KR20170022566A

KR20170022566A - 대형 구조물용 도장 건조장치

Info

Publication number: KR20170022566A
Application number: KR1020150117708A
Authority: KR
Inventors: 강희찬; 김형복
Original assignee: 군산대학교산학협력단; 씨엠텍 주식회사
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2017-03-02

Abstract

본 발명에 의하면, 선체 블록에 직접 열풍을 분사하여 표면의 도장을 건조하는 장치로서, 뜨거운 공기를 생산하여 방출하는 열풍기(110); 상기 열풍기에서 방출되는 열풍을 건조 대상물의 내부 공간까지 안내하기 위한 송풍관(120); 및 열풍이 방출되는 배기 노즐(160)을 구비하고 상기 송풍관의 하류측 끝단에 결합되는 노즐 유닛(130)을 포함하는 도장 건조장치가 제공된다.

Description

대형 구조물용 도장 건조장치 {APPARATUS FOR PAINT DRYING OF LARGE PLANT STRUCTURE}

본 발명은 선체 블록과 같은 대형 구조물의 내부 도장을 건조하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형 선박은 지상에서 미리 제조된 조선 블록들을 도크에서 조립하는 방식으로 건조된다. 이러한 조선 블록은 외판에 횡격벽, 종격벽, 스티프너, 웹 프레임 등을 용접한 후 도장 과정을 거쳐서 제조되는데, 선박 건조 시간을 줄이기 위해서는 도장의 신속한 건조가 요구된다. 특히 블록의 외부 도장에 비해 내부 도장의 건조에 많은 시간이 소요되기 때문에 내부 도장이 신속하게 건조될 필요가 있다.

조선 블록에 대한 종래의 도장 건조는 난방 덕트가 전체적으로 설치된 작업장의 내부 공간에서 난방 덕트를 통해 배출되는 열풍을 이용하여 이루어지고 있는데, 이러한 종래의 도장 건조 방식은 신속한 도장 건조에 한계가 있을 뿐만 아니라 에너지 효율이 떨어지기 때문에 시간과 비용 측면에서 문제가 있다.

조선 블록은 일반 구조물에 비하여 규모가 크고 형상이 매우 다양하다. 도장 대상인 공간은 대부분 4면 내지 6면이 연결된 철판으로 구성되어 있다. 따라서 도장 대상물은 한 면이 개방되어 있거나 모든 면이 패쇄된 경우도 있다. 일반적으로 대상물의 격실의 한 변의 길이는 3m 내외가 가장 많다. 따라서 이러한 규격에 적합한 도장 전용 건조장치의 고안이 필요하다.

본 발명의 목적은 조선 블록과 같은 대형 구조물의 내부 도장을 높은 효율로 건조시킬 수 있는 건조장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

선체 블록에 직접 열풍을 분사하여 표면의 도장을 건조하는 장치로서, 뜨거운 공기를 생산하여 방출하는 열풍기(110); 상기 열풍기에서 방출되는 열풍을 건조 대상물의 내부 공간까지 안내하기 위한 송풍관(120); 및 열풍이 방출되는 배기 노즐(160)을 구비하고 상기 송풍관의 하류측 끝단에 결합되는 노즐 유닛(130)을 포함하는 대형 구조물용 도장 건조장치가 제공된다.

상기 노즐 유닛(130)은 방사상으로 배치되는 다수의 배기관(150)을 더 구비하며, 상기 다수의 배기관(150) 각각의 끝단에 상기 배기 노즐이 설치될 수 있다.

상기 배기관(150)은 상기 배기 노즐의 방향을 조절하기 위한 배기 방향 조절 구조를 더 구비할 수 있다.

상기 배기 방향 조절 구조는 상기 배기관의 적어도 일부에 형성된 주름관일 수 있다.

상기 노즐 유닛은 상기 송풍관과 결합되고 상기 배기관이 연결되는 몸체부(140)를 더 구비하며, 상기 배기 방향 조절 구조는 상기 몸체부와 상기 배기관을 연결하는 볼 조인트일 수 있다.

상기 배기관은 길이 조절이 가능한 것일 수 있다.

상기 배기관은 길이 조절이 가능하게 다단으로 이어진 다수의 단위 연결관(251, 252, 253)을 구비할 수 있다.

상기 대형 구조물용 도장 건조장치는 상기 건조 대상물의 내부 공간의 공기를 상기 열풍기로 유입시키기 위한 흡기관(190)을 더 포함할 수 있다.

상기 대형 구조물용 도장 건조장치는 상기 흡기관에 연결되고 상기 송풍관과 일체로 결합되는 흡기부(391)를 더 포함하며, 상기 흡기부(391)에는 다수의 흡기구(392)가 마련될 수 있다.

상기 배기 노즐의 내경은 9cm 내지 15cm일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 대형 구조물용 도장 건조장치를 이용한 도장 방법으로서, 상기 배기 노즐과 상기 건조 대상물의 내부 벽면 사이의 거리가 상기 배기 노즐의 직경의 7 내지 8배인 상태에서 열풍이 방출되는 것을 특징으로 하는 도장 건조방법이 제공된다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재된 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 대형 구조물의 내부에서 열풍을 직접 방출하여 내부 도장을 건조하므로 신속한 건조가 가능하고 에너지 효율이 현저하게 향상된다.

또한, 방사상으로 열풍을 배출하고 배출 방향을 조절할 수 있는 다수의 배기관을 구비하는 노즐 유닛을 포함하므로, 내부 도장에 대한 더욱 신속한 건조가 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 구조물용 도장 건조장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 노즐 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 1에서 배기 노즐과 건조 대상 벽면을 함께 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기관을 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대형 구조물용 도장 건조장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6은 배기 노즐과 건조 대상 벽면 사이의 거리에 따른 열전달계수 변화 그래프이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 구조물용 도장 건조장치(이하, '도장 건조장치'라 약칭함)의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 내부 도장 건조장치(100)는 뜨거운 공기를 생산하여 방출하는 열풍기(110)와, 열풍기(110)에서 방출되는 뜨거운 공기를 건조 대상물(B)까지 안내하는 송풍관(120)과, 송풍관(120)의 끝단에 연결되고 건조 대상물(B) 내에서 건조용 열풍을 배출하는 노즐 유닛(130)과, 건조 대상물(B)의 내부 공기를 열풍기(110)로 안내하는 흡기관(190)을 포함한다. 본 실시예에서 건조 대상물(B)인 대형 구조물은 조선 블록인 것으로 설명하는 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 다른 대형 플랜트 구조물 등일 수 있다.

열풍기(110)는 뜨거운 공기를 생산하여 방출하는 통상적인 열풍기로서, 예를 들어 긴 원통 형상으로 이루어지는 외통과, 상기 외통의 내부에 설치되는 노통과, 상기 노통의 한쪽 끝 부분에 연결되는 버너와, 상기 버너의 후방에 장착되는 버너용 송풍 팬과, 상기 버너 후방에 설치되어서 버너에 의해 발생하는 열을 외부로 방출하는 열풍용 송풍팬과, 상기 열풍용 송풍 팬을 작동시키는 모터 등으로 구성될 수 있는데, 이러한 구성은 열풍기(110)의 한 예에 불과한 것으로서 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 열풍기(110)는 생산된 뜨거운 공기를 방출하는 방출구(111)와, 외부의 공기가 유입되는 유입구(112)를 구비한다. 방출구(111)에는 송풍관(120)이 연결되고, 유입구(112)에는 흡기관(190)이 연결된다.

송풍관(120)은 열풍기(110)에서 방출되는 열풍을 건조 대상물(B)의 내부 공간까지 안내하는 것으로서, 송풍관(120)의 상류측 끝단에는 열풍기(110)의 방출구(111)가 결합되고, 송풍관(120)의 하류측 끝단에는 노즐 유닛(130)이 결합된다. 송풍관(120)은 유연한 재질로 이루어져서 노즐 유닛(130)의 위치를 자유롭게 조절할 수 있다.

도 2에는 노즐 유닛(130)이 사시도로서 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 함께 참조하면, 노즐 유닛(130)은 송풍관(120)과 결합되는 몸체부(140)와, 몸체부(140)에 결합되는 다수의 배기관(150)과, 다수의 배기관(150) 각각의 끝단에 결합되는 배기 노즐(160)을 구비한다. 노즐 유닛(130)은 건조 대상물(B)의 내부에 위치하여 내부 도장의 건조를 위한 열풍을 방출한다.

몸체부(140)는 송풍관(120)의 하류측 끝단에 결합되고, 송풍관(120)을 통해 이송된 열풍을 다수의 배기관(150) 각각으로 분배한다.

다수의 배기관(150) 중 하나는 몸체부(140)로부터 하방으로 연장되고, 나머지는 몸체부(140)로부터 방사상 형태로 배치된다. 즉, 다수의 배기관(150)은 방사상 형태로 배치되고, 나머지 배기관(150)은 방사상으로 배치되는 배기관들과 직각을 이루는 방향으로 연장된다. 배기관(150) 각각의 끝단에는 열풍이 최종적으로 배출되는 배기 노즐(160)이 설치된다. 배기관(150) 각각은 배기 노즐(160)의 방향을 조절할 수 있도록 구성되는데, 본 실시예에서는 배기관(150)의 적어도 일부가 주름관(자바라 방식)으로 형성되어서 열풍이 배출되는 방향을 조절할 수 있는 것으로 설명한다. 열풍의 배출 방향 조절을 위하여 본 실시예에서는 배기관(150)의 적어도 일부가 주름관으로 형성되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 가능한 다른 모든 방식(예를 들면 배기관(150)과 몸체부(140)가 볼조인트로 결합)이 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 발명에서는 이러한 주름관과 같이 열풍의 배출 방향을 조절하기 위한 구조를 '배기 방향 조절 구조'라 정의한다.

본 실시예에서는 방사상으로 배치되는 배기관(150)이 4개인 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 3개 이상인 것이 바람직하다.

배기 노즐(160)은 배기관(150)의 끝단에 결합되어서 도장 건조를 위한 열풍을 방출한다. 건조 대상물(B)에 전달되는 열전달량을 고려할 때, 배기 노즐(160)의 직경(도 3의 D)에 대한 배기 노즐(160)과 건조 대상 벽면(B1) 사이의 거리(도 3의 L)는(즉, L/D는) 7 내지 8인 것이 바람직하며, 7.8인 것이 가장 바람직하다. 이는 도 6에 도시된 배기 노즐(160)과 건조 대상 벽면(B1) 사이의 거리에 따른 열전달계수 변화 그래프를 통해 알 수 있다. 도 6의 그래프의 데이터는 주변 온도는 10℃, 목표온도는 12℃, 가열 면적은 1m 반지름의 원, 가열 대상 벽 두께는 0.025m인 경우에 대한 결과를 보여주는 것이다.

도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기관(250)이 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 배기관(250)은 길이 조절이 가능하게 다단으로 이어진 다수의 단위 연결관(251, 252, 253)과, 다수의 단위 연결관(251, 252, 253)의 끝단에 연결되는 주름관(254)을 구비한다. 주름관(254)의 끝단에 배기 노즐(160)이 결합된다. 다수의 단위 연결관(251, 252, 253)과 같은 길이 조절 구조에 의해 건조 대상 벽면(B1)과의 거리가 용이하게 조절될 수 있다. 주름관(254)에 의해 열풍의 배기 방향도 함께 조절될 수 있다. 그에 따라 열풍의 방출 방향과 건조 대상 벽면과의 거리를 모두 조절할 수 있게 된다.

흡기관(190)은 건조 대상물(B)의 내부 공간의 공기를 열풍기(110)로 유입시키기 위한 것으로서, 흡기관(190)와 상류측 끝단에는 열풍기(110)의 유입구(112)가 결합된다. 흡기관(190)은 유연한 재질로 이루어져서 흡기관(190)의 하류측 끈단의 위치를 자유롭게 조절할 수 있다. 건조 대상물(B)의 내부 공간의 따뜻한 공기가 열풍기(110)로 제공되어서 재사용되므로, 열효율이 현저하게 향상된다.

도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대형 구조물용 도장 건조장치의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 내부 도장 건조장치(300)는 뜨거운 공기를 생산하여 방출하는 열풍기(110)와, 열풍기(110)에서 방출되는 뜨거운 공기를 건조 대상물(B)까지 안내하는 송풍관(120)과, 송풍관(120)의 끝단에 연결되고 건조 대상물(B) 내에서 건조용 열풍을 배출하는 노즐 유닛(130)과, 건조 대상물(B)의 내부 공기를 열풍기(110)로 안내하는 흡기관(190)과, 흡기관(190)의 끝단에 연결되는 흡기부(391)을 포함한다. 흡기부(391)를 제외한 나머지 구성은 도 1에 도시된 것과 동일하므로 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다. 흡기부(391)는 흡기관(190)의 끝단에 연결되며 송풍관(120)에 일체로 결합된다. 흡기부(391)에는 다수의 흡기구(392)가 마련된다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 내부 도장 건조장치 110 : 열풍기
111 : 방출구 112 : 유입구
120 : 송풍관 130 : 노즐 유닛
140 : 몸체부 150 : 배기관
160 : 배기 노즐 190 : 흡기관
250 : 배기관 251, 252, 253 : 단위 연결관

Claims

선체 블록에 직접 열풍을 분사하여 표면의 도장을 건조하는 장치로서,
뜨거운 공기를 생산하여 방출하는 열풍기(110);
상기 열풍기에서 방출되는 열풍을 건조 대상물의 내부 공간까지 안내하기 위한 송풍관(120); 및
열풍이 방출되는 배기 노즐(160)을 구비하고 상기 송풍관의 하류측 끝단에 결합되는 노즐 유닛(130)을 포함하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐 유닛(130)은 방사상으로 배치되는 다수의 배기관(150)을 더 구비하며,
상기 다수의 배기관(150) 각각의 끝단에 상기 배기 노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 2에 있어서,
상기 배기관(150)은 상기 배기 노즐의 방향을 조절하기 위한 배기 방향 조절 구조를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 3에 있어서,
상기 배기 방향 조절 구조는 상기 배기관의 적어도 일부에 형성된 주름관인 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 3에 있어서,
상기 노즐 유닛은 상기 송풍관과 결합되고 상기 배기관이 연결되는 몸체부(140)를 더 구비하며,
상기 배기 방향 조절 구조는 상기 몸체부와 상기 배기관을 연결하는 볼 조인트인 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 2에 있어서,
상기 배기관은 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 6에 있어서,
상기 배기관은 길이 조절이 가능하게 다단으로 이어진 다수의 단위 연결관(251, 252, 253)을 구비하는 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 건조 대상물의 내부 공간의 공기를 상기 열풍기로 유입시키기 위한 흡기관(190)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 8에 있어서,
상기 흡기관에 연결되고 상기 송풍관과 일체로 결합되는 흡기부(391)를 더 포함하며,
상기 흡기부(391)에는 다수의 흡기구(392)가 마련되는 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 1에 있어서,
상기 배기 노즐의 내경은 9cm 내지 15cm인 것을 특징으로 하는 대형 구조물용 도장 건조장치.
청구항 1에 기재된 대형 구조물용 도장 건조장치를 이용한 도장 건조방법으로서,
상기 배기 노즐과 상기 건조 대상물의 내부 벽면 사이의 거리가 상기 배기 노즐의 직경의 7 내지 8배인 상태에서 열풍이 방출되는 것을 특징으로 하는 도장 건조방법.