KR20050095086A - 선형 근적외선 건조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선형의 근적외선 건조 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 근적외선 건조 및 경화 장치는 일측에 입구가 형성되고 타측에 출구가 형성되는 건조실; 상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩 하는 대상물 이송장치; 상기 건조실 내부에 설치 되고 근적외선을 발생 하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 근적외선 히터모듈; 근적외선 램프의 탈착이 가능하도록 내부에 램프 홀더가 형성되고, 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 압축 공기로 냉각 하기 위한 압축공기 공급부; 공급되는 압축 공기를 램프 전면에 고르게 분사 시키는 것을 가능케하는 압축공기 가이드; 및 상기 근적외선 램프에 의해 하우징에 전도된 열을 냉각수로 냉각 하기 의한 냉각수 공급부; 및 선형 근적외선 히터 모듈의 하우징 내부온도 감지 수단으로 상기 하우징 내부의 온도를 감지하여 냉각 상태를 확인하는 히터 모듈의 온도 감지 수단; 제품 내부에 코팅된 용제에 짧은 시간에 급속한 온도 상승이 생기면 기포가 발생 되기 때문에 이를 방지 하기 위한 근적외선 히터 모듈간의 사이에 설치되는 압축공기 분사 장치를 포함 하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 건조 대상물을 매우 짧은 시간 내에 대상물의 외부는 물론 내부의 용제 까지 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 배출을 용이하게 하여 환경 친화적인 효과를 갖는다

Description

선형 근적외선 건조 시스템{Drying System which use a near infrared heater module of the linear}

본 발명은 선형의 근적외선 건조 시스템에 관한 것으로서, 특히 대상물의 외부와 내부의 국부적이면서 길이 방향으로 건조가 필요한 생산 제품에 적용이 가능 하다.

종래의 기술은 대상물에 길이 방향으로 내,외부에 도포한 도료를 건조함에 있어서 우선 대상물의 외부 도포부를 건조하기 위하여 도 3에서 나타낸 바와 같이 가스 직화에 의한 열전달 방식 등에 의해 건조를 하거나 열풍 건조에 의해 건조 하고있으며, 짧은 이송시간 내에 완전 건조를 위해서 가스식 버너 또는 열풍방식 등의 장치를 매우 긴 구간에 설치를 하고 있다. 그리고 대상물의 내부에 도포된 도료를 건조함에 있어서는 대상물의 외부보다 건조가 더 어렵기 때문에 외부 건조라인은 대상물을 일렬로 이송 하면서 건조를 하지만 동일 공간에서의 내부는 불가능 하기 때문에 외부 건조 공정과는 달리 도 4와 같은 대형 건조로를 구비하여 외부 건조 공정을 거쳐온 많은 양의 대상물을 동시에 건조하는 방식이 이용되고 있다. 이러한 종래의 기술은 공정의 특성상 주변의 환경, 특히 건조 시스템 주변의 대류에의해 건조품질에 문제가 발생하는 등 대상물 생산에 많은 어려움이 있다.

또한 종래의 열에 의한 건조 방식은 최초 시동 시 가스식 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 대상물의 이송 수단이 고장에 의해 작동이 중지되면 이송 중이던 많은 대상물에 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.

또한 대상물의 외부 도포부 건조시 종래의 기술은 출구로 통과 될때 까지 완전 건조가 되지 않기 때문에 건조시 약간의 가스가 발생 하기 때문에 별도의 환경 설비를 설치하지 않고 대기중으로 방치 되고있는 상태다.

그리고 대부분의 건조 라인이 전용화가 되어 있어서 생산품의 변경 또는 생산 라인 자체의 변경과 위치 이동이 필요로 할때에는 반개조 또는 완전 개조가 불가피하게 되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 대상물을 이송하기 위한 종래의 생산 라인 일부를 이용할 수 있으며 대상물이 이송되는 동안 근적외선 히터로 길이 방향으로 집적화된 강력한 방사 에너지를 대상물에 국부적으로 조사 함으로써 대상물의 내.외부에 도포된 도료를 매우 짧은 시간 내에 완전히 건조 시키는 것을 가능하게 하는 선형 근적외선 건조 시스템을 제공함에 있다.

또한 근적외선을 이용하여 건조 시킬 경우는 3,000~3,500K이상의 출력을 이용하여 0.76~1.4mm의 파장대인 근적외선의 사용 점유율을 높여 에너지 밀도가 800(KW/㎡)이상의 high thermal density의 물리적 특성을 이용하여 코팅부의 신속한 건조 및 경화를 하기 때문에 5~10초 내에 건조가 가능하며, 기존의 긴 건조로가 불필요하다.

또한 강력한 방사에너지가 건조 대상물의 도료 내부에 침투하여 용제 성분을 순간적으로 증발시키기 때문에 대상물의 코팅층 내부까지 순식간에 건조 및 경화를 이루는데 전혀 문제가 되지 않고 수 초내에 그 과정이 완료된다. 그러나 대상물의 내부에 도포된 도료의 건조의 경우 근적외선이 직접 조사 되는 외부와는 달리 근적외선이 대상물의 내부에는 조사가 되지 않기 때문에 열전달에 의한 건조가 불가피한데, 종래의 기술과는 달리 짧은 시간 내에 높은 온도로의 가열이 가능 하기 때문에 종래 기술에서 이용된 대형 건조로의 대체가 가능 하다. 다만 대상물의 외부 도료는 짧은 시간 내에 강력한 방사에너지가 내부에 침투하여 용제 성분을 순간적으로 증발시키기 때문에 대상물의 코팅층 내부까지 순식간에 건조 및 경화가 진행 되면서 동시에 내부의 도료로 높은 온도로 열이 전도되면서 기포가 발생 하기 때문에 근적외선 히터 모듈사이에 냉각 장치를 구성 하여 온도가 급속히 상승 하지 않도록하면 내부도 기포 없이 건조 및 경화가 가능하다.

또한 본 발명의 다른 목적은 열 전달 방식이 아니라 0.76 ~ 1.4㎛의 짧은 파장의 근적외선 조사 방식이기 때문에 설치 환경에 있어서 설비의 설계가 자유롭고, 전기만으로 히터를 가동시키기 때문에 히터 준비 시간이 짧고, 대상물이 근접 할 때만 가동 시켜서 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하는 선형 근적외선 히터 모듈을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 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 5에서와 같이 본 발명의 또 다른 목적은 사각 또는 원형 파이프 형상등의 대상물에 길이 방향으로 국부적으로 도포된 도료를 건조 하기위해 선형 근적외선 히터 모듈의 적용에 있어서 근적외선을 대상물의 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 최적화 함과 동시에 타원형의 반사체를 포함하는 하우징 등의 내부에 구성된 통로로 외부 압축공기 및 냉각수가 흐르도록 하여 건조 램프에 의해 전도되는 열을 냉각 하는 우수한 냉각 성능 및 건조시 발생하는 대상물 내의 수분 및 오일, 솔벤트 등의 성분이 선형 근적외선 히터 모듈내부로 유입되지 못하도록 하여 근적외선 히터 모듈의 오염을 예방하고, 동시에 강력한 방사 에너지를 발생하는 근적외선 램프의 전면을 냉각하여 내구성을 확보하는 선형 근적외선 히터 모듈을 적용하는 것을 제공 하고 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 생산품의 변경 또는 생산 라인 자체의 변경과 위치 이동이 필요로 할때 모든 상황에 맞게 조정이 가능한 구성으로 시스템을 제공 하고 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 다른 생산제품이 투입 되더라도 설정된 온도에 맞게 선형 근적외선 히터 모듈로 공급되는 전력을 자동으로 제어하는 제어시스템을 제공 하고있다.

본 발명은 선형의 근적외선 히터 모듈을 이용한 건조 및 경화 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 근적외선 건조및 경화 장치는 일측에 입구가 형성되고 타측에 출구가 형성되는 건조실; 상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩 하는 대상물 이송장치; 상기 건조실 내부에 설치 되고 근적외선을 발생 하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 조사하되 3,000~3,500K이상의 출력이 가능토록 하여 도 9의 0.76~1.4mm의 파장대의 근적외선의 사용 점유율을 높여 도 10과 같이 에너지 밀도가 800(KW/㎡)이상의 high thermal density의 물리적 특성 출력이 가능한 근적외선 히터모듈; 및 비 접촉식 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터모듈에 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함하여 이루어져 대상물인 갠 종류의 용접부의 내, 외면에 도포된 도료의 건조 및 경화를 가능하게 하는 선형의 근적외선 건조 시스템에 관한 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하기로 대상물의 내.외면에 도포된 도료의 완벽한 건조를 위해 각각의 근적외선 히터모듈 사이에 압축 공기에 의한 냉각장치를 구성 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 따른 선형의 근적외선 건조 시스템을 상세히 설명한다.

먼저, 도 1에 도시 된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 근적외선 건조 시스템은, 크게 건조실(100)과 건조 시 발생될 수 있는 가스 및 열기를 외부로 배출하도록 통풍기(101)가 설치될 수 있다. 단, 본 발명의 선형의 근적외선 건조 시스템은 짧은 시간내에 완전 건조가 가능한 만큼 이송 방향 전반에 걸쳐 대상물로 부터 건조 시 발생되는 가스를 대상물 이송방향의 측면에 다수개의 집진 장치(102)와 이와 연결된 통풍기(101)를 통해 배출 한다.

또한 이러한, 상기 건조실(100)은 종래의 반 밀폐나 완전 밀폐되는 열풍 건조 방식의 건조실과는 달리, 건조 과정에서의 열풍을 이용한 열 전달이 아닌 근적외선의 조사로 이루어지므로 열풍을 가둘 필요가 없기 때문에 상기 건조실(100)을 밀폐할 필요가 없으나, 건조실(100) 내부에 설치된 근적외선 히터 모듈(10)의 유지 보수를 위해 건조실(100)에는 이송방향으로 다수개의 개폐도어(103)이 구성된다.

또한 이송방향의 일측면에는 대상물의 이송 및 건조 상태를 감시할수 있도록 감시창(104)을 구성하되, 근적외선 히터모듈(10)에서 방사되는 근적외선 에너지를 시각적으로 보호하기위해 감시창(104)을 유색으로 구성되며, 상기 개폐도어(103)는 개폐시 상방향으로 열게 되지만 감시창(104)은 하방향으로 열게 된다.

또한, 본 발명의 상기 대상물 이송장치는 상기 건조실(100)의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩 하는 것으로서, 다양한 형태의 로딩 및 언로딩 장치가 사용될 수 있으나, 기존의 제품 생산라인과 동일한 이송장치(110)를 사용할 수 있다.

또한, 상기 이송장치(110)는 상기 건조실(100)을 관통하여 설치되는 것으로서 상기 근적외선 히터모듈(10)의 조사 시작지점과 조사 끝 지점에 각각 대상물(D)의 입출력을 감지할 수 있는 대상물감지수단이 설치된다. 여기서, 이러한 대상물감지수단은 대상물의 근접을 감시하는 매우 다양한 형태의 대상물 감지 센서(4)(접촉식 또는 비접촉식 광센서 등)가 사용될 수 있다. 따라서, 상기 대상물 감지 센서(4)는 후술 될 상기 제어부(9)와 연결되는 것으로서, 상기 제어부(9)는 상기 대상물 감지 센서(4)로부터 상기 대상물 (D)에 근적외선을 조사하는 것으로서, 이러한 도 2의 상기 근적외선 램프(12)는 독립된 개체로 모듈화 되어 각종 장소나 위치에 다양하게 적용 및 설치되는 것이 가능하다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 근적외선 히터모듈(10)은 근적외선을 방출할 수 있는 모든 종류 및 형태의 근적외선 히터가 사용될 수 있으나 바람직하기로는, 도 2에 도시 된 바와 같이, 크게 근적외선 램프(11)와, 타원형의 반사판(13) 및 일측면에 냉각핀(14)의 구조를 갖추어 단면적을 극대화한 구조를 포함하는 하우징(12)으로 이뤄지는 근적외선 히터모듈(10)이 사용될 수 있다.

특히, 상기 근적외선 램프(11)는 파장이 0.76 ~ 1.4㎛ 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 2에 도시 된 바와 같이, 상기 하우징(12)은 상기 근적외선 램프(11)의 착탈이 가능하도록 내부에 램프 홀더(15)가 형성되고, 일측의 타원형 반사판은(13)은 상기 근적외선 램프(11)를 둘러싸는 형상이다. 또한 상기 하우징(12) 내부의 램프홀더(15)에 의해 체결된 근적외선 램프(11)를 분해하여 쉽게 교체하거나 청소할 수 있는 것이다.

또한, 상기 타원형 반사판(13)은, 상기 하우징(12)과 일체로 설치되는 것으로 상기 근적외선 램프(11)에서 조사된 근적외선이 상기 대상물의 길이 방향으로 집중되도록 반사하기 위해 형성된 것이다.

이때, 바람직하기로는 외부에서 공급되는 압축 공기는 상기 하우징(12) 내부의 압축공기 통로(19)를 통해 근적외선 램프(11)의 양쪽 단자부(14)를 우선 냉각하게 되며, 그후 이 공기의 흐름은 근적외선 램프 양단에 위치한 압축공기 가이드(21)에 의해 흐름의 방향이 유턴 되어 근적외선 램프의 길이 방향으로 흐르면서 근적외선 램프 자체에서 발생하는 열이 냉각되도록 함과 동시에 이 공기의 흐름은(22) 근적외선 히터 모듈의 내부에서 외부로 향하기 때문에 건조시 발생되는 가스가 유입되지 못하기 때문에 오염으로부터 방지 될수 있다

한편, 하우징 내부온도 감지센서(20)는 설정된 온도보다 하우징내의 온도가 높아져서 과열로 판단되면, 근적외선 램프로 공급되는 전원이 차단 될수 있도록 신호를 제어부로 보낸다.

한편, 본 발명의 상기 선형 근적외선 히터 모듈이 작동 할 때 발생되는 자체 열을 냉각함에 있어서 타원형의 반사체를 근적외선 히터램프와 근접시켜 근적외선을 건조 하고자 하는 대상물에 방사하되, 램프에서 발생되는 열을 전달받도록 하여 열을 전달받은 타원형의 반사판(13)은 내부 냉각수 통로(16)를 흐르는 냉각수에 의해 열을 보다 쉽게 냉각을 하여 우수한 냉각 성능이 확보 될 수 있도록 하여 근적외선 램프(11)의 용량 증대에 따라 부가되는 설계 없이 동일한 형상으로 냉각 성능이 확보 될 수 있도록 하는 냉각 방법을 제공함에 있다. 그리고 외부에서 공급되는 냉각수는 냉각수 입구(17)로 들어와 선형 근적외선 히터 모듈의 냉각수 통로(16)를 거치면서 임의의 온도까지 상승하여 냉각수 출구(18)를 통해 외부 탱크로 나가지만 다시 근적외선 건조 모듈로 들어갈 때에는 이미 설정된 낮은 온도로 냉각되어 들어가게 된다.

또한, 상기 대상물온도감지센서(21)는, 근적외선 건조실(100)의 최종 출력단에 설치되고, 건조 중에 대상물(D)의 온도를 측정하여 최적의 건조가 이루어지도록 상기 제어부(9)에 대상물온도신호를 인가하는 것으로서, 상기 제어부(9)가 상기 대상물온도감지수단으로 건조 중인 대상물(D)의 온도 상태를 감지하여 기준치(대상물에 따른 최적의 건조곡선)와 비교함으로써 상기 근적외선 히터모듈(10)의 가동 전력 등을 조절할 수 있다. 즉, 상기 제어부(9)는 상기 대상물(D)의 온도가 기준치 보다 낮으면, 건조상태가 부족 한것으로 판단하여 상기 근적외선 히터모듈(10)의 근적외선 조사량을 늘리고, 상기 대상물(D)의 온도가 기준치 보다 높으면, 건조상태가 초과 되는 것으로 판단하여 상기 근적외선 히터모듈(10)의 근적외선 조사량을 줄여서 불필요한 낭비를 방지할 수 있는 것이다.

또한, 이러한 본 발명의 근적외선에 의한 열 조사 방식과 종래의 열풍에 의한 열 전달 방식을 비교하면, 도 6에 도시 된 바와 같이 본 발명의 선형 근적외선 히터 모듈은, 근적외선 즉, 투과성 열에너지를 이용하여 대상물에 도포된 도료의 하부 바닥면부터 상부 표면까지 수 초 이내로 빠르게 건조가 진행되는 것으로서, 상부 표면이 마지막으로 건조되기 때문에 본 발명의 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 대상물에 도포된 도료층의 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(t2)이 매우 길거나 심지어 상부 표면만 건조되고, 하부 바닥면은 건조되지 못하는 등 완전 건조가 불가능한 경우가 발생한다.

한편 대상물의 내부에 도포된 도료의 건조의 경우 근적외선이 직접 조사 되는 외부와는 달리 근적외선이 대상물의 내부에는 조사가 되지 않기 때문에 열전달에 의한 건조가 불가피한데, 종래의 기술과는 달리 짧은 시간 내에 높은 온도로의 가열이 가능 하기 때문에 도 4와 같은 종래 기술에서 이용된 대형 건조로의 대체가 가능 하다. 다만 대상물의 외부 도료는 짧은 시간 내에 강력한 방사에너지가 내부에 침투하여 용제 성분을 순간적으로 증발시키기 때문에 대상물의 코팅층 내부까지 순식간에 건조 및 경화가 진행 되면서 동시에 내부의 도료로 높은 온도로 열이 전도되면서 기포가 발생 하기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 근적외선 히터 모듈(10)사이에 압축공기 분사장치를 구성 하여 온도가 급속히 상승 하지 않도록하면 내부도 기포 없이 건조 및 경화가 가능하다.

* 한편, 도 1에 도시 된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 상기 제어부(9)는, 도 6과 같이 파워 스위치, 비상 스위치, 대상물 입출력 감지수단, 제품 온도 감지수단, 근적외선 히터모듈 내부온도 감지수단, 히터출력 선택 스위치 등 상술된 바와 같이, 각종 센서와 스위치로 이루어지는 감지수단 들로 부터 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 램프의 개별 파워 드라이버나, 상기 냉각수와 압축공기를 제어하기 위한 솔레노이드 밸브 드라이버 등을 제어하고, 이밖에 각종 수단들로부터 감지된 제품 온도나 작동시간 등의 정보를 디스플레이 할 수 있다.

이러한 상술된 본 발명의 근적외선 건조 장치의 작동과정에 따른 제어방법을 보다 상세하게 설명하면, 본 발명의 근적외선 건조 장치의 제어방법은, 도 에 도시된 바와 같이, 최초 설비를 준비시키는 준비단계(SI)와, 다수개의 대상물이 상기 건조실에서 건조되는 건조단계(S2) 및 대상물을 로딩/언로딩 하는 완료단계(S3)를 반복하게 되는 것이다.

즉, 상기 준비단계(S1)는, 상기 근적외선 램프의 조사량이나 조사시간 등 상기 제어부의 기준치를 설정하는 기준치 설정단계로 각종 기준치나 프로그램 및 설정치 등이 상기 제어부에 입력될 수 있다.

이어서, 상기 건조단계(S2)는, 상기 대상물이송장치의 대상물감지센서로 대상물의 입력을 감지하는 대상물 이송장치 작동 감지단계(S21)와, 대상물 입력 감지단계(22)는 대상물이 감지 될때 마다 제어 프로그램에서 상수를 1씩 증대 시키고, 대상물 출력 감지 단계(S31)에서 감지되어 제어 프로그램에서 상수를 1씩 감소시켜 상수가 0이 될때 까지 히터모듈 가동 단계(S26)를 수행토록 한다. 또한 히터모듈의 과열을 방지 하기 위해 냉각수 공급 여부 감지 단계(S23), 압축공기 공급여부 감지 단계(S24) 및 건조시 발생하는 가스가 건로실(1) 외부로 원할하게 배출되느지 여부를 감지하는 통풍기 작동 감지 단계(S25)를 거치면서 히터모듈을 작동하기 위한 주변의 상태를 감지하게된다.

여기서, 상기 근적외선 히터모듈 가동 단계(26)는, 근적외선 히터 램프의 이상 유무를 확인하는 근적외선 히터 램프 감지단계(S261)와 대상물을 조사하는 근적외선 히터모듈 내부의 온도를 감지하는 히터모듈 내부온도 감지 단계(262)와, 대상물의 온도를 비접촉식으로 감지하는 대상물 온도 감지단계(263)를 거치면서 상기 제어부가 감지된 상기 대상물의 온도를 기준으로 대상물의 건조 정도를 판단하여 히터모듈 상기 근적외선 램프의 파워 드라이버에 제어신호를 인가하여선 히터모듈의 출력이 조절 되도록한다.

이어서, 상기 완료단계(S3)는 상기 비접촉식 온도감지 센서로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지한 상기 제어부가 상기 대상물이송장치를 제어하여 건조가 완료된 대상물을 상기 건조실로부터 외부로 언로딩 하면서 제어 프로그램의 상수를 1씩 감소 시킨다. 따라서 이 상수가 0이 될때는 대상물의 투입이 없는 것으로 판단 하게 된다. 이러한 완료단계(S3)이후에는 상기 건조단계가 반복되면서 대량의 대상물들이 연속적으로 빠른 시간 안에 완전 건조될 수 있는 것이다.

한편, 도 1에 도시 된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 상기 선형 근적외선 건조 시스템(1)은 대상물의 크기가 변경되면 도 근적외선 히터 모듈(10)의 위치를 상하로 길게 사각너트가 슬라이딩 되도록 홈이 나있는 플레이트(50)에 근적외선 히터 모듈(10)에 부착되어 있는 보조 플레이트(51)에 조립된 볼트(52)로 체결하면서 상하로 조정이 가능 하며, 이송장치(110)의 위치도 볼스크류와 같은 구조의 상하로 조정 장치(3)로 조정이 가능하며, 선형 근적외선 건조 시스템(1)의 하부에 높이 조절이 가능한 레벨링풋(4)과 선형 근적외선 건조 시스템(1)의 위치 변경시 이송 가능토록 캐스터(5)를 부착하여 변동 될수있는 생산 상황에 대처가 가능하게 한것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.

예컨대, 본 발명의 실시 예에서는 대상물에 조사되는 광선이 근적외선으로 한정되어 있으나 열에너지 전달이 가능한 모든 종류의 광선이 적용될 수 있고, 대상물 또한 건조가 필요한 모든 종류의 물건이나 동식물이 가능하다.

따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술 되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 선형 근적외선 히터 모듈은 국부건조를 필요로하는 대상물에 대해 3,000~3,500K이상의 출력을 이용하여 0.76~1.4mm의 파장대인 근적외선의 사용 점유율을 높여 에너지 밀도가 800(KW/㎡)이상의 high thermal density의 물리적 특성을 이용하여 코팅부의 신속한 건조 및 경화를 하기 때문에 5~10초 내에 건조가 가능하며, 기존의 여러 단계의 긴 건조로가 불필요하다. 또한 강력한 방사에너지가 건조 대상물의 도료 내부에 침투하여 용제 성분을 순간적으로 증발시키기 때문에 대상물의 코팅층 내부까지 순식간에 건조 및 경화를 이루는데 전혀 문제가 되지 않고 수 초내에 그 과정이 완료된다. 그러나 대상물의 내부에 도포된 도료의 건조의 경우 근적외선이 직접 조사 되는 외부와는 달리 근적외선이 대상물의 내부에는 조사가 되지 않기 때문에 열전달에 의한 건조가 불가피한데, 종래의 기술과는 달리 짧은 시간 내에 높은 온도로의 가열이 가능 하기 때문에 종래 기술에서 이용된 대형 건조로의 대체가 가능 하다. 다만 대상물의 외부 도료는 짧은 시간 내에 강력한 방사에너지가 내부에 침투하여 용제 성분을 순간적으로 증발시키기 때문에 대상물의 코팅층 내부까지 순식간에 건조 및 경화가 진행 되면서 동시에 내부의 도료로 높은 온도로 열이 전도되면서 기포가 발생 하기 때문에 근적외선 히터 모듈사이에 냉각 장치를 구성 하여 온도가 급속히 상승 하지 않도록하면 내부도 기포 없이 건조 및경화가 가능하다.

또한 본 발명의 다른 목적은 열 전달 방식이 아니라 0.76 ~ 1.4㎛의 짧은 파장의 근적외선 조사 방식이기 때문에 설치 환경에 있어서 설비의 설계가 자유롭고, 전기만으로 히터를 가동시키기 때문에 히터 준비 시간이 짧고, 대상물이 근접 할 때만 가동 시켜서 전기 소모 시간을 줄일 수 있게 하는 선형 근적외선 히터 모듈을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 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 선형 근적외선 히터 모듈이 작동 할 때 발생되는 자체 열을 냉각함에 있어서 기본적으로 하우징을 냉각핀의 형상으로 하여 냉각 단면적을 최적화 함과 동시에 타원형의 반사체를 포함하는 하우징 등의 내부에 구성된 통로로 외부 압축공기 및 냉각수가 흐르도록 하여 건조 램프에 의해 전도되는 열을 냉각 할 수 있도록 하였며, 특히 외부 압축공기를 우선 근적외선 램프의 단자로 흐르게 하여 일차적인 냉각효과를 갖고, 다음 압축공기 가이드를통해 근적외선 램프의 길이 방향 전면에 흐르도록하여 압축공기의 흐름을 강제로 유턴시켜 근적외선 램프 자체의 과열을 예방함과 동시에 건조시 발생되는 가스의 유입을 방지 하여 오염을 방지하는 기능을 보유한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 건조 시 발생될 수 있는 가스 및 열기를 외부로 배출하도록 통풍기를 설치하되 본 발명의 선형의 근적외선 건조 시스템은 짧은 시간내에 완전 건조가 가능한만큼 이송 방향 전반에 걸쳐 대상물로 부터 가스가 발생 되기 때문에 대상물 이송방향의 측면에 다수개의 집진 장치를 구성하여 통풍기와 연결이 되어 하터모듈에 영향을 주지않고 집진장치를 통해 배출이 된다.

또한 이러한, 상기 건조실은 건조실 내부에 설치된 근적외선 히터 모듈의 유지 보수를 위해 이송방향으로 다수개의 개폐도어가 구성된다.

또한 이송방향의 일측면에는 감시창이 구성되어 대상물의 이송 및 건조 상태를 감시할수 있도록하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 상기 선형 근적외선 건조 시스템은 대상물의 크기가 변경되면 도 근적외선 히터 모듈의 위치를 상하로 조정이 가능 하며, 이송장치의 위치도 상하로 조정이 가능하며, 선형 근적외선 건조 시스템의 높이 조절 및 위치 변경시 이송 가능토록 캐스터를 부착하여 변동 될수있는 생산 상황에 대처가 가능하게 한것을 특징으로 하고 있다.

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

도 2은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 선형 근적외선 히터 모듈을 나타내는 개략도

도 3는 종래 기술에 의한 대상물의 외부 건조 방법을 나타내는 개략도

도 4는 종래 기술에 의한 대상물의 내부 건조 방법을 나타내는 개략도

도 5은 도 1의 건조 범위 및 근적외선 히터의 특성을 나타내는 개념도

도 6는 종래의 일반적인 건조 시스템과 본 고안의 근적외선 히터시스템의 시간에 따른 건조율을 비교하여 나타내는 그래프

도 7은 본 고안의 제어 방법을 나타내는 블록도

도 8은 본 고안의 제어부를 나타내는 블록도

도 9는 근적외선의 파장대를 나타낸다.

도 10은 근적외선 램프의 온도 방사 특성을 나타낸다.

Claims (10)

1. 일측에 입구가 형성되고, 타측에 출구가 형성되는 건조실;

   상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩 하는 대상물이송장치;

   상기 건조실 내부에 설치되고, 근적외선을 발생하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 선형으로 조사하는 선형 근적외선 히터모듈;

   온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터모듈에 제어신호를 인가하는 제어부;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 건조 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 건조실은 건조 시 발생되는 가스 및 열기를 외부로 배출하도록 통풍기를 설치하되 대상물 이송방향의 측면에 다수개의 집진 장치를 구성하여 통풍기와 연결이 되어 하터모듈에 영향을 주지않고 집진장치를 통해 배출이 되는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 건조 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 건조실은 내부에 설치된 근적외선 히터 모듈의 유지 보수를 위해 이송방향으로 다수개의 개폐도어가 더 구성되고, 대상물의 이송 및 건조 상태를 감시할수 있도록 이송방향의 일측면에 감시창이 더 구성된 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 건조 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 건조실은 대상물 제조 현장의 상황에 따라 이동이 가능한 캐스터와 전후 공정과의 위치를 맞추기 위한 레벨링풋이 더 구성된 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 건조 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 대상물이송장치는, 상기 건조실을 관통하여 설치되고, 상기 근적외선 히터모듈의 조사 시작지점과 조사 끝 지점에 상기 제어부로 대상물의 위치신호를 인가하는 대상물감지수단이 설치되고 높낮이도 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 건조 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 선형 근적외선 히터 모듈은 근적외선을 발생시키는 근적외선 램프;

   근적외선 램프의 탈착이 가능하도록 내부에 램프 홀더가 형성되고, 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;

   상기 하우징 내에 설치되어 상기 램프 자체에서 발생되는 열을 압축 공기로 냉각 하기 위한 압축공기 공급부;

   공급된 압축공기를 근적외선 램프의 단자부로 공급하여 근적외선 램프에서 발생하는 자체의 열을 일차로 냉각시킨 압축공기를 유턴시켜 근적외선 램프의 길이 방향 주변으로 흐르게 하여 금적외선 램프 자체의 과열을 방지 하고, 동시에 대상물 건조시 외부에서 발생되는 유해가스가 근적외선 히터 모듈 내부로 들어오지 못하도록 하는 압축 공기 가이드가;

   상기 근적외선 램프에 의해 하우징에 전도된 열을 냉각수로 냉각 하기 의한 냉각수 공급부;

   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 건조 시스템.
7. 제 6항에 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 건조 시스템.
8. 제 6항에 있어서,

   하우징의 구성 중에 하우징의 일측에 냉각수 공급 수로를 일체로 구성하여 근적외선 램프로부터 하우징의 타원형 반사판 및 램프 홀더를 거쳐 전도된 열을 냉각하기위한 냉각수 연결부를 전기적인 배선등이 구성되는 상기 하우징의 내부를 피해 외부에 구성한 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 건조 시스템.
9. 일측에 입구가 형성되고, 타측에 출구가 형성되는 건조실, 상기 건조실의 입구를 통해 대상물을 로딩하고, 출구를 통해 언로딩 하는 대상물이송장치, 상기 건조실 내부에 설치되고, 근적외선을 발생하는 근적외선 램프로 상기 대상물에 근적외선을 조사하는 선형 근적외선 히터모듈 및 비접촉식 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지하여 상기 근적외선 히터모듈에 제어신호를 인가하는 제어부;를 구비하여 이루어지는 근적외선 건조 장치의 제어방법에 있어서,

   상기 근적외선 히터모듈의 조사량이나 조사시간 등 상기 제어부의 기준치를 설정하는 기준치 설정단계; 상기 대상물이송장치의 대상물감지수단으로 대상물의 입력을 감지하는 대상물 입력 감지단계와, 입력이 감지된 상기 대상물에 근적외선이 조사되어 건조가 이루어지도록 근적외선 히터모듈이 가동되는 근적외선 히터모듈 가동 단계와, 상기 대상물이송장치의 대상물감지수단으로 조사를 마친 대상물의 출력을 감지하는 대상물 출력 감지단계로 이루어지는 건조 단계; 및

   상기 비접촉식 온도감지 수단으로 상기 대상물의 건조 진행 상태를 감지한 상기 제어부가 상기 대상물이송장치를 제어하여 건조가 완료된 대상물을 상기 건조실로부터 외부로 언로딩 하고, 미건조 된 새로운 대상물을 건조실로 로딩하는 완료단계;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 건조 시스템의 제어방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 근적외선 히터모듈 가동 단계는,

    대상물을 조사하는 근적외선 램프의 이상 여부를 감지하여 요구하는 출력과 다를경우를 감지하는 근적외선 램프감지단계;

    근적외선 히터모듈의 냉각계통 문제 발생시 과열 여부를 감지하는 히터모듈 내부온도 감지 단계;

    대상물의 온도를 비접촉식으로 감지하는 대상물 온도 감지 단계;를 거치면서 근적외선 히터 모듈의 안정된 상태에서 대상물의 건조 정도를 판단, 파워 드라이버에 최적 건조를 위한 제어신호를 인가하여 히터모듈의 출력이 조절 되도록 하는것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 선형 근적외선 건조 시스템.