KR102287260B1 - Induction heat steam boiler using commercial frequency - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상용주파수를 이용하는 전기 유도보일러에 관한 것으로 더욱 상세하게는 가열부의 세분화를 통해 종래 주파수 증폭을 통한 고주파 유도가열 방식의 문제점인 고주파 발생기와 고주파 제어기를 부가적으로 배치해야하는 문제점을 해결하여 저비용, 고효율 및 소형화가 가능하여 시장경쟁성을 갖추고, 과열증기 생성 전 내부에 일정수위 이상 액체가 잔존하지 않아 응답성이 느린 것을 방지하기 위해 부력벨브를 사용하여 상시적으로 액체가 잔존하여 과열증기 발생의 응답성을 높인 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러에 관한 것이다.The present invention relates to an electric induction boiler using a commercial frequency, and more particularly, by resolving the problem of additionally disposing a high-frequency generator and a high-frequency controller, which is a problem in the conventional high-frequency induction heating method through frequency amplification through subdivision of a heating unit, a low-cost , high efficiency and miniaturization are possible, so it has market competitiveness. In order to prevent a slow response because liquid does not remain above a certain level before generating superheated steam, a buoyancy valve is used to prevent the liquid from being constantly remaining, resulting in overheated steam. It relates to an induction heating steam boiler using a commercial frequency with improved responsiveness.

Description

상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러{Induction heat steam boiler using commercial frequency}Induction heating steam boiler using commercial frequency

본 발명은 상용주파수를 이용하는 전기 유도보일러에 관한 것으로 더욱 상세하게는 가열부의 세분화를 통해 종래 주파수 증폭을 통한 고주파 유도가열 방식보다 저비용, 고효율 및 소형화가 가능한 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러에 관한 것이다.The present invention relates to an electric induction boiler using a commercial frequency, and more particularly, to an induction heating steam boiler using a commercial frequency that can be reduced in cost, high efficiency and smaller than the conventional high frequency induction heating method through frequency amplification through subdivision of a heating part. .

유도가열은 전자기유도작용에 의한 것으로 교류전류가 흐르는 코일 속에 위치하는 금속 등의 도전체는 와전류 손실과 히스테리시스(Hystersis)손실의 저항에 의해 발열한다. 이 때 도전체에 발생하는 열에너지를 이용하여 피가열 물질(금속, 유체 등)을 가열하는 것을 유도가열이라 하고, 이 중 고주파 전류를 이용한 것을 고주파가열이라 한다. 유도가열을 위해선 기본적으로 교류전원이 필요하다. 피가열 물질을 보다 빠르게 가열하기 위해선 전압은 낮아도 코일에 흐르는 전류가 커야하고 교류전원의 입력 주파수가 높을수록 도전체의 빠른 발열이 가능하다. 때문에 종래에는 고주파 유도가열방식의 보일러가 널리 사용되고 있다. 고주파 유도가열의 장점은 발열되는 도전체로 피가열물을 직접 가열하므로 기타 열반사, 열전도 등의 가열법에 비해 열효율이 매우 좋고, 가열전력 및 시간을 일정하게 유지함으로써, 항상 균일하게 가열이 가능하며 가열온도의 제어는 가열전원 조정으로 간단하게 조절하면서 신속한 제어가 가능한 특징이 있다. 이러한 고주파 유도가열을 이용한 보일러는 한국공개특허공보 제10-2015-0021514호 ("고주파 유도가열 보일러 장치" 2015.02.12.)에 개시되어있다. Induction heating is caused by electromagnetic induction, and conductors such as metals located in a coil through which alternating current flows are heated by resistance of eddy current loss and hysteresis loss. At this time, heating the material to be heated (metal, fluid, etc.) using the thermal energy generated in the conductor is called induction heating, and among them, using a high-frequency current is called high-frequency heating. Induction heating basically requires AC power. In order to quickly heat the material to be heated, the current flowing through the coil must be large even if the voltage is low. Therefore, conventionally, a high-frequency induction heating type boiler is widely used. The advantage of high-frequency induction heating is that it directly heats the object to be heated with a heating conductor, so the thermal efficiency is very good compared to other heating methods such as heat reflection and heat conduction. The heating temperature can be controlled quickly by simply adjusting the heating power supply. A boiler using such high-frequency induction heating is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0021514 ("High-frequency induction heating boiler apparatus" 2015.02.12.).

하지만, 상기 선행문헌에 도시된 바와 같이 고주파 유도가열 장치는 고주파 발생기와 고주파 제어기를 부가적으로 배치하여야한다. 고주파 유도가열 보일러 장치에서 고주파발생기는 대부분의 공간을 차지할 뿐만 아니라 제조비용의 상당한 부분을 차지하는 문제점이 있다. 더 나아가 보일러로 액체를 과열증기를 생성하는 경우 보일러 내부 가열공간에 공급되는 액체는 비등점이하에서 공급되어 비등점까지 가열한 뒤 생성되는 증기를 다시 가열하여야 하는데, 보일러의 작동을 일시적으로 멈추었다 다시 가동하는 경우 내부 가열공간에 액체가 일정수위 이상 공급되지 않아 액체의 유입 시 까지 증기생산이 지연될 뿐만 아니라 유도코일 및 도전체가 별도의 흡열과정 없이 계속 가열되므로 열피로로 인한 변형 또는 파괴가 일어나는 문제점이 발생한다.However, as shown in the prior literature, the high-frequency induction heating device must additionally arrange a high-frequency generator and a high-frequency controller. In the high-frequency induction heating boiler apparatus, the high-frequency generator not only occupies most of the space, but also occupies a significant portion of the manufacturing cost. Furthermore, when generating superheated steam from a liquid with a boiler, the liquid supplied to the heating space inside the boiler is supplied below the boiling point, heated to the boiling point, and then the generated steam must be heated again. In this case, since the liquid is not supplied to the internal heating space above a certain level, steam production is delayed until the liquid flows in, and the induction coil and conductor are continuously heated without a separate heat absorption process, causing deformation or destruction due to thermal fatigue. do.

한국공개특허공보 제10-2015-0021514호 ("고주파 유도가열 보일러 장치" 2015.02.12.)Korean Patent Publication No. 10-2015-0021514 ("High-frequency induction heating boiler device" 2015.02.12.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 종래 고주파 유도가열방식의 보일러가 가지는 문제점을 해결하기 위해 상용주파수를 사용하고, 과열증기생산의 응답성을 높일 수 있도록 보일러 내부 가열공간에 액체가 일정수위 유지될 수 있는 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러에 관한 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and in order to solve the problems of the conventional high-frequency induction heating type boiler, a commercial frequency is used, and liquid is placed in the heating space inside the boiler to increase the responsiveness of the superheated steam production. It relates to an induction heating steam boiler using a commercial frequency that can be maintained at a certain level.

상기한 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러는수조와 연결되는 제1 유입구와 배출구를 포함하고, 내부에 공간이 형성되는 몸체; 상기 몸체의 내측에 이격되어 배치되되, 상부에서 하부가 관통되는 형상의 과열증기 생성부; 상기 몸체와 상기 과열증기 생성부의 하단에 배치되어 상기 과열증기 생성부로 액체를 유입시키도록 상기 수조와 연결되는 제 2유입구를 포함하는 가열액체 공급부; 및 상기 몸체와 상기 과열증기 생성부 사이에 개재되는 가열액체 생성부;를 포함하되, 상기 과열증기 생성부는, 상기 발열체가 내측에서 이격배치 되도록 감싸는 형태의 외부하우징; 하측을 막는 형태로 형성되는 부력벨브; 상기 부력벨브와 연결되고, 상기 발열체의 내측에 소정거리 이격되어 배치되는 부력체; 및 상측에 형성되는 과열증기 배출구;를 포함하여, 상기 과열증기 생성부에 공급되는 액체는 소정높이를 유지하도록 상기 부력벨브와 상기 부력체의 부력에 의해 공급하는 것을 특징으로 하며, 상기 가열액체 생성부는 유도코일을 포함하고, 상기 과열증기 생성부는 발열체를 포함하여 상기 유도코일과 상기 발열체는 상용주파수에 의해 공급되는 액체를 연속적으로 유도가열하여 과열증기로 배출하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, an induction heating steam boiler using a commercial frequency of the present invention includes a body including a first inlet and an outlet connected to a water tank, and having a space therein; Doedoe spaced apart from the inside of the body, the superheated steam generating unit in the shape of penetrating from the top to the bottom; a heating liquid supply unit disposed at a lower end of the body and the superheated steam generating unit and including a second inlet connected to the water tank to introduce the liquid into the superheated steam generating unit; and a heating liquid generating unit interposed between the body and the superheated steam generating unit, wherein the superheated steam generating unit includes: an outer housing in which the heating element is surrounded so as to be spaced apart from the inside; Buoyancy valve formed in the form of blocking the lower side; a buoyancy body connected to the buoyancy valve and disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance inside the heating element; And a superheated steam outlet formed on the upper side; Including, the liquid supplied to the superheated steam generating unit is supplied by the buoyancy of the buoyancy valve and the buoyancy body so as to maintain a predetermined height, and the heating liquid is generated The unit includes an induction coil, and the superheated steam generator includes a heating element, and the induction coil and the heating element continuously induction heat the liquid supplied by a commercial frequency and discharge it as superheated steam.

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또한, 상기 가열액체 생성부는 상기 유도코일이 상기 몸체의 상단에서 연장되어 하단에서 소정거리 이격되고, 상기 제 1유입구와 연결되되, 상기 유도코일 외주면을 따라 형성되는 제 1유로; 및 상기 배출구와 연결되되, 상기 유도코일 내주면을 따라 형성되는 제 2유로;를 포함한다.In addition, the heating liquid generating unit, the induction coil extending from the upper end of the body to be spaced a predetermined distance from the lower end, connected to the first inlet, a first flow path formed along the outer peripheral surface of the induction coil; and a second flow path connected to the outlet and formed along the inner circumferential surface of the induction coil.

또한, 상기 발열체 내측에 이격되는 상기 부력체 사이 공간에서 과열증기 통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the superheated steam passage is formed in the space between the buoyancy body spaced apart inside the heating element.

여기서, 0.8mm 이상 1.5mm이하의 너비의 미세관으로 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, it is characterized in that it is formed as a microtubule having a width of 0.8 mm or more and 1.5 mm or less.

또한, 상기 수조는 상기 가열액체공급부보다 높은 위치에 배치되어 상기 수조에 저장되는 가열액체의 자중에 의해 상기 가열액체 공급부로 공급되는 것을 특징으로 한다.In addition, the water tank is disposed at a higher position than the heating liquid supply unit and is supplied to the heating liquid supply unit by the weight of the heating liquid stored in the water tank.

상기한 구성에 따른 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러는 높은 응답성으로 과열증기를 생산을 할 수 있고, 별도의 고주파 발생기가 요구되지 않아 장치의 소형화가 가능하며, 내부 부품을 반영구적으로 사용하므로 종래 고주파 유도가열 스팀보일러보다 제작비용 및 유지비용이 현저히 감소하는 장점이 있다. The induction heating steam boiler using the commercial frequency of the present invention according to the above configuration can produce superheated steam with high responsiveness, and since a separate high-frequency generator is not required, the device can be miniaturized, and internal parts can be semi-permanently Therefore, there is an advantage in that the manufacturing cost and maintenance cost are significantly reduced compared to the conventional high frequency induction heating steam boiler.

도 1은 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)를 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 개략도.
도 3은 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 A-A'단면도
도 4는 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 가열액체 생성부(400)와 과열증기 생성부(200)의 확대도
도 6은 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 부력벨브(230) 및 부력체(240)의 작동방식을 나타낸 개념도
도 7은 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 가열액체 생성부(400)의 작동개념도.
도 8은 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 가열액체 공급부(300)의 작동개념도.
도 9은 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 과열증기 생성부(200)의 작동개념도.1 is a conceptual diagram showing an induction heating steam boiler 1000 using a commercial frequency of the present invention.
2 is a schematic diagram of an induction heating steam boiler 1000 using a commercial frequency of the present invention.
3 is a cross-sectional view A-A' of the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention.
4 is an enlarged view of the heating liquid generating unit 400 and the superheated steam generating unit 200 of the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention.
6 is a conceptual diagram showing the operation method of the buoyancy valve 230 and the buoyancy body 240 of the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention.
7 is a conceptual diagram of the operation of the heating liquid generating unit 400 of the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention.
8 is a conceptual diagram of the operation of the heating liquid supply unit 300 of the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention.
9 is a conceptual diagram of the operation of the superheated steam generator 200 of the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Since the accompanying drawings are merely examples shown to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.

상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 전체적인 구성Overall configuration of induction heating steam boiler 1000 using commercial frequency

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)는 펌프(2000) 및 수조(3000)와 연결된다. 구체적으로 살펴보면 상기 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)는 몸체(100), 과열증기 생성부(200), 가열액체 공급부(300) 및 가열액체 생성부(400)를 포함한다. 각 구성요소에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.As shown in FIG. 1 , the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention is connected to the pump 2000 and the water tank 3000 . In detail, the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency includes a body 100 , a superheated steam generating unit 200 , a heating liquid supply unit 300 , and a heating liquid generating unit 400 . Each component is described in detail as follows.

상기 몸체(100)는 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 외측에 형성되어 하우징 역할을 한다. 상기 몸체(100)는 내부에 공간이 형성된 형태로 과열증기 생성부(200), 가열액체 공급부(300) 및 가열액체 생성부(400)가 내부에 배치되고, 상기 몸체(100)는 수조(3000)와 연결되어 액체를 공급받는 제1 유입구(110) 및 가열액체 생성부(400)를 통과한 액체가 다시 수조(3000)로 배출되는 배출구(120)를 포함하여 형성된다. 상기 몸체(100)의 재질은 내열성 및 내부식성이 우수한 재질의 스테인리스 등의 소재로 형성되는 것이 바람직하다.The body 100 is formed outside the induction heating steam boiler 1000 using a commercial frequency and serves as a housing. The body 100 has a space formed therein, and a superheated steam generating unit 200, a heating liquid supply unit 300 and a heating liquid generating unit 400 are disposed therein, and the body 100 is a water tank 3000 ) and is formed to include a first inlet 110 receiving a liquid and an outlet 120 through which the liquid passing through the heating liquid generating unit 400 is discharged back to the water tank 3000 . The body 100 is preferably made of a material such as stainless steel having excellent heat resistance and corrosion resistance.

상기 과열증기 생성부(200)는 가열액체에서 증발되는 증기를 가열하여 과열증기를 생성하는 역할을 한다. 더욱 자세하게는 상기 과열증기 생성부(200)는 몸체(100)로 공급되는 액체가 가열액체 생성부(400)에 의해 가열되어 수조(3000)로 배출된 후 가열액체 공급부(300)에서 유입되는 가열액체가 상기 과열증기 생성부(200)에 머물며 증발되어 과열증기로 상변화 하는 곳이다 더욱 자세하게 설명하면 상기 과열증기 생성부(200)는 발열체(210), 외부하우징(220), 부력벨브(230), 부력체(240), 과열증기 배출구(250), 과열증기 통로(260)를 포함한다. 각 구성요소에 대해서는 도 2의 설명에서 자세히 설명하도록 한다.The superheated steam generating unit 200 serves to generate superheated steam by heating the vapor evaporated from the heating liquid. In more detail, in the superheated steam generating unit 200 , the liquid supplied to the body 100 is heated by the heating liquid generating unit 400 and discharged into the water tank 3000 , and then the heating introduced from the heating liquid supply unit 300 . This is a place where the liquid stays in the superheated steam generating unit 200 and evaporates to change the phase to superheated steam. In more detail, the superheated steam generating unit 200 includes a heating element 210 , an outer housing 220 , and a buoyancy valve 230 . ), a buoyancy body 240 , a superheated steam outlet 250 , and a superheated steam passage 260 . Each component will be described in detail in the description of FIG. 2 .

상기 가열액체 공급부(300)는 과열증기 생성부(200)의 하부에 배치되어 지속적으로 가열액체를 공급하는 역할을 한다. 여기서 가열액체는 가열액체 생성부(400)에 의해 몸체(100)로 공급되는 액체를 가열 후 수조(3000)로 배출된 액체를 공급받는 것이다. 상기 가열액체 공급부(300)는 수조(3000)와 연결되는 제2 유입구(310)를 포함하여 형성된다.The heating liquid supply unit 300 is disposed below the superheated steam generating unit 200 and serves to continuously supply the heating liquid. Here, the heating liquid is to receive the liquid discharged to the water tank 3000 after heating the liquid supplied to the body 100 by the heating liquid generating unit 400 . The heating liquid supply unit 300 is formed to include a second inlet 310 connected to the water tank 3000 .

상기 가열액체 생성부(400)는 수조(3000)에서 제1 유입구(110)로 공급되는 액체를 내부에 배치되어 교류전원이 인가되는 유도코일(410)의 발열 및 발열체(210)에 의해 전달되는 잔열에 의해 가열되어 배출구(120)로 배출되어 다시 수조(3000)에 가열액체로 유입된다. 이후 가열액체는 가열액체 공급부(300)로 공급된다. 더욱 자세하게 설명하면 상기 가열액체 생성부(400)는 유도코일(410), 제 1유로(420) 및 제 2유로(430)를 포함한다. 각 구성요소 및 작동개념은 도 7의 상세한 설명에서 다루고자 한다.The heating liquid generating unit 400 is disposed inside the liquid supplied from the water tank 3000 to the first inlet 110 and is transferred by the heating element 210 and the heating of the induction coil 410 to which AC power is applied. It is heated by the residual heat and discharged to the outlet 120 , and again flows into the water tank 3000 as a heating liquid. Thereafter, the heating liquid is supplied to the heating liquid supply unit 300 . In more detail, the heating liquid generating unit 400 includes an induction coil 410 , a first flow path 420 , and a second flow path 430 . Each component and operation concept will be dealt with in the detailed description of FIG. 7 .

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)는 과열증기 생성부(200)를 포함하고 상기 과열증기 생성부(200)는 발열체(210), 외부하우징(220), 부력벨브(230), 부력체(240), 과열증기 배출구(250), 과열증기 통로(260)를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention includes a superheated steam generator 200 , and the overheated steam generator 200 includes a heating element 210 , an outer housing 220 . ), including a buoyancy valve 230, a buoyancy body 240, a superheated steam outlet 250, a superheated steam passage 260.

도 3을 참조하여 설명하면 상기 발열체(210)는 가열액체 공급부(300)에 포함되는 유도코일(410)에 인가되는 교류전원해 의해 전자기 유도되어 발열되는 역할을 한다. 따라서 금속 등의 전자기 유도가 가능한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 발열체(210)는 상기 과열증기 생성부(200) 하부에 배치되는 가열액체 공급부(300)까지 연장되어 상기 가열액체 공급부(300)에 열을 전달한다. 더 나아가 상기 발열체(210)는 외부를 스테인리스 스틸로 감싸는 코팅층으로 형성하여 내부식성을 향상시키고, 발열체와 상기 코팅층 사이에 모래 등의 비열을 가져 열을 저장할 수 있는 열저장부재를 개재 하는 일실시예를 가질 수 있다.Referring to FIG. 3 , the heating element 210 serves to generate heat by electromagnetic induction by AC power applied to the induction coil 410 included in the heating liquid supply unit 300 . Therefore, it is preferable to be formed of a material capable of electromagnetic induction such as metal. The heating element 210 extends to the heating liquid supply unit 300 disposed below the superheated steam generating unit 200 to transfer heat to the heating liquid supply unit 300 . Furthermore, the heating element 210 is formed with a coating layer surrounding the outside with stainless steel to improve corrosion resistance, and has specific heat such as sand between the heating element and the coating layer, and a heat storage member capable of storing heat is interposed between the heating element and the coating layer. can have

상기 외부하우징(220)는 과열증기 생성부(200)의 외측면을 감싸는 형태로 형성되고, 가열액체 생성부(400)와의 구역을 분리하는 역할을 한다.The outer housing 220 is formed to surround the outer surface of the superheated steam generator 200 , and serves to separate a region from the heating liquid generator 400 .

상기 부력벨브(230)는 외부하우징(220)의 하부에서 가열액체의 유입을 상기 과열증기 생성부(200)의 내부에 수용되는 가열액체의 수위에 따라 개폐하여 가열액체 공급부(300)로 공급되는 가열액체를 과열증기 생성부(200)로 공급하는 역할을 한다.The buoyancy valve 230 opens and closes the inflow of the heating liquid from the lower portion of the outer housing 220 according to the level of the heating liquid accommodated in the superheated steam generating unit 200 to be supplied to the heating liquid supply unit 300 It serves to supply the heating liquid to the superheated steam generating unit 200 .

상기 부력체(240)는 상기 부력벨브(230)에 연결되어 과열증기 생성부(200)내부에 수용되는 가열액체로 부력을 받아 가열액체의 수위에 따라 상기 부력체(240)가 상하로 이동하며 상기 부력벨브(230)를 개폐된다. 따라서 과열증기 생성부(200)의 내부에 일정수위 이상의 가열액체가 공급된다. 상기 부력체(240)는 공급되는 가열액체의 비중보다 대체로 낮도록 형성되어 부력을 받아 가열액체 표면상에 머물 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. The buoyancy body 240 is connected to the buoyancy valve 230 and receives buoyancy with the heating liquid accommodated in the superheated steam generating unit 200, and the buoyancy body 240 moves up and down according to the level of the heating liquid, The buoyancy valve 230 is opened and closed. Therefore, the heating liquid above a certain level is supplied to the inside of the superheated steam generating unit 200 . The buoyancy body 240 is formed to be substantially lower than the specific gravity of the supplied heating liquid, and is preferably formed of a material that can stay on the surface of the heating liquid by receiving buoyancy.

상기 과열증기 배출구(250)는 공급되는 가열액체가 상기 발열체(210)에 의해 증발한 이후 계속적으로 상기 발열체(210)에 의해 열을 전달받아 과열증기가 된 상태에서 최종적으로 배출되는 곳이다. 따라서 내열성 및 내부식성을 만족하는 부재로 형성되는 것이 바람직하다.The superheated steam outlet 250 is a place where the supplied heating liquid evaporates by the heating element 210 and then continuously receives heat by the heating element 210 and is finally discharged in a state of becoming superheated steam. Therefore, it is preferable to form a member satisfying heat resistance and corrosion resistance.

상기 과열증기 통로(260)는 발열체(210)와 부력체(240)가 형성하는 공간에서 형성되며 유도코일(410)에 상용주파수를 인가하여 상기 발열체(210)를 가열하기 때문에 상기 공간은 증기가 유입되어 연속적으로 상기 발열체(210)에 의해 가열되되, 미세관으로 형성되는 것이 바람직하다.The superheated steam passage 260 is formed in the space formed by the heating element 210 and the buoyancy body 240, and since the heating element 210 is heated by applying a commercial frequency to the induction coil 410, the space is formed by steam It is introduced and continuously heated by the heating element 210, it is preferable that it is formed in a microtubule.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)는 가열액체 생성부(400)를 포함한다. 상기 가열액체 생성부(400)는 유도코일(410), 제 1유로(420), 제 2유로(430)를 포함한다. 각 구성요소에 대한 자세한 설명은 다음과 같다.As shown in FIGS. 3 and 4 , the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention includes a heating liquid generating unit 400 . The heating liquid generating unit 400 includes an induction coil 410 , a first flow path 420 , and a second flow path 430 . A detailed description of each component is as follows.

상기 유도코일(410)는 상용주파수의 교류전기가 인가되어 발열체(210)에 전자기 유도현상을 일으켜 발생되는 열에너지로 상기 발열체(210)를 가열하는 역할을 한다. 상기 유도코일(410)는 몸체(100)의 상단에서 연장 형성되어 하단에서 소정거리 이격되도록 형성되어 상기 제 1유로(420) 및 상기 제 2유로(430)를 통해 열교환 통로를 형성하도록 한다. 상기 유도코일(410)은 몸체(100)의 내측에 이격되어 형성된다. 상기 유도코일(410)은 감은 횟수는 상기 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)의 사용처 및 크기에 따라 다름은 물론이다.The induction coil 410 serves to heat the heating element 210 with thermal energy generated by applying an alternating current of a commercial frequency to cause electromagnetic induction in the heating element 210 . The induction coil 410 extends from the upper end of the body 100 and is formed to be spaced apart from the lower end by a predetermined distance to form a heat exchange passage through the first passage 420 and the second passage 430 . The induction coil 410 is formed to be spaced apart from the inside of the body 100 . Of course, the number of turns of the induction coil 410 depends on the location and size of the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency.

상기 제 1유로(420)는 몸체(100)와 유도코일(410)의 사이에 형성되며 유도코일(410)의 외주면을 따라 유로로 형성된다. 상기 제 1유로(420)는 수조(3000)에서 펌프(2000)에 의해 제 1유입구(110)로 유입되어 유도코일(410)에서 발생되는 열을 외주면을 따라 흐르며 유도코일(410)에서 발생되는 열을 흡열하며 유동하도록 하는 역할을 한다.The first flow path 420 is formed between the body 100 and the induction coil 410 and is formed as a flow path along the outer peripheral surface of the induction coil 410 . The first flow path 420 flows from the water tank 3000 to the first inlet 110 by the pump 2000 and flows the heat generated in the induction coil 410 along the outer circumferential surface. It absorbs heat and causes it to flow.

상기 제 2유로(430)는 유도코일(410)과 과열증기 생성부(200)의 외부하우징(220)사이에 형성되며 유도코일(420)의 내주면을 따라 유로로 형성된다. 상기 제 2유로(420)는 제 1유로(420)에서 발생된 열을 머금은 액체가 한번 더 상기 유도코일(420)의 내주면에서 발생되는 열을 흡열하고, 더 나아가 발열체(210)에 의해 외부로 발산되는 열도 함께 흡열하여 펌프(2000)의 압력에 의해 몸체(100) 상에 마련된 배출구(120)로 유동하도록 하는 역할을 한다.The second flow path 430 is formed between the induction coil 410 and the outer housing 220 of the superheated steam generator 200 and is formed as a flow path along the inner circumferential surface of the induction coil 420 . In the second flow path 420 , the liquid containing the heat generated in the first flow path 420 absorbs heat generated from the inner circumferential surface of the induction coil 420 once more, and furthermore, by the heating element 210 to the outside The emitted heat also absorbs heat and serves to flow to the outlet 120 provided on the body 100 by the pressure of the pump 2000 .

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)는 과열증기 생성부(200)에 일정수위 이상 액체가 가열액체 공급부(300)로부터 공급된다. 이 때 과열증기 생성부(200)의 하단에 형성되는 부력벨브(230)가 내부에 결합되는 부력체(240)가 기 공급된 가열액체(11)의 부력에 의해 높낮이가 조절된다. 자세히 설명하면, 과열증기 생성부(200)에 의해 내부에 수용된 가열액체가 증기로 상변화 하면 내부의 가열액체의 수위가 낮아진다. 때문에 부력체(240)가 함께 내려가고 연결되는 상기 부력벨브(230)가 열리게 된다. 이 때 도 1을 참조하여 설명하면 가열액체 공급부(300)보다 높은 위치에 배치되는 수조(3000)에 기 저장된 가열액체(10)가 자중에 의해 가열액체 공급부(300)로 유입되고, 그 압력에 의해 과열증기 생성부(200) 내부에 가열액체(11)가 유입되며 수위가 상승하면서 부력체(240)가 함께 상승하고, 이후 부력벨브(230)가 폐쇠된다. 때문에 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)는 과열증기 생성부(200) 내부에 항상 일정수위의 액체가 잔존하고, 따라서 과열증기를 응답성이 보장된 상태로 생성 할 수 있다.As shown in FIG. 5 , in the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention, the liquid above a certain level is supplied to the superheated steam generating unit 200 from the heating liquid supply unit 300 . At this time, the height of the buoyancy valve 230 formed at the lower end of the superheated steam generating unit 200 is adjusted by the buoyancy of the heating liquid 11 to which the buoyancy body 240 is coupled therein. In detail, when the heating liquid accommodated therein by the superheated steam generating unit 200 is phase-changed into steam, the water level of the heating liquid inside is lowered. Therefore, the buoyancy body 240 goes down and the buoyancy valve 230 is opened. At this time, referring to FIG. 1 , the heating liquid 10 pre-stored in the water tank 3000 disposed at a higher position than the heating liquid supply unit 300 is introduced into the heating liquid supply unit 300 by its own weight, and the pressure By the superheated steam generating unit 200, the heating liquid 11 is introduced into the inside and the buoyancy body 240 rises as the water level rises, and then the buoyancy valve 230 is closed. Therefore, in the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention, a liquid at a certain level always remains inside the superheated steam generating unit 200, and thus the superheated steam can be generated in a state in which the responsiveness is guaranteed.

도 6 내지 도 8을 통해 본 발명의 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러(1000)가 작동하는 방식의 개념을 설명하도록 한다.The concept of how the induction heating steam boiler 1000 using the commercial frequency of the present invention operates is explained through FIGS. 6 to 8 .

도 1 및 도 6을 참조하여 가열액체 생성부(400) 내부 액체(10)흐름을 설명하면 최초 수조(3000)의 제 1출구(3100)로 배출되어 몸체(100)로 공급되는 액체(10)는 펌프(2000)에 의해 제1 유입구(110)로 유입된다. 이후 유도코일(410)에 상용주파수 대의 교류전류가 인가되고, 발열체(210)가 가열된다. 이 때 유도코일(410)에도 발열이 일어나는데 상기 제 1유입구(110)와 연결되고, 유도코일(410)의 외주면을 따라 형성되는 제 1유로(420)를 통해 액체가 상기 발열을 흡열하며 지나간다. 유도코일(410)은 몸체(100)의 상단에서 연장되어 하단에서 소정거리 이격되므로 상기 제 1유로(420)의 끝단이 이후 상기 제2 유로(430)로 연결된다. 이후 액체(10)는 펌프(2000)에 의해 발생되는 압력에 의해 상기 제2 유로(430)를 따라 상기 유도코일(410)의 내주면을 흐른다. 이 때 유도코일(410)의 내주면에 발생되는 열과, 전자기 유도되어 발열하는 발열체(210)에서 전달되는 열을 함께 흡열하며 배출구(120)를 통해 다시 수조(3000)로 유입된다. 상기된 과정은 이후 설명하는 중에도 지속적으로 이루어지는 것이 바람직하다.When the flow of the liquid 10 inside the heating liquid generating unit 400 is described with reference to FIGS. 1 and 6 , the liquid 10 is discharged to the first outlet 3100 of the first water tank 3000 and supplied to the body 100. is introduced into the first inlet 110 by the pump 2000 . Then, an alternating current of a commercial frequency band is applied to the induction coil 410, and the heating element 210 is heated. At this time, heat is also generated in the induction coil 410 , and the liquid absorbs heat and passes through the first flow path 420 connected to the first inlet 110 and formed along the outer peripheral surface of the induction coil 410 . Since the induction coil 410 extends from the upper end of the body 100 and is spaced apart from the lower end by a predetermined distance, the end of the first passage 420 is then connected to the second passage 430 . Thereafter, the liquid 10 flows through the inner peripheral surface of the induction coil 410 along the second flow path 430 by the pressure generated by the pump 2000 . At this time, the heat generated on the inner circumferential surface of the induction coil 410 and the heat transferred from the heating element 210 that is electromagnetically induced to generate heat is absorbed together and flows back into the water tank 3000 through the outlet 120 . It is preferable that the above-described process be continuously performed while being described later.

도 1 및 도 7을 참조하여 가열액체 공급부(300)를 설명하면 상기 가열액체 생성부(400)로 인해 가열된 가열액체가 수조(3000)로 유입되고, 이후 수조(3000)에 유입된 가열액체(11)가 자중에 의해 제 2출구(3200)로 배출된다. 이후 제 2유입구(310)로 가열액체(11)가 유입되고, 과열증기 생성부(200)에서 증기 생성에 따라 수위가 낮아지며 부력체(240)가 내려가고, 함께 연결된 부력벨브(230)가 열리며 가열액체(11)가 압력에의해 유입된다. 이후 소정수위 이상 가열액채(11)가 과열증기 생성부(200)에 채워지면 부력체(240)의 상승에 의해 부력벨브(230)가 폐쇠된다.When the heating liquid supply unit 300 is described with reference to FIGS. 1 and 7 , the heating liquid heated by the heating liquid generating unit 400 flows into the water tank 3000 , and then the heating liquid introduced into the water tank 3000 . 11 is discharged to the second outlet 3200 by its own weight. After that, the heating liquid 11 is introduced into the second inlet 310, the water level is lowered according to the steam generation in the superheated steam generating unit 200, the buoyancy body 240 goes down, and the buoyancy valve 230 connected together is opened. and the heating liquid 11 is introduced by pressure. Thereafter, when the heating liquid 11 above a predetermined water level is filled in the superheated steam generating unit 200 , the buoyancy valve 230 is closed by the rise of the buoyancy body 240 .

도 1 및 도 8을 참조하여 과열증기 생성부(200)를 설명하면 상기 과열증기 공급부(300)에서 공급된 가열액체(11)는 지속적으로 발열체(210)에 의해 가열되고, 비등점 이상에서 증기로 상변화 한다. 이 때 생성되는 증기는 발열체(210)의 내측에 이격 형성되는 부력체(240) 사이의 공간으로 형성되는 가열증기 통로(260)를 통해 상측으로 이동하며 발열체(210)에 의해 가열되고, 고온 건조한 과열증기로 형성된다. 이 때 상기 가열증기 통로(260)는 상용주파수를 사용하는 유도코일(410)에 의해 발열체(210)가 가열되므로 0.8mm 이상 1.5mm이하의 너비의 미세관으로 형성되어 유입되는 증기의 단위면적 당 보다 많은 열을 전달하여 과열증기를 생성하는 것이 바람직하다.When the superheated steam generating unit 200 is described with reference to FIGS. 1 and 8 , the heating liquid 11 supplied from the superheated steam supplying unit 300 is continuously heated by the heating element 210 and converted into steam at a boiling point or higher. phase change. The steam generated at this time moves upward through the heating steam passage 260 formed in the space between the buoyancy bodies 240 spaced apart from the inside of the heating element 210 and is heated by the heating element 210 and dried at high temperature. formed by superheated steam. At this time, since the heating element 210 is heated by the induction coil 410 using a commercial frequency, the heating steam passage 260 is formed as a micro tube having a width of 0.8 mm or more and 1.5 mm or less per unit area of the incoming steam. It is desirable to transfer more heat to produce superheated steam.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and detailed description will be given. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

1000 : 유도가열 스팀보일러 2000 : 펌프
3000 : 수조 3100 : 제1 출구
3200 : 제2 출구
100 : 몸체 110 : 제1 유입구
120 : 배출구 200 : 과열증기 생성부
210 : 발열체 220 : 외부하우징
230 : 부력벨브 240 : 부력체
250 : 과열증기 배출구 260 : 과열증기 통로
300 : 가열액체 공급부 310 : 제2 유입구
400 : 가열액체 생성부 410 : 유도코일
420 : 제 1유로 430 : 제 2유로
10 : 액체 11 : 가열액체
12 : 과열증기1000: induction heating steam boiler 2000: pump
3000: tank 3100: first exit
3200: second exit
100: body 110: first inlet
120: outlet 200: superheated steam generating unit
210: heating element 220: outer housing
230: buoyancy valve 240: buoyancy body
250: superheated steam outlet 260: superheated steam passage
300: heating liquid supply unit 310: second inlet
400: heating liquid generator 410: induction coil
420: 1st Euro 430: 2nd Euro
10: liquid 11: heating liquid
12: superheated steam

Claims (6)

수조와 연결되는 제1 유입구와 배출구를 포함하고, 내부에 공간이 형성되는 몸체;
상기 몸체의 내측에 이격되어 배치되되, 상부에서 하부가 관통되는 형상의 과열증기 생성부;
상기 몸체와 상기 과열증기 생성부의 하단에 배치되어 상기 과열증기 생성부로 액체를 유입시키도록 상기 수조와 연결되는 제 2유입구를 포함하는 가열액체 공급부; 및
상기 몸체와 상기 과열증기 생성부 사이에 개재되는 가열액체 생성부;를 포함하되,
상기 과열증기 생성부는,
상기 발열체가 내측에서 이격배치 되도록 감싸는 형태의 외부하우징;
하측을 막는 형태로 형성되는 부력벨브;
상기 부력벨브와 연결되고, 상기 발열체의 내측에 소정거리 이격되어 배치되는 부력체; 및
상측에 형성되는 과열증기 배출구;를 포함하여,
상기 과열증기 생성부에 공급되는 액체는 소정높이를 유지하도록 상기 부력벨브와 상기 부력체의 부력에 의해 공급하는 것을 특징으로 하며,
상기 가열액체 생성부는 유도코일을 포함하고, 상기 과열증기 생성부는 발열체를 포함하여 상기 유도코일과 상기 발열체는 상용주파수에 의해 공급되는 액체를 연속적으로 유도가열하여 과열증기로 배출하는 것을 특징으로 하는 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러.
a body including a first inlet and an outlet connected to the water tank, the body having a space therein;
Doedoe spaced apart from the inside of the body, the superheated steam generating unit in the shape of penetrating from the top to the bottom;
a heating liquid supply unit disposed at a lower end of the body and the superheated steam generating unit and including a second inlet connected to the water tank to introduce the liquid into the superheated steam generating unit; and
Including; a heating liquid generating unit interposed between the body and the superheated steam generating unit;
The superheated steam generator,
an outer housing in the form of surrounding the heating element to be spaced apart from the inside;
Buoyancy valve formed in the form of blocking the lower side;
a buoyancy body connected to the buoyancy valve and disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance inside the heating element; and
Superheated steam outlet formed on the upper side; Including,
The liquid supplied to the superheated steam generating unit is characterized in that it is supplied by the buoyancy of the buoyancy valve and the buoyancy body to maintain a predetermined height,
The heating liquid generating unit includes an induction coil, and the superheated steam generating unit includes a heating element. Induction heating steam boiler using frequency.
 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 가열액체 생성부는
상기 유도코일이 상기 몸체의 상단에서 연장되어 하단에서 소정거리 이격되고,
상기 제 1유입구와 연결되되, 상기 유도코일 외주면을 따라 형성되는 제 1유로; 및
상기 배출구와 연결되되, 상기 유도코일 내주면을 따라 형성되는 제 2유로;를 포함하는 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러.
According to claim 1, wherein the heating liquid generating unit
The induction coil extends from the upper end of the body and is spaced apart from the lower end by a predetermined distance,
a first flow path connected to the first inlet and formed along an outer circumferential surface of the induction coil; and
An induction heating steam boiler using a commercial frequency comprising a; a second flow path connected to the outlet and formed along the inner circumferential surface of the induction coil.
 제 2항에 있어서,
상기 발열체 내측에 이격되는 상기 부력체 사이 공간에서 과열증기 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러.
3. The method of claim 2,
Induction heating steam boiler using a commercial frequency, characterized in that the superheated steam passage is formed in the space between the buoyancy body spaced apart inside the heating element.
 제 4항에 있어서, 상기 과열증기 통로는
0.8mm 이상 1.5mm이하의 너비의 미세관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러.
5. The method of claim 4, wherein the superheated steam passage is
An induction heating steam boiler using a commercial frequency, characterized in that it is formed in a fine tube with a width of 0.8 mm or more and 1.5 mm or less.
 제 1항에 있어서, 상기 수조는
상기 가열액체공급부보다 높은 위치에 배치되어 상기 수조에 저장되는 가열액체의 자중에 의해 상기 가열액체 공급부로 공급되는 것을 특징으로 하는 상용주파수를 이용하는 유도가열 스팀보일러.
According to claim 1, wherein the water tank
An induction heating steam boiler using a commercial frequency, characterized in that it is disposed at a higher position than the heating liquid supply unit and is supplied to the heating liquid supply unit by the weight of the heating liquid stored in the water tank.
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