KR102169709B1 - Induction heating device and heater using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체를 가열하기 위한 유도가열기에 있어서, 유체 유입구와 유체 유출구를 포함하며 자성 금속으로 이루어진 통형상의 가열관; 상기 가열관의 외측에서 반경방향 및 길이방향으로 연장되어 있으며, 상기 가열관의 측면부 둘레를 따라 소정 간격을 두고 배치되는 복수의 스페이서; 상기 복수의 스페이서에 지지되어 상기 가열관을 둘러싸도록 배치되는 단열재; 상기 단열재의 외주면에 감겨있는 유도가열코일; 및 상기 유도가열코일과 전기적으로 연결되어 고주파 교류전류를 발생시키는 고주파발생기;를 포함하고, 상기 복수의 스페이서 사이의 상기 간격에 의해 상기 가열관과 상기 단열재 사이에 상하방향의 공기통로가 형성된 것을 특징으로 하는 유도가열기 및 이를 이용한 히터에 관한 것이다. The present invention provides an induction heater for heating a fluid, comprising: a tubular heating tube comprising a fluid inlet and a fluid outlet and made of a magnetic metal; A plurality of spacers extending radially and longitudinally from the outside of the heating tube and disposed at predetermined intervals along the circumference of the side surface of the heating tube; An insulating material supported by the plurality of spacers and disposed to surround the heating tube; An induction heating coil wound around the outer circumferential surface of the insulating material; And a high-frequency generator electrically connected to the induction heating coil to generate a high-frequency AC current, wherein an air passage in a vertical direction is formed between the heating tube and the heat insulating material by the gap between the plurality of spacers. It relates to an induction heater and a heater using the same.
Description
본 발명은 고주파 유도가열 방식에 의해 더욱 효과적으로 열을 발생시킬 수 있는 유도가열기 및 이를 이용한 히터에 관한 것이다. The present invention relates to an induction heater capable of generating heat more effectively by a high frequency induction heating method and a heater using the same.
일반적으로 조리기구, 온풍기, 보일러 등에서 유도가열 방식으로 열을 발생시키기 위해 인덕션 히팅코일이 사용되고 있다. 인덕션 히팅코일에 교류 전류를 통하면 높은 주파수의 자기장이 발생되며, 이 자기장에 자성을 갖는 금속이 유입되면 와전류가 발생하게 되고 금속의 저항에 의해 열이 발생되어진다. 이러한 가열 방식을 고주파 유도가열이라고 하며, 고주파 유도가열을 이용한 장치들의 경우 연소 불꽃이 없으며, 신속하게 발열되는 특징을 가짐으로 인해, 기존의 장치들에 비해 안정성과 청정성을 가진다. In general, induction heating coils are used in cooking utensils, warmers, boilers, etc. to generate heat by induction heating. When an alternating current is passed through the induction heating coil, a high frequency magnetic field is generated. When a magnetic metal is introduced into the magnetic field, an eddy current is generated and heat is generated by the resistance of the metal. This heating method is referred to as high-frequency induction heating, and devices using high-frequency induction heating do not have a combustion flame and have a feature of rapidly generating heat, and thus have stability and cleanliness compared to existing devices.
그러나 기존의 유도가열기와 히터의 경우 가열과정에서 인덕션 히팅코일의 온도가 지나치게 높아짐으로 인해 인덕션 히팅코일 자체가 손상될 수 있는 문제가 있었으며 장치의 무게가 무겁고 구조가 복잡하여 가열 효율이 미흡한 문제가 있었다. However, in the case of conventional induction heaters and heaters, there was a problem that the induction heating coil itself could be damaged due to excessively high temperature of the induction heating coil during the heating process, and the heating efficiency was insufficient due to the heavy weight of the device and the complicated structure. there was.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가열 성능을 향상시키고 안전성을 확보하면서 동시에 경량화도 달성할 수 있는 유도가열기 및 이를 이용한 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an induction heater capable of improving heating performance, securing safety, and achieving weight reduction, and a heater using the same.
본 발명에 따른 유도가열을 이용한 히터는, 상기 히터 내에서 순환하는 유체를 공급하는 탱크; 상기 유체를 유도가열 방식으로 가열하는 유도가열기; 상기 유도가열기에 의해 가열된 유체를 외부와 열교환하게 하는 열교환기; 상기 탱크로부터 공급되는 유체가 상기 유도가열기와 상기 열교환기 사이를 순환하도록 안내하는 유동관; 상기 유체를 상기 유동관 내에서 순환시키기 위한 순환펌프; 및 상기 히터의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.A heater using induction heating according to the present invention includes: a tank for supplying a fluid circulating in the heater; An induction heater for heating the fluid in an induction heating method; A heat exchanger for exchanging heat with the outside of the fluid heated by the induction heater; A flow pipe guiding the fluid supplied from the tank to circulate between the induction heater and the heat exchanger; A circulation pump for circulating the fluid in the flow pipe; And a controller for controlling the operation of the heater.
상기 유도가열기는 상기 유체를 수용하며 자성 금속으로 이루어진 통형상의 가열관, 상기 가열관의 측면부를 둘러싸고 있는 단열재, 상기 단열재의 외주면을 둘러싸고 있는 유도가열코일, 및 상기 유도가열코일과 전기적으로 연결되어 고주파 교류전류를 발생시키는 고주파발생기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The induction heater accommodates the fluid and is electrically connected to the tubular heating tube made of a magnetic metal, an insulation material surrounding the side surface of the heating tube, an induction heating coil surrounding the outer peripheral surface of the insulation material, and the induction heating coil It may be characterized in that it comprises a high-frequency generator for generating a high-frequency AC current.
상기 열교환기를 수용하며, 급기구와 배기구를 포함하는 케이스; 및 상기 케이스의 상기 급기구로 흡입된 외기가 열교환기를 거쳐 상기 배기구를 통해 외부로 배출되도록 하는 송풍팬;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.A case accommodating the heat exchanger and including a supply port and an exhaust port; And a blower fan configured to discharge the outside air sucked into the air supply port of the case to the outside through the exhaust port through a heat exchanger.
상기 유동관은 상기 유도가열기로부터 상기 열교환기로 유체가 흐르도록 상기 가열관의 유체 유출구와 연결된 제1관, 상기 열교환기로부터 상기 유도가열기로 유체가 흐르도록 상기 가열관의 유체 유입구와 연결된 제2관 및 상기 탱크와 상기 제2관을 연결하는 제3관을 포함하고, 상기 열교환기는 상기 제1관과 제2관 사이를 연결하며 지그재그(zigzag)로 구부러진 열교환관 및 상기 열교환관 외부면에 설치되는 방열핀을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The flow pipe is a first pipe connected to the fluid outlet of the heating pipe to allow fluid to flow from the induction heater to the heat exchanger, and a second pipe connected to the fluid inlet of the heating pipe to flow fluid from the heat exchanger to the induction heater. Includes a tube and a third tube connecting the tank and the second tube, and the heat exchanger connects between the first tube and the second tube, and is installed on the outer surface of the heat exchange tube and the heat exchange tube bent in zigzag It may be characterized in that it includes a radiating fin.
상기 펌프는 제2관에 설치되되, 상기 제2관과 상기 제3관이 연결되는 지점과 상기 유도가열기 사이에 설치되어 있으며, 상기 제3관에는 유체가 상기 탱크로부터 상기 제3관을 향하는 방향으로만 흐르도록 하기 위해 체크밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.The pump is installed in the second pipe, and is installed between the point where the second pipe and the third pipe are connected and the induction heater, and in the third pipe, the fluid is directed from the tank to the third pipe. It may be characterized in that a check valve is installed in order to flow only in the direction.
상기 제1관 및 제2관 중 적어도 하나에는 온도센서가 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.At least one of the first pipe and the second pipe may be characterized in that a temperature sensor is installed.
상기 급기구는 상기 케이스의 하부에 형성되며 상기 배기구는 상기 케이스의 상부에 형성되고, 상기 송풍팬은 상기 케이스의 내측에서 상기 열교환기 하부에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.The air supply port may be formed at a lower portion of the case, the exhaust port may be formed at an upper portion of the case, and the blower fan may be disposed below the heat exchanger inside the case.
상기 케이스는 상부에 상기 케이스의 배면으로부터 상기 배기구를 향해 휘어져 있는 곡면패널을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The case may be characterized in that it includes a curved panel that is curved toward the exhaust port from the rear surface of the case.
상기 제1관에는 상기 제1관 내부의 공기 압력이 소정 압력 이상이 되면 자동으로 외부로 공기를 배출하도록 작동하는 자동공기배출밸브(Auto air vent valve)가 설치되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.The first pipe may be provided with an auto air vent valve that operates to automatically discharge air to the outside when the air pressure inside the first pipe exceeds a predetermined pressure.
상기 유도가열기 또는 상기 제1관에는 안전밸브(Safety valve)가 설치되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.The induction heater or the first pipe may be characterized in that a safety valve is installed.
상기 순환펌프와 상기 유도가열기 사이의 상기 제2관에는 선택적으로 유체의 흐름을 개폐하기 위한 유동스위치(Flow switch)가 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.A flow switch for selectively opening and closing the flow of fluid may be installed in the second pipe between the circulation pump and the induction heater.
또한 본 발명에 따른 유체를 가열하기 위한 유도가열기는, 유체 유입구와 유체 유출구를 포함하며 자성 금속으로 이루어진 통형상의 가열관; 상기 가열관의 외측에서 반경방향 및 길이방향으로 연장되어 있으며, 상기 가열관의 측면부 둘레를 따라 소정 간격을 두고 배치되는 복수의 스페이서; 상기 복수의 스페이서에 지지되어 상기 가열관을 둘러싸도록 배치되는 단열재; 상기 단열재의 외주면에 감겨있는 유도가열코일; 및 상기 유도가열코일과 전기적으로 연결되어 고주파 교류전류를 발생시키는 고주파발생기;를 포함하고, 상기 복수의 스페이서 사이의 상기 간격에 의해 상기 가열관과 상기 단열재 사이에 상하방향의 공기통로가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the induction heater for heating a fluid according to the present invention includes: a cylindrical heating tube including a fluid inlet and a fluid outlet and made of a magnetic metal; A plurality of spacers extending radially and longitudinally from the outside of the heating tube and disposed at predetermined intervals along the circumference of the side surface of the heating tube; An insulating material supported by the plurality of spacers and disposed to surround the heating tube; An induction heating coil wound around the outer circumferential surface of the insulating material; And a high-frequency generator electrically connected to the induction heating coil to generate a high-frequency AC current, wherein an air passage in a vertical direction is formed between the heating tube and the heat insulating material by the gap between the plurality of spacers. You can do it.
상기 공기통로 내부에서 공기의 흐름을 원할하게 하기 위하여 상기 공기통로의 상부와 하부 중 적어도 한쪽에는 냉각팬;이 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.In order to smooth the flow of air in the air passage, at least one of the upper and lower portions of the air passage may be provided with a cooling fan.
상기 공기통로의 상부 또는 하부 중 어느 한쪽을 덮도록 배치되는 제1커버; 및 상기 공기통로의 상부 또는 하부 중 다른 한쪽을 덮도록 배치되는 제2커버;를 포함하고, 상기 제1커버에는 상기 냉각팬이 설치되며, 상기 제2커버에는 공기구멍 또는 상기 냉각팬이 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.A first cover disposed to cover either an upper portion or a lower portion of the air passage; And a second cover disposed to cover the other of the upper or lower portion of the air passage, wherein the cooling fan is installed in the first cover, and an air hole or the cooling fan is installed in the second cover. It can be characterized.
상기 유체 유입구는 상기 가열관의 아래쪽 측면 부분에 형성되고, 상기 냉각팬은 상기 가열관의 하부에서 상기 가열관으로부터 소정 간격만큼 이격되어 설치되어 외부의 공기를 흡입하여 상기 가열관을 향해 공기를 상승시키며, 상기 냉각팬에 의해 상승되는 공기를 가열관 주변을 분산시켜 상기 공기통로로 안내하기 위하여 상기 가열관의 하부에는 상기 냉각팬 방향으로 중심부분이 돌출된 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.The fluid inlet is formed at a lower side of the heating tube, and the cooling fan is installed at a predetermined distance apart from the heating tube at a lower portion of the heating tube to suck in external air and raise the air toward the heating tube. And, in order to distribute the air raised by the cooling fan around the heating tube and guide it to the air passage, a protrusion portion protruding from the center portion toward the cooling fan is formed at a lower portion of the heating tube. have.
상기 단열재에는 상기 단열재의 폭방향을 관통하는 복수의 공기홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.The heat insulating material may be characterized in that a plurality of air holes passing through the width direction of the heat insulating material are formed.
상기 공기통로의 상부 또는 하부 중 어느 한쪽을 덮도록 배치되는 제1커버; 및 상기 공기통로의 상부 또는 하부 중 다른 한쪽을 덮도록 배치되는 제2커버;를 포함하고, 상기 제1커버에는 상기 냉각팬이 설치되며, 상기 제2커버에는 제2커버를 통과하는 공기의 양을 개폐식으로 조절할 수 있는 풍량 조절기 또는 상기 냉각팬이 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.A first cover disposed to cover either an upper portion or a lower portion of the air passage; And a second cover disposed to cover the other of the upper or lower portion of the air passage, wherein the cooling fan is installed on the first cover, and the amount of air passing through the second cover on the second cover It may be characterized in that the air volume controller or the cooling fan that can be adjusted in a retractable manner is installed.
본 발명의 상기 히터의 유도가열기는 상기 유도가열기인 것을 특징으로 할 수 있다.The induction heater of the heater of the present invention may be characterized in that the induction heater.
상기 유도가열기를 이용하여 난방용 유체를 가열하는 보일러를 제공한다.It provides a boiler for heating a heating fluid using the induction heater.
본 발명의 실시예에 따른 유도가열기 및 이를 이용한 히터에 의하면, 간소한 구성에 의해 공간을 효율적으로 사용하고 무게를 줄일 수 있으면서도 효율적으로 유도가열코일 및 히터 내부의 온도 상승을 방지하여 유도가열기 및 히터를 손상으로부터 보호할 수 있고 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. According to the induction heater and the heater using the same according to an embodiment of the present invention, the induction heating coil and the induction heater by preventing an increase in the temperature inside the heater efficiently while being able to efficiently use space and reduce weight by a simple configuration And the heater can be protected from damage, and stability and reliability can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열을 이용한 히터의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열을 이용한 히터의 주요구성을 개략적으로 도시한 배면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열기의 주요구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 열교환관 및 방열핀을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열을 이용한 히터의 케이스를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열기를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열기의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열기의 횡단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열기의 종단면도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of a heater using induction heating according to an embodiment of the present invention.
2 is a rear perspective view schematically showing a main configuration of a heater using induction heating according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing the main configuration of an induction heater according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a heat exchange tube and a radiating fin of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a case of a heater using induction heating according to another embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing an induction heater according to another embodiment of the present invention.
7 is a longitudinal sectional view of an induction heater according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of an induction heater according to another embodiment of the present invention.
9 is a longitudinal sectional view of an induction heater according to a second embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명의 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to allow the spirit of the present invention to be sufficiently transmitted to those of ordinary skill in the art. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly describe the present invention, portions irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated and expressed for convenience. The same reference numerals denote the same elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열을 이용한 히터의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열을 이용한 히터의 주요구성을 도시한 배면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열기의 주요구성을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 열교환관 및 방열핀을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열을 이용한 히터의 케이스를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열기를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열기의 종단면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열기의 횡단면도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열기의 종단면도이다. 1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of a heater using induction heating according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a rear perspective view showing the main configuration of a heater using induction heating according to an embodiment of the present invention 3 is a perspective view showing a main configuration of an induction heater according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view showing a heat exchange tube and a heat dissipation fin of the heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 5 is a view showing a case of a heater using induction heating according to another embodiment of the present invention, Figure 6 is a perspective view showing an induction heater according to another embodiment of the present invention, Figure 7 is another embodiment of the present invention It is a longitudinal sectional view of an induction heater according to an embodiment, FIG. 8 is a cross-sectional view of an induction heater according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a longitudinal sectional view of an induction heater according to a second embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열을 이용한 히터(1)는, 물과 같은 유체(2)를 저장하는 탱크(10)와, 유도가열 방식으로 유체를 가열하기 위한 유도가열기(20)와, 가열된 유체의 열을 외부와 교환하기 위한 열교환기(30)와, 유체를 히터 내에서 순환시키기 위한 유동관과, 유체를 순환시키는 힘을 제공하는 순환펌프(50)와, 히터의 각각의 구성들을 제어하기 위한 컨트롤러(60)와, 열교환기(30)에서 교환된 열을 외부로 배출하기 위한 케이스(70) 및 송풍팬(80)과, 히터를 지지하는 프레임(90)을 포함한다. 도 1 내지 도 5의 실시예에서는 케이스(70)와 송풍팬(80) 등을 포함하여 히터(heater)가 온풍기로서 사용되어지고 있지만 이는 단지 하나의 실시예일 뿐이고 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 청구범위와 명세서에 기재된 히터(heater)는 온풍기, 난방기, 난로, 보일러 등 가열을 목적으로 하는 장치를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. As shown in FIGS. 1 to 5, the
상기 탱크(10)는 물과 같은 유체를 저장하고 있으며 제3관(43)과 연결되어 유도가열기(20)와 열교환기(30)를 순환하는 유체를 공급한다. 하나 또는 다수의 실시예에서 탱크(10)의 상부는 개방될 수 있으며, 히터의 작동 과정에서 유체(물)이 부족한 경우 개방된 탱크(10)의 상부를 통해 용이하게 유체(물)을 보충할 수 있다. 또한, 탱크(10)에는 컨트롤러(80)와 전기적으로 연결되는 저수위 경고장치(미도시)가 설치될 수 있다. 유체(2)가 부족해져서 유량이 낮아지면 저수위 경고장치에 의해 소리나 빛으로 알람이 발생될 수 있으며 이와 함께 저수위 경고장치에서 컨트롤러(60)로 경고신호가 전달되어 컨트롤러(60)가 자동으로 외부로부터 유체(2)가 탱크(10)로 유입되도록 할 수 있다.The
상기 유도가열기(20)는 하나 또는 다수의 실시예에서 도 1 내지 도 4에 도시된바와 같이 자성 금속으로 이루어진 원통형상의 가열관(21), 상기 가열관(21)의 측면부를 둘러싸고 있는 단열재(22), 상기 단열재(22)의 외주면에 감겨져 있는 유도가열코일(23), 및 상기 유도가열코일(23)과 전기적으로 연결된 고주파발생기(24)를 포함할 수 있다. 하나 또는 다수의 실시예에서 단열재(22)는 내열성이 높고 쉽게 변형되지 않는 특성이 있는 세라믹단열재(heat insulating ceramics)가 사용될 수 있다. 세라믹은 비금속 또는 무기질 재료를 높은 온도에서 가공, 성형하여 만든 것으로서, 세라믹단열재는 천연원료인 규조토나 펄라이트 등으로 만든 것, 유리가루에 발포제를 섞어 가열한 기포유리 등이 있다. 고주파발생기(24)는 고주파 교류전류를 발생시켜서 유도가열코일(23)에 교류전류를 흐르게 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 자성 금속으로 이루어진 가열관(21)이 유도가열코일(23) 내부에 배치된 상태에서 외부 전원과 연결된 고주파발생기(24)에 의해서 고주파 교류전류가 유도가열코일(23)에 흐르게 되면 자성 금속으로 이루어진 가열관(21)의 표면 가까이에 와전류가 생기고 이 손실의 열로 가열관(21) 내부에 있는 유체가 가열된다. The
열교환기(30)는 가열된 유체의 열을 외기와 열교환시킴으로써 외기의 온도를 상승시키고 유체의 온도를 하강시킨다. 하나 또는 다수의 실시예에서, 열교환기(30)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가열된 유체가 열교환하면서 통과할 수 있도록 지그재그(zigzag)로 구부러진 열교환관(31) 및 얇은 구리판으로서 방열 면적을 넓히기 위해 열교환관(31)의 둘레에 지느러미 모양으로 배치되는 방열핀(32)을 포함할 수 있다. 열교환기는 이미 널리 알려진 기술로서, 도1 내지 도 4에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이미 공지된 다양한 방식 및 다양한 형태의 열교환기가 사용될 수 있다. The
유동관은 탱크(10)로부터 공급된 유체(2)가 흐르는 관으로서, 하나 또는 다수의 실시예에서 도 1에 도시된 바와 같이, 유도가열기(20)로부터 열교환기(30)로 유체가 흐르도록 가열관(21)의 유체 유출구(211)와 연결된 제1관(41)과, 열교환기(30)로부터 유도가열기(20)로 유체가 흐르도록 가열관(21)의 유체 유입구(212)와 연결된 제2관(42) 및 탱크(10)와 제2관(42)을 연결하는 제3관(43)을 포함할 수 있다. 탱크(10)로부터 공급된 유체는 제3관(43)을 따라 아래쪽으로 이동하고, 제3관(43)과 연결된 제2관(42)을 따라 순환펌프(50)의 압력에 의해 이동하여 유도가열기(20)에서 가열된다. 유도가열기(20)에서 가열된 유체는 제1관(41)을 따라 상승히여 제1관(41)에 연결된 열교환기(30)로 유입되어 열교환기(30)에서 외기와 열을 교환한다. 열교환 후에 온도가 하강된 유체는 열교환기(30)에서 유출되어 제2관(42)을 따라 다시 유도가열기(20) 방향으로 이동함으로써 유체가 본 발명의 히터 내부에서 계속적으로 순환하게 된다. 하나 또는 다수의 실시예에서 유동관(41, 42, 43)의 지름은 가열관(21)의 지름의 1/5 정도가 되도록 형성될 수 있다.The flow pipe is a pipe through which the
유도가열기(20)의 유체 유출구(211)에 인접한 제1관(41)에는 안전밸브 (Safety valve)(413)가 설치될 수 있다. 안전밸브(413)는 기기나 배관의 압력이 일정한 압력을 넘었을 경우에 자동적으로 작동하여 증기를 뿜어내어 압력의 상승을 방지한다. 본 발명의 히터(1)의 경우 컨트롤러(60)에 의해 전체적으로 압력을 제어를 하고 있기 때문에 안전밸브(413)가 작동하는 일은 드물지만, 컨트롤러(60)의 고장 등에 의해 비정상적으로 압력이 상승했을 때 압력을 탈출시키기 위해 설치된다. 도 1의 실시예에서는 안전밸브(413)가 유도가열기(20)의 유체 유출구(211)와 인접한 제1관(41)에 설치되어 있지만 다른 실시예에서는 안전밸브(413)가 제1관(41)에 설치되는 대신 가열관(21)의 상단에 설치될 수도 있다(미도시). A
제1관(41)에는 자동공기배출밸브(automatic air vent valve)(412)가 설치될 수 있다. 열교환기(30)의 열교환관(31)에 공기가 혼입하게 되면 방열능력이 저하되므로 이를 방지하기 위해 열교환기(30)나 유동관에 있는 공기를 자동적으로 배제하도록 제1관(41)에 자동공기배출밸브(412)가 설치된다. 하나 또는 다수의 실시예에서 제1관(41)은 제2관(42)보다 높은 위치에 배치될 수 있으며 유동관 내부에서 공기는 높은 위치로 이동하기 때문에 제1관(41)의 최상단부에 자동공기배출밸브(412)가 설치될 수 있다. 하나 또는 다수의 실시예에서, 공기가 혼입한 유체가 흘러가면 수면이 내려가고 이에 따라 플로트가 하강하여 밸브가 열림으로써 공기를 배제하는 플로트식 자동공기배출밸브가 이용될 수 있다.An automatic
제1관(41)에는 제1온도센서(411)가 설치될 수 있다. 하나 또는 다수의 실시예에서 제1온도센서(411)는 자동공기배출밸브(412)와 열교환기(30) 사이에서 제1관(41)에 배치될 수 있다. 이렇게 배치함으로써 자동공기배출밸브(412)에 의해 공기가 배제된 유체(물)의 온도를 제1온도센서(411)가 측정하게 되기 때문에 보다 정확하게 유체의 온도를 측정할 수 있다. 제1온도센서(411)는 열교환기(30)로 유입되기 전의 유체(물)의 온도를 측정하여 컨트롤러(60)로 측정된 온도값을 전송한다. A
제2관(42)에는 제2온도센서(421)와 순환펌프(50) 및 유동스위치(Flow switch)(422)가 설치될 수 있다. 하나 또는 다수의 실시예에서 제2온도센서(421)는 제2관(42)과 제3관(43)이 연결되는 지점과 순환펌프(50) 사이에 설치될 수 있다. 이렇게 설치함으로써 열교환기(30)에서 열교환 이후 온도가 하강된 유체와 제3관(43)으로부터 공급되는 유체가 혼합된 상태의 유체의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 유동스위치(422)는 순환펌프(50)와 유도가열기(20) 사이에 설치될 수 있다. 유동스위치(422)는 제2관(42) 내에 유량의 흐름이 없거나 현저하게 양이 떨어질 때 또는 설정값에 도달했을 때 이름 감지해서 신호를 컨트롤러(60)에 보내줌으로써 유량이 부족하거나 유체가 없을 때 컨트롤러(60)가 유도가열기(20)를 비롯한 장치들의 동작을 중지시키도록 하여 화재의 발생을 예방하고 에너지를 절약하도록 한다.In the
제3관(43)에는 체크밸브(check valve)(431)가 설치될 수 있다. 체크밸브(431)는 순환펌프(50)의 압력에 의해 히터 내에서 유체가 순환하는 과정에서 제2관(42)으로부터 제3관(43)으로 역류하여 탱크(10)로 상승하는 것을 방지하고, 유체가 탱크(10)로부터 제2관(42) 방향으로 아래쪽으로만 흐르도록 한다. A
순환펌프(50)는 제2관(42)에서 유도가열기(20)의 유체 유입구(212)의 상류에 설치된다. 순환펌프(50)는 유체가 유동관 내에서 순환하도록 유체를 가압하며 컨트롤러(60)에 의해서 제어된다. 탱크(10)에서 제3관(43)을 통해 유입되는 유체와 열교환기(30)를 통과한 이후에 제2관(42)을 따라 흐르는 유체는 혼합되어 순환펌프(50)에 의해 함께 유체 유입구(212)로 유입된 다음 유도가열기(20)와 제1관(41) 및 열교환기(30)를 차례로 경유하여 다시 순환펌프(50)로 돌아오게 되고, 순환펌프(50)의 작동에 의해 이러한 유체의 순환은 계속된다. 따라서, 본 발명의 경우 한 번 공급된 유체는 계속적으로 히터 내에서 순환되고 손실되지 않으므로 히터가 작동하는 동안 외부로부터 유체를 계속 공급받을 필요가 없다. 따라서, 본 발명에 따르면 유체를 절약할 수 있으며, 지속적인 작동에 의해 유체가 증발 등으로 부족해지면 그때에 가서 탱크(10)에 유체(2)를 보충해주면 된다. 탱크(10)에서 유체(2)가 부족해져서 유량이 낮아지면 그 신호가 컨트롤러(60)로 전달되고 컨트롤러(60)가 자동으로 외부로부터 유체(2)가 탱크(10)로 유입되도록 제어할 수 있다. The
컨트롤러(60)는 본 발명의 히터의 각 장치들의 동작을 전체적으로 제어하기 위한 것으로서, 하나 또는 다수의 실시예에서 도 1에 도시된 바와 같이 컨트롤 패널(Control panel)의 형태로 제2관(42)과 프레임(90) 사이에 설치될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 온도가 낮은 유체가 하부의 제2관(42)을 통해 흐르고 유도가열기(20)에 의해 가열된 고온의 유체는 상부로 이동되므로 컨트롤러(60)를 하부의 제2관(42)과 프레임(90) 사이에 설치함으로써 컨트롤러(60)의 온도를 상대적으로 낮은 상태로 유지할 수 있다. 한편, 컨트롤러(60)의 온도를 더욱 하강시키기 위하여 프레임(90)에 별도의 냉각팬을 설치할 수도 있다. The
컨트롤러(60)는 탱크(10), 유도가열기(20), 제1온도센서(411), 제2온도센서(421), 송풍팬(80), 순환펌프(50), 유동스위치(422) 등 각종 장치들과 전기적으로 연결된다. 하나 또는 다수의 실시예에서 탱크(10)에 유체가 부족한 경우 그 신호가 탱크(10)로부터 컨트롤러(60)로 전송되면 컨트롤러(60)가 동작하여 자동으로 외부로부터 탱크(10)에 유체를 보충하도록 명령할 수 있다. 또한, 컨트롤러(60)는 제1온도센서(411)에 의해 측정된 유체 온도가 소정 온도(예를 들어, 섭씨 90도) 이상으로 올라가면 장치가 과열된 것으로 판단하여 고주파발생기(24)의 화력을 낮추거나 유도가열기(20)의 작동을 중지시킬 수 있으며, 반대로 제2온도센서(421)에 의해 측정된 유체 온도가 소정 온도(예를 들어, 섭씨 40도) 이하로 내려가면 고주파발생기(24)의 화력을 높여서 유체의 온도를 상승시키거나 송풍팬(80)의 동작을 중지시킴으로써 유체의 온도가 하강하지 않도록 조치할 수 있다. 이러한 컨트롤러(60)의 동작에 의해 히터 내에서 유체의 온도는 적정 온도로 유지된 상태로 순환할 수 있다. 또한, 컨트롤러(60)는 순환펌프(50)의 동작도 제어할 수 있으며 순환펌프(50)가 고장 등에 의해 작동하지 않게 되어 유체의 흐름이 멈추거나 유동관이 손상되어 유동스위치(422)로부터 유량의 흐름이 없거나 현저하게 양이 떨어졌다는 신호를 받게 되면 유도가열기(20)나 송풍팬(80)이 정지하도록 명령함으로써 에너지를 절약하고 화재를 예방할 수 있다. The
케이스(70)는 열교환기(30)를 수용하며 급기구(72)와 배기구(71)를 포함하고 케이스(70)의 내부에는 송풍팬(80)이 설치된다. 하나 또는 다수의 실시예에서 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(70)의 전면부의 하부에 급기구(72)가 설치되고 전면부의 상부에 배기구(71)가 설치되며, 급기구(72)와 배기구(71) 사이의 케이스(70) 내부 공간에 열교환기(30)가 배치되며, 열교환기(30) 하부에 송풍팬(80)이 배치되어 급기구(72)로부터 유입되는 외기를 상부로 불어 올려서 외기가 열교환기(30)를 지나 상부의 배기구(71)로 배출되도록 배치될 수 있다. 이것은 뜨거워진 공기가 위로 상승하는 원리를 이용하여 히터로부터 온풍이 원활하게 배출되도록 구성한 것이다. 이때 케이스(70)의 배기구(71)를 통해 온풍이 더욱 원활하게 배출될 수 있도록 하기 위해, 케이스(70)의 상측 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이 하부에서부터 올라오는 공기가 자연스럽게 배기구(71) 방향으로 유도될 수 있도록 휘어져 있는 곡면패널(73)이 추가로 배치될 수 있다. 도 1의 실시예에서 케이스(70) 내부에서 상부의 온도가 하부의 온도보다 높아야 하므로, 고온의 유체가 흐르는 유동관의 제1관(41)은 케이스(70)의 후면부의 상부를 통해 들어와서 열교환기(30)의 열교환관(31)의 입구측과 연결되어 유체를 케이스(70) 내부로 안내하며, 저온의 유체가 흐르는 유동관의 제2관(42)은 케이스(70)의 후면부의 하부를 통해 열교환관(31)의 출구측과 연결되어 유체를 케이스(70) 외부로 안내한다. 제1관(41), 제2관(42), 제3관(43) 및 열교환관(31)은 편의상 구분되는 것이고 실제로는 일체의 관으로 형성되는 것이 바람직하다. 케이스(70)의 급기구(72)에는 필터(721)가 배치되어 외부로부터 유입되는 공기에 섞여있는 이물질을 걸러낼 수 있다. 한편, 케이스(70)의 배기구(71)에는 배출되는 온풍의 양과 방향을 조절하기 위한 풍향 및 풍량 가이드(711)가 설치될 수 있다. 하나 또는 다수의 실시예에서 풍향 및 풍량 조절 가이드(711)는 종래의 온풍기나 에어컨 등의 배기구에 배치된 것으로서, 대략 직사각형 모양의 판낼들이 소정 간격으로 나란하게 배치되어 회전 동작에 의해 판넬들이 동시에 회전하여 배기구를 원하는 만큼 개방하거나 폐쇄되도록 되어 있는 풍향 및 풍량 조절 가이드와 동일하다. 따라서, 수동으로 풍향 및 풍량 가이드(711)를 조절할 수도 있고, 외부 입력에 따른 컨트롤러(60)의 신호에 의해 자동적으로 풍향 및 풍량 조절 가이드(711)가 동작하도록 구성할 수도 있다. The
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히터의 케이스(70)를 도시하고 있다. 도 5의 실시예에서 풍향 및 풍량 가이드 이외의 다른 구성은 모두 도 1의 실시예의 히터의 케이스(70)의 구성과 동일하므로 설명을 생략한다. 도 5의 실시예에서, 풍향 및 풍량 조절 가이드는 상부 가이드(712)와 하부 가이드(713)로 구성되며, 상부 가이드(712)와 하부 가이드(713)가 서로 다른 방향으로 풍향을 안내할 수 있도록 구성된다. 하나 또는 다수의 실시예에서 상부 가이드(712)는 전방을 향하도록 하고, 하부 가이드(713)는 아래쪽으로 기울어져서 하부로 풍향을 안내하도록 구성될 수 있다. 이렇게 구성하는 경우, 상부 가이드(712)에 의해 히터로부터 외부로 온풍이 배출되는 동시에 하부 가이드(713)에 의해 온풍의 일부가 아래쪽에 위치한 급기구(72) 방향으로 안내된다. 하부 가이드(713)에 의해 아래쪽으로 이동한 온풍은 급기구(72)를 통해 다시 케이스(70) 내부로 유입되어 송풍팬(80)과 열교환기(30)를 거쳐 추가로 온도가 상승한 상태에서 배기구(71) 방향으로 송풍된다. 배기구(71)에는 상부 가이드(712)와 하부 가이드(713)가 있어서 다시 일부 온풍이 하부의 급기구(72) 방향으로 안내되므로 이러한 과정이 반복될수록 단시간에 외기의 온도가 상승될 수 있다.5 shows a
프레임(90)은 본 발명의 히터를 하부에서 전체적으로 지지하는 부분으로서 하나 또는 다수의 실시예에서 프레임(90)은 직사각형으로 형성될 수 있으며 프레임(90)의 4개의 모서리에 롤러(91)가 각각 설치되어 있어서 히터(1)가 자유롭게 이동될 수 있다. The
도 6 내지 도 8은 도 1과 다른 실시예에 따른 유도가열기(20)를 도시하고 있다. 이하에서는 유체 유입구(212), 유체 유출구(211), 유도가열코일(23), 고주파발생기(24) 등 도 1의 유도가열기(20)의 구성들과와 동일한 구성들에 대해서는 자세한 설명을 생략하고 도 1의 실시예와 차이점 위주로 설명한다. 6 to 8 illustrate an
도 6 내지 도 8에 도시된 실시예에 따른 유도가열기(20)는, 유체 유입구(212)와 유체 유출구(211)를 포함하며 자성 금속으로 이루어진 통형상의 가열관(21)과, 가열관(21)의 외측에서 반경방향 및 길이방향으로 연장되어 있으며, 가열관(21)의 측면부 둘레를 따라 90도 각도의 간격을 두고 배치되는 4개의 스페이서(25)와, 이 4개의 스페이서(25)에 지지되어 상기 가열관(21)을 둘러싸도록 배치되는 단열재(22)와, 단열재(22)의 외주면에 감겨있는 유도가열코일(23) 및 유도가열코일(23)과 전기적으로 연결되어 고주파 교류전류를 발생시키는 고주파발생기(24)를 포함한다. 4개의 스페이서(25)가 각도 90도의 간격으로 가열관(21)의 외주에 배치되기 때문에 단열재(22)와 가열관(21)은 전체적으로 서로 이격되며, 인접한 2개의 스페이서(25) 사이의 간격에 의해 가열관(21)과 단열재(22) 사이에는 상하방향으로 공기가 유동할 수 있는 공기통로(28)가 형성된다. 따라서, 도 8 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열기(20)의 경우 가열관(21)과 단열재(22) 사이에 총 4개의 공기통로(28)가 형성된다. 그리고, 상부가 개방된 원통 형상을 가지는 제1커버(27)가 4개의 공기통로(28)의 하부를 덮고 있으며, 제1커버(27)의 하부에는 냉각팬(271)이 설치되어 외기를 흡입하여 4개의 공기통로(28) 방향으로 상승시킨다. 한편, 하부가 개방된 원통형 뚜껑 형상을 가지는 제2커버(26)가 4개의 공기통로(28)의 상부를 덮고 있고 제2커버(26)의 중앙을 통해 유체 유출구(211)가 외부로 연장된다. 제2커버(26)의 상부면에는 다수의 공기구멍(261)이 형성되어 있어서 공기구멍(261)을 통해 상승된 공기가 다수의 공기구멍(261)을 통해 외부로 배출된다. 다만, 변형된 실시예에서는 다수의 공기구멍(261) 대신에 제2커버(26)의 상부면에도 추가적으로 하나 이상의 냉각팬을 설치하여 공기통로(28)를 통해 올라오는 공기를 외부로 더욱 원활하게 배출하도록 구성할 수도 있다. 제1커버(27)와 제2커버(26)가 공기통로(28)의 하부와 상부에 각각 설치됨으로써 냉각팬(271)에 의해 유입되는 외기가 다른 곳으로 분산되지 않고 오로지 가열관(21)과 단열재(22) 사이의 4개의 공기통로(28)로만 흐르게 된다. 따라서, 더욱 효과적으로 가열관(21)의 열이 유도가열코일(23)에 전달되는 것을 방지하여 유도가열코일(23)의 손상을 방지할 수 있다. The
또한 변형된 실시예에서 도 8 (b)에 도시된 바와 같이 4개의 스페이서(25)가 단열재(22)와 일체로 형성될 수도 있다. 이 경우 스페이서(25)를 별도로 구비하여 설치할 필요가 없고, 단열재(22)를 가열관(21)에 끼우기만 하면 단열재(22)와 일체로 형성된 스페이서(25)에 의해 공기통로(28)가 형성된다. 스페이서(25)가 단열재(22)와 일체로 형성된 상태에서 함께 가열관(21)에 끼워지게 되므로, 각각의 스페이서(25)를 가열관(21)에 설치한 다음 단열재(22)를 설치하는 경우에 비해 가열관(21)과 단열재(22) 사이의 이격 간격의 오차가 줄어들게 되는 이점이 있다. 이로 인해, 가열관(21)과 단열재(22)의 외주면에 감겨진 유도가열코일(23) 사이의 간격이 전체적으로 일정해지게 되어 유도가열코일(23)에 의해 가열관(21)이 더욱 균등하게 가열된다. In addition, in a modified embodiment, as shown in FIG. 8 (b), four
한편, 도 7의 실시예에서는 유체 유입구(212)가 가열관(21) 하부면에서부터 'ㄴ'자 모양으로 꺾여서 제1커버(27)의 측면부를 통해 외부로 연장되도록 형성되어 있다. 이것은 스페이서(25)에 의해 형성된 공기통로(28)의 일부분이 유체 유입구(212)에 의해 직접적으로 막혀서 공기의 흐름이 방해되는 것을 방지하기 위함이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서는 도 1과 같이 유체 유입구(212)가 가열관(21)의 하부 측면부에서 외부로 연장되도록 할 수 있음은 물론이다. Meanwhile, in the embodiment of FIG. 7, the
도 6 내지 도 8의 실시예에 따른 유도가열기(20)는 도 1의 실시예에서 도 1의 유도가열기(20) 대신에 제2관(42)에 유체 유입구(212)를 연결하고 제1관(41)에 유체 유출구(211)를 연결하여 온풍기의 유체 가열장치로 사용될 수도 있고, 나아가서는 보일러의 유체 가열장치로 사용될 수도 있다. In the
도 9는 도 1 및 도 6 내지 도 8와 다른 실시예에 따른 유도가열기(20)를 도시하고 있다. 이하에서는 유체 유입구(212), 유체 유출구(211), 유도가열코일(23), 고주파발생기(24), 복수의 스페이서(25), 제1커버(27), 제2커버(26), 냉각팬(271) 등 도 1 및 도 6 내지 도 8의 유도가열기(20)의 구성들과와 동일한 구성들에 대해서는 자세한 설명을 생략하고 도 1의 실시예 및 도 6 내지 도 8의 실시예와 차이점 위주로 설명한다.9 illustrates an
도 9의 실시예에 따른 유도가열기(20)는 도 6 내지 도 8의 실시예와 유사하게 유체 유입구(212)와 유체 유출구(211)를 포함하며 자성 금속으로 이루어진 통형상의 가열관(21)과, 가열관(21)의 외측에서 반경방향 및 길이방향으로 연장되어 있으며, 가열관(21)의 측면부 둘레를 따라 소정 간격을 두고 배치되는 복수의 스페이서(25)와, 복수의 스페이서(25)에 지지되어 상기 가열관(21)을 둘러싸도록 배치되는 단열재(22)와, 단열재(22)의 외주면에 감겨있는 유도가열코일(23) 및 유도가열코일(23)과 전기적으로 연결되어 고주파 교류전류를 발생시키는 고주파발생기(24)를 포함하고, 복수의 스페이서(25) 사이의 간격에 의해 가열관(21)과 단열재(22) 사이에 상하방향의 공기통로(28)가 형성되며, 이 공기통로(28)의 하부에 제1커버(27) 및 냉각팬(271)이 배치되고 이 공기통로(28)의 상부에 제2커버(26)가 배치되는 것을 특징으로 한다. 도 9에 도시된 유도가열기(20)의 종단면도에서 스페이서(25)가 도시되지 않은 것은 설명의 편의를 위하여 도 9의 종단면도의 단면이 스페이서(25)가 위치하고 있는 부분이 아니라 공기통로(28)가 위치한 부분을 따라 자른 것이기 때문이며 도 9의 실시예에서도 도 8의 실시예와 같이 4개의 스페이서(25)가 90도의 각도로 배치되어 있다. The
도 6 내지 도 8의 실시예와 달리, 도 9의 실시예에 따른 유도가열기(20)는 단열재(22)에 폭 방향을 관통하는 다수의 공기홀(221)이 형성되어 있고, 제2커버(26)에 공기구멍(261) 대신 풍량 조절기(262)가 설치되어 있다. 풍량 조절기(262)는 개폐식으로 작동하여 제2커버(26)를 통과하는 공기의 양을 조절할 수 있는 것이면 어떤 구성이라도 가능하다. 하나 또는 다수의 실시예에서 풍량 조절기(262)는 종래의 온풍기나 에어컨 등의 배기구에 배치된 것으로서, 대략 직사각형 모양의 판낼들이 소정 간격으로 나란하게 배치되어 회전 동작에 의해 판넬들이 동시에 회전하여 배기구를 원하는 만큼 개방하거나 폐쇄되도록 되어 있는 풍향 및 풍량 조절 가이드와 동일하다. 하나 또는 다수의 실시예에서 풍량 조절기(262)는 4개로 구성되어 도 8에 도시된 4개의 공기통로(28)와 마주하는 제2커버(26)의 위치에 각각 설치될 수 있다. 유도가열기(20) 하부의 냉각팬(271)에 의해 상승되는 외기는 제2커버(26)의 풍량 조절기(262)를 통해 상부로 배출됨과 동시에 단열재(22)에 형성된 다수의 공기홀(221)을 통해 단열재(22)의 측면부로도 배출된다. 따라서, 단열재(22)의 외주면에 감겨있는 유도가열코일(23)을 보다 직접적으로 냉각할 수 있다. 유도가열코일(23)의 온도를 신속하게 하강시켜야 하는 경우 제2커버(26)에 설치된 풍량 조절기(262)를 닫아서 제2커버(26)를 완전히 폐쇄하게 되면 냉각팬(271)에 의해 하부에서 유입된 외기는 모두 단열재(22)의 공기홀(221)을 통해 단열재(22)의 측면부로만 배출되고 이로 인해 단열재(22)에 감겨있는 유도가열코일(23)이 더욱 신속하게 냉각될 수 있다. Unlike the embodiments of FIGS. 6 to 8, in the
또한, 도 6 내지 도 8의 실시예와 달리, 도 9의 실시예에 따른 유도가열기(20)의 경우 유체 유입구(212)는 가열관(21)의 아래쪽 측면 부분에 형성되고, 제2커버(26)에 설치된 냉각팬(271)에 의해 상승되는 공기를 가열관(21) 주변을 분산시켜서 4개의 공기통로(28)로 원활하게 안내하기 위하여 유도가열기(20)의 가열관(21)의 하부에는 냉각팬(271) 방향으로 중심부분이 돌출된 돌출부(213)가 형성되어 있다. 하나 또는 다수의 실시예에서 가열관(21)이 원통형 가열관(21)인 경우 돌출부(213)는 반구형 또는 원뿔형으로 가열관(21)의 하부면에서 아래쪽으로 돌출될 수 있으며 가열관(21)의 하부면 자체가 반구형 또는 원뿔형으로 돌출된 돌출부(213)의 형상을 가질 수도 있다. 제2커버(26)의 냉각팬(271)은 원통형 가열관(21)의 바로 아래에 가열관(21)과 중심 축선이 동일하게 배치되는 것이 바람직하며, 이때 제2커버(26)의 냉각팬(271)에 의해 외기가 위로 상승되면 가열관(21)의 돌출부(213)에 의해 가열관(21) 하부의 중심부분에서 주변부분으로 외기가 골고루 분산되어 4개의 공기통로(28)로 원활하게 공기 유동할 수 있게 된다. In addition, unlike the embodiments of FIGS. 6 to 8, in the case of the
또한, 도 6 내지 도 8의 실시예와 달리, 도 9의 실시예에 따른 유도가열기(20)의 경우, 단열재(22)의 외주면에 온도를 측정하기 위한 온도센서(222)가 설치되고, 온도센서(222)와 풍량 조절기(262) 및 냉각팬(271)이 컨트롤러(60)에 각각 연결되도록 하여, 온도센서(222)에 의해 측정된 단열재(22) 외부의 온도가 소정 온도 이상으로 상승한 경우 컨트롤러(60)가 냉각팬(271)의 회전수를 상승시키거나 또는 풍량 조절기(262)를 폐쇄하거나 또는 냉각팬(271)의 회전수 상승과 함께 풍량 조절기(262)를 폐쇄하도록 명령함으로써 여러가지 상황에 맞게 자동적으로 유도가열코일(23)의 온도를 신속하게 하강시킬 수 있다. In addition, unlike the embodiments of FIGS. 6 to 8, in the case of the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible by those skilled in the art of course, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.
1: 히터 20: 탱크
20: 유도가열기 21: 가열관
22: 단열재 23: 유도가열코일
24: 고주파발생기 25: 스페이서
30: 열교환기 31: 열교환관
32: 방열핀 41: 제1관
42: 제2관 43: 제3관
50: 순환펌프 60: 컨트롤러
70: 케이스 80: 송풍팬
90: 프레임1: heater 20: tank
20: induction heater 21: heating tube
22: insulation 23: induction heating coil
24: high frequency generator 25: spacer
30: heat exchanger 31: heat exchange tube
32: radiating fin 41: first tube
42:
50: circulation pump 60: controller
70: case 80: blower fan
90: frame
Claims (19)
유체 유입구와 유체 유출구를 포함하며 자성 금속으로 이루어진 통형상의 가열관;
상기 가열관의 외측에서 반경방향 및 길이방향으로 연장되어 있으며, 상기 가열관의 측면부 둘레를 따라 소정 간격을 두고 배치되는 복수의 스페이서;
상기 복수의 스페이서에 지지되어 상기 가열관을 둘러싸도록 배치되는 단열재;
상기 단열재의 외주면에 감겨있는 유도가열코일; 및
상기 유도가열코일과 전기적으로 연결되어 고주파 교류전류를 발생시키는 고주파발생기;를 포함하고,
상기 복수의 스페이서 사이의 상기 간격에 의해 상기 가열관과 상기 단열재 사이에 상하방향의 공기통로가 형성되어 있고,
상기 공기통로의 상부 또는 하부 중 어느 한쪽을 덮도록 배치되는 제1커버; 및
상기 공기통로의 상부 또는 하부 중 다른 한쪽을 덮도록 배치되는 제2커버;를 포함하고,
상기 제1커버에는 상기 공기통로 내부에서 공기의 흐름을 원할하게 하기 위한 냉각팬이 설치되며, 상기 제2커버에는 공기구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 유도가열기. In the induction heater for heating the fluid,
A cylindrical heating tube comprising a fluid inlet and a fluid outlet and made of a magnetic metal;
A plurality of spacers extending radially and longitudinally from the outside of the heating tube and disposed at predetermined intervals along the circumference of the side surface of the heating tube;
An insulating material supported by the plurality of spacers and disposed to surround the heating tube;
An induction heating coil wound around the outer circumferential surface of the insulating material; And
A high frequency generator electrically connected to the induction heating coil to generate a high frequency alternating current current; and
An air passage in the vertical direction is formed between the heating tube and the heat insulating material by the gap between the plurality of spacers,
A first cover disposed to cover either an upper portion or a lower portion of the air passage; And
Including; a second cover disposed to cover the other one of the upper or lower portion of the air passage,
An induction heater, characterized in that a cooling fan for smoothing the flow of air in the air passage is installed in the first cover, and an air hole is formed in the second cover.
상기 유체 유입구는 상기 가열관의 아래쪽 측면 부분에 형성되고,
상기 냉각팬은 상기 가열관의 하부에서 상기 가열관으로부터 소정 간격만큼 이격되어 설치되어 외부의 공기를 흡입하여 상기 가열관을 향해 공기를 상승시키며,
상기 냉각팬에 의해 상승되는 공기를 가열관 주변을 분산시켜 상기 공기통로로 안내하기 위하여 상기 가열관의 하부에는 상기 냉각팬 방향으로 중심부분이 돌출된 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열기.The method of claim 1,
The fluid inlet is formed in a lower side portion of the heating tube,
The cooling fan is installed to be spaced apart from the heating tube by a predetermined interval at a lower portion of the heating tube to suck outside air and raise the air toward the heating tube,
Induction heater, characterized in that the lower portion of the heating tube is formed with a protrusion protruding from the center portion toward the cooling fan in order to distribute the air raised by the cooling fan around the heating tube to guide the air passage. .
유체 유입구와 유체 유출구를 포함하며 자성 금속으로 이루어진 통형상의 가열관;
상기 가열관의 외측에서 반경방향 및 길이방향으로 연장되어 있으며, 상기 가열관의 측면부 둘레를 따라 소정 간격을 두고 배치되는 복수의 스페이서;
상기 복수의 스페이서에 지지되어 상기 가열관을 둘러싸도록 배치되는 단열재;
상기 단열재의 외주면에 감겨있는 유도가열코일; 및
상기 유도가열코일과 전기적으로 연결되어 고주파 교류전류를 발생시키는 고주파발생기;를 포함하고,
상기 복수의 스페이서 사이의 상기 간격에 의해 상기 가열관과 상기 단열재 사이에 상하방향의 공기통로가 형성되어 있고,
상기 단열재에는 상기 단열재의 폭방향을 관통하는 복수의 공기홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열기.In the induction heater for heating the fluid,
A cylindrical heating tube comprising a fluid inlet and a fluid outlet and made of a magnetic metal;
A plurality of spacers extending radially and longitudinally from the outside of the heating tube and disposed at predetermined intervals along the circumference of the side surface of the heating tube;
An insulating material supported by the plurality of spacers and disposed to surround the heating tube;
An induction heating coil wound around the outer circumferential surface of the insulating material; And
A high frequency generator electrically connected to the induction heating coil to generate a high frequency alternating current current; and
An air passage in the vertical direction is formed between the heating tube and the heat insulating material by the gap between the plurality of spacers,
An induction heater, characterized in that the heat insulating material has a plurality of air holes penetrating the width direction of the heat insulating material.
상기 히터 내에서 순환하는 유체를 공급하는 탱크;
상기 유체를 유도가열 방식으로 가열하는 유도가열기;
상기 유도가열기에 의해 가열된 유체를 외부와 열교환하게 하는 열교환기;
상기 탱크로부터 공급되는 유체가 상기 유도가열기와 상기 열교환기 사이를 순환하도록 안내하는 유동관;
상기 유체를 상기 유동관 내에서 순환시키기 위한 순환펌프; 및
상기 히터의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러;
를 포함하고,
상기 유도가열기는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 유도가열기인 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 히터.In the heater using induction heating,
A tank for supplying a fluid circulating in the heater;
An induction heater for heating the fluid in an induction heating method;
A heat exchanger for exchanging heat with the outside of the fluid heated by the induction heater;
A flow pipe guiding the fluid supplied from the tank to circulate between the induction heater and the heat exchanger;
A circulation pump for circulating the fluid in the flow pipe; And
A controller for controlling the operation of the heater;
Including,
The heater using induction heating, characterized in that the induction heater is the induction heater according to any one of claims 1 to 3.
상기 유동관은 상기 유도가열기로부터 상기 열교환기로 유체가 흐르도록 상기 가열관의 유체 유출구와 연결된 제1관, 상기 열교환기로부터 상기 유도가열기로 유체가 흐르도록 상기 가열관의 유체 유입구와 연결된 제2관 및 상기 탱크와 상기 제2관을 연결하는 제3관을 포함하고,
상기 열교환기는 상기 제1관과 제2관 사이를 연결하며 지그재그(zigzag)로 구부러진 열교환관 및 상기 열교환관 외부면에 설치되는 방열핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 히터.The method of claim 4,
The flow pipe is a first pipe connected to the fluid outlet of the heating pipe to allow fluid to flow from the induction heater to the heat exchanger, and a second pipe connected to the fluid inlet of the heating pipe to flow fluid from the heat exchanger to the induction heater. A pipe and a third pipe connecting the tank and the second pipe,
The heat exchanger includes a heat exchange tube connected between the first tube and the second tube and bent in a zigzag pattern, and a radiating fin installed on an outer surface of the heat exchange tube.
상기 순환펌프는 제2관에 설치되되, 상기 제2관과 상기 제3관이 연결되는 지점과 상기 유도가열기 사이에 설치되어 있으며,
상기 제3관에는 유체가 상기 탱크로부터 상기 제3관을 향하는 방향으로만 흐르도록 하기 위해 체크밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 히터.The method of claim 5,
The circulation pump is installed in the second pipe, and is installed between the point where the second pipe and the third pipe are connected and the induction heater,
A heater using induction heating, characterized in that a check valve is installed in the third pipe so that the fluid flows only in a direction from the tank toward the third pipe.
A boiler for heating the heating fluid using the induction heater according to any one of claims 1 to 3.
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Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |