KR20140074002A

KR20140074002A - Induction heating boiler

Info

Publication number: KR20140074002A
Application number: KR1020120142111A
Authority: KR
Inventors: 엄종길
Original assignee: (주) 신원이앤제이
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-17
Also published as: KR101484981B1

Abstract

The present invention relates to an induction heating boiler, and the purpose of the present invention is to provide an induction heating boiler of which the heat efficiency is improved by secondarily heating water for heating or hot water in a water tank after primarily heating the water for heating or the hot water by running the water for heating or the hot water into a working coil which is formed by winding a copper pipe. The induction heating boiler according to the present invention for accomplishing the purpose comprises: the working coil which is formed by using a copper pipe; and the water tank which is made of a magnetic field material and placed adjacent to the working coil, wherein the water tank receives the water discharged from the working coil after the water flows into the working coil and is circulated in the working coil, and the working coil receives switching current, which is due to the control of a controller, by an IGBT.

Description

[0001] Induction heating boiler [0002]

본 발명은 유도가열 보일러에 관한 것으로, 특히 동파이프를 이용하여 워킹코일을 구성한 유동가열 보일러에 관한 것이다.
The present invention relates to an induction heating boiler, and more particularly, to a flow heating boiler constituting a working coil using a copper pipe.

실내의 난방이나 온수를 공급하기 위하여 보일러를 사용하게 되는데, 이러한 일반적인 보일러는 석유, 석탄, 가스 등과 같은 화석연료를 연소시켜 그 연소열에 의해 물을 가열하게 된다.In general, boilers are used to supply indoor heating or hot water. Such common boilers burn fossil fuels such as petroleum, coal, and gas, and heat the water by the heat of combustion.

그런데, 이러한 화석연료를 연소시키는 과정에서 환경을 오염시킬 수 있는 배기가스가 발생하게 되는 문제점이 있어서, 최근에는 전기를 이용하여 물을 가열하는 전기보일러가 보급되고 있다.However, there is a problem that exhaust gas that can pollute the environment is generated in the process of burning the fossil fuel. Recently, electric boilers for heating water using electricity have been spreading.

전기보일러는 가열통의 외주에 발열코일을 배치시키고, 이 발열코일에 전기에너지를 인가하여 발열코일을 발열시킴으로써 가열관이나 가열탱크 내의 액체를 직접 가열시키는 직접 가열방식을 채택하고 있지만, 이러한 발열코일에 의한 전기보일러는 가열시간이 오래 걸리고 전력 소모가 크며, 발열코일에서 발생된 열이 외부로 발산됨을 방지하기 위한 단열구조 등이 소요되는 등 그 구조가 매우 복잡한 단점이 있었다.The electric boiler employs a direct heating method in which a heating coil is disposed on the outer circumference of a heating drum and electric energy is applied to the heating coil to heat the heating coil to directly heat the liquid in the heating tube or the heating tank. The electric boiler has a disadvantage in that it requires a long heating time, consumes a large amount of electric power, requires a heat insulating structure to prevent the heat generated from the heat generating coil from radiating to the outside, and the like.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 새롭게 대두되고 있는 보일러가 유도가열 보일러인 바, 이는 유도가열 방식을 이용하여 물을 가열함으로써 난방이나 온수를 사용할 수 있도록 한다.In order to solve these problems, a newly emerged boiler is an induction heating boiler, which uses heating or hot water by heating the water using an induction heating system.

유도가열 방식은 유도가열코일을 고속으로 스위칭할 때 발생하는 유도 자계가 유도가열코일에 인접한 자계성 가열대상의 표면에 와전류(Eddy Current)를 흐르게 함으로써 와류손(Eddy Current Loss)및 교번 자계에 의한 히스테리시스 손실에 의한 열을 발생하도록 한 방식으로, 유도가열 보일러는 이를 이용하여 수조내의 물을 가열하도록 한다.In the induction heating system, the induced magnetic field generated when switching the induction heating coil at a high speed flows the eddy current on the surface of the magnetic heating object adjacent to the induction heating coil, thereby causing the eddy current loss and the alternating magnetic field In a manner that generates heat due to hysteresis losses, the induction heating boiler uses it to heat the water in the water bath.

도1은 일반적인 유도가열 방식의 보일러 구조를 보인 도로서, 자계성 재질로 되어 물을 수용하고 있는 수조(130)의 하부에 간격을 두고 워킹코일(100)이 위치하며, 컨트롤러(120)의 제어에 의해 고속 스위칭 소자인 IGBT(Insulated Gate Bi-Polar Transistor)(110)가 스위칭함으로써 유도 자계가 발생하고, 이로인해 수조(130) 내의 물이 가열됨으로써 난방이나 온수를 공급할 수 있게 된다.FIG. 1 is a view showing a general induction heating type boiler structure. A walking coil 100 is located at a lower portion of a water tank 130, which is made of a magnetic material and accommodates water, (Insulated Gate Bi-Polar Transistor) 110, which is a high-speed switching device, is switched by the switching device 110. As a result, the water in the water tank 130 is heated to supply heating or hot water.

그런데, 이러한 종래의 유도가열 보일러는 수조(130)가 가열되면서 발생한 복사열에 의해 워킹코일(100)을 가열되는 것을 방지하기 위하여 냉각팬(140)을 사용하므로 소음과 부피가 커지는 문제점과 아울러 제조비용의 증가요인이 된다.However, since the conventional induction heating boiler uses the cooling fan 140 to prevent the heating coil 130 from being heated by the radiant heat generated when the water tank 130 is heated, the noise and the volume increase, .

또한, 워킹코일(100)의 형태를 유지하면서 절연시키기 위하여 에나멜 코팅을 하게 되지만, 냉각팬(140)에 의해서도 워킹코일(100)의 냉각이 원할하게 이루어지지 않으면 에나멜 코팅이 녹으면서 플라스틱 타는 냄새와 같은 불쾌한 냄새가 심하게 발생함과 아울러 워킹코일(100)의 형태가 변형되어 수명단축과 고장 등의 심각한 문제점이 발생한다.In addition, enamel coating is performed to maintain the shape of the working coil 100. However, if the cooling coil 140 does not smoothly cool the working coil 100, the enamel coating melts and the plastic burning smell And the shape of the working coil 100 is deformed to cause serious shortcomings such as shortening the life span and failure.

그리고, 고속 스위칭 소자인 IGBT(110)에서 많은 열이 발생되므로, 이러한 열을 방출하기 위한 별도의 방열판(111)이 구비되어야 하므로 이또한 제조비용의 증가원인이 된다.
Since a large amount of heat is generated in the IGBT 110, which is a high-speed switching device, a separate heat sink 111 for discharging such heat must be provided, which leads to an increase in manufacturing cost.

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 동파이프를 감아서 워킹코일을 형성하고, 그 내부로 난방 또는 온수용 물을 흘려서 1차 가열한 다음 다시 수조에서 2차 가열하여 열효율을 높인 유도가열 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been made to solve the problems of the related art, in which a working coil is formed by winding a copper pipe, and a heating or hot water is flowed into the pipe, The purpose is to provide a boiler.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유도가열 보일러는,In order to achieve the above object, the induction heating boiler of the present invention comprises:

동파이프를 이용하여 워킹코일을 형성하고, 상기 워킹코일에 근접하여 자계성 재질된 수조를 위치시키며, 상기 워킹코일의 내부로 물을 유입시켜 순환시킨 다음 유출된 물이 수조로 공급되도록 함과 아울러 상기 워킹코일에는 IGBT에 의해 컨트롤러의 제어에 의한 스위칭 전류가 공급되도록 구성된다.A working coil is formed by using a copper pipe, a water tub is formed so as to be close to the working coil, water is introduced into the working coil to circulate the water, and then the water is supplied to the water tub, A switching current controlled by a controller is supplied to the working coil by an IGBT.

또한, 상기 IGBT는 워킹코일에 직접 접촉되어 열을 방출하도록 구성된다.
Further, the IGBT is configured to directly contact the working coil to emit heat.

이와같은 본 발명은 워킹코일을 동파이프로 구성함으로써 워킹코일 내부에 흐르는 물이 1차로 가열되어 수조로 유입되므로 열효율이 높고, 또한 워킹코일 내부에 흐르는 물에 의해 워킹코일이 스스로 냉각되므로 별도의 냉각팬이 필요가 없어 소음이 적고, 부피가 최소화되며, 이로인해 제조비용의 절감효과를 갖는다.Since the working coil is made up of the copper pipe, the water flowing into the working coil is first heated and flows into the water tank, so that the thermal efficiency is high and the working coil is cooled by the water flowing in the inside of the working coil. There is no need for a fan, noise is reduced, volume is minimized, and the manufacturing cost is reduced.

또한, 동파이프의 강성에 의해 워킹코일의 형태가 유지되므로 에나멜 코팅이 필요없는 장점이 있다.Further, since the shape of the working coil is maintained by the rigidity of the copper pipe, enamel coating is not necessary.

아울러, 워킹코일에 IGBT가 직접 접촉하여 열을 방출하는 구조로서 IGBT로부터 발생한 열에 의해 워킹코일 내의 물의 가열효율이 증가됨과 아울러 별도의 방열판을 가지지 않아도 되므로 비용절감의 효과를 더 갖는다.
In addition, the heating efficiency of water in the working coil is increased by the heat generated from the IGBT as a structure in which the IGBT directly contacts the working coil, thereby eliminating the need for a separate heat sink.

도1은 종래의 유도가열 보일러의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명에 의한 유도가열 보일러의 구조를 보인 도.
도3는 본 발명에 의한 워킹코일의 형태를 보인 도.
도4는 워킹코일에 IGBT가 접촉된 상태를 보인 도.1 is a view showing a structure of a conventional induction heating boiler.
2 is a view showing a structure of an induction heating boiler according to the present invention.
3 is a view showing the shape of a working coil according to the present invention.
4 is a view showing a state in which an IGBT is in contact with a working coil;

이와같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The present invention thus constructed will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 구조를 보인 도로서, 워킹코일(200)의 동파이프를 감아서 형성하게 되는데, 도면에서는 자계성 재질로 된 수조(300)의 하부에 위치하는 형태를 도시하였지만 수조(300)의 외측에서 간격을 두고 스파이럴 형태로 감거나 또는 그외의 다양한 방식으로 워킹코일을 형성할 수 있다.FIG. 2 is a view showing the structure of the present invention, which is formed by winding a copper pipe of the working coil 200. In the drawing, the water tank 300 is formed of a magnetic material. , Or may be formed in various other ways to form a working coil.

이러한 워킹코일(200)은 도3에서와 같이 동파이프로 형성되므로 동파이프의 자체 강성에 의해 워킹코일 형태를 유지할 수 있어서 종래와 같이 형태를 유지하기 위한 에니멜 코팅을 행하지 않아도 된다.Since the working coil 200 is formed of a copper pipe as shown in FIG. 3, the working coil can be maintained by the own stiffness of the copper pipe, so that the enamel coating for maintaining the shape of the working coil 200 is not required.

워킹코일(200)의 일측에서 내부로 난방을 위한 순환수 또는 온수를 위한 냉수를 유입시켜 워킹코일(200) 내부를 흐르게 한 다음 수조(300)로 유입시킨다.Circulating water for warming or cold water for hot water flows from one side of the working coil 200 to flow inside the working coil 200 and then flows into the water tank 300.

그리고, 컨트롤러(120)의 제어에 의해 IGBT(110)가 고속 스위칭함으로써 워킹코일(200)에 유도 자계가 발생하고, 이로인해 수조(300)를 가열함으로써 온수를 생성하게 된다.The induction magnetic field is generated in the working coil 200 by the high-speed switching of the IGBT 110 under the control of the controller 120, and thereby the hot water is generated by heating the water bath 300. [

이때 수조(300)로부터 복사된 열이 워킹코일(200)을 가열하게 되지만, 워킹코일(200)의 내부에 흐르는 물에 의해 자체 냉각이 행해지면서 물을 1차로 가열하게 되며, 이로인해 종래와 같이 별도의 냉각팬이 필요하지 않게 된다.At this time, the heat radiated from the water tank 300 heats the working coil 200, but the water is firstly heated by self-cooling by the water flowing inside the working coil 200, No separate cooling fan is required.

또한, 워킹코일(200)의 내부에서 1차 가열된 물은 수조(300)로 유입되어 2차 가열되므로 짧은 시간과 저전력에 의해 물을 효율적을 가열할 수 있는 것이다. In addition, since the water heated in the inside of the working coil 200 flows into the water tub 300 and is heated secondarily, water can be efficiently heated by a short time and low power.

아울러, 도4에서와 같이 IGBT(110)를 워킹코일(200)의 외측에 직접 접촉하도록 구성함으로써 IGBT(110)로부터 발생한 열이 열전도성이 높은 동파이프로 된 워킹코일(200)에 전달되어 물 가열 효율을 더욱 높일 수 있다.
4, the IGBT 110 is directly brought into contact with the outside of the working coil 200, so that the heat generated from the IGBT 110 is transmitted to the working coil 200 made of a copper pipe having high thermal conductivity, The heating efficiency can be further increased.

110 : IGBT 120 : 컨트롤러
200 : 워킹코일 300 : 수조110: IGBT 120: Controller
200: Working coil 300: Water tank

Claims

A working coil is formed by using a copper pipe, a water tub is formed so as to be close to the working coil, water is introduced into the working coil to circulate the water, and then the water is supplied to the water tub, And a switching current controlled by a controller is supplied to the working coil by an IGBT.

The induction heating boiler according to claim 1, wherein the IGBT is configured to be in direct contact with a working coil to emit heat.