WO2011031007A2 - 회전력을 이용한 보일러 - Google Patents

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WO2011031007A2
WO2011031007A2 PCT/KR2010/004974 KR2010004974W WO2011031007A2 WO 2011031007 A2 WO2011031007 A2 WO 2011031007A2 KR 2010004974 W KR2010004974 W KR 2010004974W WO 2011031007 A2 WO2011031007 A2 WO 2011031007A2
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rotating body
water
circumferential surface
housing
boiler
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천용기
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(유)에스엔디글로벌
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/06—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by transformation of mechanical, e.g. kinetic, energy into heat energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00—Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/30—Friction

Definitions

  • the present invention relates to a boiler using a rotational force that promotes a water molecule movement (friction) by using a rotational force of a rotating body using a mechanical rotational power as a driving source and causes water to self-heat due to frictional heat caused by the water molecule movement. It is about a structure that can maximize the amount of work that the kinetic energy of the rotor to rub the water to increase the thermal efficiency.
  • Typical types of boilers suitable for heating and hot water supply are heating the water directly or indirectly with the combustion heat generated by burning fuels such as wood, coal, oil and gas as heat sources.
  • fuels such as wood, coal, oil and gas as heat sources.
  • These boilers are not only economical because the combustion efficiency of the fuel is very low, but also pollute the atmosphere with the dust and exhaust gases that come with burning the fuel.
  • underground resources such as coal, oil, and gas, which are the main fuels, are gradually exhausted, and there is an urgent need for alternative energy.
  • electric energy without dust or exhaust gas such as electric resistance heating elements, induction heating elements, microwave oscillators, etc.
  • electric resistance heating elements such as electric resistance heating elements, induction heating elements, microwave oscillators, etc.
  • boiler technology using the rotational force of the rotating body as the subject of the present invention is well known. This causes the rotating body to rotate at high speed by using the electric motor as a driving source, and the water molecule motion is promoted by the rotating body so that the water generates heat by frictional heat caused by the water molecule motion. Looking at the prior art of the boiler using the rotational force of such a rotating body as follows.
  • 10-0489760 is provided with a cylinder through which a fluid can circulate in a body capable of confining a fluid such as water, and in the cylinder, a fixed plate and a rotating plate, which are disc-shaped, are disposed to face each other, and the rotating plate is an external electric motor.
  • a structure that is operative to rotate in connection with is proposed. When the rotating plate rotates, fluid such as water flowing from inside the main body generates friction by friction between the rotating plate and the fixed plate.
  • Patent Publication No. 10-2006-0115302 instead of the disk-shaped fixing plate and the rotating plate proposed in the above-mentioned Patent Publication No. 10-0489760, cylindrical stators and rotors are installed alternately coaxially, and each stator and rotor A number of small holes through which water enters and exits the wall is formed, and the innermost rotor is proposed to have a Kalman Vortex's chamber for vortexing incoming water.
  • the water causing the vortex in the Kalman vortex chamber spreads in all directions by the centrifugal force, and friction and heat generation while passing through the small holes of the rotor and the stator in each direction.
  • Patent Publication No. 10-0780822 proposes a structure in which triangular irregularities are continuously formed on each surface of a type such as a stator and a rotor having a cylindrical shape according to the above-mentioned Patent Publication No. 10-2006-0115302.
  • the uneven portion is for enhancing the friction effect of water.
  • Thermal efficiency in a boiler using mechanical kinetic energy depends on the amount of work that the kinetic energy causes to rub water, that is, the friction distance.
  • the friction distance is relatively short. That is, the amount of work by which the kinetic energy of the rotating body by the electric motor mentioned above causes friction is small, and as a result, thermal efficiency was low.
  • an object of the present invention is to provide a boiler using a rotational force having an improved friction structure that can maximize the frictional distance of the water to the rotating body in consideration of the problems in the prior art as described above to increase the thermal efficiency.
  • Boiler using the rotational force according to the present invention to achieve the above object is a rotating body that can be rotated in connection with a drive source for generating a rotational power, the rotating body accommodates and supports the rotating body rotatably and has an inlet and an outlet of water from the inlet It characterized in that the housing is provided with a flow in which the introduced water is moved in the axial direction and in contact with the peripheral surface of the rotating body toward the outlet.
  • a plurality of concave grooves and / or a plurality of projections are formed on the circumferential surface of the rotating body so that the pressure of the flow path is changed by each groove and / or projection.
  • the inner circumferential surface of the housing is formed to maintain a constant distance from the circumferential surface of the rotating body, and the inner circumferential surface has a predetermined interval in the circumferential direction and a plurality of concave grooves having a continuous shape in the axial direction. By forming, the water flow is configured to be guided smoothly.
  • a plurality of concave grooves formed on the circumferential surface of the rotating body as a circular groove formed by drilling at an oblique angle to the normal or tangential direction on the circumferential surface.
  • a plurality of concave grooves formed on the inner circumferential surface of the housing are formed to be inclined or helically at an angle with respect to the center of rotation so as to generate a self-suction force when the rotor is rotated.
  • the rotary boiler according to the present invention to achieve the above object, unlike the prior art described above, by moving the columnar rotating body to make contact with the water in the axial direction on the circumferential surface of the contact movement in the above-mentioned radial direction Compared with the prior art, the friction distance per unit volume of water is greatly increased. Therefore, the amount of work that the kinetic energy of the rotating body rubs the water is greatly increased, and the thermal efficiency is increased accordingly.
  • the operation time can be reduced, while reducing the power consumption
  • the operating time can heat water for higher capacity heating and / or hot water supply, providing a much more economical effect.
  • the plurality of concave grooves and / or protrusions formed on the circumferential surface of the rotating body change the internal pressure of the flow path between the circumferential surface of the rotating body and the inner surface of the housing, disturb the water flow, disperse it into a fine water droplet, and the friction thereof. Increase the efficiency Therefore, it is possible to maximize the thermal efficiency with further improved friction performance.
  • the plurality of grooves formed on the inner circumferential surface of the housing smoothly flows the water, and in particular, is formed in an inclined or helical shape at a predetermined angle to generate a self-suction force when the rotating body is rotated. Therefore, circulation of the external heating or hot water circulation system can be facilitated.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a boiler using a rotating force and an installation state thereof according to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the rotating body constituting the boiler using a rotational force according to the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the boiler using a rotational force according to the present invention in an axial direction.
  • Figure 4 is a development plan view of a portion of the inner peripheral surface of the housing of the boiler using the rotational force according to the present invention.
  • FIG. 5 is a partially enlarged sectional view seen from the axial direction for explaining the main operation of the boiler using the rotational force according to the present invention.
  • Boiler using a rotational force according to the present invention as shown is made of a rotating body 10 and the housing 20, the rotating shaft 11, the rotary body 10 is fitted is connected to the electric motor 30 as an external drive source drive It may be provided in the form.
  • the rotating shaft 11 of the rotating body 10 and the driving shaft 31 of the electric motor 30 may be connected and driven in a direct connection by the coupling 32, and may be driven by a separate belt element or gear elements (not shown). It is also possible to drive in a connected manner. Where there is no electric equipment, a gasoline engine or a diesel engine (not shown) may be used instead of the electric motor 30 as a driving source.
  • Reference numeral 40 which is not described in FIG. 1, is a support plate, which may be made of wood or iron plate, or may be a concrete structure placed on the ground.
  • the rotor 10 is a cylindrical shape as a preferred form, the material is made of aluminum or alloys thereof.
  • a hole 12 for fixing the above-described rotary shaft 11 a plurality of concave grooves 13 are formed in the peripheral surface of the rotating body 10 at regular intervals have.
  • the plurality of concave grooves 13 are drilled at an oblique angle with respect to each normal or tangential direction and are circular when viewed from the center of the drilling, all formed to the same diameter and the same depth, and also axially so as to be as dense as possible. They are arranged side by side and axially stacked in a circumferential direction.
  • the rotor 10 may have any shape as long as the cross section perpendicular to any one point on the centerline is circular, such as a cone, a sphere, or a multistage shape of which diameter is changed, in addition to a cylinder. will be.
  • the shape, size, and arrangement of the plurality of concave grooves 13 formed on the circumferential surface of the rotating body 10 may be appropriately changed, and the shape, size, and arrangement of the grooves may be different.
  • a convex protrusion may be formed, and the groove and the protrusion may be formed together.
  • the housing 20 includes a cylindrical portion 21 corresponding to the rotating body 10, and cover portions 22 and 23 flanged to both left and right sides of the cylindrical portion 21.
  • Both cover parts 22 and 23 are formed with an inlet port 24 through which water flows in and an outlet port 25 through which the inflowed water flows out, and also supports both ends of the rotating shaft 11 of the rotor 10 in a rotatable manner.
  • Bearing supports 26 and 27 are provided respectively.
  • the flange joint and bearing supports 25, 26 comprise conventional leak-proof means.
  • the inner circumferential surface of the cylindrical portion 21 is spaced apart from the circumferential surface of the rotating body 10, and the flow path 28 that moves from the inlet port 24 to the outlet port 25 moves axially therebetween. Is formed.
  • a plurality of concave grooves 29 are formed on the inner circumferential surface of the cylindrical portion 21 as shown in FIG. 3.
  • the plurality of concave grooves 29 are spaced in the circumferential direction, and in a continuous shape in the axial direction, for the function of smoothly guiding the flow of water.
  • the plurality of concave grooves 29 are formed in an inclined or gentle spiral at an angle with respect to the rotation center line as shown in FIG. As such, the plurality of concave grooves 29 inclined or helical at an angle generate a magnetic attraction force that sucks, moves, and discharges water when the rotating body 10 is rotated.
  • the water rotates from the inlet 24 to the housing 20 by the magnetic force while the rotor 10 rotates.
  • the introduced water flows in the axial direction along the flow path 28 between the inner circumferential surface of the cylindrical portion 21 of the housing 20 and the circumferential surface of the rotating body 10, and then is discharged through the outlet 25.
  • the water comes into contact friction with the circumferential surface of the rotating body 10 that rotates while moving axially along the flow path 28 in the housing 20.
  • the water introduced from the inlet 25 is rubbed with the entire peripheral surface of the rotating body 10, the friction distance is maximized. Therefore, the amount of work that the kinetic energy caused by the rotating body 10 to rub the water is maximized, and the thermal efficiency according to the friction is also greatly improved.
  • the shape of the plurality of concave grooves 13 formed on the circumferential surface of the rotor 10 repeatedly increases or decreases the pressure in the flow path 28, as indicated by the thick arrows in FIG. hardly disturbs. Therefore, the water is dispersed in a fine water droplets and then recombined to maximize the friction efficiency.
  • the shape of the plurality of concave grooves 29 on the inner circumferential surface of the housing 20 generates a self-suction force of the water when the rotor 10 rotates, inflows water without using a separate pump, and discharges it over a predetermined pressure after heating.
  • the discharge pressure facilitates circulation of the external heating or hot water circulation system. Therefore, it is possible to miniaturize or remove the circulation pump for the external hot water or hot water circulation system connected between the inlet 24 and the outlet 25.
  • Boiler using the rotational force according to the present invention is capable of continuous operation is suitable for large quantities, and can be used as a more economical heating and / or hot water supply equipment with high thermal efficiency.

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Abstract

회전력을 이용하는 보일러는 회전동력을 발생하는 구동원과 연결되어 회전될 수 있는 회전체(10), 이 회전체를 회전가능하게 수용 및 지지하고 물의 유입구(24)와 유출구(25)를 가지며 그 유입구로부터 유입된 물이 상기 회전체의 주위면과 접촉하면서 축방향으로 이동하여 유출구로 향하는 유로(28)를 형성하는 하우징(20)을 구비한다. 회전체의 주위면에는 법선 또는 접선 방향에 대해 비스듬한 각도에서 드리링한 다수의 오목한 홈(13)이 형성된다. 하우징의 내주면에는 원주방향으로 일정 간격을 두며 축방향으로는 연속한, 경사 또는 나선형의 다수의 오목한 그루우브(29)가 형성된다. 이 보일러에 있어서는 물이 유로를 따라 축방향으로 이동하면서 회전체의 주위면과 접촉하므로 그 마찰거리가 크게 증가하며, 다수의 오목한 홈에 의해 마찰효율을 극대화한다. 또한 다수의 오목한 그루우브는 하우징 내의 물 흐름을 원활하게 할 뿐만 아니라 자흡력으로 물의 흡입과 토출 그리고 외부 순환계에 까지 그 순환을 용이하게 한다.

Description

회전력을 이용한 보일러
본 발명은 기계적인 회전동력을 구동원으로 하는 회전체의 회전력을 이용하여 물분자운동(마찰)을 촉진시키고 그 물분자운동에 의한 마찰열로 물이 자체 발열토록 하는 회전력을 이용하는 보일러에 관한 것으로서, 특히 그 회전체의 운동에너지가 물을 마찰시키는데 하는 일의 양을 최대화하여 열효율을 높일 수 있는 구조에 대한 것이다.
난방과 급탕에 적합한 보일러의 전형적인 형태는 열원으로서 나무, 석탄, 석유, 가스 등의 연료를 태워 발생되는 연소열로 물을 직접 또는 간접적으로 가열하는 것이다. 이러한 보일러는 연료의 연소효율이 매우 낮으므로 비경제적일 뿐만 아니라 연료를 태울 때 수반되는 분진과 배기가스로 대기를 오염시킨다. 게다가 주연료인 석탄, 석유, 가스 등의 지하자원은 점차 고갈되어 대체에너지가 시급한 실정이다.
연료의 연소열 대신, 분진이나 배기가스가 없는 전기에너지, 예컨대 전기저항발열체, 유도가열소자, 마이크로웨이브 발진기 등을 열원으로 이용할 수 있는데, 이들은 순간 전력소모가 크기 때문에 지속적인 운전 및 대수량에 필요한 난방 및/또는 급탕용으로는 적합하지 않다.
한편, 본 발명의 주제와 같은 회전체의 회전력을 이용하는 보일러 기술이 잘 알려져 있다. 이것은 전동기를 구동원으로 하여 회전체를 고속으로 회전시키고, 그 회전체에 의해 물분자운동이 촉진되고, 그리하여 물분자운동에 의한 마찰열로써 물이 자체 발열토록 하는 것이다. 이와 같은 회전체의 회전력을 이용한 보일러에 관한 종래기술을 살펴보면 다음과 같다.
등록특허공보 10-0489760에는 물 등의 유체를 가둘 수 있는 본체 내에 유체가 순환할 수 있는 실린더가 구비되고, 실린더 내에는 원판 모양인 고정판과 회전판이 근접하여 대향 설치되고, 그중 회전판이 외부의 전동기와 연결 회전하도록 작동되는 구조가 제안되어 있다. 회전판이 회전하면 본체 내로부터 유입되는 물 등의 유체가 회전판과 고정판 사이에서 마찰하여 발열한다.
공개특허공보 10-2006-0115302에는 전술한 등록특허공보 10-0489760에 제안된 원판 모양인 고정판과 회전판 대신, 원통 모양인 고정자와 회전자가 동축상에 교호로 중첩하게 설치되고, 각 고정자와 회전자의 벽부에 물이 출입하는 작은 구멍들이 다수 형성되고, 가장 안쪽에 있는 회전자에는 유입되는 물을 와류시키기 위한 칼만 보텍스 챔버(Kalman Vortex's chamber)가 형성된 구조가 제안되어 있다. 즉, 회전자가 회전하면, 칼만 보텍스 챔버에서 와류를 일으키는 물이 원심력에 의해 사방으로 퍼지게 되고, 각 방향에서 회전자와 고정자들의 작은 구멍을 통과하면서 마찰, 발열토록 한 것이다.
등록특허공보 10-0780822에는 전술한 공개특허공보 10-2006-0115302에 의한 원통 모양인 고정자와 회전자와 같은 유형의 각 표면에 삼각 형태의 요철부를 연속 형성한 구조가 제안되어 있다. 그 요철부는 물의 마찰 효과를 높이기 위한 것이다.
일반적으로 액체 상태인 물에 기계적인 충격(마찰)이 가해지면, 내부 물분자운동이 활발해지며, 활발해진 물분자간의 진동, 회전, 병진운동에 의한 분자간 마찰에 기인하는 마찰열로써 자체 발열하여 온도가 상승된다. 따라서 기존 연소 방식에 비해 열교환 과정이 필요없고, 그 과정에서 손실되는 열도 없으므로 그만큼 높은 열효율을 꾀할 수 있는 것이다.
회전체의 회전력 등 기계적인 운동에너지를 이용한 보일러에 있어서의 열효율은 그 운동에너지가 물을 마찰시키는데 하는 일의 양, 즉 마찰거리에 따라 의존된다. 그러나 전술한 종래기술에 의하면, 물이 가장 안쪽의 회전체 내부로부터 방사 방향인 외측 방향으로 이동하면서 마찰하는 구조이므로, 비교적 그 마찰거리가 짧다. 즉, 전술한 전동기에 의한 회전체의 운동에너지가 마찰을 일으키는데 하는 일의 양이 작아, 결과적으로 열효율이 저조하였던 것이다. 한편, 전동기의 회전속도를 증가시키거나 회전체 직경을 크게 설계하여 그 열효율을 높일 수는 있겠으나, 여기에는 한계가 있으며, 또 그렇게 하기 위해서는 보일러 부피가 커지고 전동기의 출력을 충분히 높여야 하므로 전력소모 또한 증가하는 등 경제성이 없다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술에 있어서의 문제점을 감안하여, 회전체에 대한 물의 마찰거리를 극대화하여 열효율을 높일 수 있는 개선된 마찰 구조를 가지는 회전력을 이용한 보일러를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러는 회전동력을 발생하는 구동원과 연결되어 회전될 수 있는 회전체, 이 회전체를 회전가능하게 수용 및 지지하고 물의 유입구와 유출구를 가지며 그 유입구로부터 유입된 물이 상기 회전체의 주위면과 접촉하면서 축방향으로 이동하여 유출구로 향하는 유로를 형성하는 하우징이 구비된 것을 그 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 회전체의 주위면에 다수의 오목한 홈 및/또는 다수의 돌기를 형성하여 각 홈 및/또는 돌기에 의해 상기 유로의 압력이 변화하도록 구성하는 것이다.
또한 바람직하게는, 상기 하우징의 내주면을 상기 회전체의 주위면과 일정한 간격을 유지하는 형태로 하고, 그 내주면에 원주방향으로 일정 간격을 두며 축방향으로는 연속한 모양의 다수의 오목한 그루우브를 형성하여, 물 흐름이 원활하게 안내될 수 있게 구성하는 것이다.
더욱 바람직하게는, 상기 회전체의 주위면에 형성되는 다수의 오목한 홈의 바람직한 형태로서 그 원주면상의 법선 또는 접선 방향에 대해 비스듬한 각도록 드릴링하여 형성되는 원형홈으로 형성하는 것이다.
또한 더욱 바람직하게는, 상기 하우징의 내주면에 형성되는 다수의 오목한 그루우브를 회전중심에 대해 일정각도 경사지게 또는 나선형으로 형성하여 회전체의 회전시 자흡력이 생성되도록 구성하는 것이다.
상기 목적을 달성하는 본 발명에 따른 회전식 보일러에 있어서는, 전술한 종래기술과 달리, 기둥 모양의 회전체를 구동하여 그 주위면상에서 물을 축방향으로 이동 접촉하게 함으로써 전술한 반경방향으로 접촉이동하는 종래기술에 비하여 물의 단위체적당 마찰거리가 크게 증가한다. 따라서 회전체의 운동에너지가 물을 마찰시키는데 하는 일의 양이 크게 증가하여 그만큼 열효율이 높아지는 것이다.
따라서 본 발명에 의하면, 열효율이 높아진 만큼의 이와 같이 열효율이 높아지는 구조에 의하여 전동기의 출력대비 같은 양의 물로 난방 및/또는 급탕하는 경우 그 운전시간을 줄일 수 있어 전력소비를 줄일 수 있는 반면, 같은 운전시간에서는 더 많은 용량의 난방 및/또는 급탕을 위한 물을 가열할 수 있어 훨씬 경제적인 효과를 제공한다.
상기한 회전체 주위면에 형성되는 다수의 오목한 홈 및/또는 돌기는 회전체의 주위면과 하우징의 내부면 사이의 유로의 내부 압력을 변화시키고, 물 흐름을 교란시켜서 미세한 물방으로 분산시켜 그 마찰효율을 높인다. 따라서 더욱 향상된 마찰성능으로 그 열효율을 극대화할 수 있다.
상기한 하우징 내주면에 형성되는 다수의 그루우브는 물 흐름을 원활하게 하며, 특히 일정각도로 경사 또는 나선형으로 형성됨으로써 회전체의 회전시 자흡력을 생성한다. 따라서 외부의 난방 또는 급탕 순환계의 순환을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러의 구조 및 그 설치 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러를 구성하는 회전체의 외관을 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러를 축방향에서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러의 하우징 내주면 일부분에 대한 전개 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러의 주요 작용 설명을 위한 축방향에서 본 부분 확대 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면과 같다. 도면의 실시예는 어디까지나 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 형태를 예시한 것일 뿐, 각 구성요부가 과장되거나 생략되는 등 실제와 다를 수 있으며, 또한 예시된 것과는 다른 여러 가지 형태로도 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러의 설치상태 단면도이다. 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러는 회전체(10)와 하우징(20)으로 이루어지며, 회전체(10)이 끼워진 회전축(11)이 외부의 구동원인 전동기(30)와 연결 구동되는 형태로 제공될 수 있다.
회전체(10)의 회전축(11)과 전동기(30)의 구동축(31)은 커플링(32)에 의해 직결방식으로 연결 구동될 수 있으며, 도시하지 않은 별도의 벨트요소나 기어요소들로 전동방식으로도 연결 구동하는 것도 가능하다. 전기설비가 없는 곳에서는 구동원으로서 전동기(30) 대신 도시하지 않은 가솔린엔진이나 디젤엔진 등을 사용할 수 있다.
도 1에서 미설명된 부호 40은 지지판으로, 목재나 철판으로 제작될 수 있으며, 또는 땅에 타설된 콘크리트 구조물일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 회전체(10)는 바람직한 형태로서 원기둥 모양이며, 재질은 알루미늄 또는 그 합금으로 제작된다. 회전체(10)의 중심에는 전술한 회전축(11)을 끼워 고정하기 위한 구멍(12)이 형성되고, 회전체(10)의 주위면에는 다수의 오목한 홈(13)이 일정 간격을 두고 형성되어 있다. 바람직한 형태로서 다수의 오목한 홈(13)은 각각의 법선 또는 접선 방향에 대하여 비스듬한 각도에서 드릴링한 것으로 그 드릴링 중심에서 볼 때 원형이며, 모두 같은 직경과 같은 깊이로 형성되었으며, 또한 최대한 밀집하도록 축방향으로는 나란하고 원주방향으로는 축쌓기 모양으로 어긋나게 배열된 것이다.
도면으로 예시하지는 않았으나, 회전체(10)는 원기둥 이외에도 원뿔이나 구(球), 또는 직경이 변화하는 다단 형상 등, 그 중심선상의 임의의 한 점에 수직한 단면이 원형이면 어떤 모양으로도 가능할 것이다.
또한, 상기한 회전체(10)의 주위면에 형성된 다수의 오목한 홈(13)의 모양과 크기 및 배열은 적절히 변화될 수 있으며, 각 홈마다 그 모양이나 크기 및 배열을 달리하여도 무방하다. 또한 도면에 예시된 바와 같은 다수의 오목한 홈(13) 대신 볼록한 돌기 모양도 가능하며 그 홈과 돌기가 함께 형성될 수도 있다.
하우징(20)은 도 1에 나타난 바와 같이 회전체(10)에 대응한 원통모양인 원통부(21)와 이 원통부(21)의 좌우 양측에 플랜지이음되는 덮개부(22,23)로 이루어진다. 양측 덮개부(22,23)에는 물이 유입되는 유입구(24)와 유입된 물이 유출되는 유출구(25)가 각각 형성되며, 또한 회전체(10)의 회전축(11) 양단을 회전가능하게 지지하는 베어링지지부(26,27)가 각각 설치된다. 상기 플랜지 이음부위와 베어링지지부(25,26)는 통상의 누수 방지 수단을 포함한다.
원통부(21)의 내주면은 회전체(10)의 주위면과 일정 간격을 두며, 그 사이에 유입구(24)로부터 유입된 물이 축방향으로 이동하여 유출구(25)로 향하는 유로(28)가 형성된다.
바람직한 형태로서, 상기 원통부(21)의 내주면에는 도 3과 같이 다수의 오목한 그루우브(groove; 29)가 형성된다. 다수의 오목한 그루우브(29)는 원주방향으로는 일정 간격을 두며, 축방향으로 연속한 모양으로, 물의 흐름을 원활하게 안내하는 기능을 위한 것이다.
또한 더욱 바람직한 형태로서, 상기 다수의 오목한 그루우브(29)는 도 4와 같이 회전 중심선에 대해 일정각도로 경사지게 또는 완만한 나선형으로 형성한다. 이와 같이 일정각도로 경사진 또는 나선형인 다수의 오목한 그루우브(29)는 회전체(10)가 회전될 때 물을 흡입, 이동 및 토출하는 자흡력을 생성한다.
이상에 설명된 바와 같은 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러에 있어서, 전동기(30)가 구동되면, 회전체(10)가 회전하면서 상기 자흡력에 의해 유입구(24)로부터 하우징(20) 내부로 물이 유입되고, 유입된 물은 하우징(20)의 원통부(21) 내주면과 회전체(10) 주위면 사이의 유로(28)를 따라 축방향으로 이동한 후 유출구(25)를 통해 토출된다. 여기서, 물은 상기한 하우징(20) 내의 유로(28)를 따라 축방향으로 이동하는 동안 회전하는 회전체(10)의 주위면과 접촉 마찰하게 된다. 즉, 유입구(25)로부터 유입된 물이 회전체(10)의 주위면 전체와 마찰하게 되어 그 마찰거리가 극대화된 것이다. 따라서 회전체(10)에 의한 운동에너지가 물을 마찰시키는데 하는 일의 양이 극대화되어 그 마찰에 따른 열효율도 크게 향상된다.
회전체(10)의 주위면에 형성된 다수의 오목한 홈(13) 형상은, 도 5에 굵은 화살표로 나타낸 바와 같이, 유로(28) 내의 압력을 반복적으로 증감시키고, 이 압력의 변화와 함께 물 흐름을 쉽게 교란시킨다. 따라서 물이 미세한 물방으로 분산후 재결합하게 되어 그 마찰효율이 극대화되는 것이다.
또한 하우징(20) 내주면의 다수의 오목한 그루우브(29) 형상은 회전체(10)의 회전시 물의 자흡력을 생성하여, 별도의 펌프를 사용하지 않고도 물을 유입하여 가열 후 일정압력 이상으로 토출시킬 수 있게 해주는 것은 물론, 이 토출 압력에 의해 외부의 난방 또는 급탕 순환계의 순환도 원활하게 한다. 따라서 상기 유입구(24)와 유출구(25) 사이에 연결되는 외부의 온수 또는 급탕 순환계를 위한 순환펌프를 소형화하거나 제거할 수 있는 것이다.
이상의 본 발명에 따른 회전력을 이용한 보일러는 연속 운전이 가능하여 대수량에 적합하며, 높은 열효율로 보다 경제적인 난방 및/또는 급탕 설비로서 이용가능한 것이다.

Claims (6)

  1. 회전동력을 발생하는 구동원과 연결되어 회전될 수 있는 회전체, 이 회전체를 회전가능하게 수용 및 지지하고 물의 유입구와 유출구를 가지며 그 유입구로부터 유입된 물이 상기 회전체의 주위면과 접촉하면서 축방향으로 이동하여 유출구로 향하는 유로를 형성하는 하우징을 구비한 것을 그 특징으로 하는 회전력을 이용한 보일러.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 회전체의 주위면에 다수의 오목한 홈 및/또는 다수의 돌기를 형성하여 각 홈 및/또는 돌기에 의해 상기 유로 내의 압력이 변화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 회전력을 이용한 보일러.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 하우징의 내주면이 상기 회전체의 주위면과 일정한 간격을 유지하고, 그 내주면에 원주방향으로 일정 간격을 두며 축방향으로는 연속한 모양의 다수의 오목한 그루우브가 형성되어 물의 흐름을 안내하도록 구성된 것을 특징으로 하는 회전력을 이용한 보일러.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 회전체의 주위면에 다수의 오목한 홈 및/또는 다수의 돌기를 형성하여 각 홈 및/또는 돌기에 의해 상기 유로 내의 압력이 변화하도록 구성되고, 또한 상기 하우징의 내주면이 상기 회전체의 주위면과 일정한 간격을 유지하고, 그 내주면에 원주방향으로 일정 간격을 두며 축방향으로는 연속한 모양의 다수의 오목한 그루우브가 형성되어 물의 흐름을 안내하도록 구성된 것을 특징으로 하는 회전력을 이용한 보일러.
  5. 청구항 2 또는 4에 있어서, 상기 회전체 주위면에 형성되는 다수의 오목한 홈이 각각 그 주위면상의 법선 또는 접선방향에 대해 비스듬한 각도록 드릴링하여 형성되는 원형홈인 것을 특징으로 하는 회전력을 이용한 보일러.
  6. 청구항 3 또는 4에 있어서, 상기 하우징 내주면에 형성되는 다수의 오목한 그루우브가 회전중심에 대해 일정각도로 경사지게 또는 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전력을 이용한 보일러.
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