KR100848907B1 - 스팀발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스팀발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스팀이 토출되는 시간을 보다 단축한 스팀발생장치에 관한 것이다.

본 발명은 물을 가열하는 공간을 형성하는 보일러 케이스와; 상기 보일러 케이스의 내부에 구비되는 히터와; 상기 보일러 케이스 내의 수위가, 상기 히터가 실질적으로 상기 물의 표층을 가열할 수 있는 수위로 유지되도록 보일러 케이스에 물을 공급하는 급수부를 포함하여 이루어진다.

상기 보일러 케이스 내의 수위는 상기 히터 단면의 일부만 물에 잠기는 수위이며, 상기 히터의 물에 잠기지 않은 나머지 부위는 공기중에 노출되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 스팀발생장치는 히터가 보일러 케이스 내의 물의 표층만을 가열하므로 대류현상이 발생하지 않아 스팀발생발생시간이 대폭 단축되어 사용자가 스팀이 나올 때 까지 오랜 시간을 기다리지 않아도 되는 효과가 있다.

스팀, 스팀발생시간, 히터

Description

스팀발생장치{Steam generator}

도 1은 종래의 스팀 청소기를 도시한 분해 사시도;

도 2는 도 1의 스팀발생장치를 도시한 사시도;

도 3은 도 2의 I-I 단면도;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀발생장치를 도시한 사시도;

도 5는 도 4의 종단면을 도시한 단면도;

도 6은 도 5의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도;

도 7은 종래의 스팀발생장치와 본 발명의 스팀발생장치의 스팀 발생시간을 비교한 그래프.

* 도면의 주요한 부위에 대한 부호설명 *

100 : 스팀발생장치 110 : 보일러 케이스

112 : 히터 114 : 스팀 배출관

120 : 급수부 122 : 물탱크

124 : 수위조절장치 126 : 기압조절관

128 : 물공급관

본 발명은 스팀발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스팀이 토출되는 시간을 보다 단축한 스팀발생장치에 관한 것이다.

스팀발생장치는 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 장치로서, 근래에는 카펫트 등을 청소하는 스팀 청소기 또는 진공청소기에 내장되어 진공청소와 함께 스팀청소도 병행하는 스팀겸용 진공청소기등에 적용되고 있다.

또한, 의류를 세탁하는 세탁기에도 세탁능력의 향상을 위하여 스팀발생장치가 적용고 있다.

이하에서는, 스팀발생장치가 적용된 스팀청소기를 예로들어 설명한다.

가정에서 일반적으로 사용하는 진공청소기는 일반적으로 모터의 힘으로 바닥면등에 쌓인 먼지를 공기와 함께 흡입한 뒤에 먼지는 여과시키고 공기는 배출시킴으로써 청소를 행하는 기기로서 사용이 편리하여 널리 사용되고 있다.

그런데, 상기와 같은 공기만을 흡입하는 방식의 진공청소기는 먼지와 같은 이물질이 바닥면에 붙어있는 상태이거나 얼룩등은 청소하기 곤란한 문제점이 있다.

그래서, 근래에는 스팀을 분출하여 바닥에 붙어있는 먼지나 얼룩등을 제거할 수 있는 스팀청소기가 개발되고 있다.

도 1은 종래의 스팀청소기를 도시한 도면이다.

종래의 스팀청소기는 외관을 구성하는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 내부에 구비되어 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀발생장치(20)와, 상기 본체(10)의 일측에 장착되어 외부로 연장되는 연결호스(40)와, 상기 연결호스(40)의 끝단에 장 착되어 스팀을 분무하는 헤드부(50)로 이루어진다.

상기 헤드부(50)는 여러형상이 착탈 가능하게 구비되어 청소하고자하는 곳에 따라 적합한 형상의 헤드부(50)를 결합하여 사용할 수 있도록 구비된다.

따라서, 사용자가 스팀청소기를 가동하면, 본체(10)의 내부에 구비된 스팀발생장치(20)에서 스팀이 발생되어 이러한 스팀이 연결호스(40)를 통하여 헤드부(50)로 분출되어 바닥면의 찌든 때나 얼룩등을 지우거나 제거가 용이한 상태로 불리는 것이다.

도2는 종래의 스팀발생장치를 도시한 사시도이고, 도3은 도2의 I-I단면을 도시한 단면도이다.

종래의 스팀발생장치(20)는 외관을 이루는 케이스(22)와, 상기 케이스(22)의 내부에 저면 인근에 설치되는 히터(24)와, 상기 케이스(22)에서 발생된 스팀이 외부로 배출되는 스팀 배출관(28), 그리고, 케이스(22) 내부에 물을 공급하는 물 공급관(26)으로 이루어진다.

상기 케이스(22)는 내부에 물을 저장할 수 있는 소정의 공간이 형성되고, 상기 물이 저장되는 공간 내부에 상기 히터(24)가 물에 잠기도록 구비된다.

따라서, 상기 스팀발생장치(20)가 가동되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 히터(24)가 물을 가열하여 스팀이 발생되며, 발생된 스팀은 스팀 배출관(28)을 통해 외부로 배출된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스팀발생장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 스팀발생장치(20)에서는 히터(24)가 물에 완전히 잠기게 된다. 따라 서, 상기 히터(24)에 의해 가열된 물은 상측으로 이동하고 차가운 물은 아래로 내려와 다시 가열되는 대류현상이 일어나게 된다. 그러므로, 상기 케이스(22) 내에 담긴 물의 전체적으로 균등하게 온도가 상승하며 상승된 온도가 끓는점 까지 가열되면 스팀이 발생하는 구조이다.

그런데, 이러한 종래의 스팀발생장치는 수조에 담겨진 물 전체가 대류현상에 의해 가열되므로 처음 스팀이 발생될 때 까지의 시간이 오래걸려 사용자가 스팀을 사용하기 위해서는 얼마의 시간동안 대기하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스팀발생시간이 보다 단축된 스팀발생장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 물을 가열하는 공간을 형성하는 보일러 케이스와; 상기 보일러 케이스의 내부에 구비되는 히터와; 상기 보일러 케이스 내의 수위가, 상기 히터가 실질적으로 상기 물의 표층을 가열할 수 있는 수위로 유지되도록 보일러 케이스에 물을 공급하는 급수부를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 보일러 케이스 내의 수위는 상기 히터의 높이보다 높지 않은 것이 바람직하다.

또한, 상기 보일러 케이스 내의 수위는 상기 히터 단면의 일부만 물에 잠기는 수위이며, 상기 히터의 물에 잠기지 않은 나머지 부위는 공기중에 노출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 급수부는, 물을 저장하는 물탱크와; 상기 보일러 케이스 내의 수위가 일정하게 유지되도록 상기 물탱크에서 보일러 케이스로 물을 공급하는 수위조절장치:를 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 수위조절장치는, 일단이 상기 물탱크에 연결되고 타단은 상기 보일러 케이스에 연결되어 상기 보일러 케이스에 물을 공급하는 물 공급관과; 일단이 상기 물탱크내의 최고수위 상측에 설치되고, 타단은 상기 보일러 케이스에 연결되어 물탱크내의 기압을 조절하는 기압조절관:을 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 기압조절관의 하측 끝단은 상기 보일러 케이스 내의 일정하게 유지되는 수위에 해당하는 높이에 위치되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 물탱크에서 물을 받아 이를 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀발생장치에 있어서, 히터가 물의 표층만을 가열하도록 물의 수위가 일정하게 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 스팀발생장치를 제공한다.

상기 수위는 상기 히터의 단면중 일부만 물에 잠기도록 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스팀발생장치의 수위조절은 물탱크 내의 기압을 조정함으로써 제어하는 것일 수 있다.

따라서, 본 발명의 스팀발생장치 및 그 제어방법에 의하면 스팀의 발생시간이 단축되어 사용자가 대기하는 시간이 줄어드는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 스팀발생장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀발생장치를 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀발생장치는 크게 보일러 케이스(110)와, 히터(112)와, 급수부(120)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 상기 보일러 케이스(110)는 내부에 스팀이 발생될 수 있도록 물이 고여 가열되는 공간을 형성하도록 이루어진다.

그리고, 상기 보일러 케이스(110)의 내부에 히터(112)가 설치된다. 상기 히터(112)는 상기 보일러 케이스(110)의 저면에서 소정간격 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히터(112)는 방열면적을 넓히기 위하여 상기 보일러 케이스(110) 내에서 수차례 절곡되어 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 보일러 케이스(110)에서 발생한 스팀이 외부로 배출되는 유로인 스팀 배출관(114)이 구비된다.

그리고, 상기 보일러 케이스(110)에 물을 공급하는 급수부(120)가 구비된다.

여기서, 상기 급수부(120)는 상기 보일러 케이스(110) 내의 물의 수위가 일정하도록 물을 공급하는 것이 바람직하다.

상기 수위에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 보일러 케이스(110) 내의 일정하게 유지되는 물의 수위는 상기 히터(112)의 높이보다 높지 않은 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 도5 및 도6에 도시된 바와같이 상기 히터(112)의 단면중 하측일부만 물에 잠기는 정도의 높이에 형성되는 것이다.

즉, 상기 히터(112)는 하측 일부만 물에 잠기며, 나머지 부분은 공기중에 노출되는 것이다.

상기와 같은 급수부(120)는 물을 저장하는 물탱크(122)와, 상기 물탱크(122)로부터 보일러 케이스(110)로 물을 공급하되, 보일러 케이스(110) 내의 수위가 일정하도록 물을 공급하는 수위조절장치(124)로 이루어진다.

이 때, 상기 물탱크(122)는 보일러 케이스(110)보다 상측에 위치되는 것이 바람직하다.

상기 수위조절장치(124)는 물 공급관(128)과 기압조절관(126)으로 이루어진다.

상기 물 공급관(128)은 상기 물탱크(122)의 물을 보일러 케이스(110)내로 공급하는 관으로서, 일단이 상기 물탱크(122)의 저면에 연통되게 연결되고, 타단은 상기 보일러 케이스(110)의 내부에 위치되도록 이루어진다.

그리고, 상기 기압조절관(126)은 상기 보일러 케이스(110) 내의 수위를 일정하게 조절하기 위하여 상기 물탱크(122) 내의 기압을 조절하는 관으로서, 일단이 상기 물탱크(122)의 수위보다 상측에 위치되도록 물탱크(122)의 만수위 상측에 위치되고, 타단은 상기 상기 보일러 케이스(110) 내부에 위치되도록 이루어진다.

이때, 상기 기압조절관(126)의 상기 보일러 케이스(110)의 내측에 구비되는 단부는 상기 보일러 케이스(110) 내에서 일정하게 유지되는 물의 수위에 해당하는 높이에 위치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 물 공급관(128)의 보일러 케이스(110) 내에 위치하는 단부는 상기 보일러 케이스(110) 내에 일정하게 유지되는 수위보다 아래측에 위치하는 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 보일러 케이스(110)내의 물의 수위가 상기 히터(112)의 하측 일부만 잠기는 정도로 유지되는 이유는 다음과 같다.

종래에는 대류현상에 의해 보일러 케이스(110)에 담긴 물 전체를 모두 끓는점 까지 가열해야 했으나, 본발명과 같이 보일러 케이스(110) 내의 수위가 히터(112) 단면의 하부측 일부만 잠기도록 형성되면 상기 보일러 케이스(110) 내의 물의 표층만이 가열되므로 대류현상이 일어나지 않아 보다 빨리 스팀이 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 히터(112)의 물에 잠기지 않은 부분은 공기중에 노출되는데, 공기는 열 전도율이 낮기 때문에 히터(112)의 열이 공기중으로 전달되기 보다는 물을 가열하는데 쓰이게 되어 보다 빨리 스팀이 발생하게 된다.

또한, 상기 물 공급관(128)의 단부가 상기 보일러 케이스(110) 내의 수위보다 아래측에 위치하는 것이 유리한 이유는 상기 물 공급관(128)의 물이 토출되는 단부가 수위보다 상측에 있다면 물이 보일러 케이스(110)로 공급될 때 수면위에 물이 떨어지는 형태가 되어 수위가 과도하게 출렁일 수 있어 안정적인 수위유지에 불리하기 때문이다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀발생장치(100)의 작동 및 보일러 케이스(110) 내의 수위를 일정하게 유지하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 히터(112)가 작동되면, 보일러 케이스(110)내에 담겨진 물이 히터(112)에 의해 가열되어 스팀이 발생하게 된다. 상기 발생된 스팀은 스팀 배출관(114)을 통하여 외부로 배출된다.

도 6에 도시된 바와같이, 보일러 케이스(110) 내의 물이 스팀이 되어 배출됨에 따라 그만큼 수위가 내려가게 된다.

보일러 케이스(110) 내의 수위가 내려가면 상기 기압조절관(126)의 끝단이 수면에서 떨어지게 되고, 그에따라 기압조절관(126)의 끝단이 공기중에 노출되어 상기 기압조절관(126)을 통해 공기가 유동할 수 있게 된다.

그러면, 상기 물탱크(122)의 상측에 공기가 빨려들어갈 수 있으므로, 물탱크(122)의 물이 물 공급관(128)을 통해 보일러 케이스(110)로 내려올 수 있게 된다.

그러면 상기 보일러 케이스(110) 내의 물의 수위가 다시 상승하게 되고, 그에 따라 기압조절관(126)의 끝단이 수면에 닿아 공기가 차단된다. 그러면 상기 기압조절관(126)을 통해 공기가 유동할 수 없으므로, 물탱크(122)에서 물이 나올 수 없게 된다.

그러므로, 상기 보일러 케이스(110)내의 물의 수위가 상기 기압조절관(126)의 끝단에 해당하는 위치, 즉, 상기 히터(112)의 하측 일부만 물에 잠기는 정도로 항상 일정하게 유지된다.

도7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀발생장치(◆)와 종래의 스팀발생장치(▲)의 초기 스팀발생시간을 비교한 그래프이다.

그래프의 수평축은 상기 히터의 출력(와트: W)를 나타내고, 수직축은 히터를 가동할 때부터 초기 스팀이 발생될 때 까지 걸리는 시간(초 : SEC)을 나타낸 것이다.

또한, 상기 그래프는 상기 히터의 출력이 500W일 때와 600W 및 700W일 때를 비교하였다.

그래프에서 도시된 바와같이, 상기 히터의 출력이 500W일 때 종래의 스팀발생장치에서는 243초가 걸리나 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀발생장치는 63초로 단축되는것을 볼 수 있다.

따라서, 히터가 보일러 케이스 내의 물의 표층만을 가열하므로 대류현상이 발생하지 않아 스팀발생발생시간이 대폭 단축되는 효과가 있다.

이러한 스팀발생장치는 진공청소기에 구비되어 스팀겸용 진공청소기로서 응용될 수 도 있고, 스팀만으로 스팀청소기에 적용될 수 있으며, 스팀세탁기능을 갖는 스팀세탁기에 적용될 수 있는등 여러가지 기기에 응용이 가능하다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포 함된다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명에 따른 스팀발생장치는 히터가 보일러 케이스 내의 물의 표층만을 가열하므로 대류현상이 발생하지 않아 스팀발생발생시간이 대폭 단축되어 사용자가 스팀이 나올 때 까지 오랜 시간을 기다리지 않아도 되는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 물을 가열하는 공간을 형성하는 보일러 케이스;

   상기 보일러 케이스의 내부에 구비되는 히터;

   상기 보일러 케이스 내의 수위가, 상기 히터가 실질적으로 상기 물의 표층을 가열할 수 있는 수위로 유지되도록 보일러 케이스에 물을 공급하는 급수부:를 포함하여 이루어지는 스팀발생장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 급수부는 상기 보일러 케이스 내의 수위를 실질적으로 상기 히터의 높이로 유지시키는 것을 특징으로 하는 스팀발생장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 급수부는 상기 보일러 케이스 내의 수위를 상기 히터 단면의 일부만 물에 잠기도록 유지시키는 것을 특징으로 하는 스팀발생장치.
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 급수부는,

   물을 저장하는 물탱크;

   상기 보일러 케이스 내의 수위가 일정하게 유지되도록 상기 물탱크에서 보일러 케이스로 물을 공급하는 수위조절장치:를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀발생장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 수위조절장치는,

   일단이 상기 물탱크에 연결되고 타단은 상기 보일러 케이스에 연결되어 상기 보일러 케이스에 물을 공급하는 물 공급관;

   일단이 상기 물탱크내의 최고수위 상측에 설치되고, 타단은 상기 보일러 케이스에 연결되어 물탱크내의 기압을 조절하는 기압조절관:을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀발생장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 물탱크는 보일러 케이스보다 높은 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 스팀발생장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 기압조절관의 하측 끝단은 히터와 같은 높이에 위치시키는 것을 특징으로 하는 스팀발생장치.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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