KR100788814B1 - 소형 사우나용 스팀발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 사우나용 스팀발생장치에 관한 것이다.

본 발명의 스팀발생장치는, 스팀탱크에 용수를 공급하는 용수주입장치와 ; 하부에 설치된 용수주입구를 통하여 주입된 용수를 가열하여 스팀을 발생시키는 전열기가 설치되어 있고, 스팀탱크내의 용수의 수위를 감지하는 수위센서가 설치되어 있는 스팀탱크와; 스팀배출파이프에 설치된 온도감지센서와; 감지된 수위측정치와 온도측정치를 전달받아서 컨트롤박스로 보내는 PCB기판으로 이루어진 스팀제너레이터와; 스팀제너레이터와 연결되어 스팀제너레이터를 제어하는 컨트롤박스를 포함하여 이루어지며, 상기 전열기는 전기히터가 내설되어 있는 알루미늄판과 알루미늄판의 윗면에서부터 상단부 일측으로 뚫려있는 스팀가열공으로 구성된다.

본 발명에 의해, 전열기의 열효율이 높아서 전기 소모량이 적으면서도, 온도와 시간 등을 손쉽게 조작하여 사우나를 즐길 수 있는 스팀발생장치가 제공된다.

사우나, 스팀발생장치, 제너레이터, 컨트롤박스, 스팀가열공

Description

소형 사우나용 스팀발생장치{THE STEAM GENERATING EQUIPMENT FOR SMALL SAUNA}

도 1은 종래의 스팀발생장치의 한 예를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 개략도이다.

도 3은 본 발명의 구성을 위에서 내려다본 단면개략도이다.

도 4는 본 발명의 구성중 전열기의 분해사시도이다.

도 5는 본 발명의 구성 중 전열기의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 구성 중 컨트롤박스의 표시 예이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 스팀탱크 11 : 용수주입구 12 : 스팀배출구

15 : 수조분리판 20 : 전기히터 30 : 수위측정센서

110 : 스팀탱크 111 : 용수주입구

120 : 전열기 121 : 전기히터 122 : 알루미늄판

123 : 스팀가열공 124 : 유입구 126 : 전기히터단자

130 : 수위측정센서

140 : 스팀배출파이프 145 : 온도감지센서

146 : 스팀배출구

200 : 용수주입장치 210 : 용수주입파이프

220 : 안전밸브 230 : 솔레노이드밸브

300 : PCB기판

400 : 용수

700 : 스팀제너레이터

900 : 컨트롤박스 910 : 케이블선

본 발명은 소형 사우나용 스팀발생장치에 관한 것이다.

사람들이 과로를 하여 피로감을 느끼는 경우 등에 사우나라고 하는 증기목욕을 하여 피로를 풀고 있다. 최근 건강에 대한 관심이 늘어나면서 가정용 또는 전문 업소용의 소형 사우나가 많이 보급되고 있다.

한국등록실용신안공보 등록제20-0237878호(벽걸이식 전기 증기발생기)에는, 증기출구와 급수부를 갖춘 몸체와, 전기히터와 수위검출용 전극봉 등을 갖춘 벽걸이식 전기 증기발생기에 관한 것이 공개되어 있다. 그러나 이 경우 전기히터의 효율이 떨어져 스위치를 켠 후 스팀을 발생시키기까지 시간이 많이 걸리고 전력이 과다하게 소비되며, 조작하는데 불편한 점 등의 문제가 있었다.

한국등록실용신안공보 공고제20-0181980호(증기발생기의 온도조절장치)에는,

물을 공급하는 입수홈과 다수의 증기방출공이 형성된 뚜껑체와 본체로 구성된 증기발생기의 온도를 미세하게 조절하는 장치에 관한 것이 공개되어 있다. 그러나 이 증기발생기의 전기히터도 효율이 떨어져 전력이 많이 소비되고 원하는 온도의 증기가 발생하기까지 시간이 많이 걸리며, 조작하기 불편한 문제점 등이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 스팀제너레이터에 설치된 전열기를 열전달효율이 좋은 전열기로 대체하여 사용전력량을 줄이는데 그 목적이 있다.

또한, 용수주입구를 스팀탱크의 하부에 설치하여 낭비되는 열에너지를 절감하고, 원하는 온도의 증기를 발생시키기까지 걸리는 시간을 줄이는 증기발생기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 스팀발생장치의 온도와 시간 등을 쉽게 조작하여 쾌적한 사우나을 즐길수 있는 스팀발생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 소형 사우나용 스팀발생장치에 관한 것이다.

본 발명의 스팀발생장치는, 스팀탱크(110)에 용수를 공급하는 용수주입장치(200)와 ; 하부에 설치된 용수주입구(111)를 통하여 주입된 용수를 가열하여 스 팀을 발생시키는 전열기(120)가 설치되어 있고, 스팀탱크내의 용수의 수위를 감지하는 수위센서(130)가 설치되어 있는 스팀탱크(110)와; 스팀배출파이프(140)에 설치된 온도감지센서(145)와; 감지된 수위측정치와 온도측정치를 전달받아서 컨트롤박스로 보내는 PCB기판(300)으로 이루어진 스팀제너레이터(700)와; 스팀제너레이터와 연결되어 스팀제너레이터를 제어하는 컨트롤박스(900)를 포함하여 이루어지며, 상기 전열기(120)는 전기히터(121)가 내설되어 있는 알루미늄판(122)과 알루미늄판의 윗면에서부터 상단부 일측으로 뚫려있는 스팀가열공(123)으로 구성되며, 하부의 용수주입구(111)를 통하여 주입된 용수(400)는 전열기의 열을 전달받아 스팀으로 바뀐 후 발생된 스팀은 전열기의 스팀가열공의 유입구(124)로 유입되어 스팀가열공(123)을 통과한 다음 스팀배출파이프(140)를 지나서 스팀배출구(146)로 배출되는 구조로 되어 있다.

열이 전달되는 방식에는 열전도와 대류 및 복사의 3 가지가 있다.

스팀을 발생하는 스팀제너레이터의 경우 열전달은 주로 열전도와 대류가 혼합된 대류열전달 형태로 나타나며 복사에 의한 열전달은 비중이 작다. 즉, 스팀제너레이터 내부에 설치된 전열기의 표면과 물이 접촉하는 부분에서 열전도가 일어난 후 열을 받은 물은 대류현상에 의해 스팀탱크 내의 물로 열이 전달된다.

고체표면의 온도를 t1 이라 하고 유체의 온도을 t2 라고 하면, 단위시간에 단면적 A를 통과하여 전달되는 열량 Q는 Q = rA(t1 - t2)로 표현된다. 이때 a 를 열전달률이라고 하며 열전달률의 단위는 kcal/㎡.h.℃ 또는 W/㎡.℃로 표기한다.

즉. 열전달시 전달되는 열량은 열전달률과 전달되는 단면적 및 온도차이에 비례하게 된다.

따라서, 전열기로부터 물로의 열전달량을 크게 하기 위해서는 전열기의 표면적을 크게 하여 물과 접촉하는 면적이 커지게 하는 것이 필요하다.

한편, 고체내의 열을 전도하는 계수를 열전도계수라고 하며, 열전도계수가 크고 비교적 구하기 쉬운 물질로는 알루미늄과 구리 등이 있다.

알루미늄의 열전도계수 k = 204 W/m℃ 이고, 밀도는 2,707 kg/m³ 이고, 구리의 열전도계수 k = 386 W/m℃ 이고, 밀도는 8,954 kg/m³ 이다.

구리의 열전도계수가 알루미늄보다 크지만 구리의 밀도가 커서 무겁고 또한 구리는 물속에서 녹이 슬었을 때 독성 물질이 생성되므로, 알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다.

기존의 스팀발생장치는 전기히터를 그대로 사용하였기 때문에 표면적이 작아서 전열기에서 물로 전달되는 열효율이 낮았다.

본 발명에서는 열을 발생시키는 전열히터를 알루미늄판에 내설하여 전열기와 물과의 접촉하는 표면을 크게 늘렸다. 또한, 발생한 증기가 스팀탱크 밖으로 배출되기 전에 알루미늄판에 구비된 스팀가열공을 통과하도록 하여 스팀의 온도를 높일 수 있게 하여 소비되는 전력량을 감소시키도록 하였다.

한편, 기존의 스팀발생장치는 용수 주입구를 스팀탱크의 상단에 설치하고 있 다. 이 경우 만들어진 스팀의 온도를 주입되는 용수가 식혀서 물로 환원시키거나 스팀탱크 상단의 용수의 온도를 낮추기 때문에 열에너지의 손실이 발생하였다.

본 발명에서는 이러한 열손실을 없애기 위하여 용수주입구를 스팀탱크의 하부에 설치하였다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상세히 설명한다. 그러나 제시된 도면은 본 발명의 예시에 불과하므로 이들의 본발명의 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다.

도 1은 종래의 스팀발생장치의 한예를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 개략도이며, 스팀제너레이터 내외부의 전기배선과 컨트롤박스의 회로도 등은 도시를 생략하였다.

도 3은 본 발명의 구성을 위에서 내려다본 단면개략도이다.

본 발명의 스팀발생장치는 열효율이 매주 좋기 때문에 그 크기는 작다. 예를 들어 본 발명의 스팀제너레이터의 크기는 390*155*210(㎜)로, 기존의 소형 사우나용 스팀발생장치보다 크기가 1/3 ~ 1/10 로 작아져 소형이고 가벼우며 설치가 용이하다.

본 발명의 구성중 전열기를 구성하는 알루미늄판의 크기도 비교적 작은편이며 규격을 예시하면, 180*1120*30(㎜)이며, 알루미늄판에 뚫려있는 스팀가열공의 지름을 예시하면 12 ㎜이다.

기존의 스팀발생장치에서 용수주입구는 스팀탱크의 상단에 설치되어 있어 몇가지 문제점이 있었다. 즉, 스팀탱크의 상단에서 주입되는 용수는 이미 만들어진 스팀을 식혀서 물로 환원시키거나 뜨거워진 상부의 용수의 수온을 끌어내리는 부작용이 있었다.

이에 비하여 본 발명의 용수주입구는 스팀탱크의 하단에 위치하기 때문에 상기와 같은 문제점이 해결되어 열효율이 높아졌다. 한편, 용수주입구가 하단에 위치하여 생길 수 있는 용수의 역류 가능성은 용수공급장치에 있는 안전밸브와 이송펌프 및 솔레노이드밸브가 해결해 준다.

본 발명의 소형 사우나용 스팀발생장치의 작동예를 개략적으로 설명한다.

컨트롤박스를 이용하여 온도와 시간을 설정한 다음, 스팀제너레이터의 스위치를 켠다.

스팀탱크내에 설치된 수위감지센서에서 스팀탱크 내의 용수의 수위를 측정하고, 측정치는 PCB기판을 거쳐 컨트롤박스에 전달되고, 필요한 수위만큼의 용수를 주입하도록 용수주입장치의 솔레노이드밸브에 지시된다.

전열기에 내설된 전기히터의 열에 의해 전기히터를 둘러싼 알루미늄판이 가열되고 이 열을 전달받은 용수가 수증기로 바뀌면서 스팀탱크내 상부로 이동된다.

상부로 이동된 스팀은 전열기의 알루미늄판에 타설된 스팀가열공의 유입구를 통하여 유입된 후 스팀배출파이프롤 통하여 배출된다.

이때 증기배출파이프에 설치된 온도측정센서가 온도를 측정하고 측정치는 PCB기판을 거쳐 컨트롤박스에 보내지고. 이 온도측정치와 설정된 온도에 맞게 전열기의 발열시간을 컨트롤박스에서 조정하여 필요한 온도의 증기를 배출하게 된다.

지정한 시간이 되면, 스위치가 꺼져 스팀발생이 종료된다.

도 4는 본 발명의 구성중 전열기의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 구성 중 전열기의 단면도이다.

본 발명에서 전기히터를 알루미늄판에 내설시킨 전열기를 사용한다.

전기히터에서 발생한 열은 알루미늄판에 의해 용수에 전달되고, 열을 전달하는 표면적이 아주 커져서 열전달 열효율이 매우 높다.

또한, 만들어진 스팀은 배출되기 전에 전열기의 알루미늄판에 뚫려있는 스팀가열공을 통과하여 열을 다시 전달받는 구조가 되도록 하여 열효율을 높였다.

본 발명에 있어서, 전열기에 내설된 전기히터의 갯수를 2 개 또는 3 개로 늘려서 사용할 수도 있다. 2 개의 전기히터가 내장된 전열기를 사용할 경우는 U자 형태의 1 개의 알루미늄판에 2 개의 전기히터를 내설하며, 알루미늄판에는 스팀가열공이 당연히 구비되어 있다.

도 6은 본 발명의 구성 중 컨트롤박스의 표시기의 예이다.

본 발명의 스팀제너레이터는 컨트롤박스에 의하여 제어하도록 구성되어 있다. 증기탱크의 수위센서와 증기배출관에 설치된 온도센서의 측정치는 PCB기판을 경유하여 컨트롤박스에 전달되고, 이에 따라 스팀제너레이터가 제어된다.

또한, 사용자가 설정한 온도와 시간에 따라 스팀제너레이터를 작동하므로, 쾌적한 사우나를 즐길 수 있다. 컨트롤박스의 배선과 회로도는 공지의 것을 사용하면 된다.

본 발명에 의해, 크기가 작고 가벼운 스팀발생장치가 제공되어 설치가 용이하다.

용수의 공급이 하부에서 이루어지므로 손실되는 열량이 줄어들고, 전열기에서 물로의 열전달효율이 높아서 에너지가 절약되며, 전열기에 구비된 스팀가열공에 의해 증기가 배출되기전 다시 한번 가열되므로 에너지 효율이 높다.

또한, 사용자는 온도와 시간을 조절하기 쉬워서 쾌적한 사우나를 즐길 수 있다.

Claims (3)

1. 스팀발생장치에 있어서,

   스팀탱크(110)에 용수를 공급하는 용수주입장치(200)와 ;

   하부에 설치된 용수주입구(111)를 통하여 주입된 용수를 가열하여 스팀을 발생시키는 전열기(120)가 설치되어 있고, 스팀탱크내의 용수의 수위를 감지하는 수위센서(130)가 설치되어 있는 스팀탱크(110)와;

   스팀배출파이프(140)에 설치된 온도감지센서(145)와;

   감지된 수위측정치와 온도측정치를 전달받아서 컨트롤박스로 보내는 PCB기판(300)으로 이루어진 스팀제너레이터(700)와;

   스팀제너레이터와 연결되어 스팀제너레이터를 제어하는 컨트롤박스(900)를 포함하여 이루어지며,

   상기 전열기(120)는 전기히터(121)가 내설되어 있는 알루미늄판(122)과 알루미늄판의 윗면에서부터 상단부 일측으로 뚫려있는 스팀가열공(123)으로 구성되며,

   하부의 용수주입구(111)를 통하여 주입된 용수(400)는 전열기의 열을 전달받아 스팀으로 바뀐 후 발생된 스팀은 전열기의 스팀가열공의 유입구(124)로 유입되어 스팀가열공(123)을 통과한 다음 스팀배출파이프(140)를 지나서 스팀배출구(146)로 배출되는 구조로 된,

   소형 사우나용 스팀발생장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 용수주입장치(200)는 용수주입파이프(210)와 안전밸브(220)와 솔레노이드밸브(230)를 포함하여 구성된 것이 특징인,

   소형 사우나용 스팀발생장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전열기(120)에는 두 개의 전기히터가 내설된 것이 특징인,

   소형 사우나용 스팀발생장치.

Images