KR20120092260A - 피염물의 열처리 및 건조시스템 - Google Patents

피염물의 열처리 및 건조시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐기열원에서 에너지를 회수함과 동시에 회수된 열원을 이용하여 피염물의 열처리 및 건조를 위한 공급열원을 사용하도록 구비되고, 이에 의해 장치를 컴팩트하게 구성함과 동시에 에너지 사용효율을 증대시킬 수 있는 피염물의 열처리 및 건조시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 피염물을 수용하도록 된 건조실(D)과, 이 건조실(D)을 고온스팀에 의해 가열하도록 연결된 가열라인(30)과, 상기 건조실(D) 내부의 습증기를 배출하도록 된 습증기라인(33)을 포함하는 피염물의 열처리 및 건조시스템에 있어서; 상기 가열라인(30)은 상기 건조실(D)의 내외부로 연장 형성된 폐루프 형태로 구비되고; 상기 가열라인(30) 상에는 상기 건조실(D)을 가열하기 위한 고온스팀을 생성하도록 된 진공압축기(36)와, 상기 건조실(D)에서 피염물을 열처리 및 건조한 후에 베출되는 응축수를 감압하도록 된 압력조절밸브(37)와, 상기 압력조절밸브(37)로부터 감압되어 상변화된 습증기를 가열하도록 된 열교환기(38)와, 상기 습증기라인(33) 상의 습증기로부터 폐열을 회수하도록 된 폐열회수수단(40)이 구비되며; 상기 건조실(D)로부터 배출된 응축수는 상기 압력조절밸브(37)와 열교환기(38) 및 폐열회수수단(40)을 순차적으로 거쳐 상기 진공압축기(36)에 의해 고온스팀을 생성하도록 된 피염물의 열처리 및 건조시스템이 제공된다.

Description

피염물의 열처리 및 건조시스템{Heat treatment and drying system of a dyeing material}
본 발명은 피염물의 열처리 및 건조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐기열원에서 에너지를 회수함과 동시에 회수된 열원을 이용하여 피염물의 열처리 및 건조를 위한 공급열원을 사용하도록 구비되고, 이에 의해 장치를 컴팩트하게 구성함과 동시에 에너지 사용효율을 증대시킬 수 있는 피염물의 열처리 및 건조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 염색기는 직물이나 실 또는 섬유 등과 같은 피염물을 염색조에 담구거나 염료로 무늬를 형성하기 위한 장치로 염색방법이나 형식에 따라 침염이나 날염 또는 습식 또는 건식 등으로 구분되고, 통상적으로 염색과 수세(水洗) 및 건조 등과 같은 공정 등이 이루어지게 된다.
이러한 염색기에 의한 염색공정에서는 스팀 등에 의해 염색기의 염색조에 담긴 피염물을 염료과 물을 가열하여 염색하게 되고, 이 염색공정이 완료된 이후에는 통상의 텐터(Tenter)장치에 의해 염색물을 열처리함과 동시에 건조하도록 구비되는데, 이러한 종래의 열처리 및 건조시스템의 일례를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 염색공정이 완료된 염색물을 수용하도록 된 건조실(D)을 가열하도록 가열라인(10)이 연결되고, 이 가열라인(10) 상에는 상기 건조실(D)의 외부에 위치되어 대략 220℃ 정도의 고온으로 열매체유 등을 가열하도록 된 보일러(11)가 구비되고, 상기 가열라인(10)에 의해 열처리 및 건조되는 염색물로부터 상기 건조실(D) 내에 생성된 습증기를 외부로 배출하도록 된 습증기배출라인(13)이 연결되어 있으며, 이러한 습증기배출라인(13) 상에는 습증기를 흡입 배출하도록 된 블로어(14)와 습증기에 포함된 염료를 포함한 이물질을 제거하도록 된 공기청정기(15)가 결합되어 있다.
하지만, 이러한 종래의 열처리 및 건조시스템에 의하면, 상기 습증기배출라인(13)을 통해 배출되는 습증기가 폐열회수 과정을 거치지 않고 배출되어 열손실이 발생되는 것이며, 또한 상기 건조실(D)에서 생성된 습증기의 전량이 외부로 배출됨에 따라 그에 포함된 이물질을 필터링하기 위한 공기청정기(15)의 용량이 커지는 문제점이 있을 뿐만 아니라 상기 공기청정기(15) 내에 구비되는 필터의 교체주기가 잦음에 따른 유지보수 상의 번거로움이 따르는 것이다.
또한 상기 건조실(D)을 가열하기 위해 열매체유 보일러를 사용함에 따라 연료의 소모가 매우 클 뿐만 아니라 그에 따른 연료비가 상승되는 문제점이 있는 것이다.
한편, 일부에서는 전술된 문제점을 해결하기 위해 상기 습증기배출라인(13)이 통과되면서 열교환이 이루어지도록 외부의 공기를 공급하도록 연결된 공기공급라인(12)과 열교환기(16)를 설치하기도 하나, 이러한 경우에는 상기 습증기배출라인(13)을 통해 배출되는 폐열을 회수하여 상기 건조실(D)로 유입되는 공기를 가열시키게 되므로 상기 건조실(D) 내의 습증기가 가열된 외부공기에 의해 더욱 팽창되게 되고, 이에 의해 배출되는 습증기의 양이 증가됨으로 인해 오히려 열손실이 증가되는 문제점이 있는 것이며, 또한 상기 습증기배출라인(13)을 통하여 습증기가 배출되는 동안에 수분이 감소함에 따라 습증기에 포함된 이물질이 상기 열교환기(16)에 쌓임에 따라 열교환 효율이 현저히 감소하여 그 기능을 제대로 발휘하기 힘든 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 염색공정을 마친 피염물의 열처리 및 건조시에 발생되는 습증기를 회수함과 동시에 이를 이용하여 고온스팀을 공급하도록 구비되며, 이에 의해 폐기열원에서 에너지를 회수함과 동시에 장치를 컴팩트하게 구성할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 사용효율을 증대시킬 수 있는 피염물의 열처리 및 건조시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 피염물을 수용하도록 된 건조실(D)과, 이 건조실(D)을 고온스팀에 의해 가열하도록 연결된 가열라인(30)과, 상기 건조실(D) 내부의 습증기를 배출하도록 된 습증기라인(33)을 포함하는 피염물의 열처리 및 건조시스템에 있어서;
상기 가열라인(30)은 상기 건조실(D)의 내외부로 연장 형성된 폐루프 형태로 구비되고;
상기 가열라인(30) 상에는 상기 건조실(D)을 가열하기 위한 고온스팀을 생성하도록 된 진공압축기(36)와, 상기 건조실(D)에서 피염물을 열처리 및 건조한 후에 베출되는 응축수를 감압하도록 된 압력조절밸브(37)와, 상기 압력조절밸브(37)로부터 감압되어 상변화된 습증기를 가열하도록 된 열교환기(38)와, 상기 습증기라인(33) 상의 습증기로부터 폐열을 회수하도록 된 폐열회수수단(40)이 구비되며;
상기 건조실(D)로부터 배출된 응축수는 상기 압력조절밸브(37)와 열교환기(38) 및 폐열회수수단(40)을 순차적으로 거쳐 상기 진공압축기(36)에 의해 고온스팀을 생성하도록 된 것을 특징으로 하는 피염물의 열처리 및 건조시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 습증기라인(33) 상에는 상기 건조실(D)로부터 배출된 습증기가 유출입되도록 진공압축기(50)가 더 구비되고;
이 진공압축기(50)는 상기 습증기라인(33) 상의 습증기를 진공 압축에 의해 온도를 상승시켜 상기 폐열회수수단(40) 측으로 공급하도록 된 것을 특징으로 하는 피염물의 열처리 및 건조시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 폐열회수수단(40)은 상기 습증기라인(33)이 통과됨과 동시에 상기 열교환기(38)로부터 배출된 습증기가 충전되는 가열챔버(42)가 형성된 하우징(41)과, 상기 가열챔버(42) 내에 다수개가 구비되어 상기 습증기라인(33)에 의해 가열되는 열매체가 내장된 히트파이프(43)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피염물의 열처리 및 건조시스템이 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 피염물이 수용되는 건조실(D)을 고온스팀에 의해 가열하도록 진공압축기(36)가 구비되고, 이 진공압축기(36)에는 상기 건조실(D)로부터 배출된 스팀을 공급하도록 구비됨으로써, 종래의 화석연료 등을 사용하는 보일러(11)를 배제한 상태에서 상기 건조실(D)을 가열함에 따라 진공압축기(36)의 작동시키기 위한 전력소모 이외에 가열을 위한 연료소모가 없어 에너지 소비를 현저히 낮출 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 건조실(D)에서 배출되는 습증기가 습증기라인(33) 상에서 순환될 뿐만 아니라 순환과정에서 상기 진공압축기(36)로 유입되는 스팀을 가열하도록 폐열회수수단(40)이 구비됨으로써, 종래처럼 상기 건조실(D)에서 발생된 습증기가 외부로 전량 배출되는 것이 아니라 습증기라인(33) 상에서 지속적으로 순환되도록 구비되어 폐열회수 효과가 우수할 뿐만 아니라 에너지 낭비 및 열손실을 대폭적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 습증기라인(33) 상에는 습증기의 온도를 높이도록 진공압축기(50)가 구비됨으로써, 상기 진공압축기(50)에 의해 습증기를 가열하여 상기 폐열회수수단(40) 측으로 공급하여 상기 폐열회수수단(40)에 의한 폐열회수 효과를 높임과 동시에 고온스팀을 공급하기 위해 가열라인(30) 상에 구비된 진공압축기(36) 측으로 가열된 스팀을 공급할 수 있으며, 이에 의해 상기 가열라인(30)상에 구비된 진공압축기(36)의 용량 또는 크기를 상대적으로 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 폐열회수수단(40)은 열매체가 내장된 히트파이프(43)가 가열챔버(42) 내에 구비되어 습증기라인(33) 상의 고온의 습증기에 의해 가열라인(30)의 스팀을 가열하도록 함으로써, 히트파이프(43)에 의해 가열챔버(42) 내로 유입된 스팀을 신속하게 가열함과 동시에 장치의 구성이 간단하여 유지보수 상의 편리함을 제공한 장점이 있다.
도 1은 종래의 열처리 및 건조시스템 일례를 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 구성도
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 염색공정이 완료된 피염물을 열처리 및 건조하기 위해 피염물이 수용되는 건조실(D)을 가열라인(30)에 의해 가열하도록 구비되고, 상기 가열라인(30)에 의해 가열된 건조실(D) 내의 염색물의 열처리 및 건조과정에서 발생된 습증기를 외부로 배출하도록 습증기라인(33)이 연결되는데, 상기 가열라인(30)은 상기 건조실(D)을 통과하여 스팀을 순환하도록 된 폐루프 형태로 구비되고, 상기 습증기라인(33)은 그 입구와 출구가 상기 건조실(D)의 대향된 방향에 연결된 상태로 구비되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 가열라인(30)은 상기 건조실(D) 내부로 고온스팀을 공급하도록 된 스팀공급라인(31)과 상기 건조실(D)에서 열교환된 스팀이 배출되는 스팀배출라인(32)으로 구분할 수 있는데, 상기 건조실(D)이 다수로 구획된 챔버 형태로 구비됨에 따라 각 챔버에 대응되도록 상기 건조실(D)의 입구측에서 상기 스팀공급라인(31)이 다수로 분기된 후에 상기 건조실(D)의 출구측에서 상기 스팀배출라인(32)으로 합지된 상태가 된다.
이러한 가열라인(30) 상에는 상기 건조실(D) 내부로 고온스팀을 공급하기 위한 진공압축기(36)가 구비되는데, 이 진공압축기(36)는 액체나 기체상태의 물을 진공 압축하여 고온스팀을 생성하도록 구비된 것으로, 통상의 것에 유사하게 하우징 내부에 모터에 의해 회전되는 임펠러와 유체의 유출입을 유도하는 가이드베인이 구비되고, 상기 임펠러의 회전에 의해 유체의 압축이 이루어지며, 압축정도에 따라 상기 임펠러와 가이드베인이 다단으로 구비되어 고온 압축이 이루어지게 된다. 통상적으로 압력이 높으면 유체의 온도가 상승하게 되므로 원하는 스팀온도에 따라 임펠러와 가이드베인을 다단으로 형성하게 되며, 본 발명에서는 상기 건조실(D) 내의 염색물을 열처리 및 건조하기 위해 대략 220℃ 정도의 고온스팀을 공급하도록 되어 있다.
이러한 진공압축기(36)에 의해 생성된 고온스팀은 상기 스팀공급라인(31)을 통해 상기 건조실(D)을 통과하여 피염물의 열처리 및 건조과정에서의 열교환에 의해 응축수가 상기 스팀배출라인(32) 측으로 배출되게 된다.
또한 상기 스팀배출라인(32) 상에는 상기 건조실(D)로부터 배출된 응축수를 감압하도록 압력조절밸브(37)가 구비되고, 이 압력조절밸브(37)와 상기 진공압축기(36) 사이에는 상기 압력조절밸브(37)에 의해 감압됨에 따라 응축수의 온도가 낮아짐과 동시에 상변화된 저온 저압상태의 습증기의 온도를 높이도록 열교환기(38)가 구비되는데, 상기 열교환기(38)는 상기 스팀배출라인(32) 상의 습증기를 열교환에 의해 소정의 온도로 가열하도록 상기 습증기에 비해 상대적으로 높은 온도의 온수 또는 스팀을 공급하도록 된 열교환라인(45)이 통과되게 된다.
또한 상기 스팀배출라인(32) 상에는 상기 열교환기(38)를 통과한 스팀을 더욱 가열하여 상기 진공압축기(36) 측으로 공급하도록 폐열회수수단(40)이 구비되는데, 상기 폐열회수수단(40)은 상기 습증기라인(33)으로부터 폐열을 회수하여 상기 스팀배출라인(32) 상의 스팀을 가열하게 된다.
여기에서, 상기 폐열회수수단(40)은 가열챔버(42)가 형성된 하우징(41)과, 상기 가열챔버(42) 내에 다수개의 히트파이프(43)를 포함하여 이루어지는데, 상기 습증기라인(33)은 상기 하우징(41)의 하부측에 상기 가열챔버(42)를 관통하여 설치되고, 상기 스팀배출라인(32)은 상기 가열챔버(42)에 연통되도록 연결되게 된다.
이러한 구성에 의해, 상기 습증기라인(34)의 습증기에 의해 히트파이프(43)가 가열되고, 이 히트파이프(43)의 발열에 의해 상기 스팀배출라인(32)의 스팀을 가열하게 되는데, 상기 히트파이프(43)는 내부에 메탄올이나 아세톤과 같은 열매체가 충전되고, 외부에 다수의 방열핀(44)이 형성되어 상기 급기라인(34)의 습증기로부터 신속하게 가열됨과 동시에 발열이 이루어져 상기 스팀배출라인(32)의 스팀을 신속하게 가열하게 된다.
이와 같은 구성에 의해 폐열을 회수함에 있어서, 그 효과를 더욱 높이기 위해 상기 습증기라인(33) 상에는 진공압축기(50)가 더 구비될 수 있으며, 이 진공압축기(50)는 전술된 상기 가열라인(30) 상의 것과 유사한 구성과 작동에 의해 상기 습증기라인(33) 상의 습증기를 진공 압축하여 고온상태로 상기 폐열회수수단(40)을 통과하도록 하여 상기 스팀배출라인(32)의 스팀을 보다 높은 온도로 가열하게 된다.
한편, 상기 습증기라인(33)은 상기 폐열회수수단(40)에 의해 폐열이 회수된 상태에서 외부로 배출될 수도 있으나, 바람직하게는 상기 습증기라인(33)은 단부가 상기 건조실(D)에 연결되어 습증기가 순환되도록 구비되게 되며, 이때에 상기 습증기라인(33) 상에는 상기 폐열회수수단(40)의 후단에 수분리기(46)를 설치하여 수분을 제거된 상태의 증기를 상기 건조실(D)로 투입하게 되며, 상기 수분리기(46)에 의해 제거된 응축수는 배출라인(47)을 통해 배출이 이루어지게 된다.
이와 같이 습증기라인(33) 상의 습증기가 상기 건조실(D)에 순환되도록 한 경우에는 외부로 배출되는 습증기의 양을 현저히 줄임으로 인해, 종래의 공기청정기(15)의 구성 및 용량을 대폭적으로 간소화하거나 배제할 수 있으며, 이에 의해 전체적인 장치를 보다 컴팩트하게 구성함과 동시에 공기청정기(15)의 수명 및 유지보수 작업의 주기를 대폭적으로 연장시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (3)

  1. 피염물을 수용하도록 된 건조실(D)과, 이 건조실(D)을 고온스팀에 의해 가열하도록 연결된 가열라인(30)과, 상기 건조실(D) 내부의 습증기를 배출하도록 된 습증기라인(33)을 포함하는 피염물의 열처리 및 건조시스템에 있어서;
    상기 가열라인(30)은 상기 건조실(D)의 내외부로 연장 형성된 폐루프 형태로 구비되고;
    상기 가열라인(30) 상에는 상기 건조실(D)을 가열하기 위한 고온스팀을 생성하도록 된 진공압축기(36)와, 상기 건조실(D)에서 피염물을 열처리 및 건조한 후에 베출되는 응축수를 감압하도록 된 압력조절밸브(37)와, 상기 압력조절밸브(37)로부터 감압되어 상변화된 습증기를 가열하도록 된 열교환기(38)와, 상기 습증기라인(33) 상의 습증기로부터 폐열을 회수하도록 된 폐열회수수단(40)이 구비되며;
    상기 건조실(D)로부터 배출된 응축수는 상기 압력조절밸브(37)와 열교환기(38) 및 폐열회수수단(40)을 순차적으로 거쳐 상기 진공압축기(36)에 의해 고온스팀을 생성하도록 된 것을 특징으로 하는 피염물의 열처리 및 건조시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 습증기라인(33) 상에는 상기 건조실(D)로부터 배출된 습증기가 유출입되도록 진공압축기(50)가 더 구비되고;
    이 진공압축기(50)는 상기 습증기라인(33) 상의 습증기를 진공 압축에 의해 온도를 상승시켜 상기 폐열회수수단(40) 측으로 공급하도록 된 것을 특징으로 하는 피염물의 열처리 및 건조시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폐열회수수단(40)은 상기 습증기라인(33)이 통과됨과 동시에 상기 열교환기(38)로부터 배출된 습증기가 충전되는 가열챔버(42)가 형성된 하우징(41)과, 상기 가열챔버(42) 내에 다수개가 구비되어 상기 습증기라인(33)에 의해 가열되는 열매체가 내장된 히트파이프(43)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피염물의 열처리 및 건조시스템.
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