KR101034006B1 - 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기 - Google Patents

백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기는, 보일러; 상기 보일러의 열원을 공급받아 피 건조물을 건조시키는 건조실; 상기 건조실에서 발생된 습증기를 배출하는 제1순환유로; 외부공기를 상기 보일러를 거쳐 건조실로 공급하는 제2순환유로; 상기 제1순환유로를 지나는 습증기의 폐열을 상기 제2순환유로의 외부공기로 전달하는 제1열교환기; 상기 제1순환유로를 지나는 습증기의 폐열을 냉각수로 전달하는 제2열교환기; 상기 제1순환유로에 설치된 여과기; 상기 제2순환유로에 설치되는 히트펌프 및 상기 히트펌프와 제2열교환기로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 염색물을 열처리 및 건조할 때 발생하는 고온의 습증기를 제1,2열교환기와 히트펌프에 의해 열교환방식으로 보일러를 예열하는 외부공기에 전달하여 재사용함에 따라 에너지를 절감하는 효과가 있다.

Description

백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기{Dryer for removing plume and environment pollution and for recovering energy}
본 발명은 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염색물을 열처리 및 건조할 때 발생하는 고온의 습증기를 열교환에 의해 보일러를 예열하는 외부공기에 전달하여 재사용함에 따라 에너지를 절감하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기에 관한 것이다.
일반적으로 옷감이나 천 등에 사용되는 직물은 표백, 염색 등을 포함한 다수의 연속된 공정을 통하여 제조된다. 이 과정에서 염색이 이루어져서 물기를 함유한 직물은 염색물 건조기를 통해 1회 이상의 열처리 및 건조과정을 거치게 된다.
이하, 염색공정을 마친 염색물을 열처리 및 건조할 때 사용되는 종래의 염색물 건조기를 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1은 종래의 염색물 건조기를 도시한 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 염색물 건조기(10)는, 열원을 공급받아 피 건조물을 건조시키는 건조실(11)과, 상기 건조실(11)에 외부공기를 공급하는 공급유로(12)와, 상기 건조실(11)에서 발생된 습증기를 배출하는 배출유로(13)와, 상기 공급유로(12)에 설치되어 외부공기를 상기 건조실(11)로 공급하는 제1송풍기(14)와, 상기 배출유로(12)에 설치되어 건조실(11)의 습증기를 흡입하는 제2송풍기(15) 및 상기 배출유로(12)를 통해 배출된 습증기를 여과하여 외부로 배출하는 공기정청기(16)로 구성된다.
또한, 상기 건조실(11)은 다수의 챔버(1~8)로 구획되며, 상기 열원은 도시되지 않은 버너, 라디에이터(radiator), 히터 등으로 구성된다.
따라서, 상기 건조실(11)의 내부를 가열하는 열원에 의해 내부공기가 고온으로 가열되고, 가열된 공기는 피 건조물인 직물과 접촉하여 수분을 증발시켜 직물을 건조하게 된다.
이때, 증발된 수분은 건조실(11) 내부의 공기와 혼합하여 고온의 습증기를 발생시키고, 발생된 습증기는 공기정화기(16)를 거쳐 염색물 건조기(10)의 외부로 배출되는 것이다.
그러나, 종래의 염색물 건조기(10)는 고온의 습증기가 곧바로 외부로 배출되기 때문에 열손실이 발생하여 열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
즉, 습증기에 포함된 폐열이 대기중으로 배출됨에 따라 외부로 배출된 폐열만큼 건조기 내부를 재가열하는 건조비용이 증가하여 제품의 원가상승으로 이어져 제품의 경쟁력을 떨어뜨리게 되었다.
또한, 공기청정기(16)는 배출 습증기에 포함된 휘발성의 끈적한 오염물질을 완벽하게 제거하지 못해 대기 오염을 유발하는 요인이 되었다.
본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 염색물을 열처리 및 건조할 때 발생하는 고온의 습증기를 열교환에 의해 보일러를 예열하는 외부공기에 전달하여 재사용함에 따라 에너지를 절감하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 대기중으로 배출되는 습증기를 다수회 여과 및 열교환하여 대기오염을 방지하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 습증기가 열교환에 의해 노점(露點)에 도달하여 오염물질이 포함된 응축수로 배출되어 열교환기 내부에 오염물질이 퇴적되는 것을 방지하여 에너지가 절감되는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기는, 보일러; 상기 보일러의 열원을 공급받아 피 건조물을 건조시키는 건조실; 상기 건조실에서 발생된 습증기를 배출하는 제1순환유로; 외부공기를 상기 보일러를 거쳐 건조실로 공급하는 제2순환유로; 상기 제1순환유로를 지나는 습증기의 폐열을 상기 제2순환유로의 외부공기로 전달하는 제1열교환기; 상기 제1순환유로를 지나는 습증기의 폐열을 냉각수로 전달하는 제2열교환기; 상기 제1순환유로에 설치된 여과기; 상기 제2순환유로에 설치되는 히트펌프 및 상기 히트펌프와 제2열교환기로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각수 순환유로에는 축열탱크가 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 냉각수 순환유로는 히트펌프와 축열탱크로 냉각수를 순환시키는 제1냉각수 순환유로와 상기 축열탱크와 제2열교환기로 냉각수를 순환시키는 제2냉각수 순환유로로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1 내지 제2열교환기에는 응축수를 배출하는 드레인홀이 각각 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1순환유로에는 스크라바가 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 여과기는 제1열교환기 입구 측 제1순환유로에 설치되는 제1여과기와 상기 제2열교환기 출구 측 제1순환유로 설치되는 제2여과기 및 상기 보일러의 출구 측 제2순환유로에 설치되는 제3여과기로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 여과기는 롤스크린타입 또는 필터타입인 것이 바람직하다.
또한, 상기 보일러는 열매체 보일러로 구성되되, 상기 열매체 보일러의 열원은 열매체 유로에 의해 건조실로 전달되어 순환하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 열매체 보일러의 입구 측 제2순환유로와 상기 열매체 보일러의 출구 측 제2순환유로를 연결하는 바이패스유로가 더 구비되되, 상기 제2순환유로와 바이패스유로 사이 또는 바이패스유로에는 공기의 흐름을 조절하는 밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기에 따르면, 염색물을 열처리 및 건조할 때 발생하는 고온의 습증기를 제1,2열교환기와 히트펌프에 의해 열교환방식으로 보일러를 예열하는 외부공기에 전달하여 재사용함에 따라 에너지를 절감하는 효과가 있다.
이에 따라, 열교환방식으로 재사용하여 열효율이 크게 향상된다.
또한, 여과기와 스크라바에 의해 대기중으로 배출되는 습증기를 다수회 여과하여 대기오염을 방지할 수 있다.
또한, 습증기가 열교환에 의해 노점(露點)에 도달하여 오염물질이 포함된 응축수로 배출되어 제1,2열교환기 내부에 오염물질이 퇴적되는 것을 방지하여 에너지가 절감된다.
덧붙여, 오염물질이 퇴적되지 않아 열교환기의 성능저하 및 고장이 방지된다.
도 1은 종래의 염색물 건조기를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기를 도시한 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제1실시예
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기를 도시한 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기(A)는, 열원을 발생시키는 보일러(100)와, 상기 보일러(100)의 열원을 공급받아 피 건조물을 건조시키는 건조실(200)과, 상기 건조실(200)에서 발생된 습증기를 배출하는 제1순환유로(300)와, 외부공기를 상기 보일러(100)를 거쳐 건조실(200)로 공급하는 제2순환유로(400) 및 상기 제1순환유로(300)에 설치된 여과기(710,720,730)로 구성된다.
먼저, 상기 건조실(200)은 둘 이상의 챔버(201~208)로 구획되며, 상기 보일러(100)는 버너, 라디에이터(radiator), 히터 등의 직화식으로 구성되어 챔버(201~208) 내부의 공기를 가열하여 직물의 건조가 이루어진다.
이때, 상기 건조실(100)에서 발생된 고온의 습증기는 폐열, 수분 및 염색과정에서 발생된 휘발성의 오염물질을 포함하고 있어 폐열회수, 수분배출 및 오염물질을 여과하는 과정을 거치게 된다.
구체적으로, 상기 제1순환유로(300)를 지나는 습증기의 폐열을 상기 제2순환유로(400)의 외부공기로 전달하는 제1열교환기(510)와 상기 제1순환유로(300)를 지나는 습증기의 폐열을 냉각수로 전달하는 제2열교환기(520) 및 상기 제2순환유로(400)에 설치되는 히트펌프(530)에 의해 습증기의 폐열회수 및 오염물질을 여과하게 된다.
또한, 상기 제1열교환기(510)는 제1,2순환유로(300,400)에 동시에 설치되어 제1순환유로(300)를 지나는 습증기의 폐열을 흡수하여 제2순환유로(400)를 지나는 외부공기에 전달하게 된다.
이때, 습증기의 폐열을 흡수하는 과정에서 습증기에 포함된 수분은 응축되어 상기 제1열교환기(510)에 형성된 드레인홀(511)을 통해 배출된다.
그리고, 상기 히트펌프(530)와 제2열교환기(520)로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환유로(600)가 더 구비되며, 상기 냉각수 순환유로(600)에는 축열탱크(610)가 설치된다.
한편, 상기 냉각수 순환유로(600)는 히트펌프(530)와 축열탱크(610)로 냉각수를 순환시키는 제1냉각수 순환유로(600a)와 상기 축열탱크(610)와 제2열교환기(520)로 냉각수를 순환시키는 제2냉각수 순환유로(600b)로 구성된다.
그리고, 상기 히트펌프(530)는 제1냉각수 순환유로(600a) 측의 냉각부(531)와, 제2순환유로(400) 측의 가열부(532)로 구성되되, 상기 냉각부(531)는 제1냉각수 순환유로(600b)의 냉각수를 냉각하여 저온으로 변화시키며, 상기 가열부(532)는 제2순환유로(400)의 저온공기를 가열하여 고온으로 변화시키게 된다.
한편, 상기 제2열교환기(520)는 제1순환유로(300)와 제2냉각수 순환유로(600b)에 동시에 설치되어 제1순환유로(300)를 지나는 습증기의 폐열을 흡수하여 제2냉각수 순환유로(600b)를 지나는 냉각수에 전달하게 된다. 즉, 상기 제2열교환기(430)는 습증기와 냉각수의 열교환이 이루어지게 되는 것이다.
또한, 상기 축열탱크(610)는 히트펌프(530)의 냉각부(531)에서 냉각된 냉각수를 저장하는 것으로서, 상기 축열탱크(610)에 저장된 냉각수가 제2열교환기(520)의 습증기와 열교환이 이루어지게 된다.
이때, 습증기의 폐열을 흡수하는 과정에서 습증기에 포함된 수분은 응축되어 상기 제2열교환기(520)에 형성된 드레인홀(521)을 통해 배출된다.
이에 따라, 습증기가 열교환에 의해 노점(露點)에 도달하여 오염물질이 포함된 응축수로 드레일홀(511,521)을 통해 배출되어 제1,2열교환기(510,520) 내부에 오염물질이 퇴적되는 것을 방지하여 에너지가 절감된다.
덧붙여, 오염물질이 퇴적되지 않아 제1,2열교환기(510,520)의 성능저하 및 고장이 방지된다.
한편, 전술한 열교환이 이루어지는 제1 내지 제2열교환기(510,520) 및 냉각 및 가열이 이루어지는 히트펌프(530) 각각은 공지된 기술이므로 구성 및 동작에 대한 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 상기 여과기는 제1열교환기(510) 입구 측 제1순환유로(300)에 설치되는 제1여과기(710)와 상기 제2열교환기(520) 출구 측 제1순환유로(300)에 설치되는 제2여과기(720) 및 상기 보일러(100) 출구 측 제2순환유로(400)에 설치되는 제3여과기(730)로 구성된다.
즉, 상기 제1,2여과기(710,720)에 의해 상기 건조실(100)로부터의 습증기에서 오염물질을 여과하고, 상기 제3여과기(730)에 의해 외부공기에서의 외부 오염물질을 여과한다.
특히, 상기 여과기(210)는 롤스크린타입 또는 필터타입으로 구성되어 끈적한 휘발성 오염물질을 여과하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1순환유로(300)에는 스크라바(800)가 설치되어 상기 제1,2여과기를 통해 1차로 여과된 공기가 다시 한번 여과되어 대기로 배출된다.
그리고, 상기 제1순환유로(300)에는 습증기를 흡입하여 순환시키는 제1고압송풍기(910)가 설치되고, 상기 제2순환유로(400)에는 외부공기를 흡입하여 순환시키는 제2고압송풍기(920)가 설치된다.
이에 따라, 염색물을 열처리 및 건조할 때 발생하는 고온의 습증기를 제1,2열교환기(510,520)와 히트펌프(530)에 의해 열교환방식으로 보일러(100)를 예열하는 외부공기에 전달하여 재사용함에 따라 에너지를 절감하게 된다. 즉, 열교환방식으로 재사용하여 열효율이 크게 향상된다.
이하, 본 발명에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기의 다른 실시예를 설명함에 있어 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성과 기능을 갖는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며 그에 대한 자세한 설명은 생략하며 차이점만 기술한다.
제2실시예
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기를 도시한 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기(A)는, 열원을 발생시키는 보일러(100)와, 상기 보일러(100)의 열원을 공급받아 피 건조물을 건조시키는 건조실(200)과, 상기 건조실(200)에서 발생된 습증기를 배출하는 제1순환유로(300)와, 외부공기를 상기 보일러(100)를 거쳐 건조실(200)로 공급하는 제2순환유로(400) 및 상기 제1순환유로(300)에 설치된 여과기(710,720,730)로 구성된다.
삭제
먼저, 상기 건조실(200)은 둘 이상의 챔버(201~208)로 구획되며, 상기 보일러(100)는 열매체 보일러로 구성되어 챔버(101~108) 내부의 공기를 가열하여 직물의 건조가 이루어진다.
이러한, 열매체유가 순환하여 높은 열효율을 유지하는 열매체 보일러는 공지된 기술이므로 구성 및 동작에 관한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기(A)는 전술한 제1 내지 제2열교환기(510,520) 및 히트펌프(530)를 포함한다.
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기(A)에 따르면, 상기 열매체 보일러(100)의 열원은 열매체 유로(110)에 의해 건조실(200)로 전달 순환하여 염색물을 건조하게 된다.
결국, 상기 열매체 유로(110)에 의해 열매체유의 열을 전달함과 동시에 제2순환유로(400)에 의해 열매체 보일러(100)의 배기열을 전달할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 열매체 보일러(100)의 입구 측 제2순환유로(400)와 상기 열매체 보일러(100)의 출구 측 제2순환유로(400)를 연결하는 바이패스유로(120)가 더 구비되며, 상기 제2순환유로(400)와 바이패스유로(120) 사이 또는 바이패스유로(120)에는 공기의 흐름을 조절하는 밸브(121)가 설치된다.
이에 따라, 상기 열매체 보일러(100)가 동작하지 않으면 상기 밸브(121)를 개방하여 습증기와의 열교환에 의해 승온된 외부공기가 바이패스 유로(120)를 통해 열매체 보일러(100)를 거치지않은 상태로 건조실(200)로 전달하여 사용하게 되는 것이다.
즉, 상기 건조실(200)이 일정온도 이상이 되어 열매체 보일러(100)의 가동이 중지 되면, 상기 건조실(200)로 공급하는 열매체 보일러(100)의 배기열이 없어 상기 건조실(200)로 고온공기가 공급되지 않게 되므로 이때 열매체 보일러로 공급하는 예열 공기를 건조실(200)로 직접공급하여 온도를 보상하게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.
A - 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기
100 - 보일러 200 - 건조실
300 - 제1순환유로 400 - 제2순환유로
510 - 제1열교환기 520 - 제2열교환기
530 - 히트펌프 600 - 냉각수 순환유로
610 - 축열탱크 710 - 제1여과기
720 - 제2여과기 730 - 제3여과기
800 - 스크라바

Claims (10)

  1. 보일러;
    상기 보일러의 열원을 공급받아 피 건조물을 건조시키는 건조실;
    상기 건조실에서 발생된 습증기를 배출하는 제1순환유로;
    외부공기를 상기 보일러를 거쳐 건조실로 공급하는 제2순환유로;
    상기 제1순환유로를 지나는 습증기의 폐열을 상기 제2순환유로의 외부공기로 전달하는 제1열교환기;
    상기 제1순환유로를 지나는 습증기의 폐열을 냉각수로 전달하는 제2열교환기;
    상기 제1순환유로에 설치된 여과기;
    상기 제2순환유로에 설치되며 냉각부와 가열부로 구비되는 히트펌프 및
    상기 히트펌프와 제2열교환기로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환유로;를 포함하되,
    상기 냉각수 순환유로에는 축열탱크가 설치되고,
    상기 냉각수 순환유로는 히트펌프와 축열탱크로 냉각수를 순환시키는 제1냉각수 순환유로와 상기 축열탱크와 제2열교환기로 냉각수를 순환시키는 제2냉각수 순환유로로 구성되며,
    상기 제1 내지 제2열교환기에는 응축수를 배출하는 드레인홀이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1순환유로에는 스크라바가 설치되는 것을 특징으로 하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 여과기는 제1열교환기 입구 측 제1순환유로에 설치되는 제1여과기와 상기 제2열교환기 출구 측 제1순환유로 설치되는 제2여과기 및 상기 보일러의 출구 측 제2순환유로에 설치되는 제3여과기로 구성되는 것을 특징으로 하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 여과기는 롤스크린타입 또는 필터타입인 것을 특징으로 하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 보일러는 열매체 보일러로 구성되되, 상기 열매체 보일러의 열원은 열매체 유로에 의해 건조실로 전달되어 순환하는 것을 특징으로 하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 열매체 보일러의 입구 측 제2순환유로와 상기 열매체 보일러의 출구 측 제2순환유로를 연결하는 바이패스유로가 더 구비되되, 상기 제2순환유로와 바이패스유로 사이 또는 바이패스유로에는 공기의 흐름을 조절하는 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1순환유로에는 습증기를 흡입하여 순환시키는 제1고압송풍기가 설치되고, 상기 제2순환유로에는 외부공기를 흡입하여 순환시키는 제2고압송풍기가 설치되는 것을 특징으로 하는 백연 및 환경오염물질 제거 및 에너지 회수 건조기.
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