파이프히터를 가지는 전기난로

파이프히터를 가지는 전기난로 {Heating Apparatus having Pipe Heater}

도 1은 본 발명에 따른 전기난로를 보여주는 사시도이다.

도 2는 도 1의 전기난로의 측면도이다.

도 3는 도 1의 전기난로의 파이프히터의 구조를 보여주는 일부단면도이다.

도 4는 도 1의 전기난로의 기저부와 파이프히터의 결합구조를 보여주는 일부단면도이다.

도 5은 도 1의 전기난로의 저면도이다.

도 6a 및 도 6b는 도 1의 전기난로를 구성하는 회로도이다.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****

100 : 기저부 200 : 케이싱

310 : 제 1 히팅유닛 320 : 제 2 히팅유닛

410 : 제 1 스위칭부 420 : 제 2 스위칭부

430 : 전원공급장치

본 발명은 전기난로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파이프히터를 가지는 전기난로에 관한 것이다.

전기난로는 전기 에너지에 의하여 열을 발생시키는 난방기구로서, 스위치 하나로 간단히 조작될 뿐만 아니라 연료가 필요 없기 때문에 냄새나 연기·가스도 나오지 않아 청결하고도 안전하여 이상적인 난로라고 말할 수 있다.

따라서 병실이나 진료실, 고급주택용으로는 적합한데 비용이 전력요금누진제 등이 실시되어 각종 연료 중에서 가장 많이 든다. 그래서 단시간의 손님 접대용이라든지 아침·저녁의 단시간용으로는 알맞지만 장시간용으로는 비경제적이다. 또 단전시에는 사용하지 못한다는 불편이 따른다.

형식에는 대류식·반사식·절충식이 있는데, 실내 전체를 따뜻하게 하는 대류식은 2∼3kW 이상의 전력이 아니면 발열량이 충분하지 않으므로 특별한 배선(配線)이 필요하다. 또 선풍기로 간단히 대류를 촉진하는 온풍식(溫風式)이 있다.

경제적으로는 국부(局部)를 따뜻하게 하는 반사식이 좋으며, 전력은 600∼1,000W 정도면 충분하다. 그리고 복사열을 많이 내는 적외선식이 있다. 또 절충식인 반사대류식은 1kW 정도의 전력이 필요하므로, 이에 맞는 전용 콘센트를 사용해야 한다.

한편 전기난로는 전기를 사용하기 때문에 누전방지 등 각종 안전장치가 필요하며, 히터의 제어를 위한 각종 회로 및 배선으로 인하여 그 구성이 복잡한 단점을 가지고 있다.

또한 종래의 전기난로는 가정용 등 단상전원을 사용하는 전기난로로서, 3상전원을 사용하는 공장 등과 같은 장소에서는 활용될 수 없는 단점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 점들을 인식하여, 간단한 구조를 가지면서 전기적으로 안전한 전기난로를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 3상전원에서도 가동될 수 있는 전기난로를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 기저부와; 히터설치공간이 형성되도록 상기 기저부와 결합되고 상기 히터설치공간에서 발생되는 열이 외측으로 방출이 가능하도록 메쉬구조를 가지는 케이싱과; 한 쌍의 단자가 상기 기저부 내측에 설치되며 발열부분이 상기 케이싱의 상기 히터설치공간에 위치되는 지그재그 형상을 가지는 복수개의 파이프히터들로 각각 구성된 제 1 히팅유닛 및 제 2 히팅유닛과; 상기 기저부에 설치되고 상기 제 1 히팅유닛 및 상기 제 2 히팅유닛의 각각의 상기 파이프히터들의 단자들과 각각 연결되어 상기 기저부의 외측에 돌출되어 설치된 스위치의 조작에 의하여 상기 제 1 히팅유닛 및 상기 제 2 히팅유닛을 온오프시키기 위한 제 1 스위칭부 및 제 2 스위칭부와; 상기 기저부에 설치되어 상기 제 1 스위칭부 및 상기 제 2 스위칭부의 온오프에 따라서 상기 제 1 히팅유닛 및 상기 제 2 히팅유닛에 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기난로를 개시한다.

상기 케이싱은 상기 기저부 상에 설치되어 원통형상을 이루도록 복수개의 수직부재들과; 상기 수직부재들의 끝단에 결합되어 상측면을 형성하는 상면부와; 상 기 수직부재들이 이루는 원통의 원주방향으로 상기 수직부재들과 결합되는 하나 이상의 수평부재들을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전원공급부, 제 1 스위칭부 및 제 2 스위칭부는 3상 3선식 전원과 연결될 수 있도록 3개의 단자들로 구성될 수 있으며, 상기 제 1 히팅유닛 및 제 2 히팅유닛 각각은 제 1 파이프히터, 제 2 파이프히터 및 제 3 파이프히터를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제 1 히팅유닛의 상기 제 1 파이프히터의 제 1 단자는 상기 제 1 스위칭부의 단자 및 상기 제 1 히팅유닛의 상기 제 2 파이프히터의 제 1 단자와 연결되며, 상기 제 1 히팅유닛의 상기 제 2 파이프히터의 제 2 단자는 상기 제 1 히팅유닛의 상기 제 3 파이프히터의 제 2 단자 및 상기 제 1 스위칭부의 단자와 연결되며; 상기 제 1 히팅유닛의 상기 제 3 파이프히터의 제 1 단자는 상기 제 1 스위칭부의 단자 및 상기 제 1 히팅유닛의 상기 제 1 파이프히터의 제 2 단자와 연결되며, 상기 제 2 히팅유닛의 상기 제 1 파이프히터의 제 1 단자는 상기 제 2 스위칭부의 단자 및 상기 제 2 히팅유닛의 상기 제 2 파이프히터의 제 1 단자와 연결되며, 상기 제 2 히팅유닛의 상기 제 2 파이프히터의 제 2 단자는 상기 제 2 히팅유닛의 상기 제 3 파이프히터의 제 2 단자 및 상기 제 2 스위칭부의 단자와 연결되며; 상기 제 2 히팅유닛의 상기 제 3 파이프히터의 제 1 단자는 상기 제 2 스위칭부의 단자 및 상기 제 2 히팅유닛의 상기 제 1 파이프히터의 제 2 단자와 연결될 수 있다.

상기 제 1, 2 및 3 파이프히터 각각의 양끝단에는 상기 기저부에 형성된 관 통공에 고정설치될 수 있도록 고정결합부가 설치될 수 있으며, 상기 고정결합부는 상기 관통공의 직경보다 큰 직경을 가지는 환형의 돌출부재가 상기 제 1, 2 및 3 파이프히터 각각의 양끝단에 용접결합되고, 상기 돌출부재의 상측에는 상기 용접결합부분을 보호하기 위한 내열성부재가 결합될 수 있다.

상기 파이프히터들은 각각 내부공간이 형성된 금속재질의 금속보호관과, 전원과 연결되는 단자와, 상기 단자와 연결되고 상기 금속보호관에 설치되어 열을 발생시키는 열선과, 상기 금속보호관의 내부공간에 채워지는 절연물과, 상기 금속보호관의 양단에 설치되는 절연마감체를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 파이프히터들은 지그재그 형상을 가질 수 있다.

이하 본 발명에 따른 전기난로에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전기난로는 도 1 내지 도 6b에 도시된 바와 같이, 기저부(100)와, 기저부(100) 상에 설치되어 히터설치공간을 형성하는 케이싱(200)과, 케이싱(200)의 히터설치공간 내에 설치되어 열을 발산하는 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320)과, 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320)을 온오프시키기 위한 제 1 스위칭부(410) 및 제 2 스위칭부(420)와, 기저부(100)에 설치되어 제 1 스위칭부(410) 및 제 2 스위칭부(420)의 온오프에 따라서 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(430)를 포함하여 구성된다.

상기 기저부(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 금속 또는 기타 내열성 부재로 제작된다. 상기 기저부(100)의 형상은 공장의 작업장 등 전기난로가 설 치될 공간의 평면상에 안정적으로 설치될 수 있도록, 설계자의 편의에 따라서 다양한 형상을 이룰 수 있으며, 내측에는 후술할 히팅유닛(300; 310, 320)을 구성하는 파이프히터(311, 312, 313, 321, 322, 323)로의 전원공급을 위한 전원공급부(430) 및 온오프 제어를 위한 스위칭부(410, 420)가 설치된다.

상기 기저부(100)의 상측면(110)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 파이프히터(311)의 단자(311a, 311b)가 끼워져 파이프히터(311)가 기저부(100)에 고정설치될 수 있도록 파이프히터(311, 312, 313, 321, 322, 323)의 단자들의 수에 대응되는 수의 관통공(111)들이 형성된다.

한편 상기 기저부(100)의 내측에는 전원공급부(430) 및 스위칭부(410, 420) 이외에도 전자파제거, 전원의 안정적 공급을 위한 안정기 등 전기난로의 원활한 작동을 위한 제어장치 및 보조장치들이 설치될 수 있다.

상기 케이싱(200)은 기저부(100)와 결합되어 히터설치공간이 형성하도록 구성되며, 히터설치공간 내에 설치된 제 1 및 제 2 히팅유닛(310, 320)에서 발생되는 열이 외측으로 방출이 가능하도록 메쉬구조 등 다양한 구조를 가질 수 있다.

상기 케이싱(200)은 기저부(100) 상에 설치되는 원통형상을 이루는 복수개의 수직부재(220)들과; 수직부재(220)들의 끝단에 결합되는 상면부(210)와; 수직부재(220)들이 이루는 원통형상의 원주방향으로 수직부재(220)들과 결합되는 하나 이상의 수평부재(230)들을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수직부재(220) 및 수평부재(230)는 히팅유닛(310, 320)에서 발생되는 열을 견딜 수 있도록 철선 등 내열성 부재로 제작되며, 상기 상면부(210)는 메쉬구 조를 가지거나, 원반 등 판형구조를 가질 수 있다. 한편, 상기 수직부재(220), 수평부재(230) 및 상면부(210)는 용접 또는 나사 등에 의하여 서로 결합된다.

한편 상기 기저부(100)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 결합원통부(120)가 상측으로 돌출형성되고, 결합원통부(120)의 측면에는 수직부재(220)의 끝단이 끼워질 수 있도록 복수개의 삽입공들이 형성될 수 있다.

상기 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320)은 한 쌍의 단자(311a, 311b)가 기저부(100) 내측에 설치되며 발열부분이 케이싱(200)의 히터설치공간 내에 위치되는 지그재그 형상을 가지는 복수개의 파이프히터(311, 312, 313, 321, 322, 323)들로 각각 구성된다. 여기서 상기 히팅유닛의 수는 설계자의 편의에 따라서 하나 또는 그 이상이 될 수 있다.

상기 파이프히터(311, 312, 313, 321, 322, 323)들은 전기에너지를 열에너지로 변환하는 히터로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부공간이 형성된 금속재질의 금속보호관(321)과, 전원과 연결되는 단자(311a, 311b)와, 단자(311a, 311b)와 연결되고 금속보호관(321) 내에 설치되어 열을 발생시키는 열선(322)과, 금속보호관(321)의 내부공간에 채워지는 절연물(323)과, 금속보호관(321)의 양단에 설치되는 절연마감체(324)를 포함하여 구성된다. 상기 금속보호관(321)은 발열부분을 이루며, 설계 목적에 따라서 'U'자 형상, 지그재그형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

상기 파이프히터(311) 각각의 양끝단에는 기저부(100)에 형성된 관통공(111)에 고정설치될 수 있도록 고정결합부(350)가 설치된다. 상기 고정결합부(350)는 관통공(111)의 직경보다 큰 직경을 가지는 환형의 돌출부재(351)가 파이프히터(311) 각각의 양끝단에 용접결합되고, 상기 돌출부재(351)의 상측에는 용접결합부분을 보호하기 위한 내열성부재(352)가 결합된다.

한편 상기 고정결합부(350)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부재(351)로부터 수나사부(351a)가 연장 형성되고, 수나사부(351)는 암나사부(351b)가 결합된다. 상기 파이프히터(311)는 암나사부(351b)가 상면부(110)를 사이에 두고 돌출부재(351)와 조여짐으로써 기저부(100)에 고정설치된다.

그리고 상기 파이프히터(311)의 단자들은 다른 단자들과 연결하는 배선의 끝단(343)이 암나사들(341, 342)에 의하여 고정되도록 수나사부가 형성된다.

한편 도 4에서는 편의상 311로 지시된 파이프히터와 관련된 도면부호를 부여 하였으며, 다른 파이프히터(312, 313, 321, 322, 323)들도 도 4에 도시된 구조와 동일한 구조를 가지므로 이하 상세한 설명을 편의상 생략한다.

상기 스위칭부(410, 420)는 사용자가 각각의 히팅유닛(310, 320)을 온오프 제어할 수 있도록 상기 전원공급부(430) 및 히팅유닛 사이에 설치된다. 여기서 스위칭부의 수는 온오프하기 위한 히팅유닛의 수에 대응된다.

그리고 상기 스위칭부(410, 420)은 각각 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320)의 단자들 및 전원공급부(430)의 단자들 사이에 설치되어 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320)의 단자들 및 전원공급부(430)의 단자들을 전기적으로 연결 또는 해제함으로써 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320)의 작동을 제어하게 된다. 이때 상기 스위칭부(410)의 제어는 스위치(411, 421)를 통하여 제어되 며, 사용자가 조작할 수 있도록 기저부(100)의 외측에 돌출되어 설치된다.

상기 전원공급부(430)는 기저부(100)에 설치되어 제 1 스위칭부(410) 및 제 2 스위칭부(420)의 온오프에 따라서 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320)에 전원을 공급한다.

한편 본 발명에 따른 전기난로는 공급되는 전원의 종류에 따라서 전원공급부, 스위칭부 및 히팅유닛의 단자수가 달라질 수 있다.

즉, 공급되는 전원이 3상 3선식인 경우, 본 발명에 따른 전기난로의 전원공급부(430), 제 1 스위칭부(410) 및 제 2 스위칭부(420)는 3상 3선식 전원과 연결될 수 있도록 3개의 단자들로 각각 구성되며, 제 1 히팅유닛(310) 및 제 2 히팅유닛(320) 각각은 제 1 파이프히터(311, 321), 제 2 파이프히터(312, 322) 및 제 3 파이프히터(313, 323)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 제 1 히팅유닛(310)의 제 1 파이프히터(311)의 제 1 단자(311a)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 스위칭부(410)의 단자 ⓛ 및 제 1 히팅유닛(310)의 제 2 파이프히터(312)의 제 1 단자(312a)와 연결된다.

상기 제 1 히팅유닛(310)의 제 2 파이프히터(312)의 제 2 단자(312b)는 제 1 히팅유닛(310)의 제 3 파이프히터(313)의 제 2 단자(313b) 및 제 1 스위칭부(410)의 단자 ② 와 연결된다.

상기 제 1 히팅유닛(310)의 제 3 파이프히터(313)의 제 1 단자(313a)는 제 1 스위칭부(410)의 단자 ③ 및 제 1 히팅유닛(310)의 제 1 파이프히터(311)의 제 2 단자(311b)와 연결된다.

상기 제 2 히팅유닛(320)의 제 1 파이프히터(321)의 제 1 단자(321a)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 2 스위칭부(420)의 단자 ⓛ 및 제 2 히팅유닛(320)의 제 2 파이프히터(322)의 제 1 단자(322a)와 연결된다.

상기 제 2 히팅유닛(320)의 제 2 파이프히터(322)의 제 2 단자(322b)는 제 2 히팅유닛(320)의 제 3 파이프히터(323)의 제 2 단자(323b) 및 제 2 스위칭부(420)의 단자 ② 와 연결된다.

상기 제 2 히팅유닛(320)의 제 3 파이프히터(323)의 제 1 단자(323a)는 제 2 스위칭부(420)의 단자 ③ 및 제 2 히팅유닛(320)의 제 1 파이프히터(321)의 제 2 단자(321b)와 연결된다.

한편 상기 각 단자들간의 연결은 도선(340) 및 전도성 연결부재(330)에 의하여 연결된다. 상기와 같은 배선 및 파이프히터(311, 312, 313)들간의 연결에 의하여 3상3선식에도 작동할 수 있는 구조를 가지게 된다.

상기와 같은 구성을 가지는 전기난로의 작동에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 사용자는 전기난로를 필요에 따라서 제 1 스위칭부(310) 및/또는 제 2 스위칭부(320)를 조작하게 된다.

사용자의 스위치 조작에 의하여 제 1 히팅유닛(310) 및/또는 제 2 히팅유닛(320)은 각각 전원공급에 의하여 발열을 시작하게 되고 외측으로 열을 복사 및 대류에 의하여 주변을 따뜻하게 하게 된다.

이때 본 발명에 따른 전기난로는 3개의 단자를 구비함으로써 2선식외에도 3 선식에도 작동할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 전기난로는 그 구조 및 배선이 간단한 구조를 가지는 이점이 있다. 또한 본 발명에 따른 전기난로는 3상전원, 특히 3상3선식 전원을 사용할 수 있어, 3상전원이 사용되는 곳에서도 활용될 수 있는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.