WO2019194349A1

WO2019194349A1 - 원적외선 난방기

Info

Publication number: WO2019194349A1
Application number: PCT/KR2018/005364
Authority: WO
Inventors: 김성욱; 이욱형
Original assignee: 주식회사 스타리온
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2019-10-10
Also published as: KR102064666B1; KR20190117085A

Abstract

본 발명은 열교환 효율을 높이는 원적외선 난방기를 제안한다. 본 발명 난방기는, 내부에서 연소에 의한 열을 발생하는 연소관(12)과, 상기 연소관에 연결되어 고온의 공기를 외부로 배기시키는 열교환관(14,16)으로 구성된다. 열교환관은, 세로 방향으로 일정한 높이를 가지고 대향하는 양측에서 상하 조립되는 통형상의 세로관(16)과, 상기 세로관을 서로 연결하는 가로관(14)으로 구성된다. 그리고 스페이서(18a,18b)가 세로관 사이에 설치되어, 공기의 흐름을 단속할 수 있다. 더욱이 가로관(14)은 알미늄의 압출 성형으로 만들어지고, 길이 방향을 따르는 열교환 핀(14e)이 적어도 일부에 구비된다. 세로관(16)은 알미늄 다이캐스팅으로 만들어지고, 내부 또는 외부의 적어도 일부에는 열교환 돌기가 성형된다. 스페이서(18a,18b)는, 세로관의 상하단부에 각각 형성된 확장부에 삽입됨으로써, 상하 세로관을 지지할 수 있다.

Description

원적외선 난방기

본 발명은 원적외선 난방기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환을 위한 표면적을 극대화시킬 수 있고 특히 대량 생산에 유리한 열교환 파이프를 구비하는 원적외선 난방기에 관한 것이다.

도 1에는 일반적인 원적외선 난방기의 내부 구성이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 원적외선 난방기는 공급되는 연료를 연소시키는 연소관(2)과, 상기 연소관(2)과 연결되는 열교환관(4)으로 구성되고 있다. 연소관의 내부에는 버너가 설치되어 있어서, 공급되는 연소와 공기의 혼합물을 연소시키게 된다.

그리고 열교환관(4)은 실내 공기와의 열교환을 위하여 지그재그 형상을 가지도록 형성되어 있으며, 통상 금속관으로 만들어져서 연소관(2)에서 연소된 고온의 배기 공기가 내부를 따라 이동하면서 실내 공기와의 열교환이 이루어지게 된다. 이와 같은 일반적인 난방기에서, 실제로 연소관(2) 내부에서의 연소 및 발열, 그리고 이에 기초하는 열교환은 거의 대부분 원활하게 이루어진다고 할 수 있다.

여기서 가장 중요한 포인트는 열교환의 효율이라고 할 수 있는데, 그 중에서도 열교환관(4)이 가지는 열교환의효율이 실제 난방기의 성능을 좌우할 수 있는 가장 중요한 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 연소관(2)에서의 능률이 동일하다면 열교환관(4)의 열교환 효율에 따라서 난방기의 성능이 좌우될 것임은 당연하다.

그러나 도 1에 도시한 일반적인 열교환기의 경우, 금속재로 만들어지고 지그재그 형상의 전체 길이만이 열교환 효율과 관련이 있다고 할 수 있고, 실질적인 열교환 효율은 그리 높게 보이지 않는다. 예를 들면 실제로 온도를 측정해 보면, 열교환관(4)을 나오는 공기의 온도와 열교환관(4)의 출구부분의 온도차가 많게 나타는데, 이는 그 만큼 열교환 효율이 높지 않음을 의미하는 것이라고 할 수 있다.

본 발명의 목적은 열교환관에서의 열교환 효율을 최대화시킬 수 있도록 구성되는 원적외선 난방기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 전체적으로 규격화된 부품을 이용함으로써, 부품의 제조에서 조립성에 이르기까지 효율적인 제조가 가능한 원적외선 난방기를 제공하는데 있다.

본 발명의 원적외선 난방기는, 내부에서 연소에 의한 열을 발생하는 연소관과, 상기 연소관에 연결되어 고온의 공기를 외부로 배기시키는 열교환관으로 구성된다. 여기서 열교환관은, 세로 방향으로 일정한 높이를 가지고 대향하는 양측에서 상하 조립되는 통형상의 세로관과, 상기 세로관을 서로 연결하는 가로관으로 구성된다.

본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기 세로관 사이에 설치되어, 공기의 흐름을 단속하기 위한 스페이서를 더 포함하여 구성되고 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 상기 가로관은 알미늄의 압출 성형으로 만들어지고, 길이 방향을 따르는 열교환 핀이 적어도 일부에 구비되어 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 상기 세로관은 알미늄 다이캐스팅으로 만들어지고, 내부 또는 외부의 적어도 일부에는 열교환 돌기가 성형된다.

본 발명의 스페이서는, 세로관의 상하단부에 각각 형성된 확장부에 삽입됨으로써, 상하 세로관을 지지하는 기능을 겸할 수 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 열교환관을 구성하는 가로관 및 세로관을 각각 별도로 알미늄으로 성형함으로써, 기본적으로 대량 생산에 유리함은 물론이고, 열교환의 효율을 최대화시키고 있는 장점을 기대할 수 있다.

그리고 본 발명의 가로관에서 길이 방향으로 성형되는 열교환 핀과 가로관의 일측에 성형되는 열교환 돌기는 실질적으로 충분한 열교환이 이루어질 수 있도록 구비되는 것이라고 할 수 있다. 이와 같은 구성은 본 발명 난방기의 열교환 효율의 극대화 및 이에 기초하는 제품의 신뢰성 향상이라는 결과를 가져 올 것으로 예상된다.

또한 스페이스를 이용하여 세로관 및 가로관의 공기의 흐름 경로를 자유롭게 형성할 수 있음은 물론이고, 스페이서를 이용하여 세로관의 지지 기능을 더할 수 있도록 구성됨으로써, 조립의 편의성 향상 및 이에 기초하는 원가 절감 등에 대한 기대감도 충분히 있을 것으로 예상된다.

도 1은 종래 난방기의 요부 사시도.

도 2는 본 발명 난방기의 요부 사시도.

도 3은 본 발명 난방기의 내부를 보이는 일부 절개 사시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 원적외선 난방기는, 내부에 설치되어 있는 버너에 의하여 연료와 공기의 혼합물이 연소하는 연소관(12)과, 상기 연소관(12)과 연결되어 연소된 공기가 배기되면서 실내 공기와 열교환을 수행하는 열교환관(14,16)으로 구성되고 있다. 본 발명에서의 연소관(12)은 실질적으로 종래의 것과 동일하다고 할 수 있다.

이러한 연소관(12)의 상면에는 열교환관(14,16)과 연결되기 위한 연결관(12a)이 성형되어 있다. 그리고 본 발명의 열교환관은, 상하 방향의 통로를 가지는 통 형상의 세로관(16)과, 상기 세로관(16)을 서로 연결하기 위한 통 형상의 가로관(14)으로 구성된다. 이와 같이 열교환관을 가로관(14)과 세로관(16)으로 구성하게 되면, 종래와 같이 열교환관 자체를 지그재그 형태로 가공하지 않아도 되기 때문에, 전체적인 부품의 생산 및 조립 공정에서도 상당히 유리한 장점이 있을 것으로 기대된다.

본 발명에서의 세로관(16)은 원통 형상을 가짐과 동시에 상하 방향으로 일정한 길이를 가지고 있다. 그리고 각각의 세로간(16)의 마주 보는 대향면에는 가로관(14)이 결합될 수 있는 짧은 원통형상의 결합부(16e)이 성형되어 있다. 이와 같은 세로관(16)은 좌우 대칭인 제1세로관(16a)와 제2세로관(16b)이 각각 별도로 성형되고, 이러한 제1세로관(16a)과 제2세로관(16b)이 볼트 등에 의하여 결합되어 하나의 원통형 관을 형성하게 된다.

이러한 세로관(16)은 열전도성이 우수한 재질로 성형하는 것이 바람직한데, 예를 들며 알미늄으로 성형되고, 이러한 알미늄을 다이캐스팅에 의하여 제조하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 열전도성이 높은 알미늄으로 만들어지는 세로관(16)은, 열교환 효율을 더욱 높이기 위하여 열교환 면적을 넓히는 것이 바람직하다. 도 3에 도시한 실시 예에 의하면, 세로관(16)의 내부에 다수의 열교환 돌기(16d)를 성형하고 있다. 이렇게 다수의 열교환 돌기(16d)를 성형함으로써, 넓어진 표면적은 열교환의 효율을 극대화시킬 수 있음은 당연할 것이고, 이러한 열교환 돌기(16d)는 세로관(16)의 어디에 성형되어도 열교환 효율을 높일 수 있음은 당연할 것으로 생각된다.

그리고 수평 위치의 세로관(16) 사이에 결합되어 배기 공기의 가로 방향 안내를 담당하는 가로관(14)은 알미늄 소재를 압출하는 것으로 만들어진다. 도시한 바와 같이, 가로관(14)의 외부 표면에는 길이 방향으로 돌기가 연속하여 성형되어 있고, 이와 같이 돌기 및 홈이 원주 방향으로 반복되는 구조는 알미늄의 압출 성형 과정에서 충분히 성형 가능하다. 이와 같이 가로관(14)에 열교환을 극대화시키기 위한 돌기 및 홈이 원주 방향으로 반복 성형되는 것은, 실질적으로는 가로관(14)의 길이 방향으로 홈 및 돌기가 연속하여 성형된다는 것을 의미한다.

이와 같이 가로관(14)에 길이 방향으로 성형되는 열교환을 위한 돌기는, 실질적으로는 열교환 핀(Fin)이라고 할 수 있다. 그리고 이와 같이 세로관(16)에서 길이 방향을 따라 형성되는 열교환 핀(14e)은 적어도 일부분에 성형될 수 있는데, 열의 방출이 많은 방향에 형성하는 것이 바람직하다.

예를 들어 세로관(16)이 일측에는 열린 상태이고 타측은 반사판에 의하여 막혀 있는 경우에는 반사판이 위치하는 방향으로는 많은 열 방사가 필요 없기 때문에, 열린 부분 즉 많은 양의 열 방사가 필요한 부분에 상술한 열교환핀(14e)을 성형하는 것이 바람직하다. 그리고 난방기의 사양에 따라서 상술한 열교환 관(14)의 양측이 열린 상태로 구성되는 것이 있는데, 이러한 경우에는 가로관(14)의 전체에 걸쳐 상술한 열교환 핀(14e)을 형성하게 되면, 난방기의 어느 측에서도 충분한 양의 열이 방사될 것으로 기대된다.

도 2 및 도 3에 도시한 실시 예에서는, 다수의 세로관(16)이 적층되고 있으며, 서로 마주보는 세로관(16) 사이에는 가로관(14)이 설치되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이 세로관(16)은 서로 적층될 수 있는 결합구조를 가지고 있어야 하는데, 이러한 구성 예는 수 없이 많음은 누구나 알고 있는 사실이다.

도시한 실시 예에 있어서는, 세로관(16)의 상단 및 하단에 직경이 조금 확대된 확장부(16m,16n)을 형성하고 있고, 이러한 확장부(16m,16n)의 내측에는 스페이서(18a,18b)가 결합될 수 있도록 구성하고 있음을 알 수 있다. 즉 일정한 높이를 가지는 스페이서(18a,18b)가 세로관(16)의 연결 부분에 중간에 삽입됨으로써, 실질적으로 상하의 세로관(16)을 지지할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에서의 스페이서(18a,18b)는 이와 같이 세로관(16)를 상하에서 지지하는 기능 이외에도 공기의 흐름을 단속하는 기능을 가지고 있다. 도 3을 참조하면알 수 있는 바와 같이, 도면 상 좌측의 스페이서(18a)는 공기의 흐름을 막을 수 있도록 폐쇄된 것이고, 우측의 스페이서(18b)는 공기가 흐를 수 있도록 중앙 부분에 열린 상태를 가지고 있음을 알 수 있다. 이와 같인 열린 스페이서(18a)를 이용하면 하부에서 상부의 세로관(16)으로 고온의 공기가 흐르지 않고, 세로관(16)에서 가로관(14)으로 공기가 흐르게 된다. 그리고 막힌 스페이서(18b)를 이용하게 되면, 하부의 세로관에서 상부의 세로관(16)으로 공기가 흐를 수 있게 된다.

그러나 도시한 실시 예와는 달리, 세로관(16)을 상하에서 서로 결합할 수 있는 구성을 가지도록 하고, 공기의 흐름을 막아야 하는 부분(도 3에서의 좌측 스페이서(18a)에 대응하는 부분)에는 별도의 원형 스페이서를 설치하여 공기의 흐름을 단속하도록 구성하는 것도 가능함은 물론이다. 이상과 같은 스펠이서(18a,18b)의 구성을 적절하게 응용하게 되면, 열교환관(14,16) 내부에서의 공기의 흐름 경로를 제어할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 기본적인 기술적 사상은, 압출에 의하여 성형되고 길이 방향으로 적어도 일부분에 열교환 핀이 성형된 가로관(14)과, 러한 가로관(14)의 양측에 연결되어 공기의 흐름을 형성하는 세로관(16)으로 구성되는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 적혀 있는 것에 기초하여 해석되어야 할 것임도 당연한 것이라고 할 수 있다.

Claims

내부에서 연소에 의한 열을 발생하는 연소관과, 상기 연소관에 연결되어 고온의 공기를 외부로 배기시키는 열교환관으로 구성되고;

상기 열교환관은, 세로 방향으로 일정한 높이를 가지고 대향하는 양측에서 상하 조립되는 통형상의 세로관과, 상기 세로관을 서로 연결하는 가로관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 난방기.
제 1 항에 있어서,

상기 세로관 사이에 설치되어, 공기의 흐름을 단속하기 위한 스페이서를 더 포함하여 구성되는 원적외선 난방기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 가로관은 알미늄의 압출 성형으로 만들어지고, 길이 방향을 따르는 열교환 핀이 적어도 일부에 구비되는 원적외선 난방기.
제 3 항에 있어서,

상기 세로관은 알미늄 다이캐스팅으로 만들어지고, 내부 또는 외부의 적어도 일부에는 열교환 돌기가 성형되는 원적외선 난방기.
제 2 항에 있어서,

상기 스페이서는, 세로관의 상하단부에 각각 형성된 확장부에 삽입됨으로써, 상하 세로관을 지지하는 원적외선 난방기.