KR101123255B1

KR101123255B1 - 열매체유 탱크를 구비한 염색장치

Info

Publication number: KR101123255B1
Application number: KR1020110054852A
Authority: KR
Inventors: 이정환; 전석재; 김태환; 권진세
Original assignee: 리턴에너지 주식회사
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-03-20

Abstract

본 발명은, 직물을 염색한 후에 고온의 염색수를 냉각시에, 고온의 염색수의 열을 회수하여 저온과 중온 및 고온으로 구분된 열매체유 탱크에 저장하고, 상기 각 열매체유 탱크에 저장된 열을 이용하여 염색수를 일정온도까지 다시 가열함으로써, 염색장치의 열효율을 향상시켜서 에너지 소비를 현저하게 절감시켜주는 열매체유 탱크를 구비한 염색장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열매체유 탱크를 구비한 염색장치는, 물과 염료가 혼합된 염색수가 수용되고, 피염재료가 투입되며, 워터탱크와 연결되어 있는 염색조; 저온과 중온 및 고온의 열매체유를 저장하는 제1 내지 제3 열매체유 탱크; 상기 염색조와 제1 내지 제3 열매체유 탱크 사이에 설치된 제1 열교환기; 상기 염색조와 가열원 사이에 설치된 제2 열교환기; 상기 염색조의 배출구 측에 설치되어 염색조에서 배수되는 염색수에 남아 있는 열을 회수하여 상기 워터탱크에 공급하는 폐수열 회수기를 포함하여 구성되며, 상기 염색조의 염색수와 제1 내지 제3 열매체유 탱크의 열매체유는 상기 제1 열교환기를 통해 열교환 되도록 구성되는 것을 구성적 특징으로 한다.

Description

열매체유 탱크를 구비한 염색장치{DYEING APPARATUS WITH A HOT OIL TANKS}

본 발명은 염색장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고온의 염색수의 열을 회수하여 저온과 중온 및 고온으로 구분된 열매체유 탱크에 저장하고, 상기 각 열매체유 탱크에 저장된 열을 이용하여 염색수를 일정온도까지 다시 가열함으로써, 염색장치의 열효율을 향상시켜서 에너지 소비를 현저하게 절감시켜주는 열매체유 탱크를 구비한 염색장치에 관한 것이다.

일반적으로 염색장치는, 직물 등을 염색하기 위해 염색조에 피염재료 및 물과 염료를 투입하고, 스팀 보일러인 열원으로부터 고온의 스팀과 염색조에 투입된 물을 열교환기를 지나게 하여 고온의 스팀과 물이 열교환되어 온도가 상승된 물이 염색조로 투입되어 피염재료를 염색하는 염색수로 사용하고 있다.

이러한 염색장치는, 약 80～90℃의 물을 사용하는 상압 염색장치 및 약 130℃의 물을 사용하는 고압염색장치로 분류되며, 일부 견직물 및 면직물을 제외한 대부분의 염색에는 고압 염색장치가 주로 사용되고 있다. 고압 염색장치의 경우 염색조에 투입된 물을 스팀과 열교환시켜 약 80℃에 이르면 20분 정도 온도를 유지한 후, 염색수의 온도를 약 130℃ 까지 상승시켜서 20분 내지 30분을 유지하여 직물을 염색한다.

직물의 염색이 완료되면, 원수(약 10℃～25℃)를 열교환기에 공급하여 130℃ 의 고온 염색수를 80℃ 까지 하강시킨 후 약 20분을 유지하고, 이후 원수 또는 중온수를 염색조에 투입하여 염색된 직물을 3회 가량 세척하여 염색작업을 완료하는데, 이때 세척에 사용된 약 40℃～50℃ 정도의 염색폐수는 방출된다.

상기와 같은 종래의 염색장치에 의한 염색작업에 있어서, 염색수를 승온시키기 위하여 에너지가 과도하게 사용되고, 염색에 사용된 염색수 및 염색폐수의 열이 회수되지 않고 곧바로 방출시키기 때문에 에너지 소모가 많고, 장치의 열효율이 낮다는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 염색조의 고온 염색수의 온도를 하강시킬 때 발생하는 온수(40℃～50℃)의 일부를 이용하여 염색조의 최초 공급원수(물)로 이용하고 있으나, 이때도 에너지 절감 효과는 미미한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 염색하고 난 고온의 염색수에서 열을 회수하여 열매체유에 저장했다가, 저온과 중온 및 고온으로 구분되어 열매체유에 저장된 열을 활용하여 염색수를 다시 일정온도까지 가열함으로써, 에너지를 과다하게 사용하지 않고도 염색수의 온도를 상승시킬 수 있고, 염색에 사용된 염색수 및 염색폐수의 열을 회수하여 재사용할 수 있어서 에너지 소비를 현저하게 줄일 수 있는 열매체유 탱크를 구비한 염색장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제를 해결을 위하여 본 발명에 따른 열매체유 탱크를 구비한 염색장치는, 물과 염료가 혼합된 염색수가 수용되고, 피염재료가 투입되며, 워터탱크와 연결되어 있는 염색조; 저온과 중온 및 고온의 열매체유를 저장하는 제1 내지 제3 열매체유 탱크; 상기 염색조와 제1 내지 제3 열매체유 탱크 사이에 설치된 제1 열교환기; 상기 염색조와 가열원 사이에 설치된 제2 열교환기; 상기 염색조의 배출구 측에 설치되어 염색조에서 배수되는 염색수에 남아 있는 열을 회수하여 상기 워터탱크에 공급하는 폐수열 회수기를 포함하여 구성되며, 상기 염색조의 염색수와 제1 내지 제3 열매체유 탱크의 열매체유는 상기 제1 열교환기를 통해 열교환 되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 열매체유 탱크에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃) 보다 60℃가 낮은 온도인 70℃ 미만이고, 제2 열매체유 탱크에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃) 보다 60℃가 낮은 온도인 70℃와, 30℃가 낮은 온도인 100℃ 사이, 즉 70～100℃ 사이이며, 제3 열매체유 탱크에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃)보다 30℃가 낮은 온도인 100℃를 초과하고 130℃ 이하인 것을 특징으로 하고, 제1 열교환기와 제1 내지 제3 열매체유 탱크 사이에는 제1 온도 센서가 더 설치된다.

이상에서 설명한 것과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 열매체유 탱크를 구비한 염색장치는, 일단 사용하고 난 고온의 염색수에 저장된 에너지를 회수하여 열매체유에 저장했다가, 다시 활용하기 때문에 에너지를 과다하게 사용하지 않고도 염색수를 직물 염색에 적합한 온도로 상승시킬 수 있으며, 염색에 사용된 염색수 및 염색폐수의 열을 회수하여 재사용할 수 있어서 에너지 소비를 현저하게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 염색 작업 원가를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열매체유 탱크를 구비한 염색장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 따라 복수개의 염색조 및 열교환기가 연결된 열매체유 탱크를 구비한 염색장치를 도시한 구성도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 고안의 구현 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 고안은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 하기에서 설명하는 구현의 예 및 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서는 본 고안을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1을 참조하여 본 발명에 따른 열매체유 탱크를 구비한 염색장치의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열매체유 탱크를 구비한 염색장치는, 물과 염료가 혼합된 염색수가 수용되고, 피염재료가 투입되며, 워터탱크(20)와 연결되어 있는 염색조(30); 저온과 중온 및 고온의 열매체유를 저장하는 제1 내지 제3 열매체유 탱크(40,41,42); 상기 염색조(30)와 제1 내지 제3 열매체유 탱크(40,41,42) 사이에 설치된 제1 열교환기(51); 상기 염색조(30)와 가열원(10) 사이에 설치된 제2 열교환기(50); 상기 염색조(30)의 배출구 측에 설치되어 염색조(30)에서 배수되는 염색수에 남아 있는 열을 회수하여 상기 워터탱크(20)에 공급하는 폐수열 회수기(52) 를 포함하여 구성되며, 상기 염색조(30)의 염색수와 제1 내지 제3 열매체유 탱크(40,41,42)의 열매체유는 상기 제1 열교환기(51)를 통해 열교환 되도록 구성되고, 상기 가열원(10)은 스팀 보일러 또는 열매체유 보일러를 사용하며, 열교환기는 판형 열교환기를 사용하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 염색조(30)는, 폐수열 회수기(52)와 염색수 배출관(308)으로 연결되고, 염색수 공급관(301)을 통해 제1 열교환기(51)와 연결된다. 열매체유 탱크(40,41,42)는 열매체유 공급관(43)을 통해 제1 열교환기(51)로 연결되는데, 상기 제1 열교환기(51) 내에서 염색조(30)에서 공급되는 염색수와 열매체유가 열교환을 한다. 상기 열매체유 공급관(43)은 제1 열매체유 공급관(401), 제2 열매체유 공급관(411) 및 제3 열매체유 공급관(421)이 연결되는 주 공급관이다.

또한, 제2 열교환기(50)는 열공급관(101)을 통해 가열원(10)과 연결되고, 염색수 환수관(305)을 통해 염색조(30)와 연결되어 상기 제2 열교환기(50) 내에서 염색수와 가열원(10)에서 공급되는 열매체(스팀 또는 열매체유)가 열교환을 한다. 폐수열 회수기(52)는, 제1 원수관(202)을 통해 워터탱크(20)와 연결되며, 염색수 배출관(308)을 통해서 염색조(30)와 연결되는데, 상기 폐수열 회수기(52) 내에서 워터탱크(20)의 원수와 염색조(30)에서 배출되는 염색 폐수가 열교환을 한다. 상기 폐수열 회수기(52)에서 열교환되어 온도가 상승된 원수는 제1 원수관(202)을 통해 워터탱크(20)에 저장되며, 상기 저장된 원수는 염색작업을 위한 염색수로 사용되기 위해 원수 공급관(206)을 통해 염색조(30)로 공급되고, 일부는 사용처에 공급되어 건물의 난방수 등으로 사용되며, 폐수열 회수기(52)를 거친 후 온도가 낮아진 염색 폐수는 외부로 배출된다.

상기 제1 열교환기(51) 내에서 염색수와 열교환된 열매체유는 열매체유 환수관(44)을 통해서 각각의 열매체유 탱크(40,41,42)로 환수되어 저장되는데, 본 발명에서는 염색작업시 염색수의 최고온도가 130℃를 유지하므로, 제1 열매체유 탱크(40)에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃) 보다 60℃가 낮은 온도인 70℃ 미만이고, 제2 열매체유 탱크(41)에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃) 보다 60℃가 낮은 온도인 70℃ 와, 30℃가 낮은 온도인 100℃ 사이, 즉 70～100℃ 사이이며, 제3 열매체유 탱크(42)에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃)보다 30℃가 낮은 온도인 100℃를 초과한다.

즉, 제1 열매체유 탱크(40)에 저장되는 열매체유의 온도는 70℃ 미만의 열매체유가 저장되고, 제2 열매체유 탱크 (41)에 저장되는 열매체유의 온도는 70~100℃ 사이의 열매체유가 저장되며, 제3 열매체유 탱크(42)에 저장되는 열매체유의 온도는 100℃를 초과하는 열매체유가 저장되는데, 상기 제3 열매체유 탱크에 저장되는 열매체유 온도는 염색수의 최고온도인 130℃를 넘지는 않는다.

본 발명에서는 염색수의 최고온도가 130℃ 인 경우에 각 열매체유 탱크에 저장되는 열매체유의 온도를 지정하고 있으나, 염색수의 최고온도가 130℃와 다를 경우에도 본 발명에 적용되는 수식을 적용하여 각 열매체유 탱크에 저장되는 열매체유의 온도를 지정할 수 있다.

상기 열매체유 환수관(44)에는 제1 온도센서(442)가 설치되고, 상기 제1 온도센서 후방에는 열매체유의 흐름을 조정하는 밸브(443,444,445)가 설치된다. 바람직하게는, 상기 제1 열교환기(51)와 제1 내지 제3 열매체유 탱크(40,41,42) 사이에 제1 온도 센서가(442) 설치되는데, 상기 제1 온도센서(442)는 제어장치(미도시)와 연결되어 제1 열교환기(51)의 후방에 설치되며, 상기 제1 열교환기(51)를 거친 열매체유의 온도를 감지한다. 상기 제어장치는 상기 제1 온도센서(442)가 감지한 열매체유의 온도에 따라 소정온도의 열매체유가 저장될 열매체유 탱크와 연결된 배관에 설치된 밸브(443,444,445)의 개폐를 조정한다.

상기 열매체유 공급관(43)에는 제1 내지 제3 열매체유 공급관(401,411,421)이 연결되며, 상기 제1 내지 제3 열매체유 공급관(401,411,421)에는 열매체유의 흐름을 조정하는 밸브(402,412,422)가 더 설치되는데, 상기 밸브(402,412,422)는 열매체유 탱크에서 제1 열교환기(51)로 공급되는 열매체유를 흐름을 조정하는 역할을 한다.

워터탱크(20)와 염색조(30) 사이에는 원수 공급관(206)이 더 설치되며, 상기 염색조(30) 입구에는 제2 온도센서(205)가 설치되는데, 바람직하게는 워터탱크(20)는 원수 공급관(206)을 통해서 염색조(30)와 연결되는데, 상기 원수 공급관(206)에는 원수의 흐름을 조정하는 밸브(207)가 설치되어 염색조(30)로 공급되는 원수의 흐름을 조정한다. 또한 원수 공급관(206)에 설치된 제2 온도센서(205)는 워터탱크(20)에서 염색조(30)로 흐르는 원수의 온도를 감지하는데, 상기 감지된 온도에 따라 온도조절밸브(203)가 개폐작동을 하여 원수 공급관(206)에 추가로 원수를 공급하거나 차단한다.

상기와 같이 구성된 열매체유 탱크를 구비한 염색장치의 작동을 하기에서 간략하게 설명한다.

염색장치를 장시간 가동하지 않은 상태에서 다시 염색장치를 가동하여 염색 작업을 시작할 때, 우선 원수 공급관(206)을 통해 원수 공급원이나 워터탱크(20)의 원수를 직물 및 염료가 수용되어 있는 염색조(30)에 공급하고, 가열원(10)으로부터 열공급관(101)을 통해서 고온의 스팀 또는 열매체유를 제2 열교환기(50)로 흐르게 하며, 동시에 염색조(30)에 투입된 염색수를 염색수 공급관(301)을 통해서 제2 열교환기(50)로 흐르게 하여 고온의 스팀과 염색수를 열교환 시키면 염색수의 온도가 상승한 상태로 염색조(30)로 환수되는데, 이때 염색수의 온도가 약 80℃에 이르면 염색조(30)에서 염색수를 2O분 정도 유지시킨 후, 염색수의 온도가 130℃에 이르도록 고온의 스팀 또는 열매체유와 열교환을 지속한다.

상기 염색수의 온도가 130℃에 이르면 염색조(30)에서 염색수를 약 20～30분 동안 유지시켜 직물을 염색한다. 이때에는 최초 염색수가 제1 열교환기(51)를 흐를 필요가 없으므로, 제1 열교환기로 통하는 제3 밸브(303)는 폐쇄하고, 제2 열교환기로 통하는 제4 밸브(304)를 개방하여 염색수를 염색수 환수관(305)을 통해 제2 열교환기(50)로 흐르게 하여 고온의 스팀과 열교환하게 한다. 또한 상기와 같이 염색수가 염색수 환수관(305)을 통해서 제2 열교환기(50)로 흐를 때는 염색수 환수관(305) 상의 제1 밸브(306)는 개방하고 제2 밸브(307)는 폐쇄한다.

상기와 같이 염색수의 온도가 130℃에 이르러 직물의 염색이 완료되면, 염색수의 온도를 하강시키는 작업이 필요한데, 이때 제3 밸브(303)을 개방하여(제4 밸브(304)는 폐쇄) 염색수 공급관(301)을 통해서 제1 열교환기(51)로 고온(약 130℃)의 염색수를 흐르게 하고, 동시에 제1 열매체유 탱크(40)의 냉각된 저온의 열매체유를 제1 열매체유 공급관(401)을 통해서 제1 열교환기(51)로 흐르게 하여 상기 고온의 염색수와 열교환시키면 열매체유는 에너지를 흡열하여 온도가 상승하고, 염색수는 방열을 하여 온도가 하강한 후 염색수 환수관(305)을 통해서 염색조(30)로 회수되는데, 이때 제1 밸브(306)는 폐쇄하고, 제2 밸브(307)는 개방하여 염색조(30)로 회수되는 염색수가 제2 열교환기(50)로 흐르는 것을 방지한다. 이때 제2 열교환기(50)의 배출구 측에는 역류방지장치(미도시)를 설치하여 염색수가 제2 열교환기로 역류되는 것을 방지한다.

상기와 같은 열교환 과정에서 흡열된 열매체유의 온도가 100℃ 이상일 경우에는 열매체유 환수관(44)을 통해서 제3 열매체유 탱크(42)로 흐르게 하여 저장하는데, 이때 밸브(443)(443번 밸브라고도 함) 및 밸브(444)(444번 밸브라고도 함)는 폐쇄하고 밸브(445)(445번 밸브라고도 함)만 개방하여 열매체유가 제3 열매체유 탱크(42)로 흐르게 한다. 상기 제1 열교환기(51)의 전방에는 제어장치(미도시)와 연결된 제1 온도센서(442)를 설치하는데, 상기 제1 온도센서(442)는 제1 열교환기(51)를 통과한 열매체유의 온도를 감지하여 제어장치로 신호를 보내면, 제어장치는 각각의 열매체유 탱크로 소정온도의 열매체유가 흐르도록 밸브(443,444,445)의 개폐를 조정한다.

상기와 같이 제1 열매체유 탱크(40)에서 공급되는 열매체유와 염색수가 제1열교환기(51)에서 열교환 과정이 반복되면 염색수의 온도는 점차 낮아지고, 상기 염색수와 열교환되는 열매체유의 온도 상승도 둔화되어 약 100℃ 이하로 낮아지게 된다. 열매체유의 온도가 100℃ 이하로 낮아지면, 열매체유 환수관(44)을 통해 열매체유를 제2 열매체유 탱크(41)에 저장한다. 이때에는 443번 밸브 및 445번 밸브는 폐쇄하고, 444번 밸브만 개방하여 열매체유가 제2 열매체유 탱크(41)로 흐르게 한다.

상기와 같이 제1 열교환기(51)에서 열매체유와 염색수의 열교환을 통해 염색수의 온도가 약 80℃에 이르면 열교환을 중단하고 약 20분간 염색조(30)에 염색수를 유지시킨 후, 염색조(30) 내에 세척수를 투입하여 직물을 3회 정도 세척한 후에 염색조에서 직물을 배출하면 염색작업이 완료된다. 직물을 세척하고 나서 염색조(30)로부터 배출되는 염색폐수는 평균 40～50℃를 유지하는데, 상기 염색폐수를 염색수 배출관(308)을 통해서 폐수열 회수기(52)를 통과시키고, 워터탱크(20)의 물을 제1 원수관(202)을 통해서 폐수열 회수기(52)로 흐르게 하여 상기 염색폐수와 열교환시킨다. 상기 염색폐수와 열교환되어 온도가 상승한 물은 워터탱크(52)에 저장되는데, 워터탱크(52)에 저장되는 물의 온도는 약 30℃ 이상을 유지하게 된다.

원수 공급관(206)에 설치된 제2 온도센서(205)는, 폐수열 회수기(52)를 거친 후 워터탱크(20)에 저장된 물의 온도가 30℃ 이상일 때, 워터탱크(20)에서 염색조(30)로 공급되는 물의 온도를 30℃로 유지하지 위해 원수 공급원에 설치된 온도제어밸브(203,thermo control valve)를 제어하는데, 상기 온도제어밸브(203)가 개방되어 25℃ 이하의 원수를 원수 공급관(206)으로 공급하면 30℃ 이상의 물이 30℃로 낮아져서 염색조(30)로 공급된다.

최초 염색작업이 완료되면, 다음 염색작업을 위해 원수 공급원으로부터 염색조(30)로 원수를 공급하지 않고, 워터탱크(20)에 저장된 중온수를 원수 공급관(206)을 통해 염색조(30)로 공급한다. 이후 염색조(30)에 투입된 중온의 염색수를 약 80℃로 상승시키는 작업이 필요한데, 상기 작업을 위해, 최초 염색 작업시에 제2 열매체유 탱크(41)에 저장된 열매체유를 제2 열매체유 공급관(411)을 통해서 제1 열교환기(51)로 흐르게 하고, 동시에 염색조(30) 내의 약 30℃의 중온의 염색수를 염색수 공급관(301)을 통해서 제1 열교환기(51)로 흐르게 하여 열매체유와 중온수를 열교환시키면 열매체유의 온도는 70℃ 이하로 하강하여 열매체유 환수관(44)을 통해서 제1 열매체유 탱크(40)로 저장된다. 이때에는 제2 열매체유 탱크(41)에서 나온 열매체유가 제1 열교환기(52)를 거친 후 제1 열매체유 탱크(40)로 흘러서 저장되도록, 밸브(422,402,444,445)(422번 밸브, 402번 밸브, 444번 밸브 및 445번 밸브라고도 함)는 폐쇄하고 밸브(412,443)(412번 밸브, 443번 밸브라고도 함)만 개방한다.

상기 열교환된 중온의 염색수의 온도는 상승하여 염색수 환수관(305)을 통해서 염색조(30)로 환수되는데, 이때 제1 밸브(306), 제4 밸브(304)는 폐쇄하고 제2 밸브(307), 제3 밸브(303)은 개방하여 중온의 염색수가 제2 열교환기(50)를 거치지않고 염색조(30)로 환수되게 한다.

상기 온도가 상승된 염색수를 약 80℃로 더 상승시키기 위해, 제3 열매체유 탱크(42)에 저장된 약 100℃ 이상의 열매체유를 제3 열매체유 공급관(421)을 통해 제1 열교환기(52)로 흐르게 하고, 동시에 염색조(30) 내의 염색수를 염색수 공급관(301)을 통해서 제1 열교환기(51)로 흐르게 하여, 상기 제1 열교환기(51) 내에서 고온의 열체유와 염색수를 열교환 시키면 염색수의 온도는 약 80℃로 상승하게 된다. 상기 열교환으로 인해 열매체유의 온도는 대략 100℃ 이하로 낮아지므로 열매체유 환수관(44)을 통해 제2 열매체유 탱크(41)로 열매체유를 흐르게 하여 저장한다. 이때 422번, 444번 밸브는 개방하고 412번, 402번, 443번, 445번 밸브는 폐쇄하여 제3 열매체유 탱크(42)에서 나온 열매체유가 제1 열교환기(51)를 거친 후 제2 열매체유 탱크(41)로 흘러서 저장되게 한다. 이때에도 제1 밸브 및 제4 밸브(306,304)는 폐쇄하고 제2 밸브 및 제3 밸브(307,303)는 개방하여 염색수가 제2 열교환기(50)는 거치지않고 염색조(30)로 환수되게 한다.

상기의 열교환 작업을 거친 후에 염색수의 온도가 약 80℃에 이르면, 제1 열교환기(51)에서의 열교환 작업을 중지하고, 가열원(10)을 가동시켜서 고온의 스팀 또는 열매체유를 열공급관(101)에 공급하여 제2 열교환기(50)로 흐르게 하고, 염색조(30) 내의 염색수도 염색수 공급관(301)을 통해서 제2 열교환기(50)로 흐르게 하여 제2 열교환기(50)에서 상기 고온의 스팀 또는 열매체유와 염색수를 열교환 시켜서 염색수의 온도를 약 130℃에 이르게 하여 염색작업을 한다. 이때에는 제1 열교환기(51)로 염색수를 흐르게 할 필요가 없으므로, 제2 밸브 및 제3 밸브(307,303)는 폐쇄하고 제1 밸브 및 제4 밸브(306,304)는 개방한다. 본 발명의 설명에서는 자세히 언급되지 않았지만 도 1에 도시된 도면부호 201,204,302,441 번은 각각 염색수, 열매체유 및 원수의 흐름을 원할하게 하기 위해 펌핑작용을하는 펌프를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 구성도로서, 상기 제1 도에 구성된 염색장치에 제1 열교환기(51), 제2 열교환기(50) 및 염색조(30)를 복수개 설치하여 구성된 염색장치이다. 도 2에 도시된 염색장치는, 제1 열교환기, 제2 열교환기 및 염색조를 복수개 설치하고, 배관 및 밸브를 추가로 구성하여 3개의 열매체유 탱크(40,41,42) 및 워터탱크(20)에 각각 연결시켜서 구성한 것이나, 염색장치의 기본 작동원리는 위에서 설명된 작동원리가 적용된다. 따라서 본 설명에서는 생략하기로 한다.

본 발명의 염색장치는 최초 직물의 염색작업이 종료되면 상기의 작업과정을 반복 수행함으로써, 염색수의 온도를 30℃에서 80℃로 상승시킬 때 소요되는 에너지를 제1 열교환기(51)를 이용하여 회수하여(열매체유와의 열교환을 통해) 각각의 열매체유 탱크에 저장하여 재사용하고, 80℃에서 130℃로 염색수의 온도를 상승시키는 작업에서만 고온의 스팀이나 고온의 열매체유 가열원을 이용하여 제2 열교환기(50)에서 수행하므로, 염색수의 온도를 상승시키기 위한 에너지 소비가 현저하게 감소되는데, 이에 따라 약 45% 이상의 에너지 절감 효과가 예상되어 에너지 비용 절감을 통한 원가 절감에 기여할 것이다.

이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며,본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 고안에 게시된 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10.가열원 20.워터탱크
30.염색조 40.제1 열매체유 탱크
41.제2 열매체유 탱크 42.제3 열매유 탱크
401.제1 열매체유 공급관 411.제2 열매체유 공급관
421.제3 열매체유 공급관
43.열매체유 공급관 44.열매체유 환수관
442.제1 온도센서
50.제2 열교환기 51.제1 열교환기
52,폐수열 회수기 101.열공급관
202.제1 원수관 205.제2 온도센서
206.원수 공급관
301.염색수 공급관 305.염색수 환수관
303.제3 밸브 304.제4 밸브
306.제1 밸브 307.제2 밸브
308.염색수 배출관 201,204,302,441. 펌프

Claims

물과 염료가 혼합된 염색수가 수용되고, 피염재료가 투입되며, 워터탱크와 연결되어 있는 염색조;
저온과 중온 및 고온의 열매체유를 저장하는 제1 내지 제3 열매체유 탱크;
상기 염색조와 제1 내지 제3 열매체유 탱크 사이에 설치된 제1 열교환기;
상기 염색조와 가열원 사이에 설치된 제2 열교환기;
상기 염색조의 배출구 측에 설치되어 염색조에서 배수되는 염색수에 남아 있는 열을 회수하여 상기 워터탱크에 공급하는 폐수열 회수기;
를 포함하여 구성되며, 상기 염색조의 염색수와 제1 내지 제3 열매체유 탱크의 열매체유는 상기 제1 열교환기를 통해 열교환 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열매체유 탱크를 구비한 염색장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 열매체유 탱크에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃) 보다 60℃가 낮은 온도인 70℃ 미만이고, 제2 열매체유 탱크에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃) 보다 60℃가 낮은 온도인 70℃와, 30℃가 낮은 온도인 100℃ 사이, 즉 70～100℃ 사이이며, 제3 열매체유 탱크에 저장된 열매체유는 염색수의 최고온도(130℃)보다 30℃가 낮은 온도인 100℃를 초과하고 130℃ 이하인 것을 특징으로 하는 열매체유 탱크를 구비한 염색장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1 열교환기와 제1 내지 제3 열매체유 탱크 사이에는 제1 온도 센서가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 열매체유 탱크를 구비한 염색장치.
제 1항에 있어서,
상기 워터탱크와 염색조 사이에는 원수 공급관이 더 설치되며, 상기 염색조 입구에는 제2 온도센서가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 열매체유 탱크를 구비한 염색장치.