KR101493992B1 - 발열 장치 - Google Patents

Abstract

유체를 입구로부터 출구 쪽으로 흘려 보내는 과정에서 회전자와 고정자에 의해 형성된 마찰 유로 내에서의 마찰열에 의해 유체의 온도가 높아지도록 한 발열 장치에 관한 것이다.

Description

발열 장치 {Heating apparatus}

발열 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 유체를 가열하는 발열 장치에 관한 것이다.

일반적으로 물이나 기름과 같은 유체를 가열하기 위해서는 보일러를 이용하여 화염의 열을 유체에 직접 전달하는 방식이 사용된다. 그러나, 대부분의 보일러의 경우, 기름이나 가스와 같은 화석 연료를 사용하기 때문에 에너지 효율이 낮고, 비용이 많이 든다는 한계가 있다.

전기를 이용하여 유체를 가열하는 발열 장치는 유체에 전기 저항체를 침지시켜 이 전기 저항체에 의한 주울 열로 유체를 가열한다. 이러한 발열 장치는 전기 저항체의 크기의 한계로 인해 대용량에는 어려운 한계가 있다.

열전 소자를 이용하여 유체를 가열하는 발열 장치가 있으나, 이러한 발열 장치도 대용량이 어려운 한계로 인해, 가정용 등으로만 사용되는 한계가 있다.

이 외에 프로펠러와 같은 로터를 유체 내에 침지시켜 그 회전력을 이용해 유체를 가열하는 발열 장치도 있으나, 이는 유체 내에서 로터의 회전에 제한이 있기 때문에 유체의 온도 상승 시간이 오래 걸리고, 또 대용량에 어려운 한계가 있다.

상기 과제, 문제 및/또는 한계를 해결하기 위하여, 좋은 에너지 효율 및/또는 적은 비용으로 유체를 가열할 수 있는 발열 장치를 제공하고자 한다.

일 측면에 따르면, 유체를 수용하는 케이싱과, 상기 케이싱 내에 회전 가능하도록 삽입 설치되는 회전 축과, 상기 회전 축에 결합되고 상기 회전 축의 회전에 따라 회전하도록 구비된 회전자와, 상기 케이싱과 결합되고, 상기 회전자와 대향하도록 배치되며, 상기 회전자와의 사이에 상기 유체가 통과하는 마찰 유로를 형성하도록 구비된 고정자와, 상기 회전 축에 연결되어 상기 회전 축에 회전력을 제공하는 구동 모터를 포함하는 발열 장치가 제공될 수 있다.

상기 고정자는, 내면이 상기 회전자와 대향하는 실린더와, 상기 실린더의 내면으로부터 상기 회전자를 향해 돌출된 제1돌기를 포함하고, 상기 회전자는, 상기 실린더의 내면과 대향하는 회전 본체와, 상기 회전 본체로부터 상기 고정자를 향해 돌출되고 상기 제1돌기에 인접하게 위치하는 제2돌기를 포함할 수 있다.

상기 제1돌기와 제2돌기는 서로 엇갈려 배치될 수 있다.

상기 제1돌기와 제2돌기 사이의 간격은 상기 실린더 내면과 상기 제2돌기 사이의 간격보다 작을 수 있다.

상기 케이싱에 형성되고 상기 유체가 상기 케이싱 내부로 유입되는 입구와, 상기 고정자에 결합된 밀폐 부재와, 상기 밀폐 부재에 형성되고 상기 유체를 외부로 토출시키는 출구를 포함하고, 상기 마찰 유로는 상기 입구와 출구의 사이에 위치할 수 있다.

다른 일 측면에 따르면, 유체가 수용되는 유체 수용부와, 상기 유체 수용부로 유체가 유입되는 입구와, 상기 유체 수용부를 관통하여 설치된 회전 축과, 상기 회전 축에 결합되고 상기 유체 수용부 내에서 상기 회전 축의 회전에 따라 회전하도록 구비된 회전자와, 상기 회전자와 대향하도록 배치되며, 상기 회전자와의 사이에 상기 유체가 통과하고 상기 유체 수용부와 연통된 마찰 유로를 형성하도록 구비된 고정자와, 상기 마찰 유로와 연통되고 상기 유체가 외부로 토출되는 출구와, 상기 회전 축에 연결되어 상기 회전 축에 회전력을 제공하는 구동 모터를 포함하는 발열 장치가 제공된다.

상기 마찰 유로는 상기 유체가 흐르는 다단 경로를 형성하도록 구비될 수 있다.

상기 마찰 유로는 단면적이 서로 다른 복수의 유로들을 포함할 수 있다.

상기 마찰 유로는, 서로 단면적이 다르게 구비되고 서로 연결된 제1유로 및 제2유로를 포함하고, 상기 제1유로의 연장 방향과 제2유로의 연장 방향이 서로 다를 수 있다.

상기 제2방향은 지면에 수직한 방향일 수 있다..

실시예들에 따르면, 유체를 입구로부터 출구 쪽으로 흘려 보내는 과정에서 회전자와 고정자에 의해 형성된 마찰 유로 내에서의 마찰열에 의해 유체의 온도가 높아지도록 하기 때문에 보일러를 이용하여 화염에 의해 직접 유체의 온도를 높이는 방식에 비해 에너지 효율이 더욱 높아질 수 있다.

유체 가열을 위한 에너지 효율이 향상됨과 동시에 에너지 절감 효과도 높일 수 있다.

마찰 유로 일부의 단면적을 조절함으로써 유체의 마찰열 발생과 유체 흐름량 및/또는 내부 유압을 적절히 조절할 수 있다.

유체가 입구로부터 출구 쪽으로 연속적으로 흐르는 과정에서 발열됨으로써, 대용량 유체의 가열에 적용될 수 있고, 따라서 산업용 유체 발열 장치로서 사용되기 용이하다.

도 1은 일 실시예에 따른 발열 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발열 유닛의 일 실시예를 보다 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 발열 유닛의 측면도이다.
도 4는 도 2의 발열 유닛의 일부를 보다 상세히 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 마찰 유로의 서로 다른 실시예들을 도시한 부분 단면도들이다.

실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 일 실시예에 따른 발열 장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 발열 장치는, 발열 유닛(1)과, 증속 유닛(2)과, 구동 모터(3)와, 회전 축(4)을 포함한다.

상기 발열 유닛(1)에는 입구(51)와 출구(52)가 설치되어 있는 데, 입구(51)를 통해 발열 유닛(1)으로 유체가 유입되어 가열되고, 가열된 유체는 출구(52)를 통해 외부로 토출될 수 있다. 도 1에는 입구(51) 및 출구(52)가 서로 대칭되는 위치에 각각 하나씩 구비되어 있는 데, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 입구(51) 및 출구(52)의 개수 및 설치 위치는 설계 조건에 따라 다양하게 변경 가능함은 물론이다.

상기 발열 유닛(1)은 내부에 수용되는 유체를 발열시키기 위한 장치로서, 증속 유닛(2)을 개재하여 연결된 구동 모터(3)로부터 회전력을 전달받아 그 힘으로 유체를 발열시킨다.

상기 회전 축(4)은, 제1 회전 축 (41) 및 제2 회전 축(42)을 포함할 수 있다. 상기 제1 회전 축(41)은 발열 유닛(1)과 증속 유닛(2)을 연결하고, 상기 제2 회전 축(42)은 증속 유닛(2)과 구동 모터(3)를 연결한다.

상기 증속 유닛(2)은 구동 모터(3)의 구동 속도를 조절하기 위한 것으로, 즉, 구동 모터(3)에 의한 제2 회전 축(42)의 회전력을 제1 회전 축(41)에 전달한다. 이 때, 증속 유닛(2)은 제1 회전 축(41)의 회전 속도가 제2 회전 축(42)의 회전 속도보다 빨라지도록 조절할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 증속 유닛(2)은 제1 회전 축(41)의 회전 속도가 제2 회전 축(42)의 회전 속도보다 느려지도록 조절할 수 있다.

상기 구동 모터(3)는 제2 회전 축(42)에 회전력을 제공하는 일반적인 DC 및/또는 AC 구동 모터가 사용될 수 있다.

도 2는 상기 발열 유닛(1)의 일 실시예를 보다 구체적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 발열 유닛(1)의 측면도이다.

상기 발열 유닛(1)은, 유체가 수용되는 유체 수용부(11)를 포함할 수 있다. 상기 유체 수용부(11)는 전술한 입구(51) 및 출구(52)와 연통된다. 상기 제1 회전 축(41)은 상기 유체 수용부(11)를 관통하도록 설치된다.

도 2에 도시된 일 실시예에 따르면, 상기 유체 수용부(11)는 케이싱(111)과 고정자(12)에 의해 형성될 수 있다. 상기 케이싱(111)은 제1방향(X1)을 따라 연장되도록 실린더형태로 형성될 수 있고, 그 내부를 제1방향(X1)을 따라 제1 회전 축(41)이 연장 배치될 수 있다. 제1 회전 축(41)과 케이싱(111)의 사이에는 베어링(114)이 개재되어 제1 회전 축(41)의 회전이 가능하도록 한다. 그리고 제1회전 축(41)과 케이싱(111)의 사이에는 실링 부재(115)가 더 개재되어 유체 수용부(11)의 유체가 외부로 유출되지 않도록 할 수 있다. 상기 실링 부재(115)는 카본재로 형성되어 제1 회전 축(41)의 회전에 대한 방해를 최소화하고 유체 수용부(11)에 대한 밀봉 특성을 향상시키도록 할 수 있다. 상기 케이싱(111)에는 상기 유체 수용부(11)와 연통된 입구(51)가 형성될 수 있다. 입구(51)의 개수와 위치는 도 2에 반드시 한정되는 것은 아니다.

케이싱(111)의 중앙부에는 제1방향(X1)에 수직한 제2방향(X2)으로 개구가 형성될 수 있으며, 이 개구에 제2방향(X2)을 따라 돌출된 플랜지(112)가 형성될 수 있다. 상기 개구는 제2방향(X2)을 향해 띠 형태로 개구된 것일 수 있으며, 상기 플랜지(112)는 도 3에서 볼 수 있듯이 개구의 주위에 원판형으로 형성된 것일 수 있다. 상기 플랜지(112)에 고정자(12)가 결합될 수 있다.

그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 케이싱(111)과 고정자(12)가 일체로 결합된 것일 수 있다.

상기 제1 회전 축(41)에는 회전자(13)가 설치되는 데, 더욱 상세히는 상기 제1 회전 축(41)의 상기 유체 수용부(11)를 통과하는 부분의 대략 중앙 부분에 결합될 수 있다. 따라서 상기 회전자(13)는 상기 유체 수용부(11) 내에서 상기 제1 회전 축(41)의 회전에 따라 회전할 수 있다.

상기 회전자(13)와 대향하도록 고정자(12)가 배치될 수 있다. 상기 고정자(12)와 회전자(13)와의 사이에 마찰 유로(14)가 형성된다. 상기 마찰 유로(14)는 유체 수용부(11) 및 출구(52)와 연통된다. 유체수용부(11)에 수용된 유체는 상기 마찰 유로(14)를 지나 발열되고, 출구(52)를 통해 고온의 유체가 토출될 수 있다.

상기 고정자(12)는, 실린더(121) 및 제1돌기(122)를 포함할 수 있다. 상기 실린더(121)는 그 내면이 상기 회전자(13)와 대향하도록 배치된다. 상기 제1돌기(122)는 상기 실린더(121)의 내면으로부터 상기 회전자(13)를 향해 돌출되어 있다. 상기 고정자(12)는 도 2 및 도 3에서 볼 수 있듯이 중공의 원판형으로 형성되어 상기 플랜지(112)에 결합된다. 고정자(12)의 단부에는 고리 형태의 밀폐 부재(151)가 결합되어 유체가 새는 것을 방지하고, 도 2에서 볼 수 있듯이 밀폐 부재(151)의 제2방향(X2)의 상부에는 출구(52)가 형성될 수 있다.

한편, 상기 회전자(13)는, 회전 본체(131) 및 제2돌기(132)를 포함할 수 있다. 상기 회전 본체(131)는 상기 실린더(121)의 내면과 대향하고, 상기 제2돌기(132)는 상기 회전 본체(131)로부터 상기 고정자(12)를 향해 돌출되고 상기 제1돌기(122)에 인접하게 위치할 수 있다. 상기 중심이 제1 회전 축(41)이 결합된 중공의 원판형상일 수 있는 데, 중공의 원판의 표면에 동심원으로 복수의 홈을 형성하여 전술한 회전 본체(131)와 제2돌기(132)를 형성할 수도 있다.

상기 제1돌기(122)와 제2돌기(132)는 각각 복수개씩 구비될 수 있으며, 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1돌기(122) 및/또는 제2돌기(132)는 하나만 구비될 수도 있는 데, 이 경우에도 제1돌기(122)와 제2돌기(132)는 서로 엇갈리도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 마찰 유로(14)는 상기 제1돌기(122)와 제2돌기(132) 사이 및 실린더(121) 내면과 상기 제2돌기(132) 사이에 형성되어 유체 수용부(11) 및 출구(52)와 연통된다. 이에 따라 유체 수용부(11)에 수용된 유체가 마찰 유로(14)를 지나면서 발열되고 출구(52)를 통해 토출된다.

이 때, 상기 제1돌기(122)와 제2돌기(132) 사이의 간격은 상기 실린더(121) 내면과 상기 제2돌기(132) 사이의 간격보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라 마찰 유로(14)를 지나는 유체는 제1방향(X1)으로 흐르면서 상기 제1돌기(122)와 제2돌기(132) 사이에서 제1돌기(122) 및 제2돌기(132)와의 마찰에 의해 발열되고, 제2방향(X2)으로 흐르면서 상기 실린더(121) 내면과 상기 제2돌기(132) 사이에서 상기 실린더(121) 내면과 제2돌기(132)와의 마찰에 의한 발열과 동시에 출구(52) 방향으로의 흐름이 원활하게 되어 마찰 유로(14) 내에서의 과도한 유압 상승을 억제할 수 있다.

이처럼 상기 마찰 유로(14)는 상기 입구(51)와 출구(52)의 사이에 위치하면서, 입구(51)에서 출구(52)의 방향으로 흐르는 유체에 마찰열을 일으켜 유체를 가열시키는 특징을 갖는다.

도 4는 도 2의 발열 유닛(1)의 일부를 보다 상세히 도시한 단면도이다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 마찰 유로(14)는 도 4에서 볼 수 있듯이 상기 유체가 흐르는 다단 경로를 형성하도록 구비될 수 있다.

상기 다단 경로는 유체 수용부(11)로부터 출구(52)를 향해 지그재그 형태로 연장될 수 있다. 이렇게 마찰 유로(14)가 다단 경로를 형성함으로써 유체가 마찰 유로(14) 내에서 마찰 유로(14) 내벽과의 마찰이 더욱 많아지고 마찰 효율이 높아짐으로써 유체의 발열 효율을 높일 수 있다.

상기 다단 경로를 형성하는 마찰 유로(14)는 단면적이 서로 다른 복수의 유로들을 포함할 수 있다.

상기 마찰 유로(14)는 제1방향(X1)을 따라 직선상으로 연장된 제1유로(141)와, 상기 제1방향(X1)에 수직한 제2방향(X2)을 따라 직선상으로 연장된 제2유로(142)를 포함할 수 있다. 상기 제2유로(142)는 서로 인접한 한 쌍의 제1유로(141)들의 각 일단을 연결하도록 구비될 수 있다. 상기 서로 인접한 한 쌍의 제1유로(141)들의 각 타단을 연결하도록 제2방향(X2)을 따라 직선상으로 연장된 제3유로(143)가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2유로(142)의 단면적(d2)은 상기 제1유로(141)의 단면적(d1)보다 클 수 있다. 유체는 상기 마찰 유로(14)를 따라 제1방향(X1) 및 제2방향(X2)을 따라 진행하는 데, 제2방향(X2)은 유체 수용부(11)에서 출구(52)를 향하는 방향이 되며, 지면에 수직한 방향이 된다. 따라서 제2방향(X2)을 따라 연장된 제2유로(142)의 단면적(d2)을 제1유로(141)의 단면적(d1)보다 크게 형성함으로써 유체의 출구(52) 방향으로의 흐름이 원활하게 되어 마찰 유로(14) 내에서의 과도한 유압 상승을 억제할 수 있다. 또한, 제1유로(141)는 유체 수용부(11)에서 출구(52)를 향하는 방향에 수직한 방향인 제1방향(X1)으로 연장되는 데, 이 제1유로(141)의 단면적(d1)을 제2유로(142)의 단면적(d2)보다 작게 형성함으로써, 마찰 유로(14)를 지나는 유체가 제1유로(141) 내에서 마찰을 증대시키고, 이에 따라 제1유로(141) 내에서 마찰에 의한 발열 효율이 높아지도록 할 수 있다.

한편, 상기 제3유로(143)는 그 단면적(d3)이 제1유로(141)의 단면적(d1)과 같게 함으로써, 제2유로(142) 및 제1유로(141)를 순차로 지난 유체가 제3유로(143)에서 마찰 효율이 유지되도록 하여, 발열 효율을 높이도록 할 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제3유로(143)의 단면적(d3)은 상기 제1유로(141)의 단면적(d1)보다 크고 제2유로(142)의 단면적(d2)보다 작을 수 있다. 이에 따라 제2유로(142) 및 제1유로(141)를 순차로 지난 유체가 제3유로(143)에서 마찰 효율이 일정 정도 유지되도록 함과 동시에 유체의 출구(52) 방향으로의 흐름도 어느 정도 유지할 수 있다. 선택적으로 상기 제3유로(143)는 단면적(d3)이 제2유로(142)의 단면적(d2)과 동일하게 되도록 함으로써, 제3유로(143)에서도 유체의 흐름을 원활하게 하여 마찰 유로(14) 내에서의 지나친 유압 상승을 방지할 수 있다. 이러한 제1유로(141) 내지 제3유로(143)의 각 단면적(d1,d2,d3)에 대한 실시예들은 이하 설명될 본 발명의 모든 실시예들에 동일하게 적용될 수 있다.

도 5 내지 도 8은 상기 마찰 유로(14)의 서로 다른 실시예들을 도시한 부분 단면도들이다.

도 5에 도시된 실시예에 따르면, 상기 마찰 유로(14)는 제2방향(X2)으로 직선상으로 연장되고 서로 일정 간격 이격되도록 배치된 복수의 제2유로(142)들과, 상기 제2유로(142)들의 사이에 원호상으로 연장된 제1유로(141)들 및 제3유로(143)들을 포함할 수 있다. 상기 제1유로(141)들은 각 일단이 제2유로(142)들에 연결되고, 제2유로(142)들로부터 제1방향(X1)에 경사 방향으로 일정 곡률을 가지면서 연장될 수 있다. 제1유로(141)들의 타단들은 서로 연결되어 제3유로(143)를 형성할 수 있다. 따라서 제1유로(141), 제3유로(143) 및 제1유로(141)의 순으로 연결되어 반원형의 원호를 이룰 수 있다. 상기 제1유로(141)들의 단면적(d1)은 제2유로(142)로부터 제3유로(143)로 연장되는 과정에서 점진적으로 좁아지도록 구비될 수 있다. 전술한 실시예와 달리, 또는 선택적으로, 상기 제3유로(143)의 단면적(d3)은 제1유로(141)의 단면적(d1)보다 좁게 형성될 수 있다. 따라서 제2유로(142), 제1유로(141) 및 제3유로(143)로 점진적으로 유로 단면적이 좁아지도록 형성될 수 있다. 실시예에 따르면 제2유로(142)에서 비교적 원활한 흐름을 갖던 유체가 제1유로(141) 및 제3유로(143)를 지나면서 마찰이 높아지게 되는 데, 제1유로(141) 및 제3유로(143)가 곡률을 갖는 원호상을 가짐으로써 유체의 흐름에 급격한 변화를 주지 않게 되어 마찰 효율과 원활한 유체 흐름을 동시에 만족시킬 수 있다.

도 6에 도시된 실시예에 따르면, 상기 마찰 유로(14)는 제2방향(X2)으로 직선상으로 연장되고 서로 일정 간격 이격되도록 배치된 복수의 제2유로(142)들과, 상기 제2유로(142)들의 사이에 삼각형상으로 구비된 제1유로(141)들 및 제3유로(143)들을 포함할 수 있다. 상기 제1유로(141)들은 각 일단이 제2유로(142)들에 연결되고, 제2유로(142)들로부터 제1방향(X1)에 경사 방향으로 직선상으로 연장될 수 있다. 제1유로(141)들의 타단들은 서로 연결되어 제3유로(143)를 형성할 수 있다. 따라서 제1유로(141), 제3유로(143) 및 제1유로(141)의 순으로 연결되어 삼각형상을 이룰 수 있다. 상기 제1유로(141)들의 단면적(d1)은 제2유로(142)로부터 제3유로(143)로 연장되는 과정에서 점진적으로 좁아지도록 구비될 수 있다. 전술한 실시예와 달리, 또는 선택적으로, 상기 제3유로(143)의 단면적(d3)은 제1유로(141)의 단면적(d1)보다 좁게 형성될 수 있다. 따라서 제2유로(142), 제1유로(141) 및 제3유로(143)로 점진적으로 유로 단면적이 좁아지도록 형성될 수 있다. 실시예에 따르면 제2유로(142)에서 비교적 원활한 흐름을 갖던 유체가 제1유로(141)를 통과할 때에 자연스럽게 진입할 수 있게 되고, 유체의 흐름에 급격한 변화를 주지 않게 되어 마찰 효율과 원활한 유체 흐름을 동시에 만족시킬 수 있다.

도 7에 도시된 실시예에 따르면, 상기 마찰 유로(14)는 제2방향(X2)으로 소정의 곡률을 갖도록 연장되고 서로 일정 간격 이격되도록 배치된 복수의 제2유로(142)들과, 상기 제2유로(142)들의 사이에 원호상으로 구비된 제1유로(141)들 및 제3유로(143)들을 포함할 수 있다. 상기 제1유로(141)들은 각 일단이 제2유로(142)들에 연결되고, 제2유로(142)들로부터 제1방향(X1)에 경사 방향으로 일정 곡률을 가지면서 연장될 수 있다. 제1유로(141)들의 타단들은 서로 연결되어 제3유로(143)를 형성할 수 있다. 따라서 제2유로(142), 제1유로(141), 제3유로(143), 제1유로(141) 및 제2유로(142)의 순으로 연결되어 원호를 이루는 파상의 구조를 형성할 수 있다. 상기 제1유로(141)들의 단면적(d1)은 제2유로(142)로부터 제3유로(143)로 연장되는 과정에서 점진적으로 좁아지도록 구비될 수 있다. 전술한 실시예와 달리, 또는 선택적으로, 상기 제3유로(143)의 단면적(d3)은 제1유로(141)의 단면적(d1)보다 좁게 형성될 수 있다. 따라서 제2유로(142), 제1유로(141) 및 제3유로(143)로 점진적으로 유로 단면적이 좁아지도록 형성될 수 있다. 실시예에 따르면 파상의 구조로 형성된 마찰 유로(14)를 지나는 유체의 흐름이 보다 원활하게 되도록 할 수 있고, 단지 각 유로들의 단면적을 조절하는 것에 의해 마찰열을 일으킬 수 있기 때문에 마찰 효율과 원활한 유체 흐름을 동시에 만족시킬 수 있다.

도 8에 도시된 실시예에 따르면, 상기 마찰 유로(14)는 제1방향(X1)에 경사 방향으로 직선상으로 연장된 복수의 제1유로(141)들을 포함할 수 있다. 서로 인접한 제1유로(141)들은 제2방향(X2)에 대해 서로 대칭이 되도록 배치되어 있고, 서로 인접한 제1유로(141)들의 일단이 서로 연결되어 제2유로(142)를 형성하고, 서로 인접한 제1유로(141)들의 타단이 서로 연결되어 제3유로(143)를 형성할 수 있다. 따라서 제2유로(142), 제1유로(141), 제3유로(143) 및 제1유로(141)의 순으로 연결되어 삼각형상의 지그재그 패턴을 이룰 수 있다. 상기 제1유로(141)들의 단면적(d1)은 제2유로(142)로부터 제3유로(143)로 연장되는 과정에서 점진적으로 좁아지도록 구비될 수 있다. 전술한 실시예와 달리, 또는 선택적으로, 상기 제3유로(143)의 단면적(d3)은 제1유로(141)의 단면적(d1)보다 좁게 형성될 수 있다. 따라서 제2유로(142), 제1유로(141) 및 제3유로(143)로 점진적으로 유로 단면적이 좁아지도록 형성될 수 있다. 실시예에 따르면 제2유로(142)에서 비교적 원활한 흐름을 갖던 유체가 제1유로(141)를 통과할 때에 자연스럽게 진입할 수 있게 되고, 유체의 흐름에 급격한 변화를 주지 않게 되어 마찰 효율과 원활한 유체 흐름을 동시에 만족시킬 수 있다. 또한 유체가 제1유로(141)에서 제3유로(143)를 통과해 인접한 다른 제1유로(141)로 빠져 나가는 과정에서 마찰열이 발생되어 유체의 온도가 높아질 수 있다.

이처럼 본 발명은 유체를 입구(51)로부터 출구(52)쪽으로 흘려 보내는 과정에서 회전자(13)와 고정자(12)에 의해 형성된 마찰 유로(14) 내에서의 마찰열에 의해 유체의 온도가 높아지도록 하기 때문에 보일러를 이용하여 화염에 의해 직접 유체의 온도를 높이는 방식에 비해 에너지 효율이 더욱 높아질 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 유체가 수용되는 유체 수용부;
   상기 유체 수용부로 유체가 유입되는 입구;
   상기 유체 수용부를 관통하여 설치된 회전 축;
   상기 회전 축에 결합되고 상기 유체 수용부 내에서 상기 회전 축의 회전에 따라 회전하도록 구비된 회전자;
   상기 회전자와 대향하도록 배치되며, 상기 회전자와의 사이에 상기 유체가 통과하고 상기 유체 수용부와 연통되고 상기 유체가 흐르는 다단 경로를 형성하도록 구비된 마찰 유로를 형성하도록 구비된 고정자;
   상기 마찰 유로와 연통되고 상기 유체가 외부로 토출되는 출구; 및
   상기 회전 축에 연결되어 상기 회전 축에 회전력을 제공하는 구동 모터;를 포함하고,
   상기 마찰 유로는, 제1방향으로 연장된 제1유로와, 상기 제1유로의 일단과 연통되고 상기 제1방향에 수직한 제2방향으로 연장된 제2유로와, 상기 제1유로의 타단과 연통되고 상기 제2방향으로 연장된 제3유로를 포함하며,
   상기 제3유로의 단면적은 상기 제1유로의 단면적보다 크거나 같고, 상기 제2유로의 단면적보다 작은 발열 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제6항에 있어서,
   상기 제2방향은 상기 유체 수용부에서 상기 출구를 향하는 방향인 발열 장치.
10. 제6항 또는 제9항에 있어서,
    상기 제2방향은 지면에 수직한 방향인 발열 장치.

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