KR101585017B1

KR101585017B1 - 피가공물진공증기세척기

Info

Publication number: KR101585017B1
Application number: KR1020150137651A
Authority: KR
Inventors: 김상범
Original assignee: 김상범
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-01-25

Abstract

본 발명은 세척액을 가열하여 부피팽창시켜 세척액가열부에서 진공상태의 세척실로 공급하여 기화시키고, 세척실에서 피가공물과 접촉하여 액화된 세척액을 중력에 의해 상기 세척액가열부에 복귀시키는 순환 구조를 갖는 피가공물진공증기세척기에 관한 것이다.

Description

피가공물진공증기세척기{Apparatus for vacuum steam washing work}

본 발명은 피가공물을 진공세척하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기계부품이나 전기 전자부품 또는 광학부품 등 여러 산업분야에 걸쳐 사용되는 각종 피가공물을 세척하기 위해 사용되는 진공세척장치에 관한 것이다.

예를 들면, 통상 열처리를 필요로 하는 부품인 피가공물들은 열처리 시작 전후에 세척을 하여 부품 표면의 이물질(윤활유, 열처리 기름 등)을 제거(탈지세척)한 후 열처리를 행하게 된다.

종래에는 기공이 많거나 형상이 기하학적인 복잡한 부품 등을 세척 과정에서 세척이 확실하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한, 세척제의 온도가 높을수록 세척효율이 향상됨에도 불구하고 세척제로서 사용되는 석유계(탄화수소계) 용제의 온도를 상승시키는 데에 한계가 있어, 세척효율 향상이 어렵다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 진공세척기가 본 발명자에 의해 특허출원되어 특허등록된 특허등록 제10-0537232호에 개시되어 있다.

상기 개시된 진공세척기는 진공세척실에 피가공물을 투입한 후, 상기 진공세척실을 진공상태로 만든 후 압력차에 의해 세척액을 피가공물이 침지될 때까지 공급하여, 피가공물에 붙어 있는 이물질을 떼어낸 후 세척한 세척액을 상기 진공세척실에서 배출시키는 것으로 되어 있다.

하지만, 다량의 피가공물이 투입된 세척실에 상기 세척액을 공급하여 상기 다량의 피가공물을 침지시키기 위해서는 많은 양의 세척액이 필요하고 이를 수용하기 위한 세척액저장탱크의 부피도 증대되고, 아울러, 작업의 편의상 진공세척기가 열처리장치 옆에 배치되어 있어서, 알콜, 탄화수소계와 같이 인화점이 낮은 세척액이 열처리장치의 온도에 의해 인화되어 여전히 대형화재사고를 일으킬 수 있다고 하는 문제점이 발생한다.

이를 방지하기 위해, 세척액을 세척액저장탱크에 저장한 상태에서 상기 세척액을 가열하여 증기로 만들어서 압력차에 의해 상기 세척실에 증기를 공급하여 피가공물을 증기 세척하는 것을 고려할 수도 있지만, 이 또한, 열전달효율이 낮은 정체된 세척액을 가열하여 증기로 만드는 것이어서, 상기 세척실에 가득 차게 기화된 세척액을 공급하기 위해서는 여전히 많은 양의 세척액이 필요하여 대형화재사고를 일으키게 되고, 아울러 세척액을 저장하기 위한 탱크가 비대해져서 제조비용이 증대된다.

본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가진다.

본 발명은 세척액을 가열하여 부피팽창시켜 세척액 가열부에서 진공상태의 세척실로 공급하여 기화시키고, 세척실에서 피가공물과 접촉하여 액화된 세척액을 중력에 의해 상기 세척액 가열부에 복귀시키는 순환 구조를 진공세척기가 갖게 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.

본 발명은, 상기와 같은 과제해결수단에 의해, 인화점이 낮은 세척액을 종래보다 소량 사용하고도 피가공물을 진공세척하는 것을 가능하게 하여, 대형화재사고를 방지함과 동시에 피가공물의 세척비용과 세척액저장탱크제조비용을 절감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 피가공물진공증기세척기를 도시한 개념도.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 피가공물진공증기세척기가 첨부된 도 1을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에는 본 실시예의 피가공물진공증기세척기가 부호 100으로서 지시되어 있다.

상기 피가공물진공증기세척기(100)는 개폐가능한 도어(11)를 구비한 진공세척실(10), 일단이 상기 진공세척실(10)의 상단에 접속되어 타단이 도시되지 않은 진공원에 접속되어 있고 도중에 유체의 흐름방향에서 상류개폐밸브(31), 응축기(32) 및 하류개폐밸브(34)가 순차적으로 개재된 진공배기라인(30), 및 상기 진공세척실(10)의 바닥보다 낮은 바닥을 갖게 배치된 열교환기(20)를 포함하고 있다.

상기 열교환기(20)는, 열교환탱크(21), 상기 열교환탱크(21)의 바닥에서 수직 상향으로 일정 간격 이격되어 하부헤더(S1)를 형성하게 상기 열교환탱크(21)에 내접고정된 하부 칸막이부(22), 상기 열교환탱크(21)의 상단에서 수직 하향으로 일정 간격 이격되어 상부헤더(S2)를 형성하게 상기 열교환탱크(21)에 내접 고정된 상부 칸막이부(23), 상기 열교환탱크(21)의 상단에서 상기 상부헤더(S2)를 개폐가능하게 장착된 커버(24), 상기 상하부 칸막이부(23, 22)에 양단이 관통되어 상기 상하부헤더(S2, S1)에 유통가능하게 되어 있고 서로에 이격되어 있는 복수개의 가열관(25)을 포함하고 있다.

상기 진공세척실(10)의 바닥에는 일단이 상기 하부헤더(S1)에 접속된 세척액배출관(26)의 타단이 접속되어 있고, 그리고 상기 진공세척실(10)의 하부벽부에는 일단이 상기 상부헤더(S2)에 접속된 가열세척액공급라인(27)의 타단이 접속되어 있다.

또한, 상기 복수개의 가열관(25)의 외면에 열매를 접촉시키기 위해, 상기 상하부 칸막이부(23, 22) 사이의 상기 열교환탱크(21)의 벽부에는 도시되지 않은 열매공급원에 일단이 접속된 열매공급라인(41)의 타단이 접속되어 있고, 그리고 상기 복수개의 가열관(25)에 열을 주어서 응축된 열매를 상기 열매공급원에 복귀시키기 위해, 상기 상하부 칸막이부(23, 22) 사이의 상기 열교환탱크(21)의 벽부로서 상기 열매공급라인(41)의 접속부위보다 낮은 높이 레벨의 부위에는 일단이 상기 열매공급원에 접속되어 있는 열매회수라인(42)의 타단이 접속되어 있다.

상기 진공세척실(10)에는 내부의 온도를 감지하는 온도센서(12), 상기 진공세척실(10)의 내부를 외부와 통기시키는 통기밸브(13), 상기 진공세척실(10) 내부의 진공도를 측정하는 진공게이지(14), 상기 진공세척실(10)의 내부의 진공도를 감지하는 진공센서(15), 세척액의 수위를 감지하는 액레벨센서(16), 및 상기 진공세척실(10)의 내부에 세척액을 상기 진공세척실(10)에 공급하기 위해 일단이 도시되지 않은 세척액저장탱크에 접속되어 있고 타단이 상기 진공세척실(10)의 상부에 접속되어 있으며 도중에 액공급밸브(17)가 개재된 액공급라인(18)을 구비하고 있다.

또한, 상기 가열세척액공급라인(27)의 타단과 접속된 상기 진공세척실(10)의 내벽 부위의 바로 위에는 증기와 액을 분리하는 증기와 액 분리판(40)의 기단이 고정되어 선단이 상기 진공세척실(10)의 바닥을 향하게 하향 경사져서 상기 진공세척실(10)의 세척액의 액면에 닿지 않게 뻗어 있다.

또한, 상기 세척액배출관(26)의 도중에는 상기 진공세척실(10)과 상기 열교환탱크(21) 내의 세척액을 외부로 드레인시키기 위한 드레인라인(29)의 일단이 접속되어 있고 상기 드레인라인(29)의 도중에는 드레인개폐밸브(28)가 개재되어 있다.

또한, 상기 응축기(32)가 상기 세척실(10)의 높이레벨보다 높은 레벨에 위치된 상태에서, 상기 응축기(32)에는 일단이 액공급밸브(17) 보다 하류측의 액공급라인(18) 부위에 접속되어 있고 도중에 응축액순환밸브(35)가 개재되어 있는 응축액순환라인(33)의 타단이 접속되어 있다.

상기 응축기(32)와 상기 응축액순환밸브(35) 사이의 상기 응축액순환라인(33) 도중에는 하류단이 응축액회수탱크에 접속된 응축액회수라인(36)의 상류단이 접속되어 있고, 상기 응축액회수라인(36)의 도중에는 응축액회수밸브(37)가 개재되어 있다.

또한, 상기 응축액회수밸브(37)는 상기 응축액순환밸브(35)가 개방될 때 닫혀있고, 상기 응축액순환밸브(35)가 닫혀있을 때 개방되게 되어 있다.

상기와 같이 구성된 피가공물진공증기세척기는 다음과 같이 작동하게 된다.

먼저, 상기 통기밸브(13)를 제외한 모든 밸브들을 닫은 상태에서 도어(11)를 열어, 피가공물을 상기 진공세척실(10)에 장전한 다음, 상기 통기밸브(13)를 닫는다.

그 다음, 상기 상류개폐밸브(31), 상기 하류개폐밸브(34) 및 상기 응축액회수밸브(37)를 열어, 상기 진공세척실(10)과 상기 도시되지 않은 진공원을 서로 유통시켜 상기 진공세척실(10)의 내부의 공기를 배기시켜 상기 진공세척실(10)의 내부를 소정된 진공도로 만들면서, 상기 진공세척실(10)에서 배기된 공기 중에 함유된 기화된 세척액을 응축시켜 상기 응축액회수라인(36)을 경유하여 도시되지 않은 응축액회수탱크에 저장한 다음, 상기 상류개폐밸브(31)를 닫는다.

그 다음, 상기 열교환기(20)에 열매를 공급하여 상기 가열관(25)을 가열하는 상태에서 상기 액공급밸브(17)를 열어 진공세척실(10)에 상기 증기와 액분리판(40)에 액면이 접촉하지 않는 수위로 세척액을 충전하게 되면, 상기 열교환기(20)의 가열관(25)에 세척액이 공급되게 되어서, 상기 가열관(25) 내의 세척액이 기화성분과 액상성분이 존재하는 세척액으로 변화되고, 상기 상태 변화된 세척액은 상기 가열관(25) 내에서 상기 기화성분으로 인하여 부피팽창하여 상기 상부헤더(S2) 및 상기 가열세척액공급라인(27)을 경유하여 진공세척실(10) 내로 공급되고, 진공세척실(10)에 공급된 상기 가열된 세척액은, 상기 가열관(25)의 부피보다 상기 진공세척실(10)의 부피가 더 큰 관계로, 더 부피팽창하면서 상기 증기와 액 분리판(40)에 의해 기액으로 분리되어, 기체성분은 피가공물에 사방에서 접촉되어 피가공물에 붙어 있는 이물질을 떼어내어 피가공물을 세척하면서 액화되어서 자연낙하여 상기 진공세척실(10)의 바닥으로 떨어지게 되고, 그리고 액체성분은 자연낙하하여 상기 진공세척실(10) 바닥에 존재하는 기 세척액과 혼합되게 된다.

상기 진공세척실(10)의 바닥에 존재하는 세척액은 상기 열교환기(20)의 가열관(25)의 세척액이 상기 진공세척실(10)로 이동됨에 따라 상기 가열관(25) 내로 복귀되게 되어 상기 세척액은 상기 진공세척실(10)와 상기 가열관(25)에서 순환하게 된다.

이러한, 세척액 순환을 일정 시간 동안 진행하게 되면, 피가공물에 대한 세척이 완료되면, 통기밸브(13)를 열어, 상기 진공세척실(10)의 내부를 대기와 유통시킨 다음, 상기 드레인개폐밸브(28)를 열어 상기 진공세척실(10)의 저장된 세척액을 도시되지 않은 세척액회수탱크에 드레인시켜서 상기 진공세척실(10)의 내의 세척액을 외부로 배출시킨다.

그 후, 상기 상류개폐밸브(31), 상기 하류개폐밸브(34) 및 상기 응축액회수밸브(37)를 열고, 상기 통기밸브(13)과 상기 응축액순환밸브(35)를 닫아서, 상기 진공세척실(10)과 상기 도시되지 않은 진공원을 서로 유통시켜 상기 진공세척실(10)의 내부의 공기를 배기시켜 상기 진공세척실(10)의 내부를 상기 소정된 진공도보다 더 높은 진공도로 만들어서, 상기 진공세척실(10) 장전된 상기 피가공물에 붙어 있는 세척액을 기화시켜 상기 응축기(32)에서 응축시켜 상기 응축액회수라인(36)을 경유하여 도시되지 않은 응축액회수탱크에 저장하여 상기 장전된 피가공물에 대한 건조와 온도 낮춤을 수행한 다음, 상기 상류개폐밸브(31)를 닫고 상기 통기밸브(13)를 열고 나서, 상기 도어(11)을 개방하여 상기 진공세척실(10) 내에 장전된 피가공물을 꺼내어 세척공정을 완료한다.

상기 응축기(32)는 상기 진공세척실(10)을 진공화시킬 때 상기 진공세척실(10)에서 빠져나온 공기의 온도를 낮추어서 외부로 방출시키는 작용을 하며, 그리고 상기 진공세척실(10)에 기화된 세척액이 존재하는 상태에서 상기 진공세척실(10) 내부의 온도가 소정된 온도보다 낮거나 소정된 진공도보다 낮은 경우에, 상기 진공세척실(10) 내부의 진공도나 온도를 높이기 위해, 상기 상류개폐밸브(31)와 상기 응축액순환밸브(35)를 열고 상기 하류개폐밸브(34)를 닫아서, 상기 진공세척실(10) 내에 존재하는 기화된 세척액을 상기 응축기(32)에서 응축하여 자연낙하에 의해 상기 응축액순한라인(33)을 경유하여 상기 진공세척실(10)로 복귀시킨다.

상기와 같이 구성된 피가공물진공증기세척기는, 인화점이 낮은 세척액을 종래보다 소량 사용하고도 피가공물을 진공세척하는 것을 가능하게 하여, 대형화재사고를 방지함과 동시에 피가공물의 세척비용과 세척액저장탱크제조비용을 절감시킬 수 있다.

10; 진공세척실, 20; 열교환기, 40; 증기와 액 분리판

Claims

개폐가능한 도어(11)를 구비한 진공세척실(10),
일단이 상기 진공세척실(10)의 상단에 접속되어 타단이 진공원에 접속되어 있고 도중에 유체의 흐름방향에서 개폐밸브(31) 및 응축기(32)가 순차적으로 개재된 진공배기라인(30), 및
상기 진공세척실(10)의 바닥보다 낮은 바닥을 갖게 배치되어 열교환기(20)를 포함하고,
상기 진공세척실(10)에는, 상기 진공세척실(10)의 내부를 외부와 통기시키는 통기밸브(13), 상기 진공세척실(10)의 내부의 진공도를 감지하는 진공센서(15), 세척액의 수위를 감지하는 액레벨센서(16), 및 상기 진공세척실(10)의 내부에 세척액을 상기 진공세척실(10)의 상부에서 공급하는 액공급밸브(17)를 구비하고 있고,
상기 열교환기(20)는 세척액을 가열하여 부피 팽창시켜 상기 열교환기(20)에서 진공상태의 상기 진공세척실(10)로 공급하여 기화시키고, 상기 진공세척실(10)에서 상기 진공세척실(10)에 장전된 피가공물과 기체 상태에서 접촉하여 액화되어서 자연낙하여 상기 진공세척실(10)의 바닥에 떨어진 세척액을 상기 열교환기(20)에 복귀시키는 구조로 되어 있고,
상기 열교환기(20)에서 가열되어 부피 팽창된 세척액을 상기 진공세척실(10)에 공급하는 라인과 접속된 상기 진공세척실(10)의 내벽 부위의 위에는, 증기와 액을 분리하는 증기와 액 분리판(40)의 기단이 고정되어 선단이 상기 진공세척실(10)의 바닥을 향하게 하향 경사져서 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 피가공물진공증기세척기.
제 1항에 있어서,
상기 열교환기(20)는,
열교환탱크(21),
상기 열교환탱크(21)의 바닥에서 수직 상향으로 일정 간격 이격되어 하부헤더(S1)를 형성하게 상기 열교환탱크(21)에 내접고정된 하부 칸막이부(22),
상기 열교환탱크(21)의 상단에서 수직 하향으로 일정 간격 이격되어 상부헤더(S2)를 형성하게 상기 열교환탱크(21)에 내접 고정된 상부 칸막이부(23),
상기 열교환탱크(21)의 상단에서 상기 상부헤더(S2)를 개폐가능하게 장착된 커버(24),
상기 상하부 칸막이부(23, 22)에 양단이 관통되어 상기 상하부헤더(S2, S1)에 유통가능하게 되어 있고 서로에 이격되어 있는 복수개의 가열관(25)을 포함하고,
상기 진공세척실(10)의 바닥에는 일단이 상기 하부헤더(S1)에 접속된 세척액배출관(26)의 타단이 접속되어 있고, 그리고 상기 진공세척실(10)의 하부벽부에는 일단이 상기 상부헤더(S2)에 접속된 가열세척액공급라인(27)의 타단이 접속되어 있고,
상기 복수개의 가열관(25)의 외면에 열매를 접촉시키기 위해, 상기 상하부 칸막이부(23, 22) 사이의 상기 열교환탱크(21)의 벽부에는 열매공급원에 일단이 접속된 열매공급라인(41)의 타단이 접속되어 있고, 그리고 상기 복수개의 가열관(25)에 열을 주어서 응축된 열매를 상기 열매공급원에 복귀시키기 위해, 상기 상하부 칸막이부(23, 22) 사이의 상기 열교환탱크(21)의 벽부로서 상기 열매공급라인(41)의 접속부위보다 낮은 높이 레벨의 부위에는 일단이 상기 열매공급원에 접속되어 있는 열매회수라인(42)의 타단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 피가공물진공증기세척기.
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