WO2020262753A1 - 원심 탄소 자력 열 발생장치 - Google Patents

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WO2020262753A1
WO2020262753A1 PCT/KR2019/008859 KR2019008859W WO2020262753A1 WO 2020262753 A1 WO2020262753 A1 WO 2020262753A1 KR 2019008859 W KR2019008859 W KR 2019008859W WO 2020262753 A1 WO2020262753 A1 WO 2020262753A1
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hot water
heat generating
centrifugal
tank
water
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박태형
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박태형
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    • 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
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/14—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form
    • F24H1/16—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications

Definitions

  • the present invention relates to a centrifugal carbon magnetic heat generator, and more particularly, heating water stored in a heating water tank using a heat generator capable of producing hot water, heating water, hot air, and steam using a permanent magnet.
  • the present invention relates to a centrifugal carbon magnetic heat generator using a magnetic field heat generator capable of maximizing the efficiency of heating and hot water use of a boiler by making heat exchange with hot water using the temperature of the heating water while heating the temperature of.
  • a boiler is a device that generates heat energy by using fuel or electricity such as oil or gas as an energy source, and generates heating water or hot water by heating water with the generated heat energy.
  • the storage type boiler is divided into heating water heated by the burner and hot water, and the water supplied through the water supply pipe is always heated to an appropriate high temperature by the heat exchange coil installed in the hot water tank.
  • the electric boiler using induction heating not only has a very high energy consumption according to the current applied to the induction heating coil, but also has a significant manufacturing and installation cost, resulting in an economic burden due to the cost of the user. There is this.
  • Prior Art Document 1 Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0130881 (hereinafter referred to as Prior Art Document 1) "a cooling and heating system using an eddy current induction heating unit that minimizes the input load”.
  • a boiler is a device that generates heat energy by using fuel or electricity such as oil and gas as an energy source, and generates heating water or hot water by heating water with the generated thermal energy.
  • fuel or electricity such as oil and gas as an energy source
  • it is classified as a hot water type boiler, of which the hot water heated by the burner and hot water are distinguished, and the water supplied through the water supply pipe is always heated to an appropriate high temperature by the heat exchange coil installed in the hot water tank.
  • the electric boiler using induction heating as described above combines an inner cylinder wound with a high-frequency induction heating coil spirally on the outside of a boiler tank having a cold water inlet pipe at the bottom and a hot water outlet pipe at the top, and then the outer surface and the upper and lower surfaces are made of ceramic, It is formed by sealingly coating with an insulating material such as.
  • the electric boiler using induction heating not only has a very high energy consumption according to the current applied to the induction heating coil, but also has a significant manufacturing and installation cost, resulting in an economic burden due to the cost consumption of the user. There is this.
  • the present invention was invented to meet the needs of the prior art described above, and the heating water stored inside the heating water tank using a heat generator capable of producing hot water, heating water, hot air and steam using a permanent magnet
  • the purpose of this purpose is to provide a centrifugal carbon magnetic heat generator using a magnetic field heat generator that can maximize the efficiency of heating and hot water use of a boiler by allowing heat exchange with hot water using the temperature of the heating water while heating the temperature. There is this.
  • the present invention can minimize energy consumption by maintaining a constant temperature of hot water contained in the heating water tank for a long time, and is eco-friendly, and can reduce manufacturing and installation costs, and generate heat with minimum power.
  • An object thereof is to provide a centrifugal carbon magnetic heat generator capable of driving a wealth.
  • the centrifugal carbon magnetic heat generator according to the first embodiment of the present invention is connected to a water supply means 10 for supplying a fluid, a pipe 50 and a circulation pump 60, and stores the introduced water by heating,
  • the secondary tank 200 connected to supply hot water stored in the hot water use place, connected to receive heated hot water from the secondary tank 200, maintain the temperature of hot water contained inside, and connected to supply the hot water to the heating use place.
  • the centrifugal carbon magnetic heat generator comprising a pump 60, a control unit 400 for controlling the overall operation of the primary and secondary tanks 100 and 200, and the heat generating unit 300, the heat generating unit 300
  • the centrifugal carbon magnetic heat generator of the present invention the heat exchange efficiency of the boiler is maximized, the temperature of hot water contained in the tank is kept constant for a long time to be supplied to the place of use, and energy consumption and power consumption are minimized to be eco-friendly. Rather, it is an effective invention that can reduce manufacturing and installation costs.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a centrifugal carbon magnetic heat generating device of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a heat generating unit of the centrifugal carbon magnetic heat generating device of the present invention
  • FIG 3 is an assembled cross-sectional view showing a heat generator of the centrifugal carbon magnetic heat generator of the present invention.
  • the centrifugal carbon magnetic heat generator according to the first embodiment of the present invention is connected to a water supply means 10 for supplying a fluid, a pipe 50 and a circulation pump 60, and stores the introduced water by heating,
  • the secondary tank 200 connected to supply hot water stored in the hot water use place, connected to receive heated hot water from the secondary tank 200, maintain the temperature of hot water contained inside, and connected to supply the hot water to the heating use place.
  • the centrifugal carbon magnetic heat generator comprising a pump 60, a control unit 400 for controlling the overall operation of the primary and secondary tanks 100 and 200, and the heat generating unit 300, the heat generating unit 300
  • first and second' may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • the term'and/or' includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a centrifugal magnetic magnetic heat generating device of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a heat generating unit of the magnetic centrifugal heat generating device of the present invention
  • Figure 3 is of the present invention It is an assembly cross-sectional view showing the heat generator of the centrifugal carbon magnetic heat generator.
  • the centrifugal carbon magnetic heat generator of the present invention is connected to a water supply means 10 for supplying water, a pipe 50, and a circulation pump 60, heats and stores the introduced water, and stores hot water stored in the hot water use place.
  • the secondary tank 200 connected to supply, the primary tank 100 connected to receive heated hot water from the secondary tank 200, maintain the temperature of the hot water accommodated therein, and supply it to the heating use place ,
  • It is configured to include a control unit 400 that controls the overall operation of the primary and secondary tanks 100 and 200 and the heat generating unit 300.
  • the water supply means 10 is installed to be connected to the secondary tank 200, the pipe 50, and the circulation pump 60, and a heat exchange medium such as water toward the secondary tank 200 under the control of the controller 400 It is a component in which the supply and blocking of
  • the water supply means 10 may be provided with a control valve (not shown) that controls the inflow and outflow of the make-up water flowing into the secondary tank 200 or the returned water, and the control valve is It is configured to operate under control.
  • the secondary tank 200 is connected to the water supply means 10 and the hot water use place by a pipe 50 and a circulation pump 60, and flows into the inside of the secondary tank 200 under the control of the controller 400. It is a component that warms and stores water so that it is maintained at a preset reference temperature and amount, and supplies stored hot water to hot water users.
  • a heating coil 202 for heating the supplied water so that the water supplied by the water supply means 10 can be maintained at a preset reference temperature is the inner circumference of the secondary tank 200. It is installed in a spiral shape.
  • the preset reference temperature of water is preferably 45 to 60° C., but is not limited thereto.
  • the secondary tank 200 is provided with a sensor 40 that senses the temperature of hot water stored in the secondary tank 200 and detects the level of water stored in the secondary tank 200. .
  • the secondary tank 200 senses the temperature of the water stored in the secondary tank 200 by the detection sensor 40, and the reference temperature (45 ⁇ 60 °C) set according to the control of the control unit 400
  • the amount of hot water is reduced according to the amount of hot water used in the hot water use place by detecting the level of hot water stored in the secondary tank 200 by the detection sensor 40 when hot water is used. It can be controlled so that the water level of the hot water accommodated in the secondary tank 200 can be kept constant by driving the water supply means 10 by the same amount.
  • the secondary tank 200 is connected to the hot water use place and the pipe 50 and the circulation pump 60, and when the use of hot water at the hot water use place is terminated under the control of the controller 400, the hot water use place and the secondary tank ( The hot water remaining in the pipe 50 to which the 200 is connected may be returned to the secondary tank 200 and controlled to be recovered.
  • the secondary tank 200 and the circulation pump 60 configured at the hot water use place circulates the remaining hot water in the pipe 50 connecting the secondary tank 200 and the hot water use place when hot water use is terminated. 200) is to be recovered.
  • the primary tank 100 is connected to the secondary tank 200 by a pipe 50, and receives hot water in a heated state stored in the secondary tank 200 under the control of the controller 400,
  • the hot water supplied from the secondary tank 200 flows into the heat generating unit 300 and is heated by heating water, and the hot water contained in the primary tank 100 is a reference temperature (75-90°C) as heating water. It is a component that maintains the temperature and allows heating water to be supplied to the heating place.
  • the primary tank 100 may be configured with a water level sensor (not shown) so that the amount of hot water accommodated therein is always kept constant, and the pipe 50 and the circulation pump ( A temperature sensor 30 is installed that is connected to the heating use place by 60) and senses the temperature of water accommodated in the primary tank 100.
  • the temperature sensor 30 detects it and transmits it to the control unit 400, and the control unit 400 transmits the transmitted temperature. Based on the signal, the power means 20 and the heat generating unit 300 are driven to increase the temperature of the hot water contained in the primary tank 100 to the reference temperature of the heating water. When the hot water reaches 75 ⁇ 90 °C, it is to control the operation of the power means 20 and the heat generating unit 300 to stop.
  • the heat generating unit 300 heats the hot water flowing in from the primary tank 100 under the control of the control unit 400, and the heated hot water is recovered to the primary tank 100 by the primary tank 100 and piping. It is connected by 50 and circulation pump 60 to maximize the efficiency of heating and hot water use of the boiler, and keep the temperature of hot water contained in the tank constant for a long time to be supplied to the place of use, and minimize energy consumption. It is not only eco-friendly, but also a component that can reduce manufacturing and installation costs.
  • the heat generating unit 300 includes a motor 310 connected with a rotating shaft 311 in both directions; A cylindrical housing 320 into which the rotation shaft 311 of the motor 310 is inserted and coupled to an outer side by a circular bracket 312; A member coupled to the outer periphery of the rotating shaft 311 protruding into the cylindrical housing 320, the coupling 330 coupled to the key groove 313 of the rotating shaft 311 via a key 314 and; A disc-shaped member coupled to the outer periphery of the coupling 330, and a centrifugal rotating disk 340 in which magnets 341 having N and S poles are alternately arranged at equal intervals on the outer periphery; As a disk-shaped member coupled with a bolt 99 to the center hole 315 of the rotation shaft 311 located at the inner periphery of the coupling 330, one side is fixed to the outer periphery of the coupling 330 A support member 350 for supporting the centrifugal rotating disk 340 so as
  • the cylindrical housing 320 further includes a plurality of outer magnet bodies 370 in which magnets 371 having N and S poles are alternately attached and disposed at equal intervals via fastening members.
  • an insulating material 390 such as glass fiber is further configured at the inner periphery of the cylindrical housing 320 to minimize heat loss of the coil pipe 360.
  • the centrifugal rotating disk 340 may be installed in plural according to the capacity, and the eddy current is generated according to the rotation. Accordingly, the coil pipe 360 is heated to heat the inside of the coil pipe 360 This is to make the flowing hot water warm.
  • the rotational load of the centrifugal rotary disk 340 is reduced by alternately disposing a plurality of outer magnetic bodies 370 on the inner periphery of the cylindrical housing 320 with N and S poles alternately. That is, by generating magnetic force between the magnets 341 of the centrifugal rotating disk 340 and the eddy current type magnet body 370 with the coil pipe 360 interposed therebetween, the hot water in the coil pipe 360 is instantaneously faster. It may be heated, and the load resistance of the motor 310, that is, the output of the motor may be reduced.
  • the fluid flowing in the coil pipe 360 may use heat medium oil instead of water.
  • the motor 310 further comprises a frequency control means (not shown) for controlling the rotational RPM of the power means 20 to be adjusted within an available range so as not to be braked by the eddy current generated while rotating the centrifugal rotary disk 340 Can be.
  • the centrifugal rotating disk 340 is configured inside the cylindrical housing 320, is fixedly installed to the rotating shaft 310 through a coupling 330 to rotate interlocked with the rotating shaft 310, and eddy current according to the rotation
  • the coil pipe 360 is heated by Joule heat so that the hot water flowing in the coil pipe 360 is first heated.
  • the coil pipe 360 of the present invention is made of copper or copper material to improve conduction efficiency, and heats hot water flowing through the coil pipe 360 first, thereby maximizing heat exchange efficiency.
  • Magnets 341 are arranged at equal intervals along the outer periphery of the centrifugal rotating disk 340. These magnets 341 are permanent magnets, so that eddy currents are generated according to the rotation of the centrifugal rotating disk 340, thereby further improving the heating efficiency of the coil pipe 360.
  • control unit 400 is for performing the operation and control of the centrifugal carbon magnetic heat generating device of the present invention, according to the temperature of the hot water circulating the primary and secondary tanks 100 and 200 and the heat generating unit 300 , Controls the operation of the heat generating unit 300, preferably electrically connected to the water supply means 10, the circulation pump 60, the temperature sensor 30, the detection sensor 40 and the heat generating unit 300
  • a plurality of LEDs (not shown) that light up according to the flow rate check, malfunction and normal operation in the boiler tank, a control button to control power on/off/restart of the boiler, and a control button to control temperature up/down It can be made of a control box equipped with a light.
  • the centrifugal carbon magnetic heat generator configured as described above maximizes the heat exchange efficiency of the boiler, maintains the temperature of hot water contained in the tank at a constant temperature for a long time to supply it to the place of use, and minimizes energy consumption and power consumption to be eco-friendly.
  • it is an invention that can reduce manufacturing and installation costs.
  • the centrifugal carbon magnetic heat generating device of the present invention can increase the capacity of the centrifugal rotating disk 340 by installing a plurality of the centrifugal rotating disks 340, that is, increase the output and reduce the installation space, thereby reducing manufacturing cost.
  • the centrifugal carbon magnetic heat generator of the present invention the heat exchange efficiency of the boiler is maximized, the temperature of hot water contained in the tank is kept constant for a long time to be supplied to the place of use, and energy consumption and power consumption are minimized to be eco-friendly. Rather, it is an effective invention that can reduce manufacturing and installation costs.

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Abstract

본 발명은 원심 탄소 자력 열 발생장치에 관한 것으로서, 유체를 공급하는 급수수단(10)과 배관(50) 및 순환펌프(60)로 연결되고, 유입된 물을 가온하여 저장하며, 온수 사용처에 저장된 온수를 공급하도록 연결된 2차 탱크(200), 2차 탱크(200)로부터 가온된 온수를 공급받도록 연결되고, 내부에 수용되는 온수의 온도를 유지하며, 난방 사용처에 공급하도록 연결되는 1차 탱크(100), 1차 탱크(100)로부터 유입 및 회수되는 온수를 가온하며, 가온된 온수를 1차 탱크(100)측으로 회수시키는 열발생부(300) 및 급수수단(10), 순환펌프(60), 1차 및 2차 탱크(100, 200) 및 열발생부(300)의 전반적인 작동을 제어하는 제어부(400)로 이루어진 원심 탄소 자력 열 발생장치에 있어서, 상기 열발생부(300)는 양방향으로 회전축(311)이 연결된 모터(310)와; 상기 모터(310)의 회전축(311)이 삽입되고, 외측변에 원형 브래킷(312)으로 결합되는 원통형의 하우징(320)과; 상기 원통형의 하우징(320)의 내부로 돌설된 회전축(311)의 외주연에 결합되는 부재로서, 상기 회전축(311)의 키홈(313)에 키(314)를 매개로 결합되는 커플링(330)과; 상기 커플링(330)의 외주연에 결합되는 원판 형상의 부재로서, 그 외주연에 N극과 S극을 갖는 자석(341)이 교대로 등간격으로 배치된 원심 회전디스크(340)와; 상기 커플링(330)의 내주연에 위치하는 회전축(311)의 중심홀(315)에 볼트(99)로 결합되는 원판 형상의 부재로서, 상기 커플링(330)의 외주연에 일측면이 고정되어 있는 상기 원심 회전디스크(340)의 타측면으로 빠지지 않도록 지지하는 지지부재(350)와; 상기 원심 회전디스크(340)의 외주연에 원주 방향으로 감겨져 있는 파이프로서, 상기 다수의 자석(341)과 일정 간격을 두고 설치된 코일배관(360)과; 상기 원통형의 하우징(320)의 외측에서 커버하는 커버부재(380)와; 상기 원통형의 하우징(320)의 내주연에 N극과 S극을 갖는 자석(371)이 교대로 등간격으로 체결부재를 매개로 부착 배치된 다수의 외측자석체(370)로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명은 보일러의 열교환효율을 최대화하고, 탱크 내부에 수용된 온수의 온도를 장시간 일정하게 유지하여 사용처에 공급하도록 하고, 에너지소비 및 전력소비를 최소화하여 친환경적일 뿐만 아니라, 제작 및 설치 비용을 절감할 수 있는 발명이다.

Description

원심 탄소 자력 열 발생장치
본 발명은 원심 탄소 자력 열 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 영구자석을 이용하여 온수, 난방수, 온풍 및 증기 등을 생산할 수 있는 열발생부를 이용하여 난방수 탱크 내부에 저장되는 난방수의 온도를 가온시키면서 이 난방수의 온도를 이용하여 온수와의 열교환이 이루어지도록 함으로써, 보일러의 난방 및 온수사용의 효율을 최대화시킬 수 있는 자기장 열발생부를 이용한 원심 탄소 자력 열 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 보일러는 석유, 가스 등의 연료 또는 전기를 에너지원으로 열에너지를 발생하고, 발생된 열에너지로 물을 가열하여 난방수 또는 온수를 생성하는 장치로써, 물을 가열하는 방식에 따라 저탕식 또는 급탕식의 보일러로 구분되고, 이 중 저탕식 보일러는 버너에 의해 가열되는 난방수와 온수가 구별되어 있으며, 급수관을 통해 유입된 급수가 온수탱크 내에 설치된 열교환코일에 의해 항상 적정 고온으로 가열되므로 사용자가 온수를 바로 사용할 수 있다는 장점이 있고, 온수의 단속적인 사용에도 온수가 적정 고온으로 보관되어 있으므로 바로 사용자가 온수를 사용할 수 있는 장점이 있다.
여기서, 전기보일러는 대부분 심야의 값싼 전기를 이용한 축열 방식이 주류를 이루었으나, 최근에는 환형 코일에 전류를 인가하고 이 코일에 의해 금속 재질의 코어를 유도 가열하여 난방수를 가열하는 방식의 전기보일러가 개발되고 있다.
하지만, 전술한 종래 기술에 따른 유도 가열을 이용한 전기보일러는 유도 가열 코일에 인가되는 전류에 따른 에너지 소비가 매우 높을 뿐만 아니라, 제작 및 설치 비용이 상당하여 사용자의 비용 소모로 인한 경제적 부담이 되는 문제점이 있다.
한편, 와전류를 이용한 유도 가열에 의한 가열 방식은 기존의 열저항 등을 이용한 방법보다 효율이 뛰어나다는 것이 여러 연구를 통해 입증되었고, 특히 영구자석을 이용하여 와전류를 발생시켜 금속을 가열시키는 장치에 대한 연구 및 장치는 여러 연구자에 의해 제안되어 왔다.
와전류를 이용한 유도 가열에 의한 가열 방식은 대한민국 공개특허 제10-2012-0130881호(이하, 선행기술문헌 1이라 함.) "입력 부하를 최소화하는 와전류 유도 발열부를 이용한 냉난방시스템"을 통해 개시된 바 있다.
그리고, 일반적으로 보일러는 석유, 가스 등의 연료 또는 전기를 에너지원으로 열에너지를 발생하고, 발생된 열에너지로 물을 가열하여 난방수 또는 온수를 생성하는 장치로써, 물을 가열하는 방식에 따라 저탕식 또는 급탕식의 보일러로 구분되고, 이 중 저탕식 보일러는 버너에 의해 가열되는 난방수와 온수가 구별되어 있으며, 급수관을 통해 유입된 급수가 온수탱크 내에 설치된 열교환코일에 의해 항상 적정고온으로 가열되므로 사용자가 온수를 바로 사용할 수 있다는 장점이 있고, 온수의 단속적인 사용에도 온수가 적정고온으로 보관되어 있으므로 바로 사용자가 온수를 사용할 수 있는 장점이 있다.
한편, 전기보일러는 대부분 심야의 값싼 전기를 이용한 축열 방식이 주류를 이루었으나, 최근에는 환형 코일에 전류를 인가하고 이 코일에 의해 금속 재질의 코어를 유도가열하여 난방수를 가열하는 방식의 전기보일러가 개발되고 있다.
상기한 바와 같은 유도가열을 이용한 전기보일러는 하부에 냉수 유입관과 상부에 온수 유출관을 구비한 보일러 탱크의 외부에 고주파 유도가열코일을 나선상으로 감은 내통을 결합시킨 다음, 외면과 상하면을 세라믹등과 같은 절연재로 밀폐되게 도포하여 형성된 것이다.
하지만, 전술한 종래기술에 따른 유도가열을 이용한 전기보일러는 유도가열코일에 인가되는 전류에 따른 에너지 소비가 매우 높을 뿐만 아니라, 제작 및 설치 비용이 상당하여 사용자의 비용소모로 인한 경제적 부담이 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 요망에 부응하기 위하여 발명된 것으로서, 영구자석을 이용하여 온수, 난방수, 온풍 및 증기 등을 생산할 수 있는 열발생부를 이용하여 난방수 탱크 내부에 저장되는 난방수의 온도를 가온시키면서 이 난방수의 온도를 이용하여 온수와의 열교환이 이루어지도록 함으로써, 보일러의 난방 및 온수사용의 효율을 최대화시킬 수 있는 자기장 열발생부를 이용한 원심 탄소 자력 열 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 난방수 탱크 내부에 수용된 온수의 온도를 장시간 일정하게 유지하여 에너지소비를 최소화할수 있음은 물론, 친환경적일 뿐만 아니라, 제작 및 설치 비용을 절감할 수 있고, 최소한의 전력으로 열발생부를 구동할 수 있는 원심 탄소 자력 열 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 원심 탄소 자력 열 발생장치는, 유체를 공급하는 급수수단(10)과 배관(50) 및 순환펌프(60)로 연결되고, 유입된 물을 가온하여 저장하며, 온수 사용처에 저장된 온수를 공급하도록 연결된 2차 탱크(200), 2차 탱크(200)로부터 가온된 온수를 공급받도록 연결되고, 내부에 수용되는 온수의 온도를 유지하며, 난방 사용처에 공급하도록 연결되는 1차 탱크(100), 1차 탱크(100)로부터 유입 및 회수되는 온수를 가온하며, 가온된 온수를 1차 탱크(100)측으로 회수시키는 열발생부(300) 및 급수수단(10), 순환펌프(60), 1차 및 2차 탱크(100, 200) 및 열발생부(300)의 전반적인 작동을 제어하는 제어부(400)로 이루어진 원심 탄소 자력 열 발생장치에 있어서, 상기 열발생부(300)는 양방향으로 회전축(311)이 연결된 모터(310)와; 상기 모터(310)의 회전축(311)이 삽입되고, 외측변에 원형 브래킷(312)으로 결합되는 원통형의 하우징(320)과; 상기 원통형의 하우징(320)의 내부로 돌설된 회전축(311)의 외주연에 결합되는 부재로서, 상기 회전축(311)의 키홈(313)에 키(314)를 매개로 결합되는 커플링(330)과; 상기 커플링(330)의 외주연에 결합되는 원판 형상의 부재로서, 그 외주연에 N극과 S극을 갖는 자석(341)이 교대로 등간격으로 배치된 원심 회전디스크(340)와; 상기 커플링(330)의 내주연에 위치하는 회전축(311)의 중심홀(315)에 볼트(99)로 결합되는 원판 형상의 부재로서, 상기 커플링(330)의 외주연에 일측면이 고정되어 있는 상기 원심 회전디스크(340)의 타측면으로 빠지지 않도록 지지하는 지지부재(350)와; 상기 원심 회전디스크(340)의 외주연에 원주 방향으로 감겨져 있는 파이프로서, 상기 다수의 자석(341)과 일정 간격을 두고 설치된 코일배관(360)과; 상기 원통형의 하우징(320)의 외측에서 커버하는 커버부재(380)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치에 의하면, 보일러의 열교환효율을 최대화하고, 탱크 내부에 수용된 온수의 온도를 장시간 일정하게 유지하여 사용처에 공급하도록 하고, 에너지소비 및 전력소비를 최소화하여 친환경적일 뿐만 아니라, 제작 및 설치 비용을 절감할 수 있는 효과적인 발명이다.
도 1은 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치를 개략적으로 도시한 구성블록도이고,
도 2는 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치의 열발생부를 도시한 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치의 열발생부를 도시한 조립 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 원심 탄소 자력 열 발생장치는, 유체를 공급하는 급수수단(10)과 배관(50) 및 순환펌프(60)로 연결되고, 유입된 물을 가온하여 저장하며, 온수 사용처에 저장된 온수를 공급하도록 연결된 2차 탱크(200), 2차 탱크(200)로부터 가온된 온수를 공급받도록 연결되고, 내부에 수용되는 온수의 온도를 유지하며, 난방 사용처에 공급하도록 연결되는 1차 탱크(100), 1차 탱크(100)로부터 유입 및 회수되는 온수를 가온하며, 가온된 온수를 1차 탱크(100)측으로 회수시키는 열발생부(300) 및 급수수단(10), 순환펌프(60), 1차 및 2차 탱크(100, 200) 및 열발생부(300)의 전반적인 작동을 제어하는 제어부(400)로 이루어진 원심 탄소 자력 열 발생장치에 있어서, 상기 열발생부(300)는 양방향으로 회전축(311)이 연결된 모터(310)와; 상기 모터(310)의 회전축(311)이 삽입되고, 외측변에 원형 브래킷(312)으로 결합되는 원통형의 하우징(320)과; 상기 원통형의 하우징(320)의 내부로 돌설된 회전축(311)의 외주연에 결합되는 부재로서, 상기 회전축(311)의 키홈(313)에 키(314)를 매개로 결합되는 커플링(330)과; 상기 커플링(330)의 외주연에 결합되는 원판 형상의 부재로서, 그 외주연에 N극과 S극을 갖는 자석(341)이 교대로 등간격으로 배치된 원심 회전디스크(340)와; 상기 커플링(330)의 내주연에 위치하는 회전축(311)의 중심홀(315)에 볼트(99)로 결합되는 원판 형상의 부재로서, 상기 커플링(330)의 외주연에 일측면이 고정되어 있는 상기 원심 회전디스크(340)의 타측면으로 빠지지 않도록 지지하는 지지부재(350)와; 상기 원심 회전디스크(340)의 외주연에 원주 방향으로 감겨져 있는 파이프로서, 상기 다수의 자석(341)과 일정 간격을 두고 설치된 코일배관(360)과; 상기 원통형의 하우징(320)의 외측에서 커버하는 커버부재(380)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
'제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
[실시예]
도 1은 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치를 개략적으로 도시한 구성블록도이고, 도 2는 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치의 열발생부를 도시한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치의 열발생부를 도시한 조립단면도이다.
본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치는, 물을 공급하는 급수수단(10)과 배관(50) 및 순환펌프(60)로 연결되고, 유입된 물을 가온하여 저장하며, 온수 사용처에 저장된 온수를 공급하도록 연결된 2차 탱크(200), 2차 탱크(200)로부터 가온된 온수를 공급받도록 연결되고, 내부에 수용되는 온수의 온도를 유지하며, 난방 사용처에 공급하도록 연결되는 1차 탱크(100), 1차 탱크(100)로부터 유입 및 회수되는 온수를 가온하며, 가온된 온수를 1차 탱크(100)측으로 회수시키는 열발생부(300) 및 급수수단(10), 순환펌프(60), 1차 및 2차 탱크(100, 200) 및 열발생부(300)의 전반적인 작동을 제어하는 제어부(400)를 포함하여 구성된다.
상기 급수수단(10)은 2차 탱크(200)와 배관(50) 및 순환펌프(60)와 연결되게 설치되고, 제어부(400)의 제어에 따라 2차 탱크(200)측으로 물과 같은 열교환 매체의 공급 및 차단이 이루어지는 구성요소이다.
이러한, 급수수단(10)에는 2차 탱크(200)의 내부로 유입되는 보충수 또는 리턴되는 물의 유출입을 제어하는 제어밸브(미도시)가 설치될 수가 있으며, 이 제어벨브는 제어부(400)의 제어에 따라 작동이 이루어지도록 구성된다.
2차 탱크(200)는 배관(50) 및 순환펌프(60)에 의해 급수수단(10) 및 온수사용처와 연결되며, 제어부(400)의 제어에 따라 2차 탱크(200)의 내부에 유입된 물을 기설정된 기준온도 및 양으로 유지되도록 가온 및 저장하며, 저장된 온수를 온수 사용처에 공급하는 구성요소이다.
이러한 2차 탱크(200)는 급수수단(10)에 의해 공급된 물이 기 설정된 기준 온도의 온도로 유지될 수 있도록 공급된 물을 가온하는 가열코일(202)이 2차 탱크(200)의 내주에 나선형태로 설치된다.
여기서, 기설정된 물의 기준온도는 45~60 ℃가 바람직하며, 이에 한정하는 것은 아니다.
이와 같은 2차 탱크(200)는 내부에 2차 탱크(200)에 저장된 온수의 온도를 감지하며, 2차 탱크(200)의 내부에 저장되는 물의 수위를 감지하는 감지센서(40)가 설치된다.
즉, 2차 탱크(200)는 감지센서(40)에 의해 2차 탱크(200)의 내부에 저장된 물의 온도를 감지하고, 제어부(400)의 제어에 따라 기 설정된 기준온도(45~60℃)로 유지되게 물을 가온하며, 온수를 사용할 경우에는 감지센서(40)에 의해 2차 탱크(200)의 내부에 저장된 온수의 수위를 감지하여 온수 사용처에서 사용된 온수의 양에 따라 줄어든 온수의 양만큼 급수수단(10)을 구동하여 2차 탱크(200) 내부에 수용된 온수의 수위가 일정하게 유지될 수 있도록 제어될 수 있다.
아울러, 2차 탱크(200)는 온수 사용처와 배관(50) 및 순환펌프(60)로 연결되고, 제어부(400)의 제어에 따라 온수 사용처에서 온수사용이 종료되면, 온수 사용처와 2차 탱크(200)가 연결된 배관(50) 내에 잔존하는 온수가 2차 탱크(200)로 리턴되어 회수되도록 제어될 수 있다.
즉, 2차 탱크(200)와 온수 사용처에 구성된 순환펌프(60)는 온수 사용 종료시, 2차 탱크(200)와 온수 사용처를 연결하는 배관(50)에 잔존하는 온수를 순환시켜 2차 탱크(200)측으로 회수되도록 하는 것이다.
1차 탱크(100)는 배관(50)에 의해 2차 탱크(200)와 연결되고, 제어부(400)의 제어에 따라 2차 탱크(200)에 저장되어 있는 가온된 상태의 온수를 공급받으며, 2차 탱크(200)로부터 공급된 온수가 열발생부(300)측으로 유입되어 난방수로 가열되도록 구성되며, 1차 탱크(100) 내부에 수용된 온수를 난방수로서의 기준온도(75~90℃)로 유지시키고, 난방 사용처에 난방수가 공급되도록 하는 구성요소이다.
이러한, 1차 탱크(100)는 내부에 수용되는 온수의 양이 항상 일정하게 유지되도록 수위 감지센서(미도시)가 구성될 수 있으며, 난방 사용처에 난방수가 공급되도록 배관(50) 및 순환펌프(60)에 의해 난방 사용처와 연결되고, 1차 탱크(100) 내부에 수용된 물의 온도를 감지하는 온도센서(30)가 설치된다.
즉, 1차 탱크(100)의 내부에 수용된 온수의 온도가 75~90℃ 이하로 내려갈 경우, 온도센서(30)에서는 이를 감지하여 제어부(400)로 전송하고, 제어부(400)에서는 전송된 온도신호를 바탕으로 동력수단(20) 및 열발생부(300)를 구동시켜 1차 탱크(100)의 내부에 수용된 온수의 온도를 난방수 기준온도로 상승시키며, 1차 탱크(100) 내부에 수용된 온수가 75 ~ 90℃이 되면, 동력수단(20) 및 열발생부(300)의 가동이 정지되도록 제어하는 것이다.
열발생부(300)는 제어부(400)의 제어에 따라 1차 탱크(100)로부터 유입되는 온수를 가열하고, 가열된 온수가 1차탱크(100)로 회수되도록 1차 탱크(100)와 배관(50) 및 순환펌프(60)에 의해 연결되어 보일러의 난방 및 온수사용의 효율을 최대화하며, 탱크 내부에 수용된 온수의 온도를 장시간 일정하게 유지되게 하여 사용처에 공급되도록 하고, 에너지 소비를 최소화하여 친환경적일 뿐만 아니라, 제작 및 설치 비용을 절감할 수 있도록 하는 구성요소이다.
이러한, 상기 열발생부(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 양방향으로 회전축(311)이 연결된 모터(310)와; 상기 모터(310)의 회전축(311)이 삽입되고, 외측변에 원형 브래킷(312)으로 결합되는 원통형의 하우징(320)과; 상기 원통형의 하우징(320)의 내부로 돌설된 회전축(311)의 외주연에 결합되는 부재로서, 상기 회전축(311)의 키홈(313)에 키(314)를 매개로 결합되는 커플링(330)과; 상기 커플링(330)의 외주연에 결합되는 원판 형상의 부재로서, 그 외주연에 N극과 S극을 갖는 자석(341)이 교대로 등간격으로 배치된 원심 회전디스크(340)와; 상기 커플링(330)의 내주연에 위치하는 회전축(311)의 중심홀(315)에 볼트(99)로 결합되는 원판 형상의 부재로서, 상기 커플링(330)의 외주연에 일측면이 고정되어 있는 상기 원심 회전디스크(340)의 타측면으로 빠지지 않도록 지지하는 지지부재(350)와; 상기 원심 회전디스크(340)의 외주연에 원주 방향으로 감겨져 있는 파이프로서, 상기 다수의 자석(341)과 일정 간격을 두고 설치된 코일배관(360)과; 상기 원통형의 하우징(320)의 외측에서 커버하는 커버부재(380)로 이루어진다.
상기 원통형의 하우징(320)의 내주연에 N극과 S극을 갖는 자석(371)이 교대로 등간격으로 체결부재를 매개로 부착 배치된 다수의 외측자석체(370)를 더 포함한다.
아울러, 상기 원통형의 하우징(320)의 내주연에는 상기 코일배관(360)의 열손실을 최소화할 수 있도록 유리섬유 등과 같은 단열재(390)가 더 구성되어 있다.
여기서, 상기 원심 회전디스크(340)는, 용량에 따라 다수개 설치될 수 있고, 회전에 따라 와전류가 발생하도록 하는 것으로, 이에 따라 상기 코일배관(360)을 발열시켜 코일배관(360)의 내부를 흐르는 온수가 가온되도록 하는 것이다.
상기 원통형의 하우징(320)의 내주연에 다수의 외측자석체(370)를 N극과 S극을 교대로 배치함으로써 상기 원심 회전디스크(340)의 회전 부하가 저감된다. 즉, 코일배관(360)을 사이에 두고 원심 회전디스크(340)의 자석(341) 들과 와전류형 자석체(370) 사이에서 자력이 발생함으로써 상기 코일배관(360) 내의 온수가 순간적으로 더 빨리 가온 될 수 있으며, 상기 모터(310)의 부하저항, 즉 모터의 출력을 감소시킬 수 있다.
상기 코일배관(360) 내에 흐르는 유체는 물 대신 열매체유를 사용할 수도 있다.
상기 모터(310)는 원심 회전디스크(340)를 회전시키면서 발생하는 와전류에 의해 브레이킹되지 않도록 가용되는 범위 내에 동력수단(20)의 회전 RPM이 조절되도록 제어하는 주파수제어수단(미도시)가 더 구성될 수가 있다.
상기 원심 회전디스크(340)는 원통형의 하우징(320)의 내부에 구성되며, 회전축(310)과 연동 회전하도록 회전축(310)에 커플링(330)을 매개로 고정되게 설치되고, 회전에 따라 와전류를 유도하여 주울열에 의해 코일배관(360)을 가열시켜 코일배관(360) 내를 흐르는 온수가 1차로 가온되도록 하는 것이다.
또한, 본 발명의 상기 코일배관(360)은 전도효율이 향상되도록 구리 또는 동 재질로 이루어지고, 코일배관(360)을 통과하여 흐르는 온수를 1차로 가온시키며 열교환 효율을 최대화할 수 있는 것이다.
상기 원심 회전디스크(340)에는 그 외주연을 따라 자석(341)이 등간격 배치되어 있다. 이 자석(341) 들은 영구자석으로 원심 회전디스크(340)의 회전에 따라 와전류가 발생하도록 하여 코일배관(360)의 발열효율을 더욱 향상시킬 수가 있다.
그리고, 제어부(400)는 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치의 작동 및 제어를 수행하기 위한 것으로, 1차 및 2차 탱크(100,200)와 열발생부(300)를 순환하는 온수의 온도에 따라, 열발생부(300)의 작동을 제어하며, 바람직하게는 급수수단(10), 순환펌프(60), 온도센서(30), 감지센서(40) 및 열발생부(300)와 전기적으로 연결되고, 보일러의 탱크 내에 유량체크, 작동불량 및 정상작동 유무에 따라 점등하는 복수개의 LED(미도시) 및 보일러의 전원on/off/재가동을 제어하는 제어버튼, 온도 up/down을 제어하는 제어버튼 등이 구비된 콘트롤박스로 이루어질 수가 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치는 보일러의 열교환효율을 최대화하고, 탱크 내부에 수용된 온수의 온도를 장시간 일정하게 유지하여 사용처에 공급하도록 하고, 에너지소비 및 전력소비를 최소화하여 친환경적일 뿐만 아니라, 제작 및 설치 비용을 절감할 수 있는 발명이다.
또한, 본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치는, 상기 원심 회전디스크(340)를 다수개 설치하여 그 용량을 증가, 즉 출력을 증가시키고, 설치 공간을 줄일 수 있어 제조비용을 절감할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다할 것이다.
본 발명의 원심 탄소 자력 열 발생장치에 의하면, 보일러의 열교환효율을 최대화하고, 탱크 내부에 수용된 온수의 온도를 장시간 일정하게 유지하여 사용처에 공급하도록 하고, 에너지소비 및 전력소비를 최소화하여 친환경적일 뿐만 아니라, 제작 및 설치 비용을 절감할 수 있는 효과적인 발명이다.

Claims (4)

  1. 유체를 공급하는 급수수단(10)과 배관(50) 및 순환펌프(60)로 연결되고, 유입된 물을 가온하여 저장하며, 온수 사용처에 저장된 온수를 공급하도록 연결된 2차 탱크(200), 2차 탱크(200)로부터 가온된 온수를 공급받도록 연결되고, 내부에 수용되는 온수의 온도를 유지하며, 난방 사용처에 공급하도록 연결되는 1차 탱크(100), 1차 탱크(100)로부터 유입 및 회수되는 온수를 가온하며, 가온된 온수를 1차 탱크(100)측으로 회수시키는 열발생부(300) 및 급수수단(10), 순환펌프(60), 1차 및 2차 탱크(100, 200) 및 열발생부(300)의 전반적인 작동을 제어하는 제어부(400)로 이루어진 원심 탄소 자력 열 발생장치에 있어서,
    상기 열발생부(300)는 양방향으로 회전축(311)이 연결된 모터(310)와;
    상기 모터(310)의 회전축(311)이 삽입되고, 외측변에 원형 브래킷(312)으로 결합되는 원통형의 하우징(320)과;
    상기 원통형의 하우징(320)의 내부로 돌설된 회전축(311)의 외주연에 결합되는 부재로서, 상기 회전축(311)의 키홈(313)에 키(314)를 매개로 결합되는 커플링(330)과;
    상기 커플링(330)의 외주연에 결합되는 원판 형상의 부재로서, 그 외주연에 N극과 S극을 갖는 자석(341)이 교대로 등간격으로 배치된 원심 회전디스크(340)와;
    상기 커플링(330)의 내주연에 위치하는 회전축(311)의 중심홀(315)에 볼트(99)로 결합되는 원판 형상의 부재로서, 상기 커플링(330)의 외주연에 일측면이 고정되어 있는 상기 원심 회전디스크(340)의 타측면으로 빠지지 않도록 지지하는 지지부재(350)와;
    상기 원심 회전디스크(340)의 외주연에 원주 방향으로 감겨져 있는 파이프로서, 상기 다수의 자석(341)과 일정 간격을 두고 설치된 코일배관(360)과;
    상기 원통형의 하우징(320)의 외측에서 커버하는 커버부재(380)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심 탄소 자력 열 발생장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통형의 하우징(320)의 내주연에 N극과 S극을 갖는 자석(371)이 교대로 등간격으로 체결부재를 매개로 부착 배치된 다수의 외측자석체(370)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 탄소 자력 열 발생장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 원통형의 하우징(320)의 내주연에는 상기 코일배관(360)의 열손실을 최소화할 수 있도록 유리섬유 등과 같은 단열재(390)가 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 탄소 자력 열 발생장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 코일배관(360) 내에 흐르는 유체는 물 및 열매체유 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 원심 탄소 자력 열 발생장치.
PCT/KR2019/008859 2019-06-28 2019-07-18 원심 탄소 자력 열 발생장치 WO2020262753A1 (ko)

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