전기 열풍기{ELECTRIC AIR HEATER}
본 발명은 전기 열풍기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전열을 발생시켜 공기와 열교환되는 히터부가 탈착이 가능한 히터 카트리지로 구성되어 구조가 간단하며, 히터 카트리지가 열교환 성능이 우수한 구조를 갖는 전기 열풍기에 관한 것이다.
일반적으로 유리 온실 또는 비닐 온실 등과 같은 작물 재배용 하우스는 외부 온도가 낮은 봄이나 가을, 또는 겨울철에 원예나 과수 등을 재배하기 위하여 설치되는 것이며, 특히 적절한 실내 온도를 위해 난방이 필수적이다. 종래에는 하우스 내부를 난방하기 위하여 보일러에 의해 가열된 온풍을 하우스 내부의 바닥면에 설치한 송풍 덕트를 통해 하우스 내부로 송풍하거나, 보일러에 의해 급가열된 물을 하우스 내부에 설치한 발열부로 공급하여 실내 공기를 가열하는 방식을 취하였다. 그러나, 상기와 같이 연소식 보일러를 이용하여 난방을 수행하는 종래의 하우스 난방장치는 보일러 등을 비롯한 장치의 설치와 이동이 용이하지 않고, 그 구성이 복잡하며, 장치 전체의 크기가 대형화될 수밖에 없는 단점이 있었다. 특히, 종래의 난방장치에서는 석유나 가스와 같은 고가의 연료를 사용하여 버너의 연소열에 의해 공기를 간접 가열하게 되므로 연료비가 많이 소요되었는 바, 난방비용이 많이 들었고, 재배 야채나 과일 등을 상품화하였을 때 이익금이 많지 않게 되는 등 경제적으로 부담이 컸던 게 사실이다. 또한, 종래의 난방장치에서는 보일러의 연소 소음이 심하게 발생하고, 식물 성장에 필요한 다량의 산소를 태우는 한편 장시간 사용시 완전 연소되지 못한 그을음이나 연소시 발생하는 각종 유해가스로 인해 하우스 내부의 공기가 탁해지며, 가스사고 사례 또한 종종 발생하는 등 운전조작과 열관리 제어에 불편한 점이 많았다. 따라서, 상기한 여러 문제들을 가지는 연소식 난방장치 외에 전기 발열체를 사용한 전기식 열풍기가 사용되고 있으나, 종래의 전기식 열풍기는 전기 발열체의 구조가 복잡하여 그 제작 및 유지보수를 위한 분해 조립이 어려운 구조를 갖는다. 특히, 종래의 전기식 열풍기는 전기 발열체와 공기와의 열교환 효율이 낮은 단점을 갖는다.
본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 전열을 발생시켜 공기와 열교환되는 히터부가 탈착이 가능한 히터 카트리지로 구성되어 구조가 간단하며, 히터 카트리지가 열교환 성능이 우수한 구조를 갖는 전기 열풍기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기 열풍기는, 대략 사각기둥 형상으로 형성되어 전면에 흡입구가 구비되고 후방에서 상면에 배기구가 구비된 케이스와, 상기 케이스의 흡입구로부터 공기를 흡입하여 상기 배기구로 송풍하도록 상기 흡입구 측에서 상기 케이스의 내부에 설치된 송풍팬과, 적어도 하나 이상의 카트리지 장착구가 관통 형성되고 가장자리가 송풍기와 배기구 사이에서 상기 케이스의 벽면에 결합된 장착 브라켓의 카트리 장착구에 송풍기에 의해 송풍되어 상기 카트리지 장착구를 통하는 공기를 가열하도록 설치된 히터 카트리지로 구성된 히터부가 포함되어 구성되되, 상기 히터 카트리지는, 각각 소정 폭과 길이를 갖고 전력을 공급받아 저항에 의한 열을 발생시키는 금속제의 판재인 발열 플레이트의 일측면에 방 열핀이 구비되어 이웃하는 것끼리 나란하게 배열되어 이웃하는 사이는 절연된 수개의 발열체와, 상기 발열체의 양측에 각각 구비되어 상기 발열 플레이트의 양측 말단이 지지되도록 상기 발열 플레이트의 양측 말단이 결합되는 결합체와, 상기 발열체의 발열 플레이트에 대응되는 길이를 갖고 상기 발열체 중 최 외측 발열체의 양측 각각을 탄성 지지하도록 양단이 상기 결합체에 결합된 지지 브라켓으로 일체로 구성되고, 상기 히터 가트리지는, 상기 결합체를 상기 카트리지 장착구의 가장자리에 착탈 가능하게 결합시켜 설치된 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 전기 열풍기는, 상기 히터 카트리지의 방열핀은 상기 발열 플레이트의 폭에 대응되는 폭을 갖는 길이가 긴 열전도성 금속판을 주름 구조로 절곡하여 형성되되, 상기 주름 구조는 소정 간격으로 상기 발열 플레이트의 일면에 접촉되어 부착되는 소정 길이의 부착부와 그 부착부 사이에서 상기 발열 플레이트로부터 떨어지게 절곡된 방열부가 규칙적으로 반복되어 형성된 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 전기 열풍기는, 상기 케이스는, 외부 케이스의 벽면과 내부 케이스의 벽면 사이에 틈새를 갖도록 형성되어 그 틈새에 단열재가 충진되어 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 전기 열풍기는 전열을 발생시켜 공기와 열교환되는 히터부가 탈착이 가능한 히터 카트리지로 구성되어 구조가 간단하며, 히터 카트리지가 열교환 성능이 우수한 구조를 갖는다.
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 전기 열풍기를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 열풍기를 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 열풍기를 도시한 단면도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 열풍기는 전기에너지를 열에너지로 전환하여 그 열로 공기를 가열하여 송풍하기 위한 것으로, 케이스(1), 송풍기(2), 히터부(3)를 포함하여 구성된다. 상기 케이스(1)는 상기 송풍기(2)에 의해 송풍되는 공기의 통로를 형성하면서 그 통로상에 상기 히터부(3)가 장착되어 그 통로를 지나는 공기를 가열하기 위한 공간을 형성하기 위한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 케이스(1)는 대략 사각기둥 형상으로 형성되어 전면에 흡입구(111)가 구비되고 후방에서 상면에 배기구(112)가 구비된 외부 케이스(11)와 상기 외부 케이스(11)의 내부에 설치된 내부 케이스(12)로 구성되는데, 상기 외부 케이스(11)의 벽면과 내부 케이스(12)의 벽면 사이는 틈새를 갖도록 상기 내부 케이스(12)가 설치되어 그 틈새에는 단열재(13)이 충진된다. 도면을 참조하면, 상기 내부 케이스(12)는 전방의 입구(121)의 가장자리가 상기 외부 케이스(11)의 내면을 일주하여 그 내면에 결합되고, 후방으로 갈수록 그 크기가 작아지면서 상기 외부 케이스(11)의 내면과의 사이에 공간이 형성되도록 상기 외부 케이스(11)의 내부에 설치된다. 상기 내부 케이스(12)의 후방에는 상기 외부 케이스(11)의 배기구(112)로 연결되는 출구(122)가 구비된다. 본 발명은 상기 흡입구(111)가 전방에 구비되고 상기 배기구(112)는 상방으로 형성된 구조를 가짐으로써 상기 송풍기(2)에 의해 흡입구(111)를 통해 흡입되어 히터부(3)에 의해 가열된 공기는 상기 케이스(1)의 내부에서 후방으로 진행하다가 상방으로 방향이 전환되게 송풍되면서 공기가 섞이게 되고, 그에 따라 공기의 온도가 균일한 분포를 갖게 된다. 상기 송풍기(2)는 상기 케이스(1)의 흡입구(111)를 통해 외부의 공기를 흡입하여 상기 배기구(112)로 송풍하기 위한 것으로, 상기 케이스(1)의 흡입구(111) 측에서 상기 케이스(1)의 내부에 설치된다. 도면을 참조하면, 상기 송풍기(2)는 대략 사각형 형상의 프레임(21)이 상기 내부 케이스(12)의 입구(121)의 전방에서 상기 외부 케이스(1)의 내부에 고정되고, 상기 프레임(21)의 중앙에 송풍팬(22)이 장착된 구조를 갖는다. 상기 히터부(3)는 상기 송풍기(2)에 의해 송풍되는 공기를 가열하기 위한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 히터부(3)는 적어도 하나 이상의 카트리지 장착구(311)가 관통 형성되고 가장자리가 송풍기(2)와 상기 케이스(1)의 배기구(112) 사이에서 상기 케이스(1)의 내측 벽면에 결합된 장착 브라켓(31)의 카트리 장착구(311)에 송풍기(2)에 의해 송풍되어 상기 카트리지 장착구(311)를 통하는 공기를 가열하도록 설치된 히터 카트리지(32)로 구성된다. 상기 장착 브라켓(31)은 상기 히터 카트리지(32)가 장착되기 위한 구성으로, 도면을 참조하면, 상기 내부 케이스(12)의 입구(121) 전방에서 가장자리가 상기 외부 케이스(11)의 내면에 결합된다. 상기 장착 브라켓(31)에는 대략 사각형 모양의 카트리지 장착구(311) 수개가 형성되며, 상기 송풍기(2)에 의해 송풍되는 공기는 상기 카트리지 장착구(311)를 통해서만 배기구(112) 측으로 흐르게 되고, 결과적으로 상기 카트리지 장착구(311) 각각에 장착된 히터 카트리지(32)에 의해 가열된다. 상기 히터 카트리지(32)는 상기 장착 브라켓(31)의 카트리지 장착구(311)를 통해 흐르는 공기를 가열하기 위한 것이다. 즉, 상기 히터 카트리지(32)는 전력을 공급받아 그 전력에 의한 저항열을 발생시켜 상기 공기를 가열한다. 특히 본 발명은 상기 히터 카트리지(32)가 상기 장착 브라켓(31)에 착탈되는 구조를 갖기 때문에 설치 및 분해가 용이할 뿐만 아니라 열교환 효율을 최대화시킬 수 있는 구조를 갖는다. 도 3은 상기와 같은 히터 카트리지를 도시한 분해사시도로서, 도면을 참조하면, 상기 히터 카트리지(32)는 발열체(321,322), 결합체(324), 지지 브라켓(324)으로 구성된다. 상기 발열체(321,322)는 전기가 통전되면서 열을 발생시키고 그 발생된 열을 방열하기 위한 구성으로, 발열 플레이트(321)와 방열핀(322)으로 구성된다. 상기 발열 플레이트(321)는 각각 소정 폭과 길이를 갖도록 형성되어 전류가 흘러 저항에 의한 열을 발생시키는 금속제의 판재이다. 상기 방열핀(322)는 상기 발열체(321)에 발생된 열을 그에 접촉되면서 통과하는 공기로 열을 방열하기 위한 것으로, 상기 발열 플레이트(321)의 일측면에 구비된다. 본 발명은 상기 방열핀(322)이 길이가 긴 금속판으로 절곡되어 형성됨으로써 방열면을 넓게하고 제작 및 상기 발열 플레이트(321)에 용이하게 부착되는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 도면을 참조하면, 상기 방열핀(322)은 상기 발열 플레이트(321)의 폭에 대응되는 폭을 갖는 길이가 긴 열전도성 금속판을 지그재그의 주름 구조로 절곡하여 형성된다. 상기 주름 구조의 방열핀(322)은 소정 간격으로 상기 발열 플레이트(321)의 일면에 접촉되어 부착되는 소정 길이의 부착부(322a)와 그 부착부(322a) 사이에서 상기 발열 플레이트로부터 떨어지게 절곡된 방열부(322b,322c)가 규칙적으로 반복되어 형성된 다. 상기 방열핀(322)이 부착부(322a) 사이에 그 부착부(322a)와 나란하며 대칭되는 대칭부(322c)를 갖고, 그 부착부(322a)와 대칭부(322c) 사이에 연장부(322b)를 갖는 구조로 절곡되어 형성된다. 상기 발열 플레이트(321)에서 발생된 열은 상기 방열핀(322)로 전도되어 공기는 상기 방열핀(322)의 연장부(322b) 사이의 틈새를 지나면서 가열된다. 본 발명은 상기 방열핀(322)이 그 부착부(322a)가 상기 발열 플레이트(321)에 면접촉되면서 부착되는 구조를 갖기 때문에 상기 발열 플레이트(321)에 의해 발생된 열의 방열핀(322)으로의 열전도가 잘 이루어지게 된다. 상기와 같이 구성된 발열체(321,322)는 수개가 나란하게 배열되어 이웃하는사이는 절연재(325)로 절연된다. 상기 결합체(324)는 상기 수개의 발열체(321,322)를 일체로 결합시키기고 히터 카트리지(32)를 상기 장착 브라켓(31)의 카트리지 장착구(311)에 결합되기 위한 결합홈(324c)가 구비된 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 결합체(324)는 상기 발열체(321,322)의 양측에 각각 구비되는데, 상기 발열 플레이트(321)는 그 양측 말단(321a,321b)이 상기 결합체(324)에 구비된 지지구멍(324a,324b)에 삽입되어 지지된다. 이에 따라 상기 발열체(321,322)에는 상기 결합체(324)에 상기 발열 플레이트(321)의 양측 말단(321a,321b)이 결합된다. 상기 결합체(324)에는 양단에 상기 장착 브라켓(31)의 카트리지 장착구(311)에 구비된 고정수단(도면에 미도시)에 걸려 결합되기 위한 결합홈(324c)이 형성된다. 또한, 상기 결합체(324)에는 상기 지지 브라켓(323)의 양측 말단(323a)가 결합되는데 이를 위해서 상기 결합체(324)의 양측 말단 내측에는 내측 방향으로 돌출된 걸림단(324d)이 형성된다. 상기 지지 브라켓(323)은 서로 나란하게 배열된 수개의 발열체(321,322)가 서로 밀착되도록 탄성지지하면서 상기 결합체(324)가 상기 발열체(321,322)로부터 분리되지 않도록 결합시키기 위한 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 지지 브라켓(323)은 상기 발열체(321,322)의 발열 플레이트(321)에 대응되는 길이를 갖는 부재이다. 상기 지지 브라켓(323)은 양단에 상기 결합체(324)의 최외측 지지구멍(324a)에 삽입되어 걸리기 위한 걸림편(323a)이 구비되어 그 걸림편(323a)이 상기 지지구멍(324a)에 삽입되고 상기 걸림단(324d)에 지지되어 결합됨으로써 상기 발열체(321,322) 및 결합체(324)를 일체로 결속시키게 된다. 상기 지지 브라켓(323)에는 상기 발열체(321,322) 중 최외측 발열체의 양측 각각을 탄성 지지하는데, 이를 위해서 상기 지지 브라켓(323)에는 상기 최외측 발열체에 접촉되는 부분에 탄지편(323b)이 돌출형성된다. 상기와 같이 형성된 히터 가트리지(32)는 상기 결합체(324)의 결합홈(324c)에 볼트나 핀과 같은 고정수단(도면에 미도시)이 결합되어 상기 카트리지 장착구(311)에 착탈 가능하게 장착된다. 한편, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 열풍기(H)를 이용한 난방 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 다른 전기 열풍기(H)는 흡입덕트(D2)를 통해 하우스의 내부의 차가운 공기를 흡입구로 흡입하여 배기구로 배출한다. 상기 배기구에는 하우스로 연결된 송풍덕트(D1)가 연결되어 배출된 가열 공기는 배출구를 통해 상기 하우스의 내부로 배출된다. 일반적으로 상기 송풍덕트(D1)의 길이가 긴 경우에는 상기 전기 열풍기(H)로부터 먼 위치의 배출구에는 배출되는 공기의 압력이 낮기(또는 배출량 적기)때문에 하우스 내에 온도의 편차가 발생된다. 도면에는 이러한 온도의 편차를 방지할 수 있도록 상기 송풍덕트(D1)의 배출구 각각에 배기팬(F)이 구비된 시스템의 예가 도시되어 있다. 앞에서 설명되고, 도면에 도시된 전기 열풍기는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 열풍기를 도시한 분해사시도 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 열풍기를 도시한 단면도 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 열풍기의 히터 카트리지를 도시한 분해사시도 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 열풍기를 이용한 난방 시스템을 개념적으로 도시한 도면 <주요 도면부호에 대한 간단한 설명> 1 케이스 11 외부 케이스 12 내부 케이스 13 단열재 2 송풍기 3 히터부 31 장착 브라켓 32 히터 카트리지 321,322 발열체(발열 플레이트,방열핀) 323 지지 브라켓 324 결합체 H 전기 열풍기 D1 송풍덕트 D2 흡입덕트 F 배기팬 |
