KR100917806B1 - 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치 - Google Patents

가변자기장발생기를 이용한 끓임장치

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Abstract

가변자기장발생기를 이용한 끓임장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명은 챔버, 가변자기장발생기, 입수관, 추출관 및 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 종래기술과 달리, 열효율이 높고 챔버안의 스케일러등의 이물질이 발생하지 않아 챔버안의 액체가 오염되는 문제가 발생하지 않으며, 가변자기장을 이용하기 때문에 화상의 위험이 없다.

Description

가변자기장발생기를 이용한 끓임장치{boiler using time-varying magnetic field}
본 발명은 끓임장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가변자기장발생기를 이용해서 액체를 끓이는 장치에 관한 것이다.
종래기술에 따른 끓임장치는 도1의 (a)와 같이, 챔버(1)와 챔버(1) 내부에 설치되는 히터코일(2)을 포함하여 이루어진다. 도1 (a)의 끓임장치는 히터코일(2)에 발생하는 열을 이용하여 챔버(1)내의 액체를 직접 끓이는 장치이다. 히터코일(2)에 전원이 인가되면 히터코일(2)은 열을 발생하게 되며, 히터코일(2) 주변의 액체는 히터코일(2)에서 발생하는 열로 인해 뜨꺼워진다.
한편, 종래기술에 따른 끓임장치 도1 (b)와 같이, 챔버(1)와 챔버(1) 외부에서 챔버(1) 하단부에 밀착 설치된 히터판(3)으로 이루어 진다. 도1 (b)의 끓임장치는 히터판(3)의 열을 이용하여 히터판(3)위에 놓인 챔버(1)를 가열하게 된다. 히터판(3)위에서 가열된 챔버(1)는 그 열이 내부의 액체로 전달되어 액체를 끓이게 된다.
종래기술에 따른 끓임장치는, 특히 도1의 (a)의 끓임장치는 챔버(1)안에 히터코일(2)이 설치되기 때문에 히터코일(2)표면에 이온 물질들이 응집하여 히터코일(2) 표면에 붙어 스케일러를 형성한다. 히터코일(2) 표면에 붙은 스케일러는 액체내에서 찌꺼기를 형성한다. 이러한 스케일러는 히터코일(2) 표면에 결집하여 히터코일(2)의 작동을 방해하고, 히터코일(2)의 효율을 낮추며, 기계고장의 원인이 된다.
또한, 도2의 (b)의 끓임장치는 히터판(3)의 고열로 챔버(1)를 가열하기 때문에, 히터판(3)의 고온으로 인해 사용자에게 화상의 위험이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로, 챔버안의 스케일러등의 이물질이 발생하는 것과 챔버 내부의 액체가 오염되는 것과 화상으로 인한 위험을 없애고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치는, 액체를 저장하는 챔버와; 상기 챔버의 외측에 설치되어 가변자기장을 발생시키는 가변자기장발생기와; 상기 챔버에 연결되어 챔버내부로 액체를 유입시키는 입수관과; 상기 챔버에 연결되어 챔버내의 액체를 챔버외부로 유출시키는 추출관과;, 상기 가변자기장발생기의 작동을 제어하며, 상기 챔버의 유량을 조절하는 제어부를 포함한다.
한편, 상기 챔버에 설치되어 상기 챔버내의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 압력센서로부터 수신된 정보를 이용하여 가변자기장발생기의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 챔버에 설치되어 상기 챔버내의 액체 온도을 감지하는 온도센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도센서로부터 수신된 정보를 이용하여 가변자기장발생기의 작동을 제어한다.
한편, 상기 챔버에 설치되어 상기 챔버내의 유량의 수위를 감지하는 수위센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 수위센서로부터 수신된 정보를 이용하여 챔버내의 유량을 제어한다.
또한, 상기 챔버의 하부면에 설치되어 챔버내의 액체를 취출하는 온액디스펜서를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치는, 액체를 저장하는 챔버와; 상기 챔버의 외측에 설치되어 가변자기장을 발생시키는 가변자기장발생기와; 상기 챔버에 연결되어 챔버내부로 액체를 유입시키는 입수관과; 상기 챔버의 하부면에 설치되어 챔버내의 액체를 취출하는 온액디스펜서와;, 상기 가변자기장발생기의 작동을 제어하며, 상기 입수관을 제어하여 챔버내로 유입하는 유량을 조절하는 제어부를 포함하며, 상기 가변자기장발생기는 금속선으로 형성된 코일과 상기 코일에 교류전기를 인가하는 교류인가장치를 포함한다.
또한, 상기 챔버는 스테인리스 스틸 또는 철로 구성됨을 특징으로 한다.
한편, 상기 챔버의 상부면에 설치되어 챔버내의 스팀을 취출하는 스팀디스펜서를 더 포함한다.
한편, 상기 입수관은 챔버내로 유입되는 유량을 조절하는 입수량조절밸브를 더 포함하며, 상기 추출관은 챔버외부로 유출되는 유량을 조절하는 추출량조절밸브와 추출되는 액체를 취출하는 추출디스펜서를 더 포함한다.
또한, 상기 추출디스펜서에 대응되는 위치에서 상기 추출디스펜서로부터 취출되는 액체를 수용하여 저장하는 저장용기를 더 포함한다.
한편, 상기 저장용기의 외측에 설치되어 저장용기의 액체를 끓이는 저장용기용 가변자기장발생기를 더 포함한다.
또한, 상기 챔버 내부의 압력이 일정 수준 이상이면 챔버내의 내부 압력을 낮추는 안전밸브를 더 포함한다.
한편, 상기 챔버내의 액체가 가열되면서 발생한 공기를 챔버외부로 빠져나가도록 하며, 상기 챔버내부의 압력이 일정 수준 이상으로 올라가면 자동으로 닫히는 공기출구를 더 포함한다.
또한, 상기 가변자기장발생기와 상기 챔버 사이에 설치되는 세라믹을 더 포함한다.
한편, 상기 가변자기장발생기는 18~26KHz 범위의 가변자기장을 발생시키는 것을 특징으로 한다 .
본 발명에 따른 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치는 종래기술과 달리, 챔버 외부에 설치된 가변자기장발생기를 이용하기 때문에 열효율이 높고 챔버안의 스케일러등의 이물질이 발생하지 않아 챔버안의 액체가 오염되거나 하는 문제가 없으며, 가변자기장을 이용하기 때문에 화상의 위험이 없다.
도1은 종래기술에 따른 끓임장치를 도시한 사시도,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변자기장을 이용한 끓임장치를 도시한 사시도.
도3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변자기장을 이용한 끓임장치를 도시한 사디도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 챔버 20 : 가변자기장발생기
30 : 입수관 40 : 추출관
50 : 제어부 60 : 수위센서
61 : 압력센서 62 : 온도센서
63 : 안전밸브 64 : 공기출구
70 : 온액디스펜서 80 : 스팀디스펜서
90 : 저장용기 100 : 저장용기용 가변자기장발생기
110 : 저장용기용 디스펜서
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치를 도시한 사시도이고, 도3는 본 발명의 제2실시예에 따른 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치를 도시한 사시도이다.
도2를 참조하면, 챔버(10)는 그 내부에 액체를 저장한다. 본 실시예에서 액체는 물로서 예시한다.
챔버(10)의 외측 하단부에는 가변자기장발생기(20)가 설치된다. 본 실시예에서는 가변자기장발생기(20)가 챔버(10)의 하단부에 설치되는 것으로 예시하나, 가변자기장발생기(20)는 챔버(10)의 외주면에도 설치될 수 있는 것이며, 챔버(10)안의 액체를 가열할 수 있는 위치라면 챔버(10)의 외측 어떠한 위치에 설치되어도 무관하다. 가변자기장발생기(20)는 구리선을 타원형으로 감아 만든 코일로 형성될 수 있다. 상기 코일에 교류 전기가 인가되면 코일은 코일 주변에 가변자기장을 형성하게 되며, 가변자기장이 챔버(10)에 전류를 유도하게 된다. 챔버(10)의 물질이 유도된 전류에 저항하면서 열을 발생하게 되며, 그 열은 챔버(10)에서 전도에 의해 챔버(10)안의 물에 전달된다. 챔버(10)의 외측면은 열 절연체로 형성됨이 바람직하다. 챔버(10)의 외측면이 열 절연체로 형성되면 챔버(10) 외부로 손실되는 열은 최소화되며, 손으로 만져보아도 화상의 위험이 없을 정도로 충분히 차갑게 된다. 전류는 챔버(10)와 코일 모두에 흐른다. 그러나 챔버(10)의 내측면은 열을 발생시켜야 하며, 코일은 차갑게 유지되는게 바람직하다. 이로 인해, 코일은 전기전도율이 높은 구리를 사용함이 바람직하며, 챔버(10)는 유도전류에 대해 충분한 저항을 갖으면서 전기 전도율이 낮은 금속을 사용함이 바람직하다. 스테인리스 스틸(stainless steel) 또는 철(iron)이 챔버의 재질로서 사용됨이 바람직하다.
가변자기장발생기(20)는 18~26KHz 범위의 주파수를 발생시키는게 바람직하며, 다만 코일의 구리 지름에 따라 달라질 수 있다.
챔버(10)의 일측면에는 챔버(10)로 물을 유입시키는 입수관(30)이 설치된다. 입수관(30)은 그 단면이 원형으로 이루어 질 수 있으나 필요에 따라 다른 단면을 가질 수도 있다. 입수관(30)에는 입수조절밸브(35)가 설치되어 챔버(10)내로 유입되는 물의 양을 조절한다.
또한, 챔버(10)의 일측면에는 챔버 외부로 물을 유출시키는 추출관(40)이 설치된다. 추출관(40)은 그 단면이 원형으로 이루어질 수 있으나 필요에 따라 다른 단면을 가질 수도 있다. 추출관(40)에는 추출조절밸브(45)가 구비되어 추출되는 물의 양을 조절한다. 또한 추출관(40)의 끝단에는 추출디스펜서(47)가 구비되어 챔버(10)내의 물을 챔버(10) 외부에서 취출할 수 있다.
챔버 외주면의 하부에는 온액디스펜서(70)가 구비된다. 온액디스펜서(70)는 챔버(10)내의 온수를 추출하는데 사용된다.
챔버 외주면 상부에는 스팀디스펜서(80)가 구비된다. 스팀디스펜서(80)는 챔버(10)내의 스팀을 추출하는데 사용된다.
챔버 상측단에는 수위센서(60), 압력센서(61), 온도센서(62), 안전밸브(63), 공기출구(64)가 설치된다. 수위센서(60)는 그 일단부가 챔버(10) 내의 물속에 잠겨 있어서 챔버(10)내의 수위를 감지한다. 압력센서(61)는 챔버(10)내의 압력을 감지한다. 온도센서(62)는 챔버(10)내의 물의 온도를 측정한다. 안전밸브(63)는 챔버(10)의 내부압력이 소정 압력이상으로 올라가면 안전밸브(63)를 열어서 챔버 (10)내부 압력을 낮춘다. 공기출구(64)는 물이 가열되면서 부피가 팽창하는 부분의 공기가 외부로 빠져 나가도록 하며, 내부압력이 소정 압력이상으로 올라가면 공기출구(64)는 닫힌다.
도3을 참조하면, 추출디스펜서(47)에 대응되는 하측에는 추출디스펜서(47)로부터 취출되는 물을 수용하여 저장하는 저장용기(90)가 더 설치된다. 저장용기(90)는 추출디스펜서(47)로부터 취출되는 온수를 수용하여 저장한다.
저장용기(90) 외측 하단부에는 저장용기용 가변자기장발생기(100)가 설치된다. 저장용기용 가변자기장발생기(100)는 추출디스펜서(47)로부터 취출하여 저장용기(90)에 저장한 온수를 가열한다.
또한, 저장용기(90)에 연결되어 저장용기(90)의 온수를 저장용기용 디스펜서(110)가 설치 될 수 있다.
챔버(10)와 가변자기장발생기(20) 사이에는 세라믹이 설치될 수 있다. 챔버(10)와 가변자기장발생기(20)사이에 설치되는 세라믹은 하부에서 열이 많이 발생하는 것을 방지한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치의 작동예를 설명한다.
우선, 제어부(50)가 가변자기장발생기(20)의 작동을 지시한다. 구리선 코일에 교류 전기가 흐르게 되면, 코일 주변에 가변자기장이 형성된다. 가변자기장은 챔버(10)로 하여금 전기저항을 유발하게 하며, 이로 인해 열이 발생한다. 이렇게 발생한 열은 챔버(10)내의 물을 가열하게 된다. 챔버(10)내의 물이 가열되면 챔버(10)내에 있는 공기는 공기출구(64)를 통해 외부로 빠져나가며, 챔버(10)내의 내부압력이 일정이상 올라가면 공기출구(64)는 닫힌다. 물을 가열하여 챔버 내부의 압력이 1 bar에 도달하면, 제어부(50)는 가변자기장발생기(20)의 작동을 멈추게 한다. 한편, 안전장치로써 챔버(10)내의 물의 온도가 115℃이상 도달하면 제어부(50)는 가변자기장발생기(20)의 작동을 멈추게 한다. 이와 같이, 압력센서(61)에서 감지된 압력 데이타를 이용해서 챔버(10)내의 물이 일정한 압력과 온도를 갖도록 가변자기장발생기(20)의 작동을 제어한다.
한편, 챔버(10)내의 압력이 1.8 bar 이상으로 올라가면 안전을 위해 안전밸브(63)가 자동으로 열려서 챔버(10) 내부의 압력을 낮춘다.
이런 일련의 제어부(50)의 제어로 챔버(10)내의 압력과 물의 온도는 일정하게 유지되며, 사용자가 특정 온도 이상의 뜨거운 물을 원한다면 압력센서와 온도센서를 제어하여 특정 온도 이상의 온수를 획득하게 한다.
다음으로, 사용자가 추출관(40)으로 소정의 온수를 취출한 경우라면, 제어부는 입수관(30)의 입수조절밸부(35)를 열어 챔버(10)내부로 물이 유입되도록 한다.
또한, 챔버(10)내의 물이 가열되어 원하는 수온이 되면 온액디스펜서(70)에서 온수를 취출할 수 있으며, 스팀디스펜서(80)에서 스팀을 추출한다. 원하는 용도에 따라, 소량의 온수를 취출하고자 할 때에는 온액디스펜서(70)를 이용하고, 다량의 온수를 취출하고자 할 때에는 추출디스펜서(47)를 이용하며, 스팀을 취출하고자 할 때에는 스팀디스펜서(80)를 이용한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정하여져야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 액체를 저장하는 챔버와;
    상기 챔버의 외측에 설치되어 가변자기장을 발생시키는 가변자기장발생기와;
    상기 챔버에 연결되어 챔버내부로 액체를 유입시키는 입수관과;
    상기 챔버에 연결되어 챔버내의 액체를 챔버외부로 유출시키는 추출관과;
    상기 추출관의 끝단에 형성된 추출디스펜서와;
    상기 추출디스펜서에 대응되는 위치에서 상기 추출디스펜서로부터 취출되는 액체를 수용하여 저장하는 저장용기와;
    상기 가변자기장발생기의 작동을 제어하며, 상기 챔버의 유량을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버에 설치되어 상기 챔버내의 압력을 감지하는 압력센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 압력센서로부터 수신된 정보를 이용하여 가변자기장발생기의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버에 설치되어 상기 챔버내의 액체 온도을 감지하는 온도센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 온도센서로부터 수신된 정보를 이용하여 가변자기장발생기의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버에 설치되어 상기 챔버내의 유량의 수위를 감지하는 수위센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 수위센서로부터 수신된 정보를 이용하여 챔버내의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  5. 제4항에 있어서,
    상기 챔버의 하부면에 설치되어 챔버내의 액체를 취출하는 온액디스펜서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  6. 액체를 저장하는 챔버와;
    상기 챔버의 외측에 설치되어 가변자기장을 발생시키는 가변자기장발생기와;
    상기 챔버에 연결되어 챔버내부로 액체를 유입시키는 입수관과;
    상기 챔버의 하부면에 설치되어 챔버내의 액체를 취출하는 온액디스펜서와;
    상기 온액디스펜서에 대응되는 위치에서 상기 온액디스펜서로부터 취출되는 액체를 수용하여 저장하는 저장용기와;
    상기 가변자기장발생기의 작동을 제어하며, 상기 입수관을 제어하여 챔버내로 유입하는 유량을 조절하는 제어부를 포함하며,
    상기 가변자기장발생기는 금속선으로 형성된 코일과 상기 코일에 교류전기를 인가하는 교류인가장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  7. 제5항에 있어서,
    상기 챔버는 스테인리스 스틸 또는 철로 구성됨을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  8. 제7항에 있어서,
    상기 챔버의 상부면에 설치되어 챔버내의 스팀을 취출하는 스팀디스펜서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  9. 제5항에 있어서,
    상기 입수관은 챔버내로 유입되는 유량을 조절하는 입수량조절밸브를 더 포함하며,
    상기 추출관은 챔버외부로 유출되는 유량을 조절하는 추출량조절밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 저장용기의 외측에 설치되어 저장용기의 액체를 끓이는 저장용기용 가변자기장발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 가변자기장를 이용한 끓임장치
  12. 제4항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 압력이 일정 수준 이상이면 챔버내의 내부 압력을 낮추는 안전밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  13. 제4항에 있어서,
    상기 챔버내의 액체가 가열되면서 발생한 공기를 챔버외부로 빠져나가도록 하며, 상기 챔버내부의 압력이 일정 수준 이상으로 올라가면 자동으로 닫히는 공기출구를 더 포함하는 것을 특징을 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  14. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 가변자기장발생기와 상기 챔버 사이에 설치되는 세라믹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  15. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 챔버의 외면은 열 절연체 물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
  16. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 가변자기장발생기는 18~26KHz 범위의 가변자기장을 발생시키는 것을 특징으로 하는 가변자기장발생기를 이용한 끓임장치
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