KR101408308B1 - 도장 부스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가이드 벽이 구비되는 수조와; 작업 공간을 제공하는 바닥 판과; 통풍구에 복수 개의 집진 판이 지그 재그로 구비되는 배기 장치와; 수막을 발생하여 작업 공간의 분진을 흡수하는 제1 수막형성 판과; 상기 제1 수막형성 판을 통과하며 물과 혼합된 분진을 제거하는 제1 유도 판과; 상기 제1 유도 판을 통과하는 분진을 수막으로 제거하는 제2 수막형성 판과; 상기 제2 수막형성 판을 통과하며 물과 혼합된 분진을 제거하는 제2 유도 판과; 물에 혼합된 분진을 제거하는 필터를; 포함하여 이루어지는 도장 부스 장치를 제공한다.
이처럼 분진 제거 수단들을 단순 배치하지 않고 순서를 달리하여 연속 배치하는 방법을 제안함으로써 도장 작업 과정에서 발생하는 분진과 각종 오염물질들을 완전하게 제거할 수 있도록 해주며, 수조에 저장되는 물을 순환시켜 반복 사용하는 구성을 제안함으로써 물 낭비를 최소화하고 오염수의 배출을 원천적으로 배제할 수 있다는 이점이 기대된다.

Description

도장 부스 장치{A device of painting booth}

본 발명은 도장 작업과정에서 발생하는 분진 및 가스를 제거할 수 있는 도장 부스 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정 높이로 저장된 물이 일 방향으로 유동하도록 일 측 모서리에 가이드 벽이 구비되는 수조와; 상기 수조의 상부 일 측을 밀폐하여 작업 공간을 제공하는 바닥 판과; 통풍구에는 복수 개의 집진 판이 지그 재그로 배치되며, 일 측에는 배기 팬이 구비되어 상기 수조의 타 측에 설치되는 배기 장치와; 톱니 형상의 단부가 상기 수조의 물과 대향한 상태로 상기 바닥 판과 배기 장치 사이에 설치되며, 상기 배기 팬의 작용으로 수막을 발생하여 작업 공간의 분진을 흡수하는 제1 수막형성 판과; 반원 형상으로 이루어지는 내관 및 외관으로 구성되어 상기 제1 수막형성 판의 후면 단부와 인접한 상기 배기 장치의 하부에 길이 방향으로 설치되며, 상기 제1 수막형성 판을 통과하며 물과 혼합된 분진을 제거하는 제1 유도 판과; 상기 제1 유도 판을 통과하는 분진을 수막으로 제거하기 위하여, 단부가 톱니 형상으로 이루어져 상기 수조의 물과 대향한 상태로 상기 제1 유도 판 일 측에 구비되는 제2 수막형성 판과; 타 측은 개구되며 일 측은 상기 제1 유도 판 일 측 단부에 길이 방향으로 설치되어 상기 제2 수막형성 판을 통과하며 물과 혼합된 분진을 제거하는 충돌 판과, 반원 형상으로서 상기 충돌 판의 개구 측에 충돌 판과 대향한 상태로 길이 방향으로 설치되어 상기 충돌 판을 통해 물과 함께 낙하하는 분진을 수조로 유도하는 가이드 판으로 구성되는 제2 유도 판과; 물에 혼합된 분진을 제거하기 위하여 상기 수조의 가이드 벽 일 측에 구비되는 필터를; 포함하여 이루어지는 도장 부스 장치에 관한 것이다.

자동차의 차체, 또는 가전 제품의 케이스 부재 등은 조립 공정을 거친 다음 최종적으로 녹이 스는 것을 방지하거나, 다양한 색상의 외관을 가질 수 있도록 통상적으로 도장 작업을 실시한다. 그런데, 도장 작업에 사용되는 페인트 및 관련 용제들은 심각한 환경오염을 유발시킬 수 있어 도장 부스 장치에는 일련의 오염방지 장치가 부가된다.

도 4는 종래 도장 부스 장치의 일례로서 대한민국 등록실용신안 제0237003호가 제안하고 있는 구성을 보여준다. 이 기술은, 송풍기를 작동시켜 오리피스의 톱니 모양의 공극에 수막을 형성시킨 다음, 송풍기의 흡입력에 의해 장치 내로 유입되는 분진 및 유해가스를 수막을 통해 통과시키는 과정에서 일차적으로 제거한다. 그리고, 수막을 통과한 다음에 물과 혼합되어 잔존하는 분진은 2차 집진부(14)에 의해 제거하고, 배출 통로로 배출되는 기체에 포함된 미세한 분진은 방해판(16)으로 제거하는 특징이 있다.

한편, 도 5는 종래 도장 부스 장치의 다른 예로서 대한민국 공개특허 제2005-0094770호가 제안하고 있는 구성을 보여준다. 이 기술은, 배기팬(13)을 작동시켜 하부수조(9)내의 물이 도장 작업실(2) 내부의 분진을 포함하는 공기와 함께 배기장치(11) 측으로 빨려져 휩쓸려 나가도록 유도하게 되는데, 그 과정에서 도장액 분진과 물이 함께 포함된 기류가 와류판(14)에 충돌하면서 와류가 발생하게 된다. 와류가 발생된 기류는 상부 측의 충돌판(20)에 충돌한다.

이와 같이 복잡한 기류의 흐름 방향 전환 및 와류 형성에 의해 페인트 분진과 물 분자가 결합하여 점차 슬러지 덩어리를 형성하게 되어 무거워지며, 무거워진 슬러지는 공기의 흐름을 따라가지 못하고 기류에서 탈락하여 일 측의 경사판(16)에 모아진다. 한편, 슬러지가 점차 탈락된 기류는 계속해 충돌판(20)을 거쳐 지그 재그로 상승하면서 슬러지를 분리시키게 되고, 분리된 슬러지는 밑으로 낙하하여 경사판(16)상에 떨어지고, 최종적으로 배기구(57)를 거쳐 페인트 슬러지가 제거된 깨끗해진 공기가 대기로 배출시키는 특징이 있다.

이 기술들은 도장 과정에서 발생하는 페인트 분진 및 기타 가스들을 1차로 제거함에 있어 수막(대한민국 등록실용신안 제0237003호) 또는 와류 현상(대한민국 공개특허 제2005-0094770호)을 이용하며, 잔존하는 분진은 배출 통로의 방해판 또는 충돌판을 이용하여 부가적으로 제거하는 2단의 구성을 제안하고 있다는 점에서, 어느 정도의 효용성이 기대된다.

하지만, 분진을 제거하는 주된 수단이 단일의 수막 형성부로 이루어지거나, 또는 단순한 와류판 및 충돌판의 조합 구조로 이루어진다는 점에서 분진을 완전하게 제거하는 것이 용이하지 않다. 더욱이, 제거된 분진을 운반하는 주된 수단으로서의 물은 외부로부터 지속적으로 공급해야 전체 구성이 작동된다는 점에서 과도한 물의 낭비를 초래하는 문제가 있다.

대한민국 등록실용신안 제0237003호, 대한민국 공개특허 제2005-0094770호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명은 다단의 유해물질 제거 수단을 도입함으로써 도장 작업 과정에서 발생하는 분진 및 기타 유해가스들을 완전하게 제거할 수 있는 도장 부스 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 제거된 분진의 이송수단으로서 사용되는 물의 낭비 및 수질 오염을 최소화할 수 있는 도장 부스 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 일정 높이로 저장된 물이 일 방향으로 유동하도록 일 측 모서리에 가이드 벽(12)이 구비되는 수조(10)와; 상기 수조(10)의 상부 일 측을 밀폐하여 작업 공간을 제공하는 바닥 판(20)과; 통풍구(32)에는 복수 개의 집진 판(34)이 지그 재그로 배치되며, 일 측에는 배기 팬(36)이 구비되어 상기 수조(10)의 타 측에 설치되는 배기 장치(30)와; 톱니 형상의 단부(42)가 상기 수조(10)의 물과 대향한 상태로 상기 바닥 판(20)과 배기 장치(30) 사이에 설치되며, 상기 배기 팬(36)의 작용으로 수막을 발생하여 작업 공간의 분진을 흡수하는 제1 수막형성 판(40)과; 반원 형상으로 이루어지는 내관(52) 및 외관(56)으로 구성되어 상기 제1 수막형성 판(40)의 후면 단부와 인접한 상기 배기 장치(30)의 하부에 길이 방향으로 설치되며, 상기 제1 수막형성 판(40)을 통과하며 물과 혼합된 분진을 제거하는 제1 유도 판(50)과; 상기 제1 유도 판(50)을 통과하는 분진을 수막으로 제거하기 위하여, 단부(62)가 톱니 형상으로 이루어져 상기 수조(10)의 물과 대향한 상태로 상기 제1 유도 판(50) 일 측에 구비되는 제2 수막형성 판(60)과; 타 측은 개구되며 일 측은 상기 제1 유도 판(50) 일 측 단부에 길이 방향으로 설치되어 상기 제2 수막형성 판(60)을 통과하며 물과 혼합된 분진을 제거하는 충돌 판(72)과, 반원 형상으로서 상기 충돌 판(72)의 개구 측에 충돌 판과 대향한 상태로 길이 방향으로 설치되어 상기 충돌 판(72)을 통해 물과 함께 낙하하는 분진을 수조(10)로 유도하는 가이드 판(76)으로 구성되는 제2 유도 판(70)과; 물에 혼합된 분진을 제거하기 위하여 상기 수조(10)의 가이드 벽(12) 일 측에 구비되는 필터(80)를; 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 제1 수막형성 판 및 제2 수막형성 판, 그리고 제1 유도 판 및 제2 유도 판과 같이 복수 개의 분진 제거 수단들을 도입하되, 이들 분진 제거 수단들을 단순 배치하지 않고 순서를 달리하여 연속 배치하는 방법을 제안함으로써 도장 작업 과정에서 발생하는 분진과 각종 오염물질들을 완전하게 제거할 수 있도록 해준다.

또한, 본 발명은 수조에 저장되는 물을 순환시켜 반복 사용하는 구성을 제안함으로써 물 낭비를 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 오염수의 배출을 원천적으로 배제할 수 있도록 해준다.

도 1은 본 발명에 따른 도장 부스 장치의 개략적인 내부 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 도장 부스 장치의 개략적인 측 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 도장 부스 장치에 있어 수조의 개략적인 평면 구성도.
도 4는 종래 도장 부스 장치의 일 구성도.
도 5는 종래 도장 부스 장치의 다른 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 도장 부스 장치의 개략적인 내부 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 도장 부스 장치의 개략적인 측 단면 구성도, 그리고 도 3은 본 발명에 따른 도장 부스 장치에 있어 수조의 개략적인 평면 구성도이다. 도면 각각에 개시된 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 구성, 그리고 그 구성에 따른 구체적인 작용을 살펴본다.

수조(10)는 일정 높이의 물이 저장되는 공간으로서, 일 측 모서리에는 가이드 벽(12)이 구비된다. 상기 가이드 벽(12)은 수조에 저장되는 물의 유동 방향을 일 방향으로 유도하기 위한 것으로, ┓형상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 가이드 벽(12)에는 적어도 2개 이상의 관통 공(14, 16)이 형성될 수 있다.

바닥 판(20)은 작업 공간(22)을 제공하는 부분으로서 상기 수조(10)의 상부 일 측에 설치되며, 바닥 판(20)에 의해 수조(10)의 상부는 대부분 밀폐된다. 도면부호 26은 배출 홀로서 이를 통해 바닥 판(20)과 수조(10) 사이에 공기가 유동된다. 작업 공간(22)은 배출 홀(26)을 제외하고는 밀폐 공간으로 이루어지는 것이 바람직하다.

배기 장치(30)는 작업 공간(22)에서 발생하는 분진을 포함하는 유독물질(이하 분진이라 칭함)이 제거된 공기를 외부로 배출시키기 위한 것으로서, 복수 개의 집진 판(34)이 구비되는 통풍구(32)와, 배기 팬(36)을 포함하여 이루어진다. 상기 집진 판(34)은 제거되지 않고 공기 중에 잔존하는 분진을 제거하기 위한 수단으로, 돌출되는 각 단부가 일정 부분 겹치는 상태로 높이를 달리하여 지그 재그로 배치된다.

제1 수막형성 판(40)은 단부(42)가 수조(10)에 저장된 물과 대향한 상태로 바닥 판(20)과 배기 장치(30) 사이에 설치된다. 상기 단부(42)는 톱니 형상으로 이루어지며, 배기 팬(36)이 작용하면 수막을 발생시켜 작업 공간의 분진을 1차로 제거하는 수단이다. 도면부호 46은 제1 수막형성 판(40)의 고정수단이다.

제1 유도 판(50)은 제1 수막형성 판(40)의 후면 단부와 인접한 배기 장치(30)의 하부 일 측에 길이 방향으로 설치되며, 각각이 반원 형상으로 이루어지는 내관(56) 및 외관(52)으로 구성된다. 보다 구체적으로는, 외관(52)의 일 측 단부(길이 방향)가 배기 장치(30)의 하부 내 측면에 고정 결합되며, 외관(52)보다 작은 직경으로 이루어지는 내관(56)은 고정 봉(57)에 의해 수조(10) 바닥면에 고정 결합된다. 고정 봉(57)은 복수 개로 이루어질 수 있다. 제1 유도 판(50)은 제1 수막형성 판(40)을 통과하며 물과 혼합된 분진을 2차로 제거하는 수단이다.

제2 수막형성 판(60)은 단부(62)가 수조(10)의 물과 대향한 상태로 제1 유도 판(50) 일 측에 구비된다. 상기 단부(62)는 톱니 형상으로 이루어지며, 배기 팬(36)이 작용하면 수막을 발생시켜 제1 유도 판(50)을 통과하는 분진을 3차로 제거하는 수단이다.

제2 유도 판(70)은 충돌 판(72)과 가이드 판(76)으로 구성된다. 상기 충돌 판(72)은 일정한 곡률을 이루는 형상으로 이루어지며, 타 측은 개구되며 일 측은 제1 유도 판(50) 일 측 단부에 길이 방향으로 고정 결합되어 설치된다. 상기 가이드 판(76)은 반원 형상으로 이루어지며, 충돌 판(72)의 개구 측에서 충돌 판과 대향한 상태로 길이 방향으로 설치된다. 도면부호 77은 가이드 판(76)을 수조(10) 바닥면에 고정하는 수단이며, 복수 개로 이루어질 수 있다. 상기 제2 유도 판(70)은 제2 수막형성 판(60)을 통과하며 물과 혼합된 분진을 4차로 제거하는 수단이다.

필터(80)는 수조(10)의 가이드 벽(12) 일 측에 구비되며, 물에 혼합되어 있는 분진을 제거하는 수단이다. 본 발명은 필터가 가이드 벽 사이에서 일정 간격 이격되어 복수 개로 이루어지는 경우를 배제하지 않는다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용을 구체적으로 살펴본다.

배기 팬(36)이 작동되는 상태에서 작업 공간(22)의 테이블(T)에 안치된 대상물체(A)에 대한 도장 작업이 진행된다. 도장 작업과정에서 발생하는 분진은 작업 공간(22)에 작용하는 배기 팬(36)의 흡입력에 의해 배출 홀(26)을 통해 수조(10)로 빠져나간다(ⓐ). 한편, 배기 팬(36)이 작동하면 톱니 형상으로 이루어져 물과 대향하고 있는 제1 수막형성 판(40)의 단부(42) 공극에는 강한 유속이 작용하게 되며, 이로 인해 물이 일정 높이 상승하면서 단부(42)의 공극에는 수막이 형성된다.

배기 팬(36)의 작용으로 배출 홀(26)을 거쳐 수조(10)로 빠져나간 분진들은 제1 수막형성 판의 단부(42)에 형성되는 수막을 관통하게 되고, 그 과정에서 상당 부분의 분진들은 수막에 의해 제거된다(ⓑ). 수막을 관통하면서 제거되지 않은 분진들은 물과 혼합된 수증기 형태로 제1 유도 판(50)으로 진입한다. 제2 유도 판(50)으로 진입한 수증기는 외관(52)의 내부 면 및 내관(56)의 외부 면과 수없이 반복하여 부딪히게 되고(ⓒ), 이 과정에서 수증기에 포함되어 있는 물과 분진들은 외관(52)의 내부 면과 내관(56)의 외부 면을 따라 흘러내려 수조(10)로 회수된다(점선).

제1 유도 판(50)을 통과하면서 제거되지 않은 분진들은 제2 수막형성 판(60)의 단부를 통과한다(ⓓ). 배기 팬(36)의 작동으로 인해 톱니 형상으로 이루어져 물과 대향하고 있는 제2 수막형성 판(60)의 단부(62) 공극에는 수막이 형성되어 있기 때문에, 분진들은 수막을 통과하는 과정에서 또 다시 제거된다. 제1 유도 판(50)을 통과하면서 제거되지 않은 분진들은 물과 혼합된 수증기 형태로 다시 변화되어 제2 유도 판(70)으로 진입한다. 제2 유도 판(70)으로 진입한 수증기는 충돌 판(72)의 내부 면과 가이드 판(76)의 내외부 면과 수없이 반복하여 부딪히게 되고(ⓔ), 이 과정에서 수증기에 포함되어 있는 물과 분진들은 충돌 판(72)의 내부 면과 가이드 판(76)의 내외부 면을 따라 흘러내려 수조(10)로 회수된다(점선).

제2 유도 판(70)에 의해 수분이 모두 제거된 기체는 통풍 구(32)를 따라 외부로 배출면서 지그 재그로 배치되어 있는 집진 판(34)과 수업이 충돌하게 되며(ⓕ), 그 과정에서 기체에 포함되어 있던 잔존 분진이 모두 제거된다. 이에 따라 도장 작업 과정에서 발생한 모든 분진이 제거된 깨끗한 공기가 최종적으로 배기 장치(30)는 통해 외부로 배출되게 된다.

한편, 배기 팬(36)의 작용으로 인해 작업 공간 내부의 공기가 이동할 때 수조(10)에 저장된 물도 함께 순환하게 되는데 이를 살펴본다. 배기 팬(36)의 흡입력이 작용하면, 작업 공간의 공기는 배출 홀(26), 제1 수막형성 판(40) 단부, 제1 유도 판(50), 제2 수막형성 판(60), 제2 유도 판(70)을 통해 이동하게 되며, 이 과정에서 배출 홀(26) 하부에 위치하는 물이 공기와 함께 이동한다(①).

배기 팬(36)이 지속적으로 작용하면, 배출 홀(26) 하부에 위치하는 물은 제1 수막형성 판(40) 단부, 제1 유도 판(50), 제2 수막형성 판(60), 제2 유도 판(70) 각각에 의해 제거된 분진을 포함한 상태로 가이드 벽(12)을 따라 일 방향, 즉 ② → ③ 방향으로 이동하게 된다. 가이드 벽(12)을 따라 이동하는 물은 가이드 벽(12) 일 측에 구비되는 필터(80)를 관통하게 되며, 그 과정에서 물에 포함되어 있던 분진들은 모두 제거된다. 필터(80)에 의해 분진이 모두 제거된 물은 배출 홀(26) 부근으로 이동하면서(④) 다음 과정을 반복하게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 수조 12 : 가이드 벽
20 : 바닥 판 26 : 배출 홀
30 : 배기 장치 32 : 통풍구
34 : 집진 판 36 : 배기 팬
40 : 제1 수막형성 판 50 : 제1 유도 판
52 : 외관 56 : 내관
60 : 제2 수막형성 판 70 : 제2 유도 판
72 : 충돌 판 76 : 가이드 판
80 : 필터

Claims (1)

1. 일정 높이로 저장된 물이 일 방향으로 유동하도록 일 측 모서리에 가이드 벽(12)이 구비되는 수조(10)와;
   상기 수조(10)의 상부 일 측을 밀폐하여 작업 공간을 제공하는 바닥 판(20)과;
   통풍구(32)에는 복수 개의 집진 판(34)이 지그 재그로 배치되며, 일 측에는 배기 팬(36)이 구비되어 상기 수조(10)의 타 측에 설치되는 배기 장치(30)와;
   톱니 형상의 단부(42)가 상기 수조(10)의 물과 대향한 상태로 상기 바닥 판(20)과 배기 장치(30) 사이에 설치되며, 상기 배기 팬(36)의 작용으로 수막을 발생하여 작업 공간의 분진을 흡수하는 제1 수막형성 판(40)과;
   반원 형상으로 이루어지는 내관(52) 및 외관(56)으로 구성되어 상기 제1 수막형성 판(40)의 후면 단부와 인접한 상기 배기 장치(30)의 하부에 길이 방향으로 설치되며, 상기 제1 수막형성 판(40)을 통과하며 물과 혼합된 분진을 제거하는 제1 유도 판(50)과;
   상기 제1 유도 판(50)을 통과하는 분진을 수막으로 제거하기 위하여, 단부(62)가 톱니 형상으로 이루어져 상기 수조(10)의 물과 대향한 상태로 상기 제1 유도 판(50) 일 측에 구비되는 제2 수막형성 판(60)과;
   타 측은 개구되며 일 측은 상기 제1 유도 판(50) 일 측 단부에 길이 방향으로 설치되어 상기 제2 수막형성 판(60)을 통과하며 물과 혼합된 분진을 제거하는 충돌 판(72)과, 반원 형상으로서 상기 충돌 판(72)의 개구 측에 충돌 판과 대향한 상태로 길이 방향으로 설치되어 상기 충돌 판(72)을 통해 물과 함께 낙하하는 분진을 수조(10)로 유도하는 가이드 판(76)으로 구성되는 제2 유도 판(70)과;
   물에 혼합된 분진을 제거하기 위하여 상기 수조(10)의 가이드 벽(12) 일 측에 구비되는 필터(80)를;
   포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도장 부스 장치.
   

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