KR20040029699A - 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 유도가열을 이용하여 열변환 효율이 높고, 급속가열이 가능하여 별도의 물탱크를 구비할 필요가 없이 순간 온수 및 순간 난방이 가능하며, 반영구적이고 구조가 단순하여 부피 및 제조단가가 저렴한 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 고주파 유도가열에 의해 히트파이프를 짧은 시간에 집중적으로 가열함과 아울러 급속가열이 가능하여 순간 온수 및 순간 난방이 가능하며, 열변환 효율이 높고, 반영구적이며 구조가 단순하여 부피가 작고 제조단가가 저렴한 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 내부에 소정 공간을 형성하며 소정 보온재로 충진된 보일러 케이스와, 상기 보일러 케이스의 내부에 수직하게 구비되는 히트파이프와, 상기 히트파이프의 하부 외주면에 소정 철판으로 감싸고, 소정 전기코일을 감아 유도기전력에 의해 히트파이프를 가열하는 유도가열장치와, 상기 히트파이프의 상부에는 상기 보일러케이스를 관통하여 외부로 노출되어 히트파이프내의 작동유체를 공급하는 작동유체 주입구와, 상기 히트파이프내의 작동유체가 기화되어 생성되는 기체를 외부로 토출시키는 기체토출밸브와, 상기 히트파이프의 외주면을 따라 구비되는 제1수관과, 상기 히트파이프의 내부 즉, 작동유체내에 구비되는 제2수관과, 상기 제1,2수관의 일측 및 상기 유도가열장치에 구비되어온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 온도감지센서에 의해 상기 유도가열장치의 동작을 제어하여 보일러의 가동을 제어하는 콘트롤부로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러{A electric boiler using high-frequency heating and heat pipe}

본 발명은 전기보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 유도가열을 이용하여 열변환 효율이 높고, 급속가열이 가능하여 별도의 물탱크를 구비할 필요가 없이 순간 온수 및 순간 난방이 가능하며, 반영구적이고 구조가 단순하여 부피 및 제조단가가 저렴한 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러에 관한 것이다.

종래의 증기보일러는 상업부문과 식품부문 그리고 가정용 기타분야에서 사용하고 있는 여러종류의 증기보일러마다 사용연료가 다양하여서 전기에너지, 경유, 석유, LP가스등 그 사용연료의 연소용 버너가 다르고 기능이 다양하며 사용상 화재의 위험과 불완전 연소로 인한 악취는 물론 환경의 오염이 초래되는 결점과 비 경제성을 벗어나지 못하고 있는것이 현실이다.

현재 국내외 모든 가정별 온수난방은 다양한 연료연소버너를 사용하고 있으나 만족한 만한 열효율을 얻지 못하여 제한된 온수공급과 더운물 사용에 많은 제약을 받고 있으며 수입유화에너지원에 의존하는 관계로 국가경제에 큰 부담을 안겨주고 있는 단점들 있으며 불완전 연소에 따르는 환경오염도 무시 할 수 없었다.

본 발명은 상기의 제반문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 고주파 유도가열에 의해 히트파이프를 짧은 시간에 집중적으로 가열함과 아울러 급속가열이 가능하여 순간 온수 및 순간 난방이 가능하며, 열변환 효율이 높고, 반영구적이며 구조가 단순하여 부피가 작고 제조단가가 저렴한 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 내부에 소정 공간을 형성하며 소정 보온재로 충진된 보일러 케이스와, 상기 보일러 케이스의 내부에 수직하게 구비되는 히트파이프와, 상기 히트파이프의 하부 외주면에 소정 철판으로 감싸고, 소정 전기코일을 감아 유도기전력에 의해 히트파이프를 가열하는 유도가열장치와, 상기 히트파이프의 상부에는 상기 보일러케이스를 관통하여 외부로 노출되어 히트파이프내의 작동유체를 공급하는 작동유체 주입구와, 상기 히트파이프내의 작동유체가 기화되어 생성되는 기체를 외부로 토출시키는 기체토출밸브와, 상기 히트파이프의 외주면을 따라 구비되는 제1수관과, 상기 히트파이프의 내부 즉, 작동유체내에 구비되는 제2수관과, 상기 제1,2수관의 일측 및 상기 유도가열장치에 구비되어 온도를 감지하는 온도감지센서와, 상기 온도감지센서에 의해 상기 유도가열장치의 동작을 제어하여 보일러의 가동을 제어하는 콘트롤부로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러를 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러를 나타낸 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러의 히트파이프를 나타낸 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 보일러 케이스 20 : 히트파이프

21 : 작동유체 주입구 22 : 기체토출밸브

30 : 보온재 40 : 단열재

50 : 철판 60 : 전기코일

70 : 제1수관 80 : 제2수관

90 : 온도감지센서 100 : 콘트롤부

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러를 나타낸 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러의 히트파이프를 나타낸 사시도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 내부에 소정 공간을 형성한 보일러 케이스(10)가 구비되며 상기 보일러 케이스(10)의 내부에는 히트 파이프(20)를 수직으로 구비하되 상기 히트파이프(20)는 원통형 또는 상부에서 하부로 갈수로 직경이 점차 줄어들도록 하여 깔대기형상이 되도록 한다.

한편, 상기 보일러 케이스(10)내에는 소정 보온재(30)로 충진하며, 상기 깔대기형상의 히트파이프(20)의 내주면에는 단열재(40)를 구비한다.

또한, 상기 히트파이프(20)의 하부 외주면에는 소정 철판(50)으로 감싸고, 소정 전기코일(60)을 감아 히트파이프(20)를 가열하는 유도가열장치를 구비한다.

상기 히트파이프(20)의 상부에는 상기 보일러케이스(10)를 관통하여 외부로 노출되는 작동유체 주입구(21)를 구비하여 히트파이프(20)내의 작동유체를 공급/충진할 수 있도록 한다.

또한, 상기 히트파이프(20)의 장기사용으로 인해 상기 히트파이프(20)내의 작동유체가 기화되어 생성되는 기체를 외부로 토출시키는 기체토출밸브(22)를 구비한다.

물이 지나는 제1,2수관(70, 80)을 구비하되, 상기 제1수관(70)은 상기 히트파이프(20)의 외주면을 다수번 감도록 구비하고, 제2수관(80)은 상기 히트파이프(20)의 일측을 관통하여 상기 히트파이프(20)의 내부를 따라 다수번 감도록 구비한다.

한편, 상기 제1,2수관(70, 80)의 일측 및 상기 유도가열장치에는 온도감지센서(90)를 구비하고, 상기 온도감지센서(90)에 의해 상기 유도가열장치의 동작을 제어하여 보일러의 가동을 제어하는 콘트롤부(100)를 구비한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 먼저 사용자가 전기코일에 전류를 흐르게 되면 유도기전력에 의해 전기코일이 감겨진 내부, 즉 철판 및 히트파이프의 일단이 가열되게 된다.

이때, 유도가열에 의해 상기 철판이 먼저 가열되고, 상기 철판은 상기 히트파이프의 일단을 소정 면적을 가지고 감싸구비되어 넓은 발열면적과, 짧은 시간에 집중적인 가열로 급속가열이 가능하여 효율적으로 히트파이프를 가열하게 된다.

또한, 유도가열의 특성상 히트파이프의 일단 즉, 철판에 에너지를 집중시켜 효율적인 급속가열이 가능하여 별도의 물탱크내에 물을 저장하여 가열할 필요가 없다.

한편, 상기 히트파이프가 가열되면 히트파이프내의 작동유체는 대류하며 고온의 열을 상기 히트파이프의 상부로 전달하여 열을 발산하게 된다.

이때, 상기 히트파이프의 내부 및 외주면에 감싸는 제1,2수관을 가열하여 수관내의 물을 가열하게 된다.

따라서, 상기 제1,2수관내에 흐르는 물은 상기 발열하는 히트파이프의 내부 및 외주면을 따라 흐르면서 소정 온도로 가열되어진다.

소정 온도로 가열되어진 물은 난방용 및 온수로서 사용될수 있다.

한편, 히트파이프의 장기사용으로 인해 작동유체의 손실은 상기 히트파이프의 작동유체 주입구를 통해 보충하며, 작동유체가 기화되어 생성되는 기체는 기체토출밸브를 통해 배출시킬 수가 있다.

또한, 온도감지센서에 감지된 감지신호에 의해 콘트롤부는 유도가열장치에 전류를 공급/차단하여 가열되는 물의 온도를 임의대로 설정할 수가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 수직하게 형성된 히트파이프의 내부 및 외주면에 물이 지나는 수관을 감아 구비하고 하부에 유도가열장치로 가열함으로써, 짧은 시간에 집중적인 가열이 가능하여 짧은 시간에 높은 발열량으로 순간온수 및 급속난방이 가능하고, 유도가열의 특성상 전력이 모두 열로 변환됨으로 열변환효율이 매우 높으며, 반영구적이고, 장치의 단순성으로 부피 및 제작단가가 저렴한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 내부에 소정 공간을 형성하며 소정 보온재로 충진된 보일러 케이스와,

   상기 보일러 케이스의 내부에 수직하게 구비되는 히트파이프와,

   상기 히트파이프의 하부 외주면에 소정 철판으로 감싸고, 소정 전기코일을 감아 유도기전력에 의해 히트파이프를 가열하는 유도가열장치와,

   상기 히트파이프의 상부에는 상기 보일러케이스를 관통하여 외부로 노출되어 히트파이프내의 작동유체를 공급하는 작동유체 주입구와,

   상기 히트파이프내의 작동유체가 기화되어 생성되는 기체를 외부로 토출시키는 기체토출밸브와,

   상기 히트파이프의 외주면을 따라 구비되는 제1수관과,

   상기 히트파이프의 내부 즉, 작동유체내에 구비되는 제2수관과,

   상기 제1,2수관의 일측 및 상기 유도가열장치에 구비되어 온도를 감지하는 온도감지센서와,

   상기 온도감지센서에 의해 상기 유도가열장치의 동작을 제어하여 보일러의 가동을 제어하는 콘트롤부로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 유도가열 및 히트파이프를 이용한 전기보일러.