KR20010076185A - 도핑 장치의 냉각부와 이 냉각부의 작동 방법 - Google Patents

도핑 장치의 냉각부와 이 냉각부의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 도핑실과, 도핑 대상물을 건조시키기 위한 열간 건조기와, 대상물이 통과하는 방향으로 건조기 다음에 배치되어 도핑 및 건조 대상물을 냉각시키기 위한 냉각부를 구비하며, 상기 냉각부는 냉각실의 내부공간을 한정하는 경계벽을 구비한 터널 형태의 냉각실을 포함하고, 상기 경계벽은 도핑 대상물이 출입하는 냉각실의 입구와 출구 사이에 연장되며, 상기 냉각실의 경계벽에는 입구와 접하는 냉각실의 입구영역에서 냉각실의 내부공간으로 냉각공기를 송풍하는 노즐이 제공된 도핑 장치의 냉각부에 있어서, 상기 대상물 상에서 용매 응축물로 인하여 발생된 도핑 결함을 발생시키지 않고도 도핑 대상물을 신속하게 냉각시킬 수 있는 냉각부를 제작하기 위해서, 상기 냉각부는 이 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 경계벽 중 적어도 일부분을 가열할 수 있도록 제공된다.

Description

도핑 장치의 냉각부와 이 냉각부의 작동 방법{Cooling part of the doping device and method for operating the same}
본 발명은 적어도 하나의 도핑실과, 도핑 대상물을 건조하기 위한 열간 건조기와, 대상물이 통과하는 방향으로 건조기 다음에 배치되어 도핑 및 건조 대상물을 냉각시키기 위한 냉각부를 구비한 도핑 장치의 냉각부에 관한 것으로서, 상기 냉각부는 냉각실의 내부공간을 한정하는 경계벽을 구비한 터널 형태의 냉각실을 포함하고, 상기 경계벽은 도핑 대상물이 출입하는 냉각실의 입구와 출구 사이에 연장되며, 상기 냉각실의 경계벽에는 입구와 접하는 냉각실의 입구영역에서 냉각실의 내부공간으로 냉각공기를 송풍하는 노즐이 제공된다.
냉각부가 제공된 도핑 장치, 특히 차체를 래커로 코팅하기 위한 도핑 장치는 실질적인 부품으로서 터널 형태로 일렬로 늘어선 캐빈(cabin)을 가지며, 이 캐빈에는 도핑하고자 하는 대상물, 예를 들어 차체가 연이어 통과한다; 이를 위하여, 운송장치가 일렬로 늘어선 캐빈을 통과하도록 연장되며 이 운송장치에 의해 도핑하고자 하는 대상물이 도핑 장치를 통과하여 운송된다. 이때, 도핑하고자 하는 대상물은, 필요한 경우 적절한 처리가 실시된 이후에, 도핑실이라고 불리는 도핑 장치 내에서 래커로 코팅되며, 이어서 열간 건조기 내에서 건조되고, 이를 위하여 도핑 표면은 소정의 상승 온도를 가져야 한다. 건조기 내에서 발생된 용매 가스는 이 가스가 건조기 내에서 오염물질로서 활성되기 전에 건조기 외부로 흡인되며, 예를 들어 연소된다. 도핑하고자 하는 대상물이 건조기 후방으로 통과하는 방향으로 터널형태의 냉각실이 제공된 냉각부가 설치되어 이 냉각부 내에서 도핑 및 건조 대상물이 냉각된다. 건조기가 연속적으로 작동하도록 도핑 장치 중에서 건조기와 이 건조기에 인접한 냉각 영역을 단열하기 위하여 건조기 입구와 건조기 출구를 제공할 필요가 있으며, 이 입구와 출구에도 마찬가지로 도핑 대상물이 통과하는 터널 형태의 캐빈이 제공되어, 이 캐빈 내에 도핑 대상물이 통과하는 에어커튼(air curtain)을 형성하도록 일반적인 방식으로 가열된 흡입공기가 송풍된다. 또한, 그렇지만 상기 에어커튼은, 도핑 및 건조 대상물에 의해 건조기로부터 냉각부 내에 전달되는 용매 가스가 건조기로부터 냉각부 내로 도달하는 것을 방지하지 못할 뿐만 아니라 건조기의 냉각부에 도핑 대상물을 운송할 때 용매 가스는 건조기로부터 누설되어 냉각부에 도달한다.
냉각부 내에서 용매 가스는 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 경계벽에 응축되기 때문에, 더 구체적으로 용매 가스가 데워지면서 냉각실의 내부공간에서 위쪽으로 상승하고, 특히 냉각실의 경계벽의 상부영역으로 상승한다는 사실로 인하여 문제를 야기한다. 냉각실의 경계벽의 상부영역에 응축된 용매 응축물의 작은 방울들이 냉각실을 통하여 운송 및 도핑된 대상물의 위쪽에 생성되며, 이로 인하여 도핑 표면이 손상될 수 있다. 냉각실의 경계벽에 형성된 용매 응축물이 경계벽 상에서 아래쪽으로 유동하여 냉각실의 내부공간에 냉각공기를 송풍하는 노즐의 영역에 도달하면, 용매 응축물은 송풍된 냉각공기와 함께 휩쓸려 도핑하고자 하는 대상물에 부착될 수 있고, 이것은 도핑 표면상에 또 다른 손상을 야기할 수 있다.
그러므로, 본 발명은 서두에 언급한 종류의 냉각부로서, 대상물 상에 용매 응축물을 발생시키는 래커 손실을 야기하지 않으면서 도핑 대상물의 신속한 냉각이 가능한 냉각부를 제작하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라 청구항 제 1 항의 전제부의 특징을 갖는 냉각부에 있어서 적어도 냉각실의 경계벽의 일부 영역이 냉각부의 입구 영역에서 가열될 수 있도록 제작함으로써 해결된다.
냉각실의 경계벽의 일부 영역을 가열함으로써 이 부분 영역 상에 용매 응축물이 형성되는 것을 확실하게 감소하거나 완전히 방지한다. 이외에도 도핑 대상물에 의해 산출된 용매 가스는 냉각공기와 함께 냉각실로부터 외부로 흡인된다.
또한 본 발명에 따른 냉각부의 입구 영역에서도 냉각공기의 송풍을 통하여 도핑 대상물을 효과적으로 냉각하고, 더구나 냉각실의 경계벽의 일부 영역을 가열하여 경계벽 중에서 가열 가능한 일부 영역 상에 용매 응축액이 형성되는 것을 효과적으로 방지함으로써, 본 발명에 따른 냉각부는 입구영역에서 짧은 지속 시간동안에 도핑 대상물을 충분히 냉각시킬 수 있으며, 그 결과 도핑 대상물에서는 더 이상 용매 가스가 발생되지 않게 되어 지속 시간 동안 입구 영역에서 위험을 야기하지 않고, 결과적으로 냉각실의 경계벽으로부터 물방울이 떨어지지 않거나 냉각 유동에 의해 도핑 대상물에 전달된 용매 응축액이 도핑 대상물의 표면에 손상을 주지 않는다.
냉각부의 입구영역에서 도핑 대상물이 용매 가스를 발생시키지 않을 정도로 도핑 대상물을 충분히 냉각한 이후에, 냉각부의 입구영역과 연결된 출구영역에 대상물을 전달할 수 있으며, 이 출구영역에서 냉각실의 경계벽을 가열할 필요 없이 대상물은 냉각공기의 송풍을 통하여 추가로 냉각된다.
본 발명에 따른 해결책을 위하여, 실질적으로 냉각실의 내부공간에 냉각공기를 송풍하며 냉각실의 경계벽의 일부 영역을 가열함으로써 공간적으로 상호 분리될 필요가 없으며, 오히려 양 부분은 동시에 냉각부의 입구영역에 형성된다.
냉각부의 입구영역에서 냉각공기의 송풍만으로 냉각되면, 냉각실의 경계벽 상에서 용매의 응축물에 기초하여 이 영역에서 앞서 언급한 문제를 방지할 수 있다.
다른 한편, 입구영역에서 냉각실의 경계벽 중에서 단지 일부 영역이 가열되며 동시에 이 입구영역에서 도핑 대상물이 냉각되지 않으면, 냉각실의 경계벽 상에서 입구영역에는 용매 응축물이 형성되지 않게 되며, 또한 용매 가스는 도핑 대상물로부터 전달되지 않고, 이 도핑 대상물은 용매 가스를 발생시키지 않으며 비가열 냉각부 내에서 추가로 전달될 수 있을 만큼 충분히 짧은 시간 내에 충분히 냉각되지 않는다.
이 때문에, 본 발명에 따른 냉각부는 손상을 방지하면서 용매 응축액을 통하여 도핑 대상물을 신속하게 냉각할 수 있다는 점에서 본 분야의 종래 기술로서 이미 알려진 해결책보다 훨씬 더 양호하게 적용되며, 여기서, 예를 들어 도핑 장치의 건조기와 냉각부 사이에 배치된 캐빈 형태의 도어를 갖는 냉각덮개는 이 도어에서 냉각공기가 도핑 대상물의 냉각을 위해 송풍되지 않으면서 가열된다.
노즐을 통하여 송풍되는 냉각 유동의 용매 응축액이 도핑 대상물에 유지되는위험을 줄이기 위하여, 본 발명은 냉각공기를 냉각실의 내부 공간에 송풍하는 적어도 하나의 노즐이 입구영역에서 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역에 배치되는 장점을 갖는다.
냉각유동을 통하여 용매 응축액이 도핑 대상물에 휩쓸려가는 것을 전체적으로 방지하기 위하여, 본 발명은 전체적으로 냉각부의 입구영역에 배치된 노즐이 냉각실의 가열 가능한 일부 영역에 배치될 때 특히 바람직하다.
상술한 바와 같이, 용매 가스는 냉각실의 입구영역에서 상승되며, 그 결과, 특히 냉각실의 덮개 영역에서 용매 응축액이 형성될 수 있는 위험이 존재한다. 그러므로 본 발명의 바람직한 실시예는 냉각실의 덮개벽이 냉각부의 입구영역에서 실질적으로 균일하게 가열될 수 있도록 제공된다.
또한, 냉각실의 측벽의 상부 영역은 용매 응축물을 형성하기 위하여 바람직한 위치에 설정된다. 그러므로, 바람직하게는 냉각실의 측벽의 상부 영역은 냉각부의 입구영역에서 실질적으로 균일하게 가열될 수 있도록 제공된다.
이 경우에 특히, 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 측벽의 상부 영역 중 상부 가장자리가 냉각부의 수직 용매 중간면을 향하고 상부 영역 중 하부 가장자리가 냉각부의 수직 용매 중간면으로부터 이격되는 형태로 기울어질 때, 이 상부 영역이 균일하게 가열될 수 있도록 형상화되는 장점을 갖는 데, 이것은 상술한 방식으로 기울어지지 않고 직립된 측벽 영역일 경우 그러한 측벽 영역 상에 형성된 용매 응축물에 의해 위쪽에서부터 도핑 대상물에 물방울이 떨어지게 되는 위험이 존재하기 때문이다.
냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역 상에서 용매 응축물이 형성되는 것을 효과적으로 방지하기 위하여, 바람직하게는 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역이 약 80oC 내지 약 130oC의 온도까지 가열될 수 있도록 제공된다.
냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 부분 영역의 가열 기술에 있어서, 여기서는 상세하게 설명하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예로서는, 냉각부의 입구 영역에서 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역이 전기 저항열에 의해 가열될 수 있다. 이러한 전기 열은, 특히 원하는 온도로 간편하게 조절할 수 있다.
전기 저항열은, 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역이 각각 전기 저항 가열 부품이 구성된 벽 부품을 포함할 때 특히 간편하게 적용된다.
그러한 벽 부품은, 이 벽 부품이 전기 절연 재료로 구성된 두 개의 평판, 주로 유리판과 이 평판들 사이에 배치된 하나의 전기 저항 가열 부품을 포함할 때 간편하면서 저렴하게 제조될 수 있다.
특히, 전기 저항 부품은 투명한 저항 가열층으로 형성되도록 제공될 수 있으며; 여기서 유리판을 사용할 때 벽 부품의 투명성을 유지할 수 있다.
이와 달리, 또는 전기 가열에 추가하여, 또한 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역은 고온 가스에 의해 가열될 수 있도록 제공될 수 있다.
이러한 가열은 냉각부가 이 냉각부의 입구영역에 배치되어 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역과 열전도 가능하게 접촉하는 고온 가스 채널을 포함함으로써 간단히 실시될 수 있다.
가열 가능한 일부 영역에서 고온 가스에 의한 특히 효율적인 가열 과정은, 고온 가스 채널의 측면 경계가 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역을 통하여 바람직하게 형성될 때 얻어진다.
고온 가스 채널에 고온 가스로서 도핑 장치의 열 배기 정화 장치로부터 발생된 정화 가스가 안내될 수 있을 때, 고온 가스를 상승시키기 위한 추가의 에너지가 소비되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에, 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역을 가열함으로써 도핑장치의 열 배기-정화장치의 정화가스 내에 함유된 열의 효율적인 사용에 기여한다.
열 배기-정화장치의 정화가스가 배기-정화장치로부터 빠져 나온 직후에는 약 80oC 내지 약 130oC의 온도 범위까지 가열 가능한 일부 영역을 가열하기 위한 온도보다 일반적으로 높은 온도를 갖기 때문에, 정화가스 내에 함유된 열을 최적으로 사용하기 위하여 열 배기 정화장치로부터의 정화가스가 고온가스 채널에 안내되기 전에 건조기를 통하여 순환된 공기를 가열하도록 적어도 하나의 열교환기를 통과할 수 있도록 제공된다.
또한, 고온가스가 냉각부의 고온가스 채널을 통과한 후에 외부 공기온도보다 높은 온도를 갖기 때문에, 고온가스 중 나머지 열 함유물을 효율적으로 사용하기 위하여 고온가스가 열교환기를 통하여 고온가스채널에 안내된 후에 건조기의 입구에 송풍된 흡입공기에 의해 가열되도록 제공될 수 있다.
냉각실에서 도핑 대상물과 접촉을 통하여 가열되며 용매 가스가 적재된 냉각공기가 냉각실에서 흡입으로 인하여 상승되기 때문에, 냉각실은 냉각실로부터 모든 용매 가스를 균일하게 흡인할 수 있도록 이 냉각실의 경계벽의 상부 영역에 배치되어 냉각공기를 냉각실의 내부공간으로부터 배출하기 위한 출구를 포함하는 장점을 갖는다.
여기서, 냉각실의 간단한 구조는 출구가 냉각실의 덮개벽과 측벽 사이의 각각에 배치될 때 얻어진다.
이와 달리, 또는 이에 추가하여, 냉각실은 이 냉각실의 내부공간으로부터 냉각공기를 배출하기 위한 냉각실의 경계벽 중 하부 영역에 배치된 출구를 포함하며, 이 조치를 통하여 냉각실의 내부공간에서 바람직한 유동 패턴이 얻어지고, 이때 송풍된 냉각공기의 대부분은 이 냉각공기가 냉각실을 떠나기 전에 도핑 대상물의 표면을, 그리고 필요한 경우에 도핑 대상물의 내면을 스치고 지나가며, 그 결과 냉각실에서 도핑 대상물을 양호하게 효과적으로 냉각시킨다.
입구영역에서 냉각실의 내부공간으로부터 발생된 냉각공기는 입구영역-냉각공기-배기채널을 통하여 냉각부로부터 안내된다. 입구영역으로부터 발생된 냉각공기가 용매 응축 물방울을 함유하며, 이 응축 물방울들이 주위 공기에 도달하지 않기 때문에, 입구영역-냉각공기-배기채널에는 바람직하게 적어도 하나의 응축물 필터가 설치된다.
이 응축물 필터는 응축물 방울의 크기에 따라서, 그리고 용매 응축물의 양에 따라서 필터 매체로서 와이어 프레임이나 모노 필라멘트 또는 박판 구조를 포함한다.
응축물 필터에 다음에 위치한 입구영역-냉각공기-배기채널의 영역, 특히 배기채널 내에 배치된 통풍장치나 배기장치의 오염을 가능한 완전하게 방지하기 위하여, 바람직하게는 입구영역-냉각공기-배기채널 내에는 냉각공기의 유동방향으로 뒤쪽에 배치된 적어도 두 개의 응축물 필터가 배치된다. 이러한 복수의 응축물 필터를 통하여 운송된 냉각공기 내에 함유된 용매 응축물 방울이 실질적으로 전체적으로 여과된다.
상술한 바와 같이, 냉각부의 입구영역에서 도핑 대상물은 이 도핑 대상물로부터 용매 가스가 발생되지 않으면서 다른 대상물의 냉각에 이어서 연속적으로 냉각될 수 있기 때문에, 용매 응축물을 방지하기 위하여 더 이상의 가열을 필요로 하지 않는다.
이 때문에 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 냉각부는 대상물의 통과 방향으로 입구영역에 연결된 출구영역을 갖도록 제공되며, 이때 냉각실의 경계벽에는 출구영역에서 냉각공기를 냉각실의 내부공간으로 송풍하기 위한 노즐이 제공되지만, 냉각실의 경계벽은 출구영역에서 가열될 필요는 없다.
출구영역에서 냉각실의 경계벽을 가열하지 않음으로써 냉각부는 저렴하게 제작 및 작동될 수 있다.
냉각실의 내부공간으로부터 냉각공기를 흡인하기 위하여 필요한 송풍 라인을 작게 유지하기 위하여, 여기서 바람직하게 냉각부는, 입구영역에서 냉각부의 내부공간으로부터 발생된 냉각공기를 흡인하는 입구영역-냉각공기-배기채널 근처에서, 출구영역에서 냉각실의 내부공간으로부터 발생된 냉각공기를 위한 독립된출구영역-냉각공기-배기채널을 포함하도록 제공된다. 출구영역에서 냉각실의 내부공간으로부터 발생된 냉각공기가 용매 응축물을 적재하고 있지 않기 때문에, 출구영역-냉각공기-배기채널 내에 응축물 필터를 제공할 필요가 없으며, 이로써 출구영역-냉각공기-배기채널을 통과하는 냉각공기의 유동에 의해 극복하고자 하는 유동 저항을 줄일 수 있다.
불리한 작동 조건이나 열이 감소하는 경우와 같이 상황에 따라서 입구영역에서 냉각실의 경계벽에 용매 응축물이 발생하기 때문에, 입구영역에서 냉각실의 경계벽에 방지부품이 제공되는 것이 유리하며, 이 방지부품은 송풍된 냉각공기를 냉각실의 내부공간에 유입하는 노즐의 입구에 냉각실의 경계벽에 형성된 응축물이 근접하지 못하도록 한다. 이 때문에, 불리한 작동조건이나 냉각실의 경계벽의 가열을 실패하는 경우에도 노즐의 입구에 응축물이 도달하는 것을 방지할 뿐만 아니라 송풍된 냉각공기 유동이 도핑 대상물로 운송되는 것을 방지한다.
필요한 경우에 냉각실의 경계벽의 하부 자유 영역에서 노즐에 의해 형성된 용매 응축물을 냉각부로부터 제거할 수 있도록, 냉각부는, 주로 이 냉각부로부터 연장될 수 있으며 입구영역에서 냉각실의 경계벽으로부터 생성된 물방울 형태의 응축물을 수용하기 위하여 적어도 하나의 응축물 용기를 포함하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 도핑실에서 도핑되며 열간 건조기 내에서 건조된 대상물을 이 대상물이 통과하는 방향으로 건조기 다음에 배치된 냉각부에서 냉각하기 위한 방법에 기인하며, 여기서, 냉각부는 냉각실의 내부공간을 한정하는 경계벽을 구비한 터널 형태의 냉각실을 포함하고, 이 경계벽은 도핑 대상물을 위한 냉각실의입구와 출구 사이에서 연장하며, 이때, 냉각공기는 냉각실의 경계벽 내에서 입구에 인접한 입구영역에 제공된 노즐에 의해 냉각실의 내부공간으로 송풍되도록 제작되고, 여기서, 도핑 대상물 상에 용매 응축물로 인한 근본적인 도핑 손실을 발생시키지 않으면서 도핑 대상물을 신속하게 냉각시킬 수 있다.
상기 목적은 본 발명에 따른 청구항 제 26 항의 전제부의 특징을 갖는 방법을 통하여, 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 경계벽 중 적어도 일부 영역을 가열함으로써 해결된다.
특히 본 발명에 따른 방법의 실시예로서, 청구항 제 27 항 내지 제 44 항의 대상은 본 발명에 따른 냉각부의 바람직한 실시예와 연계하여 상술한 바와 같은 장점을 갖는다.
이하에서, 본 발명의 다른 특징과 장점을 실시예들의 상세한 설명과 도면을 이용하여 기술한다.
도 1은 냉각실이 입구영역에서 전기적으로 가열되며 냉각공기가 출구를 통하여 냉각실의 상부영역으로 배출되는 냉각부의 제 1 실시예를 부분적으로 절단하여 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 따른 냉각부를 개략적으로 도시한 수직 종단면도.
도 3은 도 1에 따른 냉각부를 개략적으로 도시한 수평 종단면도.
도 4는 냉각공기-공급채널의 영역에서 도 1에 따른 냉각부의 입구영역을 개략적으로 도시한 횡단면도.
도 5는 입구영역-냉각공기-배기채널의 영역에서 도 1에 따른 냉각부의 입구영역을 개략적으로 도시한 횡단면도.
도 6은 도 1에 따른 냉각부의 출구 영역을 개략적으로 도시한 횡단면도.
도 7은 와이퍼 프레임으로 형성된 응축물 필터를 도시한 평면도.
도 8은 도 7에 따른, 와이퍼 프레임으로 형성된 응축물 필터를 도시한 횡단면도.
도 9는 모노 필라멘트로 형성된 응축물 필터를 도시한 평면도.
도 10은 도 9에 따른 모노 필라멘트로서 형성된 응축물 필터를 도시한 횡단면도.
도 11은 박판들로 형성된 응축물 필터를 도시한 횡단면도.
도 12는 입구영역에서 전기적으로 가열되며, 측벽의 하부 영역에 배치되어 입구영역에 송풍된 냉각공기를 배출하는 출구를 갖는 냉각실을 구비한 냉각부의 제 2 실시예를 개략적으로 도시한 수직 종단면도.
도 13은 도 12에 따른 냉각부를 개략적으로 도시한 수평 종단면도.
도 14는 냉각공기-공급채널의 영역에서 도 13에 따른 냉각부의 입구영역을 개략적으로 도시한 횡단면도.
도 15는 입구영역에서 가열 가스에 의해 가열되며 측벽의 상부영역에 배치되어 입구영역에서 송풍된 냉각공기를 배출하는 출구을 갖는 냉각실을 구비한 냉각부의 제 3 실시예를 개략적으로 도시한 수직 종단면도.
도 16은 도 15에 따른 냉각부를 개략적으로 도시한 수직 종단면도.
도 17은 도 15에 따른 냉각부의 입구영역을 개략적으로 도시한 횡단면도.
도 18은 도 15에 따른 냉각부의 고온공기-순환경로를 개략적으로 도시한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100. 냉각부 106. 냉각실
120. 내부 공간 126. 도핑 대상물
132. 입구 영역 236. 건조기
250. 고온 가스 채널 254. 열교환기
도 1 내지 도 6의 전체에 도시한 부품으로서 도면부호 100으로 표시한 냉각실의 제 1 실시예는 헹거 베이스(hangar base: 102) 상에 설치되어 실질적으로 사각형 외실(outer cabin: 104)을 포함하며, 외실은 이 외실의 내부에서 터널 형태의 냉각실(106)을 수용한다. 냉각실(106)과 외실(104)은 공동 길이방향(108)(도 4 내지 도 6에서는 도시한 평면에 대해 수직한 수직방향)을 따라서 서로 평행하게 연장된다.
냉각실(106)과 외실(104)은 공동 베이스(110)를 가지며, 이 공동 베이스는외실(104)의 측벽(112)과 냉각실(106)의 측벽(114)을 지지한다.
상부에서, 외실(104)은 평평한 덮개 벽(116)으로, 그리고 냉각실(106)에서 굴곡된 덮개 벽(118)으로 차단된다.
베이스(110)와, 측벽(114)과, 지붕(118)으로 한정된 냉각실(106)의 내부 공동(120)에는 운송장치(122), 예를 들어 운송 체인 컨베이어(carrying chain conveyor)가 배치되며, 이 운송장치를 이용하여 미끄럼 프레임(skid frame: 124) 상에 조립된 차체(vehicle body: 126)는 길이방향(108)과 평행한 운송방향으로 냉각실(106)을 통과하도록 운송될 수 있다.
본 발명에서는 알려져 있는 복잡한 형상의 운송장치(122)와는 관계가 없으므로 운송장치(122)의 상세한 설명은 생략한다.
운송장치(122)는, 먼저 도핑실(도시하지 않음)에서 도핑되어 열간 건조기(도시하지 않음)에서 건조된 차체(126)를 도 2와 도 3에서 도면부호 128로 표시한 입구를 통해서 냉각실(106)로 운송하며, 이어서 출구(도시하지 않음)로부터 외부로 운송하고, 이때 입구(128)와 출구의 외형은 도 4 내지 도 6에서 도시한 냉각실(106)의 횡단면도에서 확실하게 볼 수 있다.
입구(128)에는 도면부호 132로 표시한 냉각부(100)의 입구영역이 연결되며, 이 입구영역은 다시 입구(128)에 바로 인접한 전방부분(134)과 운송방향으로 이 전방부분(1234)에 연이은 후방부분(136)을 포함한다(도 1에서는 단지 입구영역의 후방부분(136)만을 도시함).
도 4에서는 입구영역(132)의 전방부분(134)을 개략적인 횡단면도로 도시한다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 입구영역(132)의 전방부분(134)에서 냉각실(106)과 외실(104) 사이에 형성된 사이공간에는 전방 입구영역-냉각공기-공급실(138)이 배치되며, 이 공급실은 상부에서 외실(104)의 덮개 벽(116)을 거쳐서 냉각공기-공급채널(140)과 연통한다.
냉각공기-공급채널(140)은 냉각공기-공급실(138)로부터 이격된 공급채널의 단부 상에서 냉각공기-공급 송풍기를 구비한 냉각공기 공급부(도시하지 않음)와 연결된다.
냉각실(106)과 외실(104)의 길이방향 수직 중간면(142)에 대해 대칭적으로 형성되어 배치된 측벽(114)은, 입구영역(132)의 전방부분(134)에서 베이스(110)로부터 위쪽으로 연장된 하부 수직 측벽영역(144)과, 이 하부 수직 측벽영역에 연결되며 길이방향 수직 중간면(142)에 대해서 기울어진 상부 경사 측벽영역(150)과, 이 상부 경사 측벽영역에서 위쪽으로 연장되며 냉각실(106)의 굴곡 덮개 벽(118)을 지지하는 상부 수직 측벽영역(152)을 각각 포함한다.
각 상부 경사 측벽영역(150)은 운송장치 내에서 이 상부 경사 측벽 영역의 위쪽에 형성되어 실질적으로 직사각형으로 이루어진 벽 부품(154)으로 구성되며, 이 벽 부품은 위쪽에 형성된 두 개의 벽 부품(154)들 사이에서 각각 중간 수직 측벽영역(148)의 상부 가장자리로부터 상부 수직 측벽영역(152)의 하부 가장자리까지 연장된 지지대(support bar: 156)에 의해 중간 수직 측벽영역(148)과 상부 수직 측벽영역(152) 상에 고정된다.
직사각형 벽 부품(154)들은 위쪽에 배치된 두 개의 직사각형 유리판(158, 160)들을 각각 포함하며, 이 유리판들 사이에는 투명 전기 전도 저항층이 배치된다.
또한, 벽 부품(154)의 각각에는 노즐(162)이 제공되며, 이 노즐은 벽 부품(154)의 외부 유리판(158)과 내부 유리판(160)을 통과하고 이 노즐의 노즐축(164)은 차체(126) 상에서 실질적으로 각 벽 부품(154)에 대해 수직하게 방향 설정되며, 그 결과 각 노즐(162)을 통과하는 냉각공기는 전방 입구영역-냉각공기-공급실(138)로부터 냉각실(106)의 내부공간(120)으로 송풍될 수 있으며, 더 구체적으로 말해서 냉각된 차체(126) 상에 직접 송풍될 수 있다.
이때, 노즐(162)은, 주로 이 노즐을 통과하여 내부공간(120) 내로 송풍된 냉각공기가 차체(126)에 제공된 구멍(166)을 통하여, 예를 들어 윈도우용 구멍을 통하여 차체(126)의 내부면을 스쳐가도록, 그리고 이로 인하여 우수한 냉각효과가 얻어질 수 있도록 냉각하고자 하는 차체(126)의 내부공간에 도달할 수 있는 형태로 배치 및 방향 설정된다.
또한, 냉각실(106)의 굴곡 덮개 벽(118)은 입구영역(132)에서 운송방향을 따라서 위쪽에 형성되어 실질적으로 직사각형을 이루는 벽 부품(168)으로 구성된다.
덮개 벽(168)은 덮개 벽(154)과 마찬가지로 위쪽에 배치된 두 개의 유리판(158, 160)들과 이들 사이에 배치된 하나의 투명 저항층으로 형성된다.
벽 부품(168)은 각각 위쪽에 배치된 두 개의 벽 부품(168)들 사이에 연장된 지지대(171)에 의해 상부 수직 측벽영역(152)과 길이방향(108)으로 연장된대들보(roof bar: 172) 상에 고정된다.
벽 부품(154, 158)의 전기 전도 저항층은 각각 온도 제어기(도시하지 않음)를 거쳐서 전압 공급기(도시하지 않음)에 연결되며, 그 결과 벽 부품(154, 168)은 이 벽 부품의 저항층에서 발생된 저항 열(ohmic heat)에 의해 약 80oC 내지 약 130oC 범위의 소정 온도 이상으로 가열될 수 있다.
운송 장치를 따라서 입구영역(132)의 전방부분(134)에 연결된 입구영역(132)의 후방부분(136)은, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 입구영역(132)의 전방부분(134)와 구별되며, 이로써 외실(104)과 냉각실(106) 사이에 형성된 사이공간은 수평선에 대하여 약간 기울어진 사이덮개(174)에 의해서 이 사이덮개(174)의 아래쪽에 배치된 후방 입구영역-냉각공기-공급실(176)과, 위로부터 외실(104)의 덮개벽(116)을 통하여 입구영역-냉각공기-배기채널(180)과 통하며 사이덮개(174)의 위쪽에 배치된 입구영역-냉각공기-배기실(178)로 분리된다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 입구영역-냉각공기-배기실(178)과 통하는 입구영역-냉각공기-배기채널(180)의 수직 구역 상에는 입구영역-냉각공기-배기채널(180)의 수평 영역(184)이 연결되며, 이 수평 영역에는 제 1 응축물 필터(condensate filter: 186)와 제 2 응축물 필터(188)가 냉각공기의 유동방향을 따라서 차례로 배치된다.
각 응축물 필터(186, 188)들은 지지 그리드(supporting grid) 상에 배치된 필터 매체(192)를 포함한다.
상기 필터 매체의 일례들을 도 7 내지 도 11에 도시한다.
필터 매체는, 예를 들어 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이 와이어 프레임(wire frame: 194)으로 형성되며, 이 와이어 프레임의 메쉬(mesh)를 통하여 냉각공기가 유동방향(222)으로 관류하며, 이때, 와이어 프레임의 메쉬를 통과하는 응축 방울들은 와이어 프레임(194)에 걸러진다.
이와 달리, 필터 매체는 도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 소위 모노 필라멘트(196)으로 형성될 수 있으며, 이 망상 형태의 모노 필라멘트는 냉각 공기가 관류할 수 있는 피라미드 형태의 깔때기로 설정되고, 이때 운반된 응축 방울은 모노 필라멘트의 필렛(fillet)에 걸러진다.
또한, 필터 매체는 하나의 집합체로서 나란하게 서로 마주보고 정렬되며 냉각공기의 유동방향에 대해 가로로 상호 이격된 박판(198)들로 형성될 수 있고, 이 박판들은 냉각공기의 유동방향(222)을 따라서 파도(wave) 형태로 굽이치며 박판들의 각각은 냉각공기의 유동방향으로 짧게 웨이브 마루(wave hilltop)가 각각 형성된 제 1 만곡 스키머(skimmer: 200)와, 냉각공기의 유동방향으로 제 1 스키머의 뒤쪽에, 그리고 각 박판(198)들의 대향 표면 상에 배치된 제 2 만곡 스키머(201)를 갖는다. 이때, 필터 작용은, 냉각공기-응축물-에어졸이 박판(198)들의 굴곡으로 인하여 유동방향에 대하여 횡으로 가속될 때 냉각공기와 함께 전달되는 응축 방울들이 이 방울들의 서행성(slowness)에 기초하여 바람직하게는 스키머(200, 201)들과 각 박판(198) 사이의 사이공간 내에 도달하여 이곳에 유지되는 식으로 이루어진다.
박판(198)들, 더 구체적으로 모노 필라멘트(196)들은, 예를 들어 폴리에틸렌이나 폴리테트라플루오르에틸렌과 같은 합성수지 재료로 형성될 수 있다.
냉각공기의 유동방향으로 응축물 필터(186, 188)의 뒤쪽에 형성된 입구영역-냉각공기-배기채널(180)의 수평 영역의 단부는 냉각공기-배기구(도시 안함)에 연결된다.
운송장치에 제공된 입구영역-냉각공기-배기챔버(178)의 전방 단부는 수직 전방벽(202)(도 2참조)에 의해 전방 입구영역-냉각공기-공급챔버(138)의 대항하여 연결된다.
후방 입구영역-냉각공기-공급챔버(176)는 운송장치 전방에 배치된 공급챔버의 단부 상에서 전방 입구영역-냉각공기-공급챔버(138) 쪽으로 개방되며, 그 결과 냉각부(100)에 공급된 냉각공기는 냉각공기-공급챔버(140)로부터 전방 입구영역-냉각공기-공급챔버(176)에 도달할 수 있다.
또한, 상부 수직 측벽 영역(152)은 입구영역의 전방 부분(134)에서처럼 입구영역(132)의 후방 부분(136) 내에 폐쇄되는 것이 아니라 오히려 입구영역-출구(204)가 제공되며, 이 출구는 한편으로 상부 경사 측벽 영역과, 다른 한편으로 냉각실(106)의 굴곡 덮개벽(118) 사이에서 길이방향(108)으로 연장된다.
냉각실(106)의 내부공간(120)으로부터 냉각공기가 관류할 수 있는 입구영역-출구(204)에는 굴곡 덮개벽(118) 상에 유지되며 수직방향으로 밀쳐질 수 있는 윈도우(206)에 의해 약간의 공간이 형성될 수 있다.
특히, 상부 경사 측벽 영역(150), 혹은 덮개벽(118)의 벽 부품(154, 168)들은 상술한 방식으로 형성되며, 이로써 냉각부의 영역에서 약 80oC 내지 약 130oC 범위의 온도까지 전기적으로 가열될 수 있다.
또한, 벽 부품(154)들은 노즐(162)을 가지며, 이 노즐을 통하여 냉각공기가 후방 입구영역-냉각공기-공급챔버(176)로부터 냉각실(106)의 내부공간(120) 내로 송풍될 수 있다.
운송장치의 후방에는 입구영역-냉각공기-배기챔버(178)가 수직 후방 분리벽(208)에 의해 연결된다.
이 분리벽(208)으로부터 냉각실(106)의 출구까지 운송방향으로 입구영역(132) 다음에 이어진 냉각부(100)의 출구영역이 연장된다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 출구 영역(210)에서 냉각부(100)의 구조와 입구영역(132)의 후방 부분(136)에서 냉각부의 구조는, 냉각실(106)의 굴곡 덮개벽(118')이 출구영역(210)에서 가열 가능한 벽 부품으로부터가 아니라 가열해서는 않되는 박판(212)을 통하여 형성된다는 점이 다르다.
또한, 냉각실(106)의 상부 경사 측벽 영역(150')은 출구영역(210)에서 가열될 수 없다. 출구영역(210)에서 외실(104)과 냉각실(206) 사이에 형성된 사이공간에는 수평 사이덮개(214)를 통하여 사이덮개(214)의 아래쪽에 출구영역-냉각공기-공급챔버(216)가 배치되며, 이 공급챔버는 후방 입구영역-냉각공기-공급챔버(176)와 결합하고, 그 결과 냉각공기가 냉각공기-공급채널(140)로부터 전방 입구영역-냉각공기-공급챔버(138) 및 후방 입구영역-냉각공기-공급챔버(176)를 통과하여 출구영역-냉각공기-공급챔버(216) 내에 도달할 수 있으며, 사이덮개(214)의 상부에 배치되며 외실(104)의 덮개벽(116)을 통하여 위쪽으로부터 출구영역-냉각공기-배기채널(220)과 통하는 출구영역-냉각공기-배기챔버(218)로 분할된다.
출구영역-냉각공기-배기챔버(218)는 이 배기챔버의 일부 구간을 슬라이드(223)에 의해 조절 가능한 출구영역-출구(221)를 거쳐서 냉각실(106)의 내부공간(120)과 결합된다.
출구영역-냉각공기-배기채널(220)은 냉각공기-흡입송풍기(도시하지 않음)를 거쳐서 냉각공기 배기구에 연결되며, 이 배기구를 통하여 냉각실(106)의 내부공간(120)으로부터 흡인된 냉각공기가 주위로 빠져나갈 수 있다.
또한, 입구영역-냉각공기-배기채널(180)은 냉각공기의 유동방향으로 뒤쪽에 응축물 필터(186, 188)가 배치된 위치에서 출구영역-냉각공기-배기채널(220)과 마주하도록 제공되며, 그 결과 양 배기 채널들은 동일 흡입 송풍기와 동일 냉각공기-배기구를 거쳐서 주위의 대기와 통한다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 또한 출구영역(210)의 상부 경사 측벽 영역(150')에는 노즐(162)이 제공되며, 상부 경사 측벽 영역(150')은 실질적으로 수직하게 적용되며 이 측벽 영역을 통하여 냉각공기는 출구영역-냉각공기-공급챔버(216)로부터 냉각실(106)의 내부공간(120)으로 송풍될 수 있다.
냉각부(100)의 출구영역(210)에서 높은 냉각 능력을 얻기 위하여, 단위 넓이 당 노즐(162)의 개수는 출구영역(210)의 상부 경사 측벽 영역(150')에서 입구영역(132)의 상부 경사 측벽 영역(150)에서보다 더 많다. 또한, 냉각실(106)의 측벽(114)의 중간 수직 측벽 영역(148')과, 하부 경사 측벽 영역(146')과, 하부 수직 측벽 영역(144')은 출구영역(210)에서 노즐(162)과 결합되며, 이 노즐의 노즐축(164)은 냉각실(106)을 통하여 운송되는 차체(126) 쪽으로 방향 설정된다.
상술한 냉각부(100)의 제 1 실시예는 다음과 같은 기능을 한다:
차체(126)는 이 차체(126)가 통과하는 방향으로 냉각부(100)에 제공된 도핑실 내에서 도핑되며 열간 건조기 내에서 건조된다. 차체(126)가 가열된 상태로 건조기를 떠난 이후 이 상태로 냉각부(100)의 입구영역(132)에서 입구(128)를 통하여 진입한다.
이때, 차체(126)와 함께 용매 증기가 건조기로부터 냉각부(100)의 입구영역(132) 내로 밀쳐진다. 또한, 차체(126)가 충분히 냉각될 때까지 가열된 차체의 코팅, 부분 밀봉 재료 등에 의해, 용매 가스 및/또는 연화재 가스가 오랫동안 분리된다.
냉각부(100)의 입구영역(132)에서 차체(126)는 냉각공기-공급 송풍기에 의해 외부공기가 주위 온도에서 흡인되며 상승 압력 하에서 냉각공기-공급채널(140)을 통하여 전방 입구영역-냉각공기-공급채널(138)내로, 그리고 양 후방 입구영역-냉각공기-공급챔버(176)내로 운송되는 식으로 냉각된다. 이 챔버로부터 냉각공기는 노즐(162)을 통하여 차체(126)에 송풍되어 차체가 냉각공기와 접촉하면서 냉각된다. 차체(126)와의 접촉을 통하여 가열되며 용매 가스가 적재된 냉각공기는 입구영역-출구(204)를 통하여 냉각실(106)의 상부영역에서 입구영역-냉각공기-배기챔버(178) 내에 흡인되며, 여기서부터 냉각공기는 입구영역-냉각공기-배기채널(180)에 도달한다.
입구영역-냉각공기-배기채널(180)에 배치된 응축물 필터(186, 188)를 관류할 때, 냉각공기-용매 응축물-에어졸 내에 함유된 용매 응축물 방울들은 분리되며, 그 결과 냉각공기의 유동 방향으로 응축물 흡수기(186, 188) 상에 형성된 입구영역-냉각공기-배기채널(180) 및 냉각공기-배기 송풍기와 냉각공기-배기구 영역의 오염물질은 용매 응축물을 통하여 폭넓게 차단된다.
냉각부(100)의 입구영역(132)을 통한 냉각공기 유동의 진행방향은 도 4와 도 5에 화살표(222)로 표시한다.
이때, 내부공간(120)을 향한 덮개벽(118)과 경사 측벽 영역(150)의 내측에서 용매 가스의 응축물은, 벽 내에 배치된 저항-가열층에 의한 전기 가열을 통하여 냉각부(100)의 작동시 약 80oC 내지 약 130oC의 온도 범위로 벽 영역을 유지함으로써 방지된다.
가열되지 않은 하부 측벽 영역(148, 146, 144)에는 노즐(162)이 제공되지 않으며, 그 결과 송풍된 냉각공기가 제공되지 않는 이 하부 측벽 영역에 발생된 용매 응축물은 차체(126)에 도달할 수 없다.
대부분, 하부 측벽 영역에 형성된 응축물은 냉각실(106)의 베이스(110)까지 진행된다.
선택에 따라, 누설된 응축물은 냉각실(106)의 베이스(110)에 배치된 응축물 수집 용기(도시하지 않음)에 수용될 수 있다.
주로, 그러한 응축물 수집 용기는 이 용기의 내부에 축적된 응축물을 계속해서 수집할 수 있도록 냉각실(106)로부터 연장할 수 있다.
냉각부(100)의 입구영역(132)에서 각 차체(126)의 체류 기간은, 보통 약 1 내지 2분 동안 지속된다.
이때, 운송장치(122)는 체류 기간동안 실질적으로 연속적으로 냉각부(100)의 입구영역(132)을 통하여 차체(126)를 통과시키도록 제공될 수 있다.
이와 달리, 또한 운송장치(122)는 작동 시간동안 구동하도록, 다시 말해서 하나의 차체(126)가 냉각부(100)의 입구영역(132)으로 운송되어 이 차체(126)가 1 내지 2분의 체류 시간동안 입구영역(132)에 머무르며, 다시 이 차체(126)가 냉각부(100)의 출구영역(210)에 운송되도록 제공될 수 있다. 이러한 운송장치(122)의 작업 방식은 입구영역(132)의 길이가 운송장치를 따라서 차체(126)의 길이보다 훨씬 크게 선택되는 장점을 갖는다.
냉각부(100)의 입구영역(132)에서의 체류 시간은 차체(126)가 체류 시간의 종료 무렵에 충분히 냉각되어 실질적으로 용매 가스 및/또는 연화재 가스가 더 이상 발생하지 않을 정도로 결정된다. 입구영역(132)에 연결된 냉각부(100)의 출구영역에서 차체(126)는 냉각실(106)의 내벽에 응축물이 형성되는 위험을 나타내지 않고도 더 큰 냉각 능력을 갖도록 추가로 냉각될 수 있으며, 그 결과 출구영역(210)에서 덮개벽(118')과 상부 경사 측벽 영역(150')을 가열하지 않을 수 있다.
출구영역(210)에서 후방 입구영역-냉각공기-공급챔버(176)를 통하여 출구영역-냉각공기-공급챔버(216)에 안내된 냉각공기가 노즐(162)을 통하여 냉각실(106)의 내부공간(120)에 송풍되며, 출구영역-출구(221)를 통하여 출구영역-냉각공기-배기챔버(218) 내에 흡인되며, 이 배기챔버로부터 내부공간(120) 내에서 가열된 냉각공기는 출구영역-냉각공기-배기채널(220)과, 냉각공기-흡입 송풍기와, 냉각공기-배기구를 통하여 주위에 도달한다. 출구영역(210)에 흡인된 냉각공기는 실질적으로 용매 응축물을 함유하지 않기 때문에, 출구영역-냉각공기-배기채널(220)에는 응축물 필터가 필요하지 않다.
한편으로 냉각부(100)의 입구영역(132)으로부터, 그리고 다른 한편으로 냉각부(100)의 출구영역(210)으로부터 냉각공기의 분리 흡입을 통하여, 단지 입구영역(132)으로부터 흡인되며 용매 응축물이 적재된 냉각공기만이 하나 이상의 응축물 필터를 통과할 수 있다.
이 때문에, 냉각부(100)로부터 전체적으로 흡인된 냉각공기가 응축물 필터를 통과할 때 종래에는 필요하였던 응축물 필터를 조립할 필요가 없다.
또한, 입구영역-냉각공기-배기채널(180)만이 응축물 필터를 통하여 작용되는 압력 손실을 발생시키며, 그 결과 냉각부(100)로부터 냉각공기를 흡인하기 위하여 사용된 배기 송풍기는 이에 따라 작게 설계될 필요가 없다.
도 12 내지 도 14에 도시한 냉각부(100)의 제 2 실시예는, 내부공간(120)에 송풍된 냉각공기가 냉각부의 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 상부 영역에 배치된 출구를 통해서가 아니라, 오히려 냉각실(106)의 하부 영역에서 입구영역(132)의 하부 수직 측벽 영역(144)에 제공된 출구(224)를 통하여 흡인되며, 이 출구는 슬라이더(225)를 통하여 약간 조절 가능하다는 점이 제 1 실시예와 다르다.
도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 냉각부(100)의 제 2 실시예의 입구영역(132)에서 외실(104)과 냉각실(106) 사이에 배치된 사이공간은, 하부 수직 측벽 영역(144)의 상부 가장자리의 높이 정도에 배치되며 실질적으로 수평한 사이덮개(226)를 통하여 이 사이덮개(226)의 하부에 배치된 입구영역-냉각공기-배기챔버(178')와, 사이덮개(226)의 상부에 배치된 입구영역-냉각공기-공급챔버(176')로 분할된다.
이때, 냉각부(106)의 왼쪽과 오른쪽에 배치된 입구영역-냉각공기-공급챔버(176')는 내부공간(120)에서 냉각공기를 가능한 대칭적인 유동 패턴을 형성하도록 길이방향(108)으로 연장된 수직 사이벽(228)에 의해 서로 분리된다. 입구영역-냉각공기-공급챔버(176')의 각각은 외실(104)의 덮개벽(116)을 통하여 위로부터 각각의 냉각공기-공급채널(140)과 통한다.
냉각부(106)의 덮개벽(118")은 도 12 내지 도 14에 도시한 냉각부(100)의 제 2 실시예에 있어서 굴곡되지 않고 오히려 평평하게 설치되지만, 또한 이 실시예에서도 굴곡된 덮개벽이 추가로 사용될 수도 있다.
도 12에서 알 수 있는 바와 같이, 입구영역-냉각공기-배기챔버(178')은 운송방향 뒤쪽에 배치된 입구영역(132)의 단부상에서 각 수직 입구영역-냉각공기-배기구(230)와 통한다. 다시, 입구영역-냉각공기-배기구(230)는 입구영역-냉각공기-배기채널(180)과 통하며, 이 배기채널에는 제 1 실시예의 입구영역-냉각공기-배기채널처럼 제 1 응축물 필터(186)와 제 2 응축물 필터(188)가 제공된다.
냉각부(100)의 제 2 실시예의 출구영역(210)도 또한, 냉각공기가 단지 하부수직 측벽 영역(144')에 배치된 출구영역-출구(237)를 통하여 흡인된다는 점에서 제 1 실시예와 구별된다. 이와 같은 제 2 실시예의 출구영역(210)의 구조상 다른 점은 상술한 입구영역(132)의 구조와 정확하게 일치함으로 이 다른 점에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 냉각부(100)의 제 1 실시예에서처럼 덮개벽(118')의 입구영역(132)과 상부 경사 측벽 영역(150)의 제 2 실시예에서도 전기 가열 벽 부품(154, 168)이 형성되며, 그 결과 제 2 실시예에서도 냉각실(106)의 상부 영역에서 내벽에 응축물이 형성되는 것을 확실하게 방지한다. 제 2 실시예에서 냉각공기가 냉각실(106)의 하부 영역에 흡인됨으로써, 냉각실(106)의 내부공간(120)에 도 14에서 화살표(222)로 표시한 유동 패턴이 얻어진다는 점에서 특히 유리하며, 이때 송풍된 냉각공기의 대부분은 차체(126) 상의 구멍(166)을 통하여 차체(126)의 내부공간에 스며들어오며, 이 구멍을 통하여 차체(126)의 하측에 다시 스며들어가고, 그 결과 도달하기 곤란한 차체(126)의 내면에도 충분한 냉각공기 유량이 확실하게 접근할 수 있다.
또한, 냉각부(100)의 제 2 실시예는 제 1 실시예의 구조와 기능에 관련하여 일치함으로 상세한 설명은 생략한다.
도 15 내지 도 18에 도시한 냉각부(100)의 제 3 실시예와 상술한 제 1 실시예는, 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 덮개벽과 상부 경사 측벽의 전기 가열 대신에 이 영역을 벽 영역을 통하여 관류하는 고온 가스로 가열하도록 제공된다는 점에서 다르다.
개략적으로 도시한 도 18에서 알 수 있는 바와 같이, 고온 가스로서는 열 배기 정화 장치(234)의 정화 가스를 사용하며, 이 장치에서는 도핑된 차체(126)를 건조하는 건조기(236)에 건조 배기 라인(238)을 통하여 얻어진 건조 배기를 이 건조 배기에 함유된 탄소를 산화함으로써 정화하면서 가열한다.
열 배기 정화 장치(234)의 정화 가스는 고온 가스-공급 라인(240)을 통하여 냉각부(100)에 공급되며, 이 정화 가스는 냉각부(100)에 진입하기 전에 가열된 쪽에서 제 1 열교환기(242)를 통과하며 냉각된 쪽에서 건조기(236)의 상승열 영역(244)을 통하여 순환하는 주위 공기를 통과하고, 다시 가열된 쪽에서 제 2 열교환기(246)를 통과하면서 냉각된 쪽에서 건조기(236)의 가열부(248)를 통하여 순환하는 주위 공기가 통과한다.
고온 가스가 냉각부(100)에 배치된 고온 가스 채널(250)을 통과한 후에, 고온 가스 공급 라인(252)에 도달하며, 이 공급 라인에서 고온 가스는 가열된 쪽에서 제 3 열교환기(254)를 통과하고 제 3 열교환기에서 가열된 후에 신선한 공기를 공급하는 공급 라인(256)을 통하여 입구 도어(258)에 부분적으로, 그리고 건조기(236)의 출구 도어(260)에 부분적으로 공급된다.
제 3 열교환기(254)를 통과한 후에, 고온 가스는 고온 가스 구멍(262)을 통하여 주위로 배출된다.
상술한 고온 가스 공급을 통한 열 배기 정화 장치(234)의 정화 가스의 가열은 고온 가스가 주위에 도달하기 전에 가능한 균일하게 이루어진다.
도 17에서 알 수 있는 바와 같이, 냉각부(100)의 제 3 실시예의 입구 영역(132)과 제 1 실시예의 구조는, 냉각부(100)의 지붕(118"')과 상부 경사 측벽영역(150")이 전기 가열 벽 부품으로 형성되는 것이 아니라, 오히려 길이방향(108)으로 연장된 고온 가스 채널(250)을 포함하며 냉각실(106)의 내부공간(120)을 향하는 경계벽(263)과 냉각실(106)의 내부벽이 동일하게 형성되고 보강 리브(reinforcement rib: 265)를 통하여 보강될 수 있다는 점이 다르다. 냉각실(106)의 내부공간(120)으로부터 이격된 고온 가스 채널(250)의 측벽에는 고온 가스 채널(250)을 통하여 유동하는 고온 가스로부터의 열이 외실(104)과 냉각실(106) 사이에 배치된 사이공간에 도달하는 것을 방지하기 위하여 각각 불량 열전도 재료로 구성된 단열체(264)가 배치된다.
마찬가지로 제 3 실시예의 상부 경사 측벽 영역(150")은 상응하는 제 1 실시예의 벽 영역에서처럼 냉각실(106)의 내부공간(120)에 입구영역-냉각공기-공급챔버(176)로부터의 냉각공기를 송풍할 수 있는 노즐(162)이 제공된다. 이 노즐(162)은 내부공간(120)에 송풍된 냉각공기가 고온 가스 채널(250)을 통하여 유동하는 고온 가스를 가열시키는 것을 방지하기 위하여 고온 가스 채널(250)로부터 분리된다.
입구영역-냉각공기-배기챔버(178)는 입구영역-출구(204)를 거쳐서 냉각실(106)의 상부 영역에서 냉각실(106)의 내부공간(120)과, 운송방향으로 뒤쪽에 배치된 단부에서 제 3 실시예의 입구영역-냉각공기-배기채널(180)과 결합된다(도 15 참조).
고온 가스 채널(250)은 운송방향으로 돌출된 이 가스 채널의 단부에서 입구영역(132)의 전방 단부에 배치된 고온 가스-유입 챔버(272)와 결합되며, 이 유입챔버는 고온 가스-공급 라인(240)과 통하고, 또한 이 유입 챔버에는 고온 가스-통풍장치(240)가 배치되며, 이 통풍장치는 고온 가스를 고온 가스-공급 라인(240)으로부터 고온 가스 채널(250)로 전달한다.
덮개벽(118"')과 상부 경사 측벽 영역(150")에서 고온 가스 채널(250)은 운송 방향으로 뒤쪽에 배치된 이 채널의 단부상에서 고온 가스 구멍(268)을 통하여 상호 연결되며, 그 결과 고온 가스는 고온 가스 채널을 통하여 덮개벽(118"')에서 입구 영역(132)의 후방 단부로, 다시 여기서부터 고온 가스 채널(250)을 통하여 상부 경사 측벽 영역(150")에서 후방으로 고온 가스-입구 챔버(272)에 도달한다.
또한, 고온 가스-입구 챔버(272)는 위로부터 경사 분리벽(269)을 통하여 고온 가스-배기구(270)(도 15 참조)와 통하며, 이 배기구는 고온 가스-배기 라인(252)과 연결된다.
고온 가스 채널(250)뿐만 아니라 고온 가스-배기구(270)가 고온 가스-입구 챔버(272)와 직접 통하기 때문에, 고온 가스-통풍장치(274)는 고온 가스의 일부를 고온 가스 채널(250)에 운송하며 일부를 고온 가스-배기구(270)에 운송하고, 그 결과 냉각부(100)로부터 고온 가스를 흡입하기 위한 추가의 흡입 송풍기를 필요로 하지 않는다.
이로써 냉각부(100)의 제 3 실시예의 작동시, 냉각실(106)의 내부공간(120)을 향하는 덮개벽(118"')과 냉각부(100)의 입구영역(132)의 상부 경사 측벽 영역(150")의 내측은 고온 가스 채널(250)을 통하여 운송되며 냉각부(100)가 고온 가스-배기구(270)를 떠나는 고온 가스로부터 열을 수용함으로써 약 80oC 내지 약130oC의 온도 범위까지 가열되며, 그 결과 냉각실(106)의 상부 측벽 영역에는 용매 응축물이 형성될 수 없다.
덮개벽(118"')과 상부 경사 측벽 영역(150")이 가열되지 않는 경우에, 이 벽 영역에 응축물이 형성되며, 그리하여 이 응축물이 냉각실(106)의 측벽(114) 상에 생성될 때 노즐 구멍의 상부와 측면에 배치된 방지 부품(276)을 통하여 노즐 구멍 주위에 전달됨으로써 노즐 구멍으로부터 응축물이 제거되며, 그 결과 가열을 실패하는 경우에도 응축물이 냉각실(106)의 내부공간(120)에 발생된 냉각공기 유동과 함께 휩쓸려 가서 차체(126)에 침전되는 것을 확실하게 방지한다.
방지 부품(276)은, 주로 아래쪽으로 개방된 U 모양을 가지며 상부 경사 측벽 영역(150")에, 예를 들어 용접에 의해 고정된다. 기본적으로 이러한 방지 부품은 전기 가열에서도 사용될 수 있다.
주로, 냉각부(100)의 제 3 실시예는 구조와 가능면에서 제 1 실시예와 동일함으로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 냉각부는 대상물 상에 용매 응축물을 발생시키는 래커 손실을 야기하지 않으면서 도핑 대상물의 신속한 냉각이 가능하다.

Claims (44)

  1. 적어도 하나의 도핑실과, 도핑 대상물(126)을 건조시키기 위한 열간 건조기(236)와, 대상물(126)이 통과하는 방향으로 건조기(236) 다음에 배치되어 도핑 및 건조 대상물을 냉각시키기 위한 냉각부(100)를 구비하며, 상기 냉각부(100)는 냉각실(106)의 내부공간(120)을 한정하는 경계벽(114, 118; 118'; 118"; 118"')을 구비한 터널 형태의 냉각실(106)을 포함하고, 상기 경계벽은 도핑 대상물(126)이 출입하는 냉각실(106)의 입구(128)와 출구 사이에 연장되며,
    상기 냉각실(106)의 경계벽에는 입구(128)와 접하는 냉각실(100)의 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 내부공간(120)으로 냉각공기를 송풍하는 노즐(162)이 제공된 도핑 장치의 냉각부에 있어서,
    상기 냉각부(100)의 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 경계벽 중 적어도 일부분을 가열할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐(162)들 중 적어도 하나는 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 냉각부(100)의 입구영역(132)의 전반에 배치된 노즐은 냉각실(106)의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각실(106)의 덮개벽(118; 118"; 118"')은 냉각부(100)의 입구영역(132)에서 실질적으로 완전히 균일하게 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각실(106)의 측벽(114)의 상부영역(150; 150")은 냉각부(100)의 입구영역(132)에서 실질적으로 완전히 균일하게 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 냉각실(106)의 측벽(114)의 상부영역(150; 150")은 냉각부(100)의 입구영역(132)에서 이 영역의 상부 가장자리가 냉각부(100)의 길이방향 수직 중간면(vertical long-median-plane: 142)을 향하며 이 영역의 하부 가장자리는 냉각부(100)의 길이방향 수직 중간면(142)으로부터 멀어지도록 경사진 것을 특징으로 하는 냉각부.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부(100)의 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역은 약 80oC 내지 약 130oC의 온도로 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부(100)의 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역은 전기 저항 가열(electric resistance heating)에 의해 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 냉각실(106)의 경계벽 중에서 가열 가능한 일부 영역은 벽 부품(wall element: 154, 168)을 포함하며, 이 벽 부품 내에 전기 저항 가열 부품이 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 벽 부품(154, 168)은 전기 절연 재료로 구성된 두 개의 평판, 주로 유리판(158, 160)과, 이 평판들 사이에 배치된 전기 저항 가열 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전기 저항 가열 부품은 투명 저항 가열층(transparent resistance heating layer)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부(106)의 경계벽 중에서 가열 가능한 일부 영역은 고온 가스에 의해 가열될 수 있는 것을 특징으로하는 냉각부.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 냉각부(100)는 이 냉각부(100)의 입구영역(132)에 배치된 고온 가스 채널(250)을 포함하며, 고온 가스 채널은 냉각실(106)의 경계벽 중에서 가열 가능한 일부 영역과 열전도식으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고온 가스 채널(250)의 측면은 냉각실(106)의 경계벽 중에서 가열 가능한 일부 영역에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고온 가스 채널(250)에는 도핑 장치의 열 배기 정화 장치(thermal exhaust air cleaning apparatus)로부터 정화 가스(cleaning gas)를 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 열 배기 정화 장치(234)로부터의 정화 가스는 고온 가스 채널(250)에 공급되기 전에, 건조기(236)를 순환(circulation)하는 공기를 가열하기 위한 적어도 하나의 열교환기(242, 246)를 통과할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고온 가스는 고온 가스 채널(250)에 공급된 후에 건조기(236)의 도어(258, 260)에 송풍된 신선한 공기를 가열하기 위한 열교환기(254)를 통하여 관류하는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각실(106)은 이 냉각실의 경계벽의 상부 영역에 배치되어 냉각실(106)의 내부공간(120)으로 냉각공기를 배출하기 위한 출구(204, 221)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 출구(204, 221)는 냉각실(106)의 덮개벽(118; 118'; 118"')과 측벽(114) 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  20. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각실(106)은 이 냉각실의 경계벽의 하부 영역에 배치되어 냉각실(106)의 내부공간(120)으로부터 냉각공기를 배출하기 위한 출구(224, 232)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부(100)는 입구영역(132)에서 발생된 냉각공기를 냉각실(106)의 내부공간(120)으로부터 배출하기 위한 입구영역-냉각공기-배기채널(180)을 포함하며, 이 배기채널에는 적어도 하나의 응축물 필터(186, 188)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 입구영역-냉각공기-배기채널(180)은 냉각공기의 유동방향으로 뒤쪽에 배치된 적어도 두 개의 응축물 필터(186, 188)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 냉각부(100)는 대상물(126)의 통과방향으로 입구영역(132)에 연결된 출구영역(210)을 가지며, 이때, 출구영역(210)에서 냉각실(106)의 경계벽에는 냉각실(106)의 내부공간(120)으로 냉각공기를 송풍하기 위한 노즐(120)이 제공되고, 냉각부는 입구영역-냉각공기-배기채널(180) 근처에서 출구영역(210)에서 발생된 냉각공기를 냉각실(106)의 내부공간으로부터 배출하기 위한 출구영역-냉각공기-배기채널(180)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 경계벽에는 경계벽에 생성된 응축물을 노즐(162)의 입구로부터 제거하기 위한 방지 부품(276)이 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부는, 주로 이 냉각부로부터 연장될 수 있으며 입구영역(132)에서 냉각실(106)의 경계벽으로부터 물방울 형태로 형성된 응축물을 수용하기 위한 적어도 하나의 응축물 용기를 포함하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각부.
  26. 도핑실 내에서 도핑되며 열간 건조기 내에서 건조된 대상물을, 이 대상물이 통과하는 방향으로 건조기 다음에 배치된 냉각부에서 냉각하며,
    상기 냉각부는 냉각실의 내부공간을 한정하는 경계벽을 구비한 터널 형태의 냉각실을 포함하고, 상기 경계벽은 도핑 대상물이 출입하는 냉각실의 입구와 출구 사이에 연장되며,
    상기 냉각실의 경계벽에서 입구와 접하는 입구영역에 제공되어 있는 노즐을 통하여 냉각실의 내부공간으로 냉각공기를 송풍하는 냉각 방법에 있어서,
    상기 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 경계벽 중 적어도 일부 영역을 가열할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 냉각공기는 입구영역에서 냉각실의 경계벽 중 가열가능한 일부 영역에 배치된 적어도 하나의 노즐을 통하여 냉각실의 내부공간으로 송풍되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 냉각공기는 냉각실의 경계벽 중에서 가열 가능한 일부 영역에 배치된 노즐을 통하여 냉각부의 입구영역에 인접하게 냉각실의 내부공간으로 송풍되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  29. 제 26 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 덮개벽은 실질적으로 완전히 균일하게 가열되는 것을 특징으로 하는냉각 방법.
  30. 제 26 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 측벽의 상부 영역은 실질적으로 완전히 균일하게 가열되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  31. 제 26 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각부의 입구영역에서 냉각실의 경계벽 중에서 가열 가능한 일부 영역은 약 80oC 내지 약 130oC의 온도로 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  32. 제 26 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역은 전기 저항 가열에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  33. 제 26 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한 일부 영역은 고온 가스에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 고온 가스는 냉각부의 입구 영역에 배치된 고온 가스 채널을 통하여 전달되며, 이 고온 가스 채널은 냉각실의 경계벽 중 가열 가능한일부 영역과 열전도식으로 접촉하는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  35. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서, 상기 고온 가스 채널에는 열 배기 정화 장치로부터의 정화 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 열 배기 정화 장치로부터의 정화 가스는 고온 가스 채널에 공급되기 전에 건조기를 통하여 순환된 공기를 가열하기 위하여 적어도 하나의 열교환기를 통하여 관류되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  37. 제 33 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고온 가스는 고온 가스 채널을 관류한 후에 건조기의 도어에 송풍되는 신선한 공기를 가열하기 위하여 열교환기를 통하여 관류되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  38. 제 26 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각공기는 냉각실의 내부공간으로부터 냉각실의 경계벽의 상부 영역에 배치된 출구를 통하여 흡인되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  39. 제 26 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각공기는 냉각실의 내부공간으로부터 냉각실의 경계벽의 하부 영역에 배치된 출구를 통하여 흡인되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  40. 제 26 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각실의 내부공간으로부터 입구영역에 흡인된 냉각공기는 입구영역-냉각공기-배기채널을 통하여 전달되며, 이 배기채널에는 적어도 하나의 응축물 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 입구영역-냉각공기-배기채널에는 냉각공기의 유동방향으로 뒤쪽에 배치된 적어도 하나의 응축물 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  42. 제 40 항 또는 제 41 항에 있어서, 상기 냉각공기는 냉각실의 내부공간으로부터 대상물이 통과하는 방향으로 입구영역과 연결된 출구영역에서 입구영역-냉각공기-배기채널과 분리된 출구영역-냉각공기-배기채널에 전달되며, 여기서 출구에는 냉각공기를 냉각실의 내부공간에 송풍하기 위한 노즐이 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  43. 제 26 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구영역에서 냉각실의 경계벽에 생성된 응축물은 노즐의 입구로부터 방지 부품에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
  44. 제 26 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구영역에서 냉각실의 경계벽으로부터 생성된 응축물은 적어도 하나의 응축물 용기에 수용되는 것을 특징으로 하는 냉각 방법.
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