KR20230036765A - 도장부스용 열풍공급장치 - Google Patents

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KR20230036765A
KR20230036765A KR1020210119628A KR20210119628A KR20230036765A KR 20230036765 A KR20230036765 A KR 20230036765A KR 1020210119628 A KR1020210119628 A KR 1020210119628A KR 20210119628 A KR20210119628 A KR 20210119628A KR 20230036765 A KR20230036765 A KR 20230036765A
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Abstract

본 발명은 간접식 열풍공급장치와 직화식 열풍공급장치의 장단점을 서로 보완하여 연소실을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 연소실 내에서 가스버너의 화염에 의해 발생되어 배출되는 고온의 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 함에 따라 에너지가 절감됨과 동시에 도장 부스 내의 작업자의 안전성까지 보장될 수 있도록 한 도장부스용 열풍공급장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치는, 상하부가 관통형성되는 연소실외함과, 상기 연소실외함 내에 설치되고 상하부가 관통형성되는 연소실가이드와, 상기 연소실가이드 내에 양측이 이격되게 설치되고 전방에는 버너설치부가 상기 연소실가이드와 상기 연소실외함을 관통하여 돌출되며 상측에는 연소가스배기관이 연결되는 연소실과, 상기 연소실의 버너설치부에 연결되고 상기 연소실 내로 화염을 수평방향으로 제공하는 가스버너와, 상기 연소실외함의 하측에 구비되고 내부에는 외부로부터 공기를 강제흡인하여 상기 연소실가이드 내로 공급하는 급기팬이 구비되는 급기팬설치함과, 상기 연소실외함의 상단과 도장부스를 연결하고 상기 연소실을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 상기 가스버너의 화염에 의해 직화식으로 가열된 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 하는 혼합열풍공급덕트를 포함한다.

Description

도장부스용 열풍공급장치{Apparatus for feeding hot-air into painting booth}
본 발명은 도장부스 내로 열풍을 공급하는 도장부스용 열풍공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 연소실 내에서 가스버너의 화염에 의해 발생되어 배출되는 고온의 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 함에 따라 에너지가 절감됨과 동시에 도장 부스 내의 작업자의 안전성까지 보장될 수 있도록 한 도장부스용 열풍공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 외형에 도장 작업을 수행할 경우에, 도장 부스 내로 작업자가 들어가서 도장작업을 수행하게 된다. 이 때 온도 저하에 따른 도장품질의 저하를 방지하기 위해 도장부스 내로 별도의 열풍공급장치에 의해 열풍이 공급됨에 따라 일정한 온도로 유지된다.
이러한 도장부스용 열풍공급장치는 간접식 열풍공급장치와 직화식 열풍공급장치로 크게 구분된다.
이 중 간접식 열풍공급장치는 연소실 내에서 발생된 연소가스는 전부 외부로 배출시키되 외부에서 급기된 공기가 연소실의 외주면을 통한 간접 열교환에 의해 가열되면서 형성된 열풍이 도장부스 내로 공급되도록 하는 구조를 가진다.
이러한 간접식 열풍공급장치의 경우에는 도장부스 내의 작업자가 불완전 연소로 발생하는 유해가스로 인한 질식할 위험은 없는 반면에, 연소실과의 열교환만으로 열풍을 만들어 공급하기 때문에 연소로의 구조에 따른 연료비 증감이 크며 직화식에 비해서는 연료의 소비가 큰 문제점이 있다..
한편, 직화식 열풍공급장치는 외부에서 급기된 공기가 흘러 지나가는 공간 내에 가스버너가 설치됨에 따라 가스버너의 화염에 의해 공기가 직접 가열되면서 형성된 열풍이 도장부스 내로 공급되도록 하는 구조를 가진다.
이러한 직회식 열풍공급장치의 일 예로, 대한민국 특허등록 제10-0918996호(2009.09.25. 공고)에는 도장 부스의 건조장치에 있어서, 부스의 외측부에 마련되며, 일측의 공기유입구로부터 유입되는 공기를 가열되게 하여 상기 부스의 상부측 공급통로로 공급되게 하는 열풍실과; 상기 열풍실의 하부에 위치해서 상기 공기유입구를 통해 강제로 유입되는 공기를 가이드 플레이트를 통해서 상기 열풍실로 공급되도록 하고, 상기 열풍실에서 가열된 열기는 상부의 상기 공급통로를 통해서 부스에 공급되도록 하는 공기 순환용 팬과; 상기 열풍실에서 상기 가이드 플레이트의 상측 내부에 위치하고, 연료공급관과 공기공급관이 연결되어 공급되는 연료와 공기의 혼합에 의해 불꽃이 발생되도록 하며, 상기 열풍실 내의 공기가 가열되도록 하는 버너 어셈블리와; 상기 버너 어셈블리에 연결되는 상기 공기공급관으로 외부의 공기가 공급되도록 하는 팬과; 상기 버너 어셈블리에 연료를 공급하도록 연결되는 상기 연료공급관의 외부 라인에 구비되는 연료량 제어 수단들을 제어하어 불꽃의 크기를 조절함으로써 온도를 균일하게 제어하는 컨트롤러의 결합으로 이루어지는 구성을 특징으로 하는 직화식 도장 부스의 건조장치가 개시된다.
이러한 직화식 열풍공급장치의 경우에는 외부로부터 급기된 공기가 버너의 화염 및 연소가스와 직접 접촉하여 가열되기 때문에 열효율이 매우 높은 반면에 불완전 연소로 인해 도장부스 내에 악취가 발생하거나 작업자가 질식될 수 있는 안전상의 위험성이 존재한다.
1. 대한민국 특허등록 제10-0918996호(2009.09.25. 공고) 2. 한국 특허공개공보 제10-2013-0048444호(2013.05.10.) 3. 한국 특허공개공보 제10-2020-0050729호(2020.05.12.)
따라서 본 발명은 간접식 열풍공급장치와 직화식 열풍공급장치의 장단점을 서로 보완하여 연소실을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 연소실 내에서 가스버너의 화염에 의해 발생되어 배출되는 고온의 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 함에 따라 에너지가 절감됨과 동시에 도장 부스 내의 작업자의 안전성까지 보장될 수 있도록 한 도장부스용 열풍공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상하부가 관통형성되는 연소실외함과, 상기 연소실외함 내에 설치되고 상하부가 관통형성되는 연소실가이드와, 상기 연소실가이드 내에 양측이 이격되게 설치되고 전방에는 버너설치부가 상기 연소실가이드와 상기 연소실외함을 관통하여 돌출되며 상측에는 연소가스배기관이 연결되는 연소실과, 상기 연소실의 버너설치부에 연결되고 상기 연소실 내로 화염을 수평방향으로 제공하는 가스버너와, 상기 연소실외함의 하측에 구비되고 내부에는 외부로부터 공기를 강제흡인하여 상기 연소실가이드 내로 공급하는 급기팬이 구비되는 급기팬설치함과, 상기 연소실외함의 상단과 도장부스를 연결하고 상기 연소실을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 상기 가스버너의 화염에 의해 직화식으로 가열된 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 하는 혼합열풍공급덕트를 포함하는 도장부스용 열풍공급장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 연소실가이드는 상부방향으로 수직으로 평행하게 연장되다가 상단으로 갈수록 점점 좁아지는 육각형 황단면을 가진다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 연소실은 정육각형 황단면을 가진다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 연소가스배기관은 상기 연소실의 상측에 연결되는 수직배기관부와, 일단은 상기 수직배기관부의 상측에 수평으로 연결되고 타단은 폐쇄되며 상부면에는 다수의 배기공이 일정간격으로 이격형성되는 수평매니폴드부를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 연소가스배기관의 수직배기관부는 상기 연소실의 입구측 상단에 연결된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 수평매니폴드부는 정육각형 황단면을 가진다.
본 발명에 따른 도장부스용 열풍공급장치는, 간접식 열풍공급장치와 직화식 열풍공급장치의 장단점을 서로 보완하여 연소실을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 연소실 내에서 가스버너의 화염에 의해 발생되어 배출되는 고온의 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 함에 따라 에너지가 절감될 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 도장부스용 열풍공급장치는, 연소 시에 발생된 연소가스가 바로 연소실의 외부로 배출되지 않고 연소실 내에서 충분한 연소시간을 거쳐 완전 연소된 후 배출된 후 연소실을 통해 간접 가열된 열풍과 혼합되어 도장부스 내로 공급됨에 따라 도장부스 내의 작업자가 불완전 연소가스로 인해 질식될 위험성이 없어 작업자의 안전성까지 보장될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치의 측면구조도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치의 정면구조도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치의 요부투시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치에 있어서, 연소실가이드와 연소실의 상세구조도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치의 전체 작동도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치의 측면구조도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치의 정면구조도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치의 요부투시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치에 있어서, 연소실가이드와 연소실의 상세구조도의 상세구조도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치의 전체 작동도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치는, 상하부가 관통형성되는 연소실외함과, 상기 연소실외함 내에 설치되고 상하부가 관통형성되는 연소실가이드와, 상기 연소실가이드 내에 양측이 이격되게 설치되고 전방에는 버너설치부가 상기 연소실가이드와 상기 연소실외함을 관통하여 돌출되며 상측에는 연소가스배기관이 연결되는 연소실과, 상기 연소실의 버너설치부에 연결되고 상기 연소실 내로 화염을 수평방향으로 제공하는 가스버너와, 상기 연소실외함의 하측에 구비되고 내부에는 외부로부터 공기를 강제흡인하여 상기 연소실가이드 내로 공급하는 급기팬이 구비되는 급기팬설치함과, 상기 연소실외함의 상단과 도장부스를 연결하고 상기 연소실을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 상기 가스버너의 화염에 의해 직화식으로 가열된 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 하는 혼합열풍공급덕트를 포함한다.
여기서부터는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치에 대한 구성요소들과 그 구성요소 간의 연결관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치(1)는 도 1 내지 도 5에 도시되는 바와 같이, 연소실외함(10)과, 연소실가이드(20)와, 버너설치부(31)와 연소가스배기관(33)이 구비되는 연소실(30)과, 가스버너(40)와, 급기팬(51)이 구비되는 급기팬설치함(50)과, 혼합열풍공급덕트(60)를 포함한다.
여기서, 연소실외함(10)은 급기팬설치함(50)의 급기팬(51)에 의해 하부로부터 유입되는 외부공기의 급기통로에 해당할 뿐만 아니라 연소실가이드(20)와 연소실(30)을 둘러싸는 보호케이스에 해당하는 것으로, 상하부가 관통형성되는 사각 관로 형상을 가진다.
이러한 연소실외함(10)은 하부로부터 유입되는 외부공기가 연소실(30)의 표면과의 열교환을 통해 간접적으로 가열되도록 함과 동시에 이에 이해 발생되는 열풍과 연소실(30) 내에서 가스버너(40)의 화염에 의해 발생되어 배출되는 고온의 연소가스가 잘 혼합될 수 있도록 하는 크기를 가지는 것이 바람직하다.
전술한 연소실외함(10) 내에는 연소실가이드(20)가 설치된다. 연소실가이드(20)는 연소실(30)을 둘러싸는 보호케이스에 해당함과 동시에 연소실(30)과의 사이에 하부로부터 유입되는 외부공기가 관류하면서 연소실(30)의 표면과의 열교환을 통해 간접적으로 가열되도록 하는 열교환용 급기통로를 형성하는 하는 것으로, 상하부가 관통형성된다. 또한 연소실가이드(20)는 하부로부터 공급되는 외부공기가 연소실(30)의 표면과의 열교환없이 빠져나가는 현상을 최소화하는 역할도 한다.
이 때 연소실(30)의 표면과의 열교환을 통해 간접적으로 가열된 열풍이 연소실(30)의 연소가스배기관(33)으로부터 배출되는 연소가스 측으로 제공되어 연소가스와 잘 혼합될 수 있도록, 연소실가이드(20)는 상부방향으로 수직으로 평행하게 연장되다가 상단으로 갈수록 점점 좁아지는 육각형 황단면을 가지는 것이 바람직하다.
이러한 연소실가이드(20)는 연소실외함(10)의 내벽면에 접합되는 지지채널 상에 하단 가장자리가 안착고정되는 것이 바람직하다.
전술한 연소실가이드(20) 내에는 연소실(30)이 설치되되, 연소실가이드(20)와 연소실(30) 사이에 열교환용 급기통로가 형성되도록 연소실(30)의 양측은 연소실가이드(20)의 내벽면으로부터 이격되게 설치된다.
연소실(30)은 가스버너(40)의 화염이 연소되면서 고온의 연소가스가 직화식으로 발생되도록 하는 화염연소공간을 형성하는 역할을 한다. 이러한 연소실(30)은 원형의 횡단면을 가질 수도 있지만, 하부에서 상부를 향하는 급기의 흐름에 방해를 주어 연소실(30)의 표면에 대한 외부공기의 열교환시간이 증대될 수 있도록 정육각형 황단면을 가지는 것이 특히 바람직하다.
연소실(30)의 전방에는 버너설치부(31)가 구비된다. 이러한 버너설치부(31)는 가스버너(40)가 연결될 연결부에 해당하는 것으로, 가스버너(40)가 연소실외함(10)의 외측에서 직접 연결되도록 연소실가이드(20)와 연소실외함(10)을 관통하여 돌출된다.
또한 연소실(30)의 상측에는 연소가스배기관(33)이 연결된다. 이러한 연소가스배기관(33)은 가스버너(40)의 화염에 의해 연소실(30) 내에서 발생된 고온의 연소가스가 연소실외함(10) 내로 배출되도록 하는 역할을 한다.
이 때 연소가스배기관(33)은 고온의 연소가스가 연소실(30) 내에서 최대로 증대된 시간동안 머물러 있도록 유도하기 위하여, 연소실(30)의 상측에 연결되는 수직배기관부(35)와, 일단은 수직배기관부(35)의 상측에 수평으로 연결되고 타단은 폐쇄되며 상부면에는 연소가스가 가급적 균일하게 배출될 수 있도록 다수의 배기공(37a)이 일정간격으로 이격형성되는 수평매니폴드부(37)를 포함하며, 특히 연소가스배기관(33)의 수직배기관부(35)는 가스버너(40)가 연결되는 연소실(30)의 입구측 상단에 연결되는 것이 바람직하다.
이 경우에는 가스버너(40)에 의해 연소실(30) 내로 수평분사되는 화염과 이에 의한 연소가스는 연소실(30) 내에서 반대방향으로 돌아 다시 가스버너(40)가 연결되는 연소실(30)의 입구측으로 이동되어 연소가스배기관(33)의 수직배기관부(35)를 통해 빠져나가도록 살계됨에 따라 연소실(30)에서의 연소시간이 최대로 증대될 수 있게 된다.
또한 수평매니폴드부(37)는 하부에서 상부를 향하는 급기의 흐름에 방해를 주어 수평매니폴드부(37)의 표면에 대한 외부공기의 열교환시간이 증대될 수 있도록 정육각형 황단면을 가지는 것이 특히 바람직하다.
전술한 연소실(30)의 버너설치부(31)에는 가스버너(40)가 연결된다. 가스버너(40)는 연소실(30) 내로 화염을 수평방향으로 제공함에 따라 연소실(30) 내에 고온의 연소가스가 직화식으로 발생되도록 하는 역할을 하는 것으로, 연소실(30)의 버너설치부(31)에 수평방향으로 연결된다.
전술한 연소실외함(10)의 하측에는 급기팬설치함(50)이 구비된다. 이러한 급기팬설치함(50)은 내부에 설치되는 급기팬(51)을 보호하는 역할을 하는 것으로, 연소실외함(10)의 하측에 연결 가능한 통상의 사각 프레임으로 형성 가능하다.
급기팬설치함(50) 내에 설치되는 급기팬(51)은 외부로부터 공기를 강제흡인하여 연소실가이드(20) 내로 공급하는 역할을 하는 것으로, 통상의 송풍팬으로 형성 가능하다.
전술한 연소실외함(10)의 상단은 혼합열풍공급덕트(60)에 의해 도장부스(미도시)에 연결된다. 이러한 혼합열풍공급덕트(60)는 연소실(30)을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 가스버너(40)의 화염에 의해 직화식으로 가열된 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 하는 역할을 하는 것으로, 일종의 통합배기 연결관로에 해당한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장부스용 열풍공급장치(1)는 간접식 열풍공급장치와 직화식 열풍공급장치의 장단점을 서로 보완한 것으로, 도 5에 도시되는 바와 같이, 급기팬(51)에 의해 하부로부터 공급되는 외부공기가 연소실가이드(20)와 연소실(30) 사이공간을 유입되면서 연소실(30)의 표면에 의한 간접 열교환에 의해 가열되면서 열풍의 형태로 연소실외함(10)의 상측으로 배출되고, 연소실(30) 내에서는 가스버너(40)의 화염에 의해 고온의 연소가스가 발생되어 연소가스배기관(33)을 통해 연소실외함(10)의 상측으로 배출된 후 서로 혼합된 상테로 혼합열풍공급덕트(60)를 통해 도장부스(미도시) 내로 공급됨에 따라 에너지가 절감될 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따른 도장부스용 열풍공급장치는, 연소실(30) 내에서는 가스버너(40)의 화염에 의해 발생된 연소가스가 바로 연소실(30)의 외부로 배출되지 않고 수직배기관부(35)와 수평매니폴드부(37)의 연결구조에 의해 연소실(30) 내에서 충분한 연소시간을 거쳐 완전 연소된 상태로 배출된 후 연소실(30)을 통해 간접 가열된 열풍과 혼합되어 도장부스(미도시) 내로 공급됨에 따라 도장부스 내의 작업자가 불완전 연소가스로 인해 질식될 위험성이 없어 작업자의 안전성까지 보장될 수 있게 된다.
위에서 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
10 : 연소실외함
20 : 연소실가이드
30 : 연소실
31 : 버너설치부
33 : 연소가스배기관
35 : 수직배기관부
37 : 수평매니폴드부
37a : 배기공
40 : 가스버너
50 : 급기팬설치함
51 : 급기팬
60 : 혼합열풍공급덕트

Claims (6)

  1. 상하부가 관통형성되는 연소실외함(10);
    상기 연소실외함(10) 내에 설치되고 상하부가 관통형성되는 연소실가이드(20);
    상기 연소실가이드(20) 내에 양측이 이격되게 설치되고 전방에는 버너설치부(31)가 상기 연소실가이드(20)와 상기 연소실외함(10)을 관통하여 돌출되며 상측에는 연소가스배기관(33)이 연결되는 연소실(30);
    상기 연소실(30)의 버너설치부(31)에 연결되고 상기 연소실(30) 내로 화염을 수평방향으로 제공하는 가스버너(40);
    상기 연소실외함(10)의 하측에 구비되고 내부에는 외부로부터 공기를 강제흡인하여 상기 연소실가이드(20) 내로 공급하는 급기팬(51)이 구비되는 급기팬설치함(50); 및
    상기 연소실외함(10)의 상단과 도장부스를 연결하고 상기 연소실(30)을 통한 간접 열교환에 의해 가열된 열풍과 상기 가스버너(40)의 화염에 의해 직화식으로 가열된 연소가스가 혼합되어 도장부스 내로 공급되도록 하는 혼합열풍공급덕트(60)를 포함하는 도장부스용 열풍공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연소실가이드(20)는 상부방향으로 수직으로 평행하게 연장되다가 상단으로 갈수록 점점 좁아지는 육각형 황단면을 가지는 것을 특징으로 하는 도장부스용 열풍공급장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연소실(30)은 정육각형 황단면을 가지는 것을 특징으로 하는 도장부스용 열풍공급장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 연소가스배기관(33)은 상기 연소실(30)의 상측에 연결되는 수직배기관부(35)와, 일단은 상기 수직배기관부(35)의 상측에 수평으로 연결되고 타단은 폐쇄되며 상부면에는 다수의 배기공(37a)이 일정간격으로 이격형성되는 수평매니폴드부(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장부스용 열풍공급장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연소가스배기관(33)의 수직배기관부(35)는 상기 연소실(30)의 입구측 상단에 연결되는 것을 특징으로 하는 도장부스용 열풍공급장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 수평매니폴드부(37)는 정육각형 황단면을 가지는 것을 특징으로 하는 도장부스용 열풍공급장치.
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