KR200426139Y1 - 근적외선 복사를 이용한 건조장치 - Google Patents

근적외선 복사를 이용한 건조장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 열대류 방식이 아닌 근적외선 복사를 통해 피착재나 소재의 열변형을 야기하지 않고 단시간에 건조시킬 수 있도록 하는 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 관한 것으로서, 건조 대상물(10)을 이송하는 이송부재(12)가 설치된 이송베드(11)와; 상기 건조 대상물(10)의 상측에 이송 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 근적외선을 방사하는 복수의 근적외선 방사체(13)와; 상기 근적외선 방사체(13)의 상측에 설치되어 근적외선 방사체(10)로부터 방사되는 근적외선을 상기 건조 대상물(10) 측으로 반사시키는 반원형 단면의 반사부재(14)와; 상기 반사부재(14)의 상측에서 상호 결합되어 상기 반사부재(14)를 지지하고 상기 반사부재(14)와 함께 이중관을 형성하는 지지부재(15)와; 상기 지지부재(15)의 중앙에 형성된 구멍(15') 및 상기 반사부재(14)에 형성된 구멍(14')을 통해 냉풍을 공급하는 냉풍공급부재(16)와; 상기 이송베드(11)와의 간격조절이 가능하도록 이송베드(11)의 상측에 설치되고 내부에 위치되는 상기 지지부재(15) 및 냉풍공급부재(16)를 지지하며 복수의 배기공(18)이 구비된 케이스(17);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
근적외선, 복사, 건조, 냉풍, 반사, 방사체, 이중관, 원단, 스크린

Description

근적외선 복사를 이용한 건조장치{The Drier of Using Near Infra Red Radiation}
도 1은, 종래의 필름 건조방식이 도시된 구성도.
도 2는, 본 고안에 의한 근적외선을 이용한 건조장치가 도시된 구성도.
도 3은, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치의 평면도.
도 4는, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치의 단면도.
도 5는, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치의 다른 실시예가 도시된 구성도.
도 6은, 근적외선 복사를 이용한 건조 방식을 설명을 위한 참고도.
도 7은, 근적외선 복사의 원리를 설명하기 위한 참고도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 건조 대상물 11: 이송베드
12: 이송부재(이송롤러) 13: 근적외선 방사체
14: 반사부재 15: 지지부재
16: 냉풍공급부재 17: 케이스
18: 배기공 19: 스크린
본 고안은 필름이나 종이 등의 원단을 가열 및 건조하는 장치에 관한 것으로서, 특히 열대류를 이용하지 않고 근적외선 복사를 통해 피착재나 소재의 열변형을 야기하지 않고 단시간에 건조시킬 수 있도록 하는 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 필름이나 종이 등의 원단에 실리콘 수지를 부착된 실리콘 패드는, 원단에 실리콘 수지를 부착시키기 위하여 사용되는 아크릴 접착제를 건조시켜 제조하게 된다. 이때, 원단에 실리콘 수지를 부착시키기 위하여 사용되는 아크릴 접착제를 건조시키기 위하여 열풍을 이용하고 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 이송중인 건조 대상물(50)의 상부에 설치된 열풍공급수단(51)에서 노즐(52)을 통해 열풍을 건조 대상물(50)에 분사함으로써 열풍에 의해 건조 대상물(50)이 건조되도록 하고 있는데, 이러한 장치를 건조로라 한다.
보통 필름이나 종이 등의 원단에 실리콘 패드를 형성하기 위해서는 원단에 실리콘 수지를 코팅하게 되는데, 원단에 실리콘 수지를 부착시키기 위하여 솔벤트나 톨루엔과 같은 휘발성 용제와 고형분이 혼합된 아크릴 접착제를 사용하고 있다.
상기한 아크릴 접착제는 건조로를 통과하면서 용제는 휘발되어 사라지고 고형분만 남게 되며, 이 고형분의 접착력에 의하여 원단에 실리콘 수지가 부착됨으로써 실리콘 패드를 형성하게 된다.
따라서, 아크릴 접착제중 휘발되는 용제 성분이 건조로 내에 잔류하는 경우 가 발생된다. 이때, 정전기나 불꽃이 발생하게 되면 휘발된 용제 성분이 폭발하게 되고, 이로 인하여 화재가 발생하게 된다.
다시 말해서, 종래의 열풍 건조장치는 열풍을 이용하여 건조 대상물을 건조하게 되는데, 건조로 내에 잔류된 휘발성분의 용제가 정전기나 불꽃으로 인하여 폭발하게 되어 화재가 발생하는 문제점이 있다.
또, 열풍 건조장치는 열풍을 이용함에 따라 열적 효율이 낮아 장시간 동안 원단을 가열해야 하고 그로 인하여 원단에 열적 충격이 발생하게 되어 품질이 저하되는 다른 문제점이 있다.
본 고안은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 근적외선 복사를 이용하여 이송중인 원단을 빠르게 건조하여 화재 발생을 방지할 수 있는 근적외선 복사을 이용한 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 고안은 근적외선 복사를 이용하여 원단을 빠르게 건조함으로써 원단에 가해지는 열적 충격을 감소시켜 원단의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 근적외선 복사를 이용한 건조장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또, 본 고안은 근적외선 복사를 이용하여 원단을 빠르게 건조함으로써 원단 건조 공정에 요구되는 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 근적외선 복사를 이용한 건조장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 건조 대상물을 이송하는 이송부재가 설치된 이송베드와; 상기 건조 대상물의 상측에 이송 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 근적외선을 방사하는 복수의 근적외선 방사체와; 상기 근적외선 방사체의 상측에 설치되어 근적외선 방사체로부터 방사되는 근적외선을 상기 건조 대상물 측으로 반사시키는 반원형 단면의 반사부재와; 상기 반사부재의 상측에서 상호 결합되어 상기 반사부재를 지지하고 상기 반사부재와 함께 이중관을 형성하는 지지부재와; 상기 지지부재의 중앙에 형성된 구멍 및 상기 반사부재에 형성된 구멍을 통해 냉풍을 공급하는 냉풍공급부재와; 상기 이송베드와의 간격조절이 가능하도록 이송베드의 상측에 설치되고 내부에 위치되는 상기 지지부재 및 냉풍공급부재를 지지하며 복수의 배기공이 구비된 케이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 상기 케이스의 하부에 설치되어 상기 건조 대상물이 상기 근적외선 방사체 쪽으로 부풀어 오르는 것을 방지하는 스크린 부재가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 상기 근적외선 방사체는 상기 반사부재의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 설치된 구형 램프 또는 소정 길이의 형광등형 램프 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 상기 케이스는 상기 이송베드에 대하여 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 상기 이송부재는 상기 이송베드에 일정 간격으로 설치되는 이송 롤러인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치 를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 고안에 의한 근적외선을 이용한 건조장치가 도시된 구성도이고, 도 3은 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치의 평면도이며, 도 4는 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치의 단면도이다. 또, 도 5는 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치의 다른 실시예가 도시된 구성도이고, 도 6은 근적외선 복사를 이용한 건조 방식을 설명을 위한 참고도이며, 도 7은 근적외선 복사의 원리를 설명하기 위한 참고도이다.
본 고안에 의한 근적외선을 이용한 건조장치는, 건조 대상물(10)을 이송하는 이송부재(12)가 설치된 이송베드(11)와; 상기 건조 대상물(10)의 상측에 이송 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 근적외선을 방사하는 복수의 근적외선 방사체(13)와; 상기 근적외선 방사체(13)의 상측에 설치되어 근적외선 방사체(10)로부터 방사되는 근적외선을 상기 건조 대상물(10) 측으로 반사시키는 반원형 단면의 반사부재(14)와; 상기 반사부재(14)의 상측에서 상호 결합되어 상기 반사부재(14)를 지지하고 상기 반사부재(14)와 함께 이중관을 형성하는 지지부재(15)와; 상기 지지부재(15)의 중앙에 형성된 구멍(15') 및 상기 반사부재(14)에 형성된 구멍(14')을 통해 냉풍을 공급하는 냉풍공급부재(16)와; 상기 이송베드(11)와의 간격조절이 가능하도록 이송베드(11)의 상측에 설치되고 내부에 위치되는 상기 지지부재(15) 및 냉풍공급부재(16)를 지지하며 복수의 배기공(18)이 구비된 케이스(17)와; 상기 케이스(17)의 하부에 설치되어 상기 건조 대상물(10)이 상기 근적외선 방사체(13) 쪽으로 부풀어 오르는 것을 방지하는 스크린 부재(19)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 근적외선 방사체(13)는 상기 반사부재(14)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 설치된 구형 램프 또는 소정 길이로 형성된 형광등형 램프를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 이송부재(12)로는 상기 이송베드(11)에 일정 간격으로 설치되는 이송 롤러를 사용하는 것이 바람직하다.
이상의 실시예에서는 상기 케이스(17)를 이송베드(11)와의 간격 조절이 가능하도록 상기 이송베드(11)의 상측에 설치하였으나, 도 5의 다른 실시예와 같이 상기 케이스(17)를 상기 이송베드(11)에 대하여 회전 가능하게 설치할 수도 있다. 따라서, 상기 이송부재(12)에 의해 이송되는 건조 대상물(10)이 상기 반사부재(14)의 초점 위치에 있도록 하거나 그 하부에 있도록 하는 것이 가능하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치는 근적외선을 이용하여 건조 대상물을 빠르게 건조하게 된다.
종이나 필름 원단으로 된 건조 대상물(10)은 이송베드(11)의 이송롤러와 같은 이송부재(12)에 의해 이동하게 되고, 상기 이송베드(11)의 상측에 설치된 케이스(17)의 근적외선 방사체(13)에서 방사되는 근적외선에 의하여 건조 대상물(10)이 건조된다. 이때, 상기 근적외선 방사체(13)에서 방사되는 근적외선은 상기 건조 대상물(10)에 직접 조사되거나 반사부재(14)에 의해 반사되어 건조 대상물(10)에 조사된다. 이때, 상기 반사부재(14)가 반구형으로 되어 있으므로 초점 위치 또는 초점의 아래 부분에 위치되는 건조 대상물(10)을 건조하게 된다.
이때, 상기 건조 대상물(10)이 반사부재(14)의 초점 위치 또는 그 아래 부분에 위치되도록 하는 것은 케이스(17)를 승강시키거나 회전시키는 것을 통해 수행할 수 있다. 상기 건조 대상물(10)을 반사부재(14)의 초점 위치에 위치시키는 것은 복사열의 집중을 통해 빠른 건조를 수행하기 위한 것이고, 반사부재(14)의 초점 아래 부분에 위치시키는 것은 복사열의 과도한 집중으로 인하여 건조 대상물(10)에 열적 피해가 발생하지 않도록 복사열을 분산시키기 위한 것이다.
이와 동시에 냉풍공급부재(16)로부터 공급된 냉풍이 지지부재(15) 및 반사부재(14)에 형성된 구멍(15')(14')을 통해 건조 대상물(10) 측으로 공급되어, 건조 대상물(10)을 건조하는 동안 발생한 열을 해소하게 된다. 따라서, 건조 대상물(10)의 건조시 발생할 수 있는 화재를 방지할 수 있다. 또한, 케이스(17)의 하부에 설치된 스크린 부재(19)로 인하여 필름이나 종이 등의 원단으로 된 건조 대상물(10)이 부풀어 올라 근적외선 방사체(14) 측으로 근접하는 것을 차단할 수 있어, 화재 위험을 줄일 수 있다.
여기에서 사용되는 근적외선 복사를 이용한 건조기술의 원리를 살펴보면 다음과 같다.
근적외선은 0.8~1.5 ㎛의 파장을 가진 광선으로서 건조와 열처리 및 큐어링(Curing)등 산업용으로 사용되고 있다. 근적외선은 열대류에 의한 방식으로 열을 전달하지 않고 복사라는 빛에너지에 의한 직접적인 열전달을 수행하여 중간 매질인 열을 데우지 않으므로, 열손실이 없이 그대로 열 에너지를 전달하게 되어 85% 정도의 높은 열효율을 보이게 된다.
이러한 근적외선은 표면층을 가열하는 방식이 아닌 열 에너지가 직접 건조 대상물에 침투하게 되며, 모재에서 반사되어 코팅 층 내부에서부터 건조가 이루어 지도록 한다. 따라서, 코팅층 표면으로부터 점진적으로 건조해 가는 적외선 건조방식에 비해 빠른 속도로 건조할 수 있으며, 접착제에 포함되어 있는 물 분자나 수산화 이온이 공진되도록 한 후 즉시 배출되어 모재나 코팅층이 열에 노출되는 시간을 최소화하게 된다. 따라서, 열에 민감한 재질의 건조 대상물(10)이라 하더라도 열적 피해를 최소화할 수 있다.
다만, 이러한 근적외선을 방사하는 근적외선 방사체(13)가 일방향으로만 근적외선을 방사하지 않으므로, 반사부재(14)를 이용하여 근적외선 방사체(13)에서 방사되는 근적외선을 건조 대상물(10) 쪽으로 집중시켜 열효율을 극대화시키게 된다. 또한, 근적외선 복사를 이용한 건조 방식이라 할지라도 건조시 열의 발생을 피할 수 없으므로, 건조 대상물(10)을 냉각시키기 위한 수단을 사용한다. 즉, 냉풍공급부재(16)로부터 공급되는 냉풍을 지지부재(15) 및 반사부재(14)에 형성된 구멍(15')(14')을 통해 케이스(17)의 하부로 분사함으로써 건조 대상물(10)의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지한다.
그리고, 근적외선의 집중 여부에 따라 열 효율이 달라지므로, 근적외선 방사체(13) 및 반사부재(14)가 설치된 케이스(17)를 승강시켜 반사부재(14)의 초점 위치에 건조 대상물(10)이 위치되도록 하거나 초점을 벗어난 위치에 건조 대상물(10)을 위치시키는 방식으로 건조 대상물(10)과 근적외선 방사체(13) 사이의 거리를 조절한다. 이에 따라 근적외선 방사체(13)에서 발생하는 열 에너지를 필요에 따라 한 점에 집중하거나 넓은 지역으로 분산하는 것이 가능하게 된다.
지금까지 주로 종이나 필름으로 된 원단의 건조에 대하여 설명하였으나, 우 드 코팅이 된 제품이나 파우더 코팅이 된 제품의 경우에도 적용이 가능하다. 이 경우 건조 대상물(10)의 건조에 걸리는 시간을 종래의 기술에 비해 획기적으로 단축시킬 수 있다.
이상에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 고안의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 실용신안등록청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 근적외선 방사체에서 방사되는 근적외선이 건조 대상물에 직접 침투하여 건조하게 되므로 건조 효율이 향상되고 사용 연료의 비용이 감소하는 효과가 있다.
또, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 근적외선이 복사 방식으로 건조 대상물에 직접 침투하여 건조하게 되므로, 제품에 열적 충격을 최소화하고 피착재나 소재의 열변형 없이 단시간에 깨끗한 건조가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 건조 대상물을 건조하는 동안 배기가스나 분진 등이 발생하지 않도록 하여 냄새나 소음 발생을 차단할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 건조 장치에서 열원으로 사용하는 근적외선 방사체에서 인체에 유익한 근적외선이 방사되므로 작업자의 건강을 해치는 일이 발생하는 않는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 근적외선 복사를 이용한 건조장치에 따르면, 설치 및 유지 보수가 용이하고 건조 대상을 크게 가리지 않으며 건조 시간을 단축할 수 있고 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 건조 대상물(10)을 이송하는 이송부재(12)가 설치된 이송베드(11)와;
    상기 건조 대상물(10)의 상측에 이송 방향을 따라 일정 간격으로 배치되어 근적외선을 방사하는 복수의 근적외선 방사체(13)와;
    상기 근적외선 방사체(13)의 상측에 설치되어 근적외선 방사체(10)로부터 방사되는 근적외선을 상기 건조 대상물(10) 측으로 반사시키는 반원형 단면의 반사부재(14)와;
    상기 반사부재(14)의 상측에서 상호 결합되어 상기 반사부재(14)를 지지하고 상기 반사부재(14)와 함께 이중관을 형성하는 지지부재(15)와;
    상기 지지부재(15)의 중앙에 형성된 구멍(15') 및 상기 반사부재(14)에 형성된 구멍(14')을 통해 냉풍을 공급하는 냉풍공급부재(16)와;
    상기 이송베드(11)와의 간격조절이 가능하도록 이송베드(11)의 상측에 설치되고 내부에 위치되는 상기 지지부재(15) 및 냉풍공급부재(16)를 지지하며 복수의 배기공(18)이 구비된 케이스(17);를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 복사를 이용한 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스(17)의 하부에 설치되어 상기 건조 대상물(10)이 상기 근적외선 방사체(13) 쪽으로 부풀어 오르는 것을 방지하는 스크린 부재(19)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 근적외선 복사를 이용한 건조장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 근적외선 방사체(13)는 상기 반사부재(14)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 설치된 구형 램프 또는 소정 길이의 형광등형 램프 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 근적외선 복사를 이용한 건조장치,
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 케이스(17)는 상기 이송베드(11)에 대하여 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 근적외선 복사를 이용한 건조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이송부재(12)는, 상기 이송베드(11)에 일정 간격으로 설치되는 이송 롤러인 것을 특징으로 하는 근적외선 복사를 이용한 건조장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101003706B1 (ko) * 2010-03-04 2010-12-28 조재복 건조 장치

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