KR100825825B1

KR100825825B1 - 순간 가열식 스팀보일러

Info

Publication number: KR100825825B1
Application number: KR1020060126835A
Authority: KR
Inventors: 한경희
Original assignee: 한경희
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-04-28
Also published as: US20080141952A1; US7813628B2; CN101101111A

Abstract

본 발명은 스팀청소기, 스팀-진공 청소기, 스팀 다리미 등의 스팀 발생을 위한 순간 가열식 스팀보일러에 관한 것으로, 특히 U자형 히터의 반환부를 감아 꼰 형태로 감아 그 길이를 줄인 순간 가열식 스팀보일러에 관한 것이다.

Description

순간 가열식 스팀보일러{Rapid Heating Steam Boiler}

도 1 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 다양한 실시예에 따른 순간 가열식 스팀보일러를 도시한 사시도.

도 8은 종래의 스팀보일러를 도시한 분해 사시도.

도 9는 도 8의 A-A선을 취하여 본 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200,300,400 : 순간 가열식 스팀보일러

110,410 : 전기히터 130,230,330,430 : 유로관

131,231,331,431 : 물주입구 133,233,333,433 : 스팀배출구

150,450 : 몸체

특허문헌 : 한국실용신안등록번호 20-0405823 공보

스팀보일러로는 크게 저수조형 가열 방식과 순간(급속) 가열형 방식으로 구분될 수 있다. 저수조형 가열 방식은 물탱크 내부에 전기보일러가 마련되어, 이 스팀보일러를 가열시킴으로써 물의 온도가 상승하여 최종적으로 스팀(증기)을 발생시키며, 물탱크 상부에 형성된 스팀배출구로 스팀이 배출되는 구성이다. 순간 가열형의 경우 물탱크와 스팀보일러가 분리되어 있는 구조이다. 이러한 방식은 물탱크에서 스팀보일러 쪽으로 물이 이송되어야 하며, 이를 위하여 물탱크와 스팀보일러 사이에는 펌프 등을 마련하여 물을 공급할 수 있다.

순간 가열형 방식의 스팀보일러는 내부에 물의 이동 관로가 형성된 알루미늄 등의 열전도성 금속 몸체에 내장되어, 히터의 온도가 상승하면 그 열이 몸체에 전달되고, 최종적으로 몸체 내부의 이동 관로를 지나는 물이 스팀으로 변화하게 된다. 즉, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 순간 가열형 스팀보일러는 내부에 물의 이동 관로가 형성되며, 상기 이동 관로의 양단에 물 주입구(22) 및 스팀 배출구(23)가 형성되는 몸체 및 상기 몸체에 내장되는 히터(25)를 포함하여 이루어지며; 상기 몸체는 제1몸체(10)와 상기 제1몸체(10)에 결합되어 상기 이동 관로를 형성하는 제2몸체(20)로 구분되며; 상기 제1몸체(10)와 상기 제2몸체(20) 사이에 마련되어 상기 이동 관로의 누수를 방지하는 패킹(30)이 부가되며; 상기 히터(25)는 상기 제2몸체(20)에 내장되며; 상기 제2몸체(20)의 이동 관로 형성부(21)의 저면에 복수의 돌기(26)가 돌출 형성되어 있다.

이 돌기(26)의 구성에 의하여, 물의 빠른 이동을 방해하여 물과 몸체의 접촉시간을 증가시키며 또한 물과 몸체의 열전달 면적을 증가시켜 안정적인 스팀 발생을 가능하게 할 수 있다.

그러나, 히터(25)의 열은 몸체를 통해 이동 관로에 전달되는 전도 방식이기 때문에 충분한 스팀생성을 위해 이동 관로의 길이가 길고(구불구불한 U자 관로) 그 폭이 넓어지게 된다.

이동 관로의 길이가 길어지면, 물의 정체성이 높기 때문에 물때가 반드시 생기게 된다. 즉, 물을 사용하는 곳에는 반드시 물때(불순물이 있기 때문에)가 끼고, 금속인 경우에는 산화피막(화학 반응으로 금속의 표면에 생기는 산화물의 얇은 막)이 형성된다. 이러한 물때나 산화 피막은 어느 정도 두께가 형성되면 박리 된다. 이 박리된 물때나 산화 피막은 특히 순간 가열 보일러에는 치명적이다. 순간 가열 보일러는 작은 용적과 직경이 매우 작은 스팀배출구로 인해 보일러의 막힘 현상이 두드러져 불균일하고 불안정한 스팀 발생과 펌프압력손실 등으로 스팀보일러의 내구성에 큰 문제가 발생한다.

또한, 다수의 돌기(26) 형성에 따른 복잡한 금형구조와, 상하 몸체를 체결/분해해야 공정 등이 필요하다.

또한, 온도를 130~140도 근처에서 스팀이 잘 생성되는데, 이를 위해 히터의 전력은 1200~1300와트가 제공되어야 한다. 이를 위해 히터의 관 지름이 7Φ인 경우 그 길이는 대략 22cm 정도가 된다. 이 길이는 길기 때문에 U자 형태로 구부려 사용하는데, 그래도 10cm 정도의 길이로서 공간을 점유하게 된다.

한편, 순간 가열형 스팀보일러에서 몸체의 이동 관로가 일직선으로 형성된 것도 있다. 이 일직선 이동 관로의 몸체도 상하 2개로 체결/조립되는 구조이다. 그렇지만 전술한 구불구불한 U자 관로보다 이동경로 길이는 짧게 구현할 수 있지만, 열전달이 전도 방식 그대로이기 때문에 상대적으로 짧아진 관로 길이만큼 그 폭이 넓어지거나 깊이가 더 깊어지게 된다. 따라서, 물의 정체도 심해 위와 마찬가지로 물때나 산화 피막에 의한 막힘 등의 트러블이 현저히 생기게 된다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여, U자형 히터의 길이를 줄여 소형 경량화를 구현할 수 있는 순간 가열식 스팀보일러를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 순간 가열식 스팀보일러는 물주입구와 스팀배출구 및 내부에 유로를 갖는 몸체와, 상기 몸체에 장착되며, 2개의 직선부와 반환부로 형성된 U자형 히터로 구성되되,

상기 히터의 반환부는 감아 꼰 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 감아 꼰 길이만큼 히터의 길이가 줄기 때문에 전체적인 스팀보일러의 사이즈를 소형 경량화할 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 물주입구와 스팀배출구 및 유로는 상기 히터에 접촉한 유로관의 구성을 채택 결합하면, 히터와의 접촉을 통해 유로관의 이동 경로를 현저히 줄여 물의 정체가 없어 물때나 산화 피막을 최대한 억제시킬 수 있다.

또한, 상기 몸체는 상기 히터와 상기 유로관을 인서트 한 채 성형할 수 있어, 조립/분해 등의 공정이 필요 없다.

또한, 상기 유로관이 U자형으로 구현하면, 히터와의 접촉 효율을 높이고, 제품의 점유공간을 많이 차지하지 않아 협소한 공간에 설치가 용이하다.

또한, 상기 유로관이 구리 재질이면, 열전도율이 매우 우수하기 때문에 유로관의 길이를 더욱 줄이더라도 스팀의 안정적 공급이 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 다양한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.

제1실시예

도 1은 히터와 유로관을 서로 180도 간격으로 배치한 순간 가열식 스팀보일러를 도시한 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 제1실시예에 따른 스팀보일러(100)는 U자형 히터(110)와, 유로관(130)과, 이들(110)(130)의 일부가 매설되는 몸체(150)로 구성하여 있다.

이와 같이, 별도의 유로관(130)을 몸체(150)에 매몰 설치하기 때문에, 종래와 같이 복잡한 유로의 성형을 위한 몸체의 금형을 제작할 필요가 없게 된다.

히터(110)는 U자형으로 구현되는 것이 바람직하다. 즉, 히터(110)는 평행한 제1직선부(111)와 제2직선부(113), 이들(111)(113)의 일단을 연결하는 원호 형상의 반환부(115)로 구성하여 있다. 제1직선부(111)와 제2직선부(113)의 타단에는 단자(112)(114)가 설치되어 있다.

유로관(130)은 히터(110)와 마찬가지로 U자형으로 하는 것이 바람직하다. 유로관(130)의 일단은 물주입구(131)로서, 타단은 스팀배출구(133)로 기능을 한다. 물론, 유로관(130)이 일자 즉 직선형태로 하여 히터(110)에 접촉 배치하여도 좋지만, U자형 보단 히터와의 접촉효율이 나쁘고, 길이가 길어지기 때문에 점유 공간을 많이 차지한다는 측면에서 덜 바람직하다.

또한, 유로관(130)은 히터(110)와 180도 간격으로 서로 포개어진 일직선 형태로 배열되어 있다. 즉, 유로관(130)의 물주입구(131)와 스팀배출구(133)는 도면에서 볼 때 왼쪽에, 단자(112)(114)는 오른쪽에 배치되어 있다.

이와 같이, 유로관(130)이 히터(110)에 접촉한 채 배치되어 있어서, 유로관(130)으로의 열전달은 전도, 대류, 복사가 아인 직접 가열이기 때문에, 유로관(130)의 길이 즉 물의 이동경로를 현저히 줄이더라도 기화 비율이 높아 스팀 배출이 가능하다. 따라서, 물이 정체할 시간이 없기 때문에, 물때나 산화 피막에 의한 스팀배출구(133)의 막힘 등을 방지할 수 있다.

또한, 유로관(130)과 히터(110)가 서로 접촉한 상태로 있기 때문에, 이들(110)(130)을 금형에 인서트 한 채 몸체(150)를 일체로 성형할 수 있다. 즉, 히터(110)와 유로관(130)을 서로 포개 상태에서 결속끈 등으로 고정시킨다. 이 고정된 히터(110)와 유로관(130)을 금형에 인서트한 후 성형하면 된다. 그러면, 유로 관(130)의 물주입구(131) 및 스팀배출구(133), 히터(110)의 단자(112)(114)가 외부로 노출된 채, 몸체(150)에 매몰된다. 성형에는 다이캐스팅 성형 또는 사출 성형 등으로 구현할 수 있다.

이와 같이, 몸체(150)가 일체로 성형할 수 있기 때문에, 조립/분해 등이 불필요하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 유로관(130)은 구리(Cu) 재질인 동관(130)으로 구현하는 것이 바람직하다. 구리는 무해하고, 부식에 강할 뿐 아니라 열전도율이 가장 우수하기 때문에, 유로관(130)의 길이를 더 줄이는 효과가 있을 뿐 아니라, 스팀화(액체의 수증기화 즉 기화) 비율을 현저히 높일 수 있다.

이상과 같이, 별도의 유로관(130)을 히터(110)에 접촉한 스팀보일러(100)의 구성에 의해, 물의 이동경로를 현저히 줄일 수 있고 스팀화 비율을 더욱더 높일 수 있기 때문에, 종래보다 물주입구(131)와 스팀배출구(133)의 직경도 더 넓힐 수 있다.

물주입구(131)의 직경은 물주입량과 관계되기 때문에, 넓어진 직경은 동일한 물주입량에 대해 펌프 압력을 낮출 수 있어 소음이나 진동을 최대한 줄일 수 있다. 또한, 넓어진 스팀배출구(133)의 직경은 물에 다소 불순물이 있더라도 그대로 통과하기 때문에 막힘이 생기지 않는다.

제2실시예

도 2는 본 제2실시예에 따른 순간 가열식 스팀보일러를 도시한 사시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제2실시예의 스팀보일러(200)는 제1실시예의 스팀보일러(100)와 그 구조 및 기능을 유사하지만, 유로관(230)이 히터(110)에 대해 직교하게 배치되어 있다는 점에 차이가 있다.

유로관(230)이 히터(110)에 직교하게 배치되면, 유로관(230)의 물주입구(231)와 스팀배출구(233) 사이의 간격을 조절할 수 있기 때문에, 제품 설계 시 레이아웃의 범위를 넓힐 수 있다.

제3실시예

도 3은 본 제3실시예에 따른 순간 가열식 스팀보일러를 도시한 사시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제3실시예의 스팀보일러(300)는 제2실시예의 스팀보일러(200)와 그 구조 및 기능을 유사하지만, 유로관(330)의 반환부(331)가 코일 형태로 감겨 있고, 그 코일 내부에 히터(110)가 직교하게 배치되어 있다는 점에 차이가 있다.

제4실시예

도 4는 본 제4실시예에 따른 순간 가열식 스팀보일러를 도시한 사시도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제4실시예의 스팀보일러(400)는 제1실시예의 스팀보일러(100)와 그 구조 및 기능을 유사하지만, 히터(410)의 반환부(415)가 코일 형태로 감겨 있다는 점에 차이가 있다.

즉, 제1실시예 내지 제3실시예의 히터(110)의 길이(A)는 직경이 7Φ인 경우 대략 10cm 정도이지만, 제4실시예의 히터(410)의 길이(a)는 반환부(415)의 감긴 만큼 길이가 짧아지게 된다. 따라서, 몸체(450)의 사이즈도 작게 할 수 있어, 좁은 공간의 설치가 가능하기 때문에, 소형 경량화의 제품 생산이 가능하다.

즉, 스팀청소기인 경우 스팀보일러는 바닥이 있는 본체에 내장되거나 또는 연장봉에 장착되게 된다. 본체에 내장되는 경우, 몸체(450)의 사이즈가 큰 경우 본체의 사이즈도 커지게 되어 틈새 청소가 어렵고, 특히 본체에 진공청소를 겸하는 경우 그 공간이 매우 협소하게 된다. 또한, 연장봉에 장착되는 경우, 외부에서 볼 때 큰 사이즈의 스팀보일러는 디자인 측면에서 투박하게 보이거나 깔끔하지 않다.

이런 측면에서 볼 때, 반환부(415)를 감아 꼰 히터(410)의 구성은 소형 경량화를 위한 가전제품의 최적화에 가깝다고 볼 수 있다.

또한, 짧아진 몸체(450)의 길이만큼 유로관(430)의 길이도 짧게 구현할 수 있다.

또한, 히터(410)의 반환부(415)가 코일 형태가 아닌 U자 형태로 절곡(히터의 전체적 형상은 M자)하여 히터(410)의 길이를 줄일 수 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다.

또한, 본 제4실시예의 히터(410)는 별도의 유로관 뿐 아니라 몸체 내에 유로관이 일체로 형성된 스팀보일러에 내장하여 사용하더라도 같은 효과를 구현할 수 있다.

제5실시예

도 5는 본 제5실시예에 따른 순간 가열식 스팀보일러를 도시한 사시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제5실시예의 스팀보일러(100')는 제1실시예의 스팀보일러(100)와 그 구조 및 기능을 유사하지만, 유로관(130')의 반환부(135')가 감아 꼰 형태로 감겨 있다는 점에 차이가 있다.

제6실시예

도 6은 본 제6실시예에 따른 순간 가열식 스팀보일러를 도시한 사시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 제6실시예의 스팀보일러(200')는 제2실시예의 스팀보일러(200)와 그 구조 및 기능을 유사하지만, 유로관(230')의 반환부(235')가 감아 꼰 형태로 감겨 있다는 점에 차이가 있다.

제7실시예

도 7은 본 제7실시예에 따른 순간 가열식 스팀보일러를 도시한 사시도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 제5실시예의 스팀보일러(400')는 제4실시예의 스팀보일러(400)와 그 구조 및 기능을 유사하지만, 유로관(430')의 반환부(435')가 감아 꼰 형태로 감겨 있고, 물주입구(431')와 스팀배출구(433')는 히터(410)의 단자 위치에 배향되어 있다는 점에 차이가 있다.

본 발명에 따른 순간 가열식 스팀보일러는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 실시예의 순간 가열식 스팀보일러에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

U자형 히터의 반환부가 감겨 꼬여 있기 때문에, 꼬인 만큼 길이가 짧아져 스팀보일러 전체의 사이즈를 현저히 줄여 소형 경량화의 전자제품을 생산할 수 있다.

또한, U자형 히터와 접촉하는 유로관을 별도로 구현함으로써, 전도, 대류, 복사와 같은 간접 열전달 방식과 달리 가열원 직접 전달 방식이기 때문에, 물의 이동 경로를 현저히 줄이더라도 물의 기화가 가능하여, 정체되는 물을 없애 물때나 산화 피막에 따른 스팀배출구의 막음을 방지할 수 있다.

또한, 히터와 유로관은 서로 접촉한 채 금형에 인서트 하여 몸체를 성형할 수 있기 때문에, 상하 몸체를 조립하거나 분해하는 공정이 필요 없고, 몸체 성형 금형의 구조가 간단하여 제조원가를 현저히 낮출 수 있다.

또한, 유로관이 U자형으로 구현됨으로써, 히터와의 접촉효율도 높고, 제품의 점유공간을 많이 차지하지 않아 협소한 공간에 설치가 용이하다.

또한, 상기 유로관이 구리 재질이기 때문에, 무해하고 부식에 강하며, 특히 열전도율이 매우 우수하여 유로관의 길이를 더욱더 줄이더라도 안정적인 스팀을 공급할 수 있다.

Claims

삭제
2개의 직선부와 반환부로 형성된 U자형 히터와,

물주입구와 스팀배출구를 갖는 U자형 유로관과,

상기 히터의 단자와 상기 유로관의 물주입구 및 스팀배출구가 노출된 채 매설되는 몸체를 포함하되,

상기 몸체는 상기 히터와 상기 유로관을 인서트한 채 성형되고,

상기 히터의 반환부는 감아 꼰 것을 특징으로 하는 순간 가열식 스팀보일러.
제2항에 있어서,

상기 유로관은 구리재질의 U자형인 것을 특징으로 하는 순간 가열식 스팀보일러.