KR20050100842A

KR20050100842A - 선박용 공조장치의 케이스 및 상기 케이스의 표면처리방법

Info

Publication number: KR20050100842A
Application number: KR1020040026032A
Authority: KR
Inventors: 김대섭
Original assignee: 김대섭
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-10-20

Abstract

본 발명은 선박용 공조장치의 케이스 및 상기 케이스의 표면처리방법에 관한 것으로서, 염분이 많은 환경에서도 내식성을 높이는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 케이스(100)는, 알루미늄재로 이루어지고, 애노다이징(Anodizing) 처리에 의해 산화알루미늄(Al₂O₃)의 얇은 활성층(134)과, 상기 활성층의 표면에 형성되는 다공질층(136)으로 된 양극산화피막층(132)이 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 케이스를 표면처리하는 방법은, 알루미늄판을 절단, 절곡 및 조립하여 선박용 공조장치의 케이스(100)를 만드는 단계와; 상기 케이스의 표면을 연마 및 탈지하여 전처리하는 단계와; 상기 케이스를 애노다이징 전해액에 투입하고, 케이스를 양극으로 하여 전기를 통하게 함으로써, 그 표면에 산화알루미늄의 활성층(134) 및 다공질층(136)으로 된 양극산화피막층(132)을 형성하는 단계와; 그리고, 상기 다공질층을 봉공처리하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

선박용 공조장치의 케이스 및 상기 케이스의 표면처리방법{CASE OF AIR CONDITIONER FOR SHIP AND SURFACE TREATMENT METHOD OF THE CASE}

본 발명은 선박용 공조장치의 케이스 및 상기 케이스의 표면처리방법에 관한 것으로서, 특히 케이스의 소재로 알루미늄재를 채용하여, 그 표면을 애노다이징(Anodizing, 양극산화) 처리함으로써, 내식성을 향상시킬 수 있는 선박용 공조장치의 케이스 및 상기 케이스의 표면처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 선박용 공조장치는 냉방장치와 난방장치를 포함하여 이루어진다. 상기 냉방장치는, 냉매를 압축하여 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에 의하여 고온고압의 기체 상태로 변화된 냉매를, 냉수에 의하여 응축시켜 고온고압의 액체상태로 만드는 응축기와, 상기 응축기로부터 공급되는 고압의 냉매를 저압으로 만드는 팽창밸브와, 그리고 상기 팽창밸브를 통하여 공급되는 냉매의 증발잠열에 의하여, 송풍기에 의한 송풍공기를 냉기로 만드는 증발기를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 난방장치는, 상기 증발기에 대한 송풍공기의 상류쪽 또는 하류쪽에 설치되고, 내부에 온수가 유동하는 히터코어(Heater Core)를 구비한다. 그리고, 상기 송풍기는 통상적으로 증발기의 하류측에 설치되며, 송풍기의 토출구는 덕트(Duct)에 의해 선실 등 공조를 요하는 장소로 연결된다. 선박용 공조장치에 있어서는, 가정용 공조장치나 자동차용 공조장치와는 달리, 상기 구성요소들이 모두 하나의 케이스에 내장된다.

상기한 바와 같은 선박용 공조장치는 염분의 농도가 높은 환경에서 사용되므로, 특히 염분에 의한 부식문제를 고려할 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여, 한국 등록실용신안 제269365호에는, 공조장치를 구성하는 송풍기 케이스를 용접을 하지 않고 조립함으로써, 해풍에 의한 송풍기 케이스의 부식문제를 해결하는 기술이 제안되어 있다.

그런데, 상기 선행기술에 있어서는, 공조장치 케이스는 물론 송풍기 케이스도 철판 재질로 이루어져 있고, 그 표면이 분체도장 등의 방법으로 표면처리되어 있기 때문에, 염분이 적은 환경에서 사용하는 것과 비교할 때, 도장피막이 쉽게 벗겨지고, 케이스의 부식이 전체적으로 빠르게 진행되는 것을 막을 수는 없다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 염분이 많은 환경에서도 내식성을 높일 수 있는 선박용 공조장치의 케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 선박용 공조장치의 케이스는, 알루미늄재로 이루어지고, 애노다이징 처리에 의해 산화알루미늄(Al₂O₃)의 얇은 활성층과, 상기 활성층의 표면에 형성되는 다공질층으로 된 양극산화피막층이 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 선박용 공조장치 케이스의 표면처리방법은, 알루미늄판을 절단, 절곡 및 조립하여 선박용 공조장치의 케이스를 만드는 단계와; 상기 케이스의 표면을 연마 및 탈지하여 전처리하는 단계와; 상기 케이스를 애노다이징 전해액에 투입하고, 케이스를 양극으로 하여 전기를 통하게 함으로써, 그 표면에 산화알루미늄의 활성층 및 다공질층으로 된 양극산화피막층을 형성하는 단계와; 그리고, 상기 다공질층을 봉공(Sealing) 처리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스의 표면에 색상을 부여하기 위하여, 상기 봉공처리단계 이전에 다공질층을 염료처리하거나, 봉공처리단계 이후에 케이스의 표면을 도장처리할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1 내지 도 3에는, 본 발명에 따른 케이스가 적용된 선박용 공조장치의 예가 도시되어 있다.

본 발명의 케이스(100)는, 전방이 개방된 케이스 본체(102)(도 4 참조)와, 상기 본체(102)의 개방된 전방을 개폐하는 다수의 커버(Cover, 104)(도 1, 도 3 및 도 5 참조)를 가진다. 상기 본체(102)는 수평칸막이(106)에 의해 상부공간과 하부공간으로 구획되어 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상부공간은 수직칸막이(108)에 의해 좌측 공간과 우측 공간으로 구획되어 있으며, 상기 좌측 공간은 냉각실(112)로 기능하며, 우측공간은 송풍실(114)로 기능한다. 또한, 상기 송풍실(114)의 전방에는 공조장치를 제어하기 위한 제어실(116)이 구획형성된다. 상기 하부공간은 기계실(110)로 기능한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기계실(110)에는, 냉매를 압축하여 토출시키는 압축기(140)와, 상기 압축기(140)에 의하여 고온고압의 기체 상태로 변화된 냉매를, 냉수에 의하여 응축시켜 고온고압의 액체상태로 만드는 응축기(142)가 설치된다.

상기 냉각실(112)에는, 상기 응축기(142)로부터 공급되는 고압의 냉매를 저압으로 만드는 팽창밸브(미도시)와, 상기 팽창밸브를 통하여 공급되는 냉매의 증발잠열에 의하여, 후술하는 송풍기(160)에 의한 송풍공기를 냉기로 만드는 증발기(146)가 설치된다. 상기 증발기(146)의 일측에 내부에 온수가 유동하는 히터코어(150)가 설치된다.

상기 송풍실(114)에는, 모터(164)에 의해 회전하는 원심팬(162)이 내장된 송풍기(160)가 설치된다. 냉각실(112)과 송풍실(114)이 서로 통할 수 있도록, 수직간막이(108)에는 통공(109)이 형성되고, 냉각실(112)로 공기가 도입될 수 있도록 증발기(146)와 대응하는본체(102)의 좌측 벽면에는 공기흡입그릴(Grille, 118)이 설치되며, 송풍실(114)로부터 선박의 소정의 장소로 조화공기를 송풍할 수 있도록 송풍기(160)의 토출구(166)는 본체(102)의 상면 위로 돌출되어 있다.

따라서, 송풍기(160)를 가동하면, 공기흡입그릴(118)을 통해 냉각실(112)로 유입된 공기는 증발기(146) 및 히터코어(150)의 표면을 거쳐 냉기 또는 온기 상태의 조화공기로 바뀐 다음, 수직칸막이(108)의 통공(109)을 통해 송풍기(160)로 도입된다. 상기 송풍기(160)로 도입된 조화공기는 토출구(166)와 연결되는 덕트(미도시)에 의해 선박의 선실 등 공조를 요하는 장소로 공급될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 케이스(100)는, 알루미늄재(알루미늄합금 포함)로 이루어진다. 즉, 알루미늄 케이스(100)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 알루미늄 모재(130)의 표면에 애노다이징 처리에 의해 양극산화피막층(132)이 형성되어 이루어진다.

알루미늄은 그 비중이 철에 비해 1/3에 불과할 정도로 가볍고, 최근에는 마그네슘, 크롬, 실리콘, 철 등의 성분의 함량에 따라 철과 동등한, 혹은 그 이상이 고강도를 가지는 알루미늄 합금 제품도 나오고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 케이스(100)의 소재로 적절한 물성을 가진 알루미늄재를 선택할 수 있다. 알루미늄은, 내식성이 우수하지만, 대단히 활성적인 금속으로 공기중에 노출되면 산소와의 활발한 반응에 의해 그 표면이 즉시 산화피막으로 덮히게 되므로, 본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 곤란하다.

따라서, 본 발명에서는 인공적인 방법으로 케이스(100)의 표면에 양극산화피막층(132)을 두껍게 형성함으로써, 피막의 안정성을 도모함과 동시에 염분이 높은 환경에서 장기간 내식성을 유지할 수 있는 선박용 공조장치의 케이스(100)를 제공할 수 있다.

상기 양극산화피막층(132)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 알루미늄 모재(130)의 표면에 형성된 산화알루미늄 (Al₂O₃)의 얇은 활성층(134)과, 상기 활성층(134)의 표면에 형성되는 다공질층(136)으로 이루어지며, 상기 다공질층(136)은 봉공처리된다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박용 공조장치의 케이스(100)에 대한 표면처리방법을 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 우선 알루미늄판을 절단, 절곡 및 조립하여 선박용 공조장치의 케이스(100)를 제작하고 그 다음에 케이스(100)의 표면을 전처리한다.

전처리 과정은 다음과 같이 수행될 수 있다.

우선, 케이스(100)의 표면을 연마하고, 케이스(100)의 표면에 묻은 이물질을 탈지처리한다. 탈지는 증기탈지 또는 용제침적탈지의 방법으로 수행될 수 있으며, 그 후 산/알칼리 탈지가 수행될 수 있다. 다음에, 탈지된 케이스(100)의 표면을 산에칭(Etching), 알칼리 에칭 또는 무광택 처리하고, 표면을 중화처리한다. 그리고, 후술하는 양극산화과정에서 피막이 잘 형성될 수 있도록, 케이스(100)의 표면을 화학연마 또는 전해연마한다.

다음에, 전처리 완료된 케이스(100)를 양극산화처리한다. 즉, 상기 케이스(100)를 애노다이징 전해액에 투입하고, 케이스(100)를 양극으로 하여 전기를 통하게 함으로써, 케이스(100)의 표면에 산화알루미늄의 활성층(134) 및 다공질층(136)으로 된 양극산화피막층(132)을 형성한다.

구체적으로서, 상기 전해액으로 황산 또는 옥살산을 사용할 수 있으며, 알루미늄은 전장에 의해서 Al₃ ⁺ 이온으로 유리되며, 이것이 전해액중의 O₂ ^- 이온과 결합하여 산화알루미늄(Al₂O₃)의 양극산화피막층(132)을 형성한다. 양극산화피막층(132)은 양호한 절연체로서 산화피막을 통한 이온 및 전자의 통과가 난이하지만, 매우 강한 전장력이 강해질 경우, 산화피막 속을 알루미늄 이온이 이동할 수 있게 되어 산화피막은 더욱 두꺼워진다. 즉, 피막이 성장하는 것이다. 그리고, 이온이 이동함으로써 생긴 구멍을 통해, 산소 이온이 알루미늄 모재(130)의 내부로 확산해 들어가고, 반면에 알루미늄 이온은 외부로 나오게 되어 산화피막이 계속 두껍게 형성된다. 따라서, 양극산화피막층(132)은 전해시에 처음 생긴 산화알루미늄의 얇은 층인 활성층(134)(내부영역)과, 다공질이 있는 영역(외부영역)의 다공질층(136)으로 이루어지는 것이다.

상기한 바와 같이 형성된 산화알루미늄의 양극산화피막층(132)은 자연상태에서 형성된 산화피막보다 두꺼우며, 이 피막에 의해 내식성, 내마모성, 전기절연성 등의 물성이 뛰어난 케이스(100)를 얻을 수 있다.

양극산화 처리과정이 끝나면, 상기 양극산화피막층(132)중 다공질층(136)을 봉공처리한다. 즉, 양극산화피막층(132)은 그 형성 초기에 대단히 활성적이어서, 이를 공기중에 그대로 방치해 두면, 공기중의 가스(Gas) 등이 다공질층(136)에 흡착하여 양극산화피막층(132)이 오염되고, 다공질층(136)의 구멍 내부에 전해액이 잔류하고 있어 후에 부식의 원인이 됨과 아울러, 후술하는 염료처리를 할 경우, 염료가 우러나오거나 퇴색하기 쉬우므로, 안정된 양극산화피막층(132)을 이루기 위해 봉공처리를 하는 것이다.

봉공처리의 방법으로는 증기봉공처리법, 순수봉공처리법, 아세트산 니켈-코발트 봉공처리법 등이 채용될 수 있다. 증기봉공처리법은 3∼5기압의 고압증기에서 20~60분간 봉공처리하는 방법이고, 순수봉공처리법은 증류수나 이온 교환수를 사용해 80∼100도에서 10∼30분간 침지해서 봉공처리하는 방법이며, 아세트산 니켈-코발트 봉공처리법은 Ni-Co염의 수용액에서 봉공처리하는 방법이다.

한편, 케이스(100)의 표면에 색상을 부여하기 위하여 다음과 같은 처리단계가 더 포함될 수 있다.

즉, 상기 봉공처리단계 이전에 다공질층(136)을 염료처리하거나, 봉공처리단계 이후에 케이스(100)의 표면을 도장처리할 수 있다.

봉공처리단계 직전에 염료처리를 하게 되면, 다공질층(136)의 구멍에 색소가 끼워져, 원하는 케이스(100)의 색상을 구현할 수 있다. 이 색상은, 양극산화피막층(132) 자체에 색소를 침투시키는 것으로써, 색상이 벗겨지지 않으며, 알루미늄 고유의 광택을 유지하면서 색상을 구현할 수 있으므로 미관적으로도 상당한 이점이 있다. 염료로는 유기염료 및 무기염료 공히 사용 가능하다.

염료처리를 하지 않고 도장을 할 경우에는, 일반 스프레이(Spray) 도장도 가능하지만, 도장피막의 안정성이 떨어지므로, 정전도장법으로 케이스(100)의 표면을 도장처리하는 것이 바람직하다.

상기한 과정이 끝나면, 케이스(100)를 건조한 후 검사하고, 공조장치 구성요소들을 케이스(100)에 조립한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 선박용 공조장치의 케이스는, 내식성 소재인 알루미늄재를 소재로 이루어짐과 아울러, 그 표면이 안정화된 산화알루미늄의 양극산화피막층(132)으로 처리되어 있으므로, 염분이 많은 환경에서도 우수한 내식성을 가질 수 있고, 따라서 내구성이 향상된다.

또한, 알루미늄재로 이루어져 있으므로, 철재에 비해 경량화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 케이스 제작공정상의 편의성도 도모할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 케이스가 적용된 선박용 공조장치의 예를 나타내는 정면도이다.

도 2는, 도 1의 평면도이다.

도 3은, 도 1의 좌측면도이다.

도 4는, 도 1의 내부구조를 나타내는 정면도이다.

도 5는, 도 1의 내부구조를 나타내는 우측면도이다.

도 6은, 본 발명에 따른 케이스의 표면처리구조를 나타내는 일부 단면도이다.

도 7은, 본 발명에 따른 선박용 공조장치 케이스의 표면처리방법을 나타내는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 케이스(Case), 132 : 양극산화피막층,

134 : 활성층, 136 : 다공질층.

Claims

알루미늄재로 이루어지고, 애노다이징(Anodizing) 처리에 의해 산화알루미늄(Al₂O₃)의 얇은 활성층(134)과, 상기 활성층의 표면에 형성되는 다공질층(136)으로 된 양극산화피막층(132)이 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 선박용 공조장치의 케이스.
알루미늄판을 절단, 절곡 및 조립하여 선박용 공조장치의 케이스(100)를 만드는 단계와;

상기 케이스의 표면을 연마 및 탈지하여 전처리하는 단계와;

상기 케이스를 애노다이징 전해액에 투입하고, 케이스를 양극으로 하여 전기를 통하게 함으로써, 그 표면에 산화알루미늄의 활성층(134) 및 다공질층(136)으로 된 양극산화피막층(132)을 형성하는 단계와; 그리고,

상기 다공질층을 봉공처리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 공조장치 케이스의 표면처리방법.
제 2 항에 있어서,

상기 봉공처리단계 이전에 다공질층(136)을 염료처리하여, 상기 케이스(100)의 표면에 색상을 부여하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 공조장치 케이스의 표면처리방법.
제 2 항에 있어서,

상기 봉공처리단계 이후에 케이스(100)의 표면을 도장처리하여, 상기 케이스의 표면에 색상을 부여하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 공조장치 케이스의 표면처리방법.