KR101001901B1

KR101001901B1 - 염색장치

Info

Publication number: KR101001901B1
Application number: KR1020100070181A
Authority: KR
Inventors: 권혁상
Original assignee: 리턴에너지 주식회사
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2010-12-17

Abstract

본 발명의 염색장치는, 가열기와 냉각기가 각각 연결되는 염색조; 상기 염색조에 제1공급유로를 통해 연결되며 공급수가 저수되는 저수탱크; 상기 저수탱크에 제2공급유로를 통해 연결되며 공급수를 냉각수로 변화시키는 히트펌프; 상기 염색조의 폐수를 외부로 배출하는 배출유로; 상기 히트펌프를 통과한 제2공급유로로부터 분기되는 제1분기유로와 제2분기유로; 및, 상기 배출유로를 지나는 폐수로부터의 폐열을 상기 제1공급유로와 제2분기유로에 전달하여 공급수를 온수로 변화시키는 폐수열 회수기를 포함하되, 상기 제1분기유로를 통해 상기 히트펌프로부터의 냉각수가 상기 냉각기로 공급되며, 상기 폐수열 회수기를 지난 제2분기유로는 상기 저수탱크에 연결되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 고온의 폐수를 열교환시켜서 방출시키기 때문에 에너지를 효과적으로 회수할 수 있다는 이점이 있다.

Description

염색장치{DYEING APPARATUS}

본 발명은 염색장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온 폐수의 발생을 억제하여 열효율이 향상됨에 따라 에너지 절약 효과가 매우 우수한 염색장치에 관한 것이다.

반적으로 염색장치는 직물 등을 염색하기 위해 염색조에 스팀보일러의 증기를 연결하여 온도(대략 130℃ 전후)를 맞추는 한편, 직물의 헹굼이나 염색조의 세척과 냉각을 위해 저온수를 공급하는 공정을 반복하게 된다.

그러나, 종래의 염색장치는 사용된 고온수 또는 증기를 회수하지 않고 외부로 배출하여 열효율이 저하되는 문제점이 있었다. 즉, 온수가 과잉 생산되어 고온의 폐수를 그대로 방류하기 때문이다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 열교환에 의해 폐수의 열을 재사용하는 염색장치가 개시되어 있지만, 폐수의 열을 이용하여 단순히 열교환하는 과정을 거치기 때문에 열효율 향상 효과가 미미하였다.

더욱이 종래에는 고온의 폐수가 열교환기 등 복잡한 경로를 거쳐 통과하게 되므로 이물질이 관로 등에 퇴적하여 폐수의 흐름이 느려지거나 막히는 경우가 빈번하여 냉각효율이 크게 떨어지거나 무용지물이 되는 단점도 있었다.

또한, 종래에는 염색조를 130℃ 전후의 온도로 맞추기 위해 스팀보일러가 사용되는데, 사용된 증기는 고온의 물로 응축된 후 그대로 방류되는 등 과도한 온수생산이 이루어짐에 따라 에너지 낭비가 매우 크다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고온 폐수의 발생을 억제하고 온수는 폐수에서 재생하므로 열효율이 향상됨에 따라 에너지절약 효과가 매우 우수한 염색장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 폐수가 아닌 청수를 이용하여 염색조를 냉각함으로써 관로에 오염물질이 퇴적하지 않아 냉각효율이 우수한 염색장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 염색장치는, 가열기와 냉각기가 각각 연결되는 염색조; 상기 염색조에 제1공급유로를 통해 연결되며 공급수가 저수되는 저수탱크; 상기 저수탱크에 제2공급유로를 통해 연결되며 공급수를 냉각수로 변화시키는 히트펌프; 상기 염색조의 폐수를 외부로 배출하는 배출유로; 상기 히트펌프를 통과한 제2공급유로로부터 분기되는 제1분기유로와 제2분기유로; 및, 상기 배출유로를 지나는 폐수로부터의 폐열을 상기 제1공급유로와 제2분기유로에 전달하여 공급수를 온수로 변화시키는 폐수열 회수기를 포함하되, 상기 제1분기유로를 통해 상기 히트펌프로부터의 냉각수가 상기 냉각기로 공급되며, 상기 폐수열 회수기를 지난 제2분기유로는 상기 저수탱크에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열기는 열매체 보일러로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 폐수열 회수기와 염색조 사이의 제1공급유로에는 온수 탱크와 중온수 탱크가 각각 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 중온수 탱크는 증온바이패스 유로를 통해 히트펌프의 가열부와 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1분기유로에는 냉각수를 저수하는 냉각수 탱크가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 폐수열 회수기는 판형 열교환기로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 냉각기 또는 염색조와 순환유로에 의해 연결되는 고온수 탱크가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 순환유로에는 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 염색장치에 따르면, 고온의 폐수를 열교환시켜서 방출시키기 때문에 에너지를 효과적으로 회수할 수 있다는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따르면, 열매체 보일러를 이용함에 따라 응축수가 발생하지 않기 때문에 불필요한 온수생산을 억제할 수 있는 등 에너지 낭비를 최소화할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 폐수가 아닌 청수를 이용하여 염색조를 냉각함으로써 관로에 오염물질이 퇴적하지 않아 냉각효율이 우수하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 염색장치를 도시한 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 염색장치를 도시한 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 염색장치(A)는, 직물 등이 투입되는 염색조(100)와, 공급수가 저수되는 저수탱크(200)와, 상기 공급수를 증온 및 감온시키는 히트펌프(300) 및 상기 염색조(100)의 폐수와 저수탱크(200)의 공급수를 열 교환시키는 폐수열 회수기(400)로 구성된다.

상기 저수탱크(200) 내의 공급수는 폐수가 아니며 이물질 농도가 낮은 비교적 깨끗한 청수(淸水)이다.

먼저, 상기 염색조(100)에는 가열기(110)와 냉각기(120)가 각각 구비되며, 상기 가열기(110)는 염색을 위해 염색조(100)를 가열하며, 상기 냉각기(120)는 가열된 염색조(100)를 냉각시킨다.

여기서, 상기 가열기(110)는 열매체 보일러를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 열매체 보일러는 밀폐사이클을 열매체유가 순환하여 열손실이 없으며 급수 및 배수가 필요없는 장점이 있다.

또한, 상기 가열기(110)를 열매체 보일러로 구성함에 따라 종래의 스팀보일러와는 달리 응축수가 발생하지 않아 과도한 온수생산이 방지되어 에너지를 절감하게 된다.

이러한, 열매체유가 순환하여 높은 열효율을 유지하는 열매체 보일러는 공지된 기술이므로 구성 및 동작에 관한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 가열기(110)는 염색물 건조기(텐터기)의 열원(열매체 보일러)을 이용하는 것도 가능함을 밝혀둔다. 즉, 한대의 열매체 보일러를 본 발명의 염색장치와 염색물 건조기의 열원으로 함께 이용하도록 하나의 시스템으로 구성함으로써 전체적인 열효율을 더욱 크게 높일 수 있다.

또한, 상기 염색조(100)와 저수탱크(200)는 제1공급유로(500)에 의해 연결되어 상기 염색조(100)에 공급수를 공급하며, 상기 저수탱크(200)와 히트펌프(300)는 제2공급유로(600)에 의해 연결되어 상기 공급수를 냉각수로 변화시킨다.

그리고, 상기 염색조(100)에는 배출유로(700)가 연결되어 염색조(100)의 폐수를 외부로 배출하게 된다.

또한, 제1분기유로(800)와 제2분기유로(850)가 상기 제2공급유로(600)로부터 분기되어 상기 냉각기(120)와 폐수열 회수기(400)를 통과한다.

상기 배출유로(700), 제1공급유로(500) 및 제2분기유로(850)는 폐수열 회수기(400)를 통과하도록 구성되어 상기 배출유로(700)를 지나는 폐수의 폐열을 상기 제1공급유로(500) 및 제2분기유로(850)를 지나는 공급수에 전달하여 공급수를 온수로 변화시키게 된다. 이때, 상기 온수는 상기 염색조(100)에 공급되어 직물을 냉각하거나 세척하게 된다.

이와 같이, 상기 고온의 폐수가 배출되는 배출유로(700)와, 제1공급유로(500) 및 제2분기유로(850)를 포함하여 3개 라인이 열교환하는 것에 의해 폐수의 폐열 회수 효과를 극대화할 수 있게 된다.

덧붙여, 상기 폐수열 회수기(400)는 판형 열교환기로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 히트펌프(300)를 통과한 상기 제2공급유로(600)에서 분기된 제1분기유로(800)를 통해, 상기 히트펌프(300)에서 열을 빼앗긴 냉각수가 상기 냉각기(120)로 공급된다. 상기 냉각기(120)로 공급되는 냉각수의 양이나 시기를 조절하기 위해 밸브(840)가 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 폐수열 회수기(400)와 염색조(100) 사이의 제1공급유로(500)에는 온수 탱크(510)과 중온수 탱크(520)가 각각 설치되며, 상기 중온수 탱크(520)는 중온바이패스유로(900)를 통해 히트펌프(300)와 연결된다. 즉, 상기 중온수 탱크(520)의 온수는 상기 히트펌프(300)를 지나며 증온되어 고온수로 변화하게 된다.

한편, 상기 히트펌프(300)는 제2공급유로(600) 측의 냉각부(310)와, 증온바이패스유로(900) 측의 가열부(320)로 구성되며, 상기 냉각부(310)는 제2공급유로(600)의 공급수를 냉각하여 냉각수로 변화시키며, 상기 가열부(320)는 상기 증온바이패스유로(900)의 온수를 가열하여 고온수로 변화시키게 된다.

전술한, 열 교환이 이루어지는 폐수열 회수기(400) 및 냉각 및 가열이 이루어지는 히트펌프(300)는 공지된 기술이므로 구성 및 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 제1분기유로(800)에는 냉각수를 저수하는 냉각수 탱크(810)가 구비되어 온도를 균일하게 유지하도록 할 수 있다.

한편, 상기 냉각기(120) 또는 염색조(100)와 순환유로(1100)에 의해 연결되는 고온수 탱크(1000)가 더 구비되며, 상기 고온수 탱크(1000)의 순환수가 순환유로(1100)에 의해 염색조(100)와 열교환이 이루어지게 된다.

이에 따라, 상기 고온수 탱크(1000)는 염색조(100)의 염색완료시에 순환수가 순환하여 폐열을 저장하고 염색시작시에 고온수 탱크(1000)에 저장된 열을 순환수에 의해 염색조(100)에 재투입하게 되는 것이다.

즉, 상기 염색조(100)의 증온과 냉각시 생기는 에너지를 고온수 탱크(1000)에 의해 재순환하여 사용하여 에너지 효율을 향상시킨다.

덧붙여, 상기 순환유로(1100)에는 밸브(1200)가 설치되며, 상기 밸브(1200)는 고온수 탱크(1000) 내부 온도가 90℃에 도달하면 상기 순환유로(1100)를 폐쇄하게 된다. 이는 고온수 탱크(1000) 내부 순환수의 증발 및 고온수 탱크의 팽창을 방지하기 위함이다.

이하, 본 발명에 따른 염색장치(A)의 동작을 구체적으로 설명한다.

하기의 각 단계별 온도는 하나의 예시에 불과하며 다양한 온도의 조정이 가능함을 밝혀둔다.

먼저, 저수탱크(200)의 약 15℃의 공급수 중 일부는 제2공급유로(600)를 통해 히트펌프(300)의 냉각부(310)를 지나며 약 10℃의 냉각수로 냉각된다.

다음, 상기 냉각수는 제1분기유로(800)를 통해 냉각기(120)로 이동하여 열교환에 의해 염색조(100)를 냉각한다. 이때, 냉각수는 열교환에 의해 약 50℃의 온수로 변화하여 중온수 탱크(520)에 저수된다. 이때, 상기 냉각수의 공급량이나 공급시기는 밸브(840)에 의해 조절될 수 있다.

한편, 상기 제1분기유로(800)로 이동하고 남은 냉각수는 폐수열 회수기(400)로 이동하여 폐수와의 열교환에 의해 약 15℃의 온도로 증온되어 다시 저수탱크(200)에 저수된다.

염색이 완료된 염색조(100)로부터 나오는 폐수는 대략 45℃ 정도로서 배출유로(700)를 통해 배출되어 폐수열 회수기(400)로 보내진다.

다음, 저수탱크(200)의 15℃ 공급수 일부는 제1공급유로(500)를 통해 폐수열 회수기(400)를 지나면서 폐수로부터 열을 전달받아 증온되어 온수 탱크(510)와 중온수 탱크(520)로 이동한다.

구체적으로, 상기 공급수는 45℃를 유지하는 폐수로부터 열을 전달받아 약 40℃를 유지하는 온수로 변화되며, 이중 일부는 온수 탱크(510)에 저장되어 약 40℃를 유지하고 나머지는 중온수 탱크(520)에 저장되어 상기 냉각기(120)를 통과한 약 50℃의 온수와 혼합된다.

그리고, 중온수 탱크(520)에 저장된 온수는 증온바이패스유로(900)를 통해 히트펌프(300)의 가열부(320)를 통과하면서 60℃가량으로 증온되어 다시 중온수 탱크(520)에 저수된다.

다음, 온수 탱크(510)와 중온수 탱크(520)의 온수는 필요에 따라 염색조(100)에 공급되어 직물의 염색, 세정 및 냉각에 사용된다. 즉 온수 탱크(510)와 중온수 탱크(520)의 온수는 직물 등의 염색물에 접하여 냉각이나 세정이 이루어진다.

반면, 냉각수는 냉각기(120)를 통해 열교환의 역할만 수행하고 염색물에 직접 닿지는 않게 된다.

그리고, 상기 염색조(100)의 증온과 냉각시 생기는 에너지를 고온수 탱크(1000)와의 열교환에 의해 재순환하여 사용한다.

즉, 상기 고온수 탱크(1000)에 의해 염색조(100)의 냉각시 생기는 고온의 에너지를 저장하고 증온시 고온수 탱크(1000)에 저장된 에너지를 열교환에 의해 재순환하여 사용하게 되는 것이다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

A - 염색장치 100 - 염색조
200 - 저수탱크 300 - 히트펌프
400 - 폐수열 회수기 500 - 제1공급유로
600 - 제2공급유로 700 - 배출유로
800 - 제1분기유로 900 - 증온바이패스유로

Claims

가열기와 냉각기가 각각 연결되는 염색조;
상기 염색조에 제1공급유로를 통해 연결되며 공급수가 저수되는 저수탱크;
상기 저수탱크에 제2공급유로를 통해 연결되며 공급수를 냉각수로 변화시키는 히트펌프;
상기 염색조의 폐수를 외부로 배출하는 배출유로;
상기 히트펌프를 통과한 제2공급유로로부터 분기되는 제1분기유로와 제2분기유로; 및,
상기 배출유로를 지나는 폐수로부터의 폐열을 상기 제1공급유로와 제2분기유로에 전달하여 공급수를 온수로 변화시키는 폐수열 회수기를 포함하되,
상기 제1분기유로를 통해 상기 히트펌프로부터의 냉각수가 상기 냉각기로 공급되며, 상기 폐수열 회수기를 지난 제2분기유로는 상기 저수탱크에 연결되는 것을 특징으로 하는 염색장치.
제 1항에 있어서,
상기 가열기는 열매체 보일러로 구성되는 것을 특징으로 하는 염색장치.
제 1항에 있어서,
상기 폐수열 회수기와 염색조 사이의 제1공급유로에는 온수 탱크와 중온수 탱크가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 염색장치.
제 3항에 있어서,
상기 중온수 탱크는 증온바이패스 유로를 통해 히트펌프의 가열부와 연결되는 것을 특징으로 하는 염색장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1분기유로에는 냉각수를 저수하는 냉각수 탱크가 구비되는 것을 특징으로 하는 염색장치.
제 1항에 있어서,
상기 폐수열 회수기는 판형 열교환기로 구성되는 것을 특징으로 하는 염색장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각기 또는 염색조와 순환유로에 의해 연결되는 고온수 탱크가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 염색장치.
제 7항에 있어서,
상기 순환유로에는 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 염색장치.