KR101959878B1 - 고주파유도가열식 난방시스템 - Google Patents

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KR101959878B1
KR101959878B1 KR1020180118108A KR20180118108A KR101959878B1 KR 101959878 B1 KR101959878 B1 KR 101959878B1 KR 1020180118108 A KR1020180118108 A KR 1020180118108A KR 20180118108 A KR20180118108 A KR 20180118108A KR 101959878 B1 KR101959878 B1 KR 101959878B1
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이재덕
윤신일
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(주)에드테크
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Abstract

본 발명은 고주파유도가열식 난방시스템에 관한 것으로, 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 나선형 중공 관로를 형성하는 상판과 하판이 결합된 원반 형상으로 제작되고 상판의 투입관을 통해 투입된 난방용수를 나선형 중공 관로를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 하판의 출수관을 통해 출수하는 챔버나, 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 복수의 중공형 챔버가 다단 적층 구조로 결합된 원반 형상으로 제작되고 최상부챔버의 투입관을 통해 투입된 난방용수를 최상부챔버에서부터 최하부챔버까지를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 최하부챔버의 출수관을 통해 출수하는 챔버를 포함한다.
본 발명에 따라 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 나선형 중공 관로를 형성하는 챔버나 복수의 중공형 챔버가 다단 적층 구조로 결합된 챔버로 냉각용수를 가열하여 난방수로 전환하면 고주파유도가열기의 소비 전력량을 경감하면서 단위시간당 난방용수를 가열하여 정해진 목표 온도의 난방수로 전환하는 가열성능을 개선할 수 있고, 고주파유도가열식 난방시스템을 소형화하여 제작할 수 있다.

Description

고주파유도가열식 난방시스템{Heating system using high-frequency induction heating}
본 발명은 고주파유도가열식 난방시스템에 관한 것이며, 더욱 상세히는 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 나선형 중공 관로를 형성하는 챔버나 복수의 중공형 챔버가 다단 적층 구조로 결합된 챔버를 포함하는 고주파유도가열식 난방시스템에 관한 것이다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 특허문헌1에 게시된 종래의 고주파유도가열식 난방시스템은 보일러 몸체(100)에 연결된 주입관(110)을 통해 물 저장탱크(120)에 난방용수를 공급한 상태에서 난방을 위하여 순환펌프(130)를 작동시키면 배출관(140)을 통해 배출되는 난방용수가 순환배관(131)을 통해 해당 난방용수 가열을 위하여 다단으로 배열된 고주파유도가열 유닛(150)들에 각각 배치된 챔버(151)를 순차적으로 통과하면서 각각의 챔버(151)에 1대1 대응하여 배치된 고주파유도가열기(152)에 의해 가열되어 난방수로 전환된 다음, 난방수 유입관(160)을 통해 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환된 후 난방수 유출관(170)을 통해 물 저장탱크(120)로 회수된다.
상기 순환펌프(130)는 물 저장탱크(120)의 배출관(140)과 다단으로 배열된 챔버(151)를 연결하는 순환배관(131) 사이에 배치되고, 도 1에서는 상기와 같이 다단으로 배열된 복수의 챔버(151) 중 첫번째 챔버(151)와 연결되는 순환배관(131)과 순환펌프(130)가 연결된 상태를 예시한다.
상기와 같이 다단으로 배열된 복수의 챔버(151) 중 마지막 챔버(151)와 연결되는 순환배관(131)은 상기한 난방수 유입관(160)과 연결되어 난방수를 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관으로 배출한다.
상기한 난방수 유입관(160)은 난방수를 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관의 일측 단부에 연결되어 난방수를 공급한다.
상기 난방수 유출관(170)은 일단이 난방수를 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관의 타측 단부에 연결되고 타단이 상기 물 저장탱크(120)에 연결되고, 상기 난방수 순환배관으로부터 배출되는 난방수를 상기 물 저장탱크(120)로 회수한다.
상기 고주파유도가열 유닛(150)은 투입관(151a)을 통해 투입된 난방용수를 수용하였다가 해당 난방용수가 고주파유도가열기(152)에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 출수관(151b)을 통해 다른 챔버(151)로 전달하거나 상기한 난방수 유입관(160)으로 전달하는 챔버(151)와 해당 챔버(151)를 고주파유도가열식으로 가열하는 고주파유도가열기(152) 및 해당 고주파유도가열기(152)의 고주파유도가열을 제어하는 제어회로기판(153a)과 해당 고주파유도가열 유닛(150)을 냉각하는 쿨링팬(153b)이 장착된 인쇄회로기판(153)을 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 고주파유도가열식 난방시스템은 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 정해진 단위시간 5분 동안 3단으로 연결된 자성을 갖는 금속재질로 만든 원반 형상의 중공형 챔버(151) 3개를 각각 가열함으로써 난방용수를 대략 70℃의 난방수로 가열할 수 있다.
상기와 같이 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 5분 동안 발열 작동함에 따라 대략 70℃로 가열된 난방수가 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환하고, 난방수가 순환배관을 따라 순환하는 동안 점진적으로 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개의 소비 전력량을 낮추더라도 건물의 난방 온도를 적절하게 유지할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 고주파유도가열식 난방시스템은 상기 고주파유도가열기(152)의 코일에 대략 20∼90kHz의 고주파 교류 전류가 공급되면 해당 코일 주변에 유도자기장이 발생하고, 이처럼 유도자기장이 발생하는 동안 해당 유도자기장의 중심에 위치하도록 상기한 바와 같이 자성을 갖는 금속재질로 만든 원반 형상의 종공형 챔버(151)를 코일의 중심으로부터 정해진 거리만큼 이격된 위치에 배치하면 해당 챔버(151)에 와전류(Eddy Current)가 발생하고, 이 와전류가 발생하는 동안 해당 챔버(151)의 자성체 성분이 전기저항 역할을 하여 발열 작동함으로써 해당 챔버(151) 내부에 수용된 난방용수가 정해진 목표 온도로 가열되어 난방수로 전환된다.
따라서, 도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 고주파유도가열식 난방시스템에 있어서, 챔버(151) 내부에 수용된 난방용수를 단위시간당 가열하여 정해진 목표 온도의 난방수로 전환하는 가열성능(이하, 난방수 가열성능 이라함)은 고주파유도가열기(152)의 최대출력 또는 상기 챔버(151)의 자성체 함유량에 따라 정해진다.
예컨대, 상기한 바와 같이 도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 고주파유도가열식 난방시스템은 난방용수를 대략 70℃의 난방수로 가열하기 위해 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개로 정해진 단위시간 5분 동안 3단으로 연결된 자성을 갖는 금속재질로 만든 원반 형상의 중공형 챔버(151) 3개를 각각 가열한다.
다른 한편, 도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 고주파유도가열식 난방시스템의 상기한 난방수 가열성능을 개선하려면 상기한 고주파유도가열기(152)의 최대출력을 높이거나, 원반 형상의 중공형 챔버(151)와 고주파유도가열기(152)를 포함하는 고주파유도가열 유닛(150)을 추가해야 한다.
상기한 고주파유도가열기(152)의 최대출력을 높이려면 종래의 고주파유도가열식 난방시스템에 설치된 고주파유도가열 유닛(150)에 포함된 고주파유도가열기(152)를 더 높은 최대출력을 갖는 새로운 고주파유도가열기로 교환 혹은 대체하거나, 기존의 고주파유도가열 유닛(150)을 더 높은 최대출력을 갖는 새로운 고주파유도가열기를 포함하는 새로운 고주파유도가열 유닛으로 교환 혹은 대체해야 하기 때문에 난방수 가열성능 개선 비용과 새로운 고주파유도가열 유닛 교환 혹은 대체를 위한 작업량이 과도하게 발생한다.
또한, 상기한 바와 같이 원반 형상의 중공형 챔버(151)와 고주파유도가열기(152)를 포함하는 고주파유도가열 유닛(150)을 추가하는 경우에도 난방수 가열성능 개선 비용과 고주파유도가열 유닛(150) 추가를 위한 작업량이 과도하게 발생한다.
KR 10-1801732 B1
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 나선형 중공 관로를 형성하는 상판과 하판이 결합된 원반 형상으로 제작되고 상판의 투입관을 통해 투입된 난방용수를 나선형 중공 관로를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 하판의 출수관을 통해 출수하는 챔버를 포함하는 고주파유도가열식 난방시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 복수의 중공형 챔버가 다단 적층 구조로 결합된 원반 형상으로 제작되고 최상부챔버의 투입관을 통해 투입된 난방용수를 최상부챔버에서부터 최하부챔버까지를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 최하부챔버의 출수관을 통해 출수하는 챔버를 포함하는 고주파유도가열식 난방시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은, 보일러 몸체에 연결된 주입관을 통해 물 저장탱크에 난방용수를 공급한 상태에서 난방을 위하여 순환펌프를 작동시키면 배출관을 통해 배출되는 난방용수가 순환배관을 통해 해당 난방용수 가열을 위하여 다단으로 배열된 고주파유도가열 유닛들에 각각 배치된 챔버를 순차적으로 통과하면서 각각의 챔버에 1대1 대응하여 배치된 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환된 다음, 난방수 유입관을 통해 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환된 후 난방수 유출관을 통해 물 저장탱크로 회수되는 고주파유도가열식 난방시스템에 있어서, 상기 챔버가 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 볼록한 나선형 중공 반관로를 형성하는 상판; 및 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 오목한 나선형 중공 반관로를 형성하는 하판;으로 구성되고, 상기 상판과 하판이 결합된 원반 형상으로 제작되며, 상기 상판의 볼록한 나선형 중공 반관로와 상기 하판의 오목한 나선형 중공 반관로가 결합하여 나선형 중공 관로를 형성하고, 상기 상판의 투입관을 통해 투입된 난방용수를 나선형 중공 관로를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 상기 하판의 출수관을 통해 출수하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에 있어서, 상기 나선형 중공 반관로는 반원, 반타원형, 삼각형, 사각형 중 어느 하나의 단면 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에 있어서, 상기 투입관은 상판의 중심부에 형성되고 상기 출수관은 하판의 가장자리 일측에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은, 보일러 몸체에 연결된 주입관을 통해 물 저장탱크에 난방용수를 공급한 상태에서 난방을 위하여 순환펌프를 작동시키면 배출관을 통해 배출되는 난방용수가 순환배관을 통해 해당 난방용수 가열을 위하여 다단으로 배열된 고주파유도가열 유닛들에 각각 배치된 챔버를 순차적으로 통과하면서 각각의 챔버에 1대1 대응하여 배치된 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환된 다음, 난방수 유입관을 통해 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환된 후 난방수 유출관을 통해 물 저장탱크로 회수되는 고주파유도가열식 난방시스템에 있어서, 상기 챔버가 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 복수의 중공형 챔버가 다단 적층 구조로 결합된 원반 형상으로 제작되고 최상부챔버의 투입관을 통해 투입된 난방용수를 최상부챔버에서부터 최하부챔버까지를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 최하부챔버의 출수관을 통해 출수하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에 있어서, 상기 최상부챔버의 투입관을 통해 투입된 난방용수는 최상부챔버에서부터 최하부챔버까지 지그재그 흐름을 유도하는 챔버간 관통공을 통해 최상부챔버에서부터 최하부챔버까지를 경유하도록 수용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에 있어서, 상기 복수의 중공형 챔버는 상협하광 또는 상광하협의 다단 적층 구조로 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 나선형 중공 관로를 형성하는 챔버나 복수의 중공형 챔버가 다단 적층 구조로 결합된 챔버로 냉각용수를 가열하여 난방수로 전환하면 고주파유도가열기의 소비 전력량을 경감하면서 단위시간당 난방용수를 가열하여 정해진 목표 온도의 난방수로 전환하는 가열성능을 개선할 수 있고, 고주파유도가열식 난방시스템을 소형화하여 제작할 수 있다.
도 1은 종래의 고주파유도가열식 난방시스템을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 고주파유도가열 유닛의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 고주파유도가열식 난방시스템의 작동을 설명하는 실시예.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템의 실시예.
도 5는 도 4의 챔버 결합 상태를 나타낸 실시예.
도 6은 도 5의 챔버를 나타낸 사시도.
도 7은 도 6의 단면도.
도 8은 도 6의 분해도.
도 9는 도 8의 저면 사시도.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템의 다른 실시예.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템의 실시예.
도 12는 도 11의 챔버 결합 상태를 나타낸 실시예.
도 13은 도 12의 챔버를 나타낸 사시도.
도 14는 도 13의 단면도.
도 15는도 13의 분해도.
도 16은 도 15의 저면 사시도.
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템의 다른 실시예.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 하기의 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 본 발명자가 개발한 특허문헌1에 게시된 종래의 고주파유도가열식 난방시스템에 적용되는 원반 형상의 중공형 챔버(151)를 새로운 챔버(200)로 대체한 난방시스템이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 보일러 몸체(100)에 연결된 주입관(110)을 통해 물 저장탱크(120)에 난방용수를 공급한 상태에서 난방을 위하여 순환펌프(130)를 작동시키면 배출관(140)을 통해 배출되는 난방용수가 순환배관(131)을 통해 해당 난방용수 가열을 위하여 다단으로 배열된 고주파유도가열 유닛(150)들에 각각 배치된 챔버(200)를 순차적으로 통과하면서 각각의 챔버(200)에 1대1 대응하여 배치된 고주파유도가열기(152)에 의해 가열되어 난방수로 전환된 다음, 난방수 유입관(160)을 통해 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환된 후 난방수 유출관(170)을 통해 물 저장탱크(120)로 회수된다.
도 5는 도 4에 나타낸 본 발명의 제1실시예에 따른 챔버(200)가 3단으로 배열된 결합 상태를 나타낸 실시예이다.
도 6 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 챔버(200)는 자성을 갖는 금속재질로 된 상판(210) 및 하판(220)으로 구성되고 상기 상판(210)과 하판(220)이 결합된 원반 형상으로 제작된 것이다.
상기 상판(210)과 하판(220)은 서로 대면하는 가장자리 부분의 접면을 용접하여 결합하는 것이 바람직하다.
도 8 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 상판(210)은 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 볼록한 나선형 중공 반관로(211)를 형성하고 있다.
도 8 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 하판(220)은 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 오목한 나선형 중공 반관로(221)를 형성하고 있다.
상기 챔버(200)는 상기 상판(210)의 볼록한 나선형 중공 반관로(211)와 상기 하판(220)의 오목한 나선형 중공 반관로(221)가 결합하여 나선형 중공 관로(200a)를 형성한다.
상기 챔버(200)는 상기 상판(210)의 투입관(212)을 통해 투입된 난방용수를 나선형 중공 관로(200a)를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 상기 하판(220)의 출수관(222)을 통해 출수한다.
상기 나선형 중공 반관로(211,221)는 반원, 반타원형, 삼각형, 사각형, 다각형 등의 단면 구조인 것이 바람직한다.
참고로, 도 5 내지 도 9에서는 사각형 단면 구조로 된 나선형 중공 반관로(211,221)를 예시한다.
도 6의 사시도와 도 7의 단면도에 나타낸 바와 같이, 상기 투입관(212)은 상판(210)의 중심부에 형성되고 상기 출수관(222)은 하판(220)의 가장자리 일측에 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 다음과 같이 작동한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 난방용수가 순환배관(131)을 통해 해당 난방용수 가열을 위하여 다단으로 배열된 고주파유도가열 유닛(150)들에 각각 배치된 챔버(200)를 순차적으로 통과하면서 각각의 챔버(200)에 1대1 대응하여 배치된 고주파유도가열기(152)에 의해 가열되어 난방수로 전환된다.
이때, 예컨대 도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 고주파유도가열식 난방시스템과 마찬가지로 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 정해진 단위시간 3분 동안 3단으로 연결된 본 발명의 제1실시예에 따른 상기 챔버(200) 3개를 각각 가열함으로써 난방용수를 대략 70℃의 난방수로 가열할 수 있다.
이 경우, 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에 적용된 상기 챔버(200)는 상기 상판(210)의 볼록한 나선형 중공 반관로(211)와 상기 하판(220)의 오목한 나선형 중공 반관로(221)가 결합하여 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 나선형 중공 관로(200a)를 형성하기 때문에, 상기 단위시간을 종래의 5분보다 더 짧은 3분으로 정할 수 있다.
상기한 바와 같이 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 종래의 5분보다 더 짧은 3분 동안 발열 작동함에 따라 대략 70℃로 가열된 난방수가 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환하고, 난방수가 순환배관을 따라 순환하는 동안 점진적으로 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개의 소비 전력량을 낮추더라도 건물의 난방 온도를 적절하게 유지할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 제1실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에서 상기 상판(210)의 볼록한 나선형 중공 반관로(211)와 상기 하판(220)의 오목한 나선형 중공 반관로(221)가 결합된 챔버(200)로 냉각용수를 가열하여 난방수로 전환하면 고주파유도가열기(152)의 소비 전력량을 경감하면서 단위시간당 난방용수를 가열하여 정해진 목표 온도의 난방수로 전환하는 가열성능을 개선할 수 있고, 고주파유도가열식 난방시스템을 소형화하여 제작할 수 있다.
실제로, 종래에는 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 단위시간 5분 동안 발열 작동함에 따라 난방용수를 대략 70℃로 가열된 난방수로 전환하였지만, 본 발명의 제1실시예에 따르면 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 단위시간 3분 동안 발열 작동함에 따라 난방용수를 대략 70℃로 가열된 난방수로 전환할 수 있기 때문에, 고주파유도가열기(152)의 소비 전력량을 경감하면서 단위시간당 가열성능도 개설할 수 있게 된다.
또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 챔버(200)를 2단으로 배열하고 결합하여 난방시스템을 구성하면 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 2개가 종래와 같은 단위시간 5분 동안 2단으로 연결된 본 발명의 제1실시예에 따른 챔버(200) 2개를 각각 가열함으로써 난방용수를 대략 70℃의 난방수로 가열할 수도 있기 때문에, 종래와 동일 혹은 유사한 가열성능을 나타내는 고주파유도가열식 난방시스템을 종래보다 더 소형화하여 제작할 수 있다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 본 발명자가 개발한 특허문헌1에 게시된 종래의 고주파유도가열식 난방시스템에 적용되는 원반 형상의 중공형 챔버(151)를 제1실시예와 다른 새로운 챔버(200')로 대체한 난방시스템이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 보일러 몸체(100)에 연결된 주입관(110)을 통해 물 저장탱크(120)에 난방용수를 공급한 상태에서 난방을 위하여 순환펌프(130)를 작동시키면 배출관(140)을 통해 배출되는 난방용수가 순환배관(131)을 통해 해당 난방용수 가열을 위하여 다단으로 배열된 고주파유도가열 유닛(150)들에 각각 배치된 챔버(200')를 순차적으로 통과하면서 각각의 챔버(200)에 1대1 대응하여 배치된 고주파유도가열기(152)에 의해 가열되어 난방수로 전환된 다음, 난방수 유입관(160)을 통해 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환된 후 난방수 유출관(170)을 통해 물 저장탱크(120)로 회수된다.
도 12는 도 11에 나타낸 본 발명의 제2실시예에 따른 챔버(200')가 3단으로 배열된 결합 상태를 나타낸 실시예이다.
도 13 내지 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 챔버(200')는 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 3개의 중공형 챔버(210',220',230')가 3단 적층 구조로 결합된 원반 형상으로 제작된 것이다.
상기 챔버(200')는 자성을 갖는 금속재질로 된 3개의 중공형 챔버(210',220',230'), 예컨대 최상부챔버(210')와 중간챔버(220') 및 최하부챔버(230')로 구성되고, 상기 최상부챔버(210')와 중간챔버(220') 및 최하부챔버(230')가 3단 적층 구조로 결합된 원반 형상으로 제작된다
상기 3개의 중공형 챔버(210',220',230')는 서로 대면하는 가장자리 부분의 접면을 용접하여 결합하는 것이 바람직하다.
도 13 내지 도 16에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에 적용되는 챔버(200')가 3단 적층 구조로 결합된 원반 형상으로 제작된 실시예를 나타내고 있지만, 상기 챔버(200')가 적용되는 난방시스템에서 요구하는 가열성능에 따라서 2단 혹은 4단 등의 적층 구조로 결합된 원반 형상으로 제작될 수 있다.
도 14 내지 도 16에 나타낸 바와 같이, 상기 최상부챔버(210')의 바닥면은 상기 중간챔버(220')의 상면이 되고, 상기 중간챔버(220')의 바닥면은 상기 최하부챔버(230')의 상면이 되고, 상기 최하부챔버(230')는 출수관(231')이 형성된 바닥면을 구비한다.
상기 챔버(200')는 상기 최상부챔버(210')의 투입관(211')을 통해 투입된 난방용수를 최상부챔버(210')에서부터 최하부챔버(230')까지를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기(152)에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 최하부챔버(230')의 출수관(231')을 통해 출수한다.
상기 최상부챔버(210')의 투입관(211')을 통해 투입된 난방용수는 최상부챔버(210')에서부터 최하부챔버(230')까지 지그재그 흐름을 유도하는 챔버간 관통공(200a')을 통해 최상부챔버(210')에서부터 최하부챔버(230')까지를 경유하도록 수용된다.
상기 복수의 중공형 챔버(210',220',230')는 상협하광 또는 상광하협의 다단 적층 구조로 결합되는 것이 바람직하다.
참고로, 도 13 내지 도 16에서는 최상부챔버(210')와 중간챔버(220') 및 최하부챔버(230')가 상협하광의 3단 적층 구조로 결합된 실시예를 나타내고 있으며, 이와 달리 최상부챔버(210')와 중간챔버(220') 및 최하부챔버(230')가 상광하협의 3단 적층 구조로 결합될 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 다음과 같이 작동한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템은 난방용수가 순환배관(131)을 통해 해당 난방용수 가열을 위하여 다단으로 배열된 고주파유도가열 유닛(150)들에 각각 배치된 챔버(200')를 순차적으로 통과하면서 각각의 챔버(200)에 1대1 대응하여 배치된 고주파유도가열기(152)에 의해 가열되어 난방수로 전환된다.
이때, 예컨대 도 1 내지 도 3에 나타낸 종래의 고주파유도가열식 난방시스템과 마찬가지로 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 정해진 단위시간 3분 동안 3단으로 연결된 본 발명의 제2실시예에 따른 챔버(200') 3개를 각각 가열함으로써 난방용수를 대략 70℃의 난방수로 가열할 수 있다.
이 경우, 본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에 적용된 상기 챔버(200')는 자성을 갖는 금속재질로 된 3개의 중공형 챔버(210',220',230'), 예컨대 상기한 최상부챔버(210')와 중간챔버(220') 및 최하부챔버(230')가 상협하광의 3단 적층 구조로 결합하여 자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하고 최상부챔버(210')에서부터 최하부챔버(230')까지 챔버간 관통공(200a')을 통해 난방용수의 지그재그 흐름을 유도하기 때문에, 상기 단위시간을 종래의 5분보다 더 짧은 3분으로 정할 수 있다.
상기한 바와 같이 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 종래의 5분보다 더 짧은 3분 동안 발열 작동함에 따라 대략 70℃로 가열된 난방수가 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환하고, 난방수가 순환배관을 따라 순환하는 동안 점진적으로 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개의 소비 전력량을 낮추더라도 건물의 난방 온도를 적절하게 유지할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 제2실시예에 따른 고주파유도가열식 난방시스템에서 자성을 갖는 금속재질로 된 3개의 중공형 챔버(210',220',230')가 3단 적층 구조로 결합된 챔버(200')로 냉각용수를 가열하여 난방수로 전환하면 고주파유도가열기(152)의 소비 전력량을 경감하면서 단위시간당 난방용수를 가열하여 정해진 목표 온도의 난방수로 전환하는 가열성능을 개선할 수 있고, 고주파유도가열식 난방시스템을 소형화하여 제작할 수 있다.
실제로, 종래에는 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 단위시간 5분 동안 발열 작동함에 따라 난방용수를 대략 70℃로 가열된 난방수로 전환하였지만, 본 발명의 제2실시예에 따르면 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 3개가 단위시간 3분 동안 발열 작동함에 따라 난방용수를 대략 70℃로 가열된 난방수로 전환할 수 있기 때문에, 고주파유도가열기(152)의 소비 전력량을 경감하면서 단위시간당 가열성능도 개설할 수 있게 된다.
또한, 도 17에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 챔버(200')를 2단으로 배열하고 결합하여 난방시스템을 구성하면 6kW의 최대출력의 고주파유도가열기(152) 2개가 종래와 같은 단위시간 5분 동안 2단으로 연결된 본 발명의 제2실시예에 따른 챔버(200') 2개를 각각 가열함으로써 난방용수를 대략 70℃의 난방수로 가열할 수도 있기 때문에, 종래와 동일 혹은 유사한 가열성능을 나타내는 고주파유도가열식 난방시스템을 종래보다 더 소형화하여 제작할 수 있다.
100: 보일러 몸체 110: 주입관
120: 물 저장탱크 130: 순환펌프
140: 배출관 150: 고주파유도가열 유닛
151: 챔버 151a: 투입관
151b: 출수관 152: 고주파유도가열기
153: 인쇄회로기판 153a: 제어회로기판
153b: 쿨링팬 160: 난방수 유입관
170: 난방수 유출관
200: 챔버
210: 상판 211: 볼록한 나선형 중공 반관로
212: 투입관 220: 하판
221: 오목한 나선형 중공 반관로
222: 출수관 200a: 나선형 중공 관로
200': 챔버
210': 최상부챔버 211': 투입관
220': 중간챔버 230': 최하부챔버
231': 출수관 200a': 챔버간 관통공

Claims (6)

  1. 보일러 몸체에 연결된 주입관을 통해 물 저장탱크에 난방용수를 공급한 상태에서 난방을 위하여 순환펌프를 작동시키면 배출관을 통해 배출되는 난방용수가 순환배관을 통해 해당 난방용수 가열을 위하여 다단으로 배열된 고주파유도가열 유닛들에 각각 배치된 챔버를 순차적으로 통과하면서 각각의 챔버에 1대1 대응하여 배치된 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환된 다음, 난방수 유입관을 통해 건물의 바닥 등지에 설치된 난방수 순환배관을 따라 순환된 후 난방수 유출관을 통해 물 저장탱크로 회수되는 고주파유도가열식 난방시스템에 있어서,
    상기 챔버가
    자성체 성분이 전기저항 역할을 하는 표면적을 증대하도록 복수의 중공형 챔버가 다단 적층 구조로 결합된 원반 형상으로 제작되고 최상부챔버의 투입관을 통해 투입된 난방용수를 최상부챔버에서부터 최하부챔버까지를 경유하도록 수용하고 해당 난방용수가 고주파유도가열기에 의해 가열되어 난방수로 전환되면 해당 난방수를 최하부챔버의 출수관을 통해 출수하고,
    상기 복수의 중공형 챔버는 상협하광 또는 상광하협의 다단 적층 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 고주파유도가열식 난방시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 최상부챔버의 투입관을 통해 투입된 난방용수는 최상부챔버에서부터 최하부챔버까지 지그재그 흐름을 유도하는 챔버간 관통공을 통해 최상부챔버에서부터 최하부챔버까지를 경유하도록 수용되는 것을 특징으로 하는 고주파유도가열식 난방시스템.
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