KR100812924B1 - 선박 도색용 열풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열풍기에 관한 것으로서, 과열방지기능을 구비하고 자동 또는 수동모드로 운전이 가능하며, 실내 또는 작업장 내의 온도 및 습도조절이 자유로운 선박 작업용 열풍기에 관한 것이다.

본 발명에서는 선박의 도색 작업 등을 위하여 공기를 가열하여 공급하기 위한 열풍기에 있어서, 열풍기의 기본 골격을 이루는 본체, 상기 열풍기의 한쪽에 마련되는 것으로서, 입구 측에 마련되는 필터, 상기 필터를 통과하는 공기를 가열하기 위하여 히터박스에 내장되는 전기히터, 상기 히터박스에 장착되는 저온용 서모스탯 및 고온용 서모스탯을 포함하여 구성되는 히터 유닛, 상기 히터 유닛과 연결되는 것으로서, 가열된 공기를 토출하는 통로인 토출부, 상기 토출부에 가열된 공기를 강제 송풍하기 위한 송풍기 팬 및 상기 송풍기 팬에 회전력을 부여하기 위한 구동모터를 포함하여 구성되는 송풍기 유닛, 상기 히터 유닛과 송풍기 유닛에 연결되어 상기 히터 유닛과 송풍기 유닛의 작동을 제어하는 제어부, 상기 본체의 필터 측에 마련되는 습도센서 및 상기 제어부에 연결되는 습도조절기를 포함하여 구성되는 습도조절 유닛, 상기 히터 유닛의 출구 측에 마련되어 가열된 공기의 온도를 측정하기 위한 열전대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박 도색용 열풍기를 제공한다.

본체, 전기히터, 핀히터, 히터군, 열전대, 서모스탯, 필터, 히터 유닛, 토출부, 임펠러, 구동모터, 송풍기 유닛, 전자밸브, 제어부, 습도센서, 습도조절기, 습도조절 유닛, 공기압축기, 공기 공급기

Description

선박 도색용 열풍기 {Heater for ship painting}

도 1은 종래의 선박도색용 건조장치의 일예를 나타내는 도면.

도 2a 내지 도 2e 는 본 발명의 선박 도색용 열풍기의 평면도, 정면도, 배면도, 좌측면도 및 우측면도.

도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 히터 히터 유닛의 평면도, 정면도, 좌측면도 및 우측면도.

도 4a 내지 도 4d 는 본 발명의 제어부의 평면도, 정면도, 배면도 및 좌측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 열풍기 110: 본체

120: 제어부 121: 계기판

126a,126b: 온도조절기 127: 습도조절기

127a: 습도센서 140: 히터박스

141: 열전대 142: 전자밸브

143,144: 서모스탯 146: 히터군

146a: 핀히터 148: 필터

160: 구동모터 168: 토출부

본 발명은 선박 도색용 열풍기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도조절이 용이하고, 무인 환경에서의 운전이 안전하며, 온·습도조절이 용이하며, 가열 공기의 토출량 조절 등이 용이한 개선된 선박용 열풍기에 관한 것이다.

선박의 건조 공정은 최종적으로 선박의 외면뿐 아니라 내외부 구성부분에 대한 도장공정에 의하여 완성되는데, 강판의 선박용 외판 등에 도색작업을 하는 경우에는 도색 작업을 위한 최적의 온도 및 습도 조건을 만족시켜야 한다. 왜냐하면 강판제품의 물리적 특성 및 페인트 제품의 물리·화학적 특성에 따라 가장 우수한 도색효과를 발휘하는 최적의 조건이 존재하기 때문이다.

종래의 선박 도색용 건조장치는 주로 화석연료인 보일러 기름이나 가스 등을 이용하는 경우와 전기를 이용하는 경우가 있는데, 요즘에는 주로 환경적인 측면에서 전기를 이용하는 전기히터방식을 채택하는 경우가 늘고 있다. 도 1은 종래의 선박도색용 건조장치의 일예를 나타내는 도면이다. 상기 선박 도색용 건조장치(11)는 실용신안등록 제229848호에 개시된 것으로 그 주요구성을 살펴보면, 가스연료를 사용하는 버너(8)와, 연소배출구(2)를 가지며 버너(8)에서 가열된 열을 교환시키는 열발생통(6)과, 상기 열발생통(6)의 외측에 형성되며 열발생통(6)의 외측면을 통해 전달되는 열이 인입되는 공기를 데우도록 일정간격을 두고 감싸게 형성된 열교환통(16)과, 상기 열교환통(16)의 상부 측에 설치되며 강제적으로 외부의 공기를 흡 입시키도록 구동모터(4)에 의해 회전되는 송풍기(14)와, 상기 송풍기에 의해 공급되어 데워진 공기를 원활하게 배출시키도록 형성된 건조배출구(12)와, 상기 건조배출구(12)의 과열을 방지하도록 설치된 온도감지기(13)와, 선박 내부에서 이동이 용이하도록 하부 측에 이동용 바퀴(10)로 구성된다. 이러한 종래의 선박 도색용 건조장치는 작업장 내의 온도 및 습도에 따라 적절한 대응이 어렵고 단지 실내온도를 높이거나 도장할 선박용 강판의 온도를 높이는 기능에 국한되어 작업효율이 낮으며, 작업자가 항시 작업장에서 대기해야 한다는 단점이 있다. 또한 종래의 선박 도색용 건조장치들은 상황에 따라 온도 및 공기 토출량 등의 적절한 온도조절이 어렵고 과열되기 쉬운 문제들이 있었다. 더구나 도색작업에 필요한 최적의 습도조건을 유지하기가 어렵다는 문제가 있었다. 대한민국 특허청에 2001년 3월 16일자로 출원된 출원번호 제10-2002-13788호 "가습기를 구비한 열풍기"에서는 실내의 습도조건을 유지하기 위하여 습도센서 및 가습기를 구비한 열풍기의 개념에 관하여 개시하고 있으나, 이는 주로 건조한 기후에 대비한 가정 등의 실내 습도유지 효과를 위한 것으로서 그 기능이나 구성면에서 볼 때 선박용 강판 등의 도색 전 가열작업 등에 사용하기 어렵다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 선박 내부의 도색작업시 작업장 및 도장 피처리물의 특성을 감안하여 상황에 따라 온도 및 습도 제어가 용이하여 최적의 도장 효율을 달성할 수 있도록 개선된 선박 도색용 열풍기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공기의 가열속도가 탁월하며, 필요에 따라 가열 공기의 토출량 조절이 용이하며, 무인운전 환경에서도 안전하게 작동되도록 개선된 선박 도색용 열풍기를 제공하는 것이다.

본 발명에서는 전술한 목적을 달성하기 위하여, 선박의 도색 작업 등을 위하여 공기를 가열하여 공급하기 위한 열풍기에 있어서, 열풍기의 기본 골격을 이루는 본체, 상기 열풍기의 한쪽에 마련되는 것으로서, 입구 측에 마련되는 필터, 상기 필터를 통과하는 공기를 가열하기 위하여 히터박스에 내장되는 전기히터, 상기 히터박스에 장착되는 저온용 서모스탯 및 고온용 서모스탯을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히터 유닛, 상기 히터 유닛과 연결되는 것으로서, 가열된 공기를 토출하는 통로인 토출부, 상기 토출부에 가열된 공기를 강제 송풍하기 위한 회전날개 및 상기 회전날개에 회전력을 부여하기 위한 구동모터를 포함하여 구성되는 송풍기 유닛, 상기 히터 유닛과 송풍기 유닛에 연결되어 상기 히터 유닛과 송풍기 유닛의 작동을 제어하는 제어부, 상기 본체의 필터 측에 마련되는 습도센서 및 상기 제어부에 연결되는 습도조절기를 포함하여 구성되는 습도조절 유닛, 상기 히터 유닛의 출구 측에 마련되어 가열된 공기의 온도를 측정하기 위한 열전대를 포함하여 구성되는 선박 도색용 열풍기를 제공한다.

여기서, 상기 전기히터는 상하로 서로 평행하게 배열되는 다수의 핀히터로 이루어지는 히터군이 공기의 유동방향을 따라 다수개 배치되어 구성되는 것이 바람 직하다.

상기 제어부와 상기 전기히터 사이 및 상기 제어부와 상기 구동모터 사이에는 타이머가 연결되는 것이 바람직하다.

상기 제어부에는 예약운전 기능을 위한 스위치가 마련되어 익일 가동시간을 예약할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 히터박스에는 전기히터를 냉각하기 위하여 외부의 공기 압축기에 연결되는 공기 공급기가 마련되고 상기 공기 공급기는 전자밸브에 연결되어 작동되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리를 상세하게 설명한다. 도 2a 내지 도 2e 는 본 발명의 선박 도색용 열풍기의 평면도, 정면도, 배면도, 좌측면도 및 우측면도이고, 도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 히터 히터 유닛의 평면도, 정면도, 좌측면도 및 우측면도이며, 도 4a 내지 도 4d 는 본 발명의 제어부의 평면도, 정면도, 배면도 및 좌측면도이다.

본 발명의 열풍기(100)는 기본적으로 장치의 골격을 이루는 본체(110), 상기 본체의 한쪽에 위치하는 히터 유닛(Heater unit), 상기 히터 유닛에 연결되는 송풍기 유닛(Blower unit), 상기 히터 유닛 및 상기 송풍기 유닛의 제어를 위한 제어부(120), 작업장 내의 습도를 조절하기 위한 습도조절 유닛 및 가열된 공기의 토출온도를 측정하기 위한 열전대(141)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(110)는 상기 히터 유닛과 송풍기 유닛이 장착되는 베이스 프레임(110a) 및 측면 프레임(110b)으로 구성되며, 상기 베이스 프레임(110a)의 하단에 는 이동을 위한 대차 바퀴(112)가 설치된다.

상기 히터 유닛은 외부에서 흡인되는 공기를 가열하기 위한 것으로서, 공기가 유입되는 입구 측에 필터(148)가 위치하며, 상기 필터(148)를 통과한 공기는 전기히터(146)가 내장되는 히터박스(140) 내로 유도된다. 전기히터(146)는 도 3c에 도시한 것처럼, 다수의 개별 핀히터(146b)가 상하로 배치되어 히터군(146a)을 이룬다. 상기 히터군(146a)은 공기의 유동방향을 따라서 다수개가 마련되는데, 본 실시예에서는 4개의 히터군(146a)을 배치하였다. 따라서, 필터(148)를 거쳐 유입되는 공기가 4개의 연속적인 히터군(146a)을 통과하면서 차례로 추가 가열되는 구조이다. 이러한 구조는 유입되는 공기의 가열을 단계적으로 수행하므로 가열효율이나 열효율 면에서 우수한 장점이 있다. 또한 후술할 제어부에 각 히터군(146a)이 별개로 연결되므로 각 히터군(146a) 별로 제어가 가능하여 공기의 가열온도조절 및 전기히터(146)의 제어가 용이하다는 장점이 있다. 각 히터군(146a)은 케이블(123)에 의하여 제어부(120)에 연결된다. 미설명 부호 147은 히터박스(140)의 도어락이고, 148a는 필터의 커버이며, 124a 는 전기히터(146)의 케이블(124) 통과 구멍이다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 히터박스(140)에는 저온용 서모스탯(thermostat)(143)와 고온용 서모스탯(thermostat)(144)이 마련된다. 상기 저온용 서모스탯(143)은 미리 설정된 온도 이상에서 송풍기 유닛의 팬(미도시)을 작동시키기 위한 것이고, 상기 고온용 서모스탯(144)은 전기히터(146)의 과열을 방지하기 위한 것이다. 예를 들면, 저온용 서모스탯(143)은 히터박스(140) 내의 온도가 45 ℃ 이상이면 송풍기의 팬을 회전시키는 역할을 하며, 고온용 서모스탯(144)은 히터박스(140) 내부의 온도가 170 ℃ 이상이면 전기히터(146)의 전원을 차단하는 역할을 하게 되는 것이다. 따라서, 이러한 서모스탯(143,144)은 열풍기(100)의 과열을 방지하여 무인환경하에서도 안전한 운전이 가능하도록 한다. 상기 히터박스(140)의 출구 측에는 토출되는 가열 공기의 온도를 측정하기 위한 열전대(thermocouple)(141)가 장착된다. 상기 히터 유닛의 출구 측에는 후술할 송풍기 유닛과의 연결을 위한 플랜지부(145)가 형성된다.

상기 히터박스(140)의 전기히터(146)는 후술할 제어부(120)의 조작에 의하여 24시간 무인운전 또는 수동운전이 가능한데, 정전과 같은 비상시에는 가열된 전기히터(146)의 잔열을 냉각시킬 필요가 있다. 정전 등의 경우에 송풍기 유닛의 작동이 정지되므로 높은 온도로 가열된 전기히터(146)를 냉각하기 위하여 상기 히터박스(140) 내부로 외부의 압축 공기 등을 공급하기 위한 공기공급기(미도시)를 설치한다. 상기 공기 공급기는 전자밸브(142)에 의하여 단속되도록 구성된다. 따라서, 평상시에는 전자밸브(142)가 닫혀 있다가 정전 등의 경우에는 전자밸브(142)가 열리고 외부의 공기 압축기 등으로부터 냉각용 공기가 히터박스(140) 내부로 공급되는 것이다. 상기 공기 공급기는 외부의 공기 압축기에 호스로 연결된 노즐 타입으로 할 수 있으며, 상기 노즐의 공기 유로는 전자밸브(142)에 의하여 단속되도록 할 수 있다. 즉, 평상시에는 노즐의 유로가 전자밸브(142)에 의하여 닫혀 있다가 정전시에는 전자밸브(142)가 열리면서 노즐의 유로를 개방하게 되는 것이다.

송풍기 유닛은 가열된 공기를 작업 대상물 또는 작업장 내의 실내로 토출하기 위한 것으로서, 상기 히터 유닛과 주름관 등의 연결관(165)에 의하여 연결된다. 가열된 공기는 송풍기 팬(미도시)의 회전력에 의하여 흡인되어 덕트 형상으로 된 토출부(168)를 통하여 외부로 배출된다. 송풍기 팬은 구동모터(160)와 벨트(162)로 연결되어 회전하도록 구성될 수 있다. 도면에서 미설명부호 161은 벨트 풀리이고, 163은 송풍기 팬의 케이싱이며, 167은 회전축이며, 169는 베어링이며, 170은 방진패드이다. 상기 송풍기 팬(미도시)은 상기 송풍기 팬의 케이싱(163) 내부에 위치한다.

상기 제어부(120)는 상기 히터 유닛과 송풍기 유닛에 연결되어 열풍기(100)의 작동을 제어한다. 상기 제어부(120)의 계기판(121)에는 다수의 조작 스위치가 마련되는데, 각 스위치의 용도는 다음과 같다. 도면부호 126a 및 126b 는 온도조절기이고, 127은 습도조절기, 128은 비상정지 스위치, 129는 예약운전 스위치, 130은 자동/수동 모드 선택 스위치, 131a는 송풍기 팬 시동 스위치, 131b 는 송풍기 팬 정지 스위치, 132는 전기히터 리셋 스위치, 133은 전기히터 작동 스위치이다. 도면에서 미설명 부호 122는 제어부 측면 도어, 122a 는 측면 도어락, 123 은 제어부 상부 도어, 123a 는 상부 도어락, 125는 케이블 커넥터이다.

상기 습도조절기(127)는 도색 작업에 최적의 환경조건을 유지하기 위한 것으로서, 실내 작업장 내의 습도를 도색 작업에 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 것이다. 즉, 히터 유닛의 입구 측에 제어부(120)와 연결되는 습도센서(127a)를 장착하고 여기서 측정되는 상대습도 수치에 따라 제어부(120)가 전기히터(146) 및 구동모터(160)를 작동시켜 상대 습도를 조절하게 된다. 선박 건조는 주로 습도가 높은 해안가의 작업장에서 이루어지게 되므로 습도조절은 도색 작업의 성패에 큰 영향을 미치게 되는데, 본 발명의 습도조절기(127)와 습도센서(127a)를 적용하면 이러한 작업장의 상대습도를 조절할 수 있게 되어 도장 효율이 향상된다. 제어부(120)에 연결되는 습도조절기(127)는 습도센서(127a)에서 측정한 상대습도의 수치에 따라 열풍기(100)를 가동하여 습도조절기(127)에 입력된 상대습도 수치에 도달할 때까지 열풍기(100)가 운전되도록 한다. 일단 원하는 상대습도 수치에 도달하면 제어부(120)가 전기히터의 가열량 및 송풍기 팬의 속도를 적절히 제어하면서 등온 및 등습도 상태를 유지하게 되는 것이다.

상기 제어부(120)와 상기 전기히터(146) 사이 및 상기 제어부(120)와 상기 구동모터(160) 사이에는 별도의 타이머(미도시)가 연결되어 제어부(120)의 조작에 의하여 전기히터(146) 및 구동모터(160)의 운전시간을 조절할 수 있다. 즉, 전기히터(146)는 송풍기 팬이 돌기 시작한 후 약 5분 정도가 지난 후에 작동되는 것이 바람직한데, 이 경우 상기 전기히터(146)와 송풍기 팬의 시간차 운전을 위하여 타이머를 설정하게 되는 것이다. 또한, 상기 제어부(120)에는 전술한 예약운전 스위치(129)가 마련되므로, 상기 예약운전 스위치의 예약운전 시간을 설정하게 되면 정해진 시간에 열풍기(100)의 운전을 개시할 수 있게 된다. 즉, 전날 작업을 마치고 퇴근하면서 익일 작업시간 전보다 약 2시간 정도 빠르게 예약운전을 설정하면 작업장의 습도나 온도가 미리 도색 작업에 적절한 상태로 조절되어 작업자는 출근하자마자 바로 선박의 도색 작업을 시작할 수 있게 되어 매우 효율적이며 경제적이다.

이제까지 기술한 본 발명의 열풍기(100)는 그 운영방식도 종래와는 다른데, 종래의 열풍기는 주로 히터의 뒤쪽에서 송풍 되는 공기가 히터를 거쳐 가열된 후 토출되는 방식이었으나, 본 발명의 열풍기(100)는 송풍기 유닛을 공기 유동로 상의 전기히터(146)의 후방에 배치한다는 점에서 차이가 있다. 즉, 송풍기 팬의 회전으로 인하여 공기가 흡인되어 필터(148) 및 다단의 전기히터(146)를 차례로 통과한 후 토출부(168)를 따라 토출되는 구조이다. 이러한 구조는 공기 가열시 가열효율면에서 훨씬 우수하다는 장점이 있는 것이다.

본 발명의 선박 건조용 열풍기는 다단으로 이루어진 히터군으로 인하여 열효율이 높고, 각 히터군을 제어부에서 별개로 조절 가능하므로 하나의 전기히터로 다양한 온도 범위대로 공기를 가열할 수 있다는 장점이 있으며, 아울러 저온용 서모스탯 및 고온용 서모스탯과 열전대를 사용함으로써 전기히터의 과열을 방지하고 안전한 운전이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 정전 등의 경우에는 외부의 압축공기를 이용하여 자동으로 전기히터의 높은 잔열을 냉각시켜 줄 수 있으므로 기기의 안정성 면에서 매우 우수하며, 따라서 무인환경의 운전이 가능하다는 장점이 있다.

아울러, 본 발명의 열풍기는 선박의 도색 작업에서 가장 중요한 요소 중의 하나인 작업장 내의 상대습도를 정확히 조절할 수 있게 함으로써 도색 공정의 효율을 향상시키고 우수한 품질의 도색결과를 획득할 수 있다는 장점이 있다.

게다가 본 발명의 열풍기는 송풍기 팬을 전기히터 후방에 위치시켜 팬의 가동으로 공기를 전기히터 쪽으로 가열한 후 송풍기를 거쳐 토출시키므로 가열효율 및 연절달 효율이 매우 우수하다는 장점이 있다.

또한, 예약운전이 가능하므로 도색 작업자는 도색작업을 위한 최적의 작업환경이 셋팅된 상태에서 출근하자마자 바로 작업을 개시할 수 있으므로 시간효율이 극대화 되고 생산성이 향상되게 된다.

Claims (5)

1. 선박의 도색 작업 등을 위하여 공기를 가열하여 공급하기 위한 열풍기에 있어서,

   열풍기의 기본 골격을 이루는 본체;

   상기 열풍기의 한쪽에 마련되는 것으로서, 입구 측에 마련되는 필터, 상기 필터를 통과하는 공기를 가열하기 위하여 히터박스에 내장되는 전기히터, 상기 히터박스에 장착되는 저온용 서모스탯 및 고온용 서모스탯을 포함하여 구성되는 히터 유닛;

   상기 히터 유닛과 연결되는 것으로서, 가열된 공기를 토출하는 통로인 토출부, 상기 토출부에 가열된 공기를 강제 송풍하기 위한 송풍기 팬 및 상기 송풍기 팬에 회전력을 부여하기 위한 구동모터를 포함하여 구성되는 송풍기 유닛;

   상기 히터 유닛과 송풍기 유닛에 연결되어 상기 히터 유닛과 송풍기 유닛의 작동을 제어하는 제어부;

   상기 본체의 필터 측에 마련되는 습도센서 및 상기 제어부에 연결되는 습도조절기를 포함하여 구성되는 습도조절 유닛;

   상기 히터 유닛의 출구 측에 마련되어 가열된 공기의 온도를 측정하기 위한 열전대

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박 도색용 열풍기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전기히터는 상하로 서로 평행하게 배열되는 다수의 핀히터로 이루어지는 히터군이 공기의 유동방향을 따라 다수개 배치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 선박 도색용 열풍기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부와 상기 전기히터 사이 및 상기 제어부와 상기 구동모터 사이에는 타이머가 연결되는 것을 특징으로 하는 선박 도색용 열풍기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어부에는 예약운전 기능을 위한 스위치가 마련되어 익일 가동시간을 예약할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 선박 도색용 열풍기.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 히터박스에는 전기히터를 냉각하기 위하여 외부의 공기 압축기에 연결되는 공기 공급기가 마련되고 상기 공기 공급기는 전자밸브에 연결되어 작동되는 것을 특징으로 하는 선박 도색용 열풍기.

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