KR20060050360A - 가스 히터를 사용하는 자동차 세차용 이동식 고압 수증기발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세차용 이동식 수증기 발생장치에 관한 것이다. 본 발명에서 예시되는 수증기 발생장치는 압력 6KG/㎠의 수증기를 시간당 30 kg 생산할 수 있다. 본 발명에 따른 수증기 발생장치의 내부구조는, 증기 발생로 내의 열교환용 관의 수를 최소화 하면서, 증기 발생로와 외부에서 공급되는 열의 접촉 면적을 최대화 하도록 고안 되어 있다. 수증기 발생장치의 무게는 25kg 에 불과하며 높이는 572mm 외경은 40mm 이다. 전 장치와 개스를 사용하는 버너는 한 이동식 받침대 위에 설치되어 있다.

수증기 발생장치, 세차용, 이동식, 가스 버너, 소형, 수증기압력, 수증기 생산속도

Description

가스 히터를 사용하는 자동차 세차용 이동식 고압 수증기 발생장치{Portable High pressure Steam Genarator for Car Washing with Gas Heater}

도 1 은 본 발명에 따른 수증기 발생장치가 이동식 받침대 위에 설치된 모습을 보여주는 개략도.

도 2 는 본 발명의 수증기 발생장치를 그림 1 의 "A-A"'선을 따라 세로로 잘라낸 단면도.

도 3 은 본 발명의 수증기 발생장치를 그림 2 의 "E-E'"선을 따라 수평으로 잘라낸 단면도.

도 4 는 본 발명의 수증기 발생장치를 위에서 내려다 본 평면도.

도 5 는 본 발명의 수증기 발생장치에 설치된 전자식 조절 회로의 개략도.

〈도면의 주용 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 수증기 발생장치

2 : 이동식 받침대

3 :가스 저장용기

4 : 가스 버너

5 : 가스버너 투입구

6 : 연소가스 배출구

7 : 붕괴형 디스크 밸브

8 : 수증기 배출 도관

9 : 물 공급 도관

10 : 물 배출 도관

11 : 내부 투시경

13:수위 판독 장치

14: 청소용 입구

가볍고 부피가 작아서 손쉽게 작은 받침대에 장착하여 이동식으로 사용할 수 있는 세차용 스팀 발생장치의 고안

본 발명은 6KG 압력의 수증기를 시간 당 30kg 씩 생산하는 수증기 발생장치에 관한 것 이다.

일반적으로 수증기 발생장치는 수증기 자체의 습기를 이용하기 위하여 많은 양의 수증기를 발생하도록 고안 되어있다. 따라서 대부분의 수증기 발생장치는 전기 히터 위에 수조가 설치 되어 있는 형태를 띠고 있다. 이러한 전기 수증기 발생 장치들은 만들기도 쉬우며 작아서 다루기도 쉽다. 하지만 수증기가 발생되는 수조의 내부구조 때문에 발생되는 수증기의 압력을 높이는 데에는 한계가 있다. 이러한 전기 수증기 발생장치가 갖고 있는 또 다른 약점은 비싼 전기 값이다. 그리고 이와 같은 전기 수증기 발생장치에서 발생하는 저압 수증기는 그 압력 자체가 자동차의 겉에 붙어있는 먼지나 더러운 물질을 닦아 낼 수 있을 정도로 충분히 높지 않다.

이에 반하여 전통적인 보일러(산업용 또는 난방용 보일러)는 높은 온도와 압력의 수증기를 만들어 낼 수 있다. 하지만 이러한 보일러 들은 수증기의 높은 압력과 온도를 이용 만들어 내도록 고안 되어 있지 수증기의 습기 자체를 이용 하도록 고안되어 있지는 않다. 그렇기 때문에 이러한 보일러 들은 열 교환 효율을 높이기 위하여 수증기 발생조의 내부에 많은 열교환 용 관이 설치 되어있다. 이러한 보일러들은 수증기의 압력이 10 Kg/㎠이상의 고압 수중기를 생산 하는데 경제적이다. 시간 당 생산되는 수증기의 양은 수증기 발생조 내에 설치된 관의 숫자에 비례한다. 하지만 무엇보다도 이러한 보일러들은 들고 다닐 수 있는 이동식 장치로 제조하기에는 너무 무겁다.

베식(Besik)의 미국 특허 제 6,397,788 호에는 천연 가스를 이용 하는 수증기 발생 장치가 소개 되어있다. 이 수증기 발생 장치는 낮은 압력의 수증기를 대량 생산하도록 고안 되어있다. 하지만 그 내부구조가 응축된 수증기가 수직으로 세워진 핀형 관들을 따라 내려왔다가 다시 가열로에 수평으로 설치된 관 모음 부분에서 유입되는 물의 가열에 사용되는 등 복잡한 내부구조를 갖고 있으며 그에 따라 수증기 발생 장치의 무게도 무겁다. 팔머스(Palmers)의 미국 특허 제 6,135,062 호에는 유입되는 물의 양과 배출 되는 물의 양을 조절하며 동시에 배출되는 수증기의 양을 조절하는 조절 장치가 달려 있는 수증기 발생장치가 소개 되어있다. 이 장치는 수증기 압력을 조절하기 위하여 매우 두꺼운 열 매체, 즉, 철판을 사용하고 있다. 젤 리나 (Zelina)등의 미국 특허 제 6,094,523 호에는 수증기 살균 장치에 사용되는 분무용 수증기 발생장치가 소개 되어있다. 이 장치는 관처럼 구멍이 뚫려진 금속괴 들을 사용하고 있다. 금속괴에 뚤려진 주 관 구멍 주위에는 다수의 보조관이 뚫려있고 그 속에 전열선이 들어가 있는 복잡한 구조를 갖고있다. 이 장치는 순간적으로 대량의 고압 수증기를 발생하는 장점이 있지만 구조가 너무 복잡하고 무거운 단점이 있다. 호퍼 (Hopper)등의 미국특허 제 5,542,021 호에는 두구역으로 나뉘어진 보일러를 갖춘 벽지 다림용 수증기 발생장치가 소개되어 있다. 이 장치는 "뜨거운 습기와 수증기를 공급하도록 고안 되어있지만 발생되는 수증기의 압력이 대기압과 같기 때문에 차를 세차하기에는 너무 압력이 낮다.

브루크너 (Bruckner) 등에게 허여된 미국특허 제 4,974,411 호에는 석탄을 이용한 초고압 수증기 발생장치에 대하여 소개 되어있다. 이 수증기는 발전용 터빈을 돌리는데 사용되는 초고압 수증기 이다. 우드(Wood)에게 허여 된 미국특허 제 2,044,270 호와 제 2,271,880 에는 수 많은 내부 물 관이 장착된 수증기 발생 장치가 소개되어있다. 이 장치는 이동용으로 만들기에는 너무 무겁다.

이상에서 살펴 보았듯이 선행기술에는 이 발명에서 제시하는 바와 같은 중간 압의 수증기를 대량으로 생상하는 간단한 장치가 소개 되어있지 않다.

일반적인 보일러들은 고압의 수증기를 발생시킬 수 있으나 매우 무거울 뿐만 아니라 가스 버너를 사용하여 수증기를 생산하는 데에는 시간이 너무 오래 걸린다. 반면에 간단한 구조를 갖는 일반적 수증기 발생 장치는 전기를 이용하여 수증기를 비교적 빨리 생산 할수 있지만 발생되는 수증기의 압력이 대기압 이기 때문에 자동차 세차에 쓰기에는 부적합 하고 비 경제적이다.

본 발명에서 이루고자 한 기술적 과제는 이러한 단점들을 피해가면서 천연가스를 연료로 사용하여 6Kg/㎠압력의 수증기를 시간당 30 Kg씩 생산하는 작고 가벼워서 손쉽게 이동식 받침대에 설치 할 수 있는 자동차 세차용 수증기 발생 장치를 만들어 내는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 수증기 발 생 장치 (1)가 이동식 받침대(2)에 설치된 모습을 보여 주는 개략도 이다. 이 장치(1)는 가스용기(3)에 담겨진 가스를 사용한다. 하나의 가스버너 (4)는 하나의 플랜지 (5-1)를 통하여 수증기 발생장치 (1)에 연결되어 있다. 폐열, 이산화 탄소, 그리고 미 연소 가스는 하나의 배출구 (6)를 통하여 방출 된다. 이 배출구 (6) 는 연소실 상단 구역 (A)에서부터 시작되어 수증기 발생조 (16)를 관통하여 수증기 발생 장치 (1)의 상단 부 위에서 외부로 돌출 되어있다. 발생되는 수증기의 최대 압력은, 목표 압력치 에서 붕괴 되는, 하나의 붕괴 디스트 밸브(7-1)에 의하여 조절 된다. 이 붕괴 밸브(7-1)는 수증기 발생장치(1)의 상단 면 한 쪽에 설치된 하나의 붕괴 디스크 밸브 도관(7)에 연결 되어있다. 세차장치에 공급되는 수증기 압력은 하나의 수증기 배출 도관 (8)에 연결된 하나의 도관 부착형 압력 조절장치(8-1)에 의하여 조절 된다. 하나의 증기 배출 도관(8)은 수증기 발생장치(1) 상단부의 다른 쪽에 설치 되어있다. 정제된 수도물이 수증기 발생조(16)의 외부에 설치된 하나의 물 공급 도관(9)을 통하여 수증기 발생조(16)에 공급된다. 하나의 물 배출 도관(10)은 수증기 발생조(16)의 외부 하단 옆에 전기한 물 공급 도관(9)과 직각을 이루면서 설치 되어있다. 하나의 수위 판독 장치(13)는 수증기 발생장치(1)의 상단 귀퉁이에 설치 되어있다. 수증기 발생조(16)의 내부를 청소 하기 위한 하나의 청소용 입구 (14)는 수증기 발생조 (16) 외부에 전기한 물 공급 도관(9)의 반대쪽에 설치 되어있다.

도 2는 수증기 발생장치(1)를 그림 1 의 "A-A'"선을 따라 세로로 잘라 내어 본 단면도 이다. 이 수증기 발생장치(1)의 연소로(15)와 수증기 발생조(16)는 3mm 두께의 냉연 강판으로 만들어져있다. 수증기 발생조(16)는 연소로(15)를 바닥을 제외하고 둘러 싸고있다. 연소로는 수증기 발생조(16)내부의 물(17)과의 접촉면을 늘리기 위하여 상단 연소 구역(A), 중간 연소 구역(B), 하단 연소 구역 (C)의 세구역으로 구분되어있다. 가스의 불꽃이 버너 입구 도관(5)을 통하여 연소로(15)의 하단 연소 구역(C)으로 투입되면 불꽃은 물 공급 도관(9)을 통하여 유입된 물을 먼저 가열한다. 버너입구 도관(5)은 수증기 발생장치(1)의 외부에서부터 수증기 발생조(16)를 관통하여 연소로(15)의 아래쪽 연소구역(C)까지 설치 되어있다.

도 3은 그림 2의 "E-E"' 선을 따라 절단하여 본 평면도 이다. 하단 연소 구역(C)을 통과한 가스 불꽃은 네 개의 직경 6 cm의 관들(12)을 통과하게 된다.이 네 개의 관들(12)을 통과하는 가스 불꽃은 하단 연소 구역 (C)을 통과하는 불꽃에 의하여 이미 가열된 물을 수증기 발생조 (16)중간 부분에서 다시 가열 하게 된다. 중간 연소 구역(B)의 네개의 관들(12)을 통과한 가스 불꽃은 연소로(15)의 상단 연소 구역(A)에 도달하여 이미 뜨거워진 물을 더욱 가열한 후 배출구를(6) 통하여 외부 로 방출 된다. 연소로 (15)의 연소상태는 유리로 된 하나의 내부 투시경에(11) 의하여 관찰 된다. 이 내부 투시경은 전기한 버너투입구 (5) 위에 설치 되어있으며 밖에서 연소로(15) 안을 들여다 볼 수 있도록 수증기 발생조(16)를 관통하여 연소로 (15)내부까지 연결되어있다.

외부로 통하는 두 개의 도관인 붕괴 디스크 도관(7)과 수증기 방출 도관 (8)은 수증기 발생조 (16) 상부에서 하나의 붕괴 디스크 밸브(7-1)과 하나의 도관 부착형 압력 조절장치(8-1)에 연결 된다. 수증기 방출 도관은 세차장치에까지 연결 되어있으나 그림에는 표시 하지 않았다.

도 4 는 본 발명에 따른 수증기 발생장치(1)를 위에서 내려다 본 평면도이다. 여기에는 하나의 수위 판독 장치 (13)가 수증기 발생 장치(1)의 외부 둘레에서 얼마나 안쪽으로 설치 되어있는가 하는 상대적 위치를 보여주고 있다.

도 5 는 본 발명에 따른 수증기 발생장치(1)를 조절하는 전자적 조절 회로(17)의 개략도 이다. 이 조절 회로(17)는 가스버너를 조절하는 회로(18)와 물과 수증기를 조절하는 회로(19)의 두 개로 구성 되어있다.

그림에는 나타나있지 않지만 가스 저장 용기(3), 버너(4), 연소로(15)의 아래 쪽 부분(C)과 상단 부분(A)에 설치 된 감지기들은 가스 버너 조절 장치(20)에 연결 되어있다. 만약에 연소로(15)의 온도가 충분히 높지 않는등 점화가 성공적이지 못 할 때에는 버너 조절 장치(20)가, 그림에는 표시 되지 않은, 가스밸브에 신호를 보내어 밸브를 열고 가스를 더 보내도록 한다.

그림에는 나타나있지 않지만 물 주입 펌프(21), 수증기 발생조(16), 수위 판 독장치(13), 그리고 도관 설치형 압력 조절장치(8-1)에 설치 된 감지기 들은 물과 수증기 조절장치(22)에 연결 되어있다. 물과 수증기 조절 장치(22)는 수위 판독장치(13)에 설치된 수위를 읽어서 물 주입 펌프(21)를 조절한다.

가스 버너 조절 장치 (21)와 물/수증기 조절 장치(22)는 연소로(15)와 수증기 발생조(16)로 부터는 온도를, 수증기 발생조(16)에서는 수위와 수증기 압력을 감지하여 정보를 교환하여 가스버너(4), 물 주입 펌프(21) 그리고 도관 설치형 압력 조절 장치(8-1)을 조절하여 생산 되는 수증기의 압력과 생산 속도를 조절한다.

본 발명에 따른 수증기 발생장치(1)는 높이가 572mm 외경이 400mm 에 불과하며 본체의 무게는 25 Kg 이다. 따라서 소형의 이동식 모듈에 쉽게 장착 할 수 있다.

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Claims (1)

1. 압력 6Kg/㎠의 수증기를 시간당 30 Kg 생산하는, 무게 25Kg, 높이 572mm, 외경 400mm 인, 이동식 가스 사용 수증기 발생 장치로서;

   두께 3mm 의 냉연강판으로 이루어져 있으며, 하나의 하단 연소구역, 하나의 상단 연소 구역, 그리고 상단 연소 구역과 하단 연소구역을 연결하는 네 개의 직경 6mm 의 관으로 이루어진 하나의 중간 연소 구역으로 이루어진 하나의 연소로 그리고;

   두께 3mm의 냉연 강판으로 이루어져 있으며 상기 연소로를 바닥을 제외하고 둘러 싸고 있는 하나의 수증기 발생조;

   그리고,

   상기 상기 수증기 발생조의 외부에 설치된 하나의 물 공급 도관;

   그리고,

   상기 수증기 발생조의 외부 하단에 상기 물 공급 도관과 수직을 이루도록 설치된 하나의 물 배출 도관;

   그리고,

   상기 수증기 발생조의 외부에 상기 물 배출 도관과 반대편에서 시작하여 상기 수증기 발생조를 관통하고 하단 연소구역까지 연결된 하나의 버너 입구도관;

   그리고,

   상기 버너 입구 도관 위에 위치하며 상기 수증기 발생조를 관통하여 상기 연 소로의 하단 구역 안쪽 까지 연결 된 하나의 유리로 된 내부 투시경; 그리고,

   상기 수증기 발생조 외부에서 상기 물 공급도관과 반대 방향에 위치하도록 설치된 하나의 청소용 입구;

   그리고,

   상기 수증기 발생조 상단의 한 귀퉁이에 설치된 하나의 수위 판독 장치;

   그리고,

   상기의 연소로 상단 구역에서 시작 되어 상기의 수증기 발생조를 관통하여 상기의 수증기 발생 장치의 상단부로 돌출 된 하나의 가스 배출구;

   그리고,

   상기 수증기 발생조의의 상단면 한쪽에 설치된 하나의 수증기 방출 도관;

   그리고,

   상기 수증기 발생조의의 상단면 다른 한쪽에 설치된 하나의 붕괴형 디스크 도관으로 구성 된 것.

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