KR20150142013A

KR20150142013A - 냉각장치를 갖춘 코팅 시스템

Info

Publication number: KR20150142013A
Application number: KR1020157032083A
Authority: KR
Inventors: 뵈른 쉬엔케; 랄프 샤페르; 아르민 호델라인
Original assignee: 듀르 시스템스 게엠베하
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2015-12-21
Also published as: DE102013006334B4; US20160067731A1; CN105142795A; US9956577B2; DE102013006334A1; EP2983830B1; EP2983830A1; BR112015025548B1; ES2641858T3; WO2014166618A1; PL2983830T3; KR102217669B1; BR112015025548A2; CN105142795B

Abstract

본 발명은 코팅 매체로 구성품들을 코팅하기 위한 코팅 시스템, 더 구체적으로는 페인트로 모터 차량의 차체 구성품들을 페인팅하기 위한 페인팅 시스템에 관한 것으로서, 기동화를 위한 이송 공기 흐름에 공기를 이송시키는 이송 공기 접속부(29-35) 및 감압된 냉각 배출 공기 흐름을 멀리 보내는 배출 공기 접속부(15-21)를 갖춘 적어도 하나의 기압식 펌프(22-28), 코팅 시스템의 열-감응형 구성부(1-5; 36)를 포함하고, 또한, 상기 기압 펌프(22-28)의 배출 공기 흐름에 의해 코팅 시스템의 열-감응형 구성부(1-5; 36)를 냉각시키는 냉각 장치(6-21)를 포함한다.

Description

냉각장치를 갖춘 코팅 시스템{Coating system having a cooling device}

본 발명은 코팅 매체로 구성품들을 코팅하기 위한 코팅 시스템, 더 상세하게는 페인트로 차량의 차체 구성품들을 페인트칠하기 위한 페인팅 시스템에 관한 것이다.

차량의 차체 구성품들을 페인트칠하기 위한 현대적인 페인팅 시스템에 있어, 적용되어질 페인트를 운반시키기 위해, 기압식 페인트 공급 펌프가 페인팅 시스템의 페인트 공급실에 배치된 상태로 사용된다. 이런 페인트 공급 펌프의 구동은 페인트 공급 펌프로부터 배출 공기 접속부를 거쳐 멀리 보내지는 압축 공기로서 수행된다. 페인트 공급 펌프로부터 배출 공기를 멀리 보내기 위한 하나의 가능성은 공기를 머플러를 거쳐 주변 공기 속으로 방출시키는 것이다. 페인트 공급 펌프로부터 배출 공기를 멀리 보내기 위한 다른 가능성은 공기를 공기 채널을 거쳐 페인트 공급실에 수집하여 외부로 방출시키는 것이다. 양자의 경우, 기압식 페인트 공급 펌프로부터의 배출된 공기는 더 이상 사용되지 않는다.

또한, 종래 기술에 대한 참고자료로서 DE 20 08 716 A, EP 2 359 940 A1, EP 1 449 416 B1 및 DE 29 07 310 A1이 있다. 그러나, 이들 문헌들은 기압식 페인트 공급 펌프의 배출 공기가 어떤 식으로든 사용된다는 코팅 시스템을 시사하고 있지 않다.

따라서 본 발명의 목적은 적절하게 개선된 코팅 시스템을 제공하는 데 있다.

이 목적은 본 발명의 메인 청구항에 따른 코팅 시스템으로서 달성된다.

본 발명은 기압식 페인트 공급 펌프로부터의 배출 공기가 감압되어, 팽창으로 인해 냉각된다는 기술적/물리적 발견을 그 근거로 한다. 이러한 기압식 펌프의 냉각 배출 공기는 따라서 냉각 목적으로 사용될 수 있는 것이다.

본 발명은 따라서 펌프의 냉각 배출 공기 흐름에 의해 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(이를 테면, 페인트 회로 라인, 레일하우스)를 냉각시키는 냉각장치를 제공한다.

이 목적을 위해, 냉각장치는 가급적 적어도 하나의 제1 열교환기를 갖추어서 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(이를 테면, 페인트 회로 라인, 레일하우스)로부터 펌프의 냉각 배출 공기 흐름에 열을 전달시켜 열-감응성 구성부가 냉각되어지도록 한다. 요구된 냉각 능력 정도에 따라, 본 발명의 범위에서 다수의 열교환기가 연속적으로 접속되는 것도 가능하다.

본 발명의 일 변형예에 있어, 제1 열교환기는 공기/공기 열교환기로서, 이를 테면, 공기 흐름에 의해 열교환기의 온열측에서 열공급이 그리고 냉각측에서 열제거가 발생하게 된다.

그러나, 본 발명의 다른 변형예에 있어, 제1 열교환기는 공기/물 열교환기로서, 이를 테면, 열교환기의 냉각측에는 공기 흐름이 열교환기를 통해 공급되고, 더 상세하게는 펌프의 냉각 배출 공기 흐름이 열교환기를 통해 공급되고, 반면에, 열교환기의 온열측에는 물 흐름이 열교환기를 통해 공급된다.

열교환기의 설계에 대해, 열교환기는 가급적 환열기(recuperator), 이를 테면 냉,온열측 사이의 간접 열전달 및 냉,온열측 사이의 물질 분리를 수반한 열교환기라는 것도 언급되어야 할 것이다.

본 발명의 대표적인 구현예에 있어, 냉각장치는 코팅 시스템의 열-감응성 구성부를 제1 열교환기에 접속시키는 냉각 회로를 가지며, 이 냉각 회로는 냉각 매체(이를 테면, 공기, 물)를 내장하여 제거되어질 열을 코팅 시스템의 열-감응성 구성부로부터 제1 열교환기로 보내도록 한다.

냉각 매체는 바람직하게는 순환 동작에서 펌프에 의해 냉각 회로로 운반된다.

위에서 간략히 언급한 것으로, 코팅 시스템의 열-감응성 구성부는, 예컨대, 코팅 매체 라인 또는 페인트 회로 라인과 같은 파이프라인이 될 수 있다. 그와 같은 파이프라인은 종래의 코팅 시스템 또는 페인팅 시스템으로부터 잘 알려진 것으로 더 이상 상세한 설명은 하지 않을 것이다.

본 발명의 대표적인 구현예에 있어, 냉각 회로는 제2 열교환기에 의해 각각의 코팅 매체 라인에 접속되고, 제2 열교환기는 제거되어질 열을 코팅 매체 라인으로부터 냉각 회로로 전달시키며 냉각 회로에서 제거되어질 열은 제1 열교환기에 의해 전달되어서 펌프의 냉각 배출 공기 흐름으로 전달되어진다.

본 발명의 다른 변형예에 있어, 코팅 시스템의 열감응성 구성부는 "레일하우스(railhouse)", 예컨대, 로봇(이를 테면, 페인트 로봇, 핸들링 로봇)의 주행 축선을 둘러싸는 보호 하우징이다. 이 형식의 레일하우스는 예컨대, DE 102 34 915 A1에 기술된 것으로서 당업자에게는 더 이상 상세한 설명이 필요없을 것이다. 이러한 본 발명의 변형예에 있어, 냉각 회로는 보호 하우징("레일하우스")으로 냉각 공기를 들여보내고 그리고 보호 하우징("레일하우스")으로부터 따뜻한 공기를 내보내서 보호 하우징("레일하우스")의 내부 온도를 저감시킨다.

언급되어야 할 것으로, 펌프를 작동시키는 역활을 하는 압축 공기의 냉각은 응축수 또는 얼음(프로스팅(frosting))의 형성이 펌프의 감압된 냉각 배출 공기와 접촉하는 시스템의 구성부에서 발생할 수 있도록 유도한다는 것이다. 본 발명의 대표적인 구현예에 있어, 펌프의 배출 공기 접속부에 연결된 냉각 공기 라인은 그 외부가 열 절연물로서 제공되어져서 냉각 공기 라인의 외부 상에 응축수 또는 얼음의 형성을 방지하도록 한다. 이 냉각 공기 라인의 열 절연물의 발명 개념은 아울러 냉각 장치와는 별개로 그 자체가 의미있는 보호 가치를 부여하는 것이다.

또 언급되어야 할 것으로, 본 발명에 따른 코팅 시스템은 가급적 각 펌프가 배출 공기 접속부를 가지는 다수의 기압식 펌프를 가지며, 펌프의 배출 공기 접속부는 가급적 제1 열교환기에 접속된 공동 냉각 공기 라인으로 개방하고 있다.

기압식 펌프의 설계 및 기능에 대해서는 많은 변형가능성이 존재한다. 예컨대, 이 기압식 펌프는 피스톤 펌프로서 또는 멤브레인 펌프로서 설계될 수 있지만, 본 발명은 꼭 이러한 펌프의 설계사항에 한정되지는 않는다.

또 언급되는 것으로, 기압식 펌프는 코팅 시스템의 페인트 혼합실에 배치되는 것이 좋고, 이는 이미 종래기술에서 잘 알려진 것으로 더 이상 상세하게 설명할 필요는 없을 것이다.

아울러, 본 발명의 범위 안에서 기압식 펌프의 냉각 배출 공기 흐름은, 중간개재된 열교환기 없이, 코팅 시스템의 열 감응성 구성부 상에 막바로 인도될 수 있고, 이 냉각 배출 공기 흐름은 특별한 부가적인 효과 없이 배출 공기의 냉각 용도로 이용될 수 있다.

위에서 간략히 언급된 것으로, 코팅 시스템의 열-감응성 구성부는, 예컨대, 파이프라인, 또는 레일하우스 일 수 있다. 코팅 시스템의 열-감응성 구성부의 다른 예는 페인트 부스이다. 페인트 부스의 내부 공간은 통상적으로 페인트 부스 안에서 페인팅이 가능한 한 일정한 기후 조건하에서 일어나도록 하는 공기 조건으로 되어져야 하며, 이는 최적 페인팅 결과를 위해 중요한 것이다. 기압식 펌프의 냉각 배출 공기는 따라서 페인팅 시스템을 냉각 또는 공기조화시키기 위해 사용됨으로써 페인트 부스를 공기조화시키기 위한 에너지 사용이 실질적으로 감소될 수 있게 된다. 이는 페인팅 시스템의 에너지 소모가 모터 차량 설비의 전체 에너지 소모의 대부분을 차지한다고 보기 때문에 특별히 의미있는 것이다.

마지막으로, 본 발명은 또한 코팅 시스템의 열-감응성 구성부를 냉각시키기 위한, 기압식 펌프의 냉각 배출 공기 흐름의 신규한 용도를 보호하고자 하는 것이다.

본 발명의 기타 유리한 개선사항은 본 발명의 종속 청구항의 특징부분이나 첨부 도면을 참고하여 한 본 발명의 대표적인 구현예의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다.

본 발명의 대표적인 구현예에 의하면, 펌프의 배출 공기 접속부에 연결된 냉각 공기 라인은 그 외부가 열 절연물로서 제공되어져서 냉각 공기 라인의 외부 상에 응축수 또는 얼음의 형성을 방지할 수 있다. 또한, 기압식 펌프의 냉각 배출 공기는 따라서 페인팅 시스템을 냉각 또는 공기조화시키기 위해 사용됨으로써 페인트 부스를 공기조화시키기 위한 에너지 사용이 실질적으로 감소될 수 있다.

도 1은 페인트 회로 라인의 냉각을 위해 배출 공기가 사용되는 다수의 기압식 펌프를 갖춘 본 발명에 따른 페인팅 시스템의 개략적인 설명도,
도 2는 펌프의 배출 공기가 "레일하우스"의 냉각에 사용되는, 도 1의 변형도, 및
도 3은 열 절연물로 둘러싸인 냉각 공기 라인의 횡단면도이다.

도 1은 모터 차량의 차체 구성부를 페인팅하기 위한 본 발명에 따른 페인팅 시스템의 제 1 구현예로서, 페인팅 시스템은 대부분 통상적인 방식으로 설계되어 있으므로 그의 설계나 기능에 대한 상세한 설명은 생략하고 단지 하기한 본 발명의 본질적인 페인팅 시스템의 부분들만 설명하기로 한다.

본 발명의 페인팅 시스템은 다수의 페인트 회로 라인(1-5)을 가지며, 이 회로 라인(1-5)에서 상이한 색상의 페인트들이 순환 방식으로 운반되어 회로 라인(1-5)에서의 페인트의 퇴적을 방지하도록 한다.

상기 페인트 회로 라인(1-5)은 각기 예컨대 파이프-인-파이프 열교환기(pipe-in-pipe heat exchangers)로서 구성될 수 있고 또한 개별적인 페인트 회로 라인(1-5) 중에 있는 페인트를 냉각시키는 목적을 가지는 열교환기(6-10)를 통해 연장된다.

상기 열교환기(6-10)는 냉각 매체로서 물을 담고 있는 공동 냉각 회로(11)에 연결되고, 냉각수는 순환동작 중 펌프(12)에 의해 냉각 회로(11)에서 운반되어진다.

상기 냉각 회로(11)는 공기/물 열교환기인 또 하나의 열교환기(13)를 통해 연장된다.

열교환기(13)의 냉각측에, 열교환기(13)를 통해 냉각 공기 라인(14)이 연장되며, 상기 냉각 공기 라인(14)은 다수의 기압식 페인트 공급 펌프(22-28)를 통해 배출 공기 접속부(15-21)로부터 냉각 공기를 공급시킨다.

기압식 페인트 공급 펌프(22-28)의 동력화는, 각각의 경우 이송 공기 접속부(29-35)에 의해 공급된 압축 공기에 의해 수행된다.

페인트 공급 펌프(22-28)는 다이아프램 펌프 또는 피스톤 펌프와 같은 통상적인 방식의 구조로 되어질 수 있으므로 상기 페인트 공급 펌프(22-28)에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그러나, 언급되어야 할 것으로, 상기 페인트 공급 펌프(22-28)는 가급적 페인팅 시스템의 페인트 혼합실에 배치되는 것이 좋다.

페인트 공급 펌프(22-28)의 동작 중, 이송 공기 접속부(29-35)에 의해 이송된 압축 공기는 감압되고 냉각됨으로써, 냉각 공기 라인(14)으로 냉각 공기가 배출 공기 접속부(15-21)에 의해 전달되어진다.

열교환기(13)에서, 냉각 공기는 그 다음 냉각 회로(11) 중에 있는 냉각수로부터 열을 흡수하게 되므로, 냉각 회로(11) 중에 있는 냉각수의 온도는 감온된다.

열교환기(6-10)는 그 다음 페인트 회로 라인(1-5) 중에 있는 페인트로부터 냉각 회로(11)의 냉각수로 열을 전달하고, 그에 의해 페인트 회로 라인(1-5)에 있는 페인트는 냉각된다.

도 2는 상기한 도 1에 따른 구현예의 변형예를 보여주는 것으로, 반복을 피하기 위해, 동일부호로 사용된 부분은 위에서 설명된 내용으로 대신한다.

이 변형예의 특징은 "레일하우스"(36)가 냉각되어진다는 것이다. 즉, 보호 하우징이 페인팅 시스템의 로봇(페인트 로봇 또는 핸들링 로봇)의 주행 축선을 둘러싸고 있다는 것이다.

또 하나의 특징은 냉각 회로의 냉각 매체가 공기로 되어지고, 부가적인 열교환기(6-10)가 도 1에 따른 구현예에 분배될 수 있게끔 한 것이다.

냉각 회로(11)에서 순환하는 냉각 공기는 레일하우스(36) 안으로 이송되어 가열된다. 가열된 공기는 그 다음 다시 냉각 회로(11)로 되돌아와서 열교환기(13)에서 다시 냉각된다.

마지막으로, 도 3은 외측에 열 절연물(37)이 제공된 냉각 공기 라인(14)을 관통하는 간략한 횡단면도를 보여준다. 열 절연물(37)은 수행을 위해서 열 절연물(37)의 외부 표면에서의 외부 온도가 냉각 공기 라인(14)의 낮은 온도에도 불구하고 충분히 높은 온도를 유지하여서 열 절연물(37)의 외부 표면 상에 불필요한 응축수 또는 얼음의 형성을 방지하게끔 한다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며 어떠한 경우에도 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 진정한 권리범위는 상술한 명세서에 의해서 보다는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다. 그리고 이들 청구항의 의미 및 균등범위에 속하는 모든 변경 실시예들은 모두 그 범위에 포괄되도록 의도된 것이다. 특히, 본 발명은 냉각 회로 라인의 발명 개념이 불필요한 응축수 또는 얼음 형성을 방지하게끔 하는 독립적인 보호방안을 주장한다.

1-5 : 페인트 회로 라인
6-10 : 열교환기
11 : 냉각 회로
12 : 펌프
13 : 열교환기
14 : 냉각 공기 라인
15-21 : 배출 공기 접속부
22-28 : 페인트 공급 펌프
29-35 : 이송 공기 접속부
36 : 레일하우스
37 : 열 절연물

Claims

코팅 매체로 구성품들을 코팅하기 위한 코팅 시스템, 더 구체적으로는 페인트로 모터 차량의 차체 구성품들을 페인팅하기 위한 페인팅 시스템에 있어서,
a) 기동화를 위한 이송 공기 흐름에 공기를 이송시키는 이송 공기 접속부(29-35) 및 감압된 냉각 배출 공기 흐름을 멀리 보내는 배출 공기 접속부(15-21)를 갖춘 적어도 하나의 기압식 펌프(22-28),
b) 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36), 및
c) 상기 기압 펌프(22-28)의 배출 공기 흐름에 의해 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)를 냉각시키는 냉각장치(6-21)를 가지는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
제 1 항에 있어서,
a) 상기 냉각장치(6-21)는 열을 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)로부터 펌프(22-28)의 냉각 배출 공기 흐름에 전달하는 적어도 하나의 열교환기(13)를 가지거나, 또는
b) 상기 냉각장치(6-21)는 열을 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)로부터 펌프(22-28)의 냉각 배출 공기 흐름에 전달하는 몇 개의 제1 열교환기(13)로 된 일련의 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
a) 제1 열교환기(13)가 공기/공기 열교환기이거나, 또는
b) 제1 열교환기(13)가 공기/물 열교환기인 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 상기 냉각장치(6-21)가 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)를 제1 열교환기(13)에 접속시키는 냉각 회로(11)를 가지며,
b) 상기 냉각 회로(11)는 제거되어질 열을 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)로부터 제1 열교환기(13)로 전달시키는 냉각 매체를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
제 4 항에 있어서,
a) 냉각 회로(11)의 냉각 매체가 공기이거나, 또는
b) 냉각 회로(11)의 냉각 매체가 물인 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
a) 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)가 파이프라인(1-5), 더 구체적으로는 코팅 매체 라인 또는 페인트 회로 라인(1-5)이고, 그리고/또는
b) 냉각 회로(11)는 제2 열교환기(6-10)에 의해 코팅 매체 라인(1-5)에 접속되고, 상기 제2 열교환기(6-10)는 제거되어질 열을 코팅 매체 라인으로부터 냉각 회로(11)에 전달하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)가 보호 하우징(36), 더 구체적으로는 로봇의 주행 축선 둘레에 감싸인 보호 하우징(36)이고,
b) 냉각 회로(11)는 냉각 공기를 보호 하우징(36) 속으로 도입시켜서 따뜻한 공기를 보호 하우징(36)로부터 밖으로 보내는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 펌프(22-28)의 배출 공기 접속부(15-21)가 냉각 공기 라인(14)에 의해 제1 열교환기(13)에 접속되고, 그리고,
b) 냉각 공기 라인(14)은 그의 외측에 열 절연물을 가지며, 상기 열 절연물은 냉각 공기 라인(14)의 길이 대부분에 걸쳐 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
a) 코팅 시스템은 적용되어질 코팅물이 준비되는 페인트 혼합실을 가지며, 그리고,
b) 적어도 하나의 기압식 펌프(22-28)가 코팅 시스템의 페인트 공급실에 배치되는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
기압식 펌프(22-28)의 냉각 배출 공기 흐름이, 중간개재되는 열교환기 없이, 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)에 직접 보내지는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)가 냉각 장치(6-21)에 의해 공기조화되는 페인트 부스인 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
기압식 펌프(22-28)의 냉각 공기 흐름의, 코팅 시스템의 열-감응성 구성부(1-5; 36)를 냉각시키기 위한 용도.