KR100723925B1 - 수평식 고주파 유도 가열 장치 - Google Patents

수평식 고주파 유도 가열 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파유도가열기를 수평으로 설치함으로써 열손실을 최소로 하여 열효율을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 한 수평식 고주파 유도 가열 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 통공(110fi)이 구비된 전면(110f)과 통공(110ri)이 구비된 후면(110r)과 측면(110s)과 상면(110t)과 바닥면(110b)으로 구성되는 하우징(110), 상기 하우징(110)의 전면(110f)의 통공(110fi)과 후면(110r)의 통공(110ri)에 각각 고정되며 유기되는 유도기전력에 의하여 발열하는 가열통(131)과, 상기 가열통(131)의 내부에 구비되는 절연통(132)과 상기 절연통(132)의 내부에서 보빈(미도시)에 감겨져 구비되며 고주파 교류 전류가 인가되어서 상기 가열통(131)에 유도기전력을 유기시키는 유도코일(133)로 구성되는 고주파유도가열기(130), 상기 '하부 차단벽'(120)에 의해 구획되는 상기 하우징(110)의 바닥면(110b)의 일 측에 형성되어 상기 하우징(110) 내부로 환수를 공급하는 환수 유입관(112), 및 상기 환수 유입관(112)과 대향되는 상기 바닥면(110b)의 타 측에 형성되어 상기 고주파유도가열기(130)에 의해서 가열된 난방수를 '난방수 배관'으로 공급하는 송수관(114)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의하면, 유도가열장치 내부 수리를 위한 A/S의 경우 매우 편리하며 동시에 열효율을 획기적으로 높일 수 있는 이점이 있다.
전기보일러, 고주파유도가열, 열손실, 열효율

Description

수평식 고주파 유도 가열 장치{Horizontal type High Frequency Indduction Heating Device}
도 1a는, 종래 기술에 의한 고주파 유도 가열 장치의 구성도이다.
도 2b는, 도 1a에 의한 유도 가열 장치를 구비한 '고주파유도가열 전기 보일러'의 개념도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치의 구성도이다.
도 3은, 도 2의 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치의 구성도이다.
도 5는, 도 4의 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치의 구성도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치와 이를 이용한 전기 보일러 시스템의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100, 100', 100'' ; 본 발명에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치
110 ; 하우징 110f ; 전면 뚜껑
110b ; 하우징의 바닥면 110s ; 하우징의 측면
110t ; 하우징의 상면 112 ; 환수 유입관
114 ; 송수관 116 ; 팽창관
120 ; 하부 차단벽 130, 130', 130''; 고주파 유도 가열기
131 ; 가열통 132 ; 절연통
133 ; 유도코일 140 ; 디퓨저
151,151'; 열전도 막대 152 ; 온도센서 웰
S1 ; 스모스탯 S2 ; 온도센서
200 ; 팽창탱크 202 ; 팽창수 유입관
204 ; 하부 출입관 206 ; 상부 팽창수 유출관
210 ; 수위센서 L4 ; 난방수 배관
V1 ; 압력밸브 V2 ; 급수밸브
L1 ; 팽창수 배관 L2 ; 넘침 배관
본 발명은 고주파 유도 가열 장치에 관한 것으로, 특히 고주파유도가열기를 수평으로 설치함으로써 열손실을 최소로 하여 열효율을 높일 수 있도록 하기에 적당하도록 한 수평식 고주파 유도 가열 장치에 관한 것이다.
일반적으로 경유나 가스 등 화석연료의 고갈과 함께 연료비의 가격이 지속적으로 상승하고 있고 운전시 유해가스를 발생시켜 환경오염을 야기하는 문제 등으로 보일러나 온풍기 등의 난방 가열장치에도 전기에너지를 이용하는 기술이 연구 발전
되고 있는 추세이다.
전기를 이용하는 난방 가열장치의 한 예로서 코일에 전류를 인가하고 이 코일에 의해 금속재질의 가열통을 유도가열하여 난방수를 가열하는 방식의 유도 전류를 이용한 고주파 발열 방식의 고주파 유도 가열 장치가 개시되어 있다.
도 1a에는 종래 기술에 의한 고주파 유도 가열 장치의 구성도가 도시되어 있고, 도 2b에는 도 1a에 의한 유도 가열 장치를 구비한 '고주파유도가열 전기 보일러'(A)의 개념도가 도시되어 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 유도 가열 장치(1)는, 절연통(12) 내부에 유도코일(11)이 설치되고, 상기 절연통(12)의 둘레에 가열통(13)이 구비된다.
이와 같은 구성에 의하여 유도코일(11)에 고주파 교류 전류가 인가되면 상기 가열통(13)은 2차 유기되어서 가열통에 유도전압이 발생하며, 그 결과 가열통(13)은 유도 가열된다.
상기와 같이, 가열통(13)이 유도 가열되면 환수 유입관(10a)을 통해서 유입된 난방수는 가열되어서 송수관(10b)을 통해 유출되고 난방수 배관(미도시)으로 보내어져서 난방수 또는 온수로 사용되게 된다.
그리고, 상기 유도 가열 장치(1)는 '고주파유도가열 전기 보일러'(A)의 내부 에 구비된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 유도코일(11) 교환을 위해서는 상면 케이스(At)을 열어서 상부에서 유도코일(11)을 교환하면서 동시에, 전면 케이스(Af)를 열어서 교환된 유도코일(11)과 컨트롤 박스(CB)와의 결선 등의 A/S를 수행한다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 유도 가열 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 상기와 같은 종래 기술에 의한 유도 가열 장치(1)는 가열통(13)이 수직으로 세워져 있었기 때문에 난방수를 균일하게 가열하지 못하였고, 그 결과 열효율이 좋지 않은 문제점이 있었다.
즉, 종래 기술에 의한 유도 가열 장치(1)에 있어서, 환수 유입관(10a)을 통해서 유입된 난방수는 가열통(13)에 의해서 충분히 가열되지 않은 채로 곧 바로 송수관(10b)으로 강제 유입되었고, 그 결과 하우징(10) 내부의 난방수 전체가 균일하게 가열되지 않게 되어서 충분히 가열되지 않은 물이 난방수로 이용되는 문제점이 있었다.
둘째, 종래 기술에 의한 유도 가열 장치(1)의 경우, 하우징(10) 내부에 채워지는 난방수는 가열통(13) 전체를 채울 수 있도록 하우징(10) 내부에 채워지는 것이 아니라 가열통(13)의 약 2/3 정도의 높이만 채울 수 있도록 난방수가 하우징(10) 내부에 채워진다.
그 이유는, 환수 유입관(10a)을 통해서 유입된 난방수가 가열되는 경우 팽창이 일어나고 수증기가 발생하기 때문에, 난방수가 하우징(10) 내부 전체를 모두 채 우는 경우 유도 가열 장치(1) 전체가 폭발하게 되는 위험이 있었기 때문이다.
상기와 같이 난방수가 가열통(13) 전체를 채울 수 있을 만큼 하우징(10) 내부에 채워지지 못하기 때문에 가열통(13)에서 발열하는 열의 전부가 난방수를 가열하는 데 사용하지 않고 난방수가 채워지지 못한 만큼 열손실이 있게 된다. 그 결과 유도 가열 장치(1)의 열효율은 매우 불량하게 되는 치명적인 문제점이 있게 된다.
셋째, 종래 기술에 의한 수직식 유도 가열 장치(1)의 경우, 유도코일 교환 등의 A/S(After Service)를 위해서는 상면 케이스(At)와 전면 케이스(Af)의 모두 열어야 했기 때문에 매우 불편하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치의 목적은, 고주파 유도 가열기를 수평으로 설치하고 환수관을 통해서 유입된 찬물이 가열통 전체를 지나서 송수관으로 흐로도록 하여 난방수의 열대류를 원활하게 함으로써 난방수 전체를 균일하게 가열할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 고주파 유도 가열 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치의 다른 목적은, 고주파유도가열기를 수평으로 설치하고 하우징 상면에 팽창관을 구비하여 팽창관을 통해서 팽창되어 유출되는 난방수를 팽창탱크에 저장함으로써, 가열통 전체를 채울 수 있도록 하기에 적당하도록 한 고주파 유도 가열 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치의 또 다른 목적은, 팽창탱크 내부에 수위감지센서를 설치하고 상기 수위감지센서에서 출력되는 제어신호를 기초로 급수밸브의 개폐를 제어함으로써, 하우징 내부의 난방수 공급을 더욱 원활하고 편리하게 할 수 있도록 하는 고주파 유도 가열 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 수평식 고주파 유도 가열 장치는, 통공이 구비된 전면과 통공이 구비된 후면과 측면과 상면과 바닥면으로 구성되는 하우징, 상기 하우징의 전면의 통공과 후면의 통공에 각각 고정되며 유기되는 유도기전력에 의하여 발열하는 가열통(131)과, 상기 가열통의 내부에 구비되는 절연통과 상기 절연통의 내부에서 보빈에 감겨져 구비되며 고주파 교류 전류가 인가되어서 상기 가열통에 유도기전력을 유기시키는 유도코일로 구성되는 고주파유도가열기, 상기 '하부 차단벽'에 의해 구획되는 상기 하우징의 바닥면의 일 측에 형성되어 상기 하우징 내부로 환수를 공급하는 환수 유입관, 및 상기 환수 유입관과 대향되는 상기 바닥면의 타 측에 형성되어 상기 고주파유도가열기에 의해서 가열된 난방수를 '난방수 배관'으로 공급하는 송수관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
다음은 본 발명인 수평식 고주파 유도 가열 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치(100)의 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 단면도가 도시되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 수평식 고주 파 유도 가열 장치(100)는, 하우징(110)과 '하부 차단벽'(120)과 수평식 고주파유도가열기(130)와 '환수 유입관'(112)과 송수관(114)과 디퓨저(diffuser)(140)와 온도센서(S2)와 '열전도 막대'(151)와 '온도센서 웰'(152)과 스모스탯(thermostat) (S1)을 포함하여 구성된다.
상기 하우징(110)은 통공(110fi)이 구비된 전면(110f)과 통공(110ri)이 구비된 후면(110r)과 측면(110s)과 상면(110t)과 바닥면(110b)으로 구성된다.
상기 전면(110f)의 중앙에 형성된 통공(110fi)과 후면(110r)의 중앙에 형성된 통공(110ri)에 가열통(131)이 예컨대 용접 등에 의하여 고정되며, 상기 전면(110f)과 후면(110r)과 측면(110s)과 상면(110t)과 바닥면(110b)과 가열통(131)으로 이루어진 공간에 난방수가 채워진다.
상기 고주파유도가열기(130)는, 상기 통공(110fi)과 통공(110ri)에 고정되며 유기되는 유도기전력에 의하여 발열하는 가열통(131)과, 상기 가열통(131)의 내부에 구비되는 절연통(132)과 상기 절연통(132)의 내부에서 보빈(미도시)에 감겨져 구비되며 고주파 교류 전류가 인가되어서 상기 가열통(131)에 유도기전력을 유기시키는 유도코일(133)로 구성된다.
상기 '하부 차단벽'(120)은 상기 하우징(110)의 바닥면(110b)과 가열통(131) 사이에 설치되어 바닥면(110b)을 좌우 둘로 구획(환수 유입관(112)이 있는 쪽을 '하우징의 왼쪽'이라 하고, 송수관(114)이 있는 쪽을 '하우징의 오른쪽'이라 한다.)하여 환수 유입관(112)을 통해 유입된 찬물인 난방수가 '하우징의 오른쪽'으로 곧 바로 흐르지 않고 가열통(131)의 둘레를 따라서 흐르도록 열대류(도 3에 화살표로 도시되어 있음)를 형성하는 역할을 한다.
상기 '환수 유입관'(112)은 상기 '하부 차단벽'(120)에 의해 구획되는 상기 하우징(110)의 바닥면(110b)의 일 측(즉, '하우징의 왼쪽')에 형성되어 상기 하우징(110) 내부로 환수를 공급한다.
상기 송수관(114)은 상기 환수 유입관(112)과 대향되는 상기 바닥면(110b)의 타 측(즉, '하우징의 오론쪽')에 형성되어 상기 고주파유도가열기(130)에 의해서 가열된 난방수를 '난방수 배관'으로 공급한다.
상기 디퓨저(diffuser)(140)는 상기 환수 유입관(112)으로부터 유입되는 환수가 상기 가열통(131) 전체로 균일하게 확산되도록 하기 위하여, 상기 환수 유입관(112)의 직상방에 위치하도록 상기 하우징(110)의 측면(110s)에 형성된다.
상기 온도센서(S2)는 상기 송수관(114)의 입구 직상방에 위치하여 상기 송수관(114)으로 유입되는 난방수의 온도를 감지한다.
상기 '열전도 막대'(151)는 상기 가열통(131)에서 돌출되어서 고정 설치되어서 가열통(131)의 열을 '온도센서 웰'(152)을 통해서 스모스탯(S1)으로 전달한다.
상기 '온도센서 웰'(152)은 상기 '열전도 막대'(151)에 면접촉되도록 상기 하우징(110)의 상면(110t)에 나사 체결된다. 그리고, '온도센서 웰'(152)은 열전도 막대(151)에 용접에 의해서 고정되는 것도 바람직하다.
상기 스모스탯(S1)은 상기 '온도센서 웰'(152)의 내부에 구비되며, 상기 가열통(131)에서 발열되는 열이 소정 값 이상인 경우 오프 구동되어서 상기 유도코일(133)에 인가되는 전류를 차단한다.
상기 스모스탯(S1)이 '온도센서 웰'(152)과 열전도 막대(151)에 의해서 가열통(131)의 온도를 감지하도록 한 이유는, 예컨대 물이 없는 경우 등의 난방수의 수위가 스모스탯(S1)에 이르지 못하는 경우에도 가열통(131)의 과열을 감지하기 위함이다.
즉, 하우징(110)의 내부에 스모스탯(S1)을 설치하는 경우 난방수가 채워진 경우에는 문제가 없으나, 예컨대 난방수가 없는 경우 등 난방수의 수위가 스모스탯(S1)에 이르지 못하는 경우(즉, 스모스탯(S1)이 난방수에 잠긴 것이 아니라 하우징(S1) 내부의 공기에 노출된 경우)에는 스모스탯(S1)은 가열통(131)의 온도도 감지할 수 없기 때문에(공기를 통해서는 열전도가 거의 되지 않기 때문), 가열통(131)이 과열되는 경우에도 과열된 가열통(131)을 감지하여 못하여 유도코일(133)에 인가되는 고주파 교류전류를 차단할 수 없게 되는 문제점이 발생하기 때문에 이를 방지하기 위함이다.
도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치의 구성도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 단면도가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치는, 2 개의 고주파유도가열기(130', 130'')로 구성된다.
상기 고주파유도가열기(130')와 바닥면(110b) 사이에는 상기 '하부 차단벽'(120)이 설치되며, 상기 고주파유도가열기(130")와 하우징(110)의 상면(110t) 사이에는 '상부 차단벽'(160)이 설치된다.
상기 '상부 차단벽'(160)은 고주파유도가열기(130')를 거친 난방수가 곧 바 로 송수관(114)으로 유입되지 않고 고주파유도가열기(130'')의 아랫부분을 거쳐서 송수관(114)으로 유입되도록 하여 난방수가 균일하게 가열되도록 한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치는, 상기 고주파유도가열기(130')와 상기 고주파유도가열기(130'')에 구비된 한 쌍의 가열통(131)에 걸쳐서 고정되어 있는 열전도 막대(151')와, 상기 열전도 막대(151')에 면접촉되도록 상기 하우징(110)의 전면(110f)에 나사 체결되는 '온도센서 웰'(152)과, 상기 '온도센서 웰'(152)의 내부에 구비되어서 상기 가열통(131)에서 발열되는 열이 소정 값 이상인 경우 오프 구동되어서 상기 유도코일(133)에 인가되는 전류를 차단하는 스모스탯(S1)을 더 포함되어 구성된다.
상기 스모스탯(S1)이 '온도센서 웰'(152)과 열전도 막대(151')에 의해서 가열통(131)의 온도를 감지하도록 한 이유는, 예컨대 물이 없는 경우 등의 난방수의 수위가 스모스탯(S1)에 이르지 못하는 경우에도 가열통(131)의 과열을 감지하기 위함은 상기에서 설명한 바와 같다.
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치의 구성도가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치는 수평식 고주파유도가열기(130)를 앞뒤 한 쌍으로 하여 복 수개 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치와 이를 이용한 '고주파유도가열 전기 보일러' 시스템의 구성도가 도시되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 수평식 고주파 유도 가열 장치는, 팽창관(116)과 팽창탱크(200)와 감압밸브(V4)를 더 포함하여 구성된다.
상기 팽창관(116)은 상기 하우징(110)의 상면(110t)에 형성되어 상기 하우징(110) 내부에서 팽창되어 흘러 넘치는 난방수를 상기 팽창탱크(200)로 안내한다.
상기 팽창탱크(200)는 상기 팽창관(116)에 '팽창수 배관'(L1)을 통해 연결되는 '팽창수 유입관'(202)을 구비하여 상기 팽창관(116)을 통해서 유출되는 난방수를 저장한다.
상기 팽창탱크(200)에는, 상기 팽창탱크(200)의 내부에 구비되어 팽창수의 수위가 소정 높이 이하로 내려가는 경우 이를 감지하여 '밸브 구동 제어신호'를 급수밸브(V2)로 출력하는 수위센서(210)와, 상기 팽창탱크(200)의 측면 하부에 형성되어서 상기 팽창탱크(200)에 저장된 팽창수가 배관(L3)을 통해서 난방수 배관(L4)으로 유출되거나 '난방수 배관'(L4)의 팽창수가 배관(L3)을 통해서 유입되는 '하부 출입관'(204)과, 상기 팽창탱크(200)의 측면 상부에 형성되어서 상기 팽창탱크(200)에 저장된 팽창수를 '넘침 배관'(L2)을 통해서 외부로 유출시키기 위한 '상부 팽창수 유출관'(206)이 더 포함되어 구성되어 있다.
상기 배관(L3)은 난방수 수축시의 경우에는 난방수가 부족하므로 팽창탱크(200)로부터 난방수 배관(L4)으로 난방수를 공급하는 역할을 하며, 난방수 팽창시의 경우에는 팽창수 배관(L1)과 함께 팽창된 난방수를 팽창탱크(200)로 공급하는 역할을 수행한다.
통상의 경우에는 상기 팽창탱크(200)가 만수위가 되어서 넘치는 경우는 발생하지 않고 예컨대 밸브(V1) 등에 고장이 발생한 경우 상기 팽창탱크(200)는 만수위가 되고 그 결과 넘치는 물은 상기 '넘침 배관'(L2)을 통해서 외부로 유출된다.
그리고, 상기 팽창관(116)에서 유출되는 팽창수가 소정 압력 이상인 경우 구동하는 압력밸브(V1)가 상기 팽창수 배관(L1)에 설치된다.
상기 감압밸브(V4)는 상기 환수 유입관(112)의 전단에 구비되어서, 입력되는 난방수의 압력에 관계없이 일정 압력의 난방수를 유출하는 기능을 수행한다.
즉, 난방배관(L4)의 난방수의 유속이 빠른 경우에는 미쳐 가열되지 않은 난방수가 난방배관(L4)으로 유입될 수 있고, 난방배관(L4)의 난방수의 유속이 느린 경우에는 지나치게 과열된 난방수가 난방배관(L4)으로 유입되는 문제점이 발생할 수 있는데, 상기 감압밸브(V4)는 이러한 문제점을 해결하기 위한 구성으로 입력되는 난방수의 압력이 어떤 값을 갖든 세팅되어 있는 소정 압력을 갖는 난방수를 유출한다.
그리고, 열교환기(403)와 순환펌프(404)와 삼방밸브(V3)와 난방배관(L4), 필터(401)는 본원 발명의 출원 전에 당업자에 있어서 이미 공지되어 있는 기술이므로 이에 대한 상세한 생략한다.
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 수평식 고주파 유도 가열 장치의 동작과정에 대하여 기술한다.
먼저, 도 4 및 도 5에 도시된 수평식 고주파 유도 가열 장치(100')에 의한 작용에 대하여 기술한다(도 2 및 도 3에 도시된 수평식 고주파 유도 가열 장 치(100)의 경우에도 그 작용은 동일하다).
환수 유입관(112)을 통해서 유입된 찬물 상태의 난방수는 디퓨저(140)에 의해서 바로 위로 올라 가지 못하고 화살표로 도시된 바와 같은 열대류 흐름을 형성하여 가열통(131) 전체를 따라 흘러가면서 가열된다.
상기에서 설명한 바와 같이 '하부 차단벽'(120)과 '상부 차단벽'(160)의 구성에 의해 난방수는 가열통(131) 전체를 따라서 열대류 흐름을 형성하기 때문에, 난방수 전체가 균일하게 가열되고 열손실 없이 가열되게 된다.
다음은 도 7에 도시된 수평식 고주파 유도 가열 장치에 의한 작용에 대하여 기술한다.
하우징(110) 내부에 난방수를 충분히 공급하여 하우징 내부를 만수위로 채운 경우, 가열되어 팽창된 난방수는 상기 팽창관(116) 및 압력밸브(V1) 및 팽창수 유입관(202)을 통해서 팽창탱크(200)로 유출되어 저장된다.
그리고, 팽창탱크(200)의 팽창수 수위가 소정 수위 이하로 내려가는 경우(이 경우는 하우징(110) 내부의 난방수가 하우징(110) 내부에 꽉 채워진 경우(즉, 만수위)가 아닌 경우를 의미한다), 상기 수위감지센서(210)(실제로 수위감지센서(210)는 매우 낮은 수위를 감지한다)는 이를 감지하여 상기 급수밸브(V2)로 '밸브 구동 제어신호'를 출력한다.
상기 '밸브 구동 제어신호'를 수신한 급수밸브(V2)는 열림 구동되어서 필터(401)를 통과한 급수가 환수 유입구(112)를 통해 하우징(110) 내부로 유입되도록 한다.
상기 본 발명의 일실시예에서는 고주파유도가열기(130, 130', 130'')가 하나 또는 2 개인 경우의 예를 들어서 설명하고 있으나 이에 한하는 것은 물론 아니며 3 개 이상의 고주파유도가열기로 구성되는 경우에도 본원 발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.
상기 본 발명의 일실시예에서는 '과열 방지 수단'으로 스모스탯(S1)의 예를 들어서 설명하고 있으나 이에 한하는 것은 물론 아니며 상기 스모스탯(S1)과 치환 가능한 예컨대 바이메탈을 '과열 방지 수단'으로 사용하는 경우에도 본원 발명의 기술적 범위에 속함은 물론이다.
한편, 본원 발명에 의한 수평식 유도 가열 장치는 유도가열방식을 이용한 전기보일러 뿐만 아니라, 유도가열방식을 이용한 전기 온풍기에도 적용될 수 있음은 물론이다.
상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
상기와 같은 구성과 동작 과정을 가지는 본 발명인 수평식 고주파 유도 가열 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 환수관(112)을 통해서 유입된 찬물이 수평으로 설치된 가열통(131) 전체를 지나서 송수관(114)으로 흐르도록 하는 구성에 의하여 난방수의 열대류를 원활하게 하여 난방수 전체가 균일하게 가열할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 하우징(110) 상면(110t)에 팽창관(116)을 구비하여 팽창관(116)을 통해서 팽창되어 유출되는 난방수를 팽창탱크(200)에 저장함으로써, 가열통(131) 전체를 채울 수 있게 되고, 그 결과 열효율이 높아지는 획기적인 효과가 있다.
셋째, 팽창탱크(200) 내부에 수위감지센서(210)를 설치하고 상기 수위감지센서(210)에서 출력되는 제어신호를 기초로 급수밸브(V2)의 개폐를 제어함으로써, 하우징(110) 내부로의 난방수 공급을 더욱 원활하고 편리하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 통공(110fi)이 구비된 전면(110f)과 통공(110ri)이 구비된 후면(110r)과 측면(110s)과 상면(110t)과 바닥면(110b)으로 구성되는 하우징(110);
    상기 하우징(110)의 전면(110f)의 통공(110fi)과 후면(110r)의 통공(110ri)에 각각 고정되며 유기되는 유도기전력에 의하여 발열하는 가열통(131)과, 상기 가열통(131)의 내부에 구비되는 절연통(132)과 상기 절연통(132)의 내부에서 보빈에 감겨져 구비되며 고주파 교류 전류가 인가되어서 상기 가열통(131)에 유도기전력을 유기시키는 유도코일(133)로 구성되는 고주파유도가열기(130);
    상기 '하부 차단벽'(120)에 의해 구획되는 상기 하우징(110)의 바닥면(110b)의 일 측에 형성되어 상기 하우징(110) 내부로 환수를 공급하는 환수 유입관(112); 및,
    상기 환수 유입관(112)과 대향되는 상기 바닥면(110b)의 타 측에 형성되어 상기 고주파유도가열기(130)에 의해서 가열된 난방수를 '난방수 배관'으로 공급하는 송수관(114)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 환수 유입관(112)으로부터 유출되는 난방수가 상기 가열통(131)의 하부를 통과하여 상기 송수관(114)으로 진행되는 것을 차단하기 위하여 상기 하우 징(110)의 바닥면(110b)과 상기 가열통(131) 사이에 고정 설치되는 '하부 차단벽'(120)이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 환수 유입관(112)으로부터 유입되는 환수가 상기 가열통(131) 전체로 균일하게 확산되도록 하기 위하여, 상기 환수 유입관(112)의 직상방에 위치하도록 상기 하우징(110)의 측면(110s)에 형성되는 디퓨저(diffuser)(140)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 송수관(114)의 입구 직상방에 위치하여 상기 송수관(114)으로 유입되는 난방수의 온도를 감지하는 온도센서(S2)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가열통(131)에서 돌출되어 고정 설치된 '열전도 막대'(151);
    상기 '열전도 막대'(151)에 면접촉되도록 상기 하우징(110)의 상면(110t)에 체결되는 '온도센서 웰(well)'(152); 및,
    상기 '온도센서 웰'(152)에 내부에 구비되며, 상기 가열통(131)에서 발열되 는 열이 소정 값 이상인 경우 오프(off) 구동되어서 상기 유도코일(133)에 인가되는 전류를 차단하는 스모스탯(thermostat)(S1)이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 고주파유도가열기(130)는 복수로 구성되고,
    상기 복수의 고주파유도가열기 중에서 홀수 번째 고주파유도가열기(130')과 상기 바닥면(110b) 사이에는 상기 '하부 차단벽'(120)이 설치되며, 상기 복수의 고주파유도가열기 중에서 짝수 번째 고주파유도가열기(130")과 상기 하우징(110)의 상면(110t) 사이에는 '상부 차단벽'(160)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 홀수 번째 고주파유도가열기(130')와 상기 홀수 번째 고주파유도가열기(130')에 바로 인접한 짝수 번째 고주파유도가열기(130'')에 구비된 한 쌍의 가열통(131)에 걸쳐서 고정되어 있는 열전도 막대(151');
    상기 '열전도 막대'(151')에 면접촉되도록 상기 하우징(110)의 전면(110f)에 체결되는 '온도센서 웰'(152); 및,
    상기 '온도센서 웰'(152)에 내부에 구비되며, 상기 가열통(131)에서 발열되는 열이 소정 값 이상인 경우 오프 구동되어서 상기 유도코일(133)에 인가되는 전 류를 차단하는 스모스탯(S1)이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  8. 청구항 5 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 하우징(110)의 상면(110t)에 형성되어 상기 하우징(110) 내부에서 팽창되어 흘러 넘치는 난방수를 외부로 안내하는 팽창관(116);
    상기 팽창관(116)에 '팽창수 배관'(L1)을 통해 연결되는 '팽창수 유입관'(202)을 구비하여 상기 팽창관(116)을 통해서 유출되는 난방수를 저장하는 팽창탱크(200)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 팽창탱크(200)의 내부에 구비되어 팽창수의 수위가 소정 높이 이하로 내려가는 경우 이를 감지하여 급수밸브(V2)로 '밸브 구동 제어신호'를 출력하는 수위센서(210);
    상기 팽창탱크(200)의 측면 하부에 형성되어서 '난방수 배관'(L4)과의 압력차에 의하여 상기 팽창탱크(200)에 저장된 팽창수를 배관(L3)을 통해서 난방수 배관(L4)으로 유출시키기 위한 '하부 출입관'(204); 및,
    상기 팽창탱크(200)의 측면 상부에 형성되어서 외부 수압과의 차이에 의하여 상기 팽창탱크(200)에 저장된 팽창수를 '넘침 배관'(L2)을 통해서 외부로 유출시키 기 위한 '상부 팽창수 유출관'(206)이 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 팽창수 배관(L1)에 설치되어 상기 팽창관(116)에서 유출되는 팽창수가 소정 압력 이상인 경우 구동하는 압력밸브(V1); 및,
    상기 환수 유입관(112)의 전단에 구비되어서, 입력되는 난방수의 압력에 관계없이 일정 압력의 난방수를 유출하는 감압밸브(V4)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 수평식 고주파 유도 가열 장치.
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