KR102675077B1 - Air-coolded uv curing apparatus - Google Patents

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Abstract

공랭식 UV 경화장치를 개시한다. 본 발명에 따른 공랭식 UV 경화장치는, 공랭식 UV 경화장치를, 전체적으로 사각단면 통형상을 가진 케이스이고 하면에 자외선을 하방으로 방출할 수 있는 개구가 형성되고 상면에는 외기를 유입시킬 수 있는 흡기구가 형성되고 측면에는 유입된 외기가 배출될 수 있는 배기구가 형성된 직각유로케이스와, 상기 직각유로케이스의 개구 상부에 마련되어 자외선을 하방으로 방사하는 LED 어레이와, 상기 LED 어레이 상면에 접촉 되고 LED 어레이 방향으로의 공기 흐름을 막을 수 있게 상기 직각유로케이스의 내부 중공부 하방을 폐쇄하는 크기로 형성되어 흡기구에서 유입된 공기가 상면에 직접 충돌한 후 측면의 배기구로 모두 배출되도록 유도하면서 유입된 공기에 LED 어레이로부터 전도된 열을 방출하는 방열판과, 상기 직각유로케이스의 흡기구에 설치되어 외기가 상기 방열판에 직접 충돌면서 열을 흡수 한 후 직각유로케이스 측면 배기구로 배출되도록 외기를 추진하는 송풍기와, 상기 직각유로케이스의 흡기구에 설치된 흡기온도센서와, 상기 직각유로케이스의 배기구에 설치된 배기온도센서와, 상기 송풍기를 일정한 풍속을 유지하도록 제어하면서 상기 흡기온도센서와 배기온도센서의 온도값을 읽어들여 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 산출하는 제어부와, 상기 제어부에서 읽어들인 흡기온도와 배기온도, 또는 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 표시하는 디스플레이를 포함한다.An air-cooled UV curing device is disclosed. The air-cooled UV curing device according to the present invention is a case having an overall square cross-sectional cylindrical shape, and an opening for emitting ultraviolet rays downward is formed on the lower surface, and an intake port through which external air can be introduced is formed on the upper surface. A right-angled flow path case is formed on the side with an exhaust port through which the incoming outside air can be discharged, an LED array is provided on the upper part of the opening of the right-angled flow path case and emits ultraviolet rays downward, and is in contact with the upper surface of the LED array and emits light in the direction of the LED array. It is formed to a size that closes the lower part of the internal hollow part of the right-angled flow path case to block the air flow, causing the air flowing in from the intake port to collide directly with the upper surface and then being discharged through the exhaust port on the side. A heat sink that emits conducted heat, a blower installed at the intake port of the right-angled flow path case to absorb heat while the outside air directly collides with the heat sink and then propel the outside air so that it is discharged through the side exhaust port of the right-angle flow path case, and the right-angle flow path case Controlling the intake air temperature sensor installed in the intake port, the exhaust temperature sensor installed in the exhaust port of the right angle flow path case, and the blower to maintain a constant wind speed, the temperature values of the intake air temperature sensor and the exhaust temperature sensor are read to determine the exhaust temperature and intake air temperature. It includes a control unit that calculates a temperature difference (ΔT), and a display that displays the temperature difference (ΔT) between the intake air temperature and exhaust temperature, or the exhaust temperature and intake air temperature, read by the control unit.

Description

공랭식 UV 경화장치{AIR-COOLDED UV CURING APPARATUS}Air-cooled UV curing device {AIR-COOLDED UV CURING APPARATUS}

본 발명은 UV 경화장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 송풍기에 의해 공랭식으로 LED 어레이의 방열판을 냉각시키면서, 자외선 경화장치에서 LED 어레이를 분리하여 확인하거나 전광속의 측정 없이, 사용자가 LED 어레이의 대략적인 광변화 전력이나 수명을 외부에서 수시로 확인하고 판단할 수 있으며, LED 어레이의 광변화 전력의 저하에 대응하여 LED 어레이에 투입되는 전력량을 자동으로 조정하여 자외선 세기를 일정 범위내로 유지시켜 줄 수 있는 공랭식 UV 경화장치에 관한 것이다. The present invention relates to a UV curing device. More specifically, the present invention relates to a UV curing device, and more specifically, while cooling the heat sink of the LED array in an air-cooled manner by a blower, the user can obtain a rough estimate of the LED array without separating and checking the LED array from the UV curing device or measuring the total luminous flux. The light change power or lifespan can be checked and judged from the outside at any time, and the air-cooled type can automatically adjust the amount of power input to the LED array in response to a decrease in the light change power of the LED array to maintain the intensity of ultraviolet rays within a certain range. It is about UV curing equipment.

UV 광개시제(자외선 광개시제)를 포함하는 잉크, 코팅제 또는 접착제(이하, 이들을 UV 수지라고 함)의 UV 경화를 위하여 UV 경화장치가 사용된다. UV 경화성 잉크, 코팅제 또는 접착제 등은 모노머, 올리고머 및 UV 광개시제를 포함하고, UV가 조사되면 광개시제의 광개시에 의하여 모노머 및 올리고머의 중합 및 가교 반응이 시작되어 폴리머로 전환되면서 경화된다. UV 수지의 광개시를 위해서는 280nm - 420nm(UV-A나 UV- B)의 파장이 주로 사용된다.A UV curing device is used for UV curing of inks, coatings, or adhesives (hereinafter referred to as UV resins) containing a UV photoinitiator (ultraviolet photoinitiator). UV curable inks, coatings or adhesives contain monomers, oligomers and UV photoinitiators, and when UV is irradiated, polymerization and crosslinking reactions of the monomers and oligomers begin due to photoinitiation of the photoinitiator and are converted into polymers and hardened. For photoinitiation of UV resins, the wavelength of 280nm - 420nm (UV-A or UV-B) is mainly used.

근래 LED는 UV수지의 광개시에 필요한 특정 파장대의 자외선(280nm - 420nm 범위내의 특정 주파수에서 피크인 자외선)을 고효율 고출력으로 발생할 수 있게 제조되고 있고, 그 수명이 매우 길기 때문에 LED가 UV 광원으로 많이 사용된다. 그 예가 한국 등록특허공보 제10-1623299호, 한국 등록특허공보 제10-1649931호 등에 개시되어 있다.Recently, LEDs have been manufactured to generate ultraviolet rays in a specific wavelength range (ultraviolet peaks at a specific frequency within the range of 280nm - 420nm) required for photoinitiation of UV resin with high efficiency and high output, and because their lifespan is very long, LEDs are widely used as UV light sources. It is used. Examples thereof are disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1623299, Korean Patent Publication No. 10-1649931, etc.

UV 수지의 광개시가 원활하게 이루어지기 위해서는 적정한 정도의 광속(光束, radiant flux)이 필요하다. UV 경화장치에 사용되는 LED칩은 하나의 경화장치에 수백개에서 수만개가 사용되고 있고, 이들의 전체 출력(전광속)은 1 - 50KW(현재 UV LED 출력은 칩당 100mW~1,200mW, 9 LED칩 COB타입은 1 보드당 12,000mW 내외)에 이른다. 이때 광속은 피조사체에 도포된 UV수지의 광개시제의 몰수(number of moles)에 비례하는 전광속(全光束)이다. For smooth photoinitiation of UV resin, an appropriate level of radiant flux is required. There are hundreds to tens of thousands of LED chips used in UV curing devices in one curing device, and their total output (full luminous flux) is 1 - 50KW (current UV LED output is 100mW ~ 1,200mW per chip, 9 LED chip COB) The type reaches approximately 12,000mW per board. At this time, the luminous flux is the total luminous flux proportional to the number of moles of the photoinitiator of the UV resin applied to the irradiated object.

한편, LED는 수명은 길지만, 사용 기간이 길어지면 LED칩의 열화가 발생하고, 이에 따라 LED 어레이 전체의 광변환 전력(투입되는 전력 가운데 빛으로 전환되는 전력)이 떨어진다. LED 어레이 전체의 광변환 전력이 떨어지면 자외선 세기가 약해지고 자외선 세기가 약해지면 광개시가 적정한 정도로 이루어 질 수 없으며, 그 결과 수지의 UV 경화가 불충분하거나 불균일하게 이루어진다. 따라서, LED를 이용한 UV 경화장치는, LED의 광변환 전력이 떨어져 자외선 세기가 약해지면, 입력 전력(전압 또는 전류)를 상승시켜, 자외선 세기를 적절한 광개시가 이루어질 수 있는 수준으로 보상해 주어야 하고, 입력 전력을 상승시켜도 자외선 세기의 증가가 안되는 임계수명에 도달할 경우, UV 경화장치로부터 LED 어레이 전체를 교체하여 주어야 한다. Meanwhile, LEDs have a long lifespan, but as the period of use increases, the LED chip deteriorates, and as a result, the light conversion power of the entire LED array (the power converted into light among the input power) decreases. If the light conversion power of the entire LED array drops, the intensity of ultraviolet rays weakens, and if the intensity of ultraviolet rays weakens, photoinitiation cannot be achieved to an appropriate degree, and as a result, UV curing of the resin is insufficient or uneven. Therefore, in the UV curing device using LED, when the light conversion power of the LED decreases and the UV intensity becomes weak, the input power (voltage or current) must be increased to compensate for the UV intensity to a level where appropriate photoinitiation can be achieved. , when the critical lifespan is reached where the UV intensity does not increase even if the input power is increased, the entire LED array must be replaced from the UV curing device.

위 등록특허공보 제10-1623299호는 자외선 경화형 수지로 코팅된 대면적의 제품을 UV LED로 경화하는 장치에 있어서, 하우징에 히트싱크를 개재하여 다수의 LED모듈을 구비하는 광조사헤드, 상기 다수의 LED모듈에 연결되어 전원을 인가하는 전원공급기, 상기 LED모듈의 히트싱크를 수냉자켓으로 감싸고, 방열기측으로 냉각수 순환경로를 구성하는 냉각수단 및 상기 LED모듈의 발열 온도와 광출력을 설정 범위로 유지하는 제어수단을 포함하여 이루어지되, 상기 전원공급기는 다수의 LED모듈을 직병렬 회로로 연결하여 전원을 인가하도록 분배기를 구비하고, 상기 냉각수단은 각각의 LED모듈에 대하여 병렬적 회로로 냉각수 순환경로를 구성하며, 상기 제어수단은 광조사헤드의 냉각수 온도를 검출하는 온도센서, 각각의 LED모듈에 대한 광출력을 검출하는 광센서, LED모듈의 온도와 광출력에 대응하여 전원공급기와 냉각수단의 출력을 변동하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 대면적 코팅용 UV LED 경화장치를 개시하고 있다. The above Registered Patent Publication No. 10-1623299 is a device for curing a large-area product coated with ultraviolet curable resin with UV LED, a light irradiation head including a plurality of LED modules with a heat sink interposed in the housing, the plurality of A power supply that is connected to the LED module and applies power, a cooling means that surrounds the heat sink of the LED module with a water-cooling jacket and forms a coolant circulation path toward the radiator, and maintains the heating temperature and light output of the LED module within the set range. It includes a control means, wherein the power supply is provided with a distributor to connect a plurality of LED modules in a series-parallel circuit to apply power, and the cooling means is a parallel circuit for each LED module to provide a coolant circulation path. The control means includes a temperature sensor that detects the coolant temperature of the light irradiation head, an optical sensor that detects the light output for each LED module, and a power supply and cooling means in response to the temperature and light output of the LED module. A UV LED curing device for large-area coating is disclosed, which is characterized by having a controller that varies the output.

등록특허공보 제10-1649931호는 케이스와, 상기 케이스에 설치된 글래스와, 상기 글래스와 인접하도록 상기 케이스 내부에 설치되며, 자외선을 방출하는 LED 모듈과, 상기 LED 모듈에서 방출된 자외선 중, 상기 글래스에서 반사된 자외선을 감지하는 자외선 감지부와, 상기 자외선 감지부와 연결되며, 상기 자외선 감지부에서 감지한 자외선 양을 기초로, 상기 LED 모듈로 인가되는 전류를 조절하여, 상기 LED 모듈에서 방출되는 자외선의 양을 제어하는 제어부를 포함하는 UV 경화장치 및 이의 조도 조절방법을 개시하고 있다. Registered Patent Publication No. 10-1649931 includes a case, glass installed in the case, an LED module installed inside the case adjacent to the glass and emitting ultraviolet rays, and among the ultraviolet rays emitted from the LED module, the glass An ultraviolet detection unit that detects ultraviolet rays reflected from the ultraviolet rays is connected to the ultraviolet detection unit, and based on the amount of ultraviolet rays detected by the ultraviolet detection unit, adjusts the current applied to the LED module to emit A UV curing device including a control unit for controlling the amount of ultraviolet rays and a method for controlling the illuminance thereof are disclosed.

그러나, LED모듈에 광출력을 검출하는 광센서를 부착하여 자외선 세기를 측정하고 그에 따라 전원공급기의 출력을 변동하는 방법이나, LED 모듈 전면에 글래스를 설치하고 글래스에서 반사된 자외선을 감지하여 그 자외선 양에 기초하여 입력 전류를 제어하는 자외선 조도 조절방법은 다음과 같은 이유로, UV 경화장치의 자외선 세기 조절 또는 광속 조절을 매우 부정확하게 하는 원인이 된다. However, there is a method of attaching an optical sensor that detects light output to the LED module to measure the intensity of ultraviolet rays and varying the output of the power supply accordingly, or by installing glass on the front of the LED module and detecting the ultraviolet rays reflected from the glass. The ultraviolet illuminance control method that controls the input current based on the amount causes the ultraviolet ray intensity or luminous flux control of the UV curing device to be very inaccurate for the following reasons.

UV 수지의 광개시가 원활하게 이루어지기 위해서는 적정한 정도의 광속(光束, radiant flux)이 필요하고, 이때 광속은 피조사체에 도포된 UV수지의 광개시제의 몰수(number of moles)에 비례하는 전광속(全光束)이고, 전광속은 입력 전력에 대한 LED 어레이 전체의 광변환 전력에 의하여 결정된다. In order for the photoinitiation of UV resin to occur smoothly, an appropriate level of radiant flux is required. At this time, the luminous flux is the total luminous flux (number of moles) proportional to the number of moles of the photoinitiator of the UV resin applied to the irradiated object. The total light flux is determined by the light conversion power of the entire LED array relative to the input power.

한편, LED모듈에 광출력을 검출하는 광센서를 부착하여 자외선 세기를 측정하거나 LED 모듈 전면에 글래스를 설치하고 글래스에서 반사된 자외선을 감지하여 그 자외선 양을 측정하는 방법은, LED칩이나 LED 칩온보드(COB)가 모두 방사각(radiant angle)에 대한 상대방사강도(relative rad intensity)가 중심에서 가장 큰 포물선 형태인 점광원으로 되어 있기 때문에 광센서 등으로 조도를 측정하여도 측정 지점마다 차이가 크다는 점에서 LED 어레이 전체의 광변환 전력을 측정하는 유효한 방법이라고 할 수 없다. 광원과 그 피조사물간의 거리는 자외선의 세기에 영향을 미친다. 또한, 광원과 조도센서 또는 광센서간의 거리도 측정 결과에 영향을 미친다. 점광원들의 집합인 LED 어레이에 근접할수록 균일한 복사 패턴을 얻을 수 없기 때문에, 피조사물이나 광센서 등이 광원에 가까울수록 균일한 자외선을 수광하기 어렵다. 따라서, 몇개 지점에서 측정한 조도나 광속을 기준으로 투입전력을 제어하는 것은 UV수지의 적정한 광개시를 달성하기 어렵다. 따라서, 전광속 또는 입력 전력에 대한 LED 어레이 전체의 광변환 전력에 의하여 투입전력제어를 하지 않고 특정 지점 조도를 기준으로 투입전력제어를 할 경우 부분 미경화 문제가 수시로 발생할 수 있다.On the other hand, the method of measuring the intensity of ultraviolet rays by attaching an optical sensor that detects light output to the LED module or installing glass on the front of the LED module and detecting the ultraviolet rays reflected from the glass to measure the amount of ultraviolet rays is an LED chip or LED chip. Since all on-board (COBs) are point light sources whose relative rad intensity with respect to the radiant angle is in the form of a parabola with the largest at the center, even if the illuminance is measured with an optical sensor, there is a difference at each measurement point. Because it is large, it cannot be said to be an effective method of measuring the light conversion power of the entire LED array. The distance between the light source and the object affected affects the intensity of ultraviolet rays. Additionally, the distance between the light source and the illuminance sensor or optical sensor also affects the measurement results. The closer an object or optical sensor is to a light source, the more difficult it is to receive uniform ultraviolet rays because a uniform radiation pattern cannot be obtained the closer it is to the LED array, which is a collection of point light sources. Therefore, it is difficult to achieve appropriate light initiation of UV resin by controlling the input power based on the illuminance or luminous flux measured at several points. Therefore, if the input power is controlled based on the illuminance of a specific point without controlling the input power based on the total light flux or the optical conversion power of the entire LED array to the input power, partial non-curing problems may occur from time to time.

한편, 전광속 또는 광변환 전력을 이용하여 투입전력제어를 하기 위해서는 UV 경화장치에 설치되어 있는 LED 어레이의 전광속 또는 광변환 전력을 측정할 수 있어야 하는 데, 일반적으로 광원의 전광속을 측정하기 위해서는 UV 경화장치에 설치되는 LED 어레이를 내부에 수용할 수 있는 대형의 구형 광속계가 필요하다. 이러한 대형의 구형 광속계를 UV 경화장치에 일체로 설치하는 것은 매우 어렵기 때문에, UV 경화장치의 전광속을 측정하기 위해서는 UV 경화장치와 별도로 대형의 구형 광속계를 제작하고, 전광속을 측정할 때마다, UV 경화장치로부터 LED 어레이를 분리하여 구형 광속계 내에서 측정하여야 한다. 그러나, 이러한 UV 경화장치의 LED 어레이에 대한 전광속 측정방법은, 대형의 구형 광속계를 별도로 제작하여야 하기 때문에 비용이 과다하게 소요되고, 전광속 측정시마다 UV 경화장치로부터 LED 어레이를 분리하여야 하기 때문에 작업 능률이 현저히 떨어진다. Meanwhile, in order to control input power using the total luminous flux or light conversion power, it is necessary to measure the total luminous flux or light conversion power of the LED array installed in the UV curing device. In general, it is necessary to measure the total luminous flux of the light source. To do this, a large, spherical photometer that can accommodate the LED array installed in the UV curing device is needed. Because it is very difficult to install such a large spherical luminous flux integrally with the UV curing device, in order to measure the total luminous flux of the UV curing device, a large spherical luminous flux meter must be manufactured separately from the UV curing device and the total luminous flux can be measured. Each time, the LED array must be removed from the UV curing device and measured in a spherical photometer. However, this method of measuring total luminous flux for the LED array of a UV curing device is excessively expensive because a large, spherical luminous flux meter must be manufactured separately, and the LED array must be separated from the UV curing device each time the total luminous flux is measured. Work efficiency decreases significantly.

한국 등록특허공보 제10-1623299호 (등록일 : 2016.05.16)Korean Patent Publication No. 10-1623299 (Registration date: 2016.05.16) 한국 등록특허공보 제10-1649931호 (등록일 : 2016.08.16)Korean Patent Publication No. 10-1649931 (Registration date: 2016.08.16)

본 발명은 상술한 종래 UV 경화장치가 갖는 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 제1과제는 송풍기에 의해 공랭식으로 LED 어레이를 냉각시키면서 자외선 경화장치에서 LED 어레이를 분리하여 확인하거나 전광속의 측정 없이 UV 경화장치 사용자가 LED 어레이의 대략적인 광변화 전력량이나 수명을 외부에서 수시로 확인하고 판단할 수 있는 공랭식 UV 경화장치를 제공하는 데 있다. The present invention was made to solve the problems of the conventional UV curing device described above. The first problem to be solved by the present invention is to separate the LED array from the UV curing device and check it by cooling the LED array in an air-cooled manner using a blower. The goal is to provide an air-cooled UV curing device that allows users of the UV curing device to check and judge the approximate light change power or lifespan of the LED array from the outside at any time without internal measurement.

본 발명이 해결하고자 제2과제는 LED 어레이의 광변화 전력량의 저하에 대응하여 LED 어레이에 투입되는 전력량을 자동으로 조정하여 자외선 세기를 일정 범위내로 유지시켜 줄 수 있는 공랭식 UV 경화장치를 제공하는 데 있다. The second problem that the present invention solves is to provide an air-cooled UV curing device that can maintain the intensity of ultraviolet rays within a certain range by automatically adjusting the amount of power input to the LED array in response to the decrease in the light change power amount of the LED array. there is.

본 발명이 해결하고자 하는 제3과제는 LED 어레이의 교체 시기를 판단하여 알려 줄 수 있는 공랭식 UV 경화장치를 제공하는 데 있다. The third problem that the present invention aims to solve is to provide an air-cooled UV curing device that can determine and inform the replacement time of the LED array.

상술한 본 발명의 제1과제는, 공랭식 UV 경화장치를, 전체적으로 사각단면 통형상을 가진 케이스이고 하면에 자외선을 하방으로 방출할 수 있는 개구가 형성되고 상면에는 외기를 유입시킬 수 있는 흡기구가 형성되고 측면에는 유입된 외기가 배출될 수 있는 배기구가 형성된 직각유로케이스와, 상기 직각유로케이스의 개구 상부에 마련되어 자외선을 하방으로 방사하는 LED 어레이와, 상기 LED 어레이 상면에 접촉 되고 LED 어레이 방향으로의 공기 흐름을 막을 수 있게 상기 직각유로케이스의 내부 중공부 하방을 폐쇄하는 크기로 형성되어 흡기구에서 유입된 공기가 상면에 직접 충돌한 후 측면의 배기구로 모두 배출되도록 유도하면서 유입된 공기에 LED 어레이로부터 전도된 열을 방출하는 방열판과, 상기 직각유로케이스의 흡기구에 설치되어 외기가 상기 방열판에 직접 충돌면서 열을 흡수 한 후 직각유로케이스 측면 배기구로 배출되도록 외기를 추진하는 송풍기와, 상기 직각유로케이스의 흡기구에 설치된 흡기온도센서와, 상기 직각유로케이스의 배기구에 설치된 배기온도센서와, 상기 송풍기를 일정한 풍속을 유지하도록 제어하면서 상기 흡기온도센서와 배기온도센서의 온도값을 읽어들여 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 산출하는 제어부와, 상기 제어부에서 읽어들인 흡기온도와 배기온도, 또는 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 표시하는 디스플레이를 포함하여 구성함으로써 해결할 수 있다.The first object of the present invention described above is an air-cooled UV curing device, which is a case having an overall square cross-sectional cylindrical shape, and an opening through which ultraviolet rays can be emitted downward is formed on the lower surface, and an intake port through which external air can be introduced is formed on the upper surface. A right-angled flow path case is formed on the side with an exhaust port through which the incoming outside air can be discharged, an LED array is provided on the upper part of the opening of the right-angled flow path case and emits ultraviolet rays downward, and is in contact with the upper surface of the LED array and emits light in the direction of the LED array. It is formed to a size that closes the lower part of the internal hollow part of the right-angled flow path case to block the air flow, causing the air flowing in from the intake port to collide directly with the upper surface and then being discharged through the exhaust port on the side. A heat sink that emits conducted heat, a blower installed at the intake port of the right-angled flow path case to absorb heat while the outside air directly collides with the heat sink and then propel the outside air so that it is discharged through the side exhaust port of the right-angle flow path case, and the right-angle flow path case Controlling the intake air temperature sensor installed in the intake port, the exhaust temperature sensor installed in the exhaust port of the right angle flow path case, and the blower to maintain a constant wind speed, the temperature values of the intake air temperature sensor and the exhaust temperature sensor are read to determine the exhaust temperature and intake air temperature. This can be solved by including a control unit that calculates the temperature difference (ΔT) and a display that displays the temperature difference (ΔT) between the intake air temperature and exhaust temperature or the exhaust temperature and intake temperature read by the control unit.

상술한 본 발명의 제2과제는, 상기 LED 어레이에 전력을 가변적으로 공급할 수 있는 가변전력공급부를 마련하고, 상기 제어부가, 상기 송풍기를 일정한 풍속으로 가동하여 방열판에 공기를 투입하면서 흡기온도센서로부터 흡기온도를 읽어들이는 단계와, 흡기온도 측정시점부터 방열판에 투입되는 풍량을 산출하여 투입풍량이 미리 계산된 직각유로케이스의 중공부 부피에 도달하는 시점에 배기온도센서로부터 배기온도를 읽어들이는 단계와, 상기 흡기온도센서 및 배기온도센서에서 읽어들인 흡기온도 및 배기온도에 의하여 흡기온도와 배기온도간의 온도차(ΔT)를 구하는 단계와, 상기 온도차(ΔT)와 투입풍량에 의하여 열로 소비된 열변환 전력량을 산출하는 단계와, 입력전력량과 열변환 전력량의 차에 의하여 UV 생성에 소비된 UV 광변환 전력량을 산출하는 단계와, 산출된 UV 광변환 전력량이 미리 설정된 기준 광변환 전력량 이하이면 LED 어레이의 공급전력을 증가시켜 UV 광변환 전력량을 기준 광변환 전력량 이상으로 상승시키는 단계를 수행하게 함으로써 해결할 수 있다.The second task of the present invention described above is to provide a variable power supply unit capable of variably supplying power to the LED array, and the control unit operates the blower at a constant wind speed to inject air into the heat sink and generate air from the intake air temperature sensor. Reading the intake air temperature, calculating the air volume injected into the heat sink from the time of measuring the intake air temperature, and reading the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor when the input air volume reaches the pre-calculated hollow volume of the right-angled flow path case. A step of calculating the temperature difference (ΔT) between the intake air temperature and the exhaust temperature based on the intake air temperature and exhaust temperature read from the intake air temperature sensor and the exhaust temperature sensor, and heat consumed as heat by the temperature difference (ΔT) and the input air volume. A step of calculating the conversion power amount, a step of calculating the UV light conversion power amount consumed for UV generation by the difference between the input power amount and the thermal conversion power amount, and if the calculated UV light conversion power amount is less than a preset reference light conversion power amount, the LED array This can be solved by performing a step of increasing the supplied power to increase the UV light conversion power amount to more than the standard light conversion power amount.

여기에서 기준 광변환 전력량은 자외선 경화에 필요한 UV 세기에 대응하는 광변환 전력량이다. LED 어레이에 투입된 전력량 중 광으로 변환되는 전력량을 광변환 전력량이라고 하고, 열로 변환된 전력량을 열변환 전력량이라고 한다. Here, the reference light conversion power amount is the light conversion power amount corresponding to the UV intensity required for UV curing. Among the amount of power input to the LED array, the amount of power converted to light is called light conversion power, and the amount of power converted to heat is called thermal conversion power.

상술한 본 발명의 제3과제는, UV 경화장치에 LED램프 어레이 사용종료 알람장치를 더 마련하고, 상기 온도차(ΔT)가 미리 설정된 한계온도차 이상이면 상기 제어부가 상기 LED램프 어레이 사용종료 알람장치를 구동하여 LED 어레이 교체 시기를 사용자에게 알려 주거나, 상기 UV 광변환 전력량이 기준 광변환 전력량 이하에서, LED 어레이의 공급전력량을 미리 설정된 한계전력량까지 증가시켜도 UV 광변환 전력량이 상기 기준 광변환 전력량 이상으로 상승하지 않을 경우 상기 제어부가 상기 LED램프 어레이 사용종료 알람장치를 구동하여 LED 어레이 교체 시기를 사용자에게 알려 주게 함으로써 해결할 수 있다. The third task of the present invention described above is to further provide an alarm device for the end of use of the LED lamp array in the UV curing device, and if the temperature difference (ΔT) is more than a preset temperature difference limit, the control unit activates an alarm device for the end of use of the LED lamp array. It notifies the user when to replace the LED array by driving, or when the UV light conversion power amount is below the standard light conversion power amount, even if the power supplied to the LED array is increased to the preset limit power amount, the UV light conversion power amount remains above the standard light conversion power amount. If it does not rise, this can be solved by having the control unit drive the LED lamp array end-of-use alarm device to inform the user of the time to replace the LED array.

LED 어레이에 투입된 전력량 중 일부는 광변환 전력량으로 사용되어 자외선으로 방출되고, 나머지는 열변환 전력량으로 사용되어 열로 방출된다. LED 어레이를 수용하는 케이스 내에 발생된 열은 케이스에 투입되는 공기를 가열하는 데 사용되고, 케이스에서 배출되는 공기의 온기와 케이스에 투입되는 공기의 온도차는 LED 어레이에 투입된 전력량 중 열변환 전력량에 비례한다. 공기가 흡수한 열량은 전력량으로 환산될 수 있다. Some of the power input to the LED array is used as light conversion power and is emitted as ultraviolet rays, and the remainder is used as heat conversion power and is emitted as heat. The heat generated within the case housing the LED array is used to heat the air input into the case, and the temperature difference between the warmth of the air discharged from the case and the air input into the case is proportional to the amount of heat conversion power among the amount of power input to the LED array. . The amount of heat absorbed by the air can be converted into electric power.

본 발명에 의하면, 송풍기에 의하여 직각유로케이스의 상방에서 흡입된 외기는 모두 방열판과 충돌하면서 열을 흡수하여 측면의 배기구로 배출된다. 따라서, 배기구에서 배기온도센서가 측정한 배출공기 온도는 LED 어레이에 투입된 전력량 중 열변환 전력량이 클수록 상승한다. 또, 배기온도센서에서 측정한 배출공기 온도와 흡기온도센서에서 측정한 투입공기 온도의 차이는 LED 어레이에 투입된 전력량 중 열변환 전력량에 비례한다. 또, 배기온도와 흡기온도의 차이가 클 경우, LED 어레이의 수명이 다한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, UV 경화장치 운영자는 디스플레이에 표시된 배기온도와 흡기온도 또는 이들의 온도차를 육안으로 확인함으로써, LED 어레이의 대략적인 광변화 전력량이나 LED 어레이의 수명을 외부에서 수시로 확인하고 판단하고 대응할 수 있다. According to the present invention, all external air sucked from the upper part of the right-angled flow path case by the blower collides with the heat sink, absorbs heat, and is discharged through the exhaust port on the side. Therefore, the exhaust air temperature measured by the exhaust temperature sensor at the exhaust port increases as the heat conversion power amount among the power inputs to the LED array increases. In addition, the difference between the exhaust air temperature measured by the exhaust temperature sensor and the input air temperature measured by the intake air temperature sensor is proportional to the amount of heat conversion power among the amount of power input to the LED array. Additionally, if the difference between the exhaust temperature and the intake air temperature is large, it can be determined that the life of the LED array has reached the end. Therefore, according to the present invention, the operator of the UV curing device can check and determine the approximate amount of light change power of the LED array or the lifespan of the LED array from the outside at any time by visually checking the exhaust temperature and intake temperature or the temperature difference between them displayed on the display. and can respond.

본 발명에 의하면, UV 경화장치 운영자는 자외선 경화장치에서 LED 어레이를 분리하여 확인하거나 전광속의 측정 없이 UV 경화장치 사용자가 LED 어레이의 대략적인 광변화 전력량이나 수명을 외부에서 수시로 확인하고 판단하고 대응할 수 있기 때문에, LED 어레이의 광변화 전력량 저하 또는 이로 인한 자외선의 세기 저하에 따른 제품의 자외선 경화 불량을 예방할 수 있다. According to the present invention, the UV curing device operator can check, judge, and respond to the approximate light change power or lifespan of the LED array from the outside at any time without separating and checking the LED array from the UV curing device or measuring the total luminous flux. Therefore, it is possible to prevent UV curing defects in products due to a decrease in the light conversion power of the LED array or a decrease in the intensity of UV rays.

또한, 본 발명에 의하면, 제어부가 흡기온도와 배기온도간의 온도차를 이용하여 열변환 전력량과 UV 광변환 전력량을 산출하여 UV 광변환 전력량이 기준 광변화 전력량 이하일 경우 LED 어레이의 광변화 전력량의 저하에 대응하여 LED 어레이에 투입되는 전력량을 자동으로 조정하여 자외선 세기를 일정 범위내로 유지시켜 줄 수 있으므로, UV 수지의 광개시에 필요한 자외선 광량을 적정한 수준으로 조정하여 유지할 수 있고, 자외선의 세기 저하에 따른 제품의 자외선 경화 불량을 자동으로 차단할 수 있다.In addition, according to the present invention, the control unit calculates the thermal conversion power amount and the UV light conversion power amount using the temperature difference between the intake air temperature and the exhaust temperature, and when the UV light conversion power amount is less than the standard light conversion power amount, the light conversion power amount of the LED array is reduced. In response, the intensity of ultraviolet rays can be maintained within a certain range by automatically adjusting the amount of power input to the LED array, so the amount of ultraviolet light required for light initiation of the UV resin can be adjusted and maintained at an appropriate level, and the intensity of ultraviolet rays decreases. It can automatically block UV curing defects in products.

또한, 배기온도와 흡기온도간의 온도차(ΔT)가 미리 설정된 한계온도차 이상이면 제어부가 상기 LED램프 어레이 사용종료 알람장치를 구동하여 LED 어레이 교체 시기를 사용자에게 알려 주거나, UV 광변환 전력량이 기준 광변환 전력량 이하에서, LED 어레이의 공급전력량을 미리 설정된 한계전력량까지 증가시켜도 UV 광변환 전력량이 상기 기준 광변환 전력량 이상으로 상승하지 않을 경우 제어부가 LED램프 어레이 사용종료 알람장치를 구동하여 LED 어레이 교체 시기를 사용자에게 알려 주기 때문에 LED램프 어레이의 교체 시기를 실기함 없이 적정한 시점에 교체할 수 있는 효과가 있다. In addition, if the temperature difference (ΔT) between the exhaust temperature and the intake air temperature is greater than the preset limit temperature difference, the control unit operates the LED lamp array end-of-use alarm device to inform the user of the time to replace the LED array, or the UV light conversion power amount is set to the standard light conversion level. Below the power amount, if the UV light conversion power amount does not rise above the standard light conversion power amount even if the power supply of the LED array is increased to the preset limit power amount, the control unit operates the LED lamp array end-of-use alarm device to determine when to replace the LED array. Because it notifies the user, it has the effect of being able to replace the LED lamp array at the appropriate time without having to worry about the replacement period.

도 1은 본 발명에 따른 공랭식 UV 경화장치의 본체에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공랭식 UV 경화장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공랭식 UV 경화장치의 정단면도이다.
도 4는 LED 어레이에 대한 제어 수단을 보여주는 구성도이다.
도 5는 LED 어레이에 대한 제어 순서도이다.
Figure 1 is a perspective view of the main body of the air-cooled UV curing device according to the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional view of the air-cooled UV curing device according to the present invention.
Figure 3 is a front cross-sectional view of the air-cooled UV curing device according to the present invention.
Figure 4 is a configuration diagram showing control means for the LED array.
Figure 5 is a control flow chart for the LED array.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공랭식 UV 경화장치의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific examples of the air-cooled UV curing device according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공랭식 UV 경화장치는 LED 어레이(23)를 하부에 수용하는 직각유로케이스(1)를 포함한다. 직각유로케이스(1)는 전체적으로 사각 단면 통형상을 가진 6면체 케이스이고, 하면에 자외선을 하방으로 방출할 수 있는 개구(3)가 형성되고, 상면에는 외기를 유입시킬 수 있는 흡기구(13)가 형성되며, 측면에는 유입된 외기가 방향을 90˚ 전환하여 배출될 수 있는 배기구(7)가 형성된다. LED 어레이(23)는 상기 직각유로케이스(1)의 개구 상부에 마련되어 자외선을 하방으로 방사한다. 본 발명의 LED 어레이(23)는 다수의 LED(LED 패키지(칩) 또는 모듈(COB))(19)를 일정한 행과 열로 PCB 기판(21)에 실장한 것이다. As shown in Figures 1 to 3, the air-cooled UV curing device according to the present invention includes a right-angled flow path case (1) accommodating the LED array (23) at the bottom. The right angle flow path case (1) is a hexahedral case with an overall square cross-sectional cylindrical shape, and an opening (3) that can emit ultraviolet rays downward is formed on the lower surface, and an intake port (13) that allows external air to flow in is formed on the upper surface. An exhaust port 7 is formed on the side through which the incoming outside air can be discharged by changing its direction by 90 degrees. The LED array 23 is provided above the opening of the right-angled channel case 1 and radiates ultraviolet rays downward. The LED array 23 of the present invention is one in which a plurality of LEDs (LED packages (chips) or modules (COB)) 19 are mounted on a PCB board 21 in certain rows and columns.

직각유로케이스(1) 내의 배기구(7)의 직하부에는 방열판(25)이 마련된다. 상기 흡기구(13)에는 외기를 직각유로케이스(1) 내부 중공부(5)로 유입시키는 송풍기(11)가 마련된다. 따라서, 송풍기(11)에 의하여 유입된 외기는 방열판(25) 상면에 충돌한 후 방향을 90˚ 전환하여 배기구(7)로 배출되는 구조를 갖는다. 방열판(25)은 LED 어레이(23)의 LED 기판(21) 상면에 접촉하게 설치하여 LED 어레이(23)에서 방출하는 열의 대부분을 전도할 수 있게 설치한다. 따라서, 송풍기(11)에 의하여 흡입된 외기가, UV LED 어레이(23)에서 발생하는 열을 방열판(25)과 충돌하면서 흡수한 후 배기구(7)로 배출되므로, LED 어레이(23)에서 방출한 열의 대부분은 외기의 가열에 사용되고, 방열판(25)과 이에 접한 LED 어레이(23)는 효과적으로 냉각된다. A heat sink 25 is provided directly below the exhaust port 7 in the right angle flow path case 1. The intake port 13 is provided with a blower 11 that introduces external air into the internal hollow portion 5 of the right angle flow path case 1. Accordingly, the outside air introduced by the blower 11 collides with the upper surface of the heat sink 25, then changes direction by 90° and is discharged through the exhaust port 7. The heat sink 25 is installed in contact with the upper surface of the LED substrate 21 of the LED array 23 to conduct most of the heat emitted from the LED array 23. Therefore, the outside air sucked in by the blower 11 absorbs the heat generated from the UV LED array 23 while colliding with the heat sink 25 and is then discharged through the exhaust port 7, so that the heat emitted from the LED array 23 Most of the heat is used to heat the outside air, and the heat sink 25 and the LED array 23 adjacent to it are effectively cooled.

본 발명의 특징 중 하나는, 상기 방열판(25)이 상기 LED 어레이(23) 상면에 접촉 되고, 상기 방열판(25)의 크기를 LED 어레이(23) 방향으로의 공기 흐름을 막을 수 있게 상기 직각유로케이스(1)의 내부 중공부(5) 하방을 폐쇄하는 크기로 형성하여, 흡기구(13)에서 유입된 공기가 방열판(25) 상면에 직접 충돌한 후 직각유로케이스(1)의 측면 배기구(7)로 모두 배출되도록 유도 하는 데 있다. 이렇게 함으로써, 유입된 공기에 의해 LED 어레이(23)로부터 방열판(25)에 전도된 열을 매우 효과적으로 방출할 수 있는 것이다. 또한, 이렇게 구성할 경우, LED 어레이(23)에서 발생하는 열의 대부분을 공기가 흡수할 수 있게 된다. One of the features of the present invention is that the heat sink 25 is in contact with the upper surface of the LED array 23, and the size of the heat sink 25 is adjusted to block the air flow in the direction of the LED array 23. It is formed to a size that closes the lower part of the internal hollow part (5) of the case (1), so that the air flowing in from the intake port (13) directly collides with the upper surface of the heat sink (25) and then blows through the side exhaust port (7) of the right angle flow path case (1). ) to induce all of it to be discharged. By doing this, the heat conducted from the LED array 23 to the heat sink 25 by the introduced air can be discharged very effectively. Additionally, in this configuration, the air can absorb most of the heat generated from the LED array 23.

상기 송풍기(11)는, 상기 직각유로케이스(1)의 흡기구(13)에 설치되어 외기가 상기 방열판(25)에 직접 충돌면서 열을 흡수 한 후 직각유로케이스(1) 측면 배기구(7)로 배출되도록 외기를 추진한다. The blower (11) is installed at the intake port (13) of the right-angled flow path case (1), absorbs heat as outside air directly impacts the heat sink (25), and then blows it to the side exhaust port (7) of the right-angled flow path case (1). Promote outside air so that it is discharged.

본 발명의 다른 특징은, 상기 직각유로케이스(1)의 흡기구(13)에 흡기온도센서(15)를 설치하고, 상기 직각유로케이스(1)의 배기구(7)에 배기온도센서(17)를 설치하여, 흡기온도와 배기온도를 LED 어레이의 광변환 전력에 대한 지표로 사용하는 데 있다. Another feature of the present invention is that an intake air temperature sensor 15 is installed at the intake port 13 of the right-angle passage case 1, and an exhaust temperature sensor 17 is installed at the exhaust port 7 of the right-angle passage case 1. By installing it, the intake temperature and exhaust temperature are used as indicators for the light conversion power of the LED array.

도 4에 도시된 바와 같이, 이를 위해, 본 발명은 상기 송풍기(11)를 일정한 풍속을 유지하도록 제어하면서, 상기 흡기온도센서(15)와 배기온도센서(17)의 온도값을 읽어들여, 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 산출하는 제어부(27)와, 상기 제어부(27)에서 읽어들인 흡기온도와 배기온도, 또는 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 표시하는 디스플레이(31)를 마련하여, UV 경화장치 운영자가 흡기온도센서(15)와 배기온도센서(17), 또는 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 수시로 확인할 수 있게 한다.As shown in FIG. 4, for this purpose, the present invention controls the blower 11 to maintain a constant wind speed, reads the temperature values of the intake air temperature sensor 15 and the exhaust temperature sensor 17, and A control unit 27 that calculates a temperature difference (ΔT) between the temperature and the intake air temperature, and a display 31 that displays the temperature difference (ΔT) between the intake air temperature and the exhaust temperature or the exhaust temperature and the intake air temperature read by the control unit 27. is provided so that the operator of the UV curing device can check the temperature difference (ΔT) between the intake air temperature sensor 15 and the exhaust temperature sensor 17, or the exhaust temperature and the intake air temperature at any time.

본 발명에 의하면, 송풍기(11)에 의하여 직각유로케이스(1)의 상방에서 흡입된 외기는 모두 방열판(25)과 충돌하면서 열을 흡수하여 측면의 배기구(7)로 배출된다. 따라서, 배기구(7)에서 배기온도센서(17)가 측정한 배출공기 온도는 LED 어레이(23)에 투입된 전력량 중 열변환 전력량이 클수록 상승한다. 또, 배기온도센서(17)에서 측정한 배출공기 온도와 흡기온도센서(15)에서 측정한 투입공기 온도의 차이는 LED 어레이(13)에 투입된 전력량 중 열변환 전력량에 비례한다. 또, 배기온도와 흡기온도의 차이가 클 경우, LED 어레이의 수명이 다한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, UV 경화장치 운영자는 디스플레이에 표시된 배기온도와 흡기온도 또는 이들의 온도차를 육안으로 확인함으로써, LED 어레이의 대략적인 광변화 전력량이나 LED 어레이의 수명을 외부에서 수시로 확인하고 판단하고 대응할 수 있는 것이다. According to the present invention, all external air sucked from the upper part of the right angle flow path case (1) by the blower (11) collides with the heat sink (25), absorbs heat, and is discharged through the exhaust port (7) on the side. Accordingly, the exhaust air temperature measured by the exhaust temperature sensor 17 at the exhaust port 7 increases as the heat conversion power amount among the power inputs to the LED array 23 increases. In addition, the difference between the exhaust air temperature measured by the exhaust temperature sensor 17 and the input air temperature measured by the intake air temperature sensor 15 is proportional to the amount of heat conversion power among the amount of power input to the LED array 13. Additionally, if the difference between the exhaust temperature and the intake air temperature is large, it can be determined that the life of the LED array has reached the end. Therefore, according to the present invention, the operator of the UV curing device can check and determine the approximate amount of light change power of the LED array or the lifespan of the LED array from the outside at any time by visually checking the exhaust temperature and intake temperature or the temperature difference between them displayed on the display. and can respond.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 특징은, 상기 LED 어레이(23)에 전력을 가변적으로 공급할 수 있는 가변전력공급부(29)를 마련하고, 상기 제어부(27)가, 흡기온도와 배기온도간의 온도차(ΔT)와 직각유로케이스(1)의 중공부(5)의 체적에 대응하는 풍량을 이용하여 UV 광변환 전력량을 산출하고, 산출한 UV 광변환 전력량을 기준으로 LED 어레이(23)에 투입되는 전력을 가변적으로 조정하여, LED 어레이에서 방출되는 자외선 세기가 UV 수지의 광개시에 필요한 수준으로 유지하게 하는 데 있다. As shown in Figures 4 and 5, another feature of the present invention is to provide a variable power supply unit 29 that can variably supply power to the LED array 23, and the control unit 27, The UV light conversion power is calculated using the temperature difference (ΔT) between the intake air temperature and the exhaust temperature and the air volume corresponding to the volume of the hollow part (5) of the right angle flow path case (1), and based on the calculated UV light conversion power, the LED By variably adjusting the power input to the array 23, the intensity of ultraviolet rays emitted from the LED array is maintained at a level necessary for photoinitiation of the UV resin.

도 5에 도시된 바와 같이, 이를 위하여, 상기 제어부(27)는, 상기 송풍기(11)를 일정한 풍속으로 가동하여 방열판(25)에 공기를 투입하면서 흡기온도센서(15)로부터 흡기온도를 읽어들이는 단계(101)와, 흡기온도 측정시점부터 방열판(25)에 투입되는 풍량을 산출하여(102), 투입풍량이 미리 계산된 직각유로케이스(1)의 중공부(5) 부피에 도달하는 시점에 배기온도센서로부터 배기온도를 읽어들이는 단계(103)와, 상기 흡기온도센서(15) 및 배기온도센서(17)에서 읽어들인 흡기온도 및 배기온도에 의하여 흡기온도와 배기온도간의 온도차(ΔT)를 구하는 단계(104)와, 상기 온도차(ΔT)와 투입풍량에 의하여 열로 소비된 열변환 전력량을 산출하는 단계(105,106)와, 입력전력량과 열변환 전력량의 차에 의하여 UV 생성에 소비된 UV 광변환 전력량을 산출하는 단계(107)와, 산출된 UV 광변환 전력량이 미리 설정된 기준 광변환 전력량(UV 수지의 광개시에 필요한 광변환 전력량) 이하이면 LED 어레이의 공급전력을 증가시켜, UV 광변환 전력량을 기준 광변환 전력량 이상으로 상승시키는 단계(108)를 수행한다. 기준 광변환 전력량은, UV 수지의 광개시에 필요한 광변환 전력량이기 때문에 UV 수지의 광개시제 총량에 따라 달라질 수 있다. 투입풍량은 전체 송풍기 덕트(9)의 단면적과 제어부(27)에 의하여 일정하게 유지되는 송풍기(11)의 풍속을 곱하여 산출할 수 있다. 열변환 전력량은 측정된 흡기온도 및 배기온도의 온도차(ΔT)와 공기의 비열에 의하여 총열량을 구하고, 열변환 전력량은 이렇게 구한 총열량(cal)을 주울단위(1cal=4.18J)로 환산한 값이다.As shown in FIG. 5, for this purpose, the control unit 27 operates the blower 11 at a constant wind speed to inject air into the heat sink 25 and reads the intake air temperature from the intake air temperature sensor 15. In step 101, the air volume inputted into the heat sink 25 is calculated from the point of measuring the intake air temperature (102), and the input air volume reaches the pre-calculated volume of the hollow portion 5 of the right angle flow path case 1. In the step 103 of reading the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor, the temperature difference (ΔT) between the intake air temperature and the exhaust temperature is calculated based on the intake air temperature and exhaust temperature read from the intake air temperature sensor 15 and the exhaust temperature sensor 17. ), a step (104) of calculating the temperature difference (ΔT) and the amount of input wind, and a step (105, 106) of calculating the amount of heat conversion power consumed as heat, and the UV amount consumed in generating UV by the difference between the amount of input power and the amount of heat conversion power. In the step 107 of calculating the photoconversion power amount, if the calculated UV photoconversion power amount is less than a preset standard photoconversion power amount (the photoconversion power amount required for photoinitiation of the UV resin), the supply power of the LED array is increased to produce UV light. A step 108 of increasing the conversion power amount to more than the standard optical conversion power amount is performed. Since the standard photoconversion power amount is the amount of photoconversion power required for photoinitiation of the UV resin, it may vary depending on the total amount of photoinitiator of the UV resin. The input air volume can be calculated by multiplying the cross-sectional area of the entire blower duct 9 and the wind speed of the blower 11, which is kept constant by the control unit 27. The total amount of heat is calculated from the temperature difference (ΔT) between the measured intake and exhaust temperatures and the specific heat of the air. The amount of heat conversion is calculated by converting the total amount of heat (cal) obtained in this way into Joule units (1 cal = 4.18J). It is a value.

제어부(27)가 흡기온도와 배기온도간의 온도차를 이용하여 열변환 전력량과 UV 광변환 전력량을 산출하여 UV 광변환 전력량이 기준 광변화 전력량 이하일 경우 LED 어레이의 광변화 전력량의 저하에 대응하여 LED 어레이(23)에 투입되는 전력량을 자동으로 조정하여 자외선 세기를 일정 범위내로 유지시켜 줄 수 있으므로, UV 수지의 광개시에 필요한 자외선 광량을 항상 적정한 수준으로 조정하여 유지할 수 있고, 자외선의 세기 저하에 따른 제품의 자외선 경화 불량을 자동으로 막을 수 있으며, UV 수지 코팅 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 특히, 이렇게 함으로써, 특정 국지 지점(local point)의 조도값이 아닌, LED 어레이(23)에서 방출되는 전광속 또는 전광량을 파라미터로 사용하여 LED 어레이(23)에의 투입 전력을 제어할 수 있고, 이에 따라 UV 수지의 광개시제 총량에 적합한 정도의 자외선 총량을 조사할 수 있게 된다. The control unit 27 calculates the thermal conversion power and UV light conversion power using the temperature difference between the intake air temperature and the exhaust temperature, and when the UV light conversion power is less than the standard light conversion power, the LED array is operated in response to a decrease in the light conversion power of the LED array. Since the intensity of ultraviolet rays can be maintained within a certain range by automatically adjusting the amount of power input to (23), the amount of ultraviolet light required for photoinitiation of UV resin can always be adjusted and maintained at an appropriate level, and It can automatically prevent UV curing defects in products and improve the quality of UV resin coated products. In particular, by doing this, the power input to the LED array 23 can be controlled by using the total luminous flux or amount of light emitted from the LED array 23 as a parameter, rather than the illuminance value of a specific local point, Accordingly, it is possible to irradiate a total amount of ultraviolet rays suitable for the total amount of photoinitiator of the UV resin.

도 4를 다시 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 또 다른 특징은, UV 경화장치에 LED램프 어레이 사용종료 알람장치(33)를 더 마련하고, 상기 온도차(ΔT)가 미리 설정된 한계온도차 이상이면 상기 제어부(27)가 상기 LED램프 어레이(23) 사용종료 알람장치(33)를 구동하여 LED 어레이(23) 교체 시기를 사용자에게 알려 주거나, 상기 UV 광변환 전력량이 기준 광변환 전력량 이하에서, LED 어레이(23)의 공급전력량을 미리 설정된 한계전력량까지 증가시켜도 UV 광변환 전력량이 상기 기준 광변환 전력량 이상으로 상승하지 않을 경우 상기 제어부(27)가 상기 LED램프 어레이(23) 사용종료 알람장치(33)를 구동하여 LED 어레이 교체 시기를 사용자에게 알려 주는 데 있다. 한계전력량은 UV 경화장치에 사용되는 LED 어레이의 전력 사양(specification)에 의하여 결정된다. As can be seen by referring back to FIG. 4, another feature of the present invention is to further provide an LED lamp array end-of-use alarm device 33 in the UV curing device, and the temperature difference ΔT is greater than or equal to a preset limit temperature difference. In this case, the control unit 27 drives the LED lamp array 23 end-of-use alarm device 33 to inform the user of the replacement time for the LED array 23, or when the UV light conversion power amount is less than the standard light conversion power amount, Even if the amount of power supplied to the LED array 23 is increased to the preset limit power amount, if the UV light conversion power amount does not rise above the reference light conversion power amount, the control unit 27 sets off an end-of-use alarm device for the LED lamp array 23 ( 33) to inform the user when to replace the LED array. The power limit is determined by the power specifications of the LED array used in the UV curing device.

따라서, UV 경화장치 사용자는 LED램프 어레이의 교체 시기를 실기함 없이 적정한 시점에 교체할 수 있으므로, UV 경화 불량으로 인한 제품 불량을 예방할 수 있다. Therefore, users of UV curing devices can replace the LED lamp array at an appropriate time without having to worry about the replacement period, thereby preventing product defects due to poor UV curing.

1 : 직각유로 케이스
3 : 개구
5 : 중공부
7 : 배기구
9 : 송풍기 덕트
11 : 송풍기
13 : 흡기구
15 : 흡기온도센서
17 : 배기온도센서
19 : LED
21 : LED기판
23 : LED 어레이
25 : 방열판
27 : 제어부
29 : 가변전력공급부
31 : 디스플레이
33 : 사용종료 알람장치
1: Right angle flow path case
3: opening
5: Heavy Industries Department
7: exhaust port
9: Blower duct
11: blower
13: intake port
15: Intake air temperature sensor
17: Exhaust temperature sensor
19:LED
21: LED board
23: LED array
25: heat sink
27: control unit
29: Variable power supply unit
31: display
33: End of use alarm device

Claims (3)

전체적으로 사각단면 통형상을 가진 케이스이고, 하면에 자외선을 하방으로 방출할 수 있는 개구가 형성되고, 상면에는 외기를 유입시킬 수 있는 흡기구가 형성되고, 측면에는 유입된 외기가 배출될 수 있는 배기구가 형성된 직각유로케이스;
상기 직각유로케이스의 개구 상부에 마련되어 자외선을 하방으로 방사하는 LED 어레이;
상기 LED 어레이 상면에 접촉 되고, LED 어레이 방향으로의 공기 흐름을 막을 수 있게 상기 직각유로케이스의 내부 중공부 하방을 폐쇄하는 크기로 형성되어, 흡기구에서 유입된 공기가 상면에 직접 충돌한 후 측면의 배기구로 모두 배출되도록 유도하면서 유입된 공기에 LED 어레이로부터 전도된 열을 방출하는 방열판;
상기 직각유로케이스의 흡기구에 설치되어 외기가 상기 방열판에 직접 충돌면서 열을 흡수 한 후 직각유로케이스 측면 배기구로 배출되도록 외기를 추진하는 송풍기;
상기 직각유로케이스의 흡기구에 설치된 흡기온도센서;
상기 직각유로케이스의 배기구에 설치된 배기온도센서;
상기 송풍기를 일정한 풍속을 유지하도록 제어하면서, 상기 흡기온도센서와 배기온도센서의 온도값을 읽어들여, 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 산출하는 제어부; 및
상기 제어부에서 읽어들인 흡기온도와 배기온도, 또는 배기온도와 흡기온도의 온도차(ΔT)를 표시하는 디스플레이;를 포함하는 공랭식 UV 경화장치.
It is a case with an overall square cross-section and a cylindrical shape. An opening is formed on the bottom to emit ultraviolet rays downward, an intake port is formed on the top to allow external air to flow in, and an exhaust port is formed on the side to allow the inflow of external air to be discharged. Formed right-angled flow path case;
an LED array provided above the opening of the right-angled channel case to radiate ultraviolet rays downward;
It is in contact with the upper surface of the LED array and is formed to a size that closes the lower inner hollow part of the right-angled flow path case to prevent air flow in the direction of the LED array, so that the air flowing in from the intake port directly impacts the upper surface and then blows out on the side. a heat sink that dissipates heat conducted from the LED array into the incoming air while guiding it to be discharged through the exhaust port;
A blower installed at the intake port of the right-angled flow path case to absorb heat while the outside air directly collides with the heat sink and then propel the outside air so that it is discharged through the side exhaust port of the right-angle flow path case;
An intake air temperature sensor installed at the intake port of the right angle flow path case;
An exhaust temperature sensor installed at the exhaust port of the right angle flow path case;
a control unit that controls the blower to maintain a constant wind speed, reads temperature values of the intake air temperature sensor and the exhaust air temperature sensor, and calculates a temperature difference (ΔT) between the exhaust temperature and the intake air temperature; and
An air-cooled UV curing device comprising a display that displays the temperature difference (ΔT) between the intake air temperature and exhaust temperature, or the exhaust temperature and intake temperature, read by the control unit.
제1항에 있어서,
상기 LED 어레이에는 전력을 가변적으로 공급할 수 있는 가변전력공급부를 마련하고,
상기 제어부는,
상기 송풍기를 일정한 풍속으로 가동하여 방열판에 공기를 투입하면서 흡기온도센서로부터 흡기온도를 읽어들이는 단계;
흡기온도 측정시점부터 방열판에 투입되는 풍량을 산출하여 투입풍량이 미리 계산된 직각유로케이스의 중공부 부피에 도달하는 시점에 배기온도센서로부터 배기온도를 읽어들이는 단계;
상기 흡기온도센서 및 배기온도센서에서 읽어들인 흡기온도 및 배기온도에 의하여 흡기온도와 배기온도간의 온도차(ΔT)를 구하는 단계;
상기 온도차(ΔT)와 투입풍량에 의하여 열로 소비된 열변환 전력량을 산출하는 단계;
입력전력량과 열변환 전력량의 차에 의하여 UV 생성에 소비된 UV 광변환 전력량을 산출하는 단계;
산출된 UV 광변환 전력량이 미리 설정된 기준 광변환 전력량 이하이면 LED 어레이의 공급전력을 증가시켜, UV 광변환 전력량을 기준 광변환 전력량 이상으로 상승시키는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 공랭식 UV 경화장치.
According to paragraph 1,
The LED array is provided with a variable power supply unit that can variably supply power,
The control unit,
Operating the blower at a constant wind speed to inject air into the heat sink and reading the intake air temperature from the intake air temperature sensor;
Calculating the air volume input to the heat sink from the time of measuring the intake air temperature, and reading the exhaust temperature from the exhaust temperature sensor when the input air volume reaches the pre-calculated hollow volume of the right-angled flow path case;
Obtaining a temperature difference (ΔT) between the intake air temperature and the exhaust temperature based on the intake air temperature and exhaust temperature read from the intake air temperature sensor and the exhaust temperature sensor;
Calculating the amount of heat conversion power consumed as heat based on the temperature difference (ΔT) and the input air volume;
Calculating the amount of UV light conversion power consumed for UV generation by the difference between the input power amount and the heat conversion power amount;
If the calculated UV light conversion power amount is less than the preset reference light conversion power amount, increasing the supply power of the LED array to raise the UV light conversion power amount to more than the standard light conversion power amount; air-cooled UV curing device characterized in that performing the step; .
제2항에 있어서,
UV 경화장치에 LED램프 어레이 사용종료 알람장치를 더 마련하고, 상기 온도차(ΔT)가 미리 설정된 한계온도차 이상이면 상기 제어부가 상기 LED램프 어레이 사용종료 알람장치를 구동하여 LED 어레이 교체 시기를 사용자에게 알려 주거나, 상기 UV 광변환 전력량이 기준 광변환 전력량 이하에서, LED 어레이의 공급전력량을 미리 설정된 한계전력량까지 증가시켜도 UV 광변환 전력량이 상기 기준 광변환 전력량 이상으로 상승하지 않을 경우 상기 제어부가 상기 LED램프 어레이 사용종료 알람장치를 구동하여 LED 어레이 교체 시기를 사용자에게 알려 주는 것을 특징으로 하는 공랭식 UV 경화장치.
According to paragraph 2,
An LED lamp array end-of-use alarm device is further provided in the UV curing device, and if the temperature difference (ΔT) is greater than a preset limit temperature difference, the control unit drives the LED lamp array end-of-use alarm device to notify the user of the time to replace the LED array. Or, if the UV light conversion power amount is below the standard light conversion power amount and the UV light conversion power amount does not increase above the standard light conversion power amount even if the power supply of the LED array is increased to the preset limit power amount, the control unit controls the LED lamp. An air-cooled UV curing device that operates an array end-of-use alarm device to notify the user when to replace the LED array.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011037025A (en) 2009-08-06 2011-02-24 Panasonic Electric Works Co Ltd Ultraviolet irradiation device for inkjet recorder
KR102092932B1 (en) 2019-02-13 2020-03-24 주식회사 유비테크 Control method of led array for uv curing apparatus
KR102387053B1 (en) 2021-11-19 2022-04-14 김명진 Exposure type light source apparatus for wafer processing
JP2022148364A (en) 2021-03-24 2022-10-06 東芝ライテック株式会社 Ultraviolet irradiation device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011037025A (en) 2009-08-06 2011-02-24 Panasonic Electric Works Co Ltd Ultraviolet irradiation device for inkjet recorder
KR102092932B1 (en) 2019-02-13 2020-03-24 주식회사 유비테크 Control method of led array for uv curing apparatus
JP2022148364A (en) 2021-03-24 2022-10-06 東芝ライテック株式会社 Ultraviolet irradiation device
KR102387053B1 (en) 2021-11-19 2022-04-14 김명진 Exposure type light source apparatus for wafer processing

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