KR20100044349A - 염색액 가열 및 냉각장치를 구비한 염색기 - Google Patents

염색액 가열 및 냉각장치를 구비한 염색기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 피염재료 염색시 사용되는 염색액을 필요한 온도로 가열시키고, 염색이 완료된 후 재료의 온도를 냉각시켜 주는 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기는, 피염재료 및 물과 염료가 혼합되어 수용되는 염색조; 상기 염색조의 외부에 설치되어 있으며, 염색조와 배관을 통해 연통하는 가열장치 및 냉각장치; 상기 가열장치와 배관으로 연결되어 있는 열매체유 보일러를 포함하여 구성되는 것을 구성적 특징으로 한다.
염색조, 가열장치, 냉각장치, 가열부, 냉각부, 흡열부, 방열부, 열매체유 보일러

Description

염색액 가열 및 냉각장치를 구비한 염색기{DYEING MACHINE WITH HEATING AND COOLING DEVICE OF DYEING LIQUID}
본 발명은 염색액에 의해 염색이 이루어지는 액류 염색기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 피염재료의 염색시 사용되는 염색액을 필요한 온도로 가열시키고, 염색이 완료된 후 염색된 재료의 온도를 냉각시켜 주는 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기에 관한 것이다.
일반적인 액류 염색기에 있어서, 직물이 순환하면서 염색이 이루어지도록 하는 염색조에는 피염재료 및 물과 염료가 혼합되어 있는 염색액이 담겨져 있다. 염색시에는 염색조에 담겨져 있는 염색액을 약 130℃ 정도로 가열해서 염색을 하고 있다.
종래의 염색공장에서 염색액을 가열하기 위해서 사용하고 있는 액류 염색기의 염색액 가열장치의 열원으로는 스팀 보일러를 주로 이용하여 염색액을 필요한 온도까지 가열하여 사용하며, 염색이 완료된 후 피염재료를 염색조에서 꺼낼때에는 냉각수를 사용하여 염색액을 냉각시키고 있다.
도 1은 종래의 염색기의 구성도를 간략하게 도시한 것으로, 염색조(1) 내에 담겨져 있는 염색액을 염색에 필요한 온도로 가열하려면 펌프(11)를 가동시켜서 염색액을 염색조(1)와 열교환기(2)를 연결하는 염색액 회수관(12)을 통해서 열교환기(2)로 이동시키고, 스팀 보일러에서 나오는 고온의 스팀을 스팀유입관(3)을 통해 열교환기(2)로 유동시키면 열교환기(2) 내에서 염색액과 고온의 스팀이 열교환이 이루어져 염색액의 온도는 상승하여 염색액 공급관(13)을 통해 염색조(1)로 유입되며, 상기의 스팀은 상온수가 되어 증기트랩(6)에서 증기가 차단되어 상온수만 제1 온수탱크(8)로 이동 저장된다. 상기 상온수를 염색작업에 재사용할 때는 제1 온수탱크(8)의 출구측에 설치된 펌프(9)를 작동하여 제2 온수탱크(10)로 이동시켜 물 주입관(4)을 통해 염색조(1) 내로 주입시킨다.
염색작업이 완료된 후에 염색물을 꺼낼때에는 제1 개폐밸브(14)로 스팀유입관(3)을 폐쇄하고 제2 개폐밸브(15)로 냉각수 유입관(5)을 개방하여 냉각수를 열교환기(2)로 유동시켜면 고온의 염색액과 열교환되어 냉각수의 온도는 상승하여 제3개폐밸브(16)을 거쳐서 제1 온수탱크(8)에 저장되고, 상기 염색액 온도는 하강하여 염색조(1)로 유입된다.
그러나 상기와 같은 구성은 스팀을 열매체로 사용함으로써, 스팀 보일러의 구조상 열 손실이 발생하여 열효율이 떨어지는 에너지 낭비 시스템이며, 염색액을 높은 온도로 가열할때 증기트랩을 통과한 응축수로 인해 많은 온수가 생산되므로 에너지 낭비요소가 많고, 온수가 남아 폐수열을 흡수하는데 비효율적이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 가열장치의 열원으로 스팀 보일러를 사용하지 않고 열매체유 보일러를 사용함으로써 열 전도성이 향상되어 열손실을 줄여 열효율이 좋으며, 응축수로 인한 온수가 생산되지 않으며, 부족한 온수는 폐수열을 흡수하여 재사용하는데 용이한 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 문제해결을 위하여 본 발명에 따른 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기는, 피염재료 및 물과 염료가 혼합되어 수용되는 염색조; 상기 염색조의 외부에 각각 설치되며, 서로 배관을 통해 연통되는 가열장치 및 냉각장치; 상기 가열장치와 배관으로 연결되어 있는 열매체유 보일러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 가열장치는 흡열부 및 가열부로 구성되며, 상기 흡열부의 입구는 염색액 유입관에 의해 염색조와 연결되며, 흡열부의 출구는 연결관에 의 해 냉각장치의 방열부의 입구와 연결되며, 상기 방열부의 출구는 염색액 배출관으로 염색조와 연결되고, 상기 가열부의 입구는 열매체유 공급관에 의해 열매체유 보일러의 출구와 연결되고, 가열부의 출구는 열매체유 회수관에 의해 열매체유 보일러의 입구와 연결된다.
이상에서 설명한 것과 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기는, 열원으로 열매체유 보일러를 사용함으로써 신속한 가열이 가능하여 열효율을 향상시킬 수 있으며, 응축수로 인한 온수가 생산되지 않아서 필요한 온수는 폐수열을 회수하여 사용하므로 에너지를 절감할 수 있고, 구성이 간단하여 설치 및 유지·보수가 용이하다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기의 실시예를 설명한다.
상기 염색액 가열 및 냉각장치를 구비한 염색기는, 피염재료 및 물과 염료가 혼합되어 수용되는 염색조(20); 상기 염색조와 연결되어 염색조 외부에 각각 설치되어 있으며, 서로 배관을 통해 연통되는 가열장치(30) 및 냉각장치(40); 상기 가열장치(30)와 배관으로 연결되어 있는 열매체유 보일러(50)로 구성된다.
상기 가열장치(30)는 흡열부(31) 및 가열부(32)로 구성되어 있으며, 상기 흡열부(31)의 입구는 염색조(20) 내의 염색액을 가열장치(30)로 유입시키기 위한 염색액 유입관(21)에 의해 염색조(20)와 연결되어 있으며, 염색액 유입관(21)에 설치된 펌프(23)의 작동으로 염색액이 염색액 유입관(21)을 통해 흡열부(31)로 유입된다. 상기 흡열부(31)의 출구는 연결관(33)에 의해 냉각장치(40)의 방열부(41)의 입구와 연결되며, 상기 방열부(41)의 출구는 염색액 배출관(22)으로 염색조(20)와 연결되어 있고, 상기 흡열부(31) 및 가열부(32)는 대응하여 가열장치(30) 내에 수용된다.
상기 가열부(32)의 입구는 열매체유 공급관(51)에 의해 열매체유 보일러(50)의 출구와 연결되고, 가열부(32)의 출구는 열매체유 회수관(52)에 위해 열매체유 보일러(50)의 입구와 연결된다.
상기 냉각장치(40)는 방열부(41) 및 냉각부(42)로 구성되며, 상기 냉각장치의 방열부(41)는 냉각부(42)와 대응하여 냉각장치(40)내에 수용된다. 상기 냉각부(42)의 입구는 냉각수 유입관(43)과 연결되고, 냉각부(42)의 출구는 온수 배출관(45)과 연결되어 있다. 또한 냉각수 유입관(43)에는 개폐가능한 조절밸브(44)가 더 설치되어 있어 냉각장치(40)를 작동할때 상기 조절밸브(44)를 개방하여 냉각수 유입관(43)을 통해 냉각수를 냉각부(42)로 유동시키며, 상기 냉각부(42)에서 방열 부(41)를 통과하는 고온의 염색액과 열교환되어 온도가 상승된 온수는 상기 온수 배출관(45)을 통해 온수탱크(46)로 배출된다. 상기 온수탱크(46)에 모아진 온수는 필요에 따라 사용된다.
상기와 같이 구성된 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기의 작동을 하기에서 간략하게 설명하기로 한다.
상기 염색조내에서 피염재료 및 물 주입관(47)을 통해 염색조(20) 내로 주입된 물과 염료가 혼합된 염색액을 피염재료의 염색에 필요한 온도로 상승시키기 위해서는, 펌프(23)를 작동하여 염색액 유입관(21)을 통해 염색액을 가열장치(30)의 흡열부(31)로 유동시키고, 상기 열매체유 보일러(50)에서 가열된 열매체유를 열매체유 공급관(51)을 통해 가열장치(30) 내에서 상기 흡열부(31)와 대응하여 배치된 가열부(32)로 유동시키면, 상기 흡열부(31)의 저온의 염색액은 가열부(32)의 고온의 열매체유와 열교환되어 열을 공급받아 고온의 염색액으로 변화되며, 상기 열매체유는 흡열부(31)의 염색액에 열을 빼앗겨 저온으로 변화되어 열매체유 회수관(52)을 통해서 열매체유 보일러(50)로 유동하여 보일러에서 재차 가열되어서 열매체 공급관(51)을 통해서 다시 가열부(32)로 유동하는 작용을 반복한다. 상기 열원으로 사용하는 열매체유 보일러(50)의 열매체유는 신속한 가열이 가능하여 열효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 열매체유 공급관(51)에는 개폐가능한 조절밸브(44a)를 가열부(32)의 입구측 가까이에 더 설치하여 상기 가열부(32)를 통과하는 열매체유의 양을 조절한다.
상기 흡열부(31)에서 가열부(32)의 고온의 열매체유와 열교환되어 고온으로 변화된 염색액은 연결관(33)으로 유동하여 냉각장치(40)를 거쳐서 염색액 배출관(22)을 통해서 염색조(20)로 배출된다. 상기 냉각장치(40)는 고온의 염색액이 방열부(41)를 이동하는 동안에는 냉각수 유입관(43)의 밸브(44)를 폐쇄하여 냉각부(42)로 냉각수가 유동하지 못하게 하여 냉각작용을 불가능하게 하므로 고온의 염색액은 고온을 유지한 채로 염색조(20)로 배출될 수 있다. 즉, 냉각장치(40)의 방열부(41)로 고온의 염색액이 통과하는 동안에 대응하는 냉각부(42)에 냉각수가 유입되지않으므로 냉각부(42)와 방열부(41) 사이에 열교환이 발생되지 않아 고온을 유지하게된다.
상기 염색조(20)에서 피염재료의 염색이 완료된 후에 염색된 제품을 염색조(20)에서 배출할 때에는 염색조(20)내의 제품의 온도가 낮아져야 용이하게 배출할 수 있으므로, 상기 고온의 염색액을 가열장치(30)의 흡열부(31)를 거쳐서 냉각장치(40)의 방열부(41)로 유동시킨다. 이때 냉각수 유입관(43)의 조절밸브(44)를 개방하여 냉각수를 냉각부(42)로 유동시키서, 대응하는 방열부(41)의 고온의 염색액과 냉각부(42)의 냉각수를 열교환 시키면, 방열부(41)의 고온의 염색액은 열을 빼앗겨 온도가 낮아져 염색액 배출관(22)을 통해 염색조(20)로 배출되고, 냉각부(42)의 냉각수는 고온의 염색액에서 열을 공급받아 온도가 상승된 온수로 변화되 어 온수탱크(46)와 연결된 온수 배출관(45)을 통해 상기 온수탱크(46)로 배출된다. 상기의 냉각작용시에는 열매체 보일러(50)의 작동을 중단시켜 가열장치(30)가 작용하지 못하게 하여 가열작용이 멈추게 되어 냉각작용만 일어나게 된다.
상기의 장치는 가열장치(30)와 냉각장치(40)가 분리되어 설치되어 있어 독립적으로 작동하지만, 가열장치와 냉각장치의 배관은 일부가 서로 연결되어 구성을 단순화시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 염색기의 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기의 구성을 도시한 구성도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
20. 염색조 21. 염색액 유입관
22. 염색액 배출관 23. 펌프
30. 가열장치 31. 흡열부
32. 가열부 33. 연결관
40. 냉각장치 41. 방열부
42. 냉각부 43. 냉각수 유입관
44,44a. 조절밸브 45. 온수 배출관
46. 온수탱크 47. 물 주입관
50. 열매체유 보일러 51. 열매체유 공급관
52. 열매체유 회수관

Claims (6)

  1. 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기에 있어서,
    피염재료 및 물과 염료가 혼합되어 수용되는 염색조;
    상기 염색조의 외부에 각각 설치되며, 서로 배관을 통해 연통되는 가열장치 및 냉각장치;
    상기 가열장치와 배관으로 연결되어 있는 열매체유 보일러;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가열장치는 흡열부 및 가열부로 구성되며, 상기 흡열부의 입구는 염색액 유입관에 의해 염색조와 연결되며, 흡열부의 출구는 연결관에 의해 냉각장치의 방열부의 입구와 연결되며, 상기 방열부의 출구는 염색액 배출관으로 염색조와 연결되고, 상기 가열부의 입구는 열매체유 공급관에 의해 열매체유 보일러의 출구와 연결되고, 가열부의 출구는 열매체유 회수관에 위해 열매체유 보일러의 입구와 연결되는 것을 특징으로 하는 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 흡열부 및 가열부는 대응하여 가열장치 내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 염색액 가열장치 및 냉각장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 냉각장치의 방열부는 냉각부와 대응하여 냉각장치 내에 수용되며, 상기 냉각부의 입구는 냉각수 유입관과 연결되고, 냉각부의 출구는 온수 배출관과 연결되는 것을 특징으로 하는 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 냉각수 유입관 및 열매체유 공급관에는 조절밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 염색액 가열장치 및 냉각장치를 구비한 염색기.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 온수 배출관은 온수탱크에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 염색액 가열장치 및 냉각장치.
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