KR200297917Y1 - An electric heater using a heating unit of activated carbon fiber - Google Patents

Abstract

본 고안은 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터에 관한 것으로서, 저압의 불활성기체나 할로겐기체의 분위기로 밀봉된 튜브(11)와, 상기 튜브(11) 내부에 내장되는 활성탄섬유 다공성 발열체(12)와, 상기 활성탄섬유 다공성 발열체(12)의 양단에 접합되는 연결부재(13)와, 연결부재(13)에 접합되는 전극(14)과, 전극(14)에 연결되는 전원공급용 리드선(15)으로 램프형 히터를 제공하거나 전극(14)이 접합된 활성탄섬유 다공성 발열체(12)에 단열판(16)을 설치하여 평판형 히터를 제공한다.The present invention relates to an electric heater using an activated carbon fiber porous heating element, a tube 11 sealed in a low pressure inert gas or a halogen gas atmosphere, and an activated carbon fiber porous heating element 12 embedded in the tube 11 and And a connecting member 13 bonded to both ends of the activated carbon fiber porous heating element 12, an electrode 14 bonded to the connecting member 13, and a power supply lead 15 connected to the electrode 14. A lamp heater or a heat insulating plate 16 is installed on the activated carbon fiber porous heating element 12 to which the electrode 14 is bonded to provide a heater.

따라서 열원의 단선등이 일어나지 않으면서도 고온을 발산할 수 있어 히터의 수명이 길고 활성탄섬유에서 건강에 유효한 원적외선과 음이온이 다량으로 방출되는 장점이 있을 뿐만 아니라 고 청정도를 유지할 수 있는 장점이 있는 것이다.Therefore, it is possible to dissipate high temperature without disconnection of heat source, which has the advantage of long life of the heater and the release of a large amount of far infrared rays and negative ions effective for health from activated carbon fibers, as well as the advantage of maintaining high cleanliness.

Description

활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터 {An electric heater using a heating unit of activated carbon fiber}An electric heater using a heating unit of activated carbon fiber}

본 고안은 히터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 활성탄섬유 다공성 발열체를 열원으로 사용하는 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터에 관한 것이다.The present invention relates to a heater, and more particularly to an electric heater using an activated carbon fiber porous heating element using the activated carbon fiber porous heating element as a heat source.

일반적으로 램프형 히터는 대개 글래스 튜브나 수정 튜브 속에 저압의 불활성 가스나 할로겐 가스를 넣은 상태로 튜브를 봉입하고 동시에 내부에 필라멘트를 설치하여 외부에서 전원이 인가되면 필라멘트를 통해 전류가 흐르면서 그 저항에 의해 열과 빛을 내도록 하는 구조를 가지고 있으며, 필라멘트에서 발생하는 열과 빛을 가열용으로 사용하도록 한 것이다. 이러한 램프형 히터는 전기를 사용하는 복사방식으로 열을 전달하므로 비교적 좁은 공간에서 집중적으로 열을 전달하는데 사용하고 열의발생, 전달에서 청정도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 조절이 간편하여 높은 청정도가 요구되는 장소에서 열원으로 많이 사용되고 있다.In general, a lamp-type heater usually encloses a tube with a low pressure inert gas or a halogen gas in a glass tube or quartz tube, and installs a filament at the same time. When power is applied from the outside, current flows through the filament to It has a structure that emits heat and light by using heat and light generated from filament for heating. These lamp-type heaters transfer heat in a radiant way using electricity, so they can be used to transfer heat intensively in a relatively narrow space and maintain cleanliness in the generation and transfer of heat. It is widely used as a heat source in.

할로겐 히터에 구비된 필라멘트는 텅스텐합금 등 열에 강한 재질을 사용하며, 산화가 일어나는 것을 방지하기 위해 수정튜브나 글래스 튜브내에는 저압으로 할로겐 가스를 봉입하여 사용하고 있다.The filament provided in the halogen heater uses a heat resistant material such as tungsten alloy, and halogen gas is enclosed at low pressure in the quartz tube or glass tube to prevent oxidation.

그러나 상기한 램프형 히터는 열원으로 텅스텐합금 등으로 된 필라멘트를 사용하기 때문에 전력소모가 많아 비경제적이라고 하는 결점이 있다.However, the lamp-type heater uses a filament made of tungsten alloy or the like as a heat source, and thus has a drawback of being uneconomical because of high power consumption.

또한 최근에는 활성탄섬유로 만든 발열체를 이용한 액자형 전기 벽난로가 실용신안등록 제20-263205호로서 개시되어 실시되고 있는 바, 이는 도1, 2에 도시한 바와 같이 액자형 전기 벽난로에 있어서, 액자후면에 두 단열판(1)을 설치하고, 그 중간에 발열체(2)를 고정하되, 발열체(2)는 활성탄섬유(6), 동판(5), 강화된 PVC(7)로 포장, 온도조절기(4) 및 코드(3)로 구성된 것으로서, 에너지의 절감 및 쾌적한 난방환경의 조성에 효과가 있는 것이다.In addition, recently, a frame type electric fireplace using a heating element made of activated carbon fiber has been disclosed and implemented as Utility Model Registration No. 20-263205, which is shown in FIGS. Install a heat insulating plate (1), and fix the heating element (2) in the middle, the heating element (2) is wrapped in activated carbon fiber (6), copper plate (5), reinforced PVC (7), temperature controller (4) and It is composed of a cord (3), it is effective in saving energy and creating a comfortable heating environment.

그러나 상기 전기벽난로는 단열판(1)의 재료로서 선진국에서 공해물질로 사용이 금지된 석면을 사용한 것이어서 운반시나 설치시 부주의에 의해 파손되면 석면에 의해 많은 분진이 발생하는 공해문제가 야기될 우려가 있고, 활성탄섬유 발열체를 강화된 PVC로 포장한 것이어서 활성탄섬유에서 방출되는 원적외선과 음이온의 방출이 대부분 차단되는 결점이 있다.However, the electric wall stove used asbestos, which is prohibited from being used as a pollutant in developed countries as a material of the heat insulating plate (1), if there is a risk of pollution caused by asbestos, if broken by carelessness during transportation or installation. In addition, since the activated carbon fiber heating element is packaged with reinforced PVC, there is a defect that the emission of far infrared rays and anions emitted from the activated carbon fiber is mostly blocked.

본 고안은 상기한 실정을 감안하여 열원으로 필라멘트를 사용하는 종래 램프형 히터와 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 액자형 벽난로에서 야기되는 각종 결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 열원으로 활성탄섬유 다공성 발열체를 사용하여 전력소모가 매우적은 경제적인 전기히터를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve various drawbacks and problems caused by the conventional lamp-type heater using filament as a heat source and a frame-type fireplace using an activated carbon fiber porous heating element in view of the above situation, using an activated carbon fiber porous heating element as a heat source. The purpose is to provide an economical electric heater with very low power consumption.

본 고안의 다른 목적은 활성탄섬유 다공성 발열체를 열원으로 사용함으로써 열원의 단선등이 일어나지 않으면서도 고온을 발산할 수 있는 수명이 긴 전기히터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electric heater with a long life that can emit a high temperature without breaking the heat source by using the activated carbon fiber porous heating element as a heat source.

본 고안의 또 다른 목적은 열원으로서 활성탄섬유 다공성 발열체를 사용함으로써 원적외선과 음이온을 많이 방출하는 건강유지에 도움을 주는 전기히터를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide an electric heater that helps maintain health by emitting a lot of far infrared rays and anions by using an activated carbon fiber porous heating element as a heat source.

본 고안의 또 다른 목적은 사용이 편리하면서도 고 청정도를 유지할 수 있는 활성탄 섬유 다공성 발열체를 이용한 평판 전기히터를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a flat plate electric heater using an activated carbon fiber porous heating element that is easy to use and maintains high cleanliness.

도 1은 종래 활성탄섬유로 만든 다공성 발열체를 이용한 액자형 전기 벽난로의 구성도,1 is a block diagram of a frame-type electric fireplace using a porous heating element made of a conventional activated carbon fiber,

도 2는 도 1에 도시한 벽난로에 있어서의 요부인 다공성 발열체의 평면도,2 is a plan view of a porous heating element that is a main portion of the fireplace shown in FIG. 1;

도 3은 본 고안 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 램프형 전기히터의 일실시예의 구성도,3 is a configuration diagram of an embodiment of a lamp-type electric heater using the present invention activated carbon fiber porous heating element,

도 4는 본 고안 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 램프형 전기히터의 또 다른 실시예의 구성도,Figure 4 is a block diagram of another embodiment of the lamp-type electric heater using the present invention activated carbon fiber porous heating element,

도 5는 본 고안 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터의 사시도,5 is a perspective view of an electric heater using the present invention activated carbon fiber porous heating element,

도 6은 도 5의 A-A선 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

11 : 튜브 12 : 활성탄섬유 다공성 발열체11: tube 12: activated carbon fiber porous heating element

13 : 연결부재 14 : 전극13 connection member 14 electrode

15 : 리드선 16 : 단열판15: lead wire 16: insulation board

17 : 방열판 20 : 전기히터17: heat sink 20: electric heater

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터는 저압의 불활성기체나 할로겐기체의 분위기로 밀봉된 튜브와, 상기 튜브 내부에 내장되는 활성탄섬유 다공성 발열체와, 상기 활성탄섬유 다공성 발열체의 양단에 접합되는 연결부재와, 연결부재에 접합되는 전극과, 전극에 연결되는 전원공급용 리드선으로 구성된 것을 특징으로 하는 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터.Electric heater using the present invention activated carbon fiber porous heating element for achieving the above object is a tube sealed in an atmosphere of low pressure inert gas or halogen gas, activated carbon fiber porous heating element embedded in the tube, the activated carbon fiber porous heating element An electric heater using an activated carbon fiber porous heating element, comprising a connecting member joined to both ends of the electrode, an electrode joined to the connecting member, and a power supply lead connected to the electrode.

본 고안에서 사용하는 활성탄섬유 다공성 발열체는 러시아의 국립탄소연구소에서 개발한 것으로서 흡착속도가 활성탄에 비해 10 ~ 100 배 정도 되며, 그 표면적은 1000㎡/g ∼ 1600㎡/g 이고, 공경이 10 ~ 40Å인 다공성을 갖는 것을 사용함으로써 수많은 구멍들로부터 열이 방출되어 열효율이 매우 높아지게 될 뿐만 아니라 5 ∼ 20㎛ 파장영역 범위에서 이상혹체 대비 84 ∼ 87% 원적외선 방사특성을 갖는 것이다.The activated carbon fiber porous heating element used in the present invention was developed by the National Carbon Research Institute of Russia, and its adsorption rate is 10 to 100 times higher than that of activated carbon, and its surface area is 1000㎡ / g ~ 1600㎡ / g, and the pore size is 10 ~. By using a porosity of 40 kW, heat is released from numerous pores and the thermal efficiency becomes very high. In addition, it has 84-87% far-infrared radiation characteristics over the ideal body in the 5-20 탆 wavelength range.

이하, 첨부도면을 참조하여 실시예로서 본 고안 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터의 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the action of the electric heater using the present invention activated carbon fiber porous heating element.

도 3은 본 고안 활성탄섬유 다공성 발열체를 사용한 램프형 히터의 일실시예의 구성도로서, 튜브(11)로 이루어진 히터램프 몸체는 전체적으로 밀봉되어 있고, 내부의 활성탄섬유 다공성 발열체(12)에 전류를 흘러주기 위한 전원인가용 전극(14)의 일측 양단에 각각 전원공급용 리드선(15)이 접합되어 연결 설치된다. 그리고 전극(14)의 타측 양단에는 연결부재(13)가 접합되어 연결 설치되며, 이 연결부재(13)에 활성탄섬유 다공성 발열체(12)가 연결 접합되는데, 할성탄섬유 다공성 발열체(12)와 연결부재(13)의 연결은 연결부재(13)를 선형으로 하여 다공성 발열체(12)의 양단을 코일형으로 감아서 연결하거나 도 4에 도시한 바와 같이 활성탄섬유 다공성 발열체(12)의 선단을 압축하여 연결부재 (13)의 선단에 꽂을 수 있도록 연결부재(13)의 선단을 구성한다. 이경우 연결부재( 13)의 선단을 "ㄷ"자형 판을 이루도록 형성하여도 되고, 속이빈 원통형을 이루도록 형성하여도 된다.3 is a configuration diagram of an embodiment of a lamp-type heater using the present invention activated carbon fiber porous heating element, the heater lamp body consisting of the tube 11 is sealed as a whole, the current flows through the activated carbon fiber porous heating element 12 therein The power supply lead wires 15 are joined to and connected to one end of each of the electrodes 14 for power supply. And the other end of the electrode 14, the connecting member 13 is bonded and connected to each other, and the activated carbon fiber porous heating element 12 is connected and bonded to the connecting member 13, it is connected to the activated carbon fiber porous heating element 12 The connection of the member 13 is connected to both ends of the porous heating element 12 by coiling the connecting member 13 in a linear manner or by compressing the tip of the activated carbon fiber porous heating element 12 as shown in FIG. The tip of the connecting member 13 is configured to be plugged into the tip of the connecting member 13. In this case, the tip of the connecting member 13 may be formed to form a "c" shaped plate, or may be formed to form a hollow cylinder.

또한 연결부재(13)와 전극(14), 전극(14)과 리드선(15)은 용접하여 접합하며, 연결부재(13)로는 텅스텐합금등 열에 강한 재질을, 전극(14)의 재료로는 몰리브덴을 각각 사용하고, 튜부(11)로는 글래스나 수정 또는 석영을 사용하며, 내부에 불활성가스나 활론겐 가스를 채워 저압의 분위기가 되도록 한다.In addition, the connecting member 13 and the electrode 14, the electrode 14 and the lead wire 15 are welded to each other, and the connecting member 13 is made of heat resistant material such as tungsten alloy, and the material of the electrode 14 is molybdenum. Each is used, and the tube portion 11 is made of glass, quartz, or quartz, and filled with an inert gas or a lonogen gas therein to be a low pressure atmosphere.

이러한 활성탄섬유 다공성 발열체를 실제 램프형 전기히터의 열선 대용으로 사용한 가정용 전기히터인 경우 650 ∼ 700W의 전력으로 600 ∼ 700 Kcal/h의 열을 방사하여 기존의 텅스텐합금 필라멘트를 사용한 램프형 히터 보다 소비적력을 30 ∼ 40 % 절감할 수 있으며, 사용 용도와 필요로 하는 발열량에 따라 튜브의 크기와 그에 따른 다공성 발열체의 크기가 결정되는데, 가정용 히터인 경우 대표적인 활성탄섬유 다공성 발열체의 크기는 두께 3㎜, 폭 4㎜, 길이 30㎜인 것을 사용하게 된다.In the case of the home electric heater using the activated carbon fiber porous heating element as a substitute for the heating wire of the actual lamp type electric heater, it consumes more than the lamp type heater using the tungsten alloy filament by radiating the heat of 600 to 700 Kcal / h with the power of 650 to 700 The force can be reduced by 30 to 40%, and the size of the tube and the size of the porous heating element according to the intended use and the amount of heat required are determined. In the case of a domestic heater, the typical activated carbon fiber porous heating element has a thickness of 3 mm, The thing of width 4mm and length 30mm is used.

도 5는 본 고안 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터의 사시도로서, 통상적으로 램프형 히터가 사용되는 곳에 활성탄섬유 다공성 발열체(12)를 채용한 것으로, 도 6의 A-A선 단면도에 도시한 바와 같이 활성탄섬유 다공성 발열체(12)의 양단에는 전원공급용 리드선(15)이 연결된 전극(14)이 접합되어 있고, 활성탄섬유 다공성 발열체(12)의 한면에만 원적외선이 투과되는 브롬화칼륨(KBr)으로 성형한 단열판(16)을 설치함으로써 활성탄섬유 면다공성 발열체(12)에서 방출되는 열이 전기히터(20)의 방열판(17)을 통해 그대로 복사됨으로써 열효율을 최대화 하고, 원적외선과 음이온의 방출효율이 높아 지게 된다.FIG. 5 is a perspective view of an electric heater using the present invention activated carbon fiber porous heating element, and an activated carbon fiber porous heating element 12 is employed where a lamp type heater is typically used, as shown in the cross-sectional view taken along line AA of FIG. 6. Insulating plates formed of potassium bromide (KBr), in which both ends of the fibrous porous heating element 12 are connected to the electrode 14 to which the power supply lead wire 15 is connected, and far infrared rays are transmitted only to one surface of the activated carbon fiber porous heating element 12. By installing the 16, the heat emitted from the activated carbon fiber surface porous heating element 12 is radiated through the heat sink 17 of the electric heater 20, thereby maximizing thermal efficiency and increasing the emission efficiency of far infrared rays and anions.

지금까지 램프형 전기히터와 평판형 전기히터를 예로서 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다. 예컨대 평판형히터의 단열판으로 면이나 실크를 사용함으로써 활성탄섬유 다공성 발열체를 전기요와 같은 침구류에 간편하게 채용할 수 있고, 주물로서 성형시에 활성탄섬유 다공성 발열체를 내장시키는 방법으로 전기 후라이팬에도 손쉽게 채용할 수 있다.Although the lamp type electric heater and the flat type electric heater have been described as an example, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, by using cotton or silk as a heat insulation plate of a flat plate heater, activated carbon fiber porous heating element can be easily adopted for beddings such as electric wires, and it is easily adopted for electric frying pans by incorporating activated carbon fiber porous heating element during molding as a casting. can do.

상기한 바와 같이 작용하는 본 고안 활성탄섬유 다공성 발열체를 사용한 전기히터는 열원으로 필라멘트를 사용하는 히터에 비해 전력소모가 매우 적어 경제적이고, 열원의 단선등이 일어나지 않으면서도 고온을 발산할 수 있는 수명이 길 뿐만 아니라 활성탄섬유에서 건강에 유효한 원적외선과 음이온이 많이 방출되는 장점이 있고, 사용이 편리하면서도 고 청정도를 유지할 수 있는 장점이 있는 것이다.Electric heater using the present invention activated carbon fiber porous heating element as described above is very economical because the power consumption is very low compared to the heater using the filament as a heat source, the lifespan that can radiate high temperature without disconnection of heat source In addition to the road, the activated carbon fiber has the advantage of releasing a lot of far-infrared rays and anions effective for health, it is easy to use and has the advantage of maintaining high cleanliness.

Claims (5)

저압의 불활성기체나 할로겐기체의 분위기로 밀봉된 튜브(11)와, 상기 튜브 (11) 내부에 내장되는 활성탄섬유 다공성 발열체(12)와, 상기 활성탄섬유 다공성 발열체(12)의 양단에 접합되는 연결부재(13)와, 연결부재(13)에 접합되는 전극(14)과, 전극(14)에 연결되는 전원공급용 리드선(15)으로 구성된 것을 특징으로 하는 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터.A tube 11 sealed in an atmosphere of low pressure inert gas or halogen gas, an activated carbon fiber porous heating element 12 embedded in the tube 11, and a connection bonded to both ends of the activated carbon fiber porous heating element 12. An electric heater using an activated carbon fiber porous heating element, comprising a member (13), an electrode (14) bonded to the connecting member (13), and a power supply lead wire (15) connected to the electrode (14). 제 1항에 있어서, 상기 활성탄섬유 다공성 발열체(12)는 표면적이 1000 ~ 1600 ㎡/g이고, 공경 10 ~ 40 Å의 다공성인 것을 특징으로 하는 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터.The electric heater using the activated carbon fiber porous heating element according to claim 1, wherein the activated carbon fiber porous heating element has a surface area of 1000 to 1600 m 2 / g and a pore diameter of 10 to 40 mm 3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 텅스텐 재질의 연결부재(13)의 일측선단을 전극(14)에 용접 접합하고, 타측 선단은 활성탄섬유 다공성 발열체(12)의 선단을 압축하여 꽂을수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터.The method according to claim 1 or 2, wherein one end of the tungsten connecting member 13 is welded to the electrode 14, and the other end is pressed so that the tip of the activated carbon fiber porous heating element 12 can be compressed. Electric heater using the activated carbon fiber porous heating element, characterized in that the configuration. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연결부재(13)를 텅스텐 재질의 선형으로하여 활성탄섬유 다공성 발열체(12)의 양단에다 연결부재(13)의 일측 선단을 코일형으로 감아서 접합하고, 연결부재(13)의 타측 선단을 전극(14)에 용접 접합한 것을 특징으로 하는 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터.The method according to claim 1 or 2, wherein the connecting member 13 is made of tungsten linear and wound on both ends of the activated carbon fiber porous heating element 12 by winding one end of the connecting member 13 in a coil shape, An electric heater using an activated carbon fiber porous heating element, characterized in that the other end of the connecting member 13 is welded to the electrode (14). 할성탄섬유 다공성 발열체(12)의 양단에 전원공급용 전극(14)을 접합하고, 일면에 원적외선을 투과하는 브롬화칼륨(KBr)으로 성형한 단열판(16)을 접합하여 후방측으로는 활성탄섬유 면다공성 발열체(12)의 방사열이 직접 방열판(17)으로 방사함과 더불어 전방측으로는 단열판(16)을 통해서 방사되도록 구성한 것을 특징으로 하는 활성탄섬유 다공성 발열체를 이용한 전기히터.A power supply electrode 14 is bonded to both ends of the split carbon fiber porous heating element 12, and a heat insulating plate 16 formed of potassium bromide (KBr) that transmits far infrared rays is bonded to one surface thereof, and the activated carbon fiber surface porosity is connected to the rear side. An electric heater using an activated carbon fiber porous heating element, characterized in that the radiant heat of the heating element 12 is directly radiated to the heat sink 17 and radiated through the heat insulation plate 16 to the front side.