KR101145392B1 - 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치 - Google Patents

원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치 Download PDF

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KR101145392B1
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Abstract

본 발명은 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기를 사용하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치를 제공함으로써 고유가 시대와 저탄소 경제체제하에서 에너지비용을 획기적으로 절감하고 이산화탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이고, 제품의 품질향상 및 산업현장의 화재, 폭발위험을 최소화하여 산업안전성을 확보할 수 있도록 하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치에 관한 것이다.
본 발명인 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치는,
전착도장 건조장치에 있어서,
내부 공간이 형성되어 있는 건조로와;
상기 건조로에 적어도 한 개 이상이 일정간격으로 설치 구성되며, 전원공급부와 연결되어 전원 공급시 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터부와;
피건조체의 하측에 설치 구성되어 피건조체의 중량을 측정하는 로드셀과;
건조하려는 피건조체의 건조 온도, 건조시간을 제어하며, 상기 세라믹히터부에 공급되는 전원을 제어하며, 로드셀에 의해 측정된 중량값을 분석하는 건조제어수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해 전기를 사용하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치를 제공함으로써 고유가 시대와 저탄소 경제체제하에서 에너지비용을 획기적으로 절감하고 이산화탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이고, 제품의 품질향상 및 산업현장의 화재, 폭발위험을 최소화하여 산업안전성을 확보할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치{electro painting - drying system using ceramics Heater.}
본 발명은 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기를 사용하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치를 제공함으로써 고유가 시대와 저탄소 경제체제하에서 에너지비용을 획기적으로 절감하고 이산화탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이고, 제품의 품질향상 및 산업현장의 화재, 폭발위험을 최소화하여 산업안전성을 확보할 수 있도록 하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치에 관한 것이다.
전착도장(ELECTRO DEPOSITION COATING)이란 용액에 전류를 통하게 하면 용액중의 양이온입자는 음극으로 이동하고 음이온입자는 양극으로 이동하는 현상을 전기영동이라 하고, 이것을 도장에 응용한 것이 전착도장이다.
물에 분산 혹은 용해되어 있는 전착도장용 도료를 넣은 욕조에 금속제 피도물을 넣고 피도물과 전극사이에 전압(100~300V)을 가하고 2~3분 정도 전류를 흐르게 하면 전기영동, 전기응집, 전기침투, 전기분해 작용 등이 일어나 피도물의 표면에 균일한 수성 액체에 녹지 않는 수불용(水不溶)의 도막을 얻을 수 있다.
전착 종료 후 수세하여 건조로에서 건조하면 전착도장이 완료된다.
이때, 건조로의 건조방법이 대부분 경유나 가스를 사용하여 열풍으로 건조하는 방식이므로 최근과 같은 고유가 시대에는 건조비용이 과다하고, 이산화탄소배출이 많아 환경에 유해하며, 도장품질 또한 좋지않은 단점이 많은 건조방식이다.
한편, 건조장치는 경유나, 가스, 전기 등의 에너지를 다량 소비하여 물체가 함유하고 있는 수분 등을 제거하는 장치를 총칭한다.
건조장치는 무엇보다도 최종 완제품의 재료가 되는 피 건조물을 건조함으로써 건조결과가 완제품의 제조에 적합한 품질을 가지도록 하는 것이 관건이며 이러한 피 건조물의 건조가 화공, 식품, 섬유, 제지, 폐기물 금속 부품류 등 매우 다종 다양하므로 건조장치의 종류 역시 매우 다양하다.
그러므로 건조장치의 설계 제작은 피 건조물의 특성을 충분히 감안하여야 하며, 건조장치의 특성상 다량의 에너지를 사용하는 기기이므로 여기에는 에너지 절약화, 자동화, 환경친화성, 장치의 용량 및 크기 등이 충분히 검토되어야 한다.
따라서 기존의 경유나 가스를 사용하는 열풍건조방식의 건조장치는 경유와 가스를 사용함으로써 과다한 건조비용과 이산화탄소의 발생으로 인한 환경오염, 분진발생으로 인한 품질 악화 등 많은 문제점이 있는바, 본 발명에서는 전기를 사용하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치를 제안하여 보급함으로써 지금과 같은 세계적인 고유가 시대와 저탄소 경제체제하에서 에너지비용을 획기적으로 절감하고 이산화탄소 발생을 최소화 하여 환경오염을 줄이고 제품의 품질향상 및 산업현장의 화재, 폭발위험을 최소화함으로써 산업안전성을 확보할 수 있도록 한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 전기를 사용하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치를 제공함으로써 고유가 시대와 저탄소 경제체제하에서 에너지비용을 획기적으로 절감하고 이산화탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이고, 제품의 품질향상 및 산업현장의 화재, 폭발위험을 최소화하여 산업안전성을 확보하도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,
본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치는,
내부 공간이 형성되어 있는 건조로와;
상기 건조로에 적어도 한 개 이상이 일정간격으로 설치 구성되며, 전원공급부와 연결되어 전원 공급시 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터부와;
피건조체의 하측에 설치 구성되어 피건조체의 중량을 측정하는 로드셀과;
건조하려는 피건조체의 건조 온도, 건조시간을 제어하며, 상기 세라믹히터부에 공급되는 전원을 제어하며, 로드셀에 의해 측정된 중량값을 분석하는 건조제어수단;을 포함하여 구성되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명인 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치는,
전기를 사용하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치를 제공함으로써 고유가 시대와 저탄소 경제체제하에서 에너지비용을 획기적으로 절감하고 이산화탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이고, 제품의 품질향상 및 산업현장의 화재, 폭발위험을 최소화하여 산업안전성을 확보할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 전착도장건조에서부터 전기전자부품, 발전소부품, 선박부품과 농수산물에 이르기까지 모든 피건조체를 적은 에너지와 효율적인 공정으로 가열하고 건조하여 최고의 건조품질을 얻을 수 있고, 임의의 피건조체에 대한 건조특성을 용이하게 설정할 수 있는 더 나은 효과를 제공하게 된다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 전체 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 세라믹히터부 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 세라믹히터 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 세라믹히터 확대도이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 밀폐형전선인입부 구성도이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 건조제어수단 블록도이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 건조 방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치는,
전착도장 건조장치에 있어서,
내부 공간이 형성되어 있는 건조로와;
상기 건조로에 적어도 한 개 이상이 일정간격으로 설치 구성되며, 전원공급부와 연결되어 전원 공급시 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터부와;
피건조체의 하측에 설치 구성되어 피건조체의 중량을 측정하는 로드셀과;
건조하려는 피건조체의 건조 온도, 건조시간을 제어하며, 상기 세라믹히터부에 공급되는 전원을 제어하며, 로드셀에 의해 측정된 중량값을 분석하는 건조제어수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 건조로의,
어느 일측에 세라믹히터부의 열과 원적외선 파장에 의해 가열, 증발된 습기를 강제 배출시키기 위한 배출구;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 세라믹히터부는,
전원공급부와 연결되어 전원 공급시 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터와,
일측에 전선삽입구를 구성하여 전선삽입구를 통해 삽입된 전선과 상기 세라믹히터를 접속시키며, 타측에 단자함커버부를 구성하여 전기스파크에 의한 폭발위험을 차단하기 위한 밀폐형방폭단자함과,
상기 전선삽입구에 삽입되는 전선을 기밀하게 인입시켜 전기스파크에 의한 화재 및 폭발 위험을 차단하도록 하기 위한 밀폐형전선인입부를 포함하여 구성되어 화재 및 폭발의 위험성을 제거할 수 있는 방폭 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 세라믹히터부는,
전원공급부와 연결되어 전원 공급시 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터와,
일측에 전선삽입구를 구성하여 전선삽입구를 통해 삽입된 전선과 상기 세라믹히터를 접속시키며, 타측에 단자함커버부를 구성하여 전기스파크에 의한 폭발위험을 차단하기 위한 밀폐형방폭단자함과,
상기 전선삽입구에 삽입되는 전선을 기밀하게 인입시켜 전기스파크에 의한 화재 및 폭발 위험을 차단하도록 하기 위한 밀폐형전선인입부와,
세라믹히터의 파손을 방지하며, 상기 세라믹히터로부터 발생되는 열과 원적외선 파장을 반사시켜 건조 효율을 극대화시키기 위한 반사판과,
상기 반사판의 어느 일측에 구성되어 세라믹히터를 보호하기 위한 보호망을 포함하여 구성되어 화재 및 폭발의 위험성을 제거할 수 있는 방폭 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 세라믹히터는,
원적외선 방사 세라믹 히터로서,
전원이 공급되면 이에 따라 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터봉과,
상기 세라믹히터봉의 일단의 접속부위를 밀봉하는 세라믹히터봉패킹부와,
밀폐형방폭단자함과 결합시키기 위한 체결부와,
상기 체결부 일측에 구성하여 절연하기 위한 애자부와,
전선의 단자와 접속하기 위한 단자부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 밀폐형방폭단자함은,
단자함커버부 일측에 구성되어 절연하기 위한 부싱부를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 밀폐형전선인입부는,
전선을 인입시키기 위한 전선인입부와,
상기 전선인입부의 일측에 구성되어 상기 밀폐형방폭단자함과 전선인입부를 연결시키기 위한 연결부재와,
상기 전선인입부의 타측에 구성되어 전선인입부을 밀폐시키기 위한 전선인입부커버부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 건조제어수단은,
전류계와 전압계 및 로드셀을 초기 설정하는 초기설정부와,
설정된 건조 조건을 획득하는 건조조건획득부와,
상기 건조조건획득부에 의해 획득된 건조 조건을 저장하고 관리하는 건조특성데이터베이스와,
사용자에 의해 설정된 모드를 획득하는 제어조건획득부와,
상기 제어조건획득부에서 획득된 모드가 자동모드일 경우에 사용자에 의해 설정된 제어 모드를 획득하는 제어모드획득부와,
건조로의 내부 온도를 측정하는 내부온도측정부와,
피건조체의 표면 온도를 측정하는 표면온도측정부와,
전원공급부의 출력을 제어하는 전력제어부와,
세라믹히터부와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부와,
피건조체의 도장이 건조되면 배출팬을 동작시키는 배출팬동작부와,
로드셀에서 검출되는 피건조체의 중량 변화값을 획득하여 수분 증발량을 계산하는 수분증발량계산부와,
상기 수분증발량계산부에 의해 변화되는 중량 변화값과 내부온도측정부 및 표면온도측정부에 의해 측정된 온도값을 저장하는 데이터저장부와,
상기 초기설정부와, 건조조건획득부와, 건조특성데이터베이스와, 제어조건획득부와, 제어모드획득부와, 내부온도측정부와, 표면온도측정부와, 전력제어부와, 전원공급부와, 배출팬동작부와, 수분증발량계산부와, 데이터저장부 간의 신호 흐름을 제어하는 중앙제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 건조특성데이터베이스는,
허용온도, 허용전력밀도, 허용건조속도의 재료 정보와,
온도제어, 전력제어의 스케쥴 설정정보와,
파일명, 데이터 저장간격의 데이터 설정정보를 포함하여 저장하고 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 전체 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치는,
전착도장 건조장치에 있어서,
내부 공간이 형성되어 있는 건조로(450)와;
상기 건조로에 적어도 한 개 이상이 일정간격으로 설치 구성되며, 전원공급부와 연결되어 전원 공급시 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터부(100)와;
피건조체의 하측에 설치 구성되어 피건조체의 중량을 측정하는 로드셀(500)과;
건조하려는 피건조체의 건조 온도, 건조시간을 제어하며, 상기 세라믹히터부에 공급되는 전원을 제어하며, 로드셀에 의해 측정된 중량값을 분석하는 건조제어수단(600);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 건조로의 내부 공간에 로드셀을 구성하고 로드셀 상측에 피건조체를 안착시키게 되며, 상기 세라믹히터부에 의해 전착도장 건조를 수행하게 된다.
건조제어수단을 구성하여 건조 온도, 건조시간등을 전자동으로 제어하게 되며, 세라믹히터부에 공급되는 전원을 제어하게 되며, 로드셀에 의해 측정된 중량값을 분석하는 기능을 수행하게 된다.
상기와 같은 구성을 통해 경제성과 환경친화성, 건조 및 도장품질의 우수성이 뛰어난 건조장치의 품질을 확보하고, 생산공장의 다양한 건조환경에 적합한 건조장치 구축을 통해 건조로 내부의 가열온도, 가열특성, 피건조체의 건조특성 등을 파악하여 최적의 건조장치를 제공할 수 있게 된다.
또한, 부가적인 양상에 따라 상기 건조로의 어느 일측에 세라믹히터부의 열과 원적외선 파장에 의해 가열, 증발된 습기를 강제 배출시키기 위한 배출구(700);를 더 포함하여 구성하며, 배출구를 통해 가열, 증발된 습기를 강제 배출하기 위한 배출팬이 설치 구성되는 것은 당연한 것이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 세라믹히터부 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 세라믹히터부는,
전원공급부와 연결되어 전원 공급시 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터와,
일측에 전선삽입구(210)를 구성하여 전선삽입구를 통해 삽입된 전선과 상기 세라믹히터를 접속시키며, 타측에 단자함커버부(220)를 구성하여 전기스파크에 의한 폭발위험을 차단하기 위한 밀폐형방폭단자함(200)과,
상기 전선삽입구에 삽입되는 전선을 기밀하게 인입시켜 전기스파크에 의한 화재 및 폭발 위험을 차단하도록 하기 위한 밀폐형전선인입부(300)와,
세라믹히터의 파손을 방지하며, 상기 세라믹히터로부터 발생되는 열과 원적외선 파장을 반사시켜 건조 효율을 극대화시키기 위한 반사판(400)과,
상기 반사판의 어느 일측에 구성되어 세라믹히터를 보호하기 위한 보호망(410)을 포함하여 구성되어 화재 및 폭발의 위험성을 제거할 수 있는 방폭 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 상기 세라믹히터부는 세라믹히터(도면부호 미기재)와 밀폐형방폭단자함(200)과 밀폐형전선인입부(300)와 반사판(400) 및 보호망(410)을 포함하여 구성된다.
상기 반사판은 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 세라믹히터의 파손을 방지하며, 상기 세라믹히터로부터 발생되는 열 및 원적외선 파장을 반사시켜 열 효율을 극대화시키기 위해서 구성하게 되며, 반사판의 일측에 구성되어 세라믹히터를 보호하기 위한 보호망(410)을 구성하여 외부로부터 강제 이탈을 방지하게 되며, 내부에 위치한 세라믹히터를 보호하기 위한 구성인 것이다.
그리고 상기 반사판은 세라믹히터로부터 발생되는 원적외선 및 열을 상기 세라믹히터의 개방부로 반사시키기 위한 것으로서, 효율적으로 원적외선 및 열을 전방으로 반사시키기 위하여 단면형상이 내측으로 만곡된 호형상으로 이루어지는 것이 좋다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 세라믹히터 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 세라믹히터 확대도이다.
도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이 상기 세라믹히터는,
원적외선 방사 세라믹 히터로서,
전원이 공급되면 이에 따라 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터봉(110)과,
상기 세라믹히터봉의 일단의 접속부위를 밀봉하는 세라믹히터봉패킹부(120)와,
밀폐형방폭단자함과 결합시키기 위한 체결부(130)와,
상기 체결부 일측에 구성하여 절연하기 위한 애자부(140)와,
전선의 단자와 접속하기 위한 단자부(150)를 포함하여 구성된다.
좀 더 구체적으로 설명하자면, 전원이 공급되면 이에 따라 열을 발생시키는 세라믹히터봉(110)의 일단에 접속부위를 밀봉하는 세라믹히터봉패킹부(120)을 구성하고 밀폐형방폭단자함과 결합시키기 위한 체결부(130)를 상기 세라믹히터봉패킹부(120) 일측에 구성하게 되며, 체결부(130) 일측에 절연하기 위한 애자부(140)를 구성하며, 상기 애자부 일측에 너트부(145)를 구성하여 밀폐형방폭단자함과 기밀하게 접속되도록 구성하게 된다.
또한, 상기 세라믹히터봉의 끝단부에 단자부(150)를 구성하여 인입되는 전선의 단자와 접속을 하여 전선으로부터 전원을 공급받아 세라믹히터봉이 발열되어 열 및 원적외선을 방출하여 건조시키게 된다.
이때, 상기 밀폐형방폭단자함은 상기 단자함커버부 일측에 구성되어 절연하기 위한 부싱부(230)를 포함하고 있는데 이는 밀폐형방폭단자함의 절연을 확실히 수행할 수 있도록 부수적으로 구성한 것이다.
상기와 같은 구성은 종래의 할로겐 히터의 경우 할로겐 히터의 단자가 반사판의 양단부에 각각 설치된 소켓의 접속단자에 접속되도록 히터가 소켓에 장착되고, 접촉 불량으로 인한 전원이 공급되는 경우 소켓의 접속단자와 히터 단자의 접속부분에 스파크가 발생할 수 있다.
도료를 건조하는 건조 공정시 필연적으로 인화성 가스가 발생하고, 소켓의 접속단자와 히터의 단자의 접속부분에 발생하는 스파크가 건조 공정시 발생되는 인화성 가스의 점화원으로 작용하여 화재 및 폭발의 위험성에 노출되어 있는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 상기 밀폐형방폭단자함은 종래의 히터와 달리 밀폐형 방폭 구조를 형성하여 외부로 노출되지 않도록 밀봉됨으로써, 스파크의 발생원인이 원천적으로 제거됨에 따라 화재 및 폭발의 위험이 제거된 이점이 있다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 밀폐형전선인입부 구성도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 밀폐형전선인입부는,
전선을 인입시키기 위한 전선인입부(320)와,
상기 전선인입부의 일측에 구성되어 상기 밀폐형방폭단자함과 전선인입부를 연결시키기 위한 연결부재(310)와,
상기 전선인입부의 타측에 구성되어 전선인입부을 밀폐시키기 위한 전선인입부커버부재(330)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 연결부재(310)와 전선인입부(320)와 전선인입부커버부재(330)는 바람직하게는 나사 결합이 되도록 구성함으로써 완전한 방폭 구조를 가지게 되는 것이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 건조제어수단 블록도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 건조제어수단(600)은,
전류계와 전압계 및 로드셀을 초기 설정하는 초기설정부(605)와,
설정된 건조 조건을 획득하는 건조조건획득부(610)와,
상기 건조조건획득부에 의해 획득된 건조 조건을 저장하고 관리하는 건조특성데이터베이스(615)와,
사용자에 의해 설정된 모드를 획득하는 제어조건획득부(620)와,
상기 제어조건획득부에서 획득된 모드가 자동모드일 경우에 사용자에 의해 설정된 제어 모드를 획득하는 제어모드획득부(625)와,
건조로의 내부 온도를 측정하는 내부온도측정부(630)와,
피건조체의 표면 온도를 측정하는 표면온도측정부(635)와,
전원공급부의 출력을 제어하는 전력제어부(640)와,
세라믹히터부와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부(645)와,
피건조체의 도장이 건조되면 배출팬을 동작시키는 배출팬동작부(650)와,
로드셀에서 검출되는 피건조체의 중량 변화값을 획득하여 수분 증발량을 계산하는 수분증발량계산부(655)와,
상기 수분증발량계산부에 의해 변화되는 중량 변화값과 내부온도측정부 및 표면온도측정부에 의해 측정된 온도값을 저장하는 데이터저장부(660)와,
상기 초기설정부와, 건조조건획득부와, 건조특성데이터베이스와, 제어조건획득부와, 제어모드획득부와, 내부온도측정부와, 표면온도측정부와, 전력제어부와, 전원공급부와, 배출팬동작부와, 수분증발량계산부와, 데이터저장부 간의 신호 흐름을 제어하는 중앙제어부(665)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 초기설정부(605)는 전류계와 전압계 및 로드셀을 초기 설정하게 된다.
전류계 및 전압계는 전원공급부에 의해 전원이 공급될 경우에 공급되는 전원의 전류값 및 전압값을 측정하기 위한 것이다.
상기 건조조건획득부(610)는 설정된 건조 조건을 획득하게 되는데, 본 발명의 건조장치가 구동되기 위해서 사용자가 구동프로그램이 설치된 컴퓨터단말기를 통해 건조 조건을 설정하게 되며 상기 사용자에 의해 설정된 건조 조건을 획득하는 것을 의미한다.
상기 건조 조건은 허용온도, 허용전력밀도, 허용건조속도 등의 재료 정보와, 온도제어 및 전력 제어 등의 스케쥴 설정과, 건조할 피건조체마다 설정값 및 결과값이 포함된 파일명, 건조시 저장되는 데이터 간격 등의 데이터 설정을 의미한다.
이때, 상기 건조특성데이터베이스(615)에 건조조건획득부에 의해 획득된 건조 조건을 저장하고 관리하게 되는 것이다.
상기 제어조건획득부(620)는 사용자가 구동프로그램을 구동시 화면에 디스플레이되는 제어 조건 즉, 모든 동작을 자동으로 수행하는 자동모드, 수동으로 수행하는 수동모드 중 사용자에 의해 설정된 모드를 획득하는 것이다.
만약 상기 제어 조건을 수동모드로 설정하게 되면, 전력 제어 및 온도 제어를 사용자가 직접 조절해가면서 건조 공정을 수행하는 것이고 피건조체에 관한 선행 건조데이터가 전혀 존재하지 않을 경우에 실행하게 된다.
한편, 상기 제어조건획득부에서 획득된 모드가 자동모드일 경우에 제어모드획득부(625)를 통해 사용자에 의해 설정된 제어 모드를 획득하게 된다.
상기 제어 모드는 전력제어모드, 온도제어모드 중 사용자에 의해 설정된 모드를 의미한다.
상기 내부온도측정부(630)는 건조로의 내부 온도를 측정하는 것이며, 표면온도측정부(635)는 피건조체의 표면 온도를 측정하는 것이다.
이는 사용자가 최초 설정시 설정된 허용 온도 이상으로 올라가는지를 확인하기 위하여 설치 구성하는 것이다.
상기 배출팬동작부(650)는 피건조체의 도장이 건조되면 배출팬을 동작시키는 것이며 이를 통해 세라믹히터부의 열과 원적외선 파장에 의해 가열 및 증발된 습기를 강제적으로 배출시키기 위한 것이다.
세라믹히터부의 열과 원적외선이 계속적으로 방사되므로써 피건조체에 직접 침투하거나 또는 건조로 내벽에 반사되어 피건조체에 침투하면서 피건조체의 중심부에서 각 사방에서 침투된 원적외선 전자파끼리 충돌하여 다시 외곽으로 반사된다.
이때, 외곽으로 반사되는 원적외선 파장과 복사열이 피건조체 내부의 분자에 공진작용을 일으켜 피건조체 내부에 열에너지를 골고루 확산하게 하고, 수분을 중심부에서 피건조체의 표면쪽으로 밀어내어 피건조체의 수분이 증발되어 건조된다.
이때, 수분의 증발량은 로드셀에서 검출되는 피건조체의 중량변화로 감지가 가능하게 된다.
따라서, 상기 수분증발량계산부(655)에서는 로드셀에서 검출되는 피건조체의 중량 변화값을 획득하여 수분 증발량을 계산하게 된다.
또한, 표면온도측정부와 내부온도측정부는 피건조체의 표면 또는 내부에 설치되어 원적외선 에너지가 피건조체에 전달되는 정도를 감지할 수 있는 산출근거로 사용되며, 피건조체의 온도가 정해진 온도 이상으로 올라가지 않도록 제어하는데 사용된다.
또한, 상기와 같이 변화되는 데이터는 시간별로 각각의 데이터를 데이터저장부에 저장하는데, 수분증발량계산부에 의해 변화되는 중량 변화값과 내부온도측정부 및 표면온도측정부에 의해 측정된 온도값도 저장하게 되어 추후 동일한 피건조체가 건조시 참조 자료로 활용할 수 있게 된다.
즉, 전착도장건조에서부터 전기전자부품, 발전소부품, 선박부품과 농수산물에 이르기까지 모든 피건조체를 적은 에너지와 효율적인 공정으로 가열하고 건조하여 최고의 건조품질을 얻을 수 있고, 임의의 피건조체에 대한 건조특성을 용이하게 데이터 베이스화할 수 있게 되는 것이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치의 건조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 초기설정부(605)에 의해 전류계와 전압계, 로드셀을 영점 조정 등의 초기설정을 한다(S110).
이후 건조하려는 피건조체에 관한 건조조건을 컴퓨터단말기를 통해 입력한다(S115).
상기 건조 조건을 입력한 후에는 피건조체를 로드셀 위에 안착시켜 피건조체를 투입(S120)하고, 피건조체 투입 후에는 제어조건을 자동으로 실행하는 자동모드와 제어조건을 수동으로 실행하는 수동모드를 선택한다.
이때, 제어조건이 자동이 아니면 중앙제어부에서는 수동모드로 인식(S200)하여 사용자가 직접 건조 조건을 조절해 가면서 건조공정을 수행하는 것으로 피건조체에 관한 선행 건조데이터가 전혀 없는 경우에 실행하게 된다.
상기 수동모드는 전력제어부나 온도제어부(미도시)를 통해 출력량을 조절하고(S210), 조절된 출력량에 따라 데이터를 컴퓨터단말기에 입력(S220)하게 되고, 건조 조건으로 건조가 완료된 경우에는 실험을 완료(S225)하게 된다.
한편, 자동모드로 선택하는 경우에는 제어모드를 전력제어모드로 할 것인지 온도제어모드로 할 것인지 선택하게 된다(S135).
상기 전력제어모드는 전력제어부의 전기 또는 전압으로 출력을 제어하는 것이고, 상기 온도제어모드는 내부온도측정부와 표면온도측정부의 검출온도를 통해 제어하는 방법을 말한다.
이후 모드를 선택한 상태에서 시작 버튼을 클릭하게되면, 건조로의 벽면에 설치되어 있는 세라믹히터부가 발열하여 열과 원적외선파장이 발생하여 피건조체를 건조하게 되며, 건조시 일정 시간마다 측정되는 온도 및 변화되는 데이터 등을 컴퓨터단말기에 입력(S140)하게 된다.
상기와 같이 변화되는 데이터는 컴퓨터단말기로 전송되어 시간별로 각각의 데이터를 저장하고, 건조조건을 만족하는 경우에는 정지되며 건조를 완료하게 된다.
즉, 건조 조건에 부합(S145)되면, 동작이 정지되어 진다(S150).
이후 로드셀에서 피건조체를 제거하여 건조공정을 완료하게 된다(S155).
상기와 같은 구성 및 동작을 통해 전기를 사용하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치를 제공함으로써 고유가 시대와 저탄소 경제체제하에서 에너지비용을 획기적으로 절감하고 이산화탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이고, 제품의 품질향상 및 산업현장의 화재, 폭발위험을 최소화하여 산업안전성을 확보할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 세라믹히터부
200 : 밀폐형방폭단자함
300 : 밀폐형전선인입부
400 : 반사판
450 : 건조로
500 : 로드셀
600 : 건조제어수단
700 : 배출구

Claims (9)

  1. 전착도장 건조장치에 있어서,
    내부 공간이 형성되어 있는 건조로와;
    상기 건조로에 적어도 한 개 이상이 일정간격으로 설치 구성되며, 전원공급부와 연결되어 전원 공급시 열과 원적외선을 발생시키는 세라믹히터부와;
    피건조체의 하측에 설치 구성되어 피건조체의 중량을 측정하는 로드셀과;
    전류계와 전압계 및 로드셀을 초기 설정하는 초기설정부와,
    설정된 건조 조건을 획득하는 건조조건획득부와,
    상기 건조조건획득부에 의해 획득된 건조 조건을 저장하고 관리하는 건조특성데이터베이스와,
    사용자에 의해 설정된 모드를 획득하는 제어조건획득부와,
    상기 제어조건획득부에서 획득된 모드가 자동모드일 경우에 사용자에 의해 설정된 제어 모드를 획득하는 제어모드획득부와,
    건조로의 내부 온도를 측정하는 내부온도측정부와,
    피건조체의 표면 온도를 측정하는 표면온도측정부와,
    전원공급부의 출력을 제어하는 전력제어부와,
    세라믹히터부와 연결되어 전원을 공급하는 전원공급부와,
    피건조체의 도장이 건조되면 배출팬을 동작시키는 배출팬동작부와,
    로드셀에서 검출되는 피건조체의 중량 변화값을 획득하여 수분 증발량을 계산하는 수분증발량계산부와,
    상기 수분증발량계산부에 의해 변화되는 중량 변화값과 내부온도측정부 및 표면온도측정부에 의해 측정된 온도값을 저장하는 데이터저장부와,
    상기 초기설정부와, 건조조건획득부와, 건조특성데이터베이스와, 제어조건획득부와, 제어모드획득부와, 내부온도측정부와, 표면온도측정부와, 전력제어부와, 전원공급부와, 배출팬동작부와, 수분증발량계산부와, 데이터저장부 간의 신호 흐름을 제어하는 중앙제어부를 포함하여 구성되는 건조제어수단;을 포함하여 구성되되,
    상기 건조특성데이터베이스는,
    허용온도, 허용전력밀도, 허용건조속도의 재료 정보와,
    온도제어, 전력제어의 스케쥴 설정정보와,
    파일명, 데이터 저장간격의 데이터 설정정보를 포함하여 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 원적외선 세라믹히터를 이용한 전착도장 건조장치.
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