KR101621140B1

KR101621140B1 - Variable torque type fluid heating apparatus

Info

Publication number: KR101621140B1
Application number: KR1020140050178A
Authority: KR
Inventors: 이장호
Original assignee: 군산대학교산학협력단
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2016-05-13
Also published as: KR20150123604A

Abstract

본 발명은 유체 가열 장치에 관한 것으로서, 특히 회전력을 이용하여 유체를 가열하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 외부 회전력에 의해 회전 가능하고 상하방향으로 연장된 회전 샤프트; 상기 회전 샤프트에 의해 회전하게 결합되고, 상기 회전 샤프트에 대하여 상기 회전 샤프트의 연장방향을 따라서 이동이 가능한 회전 자석부; 상기 회전 자석부의 회전에 의해 유도가열되는 발열체; 및 상기 회전 자석부의 높이를 조절하는 자석 높이 조절 수단을 포함하며, 상기 회전 자석부는 외주면에 노출되는 적어도 하나의 영구자석을 구비하며, 상기 발열체는 상기 회전 자석부의 외주면을 둘러싸고 내부에 가열 공간이 형성된 전도성 재질의 벽체를 구비하며, 상기 자석 높이 조절 수단은 상기 발열체에 대해 고정된 고정 자석부와, 상기 회전 자석부에 고정되고 상기 고정 자석부의 위에서 상기 고정 자석부와 대향하는 이동 자석부를 구비하며, 상기 고정 자석부와 상기 이동 자석부 중 적어도 하나는 전자석인 것을 특징으로 하는 회전력을 이용한 유체 가열 장치가 제공된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fluid heating apparatus, and more particularly, to an apparatus for heating fluid using rotational force. According to the present invention, there is provided a rotary shaft comprising: a rotary shaft rotatable by an external rotational force and extending in a vertical direction; A rotating magnet unit rotatably coupled by the rotating shaft and movable along the extending direction of the rotating shaft with respect to the rotating shaft; A heating element that is induction-heated by rotation of the rotary magnet; And a magnet height adjusting means for adjusting a height of the rotary magnet portion, wherein the rotary magnet portion has at least one permanent magnet exposed on an outer circumferential surface thereof, the heating element surrounding the outer circumferential surface of the rotary magnet portion, Wherein the magnet height adjusting means includes a fixed magnet portion fixed to the heating element and a moving magnet portion fixed to the rotating magnet portion and facing the stationary magnet portion from above the stationary magnet portion, And at least one of the stationary magnet portion and the moving magnet portion is an electromagnet.

Description

FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a variable torque type fluid heating apparatus,

본 발명은 유체 가열 장치에 관한 것으로서, 특히 회전력을 이용하여 유체를 가열하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fluid heating apparatus, and more particularly, to an apparatus for heating fluid using rotational force.

최근 친환경 에너지가 주목 받으면서, 풍력 에너지의 활용에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 현재 풍력 에너지의 활용은 풍력발전 분야에 집중적으로 이루어지고 있다. 풍력 에너지를 이용하여 유체를 가열하고자 하는 경우에는 일반적으로 풍력발전에 의한 전기에너지를 열에너지로 변환시켜서 사용된다. 하지만, 이러한 방식은 전기에너지를 열에너지로 변환하는 과정에서 열손실이 상당히 크고, 에너지 변환을 위한 별도의 수단이 필요하므로 효율이 낮다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 풍력에 의한 기계적 회전 에너지로 영구자석을 회전시켜서 발열체에 와전류를 발생시키고, 와전류에 의한 유도가열을 이용하여 유체를 가열하는 기술이 대한민국 공개특허 제2011-89572호에 개시되어 있다. 상기 선행 특허문헌에서는 발열체와 회전하는 영구자성체 사이의 상대 위치가 고정되어 있기 때문에, 유체의 가열 온도를 조절하기 어렵다.Recently, eco-friendly energy has been attracting attention, and research on the utilization of wind energy has been actively carried out. Currently, the utilization of wind energy is concentrated in the field of wind power generation. When a fluid is to be heated using wind energy, it is generally used by converting electric energy by wind power into heat energy. However, this method has a considerably high heat loss in the process of converting electrical energy into thermal energy, and requires a separate means for energy conversion, resulting in low efficiency. In order to solve such a problem, a technique for generating an eddy current in a heating element by rotating a permanent magnet with mechanical rotational energy by wind power and heating the fluid by induction heating by an eddy current is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-89572 . Since the relative position between the heating body and the rotating permanent magnet is fixed, it is difficult to control the heating temperature of the fluid.

본 발명의 목적은 회전력을 이용하여 유체를 가열하는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 풍력에 의한 회전력을 이용하여 유체를 가열하는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 유체의 가열 온도를 조절할 수 있는 회전력을 이용하여 유체를 가열하는 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus for heating a fluid using rotational force. It is another object of the present invention to provide an apparatus for heating a fluid using a rotational force by a wind force. It is still another object of the present invention to provide a device for heating a fluid using a rotational force capable of controlling a heating temperature of the fluid.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention,

외부 회전력에 의해 회전 가능하고 상하방향으로 연장된 회전 샤프트; 상기 회전 샤프트에 의해 회전하게 결합되고, 상기 회전 샤프트에 대하여 상기 회전 샤프트의 연장방향을 따라서 이동이 가능한 회전 자석부; 상기 회전 자석부의 회전에 의해 유도가열되는 발열체; 및 상기 회전 자석부의 높이를 조절하는 자석 높이 조절 수단을 포함하며, 상기 회전 자석부는 외주면에 노출되는 적어도 하나의 영구자석을 구비하며, 상기 발열체는 상기 회전 자석부의 외주면을 둘러싸고 내부에 가열 공간이 형성된 전도성 재질의 벽체를 구비하며, 상기 자석 높이 조절 수단은 상기 발열체에 대해 고정된 고정 자석부와, 상기 회전 자석부에 고정되고 상기 고정 자석부의 위에서 상기 고정 자석부와 대향하는 이동 자석부를 구비하며, 상기 고정 자석부와 상기 이동 자석부 중 적어도 하나는 전자석인 것을 특징으로 하는 회전력을 이용한 유체 가열 장치가 제공된다.A rotary shaft rotatable by an external rotational force and extending in the vertical direction; A rotating magnet unit rotatably coupled by the rotating shaft and movable along the extending direction of the rotating shaft with respect to the rotating shaft; A heating element that is induction-heated by rotation of the rotary magnet; And a magnet height adjusting means for adjusting a height of the rotary magnet portion, wherein the rotary magnet portion has at least one permanent magnet exposed on an outer circumferential surface thereof, the heating element surrounding the outer circumferential surface of the rotary magnet portion, Wherein the magnet height adjusting means includes a fixed magnet portion fixed to the heating element and a moving magnet portion fixed to the rotating magnet portion and facing the stationary magnet portion from above the stationary magnet portion, And at least one of the stationary magnet portion and the moving magnet portion is an electromagnet.

상기 유체 가열 장치는 상기 회전 샤프트에 회전력을 제공하는 회전력 발생부를 더 포함하며, 상기 회전력 발생부는 풍차 구조일 수 있다.The fluid heating apparatus may further include a torque generating unit for providing a torque to the rotating shaft, and the torque generating unit may be a windmill structure.

상기 풍차 구조는 수직축 타입일 수 있다.The windmill structure may be a vertical shaft type.

상기 고정 자석부는 전자석이고, 상기 이동 자석부는 영구자석일 수 있다.The stationary magnet portion may be an electromagnet, and the moving magnet portion may be a permanent magnet.

상기 전자석에 인가되는 전류의 양은 조절될 수 있다.The amount of current applied to the electromagnet can be adjusted.

상기 회전 자석부는 상기 영구자석이 외주면에 부착되는 회전 몸체를 더 구비하며, 상기 회전 몸체에는 상기 회전 샤프트가 슬라이드 이동이 가능하게 결합되는 결합 통로가 형성될 수 있다.The rotating magnet may further include a rotating body having the permanent magnet attached to an outer circumferential surface thereof, and the rotating body may be provided with a coupling passage through which the rotating shaft is slidably coupled.

상기 회전 샤프트에는 상기 회전 자석부의 하방 이동을 제한하는 걸림단이 마련될 수 있다.The rotation shaft may be provided with an engaging step for restricting downward movement of the rotary magnet.

상기 회전 자석부의 하단에는 상기 이동 자석부가 수용되어서 고정되는 수용 홈이 마련되며, 상기 수용 홈에는 상기 고정 자석부가 수용될 수 있다.The lower end of the rotary magnet portion is provided with a receiving groove for receiving and fixing the moving magnet portion, and the receiving magnet may receive the stationary magnet portion.

상기 유체 가열 장치는 유체가 상기 가열 공간을 지나도록 유체를 이송시키는 유체 이송 펌프를 더 포함할 수 있다.The fluid heating apparatus may further include a fluid transfer pump for transferring the fluid through the heating space.

본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,

풍력에 의해 상하로 연장된 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 회전 자석부와, 상기 회전 자석부의 외주면을 감싸는 전도성 재질의 발열체를 포함하는 회전력을 이용한 유체 가열 장치에서, 상기 회전 자석부에 고정된 이동 자석부와 상호 작용하는 고정 자석부 사이에 척력을 발생시켜서 상기 발열체에 대한 상기 회전 자석부의 높이를 조절하는 단계를 포함하며, 상기 이동 자석부와 상기 고정 자석부 중 적어도 하나는 인가 전류의 조절이 가능한 전자석인 유체 가열 장치의 제어방법이 제공된다.A fluid heating apparatus using a rotating force including a rotating magnet portion rotating about a rotating shaft vertically extending by wind force and a heating body of a conductive material surrounding the outer circumferential surface of the rotating magnet portion, And controlling a height of the rotary magnet unit with respect to the heating element by generating a repulsive force between the stationary magnet unit and the stationary magnet unit interacting with the stationary magnet unit, wherein at least one of the moving magnet unit and the stationary magnet unit A control method of a fluid heating apparatus which is an electromagnet is provided.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 풍력에 의해 상하로 연장된 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 회전 자석부와, 상기 회전 자석부의 외주면을 감싸는 전도성 재질의 발열체를 포함하는 회전력을 이용한 유체 가열 장치에서, 상기 회전 자석부에 고정된 이동 자석부와 상호 작용하는 전자석인 고정 자석부 사이에 척력을 발생시켜서 상기 발열체에 대한 상기 회전 자석부의 높이가 조절되므로, 유체의 가열 온도를 용이하게 조절할 수 있게 된다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. More specifically, the present invention relates to a fluid heating apparatus using a rotating force including a rotating magnet portion rotating around a rotating shaft vertically extended by a wind force, and a heating body of a conductive material surrounding the outer circumferential surface of the rotating magnet portion, A repulsive force is generated between the stationary magnet unit which is an electromagnet interacting with the stationary moving magnet unit and the height of the rotating magnet unit with respect to the heating unit is regulated so that the heating temperature of the fluid can be easily controlled.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전력을 이용한 유체 가열 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 개략적으로 도시된 유체 가열부를 상세하게 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 유체 가열부의 횡단면을 도시한 단면도이다.
도 4와 도 5는 도 2에 도시된 유체 가열부의 종단면을 도시한 단면도로서, 서로 다른 작동 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전력 발생부를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a fluid heating apparatus using a rotational force according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view detailing the fluid heating section schematically shown in Figure 1;
3 is a cross-sectional view showing a cross-section of the fluid heating unit shown in Fig.
Figs. 4 and 5 are cross-sectional views showing a longitudinal section of the fluid heating unit shown in Fig. 2, showing different operating states.
6 is a perspective view illustrating a torque generating unit according to another embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전력을 이용한 유체 가열 장치가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 유체 가열 장치(100)는 회전력 발생부(110)와, 지지 구조(120)와, 유체 가열부(130)와, 유체 이송 펌프(190)를 포함한다. 유체 가열 장치(100)는 유도가열을 이용하여 유입된 유체를 가열시켜서 배출한다.
FIG. 1 shows a fluid heating apparatus using rotational force according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a fluid heating apparatus 100 includes a rotational force generating unit 110, a support structure 120, a fluid heating unit 130, and a fluid transfer pump 190. The fluid heating apparatus 100 heats the introduced fluid using induction heating and discharges the fluid.

회전력 발생부(110)는 풍력을 기계적 회전 에너지로 변환시키는 풍차 구조를 이용한다. 본 실시예에서는 회전력 발생부(110)를 구성하는 풍차 구조로서 수직축 방식이 사용되는 것으로 설명한다. 수직축 방식 풍차 구조는 소음이 적고 바람의 방향에 관계없이 회전하며 소형화가 용이하기 때문에 다양한 장소에서 사용이 가능하다.The rotational force generating unit 110 uses a windmill structure that converts wind power into mechanical rotational energy. In the present embodiment, it is assumed that a vertical axis system is used as a windmill structure that constitutes the rotational force generating unit 110. FIG. The vertical axis type windmill structure can be used in various places because it is small in noise and is easy to miniaturize because it rotates regardless of wind direction.

회전력 발생부(110)는 풍차 회전 샤프트(111)와, 다수의 날개(112)와, 다수의 연결 막대(113)를 구비한다.The rotational force generating unit 110 includes a windmill rotating shaft 111, a plurality of blades 112, and a plurality of connecting rods 113.

풍차 회전 샤프트(111)는 수직방향(연직방향)을 따라서 연장된다. 풍차 회전 샤프트(111)는 지지 구조(120)에 대하여 회전축선(A)을 중심으로 회전가능하다. 회전축선(A)은 풍차 회전 샤프트(111)의 중심축과 일치한다.The windmill rotating shaft 111 extends along the vertical direction (vertical direction). The windmill rotation shaft 111 is rotatable about the axis of rotation A with respect to the support structure 120. The axis of rotation A coincides with the center axis of the windmill rotation shaft 111.

다수의 날개(112)는 풍차 회전 샤프트(111)로부터 이격된 상태로 원주방향을 따라 일렬로 배치된다. 다수의 날개(112)는 바람을 이용하여 풍차 회전 샤프트(111)를 회전시키기 위한 회전력을 발생시킨다.The plurality of blades 112 are arranged in a line along the circumferential direction while being spaced apart from the windmill rotating shaft 111. The plurality of vanes 112 generates a rotational force for rotating the windmill rotating shaft 111 using the wind.

다수의 연결 막대(113)는 다수의 날개(112)를 풍차 회전 샤프트(111)에 고정시킨다. 각 연결 막대(113)는 풍차 회전 샤프트(111)로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되고 끝단이 날개(112)의 내면에 고정된다.The plurality of connecting rods 113 fix the plurality of blades 112 to the windshield rotary shaft 111. Each connecting rod 113 extends radially outward from the windmill rotary shaft 111 and has an end fixed to the inner surface of the vane 112.

도 1에 도시된 수직축 방식 풍차 구조는 통상적으로 다리우스(darrieus) 타입이라 불리는 것이다. 본 실시예에서는 다리우스형 수직축 방식 풍차 구조가 사용되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 다른 형태의 수직축 방식 풍차 구조가 사용될 수 있는데, 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같은 사보니우스(savonius) 타입의 수직축 방식 풍차 구조(210)가 사용될 수도 있다. 또한, 수직축 방식의 풍차 구조 대신에 도 7에 도시된 바와 같은 수평축 방식의 풍차 구조(310)가 사용될 수도 있다. 본 실시예에서는 회전력 발생부(110)가 풍력을 기계적 회전 에너지로 변환시키는 풍차 구조로 구성되는 것으로 설명하였는데, 이는 회전력을 발생시키기 위한 대표적인 예를 제시한 것으로서, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 풍차 구조 대신에 회전력을 발생시킬 수 있는 다른 형태의 모든 구조가 회전력 발생부로서 사용될 수 있을 것이다.
The vertical axis windmill structure shown in FIG. 1 is commonly referred to as a darrieus type. In the present embodiment, it is described that the Dariya type vertical wind type windmill structure is used. However, another type of vertical wind type windmill structure may be used. For example, as shown in FIG. 6, a savonius type The vertical axis windmill structure 210 may be used. Also, a horizontal axis type windmill structure 310 as shown in FIG. 7 may be used instead of the vertical axis type windmill structure. In this embodiment, the rotational force generating unit 110 is constructed of a windmill structure that converts wind power into mechanical rotational energy. However, the present invention is not limited thereto, All structures of other types capable of generating a rotational force in place of the windmill structure may be used as the rotational force generating portion.

지지 구조(120)는 회전력 발생부(110)의 아래에 위치하면서, 상부에 위치하는 회전력 발생부(110)를 안정적으로 지지한다. 지지 구조(120)는 베이스(121)와, 기둥부(122)를 구비한다.The support structure 120 is positioned below the rotational force generating portion 110 and stably supports the rotational force generating portion 110 located at the top. The support structure 120 includes a base 121 and a post 122.

베이스(121)는 대체로 판 형상으로서, 유체 가열 장치(100)를 설치 장소에 적절한 체결 수단을 이용하여 고정시킨다.The base 121 is substantially plate-shaped, and fixes the fluid heating apparatus 100 to the installation site using an appropriate fastening means.

기둥부(122)는 베이스(121)로부터 위로 연장되어 형성된다. 기둥부(122) 내부에는 유체 가열부(130)가 수용되는 공간이 마련된다. 기둥부(122)의 상단을 회전력 발생부(110)의 풍차 회전 샤프트(111)가 회전가능하게 지지되며 통과한다.
The column portion 122 is formed to extend upward from the base 121. A space in which the fluid heating unit 130 is accommodated is provided inside the column 122. The upper end of the column portion 122 is rotatably supported by the windmill rotating shaft 111 of the rotational force generating portion 110 and passes therethrough.

유체 가열부(130)는 지지구조(120)의 기둥부(122)의 내부에 수용된다. 도 2에는 유체 가열부(130)가 도시되어 있다. 유체 가열부(130)는 유도가열을 이용하여 유입된 유체(본 실시예에서는 물)를 가열한다. 도 3에는 유체 가열부(130)가 횡단도로서 도시되어 있고, 도 4에는 유체 가열부(130)가 종단면도로서 도시되어 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 유체 가열부(130)는 회전 샤프트(140)와, 회전 자석부(150)와, 발열체(160)와, 자석 높이 조절 수단(170)을 구비한다.
The fluid heating portion 130 is received within the column portion 122 of the support structure 120. The fluid heating unit 130 is shown in FIG. The fluid heating unit 130 heats the introduced fluid (water in this embodiment) using induction heating. 3, the fluid heating section 130 is shown as a cross-section, and the fluid heating section 130 is shown as a longitudinal section view in Fig. 2 to 4, the fluid heating unit 130 includes a rotating shaft 140, a rotating magnet unit 150, a heating body 160, and a magnet height adjusting unit 170.

회전 샤프트(140)는 수직방향을 따라 연장된다. 회전 샤프트(140)는 풍차 회전 샤프트(도 1의 111)와 동축선 상에서 결합된다. 이와는 달리 풍차 회전 샤프트(도 1의 111) 자체가 유체 가열부(130)의 회전 샤프트(140)가 될 수도 있다. 또한, 풍차 회전 샤프트(도 1의 111) 및 유체 가열부(130)의 회전 샤프트(140)는 동축선 상이 아닌 위치에 설치될 수도 있으며, 이때는 벨트나 기어 등의 회전 전달 기구 등을 통해 그 회전이 전달될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 기어박스로 이루어진 증속기가 구비되어서 풍차 회전 샤프트(도 1의 111)의 회전이 증가되어서 회전 샤프트(140)에 전달될 수 있다. 회전 샤프트(140)에는 회전 자석부(150)를 통과하면서 회전 자석부(150)와 결합되는 결합부(141)가 마련된다. 결합부(141)는 회전 자석부(150)가 슬라이드 이동이 가능하며, 회전 자석부(150)의 상대 회전을 방지할 수 있는 형태를 갖는다. 본 실시예에서는 결합부(141)가 사각 단면 형태를 갖는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 회전 샤프트(140)의 하단에는 반경방향 바깥쪽으로 확장되어서 형성된 걸림단(142)이 구비된다. 걸림단(142)은 회전 자석부(150)의 아래 방향 이동을 제한한다.
The rotary shaft 140 extends along the vertical direction. The rotary shaft 140 is coupled on the coaxial line with the windmill rotary shaft (111 in FIG. 1). Alternatively, the windmill rotating shaft (111 of FIG. 1) itself may be the rotating shaft 140 of the fluid heating unit 130. 1) and the rotating shaft 140 of the fluid heating unit 130 may be installed at positions other than the coaxial line. In this case, rotation of the windmill rotating shaft (111 of FIG. 1) Lt; / RTI > Although not shown, a speed reducer consisting of a gear box is provided to increase the rotation of the windmill rotating shaft (111 in FIG. 1) and to be transmitted to the rotating shaft 140. The rotating shaft 140 is provided with a coupling portion 141 which is coupled to the rotating magnet portion 150 while passing through the rotating magnet portion 150. The engaging portion 141 has a shape capable of sliding movement of the rotating magnet portion 150 and preventing relative rotation of the rotating magnet portion 150. In this embodiment, the engaging portion 141 has a rectangular cross-sectional shape, but the present invention is not limited thereto. At the lower end of the rotating shaft 140, a locking end 142 formed to extend radially outward is provided. The engaging end 142 restricts the downward movement of the rotating magnet section 150.

회전 자석부(150)는 회전 몸체(151)와, 다수의 영구 자석(152)을 구비한다.The rotating magnet unit 150 includes a rotating body 151 and a plurality of permanent magnets 152.

회전 몸체(151)는 대체로 원통형으로서, 중심축이 수직방향을 따라 연장되도록 배치된다. 회전 몸체(151)의 중심부에는 회전 샤프트(140)의 결합부(141)가 통과하는 결합 통로(151a)가 마련된다. 결합 통로(151a)에 회전 샤프트(140)의 결합부(141)가 슬라이드 이동이 가능하게 결합된다. 회전 자석부(150)의 하단에는 결합 통로(151a)와 연결되고 결합 통로(151a)보다 큰 수용 홈(151b)이 마련된다.The rotating body 151 is generally cylindrical and is arranged so that the central axis extends along the vertical direction. A coupling passage 151a through which the coupling portion 141 of the rotating shaft 140 passes is provided at the center of the rotating body 151. [ The engaging portion 141 of the rotary shaft 140 is slidably engaged with the engaging passage 151a. A receiving groove 151b connected to the coupling passage 151a and larger than the coupling passage 151a is provided at the lower end of the rotary magnet portion 150. [

다수의 영구 자석(152)은 다른 극성이 외주면에 원주방향을 따라서 교대로 노출되도록 회전 몸체(151)에 결합된다. 영구 자석(152)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 회전 자석부(150)가 회전함에 따라 자장이 변하게 된다.
The plurality of permanent magnets 152 are coupled to the rotating body 151 such that the other polarities are alternately exposed along the circumferential direction on the outer circumferential surface. The number of the permanent magnets 152 can be variously changed. As the rotary magnet unit 150 rotates, the magnetic field changes.

발열체(160)는 회전 자석부(150)의 외주면을 둘러싸는 벽체(161)를 구비하는 관 형태이다. 발열체(160)는 알루미늄나 구리와 같은 전기 전도성 재질로 이루어진다. 발열체(160)의 벽체(161)의 내부에는 유체가 수용되어서 가열되는 가열 공간(160a)이 마련된다. 가열 공간(160a)은 회전 자석부(150)를 둘러싸는 고리형태를 갖는다. 발열체(160)의 양단에는 가열 공간(160a)과 통하는 제1 개구부(161a)와 제2 개구부(161b)가 각각 형성된다. 제1 개구부(161a)에는 유입관(도 1의 191)과 연결되는 제1 출입관(162a)이 결합되고, 제2 개구부(161b)에는 배출관(도 1의 192)과 연결되는 제2 출입관(162b)이 결합된다. 두 개구부(161a, 161b)는 도시된 바와 같이 회전 샤프트(140)를 사이에 두고 서로 반대편에 위치하는 것이 바람직하다.
The heating element 160 is in the form of a tube having a wall body 161 surrounding the outer peripheral surface of the rotating magnet portion 150. The heating element 160 is made of an electrically conductive material such as aluminum or copper. A heating space 160a, in which a fluid is received and heated, is provided in the wall 161 of the heating element 160. The heating space 160a has an annular shape surrounding the rotating magnet portion 150. [ At both ends of the heating body 160, a first opening 161a and a second opening 161b communicating with the heating space 160a are formed, respectively. The first opening 161a is connected to the first inlet pipe 162a connected to the inlet pipe 191 and the second opening 161b is connected to the outlet pipe 192 (162b). The two openings 161a and 161b are preferably positioned opposite each other with the rotary shaft 140 therebetween as shown.

도 4를 참조하면, 자석 높이 조절 수단(170)은 지지부(171)와, 고정 자석부(172)와, 이동 자석부(173)를 구비한다. 자석 높이 조절 수단(170)은 발열체(160)에 대한 회전 자석부(150)의 상대 높이를 조절한다.
4, the magnet height adjusting means 170 includes a support portion 171, a stationary magnet portion 172, and a moving magnet portion 173. The magnet height adjusting means 170 adjusts the relative height of the rotating magnet unit 150 with respect to the heating element 160.

지지부(171)는 회전 자석부(150)의 아래에 위치하며, 발열체(160)와의 상대위치가 변하지 않도록 고정되어 있다.
The support portion 171 is positioned below the rotary magnet portion 150 and is fixed so that the relative position with respect to the heat generating element 160 is not changed.

고정 자석부(172)는 지지부(171)의 위에 고정되고, 회전 몸체(151)의 하부에 형성된 수용 홈(151b)에 수용될 수 있다. 고정 자석부(172)는 전자석으로 이루어진다. 고정 자석부(172)의 세기는 조절될 수 있다.
The fixed magnet portion 172 is fixed on the support portion 171 and can be received in the receiving groove 151b formed in the lower portion of the rotating body 151. [ The fixed magnet portion 172 is made of an electromagnet. The intensity of the fixed magnet portion 172 can be adjusted.

이동 자석부(173)는 영구자석으로서, 회전 몸체(151)의 하부에 형성된 수용 홈(151b)에 수용된 상태로 회전 몸체(151)에 고정되며, 고정 자석부(172)와 대향한다. 이동 자석부(173)는 고정 자석부(172) 보다 위에 위치한다. 전자석인 고정 자석부(172)에 전류가 인가되어서 고정 자석부(172)가 자화되면, 고정 자석부(172)와 이동 자석부(173) 사이에 척력이 발생하여 이동 자석부(173)가 위로 밀려 올라가게 된다. 본 실시예에서는 이동 자석부(173)가 영구자석이고, 고정 자석부(172)가 전자석인 것으로 설명하였으나, 이와는 달리, 고정 자석부(172)가 영구자석이고, 이동 자석부(173)가 전자석일 수 있다. 또한, 고정 자석부(172)와 이동 자석부(173) 모두 전자석일 수도 있다.
The movable magnet portion 173 is a permanent magnet fixed to the rotating body 151 while being accommodated in the receiving groove 151b formed in the lower portion of the rotating body 151 and faces the fixed magnet portion 172. [ The movable magnet portion 173 is located above the stationary magnet portion 172. [ When a current is applied to the fixed magnet portion 172 as an electromagnet and the fixed magnet portion 172 is magnetized, a repulsive force is generated between the fixed magnet portion 172 and the moving magnet portion 173, and the moving magnet portion 173 is moved upward It is pushed up. The movable magnet section 173 is a permanent magnet and the stationary magnet section 172 is an electromagnet. Alternatively, the stationary magnet section 172 is a permanent magnet and the movable magnet section 173 is an electromagnet Lt; / RTI > The fixed magnet portion 172 and the movable magnet portion 173 may both be electromagnets.

도 1을 참조하면, 유체 이송 펌프(190)는 베이스(121) 위에 고정된다. 유체 이송 펌프(190)는 유체의 이동 구간 상에 설치(본 실시예에서는 유입관(191) 상에 설치)되어서, 가열 대상 유체가 유체 가열부(130)를 통과하도록 한다.
Referring to FIG. 1, a fluid transfer pump 190 is fixed on a base 121. The fluid transfer pump 190 is installed on the moving section of the fluid (in this embodiment, installed on the inflow pipe 191) so that the fluid to be heated passes through the fluid heating section 130.

이제, 도면을 참조하여 상기 실시예의 작용을 상세히 설명한다.
The operation of the above embodiment will now be described in detail with reference to the drawings.

도 1을 참조하면, 풍차 구조를 갖는 회전력 발생부의 작동에 의해 풍력이 기계적 회전운동 에너지로 전환되어서 유체 가열부(130)의 회전 자석부(150)가 회전하고, 가열 대상 유체는 유체 가열부(130)를 지나도록 유체 이송 펌프(190)에 의해 이송된다.
Referring to FIG. 1, the operation of the rotational force generating unit having the windmill structure converts the wind force into mechanical rotational kinetic energy, so that the rotating magnet unit 150 of the fluid heating unit 130 rotates, 130). &Lt; / RTI >

도 1 및 도 4를 참조하면, 회전 자석부(150)가 회전함에 따라, 회전 자석부(150)의 외주면에 위치하는 다수의 영구자석(152)이 회전 샤프트(140)를 중심으로 회전하게 된다. 영구자석(152)의 회전에 따라 회전 자석부(150) 주위의 자장이 변화한다. 회전 자석부(150)의 회전에 따른 자장변화에 의해 회전 자석부(150) 주위의 발열체(160)는 유도가열된다. 유입관(191)을 통해 유체 가열부(130)로 유입된 가열 대상 유체는 발열체(160)에서 가열된 후 배출관(192)을 통해 배출된다.
1 and 4, as the rotary magnet unit 150 rotates, a plurality of permanent magnets 152 located on the outer circumferential surface of the rotary magnet unit 150 are rotated about the rotary shaft 140 . The magnetic field around the rotating magnet section 150 changes in accordance with the rotation of the permanent magnet 152. The heating element 160 around the rotating magnet portion 150 is induction-heated by the magnetic field change caused by the rotation of the rotating magnet portion 150. The fluid to be heated flowing into the fluid heating unit 130 through the inflow pipe 191 is heated by the heating body 160 and then discharged through the discharge pipe 192.

도 4에서는 발열체(160)의 벽체(161) 내주면 전체가 회전 자석부(150)의 외주면과 대향하도록 회전 자석부(150)가 위치해 있다. 이러한 상태는 전자석인 고정 자석부(172)에 전류가 인가되지 않아서 고정 자석부(172)가 자화되지 않은 상태이다. 고정 자석부(172)가 자화되지 않은 상태에서는 이동 자석부(173)와의 사이에 척력이 발생하지 않아서, 회전 자석부(150)는 가장 아래에 위치해 있게 된다. 도 4에 도시된 상태에서, 전자석인 고정 자석부(172)에 전류가 인가되면 고정 자석부(172)가 자화되어서, 고정 자석부(172)와 이동 자석부(173) 사이에는 척력이 발생하게 된다. 그에 따라, 이동 자석부(173)는 상승하게 되고 결국 도 5에 도시된 바와 같이, 회전 자석부(150)가 위로 올라가게 된다. 도 5를 참조하면, 발열체(160)의 벽체(161) 내주면의 하부 일정 범위는 회전 자석부(150)의 외주면과 대향하지 못하게 된다. 그에 따라, 발열체(160)에서 와전류가 발생하는 영역이 줄어들고 그 만큼 유도가열되는 영역이 줄게 된다. 따라서, 가열 온도가 조절될 수 있으며, 고정 자석부(172)에 인가되는 전류를 조절함으로써, 회전 자석부(150)의 위치가 조절되어서, 가열 온도를 더욱 미세하게 조절할 수 있게 된다.
4, the rotating magnet unit 150 is positioned such that the entire inner circumferential surface of the wall 161 of the heating body 160 faces the outer circumferential surface of the rotating magnet unit 150. In this state, no current is applied to the fixed magnet portion 172, which is an electromagnet, so that the fixed magnet portion 172 is not magnetized. When the stationary magnet portion 172 is not magnetized, no repulsive force is generated between the stationary magnet portion 172 and the moving magnet portion 173, so that the rotating magnet portion 150 is located at the lowest position. 4, when a current is applied to the fixed magnet portion 172 which is an electromagnet, the fixed magnet portion 172 is magnetized so that a repulsive force is generated between the fixed magnet portion 172 and the moving magnet portion 173 do. As a result, the movable magnet portion 173 is moved upward and, as shown in FIG. 5, the rotating magnet portion 150 is moved upward. 5, a certain lower range of the inner circumferential surface of the wall 161 of the heating body 160 is not opposed to the outer circumferential surface of the rotary magnet unit 150. As a result, the region where the eddy current is generated in the heating element 160 is reduced, and the area to be induction heated is reduced. Accordingly, the heating temperature can be controlled and the position of the rotating magnet unit 150 can be adjusted by controlling the current applied to the stationary magnet unit 172, so that the heating temperature can be finely adjusted.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 유체 가열 장치 110 : 회전력 발생부
111: 풍차 회전 샤프트 112 : 날개
113 : 연결 막대 120 : 지지 구조
121 : 베이스 122 : 기둥부
130 : 유체 가열부 140 : 회전 샤프트
141 : 결합부 142 : 걸림단
150 : 회전 자석부 151 : 회전 몸체
151a : 결합 통로 151b : 수용 홈
152 : 영구 자석 160 : 발열체
160a : 가열 공간 161 : 벽체
161a : 제1 개구부 161b : 제2 개구부
162a : 제1 출입관 162b : 제2 출입관
170 : 자석 높이 조절 수단 171 : 지지부
172 : 고정 자석부 173 : 이동 자석부
190 : 유체 이송 펌프 191 : 유입관
192 : 배출관100: fluid heating apparatus 110: rotational force generating unit
111: windmill rotating shaft 112: wing
113: connecting rod 120: supporting structure
121: base 122:
130: fluid heating part 140: rotating shaft
141: engaging portion 142: engaging portion
150: rotating magnet part 151: rotating body
151a: coupling passage 151b: receiving groove
152: permanent magnet 160: heating element
160a: heating space 161: wall
161a: first opening portion 161b: second opening portion
162a: first outflow pipe 162b: second outflow pipe
170: magnet height adjusting means 171:
172: stationary magnet section 173: moving magnet section
190: Fluid transport pump 191: Inflow pipe
192:

Claims

A rotary shaft rotatable by an external rotational force and extending in the vertical direction;
A rotating magnet unit rotatably coupled by the rotating shaft and movable along the extending direction of the rotating shaft with respect to the rotating shaft;
A heating element that is induction-heated by rotation of the rotary magnet; And
And magnet height adjusting means for adjusting a height of the rotating magnet portion,
The rotating magnet unit includes a rotating body 151 and a plurality of permanent magnets 152 coupled to the rotating body such that the polarities of the rotating bodies 151 are alternately exposed to the outer circumferential surface of the rotating body along the circumferential direction,
Wherein the heating element has a wall made of a conductive material surrounding the outer circumferential surface of the rotary magnet and having a heating space formed therein,
The magnet height adjusting means includes a fixed magnet portion fixed to the support portion and a movable magnet portion fixed to the rotary magnet portion and facing the fixed magnet portion from above the fixed magnet portion In addition,
At least one of the stationary magnet portion and the moving magnet portion is an electromagnet,
The rotating shaft is provided with a coupling portion 141 which rotates together with the rotating body while passing through the rotating body,
The rotating body slides along the engaging portion,
Wherein the rotating shaft is provided with an engaging end for restricting downward movement of the rotating magnet.

The method according to claim 1,
Further comprising a rotational force generating section for providing a rotational force to the rotating shaft,
Wherein the rotational force generating unit is a windmill structure.

The method of claim 2,
Wherein the windmill structure is a vertical shaft type.

The method according to claim 1,
Wherein the fixed magnet portion is an electromagnet, and the moving magnet portion is a permanent magnet.

The method according to claim 1,
Wherein an amount of current applied to the electromagnet is adjustable.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the rotary magnet portion is provided at a lower end thereof with a receiving groove in which the moving magnet portion is received and fixed, and the stationary magnet portion can be accommodated in the receiving groove.

The method according to claim 1,
Further comprising a fluid transfer pump for transferring the fluid through the heating space.

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