KR20150145770A - Heat generating apparatus based on hydro dynamic resonance by vibrating electric pulses - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a heat generating apparatus of fluid which can be used in heating a building or an object. Specifically, the heat generating apparatus applies a vibration pulse voltage to an electrode disposed in a cylinder wherein fluid flows thereinto and the fluid is discharged therefrom to resonate hydro-dynamic vibration produced by repeating a process of creating, expanding, and dissipating resonance cavitation through electrolysis of the fluid, electrochemical vibration produced by electrolysis and electric coupling of the fluid, and electric vibration by a movement of an ion to increase thermal efficiency.

Description

진동 전기 펄스에 의한 유체 역학적 공진 열 발생 장치{Heat generating apparatus based on hydro dynamic resonance by vibrating electric pulses}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hydrodynamic resonance heat generating device using a vibrating electric pulse,

본 발명은 가열 유체가 입출하는 실린더 내부에 구성된 전극에 진동 펄스 전압을 인가하여 유체의 전기 분해에 의해 공진 기포(resonance cavitation)와 캐비테이션(cavitaion)을 발생시켜 유체를 가열하는 고 효율 열 발생장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-efficiency heat generating device for heating a fluid by generating resonance cavitation and cavitation by electrolyzing a fluid by applying a vibration pulse voltage to electrodes formed in a cylinder through which a heating fluid enters and exits .

통상적으로 전기 보일러를 이용하여 물을 가열하는 방식은 온수 탱크에 전기 발열체를 삽입하여 발열체로부터 열을 전달 받는 것이다. 전기 발열체를 사용하지 않고 물을 가열하는 방식은 전극에 진동 전류를 흘려 이온 이동에 의한 전류로 내부 유체를 가열하는 전극 보일러가 있으며, 여러 개의 홈이 파인 디스크나 원통의 회전으로 발생하는 캐비테이션에 의해 열을 발생시키는 유체 역학을 이용한 열수 발생 장치(한국 특허 공개번호: 10-2013-0022704) 및 물의 강제 흐름으로 와류를 발생시켜 열을 발생시키는 와류 가열 장치(한국 특허 등록번호: 10-0821935)가 있다. Generally, in a method of heating water using an electric boiler, heat is transferred from a heating element by inserting an electric heating element into the hot water tank. In the method of heating the water without using the electric heating element, there is an electrode boiler which heats the internal fluid by the current by the ion movement by flowing the oscillating electric current to the electrode, and by the cavitation generated by the rotation of the grooves (Korean Patent Laid-open No. 10-2013-0022704) using a fluid dynamics generating heat and a vortex heating apparatus generating a vortex by forced flow of water to generate heat (Korean Patent Registration No. 10-0821935) have.

종래의 전극 보일러는 물 자체의 이온 전도와 제약적인 전기흐름으로 열이 발생하며 일정하게 균형 잡힌 전기의 힘으로 구현된다. 이러한 기술의 단점은 높은 동작 전류가 필요하고, 전기 분해 과정에 전극 표면이 빠르게 부식됨으로써 고 효율 열 발생의 구현이 어려웠다.Conventional electrode boilers are heat generated by the ion conduction of the water itself and the restrictive electric current, and are realized by a uniformly balanced electric power. The disadvantage of this technique is that high operating current is required and the surface of the electrode is corroded rapidly during the electrolysis process, making it difficult to realize high efficiency heat generation.

홈이 파인 디스크나 원통 회전으로 캐비테이션을 생성하여 가열하는 열수 발생 장치나 강제 와류를 발생시켜 가열하는 와류 가열 장치는 발생하는 열에 해당하는 운동 에너지를 생성하는 거대한 동력 장치를 필요로 하여 제조 비용이 높고, 진동과 소음이 크며 장치가 쉽게 마모되는 문제가 있다.
A hydrothermal generator for generating and heating cavitation by a grooved disk or a cylindrical rotation and a vortex heating device for generating forced vortex generate a kinetic energy corresponding to the heat generated, , There is a problem that vibration and noise are large and the apparatus is easily worn.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가열된 유체가 고온이 되더라도 열 변환 효율이 감소하지 않으며, 동력 장치 없이 유체 역학적 진동을 일으켜 제조 비용 절감은 물론 기계적 진동과 소음을 줄이고 내구성을 개선할 뿐 아니라, 100도 이상까지도 유체를 단시간에 가열시킬 수 있는 고 효율 열 발생 장치를 제공하는 것이다. 또 다른 해결 과제는 적은 비용과 에너지로 사람의 건강과 농축산물 증산에 도움이 되는 물을 생산할 수 있도록 물의 활성도와 용존 산소를 증대시키고, 물의 산성도를 낮추는 장치를 제공하는 것이다.
The object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and to provide a method and apparatus for reducing the heat conversion efficiency of a fluid, which is capable of reducing the manufacturing cost, reducing mechanical vibration and noise, improving durability, Efficiency heat generating apparatus capable of heating the fluid in a short time even when the temperature of the fluid is high. Another challenge is to provide a device that lowers the water's acidity by increasing water activity and dissolved oxygen so that it can produce water that helps to increase human health and agricultural products with low cost and energy.

본 발명에 의한 과제 해결 수단은 가열 유체가 입출하는 실린더 내부에 구성된 전극에 진동 전압을 인가하여 가열하는 열 발생 장치에 있어서, 내부 전극과 외부 전극으로 구성된 각 쌍의 전극이 이루는 사이 공간이 외부로 통하는 소수의 작은 구멍이나 틈을 가지는 외부 전극에 의해 외부와 단절되게 하여 가열 유체의 전기 분해에 의해 급격히 발생하는 마이크로 기포의 생성, 팽창과 소멸 과정의 반복에 의한 유체 역학적 진동과 전기 화학적 진동 및 전기 진동이 공진하도록 하여 강화된 캐비테이션 발생과 함께 고 효율의 열 발생 장치를 구현하는 것이다.
According to the present invention, there is provided a heat generating apparatus for heating a substrate by applying a vibration voltage to electrodes constituted in a cylinder through which a heating fluid enters and exits, characterized in that a space between each pair of electrodes, The micro-bubbles are rapidly generated by electrolysis of the heating fluid by cutting off the outside by a small number of small holes or gaps. The hydrodynamic vibrations, electrochemical vibrations and electricity Vibration is resonated so that enhanced cavitation is generated and a high efficiency heat generating device is realized.

본 발명에 따른 고 효율 열 발생 장치는 3분 이내에 가열 유체를 섭씨 100도 이상으로 가열할 뿐 아니라 130도 이상의 수증기를 연속 생산하고, 고온에서도 열 효율이 감소하지 않으며, 진동과 소음이 작고 내구성이 크며, 높은 열 변환 효율을 보여준다. The high efficiency heat generating device according to the present invention not only heats the heating fluid to a temperature of not less than 100 ° C. within 3 minutes but also continuously produces water vapor of 130 ° C. or more and does not decrease the heat efficiency even at a high temperature, And high heat conversion efficiency.

본 발명의 장치를 통해 처리되는 물은 용존 산소가 풍부해지며 약 알칼리성으로 변화되고 수많은 마이크로 보텍스 생성을 통해 물의 활성도가 높아져 인체 건강은 물론 농축산물 증산에도 좋은 효과를 보여준다.
The water treated through the apparatus of the present invention is rich in dissolved oxygen, is changed to weak alkaline, and the activity of water is increased through the generation of numerous micro vortexes, thus showing good effects on human health as well as agricultural and livestock production.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 진동 펄스 전원 방식 열 발생 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구형 전극 구조의 사시도이다
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 진동 펄스 전원 방식 열 발생 장치의 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a single-phase oscillating pulse power source type heat generating device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a spherical electrode structure according to an embodiment of the present invention
FIG. 3 is a conceptual diagram of a three-phase oscillation pulse power source type heat generating device according to an embodiment of the present invention.

통상의 전극 보일러는 소비 전력에 대응하여 장치 내부 가열 유체(물)의 이온 농도에 따라 저항의 크기가 주어져 다음 식에 의해 열이 발생한다In an ordinary electrode boiler, the resistance is given according to the ion concentration of the heating fluid (water) in the apparatus corresponding to the power consumption, and heat is generated by the following equation

W= V x I = R x I 2 W = V x I = R x I 2

W: 전력, V: 전압, I: 전류, R: 저항
W: power, V: voltage, I: current, R: resistance

물의 전기 전도는 물 분자의 쌍극자 구조가 여러 구조의 클러스터를 형성하여 전기장(전하)을 전달하는 채널 역할을 함으로써 이루어진다. 전류 값은 인가된 전압과 물의 전기 전도도에 비례한다.
The electrical conduction of water is accomplished by the dipole structure of the water molecules forming clusters of various structures and serving as a channel for transferring the electric field (charge). The current value is proportional to the applied voltage and the electrical conductivity of the water.

종래의 전극 보일러는 높은 동작 전류가 필요하고, 전기 분해 과정에 전극 표면이 빠르게 부식됨으로써 고 효율의 열 발생 구현이 어려웠다.Conventional electrode boilers require a high operating current and corrosion of the electrode surface in the electrolysis process is difficult to realize high efficiency heat generation.

본 발명은 예시된 기술의 실현으로 이러한 문제점을 해결한다.
The present invention solves this problem with the realization of the illustrated technique.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단상 진동 펄스 전원 방식 열 발생 장치의 개념도이다.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a single-phase oscillating pulse power source type heat generating device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 가열 유체 특히 물이 입출하는 실린더 내부(17)에 1쌍 이상의 전극을 구성하고, 전극을 통해 흐르는 전류의 세기, 구조 및 주파수 조정과 함께 전극의 구조를 개선하여 전기 진동, 전기 화학적 진동과 유체 역학적 진동이 공진하도록 하여 전기 에너지가 높은 변환 효율로 열 에너지로 변환되게 한 것이다.
In the present invention, at least one pair of electrodes are formed in a cylinder interior (17) through which a heating fluid, particularly water, flows in and out. The structure of the electrode is improved along with the intensity, structure and frequency of current flowing through the electrode, And the hydrodynamic vibration resonates so that the electric energy is converted into thermal energy with a high conversion efficiency.

본 발명에 의한 일 실시예에서는 물이 양 전극에서 전기 에너지를 얻어 교번적으로 전기 분해를 일으키고, 전기 분해에 의해 발생하는 H2, O2, H+, O-- 또는 OH- 등의 가스와 이온이 다시 결합하는 과정을 반복하며 열이 발생한다.In an embodiment according to the present invention, water is electrolyzed alternately by obtaining electric energy from both electrodes, and a gas such as H 2 , O 2 , H +, O-- or OH-- generated by electrolysis and an ion The process of re-bonding is repeated and heat is generated.

본 실시예는 실린더 내부(17)에 동심을 이루며 1쌍을 구성하는 내부 구형 전극(4)과 외부 구형 전극(5)에 진동 펄스 전압을 인가하면 물의 전기 분해가 진행되면서 이온과 함께 산소와 수소 가스가 발생한다. 이 때 전극 구조, 전극간의 간격에 맞춰 설정한 주파수와 세기의 진동 펄스 전압에 대응하여 전극 사이 공간(18)에 유체 역학적 파동이 생성되며 내부와 외부 양 전극의 벽에 파동이 반사하여 정상파가 생성되고, 이에 대응하여 유체의 이온성 전도도와 전류가 진동한다.
In this embodiment, when a vibration pulse voltage is applied to the inner spherical electrode 4 and the outer spherical electrode 5, which are concentric with the cylinder interior 17 and constitute a pair, the electrolysis of water progresses, Gas is generated. At this time, a hydrodynamic wave is generated in the inter-electrode space 18 corresponding to the vibration pulse voltage of the frequency and the intensity set according to the electrode structure and the interval between the electrodes, and waves are reflected on the walls of the inner and outer electrodes, And correspondingly the ionic conductivity and current of the fluid oscillate.

진동 펄스 전류에 의한 전기 분해로 급격히 생성되는 산소와 수소를 포함하는 가스에 의해 유체 속에 공진 기포(resonance cavitation)가 발생하며, 기포의 내부 온도가 임계치 이상으로 오르게 되면 기포를 구성하는 수소와 산소 가스 및 이온들이 결합하여 물로 환원됨과 동시에 다시 전기 화학적 열이 발생하여 전극 사이 공간(18)의 압력과 온도를 높인다. 이렇게 발생된 열과 압력으로 인해 외부 전극(5)에 형성된 구멍(10)을 통해 물과 수증기가 급하게 빠져나가게 된다. 전극 사이 공간(18)의 높은 압력은 전극의 구멍을 통해 흘러나가는 수증기 및 물의 속도를 증가시켜 캐비테이션과 보텍스 링을 생성하고 이를 통해 추가적으로 열을 발생시킨다.Resonance cavitation is generated in the fluid by the gas containing oxygen and hydrogen which are rapidly generated by the electrolysis by the vibration pulse current. When the internal temperature of the bubble becomes higher than the threshold value, the hydrogen and the oxygen gas And the ions are combined and reduced to water, and at the same time, electrochemical heat is generated to increase the pressure and the temperature of the inter-electrode space 18. Due to the heat and pressure thus generated, water and water vapor are quickly released through the hole 10 formed in the external electrode 5. [ The high pressure in the inter-electrode space 18 increases the rate of water vapor and water flowing through the holes in the electrode to create cavitation and vortex rings, thereby generating additional heat.

전기분해로 급격히 가스가 발생하여 팽창하도록 양 전극에 진동 펄스 전압을 인가하고, 유체 역학적 정상파의 진폭을 극대화 하기 위해 양전극 사이 공간(18)은 가능한 한 밀폐되도록 한다. 이를 위해 전극의 모양을 동심을 이루는 구형으로 하는 것이 바람직하다. 또한 전극 사이 공간(18)에서 발생하는 열을 외부로 전달하도록 유체와 기체가 출입하는 통로로 외부 전극(5)에 소수의 작은 구멍(10)이나 틈을 형성한다. A vibration pulse voltage is applied to both electrodes so that gas is rapidly generated by electrolysis and expanded so that the space 18 between the positive electrodes is sealed as much as possible in order to maximize the amplitude of the hydrodynamic standing wave. For this purpose, it is preferable that the shape of the electrode be a concentric sphere. Also, a small number of small holes (10) or gaps are formed in the external electrode (5) by a passage through which the fluid and the gas enter and exit to transfer the heat generated in the interelectrode space (18) to the outside.

진동 펄스 전압에 의한 이온의 전기적 진동과 가열 유체의 분해와 결합 과정의 전기 화학적 진동 및 산소와 수소 가스의 발생과 팽창 및 소멸 과정의 유체 역학적 진동이 공진을 이루도록 하여 열 변환 효율을 높인다. 또한 전기적, 전기 화학적, 유체 역학적 파동이 전극의 벽에 의해 전극 사이 공간(18)에 갇히게 하고 밀폐된 전극의 벽에 반사되어 정상파를 형성하게 함으로써 진동 에너지가 축적되어 진동의 폭은 커지고 열 변환 효율은 증가한다. 전기적, 전기 화학적 진동과 유체 역학적 진동은 마이크로 기포와 함께 마이크로 보텍스를 생성하여 보텍스 구조에 에너지를 축적하면서 유체의 활성도를 증가시킨다.
The electro-chemical vibration of the electric vibration of the ion by the vibration pulse voltage and the decomposition of the heating fluid and the hydrodynamic vibration of the generation and expansion and disappearance processes of oxygen and hydrogen gas resonate to increase the heat conversion efficiency. In addition, since the electric, electrochemical, and hydrodynamic waves are confined in the inter-electrode space 18 by the walls of the electrodes and are reflected on the walls of the closed electrode to form standing waves, the vibration energy is accumulated, Increases. Electrical, electrochemical and hydrodynamic vibrations, along with microbubbles, generate microvontex, which accumulates energy in the vortex structure and increases fluid activity.

본 발명 실시예의 열 변환 효율은 전극의 크기, 구조, 간격과 인가되는 전압 펄스의 구조, 주파수, 세기 및 유체의 전도도에 따라 달라진다. 통상 전극 사이 공간(18)이 밀폐될수록 내부에 더 많은 진동 에너지가 축적되고 정상파의 파동이 증폭되어 열 변환 효율이 증가하나 외부로 열을 전달하는 능력은 감소한다. 따라서 외부 전극(5)에 물과 수증기에 실린 열이 입출할 수 있는 통로로서 외부 전극(5)에 적당한 크기의 구멍(10)이나 틈을 여러 개 형성하여 전체적으로 전극 사이 공간(18)이 밀폐됨과 동시에 적절한 수준의 물과 열의 이동 통로를 마련한다. 외부 전극(5)에 물과 열이 입출할 수 있는 통로를 크게 하면 진동 에너지를 가두어 정상파를 증폭하는 능력이 감소하여 열 변환 효율이 감소한다. 따라서 외부 전극(5)에는 전극 전체 면적의 5% 이하의 작은 구멍을 전극의 위쪽과 아래쪽에 소수개 구성하고 외부 전극(5) 직경의 5% 이하의 틈을 외부 전극(5)에 구성한다. 바람직하게는 외부 전극(5) 면적의 3% 이하의 작은 구멍을 10개 이하로 구성하되 구멍 전체 면적의 합이 외부 전극(5) 면적의 15% 이하가 되게 하고, 전체 직경의 3% 이하의 틈이 외부 전극(5) 중앙 테두리에 대원을 이루도록 구성하여 전극 사이 공간(18)에서의 열 변환 능력을 키우면서 물과 열이 효과적으로 이동하도록 한다.
The thermal conversion efficiency of the embodiment of the present invention depends on the size, structure and interval of the electrodes, the structure of the applied voltage pulse, the frequency, the intensity, and the conductivity of the fluid. Normally, as the inter-electrode space 18 is closed, more vibration energy accumulates inside and the wave of the standing wave is amplified to increase the heat conversion efficiency, but the ability to transfer heat to the outside decreases. Therefore, as a passage through which water and steam in the water can flow into and out of the external electrode 5, a plurality of apertures 10 or gaps of an appropriate size are formed in the external electrode 5 to seal the interelectrode space 18 as a whole At the same time, it provides an appropriate level of water and heat transfer passage. If the passage through which the water and the heat can flow into the external electrode 5 is increased, the ability to amplify the standing wave by blocking the vibration energy decreases and the thermal conversion efficiency decreases. Therefore, a small number of small holes of 5% or less of the total area of the electrodes are formed on the upper and lower sides of the outer electrode 5, and a gap of 5% or less of the diameter of the outer electrode 5 is formed on the outer electrode 5. Preferably, the number of small holes of 3% or less of the area of the external electrode 5 is 10 or less, and the total area of the holes is 15% or less of the area of the external electrode 5 and 3% The gap is formed in the center rim of the outer electrode 5 so that water and heat can be effectively moved while enhancing the thermal conversion ability in the inter-electrode space 18. [

열 발생 장치의 내부 전극(4) 표면과 마주보는 외부 전극(5) 표면의 간격은 10% 이내의 오차로 균일하게 하여 유체 역학적 정상파를 극대화 한다. 간격이 고르지 못한 전극은 진동 에너지가 분산되어 열 변환 효율을 떨어뜨린다. The gap between the surface of the internal electrode 4 of the heat generating device and the surface of the external electrode 5 facing the electrode is uniformly adjusted to within 10% to maximize the hydrodynamic standing wave. Unevenly spaced electrodes disperse vibrational energy and degrade thermal conversion efficiency.

따라서 본 발명에 의한 열 발생 장치의 내부 전극(4)과 외부 전극(5)은 구형인 것이 바람직하다. 그러나 내부 전극(4)과 외부 전극(5)은 처리하는 물의 활성도를 높이기 위해서는 타원 구형이나 달걀형 또는 원통형으로 구성할 수도 있다. 여러 실험 보고서에 따르면 보텍스 발생에 의한 물의 활성도는 활성화 장치가 달걀형이거나 장축과 단축이 황금률을 따르는 구조일 때 높아지는 것으로 되어 있다.
Therefore, the internal electrode 4 and the external electrode 5 of the heat generating device according to the present invention are preferably spherical. However, the internal electrode 4 and the external electrode 5 may be formed into an elliptical sphere, an oval shape, or a cylindrical shape in order to increase the activity of the water to be treated. According to various experimental reports, the activity of water by vortex is increased when the activation device is egg-shaped or when the long axis and short axis follow the golden rule.

대용량 열 발생 장치를 구성하기 위해서는 전극의 크기를 크게 하거나 전극 쌍의 숫자를 늘린다. 본 발명의 전극에 인가되는 입력 전기는 진동 펄스 전압인 것이 바람직하며 특히 구형 진동 펄스 전압이 바람직하다. 진동 전류에 의해 한쪽 전극에서 수소와 산소 및 음이온과 양이온이 교번적으로 생성되어 더 빠르게 섞이게 되고, 구형 펄스일 경우 급격한 가스의 생성과 팽창으로 기포의 온도가 오르면 산소와 수소 및 이온이 섞인 기포는 점화되어 다시 물로 환원되는 화학 반응에 의해 다시 열을 발생시킨다.
In order to construct a large-capacity heat generating device, the size of the electrode is increased or the number of electrode pairs is increased. The input electric power applied to the electrode of the present invention is preferably a vibration pulse voltage, and more preferably a spherical vibration pulse voltage. In the case of spherical pulses, when the temperature of the bubbles rises due to rapid gas evolution and expansion, the bubbles containing oxygen, hydrogen, and ions are mixed with one another. It generates heat again by chemical reaction which is ignited and reduced to water.

도 1에 도시한 본 발명의 일 실시예에 의한 열 발생 장치의 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.
The operation principle of the heat generating apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described as follows.

입수구(3)와 출수구(9)가 구비된 본 발명의 실린더 내부(17)에 1 쌍의 동심을 이루는 구형 전극(4)(5)이 0.5 Cm~ 2 Cm 의 간격으로 내부 공간(18)을 구성하며 설치된다. 각 전극은 전선(12)을 통해 밀봉 상태로 외부 전원이나 진동 펄스 변환기(도시하지 않음)에 연결된다.
A pair of spherical electrodes 4 and 5 which are concentric with each other in the cylinder interior 17 of the present invention provided with the inlet 3 and the outlet 9 are arranged at an interval of 0.5 Cm to 2 Cm, . Each electrode is connected to an external power source or a vibration pulse converter (not shown) in a sealed state through a wire 12.

순환펌프(16)에 의해 열 교환기(19)로부터 회수되어 체크밸브(15)를 통해 본 발명의 열 발생 장치 실린더 내부(17)로 들어온 물은 전극(4)(5)의 전류에 의해 가열되어 출수관(2)을 통해 수증기 수집기(6)에 들어가고 출수구(9)를 통해 열교환기(19)로 나가면서 한 사이클을 완성한다.The water recovered from the heat exchanger 19 by the circulation pump 16 and then introduced into the heat generating device cylinder interior 17 of the present invention through the check valve 15 is heated by the current of the electrodes 4 and 5 Enters the water vapor collector 6 through the water outlet pipe 2 and exits through the water outlet 9 to the heat exchanger 19 to complete one cycle.

실린더 내부(17)에 채워진 물은 외부 전극(5)의 작은 구멍(10)을 통해 전극 사이 공간(18)에 채워진다.
The water filled in the inside of the cylinder 17 is filled in the inter-electrode space 18 through the small hole 10 of the external electrode 5.

전극(4)(5)에 인가된 진동 펄스 전압에 의해 교번적으로 물의 전기 분해가 진행되고 전극 사이에 진동 전기장이 발생하면 전극 사이 공간(18)에서 물의 전기 화학적 진동과 유체 역학적 진동이 공진하게 된다. 이때 양 전극의 간격은 교류 전기장의 다양한 주파수와 물의 파동과 조화 공명을 일으키도록 조정한다. 전극 사이 공간(18)은 밀폐에 가까운 상태로 구성하여 전극의 내부 벽에 의해 유체 역학적 파동이 반사하게 함으로써 정상파를 형성함과 동시에 증폭 효과가 발생하게 한다. 증폭된 정상파는 전기 화학 반응을 촉진하여 효율적으로 열을 발생한다.
Electrolysis of water alternately occurs by the vibration pulse voltage applied to the electrodes 4 and 5, and when a vibration electric field is generated between the electrodes, electrochemical vibration and hydrodynamic vibration of water resonate in the inter-electrode space 18 do. In this case, the gap between the two electrodes is adjusted so as to cause harmonic resonance with various frequencies of the alternating electric field and the ripples of the water. The inter-electrode space 18 is configured to be in a state close to the hermetic seal, so that the hydrodynamic wave is reflected by the inner wall of the electrode, thereby forming a standing wave and generating an amplifying effect. The amplified standing waves promote the electrochemical reaction and generate heat efficiently.

진동 펄스 전압이 전극에 인가되어 전극 사이에 진동 전기장이 발생하면 전기장의 영향으로 물 분자는 극화되어 더 많은 이온과 쌍극자를 생성하고 H+ (금속 이온을 포함)와 OH- 이온은 구형 전극(4)(5) 사이에 전류 채널을 형성한다. 이온의 증가는 전극 사이 물의 저항을 감소시켜 열 발생을 증가시킨다.
When a vibrating pulse voltage is applied to the electrodes and a vibrating electric field is generated between the electrodes, the water molecules are polarized by the influence of the electric field to generate more ions and dipoles, and H + (including metal ions) and OH- (5). ≪ / RTI > The increase of the ion decreases the resistance of the water between the electrodes and increases the heat generation.

전극 표면의 크기와 전극 간격 및 물의 전도도에 맞춰 적절한 주파수의 교류 전압 특히 진동 펄스 전압을 인가하면 전기 분해에 의해 수소 가스와 산소 가스 발생량 및 주기와 수소와 산소 가스가 결합하여 다시 물로 환원하는 양과 주기를 맞출 수 있다.
When an alternating voltage of an appropriate frequency, especially a vibration pulse voltage, is applied in accordance with the size of the electrode surface, the electrode interval, and the conductivity of water, the amount and cycle of the reduction of hydrogen gas and oxygen gas, .

양 전극에서 발생한 물에 용해되지 않은 산소와 수소 가스는 공진 기포(resonance cavitation)를 생성한다. 전극 표면의 크기와 전극 간격 및 물의 전도도에 맞춰 적절한 주파수의 교류 전압 특히 진동 펄스 전압을 인가하면 전기 에너지가 열로 변환하는 최대 에너지 변환이 일어나며 전기 화학적 또는 유체 역학적 vortex 발생에 의해 추가적인 에너지 변환이 가능해 진다.
Oxygen and hydrogen gas that are not dissolved in water generated at both electrodes generate resonance cavitation. Applying an alternating voltage of a suitable frequency, especially a vibration pulse voltage, in accordance with the size of the electrode surface, electrode spacing, and water conductivity, the maximum energy conversion that the electric energy converts into heat occurs and the additional energy conversion by electrochemical or hydrodynamic vortex generation becomes possible .

전기 화학과 유체 역학적 vortex는 물의 마이크로 구조화는 물론 분자나 원자 수준에서 구조화 에너지가 저장되는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 물의 활성도가 높아진다. 높아진 활성도는 물의 전기 분해로 축적된 용존 산소와 OH- 이온에 의한 알카리 성 변화와 더불어 인체 건강과 농축산물 증산에 도움을 주는 물을 생산할 수 있게 한다.
Electrochemistry and hydrodynamic vortex are known to store structured energy at the molecular or atomic level as well as microstructuralization of water, thereby increasing water activity. Increased activity, along with alkaline changes due to dissolved oxygen and OH-ions accumulated by electrolysis of water, allows water to be produced to help promote human health and agricultural and livestock production.

전극 사이 공간(18)에서 온도 상승과 수증기의 발생으로 물의 압력이 증가할 때 수증기는 외부 전극(5) 상부 구멍(10)을 통해 전극 외부 공간으로 집속적으로 흐르며 수증기와 물의 강한 흐름은 캐비테이션 작용과 함께 또 다른 파동 효과를 보이며 이 때의 유체 역학적 진동은 실린더 내부(17)에서 추가적으로 열을 발생시키면서 수증기 수집기(6)로 빠져 나간다. 이에 대응하여 입수구(3)을 통해 열 교환기(19)로부터 회수되는 물이 실린더 내부(17)로 들어온다. 수증기 발생과 가열된 물의 대류에 의한 출수에 따라 자연 순환이 가능해 지고, 작은 순환 펌프(16)를 통해 안정된 물의 흐름과 안정된 열 발생을 유지한다.
When the pressure of the water increases due to the temperature rise in the inter-electrode space 18 and the water vapor, the water vapor flows through the upper hole 10 of the external electrode 5 to the external space of the electrode 10, And the hydrodynamic vibration at this time exits to the water vapor collector 6 while generating additional heat in the cylinder interior 17. Correspondingly, the water recovered from the heat exchanger 19 through the inlet 3 enters the cylinder interior 17. Natural circulation is enabled by water vapor generation and outflow by heated convection of water, and stable flow of water and stable heat generation are maintained through a small circulation pump 16.

실린더 내부(17)에서 가열된 물은 내부 압력에 의해 체크밸브(15)에 대한 충분한 압력으로 출수관(2)를 통해 증기 수집기(6)로 나간다. 이 증기 수집기(6) 내에서 수증기가 응축되고 가열된 물은 출수구(9)를 통해 열 교환기로로 내보내진다.
The heated water in the cylinder interior 17 flows to the steam collector 6 through the water outlet pipe 2 with sufficient pressure for the check valve 15 by the internal pressure. Water vapor is condensed in the steam collector (6), and the heated water is discharged through a water outlet (9) to a heat exchanger.

응축되지 못한 수증기는 증기관(21)을 통해 찬물 팽창 탱크(7)로 가서 추가적으로 응축되고 물에 녹지 않은 여분의 가스나 증기는 압력 밸브(8)를 통해 제거된다.
The non-condensed water vapor passes through the steam pipe (21) to the cold water expansion tank (7) and is further condensed, and the extra water or gas which is not dissolved in water is removed through the pressure valve (8).

가열된 물과 수증기가 출수관(2)를 통해 빠져 나가고 실린더 내부(17)는 1.5기압 이하의 적당한 압력 상태가 된다.
The heated water and water vapor escape through the water outlet pipe 2 and the inside of the cylinder 17 becomes an appropriate pressure condition of 1.5 atm or less.

본 발명의 열 발생 장치는 3쌍의 전극으로 구성하여 3상 교류 전압이나 3상 진동 펄스 전압을 인가하여 용량을 키울 수 있으며 전극을 키우거나 전극의 숫자를 늘리거나 더 높은 주파수의 진동 펄스를 인가하여 용량을 키울 수 있다.
The heat generating device of the present invention comprises three pairs of electrodes and can increase the capacity by applying a three-phase alternating voltage or a three-phase oscillating pulse voltage. It can increase the number of electrodes, increase the number of electrodes, To increase capacity.

본 발명의 장치는 접지시키고 열 교환기와 연결되는 입수구(3)와 출수구(9)는 절연 상태로 연결하여 전류가 외부 연결관과 물을 따라 누설되는 것을 방지한다.
The apparatus of the present invention is grounded and the inlet (3) and outlet (9) connected to the heat exchanger are connected in an insulated state to prevent current from leaking along the external connection pipe and water.

1 열 발생 장치 실린더
2 증기 및 유체 출수관
3 입수구
4 구형 내부 전극
5 구형 외부 전극
6 수증기 수집기
7: 팽창 탱크
8: 압력 밸브
9: 출수구
10: 외부전극 구멍
11 : 외부 전극 링 모양 갭
12: 단상 전원 단자
13: 3상 중립 단자
14: 3상 전원 단자
15: 체크밸브
16: 순환 펌프
17: 실린더 내부
18 전극 사이 공간
19: 열교환기
20: 구형 유체 파동
21 증기관 1 Heat generating device cylinder
2 Steam and fluid outlet pipe
3 Inlet
4 spherical inner electrode
5 spherical outer electrode
6 Water vapor collector
7: Expansion tank
8: Pressure valve
9: Outlet
10: external electrode hole
11: outer electrode ring shaped gap
12: Single-phase power terminal
13: 3 phase neutral terminal
14: 3 phase power terminal
15: Check valve
16: circulation pump
17: Inside the cylinder
18 Space between electrodes
19: heat exchanger
20: Spherical Fluid Wave
21 steam tube

Claims (7)

가열 유체가 입출하는 실린더 내부(17)에 구성된 전극에 진동 전압을 인가하여 가열하는 열 발생 장치에 있어서, 내부 전극(4)과 외부 전극(5)으로 구성된 각 쌍의 전극이 이루는 사이 공간이 외부로 통하는 소수의 작은 구멍이나 틈을 가지는 외부 전극(5)에 의해 외부와 단절되는 것을 특징으로 하는 열 발생 장치.A heat generating device for applying a vibration voltage to an electrode constituted in a cylinder interior (17) through which a heating fluid enters and exits and heating the heat generating device, characterized in that a space between each pair of electrodes constituted by the internal electrode (4) Is disconnected from the outside by means of an external electrode (5) having a small number of small holes or gaps communicating with the outside. 제 1항에 있어서, 상기 외부 전극(5)의 작은 구멍은 각각의 면적이 외부 전극(5) 표면적의 5% 이하이며 구멍 면적의 합은 15% 이하인 것.2. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the small holes of the external electrode (5) is 5% or less of the surface area of the external electrode (5) and the sum of the hole areas is 15% or less. 제 1항에 있어서, 상기 외부 전극(5)은 테두리에 외부 전극(5) 직경의 5% 이하의 틈을 가지는 것을 특징으로 하는 열 발생 장치.The apparatus of claim 1, wherein the external electrode (5) has a gap of 5% or less of the diameter of the external electrode (5) at its rim. 제 1항에 있어서, 상기 열 발생 장치의 내부 전극(4)과 외부 전극(5)은 구형 타원 구형, 달걀형 또는 원통형 중 하나인 것을 특징으로 하는 열 발생 장치.The heat generating apparatus according to claim 1, wherein the internal electrode (4) and the external electrode (5) of the heat generating device are one of spherical elliptical sphere, oval shape, or cylindrical shape. 제 1항에 있어서, 상기 전극에 인가되는 입력 전기는 단상이나 3상 교류 전원 전압인 것을 특징으로 하는 열 발생 장치.The apparatus of claim 1, wherein the input electricity applied to the electrode is a single-phase or three-phase AC power supply voltage. 제 1항에 있어서, 상기 전극에 인가되는 입력 전기는 단상이나 3상 진동 펄스 전압인 것을 특징으로 하는 열 발생 장치.The apparatus of claim 1, wherein the input electricity applied to the electrode is a single-phase or three-phase oscillation pulse voltage. 제 6항에 있어서, 상기 전극에 인가되는 입력 전기는 구형파 진동 펄스 전압인 것.
7. The apparatus of claim 6, wherein the input electrical power applied to the electrode is a square wave oscillating pulse voltage.
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