KR101846297B1

KR101846297B1 - 자성체를 이용한 열교환 장치

Info

Publication number: KR101846297B1
Application number: KR1020140180440A
Authority: KR
Inventors: 임태일; 장준철; 김자영
Original assignee: 김자영
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2018-05-21
Also published as: KR20160072901A

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치는: 자성체가 체결되는 적어도 하나의 회전자; 상기 적어도 하나의 회전자의 중심축을 관통하는 회전축; 상기 회전축과 동일한 방향을 향하고, 상기 적어도 하나의 회전자와 이격되어 상기 원주 방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수의 파이프들; 그리고 상기 복수의 파이프들의 입수구와 출수구를 연결하여 하나의 유로를 형성하는 연결부를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 복수의 파이프들이 상기 적어도 하나의 회전자 주변에 지그재그 형태로 배치되어 하나의 긴 유로를 형성하므로, 와전류에 의하여 발생하는 줄 열을 이용할 수 있는 시간을 충분히 확보하여, 열교환 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

자성체를 이용한 열교환 장치{HEAT EXCHANGE SYSTEM USING MAGNETIC MATERIAL}

본 발명은 열교환 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 자성체를 이용한 열교환 장치에 관한 것이다.

최근 기존의 화석 연료의 고갈 문제, 및 화석 연료의 사용에 따른 환경 문제 등 다양한 요인으로 인하여 대체 에너지 개발에 대한 많은 연구가 있어 왔다. 그 중에서도 와전류에 의해 생성되는 줄 열을 이용하여 열 교환 장치를 개발하려는 많은 노력도 있었다.

와전류(eddy current 또는 Foucault current)란 도체 내부에 생기는 기전력에 의해 도체 내부에 소용돌이 모양으로 흐르는 전류를 말한다. 와전류를 발생시키는 방법으로써, 자속(magnetic flux)를 변화시키는 방법이 있다. 자속을 변화시켜 와전류를 발생시키고자 하는 경우, 자석의 극성(즉, N극과 S극)이 번갈아 나타나도록 회전시키면, 자성체 주변의 도체를 쇄교하는 자속이 시간에 따라 변하게 된다. 이때, 자속을 가로지르는 방향으로 줄 열(Joule heat)이 발생한다. 이때 회전하는 자성 주변에 유체가 흐르는 파이프를 배치하여 열교환 장치를 구성할 수 있다.

본 발명의 목적은 와전류로 인하여 생성되는 줄 열을 효율적으로 이용할 수 있는 자성체를 이용한 열교환 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른, 자성체를 이용한 열교환 장치는: 원주 방향을 따라 형성된 복수의 홈들 각각에 적어도 하나의 자성체가 체결되는 적어도 하나의 회전자; 상기 적어도 하나의 회전자의 중심축을 관통하여 상기 적어도 하나의 회전자와 연결되는 회전축; 상기 회전축과 동일한 방향을 향하고, 상기 적어도 하나의 회전자와 이격되어 상기 원주 방향을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 내지 제 n 파이프들(n은 자연수); 그리고 상기 제 1 내지 제 n 파이프들 중 제 i 파이프의 입수구를 제 i-1 파이프의 출수구와 연결하고, 상기 제 i 파이프의 출수구를 제 i+1 파이프의 입수구와 연결하는 연결부를 포함하되(i는 2 이상 n 미만의 자연수), 상기 제 1 파이프의 입수구를 통하여 외부로부터 제공된 유체가 유입되고, 상기 제 n 파이프의 출수구를 통하여 외부로 유체가 배출되고, 상기 제 1 파이프 내지 상기 제 n 파이프는 하나의 유로를 형성할 수 있다.

실시 예로써, 상기 연결부는: 외부로부터 상기 유체가 유입되는 입수구를 갖는 제 1 연결부; 그리고 외부로 상기 유체를 배출하는 출수구를 갖는 제 2 연결부를 포함할 수 있다.

다른 실시 예로써, 상기 제 1 연결부는: 상기 제 1 내지 제 n 파이프에 각각 대응하는 제 1 내지 제 n 홀이 형성된 제 1 연결 판; 그리고 상기 제 1 파이프에 대응하는 홀, 및 상기 제 2 파이프 내지 제 n 파이프 중 서로 인접한 2 개의 파이프들에 순차적으로 대응하는 복수의 홈들이 형성된 제 2 연결 판을 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 제 2 연결부는: 상기 제 1 내지 제 n 파이프에 각각 대응하는 제 1 내지 제 n 홀이 형성된 제 1 연결 판; 그리고 상기 제 1 파이프 내지 제 n-1 파이프 중 서로 인접한 2 개의 파이프들에 순차적으로 대응하는 복수의 홈들, 및 상기 제 n 파이프에 대응하는 홀이 형성된 제 2 연결 판을 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 적어도 하나의 회전자는: 상기 복수의 홈들이 형성된 회전자 코어; 상기 회전자 코어의 제 1 면 상에 제공되는 제 1 고정판; 그리고 상기 제 1 면과 대향하는 제 2 면 상에 제공되고, 상기 제 1 고정판과 함께, 상기 회전자 코어 및 상기 복수의 홈들 각각에 제공된 상기 적어도 하나의 자성체를 고정하는 제 2 고정판을 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 적어도 하나의 자성체가 상기 회전자 코어에 형성된 상기 복수의 홈들에 체결시 공극이 형성될 수 있도록, 상기 복수의 홈들 각각에 보조 홈이 형성될 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 적어도 하나의 자성체는 상기 원주 방향을 따라 외측 방향으로 N극과 S극이 번갈아 배치될 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 적어도 하나의 자성체는 사마륨 계열, 또는 네오듐 계열 자석일 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 제 1 파이프 내지 상기 제 n 파이프의 표면에 세라믹 코팅층 및 실리콘 코팅층이 형성될 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 제 1 내지 제 n 파이프들의 단면은 사다리꼴, 사각형, 또는 원형 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른, 자성체를 이용한 열교환 장치는: 원주 방향을 따라 형성된 복수의 홈들 각각에 적어도 하나의 자성체가 체결되는 적어도 하나의 회전자; 상기 적어도 하나의 회전자의 중심축을 관통하여 상기 적어도 하나의 회전자와 연결되는 회전축; 상기 회전축과 동일한 방향을 향하고, 상기 적어도 하나의 회전자와 이격되어 상기 원주 방향을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 내지 제 n 파이프들(n은 자연수)로써, 상기 제 1 내지 제 n 파이프들은 k개의 파이프들을 단위로 하여 동일한 입수구와 동일한 출수구를 갖는 복수의 서브 유로들을 형성하는 것(k는 n미만의 자연수); 그리고 상기 복수의 서브 유로들을 연결하여 하나의 유로를 형성하는 연결부를 포함하되, 상기 복수의 서브 유로들 중 외부로부터 유체가 유입되는 서브 유로 및 외부로 유체가 방출되는 서브 유로를 제외한 나머지 서브 유로들 각각의 입수구 및 출수구는 인접한 서브 유로의 출수구 및 입수구와 각각 연결될 수 있다.

다른 실시 예로써, 상기 제 1 연결부는: 상기 제 1 내지 제 n 파이프에 각각 대응하는 제 1 내지 제 n 홀이 형성된 제 1 연결 판; 상기 서브 유로들 각각에 대응하는 제 2 연결 판; 그리고 외부로부터 유체가 유입되는 상기 서브 유로에 대응하는 홀, 및 외부로부터 유체가 유입되는 상기 서브 유로를 제외한 나머지 서브 유로들 중 서로 인접한 2 개의 서브 유로들에 순차적으로 대응하는 복수의 홈들이 형성된 제 3 연결 판을 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 제 2 연결부는: 상기 제 1 내지 제 n 파이프에 각각 대응하는 제 1 내지 제 n 홀이 형성된 제 1 연결 판; 상기 서브 유로들 각각에 대응하는 제 2 연결 판; 그리고 외부로 유체를 배출하는 상기 서브 유로에 대응하는 홀, 및 외부로 유체를 배출하는 상기 서브 유로를 제외한 나머지 서브 유로들 중 서로 인접한 2 개의 서브 유로들에 순차적으로 대응하는 복수의 홈들이 형성된 제 3 연결 판을 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예로써, 상기 n은 상기 k의 배수일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 와전류로 인하여 생성되는 줄 열을 효율적으로 이용할 수 있는 자성체를 이용한 열교환 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전자의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 회전자 코어의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 A 부분을 상세하게 보여주는 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 제 1 고정판을 상세하게 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 회전자의 조립도를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 파워 록을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 파이프의 구조를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 파이프의 구조를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 파이프의 구조를 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 17은 도 16에 도시된 파이프의 구조를 보여주는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치의 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 19는 도 18에 도시된 연결부의 구조를 보여주는 도면이다.
도 20은 도 19에 도시된 제 1 연결 판의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 21은 도 19에 도시된 제 2 연결 판의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치의 파이프에서의 유체 흐름을 보여주는 도면이다.
도 23은 파이프들 및 연결부 내부에 형성된 유로의 구조를 보여주는 도면이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 25는 도 24에 도시된 연결부의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다.
도 26은 도 25에 도시된 A-B 부분의 단면도를 보여주는 도면이다.
도 27은 도 24에 도시된 자성체를 이용한 열교환 장치의 파이프에서의 유체 흐름을 보여주는 도면이다.
도 28은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 30 내지 도 32는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다.
도 33은 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치가 적용된 예를 보여주는 도면이다.
도 34는 도 33에 도시된 에어 프로펠러부를 보여주는 도면이다.

앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조 부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.

한 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "연결되는", "결합하는", 또는 "인접하는" 것으로 언급되는 때에는, 다른 요소 또는 층에 직접적으로 연결되거나, 결합 되거나, 또는 인접하는 것일 수 있고, 혹은 그 사이에 끼워지는 요소 또는 층이 존재할 수 있음이 잘 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용되는 "및/또는"이라는 용어는 나열된 요소들의 하나 또는 그 이상의 가능한 조합들을 포함할 것이다.

비록 "제 1", "제 2" 등의 용어가 여기서 다양한 요소를 설명하기 위해 사용될 수 있다 하더라도, 이들 요소는 이 용어들에 의해 한정되지 않는다. 이 용어들은 단지 다른 것들로부터 하나의 구성요소를 구별하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 제 1 구성요소, 구간, 층과 같은 용어는 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 제 2 구성요소, 구간, 층 등으로 사용될 수 있다.

"아래의", "하부의", "위의", "상부의", 및 이와 유사한 용어들은 직접적으로(directly) 또는 다른 층을 개재하여(indirectly) 배치되는 경우를 모두 포함한다. 그리고, 공간적으로 상대적인 이러한 용어들은 도면에 도시된 방향에 더하여 다른 방향을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 만일 장치가 뒤집히면, "아래의"로 설명된 구성요소는 "위의"가 될 것이다.

본 명세서에서 설명되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 사용되며, 그것에 한정되지 않는다. "하나의"와 같은 용어는 달리 명백하게 지칭하지 않으면 복수의 형태를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. "포함하는" 또는 "구성되는"과 같은 용어는 설명된 특징, 단계, 동작, 성분, 및/또는 구성요소의 존재를 명시하며, 추가적인 하나 또는 그 이상의 특징, 단계, 동작, 성분, 구성요소 및/또는 그들의 그룹의 존재를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 자성체를 이용한 열교환 장치(1000)는 회전자(1100-1 내지 1100-3), 파워 록(1200-1 내지 1200-3), 및 회전축(1300)을 포함할 수 있다.

회전자(1100-1 내지 1100-3)는 와전류를 발생시키기 위한 자성체(예를 들어, 영구 자석)를 포함할 수 있다. 회전축(1300)에 고정된 회전자(1100-1 내지 1100-3)들이 회전축(1300)을 중심으로 회전하면, 도체 표면에 와전류가 생성된다. 생성된 와전류에 의해 발생하는 줄 열에 의해, 회전자(1100-1 내지 1100-3) 주위에 제공되는 파이프(미도시)를 흐르는 물이 가열될 수 있다. 회전자(1100-1 내지 1100-3)의 상세한 구조에 대해서는 도 2 이하에서 좀 더 상세하게 설명하기로 한다. 도면에는 3 개의 회전자(1100-1 내지 1100-3)가 예시적으로 도시되었으나, 회전자의 개수는 이에 한정되지는 않는다.

회전축(1300)은 파워 록(1200-1 내지 1200-3)에 의해 회전자(1100-1 내지 1100-3)들과 결합할 수 있다. 파워 록(1200-1 내지 1200-3)의 개수는 회전자(1100-1 내지 1100-3)의 개수만큼 제공될 수 있다. 예를 들어, 회전축(1300)은 철(Fe)로 제조될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 회전자(1100-1)의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 회전자(1100-1)는 회전자 코어(1120), 자성체(1140), 제 1 고정판(1160-1) 및 제 2 고정판(미도시)을 포함할 수 있다.

회전자 코어(1120)의 외각 테두리에는 복수의 자성체(1140)들이 체결될 수 있도록 홈이 형성될 수 있다. 홈들의 개수는 자성체(1140)들의 개수만큼 형성될 수 있다. 그리고, 회전자 코어(1120)의 두께는 자성체(1140)들의 두께보다 작을 수 있다. 그 결과, 도면에 도시된 바와 같이, 자성체(1140)들 사이에 약간의 공간이 형성될 수 있다. 이러한 공간들은, 회전자(1100-1)가 고속으로 회전할 때 발생하는 와전류로 인하여, 자성체(1140)들이 과열되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

도 3은 도 2에 도시된 회전자 코어(1120)의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다. 회전자 코어(1120)는 원형의 판에 자성체(도 2 참조, 1140)들이 체결될 복수의 홈들이 형성된 형태일 수 있다. 예를 들어, 복수의 홈들은 사다리꼴의 형태일 수 있다. 사다리꼴의 형태로 홈들을 형성함으로써, 회전자가 고속으로 회전 시, 자성체들이 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 회전자 코어(1120)의 중앙에는 회전축(도 1 참조, 1300)이 삽입될 수 있도록 도면과 같이 홀이 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전자 코어(1120)의 재질은 알루미늄(Al)일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 금속으로 가공될 수 있다.

도 4 내지 도 6은 도 3에 도시된 A 부분을 상세하게 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 자성체(1140)가 체결될 수 있는 홈(1122)은 사다리꼴일 수 있다. 그 결과, 회전자(도 1 참조, 1100-1 내지 1100-3)가 고속으로 회전 시, 자성체(1140)가 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 도면에 도시된 바와 같이, 홈(1122)의 양쪽으로 보조 홈들(1124 및 1126)이 더 형성될 수 있다. 보조 홈들(1124 및 1126)은 회전자(도 1 참조, 1100-1 내지 1100-3)가 고속으로 회전할 때 발생하는 와전류로 인하여, 자성체(1140)들이 과열되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 도면에는, 홈(1122)의 양 끝단에 두 개의 원형 보조 홈이 더 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나, 홈의 형태, 위치, 및 개수는 이에 한정되지 않는다.

자성체(1140)는 N극이 회전자의 바깥 방향을 향하도록, 그리고, S 극이 회전자의 중심축 방향을 향하도록 삽입될 수 있다. 그리고, 인접한 자성체는 N극이 회전자의 중심축 방향을 향하도록, 그리고, S극이 회전자의 바깥 방향을 향하도록 삽입될 수 있다. 즉, 회전자의 표면상에 N극과 S극이 번갈아가며 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 회전자의 표면상에 N극만 배치되거나, S극만 배치되도록 자성체(1140)들이 삽입될 수 있다. 그리고 도면에 도시된 바와 같이, 하나의 홈(1122)에 하나의 자성체(1140)가 삽입될 수 있다.

자성체(1140)는 영구 자석일 수 있다. 예를 들어, 자성체(1140)는 사마륨 코발트(samarium cobalt)로 만들어진 자성체일 수 있다. 사마륨 코발트는 사마륨(Sm)과 코발트(Co)의 금속간 화합물(SmCo5)로써, 보자력(coercive force)이 페라이트(ferrite)보다 훨씬 큰 강자성체이다. 사마륨 코발트 자성체는 최대 사용 온도가 350℃ 정도로써, 온도에 대한 안전성이 높아 감자(demagnetizing)가 거의 없는 자성체이다. 또는, 자성체(1140)는 네오듐 자석, 페라이트(Ferrite) 계열 자석, 또는 알니코(AlNiCo) 계열 자석일 수도 있다.

도 5를 참조하면, 하나의 홈(1122)에 복수의 자성체들(1140-1 및 1140-2)이 삽입된 경우가 도시되었다. 도면에는 두 개의 사다리꼴 형태의 자성체들이 삽입된 것으로 도시되었다. 그러나 실시 예에 따라서, 자성체들의 형태는 다양할 수 있다.

도 6을 참조하면, 자성체(1140)가 삽입되기 전에, 철판(1130)이 먼저 삽입된 경우가 도시되었다. 도면에는 회전자 코어(1120)와 자성체(1140)와 접하는 3 면 중 하나의 면에만 철판(1130)이 제공된 것으로 도시되었다. 그러나 실시 예에 따라서, 회전자 코어(1120)와 자성체(1140)가 접하는 3면에 'ㄷ'자 형태의 철판이 제공될 수도 있다.

도 7은 도 2에 도시된 제 1 고정판(1160-1)을 상세하게 보여주는 도면이다. 제 1 고정판(1160-1)은 회전자 코어(도 2 참조, 1120)에 삽입된 자성체(1140)를 결속시키는 역할을 한다. 도면에 도시된 바와 같이, 제 1 고정판(1160-1)의 가장자리의 두께는 다른 부분의 두께보다 얇을 수 있다. 제 1 고정판(1160-1)의 가장자리 두께를 얇게 가공함으로써, 도 2에서 설명된 것과 같은, 자성체(1140)들 사이에 공간이 형성될 수 있다.

제 1 홀(1162)들 및 제 2 홀(1164)들이 제 1 고정판(1160-1) 상에 형성될 수 있다. 제 1 홀(1162)들을 통하여 제공되는 볼트(미도시)에 의해 회전자 코어(1120)와 제 1 고정판(1160-1)이 체결될 수 있다.

제 2 홀(1164)들은 회전자들이 고속으로 회전할 때 발생하는 진동을 감소시키기 위해 형성될 수 있다. 이때, 제 2 홀(1164)은 자성체를 이용한 열교환 장치(도 1 참조, 1000)의 가장 바깥 부분에만 제공될 수 있다. 즉, 회전자(1100-1 및 1100-3)의 가장 바깥 측면의 고정판에만 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 회전자의 조립도를 보여주는 도면이다. 회전자 코어(1120)의 테두리에 형성된 복수의 홈들에 자성체(1140)들이 삽입된다. 그리고, 자성체(1140)들이 이탈하는 것을 방지하기 위해, 회전자 코어(1120)의 양 측면에 제 1 고정판(1160-1) 및 제 2 고정판(1160-2)이 부착된 후, 볼트가 체결될 수 있다.

도 9는 도 1에 도시된 파워 록을 보여주는 도면이다. 파워 록(1200-1)은 회전자들(도 1 참조, 1100-1 내지 1100-3)과 회전축(1300)을 결속시키는 역할을 한다. 회전자들과 회전축이 닿는 부분에 홈을 형성하여, 회전자들과 회전축을 결속시키는 방법도 있을 수 있다. 그러나, 이 경우, 회전축을 중심으로 무게 중심이 균일하게 분포되지 않을 수 있으므로, 파워 록을 이용하여 결속시키는 것이 바람직할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 도 11은 도 10에 도시된 파이프의 구조를 보여주는 도면이다.

도 10에 도시된 열교환 장치는 기본적으로는 도 1에 도시된 열교환 장치와 동일하며, 열교환 장치 둘레에 복수의 파이프들(1400-1 내지 1400-n)이 제공되었다. 복수의 파이프들(1400-1 내지 1400-n)은 인접한 파이프들과 서로 접할 수 있다. 그리고, 복수의 파이프들(1400-1 내지 1400-n)은 회전자들(1100-1 내지 1100-3)과 닿지 않도록 회전자들(1100-1 내지 1100-3) 주위에 적절히 배치될 수 있다.

회전축(1300)을 통해 동력(예를 들어, 전기 모터, 풍력 에너지 등)이 공급되어 회전자들(1100-1 내지 1100-3)이 회전하면 회전자들(1100-1 내지 1100-3) 표면에 와전류가 발생한다. 생성된 와전류로 인하여 줄 열이 발생하면, 복수의 파이프들(1400-1 내지 1400-n) 내부에 흐르는 유체(예를 들어, 물)가 가열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 파이프들(1400-1 내지 1400-n)은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 다양한 금속으로 구성될 수 있다. 그리고, 파이프들의 표면에 열전달 효율을 향상시키기 위한 세라믹 코팅층 및 내열성을 향상시키기 위한 실리콘 코팅층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 세라믹 코팅층이 먼저 형성된 후, 세라믹 코팅층 상에 실리콘 코팅층이 형성될 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 도 13은 도 12에 도시된 파이프의 구조를 보여주는 도면이다. 본 도면에 도시된 열교환 장치는 열교환 장치 둘레에 제공된 복수의 파이프들(2400-1 내지 2400-n)의 형상이 다른 것을 제외하고는, 기본적으로는 도 11에 도시된 열교환 장치와 동일하다.

도면에 도시된 바와 같이, 복수의 파이프들(2400-1 내지 2400-n)의 단면은 사다리꼴일 수 있다. 파이프의 바깥쪽 단면과 유체가 흐르는 안쪽 단면 모두 사다리꼴일 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 파이프들(2400-1 내지 2400-n)은 사다리꼴의 윗변과 밑변이 교차하여 접하도록 배치될 수 있다. 사다리꼴의 윗변과 밑변이 교차하여 접하도록 배치하면, 회전자와 파이프 사이의 공극을 최소화시킬 수 있다. 그 결과, 자기 저항이 감소하여, 와전류로 인하여 발생하는 줄 열의 손실을 최소화시킬 수 있다.

복수의 파이프들(2400-1 내지 2400-n)은 알루미늄 또는 구리 등과 같은 금속으로 구성될 수 있으며, 그 표면상에 세라믹 코팅층 및 실리콘 코팅층이 형성될 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 도 14는 도 13에 도시된 파이프의 구조를 보여주는 도면이다. 본 도면에 도시된 열교환 장치는 열교환 장치 둘레에 제공된 복수의 파이프들(3400-1 내지 3400-n)의 형상이 다른 것을 제외하고는, 기본적으로는 도 11에 도시된 열교환 장치와 동일하다.

도면에 도시된 바와 같이, 파이프의 바깥쪽 단면은 사각형일 수 있으며, 유체가 흐르는 안쪽 단면은 원형일 수 있다. 이러한 파이프의 표면은 도 10에 도시된 원형 파이프에 비해 상대적으로 넓은 표면을 갖는다. 따라서 넓은 표면적으로 인하여 열효율 면에서 원형 파이프보다 유리하다. 그리고, 이러한 형상의 파이프는, 유체가 흐르는 내부 단면이 원형이기 때문에, 다른 형상의 파이프들에 비하여 상대적으로 많은 양의 금속으로 구성되어 있다. 따라서, 와전류로 인하여 발생하는 줄 열을 축적하는 능력이 상대적으로 우수한 특징이 있다.

복수의 파이프들(3400-1 내지 3400-n)은 알루미늄 또는 구리 등과 같은 금속으로 구성될 수 있으며, 그 표면상에 세라믹 코팅층 및 실리콘 코팅층이 형성될 수 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 도 17은 도 16에 도시된 파이프의 구조를 보여주는 도면이다. 본 도면에 도시된 열교환 장치는 열교환 장치 둘레에 제공된 복수의 파이프들(4400-1 내지 4400-n)의 형상이 다른 것을 제외하고는, 기본적으로는 도 11에 도시된 열교환 장치와 동일하다.

도면에 도시된 바와 같이, 파이프의 바깥쪽 단면 및 유체가 흐르는 안쪽 단면은 모두 사각형일 수 있다. 이러한 파이프의 표면은 도 10에 도시된 원형 파이프에 비해 상대적으로 넓은 표면을 갖는다. 따라서, 넓은 표면적으로 인하여 열효율 면에서 원형 파이프보다 유리하다. 그리고, 내부 단면 또한 사각형이기 때문에, 도 14에 도시된 파이프에 비하여 상대적으로 적은 양의 금속으로 구성되어 있다. 따라서, 이러한 형상의 파이프는 순간적인 열 전달에 유리한 특성이 있다.

복수의 파이프들(4400-1 내지 4400-n)은 알루미늄 또는 구리 등과 같은 금속으로 구성될 수 있으며, 그 표면상에 세라믹 코팅층 및 실리콘 코팅층이 형성될 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치의 일 실시 예를 보여주는 도면이다. 본 도면에 도시된 자성체를 이용한 열교환 장치(1000)는 도 10에 도시된 열 교환 장치에 연결부(1500 및 1600)를 더 포함한다.

연결부(1500 및 1600)는 복수의 파이프들(1400-1 내지 1400-n)이 지그재그 형태로 연결될 수 있도록 한다. 연결부(1600)에 연결된 파이프(1400-1)의 입수구를 통하여 유체(예를 들어, 물)가 유입되고, 유입된 유체는 복수의 파이프들(1400-2 내지 1400-n)을 타고 지그재그 형태로 흐른다. 그리고, 연결부(1500)에 연결된 파이프(1400-n)의 출수구를 통하여 유체가 배출된다. 복수의 파이프들(1400-1 내지 1400-n)을 통과하는 유체는 와전류에 의해 발생한 줄 열에 의해 가열된다. 연결부(1500) 및 연결부(1600)의 상세한 구조에 대해서는 도 19 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.

도 19는 도 18에 도시된 연결부(1500)의 구조를 보여주는 도면이다. 연결부(1500)와 연결부(1600)의 구조는 실질적으로 동일하며, 연결부(1500)를 예로 들어 설명하기로 한다. 도 19를 참조하면, 연결부(1500)는 제 1 연결 판(1510) 및 제 2 연결 판(1520)을 포함할 수 있다. 비록 도면에 도시되지 않았지만, 연결부(1500)는 누수 방지를 위한 개스킷(미도시)을 더 포함할 수 있다.

도 20은 도 19에 도시된 제 1 연결 판(1510)의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다. 제 1 연결 판(1510) 상에 제 1 연결 판(1510)을 관통하는 복수의 홀들(1512-1 내지 1512-n) 이 형성될 수 있다. 복수의 홀들(1512-1 내지 1512-n)에 복수의 파이프들(도 18 참조, 1400-1 내지 1400-n)이 각각 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 연결 판(1510)의 재질은 알루미늄(Al)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 21은 도 19에 도시된 제 2 연결 판(1520)의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다. 제 2 연결 판(1520) 상에 복수의 홈들 및 홀(1522-1 내지 1522-n)이 형성될 수 있다. 홀(1522-n)만 제 2 연결 판(1520)을 완전히 관통하도록 형성되고, 나머지 홈들을 제 2 연결 판(1520)을 완전히 관통하지 않도록 형성될 수 있다.

홀(1522-n)은 파이프(도 18 참조, 1400-n) 및 제 1 연결 판(도 20 참조, 1510)에 형성된 홀(1512-n)에 대응한다. 그리고, 홈(1522-2)은 파이프들(도 18 참조, 1400-1 및 1400-2) 및 제 1 연결 판(도 20 참조, 1510)에 형성된 홀들(1512-1 및 1512-2)에 대응한다. 즉, 홀(1522-n)을 제외한 나머지 홈들 각각에 두 개의 파이프들이 대응한다. 파이프들(도 18 참조, 1400-1 내지 1400-n)을 통하여 지그재그 형태로 흐르는 유체(예를 들어, 물)는 제 1 연결 판(도 20 참조, 1510)에 형성된 홀(1512-n) 및 제 2 연결 판(1520)에 형성된 홀(1522-n)을 통하여 외부로 배출된다. 본 도면에서는 연결부를 통하여 물이 배출되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 연결부를 통하여 물이 유입되는 경우에도 실질적으로 동일한 구조이다.

도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치의 파이프에서의 유체 흐름을 보여주는 도면이다.

도 22를 참조하면, 파이프(1400-1)를 통하여 유체가 유입된다. 유입된 유체는 연결부(1500)에 형성된 홀을 따라 파이프(1400-2)를 통하여 흐를 것이다. 좀 더 상세하게 설명하면, 파이프(1400-1)를 통하여 흐르는 유체는 제 1 연결 판(1510)의 홀(도 20 참조,1512-1)을 통과한 후, 제 2 연결 판(1520)의 홈(도 21 참조, 1522-2)을 통과한다. 그리고, 유체는 제 1 연결 판(1510)의 홀(도 20 참조, 1512-2)을 통과한 후, 파이프(1400-2)로 유입된다. 이와 같이 유체가 지그재그 형태로 파이프들을 통과하면, 유체는 마지막으로 파이프(1400-n)를 통하여 흐른다. 그리고, 제 1 연결 판(1510)의 홀(도 20 참조, 1510) 및 제 2 연결 판(1520)의 홀(도 21 참조, 1522-n)을 통하여 외부로 배출된다. 즉, 외부로부터 유체가 유입되는 입수구와 연결된 파이프(1400-1)와 외부로 유체가 배출되는 파이프(1400-n)는 서로 인접하여 배치될 수 있다.

유체가 파이프들(1400-1 내지 1400-n) 및 연결부(1500 및 1600)에 형성된 홀 또는 홈들 통과하는 동안에, 회전자들(1100-1 내지 1100-3)이 회전하면서 발생된 와전류에 의하여 생성되는 줄 열에 의하여 유체가 가열된다.

도 23은 파이프들 및 연결부 내부에 형성된 유로의 구조를 보여주는 도면이다. 이해를 돕기 위하여, 유로가 드러나도록 도 22에 도시된 파이프들 및 연결부가 펼쳐지게 도시되었다. 입수구를 통하여 유입된 유체가 출수구를 통하여 배출되는 동안, 하나의 유로를 통하여 유체가 흐르는 것을 알 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치는 지그재그 형태로 연결되어 하나의 유로를 형성하는 파이프들을 포함할 수 있다. 그 결과, 유체가 파이프를 흐르는 시간을 충분히 확보하여 와전류에 의하여 생성된 줄 열을 효율적으로 이용할 수 있다.

도 24는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 본 도면에 도시된 열교환 장치는, 연결부(5500 및 5600)의 구조를 제외하고는, 도 18에서 도시된 열교환 장치와 유사하다. 도 18에서 설명된 열교환 장치는 하나의 파이프 단위로 지그재그 형태로 유로가 형성되었지만, 본 실시 예에서는 3개의 파이프 단위(이를 서브 유로라고 칭하기로 한다.)로 지그재그 형태로 유로가 형성되었다.

도 25는 도 24에 도시된 연결부(5500)의 구조를 상세하게 보여주는 도면이다. 연결부(5500)는 제 1 연결 판(5510), 제 2 연결 판(5520) 및 제 3 연결 판(5530)을 포함할 수 있다. 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 연결부(5500)는 누수 방지를 위한 개스킷(미도시)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 본 도면에서는 연결부(5500)의 출수구(5532)를 통하여 유체가 외부로 배출되는 경우를 예로 들어 설명하고자 하며, 이하 설명되는 내용들은, 연결부(도 24, 5600)의 입수구를 통하여 유체가 외부로부터 유입되는 경우에도 유사하게 적용된다.

도 25를 참조하면, 제 1 연결 판(5510) 상에 제 1 연결 판(5510)을 관통하는 복수의 홀들이 형성될 수 있다.

제 2 연결 판(5520) 상에 제 2 연결 판(5520)을 관통하는 복수의 홀들이 형성될 수 있다. 제 1 연결 판(5510) 상에 형성된 홀들 중 3 개의 홀들이 제 2 연결 판(5520) 상에 형성된 하나의 홀에 대응된다. 이때, 제 2 연결 판(5520) 상에 형성되는 홀은, 도면과 같이, 중앙 부분만 제 2 연결 판(5520)을 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 대응하는 제 1 연결 판(5510) 상의 3 개의 홀들 중 가운데의 홀과 오버래핑되는 부분만 관통하도록 제 2 연결 판(5520) 상에 홀이 형성된다.

제 3 연결 판(5530) 상에 홀(5532) 및 복수의 홈들이 형성될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 홀(5532)은 제 3 연결 판(5530)을 관통하도록 형성되며, 복수의 홈들은 제 3 연결 판(5530)을 관통하지 않도록 형성된다. 홀(5532)에, 제 2 연결 판(5520) 상에 형성된 하나의 홀이 대응된다. 그리고, 제 3 연결 판(5530) 상에 형성된 나머지 홈들 하나에, 제 2 연결 판(5520) 상에 형성된 두 개의 홀들이 대응된다. 이들의 대응 관계는 도면에 점선으로 도시되었다.

도 26은 도 25에 도시된 A-B 부분의 단면도를 보여주는 도면이다. 본 도면은 제 1 연결 판(5510), 제 2 연결 판(5520), 및 제 3 연결 판(5530)을 접합한 상태에서의 단면도이다. 도 26을 참조하면, 제 1 연결 판(5510) 상에 형성된 3 개의 홀을 통하여 유체가 유입된 후, 제 2 연결 판(5520) 상에 형성된 하나의 홀을 통하여 유체가 흐른다. 그리고, 제 3 연결 판(5530) 상에 형성된 하나의 홈을 따라 흐른 유체는 제 2 연결 판(5520) 상에 형성된 하나의 홀을 통과한 후, 제 1 연결 판(5510) 상에 형성된 3 개의 홀을 통과한다. 즉, 제 1 연결 판(5510) 상에 형성된 복수의 홀들 중, 3 개의 홀(또는, 3 개의 홀에 연결되는 3 개의 파이프들, 즉 하나의 서브 유로)을 기본 단위로 하여 유로가 형성될 수 있다.

도 27은 도 24에 도시된 자성체를 이용한 열교환 장치의 파이프에서의 유체 흐름을 보여주는 도면이다.

도 27을 참조하면, 입수구(5632)를 통하여 유체가 유입된다. 유입된 유체는 연결부(5600)에 형성된 홀을 따라 3 개의 파이프들로 유입될 것이다. 도 26에서 설명된 바와 같이, 3 개의 파이프들을 기본 단위로 하여 서브 유로가 형성된다. 그리고, 유체는 지그재그 형태로 파이프들을 통과한 후, 출수구(5532)를 통하여 외부로 배출될 것이다.

유체가 파이프들 및 연결부(5500 및 5600)에 형성된 홀 또는 홈들 통과하는 동안에, 회전자들(미도시)이 회전하면서 발생된 와전류에 의하여 생성되는 줄 열에 의하여 유체가 가열된다.

도 28은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 도 28을 참조하면, 자성체를 이용한 열교환 장치(6000)는 회전자들(6100-1 내지 6100-3), 회전축(6300), 및 자성체 삽입부(6350)들을 포함할 수 있다.

본 도면에 도시된 열교환 장치가 앞서 설명된 것들과 갖는 차이점은, 자성체 삽입부(6350)를 통하여 긴 자성체들이 삽입된다는데 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 자성체 삽입부(6350)의 내부 공간에 자성체가 삽입된다. 그리고, 자성체 삽입부(6350)와 인접한 자성체 삽입부 사이의 공간은, 회전자(6100-1 내지 6100-3)가 고속으로 회전시 자성체가 과열되는 것을 방지할 수 있다.

도 29는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 도 29에 도시된 열교환 장치는 기본적으로는 도 28에 도시된 열교환 장치와 동일하며, 열교환 장치 둘레에 복수의 파이프들(6400-1 내지 6400-n)이 제공되었다. 복수의 파이프들(6400-1 내지 6400-n)의 단면은, 도면에 도시된 바와 같이, 원형일 수 있다. 복수의 파이프들(6400-1 내지 6400-n)은 인접한 파이프들과 서로 접할 수 있다. 그리고, 복수의 파이프들(6400-1 내지 6400-n)은 회전자들(6100-1 내지 6100-3)과 닿지 않도록 회전자들(6100-1 내지 6100-3) 주위에 적절히 배치될 수 있다.

도 30 내지 도 32는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치를 보여주는 도면이다. 도 30 내지 도 32에 도시된 열교환 장치들은, 파파이프들의 형상을 제외하고는, 기본적으로는 도 28에 도시된 열교환 장치와 동일하다. 따라서, 중복되는 설명들을 생략하기로 한다.

도 30에 도시된 파이프들(7500-1 내지 7500-n)의 단면은 사다리꼴 형태이다. 도 31에 도시된 파이프들(8500-1 내지 8500-n)의 단면은, 외부는 사각형이며, 유체가 흐르는 내부는 원형이다. 도 32에 도시된 파이프들(9500-1 내지 9500-n)의 단면은, 외부 및 유체가 흐르는 내부 모두 사각형이다.

도 33은 본 발명의 실시 예에 따른 자성체를 이용한 열교환 장치가 적용된 예를 보여주는 도면이다. 도 33을 참조하면, 에너지 시스템(10000)은 자성체를 이용한 열교환 장치(11000) 및 에어 프로펠러부(12000)를 포함할 수 있다.

자성체를 이용한 열교환 장치(11000)는 앞서 설명된 것과 유사하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 비록 본 도면에서는 도 10에 도시된 열교환 장치(1000)가 적용된 것으로 도시되었으나, 도 12, 14, 29, 30, 31 및 32에 도시된 열교환 장치가 적용될 수 있다. 그리고, 설명의 편의를 위하여 파이프들을 연결하는 연결부는 생략되었으며, 연결부의 구조는 도 18 및 도 24에서 설명된 것과 동일한 것일 수 있다. 그리고, 도면에서는 설명의 편의를 위해 에어 프로펠러부(12000)의 덮개가 제거된 것으로 도시되었다.

에어 프로펠러부(12000)는 풍력을 이용하여 회전 에너지를 생성하는 역할을 한다. 에어 프로펠러부(12000)는 중심축(미도시)에 연결되어 회전 에너지를 자성체를 이용한 열교환 장치(11000)로 전달할 수 있다.

도 34는 도 33에 도시된 에어 프로펠러부를 보여주는 도면이다. 도 34를 참조하면, 에어 프로펠러부(12000)는 에어 프로펠러(12100), 에어 투입구(12200), 및 에어 배출구(12300)를 포함할 수 있다.

에어 프로펠러(12100)는 에어 투입구(12200)로부터 유입된 공기에 의하여 회전한다. 에어 프로펠러(12100)의 형태는 도면에 도시된 형상에 한정되지 않으며, 풍력 에너지를 회전 에너지로 전환할 수 있는 다양한 형태일 수 있다. 에어 투입구(12100)를 통하여 유입된 공기는 에어 배출구(12300)를 통하여 외부로 배출된다.

본 발명의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조가 다양하게 수정되거나 변경될 수 있음은 이 분야에 숙련된 자들에게 자명하다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.

1000: 자성체를 이용한 열교환 장치
1100-1 내지 1100-3: 회전자
1120: 회전자 코어
1122: 홈
1124, 1126: 보조 홈
1140: 자성체
1160-1: 제 1 고정판
1160-2: 제 2 고정판
1162: 제 1 홀
1164: 제 2 홀
1200-1 내지 1200-3: 파워 록
1300: 회전축
1400-1 내지 1400-n: 파이프들

Claims

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원주 방향을 따라 형성된 복수의 홈들 각각에 적어도 하나의 자성체가 체결되고, 상기 적어도 하나의 자성체 각각은 상기 원주 방향을 따라 외측 방향으로 N극과 S극이 번갈아 배치되고, 상기 복수의 홈들 각각과 상기 적어도 하나의 자성체 각각 사이에는 철판이 삽입되고, 상기 복수의 홈들 각각과 상기 철판 사이에는 공극 형성을 위한 보조 홈이 형성되는 적어도 하나의 회전자;
상기 적어도 하나의 회전자의 중심축을 관통하여 상기 적어도 하나의 회전자와 연결되는 회전축;
상기 회전축과 동일한 방향을 향하고, 상기 적어도 하나의 회전자와 이격되어 상기 원주 방향을 따라 순차적으로 배치되는 제 1 내지 제 n 파이프들(n은 자연수)로써, 상기 제 1 내지 제 n 파이프들은 k개의 파이프들을 단위로 하여 동일한 입수구와 동일한 출수구를 갖는 복수의 서브 유로들을 형성하는 것(k는 2이상이고 n미만인 자연수); 그리고
외부로부터 유체가 유입되는 입수구를 갖는 제1연결부, 외부로 상기 유체를 배출하는 출수구를 갖는 제2연결부, 그리고 상기 제 1 및 제 2 연결부와 연결되어 상기 복수의 서브 유로들을 연결하여 하나의 유로를 형성하는 제 3 연결부를 포함하는 연결부를 포함하되,
상기 복수의 서브 유로들 중 외부로부터 유체가 유입되는 서브 유로 및 외부로 유체가 방출되는 서브 유로를 제외한 나머지 서브 유로들 각각의 입수구 및 출수구는 인접한 서브 유로의 출수구 및 입수구와 각각 연결되고,
상기 제 1 및 제 2 연결부 각각은,
상기 제 1 내지 상기 제 1 내지 제 n 파이프에 각각 대응하는 제 1 내지 제 n 홀이 형성된 제 1 연결 판;
상기 서브 유로들 각각에 대응하는 제 2 연결 판; 그리고
외부로부터 유체가 유입 또는 배출되는 상기 서브 유로에 대응하는 홀, 및 외부로부터 유체가 유입 또는 배출되는 상기 서브 유로를 제외한 나머지 서브 유로들 중 서로 인접한 2 개의 서브 유로들에 순차적으로 대응하는 복수의 홈들이 형성된 제 3 연결 판을 포함하는 자성체를 이용한 열교환 장치.
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제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 회전자는:
상기 복수의 홈들이 형성된 회전자 코어;
상기 회전자 코어의 제 1 면 상에 제공되는 제 1 고정판; 그리고
상기 제 1 면과 대향하는 제 2 면 상에 제공되고, 상기 제 1 고정판과 함께, 상기 회전자 코어 및 상기 복수의 홈들 각각에 제공된 상기 적어도 하나의 자성체를 고정하는 제 2 고정판을 포함하는 자성체를 이용한 열교환 장치.
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제 11 항에 있어서,
상기 제 1 파이프 내지 상기 제 n 파이프의 표면에 세라믹 코팅층 및 실리콘 코팅층이 형성되는 자성체를 이용한 열교환 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 n은 상기 k의 배수인 자성체를 이용한 열교환 장치.