KR102328167B1 - Series core induction boiler heating system - Google Patents

Series core induction boiler heating system Download PDF

Info

Publication number
KR102328167B1
KR102328167B1 KR1020210074415A KR20210074415A KR102328167B1 KR 102328167 B1 KR102328167 B1 KR 102328167B1 KR 1020210074415 A KR1020210074415 A KR 1020210074415A KR 20210074415 A KR20210074415 A KR 20210074415A KR 102328167 B1 KR102328167 B1 KR 102328167B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
induction
magnetic
induction coil
frequency
Prior art date
Application number
KR1020210074415A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박상영
Original Assignee
박상영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박상영 filed Critical 박상영
Priority to KR1020210074415A priority Critical patent/KR102328167B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102328167B1 publication Critical patent/KR102328167B1/en
Priority to PCT/KR2021/020073 priority patent/WO2022260233A1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/185—Water-storage heaters using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2021—Storage heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • H05B6/365—Coil arrangements using supplementary conductive or ferromagnetic pieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2250/00—Electrical heat generating means
    • F24H2250/08—Induction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

The present invention relates to a serial core induction boiler heating system, wherein two right and left side surfaces or three right, left and lower surfaces constituting a boiler container is composed of magnetic heating surfaces to expand a contact area with a heating medium, thereby making heat exchange fast and swift, and a ceramic insulation plate, an induction coil and a ferrite heat radiation plate are combined in order outside the right and left sides constituting the boiler container and the magnetic heating surfaces constituting the right and left sides and the lower part to facilitate the disassembly and assembly of an induction unit, thereby making maintenance and repairs convenient. In addition, the induction coil, which has the temperature thereof raised by counter-electromotive force generated by some eddy currents from the magnetic heating surfaces through the induction unit, is cooled swiftly by the ferrite heat radiation plate, thereby preventing deterioration in the efficiency of induction heating caused by a rise in the temperature of the induction coil. The induction units configured on the magnetic heating surfaces are combined in the form of a serial core to enable the frequency band of the induction units combined with the magnetic heating surfaces respectively to be controlled simultaneously using a single inverter, thereby reducing manufacturing costs caused by the number of unnecessary parts, cooling the induction coil of the ferrite heat radiation plate, reducing noise with the wavelength of an induction heating frequency, accordingly enhancing the efficiency of induction heating. The resonance impedance band of the magnetic heating surfaces for secondary heating by a resonance means is matched to obtain a swift heating effect by the amplification of the low-frequency wavelength of the induction unit, so the efficiency of induction heating by the induction coil can raise the temperature to high temperature with low power, thereby saving energy, inducing swift heating and enhancing thermal efficiency.

Description

직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템{SERIES CORE INDUCTION BOILER HEATING SYSTEM}SERIES CORE INDUCTION BOILER HEATING SYSTEM

본 발명은 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보일러용기 좌우측 2면 또는 좌우측 및 하부 3면을 자성을 갖는 자성가열면으로 구성하여 보일러용기 내부의 열교환면적을 확대함으로써, 열교환 면적과 열효율증대가 가능하고, 면상으로 권취되는 유도코일을 직렬코어방식으로 구성한 인덕션유닛에 의해 2면 또는 3면이 동시에 유도가열되어 보일러 열매체의 신속한 가열이 가능함은 물론, 공진수단을 통한 2면 또는 3면의 자기가열면의 공진 임피던스 대역을 매칭시킴으로서, 유도가열 주파수의 증폭을 통한 저전력으로 높은 열효율을 가짐에 따라 에너지절감이 가능함며, 대용량의 열매체 가열이 빠르게 이루어질 수 있고, 인덕션유닛의 분해조립이 용이하여 인덕션유닛의 불량이나 고장으로 인한 유지보수 및 교체가 간편하게 이루어질 수 있어 사용수명증대를 가져올 수 있는 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a series core induction boiler heating system, and more particularly, by expanding the heat exchange area inside the boiler vessel by configuring two left and right sides or three left and right and lower three sides of the boiler vessel with magnetic magnetic heating surfaces, the heat exchange area and Thermal efficiency can be increased, and two or three surfaces are induction heated at the same time by an induction unit composed of a surface-wound induction coil in a series core method, enabling rapid heating of the boiler heating medium, as well as two or three surfaces through resonance means By matching the resonance impedance band of the self-heating surface of the surface, it is possible to save energy by having high thermal efficiency with low power through amplification of the induction heating frequency. It relates to a series-core induction boiler heating system that can be easily maintained and replaced due to defects or failures of the induction unit, thereby increasing the service life.

일반적으로 사용되는 보일러는 연탄, 가스 또는 경유를 연료로 하여, 가정 내에 따뜻한 온기를 공급하게 되는데, 이러한 화석 연료들을 연소시켜 물을 보일링하는 경우에는 화석연료의 연소에 따른 배기가스에 의한 대기환경오염의 문제와 에너지 효율이 떨어지는 문제가 있다. Generally used boilers use briquettes, gas, or diesel as fuel to supply warm warmth to the home. There is a problem of pollution and a problem of low energy efficiency.

또한, 화석 연료의 사용은 지구온난화라는 지구환경에 막대한 영향을 끼치는 요소로 작용되고 있고, 이에 따른 온실가스를 줄이기 위한 노력은 지구온난화 규제와 방지를 위한 국제협약을 통해 많은 선진국에서 감축을 위한 다양한 방법을 찾고 있는 실정이다.In addition, the use of fossil fuels is acting as a factor that has a huge impact on the global environment, called global warming, and efforts to reduce greenhouse gases are being made in many developed countries through international agreements for global warming regulation and prevention. They are looking for a way.

이러한 화석 연료의 사용을 줄이기 위해, 가정 내 사용되는 보일러 에너지 공급원을 화석 연료에서 태양열, 태양광 등 천연 에너지 등의 탈석유 에너지로 옮겨가는 기술이 개발되어 왔으며, 이에 따라 보일러의 물을 보일링하는 기술도 기존의 화석 연료를 연소시키는 기술 외에 전기에너지를 그대로 열 에너지로 변환시키는 다양한 기술들이 개발되어 왔다.In order to reduce the use of such fossil fuels, a technology has been developed to shift the boiler energy source used in homes from fossil fuels to non-petroleum energy such as natural energy such as solar heat and solar power. In addition to the conventional technology for burning fossil fuels, various technologies for converting electrical energy into thermal energy have been developed.

이에 전자기 유도 가열(electromagnetic induction heating)이 그 대표적인 기술인데, 대표적으로는 '고주파 유도가열을 이용한 보일러의 가열장치(등록번호: 20-0405016)'를 들 수 있다. 그러나, 가열장치부 내부로 유도코일, 절연관 및 가열관이 삽입되어 가열관을 가열하여 물을 보일링하는바, 가열면적은 확대할 수 있으나 물의 가열장치와의 접촉시간과 체류시간이 적어 열효율을 최적화하기 힘들고, 이미 데워진 물과 입수관으로 유입되는 물과 혼입양이 평행을 이루게 되어 에너지 소비 효율이 매우 낮은 문제점이 있었다. 또한, 물을 가열하기 위한 전자기 유도가열에 높은 전력이 요구되고, 높은 전력에 비해 열효율이 뛰어나지 못해 에너지 낭비를 초래하는 문제가 있었다. 나아가, 유도가열을 위한 가열장치가 물속에 잠김되도록 구성됨에 따라 조립과정에서 물의 유입이 초래되어 전력공급시 누전 등의 위험이 따르고, 수밀상태의 유지가 어려울 뿐만 아니라 보일러 구동과정에서 유지보수를 위한 교체가 불가능하며, 수밀의 어려움에 따른 분해조립이 용이하지 못하여 유지보수 내지는 교체가 어렵다는 문제점이 있었다.For this reason, electromagnetic induction heating is a representative technology, and a representative example is 'a boiler heating device using high-frequency induction heating (registration number: 20-0405016)'. However, an induction coil, an insulating tube, and a heating tube are inserted into the heating device to heat the heating tube to boil water. Although the heating area can be enlarged, the contact time and residence time of water with the heating device are small, so the thermal efficiency It is difficult to optimize the energy consumption efficiency, and there is a problem that the energy consumption efficiency is very low because the mixing amount of the already heated water and the water flowing into the inlet pipe is parallel. In addition, high power is required for electromagnetic induction heating for heating water, and thermal efficiency is not excellent compared to high power, resulting in wasted energy. Furthermore, as the heating device for induction heating is configured to be submerged in water, water inflow is caused during the assembly process, and there is a risk of short circuit when power is supplied, and it is difficult to maintain a watertight state, as well as for maintenance in the boiler operation process. It was impossible to replace, and it was not easy to disassemble and assemble due to the difficulty of watertightness, so there was a problem that maintenance or replacement was difficult.

다른 기술로는 '고주파 유도 코일을 이용한 열 발생 장치 및 그 제조 방법(공개 번호: 10-2011-0089945)'를 들수 있으나, 이 기술은 인덕션 히팅 코일에 유도 전류가 흘러 금속 파이프를 히팅하여 금속 파이프를 가열하여 금속 파이프 외주연에 접촉되는 물 등의 열매체를 가열하여 보일링하는 기술로써, 금속 파이프의 히팅된 열이 외주연에 접촉되는 물과의 시간이나 체류시간과 금속파이프의 구간에 따라 열교환이 서로 달리 형성되어 용이하게 열교환이 이루어지 못하고, 이로 인한 에너지 손실이 매우 높으며, 금속파이프의 전도된 열이 내주연의 중공부로 전달되면 인덕션 히팅 코일을 간접가열하게 되어 코일의 손상이나 짧은 수명으로 인한 교체가 필요하게 되며, 이로 인한 코일의 교체가 사실상 불가능하고, 전체 금속 파이프 라인의 교체를 통해 유지보수가 가능하여 유지보수 비용의 증대와 열교환이 용이하게 이루어지지 못하여 에너지 손실이 매우 높으며, 이로 인한 열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.As another technique, 'a heat generating device using a high-frequency induction coil and a method for manufacturing the same (Publication No. 10-2011-0089945)' can be mentioned, but in this technique, an induction current flows through the induction heating coil to heat the metal pipe It is a technology that heats and boils a heating medium such as water in contact with the outer periphery of a metal pipe by heating These are formed differently, so heat exchange is not easily achieved, and the energy loss is very high. Therefore, replacement of the coil is practically impossible, and maintenance is possible through replacement of the entire metal pipeline, increasing maintenance cost and not easily performing heat exchange, resulting in very high energy loss. There was a problem that the thermal efficiency due to the decrease.

역시, 유도 가열을 이용한 기술로는 '고주파유도가열방식의 전기보일러(등록 번호: 10-0827468)'가 있다. 이 기술은 유도 코일을 보빈에 고정시켜, 가열체를 유도 전류로 가열하는 기술적 사상을 담고 있으나, 가열통 내에 담겨 있는 가열체로 온수 및 냉수가 상호 혼합되어 방향성 없이 흐를 수 있는 공간으로 인해, 상술한 '고주파 유도가열을 이용한 보일러의 가열장치(등록번호: 20-0405016)'와 마찬가지로 에너지 효율이 낮고, 배수구로 배출되는 물의 온도가 균일하지 못한 문제점이 발생하였다. 또한, 이 역시도 앞서 상술한 '고주파 유도가열을 이용한 보일러의 가열장치와 마찬가지로 유도코일의 손상이나 오염으로 인한 유지보수가 사실상 어렵고, 유도코일 만의 일부 교체가 불가능하며 전체교체만이 가능하여 경제적 부담이 가중될 수 있는 문제가 있다.Also, as a technology using induction heating, there is a 'high-frequency induction heating type electric boiler (registration number: 10-0827468)'. This technology contains the technical idea of fixing the induction coil to the bobbin and heating the heating body with an induction current, but due to the space where hot water and cold water are mixed with each other and flowed without direction, Like 'Boiler heating device using high frequency induction heating (registration number: 20-0405016)', energy efficiency was low and the temperature of the water discharged to the drain was not uniform. In addition, this too, like the above-mentioned 'heating device for a boiler using high-frequency induction heating, is virtually difficult to maintain due to damage or contamination of the induction coil. There are problems that can be exacerbated.

또 다른 기술로는 '유도 가열을 이용한 전기 보일러(공개 번호: 10-2004-0041130)'는 유도코일 외측으로 코어가 형성되어 유도가열을 통해 저수조의 내벽면에 형성된 나선형의 난방수유입경로에 충진된 열매체를 가열하도록 구성되어 있다. As another technology, 'electric boiler using induction heating (Publication No.: 10-2004-0041130)' has a core formed outside the induction coil and fills the spiral heating water inflow path formed on the inner wall of the water tank through induction heating. It is configured to heat the heated heating medium.

상기와 같은 구성은 열매체가 수용되기 전에 코어와 유도코일 구성을 결합해야 하고, 유지보수를 위해 분해시에는 열매체를 먼저 저수조에서 모두 제거해야 하는 번거로움이 있어 유지보수의 어려움이 따르고, 또 다른 실시예로 유도코일의 외측의 코어와 내측의 내부 코어를 구성할 경우에는 코일에 전원이 인가될 경우 와전류에 의해 유도 가열되는 방법을 이용하지만, 코일에서 형성되는 전자기장이 내부코어에도 작용하지만 외부로도 손실되어 에너지 효율이 낮은 문제점이 있다. In the above configuration, the core and the induction coil configuration must be combined before the heating medium is accommodated, and when disassembling for maintenance, the heating medium must first be removed from the storage tank, so maintenance is difficult, and another implementation For example, when composing the outer core and the inner inner core of the induction coil, induction heating is used by eddy currents when power is applied to the coil. There is a problem in that energy efficiency is low due to loss.

또한, 저수조의 내외부측의 열매체를 순환하기 위해 난방수배관이 저수조의 외부로 노출된 상태에서 순환함에 따라 가열된 열매체가 난방수배관을 따라 순환이동하는 과정에서 열손실이 발생되는 문제와 더불어 난방수배관의 분해조립이 어려워 유도코일의 손상이나 오염으로 인한 유지보수 및 이물질 제거, 세척 등이 어렵다는 문제가 있다.In addition, as the heating water pipe circulates in the exposed state to the outside of the water tank to circulate the heating medium on the inside and outside of the water tank, heat loss occurs in the process of circulating and moving along the heating water pipe. There is a problem in that it is difficult to disassemble and assemble the water pipe, so maintenance, removal of foreign substances, and cleaning are difficult due to damage or contamination of the induction coil.

이에 따라, 전자기장을 발생시키는 코일의 전자기장을 상호 유도 전류를 발생시키려고 하는 가열체에만 집중되도록 하고, 저전력으로 열에너지 효율을 높임으로써, 에너지절감이 가능함은 물론, 유도코일의 손상이나 불량 등에 따른 교체가 보일러의 운전 중에도 가능할 수 있도록 용이하게 실시할 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, the electromagnetic field of the coil generating the electromagnetic field is concentrated only on the heating element that is intended to generate the mutual induced current, and by increasing the thermal energy efficiency with low power, energy saving is possible, as well as replacement due to damage or defectiveness of the induction coil. There is a need for a technology that can be easily implemented so that it can be performed even while the boiler is being operated.

1. 대한민국 등록실용 제20-0405016호 (2005년12월27일)1. Republic of Korea Registration Office No. 20-0405016 (December 27, 2005) 2. 대한민국 등록특허 제10-0827468호 (2008년04월28일)2. Republic of Korea Patent No. 10-0827468 (April 28, 2008) 3. 대한민국 등록특허 제10-1133589호 (2012년03월29일)3. Republic of Korea Patent No. 10-1133589 (March 29, 2012) 4. 대한민국 공개특허 제10-2004-0041130호(2004년05월14일)4. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-0041130 (May 14, 2004)

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 페라이트방열판을 통한 가열되는 유도코일을 빠르게 냉각하여 온도상승으로 인한 유도가열 효율성 저하를 방지하고, 직렬코어 형식으로 보일러 용기의 좌우 또는 좌우 및 하부 면에서 동시에 발생되는 유도가열 주파수 파장의 노이즈를 감소시켜 유도가열 효율을 증대시키며, 공진수단을 통한 2차 가열을 위한 자성가열면의 공진 임피던스 대역을 매칭시켜 인덕션유닛의 저주파 파장의 증폭을 통한 신속한 가열효과를 얻을 수 있도록 함으로써, 유도코일에 의한 유도가열 효율이 저전력으로도 높은 온도를 올릴 수 있어 에너지 절감과 신속한 가열 및 열효율을 증대할 수 있고, 추가 인버터 구성없이 하나의 인버터만으로 부품수를 줄여 제작단가 절감이 가능한 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned problems, and by rapidly cooling an induction coil heated through a ferrite heat sink to prevent a decrease in induction heating efficiency due to a temperature increase, and by reducing the noise of the induction heating frequency wavelength simultaneously generated on the lower surface to increase the induction heating efficiency, and matching the resonance impedance band of the magnetic heating surface for secondary heating through the resonance means through amplification of the low frequency wavelength of the induction unit By making it possible to obtain a rapid heating effect, the induction heating efficiency by the induction coil can raise a high temperature even with low power, thereby saving energy and increasing the rapid heating and thermal efficiency. An object of the present invention is to provide a series core induction boiler heating system capable of reducing manufacturing cost.

또한, 본 발명은 보일러를 구성하는 좌우측 면 2면 또는 좌우측과 하부면 3면 외측으로 인덕션 유닛의 분해조립이 용이하도록 구성함에 따라 보일러 내부의 열매체의 제거 없이도 인덕션 유닛의 분해조립이 가능하고, 운전 중에도 오작동이나 고장, 파손에 따른 인덕션 유닛의 교체 및 유지보수가 가능하여 보일러의 사용수명 증대를 가져올 수 있는 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.In addition, according to the present invention, the induction unit can be disassembled and assembled without removing the heating medium inside the boiler by configuring the induction unit to be easily disassembled and assembled to the outside of the two left and right sides or the left and right and three lower surfaces constituting the boiler. Another object of the present invention is to provide a series core induction boiler heating system that can increase the service life of the boiler by enabling replacement and maintenance of the induction unit due to malfunction, failure, or damage during operation.

나아가, 본 발명은 자성가열면이 보일러를 구성하는 몸체의 좌우측면 또는 좌우측과 하부면으로 구성함에 따라 열매체와의 접촉면적을 극대화할 수 있어 열효율증대가 가능함은 물론, 열매체와 인덕션유닛과의 접촉이 없어 별도의 수밀작업의 필요가 없고, 제작이 간편하여 생산성이 향상될 수 있으며, 다양한 산업분야에 활용도가 높은 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템을 제공하는 데 목적이 있다.Furthermore, according to the present invention, the contact area with the heating medium can be maximized as the magnetic heating surface is composed of the left and right sides or the left and right sides and the lower surface of the body constituting the boiler, so that it is possible to increase the thermal efficiency, as well as the contact between the heating medium and the induction unit. It is an object to provide a series core induction boiler heating system that does not require a separate watertight operation, is easy to manufacture, can improve productivity, and is highly useful in various industrial fields.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템은 전자기 유도현상에 의해 발열을 발생시켜 공급되는 열매체를 가열하도록 마련된 인덕션 보일러 가열시스템에 있어서, 좌우폭이 좁고, 전후폭은 넓은 직사각 형상의 함체로 형성되고, 전면 하부일측으로 열매체가 유입되는 유입구가 형성되며, 상면 일측으로 가열된 열매체가 배출되는 배출구가 형성되고, 전후폭이 넓은 좌우면 또는 좌우면과 하부면이 내부에 수용되는 열매체를 가열하도록 평활도가 높고 편평하여 열교환이 높도록 마련된 자성을 가진 자성가열면이 형성된 가열수조본체; 상기 가열수조본체의 자성가열면에 대응되고, 전력공급에 따라 상기 자성가열면에 와전류가 발생되어 가열되게 유도가열되도록 마련된 인덕션유닛; 및 In order to achieve the above object, the series core induction boiler heating system according to the present invention is an induction boiler heating system provided to heat a supplied heating medium by generating heat by electromagnetic induction phenomenon. It is formed into a wide rectangular box, an inlet for introducing a heating medium is formed on one side of the front lower side, an outlet for discharging a heated heating medium is formed on one side of the upper surface, and the left and right sides or the left and right sides and the lower surface with wide front and rear width are inside a heating water tank body having a magnetic heating surface provided with a high degree of smoothness to heat the heating medium accommodated in the flat and high heat exchange; an induction unit corresponding to the magnetic heating surface of the heating water tank body and provided to induction heating to be heated by generating an eddy current in the magnetic heating surface according to power supply; and

상기 가열수조본체의 자성가열면에 접촉되게 형성되고, 상기 자성가열면에 유도된 와전류가 상기 인덕션유닛측으로 흐르는 것을 방지하는 사각의 판상으로 형성된 세라믹 절열판;을 포함하는 것을 특징으로 한다. and a ceramic heat insulating plate formed in contact with the magnetic heating surface of the heating water tub body and formed in a rectangular plate shape to prevent the eddy current induced in the magnetic heating surface from flowing toward the induction unit.

본 발명은 페라이트방열판을 통한 가열되는 유도코일을 빠르게 냉각하여 온도상승으로 인한 유도가열 효율성 저하를 방지하고, 직렬코어 형식으로 보일러 용기의 좌우 또는 좌우 및 하부 면에서 동시에 발생되는 유도가열 주파수 파장의 노이즈를 감소시켜 유도가열 효율을 증대시키며, 공진수단을 통한 2차 가열을 위한 자성가열면의 공진 임피던스 대역을 매칭시켜 인덕션유닛의 저주파 파장의 증폭을 통한 신속한 가열효과를 얻을 수 있도록 함으로써, 유도코일에 의한 유도가열효율이 저전력으로도 높은 온도를 올릴 수 있어 에너지 절감과 신속한 가열 및 열효율을 증대할 수 있고, 추가 인버터 구성없이 하나의 인버터만으로 부품수를 줄여 제작단가 절감이 가능한 장점이 있다.The present invention rapidly cools an induction coil heated through a ferrite heat sink to prevent a decrease in induction heating efficiency due to temperature rise, and noise of induction heating frequency wavelengths simultaneously generated on the left and right or left and right and bottom surfaces of a boiler vessel in a serial core type to increase induction heating efficiency by reducing Induction heating efficiency can raise high temperature even with low power, so energy saving and rapid heating and thermal efficiency can be increased.

또한, 본 발명은 보일러를 구성하는 좌우측 면 2면 또는 좌우측과 하부면 3면 외측으로 인덕션 유닛의 분해조립이 용이하도록 구성함에 따라 보일러 내부의 열매체의 제거없이도 인덕션 유닛의 분해조립이 가능하고, 운전 중에도 오작동이나 고장, 파손에 따른 인덕션 유닛의 교체 및 유지보수가 가능하여 보일러의 사용수명 증대를 가져올 수 있고, 자성가열면이 보일러를 구성하는 몸체의 좌우측면 또는 좌우측과 하부면으로 구성함에 따라 열매체와의 접촉면적을 극대화할 수 있어 열효율증대가 가능함은 물론, 열매체와 인덕션유닛과의 접촉이 없어 별도의 수밀작업의 필요가 없고, 제작이 간편하여 생산성이 향상될 수 있으며, 다양한 산업분야에 활용도가 높은 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the induction unit can be disassembled and assembled without removing the heating medium inside the boiler by configuring the induction unit to be easily disassembled and assembled on the outside of the two left and right sides or the left and right and three lower surfaces constituting the boiler. It is possible to replace and maintain the induction unit due to malfunction, breakdown, or damage during operation, which can increase the service life of the boiler. It is possible to increase the thermal efficiency by maximizing the contact area of It is highly effective.

도 1은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 전체 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 주요부 분해사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 페라이트 방열판요부 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 요부 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 사용상태 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 다른 실시예의 요부 절개 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 또 다른 실시예의 정면도와 측단면도 이다.1 is an overall conceptual diagram of a series core induction boiler heating system according to the present invention.
2 is an exploded perspective view of the main part of the series core induction boiler heating system according to the present invention.
3 is an enlarged perspective view of a main part of a ferrite heat sink of a series core induction boiler heating system according to the present invention.
4 is a perspective cut-away perspective view of a serial core induction boiler heating system according to the present invention.
5 is a side view of a use state of the series core induction boiler heating system according to the present invention.
6 is a perspective view showing another embodiment of the series core induction boiler heating system according to the present invention.
7 is a cutaway perspective view of another embodiment of a series core induction boiler heating system according to the present invention.
8 is a front view and a side cross-sectional view of another embodiment of a series core induction boiler heating system according to the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so they can be substituted at the time of the present application. It should be understood that various equivalents and modifications may be made.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 실시예에 따른 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, technical features according to an embodiment of a series core induction boiler heating system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 전체 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 주요부 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 페라이트 방열판(220) 요부 확대 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 요부 절개 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 사용상태 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열 시스템의 다른 실시예의 요부 절개 사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템의 또 다른 실시예의 정면도와 측단면도 이다.1 is an overall conceptual diagram of a series core induction boiler heating system according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of main parts of a series core induction boiler heating system according to the present invention, and FIG. 3 is a series core induction boiler heating system according to the present invention. is an enlarged perspective view of the main part of the ferrite heat sink 220, FIG. 4 is a cutaway perspective view of the main part of the series core induction boiler heating system according to the present invention, and FIG. 5 is a side view of the use state of the series core induction boiler heating system according to the present invention. 6 is a perspective view showing another embodiment of the series core induction boiler heating system according to the present invention, FIG. 7 is a perspective view of main parts of another embodiment of the series core induction boiler heating system according to the present invention, and FIG. 8 is the present invention It is a front view and a side cross-sectional view of another embodiment of the series core induction boiler heating system according to the present invention.

본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템은 보일러 용기인 가열수조본체(100)를 구성하는 좌우측면 2면 또는 좌우측 및 하부면 3면을 자성 가열면으로 구성하여 각각의 면에 인덕션유닛(200)이 결합하고, 결합된 인덕션 유닛은 직렬방식으로 연결되어 2면 또는 3면에 결합된 인덕션 유닛이 하나의 인덕션 유닛과 같이 작용하도록 함으로써, 유도가열 시, 보다 넓은 열교환면적의 확보를 통해 가열수조본체(100) 내부의 열매체의 가열이 신속하게 이루어질 수 있도록 구성함과 더불어 유도가열 주파수 대역을 저주파로 구현함과 함께 저주파의 파장의 노이즈를 최소로 제거하여 유도가열 파장의 순도를 높임으로써, 열효율 증대를 가져오도록 하고, 이와 더불어 공진수단(400)에 의한 자성가열면의 공진 임피던스 대역을 매칭시켜 저주파 생성의 인덕션유닛(200)의 저주파 파장의 공진에 따라 유도가열 주파수의 증폭을 통해 열효율 증대를 보다 배가 될 수 있도록 하여 열매체의 급속가열과 저전력으로 구현함에 따른 에너지 절감을 가져올 수 있는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템은 가열수조본체(100), 인덕션 유닛(200), 세라믹 절연판(300), 공진수단(400), 제어커트롤러(500)로 구성된다.In the series core induction boiler heating system according to the present invention, two left and right sides or three left and right and lower surfaces constituting the heating water tank body 100, which is a boiler container, are configured as magnetic heating surfaces, and the induction unit 200 is formed on each surface. The combined and combined induction units are connected in a series manner so that the induction units coupled to two or three surfaces act like one induction unit. (100) Increases thermal efficiency by increasing the purity of the induction heating wavelength by minimizing the noise of the low frequency wavelength while implementing the induction heating frequency band as a low frequency while configuring so that the internal heating medium can be heated quickly In addition, by matching the resonance impedance band of the magnetic heating surface by the resonance means 400 according to the resonance of the low-frequency wavelength of the induction unit 200 of low-frequency generation, the increase in thermal efficiency is more doubled through the amplification of the induction heating frequency. As shown in Figs. 1 and 2, the series core induction boiler heating system according to the present invention is a heating water tank body 100 as shown in Figs. , an induction unit 200 , a ceramic insulating plate 300 , a resonance means 400 , and a control controller 500 .

상기 가열수조본체(100)는 물, 오일 등이 수용되어 가열수조본체(100)의 좌우측면 2면 또는 좌우측면과 하부면을 이루는 3면에 후술되는 인덕션유닛(200)에 의한 동시 유도가열이 이루어져 내부에 수용된 열매체가 2면 또는 3면의 유도가열로 인해 열을 교환받아 가열되는 것으로, 사각의 함체로 형성되고, 전방 외연 하부일측으로 열매체가 유입되는 유입구(102)가 형성되며, 외연 상부면 일측으로 가열된 열매체가 배출되는 배출구(104)가 형성된다.Simultaneous induction heating by the induction unit 200 to be described later on the two sides of the left and right sides of the heating water tank body 100 or the three sides forming the left and right sides and the lower surface of the heating water tank body 100 in which water, oil, etc. are accommodated. The heating medium accommodated therein is heated by exchanging heat due to induction heating on two or three sides, and is formed as a rectangular box, and the inlet 102 through which the heating medium flows into the lower side of the front outer edge is formed, and the upper edge of the outer edge is formed. An outlet 104 through which the heated heating medium is discharged is formed on one side of the surface.

상기와 같은 가열수조본체(100)는 좌우폭이 좁고, 전후폭은 넓은 직사각 형상의 함체로 형성되고, 앞서 상술한 바와 같이, 유입구(102) 및 배출구(104)가 형성되고, 전후폭이 넓은 좌우면 또는 좌우면과 하부면이 내부에 수용되는 열매체를 가열하도록 평활도가 높고 편평하여 열교환이 높도록 마련된 자성을 가진 자성가열면(110)이 형성된다. 여기서, 상기 자성가열면(110)은 후술되는 인덕션 유닛의 유도코일부(210)에 전원의 인가에 따라 유도되어 와전류가 발생되고, 와전류가 주울열로 변환되면서 열이 발생되는 것으로, 열매체와의 접촉을 통해 열교환이 이루어져 열매체가 가열된다.As described above, the heating water tank body 100 has a narrow left and right width and a wide front and rear width. The surface or the left and right surfaces and the lower surface are formed with a magnetic heating surface 110 having a high degree of smoothness and a high degree of smoothness to heat the heat medium accommodated therein, so that heat exchange is high. Here, the magnetic heating surface 110 is induced according to the application of power to the induction coil part 210 of the induction unit to be described later to generate eddy currents, and heat is generated while the eddy currents are converted into Joule heat, contact with a heating medium Through the heat exchange, the heating medium is heated.

여기서, 상기 자성가열면(110)은 인덕션 유닛의 유도코일부(210)에 1차 전류를 공급시, 주파수 형태로 통상의 2차 코일로 유도되어 주울 열이 발생되도록 하는 유도가열을 응용하여 구성한 것으로, 인덕션유닛(200)에 의한 코일과 대응되는 측의 유도가열만을 유도하는 것이 아니라 자성가열면(110)의 전체에 자기장을 형성하여 인덕션유닛(200)의 유도코일부(210)가 평면 권취된 부분의 자성가열면(110) 측의 좌우측, 좌우측과 하부면을 동시에 가열하도록 구성함으로써, 열교환 면적이 보다 확대되고, 열효율 증대를 통한 열매체 가열이 신속하고 빠르게 가능하며, 에너지 절감이 가능하게 된다. Here, when the primary current is supplied to the induction coil unit 210 of the induction unit, the magnetic heating surface 110 is induced to a normal secondary coil in the form of a frequency to generate Joule heat by applying induction heating. , not only induces induction heating of the side corresponding to the coil by the induction unit 200, but forms a magnetic field in the entire magnetic heating surface 110, so that the induction coil part 210 of the induction unit 200 is flat wound part By configuring the left and right sides, the left and right sides and the lower surface of the magnetic heating surface 110 of the side to be heated at the same time, the heat exchange area is further expanded, the heating medium can be heated quickly and quickly by increasing the thermal efficiency, and energy saving is possible.

이와 같은 상기 자성가열면(110)은 가열수조본체(100)의 좌우측을 구성하거나 좌우측 및 하부면을 구성하되, 자성을 가진 금속재질로 구성된다.The magnetic heating surface 110 as described above constitutes the left and right sides or the left and right sides and the lower surface of the heating water tank body 100, but is made of a magnetic metal material.

상기 자성가열면(110)은 외부에서 자기장(H)을 인가하면 자성을 띄게되는 강자성체에 해당되고, 상기 자성가열면(110)이 만드는 자기장을 M이라고 하면 전체 자기장은 H+M이 되고, M이 매우 큰 물질로는 철, 코발트 등이 있다. 상기 자성가열면(110)은 자석을 접근시키면 매우 강하게 당기며 전체 자기장이 증가한다.The magnetic heating surface 110 corresponds to a ferromagnetic material that becomes magnetic when a magnetic field H is applied from the outside, and when the magnetic field created by the magnetic heating surface 110 is M, the total magnetic field becomes H + M, and M is very Large substances include iron and cobalt. When the magnetic heating surface 110 approaches the magnet, it pulls very strongly and the total magnetic field increases.

또한, 유입구(102)와 배출구(104)의 열매체의 출입을 단속하여 가열 수조본체(100)의 열매체가 일정한 온도를 가진 상태에서 배출된다. 이를 위해서는 유입구(102)는 가열수조본체(100)의 전방 하부측에 형성하여 가열수조본체(100)로 유입되는 열매체를 제한하게 되고, 이후, 자성가열면(110)의 발열에 의해 열교환이 이루어져 열매체가 가열되면 대류현상에 의해 가장 상측의 가열된 열매체를 배출구(104)를 통해 배출하게 됨으로써, 항상 일정한 온도의 열매체를 배출구(104)를 통해 배출이 가능하다.In addition, the heating medium of the heating water tank body 100 is discharged in a state having a constant temperature by intermitting the entry and exit of the heating medium of the inlet 102 and the discharge port 104 . To this end, the inlet 102 is formed on the front lower side of the heating water tank body 100 to limit the heat medium flowing into the heating water tank body 100 , and then, heat exchange is performed by the heat of the magnetic heating surface 110 . When heated, the uppermost heated heating medium is discharged through the outlet 104 due to the convection phenomenon, so that it is possible to always discharge the heating medium at a constant temperature through the outlet 104 .

이는 가열슬롯의 발열로부터 열매체가 열교환이 이루어짐에 따라 가열수조본체(100) 내부에 수용된 열매체가 온도에 따른 층류를 형성하게 되고, 가장 상측의 열매체가 온도가 일정하게 유지된 상태의 열매체로서 상기 배출구(104)를 통해 배출되게 된다. As the heating medium is heat exchanged from the heat generated by the heating slot, the heating medium accommodated in the heating water tank body 100 forms a laminar flow according to the temperature, and the uppermost heating medium is a heating medium in which the temperature is kept constant. (104) will be discharged through.

즉, 자성가열면(110) 주변의 열매체가 가장 높은 온도를 유지하지만 열교환이 이루어지면서 대류현상이 일어나게 되고, 이러한 대류현상에 따라 일정온도에 열매체가 도달하면 유입구(102)를 통한 열매체의 유입이 제한된 이상 층류를 이루게 되어 상부측의 배출구(104)를 통해 일정한 요구되는 온도의 열매체를 배출할 수 있게 된다.That is, although the heating medium around the magnetic heating surface 110 maintains the highest temperature, convection occurs as heat exchange is made, and when the heating medium reaches a certain temperature according to this convection phenomenon, the inflow of the heating medium through the inlet 102 is limited. Since the abnormal laminar flow is achieved, it is possible to discharge the heating medium of a constant required temperature through the outlet 104 on the upper side.

나아가, 배출구(104)를 통해 일정온도 이상의 열매체가 배출된 후, 온도가 떨어지게 되면 유입구(102)를 통해 다시 열매체를 보충하여 자성가열면(110)을 통해 열교환이 이루어지도록 함으로써, 온도가 일정한 열매체의 연속배출이 가능하게 된다. Furthermore, after the heating medium above a certain temperature is discharged through the outlet 104, when the temperature falls, the heating medium is replenished through the inlet 102 again to allow heat exchange through the magnetic heating surface 110, so that the temperature of the heating medium is constant. Continuous discharge is possible.

상기 인덕션유닛(200)은 상기 가열수조본체(100)의 자성가열면(110)에 대응되고, 전력공급에 따라 노이즈가 감소된 저주파 파장을 통해 상기 자성가열면(110)에 와전류가 발생되어 유도가열되도록 마련된 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인덕션유닛(200)은 유도코일부(210), 페라이트 방열판(220)으로 구성된다.The induction unit 200 corresponds to the magnetic heating surface 110 of the heating water tank body 100, and an eddy current is generated in the magnetic heating surface 110 through a low-frequency wavelength in which noise is reduced according to the power supply so that induction heating is generated. As provided, as shown in FIG. 3 , the induction unit 200 includes an induction coil unit 210 and a ferrite heat sink 220 .

상기 유도코일부(210)는 상기 가열수조본체(100)의 자성가열면(110)에 밀착결합된 후술되는 세라믹 절열판(300) 외측으로 결합되고, 상기 세라믹 절열판(300)의 편평한 면상에 일정간격으로 평면권취되며, 1차 전류가 통전되도록 마련된다.The induction coil part 210 is coupled to the outside of a ceramic heat insulating plate 300 to be described later that is closely coupled to the magnetic heating surface 110 of the heating water tank body 100, and is fixed on the flat surface of the ceramic heat insulating plate 300. The plane is wound at intervals, and is provided so that the primary current is conducted.

여기서, 상기 유도코일부(210)에 1차 전류가 인가되면 가열수조본체(100)의 자성가열면(110)에서 와전류에 의한 발열이 이루어지고, 자성가열면(110)의 내측으로 수용된 열매체가 가열되게 된다. 이와 같은 상기 유도코일부(210)는 앞서 상술한 바와 같이 자성가열면(110)을 구성하는 가열수조본체(100)의 좌우측면 2면 또는 좌우측면과 하부면 3면에 각각 구성하되, 연결관계는 직렬연결을 통해 동시 가열이 이루어지도록 하여 빠른 열교환과 하나의 인버터 사용으로 2면 또는 3면의 유도가열부를 작동제어할 수있어 추가적인 인버터 구매비용 절감을 통한 경제적 이점이 있다. 또한, 상기 유도코일부(210)를 동시 제어함에 따른 관리의 용이성과 제어가 용이하다.Here, when a primary current is applied to the induction coil unit 210, heat is generated by the eddy current in the magnetic heating surface 110 of the heating water tank body 100, and the heating medium accommodated in the magnetic heating surface 110 is heated. do. As described above, the induction coil unit 210 is configured on two left and right sides or three left and right sides and a lower surface of the heating water tank body 100 constituting the magnetic heating surface 110 as described above, respectively, but the connection relationship is By allowing simultaneous heating through series connection, it is possible to control the operation of two or three induction heating units by using one inverter and fast heat exchange, so there is an economic advantage by reducing the purchase cost of an additional inverter. In addition, the ease of management and control according to the simultaneous control of the induction coil unit 210 is easy.

상기 페라이트 방열판(220)은 유도코일부(210)의 온도상승에 따른 효율저하를 방지하고, 유도코일부(210)로부터 저주파수 대역이 자성가열면(110) 전체에 고르게 발생되도록 하며, 저주파수 대역에 의한 자성가열면(110)의 공진에 따른 임피던스 대역 매칭시, 노이즈 없는 주파수 대역의 출력이 가능하도록 마련된 것으로, 상기 유도코일부(210)가 외부로 노출되지 않도록 커버하고, 상기 유도코일부(210)의 온도상승에 따른 냉각을 위해 다수의 방열공(222)이 형성된다.The ferrite heat sink 220 prevents a decrease in efficiency due to the temperature rise of the induction coil unit 210, and allows a low frequency band from the induction coil unit 210 to be evenly generated over the entire magnetic heating surface 110, and by the low frequency band When the impedance band matching according to the resonance of the magnetic heating surface 110 is provided to enable the output of the frequency band without noise, the induction coil part 210 is covered so as not to be exposed to the outside, and the induction coil part 210 of the A plurality of heat dissipation holes 222 are formed for cooling according to the temperature rise.

또한, 상기 자성가열면(110)을 향하는 일면으로 상기 유도코일부(210)를 고정하는 다수의 고정돌기(224)가 형성되고, 후술되는 세라믹 절열판(300)의 사각의 판상에 대응되게 형성된다. In addition, a plurality of fixing protrusions 224 for fixing the induction coil unit 210 are formed on one surface facing the magnetic heating surface 110, and are formed to correspond to the rectangular plate shape of the ceramic heat insulating plate 300 to be described later. .

그리고, 상기 유도코일부(210)에서 발생되는 주파수 노이즈 발생을 저감되도록 페라이트로 형성하여 유도코일부(210)가 권취되도록 중앙에 돌출 형성된 유도코일권취돌기(226)가 구비된다. 여기서 저주파 대역의 페라이트는 망간-아연계 페라이트로 구성됨이 바람직하다.In addition, an induction coil winding protrusion 226 protruding from the center so that the induction coil unit 210 is wound by forming ferrite to reduce frequency noise generated in the induction coil unit 210 is provided. Here, the ferrite of the low frequency band is preferably composed of manganese-zinc-based ferrite.

이와 같이 유도코일부(210)와 페라이트 방열판(220)으로 구성된 상기 인덕션유닛(200)은 상기 가열수조본체(100)의 자성가열면(110) 외부면에 대응결합하도록 구성함에 따라 자성가열면(110)측에 밀착결합된 인덕션유닛(200)을 통해 유도가열되어 자성가열면(110)이 가열되도록 형성되고, 이렇게 가열되어 발열되는 자성가열면(110)을 갖는 가열수조본체(100)의 외부 좌우측 2면 또는 좌우측과 하부면 3면에서 동시에 열매체를 가열하게 된다.As described above, the induction unit 200 composed of the induction coil unit 210 and the ferrite heat sink 220 is configured to correspond to the outer surface of the magnetic heating surface 110 of the heating water tank body 100, and thus the magnetic heating surface 110. The magnetic heating surface 110 is formed to be heated by induction heating through the induction unit 200 closely coupled to the side, and the external left and right side of the heating water tank body 100 having a magnetic heating surface 110 that is heated and generated in this way 100 or The heating medium is heated at the same time on the left and right side and the lower side 3 sides.

한편 상기 주파수 노이즈와 관련하여 부가적인 설명을 하면, 통상 유도코일부(210)에서 주파수를 발생시키면 전자유도에 의한 에너지의 전달 및 변환에서 반드시 손실이 발생하게 된다. On the other hand, if an additional explanation is given in relation to the frequency noise, when a frequency is generated in the normal induction coil unit 210, a loss is necessarily generated in the transfer and conversion of energy by electromagnetic induction.

유도가열 대상이 철 등의 금속계 자성체로 전기저항이 낮고 와전류에 의한 문제로 주파수의 2승에 비례하여 주파수 노이즈가 방사하게 된다.The induction heating target is a metal magnetic material such as iron, which has low electrical resistance and is a problem caused by eddy currents, so that frequency noise is radiated in proportion to the square of the frequency.

상기 주파수 노이즈는 신호전류(유도코일부에서 발생되는 주파수)의 주파수 보다 훨씬 높은 주파수성분 이다. 페라이트의 형성으로 노이즈 발생을 저감하는 것은 자성체의 자기 손실에 의해 고주파 노이즈를 열로 변환하여 소멸시키는 것이다.The frequency noise is a frequency component much higher than the frequency of the signal current (frequency generated in the induction coil part). Reducing noise generation by forming ferrite is to convert high-frequency noise into heat and extinguish it by magnetic loss of a magnetic material.

상기 유도코일부(210)와 같이 사용되는 페라이트 코어(211)는 사용주파수 외에 넓은 고투자율 가지고 있어 일반적으로 노이즈 필터용으로도 많이 사용되고 있다. The ferrite core 211 used together with the induction coil unit 210 has a wide high magnetic permeability in addition to the frequency of use, and thus is generally widely used for noise filters.

예를 들어, 페라이트를 이용한 노이즈억제는 일반적인 노트북 어댑터, 휴대폰, 모니터 등에서 전원선단에 페라이트 코어를 사용하여 노이즈를 제거하는 것을 비교하면 된다.For example, noise suppression using ferrite can be compared to removing noise by using a ferrite core at the power end of a typical laptop adapter, mobile phone, monitor, etc.

전기 도선과 페라이트가 만나게 되면 신호전류보다 높은 주파수는 억제하는 효과가 있어 서로 다른 주변기기에 주파수 간섭으로 인한 영향을 주지 않기 때문이This is because when an electric wire and ferrite meet, it has the effect of suppressing frequencies higher than the signal current and does not affect other peripheral devices due to frequency interference.

다.all.

즉, 통상의 주파수 노이즈는 신호전류(유도코일부에서 발생되는 주파수)의 주파수 보다 높은 주파수 성분을 말하는 것이며, 이와 같은 높은 주파수 대역으로 인한 주변 기기구와 주파수 간섭으로 인한 영향을 제거하기 위해 페라이트 코어를 이용하는 것으로, 페라이트 코어는 이러한 주파수 노이즈를 열로 변환하여 소멸시킴으로써, 주파수 노이즈의 저감이 가능하다.That is, normal frequency noise refers to a frequency component higher than the frequency of the signal current (frequency generated in the induction coil part), and a ferrite core is used to remove the influence of frequency interference with peripheral devices due to such a high frequency band. By using the ferrite core, it is possible to reduce the frequency noise by converting such frequency noise into heat and dissipating it.

또한, 가열수조본체(100)의 외부에 결합구성됨에 따라 상기 인덕션유닛(200)은 분해조립이 용이하고, 작업자가 용이하게 유지보수 및 교체가 가능하며, 후술되는 공진수단(400)에 의한 공진 임피던스 대역에 의한 자성가열면(110)과의 매칭을 통해 저주파수 대역이 증폭된 유도자기장을 형성시켜 가열수조본체(100)의 좌우 2면 또는 좌우, 하부면 3면의 면적에서 보다 높은 열교환 및 열효율 증대와 고르게 가열하도록 하기 위함이다.In addition, as it is coupled to the outside of the heating water tank body 100, the induction unit 200 is easily disassembled and assembled, and the operator can easily maintain and replace it, and resonance by the resonance means 400 to be described later. Through matching with the magnetic heating surface 110 by the impedance band, an induction magnetic field in which the low frequency band is amplified is formed to increase heat exchange and thermal efficiency higher in the area of two left and right sides or three left and right and lower surfaces of the heating water tank body 100 and to heat evenly.

상기 세라믹 절연판(300)은 자성가열면(110)이 유도코일부(210)로부터 와전류 발생으로 인해 열원을 발산하고 있는 과정에서 다시 자성가열면(110)에서 유도코일부(210)로 와전류가 저위되어 오히려 열효율 저하를 가져올 수 있는 문제점을 해결하도록 구성된 것으로, 상기 가열수조본체(100)의 자성가열면(110)에 밀착대응되고, 상기 자성가열면(110)에 유도된 와전류가 상기 인덕션유닛(200)측으로 역기전력에 대한 것을 방지하여 유도코일을 보호하도록 사각의 판상으로 형성된다.In the ceramic insulating plate 300 , the eddy current is lowered from the magnetic heating surface 110 back to the induction coil unit 210 while the magnetic heating surface 110 is dissipating a heat source due to the generation of eddy current from the induction coil unit 210 . It is configured to solve a problem that may bring about a decrease in thermal efficiency, and is in close contact with the magnetic heating surface 110 of the heating water tank body 100, and the eddy current induced in the magnetic heating surface 110 is counter-electromotive force toward the induction unit 200. It is formed in a rectangular plate shape to protect the induction coil by preventing

참고로, 상기 와전류란 자성체 중에서 자속이 변화하면 기전력이 발생하고, 이 기전력에 의해 자성체 중에 소용돌이 모양의 전류가 흐른다. 이것을 와전류라 한다. 이 전류에 의한 전력손실은 전류손이라 하며, 열손실로 되어서 자성체의 온도를 상승시키게 되어 전기기계에서는 이것을 방지하기 위해 규소강판을 한 장씩 절연하여 겹쳐 쌓아서 철심을 만든다든지 페라이트를 사용한다. For reference, the eddy current is an electromotive force generated when a magnetic flux is changed in a magnetic material, and a vortex current flows in the magnetic material by this electromotive force. This is called an eddy current. Power loss due to this current is called current loss, and as heat loss increases the temperature of the magnetic material, in order to prevent this in electrical machines, insulate and stack silicon steel sheets one by one to make an iron core or use ferrite.

역기전력이란 전기기재(電氣器材)나 전기회로에서 전원전압(電源電壓)과 반대방향으로 생기는 기전력. 변합기·직류 전동기·교류전동기 같이 인덕턴스를 가진 회로에 전원에서 전력을 공급하면 전압을 거는 순간 급격히 전류가 흐르기 시작하므로 패러데이의 전자기유도(電磁氣誘導) 법칙에 의해 전류의 변화 크기에 비례하는 기전력이 걸려진 전압과 반대방향으로 생긴다.Back electromotive force is an electromotive force generated in an electric device or electric circuit in the opposite direction to the power supply voltage. When power is supplied from the power source to a circuit with inductance, such as a transformer, DC motor, or AC motor, the current starts to flow rapidly the moment a voltage is applied. This occurs in the opposite direction to the applied voltage.

따라서, 역기전력의 방지는 페러데이 전자기유도 법칙에서 전류의 변화를 상쇄하기 위한 자기장이 인덕터 내부에 발생한다 자성체에 유도자기장이 발생하게 되면 자성체의 온도 상승으로 자기장의 변화를 상쇄하는 방향으로 자기장이 발생하게 되고 반대방향의 기전력이 생기는데 이것이 역기전력이라고 하며 이를 방지하기 위함이다.Therefore, in the prevention of back electromotive force, a magnetic field is generated inside the inductor to cancel the change in current according to Faraday's law of electromagnetic induction. and an electromotive force in the opposite direction is generated, which is called back electromotive force and is intended to prevent it.

즉, 자성가열면에 와전류가 발생되어 온도가 상승되면 자기장의 변화를 상쇄하는 방향으로 자기장이 발생되어 역기전력이 발생되고, 이는 곧 인덕션유닛측으로 역기전력이 발생되면서 역기전력에 의한 인덕션유닛의 온도가 상승되어 인덕션유닛의 파손이나 손상을 유발하기 때문에 이를 방지하기 위한 것이다.That is, when an eddy current is generated on the magnetic heating surface and the temperature rises, a magnetic field is generated in a direction to offset the change in the magnetic field and a counter electromotive force is generated, which in turn generates a back electromotive force to the induction unit side, and the temperature of the induction unit by the counter electromotive force rises and induction This is to prevent damage or damage to the unit.

상기 자성가열면(110), 유도 코일부(210), 페라이트 코어(211), 페라이트 코어 삽입 하우징(212), 및 세라믹 절연판(300)의 다른 실시형태는 도 8에 도시된 바와 같다.Another embodiment of the magnetic heating surface 110 , the induction coil unit 210 , the ferrite core 211 , the ferrite core insertion housing 212 , and the ceramic insulating plate 300 is as shown in FIG. 8 .

상기 자성가열면(110)은 원통형으로 자체가 발열하여 유입구(102)로 유입된 열매체를 가열한다.The magnetic heating surface 110 has a cylindrical shape and heats the heating medium introduced into the inlet 102 by self-heating.

상기 유도 코일부(210)는 상기 자성가열면(110)의 외주면에 권선되어 전원이 인가됨에 따라 자기장을 발생시켜 상기 자성가열면(110)을 가열하게 된다.The induction coil unit 210 is wound around the outer circumferential surface of the magnetic heating surface 110 to generate a magnetic field as power is applied to heat the magnetic heating surface 110 .

상기 페라이트 코어(211)는 판형막대 구조로 상하 길이방향으로 상기 유도 코일부(210) 외주면에 등간격을 유지하면서 형성된다.The ferrite core 211 has a plate-shaped rod structure and is formed while maintaining equal intervals on the outer peripheral surface of the induction coil unit 210 in the vertical and longitudinal directions.

상기 페라이트 코어 하우징(212)은 상기 페라이트 코어(211)가 상기 유도코일부(210) 외주면에 형성된 구조와 대응되게 상기 유토코일부(210)와 접촉할 수 있게 볼록한 돌기부와 상기 페라이트 코어(211)가 수용될 수 있게 오목한 수용홈이 반복적으로 형성되어 있다.The ferrite core housing 212 includes a convex protrusion so that the ferrite core 211 can contact the uto coil part 210 to correspond to the structure formed on the outer peripheral surface of the induction coil part 210 and the ferrite core 211. A concave receiving groove is repeatedly formed to accommodate the .

즉, 상기 페라이트 코어 하우징(212)은 상기 자성가열면(110)과 동일하지만 내경이 더 큰 원통형 구조로 내주면에 상기 볼록한 돌기부와 오목한 수용홈이 형성되어 있다.That is, the ferrite core housing 212 has the same cylindrical structure as the magnetic heating surface 110 but has a larger inner diameter, and the convex protrusion and the concave receiving groove are formed on the inner circumferential surface.

한편, 상기 세라믹 절열판(300)은 상기 유도 코일부(210)에 의해 상기 자성가열면(110)에 유도된 와전류가 상기 유도 코일부(210)로 역류하는 것을 방지한다.Meanwhile, the ceramic heat insulating plate 300 prevents the eddy current induced in the magnetic heating surface 110 by the induction coil unit 210 from flowing back into the induction coil unit 210 .

상기 공진수단(400)은 상기 자성가열면(110)의 고유파장을 검출하고, 설정하며, 상기 인덕션유닛(200)으로 자성가열면(110)의 고유파장에 대응되는 주파수 파장을 일치시켜 공진 임피던스 대역을 매칭함으로써, 저전력의 주파수 파장이 유도 증폭된 와전류에 의해 자성가열면(110)이 가열됨에 따라 열효율이 증가되도록 마련된다. 따라서, 상기 공진수단(400)에 의해 증폭된 주파수에 의한 와전류의 발생으로 높은 열효율과 가열수조본체(100) 내부의 열매체의 신속한 가열이 가능하고, 저전력으로 에너지절감이 가능하다.The resonance means 400 detects and sets the natural wavelength of the magnetic heating surface 110, and matches the frequency wavelength corresponding to the natural wavelength of the magnetic heating surface 110 with the induction unit 200 to form a resonance impedance band. By matching, as the magnetic heating surface 110 is heated by the eddy current inductively amplified by the frequency wavelength of the low power, the thermal efficiency is increased. Accordingly, high thermal efficiency and rapid heating of the heating medium inside the heating water tank body 100 are possible due to the generation of eddy currents by the frequency amplified by the resonance means 400, and energy saving is possible with low power.

한편, 지구상의 모든 물체는 고유진동수를 가지고 있어 이러한 물체의 고유진동수를 일치시킬 경우 공명현상에 의한 진폭이 급격하게 늘어나게 된다. On the other hand, since all objects on the earth have natural frequencies, when the natural frequencies of these objects are matched, the amplitude due to the resonance phenomenon increases rapidly.

이러한 공명현상은 건축물의 경우 고유진동수가 일치하게 되면 진폭이 급격하게 늘어나 건물이 붕괴되는 등의 문제가 발생되지만 유도가열과 같은 경우 고유진동수를 일치시키게 되면 진폭이 급격히 늘어나면서 이를 열에너지로 전환시키기 때문에 빠른 가열이 가능한 것이다.In the case of a building, when the natural frequency is matched, the amplitude rapidly increases and the building collapses. Fast heating is possible.

이러한 고유 진동수는 어떤 물리적 양이 임의의 어떤 값을 중심으로 주기적으로 변화하는 것을 말하는데 진동의 개념속에 파장의 개념이 있는 것으로, 파장은 진동이 발생했을 때 마루에서 마루 또는 골에서 골까지의 거리를 말하며, 이러한 파장의 골이 1초간에 몇회나 반복되느냐에 따라 주파수가 결정되는 것이다. This natural frequency means that a certain physical quantity changes periodically around an arbitrary value. There is a concept of wavelength in the concept of vibration. In other words, the frequency is determined by how many times the trough of this wavelength is repeated per second.

즉, 고유파장의 검출은 상기 자성가열면(110)의 고유진동수(주파수)를 추출하기 위한 것으로, 검출된 고유파장이 1초간에 골이 얼마만큼 반복되는 횟수를 검출 설정하여 상기 자성가열면(110)의 고유진동수 즉, 고유 주파수를 검출하는 것이다.That is, the detection of the natural wavelength is to extract the natural frequency (frequency) of the magnetic heating surface 110, and the number of times the detected natural wavelength is repeated in 1 second is detected and set to set the magnetic heating surface 110. is to detect the natural frequency, that is, the natural frequency.

여기서, 공진은 서로 다른 에너지/특성의 주파수가 일치되도록 하는 것이다.Here, resonance is to make the frequencies of different energies/characteristics match.

또한, 임피던스는 공진의 주파수를 얻는 값으로, 이를 종합하면 서로 다른 물체 에너지 특성의 주파수를 얻어 이를 일치시키는 것으로, 자성가열면(110)의 주파수를 추출하여 그에 해당되는 주파수 대역이 서로 일치되도록 매칭하는 역할을 하는 것이 공진 임피던스 대역 매칭이다.In addition, impedance is a value obtained by obtaining the frequency of resonance, and by combining them, the frequencies of different object energy characteristics are obtained and matched. What plays a role is resonant impedance band matching.

상술한 바와 같이 물체의 고유 진동을 일치시킴에 따라 진폭이 급속도로 증가되는 공명현상과 같이 공진 임피던스 대역 매칭을 통해 주파수가 일치됨에 따라 상기 자성가열면(110)의 주파수 증폭을 통한 열에너지의 빠른 생성을 위한 것이다. As described above, as the frequency is matched through resonance impedance band matching, such as a resonance phenomenon in which the amplitude is rapidly increased as the natural vibration of an object is matched, rapid generation of thermal energy through frequency amplification of the magnetic heating surface 110 is performed. it is for

상기 자성가열면(110)은 자성체소재에 따라 주파수별 전력을 제어하는 것으로 자성가열 면 주파수를 20khz~50khz 범위에서 최적의 유도가열을 최적으로 되는 고유파장 대역을 오랜 실험을 통해 얻은 결과이며 매칭은 공진회로를 활용하여 교류 전원의 일정한 주파수에 따라 축전기 용량 리액턴스와 유도 리액턴스의 크기가 같게 되면 공진 현상을 일으켜 회로의 임피던스가 되며, 전류나 전압의 크기가 매우 커지게 하여 가열속도를 높이는데 있다.The magnetic heating surface 110 is a result obtained through a long experiment in which the magnetic heating surface frequency is optimal for optimal induction heating in the range of 20 kHz to 50 kHz by controlling the power for each frequency according to the magnetic material, and the matching is a resonance cycle When the magnitude of the capacitance reactance and the inductive reactance become the same according to the constant frequency of the AC power using the furnace, a resonance phenomenon occurs and becomes the impedance of the circuit, and the magnitude of the current or voltage becomes very large to increase the heating rate.

회로 방식은 하프브리지(Half-Bridge) 방식으로 공진 대역 LC값이 인덕션 유닛의 LC값과 일치하였을 때 대역 매칭이라고 한다. The circuit method is a half-bridge method, and when the resonance band LC value coincides with the LC value of the induction unit, it is called band matching.

상기 자성가열면(110)에 주파수별 가열 곡선을 제어 알고리즘(프로그램 활용)하여 유도가열 점을 고유파장(공진과 주파수)대역(정해진 범위)에서 빠르게 가열되는 것을 말하며 강자성체의 유도코일과 인덕션 유닛에 인가하는 공진주파수 값이 일치할 때 전력은 최대조건으로 효율을 높일 수 있다.It refers to heating the induction heating point rapidly in the natural wavelength (resonance and frequency) band (determined range) by controlling the heating curve for each frequency on the magnetic heating surface 110 using a control algorithm (program). When the resonant frequency values are identical, the power can increase the efficiency with the maximum condition.

이와 같은 상기 공진수단(400)은 인덕션 유닛의 직렬연결된 유도코일부(210)에 전원이 공급되면 유도자기장이 자성가열면(110)에 형성되고, 페라이트 방열판(220)에 의해 노이즈를 줄이면서 저주파 대역에 의한 유도가열이 자성가열면(110)을 통해 이루어 질 때, 자성가열면(110)의 고유 진동에 대하여 일치시킴에 따라 증폭되는 현상을 이용하여 저전력으로 보다 높은 유도가열 효과를 통해 열효율을 극대화하도록 구성한 것이다. 여기서, 상기 공진수단(400)은 후술되는 상기 제어컨트롤러(500)에 의해 공진 주파수 대역을 일치시키도록 조정이 가능하고, 상기 공진수단(400)은 공진인버터로 구성하는 것이 바람직하다.When power is supplied to the induction coil unit 210 connected in series of the induction unit, an induction magnetic field is formed on the magnetic heating surface 110, and noise is reduced by the ferrite heat sink 220 while reducing noise in the low frequency band. When induction heating is performed through the magnetic heating surface 110, using a phenomenon that is amplified by matching with the natural vibration of the magnetic heating surface 110, it is configured to maximize thermal efficiency through a higher induction heating effect with low power. will be. Here, the resonance means 400 can be adjusted to match the resonance frequency band by the control controller 500 to be described later, and the resonance means 400 is preferably a resonance inverter.

즉, 상기 공진수단(400)은 상기 제어컨트롤러(500)를 통해 제어되는 하나의 공진인버터에 의해 직렬 연결된 상기 인덕션 유닛(200)의 상기 유도코일부(210)를 통해 자성가열면(110)의 공진 임피던스 대역을 매칭시켜 와전류되는 2차가열 파장이 증폭된 상태로 유도되도록 하는 것일 바람직하다.That is, the resonance means 400 is the resonance of the magnetic heating surface 110 through the induction coil part 210 of the induction unit 200 connected in series by one resonance inverter controlled by the control controller 500. It is preferable to match the impedance band so that the eddy current secondary heat wavelength is induced in an amplified state.

물체는 고유 진동을 가지고 있고, 고유 진동에는 고유 파장과 고유 파장에 대한 1초의 시간간격을 두어 골의 반복횟수를 수치적으로 나타낸 주파수의 개념이 있다. Objects have natural vibrations, and natural vibrations have the concept of a frequency that numerically expresses the number of repetitions of the valley by setting a time interval of 1 second between the natural wavelength and the natural wavelength.

또한, 이러한 물체의 고유 진동의 진동수(주파수)를 알게 되어 이에 대한 주파수를 일치시키게 되면 공명 현상(물체의 고유 진동수의 진폭이 급격이 증가되는 현상)이 발생되고, 이는 물체의 진동수에 대한 진폭증가로 인해 물체가 붕괴되거나 진동수(주파수)가 열로 전환되게 된다.In addition, when the frequency (frequency) of the natural vibration of an object is known and the frequency is matched, a resonance phenomenon (a phenomenon in which the amplitude of the natural frequency of an object is rapidly increased) occurs, which increases the amplitude with respect to the frequency of the object This causes the object to collapse or the frequency (frequency) is converted into heat.

따라서, 자성가열면의 공진 임피던스 대역은 유도가열을 위해 자성가열면의 주파수 대역을 일치시키면서 공진되는 주파수 대역을 얻어냄으로써, 성가열면의 주파수 대역의 증폭이 가능하게 되고, 이를 통한 열에너지로의 변환을 통해 빠른 열원의 공급이 가능하다.Therefore, the resonance impedance band of the magnetic heating surface matches the frequency band of the magnetic heating surface for induction heating and obtains a resonant frequency band, thereby making it possible to amplify the frequency band of the magnetic heating surface, and through this A heat source can be supplied.

즉, 공진 임피던스 대역을 통해 2차가열 파장을 증폭하는 것은 자성가열면의 고유 진동수(주파수)를 얻어 일치시킨 후, 공진시켜 자성가열면의 주파수가 증폭되도록 하여 2차가열 파장을 생성하게 되는 것이며, 이러한 주파수 증폭을 통해 열원의 빠른 획득이 가능하여 저 전력으로도 높은 열효율을 가질 수 있게 된다.That is, amplifying the secondary heating wavelength through the resonance impedance band is to obtain and match the natural frequency (frequency) of the magnetic heating surface, then resonate so that the frequency of the magnetic heating surface is amplified to generate the secondary heating wavelength. It is possible to obtain a heat source quickly through frequency amplification, so that it can have high thermal efficiency even with low power.

이를 보다 구체적으로 살펴보면 공진 임피던스 대역은 인덕션 유닛을 통해 자성가열면을 저항(R)이며, 유도코일로부터 공진 임피던스 대역을 매칭 시키는 것을 인덕터(L)와 커패시터(C)로 본다. RLC 공진회로로 해석하면 임피던스 대역은 임피던스(주파수를 얻는 값)가 초소와 최대 중 대역폭db(주파수응답 곡선상 크기)로 주파수 곡선상 첨두진폭(Vpeak-to-peak)을 말한다. Looking at this in more detail, the resonance impedance band is the resistance (R) of the magnetic heating surface through the induction unit, and the matching of the resonance impedance band from the induction coil is regarded as the inductor (L) and the capacitor (C). When interpreted as an RLC resonant circuit, the impedance band refers to the peak amplitude (Vpeak-to-peak) on the frequency curve as the impedance (the value to obtain the frequency) is the minimum and the middle bandwidth db (the magnitude on the frequency response curve).

유도코일에 주파수가 인가되면 2차가열 파장은 전자기 유도 법칙(패러데이)에 의해 자기장이 발생하게 된다. 주파수 파동이 반복되는 길이를 파장(wavelength)의 주기가 같은 모양으로 증폭(db 대역폭에 따라 폭이 첨두치가 최대에서 최소로 연속적으로 반복됨)됨에 따라 자성체에는 소용돌이 모양의 전류가 발생(와전류)하게 되어 열 에너지를 얻게 된다.When a frequency is applied to the induction coil, the secondary heat wave generates a magnetic field according to the electromagnetic induction law (Faraday). As the length of the repeated frequency wave is amplified in the same shape as the period of the wavelength (the width is continuously repeated from the maximum to the minimum according to the db bandwidth), a swirling current is generated (eddy current) in the magnetic material. get thermal energy.

상기 제어컨트롤러(500)는 상기 가열수조본체(100)의 유입구(102)와 배출구(104)의 단속을 제어하고, 상기 공진수단(400)의 제어 및 인덕션유닛(200)의 전력공급을 제어하도록 마련된다. 여기서, 상기 제어컨트롤러(500)는 열매체의 유입과 배출을 단속 제어함으로써, 가열된 열매체에 가열되지 않은 열매체의 투입에 따른 열효율 저하를 방지하고, 일정 온도 이상의 열매체를 배출구(104)를 통해 배출함과 동시에 유입구(102)로 가열되지 않은 열매체를 다시 공급함으로써, 온도가 유지된 상태의 열매체의 공급을 계속적으로 이루어져 열효율 저하를 방지하게 됨은 물론, 공진수단(400)의 제어를 통해 공진 임피던스 매칭으로 인덕션유닛(200)의 저주파 대역을 증폭하여 저전력으로 높은 유도가열 효과를 얻을 수 있어 에너지 절감이 가능하다. The control controller 500 controls the intermittent control of the inlet 102 and the outlet 104 of the heating water tank body 100 , and controls the resonance means 400 and power supply of the induction unit 200 . will be prepared Here, the control controller 500 intermittently controls the inflow and discharge of the heating medium, thereby preventing a decrease in thermal efficiency due to the input of the unheated heating medium to the heated heating medium, and discharging the heating medium above a certain temperature through the outlet 104 . At the same time, by supplying the unheated heating medium back to the inlet 102 at the same time, the supply of the heating medium in a state where the temperature is maintained is continuously made to prevent a decrease in thermal efficiency, as well as resonance impedance matching through the control of the resonance means 400 By amplifying the low frequency band of the induction unit 200, it is possible to obtain a high induction heating effect with low power, thereby saving energy.

또한, 인덕션 유닛의 직렬로 연결된 유도코일부(210)에 대응되는 자성가열면(110)의 외주연에는 세라믹 절연판(300)을 통해 유도코일부(210)로 와전류되어 유도코일부(210) 온도상승을 방지하여 불필요한 에너지의 방출을 제한함에 따라 가열수조본체(100)의 자성가열면(110) 전체에 유도자기장을 형성함에 따라 자성가열면(110)의 상부측까지도 유도가열 및 공진에 따른 주파수의 증폭을 통한 열효율 극대화가 가능하여 열매체의 신속가열이 가능하다.In addition, on the outer periphery of the magnetic heating surface 110 corresponding to the induction coil unit 210 connected in series of the induction unit, an eddy current is generated to the induction coil unit 210 through the ceramic insulating plate 300 to increase the temperature of the induction coil unit 210 . In order to limit the emission of unnecessary energy by preventing It is possible to maximize the thermal efficiency through the rapid heating of the heating medium.

따라서, 본 발명에 따른 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템은 페라이트 방열판(220)에 의한 유도코일부(210)의 냉각과 유도자기장 형성에 따른 저주파수 대역의 노이즈 감소를 통해 유도가열 효과의 증대와 더불어, 공진에 따른 주파수 증폭으로 유도가열 효과를 배가시키고, 저전력으로 높은 온도의 유도가열 온도를 달성할 수 있어 에너지 절감이 가능함과 함께, 가열수조본체(100)의 좌우측면 또는 좌우측면과 하부면의 각각의 2면 내지는 3면에 직렬코어형태로 인덕션 유닛을 구성함으로써, 분해조립이 간편하게 유지보수가 간편하고, 오작동, 고장 등으로 인한 전체교체 및 부분교체가 편리하다. 또한, 제어컨트롤러를 통해 유입구(102)와 배출구(104)의 단속제어를 통한 열매체 온도 저하를 방지함으로써, 열교환에 따른 열매체의 최적화 온도로 제공이 가능하고, 가열수조본체(100)의 열매체와의 접촉면적이 확대되도록 가열수조 본체를 이루는 좌우측면 또는 좌우측면과 하부면이 자성가열면(110)으로 구성되도록 하여 신속한 열매체 가열이 가능한 것은 자명한 것이다.Accordingly, in the series core induction boiler heating system according to the present invention, the induction heating effect is increased through the cooling of the induction coil part 210 by the ferrite heat sink 220 and the noise reduction in the low frequency band according to the formation of the induction magnetic field, and the resonance, as well as the resonance The induction heating effect is doubled by amplifying the frequency according to By configuring the induction unit in the form of a series core on two or three sides, disassembly and assembly are simple, maintenance is simple, and full replacement and partial replacement due to malfunction or failure are convenient. In addition, by preventing a decrease in the temperature of the heating medium through the intermittent control of the inlet 102 and the outlet 104 through the control controller, it is possible to provide an optimized temperature of the heating medium according to heat exchange, and It is self-evident that the left and right side surfaces or the left and right side surfaces and the lower surface constituting the heating water tank body are configured with the magnetic heating surface 110 so that the contact area is enlarged, so that rapid heating of the heating medium is possible.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In the above, the technical idea of the present invention has been described along with the accompanying drawings, but this is an exemplary description of a preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention. In addition, it is a clear fact that anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical spirit of the present invention.

100 : 가열수조본체 102 : 유입구
104 : 배출구 110 : 자성가열면
200 : 인덕션유닛 210 : 유도코일부
211 : 페라이트 코어 212 : 페라이트 코어 삽입 하우징
220 : 페라이트 방열판 222 : 방열공
224 : 고정돌기 226 : 유도코일권취돌기
300 : 세라믹 절연판 400 : 공진수단
500 : 제어컨트롤러100: heating water tank body 102: inlet
104: outlet 110: magnetic heating surface
200: induction unit 210: induction coil part
211: ferrite core 212: ferrite core insert housing
220: ferrite heat sink 222: heat sink
224: fixing projection 226: induction coil winding projection
300: ceramic insulating plate 400: resonance means
500: control controller

Claims (6)

전자기 유도현상에 의해 발열을 발생시켜 공급되는 열매체를 가열하도록 마련된 인덕션 보일러 가열시스템에 있어서,
좌우폭이 좁고, 전후폭은 넓은 직사각 형상의 함체로 형성되고, 전면 하부일측으로 열매체가 유입되는 유입구가 형성되며, 상면 일측으로 가열된 열매체가 배출되는 배출구가 형성되고, 전후폭이 넓은 좌우면 또는 좌우면과 하부면이 내부에 수용되는 열매체를 가열하도록 평활도가 높고 편평하여 열교환이 높도록 마련된 자성을 가진 자성가열면이 형성된 가열수조본체;
상기 가열수조본체의 자성가열면에 대응되고, 전력공급에 따라 상기 자성가열면에 와전류가 발생되어 가열되게 유도가열되도록 마련된 인덕션유닛; 및
상기 가열수조본체의 자성가열면에 접촉되게 형성되고, 상기 자성가열면에 유도된 와전류가 상기 인덕션유닛측으로 흐르는 것을 방지하는 사각의 판상으로 형성된 세라믹 절열판;을 포함하되,
상기 인덕션유닛은
상기 가열수조본체의 자성가열면에 밀착 결합된 세라믹 절열판 외측으로 결합되고, 상기 세라믹 절열판의 편평한 면상에 일정간격으로 평면권취되며, 1차 전류가 통전되도록 마련된 유도코일부; 및
상기 유도코일부가 외부로 노출되지 않도록 커버하고, 상기 유도코일부의 온도상승에 따른 냉각을 위해 다수의 방열공이 형성되며, 상기 자성가열면을 향하는 일면으로 상기 유도코일부를 고정하는 다수의 고정돌기가 형성되고, 상기 세라믹 절열판의 사각의 판상에 대응되게 형성되며, 상기 유도코일부가 권취되도록 중앙에 돌출 형성된 유도코일권취돌기가 구비된 페라이트 방열판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템.
In the induction boiler heating system provided to heat the supplied heating medium by generating heat by electromagnetic induction,
The left and right widths are narrow and the front and rear widths are formed in a rectangular box with a wide front and lower side, an inlet for inflow of the heating medium is formed, and an outlet for discharging the heated heating medium is formed on one side of the upper surface, and the left and right sides with wide front and rear width or A heating water tank body having a magnetic heating surface having a high degree of smoothness and a flat surface to heat the heating medium accommodated therein, the left and right surfaces and the lower surface are provided with high heat exchange;
an induction unit corresponding to the magnetic heating surface of the heating water tank body and provided to induction heating to be heated by generating an eddy current in the magnetic heating surface according to power supply; and
A ceramic heat-insulating plate formed in contact with the magnetic heating surface of the heating water tub body and formed in a rectangular plate shape to prevent the eddy current induced in the magnetic heating surface from flowing toward the induction unit;
The induction unit is
an induction coil part coupled to the outside of a ceramic heat insulating plate closely coupled to the magnetic heating surface of the heating water tank body, wound flat at regular intervals on the flat surface of the ceramic heat insulating plate, and provided to conduct a primary current; and
A plurality of fixing protrusions that cover the induction coil part so as not to be exposed to the outside, a plurality of heat dissipation holes are formed for cooling according to the temperature rise of the induction coil part, and fix the induction coil part with one surface facing the magnetic heating surface is formed, the ferrite heat sink is formed to correspond to the rectangular plate of the ceramic heat insulating plate, and is provided with an induction coil winding protrusion protruding from the center so that the induction coil is wound. system.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 자성가열면의 고유파장을 검출하고, 설정하며, 상기 인덕션유닛으로 자성가열면의 고유파장에 대응되는 주파수 파장을 일치시켜 공진 임피던스 대역을 매칭함으로써, 저전력의 주파수 파장이 유도 증폭된 와전류에 의해 자성가열면이 가열됨에 따라 열효율이 증가되도록 마련된 공진수단; 및
상기 가열수조본체의 유입구와 배출구의 단속을 제어하고, 상기 공진수단의 제어 및 인덕션유닛의 전력공급을 제어하도록 마련된 제어컨트롤러;를 더포함하는 것을 특징으로 하는 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템.
The method of claim 1,
By detecting and setting the natural wavelength of the magnetic heating surface and matching the resonance impedance band by matching the frequency wavelength corresponding to the natural wavelength of the magnetic heating surface with the induction unit, the frequency wavelength of low power is inductively amplified by the eddy current. Resonant means provided to increase the thermal efficiency as the heating; and
The series core induction boiler heating system according to claim 1, further comprising: a control controller provided to control the intermittent operation of the inlet and outlet of the heating water tank body, and to control the resonance means and power supply to the induction unit.
 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 가열수조본체의 자성가열면이 형성된 좌우측 양면에 상기 인덕션유닛이 각각 결합되거나, 상기 자성가열면의 좌우측과 하부면 3면에 상기 인덕션유닛이 각각 결합되되, 상기 인덕션유닛 간에 연결은 직렬연결된 것을 특징으로 하는 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템.
The method of claim 1,
The induction unit is respectively coupled to the left and right both sides of the heating water tub main body on which the magnetic heating surface is formed, or the induction unit is coupled to the left and right sides and three lower surfaces of the magnetic heating surface, respectively, and the connection between the induction units is characterized in that they are connected in series. series core induction boiler heating system.
 제 3항에 있어서,
상기 공진수단은
제어컨트롤러를 통해 제어되는 하나의 공진인버터에 의해 직렬 연결된 상기 인덕션 유닛의 유도코일을 통해 자성가열면의 공진 임피던스 대역을 매칭시켜 와전류되는 2차가열 파장이 증폭된 상태로 유도되는 것을 특징으로 하는 직렬코어 인덕션 보일러 가열시스템.4. The method of claim 3,
The resonance means
A series core, characterized in that by matching the resonance impedance band of the magnetic heating surface through the induction coil of the induction unit connected in series by one resonant inverter controlled through the control controller, the secondary heat wavelength eddy current is induced in an amplified state. Induction boiler heating system.
KR1020210074415A 2021-06-08 2021-06-08 Series core induction boiler heating system KR102328167B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210074415A KR102328167B1 (en) 2021-06-08 2021-06-08 Series core induction boiler heating system
PCT/KR2021/020073 WO2022260233A1 (en) 2021-06-08 2021-12-28 Series core induction boiler heating system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210074415A KR102328167B1 (en) 2021-06-08 2021-06-08 Series core induction boiler heating system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102328167B1 true KR102328167B1 (en) 2021-11-18

Family

ID=78717247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210074415A KR102328167B1 (en) 2021-06-08 2021-06-08 Series core induction boiler heating system

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102328167B1 (en)
WO (1) WO2022260233A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022260233A1 (en) * 2021-06-08 2022-12-15 박상영 Series core induction boiler heating system

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900008975A (en) * 1988-12-22 1990-07-02 토마스 디. 몰리터노 Stabilized Sucralose Complex
KR910008503Y1 (en) * 1989-08-19 1991-10-21 김중군 Fan heater
KR920004106Y1 (en) * 1989-03-11 1992-06-20 한민수 Induction boiler
KR20040041130A (en) 2004-04-24 2004-05-14 (주)엘버스 Electric boiler using induction heating
KR200405016Y1 (en) 2005-10-06 2006-01-11 이지혜 A heating device of boiler using high frequency induction heating
KR100827468B1 (en) 2006-11-10 2008-05-06 김방배 Electric boiler using high frequency induction heaing
KR101133589B1 (en) 2010-02-02 2012-04-05 정가영 A device to generate heat by induction heating type
KR20160127453A (en) * 2015-04-27 2016-11-04 주식회사 삼성그린택 Induction boiler and heating system using this
KR101827252B1 (en) * 2017-11-09 2018-02-09 정한비 Miniature self-induction heating boiler with integral heating module

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006147433A (en) * 2004-11-22 2006-06-08 Akihiko Konno Fluid heating device and heating system
JP2010071529A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Daikin Ind Ltd Refrigerant heater
KR102328167B1 (en) * 2021-06-08 2021-11-18 박상영 Series core induction boiler heating system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900008975A (en) * 1988-12-22 1990-07-02 토마스 디. 몰리터노 Stabilized Sucralose Complex
KR920004106Y1 (en) * 1989-03-11 1992-06-20 한민수 Induction boiler
KR910008503Y1 (en) * 1989-08-19 1991-10-21 김중군 Fan heater
KR20040041130A (en) 2004-04-24 2004-05-14 (주)엘버스 Electric boiler using induction heating
KR200405016Y1 (en) 2005-10-06 2006-01-11 이지혜 A heating device of boiler using high frequency induction heating
KR100827468B1 (en) 2006-11-10 2008-05-06 김방배 Electric boiler using high frequency induction heaing
KR101133589B1 (en) 2010-02-02 2012-04-05 정가영 A device to generate heat by induction heating type
KR20160127453A (en) * 2015-04-27 2016-11-04 주식회사 삼성그린택 Induction boiler and heating system using this
KR101827252B1 (en) * 2017-11-09 2018-02-09 정한비 Miniature self-induction heating boiler with integral heating module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022260233A1 (en) * 2021-06-08 2022-12-15 박상영 Series core induction boiler heating system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022260233A1 (en) 2022-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3240384B2 (en) Fluid heating device
KR102328167B1 (en) Series core induction boiler heating system
KR102328166B1 (en) Induction boiler heating system
KR102374814B1 (en) Joule Heating generator combined with heat exchanger by induction heating
Aoyama et al. Proposal and challenge of Halbach array type induction coil for cooktop applications
KR20100111337A (en) A device to generate heat by induction heating type
JP3642415B2 (en) Fluid heating device
JP2008281287A (en) Electric continuous water heater
JPH09178103A (en) Induction type super heated steam generator
KR100776782B1 (en) Heating Cylrinder with Heating Fin for High Frequency Induction Heating Device
CN216011265U (en) High-efficient heat exchange structure that power frequency induction cooker was used
JP2003297537A (en) Steam superheater
JP2008025913A (en) Water supply device, and food vending machine with the water supply device
US20050269317A1 (en) Electromagnetic flowing fluid heater
KR100571680B1 (en) Apparatus for drying food using overheated steam produced by induction heating
RU86832U1 (en) FLUID INDUCTION HEATER
RU2667515C1 (en) Induction fluid heater
KR101757756B1 (en) Electromagnetic induction heating boiler using electrode plate and transformer
CN214370534U (en) Energy-saving environment-friendly electric heating device
JP2019008902A (en) Induction heating coil
JP5285746B2 (en) Induction heating roll
JP2008292010A (en) Fluid temperature rising device and heating cooker
KR200419876Y1 (en) Heating Cylrinder with Heating Fin for High Frequency Induction Heating Device
KR101787023B1 (en) Transformer using water pipe
KR101664001B1 (en) Low-frequency induction heating device for boiler

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant