KR101707848B1 - Magnetic induction heater - Google Patents

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홍복식
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Abstract

The present invention relates to a magnetic induction heater which can quickly obtain sufficient hot water by coupling a plurality of U-shaped water pipes mounted in each foot of a core in which a primary coil is wound around the core by passing through a conductive member, forming a closed circuit of a secondary coil, and connecting a plurality of connection water tanks in series.

Description

자기유도가열기{MAGNETIC INDUCTION HEATER}MAGNETIC INDUCTION HEATER

본 발명은 가열기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변압기의 2차 코일을 이용한 자기유도가열기에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a heater, and more particularly to a magnetic induction heater using a secondary coil of a transformer.

변압기(transformer)는 코어 철심에 권선비를 달리한 1차 코일과 2차 코일로 구성되어, 1차 코일 회로에 전력을 공급받아 전자기유도에 의하여 2차 코일 회로로 전력을 전달하는 장치로, 일반적으로 감압이나 승압을 위해 사용된다.The transformer is composed of a primary coil and a secondary coil with different winding ratios on the core core and supplies power to the primary coil circuit to transmit the power to the secondary coil circuit by electromagnetic induction. It is used for decompression or boosting.

변압기 2차 코일 회로의 전압은 1차 코일에 대한 2차 코일의 권선비에 비례하고, 전류는 반비례한다. 변압기의 손실은 철심의 코어손실과 코일의 전도손실로 크게 나누어 볼 수 있다. 여기서 후자의 손실은 I2R로 이상적 변압기 구현을 위해서 코일의 저항(R)을 최소화시키는 것이 요구된다. 그런데, 이를 역으로 이용하는, 즉 변압기의 2차 코일에서 발생하는 열을 열원으로 이용하는 자기유도가열기가 미국 특허 제4,602,140호에 개시되어 있다.The voltage of the transformer secondary coil circuit is proportional to the turns ratio of the secondary coil to the primary coil, and the current is inversely proportional. The loss of the transformer can be roughly divided into the core loss of the iron core and the conduction loss of the coil. Where the latter loss is required to minimize the resistance (R) of the coil for an ideal transformer implementation with I 2 R. However, a magnetic induction heater using heat generated from a secondary coil of a transformer, that is, a heat source, is disclosed in U.S. Patent No. 4,602,140.

상기 미국 특허에는 1차 코일이 감긴 코어에 2차 코일 형태로 감긴 수관 구조로 한 실시 예 1과 발이 세 개인 코어에 각각 1차 코일을 감고, 코어 양측에 입, 출수구가 각각 구비된 저장물통을 두고, 각 1차 코일 사이로 직선 수관을 2차 코일로 하여 양측의 저장물통에 연결한 실시 예 2의 구조가 개시되어 있다.In the above-mentioned U.S. patent, a primary coil is wound around a core having three corners in Embodiment 1 and a foot having a water pipe structure wound in the form of a secondary coil on a core wound with a primary coil, and a storage tank having mouths and outlets on both sides of the core The structure of the second embodiment is shown in which the linear water pipes are connected to the storage tanks on both sides as secondary coils between the primary coils.

상기 미국 특허의 실시 예 1은 단일 수관으로 충분한 량의 온수를 얻기 어려운 구조이고, 실시 예 2는 복수 개의 직선 수관이 양측의 저장물통에 단순히 연결된 것이어서, 더욱 많은 물이 데워질 수 있으나, 입수구로 들어온 물은 저장물통을 통해 각 직선 수관으로 흘러 반대 저장물통의 출수구로 바로 나갈 수 있게 되어, 일정 온도를 갖는 물을 빠르게 얻을 수 없다는 문제점이 있다.The first embodiment of the US patent is a structure in which it is difficult to obtain a sufficient amount of hot water by a single water tube, and in the second embodiment, a plurality of straight water tubes are simply connected to both storage tanks so that more water can be warmed, The incoming water flows to the straight water pipes through the storage water bottles and can directly go to the outlets of the opposite storage water bottles, so that water having a constant temperature can not be obtained quickly.

본 발명은 1차 코일이 감긴 코어의 각 발을 지나는 수관이 일 측에서 복수 개의 연결물통을 통해 직렬로 연결됨으로써, 충분한 온수를 빠르게 얻을 수 있는 자기유도가열기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide a magnetic induction heating device capable of rapidly obtaining sufficient hot water by connecting a water tube passing through each foot of a core wound with a primary coil in series through a plurality of connection pipes at one side.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 자기유도가열기는 1차 코일이 감긴 복수 개의 발을 가진 자기 코어; 상기 코어의 각 발에 끼워진 복수 개의 U자형 수관; 상기 복수 개의 U자형 수관이 관통하여 부착된 전도성 판재; 및 상기 전도성 판재의 이면에 부착된 복수 개의 연결물통을 포함하여 구성되되, 상기 복수 개의 U자형 수관은 상기 복수 개의 연결물통을 통해 직렬로 연결된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a magnetic core comprising: a magnetic core having a plurality of feet wound with a primary coil; A plurality of U-shaped water pipes fitted to each foot of the core; A plurality of U-shaped water tubes penetrating the conductive plate; And a plurality of connection pipes attached to a back surface of the conductive plate, wherein the plurality of U-shaped water pipes are connected in series through the plurality of connection pipes.

상기 복수 개의 U자형 수관은 상기 코어의 발 사이에 서로 다른 수관의 일 측이 상, 하로 놓이도록 배치된 것을 본 발명에 의한 자기유도가열기의 다른 특징으로 한다.And the plurality of U-shaped water tubes are arranged so that one side of the water pipe is positioned between the feet of the core and the water pipe is placed upside down.

상기 전도성 판재와 상기 복수 개의 연결물통 사이에는 전열 부재가 더 구비되고, 상기 복수 개의 U자형 수관은 각각 상기 전도성 판재 및 상기 전열 부재를 관통하여 소정의 너트로 체결된 T형 체결관의 단부에 체결링을 사이에 두고 연결 부재로 체결된 것을 본 발명에 의한 자기유도가열기의 다른 특징으로 한다.Wherein the plurality of U-shaped water pipes are respectively connected to the ends of the T-shaped fastening pipe passing through the conductive plate and the heat transfer member and fastened with a predetermined nut, respectively, between the conductive plate and the plurality of connecting water pipes, Another feature of the present invention is that the magnetic induction heater is fastened with a connecting member with a ring therebetween.

상기 전도성 판재는 상기 복수 개의 U자형 수관 각각의 입수구와 출수구를 연결하는 복수 개의 연결편으로 구성된 것을 본 발명에 의한 자기유도가열기의 다른 특징으로 한다.The conductive plate member is further comprised of a plurality of connecting pieces connecting the inlet and outlet ports of each of the plurality of U-shaped water tubes, which is another feature of the present invention.

상기 복수 개의 U자형 수관은 저항이 서로 다른 것을 본 발명에 의한 자기유도가열기의 다른 특징으로 한다.The plurality of U-shaped water tubes have different resistances, which is another feature of the self-induced heating of the present invention.

본 발명의 자기유도가열기는 1차 코일이 감긴 코어의 각 발에 끼워진 복수 개의 U자형 수관이 전도성 부재를 관통하며 체결되어 폐회로를 형성하고, 복수 개의 연결물통을 통해 직렬 연결됨으로써, 충분한 온수를 빠르게 얻을 수 있는 효과가 있다.The magnetic induction heater of the present invention comprises a plurality of U-shaped water pipes fitted to each foot of a core wound with a primary coil wound around a conductive member to form a closed circuit and connected in series through a plurality of connection pipes, There is an effect that can be obtained quickly.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 자기유도가열기의 구성을 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 AA'선으로 절단하고 앞뒤 연결되는 구조를 보인 단면 사시도이다.
도 3은 도 1의 BB'선으로 절단하고 화살표 방향으로 바라본 구조를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 전도성 부재가 복수 개의 연결편으로 구성되는 예를 보인 단면 사시도이다.1 is a perspective view showing a configuration of a magnetic induction heater according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing a structure cut along line AA 'in FIG. 1 and connected back and forth.
Fig. 3 is a perspective view showing a structure cut along line BB 'in Fig. 1 and viewed in the direction of an arrow.
4 is a cross-sectional perspective view showing an example in which the conductive member of the present invention is composed of a plurality of connecting pieces.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일 실시 예에 의한 자기유도가열기는, 도 1 및 도 2와 같이, 1차 코일(30)이 감긴 복수 개의 발을 가진 자기 코어(20); 상기 코어의 각 발에 끼워진 복수 개의 U자형 수관(42, 44, 46); 상기 복수 개의 U자형 수관이 관통하여 부착된 전도성 판재(60); 및 상기 전도성 판재의 이면에 부착된 복수 개의 연결물통(82, 84, 86, 88)을 포함하여 구성되되, 상기 복수 개의 U자형 수관(42, 44, 46)은 상기 복수 개의 연결물통(82, 84, 86, 88)을 통해 직렬로 연결된다.1 and 2, a magnetic induction heater according to an embodiment of the present invention includes a magnetic core 20 having a plurality of feet wound with a primary coil 30; A plurality of U-shaped water pipes (42, 44, 46) fitted to each foot of the core; A conductive plate 60 having a plurality of U-shaped water pipes inserted therein; And a plurality of U-shaped water pipes (42, 44, 46) connected to the plurality of connecting water bottles (82, 84, 86, 88) attached to the back surface of the conductive plate, 84, 86, and 88, respectively.

상기 복수 개의 U자형 수관은 상기 코어의 특정 발에 복수 개로 끼워질 수도 있으나, 도 1과 같이, 각 발에 하나씩 끼워지고, 발 사이에는 서로 다른 수관(42와 44, 44와 46)의 일 측이 상, 하로 놓이도록 배치되도록 하고, 도 2와 같이, 복수 개의 연결물통(82, 84, 86, 88)이 전도성 판재(60)의 후방에서 수평으로 이격되어 구비되도록 함이 바람직하다.As shown in FIG. 1, the plurality of U-shaped water tubes may be fitted in a plurality of specific legs of the core, and one of the water tubes is inserted into each foot, 84, 86, and 88 are horizontally spaced apart from the rear of the conductive plate 60, as shown in FIG. 2. As shown in FIG.

이렇게 함으로써, 일 예로 도 2와 같이, 좌측 첫 번째 연결물통(82)에는 후방에 물통 입수구(92), 전방에 좌측 첫 번째 수관(42)의 입수구가 연결되고, 두 번째 연결물통(84)에는 전방으로 좌측 첫 번째 수관(42)의 출수구가 아래에 좌측 두 번째 수관(44)의 입수구가 위에 연결되는 방식(위, 아래는 서로 바꾸어 연결될 수도 있음)으로 후방 연결물통을 통하여 수관이 직렬 연결되다가, 맨 우측 연결물통(88)에서는 전방에 맨 우측 수관(46)의 출수구, 후방에 물통 출수구(94)가 각각 연결되어, 좌측 첫 번째 연결물통(82)의 물통 입수구(92)를 통해 들어온 물은 복수 개의 U자형 수관(42, 44, 46)과 사이 연결물통(84, 86)을 거쳐 맨 우측 연결물통(88)의 물통 출수구(94)를 통해 나가게 됨으로써, 복수 개의 U자형 수관(42, 44, 46)을 통과하며 데워지게 되므로, 충분한 온수를 빠르게 얻을 수 있게 된다.2, the inlet port of the left first water pipe 42 is connected to the water inlet inlet 92 at the rear and the inlet port of the first left water pipe 42 is connected to the rear of the first connection water pipe 82 at the left side, A water pipe is connected in series through a rear connecting water pipe in such a manner that the outlet of the first left water pipe 42 is connected to the upper left side and the inlet of the second left water pipe 44 is connected to the upper side And the water outlet outlet 94 is connected to the rear of the rightmost water pipe 46 in the front right connection water pipe 88 so that water Shaped water pipes 42, 44, and 46 and the intercommunication water basins 84 and 86 through the water tub outlets 94 of the rightmost connection water pipe 88. Thus, the U- 44, 46), so that sufficient hot water can be quickly .

여기서, 상기 복수 개의 U자형 수관(42, 44, 46)은 동관뿐만 아니라 황동관으로 사용할 수 있고, 저항이 서로 다른 것으로 구성할 수도 있다.Here, the plurality of U-shaped water pipes 42, 44, and 46 may be used as brass pipes as well as copper pipes, and they may have different resistances.

후자의 경우, 물통 입수구(92)를 기준으로 물통 출수구(94) 쪽으로 갈수록 저항이 점차 증가하도록 배치할 경우에는 복수 개의 U자형 수관(42, 44, 46)을 통과하며 물이 순차적으로 데워지게 되어 열교환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.In the latter case, when the resistance is gradually increased toward the water-tank outlet 94 on the basis of the water-tank inlet 92, water is sequentially heated through the plurality of U-shaped water pipes 42, 44 and 46 The heat exchange efficiency can be increased.

상기 전도성 판재(60)와 상기 복수 개의 연결물통(82, 84, 86, 88) 사이에는, 도 1 및 도 3과 같이, 소정의 두께를 갖는 전열 부재(70)가 더 구비되는 것이 바람직하다.1 and 3, a heat transfer member 70 having a predetermined thickness may be further disposed between the conductive plate 60 and the plurality of connection pipes 82, 84, 86, and 88. [

상기 전열 부재(70)의 상부에는 코어(20) 체결편(36)이 소정의 볼트(37)로 체결되고, 전방에는 전도성 판재(60)가 체결나사(61)로, 후방에는 복수 개의 연결물통(82, 84, 86, 88)이 일체로 부착된 플랜지 평면부(81)가 방수재(72)를 사이에 두고 체결나사(83)로 각각 고정될 수 있다.A core 20 fastening piece 36 is fastened to the upper part of the heat transfer member 70 with a predetermined bolt 37. A conductive plate 60 is fastened to the front by a fastening screw 61, The flange flat portion 81 integrally attached with the flange portions 82, 84, 86, 88 can be fixed to the fastening screw 83 with the waterproof material 72 interposed therebetween.

상기 복수 개의 U자형 수관(42, 44, 46)은, 도 3과 같이, 각각 상기 전도성 판재(60) 및 상기 전열 부재(70)를 관통하여 소정의 너트(54)로 체결된 T형 체결관(52)의 단부(52a)에 체결링(56)을 사이에 두고 연결 부재(50)로 체결될 수 있다. 이때, 각 수관의 체결부위에는 외측으로 나사산이 형성되고, 상기 나사산에 먼저 고정링(51)이 체결되어 연결 부재(50)의 내측 후방에 단턱으로 작용한다. 또한, 상기 T형 체결관(52)의 단부(52a)도 나사산으로 형성되어 연결 부재(50)의 내측 전방이 단부(52a)의 나사산에 조이면서 체결링(56)을 압박하며 연결 부재(50)가 체결하게 된다.As shown in FIG. 3, the plurality of U-shaped water pipes 42, 44, and 46 are respectively connected to the T-shaped fastening pipe 60, which is fastened with the predetermined nut 54 through the conductive plate 60 and the heat transfer member 70, The fastening ring 56 can be fastened to the end portion 52a of the fastening member 52 by the connecting member 50. At this time, a screw thread is formed on the fastening portion of each water tube, and the fastening ring 51 is first fastened to the screw thread to act as a step on the inner rear side of the connecting member 50. The end portion 52a of the T-shaped fastening pipe 52 is also formed by a thread so that the inner front side of the connecting member 50 presses the tightening ring 56 while tightening with the thread of the end portion 52a, ).

상기 전도성 판재(60)는, 도 4와 같이, 상기 복수 개의 U자형 수관(42, 44, 46) 각각의 입수구와 출수구를 연결하는 복수 개의 연결편(62, 64, 66)으로 절단되어 구성될 수 있다. 이 경우, 각 수관(42)(44)(46)은 각 연결편(62)(64)(66)으로 2차 코일의 폐회로를 이루게 된다(도 4에서는 화살표 방향으로 전류가 흐르는 일 예로 도시함). 또한, 상기 각 수관(42)(44)(46)의 저항을 서로 다르게 할 경우에는 상술한 바와 같이 물이 순차적으로 데워지도록 할 수도 있다.4, the conductive plate 60 may be formed by cutting a plurality of connecting pieces 62, 64, 66 connecting the inlet and outlet of each of the plurality of U-shaped water pipes 42, 44, 46 have. In this case, each of the water pipes 42, 44 and 46 forms a closed circuit of the secondary coil by the connecting pieces 62, 64 and 66 (as an example in which a current flows in the direction of the arrow in FIG. 4) . When the resistances of the water tubes 42, 44, and 46 are made different from each other, the water may be sequentially heated as described above.

상기 전열 부재(70)는 전도성 판재(60)로 전달된 열을 상기 복수 개의 연결물통(82, 84, 86, 88)으로 전달하기 위한 것이므로, 열전달성 물질이면 어느 것이든 사용 가능하다. 다만, 전열 부재(70)로 황동판 등 전도성 판을 사용할 경우에는 각 연결편(62)(64)(66)과 전열 부재(70) 사이에 절연 피막(미도시)을 더 구비함이 바람직하다.The heat transfer member 70 is for transferring the heat transferred to the conductive plate 60 to the plurality of connection pipes 82, 84, 86, 88, and thus any thermoelectric material can be used. However, when a conductive plate such as a brass plate is used as the heat transfer member 70, it is preferable that an insulating coating (not shown) is further provided between the connecting pieces 62, 64, 66 and the heat transfer member 70.

기타, 1차 코일이 감긴 코어의 전기적 연결은 종래 변압기 연결방식에 따를 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 3상 입력선(32)은 분배기(34)를 통하여 각 발에 감긴 1차 코일(30)에 3상 중 한 상의 교류전압이 인가될 수 있다. Otherwise, the electrical connection of the core with the primary coil wound may be in accordance with the conventional transformer connection method. That is, as shown in FIG. 1, the three-phase input line 32 can be applied with an AC voltage of one of three phases through the distributor 34 to the primary coil 30 wound on each foot.

10: 코어 고정부재 20: 자기 코어
30: 1차 코일 32: 3상 입력선
34: 분배기 36: 체결편
42, 44, 46: U자형 수관 50: 연결 부재
60: 전도성 판재 62, 64, 66: 연결편
70: 전열 부재 72: 방수재
82, 84, 86, 88: 연결물통 92: 물통 입수구
94: 물통 출수구10: core fixing member 20: magnetic core
30: primary coil 32: three-phase input line
34: distributor 36: fastener
42, 44, 46: U-shaped water pipe 50: connecting member
60: conductive plate member 62, 64, 66: connecting piece
70: Heat transfer member 72: Waterproofing material
82, 84, 86, 88: connection pipe 92: water pipe inlet
94: Bucket outlet

Claims (5)

1차 코일이 감긴 복수 개의 발을 가진 자기 코어;
상기 코어의 각 발에 끼워진 복수 개의 U자형 수관;
상기 복수 개의 U자형 수관이 관통하여 부착된 전도성 판재; 및
상기 전도성 판재의 이면에 부착된 복수 개의 연결물통을 포함하여 구성되되,
상기 복수 개의 U자형 수관은 상기 복수 개의 연결물통을 통해 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 자기유도가열기.
A magnetic core having a plurality of feet wound with a primary coil;
A plurality of U-shaped water pipes fitted to each foot of the core;
A plurality of U-shaped water tubes penetrating the conductive plate; And
And a plurality of connection pipes attached to the back surface of the conductive plate,
Wherein the plurality of U-shaped water pipes are connected in series through the plurality of connection baskets.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 개의 U자형 수관은 상기 코어의 발 사이에 서로 다른 수관의 일 측이 상, 하로 놓이도록 배치된 것을 특징으로 하는 자기유도가열기.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of U-shaped water tubes are arranged such that one side of each of the water pipes is placed between the feet of the core.
제 1 항에 있어서,
상기 전도성 판재와 상기 복수 개의 연결물통 사이에는 전열 부재가 더 구비되고,
상기 복수 개의 U자형 수관은 각각 상기 전도성 판재 및 상기 전열 부재를 관통하여 소정의 너트로 체결된 T형 체결관의 단부에 체결링을 사이에 두고 연결 부재로 체결된 것을 특징으로 하는 자기유도가열기.
The method according to claim 1,
And a heat transfer member is further provided between the conductive plate and the plurality of connection pipes,
Wherein the plurality of U-shaped water pipes are respectively connected to ends of a T-shaped fastening pipe passing through the conductive plate and the heat transfer member with a predetermined nut, with a fastening ring interposed therebetween by a connecting member. .
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전도성 판재는 상기 복수 개의 U자형 수관 각각의 입수구와 출수구를 연결하는 복수 개의 연결편으로 구성된 것을 특징으로 하는 자기유도가열기.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the conductive plate comprises a plurality of connecting pieces connecting the inlet and outlet of each of the plurality of U-shaped water tubes.
제 4 항에 있어서,
상기 복수 개의 U자형 수관은 저항이 서로 다른 것을 특징으로 하는 자기유도가열기.5. The method of claim 4,
Wherein the plurality of U-shaped water pipes have different resistances.
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