KR20190028031A - 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치 및 그를 이용한 건조 방법 - Google Patents
고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치 및 그를 이용한 건조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고온의 컨베이어 분체도장 건조로에서 산화 안정성이 확보된 방폭구조 원적외선 시즈히터 및 히터프레임과 시스템 콘트롤 개발을 통해 경제성, 환경친화성, 도장품질의 우수성, 산업안전성이 확보된 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치 및 그를 이용한 건조 방법에 관한 것으로, 내부온도측정부(100), 배출부(200), 표면온도측정부(300), 온도제어부(400), 이송부(500), 건조부(600), 냉각부(700) 및 전력제어부(800)를 포함하여 구성된 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에서 시즈히터(630)로부터 열과 원적외선을 발생시켜 상기 피건조체를 건조시키는 기능을 수행하되, 산업안전보건법상 내압방폭(Ex d ⅡB T1)규정을 준수하도록 하고, 상기 건조구간에 구비되는 상기 내부온도측정부(100)를 통해 측정된 온도에 따라 온도를 조절하되, 복수개로 구분된 건조구간인 상기 복수개의 존(zone)으로 구분되는 히팅 존에서 상기 피건조체의 건조 도입기 부분에는 상기 피건조체가 많은 열을 흡수할 수 있도록 해 높은 kw를 요구하고, 중간부를 지난 후반부에서는 상기 피건조체가 이미 포함하고 있는 열이 유지되는 조건이므로 상기 도입기 부분보다 상대적으로 낮은 Kw가 요구되도록 설계된 건조부(600)와 상기 온도제어부(400)와 연동되어 상기 배출부(200), 이송부(500), 건조부(600) 및 냉각부(700)에 공급하는 전력제어부(800)의 전력량 조절이 가능하도록 구성되어, 상기 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)를 통해 상기 복수개의 각 zone의 온도가 감지되면, 감지된 값을 기준으로 상기 온도제어부(400)를 통해 건조부(600)에 공급하는 전력제어부(800)의 전력량을 상기 건조부(600)의 상기 복수개의 존 각각에 필요로 하는 만큼 선택적으로 공급되도록 컨트롤하여 상기 건조구간 내부를 데우는 속도를 조절할 수 있도록 하고, 상기 온도제어부(400)와 연동되어 상기 건조부(600)를 통해 피건조체로 전달되는 열의 온도가 기 설정된 값(임계치값)을 벗어나는 경우 전원공급을 차단하는 건조장치 컨트롤러(900);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 한다.
Description
본 발명은 분체도장 건조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 컨베이어 분체도장 건조로에서 산화 안정성이 확보된 방폭구조 원적외선 시즈히터 및 히 터프레임과 시스템 콘트롤 개발을 통해 경제성, 환경친화성, 도장품질의 우수성, 산업안전성이 확보된 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치 및 그를 이용한 건조 방법에 관한 것이다.
분체도장(Powder coating)은 피도장 물체를 전처리 한 후 이를 정전 도장에 적합한 입자의 크기 및 비중을 지닌 분체가루를 분사시켜 온도 180℃에서 20분간 건조로 안에서 건조하면 분체가루가 피 도장 물체에 서서히 녹아서 액체가 되며, 대기중의 온도가 되면 경화가 되어 피도장 물체가 도막을 얻게 하는 도장공법이다.
이러한 분체도장은 자동차, 조선 및 IT 등 타산업의 제조과정에서 공정기술로 이용되며, 최종 제품의 품질경쟁력 제고에 필수적인 요소인 뿌리산업 중 표면처리 분야의 도장 열처리에 가장 광범위하게 사용되고 있으며, 이와 같은 건조방법은 등유나 가스 등을 연소하여 열풍으로 피 건조물을 건조시키는 열풍대류 건조방법을가장 많이 사용하고 있다.
국내에서 생산되고 있는 건조장치는 회전식, 열풍식, 입자부양식 건조시스템 등 약 20여종에 이르고 있으나, 대체로 회전, 열풍, 기류건조기가 국내생산의 주류를 이루고 있으며 생산되는 건조장치의 열효율은 선진국의 70%내외 수준에 불과한 실정이다.
특히 건조장치의 설계/제작이 국내에서 약 70%정도 국외에서 약 30%정도로 아직도 건조장치의 국외 의존도가 높은 편이고, 기술 수준이 낮은 건조장치의 경우에는 국내의 영세 중소기업에서 외국장치의 모방제작에 의한 설계/제작이 이루어 지고 있으며, 그 열효율은 외국산의 70%수준으로 국내 건조설비부문의 에너지 소비효율을 저하시키는 주요 원인이 되고 있다.
또한 경유나 가스를 사용하여 열풍으로 건조하는 방법은 최근과 같이 국제유가의 상승으로 인한 건조비용 과다로 제조원가 상승으로 인한 채산성 악화, 이산화탄소배출이 많아 환경에 유해하며, 도장품질 또한 좋지 않은 단점이 있다.
이러한 문제점을 해소하고자 일부 전기건조장치를 사용하는 빈도가 높아지고있으나, 비방폭 제품을 무분별하게 사용함으로써, 작업장이 화재 및 폭발위험에 노출되어 있어 산업재해가 발생될 수 있는 문제점을 안고 있다.
이러한 문제점들을 해소하고자 청정에너지인 전기를 열원으로 사용하는 분체도장 건조시스템이 개발되었다.
이러한 분체도장 건조시스템 중 하나로, 본 출원인에 의해 출원된 공개특허공보 제10-2014-0122951호에 원적외선 시즈히터를 이용한 분체도장 건조시스템이 개시되었다.
종래 원적외선 시즈히터를 이용한 분체도장 건조시스템은 건조수단이 설치구성된 건조구간에 설치 구성되어 온도를 감지하는 온도감지센서; 건조수단이 설치 구성된 건조구간에 설치 구성되어 공기를 순환시켜 전체 건조구간의 균일한 온도를유지하도록 하기 위한 공기순환팬; 이송수단 및 쿨링 수단을 제어하고, 건조하려는피건조체의 건조 온도, 건조시간을 제어하며, 상기 건조수단에 공급되는 전원을 제어하는 중앙제어수단; 피건조체를 건조수단으로 이송시키며, 건조된 피건조체를 다시 쿨링수단으로 이송시키기 위한 이송수단; 적어도 한 개 이상 일정간격으로 시즈히터를 설치 구성하며, 전원공급시 열과 원적외선을 발생시켜 피건조체를 건조시키기 위한 건조수단; 및 상기 건조수단에 의해 건조된 피건조체가 이송수단에 의해 제공될 경우에 뜨거워진 피건조체를 냉각시키기 위한 쿨링수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 원적외선 시즈히터를 이용한 분체도장 건조시스템은 전기를 사용함으로써, 고유가 시대와 저탄소 경제체제하에서 에너지비용을 획기적으로 절감하고 이산화탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이고, 제품의 품질향상 및 산업현장의 화재, 폭발위험을 최소화하여 산업안전성을 확보할 수 있도록 한다.
그러나 종래 원적외선 시즈히터를 이용한 분체도장 건조시스템은 전기를 사용함으로써, 에너지를 절약할 수 있는 점은 긍정적이나, 피건조체에 열을 전달하여 건조시키는 시스히터의 효율을 최대화할 수 없는 문제점이 있다.
즉 종래의 시스히터는 수명을 향상시킬 수 있는 구조는 결여되어 있어, 효율성이 저하되어 원가를 최소화할 수 없는 문제점이 있다.
또한 본 출원인에 의해 등록된 대한민국 등록특허 10-0786751호(시즈히터를 이용한 자동차도장 건조장치)는 자동차 정비공장을 비롯한 소형의 고정식 건조부스에 적용되어 시장 판매 중에 있으나, 규모가 크고 산업용 기자재를 대량으로 생산하는 전착도장 건조공정에는 적용하기 위하여는 전체적인 제조 공정라인이나 방법 등에 차별화되어야 하는 부분이 있어야 대량생산의 전착건조 공정에 적용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 고온의 컨베이어 분체도장 건조로에서 산화 안정성이 확보된 방폭구조 원적외선 시즈히터 및 히터프레임과 시스템 콘트롤 개발을 통해 경제성, 환경친화성, 도장품질의 우수성, 산업안전성이 확보된 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치 및 그를 이용한 건조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치는 컨베이어 분체도장 건조장치에 있어서, 상기 건조장치의 건조부(히터)가 구성된 건조구간에 구비되어 온도를 감지하는 기능이 수행되고, 감지된 온도 값이 온도제어부로 전송되는 내부온도측정부; 상기 건조부가 구성된 건조구간에 구비되어 건조라인의 공기를 순환시키는 순환팬으로 구성되어 건조구간 전체의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 하고, 상기 공기를 순환시키는 것에 의해 에어커튼 효과 발생을 유도하도록 하며, 상기 내부온도측정부에서 감지된 온도가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 자동으로 동작되어 건조구간 내에 온도가 임계치 이상으로 상승되는 것을 방지하여 상기 건조구간의 균일한 온도 확보가 가능하도록 하는 배출부; 상기 건조장치내의 피건조체의 표면온도를 감지하는 것으로, 감지된 표면온도의 값이 온도제어부로 전송되는 표면온도측정부; 상기 내부온도측정부 및 표면온도측정부를 통해 상기 건조장치내에 복수개로 구분된 건조구간인 복수개의 존(zone)의 온도를 감지하고, 감지된 값을 기준으로 상기 건조부에 공급되는 전원을 제어하여 안전사고를 미연에 방지하여, 최적의 건조장치를 제공할 수 있도록 하는 온도제어부; 상기 피건조체를 상기 건조장치내의 건조구간 및 냉각구간으로 이송시키며, 컨베이어로 구성된 이송부; 시즈히터로부터 열과 원적외선을 발생시켜 상기 피건조체를 건조시키는 기능을 수행하되, 산업안전보건법상 내압방폭(Ex d ⅡB T1)규정을 준수하도록 하고, 상기 건조구간에 구비되는 상기 내부온도측정부(100)를 통해 측정된 온도에 따라 온도를 조절하되, 복수개로 구분된 건조구간인 상기 복수개의 존(zone)으로 구분되는 히팅 존에서 상기 피건조체의 건조 도입기 부분에는 상기 피건조체가 많은 열을 흡수할 수 있도록 해 높은 kw를 요구하고, 중간부를 지난 후반부에서는 상기 피건조체가 이미 포함하고 있는 열이 유지되는 조건이므로 상기 도입기 부분보다 상대적으로 낮은 Kw가 요구되도록 설계된 건조부; 상기 건조부에서 건조된 피건조체가 상기 이송부를 통해 이송되면 팬을 동작시켜 피건조체를 냉각시키는 냉각부; 상기 배출부, 이송부, 건조부 및 냉각부를 포함하는 건조장치에서 필요로 하는 전원을 공급하거나 차단하는 전력제어부; 및 상기 온도제어부와 연동되어 상기 배출부, 이송부, 건조부 및 냉각부에 공급하는 전력제어부의 전력량 조절이 가능하도록 구성되어, 상기 내부온도측정부 및 표면온도측정부를 통해 상기 복수개의 각 zone의 온도가 감지되면, 감지된 값을 기준으로 상기 온도제어부를 통해 건조부에 공급하는 전력제어부의 전력량을 상기 건조부의 상기 복수개의 존 각각에 필요로 하는 만큼 선택적으로 공급되도록 컨트롤하여 상기 건조구간 내부를 데우는 속도를 조절할 수 있도록 하고, 상기 온도제어부와 연동되어 상기 건조부를 통해 피건조체로 전달되는 열의 온도가 기 설정된 값(임계치값)을 벗어나는 경우 전원공급을 차단하는 건조장치 컨트롤러;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 건조부는 건조부의 외측에 구비되어 상기 시즈히터를 보호하는 동시에, 시즈히터로부터 발열되는 열의 손실을 최소화하는 기능을 수행하고 산업안전보건법상 내압방폭(Ex d ⅡB T1) 규정을 준수하는 방폭구조로 제작되는 프레임과, 상기 프레임 내측에 구비되되, 상기 시즈히터의 외측을 감싸는 형태로 구비되어 상기 시즈히터의 파손을 방지하는 동시에, 상기 시즈히터로부터 발생되는 열 및 원적외선 파장을 반사시켜 열 효율을 극대화하도록 단면형상이 내측으로 만곡된 호형상을 갖는 반사판과, 원적외선 방사 세라믹코팅 처리되어 구성되며, Incoloy pipe 및 금속저항발열선으로 이루어지며 산화마그네슘(MgO)을 충진제로 사용함으로써, 지속적인 고열을 발열하여도 수명이 장기간 유지될 수 있도록 되고, 3kw급 'U'자 형태로 이루어지되, 길이 1.0 내지 2.0m 용량의 히터로 제작되고, 상기 건조장치에 복수 개 구비되되, 피건조체를 기준으로 상부와 하부에 구비되도록 구성되는 상기 시즈히터와, 일측에 밀폐형전선인입부를 구성하여 밀폐형전선인입부를 통해 삽입된 전선과 시즈히터의 끝단부를 접속시키며, 타측에 단자함커버부를 구성하여 전기스파크에 의한 폭발위험을 차단하는 기능을 수행하는 밀폐형방폭단자함을 포함하여 구성되고, 상기 건조부가 구성되는 건조구간의 길이는 30 내지 60m, 폭은 1.5m, 높이는 2m로 구성되되, 이송속도 조절범위는 5m/분으로 하며, 온도범위는 200 - 250℃로 하고, 건조장치 가열 용량은 180kw이며, 상부히터 3kw×30개/하부히터 3kw×30개로 구성되고, 상기 건조구간이 3개의 zone으로 구성된 경우 상기 건조장치의 가열용량 중 zone 1은 전체용량의 40~50%, zone 2는 30~40% 및 zone 3는 15~25%가 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치를 이용한 건조방법에 있어서, 건조장치에 구성된 내부온도측정부, 배출부, 표면온도측정부, 온도제어부, 이송부, 건조부, 냉각부 및 전력제어부에 대한 초기설정을 하는 단계; 피건조체에 대한 제어조건이 건조장치 컨트롤러에서 건조특성 데이터베이스(DB)를 참조하여 설정되는 단계; 상기 건조장치에 피건조체가 투입되는 단계; 상기 건조장치 컨트롤러에서 자동모드가 선택되고, 자동 제어모드가 선택된 후, 시작버튼이 눌러지면, 상기 이송부는 피건조체를 미리 설정된 속도로 컨베이어에서 이동시키고, 상기 건조부는 피건조체에 대하여 설정된 제어조건으로 건조되도록 시즈히터로부터 열과 원적외선을 발생시켜 상기 피건조체를 건조시키는 기능을 수행하고, 상기 배출부를 통해서는 공기순환팬을 통해 건조 장치 내부의 공기를 순환시키며, 상기 내부온도측정부는 복수개의 건조구간으로 이루어진 건조구간 존에서 각 존별로 건조장치 내부의 온도를 측정하고, 상기 표면온도 측정부는 각 존별로 피건조체의 온도를 측정하며, 상기 온도제어부는 상기 내부온도측정부 및 표면온도측정부를 통해 각 zone의 온도를 감지하고, 상기 내부온도측정부 및 표면온도측정부에서 감지된 결과가 상기 온도제어부에서 건조장치 컨트롤러로 제공되며, 상기 건조장치 컨트롤러는 상기 내부온도측정부, 배출부, 표면온도측정부, 온도제어부, 이송부, 건조부, 냉각부 및 전력제어부와의 데이터 송수신에 따라 상기 건조장치 내부 온도에 따라 상기 전력제어부의 전력을 각 zone 별로 더 공급하거나, 차단하고, 필요에 따라서는 상기 배출부를 통해 건조장치 내부 온도를 제어하기 위한 데이터 입출력 단계; 및 상기 피건조체가 상기 이송부에 의해 상기 건조부를 지나 상기 냉각부에 도달되면 제어조건 설정에 따른 제어모드 완료가 되었는지를 상기 건조장치 컨트롤러에서 판단하여, 조건이 완료되면 조건 완료를 상기 건조장치 컨트롤러에서 외부로 알림음 또는 신호등을 통해 출력하고, 상기 건조장치 컨트롤러에 정지버튼이 입력되면, 상기 피건조체를 건조장치에서 제거하여 건조 작업 종료되는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기존의 등유나 가스 등을 연소하여 열풍으로 건조하는 장치들에 대비하여 에너지비용을 50% 정도 획기적으로 절감하고, 이산환탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이며, 제품의 품질 향상 및 산업현장의 화재, 폭발 위험을 최소화하여 산업안전성을 확보할 수 있고, 대량 작업이 가능하도록 하는 현저한 효과를 확보할 수 있다.
둘째, 원적외선을 이용하여 열효율이 높고, 공명현상에 의한 분자운동의 촉진으로 복사에너지가 쉽게 흡수되어 가열 및 건조시간이 약 20% 단축되며, 내 외부의 균일한 가열로 품질을 향상시킬 수 있으므로, 우수한 건조품질유지, 건조시간 단축, 건조비용 절감 및 산업안전성을 확보할 수 있다.
셋째, 분체도장 건조시스템을 제공하여 대량 건조가 가능한 효과를 제공하여 건조 시간을 단축하여 생산 효율을 극대화할 수 있다.
넷째, 기술개발을 통한 고용창출 효과 및 수입대체효과(개발 종료 후 2년 경과 시점 시 약 10억원 예상)가 있다.
도 1은 컨베이어 분체도장 건조장치의 작업 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치의 기본 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 건조 장치를 구성한 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 건조수단의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 시즈히터의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치를 이용한 건조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 분체도장 건조장치의 시즈히터에 대한 열화상측정 시험성적서이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 분체도장 건조장치의 시즈히터에 대한 원적외선 방사율 시험성적서이다.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치의 기본 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 건조 장치를 구성한 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 건조수단의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 시즈히터의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치를 이용한 건조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 분체도장 건조장치의 시즈히터에 대한 열화상측정 시험성적서이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 분체도장 건조장치의 시즈히터에 대한 원적외선 방사율 시험성적서이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 컨베이터 분체도장 건조장치의 작업 공정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 컨베이터 분체도장 건조장치의 작업 공정은 도 1에 나타낸 바와 같이, 작업대에 도장의 대상이 되는 피도물을 걸고, 피도물에 대한 표면처리를 수행한다. 그 다음 설정된 온도와 수긴동안 수절건조를 수행한다. 이어 냉각 후 도장처리를 하고, 건조장치에서 경화를 수행하며, 경화 후에는 다시 냉각한 후 작업대에서 피도물을 내린다.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치의 기본 개요를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 건조 시스템 구성의 일 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 건조수단의 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치에 이용되는 시즈히터의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 방폭구조 원적외선 컨베이어 도장 건조장치는 내부온도측정부(100), 배출부(200), 표면온도측정부(300), 온도제어부(400), 이송부(500), 건조부(600), 냉각부(700), 전력제어부(800) 및 건조장치 컨트롤러(900)를 포함하여 구성된다.
내부온도측정부(100)는 후술되는 건조부(히터)(600)가 구성된 건조구간에 구비되어 온도를 감지하는 기능을 수행하는 것으로, 감지된 값은 후술되는 온도제어부(400)로 전송되고, 온도제어부(400)를 통해 건조장치 컨트롤러(900)로 전송된다.
배출부(200)는 후술되는 건조부(600)가 구성된 건조구간에 구비되어 건조라인의 공기를 순환시키는 순환팬으로 구성됨으로서 건조구간 전체의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 하는 기능을 수행하는데, 공기 순환을 통해 에어커튼 효과 발생을 유도하도록 구성된다.
또한 배출부(200)는 내부온도측정부(100)에서 감지된 온도가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 자동으로 동작되도록 구성될 수 있다. 배출부(200)의 구성에 의해 건조구간 내에 온도가 임계치 이상으로 상승되는 것을 방지함으로써, 균일한 온도 확보가 가능하다.
표면온도측정부(300)는 로드 쉘상부에 위치된 피건조체의 표면온도를 감지하는 것으로, 감지된 표면온도의 값은 후술되는 온도제어부(400)로 전송되고, 온도제어부(400)를 통해 건조장치 컨트롤러(900)로 전송된다.
온도제어부(400)는 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)를 통해 후술되는 각 zone의 온도를 감지하고, 감지된 값을 기준으로 후술되는 건조부(600)에 공급되는 전원을 제어하여 안전사고를 미연에 방지하여, 최적의 건조장치를 제공할 수 있도록 한다.
이때, 온도제어부(400)는 PID CONTROL 방식을 적용하여 구성될 수 있다. PID CONTROL 방식은 아날로그 컨트롤 방식 중 하나로, 구조가 단순하고 효능이 뛰어나며 후술되는 건조부(600)에 보내는 전력량을 조절하는 기능을 수행한다. 상세하게는, 파라메터를 조정하여 온도차가 많을때는 빨리데우고, 온도차가 적을때는 열량을 줄여서 온도가 초과하는걸 막도록 하는 일종의 자동컨트롤 방식을 의미한다.
이송부(500)는 피건조체를 건조구간으로 이송시키며, 건조된 피건조체를 다시 냉각구간인 냉각부(700)로 이송시키는 기능을 수행한다. 이러한 이송부(500)는 컨베이어로 이루어질 수 있다.
건조부(600)는 도 4에 나타낸 바와 같이 시즈히터(630)로부터 열과 원적외선을 발생시켜 피건조체를 건조시키는 기능을 수행하는 것으로, 프레임(610), 반사판(620), 시즈히터(630) 및 밀폐형방폭단자함(640)을 포함하여 구성된다.
여기서 건조부(600)는 산업안전보건법상 내압방폭(Ex d ⅡB T1)규정을 준수하도록 한다. 그리고 건조구간은 예를 들면 약 30m 내지 60m로 이루어질 수 있으며, 이러한 건조구간을 복수개의 zone(예로써 3 zone(존))으로 나누되 예를 들면 10m 당 1 zone(존)으로 나누고, 각 zone에 구비되는 내부온도측정부(100)를 통해 온도를 조절할 수 있게 된다.
보다 상세하게는 건조구간의 길이는 30 내지 60m, 폭은 1.5m, 높이는 2m로 할 수 있고, 이송속도 조절범위는 5m/분으로 할 수 있으며, 온도범위는 200 - 250℃로 하고, 건조장치 가열 용량은 180kw이며, 상부히터 3kw×30개, 하부히터 3kw×30개로 구성할 수 있다.
한편 히팅 존(heathing zone)은 예를 들면 10m씩 구분하여 히터설치를 할 수 있는데, 제품 즉 피건조체의 건조 도입기 부분에는 제품이 많은 열을 흡수해야 하므로 높은 kw를 요구하지만, 중간부를 지난 후반부에서는 피건조체인 제품이 이미 포함하고 있는 열을 유지하는 조건으로 설계함으로써 제품의 신뢰성을 확보하기 위한 최소의 비용으로 최적의 설계를 할 필요가 있다. 이러한 히팅 존은 복수개의 존(zone 1 내지 zone n)으로 구성할 수 있는데, 예를 들어 3개의 zone으로 구성된 경우에는 zone 1은 전체 가열용량의 40~50%, zone 2는 30~40% 및 zone 3은 15~25%를 공급하도록 구성할 수 있다. 물론 건조 구간 및 건조구간의 존 개수를 특별히 한정하는 것은 아니다.
프레임(610)은 건조부(600)의 외측에 구비되어 시즈히터(630)를 보호하는 동시에, 시즈히터(630)로부터 발열되는 열의 손실을 최소화하는 기능을 수행한다.
이러한 프레임(610)은 내열성이 우수한 알루미늄(aluminium)으로 이루어지되, 그 두께는 2T를 갖도록 이루어진다. 여기에서, 2T는 2mm와 동일한 수치를 의미하며, T는 Thick(두께)를 의미한다. 그리고 프레임(610)은 방폭구조로 제작(산업안전보건법상 내압방폭(Ex d ⅡB T1) 규정을 준수한다.
반사판(620)은 프레임(610) 내측에 구비되되, 후술되는 시즈히터(630)의 외측을 감싸는 형태로 구비되어 시즈히터(630)의 파손을 방지하는 동시에, 시즈히터(630)로부터 발생되는 열 및 원적외선 파장을 반사시켜 열 효율을 극대화하는 기능을 수행한다.
이러한 반사판(620)은 스테인리스(Stainless steel) 재질로 이루어질 수 있다. 이에, 녹이 쉽게 생기지 않고, 시즈히터(630)로부터 발열되는 고온에도 중금속이나 유해물질이 발생되지 않도록 할 수 있다.
그리고, 반사판(620)은 시즈히터(630)로부터 발생되는 원적외선 및 열을 상기 시즈히터(630)의 개방부로 반사시키기 위한 것으로서, 효율적으로 원적외선 및 열을 전방으로 반사시키기 위하여 단면형상이 내측으로 만곡된 호형상으로 이루어질 수 있다.
시즈히터(630)는 온도제어부(400)를 통해 전력제어부(800)로부터 전원을 인가받아 열을 발생시키는 것으로, 시즈히터부(631), 세라믹패킹부(632), 체결부(633), 애자부(634) 및 단자부(635)를 포함하여 구성된다.
이러한 시즈히터(630)는 원적외선 방사 세라믹코팅 처리되어 구성되며, Incoloy pipe 및 금속저항발열선으로 이루어질 수 있다. 여기에서, incoloy(인코로이)는 니켈함유량이 많이 분포되된 것으로, 허용온도가 850℃에 달하므로 고열에 주로 사용되며, 부식에 대한 내식성이 강하다. 상세하게는, Incoloy840 pipe(인코로이 840)이 사용될 수 있다.
또한 충진제의 성분은 고효율 충진제, 예로써 산화마그네슘(MgO)를 사용함으로써, 지속적인 고열을 발열하여도 시즈히터(630)의 수명을 장기간 유지할 수 있다.
그리고 시즈히터(630)는 3kw급 'U'자 형태로 이루어지되, 길이 1.0 내지 2.0m 용량의 히터로 제작될 수 있다.
이러한 시즈히터(630)의 내부에는 발열체가 구비되는데, 이러한 발열체는 칸탈선으로된 발열체를 사용함으로써, 히터의 수명을 최대화시킬 수 있다.
또한 시즈히터(630)의 코팅제로는 계면접착성, 내열성 및 열충격성 등이 우수한 실리카졸 방사코팅제가 사용될수 있다. 이러한 시즈히터(630)는 설계조건에 따라, 시즈히터(630)는 복수 개 구비되되, 피건조체를 기준으로 상부와 하부에 구비되도록 구성되는 것이 바람직하다.
이에, 복수 개의 시즈히터(630)가 상부와 하부로 설치됨으로써, 건조효율을 증대시키고 건조비용을 절감시킬 수있다.
시즈히터부(631)는 전원이 공급되면 이에 따라 열을 발생시키는 기능을 수행하고, 세라믹패킹부(632)는 시즈히터부(631)의 일단의 접속부위를 밀봉하는 기능을 수행하며, 체결부(633)는 후술되는 밀폐형방폭단자함(640)과 시즈히터부(631)를 결합시키는 기능을 수행한다.
그리고 애자부(634)는 상기 체결부(633) 일측에 구성되어 절연하는 기능을 수행하고, 단자부(635)는 전선의 단자와 접속하는 기능을 수행한다.
이러한 시즈히터(630)는 전원이 공급되면 이에 따라 열을 발생시키는 시즈히터부(631)의 일단에 접속부위를 밀봉하는 세라믹패킹부(632)가 구성되고, 밀폐형방폭단자함(640)과 결합시키기 위한 체결부(633)를 상기 세라믹패킹부(632) 일측에 구성하게 되며, 체결부(633) 일측에 절연하기 위한 애자부(634)를 구성하며, 상기 애자부(634) 일측에 너트부(636)를 구성하여 밀폐형방폭단자함(640)과 기밀하게 접속되도록 구성된다.
또한 시즈히터부(631)의 끝단부에 단자부(635)를 구성하여 인입되는 전선의 단자와 접속을 하여 전선으로부터전원을 공급받아 시즈히터부(631)가 발열되어 열 및 원적외선을 방출하여 건조시키게 된다.
밀폐형방폭단자함(640)은 일측에 밀폐형전선인입부(641)를 구성하여 밀폐형전선인입부(641)를 통해 삽입된 전선과 시즈히터부(631)의 끝단부를 접속시키며, 타측에 단자함커버부(642)를 구성하여 전기스파크에 의한 폭발위험을 차단하는 기능을 수행한다.
이때, 밀폐형방폭단자함(640)은 밀폐형전선인입부(641) 및 단자함커버부(642) 사이에 부싱부(643)를 더 구성하여, 밀폐형방폭단자함(640)의 절연을 보다 확실히 수행할 수 있다.
냉각부(700)는 건조부(600)에서 건조된 피건조체가 이송부(500)를 통해 이송되면 팬을 동작시켜 피건조체를 냉각시키는 기능을 수행한다.
전력제어부(800)는 배출부(200), 이송부(500), 건조부(600) 및 냉각부(700)를 포함하는 건조장치에서 필요로 하는 전원을 공급하거나 차단한다.
건조장치 컨트롤러(900)는 온도제어부(400)와 연동되어 배출부(200), 이송부(500), 건조부(600) 및 냉각부(700)에 공급하는 전력제어부(800)의 전력량 조절이 가능하도록 구성된다.
이러한 건조장치 컨트롤러(900)는 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)를 통해 각 zone의 온도가 감지되면, 감지된 값을 기준으로 온도제어부(400)를 통해 건조부(600)에 공급하는 전력제어부(800)의 전력량을 조절하여 건조구간 내부를 데우는 속도를 조절할 수 있도록 한다.
이때, 건조장치 컨트롤러(900)는 예를 들어 3 zone으로 이루어지는 건조구간의 각 zone에 구비되는 건조부(600)의 온도제어가 가능하도록 전력제어부(800)의 전력제어를 3개로 수행할 수 있도록 구성된다. 즉 전력제어부(800)의 전력을 건조부(600)에 필요로 하는 만큼 선택적으로 공급되도록 컨트롤한다. 이에, 각 zone의 온도제어가 개별적으로 가능하여, 효율적인 건조가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어, 이송부(500)를 통해 하나의 피건조체가 3 zone을 모두 통과하는 경우, 각 zone에 구비되는 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)로부터 감지된 값을 고려하여, 각 zone의 온도제어를 수행함으로써, 피건조체에 전달되는 열의 손실을 최소화함으로써, 피건조체에 전달되는 열의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
또한 건조장치 컨트롤러(900)는 전력제어부(800)에서 건조부(600)에 공급되는 전원을 차단하는 기능도 수행하는데, 온도제어부(400)와 연동되어 건조부(600)를 통해 피건조체로 전달되는 열의 온도가 기 설정된 값(임계치값)을 벗어나는 경우 전원공급을 차단한다.
이러한 구성에 따라, 본 발명에 따른 방폭구조 원적외선 컨베이어 도장 건조장치는 기존의 등유나 가스 등을 연소하여 열풍으로 건조하는 장치들에 대비하여 에너지비용을 획기적으로 절감하고, 이산환탄소 발생을 최소화하여 환경오염을 줄이며, 제품의 품질 향상 및 산업현장의 화재, 폭발 위험을 최소화하여 산업안전성을 확보할 수 있고, 대량 작업이 가능하도록 할 수 있다.
또한 본 발명은 도료를 건조하는 건조 공정시 필연적으로 인화성 가스가 발생하고, 소켓의 접속단자와 히터의 단자의 접속부분에 발생하는 스파크가 건조 공정시 발생되는 인화성 가스의 점화원으로 작용하여 화재 및 폭발의 위험성에 노출되어 있는 문제가 있으나, 밀폐형방폭단자함(640)은 종래의 히터와 달리 밀폐형 방폭 구조를 형성하여 외부로 노출되지 않도록 밀봉됨으로써, 스파크의 발생원인이 원천적으로 제거됨에 따라 화재 및 폭발의 위험이 제거된 이점이 있다.
그리고 본 발명은 시즈히터(630)가 Incoloy 및 금속저항발연선 재질로 이루어지고, 고온 장기신뢰성이 우수한 고열용 충진제(MgO)가 사용되며, 2kw급 'U'자 형태의 길이 1.5m를 갖도록 구성되며, 칸탈선으로 된 발열체가 사용되고, 계면접착성, 내열성 및 열충격성 등이 우수한 실리카졸 방사코팅제가 사용됨으로써, 수명저하를 최소화시키고, 품질을 향상시킬 수 있으며, 산업안전성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명은 전체 건조라인에 배출부(200)를 통해 균일한 온도를 확보할 수 있으며, 에어커튼 효과를 발생시켜, 에너지 절약에 뛰어난 이점을 보유하고 있어 건조시간 단축 및 건조비용을 절감시킬 수 있다.
한편 도 2에 나타낸 건조특허 데이터베이스(DB)는 피건조체들 각각에 대한 건조 조건인 허용온도, 허용전력밀도, 허용건조속도, 재료 정보, 온도제어, 전력제어의 스케쥴 설정정보와, 파일명, 데이터 저장간격의 데이터 설정정보가 저장되며, 이는 실험에 의해 미리 구축되고 현장경험에 따른 피건조체의 가열, 건조특성 및 건조공정의 지속적인 데이터 베이스화 구축으로 이어진다.
도 6은 본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치를 이용한 건조 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 분체도장 건조장치의 시즈히터에 대한 열화상측정 시험성적서이며, 도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 분체도장 건조장치의 시즈히터에 대한 원적외선 방사율 시험성적서이다.
본 발명에 따른 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치를 이용한 건조 방법은 도 6에 나타낸 바와 같이, 건조장치에 구성된 내부온도측정부(100), 배출부(200), 표면온도측정부(300), 온도제어부(400), 이송부(500), 건조부(600), 냉각부(700) 및 전력제어부(800)에 대한 초기설정을 한다(S100).
이어 피건조체에 대한 제어조건은 건조장치 컨트롤러(900)에서 건조특성 데이터베이스(DB)를 참조하여 설정된다(S110). 이러한 피건조체는 자동차 부품, 기계부품, 금형, 철강부품 등 다양한데, 피건조체에 따라 미리 설정된 제어조건이 건조장치 컨트롤러(900)에서 설정된다.
그 다음 건조장치에 피건조체를 투입한다(S120).
그리고 건조장치 컨트롤러(900)에서 자동모드를 선택하면(S130), 자동 제어모드가 선택되고(S140), 건조장치 컨트롤러(900)에서 시작버튼이 눌러지면(S150), 내부온도측정부(100), 배출부(200), 표면온도측정부(300), 온도제어부(400), 이송부(500), 건조부(600), 냉각부(700) 및 전력제어부(800)와 건조장치 컨트롤러(900)간 데이터가 입출력된다(S160). 여기서 이송부(500)는 피건조체를 미리 설정된 속도로 컨베이어에서 이동시키고, 건조부(600)는 피건조체에 대하여 설정된 제어조건으로 건조되도록 시즈히터(630)로부터 열과 원적외선을 발생시켜 피건조체를 건조시키는 기능을 수행한다. 이때, 배출부(200)를 통해서는 공기순환팬을 통해 건조 장치 내부의 공기를 순환시킨다.
그러면 내부온도측정부(100)는 각 존별로 건조장치 내부의 온도를 측정하고, 표면온도 측정부(300) 역시 각 존별로 피건조체의 온도를 측정하며, 온도제어부(400)는 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)를 통해 각 zone의 온도를 감지한다. 물론 이를 위하여 내부온도측정부(100)와 표면온도 측정부(300)는 각각의 식별번호(ID)가 부여된다.
이러한 감지결과는 온도제어부(400)에서 건조장치 컨트롤러(900)로 제공되고, 건조장치 컨트롤러(900)는 내부 온도에 따라 전력제어부(800)의 전력을 zone 별로 더 공급하거나, 차단하고, 필요에 따라서는 배출부(200)를 통해 건조장치 내부 온도를 제어한다.
한편 피건조체가 이송부(500)에 의해 건조부(600)를 지나 냉각부(700)에 도달되면 제어조건 설정(S110)에 따른 제어모드 완료가 되었는지를 판단한다. 즉 모든 조건이 충족되었는지를 판단한다(S170).
판단결과(S170), 조건이 완료되면 조건 완료를 건조장치 컨트롤러(900)에서 외부로 출력(알람음, 신호등)하고, 건조장치 컨트롤러(900)에서 정지버튼이 입력되면(S180), 피건조체를 건조장치에서 제거함으로써 작업이 종료된다(S190).
한편 자동모드가 아닌 수동모드(S200)라면 출력량을 수동으로 조절하게 되는데(S210), 이러한 경우에는 건조장치에 피건조물이 투입되고, 건조장치 컨트롤러(900)에서 작업자가 직접 데이터를 수동 입출력하는 것에 따라(S220), 내부온도측정부(100)와 표면온도측정부(300) 및 온도제어부(400)는 자동동작되고, 이송부(500), 건조부(600), 냉각부(700) 및 전력제어부(800)는 작업자에 의해 수동제어될 수 있다. 이러한 경우는 예를 들어 실험하는 경우로써 실험이 완료되고(S230), 정지버튼이 입력되면(S180), 건조장치에서 피건조체를 제거하여 작업이 종료된다(S190).
이와 같은 본 발명 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치 및 그를 이용한 건조 방법에 대한 시즈히터에 대한 열화상측정 시험성적서이며, 시즈히터의 원적외선 방사율 시험성적서은 도 7 내지 도 11에 나타낸 바와 같은데 건조구간에서 필요로 하는 온도를 충분히 낼 수 있고, 방사율 및 방사에너지 역시 훌륭한 것을 나타내고 있다.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 온도측정부
200 : 공기순환부
300 : 표면온도측정부 400 : 제어부
500 : 이송부 600 : 건조부
610 : 프레임 620 : 반사판
630 : 시즈히터 631 : 시즈히터부
632 : 세라믹패킹부 633 : 체결부
634 : 애자부 635 : 단자부
636 : 너트부 640 : 밀폐형방폭단자함
641 : 밀폐형전선인입부 642 : 단자함커버부
643 : 부싱부 700 : 냉각부
800 : 전력제어부 900 : 건조장치 컨트롤러
300 : 표면온도측정부 400 : 제어부
500 : 이송부 600 : 건조부
610 : 프레임 620 : 반사판
630 : 시즈히터 631 : 시즈히터부
632 : 세라믹패킹부 633 : 체결부
634 : 애자부 635 : 단자부
636 : 너트부 640 : 밀폐형방폭단자함
641 : 밀폐형전선인입부 642 : 단자함커버부
643 : 부싱부 700 : 냉각부
800 : 전력제어부 900 : 건조장치 컨트롤러
Claims (3)
- 컨베이어 분체도장 건조장치에 있어서,
상기 건조장치의 건조부(히터)(600)가 구성된 건조구간에 구비되어 온도를 감지하는 기능이 수행되고, 감지된 온도 값이 온도제어부(400)로 전송되는 내부온도측정부(100);
상기 건조부(600)가 구성된 건조구간에 구비되어 건조라인의 공기를 순환시키는 순환팬으로 구성되어 건조구간 전체의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 하고, 상기 공기를 순환시키는 것에 의해 에어커튼 효과 발생을 유도하도록 하며, 상기 내부온도측정부(100)에서 감지된 온도가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 자동으로 동작되어 건조구간 내에 온도가 임계치 이상으로 상승되는 것을 방지하여 상기 건조구간의 균일한 온도 확보가 가능하도록 하는 배출부(200);
상기 건조장치내의 피건조체의 표면온도를 감지하는 것으로, 감지된 표면온도의 값이 온도제어부(400)로 전송되는 표면온도측정부(300);
상기 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)를 통해 상기 건조장치내에 복수개로 구분된 건조구간인 복수개의 존(zone)의 온도를 감지하고, 감지된 값을 기준으로 상기 건조부(600)에 공급되는 전원을 제어하여 안전사고를 미연에 방지하여, 최적의 건조장치를 제공할 수 있도록 하는 온도제어부(400);
상기 피건조체를 상기 건조장치내의 건조구간 및 냉각구간으로 이송시키며, 컨베이어로 구성된 이송부(500);
시즈히터(630)로부터 열과 원적외선을 발생시켜 상기 피건조체를 건조시키는 기능을 수행하되, 산업안전보건법상 내압방폭(Ex d ⅡB T1)규정을 준수하도록 하고, 상기 건조구간에 구비되는 상기 내부온도측정부(100)를 통해 측정된 온도에 따라 온도를 조절하되, 복수개로 구분된 건조구간인 상기 복수개의 존(zone)으로 구분되는 히팅 존에서 상기 피건조체의 건조 도입기 부분에는 상기 피건조체가 많은 열을 흡수할 수 있도록 해 높은 kw를 요구하고, 중간부를 지난 후반부에서는 상기 피건조체가 이미 포함하고 있는 열이 유지되는 조건이므로 상기 도입기 부분보다 상대적으로 낮은 Kw가 요구되도록 설계된 건조부(600);
상기 건조부(600)에서 건조된 피건조체가 상기 이송부(500)를 통해 이송되면 팬을 동작시켜 피건조체를 냉각시키는 냉각부(700);
상기 배출부(200), 이송부(500), 건조부(600) 및 냉각부(700)를 포함하는 건조장치에서 필요로 하는 전원을 공급하거나 차단하는 전력제어부(800); 및
상기 온도제어부(400)와 연동되어 상기 배출부(200), 이송부(500), 건조부(600) 및 냉각부(700)에 공급하는 전력제어부(800)의 전력량 조절이 가능하도록 구성되어, 상기 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)를 통해 상기 복수개의 각 zone의 온도가 감지되면, 감지된 값을 기준으로 상기 온도제어부(400)를 통해 건조부(600)에 공급하는 전력제어부(800)의 전력량을 상기 건조부(600)의 상기 복수개의 존 각각에 필요로 하는 만큼 선택적으로 공급되도록 컨트롤하여 상기 건조구간 내부를 데우는 속도를 조절할 수 있도록 하고, 상기 온도제어부(400)와 연동되어 상기 건조부(600)를 통해 피건조체로 전달되는 열의 온도가 기 설정된 값(임계치값)을 벗어나는 경우 전원공급을 차단하는 건조장치 컨트롤러(900);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 건조부(600)는
상기 건조부(600)의 외측에 구비되어 상기 시즈히터(630)를 보호하는 동시에, 시즈히터(630)로부터 발열되는 열의 손실을 최소화하는 기능을 수행하고 산업안전보건법상 내압방폭(Ex d ⅡB T1) 규정을 준수하는 방폭구조로 제작되는 프레임(610)과,
상기 프레임(610) 내측에 구비되되, 상기 시즈히터(630)의 외측을 감싸는 형태로 구비되어 상기 시즈히터(630)의 파손을 방지하는 동시에, 상기 시즈히터(630)로부터 발생되는 열 및 원적외선 파장을 반사시켜 열 효율을 극대화하도록 단면형상이 내측으로 만곡된 호형상을 갖는 반사판(620)과,
원적외선 방사 세라믹코팅 처리되어 구성되며, Incoloy pipe 및 금속저항발열선으로 이루어지며 산화마그네슘(MgO)을 충진제로 사용함으로써, 지속적인 고열을 발열하여도 수명이 장기간 유지될 수 있도록 되고, 3kw급 'U'자 형태로 이루어지되, 길이 1.0 내지 2.0m 용량의 히터로 제작되고, 상기 건조장치에 복수 개 구비되되, 피건조체를 기준으로 상부와 하부에 구비되도록 구성되는 상기 시즈히터(630)와,
일측에 밀폐형전선인입부(641)를 구성하여 밀폐형전선인입부(641)를 통해 삽입된 전선과 시즈히터(630)의 끝단부를 접속시키며, 타측에 단자함커버부(642)를 구성하여 전기스파크에 의한 폭발위험을 차단하는 기능을 수행하는 밀폐형방폭단자함(640)을 포함하여 구성되고,
상기 건조부(60)가 구성되는 건조구간의 길이는 30 내지 60m, 폭은 1.5m, 높이는 2m로 구성되되, 이송속도 조절범위는 5m/분으로 하며, 온도범위는 200 - 250℃로 하고, 건조장치 가열 용량은 180kw이며, 상부히터 3kw×30개/하부히터 3kw×30개로 구성되고,
상기 건조구간이 3개의 zone으로 구성된 경우 상기 건조장치의 가열용량 중 zone 1은 전체용량의 40~50%, zone 2는 30~40% 및 zone 3는 15~25%가 공급되는 것을 특징으로 하는 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치를 이용한 건조방법에 있어서,
건조장치에 구성된 내부온도측정부(100), 배출부(200), 표면온도측정부(300), 온도제어부(400), 이송부(500), 건조부(600), 냉각부(700) 및 전력제어부(800)에 대한 초기설정을 하는 단계(S100);
피건조체에 대한 제어조건이 건조장치 컨트롤러(900)에서 건조특성 데이터베이스(DB)를 참조하여 설정되는 단계(S110);
상기 건조장치에 피건조체가 투입되는 단계(S120);
상기 건조장치 컨트롤러(900)에서 자동모드가 선택되고(S130), 자동 제어모드가 선택된 후(S140), 시작버튼이 눌러지면(S150), 상기 이송부(500)는 피건조체를 미리 설정된 속도로 컨베이어에서 이동시키고, 상기 건조부(600)는 피건조체에 대하여 설정된 제어조건으로 건조되도록 시즈히터(630)로부터 열과 원적외선을 발생시켜 상기 피건조체를 건조시키는 기능을 수행하고, 상기 배출부(200)를 통해서는 공기순환팬을 통해 건조 장치 내부의 공기를 순환시키며, 상기 내부온도측정부(100)는 복수개의 건조구간으로 이루어진 건조구간 존에서 각 존별로 건조장치 내부의 온도를 측정하고, 상기 표면온도 측정부(300)는 각 존별로 상기 피건조체의 온도를 측정하며, 상기 온도제어부(400)는 상기 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)를 통해 각 zone의 온도를 감지하고, 상기 내부온도측정부(100) 및 표면온도측정부(300)에서 감지된 결과가 상기 온도제어부(400)에서 건조장치 컨트롤러(900)로 제공되며, 상기 건조장치 컨트롤러(900)는 상기 내부온도측정부(100), 배출부(200), 표면온도측정부(300), 온도제어부(400), 이송부(500), 건조부(600), 냉각부(700) 및 전력제어부(800)와의 데이터 송수신에 따라 상기 건조장치 내부 온도에 따라 상기 전력제어부(800)의 전력을 각 zone 별로 더 공급하거나, 차단하고, 필요에 따라서는 상기 배출부(200)를 통해 건조장치 내부 온도를 제어하기 위한 데이터 입출력 단계(S160); 및
상기 피건조체가 상기 이송부(500)에 의해 상기 건조부(600)를 지나 상기 냉각부(700)에 도달되면 제어조건 설정(S110)에 따른 제어모드 완료가 되었는지를 상기 건조장치 컨트롤러(900)에서 판단하여(S170), 조건이 완료되면 조건 완료를 상기 건조장치 컨트롤러(900)에서 외부로 알림음 또는 신호등을 통해 출력하고, 상기 건조장치 컨트롤러(900)에 정지버튼이 입력되면(S180), 상기 피건조체를 건조장치에서 제거하여 건조 작업 종료(S190)되는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 방폭구조 원적외선 시즈히터를 이용한 컨베이어 분체도장 건조장치를 이용한 건조방법.
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