KR101775349B1 - 축전지용 극판 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템 - Google Patents

축전지용 극판 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 납축전지용 극판 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템에 관한 것으로, 숙성 및 건조를 각각의 개별 챔버 내에서 온도 및 시간으로 수행할 수 있는 다수개의 챔버를 구비하고, 이 다수개의 챔버에 극판을 투입하고 배출하는 무인운반 크레인 구비함으로써 여러 종류의 극판을 동시에 다양한 숙성 및 건조 조건으로 작업을 수행할 수 있으며 전체 작업 공정의 연속성을 유지할 수 있는 납축전지용 극판 자동 배치식 극판 숙성 및 건조 시스템을 제공하는 것으로서, 그 기술적 구성은, 숙성 및 건조를 각각의 개별 챔버 내에서 개별 온도 및 시간으로 수행할 수 있는 다수개의 챔버를 구비하되, 극판이 투입 및 배출될 수 있도록 챔버 전방에 형성되는 출입구 도어; 챔버 내에 다수개의 극판을 적층할 수 있는 랙 프레임부; 챔버 내에 극판을 투입 및 배출시킬 수 있는 무인운반 크레인; 및 상기 개별 챔버와 무인운반 크레인을 제어 가능하게 하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

축전지용 극판 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템{A drying system for lead-acid battery}
본 발명은 납축전지용 극판 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템에 관한 것으로, 보다 상하게는 극판의 숙성 및 건조 건조 공정을 연속적으로 수행하는 동시에 극판의 타입에 따라 숙성 온도, 시간 및 건조 온도, 시간을 차별화 할 수 있어 극판의 품질을 균일하게 유지할 수 있는 동시에 고객이 요구하는 성능 및 내구성을 실현할 수 있는 극판을 제작할 수 있는 납축전지용 극판의 숙성 및 건조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 납축전지(Lead Acid Storage Battery)는 전기화학반응을 이용하여 충전과 방전이 가능한 2차지로서, 양극(Positive Electrode, 陽極)물질로 과산화납(PbO2), 음극(Cathode, 陰極)물질로 해면상(海綿狀)의 납(Pb)을 사용하고, 전해액(電解液)으로는 비중이 1.260~1.295인 묽은 황산을 사용하여, 양극과 음극 사이에 격리판을 설치하는 구조로 이루어져 자동차용 축전지 등으로 사용된다.
이렇게 자동차용 축전지로 사용되는 납축전지는, 밀폐된 소정 용량의 용기 내부에 양극과 음극 사이의 단락(Short)을 방지하기 위한 격리판이 구비되고, 각 격리판 내부에 판으로 형성되는 전극들이 내장되며, 용기 상단부에 스트랍(Strap)이 설치되되, 양극 및 음극의 단자가 형성되고, 각 전극들이 단자에 충전 가능하게 연결되는 구조로 이루어진다.
이러한 축전지는 전해액으로 묽은 황산(H2SO4)이 사용되고, 극판의 활물질로는 양극(+)에 이산화납(PbO2)이 사용되고, 음극(-)에 해면상(海綿狀)에 납(Pb)을 사용하여 외부 회로에 연결하면 전기가 흐르면서 그 양극(+)과 음극(-)의 활물질이 황산납(PbSO4)으로 변화(방전)되고, 반대로 외부에서 전류를 흘려주면 황산납(PbSO4)이 다시 이산화연(+)과 해면상(海綿狀)의 납(-)으로 변화(충전)되는 원리를 이용한 것이다.
한편, 통상적으로 2차전지인 납축전지는 양극판과 음극판을 제조하고, 제조한 양극판과 음극판은 숙성(Curing) 및 건조(Drying)시키며, 숙성 및 건조가 완료된 양극판과 음극판을 축전지의 규격(크기) 및 성능에 따라 격리판의 양측에 적층한 후 축전지 플라스틱 케이스에 삽입 및 밀봉하여 제조한다.
여기서, 축전지의 규격(크기) 및 전기를 수용할 수 있는 성능에 따라 여러 종류의 양극판 및 음극판을 제조하게 되며, 더 상세하게 극판의 제조방법으로는 납으로 제조된 기판(Grid)에 활물질을 도포하여 일정 수량씩 팔레트 또는 전용매거진에 적재하게 되는데, 활물질은 미세한 분말상태의 산화납(PbO)을 묽은 황산과 혼합하여 제조되며, 양극판가 음극판에 따라 활물질에 첨가제를 달리하여 제조된다.
상기 서술한 바와 같이, 활물질에 첨가제를 달리하여 제조한 양극판 및 음극판은 충분할 성능 및 내구성을 발휘할 수 있도록 조건 별로 숙성 및 건조를 시켜야 하며, 납축전지의 품질이 극판의 숙성(Curing) 및 건조 공정에 의해 결정된다고 할 만큼 주요한 공정 중 하나이다.
다음에 납축전지용 극판의 숙성 및 건조에 대한 종래방법 및 선행기술에 대해서 설명한다.
납축전지용 극판의 숙성 및 건조공정은 각각의 숙성챔버 및 건조챔버를 통하여 수행되거나 하나의 챔버 내 에서 숙성 및 건조과정을 수행하는 방식을 채택하게 된다.
하지만, 한국특허출원번호 10-2012-0061718호의 선행기술에서 언급했듯이 이러한 숙성 및 건조 챔버들은 각 챔버들을 이동, 투입을 위한 캐리어 또는 지게차가 요구되고, 이로 인해 공정 수행이 복잡하다는 문제점이 있었다.
또한, 다수개의 숙성로와 건조로 및 극판을 이동하기 위한 캐리어, 지게차 등의 이동 공간이 요구되는 등 전체 작업을 위해 광범위한 공간이 요구되며, 각 공정 별로 숙성 시간 및 온도가 다르기 때문에 연속적으로 공정운영을 수행할 수 없다는 문제점이 있으며, 이로 인해 극판이 즉시 숙성 및 건조공정을 진행하지 못하여 극판의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.
이러한 문제들은 극복하기 위하여, 한국특허출원번호 10-2012-0061718호의 선행기술에서는 순차적으로 숙성 챔버 및 건조 챔버를 위치시킴으로써 공정의 연속성 및 편의성을 제공하였고, 컨베이어 벨트에 의해 이송되도록 이루어짐으로써, 극판의 이송 및 투입이 용이하게 하여 공정 자동화가 가능하고, 작업 공간의 활용도를 향상시킬 수 있는 시스템을 제공하였다.
하지만, 납축전지 시장에서 고객이 요구하는 납축전지의 성능 및 내구성을 만족시키기 위하여, 좀 더 자세하게 설명하자면 현재 스타트-스톱 기능이 있는 차량(IDLE STOP GO(ISG)기능 차량)은 차별화된 숙성 시간 및 온도, 건조 시간 및 온도를 사용하여야만 하고, 양극판 및 음극판 또는 다른 조건을 사용하여야만 고객이 요구하는 성능 및 내구성을 만족시킬 수 있다. 하지만 선행기술(10-2012-0061718)은 공정의 연속성 차원에서 장점이 있으나,
하나의 숙성 및 건조시스템으로 동시에 여러 종류의 조건으로 숙성 및 건조를 진행할 수 있기 때문에 고객이 요구하는 제품 품질의 수준을 만족시킬 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 연속적으로 이루어진 숙성로의 시스템에서 극판을 이동시키는 컨베이어 또는 챔버의 숙성 열원 공급장치가 고장나게 되면 숙성을 진행 중이던 극판들은 모두 불량이 발생하게 되어 폐기해야 하는 문제점이 발견되었다.
한국특허출원번호 10-2012-0061718호 '축전지용 전극판의 숙성 및 건조 시스템' 공개일자 2013.12.18
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 숙성 및 건조를 각각의 개별 챔버 내에서 온도 및 시간으로 수행할 수 있는 다수개의 챔버를 구비하고, 이 다수개의 챔버에 극판을 투입하고 배출하는 무인운반 크레인 구비함으로써 여러 종류의 극판을 동시에 다양한 숙성 및 건조 조건으로 작업을 수행할 수 있으며 전체 작업 공정의 연속성을 유지할 수 있는 납축전지용 극판 자동 배치식 극판 숙성 및 건조 시스템을 제공하는 것으로 목적으로 한다.
또한 본 발명은 독립된 다수개의 챔버를 구비하여 광범위한 공간을 차지하는 문제점을 극복하기 위하여, 한 챔버 내에 다수개의 극판이 투입될 수 있도록 랙을 설치하고, 이 다수개의 극판을 투입하고 배출할 수 있는 무인운반 크레인을 구비함으로써, 작업 공간의 활용도를 향상시킬 수 있으며, 인건비 및 제작 단가를 감소시킬 수 있는 납축전지용 극판 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 제공하는 것으로 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 한 챔버 내에 극판이 투입된 후, 일정시간 동안 추가 극판이 투입되지 않을 경우, 도어가 폐쇄되고 숙성 및 건조과정을 진행 함으로서 극판의 균일한 숙성 및 건조가 가능함과 동시에 만약 운전 중에 챔버의 열원시스템이 망가져도 해당 챔버 내의 극판만 폐기하면 됨으로, 대량으로 발생하는 불량을 방지할 수 있어 전체적인 극판 품질을 균일하게 유지 및 제작할 수 있는 납축전지용 극판 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 제공하는 것으로 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 숙성 및 건조를 각각의 개별 챔버 내에서 개별 온도 및 시간으로 수행할 수 있는 다수개의 챔버를 구비하되, 극판이 투입 및 배출될 수 있도록 챔버 전방에 형성되는 출입구 도어; 챔버 내에 다수개의 극판을 적층할 수 있는 랙 프레임부; 챔버 내에 극판을 투입 및 배출시킬 수 있는 무인운반 크레인; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 챔버의 출입구 도어는 모터에 연동 가능하게 구비되되, 출입구 도어는 체인 또는 와이어에 연결되어 수직방향으로 승/하강되는 구조로서 철재프레임과 철재 판으로 구성된다.
여기서 무인운반 크레인이 극판을 챔버 내로 투입할 수 있게 극판을 대기시키는 극판 투입대기부; 이 무인운반 크레인 또는 무인운반차가 극판을 챔버로부터 배출하여 극판을 후공정으로 보낼 수 있게 대기시키는 극판 배출대기부가 구비되되, 극판 투입대기부 및 극판 배출대기부는 투입대기부 컨베이어 이송체인 및 배출대기부 컨베이어 이송체인과, 무인운반 크레인이 극판을 투입 및 배출할 수 있도록 극판을 수직방향으로 상, 하 이동시키는 투입대기부 수직가이드 및 배출대기부의 수직가이드를 포함하여 구성된다.
한편, 제어부는 극판의 형명 및 수량에 대한 정보, 극판의 챔버 투입위치/시간 및 배출위치/시간을 제어하며 리코딩 및 동시에 디스플레이 하는 물류제어부 및 챔버별로 극판의 숙성 온도 및 시간, 건조 온도 및 시간을 제어하며 실시간으로 레코딩함과 동시에 디스플레이 하는 숙성제어부로 구성된다. 이 물류제어부 및 숙성제어부는 상호 유선통신모듈 또는 무선통신모듈에 의하여 상호 필요한 정보를 교환하도록 구성 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 다양한 조건의 숙성 공정 및 건조 공정을 연속적으로 수행할 수 있으며, 이로 인해 작업 공정의 연속성 및 편의성을 제공할 수 있으며, 이로 인해, 다양한 조건의 극판의 대량 생산이 가능하고, 극판의 균일한 숙성 및 건조가 가능하여 극판의 품질을 향상시킴과 동시에 극판의 품질을 균일하게 유지 및 제작할 수 있으며, 만약 한 챔버가 고장이 나더라도 다른 챔버에 영향을 주지 않아 불량 LOSS에 대한 피해를 줄일 수 있으며, 전체 공정의 자동화가 가능하여 극판의 이동을 위한 별도의 캐리어 및 지게차가 필요치 않아 작업 공간의 활용도를 향상시킬 수 있으며, 별도의 작업 인력이 불필요하며, 인건비 및 제작 단가를 감소 시킬 수 있다는 등의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 개략적으로 나타내는 우측면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 또한 본 실시 예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않은 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 3는 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 개략적으로 나타내는 우측면도이다.
도면에서 도시하고 있은 바와 같이, 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템(A)은 다수개의 챔버(200), 무인운반크레인(300), 극판 투입대기부(400), 극판 배출대기부(500) 및 제어부(도면 미기재)로 구성하되, 다수개의 챔버(200)는 숙성과 건조의 온도 및 시간을 개별제어가 가능한 개별 챔버(210), 출입구 도어(220)와 모터(230), 극판(100) 및 전용 팔레트(110)를 개별 챔버(210)내에 적층할 수 있게 제작 된 랙 프레임부(240) 및 숙성제어부(도면 미기재)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 개별 챔버(210)는 박스형태로 제작되어 형성되되, 그 내부에 수용되는 극판(100)을 숙성 및 건조시키기 위한 밀폐구조로 이루어지며, 외벽은 난연성 우레탄 또는 유리섬유 재질의 패널을 사용하고, 각 연결부위는 모두 용접 마감하여 습기, 증기의 유출 및 응축수, 결로가 발생하지 않도록 이루어 진다.
여기서 상기 극판(100)은 개별적인 극판(100)으로 이루어지거나, 극판(100)을 적재할 수 있는 전용 팔레트(110)에 적층하여 상기 개별 챔버(210) 내로 투입되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 개별 챔버(210)는 극판(100)이 투입 및 배출하기 위한 출입구를 확보하기 위하여 출입구 도어(220)가 형성된다.
상기 출입구 도어(220)는 개별 챔버(210)에 극판(100)이 투입될 경우와 배출될 경우 개방되고, 투입이 완료될 경우, 폐쇄된다.
여기서, 상기 출입구도어(220)는 모터(230)에 체인 또는 와이어(도면 미기재)로 연결되어 수직방향으로 승/하강되도록 구성된다.
이 때, 상기 개별 챔버(210)은 일반적인 스팀히터 또는 스팀 스프레이 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 스팀공급장치(도면 미기재)가 공급되고, 상기 스팀공급장치를 통하여 공급되는 수증기에 의해 극판(100)은 고온 또는 저온의 상태로 숙성시킨다.
여기서, 상기 스팀공급장치를 통한 상기 개별 챔버(210)의 숙성조건은 사용 가능 최대온도가 40℃ 내지 95℃ 범위로 이루어지고, 습도 범위가 30% 내지 100%로 이루어진다.
상기 개별 챔버(210)은 내부에 스팀라디에이터(도면 미기재)가 구비되고, 상기 스팀라디에이터에서는 방출되는 열에 의하여 극판(100)을 건조시킨다.
또한, 개별 챔버(210) 내의 건조 성능을 향상시키기 위하여 습도가 높은 공기를 강제로 배출하기 위한 자동댐퍼(도면 미기재)가 공급되고, 숙성제어부에 의해서 자동으로 열림 및 닫힘이 이루어 지는 바람직하다.
여기서, 상기 스팀라디에이터를 통한 개별 챔버(210)의 건조 조건은 사용 가능 최대 온도가 30℃ 내지 80℃ 범위로 이루어진다.
여기서, 상기 개별 챔버(210)는 내부에 건구 온도감지 센서, 습구 온도감지 센서 모두 장착되며, 후술하는 숙성제어부에 연결된다.
그리고, 상기 개별 챔버(210)에는 투입되는 극판(100)에 균일하게 수증기 또는 공기가 공급 및 순환되도록 개별 챔버(210)의 적어도 한 방향에 공기순환팬(도면 미기재)이 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 개별챔버(201)에는 극판(100)을 적재한 전용 팔레트(110)를 적층할 수 있는 랙 프레임부(240)부가 다수개 구비된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 랙 프레임부(240)가 개별 챔버(210)내에 전용 팔레트가(110)가 2단으로 적층할 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 개별 챔버(210)은 무인운반 크레인 주행레일(310) 방향으로 다수개가 설치되어 개별적으로 동작되도록 이루어진다.
상기 숙성제어부(도면 미기재)는 개별 챔버(210) 및 다수개의 챔버(200)을 동시에 제어 및 모니터링 한다. 상기 숙성제어부는 모터(230)의 구동을 제어하여 개별 챔버(210)의 출입구 도어(220)의 개폐를 제어하며, 개별 챔버(210)의 숙성, 건조공정을 제어하고, 디스플레이부를 포함하여 부분 공정 및 전체 공정을 작업자에게 모니터링 하도록 이루어진다.
이렇게 상기 숙성제어부는 상기 개별 챔버(210)에 극판(100)의 숙성 및 건조 온도 및 시간을 제어하고, 극판(100)이 개별 챔버(210)로 투입 시, 숙성 및 건조 진행 시간 및 온도를 레코딩(Recording) 함과 동시에 디스플레이(Display)하며, 미리 설정된 시간에 맞도록 개별 챔버(201)의 출입구도어(220)의 개폐를 제어하고, 수동 전환 또는 전원 오프(Off) 시에도 설정 조건이 메모리에 저장한다.
그리고, 상기 개별 챔버(210)는 극판(100)의 숙성 및 건조 진행 온도 및 시간, 잔여 시간을 실시간으로 모니터링함과 동시에 부분 공정 및 전체 공정을 모니터링하여 작업자에게 실시간으로 디스플레이하며, 다수개의 챔버(200)가 연속적, 연계적인 운전이 가능하도록 하여, 개별 챔버(210)의 사용 효율을 높일 수 있도록 한다.
또한, 상기 숙성제어부는 상기 개별 챔버(210)에 설치되는 건구 온도감지 센서, 습구 온도감지 센서로 이루어지는 조건 감지센서에 연결되어 개별 챔버(210)의 온도 및 습도를 제어하도록 이루어지며, 상기 개별 챔버(210)의 스팀공급장치에 연결되어 개별 챔버(210)에 공급되는 수증기를 제어하도록 이루어진다.
더불어, 상기 숙성제어부는 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템(A)의 각 개별챔버(210)에서 극판(100)의 숙성 및 건조 공정을 디스플레이(도면 미기재)로 실시간 제공하여 작업자에게 작업 상황을 인지시키고, 시스템 이상 또는 문제 발생 시, 작업자에게 시스템의 이상 부위를 실시간으로 제공하도록 이루어지는 것이 바람직하고, 경고음, 경고등으로 이상 상황을 제공하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 숙성제어부의 디스플레이부는 시간, 온도 및 습도 관련 데이터의 관리, 저장은 컴퓨터, 노트북 등으로 관리하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 개별 챔버(210)가 무인운반 크레인 주행레일(310) 방향으로 다수개의 챔버(200)로 구비 시, 상기 다수개의 챔버(200) 투입구 측에 극판 투입대기부(400)가 구비되고, 극판(100) 및 전용 팔레트(110)를 개별 챔버(210)로 투입하고 배출할 수 있는 기능을 가진 무인운반 크레인(300)이 구비되며, 배출구 측에 극판 배출대기부(500)가 구비된다.
여기서, 상기 극판 투입대기부(400)는 개별 챔버(210) 내부로 극판(100)을 투입하기 위하여 무인운반 크레인(300)에 극판(100)을 옮겨 싣기 위한 장소로서, 극판(100)이 극판 투입대기부(400)로 진입하면 투입대기부 컨베이어 이송체인(410)을 통하여 투입대기부 수직가이드(420)까지 이송되며, 이송된 극판(100)을 무인운반 크레인(300)에 실을 수 있도록 일정 높이로 상승하는 투입대기부 수직가이드(420)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 극판 배출대기부(500)는 개별 챔버(210)에서 외부로 극판(100)을 배출하기 위한 것으로서, 개별 챔버(210)에 있는 극판(100)을 무인운반 크레인(300)에 옮겨 실은 후, 극판 배출대기부(500)로 이송하여, 무인운반 크레인(300)이 극판(100)을 내릴 수 있도록 일정 높이로 상승 및 하강하는 배출대기부 수직가이드(520)와 하강한 극판(100)을 배출할 수 있도록 이송하는 배출대기부 컨베이어 이송체인(510)을 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 무인운반 크레인(300)은 다수개의 챔버(200)에 극판(100)을 투입 및 배출하기 위한 운반장치로서, 무인운반 크레인(300)이 주행할 수 있는 무인운반 크레인 주행레일(310)과, 극판(100)을 극판 투입대기부(400) 또는 극판 배출대기부(500) 및 개별 챔버(210)로 이송하기 위하여 폭 방향과 길이방향 및 높이방향으로 움직일 수 있는 무인운반 크레인(300)을 포함하여 구성된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 투입대기부 컨베이어 이송체인(410)으로 극판(100)을 투입하여 투입대기부 수직가이드(420)까지 수평 이동시키며, 투입대기부 수직가이드(420)까지 이송 완료되면, 투입대기부 수직가이드(420)를 수직방향으로 상승시키고, 상기 무인운반 크레인(300)은 극판(100)을 폭 방향 및 높이 방향으로 움직여 무인 운반크레인(300)에 극판(100)을 이송시켜 개별 챔버(210)로 투입하고, 다시 무인운반 크레인(300)을 통하여 배출되는 극판(100)은 배출대기부 수직가이드(520)까지 이송되며, 이송 완료된 극판(100)은 배출대기부 수직가이트(520)가 수직 하강하면서 배출대기부 컨베이어 이송체인(510)으로 수평 이동하면서 개별챔버(210)로부터 극판(100)을 배출하게 된다.
이 때, 상기 극판 투입대기부(400), 무인운반크레인(300), 극판 배출대기부(500)은 물류제어부에서 제어 가능하게 연결되는 것이 바람직하며, 상기 물류제어부는 극판 투입대기부(400) 및 무인운반 크레인(300)을 제어하여 극판(100)의 이송을 제어하고, 디스플레이부를 포함하여 부분 공정 및 전체 공정을 작업자에게 모니터링하도록 이루어진다.
이렇게 상기 물류제어부는 상기 개별 챔버(210)로의 투입 및 배출시기를 제어하고, 각각의 개별챔버(210)에 위치하는 극판(100) 또는 극판(100)이 투입된 극판(100)의 위치를 실시간으로 모니터링함과 동시에 레코딩(Recording) 을 실시하며, 수동 전환 및 전원 오프(Off)시에도 극판(100)의 위치를 메모리에 저장한다.
그리고, 상기 물류제어부는 개별 챔버(210)내의 극판(100)의 위치를 실시간으로 모니터링 및 제어하여 개별 챔버(210)의 연속적, 연계적인 운전이 가능하도록 하여, 개별 챔버(210)의 사용 효율을 높일 수 있도록 한다.
더불어, 상기 물류제어부는 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템(A)의 각각 개별 챔버(210)에서 극판(100)의 위치를 디스플레이부로 실시간 제공하여 작업자에게 작업상황을 인지시키고, 시스템에 이상 또는 문제 발생 시 작업자에게 시스템의 이상 부위를 실시간으로 제공하도록 이루어지는 것이 바람직하고, 경고음, 경고등으로 이상 상황을 제공하도록 이루어 지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 물류제어부의 제어 및 조작은 터치 패널 방식으로 이루어지는 것이 바람직하고, 극판(100)의 투입 및 배출 시간, 위치관련 데이터 관리, 저장은 컴퓨터, 노트북 등으로 관리하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 숙성제어부와 물류제어부는 상호 유선통신모듈(RS232 통신, RS485통신, TCP/IP 통신 등) 또는 무선통식모듈(Wi-Fi 통신 등)에 의하여 상호 필요한 정보를 교환하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템(A)의 운영방법을 설명한다.
먼저, 간략한 운영방법을 살펴보면, 극판 투입대기부(400)를 통하여 극판(100) 투입, 무인운반 크레인(300)을 통하여 개별 챔버(210)로 극판(100) 이송, 개별 챔버(210)내에서 숙성 및 건조 진행, 숙성 및 건조완료 된 극판(100)은 다시 무인운반 크레인(300)에 의하여 극판 배출대기부(500)로 운반하는 형태로 이루어지며, 개별 챔버(210)내로 운반되는 극판(100)은 전용 팔레트(100)에 적재된 형태로 투입된다.
한편, 극판 투입대기부(400)에 숙성 및 건조를 위한 극판(100)을 적재하고, 상기 투입대기부 컨베이어 이송체인(310)에 의해서 투입대기부 수직가이드(320)로 이송시키고, 투입대기부 수직가이드(320)는 무인운반 크레인(320)이 극판(100)을 개별 챔버(210)로 이송 할 수 있도록 수직 상승한 상태로 대기하며, 무인운반 크레인(300)에 의하여 개별 챔버(210)내로 투입한다.
이렇게 상기 개별 챔버(210)내로 투입된 극판(100)은 다양한 온도, 습도 및 시간 조건에 의하여 숙성 및 건조과정을 거치게 되며, 상기 조건으로 숙성 및 건조가 완료된 극판(100)은 무인운반 크레인(300)에 의하여 배출대기부 수직가이드(520)로 이송되게 되며, 배출대기부 수직가이드(520)가 수직 하강하면서 배출대기부 컨베이어 이송체인(510)에 의해서 수평 이동하여 외부로 반출된다.
여기서, 무인운반 크레인(300)이 극판(100)을 개별 챔버(210)내로 투입 완료하게 되면, 물류제어부에서 극판(100)을 투입 완료 하였다는 신호를 숙성제어부로 전달하게 되며, 신호를 전달받은 숙성제어부는 모터(230)의 의해 구동된 출입구 도어(220)를 닫은 후, 숙성 및 건조를 하게 되며, 건조 과정이 완료되면 모터(230)에 의해 구동된 출입구 도어를 개방 후, 숙성제어부에서 출입구 도어(220)를 개방완료 하였다는 신호를 물류제어부로 전달하게 되고, 신호를 전달받은 물류제어부는 무인운반 크레인(300)에 의해 개별 챔버(210)내 에 있는 극판(100)을 취출하여 배출대기부 수직가이드(520)에 내려 놓게 되며, 배출대기부 컨베이어 이송체인(510)에 의해서 이송되어 외부로 반출되도록 이루어진다.
여기서, 상기 개별 챔버(210) 내로 이송 및 투입이 완료되어 출입구 도어(220)가 폐쇄될 경우, 각각 스팀공급장치 및 스팀라디에이터를 통하여 일정 시간 동안 숙성, 건조를 수행하게 된다.
즉, 상기 개별 챔버(210)으로 극판(100)이 이송 및 투입이 완료되면, 스팀공급장치 및 스팀라디에이터를 통하여 극판(100)을 일정 시간동안 고온 및 저온 숙성시키고, 고온 및 저온숙성이 완료 되면 배기 팬(Fan)을 구동시켜 일정 시간동안 개별 챔버(210)내의 습기를 외부로 배출시키며, 스팀라디에이터를 통하여 극판(100)을 일정 시간 동안 건조 대기 시킨다.
이 때, 상기 개별 챔버(210) 내의 스팀공급장치 및 스팀라이에이터를 통하여 극판(100)의 조건에 따라 고온숙성단계에서 70℃ 내지 95℃의 온도범위, 95% 이상의 습도 범위로 이루어지는 고온 숙성 조건에서 1~3시간 동안 고온 숙성 시키며, 이후, 저온숙성단계에서 40℃ 내지 85℃의 온도 범위, 95% 이상의 습도 범위로 이루어지는 저온 숙성 조건에서 1~3시간 동안 저온 숙성 시키고, 건조단계에서 상기 개별 챔버(210)내의 스팀라이에이터를 통하여 30℃내지 60℃의 온도 범위로 이루어지는 건조 조건에서 극판(100)을 1~3시간 정도 건조시킨다.
바람직하게는, 상기 개별 챔버(210)내에서 온도 75℃, 습도 95% 이상 숙성조건에서 3시간 고온 숙성시키며, 온도 45℃, 습도 95% 이상에서 3시간 저온 숙성 시키며, 온도와 습도를 차단 후, 배기 팬을 30분 동안 가동하여 개별 챔버(210)내의 습기를 제거 한 후, 75℃에서 3시간 동안 건조시키도록 이루어진다.
여기서, 상기 개별 챔버(210)에 각각 구비되는 건구 온도감지센서 및 습구 온도감지센서로 이루어지는 조건 감지센서에 의하여 개별 챔버(210)의 온도, 습도 및 건조 조건이 감지되고, 감지된 온도, 습도 및 건조 조건은 숙성 제어부에 의해 제어되도록 이루어진다.
이 때, 상기 조건 감시센서를 통하여 감지된 온도 값은 숙성제어부의 디스플레이부를 통하여 작업자에게 실시간으로 제공되는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템(A)에 이상, 파손 및 고장 발생 시 디스플레이부를 통하여 작업자에게 실시간으로 제공함과 동시에 경고음, 경고등으로 현장 상황을 제공하도록 이루어 지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템(A)에서 숙성 및 건조 조건이 다른 극판(100)이 투입될 수 있기 때문에, 이 상황을 대비하여 극판 투입대기부(400)에 극판(100)을 적재한 전용 팔레트(110)가 투입하게 되면, 물류제어부에서 전용 팔레트(110)에 기재된 제품 형명을 인식하게 되어 제품 형명이 동일한 극판(100)이 투입 되어져 있는 개별 챔버(210)로 극판(100)을 운반하여 동일한 숙성 및 건조조건을 수행할 수 있도록 이루어지며, 이로 인해 본 발명에 의한 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템(A)을 통한 다양한 극판(100)의 숙성 및 건조 조건을 처리할 수 있으며, 연속적인 공정 및 작업이 가능한 것이다.
여기서, 상기 물류제어부가 다른 극판(100)의 형명에 따라 투입되는 개별 챔버(100)의 위치, 투입, 이송을 위한 무인운반 크레인(300)의 진행을 제어하도록 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 숙성제어부는 투입된 극판(100)의 형명에 따라 주어진 조건으로 숙성, 건조과정을 제어하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다. 또한, 청구항 부호는 이해를 돕기 위한 것일 뿐 본 발명의 형상과 구조를 첨부된 도면에 한정한다는 뜻이 아니다.

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  8. 납축전지용 극판의 숙성 및 건조를 각각의 개별 챔버 내에서 개별 온도 및 시간으로 수행할 수 있는 다수개의 챔버;
    상기 개별 챔버의 극판이 투입 및 배출될 수 있도록 개별 챔버 전방에 형성되는 출입구 도어;
    상기 개별 챔버 내에 다수개의 극판을 적층할 수 있는 랙 프레임부;
    상기 개별 챔버 내에 극판을 투입 및 배출시킬 수 있는 무인운반 크레인; 및 상기 개별 챔버와 무인운반 크레인을 제어 가능하게 하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 개별 챔버 내에는 건구 온도감지센서와 습구 온도감지센서가 모두 설치되며,
    스팀히터 또는 스팀 스프레이 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 스팀공급장치가 설치되고, 상기 스팀공급장치를 통하여 공급되는 수증기에 의해 극판을 숙성하도록 이루어지고,
    상기 개별 챔버에는 투입되는 극판에 균일하게 수증기 또는 공기가 공급 및 순환되도록 개별 챔버의 적어도 한 방향에 공기순환 팬이 설치되고, 챔버 내의 극판의 건조 성능을 향상시키기 위하여 습도가 높은 공기를 강제로 배출하기 위한 자동댐퍼를 포함하며,
    상기 다수개의 챔버는 무인운반 크레인 주행레일 방향을 따라 설치되며, 상기 다수개의 챔버 투입구 측에 극판 투입대기부가 구비되고, 극판 및 전용 팔레트를 개별 챔버로 투입하고 배출할 수 있는 기능을 가진 무인운반 크레인이 구비되며, 배출구 측에 극판 배출대기부가 설치되며,
    숙성제어부가 부가되며, 상기 숙성제어부는 상기 개별 챔버에 극판의 숙성 및 건조 온도 및 시간을 제어하고, 극판을 개별 챔버로 투입 시, 숙성진행시간, 건조진행시간, 숙성온도 및 건조온도를 레코딩 함과 동시에 디스플레이 하도록 이루어지며,
    물류제어부가 부가되어 상기 개별 챔버로의 극판 투입 및 배출시기를 제어하고, 각각의 개별 챔버에 위치하는 극판 또는 극판이 투입된 위치를 실시간으로 모니터링 함과 동시에 레코딩 하도록 이루어지고,
    상기 숙성제어부와 물류제어부는 RS232 통신, RS485통신, TCP/IP 통신 중 선택되는 하나의 상호유선통신모듈 또는 무선통신모듈에 의하여 상호 필요한 정보를 교환하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 납축전지용 자동 배치식 숙성 및 건조 시스템을 이용한 납축전지의 자동 배치식 숙성 및 건조방법에 있어서,

    극판 투입대기부(400)를 통하여 극판(100) 투입하는 단계(s10);
    무인운반 크레인(300)을 통하여 개별 챔버(210)로 극판(100)을 이송하는 단계(s20);
    상기 개별 챔버(210)내에서 숙성 및 건조 진행하는 단계(s30);
    상기 숙성 및 건조완료 된 극판(100)을 다시 무인운반 크레인(300)에 의하여 극판 배출대기부(500)로 운반하는 단계(s40);
    개별 챔버(210)내로 운반되는 극판(100)은 전용 팔레트(100)에 적재된 형태로 투입되는 단계(s50);
    를 포함하며,

    상기 개별 챔버(210)내에서 숙성 및 건조 진행하는 단계(s30)는
    고온숙성단계(s31)와 저온숙성단계(s32) 및 건조단계(s33)를 포함하고,
    상기 고온숙성단계(s31)는 상기 개별 챔버(210) 내의 스팀공급장치 및 스팀라이에이터를 통하여 극판(100)의 조건에 따라 70℃ 내지 95℃의 온도범위, 95% 이상의 습도 범위의 조건에서 1~3시간 동안 진행되고,
    상기 저온숙성단계(s32)는 40℃ 내지 85℃의 온도 범위, 95% 이상의 습도 범위로 이루어지는 저온 숙성 조건에서 1~3시간 동안 저온 숙성시키며,
    상기 건조단계(s33)는 상기 개별 챔버(210)내의 스팀라이에이터를 통하여 30℃내지 60℃의 온도 범위로 이루어지는 건조 조건에서 1~3시간 정도 건조시키는 것을 특징으로 하는 납축전지의 자동 배치식 숙성 및 건조방법.
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