KR100494446B1 - Microwave continuously dehydrating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로파 건조챔버에 콘베어벨트를 통과시켜 건조물을 계속 공급하면서 가열하여 건조시킬 수 있는 마이크로파를 이용한 연속 건조장치에 관한 것으로서, 건조물이 들어오고 나가는 입구 및 출구와 개구된 윗면을 구비하는 사각상자형 건조챔버와; 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과; 상기 마그네트론에서 발생한 마이크로파를 상기 건조챔버로 전파하는 도파관과; 상기 건조챔버의 개구된 윗면에 설치되어 도파관에서 전파되는 마이크로파를 상기 건조챔버에 반사없이 공급하는 피라미드형 급전부와; 상기 건조챔버의 입구와 출구에 각각 설치되어 마이크로파의 누설을 막는 쵸크와; 상기 건조챔버의 입구 및 출구에 연결되는 콘베어벨트;로 구성되어 콘베어벨트를 이용하여 건조챔버에 연속으로 건조물을 공급하면서 마이크로파에 의해 건조시킴으로써 다량의 슬러지 등을 연속 처리할 수 있고, 콘베어벨트가 연결되는 건조챔버의 입,출구에 쵸크를 설치하여 마이크로파의 누설을 방지한다. 또한 건조챔버를 마그네트론에서 발생하는 넓은 범위의 주파수에 대해 공진하게 하여 건조효율을 높이고, 도파관과 연결되는 건조챔버의 윗면을 피라미드형으로 구성하여 마이크로파가 건조물에 고르게 조사되도록 한다.The present invention relates to a continuous drying apparatus using a microwave that can be heated and dried while passing a conveyor belt through a microwave drying chamber and continuously supplying a dried product. A type drying chamber; A magnetron for generating microwaves; A waveguide for propagating the microwaves generated by the magnetron to the drying chamber; A pyramid feeding part installed on the opened upper surface of the drying chamber to supply microwaves propagated from the waveguide to the drying chamber without reflection; Chokes installed at the inlet and the outlet of the drying chamber to prevent leakage of microwaves; Conveyor belt is connected to the inlet and outlet of the drying chamber; consisting of a conveyor belt can be continuously dried by microwave while supplying a dry product to the drying chamber by a large amount of sludge and the like can be continuously processed, the conveyor belt is connected Chokes are installed at the inlet and outlet of the drying chamber to prevent microwave leakage. In addition, the drying chamber is resonated over a wide range of frequencies occurring in the magnetron to increase drying efficiency, and the top surface of the drying chamber connected to the waveguide is formed in a pyramid so that microwaves are irradiated to the dry matter evenly.
Description
본 발명은 마이크로파를 이용한 연속 건조장치에 관한 것으로서, 특히 마이크로파 건조챔버에 콘베어벨트를 통과시켜 건조물을 계속 공급하면서 연속 가열하여 건조시킬 수 있는 마이크로파를 이용한 연속 건조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous drying apparatus using microwaves, and more particularly, to a continuous drying apparatus using microwaves that can be dried by continuous heating while passing a conveyor belt through a microwave drying chamber and continuously supplying dry matter.
일반적으로, 건조장치는 원심분리·압착 등과 같은 기계적인 수분제거 방식과 고온의 회전드럼을 이용한 동시 탈수 및 건조방식 등이 있다. 그러나 이러한 건조방식들은 피건조물이 불균일하게 건조되는 점과, 건조시간에 비하여 건조효율이 낮은 점등의 단점을 갖는다.In general, the drying apparatus includes a mechanical water removal method such as centrifugal separation and compression, and simultaneous dehydration and drying using a high temperature rotary drum. However, these drying methods have disadvantages in that the dry matter is unevenly dried and the lighting efficiency is low compared to the drying time.
게다가, 식품을 건조할 때에는 건조물의 외형이 변하게 되며 건조처리량이 많을 경우에는 건조장치가 대형화가 되어야 하는데, 이 경우에는 설치 및 운영비용이 증가되는 문제가 있다.In addition, when the food is dried, the appearance of the dry matter is changed, and when the drying amount is large, the drying apparatus should be enlarged. In this case, there is a problem in that installation and operating costs are increased.
이러한 단점을 해결하기 위해서, 마이크로파를 이용한 건조기가 적용되고 있으며, 이러한 마이크로파에 의한 유전가열 방식은 피건조물에 포함된 수분에만 전자파 에너지가 선택적으로 접속하게 되므로 건조효율이 종래의 방식에 비해 우수하다.In order to solve this drawback, a dryer using microwaves has been applied, and the microwave heating method is superior to the conventional method because the electromagnetic energy is selectively connected only to moisture contained in the object to be dried.
또한, 마그네트론은 80% 수준의 극히 높은 효율로 전자파를 발생하므로 건조기 전체 효율측면에서 종래의 방식에 비해 탁월한 특성을 갖는다.In addition, since the magnetron generates electromagnetic waves at an extremely high efficiency of 80%, the magnetron has superior characteristics in comparison with the conventional method in terms of overall efficiency of the dryer.
또한, 마이크로파를 이용하는 건조기는 전자파의 에너지가 피건조물의 수분에 집중적으로 흡수되어 가열, 건조시키므로 건조 효율이 높아서 산업용 건조 용도에 적합하다.In addition, a dryer using microwaves is suitable for industrial drying applications because the drying energy is high because the energy of electromagnetic waves is intensively absorbed by the moisture of the dry matter and heated and dried.
뿐만 아니라, 산업용 및 생활하수 처리장 등에서 주로 발생하는 슬러지나 음식물 쓰레기의 매립 혹은 소각처리를 하기 위해서는 침출수 누출로 인한 환경오염 방지를 위하여 이들에 대한 건조가 필수적이나 피건조물이 과다하게 발생하므로 대용량으로 건조처리가 가능해야 한다. 여기서 피건조물은 식품 및 환경 슬러지, 음식물쓰레기 등과 같이 수분함유율이 높은 물질을 포함한다.In addition, in order to landfill or incinerate sludge or food waste mainly generated in industrial and domestic sewage treatment plants, it is necessary to dry them in order to prevent environmental pollution due to leachate leakage. Processing should be possible. Here, the dry matter includes a material having a high water content such as food and environmental sludge and food waste.
그러나, 연속건조에 필요한 개방형 출입구와 수증기 제거용 통풍장치에서 누설되는 전자파의 차단은 작업자의 안전확보 및 산업안전 재해방지를 위하여 필수적으로 해결해야 할 문제이다.However, the blocking of electromagnetic waves leaking from the open doors and the water vapor removal vents required for continuous drying is a problem to be solved in order to secure workers' safety and prevent industrial safety disasters.
도1a 및 도1b는 종래 마이크로파 건조장치의 구성도로서, 도1a 및 도1b를 참조하면, 종래 마이크로파 건조장치는 2.45㎓대의 마이크로파를 조사할 챔버 (chamber)(1)를 상하로 양분하여 이 양분된 공간을 통하여 피건조물(9)이 1단 또는 여러 단이 통과될 수 있게 공간을 갖춘 챔버(1)를 좌우와 전후로 여러 단을 나열하고, 여기서 좌우로 인접한 챔버(1) 사이는 짧은 마이크로파 차단 쵸크(choke)(2)로 접속 연결하고, 전후로 인접한 챔버(1) 사이는 긴 마이크로파 쵸크(3)로 접속 연결하여 전후방으로 필요한 챔버(1) 수만큼 연결되게 하고, 전후 마지막 챔버(1)에는 마이크로파 외부누설 차단용 다단 쵸크(Multi-choke)(4)를 접속하여 다중 챔버(A)를 구성한다.1A and 1B are schematic diagrams of a conventional microwave drying apparatus. Referring to FIGS. 1A and 1B, a conventional microwave drying apparatus bisects a chamber 1 for irradiating microwaves of 2.45 kHz up and down and divides the food into two parts. The chamber 9 has several spaces arranged left and right, front and rear, with a space for allowing the object 9 to pass through one or more stages through the space, where a short microwave block between the adjacent chambers 1 to the left and right Connected by choke (2), between the front and rear adjacent chamber (1) is connected by the long microwave choke (3) to connect as many times as necessary the number of chambers (1) in front and rear, The multi-choke 4 for preventing external leakage of microwaves is connected to form a multi-chamber A.
또한, 좌우 챔버(1) 우측 또는 좌측 바깥쪽에는 배기용 블로어(Blower)(6)를 여러 개 설치하고, 챔버(1) 상부 또는 하부에는 마그네트론(402)을 수평도파관 (401A)과 수직도파관(401B)에 결합하여 이 결합된 도파관을 챔버에 설치할 때 인접한 한쪽 챔버(1)에는 수직도파관(401B)을 설치하고 다른 한쪽 인접 챔버(1)에는 수평도파관(401A)을 설치하는 방법으로 번갈아 수평도파관(401A)과 수직도파관(401B)을 설치하여 인접 챔버(1)간의 마이크로파 간섭을 최소화되게 하고, 섬유류 또는 시트류의 피건조물(9)을 건조할 경우에는 다중 챔버(A)내에 네트형 콘베어벨트(7)를 1단 또는 여러 단 설치하여 무장력 건조기를 구성하고, 섬유류 또는 시트류의 피건조물(9)을 장력상태에서 건조할 경우에는 다중 챔버(A) 외부 양단에 롤러 (roller)(8)를 1단 또는 여러 단 설치하여 건조장치를 구성한다.In addition, a plurality of exhaust blowers (Blower) (6) is provided on the right or left outside of the left and right chamber (1), the magnetron 402 on the upper or lower portion of the chamber (1) and the horizontal waveguide (401A) and vertical waveguide ( When combined with the 401B to install the combined waveguide in the chamber, the horizontal waveguide is alternately installed by installing a vertical waveguide 401B in one adjacent chamber 1 and a horizontal waveguide 401A in the other adjacent chamber 1. 401A and a vertical waveguide 401B are installed to minimize microwave interference between adjacent chambers 1, and when the dry object 9 of fibers or sheets is dried, a net conveyor belt in the multiple chambers A. (7) A single- or multiple-stage installation constitutes a tensionless dryer, and a roller (8) on both ends of the outer side of the multi-chamber (A) in the case of drying the fibers or sheets to be dried (9) under tension. To install one or more stages Configure.
이러한 구성 및 동작에 대한 상세한 설명은 등록실용신안공보 등록번호 제20-0203414호에 개시되어 있다.A detailed description of such a configuration and operation is disclosed in Korean Utility Model Registration No. 20-0203414.
그러나, 종래의 건조장치는 다단으로 연결할 수 있다고 하지만, 마이크로파에 의한 균일 건조가 어려운 구조이고, 또한 챔버 내부에 발생되는 증기를 효과적으로 외부로 배출하기 어려운 문제점이 있었다.However, although the conventional drying apparatus can be connected in multiple stages, it is difficult to uniformly dry by microwaves, and it is difficult to effectively discharge steam generated inside the chamber to the outside.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 마이크로파 건조챔버에 콘베어벨트를 연결하여 건조물을 연속적으로 공급하면서 건조하는 마이크로파를 이용한 연속 건조장치를 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a continuous drying apparatus using microwaves by connecting a conveyor belt to a microwave drying chamber and continuously supplying dried products.
본 발명의 다른 목적은 콘베어벨트가 연결된 마이크로파 건조챔버의 입구와 출구에서 마이크로파가 누설되지 않도록 하는 마이크로파를 이용한 연속 건조장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a continuous drying apparatus using microwaves to prevent microwaves from leaking at the inlet and the outlet of the microwave drying chamber to which the conveyor belt is connected.
본 발명의 또 다른 목적은 마그네트론에서 발생하는 일정 주파수 범위의 마이크로파에 대해 공진할 수 있는 건조챔버를 구비하는 마이크로파를 이용한 연속 건조장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a continuous drying apparatus using microwaves having a drying chamber capable of resonating with microwaves of a certain frequency range generated in a magnetron.
본 발명의 또 다른 목적은 도파관과 건조챔버 사이에 피라미드형 급전부를 설치하여 도파관으로부터 건조챔버로 진행하는 마이크로파가 반사없이 건조챔버로 진행하여 건조물에 고르게 조사될 수 있도록 한 마이크로파를 이용한 연속 건조장치를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a pyramid-type feeder between the waveguide and the drying chamber so that microwaves traveling from the waveguide to the drying chamber can proceed to the drying chamber without reflection and be irradiated evenly to the dry matter. To provide.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 건조장치는 건조물이 들어오고 나가는 입구 및 출구와 개구된 윗면을 구비하는 사각상자형 건조챔버와; 마이크로파를 발생시키는 마그네트론과; 상기 마그네트론에서 발생한 마이크로파를 상기 건조챔버로 전파하는 도파관과; 상기 건조챔버의 개구된 윗면에 설치되어 도파관에서 전파되는 마이크로파를 상기 건조챔버에 반사없이 공급하는 피라미드형 급전부와; 상기 건조챔버의 입구와 출구에 각각 설치되어 마이크로파의 누설을 막는 쵸크와; 상기 건조챔버의 입구 및 출구에 연결되는 콘베어벨트로 구성된다.Drying apparatus according to the present invention in order to achieve this object comprises a rectangular box-type drying chamber having an inlet and an outlet through which the building material enters and exits and an open upper surface; A magnetron for generating microwaves; A waveguide for propagating the microwaves generated by the magnetron to the drying chamber; A pyramid feeding part installed on the opened upper surface of the drying chamber to supply microwaves propagated from the waveguide to the drying chamber without reflection; Chokes installed at the inlet and the outlet of the drying chamber to prevent leakage of microwaves; Conveyor belt is connected to the inlet and outlet of the drying chamber.
상기 건조챔버는 직사각형의 내부공간을 구비하며 마그네트론에서 발생하는 일정 주파수 범위의 마이크로파에 대해 공진할 수 있도록 폭, 높이 및 길이를 결정한다.The drying chamber has a rectangular inner space and determines the width, height and length so as to resonate with microwaves of a certain frequency range generated in the magnetron.
상기 피라미드형 급전부의 높이는 상기 건조챔버의 높이의 1/3에 해당하도록 구성하여 마이크로파가 건조물에 고르게 조사될 수 있도록 한다.The height of the pyramidal feed portion is configured to correspond to 1/3 of the height of the drying chamber so that the microwave can be evenly irradiated to the dry matter.
상기 쵸크는 상기 마그네트론에서 발생하는 중심 주파수 마이크로파의 반파장의 간격으로 건조물 진행방향에 대해 직각으로 설치되는 다수의 차폐판으로 구성된다.The choke is composed of a plurality of shield plates installed at right angles to the direction of construction of the building at intervals of half wavelength of the center frequency microwaves generated in the magnetron.
본 발명에 의한 건조장치의 기술적 구성을 첨부도면에 의하여 설명한다.The technical configuration of the drying apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도2에 본 발명에 따른 입구측 쵸크의 측면을 일부 절체한 건조장치의 사시도가 도시된다.2 shows a perspective view of a drying apparatus with partly alternating side surfaces of the inlet choke according to the invention.
본 발명에 의한 건조장치는 건조물이 들어오고 나가는 입구 및 출구와 개구된 윗면과 밑면을 구비하는 사각상자형 건조챔버(10)와; 마이크로파를 발생시키는 마그네트론(20)과; 상기 마그네트론에서 발생한 마이크로파를 상기 건조챔버(10)로 전파하는 도파관(30)과; 상기 도파관(30)에서 전파되는 마이크로파를 상기 건조챔버(10)에 반사없이 공급하는 피라미드형 급전부(40)와; 상기 건조챔버(10)의 입구와 출구에 각각 설치되어 마이크로파의 누설을 막는 쵸크(50)와; 상기 건조챔버 (10)의 입구 및 출구에 연결되는 콘베어벨트(60);로 구성된다.Drying apparatus according to the present invention comprises a rectangular box-type drying chamber (10) having an inlet and an outlet through which the building is entered and exited, and an open top and bottom; A magnetron 20 for generating microwaves; A waveguide (30) for propagating microwaves generated in the magnetron to the drying chamber (10); A pyramid feeder 40 for supplying microwaves propagated in the waveguide 30 to the drying chamber 10 without reflection; A choke 50 installed at the inlet and the outlet of the drying chamber 10 to prevent leakage of microwaves; Conveyor belt 60 is connected to the inlet and outlet of the drying chamber (10).
상기 건조챔버(10)는 내부공간이 직사각형으로 되도록 구성되며, 그 세로·가로 및 높이는 마그네트론(20)에서 발생하는 일정 주파수 범위의 마이크로파에 대해 공진할 수 있도록 결정된다.The drying chamber 10 is configured such that the inner space is rectangular, and its vertical, horizontal, and height are determined so as to be resonant with microwaves in a predetermined frequency range generated in the magnetron 20.
본 실시예에서는 건조챔버(10)를 2개 연결하여 구성하였지만, 건조하려는 건조물의 성질과 량에 따라 건조챔버(10)의 수를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 건조챔버(10)에 설치되는 마그네트론(20)에서는 4㎾의 마이크로파가 발생되어 건조챔버(10)에 공급되는데, 이 4㎾의 마이크로파로 24시간 동안 200㎏의 슬러지를 건조시킬 수 있다. 따라서, 200㎏의 슬러지를 6시간 동안에 건조시키려면 건조챔버(10) 4개를 연결하여 처리할 수 있다.In this embodiment, the two drying chambers 10 are configured to be connected, but the number of the drying chambers 10 may be increased or decreased according to the nature and the amount of the dry materials to be dried. For example, in the magnetron 20 installed in the drying chamber 10, 4 kHz of microwave is generated and supplied to the drying chamber 10. The 4 kHz microwave can dry 200 kg of sludge for 24 hours. have. Therefore, in order to dry 200 kg of sludge for 6 hours, four drying chambers 10 may be connected and treated.
상기 마그네트론(20)은 중심주파수가 2.45㎓이고 2.30∼2.60㎓ 범위를 갖는 마이크로파를 발생시킨다. 마그네트론(20)에서 발생된 2.30∼2.60㎓ 범위의 마이크로파는 도파관(30)을 거치게 되는데, 그 도파관(30)을 TE10모드 마이크로파만을 통과시키는 WR-340 도파관으로 구성하여 상기 마이크로파가 도파관(30)의 축방향으로 전파되면서 콘베어벨트(60)의 진행방향에 대해 직각으로 전계가 생기도록 한다.The magnetron 20 generates a microwave having a center frequency of 2.45 kHz and a range of 2.30 GHz to 2.60 GHz. Microwave in the range of 2.30 ~ 2.60 ㎓ generated in the magnetron 20 passes through the waveguide 30, the waveguide 30 is composed of a WR-340 waveguide that passes only TE 10 mode microwaves, the microwave waveguide 30 While propagating in the axial direction of the conveyor belt 60 to generate an electric field at a right angle to the traveling direction.
본 실시예에서는 WR-340 도파관을 선택하여 장변의 길이 a를 86.36㎜로 하고, 단변의 길이 b를 43.18㎜로 한다. WR-340 도파관을 통과하는 마이크로파는 도3에 도시된 바와 같이, 마주보는 장변에 수직한 전계성분을 가지면서 진행하므로, 도파관(30)의 장변을 콘베어벨트(60)와 수직으로 배열하면 건조챔버(10)의 입,출구로 향하는 마이크로파는 발생하지 않는다.In this embodiment, the WR-340 waveguide is selected to make the length a of the long side 86.36 mm and the length b of the short side 43.18 mm. As the microwave passing through the WR-340 waveguide proceeds with an electric field component perpendicular to the opposing long side, as shown in FIG. 3, when the long side of the waveguide 30 is arranged vertically with the conveyor belt 60, the drying chamber No microwaves are directed towards the inlet and outlet of (10).
도파관(30)을 통과한 TE10모드 마이크로파는 피라미드형 급전부(40)에 이르게 되는데, 이 피라미드형 급전부(40)는 혼(horn) 안테나의 형태를 갖도록 구성하여 마이크로파가 콘베어벨트(60)에 도달했을 때, 마이크로파의 전계의 세기가 고르게 되도록 한다.The TE 10 mode microwave passing through the waveguide 30 leads to a pyramidal feed part 40, which is configured to have a form of a horn antenna so that the microwave conveyor belt 60. When is reached, the intensity of the electric field of the microwave is made even.
도4에 본 발명에 의한 건조장치의 측면도에서 피라미드형 급전부의 개구각을 구하기 위한 설명도가 도시된다.4 is an explanatory diagram for obtaining an opening angle of a pyramidal feed section in the side view of the drying apparatus according to the present invention.
콘베어벨트(60)에 도달한 마이크로파의 전계의 세기가 고르게 되도록 하기 위해, 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 건조장치의 측면에서 보았을 때, 피라미드형 급전부(40)의 개구각 θ는 다음과 같이 구한다.In order to make the intensity of the electric field of the microwave reaching the conveyor belt 60 as shown, when viewed from the side of the drying apparatus according to the present invention, the opening angle θ of the pyramidal feed portion 40 is as follows. Get together.
건조챔버(10)의 높이 h1이 피라미드형 급전부의 높이 h2의 2배가 되게 하여 식(1)과 같은 관계가 되도록 설정하고,The height h 1 of the drying chamber 10 is set to be twice the height h 2 of the pyramidal feed section, so that the relationship as shown in equation (1) is set.
................(1) ................(One)
피라미드형 급전부(40)의 빗변을 콘베어벨트(60)까지 연장했을 때 그 빗변과 콘베어벨트(60)가 만나는 점을 A, 피라미드형 급전부(40)의 꼭지점을 P, 꼭지점 P에서 수직선을 그었을 때, 그 수직선과 콘베어벨트(60)가 만나는 점을 O라 했을 때, 삼각형 POA로부터 건조챔버(10)의 윗면의 가로길이 ℓ2는 삼각형 POA의 밑변 ℓ1의 1/2이 되도록 하여 식(2)와 같은 관계가 되도록 설정한다.When the hypotenuse of the pyramidal feed section 40 is extended to the conveyor belt 60, the point where the hypotenuse meets the conveyor belt 60 is A, the vertex of the pyramidal feed section 40 is P, and the vertical line is formed at the vertex P. Then, when the point where the vertical line and the conveyor belt 60 meet is O, the horizontal length ℓ 2 of the upper surface of the drying chamber 10 from the triangle POA is 1/2 of the base ℓ 1 of the triangle POA. Set so as to have the same relationship as (2).
.................(2) .................(2)
따라서, 피라미드형 급전부(40)의 개구각 θ는Therefore, the opening angle θ of the pyramidal feed section 40 is
................(3) ...... (3)
이다.to be.
마그네트론(20)에서 발생한 마이크로파는 중심주파수가 2.45㎓이고 2.30∼ 2.60㎓ 범위를 갖는데, 그 마이크로파는 도파관(30) 및 피라미드형 급전부(40)를 거쳐 건조챔버(10)에 이르게 된다.The microwave generated in the magnetron 20 has a center frequency of 2.45 kHz and has a range of 2.30 to 2.60 kHz, which reaches the drying chamber 10 through the waveguide 30 and the pyramidal feed section 40.
건조챔버(10)에 도달한 마이크로파는 그 내부에서 공진하게 되는데, 마그네트론(20)에서 발생한 2.30∼2.60㎓ 범위의 마이크로파가 건조챔버(10)에서 공진하도록 건조챔버(10)의 폭, 가로, 세로(높이)를 결정해야 한다.Microwave reaching the drying chamber 10 is resonated therein, the width, width, length of the drying chamber 10 so that the microwave in the range of 2.30 ~ 2.6030 generated in the magnetron 20 resonates in the drying chamber 10 (Height) must be determined.
도5에 본 발명에 의한 건조챔버의 일 실시예가 도시된다.5 an embodiment of a drying chamber according to the invention is shown.
본 실시예에서는 건조챔버(10)에서 공진되는 주파수가 많도록 건조챔버(10)의 폭을 1,000㎜, 가로를 500㎜, 세로(높이)를 480㎜로 설정한다.In this embodiment, the drying chamber 10 has a width of 1,000 mm, a width of 500 mm, and a length (height) of 480 mm so that the frequency of resonance in the drying chamber 10 increases.
여기서, 건조챔버(10)에서 건조물을 건조시키는 동안 건조챔버(10)의 내부에서 발생하는 수증기를 외부로 배출하기 위하여 상기 건조챔버(10)의 좌우 측면에 관통구(11)를 형성하고, 그 관통구(11)에 블로어(12)를 설치한다. 블로어(12)에는 건조챔버(10)로부터 마이크로파가 누설되지 않도록 지름 1㎜이하의 작은 구멍을 구비하는 전자파차폐 철망(13)을 설치한다.Here, through holes 11 are formed on the left and right sides of the drying chamber 10 to discharge water vapor generated inside the drying chamber 10 to the outside while the drying chamber 10 is dried. The blower 12 is installed in the through hole 11. The blower 12 is provided with an electromagnetic shielding wire net 13 having a small hole of 1 mm or less in diameter so that microwaves do not leak from the drying chamber 10.
상기 TE10모드 마이크로파가 건조챔버(10)에서 공진하면서 콘베어벨트(60)에 도달하면 그 전계는 도3에 도시된 바와 같이, 콘베어벨트(60)의 진행방향에 대해 직각으로만 방향을 가지므로 건조챔버(10)의 입,출구로 진행하는 마이크로파는 없게 되어야 하지만, 콘베어벨트(60) 위에 놓인 슬러지, 음식쓰레기 등의 건조물은 그 면이 고르지 못하여 마이크로파가 건조물에 닿게 되면 난반사하여 건조챔버 (10)의 입,출구로 진행하는 마이크로파가 발생한다.When the TE 10 mode microwave reaches the conveyor belt 60 while resonating in the drying chamber 10, the electric field has a direction only at right angles to the traveling direction of the conveyor belt 60, as shown in FIG. There should be no microwaves proceeding to the inlet and outlet of the drying chamber 10, but dry matter such as sludge and food waste placed on the conveyor belt 60 is uneven and the surface is irregularly reflected when the microwave touches the drying chamber. ), Microwaves are generated at the entrance and exit of
이렇게 난반사하는 마이크로파가 건조챔버(10)의 입,출구를 통해 누설되지 않도록 건조챔버(10)의 입,출구에 쵸크(50)를 설치한다.The choke 50 is installed at the inlet and the outlet of the drying chamber 10 so that the diffused microwaves do not leak through the inlet and the outlet of the drying chamber 10.
도6에 본 발명에 의한 쵸크의 일부 절체 사시도가 도시된다.Fig. 6 shows a partially cutaway perspective view of the choke according to the present invention.
쵸크(50)는 마주보는 한 쌍의 면이 개구되고 그 개구된 한 면이 건조챔버 (10)의 입구 또는 출구에 연결되는 사각상자 형태의 케이스(51)와; 상기 케이스의 상판의 밑면에 아랫쪽으로 서로 일정간격으로 부착되는 다수의 차폐판(52)으로 구성된다.The choke 50 may include a case 51 having a rectangular box shape in which a pair of faces facing each other is opened and the opened side is connected to an inlet or an outlet of the drying chamber 10; It consists of a plurality of shielding plate 52 which is attached to the bottom of the upper plate of the case at a predetermined distance from each other downward.
쵸크(50)는 건조챔버(10)의 입,출구에서 누설되는 마이크로파를 제거하기 위해 설치되는 것으로서, 쵸크(50)의 종단축을 따라 자른 단면도가 도7에 도시된다.The choke 50 is installed to remove microwaves leaking from the inlet and the outlet of the drying chamber 10, and a cross-sectional view taken along the longitudinal axis of the choke 50 is shown in FIG.
쵸크(50)의 차폐판(52)과 콘베어벨트(60) 사이의 간격 δ는 40㎜가 되도록 차폐판(52)을 다수개 설치한다. 따라서, 콘베어벨트(60) 위에는 최대 40㎜의 슬러지, 음식물 쓰레기 등이 놓여 처리될 수 있다.A plurality of shielding plates 52 are provided such that the distance? Between the shielding plate 52 of the choke 50 and the conveyor belt 60 is 40 mm. Therefore, sludges of up to 40 mm, food waste, and the like may be disposed on the conveyor belt 60 and disposed of.
케이스(51)와 차폐판(52)은 알루미늄, 페라이트 등 금속재질로 제작하여 전자파가 금속을 통과하지 못하는 성질을 이용한다. 차폐판(52)과 차폐판(52) 사이의 간격 S는 73㎜, 그 길이 H는 64㎜이며, 이 간격은 2.45㎓ 마이크로파의 1/2파장으로서 2.45㎓ 마이크로파가 차폐판(52)과 차폐판(52) 사이에서 공진하여 소멸되므로 이 차폐판(52)을 통과하지 못하게 된다.The case 51 and the shielding plate 52 are made of a metal material such as aluminum or ferrite, and thus the electromagnetic wave does not pass through the metal. The spacing S between the shielding plate 52 and the shielding plate 52 is 73 mm, the length H is 64 mm, and this spacing is 1/2 wavelength of 2.45 GHz microwaves, so that 2.45 GHz microwaves are shielded from the shield plate 52. Resonating and extinguished between the plates 52 prevents the passage of the shield plate 52.
하나의 차폐판(52)에서 다음 차폐판(52)을 통과하는 마이크로파는 10㏈씩 감소되어 본 실시예와 같이 9개의 차폐판(52)을 8단으로 설치하는 경우 80㏈ 감소되어 건조챔버(10)의 입, 출구에서 마이크로파는 거의 누설되지 않는다.In one shielding plate 52, the microwave passing through the next shielding plate 52 is reduced by 10 ㏈, and when 9 shielding plates 52 are installed in 8 stages as in the present embodiment, the microwave is reduced by 80 되어 and the drying chamber ( At the inlet and outlet of 10), microwaves hardly leak.
또한, 마그네트론(20)에서 발생한 마이크로파는 중심주파수가 2.45㎓이고 2.30∼2.60㎓ 범위를 가지므로, 차폐판(52)의 두께를 10㎜로 하고 그 두께를 고려했을 때, 2.30∼2.60㎓ 범위에 걸친 마이크로파의 1/2파장이 어느 차폐판(52)과 그 다음 차폐판(52) 사이의 간격(두께를 고려한 간격)과 동일하도록 하여 공진하게 함으로써 2.30∼2.60㎓ 범위의 마이크로파가 누설되지 않도록 한다.In addition, since the microwave generated in the magnetron 20 has a center frequency of 2.45 kHz and has a range of 2.30 to 2.60 kHz, the thickness of the shielding plate 52 is 10 mm and the thickness is considered to be in the range of 2.30 to 2.60 kHz. The half-wavelength of the microwaves across is equal to the spacing (interval considering the thickness) between any of the shield plates 52 and the next shield plate 52 so that the microwaves do not leak in the range of 2.30 to 2.60 GHz. .
특이한 경우, 도8에 도시된 바와 같이, 건조물(60)의 산과 골이 차폐판(52)의 간격과 동일한 간격을 갖는 때, 마이크로파(81)가 건조물(60)의 표면을 따라 진행하여 외부로 누설될 수 있으므로, 건조물(60)의 표면에 생긴 산과 골을 없애기 위해 쵸크(50)의 전단에 표면 평탄판(53)을 설치하여 건조물(60)의 표면이 평탄하게 되도록 한다.In an unusual case, as shown in FIG. 8, when the acid and valley of the building 60 have the same spacing as that of the shielding plate 52, the microwave 81 proceeds along the surface of the building 60 to the outside. Since it may leak, the surface flat plate 53 is provided at the front end of the choke 50 to remove the acid and the valleys formed on the surface of the dry matter 60 so that the surface of the dry matter 60 is flat.
평탄판(53)의 길이는 차폐판(52)보다 5∼10㎜ 더 길게 하여 차폐판(52)과 건조물(60)의 표면이 10㎜이상 떨어지지 않게 한다. 차폐판(52)과 건조물(60)의 표면이 10㎜이상 떨어지는 경우 건조챔버(10)에서 난반사되는 마이크로파 중 건조물 (60)의 표면과 평행하게 진행하는 마이크로파가 누설될 수 있다.The length of the flat plate 53 is 5 to 10 mm longer than the shielding plate 52 so that the surfaces of the shielding plate 52 and the dry matter 60 do not fall more than 10 mm. When the surfaces of the shielding plate 52 and the building 60 fall 10 mm or more, microwaves traveling parallel to the surface of the building 60 may be leaked among microwaves that are diffusely reflected from the drying chamber 10.
다른 변형예로서, 도9에 도시된 바와 같이, 긴 차폐판(52)과 짧은 차폐판 (52')을 교대로 설치하고, 긴 차폐판(52)과 짧은 차폐판(52') 사이의 간격은 2.5㎓ 마이크로파의 1/2파장으로 하여 더 넓은 범위 주파수를 갖는 마이크로파가 공진하게 할 수 있다.As another variant, as shown in Fig. 9, the long shielding plate 52 and the short shielding plate 52 'are alternately installed, and the gap between the long shielding plate 52 and the short shielding plate 52' is alternated. The half wavelength of 2.5 kHz microwaves can cause microwaves with a wider range of frequencies to resonate.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 건조장치는 콘베어벨트를 이용하여 건조챔버에 연속으로 건조물을 공급하면서 마이크로파에 의해 건조시킴으로써 다량의 슬러지 등을 연속 처리할 수 있고, 콘베어벨트가 연결되는 건조챔버의 입,출구에 쵸크를 설치하여 마이크로파의 누설을 방지한다.As described above, the drying apparatus according to the present invention can continuously process a large amount of sludge and the like by continuously supplying a dry product to the drying chamber using a conveyor belt, and drying the microwaves, and the drying chamber of the drying chamber to which the conveyor belt is connected. Choke at the inlet and outlet to prevent microwave leakage.
또한, 건조챔버를 마그네트론에서 발생하는 넓은 범위의 주파수에 대해 공진하게 하여 건조효율을 높이고, 도파관과 연결되는 건조챔버의 윗면을 피라미드형으로 구성하여 마이크로파가 건조물에 고르게 조사되도록 한다.In addition, the drying chamber is resonated over a wide range of frequencies generated in the magnetron to increase drying efficiency, and the top surface of the drying chamber connected to the waveguide is formed in a pyramid so that microwaves are irradiated to the dry matter evenly.
도1a 및 도1b는 종래 마이크로파 건조장치의 구성도,1a and 1b is a configuration diagram of a conventional microwave drying apparatus,
도2는 본 발명에 따른 입구측 쵸크의 측면을 일부 절체한 건조장치의 사시도,Figure 2 is a perspective view of a drying apparatus with a partial replacement of the side of the inlet side choke according to the present invention,
도3은 본 발명에 의한 건조장치의 도파관과 건조챔버를 전파하는 마이크로파의 전계성분 나타내는 설명도,3 is an explanatory diagram showing electric field components of microwaves propagating the waveguide and the drying chamber of the drying apparatus according to the present invention;
도4는 본 발명에 의한 건조장치의 측면도에 피라미드형 급전부의 개구각 θ를 표시한 설명도,4 is an explanatory view showing the opening angle θ of the pyramidal feed section on the side view of the drying apparatus according to the present invention;
도5는 본 발명에 의한 건조챔버의 일 실시예,Figure 5 is an embodiment of a drying chamber according to the present invention,
도6은 본 발명에 의한 쵸크의 일부 절체 사시도,Figure 6 is a partially alternate perspective view of the choke according to the present invention,
도7은 본 발명에 의한 쵸크의 종단축을 따라 자른 단면도,7 is a cross-sectional view taken along the longitudinal axis of the choke according to the present invention;
도8은 본 발명에 의한 건조장치의 콘베어벨트 위에 놓이는 건조물의 산과 골의 표면을 따라 진행하는 마이크로파를 나타내는 설명도,Fig. 8 is an explanatory diagram showing microwaves traveling along the surface of the acid and valley of the dried product placed on the conveyor belt of the drying apparatus according to the present invention;
도9는 본 발명에 의한 쵸크의 다른 실시예이다.9 is another embodiment of the choke according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10:건조챔버 11:관통구 12:블로어10: drying chamber 11: through-hole 12: blower
13:전자파 차폐철망 20:마그네트론 30:도파관13: Electromagnetic shielding wire mesh 20: Magnetron 30: Waveguide
40:피라미드형 급전부 50:쵸크 51:케이스40: pyramid type feeding part 50: chalk 51: case
52:차폐판 53:평탄판 60:콘베어벨트52: shielding plate 53: flat plate 60: conveyor belt
70:건조물70: building
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