KR20090079421A - 고주파 간접유도가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 간접유도가열장치에 관한 것으로서, 특히 코일에서 발생하는 자기장에 의해 유도발열부재가 간접가열되어, 유도발열부재와 접촉하는 가열대상물질을 가열하는 고주파 간접유도가열장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고주파 간접유도가열장치는, 중공 형상의 가열유도관과; 상기 가열유도관을 감싸고 있는 코일과; 상기 가열유도관 내부에 삽입되는 유도발열부재를 포함하여 이루어지되, 상기 유도발열부재는 금속재질의 볼(ball) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

고주파 간접유도가열장치, 유도발열부재, 볼(ball)

Description

고주파 간접유도가열장치 { Induction Heating Apparatus using High Frequency }

본 발명은 고주파 간접유도가열장치에 관한 것으로서, 특히 코일에서 발생하는 자기장에 의해 유도발열부재가 간접가열되어, 유도발열부재와 접촉하는 가열대상물질을 가열하는 고주파 간접유도가열장치에 관한 것이다.

일반적으로 유도가열이라 함은 유도 코일(고주파 전류 운반 컨덕터)로 부터 변환되는 전기적 에너지에 의해 금속적인 부분의 온도를 올리는 방법을 의미한다.

여기서, 상기 유도코일은 금속의 표면 주위에 전류를 흐름되게 하는 원리로서, 그 전류의 자기장 흐름 영역이 금속부분에 에너지를 일으키게 되는 것이고. 이러한 흐름을 위한 열의 저항 또는 유도 전류 이동의 방해가 순간 가열을 일으키는 원인이 됨을 주지의 사실로 알 수 있다.

이에, 도 1은 통상적인 고주파 인버터를 이용한 간접유도 가열장치의 기본적인 시스템 구성을 나타낸 도면으로서, 상기 도 1을 참조로 하여 살펴보면; 이는, 상용전원으로 부터 유입되는 노이즈를 차단하는 입력라인 필터(1); 교류전류를 정류되게 하는 정류기(2); 사용주파수를 고주파 스위칭 되도록 하는 공진형 인버 터(3) 및; 상기, 공진형 인버터(3)와 연결되어 자속을 발생시키고, 그 내부로 내설된 유도부재(41)를 간접가열되게 하는 가열유도관(4); 그리고, 상기 공진형 인버터(3)를 제어하는 제어기(5)로 구성된다.

하지만, 전술한 바와 같은 종래 고주파 인버터를 이용한 간접유도 가열장치는, 그 가열장치에 있어, 특히 가열유도관으로 내설되는 유도발열부재의 구성이 단순한 원통형 구조를 취하는 것이었던바; 따라서, 상기 가열유도관으로 유입되는 가열대상물질(액체 또는 기체)이 유도발열체의 방해를 받아 그 흐름이 원할하게 이루어지지 못하는 문제점을 갖는 것이었으며, 아울러 원통형 구조를 취하는 단순한 구조적 특성으로 인해, 상대적으로 협소한 발열면적을 갖게 되는 등, 그 사용관계에 있어 상당한 가열효율이 저하의 문제점을 상존되게 하는 것이었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 등록특허공보 제10-0659750호에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 간접유도 가열장치가 기술되어 있다.

등록특허공보 제10-0659750호에 기재된 간접유도 가열장치에 기재된 가열유도관(4)은 도 2 로 도시된 바와 같이 그 외경에 자속을 발생시키는 코일(C)이 권취되고, 내부에 유도발열부재(41)가 내설되어 있다.

상기 유도발열부재(41)는 자성을 갖는 금속판상체로서, 도 3으로 도시된 바와같이 그 전면에 걸쳐 규칙적이고 반복적인 나사산 형태의 요철돌기(411)를 형성하고, 이와 동시에 상기 요철돌기(411)가 형성된 전면에 걸쳐 도 3의 부분확대도로 도시된 바와 같은 다수개의 통공(412)을 형성하여 망 구조를 이루도록 한 후, 그 요철돌기(411)와 통공(412)이 형성된 금속판상체를 도 3에 도시된 바와 같이 롤 구 조로 절곡시켜 구성하였다.

그러나, 이러한 유도발열부재는 그 제작 및 설치가 용이하지 않고, 발열면적 및 가열대상물질(액체 또는 기체)과의 접촉면적을 증대시키는데 한계가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유도발열부재의 제작 및 설치가 용이하고, 발열면적 및 가열대상물질(액체 또는 기체)과의 접촉면적을 증대시킬 수 있는 고주파 간접유도가열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고주파 간접유도가열장치는, 중공 형상의 가열유도관과; 상기 가열유도관을 감싸고 있는 코일과; 상기 가열유도관 내부에 삽입되는 유도발열부재를 포함하여 이루어지되, 상기 유도발열부재는 금속재질의 볼(ball) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 유도발열부재는 다수개로 이루어지되, 그 크기가 동일하다.

또는, 상기 유도발열부재는 다수개로 이루어지되, 그 크기가 상이하다.

또한, 상기 유도발열부재에는 표면에 대수개의 홈이 형성되고, 상기 유도발열부재에는 관통공에 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고주파 간접유도가열장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

유도발열부재를 볼 형상으로 형성함으로써, 유도발열부재의 제작 및 설치가 용이하고, 발열면적 및 가열대상물질(액체 또는 기체)과의 접촉면적을 증대시킬 수 있다.

또한, 유도발열부재의 크기를 동일하게 함으로써, 가열대상물질의 이동속도를 증대시킬 수 있다.

또한, 유도발열부재의 크기를 상이하게 함으로써, 발열면적 및 접촉면적을 더욱 증대시킬 수 있다.

또한, 유도발열부재에 홈 또는 관통공을 형성하여 가열대상물질의 이동속도를 증대시키거나, 발열면적 및 접촉면적을 더욱 증대시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 간접유도가열장치의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유도발열부재의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다른 형태의 유도발열부재의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 형태의 유도발열부재의 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고주파 간접유도 가열장치는, 가열유도관(110)과, 코일(120)과, 유도발열부재(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 가열유도관(110)은 중공형상의 원통형상으로 이루어져 있다.

상기 코일(120)은 상기 가열유도관(110)의 외부를 층층이 감싸고 있다.

이때, 상기 가열유도관(110)의 외주면에는 테프론(117)이 부착되어 상기 가열유도관(110)과 코일(120)이 직접 접촉하지 않도록 한다.

또는 상기 가열유도관(110)이 파인세라믹스로 이루어지도록 한다.

상기 유도발열부재(130)는 금속재일의 볼(ball) 형상으로 이루어져 상기 가열유도관(110)의 내부에 삽입된다.

상기 유도발열부재(130)는 타원형일 수도 있고, 원형일 수도 있다.

이때, 상기 유도발열부재(130)는 발열효과와 내부식성이 우수한 SUS420J2 재질로 이루어짐이 바람직하다.

상기 유도발열부재(130)는 다수개로 이루어져 상기 가열유도관(110)의 내부에 충진된다.

위와 같이 유도발열부재(130)는 볼 형상으로 형성함으로서, 발열면적 및 가열대상물질(액체 또는 기체)과의 접촉면적을 평면보다 증대시킬 수 있다.

상기 가열유도관(110)의 하부에는 볼 형상의 상기 유도발열부재(130)를 지지하는 받침대(115)가 장착된다.

이때, 상기 받침대(115)에는 가열대상물질이 상기 가열유도관(110)의 내부로 유입될 수 있도록 다수개의 유동공(116)이 형성되어 있고, 상기 유동공(116)의 지름은 상기 유도발열부재(130)의 지름보다 작게 형성하도록 한다.

다수개의 볼 형상으로 이루어진 상기 유도발열부재(130)는 그 크기가 동일하거나, 그 크기를 상이하게 하여 상기 가열유도관(110)에 충진한다.

상기 유도발열부재(130)의 크기를 동일하게 한 경우에는 상기 가열유도관(110)을 유동하는 가열대상물질의 이동속도 및 이동량을 증대시킬 수 있고, 상기 유도발열부재(130)의 크기를 상이하게 한 경우에는 상기 발열면적 및 가열대상물질과의 접촉면적을 더욱 증대시킬 수 있다.

상기 유도발열부재(130)의 지름은 대략 4.8mm보다 작게 함이 바람직하다.

또한, 상기 유도발열부재(130)의 발열면적 및 가열대상물질과의 접촉면적을 보다 증대시키기 위해 도 6에 도시된 바와 같이 상기 유도발열부재(130)의 표면에 대수개의 홈(131)이 형성할 수도 있다.

뿐만 아니라, 상기 유도발열부재(130)의 발열면적 및 가열대상물질과의 접촉면적을 보다 증대시키기 위해 도 7에 도시된 바와 같이 상기 유도발열부재(130)에 대수개의 관통공(132)을 형성할 수도 있다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용에 대하여 살펴본다.

상기 가열유도관(110)을 감싸고 있는 상기 코일(120)에 전류를 인가하면, 앙페르의 법칙에 의해 상기 가열유도관(110)의 상부 또는 하부 방향으로 자기장이 발생한다.

이때, 상기 가열유도관(110)에 발생하는 자기장의 자속에 의해 상기 유도발열부재(130)는 간접 가열된다.

상기 유도발열부재(130)가 가열됨에 따라 상기 가열유도관(110)에 유입되는 가열대상물질 즉 액체나 기체는 상기 유도발열부재(130)와 접촉하면서 가열된다.

이때, 상기 유도발열부재(130)가 볼 형상으로 이루어져 있는바, 발열면적 및 접촉면적이 증대되어 가열대상물질을 보다 신속하고 보다 효율적으로 가열할 수 있다.

또한, 상기 유도발열부재(130)의 표면에 홈(131)을 형성하거나 관통공(132)을 형성함으로서, 발열면적 및 접촉면적을 더욱 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 관통공(132)을 통한 가열대상물질의 이동속도를 더욱 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 유도발열부재(130)가 다수개의 볼 형상으로 이루어져 있어, 이를 제작하거나 설치하기가 용이한 효과가 있다.

본 발명인 고주파 간접유도가열장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

도 1은 종래의 고주파 간접유도가열장치의 구조도,

도 2는 종래의 고주파 간접유도가열장치의 단면도,

도 3은 종래의 유도발열부재의 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고주파 간접유도가열장치의 단면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유도발열부재의 사시도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다른 형태의 유도발열부재의 사시도,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 형태의 유도발열부재의 사시도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 가열유도관, 115 : 받침대, 116 : 유동공, 117 : 테프론, 120 : 코일, 130 : 유도발열부재, 131 : 홈, 132 : 관통공,

Claims (5)

1. 중공 형상의 가열유도관과;

   상기 가열유도관을 감싸고 있는 코일과;

   상기 가열유도관 내부에 삽입되는 유도발열부재를 포함하여 이루어지되,

   상기 유도발열부재는 금속재질의 볼(ball) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 간접유도가열장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유도발열부재는 다수개로 이루어지되, 그 크기가 동일한 것을 특징으로 하는 고주파 간접유도가열장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유도발열부재는 다수개로 이루어지되, 그 크기가 상이한 것을 특징으로 하는 고주파 간접유도가열장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유도발열부재에는 표면에 대수개의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 고주파 간접유도가열장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유도발열부재에는 관통공에 형성된 것을 특징으로 하는 고주파 간접유도가열장치.

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