KR101179125B1

KR101179125B1 - 고압 과열 증기발생기

Info

Publication number: KR101179125B1
Application number: KR1020100079504A
Authority: KR
Inventors: 권혁민; 이의용
Original assignee: 주식회사에이티에스
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2012-09-07
Also published as: KR20120016951A

Abstract

본 발명은 고압 과열 증기발생기에 관한 것으로서, 특히, 부하의 저항을 편조선 구조의 릿쯔 와이어선(또는 코일)에 공진형인버터를 채용하여 자속을 발생시켜 절연체 내부의 부하를 간접가열(유도가열)에 의하여 단시간 내에 물을 가열하여 신속하게 고압의 과열 증기를 만들어낼 수 있도록 구성한 고압 과열 증기발생기에 관한 것이다.
본 발명의 구성은, 제1유도가열부; 수위감지센서가 구비되어 상기 제1유도가열부로 공급되는 물의 수위를 항상 일정하게 유지해주는 물탱크; 상기 제1유도가열부 및 상기 물탱크로 물을 공급해주며, 제1개폐밸브가 구비된 제1공급관; 상기 제1유도가열부와 연결되며, 압력계와 제2개폐밸브가 구비된 제2공급관; 상기 제2공급관 및 상기 물탱크 사이에 연결된 수위조절관; 상기 제2공급관과 연결된 제2유도가열부; 상기 제1유도가열부 및 상기 제2유도가열부와 연결되어 각각 고주파를 인가해주는 전력변환부; 및 상기 제2유도가열부와 연결되어 고압의 과열 증기를 배출시키며, 온도감지센서와 제3개폐밸브가 구비된 증기배출관을 포함하며, 상기 제1유도가열부 및 상기 제2유도가열부는, 일측에 유입부가 결합되고 타측에 배출부가 결합되며, 상기 유입부 및 상기 배출부와 내부가 연통되고 외주면의 상하부로 각각 단턱이 형성되는 몸체; 상기 몸체의 외주면 단턱에 결합되는 절연매체; 및 상기 절연매체의 외주면에 권선되는 코일로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고압 과열 증기발생기{HIGH PRESSURE AND SUPERHEATED VAPOR GENERATOR}

본 발명은 고압 과열 증기발생기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부하의 저항을 편조선 구조의 릿쯔 와이어선 또는 코일에 공진형인버터를 채용하여 자속을 발생시켜 절연체 내부의 부하를 간접유도가열에 의하여 단시간 내에 물을 가열하여 신속하게 고압의 과열 증기를 온도편차 ±1℃ 내에서 설정된 목표 온도에 근접유지할 수 있도록 구성한 고압 과열 증기발생기에 관한 것이다.

일반적으로, 증기발생기는 스팀 청소기, 음식물 제조기, 세탁소의 다리미 증기발생장치 등 다양한 곳에서 사용되고 있다.

증기를 발생하기 위한 장치로 유도가열을 이용하기도 하였으나, 테프론과 같은 절연매체 내부에 발열체를 설치한 구조로써, 고온의 증기는 발생할 수 있었으나 구조적으로 고압의 증기는 생성시킬 수 없었다.

즉, 테프론 재질은 200~250℃에서 반복가열에 노출되면 구조자체가 변형되어 증기가 새나간다는 문제점이 있었기 때문에, 최대 500℃까지 과열된 증기를 생성하는 구조에서는 사용하기에 부적합하였다.

한편, 유도가열체 내부의 물의 수위를 일정하게 유지하기 위하여 수위감지센서가 구비된 물탱크를 사용하였으나, 증기 발생시 증기의 소정 압력으로 인하여 역류 증기가 발생하면서 물탱크의 수위가 높아져 수위감지센서의 오작동 문제를 발생시켰다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 공진형인버터를 사용하여 전력변환효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 유도가열을 이용하여 단시간 내에 물을 가열하여 신속하게 고압의 과열 증기를 만들어 낼 수 있도록 한 고압 과열 증기발생기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기본적으로 화석연료를 사용하지 않아 공해발생을 원천적으로 해결한 전기에너지를 사용하는 유도가열을 이용한 고압 과열 증기발생기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 보일러와 연결하여 사용할 수 있는 고압 과열 증기발생기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 고압 과열 증기발생기는, 제1유도가열부; 수위감지센서가 구비되어 상기 제1유도가열부로 공급되는 물의 수위를 항상 일정하게 유지해주는 물탱크; 상기 제1유도가열부 및 상기 물탱크로 물을 공급해주며, 제1개폐밸브가 구비된 제1공급관; 상기 제1유도가열부와 연결되며, 압력계와 제2개폐밸브가 구비된 제2공급관; 상기 제2공급관 및 상기 물탱크 사이에 연결된 수위조절관; 상기 제2공급관과 연결된 제2유도가열부; 상기 제1유도가열부 및 상기 제2유도가열부와 각각 연결되어 고주파를 인가해주는 전력변환부; 및 상기 제2유도가열부와 연결되어 고압의 과열 증기를 배출시키며, 온도감지센서와 제3개폐밸브가 구비된 증기배출관;을 포함하여 이루어짐으로써 달성된다.

또한, 보일러; 상기 보일러로 물을 공급해주며, 제1개폐밸브가 구비된 제1공급관; 상기 보일러와 연결되며, 압력계와 제2개폐밸브가 구비된 제2공급관; 상기 제2공급관과 연결된 제2유도가열부; 상기 제2유도가열부와 연결되어 고주파를 인가해주는 전력변환부; 및 상기 제2유도가열부와 연결되어 고압의 과열 증기를 배출시키며, 온도감지센서와 제3개폐밸브가 구비된 증기배출관;을 포함하여 이루어짐으로써 달성된다.

이때, 상기 제1유도가열부 및 상기 제2유도가열부는 일측에 유입부가 결합되고 타측에 배출부가 결합되며, 상기 유입부 및 상기 배출부와 내부가 연통되고 외주면의 상하부로 각각 단턱이 형성되는 몸체; 상기 몸체의 외주면 단턱에 결합되는 절연매체; 및 상기 절연매체의 외주면에 권선되는 코일;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2유도가열부는 내부에 홀이 형성되며, 내주면에 상부안착턱과 하부안착턱이 구비된 몸체; 물의 이송에 간섭되지 않도록 형성되며 상기 상부안착턱과 상기 하부안착턱에 결합되며, 비열이 작은 금속체로 이루어진 발열매체; 및 상기 몸체의 외주면에 권선되어 상기 전력변환부와 연결된 코일;로 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제1공급관 및 상기 제2공급관에는 물을 배출시키기 위해 드레인밸브가 구비된 드레인관이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전력변환부는 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환시켜주는 정류부; 입력전원의 노이즈를 필터링해주는 필터부; 고주파를 인가하여 자속을 발생시킴으로써 상기 제1유도가열부 및 상기 제2유도가열부의 내부를 가열시키는 제1 및 제2공진형인버터; 상기 제1 및 제2공진형인버터의 주파수를 제어하는 제어부; 및 상기 제1 및 제2공진형인버터의 출력값을 상기 제어부로 전달하는 PID제어기;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 화석연료를 사용하지 않고 전기에너지를 사용함으로써 공기 오염물질을 발생시키지 않으며, 공진형인버터를 채용하여 자속을 발생시켜 부하인 발열수단을 간접가열(유도가열)에 의하여 액체 및 기체를 단시간 내에 가열 가능하도록 한 것이고, 이로 인해 전력변환 효율이 높음은 물론 장치의 소형 경량화가 가능하며, 특히, 종래의 보일러에도 연결하여 사용할 수 있어 급속히 증기를 발생시켜 그 증기를 이용하는 모든 분야에 원천적으로 응용이 가능하도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고압 과열 증기발생기의 일실시예에 의한 개략적인 구성도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 고압 과열 증기발생기의 일실시예에 의한 제1유도가열부 및 제2유도가열부를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 고압 과열 증기발생기의 제2유도가열부를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 고압 과열 증기발생기의 일실시예에 의한 전력변환부의 개략적인 구성을 나타내 도면,
도 6은 본 발명에 따른 고압 과열 증기발생기의 다른 실시예에 의한 개략적인 구성도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1유도가열부(100); 수위감지센서(210)가 구비되어 상기 제1유도가열부(100)로 공급되는 물의 수위를 항상 일정하게 유지해주는 물탱크(200); 상기 제1유도가열부(100) 및 상기 물탱크(200)로 물을 공급해주며, 제1개폐밸브(310)가 구비된 제1공급관(300); 상기 제1유도가열부(100)와 연결되며, 압력계(410)와 제2개폐밸브(420)가 구비된 제2공급관(400); 상기 제2공급관(400) 및 상기 물탱크(200) 사이에 연결된 수위조절관(500); 상기 제2공급관(400)과 연결된 제2유도가열부(600); 상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)와 각각 연결되어 고주파를 인가해주는 전력변환부(700); 및 상기 제2유도가열부(600)와 연결되어 고압의 과열 증기를 배출시키며, 온도감지센서(810)와 제3개폐밸브(820)가 구비된 증기배출관(800);을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 제1공급관(300)에는 상기 제1개폐밸브(310)가 구비되며, 상기 제1개폐밸브(310)의 개폐에 의해 상기 물탱크(200) 및 상기 제1유도가열부(100)와 연결된 상기 제1공급관(300)을 따라 상기 물탱크(200) 및 상기 제1유도가열부(100)의 내부로 물이 동시에 공급되며, 이때, 상기 물탱크(200) 및 상기 제1유도가열부(100)는 동일한 높이에 설치되도록 하여 평행을 유지시킴으로써 상기 물탱크(200)의 내부에 설치된 상기 수위감지센서(210)를 통해 상기 제1유도가열부(100) 내부의 물의 수위를 항상 일정하게 조절하게 된다.

이때, 상기 제1개폐밸브(310)는 상기 물탱크(200)의 물의 수위가 항상 일정하게 유지되도록 기설정 해두어 자동으로 개폐되도록 하며, sol밸브와 같은 전자변을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 미도시 하였으나, 상기 제1개폐밸브(310)를 상수도와 연결시켜 사용할 경우 별도의 펌핑수단이 필요 없으나, 별도의 펌핑수단을 구비하여 상기 제1개폐밸브(310)의 개방과 함께 동작하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 제1유도가열부(100)에는 물이 공급되면 상기 전력변환부(700)로부터 고주파(전원)를 인가받아 내부의 물을 가열시켜 증기를 발생시키게 되며, 이때, 증기의 압력을 1.5~2.5Kg중/㎡의 항상 일정한 압력으로 유지시키도록 일정한 전원을 인가하도록 설정한다.

또한, 상기 제1유도가열부(100)에는 상기 제2공급관(400)의 일측이 연결되며, 상기 제2공급관(400)의 타측에는 상기 제2유도가열부(600)의 일측이 결합된다.

이때, 상기 제2공급관(400)에는 상기 압력계(410)가 구비되어 상기 제1유도가열부(100)를 통해 생성된 증기압을 체크하여 5Kg중/㎡ 이상일 경우 압력조절밸브인 상기 제2개폐밸브(420)가 개방되어 증기를 배출되도록 구성하거나, 상기 제2개폐밸브(420)의 개방과 동시에 자동으로 전원을 차단하여 증기의 발생을 중지할 수 있도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 제2공급관(400) 및 상기 물탱크(200)의 상단에는 상기 수위조절관(500)을 구비함으로써, 상기 제1유도가열부(100)에서 발생한 증기압에 의해 물의 수위가 변하지 않고 항상 평형을 유지하도록 구성하였다.

즉, 상기 제1유도가열부(100)에서 발생한 증기가 상기 제1유도가열부(100)의 하부에 결합된 상기 제1공급관(300)을 통해 상기 물탱크(200)의 하부에 결합된 상기 제1공급관(300)으로 유입됨으로써, 상기 물탱크(200) 내부의 물의 수위가 높아져 상기 수위감지센서(210)의 오작동 문제로 인한 수위조절이상 문제를 해결할 수 있도록 상기 제1유도가열부(100)에서 발생한 증기가 상기 수위조절관(500)을 통해 상기 물탱크(200)의 상하부로 동시에 유입되도록 함으로써, 증기압에 의해 물의 수위가 변하지 않고 항상 평형을 유지하도록 하였다.

또한, 상기 제2공급관(400)의 타측에는 상기 전력변환부(700)로부터 전원을 인가받아 작동하는 상기 제2유도가열부(600)의 일측이 결합되며 상기 제2유도가열부(600)의 타측에는 상기 증기배출관(800)이 결합된다.

상기 제2유도가열부(600)에서는 상기 제1유도가열부(100)에서 발생한 100℃의 증기를 받아들이고, 이를 다시 가열하여 130~500℃까지의 고압의 과열 증기를 배출시키게 되는데, 이때, 상기 증기배출관(800)에 구비된 상기 온도감지센서(810)에서 130~500℃사이의 미리 설정된 온도의 과열 증기를 감지하게 되면 sol밸브 등으로 구성된 상기 제3개폐밸브(820)를 개방시켜 고압의 과열된 증기를 배출시킨다.

이때, 상기 온도감지센서(810)는 도면상에는 하나로 도시하였으나, 상기 제2유도가열부(600) 뿐만 아니라 상기 제1유도가열부(100)의 온도도 감지하며, 상기 제1유도가열부(100)에서 100℃의 수증기가 발생하면, 이에 대한 온도정보를 감지하여 상기 전력변환부(700)로 전달하게 되고, 상기 전력변환부(700)의 제어부(740)의 컨트롤에 의해 상기 제2유도가열부(600)를 동작시키게 된다.

한편,상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일측에 유입부(111)가 결합되고 타측에 배출부(112)가 결합되며, 상기 유입부(111) 및 상기 배출부(112)와 내부가 연통되고 외주면의 상하부로 각각 단턱(113)이 형성되는 몸체(110); 상기 몸체(110)에 접촉되지 않으며 상기 몸체(110)의 외주면 단턱(113)에 결합되는 절연매체(120); 및 상기 절연매체(120)의 외주면에 권선되는 코일(130);로 구성하거나, 상기 제2유도가열부(600)만을 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 홀이 형성되며, 내주면에 상부안착턱(611)과 하부안착턱(612)이 구비된 몸체(610); 물의 이송에 간섭되지 않도록 형성되며 상기 상부안착턱(611)과 상기 하부안착턱(612)에 결합되며, SUS 계열의 비열이 작은 금속체로 이루어진 발열매체(620); 및 상기 몸체(610)의 외주면에 권선되어 상기 전력변환부(700)와 연결된 코일(630);로 구성할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구성할 경우, 일측에 내부에 길이 방향으로 홀이 형성된 유입부(111)가 결합되고, 타측에 내부에 길이 방향으로 홀이 형성된 배출부(112)가 결합되며, 상기 유입부(111) 및 상기 배출부(112)의 홀과 연통되도록 내부에 홀이 형성된 몸체(110)의 외주면에는 상하부에 각각 단턱(113)이 형성되며, 하부에는 안착턱이 더 형성될 수 있다.

상기 단턱(113)에는 절연성질을 갖는 테프론 등과 같은 절연매체(120)가 결합되며, 상기 절연매체(120)의 외주면에는 절연재가 코팅된 릿쯔와이어 또는 코일(130)이 권선된다.

이때, 상기 몸체(110)의 내부에는 별도의 발열매체가 결합되지 않으며, 상기 몸체(110)가 SUS 계열의 비열이 작은 금속체로 이루어져, 상기 몸체(110) 자체가 발열매체의 역할을 하게 되어 상기 릿쯔와이어가 권선된 상하 길이만큼 상기 몸체(110)가 유도가열된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 구성할 경우, 세라믹 재질로 형성된 파이프 형상을 갖는 상기 몸체(610)의 내주면 상하부에 상기 상부안착턱(611)과 상기 하부안착턱(612)이 형성되며, 이에 다수 개의 홀이 형성된 발열매체(620)가 상기 상부안착턱(611)과 상기 하부안착턱(612)에 안착되어 지지된다.

상기 발열매체(620)의 내부에는 다수 개의 발열편을 포함시킬 수 있으며, 상기 발열매체(620)는 다양한 형상으로 제작할 수 있으나 공급된 물과 증기가 용이하게 통과되도록 제작하는 것이 바람직하며, 상기 몸체(610)의 외주면에는 상기 몸체(610)의 내주면에 안착결합된 상기 발열매체(620)의 상하 길이에 대응되는 길이로 상기 코일(630) 또는 릿쯔와이어가 권선되어 형성된다.

한편, 상기 제1공급관(300) 및 상기 제2공급관(400)에는 물을 배출시키기 위해 sol밸브와 같은 드레인밸브(910)가 구비된 드레인관(900)이 더 구비된다.

즉, 내부의 이물질을 제거하거나 수리를 요할 경우 상기 제1공급관(300) 및 상기 제2공급관(400)의 일단 중 적어도 어느 한곳에 상기 드레인밸브(910)가 구비된 드레인관(900)을 연결하여 필요시 고압 과열 증기발생기 내부의 물을 모두 외부로 배출시킬 수 있다.

상기 각각의 구성요소 간은 상호 밀폐되도록 연결하며, 상기 전력변환부(700)에 구비된 제어부(740)에서 상기 제1개폐밸브(310), 상기 제2개폐밸브(420), 상기 제3개폐밸브(820), 상기 수위감지센서(210), 상기 온도감지센서(810) 및 드레인밸브(910)를 제어하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 전력변환부는 도면상에 두 개로 각각 구성하였으나, 하나로 구성할 수도 있으며, 이때, 상기 제어부(740)만을 하나로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전력변환부(700)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환시켜주는 정류부(710); 입력전원의 노이즈를 필터링해주는 필터부(720); 고주파를 인가하여 자속을 발생시킴으로써 상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)의 내부를 가열시키는 제1 및 제2공진형인버터(730, 731); 상기 제1공진형인버터(730) 및 상기 제2공진형인버터(731)의 주파수를 제어하는 제어부(740); 및 상기 제1공진형인버터(730) 및 상기 제2공진형인버터(731)의 출력값을 상기 제어부(740)로 전달하는 PID제어기(750);를 포함하여 이루어진다.

상기 정류부(710)에는 AC220V/AC110V인 상용전원으로부터 유입되는 노말노이즈를 차단하는 입력라인 필터가 연결된다.

상기 필터부(720)에는 교류 전류를 정류하는 브릿지 모듈형태의 정류기가 연결되어 구비되는 동시에 상기 제1공진형인버터(730) 및 상기 제2공진형인버터(731)에는 전력변환용 반도체 스위칭소자인 IGBT 또는 MOS FET와 스버너회로로 구성된다.

또한, 스위칭된 고주파를 상기 코일(130, 630)로 전달하는 상기 제1공진형인버터(730) 및 상기 제2공진형인버터(731)는 상기 코일(130, 630)을 공진부하(인덕터)로 사용하며, 세라믹 콘덴서가 구비된다.

따라서, 정확히는 상기 코일(130, 630)까지 상기 제1 및 제2공진형인버터(730, 731)에 포함된다 할 것이나, 구조적인 설명상 코일(130, 630)은 상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)에 포함시켜 설명하였다.

이때, 상기 제1공진형인버터(730) 및 상기 제2공진형인버터(731)의 출력 값을 상기 제어부(740)로 전달하는 PID(Proportional Integral Derivative)제어기(750)가 더 구비되고, 상기 제어부(740)는 DSP(Digital Signal Processor)를 사용하며, 상기 제1공진형인버터(730) 및 상기 제2공진형인버터(731)의 출력 값에 따라 공진주파수를 20~50㎑로 제어하여 온도를 조절한다.(주파수가 낮을수록 최대값이 출력되어 온도가 높아지며, 주파수가 높을수록 최소값이 출력되어 온도가 낮아짐)

또한, 상기 제1유도가열부(100)는 100℃의 온도로 일정하게 가열되도록 동작하므로, 상기 PID제어기(750)는 130~500℃까지 과열할 수 있는 상기 제2유도가열부(600)와 연결된 상기 전력변환부(700)에만 적용된다 할 것이다.

또한, 상기 제어부(740)는 이상전압, 이상전류 및 온도값에 따라 회로를 on/off시키도록 동작한다.

즉, 공진점이 오버되면 L값과 C값이 변하기 때문에 발산현상이 일어나 주파수가 낮아지게 되고 과전류가 흐르게 되는데, 이는 주파수가 낮아짐에 따라 이를 보상해주기 위해 전류값이 올라가기 때문이며, L값의 특성이 바뀌면서 전류값이 상승하게 되므로, 이에 따라 전류값을 센싱하여 처리하게 된다.

본 발명은 별도의 제어버튼(미도시)을 통해 상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)를 동작시키게 되며, 상기 제어부(740)와 연결된 상기 제어버튼(미도시)을 통해 상기 공진형인버터(730)의 주파수를 조절하고, 상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)를 제어하게 된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 보일러; 상기 보일러로 물을 공급해주며, 제1개폐밸브(310)가 구비된 제1공급관(300); 상기 보일러와 연결되며, 압력계(410)와 제2개폐밸브(420)가 구비된 제2공급관(400); 상기 제2공급관(400)과 연결된 제2유도가열부(600); 상기 제2유도가열부(600)와 연결되어 고주파를 인가해주는 전력변환부(700); 및 상기 제2유도가열부(600)와 연결되어 고압의 과열 증기를 배출시키며, 온도감지센서(810)와 제3개폐밸브(820)가 구비된 증기배출관(800);을 포함하여 이루어진다.

상술한 구조에서 상기 제2유도가열부(600)의 명칭은 원래 제1유도가열부(100)가 없기에 유도가열부 또는 제1유도가열부로 기재해야 명확하나, 이는 전술한 일실시예와의 용이한 비교를 위해 상기와 같이 기재하였다.

도 6의 구조는 종래의 보일러에 연결하여 사용할 수 있는 구조를 도시한 것으로써, 보일러를 통해 1차 가열된 물 또는 과열 증기를 상기 제2유도가열부(600)를 통해 가열하여 과열된 과열 증기를 배출시키는 구조이다.

다른 구조는 전술한 일실시예와 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 보일러와 연결한 구조는 증기를 대량으로 필요로 할 경우에 보일러를 이용하여 대량의 증기를 발생시킨 후 이를 유도가열부를 통해 한 번 더 가열하여 과열된 증기를 발생시키기 위함이다.

100 : 제1유도가열부 110 : 몸체
111 : 유입부 112 : 배출부
113 : 단턱 120 : 절연매체
130 : 코일
200 : 물탱크 210 : 수위감지센서
300 : 제1공급관 310 : 제1개폐밸브
400 : 제2공급관 410 : 압력계
420 : 제2개폐밸브
500 : 수위조절관
600 : 제2유도가열부 610 : 몸체
611 : 상부안착턱 612 : 하부안착턱
620 : 발열매체 630 : 코일
700 : 전력변환부 710 : 입력부
720 : 필터부 730 : 제1공진형인버터
731 : 제2공진형인버터 740 : 제어부
750 : PID제어기
800 : 증기배출관 810 : 온도감지센서
820 : 제3개폐밸브
900 : 드레인관 910 : 드레인밸브

Claims

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제1유도가열부(100);
수위감지센서(210)가 구비되어 상기 제1유도가열부(100)로 공급되는 물의 수위를 항상 일정하게 유지해주는 물탱크(200);
상기 제1유도가열부(100) 및 상기 물탱크(200)로 물을 공급해주며, 제1개폐밸브(310)가 구비된 제1공급관(300);
상기 제1유도가열부(100)와 연결되며, 압력계(410)와 제2개폐밸브(420)가 구비된 제2공급관(400);
상기 제2공급관(400) 및 상기 물탱크(200) 사이에 연결된 수위조절관(500);
상기 제2공급관(400)과 연결된 제2유도가열부(600);
상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)와 각각 연결되어 고주파를 인가해주는 전력변환부(700); 및
상기 제2유도가열부(600)와 연결되어 고압의 과열 증기를 배출시키며, 온도감지센서(810)와 제3개폐밸브(820)가 구비된 증기배출관(800);
을 포함하며, 상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)는,
일측에 유입부(111)가 결합되고 타측에 배출부(112)가 결합되며, 상기 유입부(111) 및 상기 배출부(112)와 내부가 연통되고 외주면의 상하부로 각각 단턱(113)이 형성되는 몸체(110);
상기 몸체(110)의 외주면 단턱(113)에 결합되는 절연매체(120); 및
상기 절연매체(120)의 외주면에 권선되는 코일(130);
로 구성된 것을 특징으로 하는 고압 과열 증기발생기.
제2항에 있어서, 상기 제2유도가열부(600)는,
내부에 홀이 형성되며, 내주면에 상부안착턱(611)과 하부안착턱(612)이 구비된 몸체(610);
물의 이송에 간섭되지 않도록 형성되며 상기 상부안착턱(611)과 상기 하부안착턱(612)에 결합되며, 비열이 작은 금속체로 이루어진 발열매체(620); 및
상기 몸체(610)의 외주면에 권선되어 상기 전력변환부(700)와 연결된 코일(630);
로 구성된 것을 특징으로 하는 고압 과열 증기발생기.
보일러;
상기 보일러로 물을 공급해주며, 제1개폐밸브(310)가 구비된 제1공급관(300);
상기 보일러와 연결되며, 압력계(410)와 제2개폐밸브(420)가 구비된 제2공급관(400);
상기 제2공급관(400)과 연결된 제2유도가열부(600);
상기 제2유도가열부(600)와 연결되어 고주파를 인가해주는 전력변환부(700); 및
상기 제2유도가열부(600)와 연결되어 고압의 과열 증기를 배출시키며, 온도감지센서(810)와 제3개폐밸브(820)가 구비된 증기배출관(800);
을 포함하여 이루어진 고압 과열 증기발생기.
제4항에 있어서, 상기 제2유도가열부(600)는,
일측에 유입부(111)가 결합되고 타측에 배출부(112)가 결합되며, 상기 유입부(111) 및 상기 배출부(112)와 내부가 연통되고 외주면의 상하부로 각각 단턱(113)이 형성되는 몸체(110);
상기 몸체(110)의 외주면 단턱(113)에 결합되는 절연매체(120); 및
상기 절연매체(120)의 외주면에 권선되는 코일(130);
로 구성된 것을 특징으로 하는 고압 과열 증기발생기.
제4항에 있어서, 상기 제2유도가열부(600)는,
내부에 홀이 형성되며, 내주면에 상부안착턱(611)과 하부안착턱(612)이 구비된 몸체(610);
물의 이송에 간섭되지 않도록 형성되며 상기 상부안착턱(611)과 상기 하부안착턱(612)에 결합되며, 비열이 작은 금속체로 이루어진 발열매체(620); 및
상기 몸체(610)의 외주면에 권선되어 상기 전력변환부(700)와 연결된 코일(630);
로 구성된 것을 특징으로 하는 고압 과열 증기발생기.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1공급관(300) 및 상기 제2공급관(400)에는 물을 배출시키기 위해 드레인밸브(910)가 구비된 드레인관(900)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 고압 과열 증기발생기.
제7항에 있어서, 상기 전력변환부(700)는,
입력되는 AC전원을 DC전원으로 변환시켜주는 정류부(710);
입력전원의 노이즈를 필터링해주는 필터부(720);
고주파를 인가하여 자속을 발생시킴으로써 상기 제1유도가열부(100) 및 상기 제2유도가열부(600)의 내부를 가열시키는 제1 및 제2공진형인버터(730, 731);
상기 제1 및 제2공진형인버터(730, 731)의 주파수를 제어하는 제어부(740); 및
상기 제1 및 제2공진형인버터(730, 731)의 출력값을 상기 제어부(740)로 전달하는 PID제어기(750);
를 포함하여 이루어진 고압 과열 증기발생기.