KR20040048779A - 에너지 절약형 원적외선 도장건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 샤시를 판금 정비후 도장을 할 때나 각종 산업용 기기등의 도장물 도막을 최고의 품질로 끌어 올리면서 도장 건조비용을 최소한으로 줄 일수 있는 에너지 절약형 원적외선 도장건조 장치에 관한 것이다.

본 발명은 통상의 도장 건조실(1)에 있어서, 내부 공간에 좌,우측으로 " ㅍ" 형상의 히타파이프(2)를 설치한 다단계의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)가 바닥면에 설치한 안내레일(30)(31)(32)(33)를 타고 전방 칼라시트몸체(20)에 결합되는 좌,우측 작동모우터(40) 축의 피니언기어(44)가 아이들기어(47)를 움직이면 아이들기어(47)가 회전하여 레크기어레일(41)를 따라 작동하면 각각의 칼라시트몸체(21)(22)(23)(24) 내측의 전방 하단에 부착된 판넬스토프(45)에 의해 정해진 길이에서 정지되어 자바라형상으로 다단계로 포개어지게 하며 일면의 칼라시트몸체(22)의 상단 입구에는 온도감지기(42)를 설치하고 후방의 칼라시트몸체(24)의 배면에도 "ㅍ" 형상의 히타파이프(2)를 고정하고 상단부분에는 순환용 환풍홴(43)를 고정하며 칼라시트몸체 (20)의 전면 입구에는 샷타 전동문(50)을 설치함을 특징한다.

Description

에너지 절약형 원적외선 도장건조장치{omitted}

본 발명은 자동차의 바디를 판금 정비후 도장 건조를 할 때나 각종 산업용 제품등의 도장 건조시 도막을 최고의 품질로 끌어 올리면서 도장 건조비용을 최소한으로 줄 일 수 있는 에너지 절약형 원적외선 도장건조 장치에 관한 것이다.

통상적으로 이용되고 있는 각종 도장물의 건조는 기름 보일러를 가열시켜 열원으로 하고 이를 송풍구를 통해 건조실에 불어 넣어 피도장물의 도장도막을 건조시키는 방식이 주류를 이루고 있다.

또 다른 방법으로는 열원으로 전기를 이용한 히타 건조방식이 있고 또, 가스보일러를 이용하는 방식이 있으나 상기 방식들은 모두 과도한 에너지(유류, 가스, 전기)를 소비하게 되므로 도장 건조비가 많이 들어 자동차의 도장이나 피도장물의 도장시 비용이 과도하게 책정되고 있는 실정이다.

뿐만아니라 종래의 열원 방식은 열원 발생을 위해 사용되는 보일러가 유류 및 가스를 소비함과 함께 송풍기로서 바람을 불어주어 피도물체를 건조하는 것으로피도물체에 가해지는 열은 직접열로서 피도물체의 안치 위치에 따라 온도 분포가 일정치 않을 뿐아니라 보일러 작동시 발생하는 그으름 미세분진등이 도막에 치명적결함을 유발할 수 있어 휠타를 수시로 교체하여야 하는 불편함도 많고 종래의 열원방식 건조실을 사용할 경우 고 비용이 소요된다.

예를 들어 보면 자동차 정비공장용 도장 건조장치의 경우 주로 열풍식 보일러를 사용하는데 통상적으로 건조실 내용적이 105㎡정도로서 건조실 온도를 약 20분간의 소요시간으로 1차 온도를 60℃까지 도달 시키고나서, 60℃에서 2차 온도를 80℃까지 도달시키며 80℃에서 약 20분간 자동조절로 가열하고 있는 것으로서 전체적으로 열원의 공급시간이 약50분이 소요되어 전력소모가 많다.

또 전력소비외에 등유 및 가스 소비비용이 업소당 월평균 2,500,000원에서 3,000,000원 정도 되므로 년간 약30,000,000원 이상의 열원 발생 비용이 지출되고 있어 국가적으로도 에너지에 있어 낭비가 심한 실정이다.

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 개선하기 위함으로 에너지 절약을 목적으로 개발한 것으로 건조실 가열공간을 기존의 105㎥에서 20∼25㎥로 줄이므로 가열공간 자체를 기존의 약 1/5 수준으로 최적화하여 에너지 낭비를 막았으며, 기존의 단열방식은 최소 단열층 두께가 50mm 이상을 요구하였으나 본 발명은 도막 열반사단열도료를 사용하여 0.5mm 정도의 두께로 반사 단열도막을 형성시켜 최대의 단열성능을 확보하였고 건조로 체적을 최대한 줄일 수 있어 기존에 설치된 도장실 내부에 설치 사용 가능하게 하였음은 물론이고 열반사물을 높여 에너지 소비를 최대한으로 줄였다.

또한 발생되는 열원이 촉매의 분자운동에 의해 열 확산운동을 극대화 할 수 있는 히타파이프에 내장하여 작동하므로서 진공상태인 히타파이프의 관 내부 전체가 열원인 파이프히타에 전원을 연결하는 즉시 거의 일정한 열이 동시에 발산하게 되으로서 주어진 공간에 목적 온도까지 도달하는 시간이 가장 짧아 가열시간의 낭비를 막음과 동시에 작업시간과 에너지 소비를 최소화 할 수 있게 하였다.

그리고 히타파이프 외부에 고도의 원적외선 방사물질인 미세한 세라믹을 도포하여 원적외선 도장효과를 확보하였으며 도장 건조온도를 낮출 수 있도록 하였다.

상기와 같은 원리로 에너지 절약형 건조로를 완성하므로서 공간면에서 비교하여 보면 기존의 105㎥ 건조로가 20∼25㎥ 공간 가열비용 만으로 사용가능하며 전체 공간을 목적 온도까지 가열하는 시간도 가장 짧은 획기적인 것으로 도장 건조를 하고자 하는 물체의 크기에 알맞게 조절하도록 자바라 모양으로 건조실 내부에 터널 모양으로 종래 방식에서 사용되는 등유 및 가스소비 전액이 절약됨과 더불어 기존에서의 기기 가동 비용만으로도 충분히 본 발명의 장치를 운용 할 수 있도록 함에 그 목적이 있는 것으로 이를 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 사시도

도 2는 본 발명의 히타파이프 단면도

도 3은 본 발명의 히타파이프 일부 확대단면도

도 4는 본 발명의 칼라시트몸체 내벽일부 확대사시도

도 5는 본 발명의 작동 모우터부 사시도

도 6은 본 발명의 측면도

도면의 주요부분에 대한부호의 설명

1: 도장건조실 2: 히타파이프

4: 상단파이프 5: 하단파이프

6: 수직파이프 7: " T " 뽑기 턱

8: 발열부 파이프 9: 촉매제

10: 전원선 11: 앤드 캡

12: 촉매투입구 13: 파이프히타

14: 건조로 15: 원적외선 방사도막

20,21,22,23,24: 칼라시트몸체 25: 브라켓트

26: 외둘레 테두리 30,31,32,33: 안내레일

40: 작동모우터 41: 레크기어레일

42: 온도감지기 43: 환풍홴

44: 피니언기어 45: 판넬스토프

46: 스위치 47: 아이들기어

50: 자바라 전동문

본 발명은 통상의 도장 건조실(1)에 있어서, 내부 공간에 좌,우측으로 " ㅍ" 형상의 히타파이프(2)를 설치한 다단계의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)가 바닥면에 설치한 안내레일(30)(31)(32)(33)를 타고 전방 칼라시트몸체(20)에 결합되는 좌,우측 작동모우터(40) 축의 피니언기어(44)가 아이들기어(47)를 움직이면 아이들기어(47)가 회전하여 레크기어레일(41)를 따라 작동하면 각각의 칼라시트몸체(21)(22)(23)(24) 내측의 전방 하단에 부착된 판넬스토프(45)에 의해 정해진 길이에서 정지되어 자바라형상으로 다단계로 포개어지게 하며 일면의 칼라시트몸체(22)의 상단 입구에는 온도감지기(42)를 설치하고 후방의 칼라시트몸체(24)의 배면에도 "ㅍ" 형상의 히타파이프(2)를 고정하고 상단부분에는 순환용 환풍홴(43)를 고정하며 칼라시트몸체(20)의 전면 입구에는 샷타 전동문(50)을 설치한 것이다.

다단계로 전 후진하면서 포개어지는 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)의 내측 좌우에 설치되는 히타파이프(2)는 "ㅍ" 형상으로 하단파이프(5)와 상단파이프(4)상에 다수개로 형성되게 " T " 뽑기 턱(7)을 만들며 수직파이프(6)를 각각 상하단파이프(4)(5)의 " T " 뽑기 턱(7)에 삽입후 외둘레를 용접처리하여 일체화 시키며 상단파이프(4) 양측에는 앤드캡(11)으로 밀폐시키며, 하단파이프(5) 내부공간에는 직경이 다소 적은 발열부 파이프(8)를 삽입 이중관 처리하며 발열부 파이프(8) 공간에는 촉매제(9)를 투입하고 일측에 파이프히타(13)의 매입과 함께 전원선(10)을 인출 전극을 만든후 용접으로 마무리하며 발열부 파이프(8)가 삽입된 수직파이프 (6)의 관 내부 공간에는 촉매투입구(12)를 통해 촉매제(9)를 주입후 진공처리후 봉합 마감처리 한다.

상기 히타파이프(2)를 "ㅍ" 형상으로 제작함에 있어 상단파이프 (4)와 하단파이프(5)에 " T " 뽑기 턱(7)을 만든것은 수직파이프(6)와 결합함에 있어 수직파이프(6)를 삽입후 용접을 용이하게 하여 작업의 편리성을 도모하기 위함과 아울러 정밀성과 기밀을 유지하기 위함으로 상단파이프(4)는 "T " 뽑기 턱(7)에 수직파이프(6)를 삽입 용접처리후에는 양측으로 앤드 캡(11)으로 마감처리하여 일체화 하며 하단파이프(5)에는 촉매투입구(12)를 만들어 된다.

상단 및 하단파이프(4)(5)와 수직파이프(6) 관 내부는 서로 연결되어 있으며 이 공간에 촉매투입구(12)를 통해 일정량의 촉매제(9)를 투입하고나서 상단 및 하단파이프(4)(5)와 수직파이프(6) 내부공간에 있는 공기를 진공흡입하여 모두제거한 다음 촉매투입구(12)를 봉합하여 마무리한다.

상기의 히타파이프(2)에 있어 촉매투입구(12)를 하단파이프(5)에 만든것은 촉매투입구(12)를 통해 촉매제(9)를 투입후 파이프 내부에 잔제하고 있는 공기를 뽑아내어 진공상태를 만들기 위해 공기를 외부로 제거시 하단파이프(5)의 내부공간에 삽입된 발열부 파이프(8)에 의해 촉매제(9)가 파이프 밖으로 뽑아지는 것을 최소화 하기 위한 것이다.

이와 같이된 "ㅍ" 형상의 히타파이프(2)는 각각의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)의 좌,우측면에 있어 천정에 제일 가까운 상단면에 위치하도록하여 각각의 브라켓트(25)로 고정하며 히타파이프(2)의 전원선(10)을 각각 연결하여 전원 콘트롤 박스에 연결한다.

상기의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)의 후방에는 내열성 몰딩 처리된 외둘레테두리(26)를 고정하여 내부의 열이 각각의 틈새로 유출됨을 최소한으로 방지하도록 한다.

그리고 각각의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)의 내면에 원적외선 방사물질인 미세 세라믹을 특수 단열도료에 배합하여 0.5mm정도의 두께로 스프레이 도포하여 원적외선 방사도막(15)을 형성한다.

또한 히타파이프(2) 표면에도 미세 세라믹 원적외선 방사물질을 특수 단열도료에 배합하여 0.5mm정도의 두께로 스프레이 도포하여 원적외선 방사도막(15)을 형성시킨다.

미설명부호 60, 61은 스토퍼이다.

이와같이된 본 발명은 사용하지 않을 경우에는 각각의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)가 겹쳐저 후방의 칼라시트몸체(24) 위치에서 하나의 크기로 겹쳐진 상태로 있게된다.

이러한 상태에서 자동차의 도장이나 다른 피도장물을 도장하고자 하면 먼저 도장물을 이동하여 제일 후방의 칼라시트몸체(24) 가까이에 위치하도록 이동한후 정지시킨 상태에서 도장작업을 한 후 내부를 배기시키고 나서 건조로의 전원을 ON 시켜 전방 칼라시트몸체(20) 양측에 고정된 좌, 우측 작동모우터(40)를 작동시킨다.

좌, 우측작동모우터(40)가 회전함과 동시에 축에 결합되어진 피니언기어(44)가 회전하면 아이들기어(47)가 회전하면서 레크기어레일(41)를 따라 전방의 칼라시트몸체(20) 전체가 바닥면에 설치된 안내레일(30)를 타고서 천천히 이동하게 된다.

이렇게 이동되어지다 전방 칼라시트몸체(20)의 폭 만큼 앞으로 이동되어지면 다음의 칼라시트몸체(21) 하단에 결합된 판넬스토퍼(45)가 전방 칼라시트몸체(20)후면 외둘레 테두리(26)에 걸려서 전방으로 잡아당겨져 바닥면에 설치된 안내레일(31)를 타고 전방으로 차례 차례로 끌어당겨 움직여진다.

이러한 작동으로 각각의 칼라시트몸체(22)(23)가 안내레일(32)(33)을 따라 이동하다 전방의 칼라시트몸체(20)의 양측 바닥면에 설치된 스토프(60)에 작동모우트(40)의 스위치(46)가 도달하면 자동적으로 정지 상태가 된다.

이와 같이 각각의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)가 뽑아져나와 정지가 되면 전방 칼라시트몸체(20)의 입구에 설치된 샷타 전동문(50)을 가동시켜 아래로 닫아 준다.

이 상태에서 히타파이프(2)에 전원을 공급하면 하단파이프(5)와 일체로한 발열부 파이프(8) 내부에 삽입된 파이프히타(13)에 전원이 공급되어 열이 발생하게된다.

이때 각각의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)에 설치된 히타파이프(2)가 동시에 열이 가해지는 것으로 하단파이프(5)에서 전달된 열은 곧바로 내부에 매입된 촉매제(9)에 전달되어 격렬한 분자운동을 일으켜 열이 확산되어 각각의 수직파이프(6)를 지나 상단파이프(4)에도 열이 일시에 가해지게 된다.

이렇게 가해지는 열은 1차적으로 온도를 올린후 일정한 온도에 도달하면 다시 2차적으로 온도를 올려주어 내부의 온도를 약 100℃정도로 유지하여 준다.

계속되는 온도의 상승으로 내부온도가 100℃정도가 넘게되면 이의 온도를 칼라시트몸체(21)의 상단에 설치된 온도감지기(42)가 이를 감지하여 히타의 전원을 차단하여 항상 일정한 온도를 유지하게 되는 것으로 후방 칼라시트몸체(24)의 배면상단에 설치된 환풍홴(43)을 작동하여 내부의 온도를 순환시켜줌으로 더욱 빠른시간에 건조되게 한다.

이때 작동시간과 온도는 최대 120℃ 이하에서 임의로 조절하여 작동 할 수 있게 한다.

이와같이 일정한 시간 전원을 공급하다 건조를 위한 설정시간이 끝나 전원이 차단되면 전방의 샷타 전동문(50)을 열은 상태에서 칼라시트몸체(20)의 좌,우작동모우터(40)를 전진과는 반대되게 축을 회전하면 축에 결합된 피니언기어(44)가 아이들기어(47)를 역회전하여 레크기어레일(41)를 따라 전방의 칼라시트몸체(20)가 안내레일(30)를 타고 후진을 하기 시작하다 칼라시트몸체(20)의 전방이 다음의 칼라시트몸체(21) 전방의 판넬스토프(45)에 도달하면 1단계로 칼라시트몸체(20)가 다음 칼라시트몸체(21)로 겹쳐지게 포개어진다.

이렇게 후진하다 계속되는 모우터(40)의 작동으로 전방 칼라시트몸체(21)의 내부 벽면 하단에 있는 판넬스토퍼(45)에 다음 칼라시트몸체(22)의 선단에 닿아지면 칼라시트몸체(22)가 바닥면의 안내레일(31)를 타고 후방으로 계속 이동하여 2단계로 포개어진다.

그 다음 전면에서 두개로 포개어진 칼라시트몸체(20)(21)가 동시에 후진하면서 다음 칼라시트몸체(22)(23)를 차례로 후진하게 되는데 이의 칼라시트몸체(22)(23)도 바닥면의 안내레일(32)(33)을 타고 후진하며 3단계 4단계로 포개어지게 되어지다 마지막 칼라시트몸체(24)에 도달함과 동시에 칼라시트몸체(20)의 좌,우작동모우터(40)에 부착된 전원스위치가 후방 스토프(61)에 닿게됨과 동시에 전원이 차단되며 모든작동이 끝나게 된다.

이와같이 모든작동이 정지되면 도장 건조한 자동차나 피도장물을 외부로 움직여 내면 모든 작업이 완료되는 것이다.

상기와 같이 작업함에 있어 피도장물의 크기가 적을때는 중간지점에 설치한 스토프(62)를 이용할 수 있도록 설정을 변경하여 사용크기를 조절 할 수 있다.

통상적으로 사용되고 있는 도장 건조시 표준 작업방법은 1회 도장건조시간을 약40분간으로 설정하여 60℃까지 도달하는데 약 15∼20분 경과하고 최대온도를 80℃에서 약 20분정도 자동조절하여 건조공정을 마친다.

1회 건조시간에 소요되는 시간은 약 40분 내외로 권장되어지고 있다.

상기와 같이 만든 본 발명의 원적외선 도장건조장치에서 피도장물의 건조 소요시간과 소비전력 및 온도를 자체적으로 시험 실시한 결과 아래와 같다.

건조실의 공간을 20∼25㎥의 크기로 제작하여 피도물인 차체를 정위치에 정지 시키고 전체 도장을 마친후 배기를 충분히하여 건조장치의 전원을 ON 위치로 작동하여 다단계 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)를 전방으로 뽑아내어 차체가 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24) 내부에 놓여지도록 하고나서 샷타 전동문(50)을 조작하여 전방부분을 완전히 폐쇄시킨후 히타파이프(2)의 전원을 ON 시킨다.

이후 건조실내의 열 확산속도를 디지탈온도계를 이용하여 관측 실험한 결과 실시예를 보면 다음과 같다.

실시예 1

실시예 2

실시예 3

상기 실시예 처럼 계속 반복 실험하였으나 모두 대등한 결과의 수치로 나타나고 있다.

이와같이 종래의 표준 도장건조시간을 유지하면서 온도 경과 추이를 확인하여 본바 상기 실시예에 나타나듯이 주어진 건조 공간의 목적 온도가 약 80℃에 도달하는 시간이 종래 20분정도 소요되던것이 약 7∼8분정도로 줄일 수 있었고 동일 시간을 경과시켜도 소비전력은 최대 14kW를 넘지 않으며 도장 건조시 1회 건조비용이 종래의 13,630원에서 1,680원으로 약 87.67%의 에너지 비용 절감을 실현 할 수 있는 것이다.

상기처럼 다단계로 포개어지게 제작한 것은 피도장물의 크기에 따라 건조로를 적절하게 조절하여 빠른시간에 건조하게 하기 위함과 아울러 열원인 전력을 절약하기 위함이다.

이와같이된 본 발명은 실질적으로 사용되는 건조실의 내용면적이 약 20∼25㎥정도로서 열풍식 보일러가 필요하지 않아 열원으로 사용되는 등유나 가스를 사용하지 않으며 이로인한 보일러 가동비용을 월 평균 약 250∼300만원정도 절약이 가능하고 원적외선 방사가 가능하여 도장이 오랜기간 동안 유지할 수 있는 것이다.

이와같이된 본 발명은 종래의 방식에서 피도장물을 건조하고자 사용되는 열풍보일러 및 보일러 작동시 소요되는 등유나 가스가 필요치 않고 열을 골고루 분산시켜주는 송풍시설도 필요없으며 피도장물체에 가해지는 열이 간접열로서 국부적인 열 집중현상을 근본적으로 해소 할 수 있을 뿐아니라 주어진 공간에 필료한 온도를 균일하게 유지시키면서 가장 짧은시간에 도달할 수 있는 건조방식이며 보일러 작동시 발생되는 그으름이나 미세분진등이 발생하지 않아 도장의 품질을 최고로 유지할수 있도록 개발된 것이다.

Claims (4)

1. 도장 건조실(1)에 있어서, 내부 공간에 좌,우측으로 " ㅍ" 형상의 히타파이프(2)를 설치한 다단계의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)가 바닥면에 설치한 안내레일(30)(31)(32)(33)를 타고 전방 칼라시트몸체(20)에 결합되는 좌,우측 작동모우터(40) 축의 피니언기어(44)가 아이들기어(47)를 움직이면 아이들기어(47)가 회전하여 레크기어레일(41)를 따라 작동하면 각각의 칼라시트몸체(21)(22)(23)(24) 내측의 전방 하단에 부착된 판넬스토프(45)에 의해 정해진 길이에서 정지되어 자바라형상으로 다단계로 포개어지게 하며 일면의 칼라시트몸체 (22)의 상단 입구에는 온도감지기(42)를 설치하고 후방의 칼라시트몸체(24)의 배면에도 "ㅍ" 형상의 히타파이프(2)를 고정하고 상단부분에는 순환용 환풍홴(43)를 고정하며 칼라시트몸체(20)의 전면 입구에는 샷타 전동문(50)을 설치함을 특징으로 한 에너지 절약형 원적외선 도장건조장치.
2. 제 1항에 있어서, 다단계로 전 후진하면서 포개어지는 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)의 내측 좌우에 설치되는 히타파이프(2)는 " ㅍ" 형상으로 하단파이프(5)와 상단파이프 (4)상에 다수개로 형성되게 " T " 뽑기 턱(7)을 만들며 수직파이프(6)를 각각 상 하단파이프(4)(5)의 " T " 뽑기 턱(7)에 삽입후 외둘레를 용접처리하여 일체화 시키며 상단파이프(4) 양측에는 앤드캡(11)으로 밀폐시키며, 하단파이프(5) 내부공간에는 직경이 다소 적은 발열부 파이프(8)를 삽입 이중관 처리하며 발열부 파이프 (8) 공간에는 촉매제(9)를 투입하고 일측에 파이프히타(13)의 매입과 함께 전원선 (10)을 인출 전극을 만든후 용접으로 마무리하며 발열부 파이프(8)가 삽입된 수직파이프 (6)의 관 내부 공간에는 촉매투입구(12)를 통해 촉매제(9)를 주입후 진공처리후 봉합하여 마무리하여서 됨을 특징으로 한 에너지 절약형 원적외선 도장건조장치.
3. 제 1항에 있어서, 다단계의 칼라시트몸체(20)(21)(22)(23)(24)의 내면에 원적외선 세라믹을 배합한 단열도료를 0.5mm이내로 스프레이 분사하여 원적외선 방사도막(15)을 형성함을 특징으로 한 에너지 절약형 원적외선 도장건조장치.
4. 제 1항에 있어서, 히타파이프(2) 외부를 원적외선 세라믹을 배합한 단열도료를 0.5mm이내로 스프레이 분사하여 원적외선 방사도막(15)을 형성함을 특징으로 한 에너지 절약형 원적외선 도장건조장치.