KR20180097236A

KR20180097236A - 세차용 스팀 발생장치

Info

Publication number: KR20180097236A
Application number: KR1020170023959A
Authority: KR
Inventors: 박창덕; 박성호
Original assignee: (주)창화에너지; 박창덕
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-08-31
Also published as: KR101917713B1

Abstract

본 발명은 세차용 스팀 발생장치에 관한 것으로, 스팀 발생장치에서 열교환실의 내부구조를 열교환에 효율적인 형태로 구성하여 스팀을 신속하게 발생시킬 수 있도록 하고, 열교환 과정에서 고온의 연소가스가 외부로 그대로 배출되어 낭비되지 않고 열교환실 내부에서 일정경로로 이동하면서 장시간 열교환이 이루어질 수 있도록 하여 연료를 절감할 수 있는 세차용 스팀 발생장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 본체와, 상기 본체 내부에 마련되어 펌프에 의해 물탱크의 물이 공급될 수 있도록 한 물공급부와, 상기 본체 내부에 마련되어 연료탱크에서 공급된 연료로 연소가스가 공급될 수 있도록 한 버너와, 상기 물공급부의 물과 버너의 연소가스가 열교환이 이루어지는 열교환실;을 포함하되, 상기 열교환실;은 함체 형태로 이루어져 상부에 연소가스 배출구가 형성된 열교환 케이스와, 상기 열교환 케이스의 하단에 형성되어 물공급부와 연결되어 물이 유입되는 물저장부와, 상기 물저장부의 상부 양쪽에 각각 일정간격으로 복수로 형성되는 수직관과, 상기 양측에 배치된 각각의 수직관을 한 쌍씩 연결될 수 있도록 일정 높이에 가로로 형성되는 상부가로관 및 하부가로관과, 상기 상부가로관과 하부가로관 사이에 일정간격 수직으로 배치되어 연결되고 사이마다 연소가스가 통과할 수 있는 공간이 형성된 열교환관과, 상기 상부가로관의 상부 중앙에 스팀탱크가 배치되어 복수의 스팀연결관을 통해 각각의 수직관과 연결되고 생성된 스팀을 스팀배출관을 통해 외부로 배출하는 스팀생성부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

세차용 스팀 발생장치{STEAM GENERATOR}

본 발명은 세차용 스팀 발생장치에 관한 것으로, 스팀 발생장치에서 열교환실의 내부구조를 열교환에 효율적인 형태로 구성하여 스팀을 신속하게 발생시킬 수 있도록 하고, 열교환 과정에서 고온의 연소가스가 외부로 그대로 배출되어 낭비되지 않고 열교환실 내부에서 일정경로로 이동하면서 장시간 열교환이 이루어질 수 있도록 하여 연료를 절감할 수 있는 세차용 스팀 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 세차용 스팀 발생장치는 세차를 전문적으로 하는 세차장에서 주로 사용되는 장치로서, 일반적인 세척수를 고압으로 분사하여 세척하는 방식에 비해 세척수가 적게 들고 이물질을 세척하는 효과가 더 뛰어나 근래에 각광받고 있는 스팀 세차에 적용되는 장치이다.

그러나 종래의 스팀 발생장치는 물을 고온으로 가열하여 다량의 스팀을 신속하게 발생해야 하기 때문에, 장치 자체의 구성이 복잡하고 무게와 부피가 크기 때문에 보관성이 좋지 않고 출장 세차와 같은 이동을 해야 할 때 불편한 점이 있었다.

또한 종래의 스팀 발생장치는 투입된 물과 고온의 가열가스가 상호 간에 효과적으로 열 교환이 이루어지지 않고, 가열가스가 열 교환이 제대로 되지 않은 상태에서 외부로 낭비되는 구조로 되어 있기 때문에 작업공간 주변의 온도가 상승하여 작업자의 불쾌감을 유발하거나, 스팀발생이 오래 걸리고, 연비 효율이 저조한 문제점이 있었다.

아래에는 이러한 스팀 발생장치에 관한 선행기술을 살펴보고자 한다.

① 실용신안 제0318916호(자동차 세차를 위한 스팀 발생장치)에는 자동차 세차를 위한 세수의 급/배수를 위한 입,출구를 가지며, 이중벽으로 이루어 세수의 예열과 단열층을 구성하는 수조와 이 수조의 하부 양측에 버너와 배기공을 갖는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 적당한 유격을 두고 상기 케이싱의 바닥으로부터 일정 높이를 가지고 설치되어서 연소실을 구성함과 동시에 연소배기 지연로를 이루게하는 상부가 개방된 통형의 벽체와, 상기 벽체의 내에 설치되고 상기 출구와 연이어지는 연결관에 의해 상기 수조에서 예열된 세수가 급수되는 1차 가열부와, 상기 케이싱과 상기 벽체의 사이에 개재되고 상기 1차 가열부의 단부와 연이어 설치되어 상기 1차 가열부에서 가열된 세수를 재가열하는 2차 가열부와, 상기 케이싱의 외벽에 상기 배기구로부터 일정길이 상기 케이싱 외벽을 따라 설치되는 배기가스 배출관; 및 상기 2차 가열부의 단부에 일정길이 연장되어 상기 케이싱의 배기구와 상기 배출관을 관통하여 외부로 관출되게 설치되는 스팀배출관;을 포함하는 구성이 제시되어 있다.

그러나 상기 선행기술은 연소실의 구조가 단순히 탱크형태로 이루어져 가열공기가 외부로 빠져나가는 구성으로 되어 있기 때문에, 열교환이 효율적으로 이루어지지 않는 문제점이 있고, 연소실 안쪽부터 1차가열부, 벽체, 2차가열부, 수조를 구성해야 하기 때문에 스팀 발생장치의 규모가 커질 수밖에 없는 구조적 단점이 있다. 아울러 상기 선행기술은 온수를 생산할 수 없어 걸레 등을 이용한 손세차를 하기 어려운 문제점이 있었다.

② 특허 제1204022호(자동차 세차를 위한 스팀 및 온수 발생장치)에는 상기 선행기술(문헌 1)의 온수를 생산할 수 없었던 문제점을 해결하기 위해 연소실의 벽체 상부에 위치하고 물공급용 입구와 온수 배출용 출구가 상기 수조를 통해 연장되어 형성되는 온수 탱크를 포함하는 구성으로 수조를 관통하는 형태로 이루어진 기술이 제시되어 있다.

그러나 상기 선행기술은 온수생산 부분과 스팀생산 부분이 서로 다른 위치에 마련되어 있기 때문에, 구조상 온수를 사용하지 않더라도 불필요한 온수탱크를 지속적으로 가열될 수밖에 없어 열교환 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 열교환실의 내부 구조를 개선하여 버너에 의해 발생된 연소가스가 열교환실 내부에서 외부로 그대로 배출되지 않고 일정 경로를 따라 물이 채워진 관로를 효과적으로 가열하여 스팀생성이 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하여 연료를 절감할 수 있도록 한 세차용 스팀 발생장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 본체와, 상기 본체 내부에 마련되어 펌프에 의해 물탱크의 물이 공급될 수 있도록 한 물공급부와, 상기 본체 내부에 마련되어 연료탱크에서 공급된 연료로 연소가스가 공급될 수 있도록 한 버너와, 상기 물공급부의 물과 버너의 연소가스가 열교환이 이루어지는 열교환실;을 포함하되, 상기 열교환실;은 함체 형태로 이루어져 상부에 연소가스 배출구가 형성된 열교환 케이스와, 상기 열교환 케이스의 하단에 형성되어 물공급부와 연결되어 물이 유입되는 물저장부와, 상기 물저장부의 상부 양쪽에 각각 일정간격으로 복수로 형성되는 수직관과, 상기 양측에 배치된 각각의 수직관을 한 쌍씩 연결될 수 있도록 일정 높이에 가로로 형성되는 상부가로관 및 하부가로관과, 상기 상부가로관과 하부가로관 사이에 일정간격 수직으로 배치되어 연결되고 사이마다 연소가스가 통과할 수 있는 공간이 형성된 열교환관과, 상기 상부가로관의 상부 중앙에 스팀탱크가 배치되어 복수의 스팀연결관을 통해 각각의 수직관과 연결되고 생성된 스팀을 스팀배출관을 통해 외부로 배출하는 스팀생성부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 상부가로관과 하부가로관은 각각의 상부가로관 및 하부가로관 끼리 밀착된 형태로 하나의 벽을 이룰 수 있도록 하면서 위치가 다른 특정 하부가로관 및 상부가로관에 의해 연소가스가 유입 및 배출될 수 있도록 한 구조가 되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 상부가로관과 하부가로관은 사각형의 단면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 열교환관의 사이에 격벽이 더 형성되어 연소가스의 경로를 안내할 수 있도록 하되, 상기 격벽은 상부 또는 하부를 이격시켜 형성된 가스통과부를 통해 연소가스가 상,하로 오르내리면서 이동할 수 있도록 한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 스팀생성부의 스팀배출관은 3개로 구성되어 하단부가 스팀탱크 내부로 삽입되는 형태로 설치되되, 각각의 스팀배출관의 하단부가 서로 다른 위치에 있도록 하여 온수, 다습형 스팀, 건조형 스팀이 따로 배출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 열교환실의 내부 구조가 한 쌍의 수직관에 상부가로관 및 하부가로관, 다수의 열교환관, 한 쌍의 스팀연결관이 한 조를 이루는 형태가 되며 이러한 구성들이 앞뒤로 다수 배치되어 하나의 스팀탱크에 연결되어 효율적인 열교환 구조를 갖기 때문에, 스팀생성이 신속하게 이루어지며 연료사용을 줄일 수 있고 장치의 소형화가 용이한 효과가 있다.

또한 스팀탱크 내부에 배치된 스팀배출관의 하단부가 서로 다른 높이에 형성되어 온수, 다습형 스팀, 건조형 스팀이 따로 배출되어 필요에 따라 선택적으로 스팀 세차에 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세차용 스팀 발생장치의 주요 구성을 나타낸 평면도
도 2는 본 발명에 따른 세차용 스팀 발생장치의 주요 구성을 나타낸 전면도
도 3은 본 발명의 열교환실을 나타낸 사시도
도 4는 본 발명에 따른 열교환실의 내부 구조를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명에 따른 열교환실 내부에서 발생되는 연소가스의 흐름을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 열교환관에 격벽이 하부에 형성되어 상부로 가스통과부가 형성된 부분의 단면도
도 7은 본발명의 열교환관에 격벽이 상부에 형성되어 하부로 가스통과부가 형성된 부분의 단면도

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 세차용 스팀 발생장치는 도 1 내지 2에 도시한 바와 같이, 본체(10)와, 상기 본체(10) 내부에 마련되어 펌프(22)에 의해 물탱크(21)의 물이 공급될 수 있도록 한 물공급부(20)와, 상기 본체(10) 내부에 마련되어 연료탱크(31)에서 공급된 연료로 연소가스가 공급될 수 있도록 한 버너(30)와, 상기 물공급부(20)의 물과 버너(30)의 연소가스가 열교환이 이루어지는 열교환실(100);을 포함하여 구성된다.

본 발명의 열교환실(100);은 도 3 내지 4에 도시한 바와 같이 함체 형태로 이루어져 상부에 연소가스 배출구(120)가 형성된 열교환 케이스(110)와, 상기 열교환 케이스(110)의 하단에 형성되어 물공급부(20)와 연결되어 물이 유입되는 물저장부(200)와, 상기 물저장부(200)의 상부 양쪽에 각각 일정간격으로 복수로 형성되는 수직관(300)과, 상기 양측에 배치된 각각의 수직관(300)을 한 쌍씩 연결될 수 있도록 일정 높이에 가로로 형성되는 상부가로관(400) 및 하부가로관(400')과, 상기 상부가로관(400)과 하부가로관(400') 사이에 일정간격 수직으로 배치되어 연결되고 사이마다 연소가스가 통과할 수 있는 공간이 형성된 열교환관(500)과, 상기 상부가로관(400)의 상부 중앙에 스팀탱크(610)가 배치되어 복수의 스팀연결관(620)을 통해 각각의 수직관(300)과 연결되고 생성된 스팀을 스팀배출관(630)을 통해 외부로 배출하는 스팀생성부(600);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 열교환 케이스(110)는 함체 형태로 이루어져 연소가스가 연소가스 배출구(120)를 통해서만 배출될 수 있도록 한 구성이다. 도면상에는 물저장부(200)의 상부에 형성되는 형태로 도시하였지만 좀더 크게 형성하여 물저장부(200)까지 내부에 위치하는 형태로 형성될 수도 있다.

상기 물저장부(200)는 관로 형태로 형성되어 일측에 연결된 물공급부(20)를 통해 물이 최초로 공급되어 하부에서부터 상부로 서서히 물이 차올라 물저장부(200) 뿐만 아니라 수직관(300), 상부가로관(400) 및 하부가로관(400'), 열교환관(500), 스팀생성부(600)로 물이 채워질 수 있도록 한다.

상기 수직관(300)은 복수로 구비되어 물저장부(200)의 상부에 수직으로 형성되는 것으로, 앞뒤로는 일정간격을 두고 수직관(300)끼리 거의 밀착되는 간격으로 조밀하게 배치되어 있으며 양측에는 물저장부(200) 상에 떨어진 위치에 대칭된 형태로 형성된다. 그리고 상부가로관(400) 및 하부가로관(400')을 통해 양측에 각각 위치한 수직관(300)이 한 쌍씩 연결되는 것이다.

아울러 상기 수직관(300)의 상부에는 높이에 따라 일정간격으로 수위센서(800)가 더 설치되어 스팀이 배출되면서 물이 부족해질 경우 이를 감지하여 자동으로 공급됨은 물론이다.

상기 상부가로관(400) 및 하부가로관(400')은 일정간격을 두고 수직관(300)을 연결하는 구성이다. 즉, 하부가로관(400')은 바닥에 위치한 물저장부(200)로부터 일정 높이 위에 형성되고 상부가로관(400)은 하부가로관(400')의 위치에서 일정간격 더 높은 위치에 형성되는 것이다. 따라서, 하부가로관(400')의 하부에 설치된 버너(30)에 의해 하부가로관(400')과 물저장부(200) 사이에서 1차 열교환이 이루어지고, 그리고 나서 연소가스가 하부가로관(400')과 상부가로관(400) 사이를 지나면서 2차 열교환이 이루어지고, 최종적으로 상부가로관(400)의 상부를 지나면서 3차 열교환이 이루어지는 것이다.

또한 상기 상부가로관(400)과 하부가로관(400')은 도면에 도시한 바와 같이, 각각의 상부가로관(400) 및 하부가로관(400') 끼리 밀착된 형태로 상단과 하단부분에 하나의 벽을 이룰 수 있도록 하면서 위치가 다른 특정 하부가로관(400') 및 상부가로관(400)에 의해 연소가스가 유입 및 배출될 수 있도록 한 구조가 되는 것이다. 여기서 상부가로관(400) 및 하부가로관(400')끼리는 서로 밀착된 형태로 완전한 벽의 형태가 될 수 있으나, 밀착되지 않고 미세한 간격을 두어 약간의 연소가스가 통과하면서 전체적으로 열교환이 이루어지도록 할 수도 있다.

또한 상기 연소가스의 유입 및 배출작용을 하는 특정 하부가로관(400') 및 상부가로관(400)은 도면과 같이 각각 1군데씩 적용될 수도 있으나, 장치의 규모가 클 경우 각각 2군데 이상이 적용되어 연소가스가 원활히 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 이루어지는 상부가로관(400) 및 하부가로관(400')의 구조로 인해 연소가스와 열교환이 직접적으로 이루어지면서 열교환에 효과적인 이동경로로 안내할 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 상부가로관(400)과 하부가로관(400')은 원형이 아닌 사각형의 단면으로 형성될 경우 많은 양의 물을 수용할 수 있으며 구조적으로 완전한 벽의 형태를 이룰 수 있다.

상기 열교환관(500)은 상부가로관(400)과 하부가로관(400')의 사이에만 형성되는 것으로, 일정간격을 두고 수직으로 형성되어 상부가로관(400)과 하부가로관(400')을 연결하도록 되어 있다. 그리고 각각의 열교환관(500) 사이로 연소가스가 통과할 수 있도록 한 공간을 갖도록 열교환관(500)은 충분한 간격으로 형성된다.

또한 상기 열교환관(500)의 사이에 격벽(700)이 더 형성되어 연소가스가 지날 수 있는 공간을 안내할 수 있도록 한다. 상기 격벽(700)은 도 5 내지 7 도시한 바와 같이 상부 또는 하부를 이격시켜 형성된 가스통과부(710)를 통해 연소가스가 상,하로 오르내리면서 이동할 수 있도록 한 구조로 이루어져 열교환이 효과적으로 이루어지는 것이다.

상기 스팀생성부(600)는 상부가로관(400)의 상부 중앙에 스팀탱크(610)가 배치되고, 각각의 수직관(300) 상부에 스팀연결관(620)이 형성되어 스팀탱크(610)에 연결되고, 스팀탱크(610)의 상부에는 생성된 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관(630)이 형성되어 있다.

상기 스팀배출관(630)은 하나로 구성되어 스팀공기만을 배출하는 것이 아닌, 3개로 구성되어 하단부가 스팀탱크(610) 내부로 삽입되는 형태로 설치되되, 각각의 스팀배출관(630)의 하단부가 서로 다른 위치에 있도록 하여 온수, 다습형 스팀, 건조형 스팀이 각각 따로 배출되어 필요에 따라 선택적으로 스팀 세차에 활용할 수 있다. 즉, 스팀배출관(630)의 하단부가 물에 잠겨있는 부분에는 온수가 배출되는 것이고, 물과 근접한 위치에는 다습형 스팀이 배출되고, 물과 멀리 떨어진 위치에는 건조형 스팀이 배출되는 것이다.

이와 같이 이루어진 열교환실(100)은 내부 구조를 살펴보면, 한 쌍의 수직관(300)에 상부가로관(400) 및 하부가로관(400'), 다수의 열교환관(500), 한 쌍의 스팀연결관(620)이 한 조를 이루는 형태가 되며 이러한 구성들이 앞뒤로 다수 배치되어 하나의 스팀탱크(610)에 연결되어 효율적인 열교환 구조를 갖는 것이다.

아울러 본 발명의 스팀 발생장치는 세차용도 외에 스팀 및 온수가 사용되는 분야에서 본 발명의 구성 그대로 얼마든지 용도만 변경하여 사용될 수 있음은 당연하다 할 수 있다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 본체 20 : 물공급부
21 : 물탱크 22 : 펌프
30 : 버너 31 : 연료탱크
100 : 열교환실 110 : 열교환 케이스
120 : 연소가스 배출구 200 : 물저장부
300 : 수직관 400 : 상부가로관
400' : 하부가로관 500 : 열교환관
600 : 스팀생성부 610 : 스팀탱크
620 : 스팀연결관 630 : 스팀배출관
700 : 격벽 710 : 가스통과부
800 : 수위센서

Claims

본체(10)와, 상기 본체(10) 내부에 마련되어 펌프(22)에 의해 물탱크(21)의 물이 공급될 수 있도록 한 물공급부(20)와, 상기 본체(10) 내부에 마련되어 연료탱크(31)에서 공급된 연료로 연소가스가 공급될 수 있도록 한 버너(30)와, 상기 물공급부(20)의 물과 버너(30)의 연소가스가 열교환이 이루어지는 열교환실(100);을 포함하되,
상기 열교환실(100);은
함체 형태로 이루어져 상부에 연소가스 배출구(120)가 형성된 열교환 케이스(110)와,
상기 열교환 케이스(110)의 하단에 형성되어 물공급부(20)와 연결되어 물이 유입되는 물저장부(200)와,
상기 물저장부(200)의 상부 양쪽에 각각 일정간격으로 복수로 형성되는 수직관(300)과,
상기 양측에 배치된 각각의 수직관(300)을 한 쌍씩 연결될 수 있도록 일정 높이에 가로로 형성되는 상부가로관(400) 및 하부가로관(400')과,
상기 상부가로관(400)과 하부가로관(400') 사이에 일정간격 수직으로 배치되어 연결되고 사이마다 연소가스가 통과할 수 있는 공간이 형성된 열교환관(500)과,
상기 상부가로관(400)의 상부 중앙에 스팀탱크(610)가 배치되어 복수의 스팀연결관(620)을 통해 각각의 수직관(300)과 연결되고 생성된 스팀을 스팀배출관(630)을 통해 외부로 배출하는 스팀생성부(600);로 구성되는 것을 특징으로 하는 세차용 스팀 발생장치
제 1항에 있어서,
상기 상부가로관(400)과 하부가로관(400')은, 각각의 상부가로관(400) 및 하부가로관(400') 끼리 밀착된 형태로 하나의 벽을 이룰 수 있도록 하면서 위치가 다른 특정 하부가로관(400') 및 상부가로관(400)에 의해 연소가스가 유입 및 배출될 수 있도록 한 구조가 되는 것을 특징으로 하는 세차용 스팀 발생장치
제 2항에 있어서,
상기 상부가로관(400)과 하부가로관(400')은 사각형의 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 세차용 스팀 발생장치
제 1항에 있어서,
상기 열교환관(500)의 사이에 격벽(700)이 더 형성되어 연소가스의 경로를 안내할 수 있도록 하되, 상기 격벽(700)은 상부 또는 하부를 이격시켜 형성된 가스통과부(710)를 통해 연소가스가 상,하로 오르내리면서 이동할 수 있도록 한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세차용 스팀 발생장치
제 1항에 있어서,
상기 스팀생성부(600)의 스팀배출관(630)은 3개로 구성되어 하단부가 스팀탱크(610) 내부로 삽입되는 형태로 설치되되, 각각의 스팀배출관(630)의 하단부가 서로 다른 위치에 있도록 하여 온수, 다습형 스팀, 건조형 스팀이 따로 배출되는 것을 특징으로 하는 세차용 스팀 발생장치