KR102041687B1

KR102041687B1 - 부스바의 분체 절연 코팅 장치 및 이를 이용한 부스바의 분체 절연 코팅 방법

Info

Publication number: KR102041687B1
Application number: KR1020170167628A
Authority: KR
Inventors: 곽동순; 정태민
Original assignee: 경일대학교산학협력단; 정태민
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2019-11-06
Also published as: KR20180066866A

Abstract

본 발명은 부스바의 분체 절연 코팅 장치에 관한 것으로, 부스바를 가열하는 인덕션 코일, 상기 인덕션 코일과 이격되어 배치되며 상기 부스바가 부착되는 행거, 상기 행거를 상하로 이동시키는 이동장치 및 상기 행거의 하부에 배치되며 코팅 분체가 내부에 저장되는 유동조를 포함하는 부스바의 분체 절연 코팅 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 부스바의 분체 절연 코팅 장치를 이용하면, 부스바의 절연내력이 증가되도록 부스바에 에폭시를 적층하여 분체 도장함으로써, 부스바의 절연능력을 증가시켜 전기자동차와 같은 고전압용 등의 다양한 전기 기기에 사용할 수 있다.

Description

부스바의 분체 절연 코팅 장치 및 이를 이용한 부스바의 분체 절연 코팅 방법{POWDER COATING APPARATUS OF BUS-BAR AND POWDER COATING METHOD OF BUS-BAR USING THE SAME}

본 발명은 부스바의 분체 절연 코팅 장치 및 부스바의 분체 절연 코팅 방법에 관한 것으로, 인덕션 코일을 이용하여 부스바의 가열 시간을 단축하고 부스바에 균일하게 일정 두께 이상의 분체 절연을 할 수 있는 부스바의 분체 절연 코팅 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 자동차 산업은 연비와 환경문제로 친환경 자동차에 대한 연구를 지속적으로 하고 있다. 이중 전기자동차는 자동차 운행 중 직접적으로 배기가스를 배출하지 않는 친환경 자동차로 각광받고 있으며 주요 자동차 기업들이 집중 투자하고 있는 상황이다.

전기자동차에서 배터리는 부품별 원가 비중이 가장 높으며, 가장 중요한 구성 요소 중 하나라고 할 수 있다. 기존 자동차의 전기배선은 전선(cable)을 주로 이용하고 있지만, 전기자동차는 대용량의 전력전송이 필요하기 때문에 부스바(bus-bar)를 필연적으로 사용하게 된다. 부스바는 전지의 셀과 셀 사이를 연결해주는 부품으로써 용량별 배치에 따라 형상과 크기가 다양하고 외부에 돌출되어 안전을 위한 전기절연성 및 내습성, 내충격성, 내열성, 내화학성 등의 확보가 필히 요구되고 있다.

또한 자동차 운행 중 배터리에 전해지는 진동이 커지면 배터리의 각 부분에 기계적인 진동 장해를 초래함과 동시에 전기접점부에서 절연물의 기계적 열화를 촉진시킴으로서 배터리의 성능은 물론 수명에도 악영향을 미칠 수 있다. 한편, 전기자동차에 사용되는 부스바는 매우 협소한 공간에 설치되기 때문에 일반적인 전력용 부스바와는 달리 매우 다양한 형상을 가지며, 기존의 절연방식인 테이핑 및 수축튜브의 사용은 작업성에서 매우 불리하다고 할 수 있으며, 에폭시 분체를 통한 절연방식이 형상에 구애 받지 않기 때문에 적용가능성이 가장 높다고 할 수 있다.

이러한 전기자동차에 사용되는 부스바를 절연하는 방법 중 분체 절연은 100% 고형분말을 사용한다. 이와 같은 에폭시 분체코팅 기술에는 주로 정전 스프레이법, 유동침지법, 정전 유동침지법, 용사코팅법(예열 스프레이법) 등이 이용되고 있으나, 분체코팅이 어느 정도의 두께로 부착 되면 서로 반발하거나 흘러내림 등으로 인해 일정 두께 이상으로는 코팅이 불가능하여 고전압 절연 용도로는 사용할 수 없어 저압용의 절연 방법으로만 사용되고 있다.

한국공개특허 제10-2012-0045729호에는 절연 부스바 코팅 장치를 개시한바 있다. 한국공개특허 제10-2012-0045729호에 개시되어 있는 부스바 코팅 장치는 코팅 분체가 아닌 절연튜브를 도체에 끼워 코팅하는 장치로 오랜 작업 시간과 고열량 및 대규모의 작업 공간을 필요로 하고 코팅 두께가 얇게 형성되어, 전기자동차와 같은 대용량의 에너지 전송이 요구되는 고전압용에는 사용이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 부스바에 코팅 분체를 적층되도록 분체 도장하여 부스바의 절연내력을 증가시켜 전기자동차와 같은 고전압용에 사용이 가능한 부스바의 분체 절연 코팅 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 부스바의 분체 절연 코팅 장치는 부스바를 가열하는 인덕션 코일, 상기 인덕션 코일과 이격되어 배치되며 상기 부스바가 부착되는 행거, 상기 행거를 상하로 이동시키는 이동장치, 및 상기 행거의 하부에 배치되며 코팅 분체가 내부에 저장되는 유동조를 포함한다.

여기서, 상기 행거는 기둥과 상기 기둥에 고정되되 상기 부스바와 결합되는 지그를 포함하고, 상기 기둥에는 상기 지그의 상단이 삽입될 수 있도록 상기 기둥의 높이방향으로 이어진 착탈 홈이 형성되고, 상기 지그는 이어져 형성된 지지부와, 상기 지지부에서 아래로 이어진 지지 막대와 상기 지지 막대의 측면으로 돌출되되 상기 부스바가 삽입되는 장착 홈이 형성된 결합 돌기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동장치는 상기 행거를 상하 방향으로 이동시키는 이송 모터와 상기 행거를 진동시키는 진동 모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 인덕션 코일에는 전류를 인가하는 고주파 제어기가 연결 설치되고, 상기 고주파 제어기는 연결 막대를 매개로 상기 인덕션 코일과 연결되되, 상기 고주파 제어기의 하부에는 상기 고주파 제어기를 전후 방향으로 이동시키는 이송부재가 설치되고, 상기 이송부재에 의하여 상기 고주파 제어기와 함께 인덕션 코일도 함께 이동 가능하도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 유동조는 상기 코팅 분체를 유동시키는 공기가 투입될 수 있도록 하부에 형성된 다공판을 포함할 수 있다.

또한, 상기 코팅 분체는 에폭시 수지로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 부스바의 분체 절연 코팅 방법은 고주파 유도 가열로 부스바를 가열하는 초기 가열 단계, 부스바가 장착된 행거를 진동시키면서 부스바를 코팅 분체가 내부에 저장된 유동조에 침지시키는 초기 침지 단계, 상기 행거를 상승시켜서 부스바를 가열하되 겔 타임 이내에서 가열하는 재가열 단계, 및 상기 행거를 진동시키면서 부스바를 유동조에 침지시키는 재침지 단계를 포함한다.

여기서, 상기 초기 가열 단계는 제1 온도로 부스바를 가열하고, 상기 재가열 단계는 제2 온도로 부스바를 가열하되, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 더 높은 온도로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 부스바의 분체 절연 코팅 장치를 이용하면, 부스바의 절연내력이 증가되도록 부스바에 에폭시를 적층하여 분체 도장함으로써, 부스바의 절연능력을 증가시켜 전기자동차와 같은 고전압용 등의 다양한 전기 기기에 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치를 정면에서 본 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치를 측면에서 본 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치의 인덕션 코일과 고주파 제어기를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치의 행거와 인덕션 코일과 부스바를 도시한 분해 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 실시예들의 설명 중 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한다.

각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 층, 막, 영역, 판 등의 구성 요소가 다른 구성 요소 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 경우, 이는 다른 구성 요소 바로 위에 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 있는 경우도 포함할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반대로, 어떤 구성 요소가 다른 부분 "바로 위에" 있다고 하는 경우에는 중간에 또 다른 부분이 없는 것을 뜻한다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치를 정면에서 본 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치를 측면에서 본 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부스바의 분체 절연 코팅 장치(100)는 챔버(110), 부스바(10)를 가열하는 인덕션 코일(120), 인덕션 코일(120)을 제어하는 고주파 제어기(130), 인덕션 코일(120)과 이격되어 배치되며 부스바(10)가 부착되는 행거(140), 행거(140)를 상하로 이동시키는 이동장치(150) 및 행거(140)의 하부에 배치되며 코팅 분체가 내부에 저장되는 유동조(160)를 포함한다.

챔버(110)는 상자 형상으로 이루어지며, 챔버(110) 내에는 행거(140), 인덕션 코일(120), 유동조(160)가 설치된다. 챔버(110)는 인덕션 코일(120)에 의하여 발생한 열을 차단하는 역할을 하며, 챔버(110)에는 복수의 투명창이 설치될 수 있다. 이동장치(150)는 챔버(110)의 상부에 배치되며, 고주파 제어기(130)는 챔버(110)의 배면에 연결 설치될 수 있다.

인덕션 코일(120)은 전기 에너지를 열에너지로 변환시키는 것으로, 금속과 같은 전기적 도체에 고주파 자기장을 더하여 맴돌이 전류나 자기 히스테리시스의 손실로 가열시키게 된다. 고주파 유도 가열은 부스바(10)를 균일한 온도로 빠르게 가열하여 부스바(10) 가열의 겔 타임(Gel time)이 길어지는 것을 방지할 수 있다.

이 경우 부스바(10)를 가열하는 온도는 제어판에서 설정이 가능하며, 부스바(10)를 가열하는 온도는 170 ~ 230도의 범위로 설정할 수 있다. 본 실시예에서 부스바(10)를 가열하는 온도가 170 ~ 230도 범위로 설정되면, 에폭시를 유동조 내에서 균일한 두께로 도장할 수 있다. 만약, 온도범위가 170도 미만으로 형성되면 부스바(10)에 충분한 열이 확보되지 않아 부스바(10)에 코팅 분체가 균일하게 도장되지 않는다. 이와 반대로, 온도범위가 230도를 초과하게 되면, 부스바(10)가 과도한 열을 확보하게 되어 부스바(10) 표면에서 코팅 분체가 탄화될 수 있다. 여기서 코팅 분체는 기계적 강도가 높고, 전기적 절연 성능이 우수한 에폭시 수지를 적용하는 것이 바람직하다.

다만 상기한 가열 온도는 예시적인 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 가열 온도는 코팅 분체의 종류에 따라 다양한 범위로 설정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치의 일부를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치의 인덕션 코일과 고주파 제어기를 도시한 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 인덕션 코일(120)은 부스바(10)와 평행하게 배열된 복수의 관으로 이루어지며, 인덕션 코일(120)의 내부에는 냉각매체가 이동하는 유로가 형성될 수 있다. 인덕션 코일(120)은 길게 이어진 전면 가열부(121)와 전면 가열부(121)의 양쪽 측단에서 돌출된 2개의 측면 가열부(122, 123)를 포함할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 인덕션 코일(120)은 부스바(10)의 형상에 따라 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

한편, 인덕션 코일(120)에는 인덕션 코일(120)에 전류를 인가하는 고주파 제어기(130)가 연결 설치된다. 고주파 제어기(130)는 2개의 연결 막대(137)를 매개로 인덕션 코일(120)과 연결되는데, 연결 막대(137)는 챔버(110)의 배면을 관통하도록 설치된다.

연결 막대(137)는 전류를 전달할 뿐만 아니라, 연결 막대(137)의 내부에는 냉각 매체를 공급하는 유로가 형성되어 연결 막대(137)를 통해서 냉각매체를 전달될 수 있다. 여기서 냉각매체는 물, 아세톤, CFC 계열, HCFC 계열, R14(CF4), R22(CHClF2), R23(CHF3), R116(C2F2), R218(C3F8) 등 다양한 종류의 냉매가 적용될 수 있다.

본 실시예와 같이 인덕션 코일(120) 및 연결 막대(137)에 냉각 매체가 이동하는 유로가 형성되면 고주파로 인하여 인덕션 코일(120) 및 연결 막대(137)의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 고주파 제어기(130)의 하부에는 고주파 제어기(130)를 전후 방향으로 이동시키는 이송부재(132)가 설치된다. 이송부재(132)는 테이블 상에 설치될 수 있으며, 가이드 레일과 모터를 포함할 수 있다. 이송부재(132)에 의하여 고주파 제어기(130)와 함께 인덕션 코일(120)도 이동 가능하도록 설치되는데, 인덕션 코일(120)이 부스바(10)를 가열하기 위하여 상승하면, 고주파 제어기(130)가 전방으로 이동하고, 부스바(10)의 도장을 위해서 행거(140)가 아래로 이동할 때에는 고주파 제어기가 후방으로 이동될 수 있다. 이에 따라 행거(140)가 상하 방향으로 이동할 때 인덕션 코일(120)과 행거(140)가 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체절연 코팅 장치의 행거와 인덕션 코일과 부스바를 도시한 분해 사시도이다.

도 3 및 도 5를 참조하여 설명하면, 또한, 행거(140)는 인덕션 코일(120)과 이격되어 배치되며 행거(140)에는 부스바(10)가 설치될 수 있다. 행거(140)는 이동장치(150)와 연결된 기둥(142)과 기둥(142)에 고정되는 지그(141)를 포함할 수 있다. 기둥(142)에는 지그(141)의 상단이 삽입될 수 있도록 기둥의 높이방향으로 이어진 착탈 홈(142a)이 형성되며 지그(141)는 착탈 홈(142a)에 삽입된 상태에서 볼트(142b) 등에 의하여 기둥(142)에 고정될 수 있다.

지그(141)는 부스바(10)의 형상에 맞게 설계될 수 있는데, 길게 이어져 형성된 판 형상으로 이루어진 지지부(141a)와, 지지부(141a)의 하단에서 아래로 이어진 지지 막대(141b)와 지지 막대(141b)의 측면으로 돌출되되 부스바(10)가 삽입되는 장착 홈(145)이 형성된 결합 돌기(141c)를 포함할 수 있다.

지지부(141a)는 기둥(142)의 측방향으로 이어져 형성될 수 있는데, 대략 하부로 돌출된 V자 형상으로 이루어질 수 있다. 지지 막대(141b)는 사각 막대로 이루어질 수 있으며, 장착 홈(145)에는 부스바(10)의 하단이 삽입 설치될 수 있다.

부스바(10)는 절연 분체가 코팅될 부분을 제외하고는 마스킹이 이루어진다. 본 실시예에 따른 부스바(10)에서 단자 연결 부분은 하단에 형성되며, 이에 따라 부스바(10)는 하단에만 마스킹이 이루어질 수 있다. 부스바(10)에서 마스킹이 이루어진 부분이 지그(141)에 삽입되며, 부스바(10)가 결합된 지그(141)가 기둥(142)에 고정되면 부스바(10)가 행거(140)에 장착될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 행거(140)는 이동장치(150)에 설치된 이송 모터(152)에 의하여 인덕션 코일(120)과 유동조(160) 사이를 상하로 이동되도록 설치된다. 이동장치(150)는 일반적으로 자동화 장치에서 널리 사용되는 스테핑모터나 서보모터 등의 이송 모터(152)를 이용하는 엘엠(LM)가이드 시스템으로 사용하여 구성하는 것이 가능하다. 예를 들면, 이동장치(150)는 수직으로 세워져 설치되는 레일프레임(157)과, 레일프레임(157)을 따라 상하로 이동하도록 설치되는 엘엠블럭(156)을 포함하여 이루어진다. 엘엠블럭(156)에 기둥(142)이 결합 설치될 수 있다.

또한, 이동장치(150)는 행거(140)를 진동시킬 수 있는 진동 모터(154)를 더 포함할 수 있다. 행거(140)가 유동조(160)에 삽입된 상태에서 진동하면 부스바(10) 위에 쌓이는 분체를 털어낼 수 있고, 열을 균일하게 분산시켜서 보다 균일한 두께의 코팅층을 형성할 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 유동조(160)는 행거(140)의 하부에 배치되며 코팅 분체가 내부에 저장될 수 있다. 코팅 분체는 에폭시 수지로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 유동조(160)는 대략 원통 형상으로 이루어질 수 있으며, 유동조(160)의 상단에는 부스바(10)가 삽입될 수 있도록 개구(161)가 형성되어 있다. 개구(161)에는 개구(161)를 개폐하는 덮개가 설치될 수 있다.

유동조(160)의 하부에는 코팅 분체를 유동시키는 공기가 투입될 수 있도록 다공판(163)이 설치되며, 다공판(163)에는 다공판(163)으로 공기를 공급하는 펌프(170)가 연결 설치될 수 있다. 다공판(163)에는 분체가 유입되지 않도록 차단망이 설치될 수 있다. 다공판(163)으로 공기가 유입되면 코팅 분체가 부양할 때, 균일한 밀도로 코팅 분체가 유동할 수 있다.

유동조(160) 내부에 저장된 코팅 분체의 밀도는 400 ~ 500kg/㎥으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 밀도를 유지하면, 1회에 도장되는 막의 두께를 700㎛(0.7mm)까지 확보하면서 균일하게 도장하고, 도장품질을 향상시키면서 기준두께를 만족할 수 있다. 만약, 유동조(160) 내부의 코팅 분체의 밀도가 400kg/㎥보다 작게 되면 부스바(10) 표면에는 도장이 불충분하게 형성되어 기준두께를 확보할 수 없어 고전압용으로 사용하기에 어려운 문제점이 있다. 또한, 유동조(160) 내부의 코팅 분체의 밀도가 500g/㎥보다 크게 되면 코팅 분체가 부스바(10)에서 흘러내리게 되어 균일한 도장이 형성되지 않는 등의 문제점이 발생할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 부스바 분체 절연 코팅 방법에 대해서 설명한다.

본 실시예에 따른 부스바 분체 절연 코팅 방법은 인덕션 코일(120)을 이용하여 고주파 유도 가열로 부스바(10)를 가열하는 초기 가열 단계와, 행거(140)를 아래로 이동시켜 진동시키면서 부스바(10)를 유동조(160)에 침지시키는 초기 침지 단계와, 행거(140)를 상승시켜서 부스바(10)를 가열하는 재가열 단계와, 행거(140)를 진동시키면서 부스바(10)를 유동조(160)에 침지시키는 재침지 단계를 포함할 수 있다.

초기 가열 단계는 인덕션 코일(120)을 전진 시켜서 부스바(10)를 가열하되 부스바(10)를 가열하는 제1 온도는 170 ~ 230도의 범위로 설정될 수 있다. 초기 가열 단계에서 인덕션 코일(120)에는 고주파 전류가 공급되며, 인덕션 코일(120)의 내부로는 냉매가 공급될 수 있다.

초기 침지 단계에서 인덕션 코일(120)은 후진한 후, 행거(140)가 아래로 이동하며, 진동 모터(154)에 의하여 행거(140)와 함께 부스바(10)가 진동한다. 행거(140)는 진동하면서 유동조(160)에 삽입될 수 있으며, 유동조(160)에 삽입된 후에 진동할 수도 있다.

부스바(10)는 유동조(160)에 기 설정된 시간만큼 침지될 수 있는바, 여기서 기 설정된 시간은 10 ~ 18초로 이루어질 수 있다. 이때, 유동조(160)에 침지되는 부스바(10)의 시간이 설정시간 10초보다 짧으면 코팅 분체가 부스바(10) 표면에 점형태로 형성되어 균일한 도장이 형성되지 않게 되며, 충분한 도장 두께가 형성되지 않아 고전압용으로 적용하기 어려운 문제점이 있다.

침지시간이 설정시간 18초보다 길어지면, 가열된 부스바(10)의 온도가 떨어지게 되어 부스바(10) 표면에서 분체가 녹지 않아 표면이 거칠어지고 미리 설정된 두께를 형성할 수 없으며, 부스바(10)에 도장된 코팅 분체의 흐름성이 남아있어 코팅 분체가 흘러 내릴 수 있는 문제점이 있다.

재가열 단계에서는 행거(140)가 상승한 후, 인덕션 코일(120)이 전진하여 부스바(10)를 가열하는바, 재가열 단계는 겔 타임(Gel time) 이내에서 부스바(10)를 재가열한다. 여기서 겔 타임은 부스바(10)를 유동조(160)에서 꺼내어 재가열 온도로 가열할 때, 코팅 분체의 점성이 증가하고 유동성을 상실하여 양생되기 전까지의 시간을 의미한다. 이때, 겔 타임은 20 ~ 30초 이내에 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 부스바(10) 재가열 단계가 겔 타임 이내에서 이루어지면 코팅 분체가 양생되기 전 상태에 있으므로 초기 도장과 재도장 간에 층분리 현상을 방지하고 초기 도장과 재도장이 서로 일체로 형성되게 할 수 있다.

즉, 겔 타임이 20초 이내로 형성되면, 부스바(10)에 형성된 코팅 분체의 유동성이 큰 상태에 있어 코팅 분체가 흘러내려 재도장시 균일한 도장을 형성하기 어려운 문제점이 있으며, 겔 타임이 30초 이상에서 형성되면, 부스바(10)에 형성된 코팅 분체가 양생단계에 진입한 단계이므로 재도장 시 층분리를 유발하게 될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 겔 타임은 코팅 분체의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다.

재가열 단계에서는 제2 온도로 부스바(10)를 가열하며, 제2 온도는 초기 가열 단계에서 부스바(10)를 가열하는 제1 온도보다 더 큰 온도로 이루어질 수 있다. 제2 온도는 부스바(10)의 표면이 도장두께로 인해 일정두께 이상 증가된 상태이므로 제1 온도보다 높게 설정되어야 한다. 즉, 제2 온도는 선행 도장된 도장의 두께를 고려하여 일정 범위 이내에서 증가할 수 있으며, 그 증가 범위는 초기 가열 온도 대비하여 10% 이내의 범위로 이루어질 수 있다.

만약, 재가열 온도의 가열 온도 범위가 초기 가열 온도 미만으로 떨어지면, 재가열 온도로 가열된 부스바(10)로부터 에폭시에 전달하는 열전달량이 감소되어 부스바(10)의 표면에 일정한 도장을 형성하기 어렵게 된다. 이로 인하여 도장층 간의 계면분리(delamination) 형상이나 핀 홀이 발생하여 도장을 다시 실시해야 하는 문제점이 발생할 수 있다. 반대로, 재가열 온도 범위가 초기 가열 온도의 10%를 초과하게 되면, 코팅 분체에 과도한 온도변화로 인해 코팅 분체의 절연내력이 감소할 수 있다.

즉, 재가열 온도를 도장두께의 증가에 따라 일정 범위 이내에서 증가시키면, 도장두께가 증가하여도 재도장된 에폭시에 전달되는 열량을 일정하게 할 수 있다. 따라서 적층되는 도장은 서로 긴밀하게 밀착되어, 도장층 간의 계면분리 현상을 방지하고, 도장면에 핀홀(pin hole)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

재침지 단계는 행거(140)를 진동시키면서 부스바(10)를 유동조(160)에 침지시켜서 부스바(10) 코팅층의 두께를 증가시킨다. 부스바(10)는 유동조(160)에 기 설정된 시간만큼 침지될 수 있는바, 여기서 기 설정된 시간은 10 ~ 18초로 이루어질 수 있다.

한편, 부스바(10)에 원하는 도장두께를 얻기 위해서 부스바(10)에 가열과 침지를 반복해서 실시할 수 있다. 이에 재가열 단계와 재침지 단계를 반복적으로 실시하면 부스바(10) 표면에 도장된 코팅 분체가 흐르는 것을 방지하여 부스바(10)의 도장을 매끄럽게 하면서 두꺼운 코팅층을 형성할 수 있다.

종래와 같이 도체에 분체를 단일층으로만 코팅하면 고전압에 적용할 만한 충분한 절연성능을 만족하지 못하여 도체간의 충분한 상호 이격 거리가 필요하고, 이로 인하여 전력기기 외함의 크기가 커져 시스템의 무게와 부피, 제작비용 등이 증가하고, 충전부의 이전 및 설치가 어려운 문제점이 있었다.

그러나 본 실시예와 같이 고주파 유도 가열을 이용하여 겔타임 이내에 부스바를 반복적으로 코팅하면 부스바(10)에 1mm 내지 7mm의 도장두께를 형성할 수 있으며, 이와 같이 형성된 도장을 통하여 700볼트의 고압으로부터 22,000볼트의 특고압까지 부스바가 적용될 수 있다.

이상, 본 발명을 예시적으로 설명하였으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 코팅 장치
10: 부스바
110: 챔버
120: 인덕션 코일
121: 전면 가열부
122, 123: 측면 가열부
130: 고주파 제어기
132: 이송부재
137: 연결 막대
140: 행거
141: 지그
141a: 지지부
141b: 연결 막대
141c: 결합 돌기
142: 기둥
142a: 착탈 홈
142b: 볼트
145: 장착 홈
150: 이동장치
152: 이송 모터
154: 진동 모터
156: 엘엠블럭
157: 레일프레임
160: 유동조
161: 개구
163: 다공판
170: 펌프

Claims

부스바를 가열하는 인덕션 코일;
상기 인덕션 코일과 이격되어 배치되며 상기 부스바가 부착되는 행거;
상기 행거를 상하로 이동시키는 이동장치;
상기 행거의 하부에 배치되며 코팅 분체가 내부에 저장되는 유동조; 및
상기 인덕션 코일에 전류를 인가하는 고주파 제어기;
를 포함하며,
상기 이동장치는 상기 행거를 상하 방향으로 이동시키는 이송 모터와 상기 행거를 진동시키는 진동 모터를 포함하고,
상기 행거는 기둥과 상기 기둥에 고정되되 상기 부스바와 결합되는 지그를 포함하고,
상기 지그는 이어져 형성된 지지부와, 상기 지지부에서 아래로 이어진 지지 막대와 상기 지지 막대의 측면으로 돌출되되 상기 부스바가 삽입되는 장착 홈이 형성된 결합 돌기를 포함하며,
상기 부스바에서 마스킹된 단자 연결 부분이 상기 장착 홈에 삽입되며,
상기 인덕션 코일의 내부에는 냉각매체가 이동하는 유로가 형성되고,
상기 고주파 제어기에는 상기 인덕션 코일에 전류를 전달하는 2개의 연결 막대가 설치되고, 상기 연결 막대의 내부에는 냉각매체를 공급하는 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 부스바의 분체 절연 코팅 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 기둥에는 상기 지그의 상단이 삽입될 수 있도록 상기 기둥의 높이방향으로 이어진 착탈 홈이 형성된, 것을 특징으로 하는 부스바의 분체 절연 코팅 장치.
제 1항에 있어서,
상기 고주파 제어기에는 상기 고주파 제어기를 전후 방향으로 이동시키는 이송부재가 설치되고, 상기 이송부재에 의하여 상기 고주파 제어기와 함께 상기 인덕션 코일도 함께 이동 가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 부스바의 분체 절연 코팅 장치.
제 1항에 있어서,
상기 유동조는 상기 코팅 분체를 유동시키는 공기가 투입될 수 있도록 하부에 형성된 다공판을 포함하는 것을 특징으로 하는 부스바의 분체 절연 코팅 장치.
제 1항에 있어서,
상기 코팅 분체는 에폭시 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 부스바의 분체 절연 코팅 장치.
고주파 유도 가열로 부스바를 가열하는 초기 가열 단계;
상기 부스바가 장착된 행거를 진동시키면서 상기 부스바를 코팅 분체가 내부에 저장된 유동조에 침지시키는 초기 침지 단계;
상기 행거를 상승시켜서 상기 부스바를 가열하되 겔 타임 이내에서 가열하며, 상기 행거가 상승한 후, 인덕션 코일이 전진하여 상기 부스바를 가열하는 재가열 단계; 및
상기 부스바를 유동조에 침지시키는 재침지 단계;
를 포함하며,
상기 초기 침지 단계 및 상기 재침지 단계는 진동 모터에 의하여 상기 행거를 진동시키면서 상기 부스바를 유동조에 침지시키며,
상기 인덕션 코일의 내부에는 냉각매체가 이동하는 유로가 형성되고,
상기 초기 가열 단계에서 상기 유로에는 냉매가 공급되는 것을 특징으로 하는 부스바의 분체 절연 코팅 방법.
제 7항에 있어서,
상기 초기 가열 단계는 제1 온도로 부스바를 가열하고, 상기 재가열 단계는 제2 온도로 부스바를 가열하되, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 더 높은 온도로 이루어진 것을 특징으로 하는 부스바의 분체 절연 코팅 방법.