KR200344701Y1 - 근적외선 도장 건조 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 하부 받침대, 상기 하부 받침대에 입설되는 지지대, 상기 지지대에 위치조정이 가능하도록 마련되는 프레임, 상기 프레임에 장착되어 근적외선을 발생하는 막대형 근적외선 램프를 포함하여 이루어지며, 차량의 국부적인 손상면에 도장된 도장면을 건조하기 위한 근적외선 도장 건조 장치에 있어서, 상기 근적외선 램프의 후방에 상기 근적외선 램프의 길이와 대응하여 반사판이 마련되며, 상기 반사판의 종단면은 수직으로 회전되어 밑변이 개방된 등각사다리꼴 형태를 이루며, 상기 근적외선 램프는 상기 반사판에 의해 형성되는 등각사다리꼴의 내부에 위치되는 것을 특징으로 하며, 본 고안에 의하여 근적외선 램프로부터 조사되는 근적외선이 피건조물에 집중되도록 반사판의 형태가 개선되어, 차량의 부분도장 후의 건조작업에 대한 건조 효율이 개선된다.

Description

근적외선 도장 건조 장치 { APPARATUS FOR PAINT DRYING USING NEAR INFRARED RAY }

본 고안은 근적외선을 이용한 도장 건조 장치에 관한 것으로, 상술하면 차량의 국부적인 손상면에 부분 도장을 하고 나서 이를 근적외선을 이용하여 건조하기 위한 도장 건조 장치에 관한 것이다.

본 명세서에 일체화된 국내 등록실용신안번호 제20-0311735호 "근적외선 페인트 건조 시스템"은 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터 모듈, 비접촉식 온도 감지 수단으로 대상물의 건조상태를 감지하여 근적외선 히터 모듈에 제어 신호를 인가하는 제어부 및 근적외선 히터 모듈이 설치되고 건조가 필요한 위치로 조정해주는 위치조정장치를 포함하는 근적외선 페인트 건조 시스템에 관한 기술을 공개하고 있다.

상기 종래기술은 근적외선 램프의 내측에 평판형 반사판을 마련하고 상기 평판형 반사판은 일측면에 근적외선을 반사시키는 반사면이 형성되어 있다.

이러한 종래기술은 근적외선 램프로부터 조사되는 근적외선이 피건조물, 즉 차량의 부분도장된 부위에 집중되지 않게 된다. 즉 평판형 반사판 방향으로 조사된 근적외선은 평판형 반사판에 의해 일부는 수직으로 반사되어 피건조물에 조사되지만 대부분은 수직을 벗어나 거울반사가 되므로 피건조물을 벗어나 반사하게 된다.

또한 종래의 차량의 부분도장을 건조하기 위한 근적외선 도장 건조 장치는 근적외선 램프의 유효길이가 대략 55cm~60cm정도에 불과하다. 상기 및 하기에서 근적외선 램프의 유효길이란 막대형 근적외선 램프에서 실제적으로 근적외선을 발생하는 부분의 길이, 즉 근적외선 램프 양단에 형성되는 체결부를 제외한 부분을 의미한다.

차량의 부분도장 및 이의 건조작업은 일반적인 도장과 이에 순연하는 건조작업과는 다른 작업환경에서 작업된다.

판금, 용접, 열처리 등의 공정을 거친 후 콤프레서를 사용하여 도료를 분사하는 것이 일반적인 차량의 도장 방법으로서, 이러한 작업은 대규모 시설을 구비하는 대형 공장 내지 일정 정도의 시설을 구비한 중형 정비공장에서 이루어진다.

이에 반해 판금, 용접, 열처리 등의 공정을 거치지 않으면서 1kgf/cm²이하의 압력을 이용하여 도료를 분사하여 도장하는 작업을 부분도장이라 한다.

이러한 차량의 부분도장 작업은, 비숙련자에 의해서도 도장 작업이 가능하며, 도장 작업에 필요한 설비가 매우 적어, 주로 소규모 사업장 내지 1인 사업장 위주로 작업이 시행되고 있다. 따라서 차량의 부분도장 작업 및 이에 순연하는 부분도장의 건조 작업은 매우 협소한 공간에서 작업이 이루어져야 한다.

현재 소규모 사업장에서 부분도장의 건조 작업을 위하여 근적외선 도장 건조 장치를 사용하고 있는 현황을 살펴보면, 도장 건조 효율을 높이기 위하여 근적외선 램프의 유효길이가 55cm~60cm정도인 2개의 근적외선 램프를 직렬 형태로 배치하여 근적외선 램프의 유효길이를 약 110cm~120cm정도에 이르도록 하여 사용하는 경우가 종종 있었다. 그러나 이와 같이 근적외선 램프 2개를 직렬 형태로 사용하는 것은 경험칙상 더욱 많은 근적외선 램프를 사용하는 것이 건조 시간을 단축시킨다는 점에 기인한 것이었다. 따라서 차량의 부분도장 후에 어느 정도의 근적외선 램프를 사용하여 건조할 것인가에 대하여는 전혀 예측되지 않고 있는 실정이다.

본 고안의 목적은 근적외선 램프로부터 조사되는 근적외선이 피건조물에 집중되도록 반사판의 형태를 개선하고자 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 일 실시예의 정면도.

도 2는 도 1의 A-A선을 기준으로 한 개략 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 하부 받침대 30 : 지지대

40 : 프레임 41 : 반사판

50 : 근적외선 램프

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 고안은, 하부 받침대, 상기 하부 받침대에 입설되는 지지대, 상기 지지대에 위치조정이 가능하도록 마련되는 프레임, 상기 프레임에 장착되어 근적외선을 발생하는 막대형 근적외선 램프를 포함하여 이루어지며, 차량의 국부적인 손상면에 도장된 도장면을 건조하기 위한 근적외선 도장 건조 장치에 있어서, 상기 근적외선 램프의 후방에 상기 근적외선 램프의 길이와 대응하여 반사판이 마련되며, 상기 반사판의 종단면은 수직으로 회전되어 밑변이 개방된 등각사다리꼴 형태를 이루며, 상기 근적외선 램프는 상기 반사판에 의해 형성되는 등각사다리꼴의 내부에 위치되는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 반사판의 반사면은 알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 근적외선 램프의 유효길이는 80cm 이상 95cm 이하로부터 선택되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 근적외선 램프의 숫자는 3개이며, 상기 근적외선 램프들은 병렬로 배치되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 근적외선 램프의 개당 발산 열량이 약 860 kcal/h 인 것이 바람직하다.

이하 본 고안의 일 실시예에 따라 본 고안의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 일 실시예의 정면도이며, 도 2는 도 1의 A-A선을 기준으로 한 개략 단면도이다.

본 근적외선 도장 건조 장치의 하부에는 사각 판형의 하부 받침대(10)가 마련된다. 따라서 하부 받침대(10)는 본 근적외선 도장 건조 장치를 하부에서 받치는 역할 뿐만 아니라 하부 받침대(10)의 상면에는 소규모의 짐을 적재할 수 있다.

하부 받침대(10)의 하부에는 4개의 캐스터(20)가 마련되어, 본 근적외선 도장 건조 장치의 이동성을 확보해준다.

본 근적외선 도장 건조 장치는 차량의 부분 도장을 건조하기 위하여 사용되는 것이므로, 차량이 주차하는 지점에 따라 본 근적외선 도장 건조 장치를 어느 정도 이동하여 사용할 필요가 있기 때문이다.

하부 받침대(10)의 상부에는 지지대(30)가 입설된다.

상기 지지대(30)에 어느 정도의 위치조정이 가능하도록 프레임(40)이 마련된다. 차량의 부분도장된 부위에 따라 프레임(40)을 적절히 조정하여 가급적 프레임(40)을 부분도장된 부위와 평형하게 위치시키는 것이 바람직하기 때문이다.

프레임(40)에는 막대형 근적외선 램프(50)의 양단이 체결되기 위하여 막대형 근적외선 램프(50)의 양단이 체결되는 체결부(42)가 마련된다.

한편, 후술하는 반사판(41)의 전면으로 돌출하는 지지가이드편(43)을 마련하여, 지지가이드편(43)에 의해 근적외선 램프(50)를 상하에서 지지하도록 하였다.

본 실시예의 경우 3개의 막대형 근적외선 램프(50)가 병렬로 장착되어 있다.

근적외선은 파장이 0.75~3㎛인 적외선을 말하며, 근적외선 램프 자체는 차량의 부분도장을 건조하기 위한 건조 장치에 사용되고 있는 공지의 기술이다.

근적외선 램프(50)의 후방에는 근적외선 램프(50)의 길이와 대응하여 반사판(41)이 마련되며, 본 실시예의 경우 반사판(41)을 이용하여 프레임(40)의 전면을 구성하였다.

반사판(41)의 종단면은 도 2에서 확인되는 바와 같이 밑변이 개방된 등각 사다리꼴 형태를 이루되, 그 등각 사다리꼴이 수직으로 회전되어 있는 형태이다. 여기서 수직으로 회전되어 있는 형태란 프레임(40)의 도 1과 같이 위치한 경우를 기준으로 언급한 것이므로, 프레임(40)의 각이 조절될 경우에는 다른 형태로 언급될 수 있으며, 프레임(40)이 바닥을 마주보며 바닥과 평형한 상태로 위치할 경우에는 반사판의 종단면은 단순히 밑변이 개방된 등각 사다리꼴 형태를 이룬다.

또한 근적외선 램프(50)는 반사판(41)이 형성하는 등각 사다리꼴의 내부에 위치한다.

따라서 반사판(41)은 근적외선 램프(50)에서 직각으로 조사되는 근적외선을 그 등각 사다리꼴의 윗변에서 반사시킬 뿐만 아니라 근적외선 램프(50)로부터 직각이 아닌 방향으로 조사되는 근적외선을 그 양 옆변에 의하여 피건조물에 집중적으로 조사되도록 한다.

본 실시예의 경우 반사판(41) 전체가 알루미늄으로 형성되어 있지만, 반사판중 반사면만을 알루미늄으로 형성할 수 있을 것이다.

이하 본 고안의 작용에 대하여 설명한다.

종래의 차량의 부분도장을 건조하기 위한 도장 건조 장치는 평판형 반사판을 사용하였으며, 또한 반사판의 반사면 재질은 텅스텐을 사용하였다.

본 고안은 근적외선이 피건조물, 즉 차량의 부분도장이 된 부위에 집중적으로 조사되기 위하여 평판형 반사판 대신 등각사다리꼴 형태의 반사판을 채택하였으며, 또한 반사판의 반사면 재질을 알루미늄으로 하였다.

실험에 의하면 동일한 조건에서 반사면만을 텅스텐과 알루미늄으로 구분하여 사용하였을때, 알루미늄으로 한 경우의 건조시간이 텅스텐으로 한 경우에 비하여 약 5%~10% 단축되었다.

또한 차량의 부분도장된 부위를 근적외선 램프로 건조할 경우 그 이격 거리, 즉 근적외선 램프와 부분도장된 부위의 거리는 대략 30cm~40cm가 적당하였다.

이격 거리를 30cm이하로 할 경우에는 피건조물이 골고루 건조되기 어렵다는 문제가 발생한다. 즉, 근적외선 램프와 가까운 부위는 빨리 건조되는 반면 근적외선 램프와 먼 부위 혹은 근적외선 램프들 사이에 위치하는 부분은 늦게 건조되는 문제가 발생하며, 지나치게 빨리 건조되는 부위의 경우 도장 불량이 발생하는 경우가 많으며, 또한 이러한 온도편차를 줄이기 위하여 프레임(40)을 차량의 부분도장될 부위와 평형한 상태로 정교하게 조작하여야 한다는 문제가 발생한다.

또한 이격 거리가 40cm이상으로 될 경우에는 건조시간이 지연이 될 뿐만 아니라 통상적으로 차량의 부분도장 및 부분도장의 건조를 매우 협소한 공간에서 작업하게 되므로 차량을 작업 장소에 주차하기 어렵다는 문제가 발생한다.

따라서 작업 공간의 확보, 적정 건조시간의 유지, 온도 편차의 최소화, 건조 장치 조작의 편리성 등를 도모하기 위하여 근적외선 램프와 부분도장된 부위의 거리는 대략 30cm~40cm가 최적이라는 결론에 도달하였다.

이와 같은 이격거리에서 적정 도장품질을 유지하기 위하여 건조시간이 대략 10분~15분 정도 소요되며, 부분도장된 면이 골고루 건조될 수 있는 근적외선 램프의 조건을 산출하기 위하여 실험한 조건 및 결과는 다음과 같다.

본 실험은 본 실시예와 동일한 형태의 반사판 및 동일한 근적외선 램프 3개를 병렬로 배치한 상태에서 이격거리를 35cm로 유지하여 실험하였으며, 근적외선 램프의 유효길이만을 달리하였다.

또한 본 근적외선 램프는 차량의 부분도장을 위하여 통상적으로 구입가능한 근적외선 램프로서, 그 유효길이 1cm당 10kcal/hr의 열량을 발산하며 조사되는 근적외선의 파장은 1.3㎛이며, 최대 출력온도는 2200℃이다.

실험 결과는 다음의 표와 같다.

근적외선 램프의 유효 길이(cm)	건조 시간(분)
60	55
70	35
80	18
85	13
90	11
95	10
100	10

근적외선 램프의 유효길이가 60cm인 경우 건조시간이 약 1시간 가량이 소요되며, 유효길이가 70cm인 경우 약 30분 가량이 소요되었다. 이러한 현상에 기인하여 판단할 때 종전의 근적외선 램프로서는 이격 거리를 짧게 하여 사용할 수 밖에 없으며, 이격 거리를 짧게 하는 경우에는 상기한 문제점들이 발생하게 된다.

근적외선 램프의 유효길이가 80cm이상 95cm이하일 때 건조시간이 대략 10분에서 18분 사이인 것을 확인할 수 있다.

또한 근적외선 램프의 유효길이가 95cm 이상일 경우에는 램프의 길이에 비해 건조시간이 감소하지 않는다는 것을 확인할 수 있다.

따라서 근적외선 램프의 유효길이가 약 80cm이상 95cm인 것이 바람직하며, 바람직하게는 건조시간이 거의 차이가 나지 않게 되는 가장 짧은 거리인 약 86cm 정도가 바람직한 것으로 판단된다. 근적외선 램프의 유효길이가 약 86cm일때 근적외선 램프 하나당 발산 열량은 약 860 kcal/h이다.

상기의 실시예는 본 고안의 바람직한 실시예에 불과하며, 본 고안의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변경 내지 조정될 수 있다. 이러한 변경 내지 조정이 본 고안의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 고안의 기술적 사상을 이용하는 것이다.

본 고안에 의하여 근적외선 램프로부터 조사되는 근적외선이 피건조물에 집중되도록 반사판의 형태가 개선되어, 차량의 부분도장 후의 건조작업에 대한 건조 효율이 개선된다.

Claims (5)

1. 하부 받침대, 상기 하부 받침대에 입설되는 지지대, 상기 지지대에 위치조정이 가능하도록 마련되는 프레임, 상기 프레임에 장착되어 근적외선을 발생하는 막대형 근적외선 램프를 포함하여 이루어지며, 차량의 국부적인 손상면에 도장된 도장면을 건조하기 위한 근적외선 도장 건조 장치에 있어서,

   상기 근적외선 램프의 후방에 상기 근적외선 램프의 길이와 대응하여 반사판이 마련되며,

   상기 반사판의 종단면은 수직으로 회전되어 밑변이 개방된 등각사다리꼴 형태를 이루며, 상기 근적외선 램프는 상기 반사판에 의해 형성되는 등각사다리꼴의 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 근적외선 도장 건조 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사판의 반사면은 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 근적외선 도장 건조 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 근적외선 램프의 유효길이는 80cm 이상 95cm 이하로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 근적외선 도장 건조 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 근적외선 램프의 숫자는 3개이며, 상기 근적외선 램프들은 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 근적외선 도장 건조 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 근적외선 램프의 개당 발산 열량이 약 860 kcal/h 인 것을 특징으로 하는 근적외선 도장 건조 장치.