KR20110083458A - Liquid induction heating device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액체 유도가열 장치에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 전원이 인가되는 코일에 의해서 저주파에 의한 자기장이 형성되고 자기장에서 발생하는 열로 화학적인 상호작용을 하지 않는 액체를 가열하기 위한 장치를 말하고, 가열된 액체를 이용하여 난방 시스템, 농업 및 시립시설에 온수 및 난방을 공급하는 데 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.The present invention relates to a liquid induction heating apparatus, and more preferably, to a device for heating a liquid that is formed by a low-frequency magnetic field by a coil to which power is applied and does not have chemical interaction with heat generated in the magnetic field, It is intended to be used to supply hot water and heating to heating systems, agricultural and municipal facilities using heated liquids.
일반적으로 액체 유도가열 장치는 하나 또는 그 이상의 액체파이프를 덮어주는 하나 또는 그 이상의 유도 코일을 보유한다. 액체의 흐름은 누전회로를 구성하는 고리 및 나선을 가진 채널시스템을 통해 흐른다. 유도코일에 전원이 온(ON) 되면 상기 채널시스템은 가열하게 되므로 안에 흐르는 액체도 물론 가열하게 된다 (EPV № 0075811, H05B 6/10, F24 H 1/10, 1983년도).Generally, a liquid induction heating apparatus has one or more induction coils covering one or more liquid pipes. The liquid flows through the channel system with the loops and spirals that make up the ground fault circuit. When the induction coil is turned on, the channel system is heated so that the liquid flowing therein is also heated (EPV № 0075811, H05B 6/10, F24 H 1/10, 1983).
하지만, 상기 공개된 특허는 채널시스템 부피가 크므로 전기 고저항으로 인한 에너지 손실, 즉 장치의 효율성이 부족하다는 단점이 있다. 또는 채널시스템 내 수많은 고리 및 나선이 액체의 흐름을 방해할 뿐만 아니라 상기 유도가열 장치는 제조하기 어렵고 채널시스템이 수많은 부품을 포함하므로 금속재료 소비수준이 높은 편이다. 또한, 장치의 코일을 제조하는 데 저주파 전류를(50Hz) 사용되므로 구리 와이어가 많이 쓰인다.However, the disclosed patent has a disadvantage in that the energy loss due to the high electric resistance, that is, the efficiency of the device is insufficient because the channel system volume is large. Alternatively, numerous rings and spirals in the channel system not only impede the flow of liquids, but also the induction heating apparatus is difficult to manufacture and the channel system includes a large number of components, which leads to high metal material consumption. In addition, a low frequency current (50 Hz) is used to fabricate the coil of the device, so copper wire is used a lot.
또한, 액체 유도가열 장치는 적어도 가스켓을 가진 1개의 유도코일을 포함한 1개의 유도가열기를 포함한다. 유도코일이 AC전원 조절기와 순차적으로 연결된 출입구 지관을 통한 액체 공급 및 유출 목적으로 파이프와 연결된 원형통 탱크를 덮어준다. 전원은 - AC 주파수 50Hz를 사용한다 (프랑스 № 2568083, H05 B 6/10, 1986년도).The liquid induction heating apparatus also includes one induction heater comprising at least one induction coil with a gasket. Induction coils cover the round tank tanks connected to the pipes for the purpose of supplying and discharging liquid through the inlet branch pipes which are sequentially connected to the AC power regulator. Power source-AC frequency 50Hz (France № 2568083, H05 B 6/10, 1986).
상기 유도가열기 쉘의 전자기 에너지는 불완전한 흡수 및 외부 유도코일 표면에서 접촉공간으로 열이 방출하므로 상기 장치의 역률(Power Factor)이 낮은 편이다 (0,70-0,78). 그리고 저주파 전류(50Hz)의 사용으로 인한 구리와이어로 구성한 두꺼운 유도코일이 사용된다. 이에 따라서 저항 손이 발생하여 효율성 계수는 0,80-0,85 기준까지 낮아지게 된다. 또한, 상기 장치의 제조방식은 벽이 두꺼우므로 비절약적이다. The electromagnetic energy of the induction heater shell is low due to incomplete absorption and heat release from the external induction coil surface to the contact space (0,70-0,78). In addition, a thick induction coil composed of copper wire due to the use of a low frequency current (50 Hz) is used. This results in resistance losses, resulting in lower efficiency coefficients down to 0,80-0,85. In addition, the method of manufacturing the device is non-saving because of the thick walls.
그리고 공개된 기술장치의 가장 가까운 아날로그는 특허 "SU № 1019676 A1, H05B 6/10, 1983년"에서 설명한 물과 같은 액체 유도가열 장치이다.The closest analogue of the disclosed technology device is a liquid induction heating device such as water described in the patents "SU № 1019676 A1, H05B 6/10, 1983".
상기 장치는 뚜껑과 하단을 가진 원형통 본체, 본체 아랫부분에서 설치되어 가열액체의 출입을 위한 구멍과 지관을 가진 내부 반지, 인덕터, 가열액체 통과를 위한 출입지관, 환상격차가 있는 튜브 안에 탑재되어 액체 통과를 위한 엔드-투-엔드 채널을 가진 고체 코어 등으로 구성되어 있다. 엔드-투-엔드 채널은 출구지관과 연결하고 환상격차가 한쪽에서는 입구지관과 연결되고 다른 쪽에서는 코어 엔드-투-엔드 채널과 연결된다. 그리고 연결장소가 튜브에 인접한 커버로 덮여 있다.The device is mounted in a circular barrel body having a lid and a lower end, an inner ring having a hole and a branch pipe for entry and exit of the heating liquid, an inductor, an entry pipe for passing the heating liquid, and a tube with an annular gap. Solid cores with end-to-end channels for liquid passage. The end-to-end channel is connected to the outlet branch, the annular gap is connected to the inlet branch on one side and the core end-to-end channel on the other side. The connection area is covered by a cover adjacent to the tube.
따라서 상기 장치는 다음과 같은 단점이 있다.Therefore, the apparatus has the following disadvantages.
- 액체는 엔드 투 엔드 채널을 통과 시 침전물(물때) 입자가 압력을 받아 필연적으로 스트림에 의해 채널 내부 벽면에 쌓인다. 물때가 쌓이므로 채널의 섹션이 작아져 장치의 성능 및 효율성이 감소된다. 또 시간이 지나서 채널이 완전히 막혀서 장치가 고장이 난다. 채널의 비교적 큰 길이와 작은 지름 때문에 정기적인 유지보수 작업이 어려우므로 운영비가 증가된다.As the liquid passes through the end-to-end channel, the sediment (scale) particles are pressurized and inevitably accumulate on the inner wall of the channel by the stream. As the scale builds up, the sections of the channel are smaller, which reduces the performance and efficiency of the device. In addition, over time, the channel is completely blocked and the device fails. Relatively large lengths and small diameters of the channels make routine maintenance difficult, increasing operating costs.
- 유도코일 표면에서 접촉공간으로 열 방출 및 비교적 작은 가열면적 때문에 튜브 내부 벽면과 액체의 직접촉 면적이 작다. 이에 따라서 가열속도가 제한된다.The direct contact area between the inner wall of the tube and the liquid is small due to the heat dissipation from the induction coil surface to the contact space and the relatively small heating area. This limits the heating rate.
- 유도코일 표면에서 열 방출로 인한 전기에너지를 열에너지로 전환 효율성이 제한된다.-The efficiency of converting electrical energy into heat energy due to heat release from the induction coil surface is limited.
- 엔드 투 엔드 채널을 가진 고체 코어 재료비 및 기술적 문제가 있다.There is a technical problem and the cost of solid core materials with end-to-end channels.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 단순화된 설계로 인한 최대한의 열 교환과 신속하고 지속적인 가열 가능한 액체 유도가열 장치를 제공하고자 함을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid induction heating apparatus capable of maximum heat exchange and rapid and continuous heating due to a simplified design.
또한, 본 발명의 기술적 결과는 효율성의 제고, 물때의 최소화로 인한 장치의 내구성 증가 및 모든 구성요소의 안정성과 지속성을 증가시키고자 함을 목적으로 한다.The technical results of the present invention are also aimed at increasing the efficiency, increasing the durability of the device due to minimization of scale and increasing the stability and durability of all components.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration of the present invention for achieving the above object based on the accompanying drawings as follows.
본 발명은 도면에 나타내는 바와 같이, 코일(210)을 권취한 코어(220)의 일측으로 하나 또는 다수개를 돌출하여 돌출코어(221)를 형성하고, 상기 돌출코어(221)를 삽입할 수 있게 내부에 통공(240)이 형성된 액체저장탱크(230)를 하나 또는 다수개 형성하여 액체저장탱크(230)의 양측에 형성된 연결관(270) 중에서 하나는 액체공급관(250)과 연결하고, 또 다른 하나의 연결관(270)은 액체배출관(260)에 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 액체유도가열장치를 제공한다.The present invention, as shown in the figure, protrudes one or more to one side of the
또한, 본 발명은 상기 코어(220)의 돌출코어(221)가 액체저장탱크(230)의 통공(240)에 고정되게 삽입되도록 코어(220)는 액체저장탱크(230)에 고정시키고, 액체저장탱크(230)는 지지대(280)에 고정되게 구성한 것을 특징으로 하는 액체유도가열장치를 제공한다.In addition, in the present invention, the
또한, 본 발명은 상기 액체저장탱크(230)는 온수를 저장하는 저장탱크(110)와 순환펌프(100)에 의해 연결되고,상기 저장탱크(110)에 저장된 온수는 난방 및 온수공급라인(130)과 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 액체유도가열장치를 제공한다.In addition, the present invention is the
상기 구성에 의한 본 발명은 자기장을 형성하여 액체를 가열하기 때문에 전기의 낭비를 줄일 수 있으므로 전기에너지를 열에너지로 유용변환하는 계수와 효율계수를 0.99까지 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention by the above configuration can reduce the waste of electricity because it forms a magnetic field to heat the liquid has the effect of increasing the coefficient and efficiency coefficient of useful conversion of electrical energy to thermal energy to 0.99.
또한, 3-채널 열 제거와 연결된 저항 가열 표면의 늘림으로 인해 액체 가열속도 값이 늘어나는 효과가 있다.In addition, there is an effect of increasing the liquid heating rate value due to the increase in the resistance heating surface associated with 3-channel heat removal.
그뿐만 아니라 본 발명은 저주파에 의해 생성되는 자기장에서 발생되는 열로액체저장탱크의 액체를 가열하기 때문에 구조가 간단하여 소형으로 제작할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention heats the liquid in the liquid storage tank by the heat generated in the magnetic field generated by the low frequency, the structure is simple and the effect can be made compact.
그리고 액체 흐름이 코어에서 저주파에 의해 발생 되는 자기장을 지속적이고 반복해서 가로지르는 경우(그의 합당한 강도를 설정할 때)에 장치의 구조적 요소의 내부 및 외부 표면상에 비늘 형성률이 최대한 감소 되기 때문에 수명이 늘어난다. And when liquid flow continuously and repeatedly traverses the magnetic field generated by the low frequency in the core (when setting its reasonable strength), the service life is extended because the formation of scales on the inner and outer surfaces of the structural elements of the device is reduced as much as possible. .
그리고 본 발명의 저주파에 의한 액체 유도가열 장치는 열 공급 시스템에서 광범위하게 사용되고 있다. 즉, 온실과 생산산업용 건물 및 시설 등에 많이 이용할 수 있는 효과가 있다.
The low frequency liquid induction heating apparatus of the present invention is widely used in heat supply systems. That is, there is an effect that can be used a lot in buildings and facilities for greenhouses and production industries.
도 1은 본 발명의 액체 유도가열장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 액체 유도가열장치와 온수 및 난방장치와 개략적으로 연결하여 구성한 개략도면이다.1 is a cross-sectional view showing a liquid induction heating apparatus of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram of the liquid induction heating apparatus and hot water and the heating device of the present invention is connected schematically.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment according to the present invention.
본 발명은 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 액체유도가열장치(200')에 대한 구성을 설명하면, 액체저장탱크(230)로 순환되는 액체를 가열하기 위해 50~60Hz의 저주파에 의한 자기장이 형성되면서 열을 발생할 수 있도록 코어(220)의 일측에는 하나 또는 다수개가 돌출된 돌출코어(221)가 형성되고, 상기 돌출코어(221)의 외주면에는 유도코일(210)을 권취하여 구성된다. 상기 액체는 물과 같이 가열되면서 열기를 발생할 수 있는 물질은 모두 포함한다.1 and 2, when explaining the configuration of the liquid induction heating apparatus 200 ', in order to heat the liquid circulated to the
그리고 별도로 독립된 하나의 액체저장탱크(230)의 내부에는 통공(240)이 형성되어 있다. 따라서 액체 저장탱크(230) 내에 수장된 액체를 유도코일(210)에서 발생되는 열로 가열하기 위해서는 돌출 코어(221)를 액체저장탱크(230)의 내부에 형성된 통공(240)에 삽입하여 구성한다. 이때 액체저장탱크(230)에 삽입된 돌출코어(221)가 유동되거나 분리되지 않도록 하기 위하여 액체저장탱크(230)와 코어(220)는 체결구(300)에 의해 고정되어 있다.In addition, a
또 상기 액체저장탱크(230)의 양측에 연결된 하나의 연결관(270)은 액체공급관(250)이 연결되어 있고, 또 다른 하나의 연결관(270)은 액체배출관(260)에 각각 연결된 구성이다. 즉, 액체공급관(250)을 통해 액체가 액체저장탱크(230)로 공급되어 액체배출관(260)을 통해 배출할 수 있도록 각각 독립된 액체저장탱크(230)의 일측면과 타측면에 각각 액체공급관(250)과 액체배출관(260)이 연결관(270)에 의해 연결된 구성이다. 그리고 도 2에 나타내는 바와 같이, 액체배출관(260)과 저장탱크(110) 사이에는 상기 액체를 순환시키기 위한 순환펌프(100)가 형성되어 있고, 또 상기 유도가열장치(200')에는 가동을 제어하는 제어부(120)가 연결된다. 그뿐만 아니라 상기 가열된 액체를 저장하는 저장탱크(110) 역시 제어부(120)와 연결되어 있다.In addition, one
그리고 상기 제어부(120)와 저장탱크(110) 사이에는 온수의 수위를 감지하는 온수감지회로(111)가 장착되고, 또 순환펌프(100)와 제어부(120) 사이에는 순환펌프(100)에 전기를 공급하는 순환펌프 전기 공급회로(112)가 설치된다. 또 액체유도가열장치(200)와 제어부(120) 사이에는 전원의 온, 오프를 제어할 수 있도록 전원공급회로(113)가 설치된다.And the hot
따라서 전원이 코일(210)에 인가되면 코일(210)이 권취된 코어(220)의 돌출코어(221)에서 형성되는 60~70Kz의 저주파에 의해 자기장이 형성되면서 열이 발생되는 구성이다.Therefore, when power is applied to the
따라서 제어부(120)에서 전원을 온시키면 전원공급회로(113)의 작동에 의해 코일(210)에 전원이 인가됨과 동시에 순환펌프 전기공급회로(112)와 연결된 순환펌프(100)도 작동된다. 이때 전원이 인가된 코일(210)에 의해 코어(220)의 돌출코어(221)에서는 끈임 없이 저주파에 의한 자기장이 발생하면서 열을 생성한다.
Therefore, when the power is turned on by the
상기와 같이 발생된 열은 코일(210)의 외부를 감싸고 있는 액체저장탱크(230) 내의 액체를 가열하고, 가열된 액체는 순환펌프(100)의 작동에 의해 순환되면서 연결관(270)을 거쳐 액체배출관(260)을 통해 저장탱크(110)로 공급되고 저장된다.The heat generated as described above heats the liquid in the
상기 저장탱크(110)에 저장된 액체는 다시 온수공급라인(130)을 통해서 수요자가 사용하는 온수 및 난방시스템으로 이동하여 사용한다. 이때 상기 저장탱크(110)에 저장되는 액체(80)의 수위조절은 제어부(120)의 제어를 받아 온수감지회로(111)에 의해 수시로 체크하여 저주파에 의한 액체 유도가열장치(200')의 작동을 제어하여 순환되는 액체의 양을 조절한다.The liquid stored in the
또한, 상기 액체저장탱크(230)의 내부로 순환되어 가열되는 액체의 온도는 일정한 온도까지 가열시키는데 이 또한 제어부(120)에서 온도의 제어를 하도록 구성되어 있다. 그리고 상시 순환펌프(100)는 액체 환류를 차단하는 역류형태의 밸브시스템을 갖춘다.In addition, the temperature of the liquid circulated and heated inside the
그리고 액체 유도가열장치(200')를 안정된 상태에서 원활하게 작동하기 위해서는 지지대(280)에 체결구(310)로 고정되게 지지하여 사용한다.
In order to smoothly operate the liquid induction heating apparatus 200 'in a stable state, the liquid induction heating apparatus 200' is fixedly supported by the
100. 순환펌프 110. 저장탱크
111. 온수감지회로 112. 순환펌프전기공급회로
113. 전원공급회로 120. 제어부
130. 온수공급라인 200'. 액체 유도가열장치100.
111. Hot
113.
130. Hot water supply line 200 '. Liquid induction heater
Claims (3)
상기 코어의 돌출코어가 액체저장탱크의 통공에 고정되게 삽입되도록 코어는 액체저장탱크에 고정시키고, 액체저장탱크는 지지대에 고정되게 구성한 것을 특징으로 하는 액체유도가열장치.The method of claim 1,
And the core is fixed to the liquid storage tank so that the protruding core of the core is fixedly inserted into the through hole of the liquid storage tank, and the liquid storage tank is fixed to the support.
상기 액체저장탱크는 온수를 저장하는 저장탱크와 순환펌프에 의해 연결되고,상기 저장탱크에 저장된 온수는 난방 및 온수공급라인과 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 액체유도가열장치.The method of claim 1,
The liquid storage tank is connected by a storage tank for storing hot water and a circulation pump, the hot water stored in the storage tank is connected to the heating and hot water supply line liquid induction heating apparatus, characterized in that configured.
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