KR200410789Y1

KR200410789Y1 - 도장설비용 폐열회수장치

Info

Publication number: KR200410789Y1
Application number: KR2020050036935U
Authority: KR
Inventors: 조원주
Original assignee: 한일기기(주)
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2006-03-08

Abstract

본 고안은 도장설비에 관한 것으로서, 상세하게는 흡입된 저온의 외부공기와 배출되는 고온의 내측공기 간의 열교환을 이루도록 하여 흡입된 저온의 외부공기를 외부로 배출되는 내측공기의 열을 이용하여 일정범위까지 온도를 상승시켜 도장설비내의 적정온도까지 도달시키기 위해 소비되는 에너지와 그 시간을 절약할 수 있는 도장설비용 폐열회수장치에 관한 것이다.

본 고안의 제 1 실시예에 따르면, 본 고안의 도장설비의 폐열회수장치는, 급기구를 통해 유입된 외부공기가 급기관을 통해 전달되어 히터에 의해 일정온도이상으로 가열되어 도장 대상물이 위치되는 도장부스에 유입되고, 상기 도장부스내의 내측공기는 배기관을 통해 배기구로 전달되어 외부로 배출되는 도장설비에 있어서, 서로 다른 방향에서 상기 급기구와 상기 배기구에 동시에 연결되어 상기 급기구를 통해 유입되는 외부공기를 상기 급기관에 전달하고, 상기 배기관을 통해 전달되는 내측공기를 상기 배기구에 전달함에 따라 서로 다른 온도를 갖는 외부공기와 내측공기가 상호간에 열교환을 이루게 하는 열교환기를 포함한다.

도장, 열교환기

Description

도장설비용 폐열회수장치{Waste Heat Re-application System for Paint Coating Equipment}

도 1은 종래의 도장설비를 나타낸 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치를 나타낸 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치에서 열교환기를 나타낸 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치에서 열교환기의 A-A'단면도,

도 5는 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치에서 열교환기의 B-B'단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 열교환기 12a : 배기구

12 : 배기관 13a : 급기구

13 : 급기관 14 : 급기팬

15 : 외부공기필터 16 : 도장부스

17 : 내측공기필터 18 : 여과필터

19 : 히터 20 : 배기팬

111 : 배기공 112 : 급기공

113 : 교환기본체

일반적으로 도장공정은 각종 장치나 물건, 특히 자동차등에서 표면의 부식을 방지하고 외관을 미려하게 하기 위하여 실행하고 있는 작업공정이다.

이러한 도장설비로는 통상 스프레이 방식을 많이 적용하고 있는데, 스프레이 방식에 의한 종래의 도장설비는 액상의 도장액을 비산시켜 대상제품의 표면에 도장처리를 행하게 됨에 따라 대상물이 안착되는 일정영역내의 공기청정도와 건조가 매우 중요하다. 따라서 도장설비에는 유입되는 공기의 미세먼지를 걸르기위한 여과장치와 인체에 유해한 화학성분이 포함된 내측의 공기를 배출하기 위한 여과장치가 필수적으로 구비되어 공기를 계속적 흡입 및 배출하게 되며, 이와 같은 종래의 도장설비는 하기의 도 1에 도시된 바와 같다.

도 1은 종래의 도장설비를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 도장설비는 외부공기가 흡입되는 급기구(1a)와, 흡입된 공기를 송풍시키는 급기팬(1b)과, 흡입된 공기를 가열시키는 히터(1c)와, 내측으로 전달하는 급기관(1d)과, 대상제품이 안착되는 도장부스(1e)와, 상기 도장부스내의 공기를 전달하는 배기관(1f)과, 내측공기를 외부로 배출시키는 배기구(1g)를 포함한다.

상기 급기구(1a)는 상기 도장부스(1e)의 외측에서 외부공기가 유입되는 입구로서 설치되며, 상기 급기팬(1b)은 모터의 구동에 따라 외부공기를 흡입시키는 흡입력을 발생시켜 외부공기를 상기 급기구(1a)를 통해 흡입하여 연결되는 급기관(1d)으로 공급하게 된다. 이때 상기 히터(1c)는 상기 급기팬(1b)의 상측에서 설치되어 상기 급기팬(1b)의 구동에 의해 유입되는 외부공기를 가열하고, 상기 급기관(1d)은 상기 히터(1c)에 연결되어 상기 도장부스(1e)의 상측으로 연결되며, 이를 통해 상기 도장부스(1e)내에 급기되는 외부공기는 상기 도장부스(1e)의 천정에 설치되는 여과필터(도면번호 미표시)를 통해 미세먼지등이 걸러져 도장부스(1e)에 유입된다.

상기 도장부스(1e)는 자동차등의 도장대상 제품이 안착 및 대기되는 일정영역이 빈공간과, 도장액을 비산시키는 스프레이장치(표시되지 않음)등을 포함하여 대상제품에 화학성분이 포함된 도장액을 비산시켜 그 표면에 도장처리를 진행하게 되며, 표면도장처리 과정중, 마지막단계로서 건조과정시에 상기 급기관(1d)을 통해 유입된 실내온도를 상승시켜 대상제품의 표면에 비산된 도장액을 경화시키게 된다. 이때 상기 도장부스(1e)는 실내로 유입된 공기가 가열되어 도장액을 경화시키게 되 며 온도상승으로 팽창된 실내공기의 일부를 하측으로 연결되는 상기 배기관(1d)을 통해 외부로 배출시킨다.

상기 배기관(1f)은 상기 도장부스(1e)의 하측에서 상기 배기구(1g)에 연결되며, 상기 배기구(1g)에 설치된 배기팬(도면에 표시되지 않음)의 구동력에 의해 흡입되는 도장부스(1e)내의 오염된 공기를 상기 배기구(1g)에 전달하며, 이때 상기 도장부스(1e)와 상기 배기구(1g)는 소정의 위치에서 오염된 공기를 정화시킬 수 있는 여과필터(도면에 표시되지 않음)를 구비하여 공기중에 포함된 인체에 유해한 성분을 필터링한다.

이와 같은 종래의 도장설비는 부스내의 공기를 계속적으로 순환시켜 대상제품의 경화 및 청정도를 유지하게 되나, 건조 또는 기타 과정중에서 도장부스 내의 실내온도는 일정온도 이상을 유지해야 하기 때문에 외부에서 흡입된 공기를 일정온도이상으로 가열시킴이 필연적이나, 외부와 내측의 온도차가 클 경우, 예를들면, 겨울철 영하의 온도를 갖는 외부공기를 일정온도 이상만큼 가열시키기 때문에 에너지 소비가 매우 클 뿐만 아니라, 가열된 내측공기를 그대로 배출시킴에 따라 배기구 주변의 보행자나 작업자 등이 그 뜨거운 바람에 의해 화상을 입는 안전사고가 발생되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 도장설비에서 배출되는 공기를 이용하여 흡입되는 외부공기의 온도를 상승시켜 도장부스에 공급하므로 흡입되는 외부공기가 일정온도이상으로 상승되는 시간 및 그 에너지를 절약할 수 있는 도장설비용 폐열회수장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 상기 대상제품의 건조를 위해서 가열된 후, 내측의 청정도를 위해 배출되는 고온의 내측공기를 냉각시켜 주변의 작업자 또는 보행자등이 고온의 공기에 의한 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 함에 있다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 고안의 제 2 실시예에 따르면, 본 고안의 도장설비용 폐열회수장치는, 제 1 실시예에 있어서, 상기 열교환기는 소정의 형상을 갖는 교환기몸체에서 수평 또는 수직방향 중 어느 한 방향으로 관통형성되어 상기 급기구에서 유입된 외부공기를 상기 급기관으로 전달하는 다수개의 급기공과, 수평 또는 수직방향 중 상기 급기공과 다른 방향으로 관통형성되어 상기 배기관을 통해 전달되는 내측공기를 상기 배기구에 배출시키는 다수개의 배기공을 포함한다.

본 고안의 제 3 실시예에 따르면, 본 고안의 도장설비용 폐열회수장치는, 제 2 실시예에 있어서, 상기 급기공과 배기공은 상호 교번되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치를 나타낸 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치는 흡입되는 공기와 배출되는 공기간의 열교환을 이루게 하는 열교환기(11)와, 내측의 공기가 배출되는 배기구(12a)와, 외부공기가 유입되는 급기구(13a)와, 외부공기를 도장부스(16)에 전달하는 급기관(13)과, 외부공기의 흡입력을 발생시키는 급기팬(14)과, 급기되는 외부공기를 가열시키는 히터(19)와, 외부공기를 여과시키는 외부공기필터(15)와, 도장 대상물이 안착되는 도장부스(16)와, 내측공기가 전달되는 배기관(12)과, 내측공기를 여과시키는 내측공기필터(17)와, 상기 배기관(12)을 통해 전달되는 상기 내측공기필터(17)를 통해 1차 정화된 내측공기를 2차로 정화시키는 여과필터(18)와, 내측공기를 배출시키도록 흡입력을 발생시키는 배기팬(20)을 포함한다.

상기 급기구(13a)는 소정의 직경을 갖는 관형상으로서 도장설비의 외측으로 돌출되어 도장설비 주변의 외부공기가 설비내에서 발생되는 흡입력에 의해 흡입되고, 상기 급기관(13)은 상기 급기구(13a)에서 상기 도장부스(16)의 상측으로 연결되어 상기 급기구(13a)를 통해 유입된 외부공기를 상기 급기팬(14)과 히터(19)를 거쳐 상기 도장부스(16)에 전달한다. 상기 급기팬(14)은 상기 급기관(13)에 연결되어 모터에 의해 팬을 일방향으로 회전시킴에 따라 상기 급기구(13a)를 통해 외부공기를 흡입시켜 상기 도장부스(16)까지 유입될 수 있는 흡입력을 발생시키고, 상기 히터(19)는 상기 급기관(13)의 내측에서 상기 도장부스(16)로 전달되는 외부공기를 가열시킨다.

상기 외부공기필터(15)는 상기 도장부스(16)의 천정부분에 설치되어 상기 급기관(13)을 통해 전달되는 외부공기중에 미세먼지등의 오염물질을 여과시키고, 상기 도장부스(16)는 도장액을 스프레이 또는 기타 방식으로 비산시키는 구성을 포함하여 대상제품에 도장처리를 진행하며, 이때 상기 도장부스(16)는 도장액의 분사후에 상기 외부공기필터(15)를 통해 정화된 일정온도이상의 공기가 유입되므로 실내온도가 고온으로 유지됨에 따라 도장액이 경화된다.

상기 내측공기필터(17)는 상기 도장부스(16)의 바닥면에 설치되어 상기 도장부스(16)내에서 도장액등의 화학성분으로 오염된 내측공기를 필터링하여 인체에 유해한 성분을 정화시키고, 상기 배기관(12)은 상기 도장부스(16)의 바닥면에서 상기 배기구(12a)까지 연결되어 상기 내측공기필터(17)에 의해 정화된 내측공기를 상기 배기구(12a)에 전달한다. 그리고 여과필터(18)는 상기 내측공기필터(17)에 의해 1차 정화된 내측공기를 다시 2차 여과시키고, 상기 배기팬(20)은 상기 배기관(12)을 통해 도장부스(16)내의 내측공기를 흡입하여 상기 배기구(12a)까지 이동될 수 있는 흡입력을 발생시킨다.

상기 열교환기(11)는 상기 배기구(12a)와 급기구(13a)에 상호 연결되어 설치 되며, 예를들면, 상측방향으로 상기 배기구(12a)와 하측방향으로 배기관(12)에 연결되고, 전방으로 상기 급기구(13a)와 후방으로 급기관(13)에 연결되어 외부공기를 수평방향으로, 내측공기를 수직방향으로 이동시킴에 따라 상호간에 혼합되지 않도록 하면서 차가운 외부공기와 뜨거운 내측공기간에 열교환이 이루도록 하여 저온의 외부공기를 별도의 에너지 소비 없이 일정온도 이상으로 상승되어 상기 도장부스(16)내에 유입될 수 있도록 하며, 이에 대한 상세구성은 하기의 도 3 내지 도 5를 이용하여 후술한다.

도 3은 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치에서 열교환기를 나타낸 사시도, 도 4는 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치에서 열교환기의 A-A'단면도, 도 5는 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치에서 열교환기의 B-B'단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 도장설비용 폐열회수장치에서 열교환기(11)는 소정의 형상을 갖는 교환기 본체에서 수직방향으로 관통형성되는 다수개의 배기공(111)과, 수평방향으로 관통형성되는 다수개의 급기공(112)을 포함한다.

여기서 상기 배기공(111)은 상기 교환기본체(113)에서 다수개가 상하방향으로 관통형성되어 각각 일정거리만큼 이격되어 배열된다. 또한 상기 급기공(112)은 상기 교환기본체(113)에서 다수개가 수평방향으로 관통형성되어 각각 일정거리만큼 이격되어 일정거리만큼 이격되어 배열되며, 상기 급기공(112)과 배기공(111)은 동일한 숫자와 크기로서 형성됨이 바람직하다.

여기서 상기 배기공(111)과 급기공(112)은 서로 엇갈린 위치에서 배열되므로 수직으로 관통형성되는 어느 하나의 상기 배기공(111)이 상기 인접한 급기공(112) 사이에 형성되며, 반대로 상기 급기공(112)의 어느 하나가 상기 인접한 배기공(111) 사이에 형성된다. 즉, 상기 배기공(111)과 급기공(112)은 수평과 수직방향으로 관통형성되되,수직으로 관통된 배기공(111)에 양측엔 수평으로 관통된 급기공(112)이 각각 형성되어 서로 다른 방향으로 배열되는 각각의 배기공(111)과 급기공(112)이 상기 교환기본체(113)에 번갈아 가면서 형성된다.

따라서 상기 급기공(112)의 일측은 급기구(13a), 타측으로 급기관(13)에 연통되고, 상기 배기공(111)의 상측은 상기 배기구(12a), 하측은 상기 배기관(12)에 연통된다. 따라서 상기 급기구(13a)를 통해 유입되는 외부공기는 상기 급기공(112)을 통해 급기관(13)으로 유입되고, 상기 배기관(12)을 통해 배출되는 내측공기는 상기 배기공(111)을 통해 상기 배기구(12a)로 토출된다.

이때 외부공기와 내측공기는 각각 배기공(111)과 급기공(112)을 통해 이동되므로 자체의 냉기와 열이 접촉되는 상기 교환기본체(113)에 전달된다. 따라서 고온의 내측공기는 상기 교환기본체(113)에 열을 전달함에 따라 온도가 떨어져서 배기구(12a)에 전달되며, 상기 교환기본체(113)는 내측공기로부터 전달되는 열을 보관하여 상기 급기공(112)을 통해 유입되는 저온의 외부공기에 전달한다. 그러므로 상기 저온의 외부공기는 상기 교환기본체(113)로부터 전달되는 열에 의해 도장부스(16)내의 설정된 온도와의 오차를 일정범위 이상 줄인 상태에서 상기 도장부스(16)에 유입되기 직전에 상기 히터(19)에 의해 설정된 온도로 가열되어 상기 도장부스 (16)내로 유입되며, 이는 하기의 표 1의 실험데이타에 의해 확인될 수 있다.

	내측공기		외부공기
	통과전(℃)	통과후(℃)	통과전(℃)	통과후(℃)
공기온도 1	25	14.5	-10	0.5
공기온도 2	25	13	-15	-3

표 1을 참조하면, 내측공기와 외부공기가 각각 열교환기(11)에 통과전과 통과후의 온도를 2회에 걸쳐 측정하였다. 먼저 첫번째 측정(공기온도1)은 내측공기와 외측공기가 열교환기(11)에 통과전과 통과후에서 각 10도정도의 온도변화가 있었고, 두번째 측정(공기온도2) 역시 통과전과 통과후에서 각 12도 정도의 온도변화가 측정되었다.

따라서 본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치는 저온의 외부공기를 배출되는 고온의 내측공기를 재활용하여 일정온도까지 가열시킨 후 히터(19)에 의해 설정된 온도까지 가열시킴으로 설정된 온도까지 도달하는 시간이 매우 단축되어 기름이나 전기등이 에너지원이 절약된다.

본 고안에 따른 도장설비용 폐열회수장치는, 상술한 바와 같이, 배출되는 고온의 내측공기로부터 일정온도이상의 열을 전달받아 유입되는 저온의 외부공기에 전달됨에 따라 저온의 외부공기의 온도가 상승되어 설정된 온도와의 차이를 대폭 줄일 수 있어 이후 히터 등의 가열수단에 의해 설정온도까지 도달하는 시간이나 소비되는에너지량이 대폭감소되는 효과가 있다.

또한 본 고안은 배출되는 고온의 내측공기에서 그 온도를 떨어뜨려 배출함에 따라 종래에 고온의 내측공기가 외부에 배출되어 보행자나 기타 근처 작업자등이 화상을 입을 수 있는 안전사고등이 미연에 방지될 수 있는 효과가 있다.

Claims

급기구를 통해 유입된 외부공기가 급기관을 통해 전달되어 히터에 의해 일정온도이상으로 가열되어 도장 대상물이 위치되는 도장부스에 유입되고, 상기 도장부스내의 내측공기는 배기관을 통해 배기구로 전달되어 외부로 배출되는 도장설비에 있어서,

서로 다른 방향에서 상기 급기구와 상기 배기구에 동시에 연결되어 상기 급기구를 통해 유입되는 외부공기를 상기 급기관에 전달하고, 상기 배기관을 통해 전달되는 내측공기를 상기 배기구에 전달함에 따라 서로 다른 온도를 갖는 외부공기와 내측공기가 상호간에 열교환을 이루게 하는 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장설비용 폐열회수장치.
제 1 항에 있어서, 상기 열교환기는

소정의 형상을 갖는 교환기몸체에서 수평 또는 수직방향 중 어느 한 방향으로 관통형성되어 상기 급기구에서 유입된 외부공기를 상기 급기관으로 전달하는 다수개의 급기공과, 수평 또는 수직방향 중 상기 급기공과 다른 방향으로 관통형성되어 상기 배기관을 통해 전달되는 내측공기를 상기 배기구에 배출시키는 다수개의 배기공을 포함하는 것을 특징으로 하는 도장설비용 폐열회수장치.
제 2 항에 있어서, 상기 급기공과 배기공은

상호 교번되어 설치되는 것을 특징으로 하는 도장설비용 폐열회수장치.