KR100915411B1 - 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치 - Google Patents

열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치

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Abstract

본 발명 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치는, 수분이 포함된 원단을 공급하는 투입부, 마이크로웨이브를 조사하여 원단을 건조하는 제 1 챔버, 열풍을 불어넣어 원단을 건조하는 제 2 챔버 및 건조된 원단을 외부로 배출하는 배출부를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제 1 챔버의 내부에 마련된 마이크로웨이브 조사수단은, 상하로 소정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트, 상기 플레이트의 서로 대향하는 면에서 원단의 이송방향과 직각으로 길게 형성되는 다수의 도파홈, 상기 도파홈 사이에 형성되는 격벽 및 도파홈의 일단에 마련된 마그네트론을 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성의 본 발명은 상하로 소정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트의 서로 대향하는 면에 원단의 이송방향과 직각으로 길게 형성되는 다수의 도파홈이 형성되는 바, 두께가 얇은 원단 및 직물 등의 건조대상물에 적합하고, 마이크로웨이브의 출력 대비 건조효율을 극대화할 수 있다.

Description

열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치{HOT AIR-MICROWAVE COMBINED DRYER}
본 발명은 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치에 관한 것으로, 구체적으로는 마이크로웨이브의 출력 대비 건조효율을 극대화할 수 있는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치에 관한 것이다.
도 6은 일반적인 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치를 도시하는 개략도로 도 6을 참조하며, 일반적인 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치(1)는 건조대상물(10)을 일정한 속도로 이송하기 위한 컨베이어(20)와, 상기 컨베이어(20)의 상부에 마련되어 이송하는 건조대상물에 열풍을 불어넣는 열풍발생기(30)와, 상기 열풍발생기(30)의 전후에 마련되어 건조대상물에 마이크로웨이브를 조사하기 위한 마그네트론(40)과, 상기 마그네트론(40)의 외측에 마련되어 마이크로웨이브가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 필터(50)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 일반적인 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치(1)는 입구측에 마련된 예열구간(A), 중단에 마련된 고온건조구간(B) 및 출구측에 마련된 저온건조구간(C)으로 구획된다.
이 중에서 상기 예열구간(A)은 열풍과 마이크로웨이브를 이용하여 수분이 포함된 건조대상물(10)을 예열하는 구간으로, 건조대상물(10)을 직접 가열하므로 열풍만을 이용하는 간접가열방식에 비하여 건조효율이 높다. 이때, 상기 예열구간(A)은 내부에 포함되어 있는 수분이 증발하기 시작하기 직전까지의 구간을 말하는 것이다.
상기 고온건조구간(B)은 열풍과 마이크로웨이브를 이용하여 예열된 건조대상물(10)을 고온 가열하는 구간으로, 예열구간(A)과 동일하게 건조대상물(10)을 직접 가열하여 함수율을 낮춘다.
상기 저온건조구간(C)은 열풍과 마이크로웨이브를 이용하여 어느 정도 건조된 건조대상물(10)을 저온 가열하는 구간으로, 예열구간(A)과 동일하게 건조대상물(10)을 직접 가열한다. 이때, 상기 고온건조구간(B)을 거친 건조대상물(10)은 함수율이 낮으므로 짧은 시간에 많은 열량을 주입할 경우 내부 온도가 급격하게 상승하여 건조대상물(10)이 손상된다. 따라서 장시간에 걸쳐 저온으로 가열하여 건조대상물(10)을 건조한다.
그런데 상술한 일반적인 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치(1)는 도 6에 도시된 바와 같은 소정의 부피를 갖는 건조대상물(10)의 건조에는 적합하나 두께가 얇은 원단 및 직물 등에는 적합하지 않다. 특히, 마이크로웨이브의 출력에 비하여 건조효율이 매우 낮은 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 두께가 얇은 원단 및 직물 등의 건조대상물에 적합하고, 마이크로웨이브의 출력 대비 건조효율을 극대화할 수 있는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치는, 수분이 포함된 원단을 공급하는 투입부, 마이크로웨이브를 조사하여 원단을 건조하는 제 1 챔버, 열풍을 불어넣어 원단을 건조하는 제 2 챔버 및 건조된 원단을 외부로 배출하는 배출부를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제 1 챔버의 내부에 마련된 마이크로웨이브 조사수단은, 상하로 소정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트, 상기 플레이트의 서로 대향하는 면에서 원단의 이송방향과 직각으로 길게 형성되는 다수의 도파홈, 상기 도파홈 사이에 형성되는 격벽 및 도파홈의 일단에 마련된 마그네트론을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치는 상하로 소정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트의 서로 대향하는 면에 원단의 이송방향과 직각으로 길게 형성되는 다수의 도파홈이 형성되는 바, 두께가 얇은 원단 및 직물 등의 건조대상물에 적합하고, 마이크로웨이브의 출력 대비 건조효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치를 도시하는 개략도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치 중 마이크로웨이브 조사수단을 도시하는 측면도 및 평면도.
도 4와 도 5는 마이크로웨이브 조사수단의 일부를 확대 도시하는 도면.
도 6은 일반적인 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치를 도시하는 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 투입부 20: 제 1 챔버
30: 제 2 챔버 40: 배출부
50: 열풍발생기 60: 배기부
70: 폐열회수부 200: 마이크로웨이브 조사수단
210, 220: 플레이트 230: 마그네트론
240: 차폐수단
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치를 도시하는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치(1)는, 수분이 포함된 원단을 공급하는 투입부(10)와, 상기 투입부(10)을 통해 공급된 원단에 마이크로웨이브를 조사하여 건조하는 제 1 챔버(20)와, 상기 제 1 챔버(20)에서 일부 건조된 원단에 열풍을 불어넣어 건조하는 복수의 제 2 챔버(30)와, 상기 제 2 챔버(30)에서 완전히 건조된 원단을 외부로 배출하는 배출부(40)와, 제 1 및 제 2 챔버(20, 30)로 열풍을 공급하기 위한 열풍발생기(50)와, 제 1 및 제 2 챔버(20, 30)에서 건조에 사용된 열풍, 즉 배기가스를 외부로 배출하기 위한 배기부(60)와, 배출되는 배기가스의 일부를 재순환시키기 위한 폐열회수부(70)를 포함하여 구성된다.
상술한 각 구성요소(10 ~ 70) 중에서 상기 제 1 챔버(20)를 제외한 나머지 구성요소(10, 30 ~ 70)는 일반적인 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치에 이미 사용되고 있는 구성요소이거나 출원된 구성요소이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 제 1 챔버(20)의 내부에는 원단으로 마이크로웨이브를 조사하기 위한 마이크로웨이브 조사수단(200)이 마련된다. 도 2 내지 도 5를 참조하여 제 1 챔버(20)의 내부에 마련된 마이크로웨이브 조사수단(200)에 대해 상세히 살펴보도록 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치 중 마이크로웨이브 조사수단을 도시하는 측면도 및 평면도이고, 도 4와 도 5는 마이크로웨이브 조사수단의 일부를 확대 도시하는 도면이다.
도 2와 도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로웨이브 조사수단(200)은 상하로 소정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트(210, 220)를 포함하여 구성된다. 상기 한 쌍의 플레이트(210, 220)는 소정 두께를 갖는 직사각형 평판으로, 서로 대향하는 일면에 원단의 이송방향과 직각으로 길게 다수의 도파홈(212, 222)이 형성되고, 상기 도파홈(212 또는 222)의 사이에는 소정 높이의 격벽(214, 224)이 형성된다. 그리고 상기 도파홈(212, 222)에는 마이크로웨이브를 발진시키는 마그네트론(230)이 설치된다.
이때, 상기 마그네트론(230)은 도파홈(212, 222)의 일단 또는 타단에 번갈아 설치된다. 즉, 어느 한 도파홈(212a, 222a)의 일단에 마그네트론(230)이 설치된 경우, 그 양측에 인접하게 형성된 도파홈(212b, 212c와 222b, 222c)에는 타단에 마그네트론(230)이 설치된다(도 4 참조).
또한, 상기 한 쌍의 플레이트(210, 220) 중 하부 플레이트(220)의 도파홈(222)에는 급기구(226)가 형성되고, 상부 플레이트(210)의 도파홈(212)에는 배기구(216)가 형성된다. 상술한 급기구(226)와 배기구(216)는 열풍발생기(도 1의 50)기 배기부(도 1의 60)와 연결되어 도파홈(212, 222)으로 열풍을 공급한다. 따라서 상기 마이크로웨이브 조사수단(200)은 마이크로웨이브를 조사함과 동시에 열풍을 공급하여 원단을 건조하고, 건조에 사용된 배기가스를 외부로 배출한다.
또한, 상기 도파홈(212 또는 222) 사이에 형성된 격벽(214, 224)은 상기 마그네트론(230)에서 발진된 마이크로웨이브가 해당 도파홈(212 또는 222)을 따라 흐를 수 있도록, 즉 마이크로웨이브가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 수단이며, 그 돌출면에는 다양한 크기 및 높이의 요철(218, 228)이 형성된다.
한편, 상기 한 쌍의 플레이트(210, 220)를 기준으로 원단 이송방향의 전후로 차폐수단(240)이 각각 연장되고, 상기 차폐수단의 서로 대향하는 일면에는 다수의 차폐돌기(242)가 형성된다. 이때, 상기 차폐돌기(242)는 그 선단이 상기 플레이트(210, 220)의 중앙으로 소정 각도 기울어지게 형성된다.
상술한 마이크로웨이브 조사수단(200)은 소정의 강도를 갖도록, 그리고 마이크로웨이브가 누출될 우려가 없도록 스테인리스합금 또는 알루미늄합금으로 제작되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 마이크로웨이브 조사수단(200)의 플레이트(210, 220)에 형성된 도파홈(212, 22)은 그 단면이 105 ~ 115×50~ 60㎜인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 109.22×54.61㎜인 것이 좋다. 또한, 상기 마그네트론(230)에서 발진되는 마이크로웨이브의 주파수는 1.0 ~ 3㎓인 것이 바람직하되, 1.7 ~ 2.6㎓인 것이 더욱 바람직하고 도파홈 내의 파장은 148λg이며, 피크점 간격은 74㎜인 것이 좋다.
아래의 표 1은 본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치(1)를 이용한 건조결과를 나타내는 표이다.
[표 1]
구분 건조장치 운전 조건 비고
업종 건조품명 함수율(wt%) 가열온도(℃) 배기온도(℃) 열풍속도(m/s) 건조시간(min)
건조전 건조후
섬유공업 타월 50~60 4~8 110~130 80~100 1.5~3 20
염색직물 50~60 4~8 110~160 70~130 10~20 1~5
제지목재 코팅지 5~8 0.0 110~130 80~90 1~3 20~40 테이프,종이
폴리보드 35 2.7 110~150 90~100 3~5 30~60 펄프몰드
식품공업 사료 20~30 8~12 80~120 60~90 1~3 30~40 어류,동물사료
제과,스낵 30~50 4~8 120~160 80~120 1~3 10~20
요업공업 석고 20~30 8~10 130~150 90~120 3~5 20~30
세라믹 20~30 0.0 140~180 100~140 3~5 20~30 단열재
상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 의한 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장장치(1)는 두께가 얇은 타월, 염색직물, 코팅지 및 폴리보드 등과 같은 건조대상물에 적합할 뿐만 아니라, 건조 전후의 함수율을 참조하면 마이크로웨이브의 출력 대비 건조효율을 극대화할 수 있음을 알 수 있다. 게다가 두께가 얇은 건조대상물 이외에 사료, 제과, 스낵, 석고, 세라믹 단열재 등에도 적용 가능하고 그 건조효율이 우수함을 알 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치의 구성을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 수분이 포함된 원단을 공급하는 투입부, 마이크로웨이브를 조사하여 원단을 건조하는 제 1 챔버, 열풍을 불어넣어 원단을 건조하는 제 2 챔버 및 건조된 원단을 외부로 배출하는 배출부를 포함하는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치에 있어서,
    상기 제 1 챔버의 내부에 마련된 마이크로웨이브 조사수단은,
    상하로 소정 거리 이격되는 한 쌍의 플레이트;
    상기 플레이트의 서로 대향하는 면에서 원단의 이송방향과 직각으로 길게 형성되는 다수의 도파홈;
    상기 도파홈 사이에 형성되는 격벽; 및
    도파홈의 일단에 마련된 마그네트론을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 플레이트의 전후에는 차폐수단이 각각 연장되고, 상기 차폐수단의 서로 대향하는 면에는 다수의 차폐돌기가 소정 각도로 기울어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 플레이트 중 어느 하나에는 도파홈과 연통되는 급기구가 형성되고, 나머지 하나에는 도파홈과 연통되는 배기구가 형성되는 것을 특징으로 하는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 한 쌍의 플레이트에서 서로 대향하는 방향으로 돌출되고, 상기 격벽의 서로 대향하는 돌출면에는 다수의 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그네트론에서 발진되는 마이크로웨이브의 주파수는 1.0 ~ 3㎓인 것을 특징으로 하는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 조사수단은 스테인리스합금 또는 알루미늄합금인 것을 특징으로 하는 열풍-마이크로웨이브 복합 건조장치.
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