KR101691122B1 - Boiler used microwave - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전자파를 이용한 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수조의 내부에 쐐기형상의 프레임에 테프론이 감싸져서 형성되는 매치드로드부가 형성되고, 상기 매치드로드부에는 전자파발진기와 연결된 도파관이 연결되어 전자파가 조사되어 수조 내부의 물 전체에 사면으로 전자파가 조사됨으로써 빠르고 안전하게 온수를 얻을 수 있도록 한 전자파를 이용한 보일러에 관한 것이다.
본 발명의 전자파를 이용한 보일러에 의하면 매치드로드부에 의해서 전자파의 파장에 따라서 진행되는 방향으로 높이가 낮아지게 되므로써 수면으로 전자파가 거의 모두 흡수되기 때문에 전자파의 역류가 거의 발생하지 않고, 수조에 전면적으로 전자파를 조사하지 않고, 수면 일부나 하부 일부에 전자파를 조사하여 물분자를 활성화시키기 때문에 수조 전체로 물이 유동하면서 가열되어 매우 안전하며, 전자파발진기의 주변에 워터제킷을 형성하고, 펌프에 의해서 수조의 물을 재순환시킴으로써 장치가 간단해지고, 전자파 발생으로 인한 에너지의 소모를 열에너지로 회수할 수 있는 등의 효과가 발생하는 등의 효과가 발생한다.[0001] The present invention relates to a boiler using electromagnetic waves, and more particularly, to a matched rod portion formed by wedge-shaped frames wrapped around Teflon in a water tank, and a waveguide connected to an electromagnetic wave oscillator is connected to the matched rod portion And an electromagnetic wave is radiated to the entire water inside the water tank to obtain hot water quickly and safely.
According to the boiler using the electromagnetic wave of the present invention, since the height of the matched rod portion is lowered in the direction progressing according to the wavelength of the electromagnetic wave, almost all the electromagnetic waves are absorbed by the water surface, , The water molecules are activated by irradiating electromagnetic waves to a part of the water surface or a part of the lower part of the water surface, so that the water is heated while flowing through the water tank as a whole, so that a water jacket is formed around the electromagnetic wave oscillator, It is possible to simplify the apparatus by recirculating the water in the water tank and to recover the energy consumption due to the generation of electromagnetic waves by heat energy.

Description

전자파를 이용한 보일러{BOILER USED MICROWAVE}{BOILER USED MICROWAVE}

본 발명은 전자파를 이용한 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수조의 내부에 쐐기형상의 프레임에 테프론이 감싸져서 형성되는 매치드로드부가 형성되고, 상기 매치드로드부에는 전자파발진기와 연결된 도파관이 연결되어 전자파가 조사되어 수조 내부의 물 전체에 사면으로 전자파가 조사됨으로써 빠르고 안전하게 온수를 얻을 수 있도록 한 전자파를 이용한 보일러에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a boiler using electromagnetic waves, and more particularly, to a matched rod portion formed by wedge-shaped frames wrapped around Teflon in a water tank, and a waveguide connected to an electromagnetic wave oscillator is connected to the matched rod portion And an electromagnetic wave is radiated to the entire water inside the water tank to obtain hot water quickly and safely.

지금까지 난방 또는 온수를 공급하는 보일러는 전기축열방식온수보일러, 전기보일러, 기름보일러,가스보일러, 연탄보일러 등이 제공된다.Up to now, boilers supplying heating or hot water are provided with electric heat storage hot water boilers, electric boilers, oil boilers, gas boilers, and briquet boilers.

상기와 같이 보일러가 이름지어지는 이유는 열원의 종류에 따라서 이름을 부르게 되는데, 각각 열교환실에서 파이프를 통과하는 물과 열교환을 통하여 온수를 얻는데 그 목적이 있다.The reason why the boiler is named as described above is that the name is called according to the kind of the heat source, and each purpose is to obtain hot water through heat exchange with the water passing through the pipe in the heat exchange room.

상기 보일러의 열교환실에서 파이프를 통과하는 물과 열교환이 이루어질 때 전기보일러는 전기히터를 활용하고, 가스 및 전기 보일러는 버너를 사용하며 연탄보일러는 연탄이 연소하는 열을 그대로 활용한다.When the heat exchange with the water passing through the pipe is performed in the heat exchange chamber of the boiler, the electric boiler utilizes an electric heater, the gas and electric boiler uses a burner, and the briquetting boiler utilizes the heat that the briquettes burn.

종래의 보일러에 관한 기술은 대한민국 특허청 등록특허공보 제0135411호, 제061817호, 공개특허공보 제1997-0047413호, 제1999-0079004호, 제2000-0018209호 및 공개 실용신안공보 제2000-0005034호 등에 개시된 바 있다.BACKGROUND ART [0002] Conventional boiler technology is disclosed in Korean Patent Publication Nos. 0135411, 061817, 1997-0047413, 1999-0079004, 2000-0018209, and 2000-0005034 And the like.

최근에는 전자파(microwave)를 이용한 보일러에 관한 기술이 대한민국특허청 등록특허공보 제0056791호, 제0994834호, 제0932179호, 등록실용신안공보 제0221861호 등에 개시된 바 있는데, 종래의 전자파를 이용한 보일러는 전자파가 물의 분자활동에 직접적으로 영향을 미치도록 하여 효율이 좋은 보일러를 만드는데 그 목적이 있었다. In recent years, technologies relating to boilers using microwaves have been disclosed in Korean Patent Registration No. 0056791, No. 0994834, No. 0932179, and Registration Practical Utility Model No. 0221861, To directly influence the molecular activity of water, thereby creating an efficient boiler.

본원 발명자가 최근에 등록받은 등록특허 제1444288호에 개시된 것과 같이 전자파발열체를 이용하여 열을 발생시키고 열교환을 통해 온수를 공급할 수 있도록 한 보일러를 개발한 바 있다.The inventor of the present invention has developed a boiler that generates heat by using an electromagnetic heating element and can supply hot water through heat exchange as disclosed in the registered patent No. 1444288 recently registered.

그러나, 종래의 전자파를 이용한 보일러들은 다음과 같은 문제점이 있었다. However, conventional boilers using electromagnetic waves have the following problems.

(1) 물분자를 직접적으로 가열하기 위해서 도파관을 연결할 때 전자파가 역류하여 장비에 이상을 줄 수 있다. (1) When connecting a waveguide to directly heat water molecules, electromagnetic waves may flow backward and cause an abnormality to the equipment.

(2) 물분자를 직접가열할 경우 열흐름이 고정되어 열전달이 전체 물에 골고루 이루어지지 않기 때문에 에너지가 집중되어 위험하다. (2) When water molecules are directly heated, heat flow is fixed, and heat transfer is not evenly performed in the whole water, so energy is concentrated and dangerous.

(3) 전자파발진기를 위해 별도의 냉각을 해야하므로 장치의 소형화하기가 어렵고, 에너지 효율이 떨어진다.(3) Since it is necessary to perform separate cooling for the electromagnetic wave oscillator, it is difficult to reduce the size of the apparatus and energy efficiency is lowered.

상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 유입구와 유출구가 형성된 수조가 형성되고, 상기 수조의 일측벽면으로 개방된 쐐기형상의 매치드로드부가 형성되며, 상기 매치드로드부와 개방된 부분과 관통되도록 도파관이 형성되고, 상기 도파관의 끝단에는 전자파발진기가 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized in that a water tank having an inlet and an outlet is formed, and a wedge-shaped matched rod portion opened to one side wall of the water tank is formed, A waveguide is formed in the waveguide, and an electromagnetic wave oscillator is formed at an end of the waveguide.

또한, 상기 전자파발진기의 주연부에는 워터 제킷이 형성되고, 상기 워터제킷에는 수조의 하단과 연결되어 펌프에 의해서 공급되는 냉각라인과 연결되며, 상기 워터제킷의 타측은 수조의 상부로 연결되어 열교환으로 가열된 물이 회수되는 회수라인과 연결된다.The water jacket is connected to a lower end of the water tank and connected to a cooling line supplied by a pump. The other side of the water jacket is connected to the upper part of the water tank, Is connected to the recovery line through which the water is recovered.

본 발명의 전자파를 이용한 보일러에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.According to the boiler using the electromagnetic wave of the present invention, the following effect occurs.

(1) 매치드로드부에 의해서 전자파가 진행하면서 소멸되면서도 수면으로는 완전하게 흡수되기 때문에 전자파의 역류가 거의 발생하지 않는다.(1) Since the electromagnetic wave is destroyed by the matched rod part, it is completely absorbed by the water surface, so that the backwash of the electromagnetic wave hardly occurs.

(2) 수조에 전면적으로 전자파를 조사하지 않고, 수면 일부나 하부 일부에 전자파를 조사하여 물분자를 활성화시키기 때문에 수조 전체로 물이 유동하면서 가열되어 매우 안전하다.(2) Since water molecules are activated by irradiating electromagnetic waves to a part of the water surface or a part of the water surface without irradiating electromagnetic waves to the water tank in a whole area, the water flows to the whole water tank and is heated and is very safe.

(3) 전자파발진기의 주변에 워터제킷을 형성하고, 펌프에 의해서 수조의 물을 재순환시킴으로써 장치가 간단해지고, 전자파 발생으로 인한 에너지의 소모를 열에너지로 회수할 수 있는 등의 효과가 발생한다.(3) By forming a water jacket around the electromagnetic wave oscillator and recirculating the water in the water tank by the pump, the apparatus becomes simple, and energy consumption due to electromagnetic wave generation can be recovered by heat energy.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 전자파를 이용한 보일러의 개념사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 전자파를 이용한 보일러의 킷워터제이 형성된 구조를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 전자파를 이용한 보일러의 측단면 사시도.1 is a conceptual perspective view of a boiler using electromagnetic waves formed as a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a side view showing a structure in which a kettle agent of a boiler is formed using electromagnetic waves formed in a preferred embodiment of the present invention. FIG.
3 is a side sectional perspective view of a boiler using electromagnetic waves formed as a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 유입구(11)와 유출구(12)가 형성된 수조(10)가 형성되고, 상기 수조의 일측벽면으로 개방된 쐐기형상의 매치드로드부(200)가 형성되며, 상기 매치드로드부(200)와 개방된 부분과 연통되도록 도파관(110)이 형성되고, 상기 도파관(110)의 끝단에는 전자파발진기(100)가 형성된다.The present invention is characterized in that a water tank (10) formed with an inlet (11) and an outlet (12) is formed and a wedge shaped matched rod part (200) opened to one side wall of the water tank is formed, And a waveguide 110 is formed to communicate with the open portion of the waveguide 110. An electromagnetic wave oscillator 100 is formed at an end of the waveguide 110. [

상기 수조(10)는 일측에 유입구(11)가 형성되고 타측에 유출구(12)가 형성되는데, 상기 유입구(11)와 유출구(12)는 호스로 연결되어, 온수를 공급하거나, 순환펌프에 의해서 난방을 하는데 활용된다.The water tank 10 has an inlet 11 formed at one side and an outlet 12 formed at the other side of the water tank 10. The inlet 11 and the outlet 12 are connected by a hose to supply hot water or by a circulating pump It is used for heating.

상기 수조(10)의 상단에는 두 개의 수위센서가 고수위 및 저수위를 감지할 수 있도록 형성된다. At the upper end of the water tank 10, two water level sensors are formed to be able to sense the high water level and the low water level.

상기 고수위 센서와 저수위 센서에 의해서 급수관의 밸브가 작동하여 물을 공급 및 차단하도록 형성된다.The valve of the water supply pipe is operated by the high-level sensor and the low-level sensor to supply and block water.

상기 전자파발진기(100)는 마그네트론으로 전자파를 발생시키는 장비로 물의 공진주파수의 약 1/10의 크기인 2.45GHz의 전자파를 발생시키는 마그네트론을 사용한다.The electromagnetic wave oscillator 100 is a device for generating electromagnetic waves using a magnetron, and uses a magnetron that generates electromagnetic waves of 2.45 GHz, which is about 1/10 the resonance frequency of water.

상기 도파관(110)이 형성되는데, 상기 도파관(110)은 사각형태로 형성되고, 그 높이를 54.6mm로 하는 것이 적당하다.The waveguide 110 is formed in a rectangular shape, and the height of the waveguide 110 is preferably 54.6 mm.

상기 매치드로드부(200)는 바닥면이 평평하고, 상면이 경사지는 형성되는 쐐기형상으로 형성되고, 상기 매치드로드부(200)는 조사되는 전자파를 진행방향으로 소멸시킬 수 있는 Matched load 이론에 따라서 형성되는데, 상기 매치드로드부(200)는 관내 파장 147.5mm를 이용하여 설계되는 것이 적당하다.  The matched load part 200 is formed in a wedge shape having a flat bottom surface and an inclined upper surface. The matched load part 200 is a matched load theory in which the irradiated electromagnetic wave can be extinguished in the traveling direction The matched rod portion 200 is suitably designed to have an in-pipe wavelength of 147.5 mm.

상기 Matched load 이론(이하, '흡수이론'이라 함)은 MICROWAVE ENGINEERING Concepts and fundamentals( 저자 : Ahmad Shahid Khan, 출판사 CRC PRESS 2014.03.24.자 출판 )라는 책의 256 ~ 259 페이지에서 확인할 수 있는 바와 같이 전자파가 조사될 때 이동하면서 벽면의 변화에 따라서 주파수가 흡수되어 소멸되도록 하는 것에 관한 이론이다. The matched load theory (hereinafter referred to as 'absorption theory') can be found in pages 256 to 259 of MICROWAVE ENGINEERING Concepts and Fundamentals (published by Ahmad Shahid Khan, publisher CRC PRESS 2014.03.24) It is a theory related to a phenomenon in which electromagnetic waves are absorbed when the electromagnetic wave is irradiated and the frequency is absorbed and extinguished in accordance with the change of the wall surface.

상기 흡수이론에 따라서, 본 발명의 전자파의 관내파장(λ)이 147.5mm라고 한다면, 매치드로드부(200)의 평평한 부분의 길이는 295mm로 형성되는 것이 적당하다.According to the absorption theory, when the in-tube wavelength (?) Of the electromagnetic wave of the present invention is 147.5 mm, it is appropriate that the flat portion of the matched rod portion 200 has a length of 295 mm.

상기 매치드로드부(200)는 바닥면이 평평하고 상면이 경사지는 쐐기형상으로 형성되고, 프레임으로 형상을 유지하고, 이를 전체적으로 불소계 폴리머인 테프론(TEFLON)으로 감싸게 된다.The matched rod unit 200 is formed into a wedge shape whose bottom surface is flat and whose top surface is inclined, and the shape of the matched rod unit 200 is maintained as a frame, and the matched rod unit 200 is covered with a fluorine-based polymer Teflon.

상기 테프론은 유전율(ε)이 2.1로 전자파는 통과시키되, 물분자는 통과할 수 없도록 형성되는 것을 말한다.The Teflon has a dielectric constant (?) Of 2.1, which means that electromagnetic waves are allowed to pass through and water molecules can not pass through.

상기 도파관(110)에는 본 발명에서 사용하는 전자파가 통과할 수 없는 1~6mm 크기의 다수개의 홀이 형성되어 열을 배출할 수 있도록 형성된다.The waveguide 110 is formed with a plurality of holes having a size of 1 to 6 mm, through which the electromagnetic waves used in the present invention can not pass, to discharge heat.

상기 전자파발진기(100)의 주연부에는 워터제킷(125)이 형성되고, 상기 워터제킷(125)에는 수조(10)의 하단과 연결되어 펌프(13)에 의해서 공급되는 냉각라인(18)과 연결되며, 상기 워터제킷(125)의 타측은 수조(10)의 상부로 연결되어 열교환으로 가열된 물이 회수되는 회수라인(19)이 연결형성된다.A water jacket 125 is formed on the periphery of the electromagnetic wave oscillator 100. The water jacket 125 is connected to the cooling line 18 connected to the lower end of the water tank 10 and supplied by the pump 13, , And the other side of the water jacket 125 is connected to the upper part of the water tank 10, and a collecting line 19 through which water heated by heat exchange is collected is connected.

상기 워터제킷(125)은 전자파발진기(100)에서 발생하는 열을 흡수하여 폐열을 다시 수조(10)로 환수하여 열효율을 최대한 높일 수 있도록 형성된다.
The water jacket 125 is formed so as to absorb heat generated in the electromagnetic wave generator 100 and return waste heat to the water tank 10 to maximize thermal efficiency.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예로 형성된 전자파를 이용한 보일러의 작동을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the boiler using electromagnetic waves formed in a preferred embodiment of the present invention will be described.

수조(10)에 물이 투여되고, 고수위센서에 의해서 물이 차게 된 것을 확인하고, 온수를 얻기 위해 전원이 공급된다.Water is administered to the water tank 10, power is supplied to obtain hot water by confirming that the water is cooled by the high-level sensor.

이때, 상기 전자파발진기(100)가 작동하면 발생 된 전자파는 도파관(110)을 따라 이동되다가 매치드로드부(200)로 유입된다. At this time, the electromagnetic wave generated when the electromagnetic wave oscillator 100 operates is moved along the waveguide 110, and then flows into the matched rod unit 200.

상기 매치드로드부(200)로 유입되는 전자파는 테프론벽면 전체적으로 전자파를 물의 내부에 전달하면서 끝단으로 가면서 소멸하게 된다.The electromagnetic waves flowing into the matched rod unit 200 are transmitted to the inside of the water as a whole on the Teflon wall surface and disappear while going to the end.

이와 같이, 물에 전자파가 도달하게 되면 물분자가 빠르게 회전하게 되고 열을 발생하여 서로 전달되는데, 이때 수조(10)가 가열부분보다 넓기 때문에 전체적인 열전달이 이루어지면서 온수가 생긴다.When the electromagnetic waves reach the water, the water molecules rotate rapidly and generate heat and are transmitted to each other. At this time, since the water tank 10 is wider than the heating part, the whole heat transfer occurs and hot water is generated.

또한, 전자파발진기(100)가 작동하는 동안에 펌프(13)에 의해서 냉각라인(18)을 통해서 수조(10)의 물이 워터제킷(117)으로 연속적으로 들어갔다가 회수라인(19)을 따라 다시 수조(10)로 유입된다. During the operation of the electromagnetic wave oscillator 100, the water in the water tank 10 continuously flows into the water jacket 117 through the cooling line 18 by the pump 13, (10).

상기와 같이 전자파발진기(100)에서 발생하는 열까지 회수하여 수조(10) 내의 물에 에너지를 가하게 되므로 에너지 효율이 매우 높다.As described above, since the heat generated in the electromagnetic wave generator 100 is recovered and energy is applied to the water in the water tank 10, the energy efficiency is very high.

본 발명의 전자파를 이용한 보일러에 의하면 매치드로드부에 의해서 전자파가 진행하면서 소멸되면서도 수면으로는 완전하게 흡수되기 때문에 전자파의 역류가 거의 발생하지 않고, 수조에 전면적으로 전자파를 조사하지 않고, 수면 일부나 하부 일부에 전자파를 조사하여 물분자를 활성화시키기 때문에 수조 전체로 물이 유동하면서 가열되어 매우 안전하며, 전자파발진기의 주변에 워터제킷을 형성하고, 펌프에 의해서 수조의 물을 재순환시킴으로써 장치가 간단해지고, 전자파 발생으로 인한 에너지의 소모를 열에너지로 회수할 수 있는 등의 효과가 발생한다.
According to the boiler using the electromagnetic wave according to the present invention, the electromagnetic wave is completely consumed by the matched rod portion while being completely absorbed by the water while the electromagnetic wave is completely absorbed by the matched rod portion. Therefore, the backflow of the electromagnetic wave hardly occurs, It is very safe to heat the water to the entire water tank because it activates the water molecule by irradiating electromagnetic waves to the bottom part of the water tank. The water tank is formed around the electromagnetic wave oscillator and the water is recycled by the pump And energy consumption due to generation of electromagnetic waves can be recovered as heat energy.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.
While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to 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.

10 : 수조 11 : 유입구
12 : 유출구 13 : 펌프
18 : 냉각라인 19 : 회수라인
100 : 전자파발진기 110 : 도파관
125 : 워터제킷 200 : 매치드로드부10: water tank 11: inlet
12: Outlet 13: Pump
18: cooling line 19: recovery line
100: electromagnetic wave oscillator 110: waveguide
125: water jacket 200: matched rod portion

Claims (5)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 유입구와 유출구가 형성된 수조가 형성되고, 상기 수조의 일측벽면이 개방되며, 상기 수조의 개방된 부분으로 삽입되는 매치드로드부가 형성되고, 상기 매치드로드부와 연통되는 도파관이 형성되며, 상기 도파관의 끝단에는 전자파발진기가 형성되되,
상기 매치드로드부는 하단은 평평하고, 상단은 경사져서 끝단에서 상하단이 만나는 쐐기형상으로 프레임이 형성되며, 상기 프레임을 테프론이 감싸서 형성되고,
상기 매치드로드부의 평평한 하단의 길이는 295mm로 형성되며,
상기 도파관에는 직경이 1~6mm의 홀이 다수개가 형성된 것을 특징으로 하는 전자파를 이용한 보일러. A matched rod portion to be inserted into an open portion of the water tank is formed and a waveguide communicating with the matched rod portion is formed, An electromagnetic wave oscillator is formed at an end of the piezoelectric vibrator,
The matched rod portion is formed in a wedge-like shape in which the lower end is flat, the upper end is inclined and the upper and lower ends meet at the end, the frame is formed by wrapping Teflon,
The flat lower end of the matched rod portion has a length of 295 mm,
Wherein a plurality of holes having a diameter of 1 to 6 mm are formed in the waveguide.
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