KR100456667B1 - High temperature plasma boiler - Google Patents

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    • F24H1/41Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes in serpentine form

Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기에 관한 것으로, 그 목적은 플라즈마의 고열을 열교환기에 적용하여, 연료의 충전없이 연속적으로 열교환이 가능하고, 이로 인해 경제적 부담을 절감시키며, 석유 또는 가스 등의 연료로 인한 사고를 미연에 방지하여 화재발생 및 인명피해를 방지함과 동시에, 원유 또는 가스등의 자원고갈 및 환경오염을 방지하고, 반영구적으로 사용할 수 있는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기를 제공하는 것이다.The present invention relates to a boiler heat exchanger using a plasma, the object of which is to apply a high heat of the plasma to the heat exchanger, it is possible to heat exchange continuously without filling the fuel, thereby reducing the economic burden, and to fuel such as oil or gas It is to provide a boiler heat exchanger using plasma that can be used semi-permanently while preventing accidents caused by fire and human injury, preventing resource depletion and environmental pollution.

본 발명은 일측단에 가스가 유입되는 충전구가 형성되고, 타측단에 공기가 배출되는 배출구가 형성되며, 내부에 가스가 충전되는 플라즈마 발생용기와, 상기 플라즈마 발생용기의 배출구측에 연결/설치되는 진공펌프와, 상기 플라즈마 발생용기의 외부에 설치되는 유도코일과, 상기 유도코일과 연결하여 설치되는 임피던스 매칭부와, 상기 임피던스 매칭부와 연결되고 라디오파를 발생하는 라디오파 발생부와, 상기 유도코일이 감긴 플라즈마 발생용기를 관통하여 설치되는 난방파이프와, 상기 난방파이프와 연결되고 연결파이프와 연결되는 순환펌프와, 상기 연결파이프가 일측에 연결되고 내부에 난방파이프 순환용 물이 저장되며 공급파이프 및 배출파이프가 각각 연결/설치되는 저장탱크를 포함하여 구성되어, 플라즈마 발생용기내에서 발생되는 플라즈마에 의해 순환펌프에 의해 이송되는 난방파이프내 물의 온도를 상승시키는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기를 제공함에 있다.According to the present invention, a filling port for introducing gas is formed at one end, and a discharge port for discharging air is formed at the other end, and a plasma generating container filled with gas therein is connected to and installed at an outlet side of the plasma generating container. A vacuum pump, an induction coil installed outside the plasma generating vessel, an impedance matching unit installed in connection with the induction coil, a radio wave generator connected to the impedance matching unit and generating a radio wave, and A heating pipe installed through the plasma generating vessel wound with an induction coil, a circulation pump connected to the heating pipe and connected to the connection pipe, and the connection pipe is connected to one side, and water for circulation of the heating pipe is stored and supplied therein. Including a storage tank to which the pipe and the discharge pipe are connected / installed, respectively, It is to provide a boiler heat exchanger using a plasma for raising the temperature of the water in the heating pipe conveyed by the circulation pump by the plasma.

Description

플라즈마를 이용한 보일러 열교환기 {High temperature plasma boiler}Boiler heat exchanger using plasma {High temperature plasma boiler}

본 발명은 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기에 관한 것으로, 라디오파에 의해 유도되는 고온의 플라즈마를 이용하여 보일러 등의 난방기에 적용할 수 있는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler heat exchanger using a plasma, and to a boiler heat exchanger using a plasma that can be applied to a heater such as a boiler by using a high temperature plasma induced by radio waves.

일반적으로 플라즈마는 이온화된 상태의 기체 혼합물로 정의되는 것으로, 기체에 열을 충분히 가하면 원자들간의 충돌로 인해 많은 수의 전자들이 원자핵의 구속에서 벗어나게 되는데 이것이 소위 물질의 제 4 상태라 불리는 플라즈마이다. 플라즈마 속에는 전기적으로 중성인 원자들로만 이루어진 고온 기체와는 달리 서로 반대의 전하를 띤 입자들, 즉 전자와 원자핵이 뒤섞여 존재한다. 따라서 전체적으로는 중성이지만 국부적으로 이온과 전자 사이의 전하 분리에 의해 전기장이, 전하의 흐름에 의해 전류와 자기장이 발생하게 된다.In general, a plasma is defined as a gas mixture in an ionized state. When enough heat is applied to the gas, a large number of electrons are released from the confinement of the nucleus due to collisions between atoms, which is called a fourth state of matter. Unlike hot gases, which consist only of electrically neutral atoms, plasma has a mixture of oppositely charged particles, the electrons and the nucleus. Therefore, the electric field is generated by the charge separation between the ions and the electrons, but the neutral and locally, the current and the magnetic field are generated by the flow of the charge.

보통 플라즈마는 아르곤등의 비활성 가스를 이용하여 형성시키며, 일단 생성된 아르곤 이온은 외부로부터 충분한 에너지를 받아들여 이온화과정을 계속하여 플라즈마를 안정하게 유지하고, 이때의 온도는 수천 도에 이른다.Normally, plasma is formed by using an inert gas such as argon, and once generated argon ions receive sufficient energy from the outside to continue the ionization process and keep the plasma stable. At this time, the temperature reaches several thousand degrees.

현재 우리나라 주택의 경우, 난방 및 급탕을 겸한 보일러가 대부분 공급되어 있으며, 이러한 보일러 등의 열교환기는 적정 연료(난방등유, 가스, 전기)를 연소시키면서 발생되는 온수를 난방 등의 용도에 사용할 수 있도록 되어 있다. 즉, 보일러는 화염연소 가스, 기타 그 밖의 고온가스에 의해 증기나 온수를 발생시키는 장치이며, 이때 발생되는 온수가 난방과 급탕기능을 수행함으로써 편리하고 따뜻한 난방환경을 만들도록 되어 있었다.At present, most Korean boilers are supplied with both heating and hot water supply, and heat exchangers such as boilers can use hot water generated by burning appropriate fuels (heating kerosene, gas, electricity) for heating purposes. have. In other words, the boiler is a device for generating steam or hot water by the flame combustion gas and other high-temperature gas, the hot water generated at this time to perform a heating and hot water function to create a convenient and warm heating environment.

상기 보일러 작동의 일반적인 흐름은 송풍기가 작동하면서 신선한 공기를 공급, 화실 및 연통 내의 잔류가스를 배출하고, 트랜스에서 발생한 고전압이 화실 내의 전극봉 양 극점에서 스파크(spark)를 일으켜 초기 불씨를 형성하며, 전자펌프가 작동하여 연소에 적합한 압력으로 화실에 공급한다. 초기 화염 형성과 함께 화염감지기가 감지를 하여 연소의 지속 여부 및 2차 가버너를 열고 정상 연소가 진행되도록 되어 있다.The general flow of the boiler operation is to supply the fresh air as the blower operates, to discharge the residual gas in the firebox and the communication, the high voltage generated in the transformer sparks at the electrode poles in the firebox to form the initial embers, The pump is operated and supplied to the firebox at a pressure suitable for combustion. Along with the initial flame formation, the flame detector senses that the combustion continues and the secondary governor is opened to normal combustion.

보일러는 상기와 같이 연소에 의해 발생된 열을 이용해 일정한 공간의 온도를 쾌적한 체감 온도로 유지하는 것이며, 이를 위해 온도 및 습도 등을 인위적으로 조절하기도 한다. 따라서 온도를 인위적으로 조절하기 위해서는 크게 열을 만드는 열 발생 기기 와 발생된 열을 필요한 장소에 수송하는 과정, 그리고 운반된 열을 소비하는 과정으로 구분할 수 있다. 또한, 보일러에서 설정온도까지 도달한 온수는 난방 출구관 및 난방 공급관을 통해 분배기로 공급되는데, 여기서 각각의 배관을 통해 난방이 필요한 장소까지 공급된다.The boiler is to maintain the temperature of a constant space at a comfortable haptic temperature by using the heat generated by the combustion as described above, for this purpose it is artificially adjusted to the temperature and humidity. Therefore, in order to control the temperature artificially, it can be divided into a heat generating device that generates heat, transporting the generated heat to a necessary place, and consuming the heat. In addition, the hot water reaching the set temperature from the boiler is supplied to the distributor through the heating outlet pipe and the heating supply pipe, where each pipe is supplied to the place where the heating is required.

이와 같은 구성에 의해 작동되는 종래의 보일러는 석유나 가스등과 같이 화재의 위험 또는 폭발의 위험 등 불안전한 요소를 구비하고 있는 소모성 연료를 사용하여야 하므로, 사용자의 안전을 도모하기 어려우며, 장기간 사용시 원유 또는 가스의 고갈로 인해 구하기가 곤란하고, 불완전연소로 인해 환경문제가 발생되는 문제점이 있었다.Conventional boilers operated by such a configuration have to use consumable fuels that have unstable elements such as fire or explosion, such as oil or gas, and thus it is difficult to promote the safety of the user. It is difficult to obtain due to the exhaustion of gas, and there is a problem that an environmental problem occurs due to incomplete combustion.

또한, 상기와 같은 연료를 연소시키기 위해서는 별도의 점화장치가 필요하므로, 부피가 커지고, 부품비용이 증대되며, 투자되는 비용에 비해 우수한 난방효과를 기대할 수 없는 등 여러 가지 문제점이 있었다.In addition, since a separate ignition device is required to burn the fuel as described above, there are various problems such as a large volume, an increase in component costs, and an inability to expect an excellent heating effect compared to the investment cost.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 플라즈마의 고열을 열교환기에 적용하여, 연료의 충전없이 연속적으로 열교환이 가능하고, 이로 인해 경제적 부담을 절감시키며, 석유 또는 가스 등의 연료로 인한 사고를 미연에 방지하여 화재발생 및 인명피해를 방지함과 동시에, 원유 또는 가스 등의 자원고갈 및 환경오염을 방지하고, 반영구적으로 사용할 수 있는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기를 제공하는 것이다.The present invention has been made in consideration of the above problems, and its object is to apply a high heat of plasma to the heat exchanger, thereby enabling continuous heat exchange without filling of fuel, thereby reducing the economic burden, fuel such as oil or gas It is to provide a boiler heat exchanger using plasma that can be used semi-permanently by preventing accidents caused by fire and preventing human injury, preventing resource depletion and environmental pollution, such as oil or gas.

본 발명은 일측단에 가스가 유입되는 충전구가 형성되고, 타측단에 공기가 배출되는 배출구가 형성되며, 내부에 가스가 충전되는 플라즈마 발생용기와, 상기 플라즈마 발생용기의 배출구측에 연결/설치되는 진공펌프와, 상기 플라즈마 발생용기의 외부에 설치되는 유도코일과, 상기 유도코일과 연결하여 설치되는 임피던스 매칭부와, 상기 임피던스 매칭부와 연결되고 라디오파를 발생하는 라디오파 발생부와, 상기 유도코일이 감긴 플라즈마 발생용기를 관통하여 설치되는 난방파이프와, 상기 난방파이프와 연결되고 연결파이프와 연결되는 순환펌프와, 상기 연결파이프가 일측에 연결되고 내부에 난방파이프 순환용 물이 저장되며 공급파이프 및 배출파이프가 각각 연결/설치되는 저장탱크를 포함하여 구성되어, 플라즈마 발생용기내에서 발생되는 플라즈마에 의해 순환펌프에 의해 이송되는 난방파이프내 물의 온도를 상승시키는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기를 제공함에 있다.According to the present invention, a filling port for introducing gas is formed at one end, and a discharge port for discharging air is formed at the other end, and a plasma generating container filled with gas therein is connected to and installed at an outlet side of the plasma generating container. A vacuum pump, an induction coil installed outside the plasma generating vessel, an impedance matching unit installed in connection with the induction coil, a radio wave generator connected to the impedance matching unit and generating a radio wave, and A heating pipe installed through the plasma generating vessel wound with an induction coil, a circulation pump connected to the heating pipe and connected to the connection pipe, and the connection pipe is connected to one side, and water for circulation of the heating pipe is stored and supplied therein. Including a storage tank to which the pipe and the discharge pipe are connected / installed, respectively, It is to provide a boiler heat exchanger using a plasma for raising the temperature of the water in the heating pipe conveyed by the circulation pump by the plasma.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 개략도1 is a schematic view showing a configuration according to the present invention

도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도2 is an exemplary view showing a configuration according to the present invention

도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 플라즈마 형성 모습을 보인 사진예시도3 is a photographic view showing a plasma forming state according to Example 1 of the present invention;

도 4 는 본 발명의 실시예 2 에 따른 플라즈마 형성 모습을 보인 사진예시도4 is a photographic view showing a plasma forming state according to Example 2 of the present invention;

도 5 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 플라즈마 형성 모습을 보인 사진예시도5 is a photographic view showing a plasma forming state according to Example 3 of the present invention;

도 6 은 본 발명의 실시예 4 에 따른 플라즈마 형성 모습을 보인 사진예시도6 is a photographic view showing a plasma forming state according to Example 4 of the present invention;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

(100) : 플라즈마 발생부재 (110) : 라디오파 발생부100: plasma generating member 110: radio wave generating unit

(120) : 임피던스 매칭부 (130) : 플라즈마 발생용기120: impedance matching unit 130: plasma generating vessel

(131) : 충전구 (132) : 배출구(131): filling inlet 132: outlet

(133) : 개폐스위치 (140) : 유도코일(133): opening and closing switch (140): induction coil

(150) : 진공펌프 (200) : 순환부재150: vacuum pump 200: circulation member

(210) : 난방파이프 (220) : 저장탱크(210): heating pipe (220): storage tank

(221) : 공급파이프 (222) : 연결파이프221: supply pipe 222: connection pipe

(223) : 배출파이프 (224) : 조절밸브(223): discharge pipe (224): control valve

(230) : 순환펌프 (300) : 충전물230: circulation pump 300: filling

(400) : 플라즈마400: plasma

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 개략도를, 도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 플라즈마 발생부재(100)에 의해 플라즈마를 형성하고, 상기 형성된 플라즈마에 의해 물의 온도를 상승시키며, 상기 상승된 물을 순환부재(200)에 의해 순환시키도록 되어 있다.1 is a schematic view showing a configuration according to the present invention, Figure 2 shows an exemplary view showing a configuration according to the present invention, the present invention forms a plasma by the plasma generating member 100, the formed plasma By raising the temperature of the water, the elevated water is circulated by the circulation member 200.

상기 플라즈마 발생부재(100)는 플라즈마를 안정적으로 발생시키는 것으로, 라디오파 발생부(110)에 의해 라디오파를 발생시키고, 상기 발생된 라디오파를 임피던스 매칭부(120)에 의해 플라즈마 발생용기(130)에 감겨 있는 유도코일(140)에 전달하며, 상기 유도코일(140)에 전달된 라디오파에 의해 플라즈마 발생용기(130)에서 플라즈마가 자발적으로 발생되도록 되어 있다.The plasma generating member 100 generates plasma stably, generates a radio wave by the radio wave generating unit 110, and generates the generated radio wave by the impedance matching unit 120. The coil is delivered to the induction coil 140 wound around, and the plasma is voluntarily generated in the plasma generation vessel 130 by the radio wave transmitted to the induction coil 140.

상기 플라즈마 발생용기(130)는 석영관으로 구성되어 있으며, 외부에 유도코일(140)이 다수번 감겨져 있고, 내부에 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 제논, 질소, 산소 등의 비활성가스 또는 물이 200 Torr 이하로 충전되어 있다. 이때, 상기 유도코일은 구리관으로 형성되어 있으며, 플라즈마 발생용기(130)내에 충전된 가스의 압력은 0.1~10 Torr 가 바람직하다.The plasma generating container 130 is composed of a quartz tube, the induction coil 140 is wound on the outside a number of times, the inert gas or water such as argon, helium, neon, krypton, xenon, nitrogen, oxygen, etc. It is charged below 200 Torr. At this time, the induction coil is formed of a copper tube, the pressure of the gas filled in the plasma generating vessel 130 is preferably 0.1 ~ 10 Torr.

또한, 상기 플라즈마 발생용기(130)의 양측단에는 가스의 유입 및 배출되는 충전구(131)와 배출구(132)가 각각 형성되어 있으며, 상기 충전구(131)와 배출구(132)에는 가스의 유입 및 배출이 용이하도록 개폐스위치(133)가 각각 설치되어 있다.In addition, the inlet 131 and the outlet 132 for inflow and outflow of gas are formed at both ends of the plasma generation vessel 130, respectively, the inlet 131 and the outlet 132, the inflow of gas And opening and closing switch 133 is provided to facilitate the discharge, respectively.

또한, 상기 배출구(132)에 연결하여 진공펌프(150)가 연결되어 있으며, 상기 진공펌프(150)는 플라즈마 발생용기(130)내에서 플라즈마가 형성될 수 있도록 플라즈마 발생용기(130)내를 진공으로 만들어 준다.In addition, a vacuum pump 150 is connected to the outlet 132, and the vacuum pump 150 vacuums the plasma generating container 130 so that plasma can be formed in the plasma generating container 130. Make it.

상기 라디오파 발생부(110)는 임피던스 매칭부(120)와 연결되어 있으며, 60~100 W의 파워(power)를 발생하며, 여기에서 발생되는 라디오파는 임피던스 매칭부(120)에 의해 조절되어 플라즈마 발생용기(130)에서 플라즈마가 안정화 되도록 한다.The radio wave generator 110 is connected to the impedance matching unit 120, and generates a power of 60 ~ 100 kHz, and the radio wave generated therein is controlled by the impedance matching unit 120 to control the plasma The plasma is stabilized in the generating vessel 130.

상기와 같이 구성된 플라즈마 발생부재(100)는 진공펌프(150)에 의해 진공상태를 유지하는 플라즈마 발생용기의 충전구(131)를 통해 비활성 가스가 충진되고, 상기 라디오파 발생부(110)에 의해 라디오파가 발생되며, 상기 발생된 라디오파는 임피던스 매칭부(120)를 통해 플라즈마 발생용기(130)외부에 감겨져 있는 유도코일(140)에 전달되어 플라즈마 발생용기(130)내에 플라즈마를 형성시키도록 되어 있다.Plasma generating member 100 configured as described above is filled with an inert gas through the filling port 131 of the plasma generating vessel to maintain a vacuum state by the vacuum pump 150, by the radio wave generating unit 110 Radio waves are generated, and the generated radio waves are transferred to the induction coil 140 wound outside the plasma generation vessel 130 through the impedance matching unit 120 to form plasma in the plasma generation vessel 130. have.

상기 순환부재(200)는 플라즈마에 의해 온도가 상승된 물(온수)를 순환시켜 실질적으로 난방을 하는 것으로, 상기 유도코일(140)이 외부에 감긴 플라즈마 발생용기(130)내를 관통하는 난방파이프(210)와, 상기 난방파이프(210)에 연결되는 저장탱크(220)와, 상기 저장탱크(220)의 일측에 위치하고 난방파이프(210)에 연결/설치되는 순환펌프(230)로 구성되어 있다.The circulation member 200 circulates water (hot water) whose temperature is raised by plasma to substantially heat the heating pipe. The heating pipe penetrates the inside of the plasma generating vessel 130 in which the induction coil 140 is wound outside. 210, a storage tank 220 connected to the heating pipe 210, and a circulation pump 230 positioned at one side of the storage tank 220 and connected / installed to the heating pipe 210. .

상기 난방파이프(210)는 저장탱크(220)내의 물을 순환펌프(230)에 의해 이송시키는 것으로, 열교환 면적의 확대를 위하여 플라즈마 발생용기(130)내에 지그재그로 또는 주름관(또는 방열관) 형상으로 형성되어 있다. 이때, 상기 플라즈마 발생용기(130)내에 위치하는 난방파이프는 효과적인 열교환을 위하여 플라즈마 발생부위를 중심으로 양측에 각각 위치하도록 설치된다. 즉, 상기 난방파이프(210)는 플라즈마 발생용기(130)의 일측을 관통하고, 상기 플라즈마 발생용기(130)의 일측을 관통한 난방파이프는 다시 플라즈마 발생용기(130)의 또다른 일측을 관통하도록 하여, 플라즈마 발생용기(130)의 일측을 관통하는 난방파이프에 의해 플라즈마 발생용기내에서 난방파이프의 물이 1차 상승하며, 온도가 1차 상승된 난방파이프내의 물은 플라즈마 발생용기의 또다른 일측을 관통하는 난방파이프에 의해 플라즈마 발생용기내에서 온도가 2차 상승하여 순환되도록 되어 있다.The heating pipe 210 is to transfer the water in the storage tank 220 by the circulation pump 230, in a zigzag or corrugated pipe (or heat dissipation tube) shape in the plasma generating vessel 130 to enlarge the heat exchange area Formed. At this time, the heating pipe located in the plasma generating vessel 130 is installed to be located on both sides with respect to the plasma generating portion for effective heat exchange. That is, the heating pipe 210 penetrates one side of the plasma generating vessel 130, and the heating pipe penetrating one side of the plasma generating vessel 130 passes again through another side of the plasma generating vessel 130. Thus, the water in the heating pipe rises first in the plasma generation vessel by the heating pipe passing through one side of the plasma generation vessel 130, and the water in the heating pipe in which the temperature is first increased is another side of the plasma generation vessel. The heating pipe penetrates the second temperature in the plasma generation vessel to circulate thereafter.

상기 순환펌프(230)는 플라즈마 발생용기(130)와 저장탱크(220) 사이에 위치하는 난방파이프에 연결/설치되는 것으로, 저장탱크(220)내에 저장된 물을 플라즈마 발생용기(130) 방향으로 이송시킨다.The circulation pump 230 is connected to / installed by a heating pipe positioned between the plasma generating container 130 and the storage tank 220, and transfers the water stored in the storage tank 220 toward the plasma generating container 130. Let's do it.

상기 저장탱크(220)는 물을 저장하는 것으로, 저장탱크(220)내로 물을 공급하는 공급파이프(221)와, 상기 공급된 물을 순환펌프(230)로 이송하는 연결파이프(222) 및, 플라즈마 발생용기(130)에 의해 온도가 상승한 물을 배출하는 배출파이프(223)가 각각 연결/설치되어 있으며, 상기 공급파이프(221), 연결파이프(222), 배출파이프(223)에는 각각 조절밸브(224)가 설치되어 있다.The storage tank 220 stores water, a supply pipe 221 for supplying water into the storage tank 220, a connection pipe 222 for transferring the supplied water to the circulation pump 230, and Discharge pipes 223 for discharging the water whose temperature has risen by the plasma generating vessel 130 are connected / installed, respectively, and the control pipes 221, the connection pipes 222, and the discharge pipes 223 are control valves, respectively. 224 is installed.

즉, 상기 각각의 조절밸브(224)는 통상적인 난방장치에 설치된 센서 및 조절수단에 의해 작동되어, 저장탱크내에 일정량의 물이 공급되도록, 플라즈마의 열에 의해 일정량의 물 온도가 상승되도록, 설정된 온도에 맞게 온수가 배출되도록, 조절된다.That is, each of the control valve 224 is operated by a sensor and a control means installed in a conventional heating device, so that a predetermined amount of water temperature is raised by the heat of the plasma so that a predetermined amount of water is supplied to the storage tank, the set temperature It is adjusted so that hot water is discharged accordingly.

이하 본 발명을 도면 및 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and examples.

실시예 1Example 1

도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 플라즈마 형성 모습을 보인 사진예시도를 도시한 것으로, 플라즈마 발생용기내에 아르곤 기체를 0.6 Torr 로 충전하고, 플라즈마 발생용기에 구리관을 2~10번 감은 다음, 라디오파의 파워를 20~100 W로 조절하였다.3 is a photographic illustration showing a plasma formation in accordance with Example 1 of the present invention, filled with argon gas to 0.6 Torr in the plasma generating vessel, and wound the copper tube to the plasma generating vessel 2 to 10 times , The power of the radio wave was adjusted to 20 ~ 100W.

실시예 2Example 2

도 4 는 본 발명의 실시예 2에 따른 플라즈마 형성 모습을 보인 사진예시도를 도시한 것으로, 플라즈마 발생용기내에 아르곤 기체를 1.0 Torr 로 충전하고, 플라즈마 발생용기에 구리관을 2~10번 감은 다음, 라디오파의 파워를 20~100 W로조절하였다.4 is a photographic illustration showing a plasma formation in accordance with Example 2 of the present invention, the argon gas is charged to 1.0 Torr in the plasma generating vessel, and the copper tube is wound 2 to 10 times in the plasma generating vessel. , The power of the radio wave was adjusted to 20 ~ 100W.

실시예 3Example 3

도 5 는 본 발명의 실시예 3에 따른 플라즈마 형성 모습을 보인 사진예시도를 도시한 것으로, 플라즈마 발생용기내에 아르곤 기체를 1.5 Torr 로 충전하고, 플라즈마 발생용기에 구리관을 2~10번 감은 다음, 라디오파의 파워를 20~100 W로 조절하였다.FIG. 5 is a photographic illustration showing a plasma formation in accordance with Example 3 of the present invention. After filling argon gas with 1.5 Torr in a plasma generation vessel, and winding a copper tube 2-10 times in a plasma generation vessel, , The power of the radio wave was adjusted to 20 ~ 100W.

상기 실시예 1,2,3 에 따른 도 3, 4, 5 에 도시된 바와 같이, 플라즈마 기체를 아르곤으로 사용하였을 경우, 압력 0.6~1.5 Torr 사이의 아르곤 발광세기를 관찰한 결과, 라디오파의 파워가 20~100 W 이내면 1.5 Torr 이하의 아르곤 압력하에서 매우 안정한 플라즈마가 형성되는 것을 알 수 있다.As shown in FIGS. 3, 4, and 5 according to Examples 1, 2, and 3, when plasma gas is used as argon, the results of observing the argon emission intensity between the pressure of 0.6 to 1.5 Torr, the power of the radio wave It can be seen that the plasma is very stable under the argon pressure of 1.5 Torr or less when is within 20 ~ 100 Pa.

또한, 상기 플라즈마는 실제로 1 Torr 이하에서는 자체발화를 일으켜 발생되며, 이후에 가스의 압력을 서서히 높이면서 플라즈마의 온도를 상승시켜 안정한 상태로 유지하여도 된다. 즉, 본 발명은 플라즈마 발생용기에 별도의 열을 가하지 않고, 플라즈마 발생용기내에 충전되는 기체의 압력을 조절하여, 자체발화시킨 후, 기체의 압력을 서서히 높이면서 플라즈마의 온도를 상승시켜도 된다.In addition, the plasma is actually generated by self-ignition at 1 Torr or less, and may be maintained in a stable state by raising the temperature of the plasma while gradually increasing the pressure of the gas. That is, the present invention may increase the temperature of the plasma while gradually increasing the pressure of the gas after adjusting the pressure of the gas charged in the plasma generating container and self-igniting without applying additional heat to the plasma generating container.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1,2,3의 실험조건을 바탕으로 지름이 5㎜ 인 구리관을 플라즈마 발생용기의 외부에 6번 감고, 플라즈마 발생용기내에 0.1~10 Torr 이하의 압력을유지하도록 아르곤 기체를 충전시킨 후, 27㎒의 라디오파를 사용하여 20~100W의 파워를 사용하여 플라즈마를 형성하였으며, 이를 도 6 에 도시하였다.Based on the experimental conditions of Examples 1, 2, and 3, a copper tube having a diameter of 5 mm was wound six times on the outside of the plasma generation vessel, and the argon gas was charged to maintain a pressure of 0.1 to 10 Torr or less in the plasma generation vessel. After the plasma was formed, a plasma was formed using a power of 20 to 100 Hz using a 27 MHz radio wave, which is illustrated in FIG. 6.

도 6 에 도시된 바와 같이 플라즈마 발생용기내에서 안정된 플라즈마가 형성되었으며, 이를 통과하는 물이 수분 안에 가열되는 것을 관찰 할 수 있다.As shown in FIG. 6, a stable plasma was formed in the plasma generating vessel, and water passing therethrough may be observed to be heated in a few minutes.

이때, 상기 발생된 플라즈마는 0.1~10 Torr 의 아르곤 압력하에서 발생되며, 각기 다른 압력하에서는 다른 형상으로 플라즈마가 형성되고, 상기 라디오파는 13.56㎒를 사용하여도 된다.At this time, the generated plasma is generated under argon pressure of 0.1 ~ 10 Torr, the plasma is formed in a different shape under different pressure, the radio wave may use 13.56MHz.

즉, 본 발명은 상기 실시예에서와 같이 라디오파의 파워를 20~100 W 로하고, 플라즈마 기체를 아르곤을 사용하였을 때, 0.1~10 Torr 의 압력 사이의 아르곤의 발광기체를 관찰한 결과 0.1~10 Torr 범위내의 아르곤 압력하에서 매우 안정한 플라즈마가 형성되었다.That is, in the present invention, when the power of the radio wave is set to 20 to 100 kW as in the above embodiment, and when argon is used as the plasma gas, the emission gas of argon between 0.1 to 10 Torr is observed. Very stable plasma was formed under argon pressure in the range of 10 Torr.

상기 실시예는 또한, 상기 플라즈마 발생용기내에 충전되는 기체를 아르곤으로 한정하여 실시한 것이나, 상기 아르곤 이외의 기체 즉, 헬륨, 네온, 크립톤, 제논, 질소, 산소 등의 비활성가스 또는 물을 사용하여도 상기 기재된 실시예와 거의 동일한 결과가 나오게 되다.In the above embodiment, the gas filled in the plasma generating vessel is limited to argon, but inert gas such as helium, neon, krypton, xenon, nitrogen, oxygen, or water other than the argon may be used. The result is almost the same as in the above-described embodiment.

또한, 본 발명은 보일러 이외의 장치 즉, 열교환기를 사용하는 모든 장치에 적용하여 사용할 수 있다.In addition, the present invention can be applied to devices other than boilers, that is, all devices using heat exchangers.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

이와 같이 본 발명은 석유나 가스보일러 등과 같이 소모성 연료를 사용하지 않으므로, 매번 연료를 충전해야 하는 번거로움이 없으며, 이로 인해 경제적 부담을 해소할 수 있고, 소모성 연료의 연소에 따른 환경오염 및 화재위험을 미연에 방지할 수 있다.As such, since the present invention does not use consumable fuel such as oil or gas boiler, there is no need to recharge fuel every time, thereby eliminating the economic burden, and environmental pollution and fire risk due to combustion of consumable fuel. Can be prevented in advance.

또한, 플라즈마 발생용기에 충전된 기체는 자연적으로 소진되어 플라즈마 발생용기의 압력이 크게 변화하지 않는 한 연속하여 사용할 수 있으며, 저 압력하에서 플라즈마를 발생하기 때문에 극히 적은 양의 가스를 필요한다.In addition, the gas filled in the plasma generating vessel can be used continuously as long as it is naturally exhausted and the pressure of the plasma generating vessel does not change significantly. Since the plasma is generated under low pressure, a very small amount of gas is required.

또한, 1 Torr 이하의 압력하에서는 플라즈마가 자체발화되고, 충전된 기체의 압력조절에 따라 플라즈마의 온도가 상승하므로, 별도의 점화장치가 필요 없으며, 이로인해 경제적 부담을 절감하고, 구성을 단순화할 수 있다.In addition, since the plasma self-ignites under a pressure of 1 Torr or less, and the temperature of the plasma rises according to the pressure control of the charged gas, a separate ignition device is not necessary, thereby reducing the economic burden and simplifying the configuration. have.

또한, 반영구적으로 사용이 가능하므로, 고갈될 소지가 있는 종래의 연료로 인한 에너지 위기에 미리 대처할 수 있으며, 자체 에너지가 생산되지 않는 국가적인 상화에 비추어 외화소비를 줄이고, 외화를 획득할 수 있는 등 많은 효과가 있다.In addition, since it can be used semi-permanently, it can cope in advance with the energy crisis caused by conventional fuels that are likely to be depleted, reduce foreign currency consumption, and obtain foreign currency in light of national circumstances where its own energy is not produced. There are many effects.

Claims (5)

일측단에 가스가 유입되는 충전구가 형성되고, 타측단에 공기가 배출되는 배출구가 형성되며, 내부에 가스가 충전되는 플라즈마 발생용기와,Filling openings are formed in the gas inlet is formed in one end, the outlet is formed in the air is discharged in the other end, the plasma generating vessel is filled with gas therein, 상기 플라즈마 발생용기의 배출구측에 연결/설치되는 진공펌프와,A vacuum pump connected / installed to the outlet side of the plasma generating vessel; 상기 플라즈마 발생용기의 외부에 설치되는 유도코일과,An induction coil installed outside the plasma generating vessel; 상기 유도코일과 연결하여 설치되는 임피던스 매칭부와,An impedance matching unit installed in connection with the induction coil; 상기 임피던스 매칭부와 연결되고 라디오파를 발생하는 라디오파 발생부와,A radio wave generator connected to the impedance matching unit to generate a radio wave; 상기 유도코일이 감긴 플라즈마 발생용기를 관통하여 설치되는 난방파이프와,A heating pipe installed through the plasma generating vessel in which the induction coil is wound; 상기 난방파이프와 연결되고 연결파이프와 연결되는 순환펌프와,A circulation pump connected to the heating pipe and connected to the connection pipe; 상기 연결파이프가 일측에 연결되고 내부에 난방파이프 순환용 물이 저장되며 공급파이프 및 배출파이프가 각각 연결/설치되는 저장탱크를 포함하여 구성되어, 플라즈마 발생용기내에서 발생되는 플라즈마에 의해 순환펌프에 의해 이송되는 난방파이프내 물의 온도가 상승하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기.The connecting pipe is connected to one side, and the water for heating pipe circulation is stored therein and includes a storage tank to which the supply pipe and the discharge pipe are connected / installed, respectively, to the circulation pump by the plasma generated in the plasma generating vessel. Boiler heat exchanger using a plasma, characterized in that the temperature of the water in the heating pipe conveyed by the rise. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 라디오파 발생부에서 발생되는 라디오파는 20~100W의 파워를 구비하고, 13.56㎒, 27.1㎒ 중 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기.The radio wave generated by the radio wave generating unit has a power of 20 ~ 100 kW, and the boiler heat exchanger using plasma, characterized in that used to select from 13.56MHz, 27.1MHz. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 플라즈마 발생용기내에 충전되는 가스의 압력은 0.1~10 Torr 인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기.The pressure of the gas filled in the plasma generating vessel is 0.1 ~ 10 Torr, the boiler heat exchanger using a plasma. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서;The method of claim 1 or 3; 상기 플라즈마 발생용기내에는 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 제논, 질소, 산소, 물 등으로 이루어진 군에서 선택하여 충전하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기.The plasma generation vessel is a heat exchanger using a plasma, characterized in that the filling selected from the group consisting of argon, helium, neon, krypton, xenon, nitrogen, oxygen, water and the like. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 플라즈마 발생용기내에서 발생되는 플라즈마는 1 Torr 이하의 기체충전하에서 자동발화되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 보일러 열교환기.The plasma generated in the plasma generating vessel is automatically ignited under a gas charge of less than 1 Torr, the boiler heat exchanger using a plasma.
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