KR101133948B1 - 중적외선 카본램프를 이용한 페인트 건조용 히터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중적외선 카본램프를 이용한 페인트 건조용 히터에 관한 것으로, 카본섬유사로 형성된 카본히터가 내장된 채 내부가 진공상태가 되도록 양단이 밀봉된 진공유리관과, 양단이 개구된 상태로 형성되어 내부에 상기 진공유리관이 삽입 설치되는 열선방사관으로 구성된 카본램프를 구비하고 있는 페인트 건조용 히터에 있어서, 상기 카본램프는,

상기 열선방사관의 양단에는 외부로부터 인입되는 전선을 카본히터에 연결시키면서 진공유리관의 양단을 밀봉하도록 형성된 양측 절연연결구를 고정시킴과 동시에 상기 카본히터에서 방사되는 열기를 외부로 방출시키기 위한 복수의 열기방출통로가 형성된 절연캡이 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 발명이다.

중적외선 카본램프, 카본히터, 진공유리관, 절연연결구, 열선방사관, 절연캡, 열기방출통로

Description

중적외선 카본램프를 이용한 페인트 건조용 히터{Drying heater of paint using carbon lamp}

본 발명은 자동차 바디 등의 금속물체에 도장된 페인트를 건조하는데 사용되는 중적외선 카본램프를 이용한 페인트 건조용 히터에 관한 것이다.

일반적으로 금속물체의 표면에는 녹을 방지하면서 표면을 윤택하게 유지하기 위하여 도료를 칠하고 있다.

예를 들어, 자동차의 경우에는 바디 전체에 여러 가지 색상으로 된 도료가 도장되어 있는바, 자동차의 바디에 새로운 도료를 칠하고자 할 때에는 도장부스에 자동차를 입고시킨 다음 상기한 도장부스내에서 도장작업을 한 후 자동차 바디에 칠해진 도료를 빠른 시간안에 건조하기 위해 도장부스에는 건조장치를 구비하고 있다.

상기와 같이 도장부스에서 도장작업을 한 후 자동차 바디에 칠해진 도료를 건조하기 위한 건조장치는 유류를 연료로 하여 뜨거운 공기를 공급하는 열풍보일러 를 이용한 열풍건조방식이 사용되는데, 종래의 열풍건조방식은 도장부스의 외측에서 뜨겁게 가열된 열풍을 도장부스 내부로 공급하여 열풍의 대류작용으로 열풍이 자동차에 도장된 도료에 직접 접촉하면서 건조시키는 접열건조방식인 바, 이러한 열풍건조방식은 열풍보일러에서 공급되는 열풍이 도장부스 내부로 공급되는 과정에서 열손실이 많이 발생될 뿐 아니라 도장부스 내부에서 많은 열손실이 발생하게 되므로 열효율이 매우 낮으며, 또한 대류작용에 의한 온도분포가 일정하지 않게 되므로 자동차 바디에 도장된 도료가 균일하게 건조되지 않게 되며, 또 건조시간이 길어지고 도장층에 핀홀현상이 발생하게 되는 등의 문제가 있으며, 또한 건조시간이 길어지면 길어질수록 열풍보일러의 운전시간도 그만큼 길어져 연료가 많이 소요되므로 도장부스의 건조장치 운전비용이 많이 소요된다는 것도 문제점으로 지적되어 왔다.

상기와 같은 열풍건조방식에서 나타나는 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자는 실용신안등록 제386028호의 원적외선히터를 이용한 도장건조장치를 제안한 바 있는데, 이는 열풍보일러를 이용한 열풍건조방식에 비하여 열효율이 우수하고 운전비용을 절감할 수 있는 장점이 있는 반면에, 원적외선히터에서 방출되는 열선이 자동차 바디에 도포된 도장층을 건조하게 될 때 그 도장층의 표층에 있는 유성페인트의 도료층은 침투하게 되지만 상기 도료층의 내측 즉, 자동차 바디의 표면에 도포되어 있는 프라이머층은 침투하지 못하고 반사되는 현상이 나타나 금속물체에 칠해진 도장층의 건조시간이 길어지게 된다는 것이 개선해야 할 문제로 지적되었다.

따라서 본 발명의 발명자는 자동차 바디의 표면에 순차적으로 칠해진 플라이머층과 유성페인트 도료층을 모두 침투하는 근적외선 열선을 방사하는 루비방열램프로 구성된 근적외선히터를 개발하여 특허 제10-686975호로 등록하였다.

그러나 상기한 선행특허(10-686975)는 자동차 바디에 도장된 프라이머층과 유성페인트 도료층을 침투하여 건조하는 장점이 있기는 하나, 근적외선히터에서 방사되는 근적외선은 0.75～2.5㎛ 영역의 단파장 열선이므로 수용성페인트 도료층 및 프라이머 도장층의 건조가 효율적이지 못하다는 것이 단점으로 나타났다. 앞으로 자동차 도료는 친환경적인 수용성 도료로 대체되는 추세이므로 근적외선히터의 루비방열램프는 수용성 흡수 가열되는 시간이 길어진다는 점도 단점으로 지적되고 있다.

한편, 도료 용제와 안료 등은 4㎛ 파장에서 흡수가 잘되므로 중적외선을 방사하는 방사체가 유용하다. 물분자의 신축진동은 2.7㎛ 파장 영역에 있다. 만약 스팩트럼으로 3㎛ 파장의 적외선을 물분자에 쬐이면 100% 적외선에 흡수되어 온도가 상승하고 증기로 변해서 날아간다. 수용성 페인트 건조에서는 3㎛ 파장이 제일 적합한 파장이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 사항을 감안하여 제안된 것으로, 원적외선의 장파장 영역(4.1～1000㎛)과 근적외선의 단파장 영역(0.75～2.5㎛)의 중간 영역인 2.5～4.0㎛ 파장의 중적외선 열선을 방사하는 카본램프를 이용하여 금속물체에 도포된 수용성 페인트를 보다 빠른 시간안에 건조할 수 있도록 하며, 또한 초기 가열시간이 10초 이내로 매우 짧은 시간에 가열되어 건조시간을 단축시킬 수 있고 또 진공유리관내에서 발열하는 카본히터의 열기가 열선방사관에 정체되어 있지 않고 외부로 방출되도록 하므로써 카본램프의 내구성이 향상된 페인트 건조용 히터를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 수단으로서,

카본섬유사로 형성된 카본히터가 내장된 채 내부가 진공상태가 되도록 양단이 밀봉된 진공유리관과, 양단이 개구된 상태로 형성되어 내부에 상기 진공유리관이 삽입 설치되는 열선방사관으로 구성된 카본램프를 구비하고 있는 페인트 건조용 히터에 있어서,

상기 카본램프는,

상기 열선방사관의 양단에는 외부로부터 인입되는 전선을 카본히터에 연결시키면서 진공유리관의 양단을 밀봉하도록 형성된 양측 절연연결구를 고정시킴과 동 시에 상기 카본히터에서 방사되는 열기를 외부로 방출시키기 위한 복수의 열기방출통로가 형성된 절연캡이 조립되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카본램프의 열선방사관은 석영(石英)이 50% 이상 함유된 유리관인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 카본램프에서 방사되는 열선은 근적외선과 같이 금속물체에 도장된 도료층과 프라이머층을 침투함과 동시에 금속물체의 표면을 가열할 수 있는 2.5～4.0㎛ 파장영역의 중적외선이므로 금속물체에 도장된 수용성 도료 도장층을 중적외선 열선의 열기로 직접 가열 건조함과 동시에 금속물체 자체의 가열열기로도 도장층을 건조하게 되므로 수분이 빨리 빠져나가고 도장층이 단단해지며 광택이 윤택하게 형성되면서 건조시간을 단축되는 등의 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명에 의한 중적외선 카본램프를 이용한 페인트 건조용 히터에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 페인트 건조용 히터의 단면도이며, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도 이고, 도 3은 본 발명의 페인트 건조용 히터의 카본램프 분리 사시도이며, 도 4는 본 발명의 카본램프 조립상태 단면도이고, 도 5는 도 4의 B-B 선 단면도를 도시한 것이다.

도면부호 1은 페인트 건조용 히터를 나타내는 것으로, 상기 페인트 건조용 히터(1)는 히터본체(2)와, 상기 히터본체의 내부에 고정 부착되는 반사판(3)과, 상기 반사판 내부에 하나 또는 그 이상으로 설치되는 카본램프(4) 및 상기 히터본체(2)의 양측에 부착되어 카본램프(4)의 방사각도를 조절할 수 있도록 하는 각조조절용 브라켓(5)으로 구성된다.

상기 히터본체(2)는 하방을 향해서만 개구된 상태로 형성된 케이스(21)와, 상기 케이스의 상단에 형성되어 열기를 방출시키기 위한 타공판(22)과, 상기 케이스(21)의 하단에 고정 부착돤 안전망체(23)로 구성되며, 상기 케이스(21)의 좌,우측 각각에는 복수의 열기방출공(24)이 형성되어 있다.

상기 반사판(3)은 히터본체(2) 내부에 고정 부착되어 카본램프(4)에서 방사되는 중적외선 열선을 케이스(2)의 하부를 향해 집중적으로 반사하도록 하부를 향해 개구된 반원형 단면으로 형성되어 있다.

상기 카본램프(4)는 반사판(3) 안쪽에 하나 또는 복수개가 설치되는데, 도면(도 1 참조)에서는 케이스(2) 내부에 2개의 카본램프(4)가 설치된 것을 실시예로 하고 있다.

상기 카본램프(4)는 카본섬유사를 소재로 하여 나선상으로 형성된 카본히터(41)와, 상기 카본히터가 삽입 설치된 채 내부가 진공된 상태에서 양단이 절연연결구(42)에 의해 밀봉된 진공유리관(43)과, 양단이 개구되어 상기 진공유리관(43)의 삽입 설치를 가능하게 하는 열선방사관(44)과, 상기 열선방사관의 양단 각각에 삽입 설치되어 상기 진공유리관(43)의 양단을 밀봉하는 양측 절연연결구(42) 각각을 고정시킴과 동시 상기 양측 절연연결구(42) 각각을 통해 인입 또는 인출되는 전선(45,46)을 안내하는 전선배선공(47) 및 상기 열선방사관(44) 내부에 존재하는 열기를 외부로 방출시키기 위한 복수의 열기방출통로(48)가 형성되어 있는 절연캡(49)을 구성하고 있다.

상기 각도조절용 브라켓(5)은 케이스(21)의 좌,우 측면 각각을 관통하는 볼트(51)의 나사부에 나사조립되는 윙너트(52)의 나사조임 및 나사풀림 작동에 의해 각도조절된 상태에서 고정 설치되도록 구성되어 있으며, 상기 각도조절용 브라켓(5)은 나사못 등으로 천장이나 벽면에 고정 부착된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.

상기 페인트 건조용 히터(1)는 카본램프(4)의 카본히터(41) 발열시 발생하는 중적외선 열선이 금속물체의 표면에 도장된 페인트층을 가열함과 동시 페인트층을 침투하여 금속물체 표면도 가열하게 되는 것이며, 이에 따라 카본램프(4)에서 방사되는 중적외선 열선에 의해 가열된 금속물체는 그 표면에 도장된 페인트층을 가열 건조하는 상태가 되므로 금속물체의 표면에 도장된 페인트층은 카본램프(4)에 방사되는 중적외선 열선과 가열된 금속물체에서 발열하는 열기에 의해 가열 건조되므로 수분이 빠르게 방출되면서 페인트 도막이 단단하고 표면 광택이 윤택하도록 건조되는 것이다.

한편, 상기 카본램프(4)의 카본히터(41)에서 발생된 중적외선 열선에 의해 상기 열선방사관(44) 내부에 존재하게 되는 열기는 양측 절연캡(49) 각각에 형성된 복수의 열기방출통로(48)를 통해 외부로 방출되므로써 상기 열선방사관(44)이 과열되는 것을 방지할 수 있게 되므로써 열선방사관(44)의 내구성이 좋아지게 되며, 이에 따라 카본램프(4)의 사용수명이 길어지게 되는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 페인트 건조용 히터의 단면도

도 2는 도 1의 A-A선 단면도

도 3은 본 발명의 페인트 건조용 히터의 카본램프 분리 사시도

도 4는 본 발명의 카본램프 조립상태 단면도

도 5는 도 4의 B-B선 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 페인트 건조용 히터 2 : 히터본체

21 : 케이스 22 : 타공판

23 : 안정망체 3 : 반사판

4 : 카본램프 41 : 카본히터

42 : 절연연결구 43 : 진공유리관

44 : 열선방사관 45,46 : 전선

47 : 전선배선공 48 : 열기방출통로

49 : 절연캡 5 : 각도조절용 브라켓

51 : 볼트 52 : 윙너트

Claims (2)

1. 카본섬유사로 형성된 카본히터가 내장된 채 내부가 진공상태가 되도록 양단이 밀봉된 진공유리관과, 양단이 개구된 상태로 형성되어 내부에 상기 진공유리관이 삽입 설치되는 열선방사관으로 구성된 카본램프를 구비하고 있는 페인트 건조용 히터에 있어서,

   상기 카본램프는,

   상기 열선방사관의 양단에는 외부로부터 인입되는 전선을 카본히터에 연결시키면서 진공유리관의 양단을 밀봉하도록 형성된 양측 절연연결구를 고정시킴과 동시에 상기 카본히터에서 방사되는 열기를 외부로 방출시키기 위한 복수의 열기방출통로가 형성된 절연캡이 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 중적외선 카본램프를 이용한 페인트 건조용 히터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 카본램프의 열선방사관은 석영(石英)이 50% 이상 함유된 유리관인 것을 특징으로 하는 중적외선 카본램프를 이용한 페인트 건조용 히터.

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