干燥机的分时控制方式及其装置

摘要

本发明提供一种分时控制装置，即使干燥机的台数增加，也无需增大工厂受电设备，至少热板1面量的供电量即可，或者即使在既设装备多个加热器的干燥机中，在该多个加热器的并行加热时，也能够将其最大通电电流值降低至加热器1面的电流值。一种分时控制装置（A），是通过并联连接而与交流主电源（1）连接，依次切换向针对涂敷了涂敷液（3）的多个被处理体（2）在规定温度下分别进行加热干燥的多个热板（HP1）~（HPn）用的加热器（H1）~（Hn）的供电来进行供电，其特征在于，包括：既设的交流主电源（1），对所述多个加热器（H1）~（Hn）分别供给交流电流；从交流主电源（1）的主供电线路（L）分支而对该加热器（H1）~（Hn）分别进行供电的并联连接线路（n1）~（nn）以及该加热器（H1）~（Hn）及热板（HP1）~（HPn）的温度测定器（THS1）~（THSn）；以及供电控制电路（K），直至热板（HP1）~（HPn）分别达到设定温度，通过来自所述温度测定器（THS1）~（THSn）的温度信号，将向各加热器（H1）~（Hn）的交流电流的零交叉点作为供电切换点，在增设热板的情况下，按照既设热板的台数以下，在不增设热板的情况下，按照比既设热板的台数少1台的台数以下，在从该供电切换点起经过半个周期或者其整数倍的休止期间之后向所选择出的下一个加热器切换供电。

说明书

技术领域

本发明涉及在干燥设备扩展中不需要与其相伴地增强工厂的受 电设备、或者即使在不进行干燥设备扩展的情况下也能够降低既设的 干燥设备的最大电流值的分时控制方式、特别是平板显示器制造用干 燥机的分时控制方式及其装置。

背景技术

当前，在平板显示器制造工厂中，为了增产急速扩展制造设备。 为此，必需新设工厂，但对将来的需要预测非常困难，而无法轻易地 下定决心新设工厂。为此，需要利用既设工厂的空闲部分来设置必要 台数的工厂设备。

在这样的状况下，如果以平板显示器的取向膜干燥机为例子，则 该干燥机具备多个热板，或者设置多台装备了1个或多个热板的干燥 机，在全面作业时必需使工件同时干燥，而且必须使全部热板的全部 加热器同时加热，为此至少需要加热器的额定消耗电流×加热器数的 大电流。另外，如果新设干燥机，则还需要该新设台数量的电力，不 得不与设备导入符合地提高既设工厂的受电设备的能力。因此，需要 增加成本且需要用于设备增强的时间，产生无法完全满足急增的需要 这样的问题。

另外，近年来，即使是既设的干燥机，根据希望与所述用户的期 望符合地尽可能降低该地域的功耗的峰值来均衡化这样的电力公司的 情形以及受到该情形的国家的节能政策，也需要尽可能减小作业时的 最大电流值。

作为对应这样的问题的1个方法，考虑应用日本专利2688628号 记载的方法。在该方法中，对3相交流的单相分别连接热板的3个加 热器，在各相的零交叉点切换3个加热器，而极力降低在切换加热器 时发生噪声。

如果将其应用于干燥机的热板切换，则对于零交叉点处的切换， 根据切换装置的性能上的关系，并未完全在零交叉点进行，而在零交 叉点或者其附近进行，所以根据情况，在ON/OFF切换前后存在预定 数量以上的加热器被重复通电的瞬间，其产生造成超过既设的受电设 备的容量那样的过大的负担这样的恶劣影响。另外，不仅还存在由于 对3相交流的各相连接加热器而能够控制的加热器限于3个这样的问 题，而且还存在向加热器的电力供给力也比以3相供电的情况弱这样 的问题。

专利文献1：日本专利2688628号

发明内容

本发明涉及针对干燥设备的以往的电源施加方法及其装置的改 良，其目的在于提供一种分时控制方式及其装置，即使干燥机的台数 增加，也无需增大工厂受电设备，或者在既设的干燥机的多个热板中， 即使在全部或者选择出的多个该热板的并行加热（并非同时加热）时， 也能够通过间歇的通电将其通电电流值最小降低至热板1面量的电流 值且最大也低于既设的受电设备的容量。

发明1提供一种“分时控制装置（A），是通过并联连接而与交流 主电源（1）连接，依次切换向针对涂敷了涂敷液（3）的多个被处理 体（2）在规定温度下分别进行加热干燥的多个热板（HP1）~（HPn） 用的加热器（H1）~（Hn）的供电来进行供电的干燥机（41）的分时 控制装置（A），其特征在于，包括：

既设的交流主电源（1），对所述多个加热器（H1）~（Hn）分 别供给交流电流；

从交流主电源（1）的主供电线路（L）分支而对该加热器（H1） ~（Hn）分别进行供电的并联连接线路（n1）~（nn）以及该加热器（H1） ~（Hn）及热板（HP1）~（HPn）的温度测定器（THS1）~（THSn）； 以及

供电控制电路（K），直至热板（HP1）~（HPn）分别达到设定 温度，通过来自所述温度测定器（THS1）~（THSn）的温度信号（o1） ~（on），将向各加热器（H1）~（Hn）的交流电流的零交叉点作为 供电切换点，

在增设热板的情况下，按照既设热板的台数以下，

在不增设热板的情况下，按照比既设热板的台数少1台的台数以 下，

在从该供电切换点起经过半个周期或者其整数倍的休止期间之 后向所选择出的下一个加热器切换供电”。（另外，在本说明书中使用 的各符号的下标“n”具有增设时、非增设时的最大数这两方的意义。）

发明2的特征在于，在发明1的装置（A）中，

“供电控制电路（K）包括：

控制部（4），接收来自温度测定器（THS1）~（THSn）的温度 信号（o1）~（on）来检测各热板（HP1）~（HPn）的温度，并且在 与来自所述温度测定器（THS1）~（THSn）的温度信号（o1）~（on） 相关的热板（HP1）~（HPn）的温度是设定温度以下的情况下，输出 以依次执行向各加热器（H1）~（Hn）的供电的方式指令的分时控制 信号（s1）~（sn）；

主开闭元件（SSR10）~（SSRn0），分别设置于所述并联连接线 路（n1）~（nn），将供电的交流电流的零交叉点作为供电切换点而 使加热器（H1）~（Hn）和交流主电源（1）断接；以及

辅助开闭元件（SSR11）~（SSR1n），与主开闭元件（SSR10） ~（SSRn0）分别连接，接收从控制部（4）输出的分时控制信号（s1） ~（sn）而使与该分时控制信号（s1）~（sn）相关的主开闭元件（SSR10） ~（SSRn0）成为ON”。

发明3的特征在于，在发明1或者2的装置（A）中，关于向各 加热器（H1）~（Hn）的通电时间，

“向各加热器（H1）~（Hn）的通电时间是所供电的交流电流的 1个周期或者其整数倍”。

发明4提供一种“分时供电控制方法，是通过并联连接而与交流 主电源（1）连接，依次切换向针对涂敷了涂敷液（3）的多个被处理 体（2）在规定温度下分别进行加热干燥的多个热板（HP1）~（HPn） 用的加热器（H1）~（Hn）的供电来进行供电的干燥机（41）的分时 供电控制方法，其特征在于，

分别检测该热板（HP1）~（HPn）的温度，在依次供电的热板 （HP1）~（HPn）的温度是设定温度以下的情况下，直至热板（HP1） ~（HPn）分别达到设定温度，将向各加热器（H1）~（Hn）的供电交 流电流的零交叉点作为供电切换点，

在增设热板的情况下，按照既设热板的台数以下，

在不增设热板的情况下，按照比既设热板的台数少1台的台数以 下，

在从该供电切换点起经过了半个周期或者其整数倍的休止期间 之后向所选择出的下一个加热器切换供电”。

在增设了干燥机（41）的情况下，如果将既设的热板设为n台， 将新设的热板设为m台，则在以往的同时加热方式中，必要最大电流 量成为m+n台量，但供电设备的能力未增强，所以交流主电源（1） 的容量仅为既设量的n台量。在这样的未增强供电设备的能力的状况 下，在本发明中，依次切换向在热板m+n台内选择出的1至n台的热 板的加热器的供电，并且从零交叉点起至少设置半个周期的休止期间 来供电（分时控制），所以虽然由于减噪而直至热板的规定温度的升 温时间变长，但能够使既存的受电设备的能力在范围内成为最大而使 全数的热板升温。换言之，能够在未成为既设的交流主电源（1）的容 量以上的范围内供电。

另外，在不增设的情况下，在多个既设热板的并行加热中，按照 最大比既设热板的台数（n台）少1台的台数以下（n-1台），依次切 换向热板的加热器的供电，并且，从零交叉点起至少设置半个周期的 休止期间来供电（分时控制），所以与上述同样地，虽然由于减噪而 直至热板的规定温度的升温时间变长，但在该情况下向热板的供电量 最大成为（n-1）台，所以能够降低加热时的通电量。

另外，如上所述在零交叉点进行加热器的通电切换，所以在通电 切换时不发生噪声，不连续而依次切换向加热器的通电，所以急剧的 升温被抑制而不会使加热器的升温速度变得过剩，能够设为缓慢的升 温速度，由此能够直至成为设定温度寸前，执行与热板的加热器的额 定电流符合的全功率供电，在工作台数最大是m+n或者n台的情况下， 虽然预想到直至设定温度的升温时间最大延长至m+n或者n倍，但能 够例如如0.7~0.8×（m+n或者n）倍那样比预想时间大幅缩短升温时 间。如果抑制非通电时的散热损失，则能够进一步缩短时间。另外， 分时地依次切换向加热器的通电，所以仅需要主开闭元件（SSR10）~ （SSRn0）、辅助开闭元件（SSR11）~（SSR1n）等切换装置即可， 而以往针对各加热器的每一个设置的开闭器、断路器等变得不需要， 能够大幅削减部件。

附图说明

图1是本发明的实施例的电路图。

图2是说明本发明方法的实施状态的图形。

图3是本发明方法的实施状况下的1个热板的升温图形。

图4是以往例的热板的升温图形。

（符号说明）

（A）：分时供电控制装置；（1）：交流主电源；（3）：涂敷 液；（4）：控制部；（41）：干燥机；（HP1）~（HPn）：热板； （H1）~（Hn）：加热器；（L）：主供电线路；（n1）~（nn）：并 联连接线路；（THS1）~（THSn）：温度测定器；（K）：供电控制 电路；（SSR10）~（SSRn0）：主开闭元件；（SSR11）~（SSR1n）： 辅助开闭元件。

具体实施方式

以下，根据图示实施例，详述发明。第1图示出在在本控制装置 （A）中的涂敷台（81）上设置的玻璃那样的被涂敷基板（2）上涂覆 取向膜形成液那样的涂敷液（3）并使其干燥的工序中，适用了对涂敷 后的被处理体（2）进行加热而使该涂敷液（3）干燥的情况的干燥机 （41）的情况的一个实施例。

在本发明中，在不使交流主电源（1）的供电能力增强而对应于 干燥机（41）的设备增强的情况、和不进行设备的增强的情况下将供 电量至少降低1台热板的量。对于干燥机（41），适用搭载了1个或 者多面的热板（HP1）~（HPn）的例子，但在不进行设备的增强的情 况下，仅装备1台的热板的部分当然被省略。以下，以装备了多个热 板的干燥机为中心而进行说明。

所使用的交流主电源（1）是3相或者单相交流，对于图2的 “（SSR10~SSRn0）的输出接点的输入侧”的波形，在单相的情况下， 能够直接地适用，但在3相交流的情况下，为了避免图变得繁杂而示 出了其1相。

如图1所示，在干燥机（41）的多个热板（HP1）~（HPn）中 分别埋设了在供给电流时发出热的加热器（H1）~（Hn）。对于加热 器（H1）~（Hn），可以举出具有薄膜状的发热体层的面状发热体那 样的例子或者外壳加热器那样的例子。当然，还有热板仅为1台的例 子，在该情况下，干燥机为多台。

加热器（H1）~（Hn）（该情况的加热器包括仅既设、既设加增 设的情况这两方）的各个通过从交流主电源（1）的主供电线路（L） 分支的并联连接线路（n1）~（nn）并联连接。对该并联连接线路（n1） ~（nn），串联连接了电流计（61）~（6n）以及用于使并联连接线路 （n1）~（nn）开闭的主开闭元件（SSR10）~（SSRn0）（在本实施 例中半导体继电器），进而在主开闭元件（SSR10）~（SSRn0）的各 个中设置有对交流用的主开闭元件（SSR10）~（SSRn0）进行控制的 直流用的辅助开闭元件（SSR11）~（SSR1n）（在本实施例中半导体 继电器），作为后者的直流用的辅助开闭元件（SSR11）~（SSR1n） 从后述控制部（4）的温度调节器（4a）以及I/O单元（4b）得到控制 信号（从温度调节器（4a）输出调温信号（t1）~（tn），从I/O单元 （4b）输出分时控制信号（s1）~（sn））。即，将来自温度测定器（THS1） ~（THSn）的温度信号（o1）~（on）随时送到调温器（4a），调温 器（4a）在加热器的温度是设定值以下时，向辅助开闭元件（SSR11） ~（SSR1n）的输出接点的输入侧输出调温信号（tl）~（tn）。I/O单 元（4b）将分时控制信号（S1）~（Sn）输出到辅助开闭元件（SSR11） ~（SSR1n）的输入电路。辅助开闭元件（SSR11）~（SSR1n）在输 入电路的分时控制信号（S1）~（Sn）与输出接点的输入侧的调温信 号（tl）~（tn）的AND条件下，向输出接点的输出侧输出信号。辅 助开闭元件（SSR11）~（SSR1n）的输出接点的输出侧向主开闭元件 （SSR10）~（SSRnO）的输入电路输出信号。即，该信号是在未满足 设定温度的加热器中分时控制信号成为ON时的信号。向主开闭元件 （SSR10）~（SSRnO）的输出接点的输入侧，随时供给交流主电源（1）。 主开闭元件（SSR10）~（SSRnO）在输入电路的信号与输出接点的输 入侧的交流主电源（1）的AND条件下，从最初的零交叉点，从输出 接点的输出侧向加热器施加交流电源。如果该AND条件消失，则在 下一个零交叉点切断交流电源。

所述主开闭元件（SSR10）~（SSRn0）在对应单相交流的情况下， 在该零交叉点，在对应3相交流的情况下，针对各相的每个在零交叉 点进行ON/OFF而切换供电。另外，直至交流主电源（1）的主供电 线路（L）的并联连接线路（n1）~（nn）为止，从交流主电源（1） 侧，配置了过电流紧急切断用的回路断路器（20）、全部加热器（H1） ~（Hn）的电源开闭用的电磁接触器即磁铁导体（21）。在如以往那 样使全部加热器（H1）~（Hn）同时通电的情况下，在全部热板（HP1） ~（HPn）中独立地需要这些回路断路器（20）、磁铁导体（21）。

另外，在干燥机（41）的热板（HP1）~（HPn）中，分别配置 有热电偶那样的温度测定器（THS1）~（THSn），连续测定热板（HP1） ~（HPn）的温度，作为温度信号（o1）~（on）发送到后述控制部（4） 的温度调节器（4a），以各热板（HP1）~（HPn）的升温状态为首， 连续监视工作中的温度状态。

针对热板（HP1）、（HP2）~（HPn）的辅助开闭元件（SSR11）、 （SSR12）~（SSRn1）的输出接点的输入侧是施加状态，且其内的此 后想要通电的热板（HP1）、（HP2）~（HPn）的辅助开闭元件（SSR11）、 （SSR12）~（SSRn1）的输入电路，从I/O单元（4b），输出分时控 制信号（s1）~（sn），但控制部（4）中设置的温度调节器（4a）接 收所述温度测定器（THS1）~（THSn）的温度信号（o1）~（on）， 在各热板（HP1）~（HPn）的温度低于设定温度的情况下，针对辅助 开闭元件（SSR11）~（SSRn1）的输入电路，从控制部（4）中设置 的I/O单元（4b），在经过了一定时间的休止期间（此处半个周期或 者其整数倍）之后，如下一个热板（HP1）、（HP2）...（HPn）那样， 依次输出分时控制信号（s1）~（sn）（ON信号）。因此，在探测到 测定温度成为设定温度或者过冲的情况下（但是，在本发明方法中即 使假设存在过冲，也被抑制得极其小），不对该热板（HP1）、（HP2）... （HPn）输出分时控制信号（s1）~（sn）。

此处，接下来选择并加热的热板也可以是1台，在必须使多个工 件同时干燥的情况下，仅选择工件个数对应的台数。但是，对于同时 通电的台数，在增设了的情况下，与热板的既设台数相同或者限定为 其以下，在不增设的情况下，最大比既设热板台数仅少1台的台数的 热板被同时加热。

能够按照1个周期或者其整数倍，与热板（HP1）、（HP2）~ （HPn）的检测温度符合地，适宜选定向辅助开闭元件（SSR11）、 （SSR12）~（SSRn1）的所述输出时间=通电时间。即，直至成为设 定温度之前，升温曲线直线状地延长，在其之后，逐渐变短，如果达 到设定温度，仅补给散热等热损失量即可，所以通电时间设定得最短。 另一方面，休止期间的长度与其相逆地，在升温曲线直线状地延伸的 情况下变短，如果升温曲线靠近曲线图形则逐渐变长，如果达到设定 温度，仅补给散热等热损失量即可，所以通电时间设定得最长。当然， 通电时间、休止期间的长度不限于此，能够根据状况自由地设定。

接下来，根据第1、2图，说明这样的结构的控制装置（A）的动 作。设置有干燥机（41）的工厂的主电源设备的可使用容量根据工厂 不同而并非恒定，此处如上所述分成增设干燥机（41）的情况、和非 增设而使既存干燥机（41）的投入电流量降低的情况来说明。首先， 说明增设的情况，接着说明非增设的情况。另外，不论在哪一个情况 下，都有加热的热板是逐台加热的情况、和多台加热的情况。在多台 的情况下，对于在增设时一起供电的热板的数量，与既设时相同的台 数成为最大，但在非增设时最大比既设时少1台的台数成为最大。另 外，在作为非增设的后者的说明中，省略与作为增设的前者的说明重 复的部分，而援用前者的说明。对于交流主电源（1），依旧使用既设 的电源，所以在增设时，通过新设干燥机（41），热板（HP1）、（HP2） ~（HPn）比既设量增加，相应地供电设备的能力变得不足。

在工件的干燥工序中，在热板（HP1）、（HP2）~（HPn）达到 规定温度时，将涂覆了涂敷液（3）的被处理体（2）设置到该热板（HP1）、 （HP2）~（HPn）而进行干燥。为此，在空的状态下，使热板（HP1）、 （HP2）~（HPn）首先升温至规定温度。在本发明的方法中，由于是 分时供电方式，所以在仅1台热板的情况下，首先，向第1热板（HP1） 的加热器（H1）的辅助开闭元件（SSR11）输入分时控制信号（s1）， 在该辅助开闭元件（SSR11）的输入电路成为ON的状态时，如果连 接了该辅助开闭元件（SSR11）的主开闭元件（SSR10）检测到零交 叉点，则在该检测信号与所述分时控制信号（s1）的AND条件下，主 开闭元件（SSR10）动作，对第1热板（HP1）的加热器（H1）进行 通电而升温。

对于所述分时控制信号（s1），能够根据需要按照1个周期或者 其整数倍延长（最短为能够进行1个周期的通电的时间），在切断了 分时控制信号（s1）之后最初检测到零交叉点的时刻，第1热板（HP1） 的通电结束。

然后，最短设置半个周期的休止时间，反复与上述同样的动作而 从I/O单元（4b）进行第2热板（HP2）的通电来升温。如果将其反 复而最终的热板（HPn）的通电结束，则切换为第1热板（HP1）的 通电，直至热板达到规定温度反复。

如果热板达到规定温度的附近，则通电时间变短而升温曲线图形 逐渐平缓。根据需要设定休止期间。如果热板达到规定温度，则不从 I/O单元（4b）向该热板的辅助开闭元件输出分时控制信号，该辅助 开闭元件的输入电路不成为ON，因此与该辅助开闭元件连接的主开 闭元件不成为ON，不对该加热器进行通电。

这样，在分时供电方式中，针对每1个热板反复短时间的升温， 所以对于升温时间，相比于使全部加热器同时升温的情况，直至规定 温度的升温所需的时间更长，但升温速度缓慢，所以不会出现大幅超 越设定温度那样的过冲，而平滑地达到设定温度。另外，热板的升温 速度大致相同，但在后面的热板比前面的热板首先达到了设定温度的 情况下，不通过来自后面的热板的温度检测器的温度信号，从I/O单 元（4b）向后面的热板的辅助开闭器输出分时控制信号，所以无法与 后面的热板的主开闭器的零交叉点检测信号取得逻辑与，向后面的热 板的加热器的通电被略过，在经过规定时间之后，切换为接下来的热 板的升温。如果接下来的热板未达到设定温度，则开始通电，相反如 果达到设定温度则被略过。

另外，如果在干燥工序中某一个热板的温度下降至设定温度以 下，则通过来自其温度检测器的温度信号，进行该热板的通电加热。 该情况下的投入电流量成为1台热板的量。

上述的情况示出了对热板逐台依次进行加热的情况，但为了进一 步缩短全部热板的升温时间，有时使多台热板同时加热。在该情况下， 针对所选择的台数（其中，成为既设的热板的台数以下）的热板的加 热器通电规定时间，接着在经过了休止期间之后，针对接着选择出的 相同数量的热板通电规定时间。由此，通电的次序提前，相应地热板 的升温时间变短。

接下来是非增设的情况，但在使热板逐台加热的情况下，与上述 增设时的使热板逐台加热的情况相同，但加热的台数少，所以整体的 升温时间短。另外，在非增设的情况、且使多台热板同时加热的情况 下，对选择出的台数（最大比既设热板的台数少1台的台数）的热板 进行通电加热，如果通电结束，则在休止期间之后，对接着选择出的 热板进行通电加热。在同时加热的热板的台数多于既设的热板的台数 的一半的情况下，在休止期间结束之后，接着还有通电加热的热板。 即使在该情况下，通电的次序也提前，相应地热板的升温时间变短。

（实验条件）

图3示出本发明的利用分时控制方式的4面热板内1面的热板的 升温状态。图4示出以往方式的升温状态。在任一图形中，纵轴都是 温度（℃），横轴都是时间（秒）。实验条件如下所述。

交流主电源：50Hz的3相交流（在单相和60Hz中都能够应用）

热板的加热器规格：直径1mm且200V、额定功耗是10kW；

通电开始时的周围温度：23℃；

设定温度：80℃；

通电条件：在以往方式中，始终为ON，在本发明方式中，通电 10秒钟（500周期），休止0.3秒（15周期）的时间；

温度采样：每秒；

温度测定点；每个热板8个位置。

（实验结果）

在本发明方式中，直至设定温度花费45分钟。相对于此，在以 往方式中，是14分钟。在实验中使用了4面的热板，所以如果对其依 次进行通电加热，则需要以往例的4倍（14分×4）的56分钟，此时， 实际上4面花费45分钟到达设定温度，比预想提前20%左右到达设 定温度。其原因为，随着接近设定温度，使对加热器供给的电力渐减 的期间（B）比以往例的相同期间（A）明显变短。换言之，直至达到 所述期间（A）（B），升温线直线地上升。其表示直至到达期间（A） （B），进行全功率的电力供给直至加热器的满额定功耗。全功率电 力供给期间比以往例长，所以能够使本发明的升温时间比预想值更短。