KR100678177B1 - 순간 증기 발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적은 크기로 설치 장소에 제한되지 않고 노즐을 통하여 수분을 미립자 상태로 분사하여 증기 공급이 필요한 순간에 즉시 증기를 발생시켜 공급할 수 있도록 하는 순간 증기 발생기에 관한 것으로서, 수분을 저장하는 저수통(1)을 포함하여 구성되는 증기 발생기에 있어서, 원통형으로 설치되고 저수통(1)의 수분을 공급받아 증기를 발생시키는 증기 발생기 본체(10), 외부의 제어 신호에 의해 동작하고 상기 본체(10)에 설치되어 외부의 수분을 미세 입자 상태로 형성하여 본체(10)의 내부로 분사하는 노즐(20), 외부의 제어 신호에 의해 동작하고 상기 본체(10)의 하부측에 설치되고 상기 노즐(20)에 의해 분사되는 수분을 기화시키는 증발기(30)로 구성된다.

증기 발생기

Description

순간 증기 발생기{A instant steam generator}

도 1은 종래의 기술에 의한 증기 발생기의 구성을 나타내는 도면.

도 2a는 본 발명에 의한 순간 증기 발생기의 일실시예의 구조를 나타내는 단면도.

도 2b는 본 발명에 의한 순간 증기 발생기에서 사용하는 노즐의 구성을 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 순간 증기 발생기의 일실시예의 구조를 나타내는 분해 사시도.

도 4는 본 발명에서 사용하는 제어부와 주변 회로의 구성을 나타내는 회로도.

도 5a는 본 발명에 의한 순간 증기 발생기의 다른 실시예의 구조를 나타내는 단면도.

도 5b는 본 발명에 의한 순간 증기 발생기의 다른 실시예의 히터 설치 상태를 나타내는 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 순간 증기 발생기의 스팀 방식 전기 오븐에 사용되는 상태를 나타내는 사시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호설명-

10 : 증기 발생기 본체 20 : 노즐

30 : 증발기 40 : 히터

50 : 핫 플레이트 60 : 바이메탈 스위치

70 : 크리스탈 발진부 80 : 제어부

본 발명은 증기 발생기에 관한 것으로서, 특히 적은 크기로 설치 장소에 제한되지 않고 노즐을 통하여 수분을 미립자 상태로 분사하여 증기 공급이 필요한 순간에 즉시 증기를 발생시켜 공급할 수 있도록 하는 증기 발생기에 관한 것이다.

일반적으로, 스팀 조리장치, 식기 세척기와 같이 증기를 필요로 하는 곳에 증기를 공급하기 위해 증기를 발생시키는 방법은 아래와 같다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 그 내부 공간이 밀폐된 저수통(1)의 내부에 전기로 동작하는 히터(2)를 설치하고, 밸브(3)를 개방하여 저수통(1) 내부에 물을 공급한 상태에서 히터(2)를 발열 동작시키면 히터(2)의 열에 의해 발생된 증기가 토출구(4)로 방출되도록 구성되어 있음을 알 수 있다.

그런데, 이러한 방식은 저수통(1)에 저장되어 있는 다량의 물을 가열시킨 후에 증기가 발생되기 때문에 증기를 발생시키기 위한 시간이 너무 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 발생된 증기가 토출구(4)를 통해 방출되는 순간 열을 잃어 액화되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 적은 크기로 설치 장소에 제한되지 않고 증기 공급이 필요한 순간에 즉시 증기를 공급할 수 있고, 발생된 증기가 공급되는 도중 열량을 잃어 액화되는 것을 방지하는 순간 증기 발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 2a는 본 발명의 순간 증기 발생기의 일실시예의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 순간 증기 발생기의 일실시예의 구조를 나타내는 분해 사시도로서, 수분을 저장하는 저수통(1)을 포함하여 구성되는 증기 발생기에 있어서, 저수통(1)의 수분을 공급받아 증기를 발생시키는 증기 발생기 본체(10), 외부의 제어 신호에 의해 동작하고 상기 본체(10)에 설치되어 외부의 수분을 미세 입자 상태로 형성하여 본체(10)의 내부로 분사하는 노즐(20), 외부의 제어 신호에 의해 동작하고 상기 본체(10)의 하부측에 설치되고 상기 노즐(20)에 의해 분사되는 수분을 기화시키는 증발기(30), 외부의 발진 신호와 동작 신호를 입력받아 동작 상황을 판단하고 이에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부(80)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.

상기 증기 발생기 본체(10)의 일측에는 본체(10)의 온도에 따라 증발기(30)의 동작을 온/오프하는 바이메탈 스위치(60)가 추가로 구성되는 것이 바람직하다.

일정 주기의 신호를 발진하여 출력하는 크리스탈 발진부(70)가 추가로 구성 되는 것이 바람직하다.

상기 증발기(30)는 외부에서 공급되는 전원에 의해 발열 동작하는 히터(40), 플레이트 형태로 형성되고 상기 히터(40)의 상부측에 설치되고 상기 히터(40)의 열을 인가받아 발산하는 핫 플레이트(50), 상기 핫 플레이트(50)에 형성되는 증기 공급홀(55)로 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

증기 발생기의 일측에 수분을 저장하기 위한 저수통(1)이 설치되는 것은 종래의 기술과 동일하다.

도 2a와 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본체(10)의 하부에는 증발기(30)의 핫 플레이트(50)가 설치되어 있고, 핫 플레이트(50)의 하부에는 외부에서 공급되는 전원에 의해 발열 동작하는 히터(40)가 설치되어 있다.

증발기(30)의 히터(40)는 사용자의 조작에 의해 발열 동작이 시작되고 발열된 열은 핫 플레이트(50)로 전달된다. 상기와 같은 히터(40)의 동작은 수분을 공급하는 펌프의 동작 개시 전에 시작되도록 하여, 펌프의 동작에 의해 수분이 공급되는 시점에서는 증기가 발생될 수 있는 정도로 히터(40)가 예열되어 있도록 하는 것이 바람직하다.

저수통(1)에 저장되어 있는 수분은 펌프에 의해 외부로 배출되어 본 발명에 의한 증기 발생기 본체(10) 측으로 공급된다. 즉, 공급되는 수분은 증기 발생기 본체(10)의 상부에 설치되는 있는 노즐(20)로 공급되고, 노즐(20)은 공급된 수분을 본체(10)의 내부로 분사한다.

도 2b는 본 발명에서 사용하는 노즐(20)의 구조를 나타내는 단면도로서, 상단부의 수분을 공급하는 수분 공급 라인이 연결되는 노즐캠(21)이 설치되고, 노즐캠(26)의 하부에는 노즐 본체(26)가 연결되어 있다. 노즐 본체(26)의 내부에는 분사량과 분사 상태를 설정하는 스프링(22), 슬릿(23), 분사단(24), 노즐 밸브(26)가 각각 설치되어 있음을 알 수 있다. 노즐(20) 내부의 스프링(22)과 슬릿(23)의 탄성과 폭 설정에 의해 노즐의 분사 상태가 결정된다.

이때 노즐(20)은 공급되는 수분을 빠르게 기화시키기 위해 수분을 미세한 수분 입자 형태로 형성한 상태에서 본체(10)의 내부로 분사되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 수압이 낮은 경우에는 수분이 미립자 형태로 형성되지 않을 수 있으므로 외부에서 공급되는 수분의 수압이 일정 이상(예: 3 Psi)인 경우에만 분사 동작되도록 하는 것이 바람직하다.

노즐(20)은 일정한 분사량으로 분사가 이루어지도록 설정되어 있어, 크리스탈 발진부(70)에서 출력되는 일정한 주기(㎐)의 신호를 입력받은 제어부(80)의 동작에 의해 노즐(20)을 통한 물의 분사량이 결정된다. 즉, 노즐이 일정한 분사량을 갖고 있음을 이용하여 크리스탈 발진부(70)에서 입력되는 신호가 제어부(80)로 입력되면 제어부(80)는 시간의 계수를 시작하고 필요로 하는 수분량의 분사에 필요한 시간이 경과된 후에는 원하는 양의 수분 분사가 이루어진 것으로 판단하여 노즐(20)과 히터(40)로 공급되는 전원을 단속하여 증기의 발생이 제한되도록 구성된다.

노즐(20)에서 분사되는 미립자 상태의 수분이 히터(40)에 의해 예열되어 있는 핫 플레이트(50)에 닿게 되면 닿는 즉시 증기로 기화되고, 기화된 증기는 핫 플 레이트(50)에 형성되어 있는 증기 공급홀(55)을 통해 증발기 본체(10)의 하부로 모여진 후 배출구(90)를 통해 증발기의 외부로 배출된다.

이때 핫 플레이트(50)에서 발생되는 열의 방출이 용이하도록 하여 연속적인 증기의 공급이 가능하도록 하기 위해 열전도율이 높은 알루미늄을 다이캐스팅 공법에 의해 제작되도록 한다.

도 3에서 미설명된 부호 45는 각각의 구성 요소들의 틈새로 증기가 누출되는 것을 방지하는 가스켓을 나타낸다.

상기와 같이 증기가 발생함에 있어, 노즐(20)에서 수분이 계속적으로 분사되므로, 분사되는 수분이 즉시 기화되지 않을 수 있다. 이때 기화되지 않는 수분은 핫플레이트(50)의 일측에 오목하게 형성되어 있는 증발판(55)으로 모이게 되고 히터(40)에서 계속적으로 발열되는 열에 의해 계속적으로 기화된다.

증기가 외부로 공급되는 도중 온도의 하강에 의해 증기가 액화되는 것을 방지하기 위하여 증기 공급홀(55)이 핫 플레이트(50)의 일측에 형성되도록 한다. 핫 플레이트(50)는 히터(40)에 의해 가열되므로 증기 공급홀(55)을 통과하는 증기는 핫 플레이트(50)로 인가되는 열에 의해 재가열되는 효과를 얻게 된다. 이때 노즐(20)에서 분사되는 수분은 핫 플레이트(50) 전체로 분사되므로 증기 공급홀(55)로 분사된 수분도 히터(40)의 열에 의해 기화될 수 있도록 한다.

상기와 같은 증기의 발생 동작시 히터(40)의 동작은 노즐(20)에 의한 수분 공급 이전에 시작되므로, 외부의 원인에 의해 수분 공급이 이루어지지 않는 경우가 발생될 수 있다. 또한, 히터(40)의 발열량에 비하여 적은 수분이 공급될 수 있다.

상기와 같은 상황이 발생되어 본체(10)의 온도가 적정 범위 이상 증가되는 경우에는 안전을 위하여 히터(40)로 공급되는 전원을 오프시키는 것이 바람직하므로, 본체(10)의 측면에 바이메탈 스위치(60)를 설치하여 본체(10)의 온도 상승 및 하강에 따라 히터(40)로 공급되는 전원의 온/오프가 이루어지도록 한다.

상기와 같은 증기 발생기의 실시예의 경우 씨즈 히터(sheath heater)가 사용되고 있어, 히터 자체의 하중이 높고 많은 공간을 차지하므로 증기 발생기 제작시 많은 시간과 비용이 소모된다. 따라서, 증기 발생기의 무게 절감과 공간 절약을 위해 다음과 같이 필름 히터를 사용하는 실시예가 개시되었다.

도 5a는 본 발명에 의한 순간 증기 발생기의 다른 실시예의 구조를 나타내는 단면도로서, 저수통(1)의 수분을 공급받아 증기를 발생시키는 증기 발생기 본체(10), 외부의 제어 신호에 의해 동작하고 상기 본체(10)에 설치되어 외부의 수분을 미세 입자 상태로 형성하여 본체(10)의 내부로 분사하는 노즐(20), 외부의 제어 신호에 의해 동작하고 상기 본체(10)의 하부측에 설치되고 상기 노즐(20)에 의해 분사되는 수분을 기화시키는 증발기(30), 외부의 발진 신호와 동작 신호를 입력받아 동작 상황을 판단하고 이에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부(80)로 구성되는 증기 발생기에 있어서, 상기 증발기(30)를 구성하는 히터는 박막 형태로 이루어진 필름 히터(140)로 이루어진다.

또한, 필름 히터(140)는 증발기(30)를 구성하는 핫 플레이트(50)의 증발판(55)에 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

노즐(20)을 통한 수분의 분사는 이전의 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 5b에 도시되어 있는 바와 같이 필름 히터(140)는 증발판(55)에 설치되어 있다. 이전의 실시예에서는 히터에서 발열된 열이 핫 플레이트를 가열하게 된 후, 수분이 핫 플레이트에 닿아 기화하게 되지만, 본 실시예에서는 노즐(20)에서 분사되는 수분은 필름 히터(140)에 직접 닿게 되므로 기화율이 더 높게 나타나게 됨을 알 수 있다.

또한, 필름 히터(140)에서 발열되는 열에 의해 핫 플레이트(50)가 가열되므로, 이전의 실시예와 동일하게 핫 플레이트(50)에 형성되어 있는 증기 공급홀(55)을 통과하는 증기는 재가열되어 액화되는 것이 방지된다.

증기 공급홀(55)을 통과한 증기는 배출구(90)를 통해 외부로 배출된다.

도 6은 본 발명에 의한 순간 증기 발생기의 스팀 방식 전기 오븐에 사용되는 상태를 나타내는 사시도로서, 저수통(100)에 저장되어 있는 수분이 공급 라인(110)을 통해 증기 발생기로 공급된 후, 증기로 기화되어 오븐으로 공급되는 상태를 나타내고 있다.

상기 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의해 순간 증기 발생기에 의해 증기가 필요로 하는 기기로 증기의 공급이 용이하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 적은 크기로 설치 장소에 제한되지 않고 노즐을 통하여 수분을 미립자 상태로 분사하여 증기 공급이 필요한 순간에 즉시 증기 를 발생시켜 공급할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 수분을 저장하는 저수통(1)을 포함하여 구성되는 증기 발생기에 있어서, 저수통(1)의 수분을 공급받아 증기를 발생시키는 증기 발생기 본체(10), 외부의 제어 신호에 의해 동작하고 상기 본체(10)에 설치되어 외부의 수분을 본체(10)의 내부로 분사하는 노즐(20), 상기 본체(10)의 하부측에 설치되고 상기 노즐(20)에 의해 분사되는 수분을 기화시키는 증발기(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순간 증기 발생기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 증기 발생기 본체(10)의 일측에 설치되고 본체(10)의 온도에 따라 증발기(30)의 동작을 온/오프하는 바이메탈 스위치(60), 일정 주기의 신호를 발진하여 출력하는 크리스탈 발진부(70), 상기 바이메탈 스위치(60)의 동작 신호와 크리스탈 발진부(70)의 발진 신호를 입력받아 동작 상황을 판단하고 이에 따른 제어 신호를 출력하는 제어부(80)가 추가로 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 순간 증기 발생기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐(20)은 일정 이상의 수압이 인가되는 경우에 동작하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 순간 증기 발생기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐(20)은 외부의 수분을 미세 입자 상태로 형성하 여 분사하는 것을 특징으로 하는 순간 증기 발생기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 증발기(30)는 외부에서 공급되는 전원에 의해 발열 동작하는 히터(40), 플레이트 형태로 형성되고 상기 히터(40)에 밀접하게 설치되며 상기 히터(40)의 열을 인가받아 발산하는 핫 플레이트(50), 상기 핫 플레이트(50)의 일측에 복수개로 형성되는 증기 공급홀(55)로 구성되는 것을 특징으로 하는 순간 증기 발생기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 히터(40)는 씨즈 히터 또는 필름 히터인 것을 특징으로 하는 순간 증기 발생기.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 핫 플레이트(40)의 일측에는 오목한 형태의 증발판(55)이 형성되는 것을 특징으로 하는 순간 증기 발생기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 증발판(55)에는 필름 히터가 설치되는 것을 특징으로 하는 순간 증기 발생기.

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