KR100837228B1 - 톱밥 건조기 - Google Patents

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KR100837228B1
KR100837228B1 KR1020060135426A KR20060135426A KR100837228B1 KR 100837228 B1 KR100837228 B1 KR 100837228B1 KR 1020060135426 A KR1020060135426 A KR 1020060135426A KR 20060135426 A KR20060135426 A KR 20060135426A KR 100837228 B1 KR100837228 B1 KR 100837228B1
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Abstract

본 발명은 톱밥 건조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 톱밥의 건조시 함수율을 측정하여 톱밥의 체류시간에 따른 이송스크류의 회전속도를 제어함으로써 톱밥 건조에 따른 에너지 효율을 최대화시킬 수 있는 톱밥 건조기에 관한 것이다.
본 발명은 양측에 톱밥의 투입구와 배출구를 갖는 몸체와, 상기 몸체의 내부를 관통하고 구동모터에 의해 회동되는 이송스크류와, 상기 이송스크류에 의해 이송되는 톱밥을 건조시키도록 구비되는 열매체를 포함하는 톱밥 건조기에 있어서, 상기 몸체는 다수개 구비되어 제1몸체(10)의 제1투입구(13)로 투입된 톱밥이 건조된 후 제1배출구(14)를 통해 제2몸체(11)의 제2투입구(13)로 투입되어 내부에 구비된 이송스크류(20)에 의해 이송되면서 제2배출구(15)로 배출되는 과정을 복수 번 거친 후 마지막 몸체에 구비된 배출호퍼(17)를 통해 배출되도록 이루어지고, 상기 몸체의 외주면에 일정 공간을 갖도록 형성되어 상기 열매체가 내장되는 열매체내장관(30)과, 상기 열매체내장관(30)에 이격되게 상기 몸체의 상측에 몸체의 내부와 연통되게 설치되는 가스배출관(32)과, 상기 배출호퍼(17)와 상기 제1투입구(12)의 상부에 구비된 공급호퍼(16)의 내부에 각각 구비되는 함수율센서(35)와, 상기 함수율센서(35)로부터 측정된 상기 공급호퍼(16)로 투입된 톱밥의 함수율과 상기 배출호퍼(17)로 배출되는 톱밥의 함수율을 수신받아 상기 이송스크류(20)의 회전속도 및 상기 열매체의 온도를 제어하기 위한 제어박스(38)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Figure R1020060135426
이송스크류, 열매체, 가스배출관, 함수율센서, 이송관

Description

톱밥 건조기{sawdust drier}
도1은 본 발명에 의한 톱밥 건조기의 사시도,
도2는 본 발명에 의한 톱밥 건조기의 몸체의 연결상태를 보인 상태도,
도3은 도2의 A-A선에 따른 단면도,
도4는 도2의 B-B선에 따른 단면도,
도5는 본 발명에 의한 이송스크류를 보인 부분확대도,
도6은 본 발명에 의한 이송스크류가 구비된 상태의 몸체를 보인 단면도,
도7은 종래의 일반적인 톱밥 건조기를 보인 상태도,
도8은 도7의 이송스크류를 보인 단면도,
도9는 7의 톱밥 건조기의 에너지 효율을 보인 설명도,
도10은 종래의 유동층식 톱밥 건조기를 보인 상태도,
도11은 도8의 유동층식 톱밥 건조기의 에너지 효율을 보인 설명도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 제1몸체 11: 제2몸체
12: 제1투입구 13: 제2투입구
14: 제1배출구 15: 제2배출구
16: 공급호퍼 17: 배출호퍼
20: 이송스크류 21: 구동모터
22: 중공부 30: 열매체내장관
31: 열매체이송호스 32: 가스배출관
33: 배출호스 35: 함수율센서
38: 제어박스 40: 이송관
41: 안내스크류 45: 배출제어박스
46: 진공펌프 50: 케이스
55: 열매체공급수단
본 발명은 톱밥 건조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 톱밥의 건조시 함수율을 측정하여 톱밥의 체류시간에 따른 이송스크류의 회전속도를 제어함으로써 톱밥 건조에 따른 에너지 효율을 최대화시킬 수 있는 톱밥 건조기에 관한 것이다.
일반적으로 톱밥, 사료 등의 피건조물은 사용목적에 따라 적합한 습도를 함유하여야 하는바, 상기 피건조물이 적정 습도 이상의 수분을 함유하고 있는 경우에는 이를 건조시켜 필요한 습도를 유지하여야 한다.
종래의 피건조물의 건조기 즉, 톱밥 건조기는 도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 투입구(101)와 투출구(102) 및 가스배출구(103)가 형성된 몸체(100)와, 상기 몸체(100)의 내부에 회전되게 구비되는 이송스크류(110)로 구성되고, 상기 몸체의 일측에 형성된 열풍투입구(120)를 통해 열풍을 불어 넣어 상기 이송스크류(110)의 회전으로 톱밥이 이송과정에서 건조되도록 이루어져 있다.
그러나, 상기의 건조기는 톱밥이 본체와 스크류에 접촉되어 있음에 따라 열풍과 접촉되는 단면적이 상대적으로 작게 됨으로써 건조효율이 미약함은 물론 건조된 톱밥이 열풍에 의해 배출구로 날려가 배출되는 관계로 분진이 건조기 밖으로 비산되어 작업환경을 열악하게 만드는 요인이 되었으며, 특히 도9에 도시된 바와 같이, 톱밥에 건조시의 에너지 효율이 평균 32%로서, 건조에 반해 불필요하게 에너지가 낭비되어 열효율이 낮은 단점이 있었다.
한편, 상기의 낮은 열효율을 향상시키고자 도10에 도시된 바와 같이, 유동층식 건조기가 개시되어 사용되고 있다.
상기 유동층식 건조기는 피건조물이 투입되어 배출되는 투입구(201) 및 배출구(202) 및 가스배출구(203)가 형성된 몸체(200)와, 상기 몸체(200)의 내부에 상기 피건조물을 이송시키기 위한 이송부재(210)와, 상기 이송부재(210)의 저부에 열풍을 불어 넣기 위한 열풍투입구(220)가 형성된 열풍실로 이루어져 상기 이송부재(210)에 의해 피건조물이 이송되는 중에 열풍에 의해 건조되도록 하고 있으나, 이 또한 건조효율에 비해 에너지의 낭비를 가져오고 있으며, 열풍에 의해 톱밥이 외부로 비산되는 등의 문제점이 있었으며, 특히 최적의 건조특성을 측정할 수 없어 불필요하게 에너지를 낭비하는 등 톱밥의 건조시 수반되는 에너지를 효과적으로 이용할 수 없는 단점이 있었다.
즉, 이와 같은 유동층식 건조기도 도11에 도시된 바와 같이, 평균 에너지 효 율이 55%로서, 일반적인 종래의 톱밥 건조기에 비해 에너지 효율이 향상되기는 하였으나, 톱밥 건조에 따른 에너지의 효율을 최대화시키기에는 역부족이어서 동일 부피의 톱밥 건조시 에너지 효율을 보다 향상시킬 수 있는 톱밥 건조기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 톱밥의 건조시 배출되는 톱밥의 비산을 방지함과 아울러 사용용도에 따른 함수율을 측정하여 톱밥의 체류시간에 따른 이송스크류의 회전속도를 제어함으로써 톱밥 건조에 따른 에너지 효율을 최대화시킬 수 있으며, 이에 따른 최고의 품질을 얻을 수 있는 톱밥 건조기를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 양측에 톱밥의 투입구와 배출구를 갖는 몸체와, 상기 몸체의 내부를 관통하고 구동모터에 의해 회동되는 이송스크류와, 상기 이송스크류에 의해 이송되는 톱밥을 건조시키도록 구비되는 열매체를 포함하는 톱밥 건조기에 있어서, 상기 몸체는 다수개 구비되어 제1몸체(10)의 제1투입구(13)로 투입된 톱밥이 건조된 후 제1배출구(14)를 통해 제2몸체(11)의 제2투입구(13)로 투입되어 내부에 구비된 이송스크류(20)에 의해 이송되면서 제2배출구(15)로 배출되는 과정을 복수 번 거친 후 마지막 몸체에 구비된 배출호퍼(17)를 통해 배출되도록 이루어지고, 상기 몸체의 외주면에 일정 공간을 갖도록 형성되어 상기 열매체가 내장되는 열매체내장관(30)과, 상기 열매체내장관(30)에 이격되게 상기 몸체의 상측에 몸체의 내부와 연통되게 설치되는 가스배출관(32)과, 상기 배출호퍼(17)와 상기 제1투입구(12)의 상부에 구비된 공급호퍼(16)의 내부에 각각 구비되는 함수율센서(35)와, 상기 함수율센서(35)로부터 측정된 상기 공급호퍼(16)로 투입된 톱밥의 함수율과 상기 배출호퍼(17)로 배출되는 톱밥의 함수율을 수신받아 상기 이송스크류(20)의 회전속도 및 상기 열매체의 온도를 제어하기 위한 제어박스(38)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 이송스크류(20)는 내부에 상기 열매체가 내장되도록 일정 공간을 갖는 중공부(22)로 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 배출호퍼(17)의 일측에는 1차 건조된 톱밥을 상기 공급호퍼(16)에 재차 투입시키도록 내부에 안내스크류(41)가 내장된 이송관(40)이 더 구비되고, 상기 가스배출관(32)에는 배출호스(33)를 매개로 연결되어 배출되는 가스를 흡입하여 용이하게 배출시키도록 일측에 진공펌프(46)가 구비된 배출제어박스(45)가 더 구비된 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 톱밥 건조기를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 톱밥 건조기의 사시도이고, 도2는 본 발명에 의한 톱밥 건조기의 몸체의 연결상태를 보인 상태도이며, 도3은 도2의 A-A선에 따른 단면도이고, 도4는 도2의 B-B선에 따른 단면도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 톱밥 건조기는 양측에 톱밥의 투입구와 배출구를 갖는 몸체와, 상기 몸체의 내부를 관통하고 구동모터(21)에 의해 회동되는 이송스크류(20)와, 상기 이송스크류(20)에 의해 이송되는 톱밥을 건조시키도록 구비되는 열매체와, 상기 몸체와 일정 공간을 갖도록 상기 몸체의 외주면으로부터 이격되게 설치되어 상기 열매체가 내장되는 열매체내장관(30)과, 상기 열매체내장관(30)에 이격되게 상기 몸체의 상측에 몸체의 내부와 연통되게 설치되는 가스배출관(32)과, 상기 배출호퍼(17)와 상기 제1투입구(12)의 상부에 구비된 공급호퍼(16)의 내부에 각각 구비되는 함수율센서(35)와, 상기 함수율센서(35)로부터 측정된 함수율을 수신받아 상기 이송스크류(20)의 회전속도 및 상기 열매체의 온도를 제어하기 위한 제어박스(38)로 구성된다.
여기서, 상기 몸체는 다수개 구비되어 복층 구조를 이루도록 형성되고, 구성설명을 위해 최상위에 구비된 몸체를 제1몸체(10)라 하고, 두번째 구비된 몸체를 제2몸체(11)라 한다.
따라서, 상기 제1몸체(10)의 일측에 구비된 제1투입구(12)를 통해 투입된 톱밥이 상기 이송스크류(20)에 의해 이송되면서 건조된 후 상기 제1투입구(12)의 반대측에 구비된 제1배출구(14)로 배출되고, 상기 제1배출구(14)로부터 배출되는 톱밥은 상기 제2몸체(11)의 일측에 구비된 제2투입구(13)로 투입되어 내부에 구비된 이송스크류(20)에 의해 이송되면서 상기 제2투입구(13)의 반대측에 구비된 제2배출구(15)로 배출되어 지며, 상기와 같은 과정을 복수 번 거친 후 마지막 몸체 즉, 최하위에 구비된 몸체의 배출구에 연결된 배출호퍼(17)를 통해 배출되도록 이루어진다.
이때, 상기 톱밥은 이송과정에서 상기 열매체내장관(30)에 내장된 열매체에 의한 열기로 가열되면서 건조되어 진다.
상기 열매체는 상기 제어박스(38)에 의해 제어되도록 이루어진 것으로, 증기 또는 증기유인 것이 바람직하고, 상기 열매체는 상기 몸체의 외측에 별도로 구비된 열매체공급장치(55)를 통해 공급되는 것으로 상기 열매체공급장치(55)는 공지된 기술인 관계로 구조 및 작동원리에 대해서는 더이상 설명하지 않기로 한다.
상기 가스배출관(32)은 톱밥의 건조시 발생되는 유해가스를 포함한 수증기를 외부로 배출시키기 위한 것으로, 가스의 배출을 보다 용이하게 하도록 배출호스(33)를 매개로 연결되고 일측에 진공펌프(46)가 구비된 배출제어박스(45)가 더 구비된다.
이때, 상기 배출제어박스(45)에는 상기 가스배출관(32)을 통해 배출되는 가스량에 따라 상기 진공펌프(46)의 동작상태를 조절할 수 있는 스위치가 구비됨은 당연하다.
한편, 상기 제어박스(38)는 상기 열매체내장관(30)에 상기 열매체의 공급 및 온도를 제어하고, 상기 이송스크류(20)의 회전속도를 제어하기 위한 것으로, 톱밥의 건조시 정해진 열매체의 온도조건에서는 상기 배출호퍼(17)로 배출된 1차 건조된 톱밥의 함수율을 측정한 후 측정된 데이터를 기준으로 톱밥의 이동속도를 계산하여 상기 구동모터(21)를 제어함으로써 상기 이송스크류(20)의 회전속도를 제어하여 상기 톱밥을 건조시킬 수 있으며, 또한 상기 열매체의 온도와 더불어 상기 이송스크류(20)의 회전속도를 제어할 수 있으며, 이에 따라 불필요하게 낭비되는 에너 지를 절감시킬 수 있어 건조과정에 따른 전체적인 에너지 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 제어박스(38)에 톱밥의 함수율을 측정하여 보내기 위한 상기 함수율센서(35)는 상기 배출호퍼(17)와 상기 제1투입구(12)의 상부에 구비된 공급호퍼(16)의 내부에 각각 구비되고, 상기 공급호퍼(16)로 투입된 톱밥의 함수율과 상기 배출호퍼(17)로 배출되는 톱밥의 함수율을 측정하여 상기 제어박스(38)에 송신하게 되는 것이다.
여기서, 상기 톱밥의 건조시 상기 이송스크류(20)에 의해 이송되면서 건조됨에 따라 톱밥과 상기 이송스크류(20)의 증가된 접촉면적을 이용하여 시간에 따른 톱밥의 건조율을 향상시키도록 상기 이송스크류(20)의 내부를 중공부(22)로 형성하여 상기 열매체를 내장시킨 상태로 톱밥을 건조시킬 수 있다.
이 경우, 동일한 시간동안 보다 높은 건조율을 얻을 수 있어 상기 구동모터(21)의 구동전력과 상기 열매체의 온도유지 및 공급에 따른 전력을 보다 절감시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 배출호퍼(17)의 일측에는 1차 건조된 톱밥을 상기 공급호퍼(16)에 재차 투입시키도록 내부에 안내스크류(41)가 내장된 이송관(40)이 더 구비된 것이 바람직하다. 이때, 상기 이송관(40)은 상기 배출호퍼(17)와 공급호퍼(16)에 직접 연결되거나 별도의 연결관을 통해 연결될 수 있으며, 상기 이송관(40)을 지지하도록 지지대가 구비되는 것이 바람직하다.
따라서, 톱밥의 함수율에 따라 사용용도에 적합하게 사용하도록 연속적으로 건조시킬 수 있도록 함으로써 배출호퍼(17)로 배출된 톱밥을 별도의 도구를 이용하여 재차 투입시키는 등의 작업을 하지 않아도 되며, 특히 1차 건조된 상태의 톱밥의 함수율을 측정한 후 외부에 단절된 상태에서 단시간내에 재차 공급호퍼(16)로 이송시킬 수 있게 된다.
여기서, 본 발명의 톱밥 건조기는 외부로부터의 이물질이 차단되도록 외부에 케이스(50)가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 케이스(50)를 개폐하기 위한 도어가 하나 이상 설치되는 것이 바람직하다.
아래의 [표1]은 본 발명의 톱밥 건조기를 이용하여 톱밥의 건조에 따른 함수율을 건량기준으로 하여 시험한 것으로, 120℃의 온도에서 18.86㎏의 톱밥을 투입시킨 후 60분동안 건조시 함수율이 제로가 되어 완전 건조되었고, 100℃의 온도에서 18.88㎏의 톱밥을 투입시킨 후 80분동안 건조시 함수율이 제로가 되어 완전 건조되었음을 알 수 있다.
Figure 112006097207072-pat00001
상기 [표1]을 참조하여 본 발명의 톱밥 건조기의 에너지 효율을 아래의 [표2]에서 확인할 수 있다.
Figure 112006097207072-pat00002
상기 [표2]는 톱밥 건조시 120℃와 100℃의 온도에서 20분간격으로 측정한 에너지의 효율을 보인 것으로, 120℃에서의 완전 건조시 평균 에너지량은 9㎾, 건조된 수분량은 10.2W, 평균 에너지 효율은 120℃에서는 71.03%임을 알 수 있다.
또한, 100℃에서는 평균 에너지량 8.8㎾, 건조된 수분량 9.72W, 평균 에너지 효율은 69.23%임을 확인할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 톱밥 건조기는 다수개의 몸체를 사용함과 아울러 함수율센서(35)에 의한 열매체의 온도 및 이송스크류(20)의 회전속도를 제어하여 최소의 에너지로 톱밥을 건조시킬 수 있는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 살펴보면,
몸체의 외부에 구비된 열매체내장관(30)에 내장된 증기 또는 증기유의 온도를 100℃를 유지시킨 상태에서 공급호퍼(16)에 건조시키고자 하는 톱밥을 투입한 후 구동모터(21)를 구동시켜 이송스크류(20)를 회전시킨다. 상기 이송스크류(20)의 회전으로 제1몸체(10) 내부에서 건조되면서 제1배출구(14)를 통해 배출되는 톱밥은 제2몸체(11)의 제2투입구(13)로 유입된 후 내부에 구비된 이송스크류(20)에 의해 이송되면서 다시 건조되는 과정을 복수번 거치게 된다.
이때, 다른 실시예로서 상기 열매체내장관(30) 대신 상기 이송스크류(20) 내부에 형성된 중공부(22)에 상기 증기 또는 증기유를 내장시켜 톱밥을 건조시킬 수 있으며, 이 경우 이송스크류(20)와 톱밥의 접촉면적이 넓어짐에 따라 건조율을 보다 높일 수 있게 된다.
상기의 과정을 거친 후 상기 배출호퍼(17)에 구비된 함수율센서(35)에 의해 1차 건조된 상태의 톱밥에 대한 함수율을 측정할 수 있다.
따라서, 상기 함수율에 따라 열매체의 온도를 상승시키거나 이송스크류(20)의 회전속도를 감소시켜 불필요하게 낭비되는 에너지를 절약할 수 있다. 즉, 이송스크류(20)의 회전속도가 빠른 상태에서는 상기 구동모터(21)의 구동력이 빨라짐에 따라 에너지를 많이 소비하게 되는 문제점을 해소할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 함수율을 측정하는 이유는 최초 건조과정을 거친 톱밥의 함수율이 어느 정도인지를 확인하기 위함이며, 이에 따라 톱밥의 최적 건조에 따른 온도와 시간을 계산할 수 있어 많은 량의 톱밥을 건조시키는 경우 용도에 따라 정확하게 건조시킬 수 있을 뿐만 아니라 건조시간을 최대한 단축시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 톱밥을 연속적으로 재차 건조시키는 경우에는 최하부에 위치된 몸체의 배출구에 연결된 배출호퍼(17)로 배출된 톱밥을 이송관(40)을 통해 제1몸체(10)의 제1투입구(11)의 공급호퍼(16)에 공급시키면 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 톱밥의 건조시 배출되는 톱밥의 비산을 방지함과 아울러 사용용도에 따른 함수율을 측정하여 톱밥의 체류시간에 따른 이송스크류의 회전속도를 제어함으로써 톱밥 건조에 따른 에너지 효율을 최대화시킬 수 있으며, 이에 따른 최고의 품질을 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 양측에 톱밥의 투입구와 배출구를 갖는 몸체와, 상기 몸체의 내부를 관통하고 구동모터에 의해 회동되는 이송스크류와, 상기 이송스크류에 의해 이송되는 톱밥을 건조시키도록 구비되는 열매체를 포함하는 톱밥 건조기에 있어서,
    상기 몸체는 다수개 구비되어 제1몸체(10)의 제1투입구(13)로 투입된 톱밥이 건조된 후 제1배출구(14)를 통해 제2몸체(11)의 제2투입구(13)로 투입되어 내부에 구비된 이송스크류(20)에 의해 이송되면서 제2배출구(15)로 배출되는 과정을 복수 번 거친 후 마지막 몸체에 구비된 배출호퍼(17)를 통해 배출되도록 이루어지고,
    상기 이송스크류(20)는 내부에 상기 열매체가 내장되도록 일정 공간을 갖는 중공부(22)로 형성되며,
    상기 몸체의 외주면에 일정 공간을 갖도록 형성되어 상기 열매체가 내장되는 열매체내장관(30)과,
    상기 열매체내장관(30)에 이격되게 상기 몸체의 상측에 몸체의 내부와 연통되게 설치되는 가스배출관(32)과,
    상기 배출호퍼(17)와 상기 제1투입구(12)의 상부에 구비된 공급호퍼(16)의 내부에 각각 구비되는 함수율센서(35)와,
    상기 함수율센서(35)로부터 측정된 상기 공급호퍼(16)로 투입된 톱밥의 함수율과 상기 배출호퍼(17)로 배출되는 톱밥의 함수율을 수신받아 상기 이송스크류(20)의 회전속도 및 상기 열매체의 온도를 제어하기 위한 제어박스(38)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 톱밥 건조기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배출호퍼(17)의 일측에는 1차 건조된 톱밥을 상기 공급호퍼(16)에 재차 투입시키도록 내부에 안내스크류(41)가 내장된 이송관(40)이 더 구비되고,
    상기 가스배출관(32)에는 배출호스(33)를 매개로 연결되어 배출되는 가스를 흡입하여 용이하게 배출시키도록 일측에 진공펌프(46)가 구비된 배출제어박스(45)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 톱밥 건조기.
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