KR101312399B1

KR101312399B1 - 히터파이프를 이용한 산업용 건조기의 에너지 절감장치

Info

Publication number: KR101312399B1
Application number: KR1020120058554A
Authority: KR
Inventors: 조경철; 박시우; 박대규; 전두환; 박기홍
Original assignee: 주식회사 에펠산업; (재)한국섬유기계연구원
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-09-27

Abstract

본 발명은 히터파이프를 이용한 산업용 건조기의 에너지 절감장치를 구성하되, 외부로 배기되는 열풍의 폐열회수가 효과적으로 이루어질 수 있게 하여 건조기 내부로 흡입되는 외기의 충분한 예열이 이루어질 수 있게 함으로서 건조기 가동에 따른 에너지를 절감할 수 있게 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은 산업용 건조기에서 바스켓에 투입된 건조물이 일측에서 유입되는 건조열풍에 의해 건조되고, 건조물을 건조시킨 열풍은 타측으로 배출된 다음, 일부는 외부로 배출되고, 나머지 열풍은 예열건조된 다음 다시 바스켓으로 송풍되게 하되, 외부로 배출되는 열풍은 배출구에 설치된 폐열교환장치를 통하여 열교환하되, 열교환수단으로서 히터파이프를 이용하여 효과적인 열교환이 이루어질 수 있게 한 것이다.

Description

히터파이프를 이용한 산업용 건조기의 에너지 절감장치{ENERGY SAVING DEVICE OF INDUSTRIAL DRIER FOR HEAT PIPE}

본 발명은 히터파이프를 이용한 산업용 건조기의 에너지 절감장치에 관한 것으로서, 특히 바스켓을 통과한 건조열풍 중 외부로 배출되는 열풍의 폐열을 효과적으로 열교환함과 동시에, 내부로 흡입되는 외기, 즉 흡입풍을 열교환된 열로 예열시킨 다음 내부로 유입되게 함으로써, 외기 가열에 따른 열손실을 최소화할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 세탁건조기 시장은 크게 가정용 건조기 시장과 산업용 건조기 시장으로 구분되며, 가정용 건조기제품은 세탁, 탈수 및 건조를 한번에 처리할 수 있는 드럼세탁기와, 건조기능만을 가진 건조전용제품으로 출시되고 있고, 산업용 건조기는 대부분의 경우 건조기능만을 가진 형태로 출시되고 있다.

산업용 건조기시장은 1회 최대건조량 규모에 따라 소형 산업용과, 대형 산업용으로 세분할 수 있으며, 소형산업에 사용되는 건조기는 처리량 기준으로 약15~25㎏정도의 건조물을 처리하는 반면에, 대형산업에 사용되는 건조기는 1회에 50㎏이상을 처리할 수 있으며, 대부분 50㎏, 100㎏, 120㎏형 형태로 출시되고 있다.

소형 산업건조기는 주로 소규모 세탁소나 코인형 상업세탁점에서 사용되며, 대형 산업용건조기는 대규모 세탁공장 및 산업용 건조물의 건조에 사용된다.

또한 대부분의 대형(120㎏이상)급의 산업용 건조기는 대부분 수입, 사용되고 있으며, 국내 개발은 미흡한 상태이고, 수입품의 대부분은 건조속도만을 강조한 제품이어서 에너지 절감기술은 수입품에서도 미흡한 실정이다.

국내에서 제공되고 있는 건조기의 선행기술을 검토하여 보면, 특허 제501995호 "세탁기의 외기순환식 건조장치 및 그 방법"은 건조행정시 순환되는 공기의 습도와 온도를 확인하여 공기를 순환시킴으로써, 세탁물의 건조효과를 향상시키기 위하여, 드럼 내부의 건조용 공기온도를 측정하기 위한 온도센서, 순환덕트를 순환하는 공기의 습도를 측정하기 위한 습도센서, 공기유동경로 상으로 온도센서와 상기 습도센서 사이에 설치되며 습도센서와 온도센서에서 측정된 신호를 기초로, 드럼내부에서 순환되는 공기유동 및 드럼내부로 외기를 유입시키는 공기유동을 선택적으로 제어하는 유동제어수단을 포함하는 세탁기의 외기순환식 건조장치가 개시되어 있다.

그러나 상기 특허 제501995호는 드럼세탁기에 관한 것으로 드럼세탁기의 세탁공정이 끝난후 건조공정에 관한 것임을 알 수 있다.

이는 드럼 내부에서 순환되는 공기유동 및 드럼내부로 외기를 유입시키는 공기유동을 선택적으로 제어하는 동시에 온도와 습도를 연동측정함으로서, 순환되는 건조공기의 습도와 온도를 최적화하여 세탁기의 건조효과가 향상되도록 한 것이나, 구성상 사용한 공기를 재사용할 경우 공기 내부에 습기가 다량 포함되어 있으므로 이를 순환덕트 내에서 건조히터로 습기를 증발시킨 다음 드럼내부로 공급함으로서 소비되는 에너지의 낭비와, 외부의 공기를 유입시켰을 경우 이를 일정온도까지 건조히터로 가열시킴으로써, 에너지의 낭비가 발생하는 문제가 있다.

즉 상기 특허는 세탁시 발생되는 에너지와, 공기의 습도와 온도를 최적화시키기 위한 건조히터의 소비에너지가 크게 발생되는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 특허 제939866호 "드럼식 건조기"가 개시되어 있다.

상기 특허의 기술요지를 검토하여 보면, 건조기 본체 내의 공기를 흡입하는 흡입모터와, 상기 흡입모터에 연결구성되는 배풍덕트와, 상기 배풍덕트의 배출부측 일측벽에 구비된 댐퍼에 의해 배풍덕트와 연결구성된 흡입덕트와, 상기 흡입덕트의 배출부측에 구비된 댐퍼에 의해 흡입덕트와 연결구성된 히터와, 상기 히터의 배출부측에 연결구성된 드럼과, 상기 드럼내 온도를 제어하는 온도센서 및 습도를 제어하는 습도센서와, 상기 각 구성들을 전체 제어하는 컨트롤러로 이루어진 드럼식 건조기에 있어서, 상기 배풍덕트와 흡입덕트 간에 열회수기를 형성하고 상기 열회수기 일측에 설치되어 외부의 신선공기가 자연유입되도록 형성된 흡입공과, 상기 흡입공으로부터 유입된 공기가 열회수기를 가열시킨후 다시 히터로 재가열시켜 드럼으로 공급토록 한 것이다.

그러나 상기 건조기의 경우, 외부로 배기되는 배기열풍의 열기를 열회수기를 통하여 열교환하는 수단이 제시되어 있으나, 열교환수단이 미흡하여 만족할만한 에너지 절감효과를 기대하기에는 미흡한 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 제반 단점을 시정하고자 히터파이프를 이용한 산업용 건조기의 에너지 절감장치를 구성하되, 외부로 배기되는 열풍의 폐열회수가 효과적으로 이루어질 수 있게 하여 건조기 내부로 흡입되는 외기의 충분한 예열이 이루어질 수 있게 함으로서 건조기 가동에 따른 에너지를 절감할 수 있게 한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은 산업용 건조기에서 바스켓에 투입된 건조물이 일측에서 유입되는 건조열풍에 의해 건조되고, 건조물을 건조시킨 열풍은 타측으로 배출된 다음, 일부는 외부로 배출되고, 나머지 열풍은 예열건조된 다음 다시 바스켓으로 송풍되게 하되, 외부로 배출되는 열풍은 배출구에 설치된 폐열교환장치를 통하여 열교환하되, 열교환수단으로서 히터파이프를 이용하여 효과적인 열교환이 이루어질 수 있게 한 것이다.

본 발명은 산업용 건조기에서 바스켓에 투입된 건조물이 일측에서 유입되는 건조열풍에 의해 건조되고, 건조물을 건조시킨 열풍은 타측으로 배출된 다음 일부는 외부로 배출되고, 나머지 열풍은 예열건조된 다음, 다시 바스켓으로 송풍되게 하되, 외부로 배출되는 열풍은 히터파이프로 구성된 폐열교환장치를 통하여 효과적인 열교환이 이루어질 수 있게 함으로서, 건조기 내부로 흡입되는 외기가 충분한 예열이 이루어지게 하여 외기가열에 따른 에너지를 절감할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 : 본 발명 장치의 사시도
도 2 : 본 발명 장치의 요부단면구성도
도 3 : 본 발명 건조기에 사용되는 바스켓의 사시도
도 4 : 도 3의 타측사시도

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에서 제공하고자 하는 대용량 산업건조기의 에너지 절감장치의 구성도이고, 도 2는 요부확대구성도로서, 본 발명은 대용량(120㎏이상) 산업건조기의 건조시스템을 구성하되, 폐열회수장치를 통하여 배기되는 폐열을 효과적으로 회수한 다음 재활용할 수 있게 한 것이다.

본 발명의 건조기는 건조물을 투입, 건조하는 바스켓(10)과, 순환유도관(30), 스팀열교환기(50), 폐열회수장치(70)로 구성된다.

바스켓(10)은 통공(11)이 뚫린 드럼형상으로 구성되며, 건조물은 전방개폐문(12)을 통하여 투입되고, 후방개폐문(13)을 통하여 배출된다.

상기 바스켓(10) 일측에는 유입구(41)가 형성된 유입관(40)을 구성하고, 타측에는 배출구(43)가 형성된 배출관(42)을 구성하며, 상기 유입관(40)과 배출관(42)은 순환유도관(30)을 통하여 연결되게 한다.

유입관(40)과 순환유도관(30) 사이에는 스팀열교환기(50)를 설치하고, 상기 스팀열교환기(50) 전면에는 송풍팬(52)과 필터(52)를 설치한다.

배출관(42)에는 배기구(44)가 형성된 배기관(45)과, 흡기구(46)가 형성된 흡기관(47)을 설치하고, 배기관(45)에는 배기팬(49)을, 흡기관(47)에는 흡기팬(48)을 각각 구성한다.

배기관(45) 일측에는 다수개의 히터파이프(71)로 구성된 열교환장치(70)를 설치하고, 상기 히터파이프(71)는 배기관(45)과 흡기관(47)을 구획하는 지지판(72)에 의해 지지되게 하여, 히터파이프(71)의 일부는 배기관(45) 내에 위치되게 하고, 일부는 흡기관(47) 내에 위치되게 한다.

지지판(72) 하단에는 배기풍량 조정판(73)을 설치하되, 상기 배기풍량 조정판(73)은 별도의 개폐수단에 의해 조정되게 함으로서 흡기관(47)과 순환유도관(30) 사이에 구성되는 순환유입구(32)와 배기관(45)의 배기구(44)의 개방정도를 조정되게 한다.

흡기관(47) 중앙에는 격판(77)을 설치하여 흡기예열통로(74)와 흡기통로(75)로 구분되게 하고, 상기 격판(77) 상단에는 흡기풍향조정판(76)을 설치하여 흡기예열통로(74)와 흡기통로(75)의 개방정도를 조정케 한다.

상기에서 설명한 배기풍량조정판(73)과 흡기풍향조정판(76)은 외부에 설치된 에어실린더(도시안됨)나 작동모터(도시안됨)에 의해 작동되게 하되, 배출구(43)를 통하여 배출되는 열풍이나 순환유도관(30) 내를 순환하는 열풍의 온습도에 따라 조정된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 건조시스템은 바스켓(10) 내에 건조물을 투입한 다음 스팀열교환기(50)에서 가열된 열풍이 순환유도관(30)을 통하여 순환하면서 바스켓(10)에 투입된 건조물을 건조하고, 배기되는 열풍의 열을 흡수한 다음, 흡입되는 외부공기를 예열하여 에너지를 절감케 한다는 것은 종래와 다를바 없다.

그러나 본 발명의 건조시스템은 대용량의 산업용 건조기에 적합하도록 함과 동시에 폐열교환장치(70)를 통하여 폐열회수와 폐열을 이용한 예열이 효과적으로 이루어질 수 있게 하며, 바스켓(10)에 투입되는 건조물을 전방으로 투입하고, 후방으로 배출될 수 있게 하여, 에너지를 절감케 하면서, 자동화시스템을 최적화할 수 있게 된다.

즉 송풍팬(51)을 통하여 순환유도관(30)을 순환하는 공기를 스팀열교환기(50)에서 필요한 온도로 가열되게 한 다음 일측에 구성된 유입관(40)의 유입구(41)로 송풍되게 하면, 열풍이 바스켓(10)에 뚫린 통공(11)을 통하여 내부로 유입되고, 내부로 유입된 열풍은 건조물에 함유된 수분을 머금고 통공(11)을 통하여 타측에 위치한 배출관(42)의 배출구(43)로 배출되는 수단의 반복으로 건조물이 건조된다.

상기 건조과정에서 초기에 배출구(43)로 배출되는 열풍은 많은 수분을 함유하기 때문에 순환유입구(32)에 구성된 배기풍량조정판(73)의 위치를 조정하여 배기관(45)쪽으로 수분을 함유한 습한 열풍이 외부로 배기되게 하며, 이때 배기팬(49)의 배기작용에 의해 배기된다.

상기에서 배기되는 열풍은 고온의 열기를 함유하고 있기 때문에 배기되는 과정에서 폐열교환장치(70)에 설치된 히터파이프(71)에 열교환작용을 하면서 히터파이프(71)를 가열하게 된다.

수분을 함유한 습한 열풍이 배기관(45)을 통하여 배기되는 량만큼 흡기관(47)을 통하여 외기가 내부로 유입되며, 상기 외기는 흡기풍향조정판(76)의 작동에 의해 대부분 흡기예열통로(74)로 유입되고, 흡기예열통로(74)를 지나면서 히터파이프(71)와 접촉하여 예열된다.

상기에서 예열된 공기가 순환유입구(32) 및 순환유도관(30)을 통하여 스팀열교환기(50)로 유입되므로 순환열풍을 가열하는데에 소요되는 열에너지를 줄일 수 있게 된다.

초기건조작업이 지나 수분을 함유한 열풍의 배기가 어느정도 진행되면 배기풍향조정판(73)의 조정을 통하여 배기관(45)의 배기구(44)를 차단하고, 순환유도관(30)을 통하여 순환되게 함으로서 열손실을 줄일 수 있게 되므로 에너지를 절감할 수 있게 된다.

(10)--바스켓 (11)--통공
(12)--전방개폐문 (13)--후방개폐문
(30)--순환유도관 (32)--순환유입구
(40)--유입관 (41)--유입구
(42)--배출관 (43)--배출구
(44)--배기구 (45)--배기관
(46)--흡기구 (47)--흡기관
(48)--흡기팬 (40)--배기팬
(50)--스팀열교환기 (51)--송풍팬
(52)--필터 (70)--폐열교환장치
(71)--히터파이프 (72)--지지판
(73)--배기풍량조절판 (74)--흡기예열통로
(75)--흡기통로 (76)--흡기풍향조정판
(77)--격판

Claims

바스켓(10) 일측에 유입구(41)가 형성된 유입관(40)이 설치되고, 타측에 배출구(43)가 형성된 배출관(42)을 설치하되, 상기 유입관(40)과 배출관(42)을 순환유도관(30)으로 연결하고, 상기 순환유도관(30)과 유입관(40) 사이에 송풍팬(51)과 스팀열교환기(50)를 설치하여, 스팀열교환기(50)에서 가열된 열풍이 송풍팬(51)을 통하여 바스켓(10)을 경유 배출관(42)으로 배출되고, 다시 순환유도관(30)을 통하여 바스켓(10)으로 순환유입되면서 건조물을 건조할 수 있게 한 산업용 건조기의 에너지 절감장치를 구성함에 있어서, 배출관(42) 출구에 배기구(44)가 형성된 배기관(45)과 흡기구(46)가 형성된 흡기관(47)을 지지판(72)을 통하여 구분되게 설치하되, 상기 흡기관(47) 내면에는 격판(77)을 설치하여, 흡기예열통로(74)와 흡기통로(75)로 구분되게 하고, 배기관(45) 일측에는 다수개의 히터파이프(71)를 설치하되, 상기 히터파이프(71)의 단부는 지지판(72)을 관통하여 흡기예열통로(74) 내에 위치되게 함으로서, 배기관(45)을 통하여 외부로 배기되는 열풍의 열기가 히터파이프(71)를 가열케 하고, 흡기관(47)을 통하여 흡기예열통로(74)로 흡입되는 외기는 히터파이프(71)에 의해 예열된 다음 순환유도관(30)으로 유입되게 하여 외기가열에 따른 스팀열교환기(50)의 가열에너지를 절감할 수 있게 함을 특징으로 하는 히터파이프를 이용한 산업용 건조기의 에너지 절감장치.
제1항에 있어서, 흡기관(47) 내면에 설치된 격판(77) 상단에 흡기풍향조절판(76)을 설치하고, 지지판(72) 하단에는 배기풍량조정판(73)을 설치하여, 건조기 내부로 흡입되는 외기와, 건조기 외부로 배출되는 열풍의 풍향 및 풍량이 조정될 수 있게 구성함을 특징으로 하는 히터파이프를 이용한 산업용 건조기의 에너지 절감장치.