자동화 스팀 해빙기

자동화 스팀 해빙기{thawing device with steam}

본 발명은 스팀 해빙기에 관한 것으로, 특히 압력 측정기에서 측정한 탱크 내 압력 변화에 따라, 상기 탱크 내 유체를 가열하기 위한 히터의 구동 여부를 자동으로 제어하고, 더 나아가 상기 탱크 내 유체 수위에 따라, 상기 히터의 구동 여부 및 상기 탱크 내로 유체의 유입 단속을 자동으로 제어할 수 있는 자동화 스팀 해빙기에 관한 것이다.

일반적으로 상/하수도관은 원격지로부터의 상수 공급 또는 생활폐수의 배출을 위해 건물이나 지중에 설치되며, 이러한 상/하수도관 내부에는 소정 량의 물이 항상 존재한다. 그리고 상/하수도관 내의 물은 대기 온도가 영하로 떨어지는 겨울철에 상/하수도관 내에서 동결될 수 있고, 특히, 상/하수도관 내의 물이 정체되어 있을 경우 더 쉽게 동결된다.

이에 따라, 상수도관을 통한 상수 공급이 원활치 못하거나, 하수도관을 통해 생활폐수를 배출하지 못하는 현상, 그리고 동결 정도가 심한 경우 상/하수도관 자체가 파열되는 현상들이 종종 발생된다.

상기 이유로, 최근에는 고온, 고압의 스팀을 이용한 상/하수도관용 해빙기(이하 “스팀 해빙기”라 함)가 제공되고 있다.

도 1은 종래 스팀 해빙기를 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이 종래의 스팀 해빙기는 물을 수용하는 소정 용적의 수용공간이 형성된 탱크(20), 탱크(20) 내의 물을 가열하는 가열기(미도시), 탱크(20)의 상부 일측에 설치되는 물 주입부(1), 탱크(20)의 수용공간에 수용된 물이 가열되어 발생하는 스팀을 선택적으로 배출하는 스팀 조절부(3), 탱크(20) 수용공간의 물을 외부에 배출시키기 위한 물 배출부(5), 탱크(20) 내부의 온도 및 스팀의 온도를 검출하는 온도계(6), 탱크(20)의 전면 및 후면 상부에 설치되는 한 쌍의 손잡이(7)를 포함하여 구성된다.

상기 구성에 의해서, 종래의 스팀 해빙기는 가열기에 전원이 인가되면, 탱크 내의 물이 가열되면서 스팀이 발생되고, 이렇게 발생된 스팀이 스팀 조절부(3)를 통해 외부로 배출되어 상/하수도관 내의 동결된 물을 해빙한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 스팀 해빙기는 스팀 조절부(3)의 조작 및 그에 의한 스팀의 배출 또는 배출정지, 그리고 히터의 작동 및 정지 과정이 전적으로 작업자의 수동식 조작에 의존한다. 이에 따라 스팀 해빙기의 사용 시, 그 작업자는 스팀 해빙기 주변에 항시 머물며 스팀 해빙기의 게이지 및 기타 스팀 배출에 관련된 부분들의 작동 상태를 주시해야 했다.

다시 말해, 탱크 내의 스팀이 외부 배출에 필요한 온도까지 상승 시, 가열기는 그 동작을 멈추는 동시에 가열된 스팀이 스팀 조절부를 통해 배출되어야 하지만, 작업자가 스팀 해빙기 주변에 위치하지 않거나 기타 이유로 스팀 배출 시점을 놓치면, 규정 압력 이상으로 상승되는 탱크 내부 압력으로 인해 안전밸브의 자동 파손 및 그를 통한 스팀 강제 배출이 이루어진다. 결과적으로 안전밸브를 교체하기 전까지 스팀 해빙기의 사용이 불가능하고, 이는 작업 지연 및 안전밸브 교체에 따른 불필요한 비용 낭비 등으로 이어진다.

또한, 스팀 배출 후 다시 히터를 동작시키고, 이어서 다시 히터를 정지시킨 후 스팀을 배출하는 일련의 과정이 모두 작업자의 수동식 조작에 의해 진행되므로, 작업 과정이 매우 번거롭고, 이러한 번거로운 과정 중, 배출되는 고온의 스팀에 의해 작업자 화상을 입는 등 안전사고의 위험이 높은 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 압력 측정기에서 측정한 탱크 내 압력 변화에 따라, 상기 탱크 내 유체를 가열하기 위한 히터의 구동 여부를 자동으로 제어하고, 더 나아가 상기 탱크 내 유체 수위에 따라, 상기 히터의 구동 여부 및 상기 탱크 내로 유체의 유입 단속을 자동으로 제어할 수 있는 자동화 스팀 해빙기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 히터의 작동이 수조작이 아닌 해빙기 자체 기능(압력 또는 수위 측정 기능)에 의한 자동 작동 방식으로 이루어짐에 따라, 히터의 지속적인 동작으로 인한 화재, 폭발 등의 안전사고를 근본적으로 방지할 수 있는 자동화 스팀 해빙기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 상기 탱크 내로 유체의 유입 단속을 자동으로 제어할 수 없는 경우, 수동 유체 투입구를 통하여 상기 탱크 내로 유체를 유입시킬 수 있는 자동화 스팀 해빙기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 자동화 스팀 해빙기를 이루는 구성수단은, 케이스, 상기 케이스 내부에 고정 배치되되, 증기 발생용 유체를 수용할 수 있는 수용 공간이 형성되고, 상기 수용 공간에 유체를 유입하기 위한 유체 유입관과 상기 수용 공간에서 발생한 증기를 외부로 배출하기 위한 증기 배출관이 결합되어 있는 탱크, 상기 탱크의 수용 공간 하측에 설치되어 상기 수용 공간 내의 유체를 가열하는 히터, 상기 탱크의 수용 공간 내의 압력을 측정하는 압력측정기, 상기 탱크의 수용 공간 내에 수용되는 유체의 최대 허용 수위와 최소 허용 수위를 감지하기 위하여, 상기 탱크의 수용 공간 상부에서 하측으로 수직하게 형성되되, 서로 다른 길이를 가지는 한쌍의 수위 감지 전극관, 상기 히터를 구동하여 상기 수용 공간 내� �� 유체를 가열함으로써, 상기 수용 공간 내에 증기가 발생되도록 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성되되, 상기 컨트롤러는 상기 압력측정기에서 측정한 상기 수용 공간의 내부 압력이 최대 허용 압력 초과시, 상기 히터 구동이 정지될 수 있도록 제어하고, 상기 압력측정기에서 측정한 상기 수용 공간의 내부 압력이 최소 허용 압력 미만시, 상기 히터가 구동될 수 있도록 제어하며, 상기 수위 감지 전극관을 통해 상기 수용 공간 내의 유체 수위가 최소 허용 수위 미만인 것으로 감지된 경우, 상기 히터의 구동이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수위 감지 전극관은 탱크의 수용 공간 상부에서 하측으로 수직하게 연장되어 끝단이 상기 히터의 히터봉 상측에 인접하도록 배치되는 최소 허용 수위 감지 전극관과, 상기 탱크의 수용 공간 상부에서 하측으로 수직하게 연장되어 끝단이 상기 탱크의 상단에 인접하도록 배치되는 최대 허용 수위 감지 전극관으로 구성되고, 상기 컨트롤러는 상기 탱크와 상기 최소 허용 수위 감지 전극관이 상기 유체에 의하여 통전 상태가 끊어진 것으로 판단한 경우에 상기 수용 공간 내의 유체 수위가 상기 최소 허용 수위 미만인 것으로 감지하고, 상기 최대 허용 수위 감지 전극관과 상기 탱크 또는 상기 최소 허용 수위 감지 전극관이 상기 유체에 의하여 통전 상태가 이루어진 것으로 판단한 경우에 상기 수용 공간 내의 유체 수위가 상기 최대 허용 수� � 초과인 것으로 감지하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 컨트롤러는 상기 수용 공간 내의 유체 수위가 상기 최소 허용 수위 미만인 것으로 감지한 경우, 상기 히터의 구동을 정지시키고, 상기 유체가 상기 유체 유입관을 통해 상기 수용 공간 내부로 유입될 수 있도록, 급수 펌프를 구동 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 컨트롤러는 상기 수용 공간 내의 유체 수위가 상기 최대 허용 수위 초과인 것으로 감지한 경우, 상기 급수 펌프의 구동을 정지시킴과 동시에 상기 히터를 구동 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 증기 배출관에는 개폐 밸브가 연결되고, 이 개폐 밸브는 솔레노이드 개폐 밸브이며, 상기 컨트롤러는 상기 솔레노이드 개폐 밸브를 제어하여 상기 수용 공간에서 발생한 증기의 외부 배출을 단속하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이스는 내부에 온도 감지 센서를 구비하고, 내부의 공기를 순환시키는 송풍팬을 구비하며, 상기 컨트롤러는 상기 온도 감지 센서에서 감지한 온도가 설정 온도 이상이면 상기 송풍팬을 구동제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이스에는 상기 탱크 내로 유체를 수동으로 유입시킬 수 있는 수동 유체 투입구가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제 및 해결수단을 가지는 본 발명인 자동화 스팀 해빙기에 의하면, 압력 측정기에서 측정한 탱크 내 압력 변화에 따라, 상기 탱크 내 유체를 가열하기 위한 히터의 구동 여부를 자동으로 제어하고, 더 나아가 상기 탱크 내 유체 수위에 따라, 상기 히터의 구동 여부 및 상기 탱크 내로 유체의 유입 단속을 자동으로 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한, 히터의 작동이 수조작이 아닌 해빙기 자체 기능(압력 또는 수위 측정 기능)에 의한 자동 작동 방식으로 이루어짐에 따라, 히터의 지속적인 동작으로 인한 화재, 폭발 등의 안전사고를 근본적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동화 스팀 해빙기는 고온 고압의 스팀을 배출할 수 있기 때문에, 자동차 세차 등 고압 스팀을 분사할 필요가 있는 기술 분야에도 적용될 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 탱크 내로 유체의 유입 단속을 자동으로 제어할 수 없는 경우, 수동 유체 투입구를 통하여 상기 탱크 내로 유체를 유입시킬 수 있기 때문에, 주변에서 급수를 할 수 없는 경우 또는 급수 펌프에 고장이 발생한 경우에도, 탱크 내로 유체를 공급할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 스팀 해빙기의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 스팀 해빙기의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 자동화 스팀 해빙기에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 스팀 해빙기(100)의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동화 스팀 해빙기(100)는 내부 공간이 형성되어 있는 케이스(10), 상기 케이스(10) 내부에 고정 배치되되, 내부 수용 공간(21)이 형성되는 탱크(20), 상기 탱크(20) 내 수용 공간(21) 내의 유체를 가열하는 히터(30), 상기 탱크(20) 내 압력을 측정하는 압력 측정기(40), 상기 탱크(20) 내 유체의 수위를 감지하는 한 쌍의 수위 감지 전극관(50) 및 상기 히터(30)를 구동하여 상기 수용 공간(21) 내의 유체를 가열함으로써, 상기 수용 공간(21) 내에 스팀(증기)이 발생되도록 제어하는 컨트롤러(90)를 포함하여 구성된다.

상기 케이스(10)는 소정 형상, 예를 들면 내부가 비어있는 사각통 형상으로 구성될 수 있다. 이와 같은 케이스(10)는 스팀(증기)이 발생되는 상기 탱크(20)로부터 사용자를 보호하고, 상기 탱크(20)에 장착되는 다양한 기기들을 외부로부터 보호하기 위하여, 상기 탱크(20)를 수용하여 감싸도록 형성된다.

상기 케이스(10)는 사용자에 의하여 운반이 용이하도록 상부면에 손잡이가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 케이스(10) 내부의 공간에는 상기 탱크(20)가 고정 배치된다. 이와 같은 상기 탱크(20)는 증기 발생용 유체를 수용할 수 있는 수용 공간(21)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 탱크(20)는 상기 수용 공간(21)에 유체를 유입하기 위한 유체 유입관(71)과 상기 수용 공간(21)에서 발생한 스팀(증기)을 외부로 배출하기 위한 증기 배출관(60)을 구비하고 있다.

즉, 상기 탱크(20)는 상기 케이스(10) 내부에 고정 배치되되, 증기 발생용 유체를 수용할 수 있는 수용 공간(21)이 형성되고, 상기 수용 공간(21)에 유체를 유입하기 위한 유체 유입관(71)과 상기 수용 공간(21)에서 발생한 증기를 외부로 배출하기 위한 증기 배출관(60)이 결합되어 있다.

상기 증기 배출관(60)은 상기 탱크(20)의 일측면에 관통 배치됨과 동시에, 상기 케이스(10)에도 관통 배치되어 형성될 수 있다. 따라서, 상기 탱크(20) 내 수용 공간(21)에서 발생된 증기는 상기 증기 배출관(60)을 통해 상기 케이스(10)의 외부로 배출될 수 있다. 상기 증기 배출관(60)에는 다양한 호스들이 결합되어, 상하수도 배관 속으로 고온의 스팀을 공급할 수 있다.

상기 유체 유입관(71)은 상기 탱크(20)의 타측면에 관통 배치된다. 이와 같이, 상기 탱크(20)에 관통 배치되는 상기 유체 유입관(71)은 상기 케이스(10)에도 관통 배치되어, 상기 케이스(10)의 외부로 노출될 수 있고, 이 케이스(10)의 외부로 노출된 상기 유체 유입관(71)에 유체 공급관을 연결하고, 외부에 배치된 유체 공급 펌프를 이용하여 상기 탱크(20)의 수용 공간 내로 유체를 공급할 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 급수 펌프(70)를 상기 케이스(10) 내부에 배치하고, 상기 급수 펌프(70)의 배출부에 상기 유체 유입관(71)을 연결하고, 상기 급수 펌프(70)의 유입부에 유체 공급관(73)의 일단을 연결할 수 있다. 상기 유체 공급관(73)의 타단은 상기 케이스(10) 외부에 노출되고, 다른 연결관에 의하여 급수 공급 라인에 연결될 수 있다.

따라서, 상기 급수 펌프(70)는 상기 컨트롤러(90)의 제어에 따라 구동될 수 있고, 상기 컨트롤러(90)의 구동 제어 신호에 따라 구동되어, 상기 급수 라인과 상기 유체 공급관(73)을 통해 공급되는 유체를 상기 유체 유입관(71)을 통해 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내로 유입시킬 수 있다.

상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내로 수용되는 유체는 상기 컨트롤러(90)의 제어를 받는 상기 히터(30)에 의하여 가열된다. 구체적으로, 상기 히터(30)는 상기 탱크의 수용 공간(21) 하측에 설치되어 상기 컨트롤러(90)의 제어에 따라 상기 수용 공간(21) 내의 유체를 가열한다.

상기 히터(30)는 상기 탱크(20)의 일측면 고정 결합되고, 수평 방향으로 배치되는 히터봉(31)을 포함하여 구성된다. 즉, 상기 히터봉(31)은 상기 탱크(20)의 수용공간(21) 내 하측에 수평하게 배치된다. 구체적으로 상기 히터봉(31)은 상기 탱크(20)의 수용 공간 바닥면에 이격 배치되되, 인접하도록 배치되고, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21)의 내부 일측에서 타측으로 길게 수평하게 배치된다.

상기 히터(30)는 상기 유체를 가열하여 상기 수용 공간(21) 내에 증기를 발생시킨다. 이와 같이, 상기 히터(30)에 의하여 상기 유체가 가열되면, 상기 수용 공간(21)에는 증기가 채워지게 되고, 결과적으로 상기 수용 공간(21) 내의 압력은 상승하게 된다.

상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내의 압력은 상기 압력 측정기(40)에 의하여 측정된다. 즉, 상기 압력 측정기(40)는 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내의 압력을 측정하고, 이 압력 값은 상기 컨트롤러(90)가 참조한다.

상기 압력 측정기(40)는 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내의 압력을 측정할 수 있다면, 다양한 기기로 구성할 수 있고, 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 측정기(40)는 상기 탱크(20)의 상부면에 장착되어, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내의 압력을 체크한다.

상기 압력 측정기(40)에서 측정한 상기 수용 공간(21)의 압력에 따라, 상기 컨트롤러(90)는 상기 히터(30)의 구동을 제어한다. 이에 대해서는 후술하겠다.

상기 히터(30)는 상기 수용 공간(21) 내에 존재하는 유체를 가열하기 위한 것이다. 따라서, 상기 수용 공간(21) 내에 유체가 없는 경우에, 상기 히터(30)를 가열하게 되면, 불필요한 가열이 이루어지고, 이로 인하여 화재 등 예기치 못한 사고가 발생할 수 있다.

따라서, 상기 수용 공간(21) 내의 유체의 수위를 감지할 필요성이 있다. 본 발명에서는 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위를 감지하기 위하여, 한 쌍의 수위 감지 전극관(50)을 구비한다.

즉, 상기 한 쌍의 수위 감지 전극관(50)은 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내에 수용되는 유체의 최대 허용 수위와 최소 허용 수위를 감지하기 위하여, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 상부에서 하측으로 수직하게 형성되되, 서로 다른 길이를 가지는 한 쌍의 전극을 구비한다.

구체적으로, 상기 한 쌍의 수위 감지 전극관(50) 중, 하나의 수위 감지 전극관은 상기 최소 허용 수위를 감지하도록 배치되고, 다른 하나의 수위 감지 전극관은 상기 최대 허용 수위를 감지하도록 배치된다.

상기 최소 허용 수위는 상기 히터(30)를 가동하는 것이 의미가 없을 정도로 상기 수용 공간(21) 내의 유체가 부족하여, 상기 히터(30)의 가동을 정지할 필요성이 있는 유체의 한계 수위를 의미한다. 따라서, 상기 최소 허용 수위에 도달한 것으로 감지된 경우에는 컨트롤러(90)에 의하여 상기 히터(30) 구동이 정지된다.

상기 최대 허용 수위는 상기 수용 공간(21) 내에 증기를 발생시킬 수 있는 공간을 확보하면서, 동시에 충분한 유체가 상기 수용 공간(21) 내에 채워져서 상기 히터(30)를 재구동시킬 필요성이 있는 유체의 한계 수위를 의미한다. 상기 최대 허용 수위는 상기 수위 감지 전극관의 말단의 위치에 따라 달라질 수 있고, 이는 제작자에 의하여 변경될 수 있다.

상기 최소 허용 수위에 도달하면, 상술한 바와 같이, 상기 히터(30)의 구동을 정지시키고, 상기 수용 공간(21)에 유체를 채우는 과정을 수행할 필요성이 있다. 이와 같이 유체를 상기 수용 공간(21)에 채우는 과정에서, 상기 유체의 수위는 상기 최대 허용 수위에 도달하게 될 것이다. 이 때, 상기 최대 허용 수위에 도달한 것으로 감지되면, 상기 컨트롤러(90)는 상기 정지된 상태의 상기 히터(30)가 다시 구동될 수 있도록 제어한다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 스팀 해빙기(100)는 상기 컨트롤러(90)에 의하여 자동으로 동작된다. 즉, 상기 컨트롤러(90)는 상기 압력 측정기(40)의 압력에 따라, 상기 히터(30)의 구동 또는 구동 정지를 자동 제어할 수 있다. 또한, 상기 한 쌍의 수위 감지 전극관(50)에서 감지된 유체의 수위에 따라 상기 히터(30)의 구동 또는 구동 정지를 자동 제어함으로써, 상기 스팀 해빙기가 자동으로 동작될 수 있도록 한다.

즉, 상티 컨트롤러(90)는 상기 히터(30)를 구동하여 상기 수용 공간(21) 내의 유체를 가열함으로써, 상기 수용 공간(21) 내에 증기가 발생되도록 제어하고, 상기 탱크 내 증기 압력에 따라 상기 히터의 동작을 자동 제어하고, 상기 한 쌍의 수위 전극관(50)에 의한 수위 감지 결과에 따라, 상기 히터(30)의 동작을 자동 제어한다.

구체적으로, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21)에 유체가 채워진 상태에서 상기 히터(30)를 구동하여 상기 유체를 가열하여 증기를 발생시키는 과정에서, 상기 컨트롤러(90)는 상기 압력 측정기(40)에서 측정한 상기 수용 공간의 내부 압력에 따라 상기 히터(30)의 구동 여부를 제어한다.

먼저, 상기 컨트롤러(90)는 상기 압력측정기(40)에서 측정한 상기 수용 공간(21)의 내부 압력이 최대 허용 압력을 초과한 것으로 판단한 경우, 상기 히터(30) 구동이 정지될 수 있도록 제어한다.

즉, 상기 컨트롤러(90)는 상기 압력측정기(40)로부터 입력된 상기 수용 공간(21)의 압력이 사전에 설정된 최대 허용 압력과 비교하여, 상기 수용공간의 압력이 상기 최대 허용 압력 초과시, 상기 히터 구동을 정지하는 신호를 상기 히터(30)로 출력한다. 그러면, 상기 히터의 구동은 정지되고, 작업자는 증기 배출관(60)에 결합되어 있는 개폐 밸브(61)를 열어서 상기 수용 공간 내에서 발생한 증기가 상기 증기 배출관(60)을 통해 배출될 수 있도록 할 수 있다.

한편, 상기 개폐 밸브(61)는 솔레노이드 개폐 밸브로 구성하고, 작업자가 상기 컨트롤러(90)를 조작하여 상기 솔레노이드 개폐 밸브가 자동으로 열려서, 상기 수용 공간 내에서 발생한 증기가 상기 증기 배출관(60)을 통해 배출될 수 있도록 할 수도 있다.

상기와 같은 과정을 통하여, 상기 수용 공간(21) 내의 증기가 외부로 배출되면 상기 수용 공간의 압력은 점차적으로 낮아진다. 또한, 상기 증기를 배출시키지 않더라도, 상기 히터의 동작이 정지되면, 상기 수용 공간의 압력은 점차적으로 낮아진다. 상기 증기 배출관(60)을 통해 배출되는 상기 증기의 압력은 일정 압력 이상이 되는 경우에만, 배수관 또는 수도관 등에 상기 증기를 주입시킬 수 있다.

따라서, 상기 수용 공간(21) 내의 증기의 압력이 일정 압력 미만이 되면, 다시 상기 수용 공간 내에 증기를 발생하여 증기 압력을 높일 필요성이 있다. 즉, 상기 컨트롤러(90)는 상기 수용 공간의 내부 압력이 최소 허용 압력 미만이 되는 것으로 감지된 경우에는, 상기 히터(30)를 다시 구동함으로써, 상기 수용 공간(21) 내에 증기를 발생시켜, 수용 공간 내 증기 압력이 증가할 수 있도록 제어한다.

구체적으로, 상기 컨트롤러(90)는 상기 압력측정기(40)에서 측정한 상기 수용 공간(21)의 내부 압력이 최소 허용 압력 미만시, 상기 히터(30)가 다시 구동될 수 있도록 제어한다.

그러면, 상기 수용 공간 내의 유체는 다시 가열되고, 결과적으로 상기 수용 공간 내에 증기가 발생하면서 증기 압력이 올라가게 된다. 이와 같은 과정을 통하여 다시 증기 압력이 상기 최대 허용 압력을 초과하게 되면, 상술한 컨트롤러(90)의 제어 동작은 동일하게 반복된다.

한편, 작업자는 상기 압력 측정기(40)에서 측정한 상기 수용 공간(21)의 내부 압력이 최소 허용 압력 미만에 가까워지면, 더 이상 상기 증기가 배출되지 못하도록 상기 개폐 밸브를 폐쇄시킬 필요가 있다. 물론, 상기 개폐 밸브를 솔레노이드 개폐 밸브로 구성하여 상기 작업자가 상기 컨트롤러를 조작함으로써, 상기 솔레노이드 개폐 밸브가 닫힐 수 있도록 제어할 수 있다.

상기와 같이, 상기 히터(30)를 통한 유체 가열 과정, 증기 배출 과정을 반복하게 되면, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내의 유체는 점차적으로 감소된다. 그리고, 상기 수용 공간 내의 유체의 수위가 상기 히터봉(31) 아래로 내려간 경우에도 상기 히터(30)를 구동시키면, 화재 또는 폭발 사고 등이 발생할 수 있다.

따라서, 상기 컨트롤러(90)는 상기 한 쌍의 수위 감지 전극관(50)을 통해 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위가 최소 허용 수위 미만인 것으로 감지된 경우, 상기 히터(30)의 구동이 정지되도록 제어한다. 결과적으로, 상기 수용 공간 내에 유체가 부족한 상태에서 상기 히터(30)가 구동함에 따라 발생할 수 있는 화재 또는 폭발 사고를 미연에 방지할 수 있다.

상기 컨트롤러(90)는 상기 한 쌍의 수위 감지 전극(50)을 통하여 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내에 존재하는 유체의 수위를 감지한다.

상기 한 쌍의 수위 감지 전극(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 상부에서 하측으로 수직하게 연장되어 끝단이 상기 히터(30)의 히터봉(31) 상측에 인접하도록 배치되는 최소 허용 수위 감지 전극관(51)과, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 상부에서 하측으로 수직하게 연장되어 끝단이 상기 탱크(20)의 상단에 인접하도록 배치되는 최대 허용 수위 감지 전극관(53)으로 구성된다.

즉, 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)은 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)보다 더 아래쪽으로 연장형성되고, 그 끝단이 상기 히터봉(31)에 인접하도록 배치된다. 상기 컨트롤러(90)는 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위가 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)의 끝단 아래로 내려간 것으로 감지되면, 상기 히터(30)의 구동을 정지시킨다. 결과적으로, 상기 유체의 수위가 상기 히터(30) 아래에 위치한 상태에서 상기 히터가 가동됨에 따라 발생될 수 있는 화재 또는 폭발 사고를 방지할 수 있다.

상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)은 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)에 비하여 길이가 짧게 형성되고, 그 끝단은 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)보다 위쪽에 위치하고, 상기 탱크의 상단(천정)에 인접하도록 위치한다.

상기 컨트롤러(90)는 상기 히터(30)의 구동 정지 후, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21)에 상기 유체가 채워지는 과정에서, 상기 유체가 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)의 끝단보다 위쪽에 위치한 것으로 감지되면, 상기 히터(30)가 다시 구동될 수 있도록 자동 제어한다. 결과적으로, 상기 수용 공간(21) 내에 채워진 상기 유체는 자동적으로 상기 히터(30)에 의하여 가열될 수 있다.

상기 컨트롤러(90)는 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)과 상기 탱크(20)가 상기 유체에 의하여 통전 상태가 유지되는지 여부에 따라, 상기 유체의 수위가 상기 최소 허용 수위 미만인지를 감지한다.

즉, 상기 컨트롤러(90)는 상기 탱크(20)와 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)이 상기 유체에 의하여 통전 상태가 끊어진 것으로 판단한 경우에 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위가 상기 최소 허용 수위 미만인 것으로 감지한다.

구체적으로, 상기 탱크(20)는 접지된 상태로 유지하고, 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)에는 전원을 인가한다. 결과적으로, 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위가 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)의 끝단 위에 위치하면, 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)과 상기 탱크(20)는 상기 유체에 의하여 통전된다.

따라서, 상기 컨트롤러(90)는 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)과 상기 탱크(20)가 상기 유체에 의하여 통전된 상태로 폐회로를 구성한 상태에서, 상기 유체의 수위가 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)의 끝단 아래로 내려감에 따라, 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)과 상기 탱크(20)가 상기 유체에 의하여 통전 상태가 해제되면, 상기 유체의 수위가 상기 최소 허용 수위 미만인 것으로 감지한다.

상기 컨트롤러(90)는 상기 유체의 수위가 상기 최소 허용 수위 미만인 것으로 감지되면, 상기 히터(30)을 구동을 정지시키고, 상기 수용 공간(21) 내에 유체가 공급되도록 제어한다. 이와 같은 과정을 통하여 상기 수용 공간(21) 내에 유체가 채워지면, 상기 수용 공간(21) 내의 유체의 수위는 높아지게 된다.

이 과정에서, 상기 유체의 수위는 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)의 끝단 아래에 위치하다가, 점차적으로 수위가 높아져서 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)의 끝단 위에 위치하게 된다.

결과적으로, 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)과 상기 접지되어 있는 탱크(20)는 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)의 끝단 위로 올라온 상기 유체에 의하여 통전 상태가 된다. 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)에는 전원이 인가되고, 상기 탱크(20)는 접지된 상태가 된다.

따라서, 상기 컨트롤러(90)는 상기 유체의 수위가 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)의 끝단 아래에 있는 경우에는 상기 최대 수위 허용 감지 전극관(53)과 상기 탱크(20)가 상기 유체에 의하여 통전되지 않은 것으로 감지할 수 있고, 상기 컨트롤러(90)는 상기 유체의 수위가 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)의 끝단 위에 있는 경우에는 상기 최대 수위 허용 감지 전극관(53)과 상기 탱크(20)가 상기 유체에 의하여 통전 상태가 이루어진 것으로 감지할 수 있다.

한편, 상기 컨트롤러(90)는 상기 최대 수위 허용 감지 전극관(53)이 상기 접지된 탱크(20)와 사이에서 상기 유체에 의하여 통전되는지 여부에 따라 상기 유체의 최대 허용 수위 도달 여부를 판단할 수 있는데, 경우에 따라서, 상기 최대 수위 허용 감지 전극관(53)이 상기 탱크(20)가 아닌 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)과 사이에서 상기 유체에 의하여 통전되는지 여부에 따라 상기 유체의 최대 허용 수위 도달 여부를 판단할 수도 있다.

결과적으로, 상기 컨트롤러(90)는 상기 최대 허용 수위 감지 전극관(53)과 상기 탱크(20) 또는 상기 최소 허용 수위 감지 전극관(51)이 상기 유체에 의하여 통전 상태가 이루어진 것으로 판단한 경우에, 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위가 상기 최대 허용 수위 초과인 것으로 감지한다. 이 경우, 상기 컨트롤러(90)는 더 이상 유체가 상기 수용 공간 내로 유입되지 못하도록 제어하고, 즉, 상기 유체 유입관(71)을 통해 상기 유체가 유입되지 못하도록 제어하고, 동시에 상기 히터(30)를 자동적으로 구동시킴으로써, 상기 유체가 다시 가열될 수 있도록 제어한다.

이와 같이 구성되고 동작되는 상기 한 쌍의 수위 감지 전극관 및 컨트롤러의 제어에 의하여, 상기 히터(30)의 구동 및 구동 정지가 자동적으로 제어되고, 상기 수용 공간(21) 내로 유체의 유입 또는 유입 정지가 자동적으로 제어된다.

구체적으로, 상기 컨트롤러(90)는 상술한 바와 같이, 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위가 상기 최소 허용 수위 미만인 것으로 감지한 경우, 상기 히터(30)의 구동을 정지시키고, 상기 유체가 상기 유체 유입관(71)을 통해 상기 수용 공간(21) 내부로 유입될 수 있도록 제어한다. 더 구체적으로 설명하면, 상기 컨트롤러(90)는 상기 케이스(10) 내부에 고정 안착 배치되는 급수 펌프(70)를 구동 제어함으로써, 상기 유체가 상기 유체 유입관(71)을 통해 상기 수용 공간(21) 내로 유입될 수 있도록 제어한다.

상기 급수 펌프(70)는 상기 케이스(10) 내부에 안정적으로 고정 배치된다. 도 2에서는 상기 급수 펌프(70)가 케이스(10) 내부에 떠있는 형태로 배치되는 것으로 예시하고 있지만, 실제로 상기 급수 펌프(70)는 상기 케이스(10)의 바닥면에 안정적으로 고정 배치되는 것이 바람직하다.

상기 급수 펌프(70)는 상기 유체 유입관(71)과 연결되어 있고, 상기 급수 펌프(70)는 유체 공급관(73)의 일단에 연결되어 있다. 상기 유체 공급관(73)의 타단은 상기 케이스(10)를 관통하여 외부로 노출된 상태로 설치된다. 상기 유체 공급관(73)의 타단은 유체를 공급할 수 있는 유체 공급 라인에 연결된다.

따라서, 상기 컨트롤러(90)가 상기 급수 펌프(70)가 구동될 수 있도록 제어하면, 상기 급수 펌프(70)는 외부의 유체 공급라인과 상기 유체 공급관(73)을 통해 유체를 끌어올린 후, 상기 유체 유입관(71)을 통해 상기 수용 공간(21) 내로 유체를 공급한다.

상기 유체 유입관(73)은 상기 급수 펌프(70)에서 공급되는 상기 유체를 상기 수용 공간(21) 내로 유입하고, 필요에 따라, 솔레노이드 밸브가 구비될 수 있다. 따라서, 상기 유체 유입관(73)에 구비되는 솔레노이드 밸브는 상기 급수 펌프(70)가 동작될 때, 개방되도록 제어되고, 상기 급수 펌프가 정지될 때, 폐쇄되도록 제어된다.

이와 같은 과정을 통하여, 상기 유체는 상기 수용 공간(21) 내에 채워지고, 상기 유체의 수위는 상술한 최대 허용 수위 감지 전극관(73)의 끝단 위로까지 올라가게 된다. 그러면, 상술한 바와 같이, 상기 컨트롤러(90)는 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위가 상기 최대 허용 수위 초과인 것으로 감지한다.

이와 같이, 상기 컨트롤러(90)가 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위가 상기 최대 허용 수위 초과인 것으로 감지하면, 상기 급수 펌프(70)의 구동을 정지시킴과 동시에 상기 히터(30)를 구동 제어한다. 결과적으로, 상기 수용 공간(21) 내로 상기 유체의 유입은 정지되고, 동시에 상기 히터(30)에 의하여 상기 유체는 다시 가열될 수 있다.

따라서, 상기 히터(30)에 의한 유체 가열이 이루어지고, 상기 수용 공간(21)에는 증기가 발생하여 증기 압력이 올라간다. 이후, 상술한 바와 같이, 컨트롤러(90)는 상기 증기압력 측정기(40)에 의한 상기 증기압력에 따라 상기 히터(30)의 구동 여부를 제어한다.

상기 컨트롤러(90)는 상술한 바와 같이, 상기 증기 압력이 상기 최대 허용 압력을 초과하면 히터의 구동을 정지시킨다. 그러면, 작업자는 개폐 밸브(61)를 열어서 상기 발생된 증기가 상기 증기배출관을 통해 배출될 수 있도록 한다.

상기 증기 배출관(60)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 개폐 밸브(61)가 연결되고, 작업자에 의하여 단속된다. 한편, 상기 개폐 밸브(61)는 솔레노이드 개폐 밸브로 구성할 수 있고, 작업자가 상기 컨트롤러를 조작하여 상기 솔레노이드 개폐 밸브의 단속을 제어할 수 있다. 이때, 상기 컨트롤러(90)는 작업자의 조작에 따라, 상기 솔레노이드 개폐 밸브(61)를 제어하여 상기 수용 공간에서 발생한 증기의 외부 배출을 단속한다.

이상에서 설명한 스팀 해빙기(100)는 탱크(20)의 수용 공간(21)의 증기 압력에 따라, 상기 히터(30)의 구동이 자동적으로 제어된다. 또한 상기 수용 공간(21) 내의 유체 수위에 따라, 상기 히터(30)의 구동이 자동적으로 제어되고, 상기 유체 유입의 단속이 자동적으로 제어된다.

한편, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내의 유체가 상기 히터(30)에 의하여 가열되는 과정에서, 상기 케이스(10) 내부의 온도가 상승할 수 있다. 이와 같이, 상기 케이스(10) 내부의 온도가 너무 올라가면, 상기 케이스(10)가 뜨거워져서 인명 피해가 발생할 수도 있고, 상기 컨트롤러 등 주변 기기들이 손상될 수도 있다.

따라서, 케이스(10) 내부의 온도가 너무 올라간 것으로 판단되면, 자동적으로 상기 케이스(10) 내부의 온도를 낮출 필요가 있다. 이를 위하여, 본 발명에서는 온도 감지 센서(미도시)와 송풍팬(80)을 상기 케이스(10)에 구비한다.

구체적으로, 상기 케이스(10)는 내부에 온도 감지 센서(미도시)를 구비하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(10) 내부의 공기를 순환시키는 송풍팬(80)을 구비한다.

그리고, 상기 컨트롤러(90)는 상기 온도 감지 센서(미도시)에서 감지한 온도가 설정 온도 이상이면 상기 송풍팬(80)을 구동제어한다. 결과적으로, 상기 케이스(10) 내부 온도는 떨어지게 된다.

구체적으로, 상기 컨트롤러(90)는 상기 온도 감지 센서(미도시)로부터 상기 케이스(10) 내부 온도를 전달받고, 전달받은 온도가 사전에 설정된 최대 허용 온도를 초과하면, 상기 송풍팬(80)을 자동으로 가동시켜, 상기 케이스(10) 내부의 온도가 낮아지도록 제어하고, 이후 상기 케이스(10) 내부 온도가 떨어져서 사전에 설정된 최소 허용 온도 미만이 되면, 상기 자동으로 상기 송풍팬(80)의 구동을 정지시키도록 제어한다.

이와 같은 과정을 통하여, 상기 케이스(10) 내부는 적정 온도를 유지할 수 있고, 결과적으로 상기 케이스(10) 내부에 배치되는 전자기기(컨트롤러 등)의 오동작을 방지할 수 있고, 더 나아가 상기 케이스(10)가 과열되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내에 잔존하는 유체를 외부로 배출시킬 필요성이 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동화 스팀 해빙기(100)를 사용하여 특정 작업을 완료한 후에는 상기 수용 공간(21) 내에 잔존하는 유체를 외부로 배출시켜야 한다.

이를 위하여, 상기 탱크(20)의 하부면에는 탱크 배출홀(미도시)이 형성될 필요성이 있고, 상기 탱크 배출홀(미도시)에 대응하여 상기 케이스(10)의 하부면에도 케이스 배출홀(미도시)이 형성되고, 상기 탱크 배출홀과 상기 케이스 배출홀에는 배출관(미도시)이 관통 형성됨으로써, 상기 탱크(20)의 수용 공간(21) 내에 잔존하는 상기 유체를 상기 케이스(10) 외부로 배출시킬 수 있다. 물론, 상기 배출관에는 밸브가 결합되고, 이 밸브의 개폐 동작에 따라 상기 잔존 유체가 외부로 배출될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동화 스팀 해빙기는 상술한 상기 케이스(10)의 내부 온도를 감지하는 온도 감지 센서와 별도로, 상기 탱크(20) 내부의 온도를 측정하는 온도 감지 센서(미도시)를 더 구비할 수 있다.

상기 탱크(20) 내에 구비되는 온도 감지 센서는 상기 탱크(20) 내의 유체의 온도뿐만 아니라 상기 탱크(20) 내부의 온도를 감지할 수 있다. 상기 컨트롤러(90)는 상기 탱크(20) 내에 설치되는 온도 감지 센서로부터 감지된 온도를 이용하여 상기 히터의 구동을 정지시키는 제어를 수행한다.

예를 들어, 상기 압력 측정기(40)가 오동작을 일으키거나 상기 수위 감지 전극관(50)에 의한 수위 측정이 이루어지지 않은 경우, 상기 탱크 내에 유체가 없거나 또는 최대 허용 압력에 도달하였는데도 불구하고 상기 히터가 동작되는 경우가 발생할 수 있다.

이 경우, 상기 탱크의 파손 또는 폭발과 같은 대형 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 컨트롤러(90)는 상기 탱크 내에 구비되는 온도 감지 센서가 특정 온도 이상이 되면, 상기 히터의 구동을 정지시키는 제어를 수행함으로써, 대형 사고를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 자동화 스팀 해빙기(100)는 상기 온도 감지 센서들 그리고 상기 압력측정기 등에서 측정한 값(온도, 압력 등)들을 표시해주는 디스플레이부를 더 구비하는 것이 바람직하다. 따라서, 작업자는 상기 디스플레이부에 표시된 온도 또는 압력 등을 확인하고 증기 배출 또는 증기 배출 차단 그리고 전원 차단 등의 조치를 취할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 자동화 스팀 해빙기(100)는 상기 급수 펌프(70)를 구동하여 자동으로 상기 수용 공간 내로 유체를 유입할 수 없는 경우, 예를 들어, 급수 펌프에 고장이 발생한 경우, 주변으로부터 급수가 불가능한 경우, 기타 유체 공급을 위한 기기들(급수 공급 라인 등)에 이상이 발생한 경우를 대비하여, 수동으로 상기 탱크 내로 유체를 공급할 수 있도록 상기 케이스에 수동 유체 투입구(75)를 구비한다.

구체적으로, 상기 케이스에는 상기 탱크 내로 유체를 수동으로 유입시킬 수 있는 수동 유체 투입구(75)가 구비된다. 그리고, 상기 수동 유체 투입구(75)에는 수동 유체 투입관(77)의 일단이 연결되어 있고, 상기 수동 유체 투입관(77)의 타단은 상기 유체 유입관(71)에 연결되어 있다.

따라서, 수동으로 상기 탱크 내로 유체를 유입하고자 하는 경우, 상기 컨트롤러(90)를 조작하여 상기 유체 유입관(71)에 구비되는 솔레노이드 밸브를 개방시킨 후, 상기 수동 유체 투입구(75)를 통하여 유체를 공급한다. 그러면, 상기 수동 유체 투입구(75)를 통해 공급되는 상기 유체는 상기 수동 유체 투입관(77)과 상기 유체 유입관(71)을 통하여 상기 탱크의 수용 공간 내로 유입될 수 있다.

한편, 상기 수동 유체 투입구(75)를 통하여 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여, 상기 수동 유체 투입구(75)에는 수동 유체 투입구 마개(79)가 구비된다. 따라서, 상기 수동 유체 투입구를 통하여 유체를 공급할 때에는 상기 수동 유체 투입구 마개를 개방시키고, 반대로 유체 공급을 하지 않을 때에는 상기 수동 유체 투입구 마개를 폐쇄시킨다.

상기 수동 유체 투입구 마개(79)는 일단만이 상기 수동 유체 투입구(75)의 주변 케이스에 결합되되, 스프링의 복원력을 가질 수 있도록 결합된다. 따라서, 상기 수동 유체 투입구 마개의 타단을 댕겨서 상기 수동 유체 투입구를 통하여 유체를 투입시킬 수 있고, 상기 유체 공급을 마친 후에는 상기 스프링의 복원력에 의하여 상기 타단이 상기 케이스에 접촉될 수 있도록 자동으로 이동한다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10 : 케이스 20 : 탱크
21 : 탱크의 수용 공간 30 : 히터
31 : 히터봉 40 : 압력측정기
50 : 수위 감지 전극관 51 : 최소 허용 수위 감지 전극관
53 : 최대 허용 수위 감지 전극관 60 : 증기 배출관
61 : 개폐 밸브 70 : 급수 폄프
71 : 유체 유입관 73 : 유체 공급관
75 : 수동 유체 투입구 77 : 수동 유체 투입관
79 : 수동 유체 투입구 마개 80 : 송풍팬
90 : 컨트롤러 100 : 자동화 스팀 해빙기