KR920004106Y1 - 유도가열을 이용한 전기 보일러 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유도가열을 이용한 전기 보일러

제1도는 본 고안의 보일러 가열 탱크 단면도.

제2도는 본 고안의 제어회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 탱크 2 : 고주파 유도 가열코일

3 : 내통 11 : 절연재

12 : 유출공 13 : 예열관

본 고안은 유도가열을 이용한 전기 보일러에 관한 것이다.

종래의 보일러는 연탄이나 기름 또는 가스의 연소에 의한 연소열을 이용하여 가열탱크 내의 물을 가열하도록 된 연소가열 방식이 주종을 이루고 있으며, 이와 같은 연소가열 방식의 보일러는 일정시간 마다 연료를 교체 또는 주입시켜야 할 뿐만 아니라, 연소에 따른 대기오염 및 연료 페기물의 처리등에 어려움이 있다.

한편, 가열관이나 가열탱크에 애나멜코일을 냉장시키고 이 코일에 상용 교류전압을 인가하여 코일자체를 발열시킴으로서 가열탱크 내의 물을 가열시키도록 된 전기보일러도 나와 있으나, 이와 같은 직열방식의 전기 보일러는 가열시간이 오래 걸리고 전력이 많이 소요됨은 물론 코일에서 발생된 열이 외부로 방열되는 것을 방지하기 위한 단열처리가 필요하게 되므로 그 구조가 매우 복잡해지는 등의 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보일러의 탱크 외부에 감겨진 고주파 유도가 열 코일에 고압의 고주파 전류를 인가하여 탱크와 탱크내의 난방용물에 교번자계가 발생되도록 하고, 이에 따라 탱크와 난방용물에 와전류가 흐르게 됨으로서 이 와전류에 의해 탱크와 난방용물을 가열시키도록 된 유도가열을 이용한 전기보일러를 제공하기 위한 것이다.

이하, 본고안의 구성 및 작용효과를 첨부도면에 의해 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 구성을 나타낸 단면도로서, 하부에 냉수유입관(4)이 연결되고 철판등의 금속재로 된 보일러탱크(1) 외부에 동선을 여러 가닥 꼬아서 만든 고주파 유도가열 코일(2)을 나선상으로 감은 내통(3)을 결합시킨 다음 외면과 상하면을 세라믹등과 같은 절연재(11)로 밀폐되게 결합시키고, 상기 냉수유입관(4)에서 내단 부측에 다수의 유출공(13)을 뚫은 예열관(13)을 연결시켜 이 예열관(13)이 보일러탱크(1) 내부에 설치되게 하며 상부에는 온수유출관(5)을 연결시켜서 된 것이다.

또한, 제3도에서 보는 바와 같이 본 고안의 제어회로는 휴즈(F1) 및 전원스위치(SW1)를 통한 교류전원(AC)이 입력되어 방열용 팬모우터(M)에 인가됨과 동시에 과열방지용 서머스태트(TH2)를 통해 정류기(REC) 및 제어전원부(6)에 각각 인가되고, 정류기(REC)에서 출력되는 맥류신호가 평활용 쵸크코일(CL1) 및 콘덴서(C1)를 통해 가열코일(CL2), 공진콘덴서(C2), 매칭트랜스(MT1) 및 출력 트랜지스터(Q1)로된 출력부(9)의 일측에 인가되며, 상기 제어전원부(6)의 출력전압이 가열 탱크 온도 감지용 서어미스터(TH1) 및 단수감지용 감지코일(CL2)등의 감지신호에 의해 출력을 제어하는 제어부(7)에 인가되고. 상기 제어부(7)의 출력신호가 상기의 출력부(9)에 제어신호로 인가되게 구성한다.

미설명 부호중 VR은 바리스터, C3는 노이즈방지용 콘덴서이다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 있어서, 전원스위치(SW1)를 "온"시키면 퓨즈(F1)를 통해 입력된 교류전원(AC)이 제어전원부(6) 및 펜모우터(M)에 인가되어 출력부(9) 내의 출력트랜지스터(Q1) 방열용 팬모우터(M)를 동작시킴과 동시에 출력트랜지스터(Q1)의 과열 방지용 서머스태트(TH2)를 통해 정류기(REC)에 인가된다. 이에 따라 정류기(REC)에서는 교류를 정류한 맥류신호가 출력되고, 이 맥류신호가 평활용 쵸크코일(CL1) 및 콘텐서(C1)에 의해 평활된 후 출력부(9) 내의 가열코일(2) 및 매칭트랜스(MT1)를 통해 출력트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 인가되는 한편, 제어전원부(6)에서 출력되는 전원전압이 제어부(7)에 인가되는데, 이 제어부(7)는 보일러탱크(1)의 온도를 감지하는 서어미스터(TH1) 및 전류양에 의한 단수 감지용 감지코일(CL2)등의 감지 신호에 의해 출력을 제어하게 된다.

보일러탱크(1)에 물이 채워지고, 출력트랜지스터(Q1)가 과열되지 않은 상태에서는 상기 제어부(7)에서 발진부(8)를 구동시키는 제어신호가 출력되며, 이에 따라 발진부(8)에서는 일정주파수(40㎑)를 갖는 고주파 신호가 발생되어 출력부(9) 내의 출력트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가된다.

따라서, 상기의 출력트랜지스터(Q1)는 베이스에 인가되는 고주파 신호에 따라 "온/오프"를 반복하게 됨에 따라 매칭 트랜스(MT1) 및 공진콘덴서(C2)에 의해 발생된 고주파 성분의 고압전류가 가열코일(2)을 통해 흐르게 된다.

이와 같이 고주파 유도 가열코일(2)에 고주파 고압전류가 흐르게 되면 이 가열코일(2)에서 자계가 발생하게 되는데, 이 코일(2)이 환상으로 감겨져 있기 때문에 발생된 자계는 코일(2)의 내부에만 존재하게 된다. 따라서, 내통(3)으로 측면이 둘러싸인 보일러탱크(1)와 내부 가열물인 난방용 물에 교번 자계가 통하게 되고, 이에 의해 탱크(1) 및 난방용물에 와전류가 흐르게 됨으로 I·R(I : 와전류, R : 탱크와 물의 합성저항)의 열효과에 의해 탱크(I)에서 발생된 열과 자계에 따른 물의 직접가열이 복합되어 가열물인 난방용물이 직열방식의 전기 보일러에서와는 달리 빠른 속도로 가열될 수 있으며, 이렇게 가열된 물은 온수 유출관(5)을 통해 난방용으로 공급된다.

여기에서, 내통(3)은 가열코일(2)과 탱크(1)를 전기적으로 차단시켜 주지만 자계의 흐름에는 영향을 주지 않아야 하며, 또한 내충격성, 내열성 및 내수성등을 갖도록 하기 위해 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 세멘트를 조합하여 만들어진다.

또한, 대용량의 보일러에는 동선을 여러가닥 꼬아서 만든 가열코일(2)대신에 동관을 가열코일로 사용할 수도 있다.

한편, 본 고안의 보일러탱크(1)에 연결된 냉수유입관(4)에는 다수의 유출공(12)이 뚫어져 있는 예열관(13)이 연결되는데, 상기 냉수유입관(4)으로 유입된 냉수는 예열관(13)외부의 가열된 온수에 의해 예열된 후 다수의 유출공(12)을 통해 탱크(1) 내로 유출된다. 즉, 냉수유입관(4)으로 유입된 냉수는 유출공(12)을 통해 탱크(1) 내로 분사되는 상태로 서서히 유출됨으로서 예열관(13) 내의 냉수는 충분한 예열이 이루어지게 되며, 이에 따라 본 고안의 보일러탱크(1)에서는 냉수가열 기능과 온수저장 기능이 함께 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안은 가열코일의 직열방식이 아닌 유도가열 방식에 의해 탱크와 탱크 내의 물을 신속하게 가열시켜 줄 수 있음은 물론 탱크가 냉수가열과 가열된 물의 저장기능을 겸하게 됨으로서 연료사용에 따른 공해 및 연료페기물이 전혀 없고, 가열시간과 소비전력이 대폭 감축되며, 보일러의 구조를 단순화 시킬 수 있는 경제적인 잇점등이 있다.

Claims (4)

1. 하부에 냉수 유입관과 상부에 온수 유출관을 구비한 보일러 탱크(1)의 외부에 고주파 유도 가열코일(2)을 나선상으로 감은 내통(3)을 결합시킨 다음, 외면과 상하면을 세라믹등과 같은 절연재(11)로 밀폐되게 도포하고, 상기 냉수유입관에는 "" 형태로 굴곡헝성되고 내단부측에는 다수의 유출공(12)을 뚫은 예열관(13)을 연결시켜 이 예열관(13)이 상기 보일러탱크(1)의 내부에 설치되게 구성한 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 전기보일러.
2. 제1항에 있어서, 상기 내통(3)이 산화마그네슘, 산화알류미늄 및 세멘트의 조합물로 만들어진 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 전기보일러.
3. 제1항에 있어서. 상기 고주파 유도가열코일(2)이 동관으로 된 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 전기 보일러.
4. 제1항에 있어서, 상기 고주파 유도 가열코일(12)이 동선을 여러가닥 꼬아서 만들어진 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 전기 보일러.