KR200211674Y1 - 사우나부스용 증기 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 증기를 발생시키는 발생실로 공급되는 물을 미리 예열시킴으로서 물의 급격한 온도변화를 막아 증기 발생시간을 균일하게 유지할 수 있도록 된 사우나용 스팀 발생장치를 제공함에 있다.

이에 본 고안은 물을 채워넣고 가열하면 증기가 발생하도록 된 증기발생부와, 상기 증기발생부안에 채워넣은 물을 가열하도록 된 가열부와, 상기 증기발생부안의 물의 량을 측정하는 수위측정부와, 상기 증기발생부와 가열부와 수위측정부의 모든 작동사항을 점검하고 측정하여 항상 알맞는 운전상태를 유지하도록 제어하는 콘트롤부를 포함하는 증기발생장치에 있어서, 상기 증기발생부가 이중 탱크로 되어 물이 직접가열되는 내통과, 내통을 감싸며 물이 저장되어 필요시 내통에 물을 공급하기 위한 외통으로 이루어진 것을 특징으로 하는 사우나부스용 증기발생장치를 제공한다.

Description

사우나부스용 증기 발생장치{Steam generator for sauna}

본 고안은 스팀사우나를 할 수 있도록 된 사우나부스에 증기(steam)를 생성하여 공급하기 위한 증기 발생장치에 관한 것이다.

근래에 목욕탕 뿐아니라 생활용품으로 샤워시설을 겸하여 스팀사우나 시설이 많이 보급되어 단독주택은 물론 아파트, 오피스텔, 콘도, 기숙사, 병원 등에서 널리 사용하고 있다.

스팀사우나 장치는 일정크기로 제작된 부스 내부에 적당한 온도의 증기를 발산시키는 증기발생장치를 구비한 것으로, 증기를 인체에 투사하거나 또는 피부를 통하여 체내에 흡수하도록 하므로서 피부미용에 유익하도록 함과 동시에 혈액순환을 증진시키므로서 신진대사를 촉진하여 인체의 건강을 보강하도록 하는 것이다.

이러한 스팀 사우나시설의 효능은 증기 발생 능력에 따라 정해지게 되는 데, 종래의 증기 발생장치는 비교적 큰 용량의 탱크를 구비하고, 이 탱크안에 일정한 시간동안 사용할 수 있는 물을 채워넣은 다음 탱크를 고온가열장치로 가열하므로서 정하여진 시간동안만 발생하는 증기에 의해 증기욕을 하도록 하며, 증기욕을 더하고자 할때에는 탱크안에 다시 물을 채워넣고 이 물을 가열하는 작업을 다시 반복하도록 되어 있다.

그러나, 이와 같이 대용량의 탱크안에 사용하고자 하는 시간에 알맞는 물을 그때마다 채워넣고 또 그때마다 새로운 물을 다시 가열하는 작업을 반복하여야 하기 때문에 새로운 물을 가열하는 데에 많은 시간과 전력이 소모되며, 또한 일정한 시간이 지나면 또다시 물을 채워넣는 작업을 반복하여야 하기 때문에 매우 번거롭고 잘못하면 고온으로 데워진 잔류 물이나 증기에 의해 화상을 입을 우려가 있다.

또한, 증기 발생실과는 별도로 급수탱크를 구비하고 상호 연결시켜 물을 자동적으로 그리고 계속적으로 증기발생실로 공급함으로서 상기의 문제점을 개선할 수 있기는 하나, 이러한 구조는 찬물이 직접적으로 증기발생실로 연속 공급됨으로서 증기 발생실의 온도가 급격히 변하게 되고 이로 인해 증기를 안정적이고 균일하게 발생시키기 어렵다는 중대한 문제점이 발생된다.

이에 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 증기를 발생시키는 발생실로 공급되는 물을 미리 예열시킴으로서 물의 급격한 온도변화를 막아 증기 발생시간을 균일하게 유지할 수 있도록 된 사우나용 스팀 발생장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 증기 발생장치를 도시한 개략적인 도면,

도 2는 본 고안에 따른 증기 발생장치의 개략적인 회로도,

도 3은 본 고안에 따른 도 2의 메인회로 상세회로도,

도 4는 본 고안에 따른 도 2의 CPU 상세 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 내통 11 : 증기배출관

20 : 외통 21 : 급수관

22,32 : 솔레노이드밸브 30 : 연결관

31 : 배수관 40 : 히터

50 : 리미트게이지 60 : 메인회로

61 : CPU 70 : 조작부

71 : 디스플레이

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 물을 채워넣고 가열하면 증기가 발생하도록 된 증기발생부와, 상기 증기발생부안에 채워넣은 물을 가열하도록 된 가열부와, 상기 증기발생부안의 물의 량을 측정하는 수위측정부와, 상기 증기발생부와 가열부와 수위측정부의 모든 작동사항을 점검하고 측정하여 항상 알맞는 운전상태를 유지하도록 제어하는 콘트롤부를 포함하는 증기발생장치에 있어서, 상기 증기발생부가 이중 탱크로 되어 물이 직접가열되는 내통과 내통을 감싸며 물이 저장되어 필요시 내통에 물을 공급하기 위한 외통으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 증기 발생장치를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 증기 발생장치의 회로도이다.

여기서 본 고안의 핵심인 상기 증기발생부는 일정한 량의 물을 수용할 수 있는 용량을 갖는 탱크로 이루어지며, 탱크는 물이 직접 가열되는 내통(10)과 내통 (10) 외측에 밀착되고 내통(10)으로 물을 급수하기 위한 외통(20)으로 이루어진다.

외통(20) 일측에는 외통(20) 내부로 물을 공급하기 위한 급수관(21)이 설치되면 급수관(21) 일측에는 급수관(21)을 개폐시키기 위한 솔레노이드밸브(22)가 설치된다.

내통(10)과 외통(20)은 저면에 연결관(30)으로 연결되어 외통(20)에 저장되어 있는 물을 내통(10)으로 공급할 수 있도록 되어 있고, 연결관(30)에 연결설치되는 배수관(31)에는 탱크의 물을 배출하기 위한 솔레노이드 밸브(32)가 설치된다.

내통(10) 안에 물을 채워 넣고 열을 가하여 생성되는 증기를 사우나부스 내실로 공급하기 위하여 내통(10)의 상부쪽에 증기 배출구멍을 가공하고 이 증기 배출구멍에는 증기배출관(11)을 연결 접속한다.

본 고안의 또다른 실시예에 따르면 내통(10)과 외통(20)의 설치구조를 달리 할 수 있는 데, 즉 탱크 내부에 내통(10)과 외통(20)을 이분하는 칸막이를 설치하여 내통(10) 측면에 외통(20)이 위치하는 구조로 할 수 있다.

상기 가열부는 내통(10)에 차 있는 물을 가열하여 포화상태로 만듦으로서 포화증기를 생성하도록 하는 것으로, 일반적으로 전기열에 의해 발열하는 전열히터 (40)가 많이 사용되며, 전열히터(40)의 전기용량은 내통(10)의 용량에 따라 알맞는 것을 선택한다. 본 고안의 일실시예에 따르면 전열히터(40)는 두 개가 설치되며, 실내온도와 설정온도의 차이에 따라 콘트롤부에 의해 각각 제어작동된다.

이와같이 두 개의 히터(40)가 상황에 따라 교대로 또는 동시에 작동됨으로서 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있게 되는 데 히터(40)의 작동은 뒤에 상세히 설명된다.

수위측정부는 외통(20) 내부에 설치되어 물의 수위를 측정함으로서 외통(20)에 채워져 내통(10)으로 유입되는 물의 양을 항상 일정하게 유지하기 위한 것으로, 리미트게이지(50)와 같은 수위측정기가 장착 사용되며 상기 리미트게이지(50)의(최고 수위측정자과 최저 수위측정자)의 범위내에서 물의 수위를 유지하도록 증기발생부 외통(20) 안의 물을 항상 일정하게 유지하도록 한다.

도 2에는 본 고안의 콘트롤부의 개략적인 회로도를 도시하고 있다.

콘트롤부는 외통(20) 안의 물의 양과 설정온도와 실내온도 차에 따른 히터(40)의 작동 등을 조절하기 위한 것으로, 각 소자와 전기적으로 연결되어 작동을 제어하기 위한 메인회로(60)와, 메인회로(60)를 컨트롤하기 위한 조작부(70)를 포함하여 이루어진다.

조작부(70)는 메인회로(60)를 통해 입력된 각 수치를 표시하고, 증기 발생 시간, 온도 등을 설정하여 조작하며, 각 스위치가 설치되어 솔레노이드밸브(22) 및 히터(40)를 온/오프 작동시키게 된다.

메인회로(60)에는 감지부, 히터(40), 조작부(70)가 회로에 의해 연결되고 내부에는 각 신호에 따라 히터(40), 밸브(22,32) 등을 조작하기 위한 CPU(61)가 내장되며, 감지부는 탱크의 수위와 물 온도, 사우나 실내 온도를 감지하고, 이렇게 감지된 신호를 CPU(61)에서 수신하여 급수관(21)의 솔레노이드 밸브(22)와 히터(40)를 제어 조정하도록 하며, 이와 같은 모든 작동상태는 조작부(70)의 디스플레이 (71)에 표시된다.

위와 같이 구성하는 증기 발생장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

콘트롤부의 조작부(70)를 조작하여 작동시간과 가열온도 등을 적당한 위치에 설정 조작한 다음 증기발생부의 외통(20)으로 급수관(21)을 통하여 적당한 수위에까지 급수하면 물은 외통(20) 저면과 연결된 연결관(30)을 통해 내통(10)으로 공급되고 내통(10)과 외통(20) 모두 같은 수위로 물이 차올라가게 된다.

수위측정기인 리미트게이지(50)의 최고 수위측정자에까지 물이차면 이의 신호를 메인회로(60)에 송신하며 메인회로(60)의 CPU(61)는 급수관(21)에 설치된 솔레노이드밸브(22)에 전원을 인가하여 급수관(21)을 차단하고, 이와 동시에 전열히터(40)에 전원을 공급하여 전열히터(40)를 가열하도록 한다.

전열히터(40)의 가열에 의해 물이 가열되고 포화액 상태가 되어 포화증기가 발생하고 이 포화증기는 내통(10) 상부에 설치된 증기배출관(11)을 통해 사우나실 내부로 증기를 분사시키게 된다.

한편, 상기 증기배출관(11)에는 솔레노이드밸브(도시되지 않음)를 장착하여 CPU(61)의 제어신호에 의해서 개폐되도록 함으로서, 증기의 발생량과 압력 상태가 적당한 값에까지 도달한 경우에만 증기를 사우나실로 배출시킴이 바람직하다.

히터(40) 가동에 의해 내통(10)의 물이 가열되면 내통(10)에 인접해있는 외통(20)으로 열이 전달되어 외통(20)에 들어있는 물의 온도도 같이 상승하게 된다.

포화증기를 생성하고 배출하는 작동이 계속 되는 동안 증기의 배출량만큼 물의 수위가 떨어져 수위측정기인 리미트게이지(50)의 최저 수위 측정자에서 최하위의 수위를 감지하게 되면 CPU(61)는 솔레노이드 밸브(22)에 지시하여 외통(20) 안으로 물을 공급하는 제어를 하므로서 증기발생내통(10) 안의 물의 수위를 항상 일정한 위치에 있도록 조정되므로서 증기의 발생량을 항상 일정하게 조정하도록 한다.

이와같이 증기를 계속 사용하는 동안 외통(20)으로 유입된 물은 외통(20)에서 일단 온도가 어느정도까지 상승된 후 내통(10)으로 들어가게됨으로서 내통(10)의 물온도가 급격하게 낮아지는 것을 방지할 수 있게 된다.

히터(40) 작동을 살펴보면, 사우나실 내부 온도가 설정된 온도보다 낮을 경우 이를 감지한 메인회로(60)는 CPU(61)의 신호에 따라 두 개의 히터(40)에 전원을 인가하여 증기를 발생시키게 된다.

설정온도와 실온이 일치하게 되면 히터(40)의 작동을 중지시키게 되고, 실온이 설정온도보다 5℃ 이하로 내려갈때는 두 개의 히터(40) 중 한 개 히터(40)에만 전원을 인가하여 작동시켜 일정량의 스팀을 발생시키며, 실온이 더욱 내려가 10℃이하로 내려가게 되면 나머지 히터(40)도 작동시키게 된다.

또한, 본 고안은 이상 설명한 전기적 회로구성 즉, 트랜지스터, 다이오드, 콘덴서, 저항, 릴레이, LED, 타이머 등의 조합에 의해 히터(40)의 작동과 수위 변동에 따른 물공급, 과열에 따른 작동중단 등의 작용을 자동화처리할 수 있다.

한편, 도 3과 4는 본 고안의 일실시예에 따른 메인회로와 조작부의 회로도로서, 메인회로(61)로 공급된 전원은 변압기(T1)에서 전압이 다운된 후 정류회로와 평활회로를 지나 각 소자들에 안정되게 공급된다.

조작부(70)에 도시된 각 스위치를 살펴보면, 스위치1(SW1)은 1회 온작동시 5분 간격으로 0에서 60분까지 시간이 상승하게 되고, 스위치2(SW2)는 1회 온작동시 스위치1(SW1)에 의해 디스플레이(71)에 표시된 시간에서 5분 단위로 0가지 시간이 하강하게 된다.

스위치5(SW5)와 스위치6(SW6)은 온도에 관계된 것으로, 각각 1회 온작동시 5도 단위로 5도에서 80도까지 설정온도를 상승,하강시킬 수 있다.

스위치(SW1,SW2,SW5,SW6)에 의해 설정된 시간과 온도는 디스플레이(71)에 표시된다.

스위치7(SW7)은 실내온도와 설정온도를 번갈아 디스플레이(71)시키기 위한 것으로 온도 디스플레이(71)에 실내온도가 표시되어 있을 때 스위치7(SW7)을 1회 온작동시키면 설정온도가 디스플레이(71)되고, 다시 스위치7(SW7)을 작동시키면 디스플레이(71)에는 실내온도가 표시되게 된다.

스위치8(SW8)은 온작동시 메인회로(60)의 CPU(61)에서 릴레이(K4)를 작동하여 배수관(31)에 설치된 솔레노이드밸브(32)에 5분간 전원을 공급하여 탱크 안의 물을 배수하게 된다. 물이 배수되는 중에 스위치8(SW8)을 다시 누르게 되면 배수는 중단된다.

솔레노이드밸브(32) 작동시 램프는 D11 점등에서 D12 점등으로 전환된다.

스위치4(SW4)는 디스플레이(71)의 오프신호 출력에 사용된다.

스위치3(SW3)은 1회 온작동하게 되면 메인회로(60)의 CPU(61)는 설정온도보다 실온이 낮을 시 릴레이 K1과 K2를 작동하여 두 개의 히터(40)에 모두 전원을 인가하여 증기를 발생시킨다. 그리고 이미 언급한 바와 같이 설정온도와 실온이 일치할 때는 K1과 K2의 작동을 중지하여 히터(40) 작동을 멈추게 된다.

사용도중 설정온도보다 실온이 5도 이하로 내려갈 때는 히터(40) 한 개에만 다시 전원을 공급하여 일정량의 증기를 발생시키고, 실내온도가 더욱 낮아져 10도 이하로 내려가게되면 나머지 히터(40)에도 전원을 인가하여 증기발생량을 증가시키게 된다.

사용중 스위치3(SW3)을 다시 눌러주게 되면 히터(40)의 전기공급은 차단된다.

또한, 히터(40)에 과열이 발생하게 도면 전류감지기인 U2에서 감지되어 증폭회로를 지나 CPU(61)에 보내지고, CPU(61)는 K1과 K2의 작동을 중단하여 히터(40)의 전원을 차단함과 동시에 과열 발생을 알리는 램프(D9)를 점등시킨다.

한편, 탱크 내부의 수위가 낮아지게 되면 리미트게이지(50)에서 감지되어 CPU(61)에 신호를 보내게 되고 CPU(61)는 릴레이 K3를 작동하여 급수관(21)에 설치된 솔레노이드밸브(22)에 전원을 공급하여 외통(20) 안으로 물을 급수하게 된다. 솔레노이드밸브(22)가 30초간 작동하여 저수위 해제가 안되면 램프(D10)가 점등된다.

시간이 설정되고 설정온도가 실내온도보다 높을 때에는 스위치3(SW3)를 작동하지 않더라도 모든 히터(40)가 작동하게 된다. 이때 램프는 D7에서 D8로 전환된다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안에 따른 스팀 발생장치에 의하면, 탱크 내부로 공급된 물이 일차적으로 외통에서 일정온도로 상승되어 내통으로 투입됨으로서 냉수의 급속 투입에 따른 물의 온도저하를 방지하고 이로 인해 지속적이고 안정적인 스팀발생을 유도할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 물을 채워넣고 가열하면 증기가 발생하도록 된 증기발생부와, 상기 증기발생부안에 채워넣은 물을 가열하도록 된 가열부와, 상기 증기발생부안의 물의 량을 측정하는 수위측정부와, 상기 증기발생부와 가열부와 수위측정부의 모든 작동사항을 점검하고 측정하여 항상 알맞는 운전상태를 유지하도록 제어하는 콘트롤부를 포함하는 증기발생장치에 있어서,

   상기 증기발생부가 이중 탱크로 되어 물이 직접가열되는 내통과, 내통을 감싸며 물이 저장되어 필요시 내통에 물을 공급하기 위한 외통을 포함하는 것을 특징으로 하는 사우나부스용 증기발생장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탱크는 내부에 격벽으로 분리되어 각각 내통과 외통을 이루는 것을 특징으로 하는 사우나부스용 증기발생장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외통과 내통은 저면에 물이 유통되는 연결관이 설치된 것을 특징으로 하는 사우나부스용 증기발생장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 콘트롤부는 가열부의 히터를 제어작동시키기 위한 CPU가 내장된 메인회로와, 메인회로를 조작하기 위한 조작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사우나부스용 증기발생장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 조작부는 메인회로를 조작하기 위한 각 스위치와, 메인회로에서 검출된 신호와 설정온도 및 시간을 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 사우나부스용 증기발생장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 컨트롤부는 실내온도와 설정온도 차에 따라 다수개의 히터를 복합 또는 개별적으로 운전하도록 된 것을 특징으로 하는 사우나부스용 증기발생장치.