KR101861087B1

KR101861087B1 - Liquid boiling apparatus

Info

Publication number: KR101861087B1
Application number: KR1020160119523A
Authority: KR
Inventors: 송영일
Original assignee: 송영일
Priority date: 2016-09-19
Filing date: 2016-09-19
Publication date: 2018-05-28
Also published as: KR20180031274A

Abstract

액체 가열 장치가 제공된다. 이는 가열 대상 액체가 수용되는 용기 몸체와, 용기 몸체의 내부에 배치되는 인덕션 코일부와, 인덕션 코일부에 인덕션을 발생시키는 인덕션 발생부와, 용기 몸체 내부에 배치되는 자성 금속체와, 제어부를 포함한다. 이러한 액체 가열 장치는 인덕션 코일부와 자성 금속체가 가열 대상 액체 내부에 위치되기 때문에 열손실이 없고 자동적으로 과열이 방지될 수 있다. 따라서, 비교적 간단한 구성으로 효율과 안정성이 뛰어난 액체 가열 장치가 구현된다.A liquid heating apparatus is provided. This includes a container body in which the liquid to be heated is contained, an induction coil part disposed inside the container body, an induction generating part generating induction in the induction coil part, a magnetic metal body disposed inside the container body, and a control part do. In such a liquid heating device, since the induction coil part and the magnetic metal body are located inside the liquid to be heated, there is no heat loss and automatic overheating can be prevented. Therefore, a liquid heating apparatus excellent in efficiency and stability can be realized with a relatively simple structure.

Description

[0001] LIQUID BOILING APPARATUS [0002]

본 발명은 액체 가열 장치 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체 내에 배치된 인턱션 코일을 이용하여 가열 대상 액체를 효율적으로 가열하는 가열 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid heating apparatus field, and more particularly, to a heating apparatus for efficiently heating a liquid to be heated by using an inductance coil disposed in a liquid.

물과 같은 액체를 가열하기 위해서는 액체를 수용한 용기 외부에서 용기에 열을 가함으로써 간접적으로 액체에 열을 전달하는 전통적인 방식이 주로 이용되고 있다.In order to heat a liquid such as water, a conventional method of indirectly transferring heat to the liquid by applying heat to the container outside the container containing the liquid is mainly used.

이러한 전통적인 가열 방식의 열원으로는 기름, 천연가스 등이 많이 이용되지만, 최근에는 전기를 이용한 방식이 개발되어 많이 이용된다. 전기를 이용하면 공해의 발생이 거의 없고 가열장치 자체의 구조나 주변 구조가 간편한 이점이 있다.As a heat source of this conventional heating method, a lot of oil and natural gas are used, but recently, a method using electricity has been developed and widely used. When electricity is used, there is almost no occurrence of pollution, and there is an advantage that the structure of the heating apparatus itself and the surrounding structure are simple.

최근에는 전기를 이용한 가열 방식 중에 인덕션이 각광을 받고 있다. 인덕션은 유도 가열 방식으로서 전자유도작용을 이용하여 근접한 자성 금속체에 유도전류 발생시켜서 가열한다.In recent years, induction has been spotlighted in a heating method using electricity. Induction is an induction heating method in which an induction current is generated in a nearby magnetic metal body by using an electromagnetic induction action and is heated.

다만, 이러한 인덕션 가열 장치는 상당히 높은 열이 발생하기 때문에 장치 내 제어부 등의 다른 요소를 보호하기 위한 방열 구성이 필요하고, 또한 코일을 감싸는 부재에 내열 소재가 채용되어야 한다. 이와 같은 방열 및 내열 소재의 사용에도 불구하고, 인덕션은 상당한 고열이 발생하기 때문에, 주변 요소들이 열화가 상대적으로 빠르게 진행되며 그로 인해 장치의 수명이 단축되는 문제점이 있다.However, since such induction heating apparatus generates a considerably high heat, a heat dissipation structure for protecting other elements such as a control unit in the apparatus is required, and a heat resistant material should be employed for the member that surrounds the coil. Despite the use of such heat-dissipating and heat-resistant materials, the induction generates a considerable amount of heat, which causes deterioration of peripheral elements relatively quickly, which shortens the lifetime of the device.

더구나, 물과 같은 액체를 대량으로 가열하는 보일러나 식기세척기 등과 같은 장치에 적용되는 인덕션은 장시간 사용되기 때문에 위와 같은 문제가 더 심하게 발생한다.Furthermore, since the induction applied to a device such as a boiler or a dishwasher that heats a large amount of liquid such as water is used for a long time, the above problem is more serious.

따라서, 인덕션을 이용하여 효율적으로 액체를 가열할 수 있는 장치가 필요하다.Therefore, there is a need for a device that can efficiently heat the liquid using the induction.

한국특허출원 10-2011-0004399Korean Patent Application 10-2011-0004399

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안한 것으로서, 인덕션을 이용한 액체 가열 장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and provides a liquid heating apparatus using induction.

본 발명은 또한 구성이 간단하고 방열 성능이 뛰어난 인덕션 액체 가열 장치를 제공한다.The present invention also provides an induction liquid heating apparatus which is simple in construction and excellent in heat radiation performance.

본 발명은 액체 가열 장치를 제공하며, 이는: 가열 대상 액체가 수용되는 용기 몸체; 상기 용기 몸체의 내부에 배치되는 인덕션 코일부; 상기 인덕션 코일부에 인덕션을 발생시키는 인덕션 발생부; 상기 용기 몸체 내부에 배치되는 자성 금속체; 및 제어부;를 포함한다.The present invention provides a liquid heating apparatus comprising: a vessel body in which a liquid to be heated is received; An induction coil part disposed inside the container body; An induction generator for inducing an induction in the induction coil; A magnetic metal body disposed inside the container body; And a control unit.

상기 인덕션 코일부 및 상기 자성 금속체는 상기 용기 몸체에 수용되는 액체 내부에 배치된다.The induction coil part and the magnetic metal body are disposed inside the liquid contained in the container body.

상기 자성 금속체와 상기 인덕션 코일부와의 거리를 가변시킬 수 있는 거리 조정부를 더 포함한다.And a distance adjuster capable of varying a distance between the magnetic metal body and the induction coil part.

거리 조정부는 상기 용기 몸체에 회전가능하게 설치되고 상기 자성 금속체에 결합된 수나사부와 상기 수나사부에 이동가능하게 설치되고 상기 자성 금속체가 연결된 암나사부를 포함하는 볼스크류를 하나 이상 포함한다.The distance adjusting unit includes at least one ball screw that is rotatably installed on the container body and includes a male screw portion coupled to the magnetic metal body and a female screw portion movably installed on the male screw portion and having the female screw connected thereto.

본 발명에 따르면, 액체를 효율적으로 가열할 수 있는 가열 장치가 제공된다. 이러한 액체 가열 장치는 가열 대상 액체 내에 배치되는 인덕션 코일을 포함한다. 따라서, 발생되는 열의 손실 없이 액체를 가열할 수 있다. 나아가, 가열 대상 액체가 끓는 점 이상으로 온도로 상승하지 않기 때문에, 인덕션 코일에 가해지는 열이 제한적이고 이는 코일의 열화를 최대한 억제할 수 있게 된다. 본 발명은 또한 인덕션을 제어함에 있어서 인가되는 전기를 제어하거나 코일과 자성 금속체와의 거리를 제어하는 기계적인 제어가 모두 가능하기 때문에, 보다 더 안전성이 보장되는 인덕션 내장 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a heating apparatus capable of efficiently heating a liquid. Such a liquid heating apparatus includes an induction coil disposed in a liquid to be heated. Therefore, the liquid can be heated without loss of generated heat. Further, since the liquid to be heated does not rise to a temperature higher than the boiling point, the heat applied to the induction coil is limited, which can suppress the deterioration of the coil as much as possible. The present invention also provides an induction built-in device that is more secure because it can control the applied electricity or control the distance between the coil and the magnetic metal body in controlling the induction.

도 1의 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 가열 장치의 외관을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액체 가열 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체 가열 장치의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 액체 가열 장치의 단면도이다.
도 5은 본 발명의 액체 가열 장치에 채용되는 인덕션 코일부를 도시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예의 액체 가열 장치에 채용되는 거리 조정부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating an appearance of a liquid heating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the liquid heating apparatus shown in Fig.
3 is a view schematically showing an appearance of a liquid heating apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the liquid heating apparatus shown in Fig.
5 is a view showing an induction coil part employed in the liquid heating apparatus of the present invention.
6 is a view for explaining the operation of the distance adjusting unit employed in the liquid heating apparatus of another embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

먼저 간략히 설명하면, 본 발명은 인덕션 코일과 그에 의해 가열되는 자성 금속체를 가열 대상 액체 내에 배치하는 가열 장치를 제공한다. 이러한 본 발명의 액체 가열 장치는 보일러나 식기세척기 등과 같이 대량으로 물을 가열하는 장치에 적합하게 적용될 수 있다. 인덕션 코일과 자성 금속체가 가열 대상 액체 내에 배치되기 때문에, 열효율이 높은 대신 액체의 끓는 점 이하로만 열이 발생되고 그에 따라 자연적인 방열이 이루어질 수 있다. 결국, 본 발명은 여타 인덕션 장치와는 달리 복잡한 방열 구성이 필수적이지 않게 된다. 따라서 본 발명의 액체 가열 장치는 비교적 간단한 구성으로 가열 장치를 구현할 수 있고, 장시간 동안 안정적으로 장치를 유지할 수 있게 된다. 이를 위한 본 발명은 가열 장치는 가열 대상 액체가 수용된 용기 내에 인덕션 코일을 배치하고, 인덕션 코일에 의한 유도 가열이 가능한 자성 금속체를 가열 대상 액체 내에 배치한다. 인덕션 코일은 와이어 표면에 형성된 코팅층을 포함하고 그에 더해 감겨진 코일의 전체를 둘러싸는 방수 보호층을 더 포함할 수 있다. 또한, 코일과 자성 금속체의 배치 구성은 전원이 인가된 코일에 의해 자성 금속체가 유도 가열되는 배치 또는 배열이면 모두 가능하지만, 아래에서 바람직한 실시예가 제시된다.First of all, the present invention provides a heating apparatus for placing an induction coil and a magnetic metal body heated by the induction coil in a liquid to be heated. Such a liquid heating apparatus of the present invention can be suitably applied to a device for heating a large amount of water such as a boiler or a dishwasher. Since the induction coil and the magnetic metal body are disposed in the liquid to be heated, heat is generated only below the boiling point of the liquid instead of having a high thermal efficiency, so that natural heat radiation can be achieved. As a result, unlike other induction devices, the present invention does not require a complicated heat dissipation structure. Therefore, the liquid heating apparatus of the present invention can realize the heating apparatus with a relatively simple configuration, and can stably maintain the apparatus for a long time. To this end, according to the present invention, an induction coil is disposed in a container containing a liquid to be heated, and a magnetic metal body capable of induction heating by an induction coil is disposed in a liquid to be heated. The induction coil may further comprise a coating layer formed on the wire surface, and in addition a waterproof protective layer surrounding the whole of the wound coil. Further, the arrangement of the coils and the magnetic metal body can be all arranged or arranged such that the magnetic metal body is induction-heated by the coil to which power is supplied, but the preferred embodiment is shown below.

도 1의 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 가열 장치의 외관을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 액체 가열 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating an appearance of a liquid heating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the liquid heating apparatus shown in Fig.

도 5은 본 발명의 액체 가열 장치에 채용되는 인덕션 코일부를 도시한 도면이다. 도 6는 본 발명의 액체 가열 장치에 채용되는 거리 조정부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.5 is a view showing an induction coil part employed in the liquid heating apparatus of the present invention. 6 is a view for explaining the operation of the distance adjusting unit employed in the liquid heating apparatus of the present invention.

도 1를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 가열 장치의 외관이 보인다. 이러한 본 발명의 액체 가열 장치는 가열 대상 액체를 수용하는 용기 몸체(10)를 포함한다. 용기 몸체(10)는 도시한 예에서와 같이 원통형일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.1, there is shown an appearance of a liquid heating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. The liquid heating apparatus of the present invention includes a container body (10) for containing liquid to be heated. The container body 10 may be cylindrical, as in the illustrated example, but is not limited thereto.

바람직하게 용기 몸체(10)의 재질에는 금속, 비금속 등 특별한 제약 없이 적용될 수 있으나, 바람직하게는 인덕션 코일부(20)와 인접한 부위에는 유도 가열이 발생하지 않는 물질이 배치될 수 있다.Preferably, the material of the container body 10 may be applied without any particular constraint such as metal or non-metal. However, a material that does not induce heating may be disposed adjacent to the induction coil part 20.

도 2에 보이는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체 가열 장치의 용기 몸체(10) 내부에는 인덕션 코일부(20)가 배치된다. 인덕션 코일부(20)는, 도 5에서 보이는 바와 같이, 코일(21) 및 코일(21)을 감싸는 보호층(22)을 포함할 수 있다. 또한, 도면에서는 잘 보이지 않지만, 코일(21)의 선들은 에나멜 등과 같은 비금속성 물질로 그 외피가 방수 코팅되어 있어서 누전 등의 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.As shown in FIG. 2, the induction coil part 20 is disposed inside the container body 10 of the liquid heating apparatus according to the preferred embodiment of the present invention. The induction coil portion 20 may include a protective layer 22 surrounding the coil 21 and the coil 21 as shown in FIG. Although not shown in the drawing, the wires of the coil 21 are made of a non-metallic material such as enamel, and the outer surface thereof is water-repellent coated so that problems such as electric leakage can be prevented.

인덕션 코일부(20)는, 도 2에서 잘 예시된 바와 같이, 용기 몸체(10) 내면으로부터 어느 정도 이격된 위치에 배치되어, 자성 금속체(30) 외의 다른 요소가 인덕션 코일(20)에 의해 영향을 받는 것을 억제할 수 있다. 도시한 예에서와 같이, 인덕션 코일부(20)는 용기 몸체(10)의 바닥면, 측면, 및 상면으로부터 이격된 위치에 설치된다. 이를 위해, 코일 지지부(23)가 용기 몸체(10)의 측면 또는 바닥면에 연결될 수 있다.2, the induction coil 20 is arranged at a position spaced apart from the inner surface of the container body 10 so that other elements other than the magnetic metal body 30 are held by the induction coil 20 It can be suppressed from being affected. As in the illustrated example, the induction coil part 20 is installed at a position spaced from the bottom surface, the side surface, and the top surface of the container body 10. To this end, the coil support 23 may be connected to the side or bottom surface of the container body 10.

도 5에 도시한 바와 같이, 인덕션 발생부(40)가 인덕션 코일부(20)에 인덕션을 발생시킨다. 인덕션 발생부(40)는 전원 공급부 및 회로부를 포함한다. 전원 공급부는 인덕션 코일(20)로 전원을 공급하는 전선을 포함하며, 이러한 전선들은 바람직하게는 상술한 코일 지지부(23)를 중공 파이프로 형성하고 그 내부에 배치하는 방식이 채택될 수 있다.As shown in Fig. 5, the induction generator 40 induces an induction in the induction coil portion 20. As shown in Fig. The induction generator 40 includes a power supply unit and a circuit unit. The power supply part includes electric wires for supplying power to the induction coil 20, and these electric wires may preferably be formed in such a manner that the above-described coil support part 23 is formed as a hollow pipe and disposed therein.

자성 금속체(30)는 인덕션 코일부(20)에 의해 발생한 유도 전류에 의해 가열되는 것으로서, 인덕션 코일부(20)의 유도 전류가 발생될 수 있는 거리에 배치된다.The magnetic metal body 30 is heated by an induction current generated by the induction coil part 20 and disposed at a distance where an induction current of the induction coil part 20 can be generated.

도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체 가열 장치를 도시한 도면이다. 참고적으로, 동일하거나 유사한 요소는 이해의 편의를 위해 동일한 도면부호를 부여하였다.3 and 4 are views showing a liquid heating apparatus according to another embodiment of the present invention. For reference, the same or similar elements are given the same reference numerals for the sake of convenience.

도 3 및 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 예에서는, 자성 금속체(30)와 인덕션 코일부(20)의 거리를 가변시킬 수 있는 거리 조정부(50)를 포함한다.As shown in Figs. 3 and 4, another example of the present invention includes a distance adjusting section 50 capable of varying the distance between the magnetic metal body 30 and the induction coil section 20.

다른 예에 채용되는 거리 조정부(50)는, 하나 이상의 볼스크류(51)를 용기 몸체(10)의 바닥면 또는 상면에 설치하여 지지를 겸하면서 인덕션 코일부(20)와의 거리를 가변시킬 수 있다. 볼스크류(51)는 용기 몸체(10)에 회전가능하게 설치되는 수나사부(511)와 수나사부(511) 상에 직선이동 가능하게 설치되는 암나사(512)를 포함한다. 이러한 암나사부(512)에 자성 금속체(30)가 결합되어 수나사부(511) 상에서 이동할 수 있다.The distance adjusting unit 50 employed in another example may be provided with one or more ball screws 51 on the bottom surface or the top surface of the container body 10 to vary the distance to the induction coil unit 20 while supporting the ball screw 51 . The ball screw 51 includes a male screw portion 511 which is rotatably installed on the container body 10 and a female screw 512 which is installed on the male screw portion 511 so as to be linearly movable. The magnetic metal body 30 is engaged with the female threaded portion 512 and can move on the male threaded portion 511.

나아가, 볼스크류(51)의 수나사부(511)를 회전시키기 위한 모터(513)와 같은 구동부가 연결 설치될 수 있다. 모터(513)는 후술하는 제어부의 제어에 따라 벨트(514)나 체인과 같은 동력 전달 수단으로 볼스크류(51)의 수나사부(511)에 연결되어 회전력을 전달하게 된다.Furthermore, a driving unit such as a motor 513 for rotating the male screw portion 511 of the ball screw 51 may be connected. The motor 513 is connected to the male screw portion 511 of the ball screw 51 by a power transmission means such as a belt 514 or a chain under the control of a control portion described later to transmit the rotational force.

바람직한 실시예와 다른 예에서 공히, 제어부는 인덕션 발생부(40)의 제어 및 설정을 위해 구비되며, 인덕션 발생부(40)가 설치되는 함체에 포함될 수 있다.In a preferred embodiment, the control unit is provided for controlling and setting the induction generating unit 40, and may be included in the enclosure in which the induction generating unit 40 is installed.

다른 예에서, 제어부는 또한 볼스크류(51)의 구동부가 마련될 때에는 그를 제어하도록 연결될 수 있다.In another example, the control portion may also be connected to control the ball screw 51 when the driving portion thereof is provided.

바람직한 실시예와 다른 예에서 공히, 제어부는 설정 및 제어 입력을 위한 제어 패널을 포함할 수 있고, 사용자는 제어 패널을 통해 장치의 동작을 설정하거나 제어할 수 있다.In common with the preferred embodiment, the control unit may comprise a control panel for setting and control inputs, and the user may set or control the operation of the device via the control panel.

이상과 같은 본 발명의 액체 가열 장치는 인덕션 코일부(20)와 자성 금속체(30)가 용기 몸체(10)에 수용된 가열 대상 액체 내에 배치되기 때문에 액체의 끓는 점 이상으로 가열되지 않아서 근본적으로 과열이 방지된다. 따라서, 기존의 인덕션 장치에 필수적으로 설치되는 방열 구성이 필요하지 않게 될 뿐만 아니라 과열로 인한 구성 요소들의 열화가 발생되지 않는다. 또한, 인덕션 코일부(20)와 그에 의해 가열되는 자성 금속체(30)가 가열 대상 액체 내에 위치하기 때문에 열손실이 전혀 발생하지 않는 효율적인 가열이 가능하다. Since the induction coil part 20 and the magnetic metal body 30 are disposed in the liquid to be heated accommodated in the container body 10, the liquid heating device of the present invention as described above is not heated above the boiling point of the liquid, . Accordingly, not only the heat dissipation structure that is essential to the existing induction device is required, but also the deterioration of the components due to the overheating does not occur. Further, since the induction coil portion 20 and the magnetic metal body 30 heated by the induction coil portion 20 are located in the liquid to be heated, efficient heating without causing any heat loss is possible.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

10: 용기 몸체 20: 인덕션 코일부
22: 보호층 30: 자성 금속체
40: 인덕션 발생부 50: 거리 조정부
51: 볼스크류 511: 수나사부
512: 암나사부 513: 모터
514: 벨트10: container body 20: induction coil part
22: protective layer 30: magnetic metal body
40: Induction generating unit 50: Distance adjusting unit
51: ball screw 511: male thread
512: female screw portion 513: motor
514: Belt

Claims

A liquid heating apparatus comprising:
A container body in which a liquid to be heated is received;
An induction coil disposed in the interior of the container body and disposed in the liquid contained in the container body;
An induction generator for inducing an induction in the induction coil;
A magnetic metal body disposed inside the container body;
A control unit; And
And a distance adjusting unit capable of varying a distance between the magnetic metal body and the induction coil part,
Wherein the distance adjusting unit includes at least one ball screw rotatably installed in the container body and including a male screw portion coupled to the magnetic metal body and a female screw portion movably installed to the male screw portion and connected to the magnetic metal body, , Liquid heating device.

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