KR100749044B1 - 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축열층 안정수단이 구비됨으로써 저온 열매체의 솟구침 및 이에 따른 축열층 와해가 방지되어 보일러의 품질특성을 현저히 향상시키며 고주파 유도가열유니트의 조립 및 분해가 가열외통이 닫힌 상태에서 가능하여 수리가 편리하고 가열코어에서 열효율이 가장 우수한 내주면을 열매체 가열에 활용함으로써 시동 가열시간을 단축시키며 전기에너지 효율성을 획기적으로 향상시키도록 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 고주파 유도가열유니트, 하나 이상의 상기 고주파 유도가열유니트 및 열매체를 내부 공간에 수용하고 송수구와 환수구가 구비되는 가열외통을 포함하여 구성되며, 상기 고주파 유도가열유니트는 가열수단이 원통형으로 권회 형성되는 유도코일, 상기 유도코일을 밀착 수용하는 절연통 및 상기 절연통의 둘레에 설치되는 가열코어로 이루어지는 고주파 유도가열 보일러장치에 있어서, 상기 가열외통에서 환수구를 통하여 유입되는 저온 열매체의 솟구침 차단 및 축열층 안정을 위하여 환수구의 상부에 인접하는 제1차단판과 송출 유입구 인접 하부에 위치되는 제2차단판을 포함하는 축열층 안정수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 고주파 유도가열유니트는 상기 절연통과 가열코어의 내주면 사이에 열매체 가열을 위한 급탕통로가 형성되며, 상기 절연통은 높이가 상기 유도코일 및 가열코어보다 소정 높이 높게 형성되고 유도코일 수용공간의 상부에 대응하는 외주면에 상기 급탕통로로부터 가열된 열매체의 분출비산을 차단하기 위한 차단플랜지가 형성됨을 특징으로 한다.

Description

축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치{A INDUCTION HEATING BOILER HAVING HEAT STORAGE LAYER SETTLE DOWN}

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 2는 도 1의 일부 절개 평면도

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도

도 5는 도 4의 A-A선 단면도

도 6은 종래 기술의 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명의 축열안정 고주파 유도가열 보일러장치

A1,A2: 고주파 유도가열유니트

10: 유도코일 20: 절연통 21: 차단플랜지

30: 가열코어 41: 급탕통로 42: 통로공간

50: 가열외통 51: 송수구 53: 환수구

57: 덮개 60: 축열층 안정수단 61: 제1차단판

62: 제2차단판 65: 중간차단판

본 발명은 보일러장치에 관한 것으로서, 특히 축열층 안정수단이 구비됨으로써 저온 열매체의 솟구침 및 이에 따른 축열층 와해가 방지되어 보일러의 품질특성을 현저히 향상시키며 고주파 유도가열유니트의 조립 및 분해가 가열외통이 닫힌 상태에서 가능하여 수리가 편리하고 가열코어에서 열효율이 가장 우수한 내주면을 열매체 가열에 활용함으로써 시동 가열시간을 단축시키며 전기에너지 효율성을 획기적으로 향상시키도록 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치에 관한 것이다.

일반적으로 경유나 가스 등 화석연료의 고갈과 함께 연료비의 가격이 지속적으로 상승하고 있고 운전시 유해가스를 발생시켜 환경오염을 야기하는 문제 등으로보일러나 온풍기 등의 난방 가열장치에도 전기에너지를 이용하는 기술이 연구 발전되고 있는 추세이다.

전기를 이용하는 난방 가열장치의 한 예로서 코일에 고주파 전류를 인가하면 고주파 자장 내에 있는 가열물에 유도전류가 흐르고 이 유도전류는 물체 내에서 와전류에 의하여 발생되는 손실과 히스테리시스 손실에 의한 주울열이 발생하는 원리를 이용하여 온수 또는 난방오일 등의 열매체를 가열하는 고주파발열 방식의 유도가열장치가 개시되어 있다.

고주파 유도가열 보일러장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 가열외통(150) 내에 고주파 유도가열유니트가 설치되고, 상기 고주파 유도가열유니트는 절연통(120) 내부에 유도코일(110)이 설치되고 상기 절연통(120)의 둘레를 가열코어(130)가 감싸며 구성되고, 가열코어(130)와 가열외통(150) 사이의 공간(S)에 가열될 열매체가 채워진다.

이와 같은 구성에 의하여 유도코일(110)에 고주파 교류전류가 인가되면 고주파 자장이 발생되고 이 고주파 자장내에 절연통(120)을 사이에 두고 설치된 가열코어(130)에 와전류에 의한 손실과 히스테리시스 손실에 의한 주울열이 발생되므로 가열코어(130) 표면 온도를 급상승시켜 가열외통에 채워진 열매체가 가열되고 가열된 열매체는 송수구(151)를 통해 난방 가열매체 또는 생활온수로 공급되며, 난방에서 식어진 저온 열매체가 환수구(153)를 통해 다시 유입되는 순환이 이루어진다.

한편 가열외통(150) 내에는 높낮이 위치에 따라 열매체 온도가 다르게 축열층이 분포된다. 즉, 가열외통(150) 바닥에 가까울수록 온도가 낮고 높을수록 점차 고온으로 되어 송출 유입구는 고온 열매체가 위치하는 상부에 배치된다.

그런데 종래 기술에서는 이와 같이 수위에 따라 온도차가 형성되는 축열층이 안정되지 못하고 와해됨으로써 전기보일러의 품질특성을 저하시키는 문제점이 있었다.

그것은 난방처로부터 환수구를 통하여 저온 열매체 유입시 펌프의 환수압력에 의하여 위로 솟구치며 유입되므로 온도에 따라 형성되는 축열층 배열이 깨지고 저온 열매체와 고온 열매체가 뒤섞여 설정온도에 미치지 못한 상태의 열매체가 그 대로 송출되어 난방효율을 떨어뜨리는 것이다.

또한, 환수구는 가열외통의 바닥측에, 송수구는 가열외통의 상부 측벽에 배치되어 배관작업이 번거로운 등의 문제점이 있었다.

한편, 고주파 유도코일에 의하여 발생되는 와전류 손실과 히스테리시스 손실은 유도코일(110)과 마주하는 가열코어(130)의 내주면 표면에서 발생된다(표면효과). 즉, 가열코어(130)의 온도가 급상승되는 것은 상기 절연통과 마주하는 내주면 표면에서 발생된 열이 전몸체로 열교환이 이루어진 결과이다.

그런데, 종래기술은 가열코어의 내주면이 절연통에 밀착 설치되어 열매체와 접할 수 없음으로써 가열이 가장 효과적으로 이루어지는 부분이 사장되고, 이에 따라 전기에너지 효율성을 저하시키며 가열시간도 지체되는 문제점이 있었다,

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 축열층 안정수단이 구비됨으로써 저온 열매체의 솟구침 및 이에 따른 축열층 와해가 방지되어 보일러의 품질특성을 현저히 향상시키도록 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고주파 유도가열유니트의 조립 및 분해가 가열외통이 닫힌 상태에서 가능하여 수리가 편리하며 시공 배관작업이 용이하게 이루어져 인력과 시간을 절감시켜 주도록 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가열코어에서 열효율이 가장 우수한 내주면을 열매체 가열에 활용함으로써 시동 가열시간을 단축시키며 전기에너지 효율성을 획기적으로 향상시켜 전력소모를 대폭 절감시켜주도록 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치는 고주파 유도가열유니트, 하나 이상의 상기 고주파 유도가열유니트 및 열매체를 내부 공간에 수용하고 송수구와 환수구가 구비되는 가열외통을 포함하여 구성되며,

상기 고주파 유도가열유니트는 가열수단이 원통형으로 권회 형성되는 유도코일, 상기 유도코일을 밀착 수용하는 절연통 및 상기 절연통의 둘레에 설치되는 가열코어로 이루어지는 고주파 유도가열 보일러장치에 있어서,

상기 가열외통에서 환수구를 통하여 유입되는 저온 열매체의 솟구침 차단 및 축열층 안정을 위하여 환수구의 상부에 인접하는 제1차단판과 인출관의 입구인 송출 유입구 인접 하부에 위치되는 제2차단판을 포함하는 축열층 안정수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 고주파 유도가열유니트는 가열외통의 덮개에 가열코어에 대응하는 관통공이 형성되어 가열코어가 가열외통의 덮개에 일체로 고정됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 고주파 유도가열유니트는 상기 절연통과 가열코어의 내주면 사이에 열매체 가열을 위한 급탕통로가 형성되며,

상기 절연통은 높이가 상기 유도코일 및 가열코어보다 소정 높이 높게 형성되고 유도코일 수용공간의 상부에 대응하는 외주면에 상기 급탕통로로부터 가열된 열매체의 분출비산을 차단하기 위한 차단플랜지가 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 유도가열장치에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성도, 도 2는 도 1의 일부 절개 평면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치(1)는, 고주파 유도가열유니트, 하나 이상의 상기 고주파 유도가열유니트 및 열매체를 내부 공간에 수용하고 송수구(51)와 환수구(53)가 구비되는 가열외통(50)을 포함하여 구성되며, 상기 고주파 유도가열유니트(A)는 가열수단이 원통형으로 권회 형성되는 유도코일(10), 상기 유도코일을 밀착 수용하는 절연통(20) 및 상기 절연통(20)의 둘레에 설치되는 가열코어(30)로 이루어지는 고주파 유도가열 보일러장치에 있어서,

상기 가열외통(50)에서 환수구를 통하여 유입되는 저온 열매체의 솟구침 차단 및 축열층 안정을 위하여 환수구(53)의 상부에 인접하는 제1차단판(61)과 인출관(52)의 입구인 송출 유입구(52a)송출 인접 하부에 위치되는 제2차단판(62)을 포함하는 축열층 안정수단(60)을 포함하여 구성되는 것이다.

여기서, 상기 제1차단판(61) 및 제2차단판(62)은 가열외통(50)의 일측벽에 지지되며, 제1차단판(61)은 가열외통(50)의 원형부분 단면적에서 적어도 삼분지 일 이상을 커버하도록 형성됨이 바람직하다.

상기 가열외통(50)에 설치되는 고주파 유도가열유니트(A)는 보일러 용량에 따라 설치수량이 결정되며 설치수량에 제한이 없음은 물론이다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1차단판(61)과 제2차단판(62) 사이에 하나 이상의 중간차단판(65)이 더 설치될 수도 있다.

이와 같은 구성에 의하여 환수구(53)를 통하여 가열외통(50)으로 유입된 저온 열매체는 상기 제1차단판(61)에 부딪혀 수평이동하게 되므로 솟구침이 차단되어 높낮이에 따라 온도분포의 고저 특성을 갖는 축열층이 안정된다.

또한, 상기 제2차단판(60)이 송출 유입구의 하방에 인접설치됨으로써 송출 유입구로 저온 열매체가 유입되는 것이 차단되고 소정온도 이상으로 가열된 고온 열매체가 유입되도록 하여 보일러의 품질특성을 향상시키게 된다.

또한, 상기 고주파 유도가열유니트(A)는 가열외통의 덮개(57)에 상기 가열코어(30)에 대응하는 관통공(57a)이 형성되어 가열코어(30)가 가열외통의 덮개(57)에 일체로 고정된다.

이와 같은 구성에 따라 가열외통(50)에 덮개(57)를 체결하는 것에 의하여 가열코어(30)가 동시에 설치되고, 상기 덮개에 상부가 개방된 채로 결합된 가열코어(30) 내에 절연통(20)과 유도코일(10)을 순차적으로 조립한다.

이와 같이 고주파 유도가열유니트(A)의 조립이 가열외통 덮개(57)가 닫힌 상 태에서 이루어짐으로써 조립작업이 간편하고 특히 고주파 유도가열유니트(A)의 수리를가열외통의 덮개(57)를 뜯지 않고도 수행할 수 있어 대단히 편리하다.

또한, 배관 편의성을 위하여 상기 가열외통(50)에 구비되는 환수구(53) 및 송수구(51)의 가열외통으로부터의 출구는 가열외통(50) 하방에 형성되고, 상기 가열외통(50) 내에는 상기 송수구(51)로 연결되는 인출관(52)이 설치되며 상기 인출관의 송출 유입구(52a)는 상기 제2차단판(62) 상부에 위치됨이 바람직하다.

이와 같이 환수구(53) 및 송수구(51)가 다 같이 가열외통(50) 하방에 구비될 경우 현장시공시 배관작업이 현저히 용이하게 이루어져 시공 인력과 시간을 절감시켜 준다.

본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 고주파 유도가열유니트(A1)는 상기 절연통(20)과 가열코어(30)의 내주면 사이에 열매체 가열을 위한 급탕통로(41)가 형성되며, 상기 절연통(20)은 높이가 상기 유도코일(10) 및 가열코어(30)보다 소정 높이 높게 형성되고 유도코일 수용공간의 상부에 대응하는 외주면에 상기 급탕통로(41)로부터 가열된 열매체의 분출비산을 차단하기 위한 차단플랜지(21)가 형성되는 것이다.

이때, 상기 고주파 유도가열유니트(A1)는 가열외통의 바닥면(55)으로부터 소정 높이 이격 배치되도록 상기 절연통(20)이 가열외통의 덮개(57)에 고정 현수됨이 바람직하다.

상기 구성의 고주파 유도가열유니트(A1)는 가열코어(30)에서 유도코일(10)에 근접 위치하여 열효율이 가장 우수한 내주면을 열매체(온수) 가열에 활용함으로써 전기에너지 효율성을 획기적으로 향상시키고 보일러 가동 시작시점부터 일정 온도에 이르는 시동 가열시간이 현저히 단축된다.

즉, 가열매체가 상기 급탕통로(41)인 가열코어(30) 내주면에서 급격히 가열되고, 상기 차단플랜지(21)에 의하여 분출 비산이 저지되면서 고온의 상부수위로 편입되어 상기 인출관(52)을 통하여 난방처 또는 생활용수로 공급된다.

또한, 상기 급탕통로(41)가 아닌 저수공간(S)으로 유입된 저온 열매체는 상기 제2차단판(62)을 넘지 못하는 영역에서 가열코어(30)에 의하여 가열되고 일부는 예열이 이루어진 상태에서 상기 급탕통로(41)로 유입되면서 가열이 이루어진다.

도면에서 미설명 부호 '42'는 통로공간, '71'은 수위센서, '73'은 온도계이다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 축열층 안정 고주파 유 도가열 보일러장치는 축열층 안정수단이 구비됨으로써 저온 열매체의 솟구침 및 이에 따른 축열층 와해가 방지되어 보일러의 품질특성을 현저히 향상시키는 뛰어난 효과가 있다.

또한, 가열코어에서 열효율이 가장 우수한 내주면을 열매체 가열에 활용함으로써 시동 가열시간을 단축시키며 전기에너지 효율성을 획기적으로 향상시켜 전력소모를 대폭 절감시켜주는 효과가 있다.

또한, 고주파 유도가열유니트의 조립 및 분해가 가열외통이 닫힌 상태에서 가능하여 수리가 편리하며 시공 배관작업이 용이하게 이루어져 인력과 시간을 절감시켜 주는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 고주파 유도가열유니트, 하나 이상의 상기 고주파 유도가열유니트 및 열매체를 내부 공간에 수용하고 송수구(51)와 환수구(53)가 구비되는 가열외통(50)을 포함하여 구성되며,

   상기 고주파 유도가열유니트(A)는 가열수단이 원통형으로 권회 형성되는 유도코일(10), 상기 유도코일을 밀착 수용하는 절연통(20) 및 상기 절연통(20)의 둘레에 설치되는 가열코어(30)로 이루어지는 고주파 유도가열 보일러장치에 있어서,

   상기 가열외통(50)에서 환수구를 통하여 유입되는 저온 열매체의 솟구침 차단 및 축열층 안정을 위하여 환수구(53)의 상부에 인접하는 제1차단판(61)과 인출관(52)의 입구인 송출 유입구(52a) 인접 하부에 위치되는 제2차단판(62)을 포함하는 축열층 안정수단(60)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제1차단판(61) 및 제2차단판(62)은 가열외통(50)의 일측벽에 지지되며, 제1차단판(61)은 가열외통(50)의 원형부분 단면적에서 적어도 삼분지 일 이상을 커버하도록 형성됨을 특징으로 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 고주파 유도가열유니트(A)는 가열외통의 덮개(57)에 가열코어(30)에 대응하는 관통공(57a)이 형성되어 가열코어(30)가 가열외통의 덮개(57)에 일체로 고정됨을 특징으로 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치.
4. 제 1항에 있어서,

   배관 편의성을 위하여 상기 가열외통(50)에 구비되는 환수구(53) 및 송수구(51)의 가열외통으로부터의 출구는 가열외통(50) 하방에 형성되고, 상기 가열외통(50) 내에는 상기 송수구(51)로 연결되는 인출관(52)이 설치되며 상기 인출관의 송출 유입구(52a)는 상기 제2차단판(62) 상부에 위치됨을 특징으로 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 고주파 유도가열유니트(A1)는 상기 절연통(20)과 가열코어(30)의 내주면 사이에 열매체 가열을 위한 급탕통로(41)가 형성되며,

   상기 절연통(20)은 높이가 상기 유도코일(10) 및 가열코어(30)보다 소정 높이 높게 형성되고 유도코일 수용공간의 상부에 대응하는 외주면에 상기 급탕통로(41)로부터 가열된 열매체의 분출비산을 차단하기 위한 차단플랜지(21)가 형성됨 을 특징으로 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치.
6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 고주파 유도가열 유니트(A1)는 가열외통의 바닥면(55)으로부터 소정 높이 이격 배치되도록 상기 절연통(20)이 가열외통의 덮개(57)에 고정 현수됨을 특징으로 하는 축열층 안정 고주파 유도가열 보일러장치.

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