KR20090058263A

KR20090058263A - 고주파 가열 보일러

Info

Publication number: KR20090058263A
Application number: KR1020070124961A
Authority: KR
Inventors: 이명구
Original assignee: (주)아이큐디지탈
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-06-09
Also published as: KR100957822B1

Abstract

본 발명의 고주파 가열 보일러는 상부가 개구된 내부공간이 마련되고, 바닥면에서 수직방향으로 상기 내부공간을 분할 구획시키는 가열격벽을 형성시키되 상기 가열실의 내부에는 수납공간을 형성시키도록 하는 하우징과, 상기 하우징의 수납공간 내부에 내장되어 외부에 마련된 고주파 발생기를 통해 제공되는 고주파를 인가받아 가열격벽 내부에서 자체 발열하는 동시에 상기 가열격벽으로 고주파를 2차 여기시켜 온도의 확산을 가능하게 하는 유도코일과, 상기 하우징의 개구된 상부측으로 결합하여 내부공간을 세부적으로 분할 구획하여 하우징에 결합된 유입관과 배출관을 통하여 제공되는 순환수의 가열효율을 향상시키는 가열공간 분할부로 구성한다.

고주파, 보일러, 가열격벽, 공간 분할

Description

고주파 가열 보일러{A TREATMENT DVICE FOR WARM WATER BOILER USING AND HIGH FREGUEREY}

본 발명은 고주파 가열 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 순환수가 순환 흐름하는 고주파 가열 보일러의 내부에 고주파의 여기 현상을 가능하게 하는 격벽을 복수개로 설치하여 순환수의 가열온도를 상승시키도록 하는 동시에 순환수의 순환 흐름의 경로를 확장시킴에 따라 유도코일에서 발생되는 발열 온도를 충분히 순환수로 열전달 할 수 있도록 하는 고주파 가열 보일러에 관한 것이다.

근래, 유가의 지속적인 상승으로 경유나 가스 보일러에 비하여 그 유지비용이 저렴한 전기보일러에 대한 관심이 집중되고 있다.

이러한 전기보일러 중에서도, 유도전류를 이용한 고주파 발열(High Frequency Heating) 방식의 보일러가 각광을 받고 있다.

이는 상기 유도가열방식의 전기보일러가 일반 히터가열방식의 전기보일러에 비하여 소비전력이 월등하게 적게 소모되기 때문이다.

이러한 배경하에서, 선행기술로 실용신안등록 제352635호(고주파 유도가열을 이용한 보일러장치)가 개시된 바 있다. 이를 도 1을 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 보일러(10)는 난방수가 채워지는 사각형상의 본체(11)가 구성되고, 상기 본체(11)의 내부 중앙에는 제1 가열실(13)과 제2가열실(14)로 구분하는 격판(12)이 설치되며, 상기 격판(12)의 상부는 일정부분 개구되어 제1가열실(13)과 제2가열실(14)로 난방수의 흐름이 있도록 구성한다.

상기 제1가열실(13)의 저면에는 난방수환수관(16)을 형성하고, 상기 제2가열실(14)의 측면에는 난방수입수관(15)을 형성하여, 난방수가 난방수입수관(15)을 통해 난방배관(17)으로 흐르고, 상기 난방배관(17)을 경유한 난방수가 순환펌프(18)를 통해 난방수환수관(16)으로 유입 순환하는 구조로 형성된다.

또한, 상기 제1 및 제2가열실(13)(14)에는 난방수를 온도를 상승시키기 위한 발열장치인 유도가열장치(20)(40)와 가열부재(30)(50)가 각각 한 쌍으로 형성된다.

상기 유도가열장치(20)(40)는 내부에 유도코일(22)(42)이 형성된 원통형의 절연관(21)(41)과, 상기 절연관(21)(41)의 외부에 일정간격을 두고 설치되는 원통형의 가열관(23)(43)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 유도가열장치(20)(40)의 발열원리를 살펴보면, 상기 유도코일(22)(42)에 소정의 주파수(20~25kHz)를 가진 전압이 인가되면 이 코일에 유도 기전력이 발생되고, 이 기전력은 절연관(21)(41)과 일정간격을 두고 설치된 가열관(22)(42)을 2차 여기 시킴으로써 상기 가열관(22)(42) 주위의 온도는 급격하게 상승하게 된다.

또한, 상기 가열부재(30)(50)는 상기 유도가열장치(20)(40)의 외부를 각각 감싸도록 설치되는 것으로, 원통형상이고 전도성 재질로 구성되며, 인가된 전압에 비례하여 스스로 발열하는 일종의 히터와 같은 기능을 수행한다.

또한, 상기 보일러(10)에는 온수관(40)이 더 설치된다.

상기 온수관(40)의 설치구조를 보면, 본체(11)의 제1가열실(13)로 유입되는 온수관(60)은 상기 유도가열장치(20)의 가열관(23)과 가열부재(30) 사이의 공간에 스프링 형상으로 감싸도록 설치된 후, 격벽(12) 상부에 형성된 개구를 통해 제2가열실(14)로 이어지도록 구성된다.

상기 제2가열실(14)로 인입된 온수관(60)은 상기와 동일한 구조로, 유도가열장치(40)의 가열관(43)과 가열부재(50) 사이의 공간에 스프링 형상으로 감싸도록 설치된 후, 제2가열실(14)의 일측을 통해 온수 수도꼭지로 연결되도록 구성되며, 상기 온수관(60)에는 온수의 흐름을 감지하는 유수감지기(70)가 더 설치된다.

여기서, 상기 온수관(60)의 설치 구조를 스프링 구조로 형성하는 것은 관의 표면적을 크게 함으로써 수온이 보다 효율적으로 상승 되도록 하기 위함이다.

따라서 이와 같이 구성되는 보일러(10)는 난방시에는 유도가열장치(20)(40)의 유도가열에 의해, 가열관(23)(43)의 표면온도가 급격히 상승함과 동시에 가열부재(30)(50)의 발열로 상기 유도가열장치(20)(40)와 가열부재(30)(50) 사이의 공간에 있는 난방수의 온도는 급격히 상승하게 된다. 이렇게 급격히 상승된 난방수는 제1 및 제2가열실(13)(14) 전체의 난방수의 온도를 상승시키게 되고, 상기 제2가열실(14)의 난방수가 난방수입수관(15)을 통해 난방배관(17)으로 흘러 난방작용을 수 행하고 다시 난방수환수관(16)을 통해 제1가열실(13)로 입수되는 과정을 반복하게 된다.

한편, 온수 사용시에는 유수감지기(70)가 이를 감지하여 온수 사용에 따른 보일러 구동을 개시한다. 따라서 온수관(60)으로 유입되는 온수는 제1가열실(13)에 위치한 온수관(60)을 흐르면서 1차적으로 수온이 상승 된다. 그리고 제2가열실(14) 에 위치한 온수관(60)으로 흐르면서, 더욱 수온이 상승하게 된다.

결과적으로 온수는 2번의 가열과정을 통해 매우 신속하게 수온이 상승 되는 효과를 가지게 된다. 이와 같이 수온이 상승한 온수는 유수감지기(50)를 통해 수도꼭지로 배출된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 고주파 보일러(10)는 순환수의 순환 흐름이 유도가열장치(20,40)만을 거쳐 순환되기 때문에 순환 경로가 단순하여 제1가열실과 제2가열실에서 제공되는 발열 온도를 충분히 순환수로 전달하지 못하여 열요휼이 떨어지는 문제점이 있었다.

그리고, 종래기술의 고주파 보일러는 발열량을 케이스의 내부에 고주파유도가열부가 하나 이상으로 설치됨에 따라 발열 효율에 비하여 고주파 발열보일러의 부피가 커져 공간을 효율적으로 이용하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 고주파 발열 보일러의 구성부품이 많이 소요됨에 따라 부품의 잔고장을 유발시키고 제조 단가를 절감시키지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 다수의 격벽을 통하여 고주파 보일러의 하우징 내부공간을 세부적으로 복수의 공간으로 구획시켜 순환수의 순환 흐름의 경로를 확장시킴에 따라 유도코일에서 발생되는 발열 온도를 충분히 순환수로 열전달 할 수 있도록 하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 유도코일을 수용하는 가열격벽에 인접하게 금속재질의 제1격벽 내지 제3격벽을 설치하여 유도코일에서 발생하는 고주파가 2차 여기 될 수 있도록 하여 각 개소의 격벽이 자체 발열할 수 있도록 함에 따라 고주파 보일러의 발열량을 향상시키는 데 있다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 제1격벽 내지 제3격벽 사이 공간에 망 형태의 스틸메쉬를 설치하여 순환수의 흐름을 방해하지 않으면서 고주파의 2차 여기에 의한 발열량을 향상시킬 수 있도록 하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고주파 가열 보일러는 상부가 개구된 내부공간이 마련되고, 바닥면에서 수직방향으로 상기 내부공간을 분할 구획시키는 가열격벽을 형성시키되 상기 가열실의 내부에는 수납공간을 형성시키도록 하는 하우징과, 상기 하우징의 수납공간 내부에 내장되어 외부에 마련된 고주파 발생기를 통해 제공되는 고주파를 인가받아 가열격벽 내부에서 자체 발열하는 동시에 상기 가열격벽으로 고주파를 2차 여기시켜 온도의 확산을 가능하게 하는 유 도코일과, 상기 하우징의 개구된 상부측으로 결합하여 내부공간을 세부적으로 분할 구획하여 하우징에 결합된 유입관과 배출관을 통하여 제공되는 순환수의 가열효율을 향상시키는 가열공간 분할부로 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 하우징의 내부공간 바닥면 중심부에서 상향으로 중공의 제1격벽을 입설시키고, 그 외부 방향으로 가열공간 분할부의 바닥면에서 하향으로 제1격벽을 수용하는 중공의 제2격벽을 형성시키고, 상기 가열격벽을 수용하는 제2격벽을 순차적으로 형성시켜 하우징의 내부공간을 다수의 공간으로 구획시키되, 상기 제1격벽, 제2격벽 및 제3격벽의 상단부는 일정 개구되어 내부공간에서의 순환수 흐름을 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 다수의 공간으로 구획된 하우징의 내부공간에는 스틸메쉬를 내장하여 유도코일의 고주파를 2차 여기되도록 하여 순환수의 온도 확산을 가능하게 하는 동시에 순환수가 스틸메쉬를 투과하여 순환 흐름이 방해되지 않도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 고주파 가열 보일러는 다수의 격벽을 통하여 고주파 보일러의 하우징 내부공간을 세부적으로 복수의 공간으로 구획시켜 순환수의 순환 흐름의 경로를 확장시킴에 따라 유도코일에서 발생되는 발열 온도를 충분히 순환수로 열전달 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 고주파 가열 보일러는 유도코일을 수용하는 가열격벽에 인접하게 금속재질의 제1격벽 내지 제3격벽을 설치하여 유도코일에서 발생하는 고주파가 2차 여기 될 수 있도록 하여 각 개소의 격벽이 자체 발열할 수 있도록 함에 따라 고주파 보일러의 발열량을 향상시키는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 고주파 가열 보일러는 제1격벽 내지 제3격벽 사이 공간에 망 형태의 스틸메쉬를 설치하여 순환수의 흐름을 방해하지 않으면서 고주파의 2차 여기에 의한 발열량을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.

도 2는 본 발명의 고주파 가열 보일러를 나타낸 부분 단면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 고주파 가열 보일러를 나타낸 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 고주파 가열 보일러를 나타낸 정단면도이고, 도 5는 본 발명의 고주파 가열 보일러의 다른 실시예를 나타낸 정단면도이며, 도 6은 본 발명의 고주파 가열 보일러를 나타낸 평단면도이다.

도 2 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 고주파 가열 보일러(100) 는 순환수를 제공받는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부에 장착되어 고주파를 통하여 순환수를 가열하는 유도코일(120)과, 상기 하우징(110)의 내부공간(111)을 공간 분할하는 가열공간 분할부(130)로 구성된다.

상기 하우징(110)은 상부가 개구된 내부공간(111)이 마련되고, 바닥면에서 수직방향으로 상기 내부공간(111)을 분할 구획시키는 가열격벽(112)을 형성시키되 상기 가열실의 내부에는 수납공간(112a)을 형성시키도록 하여 상기 내부공간(111)을 복수의 공간으로 구획하고 하우징(110)의 하부에는 배출관(134)을 연결 설치한다.

여기서, 상기 하우징(110)의 내부공간(111) 바닥면 중심부에는 상향으로 중공의 제1격벽(113)을 입설시키고, 그 외부 방향으로 가열공간 분할부(130)의 바닥면에서 하향으로 제1격벽(113)을 수용하는 중공의 제2격벽(131)을 형성시키고, 상기 가열격벽(112)을 수용하는 제2격벽(131)을 순차적으로 형성시켜 하우징(110)의 내부공간(111)을 다수의 공간으로 구획시키되, 상기 제1격벽(113), 제2격벽(131) 및 제3격벽(132)의 상단부는 일정 개구되어 내부공간(111)에서의 순환수 흐름을 가능하게 한다.

그리고, 유도코일(120)은 상기 하우징(110)의 수납공간(112a) 내부에 내장되어 외부에 마련된 고주파 발생기(131)를 통해 제공되는 고주파를 인가받아 가열격벽(112) 내부에서 자체 발열하는 동시에 상기 가열격벽(112)으로 고주파를 2차 여기시켜 온도의 확산을 가능하게 한다.

아울러, 가열공간 분할부(130)는 상기 하우징(110)의 개구된 상부측으로 결 합하여 내부공간(111)을 세부적으로 분할 구획하여 하우징(110)에 결합된 유입관(133)과 배출관(134)을 통하여 제공되는 순환수의 가열효율을 향상시킨다.

상기 다수의 공간으로 구획된 하우징(110)의 내부공간(111)에는 스틸메쉬(135)를 내장하여 유도코일(120)의 고주파를 2차 여기되도록 하여 순환수의 온도 확산을 가능하게 하는 동시에 순환수가 스틸메쉬(135)를 투과하여 순환 흐름이 방해되지 않도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 전원이 인가되면 고주파발생기는 저 전력 및 전원 전압을 각각 입력으로 하는 다수의 콘트롤 보드에 의해 고출력으로 고주파를 발생시켜 유도코일(120)측으로 인가시킨다.

상기 유도코일(120)은 고주파에 의해 기전력을 발생시켜 가열격벽(112)을 2차로 여기시켜 발열시킨다.

상기 2차 여기되는 가열격벽(112)의 표면과 주위의 온도는 급격하게 상승하여 유입관(133)을 통하여 제공되는 순환수를 가열시키게 된다.

또한, 가열격벽(112)의 측방에 순차적으로 위치한 제1격벽(113), 제2격벽(131) 및 제3격벽(132)이 가열격벽(112)을 통하여 3차 여기되면서 하우징(110) 내부공간(111) 전체를 골고루 발열시켜 순환수의 수온을 급격하게 상승시킬 수 있다.

여기서, 가열공간 분할부(130)에 결합되는 유입관(133)으로부터 제공되는 순환수는 펌프의 작동에 의해 내부공간(111)을 거쳐 배출관(134)으로 출수되는 흐름 을 갖게 되며, 상기 유입관(133)을 통하여 제공되는 순환수는 제3격벽(132)으로 구획된 내부공간(111)을 거쳐 가열격벽(112)을 거친 다음 제2격벽(131) 및 제1격벽(113)에 의해 구획된 분할 공간으로 지그재그 형태로 순환 흐름되어 제1격벽(113)의 바닥면에 결합된 배출관(134)으로 출수된다.

이렇게, 가열격벽(112), 제1격벽(113), 제2격벽(131) 및 제3격벽(132)을 통하여 하우징(110)의 내부공간(111)을 다수의 공간으로 분할시킴과 동시에 유도코일(120)로 부터 2차 및 3차 여기가 가능하여 각 개소의 격벽이 자체 발열 가능하도록 하여 순환수의 가열 효율을 보다 향상시킬 수 있도록 한다.

더욱이, 격벽에 의해 다수의 공간으로 구획된 하우징(110)의 내부공간(111) 사이에는 스틸메쉬(135)를 내장하여 유도코일(120)의 고주파를 2차 여기되도록 하여 순환수의 온도 확산을 가능하게 하는 동시에 순환수가 스틸메쉬(135)를 투과하여 순환 흐름이 방해되지 않도록 한다.

도 1은 종래기술에 따른 고주파 보일러를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 고주파 가열 보일러를 나타낸 부분 단면 사시도.

도 3은 본 발명의 고주파 가열 보일러를 나타낸 분해사시도.

도 4는 본 발명의 고주파 가열 보일러를 나타낸 정단면도.

도 5는 본 발명의 고주파 가열 보일러의 다른 실시예를 나타낸 정단면도.

도 6은 본 발명의 고주파 가열 보일러를 나타낸 평단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 고주파 가열 보일러 110 : 하우징

111 : 내부공간 112 : 가열격벽

112a : 수납공간 113 : 제1격벽

120 : 유도코일 121 : 고주파 발생기

130 : 가열공간 분할부 131 : 제2격벽

132 : 제3격벽 133 : 유입관

134 : 배출관 135 : 스틸메쉬

Claims

고주파 가열 보일러에 있어서,

상부가 개구된 내부공간이 마련되고, 바닥면에서 수직방향으로 상기 내부공간을 분할 구획시키는 가열격벽을 형성시키되 상기 가열실의 내부에는 수납공간을 형성시키도록 하는 하우징과,

상기 하우징의 수납공간 내부에 내장되어 외부에 마련된 고주파 발생기를 통해 제공되는 고주파를 인가받아 가열격벽 내부에서 자체 발열하는 동시에 상기 가열격벽으로 고주파를 2차 여기시켜 온도의 확산을 가능하게 하는 유도코일과,

상기 하우징의 개구된 상부측으로 결합하여 내부공간을 세부적으로 분할 구획하여 하우징에 결합된 유입관과 배출관을 통하여 제공되는 순환수의 가열효율을 향상시키는 가열공간 분할부로 구성한 것을 특징으로 하는 고주파 가열 보일러.
제 1항에 있어서,

상기 하우징의 내부공간 바닥면 중심부에는 상향으로 중공의 제1격벽을 입설시키고, 그 외부 방향으로 가열공간 분할부의 바닥면에서 하향으로 제1격벽을 수용하는 중공의 제2격벽을 형성시키고, 상기 가열격벽을 수용하는 제2격벽을 순차적으로 형성시켜 하우징의 내부공간을 다수의 공간으로 구획시키되, 상기 제1격벽, 제2격벽 및 제3격벽의 상단부는 일정 개구되어 내부공간에서의 순환수 흐름을 가능하 게 하는 것을 특징으로 하는 고주파 가열 보일러.
제 2항에 있어서,

상기 다수의 공간으로 구획된 하우징의 내부공간에는 스틸메쉬를 내장하여 유도코일의 고주파를 2차 여기되도록 하여 순환수의 온도 확산을 가능하게 하는 동시에 순환수가 스틸메쉬를 투과하여 순환 흐름이 방해되지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 고주파 가열 보일러.