.
본 실시예에서는, 공기와 직접발열부(570)와의 마찰을 최소화하기 위하여, 상기 간접발열부(530)에 의해 형성되는 공간 내부의 한쪽 끝으로부터 공기가 유입되어 반대편 끝으로 배출될 수 있다. 이 때, 공기는 간접발열부(530)의 내측면과 접촉하면서 고온으로 가열된다. 공기는 직접발열부(570)와는 마찰 없이 간접발열부(530) 내부를 통과하면서 가열되므로 고온의 금속에서 발생할 수 있는 이물질이 공기에 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 하우징(510)의 일단에는 하우징(510)과 간접발열부(530) 사이로 공기가 유입되는 것을 막기 위한 패킹부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 프레임(590)이 상기 하우징(510)과 간접발열부(530) 사이에서 공기의 흐름을 막는 패킹부의 역할을 수행할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 히터(700)를 나타낸다. 도 7은 상기 에어 히터(700)의 평면도를 도시하고, 도 8은 상기 에어 히터(700)의 단면도를 도시한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 에어 히터(700)는 하우징(710), 간접발열부(730), 직접발열부(770), 프레임(790), 리드부(795)를 포함하여 구성된다.
하우징(710)은 내측에 간접발열부(730) 및 직접발열부(770)가 배치될 수 있는 공간을 제공하고, 일측에는 외부로부터 공기가 주입될 수 있도록 구비된 공기 주입부(711)를 구비하며, 타측에는 상기 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구(715)를 구비한다. 상기 하우징은 절연성 물질로 이루어지고, 일례로, 상기 하우징(710)은 열에 의해 변형되지 않고, 절연 효과를 갖는 석영 재질로 이루어질 수 있다. 도 7 및 도 8에서는 하우징(710)은 원통형으로 이루어져 있으나, 삼각기둥, 사각기둥 등 다양한 형태로 이루어질 수도 있다. 한편, 하우징(710)에 의하여 가열 대상물에 가열된 공기가 배출되며, 상기 하우징(710)의 길이는 간접발열부(730)에 비하여 길게 형성되는 것이 바람직하다.
간접발열부(730)는 상기 하우징(710)의 내부에 배치되며 속이 빈 긴 막대 모양으로 형성될 수 있다. 상기 간접발열부(730)의 일측에는 외부로부터 공기가 주입될 수 있도록 구비된 공기 주입구(731)가 구비된다. 한편, 간접발열부(730)의 타측에는 상기 공기 주입구(731)를 통해 주입된 공기가 유출될 수 있는 유출구(735)가 구비된다. 상기 간접발열부(730) 는 삼각 기둥, 사각 기둥, 원기둥 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 간접발열부(730)는 비금속성 물질로 구성되며, 특히, 고온에서도 변형이 없으며 열전도성이 높은 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 일례로, 섭씨 1600도의 고온에서 구워 제작된 세라믹 재질이 사용될 수 있다. 직접발열부(770)는 상기 간접발열부(730)의 내측 벽면에 배치되며, 전기를 인가하여 발열 가능한 전열선 또는 전열 패턴으로 구성된다. 일례로 니크롬선, 텅스텐 등의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 직접발열부(770)는 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 일례로 도 4와 같은 전열 패턴의 형태로 구성될 수 있다. 프레임(790)은 하우징(710)과 간접발열부(730)가 일정한 간격을 두고 고정될 수 있도록 지지하고, 리드부(795)는 상기 직접발열부(770)에 전원을 공급하기 위하여 전원공급원과 직접발열부(770)를 전기적으로 연결한다.
본 실시예에서는, 공기와 직접발열부(770)와의 마찰을 최소화하기 위하여, 상기 하우징(710)과 간접발열부(730) 사이에 형성되는 공간의 한쪽 끝으로부터 공기가 유입되어 반대편 끝으로 배출될 수 있다. 이 때, 공기는 간접발열부(730)의 외측면과 접촉하면서 고온으로 가열된다. 공기는 직접발열부(770)와는 마찰 없이 하우징(710)과 간접발열부(730) 사이의 공간을 통과하면서 가열되므로 고온의 금속에서 발생할 수 있는 이물질이 공기에 유입되는 것을 최소화할 수 있다. 한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 간접발열부(730)의 내측으로 공기가 유입되는 것을 막기 위하여 간접발열부(730)의 일단에는 패킹부를 더 포함할 수 있다.
한편, 종래의 에어 히터에서는 공기가 열선에 직접 접촉하여 가열됨에 따라 열선으로부터 미세한 금속 입자 등이 공기에 유입되는 문제가 발생하였으나, 본 발명에서는 상기와 같이 열선은 세라믹 사이에 매립되고, 공기는 열선에 의해 직접 가열되는 것이 아닌, 세라믹에 의해 간접적으로 가열되기 때문에 금속 입자의 유입이 없이 공기를 가열시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 에어 히터에 있어서,
    외부로부터 공급되는 전류에 의해 가열되도록 구비된 직접발열부;
    상기 가열된 직접발열부에 물리적으로 접촉함으로써 공급되는 전도열에 의해 가열되고, 일측에 구비된 유입구로 유입되는 공기가 타측에 구비된 유출구를 통해 관통하는 동안 상기 공기를 가열하도록 구비된 간접발열부; 및
    절연성 물질로서 내측에 상기 직접발열부 및 상기 간접발열부가 배치될 수 있는 공간을 제공하고, 일측에 외부로부터 상기 공기가 주입될 수 있도록 구비된 공기 주입부를 구비하며, 타측에 상기 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구를 구비하는 하우징을 포함하는 에어 히터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어 히터는,
    상기 하우징과 상기 간접발열부 사이에서, 상기 하우징과 간접발열부가 일정한 간격을 두고 고정될 수 있도록 지지하는 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에어 히터는,
    상기 직접발열부에 전원을 공급하는 리드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 직접발열부는 상기 간접발열부의 내부에 매립되는 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 직접발열부는 상기 간접발열부의 외측에 배치되며, 상기 공기는 상기 간접발열부의 내측에 형성된 공간을 통과하는 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 에어 히터는,
    상기 하우징과 상기 간접발열부 사이에 공기가 유입되는 것을 막기 위한 패킹부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 직접발열부는 상기 간접발열부의 내측에 배치되며, 상기 공기는 상기 하우징과 상기 간접발열부의 외측 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  8. 제6항에 있어서, 상기 에어 히터는,
    상기 간접발열부의 내측에 공기가 유입되는 것을 막기 위한 패킹부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 석영으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 간접발열부는 비금속성 물질로 구성됨을 특징으로 하는, 에어히터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 간접발열부는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  12. 제1항에 있어서, 상기 직접발열부는 니크롬 또는 텅스텐 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어 히터.
  13. 제1항에 있어서, 하우징과 상기 간접발열부는 원통형 구조로 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 히터.
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