KR200311735Y1 - 근적외선 페인트 건조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 근적외선을 이용한 페인트 건조 시스템에 관한 것으로서, 시스템 구성 요소중 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 조사 방향으로 집중되도록 반사하는 평판형 반사판; 및 상기 하우징 내에 설치되어 상기 램프 자체에서 발생되는 열을 외부 공기로 냉각 하기 위한 외부공기 공급장치; 및 근적외선 히터 모듈의 하우징 내부온도 감지 수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 냉각 상태를 확인하는 근적외선 히터 모듈의 온도 감지 수단; 근적외선 히터 모듈의 위치를 조절할수 있는 위치 조정장치; 및 근적외선 히터 모듈의 작동을 제어하는 제어장치부 및 건조되고 있는 제품의 온도를 감지하는 제품의 온도 감지수단을 포함 하여 이루어지는 것을 특징으로 하여 건조 대상물의 위치에 관계없이 매우 짧은 시간 내에 완전히 건조 시키는 것을 가능케 하기 때문에 건조설비의 크기를 줄일수 있으며, 히터 준비 시간이 짧고, 불필요한 시간에는 에너지의 소비를 없애 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하고, 근적외선에 의한 건조 방식 이기 때문에 페인트의 접착력등 도장 품질을 향상 시킴과 동시에 히터에서 유해 가스가 발생 하지 않아 환경 친화적이며, 대상물에서 발생하는 유해 가스가 근적외선 히터 모듈로 유입 되지 않도록 하여 방폭의 기능을 갖는것을 특징으로 한다.

Description

근적외선 페인트 건조 시스템 { Drying system of paint by near infrared ray.}

본 고안은 이동이 가능한 근적외선 페인트 건조 시스템에 관한 것으로서, 특히 차량 및 판재등의 외형에 국부적인 손상을 수리하기 위해 손상면에 도장을 하고나서 이를 건조하기위한 공정에 적용이 가능 하다.

종래의 기술은 히터 모듈을 원적외선 히터 모듈을 이용하거나 또는 근적외선을 이용 하더라도 에너지 밀도가 낮고 또한 그 에너지의 평탄도가 고르지 않기 때문에 제품과의 거리를 멀리 떨어뜨려서 건조 하기 때문에 건조 시간이 오래 걸리는 문제가 있으며, 또한 건조 대상물의 온도를 감지할수 있는 수단이 구비되어 있지 않기 때문에 건조 대상물에 도장된 도료, 즉 페인트의 특성에 알맞는 건조 조건을확인 하는데는 육안으로 건조 상태를 확인 하거나, 별도의 온도 감지 수단을 이용하여야 하는 문제가 있었다. 그리고 상대적인 에너지 밀도를 높이기 위해서 히터 램프의 수를 증대할 때에는 히터 램프 마다 하우징을 구비 하거나, 또는 하나의 하우징에 소량의 히터 램프가 불균일 하게 배치 되어 있기 때문에 복수의 히터 램프를 구비하여 방사 에너지가 평탄하고 그 에너지 밀도가 높은 특성을 만드는데는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 페인트 도장된 건조 대상물에 조사 함에 있어서 평탄도하고 높은 밀도의 근적외선 에너지를 조사 시키는 것을 가능하게 하며 또한 건조 품질을 최적화 제어가 가능한 근적외선 페인트 건조 시스템을 제공함에 있다.

또한 본 고안의 다른 목적은 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 근적외선 히터 모듈을 제공함에 있다.

또한 본 고안의 또 다른 목적은 건조 대상물에 도장된 도료, 즉 페인트의 내부 바닦층 까지 침투하는 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 건조특성이 시간과 비례곡선을 이루어 100% 건조율 까지 도달되는 데 걸리는 시간이 종래의 방식 보다 짧은 것은방사되는 에너지의 산포를 고르게 함과 동시에 높은 집적도를 구현하였기에 가능 한것이다.

또한 본 고안의 또 다른 목적은 근적외선 조사식 이므로 히터에서 유해 가스가 발생하지 않으며, 건조 대상물에서 발생하는 유해 가스가 유입되지 않도록 하여 방폭 기능을 갖는 근적외선 히터 모듈을 제공하고 있다.

또한 본 고안의 또 다른 목적은 제품에 도장된 페인트를 건조함에 있어 건조되고 있는 제품의 온도를 감지 하면서 건조 하기 때문에 도료, 즉 페인트의 특성에 따라 최적의 건조 품질로 건조가 가능토록 하는 근적외선 히터 모듈 제어장치를 제공하고 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 근적외선 페인트 건조 시스템을 나타내는 개략도

도 2는 종래 기술에 의한 근적외선 페인트 건조 장치를 나타내는 개략도

도 3는 종래의 종래의 건조 장치와 본 고안에 의한 시스템의 시간에 따른

건조율을 비교하여 나타내는 그래프

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 페인트 건조 시스템은 ,대상물에 근적외선 을 방사 하는 근적외선 히터 모듈; 및 비접촉식 온도 감지 수단으로 대상물의 건조 상태를 감지 하여 근적외선 히터 모듈에 제어 신호를 인가 하는 제어부; 및 근적외선 히터 모듈이 설치 되고 건조가 필요한 위치로 조정 해주는 위치 조정장치;를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 근적외선 페인트 건조 시스템의 프레임(3)은 하부 받침대(12)에는 이동이 가능토록한 캐스터(13)가 형성되고, 상부는 위치의 조정이 가능한 지지대(14)로 형성되고 상기 프레임 에 근적외선 히터 모듈이 설치되고, 근적외선 히터에 제어신호를 인가하는 제어부가 구성된다.

한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 근적외선 히터 모듈은 반사체와 일체가되어 일방향으로 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 근적외선을 조사 방향으로 집중 되도록 반사 하기위한 평판형 반사판 ; 및 상기 하우징 내에 설치되어 상기 램프 자체에서 발생되는 열을 외부 공기로 냉각 하기 위한 외부공기 공급장치; 및 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.

한편 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 제어 방법은 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터 모듈 및 비접촉식 온도감지 수단으로 구성 되어 대상물의 종류나 대상물에 도장된 도료, 즉 페인트의 종류나 형태에 따라 상기 근적외선 히터의 조사량이나 조사시간 및 건조되는 대상물의 온도등으로 설정하도록 하여 건조하는 근적외선 건조 시스템의 제어방법을 포함하여 이루어 질수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예들에 따른 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 건조 시스템 및 이의 제어방법을 상세히 설명한다.

먼저 도1에 도시된 바와 같이 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 페인트 건조 시스템은 크게 근적외선 히터 모듈(1)과 제어부(2)와 근적외선 히터 모듈 위치 조정 장치(3)을 포함하여 이루어 지는 구성이다.

한편 본 고안의 상기 근적외선 히터 모듈(1)은 상기 근적외선 히터 모듈 위치 조정 장치(3)에 설치 되고 근적외선을 발생하는 도3의 근적외선 램프(4)로 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 것으로서, 이러한 상기 근적외선 램프(4)는 독립된 개체로 모듈화 되어 각종 장소나 위치에 다양하게 적용 및 설치되는 것이 가능하다.

이러한, 상기 근적외선 히터 모듈(1)은 근적외선을 방출할 수 있는 모든 종류 및 형태의 근적외선 히터 모듈(1)이 사용될 수 있으나 바람직하기로는, 도 3에 도시 된 바와 같이, 크게 근적외선 램프(4)와, 하우징(5)과, 평판형 반사판(6) 을 포함하여 이뤄지는 근적외선 히터 모듈(1)이 사용될 수 있다.

특히, 상기 근적외선 램프(4)는 파장이 0.85 ~ 2.0㎛ 범위이며 투과성이 매우 높아서 도료 즉, 페인트 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(5)은 상기 근적외선 램프(4)의 착탈이 가능하도록 내부에 램프 홀더(7)가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판(8)이 조립되어 상기 근적외선 램프(4)를 둘러싸는 형상이다.

따라서, 상기 하우징(5)으로 부터 상기 유리판(8)을 분리하고, 상기 하우징(5) 내부의 램프홀더(7)에 의해 체결된 근적외선 램프(4)를 분해하여 쉽게 교체하거나 청소할 수 있는 것이다.

또한, 상기 평판형 반사판(6)은, 상기 하우징(5)의 내에 설치되는 것으로 상기 근적외선 램프(4)에서 조사된 근적외선이 상기 유리판(8)을 통해 상기 대상물의 조사 방향으로 집중되도록 일측면에 근적외선을 반사시키는 반사면이 형성된 것이다.

이때, 바람직하기로는 상기 하우징(5) 내부에 외부공기를 공급장치(10)를 통하여 외부공기를 공급하여 평판형 반사판(6)을 우선 냉각을 하고 이후에는 공기가 머무는 공기실이 형성되어 외부와의 기압차를 갖게 되어 외부의 유해 가스등이 유입 되지 않도록 함과 동시에 상기 송출구(11)를 통해 배출됨으로써 상기 하우징(5)의 지나친 과열을 방지할 수 있는 것이다.

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

또한, 이러한 본 고안의 근적외선 히터 모듈을 이용한 방식과 종래의 방식을 비교하면, 도 5에 도시 된 바와 같이 본 고안의 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 종래의 방식 보다 짧은 것은 방사되는 에너지의 산포를 고르게 함과 동시에 높은 집적도를 구현하였기에 가능 한것이다.

그러나, 종래의 방식은, 방사되는 에너지의 산포가 고르지 못하고, 그 에너지의 집적도가 낮아 건조 대상물과의 거리를 멀리하여 건조 하기 때문에 근적외선을 건조 대상물에 충분히 전달 하기가 어려워 100% 완전 건조까지 도달되는 데 걸리는 시간(t1)이 매우 길어지거거나 심지어 상부 표면만 건조되고, 심부 및 하부바닥면은 건조되지 못하는 등 완전 건조가 불가능한 경우가 발생 할수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 상기 제어부(2)는 근적외선 히터 모듈(1)의 중심부 또는 측면에 설치되는 비접촉식 온도 감지 수단으로부터 대상물이 건조되는 온도를 감지하면서 임의의 값으로 설정된 온도까지만 건조 시켜 과열에의한 대상물의 손상을 방지함과 동시에 대상물에 도장되는 도료 , 즉 페인트의 종류에 따라서 최적의 온도로 건조가 가능 하기 때문에 최상의 품질로 건조가 가능 하다.

또한 상기의 온도제어방식 외에 일정한 전력량으로 설정하여 연속 또는 정해진 시간 동안 근적외선 히터 모듈을 작동 시킬수도 있다.

이상에서와 같이 본 고안의 근적외선 히터 모듈과 이를 갖는 페인트 건조 시스템에 의하면, 차량등의 도장 제품에 손상 된 부분을 재 도장하여 건조 할때 근적외선 히터로 강력한 방사 에너지를 대상물에 조사함으로써 대상물에 도장된 도료, 즉 페인트를 매우 짧은 시간 내에 완전히 건조시키는 것을 가능하게 하며, 짧은 파장의 근적외선을 평탄면서 높은 에너지 밀도로 조사하는 방식이기 때문에 짧은 시간에 건조가 가능 하며, 전기로 히터를 가동시키기 때문에 히터 준비 시간이 짧고, 근적외선 조사식이므로 히터에서 유해가스가 발생하지 않기 때문에 환경 친화적이며, 대상물에서 발생하는 유해 가스가 근적외선 히터 모듈로 유입 되지 않도록 하여 방폭의 기능을 갖는것을 특징으로 한다.

또한 본 고안의 제어방식은 임의의 일정한 전력량으로 설정하여 연속 또는정해진 시간 동안 근적외선 히터 모듈을 작동 시키는 기능 및 근적외선 히터 모듈(1)의 중심부 또는 측면에 설치되는 비접촉식 온도 감지 수단으로부터 대상물이 건조되는 온도를 감지하면서 임의의 값으로 설정된 온도까지만 건조 시켜 과열에의한 대상물의 손상을 방지함과 동시에 대상물에 도장되는 도료 , 즉 페인트의 종류에 따라서 최적의 온도로 건조가 가능 하기 때문에 최상의 품질로 건조가 가능하도록 하는 기능을 갖는것을 특징으로 한다.

또한 근적외선 히터 모듈과 이를 제어하는 제어부를 갖춘 근적외선 히터 모듈 위치 조정 장치는 건조 대상물이 측면 또는 상단면일 경우에도 수직 방향으로 근적외선의 방사가 가능 하도록 근적외선 히터 모듈의 위치를 이동 및 조정하여 건조가 가능 하도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.

Claims (8)

1. 하부 받침대에는 이동이 가능토록한 캐스터가 형성되고, 상부는 위치의 조정이 가능한 지지대로 형성되는 프레임; 상기 프레임 에 근적외선 히터 모듈이 설치되고, 근적외선을 발생하는 근적외선 램프로 건조 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터모듈; 및 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터에 제어신호를 인가하는 제어부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 페인트 건조 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 근적외선 히터모듈은, 상기 제어부와 연결된 파워드라이버가 각각 연결되어 근적외선을 발생시키는 다수개의 근적외선 램프; 상기 근적외선 램프의 착탈이 가능하도록 내부에 다수개의 램프홀더가 형성되고, 일측에 분해 가능한 유리판이 조립되어 상기 근적외선 램프를 둘러싸는 형상의 하우징; 상기 하우징 내에 설치되어 상기 근적외선 램프에서 조사된 근적외선이 일방향 으로 집중되도록 반사하는 평판형 반사판; 및 상기 하우징 내에 설치되어 상기 하우징에 전달되는 열을 냉각함에 있어서 평판 반사체 및 히터 램프에 의해 전도되는 열을 냉각 할 수 있도록 하며 외부와의 압력차를 만들어 내부로 건조시 발생 할수 있는 유해가스가 유입되지 않도록하는 외부공기 공급 장치; 및 건조 대상물의 온도를 근적외선 히터 모듈의 중심부에서 비접촉 방식으로 감지 할수 있도록 비접촉식 온도 감지 수단이 구성되는 근적외선 히터 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 페인트 건조 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   대상물의 크기 및 위치에 따라 상기 근적외선 히터 모듈의 위치가 조절되는 근적외선 페인트 건조 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 대상물은 자동차의 도장부 및 판재에 도장한는 팜우더 또는 액상의 페인트를 건조하는 것을 특징으로 하는 근적외선 페인트 건조 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 근적외선 히터 모듈에 설치되고, 건조 중에 대상물의 온도를 근적외선 히터 모듈의 중심부에서 비접촉 방식으로 감지 하여 최적의 건조가 이루어지도록 상기 제어부에 대상물온도신호를 인가하는 대상물온도감지수단;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 페인트 건조 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부가 하우징 내부온도 감지수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 과열 등의 문제가 발생하는 것을 방지하기 위한 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근적외선 페인트 건조 시스템.
7. 제 1항에 있어서

   본 고안의 제어방식은 전력량을 조정하면서 연속 또는 정해진 시간 동안 근적외선 히터 모듈을 작동 시키는 기능 및 근적외선 히터 모듈의 중심부 또는 측면에 설치되는 비접촉식 온도 감지 수단으로부터 대상물이 건조되는 온도를 감지하면서 설정된 온도까지만 건조 시켜 과열에의한 대상물의 손상을 방지함과 동시에 대상물에 도장되는 도료 , 즉 페인트의 종류에 알맞는 온도로 건조가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 근적외선 페인트 건조 시스템.
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