KR200311733Y1 - 선형 근적외선 히터 모듈 - Google Patents

Abstract

본 고안은 근적외선 건조 시스템의 주요 구성 요소인 선형의 근적외선 히터 모듈에 관한 것으로서, 근적외선을 발생시키는 근적외선 램프; 근적외선 램프의 탈착이 가능하도록 내부에 램프 홀더가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판이 조립되며, 하우징은 상기 근적외선 램프를 둘러 싸여 근적외선 램프에서 조사된 근적외선이 길이 방향으로 집중되도록 반사 하기위한 타원형 반사판 구조와 냉각 기능의 극대화를 위해 일측면에 냉각핀의 구조를 갖추어 단면적을 극대화한 구조를 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내에 설치되어 상기 램프 자체에서 발생되는 열을 외부 공기로 냉각 하기 위한 냉각팬; 및 선형 근적외선 히터 모듈의 하우징 내부온도 감지 수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 냉각 상태를 확인하는 히터 모듈의 온도 감지 수단;을 포함 하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 건조 대상물을 매우 짧은 시간 내에 완전히 건조 시키는 것을 가능케 하기 때문에 건조설비의 크기를 줄일수 있어 설비의 설계가 자유롭고, 히터 준비 시간이 짧고, 불필요한 시간에는 에너지의 소비를 없애 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하고, 전기에 의한 근적외선 방사 방식 이므로 히터에서 유해 가스가 발생 하지 않으며, 대상물에서 발생하는 유해 가스의 배출이 용이하게 하여 환경 친화적인 효과를 갖는다

Description

선형 근적외선 히터 모듈{Near infrared ray heater module of linear}

본 고안은 선형의 근적외선 히터 모듈에 관한 것으로서, 특히 국부적이면서 길이 방향으로 건조가 필요한 생산 제품에 적용이 가능 하다.

종래의 기술은 제품에 길이 방향으로 도료를 도포한 부위를 인공적으로 건조하기 위하여 도 2에서 나타낸 바와 같이 GAS 직화에 의한 열전달 방식에 의해 건조를 하거나 열풍 건조에 의해 건조 하고있으며, 짧은 이송시간 내에 GAS식 버너 또는 열풍으로 완전 건조를 위해서 매우 긴 이송장치를 필요로 하고 있으며, 이송장치의 길이 만큼 GAS식 버너 및 열풍장치의 설치가 불가피하다. 또한 공정의 특성상 주변의 환경, 특히 건조 시스템 주변의 대류에의해 건조품질에 문제가 발생하는 등 제품 생산에 많은 어려움이 있다.

또한 종래의 열에 의한 건조 방식은 최초 시동 시 GAS식 버너 및 열풍기의 온도를 일정 온도로 상승시켜 유지하여야 하는 준비 시간이 많이 소요되고, 일정 온도로 유지하는 동안 대상물이 투입되지 않더라도 전기 및 연료를 항상 소모하여야 하는 문제점이 있다. 일정 온도로 유지하는 동안 제품의 이송 수단이 고장에 의해 작동이 중지되면 이송 중이던 많은 제품에 이상이 생길 수있는 문제점도 있다.

특히 연료를 이용, 열에 의해 건조하는 방식에 있어서는 연료의 연소 시 발생하는 각종 유해 가스 및 건조 시 발생하는 각종 유해 가스가 대상물은 물론, 사람에게도 악 영향을 주어 환경을 오염시키고, 이에 따른 환경 정화 설비를 추가로 설치해야 하는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 제품을 이송하기 위한 종래의 생산 라인을 이용하여 제품이 이송되는 동안 근적외선 히터로 길이 방향으로 집적화된 강력한 방사 에너지를 대상물에 국부적으로 조사 함으로써 대상물 내의 수분 및 오일, 솔벤트 등의 성분을 매우 짧은 시간 내에 완전히 제거하여 건조시키는 것을 가능하게 하는 선형 근적외선 히터 모듈을 제공함에 있다.

또한 본 고안의 다른 목적은 열 전달 방식이 아니라 0.85 ~ 2.0㎛의 짧은 파장의 근적외선 조사 방식이기 때문에 설치 환경에 있어서 설비의 설계가 자유롭고, 전기만으로 히터를 가동시키기 때문에 히터 준비 시간이 짧고, 대상물이 건조에 근접 할 때만 가동 시켜서 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하는 선형 근적외선 히터 모듈을 제공함에 있다.

또한 본 고안의 또 다른 목적은 근적외선 조사식 이므로 히터에서 유해 가스가 발생하지 않으며, 대상물에서 발생하는 유해 가스의 배출을 용이하게 하여 환경 친화적인 선형 근적외선 히터 모듈을 제공하고 있다.

또한 도 4에서와 같이 본 고안의 또 다른 목적은 사각 또는 원형 파이프 형상등의 제품에 길이 방향으로 국부적으로 도포된 도료를 건조 하기위해 선형 근적외선 히터 모듈의 적용에 있어서 근적외선을 제품의 방향으로 조사 함에 있어서 소정의 거리에서 근적외선 히터모듈의 램프 길이 방향으로, 집적화되는 특성을 갖는 선형 근적외선 히터 모듈을 적용하는 것을 제공 하고 있다.

또한 선형 근적외선 히터 모듈이 작동 할 때 발생되는 자체 열을 냉각함에 있어서 기본적으로 하우징을 냉각핀의 형상으로 하여 냉각 단면적을 최적화하여 자연 냉각도 가능하며 보다 효율적인 냉각 효과를 위해 하우징의 일측에 냉각 팬을 구성하여 우수한 냉각 성능의 선형 근적외선 히터 모듈을 적용하는 것을 제공 하고 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 선형 근적외선 히터 모듈을 나타내는 개략도

도 2는 종래 기술에 의한 직화식 건조 방법을 나타내는 개략도

도 3는 종래 기술에 의한 열풍 건조 방법을 나타내는 개략도

도 4은 도 1의 건조 범위 및 근적외선 히터의 특성을 나타내는 개념도

도 5는 종래의 일반적인 건조 시스템과 본 고안의 근적외선 히터시스템의

시간에 따른 건조율을 비교하여 나타내는 그래프

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 근적외선 히터는 근적외선을 발생시키는 근적외선 램프; 근적외선 램프의 탈착이 가능하도록 내부에 램프 홀더가 형성되고,일측에 분해 가능한 유리판이 조립되며, 하우징은 상기 근적외선 램프를 둘러 싸여 근적외선 램프에서 조사된 근적외선이 길이 방향으로 집중 되도록 반사 하기위한 타원형 반사판 구조와 냉각 기능의 극대화를 위해 일측면에 냉각핀의 구조를 갖추어 단면적을 극대화한 구조를 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내에 설치되어 상기 램프 자체에서 발생되는 열을 외부 공기로 냉각 하기 위한 냉각팬; 및 선형 근적외선 히터 모듈의 하우징 내부온도 감지 수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 냉각 상태를 확인하는 히터 모듈의 온도 감지 수단;을 포함 하여 이루어질수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예들에 따른 선형 근적외선 히터 모듈을 상세히 설명한다. 먼저, 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 근적외선 히터모듈(1)은 근적외선을 방출할 수 있는 모든 종류 및 형태의 근적외선 히터가 사용될 수 있으나 바람직하기로는, 도 1에 도시 된 바와 같이, 크게 근적외선 램프(4)와, 타원형의 반사판(3) 일측면에 냉각핀(22)의 구조를 갖추어 단면적을 극대화한 구조를 포함하는 하우징(2)으로 이뤄지는 근적외선 히터모듈(1)이 사용될 수 있다.

특히, 상기 근적외선 램프(4)는 파장이 0.85 ~ 2.0㎛ 범위이며 투과성이 매우 높아서 도료 도포층 밑바닥까지 순간적으로 침투하여 대상물을 수초 이내에 완전 건조시킬 수 있는 높은 방사 에너지밀도의 물리적 특성을 가진 근적외선을 조사할 수 있는 것이다. 이러한 근적외선은 통상 열원체를 섭씨 2,500~3,500도 이상의 고온으로 가열하는 경우에 방사하기 때문에 예를 들어 텅스텐 코일 등 내구성을 가진 열원체가 사용된다.

또한, 도 1에 도시 된 바와 같이, 상기 하우징(2)은 상기 근적외선 램프(4)의 착탈이 가능하도록 내부에 램프 홀더(5)가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판(6)이 조립되어 상기 근적외선 램프(4)를 둘러싸는 형상이다.

따라서, 상기 하우징(2)으로 부터 상기 유리판(6)을 분리하고, 상기 하우징(2) 내부의 램프홀더(5)에 의해 체결된 근적외선 램프(4)를 분해하여 쉽게 교체하거나 청소또한, 상기 타원형 반사판(3)은, 상기 하우징(2)의 내에 설치되는 것으로 상기 근적외선 램프(4)에서 조사된 근적외선이 상기 유리판(6)을 통해 상기 대상물의 길이 방향으로 집중되도록 일측면에 근적외선을 반사시키는 반사면이 형성된 것이다.

이때, 바람직하기로는 상기 하우징(2) 내부에 냉각팬(10)을 통해 투입된 차가운 공기에 의해 근적외선 램프(4)를 우선 냉각을 하고 이후에는 공기가 머무는 공기실이 형성되어 외부와의 기압차를 갖게 되어 외부의 유해 가스등이 유입 되지 않도록 한다.

한편, 하우징 내부온도 감지센서(9)는 설정된 온도보다 하우징내의 온도가 높아져서 과열로 판단되면, 근적외선 램프로 공급되는 전원이 차단 될수 있도록 신호를 제어부로 보낸다.

한편, 본 고안의 상기 선형 근적외선 히터 모듈이 작동 할 때 발생되는 자체 열을 냉각함에 있어서 타원형의 반사체를 근적외선 히터램프와 근접시켜 근적외선을 건조 하고자 하는 제품으로 방사하되, 램프에서 발생되는 열을 전달받도록 하여 열을 전달받은 타원형의 반사판(3)은 하우징(2)의 단면적을 최대화한 냉각핀의 구조에 의해 자연냉각 됨과 동시에 내부에 설치된 냉각팬(10)에 의해 외부 공기로 냉각하여 냉각 성능이 확보 될 수 있도록 하는 냉각 방법을 제공함에 있다

또한 상기 하우징에 투입된 외부 공기는 상기 공기실의 상기 타원형의 반사판(3) 및 램프 사이를 접촉하여 흐르면서 상기 램프에서 발생하는 자체의 열을 빼앗아 다시 상기 송출구(21)를 통해 배출됨으로써 상기 하우징(2)의 지나친 과열을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 이러한 본 고안의 근적외선에 의한 열 조사 방식과 종래의 열풍에 의한 열 전달 방식을 비교하면, 도 4에 도시 된 바와 같이 본 고안의 선형 근적외선 히터 모듈은, 근적외선 즉, 투과성 열에너지를 이용하여 대상물 수분층의 하부 바닥면부터 상부 표면까지 수 초 이내로 빠르게 건조가 진행되는 것으로서, 상부 표면이 마지막으로 건조되기 때문에 본 고안의 건조곡선이 시간과 비례곡선을 이루어 100% 건조율 까지 도달되는 데 걸리는 시간(t1)이 매우 짧다.

그러나, 종래의 열풍건조방식은, 열풍 즉, 접촉성 열 전달 에너지를 이용하여 대상물 수분층의 상부 표면부터 하부 바닥면까지 건조가 진행되는 것으로서, 하부 바닥면이 마지막으로 건조되기 때문에 이미 건조된 상부 표면의 방해로 열에너지가 하부 바닥면까지 전달되기 어렵기 때문에 100% 완전 건조까지 도달되는 데 걸리는 시간(t1)이 끝으로 갈수록 매우 길거나 심지어 상부 표면만 건조되고, 하부 바닥면은 건조되지 못하는 등 완전 건조가 불가능한 경우가 발생한다.된다.

이상에서와 같이 본 고안고안형 근적외선 히터 모듈은 국부건조를 필요로하는 제품에 대해 선형의 근적외선 히터로 강력한 방사 에너지를 길이 방향으로 집적화 시켜 대상물에 조사함으로써 대상물의 길이 방향으로 도포되어 있는 수분 및 오일 성분을 매우 짧은 시간 내에 완전히 제거하여 건조시키는 것을 가능하게 하며, 열 전달 방식이 아니라 짧은 파장의 근적외선 조사 방식이기 때문에 건조실의 개방성이 높아서 설비의 설계가 자유롭고, 전기로 히터를 가동시키기 때문에 히터 준비 시간이 짧고, 대상물이 히터에 근접할 때만 히터를 가동시켜서 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하고, 근적외선 조사식이므로 히터에서 유해가스가 발생하지 않으며, 대상물에서 발생하는 유해가스의 배출이 용이하게 하여 환경 친화적인 효과를 갖는 것이다.

또한 선형 근적외선 히터 모듈이 작동 할 때 발생되는 자체 열을 냉각함에 있어서 기본적으로 하우징을 냉각핀의 형상으로 하여 냉각 단면적을 최적화 함과 동시에 타원형의 반사체 및 하우징 내부에 외부 공기를 유입시켜 히터 램프에 의해 전도되는 열을 냉각 할 수 있도록 하여 우수한 냉각 성능이 확보 될 수 있도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

Claims (5)

1. 상기 선형 근적외선 히터 모듈은 근적외선을 발생시키는 근적외선 램프; 근적외선 램프의 탈착이 가능하도록 내부에 램프 홀더가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판이 조립되며, 하우징은 상기 근적외선 램프를 둘러 싸여 근적외선 램프에서 조사된 근적외선이 길이 방향으로 집중되도록 반사 하기위한 타원형 반사판 구조와 냉각 기능의 극대화를 위해 냉각핀 구조로 단면적을 극대화한 구조를 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내에 설치되어 상기 램프 자체에서 발생되는 열을 외부 공기로 냉각 하기 위한 냉각팬; 및 선형 근적외선 히터 모듈의 하우징 내부온도 감지 수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 냉각 상태를 확인하는 히터 모듈의 온도 감지 수단;을 포함 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 히터 모듈
2. 제 1항에 있어서,

   상기 선형 근적외선 히터 모듈의 하우징 내부온도 감지수단으로 상기 근적외선 램프에서 근적외선을 발생 시키기위해 발열된 열이 하우징으로 전도 되면서 하우징내부에 구성되는 전기 자재, 즉 전선이 손상되지 않을정도의 온도보다 높을 경우를 감지하여 전기적 에너지를 차단하여 과열의 문제가 발생하는 것을 방지하기 위한 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 히터 모듈.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 근적외선 램프에서 방사된 근적외선이 근적외선 램프의 길이 방향으로 집중 되도록하는 타원형 반사판의 형상은 X축 반지름이 25mm, Y축 반지름이 55mm의 1:2.2의 비율로 구성 되며 근적외선 램프는 타원형 반사판 Y축 최상단면으로 부터 0.5~2mm의 간격을 두고 설치함에 따라 하우징으로부터 40~50mm의 거리에 방사된 근적외선 에너지의 85%이상이 근적외선 램프의 길이 방향으로 폭 10mm이내로 집중되도록 하는 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 히터 모듈.
4. 제 1항에 있어서,

   하우징의 냉각 기능의 극대화를 위해 하우징을 냉각핀의 구조로 구성하되 일부 냉각핀은 사각너트 삽입후 헛돌지 않도록 하여 외부의 구조물과 조립 및 체결이 가능 하도록하여 선형 근적외선 히터 모듈의 장착이 용이하도록 구성 한것을 특징으로 하는 선형 근적외선 히터 모듈.
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