KR100962293B1 - 부품 세척기 및 세척 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부품 세척기 및 세척 방법에 관한 것으로서, 특히, VOC 가스를 응축하는 응축수단을 포함하여, 챔버내의 VOC 가스의 농도를 감소시킬 수 있는 부품세척기 및 세척방법에 관한 것이다.
부품 세척기, 유기 용매, VOC, 응축
Description
본 발명은 유기용매를 이용한 부품 세척기 및 세척 방법에 관한 것으로서, 특히, 휘발성 유기화합물의 VOC가스를 응축 및 정화하여 대기 중으로 배출되는 농도를 최소화한 부품세척기 및 세척 방법에 관한 것이다.
자동차 정비소 등의 산업현장에서 부품에 묻어 있는 기름때를 제거하기 위해서 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds)를 사용한다. 휘발성 유기화합물은 액체(이하 '유기용매'라 함) 또는 기체(이하 'VOC 가스'라 함)상으로 존재한다. 휘발성 유기화합물은 대기오염 뿐만 아니라 발암성 물질이며, 지구온난화의 원인물질이므로 국가마다 배출을 줄이기 위해 정책적으로 관리하고 있다. 유기 용매는 액체 상태이므로 배출 관리를 용이하게 할 수 있으나, VOC 가스는 기체 상태로 존재하므로 이를 관리하는 것이 어렵다. 종래 유기용매를 이용하여 부품을 세척하는 부품 세척기에 관하여 2005년 10월 28일자로 특허출원된 바 있다(대한민국 공개특허공보 2007-0045801). 그러나, 상기 종래 기술에 따른 부품세척기는 유기용매를 사용하여 부품을 세척한 후 세척조의 덮개를 오픈하면, 고농도의 VOC가스가 대기 중으로 방출되며, 또한, 드럼내의 유기용매로 부터 증발한 다량의 VOC가스가 세척 조에 유입되어 세척조의 VOC농도가 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유기용매를 이용하여 부품을 세척하는 경우에 VOC 가스를 응집하고 제거하여 대기중으로 방출되는 VOC 가스 농도를 낮출 수 있는 부품세척기를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유기용매를 저장하는 드럼과, 피세척물을 세척하기 위한 공간이 형성된 챔버와, 상기 드럼의 유기용매를 상기 피세척물에 분사하는 제 1 노즐과, VOC 가스를 응축하기 위한 응축수단을 포함한다.
또한, 제 2 노즐과, 상기 챔버에 형성된 VOC 가스 배출구와, 상기 제 2 노즐과 상기 VOC 가스 배출구 사이에서 VOC 가스가 순환하도록 하는 순환관과, 상기 순환관에 설치된 송풍수단을 포함한다.
또한, 상기 순환관에서 분지된 재순환관과, 상기 재순환관에 설치된 제 1 필터를 더 포함한다.
또한, 상기 재순환관에서 분지된 배출관과, 상기 배출관에 설치된 제 2 필터를 더 포함한다.
또한, 상기 챔버의 하측에 연결된 연통 파이프를 더 포함하며, 상기 연통 파이프의 끝단이 유기 용매에 잠긴다.
또한, 상기 응축수단은, 상기 챔버의 내측 벽면에 고정 설치되는 냉각판과, 하측에 VOC 가스 흡입 통로를 갖으면서 상기 냉각판을 덮는 커버를 포함한다.
또한, 상기 제 1 필터는 제 1 필터 상측에 설치되는 스팀분사기와, 제 1 필터 하측에 설치된 유기 용매 배출관을 포함한다.
또한, 피세척물을 챔버 내부에 배치하는 단계와, 챔버를 밀봉하는 단계와, 유기 용매를 피세척물에 분사하는 단계 및 VOC 가스를 응축하는 단계를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 부품 세척기에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
챔버내에서 발생한 VOC 가스가 응축되므로 챔버 내의 VOC 가스 농도가 감소된다.
재순환관을 흐르는 VOC 가스가 제 1 필터에 의해 VOC 가스 농도가 감소하게 된다.
배출관을 흐르는 VOC 가스가 제 2 필터에 의해 VOC 가스 농도가 감소하게 된다.
연통 파이프가 드럼에 저장된 유기 용매에 잠기도록 설치되므로 드럼에서 챔버로 유입되는 VOC 가스 량이 감소한다.
이로 인해 작업자의 건강에 위해를 가하지 않고 대기오염도 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개략도이고, 도 2는 도 1의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 필터의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 필터의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 부품 세척기는 유기용매를 수용하는 드럼(10)과, 피세척물을 세척하기 위한 공간이 형성된 챔버(20)와 상기 드럼의 유기용매를 상기 피세척물에 분사하는 제 1 노즐(31)과 VOC 가스를 응축하기 위한 응축수단(60)을 포함한다.
드럼(10)에는 피세척물에 뭍은 기름때를 제거하기 위한 유기용매(S)가 저장된다. 유기용매(S)는 제 1 노즐(31)에 의해 피세척물(P)에 분사된다. 펌프(15)가 작동되면, 드럼(10)에 저장된 유기 용매(S)는 유기 용매 순환관(13)으로 유입되고, 제 1 노즐(31)에 의해 피세척물(P)에 분사된다.
제 1 노즐은 스프레이 노즐 또는 브러쉬 노즐로 형성될 수 있는데, 브러쉬 노즐로 형성되는 경우에는 브러쉬로 피세척물(P)에 묻은 기름때를 쓸어내면서 세척한다.
챔버(20)는 그 하측이 원추형상으로 형성된 밑면부(21)가 형성된다. 밑면부(21)는 상기 드럼(10)과 연통되는 연통 파이프와 연결된다.
챔버(20)내에서 응축된 유기 용매는 연통 파이프(24)를 통해 드럼(10)으로 흘러가게 된다. 연통 파이프(24)의 끝단은 드럼(10)에 저장된 유기 용매(S)에 잠기도록 길게 확장된다. 이로 인해 드럼(10)에서 증발하는 VOC 가스는 연통 파이프(24) 내부에서 발생하므로, 챔버(20)로 유입되는 VOC 가스가 감소한다.
챔버(20)에는 뚜껑(22)이 설치되어 피세척물(P)을 챔버(20) 내부로 위치시키거나 외부로 빼낼 수 있다. 또한, 챔버(20)에는 투명유리(23)가 설치되어, 작업자가 챔버(20) 안을 보면서 피세척물(P)을 용이하게 세척할 수 있다.
챔버(20)에는 VOC 가스 배출구(40)가 형성되어, VOC 가스가 챔버(20) 외부로 배출된다.
VOC 가스는 기체 상태이므로 이를 그대로 대기로 방출할 경우에는 대기 오염의 문제가 발생하게 된다. 따라서 기체 상태를 액체 상태로 변환하여 대기 중으로 배출되는 농도를 최소화할 필요가 있다.
본 발명은 응축수단(60)으로 챔버내의 VOC 가스의 농도를 감소시킨다. 응축수단(60)에 의해서 VOC 가스는 응축되고, 응축된 액체 상태의 유기 용매는 챔버(20)로 유입된다.
도 3을 참조하면, 응축수단(60)은 냉각판(61)과 커버(63)를 포함한다. 냉각판(61)은 챔버(20)의 내측 벽면에 고정 설치된다. 커버(63)는 하측에 VOC 가스 흡입 통로를 갖으면서 냉각판(61)을 덮는다.
냉각판(61)의 온도는 저온으로 유지되다. VOC 가스는 커버(63)의 하측에 형성된 흡입통로를 통해 유입되며, 커버(63)와 냉각판(61)의 이격 공간으로 흐르게 된다. 그러면, VOC 가스는 냉각판(61)에 의해 응축되고, 응축된 유기 용매는 챔버(20) 밑으로 흘러 내러간다.
응축수단(60)은 칠러(chiller)로 구성될 수 있는데, 이 경우, 챔버의 외측 벽멱에는 팽창판(65)이 설치되며, 팽창판(65) 배면에는 팬(67)이 설치된다. 한편, 응축수단(60)은 도 4와 같이 상향 기울기를 갖는 순환관(50)의 외측면에 설치될 수 있다. 순환관(50)이 상향 기울기를 갖기 때문에, 순환관(50)의 내부에서 응축된 유기 용매는 챔버(20)로 유입된다.
송풍팬등의 송풍순단(52)으로 순환관(50)의 VOC 가스를 강제 순환시킨다. 제 2 노즐(32)은 순환관(50)과 연결되어 피세척물(P)에 묻어 있는 유기 용매를 제거한다.
재순환관(55)은 순환관(55)에서 분지되는데, 보다 바람직하게는 송풍수단(52)과 제 2 노즐 사이의 순환관에서 분지된다. 재순환관(55)의 끝단은 제 2 노즐(32)에 연결되거나 또는 상기 챔버(20) 벽면에 연결된다. 도 1 과 같이, 재순환관(55)의 끝단이 제 2 노즐(32)에 연결되는 경우에는, VOC 가스는 제 1 필터(70)에 의해 제거된 후 챔버(20)내의 피세척물(P)에 분사된다. 한편, 재순환관(55)의 끝단이 제 2 노즐과 연결되지 않고 챔버(20)의 벽면과 연결되는 경우에는, VOC 가스는 제 1 필터(70)에 의해 제거된 후 챔버(20)내로 유입된다.
순환관(50)에는 제 1 밸브(56)가 설치되어, 제 1 밸브(56)를 잠그면 VOC 가스는 재순환관(55)으로 흐르게 된다. 재순환관(55)에는 제 1 필터(70)가 설치된다.
도 5를 참조하면, 제 1 필터(70)는 챠콜 필터(71)과 바이오 세라믹 필터(72)를 포함한다. 챠콜 필터(71)에 의해 1 차적으로 VOC 가스가 제거되고, 미생물을 함유한 바이오 세라믹 필터(72)는 미생물이 먹이로 VOC 가스를 먹게 되므로 VOC 가스 농도가 추가로 감소한다.
바이오 세라믹 필터(72)는 알갱이 형태 또는 판상으로 형성된다.
스팀 분사기(75)는 미생물에 수분을 공급할 뿐만 아니라 VOC 가스를 액체 상태로 변환시키게 한다. 또한 챠콜 필터(71)를 세척하는 기능도 발휘되어 챠콜필터의 계속된 사용이 가능하다. 또한, 미생물에 수분을 공급하므로서 반영구적인 사용이 가능하다.
스팀 분사기(75)에서 분사된 스팀은 응집되어 제 1 필터(70) 하측으로 모이게 되고, 유기 용매(S) 또한 제 1 필터(70)의 하측으로 모이게 된다. 수분(W)과 유기 용매(S)의 밀도차이로 인해 수분(W)과 유기 용매(S)는 층을 형성한다.
상층으로 형성되는 유기 용매(S)는 유기용매 배출관(77)에 의해 드럼(10) 또는 챔버(20)로 유입된다. 또한 수분(W)는 제 1 필터 하측에 설치된 밸브를 통해 외부로 방출된다.
배출관(57)은 재순환관(57)에서 분지되는데, 보다 바람직하게는 제 1 필터(70)와 제 2 노즐 사이에서 분지된다. 배출관(57)에는 제 2 필터(80)가 설치된다.
도 6을 참조하면, 제 2 필터(80)는 바이오 세라믹 필터(81)를 포함한다. 제 2 필터에 의해 VOC 가스 농도가 감소하게 된 후 대기중으로 배출된다.
본 발명에 따른 세척방법은 다음과 같다. 우선 챔버(20)의 두껑을 열고 피세척물(P)을 챔버 내에 위치시킨다. 그 다음 펌프(15)를 작동시키고, 제 1 노즐을 이용하여 피세척물(P)에 유기 용매를 분사하여 기름때 등을 제거한다.
송풍수단(52)을 작동시켜서 챔버(20)내의 VOC 가스를 강제 순환시키면서 제 2 노즐로 피세척물에 남아 있는 유기 용매를 제거한다.
그 다음 제 1 밸브를 닫아, 순환관(50)을 흐르는 VOC 가스를 재순환관(55)으로 흐르도록 한다. 재순환관(55)을 흐르는 VOC 가스는 제 1 필터(70)에서 정화된 후 챔버(20)로 다시 유입된다.
2~3분이 경과한 후 제 2 밸브(58)를 닫고, 제 3 밸브(59)를 열어 재순환관(55)을 흐르는 VOC 가스를 배출관(57)으로 흐르도록 한다.
배출관(57)을 흐르는 VOC 가스는 제 2 필터에서 정화된 후 대기 중으로 배출된다. 그런 다음 챔버 뚜껑을 열고 피세척물을 꺼낸다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 부품세척기 및 세척방법은 유기용매를 이용하여 부품의 기름때를 세척하는 세척기에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개략도.
도 2는 도 1의 사시도.
도 3은 본 발명의 응축수단의 일 실시예에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 응축수단의 다른 실시예에 따른 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 필터의 일 실시예에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 필터의 일 실시예에 따른 단면도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 드럼 20 : 챔버
22 : 뚜껑 23 : 투명 유리
31 : 제 1 노즐 32 : 제 2 노즐
40 : VOC 가스 배출구 50 : 순환관
52 : 송풍수단 55 : 재순환관
56 : 제 1 밸브 57 : 배출관
58 : 제 2 밸브 59 : 제 3 밸브
60 : 응축수단 70 : 제 1 필터
71 : 챠콜 필터 72 : 바이오 세라믹 필터
75 : 스팀 분사기 77 : 유기 용매 배출관
81 : 바이오 세라믹 필터
Claims (8)
- 유기용매를 저장하는 드럼과;피세척물을 세척하기 위한 공간이 형성된 챔버와;상기 드럼의 유기용매를 상기 피세척물에 분사하는 제 1 노즐과;VOC 가스를 응축하기 위한 응축수단과;상기 챔버에 설치되는 제 2 노즐과;상기 챔버에 형성된 VOC 가스 배출구와;상기 제 2 노즐과 상기 VOC 가스 배출구 사이에서 VOC 가스가 순환하도록 하는 순환관과;상기 순환관에 설치된 송풍수단과;상기 순환관에서 분지된 재순환관과;상기 재순환관의 가스가 통과하는 제 1 필터를포함하는 것을 특징으로 하는 부품 세척기.
- 제 1 항에 있어서,상기 재순환관에서 분지된 배출관과;상기 배출관에 설치된 제 2 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 세척기.
- 제 1항에 있어서,상기 제1필터는 바이오세라믹 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품세척기.
- 피세척물을 세척하기 위한 공간이 형성된 챔버와;상기 챔버내에 설치되어 피세척물에 세척액을 분사하는 제 1 노즐과;상기 챔버의 외측에서 설치되어 상기 챔버내의 가스가 통과하는 제1필터와;상기 제1필터를 통과한 가스를 챔버로 유입하도록 하는 재순환관과;상기 재순환관에 연결된 배출관과;상기 배출관의 가스가 통과하는 제2필터와;상기 챔버의 외측 벽면에 설치된 팽창판과;상기 팽창판의 배면에 설치된 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 세척기.
- 피세척물을 세척하기 위한 공간이 형성된 챔버와;상기 챔버내에 설치되어 피세척물에 세척액을 분사하는 제 1 노즐과;상기 챔버에 형성된 가스 배출구와;일단이 상기 가스 배출구에 연결되고, 타단이 상기 챔버에 연결되는 순환관과;상기 순환관에서 분지된 재순환관과;상기 재순환관의 가스가 통과하는 제1필터와;상기 가스 배출구와 상기 제1필터 사이에 설치되는 송풍수단과;상기 가스 배출구와 상기 송풍수단 사이에 설치되는 응축수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 세척기.
- 제 5 항에 있어서,상기 챔버의 하측에 연결된 연통 파이프를 더 포함하며,상기 연통 파이프의 끝단이 유기 용매에 잠기는 것을 특징으로 하는 부품 세척기.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1 필터는,제 1 필터 상측에 설치되는 스팀분사기와;제 1 필터 하측에 설치된 유기 용매 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 세척기.
- 챔버내에 배치된 피세척물에 유기용매가 분사되는 단계와;상기 분사단계에서 생성된 VOC 가스를 응축하는 단계와;상기 응축단계를 거친 VOC 가스가 제1필터를 통과하도록 하는 단계와;상기 제1필터를 통과한 VOC 가스를 상기 챔버로 재유입되도록 하는 단계와;상기 재유입되도록 하는 단계를 소정 시간 진행한 이후에, 상기 제1필터를 통과하는 VOC 가스가 제2필터를 통과하도록 하는 단계와;상기 제2필터를 통과한 가스를 대기중으로 배출하는 단계를를 포함하는 부품세척기의 세척방법.
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