KR20130098858A

KR20130098858A - 건조기의 시분할 제어 방식과 그 장치

Info

Publication number: KR20130098858A
Application number: KR1020127029206A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 나카무라
Original assignee: 나칸 테크노 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2013-09-05
Also published as: JPWO2012066590A1; WO2012066590A1; JP5130415B2; CN102869937B; CN102869937A

Abstract

건조기의 대수가 증가했다고 해도, 공장 수전 설비를 증대시킬 필요가 없고, 적어도 핫플레이트 1면분의 급전량이면 충분하고, 또는 기설로 복수의 히터를 장비하는 건조기에 있어서도, 상기 복수 히터의 병행 가열시에 있어서도 그 최대 통전 전류값을 히터 1면의 전류값까지 저감시킬 수 있는 시분할 제어 장치를 제공한다.
병렬 접속으로 교류 주전원(1)에 접속되고, 도포액(3)이 도포된 복수의 피처리체(2)를 소정 온도로 각각 가열 건조시키는 복수의 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]용 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 급전을 순차 전환하여 급전하는 시분할 제어 장치(A)에 있어서, 상기 복수의 히터[(H1) 내지 (Hn)]에 교류 전류를 각각 급전하는 기설 교류 주전원(1)과, 교류 주전원(1)의 주급전 라인(L)으로부터 분기되어 상기 히터[(H1) 내지 (Hn)]에 각각 급전하는 병렬 접속 라인[(n1) 내지 (nn)] 및 상기 히터[(H1) 내지 (Hn)] 및 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]와, 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)] 각각이 설정 온도에 도달할 때까지, 상기 온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]로부터의 온도 신호에 의해, 각 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 교류 전류의 제로 크로스 포인트를 급전 전환점으로 하여, 핫플레이트를 증설하는 경우에는, 기설 핫플레이트의 대수 이하로, 핫플레이트를 증설하지 않는 경우에는, 기설 핫플레이트의 대수보다 1대 적은 대수 이하로, 상기 급전 전환점으로부터 반 사이클 또는 그 정수배의 휴지 기간의 경과후에 선택된 다음 히터에 급전을 전환하는 급전 제어 회로(K)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

건조기의 시분할 제어 방식과 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR TIME-DIVISION CONTROL OF DRYING DEVICE}

본 발명은 건조 설비 확장에 있어서 이것에 동반되는 공장의 수전 설비의 증강을 필요로 하지 않을 수 있거나, 또는 건조 설비 확장을 행하지 않는 경우에도 기설(旣設) 건조 설비의 최대 전류값을 저감시킬 수 있는 시분할 제어 방식, 특히 플랫 패널 디스플레이 제조용 건조기의 시분할 제어 방식과 그 장치에 관한 것이다.

현재, 플랫 패널 디스플레이 제조 공장에서는, 증산을 위해 급속한 제조 설비의 확장이 행해지고 있다. 이를 위해서는 공장을 신설하지 않으면 안되지만 장래의 수요 예측은 대단히 어렵고, 안이하게 공장 신설을 단행할 수 없다. 이로 인해, 기설 공장의 빈 부분을 이용하여 필요 대수의 공장 설비를 설치하게 된다.

이러한 상황에 있어서, 플랫 패널 디스플레이의 배향막 건조기를 예로 들면, 이 건조기는 복수의 핫플레이트를 장비하고 있기 때문에, 또는 하나 또는 복수의 핫플레이트를 장비한 건조기가 복수대 설치되어 있어서 풀 조업시에는 워크의 동시 건조를 행하는데 있어서 전체 핫플레이트의 전체 히터를 동시 가열하지 않으면 안되고, 이로 인해, 적어도 히터의 정격 소비 전류×히터수의 대전류를 요한다. 그리고, 건조기를 신설하면 그 신설 대수분의 전력이 추가로 필요해져, 기설 공장의 수전 설비의 능력을 설비 도입에 맞춰서 끌어 올리지 않으면 안된다. 따라서, 이를 위한 비용 증가와 설비 증강을 위한 시간이 필요하게 되어, 급증하는 수요에 대응할 수 없다는 문제가 생긴다.

또한, 최근에는 기설 건조기라도 상기 유저의 요망과 더불어 그 지역의 소비 전력의 피크를 가능한 한 떨어뜨려 평준화하고자 하는 전력 회사의 사정 및 이것에 따른 국가의 에너지 절약 정책으로부터, 조업시의 최대 전류값을 가능한 한 작게 할 필요도 있다.

이러한 문제점에 대처하는 하나의 방책으로서 일본 특허공보 제2688628호에 기재된 방법의 적용을 생각할 수 있다. 이 방법은 3상(相) 교류의 단상에 각각 핫플레이트의 3개의 히터를 접속하고, 각 상의 제로 크로스 포인트에서 3개의 히터를 전환하고, 히터 전환시의 노이즈 발생을 극력 저감시킨다고 하는 것이다.

이것을 건조기의 핫플레이트의 전환에 적용했다고 하면, 제로 크로스 포인트에서의 전환은 전환 장치의 성능상의 관계에서 완전히 제로 크로스 포인트에서 행해지는 것이 아니며, 제로 크로스 포인트 또는 그 근방에서 행해지기 때문에, 경우에 따라서는 온·오프 전환 전후에 예정 수량 이상의 히터가 중복되어 통전되는 순간이 있고, 이것이 기설 수전 설비의 용량을 초과하는 과대한 부담을 준다고 하는 악영향을 일으킨다. 또한, 3상 교류의 각 상에 히터를 접속하기 때문에 제어할 수 있는 히터는 3개로 한정된다고 하는 문제도 있을 뿐만 아니라, 히터로의 전력 공급력도 3상으로 급전하는 경우에 비해 약하다고 하는 문제도 있다.

일본 특허공보 제2688628호

본 발명은 이러한 건조 설비에 대한 종래의 전원 인가 방법 및 그 장치의 개량에 관한 것으로, 그 목적은 건조기의 대수가 증가했다고 해도, 공장 수전 설비를 증대시킬 필요가 없고, 또는 기설 건조기의 복수의 핫플레이트에 있어서, 전체 또는 선택된 복수의 상기 핫플레이트의 병행 가열(동시 가열이 아님)시에 있어서도 간헐적인 통전에 의해 그 통전 전류값이 최소로 핫플레이트 1면분의 전류값까지 저감시킬 수 있고, 최대로도 기설 수전 설비의 용량을 하회하는 시분할 제어 방식과 그 장치를 제공하는 것에 있다.

청구항 1에 따르는 발명은,

「병렬 접속으로 교류 주전원(1)에 접속되고, 도포액(3)이 도포된 복수의 피처리체(2)를 소정 온도로 각각 가열 건조시키는 복수의 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]용의 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 급전을 순차 전환하여 급전하는 건조기(41)의 시분할 제어 장치(A)에 있어서,

상기 복수의 히터[(H1) 내지 (Hn)]에 교류 전류를 각각 급전하는 기설 교류 주전원(1)과,

교류 주전원(1)의 주급전 라인(L)으로부터 분기되어 상기 히터[(H1) 내지 (Hn)]에 각각 급전하는 병렬 접속 라인[(n1) 내지 (nn)] 및 상기 히터[(H1) 내지 (Hn)] 및 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]와,

핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)] 각각이 설정 온도에 도달할 때까지, 상기 온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]로부터의 온도 신호[(o1) 내지 (on)]에 의해, 각 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 교류 전류의 제로 크로스 포인트를 급전 전환점으로 하여,

핫플레이트를 증설하는 경우에는, 기설 핫플레이트의 대수 이하로,

핫플레이트를 증설하지 않는 경우에는, 기설 핫플레이트의 대수보다 1대 적은 대수 이하로,

상기 급전 전환점으로부터 반 사이클 또는 그 정수배의 휴지 기간의 경과후에 선택된 다음의 히터에 급전을 전환하는 급전 제어 회로(K)로 구성된」 것을 특징으로 한다(한편, 본 명세서에 있어서 사용되는 각 부호의 첨자 「n」은, 증설시, 비증설시의 최대수의 양쪽의 의미를 가진다.).

청구항 2는 청구항 1의 장치(A)에 있어서,

「급전 제어 회로(K)가,

온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]로부터의 온도 신호[(o1) 내지 (on)]를 받아서 각 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 온도를 검출하는 동시에 상기 온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]로부터의 온도 신호[(o1) 내지 (on)]에 따르는 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 온도가 설정 온도 이하인 경우에 각 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 급전을 순차 실행하도록 지령하는 시분할 제어 신호[(s1) 내지 (sn)]를 출력하는 제어부(4)와,

상기 병렬 접속 라인[(n1) 내지 (nn)]에 각각 설치되고, 급전된 교류 전류의 제로 크로스 포인트를 급전 전환점으로 하여 히터[(H1) 내지 (Hn)]와 교류 주전원(1)을 단접(斷接)하는 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]와,

주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]에 각각 접속되고, 제어부(4)로부터 출력된 시분할 제어 신호[(s1) 내지 (sn)]를 받아 상기 시분할 제어 신호[(s1) 내지 (sn)]에 따르는 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]를 온으로 하는 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSR1n)]로 구성된」 것을 특징으로 한다.

청구항 3은 청구항 1 또는 2의 장치(A)에 있어서의 각 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 통전 시간에 관한 것이며,

「각 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 통전 시간은 급전되는 교류 전류의 1사이클 또는 그 정수배인」 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 본 발명 방법은,

「병렬 접속으로 교류 주전원(1)에 접속되고, 도포액(3)이 도포된 복수의 피처리체(2)를 소정 온도로 각각 가열 건조시키는 복수의 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]용의 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 급전을 순차 전환하여 급전하는 건조기(41)의 시분할 급전 제어 방법으로서,

상기 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 온도를 각각 검출하여 순차 급전되는 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 온도가 설정 온도 이하인 경우, 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)] 각각이 설정 온도에 도달할 때까지, 각 히터[(H1) 내지 (Hn)]로의 급전 교류 전류의 제로 크로스 포인트를 급전 전환점으로 하여,

상기 급전 전환점으로부터 반 사이클 또는 그 정수배의 휴지 기간의 경과후에 선택된 다음의 히터로 급전을 전환해 가는」것을 특징으로 한다.

건조기(41)를 증설한 경우, 기설 핫플레이트를 n대로 하고, 신설 핫플레이트를 m대로 하면, 종래의 동시 가열 방식에서는 필요 최대 전류량은 m+n대분이 되지만, 급전 설비의 능력은 증강되지 않기 때문에, 교류 주전원(1)의 용량은 기설 분의 n대분밖에 없다. 그러한 급전 설비의 능력을 증강시키지 않는 상황에 있어서, 본 발명에서는, 핫플레이트 m+n대 중, 선택된 1 내지 n대의 핫플레이트의 히터로의 급전을 순차 전환하고, 또한 제로 크로스 포인트로부터 적어도 반 사이클의 휴지 기간을 설치하여 급전하기(시분할 제어) 때문에, 노이즈레스로 핫플레이트의 소정 온도까지의 승온 시간은 길어지지만, 기존의 수전 설비의 능력을 범위 내에서 최대로 전체의 핫플레이트를 승온시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 기설 교류 주전원(1)의 용량 이상이 되지 않는 범위에서 급전할 수 있다.

또한, 증설하지 않는 경우에는, 복수의 기설 핫플레이트의 병행 가열에 있어서, 최대로 기설 핫플레이트의 대수(n대)보다 1대 적은 대수 이하(n-1대)로, 핫플레이트의 히터로의 급전을 순차 전환하고, 또한, 제로 크로스 포인트로부터 적어도 반 사이클의 휴지 기간을 설치하여 급전하기(시분할 제어) 때문에, 상기와 같이 노이즈레스로 핫플레이트의 소정 온도까지의 승온 시간은 길어지지만, 이 경우에는 핫플레이트로의 급전량은 최대로 (n-1)대가 되어, 가열시의 통전량의 저감에 기여할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 제로 크로스 포인트에서 히터의 통전 전환을 행하기 때문에, 통전 전환시에 노이즈가 발생하지 않고, 히터로의 통전을 연속적이 아니라, 순차 전환해 가기 때문에, 급격한 승온이 억제되어 히터의 승온 속도를 과잉으로 하지 않고, 완만한 승온 속도로 할 수 있는 것이며, 이것에 의해 핫플레이트의 히터의 정격 전류에 맞춘 풀 파워 급전을 설정 온도 직전까지 실행할 수 있게 되어, 가동 대수가 최대 m+n 또는 n대인 경우에는, 설정 온도까지의 승온 시간이 최대로 m+n 또는 n배로 연신되는 것이 예상되지만, 예를 들면 0.7 내지 0.8×(m+n 또는 n)배와 같이 예상 시간보다도 대폭 승온 시간을 단축시킬 수 있다. 비통전시의 방열 로스를 억제하면 더욱 시간 단축이 가능해진다. 또한, 히터로의 통전을 시분할로 순차 전환해 가기 때문에, 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]나 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSR1n)] 등의 전환 장치 뿐이며, 종래에는 각 히터마다 설치하고 있던 개폐기나 브레이커 등이 불필요해져, 부품을 대폭 삭감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 회로도.
도 2는 본 발명 방법의 실시 상태를 설명하는 그래프.
도 3은 본 발명 방법의 실시 상황에 있어서의 하나의 핫플레이트의 승온 그래프.
도 4는 종래예의 핫플레이트의 승온 그래프.

이하, 발명을 도시 실시예에 따라 상세하게 서술한다. 도 1은 본 제어 장치(A)에 있어서의 도포 스테이지(81) 위에 설치된 유리와 같은 피도포 기판(2)에 배향막 형성액과 같은 도포액(3)을 도포하고 이것을 건조시키는 공정에 있어서, 도포후의 피처리체(2)를 가열하여 상기 도포액(3)을 건조시키는 경우의 건조기(41)에 적용한 경우의 일 실시예를 도시하는 것이다.

본 발명에서는, 교류 주전원(1)의 급전 능력을 증강시키지 않고 건조기(41)의 설비 증강에 대응하는 경우와, 설비를 증강시키지 않는 경우에는 급전량을 적어도 핫플레이트 1대분 저감시키는 것이다. 건조기(41)는 1 또는 다면의 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]를 탑재한 것이 적용되지만, 설비를 증강시키지 않는 경우에 핫플레이트가 1대밖에 장비되지 않는 것은 당연히 생략된다. 이하, 복수의 핫플레이트를 장비한 건조기를 중심으로 설명한다.

사용되는 교류 주전원(1)은 3상 또는 단상 교류이며, 도 2의 「(SSR10 내지 SSRn0)의 출력 접점의 입력측」의 파형은 단상인 경우에는 그대로 적용할 수 있지만, 3상 교류인 경우에는 도면의 번잡함을 피하기 위해서 그 1상을 나타내었다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 건조기(41)의 복수의 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]에는 전류가 공급되었을 때에 열을 발하는 히터[(H1) 내지 (Hn)]가 각각 매설되어 있다. 히터[(H1) 내지 (Hn)]는 박막상의 발열체층을 갖는 면상 발열체와 같은 것이나 쉬즈 히터와 같은 것을 들 수 있다. 물론, 핫플레이트가 1대밖에 없는 것도 존재하고, 이 경우에는 건조기는 복수대가 된다.

히터[(H1) 내지 (Hn)](이 경우의 히터는 기설만, 기설 플러스 증설의 경우의 양쪽을 포함한다.) 각각은 교류 주전원(1)의 주급전 라인(L)으로부터 분기된 병렬 접속 라인[(n1) 내지 (nn)]으로 병렬 접속되어 있다. 이 병렬 접속 라인[(n1) 내지 (nn)]에는 전류계[(61) 내지 (6n)] 및 병렬 접속 라인[(n1) 내지 (nn)]을 개폐하기 위한 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)](본 실시예에서는 반도체 릴레이)가 직렬 접속되어 있고, 또한 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)] 각각에는 교류용의 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]를 제어하는 직류용의 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSR1n)](본 실시예에서는 반도체 릴레이)가 설치되고, 후자인 직류용의 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSR1n)]는 후술하는 제어부(4)의 온도 조절기(4a) 및 I/O 유닛(4b)으로부터 제어 신호(온도 조절기(4a)로부터는 온도 조절 신호[(t1) 내지 (tn)]가, I/O 유닛(4b)으로부터는 시분할 제어 신호[(s1) 내지 (sn)]가 출력)를 얻도록 되어 있다. 즉, 온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]로부터의 온도 신호[(o1) 내지 (on)]는 온도 조절기(4a)로 수시로 보내지고, 온도 조절기(4a)는 히터의 온도가 설정값 이하일 때, 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSR1n)]의 출력 접점의 입력측에 온도 조절 신호[(tl) 내지 (tn)]를 출력한다. I/O 유닛(4b)은 시분할 제어 신호[(S1) 내지 (Sn)]를 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSR1n)]의 입력 회로로 출력한다. 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSR1n)]는 입력 회로의 시분할 제어 신호[(S1) 내지 (Sn)]와 출력 접점의 입력측의 온도 조절 신호[(tl) 내지 (tn)]의 AND 조건으로, 출력 접점의 출력측으로 신호를 출력한다. 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSR1n)]의 출력 접점의 출력측은 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]의 입력 회로에 신호를 출력한다. 즉 이 신호는 설정 온도에 미치지 않는 히터에서 시분할 제어 신호가 ON일 때의 신호가 된다. 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]의 출력 접점의 입력측에는 교류 주전원(1)이 수시로 공급되고 있다. 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]는, 입력 회로의 신호와 출력 접점의 입력측의 교류 주전원(1)의 AND 조건으로, 최초의 제로 크로스 포인트로부터 출력 접점의 출력측으로부터 교류 전원이 히터에 인가된다. 그 AND 조건이 없어지면, 다음의 제로 크로스 포인트에서 교류 전원이 끊어진다.

상기 주개폐 소자[(SSR10) 내지 (SSRn0)]는 단상 교류 대응에서는 그 제로 크로스 포인트에서, 3상 교류 대응인 경우에는, 각 상마다 제로 크로스 포인트에서 온·오프하여 급전을 전환하고 있다. 또한, 교류 주전원(1)의 주급전 라인(L)의 병렬 접속 라인[(n1) 내지 (nn)]까지는 교류 주전원(1)측으로부터 과전류 긴급 차단용의 서킷 브레이커(20), 전체 히터[(H1) 내지 (Hn)]의 전원 개폐용의 전자 접촉기인 마그넷 컨덕터(21)가 배치되어 있다. 종래와 같이 전체 히터[(H1) 내지 (Hn)]를 동시 통전하는 경우에는, 이들 서킷 브레이커(20)나 마그넷 컨덕터(21)가 전체 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]에 개별적으로 필요해진다.

또한, 건조기(41)의 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]에는 열전대와 같은 온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]가 각각 배치되어 있고, 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 온도를 연속적으로 측정하여 온도 신호[(o1) 내지 (on)]로서 후술하는 제어부(4)의 온도 조절기(4a)로 송신하고, 각 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 승온 상태를 비롯하여 가동 중의 온도 상태를 연속적으로 감시하고 있다.

핫플레이트[(HP1), (HP2) 내지 (HPn)]의 보조 개폐 소자[(SSR11), (SSR12) 내지 (SSRn1)]의 출력 접점의 입력측은 인가 상태에서, 그 중의 이제부터 통전하려고 하는 핫플레이트[(HP1), (HP2) 내지 (HPn)]의 보조 개폐 소자[(SSR11), (SSR12) 내지 (SSRn1)]의 입력 회로에 대해 I/O 유닛(4b)으로부터 시분할 제어 신호[(s1) 내지 (sn)]가 출력되는 것이지만, 제어부(4)에 설치된 온도 조절기(4a)는 상기 온도 측정기[(THS1) 내지 (THSn)]의 온도 신호[(o1) 내지 (on)]를 수취하여, 각 핫플레이트[(HP1) 내지 (HPn)]의 온도가 설정 온도보다 낮은 경우에는 보조 개폐 소자[(SSR11) 내지 (SSRn1)]의 입력 회로에 대해 제어부(4)에 설치된 I/O 유닛(4b)으로부터 일정 시간의 휴지 기간(여기에서는 반 사이클의 1 또는 그 정수배)을 거친 후에 다음의 핫플레이트[(HP1), (HP2)…(HPn)]와 같이 순차 시분할 제어 신호[(s1) 내지 (sn)](온 신호)가 출력되고 있다. 따라서, 측정 온도가 설정 온도 또는 오버 슛한 것을 검지한 경우(단, 본 발명 방법에서는 가령 오버 슛이 있었다고 해도 극히 적게 억제된다.)에는 상기 핫플레이트[(HP1), (HP2)…(HPn)]에는 시분할 제어 신호[(s1) 내지 (sn)]가 출력되지 않는다.

여기에서, 다음에 선택되어 가열되는 핫플레이트는 1대라도 좋고, 복수 워크의 동시 건조를 행하지 않으면 안되는 경우에는, 워크 장수만큼 대수가 선택된다. 단, 동시에 통전되는 대수는, 증설된 경우에는, 핫플레이트의 기설 대수와 동수나 그 이하로 한정되고, 증설이 아닌 경우에는, 최대로 기설 핫플레이트 대수보다 1대만큼 적은 대수의 핫플레이트가 동시 가열되게 된다.

보조 개폐 소자[(SSR11), (SSR12) 내지 (SSRn1)]로의 상기 출력 시간=통전 시간은 1사이클 또는 그 정수배로 핫플레이트[(HP1), (HP2) 내지 (HPn)]의 검출 온도에 맞추어 적절히 선정할 수 있다. 즉, 설정 온도 직전까지는 승온 곡선이 직선상으로 연신되도록 길게, 그것 이후에는, 점차로 짧게, 설정 온도에 도달하면 통전 시간은 방열 등의 열 로스분을 보급하는 것만으로 충족되기 때문에, 가장 짧게 설정되게 된다. 한편, 휴지 기간의 길이는 이것과는 반대이며, 승온 곡선이 직선상으로 연신되고 있는 경우는 짧게, 승온 곡선이 커브로 접어들면 점차 길게, 설정 온도에 도달하면 통전 시간은 방열 등의 열 로스분을 보급하는 것만으로 충족되기 때문에, 가장 길게 설정되게 된다. 물론, 통전 시간이나 휴지 기간의 길이는 이것으로 한정되지 않고, 상황에 따라 자유롭게 설정할 수 있다.

다음에, 이러한 구성의 제어 장치(A)의 동작을 도 1, 도 2에 따라 설명한다. 건조기(41)가 설치되어 있는 공장의 주전원 설비의 사용 가능 용량은 공장마다 상이하고 일정하지 않지만, 여기에서는 상기와 같이 건조기(41)를 증설하는 경우와, 비증설로 기존 건조기(41)의 투입 전류량을 저감시키는 경우로 나누어 설명한다. 우선, 증설의 경우에 관해서 설명하고, 이어서 비증설의 경우에 관해서 설명한다. 그리고, 어느 경우라도 가열되는 핫플레이트가 1대씩인 경우와, 복수대인 경우가 있다. 복수대인 경우, 증설시에서는 중첩되어 급전되는 핫플레이트의 수는 기설시와 동일한 대수가 최대가 되지만, 비증설시에는 최대로 기설시보다 1대 적은 대수가 최대가 된다. 또한, 비증설인 후자의 설명에서는, 증설인 전자의 설명과 중복되는 부분은 할애하여, 전자의 설명을 원용하는 것으로 한다. 교류 주전원(1)은 기설 것을 그대로 사용하게 되기 때문에, 증설시에는, 신설 건조기(41)에 의해 핫플레이트[(HP1), (HP2) 내지 (HPn)]는 기설분보다 증가하고, 그 만큼 급전 설비의 능력은 부족하다.

워크의 건조 공정에서는 핫플레이트[(HP1), (HP2) 내지 (HPn)]가 소정 온도에 도달한 시점에서 도포액(3)이 도포된 피처리체(2)를 상기 핫플레이트[(HP1), (HP2) 내지 (HPn)]에 세트하여 건조를 행한다. 이로 인해 빈 상태에서 핫플레이트[(HP1), (HP2) 내지 (HPn)]를 우선 소정 온도까지 승온시키게 된다. 본 발명 방법에서는 시분할 급전 방식이기 때문에, 핫플레이트 1대뿐인 경우에는, 우선, 제 1 핫플레이트[(HP1)의 히터(H1)]의 보조 개폐 소자(SSR11)에 시분할 제어 신호(s1)가 입력되고, 상기 보조 개폐 소자(SSR11)의 입력 회로가 온으로 되어 있는 상태일 때에, 상기 보조 개폐 소자(SSR11)가 접속되어 있는 주개폐 소자(SSR10)가 제로 크로스 포인트를 검출하면 이 검출 신호와 상기 시분할 제어 신호(s1)의 AND 조건으로 주개폐 소자(SSR10)가 작동하여 제 1 핫플레이트(HP1)의 히터(H1)에 통전이 이루어져 승온된다.

상기 시분할 제어 신호(s1)는 1사이클 또는 그 정수배로 필요에 따라 길게 할 수 있고(최단은 1사이클의 통전이 가능해지는 시간), 시분할 제어 신호(s1)가 차단된 후에 최초로 제로 크로스 포인트가 검출된 시점에서 제 1 핫플레이트(HP1)의 통전이 끝난다.

그리고, 최단으로 반 사이클의 휴지 시간을 설치하고, 상기와 같은 동작을 반복하여 I/O 유닛(4b)으로부터 제 2 핫플레이트(HP2)의 통전이 이루어져 승온된다. 이것을 반복하여 최종 핫플레이트(HPn)의 통전이 종료되면 제 1 핫플레이트(HP1)의 통전으로 전환되고, 핫플레이트가 소정 온도에 도달할 때까지 반복한다.

핫플레이트가 소정 온도의 근방에 도달하면, 통전 시간이 짧아져 승온 커브는 점차 완만하게 된다. 휴지 기간은 필요에 따라 설정된다. 핫플레이트가 소정 온도에 도달하면, 상기 핫플레이트의 보조 개폐 소자에는 I/O 유닛(4b)으로부터 시분할 제어 신호가 출력되지 않고, 상기 보조 개폐 소자의 입력 회로는 온으로 되지 않고, 따라서 상기 보조 개폐 소자에 접속되어 있는 주개폐 소자는 온으로 되지 않고 그 히터에는 통전되지 않는다.

이와 같이 시분할 급전 방식에서는 1핫플레이트마다 단시간의 승온을 반복해 가기 때문에, 승온 시간은 전체 히터를 동시에 승온시키는 경우에 비해 소정 온도까지의 승온에 필요 시간은 길어지지만, 승온 속도가 완만하기 때문에 설정 온도를 크게 초과하는 오버 슛은 없고, 스무스하게 설정 온도에 도달한다. 또한, 핫플레이트의 승온 속도는 거의 동일하지만, 앞의 핫플레이트보다 뒤의 핫플레이트쪽이 먼저 설정 온도에 도달한 경우, 뒤의 핫플레이트의 온도 검출기로부터의 온도 신호에 의해 뒤의 핫플레이트의 보조 개폐기로의 I/O 유닛(4b)으로부터의 시분할 제어 신호가 출력되지 않기 때문에, 뒤의 핫플레이트의 주개폐기의 제로 크로스 포인트 검출 신호와 앤드를 취할 수 없고, 뒤의 핫플레이트의 히터로의 통전은 패스되어, 소정 시간 경과후, 그 다음 핫플레이트의 승온으로 전환된다. 그 다음 핫플레이트가 설정 온도에 도달하고 있지 않으면 통전이 개시되고, 반대로 도달하고 있으면 패스된다.

또한, 건조 공정 중에 어느 하나의 핫플레이트의 온도가 설정 온도 이하로 저하되면 그 온도 검출기로부터의 온도 신호에 의해 상기 핫플레이트의 통전 가열이 이루어진다. 이 경우에 있어서의 투입 전류량은 핫플레이트 1대분이 된다.

상기의 경우에는 핫플레이트를 1대씩 순차 가열하는 경우를 나타냈지만, 전체 핫플레이트의 승온 시간을 보다 짧게 하기 위해서 복수대의 핫플레이트를 동시에 가열하는 경우가 있다. 이 경우 선택된 대수(단, 기설 핫플레이트의 대수 이하가 된다.)의 핫플레이트의 히터에 소정 시간만큼 통전하고, 계속해서 휴지 기간을 거친 후, 다음의 선택된 동수의 핫플레이트에 소정 시간만큼 통전이 이루어진다. 이것에 의해 통전되는 순서가 빨라져 그만큼 핫플레이트의 승온 시간이 짧아진다.

다음에 비증설인 경우인데, 핫플레이트 1대씩의 가열인 경우에는 상기의 증설시의 핫플레이트 1대씩의 가열의 경우와 동일하지만, 가열하는 대수가 적기 때문에 전체의 승온 시간은 짧다. 또한, 비증설인 경우에, 핫플레이트를 복수대 동시에 가열하는 경우, 선택된 대수(최대로 기설 핫플레이트의 대수보다도 1대 적은 대수)의 핫플레이트를 통전 가열하고, 통전이 종료되면 휴지 기간 후, 다음의 선택된 핫플레이트의 통전 가열이 행해진다. 동시에 가열되는 핫플레이트의 대수가 기설 핫플레이트의 대수의 절반보다 많은 경우에는, 휴지 기간이 종료된 후, 계속해서 통전 가열되는 핫플레이트도 있다. 이것의 경우도 통전되는 순서가 빨라져 그만큼 핫플레이트의 승온 시간이 짧아진다.

(실험 조건)

도 3은 본 발명의 시분할 제어 방식에 의한 4면의 핫플레이트 중의 1면의 핫플레이트의 승온 상태를 도시한다. 도 4는 종래 방식의 승온 상태를 도시한다. 어느 그래프도 세로축은 온도(℃), 가로축은 시간(초)이다. 실험 조건은 이하와 같다.

교류 주전원; 50사이클의 3상 교류(단상이라도 60사이클이라도 적용 가능)

핫플레이트의 히터 사양; 직경 1mm이고 200V, 정격 소비 전력이 10kW

통전 개시시의 주위 온도; 23℃

설정 온도; 80℃

통전 조건; 종래 방식에서는 항상 온, 본 발명 방식에서는 10초간 통전(500사이클)으로 0.3초(15사이클)의 휴지 시간

온도 샘플링; 1초마다

온도 측정 포인트; 1핫플레이트당 8개소.

(실험 결과)

본 발명 방식에서는 설정 온도까지 45분 걸리고 있다. 이것에 대해 종래 방식에서는 14분이다. 실험에는 4면의 핫플레이트가 사용되고 있기 때문에, 이것을 순차 통전 가열하면 종래예의 4배(14분×4)의 56분이 필요하다라고 예상되는 바, 실제는 4면이 45분에 설정 온도에 도달하여, 예상보다 20% 정도 조기에 설정 온도에 도달하고 있는 것을 알 수 있다. 이것은 설정 온도에 근접함에 따라 히터에 공급하는 전력을 점차 감소되어 가는 기간(B)이 종래예의 동기간(A)보다 훨씬 짧기 때문이다. 바꾸어 말하면, 상기 기간 (A) (B)에 이르기까지는 승온선이 직선적으로 상승하고 있다. 이것은 기간 (A) (B)에 이르기까지는 히터의 정격 소비 전력 풀까지 풀 파워의 전력 공급이 행해지고 있는 것을 나타낸다. 풀 파워 전력 공급 기간이 종래예보다 길기 때문에 본 발명의 승온 시간은 예상 값보다도 짧게 할 수 있었다.

(A)…시분할 급전 제어 장치
(1)…교류 주전원
(3)…도포액
(4)…제어부
(41)…건조기
(HP1) 내지 (HPn)…핫플레이트
(H1) 내지 (Hn)…히터
(L)…주급전 라인
(n1) 내지 (nn)…병렬 접속 라인
(THS1) 내지 (THSn)…온도 측정기
(K)…급전 제어 회로
(SSR10) 내지 (SSRn0)…주개폐 소자
(SSR11) 내지 (SSR1n)…보조 개폐 소자

Claims

병렬 접속으로 교류 주전원에 접속되고, 도포액이 도포된 복수의 피처리체를 소정 온도로 각각 가열 건조시키는 복수의 핫플레이트용 히터로의 급전을 순차 전환하여 급전하는 건조기의 시분할 제어 장치에 있어서,
상기 복수의 히터에 교류 전류를 각각 급전하는 기설(旣設) 교류 주전원과,
교류 주전원의 주급전 라인으로부터 분기되어 상기 히터에 각각 급전하는 병렬 접속 라인 및 상기 히터 및 핫플레이트의 온도 측정기와,
핫플레이트 각각이 설정 온도에 도달할 때까지, 상기 온도 측정기로부터의 온도 신호에 의해, 각 히터로의 교류 전류의 제로 크로스 포인트를 급전 전환점으로 하여,
핫플레이트를 증설하는 경우에는, 기설 핫플레이트의 대수 이하로,
핫플레이트를 증설하지 않는 경우에는, 기설 핫플레이트의 대수보다 1대 적은 대수 이하로,
상기 급전 전환점으로부터 반 사이클 또는 그 정수배의 휴지 기간의 경과후에 선택된 다음의 히터로 급전을 전환하는 급전 제어 회로로 구성된 것을 특징으로 하는 건조기의 시분할 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 급전 제어 회로가,
온도 측정기로부터의 온도 신호를 받아 각 핫플레이트의 온도를 검출하는 동시에 상기 온도 측정기로부터의 온도 신호에 따르는 핫플레이트의 온도가 설정 온도이하인 경우에 각 히터로의 급전을 순차 실행하도록 지령하는 시분할 제어 신호를 출력하는 제어부와,
상기 병렬 접속 라인에 각각 설치되고, 급전된 교류 전류의 제로 크로스 포인트를 급전 전환점으로 하여 히터와 교류 주전원을 단접하는 주개폐 소자와,
주개폐 소자에 각각 접속되고, 제어부로부터 출력된 시분할 제어 신호를 받아 상기 시분할 제어 신호에 따르는 주개폐 소자를 온으로 하는 보조 개폐 소자로 구성된 것을 특징으로 하는 건조기의 시분할 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각 히터로의 통전 시간은 급전되는 교류 전류의 1사이클 또는 그 정수배인 것을 특징으로 하는 건조기의 시분할 제어 장치.
병렬 접속으로 교류 주전원에 접속되고, 도포액이 도포된 복수의 피처리체를 소정 온도로 각각 가열 건조하는 복수의 핫플레이트용의 히터로의 급전을 순차 전환하여 급전하는 건조기의 시분할 급전 제어 방법에 있어서,
상기 핫플레이트의 온도를 각각 검출하여 순차 급전되는 핫플레이트의 온도가 설정 온도 이하인 경우, 핫플레이트 각각이 설정 온도에 도달할 때까지, 각 히터로의 급전 교류 전류의 제로 크로스 포인트를 급전 전환점으로 하여,
핫플레이트를 증설하는 경우에는, 기설 핫플레이트의 대수 이하로,
핫플레이트를 증설하지 않는 경우에는, 기설 핫플레이트의 대수보다 1대 적은 대수 이하로,
상기 급전 전환점으로부터 반 사이클 또는 그 정수배의 휴지 기간의 경과후에 선택된 다음 히터로 급전을 전환해 가는 것을 특징으로 하는 건조기의 시분할 급전 제어 방법.