KR102032711B1 - Boiler apparatus of high efficiency using microwaves - Google Patents

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KR102032711B1 KR1020180169157A KR20180169157A KR102032711B1 KR 102032711 B1 KR102032711 B1 KR 102032711B1 KR 1020180169157 A KR1020180169157 A KR 1020180169157A KR 20180169157 A KR20180169157 A KR 20180169157A KR 102032711 B1 KR102032711 B1 KR 102032711B1
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Abstract

The present invention relates to a high efficiency boiler apparatus which uses microwaves, which comprises: a tank connected to a circulation pipe supplying hot water; a heating chamber circulating a thermal medium to the tank; a waveguide transferring microwaves into the heating chamber; and a magnetron oscillating the microwaves generated from a magnet to the waveguide. According to the present invention, the heating chamber comprises an outer chamber diffusively reflecting and oscillating the microwaves and an inner chamber heating the thermal medium, a plurality of reflective plates reflecting the microwaves are alternatively arranged in parallel at predetermined intervals in the inner chamber, and thus heating and retention time of the circulated thermal medium are increased. Moreover, a plurality of through-holes are perforated in the reflective plate and thus the microwaves transferred through the waveguide are quickly transferred to the entire inner chamber.

Description

마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치{BOILER APPARATUS OF HIGH EFFICIENCY USING MICROWAVES}High-efficiency boiler device using microwaves {BOILER APPARATUS OF HIGH EFFICIENCY USING MICROWAVES}

본 발명은 열매체의 가열속도 및 발열정도를 증대시켜 마이크로파의 출력 및 내실의 크기 대비 가열효과를 고효율로 증대시킬 수 있도록 한 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열챔버의 내부에 일정간격을 두고 다수의 반사판을 지그재그로 배치시켜 순환하는 열매체의 순환 경로를 증대시키는 한편, 내부로 전달되는 마이크로파를 가열챔버의 전체로 확산시키면서 동시에 충돌과 반사를 증폭시켜 열매체의 가열효율를 높일 수 있도록 한 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-efficiency boiler apparatus using microwaves to increase the heating rate and the degree of heat generation of the heat medium to increase the heating effect of the microwave and the size of the inner chamber with high efficiency, and more specifically, to the inside of the heating chamber. A plurality of reflecting plates are arranged in a zigzag at regular intervals to increase the circulation path of the circulating heat medium, while diffusing the microwaves transmitted to the whole of the heating chamber while simultaneously amplifying collisions and reflections to increase the heating efficiency of the heat medium. It relates to a high efficiency boiler device using a microwave.

일반적으로 보일러는 밀폐된 용기 내의 물을 가열함으로서 온수 또는 고온의 증기를 발생시켜 이를 필요한 곳에 공급하기 위한 장치로서, 온수나 증기 발생을 위해 여러 가지 형식이 사용되고 있다.In general, a boiler is a device for generating hot water or high temperature steam by heating water in a sealed container and supplying it to a place where it is needed, and various types are used for generating hot water or steam.

여기서 종래 사용되는 통상의 보일러는, 열교환기와 상기 열교환기를 가열시키는 버너 등을 구비하여, 버너로부터 발생된 열원을 이용하여 열교환기를 가열함으로서 스팀과 온수를 발생시키는 구조로 되어 있다.The conventional boiler used here conventionally has a heat exchanger and the burner which heats the said heat exchanger, and has a structure which produces steam and hot water by heating a heat exchanger using the heat source generate | occur | produced from the burner.

그러나 상기한 종래의 보일러는 연소열을 이용함에 따라 에너지 효율이 떨어질 뿐 아니라, 대부분이 화석연료를 열원으로 사용하기 때문에 공해물질 배출로 인해 대기를 오염시키는 문제점을 가지고 있으며, 한정된 자원으로 인하여 점차 고비용으로 보일러를 운용해야 하는 단점이 있다.However, the conventional boiler has a problem of not only reducing energy efficiency by using the heat of combustion, but also most of them use fossil fuel as a heat source, thereby polluting the air due to the emission of pollutants, and gradually increasing costs due to limited resources. The disadvantage is that the boiler must be operated.

한편, 콘덴싱 보일러 등 에너지 효율을 극대화할 수 있는 기술이 개발되어 제품화되고 있으나, 이 역시 기름 또는 가스와 같은 연료를 사용하므로 종래의 기름보일러 또는 가스보일러와 같은 문제점이 남아 있고 에너지 효율면에서 더 개선될 필요성이 있다.On the other hand, technologies for maximizing energy efficiency such as condensing boilers have been developed and commercialized, but since they also use fuels such as oil or gas, problems such as conventional oil boilers or gas boilers remain and are further improved in terms of energy efficiency. There is a need to be.

최근에는 신규 택지 개발 지구나 재개발 지구와 같이 대단위 공동 주택 사업의 경우에는 중앙 난방이나 지역 난방을 활용하여 에너지 효율을 높이고자 하는 노력을 하고 있으나, 아직도 기름보일러나 가스보일러를 사용해야 하는 지역이 많이 있고, 특히 기존에 이미 설치된 기름보일러 또는 가스보일러의 경우 그 수명이 7~10년으로 교체 수요가 많아 이를 교체할 수 있는 보일러로서 에너지 효율이 높은 보일러가 개발될 필요성이 여전히 크다.Recently, in the case of large-scale multi-unit housing projects such as new land development districts and redevelopment districts, efforts have been made to improve energy efficiency by utilizing central heating or district heating. However, there are still many areas where oil boilers or gas boilers should be used. In particular, oil boilers or gas boilers, which have already been installed, have a life expectancy of 7 to 10 years, and thus there is still a great need to develop energy efficient boilers as replacement boilers.

따라서 막대한 양의 전기, 기름, 가스 등을 사용하지 않고도 비교적 저렴한 비용으로 난방이 가능한 보일러 장치가 개발된다면 난방이 필요한 가정 및 산업 현장에 있어서 획기적인 전기가 될 수 있을 것이며, 아울러 녹색환경이나 이산화탄소 저감을 지향하는 최근의 국제적 이슈 내지 국가 정책 방향과도 크게 부합될 수 있을 것이다.Therefore, if a boiler device is developed that can be heated at a relatively low cost without using a huge amount of electricity, oil, gas, etc., it will be a breakthrough in homes and industrial sites that require heating. It may also be in line with recent international issues or national policy direction.

관련된 종래 기술로는 " 마이크로파 유전가열방법을 이용한 보일러(대한민국 특허등록 제0741316호)"가 있는데, 이러한 종래 기술은 구성이 복잡하고, 또한 마이크로파의 출력 및 챔버의 크기 대비 가열효과를 증대시킬 수 있는 구조가 마련되어 있지 않아 에너지 소비가 큰 문제가 있다.A related conventional technique is a "boiler using a microwave dielectric heating method (Korean Patent Registration No. 0741316)", which has a complicated configuration and also can increase the heating effect of the microwave output and the size of the chamber. Since there is no structure, energy consumption is a big problem.

대한민국 특허등록 제0741316호Republic of Korea Patent Registration No. 0741316

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 가열챔버의 내부에 다수의 반사판을 배치시킴으로써 열매체의 가열속도 및 발열 증대와 함께 마이크로파의 출력 및 내실의 크기 대비 가열효과를 고효율로 증대시킬 수 있도록 한 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치를 제공하는데 있다. The present invention has been invented in view of the above problems, and the first object of the present invention is to arrange a plurality of reflecting plates inside the heating chamber to increase the heating rate and heat generation of the heating medium, and to compare the output of the microwave and the size of the indoor chamber. The present invention provides a high-efficiency boiler apparatus using microwaves to increase the heating effect with high efficiency.

본 발명의 제 2목적은, 가열챔버의 내부에 일정간격을 두고 다수의 반사판을 지그재그로 배치시켜 순환하는 열매체의 순환 경로를 증대시키는 한편, 반사판에 다수의 통공을 타공시켜 내실 내부로 전달되는 마이크로파를 가열챔버의 전체로 신속히 확산시키면서 동시에 충돌과 반사를 증폭시켜 열매체의 가열효율를 높일 수 있도록 한 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치를 제공하는데 있다.The second object of the present invention is to place a plurality of reflecting plates in a zigzag at regular intervals inside the heating chamber to increase the circulation path of the circulating heat medium, and to penetrate a plurality of through holes in the reflecting plate to be delivered to the interior of the chamber. It is to provide a high-efficiency boiler apparatus using microwaves to quickly diffuse the heat into the entire heating chamber and at the same time to amplify the collision and reflection to increase the heating efficiency of the heat medium.

본 발명의 제 3목적은, 내실에 마이크로파에 의해 발열작용을 직접 수행하는 탄화규소층을 덧대어 내실 자체도 열매체를 가열시킬 수 있도록 한 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치를 제공하는데 있다.A third object of the present invention is to provide a high-efficiency boiler apparatus using microwaves by attaching a silicon carbide layer that directly generates heat by microwaves to the inner chamber to heat the heating medium.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면 제1발명은, 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치에 관한 것으로, 이를 위해 온수를 공급하는 순환파이프가 연결된 탱크;와, 상기 탱크로 열매체를 순환시키는 가열챔버;와, 상기 가열챔버의 내부로 마이크로파를 전달하는 도파관; 및 마그네트에서 발생된 마이크로파를 도파관으로 발진시키는 마그네트론;을 포함하여 이루어지되, 상기 가열챔버는 마이크로파를 난반사시켜 공진시키는 외실과 열매체를 가열하는 내실으로 구성되고, 상기 내실의 내부에는 마이크로파를 반사시키는 다수의 반사판이 일정간격을 두고 지그재그 형태로 교번되게 병렬 배치시켜 순환하는 열매체의 가열과 체류시간을 증대시키고, 상기 반사판에는 다수의 통공이 타공되어 도파관을 통해 전달되는 마이크로파가 내실 전체에 걸쳐 신속히 전달될 수 있도록 구성되고, 상기 반사판에는 다수의 통공이 타공되어 도파관을 통해 전달되는 마이크로파가 내실 전체에 걸쳐 신속히 전달될 수 있도록 구성되고, 반구형의 반사구와, 대칭되게 함몰된 반구홈을 형성시켜 마이크로파의 난반사를 활성화시키고, 마이크로파가 투과되는 내실은 외면으로 마이크로파를 투과시키면서 열손실을 방지하기 위해 글래스 울, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지 중 어느 하나로 이루어지는 단열층을 형성하고, 상기 내실과 단열층의 사이로는 마이크로파에 발열작용을 직접 수행하는 탄화규소층을 배치시켜 단열과 함께 내실 자체로 열매체를 가열할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 한다. According to a feature for achieving the above object, the first invention relates to a high-efficiency boiler apparatus using a microwave, for this purpose, a tank connected with a circulation pipe for supplying hot water; and a heating chamber for circulating a heat medium through the tank. And, Waveguide for transmitting the microwaves into the interior of the heating chamber; And a magnetron for oscillating microwaves generated by the magnet into the waveguide, wherein the heating chamber comprises an outer chamber which diffuses the microwaves by reflex reflection and an inner chamber which heats the heating medium, and reflects the microwaves inside the inner chamber. The reflecting plates of the zigzag form alternately arranged in parallel at a certain interval to increase the heating and residence time of the circulating heat medium, and the plurality of holes are perforated in the reflecting plate so that microwaves transmitted through the waveguide can be quickly transmitted throughout the inner chamber. The reflector is configured to allow a plurality of holes to be perforated so that microwaves transmitted through the waveguide can be quickly transmitted throughout the inner chamber, and form a hemispherical reflector and a symmetrically depressed hemispherical groove to form diffuse reflection of the microwaves. Activate it, The inner chamber through which the microwaves are transmitted forms a heat insulating layer made of glass wool, gypsum, heat resistant plastic, heat resistant ceramics, and heat resistant paper in order to prevent heat loss while transmitting microwaves to the outer surface. By placing the silicon carbide layer to perform the exothermic action is characterized in that it is configured to be able to heat the heat medium by the inner chamber itself with insulation.

제 2발명은, 제 1발명에서, 상기 내실은 마이크로파가 투과될 수 있도록 비금속 유전체인 강화유리 또는 테프론으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The second invention, in the first invention, is characterized in that the inner chamber is made of tempered glass or Teflon, which is a nonmetallic dielectric such that microwaves can be transmitted therethrough.

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본 발명의 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치에 따르면, 가열챔버의 내부에 다수의 반사판을 배치시킴으로써 열매체의 가열속도 및 발열 증대와 함께 마이크로파의 출력 및 내실의 크기 대비 가열효과를 고효율로 증대시킬 수 있는 효과가 있다.According to the high-efficiency boiler apparatus using the microwave of the present invention, by arranging a plurality of reflecting plates inside the heating chamber, the heating effect and heat generation of the heating medium together with the effect of increasing the output effect of the microwave and the size of the indoor chamber with high efficiency. There is.

또한 가열챔버의 내부에 일정간격을 두고 다수의 반사판을 지그재그로 배치시켜 순환하는 열매체의 순환 경로를 증대시키는 한편, 반사판에 다수의 통공을 타공시켜 내실 내부로 전달되는 마이크로파를 가열챔버의 전체로 신속히 확산시키면서 동시에 충돌과 반사를 증폭시켜 열매체의 가열효율를 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, by placing a plurality of reflecting plates in a zigzag at regular intervals inside the heating chamber to increase the circulation path of the circulating heat medium, while passing a plurality of through holes in the reflecting plate to quickly transmit microwaves to the inside of the chamber inside the heating chamber. While diffusing, the collision and reflection are amplified at the same time to increase the heating efficiency of the heat medium.

또한 내실에 마이크로파에 의해 발열작용을 직접 수행하는 탄화규소층을 덧대어 내실 자체도 열매체를 가열시킬 수 있어 열효율을 형상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by adding a silicon carbide layer that directly generates heat by microwaves in the inner chamber, the inner chamber itself can also heat the heat medium, thereby having an effect of forming thermal efficiency.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치,
도 2는 도 1에서 발췌된 가열챔버의 확대 구성도,
도 3은 제 2실시예의 가열챔버를 나타낸 구성도,
도 4는 제 2실시예에서 파생된 다른 실시예의 가열챔버를 나타낸 구성도이다.
1 is a high efficiency boiler apparatus using microwaves according to the first embodiment of the present invention,
2 is an enlarged configuration diagram of the heating chamber extracted from FIG.
3 is a configuration diagram showing a heating chamber of a second embodiment;
4 is a configuration diagram showing a heating chamber of another embodiment derived from the second embodiment.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.The following objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments associated with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the words 'comprise' and / or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details are set forth in order to explain and understand the invention in more detail. However, a person of ordinary skill in the art can understand that the present invention can be used without these various specific contents. In some cases, it is mentioned in advance that parts of the invention which are commonly known in the description of the invention and which are not highly related to the invention are not described in order to avoid confusion in describing the invention.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치이고, 도 2는 도 1에서 발췌된 가열챔버의 확대 구성도이다.1 is a high-efficiency boiler apparatus using microwaves according to the first embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged configuration diagram of the heating chamber extracted from FIG.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 가열챔버의 내부에 일정간격을 두고 다수의 반사판을 지그재그로 배치시켜 순환하는 열매체의 순환 경로를 증대시키는 한편, 내부로 전달되는 마이크로파를 가열챔버의 전체로 확산시키면서 동시에 충돌과 반사를 증폭시켜 열매체의 가열효율를 높일 수 있도록 한 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치에 관한 것이다.As shown in Figures 1 and 2, the present invention is arranged by placing a plurality of reflecting plates in a zigzag at a predetermined interval inside the heating chamber to increase the circulation path of the circulating heat medium, while transmitting the microwaves to the heating chamber The present invention relates to a high-efficiency boiler apparatus using microwaves to increase the heating efficiency of the heating medium by simultaneously diffusing into the whole and amplifying collision and reflection.

이러한 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치(100)는 크게 4부분으로 구성되는데, 이는 탱크(10)와, 가열챔버(20)와, 도파관(50) 및 마그네트론(40)으로 구성된다.The high-efficiency boiler apparatus 100 using the microwave consists of four parts, which is composed of a tank 10, a heating chamber 20, a waveguide 50, and a magnetron 40.

상기 탱크(10)는 온수를 공급하기 위한 것으로, 내부에는 열매체와 열교환되는 순환파이프(11)가 연결된다.The tank 10 is for supplying hot water, and a circulation pipe 11 that exchanges heat with a heat medium is connected therein.

이러한 상기 탱크(10)의 내부에는 순환파이프(11)와 열교환되는 열매체가 저장된 것으로, 상기 열매체는 대류 현상에 의해 가열챔버(20)의 내부로 순환되는 구성이다. In this tank 10, the heat medium to be heat-exchanged with the circulation pipe 11 is stored, the heat medium is configured to circulate into the heating chamber 20 by the convection phenomenon.

상기 가열챔버(20)는 열매체를 대류 현상에 의해 탱크(10)로 공급하는 것으로, 이러한 가열챔버(20)는 마이크로파를 전달하는 도파관(50)이 연결되어 마이크로파에 의해 열매체가 가열될 수 있도록 구성된다.The heating chamber 20 is to supply the heat medium to the tank 10 by the convection phenomenon, the heating chamber 20 is configured to be connected to the waveguide 50 for transmitting microwaves to heat the heat medium by microwaves do.

여기서 열매체는 마이크로파에 반응하는 물로 이루어지는 유전체로써, 마이크로파에 의해 전기쌍극자(물 분자)가 마찰열이 발생되어 온도가 상승될 수 있도록 구성된다.Here, the heat medium is a dielectric made of water that reacts to microwaves, and the electric dipoles (water molecules) are generated by the microwaves so that the frictional heat is generated so that the temperature can be increased.

한편 상기 마그네트(30)는 마이크로파를 발생시키며, 마그네트론(40)은 마이크로파를 도파관(50)으로 발진시키는 일반적인 기능을 한다.Meanwhile, the magnet 30 generates microwaves, and the magnetron 40 plays a general function of oscillating microwaves into the waveguide 50.

상술된 상기 가열챔버(20)는 외실(20a)과 내실(20b)로 구성되는데, 상기 외실(20a)은 마이크로파가 활성화될 수 있도록 난반사시켜 공진시키는 기능을 하며, 상기 내실(20b)은 마이크로파를 증폭시켜 열매체를 신속히 가열하는 기능을 한다.The heating chamber 20 described above is composed of an outer chamber 20a and an inner chamber 20b. The outer chamber 20a functions to diffusely resonate and resonate so that microwaves can be activated, and the inner chamber 20b receives microwaves. It amplifies and rapidly heats the heating medium.

여기서 상기 내실(20b)은 외실(20a)과 격리되며, 마이크로파가 투과될 수 있도록 비금속 유전체인 강화유리 또는 테프론으로 이루어진다.Here, the inner chamber 20b is isolated from the outer chamber 20a and is made of tempered glass or teflon, which is a non-metal dielectric so that microwaves can be transmitted therethrough.

이 때 상기 외실(20a)과 반사판(21)은 마이크로파를 반사시킬 수 있도록 알루미늄 금속재질로 이루어지는데, 그 이외에 스테인레이스, 동과 같이 그 재질에 대해선 특별이 한정하지 아니한다.At this time, the outer chamber 20a and the reflecting plate 21 are made of an aluminum metal material to reflect microwaves. In addition, the material is not particularly limited to stainless steel and copper.

아울러 상기 내실(20b)의 내부에는 마이크로파를 반사시키는 다수의 반사판(21)이 일정간격을 두고 지그재그로 배치된다.In addition, a plurality of reflecting plates 21 reflecting microwaves are arranged in a zigzag at a predetermined interval inside the inner chamber 20b.

이러한 구성은 상기 내실(20b)은 상기 반사판(21)을 지그재그 형태로 일정간격을 두고 교번되게 병렬 배치함으로써 내실(20b)의 내부의 순환경로를 증대시키고 열매체의 체류시간을 증대시킬 수 있는 구성이다.This configuration is such that the inner chamber 20b is arranged to alternately parallel the reflecting plate 21 in a zigzag form at an interval to increase the circulation path inside the inner chamber 20b and increase the residence time of the heat medium. .

또한 상기 내실(20b)은 반사판(21)이 병렬 배치됨으로써, 마이크로파가 상기 반사판(21)과 반사판(21)의 사이로 진행방향을 변경하면서 충돌과 난반사가 수없이 이루어지져 진폭이 증대되기 때문에 열매체의 전기쌍극자는 마이크로파의 주파수와 동일한 진동을 일으키고 이는 결국, 전기쌍극자의 가열속도 및 발열정도를 보다 신속하게 발현시킬 수 있게 된다.In addition, since the reflection chamber 21 is arranged in parallel, the inner chamber 20b has a large number of collisions and diffuse reflections while increasing the amplitude of the heating medium because the microwaves change the traveling direction between the reflection plate 21 and the reflection plate 21. The electric dipoles generate vibrations equal to the frequency of the microwaves, which in turn can express the heating rate and the degree of heat generation of the electric dipoles more quickly.

때문에 상기 가열챔버(20)의 내실(20b)은 반사판(21)을 통해 열매체의 체류시간을 증대시키고, 이에 더해 열매체의 가열속도 및 발열정도를 증대시켜 마이크로파의 출력 및 내실의 크기 대비 가열효과를 고효율로 증대시킬 수 있게 된다.Therefore, the inner chamber 20b of the heating chamber 20 increases the residence time of the heating medium through the reflecting plate 21, and in addition, increases the heating rate and the degree of heat generation of the heating medium, thereby improving the heating effect of the microwave output and the size of the inner chamber. It can be increased with high efficiency.

한편 상기 내실(20b)에 병렬 배치된 반사판(21)은 지그재그 형태로 일정간격을 두고 교번되게 배치되기 때문에 마이크로파가 내실 전체에 걸쳐 전달되는 것이 비효율적이나, 이는 상기 각 반사판(21)에 다수의 통공(211)을 타공시켜 마이크로파가 통과될 수 있게 함으로써 해결할 수 있다.On the other hand, since the reflecting plates 21 arranged in parallel in the inner chamber 20b are alternately arranged at regular intervals in a zigzag form, it is inefficient to transmit microwaves throughout the inner chamber, which means that a plurality of holes are provided in each of the reflecting plates 21. This can be solved by perforating 211 to allow microwaves to pass through.

상기 각 통공(211)은 도파관(50)을 통해 전달되는 마이크로파가 짧은 시간에 내실(20b) 전체에 걸쳐 효과적으로 전달될 수 있도록 하여 유전가열이 보다 신속히 이루어질 수 있도록 하고, 또한 반사판(21)과 반사판(21)의 사이로 순환되는 열매체에 난류를 형성시켜 체류시간을 보다 증대시킬 수 있는 부가적인 효과를 겸할 수 있게 한다.Each of the through holes 211 allows the microwaves transmitted through the waveguide 50 to be effectively transmitted over the entire inner compartment 20b in a short time, so that the dielectric heating can be performed more quickly, and also the reflector 21 and the reflector plate. By forming turbulence in the heating medium circulated between (21), it is possible to have an additional effect that can further increase the residence time.

도 3은 제 2실시예의 가열챔버를 나타낸 구성도이고, 도 4는 제 2실시예에서 파생된 다른 실시예의 가열챔버를 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing a heating chamber of the second embodiment, Figure 4 is a block diagram showing a heating chamber of another embodiment derived from the second embodiment.

도 3에 도시된 바와 같이, 제 2실시예는 제 1실시예를 포함하며, 다만 상기 각 반사판(21)에는 마이크로파의 난반사의 효과를 배가시키기 위해 상기 반사판(21)의 표면에는 돌출된 다수의 반구형 반사구(212)가 더 형성된다.As shown in FIG. 3, the second embodiment includes the first embodiment, except that each reflecting plate 21 has a plurality of protrusions protruding from the surface of the reflecting plate 21 to double the effect of the diffuse reflection of the microwaves. Hemispherical reflector 212 is further formed.

즉, 제 2실시예는 상기 각 반사판(21)에 통공(211)과 혼재되는 반사구(212)를 더 형성시켜 반사판(21)의 각도 변경 없이 마이크로파의 난반사를 보다 효과적으로 유도할 수 있는 구성이다.That is, in the second embodiment, the reflection holes 212 mixed with the through holes 211 are further formed in each of the reflecting plates 21 to effectively induce the diffuse reflection of the microwaves without changing the angle of the reflecting plates 21.

이는 마이크로파가 반사구(212)의 구면에 충돌하면 불규칙적으로 난반사되게 유도되고, 이는 전기쌍극자의 가열속도와 발열정도 보다 효과적으로 증대시킬 수 있게 된다.This is induced when the microwave hits the spherical surface of the reflector 212 irregularly reflected, which can increase the heating rate and heat generation degree of the electric dipole more effectively.

또한 상기 각 반사판(21)에는 반구형의 반사구(212)와, 대칭되게 함몰된 반구홈(213)을 형성시켜 마이크로파의 난반사가 더 증대되게 구성할 수 있다.In addition, the reflecting plate 21 may be a semi-spherical reflector 212 and the symmetrically recessed hemisphere groove 213 is formed to further increase the diffused reflection of the microwave.

상술된 제 2실시예의 반사판(21)은 반사구(212)와 반구홈(213)을 통해 면적이 증대되는 바, 이는 마이크로파의 난반사 영역이 증대되는 부가적인 효과를 가져오게 된다.The reflector plate 21 of the second embodiment described above is increased in area through the reflector 212 and the hemispherical groove 213, which has an additional effect of increasing the diffuse reflection region of the microwave.

아울러 상기 반사구(212)와 반구홈(213)은 마이크로파의 난반사 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 순환하는 열매체에 와류을 형성시켜 열매체의 체류시간이 증대되는 효과도 가져올 수 있다.In addition, the reflector 212 and the hemispherical groove 213 may not only increase the diffuse reflection efficiency of the microwave, but also may form an eddy current in the circulating heat medium to increase the residence time of the heat medium.

한편, 도 4의 (a) 같이, 마이크로파가 투과되는 내실(20b)은 외면으로 마이크로파를 투과시키면서 열손실을 방지하기 위해 글래스 울, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지 중 어느 하나로 이루어지는 단열층(22)을 더 형성하여 구성할 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 4 (a), the inner chamber 20b through which microwaves are transmitted is an insulating layer made of any one of glass wool, gypsum, heat-resistant plastic, heat-resistant ceramic, heat-resistant paper to prevent heat loss while transmitting microwaves to the outside surface ( 22) can be further formed.

또한 도 4와 (b)같이, 상기 내실(20b)의 외면으로는 마이크로파에 의해 발열작용을 직접 수행하는 탄화규소층(23)을 덧대어 내실(20b) 자체도 열매체를 가열시켜 열효율을 증대시킬 수 있게 구성할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 4 and (b), the outer surface of the inner chamber 20b is padded with a silicon carbide layer 23 that directly generates heat by microwaves, and the inner chamber 20b itself also heats the heating medium to increase thermal efficiency. Can be configured to be.

또한 도 4의 (c)와 같이, 탄화규소층(23)을 내실(20b)과 단열층(22)의 사이로 배치시켜 단열과 함께 열매체를 가열할 수 있게 구성할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 4C, the silicon carbide layer 23 may be disposed between the inner chamber 20b and the heat insulating layer 22 so that the heat medium can be heated together with the heat insulation.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Configurations shown in the embodiments and drawings described herein are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.

10: 탱크 11: 순환파이프
20: 가열챔버 20a: 외실 20b: 내실
21: 반사판 211: 통공
212: 반사구 213: 반구홈
22: 단열층 23: 탄화규소층
30: 마그네트
40: 마그네트론
50: 도파관
100: 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치
10: tank 11: circulation pipe
20: heating chamber 20a: exterior chamber 20b: interior chamber
21: reflector 211: through hole
212: reflector 213: hemisphere groove
22: heat insulation layer 23: silicon carbide layer
30: magnet
40: magnetron
50: waveguide
100: high efficiency boiler device using microwave

Claims (3)

온수를 공급하는 순환파이프(11)가 연결된 탱크(10);
상기 탱크(10)로 열매체를 순환시키는 가열챔버(20);
상기 가열챔버(20)의 내부로 마이크로파를 전달하는 도파관(50); 및
마그네트(30)에서 발생된 마이크로파를 도파관(50)으로 발진시키는 마그네트론(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 가열챔버(20)는 마이크로파를 난반사시켜 공진시키는 외실(20a)과 열매체를 가열하는 내실(20b)으로 구성되고,
상기 내실(20b)의 내부에는 마이크로파를 반사시키는 다수의 반사판(21)이 일정간격을 두고 지그재그 형태로 교번되게 병렬 배치시켜 순환하는 열매체의 가열과 체류시간을 증대시키고,
상기 반사판(21)에는 다수의 통공(211)이 타공되어 도파관(50)을 통해 전달되는 마이크로파가 내실(20b) 전체에 걸쳐 신속히 전달될 수 있도록 구성되고, 반구형의 반사구(212)와, 대칭되게 함몰된 반구홈(213)을 형성시켜 마이크로파의 난반사를 활성화시키고,
마이크로파가 투과되는 내실(20b)은 외면으로 마이크로파를 투과시키면서 열손실을 방지하기 위해 글래스 울, 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지 중 어느 하나로 이루어지는 단열층(22)을 형성하고,
상기 내실(20b)과 단열층(22)의 사이로는 마이크로파에 발열작용을 직접 수행하는 탄화규소층(23)을 배치시켜 단열과 함께 내실 자체로 열매체를 가열할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치.
A tank 10 to which a circulation pipe 11 for supplying hot water is connected;
A heating chamber 20 circulating a heat medium to the tank 10;
A waveguide (50) for transmitting microwaves into the heating chamber (20); And
It comprises a; magnetron 40 for oscillating the microwave generated by the magnet 30 to the waveguide 50;
The heating chamber 20 is composed of an outer chamber 20a for diffusely reflecting microwaves to resonate and an inner chamber 20b for heating the heat medium.
Inside the inner chamber 20b, a plurality of reflecting plates 21 reflecting microwaves are alternately arranged in a zigzag form at regular intervals to increase heating and residence time of the circulating heat medium,
The reflector plate 21 is configured such that a plurality of through holes 211 are perforated to quickly transmit the microwaves transmitted through the waveguide 50 throughout the inner chamber 20b, and are symmetrically with the hemispherical reflector 212. By forming a recessed hemisphere groove 213 to activate the diffuse reflection of the microwave,
The inner chamber 20b through which microwaves are transmitted forms an insulating layer 22 made of glass wool, gypsum, heat-resistant plastic, heat-resistant ceramic, or heat-resistant paper to prevent heat loss while transmitting microwaves to the outer surface.
Between the inner chamber 20b and the heat insulating layer 22 is disposed a silicon carbide layer 23 that directly exothermic to the microwave to heat the heat medium by the inner chamber itself with heat insulation, characterized in that the microwave High efficiency boiler device.
제 1항에 있어서,
상기 내실(20b)은 마이크로파가 투과될 수 있도록 비금속 유전체인 강화유리 또는 테프론으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 고효율 보일러장치.
The method of claim 1,
The inner chamber (20b) is a high-efficiency boiler apparatus using a microwave, characterized in that made of a non-metal dielectric tempered glass or Teflon to transmit the microwave.
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