KR100544158B1 - 고압증기 생산장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기를 열교환기에 통과시켜 소망하는 온도까지 상승시킨 다음, 이 압축공기속에 소정온도로 가열된 온수를 분사시키는 방식으로 고온·고압의 분무증기를 얻음으로써, 증기의 압력과 온도를 상승시키는데 필요한 연료와 시간 소모를 최소화할 수 있는 고압증기 생산장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 외부로부터 압축공기를 공급받아 저장하는 공기압력탱크; 상기 공기압력탱크의 일측에 설치되어 그로부터 제공되는 압축공기가 소정압력으로 이송되도록 하기 위한 공기분배수단; 상기 공기분배수단의 배출단에 연결된 관로상에 설치되어 압축공기의 이동압력을 조절하는 압력조절수단; 상기 압력조절수단의 배출단 관로상에 설치되어 그를 통과한 압축공기를 소정온도로 상승시켜 배출하는 압축공기온도 상승수단; 상기 압력조절수단의 배출단 관로에 분기되어 압축공기의 이송경로를 제공하는 분기관로; 외부로부터 물을 공급받아 저장하며, 상단부에는 상기 분기관로의 단부가 연결되고, 상기 분기관로의 연결부 일축에는 상단부에서 하단부로 굴곡되는 물배출관로를 구비하여 상기 분기관로를 통해 제공되는 압축공기에 의한 내부압력과 물배출관로의 대기압력과의 차를 이용하여 물을 배출하는 물탱크; 상기 물탱크에 내장되어 그에 저장된 물을 소정온도로 가열하는 히팅수단; 상기 물탱크로부터 배출된 물과 압축공기온도 상승수단으로 통해 소정온도로 상승된 압축공기를 혼합하여 소정온도 및 압력을 갖는 증기를 발생시키는 혼합수단; 및 상기 혼합수단을 통해 제공되는 증기를 피세척물에 스팀분무를 수행하는 스팀분사노 즐을 포함하는 고압증기 생산장치를 제공한다.

공기압력탱크, 콤프레셔, 열교환기, 물탱크, 온도검출기, 스팀믹서기, 스팀분사노즐

Description

고압증기 생산장치 및 방법{Apparatus for generating high pressure steam and generating method the same}

도1은 종래기술에 따른 스팀세차기의 일예시도.

도2는 본 발명에 의한 고압증기 생산장치의 일실시예 구성을 나타낸 개략도.

도3은 본 발명의 요부인 콘트롤 판넬의 구성을 나타낸 개략도.

도4는 본 발명에 의한 고압증기 생산장치의 작동상태를 제어하는 플로어챠트.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 공기압력탱크 2, 12, 15, 32, 37, 44 : 관로

3: 오일필터 4: 수분필터

5: 제1 항균필터 6, 33, 63: 제1 내지 제3 매뉴얼밸브

7: 드레인 밸브 8, 13: 제1 및 제2 레귤레이터

11: 압축공기 분배기 14: 열교환기

21: 압력계 22: 안전밸브

23: 제2 항균필터

24, 35, 38, 52: 제1 내지 제4 솔레노이드 밸브

25: 분기관로 31: 물탱크

34: 불순물필터 39, 40 : 상,하수위센서
41: 히터 43: 온도검출센서
45: 스팀믹서기 53: 스팀분사노즐
62: 오일레스 콤프레셔 70: 콘트롤 판넬

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본 발명은 압력용기에서 발생된 고온·고압의 스팀을 이용하여 피세척물을 세척하는 스팀세척기나, 스팀다리미, 스팀분무를 필요로 하는 의료기기등에 적용할 수 있는 고압증기 생산장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 압축공기를 이용하여 증기의 온도와 압력을 증가시켜 줄 수 있는 고압증기 생산장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기히터와 같은 전열장치나 보일러와 같은 가열장치를 매개체로 물을 끓여 발생된 스팀을 사용하는 장치는 적은 양의 물로 피세척물을 효율적으로 세척할 수 있고, 또 살균이나 다림질 효과가 우수하기 때문에, 그 용도별로 여러 분야에서 사용되고 있다. 예를 들어, 각종 차량, 철도차량을 세척하기 위한 장 치로서의 스팀세차기나, 산업용 또는 가정용 의료기기등과 같이 살균 및 세척을 동시에 요구하는 장치로서의 스팀세척기, 스팀을 이용하여 각종 의류를 다리기 위한 스팀다리미가 그 대표적인 예이다. 이 밖에, 스팀을 이용한 장치는 피부미용효과를 부여하기 위한 스팀미용기, 스팀샤워기, 음식을 익히기 위한 찜통등에도 적용된다.

이와 같이 여러 분야에 적용되는 스팀을 이용한 장치들은 물이 내재되는 압력용기와, 상기 압력용기내의 물을 가열하기 위한 가열장치와, 상기 가열장치에서 제공되는 열원에 의해 압력용기내에 발생하는 고압을 이용하여 스팀을 분사하는 분사장치 및 온도계, 압력계등으로 구성된다.

도1에 도시된 스팀을 이용한 세차기를 일예로 들어 그 구성 및 작용상태를 간략히 설명하면 다음과 같다.

도1에 도시된 스팀세차기는 실용신안 등록 제0243907호에 제안된 것으로서, 도면에 도시한 바와 같이, 세척수통(101)과; 상기 세척수통(101)의 세척수를 급수하는 급수펌프(102)와; 상기 급수펌프(102)에서 급수된 물을 가열장치(104)를 매개로 가열하여 스팀을 발생하는 스팀발생부(103)와; 상기 스팀발생부(103)에서 발생된 스팀을 저장하는 스팀탱크(105)와; 스팀탱크(105)에 저장된 스팀을 피세척물에 분사하는 스팀건(도시하지 않음) 및 스팀발생부(103)의 스팀발생을 제어하는 콘트롤러(107)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 가열장치는 스팀발생부에 내장된 전기히터나, 외부에서 스팀발생부를 가열하는 버너로 이루어져 있다. 상기의 장치는 급수펌프를 통해 물을 공급받은 스팀발생부가 가열장치에 의해 가열되고, 가열과정에서 발생된 수증기가 스팀탱크에 채워지게 되며, 소정압력(2kg/㎠)이상이 되었을 경 우 스팀건을 통해 스팀을 피세척물에 분사하여 세척을 실시하고 있다.

종래의 스팀을 이용한 장치의 다른 일예로, 세탁소에서 사용되는 스팀다리미의 경우에는 스팀발생기에서 발생된 스팀을 이용하여 다리미를 일정온도로 가열시켜 줌과 동시에 다리미 하부에 형성된 구멍을 통해 스팀을 분사시켜 의류를 다림질하게 되는 것으로, 수조내에 담겨진 물이 별도로 구비된 모터의 구동으로 스팀발생부에 공급되고, 보일러나 전기히터와 같은 가열장치를 통해 스팀발생부의 물을 가열하여 고온·고압의 스팀을 스팀호스를 통해 다리미에 공급하는 구성으로 되어 있다.

상기와 같은 종래의 기술로서 스팀세차기나 스팀다리미를 일예로 들어 그 구성을 설명하였지만, 스팀을 이용한 각종 장치들은 상기의 구성들과 유사하게 이루어져 있으며, 이들 장치는 다음과 같은 공통적인 문제점을 내포하고 있다.

먼저, 종래의 스팀장치는 피세척물을 세척하는 작업초기에 압력용기 내부가 스팀분무에 적정한 고온·고압으로 유지된 상태에서 스팀세척을 수행하기 위해서는 필요한 전력이나 연료의 소모가 이루어져야 한다. 그러나, 일정시간 경과후에는 상기 압력용기내의 수온이 떨어지고, 이에 따라 압력도 저하되기 때문에, 재차 스팀분사를 이루기 위해서는 압력용기내의 압력이 적정수준의 압력으로 유지될 때까지 예열해야 하므로, 세척작업을 위한 대기시간이 많이 소모되는 문제점이 있다.

한편, 지금까지 제안된 증기를 이용한 고압세척장치의 증기생산방법은 압력용기내에서 물에 열을 가하여 수증기를 발생시키는 방법을 사용하고 있는데, 이 방법으로 세척에 필요한 고온·고압의 증기를 생산하기 위해서는 발생된 증기로 온도와 압력을 동시에 상승시켜야 하기 때문에 시간과 연료의 소모가 많고, 대량의 수증기를 발생시키기 위해서는 대형장치가 요구되는 문제점이 있다.
한편, 종래의 증기를 이용한 고압세척장치들은 수돗물을 증기로 변환시키는 과정에서 각종 세균을 수반하기 때문에, 위생을 청결히 해야하는 식당이나 병원등에서의 청소용구로 사용하기가 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 압축공기를 열교환기에 통과시켜 소망하는 온도까지 상승시킨 다음, 이 압축공기속에 소정온도로 가열된 온수를 분사시키는 방식으로 고온·고압의 분무증기를 얻되, 상기 분무증기가 세균에 오염되지 않은 청정증기로 이루어지도록 함으로써, 증기의 압력과 온도를 상승시키는데 필요한 연료와 시간 소모를 최소화하고, 위생이 청결한 증기를 획득할 수 있는 고압증기 생산장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 이루어진 본 발명은, 외부로부터 압축공기를 공급받아 저장하는 공기압력탱크; 상기 공기압력탱크의 일측에 설치되어 그로부터 제공되는 압축공기가 소정압력으로 이송되도록 하기 위한 공기분배수단; 상기 공기분배수단의 배출단에 연결된 관로상에 설치되어 압축공기의 이동압력을 조절하는 압력조절수단; 상기 압력조절수단의 배출단 관로상에 설치되어 그를 통과한 압축공기를 소정온도로 상승시켜 배출하는 압축공기온도 상승수단; 상기 압력조절수단의 배출단 관로에 분기되어 압축공기의 이송경로를 제공하는 분기관로; 외부로부터 물을 공급받아 저장하며, 상단부에는 상기 분기관로의 단부가 연결되고, 상기 분기관로의 연결부 일측에는 상단부에서 하단부로 굴곡되는 물배출관로를 구비하여 상기 분기관로를 통해 제공되는 압축공기에 의한 내부압력과 물배출관로의 대기압력과의 차를 이용하여 물을 배출하는 물탱크; 상기 물탱크에 내장되어 그에 저장된 물을 소정온도로 가열하는 히팅수단; 상기 물탱크로부터 배출된 물과 압축공기온도 상승수단을 통해 소정온도로 상승된 압축공기를 혼합하여 소정온도 및 압력을 갖는 증기를 발생시키는 혼합수단; 및 상기 혼합수단을 통해 제공되는 증기를 피세척물에 스팀분무를 수행하는 스팀분사노즐을 포함하는 고압증기 생산장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 외부로부터 공급된 압축공기에 함유된 오일, 수분 및 병원성 세균을 여과시킨 후, 압력조절기를 통과시킨 청정압축공기를 공기압력탱크에 저장하는 제1 단계; 상기 공기압력탱크에 저장된 압축공기를 공기분배기에 통과시켜 소정의 압력을 유지한 상태로 이송되도록 하되, 압축공기 이송관로에 설치된 항균필터를 통해 병원성 세균을 재차 여과한 후에 압력조절기를 통과시켜 이송하는 제2 단계; 공기압력탱크에 저장된 청정압축공기의 공급대기 상태에서, 콘트롤 판넬의 전원을 온시켜 초기화상태로 만들고 작동스위치를 온시키는 제3 단계; 상기 콘트롤 판넬에서의 제어신호에 의해 공기압력탱크의 배출단에 설치된 제1 솔레노이드 밸브를 개방하여 대기중인 압축공기를 물탱크와 열교환기에 공급하는 제4 단계; 상기 물탱크에 채워진 물을 소정온도로 가열하는 제5 단계; 상기 열교환기에 유입된 압축공기를 물의 수온보다 3배이상으로 가열하는 제6 단계; 물탱크로부터 배출된 온수와 열교환기로부터 배출된 고온의 압축공기를 혼합하여 스팀을 생성하는 제7단계; 및 생성된 스팀을 피세척물에 분사하는 제8단계를 포함하는 고압증기 생산방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도2 내지 도4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 고압증기 생산장치 및 방법은 압축공기를 열교환시켜 고온으로 만들고, 상기 고온의 압축공기속에 온수를 분사시켜 뜨거운 압축공기속에 물분자가 미세하게 분무되는 방식을 이용하여 증기의 온도와 압력을 동시에 상승시킴으로써 증기의 압력과 온도를 상승시키는데 필요한 연료와 시간 소모를 최소화할 수 있도록 구현한 것으로, 본 발명의 실시예에서는 도2에 도시된 바와 같이, 외부의 콤프레셔(도면에 도시하지 않음)로부터 압축공기를 공급받아 저장하는 공기압력탱크(1)와; 상기 공기압력탱크로 압축공기를 공급하는 경로를 제공하는 관로(2)상에 설치되며, 외부의 콤프레셔에서 압축공기가 만들어질때 상기 압축공기에 함유되는 오일을 여과시키기 위한 오일필터(3)와; 상기 관로(2)상에 설치되되, 오일필터(3)의 일측에 위치되어 그를 통과한 압축공기에 포함된 수분을 제거하기 위한 수분필터(4)와; 상기 관로(2)상에 설치되되, 상기 수분필터(4)의 일측에 위치되어 그를 통과한 압축공기에 포함된 병원성 세균을 제거하기 위한 제1 항균필터(5)와; 상기 제1 항균필터(5) 일측에 설치되어 압축공기를 공급할 수 있도록 온/오프(on/off) 작동하는 제1 매뉴얼밸브(6)와; 상기 공기압력탱크(1)의 저부에 설치되어 압축공기의 온도변화에 의해 발생된 수분을 외부로 배출시키기 위한 드레인 밸브(7)와; 상기 제1 항균필터(5)와 제1 매뉴얼밸브(6) 사이의 관로(2)상에 설치되어 외부에서 제공되는 압축공기의 압력을 조절하는 제1 레귤레이터(8)와; 상기 공기압력탱크(1)의 일측에 설치되어 그로부터 제공되는 압축공기가 소정압력으로 이송되도록 하기 위한 압축공기 분배기(11)와; 상기 압축공기 분배기(11)의 배출단에 연결된 관로(12)상에 설치되어 압축공기의 이동압력을 조절하는 제2 레귤레이터(regulater)(13)와; 상기 제2 레귤레이터(13) 일측의 관로(12)상에 설치되되, 내부에 히터(도시하지 않음)가 내장되어 그를 통과한 압축공기를 소정온도로 상승시켜 배출하는 열교환기(14)와; 상기 열교환기(14)의 배출단에 설치되어 소정온도로 열교환된 압축공기의 이송경로를 제공하는 관로(15)와; 상기 공기분배기(11)의 소정위치에 설치되어 그를 통과하는 압축공기의 압력을 계측하는 압력계(21)와; 상기 압력계(21) 일측에 설치되어 공기분배기(1)를 통과하는 압축공기의 이상압력이 발생될 경우, 개방되어 이동압축공기의 압력을 강하시키는 안전밸브(22)와; 상기 공기분배기(11)와 제2 레귤레이터(13) 사이의 관로상에 설치되어 이동압축공기의 병원성 세균을 재차 여과시키는 제2 항균필터(23)와; 상기 제2 레귤레이터(13)와 열교환기(14) 사이의 관로(12)상에 설치되며, 외부로부터 제어신호를 인가받아 압축공기의 이동통로를 개폐하는 제1 솔레노이드 밸브(24)와; 상기 제1 솔레노이드 밸브의 배출단 관로(12)에서 분기되어 압축공기의 이송경로를 제공하는 분기관로(25)와; 상기 분기관로(25)의 단부가 연결되며, 외부로부터 증기에 필요한 물을 공급받아 저장하되, 하단부에 물을 배출시키기 위한 드레인 밸브(31a)가 설치된 물탱크(31)와; 외부로부터 제공되는 물을 상기 물탱크(31)에 공급하는 관로(32)와; 상기 관로(32)상에 설치되어 물의 공급을 제어하는 제2 매뉴얼 밸브(33)와; 상기 제2 매뉴얼밸브(33) 일측의 관로(32)상에 설치되어 물에 함유된 불순물을 여과하는 불순물필터(34)와; 상기 불순물필터(34)의 일측 관로(32)상에 설치되되며, 외부로부터 제어신호을 인가받아 개폐되어 물을 공급하는 제2 솔레노이드 밸브(35)와; 상기 물탱크(31)의 상부에서 수동으로 물을 보충시킬 수 있도록 마련된 물보충구(36)와; 상기 물탱크(31)의 상단부에서 하단부의 드레인 밸브(31a)가 설치된 관로를 바이패스하도록 연결되어 물탱크(31)의 내부압력을 소진시키기 위한 압력배출경로를 제공하는 압력배출관로(37)와; 상기 압력배출관로(37)상에 설치되며, 외부의 제어신호에 의해 개폐되어 물탱크(31)내의 압력을 소진할 필요가 있는 경우에 개방되는 제3 솔레노이드 밸브(38)과; 상기 물탱크(31)의 상하부에 설치되어 수위를 감지하는 상,하수위센서(39, 40)와; 상기 물탱크(31)에 내장되어 물을 소정온도로 가열하는 히터(41)와; 상기 물탱크(31)의 하부 측면에 설치되어 히터(41)를 통해 가열되는 물의 온도를 검출하는 온도검출센서(43)와; 상기 물탱크(31)의 내부에서 상단부로 인출되었다가 하단부로 굴곡된 형태를 가지며, 분기관로(25)를 통해 제공되는 압축공기의 압력과 물탱크(31)내부의 압력차를 이용하여 물을 배출하기 위한 물배출관로(44)와; 상기 물배출관로(44)상에 설치되어 물의 배출량을 조절할 수 있도록 개폐되는 유량조절밸브(46)와; 상기 물배출관로(44)의 단부와 관로(15)의 단부의 교점에 설치되어 두 관로(44, 15)로부터 제공되는 소정온도로 가열된 물과 소정온도로 열교환된 압축공기를 혼합하여 소정 온도 및 압력을 갖는 스팀을 발생시키는 스팀믹서기(45)와; 상기 스팀믹서기(45)의 배출단에 연결된 관로(51)상에 설치되며, 외부의 제어신호에 의해 개폐동작하면서 상기 스팀믹서기(45)에서 배출되는 고온·고압 스팀의 배출을 제어하는 제4 솔레노이드 밸브(52)와; 상기 제4 솔레노이드 밸브(52)의 개방에 의해 제공되는 증기를 피세척물실(54)에 스팀분무를 수행하는 스팀분사노즐(53)으로 구성된다.

본 발명에서, 압축공기를 장치내부에서 공급할 경우에는 다음과 같은 장치가 별도로 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 메뉴얼 밸브(6)와 공기압력탱크(1) 사이의 관로(2)에서 분기된 관로(61)와; 상기 관로(61)에 연결되어 외부공기를 압축시켜 상기 공기압력탱크(1)로 공급하는 오일레스 콤프레셔(62)와; 상기 관로(61)상에 설치되어 오일레스(oiless) 압축공기를 공기압력탱크(1)로 공급하기 위한 제3 매뉴얼밸브(63)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 공기분배기(11)에 설치되어 온/오프(on/off) 동작에 의해 상기 오일레스 콤프레셔(62)를 작동시키기 위한 압력스위치(64)가 함께 설치된다.

상기 열교환기(14)는 압축공기를 소망하는 온도(본 실시예에서는 300℃)로 상승되도록 제어하기 위해 온도스위치(14a), 온도휴즈(14b), 온도검출기(14c)를 구비한다.

또한, 본 발명은 도3에 도시된 바와 같이 공기의 공급 및 물공급에 필요한 각 기기의 제반동작을 제어하는 콘트롤 판넬(70)을 더 포함한다.

상기 콘트롤 판넬(70)은 예를들어 각종 센서의 감지신호(상,하 수위센서(39, 40), 온도검출센서(43), 압력스위치(64)등의 감지신호)를 입력받아 상기 열교환기(14), 제1 내지 제4 솔레노이드 밸브(24, 35, 38, 52), 오일레스 콤프레셔(62)등의 구동을 제어하며, 타이머와 수온을 디스플레이하기 위한 액정표시창이 구비된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 도4의 플로어 챠트를 참조하여 설 명하면 다음과 같다.

먼저, 외부의 콤프레셔로부터 공급된 압축공기가 관로(2)를 통해 공급되면, 상기 관로(2)상에 설치된 제1 메뉴얼밸브(6)를 개방시키고, 또 관로(2)상에 순차적으로 설치된 오일필터(3), 수분필터(4) 및 제1 항균필터(5)를 통해 여과된 청정 압축공기를 공기압력탱크(1)에 공급하게 되고, 상기 제1 레귤레이터(8)에 의해 압축공기의 압력이 조절된 상태로 공기압력탱크(1)에 저장된다. 특히, 상기 압축공기중에 포함된 수분과 병원성 세균은 열교환기(14)에서의 열교환과정에서 완전한 살균이 이루어지지만, 본 발명에서는 부식이나, 열교환기(14)의 열교환작동중에 악취등이 발생되는 사항등을 고려하여 1차적으로 외부에서 공급되는 압축공기의 정화과정을 거친다.

상기 공기압력탱크(1)에 압축공기를 충전하는 과정에서, 압축공기의 공급을 장치내부에서 행할 경우에는 압축공기 분배기(11)상에 설치된 압력스위치(64)를 온(on)시킴으로써 오일레스 콤프레셔(62)를 작동시켜, 오일이 제거된 압축공기를 공기압력탱크(1)에 저장한다. 이때에는 상기 제1 메뉴얼밸브(6)가 차폐되고, 제3 메뉴얼밸브(63)가 개방된 상태에서 압력스위치(64)가 온(on)되어 오일레스 콤프레셔(62)가 작동하게 된다. 상기 공기압력탱크(1)에 압축공기가 저장되는 과정에서 온도변화로 발생된 수분은 에어드레인 밸브(7)를 통해 외부로 배출된다.

상기 공기압력탱크(1)에 저장된 압축공기는 공기분배기(121)를 통해 소정의 이송압력으로 관로(12)를 통해 이송된다. 이때, 공기압력탱크(1)나 관로(12)에 이상압력이 발생되면, 안전밸브(22)가 개방되어 과다압력을 강하시킴으로써 기기의 파손을 방지한다. 그리고, 상기 관로(12)에 설치된 제2 항균필터(23)를 통해 병원성 세균등을 재차 여과한 후에 제2 레귤레이터(13)에서 압력이 조절된 뒤, 이송된다.

상기와 같이 공기압력탱크(1)에 저장된 청정압축공기의 공급대기 상태에서, 콘트롤 판넬(70)의 전원을 온시켜 초기화상태로 만들고 작동스위치를 온시키게 되면(S1, S2), 콘트롤 판넬(70)에 구비된 콘트롤러의 제어신호에 의해 제1 솔레노이드 밸브(24)가 개방된다(S3). 이에 따라 상기 대기중인 압축공기는 분기관로(25)를 통해 물탱크(31)에 공급되고, 또한 열교환기(14)에 공급된다(S4, S5).

상기 물탱크(31)에 에어가 공급되는 과정중에는 물탱크(31)에 물이 채워져 있는지를 판단하게 된다(S6). 상기 S6단계에서 물탱크(31)내에 보충수가 채워져 있지 않으면, 압축공기의 공급작동을 정지하고, 자동으로 물보충을 실시하는지의 여부를 판단하게 된다(S7, S8). 물보충이 필요하게 되면 먼저 제2 메뉴얼 밸브(33)가 개방되고, 또 콘트롤러의 제어신호를 인가받은 제2 솔레노이드 밸브(35)가 개방되어 외부로부터 물이 물탱크(31)에 공급된다. 이때, 상기 외부로부터 공급되는 물은 불순물 필터(34)에 의해 여과된 상태로 물탱크(31)에 공급되며, 상기 제2 솔레노이드 밸브(35)에 이상이 있는 경우에 한하여 물보충구(36)를 통해 수동으로 물을 보충한다.

상기 물탱크(31)내에 물이 공급되어 만수위가 되면, 상수위 센서(39)가 이를 감지하여 콘트롤러에 인가하게 되고, 이 신호를 인가받은 콘트롤러가 제2 솔레노이드 밸브(35)에 차폐신호를 인가하여 제2 솔레노이드 밸브(35)를 차폐시킴으로 써 물의 공급이 중단되고, 반대로 물탱크(31)내의 수위를 하수위 센서(40)에 의해 감지되면, 상기 제2 솔레노이드 밸브(35)가 자동 개방되어 물보충이 이루어진다.

상기 물이 보충될 때에는 제3 솔레노이드밸브(38)가 개방되어 물탱크(31)의 내부압력을 소진시킨 상태에서 물보충이 이루어진다. 상기 물탱크(31)의 물보충이 완료되면, 히터(41)에 전원이 공급되어 물을 가열하게 되고, 온도검출센서(43)에 의하여 설정온도(본 실시예에서는 99℃)로 가열하여 수온을 유지시킨다(S9, S10).

상기한 단계를 거친후에는, 상기 물탱크(31)가 만수위인지를 판단하게 되고, 만수위가 아니면 상기 S8단계를 재차 수행하고, 만수위임이 판단되면 S4단계의 물탱크(31)에 압축공기의 공급을 계속하게 된다.

다음, 상기 열교환기(14)에서 압축공기의 열교환과정을 살펴보면, 먼저 온도스위치(14a)가 온(on)되면 열교환기(14)에 내장된 히터가 작동하여 압축공기와의 열교환을 수행하게 되며, 온도를 제어하는 온도검출기(14c)를 통해 온도가 검출된다. 이때, 상기 온도검출기(21)가 콘트롤러에 신호를 전송하여 히터(41)를 제어하게 된다. 상기 열교환기(14)를 통과하는 압축공기는 약300℃의 고온 압축공기로 열 교환되어 다음 과정으로 이송된다(S12).

상기 물탱크(31)에 압축공기가 공급되면, 물탱크(31) 내부압력과 대기상태의 관로와의 압력차로 인해 물배출 관로(44)를 통해 물이 이송된다. 이때, 유량조절밸브(46)를 개방시켜 소정 유량의 온수가 스팀믹서기(45)에 유입되고, 이와 동시에 열교환기(14)에서 배출된 300℃ 고온의 압축공기가 상기 스팀믹서기(45)에 공급되어 혼합됨으로써 압축공기속에 물분자로 형성되어 고온·고압의 스팀이 발생되는 것이다(S13).

상기 스팀믹서기(45)에서 발생된 고온·고압의 스팀은 대기상태에 있다가, 스팀분무노즐(53) 또는 건(GUN)의 스위치 신호가 온(on) 되거나, 내부 제어기에서 스팀발생신호가 온(on) 되면 제4 솔레노이드밸브(52)가 개방되어 피세척물 또는 피세척물실(54)에 분무된다.

상기 피세척물의 세척이 완료된 후에는 콘트롤 판넬(70)의 작동스위치를 오프(off)시켜 작동을 정지하고 종료한다(S15, S16, S17).

이상, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변경 및 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 항균필터를 거친 청정한 압축공기를 가열하고, 이 가열된 압축공기에 온수를 분사시켜 고온·고압의 스팀을 단시간에 발생시킴으로써 증기의 압력과 온도를 상승시키는데 필요한 연료와 시간 소모를 최소화할 수 있으며, 청정한 증기를 획득함으로써 일반 식당이나 병원등에서 스팀을 이용한 청소도구로 사용이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 물을 가열하여 증발시키지 않기 때문에 물을 증발시킬 때 필요한 증발열에너지를 가해줄 필요가 없고, 공기압축기를 이용하여 고압의 압력을 형성하기 때문에 증기를 이용하여 압력을 형성할 때보다 짧은 시간에 필요한 압력을 얻을 수 있는 다른 효과를 가진다.

Claims (10)

1. 외부공기를 소정압력으로 압축시켜 배출하는 오일레스 콤프레셔;

   상기 오일레스 콤프레셔로부터 압축공기를 공급받아 저장하는 공기압력탱크;

   상기 공기압력탱크의 일측에 설치되어 그로부터 제공되는 압축공기가 소정압력으로 이송되도록 하기 위한 압축공기 분배수단;

   상기 압축공기 분배수단의 소정위치에 설치되어 온/오프 동작에 의해 상기 오일레스 콤프레셔를 작동시키기 위한 압력스위치;

   상기 압력스위치 일측에 설치되어 압축공기의 병원성세균을 재차 여과시키는 제2 항균필터;

   상기 제2 항균필터의 일측에 설치되어 압축공기 분배수단을 통해 이송되는 압축공기의 이동압력을 조절하는 압력조절수단;

   상기 압력조절수단의 배출단 관로상에 설치되며, 내부에 히터를 구비하여 상기 관로를 통과한 압축공기를 소정온도로 상승시켜 배출하는 열교환수단;

   상기 압력조절수단과 열교환수단 사이의 관로상에 설치되며, 외부로부터 제어신호를 인가받아 압축공기의 이동통로를 개폐하는 제1 솔레노이드 밸브

   상기 제1 솔레노이드 밸브와 열교환수단 사이에서 분기형태로 설치되어 압축공기의 이송경로를 제공하는 분기관로;

   외부로부터 물을 공급받아 저장하며, 상단부에는 상기 분기관로의 단부가 연결되고, 상기 분기관로의 연결부 일측에는 상단부에서 하단부로 굴곡되는 물배출관로를 구비하여 상기 분기관로를 통해 제공되는 압축공기에 의한 내부압력과 물배출관로의 대기압력과의 차를 이용하여 물을 배출하는 물탱크;

   상기 물탱크에 내장되어 그에 저장된 물을 소정온도로 가열하는 히팅수단;

   상기 물탱크로부터 배출된 물과 열교환수단을 통해 소정온도로 상승된 압축공기를 혼합하여 소정온도 및 압력을 갖는 증기를 발생시키는 혼합수단; 및

   상기 혼합수단을 통해 제공되는 증기를 피세척물에 스팀분무를 수행하는 스팀분사노즐

   을 포함하는 고압증기 생산장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기압력탱크의 압축공기 공급관로상에 설치되어 외부에서 제공되는 압축공기에 함유된 오일을 여과시키기 위한 오일필터;

   상기 압축공기 공급관로상에 설치되되, 오일필터의 일측에 위치되어 그를 통과한 압축공기에 포함된 수분을 제거하기 위한 수분필터;

   상기 압축공기 공급관로상에 설치되되, 상기 수분필터의 일측에 위치되어 그를 통과한 압축공기에 포함된 병원성 세균을 제거하기 위한 제1 항균필터; 및

   상기 압축공기 공급관로상에 설치되되, 상기 제1 항균필터의 일측에 위치되어 그를 통과한 압축공기의 압력을 조절하는 제1 압력조절수단

   를 더 포함하는 고압증기 생산장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기분배수단은

   그의 소정위치에 설치되어 공기압력탱크로부터 제공되는 압축공기의 압력을 계측하는 압력계; 및

   상기 압력 스위치 일측에 설치되어 압력분배수단을 통과하는 압축공기의 이상압력이 발생될 경우, 개방되어 이동압축공기의 압력을 강하시키는 안전밸브

   를 포함하는 고압증기 생산장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 물탱크의 물공급관로상에 설치되어 물에 함유된 불순물을 여과하는 불순물필터;

   상기 물탱크의 측면 상하부 소정위치에 설치되어 수위를 감지하는 상,하수위센서;

   상기 물공급관로상에 설치되되, 불순물필터의 일측에 위치되어 상,하수위센서의 감지신호에 따라 물보충을 수행하기 위해 온오프되는 제2 솔레노이드 밸브;

   상기 물탱크의 상단부에서 하단부로 연결되어 물탱크의 내부압력을 소진시키 기 위한 압력배출경로를 제공하는 압력배출관로; 및

   상기 압력배출관로상에 설치되며, 외부의 제어신호에 의해 개폐되어 물탱크내의 압력을 소진할 필요가 있는 경우에 개방되는 제3 솔레노이드 밸브

   를 더 포함하는 고압증기 생산장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 혼합수단과 스팀분사노즐 사이의 관로상에 설치되어 상기 스팀분사노즐의 작동에 따라 외부의 제어신호에 의해 개폐되어 스팀을 공급하는 제4 솔레노이드 밸브를더 포함하는 고압증기 생산장치.
10. 외부로부터 공급된 압축공기에 함유된 오일, 수분 및 병원성 세균을 여과시킨 후, 압력조절기를 통과시킨 청정압축공기를 공기압력탱크에 저장하는 제1 단계;

    상기 공기압력탱크에 저장된 압축공기를 공기분배기에 통과시켜 소정의 압력을 유지한 상태로 이송되도록 하되, 압축공기 이송관로에 설치된 항균필터를 통해 병원성 세균을 재차 여과한 후에 압력조절기를 통과시켜 이송하는 제2 단계;

    공기압력탱크에 저장된 청정압축공기의 공급대기 상태에서, 콘트롤 판넬의 전원을 온(on)시켜 초기화상태로 만들고 작동스위치를 온시키는 제3 단계;

    상기 콘트롤 판넬에서의 제어신호에 의해 공기압력탱크의 배출단에 설치된 제1 솔레노이드 밸브를 개방하여 대기중인 압축공기를 물탱크와 열교환기에 공급하는 제4 단계;

    상기 물탱크에 채워진 물을 소정온도로 가열하는 제5 단계;

    상기 열교환기에 유입된 압축공기를 물의 수온보다 소정배수이상으로 가열하는 제6 단계;

    물탱크로부터 배출된 온수와 열교환기로부터 배출된 고온의 압축공기를 혼합하여 스팀을 생성하는 제7단계; 및

    생성된 스팀을 피세척물에 분사하는 제8단계

    를 포함하는 고압증기생산방법.

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