KR101183033B1

KR101183033B1 - 엘이디를 이용한 천연염색 건조장치의 폐열회수장치

Info

Publication number: KR101183033B1
Application number: KR1020100140091A
Authority: KR
Inventors: 조경철; 김용대; 강국진; 전두환
Original assignee: (재)한국섬유기계연구소
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-09-14
Also published as: KR20120077951A

Abstract

본 발명은 LED를 이용한 천연염색 건조장치에서 발생하는 열을 회수하여 건조장치 내부로 공급 재활용토록 함으로서, LED의 발광으로 발생하는 열을 회수하여 LED를 냉각시키는 기능과 함께, 건조장치 내부로 공급되는 열풍예열을 위한 발열히터의 전기에너지를 절감시킬 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 발광다이오드(LED)를 이용한 천연염색원단 건조장치의 발열부 상단에 히터파이프를 설치하여 LED로부터 발열되는 열이 히터파이프를 통하여 발열회수부 내에 방열되게 하고, 상기 방열된 열은 송풍기로 송풍시켜 열풍공급관 및 열풍공급부를 통하여 건조실 내부로 송풍되게 한 것이다.

Description

엘이디를 이용한 천연염색 건조장치의 폐열회수장치{HEAT RECOVERY DEVICE OF NATURALLY DYED FABRICS DRIER BY LED}

본 발명은 LED를 이용한 천연염색 건조장치에서 발생하는 열을 회수하여 건조장치 내부로 공급 재활용토록 함으로서, LED의 발광으로 발생하는 열을 회수하여 LED를 냉각시키는 기능과 함께, 건조장치 내부로 공급되는 열풍예열을 위한 발열히터의 전기에너지를 절감시킬 수 있게 한 것이다.

일반적으로 천연염색된 원단은 자연의 태양광을 이용한 건조과정에서 색감의 발현이 일어나게 되므로 우천시나 태양광이 충분하지 않은 경우에는 천연염색된 원단의 건조작업이 곤란하게 된다.

따라서 천연염색을 위하여서는 자연광상태에서 염색된 원단을 널어 말릴 수 있는 충분한 작업공간과 시간 및 인력이 소요되므로 산업화되지 못하고 소규모의 공방형태로 소량생산되고 있는 실정이다.

이러한 문제들을 해결하기 위한 수단으로서 본 발명자가 자연광과 유사한 광원을 갖는 LED를 이용한 천연염색원단의 건조장치를 개발하여, 기상조건에 관계없이 천연염색된 원단의 인위적인 건조가 이루어질 수 있도록 함으로서, 양산이 가능케 한 기술을 제공한바 있다.

즉 도 3에서와 같이 천연염색한 원단을 건조하는 건조장치(10)를 구성하되, 건조실(20) 상부에 LED(31)로 구성된 발광부(30)를 구성하여, LED(31)로부터 발광되는 광원이 건조실(20) 내에 조사되게 구성함으로서 건조실(20) 내에 위치한 천연염색원단(C)이 건조되면서 발색이 이루어질 수 있게 구성하고, 발광부(30) 직상부에 발열회수부(50)를 구성하고, 건조실(20) 하단부에는 열풍공급부(40)를 구성하여, 발열회수부(50)와 열풍공급부(40)를 열풍공급관(60)으로 연결함으로서, 발열회수부(50)에 구성된 송풍기(51)를 작동시키면 발광부(30)에서 발생한 열기가 열풍공급관(60)을 통하여 열풍공급부(40)로 유입된 다음 통기공(41)을 통하여 건조실(20) 내부로 송풍되어 천연염색원단(C)의 효과적인 건조가 이루어질 수 있게 한 것이다.

상기에서와 같이 천연염색된 원단을 자연광 상태에서 건조하지 않고, LED를 이용하여 자연광과 유사한 조건하에서 건조가능케 함으로서, 기상조건에 관계없이 천연염색된 원단의 건조 및 색발현이 가능케 함은 물론, 천연염색원단의 생산성 향상을 통하여 누구나 쉽게 천연염색 원단을 접할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이었다.

그러나 상기한 장치의 경우에도 발광부에서 발생하는 열의 회수, 재활용수단이 게재되어 있으나 만족할만한 열회수가 이루어지지 못하게 되는 것이었다.

본 발명은 발광다이오드(LED)를 이용한 천연염색원단 건조장치의 발열부에서 발생하는 열을 회수하여 건조장치 내부로 공급, 재활용토록 함으로서 LED의 발광으로 발생하는 열을 회수하여 냉각시키는 기능과, 건조장치 내부로 공급되는 열풍예열을 위한 히터의 전기에너지를 절감시킬 수 있게 한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 발광다이오드(LED)를 이용한 천연염색원단 건조장치의 발열부 상단에 히터파이프를 설치하여 LED로부터 발열되는 열이 히터파이프를 통하여 발열회수부 내에 방열되게 하고, 상기 방열된 열은 송풍기로 송풍시켜 열풍공급관 및 열풍공급부를 통하여 건조실 내부로 송풍되게 한 것이다.

본 발명은 LED를 이용한 천연염색원단 건조장치의 발열부 상단에 히터파이프를 설치하여 LED의 발광시 발열하는 열을 효과적으로 회수하여 발열회수부 내에 방열되게 하고, 상기 방열된 열을 송풍기를 통하여 건조실 내부로 송풍되게 함으로서, 건조기 내부로 송풍되는 공기의 예열을 위한 전기에너지를 절감케 함과 동시에, 방열로 인한 LED의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있게 하여 내구성을 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 : 본 발명 장치의 개략구성도
도 2 : 본 발명에 사용되는 히터파이프의 단면구성도
도 3 : 본 발명 장치가 설치되어 있지 아니한 상태의 천연염색원단 건조장치

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 폐열회수처리장치가 설치된 LED를 이용한 천연염색 건조장치(10)의 개략구성도이고, 도 2는 폐열회수장치를 구성하는 히터파이프(100) 및 히터파이프(100)가 설치된 LED 발열블럭(200) 부분의 구성도이다.

건조장치(10)는 중앙부에 천연염색원단(C)이 건조되면서 발색이 이루어지는 건조실(20)이 구성되어 있고, 건조실(30) 상부에는 발광부(30)를 구성하고, 하단부에는 열풍공급부(40)를 구성한다.

상기 발광부(30)는 발열블럭(200) 상에 LED(31)를 설치하여 발광가능케 구성하되, LED(31) 직하방에는 분산판(33)을 설치하여 LED(31)로부터 발광하는 빛이 건조실(20) 내부로 골고루 조사될 수 있게 하며, 상기 LED(31)는 적색, 녹색, 청색 LED와 자외선 및 적외선 LED를 사용하여 건조실(20) 내부로 다양한 파장의 빛이 쬐일 수 있게 구성한다.

또한 상기 LED(31)는 제어부(70)를 통하여 광량 및 파장이 조절될 수 있게 하여 천연염색재료에 따라 적합한 빛이 조사될 수 있게 구성한다.

발광부(30) 상부에는 발열회수부(50)를 설치하되, 상기 발열회수부(50) 내에 히터파이프(100)를 설치하되, 히터파이프(100) 하단부가 LED(31)가 설치된 발열블럭(200) 내에 매립되게 하여 발열블럭(200)의 열기가 히터파이프(100)로 쉽게 전달되게 한다.

상기 히터파이프(100) 내면에는 공간부(110)가 구성되어 있고, 공간부(110)에는 작동유체(120)가 충진되어 있고, 외면에는 등간격으로 복수개의 얇은 방열판(130)이 구성되어 있다.

발열회수부(50) 일측에는 송풍기(51)를 구성하여 외부공기가 발열회수부(50)를 통하여 열풍공급부(40)로 송풍될 수 있게 한다.

건조실(20) 아랫쪽에는 열풍공급부(40)를 구성하되, 상기 열풍공급부(40)와 발열회수부(50)는 예열부(60)가 형성된 열풍공급관(64)으로 연결되게 하고, 상기 예열부(60)에는 발열히터(61)와 온도감지센서(62) 및 습도감지센서(63)가 구성되어 있고, 열풍공급부(40) 상단에는 통기공(41)이 뚫려 있으며, 상기 통공(41)을 통하여 열풍이 건조실(20) 내부로 송풍될 수 있게 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 천연염색된 원단의 색발현을 위한 건조를 자연광, 즉 태양광을 이용하지 않고 발광부(30)에 구성된 LED(31)로부터 천연염색원단(C)의 발색에 적합한 다양한 파장의 광원이 조사될 수 있게 함으로서 효과적인 발색을 기대할 수 있게 된다.

이때 발광부(30)에 구성된 LED(31)의 광량 및 파장은 제어부(70)를 통하여 조정할 수 있게 되므로, 원판에 염색된 천연염색재료의 조건에 따라 그에 적합한 최적의 광원이 발광될 수 있게 한다.

또한 LED(31)로부터 발광하는 빛은 분산판(33)을 통하여 골고루 분산되게 한 다음 건조실(20) 내에 위치하는 천연염색원단(C)에 조사될 수 있게 한다.

상기 LED(31) 발광시 약80℃정도의 열이 발생하게 되며 이때 LED(31)의 발광으로 발생된 열은 발열블럭(200)으로 전달되고, 발열블럭(200)으로 전달된 열은 히터파이프(100)로 전달된다.

통상 히터파이프는 내부에 열전달물질을 충진한 파이프로서 한쪽끝을 발열부와 접촉시키면 파이프와 반대쪽으로 매우 빠른 속도로 열을 이동하는 특성을 지닌 파이프로서 폐열회수 또는 냉각에 효율적으로 이용되고 있다.

따라서 발열블럭(200)을 통하여 열을 전달받은 히터파이프(100)는 내부에 충진된 작동유체(120)로 전달되고, 작동유체(120)는 공간부(110) 내에서 기화하면서 상단부로 열을 이송하게 되고, 상단부로 이송된 열의 온도가 떨어지면 하단부로 이동하여 재가열된 다음 상승하는 동작을 반복하게 되며, 상기 과정에서 히터파이프(100) 외면에 돌출구성된 방열판(130)으로 열이 전달되고, 방열판(130)에 전달된 열은 발열회수부(50) 내의 공기와 접촉하여 외부로 방출된다.

상기한 상태에서 송풍기(51)를 통하여 외부공기를 발열회수부(50) 내로 송풍시키면 히터파이프(100)의 방열판(130)을 통하여 열교환이 이루어지게 되어 가열되고, 가열된 공기는 열풍공급관(64)을 통하여 열풍공급부(40)로 공급되고, 열풍공급부(40)로 공급된 열풍은 통기공(41)을 통하여 건조실(20) 내부로 송풍되게 함으로서, 천연염색원단(C)의 효과적인 건조를 기대할 수 있게 된다.

상기 열풍을 송풍하는 과정에서 히터파이프(100)의 방열로 열풍의 온도가 부족할 경우에는 예열부(60) 내에 설치된 발열히터(61)를 통하여 필요한 온도로 가열되게 한 다음 송풍되게 할 수도 있으며, 송풍되는 열풍은 온도감지센서(62) 및 습도감지센서(63)를 통하여 온습도를 측정, 제어하여 천연염색원단(C)의 효과적인 건조 및 발색이 이루어지게 할 수도 있다.

발광부(30)에 구성된 LED(31)는 적색, 녹색, 청색 LED와 함께 자외선 및 적외선 LED로 구성되어 있어 건조시 다양한 파장의 광원이 조사될 수 있게 되므로 보다 효과적인 건조작업이 이루어질 수 있게 될 뿐 아니라, 자외선의 경우 각종 균에 대한 살균효과가 있어 건조과정에서 다양한 균에 대한 멸균효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 천연염색원단을 건조하면서 발색되게 하되, 자연광을 이용하는 것이 아니라, LED로부터 발산되는 다양한 파장의 광원을 이용하여 건조되게 함으로서, 기후조건에 관계없이 천연염색원단의 건조 및 발색이 이루어질 수 있게 하고, 따라서 천연염색원단의 생산성을 향상시킬 수 있게 될 뿐 아니라, 친환경적이면서 새로운 신시장의 창출이 가능하게 되며, 특히 건조과정에서 LED로부터 발생되는 열을 히터파이프를 통하여 발열회수부에서 열교환이 이루어지게 한 다음, 가열된 열풍이 건조실로 송풍되게 함으로서 건조열풍의 가열에 소요되는 전기에너지를 절감할 수 있게 된다.

(C)--천연염색원단 (10)--건조장치
(20)--건조실 (30)--발광부
(31)--LED (33)--분산판
(40)--열풍공급부 (41)--통기공
(60)--예열부 (61)--발열히터
(62)--온도감지센서 (63)--습도감지센서
(64)--열풍공급관 (70)--제어부
(100)--히터파이프 (110)--공간부
(120)--작동유체 (130)--방열판
(200)--발열블럭

Claims

건조실(20) 상부에 발열블럭(200)과 LED(31)로 구성된 발광부(30)를 구성하고, 발광부(30) 상부에는 발열회수부(50)를 구성하고, 건조실(20) 하단에는 열풍공급부(40)를 구성한 다음, 발열회수부(50)와 열풍공급부(40)를 예열부(60)의 열풍공급관(64)을 통하여 연결되게 함으로서, 건조실(20) 내에 위치한 천연염색원단(C)이 LED(31)로부터 조사되는 빛과, 열풍공급부(40)로부터 공급되는 열풍에 의해 건조되면서 발색이 이루어지게 한 천연염색원단의 건조장치를 구성하되, 발열회수부(50) 내에 히터파이프(100)를 설치하고, 상기 히터파이프(100) 하단부가 발열블럭(200) 내에 매립되게 하여 발열블럭(200)의 열기가 히터파이프(100)로 전달되게 하고, 히터파이프(100)로 전달된 열기는 방열판(130)을 통하여 발열회수부(50) 내에 방출되게 함으로서, 발열회수부(50) 일측에 구성된 송풍기(51)로 외부공기를 송풍시키면, 히터파이프(100)를 통하여 열교환된 열풍이 예열부(60)의 열풍공급관(64) 및 열풍공급부(40)를 통하여 건조실(20) 내부로 송풍될 수 있게 하여, 건조실(20) 내에 위치한 천연염색원단(C)의 효과적인 건조가 이루어질 수 있게 구성함을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 천연염색원단 건조장치의 폐열회수장치.
제1항에 있어서, 발열회수부(50)와 열풍공급부(40)를 연결하는 예열부(60)의 열풍공급관(64) 내에 발열히터(51)를 설치하여, 건조실(20) 내부로 송풍되는 열풍이 한번 더 가열될 수 있게 구성함을 특징으로 하는 엘이디를 이용한 천연염색원단 건조장치의 폐열회수장치.