KR100760996B1 - 스팀 세척 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스팀 세척 장치에 관한 것으로, 구동 개시에 따라 물과 왁스액을 배출하는 물통과 왁스통; 상기 물통과 왁스통의 물과 왁스액이 혼합된 혼합수를 배출하는 펌프; 상기 펌프로부터 배출된 혼합수를 내부 배관에 수용하며 내부 노즐을 통해 해당 혼합수를 분무 상태로 분사시켜 배관을 따라 배출시키는 연소통; 연료통으로부터 공급되는 연료를 이용해 상기 연소통의 배관을 가열하여 해당 분무 상태의 혼합수를 고온고압의 스팀수로 변환시키는 버너; 상기 연소통에서 배출되는 고온고압의 스팀수를 외부로 분사시키는 스팀건; 및 상기 물통, 왁스통, 펌프, 연소통, 연료통, 버너 및 스팀건을 제어하여, 물과 왁스액의 혼합수를 고온고압의 스팀수로 변환시켜 외부로 분사시키는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다

스팀, 세척, 세차

Description

스팀 세척 장치 및 그 구동 방법{STEAM CLEANING APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}

도 1 은 본 발명에 따른 장치에 대한 내부 요부 도면.

도 2 은 도 1 의 상부에서 본 내부의 주요 부품에 대한 구성도.

도 3 은 펌프(9)의 구성을 보여 주는 도면.

도 4 는 도 2 의 "a" 방향에서 본 내부 주요 구성에 대한 배치도.

도 5 는 연소통(12)과 그 관련 부품들에 대한 것을 설명하기 위한 도면.

도 6 은 전체 구성에 대한 개략 시스템적인 개념도.

도 7 은 스팀 세척 장치의 각 구성 요소들에 대한 전체적인 제어 동작을 설명하기 위한 블럭도.

도 8 은 스팀 세척 장치의 전체적인 제어 흐름을 설명하기 위한 흐름도.

본 발명은 스팀 세척 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 자동적으로 물과 왁스를 혼합시킨 후 해당 혼합액을 가열된 관에 분사시켜 고온 고압의 스팀을 만들고 해당 스팀을 이용해 차량 등의 각종 기계류의 외관을 세척할 수 있도록 하는 스 팀 세척 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

종래의 차량 자동 세척 장비는 매우 부피가 크고 고가이며 많은 양의 물을 소비하므로 환경오염의 원인이 되어 왔다.

또한, 세척 후에는 선택적으로 별도의 왁스를 차량의 입히는 작업을 하여야 하므로 그 작업이 번거롭고 힘들다.

더군다나, 세척 장비에 세척요원을 위한 별다른 관리 수단이 마련되어 있지 않아 세척시 잦은 세척 중단과 재가동이 불가피하며, 또한 별다른 안전 수단이 마련되어 있지 않아 내부 배관의 압력치 상승에 따른 작업상의 위험과 스팀 압력이나 장비 온도의 상승에 따른 장비 파손 및 인명 피해의 위험이 항상 존재하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 그 목적은 자동적으로 물과 왁스를 혼합시킨 후 해당 혼합액을 가열된 관에 분사시켜 고온 고압의 스팀을 만들고 해당 스팀을 이용해 차량 등의 각종 기계류의 외관을 세척할 수 있도록 하는 스팀 세척 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 스팀 세척 장치에 세척요원을 위한 관리 수단과 안전 수단을 마련하여 작업 효율의 증대와 함께 장비 파손이나 인명 피해의 위험을 감소시킬 수 있는 스팀 세척 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 소량의 물만 소비되고 소형의 구조로 차량을 세척 가능한 소형 스팀 세척 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 세척과 동시에 왁스를 도포할 수 있는 스팀 세척 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 스팀 세척 장치는, 구동 개시에 따라 물과 왁스액을 배출하는 물통과 왁스통; 상기 물통과 왁스통의 물과 왁스액이 혼합된 혼합수를 배출하는 펌프; 상기 펌프로부터 배출된 혼합수를 내부 배관에 수용하며 내부 노즐을 통해 해당 혼합수를 분무 상태로 분사시켜 배관을 따라 배출시키는 연소통; 연료통으로부터 공급되는 연료를 이용해 상기 연소통의 배관을 가열하여 해당 분무 상태의 혼합수를 고온고압의 스팀수로 변환시키는 버너; 상기 연소통에서 배출되는 고온고압의 스팀수를 외부로 분사시키는 스팀건; 및 상기 물통, 왁스통, 펌프, 연소통, 연료통, 버너를 제어하여, 물과 왁스액의 혼합수를 고온고압의 스팀수로 변환시켜 외부로 분사시키는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 물통, 왁스통 및 연료통에는 각각 수량 게이지, 왁스 게이지 및 유량 게이지가 설치되며, 상기 제어부는 상기 수량 게이지, 왁스 게이지 및 유량 게이지를 통해 실시간으로 해당 물통, 왁스통 및 연료통의 잔유량을 체크하고, 해당 물통, 왁스통 또는 연료통의 잔유량 부족 상황을 외부 표시부와 경보음 발생부를 통해 시청각적으로 알리는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 해당 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 제어하는 자동 제어부가 구비되며, 상기 제어부는 상기 잔유량 부족 상황시 해당 잔유량 부족상황을 알리고 소정 시간 경과 후 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 차단시켜 시스템을 자동으로 정지시키는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 물과 왁스액이 혼합된 혼합수를 배출하는 펌프의 토출부에는 해당 배출 혼합수의 수압을 체크하고 혼합수의 배출을 통제하는 물압력 스위치가 구비되며, 상기 제어부는 상기 펌프 및 배출 배관 이상시 해당 배관의 혼합수 배출을 강제 중지시키거나 상기 자동 제어부를 통해 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 강제 차단시키는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 연소통에서 스팀건으로 배출되는 스팀 증기의 통로인 스팀 토출부에는 스팀 압력이 일정 범위 내에 유지되도록 제어하는 스팀압력스위치가 구비되고, 제어 범위 이상 고압인 경우 작동되어 해당 고압의 스팀을 내부로 궤환시키기 위한 안전변이 구비되며, 스팀 증기에서 제어 범위 이상의 고압 발생시 해당 고온 고압의 스팀을 상기 물통으로 배수시켜 스팀의 외부 유출을 차단하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 연소통에는 연소통의 온도를 체크하는 과열온도 센서가 구비되며, 상기 버너가 소화된 이후에도 해당 연소통이 과열 상태를 유지하는 경우 상기 물통의 물을 강제적으로 해당 연소통에 투입시키거나 스팀장치의 전원을 차단하여 작동을 정지시켜 연소통의 과열을 막는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 스팀 세척 장치의 구동 방법은, (a) 사용자의 구동에 따라 내부 물통과 왁스통을 개방시켜 물과 왁스를 혼합시키고, 펌프를 구동시켜 해당 혼합수를 연소통으로 투입시키는 단계; (b) 화염의 방사가 가능한 버너를 점화시키고 송풍기를 구동시켜 해당 버너의 화염이 상기 연소통의 내부 배관을 통과하도록 유도하는 단계; 및 (c) 상기 연소통의 내부 노즐을 통해 상기 혼합수가 공급될 때 가열된 관코일을 통과하면서 순간적으로 고온고압의 스팀으로 생성시키고, 해당 가열된 스팀을 스팀건을 통해 외부로 배출시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 물통, 왁스통 및 연료통에 설치된 수량 게이지, 왁스 게이지 및 유량 게이지를 통해 실시간으로 해당 물통, 왁스통 및 연료통의 잔류량을 체크하여 물, 왁스 또는 연료의 부족 여부를 판단하고, 물, 왁스 또는 연료의 부족시에는 해당 물, 왁스 또는 연료의 부족 상황을 외부 표시부와 경보음 발생부를 통해 시청각적으로 알리는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 해당 물, 왁스 또는 연료의 부족 상황을 사용자에게 알린 후, 상기 수량 게이지, 왁스 게이지 또는 연료 게이지를 통해 물, 왁스 또는 연료의 보충 여부를 확인하고 잔유량 부족 상황이 유지되면 소정 시간 경과 후 자동 제어부의 작동으로 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 차단시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 펌프에 마련된 물압력 스위치를 통해 혼합수로서 배출되는 물의 수압을 실시간으로 체크하여 혼합수의 수압이 정상인지 여부를 판단하고, 수압의 이상 발생시에는 자동 제어부에서 해당 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 강제 차단시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한 다.

더욱 바람직하게는, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 연소통에 마련된 스팀압 스위치를 통해 배출되는 스팀수의 압력을 실시간으로 제어하여 일정한 스팀압력을 유지할 수 있도록 제어부와 신호를 교환하고 스팀압이 정상인지 여부를 판단하며, 이상 고압의 스팀압 발생시 해당 고온 고압의 스팀을 상기 물통으로 강제 배수시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 해당 스팀 세척 장치 구동 중지에 따른 버너 소화 이후에, 상기 연소통에 마련된 과열온도 센서를 통해 해당 연소통이 비정상적으로 과열되었는지 여부를 판단하고, 과열로 판단된 경우, 상기 물통의 물을 강제적으로 해당 연소통에 투입시켜 연소통의 잔열을 제거하거나 사용 중 이상고온 현상 발생시 스팀세척장치를 강제적으로 정지시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 장치에 대한 내부 구조를 설명하기 위한 내부의 일부 개방 사진이다.

도시한 바와 같이, 상부 일측에는 수직으로 물통(1), 왁스통(2), 연료통(3)이 설치된다. 물통(1)으로의 물 주입은 물통(1)의 하부에 형성한 주입구(미도시)를 통하여 주입된다. 예를 들어, 일반 수도 호스와 연결하여 연속적인 물 공급으로 사용할 수 있다. 레벨센서와 레벨게이지를 설치하여 물통(1)이 일정 수위에 도달하면 자동으로 물 공급이 차단 및 공급되게 할 수 있다. 도 1 의 우측에는 물통(1) 내의 물의 수위를 확인할 수 있는 투명창(7)이 형성되어 있어서 현재의 수위를 외 부에서 확인할 수 있다. 연료통(3)에 주입되는 사용 연료는 예를 들어 디젤유나 가스 등을 사용한다. 왁스(2)와 물이 공급되는 라인에는 각각 필터(46)를 설치하여 펌프나 연소실로 공급시 이물질을 걸러내어 고장을 미연에 막도록 하였다.

측부에 돌출되어 있는 것은 이동시 편리하게 사용할 수 있는 손잡이(8)이다.

연료통(3) 측부에는 온도에 따라 자동으로 작동되는 히팅팬(4)이 설치되는데, 히팅팬(4)의 역할은 내부 기온이 기준온도 이하, 예컨데 영하로 내려갈 때 자동으로 작동되어 가열된 공기를 내부에 공급하여, 장치의 내부에 설치되어 있는 각종 펌프와 호스가 겨울철에 동파되는 것을 방지하기 위한 것이다.

히팅팬(4)과 인접한 위치에는 스팀압력 스위치(6)와 물압력 스위치(5)가 설치된다. 이들 역할에 대하여는 후술하는 부품들과 함께 설명한다. 상기한 부품들의 위치적인 배열을 중요한 것이 아니라 어떠한 위치에 배치하여도 상관 없다.

스팀압력 스위치(6)는 발생하는 스팀 증기의 압력의 일정 범위를 제어하기 위한 스위치이고, 물압력 스위치(5)는 공급되는 물의 수압을 체크하기 위한 스위치(센서)이다.

도 2 는 도 1 을 상면에서 본 요부 도면이다.

도시한 바와 같이, 펌프(9)에 의하여 물통(1) 내의 물이 연소통(12)쪽으로 공급된다. 연소통(12)은 버너(16)에 의하여 가열이 이루어진다.

도 3 은 도 2 의 우측에서 본, 일부 분해 실물 사진이다.

펌프(9) 옆에 구성된 것은 전압조절구(10)이다. 전압조절구(10)의 역할은, 펌프(9)의 회전수 조절로 물 공급과 스팀 배출량 조절이 가능하다. 다시말해, 펌 프(9)에 장착된 모터의 회전수를 전압으로 조절하는 것이다.

도 4 는 도 2 의 "a" 방향에서 본 도면이다

연소통(12) 상부에는 연통(21)이 연결되어 형성되어 있어서 연소통(12)의 배기 가스가 토출된다. 저부에는 이동이 용이하도록 바퀴(44)가 설치된다.

도 5 는 도 4 의 장치 내부에 장착되어 있는 연소통(12) 및 버너 (16) 등의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 도 2 에 도시된 물통(1)에서의 물은 펌프(9)를 거쳐 도 5 의 물공급관(33)으로 도입된다. 그러면 콘덴싱(22) 내부를 거처 연결관(34)을 빠져나와 연결배관(35)을 거쳐 스팀연결구(36)로 도입되어 코일식으로 구성된 내부를 지나 스팀화되어 토출구(37)로 나온다. 콘덴싱(22) 내부는 동관이 구불구불하게 형성되어 있다. 연소통(12) 전방에는 버너(16)가 장착되어 있어서 버너(16)의 화염이 송풍기(31)의 작동으로 스테인레스 관코일(39) 중앙을 통과하면서 관코일(39) 내부에 생성된 스팀을 가열한다. 스팀의 생성은 다음과 같다.

노즐에 의해 분사된 물이 콘덴싱 내부를 흐르는 동안 버너에 의해 관코일이 예열되어 있고 달구어진 관코일내에 콘덴싱을 통과한 물이 분사될 때 순간적으로 스팀이 만들어지게 된다.

이때 가열하고 남은 폐열은 위로 상승하면서 콘덴싱(22)을 2 차로 가열하여주므로 물공급관(33)으로 도입되는 물을 예열하는 효과가 있어 순간적으로 스팀화하는데 도움을 주며 열효율을 증대한다. 배기가스는 연통(21)을 통하여 배기된다.

토출구(37)에는 도시하지 않은 스팀 건(도 6 에 도면부호 "59" 로 도시)이 연결되어 스팀 분사가 이루어 진다. 토출구(37) 상부로는 2 개의 관이 동시에 형성되어 있는데, 하나는 압력게이지관(40)으로 압력게이지와 연결되어 압력을 측정하고, 나머지 하나는 압력스위치관(41)으로 압력스위치(미도시)와 연결되어 소정의 압력에 따라 온/오프 작동되게 만든다. 토출구(37)의 하부로는 드레인관(42)이 설치되어 드레인 역할을 하도록 한다.

도 6 은 전체 작동을 원리적으로 설명하기 위한 도면이다.

이를 참고로 다른 도면과 함께 작동을 이하, 설명한다.

물통(1)의 물과 왁스통(2)에서의 왁스가 공급되면, 필터(46)를 거쳐 펌프(9)로 들어 간다. 물과 왁스는 예를 들어, 노즐의 크기에 의해 약 50:1의 비율로 혼입되게 조절한다. 혼합된 왁스혼합물은 펌프(9) 및 체크밸브(51)를 지나, 연소통(12) 내에서 노즐(52)에 의해 분무식으로 공급된다. 분무식으로 공급하면 스팀식으로 분사되며 이 분사되는 작은 물입자는 버너(16)에 의해 가열된 관코일(39)를 지날 때 상대적으로 적은 열량으로 순간적으로 스팀을 만들어 고온 고압의 스팀 분사 가능하다.

정상적으로 가두어둔 물을 스팀으로 만들자면 가열하여 끓는 점 이상 온도로 만들어야 하므로 시간과 에너지 소모가 크다. 또한 스팀건에서 배출되는 스팀이 섭씨 100도 이상 넘어가면 차량 등의 세척 대상물의 표면에 손상을 줄 수 있고, 순간 스팀 형성이 어렵고 취급상 어려움이 있으며 위험하다.

연료통(3)에의 연료는 가스나 디젤유 등을 사용하며 연료필터(54)를 거쳐 나와 버너(16)로 들어가 연소된다. 연소통(12)에는 과열온도센서(55)가 설치되어 있 어 과열시 제어될 수 있게 구성하였다. 연소통(12)에서 가열된 스팀은 건(59)으로 분사된다.

체크밸브(51-1)와 체크밸브(51-2) 사이에는 물압력스위치(5)을 설치하여, 펌프 및 배관의 이상유무를 제어부로 전송하게 된다.연소통(12)에서 나오는 스팀에는 안전변(57)을 설치하고 또한 스팀압력스위치(6)와 압력게이지(58)를 설치하여 일정범위내의 스팀압력을 제어하고 현재의 압력을 표시한다.

상기한 장치에 의하면, 필요에 따라 왁스의 공급 없이 물로만 세척이 가능하다.

또한 운용시, 장시간 장치의 사용으로 인해, 버너가 소화된 후에도 잔열이 높게 남아 있는데, 이를 제거하기 위해 버너를 가동하지 않고 물을 강제 투입하여 연소실 내의 고온을 예방하여 장비의 수명을 연장시킬 수 있다.

이제 도 7을 참조하여, 스팀 세척 장치의 각 구성 요소들에 대한 전체적인 제어 동작을 이하 설명한다.

전체적으로, 상기 스팀 세척 장치의 내부 제어 구성은 자동 제어부(61), 조작반(62), 표시부(63), 카운터(64), 경보음 발생부(65), 메모리(66) 및 상기 각 구성들을 제어하는 제어부(60)를 포함하여 이루어지며, 이를 이용하여 해당 제어부(60)는 물통(1), 왁스통(2), 연료통(3), 펌프(9), 버너(16), 연소통(12), 노즐(52) 및 스팀건(59)과의 신호교환을 통해 전체적인 물과 왁스의 혼합수 생성 및 공급과, 혼합수의 가열 및 스팀수 생성과, 스팀수의 배출 및 유지관리를 이룰 수 있게 된다.

상기 자동 제어부(61)는 누전 등의 내부 전원 문제 발생시나 내부 장치의 이상 발생시 외부로부터 공급되는 전원을 차단시켜 해당 스팀 세척 장치의 구동을 자동으로 중단시키게 된다.

이때, 이러한 자동 제어부(61)의 차단 조건은, 예컨데, 상기 물통(1)의 물없음 조건시, 상기 왁스통(2)의 왁스없음 조건시, 상기 연료통(3)의 연료없음 조건시 그리고 펌프(9) 및 연소통(3)로 투입되는 배관의 문제 발생시과 과열 및 과압 발생시(가스식의 경우 가스누설 탐지시) 등이며, 자동 제어부의 제어로 전원 차단기가 내려가고 각종 고장 원인을 완전히 제거하여야만 전원공급을 할 수 있도록 설계되었다.

상기 조작반(62)은 해당 스팀 세척 장치를 구동시킬 수 있도록 사용자에게 제공되는 외부 조작패널로서, 작동 여부를 결정하는 작동 스위치, 스팀수의 수분량 조절을 위한 유량 조절 스위치, 스팀의 외부 분출량을 조절하는 급수량 조절 스위치 등을 포함한다.

상기 표시부(63)는 해당 스팀 세척 장치를 사용하는 사용자가 현재 스팀 세척 장치의 구동환경을 알 수 있도록 표시되는 것으로, LED 등을 이용한 물/왁스 없음 표시램프, 과열 표시램프, 펌프동작 표시램프, 점화동작 표시램프, 전원인가 표시램프 등을 포함한다.

상기 카운터(64)는 해당 스팀 세척 장치 내부에서 사용되는 제어시간을 카운트하게 된다.

상기 경보음 발생부(65)는 해당 스팀 세척 장치에서 발생하는 이상 발생시 해당 이상 발생 상황을 사용자가 인지할 수 있도록 경보음을 출력한다.

이때, 상술한 장비 내부의 이상 발생시, 사용자는 상기 표시부(63)과 경보음 발생부(65)를 통해서 이중적으로 해당 이상 발생 상황을 인지할 수 있게 되며, 이와 더불어 해당 장비는 상기 자동 제어부(61)에 의하여 자동적으로 전원이 차단되고 시스템이 정지되어 무리한 동작이 이루어지지 않게 된다.

일예로, 상술한 장비 이상 상황 중 상기 물통(1)의 물없음 조건시에 상기 상기 표시부(63)과 경보음 발생부(65)는 기설정된 최저 레벨치 도달 전(예컨데, 5분 전)에 미리 시각 및 청각적으로 사용자에게 물 부족 상황을 경고하고, 최저 레벨에 도달하게 되면 자동적으로 상기 자동 제어부(61)를 통해 해당 장비의 작동을 완전히 중단시킴으로써 불필요한 왁스의 투입과 버너의 연소를 막아 장비 파손의 위험을 예방하고 불완전 스팀수의 배출 상황을 미연에 방지할 수 있게 된다.

상기 메모리(66)는 해당 스팀 세척 장치의 동작을 위한 각종 제어 데이터와 해당 스팀 세척 장치의 동작중지 및 차선의 동작(차선의 동작들에 대하여는 이하 관련 기술에서 상세히 설명됨)을 위한 조건 데이터가 미리 저장되게 되어 최적의 상황에서 해당 장비가 작동할 수 있는 여건을 만든다.

한편, 상기 물통(1)과 왁스통(2)에는 각각 수량 게이지(1a)와 왁스 게이지(2a)가 설치된다. 이러한 수량 게이지(1a) 및 왁스 게이지(2a)는 레벨 센서를 포함하여 이루어지며, 물통(1)의 현재 수량과 왁스통(2)의 현재 왁스량을 측정해 상기 제어부(60)로 보고한다.

이러한 수량 게이지(1a)와 왁스 게이지(2a)의 현재 수량과 현재 왁스량에 대 한 보고를 통해 해당 제어부(60)는 현재 물통(1)과 왁스통(2)의 상황을 파악하고, 이상 발생시 상술한 바와 같이 상기 표시부(63)과 경보음 발생부(65)를 통해 이상 상황을 사용자에게 알리고 자동적으로 해당 장비의 구동을 중지시키게 된다.

한편, 상기 연료통(3)에는 유량 게이지(3a)와 연료 펌프(3b)가 구비된다. 레벨 센서를 포함하여 이루어지는 해당 유량 게이지(3a)는 연료통(3)의 현재 보유 유량을 측정하여 해당 제어부(60)로 보고하게 되며, 상기 연료 펌프(3b)는 제어부(60)의 제어에 따라 연료통(3)의 연료를 버너(16)에 공급하게 된다.

그리고, 상기 물통(1)과 왁스통(2)으로부터 혼합된 혼합수(물과 왁스의 홉합수)를 연소통(12)으로 보내는 상기 펌프(9)의 토출부에는 물압력 스위치(5)가 구비된다.

상기 물압력 스위치(5)는 압력 센서를 포함하여, 해당 펌프(9)의 토출부에서 배출되는 물의 수압을 체크해 상기 제어부(60)로 보고하게 된다.

또한, 상기 물압력 스위치(5)는 연소통(12)으로 투입되는 펌프(9) 및 배관의 문제(예컨데, 수압 이상) 발생시 제어부로 신호를 보내 해당 스팀 세척 장치의 작동을 중단시킨다.

즉, 해당 펌프(9)에서 배출되는 펌프 및 배관의 문제 발생을 해당 압력 스위치(5)가 파악하게 되면, 상기 제어부(60)를 통해 펌프 및 배관의 문제 발생을 표시부에 전달하고 전체 스팀 세척 장치의 작동을 중단시키게 되어, 기기 보호와 사용자 안전을 도모할 수 있게 된다.

여기에서, 상기 펌프(9)에는 강제급수 밸브(51a)가 마련되게 되는데, 해당 강제급수 밸브(51a)는 버너(16)가 소화된 이후에도 연소통(12)이 과열된 경우 해당 연소통(12)의 남은 잔열을 제거하기 위해 물을 강제로 해당 연소통(12)에 투입하게 된다. 이를 통해 연소통(12)의 과열을 예방하여 장비 수명을 연장할 수 있게 된다. 구체적으로, 해당 연소통(12)에는 이미 상술한 바와 같이 해당 연소통(12)의 온도를 체크하기 위한 과열온도 센서(55)가 구비되어 있는 바, 해당 과열온도 센서(55)를 통해 버너(16)가 소화된 이후에도 연소통(12)의 온도가 비정상적으로 높은 경우에는 해당 제어부(60)가 상기 강제급수 밸브(51a)를 개방하고 펌프(9)를 통해 상기 물통(1)의 물을 강제적으로 해당 연소통(12)에 투입하게 되는 것이다.

한편, 상기 버너(16)에는 해당 버너(16)를 점화시키기 위한 점화기(16a)가 구비되게 되며, 이러한 점화기(16a)를 통한 점화 상황은 상기 제어부(60)를 통해 표시부(63)에 표시되게 된다.

그리고, 상기 연소통(12)에는 상술한 바와 같이 해당 연소통(12)의 온도를 측정하는 과열온도 센서(55)와 함께 해당 연소통을 통해 배출되는 스팀 증기의 압력을 제어하는 스팀압력 스위치(6)가 설치된다. 이러한 스팀압력 스위치(6)는 압력 스위치와 연동하여 일정한 스팀압력이 유지되도록 제어부에 신호를 보내고 제어부에서는 버너의 온도와 펌프 작동을 제어하여 일정한 압력을 형성한다.

실제 이러한 스팀 증기의 압력 이상시(고압력시) 해당 고압의 스팀이 기계 외부로 분출되어 위험하다.

이에 따라, 해당 스팀 증기의 통로인 스팀 토출부에는 상술한 바와 같이 스팀 압력이 제어 범위 이상 고압인 경우 작동되는 안전변(57)으로 해당 고압의 스팀 을 내부로 궤환시킨다.

즉, 제어 범위 이상의 고압 발생시 작동되는 상기 안전변(57)은 해당 고온 고압의 스팀을 별도의 배관(도시 않음)을 통해 상기 물통(1)으로 배수시켜 고온 고압의 스팀이 외부로 분출되지 않고 장비 내부에서 안전하게 처리되도록 한다.

이제 도 8을 참조하여, 스팀 세척 장치의 전체적인 제어 흐름을 설명한다.

우선, 사용자가 상기 조작반(62)의 작동 스위치를 턴온시켜 해당 스팀 세척 장치를 구동시키면(S11), 해당 제어부(60)는 상기 물통(1)과 왁스통(2)을 개방시켜 물과 왁스를 혼합시키고 펌프(9)를 구동시켜 해당 혼합수가 연소통(12)으로 투입되도록 하는(S11) 한편, 상기 연료통(3)을 개방시키고 연료펌프(3b)를 구동시켜 해당 연료를 버너(16)에 공급하며 송풍기(31)를 구동시킨다(S12).

그리고 해당 제어부(60)는 상기 버너(16)의 점화기(16a)를 점화시킴으로써 해당 버너(16)가 화염을 방사하게 되고 해당 화염이 송풍기(31)의 작동으로 관코일(39) 중앙을 통과하면서 관코일(39)을 가열하게 됨으로써 내부 노즐을 통해 분무된 혼합수가 가열된 관코일 내부를 지날 때 스팀으로 전환되고 관코일에서 고온고압의 스팀이 생성되어 스팀건(59)를 통해 배출하게 된다(S13).

이후, 해당 제어부(60)는 상기 수량 게이지(1a), 왁스 게이지(2a) 및 유량 게이지(3a)를 통해 실시간으로 해당 물통(1), 왁스통(2) 및 연료통(3)의 잔류량을 체크하여 물, 왁스 또는 연료의 부족 여부를 판단하고(S14), 물, 왁스 또는 연료의 부족시에는 해당 물, 왁스 또는 연료의 부족 상황을 상기 표시부(63)를 통해 표시하는 동시에 상기 경보음 발생부(65)를 통해 알리는 한편, 상기 카운터(64)를 통해 해당 물, 왁스 또는 연료의 부족상황 도래 시간을 카운트하기 시작한다(S15).

이러한 물, 왁스 또는 연료의 부족상황 도래 시간은 물, 왁스 또는 연료의 완전소비 상태에 도달하기 일정시간 이전(예컨데, 5분전)이며, 상술한 표시부(63) 및 경보음 발생부(65)를 통한 물 등의 부족 상황 알림은 해당 물, 왁스 또는 연료의 완전소비 상태까지 계속된다.

그 후, 상기 제어부(60)는 상기 수량 게이지(1a), 왁스 게이지(2a) 및 유량 게이지(3a)를 통해 물, 왁스 또는 연료의 보충이 이루어지는지 여부를 판단하여(S16), 물, 왁스 또는 연료의 보충이 이루어진 경우 다음 절차로 단계를 이행하지만, 물, 왁스 또는 연료의 보충이 이루어지지 않고 소정 시간(알림 시간)이 경과된 이후에는 해당 스팀 세척 장치의 구동을 확실히 중단시키기 위해 상기 자동 제어부(61)에 의해 해당 스팀 세척 장치의 모든 구동 전원을 차단시킴으로써 해당 스팀 세척 장치의 구동을 강제 중단시키게 된다(S17).

덧붙여, 상기 제어부(60)는 상기 펌프(9)의 토출부에 마련된 물압력 스위치(5)를 통해 혼합수로서 배출되는 물의 압력을 실시간으로 체크하여 혼합수의 수압이 정상인지 여부를 판단하고(S18), 수압의 이상 발생시에는 펌프 및 배관의 문제 발생을 표시부에 전달하고 상기 자동 제어부(61)를 작동시켜 해당 스팀 세척 장치의 모든 구동 전원을 차단시킴으로써 해당 스팀 세척 장치의 구동을 강제 중단시키게 된다.

또한, 상기 제어부(60)는 상기 연소통(12)에 마련된 스팀압력 스위치(6)를 통해 배출되는 스팀수의 압력을 일정범위내의 조건으로 제어하며 스팀압이 정상인 지 여부를 판단해(S19), 스팀압의 이상(특히, 고압) 발생시에는 상기 안전변(57)을 통해 해당 고온 고압의 스팀을 별도의 배관을 통해 상기 물통(1)으로 강제 배수시켜 고온 고압의 스팀이 외부로 분출되지 않고 장비 내부에서 안전하게 처리되도록 한다(S20).

다음으로, 상기 제어부(60)는 상기 조작반(62)을 통해 이루어지는 사용자의 구동 정지 명령이 있는지 판단하여(S21), 구동 정지 명령이 있으면, 버너(16)를 소화시키고 혼합수 공급(펌프 작동)을 중단시키며(S22), 연료통(3)으로의 연료 공급을 중단시키고 송풍기를 정지시키며(S23), 펌프 구동을 중지시켜 혼합수 생성을 중지시킨다(S24).

여기에서, 해당 제어부(60)는 상기 연소통(12)에 마련된 과열온도 센서(55)를 통해 해당 연소통(12)이 비정상적으로 과열되었는지 여부를 판단하고(S25), 과열로 판단된 경우, 상기 강제급수 밸브(51a)를 개방하고 펌프(9)를 통해 상기 물통(1)의 물을 강제적으로 해당 연소통(12)에 투입시켜 연소통(12)의 남은 잔열을 제거하게 된다(S26).

이때, 이러한 연소통의 과열현상에 따른 물 강제 투입 절차는 장치 구동 중에 일어날 수도 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 나타난 스팀 세척 장치 및 그 구동 방법은, 자동적으로 물과 왁스를 혼합시킨 후 해당 혼합액을 가열된 관에 분사시켜 순간적으로 고온 고압의 스팀을 만들고 해당 스팀을 이용해 차량 등의 각종 기계류의 외관을 세척할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 스팀 세척 장치의 물, 왁스 또는 연료 없음 상황이나 물펌프 및 배관 이상시 이를 사전에 감지하여 사용자에게 미리 알리고 소정 시간 경과후 자동적으로 해당 장비의 구동을 강제 중단시킴으로써 작업 효율의 증대는 물론, 사용자의 안전을 도모하며 장비를 보호하고 수명을 연장시킬 수 있게 되는 효과도 있다.

또한, 배출되는 스팀수가 비정상적으로 고압인 경우 해당 스팀이 기계 외부로 분출되지 않고 자동적으로 해당 스팀 압력이 물통으로 배출되도록 하여 세척요원의 안전을 이루고 장비 파손을 막을 수 있게 되는 효과도 있다.

또한, 스팀수가 생성되는 연소통에서 버너가 소화된 후에도 남은 고온의 잔열이 있는 경우 물통의 물을 강제적으로 연소통으로 급수시킴으로써 연소통의 과열을 막아 장비의 수명을 연장시킬 수 있게 되는 효과도 있다.

또한, 약 80키로그램 정도의 가볍고 소형으로 제작 가능하고, 약 30초에서 2분 이내에 강한 스팀이 바로 발생 가능하여 신속한 사용이 가능하다.

또한, 스팀 토출시 온도는 섭씨 80-90도 정도 되므로 세척력이 뛰어나고 살균효과가 높으며, 차량 등의 세척 대상물 표면에 손상을 주지 않는다.

또한, 가벼운 무게와 소형 크기로 기존 세차장이나, 셀프세차장, 카센타에서 손쉽게 구입하여 사용 가능하고, 그리고 필요시 가정용으로도 사용가능하고, 이동 세차장비로 사용 가능하다.

또한, 일반적으로 널리 사용되는 고압세척기가 분당 10리터에서 20리터의 많은 물을 사용하는 반면 본 장치는 분당 300-600 미리리터(CC) 정도의 소량의 물로도 7-9 바아 정도의 고압스팀을 발생 가능하여, 물절약과 폐수 발생을 최소화하여 환경오염 방지에 기여할 수 있다.

또한, 스팀에 의한 세차이므로 차량 외부 및 내부의 이물질과 오래된 찌든 때를 효과적으로 제거가능한 세차장치이다.

또한, 본 발명에 의하면, 물과 왁스가 동시에 일정 비율로 공급되게 조절할 수 있어, 공급시 일정 비율로 자동 희석되어 연소실로 투입되므로 세척과 동시에 자동차 등의 세척 대상물 표면에 코팅이 이루어지므로 세척 및 코팅 시간과 비용을 절감 가능하다.

본 발명에 따른 장치는 특히 세차에 한정되지 않고, 차량 내부의 카페트, 각종 산업용 기계장치에서 오일 등의 기름때를 제거하는데 사용할 수 있음은 물론이다. 또한, 타일 모서리 등 때벗기기 등과 같이, 호텔, 주방, 화장실 등의 실내,외의 스팀 세척으로 활용할 수 있음은 물론이다.

Claims (12)

1. 구동 개시에 따라 물과 왁스액을 배출하는 물통과 왁스통;

   상기 물통과 왁스통의 물과 왁스액이 혼합된 혼합수를 배출하는 펌프;

   상기 펌프로부터 배출된 혼합수를 내부 배관에 수용하며 내부 노즐을 통해 해당 혼합수를 분무 상태로 분사시켜 배관을 따라 배출시키는 연소통;

   연료통으로부터 공급되는 연료를 이용해 상기 연소통의 배관을 가열하여 해당 분무 상태의 혼합수를 고온고압의 스팀수로 변환시키는 버너;

   상기 연소통에서 배출되는 고온고압의 스팀수를 외부로 분사시키는 스팀건; 및

   상기 물통, 왁스통, 펌프, 연소통, 연료통, 버너를 제어하여, 물과 왁스액의 혼합수를 고온고압의 스팀수로 변환시켜 외부로 분사시키는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 물통, 왁스통 및 연료통에는 각각 수량 게이지, 왁스 게이지 및 유량 게이지가 설치되며, 상기 제어부는 상기 수량 게이지, 왁스 게이지 및 유량 게이지를 통해 실시간으로 해당 물통, 왁스통 및 연료통의 잔유량을 체크하고, 해당 물통, 왁스통 또는 연료통의 잔유량 부족 상황을 외부 표시부와 경보음 발생부를 통해 시청각적으로 알리는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   해당 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 제어하는 자동 제어부가 구비되며, 상기 제어부는 상기 잔유량 부족 상황시 해당 잔유량 부족상황을 알리고 소정 시간 경과 후 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 차단시켜 시스템을 자동으로 정지시키는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 물과 왁스액이 혼합된 혼합수를 배출하는 펌프의 토출부에는 해당 배출 혼합수의 수압을 체크하고 혼합수의 배출을 통제하는 물압력 스위치가 구비되며, 상기 제어부는 상기 펌프 및 배출 배관 이상시 해당 배관의 혼합수 배출을 강제 중지시키거나 상기 자동 제어부를 통해 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 강제 차단시키는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 연소통에서 스팀건으로 배출되는 스팀 증기의 통로인 스팀 토출부에는 스팀 압력이 일정 범위 내에 유지되도록 제어하는 스팀압력스위치가 구비되고, 제어 범위 이상 고압인 경우 작동되어 해당 고압의 스팀을 내부로 궤환시키기 위한 안전변이 구비되며, 스팀 증기에서 제어 범위 이상의 고압 발생시 해당 고온 고압의 스팀을 상기 물통으로 배수시켜 스팀의 외부 유출을 차단하는 것을 특징으로 하 는 스팀 세척 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 연소통에는 연소통의 온도를 체크하는 과열온도 센서가 구비되며, 상기 버너가 소화된 이후에도 해당 연소통이 과열 상태를 유지하는 경우 상기 물통의 물을 강제적으로 해당 연소통에 투입시키거나 스팀장치의 전원을 차단하여 작동을 정지시켜 연소통의 과열을 막는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치.
7. (a) 사용자의 구동에 따라 내부 물통과 왁스통을 개방시켜 물과 왁스를 혼합시키고, 펌프를 구동시켜 해당 혼합수를 연소통으로 투입시키는 단계;

   (b) 화염의 방사가 가능한 버너를 점화시키고 송풍기를 구동시켜 해당 버너의 화염이 상기 연소통의 내부 배관을 통과하도록 유도하는 단계; 및

   (c) 상기 연소통의 내부 노즐을 통해 상기 혼합수가 공급될 때 가열된 관코일을 통과하면서 순간적으로 고온고압의 스팀으로 생성시키고, 해당 가열된 스팀을 스팀건을 통해 외부로 배출시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치의 구동 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 (c) 단계 이후에,

   상기 물통, 왁스통 및 연료통에 설치된 수량 게이지, 왁스 게이지 및 유량 게이지를 통해 실시간으로 해당 물통, 왁스통 및 연료통의 잔류량을 체크하여 물, 왁스 또는 연료의 부족 여부를 판단하고, 물, 왁스 또는 연료의 부족시에는 해당 물, 왁스 또는 연료의 부족 상황을 외부 표시부와 경보음 발생부를 통해 시청각적으로 알리는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치의 구동 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   해당 물, 왁스 또는 연료의 부족 상황을 사용자에게 알린 후, 상기 수량 게이지, 왁스 게이지 또는 연료 게이지를 통해 물, 왁스 또는 연료의 보충 여부를 확인하고 잔유량 부족 상황이 유지되면 소정 시간 경과 후 자동 제어부의 작동으로 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 차단시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치의 구동 방법.
10. 제 7항에 있어서,

    상기 (c) 단계 이후에,

    상기 펌프에 마련된 물압력 스위치를 통해 혼합수로서 배출되는 물의 수압을 실시간으로 체크하여 혼합수의 수압이 정상인지 여부를 판단하고, 수압의 이상 발생시에는 자동 제어부에서 해당 스팀 세척 장치로의 전원 인입을 강제 차단시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치의 구동 방법.
11. 제 7항에 있어서,

    상기 (c) 단계 이후에,

    상기 연소통에 마련된 스팀압 스위치를 통해 배출되는 스팀수의 압력을 실시간으로 제어하여 일정한 스팀압력을 유지할 수 있도록 제어부와 신호를 교환하고 스팀압이 정상인지 여부를 판단하며, 이상 고압의 스팀압 발생시 해당 고온 고압의 스팀을 상기 물통으로 강제 배수시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치의 구동 방법.
12. 제 7항에 있어서,

    해당 스팀 세척 장치 구동 중지에 따른 버너 소화 이후에,

    상기 연소통에 마련된 과열온도 센서를 통해 해당 연소통이 비정상적으로 과열되었는지 여부를 판단하고, 과열로 판단된 경우, 상기 물통의 물을 강제적으로 해당 연소통에 투입시켜 연소통의 잔열을 제거하거나 사용 중 이상고온 현상 발생시 스팀세척장치를 강제적으로 정지시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 세척 장치의 구동 방법.

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