KR19990066708A - 액류염색기의 염액가열 및 냉각장치 - Google Patents

Abstract

(1) 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야.

액류염색기에 있어서 염액을 가열 및 냉각장치에 관한분야.

(2) 발명이 해결하려고 하는 기술적과제.

종래의 염액가열 및 냉각장치는 비교적 저렴한 벙커C유를 연료로 사용하고 있으나, 근자에 와서는 연료가격이 폭등하여 비용부담이 매우 클뿐아니라 열효율도 낮고 구조 또한 복잡한 문제점이 있음.

(3) 발명의 해결방법의 요지.

LNG 연료를 이용하여 가열관(12)(12')(12")을 통과하는 염액을 직접가열방식으로 개선하고 냉각장치도 염액공급관(21) 외부를 냉각수가 스크류를 타고 흐르도록 구성하여 연료비용절감 효과 및 열효율을 극대화시키고 구성 또한 간단하게 하려는데 발명의 요지가 있음.

(4) 발명의 중요한 용도.

튜브형 액류 염색기에 설치사용하여 연료절감효과 및 열효율을 극대화 시키는데 사용됨.

Description

액류염색기의 염액 가열 및 냉각장치

본 발명은 튜브형 액류염색기의 튜브와 연결구성된 순환관 내부를 원단과 염액이 함께 순환하면서 염색이 이루어지도록 하는 구성에 있어서, 염액의 온도를 높이기 위해 염액을 가열하는 장치를 LNG(천연액화가스)를 이용하여 직접 열을 가하는 방식으로 구성하고, 아울러 냉각장치도 간단하게 구성하여 연료비 절감과 열효율을 증대, 그리고 이로 인한 원가절감효과를 극대화 시킬 수 있도록 한 것이다.

주지된 바와 같이 액류염색기를 이용하여 원단을 염색할때는 염액을 가열하여 통상 온도를 130℃정도까지 상승시켜 주어야 하는데, 종래 액류염색기의 염액가열방식은, 공장의 외부에 벙커C유를 연료로 하는 대형보일러를 구비한 후 물을 가열하여 다량의 증기를 만들고, 상기 증기를 각 염색기에 설치된 열교환기로 유입시켜 염액을 가열토록 구성한 것으로서 이를 첨부된 도면(도 1)에 의거 자세히 살펴보면 다음과 같다.

튜브(51)의 전후부가 연통되게 순환관(56)을 연결설치하여 원단(50)이 염액의 순환에 의거 함께 순환할 수 있도록 구성하되, 튜브(51)의 바닥면 전후부에 염액흡입관(52)을 형성하여 이들이 펌프(53)로 연결되어 튜브(51)내의 염액을 흡입할 수 있게 하였고, 펌프(53)에서는 상기 염액을 다시 펌핑시켜 열교환기(54)를 강제 통과시킨 후 공급관(55)을 통하여 순환관(56) 입구쪽의 노즐(57)을 통해 분사시킴으로써 염액의 공급과 동시에 원단을 순환시켜 염색시키도록 되어 있다.

또, 열교환기(54)에서는 펌프(53)로부터 압력을 받은 염액이 필터(58)를 거친 후 직경이 작은 가열관(59)을 통과하고 가열관(59)을 감싸는 외부케이스(60)내로는 상기한 바와 같이 보일러에 의한 증기가 공급되므로 염액이 가열될 수가 있게 되는 것이다.

한편 액류염색기에 있어서 벙커C유를 연료로 사용하는 이유는 벙커C유의 가격이 다른 연료에 비하여 상대적으로 싸기 때문이었으나 최근에는 모든 유류의 가격이 큰 폭으로 상승하여 연료비에 대한 부담이 엄청나게 가중되었고 이에 따라 생산코스트가 매우 높아져서 상품경쟁력이 크게 떨어지게 되는 폐단이 따르게 되었던 것이다.

또한 공장외부에 보일러를 구비한 후 증기공급라인을 공장내부의 각 염색기로 분배시켜 증기를 공급하는 간접가열방식을 채택하는 근본적인 이유는, 벙커C유가 연소될때 필연적으로 다량의 매연이 발생하게 되고 또 산업용 보일러의 경우대용량의 것이 소용량보다 열손실이 적고 열효율이 높기 때문에 공장외부에 대용량의 보일러를 설치하는 것이지만, 증기공급라인이 거미줄처럼 다양하게 얽혀 설치되어야만 하기 때문에 설비가 매우 복잡해지고 열 손실이 많을 수밖에 없는 것이다.

그리고 염색을 완료한 후 원단을 꺼내려면 염액의 온도를 통상 80℃정도까지 냉각시켜 튜브내부의 압력을 낮추어 주어야 하는데, 종래에는 냉각을 위한 별도의 장치가 없고, 단지 증기가 유입되는 라인을 이용하여 상온의 냉각수를 공급함으로써 염액의 온도를 낮추었기 때문에 증기와 냉각수를 선택적으로 공급하기 위한 복잡한 파이프라인과 밸브장치가 필요할 수밖에 없었고 아울러 증기에 의한 응축수배출라인과 냉각수 배출라인 및 밸브장치가 별도로 필요한등 냉각을 위해서도 복잡한 구조가 필요함은 물론 가열시와 냉각시에 일일이 수작업으로 밸브 개폐를 하여야 하였으므로 매우 번거로운 등의 많은 문제가 존재하였던 것이다.

따라서 본 발명은 전술한 종래의 제반문제점을 해결코져 발명한 것으로 특히, 염액을 가열하는 구조를 LNG(액화천연가스)를 이용하여 직접 가열하는 방식으로 개량함으로써, 열손실을 극소화시키고 연료비에 대한 부담을 크게 줄이면서 열효율 극대화를 이룰 수 있도록 하며, 더불어 구조 또한 매우 간단하게 하고, 아울러 냉각을 위한 구조 또한 매우 간단하면서 냉각효율이 극대화 되게 하려는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 종래 염색기의 전체구성을 개략적으로 도시한 정면도

도 2는 본발명에 의한 염색기의 전체구성을 개략적으로 도시한 정면도

도 3은 본발명의 가열장치부를 확대도시한 단면도

도 4는 도 3의 A - A'선 확대단면도

도 5a 도 4의 B에서 본 확대도

도 5b는 도 4의 C에서 본 확대도

도 6은 본발명의 가열장치부의 제 1 실시예를 나타낸 확대단면도

도 7은 도 6의 D-D'선 단면도

도 8은 본발명의 냉각장치부를 확대도시한 단면도

도 9는 본발명의 가열장치부에 대한 제 2 실시예를 나타낸 단면도

※ 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명.

(1) 액류염색기 (4) 필터 (5) 펌프

(10) 가열장치부 (11) 가스버너 (12)(12')(12") 가열관

(13) 가열케이스 (13') 뚜껑 (14) 배기공

(20) 냉각장치부 (21) 공급관 (22) 냉각수유도판

(23) 냉각케이스 (24) 냉각수유입관 (25) 냉각수배출관

(26) 단열재 (27)(27') 케스타블 (28) 세라믹파이버

본 발명은 펌프(5)와 필터(4)를 통해 유입되는 염액에 열을 가해주기 위한 가열장치부(10)와 염색후 원단인출시 염액의 온도를 신속하게 내려주는 냉각장치부(20)로 구성되는데, 가열장치부(10)는 LNG(액화천연가스)를 연소시킬 수 있는 가스버너(11)로 염액이 통과하는 가열관(12)(12')(12")를 직접 가열토록 구성하고 냉각장치부(20)는 가열장치부(10)에서 공급되는 공급관(21)의 외면에 상온의 물이 흐르게 하여 냉각시키도록 구성되어 있는 것으로 이하 구체적인 구성을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

가열장치부(10)는 일측에 배기공(14)을, 외주면에는 단열재(26)를, 그리고 내측 바닥면에 케스타블(27)을 설치한 원통형케이스(13)의 상부에, 중앙위치에 가스버너(11)를 하향 설치하고, 상면에 세라믹파이버(28)를 그리고 저면에 케스타블(27')을 고정설치한 카바(13')를 결합 고정시키는데, 원통형케이스(13) 내부에는 필터(3)에서 여과된 염액이 통과할 수 있도록 한 가열관(12)(12')(12")을 3열로 분리하여 케이스(13) 일측하부를 통하여 내부를 관통한 후 케이스(13) 타측 상부로 인출되어 냉각장치부(20)의 염액공급관(21)에 3열의 가열관이 다시 하나로 모아진상태에서 연결되게 하되, 가열관(12)(12')(12")이 원통형케이스(13) 내부를 마치 코일스프링처럼 감긴 상태에서 염액공급관(21)에 연결되게 하고,

또, 상기 3열의 가열관(12)(12')(12")은 각각 일정한 간격을 유지하면서 가스버너(11)의 불꽃 및 열기가(도 3에서 보는 바와 같이) 3열의 가열관(12)(12')(12")을 지그재그식으로 통과하면서 고르게 가열할 수 있도록 한 것이며, 가열관(12)(12')(12")이 원통형 케이스의 하부 일측 중앙부로 인입되어 상부 타측 중앙부로 인출되게 구성한 것이다.

냉각장치부(20)는 공급관(21)의 외주면에 냉각수유도판(22)을 나선형으로 감아 부착시키고, 상기 유도판(22) 외측면에는 냉각케이스(23)로 감싸 밀폐시키며, 냉각케이스(23)의 상부 일측에 냉각수공급관(24)을 하부타측에는 냉각수배출관(25)을 형성한 것이다.

도 6과 도7은 본 발명의 가열장치부에 대한 제 1 실시예를 나타낸 것으로 이는 필터(3)에서 걸러진 염액이 통과하는 가열관(12)(12')을 2개로 분리하여 가열케이스(13) 내부를 코일형태로 감으면서 아랫쪽에서 윗쪽으로 통과시키되, 각각의 가열관(12)(12')는 서로 약간의 간격을 유지한 상태로 떨어지게 형성하여 버너의 불꽃과 열기가 가열관(12)(12') 사이로 원할하게 통과하면서 가열관(12)(12')을 신속하게 가열시킬 수 있도록 하고, 가열관(12)(12')의 끝단은 다시 모아져서 공급관(21)에 연결되게 구성한 것이데, 이는 원통형 케이스의 하부 일측으로 가열관(12)(12')이 인입되어 타측 상부 일측으로 인출되도록 구성한 것이다.

도 9는 본고안의 제 2 실시예를 나타낸 것으로, 이는 가열관(12)(12') (12")이 케이스의 하부 일측 중앙부로 인입되어 타측 측면부위로 인출되게 구성한것으로, 가열관의 인출부위는 설치장소나 위치 또는 공급관(21)의 위치등에 따라 다양한 위치로 선택 제작한후 연결시키면 된다.

도면중 미설명된 부호 2는 튜브, 3은 염액순환관, 6은 염액제공급탱크, 31은 배기관, 32, 32'는 상.하플렌지, 100 은 원단이다.

이러한 구성으로된 본 발명은 작용시 염액이 펌프(5)에 의해 압송되어 필터(4)를 통과한 후 가열케이스(13) 내부의 가열관(12)(12')으로 흐르면서 가열되고 공급관(21)을 통해 다시 염액순환관(3)으로 유입되는데, 이때 가스버너(11)가 작동하여 LNG가 연소하면서 가열관(12)(12')(12")을 직접 가열시킨다. 또 이때 발생되는 불꽃과 열기는 가열관(12)(12')(12") 사이로 지그재그식으로 이송되면서 가열관(12)(12')(12") 내부를 흐르는 염액을 골고루 신속하게 가열시켜준 후 배기공(14)으로 배출되는 것이다.

한편 원단의 염색작업이 끝난 후 원단을 꺼낼때는 가열된 염액을 냉각시켜 튜브(2) 내부의 압력을 낮추어야 하는데, 이때는 가스버너(11)의 작용을 중지시킨 상태에서 냉각수공급관(24)을 통해 18℃ ∼ 20℃정도의 냉각수를 유입시키면, 냉각케이스(23)와 공급관(21) 사이로 냉각수가 흘러 공급관(21) 내를 통과하는 고온의염액이 냉각되게 되는데, 이때 냉각수유도판(22)에 의해 냉각수는 공급관(21)의 외면을 나사처럼 타고 돌면서 배출됨으로 효율적으로 냉각되는 것이다.

그리고 본 발명의 일실시예를 나타낸 도6과 도7의 경우는 가열관(12)(12')이 2개로 분리된 상태로서, 이에 따른 작용도 전술한 바와 동일하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 연료자체를 벙커C유 보다 가격이 저렴하면서 열효율이 높은 LNG를 이용하므로 비용부담이 값이 비싼 벙커C유를 사용할 때보다 절반이하로 줄어들게 되고, 또 열교환기에 직접 가열장치를 설치함에 따라 열효율이 크게 향상됨은 물론 열손실도 크게 줄일 수 있게 되며 구성 또한 매우 간단해져서 설치 및 염액에 따른 원가절감효과를 극대화시킬 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 액류 염색기의 염액가열장치를 구성함에 있어서,

   일측에 배기공(14)을, 외주면에는 단열재(26)를 그리고 바닥면에 케스타블(27)을 설치한 원통형케이스(13)의 상부 중앙위치에 가스버너(11)를 하향 설치고정하고, 외측면에 세라믹파이버(28)를, 그리고 내측면에 케스타블(27')을 고정 설치한 카바(13')를 결합 고정시키되, 내부에는 필터(3)에서 여과된 염액이 통과할 수 있도록한 가열관(12)(12')(12")을 3열로 분리하여 케이스(13) 내부에 코일형태로 감아 설치한 뒤 염액공급관(21)으로 연결되도록 구성함을 특징으로 하는 액류염색기의 염액 가열장치.
2. 냉각장치부(20)는 염액공급관(21)의 외주면에 냉각수유도판(22)을 나선형으로 감아부착시킨뒤, 상기 냉각수유도판(22)의 외주면을 냉각케이스(23)로 감안 밀폐시키며 상기 냉각케이스(23)의 일측상부에 냉각수공급관(24)을 형성하고, 타측 하단에는 냉각수 배출관(25)을 설치하여 구성됨을 특징으로 하는 액류염색기의 염액냉각장치.
3. 1항기재에 있어서,

   원통형케이스(13) 내부에 설치된 3열의 가열관(12)(12')(12")은 각각 일정한 간격을 유지시켜 염액에 하부에서 상부로 압송되도록 설치하고, 가스버너(11)의 불꽃 및 열기가 지그재그식으로 가열(12)(12')(12")을 통과할 수 있도록 불꽃 및 열기통로를 구성함을 액류염색기의 염액가열장치.
4. 3항기재에 있어서,

   원통형케이스(13) 내부에 2열의 가열관(12)(12')을 설치하되 각각 일정한 간격을 유지시켜 가스버너(11)의 불꽃 및 열기가 지그재그식으로 가열관(12)(12')을 통과할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 액류염색기의 염액가열장치.
5. 1항기재에 있어서,

   3열의 가열관(12)(12')(12")은 원통형 케이스(13)의 하부 일측으로 인입되어 타측 상부로 인출되도록 구성하거나, 원통형 케이스(13)의 하부 일측으로 인입되어 타측 측면부로 인출되도록 구성함을 특징으로 하는 액류염색기의 염액가열장치.