KR20170057632A

KR20170057632A - 원판 적층형 회전자를 이용한 와전류 보일러

Info

Publication number: KR20170057632A
Application number: KR1020150160980A
Authority: KR
Inventors: 홍복식
Original assignee: 주식회사 에너테크
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2017-05-25
Also published as: KR101764738B1

Abstract

본 발명은 원판 적층형 회전자를 이용함으로써, 회전자의 가공비를 현저히 줄일 수 있으며, 관성모멘트의 크기를 줄여 토크 및 모터의 부하를 줄여 효율을 높일 수 있고, 복수 개의 회전자를 두 개의 모터로 나누어 구동하도록 좌, 우측 회전축으로 분리함으로써, 모터의 부하를 낮추고, 온수 범위를 달리하며 구동 전력을 절약할 수 있는 와전류 보일러를 제공한다.

Description

원판 적층형 회전자를 이용한 와전류 보일러{EDDY CURRENT BOILER USING LAMINATED DISC ROTOR}

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 영구자석이 배치된 회전자를 회전시켰을 때 회전자 주위에 배치된 금속 급수관에 와전류가 생기고, 이러한 와전류에 의하여 금속 급수관을 가열시켜 온수를 제공하는 영구자석을 이용한 와전류 보일러에 관한 것이다.

온수를 얻기 위한 보일러의 에너지원으로 종래부터 석탄, 중유, 액화가스 등이 사용되고 있는데, 이들은 유독 배출가스로 인하여 대기오염의 원인이 되고 있다.

따라서 최근에는 풍력 등 대체 에너지를 이용하는 발열 장치에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 그 중에는 와전류를 이용한 발열기의 개발(대한기계학회논문집 B권, 제33권 제8호, pp. 565~572, 2009), 한국공개특허 제10-2012-0109210호(와전류 유도 발열장치를 이용한 냉난방시스템) 및 한국공개특허 제10-2012-0130881호(입력 부하를 최소화하는 와전류 유도 발열장치를 이용한 냉난방시스템) 등이 있다.

와전류(eddy current)란 교번하는 교류 자계 내에 있는 도체에 전자기 유도 현상에 의하여 자계의 변화를 억제하기 위해 소용돌이 형태로 발생하는 전류를 말한다. 이러한 와전류는 영구자석 등 자성체의 운동을 방해하는 방향으로 자기장이 형성되어 제동효과가 있게 된다.

상기 선행기술들은 모두 공통으로 영구자석을 회전시켜 주위에 배치된 금속 급수관에 와전류가 생기게 하고, 이러한 와전류에 의하여 금속 급수관을 가열시켜 온수를 얻고자 하는 기술을 개시하고 있다.

그런데, 상기 선행논문은 금속 급수관이 하나의 원통형 외통을 이루어 영구자석으로 이루어진 회전자의 회전에 제동력(부하)이 크게 작용하는 문제점이 있다.

그리고, 상기 선행특허문헌들은 상기 선행논문의 문제점을 해결하기 위해 복수 개의 영구자석으로 회전자를 이루고 복수 개의 금속 바로 회전자 둘레로 배치하고, 각 금속 바 내부에 회전축과 평행하게 일정 간격으로 액체통로를 지그재그로 형성하거나, 자석부와 근접한 면적을 줄여 부하를 최소화하기 위해 반원형 동관, 각관 등으로 액체통로를 이루는 구성을 개시하고 있으나, 회전축에 자석부가 부채꼴 모양으로 체결되어 고속 회전시 자석부가 이탈되는 문제점이 있고, 자석부가 길이방향으로 길게 통으로 부착되어 자석부가 용이하게 과열되기 쉬울 뿐만 아니라 일부 교체시 많은 비용이 드는 문제점이 있고, 나아가 충분한 온수를 얻기 어려운 구조이어서 온수 보일러로 상용화하기 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자는 회전자를 복수 개로 나누고, 각 회전자의 바깥 둘레로 상협하광의 복수 개 홈을 형성하고, 여기에 N극과 S극이 번갈아 배치되도록 하는 와전류 발열 장치를 개발하였다(한국공개특허 제10-2015-0046877호 및 제10-2015-0047121호 참조).

그런데, 상기 와전류 발열 장치는 복수 개의 회전자를 하나의 모터 등으로 구동하는 것이어서 회전자 및 회전자 주위로 배치되는 온수관이 많을수록 부하가 많이 걸리는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 복수 개의 회전자를 두 개의 모터로 나누어 구동하여 부하를 낮추고, 온수 범위를 달리하며 구동 전력을 절약할 수 있고, 원판 적층형 회전자를 이용함으로써, 회전자의 가공비도 현저히 줄일 수 있는 영구자석을 이용한 와전류 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 와전류 보일러는 동력을 전달하는 회전축, 상기 회전축에 삽입 체결되고 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수 개의 홈에 영구자석이 반경 방향으로 N, S극을 번갈아 배치된 2개 이상의 회전자들 및 상기 회전자들과 상기 반경 방향으로 일정 거리 이격되며 상기 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 와전류에 의한 가열로 온수를 제공하는 복수 개의 금속 급수관들을 포함하여 구성된 와전류 열교환기; 상기 와전류 열교환기를 양측에서 상기 회전축 및 상기 금속 급수관들을 좌, 우측에서 삽입 지지하는 좌, 우측 지지패널; 및 상기 좌측 지지패널의 좌측 편 및 상기 우측 지지패널의 우측 편에 상기 금속 급수관들의 각 입수구 또는 출수구를 감싸도록 구비된 냉수통 및 온수통을 포함하여 구성되되, 상기 회전자들은 각각 복수 개의 원판이 적층 되어 상기 복수 개의 홈을 형성하도록 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 복수 개의 원판 중 일부는 상기 회전축에 체결되어 동력을 전달받을 수 있도록 가운데 키 홈이 있는 축 삽입 관통 공이 형성되어 있고, 나머지는 상기 복수 개의 홈을 형성할 수 있도록 소정의 면적만 두고 내부가 제거되어 상기 축 삽입 관통 공보다 큰 크기를 갖는 관성모멘트 감쇄 관통 공이 형성되어 있고, 상기 회전자들은 각각 상기 복수 개의 원판을 사이에 두고, 상기 복수 개의 원판과 함께 체결되어 상기 영구자석을 고정시키는 좌, 우측 고정 링 판을 포함하여 구성된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 복수 개의 원판은 각각 상기 원주 방향을 따라가며 상기 회전축의 축 방향과 평행한 방향 또는 일정 각도를 가진 비스듬한 방향으로 그리고 상기 반경 방향으로 바깥보다 안쪽이 넓은 상협하광의 형상으로 복수 개의 원판 둘레 홈이 형성되고, 상기 복수 개의 홈은 상기 복수 개의 원판 둘레 홈이 겹쳐서 상기 상협하광의 형상으로 형성되고, 상기 영구자석은 상기 복수 개의 홈의 형상에 대응되게 제작되어 상기 복수 개의 홈에 측면에서 상기 홈의 길이방향으로 밀어서 끼워지고, 상기 좌, 우측 고정 링 판으로 하부 일부를 덮어 고정된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 복수 개의 원판은 상기 관성모멘트 감쇄 관통 공이 형성된 하나 이상의 원판을 사이에 두고, 상기 축 삽입 관통 공이 형성된 둘 이상의 원판이 양측에서 적층 되어 상기 복수 개의 홈을 형성하도록 구비된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 와전류 열교환기는 상기 좌, 우측 지지패널 사이에 분리 지지패널을 더 구비하여 좌, 우측 열교환기로 나누어지고, 상기 회전축은 좌, 우측 회전축으로 분리되어 상기 좌, 우측 열교환기에서 독립적으로 동력을 전달하도록 구비되고, 상기 좌측 회전축은 상기 좌측 지지패널을 관통한 상태에서 상기 회전자들 중 일부가 체결되어 상기 분리 지지패널의 좌측에 회전 가능하게 삽입되고, 상기 우측 회전축은 상기 우측 지지패널을 관통한 상태에서 상기 회전자들 중 나머지가 체결되어 상기 분리 지지패널의 우측에 회전 가능하게 삽입되고, 상기 금속 급수관들은 상기 분리 지지패널을 관통하여 상기 좌, 우측 열교환기에 공통으로 사용되도록 구성된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 분리 지지패널은 상기 좌, 우측 회전축의 끝단이 삽입되는 양측 부위에 베어링 브래킷이 더 장착된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 좌, 우측 회전축은 상기 회전자들 중 2~3개로 나누어 각각 체결되고, 상기 금속 급수관들은 동 파이프로 50~64개로 구성된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 회전자들은 각각 5mm 두께의 알루미늄 원판이 8개 적층 되어 형성된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

본 발명에 의한 와전류 보일러는 동력을 전달하는 회전축, 상기 회전축에 삽입 체결되고 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수 개의 홈에 영구자석이 반경 방향으로 N, S극을 번갈아 배치된 2개 이상의 회전자들 및 상기 회전자들과 상기 반경 방향으로 일정 거리 이격되며 상기 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 와전류에 의한 가열로 온수를 제공하는 복수 개의 금속 급수관들을 포함하여 구성된 와전류 열교환기; 상기 와전류 열교환기를 양측에서 상기 회전축 및 상기 금속 급수관들을 좌, 우측에서 삽입 지지하는 좌, 우측 지지패널; 및 상기 좌측 지지패널의 좌측 편 및 상기 우측 지지패널의 우측 편에 상기 금속 급수관들의 각 입수구 또는 출수구를 감싸도록 구비된 냉수통 및 온수통을 포함하여 구성되되, 상기 와전류 열교환기는 상기 좌, 우측 지지패널 사이에 분리 지지패널을 더 구비하여 좌, 우측 열교환기로 나누어지고, 상기 회전축은 좌, 우측 회전축으로 분리되어 상기 좌, 우측 열교환기에서 독립적으로 동력을 전달하도록 구비되고, 상기 좌측 회전축은 상기 좌측 지지패널을 관통한 상태에서 상기 회전자들 중 일부가 체결되어 상기 분리 지지패널의 좌측에 회전 가능하게 삽입되고, 상기 우측 회전축은 상기 우측 지지패널을 관통한 상태에서 상기 회전자들 중 나머지가 체결되어 상기 분리 지지패널의 우측에 회전 가능하게 삽입되고, 상기 금속 급수관들은 상기 분리 지지패널을 관통하여 상기 좌, 우측 열교환기에 공통으로 사용되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 좌, 우측 회전축은 각각 길이방향으로 직경이 서로 다른 복수 개의 축 봉들로 이어지되, 상기 축 봉들 중 직경이 가장 작은 제 1 축 봉에는 동력 전달 키 홈이 형성되고, 상기 제 1 축 봉보다 직경이 큰 제 2 축 봉은 상기 제 1 축 봉에 이어지며 단차를 이루고 상기 제 1 축 봉 쪽의 일 측에 나사 홈이 형성되고, 상기 나사 홈에서 길이방향으로 가며 회전자 고정 키 홈이 형성되고, 상기 회전자 고정 키 홈의 끝단에는 상기 제 2 축 봉보다 직경이 큰 제 3 축 봉이 소정의 길이로 이어지고, 상기 제 3 축 봉의 끝단에는 상기 제 1 축 봉 또는 상기 제 2 축 봉과 직경이 동일한 제 4 축 봉으로 연결된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 회전자들은 상기 회전자 고정 키 홈에 회전자 고정 키를 삽입한 후 가운데 형성된 축 삽입 관통 공과 키 홈을 통하여 상기 좌, 우측 회전축에 나누어 삽입 체결되되, 상기 회전자들보다 직경이 작고 상기 제 2 축 봉보다 직경이 큰 원통형 간격 유지 부재를 사이에 두며 상기 회전자들과 같은 방식으로 삽입한 후 상기 나사 홈에 너트를 조여 상기 좌, 우측 회전축에 각각 고정되도록 한 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 좌, 우측 지지패널은 동일한 형상으로 각각 상기 좌, 우측 회전축 및 상기 금속 급수관들이 삽입되는 복수 개의 관통 공과 상기 냉수통 또는 상기 온수통을 일 측면에 부착하기 위한 복수 개의 볼트 체결 홈이 형성된 좌, 우측 지지 몸체; 상기 각 지지 몸체와 상기 냉수통 또는 상기 온수통 사이에는 상기 지지 몸체의 관통 공과 볼트 체결 홈에 대응되는 위치에 복수 개의 관통 공이 형성된 누수 방지 판; 및 상기 각 지지 몸체와 상기 누수 방지 판 사이에는 상기 금속 급수관들의 양측 끝단의 둘레에 끼워지는 복수 개의 O-링들을 포함하여 구성된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 냉수통 및 상기 온수통은 동일한 형상으로 각각 동일 평면상에 내, 외측 플랜지를 갖고, 상기 내, 외측 플랜지와 상기 누수 방지 판 사이에는 직경이 서로 다른 수밀성 링 판이 더 체결된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 좌, 우측 지지 몸체는 각각 상기 회전자들을 향한 면에는 베어링 삽입 홈이 반대편에는 상기 O-링들을 끼울 복수 개의 O-링 삽입 홈들이 더 형성된 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 회전자들과 상기 금속 급수관들은 각각 상기 반경 방향으로 3~7mm 이격되고, 상기 영구자석은 사마륨 코발트(SmCo) 자석인 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

상기 좌측 지지패널과 상기 분리 지지패널 사이에는 복수 개의 제 1 간격 유지 봉이 체결되고, 상기 분리 지지패널과 상기 우측 지지패널 사이에는 복수 개의 제 2 간격 유지 봉이 체결되되, 상기 좌, 우측 회전축에 체결되는 상기 회전자들의 개수 차이로 상기 제 1 간격 유지 봉과 상기 제 2 간격 유지 봉의 길이는 서로 다른 것을 본 발명에 의한 와전류 보일러의 다른 특징으로 한다.

본 발명은 원판 적층형 회전자를 이용함으로써, 회전자의 가공비를 현저히 줄일 수 있으며, 관성모멘트의 크기를 줄여 토크 및 모터의 부하를 줄여 효율을 높일 수 있고, 복수 개의 회전자를 두 개의 모터로 나누어 구동하도록 좌, 우측 회전축으로 분리함으로써, 모터의 부하를 낮추고, 온수 범위를 달리하며 구동 전력을 절약할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 와전류 보일러의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 와전류 열교환기에 대한 구성을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 일부 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에서 복수 개의 회전자들이 좌, 우측 회전축에 나누어 체결되는 모습과 상기 좌, 우측 회전축이 분리 지지패널에 삽입되는 모습을 도시한 분해 사시도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 각각 도 5에서 좌, 우측 회전축이 분리 지지패널에 삽입되기 전, 후의 AA'선 단면도이다.
도 7은 도 5에서 좌, 우측 회전축이 분리 지지패널에 삽입 체결되는 모습을 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 회전자의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 구성으로 체결된 회전자의 모습을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 BB'선 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 와전류 보일러는, 도 1, 도 2 및 도 8 내지 도 10에 예시된 바와 같이, 와전류 열교환기(100), 상기 와전류 열교환기(100)를 양측에서 지지하는 좌, 우측 지지패널(310, 320), 상기 좌측 지지패널(310)의 좌측 편 및 상기 우측 지지패널(320)의 우측 편에 입수구 또는 출수구를 감싸도록 구비된 냉수통 및 온수통(1100, 1200)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 와전류 열교환기(100)는 다양한 형태로 영구자석을 회전시키는 수단과 회전하는 영구자석 주변에 배치되어 와전류에 의한 가열로 온수를 제공하는 하나 이상의 금속 급수관으로 구성될 수 있으나, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이, 동력을 전달하는 소정의 회전축(110)(140); 상기 회전축에 삽입 체결되고 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수 개의 홈에 영구자석(125)이 반경 방향으로 N극 또는 S극을 향하며 번갈아 배치된 2개 이상의 회전자들(120: 120A, 120B); 및 상기 회전자들과 상기 반경 방향으로 일정 거리 이격되며 상기 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치된 복수 개의 금속 급수관들(130)로 구성되고, 상기 회전자들은 각각, 도 8 내지 도 10에 예시된 바와 같이, 소정의 두께(t)를 갖는 복수 개의 원판(122A 내지 122H)을 적층하고, 상기 각 원판의 가장자리를 따라 형성된 톱날 돌출부(123) 사이의 둘레 홈(123')이 이웃한 원판과 겹쳐지게 함으로써, 소정의 길이(L)를 갖는 영구자석(125)이 삽입 체결될 수 있도록 상기 복수 개의 홈을 형성하도록 구비됨이 바람직하다.

이렇게 각 회전자(120)를 소정의 두께(t)를 갖는 복수 개의 원판(122A 내지 122H)을 적층 하여 구성함으로써, 회전자 가공비를 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다. 일 예로, 영구자석(125)의 길이(L) 40 mm인 것을 체결하기 위해서는 회전자(120)의 두께는 40 mm 이상이어야 하는데, 종래 방식대로 각 회전자를 일체형으로 만들기 위해서 40 mm 두께의 알루미늄판을 밀링 가공으로 5개의 회전자를 만들 경우 가공비가 175만원 소요되었으나, 도 8과 같이, 각 회전자(120)를 5 mm 두께의 얇은 알루미늄판을 레이저 가공으로 8개 원판(122A 내지 122H)을 만들어, 도 9와 같이, 적층 체결한 경우에는 동일한 5개의 회전자를 만드는 가공비가 36만원에 불과하여 80% 가까이 가공비를 줄일 수 있었고, 레이저 가공으로 정밀 가공이 가능하고 가공 시간도 단축되는 장점이 있었다.

상기 복수 개의 원판 중 일부(예컨대 도 8에서 122A, 122B, 122G 및 122H)는 상기 회전축에 체결되어 동력을 전달받을 수 있도록 가운데 키 홈이 있는 축 삽입 관통 공(121)이 형성되어 있고, 나머지(예컨대 도 8에서 122C, 122D, 122E 및 122F)는 상기 복수 개의 홈을 형성할 수 있도록 소정의 면적(테두리 면적)만 두고 내부가 제거되어 상기 축 삽입 관통 공(121)보다 큰 크기(예컨대 도 8에서 R₁>R₀)를 갖는 관성모멘트 감쇄 관통 공(121')이 형성되도록 함이 바람직하다.

상기와 같이, 회전자(120)를 구성하는 복수 개의 원판 중 일부는 내부가 제거된 관성모멘트 감쇄 관통 공(121')을 가짐으로써, 도 8의 실시 예에서 아래 수학식 1 내지 3과 같이, 회전자(120)의 관성모멘트(I), 토크(torque: τ) 및 회전 운동에너지(E_k)를 줄일 수 있게 되어, 회전축(110)(140)에 체결되는 모터의 부하 및 전력 소모를 줄일 수 있게 되는 효과로 결과적으로 와전류 열교환기(100)의 전체 효율을 높일 수 있게 된다.

상기 수학식 1 내지 3에서 M은 축 삽입 관통 공(121)이 형성되어 있는 원판(예컨대 도 8에서 122A)의 질량, α는 각가속도, ω는 각속도이다.

회전자(120)를 구성하기 위해 축 삽입 관통 공(121)이 형성된 원판(도 8에서 122A, 122B, 122G 및 122H)과 관성모멘트 감쇄 관통 공(121')이 형성된 원판(도 8에서 122C, 122D, 122E 및 122F)의 적층 순서는 다양할 수 있다. 예컨대, 앞의 두 종류 원판이 서로 교대로 적층 될 수도 있고, 도 8 내지 도 10에 예시된 바와 같이, 관성모멘트 감쇄 관통 공(121')이 형성된 하나 이상의 원판(도 8의 실시 예에서는 4개: 122C, 122D, 122E 및 122F)을 사이에 두고, 축 삽입 관통 공(121)이 형성된 둘 이상의 원판(도 8의 실시 예에서는 4개: 122A, 122B, 122G 및 122H)이 양측에서 도 8의 실시 예와 같이 2개씩 나누어 적층 될 수도 있다.

또한, 상기 복수 개의 원판이 별도의 체결수단으로 먼저 체결될 수 있으나, 도 8 내지 도 10에 예시된 바와 같이, 상기 복수 개의 원판(122A 내지 122H)을 사이에 두고, 양측에 구비되어 영구자석을 고정시키는 좌, 우측 고정 링 판(124)과 함께 소정의 볼트(126)와 너트(128)로 체결되도록 함이 바람직하다. 후자의 경우는 복수 개의 볼트(126)를 좌측 고정 링 판(124)의 관통 공(129)에 끼워 바닥에 놓고 상기 볼트(126)를 돌출시킨 후 복수 개의 원판(122A 내지 122H)을 적층 하며 관통 공(127)에 상기 볼트를 끼우고, 복수 개의 원판의 둘레 홈(123')이 겹쳐지면서 만들어지는 복수 개의 홈에 영구자석(125)을 반경 방향으로 극성을 바꾸어가며 삽입 체결한 다음, 우측 고정 링 판(124)을 얹어 관통 공(129)에 상기 볼트(126)를 끼우고 너트(128)를 체결하면 되므로, 전자와 같이 복수 개의 원판(122A 내지 122H)을 체결하기 위해 별도의 체결수단이 필요없는 장점이 있다.

상기 복수 개의 원판(122A 내지 122H)의 둘레 홈(123')이 겹쳐지면서 만들어지는 회전자(120)의 복수 개의 홈의 형상은 다양할 수 있으나, 반경 방향으로 바깥보다 안쪽이 넓은 상협하광의 형상을 가지도록 하여, 회전시 홈에 체결된 영구자석(125)이 이탈되지 않도록 함이 바람직하다. 이를 위해, 상기 복수 개의 원판(122A 내지 122H)은 각각 원주 방향을 따라가며 회전축(110, 140)의 축 방향과 평행한 방향 또는 일정 각도를 가진 비스듬한 방향으로 그리고 반경 방향으로 바깥보다 안쪽이 넓은 상협하광의 형상으로 복수 개의 원판 둘레 홈(123')이 형성되도록 함이 바람직하다. 이 경우, 영구자석(125)은 둘레 홈(123')이 겹쳐지면서 만들어지는 복수 개의 홈의 형상에 대응되게 제작되어 복수 개의 홈에 측면에서 홈의 길이방향으로 밀어서 끼워지게 할 수 있다. 상기 좌, 우측 고정 링 판(124)은 각각, 도 10과 같이, 영구자석(125)의 하부 일부를 덮어 고정되도록, 즉 홈의 바닥보다 높게 돌출되도록 하는 크기의 외경을 갖는 것이 바람직하다.

상술한 각 실시 예에서 상기 와전류 열교환기(100)는 첨부도면에 미도시 되었으나 동력을 전달하는 하나의 회전축에 2개 이상의 회전자들(120)이 체결되어, 하나의 모터로 하나의 열교환기로 작동될 수도 있다.

그러나, 도 1 내지 도 7과 같이, 상기 와전류 열교환기(100)는 상기 좌, 우측 지지패널(310, 320) 사이에 분리 지지패널(300)을 더 구비하여 좌, 우측 열교환기(100A, 100B)로 나누어 2개의 독립된 모터로 동작하도록 구성됨이 바람직하다.

후자의 경우, 상기 회전축은, 도 7과 같이, 좌, 우측 회전축(110, 140)으로 분리되어 상기 좌, 우측 열교환기(100A, 100B)에 독립적으로 동력을 전달하도록 구비되어, 상기 좌측 회전축(110)은, 도 1 및 도 5와 같이, 상기 회전자들 중 일부(120A)가 체결되어 구동 측은 상기 좌측 지지패널(310)에 관통되고, 후단 측은 상기 분리 지지패널(300)의 좌측에 회전 가능하게 삽입되고, 상기 우측 회전축(140)은 상기 회전자들 중 나머지(120B)가 체결되어 구동 측은 상기 우측 지지패널(320)에 관통되고, 후단 측은 상기 분리 지지패널(300)의 우측에 회전 가능하게 삽입되며, 상기 금속 급수관들(130)은, 도 3 및 도 4와 같이, 상기 분리 지지패널(300)의 관통 공(330)을 관통하여 상기 좌, 우측 열교환기(100A, 100B)에 공통으로 사용되도록 구성될 수 있다.

상기 와전류 열교환기(100)가 좌, 우측 열교환기(100A, 100B)로 나누어진 실시 예에서, 상기 회전자들은 각각, 도 8 내지 도 10과 같이, 복수 개의 원판이 적층 되어 구성될 수도 있으나, 소정의 두께(예컨대, 40 mm)를 갖는 하나의 원판형 회전자로 구성될 수도 있다. 후자의 일체로 만들어진 원판형 회전자는 본 발명자의 한국공개특허 제10-2015-0046877호 및 제10-2015-0047121호에 의해 공개된 구조를 가질 수 있다.

상기와 같이, 복수 개의 회전자들(120: 120A, 120B)은 두 개의 모터(미도시)로 나누어 구동하도록 좌, 우측 회전축(110, 140)에 분리 체결되고, 금속 급수관들(130)은 분리 지지패널(130)을 관통하여 좌, 우측 열교환기(100A, 100B)에 공통으로 사용되도록 구성함으로써, 모터의 부하를 낮추고, 온수 범위를 달리하며 구동 전력을 절약할 수 있는 장점이 있게 된다.

일 예로, 5개의 원판형 회전자(120)를 하나의 회전축에 체결하여 구동할 경우에는 60마력(약 45kW) 모터를 사용해야 하고 부하가 커서 80% 이상의 구동력을 얻기 힘들거나 모터의 수명이 단축되는 문제가 있고, 구동시 일정한 온도차를 갖는 온수를 얻을 수밖에 없었으나, 도 5와 같이, 좌측 회전축(110)에는 3개의 회전자(120A)를 우측 회전축(140)에는 2개의 회전자(120B)로 나누어 체결하고 구동시에는 좌, 우측 회전축(110, 140)에 각각 25마력( 약 18kW), 15마력(약 11kW) 모터를 사용하여도 앞의 예와 동일한 조건(금속 급수관의 개수: 50개, 회전수: 1400~1500rpm, 금속 급수관의 물 흐름 속도: 시간당 5톤)으로 동일한 온도차(약 10℃)를 갖는 온수를 얻을 수 있었고, 각 모터에 걸리는 부하가 작아져 모터의 최대 회전수(약 1750rpm) 가까이 구동할 수 있었으며, 앞의 예와 동일한 회전수로 구동시에는 금속 급수관의 개수를 64개로 더 느려도 구동가능하였고, 후자의 실시 예로 구동시 온수도 약 3℃ 더 높은 결과를 얻게 되어 전체 와전류 열교환기(100)의 효율을 올릴 수 있었다.

또한, 좌측 회전축(110)만 구동시에는 7~8℃ 온도차를, 우측 회전축(140)만 구동시에는 4~5℃ 온도차를 갖는 온수를 각각 얻을 수 있었다. 따라서, 금속 급수관의 물 흐름 속도(시간당 5톤)를 동일하게 한 상태에서도 필요에 따라 1)4~5℃ 온도차, 2)7~8℃ 온도차, 3)12~13℃ 온도차를 갖는 다양한 온수범위를 얻을 수 있었고, 2개 중 어느 하나의 모터로만 구동할 수 있었으므로, 구동 전력도 절약할 수 있음을 알 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하며, 상기 좌, 우측 열교환기(100A, 100B)의 구체적인 실시 예에 대하여 설명한다.

상기 분리 지지패널(300)은, 도 5 및 도 7과 같이, 상기 좌, 우측 회전축(110, 140)의 후단 측 끝단(118, 148)이 삽입되는 양측 부위(예컨대, 도 7의 320과 같은 홈)에 소정의 볼트(352, 362)로 베어링 브래킷(350, 360)이 더 장착될 수 있다.

도 5는 도 4의 실시 예에 의한 복수 개의 회전자들(120: 120A, 120B)이 좌, 우측 회전축(110, 140)에 나누어 체결되는 모습과 상기 좌, 우측 회전축(110, 140)이 분리 지지패널(300)에 삽입되는 모습을 도시한 것이고, 도 6(a) 및 도 6(b)는 각각 도 5에서 좌, 우측 회전축(110, 140)의 후단 측 끝단(118, 148)이 분리 지지패널(300)의 베어링(354)을 내장한 베어링 브래킷(350, 360)에 삽입되기 전, 후의 AA'선 단면도로 보여준다.

따라서, 상기 좌, 우측 회전축(110, 140)은, 도 5와 같이, 각각 3개의 회전자(120A)와 2개의 회전자(120B)로 나누어 체결될 수 있는데, 좌, 우측 회전축(110, 140)에 나누어 체결되는 회전자의 개수는 이에 한정되지 않는다.

그리고, 상기 금속 급수관들(130)은 상술한 구체적 실시 예와 같은 온수범위를 얻기 위해서는 동 파이프 50~64개로 구성됨이 바람직하나, 회전자의 전체 개수, 얻고자 하는 온수범위 등에 따라 달라질 수 있다.

상기 좌, 우측 회전축(110, 140)의 각 구동 측 및 상기 금속 급수관들(130)은, 도 2와 같이, 상기 좌, 우측 지지패널(310, 320)에 각각 좌, 우측으로 삽입되어 지지하게 되고, 상기 냉수통 및 온수통(1100, 1200)은 상기 금속 급수관들(130)의 각 입수구 또는 출수구를 감싸며 상기 좌, 우측 지지패널(310, 320)의 각 좌, 우측편(반대편)에 부착하게 된다. 물론, 상기 금속 급수관들(130)은 상술한 바와 같이, 상기 분리 지지패널(300)을 관통하여 상기 좌, 우측 열교환기(100A, 100B)에 공통으로 사용되도록 구성된다

그리고, 도 1 및 도 2와 같이, 상기 좌측 지지패널(310)과 상기 분리 지지패널(300) 사이에는 복수 개의 제 1 간격 유지 봉(210)이 체결되고, 상기 분리 지지패널(300)과 상기 우측 지지패널(320) 사이에는 복수 개의 제 2 간격 유지 봉(230)이 체결될 수 있으며, 상기 좌, 우측 회전축(110, 140)에 체결되는 상기 회전자들(120)의 개수 차이로 상기 제 1 간격 유지 봉(210)과 상기 제 2 간격 유지 봉(230)의 길이는 서로 다를 수 있다.

상기와 같이, 영구자석(125)이 부착된 복수 개의 회전자들(120: 120A, 120B)로 나누어 좌, 우측 회전축(110, 140)에 삽입 체결함으로써, 분해조립이 완전 가능하여 운반 및 부품 교환이 용이할 뿐만 아니라 회전자 몸체 등으로 열전달이 용이하도록 하여 영구자석의 수명을 높일 수 있고, 복수 개의 금속 급수관 양측에 수밀성 있게 냉, 온수통(1100, 1200)을 구비함으로써, 충분한 양의 온수를 얻을 수 있게 된다.

즉, 종래 영구자석이 회전축의 길이 방향으로 통으로 부착된 것이 아니라, 도 9와 같이, 영구자석(125)이 가장자리 둘레의 원주 방향을 따라 N, S극 교대로 부착된 복수 개의 회전자들(120)이 일정 간격으로 좌, 우측 회전축(110, 140)에 삽입 체결됨으로써, 도 3과 같이, 영구자석(125)에서 반경 방향으로 일정거리 떨어져 배치된 복수 개의 금속 급수관들(130)에서 영구자석(125)의 자계 변화를 방해하는 방향으로 와전류가 생기고, 다시 와전류에 의하여 영구자석(125)에 역 자계(감 자계)가 미치게 되어, 결국 영구자석(125)은 이웃한 영구자석에 의한 자계 뿐만 아니라 금속 급수관들(130)의 와전류에 의한 역 자계 속에 놓이게 됨으로써, 제동효과는 물론 영구자석(125)은 히스테리손실 및 자석내 와전류손실에 의한 열이 발생하게 된다.

영구자석은 크게 페라이트(Ferrite)계 자석, 알니코(AlNiCo)계 자석 및 희토류(Rare Earth)계 자석으로 분류되고, 페라이트(Ferrite)계 자석은 바륨 페라이트(BaFe), 스트론튬 페라이트(SrFe)가 있는데 알니코계 자석보다 높은 보자력(Hr)을 갖지만 잔류자속밀도(Br)는 낮다. 그리고 희토류계 자석은 사마륨 코발트(SmCo) 자석과 네오디뮴(NdFeB) 자석이 있는데, 이들은 모두 페라이트계 자석 및 알니코계 자석 보다 높은 보자력과 잔류자속밀도를 가지나, 온도가 상승할수록 보자력과 잔류자속밀도가 감소하는 특성이 있기 때문에 고온 불가역감자에 주의해야 한다. 특히, 네오디뮴 자석은 사마륨 코발트 자석보다 보자력과 잔류자속밀도가 높지만 온도특성이 나빠 온도가 높아질수록 자속밀도의 하락이 심하여 80℃가 넘는 환경에서는 사용하기 어렵고, 쉽게 산화되어 코팅처리 등이 요구되는 단점이 있다.

따라서, 희토류계 자석으로 와전류 열교환기(100)를 설계함에 있어, 금속 급수관들(130) 주위에 배치된 영구자석(125)의 온도는 80℃를 넘지 않도록 해야 한다.

그런데, 상술한 바와 같이, 온수관인 금속 급수관들(130) 가까이 배치시켜 영구자석(125)을 회전시킬 때, 금속 급수관들(130)로부터 전달되는 열뿐만 아니라 영구자석(125)에서 히스테리손실 및 자석내 와전류손실에 의한 열로 쉽게 불가역감자 상태로 변하여, 특별한 열 배출 수단을 강구하지 않는 한 수시로 영구자석(125)을 교체해주어야 하는 문제점이 있다.

이에 상술한 실시 예에서는, 종래와 같이 영구자석이 회전축의 길이 방향으로 통으로 부착한 것이 아니라, 도 3과 같이, 복수 개의 회전자들(120)로 나뉘어 일정 간격으로 좌, 우측 회전축(110, 140)에 삽입 체결함으로써, 각 회전자(120)의 가장자리 둘레에 부착된 영구자석(125)의 열이 사이는 물론 회전 몸체(122)를 통하고, 이어 각 회전축(110)(140)을 통하여 외부로 빠져나가도록 한 것이다.

따라서, 상기 각 회전자(120)의 회전 몸체(122) 및 상기 회전축(110)은 열 전도성이 높은 물질로 형성함이 바람직하다.

상술한 실시 예의 구성에 의하여, 3상 전동모터 2개를 좌, 우측 회전축(110, 140)에 연결하여 각 모터의 최대부하인 1750rpm까지 회전자들(120)을 회전시켜 구동하여도 영구자석(125)의 온도는 70℃ 이상 올라가지 않았음을 확인하였다. 따라서, 네오디뮴 자석도 사용할 수 있었다. 다만, 네오디뮴 자석은 구동 초기에는 약한 부하가 걸려 구동이 용이하나 고속회전시 부하가 많이 걸리는 문제점이 있어, 풍력 등 자연력으로 저속으로 좌, 우측 회전축(110, 140)에 동력을 전달할 경우에는 사용할 수 있으나, 전동모터의 최대부하까지 구동을 하기 위해서는 사마륨 코발트 자석으로 사용함이 바람직하다.

그리고, 상기 회전자들(120)과 상기 금속 급수관들(130) 사이의 이격 거리는 상기 반경 방향으로 3~7mm로 함이 바람직하다. 이는 3mm 미만으로 이격될 경우에는 150~200℃ 되는 금속 급수관들(130)의 열이 영구자석(125)에 그대로 전달하게 되는 문제가 있을 뿐만 아니라 부하(제동력)가 많이 걸려 금속 급수관들(130)이 왜곡하게 되는 문제점이 있고, 그렇다고 7mm 초과하여 떨어져 배치하게 되면 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

도 1에서 도면부호 1100이 냉수통이면 1200은 온수통이 되고, 1200이 냉수통이면 1100은 온수통이 된다. 냉, 온수통에는 각각 입수관 및 출수관(1142, 1242)이 연결하게 된다.

다음, 상기 좌, 우측 회전축(110, 140)에 대한 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하며 설명한다.

상기 각 회전축(110)(140)은 다양한 형태로 형성되어 복수 개의 회전자들(120A, 120B)에 동력을 전달할 수 있으나, 도 7과 같이, 길이방향으로 직경(φ)이 서로 다른 복수 개의 축 봉들(112, 114, 116, 118; 142, 144, 146, 148)로 이어지되, 상기 축 봉들 중 직경이 가장 작은 제 1 축 봉(112, 142)에는 동력 전달 키 홈(111, 141)이 형성되고, 상기 제 1 축 봉보다 직경이 큰 제 2 축 봉(114, 144)은 상기 제 1 축 봉에 이어지며 단차를 이루고 상기 제 1 축 봉(112, 142) 쪽의 일 측에 나사 홈(113, 143)이 형성되고, 상기 나사 홈에서 길이방향으로 가며 회전자 고정 키 홈(115, 145)이 형성되고, 상기 회전자 고정 키 홈의 끝단에는 상기 제 2 축 봉보다 직경이 큰 제 3 축 봉(116, 146)이 소정의 길이로 이어지고, 상기 제 3 축 봉의 끝단에는 상기 제 1 축 봉(112, 142) 또는 상기 제 2 축 봉(114, 144)과 직경이 동일한 제 4 축 봉(118, 148)으로 연결될 수 있다.

상기와 같이 각 회전축(110)(140)을 형성할 경우에는 상기 제 3 축 봉(116, 146)의 직경으로 소정의 길이를 갖는 하나의 축 봉으로 절삭 가공하여 상기 제 1, 2, 3, 4 축 봉(112, 114, 116, 118; 142, 144, 146, 148)을 일체로 만들 수 있는 있고, 여기에 상기 동력 전달 키 홈(111, 141), 상기 회전자 고정 키 홈(115, 145) 및 상기 나사 홈(113, 143)을 형성하면 되므로 가공이 간단한 장점이 있게 된다.

그리고, 상기 회전자들(120)은, 도 5와 같이, 상기 회전자 고정 키 홈(115, 145)에 회전자 고정 키(117, 147)를 삽입한 후 가운데 형성된 축 삽입 관통 공(121)과 키 홈을 통하여 상기 각 회전축(110)(140)에 삽입 체결하되, 상기 회전자들(120)보다 직경이 작고 상기 제 2 축 봉(114, 144)보다 직경이 큰 원통형 간격 유지 부재(119)를 사이에 두며 상기 회전자들(120)과 같은 방식으로 삽입한 후 상기 나사 홈(113, 143)에 너트(113', 143')를 조여 상기 각 회전축(110)(140)에 고정되도록 할 수 있다.

따라서, 직경이 서로 다른 복수 개의 축 봉들(112, 114, 116, 118; 142, 144, 146, 148)로 이어져 단차진 회전축(110, 140)을 이용할 경우, 필요한 회전자들(120)을 얼마든지 원통형 간격 유지 부재(119)를 사이에 두며 삽입한 후, 상기 나사 홈(113, 143)에 너트(113', 143')만 조여줌으로써, 간단히 회전자들(120)을 회전축(110, 140)에 삽입 고정할 수 있어 분해 조립의 완전성을 기할 수 있고, 작업시간의 단축, 운반 및 부품 교환이 용이하게 된다.

여기서, 상기 회전자들(120)은 각각 다양한 형상으로 일체형으로 가공될 수 있으나, 도 8 내지 도 10 및 상술한 바와 같이, 원판 적층형 회전자로 제작함이 바람직하다.

상기 좌, 우측 지지패널(310, 320)은, 도 2와 같이, 동일한 형상으로 와전류 열교환기(100)를 향해 대칭적으로 체결되고(따라서, 이하 설명은 좌측 지지패널을 기준으로 함) 각각 상기 좌, 우측 회전축(110, 140) 및 상기 금속 급수관들(130)이 삽입되는 복수 개의 관통 공과 상기 냉수통 또는 상기 온수통(1100)을 일 측면에 부착하기 위한 복수 개의 볼트 체결 홈이 형성된 좌, 우측 지지 몸체; 상기 각 지지 몸체와 상기 냉수통 또는 상기 온수통(1100) 사이에는 상기 지지 몸체의 관통 공과 볼트 체결 홈에 대응되는 위치에 복수 개의 관통 공이 형성된 누수 방지 판(610); 및 상기 각 지지 몸체와 상기 누수 방지 판(610) 사이에는 상기 금속 급수관들(130)의 양측 끝단의 둘레에 끼워지는 복수 개의 O-링들(510)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성을 함으로써, 금속 급수관들(130)은 좌, 우측 지지패널(310, 320)의 좌, 우측 지지 몸체 및 분리 지지패널(300)의 각 관통 공(330)에 체결하여 각 회전축(110)(140)이 삽입되는 관통 공(310)으로부터 일정거리 떨어져 구성하게 되고, 이로써 각 회전자(120)와의 이격 거리를 조절할 수 있게 된다.

그리고, 복수 개의 금속 급수관들(130) 양측에 수밀성 있게 냉, 온수통(1100, 1200)을 구비함으로써, 충분한 양의 온수를 얻을 수 있게 된다.

상기 수밀성을 높이기 위해, 상기 냉수통 및 온수통(1100, 1200)은, 도 2와 같이, 동일한 형상으로 각각 동일 평면상에 내, 외측 플랜지(1110, 1120; 1210, 1220)를 갖고, 상기 내, 외측 플랜지(1110, 1120; 1210, 1220)와 상기 누수 방지 판(610, 620) 사이에는 직경이 서로 다른 수밀성 링 판(810, 910; 820, 920)이 소정의 볼트들(1112, 1122; 1212, 1222)로 더 체결되는 것이 바람직하다.

상기 냉수통 및 온수통(1100, 1200)은, 도 2와 같이, 각각 전방은 폐쇄되고 후방은 내, 외측 플랜지를 가지며 개방된 링 형상의 원통(1130, 1230)으로 형성되고, 일 측에는 출수구 또는 입수구(1140)가 부착되어 각각 출수관 및 입수관(1142, 1242)에 연결될 수 있다.

상기 좌, 우측 지지패널(310, 320)의 각 지지 몸체에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 상기 회전자들(120)을 향한 면에는 베어링 삽입 홈(317)이 반대편에는 상기 O-링들(510, 520)을 끼울 복수 개의 O-링 삽입 홈들이 더 형성될 수 있다.

도 2에서 도면부호 410 및 420은 좌, 우측 지지패널(310, 320)의 각 지지 몸체에 형성된 베어링 삽입 홈에 끼워져 좌, 우측 회전축(110, 140)을 지지하는 베어링 부재를 가리킨다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 이상 설명된 내용을 기초로 다양하게 응용하여 실시될 수 있다. 예를 들어, 각 회전축(110)(140)의 제 1 축 봉(112, 142)에는 동력 전달 키 홈(111, 141)이 형성되어 있는데, 여기에는 전동모터뿐만 아니라 풍력 등 자연력을 이용한 다양한 동력원이 연결될 수 있다. 그리고, 첨부된 도면은 일 예시에 불과하고 이를 이용한 다양한 형상의 구성도 가능하다 할 것인데, 이는 이상 설명된 내용으로 용이하게 실시할 수 있다할 것이다.

100A, 100B: 좌, 우측 열교환기 112, 142: 제 1 축 봉
210, 230: 제 1, 2 간격 유지 봉 300: 분리 지지패널
310, 320: 좌, 우측 지지패널 1100, 1200: 냉수통 또는 온수통
1142, 1242: 출수관 또는 입수관

Claims

동력을 전달하는 회전축, 상기 회전축에 삽입 체결되고 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수 개의 홈에 영구자석이 반경 방향으로 N, S극을 번갈아 배치된 2개 이상의 회전자들 및 상기 회전자들과 상기 반경 방향으로 일정 거리 이격되며 상기 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 와전류에 의한 가열로 온수를 제공하는 복수 개의 금속 급수관들을 포함하여 구성된 와전류 열교환기;
상기 와전류 열교환기를 양측에서 상기 회전축 및 상기 금속 급수관들을 좌, 우측에서 삽입 지지하는 좌, 우측 지지패널; 및
상기 좌측 지지패널의 좌측 편 및 상기 우측 지지패널의 우측 편에 상기 금속 급수관들의 각 입수구 또는 출수구를 감싸도록 구비된 냉수통 및 온수통을 포함하여 구성되되,
상기 회전자들은 각각 복수 개의 원판이 적층 되어 상기 복수 개의 홈을 형성하도록 구비된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 개의 원판 중 일부는 상기 회전축에 체결되어 동력을 전달받을 수 있도록 가운데 키 홈이 있는 축 삽입 관통 공이 형성되어 있고, 나머지는 상기 복수 개의 홈을 형성할 수 있도록 소정의 면적만 두고 내부가 제거되어 상기 축 삽입 관통 공보다 큰 크기를 갖는 관성모멘트 감쇄 관통 공이 형성되어 있고,
상기 회전자들은 각각 상기 복수 개의 원판을 사이에 두고, 상기 복수 개의 원판과 함께 체결되어 상기 영구자석을 고정시키는 좌, 우측 고정 링 판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 2 항에 있어서,
상기 복수 개의 원판은 각각 상기 원주 방향을 따라가며 상기 회전축의 축 방향과 평행한 방향 또는 일정 각도를 가진 비스듬한 방향으로 그리고 상기 반경 방향으로 바깥보다 안쪽이 넓은 상협하광의 형상으로 복수 개의 원판 둘레 홈이 형성되고,
상기 복수 개의 홈은 상기 복수 개의 원판 둘레 홈이 겹쳐서 상기 상협하광의 형상으로 형성되고,
상기 영구자석은 상기 복수 개의 홈의 형상에 대응되게 제작되어 상기 복수 개의 홈에 측면에서 상기 홈의 길이방향으로 밀어서 끼워지고, 상기 좌, 우측 고정 링 판으로 하부 일부를 덮어 고정된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 2 항에 있어서,
상기 복수 개의 원판은 상기 관성모멘트 감쇄 관통 공이 형성된 하나 이상의 원판을 사이에 두고, 상기 축 삽입 관통 공이 형성된 둘 이상의 원판이 양측에서 적층 되어 상기 복수 개의 홈을 형성하도록 구비된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 와전류 열교환기는 상기 좌, 우측 지지패널 사이에 분리 지지패널을 더 구비하여 좌, 우측 열교환기로 나누어지고,
상기 회전축은 좌, 우측 회전축으로 분리되어 상기 좌, 우측 열교환기에 독립적으로 동력을 전달하도록 구비되고,
상기 좌측 회전축은 상기 회전자들 중 일부가 체결되어 구동 측은 상기 좌측 지지패널에 관통되고, 후단 측은 상기 분리 지지패널의 좌측에 회전 가능하게 삽입되고,
상기 우측 회전축은 상기 회전자들 중 나머지가 체결되어 구동 측은 상기 우측 지지패널에 관통되고, 후단 측은 상기 분리 지지패널의 우측에 회전 가능하게 삽입되고,
상기 금속 급수관들은 상기 분리 지지패널을 관통하여 상기 좌, 우측 열교환기에 공통으로 사용되도록 구성된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 5 항에 있어서,
상기 분리 지지패널은 상기 좌, 우측 회전축의 끝단이 삽입되는 양측 부위에 베어링 브래킷이 더 장착된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 5 항에 있어서,
상기 좌, 우측 회전축은 상기 회전자들 중 2~3개로 나누어 각각 체결되고,
상기 금속 급수관들은 동 파이프로 50~64개로 구성된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 7 항에 있어서,
상기 회전자들은 각각 5mm 두께의 알루미늄 원판이 8개 적층 되어 형성된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
동력을 전달하는 회전축, 상기 회전축에 삽입 체결되고 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 복수 개의 홈에 영구자석이 반경 방향으로 N, S극을 번갈아 배치된 2개 이상의 회전자들 및 상기 회전자들과 상기 반경 방향으로 일정 거리 이격되며 상기 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 와전류에 의한 가열로 온수를 제공하는 복수 개의 금속 급수관들을 포함하여 구성된 와전류 열교환기;
상기 와전류 열교환기를 양측에서 상기 회전축 및 상기 금속 급수관들을 좌, 우측에서 삽입 지지하는 좌, 우측 지지패널; 및
상기 좌측 지지패널의 좌측 편 및 상기 우측 지지패널의 우측 편에 상기 금속 급수관들의 각 입수구 또는 출수구를 감싸도록 구비된 냉수통 및 온수통을 포함하여 구성되되,
상기 와전류 열교환기는 상기 좌, 우측 지지패널 사이에 분리 지지패널을 더 구비하여 좌, 우측 열교환기로 나누어지고,
상기 회전축은 좌, 우측 회전축으로 분리되어 상기 좌, 우측 열교환기에 독립적으로 동력을 전달하도록 구비되고,
상기 좌측 회전축은 상기 회전자들 중 일부가 체결되어 구동 측은 상기 좌측 지지패널에 관통되고, 후단 측은 상기 분리 지지패널의 좌측에 회전 가능하게 삽입되고,
상기 우측 회전축은 상기 회전자들 중 나머지가 체결되어 구동 측은 상기 우측 지지패널에 관통되고, 후단 측은 상기 분리 지지패널의 우측에 회전 가능하게 삽입되고,
상기 금속 급수관들은 상기 분리 지지패널을 관통하여 상기 좌, 우측 열교환기에 공통으로 사용되도록 구성된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 9 항에 있어서,
상기 분리 지지패널은 상기 좌, 우측 회전축의 끝단이 삽입되는 양측 부위에 베어링 브래킷이 더 장착된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 9 항에 있어서,
상기 좌, 우측 회전축은 상기 회전자들 중 2~3개로 나누어 각각 체결되고,
상기 금속 급수관들은 동 파이프로 50~64개로 구성된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 좌, 우측 회전축은 각각 길이방향으로 직경이 서로 다른 복수 개의 축 봉들로 이어지되,
상기 축 봉들 중 직경이 가장 작은 제 1 축 봉에는 동력 전달 키 홈이 형성되고,
상기 제 1 축 봉보다 직경이 큰 제 2 축 봉은 상기 제 1 축 봉에 이어지며 단차를 이루고 상기 제 1 축 봉 쪽의 일 측에 나사 홈이 형성되고, 상기 나사 홈에서 길이방향으로 가며 회전자 고정 키 홈이 형성되고,
상기 회전자 고정 키 홈의 끝단에는 상기 제 2 축 봉보다 직경이 큰 제 3 축 봉이 소정의 길이로 이어지고,
상기 제 3 축 봉의 끝단에는 상기 제 1 축 봉 또는 상기 제 2 축 봉과 직경이 동일한 제 4 축 봉으로 연결된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 12 항에 있어서,
상기 회전자들은 상기 회전자 고정 키 홈에 회전자 고정 키를 삽입한 후 가운데 형성된 축 삽입 관통 공과 키 홈을 통하여 상기 좌, 우측 회전축에 나누어 삽입 체결되되, 상기 회전자들보다 직경이 작고 상기 제 2 축 봉보다 직경이 큰 원통형 간격 유지 부재를 사이에 두며 상기 회전자들과 같은 방식으로 삽입한 후 상기 나사 홈에 너트를 조여 상기 좌, 우측 회전축에 각각 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 12 항에 있어서,
상기 좌, 우측 지지패널은 동일한 형상으로 각각 상기 좌, 우측 회전축 및 상기 금속 급수관들이 삽입되는 복수 개의 관통 공과 상기 냉수통 또는 상기 온수통을 일 측면에 부착하기 위한 복수 개의 볼트 체결 홈이 형성된 좌, 우측 지지 몸체;
상기 각 지지 몸체와 상기 냉수통 또는 상기 온수통 사이에는 상기 지지 몸체의 관통 공과 볼트 체결 홈에 대응되는 위치에 복수 개의 관통 공이 형성된 누수 방지 판; 및
상기 각 지지 몸체와 상기 누수 방지 판 사이에는 상기 금속 급수관들의 양측 끝단의 둘레에 끼워지는 복수 개의 O-링들을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 14 항에 있어서,
상기 냉수통 및 상기 온수통은 동일한 형상으로 각각 동일 평면상에 내, 외측 플랜지를 갖고,
상기 내, 외측 플랜지와 상기 누수 방지 판 사이에는 직경이 서로 다른 수밀성 링 판이 더 체결된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 15 항에 있어서,
상기 좌, 우측 지지 몸체는 각각 상기 회전자들을 향한 면에는 베어링 삽입 홈이 반대편에는 상기 O-링들을 끼울 복수 개의 O-링 삽입 홈들이 더 형성된 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 14 항에 있어서,
상기 회전자들과 상기 금속 급수관들은 각각 상기 반경 방향으로 3~7mm 이격되고, 상기 영구자석은 사마륨 코발트(SmCo) 자석인 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.
제 12 항에 있어서,
상기 좌측 지지패널과 상기 분리 지지패널 사이에는 복수 개의 제 1 간격 유지 봉이 체결되고,
상기 분리 지지패널과 상기 우측 지지패널 사이에는 복수 개의 제 2 간격 유지 봉이 체결되되,
상기 좌, 우측 회전축에 체결되는 상기 회전자들의 개수 차이로 상기 제 1 간격 유지 봉과 상기 제 2 간격 유지 봉의 길이는 서로 다른 것을 특징으로 하는 와전류 보일러.