KR101593570B1 - 점성 슬러리 박막 회전건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열풍이 회전드럼과 열풍챔버를 경유하여 배출되도록 하여 에너지효율성을 증대시킬 수 있는 구조의 점성 슬러리 박막 회전건조장치를점성 슬러리 박막 회전건조장치에 관한 것으로, 회전드럼의 표면에 점착성이 높은 슬러리 상태의 피건조물을 박막 형태로 도포시켜 열전도에 의한 간접가열방식으로 건조시키고, 동시에 박막형태로 도포된 피건조물에 대류열을 통한 직접가열방식으로 복합 건조시켜 파우더 형태로 건조될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

점성 슬러리 박막 회전건조장치{ROTARY FILM DRYER FOR VISCOUS SLURRIES}

본 발명은 점성 슬러리 박막 회전건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전드럼의 표면에 점착성이 높은 슬러리 상태의 피건조물을 박막 형태로 도포시켜 열전도에 의한 간접가열방식으로 건조시키고, 동시에 박막형태로 도포된 피건조물에 대류열을 통한 직접가열방식으로 복합 건조시켜 파우더 형태로 건조될 수 있도록 한 점성 슬러리 박막 회전건조장치에 관한 것이다.

상용화된 건조장치는 순수 액상의 피건조물에서부터 판형 및 입자상의 피건조물까지 다양한 형태의 물질을 건조시킬 수 있다. 하지만, 표면 점착성이 높고 점도가 큰 피건조물은 물질의 특성상 이러한 건조장치로 건조시키는데 한계가 있다.

특히 함수율이 높은 피건조물을 건조시키기 위한 장치로 "고함수율 유기성폐기물 건조장치"(특허등록 제0935447호)가 있다.

하지만 이러한 "고함수율 유기성폐기물 건조장치"는 버너를 통해 고온의 분위기에서 피건조물을 교반하면서 건조시키기 때문에 에너지 소비량이 많고 균일한 열전달을 기대하기 어려울 뿐만 아니라 시설비가 증대되는 문제점이 있었다.

이에 따라 최근에는 건조효율을 높이기 위해 표면 피건조물을 건조시키기 위한 장치로 열풍기류를 이용한 기류 건조장치가 다수 개발되었다.

하지만 종래의 기류 건조장치는 고추장과 같은 점성이 있는 페이스트 상태의 물질을 파우더 형태로 건조시키는데 한계가 있으며, 또한 점성으로 인해 장치의 내벽면에 점착되기 때문에 건조효율이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 회전드럼의 표면에 점착성이 높은 슬러리 상태의 피건조물을 박막 형태로 도포시켜 열전도에 의한 간접가열방식으로 건조시키고, 동시에 박막형태로 도포된 피건조물에 대류열을 통한 직접가열방식으로 복합 건조시켜 파우더 형태로 건조될 수 있도록 한 점성 슬러리 박막 회전건조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2목적은, 피건조물을 지속적으로 건조시킬 수 있어 대용량 연속식에 적합한 점성 슬러리 박막 회전건조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 3목적은, 열풍이 회전드럼과 열풍챔버를 경유하여 배출되도록 하여 에너지효율을 높이고, 또한 회전드럼의 일부 외주면에 열풍챔버를 배치시켜 장치의 효과적인 건조를 할 수 있는 점성 슬러리 박막 회전건조장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 제 1발명은, 점성 슬러리 박막 회전건조장치에 관한 것으로, 이를 위해 회전드럼(10);과, 상기 회전드럼(10)의 상부에 배치되어 회전드럼(10)의 표면에 피건조물(200)을 박막형태로 도포시키는 피건조물공급부(20);과, 상기 회전드럼(10)의 표면에 박막형태로 도포된 피건조물(200)을 열전도에 의해 간접적으로 건조시킬 수 있도록 상기 회전드럼(10)의 내부로 열풍을 공급하는 열풍공급부(30);과, 박막형태로 도포된 피건조물(200)을 회전드럼(10)에서 이탈시킬 수 있도록 상기 회전드럼(10)의 하부에 배치되는 스크레이퍼(50); 및 상기 피건조물(200)이 도포된 면상으로 근접되게 배치되어 대류 열전도에 의한 직접가열로 피건조물(200)을 건조시키는 열풍챔버(40);를 포함하여 이루어지되, 상기 열풍챔버(40)는 회전드럼(10)의 곡률에 대응하여 아치형상으로 이루어지고, 회전드럼(10)을 거쳐 배출되는 열풍을 공급받는 구조인 것을 특징으로 한다.

제 2발명은, 제 1발명에서, 상기 피건조물공급부는 피건조물(200)을 압출시켜 배출시키는 압출기(21)와, 상기 압출기(21)와, 상기 압출기(21)의 하부에 형성되는 호퍼(22)와, 상기 호퍼(22)로 공급된 피건조물을 시트 형태로 배출하기 위해 상기 호퍼(22)의 하부에 형성되는 슬릿(221)과, 상기 슬릿(221)의 내부에 설치되어 회전드럼(10)의 표면에 피건조물(200)을 박막형태로 도포시킬 수 있도록 회전드럼(10)과의 간격을 조절하는 회전블럭(222)으로 구성되는 것이 바람직하다.

제 3발명은, 제 2발명에서, 상기 회전블럭은 하부에 가압날(222a)이 형성되되, 상기 가압날(222a)은 아치형 또는 반구형 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.

제 4발명은, 제 1발명은, 상기 회전드럼(10)은 열손실을 최소화하기 위해 열풍이 외각으로 공급되도록 중공의 형태를 취하는 것이 바람직하다.

제 5발명은, 제 4발명에서, 상기 회전드럼(10) 및 열풍챔버(40)의 내부에는 열풍기류을 안내하고 열풍의 열전도를 원활히 하기 위한 다수의 가이드핀(F)이 더 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치에 따르면, 피건조물을 열전도에 의한 간접가열방식과, 대류열에 의한 직접가열방식으로 복합 건조시켜 건조효율이 증대되는 효과가 있다.

또한 피건조물을 지속적으로 건조시킬 수 있어 대용량의 피건조물을 빠른 시간에 건조시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 열풍이 회전드럼과 열풍챔버를 경유하여 배출되도록 하여 에너지효율을 높이고, 또한 회전드럼의 일부 외주면에 열풍챔버를 배치시켜 장치의 효과적인 건조가 가능한 효과가 있다.

또한 구조가 단순하고 제작이 용이하여 상대적으로 적은 초기 투자비로도 장치를 설치할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치의 사시도,
도 2는 도 1의 단면구성도,
도 3은 회전드럼을 길이방향으로 절개한 단면구성도,
도 4는 도 2에서 다양한 실시예에 따른 회전블럭을 나타내는 단면구성도,
도 5는 본 발명에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치를 사용하여 피건조물의 건조 전과 건조 후를 나타낸 사진,
도 6은 도 2에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치의 작동도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면구성도이고, 도 3은 회전드럼을 길이방향으로 절개한 단면구성도이고, 도 4는 도 2에서 다양한 실시예에 따른 회전블럭을 나타내는 단면구성도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 회전드럼의 표면에 점착성이 높은 슬러리 상태의 피건조물을 박막 형태로 도포시켜 열전도에 의한 간접가열방식으로 건조시키고, 동시에 박막형태로 도포된 피건조물에 대류열을 통한 직접가열방식으로 복합 건조시켜 파우더 형태로 건조될 수 있도록 한 점성 슬러리 박막 회전건조장치(100)에 관한 것이다.

이러한 점성 슬러리 박막 회전건조장치(100)는 크게 5부분으로 구성되는데, 이는 회전드럼(10)과, 피건조물공급부(20)와, 열풍공급부(30)와, 열풍챔버(40) 및 스크레이퍼(50)로 구성된다.

상기 회전드럼(10)은 일단 또는 타단에 풀리(11)를 장착시키고, 모터(M)와 밸트(B) 연결시켜 회전되도록 구성된다. 여기서 상기 회전드럼(10)은 풀리 및 밸트 이외에 기어와 체인의 조합으로 구성할 수 있다.

이러한 회전드럼(10)은 박막형태로 도포된 피건조물(200)을 간접가열하여 건조시키기 위한 것으로, 내부로는 열풍을 공급받을 수 있도록 구성된다.

상기 열풍공급부(30)는 열풍관(32)에 송풍팬(31)을 연결하여 히터 또는 산업폐열로부터 열풍을 송풍하며, 상기 열풍관(32)은 회전드럼(10) 풀리(11) 중앙에 베어링(321)을 매개로 연결되는 구조이다.

그리고 상기 회전드럼(10)은 열풍이 내부로 공급되어 열전도에 의해 표면이 가열될 수 있는 구조인데, 이 때 상기 회전드럼(10)은 열손실을 최소화하기 위해 중앙영역이 중공의 형태를 취한다.

아울러 상기 피건조물공급부(20)는 회전드럼(10)의 상부에 배치되어 회전드럼(10)의 표면에 피건조물(200)을 박막형태로 도포시키는 기능을 한다.

이러한 피건조물공급부(20)는 피건조물(200)을 압출시켜 배출시키는 압출기(21)와, 상기 압출기(21)와, 상기 압출기(21)의 하부에 형성되는 호퍼(22)와, 상기 호퍼(22)로 공급된 피건조물을 시트 형태로 배출하기 위해 상기 호퍼(22)의 하부에 형성되는 슬릿(221)과, 상기 슬릿(221)의 내부에 설치되어 회전드럼(10)의 표면에 피건조물(200)을 박막형태로 도포시킬 수 있도록 회전드럼(10)과의 간격을 조절하는 회전블럭(222)으로 구성된다.

상기 회전블럭(222)은 호퍼(22)의 하부 측면에 설치되는 모터(M)에 의해 회전드럼(10)과의 간격을 조절하여 피건조물(200)이 가압력에 의해 박막형태로 도포될 수 있도록 하는 기능을 한다.

여기서 상기 회전블럭(222)은 회전드럼(10)의 회전방향에 따라 슬릿(221) 내부의 좌측 또는 우측에 설치될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 상기 회전블럭(222)이 시계방향으로 회전하는 바, 상기 슬릿(221) 내부의 우측에 설치되는 구조이다.

이러한 회전블럭(222)은 하부에는 가압날(222a)이 형성되며, 상기 가압날(222a)은 도 4의 (a),(b),(c)와 같이, 피건조물(200)의 물성에 따라 각각 좌/우 상호 반전된 초승달 형태의 아치형 또는 반구형 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서의 도 4의 (a)와 같이, 초승달 형태의 아치형의 가압날(222a)을 채택하여 설명하기로 한다.

상술된 회전블럭(222)은 모터(M)에 의해 시계방향으로 회전하면 가압날(222a)이 회전드럼(10)의 표면에 근접되고, 반시계방향으로 회전하면 가압날(222a)이 회전드럼(10)의 표면에 멀어지도록 하여 결국, 피건조물(200)의 물성에 따라 가압날(222a)과 회전드럼(10) 사이의 간격을 조절하여 피건조물(200)이 박막형태로 도포될 수 있도록 한다.

한편 상기 슬릿(221)의 하부 좌측 및 회전블럭(222)과 슬릿(221)의 사이에는 실리콘막(223)이 결합되어 압출되는 피건조물(200)이 유출되는 것을 방지할 수 있게 구성된다.

상기 열풍챔버(40)는 상기 피건조물(200)이 도포된 면상으로 근접되게 배치되어 대류 열전도에 의한 직접가열로 피건조물(200)을 건조시킬 수 있도록 구성된다.

이러한 상기 열풍챔버(40)는 회전드럼(10)의 곡률에 대응하여 아치형상으로 이루어지고, 회전드럼(10)을 거쳐 배출되는 열풍을 공급받는 구조이다.

한편, 상기 회전드럼(10) 및 열풍챔버(40)는 내부에는 열풍기류을 균일한 유선을 확보하고 열전도를 촉진시키기 위한 다수의 가이드핀(F)이 더 형성된다.

아울러 상기 스크레이퍼(50)는 회전드럼(10)에 도포된 피건조물(200)을 회전드럼(10)의 표면에서 이탈시키기 위한 것으로, 상기 회전드럼(10)의 하부에 배치된다.

이하에서는 본 발명에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치의 작동에 간하여 간단히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치를 사용하여 피건조물의 건조 전과 건조 후를 나타낸 사진이고, 도 6은 도 2에 따른 점성 슬러리 박막 회전건조장치의 작동도이다.

본 발명의 작동설명을 하기에 앞서, 도 5와 같이, 피건조물(200)은 고점성의 미세조류 또는 슬러리 상태의 고추장 등과 같은 고점도 물질을 파우더 형태로 건조시킬 수 있도록 구성된다.

그리고 도 4와 같이, 피건조물(200)의 종류와 점성에 따라 피건조물의 박막두께를 결정하기 위해 회전블럭(222)을 회전시켜 회전블럭(222)의 가압날(222a)과 회전드럼(10)의 간격조절을 셋팅하는 것이 선행되어야 한다.

그리고 도 1과 같이, 열풍공급부(30)를 가동시켜 송풍팬(31)에 의해 열풍이 열풍관(32)을 거쳐 회전드럼(10)의 내부로 송풍시키고, 회전드럼(10)을 경유한 열풍은 열풍챔버(40)를 통과하여 외부로 배출되도록 한다.

이 후 도 6과 같이, 상기 피건조물(200)을 호퍼(22)에 투입시키고, 압출기(21)를 통해 피건조물(200)을 호퍼(22)의 슬릿(221)으로 압출시키면 상기 피건조물(200)은 상기 회전블럭의 가압날(222a)에 의해 호퍼(22)의 표면에 박막형태로 도포된다.

박막형태로 도포된 피건조물(200)은 회전드럼(10)의 열전도에 의해 간접가열방식으로 건조되면서 이동된다.

동시에 회전드럼(10)의 회전에 의해 이동하는 피건조물(200)은 열풍챔버(40)의 대류현상에 의한 직접가열에 의해 건조가 촉진된다.

아울러 박막형태로 도포된 피건조물(200)이 건조되면서 회전드럼(10)의 하부영역에 도달하면 스크레이퍼(50)에 의해 이탈되어 별도의 저장탱크로 저장되어 수거된다.

상술된 과정은 연속적으로 이루어지기 때문에 대용량의 피건조물을 빠른 시간에 건조시킬 수 있는 특징이 있다.

또한 회전드럼(10)의 간접가열 건조방식과, 열풍챔버(40)의 대류열에 의한 직접가열 건조방식을 통해 피건조물 건조품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것을 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.

10: 회전드럼 11: 풀리
20: 피건조물공급부 21: 압출기 22: 호퍼
221: 슬릿 222: 회전블럭
222a: 가압날 223: 실리콘막
30: 열풍공급부 31: 송풍팬 32: 열풍관
321: 베어링
40: 열풍챔버
50: 스크레이퍼
F: 가이드핀 M: 모터 B: 밸트
100: 점성 슬러리 박막 회전건조장치 200: 피건조물

Claims (5)

1. 회전드럼(10);
   상기 회전드럼(10)의 상부에 배치되어 회전드럼(10)의 표면에 피건조물(200)을 박막형태로 도포시키는 피건조물공급부(20);
   상기 회전드럼(10)의 표면에 박막형태로 도포된 피건조물(200)을 열전도에 의해 간접적으로 건조시킬 수 있도록 상기 회전드럼(10)의 내부로 열풍을 공급하는 열풍공급부(30);
   박막형태로 도포된 피건조물(200)을 회전드럼(10)에서 이탈시킬 수 있도록 상기 회전드럼(10)의 하부에 배치되는 스크레이퍼(50); 및
   상기 피건조물(200)이 도포된 면상으로 근접되게 배치되어 대류 열전도에 의한 직접가열로 피건조물(200)을 건조시키는 열풍챔버(40);를 포함하여 이루어지되,
   상기 열풍챔버(40)는 회전드럼(10)의 곡률에 대응하여 아치형상으로 이루어지고, 회전드럼(10)을 거쳐 배출되는 열풍을 공급받는 구조로 이루어지되,
   상기 피건조물공급부는 피건조물(200)을 압출시켜 배출시키는 압출기(21)와, 상기 압출기(21)와, 상기 압출기(21)의 하부에 형성되는 호퍼(22)와, 상기 호퍼(22)로 공급된 피건조물을 시트 형태로 배출하기 위해 상기 호퍼(22)의 하부에 형성되는 슬릿(221)과, 상기 슬릿(221)의 내부에 설치되어 회전드럼(10)의 표면에 피건조물(200)을 박막형태로 도포시킬 수 있도록 회전드럼(10)과의 간격을 조절하는 회전블럭(222)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 점성 슬러리 박막 회전건조장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 회전블럭은 하부에 가압날(222a)이 형성되되, 상기 가압날(222a)은 아치형 또는 반구형 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 점성 슬러리 박막 회전건조장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 회전드럼(10)은 열손실을 최소화하기 위해 열풍이 외각으로 공급되도록 중공의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 점성 슬러리 박막 회전건조장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 회전드럼(10) 및 열풍챔버(40)의 내부에는 열풍기류을 안내하고 열풍의 열전도를 원활히 하기 위한 다수의 가이드핀(F)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 점성 슬러리 박막 회전건조장치.

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