KR100449315B1 - 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 본 발명의 근적외선 건조 시스템은, 일측에 입구가 형성되고, 타측에 출구가 형성되는 건조실; 상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩하는 대상물이송장치; 상기 건조실 내부에 설치되고, 근적외선을 발생하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터; 및 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 대상물 내의 수분 및 오일 성분을 매우 짧은 시간 내에 완전히 제거하여 건조시키는 것을 가능하게 하며, 설비의 설계가 자유롭고, 설비 제작비를 절감하며 히터 준비 시간이 짧고, 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하고, 근적외선 조사식이므로 히터에서 유해가스가 발생하지 않으며, 대상물에서 발생하는 유해가스의 배출이 용이하게 하여 환경 친화적인 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법에관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히터 냉각이 가능하고, 대상물의 온도를 감지하여 건조 정도를 판단할 수 있으며, 환경 친화적인 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 누수 여부 확인을 위한 내부 밀폐성을 확인하기 위하여 수몰 테스트를 거치는 경우나 습식 FLUX 도포방식의 히터나 에어컨의 열교환기, 즉 콘덴서류는 표면에 세밀한 주름이 많이 형성되어 있기 때문에 수중 테스트 후 또는 FLUX도포후 이들 수분을 인공적으로 건조하기 위하여 많은 시간이 소요되고, 완전 건조가 잘 이루어지지 않아서 제품의 품질에 문제가 발생하는 등 제품 생산에 많은 어려움이 있었다.
이러한, 건조가 필요한 각종 대상물에 존재하는 수분이나 오일 등을 보다 빨리, 보다 완전하게 건조하기 위하여 종래에는 전기 또는 연료를 이용하여 대상물에 열풍을 분사함으로써 건조시키는 열풍 건조 방식이 사용되었는 데, 이러한 열풍 건조 방식은, 열풍이 접촉하지 못하는 미세한 틈 사이의 수분과 오일을 잘 제거하지 못하고, 이러한 열풍 건조 방식은 열전달 방식이기 때문에 반드시 건조실을 반 또는 완전 밀폐시켜야 하는 조건이 필수적인 것으로 설비 설계상 건조실 내에 열을 보유하여야 하는 문제로 설비 제작비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 열풍 건조 방식은 최초 시동시 건조실 내부의 온도를 일정 온도로 상승시켜서 유지하여야 하기 때문에 건조실이 소정 온도로 상승하는 동안 준비시간이 많이 소요되고, 일정 온도로 유지하는 동안 대상물이 투입되지 않더라도 전기 및 연료를 항상 소모하여야 하는 문제점이 있었다.
특히, 연료를 이용한 열풍 건조 시스템은, 연료의 연소시 발생하는 각종 유해가스 및 건조시 발생하는 유해가스가 대상물은 물론, 사람에게도 악영향을 주어 환경을 오염시키고, 이에 따른 환경 정화설비를 추가로 설치하여야 하는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 제품을 이송하기 위한 종래의 생산라인을 이용하여 제품을 운반하는 동안 근적외선 히터로 강력한 방사 에너지를 대상물에 조사함으로써 대상물 내의 수분 및 오일 성분을 매우 짧은 시간 내에 완전히 제거하여 건조시키는 것을 가능하게 하는 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 열 전달 방식이 아니라 짧은 파장의 근적외선 조사 방식이기 때문에 건조실의 개방성이 높아서 설비의 설계가 자유롭고, 설비 제작비를 크게 절감할 수 있으며, 전기로 히터를 가동시키기 때문에 히터 준비 시간이 짧고, 대상물이 히터에 근접할 때만 히터를 가동시켜서 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하는 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 근적외선 조사식이므로 히터에서 유해가스가 발생하지 않으며, 대상물에서 발생하는 유해가스의 배출을 용이하게 하여 환경 친화적인 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 근적외선 히터 모듈의 바람직한 일 실시예를 나타내는 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 1의 근적외선 건조 시스템의 제어부를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 근적외선 건조 시스템의 제어방법을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 근적외선 건조 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 6은 종래의 일반적인 건조 시스템과 본 발명의 근적외선 건조 시스템의 시간에 따른 건조율을 비교하여 나타내는 그래프이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 근적외선 건조 시스템은, 일측에 입구가 형성되고, 타측에 출구가 형성되는 건조실; 상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩하는 대상물이송장치; 상기 건조실 내부에 설치되고, 근적외선을 발생하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터; 및 비접촉식 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하기로 상기 근적외선 히터는, 상기 제어부와 연결된 파워드라이버가 각각 연결되어 근적외선을 발생시키는 다수개의 근적외선 램프; 상기 근적외선 램프의 착탈이 가능하도록 내부에 다수개의 램프홀더가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판이 조립되어 상기 근적외선 램프를 둘러싸는 형상의 하우징; 상기 하우징의 내면에 설치되어 상기 근적외선 램프에서 조사된 근적외선이 일방향으로 집중되도록 반사하는 반사판; 및 상기 하우징 내에 설치되어 상기 하우징에 전달되는 열을 외부로 방열시키도록 돌출부가 형성되는 보조방열판;을 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 근적외선 히터 모듈은, 파워드라이버가 각각 연결되어 근적외선을 발생시키는 다수개의 근적외선 램프; 상기 근적외선 램프의 착탈이 가능하도록 내부에 다수개의 램프홀더가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판이 조립되어 상기 근적외선 램프를 둘러싸는 형상의 하우징; 상기 하우징의 내면에 설치되어 상기 근적외선 램프에서 조사된 근적외선이 일방향으로 집중되도록 반사하는 반사판; 및 상기 하우징에 설치되어 상기 하우징에 전달되는 열을 외부로 방열시키도록 돌출부가 형성되는 보조방열판;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하기로 본 발명의 근적외선 히터 모듈은 하우징 내부온도 감지수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 송풍관으로 상기 하우징의 송풍구를 통해 차가운 공기를 하우징 내부로 불어넣고, 상기 하우징에 형성된 다수개의 송출구로 배출시켜서 하우징 내부의 온도를 냉각시키는 하우징냉각장치; 대상물의 크기에 따라 상기 하우징의 높이가 조절되도록 상기 하우징을 승하강시키는 하우징승하강장치; 상기 하우징의 전방에 설치되어 대상물의 건조를 돕고, 유해 가스를 배출시키도록 후방의 대상물을 향하여 공기를 분사하는 공기분사장치; 상기 하우징에 설치되고, 상기 히터 모듈의 내부 온도를 측정하여 상기 히터 모듈의 과열을 방지하도록 상기 제어부에 히터 모듈 온도신호를 인가하는 히터 모듈 온도감지수단; 및 상기 하우징에 설치되고, 건조 중에 대상물의 온도를 측정하여 최적의 건조가 이루어지도록 상기 제어부에 대상물온도신호를 인가하는 대상물온도감지수단;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 근적외선 건조 시스템의 제어방법은, 일측에 입구가 형성되고, 타측에 출구가 형성되는 건조실, 상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩하는 대상물이송장치, 상기 건조실 내부에 설치되고, 근적외선을 발생하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터 및 비접촉식 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터에 제어신호를 인가하는 제어부;를 구비하여 이루어지는 근적외선 건조 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 근적외선 히터의 조사량이나 조사시간 등 상기 제어부의 기준치를 설정하는 기준치 설정단계 및 대상물의 종류나 형태에 따라 상기 제어부로 상기 근적외선 히터의 조사 높이를 조절하는 히터 높낮이 조절단계로 이루어지는 준비단계; 상기 대상물이송장치의 대상물감지수단으로 대상물의 입력을 감지하는 대상물 입력 감지단계와, 입력이 감지된 상기 대상물에 근적외선이 조사되어 건조가 이루어지도록 히터가 가동되는 히터 가동 단계와, 상기 대상물이송장치의 대상물감지수단으로 조사를 마친 대상물의 출력을 감지하는 대상물 출력 감지단계로 이루어지는 건조 단계; 및 상기 비접촉식 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지한 상기 제어부가 상기 대상물이송장치를 제어하여 건조가 완료된 대상물을 상기 건조실로부터 외부로 언로딩하고, 미건조된 새로운 대상물을 건조실로 로딩하는 완료단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하기로 상기 히터 가동 단계는, 대상물의 온도를 비접촉식으로 감지하는 대상물 온도 감지 단계; 대상물을 조사하는 근적외선 히터 모듈 내부의 온도를 감지하는 히터 모듈 내부온도 감지 단계; 상기 제어부가 감지된 상기 대상물의 온도를 기준으로 대상물의 건조 정도를 판단하여 히터 모듈 내부에 장착된 다수개의 근적외선 램프들 중에서 필요한 램프만 작동되도록 상기 근적외선 램프의 파워드라이버에 제어신호를 인가하는 가동 히터 개수 조절 단계; 및 상기 제어부가감지된 상기 히터 내부 온도를 기준으로 히터 과열 정도를 판단하여 근적외선 히터 내부에 설치된 냉각장치에 제어신호를 인가하는 히터 및 히터 내부온도를 조절 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 근적외선 건조 시스템은, 크게 건조실(7)과, 대상물이송장치와, 근적외선 히터(1)와, 제어부(9)를 포함하여 이루어지는 구성이다.
즉, 상기 건조실(7)은, 일측에 입구가 형성되고, 타측에 출구가 형성되어 건조가 이루어지는 장소로서, 도시된 바와 같이 건조실(7) 내부의 열기를 외부로 배출하도록 통풍기(22)가 설치될 수 있다.
이러한, 상기 건조실(7)은 종래의 반 밀폐나 완전 밀폐되는 열풍 건조 방식의 건조실(7)과는 달리, 건조과정에서의 열풍을 이용한 열전달이 아닌 근적외선의 조사로 이루어지므로 열풍을 가둘 필요가 없기 때문에 상기 건조실(7)의 입구나 출구에 별도의 개폐장치가 불필요하고, 이러한 개방형 건조실(7)은 통풍이 원활하여 상기 통풍기(22)의 용량도 줄일 수 있다.
그러므로, 종래의 열풍방식의 건조실에 비하여 본 발명의 근적외선 건조 시스템의 건조실 제작비를 크게 낮출 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 상기 대상물이송장치는 상기 건조실(7)의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩하는 것으로서, 다양한 형태의 로딩 및 언로딩장치가 사용될 수 있으나, 기존의 제품 생산라인을 그대로 이용할 수 있도록 기존 제품 생산라인과 동일한 콘베어(8)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 콘베어(8)는 상기 건조실(7)을 관통하여 설치되는 것으로서, 상기 근적외선 히터(1) 조사 시작지점과 조사 끝지점에 각각 대상물(D)의 입출력을 감지할 수 있는 대상물감지수단이 설치된다.
여기서, 이러한 대상물감지수단은 대상물의 근접을 감시하는 매우 다양한 형태의 대상물 감지 센서(81)(접촉식 또는 비접촉식 광센서 등)가 사용될 수 있다.
따라서, 상기 대상물 감지 센서(81)는 후술될 상기 제어부(9)와 연결되는 것으로서, 상기 제어부(9)는 상기 대상물 감지 센서(81)로부터 상기 대상물(D)의 위치신호를 인가받아 상기 콘베어(8)에 제어신호를 인가하여 대상물(D)의 위치에 따라 상기 콘베어의 가동여부를 결정할 수 있다.
한편, 본 발명의 상기 근적외선 히터(1)는, 상기 건조실(7) 내부에 설치되고, 근적외선을 발생하는 도 2의 근적외선 램프(12)로 상기 대상물(D)에 근적외선을 조사하는 것으로서, 이러한 상기 근적외선 램프(12)는 독립된 개체로 모듈화되어 각종 장소나 위치에 다양하게 적용 및 설치되는 것이 가능하다.
이러한, 상기 근적외선 히터(1)는 근적외선을 방출할 수 있는 모든 종류 및 형태의 근적외선 히터(1)가 사용될 수 있으나 바람직하기로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 근적외선 램프(12)와, 하우징(18)과, 반사판(13) 및 보조방열판(10)을 포함하여 이루어지는 근적외선 히터(1)가 사용될 수 있다.
즉, 상기 근적외선 램프(12)는, 상기 제어부(9)와 연결된 도 3의 파워드라이버가 각각 연결되어 근적외선을 발생시키는 다수개의 램프로서, 이들 근적외선 램프(12)는 상기 제어부(9)에 의해 개별 제어되어 대상물(D)의 특성이나 건조상태에 따라 가동되는 램프(12)의 개수가 조절될 수 있는 것이다.
특히, 상기 근적외선 램프(12)는 파장이 대략 0.75 내지 1.5 ㎛ 범위이며 투과성이 매우 높아서 수분층 밑바닥까지 순간적으로 대상물을 수초 이내에 완전 건조시킬 수 있는 높은 열 밀도(High thermal density)의 물리적 특성을 가진 근적외선을 조사할 수 있는 것이다. 이러한 근적외선은 통상 열원체를 섭씨 2,200 도 이상의 고온으로 가열하는 경우에 방사하기 때문에 예를 들어 텅스텐 코일 등 내구성을 가진 열원체가 사용된다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(18)은 상기 근적외선 램프(12)의 착탈이 가능하도록 내부에 다수개의 램프홀더(11)가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판(20)이 조립되어 상기 근적외선 램프(12)를 둘러싸는 형상이다.
따라서, 상기 하우징(18)으로부터 상기 유리판(20)을 분리하고, 상기 하우징(18) 내부의 램프홀더(11)에 의해 체결된 각각의 근적외선 램프(12)를 분해하여 쉽게 교체하거나 청소할 수 있는 것이다.
또한, 상기 반사판(13)은, 상기 하우징(18)의 내에 설치되는 것으로 상기 근적외선 램프(12)에서 조사된 근적외선이 상기 유리판(20)을 통해 상기 대상물(D) 방향으로 집중되도록 일측면에 근적외선을 반사시키는 반사면이 형성된 것이다.
이때, 바람직하기로는 상기 하우징(18) 내부에 후술될 상기 송풍관(4)에 의해 투입된 차가운 공기가 머무는 공기실이 형성되도록 상기 반사판(13)은 상기 하우징의 내면에서 소정 간격으로 이격되게 형성된다.
또한, 상기 보조방열판(10)은, 상기 하우징(18) 내에 설치되고, 특히 상기 반사판(13)에 전달되는 열을 외부로 방열시키도록 상기 공기실에 위치하여 상기 반사판(13) 및/또는 상기 반사판을 지지하는 홀더플레이트(도시하지 않음)에 접촉되고, 표면에 다수개의 돌출부가 수직으로 형성되어 상기 하우징(18) 내부의 과열을 방지한다.
한편, 본 발명의 상기 근적외선 히터(1)는 필요에 따라 비접촉식 온도감지센서(2)와, 하우징 내부온도 감지센서(17)를 갖는 하우징 냉각장치와, 하우징 승하강장치와, 공기분사장치와, 대상물온도감지센서(14)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 온도 감지수단의 일종인 상기 비접촉식 온도 감지센서(2)는 상기 하우징(18)의 후방에 설치되어 건조 말기의 대상물(D)의 온도를 측정하는 것으로서, 대상물(D)에서 발생하는 열에너지를 감지하는 매우 다양한 형태의 비접촉식 온도센서가 사용될 수 있고, 이러한 비접촉식 온도 감지수단에 대한 기술은 이미 상용화되어 널리 보급된 기술로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변경이 가능한 것이다.
따라서, 상기 제어부(9)는 상기 비접촉식 온도 감지센서(2)로부터 대상물(D)의 건조 말기의 온도신호를 입력받아 대상물 완전 건조온도 기준치와 비교하여 대상물의 건조가 완전히 이루어졌는가를 판단하고, 상기 콘베어(8)를 가동하여 완전 건조된 대상물(D)만을 건조실 출구를 통해 외부로 출력한다.
한편, 상기 하우징냉각장치는, 상기 하우징(18)의 내부 온도를 감지하여 상기 제어부에 하우징 내부온도신호를 인가하는 하우징 내부온도 감지센서(17)를 갖는 것으로서, 상기 제어부(9)가 상기 하우징 내부온도 감지센서(17)로부터 하우징 내부온도신호를 인가받아 미리 입력된 하우징 내부온도 기준치와 비교하여 하우징 과열로 판단되면, 송풍관(4)으로 상기 하우징(18)의 송풍구(15)를 통해 차가운 공기를 하우징(18) 내부로 불어넣고, 상기 하우징(18)에 형성된 다수개의 송출구(15)로 배출시켜서 하우징(18) 내부의 온도를 냉각시키는 장치이다.
따라서, 차가운 외부 공기는 상기 송풍관(4)과 상기 송풍구(15)를 통해 상기 하우징(18) 내부 공기실로 투입되고, 상기 공기실의 상기 반사판(13) 및 상기 보조방열판(10)과 접촉하여 흐르면서 상기 하우징(18) 내부의 열을 빼앗아 다시 상기 송출구(15)를 통해 배출되고, 배출된 공기는 다시 건조실(7)의 통풍기(22)에 의해 건조실(7) 외부로 배출됨으로써 상기 하우징(18)의 지나친 과열을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 상기 하우징승하강장치는, 대상물(D)의 크기에 따라 상기 하우징(18)의 높이가 조절되도록 상기 하우징(18)을 승하강시키는 것으로서, 유압실린더나 공압실린더 등 매우 다양한 형태의 승하강장치가 사용될 수 있으나, 바람직하기로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 모터(6)와, 회전하는 나사봉에 의하여 작동되는 리프터(5)가 적용될 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 리프터(5)를 이용하여 상기 대상물(D)의 높이에 따라 상기 근적외선 히터(1)의 설치 높이를 맞출 수 있고, 이외에도 상기 모터(6)가 상기 제어부(9)와 연결되어 높이가 다양한 종류의 대상물이나 대상물의 높이가 불규칙한 대상물 등 다양한 대상물에 따라 상기 근적외선 히터(1)의 설치 높이가 프로그램에 의해 자동으로 조절되는 등 매우 다양하게 적용될 수 있다.
한편, 상기 공기분사장치는, 상기 하우징의 전방에 설치되어 대상물의 건조를 돕고(물분자의 증발을 가속화시키고), 유해 가스를 배출시키도록 후방의 대상물을 향하여 공기를 분사하는 것으로서, 상기 대상물에 포함된 수분이나 오일이 건조되면서 발생하는 각종 증발기나 유해가스가 건조작업에 영향을 미치지 않도록 불어 날리는 역할을 한다.
여기서, 이러한 공기분사장치는 공기 분사 노즐이나 공기분사관이나 밸브 및 압축펌프 등을 구비하여 이루어지는 매우 다양한 형태의 공기분사장치가 적용될 수 있으나, 바람직하기로는 공기의 강제 흐름을 유발시키는 에어나이프(3)(Air Knife)가 적용될 수 있다.
이러한 상기 증발기나 유해가스는 상기 건조실의 통풍기에 의해 상기 건조실 외부로 배출된다.
또한, 상기 대상물온도감지센서(14)는, 상기 하우징(18)에 설치되고, 건조 중에 대상물(D)의 온도를 측정하여 최적의 건조가 이루어지도록 상기 제어부(9)에 대상물온도신호를 인가하는 것으로서, 상기 제어부(9)가 상기 대상물온도감지수단으로 건조 중인 대상물(D)의 온도가 상승하는 패턴을 감지하여 기준치(대상물에 따른 최적의 건조곡선) 와 비교함으로써 상기 근적외선 램프()의 가동 개수 등을 조절할 수 있다.
즉, 상기 제어부(9)는 상기 대상물(D)의 온도가 기준치 보다 낮으면, 건조가 느리게 이루어지는 것으로 판단하여 상기 근적외선 히터(1)의 근적외선 조사량을 늘리고, 상기 대상물(D)의 온도가 기준치 보다 높으면, 건조가 빠르게 이루어지는 것으로 판단하여 상기 근적외선 히터(1)의 근적외선 조사량을 줄여서 불필요한 낭비를 방지할 수 있는 것이다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 본 발명의 근적외선 히터(1)는, 본 발명의 근적외선 건조 시스템과는 별개로 모듈화하여 공장 등 기타 다양한 장소에서 사용될 수 있는 것으로서, 이러한 본 발명의 근적외선 히터(1)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 나란히 다수개(도면에서는 2개)가 배열되어 다양한 장소에 설치된 가이드(21)에 의해 안내되어 승하강하면서 대상물을 건조시킬 수 있는 것이다.
그러므로, 이러한 본 발명의 근적외선에 의한 열조사 방식과 종래의 열풍에 의한 열전달방식을 비교하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 근적외선 건조 시스템은, 근적외선 즉, 투과성 열에너지를 이용하여 대상물 수분층의 하부 바닥면부터 상부 표면까지 수 초 이내로 빠르게 건조가 진행되는 것으로서, 상부 표면이 마지막으로 건조되기 때문에 본 발명의 건조곡선이 시간과 비례곡선을 이루어 100퍼센트 건조율까지 도달되는 데 걸리는 시간(t1)이 매우 짧다.
그러나, 종래의 열풍 건조방식의 시스템은, 열풍 즉, 접촉성 열전달에너지를 이용하여 대상물 수분층의 상부 표면부터 하부 바닥면까지 건조가 진행되는 것으로서, 하부 바닥면이 마지막으로 건조되기 때문에 이미 건조된 상부 표면의 방해로 열에너지가 하부 바닥면까지 전달되기 어렵기 때문에 100 퍼센트 완전 건조까지 도달되는 데 걸리는 시간(t1)이 끝으로 갈수록 매우 길거나 심지어 상부 표면만 건조되고, 하부 바닥면은 건조되지 못하는 등 완전 건조가 불가능한 경우가 발생한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 제어부(9)는, 파워 스위치, 비상 스위치, 제품(대상물) 입출력 감지수단, 제품 온도 감지수단, 히터(하우징) 내부온도 감지수단, 히터 위치(높이)제어 스위치, 히터 위치 감지수단, 히터출력 선택 스위치 등 상술된 바와 같이, 각종 센서와 스위치로 이루어지는 감지수단들로부터 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터의 개별 파워드라이버나, 상기 하우징승하강장치의 모터를 구동하는 모터 드라이버나, 상기 에어나이프의 솔레노이드 밸브를 개폐하는 솔레노이드 밸브 드라이버 등을 제어하고, 이밖에 각종 수단들로부터 감지된 제품온도나 작동시간 등의 정보를 디스플레이할 수 있다.
이러한 상술된 본 발명의 근적외선 건조 시스템의 작동과정에 따른 제어방법을 보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 근적외선 건조 시스템의 제어방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 최초 설비를 준비시키는 준비단계(S1)와, 다수개의 대상물 상기 건조실에서 건조되는 건조단계(S2) 및 대상물을 로딩/언로딩하는 완료단계(S3)를 반복하게 되는 것이다.
즉, 상기 준비단계(S1)는, 상기 근적외선 히터의 조사량이나 조사시간 등 상기 제어부의 기준치를 설정하는 기준치 설정단계 및 대상물의 종류나 형태에 따라 상기 제어부로 상기 근적외선 히터의 조사 높이를 조절하는 히터 높낮이 조절단계로 이루어진다. 이외에도 상기 준비단계(S1)에서는 각종 기준치나 프로그램 및 설정치 등이 상기 제어부에 입력될 수 있다.
이어서, 상기 건조단계(S2)는, 상기 대상물이송장치의 대상물감지센서로 대상물의 입력을 감지하는 대상물 입력 감지단계(S21)와, 입력이 감지된 상기 대상물에 근적외선이 조사되어 건조가 이루어지도록 히터가 가동되는 히터 가동 단계(S22)와, 상기 대상물이송장치의 대상물감지센서로 조사를 마친 대상물의 출력을 감지하는 대상물 출력 감지단계(S23)의 순서로 이루어진다.
여기서, 상기 히터 가동 단계(S22)는, 대상물의 온도를 비접촉식으로 감지하는 대상물 온도 감지 단계(S221)와, 대상물을 조사하는 근적외선 히터 모듈 내부의 온도를 감지하는 히터 모듈 내부온도 감지 단계(S222)와, 상기 제어부가 감지된 상기 대상물의 온도를 기준으로 대상물의 건조 정도를 판단하여 히터 모듈 내부에 장착된 다수개의 근적외선 램프들 중에서 필요한 램프만 작동되도록 상기 근적외선 램프의 파워드라이버에 제어신호를 인가하는 가동 히터 개수 조절 단계(S223) 및 상기 제어부가 감지된 상기 히터 내부 온도를 기준으로 히터 과열 정도를 판단하여 근적외선 히터 내부에 설치된 냉각장치에 제어신호를 인가하는 히터 및 히터 내부온도 조절 단계(S224)를 포함하여 이루어진다.
이어서, 상기 완료단계(S3)는 상기 비접촉식 온도감지 센서로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지한 상기 제어부가 상기 대상물이송장치를 제어하여 건조가 완료된 대상물을 상기 건조실로부터 외부로 언로딩하는 단계(S31)와, 미건조된 새로운 대상물을 건조실로 로딩하는 단계(S32)로 이루어지고, 이러한 완료단계(S3) 이후에는 상기 건조단계가 반복되면서 대량의 대상물들이 연속적으로 빠른 시간 안에 완전 건조될 수 있는 것이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
예컨대, 본 발명의 실시예에서는 대상물에 조사되는 광선이 근적외선으로 한정되어 있으나 열에너지 전달이 가능한 모든 종류의 광선이 적용될 수 있고, 대상물 또한 건조가 필요한 모든 종류의 물건이나 동식물이 가능하다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
이상에서와 같이 본 발명의 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법에 의하면, 제품을 이송하기 위한 종래의 생산라인을 이용하여 제품을 운반하는 동안 근적외선 히터로 강력한 방사 에너지를 대상물에 조사함으로써 대상물 내의 수분 및 오일 성분을 매우 짧은 시간 내에 완전히 제거하여 건조시키는 것을 가능하게 하며, 열 전달 방식이 아니라 짧은 파장의 근적외선 조사 방식이기 때문에 건조실의 개방성이 높아서 설비의 설계가 자유롭고, 설비 제작비를 크게 절감할 수 있으며, 전기로 히터를 가동시키기 때문에 히터 준비 시간이 짧고, 대상물이 히터에 근접할 때만 히터를 가동시켜서 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하고, 근적외선 조사식이므로 히터에서 유해가스가 발생하지 않으며, 대상물에서 발생하는 유해가스의 배출이 용이하게 하여 환경 친화적인 효과를 갖는 것이다.
Claims (13)
- 일측에 입구가 형성되고, 타측에 출구가 형성되는 건조실;상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩하는 대상물이송장치;상기 건조실 내부에 설치되고, 근적외선을 발생하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터; 및온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어지고,상기 대상물이송장치는, 상기 건조실을 관통하여 설치되고, 상기 근적외선 히터 조사 시작지점과 조사 끝지점에 상기 제어부로 대상물의 위치신호를 인가하는 대상물감지수단이 설치되는 콘베어인 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템.
- 제 1항에 있어서,상기 건조실은 건조실 내부의 열기를 외부로 배출하도록 통풍기가 설치되는 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 근적외선 히터는,상기 제어부와 연결된 파워드라이버가 각각 연결되어 근적외선을 발생시키는 다수개의 근적외선 램프;상기 근적외선 램프의 착탈이 가능하도록 내부에 다수개의 램프홀더가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판이 조립되어 상기 근적외선 램프를 둘러싸는 형상의 하우징;상기 하우징 내에 설치되어 상기 근적외선 램프에서 조사된 근적외선이 일방향으로 집중되도록 반사하는 반사판; 및상기 하우징 내에 설치되어 상기 하우징에 전달되는 열을 외부로 방열시키도록 다수의 돌출부들이 형성되는 보조방열판;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 온도 감지수단은 상기 하우징의 후방에 설치되어 건조 말기의 대상물의 온도를 측정하는 비접촉식 온도 감지수단인 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 제어부가 하우징 내부온도 감지수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 송풍관으로 상기 하우징의 송풍구를 통해 차가운 외부 공기를 하우징 내부로 불어넣고, 상기 하우징에 형성된 다수개의 송출구로 배출시켜서 하우징 내부의 온도를 냉각시키는 하우징냉각장치;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템.
- 제 4항에 있어서,대상물의 크기에 따라 상기 하우징의 높이가 조절되도록 상기 하우징을 승하강시키는 하우징승하강장치;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 하우징의 전방에 설치되어 대상물의 건조를 돕고, 유해 가스를 배출시키도록 후방의 대상물을 향하여 공기를 분사하는 공기분사장치;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 하우징에 설치되고, 건조 중에 대상물의 온도를 측정하여 최적의 건조가 이루어지도록 상기 제어부에 대상물온도신호를 인가하는 대상물온도감지수단;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템.
- 근적외선을 발생시키는 다수개의 근적외선 램프;상기 근적외선 램프의 착탈이 가능하도록 내부에 다수개의 램프홀더가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판이 조립되어 상기 근적외선 램프를 둘러싸는 형상의 하우징;상기 하우징의 내면에 설치되어 상기 근적외선 램프에서 조사된 근적외선이 일방향으로 집중되도록 반사하는 반사판; 및상기 하우징 내에 설치되어 상기 하우징에 전달되는 열을 외부로 방열시키도록 다수의 돌출부들이 형성되는 보조방열판;을 포함하여 이루어지고,하우징 내부온도 감지수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 송풍관으로 상기 하우징의 송풍구를 통해 차가운 공기를 하우징 내부로 불어넣고, 상기 하우징에 형성된 다수개의 송출구로 배출시켜서 하우징 내부의 온도를 냉각시키는 하우징냉각장치;대상물의 크기에 따라 상기 하우징의 높이가 조절되도록 상기 하우징을 승하강시키는 하우징승하강장치;상기 하우징의 전방에 설치되어 대상물의 건조를 돕고, 유해 가스를 배출시키도록 후방의 대상물을 향하여 공기를 분사하는 공기분사장치; 및상기 하우징에 설치되고, 건조 중에 대상물의 온도를 측정하여 최적의 건조가 이루어지도록 상기 제어부에 대상물온도신호를 인가하는 대상물온도감지수단;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 히터 모듈.
- 삭제
- 일측에 입구가 형성되고, 타측에 출구가 형성되는 건조실, 상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩하는 대상물이송장치, 상기 건조실 내부에 설치되고, 근적외선을 발생하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터 및 비접촉식 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터에 제어신호를 인가하는 제어부;를 구비하여 이루어지는 근적외선 건조 시스템의 제어방법에 있어서,상기 근적외선 히터의 조사량이나 조사시간 등 상기 제어부의 기준치를 설정하는 기준치 설정단계 및 대상물의 종류나 형태에 따라 상기 제어부로 상기 근적외선 히터의 조사 높이를 조절하는 히터 높낮이 조절단계로 이루어지는 준비단계;상기 대상물이송장치의 대상물감지수단으로 대상물의 입력을 감지하는 대상물 입력 감지단계와, 입력이 감지된 상기 대상물에 근적외선이 조사되어 건조가 이루어지도록 히터가 가동되는 히터 가동 단계와, 상기 대상물이송장치의 대상물감지수단으로 조사를 마친 대상물의 출력을 감지하는 대상물 출력 감지단계로 이루어지는 건조 단계; 및상기 비접촉식 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지한 상기 제어부가 상기 대상물이송장치를 제어하여 건조가 완료된 대상물을 상기 건조실로부터 외부로 언로딩하고, 미건조된 새로운 대상물을 건조실로 로딩하는 완료단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템의 제어방법.
- 제 12항에 있어서,상기 히터 가동 단계는,대상물의 온도를 비접촉식으로 감지하는 대상물 온도 감지 단계;대상물을 조사하는 근적외선 램프 및 히터 모듈 내부의 온도를 감지하는 램프 및 히터 모듈 내부온도 감지 단계;상기 제어부가 감지된 상기 대상물의 온도를 기준으로 대상물의 건조 정도를 판단하여 히터 내부에 장착된 다수개의 근적외선 램프들 중에서 필요한 램프만 작동되도록 상기 근적외선 램프의 파워드라이버에 제어신호를 인가하는 가동 히터 개수 조절 단계; 및상기 제어부가 감지된 상기 히터 모듈 내부 온도를 기준으로 히터 모듈 과열 정도를 판단하여 근적외선 히터 모듈 내부에 설치된 냉각장치에 제어신호를 인가하는 히터 모듈 내부온도를 조절 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 건조 시스템의 제어방법.
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