KR101738856B1 - 진공 단열재 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공 단열재 검사장치에 관련되며, 구성에 특징을 살펴보면, 항온층(30)을 가진 고열원부(10)와 저열원부(20)가 서로 대향하게 이격되어, 피측정물(A)이 수용되는 개방형 진입부(40)가 구비되고, 상기 고열원부(10) 또는 저열원부(20)에는 피측정물(A)의 중앙부 영역을 기준으로 엣지부, 코너부 영역 중 하나이상의 추가 영역에 대한 열류량을 동시 측정하도록 복수의 열류센서(50)가 구비되며, 상기 열류센서(50)에 의해 측정된 영역별 단열성능 값을 절대평가 또는 상대평가하여, 영역별 측정값이 반영된 단열성능을 표시하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 본 발명은 피측정물의 중앙부 영역을 기준으로 엣지부, 코너부 영역 중 하나이상의 추가 영역에 대한 열류량을 동시 측정하도록 복수의 열류센서가 구비되고, 열류센서에 의해 측정된 영역별 단열성능 값을 절대평가 또는 상대평가하여, 영역별 측정값이 반영된 단열성능을 판단함에 따라 국부영역의 단열성 미달까지 검사가능하고, 특히 영역별 측정값을 이용하여 내부심재 두께, 외피필름 재질, 외피필름 성형불량(미세 누수구멍), 외피필름 가장자리 마감상태를 포함하는 요인의 불량여부까지 검사가능한 효과가 있다.

Description

진공 단열재 검사장치{Vacuum insulation testing device}
본 발명은 진공 단열재 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 단열재의 중앙부 영역을 기준으로 그외 복수 영역을 동시 측정하고, 측정값 중 2개소이상 영역의 측정값을 기준으로 국부영역의 단열성 미달까지 검사하고, 특히 영역별 측정값을 이용하여 내부심재 두께, 외피필름 재질, 외피필름 성형불량(미세 누수구멍), 외피필름 가장자리 마감상태를 포함하는 요인의 불량여부까지 검사하는 진공 단열재 검사장치에 관한 것이다.
통상적으로 진공 단열재는 다공성 내부심재를 외피필름에 삽입하여 진공흡착하여 형성되고, 내부 진공되에 의해 높은 단열성이 유지되는 장점이 있는데 반해, 미세한 기공에 의해 쉽게 진공도가 저하되어 진공불량을 초래함은 물론 작업자가 조기에 육안으로 불량 판단이 불가능하여 냉장고 등의 제품 내부에 설치후 진공 단열재 불량으로 판단될 경우 제품 전체를 폐기해야 하는 실정이다.
이에 종래에 개시된 검사장치를 살펴보면 등록특허 제10-1012666호에서, 상측 검사부는 유압실린더에 의해 승강 작동되게 구성되고, 상측 검사부와 하측 검사부내에 가열판과 냉각판를 마주되게 장착하여 가열판의 가열된 온도가 진공단열재에 전달되어 하부의 냉각판에 장착된 온도감지센서를 통해 열전도를 측정 검사하는바, 즉 진공단열재를 두고 일측부로부터 가열된 온도가 전달되는 속도의 열전도율을 열선법 측정방식으로서 진공파괴 여부를 검사하도록 하는 기술이 선등록된바 있다.
그러나 상기 종래기술은 감지센서 주변의 열류현상이 차단되도록 상하측 검사부가 반드시 구비되어야 하므로 300mm x 300mm 사이즈 이상의 대면적 단열재의 경우 검사가 불가능하고, 특히 특정 영역 즉, 중앙부 검사값만으로 양품판정이 이루어지므로 그외 엣지부, 코너부 영역을 포함하는 주변부 단열성능 미달(불량)을 판별하지 못하는 실정이다.
예컨대, 진공단열내는 내부심재 두께, 외피필름 재질, 외피필름 성형불량, 외피필름 가장자리 마감상태 등에 따라 중앙부를 기준으로 영역별 단열성능이 10배이상 편차가 발생되고, 이러한 영역별 단열성능이 미연에 검출되지 못할 경우 단열재가 적용된 제품(냉장고 등) 불량으로 이어지고, 특히 외피필름에 미세누수구멍이 형설될 경우 중앙부 검사값으로는 사실상 검출이 불가능하고, 이로 인해 제품을 양산 후 진공도가 해제되면서 단열재가 팽창되어 제품이 터지는 등의 안전사고를 초례하는 폐단이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 진공 단열재의 중앙부 영역을 기준으로 그외 복수 영역을 동시 측정하고, 측정값 중 2개소이상 영역의 측정값을 기준으로 국부영역의 단열성 미달까지 검사하고, 특히 영역별 측정값을 이용하여 내부심재 두께, 외피필름 재질, 외피필름 성형불량(미세 누수구멍), 외피필름 가장자리 마감상태를 포함하는 요인의 불량여부까지 검사하는 진공 단열재 검사장치에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 항온층(30)을 가진 고열원부(10)와 저열원부(20)가 서로 대향하게 이격되어, 피측정물(A)이 수용되는 개방형 진입부(40)가 구비되고,
상기 고열원부(10) 또는 저열원부(20)에는 피측정물(A)의 중앙부 영역을 기준으로 엣지부, 코너부 영역 중 하나이상의 추가 영역에 대한 열류량을 동시 측정하도록 복수의 열류센서(50)가 구비되며,
상기 열류센서(50)에 의해 측정된 영역별 단열성능 값을 절대평가 또는 상대평가하여, 영역별 측정값이 반영된 단열성능을 표시하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 열류센서(50)가 설치되는 열원부의 항온층(30)은, 열원부가 수용되도록 용기형으로 형성되어 커버(33)에 의해 보호되는 항온열원부(32)와, 열원부와 항원열원부(32) 사이에 설치되어 열류를 차단하는 용기형 단열실(34)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고열원부(10)와 저열원부(20)는 한 쌍의 지지암(60)(70)에 의해 횡방향으로 대향하게 지지되고, 상기 고열원부(10), 저열원부(20) 중 어느 하나는 횡방향으로 이송되어 개방형 진입부(40)에 수용된 피측정물(A)이 가압되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고열원(10)과 저열원(20)은 지지암(60)(70)과 힌지(71)로 결합되어 각도조절가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지암(60)(70) 사이에 설치되어 피측정물(A) 측정위치를 결정하는 가이드부재(80)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 피측정물의 중앙부 영역을 기준으로 엣지부, 코너부 영역 중 하나이상의 추가 영역에 대한 열류량을 동시 측정하도록 복수의 열류센서가 구비되고, 열류센서에 의해 측정된 영역별 단열성능 값을 절대평가 또는 상대평가하여, 영역별 측정값이 반영된 단열성능을 판단함에 따라 국부영역의 단열성 미달까지 검사가능하고, 특히 영역별 측정값을 이용하여 내부심재 두께, 외피필름 재질, 외피필름 성형불량(미세 누수구멍), 외피필름 가장자리 마감상태를 포함하는 요인의 불량여부까지 검사가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진공 단열재 검사장치를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 진공 단열재 검사장치의 열류센서 배치형태 실시예를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 진공 단열재 검사장치가 힌지에 의해 각도조절되는 작동상태를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 진공 단열재 검사장치에 가이드부재가 구비되는 실시예를 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 진공 단열재 검사장치에 관련되며, 이때 진공 단열재 검사장치는 진공 단열재의 중앙부 영역(예컨대, 본원에서 중앙부 영역은 열류센서의 일측이 엣지부, 코너부에 접하지 아니하는 내측영역을 의미한다)을 기준으로 그외 복수 영역을 동시 측정하고, 측정값 중 적어도 2개소 영역의 측정값을 기준으로 단열성능을 판단하므로 검사 신뢰도가 향상되고, 특히 국부영역의 단열성 미달로 인한 단열재 적용 제품의 품질불량이 미연에 방지되도록 고열원부(10)와 저열원부(20), 항온층(30), 개방형 진입부(40), 복수의 열류센서(50)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 발명은 항온층(30)을 가진 고열원부(10)와 저열원부(20)가 서로 대향하게 이격되어, 피측정물(A)이 수용되는 개방형 진입부(40)가 구비된다. 도 1에서는 피측정물(A) 일면에 저열원부(20)가 배치되고, 이면에 고열원부(10)가 구비되며, 고열원부(10) 측에 후술하는 열류센서(50)가 설치된 상태를 도시하며, 이때 고열원부(10)와 저열원부(20)는 서로 대향하는 위치에 이격 배치되어 피측정물(A)이 투입되어 임의의 영역검사가 가능하도록 개방형 진입부(40)가 형성된다.
이에 피측정물(A) 위치를 자유롭게 조절하여 임의의 국부영역에 대한 검사가 가능함에 따라 종래에 제한된 항온조 내부공간 사이즈로 인해 유효측정범위가 제한되어 투입불가능하던 대면적 피측정물(A)에 대한 검사가 가능하다.
검사과정을 살펴보면, 상기 피측정물(A) 양면에 고열원부(10)와 저열원부(20)가 밀착되고, 저열원부(20)에서 발생되는 냉기가 피측정물(A)을 매개로 이면에 고열원부(10)로 전달되며, 고열원부(10)에 구비되는 열류센서(50)는 전달된 온도를 감지하여 제어부로 전송하여 단열성능을 측정하는바, 이에 따른 구체적인 측정방법은 'KS L 9016:2010 보온재의 열전도율 측정 방법 - 평판 열류계법'를 따른다.
그리고, 상기 항온층(30)은 커버에 의해 보호되는 단열재가 열원부를 수용한 상태로 보호하여 외부로의 열류를 차단하도록 구비되는바, 이때 열류센서(50)가 설치되는 열원부의 항온층(30)은, 열원부가 수용되도록 용기형으로 형성되어 커버(33)에 의해 보호되는 항온열원부(32)와, 열원부와 항원열원부(32) 사이에 설치되어 열류를 차단하는 용기형 단열실(34)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 항온열원부(32)는 중공의 통형태로 고열원부(10)와 열류센서(50)가 수용되어 보호되도록 일면이 개방된 용기형으로 형성된다. 그리고 항온열원부(32)는 열수, 열선을 포함하는 열원에 의해 가열되되, 이때 항온열원부(32)는 용이형으로 일체로 형성됨에 따라 단일의 열원 및 제어부에 의해 전체영역(예컨대, 측면, 상면)이 동일한 온도로 제어되어 영역별 온도편차로 인한 검사정밀도 저하현상이 미연에 방지된다.
한편, 상기 용기형 단열실(34)는 단열공간 또는 단열재로 구성되고, 피측정물(A)에 밀착되는 고열원부(10)와 항온열원부(32) 사이는 마감판에 의해 마감되도록 구비된다.
이에 고열원부(10)이 용기형 단열실(34)에 의해 1차 열류현상이 방지되고, 이어서 항온열원부(32)에 의해 2차로 열류현상이 방지되는 이중 열류차단 및 항온구조를 가짐으로 열류손실로 인한 검사 정밀도 저하현상이 방지된다.
그리고 용기형 이중 열류차단 구조에 의해 내부 구조가 간단하면서 고열원부(10) 및 용기형 단열실(34)을 콤팩트한 사이즈로 축소 제작가능하여 검사장치의 사이즈가 전체적으로 작아지면서 취급이 용이하고, 또 작업자에 의한 수동 측정시 큰 힘을 들이지 않고 이동가능하여 피로도가 감소되고, 검사를 위한 접촉면적 축소로 피측정물(A)에 긴밀하게 밀착되어 틈새발생으로 인한 측정오류가 방지된다.
또한, 본 발명은 고열원부(10) 또는 저열원부(20)에는 피측정물(A)의 중앙부 영역을 기준으로 엣지부, 코너부 영역 중 하나이상의 추가 영역에 대한 열류량을 동시 측정하도록 복수의 열류센서(50)가 구비된다. 도 2 (a)는 고열원부의 중앙부와 엣지부에 열류센서를 배치한 상태를 도시하고, 도 2 (b)는 중앙부와 코너부에 열류센서를 배치한 상태를 도시하면, 도 2 (c)는 중앙부, 엣지부, 코너부 3개소에 열류센서를 배치한 상태를 도시한다. (참고로 엣지부는 일측 1개소의 외주면에 의해 열류손실이 발생되고, 코너부는 모서리에서 만나는 2개소의 외주면에 의해 열류손실이 발생됨)
이처럼 동일한 항온조건이 유지되는 공간에서 복수의 열류센서(50)에 의해 피측정물(A)의 중앙부 영역을 기준으로 엣지부, 코너부 영역 중 하나이상의 추가 영역에 대한 열류량이 동시 측정되어 영역별 측정값이 반영된 상태의 단열검사가 이루어짐에 따라 검사 신뢰도가 향상되면서 국부영역의 단열성 미달로 인한 피측정물(A) 적용 제품의 품질불량이 미연에 방지되고, 특히 영역별 측정값을 이용하여 내부심재 두께, 외피필름 재질, 외피필름 성형불량(미세 누수구멍), 외피필름 가장자리 마감상태를 포함하는 요인의 불량여부까지 검사가능하다.
그리고 상기 열류센서(50)에 의해 측정된 영역별 단열성능 값을 절대평가 또는 상대평가하여, 영역별 측정값이 반영된 단열성능을 표시하도록 구비된다. 일실시예로서 아래 [표1]과 같이 절대평가에 의한 단열성능 검사는 각각의 영역별 기준값을 설정하고, 측정값과 기준값을 대비하여 판단하는바, 엣지부 기준값을 14로 설정시 No.3 제품은 기준미달로 판별된다.
[표1. 영역별 측정값을 나타내는 표]
Figure 112015053317166-pat00001
또, 아래 [표2]처럼 각각의 영역별 측정값을 연산(예컨대, 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기 또는 이들 연산값에 단열재 면적을 반영하여 연산)하여 산출된 연산값을 설정된 기준연산값과 대비하여 판단하는바, 기준값을 18로 설정시 No.3 제품은 중앙부와 엣지부의 합이 22로서 기준미달로 판별된다.
[표2. 영역별 측정값을 나타내는 표]
Figure 112015053317166-pat00002
또한, 다른 실시예로서 동일 규격의 피측정물(A)을 대량 검사시 각각의 피측정물(A)에서 검출된 영역별 검출값을 서로 대비하여 평균값과 편차 정도를 이용하여 기준미달을 판별하게 된다.
이에 중앙부 영역의 측정값에 이상이 없다하더라도 그외 영역의 측정값에 대한 측정값의 편차 및 이상여부를 이용하여, 피측정물(A)인 진공 대열재의 내부심재 두께, 외피필름 재질, 외피필름 성형불량(미세 누수구멍), 외피필름 가장자리 마감상태 등의 요인이 반영된 단열성능이 감사된다.
또한, 상기 고열원부(10)와 저열원부(20)는 한 쌍의 지지암(60)(70)에 의해 횡방향으로 대향하게 지지되고, 상기 고열원부(10), 저열원부(20) 중 어느 하나는 횡방향으로 이송되어 개방형 진입부(40)에 수용된 피측정물(A)이 가압되도록 구비된다.
도 1에서, 상기 고열원부(10)와 저열원부(20)는 한 쌍의 지지암(60)(70)에 의해 횡방향으로 대향하게 지지되어, 피측정물(A)이 세워진 상태로 투입되도록 개방형 진입부(40)가 종방향으로 형성된 상태를 도시하는바, 이에 국한되지 않고 한 쌍의 지지암(60)(70)을 종방향으로 형성하는 구성도 가능하다.
이처럼 단열성 검사조건이 피측정물(A)인 단열재(진공 단열재, 스티로폼 등)가 주로 사용되는 사용환경(건축물 외벽, 냉장고 외벽 등)과 유사 내지 동일한 설치조건 즉, 피측정물(A)이 직립상태에서 이루어지므로 측정된 검사데이터를 기준으로 검사 신뢰도가 향상되는 이점이 있다. 참고로 대류현상으로 인한 상하방향 열류현상을 고려하여 볼 때, 종래에 수평형 검사구조 대비 본원 수직형 검사구조를 통한 측정값에 대한 신뢰도가 향상된다.
한편, 상기 개방향 진입부(40)로 인해 피측정물(A)이 세워진 상태로 투입되므로 공간활용도가 우수함은 물론 현장에서 제품 모델변경에 따른 위치변동이 간편하고, 자유로운 검사 영역변경으로 피측정물(A) 사이즈에 영향을 받지 않고 검사가능하며, 특히 고열원부(10)와 저열원부(20)가 피측정물(A)의 국부영역에 면접됨에 따라 휨이나 두께 편차를 포함하는 피층정물(A)의 표면 상태에 영향을 받지 않고 긴밀하게 밀착되므로 피측정물(A)과의 틈새발생으로 인한 측정오류현상이 방지된다.
또, 상기 지지암(60)(70)의 횡방향 위치이동에 의해 고열원부(10) 또는 저열원부(20)가 이동하여 피측정물(A)에 밀착 측정되는 구조이므로, 작업자가 큰 힘을 들이지 않고 조작이 가능하여 검사장치의 콤팩트화, 유지관리 용이, 중량감소 및 구동부 생략으로 작동소음 감소 등 작업환경이 개선된다.
여기서 상기 지지암(60)(70)은 인출식 또는 일단에 레일이 설치되어 고열원부(10)와 저열원부(20)가 레일을 타고 높낮이 조절가능하게 구비된다. 이때 고열원부(10)와 저열원부(20)의 높낮이를 동일하게 조절하기 위해 지지암(60)(70) 일측에 눈금자를 표심하는 것이 바람직하다.
도 1에서 고열원부(10)가 설치되는 지지암(60)이 프레임(예컨대, 대차프레임) 상에서 가이드레일을 타고 좌우 이송되도록 구비되고, 저열원부(20)가 설치되는 지지암(70)은 고정형으로 구비된 상태를 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 지지암(60)(70)이 고정된 상태로 실린더, 구동장치(예컨대, 실린더, 렉과 피니언)에 의해 고열원부(10) 또는 저열원부(20)가 이송되도록 하는 구성도 가능하다.
한편, 상기 고열원부(10), 저열원부(20) 중 어느 하나는 스크류, 렉과 피니언을 포함하는 조절수단에 의해 위치고정되도록 구비되고, 위치조절후 정지 위치가 보다 견고하게 유지되도록 가이드레일에 마찰되는 브레이크 구성을 더 구비하는 것도 가능하다.
그리고 상기 고열원부(10), 저열원부(20) 중 어느 일측에는 별도의 압력센서를 구비하거나 스프링, 쇼바를 포함하는 완충부를 설치하여 과도한 가압력이 작용시 충격이 흡수되도록 하여 밀착력 조절에 편의성을 제공하면서 열류센서(50)를 포함하는 정밀부품의 손상을 방지하게 된다.
또한, 상기 고열원(10)과 저열원(20)은 지지암(60)(70)과 힌지(71)로 결합되어 각도조절가능하게 구비된다. 이때 도 3처럼 힌지(71)는 횡축방향으로 설치되어 고열원부(10)와 저열원부(20)가 상하방향으로 선회되도록 구비되거나, 힌지(71)를 볼타입(도시생략)으로 형성하여 360° 방향으로 유연하게 선회되도록 하는 구성도 가능하다.
이에 고열원부(10)와 저열원부(20)가 힌지(71)를 통하여 지지암(60)(70)상에 선회가능하게 연결됨에 따라 피측정물(A)이 휘거나 측정면의 평탄도가 유지되지 못하더라도 고열원부(10)와 저열원부(20)가 유연하게 각도조절되어 긴밀하게 밀착되므로 피측정면과의 틈새발생으로 인한 검사오류가 방지되는 이점이 있다.
또한, 상기 지지암(60)(70) 사이에 설치되어 피측정물(A) 측정위치를 결정하는 가이드부재(80)가 구비된다. 도 4 (a)와 같이 가이드부재(80)는 횡바형태로 구비되어 상하위치조절되도록 구비되어 피측정물(A)의 높낮이를 조절하고, 도 4 (b)처럼 추가로 종바형태로 더 구비되어 좌우위치조절되어 피측정물(A)의 폭방향 위치를 조절하게 된다.
이에 가이드부재(80)에 의해 대면적 피측정물(A)의 측정위치(높이, 폭) 설정이 가능함에 따라 동일사이즈의 피측정물(A)을 연속 대량 검사시 1회 셋팅으로 이후 검사작업이 신속하게 이루어지고, 각각의 피측정물(A)에 대한 측정위치가 일치되어 각각의 대량검사시 측정데이터값을 상대평가하여 기준미달을 판단하는 방식으로 조기 양품 판별하는 기준을 추가하는 구성도 가능하다.
한편, 상기 개방형 진입부(40)가 개방향으로 형성됨에 따라 피측정물(A)의 투입과 배출을 양방향으로 운영가능하여, 피측정물(A) 생산라인에 부가되어 무인 자동화로 운영가능한 이점이 있다.
10: 고열원부 20: 저열원부
30: 항온층 40, 40': 개방형 진입부
50: 열류센서 60, 70: 지지암
80: 가이드부재

Claims (5)

  1. 항온층(30)을 가진 고열원부(10)와 저열원부(20)가 서로 대향하게 이격되어, 피측정물(A)이 수용되는 개방형 진입부(40)가 구비되고,
    상기 고열원부(10) 또는 저열원부(20)에는 피측정물(A)의 중앙부 영역을 기준으로 엣지부, 코너부 영역 중 하나이상의 추가 영역에 대한 열류량을 동시 측정하도록 복수의 열류센서(50)가 구비되며,
    상기 열류센서(50)에 의해 측정된 영역별 단열성능 값을 절대평가 또는 상대평가하여, 영역별 측정값이 반영된 단열성능을 표시하도록 구비되며,
    상기 열류센서(50)가 설치되는 열원부의 항온층(30)은, 열원부가 수용되도록 용기형으로 형성되어 커버(33)에 의해 보호되는 항온열원부(32)와, 열원부와 항원열원부(32) 사이에 설치되어 열류를 차단하는 용기형 단열실(34)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 단열재 검사장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고열원부(10)와 저열원부(20)는 한 쌍의 지지암(60)(70)에 의해 횡방향으로 대향하게 지지되고, 상기 고열원부(10), 저열원부(20) 중 어느 하나는 횡방향으로 이송되어 개방형 진입부(40)에 수용된 피측정물(A)이 가압되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 단열재 검사장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고열원부(10)와 저열원부(2)는 지지암(60)(70)과 힌지(71)로 결합되어 각도조절가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 단열재 검사장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 지지암(60)(70) 사이에 설치되어 피측정물(A) 측정위치를 결정하는 가이드부재(80)가 구비되는 것을 특징으로 하는 진공 단열재 검사장치.
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