KR100657431B1

KR100657431B1 - 가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치

Info

Publication number: KR100657431B1
Application number: KR1020050129471A
Authority: KR
Inventors: 김옥천
Original assignee: 주식회사 세종테크
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2006-12-14

Abstract

본 발명은 가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가스버너와 이 가스버너 상부에 설치된 적어도 하나 이상의 히트파이프가 가열되면, 히트파이프 내의 가열된 공기를 열풍팬을 통하여 실내기로 공급하도록 된 열풍기와; 상기 열풍기에 의해 공급되는 가열된 공기와 실내기 내부의 열교환기와 열교환되는 외부공기가 열교환기와 열교환되기 전에 정제되도록 열교환기 선단에 설치되는 제1필터와; 상기 가스히트펌프 실내기 내부의 열교환기 후단에 설치되어 열교환된 공기를 살균하고 탈취시키는 제2필터와; 상기 가스히트펌프 실내기에서 도장용 부스까지 설치된 덕트의 종단에 설치된 압송팬에 의해 열교환된 공기가가 흡배기될 때 공기를 정제하도록 된 제3필터를 포함한다.

따라서, 도장용 부스의 페인트 응고, 불순물 방지 및 쾌적한 작업환경 유지를 위해 겨울철에는 전기코일 또는 스팀, 온수보일러를 이용하고, 여름철에는 냉동기 또는 전기방식을 운영함으로써 발생하는 운영비 부담과 동절기 동파에 대한 문제를 저렴한 설치비용과 운전비용으로 도장용 부스가 쾌적한 작업환경 및 제습이 이루어질 수 있도록 하는 가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치를 제공한다.

가스히트펌프, 도장, 부스, GHP

Description

가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치{Clean air supply apparatus for coating booth using Gas Engine Heat Pump}

도 1은 본 발명에 따른 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 가스히트펌프(GHP : Gas engine Heat Pump)

101 : 도장용 부스 102 : 가스버너

103 : 히트파이프 104 : 열풍팬

105 : 실내기 106 : 열풍기

107 : 열교환기 108 : 제1필터

109 : 제2필터

110 : 덕트 111 : 압송팬

112 : 제3필터 113 : 가스엔진

114 : 압축기 115 : 실외기

116 : 4방변 117 : 2중관 열교환기

본 발명은 가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가스버너와 이 가스버너 상부에 설치된 적어도 하나 이상의 히트파이프가 가열되면, 히트파이프 내의 가열된 공기를 열풍팬을 통하여 실내기로 공급하도록 된 열풍기와; 상기 열풍기에 의해 공급되는 가열된 공기와 실내기 내부의 열교환기와 열교환되는 외부공기가 열교환기와 열교환되기 전에 정제되도록 열교환기 선단에 설치되는 제1필터와; 상기 가스히트펌프 실내기 내부의 열교환기 후단에 설치되어 열교환된 공기를 살균하고 탈취시키는 제2필터와; 상기 가스히트펌프 실내기에서 도장용 부스까지 설치된 덕트의 종단에 설치된 압송팬에 의해 열교환된 공기가가 흡배기될 때 공기를 정제하도록 된 제3필터를 포함함으로써, 도장용 부스의 페인트 응고, 불순물 방지 및 쾌적한 작업환경 유지를 위해 겨울철에는 전기코일 또는 스팀, 온수보일러를 이용하고, 여름철에는 냉동기 또는 전기방식을 운영함으로써 발생하는 운영비 부담과 동절기 동파에 대한 문제를 저렴한 설치비용과 운전비용으로 도장용 부스가 쾌적한 작업환경 및 제습이 이루어질 수 있도록 하는 가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가전제품 케이싱이나 자동차 휀다 등과 같은 외장 케이싱에는 도장을 통하여 제품의 케이싱 표면이 매끄럽게 보이게 하거나, 고광택이 발생할 수 있도록 한다.

이러한 도장작업에는 건식스프레이로 페인를 도장하고자 하는 제품의 표면에 분사시키되, 도장이 가장 잘 되도록 하기 위해서는 건식스프레이 분사시 이물질이 도장표면에 안착되지 않아야 하며, 요구되는 습도조건을 충족시켜줘야만 한다.

따라서, 이러한 도장작업을 위한 도장용 부스내의 크린에어와 습도조건을 만족시키기 위해서는 겨울철에는 보일러에 의한 난방을 통하여 일정온도가 유지되게 하였으며, 여름철에는 냉동기를 통하여 일정온도가 유지되게 하였다.

그러나, 상기한 보일러를 통한 난방이나 냉동기를 통한 냉방은 동파이프가 동파하거나, 동파방지를 위한 유지관리작업을 매년 실시해야 하는 문제점과 번거로움이 있으며, 냉동기는 장비자체가 매우 고가라는 점과 전기라는 고가의 원동력을 사용하기 때문에 운전비나 유지비가 상대적으로 상승하며, 특히, 겨울철과 여름철에 각각 서로 다른 장비를 운전시켜야 한다는 점에서 설치비는 물론 유지보수비와 운전비용의 급상승을 초래함으로써 전체적으로 도장공정의 비용상승을 야기시키는 문제점이 있었다.

아울러, 도장용 부스내에는 상기한 바와 같이 크린에어와 요구되는 습도조건이 갖추어 져야만 최상의 도장품질을 보장할 수 있는 데도 불구하고, 단순히 온도만 항온상태로 유지한다는 것은 최상의 도장품질을 보장하지 못하게 하는 요인이 되기도 한다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 도장용 부스에 청정의 공기가 공급될 수 있도록 하되, 계절에 관계없이 설정된 온도에 알맞게 냉,난방이 되도록 하며, 난방과 냉방을 위한 별개의 추가설비를 하지 않고도 하나의 장비로서 냉, 난방을 효과적으로 제어하며, 최상의 도장품질을 위한 요구온도와 요구습도 조건이 충족될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 가스히트펌프(100)를 이용한 도장부스(101)용 크린에어 공급장치에 있어서, 가스버너(102)와 이 가스버너(102) 상부에 설치된 적어도 하나 이상의 히트파이프(103)가 가열되면, 히트파이프(103) 내의 가열된 공기를 열풍팬(104)을 통하여 가스히트펌프의 실내기(105)(이하, 실내기(105)라 함)로 공급하도록 된 열풍기(106)와; 상기 열풍기(106)에 의해 공급되는 가열된 공기와 실내기(105) 내부의 열교환기(107)와 열교환되는 외부공기가 열교환기(107)와 열교환되기 전에 정제되도록 열교환기(107) 선단에 설치되는 제1필터(108)와; 상기 가스히트펌프(100) 실내기(105) 내부의 열교환기(107) 후단에 설치되어 열교환된 공기를 살균하고 탈취시키는 제2필터(109)와; 상기 가스히트펌프(100) 실내기(105)에서 도장용 부스(101)까지 설치된 덕트(110)의 종단에 설치된 압송팬(111)에 의해 열교환된 공기가가 흡배기될 때 공기를 정제하도록 된 제3필터(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치에 의해서 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치를 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 최근 그 사용이 날로 증가하고 있는 가스히트펌프(100)의 냉,난방원리를 간단하게 설명하면 다음과 같다.

가스히트펌프(100)(GHP : Gas engine Heat Pump)는 LNG와 LPG를 열원으로 가스 엔진(113)의 동력으로 구동되는 압축기(114)에 의해 냉매를 실내기(105)와 실외기(115) 사이의 냉매배관으로 흐르게 하여 액화와 기화를 반복시켜 여름에는 냉방 장치로, 겨울에는 난방장치로 이용하는 가스 냉난방 멀티공조 시스템이다.

난방시는 가스엔진(113)을 작동하여 냉매가스 압축기(114)를 구동시키며 압축기(114)에서 압축된 고온고압의 냉매가스는 실내기(105)로 보내지며 실내기(105)의 열교환기(107)에서는 실내공기와 열교환 하게 되며(이때 실내는 난방이 됨) 열교환 후에는 팽창변(열교환기(107))을 통하여 냉매가스는 팽창하게 되며 중온.중압의 냉매액이 저온.저압의 냉매액으로 된다.

그리고, 팽창변(열교환기(107))을 통과한 냉매액은 실외기(115)로 보내지며 필터드라이어의 열교환기(107)를 통과하면서 계내의 소량의 수분,먼지등을 제거하고 실외기(115)의 실외열교환기를 통과하면서 저온저압의 냉매가스로 변하게 된다.

또한, 4방변(116)을 거치고 엔진(113) 구동시 발생되는 배기열을 재활용하는 장치인 2중관 열교환기(117)(엔진(113) 냉각수와 배기가스가 열교환)를 거쳐서 어큐뮬레이터(도시하지 않음)에 돌아오면, 다시 압축기(114)에서 냉매가스를 압축하고 상기에서 설명한 바와 같이 냉매가스는 실내기(105)로 보내져 응축하게 되는 바, 이하 같은 과정으로 팽창 및 증발 과정을 행함으로써 난방 사이클(cycle) 운전은 계속된다.

한편, 냉방시에는 냉매압축기(114)에서 냉매가스를 압축하고 실외기(115)의 실외기(115) 열교환기를 거치면서 냉매가스는 응축하게 된다(난방시에는 증발기의 역할을 하고 냉방시에는 응축기의 역할을 함).

그리고, 응축된 냉매액은 실내기(105)의 팽창변(열교환기(107))에서 팽창하며 실내기(105)의 열교환기에서 증발하게 된다. 이때 실내기(105)의 열교환기(107) 는 증발기의 역할을 하게되며 증발열에 의하여 실내공기는 차갑게 된다(난방시에는 응축기의 역할을 하고 냉방시에는 증발기의 역할을 함).

또한, 실내기(105)의 열교환기(107)(증발기)로부터 나온 냉매가스는 4방변(116)을 거쳐 어큐뮬레이터로 모아지고 냉매가스 압축기(114)로 들어가게 되며, 이와 같은 과정을 반복하면서 냉방 싸이클(cycle) 운전은 계속된다.

하지만 상기와 같은 구성 및 운전조건을 가스히트펌프(100)(GHP) 냉난방 장치는 실내의 냉.난방은 간편하게 할 수 있지만, 도장용 부스(101)와 같이 밀폐된 공간에서 연속적으로 열 교환이 이루어지게 할 경우에는 도장용 부스(101)의 산소농도가 저하되어 최종적으로 도장용 부스(101)에서는 공기가 혼탁하게 될 우려가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 가스히트펌프(100)를 채택하여 도장용 부스(101)가 항온상태를 유지하게 하면서, 도 1에 도시된 바와 같이 난방시에는 실내기(105)로 열풍을 공급할 수 있도록 실내기(105)와 인접한 위치에 열풍기(106)를 설치하는 바, 이 열풍기(106)는, 가스버너(102)와 이 가스버너(102)에 의해서 가열되는 다수개의 히트파이프(103) 및 열풍팬(104)으로 구성되며, 가스버너(102)에 의해서 히트파이프(103)가 가열되면, 히트파이프(103)가 가열되면서 동반가열되는 히트파이프(103) 내부의 공기가 실내기(105)로 공급될 수 있도록 열풍팬(104)이 가열된 공기를 흡입하여 실내기(105)와 열풍기(106)에 연결된 열풍관로로 배기함으로써 난방효율이 극대화될 수 있게 한다.

아울러, 상기 실내기(105)에는 열풍기(106)에 의해 공급되는 가열된 공기와 실내기(105) 내부의 열교환기(107)와 열교환되는 외부공기가 열교환기(107)에서 열교환되기전에 먼지 등과 같은 미세 먼지가 정제되도록 열교환기(107) 선단에 제1필터(108)를 설치하고, 실내기(105) 내부의 열교환기(107) 후단에는 열교환된 공기가 항균, 탈취되도록 제2필터(109)를 설치하는 바, 제2필터(109)는 약 650여가지의 유해 물질인 곰팡이, 바이러스, 세균, 꽃가루, 황사 등을 살균 시킴과 동시에 실버 소재를 최첨단 나노 기술을 응용하여 강력한 항균 작용과 탈취 기능을 강화한 것으로서, 공기를 청정시켜 부스(101)에서 사용되는 공기가 최상의 청정상태를 유지하게 한다.

여기서, 상기한 제1, 제2, 제3필터(108)(109)(112)는 통상적으로 헤파필터(HEPA Filter), 미듐필터(Medium Filter)등으로 통칭되기도 하는 것으로, 본 발명에서는 이 필터를 선택적으로 채택사용할 수 있는 것이므로 그 종류에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

상기한 바와 같이 실내기(105)에서 열교환이 이루어진 공기는 실내기(105)와 도장용 부스(101)까지 연결설치된 덕트(110)를 통해 공급되는 바, 덕트(110)의 종단(즉, 도장용 부스(101)와 연통되는 덕트(110)의 끝 부분)에는 압송팬(111)을 설치하여 실내기(105)에서 열교환된 공기가 덕트(110)내에서 압송팬(111)으로 흡입되어 도장용 부스(101)로 배기될 수 있게 한다.

여기서, 상기 압송팬(111)에 의해 배기되는 공기가 다시 한번 정제되도록 제3필터(112)를 도 1에 도시된 바와 같이 설치하여 덕트(110)내에 체류할 수 있는 각종 이물질이나 먼지 등이 최종적으로 제3필터(112)에거 여과되어 청정의 공기로 정 제될 수 있게 한다.

아울러, 상기 도장부스(101)에서 요구되는 습도조건을 충족시키도록 도장부스(101)내에는 일반적으로 가습기를 설치할 수도 있으나, 통상적으로 도장부스(101)내에는 도료가 흩날리지 않도록 하기 위하여 측벽 또는 바닥면에 물이 흐를 수 있도록 하기 때문에 별도의 가습기 설치는 중요한 설치요소는 아니다.

반면, 상기한 바와 같이 도장부스(101)내에는 충분한 물이 흐르게 되므로 자칫 지나치게 습도가 높아질 수 있다. 이때에는, 가스버너(102)에 의한 뜨거운 공기가 열풍기(106)에서 발생하여 도장부스(101)로 공급되어 짐으로써 높은 습도를 낮추어 도장부스(101)내의 습도가 항상 도장하기 적당한 습도로 유지될 수 있게 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 가스히트펌프(100)는 여름철 냉방시에는 냉매 순환에 의한 냉각싸이클을 난방의 역순으로 제어함으로써, 냉, 난방이 교번적으로 운전될 수 있는 것은 냉각싸이클에서 일반적인 기술이므로 이하, 생략하며, 냉각싸이클 운전시에는 열풍기(106)의 운전을 통한 운전제어는 도장용 부스(101) 내부의 습도에 따라 제습을 위하여 가동될 수도 있으며, 가동되지 않을 수도 있는 것으로 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.

또한, 통상적으로 항온, 항습을 위한 제어 시스템에는 온도와 습도를 센싱하여 이를 제어부에 의하여 제어하는 매카니즘으로 구성되는 것이므로 본 발명은 이러한 통상적인 제반기술을 포함하고 있는 것이라고 보아야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 고가의 전기를 사용하는 냉, 난방장치를 사용하지 않고, 저가의 산업용 가스를 사용함으로써 운전비 및 유지관리비를 절감시키는 효과를 가지는 것으로, 이는 냉방기와 보일러의 별도설치 후, 계절별 별도 운전제어를 통해 도장용 부스내의 항온, 항습을 유지케 함으로써 발생하는 장비의 추가설치에 따른 제반경비와 동파에 의한 파손에 의한 유지관리비의 상승을 미연에 방지할 수 있어 잉여자금을 효율적으로 운용할 수 있는 효과를 가진다.

특히, 저가의 산업용 가스를 사용하되, 냉방과 난방을 하나의 장비에서 일괄제어하되, 도장용 부스로 공급되는 공기가 최상의 품질로 청정 정제되도록 하고, 제습을 통한 항습상태가 유지되게 함으로써, 최상의 도장품질을 보장할 수 있게 하는 효과를 가진다.

Claims

가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치에 있어서,

가스버너와 이 가스버너 상부에 설치된 적어도 하나 이상의 히트파이프가 가열되면, 히트파이프 내의 가열된 공기를 열풍팬을 통하여 실내기로 공급하도록 된 열풍기와;

상기 열풍기에 의해 공급되는 가열된 공기와 실내기 내부의 열교환기와 열교환되는 외부공기가 열교환기와 열교환되기 전에 정제되도록 열교환기 선단에 설치되는 제1필터와;

상기 가스히트펌프 실내기 내부의 열교환기 후단에 설치되어 열교환된 공기를 살균하고 탈취시키는 제2필터와;

상기 가스히트펌프 실내기에서 도장용 부스까지 설치된 덕트의 종단에 설치된 압송팬에 의해 열교환된 공기가가 흡배기될 때 공기를 정제하도록 된 제3필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 이용한 도장부스용 크린에어 공급장치.