KR101412089B1 - 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기 - Google Patents

스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 압력용기의 상단에 스팀 토출구를 형성하고, 압력용기의 하단에는 온수 토출구를 형성하며, 스팀 토출구에 연결된 스팀관과 온수 토출구에 연결된 온수관이 합쳐져서 스팀과 온수가 일정 질량비로 혼합되어 토출되는 스팀 온수 토출구를 구비함으로써, 적정량의 온수 함량으로 세정력을 증가시킬 수 있고, 압력용기 내에서 스팀과 온수의 높이 관계 및 스팀 온수 토출구의 높이에 관한 제1 조건과, 스팀 토출구와 온수 토출구의 내부 직경, 스팀 토출구의 제1 소켓과 온수 토출구의 제2 소켓, 스팀관 내부 직경과 온수관 내부 직경과의 관계에 관한 제2 조건을 동시에 충족시킴으로써, 스팀만 토출되거나 과다한 양의 온수가 토출되는 것을 방지할 수 있는 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 내부에 물이 수용되는 압력용기; 압력용기의 상단에 위치하여 압력용기 내부에서 발생한 스팀을 증기압에 의해 토출하는 스팀 토출구; 압력용기의 하단에 위치하여 압력용기 내부의 온수를 스팀의 증기압과 온수의 중력에 의해 토출하는 온수 토출구; 스팀 토출구에 연결된 스팀관과 온수 토출구에 연결된 온수관이 합쳐져서 스팀과 온수가 일정 질량비로 혼합되어 토출되는 스팀 온수 토출구; 스팀 토출구와 스팀 온수 토출구 사이에 위치하여 스팀을 개폐하는 제1 솔레노이드 밸브; 및 온수 토출구와 스팀 온수 토출구 사이에 위치하여 온수를 개폐하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하는 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기를 제공한다.

Description

스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기{Steam generator for spraying both steam and hot water}
본 발명은 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 압력용기의 상단에 스팀 토출구를 형성하고, 압력용기의 하단에는 온수 토출구를 형성하며, 스팀 토출구에 연결된 스팀관과 온수 토출구에 연결된 온수관이 합쳐져서 스팀과 온수가 일정 질량비로 혼합되어 토출되는 스팀 온수 토출구를 구비함으로써, 적정량의 온수 함량으로 세정력을 증가시킬 수 있고, 압력용기 내에서 스팀과 온수의 높이 관계 및 스팀 온수 토출구의 높이에 관한 제1 조건과, 스팀 토출구와 온수 토출구의 내부 직경, 스팀 토출구의 제1 소켓과 온수 토출구의 제2 소켓, 스팀관 내부 직경과 온수관 내부 직경과의 관계에 관한 제2 조건을 동시에 충족시킴으로써, 스팀만 토출되거나 과다한 양의 온수가 토출되는 것을 방지할 수 있는 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기에 관한 것이다.
전기히터와 같은 전열장치나 보일러와 같은 가열장치를 매기로 물을 끓여 발생된 스팀을 사용하는 장치는 적은 양의 물로 피세척물을 효율적으로 세척할 수 있고, 살균이나 다림질 효과가 우수하기 때문에 용도에 따라 다양한 분야에서 사용되고 있다.
예컨대, 각종 차량을 세척하기 위한 스팀세차기, 산업용 또는 가정용 의료기기와 같이 살균 및 세척이 동시에 요구되는 장치를 세척하기 위한 스팀세척기, 스팀을 이용하여 의류를 다림질하기 위한 스팀다리미 등이 대표적인 예이다. 이 밖에도 스팅을 이용한 장치로는 피부미용효과를 부여하기 위한 스팀미용기, 스팀샤워기, 음식 조리를 위한 찜통 등이 있다.
이와 같이 여러 분야에 적용되는 스팀을 이용한 장치들은 물이 수용되는 압력용기, 압력용기 내의 물을 가열하기 위한 가열장치, 가열장치에서 제공되는 열원에 의해 압력용기 내에 발생하는 고압을 이용하여 스팀을 분사하는 분사장치, 온도계 및 압력계 등으로 구성된다.
대부분의 스팀을 이용한 장치는 분사장치를 통하여 스팀만 분사되는 구조를 취하고 있다. 그러나, 스팀세척기의 경우 스팀만으로는 소기의 목적을 달성하기 어려운 경우가 많다.
특히, 에어컨 방열판을 세척하기 위한 스팀세척기는 스팀만으로 금속판 재질의 방열판을 세척하기에는 한계가 있으며, 이를 보완하기 위해 별도의 물분사를 병행하면서 세척을 하여야 하는 불편함이 있다.
선행기술문헌 : KR공개특허공보 제2008-0085127호(2008.9.23.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 스팀과 온수가 혼합되어 분사됨으로써 세척력을 극대화하고, 스팀과 온수의 혼합비율을 최적화할 수 있는 스팀발생기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기는 내부에 물이 수용되는 압력용기; 압력용기의 상단에 위치하여 압력용기 내부에서 발생한 스팀을 증기압에 의해 토출하는 스팀 토출구; 압력용기의 하단에 위치하여 압력용기 내부의 온수를 스팀의 증기압과 온수의 중력에 의해 토출하는 온수 토출구; 스팀 토출구에 연결된 스팀관과 온수 토출구에 연결된 온수관이 합쳐져서 스팀과 온수가 일정 질량비로 혼합되어 토출되는 스팀 온수 토출구; 스팀 토출구와 스팀 온수 토출구 사이에 위치하여 스팀을 개폐하는 제1 솔레노이드 밸브; 및 온수 토출구와 스팀 온수 토출구 사이에 위치하여 온수를 개폐하는 제2 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 스팀 온수 토출구로 스팀과 온수의 혼합물을 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브와 제2 솔레노이드 밸브를 개방하고, 스팀만 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브는 개방하고 제2 솔레노이드 밸브는 폐쇄하며, 온수만 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브는 폐쇄하고 제2 솔레노이드 밸브는 개방하고, 스팀과 온수의 혼합물을 분사할 경우 스팀과 온수의 질량비는 2:8인 것이 바람직하다.
또한, 압력용기의 전체 높이를 L, 스팀 부분의 높이를 a, 온수 부분의 높이를 b, 압력용기의 바닥면으로부터 스팀 온수 토출구의 높이를 c라고 할 때, L = a + b, a:b = 7:15 인 것이 바람직하다.
또한, 스팀 토출구가 압력용기의 외부로 연결된 제1 소켓의 내부 직경을 e, 스팀 토출구의 내부 직경을 f, 온수 토출구가 압력용기의 외부로 연결된 제2 소켓의 내부 직경을 g, 온수 토출구의 내부 직경을 h, 스팀 온수 토출구의 스팀관 내부 직경을 i, 스팀 온수 토출구의 온수관 내부 직경을 j라 할 때, e = g, f = h, f = ½e, h = ½g, i = ½f, j = ½h 인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 압력용기의 상단에 스팀 토출구를 형성하고, 압력용기의 하단에는 온수 토출구를 형성하며, 스팀 토출구에 연결된 스팀관과 온수 토출구에 연결된 온수관이 합쳐져서 스팀과 온수가 일정 질량비로 혼합되어 토출되는 스팀 온수 토출구를 구비함으로써, 적정량의 온수 함량으로 세정력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 압력용기 내에서 스팀과 온수의 높이 관계 및 스팀 온수 토출구의 높이에 관한 제1 조건과, 스팀 토출구와 온수 토출구의 내부 직경, 스팀 토출구의 제1 소켓과 온수 토출구의 제2 소켓, 스팀관 내부 직경과 온수관 내부 직경과의 관계에 관한 제2 조건을 동시에 충족시킴으로써, 스팀만 토출되거나 과다한 양의 온수가 토출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기의 사시도,
도 2는 압력용기의 개념도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기의 회로도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기의 사시도이고, 도 2는 압력용기의 개념도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기의 회로도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기는, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 압력용기(2), 히터 장착구(4), 스팀 토출구(6), 온수 토출구(8), 스팀 온수 토출구(10), 제1 솔레노이드 밸브(12), 제 2솔레노이드 밸브(14), 및 드레인(drain)(16)을 포함하여 이루어진다.
압력용기(2) 내부에는 물이 수용된다. 물이 주입되면 제3 솔레노이드 밸브를 거쳐 제1 펌프와 제2 펌프를 통해 보일러 내부로 펌핑된다. 보일러에서 물이 가열되어 온수(대략 150 ~ 170도씨)가 되고, 물의 가열 과정에서 스팀이 발생하게 된다(도 3 참조).
히터 장착구(4)에는 히터가 장착되어 물을 가열하며, 히터는 보일러 내에 구비된다.
스팀 토출구(6)는 압력용기(2)의 상단에 위치하여 압력용기(2) 내부에서 발생한 스팀을 증기압에 의해 외부로 토출한다. 스팀 토출구(6)가 압력용기의 외부로 연결되는 부분에는 압력용기(2)에 스팀 토출구(6)를 결합하기 위한 제1 소켓이 장착된다.
온수 토출구(8)는 압력용기(2)의 하단에 위치하여 압력용기(2) 내부의 온수를 스팀의 증기압과 온수의 중력에 의해 외부로 토출한다. 온수 토출구(8)가 압력용기(2)의 외부로 연결되는 부분에는 압력용기(2)에 온수 토출구(8)를 결합하기 위한 제2 소켓이 장착된다.
스팀 온수 토출구(10)는 스팀 토출구(6)와 온수 토출구(8)에 연결된 스팀관과 온수관이 합쳐져서 스팀과 온수가 일정 질량비로 혼합되어 토출된다. 스팀 온수 토출구(10)에도 스팀관과 온수관의 결합을 위한 제3 소켓이 장착된다.
제1 솔레노이드 밸브(12)는 스팀 토출구(6)와 스팀 온수 토출구(10) 사이에 위치하여 스팀을 개폐한다.
제2 솔레노이드 밸브(14)는 온수 토출구(8)와 스팀 온수 토출구(10) 사이에 위치하여 온수를 개폐한다.
제2 솔레노이드 밸브는 물 주입구를 통해 주입되는 물의 유입을 개폐한다.
제1 내지 제3 솔레노이드 밸브와 제1 펌프 및 제2 펌프는 컨트롤러에 의해 전자적으로 제어된다.
드레인(16)을 통해서는 사용된 온수가 배출된다.
본 발명에 따른 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기는 스팀과 온수의 혼합물을 분사함은 물론, 스팀만의 분사 또는 온수만의 분사도 가능하다.
스팀 온수 토출구(10)로 스팀과 온수의 혼합물을 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브(12)와 제2 솔레노이드 밸브(14)를 모두 개방한다. 스팀 온수 토출구(10)로 스팀만 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브(12)는 개방, 제2 솔레노이드 밸브(14)는 폐쇄한다. 스팀 온수 토출구(10)로 온수만 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브(12)는 폐쇄, 제2 솔레노이드 밸브(14)는 개방한다. 특히 세척용 스팀발생기의 경우, 스팀과 온수가 일정 비율로 혼합되어 분사되면 적정량의 온수 함량으로 세정력을 증가시킬 수 있다.
스팀 온수 토출구(10)로부터 토출된 스팀과 온수의 혼합물은 스팀노즐(미도시)을 통해 분사되어 에어컨 방열판을 비롯한 피세척물을 세척하게 된다.
스팀 온수 토출구(10)로부터 스팀과 온수의 혼합물을 분사할 경우 스팀과 온수의 혼합 질량비는 2:8인 것이 바람직하다. 스팀의 중량비가 2 미만인 경우 스팀의 양이 지나치게 적어 스팀 세척의 목적을 달성하기 어렵고, 2 초과인 경우 온수의 양이 적어 스팀과 온수를 동시에 분사하는 본 발명의 목적을 달성하기 어렵다.
도 2와 같이 압력용기의 전체 높이를 L, 스팀 부분의 높이를 a, 온수 부분의 높이를 b, 압력용기의 바닥면으로부터 스팀 온수 토출구의 높이를 c, 스팀 온수 투출구의 위치를 d라고 할 때,
압력용기 전체의 높이 L은 스팀 부분과 온수 부분으로 구성되므로, L = a + b 의 관계가 있다.
또한, a:b = 7:15 이고, c = 0.55L 의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 스팀 온수 토출구의 위치 d는 온수 수위의 상단과 일치하는 것이 바람직하다.
스팀 온수 토출구의 높이가 이보다 높을 경우에는 온수가 제대로 토출되지 않고 스팀만 토출되는 문제점이 있고, 이보다 낮을 경우에는 토출되는 온수의 양이 급격하게 증가하는 문제점이 있다. 즉, 압력용기 내부에 수용된 온수의 높이(또는 온수의 부피, 스팀과의 높이비, 스팀과의 부피비)가 최적화되는 것이 스팀과 온수의 혼합비율을 일정하게 유지하는 측면에서 매우 중요한 인자(이하, "제1 조건")가 된다.
더불어, 스팀과 온수의 혼합비율을 일정하게 유지하기 위해 스팀 토출구가 결합되는 제1 소켓과 온수 토출기가 결합되는 제2 소켓의 내부 직경, 스팀 토출구의 내부 직경과 온수 토출구의 내부 직경, 스팀 온수 토출구의 스팀관 내부 직경, 및 스팀 온수 토출구의 온수관 내부 직경과의 상호 관계가 중요한 인자(이하, "제2 조건")이다.
스팀 토출구가 압력용기의 외부로 연결된 제1 소켓의 내부 직경을 e, 스팀 토출구의 내부 직경을 f, 온수 토출구가 압력용기의 외부로 연결된 제2 소켓의 내부 직경을 g, 온수 토출구의 내부 직경을 h, 스팀 온수 토출구의 스팀관 내부 직경을 i, 스팀 온수 토출구의 온수관 내부 직경을 j라 할 때,
e = g, f = h, f = ½e, h = ½g, i = ½f, j = ½h
의 관계를 갖는 것이 바람직하다.
제1 조건을 충족하였다는 것을 전제로 할 때, 제1 소켓의 내부 직경(e)과 제2 소켓의 내부 직경(g)은 동일하여야 하고, 스팀 토출구의 내부 직경(f)과 온수 토출구의 내부 직경(h)는 동일하여야 한다. 제1 조건을 충족하더라도, e≠g 또는 f≠h가 되면 스팀과 온수의 비율을 2:8로 맞출 수가 없게 된다.
또한, 스팀 토출구의 내부직경(f)은 제1 소켓의 내부 직경(e)의 반에 해당하여야 하고, 온수 토출구의 내부직경(h)은 제2 소켓의 내부 직경(g)의 반이 되어야 한다. 더불어, 스팀 온수 토출구의 스팀관 내부 직경(i)은 스팀 토출구의 내부 직경(f)의 반이 되어야 하고, 스팀 온수 토출구의 온수관 내부 직경(j)은 온수 토출구의 내부 직경(h)의 반이 되어야 한다. 제1 조건을 충족하더라도, f≠½e, h≠½g, i≠½f, j≠½h가 되면 스팀과 온수의 비율을 2:8로 맞출 수 없게 된다.
반대로, 제2 조건을 충족하더라도 제1 조건을 충족하지 않는 경우 스팀과 온수의 비율을 2:8로 맞출 수 없게 된다.
따라서, 제1 조건과 제2 조건은 동시에 충족되어야만 하며, 제1 조건과 제2 조건은 스팀과 온수의 적절한 혼합비를 위한 충분조건에 해당하는 것으로 해석된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2 - 압력용기 4 - 히터 장착구
6 - 스팀 토출구 8 - 온수 토출구
10 - 스팀 온수 토출구 12 - 제1 솔레노이드 밸브
14 - 제2 솔레노이드 밸브 16 - 드레인

Claims (4)

  1. 내부에 물이 수용되는 압력용기;
    압력용기의 상단에 위치하여 압력용기 내부에서 발생한 스팀을 증기압에 의해 토출하는 스팀 토출구;
    압력용기의 하단에 위치하여 압력용기 내부의 온수를 스팀의 증기압과 온수의 중력에 의해 토출하는 온수 토출구;
    스팀 토출구에 연결된 스팀관과 온수 토출구에 연결된 온수관이 합쳐져서 스팀과 온수가 일정 질량비로 혼합되어 토출되는 스팀 온수 토출구;
    스팀 토출구와 스팀 온수 토출구 사이에 위치하여 스팀을 개폐하는 제1 솔레노이드 밸브; 및
    온수 토출구와 스팀 온수 토출구 사이에 위치하여 온수를 개폐하는 제2 솔레노이드 밸브
    를 포함하고,
    압력용기의 전체 높이를 L, 스팀 부분의 높이를 a, 온수 부분의 높이를 b, 압력용기의 바닥면으로부터 스팀 온수 토출구의 높이를 c라고 할 때,
    L = a + b, a:b = 7:15, c = 0.55L
    인 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    스팀 온수 토출구로 스팀과 온수의 혼합물을 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브와 제2 솔레노이드 밸브를 개방하고, 스팀만 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브는 개방하고 제2 솔레노이드 밸브는 폐쇄하며, 온수만 분사할 경우 제1 솔레노이드 밸브는 폐쇄하고 제2 솔레노이드 밸브는 개방하고,
    스팀과 온수의 혼합물을 분사할 경우 스팀과 온수의 질량비는 2:8인 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    스팀 토출구가 압력용기의 외부로 연결된 제1 소켓의 내부 직경을 e, 스팀 토출구의 내부 직경을 f, 온수 토출구가 압력용기의 외부로 연결된 제2 소켓의 내부 직경을 g, 온수 토출구의 내부 직경을 h, 스팀 온수 토출구의 스팀관 내부 직경을 i, 스팀 온수 토출구의 온수관 내부 직경을 j라 할 때,
    e = g, f = h, f = ½e, h = ½g, i = ½f, j = ½h
    인 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기.


KR1020130161100A 2013-12-23 2013-12-23 스팀 온수 혼합 분사 스팀발생기 KR101412089B1 (ko)

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