KR102304441B1 - 초고주파를 사용한 온수 생성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치는, 서로 연결되어 있는 둘 이상의 공진기, 상기 둘 이상의 공진기를 연결시키기 위한 체결부, 유체가 흐르는 통로로서, 상기 둘 이상의 공진기 내부를 관통하여 배치되는 배관, 상기 둘 이상의 공진기 각각에 형성되어 있고, 각각의 공진기 내부로 초고주파를 인가하는 둘 이상의 초고주파 생성기 및 배관에 흐르는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정부, 상기 둘 이상의 초고주파 생성기의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 구동 제어부는, 온도 측정부 측정된 유체의 온도에 따라 상기 둘 이상의 초고주파 생성기의 구동을 제어할 수 있다.

Description

초고주파를 사용한 온수 생성 장치{APPARATUS FOR BOILING WATER USING MICROWAVE}

본 발명은 초고주파를 사용한 온수 생성 장치에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 물의 온도 및 물의 종류에 따라 구간별로 공진기를 나누어 초고주파를 사용한 온수 생성 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는, 석유, 석탄, 가스 등과 같은 화석연료를 연소시켜 그 연소열을 물에 전하여 가열시키는 장치로서, 최근에는 석유 가스 등의 자원이 점차 고갈됨에 따라 그 가격이 지속적으로 상승하고 있으며, 이러한 석유 또는 가스는 그 태우는 과정에서 각종 유해가스가 발생하여 환경오염의 문제가 있으므로, 최근에는 전기에너지를 이용한 전기보일러가 널리 이용되고 있다.

이러한 전기보일러는 가열통의 내부에 발열코일관을 배치시키고, 이 발열코일관에 내장된 발열코일에 전기에너지를 인가하여 발열코일을 발열시킴으로써 가열관이나 가열탱크 내의 액체를 직접 가열시키는 직접 가열방식을 채택하고 있지만, 이러한 발열코일에 의한 전기보일러는 가열시간이 오래 걸리고 전력 소모가 크며, 발열코일에서 발생된 열이 외부로 발산됨을 방지하기 위한 단열구조 등이 소요되는 등 그 구조가 매우 복잡한 단점이 있었다.

뿐만 아니라 상기 발열코일가열방식은 그 수명이 짧은 문제점이 도출되었다.

최근에는 화석연료를 이용한 보일러 및 직열방식의 전기보일러의 단점을 극복하기 위하여 초고주파 유도가열방식을 채택한 전기보일러가 개시된 바 있다.

이러한 고주파 유도가열방식은 유도코일측에 고주파 전류가 인가되면, 이 유도코일측에는 초고주파 자기장이 발생하고, 이 고주파 자기장에 의해 자성체 재질의 가열통에 생기는 와전류(맴돌이전류)의 손실이나 히스테리시스 손실에 의해 가열통 자체가 발열한다.

이러한 종래의 초고주파 유도가열의 전기보일러는 가열통 내의 내부구조를 복잡한 미로형태이거나, 지그재그 형식으로 형성시켜 액체를 신속하게 가열할 수 있는 단계까지 발전하였지만, 가열통 내부의 유로를 복잡하게 설계하여야 함으로, 제작 및 제품의 생산조건이 매우 까다롭고, 복잡한 유로의 형상설계는 향후 불량이 많아지는 단점이 있었다.

또한, 가열하는 물에 함유된 물질에 따라 가열통의 수명이 급격하게 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 큰 하나의 공진기를 사용함으로써 물이 지나가는 공간에 마이크로파가 효과적으로 집중되지 못하여 효율이 떨어지고, 시스템의 부피가 커지는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 유도 가열방식이 아니라, 초고주파를 사용하여 물을 직접 가열하되, 물의 온도와 물의 종류에 따라 가열 공간을 분리하여 온수를 생성하는 장치를 제안한다.

한국공개특허공보 10-2015-0142567호

본 발명은 초고주파를 사용하여 물을 직접 가열하여 온수를 생성하는 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 물의 온도 및 종류에 따라 가열하는 구간을 나누어 가열하여 온수를 생성하는 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치는, 서로 연결되어 있는 둘 이상의 공진기, 상기 둘 이상의 공진기를 연결시키기 위한 체결부, 유체가 흐르는 통로로서, 상기 둘 이상의 공진기 내부를 관통하여 배치되는 배관, 상기 둘 이상의 공진기 각각에 형성되어 있고, 각각의 공진기 내부로 초고주파를 인가하는 둘 이상의 초고주파 생성기 및 배관에 흐르는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정부, 상기 둘 이상의 초고주파 생성기의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 구동 제어부는, 온도 측정부 측정된 유체의 온도에 따라 상기 둘 이상의 초고주파 생성기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.

상기 구동 제어부는, 상기 둘 이상의 초고주파 생성기 중에서, 상기 온도 측정부에서 측정된 유체의 온도 및 목표 온도에 대응되는 초고주파를 생성하는 초고주파 생성기들을 동작시켜, 각각의 온도 구간에 대해서 유체를 직접 가열할 수 있다.

상기 둘 이상의 공진기 각각은, 상기 초고주파 생성기와 연결되어, 초고주파를 공진기 내부로 방사하는 안테나를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 둘 이상의 공진기는, 소정의 온도 구간의 유체에 에너지를 공급하도록 서로 다른 공진주파수를 가지도록 설계될 수 있다.

상기 체결부는, 공진기의 상부에 형성되어 있는 숫나사 형태의 상부 나사 체결부 및 공진기의 하부에 형성되어 있는 암나사 형태의 하부 나사 체결부를 포함하여 구성되며, 상기 체결부를 통해, 인접한 두 공진기 사이는 소정의 간격만큼 이격되어 있을 수 있다.

상기 구동 제어부는, 상기 온도 측정부에서 측정된 온도를 기반으로, 상기 둘 이상의 공진기 각각에 방사되는 초고주파의 주파수가 각 공진기의 공진주파수에 수렴하도록 조절할 수 있다.

상기 배관에는, 배관에 흐르는 유체의 속도를 측정하는 유속 측정부가 구비될 수 있다.

상기 구동 제어부는, 상기 유속 측정부에서 측정된 유속을 바탕으로 유체의 온도 상승을 예측하고, 예측되는 유체의 온도 상승에 따라 초고주파 생성기의 출력 세기를 조절할 수 있다.

상기 배관은, 내부 배관 및 상기 내부 배관과 소정의 간격만큼 이격되어, 상기 내부 배관을 감싸고 있는 외부 배관을 포함하여 구성되며, 상기 내부 배관과 외부 배관 사이는 진공 상태일 수 있다.

상기 공진기는, 공진기의 외벽이 이중구조로 형성되어, 상기 배관에 흐르는 물의 열이 외부로 손실되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 초고주파를 사용하여 물을 직접 가열함으로써, 종래의 유도가열방식에서 물의 종류에 따라 가열관의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 물의 온도 및 종류에 따라 가열하는 구간을 나누어 가열함으로써, 온수 생성의 효율성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치의 공진기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치의 공진기 내부의 자기장을 나타낸 도면이다.
도 4는 물의 온도 별 유전상수를 나타낸 도면이다
도 5는 물의 주파수별 유전상수 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이중 구조의 배관을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

1. 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치.

본 발명의 온수 생성 장치는, 복수개의 공진기를 구비하고, 상기 복수개의 공진기를 관통하는 배관에 흐르는 유체를 초고주파를 사용하여 직접 가열함으로써 온수를 생성하는 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치의 공진기를 나타낸 도면이다.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치를 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치는, 서로 연결되어 있는 둘 이상의 공진기(20), 상기 둘 이상의 공진기를 연결시키기 위한 체결부, 유체가 흐르는 통로로서, 상기 둘 이상의 공진기 내부를 관통하여 배치되는 배관(40), 상기 둘 이상의 공진기 각각에 형성되어 있고, 각각의 공진기 내부로 초고주파를 인가하는 둘 이상의 초고주파 생성기(30), 상기 둘 이상의 초고주파 생성기의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 둘 이상의 공진기(20)는, 배관(40)에 흐르는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정부, 상기 초고주파 생성기(30)와 연결되어, 초고주파를 공진기 내부로 방사하는 안테나(70)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치의 공진기(20) 내부의 전기장을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치의 공진기(20)는 원통 형상의 공진기일 경우, 도 3과 같이 원통 형상의 공진기의 중심에서 높이 방향을 따라 전기장이 집중된다. 따라서, 배관(40)은 공진기(20) 내부에 전기장이 집중되는 영역을 모두 포함하도록 공진기의 중심에서 공진기의 높이 방향을 따라 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상술한 공진기가 원통 형상인 것은 공진기의 형상을 한정하는 것이 아니라 공진기의 다양한 형상 중에서 하나를 예로든 것일 뿐, 공진기의 형상은 육면체 또는 다면체 구조 등과 같은 다양한 형태로 형성될 수 있다.

이와 같이 공진기의 형상이 육면체 또는 다면체 구조로 형성되는 경우에는 공진기 내부에 전기장이 집중되는 영역이 원통형 구조와 다를 수 있다. 이러한 경우, 배관(40)은 공진기(20) 내부에서 자기장이 집중되는 모든 영역을 관통하도록 배치되는 것을 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 하나의 큰 공진기를 사용하는 것이 아니라, 복수개의 공진기를 사용함으로써, 공진기 내부에 전기장이 집중되는 공간에 배관을 정확하게 배치하여 가열의 효율이 높아진다.

한편, 공진기를 둘 이상으로 구성함으로써, 공진기 각각에 가열하고자 하는 온도 범위를 할당하여 배관에 흐르는 유체를 효율적으로 가열할 수 있다.

이와 같이, 공진기 각각에 가열하고자 하는 온도 범위를 할당하는 이유는, 유체가 가열됨에 따라 유체의 유전 상수가 변동되기 때문이다.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치의 구동 제어부는, 공진기에 구비된 온도 측정부에서 측정된 온도를 기반으로, 초고주파를 생성할 초고주파 생성기(30)를 동작시키고, 유속에 따라서 공진기 내부로 방사되는 초고주파의 세기를 조절할 수 있다.

도 4는 물의 온도 별 유전상수를 나타낸 도면이고, 도 5는 물의 주파수별 유전상수 변화를 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5를 살펴보면, 온도가 높아 질수록 유전상수가 커지고, 주파수가 높아질수록 유전상수가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.

다시 말해, 물을 가열하면, 물이 가열됨에 따라 유전상수가 변하기 때문에, 물을 효율적으로 가열하기 위해서는 물의 현재 온도에 따라 변하는 유전상수에 맞는 주파수로 가열해야 효율적으로 가열할 수 있다.

이를 위해 본 발명에서는 공진기를 여러 개 구비하여 가열되는 물의 온도 구간에 대응되도록, 각각의 공진기가 서로 다른 공진주파수를 가지도록 설계한다.

따라서, 상기 구동 제어부는 유체의 온도에 따라, 유체를 최적으로 가열할 수 있는 주파수가 달라지기 때문에, 유체의 온도를 측정하여 해당 온도에 대응되는 주파수를 출력하도록 설계된 초고주파 생성기를 온(on) 제어하고, 해당 공진기 내부로 유체의 온도에 대응되는 주파수의 초고주파를 인가함으로써 초고주파 생성기가 유체를 가열할 수 있다.

예를 들어, 3개의 공진기가 연결되어 물을 가열하는 경우, 제1 공진기는 21~40도 온도 범위에 맞도록 공진주파수(f1)가 2.42~2.49GHz로 설정되고, 제2 공진기는 41~60도 온도 범위에 맞도록 공진주파수(f2)가 (2.43~2.46GHz)설정되고, 제3 공진기는 61~80도 온도 범위에 맞도록 공진주파수(f3)가 (2.46~2.49GHz)설정될 수 있다.

한편, 상기 제1 공진기에는 상기 공진주파수(f1)를 생성하는 제1 초고주파 생성기가 연결되어있고, 제2 공진기에는 상기 공진주파수(f2)를 생성하는 제2 초고주파 생성기가 연결되어 있으며, 제3 공진기에는 상기 공진주파수(f3)를 생성하는 제2 초고주파 생성기가 연결되어 있을 수 있다.

다시 말해, 상기 제1 내지 제3 공진기 각각은 공진주파수 f1 내지 f3을 생성하는 초고주파 생성기가 연결되어 있으며, 제1 내지 제3 공진기 각각은 상기 f1 내지 f3 공진주파수로 공진기 내부에서 공진되도록 설계될 수 있다.

예를 들어, 제1 공진기의 크기는 제2 공진기의 크기보다 크고, 제2 공진기의 크기는 제3 공진기의 크기보다 클 수 있다. 이로써, 제1 내지 제3 공진기 각각은 서로 다른 공진 주파수를 가지도록 설계 될 수 있다.

다른 예로, 제1 내지 제3 공진기의 크기는 동일하게 구성하되, 제1 내지 제3 공진기 내부 공간, 즉, 공진 영역의 크기만을 서로 다르게하여, 제1 내지 제3 공진기가 서로 다른 공진 주파수를 가지도록 설계할 수 있다.

한편, 상술한 것과 같이 각 온도 범위에 대응되는 공진주파수로 설계된 제1 내지 제3 공진기 각각에 연결된 제1 내지 제3 초고주파 발생기는 다음과 같이 동작할 수 있다.

구체적으로, 최초 온도가 45도인 물을 50도로 가열하는 경우, 상기 제1 공진기(21~40도의 온도 구간을 담당하는 공진기) 및 제3 공진기(61~80도의 온도 구간을 담당하는 공진기)각각에 연결되어 공진주파수(f1)를 생성하는 제1 초고주파 생성기 및 공진주파수(f3)를 생성하는 제3 초고주파 생성기는 구동되지 않고, 제2 공진기(41~60도의 온도 구간을 담당하는 공진기)에 연결되어 공진주파수(f2)를 생성하는 제2 초고주파 생성기만 동작되어 제2 공진기로 초고주파가 인가될 수 있으며, 이때, 제2 공진기로 인가되는 초고주파의 세기는, 초고주파가 100% 열변환 된다는 전제로 계산된 값에 의해 산출될 수 있다.

한편, 다른 예로, 최초 온도가 30도인 물을 80도로 가열하는 경우, 먼저 제1 초고주파 생성기에서 제1 공진기로 f1의 공진주파수를 가지는 초고주파를 인가하여 30도인 물을 40도까지 우선 가열시킨 후, 제2 공진기로 제1 공진기에서 40도까지 상승된 물을 유입시키고, 제2 초고주파 생성기에서 제2 공진기로 f2의 공진주파수를 가지는 초고주파를 인가하여 물을 60도까지 가열 시킨 후, 제1 공진기 및 제2 공진기를 통과하여 60도 까지 가열된 물을 제3 공진기로 유입시키고 제3 초고주파 생성기에서 제3 공진기로 f3 공진주파수를 가지는 초고주파를 인가하여 최종적으로 물의 온도를 80도까지 상승시킨 후, 온수를 토출시킬 수 있다.

즉, 온수가 필요한 만큼 배관으로 온수를 흘려주고, 온수가 흐름과 동시에 또는 온수가 흐르기 직전에 초고주파를 배관으로 인가함으로써, 원하는 온도의 온수를 생성할 수 있다.

한편, 상기 예로든 공진주파수는 유체가 물 인 경우를 예로 들었을 뿐, 이에 한정되는 것이 아니라, 유체의 종류에 따라 다양한 범위의 주파수가 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치의 배관은, 도 6과 같이 내부 배관 및 상기 내부 배관과 소정의 간격만큼 이격되어, 상기 내부 배관을 감싸고 있는 외부 배관을 포함하는 이중 구조로 형성되어 있을 수 있다.

구체적으로, 내부 배관에서 생성된 열이 외부로 손실되는 것을 방지하기 위해 상기 내부 배관과 외부 배관 사이를 진공 상태로 구성할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치의 배관(40)에는 배관에 흐르는 유체의 속도를 측정하기 위한 유속 측정부를 포함하여 구성될 수 있다.

예를 들어 유속 측정부는, 유체가 첫번째 공진기로 들어가기 전의 배관투입구 또는 유체가 마지막 공진기를 거쳐 토출되는 배관의 토출구에 구비될수 있으며, 유속 측정부에서 측정된 유속 정보는 상기 구동 제어부로 전송될 수 있다.

다른 예로, 상기 유속 측정부는, 공진기와 공진기가 연결되는 체결부마다 각각 구비되어, 각각의 공진기에서 흐르는 유속을 보다 정확하게 측정할 수 있다.

한편, 상기 온도 측정부는, 상술한 유속 측정부와 근접한 위치에 구비될 수 있다, 예를 들어, 온도 측정부는 유체가 첫번째 공진기로 들어가기 전의 배관투입구 또는 유체가 마지막 공진기를 거쳐 토출되는 배관의 토출구에 구비될수 있으며, 다른 예로는, 공진기와 공진기가 연결되는 체결부마다 각각 구비되어, 각각의 공진기의 온도를 보다 정확하게 측정할 수도 있다.

한편, 상술한 유속 측정부 및 온도 측정부의 위치는 위에 한정하는 것이 아니라, 각 공진기 내부의 유속 및 온도를 측정할 수 있는 다양한 위치에 설치될 수도 있다.

한편, 상기 유속 측정부는, 물이 흐르는 배관 내에 터빈 휠을 설치하여, 터빈 휠의 회선 수를 측정하여 유속을 산출하거나, 초음파을 사용하여 유속을 산출할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 다양한 방식의 유속 측정 방법을 사용하여 배관 내에 흐르는 물의 유속을 측정할 수 있다.

한편, 구동 제어부는, 상기 유속 측정부에서 측정된 배관에 흐르는 유체의 유속에 따라, 유체의 온도 상승을 예측하고, 이를 기반으로 초고주파 생성기의 출력 세기를 조절할 수 있다.

예를 들어, 유속이 소정의 기준 값보다 느린 경우, 기준 세기보다 더 낮은 세기를 출력하도록 초고주파 생성기를 제어할 수 있고, 유속이 소정의 기준 값보다 빠른 경우, 기준 주파수 및 세기보다 더 높은 세기를 출력하도록 초고주파 생성기를 제어할 수 있다.

더욱 구체적으로, 초고주파가 배관에 흐르는 물을 직접가열하기 때문에 초고주파 에너지의 99% 이상에 해당하는 에너지가 열 에너지로 변환된다. 이를 배경으로, 아래 수식을 통해 물의 온도 상승을 예측하여, 제어부에서 초고주파의 세기 및 초고주파의 인가 시간을 제어한다.

(수식) ㅿt = Q / C*m

(단, ㅿt : 온도 변화, Q : 열량, C : 물의 비열 = 1cal/g·℃, m : 질량)

한편, 상기 (수식)에서 열량은 초고주파의 에너지이고, 질량 m은, 배관의 반지름이 r이라고하면, 배관에 흐르는 물의 부피는 π×r^2×h이 되고, 물의 밀도를 알수 있으므로, 질량 m을 산출할 수 있다.

다시 말해, 제어부는, 공진기 내부에 흐르는 물의 질량 m은 상수이므로, 해당 온도 구간의 공진기에서 상승 시킬 온도(ㅿt)는 초고주파의 에너지 Q에 의해서 결정될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치에서, 둘 이상의 공진기는 체결부를 통해 연결되는데, 상기 체결부는, 공진기의 상부에 형성되어 있는 숫나사 형태의 상부 나사 체결부 및 공진기의 하부에 형성되어 있는 암나사 형태의 하부 나사 체결부를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 체결부는, 인접한 두 공진기 사이를 소정의 간격만큼 이격되도록 구성되고, 이격되는 거리는, 두 공진기 사이에서 발생하는 영향을 최소화할 수 있는 거리이다.

예를 들어, 암나사가 공진기에 직접 연결되지 않고, 중간에 커버부재를 통해 공진기와 연결됨으로써, 암나사와 공진기 사이가 소정의 간격만큼 이격될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 체결부가 숫나사와 암나사로 구성되어 나사체결 방식으로 체결되는 것으로 기술되었지만, 이에 한정되는 것은 아니라 체결부가 서로 인접한 두 공진기를 소정 간격 이격되도록 구성되는 다양한 형태의 체결방식이 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 온수 생성 장치에서 초고주파 생성기는, 주파수 부귀환 회로(PLL), 제1 전구동부(Pre Drive1), 제2 전구동부(Pre Drive2), 구동 증폭기(Drive TR), 메인 증폭기(Main TR), 상기 초고주파 생성기에서 출력되는 출력 신호의 반사 신호가 상기 초고주파 생성기 내부로의 유입을 방지하는 아이솔레이터(Isolator), 상기 초고주파 생성기에서 출력되는 출력 신호 및 상기 출력 신호의 반사 신호를 검출하는 신호 검출부, 상기 신호 검출부에서 검출된 출력 신호 및 반사 신호의 특성에 따라, 출력되는 초고주파의 주파수를 변경하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1, 2 전구동부는, 상기 주파수 부귀환 회로(PLL)에서 발생된 신호를 증폭시킬 수 있다.

한편, 상기 구동 증폭기는, 상기 초고주파 생성기의 최종 출력이 클 경우 추가적으로 이득(gain)을 높일 수 있고, 상기 메인 변압기는 최종적으로 초고주파 생성기의 출력을 제어하여 원하는 최종 출력 신호를 발생 시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

20 : 공진기
30 : 초고주파 생성기
40 : 배관
60 : 입력부
70 : 안테나

Claims (9)

1. 서로 연결되어 있는 둘 이상의 공진기;
   상기 둘 이상의 공진기는,
   소정의 온도 구간의 유체에 에너지를 공급하도록 서로 다른 공진주파수를 가지며,
   상기 둘 이상의 공진기를 연결시키기 위한 체결부;
   유체가 흐르는 통로로서, 상기 둘 이상의 공진기 내부를 관통하여 배치되는 배관;
   상기 둘 이상의 공진기 각각에 형성되어 있고, 각각의 공진기 공진기 내부로 초고주파를 인가하는 둘 이상의 초고주파 생성기; 및
   상기 배관에 흐르는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정부;
   상기 둘 이상의 초고주파 생성기의 구동을 제어하는 구동 제어부;
   를 포함하여 구성되며,
   상기 구동 제어부는,
   상기 온도 측정부에서 측정된 유체의 온도에 따라 상기 둘 이상의 초고주파 생성기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동 제어부는,
   상기 둘 이상의 초고주파 생성기 중에서, 상기 온도 측정부에서 측정된 유체의 온도 및 목표 온도에 대응되는 초고주파를 생성하는 초고주파 생성기들을 동작시켜, 각각의 온도 구간에 대해서 대응되는 초고주파 생성기가 유체를 가열하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
   
3. 서로 연결되어 있는 둘 이상의 공진기;
   상기 둘 이상의 공진기를 연결시키기 위한 체결부;
   유체가 흐르는 통로로서, 상기 둘 이상의 공진기 내부를 관통하여 배치되는 배관;
   상기 둘 이상의 공진기 각각에 형성되어 있고, 각각의 공진기 공진기 내부로 초고주파를 인가하는 둘 이상의 초고주파 생성기; 및
   상기 배관에 흐르는 유체의 온도를 측정하는 온도 측정부;
   상기 둘 이상의 초고주파 생성기의 구동을 제어하는 구동 제어부;
   를 포함하여 구성되며,
   상기 구동 제어부는,
   상기 온도 측정부에서 측정된 온도를 기반으로, 상기 둘 이상의 공진기 각각에 방사되는 초고주파의 주파수가 각 공진기의 공진주파수에 수렴하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1 또는 3에 있어서,
   상기 배관에는, 배관에 흐르는 유체의 속도를 측정하는 유속 측정부가 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 구동 제어부는,
   상기 유속 측정부에서 측정된 유속을 바탕으로 유체의 온도 상승을 예측하고, 예측되는 유체의 온도 상승에 따라 초고주파 생성기의 출력 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
   
8. 청구항 1 또는 3에 있어서,
   상기 배관은,
   내부 배관; 및
   상기 내부 배관과 소정의 간격만큼 이격되어, 상기 내부 배관을 감싸고 있는 외부 배관;
   을 포함하여 구성되며,
   상기 내부 배관과 외부 배관 사이는 진공 상태인 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
   
9. 청구항 1 또는 3에 있어서,
   상기 공진기는,
   공진기의 외벽이 이중구조로 형성되어, 상기 배관에 흐르는 물의 열이 외부로 손실되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
   

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