KR20050093359A

KR20050093359A - 스팀-공기 세척장치

Info

Publication number: KR20050093359A
Application number: KR1020040018680A
Authority: KR
Inventors: 조성채
Original assignee: 조성채
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-23

Abstract

본 발명은 세척장치에 관한 것이다. 본 발명의 세척장치(1)는 고온고압의 스팀을 발생시키는 스팀발생부(10), 상기 스팀발생부(10)에 물을 공급하는 물공급부(20), 상기 스팀발생부(10)로부터의 스팀을 분사하는 분사부(30), 고압의 공기를 발생시키는 고압공기공급부(40), 및 상기 스팀발생부(10)로부터의 스팀과 상기 고압공기공급부(40)로부터의 고압공기를 혼합하여 상기 분사부(30)로 공급하는 스팀-공기 혼합부(50)를 포함하고, 스팀과 고압공기를 혼합 분사하여 세척한다. 바람직하게 상기 스팀발생부(10)는, 물이 통과되는 코일(12), 및 상기 코일(12)을 통과하는 물을 가열하는 가열장치(13)를 포함한다. 바람직하게 상기 스팀-공기 혼합부(50)는, 상기 스팀발생부(10)로부터의 스팀라인(32)과 상기 고압공기공급부(40)로부터의 공기라인(33)의 연결부위에 설치되어 상기 공기라인(33)의 고압공기와 상기 스팀라인(32)의 스팀을 혼합하여 배출하는 벤투리관(51)을 포함한다.

Description

스팀-공기 세척장치{Washing Apparatus Using Steam and Air}

(기술분야)

본 발명은 세척장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 스팀과 고압공기를 혼합하여 분사함으로써, 스팀만을 사용하여 세척할 때 나타나는 세척불량을 극복할 수 있는 스팀-공기 세척장치에 관한 것이다.

(배경기술)

차량의 유지관리를 위한 가장 기본적인 정비행위 중의 하나는 세차이고, 가장 일반적인 세차는 물을 사용하는 세차이다. 기술의 발달에 따라 손으로 직접 세차를 하는 전통적인 손세차를 대체하여 고압의 물을 분사하는 방식의 각종 자동세차장치들이 개발되어 널리 사용되고 있다.

그러나, 기존의 물세차 방법은 그것이 손세차이든 자동세차이든 관계없이 많은 량의 물을 소비하고 더불어 많은 양의 폐수를 발생시키며, 또한 기온이 낮은 동절기에는 물의 결빙 때문에 만족할 만한 세차가 되지 않는 뿐만 아니라 세차 자체가 쉽지 않다.

이와 같은 물세차의 문제점을 보안하기 위한 대안으로서, 물사용량과 폐수 발생량을 줄일 수 있으면서 동절기에도 세차할 수 있도록 스팀을 이용한 스팀세차장치들이 개발되어 일부 적용되고 있다.

그러나, 기존의 스팀세차장치들은 상기한 바와 같은 장점에도 불구하고, 차체에 가해지는 스팀의 압력이 물을 분사하는 것보다 약하여 세척력이 떨어졌기 때문에 물을 보조적으로 사용하거나 솔질 등을 하지 않으면 만족할 만한 세척효과를 얻을 수 없다는 한계가 있었다.

스팀세차장치의 세척력을 높이기 위해 스팀의 압력을 높이는 것을 고려할 수 있을 것이다.

기존의 스팀세차장치는 스팀탱크의 압력을 최대 8kg/cm² 정도로 설정하고 약 5-6kg/cm²의 스팀압력으로 세차를 하는 것이 일반적이다. 그러나 이런 정도의 스팀압력은 차체에 붙어 있는 이물이나 찌든 떼를 세척해 내기에는 충분하지 않으며, 만족할 만한 세차효과를 위해서는 약 15kg/cm² 이상의 강력한 스팀압력을 적용할 필요가 있다.

그러나, 스팀의 압력을 높이기 위해서는 스팀탱크를 보다 고압에 견딜 수 있도록 제작하여야 하고, 스프레이건에 연결되는 호스도 기존의 호스는 15kg/cm² 내외의 고압을 견딜 수 없음으로 압력이 상승하는 것에 맞추어 특수하게 제작해야 하며, 또한 연료소모가 급격히 증가하는 문제점도 있다. 따라서 단순히 스팀압력을 높이는 것은 세척력 향상을 위한 현실적인 대안이 되기 어렵다.

본 발명의 목적은, 전술한 바와 같은 기존 스팀세차장치와 같은 스팀세척장치들에 내포되어 있는 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 스팀만을 사용하여 세척할 때에 유발되는 세척력 부족과 세척력 향상을 위해 스팀압력을 높이기 어려운 문제를 해결할 수 있는 새로운 개념의 세척장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은, 스팀발생부, 물공급부, 분사부, 고압공기공급부, 및 스팀-공기 혼합부를 포함하는 스팀-공기 세척장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 스팀-공기 세척장치는, 고온고압의 스팀을 발생시키는 스팀발생부, 상기 스팀발생부에 물을 공급하는 물공급부, 상기 스팀발생부로부터의 스팀을 분사하는 분사부, 고압의 공기를 발생시키는 고압공기공급부, 및 상기 스팀발생부로부터의 스팀과 상기 고압공기공급부로부터의 고압공기를 혼합하여 상기 분사부로 공급하는 스팀-공기 혼합부를 포함하고, 스팀과 고압공기를 혼합 분사하여 차량 등을 세척한다.

바람직하게, 상기 스팀발생부는, 물이 통과되는 나선형 코일, 및 상기 코일을 통과하는 물을 가열하는 가열장치를 포함한다.

바람직하게, 상기 스팀-공기 혼합부는, 상기 스팀발생부로부터의 스팀라인과 상기 고압공기공급부로부터의 공기라인의 연결부위에 설치되어 상기 공기라인의 고압공기와 상기 스팀라인의 스팀을 혼합하여 배출하는 벤투리관을 포함한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 세척장치를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 세척장치를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

도1은 본 발명에 따른 예시적인 세척장치의 개략도, 도2는 본 발명에 적용된 예시적인 스팀발생부의 개략도, 도3은 본 발명에 적용된 예시적인 스팀-공기 혼합부의 개략도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세척장치(1)는, 기존의 일반적인 스팀세척장치와 마찬가지로, 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀발생부(10), 스팀발생부(10)에 물을 공급하는 물공급부(20), 및 스팀발생부(10)로부터의 스팀을 분사하는 분사부(30)를 기본적으로 포함한다.

상기 스팀발생부(10)로는 에너지(연료, 전기 등)로 물을 가열하여 고온고압의 증기(스팀)를 발생시킬 수 있는 장치라면 특히 제한되지 아니한다. 도2에 예시된 스팀발생부(10)는, 단열의 하우징(11)에 물이 통과되는 코일(12)과 코일(12)에 열을 가하여 통과되는 물을 가열하는 가열장치(13: 예, 버너)를 포함하는 것이다.

본 구체예에서, 코일(12)은 예를 들어 열전도율이 좋은 동관(예, 직경 20mm 내외)을 그 중심공간의 직경이 예를 들어 150mm 내외로 되도록 나선형으로 다수회(예, 10회 내외) 밀착 감아서 제조할 수 있다.

코일(12)의 입구(12A)로 물이 공급되는 상태에서 코일(12)의 중심공간 안으로 가열장치(13)가 화염을 방사하면, 물이 가열된 코일(12)을 따라 통과되면서 가열되어 고온고압의 스팀(수증기)으로 기화되며, 스팀은 코일(12)의 출구(12B)를 통해 배출된다.

도1에서 도면부호 14와 15는 가열장치(13)로 예시한 버너에 연료를 공급하는 연료탱크와 연료공급관을 각각 나타낸다.

스팀발생부(10)의 코일(12)에의 물공급은 물공급부(20)에 의해 이루어진다. 도시된 구체예에 있어서 물공급부(20)는 물이 저장되는 물탱크(21)와 물탱크(21)로부터 코일(12)로 물을 펌핑하는 펌프(22)를 포함한다.

펌프(22)와 코일(12) 사이의 급수라인(23)에는 코일(12) 쪽으로만 물이 흐르도록 하는 체크밸브(24)를 장착함으로써, 스팀발생부(10)로부터 펌프(22) 쪽으로 물(또는 스팀)이 역류하는 것을 차단하는 것이 바람직하다.

상기 물공급부(20)에는 물탱크(21)에 대체하여 또는 물탱크(21)와 병행하여 직수라인(25)을 포함시킬 수 있다. 직수라인(25)은 수도관으로부터 스팀발생부(10)로 직접 물을 공급하는 라인이다. 이에 따라, 수도관으로부터 물을 정상적으로 직접 공급받을 수 있는 상황에서는 직수라인(25)을 통해 급수 받고, 단수 등 수돗물을 공급받을 수 없는 상황에서는 물탱크(21)로부터 급수 받을 수 있다.

스팀발생부(10)에서 만들어진 스팀은 분사부(30)로 공급된다. 분사부(30)는 스프레이건(31)이 포함되고, 스팀은 스팀발생부(10)에 연결된 스팀라인(32)을 통해 스프레이건(31)으로 보내진다. 본 발명의 세척장치가 자동화된 세차장치에 적용될 경우 상기 스프레이건(31)은 자동화장치에 적합한 분사노즐로 대체된다.

본 발명의 특징에 따라, 본 발명에 따른 세척장치(1)에는, 고압의 공기를 발생시키는 고압공기공급부(40)와, 스팀발생부(10)로부터의 스팀에 고압공기공급부(40)로부터의 고압공기를 혼합하여 분사부(30)로 공급하는 스팀-공기 혼합부(50)를 더 포함한다.

즉, 기존의 스팀세척장치는 단지 스팀만을 이용하여 차량 등을 세척하도록 구성되어 있지만, 본 발명에 따른 세척장치(1)는 스팀과 고압공기를 혼합하여 분사함으로써, 고압공기의 강한 타격이 차량 등에 붙어 있는 이물과 찌든 떼를 이탈시키고 스팀이 이물과 떼를 씻어 내는 방식으로 세척이 되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 고압공기공급부(40)는 고압공기를 발생시킬 수 있는 장치로서, 예를 들어 널리 사용되는 에어컴프레서(공기압축기)가 사용될 수 있으며, 예를 들어 8kg/cm² 내외의 공기압을 스팀-공기 혼합부(50)로 공급할 수 있는 에어컴프레서를 사용할 수 있다.

상기 스팀-공기 혼합부(50)는 스팀발생부(10)로부터의 스팀을 고압공기공급부(40)로부터 공급되는 고압공기와 혼합함으로써, 고압공기와 스팀이 혼합된 상태로 분사부(30)로 공급되도록 한다.

스팀-공기 혼합부(50)는 스팀과 고압공기를 혼합할 수 있는 것이라면 특히 제한되지 아니하며, 예를 들러 상기 스팀발생부(10)로부터의 스팀라인(32)과 고압공기공급부(40)에 연결된 공기라인(33)이 하나의 라인으로 만나는 위치에 설치되는 벤투리관(51)을 사용할 수 있다.

상기 벤투리관(51)에는 고압공기유입구(52), 스팀유입구(53) 및 배출구(54)가 각각 형성되어 있다. 고압공기유입구(52)에는 고압공기공급부(40)로부터의 공기라인(33)이 연결되고, 스팀유입구(53)에는 스팀라인(32)이 연결되며, 배출구(54)에는 말단에 스프레이건(31)이 연결된 스프레이라인(34)이 연결된다.

따라서, 고압공기유입구(52)에서 배출구(54) 쪽으로 고압공기가 흐르는 동안 스팀유입구(53)로 스팀이 흡입되어 고압공기와 스팀이 균일하게 혼합된다. 스팀-공기 혼합부(50)에서 혼합된 공기와 스팀은 배출구(54)와 스프레이라인(34)을 통해 스프레이건(31)으로 공급된다.

상기 스팀-공기 혼합부(50)는 이를 스프레이건(31)의 내부에 설치하고, 스팀공급량, 고압공기공급량 및 분사량을 각각 조절하는 밸브들을 스프레이건(31)에 일체로 포함시켜 형성할 수도 있다.

이상과 같이 스팀에 고압공기를 혼합하여 분사 세척하면, 고압공기의 강력한 타격으로 차량 등에 붙어 있는 이물과 찌든 떼가 용이하게 이탈되고 이물과 떼를 스팀이 세척해 주게 되므로, 기존의 스팀압력(예, 5-6kg/cm²)을 그대로를 적용하면서도 스팀만을 사용한 것에 비하여 현저히 향상된 세척 효과를 얻을 수 있다.

바람직하게 본 발명의 세척장치(1)에는 전해수생성장치(60)를 포함시킬 수 있다. 널리 알려진 바와 같이, 전해수는 물을 전기분해 하여 얻어지는 기능수로서, 전해수생성장치의 양전극실에서는 산성전해수가 생성되고 음전극실에서는 알칼리성전해수가 생성되며, 산성전해수는 pH가 낮고(2.7 이하) 차아염소산(HClO)을 함유하고 있어 강한 살균력을 지닌 물성을 지니게 되고, 알칼리성전해수는 pH가 높고 (11.0 이상) 환원전위가 높아 강한 계면활성력을 지닌 물성을 지니게 된다.

상기 산성전해수는 무해무독의 강한 살균력을 갖고 있기 때문에 소독제나 살균제를 대체하는 효과가 있고, 상기 알칼리성전해수는 높은 세정력을 갖고 있어 일반 세탁 및 각종 산업용 소재의 표면세정에 활용되어 화학세제를 대체하는 효과가 있다.

특히, 이런 산성전해수와 알칼리성전해수는 인체에 무해무독하며 공기와 일광에 노출되면 원래의 물로 환원되기 때문에 공해 유발 요인인 화학제의 단점을 극복할 수 있는 대안으로 고려되고 있다. 이런 전해수의 특성에 따라 전해수를 이용한 세차장치가 대한민국 등록실용신안 제261801호 등으로 제안된바 있다.

본 발명에 적용되는 전해수생성장치(60)는, 예를 들어 상기 물탱크(21)의 상류의 급수라인(26)에 장착할 수 있으며, 스팀발생부(10)에 공급되는 물이 산성전해수와 알칼리성전해수가 되도록 한다.

전해수생성장치(60)에 의한 전해수 공급에 따라, 본 발명의 세척장치(1)로 차체를 세척할 때에는 알칼리성전해수가 세제로서 작용하기 때문에 세제의 사용을 최소화하거나 배제할 수 있고, 세척폐수에 의한 환경오염을 최소화할 수 있게 된다.

바람직하게 본 발명에 따른 세척장치(1)에는 연수장치(70)를 포함시킬 수 있다. 널리 알려진 바와 같이, 연수장치(경수연화장치)는 강산성 양이온 교환수지를 사용하여 원수 중의 경도성분만을 제거하는 장치이며, 일반적으로 무기물의 농도가 0-150PPM의 물을 연수라 하고 150PPM이상의 물을 경수라 하며, 세척수의 경우 그 경도가 높을 때 세척효과가 떨어지므로 과도한 세제사용을 유발하게 되고 예를 들어 세차 후 차량에 얼룩이 발생되어 세척효과가 떨어지게 된다. 따라서 세척 용수로서 연수를 사용하면 세제의 사용량을 1/2∼1/5로 줄일 수 있고 그 세척시간을 단축시킬 수 있다고 알려져 있다.

본 발명에 적용되는 연수장치(70)는, 예를 들어 상기 물탱크(21)의 상류의 급수라인(26)에 장착할 수 있다. 연수장치(70)의 작용으로 스팀발생부(10)에 공급되는 물은 경도성분이 상당히 제거된 연수가 된다.

상기 전해수생성장치(60)와 상기 연수장치(70)에 대한 구체적인 구성은 본 발명의 특징이 아니므로 그 상세한 설명을 생략하다.

또한 도시를 생략하였지만, 본 발명의 세척장치에서 공기, 물, 스팀이 흐르는 라인들의 필요한 위치에 공기, 물, 스팀의 흐름을 제어하기 위한 각종 밸브들이 장착됨은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 세척장치에 의하면, 고압공기가 혼합된 스팀을 분사하여, 고압공기의 강력한 타격으로 이물과 찌든 떼를 이탈시키고 이탈된 이물과 떼를 스팀으로 세척하는 방식으로 세척이 이루어짐으로써, 기존의 스팀압력을 그대로를 적용하면서도 스팀만을 사용한 것에 비하여 현저히 향상된 세척 효과를 얻을 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 예시적인 세척장치의 개략도,

도2는 본 발명에 적용된 예시적인 스팀발생부의 개략도,

도3은 본 발명에 적용된 예시적인 스팀-공기 혼합부의 개략도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 본 발명의 스팀세척장치 10: 스팀발생부

11: 하우징 12: 코일

13: 가열장치 20: 물공급부

21: 물탱크 22: 펌프

30: 분사부 31: 스프레이건

32: 스팀라인 33: 공기라인

34: 스프레이라인 40: 고압공기공급부

50: 스팀-공기 혼합부 51: 벤투리관

60: 전해수생성장치 70: 연수장치

Claims

고온고압의 스팀을 발생시키는 스팀발생부(10), 상기 스팀발생부(10)에 물을 공급하는 물공급부(20), 상기 스팀발생부(10)로부터의 스팀을 분사하는 분사부(30), 고압의 공기를 발생시키는 고압공기공급부(40), 및 상기 스팀발생부(10)로부터의 스팀과 상기 고압공기공급부(40)로부터의 고압공기를 혼합하여 상기 분사부(30)로 공급하는 스팀-공기 혼합부(50)를 포함하고, 스팀과 고압공기를 혼합 분사하여 세척을 하는 것을 특징으로 하는 스팀-공기 세척장치.
제1항에 있어서, 상기 스팀발생부(10)는, 물이 통과되는 코일(12)과 상기 코일(12)을 통과하는 물을 가열하는 가열장치(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀-공기 세척장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스팀-공기 혼합부(50)는, 상기 스팀발생부(10)로부터의 스팀라인(32)과 상기 고압공기공급부(40)로부터의 공기라인(33)의 연결부위에 설치되어 상기 공기라인(33)의 고압공기와 상기 스팀라인(32)의 스팀을 혼합하여 배출하는 벤투리관(51)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀-공기 세척장치.