Journal of Digital Convergence (디지털융복합연구)

The Society of Digital Policy and Management (한국디지털정책학회)
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The A Study on the Non-powered Circulator to Solve the Temperature Stratification of a Convection Heating Device during Winter Using 3D Printer

3D프린터를 이용한 겨울철 대류난방기구의 온도 성층화 해결을 위한 무동력 서큘레이터 디자인에 관한 연구

  • Kang, Hee-Ra (Department of Convergence Design, INHA University)
  • 강희라 (인하대학교 디자인융합학과)
  • Received : 2021.02.25
  • Accepted : 2021.06.20
  • Published : 2021.06.28
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Abstract

Due to the recent Corona 19 outbreak, camping culture is rapidly drawing attention from many people. Convective heating devices, which many campers use during winter, have the temperature stratification problem. To solve this problem, various power circulators are being used. Several non-powered circulators are also on sale, but the direction of the circulator is designed to be at the right angle relative to the convection heating mechanism and the circulator does not properly play the role of air circulation. To solve this problem, a 3D printer is used to design a non-powered circulator in the same direction as the convection heating mechanism. Electricity is generated without power using Peltier element and ceramic paper and the circulator is produced to withstand heat using HTPLA-CF filament. This study presents a method to solve the temperature stratification problem through efficient convective circulation. In addition, the purpose of this study is to manufacture products at a lower cost by using a 3D printer.

최근 코로나19 사태로 캠핑 문화가 급속하게 많은 사람들에게 관심을 받고 있다. 많은 캠퍼들이 겨울철 사용하는 대류난방기구는 온도 성층화 문제를 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 다양한 동력 서큘레이터가 활용되고 있다. 몇 가지 무동력 서큘레이터도 판매가 되고 있으나, 서큘레이터의 방향이 대류난방기구와 직각으로 디자인되어 있어 실제 공기 순환의 역할을 제대로 하지 못하고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 3D 프린터를 이용하여 대류난방기구의 방향과 같은 무동력 서큘레이터를 디자인하였다. 펠티어소자와, 세라믹페이퍼 등을 이용하여 무동력으로 전기를 만들어 냈으며, HTPLA-CF 필라멘트를 이용하여 열에 강하게 제작하였다. 3D 프린터를 이용하여 원가를 절감할 수 있었으며, 다양한 대류난방기구의 크기에 맞게 제작 할 수 있는 장점이 있다. 본 연구는 효율적인 대류순환을 통해 온도 성층화 문제를 해결할 수 있는 하나의 방법을 제시한다. 또한 3D 프린터를 이용하여 보다 저렴하게 제품을 제작하는 것이 본 연구의 목적이다.

Keywords

Acknowledgement

This work was supported by INHA UNIVERSITY Research Grant. (INHA-65413)

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