KR100975241B1 - 액체 유도가열 장치를 이용한 난방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체 유도가열 장치를 이용한 난방장치에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 전원이 인가되는 코일과 코어에 의해서 자기장이 형성되고, 상기 자기장에서 발생하는 열로 화학적인 상호작용을 하지 않는 액체를 가열하여 가열된 액체가 순환되면서 주변의 공기를 가열하는 장치를 말하고, 가열된 공기를 이용하여 각종 난방 시스템에 공급하는 데 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.
그 구성은 본체 내부에 설치되는 액체유도가열장치(20)는 지지대(50)에 설치되어 자기장이 형성되면서 열이 발생되도록 코일(40)이 외부에 권취된 코어(60)를 한개 또는 다수개 형성하여 서로 연결하고, 상기 자기장에서 발생되는 열을 이용하여 액체를 가열할 수 있도록 코일(40)의 외주면에 형성된 액체저장탱크(70)와, 상기 액체저장탱크(70)에서 가열된 액체를 순환펌프(80)에 의해 공급관(71)으로 공급하고, 상기 공급관(71)에 공급된 액체는 순환되면서 주변 공기를 가열시킨 후 배출관(72)을 통해 배출할 수 있게 형성된 라디에이터(90)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열 장치를 이용한 난방장치를 제공한다.

Description

액체 유도가열 장치를 이용한 난방장치{Heating apparatus using liquid induction heating device}
본 발명은 액체 유도가열 장치를 이용한 난방장치에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 전원이 인가되는 코일과 코어에 의해서 자기장이 형성되고, 상기 자기장에서 발생하는 열로 화학적인 상호작용을 하지 않는 액체를 가열하여 가열된 액체가 순환되면서 주변의 공기를 가열하는 장치를 말하고, 가열된 공기를 이용하여 각종 난방 시스템에 공급하는 데 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.
일반적으로 액체 유도가열 장치는 하나 또는 그 이상의 액체파이프를 덮어주는 하나 또는 그 이상의 유도 코일을 보유한다. 액체의 흐름은 누전회로를 구성하는 고리 및 나선을 가진 채널시스템을 통해 흐른다. 유도코일에 전원이 온(ON) 되면 상기 채널시스템은 가열하게 되므로 안에 흐르는 액체도 물론 가열하게 된다 (EPV № 0075811, H05B 6/10, F24 H 1/10, 1983년도).
하지만, 상기 공개된 특허는 채널시스템 부피가 크므로 전기 고저항으로 인한 에너지 손실, 즉 장치의 효율성이 부족하다는 단점이 있다. 또는 채널시스템 내 수많은 고리 및 나선이 액체의 흐름을 방해할 뿐만 아니라 상기 유도가열 장치는 제조하기 어렵고 채널시스템이 수많은 부품을 포함하므로 금속재료 소비수준이 높은 편이다. 또한, 장치의 코일을 제조하는 데 저주파 전류를(50Hz) 사용되므로 구리 와이어가 많이 쓰인다.
또한, 액체 유도가열 장치는 적어도 가스켓을 가진 1개의 유도코일을 포함한 1개의 유도가열기를 포함한다. 유도코일이 AC전원 조절기와 순차적으로 연결된 출입구 지관을 통한 액체 공급 및 유출 목적으로 파이프와 연결된 원형통 탱크를 덮어준다. 전원은 - AC 주파수 50Hz를 사용한다 (프랑스 № 2568083, H05 B 6/10, 1986년도).
상기 유도가열기 쉘의 전자기 에너지는 불완전한 흡수 및 외부 유도코일 표면에서 접촉공간으로 열이 방출하므로 상기 장치의 역률(Power Factor)이 낮은 편이다 (0,70-0,78). 그리고 저주파 전류(50Hz)의 사용으로 인한 구리와이어로 구성한 두꺼운 유도코일이 사용된다. 이에 따라서 저항 손이 발생하여 효율성 계수는 0,80-0,85 기준까지 낮아지게 된다. 또한, 상기 장치의 제조방식은 벽이 두꺼우므로 비절약적이다.
그리고 공개된 기술장치의 가장 가까운 아날로그는 특허 "SU № 1019676 A1, H05B 6/10, 1983년"에서 설명한 물과 같은 액체 유도가열 장치이다.
상기 장치는 뚜껑과 하단을 가진 원형통 본체, 본체 아랫부분에서 설치되어 가열액체의 출입을 위한 구멍과 지관을 가진 내부 반지, 인덕터, 가열액체 통과를 위한 출입지관, 환상격차가 있는 튜브 안에 탑재되어 액체 통과를 위한 엔드-투-엔드 채널을 가진 고체 코어 등으로 구성되어 있다. 엔드-투-엔드 채널은 출구지관과 연결하고 환상격차가 한쪽에서는 입구지관과 연결되고 다른 쪽에서는 코어 엔드-투-엔드 채널과 연결된다. 그리고 연결장소가 튜브에 인접한 커버로 덮여 있다.
따라서 상기 장치는 다음과 같은 단점이 있다.
- 액체는 엔드 투 엔드 채널을 통과 시 침전물(물때) 입자가 압력을 받아 필연적으로 스트림에 의해 채널 내부 벽면에 쌓인다. 물때가 쌓이므로 채널의 섹션이 작아져 장치의 성능 및 효율성이 감소된다. 또 시간이 지나서 채널이 완전히 막혀서 장치가 고장이 난다. 채널의 비교적 큰 길이와 작은 지름 때문에 정기적인 유지보수 작업이 어려우므로 운영비가 증가된다.
- 유도코일 표면에서 접촉공간으로 열 방출 및 비교적 작은 가열면적 때문에 튜브 내부 벽면과 액체의 직접촉 면적이 작다. 이에 따라서 가열속도가 제한된다.
- 유도코일 표면에서 열 방출로 인한 전기에너지를 열에너지로 전환 효율성이 제한된다.
- 엔드 투 엔드 채널을 가진 고체 코어 재료비 및 기술적 문제가 있다.
상기 유도가열장치뿐만 아니라 유도가열 방식의 온풍장치가 공개되었는데, 그 구성은 유도 자기장에 의해 고주파 유도 가열이 이루어지는 발열체로서 회전 드럼과, 그 회전드럼의 외주연에 형성되어 공기를 배출시키는 회전날개를 구성하고, 그 주변에 일정간격으로 코어를 구성하고 그 코어의 내부 또는 외부에 코일을 권취시킴으로써 부피를 효과적으로 축소하면서 발열시간을 매우 감소시키고, 발화 위험이 거의 없으며, 산소를 소모하지 않으므로 실내 공기를 쾌적하게 유지할 수 있도록 한 유도 가열방식의 온풍장치이다.(국내 공개특허번호 제 10-2008-0043278호)
그러나 상기 온풍기는 액체를 사용하지 않을 뿐만 아니라 코어에서 발생하는 열량이 약하여 회전드럼을 가열하는데 많은 시간이 걸리고 또 그 용량이 작아 작은 공간에서만 사용하는 단점이 있었다.
[문헌1]EPV№0075811,H05B6/10,F24H1/10,1983년도. [문헌2]프랑스№2568083,H05B6/10,1986년도. [문헌3]SU№1019676A1,H05B6/10,1983년. [문헌4]국내공개특허번호제10-2008-0043278호2008년.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 단순화된 설계로 인한 최대한의 열 교환과 신속하고 지속적인 가열 가능한 액체 유도가열 장치를 이용하여 열효율이 높은 난방장치를 제공하고자 함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 기술적 결과는 효율성의 제고, 물때를 최소화로 인한 장치의 내구성 증가 및 모든 구성요소의 안정성과 지속성을 증가시킴과 동시에 산소를 소모하지 않고도 실내를 따뜻하게 하여 쾌적한 공간을 유지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
또한, 액체 유도가열 장치 내부에 공기청정필터를 형성하고 있기 때문에 가열되는 공기(온풍)를 깨끗하게 배출하여 쾌적한 환경을 조성할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
그뿐만 아니라 액체 유도가열 장치의 내부에 가습기를 장착하여 가열되는 액체를 이용하여 실내의 습도도 조절할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 도면에 나타내는 바와 같이, 본체(10) 내부에 설치되는 액체유도가열장치(20)는 지지대(50)에 설치되어 자기장이 형성되면서 열이 발생되도록 코일(40)이 외부에 권취된 코어(60)를 한개 또는 다수개 형성하여 서로 연결하고,
상기 자기장에서 발생되는 열을 이용하여 액체를 가열할 수 있도록 코일(40)의 외주면에 형성된 액체저장탱크(70)와,
상기 액체저장탱크(70)에서 가열된 액체를 순환펌프(80)에 의해 공급관(71)으로 공급하고, 상기 공급관(71)에 공급된 액체는 순환되면서 주변 공기를 가열시킨 후 배출관(72)을 통해 배출할 수 있게 형성된 라디에이터(90)를 포함하여 실내를 난방할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열 장치를 이용한 난방장치를 제공한다.
또한, 상기 본체(10)의 내부로 공기가 원활하게 순환되도록 하기 위해 하부면(11)에는 공기유입구(13)가 천공하고, 상부면(12)에는 송풍팬(30)을 장착하여 본체(10) 내부로 순환되는 공기를 액체유도가열장치(20)에 의해 가열하여 실내로 온풍을 배출할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 액체유도가열장치를 이용한 난방장치를 제공한다.
또한, 상기 본체(10)의 하부면(11)에 이동롤러(100)를 장착하여 이동이 편하도록 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 상기 독립된 액체저장탱크(70)에 1개 또는 다수개의 통공(73)을 내부에 천공하여 상기 통공(73) 내부로 코일(40)이 권취된 코어(60)들을 삽입하여 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 본체(10)의 하부에 천공된 공기유입구(13)에 공기청정필터(120)를 장착하여 순환되는 공기 중에 함유된 각종 이물질을 여과할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 액체저장탱크(70)에 가습기(130)를 장착하여 가열되는 온수를 이용하여 실내의 습도를 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치를 제공한다.
상기 구성에 의한 본 발명은 자기장을 형성하여 액체를 가열하기 때문에 전기의 낭비를 줄일 수 있으므로 전기에너지를 열에너지로 유용변환하는 계수와 효율계수를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 본체의 저면에 천공된 공기유입구에 공기청정필터를 장착함으로써 쾌적하고 신선한 온풍을 실내에 공급할 수 있는 효과가 있다.
그뿐만 아니라 본 발명은 액체저장탱크에 가습기를 장착하고 있기 때문에 실내의 습도도 조절해줄 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명의 액체 유도가열 장치는 열 공급 시스템에서 광범위하게 사용할 수 있기 때문에, 온실과 생산산업용 건물 및 시설 등에 많이 이용할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치의 본체를 절개하여 전, 후면의 내부를 나타낸 사시도이고,
도 3은 본 발명의 액체 유도가열장치에 가습기가 설치된 상태의 실시 예를 나타낸 사시도이고,
도 4는 본 발명의 액체 유도가열장치의 사용상태를 나타낸 블록도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 설명한다.
본 발명은 도면 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 그 구성을 더욱 상세하게 설명하면, 액체유도가열장치(20)를 이용한 난방장치(200)는 본체(10)의 외부를 원통형(제품의 형상에 따라 다양한 형태로 제작이 가능함)으로 형성하고 있고, 하부면(11)에는 실내 공기를 유입하기 위한 공기유입구(13)가 형성된다. 그리고 상기 공기유입구(13)를 통해 실내의 공기를 원활하게 본체(10) 내부로 순환시킴과 동시에 액체 유도가열장치(20)에 의해 가열된 공기를 실내로 배출하기 위해 본체(10)의 상부에는 송풍팬(30)이 설치되고, 본체(10)를 원하는 장소로 이동하기 쉽도록 본체(10)의 하부면(11)에 이동롤러(100)를 장착한다.
또 상기 공기유입구(13)를 통해 본체(10)의 내부로 유입되는 실내 공기에는 각종 이물질이 많이 혼합되어 있기 때문에, 이를 여과하여 쾌적한 온풍을 실내로 배출할 수 있도록 공기유입구(13)에 공기청정필터(120)를 장착한다.
그리고 본체(10)의 내부로 유입되는 공기를 가열하기 위한 액체유도가열장치(20)는 유도자기장에 의해서 열이 발생되면서 액체를 가열하는 구성으로, 자기장을 형성하기 위해서 전원이 인가되는 코일(40)이 자기장을 형성하는 코어(60)의 외부에 권취된 구성으로, 상기 코일(40)이 권취된 코어(60)는 한개 또는 다수개 형성하여 서로 연결시켜서 자기장이 발생되게 구성한다.
또한, 상기 자기장이 형성되면서 발생된 열을 이용하여 액체를 가열하기 위해서 저장할 수 있는 위한 액체저장탱크(70)는 내부에 1개 또는 다수개의 통공(111)을 천공하여 밀폐시킨 후 액체가 순환되도록 형성한다.
따라서 상기 액체저장탱크(70)에 저장된 액체를 자기장이 형성되면서 발생하는 열로 가열하기 위해서 각각 천공된 통공(111)의 내부로 코일(40)이 권취된 코어(60)를 삽입하여 구성한다.
이때 상기 액체저장탱크(70)가 크면 액체를 빨리 가열하기 위하여 통공(73)을 도면과 같이 다수개 형성하고, 작으면 통공을 1개 천공하면 된다. 즉, 액체저장탱크의 용량에 따라 통공을 1개 또는 다수개 천공하여 사용하면 된다.
그리고 상기 코일(40)이 권취된 코어(60)의 양측은 각각 서로 대향하여 형성되는 지지대(50)에 삽입밀착시켜서 움직이지 못하도록 고정시키는 구성이다. 또 액체저장탱크(70)도 코일(40)이 권취된 코어(60)를 삽입하여 고정할 수 있게 지지대(50)에 지지시킨다.
상기와 같이 액체저장탱크(70)에 저장된 액체는 순환펌프(80)에 의해 액체저장탱크(70)에서 순환되어 공급관(71)을 통해 라디에이터(90)로 공급되어 순환되면서 배출관(72)을 통해 다시 액체저장탱크(70)로 순환되는 구성이다. 따라서 상기 가열된 액체가 순환되면서 본체(10) 내부로 열을 전달하거나 또는 본체(10) 내부로 유입되는 실내공기를 가열하여 배출한다. 이때 상기 순환펌프(80)는 공급관(71)에 연결되고, 액체저장탱크(70)로 액체를 유입할 수 있도록 유입구(81)가 형성된다. 또 배출관(72)에는 액체저장탱크(70)에 물을 청소 및 점검할 때 배출할 수 있는 배출구(82)가 형성된다.
그리고 상기 본체(10)의 상부면에 설치된 송풍팬(30)은 공기유입구(13)를 통해 본체(10) 내부로 순환되는 공기를 가열하여 실내로 온풍을 배출할 때 사용하면 되고, 따라서 송풍팬(30)을 설치하지 않았을 때는 라디에이터(90)에서 발생되는 열만을 이용하여 실내를 난방하면 된다.
그뿐만 아니라 상기 액체저장탱크(70)에 별도로 가습기(130)를 연결하여 가열된 액체를 이용하여 실내의 습도를 조절할 수 있도록 구성하였다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 액체유도가열장치(20)를 이용한 난방장치(200)의 사용상태의 실시 예를 설명하면, 난방장치(200)를 가동하고자 할 때 제어부(160)의 전원을 온 시키면 본체(10) 내부에 형성된 액체유도가열장치(20)의 코일(40)에 전원이 인가되고, 또 코일(40)을 권취하고 있는 코어(60)에서는 자기장이 발생하면서 열을 발생시킨다.
그리고 상기 유도자기장에서 발생되는 열은 코일(40)이 권취된 코어(60)를 감싸고 있는 액체저장탱크(70)의 내부에 저장되어 있는 액체를 가열하고, 가열된 액체는 순환펌프(80)의 작동에 의해 순환되면서 액체저장탱크(70)의 일측에 형성된 공급관(71)을 통해 라디에이터(90)를 순환하여 배출관(72)을 통해 액체저장탱크(70)로 다시 순환되면서 반복작용을 한다.
따라서 액체저장탱크(70)에서 가열된 액체는 액체저장탱크(70)의 외부로 열을 발생하고, 또 상기 가열된 액체가 순환되는 라디에이터(90)에서도 열이 발생하면서 실내를 따뜻하게 해 준다.
또한, 본체(10)의 하부면에 형성된 공기유입구(13)를 통해 내부로 유입된 공기는 액체유도가열장치(20) 및 라디에이터(90)에 의해 가열된 다음에는 상기와 같이 본체(10)의 상부면(12)에 형성되어 작동하는 송풍팬(30)의 작동에 의해서 실내로 방출하게 되므로 실내는 따뜻하고 쾌적한 환경을 만들게 된다.
그리고 본 발명의 난방장치(200)를 원하는 장소로 이동하고자 할 때에는 본체(10)를 밀면서 이동롤러(100)를 이용하여 간단하게 이동할 수 있다.
게다가 상기 송풍팬(30)이 작동하면서 실내공기가 공기유입구(13)틀 통해 본체 내부로 유입할 때, 실내 공기에 함유된 먼지 등의 각종 이물질은 공기유입구(13)에 설치된 공기청정필터(120)에 의해 여과되면서 깨끗한 공기가 본체(10) 내부로 유입된다. 따라서 상쾌하고 쾌적한 공기를 가열하여 실내에 배출하게 된다.
그리고 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 난방장치(200)는 액체저장탱크(70)에 가습기(130)를 장착하여 액체저장탱크(70)에 저장되어 가열되는 액체를 이용하여 실내의 습도를 조절할 수도 있다. 상기 가습기(130)는 이미 알려진 것으로 가습기(130)와 액체저장탱크(70)를 연결구(140)에 의해 연결하여 액체저장탱크(70)에서 가열된 액체를 공급하여 사용하면 된다. 이때 가습기(130)에 제공되는 액체는 제어부(160)에서 제어할 수 있도록 한다.
그리고 도 4는 본 발명의 난방장치의 작동 예를 나타낸 블록도로서, 본 발명의 액체유도가열장치(20) 및 송풍팬(30)은 제어부(160)와 연결되고 전원의 온, 오프를 제어할 수 있도록 전원공급회로(170)가 설치된다. 또 순환펌프(80)와 제어부(160) 사이에는 순환펌프(80)에 전기를 공급하는 순환펌프전기 공급회로(180)가 설치된다.
10. 본체 11. 하부면
12. 상부면 20. 액체유도가열장치
30. 송풍팬 40. 코일
50. 지지대 60. 코어
70. 액체저장탱크 71. 공급관
72. 배출관 73. 통공
80. 순화펌프 81. 유입구
82. 배출구 90. 라디에이터
100. 이동롤러 111. 통공
112. 공급관 113. 배출관
120. 공기청정필터 130. 가습기
140. 연결구 160. 제어부

Claims (6)

  1. 본체 내부에 설치되는 액체유도가열장치는 지지대에 설치되어 자기장이 형성되면서 열이 발생되도록 코일이 외부에 권취된 코어를 한개 또는 다수개 형성하여 서로 연결하고,
    상기 자기장에서 발생되는 열을 이용하여 액체를 가열할 수 있도록 코일의 외주면에 형성된 액체저장탱크와,
    상기 액체저장탱크에서 가열된 액체를 순환펌프에 의해 공급관으로 공급하고, 상기 공급관에 공급된 액체는 순환되면서 주변 공기를 가열시킨 후 배출관을 통해 배출할 수 있게 형성된 라디에이터를 포함하여 실내를 난방할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열 장치를 이용한 난방장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체의 내부로 공기가 원활하게 순환되도록 하기 위해 하부면에는 공기유입구가 천공하고, 상부면에는 송풍팬을 장착하여 본체 내부로 순환되는 공기를 액체유도가열장치에 의해 가열하여 실내로 온풍을 배출할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 액체유도가열장치를 이용한 난방장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 본체의 하부면에 이동롤러를 장착하여 이동이 편하도록 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 독립된 액체저장탱크의 내부에 한개 또는 다수개의 통공을 천공하여 상기 통공의 내부로 코일이 권취된 코어들을 삽입하여 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 본체의 하부에 천공된 공기유입구에 공기청정필터를 장착하여 순환되는 공기 중에 함유된 각종 이물질을 여과할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 액체저장탱크에 가습기를 장착하여 가열되는 온수를 이용하여 실내의 습도를 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 액체 유도가열장치를 이용한 난방장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200164727Y1 (ko) 1999-07-19 2000-02-15 황석근 고주파 유도 가열을 이용한 열풍장치
KR20010064727A (ko) * 1999-12-18 2001-07-11 이계철 무선통신시스템에서의 통화료 대체 광고방송서비스 방법
KR100768704B1 (ko) 2006-05-24 2007-10-23 박용자 고주파유도가열을 이용한 온풍장치

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