KR102544714B1 - 인덕션 보일러모듈 및 이를 이용한 인덕션 보일러시스템 - Google Patents

인덕션 보일러모듈 및 이를 이용한 인덕션 보일러시스템 Download PDF

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박종훈
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Abstract

본 발명의 인덕션 보일러모듈은 유체가 유입 및 배출되는 중공의 프레임튜브; 상기 프레임튜브의 내부에 배치되고, 외주면을 따라 유로가 형성되며 직경이 다른 복수개의 유로튜브가 다단으로 삽입배치되는 유로필터부; 및 상기 프레임튜브의 외측둘레를 따라 선회하도록 설치되며, 상기 유로필터부를 유도가열하는 코일부를 포함한다.
본 발명에 따른 인덕션 보일러 모듈 및 보일러시스템은, 직경이 서로 다른 복수개의 유로튜브가 다단으로 삽입배치되고, 외주면에 나선형, 지그재그형의 유로가 형성됨으로써, 유체가 반복 이동하도록 구성되어, 가열구간에서 유동시간을 오래 지속할 수 있으며, 이동하는 과정중에 열을 충분하게 흡수할 수 있어 열효율이 높다. 또한 유로튜브가 그라파이트 소재로 형성되어 열팽창이 낮아 급격한 온도변화에도 파손의 위험이 적고, 부식을 방지할 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능하다.

Description

인덕션 보일러모듈 및 이를 이용한 인덕션 보일러시스템{Induction boiler module and system thereof}
본 발명은 인덕션 보일러모듈 및 이를 이용한 인덕션 보일러시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 유도가열을 이용하여 유체를 빠르게 가열시키고 열효율이 높은 인덕션 보일러 모듈 및 이를 이용한 인덕션 보일러시스템에 관한 것이다.
일반적으로 비닐하우스나 농장의 난방을 위하여 사용되는 보일러로는, 화목 보일러, 연탄 보일러, 중유, 등유 등을 연료로 사용하는 오일 보일러, 전기를 사용하는 전기보일러 등이 있다.
최근에는 온실가스의 배출량을 줄이고자 하는 탄소정책에 의하여 지열히터 및 전기보일러 등을 사용하는 농장이 늘어가는 추세이다. 즉, 전기보일러는 높은 열효율과 에너지 절감, 친환경 에너지 사용이라는 이유로 사용이 증가하고 있는 추세이다.
전기보일러 중 고주파 유도 가열인 인덕션 보일러는, 보일러에 설치되는 코일에 전류를 인가하여 교류 자기장을 형성하고, 이러한 자기장이 와전류를 발생시켜 가열체를 유도 가열함으로써 고효율의 에너지를 발생시킬 수 있는 기술이다. 이러한 고주파 유도 가열은 무공해, 에너지 절약을 기본으로 하는 전기 가열의 한 방법으로, 에너지 절감과 환경보호 및 제품의 손상 및 주변 오염이 없이 제품에 단시간 국부적인 열을 가할 수 있다는 장점이 있다.
하지만 이미 보일러가 설치된 농장이나, 비닐하우스의 경우 인덕션 보일러를 적용하기 위하여 전체적인 보일러시스템의 교체가 필요하여 설치에 큰 비용이 소요된다. 따라서 인덕션 보일러로 쉽게 전환하기에는 어려움이 있다.
한편 인덕션 보일러는 코일에 인접한 가열구간에서 국부적으로 열을 인가하도록 구성되어, 이동하는 유체를 가열하기 위해서는 유체가 가열구간에서 오랜 시간 지속하여야 열효율을 높일 수 있다. 이에 따라 가열구간에서 오랜시간 지속할 수 있어 열효율을 높일 수 있는 인덕션 보일러가 요구된다.
종래의 인덕션 보일러와 관련된 기술로는, 대한민국 등록특허 제 10-23333호가 개시된 바 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출된 것으로, 기존의 보일러에 적용이 가능하여 설치비용을 절감하고, 열효율이 높은 인덕션 보일러모듈 및 이를 이용한 인덕션 보일러시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 보일러 모듈은, 유체가 유입 및 배출되는 중공의 프레임튜브; 상기 프레임튜브의 내부에 배치되고, 외주면을 따라 유로가 형성되며 직경이 다른 복수개의 유로튜브가 다단으로 삽입배치되는 유로필터부; 및 상기 프레임튜브의 외측둘레를 따라 선회하도록 설치되며, 상기 유로필터부를 유도가열하는 코일부를 포함한다.
여기서 상기 유로튜브의 유로는, 외주면을 따라 나선형상으로 형성되고, 내측 유로튜브에서 외측 유로튜브로 순차적으로 연결되며, 유로튜브의 일측 및 타측이 교차하며 연결되는 것이 바람직하다.
상기 유로튜브의 다른 실시예에 따르면, 상기 유로튜브의 유로는, 외주면의 길이방향을 따라 복수개가 형성되고, 내측 유로튜브에서 외측 유로튜브로 순차적으로 연결되며, 유로튜브의 일측 및 타측이 교차하며 연결될 수 있다.
또한 상기 유로튜브의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 유로튜브의 유로는, 외주면에 길이방향을 따라 일측과 타측방향으로 반복 연장되는 지그재그형으로 형성되고, 내측 유로튜브에서 외측 유로튜브로 순차적으로 연결되며, 유로튜브의 일측 및 타측이 교차하며 연결될 수 있다.
한편 상기 복수개의 유로튜브는, 그라파이트(Graphite) 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 인덕션 보일러모듈은 일단이 보일러파이프에 결합되고, 타단이 상기 프레임튜브의 일측에 결합되어 상기 보일러파이프의 유체를 상기 프레임튜브로 유입시키는 유입부와, 일단이 보일러파이프에 결합되고, 타단이 상기 프레임튜브의 타측에 결합되어 유체를 상기 프레임튜브로부터 배출시키는 배출부를 포함하는 연결부를 포함하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러시스템은, 유체가 이동하는 보일러파이프; 상기 보일러파이프에 이격배치되어 복수개가 설치되며, 유체를 유도가열하는 인덕션 보일러모듈; 및 상기 인덕션 보일러모듈의 양단에 결합되어, 상기 보일러파이프와 상기 인덕션 보일러모듈을 연결시키는 연결부를 포함하고, 상기 인덕션 보일러모듈은, 유체가 유입 및 배출되는 중공의 프레임튜브와, 상기 프레임튜브의 내부에 배치되고, 외주면을 따라 유로가 형성되며 직경이 다른 복수개의 유로튜브가 다단으로 삽입배치되는 유로필터부; 및 상기 프레임튜브의 외측둘레를 따라 선회하도록 설치되며, 상기 유로필터부를 유도가열하는 코일부를 포함할 수 있다.
여기서 상기 보일러파이프는, 메인파이프와, 상기 메인파이프에 연결되고 병렬배치되는 복수개의 연결파이프를 포함하고, 상기 인덕션 보일러모듈은, 상기 복수개의 연결파이프에 각각 설치되어 병렬 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 복수개의 인덕션 보일러 모듈은, 상기 보일러파이프에 이격배치되어 직렬연결되며, 상기 보일러파이프를 이동하는 유체의 온도는, 상기 복수개의 인덕션 보일러 모듈에 의하여 순차적으로 가열될 수 있다.
본 발명에 따른 인덕션 보일러 모듈 및 보일러시스템은, 직경이 서로 다른 복수개의 유로튜브가 다단으로 삽입배치되고, 외주면에 나선형, 직선형, 곡선형, 지그재그형의 유로가 형성됨으로써, 유체가 반복 이동하도록 구성되어, 가열구간에서 유동시간을 오래 지속할 수 있으며, 이동하는 과정 중에 열을 충분하게 흡수할 수 있어 열효율이 높다.
또한 연결부를 이용하여 기존의 보일러 중 열효율이 저하되는 구간의 보일러파이프에 간단하게 적용가능하며, 보일러파이프의 용량에 대응하여 유로튜브의 개수를 적절하게 배치시킬 수 있어 사용효율을 증대시킬 수 있다.
더불어 유로튜브가 그라파이트 소재로 형성되어 열팽창이 낮아 급격한 온도변화에도 파손의 위험이 적고, 부식을 방지할 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인덕션 보일러 모듈 및 보일러시스템의 정면도,
도 2는 도 1에 도시한 인덕션 보일러 모듈의 단면도,
도 3은 도 1의 인덕션 보일러 모듈의 분리사시도,
도 4는 도 1의 인덕션 보일러 모듈의 유로필터부의 단면도,
도 5는 도 4의 유로필터부의 복수개의 유로튜브의 측면도 및 단면도,
도 6는 도 1의 인덕션 보일러 모듈의 유로필터부의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 7은 도 6의 유로필터부의 복수개의 유로튜브의 측면도 및 단면도,
도 8은 도 1의 인덕션 보일러 모듈의 유로필터부의 또 다른 실시예의 일부를 도시한 분리사시도,
도 9는 도 8의 유로필터부의 단면도,
도 10은 도 8의 유로필터부의 복수개의 유로튜브의 측면도 및 단면도,
도 11은 도 1에 도시한 보일러시스템을 개략적으로 도시한 구성도,
도 12는 도 1에 도시한 보일러시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 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.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인덕션 보일러모듈(10)은 농장, 온실하우스 등에 설치되어 실내 온도를 유지하기 위한 보일러 모듈인 것으로, 실내공간의 면적, 크기, 형상 등에 따라 설치 개수를 적절하게 조정하여 적용할 수 있다. 또한 상기 인덕션 보일러모듈(10)을 이용하여 가열되는 유체는 물인 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니며 유도전류에 의하여 가열되고, 순환할 수 있는 것으로 변경적용 할 수 있을 것이다. 상기 인덕션 보일러모듈(10)은 프레임튜브(100), 유로필터부(200), 코일부(300), 연결부(400)를 포함한다.
상기 프레임튜브(100)는 유체가 유입 및 배출되며, 중공의 튜브로 형성된다. 즉, 상기 프레임튜브(100)는 일측으로 유체가 유입되고, 타측으로 배출된다. 유체는 상기 프레임튜브(100)의 내부에서 길이방향을 따라 이동할 수 있다. 상기 프레임튜브(100)는 세라믹(Ceramic) 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 유로필터부(200)는 상기 프레임튜브(100)로 유입된 유체가 이동하기 위한 유로를 형성하며 후술(後述)할 코일부(300)에 의하여 발생되는 유도전력에 의하여 가열되어, 상기 유로필터부(200)를 따라 이동하는 유체를 빠르게 가열시킬 수 있다. 상기 유로필터부(200)는 상기 프레임튜브(100)의 내부에 배치된다. 또한 상기 유로필터부(200)는 복수개의 유로튜브(210a)를 포함하며, 직경이 다른 복수개의 유로튜브(210a)가 다단으로 삽입배치된다. 즉 복수개의 유로튜브(210a)는 반경방향으로 겹겹이 삽입배치될 수 있다. 상기 유로튜브(210a)에는 외주면을 따라 유로(211a)가 형성되어 유체는 상기 유로(211a)를 따라 이동하며 가열될 수 있다. 상기 유로튜브(210a)의 유로(211a)는, 외주면을 따라 나선형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 유로튜브(210a)는 이웃하는 유로튜브(210a)가 삽입될 수 있도록 중공으로 형성되는 것이 바람직하며, 중심부에 배치되는 유로튜브(210a)는 외주면에 나선형의 유로(211a)가 형성된 원통형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
유체는 상기 유로튜브(210a)의 나선형의 유로(211a)를 따라 회전하며 상기 유로튜브(210a)의 길이방향을 따라 이동가능하다. 부연하면 상기 복수개의 유로튜브(210a) 중 어느 하나의 유로튜브(210a)의 내주면과, 내측방향으로 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210a)의 외주면은 서로 맞닿도록 배치되는 것이 바람직하며, 최외측에 배치되는 유로튜브(210a)의 외주면은 상기 프레임튜브(100)의 내측면과 맞닿도록 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 유체는 상기 유로튜브(210a)와 유로튜브(210a) 사이에서 나선형유로(211a)를 따라 이동가능하다.
도 4를 참조하면, 상기 복수개의 유로튜브(210a)의 나선형의 유로(211a)가 순차적으로 연결되는 것이 바람직하다. 즉 하나의 유로튜브(210a)의 나선형 유로(211a)와 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210a)의 나선형 유로(211a)가 순차적으로 연결될 수 있으며, 내측 유로튜브(210a)에서 외측 유로튜브(210a)측으로 순차적으로 연결되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 프레임튜브(100)에서 유입된 유체는 중심부의 유로튜브(210a)로 전달되는 것이 바람직하다. 이때 상기 유로튜브(210a)의 나선형 유로(211a)는 상기 유로튜브(210a)의 일측 및 타측이 교차하며 연결되는 것이 바람직하다. 따라서, 유체는 하나의 유로튜브(210a)의 나선형 유로(211a)를 따라 일측에서 타측으로 이동한 후, 외측에 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210a)의 타측으로 연결된 나선형 유로(211a)로 전달되어 유로튜브(210a)의 타측에서 일측으로 이동될 수 있다. 그 다음, 외측에 이웃하는 또 다른 하나의 유로튜브(210a)의 일측에 연결된 나선형 유로(211a)에 전달되어 유로튜브(210a)의 일측에서 타측으로 이동될 수 있다. 따라서 상기 유로튜브(210a)의 일측 및 타측이 교차하며 연결되어 유체는 상기 유로튜브(210a)의 일측에서 타측, 다시 타측에서 일측으로 반복이동 가능하다. 상기 유로튜브(210a)의 다단 배치형태 및 나선형 유로(211a)의 형상에 의하여 유체가 가열구간에서 반복 회전이동하도록 구성되어, 가열구간에서 유동시간을 오래 지속할 수 있으며, 이동하는 과정 중에 열을 충분하게 흡수할 수 있어 열효율이 높다.
한편 상기 복수개의 유로튜브(210a)는, 그라파이트(Graphite) 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 유로튜브(210a)가 그라파이트 소재로 형성됨으로써, 유도가열에 의하여 가열되는 다른 소재에 비하여 부식이 적으며, 열팽창이 낮아 급격한 온도변화에도 파손 위험이 적어 내구성이 향상될 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능하여 사용효율을 증대시킬 수 있다.
이하에서는 도 6 및 7을 참조하여 본 발명의 유로필터부(200)의 다른 실시예를 설명하도록 한다. 여기서 도 1 내지 도 5에 나타낸 동일한 참조번호는 동일한 구성 및 작용을 하는 동일부재이므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유로필터부(200)는 상기 프레임튜브(100)로 유입된 유체가 이동하기 위한 유로를 형성하며 후술(後述)할 코일부(300)에 의하여 발생되는 유도전력에 의하여 가열되어, 상기 유로필터부(200)를 따라 이동하는 유체를 빠르게 가열시킬 수 있다. 상기 유로필터부(200)는 상기 프레임튜브(100)의 내부에 배치된다. 또한 상기 유로필터부(200)는 복수개의 유로튜브(210b)를 포함하며, 직경이 다른 복수개의 유로튜브(210b)가 다단으로 삽입배치된다. 즉 복수개의 유로튜브(210b)는 반경방향으로 겹겹이 삽입배치될 수 있다. 상기 유로튜브(210b)에는 외주면을 따라 유로(211a)가 형성되어 유체는 상기 유로(211b)를 따라 이동하며 가열될 수 있다. 상기 유로튜브(210b)의 유로(211b)는, 외주면의 길이방향을 따라 형성되며, 상기 유로튜브(210b)의 외측둘레를 따라 서로 이격되어 복수개가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 유로튜브(210b)는 이웃하는 유로튜브(210a)가 서로 삽입될 수 있도록 중공으로 형성되는 것이 바람직하며, 중심부에 배치되는 유로튜브(210b)는 외주면에 복수개의 유로(211b)가 형성된 원통형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 도면에서는 상기 유로(211b)는 상기 유로튜브(210b)의 길이방향을 따라 이동되도록 직선형으로 형성되도록 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 유로튜부(210b)의 길이방향을 따라 이동하는 반복 굴곡진 곡선 등으로 변경하여 적용 가능할 것이다.
유체는 상기 유로튜브(210b)의 유로(211b)를 따라 이동함으로써 상기 유로튜브(210b)의 길이방향을 따라 이동가능하다. 부연하면 상기 복수개의 유로튜브(210b) 중 어느 하나의 유로튜브(210b)의 내주면과, 내측방향으로 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210b)의 외주면은 서로 맞닿도록 배치되는 것이 바람직하며, 최외측에 배치되는 유로튜브(210b)의 외주면은 상기 프레임튜브(100)의 내측면과 맞닿도록 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 유체는 상기 유로튜브(210b)와 유로튜브(210b) 사이에서 유로(211b)를 따라 이동가능하다.
도 6을 참조하면, 상기 복수개의 유로튜브(210b)의 유로(211b)가 순차적으로 연결되는 것이 바람직하다. 즉 하나의 유로튜브(210b)의 유로(211b)와 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210b)의 유로(211b)가 순차적으로 연결될 수 있으며, 내측 유로튜브(210b)에서 외측 유로튜브(210b)측으로 순차적으로 연결되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 프레임튜브(100)에서 유입된 유체는 중심부의 유로튜브(210b)로 전달되는 것이 바람직하다. 이때 상기 유로튜브(210b)의 유로(211b)는 상기 유로튜브(210b)의 일측 및 타측이 교차하며 연결되는 것이 바람직하다. 따라서, 유체는 하나의 유로튜브(210b)의 유로(211b)를 따라 일측에서 타측으로 이동한 후, 외측에 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210b)의 타측으로 연결된 유로(211b)로 전달되어 유로튜브(210b)의 타측에서 일측으로 이동될 수 있다. 그 다음, 외측에 이웃하는 또 다른 하나의 유로튜브(210b)의 일측에 연결된 유로(211b)에 전달되어 유로튜브(210b)의 일측에서 타측으로 이동될 수 있다. 따라서 상기 유로튜브(210b)의 일측 및 타측이 교차하며 연결되어 유체는 상기 유로튜브(210b)의 일측에서 타측, 다시 타측에서 일측으로 반복이동가능하다. 한편 상기 복수개의 유로튜브(210b)에 형성된 유로(211b)가 서로 연결되기 위하여 연결부위인 유로튜브(210b)의 일단 또는 타단에 복수개의 연결유로가 더 형성될 수 있으며, 상기 유로(211b)는 상기 연결유로와 함께‘ㄱ’자 형상으로 형성될 수 있다. 상기 유로튜브(210b)의 다단 배치형태 및 직선, 곡선형의 유로(211b)의 형상에 의하여 유체가 가열구간에서 반복 이동하도록 구성되어, 가열구간에서 유동시간을 오래 지속할 수 있으며, 이동하는 과정 중에 열을 충분하게 흡수할 수 있어 열효율이 높다.
한편 상기 복수개의 유로튜브(210b)는, 그라파이트(Graphite) 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 유로튜브(210b)가 그라파이트 소재로 형성됨으로써, 유도가열에 의하여 가열되는 다른 소재에 비하여 부식이 적으며, 열팽창이 낮아 급격한 온도변화에도 파손 위험이 적어 내구성이 향상될 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능하여 사용효율을 증대시킬 수 있다.
이하에서는 도 8 내지 10을 참조하여 본 발명의 유로필터부(200)의 또 다른 실시예를 설명하도록 한다. 여기서 도 1 내지 도 7에 나타낸 동일한 참조번호는 동일한 구성 및 작용을 하는 동일부재이므로 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유로필터부(200)는 상기 프레임튜브(100)로 유입된 유체가 이동하기 위한 유로를 형성하며 후술(後述)할 코일부(300)에 의하여 발생되는 유도전력에 의하여 가열되어, 상기 유로필터부(200)를 따라 이동하는 유체를 빠르게 가열시킬 수 있다. 상기 유로필터부(200)는 상기 프레임튜브(100)의 내부에 배치된다. 또한 상기 유로필터부(200)는 복수개의 유로튜브(210c)를 포함하며, 직경이 다른 복수개의 유로튜브(210c)가 다단으로 삽입배치된다. 즉 복수개의 유로튜브(210c)는 반경방향으로 겹겹이 삽입배치될 수 있다. 상기 유로튜브(210c)에는 외주면을 따라 유로(211c)가 형성되어 유체는 상기 유로(211c)를 따라 이동하며 가열될 수 있다. 상기 유로튜브(210c)의 유로(211c)는, 외주면에 길이방향을 따라 일측과 타측방향으로 반복 연장되는 지그재그형으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 지그재그형 유로(211c)는 외측둘레를 따라 연장되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 유로튜브(210c)는 이웃하는 유로튜브(210c)가 서로 삽입될 수 있도록 중공으로 형성되는 것이 바람직하며, 중심부에 배치되는 유로튜브(210c)는 외주면에 지그재그형 유로(211c)가 형성된 원통형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
유체는 상기 유로튜브(210c)의 지그재그형 유로(211c)를 따라 이동함으로써 상기 유로튜브(210c)의 외측둘레를 따라 이동가능하다. 부연하면 상기 복수개의 유로튜브(210c) 중 어느 하나의 유로튜브(210c)의 내주면과, 내측방향으로 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210c)의 외주면은 서로 맞닿도록 배치되는 것이 바람직하며, 최외측에 배치되는 유로튜브(210c)의 외주면은 상기 프레임튜브(100)의 내측면과 맞닿도록 배치되는 것이 바람직하다. 따라서 유체는 상기 유로튜브(210c)와 유로튜브(210c) 사이에서 지그재그형 유로(211c)를 따라 이동가능하다.
부연하면 상기 복수개의 유로튜브(210c)의 지그재그형 유로(211c)가 순차적으로 연결되는 것이 바람직하다. 즉 하나의 유로튜브(210c)의 지그재그형 유로(211c)와 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210c)의 지그재그형 유로(211c)가 순차적으로 연결될 수 있으며, 내측 유로튜브(210c)에서 외측 유로튜브(210c)측으로 순차적으로 연결되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 프레임튜브(100)에서 유입된 유체는 중심부의 유로튜브(210c)로 전달되는 것이 바람직하다. 이때 상기 유로튜브(210c)의 지그재그형 유로(211c)는 상기 유로튜브(210c)의 일측 및 타측이 교차하며 연결되는 것이 바람직하다. 따라서, 유체는 하나의 유로튜브(210c)의 지그재그형 유로(211b)를 따라 일측에서 유입된 후, 상기 유로튜브(210c)의 외측둘레를 따라 지그재그형으로 이동하여 타측으로 배출되고, 외측에 이웃하는 다른 하나의 유로튜브(210bc)의 타측과 연결된 지그재그형 유로(211c)로 전달되어 다시 유로튜브(210c)의 외측둘레를 따라 지그재그형으로 이동하여 유로튜브(210c)의 일측으로 배출될 수 있다. 그 다음, 외측에 이웃하는 또 다른 하나의 유로튜브(210c)의 일측에 연결된 지그재그형 유로(211c)에 전달되어 유로튜브(210c)의 외측둘레를 따라 지그재그형으로 이동될 수 있다. 따라서 상기 유로튜브(210c)의 일측 및 타측이 교차하며 연결되어 유체는 상기 유로튜브(210c)의 일측에서 타측, 다시 타측에서 일측으로 반복이동가능하다. 상기 유로튜브(210c)의 다단 배치형태 및 지그재그형의 유로(211c)의 형상에 의하여 유체가 가열구간에서 반복 이동하도록 구성되어, 가열구간에서 유동시간을 오래 지속할 수 있으며, 이동하는 과정 중에 열을 충분하게 흡수할 수 있어 열효율이 높다.
한편 상기 복수개의 유로튜브(210c)는, 그라파이트(Graphite) 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 유로튜브(210c)가 그라파이트 소재로 형성됨으로써, 유도가열에 의하여 가열되는 다른 소재에 비하여 부식이 적으며, 열팽창이 낮아 급격한 온도변화에도 파손 위험이 적어 내구성이 향상될 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능하여 사용효율을 증대시킬 수 있다.
한편 상기 연결부(400)는 보일러파이프(20)와 상기 프레임튜브(100)를 연결시키기 위한 구성으로, 유입부(410)와 배출부(420)를 포함한다. 이때 상기 보일러파이프(20)는 기존에 설치되어있는 보일러의 파이프(20)일 수도 있다.
상기 유입부(410)는 일단이 보일러파이프(20)에 결합되고, 타단이 상기 프레임튜브(100)의 일측에 결합되어 상기 보일러파이프(20)의 유체를 상기 프레임튜브(100)로 유입시킬 수 있도록 연결한다. 더욱 구체적으로 상기 유입부(410)는 제1결합부(411)와 제1고정부(412)를 포함할 수 있다.
상기 제1결합부(411)는 일측 및 타측의 외주면에 나사산이 형성되어 일측 나사산에 보일러파이프(20)에 나사결합된다. 따라서 상기 제1결합부(411)는 보일러파이프(20)의 직경에 대응하여 적절한 크기로 변경적용 가능하며, 이를 통하여 기존의 보일러파이프(20)에 간단하게 설치할 수 있다. 또한 상기 제1결합부(411)의 타측 나사산에는 상기 제1고정부(412)가 나사결합된다.
상기 제1고정부(412)는 상기 프레임튜브(100)를 고정시키기 위한 것으로, 일측이 상기 제1결합부(410)와 나사결합되어 고정되고, 타측은 프레임튜브(100)가 결합된다. 상기 제1고정부(412)의 타측은 원통형상으로 형성되어 상기 프레임튜브(100)가 외삽되어 고정되는 것이 바람직하다.
상기 배출부(420)는 일단이 보일러파이프(20)에 결합되고, 타단이 상기 프레임튜브(100)의 타측에 결합되어 유체를 상기 프레임튜브(100)로부터 배출시킬 수 있다.
상기 제2결합부(421)는 일측 및 타측의 외주면에 나사산이 형성되어 일측 나사산에는 상기 제2고정부(422)가 나사결합된다. 또한 상기 제2결합부(421)의 타측 나사산에는 보일러파이프(20)가 나사결합된다. 따라서 상기 제 2결합부(421)는 보일러파이프(20)의 직경에 대응하여 적절한 크기로 변경 적용가능하여 기존의 보일러파이프(20)에 간단하게 설치할 수 있다.
상기 제2고정부(422)는 상기 프레임튜브(100)를 고정시키기 위한 것으로, 일측에 상기 프레임튜브(100)가 결합되며, 타측에 상기 제2결합부(421)가 나사결합되어 고정된다. 상기 제2고정부(422)의 일측은 원통형상으로 형성되어 상기 프레임튜브(100)가 외삽되어 고정되는 것이 바람직하다.
상기 코일부(300)는 상기 유로필터부(200)를 유도가열하기 위한 구성으로, 상기 프레임튜브(100)의 외측둘레를 따라 선회하도록 설치된다. 즉 상기 코일부(300)에 전류가 공급되면, 고주파 유도전류에 의하여 상기 유로필터부(200)를 유도가열 가능하다.
이하에서는 도 1 및 도 11을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 인덕션 보일러모듈(10)을 적용시킨 보일러시스템(1)을 설명하도록 한다. 상기 보일러시스템(1)은, 보일러파이프(20), 인덕션 보일러모듈(10) 및 연결부(400)를 포함한다. 여기서, 상기 보일러시스템(1)은 도 1 내지 도 10에 도시한, 인덕션 보일러모듈(10) 및 연결부(400)를 포함한다. 상기 인덕션 보일러모듈(10) 및 연결부(400)의 동일한 참조번호는 동일한 구성 및 작용을 하는 동일부재이므로, 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 보일러시스템(1)의 보일러파이프(20)는 유체가 이동하기 위한 것으로, 가열되기 전의 유체 또는, 상기 인덕션 보일러모듈(10)에 의하여 가열된 유체가 상기 보일러파이프(20)를 따라 이동될 수 있다. 상기 보일러파이프(20)는 가열구간이 필요한 농장이나, 비닐하우스 등의 공간의 면적, 크기, 형상 등에 따라 적절하게 설치가능하다. 상기 보일러파이프(20)는, 메인파이프(21)와, 복수개의 연결파이프(22)를 포함한다.
상기 메인파이프(21)는 가열구간이 필요한 공간을 따라 구비되는 파이프로 내부로 유체가 이동가능하다.
상기 복수개의 연결파이프(22)는 인덕션 보일러모듈(10)을 설치하기 위한 것으로, 상기 메인파이프(21)에 병렬 배치되도록 연결된다. 상기 인덕션 보일러 모듈(10)은 복수개의 연결파이프(22)에 각각 연결가능하다. 부연하면 상기 연결파이프(22)와 상기 연결부(400)가 결합되어 상기 인덕션 보일러 모듈(10)을 설치 가능하며, 가열구간의 크기, 면적, 형상 등에 따라 인덕션 보일러 모듈(10)의 개수를 조정할 수 있어 효율적인 인덕션 보일러의 설치가 가능하다.
한편, 상기 보일러시스템(1)의 다른 실시예를 살펴보면, 상기 인덕션 보일러모듈(10)은 상기 보일러파이프(20)에 직렬 연결되도록 설치될 수도 있다. 구체적으로, 상기 인덕션 보일러모듈(10)은 상기 메인파이프(21) 중 가열이 필요한 구간에 서로 이격 배치되어 직렬로 설치될 수 있으며, 상기 메인파이프(21)와 상기 연결부(400)를 결합시켜, 복수개의 인덕션 보일러 모듈(10)을 각각 설치가능하다.
이때 상기 보일러파이프(21)를 이동하는 유체의 온도는, 상기 복수개의 인덕션 보일러 모듈(10)에 의하여 순차적으로 가열되는 것이 바람직하다. 즉, 유체의 온도는, 상기 복수개의 인덕션 보일러 모듈(10)을 통과하면서 점차적으로 높아지도록 구성된다. 상기 복수개의 인덕션 보일러 모듈(10)을 통과함에 따라 온도가 점차적으로 높아지도록 구성됨으로써, 인덕션 보일러 모듈(10)의 용량을 적절하게 조절하여 가열 위치에 따라 온도제어가 가능하고, 과용량을 사용하지 않아도 원하는 온도로 도달이 용이하다. 또한, 상기 유체가 상기 인덕션 보일러모듈(10)을 순차적으로 지나가며 지속적으로 가열될 수 있어, 온도 유지에 효과적이다.
상기 보일러시스템(1)의 인덕션 보일러모듈(10)은 직렬연결 또는 병렬연결에 한정하는 것은 아니며, 직렬연결과 병렬연결이 혼합되어 설치될 수도 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보일러시스템(1)은 단위 모듈로 구성된 인덕션 보일러 모듈(10)을 설치장소, 용량, 가열 위치 등에 따라 위치 및 개수를 적절하게 변경하며 선택적으로 설치할 수 있다.
본 발명에 따른 인덕션 보일러 모듈(10) 및 보일러시스템(1)은, 직경이 서로 다른 복수개의 유로튜브(210a,210b,210c)가 다단으로 삽입배치되고, 외주면에 나선형, 지그재그형 등의 유로(211a,211b,211c)가 형성됨으로써, 유체가 반복 이동하도록 구성되어, 가열구간에서 유동시간을 오래 지속 할 수 있으며, 이동하는 과정 중에 열을 충분하게 흡수할 수 있어 열효율이 높다.
또한 연결부(400)를 이용하여 기존의 보일러 중 열효율이 저하되는 구간의 보일러파이프(20)에 간단하게 적용가능하며, 보일러파이프(20)의 용량에 대응하여 유로튜브(210a,210b,210c)의 개수를 적절하게 배치시킬 수 있어 사용효율을 증대시킬 수 있다.
더불어 유로튜브(210a,210b,210c)가 그라파이트 소재로 형성되어 열팽창이 낮아 급격한 온도변화에도 파손의 위험이 적고, 부식을 방지할 수 있으며, 반영구적인 사용이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1 : 보일러시스템 10 : 인덕션 보일러 모듈
20 : 보일러파이프 21 : 메인파이프
22 : 연결파이프 100 : 프레임튜브
200: 유로필터부 210a,210b,210c : 유로튜브
211a,211b,211c: 유로 300 : 코일부
301 : 제어부 400 : 연결부
410 : 유입부 420 : 배출부
411, 421: 제1,2결합부 4121, 422 : 제1,2고정부

Claims (9)

  1. 유체가 유입 및 배출되는 중공의 프레임튜브;
    상기 프레임튜브의 내부에 배치되고, 외주면을 따라 유로가 형성되며 직경이 다른 복수개의 유로튜브가 다단으로 삽입배치되는 유로필터부; 및
    상기 프레임튜브의 외측둘레를 따라 선회하도록 설치되며, 상기 유로필터부를 유도가열하는 코일부를 포함하고,
    상기 유로튜브의 유로는,
    외주면에 길이방향을 따라 일측과 타측방향으로 반복 연장되는 지그재그형으로 형성되고, 내측 유로튜브에서 외측 유로튜브로 순차적으로 연결되며, 유로튜브의 일측 및 타측이 교차하며 연결되고,
    상기 복수개의 유로튜브 중 어느 하나의 유로튜브의 내주면과, 내측방향으로 이웃하는 다른 하나의 유로튜브의 외주면이 서로 맞닿도록 배치되는 인덕션 보일러모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 유로튜브는, 그라파이트(Graphite) 소재로 형성되는 인덕션 보일러모듈.
  6. 청구항 1에 있어서,
    일단이 보일러파이프에 결합되고, 타단이 상기 프레임튜브의 일측에 결합되어 상기 보일러파이프의 유체를 상기 프레임튜브로 유입시키는 유입부와,
    일단이 보일러파이프에 결합되고, 타단이 상기 프레임튜브의 타측에 결합되어 유체를 상기 프레임튜브로부터 배출시키는 배출부를 포함하는 연결부를 포함하는 인덕션 보일러모듈.
  7. 유체가 이동하는 보일러파이프;
    상기 보일러파이프에 이격배치되어 복수개가 설치되며, 유체를 유도가열하는 인덕션 보일러모듈; 및
    상기 인덕션 보일러모듈의 양단에 결합되어, 상기 보일러파이프와 상기 인덕션 보일러모듈을 연결시키는 연결부를 포함하고,
    상기 인덕션 보일러모듈은,
    유체가 유입 및 배출되는 중공의 프레임튜브;
    상기 프레임튜브의 내부에 배치되고, 외주면을 따라 유로가 형성되며 직경이 다른 복수개의 유로튜브가 다단으로 삽입배치되는 유로필터부; 및
    상기 프레임튜브의 외측둘레를 따라 선회하도록 설치되며, 상기 유로필터부를 유도가열하는 코일부를 포함하고,
    상기 유로튜브의 유로는,
    외주면에 길이방향을 따라 일측과 타측방향으로 반복 연장되는 지그재그형으로 형성되고, 내측 유로튜브에서 외측 유로튜브로 순차적으로 연결되며, 유로튜브의 일측 및 타측이 교차하며 연결되고,
    상기 복수개의 유로튜브 중 어느 하나의 유로튜브의 내주면과, 내측방향으로 이웃하는 다른 하나의 유로튜브의 외주면이 서로 맞닿도록 배치되는 보일러시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 보일러파이프는, 메인파이프와, 상기 메인파이프에 연결되고 병렬배치되는 복수개의 연결파이프를 포함하고,
    상기 인덕션 보일러모듈은, 상기 복수개의 연결파이프에 각각 설치되어 병렬 배치되는 보일러시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수개의 인덕션 보일러 모듈은, 상기 보일러파이프에 이격배치되어 직렬연결되며,
    상기 보일러파이프를 이동하는 유체의 온도는, 상기 복수개의 인덕션 보일러 모듈에 의하여 순차적으로 가열되는 보일러시스템.
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