KR102166363B1 - 폐열을 활용한 스팀 세차 장치 - Google Patents

폐열을 활용한 스팀 세차 장치 Download PDF

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Abstract

폐열을 활용한 스팀 세차 장치가 개시된다. 본 발명의 폐열을 활용한 스팀 세차 장치는, 차량 세척을 위한 유체를 가열하도록 구성된 히터를 포함하는 스팀 탱크; 스팀 탱크에 연결된 흡스팀을 위한 제1유로; 스팀 탱크에 연결된 건스팀을 위한 제2유로; 제1유로 및 제2유로와 선택적으로 유체 소통하도록 제1유로 및 제2유로에 연결되고, 제1유로를 유동하는 유체 또는 제2유로를 유동하는 유체를 차량 세척을 위한 스팀 건으로 전달하는 제3유로; 스팀 탱크 및 제1유로에 연결된 제4유로; 및 스팀 탱크와 스팀 탱크로 공급되는 유체가 저장되는 물 탱크를 연결하는 제5 유로를 포함하고, 제5 유로는 스팀 탱크를 둘러싸도록 마련되어 제5 유로를 통해 스팀 탱크로 공급되는 유체는 스팀 탱크에서 방출되는 열과 열교환되어 스팀 탱크로 공급되는 것을 특징으로 한다.

Description

폐열을 활용한 스팀 세차 장치{APPARATUS FOR WASHING VEHICLE USING STEAM USING WASTE HEAT}
본 발명은, 스팀 세차 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 스팀 탱크의 폐열을 이용하여 적은 용량의 히터로 물 스팀을 끊김 없이 사용할 수 있는 폐열을 활용한 스팀 세차 장치에 관한 것이다.
스팀을 이용하여 차량을 세척하는 장치가 개발되고 있다. 이러한 장치는 낮은 분사 압력으로 스팀을 분사하거나, 일반인이 사용하기에 복잡한 스팀 조절 방식을 채택하고 있기에, 이를 해결하려는 이슈가 대두되고 있다.
실제로, 스팀 세차 장치가 사용되고 있는 산업 현장에서, 스팀을 생성하기 위해 물을 가열하는데 요구되는 히터 용량을 충족하지 못하여 낮은 분사 압력으로 충분한 세척력을 확보하지 못하고 있다.
이를 해결하기 위해 먼저 차량에 약품을 분사하고, 이후 약품을 분사한 부분에 스팀을 분사하는 방식이 제안되었으나, 이러한 방식은 환경 오염의 주 원인으로 지적되어 현재 잘 사용되지 않는 방식이다.
이와 관련된 종래기술로 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 한국등록특허공보 제10-1994804호(2019.06.25.)가 개시되어 있다.
한편 물 스팀(분당 물토출량 1000ml)이 끊김 없이 토출이 되는 조건은 여전히 대용량의 전력량(20kw 이상)을 요구한다. 그 이유는 스팀 탱크로 유입되는 물이 상온수인 관계로 물 유입시 스팀 탱크 내의 급격한 온도 변화로 떨어지는 압력을 유지하기 위해 가동해야 할 히터의 최소 전력량이 20kw이기 때문이다. 즉 고온고압의 스팀 탱크 내부로 물 유입시마다 압력이 저하되지 않도록 하기 위한 히터의 부담도 그만큼 커지게 되기 때문이다.
한편 본 스팀 세차 장치와 같은 기계는 소형화가 필요하고, 이를 위해서는 히터와 탱크의 용량을 줄여야만 한다. 이와 같이 히터와 탱크의 용량이 줄어들면 물 스팀의 끊김없는 사용은 힘들어진다.
그리고 본 스팀 세차 장치와 같은 이동식 장치에 있어서의 문제점은 물의 수평유지이다. 이동식 장치의 움직임으로 스팀 탱크내의 물이 출렁거리는 경우 스팀 탱크 내부의 유량이 정확히 감지되기 어렵다. 특히 경사진 곳이나 요철이 심한 곳에서의 사용인 경우 수위 감지봉에 닿은 물의 위치에 따라 물 스팀과 관련하여 부정확한 명령을 내릴 수 있다.
전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.
한국등록특허공보 제10-1994804호(최오종) 2019. 06. 25.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 스팀 탱크의 폐열을 이용하여 적은 용량의 히터로 물 스팀을 끊김 없이 사용할 수 있는 폐열을 활용한 스팀 세차 장치를 제공하는 것이다.
또한 이동중에도 끊김 없는 물 보충이 이루어져 끊김 없는 물 스팀의 사용이 가능한 폐열을 활용한 스팀 세차 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량 세척을 위한 유체를 가열하도록 구성된 히터를 포함하는 스팀 탱크; 상기 스팀 탱크에 연결된 흡스팀을 위한 제1유로; 상기 스팀 탱크에 연결된 건스팀을 위한 제2유로; 상기 제1유로 및 상기 제2유로와 선택적으로 유체 소통하도록 상기 제1유로 및 상기 제2유로에 연결되고, 상기 제1유로를 유동하는 유체 또는 상기 제2유로를 유동하는 유체를 차량 세척을 위한 스팀 건으로 전달하는 제3유로; 상기 스팀 탱크 및 상기 제1유로에 연결된 제4유로; 및 상기 스팀 탱크와 상기 스팀 탱크로 공급되는 유체가 저장되는 물 탱크를 연결하는 제5 유로를 포함하고, 상기 제5 유로는 상기 스팀 탱크를 둘러싸도록 마련되어 상기 제5 유로를 통해 상기 스팀 탱크로 공급되는 유체는 상기 스팀 탱크에서 방출되는 열과 열교환되어 상기 스팀 탱크로 공급되는 폐열을 활용한 스팀 세차 장치가 제공될 수 있다.
상기 제5 유로에는 상기 스팀 탱크의 외벽을 나선 형태로 둘러싸며 단부가 상기 스팀 탱크의 내부와 연결되는 코일부가 마련될 수 있다.
상기 제3유로에 마련되어 상기 제3유로를 통해 스팀 건으로 배출되는 유체의 유량을 측정하는 유량계를 더 포함하고, 제어부는 상기 유량계를 통해 상기 스팀 건으로 배출되는 유체의 유량을 계산하여 상기 스팀 탱크로 일정 간격으로 유체를 강제 유입시킬 수 있다.
상기 제5유로에서 분기되어 상기 스팀 탱크로 연결되는 분기 유로; 및 상기 분기 유로와 상기 제5 유로가 연결되는 영역에 마련되는 삼방 밸브를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 삼방 밸브를 선택적으로 개방시켜 상기 물 탱크에서 공급되는 유체를 상기 코일부 또는 상기 분기 유로로 공급시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 제4유로에 마련되는 스톱 밸브의 개폐 정도를 조절하여 상기 제3유로를 유동하는 유체의 스팀 및 물의 비율을 결정하고, 상기 제어부는 대기의 온도를 감지하도록 구성되고, 대기의 온도에 기초하여 상기 스톱 밸브의 개폐 정도를 조절하고, 상기 제어부는 대기의 온도가 제1온도 범위에 있을 때 상기 스톱 밸브의 개폐 정도를 제1개도로 결정하도록 구성되고, 대기의 온도가 상기 제1온도 범위보다 큰 제2온도 범위에 있을 때 상기 스톱 밸브의 개폐 정도를 상기 제1개도보다 작은 제2개도로 결정하도록 구성되고, 상기 제4유로는 스팀 탱크와 상기 제1유로의 제1솔레노이드 밸브 사이에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 스팀 탱크의 폐열 즉, 스팀 탱크에서 외부로 방출되는 열을 활용하여 상온수가 스팀 탱크로 유입되기 전에 스팀 탱크의 벽부를 따라 돌면서 고온수로 변환이 되어 스팀 탱크의 내부로 유입됨으로써 히터의 부담을 줄일 수 있고 스팀 탱크 내부의 압력이 급격히 줄어드는 것을 방지할 수 있다. 그 결과 적은 용량의 히터로도 물 스팀을 끊김 없이 사용할 수 있다.
또한, 제어부가 유량계를 통해 스팀 건으로 배출되는 유체(물 스팀)의 유량을 계산하여 스팀 탱크로 일정 간격으로 유체를 강제 유입시킴으로써 이동중에도 끊김 없이 물 보충이 이루어져 끊김 없이 물 스팀을 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐열을 활용한 스팀 세차 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 스팀 세차 장치의 개략적인 회로도이다.
도 3은 본 실시예의 주요부의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐열을 활용한 스팀 세차 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐열을 활용한 스팀 세차 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본원에서 사용되는 용어 "건스팀"은 전체 중량 대비 물의 중량 비율이 약 5% 이하인 유체를 말하며, 분사되는 토출구로부터 약 50cm 거리에서 상온인 유체를 말한다.
본원에서 사용하는 용어 "흡스팀"은 전체 중량 대비 물의 중량 비율이 약 5% 초과인 유체를 말하며, 분사되는 토출구로부터 약 70cm 내지 약 100cm 거리에서 상온인 유체를 말한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 폐열을 활용한 스팀 세차 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 스팀 세차 장치의 개략적인 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 스팀 세차 장치(10)는 사용자로 하여금 건스팀과 흡스팀을 선택적으로 사용하게 할 수 있다. 스팀 세차 장치(10)는 바디(100), 스팀 탱크(110), 제1유로(120), 제2유로(130), 제3유로(140), 제어부(C), 제4유로(150), 물 탱크(160), 제5유로(170), 디스플레이(180) 및 전자 결제기(190), 유량계(200)를 포함할 수 있다.
바디(100)에는 스팀 탱크(110), 제1유로(120), 제2유로(130), 제3유로(140), 제어부(C), 제4유로(150), 물 탱크(160), 제5유로(170), 디스플레이(180) 및 전자 결제기(190) 중 적어도 하나 이상이 설치될 수 있다. 일 예에서, 바디(100)는 대체로 직육면체 형상을 구비할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 바디(100)는 지면에 직접적으로 설치될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 바디(100)는 지면에 설치되는 포스트(102)에 의해 지면에 대해 지지될 수도 있다.
스팀 탱크(110)는 차량 세척을 위한 유체(F)를 저장한다. 일 예에서, 스팀 탱크(110)는 대체로 원통 형상을 구비할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예에서, 차량 세척을 위한 유체(F)는 물을 포함할 수 있다. 일 예에서, 스팀 탱크(110)에 저장된 유체(F)는 액상(liquid phase) 또는 기상(vapor phase)으로 존재할 수 있다. 바람직한 예에서, 스팀 탱크(110)에 저장된 유체(F)는 액상과 기상의 적절한 조합으로 존재할 수 있다.
스팀 탱크(110)는 히터(111)를 포함할 수 있다. 히터(111)는 스팀 탱크(110)에 저장된 유체(F)를 가열하도록 구성된다. 히터(111)의 용량인 순간 최대 부하에 따라 유체(F)의 액상과 기상의 비율이 결정될 수 있다. 일예에서, 히터(111)는 스팀 탱크(110)의 하단에 설치될 수 있다. 이는 히터(111)의 스케일 작업 및 보수의 편의성을 위한 것이다.
히터(111)는 복수 개의 가열 요소들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 복수 개의 가열 요소들은 스팀 탱크(110)의 둘레를 따라 설정 간격으로 이격되며 배열될 수 있다. 또 다른 예에서, 복수 개의 가열 요소들은 스팀 탱크(110)의 하단에 매트릭스 형태로 배열될 수도 있다.
스팀 탱크(110)는 적어도 하나 이상의 전극 로드(112)를 포함할 수 있다. 전극 로드(112)는 스팀 탱크(110)에 저장된 유체(F)의 레벨을 감지하도록 구성되어서 히터(111)의 적절한 가열을 유도함으로써 히터(111)를 보호할 수 있다. 전극 로드(112)는 스팀 탱크(110)의 상단에 설치되고 스팀 탱크(110)의 하단을 향해 연장할 수 있다.
전극 로드(112)의 연장 길이는 스팀 탱크(110)에 저장된 유체(F)의 통상적인 저장량을 고려하여 결정될 수 있다.
스팀 탱크(110)는 복수 개의 전극 로드(112)들을 포함할 수 있다. 이 경우, 복수 개의 전극 로드(112)들은 서로 다른 연장 길이를 가질 수 있다. 이는 스팀 탱크(110)에 저장된 유체(F)의 레벨을 순차적으로 감지하기 위한 것으로, 제어부(C)에 의해 유체(F)의 레벨에 따라 히터(111)의 순간 최대 부하가 조절될 수 있다.
스팀 탱크(110)는 스팀 탱크(110)로부터 제2유로(130)로 이어지는 연결 부분에 설치되는 공기 조절 체크 밸브(113) 및 스팀 밸브(114)를 포함할 수 있다. 공기 조절 체크 밸브(113)는 스팀 탱크(110)로부터 제2유로(130)로 이동하는 기상의 유체(F) 대비 공기의 비율을 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 공기 조절 체크 밸브(113)의 개도가 클수록 제2유로(130)로 이동하는 기상의 유체(F) 대비 공기의 비율이 증가한다. 스팀 밸브(114)는 스팀 탱크(110)와 제2유로(130) 사이의 유체 소통을 개폐하도록 구성된다. 일 예에서, 스팀 밸브(114)의 개도는 제어부(C)에 의해 제어될 수 있으며, 이에 따라 제2유로(130)를 유동하는 기상의 유체(F)의 양이 결정될 수 있다. 또 다른 예에서, 스팀 밸브(114)는 스팀 탱크(110)와 제2유로(130) 사이의 유체 소통을 차단할 수도 있다.
스팀 탱크(110)는 안전 밸브(115)를 포함할 수 있다. 안전 밸브(115)는 스팀 탱크(110)로부터 제4유로(150)로 이어지는 연결 부분에 설치될 수 있다. 안전 밸브(115)는 제1유로(120)에 연결된 제4유로(150)를 유동하는 기상의 유체(F)의 이동을 차단하도록 구성된다. 이는 제1유로(120)를 유동하는 유체(F)의 액상과 기상의 비율이 허용 한계를 초과하는 경우를 방지하기 위함이다.
스팀 탱크(110)는 압력 조절기(116) 및 압력 게이지(117)를 포함할 수 있다. 압력 조절기(116)는 스팀 탱크(110)의 내부 압력을 조절하도록 구성된다. 압력 게이지(117)는 스팀 탱크(110)의 내부 압력을 측정하도록 구성된다. 일 예에서, 압력 조절기(116) 및 압력 게이지(117)는 스팀 탱크(110)에 일체로 설치될 수 있다. 일 예에서, 압력 조절기(116) 및 압력 게이지(117)는 스팀 탱크(110) 중 기상의 유체(F)만 존재하는 부분에 설치될 수 있다. 압력 게이지(117)에 의해 측정된 스팀 탱크(110)의 내부 압력에 관한 측정값은 제어부(C)로 전달될 수 있다. 이 경우, 제어부(C)는 스팀 탱크(110)의 내부 압력에 기초하여 히터(111)의 순간 최대 부하를 조절할 수 있다.
스팀 탱크(110)는 사용자가 세차를 수행할 때 유체(F)의 충분한 분사 압력을 확보하기 위해 임의의 적합한 내부 압력을 가질 수 있다. 일 예에서, 스팀 탱크(110)의 내부 압력은 약 9 kg/cm2 이상, 약 10 kg/cm2 이상, 약 11kg/cm2 이상, 약 12 kg/cm2 이상으로 설정될 수 있다. 바람직한 예에서, 스팀 탱크(110)의 내부 압력은 약 10kg/cm2 이상으로 설정될 수 있다. 더욱 바람직한 예에서, 스팀 탱크(110)의 내부 압력은 약 10 kg/cm2으로 설정될 수 있다. 여기서, 스팀 탱크(110)의 내부 압력을 언급할 때 사용되는 용어 "약"은 02 kg/cm2 내외의 오차를 의미할 수 있다.
스팀 탱크(110)는 스팀 추출관(118)을 포함할 수 있다. 스팀 추출관(118)은 제2유로(130)에 연결되고 스팀 탱크(110)의 상부로부터 내측을 향해 연장하도록 구성된다. 이와 같은 스팀 추출관(118)의 구조는 스팀 탱크(110)의 내벽에 존재하는 액상의 유체(F)가 내벽을 따라 이동하면서 제2유로(130)로 이동하는 것을 차단하는 것을 돕는다. 다시 말하면, 스팀 추출관(118)은 제2유로(130)를 유동하는 유체(F)가 건스팀을 위한 조건을 유지하는 것을 도울 수 있다.
스팀 탱크(110)는 퇴수 밸브(119)를 포함할 수 있다. 퇴수 밸브(119)는 스팀 탱크(110)에 저장된 액상의 유체(F)의 일부 또는 전부를 외부로 배출하도록 구성된다.
제1유로(120)는 흡스팀을 위한 유체(F)가 유동하는 통로이다. 일 예에서, 제1유로(120)는 스팀 탱크(110) 중 액상의 유체(F)가 존재하는 부분에 연결될 수 있다.
제1유로(120)에는 제1솔레노이드 밸브(121)가 설치될 수 있다. 제1솔레노이드 밸브(121)는 제1유로(120)의 개도를 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 제1솔레노이드 밸브(121)는 유입구(미도시), 유출구(미도시) 및 제어부(C)에 의해 전기적으로, 자기적으로 또는 전자기적으로 유입구와 유출구 사이의 유체 소통을 선택적으로 이루어지게 하는 밸브 요소(미도시)를 포함할 수 있다. 상기와 같이 제1유로(120)에 다른 타입의 밸브가 아닌 제1솔레노이드 밸브(121)를 설치하면, 유체 소통의 정도, 개방 및 차단 반응 속도가 향상되고, 그로 인해 유체(F)의 분사 압력의 손실이 감소될 수 있다.
제1유로(120)에는 제1스트레이너(122)가 설치될 수 있다. 제1스트레이너(122)는 제1유로(120)를 유동하는 유체(F)의 이물질을 여과하도록 구성된다. 제1스트레이너(122)는 제1유로(120)를 유동하는 유체(F)의 유동 방향을 기준으로 제1솔레노이드 밸브(121)보다 상류에 위치할 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1스트레이너(122)는 제1유로(120) 중 제1솔레노이드 밸브(121)가 설치된 부분 및 제1유로(120)와 제3유로(140)가 만나는 부분 사이에 설치될 수도 있다.
제2유로(130)는 건스팀을 위한 유체(F)가 유동하는 통로이다. 제2유로(130)는 스팀 탱크(110) 중 기상의 유체(F)가 존재하는 부분에 연결될 수 있다.
제2유로(130)에는 제2솔레노이드 밸브(131)가 설치될 수 있다. 제2솔레노이드 밸브(131)는 제2유로(131)의 개도를 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 제2솔레노이드 밸브(131)는 유입구(미도시), 유출구(미도시) 및 제어부(C)에 의해 전기적으로, 자기적으로 또는 전자기적으로 유입구와 유출구 사이의 유체 소통을 선택적으로 이루어지게 하는 밸브 요소(미도시)를 포함할 수 있다. 상기와 같이 제2유로(130)에 다른 타입의 밸브가 아닌 제2솔레노이드 밸브(131)를 설치하면, 유체 소통의 정도, 개방 및 차단 반응 속도가 향상되고, 그로 인해 유체(F)의 분사 압력의 손실이 감소될 수 있다. 도시되지 않은 예에서, 제2유로(130)에도 제2유로(130)를 유동하는 유체(F)에 포함된 이물질을 여과하도록 구성된 제2스트레이너(미도시)가 설치될 수도 있다.
제3유로(140)는 제1유로(120) 및 제2유로(130)에 연결되고, 흡스팀을 위한 유체(F) 또는 건스팀을 위한 유체(F)가 이동하는 통로이다. 제3유로(140)를 유동하는 유체(F)는 제3유로(140)의 말단에 설치된 스팀 건(141)을 통해 외부로 분사된다. 제1유로(120) 및 제2유로(130)가 제3유로(140)와 만나는 연결 부분과, 스팀 건(141) 사이에는 제3유로(140)를 유동하는 유체(F)에 포함된 이물질을 여과하도록 구성된 제3스트레이너(142)가 설치될 수 있다.
제4유로(150)는 스팀 탱크(110) 및 제1유로(120)에 연결되어 스팀 탱크(110)의 기상의 유체(F)를 제1유로(120)로 전달하는 통로이다. 이에 따라, 제1유로(120)와 제4유로(150)가 만나는 연결 부분을 기점으로 제1유로(120)의 하류 부분에서 유동하는 유체(F)의 액상과 기상의 비율이 원하는 비율로 설정될 수 있다. 여기서, 액상의 유체(F)는 기상의 유체(F)보다 많게 설정될 수 있다. 일 예에서, 제4유로(150)는 제1유로(120) 중 스팀 탱크(110) 및 제1솔레노이드 밸브(121) 사이에 연결될 수 있다.
제4유로(150)에는 스톱 밸브(151)가 설치될 수 있다. 일 예에서, 스톱 밸브(151)는 제4유로(150)를 유동하는 유체(F)의 유동을 허용 또는 차단하도록 구성된다. 또 다른 예에서, 스톱 밸브(151)의 개도(개폐 정도)가 조절됨에 따라 제4유로(150)로부터 제1유로(120)로 전달되는 기상의 유체(F)의 양이 조절될 수 있다.
제어부(C)는 제1솔레노이드 밸브(121) 및 제2솔레노이드 밸브(131)의 구동을 제어하도록 구성된다. 또한, 제어부(C)는 유량계(200)를 통해 스팀 건(141)으로 배출되는 유체(물 스팀)의 유량을 계산하여 스팀 탱크(110)로 일정 간격으로 유체를 강제 유입시킴으로써 이동중에도 끊김 없이 물 보충이 이루어져 끊김 없이 물 스팀을 사용하게 할 수 있다.
흡스팀 사용모드에서, 제어부(C)는 제1솔레노이드 밸브(121)를 개방시켜 제1유로(120)를 통한 유체(F)의 이동을 허용하는 한편, 제2솔레노이드 밸브(131)를 차단시켜 제2유로(130)를 통한 유체(F)의 이동을 차단할 수 있다. 건스팀 사용 모드에서, 제어부(C)는 제1솔레노이드 밸브(121)를 차단시켜 제1유로(120)를 통한 유체(F)의 이동을 차단하는 한편, 제2솔레노이드 밸브(131)를 개방시켜 제2유로(130)를 통한 유체(F)의 이동을 허용할 수 있다. 이와 같은 제어부(C)의 방식은 사용자로 하여금 흡스팀과 건스팀을 선택적으로 사용하는 것을 돕는다.
제어부(C)는 스톱 밸브(151)의 개방, 차단 또는 개폐 정도를 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 제어부(C)가 스톱 밸브(151)의 개폐 정도가 증가하도록 스톱 밸브(151)를 제어하면, 제1유로(120)와 제4유로(150)가 만나는 연결 부분을 기점으로 제1유로(120)의 상류 부분 대비 유동하는 유체(F)의 기상 비율이 증가할 수 있다. 반면, 제어부(C)가 스톱 밸브(151)의 개폐 정도가 감소하도록 스톱 밸브(151)를 제어하면, 제1유로(120)와 제4유로(150)가 만나는 연결 부분을 기점으로 제1유로(120)의 상류 부분 대비 유동하는 유체(F)의 기상 비율이 감소할 수 있다.
제어부(C)는 대기의 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(C)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 대기의 온도가 상대적으로 낮은 제1온도 범위에 속하는 경우, 제어부(C)는 스톱 밸브(151)의 개폐 정도를 제1개도로 결정하는 한편, 대기의 온도가 상대적으로 높은, 즉 제1온도 범위보다 높은 제2온도 범위에 속하는 경우, 제어부(C)는 스톱 밸브(151)의 개폐 정도를 제1개도보다 낮은 제2개도로 결정할 수 있다. 이는 온도가 높을수록 흡스팀으로 분사되는 유체(F)의 기상의 비율을 감소시키는 것으로 이해될 수 있다. 일 예에서, 제어부(C)는 하절기 모드에서 유체(F)의 액상과 기상의 비율이 약 65:35가 되도록 스톱 밸브(151)를 제어하는 한편, 동절기 모드에서 유체(F)의 액상과 기상의 비율이 약 60:40이 되도록 스톱 밸브(151)를 제어할 수 있다. 이는 외부 대기 온도가 높은 조건에서 차량에 분사된 유체(F)가 빨리 건조가 이루어지는 것을 고려한 것으로, 액상의 비율을 상대적으로 증가시키기 위함이다. 다만, 분사되는 유체(F)의 액상과 기상의 비율은 상기와 같이 정해지는 것은 아니고, 기후, 장소 등에 따라 달라질 수 있다.
제어부(C)는, 본 실시예의 사용과 동시에 유량계(200)를 통해 출수량을 계산한 뒤 스팀 탱크(110)로 입수되는 입수량을 타이머 방식으로 미량으로 자주 강제 유입이 되도록 함으로써 본 실시 예의 이동중에도 끊김 없이 물 보충이 이루어지도록 하여 끊김 없이 물 스팀을 사용할 수 있다.
물 탱크(160)는 스팀 탱크(110)에 공급하는 액상의 유체(F)를 저장할 수 있다. 물 탱크(160)의 내부에는 유체(F)의 레벨을 감지하기 위한 볼 탑(161)이 설치될 수 있다.
제5유로(170)는 물 탱크(160)와 스팀 탱크(110)를 연결하는 통로이다. 제5유로(170)에는 스팀 탱크(110)로부터 물 탱크(160)로의 액상의 유체(F)의 역류를 방지하기 위해 역류 방지 체크 밸브(171)가 설치될 수 있다. 또한, 제5유로(170)에는 액상의 유체(F)의 개방, 차단 또는 개폐 정도를 조절하기 위한 제3솔레노이드 밸브(172)가 설치될 수 있다. 물 탱크(160)로부터 스팀 탱크(110)로의 원활한 유체 공급을 위해 제5유로(170)에는 펌프(173)가 설치될 수 있다.
디스플레이(180)는 사용자의 편의성을 위해 스팀 건(141)을 통해 분사되는 유체(F)의 분사 압력, 온도 등을 표시할 수 있다.
전자 결제기(190)는 지폐 인식 디바이스 및 RF 카드 인식 디바이스를 포함할 수 있다.
유량계(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제3스트레이너(412)와 스팀 건(141) 사이의 제3유로(140)에 마련되어 스팀 건으로 공급되는 유체(스팀)의 출수량을 파악하여 제어부(C)로 전달할 수 있다. 제어부(C)는 유량계(200)를 통해서 출수량을 계산한 뒤 스팀 탱크(110)로 입수되는 입수량을 타이머 방식으로 미량으로 자주 강제 유입이 되도록 함으로써 본 실시 예의 이동중에도 끊김 없이 물 보충이 이루어지도록 하여 끊김 없이 물 스팀을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 폐열을 활용한 스팀 세차 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 스팀 세차 장치(10a)는 앞서 도 2를 참조하며 설명한 물 탱크(160)를 포함하지 않을 수 있다. 이 실시예에서, 제5유로(170)에 설치되는 역류 방지 체크 밸브(171), 제3솔레노이드 밸브(172) 및 펌프(173)가 생략될 수 있다. 이는 스팀 세차 장치(10a)를 구성하는 구성요소들이 좀 더 집중적으로 설치될 수 있으므로, 공간 효율성이 증가될 수 있다. 이 실시예에서, 스팀 탱크(110)에 직접적으로 유체(F) 공급을 위한 유입구가 스팀 탱크(110)에 설치될 수 있다. 경우에 따라서는, 제1유로(120), 제2유로(130), 제3유로(140) 및 제4유로(150) 중 적어도 하나 이상에 추가적인 스트레이너 및 솔레노이드 밸브가 설치될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 폐열을 활용한 스팀 세차 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시 예에 따른 폐열을 활용한 스팀 세차 장치(1b)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제5유로(170)에서 분기되어 스팀 탱크(110)로 연결되는 분기 유로(175)와, 분기 유로(175)와 제5 유로(170)가 연결되는 영역에 마련되는 삼방 밸브(176)를 더 포함하는 점에서 전술한 실시예와 차이점이 있다.
본 실시 예에서 제어부(C)는 삼방 밸브(176)를 선택적으로 개방시켜 물 탱크(160)에서 공급되는 유체를 코일부(174) 또는 분기 유로(175)로 선택적으로 공급시킬 수 있다.
구체적으로 물 탱크(160)에서 공급되는 물을 코일부(174)로 공급시키는 경우 삼방 밸브(176) 중 분기 라인(175)과 연결되는 영역의 밸브는 잠그고 나머지 두 개의 밸브는 개방시켜 코일부(174)로 물을 공급할 수 있다.
물 탱크(160)에서 공급되는 물을 분기 라인(175)을 통해 바로 스팀 탱크(110)로 공급시키는 경우 삼방 밸브(176) 중 분기 라인(175)과 연결되는 영역의 밸브는 개방되고 나머지 두 개의 밸브는 잠겨져 물 탱크(160)에서 공급되는 물은 분기 라인(175)을 통해 스팀 탱크(110)의 내부로 공급될 수 있다. 이 경우 물 탱크(160)에서 공급되는 물은 코일부(174)를 거치지 않으므로 신속하게 스팀 탱크(110)의 내부로 공급될 수 있고, 스팀을 미 사용시에 효율적일 수 있다. 한편 스팀 탱크(160)의 내부로 신속하게 물을 강제 주입시키는 경우 분기 라인(175)을 통해 스팀 탱크(110)로 물을 주입시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1, 1a, 1b : 폐열을 활용한 스팀 세차 장치
100 : 바디 102 : 포스트
110 : 스팀 탱크 111 : 히터
112 : 전극 로드 113 : 공기 조절 체크 밸브
114 : 스팀 밸브 115 : 안전 밸브
116 : 압력 조절기 117 : 압력 게이지
118 : 스팀 추출관 119 : 퇴수 밸브
120 : 제1유로 121 : 제1솔레노이드 밸브
122 : 제1스트레이너 130 : 제2유로
131 : 제2솔레노이드 밸브 140 : 제3유로
141 ; 스팀 건 142 : 제3스트레이너
150 : 제4유로 151 : 스톱 밸브
160 : 물 탱크 161 : 볼 탑
170 : 제5유로 171 : 역류 방지 체크 밸브
172 : 제3솔레노이드 밸브 173 : 펌프
174 : 코일부 175 : 분기 라인
176 : 삼방 밸브 180 : 디스플레이
190 : 전자 결제기 200 : 유량계
C : 제어부 F : 유체

Claims (5)

  1. 차량 세척을 위한 유체를 가열하도록 구성된 히터를 포함하는 스팀 탱크;
    상기 스팀 탱크에 연결된 흡스팀을 위한 제1유로;
    상기 스팀 탱크에 연결된 건스팀을 위한 제2유로;
    상기 제1유로 및 상기 제2유로와 선택적으로 유체 소통하도록 상기 제1유로 및 상기 제2유로에 연결되고, 상기 제1유로를 유동하는 유체 또는 상기 제2유로를 유동하는 유체를 차량 세척을 위한 스팀 건으로 전달하는 제3유로;
    상기 스팀 탱크 및 상기 제1유로에 연결된 제4유로; 및
    상기 스팀 탱크와 상기 스팀 탱크로 공급되는 유체가 저장되는 물 탱크를 연결하는 제5 유로를 포함하고,
    상기 제5 유로는 상기 스팀 탱크를 둘러싸도록 마련되어 상기 제5 유로를 통해 상기 스팀 탱크로 공급되는 유체는 상기 스팀 탱크에서 방출되는 열과 열교환되어 상기 스팀 탱크로 공급되고,
    상기 제5 유로에는 상기 스팀 탱크의 외벽을 나선 형태로 둘러싸며 단부가 상기 스팀 탱크의 내부와 연결되는 코일부가 마련되고,
    상기 제3유로에 마련되어 상기 제3유로를 통해 스팀 건으로 배출되는 유체의 유량을 측정하는 유량계를 더 포함하고, 제어부는 상기 유량계를 통해 상기 스팀 건으로 배출되는 유체의 유량을 계산하여 상기 스팀 탱크로 일정 간격으로 유체를 강제 유입시키고,
    상기 제5유로에서 분기되어 상기 스팀 탱크로 연결되는 분기 유로; 및 상기 분기 유로와 상기 제5 유로가 연결되는 영역에 마련되는 삼방 밸브를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 삼방 밸브를 선택적으로 개방시켜 상기 물 탱크에서 공급되는 유체를 상기 코일부 또는 상기 분기 유로로 공급시키는 폐열을 활용한 스팀 세차 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제4유로에 마련되는 스톱 밸브의 개폐 정도를 조절하여 상기 제3유로를 유동하는 유체의 스팀 및 물의 비율을 결정하고,
    상기 제어부는 대기의 온도를 감지하도록 구성되고, 대기의 온도에 기초하여 상기 스톱 밸브의 개폐 정도를 조절하고,
    상기 제어부는 대기의 온도가 제1온도 범위에 있을 때 상기 스톱 밸브의 개폐 정도를 제1개도로 결정하도록 구성되고, 대기의 온도가 상기 제1온도 범위보다 큰 제2온도 범위에 있을 때 상기 스톱 밸브의 개폐 정도를 상기 제1개도보다 작은 제2개도로 결정하도록 구성되고,
    상기 제4유로는 스팀 탱크와 상기 제1유로의 제1솔레노이드 밸브 사이에 연결되는 폐열을 활용한 스팀 세차 장치.
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