KR101133589B1 - A device to generate heat by induction heating type - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고주파 유도 가열방식(인덕션 히팅 방식)을 이용한 열 발생장치로 보일러나, 튀김기와 같이 수조에 저장된 물이나 기름 등의 가열매체를 가열하거나 보통의 난방기나 방열기로 사용 가능한 고주파 유도코일을 이용한 열 발생 장치에 관한 것이다.
일반적인 전기로 수조 내측의 물을 가열시키는 온수 발생 장치의 경우는,
전기 히팅 코일에 전류를 흘려 히터를 발열시키는 구조를 채택하고 있기 때문에 소모되는 전기량에 비하여 온수 효과가 뛰어나지 아니하여 열효율이 높지 않은 단점이 있다.
본 발명은 고주파 유도방식으로 발열되는 인덕션 히팅코일을 이용한 열 발생장치로 종래의 전기 히팅 방식에 비해 열효율을 월등히 향상된 열 발생장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 금속재파이프(11) 내측에 세라믹층(12)과 중공부(14)를 가지며,
상기 세라믹층(12)에 나선형으로 감긴 인덕션히팅코일(13)을 갖는 고주파 유도코일을 이용한 열 발생장치로 나선형으로 감겨진 인덕션히팅코일이 금속파이프를 가열하므로 전열 면적이 넓게 되는 장점을 갖게 되어, 순간 온수기, 보일러, 튀김기 등의 발열수단으로 아주 요긴하게 사용 가능하게 된다. 또한 금속재 파이프 내측에 나선형으로 감겨진 인덕션 히팅코일을 중공부로 공급되는 냉각 공기로 냉각되어 과열되는 것을 방지하게 되며, 세라믹층으로 보호되어 흔들림이 없는 견고한 고정 상태를 유지하게 된다.The present invention is a heat generating device using a high frequency induction heating method (induction heating method) using a high frequency induction coil that can be used as a heater or radiator for heating a heating medium such as water or oil stored in a tank such as a boiler or a fryer. A heat generating device.
In the case of the hot water generator which heats the water inside the tank by general electric,
Since it adopts a structure that generates a heater to generate electric current by flowing an electric heating coil, there is a disadvantage that the heat efficiency is not high because the hot water effect is not superior to the amount of electricity consumed.
The present invention is to provide a heat generating device using a heat generating device using an induction heating coil that is generated by a high frequency induction method.
The present invention has a ceramic layer 12 and the hollow portion 14 inside the metal pipe 11,
A heat generating device using a high frequency induction coil having an induction heating coil 13 spirally wound on the ceramic layer 12 has an advantage that the heat transfer area is widened because the induction heating coil wound in a spiral heats the metal pipe. It is very useful to use as a heating means such as instant water heater, boiler, fryer. In addition, the induction heating coil spirally wound inside the metal pipe is prevented from being overheated by cooling air supplied to the hollow portion, and is protected by a ceramic layer to maintain a firm fixed state without shaking.

Description

고주파 유도코일을 이용한 열 발생장치 및 그 제조방법{A device to generate heat by induction heating type}Heat generating device using high frequency induction coil and manufacturing method thereof {A device to generate heat by induction heating type}

본 발명은 고주파 유도 가열방식(인덕션 히팅 방식)을 이용한 열 발생장치로 보일러나, 튀김기와 같이 수조에 저장된 물이나 기름 등의 가열매체를 가열하거나 보통의 난방기나 방열기로 사용 가능한 고주파 유도코일을 이용한 열 발생 장치에 관한 것이다.The present invention is a heat generating device using a high frequency induction heating method (induction heating method) using a high frequency induction coil that can be used as a heater or radiator for heating a heating medium such as water or oil stored in a tank such as a boiler or a fryer. A heat generating device.

전기를 이용한 일반적인 온수 발생 장치의 경우는, 전기 히팅 코일로 작동하는 히터를 설치하여 수조 내측의 물을 가열시키는 구조를 가지고 있다.In the case of a general hot water generator using electricity, a heater that operates as an electric heating coil is provided to heat the water inside the tank.

그러나 이러한 종래 가열 방식은 전기 히팅 코일에 전류를 흘려 히터를 발열시키는 구조를 채택하고 있기 때문에 소모되는 전기량에 비하여 온수 효과가 뛰어나지 아니하여 열효율이 높지 않은 단점이 있다.However, the conventional heating method has a disadvantage in that the heat efficiency is not high because the hot water effect is not superior to the amount of electricity consumed since it adopts a structure that generates a heater by flowing a current through the electric heating coil.

본 발명은 고주파 유도방식으로 발열되는 인덕션 히팅코일을 이용한 열 발생장치로 수조 내측의 물이나 기름을 가열시켜 보일러나, 튀김기 또는 방열기의 열 발생장치로 사용 가능하며, 종래의 전기 히팅 방식에 비해 열효율을 월등히 향상된 열 발생장치를 제공하는 것이다.The present invention is a heat generating device using an induction heating coil that is generated by a high frequency induction method can be used as a heat generating device of a boiler, a fryer or a radiator by heating water or oil inside the tank, and thermal efficiency compared to the conventional electric heating method It is to provide an improved heat generating device.

본 발명에서 사용되는 인덕션 히팅 방식은 전자유도 가열방식을 의미하는 바, 상기 전자유도 가열 방식(Induction heating)이란 고효율 자력선 유도기술을 응용한 것으로, 유도가열코일에 교류 전류를 통하면 자력선이 발생하고, 상기 자력선 근처에 금속체를 접근시키면 전기저항에 의해 금속체가 발열되는 방식이다.Induction heating method used in the present invention refers to the electromagnetic induction heating method, the induction heating method (Induction heating) is a high-efficiency magnetic field induction technology is applied, magnetic lines are generated when the induction heating coil through an alternating current When the metal body approaches the magnetic force line, the metal body generates heat by electric resistance.

한편, 이러한 인덕션 히팅 방식은 불꽃이나 유해가스 등이 발생하지 않기 때문에 화재의 위험성이 없으며, 가스를 열원으로 사용하지 않기 때문에 일산화탄소의 발생이 없고, 실내 산소의 소모가 적어 쾌적한 실내를 유지할 수 있는 특징이 있어, 최근에는 조리기구에 사용되는 인덕션 렌지를 비롯하여, 인덕션 온풍기, 인덕션 난방 침대 등 다양하게 여러 방면으로 사용되고 있는 실정이다.On the other hand, the induction heating method does not generate a flame or harmful gas, so there is no danger of fire, and since the gas is not used as a heat source, carbon monoxide is not generated and indoor oxygen consumption is low, and thus a comfortable room can be maintained. In recent years, induction stoves used for cooking utensils, induction heating fans, induction heating bed, etc. have been used in various ways.

따라서, 본 발명 또한 이러한 맥락에서 발명된 것으로, 인덕션 히팅 코일을 이용하여 수조 내측의 물이나 기름을 가열시키거나 난방기로 사용가능한 고주파 유도코일을 이용한 열 발생장치를 발생시키고자 개발된 것이다.Therefore, the present invention has also been invented in this context, and was developed to generate a heat generator using a high frequency induction coil that can be used as a heater or to heat water or oil inside a tank using an induction heating coil.

본 발명과 그 구성은 상이하지만, 고주파 유도 가열 방식을 이용한 인덕션 온수 발생 장치로는Although the present invention and its configuration are different, the induction hot water generator using the high frequency induction heating method

특허 제858353호(인덕션 보일러 장치),Patent No. 858353 (Induction Boiler Apparatus),

특허 제762951호(인덕션 보일러) 및Patent No.762951 (Induction Boiler) and

본 출원인에 의해 선등록된Pre-registered by the applicant

특허 제861869호(인덕션 히팅코일을 이용한 튀김기)Patent No. 861869 (Fryer using Induction Heating Coil)

를 볼 수 있다.Can be seen.

본 발명은 고주파 가열방식으로 열을 발생하는 열 발생장치 그 제조방법으로, 보일러, 튀김기, 방열기, 난방기와 같은 열 발생장치의 발열수단을 제공하는 것으로 기존의 열선(니크롬선)에 의해 발열하는 열 발생 방법보다 효율이 우수한 열 발생장치를 제공하는 것이다.The present invention is a method of manufacturing a heat generating device for generating heat by a high frequency heating method, by providing a heat generating means of a heat generating device such as a boiler, a fryer, a radiator, a heater, heat generated by a conventional heating wire (nichrome wire) It is to provide a heat generating device which is more efficient than the generating method.

금속재파이프(11) 내측에 세라믹층(12)과 중공부(14)를 가지며,It has a ceramic layer 12 and the hollow portion 14 inside the metal pipe 11,

상기 세라믹층(12) 내측에 매립된 상태로 나선형으로 감긴 인덕션히팅코일(13)을 갖는 것이다.The induction heating coil 13 is wound in a spiral state in the ceramic layer 12.

상기 금속재파이프(11)는 자성을 갖는 금속재로 구성되며, 세라믹층(12)에 나선형으로 형성되는 인덕션히팅코일(13)은 속이 빈 구리파이프선(13B)로 구성하거나, 다수개의 구리세선을 하나로 뭉친 구리연선(13A)으로 구성토록 한 것이다.The metal pipe 11 is made of a magnetic metal material, the induction heating coil 13 spirally formed in the ceramic layer 12 is composed of a hollow copper pipe line 13B, or a plurality of fine copper wire as one It is composed of a bundle of copper stranded wire (13A).

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the manufacturing process of the present invention having such a structure as follows.

파이프 또는 원형봉(21)의 외주면에 인덕션히팅코일(13)을 나선형으로 감는 단계.Spirally winding the induction heating coil 13 on the outer circumferential surface of the pipe or round rod (21).

상기 인덕션히팅코일(13)을 감는 파이프 또는 원형봉(21)을 금속재파이프(11) 내측으로 삽입하는 단계.Inserting a pipe or a round rod (21) winding the induction heating coil (13) into the metal pipe (11).

금속재파이프(11)와 파이프 또는 원형봉(21) 사이로 세라믹 반죽을 주입하여 세라믹 반죽이 인덕션히팅코일(13)을 감싸는 단계.Injecting the ceramic dough between the metal pipe (11) and the pipe or round rod 21 to wrap the ceramic dough induction heating coil (13).

인덕션히팅코일(13)을 감싸는 세라믹 반죽을 건조하는 단계.Drying the ceramic dough surrounding the induction heating coil (13).

인덕션히팅코일(13)이 감긴 파이프 또는 원형봉(21)을 금속재파이프(11)로 부터 분리하는 단계.Separating the pipe or round rod 21 wound around the induction heating coil (13) from the metal pipe (11).

건조된 세라믹 반죽을 가열 경화시켜 세라믹층(12)을 형성하는 단계.Heat curing the dried ceramic dough to form a ceramic layer (12).

를 거쳐 제조되며, 상기 파이프 또는 원형봉(21)에 감는 인덕션히팅코일(13)은 구리세선을 다수개 뭉친 구리연선이나, 가운데 공간을 갖는 구리파이프선(13B)을 사용하는 것이다.Manufactured through, the induction heating coil 13 wound on the pipe or round rod 21 is to use a copper stranded wire or a copper pipe wire 13B having a plurality of copper fine wire agglomerated.

이와 같은 제조공정을 통해 제조되는 열 발생장치는 고주파발생회로에 의해 가해지는 고주파에 의해 인덕션히팅코일(13)이 자기장을 형성하고 인덕션히팅코일(13)의 외측에 위치하며 자기장의 범위에 있는 금속재파이프가(11)가 자기장에 의해 발열되어 열을 발생하게 되는 것으로, 보일러, 튀김기 등의 발열장치로 사용되는 것이다.The heat generating device manufactured through the manufacturing process is a metal material in which the induction heating coil 13 forms a magnetic field by the high frequency applied by the high frequency generating circuit and is located outside the induction heating coil 13 and is in the range of the magnetic field. The pipe 11 generates heat by the magnetic field, and is used as a heating device such as a boiler or a fryer.

인덕션 히팅 방식에 의한 전열방식은 종래의 전기 히터 방식에 비하여 가열 시간이 빠르며, 열 효율이 매우 높아 전기 소비가 절감되는 잇점이 있다.The induction heating method by the induction heating method is faster than the conventional electric heater method, the heating time is very high, the thermal efficiency has the advantage of reducing the electricity consumption.

특히 본 발명에 의한 인덕션 히팅 방식은 나선형으로 감겨진 인덕션히팅코일이 금속파이프를 가열하므로 전열 면적이 넓게 되는 장점을 갖게 되어, 순간 온수기의 발열수단으로, 아주 요긴하게 사용 가능하게 된다. 또한 금속재 파이프 내측에 나선형으로 감겨진 인덕션 히팅코일을 중공부로 공급되는 냉각 공기로 냉각되어 과열되는 것을 방지하게 되며, 세라믹층으로 보호되어 흔들림이 없는 견고한 고정 상태를 유지하게 된다.In particular, the induction heating method according to the present invention has the advantage that the heat transfer area is widened because the induction heating coil wound in a spiral heats the metal pipe, it is very useful as a heat generating means of the instantaneous water heater. In addition, the induction heating coil spirally wound inside the metal pipe is prevented from being overheated by cooling air supplied to the hollow portion, and is protected by a ceramic layer to maintain a firm fixed state without shaking.

또한 그 구조가 간단하여 고장의 염려가 없는 장점을 갖게 되며, 제작이 용이한 장점을 갖게 된다. 이와 같은 인덕션히팅코일을 내측에 나선형으로 장착한 금속재파이프는 실제 발열체로 보일러나, 튀김기, 발열기, 난방기 등의 다양한 발열장치로 사용가능한 아주 유용한 발명인 것이다.In addition, the structure is simple to have the advantage that there is no fear of failure, it is easy to manufacture has the advantage. Metal pipes in which the induction heating coil is spirally mounted inside are very useful inventions that can be used as various heating devices such as a boiler, a fryer, a heater, a heater, and the like as an actual heating element.

도1 본 발명의 분해 사시도.
도2 본 발명의 단면도 및 부분 확대 단면도.
도3 본 발명에 사용되는 구리연선을 나선형으로 감은 것을 보인 참고 사시도.
도4 본 발명의 타 실시 예의 단면도 및 부분 확대 단면도.
도5 본 발명에 사용되는 구리파이프선을 나선형으로 감을 것을 보인 참고 사시도.
도6 본 발명의 제조공정을 도시한 공정별 사시도.
도7 본 발명의 제조공정을 도시한 공정별 단면도.
도8 본 발명을 보일러에 적용한 사용 상태 단면도.1 is an exploded perspective view of the present invention.
2 is a cross-sectional view and a partially enlarged cross-sectional view of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing a spiral wound twisted copper wire used in the present invention.
4 is a cross-sectional view and a partially enlarged cross-sectional view of another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing that the copper pipe wire used in the present invention spirally wound.
Figure 6 is a perspective view of each step showing a manufacturing process of the present invention.
7 is a cross-sectional view for each process showing a manufacturing process of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a state of use of the present invention applied to a boiler.

본 발명은 고주파발생회로에 의해 발생하는 고주파 전기를 인덕션히팅코일에 가할 때 인덕션히팅코일 주변에는 자기장이 발생하게 되며, 상기 자기장 범위 내의 자성을 갖는 금속물질은 자기장과 간섭하여 열을 발생하는 인덕션히팅장치에 관한 것이다.The present invention generates a magnetic field around the induction heating coil when the high frequency electricity generated by the high frequency generating circuit is applied to the induction heating coil, and the metal material having magnetism within the magnetic field range interferes with the magnetic field to generate heat. Relates to a device.

본 발명은 자성을 갖는 금속재파이프(11) 내측에 나선형으로 감긴 인덕션히팅코일(13)을 장착하고, 인덕션히팅코일(13)에 고주파전기를 가할 시, 인덕션히팅코일(13) 주변에 발생되는 자기장이 금속재파이프(11)와 간섭하여 금속재파이프(11)를 발열시키는 것으로,According to the present invention, a magnetic field generated around the induction heating coil 13 when the induction heating coil 13 spirally wound inside the metal pipe 11 having magnetic properties is applied to the induction heating coil 13. By interfering with the metal pipe 11 to heat the metal pipe 11,

상기 금속재파이프(11) 내측에, 나선형으로 감긴 인덕션히팅코일(13)을 설치함에 있어, 금속재파이프(11) 내측에 세라믹층(12)을 형성하고, 상기 세라믹층(12) 내측에 매립된 상태로 나선형으로 감긴 인덕션히팅코일(13)을 갖도록 하며,In the installation of the spirally wound induction heating coil 13 inside the metal pipe 11, a ceramic layer 12 is formed inside the metal pipe 11 and embedded in the ceramic layer 12. To have an induction heating coil (13) wound in a spiral shape,

세라믹층(12) 안쪽에는 공기가 자유롭게 유통되는 중공부(14)를 형성토록 한 것이다.Inside the ceramic layer 12 is to form a hollow portion 14 through which air flows freely.

상기 세라믹층(12)은 나선형으로 감긴 인덕션히팅코일(13)을 지지하며, 인덕션히팅코일(13)과, 금속재파이프(11)가 서로 접촉되지 않고 일정간격을 유지하는 역할을 수행하게 된다.The ceramic layer 12 supports the induction heating coil 13 wound in a spiral shape, and serves to maintain a constant interval without the induction heating coil 13 and the metal pipe 11 contacting each other.

이와 같이, 세라믹층(12) 내측에 나선형으로 감겨지며, 세라믹층(12)으로 보호 지지되는 인덕션히팅코일(13)은 통상의 전열선(니크롬선)과 같이 직접 발열하는 것이 아니라 고주파발생회로(15)에 의해 발생되는 고주파전기로 인덕션히팅코일(13)에 자기장을 발생하며, 자기장의 범위 내에 위치한 금속재파이프(11)가 자기장과의 간섭에 의해 열을 발생하는 간접 발열하는 것으로, 고주파전기를 발생하는 인덕션히팅코일(13)은 과열되지 않게 냉각되는 것이 바람직하게 되므로, 금속재파이프(11) 내주면에 부착되는 세라믹층(12) 안쪽에 형성되는 중공부(14)로, 냉각공기를 순환시켜 세라믹층(12) 내측에 매립된 인덕션히팅코일(13)을 냉각시키게 되는 것이다.As described above, the induction heating coil 13 wound spirally inside the ceramic layer 12 and protected and supported by the ceramic layer 12 does not directly generate heat as in a general heating wire (nichrome wire), but rather generates a high frequency generator circuit 15. A magnetic field is generated in the induction heating coil 13 by a high frequency electric wave generated by the same, and the metal pipe 11 located in the magnetic field ranges indirectly to generate heat by interference with the magnetic field. Since the induction heating coil 13 is preferably cooled so as not to overheat, the hollow layer 14 formed inside the ceramic layer 12 attached to the inner circumferential surface of the metal pipe 11 circulates cooling air to circulate the cooling air. (12) It is to cool the induction heating coil 13 embedded inside.

상기 세라믹층(12)에 매립되는 구리선은, 구리세선을 다수개 합친 구리연선(13A)을 사용하거나, 속이 빈 공간을 갖는 구리파이프선(13B)을 사용하게 된다.As the copper wire embedded in the ceramic layer 12, a copper stranded wire 13A obtained by combining a plurality of fine copper wires is used, or a copper pipe wire 13B having a hollow space is used.

상기 구리파이프선은 주파수가 높아짐에 따라 전류가 도선의 바깥 쪽으로 흐르는 성질, 즉 "표피효과(skin effect)"에 의해 구리파이프선은 전기소비전력은 절감할 수 있음과 동시에, 발열량은 증대시키는 효과를 얻을 수 있게 된다.The copper pipe wire has the property that current flows to the outside of the wire as the frequency increases, that is, the "skin effect" allows the copper pipe wire to reduce electric power consumption and increase heat generation. Will be obtained.

이와 같이 금속재파이프(11) 내측에 세라믹층(12)과 중공부(14)를 가지며, 세라믹층(12)에 나선형으로 감긴 인덕션히팅코일(13)을 형성하는 본 발명의 제조 방법을 첨부한 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.As described above, the manufacturing method of the present invention having the ceramic layer 12 and the hollow portion 14 inside the metal pipe 11 and forming the induction heating coil 13 spirally wound on the ceramic layer 12 is attached. Explained as follows.

먼저, 파이프 또는 원형봉(21)의 외주면에 인덕션히팅코일(13)을 일정간격 나선형으로 감는 단계와,First, spirally wound the induction heating coil 13 on the outer circumferential surface of the pipe or circular rod 21 at a predetermined interval,

상기 인덕션히팅코일(13)을 나선형으로 감는 파이프 또는 원형봉(21)을 금속재파이프(11) 내측으로 삽입하는 단계와, 금속재파이프(11)와 원형봉(21) 사이로 세라믹 반죽을 주입하여, 세라믹 반죽이 인덕션히팅코일(13)을 감싸는 단계와, 금속재파이프(11) 내측에 주입한 세라믹 반죽을 건조하는 단계와, 건조된 세라믹 반죽으로부터 파이프 또는 원형봉(21)을 분리하는 단계와, 건조된 세라믹 반죽을 가열하여 세라믹 반죽을 경화시켜 세라믹층(12)을 형성하는 단계로 제조하게 된다.Inserting the pipe or circular rod 21 wound around the induction heating coil 13 into the metal pipe 11 into the metal pipe 11, and injecting a ceramic dough between the metal pipe 11 and the circular bar 21, thereby The dough wraps the induction heating coil 13, drying the ceramic dough injected into the metal pipe 11, separating the pipe or round rod 21 from the dried ceramic dough, and The ceramic dough is heated to harden the ceramic dough to prepare a ceramic layer 12.

이와 같이 제조된 인덕션히팅방식의 열 발생장치는 보일러, 튀김기 또는 인덕션히팅난방기구로 사용되는 것이다.The induction heating type heat generating apparatus manufactured as described above is used as a boiler, a fryer or an induction heating apparatus.

11 금속재파이프 12 세라믹층
13 인덕션히팅코일 13A 구리연선
13B 구리파이프선 14 중공부
15 고주파회로
21 파이프 또는 원형봉 30 보일러11 Metal Pipe 12 Ceramic Layer
13 Induction Heating Coil 13A Copper Stranded Wire
13B copper pipe 14 hollow part
15 High Frequency Circuit
21 Pipes or round rods 30 Boilers

Claims (4)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 파이프 형상의 원형봉(21)의 외주면에 인덕션히팅코일(13)을 나선형으로 감는 단계.
상기 인덕션히팅코일(13)이 감긴 파이프 형상의 원형봉(21)을 금속재파이프(11) 내측으로 삽입하는 단계.
금속재파이프(11)와 파이프 형상의 원형봉(21) 사이로 세라믹 반죽을 주입하여 세라믹 반죽이 인덕션히팅코일(13)을 감싸는 단계.
인덕션히팅코일(13)을 감싸는 세라믹 반죽을 건조하는 단계.
인덕션히팅코일(13)이 감긴 파이프 형상의 원형봉(21)을 금속재파이프(11)로 부터 분리하는 단계.
건조된 세라믹 반죽을 가열 경화시켜 세라믹층(12)을 형성하는 단계를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 고주파 유도코일을 이용한 열 발생장치 제조방법.Spirally winding the induction heating coil 13 on the outer circumferential surface of the pipe-shaped circular rod (21).
Inserting the pipe-shaped circular rod (21) wound around the induction heating coil (13) into the metal pipe (11).
Injecting the ceramic dough between the metal pipe 11 and the pipe-shaped circular rod 21 to surround the induction heating coil (13).
Drying the ceramic dough surrounding the induction heating coil (13).
Separating the pipe-shaped circular rod 21 wound around the induction heating coil 13 from the metal pipe (11).
Method of manufacturing a heat generating device using a high frequency induction coil, characterized in that it is manufactured by heating and curing the dried ceramic dough to form a ceramic layer (12).
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