KR100577218B1 - 목재 건조 방법 - Google Patents

Abstract

연소가스 발생로(4)의 하부에 설치한 연소실(4a) 내에 폐목재 등의 목질계 연료를 투입하여 연소시키고, 이 연소에 의하여 발생하는 고온의 연소가스를 미건조(未乾燥)의 목재를 수용한 건조실(1)의 상부에 도입하여 이 목재를 상기한 연소가스에 의하여 가열건조하는 목재 건조 방법에 있어서, 상기 건조실내 분위기 중의 연소가스를 고농도로 유지한 상태에서 가열건조함으로써 목재를 단시간에 양호한 효율로 건조한다. 그리고 상기 건조실을 밀봉하여 건조실내 분위기의 압력을 고압으로 유지함으로써 더욱 단시간에 양호한 효율로 목재를 건조한다.

Description

목재 건조 방법{WOOD DRYING METHOD}

본 발명은 목재 건조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생(生)목재, 예컨대 간벌 목재, 생대나무 혹은 이와 유사한 기타의 생수목(生樹木) 등을 단시간에 건조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 명세서에서 "목재"라 함은 대나무 및 기타의 생수목을 포함한다.

종래의 목재 건조 방법으로서는, 생목재를 건조실에 넣어 밀폐하고, 폐목재 등의 목질계(木質系) 연료를 연소가스 발생로의 하부에 설치된 연소실에 넣고 밀폐한 다음, 목질계 연료를 연소시켜 연소시에 발생한 고온의 연소가스를 건조실의 상부에 도입하여 목재를 건조시키는 목재 건조 방법에 있어서, 건조실 내의 산소농도를 낮은 레벨로 유지하는 방법이 있었다.

상기한 종래의 목재 건조 방법에 의하면 건조실 내에서의 산소농도, 즉, 연소실 내에서의 산소농도를 거의 0에 가까운 낮은 레벨로 유지함으로써 목재를 안정하고도 균일하게 건조할 수 있다. 그러나 산소농도를 조절하는 상기한 종래의 목재 건조 방법은 목재를 단시간 내에 효율적으로 충분히 건조할 수 없어 개선의 여지가 더 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 목재 건조에 사용되는 연소가스의 농도를 높은 값으로 유지하고, 연소가스를 함유한 건조실내 분위기의 압력을 높은 값으로 유지함으로써 목재를 보다 짧은 시간에 효율적으로 건조할 수 있는 목재 건조 방법을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐목재 등의 목질계 연료를 연소가스 발생로의 하부에 설치한 연소실 속에 넣고 연소시켜, 이 연소시에 발생한 고온의 연소가스를 생목재를 수용하는 건조실의 상부에 도입함으로써 상기 목재를 상기 연소가스에 의해 가열 건조하는 단계를 포함하는 목재의 건조 방법에 있어서, 상기 목재 건조시에 존재하는 상기 건조실내 분위기 중에 함유된 상기 연소가스의 농도를 높은 값으로 유지함으로써 상기 목재를 가열건조하는 목재의 건조 방법을 제공하고 있다.

또한 이 방법은 굴뚝으로부터 배출되는 건조실내 분위기의 배출량과 건조실 속으로 도입되는 연소가스의 도입량을 제어함으로써 상기 연소가스의 농도를 유지하는 것을 특징으로 하고 있다.

더욱이 본 발명의 방법은 건조실로부터 회수되어 연소실 속으로 도입되는 건조실내 분위기의 회수량과 건조실 속으로 도입되는 연소가스의 도입량을 제어함으로써 상기 연소가스의 농도를 유지하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 방법은 상기 연소가스의 농도를 60 내지 95 (체적)% 범위의 높은 농도로 유지하는 것을 특징으로 하고 있다.

더욱이 본 발명의 방법은 건조실내 분위기의 상기 압력을 1.5 내지 5 기압 범위의 높은 압력으로 유지하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 방법은 상기 연소가스 발생로에서 과열 수증기를 발생시켜 연소가스와 더불어 건조실 속으로 도입하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 여러가지 목적과 효과에 대해서는 첨부된 도면을 참조하면서 아래의 설명으로부터 명료히 알 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 목재건조 방법의 한가지 실시예를 실시하는 장치의 구성을 나타낸 측단면도.

도 2는 선 A-A를 따라 취한 구성을 나타낸 단면 평면도.

이하, 한가지 실시예를 나타낸 각 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 및 2에 있어서, 참조 숫자 1은 간벌 목재 등의 생목재를 수용하는 건조실을 나타내고, 참조 숫자 2는 목재를 건조실(1)에 넣고 꺼낼 때 개방되는 개폐식 도어를 각각 나타낸다. 참조 숫자 3은 건조실(1)의 바닥(floor)에 설치되는, 개폐식 도어(2)가 설치된 목재 출입구로부터 바깥쪽으로 연장되는 각각의 레일(rail)을 나타낸다. 건조실(1)의 내부는 개폐식 도어(2)가 닫히면 밀봉된다. 대차(臺車)(도시되지 않았음)는 레일(3) 위를 이동하며 대차 위에 목재를 싣는다. 이러한 구성에서 레일(3)과 대차는 건조실(1)에다 목재를 넣고 꺼내는 수단으로서의 한가지 예이기 때문에 이들 수단은 이들 예에 한정되는 것은 아니다.

참조 숫자 4는 연소가스 발생로인데 격벽(5)을 사이에 둔 건조실(1)에 인접해 배치되어 있다. 연소가스 발생로(4)에는 그 하부에 연소실(4a)을 가지고 있다. 연소가스 발생로(4)에는 개폐식 도어(6)가 있는데, 이것은 폐목재 등의 목질계 연료를 연소실(4a) 속으로 넣거나 재(ash; 灰)를 배출시킬 때에 개방된다. 개폐식 도어(6)가 닫히면, 연소 도중에 연소가스 발생로(4)의 내부를 밀봉하게 된다.

격벽(5)에는 그 상부 위치에 각각 연소가스 공급 통로(7)가 있어서 연소가스 발생로(4)에서 발생한 고온의 연소가스를 건조실(1)의 상부 속으로 도입한다. 연소가스 공급 통로(7) 각각에는 댐퍼(damper) 등의 유량 조절판(도시하지 않았음)을 설치하여 건조실(1) 속으로 도입되는 연소가스의 유량을 0 내지 100%의 범위에서 조절한다. 건조실(1) 속으로 도입되는 연소가스는 그 온도가 저하하지 않는 동안에 건조실(1)에 도입하는 것이 바람직하기 때문에 연소가스 발생로(4)를 건조실(1)에 인접하여 배치하는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 연소가스 발생로(4)와 건조실(1)을 서로간에 떨어진 위치에 배치해도 좋다.

참조 숫자 8은, 각각 적당한 위치에서 연소실(4a)의 주변에서 개구하여 연소실(4a) 속으로 신선한 공기를 공급하는 신선한 공기 유입구를 나타낸다. 이 신선한 공기 유입구(8)에는 팬(fan) 및 댐퍼(도시하지 않았음)가 설치되어 있다. 이러한 구성을 함으로써 연소실(4a) 내의 연소가스의 압력이 높을 경우에도 신선한 공기를 충분히 안정하게 공급할 수 있고, 또한 신선한 공기의 공급량을 조절할 수 있다.

참조 숫자 9는 건조실(1)의 바닥에 형성되어 있는 분위기 회수용 도관을 각각 나타내는데, 이 분위기 회수용 도관(9)은 건조실(1)에 대해 개구한 상부 부분 및 연소실(4a)에 대해 개구한 배기구(exhaust port)(9a)를 가진 채널(channel) 형상으로 형성되어 있다. 분위기 회수용 도관(9)에는, 건조실(1)에 도입된 연소가스와 목재로부터 증발한 수분 및 휘발물질(이하, 이 수분 및 휘발물질을 간단히 "목재 증발 가스"라 함)로 된 혼합물의 일부인 건조실 분위기를 연소실(4a) 속으로 충분히 안정하게 공급하며 분위기의 회수량을 제어하는 복수개의 팬(10)이 각각 설치되어 있다. 이들 복수개의 팬(10)은 분위기 회수용 도관(9)을 따라 배치되어 있다. 이들 팬(10)은 각각 전기 모우터 등의 회전구동 수단(10b)에 의해 회전하는 회전 샤프트(10a)에 고정되어 있다. 철판 등의 커버판(도시하지 않았음)을 팬(10)이 설치되는 위치에 있는 분위기 회수용 도관(9)의 상부 개구 부분에다 부분적으로 덮어주어 팬(10)에 의한 송풍효율을 향상시키도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 분위기 회수용 도관(9)의 나머지 부분들을 망(mesh) 혹은 다공성 판 등의 공기 투과성 커버(도시하지 않았음)로 덮어주는 것이 바람직하다. 분위기 회수용 도관(9)은 상기한 채널구조에 한정되는 것은 아니며, 서로 통하는 적당한 구멍들을 통해 건조실(1)과 서로 통하도록 하는 원통형의 회수용 도관 형상으로 형성해도 좋다. 이 경우에 있어서 팬(10)을 서로 통하는 구멍 속에 설치해도 좋다. 분위기 회수용 도관(9)에는 팬(10) 대신에 혹은 팬(10)과 함께 댐퍼(도시하지 않았음)를 설치함으로써 건조실(1) 내의 분위기의 회수량을 제어하도록 해도 좋다.

참조 숫자 11은 건조실(1) 바닥에 강하한 저온의 건조실 분위기의 일부를 대기 속으로 배출하는 굴뚝을 나타낸다. 굴뚝(11)의 아래쪽 끝에 형성된 흡입구는 건조실(1) 바닥에 형성된 분위기 배출용 도관(12)과 서로 통해 있다. 이 흡입구에는 팬 혹은 댐퍼를 설치함으로써 배출가스의 량을 제어하도록 해도 좋다. 분위기 배출용 도관(12)을 연소가스 공급 통로(7)로부터 가장 떨어진 위치에 있는 바닥에 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 분위기 배출용 도관(12)을 분위기 회수용 도관(9)과 서로 통하게 하고 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 그 사이에 서로 통하지 않게 하여 별도로 구성해도 좋다. 또한, 분위기 배출용 도관(12)을 생략해도 좋다. 다시 말하자면, 굴뚝(11)의 아래쪽 끝에 형성된 흡입구를 건조실(1)의 바닥에, 연소가스 공급 통로(7)로부터 떨어진 위치에 설치할 필요가 있을 뿐이다.

이어서 본 실시예의 상기한 목재 건조 장치를 사용하여 목재를 건조하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 건조하고자 하는 간벌 목재 등의 생목재를 대차위에 쌓아 올린 다음, 대차를 레일(3) 위를 따라 이동시켜 건조실(1) 속에 목재를 수용한다. 목재를 수용한 후에는 개방 도어(2)를 닫아 건조실(1)을 밀봉하는 한편, 폐목재 등의 목질계 연료를 연소실(4a) 속에 넣고 개폐식 도어(6)를 닫은 다음, 연료를 착화하여 연소시킴으로써 연소가스를 발생시킨다.

연소가스 발생로(4)에서 발생한 고온의 연소가스를 연소가스 공급 통로(7)를 통해 건조실(1) 상부로 도입한다. 이 연소가스의 도입에 의해 건조실(1) 내의 공기를 굴뚝(11)을 통해 대기 속으로 배출하거나 혹은 분위기 회수용 도관(9)를 통해 연소실(4a) 속으로 공급하여 연소용 공기로 하여 소모시킨다. 이와 같이 하여 건조실(1) 내에 존재하였던 공기는 도입된 연소가스로써 대체되기 때문에 건조실(1)의 내부는 연소가스로 채워지게 됨으로써 건조실(1)의 내부는 연소가스로 인해 고온으로 된다.

고온의 연소가스가 건조실(1) 속에 쌓인 목재 사이를 통과함으로써 목재는 가열 건조 처리된다. 이렇게 하여 가열 건조 처리된 목재에 의하여 그 속에 함유된 수분이 목재로부터 증발되고, 휘발물질 등의 목재 증발 가스가 증발하게 된다. 연소가스는 이 목재 증발 가스와 혼합되어 건조실 가스로 변환됨으로써 건조실(1)의 내부는 건조실 분위기로써 충만된다. 이 연소가스와 목재 증발 가스의 혼합물로 인하여 건조실내 분위기의 온도는 저하되므로 이 분위기는 무거워져서 건조실(1) 바닥으로 강하한다.

저온으로 인하여 무거워진 건조실의 분위기 중의 일부가 분위기 배출용 도관(12)을 통과하여 굴뚝(11)으로부터 대기중으로 배출된다. 건조실 분위기 중의 일부는 분위기 회수용 도관(9)을 통하여 연소실(4a) 속으로 회수된다. 굴뚝(11)으로부터 배출된 건조실 분위기의 배출량을 제어하면, 건조실 분위기의 배출량에 따라 연소가스는 연소가스 발생로(4)로부터 건조실(1) 속으로 도입된다. 신선한 공기를 신선한 공기 유입구(8)로부터 연소실(4a) 속으로 공급하기 때문에 연소가 활발히 일어나게 된다.

이어서 다량의 연소가스를 건조실(1) 속으로 도입함으로써 건조실(1) 내의 연소가스의 농도가 높아진다. 다른 한편으로는 건조실(1)로부터 연소실(4a)로 회수되는 건조실 분위기의 회수량이 증가함에 따라 연소실(4a) 내의 산소량이 부족하게 되면, 연소속도를 느리게하여 연소가스의 발생을 억제함으로써 건조실(1) 내의 연 소가스의 농도를 저하시킨다. 이와 같이 하여 굴뚝(11)으로부터의 연소가스의 배출량 혹은 분위기 회수용 도관(9)으로부터의 연소가스의 회수량을 제어함으로써 건조실(1) 내의 건조실 분위기 중의 연소가스의 농도를 높은 농도, 예컨대 60 내지 95 (체적)%의 범위로 유지할 수 있다.

또한, 건조실(1) 내부가 밀봉되기 때문에 연소가스를 강제로 도입하게 되면 건조실(1) 내의 압력이 증가하여 가열 건조 처리가 더욱 가속된다. 유량 조절판에 의해 연소가스 공급 통로(7)를 닫음으로써 건조실(1)의 내부를 1.5 내지 5 기압 범위의 고압으로 유지할 수가 있다. 또한, 신선한 공기 유입구(8)를 닫음으로써 연소가스 발생로(4)의 내부를 밀봉하거나, 혹은 신선한 공기 유입구(8)에 설치된 팬(도시하지 않았음)에 의해 로(4) 속으로 강제로 신선한 공기를 도입함으로써 건조실(1)의 내부를 상기한 고압으로 유지할 수가 있다.

연소실(4a) 내로 공급된 신선한 공기를 그 유입량에 대하여 이렇게 제어함으로써, 공급된 공기의 거의 100%가 연소를 위해 소비된다. 그 결과, 건조실(1) 속으로 유입하는 연소가스는 산소 결핍 상태로 된다. 따라서 건조실(1) 내의 고온의 연소가스에 의하여 건조실(1) 내의 목재가 발화될 우려가 없으므로 화재의 우려가 없다.

목재 건조 처리 도중에 목재로부터 발생한 휘발물질은 건조실(1) 내의 열로 인해 분해될 뿐만 아니라 거의 대부분이 연소가스와 더불어 연소실(4a)로 회수된 후에 분해 및 연소된다. 그 결과, 굴뚝(11)으로부터 대기 중으로 배출되는 가스로 인한 환경오염을 극단적으로 경감할 수 있다.

더욱이 연소가스 발생로(4)에는 철제 격자(iron grid) 등으로 형성된 증기 발생기를 설치해도 좋다. 이러한 구성에 있어서 물 공급구를 상기 발생기 바로 위에 설치하고, 물을, 연소에 의해 가열되는 증기 발생기에 방울씩 공급함으로써 과열 수증기를 발생시켜도 좋다. 이렇게 하여 발생시킨 과열 수증기를 연소가스와 함께 건조실(1) 속으로 도입함으로써 건조처리되는 목재의 주변부분이 과도하게 건조되어 딱딱해지는 것을 방지하게 된다.

위에서 설명한 것은 현재로서 보다 바람직한 실시형태로 생각되는 것에 대한 것이었지만, 여기에 여러가지 수식(修飾)을 가할 수도 있으며, 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않는 한, 본 발명의 특허청구의 범위에 이러한 모든 수식이 포함된다.

목재 건조용의 연소가스의 농도를 높은 값으로 유지하고, 연소가스를 함유한 건조실내 분위기의 압력을 높은 값으로 유지하기 때문에 목재를 단시간에 효율적으로 건조할 수가 있다.

Claims (7)

1. 폐목재 등의 목질계 연료를 연소가스 발생로의 하부에 설치한 연소실 속에 넣고, 이 목질계 연료를 연소시켜, 이 연소시에 발생한 고온의 연소가스를 생목재를 수용하는 건조실의 상부에 도입함으로써 상기 목재를 상기 연소가스에 의해 가열 건조하는 단계를 포함하는 목재의 건조 방법에 있어서, 상기 건조실내에 함유된 연소가스를 60 내지 95 (체적)% 범위의 높은 농도로 유지하고, 건조실내 분위기의 압력을 1.5 내지 5 기압 범위의 높은 압력으로 유지하는, 목재의 건조 방법.
2. 제1항에 있어서, 굴뚝으로부터 배출되는 건조실내 분위기의 배출량과 건조실 속으로 도입되는 연소가스의 도입량을 제어함으로써 상기 연소가스의 농도를 유지하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 건조실로부터 회수되어 연소실 속으로 도입되는 건조실내 분위기의 회수량과 건조실 속으로 도입되는 연소가스의 도입량을 제어함으로써 상기 연소가스의 농도를 유지하는 방법.
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 건조실내 분위기의 압력을, 상기 건조실을 밀봉함으로써 높은 값으로 유지하는 방법.
6. 삭제
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연소가스 발생로에서 과열 수증기를 발생시켜 연소가스와 더불어 건조실 속으로 도입하는 방법.

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