KR101668781B1 - 고점도 물질용 복합 건조장치 - Google Patents

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Abstract

복합 건조장치는 회전실린더, 피 건조물공급부, 열풍공급부, 열풍챔버 및 스크레이핑 유닛을 포함한다. 상기 피 건조물공급부는 상기 회전실린더의 상부에 배치되어 상기 회전실린더의 표면에 피 건조물을 도포한다. 상기 열풍공급부는 상기 회전실린더의 양 측에 각각 연결되어 상기 회전실린더의 내부로 열풍을 교번적으로 제공하거나 상기 회전실린더를 통과한 열풍이 교번적으로 배출되는 제1 및 제2 열풍관들을 포함한다. 상기 열풍챔버는 상기 회전실린더의 외부에 상기 회전실린더의 외주면을 따라 배치되며, 상기 회전실린더를 통과하여 재공급된 열풍이 통과한다. 상기 스크레이핑 유닛은 상기 회전실린더의 일 측에 위치하여 상기 회전실린더 및 상기 열풍챔버에 의해 건조된 피 건조물을 상기 회전실린더의 표면으로부터 이탈시킨다.

Description

고점도 물질용 복합 건조장치{HYBRID DRYER FOR HIGH VISCOUS MATERIALS}
본 발명은 간접가열과 직접가열이 복합된 복합 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점착성과 점도가 높은 고점도 물질을 수백 마이크로미터에서 수 밀리미터 크기의 두께로 정밀하게 공급하여 건조하기 위한 고점도 물질용 복합 건조장치에 관한 것이다.
마이크로미터 단위의 크기를 갖는 미세입자로 이루어진 미세조류, 에어로겔 페이스트, 총인슬러지 등과 같은 고점도 물질은 건조를 통해 수분이 제거된 후, 다양한 용도로 사용성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 상기와 같은 고점도 물질의 건조장치는 다양하게 개발되고 있다.
예를 들어, 일본국 특허출원 특원2001-47841호에서는 교반날개의 회전에 의해 교반날개 사이로 점성물질이 이동되어 교반되면서 건조되는 건조장치에 관한 기술을 개시한다. 그러나, 상기와 같은 교반날개의 회전에 의핸 건조장치에서는, 피건조 물질이 교반날개에 점착되어 주기적인 세척작업이 필요하거나 건조효율이 저하되는 문제가 있다.
이러한 교반날개 등에 피건조 물질이 점착되는 것을 방지하기 위해, 일본국 특허출원 특원2005-303999호에서는 건조드럼의 내부에 자유회전이 가능한 교반 홀더를 추가로 포함하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 상기 교반 홀더를 추가로 포함시키는 경우, 상기 교반 홀더가 자유회전을 함에 따라 일률적인 제어가 어려우며 이에 따른 교반의 효율, 즉 건조의 효율이 저하되는 문제가 있다.
나아가, 대한민국 특허출원 제10-2013-0063966호에서는 회전하는 회전실린더의 외면에 물질의 점착을 유도하여 건조를 수행하는 기술을 개시하고 있으나, 회전실린더의 내주면에 결합된 흡수부재에만 의존하여 건조가 수행되므로 건조 효율이 높지 않으며 주기적인 흡수부재의 교환 등이 필요한 문제가 있다.
일본국 공개특허공보 특개2002-250589호 일본국 공개특허공보 특개2007-113809호 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0142502호
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 고점도 물질을 보다 효과적으로 건조하여 건조효율이 향상되고, 고점도 물질 건조 시 발생하는 시스템 장애를 해결한 고점도 물질용 복합 건조장치에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 복합 건조장치는 회전실린더, 피 건조물공급부, 열풍공급부, 열풍챔버 및 스크레이핑 유닛을 포함한다. 상기 피 건조물공급부는 상기 회전실린더의 상부에 배치되어 상기 회전실린더의 표면에 피 건조물을 도포한다. 상기 열풍공급부는 상기 회전실린더의 양 측에 각각 연결되어 상기 회전실린더의 내부로 열풍을 교번적으로 제공하거나 상기 회전실린더를 통과한 열풍이 교번적으로 배출되는 제1 및 제2 열풍관들을 포함한다. 상기 열풍챔버는 상기 회전실린더의 외부에 상기 회전실린더의 외주면을 따라 배치되며, 상기 회전실린더를 통과하여 재공급된 열풍이 통과한다. 상기 스크레이핑 유닛은 상기 회전실린더의 일 측에 위치하여 상기 회전실린더 및 상기 열풍챔버에 의해 건조된 피 건조물을 상기 회전실린더의 표면으로부터 이탈시킨다.
일 실시예에서, 상기 회전실린더의 내부에는 상기 제1 및 제2 열풍관들을 통해 교번적으로 제공되는 열풍을 가이드하는 제1 가이드핀이 형성되며, 상기 회전실린더의 양 측에는 열풍 유입구가 배열되어 상기 제1 및 제2 열풍관들을 통해 제공되는 열풍이 인입될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열풍 유입구는 상기 제1 및 제2 열풍관과 연결되는 상기 회전실린더의 양 측의 원주를 따라 지그재그로 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 피 건조물공급부는, 끝단에 위치하여 상기 피 건조물이 토출되는 슬릿, 및 상기 슬릿의 일측에 고정되어 상기 피 건조물을 상기 회전실린더의 표면에 박막으로 도포시키는 노즐부를 포함하며, 상기 노즐부는 단면은 부채꼴 형상이고, 끝단은 상기 회전실린더의 표면과 일정거리를 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노즐부는 내부에 삽입되어 상기 노즐부에 열을 제공하는 가열부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가열부는 가열플레이트(plate) 또는 가열배선(line)일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 노즐부의 양 면에는 상기 가열부에서 발생되는 열이 외부로 방열되는 것을 차단하는 절연부가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전실린더를 통과한 열풍을 제공받아 상기 열풍챔버로 재공급하는 연결부를 더 포함하며, 상기 열풍은 상기 제1 열풍관, 상기 회전실린더, 상기 제2 열풍관, 상기 연결부 및 상기 열풍챔버의 제1 유로를 따라 공급되거나, 상기 제2 열풍관, 상기 회전실린더, 상기 제1 열풍관, 상기 연결부 및 상기 열풍챔버의 제2 유로를 따라 공급될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열풍이 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 따라 교번적으로 공급되도록 상기 열풍 공급을 제어하는 유로 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열풍챔버는 상기 열풍이 인입되는 인입부, 상기 열풍이 배출되는 유출부, 및 상기 인입부와 상기 유출부 사이에서 열풍이 통과하는 몸체부를 포함하고, 상기 몸체부는 상기 회전실린더의 외주면의 1/2 내지 3/4을 커버할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스크레이핑 유닛은, 상기 피 건조물을 제거하는 스크레이퍼, 및 상기 스크레이퍼가 탈착이 가능하도록 상기 스크레이퍼를 고정하는 고정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스크레이핑 유닛은 상기 피 건조물공급부와 상기 열풍챔버의 끝단의 사이에 위치하며, 상기 고정부는 상기 스크레이퍼에 힘을 인가하여 상기 스크레이퍼를 상기 회전실린더의 방향으로 밀착시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전실린더의 측부와 상기 열풍챔버의 측부를 동시에 커버하여 상기 회전실린더와 상기 열풍챔버 사이의 공간을 밀폐하는 커버유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전실린더는, 상기 회전실린더의 측면에 고정되며 상기 커버유닛과 접촉되어, 상기 회전실린더와 상기 커버유닛 사이의 공간을 밀폐하는 밀폐부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 밀폐부는, 상기 회전실린더가 상기 커버유닛에 대하여 상대적으로 회전 가능하도록 유도하는 베어링을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 열풍공급부를 통해 회전실린더의 양 측으로부터 교번적으로 열풍이 제공되므로, 어느 일 측으로부터의 일방적인 열풍 공급으로 피 건조물이 불균일하게 건조되는 것을 방지하여 건조의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 회전실린더의 양 측에 제1 및 제2 열풍관들이 각각 연결되며, 상기 제1 및 제2 열풍관들로의 열풍 제공 및 열풍 배출을 제어하여 보다 효과적인 건조 성능을 유지할 수 있다.
또한, 상기 회전실린더의 양 측에는 열풍 유입구가 지그재그로 배열되어, 열풍이 상기 회전실린더의 내부로 보다 효과적으로 유입될 수 있다.
또한, 피 건조물을 상기 회전실린더의 표면에 도포시키는 노즐부는 끝단이 뾰족하게 형성되며, 내부에 열을 제공하는 가열부가 삽입되므로, 상기 피 건조물을 1차적으로 가열건조하며 제공할 수 있어 보다 균일하게 도포시킬 수 있다.
특히, 상기 가열부는 가열플레이트 또는 가열배선이 삽입되도록 형성되어, 효과적인 열의 공급이 가능하게 되며, 상기 공급되는 열이 외부로 방열되는 것을 방지하는 절연부가 형성되어, 에너지 손실이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 열풍챔버가 상기 회전실린더의 외주면의 1/2 내지 3/4 까지 상대적으로 많은 면적으로 커버하므로, 상기 회전실린더 상에 도포된 피 건조물의 건조 효율이 향상된다.
또한, 스크레이핑 유닛의 스크레이퍼가 탈착이 가능하므로 교환 및 수리가 용이하고, 스크레이퍼에 일정한 힘이 인가되므로 상기 피 건조물을 균일하고 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 커버유닛이 상기 회전실린더와 상기 열풍챔버 사이의 공간을 밀폐하므로, 열풍이 누기 되는 것을 최소화하여 온도의 하강 없이 피 건조물에서 증발된 수분의 배출을 원활하게 할 수 있어 건조효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 상기 커버유닛과 상기 회전실린더의 측면은 밀폐부에 의해 밀폐되어 열풍의 누기를 최소화하며, 상기 밀폐부는 베어링을 포함하므로 상기 회전실린더가 상기 커버유닛에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합 건조장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 복합 건조장치를 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 1의 복합 건조장치에서 커버유닛이 커버된 상태를 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 2의 'A'부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 5a는 도 4의 노즐부를 도시한 사시도이다.
도 5b는 도 3의 노즐부에 형성된 가열부를 도시한 일 예이며, 도 5c는 도 3의 노즐부에 형성된 가열부를 도시한 다른 예이다.
도 6은 도 1에서 열풍이 흐르는 유로를 도시한 모식도이다.
도 7은 도 1의 복합 건조장치를 통한 피 건조물의 회수 상태를 도시한 측단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 복합 건조장치를 이용하여 건조된 피 건조물의 건조 전 및 건조 후를 도시한 이미지들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합 건조장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 복합 건조장치를 도시한 측단면도이다. 도 3은 도 1의 복합 건조장치에서 커버유닛이 커버된 상태를 도시한 측단면도이다. 도 4는 도 2의 'A'부분을 확대하여 도시한 확대도이다. 도 5a는 도 4의 노즐부를 도시한 사시도이다. 도 5b는 도 3의 노즐부에 형성된 가열부를 도시한 일 예이며, 도 5c는 도 3의 노즐부에 형성된 가열부를 도시한 다른 예이다. 도 6은 도 1에서 열풍이 흐르는 유로를 도시한 모식도이다. 도 7은 도 1의 복합 건조장치를 통한 피 건조물의 회수 상태를 도시한 측단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 복합 건조장치(100)는 회전실린더(10), 피 건조물공급부(20), 열풍공급부(30), 열풍챔버(40), 연결부(50), 커버유닛(60), 유로제어부(70) 및 스크레이핑 유닛(80)을 포함한다.
상기 회전실린더(10)는 원통형 형상으로 중앙축을 중심으로 회전하며, 상기 회전실린더(10)의 회전은 모터(M)의 구동력을 받아 벨트(B)와 풀리(11)에 의해 수행된다.
이 경우, 상기 회전실린더(10)의 외면에는 상기 피 건조물공급부(20)에 의해 공급되는 피 건조물이 박막으로 도포되며, 상기 회전실린더(10)의 내부에는 상기 열풍공급부(30)로부터 공급되는 열풍이 통과하게 된다.
이 때, 상기 열풍의 통과 방향을 가이드하기 위해, 상기 회전실린더(10)의 내부에는 상기 회전실린더(10)의 연장방향을 따라 상기 회전실린더(10)의 내주면에 제1 가이드 핀들(F1)이 서로 평행하게 연장될 수 있다.
그리하여, 상기 회전실린더(10)의 내부로 제공된 열풍은 상기 제1 가이드 핀들(F1)에 의해 가이드 되며 상기 회전실린더(10)의 연장방향을 따라 이동되고, 이 경우 상기 열풍은 상기 회전실린더(10)의 내주면을 따라 이동되므로 상기 열풍에 의해 상기 회전실린더(10)의 외면에 도포된 피 건조물은 건조된다.
한편, 상기 회전실린더(10)의 양 측에는 도 1에 도시된 바와 같이 열풍 유입구(12)가 형성되며, 상기 열풍이 유입된다. 이 경우, 상기 열풍 유입구(12)는 지그재그(zigzag) 형상으로 배열되어, 상기 열풍이 보다 균일하고 효과적으로 유입되는 것을 유도할 수 있다.
상기 피 건조물공급부(20)는 상기 회전실린더(20)의 상부에 배치되며, 상기 회전실린더(20)의 표면에 피 건조물(200)을 도포한다. 이 경우, 상기 피 건조물(200)은 회전하는 상기 회전실린더(20)의 외주면을 따라 소정의 두께의 박막(thin-film)으로 도포될 수 있다.
상기 피 건조물공급부(20)는 압출기(21), 호퍼(22), 슬릿(221) 및 노즐부(222)를 포함한다.
상기 압출기(21)는 상기 피 건조물(200)을 압출시켜 상기 호퍼(22)로 배출하고, 상기 호퍼(22)의 하부 끝단에 형성된 상기 슬릿(221)을 통해 상기 피 건조물(200)이 상기 회전실린더(20) 상에 박막으로 도포된다.
한편, 상기 압출기(21)는 피스톤(23)을 통해 상기 호퍼(22)의 내부의 피 건조물(200)을 상기 슬릿(221)으로 밀어내는데, 이 경우, 상기 호퍼(22)에 위치하는 피 건조물(200)은 고점도 물질이므로, 상기 피스톤(23)의 롤링이 발생하는 것을 방지하고 상기 피 건조물(200)의 보다 효과적인 이송을 위해 상기 피스톤(23)의 내부에는 오링(O-ring)(24)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 호퍼(22)에는 복수의 홀들(25)이 서로 마주하는 측면부에 형성된다. 그리하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 후술되는 상기 유출부(43)를 통해 유출된 열풍이 별도의 배관을 통해 상기 호퍼(22)의 일 측면에 형성된 홀들을 통해 유입되고, 상기 호퍼(22)의 내부를 관통하여 상기 호퍼(22)의 다른 측면에 형성된 홀들(25)을 통해 유출된다.
즉, 상기 유출부(43)를 통해 유출된 열풍도 약 60도 정도의 높은 온도이므로, 이러한 열풍을 재활용하여 상기 호퍼(22)를 통해 공급되는 피 건조물(200)을 1차적으로 건조시켜, 에너지 재활용을 통한 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 그리하여, 최종적으로 상기 호퍼(22)를 통과하여 외부로 유출되는 열풍은 약 30도 정도의 온도로 하강하게 된다.
이 경우, 상기 슬릿(221)을 통해 상기 회전실린더(20)로 토출되는 상기 피 건조물(200)은 상기 노즐부(222)에 의해 일정한 두께로 유지되며 상기 회전실린더(20) 상에 도포된다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노즐부(222)는 전체적으로 부채꼴 형상을 가지며, 끝단에 형성된 가압날(222a)은 뾰족하게 연장된다.
또한, 상기 가압날(222a)은 상기 회전실린더(20)에 접한 상태로부터, 상기 회전실린더(20)의 표면에 상기 피 건조물(200)이 도포되는 경우, 상기 가압날(222a)의 끝단과 상기 회전실린더(20)의 표면은 소정거리 't'의 간격이 유지될 수 있다.
이 경우, 상기 간격 't'를 다양하게 변경시킴으로써, 상기 회전실린더(20) 상에 도포되는 상기 피 건조물(200)의 두께를 다르게 변경할 수 있다.
한편, 상기 가압날(222a)과 상기 회전실린더(20)의 사이각은 약 20도 미만으로 유지될 수 있으며, 이에 따라 상대적으로 점도가 높은 상기 피 건조물(200)이 균일하게 상기 회전실린더(20)의 표면상에 도포될 수 있다.
또한, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 상기 가압날(222a)의 내부에는 가열부(222c, 222d)가 삽입된다. 상기 가열부(222c, 222d)는 상기 노즐부(222)를 가열하여 열을 인가함으로써, 상기 피 건조물(200)을 1차적으로 건조시키고 이에 의해 상대적으로 높은 점도의 상기 피 건조물(200)이 상기 회전실린더(20)의 표면에 보다 균일하게 도포될 수 있다.
이 경우, 상기 가열부는 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 가압날(222a) 중 상기 피 건조물(200)과 상기 가압날(222a)이 접하는 부분에 근접하도록 가열 플레이트(plate)의 형상으로 삽입될 수 있으며, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 가압날(222a) 중 상기 피 건조물(200)이 접촉하는 부분을 중심으로 가열 배선(line)의 형태로 연장될 수 있다.
나아가, 상기 가열부(222c, 222d)의 경우, 최적의 온도를 유지하기 위해 상기 가열부의 온도를 센싱하는 센서부(230)가 연결될 수 있으며, 상기 센서부(230)에서 측정된 상기 가열부의 온도를 바탕으로 상기 가열부의 온도가 피드백 제어될 수 있다.
이 경우, 상기 센서부(230)는 상기 가압날(222a)의 내부에 상기 가열부(222c, 222d)와 인접하도록 삽입되어, 상기 가열부(222c, 222d)의 온도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 가열부(222c, 222d)를 통해 인가되는 열이 상기 가압날(222a)의 외부로 방열되는 것을 방지하기 위해, 상기 가압날(222a)의 양측면에는 절연부(222b)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 슬릿(221)을 통해 토출되는 상기 피 건조물(200)이 상기 노즐부(222)가 위치한 방향 외의 다른 방향으로 새는 것을 방지하기 위해 상기 슬릿(221)에는 실리콘막(223)이 형성될 수 있다.
상기 열풍공급부(30)는 송풍팬(31), 제1 열풍관(32) 및 제2 열풍관(33)을 포함하여, 상기 회전실린더(10)의 내부로 열풍을 공급한다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 열풍관들(32, 33)은 각각 상기 회전실린더(10)의 양 측에 연결되며, 상기 제1 및 제2 열풍관들(32, 33)을 통해 공급되는 열풍은 상기 열풍 유입구(12)를 통과하여 상기 회전실린더(10)의 내부로 제공된다.
구체적으로, 상기 도 1 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에서는, 상기 회전실린더(10)의 내부에서 일 방향으로만 열풍이 흐르는 경우 상기 피 건조물(200)이 불균일하게 건조되는 것을 방지하기 위해, 상기 회전실린더(10)의 내부에서 열풍이 흐르는 방향을 주기적으로 바꾸도록 제어한다.
상기 열풍의 흐르는 방향을 주기적으로 바꾸도록 제어하기 위해 상기 유로제어부(70)는 제1 내지 제4 제어유닛들(71, 72, 73, 74)을 포함하며, 상기 제1 내지 제4 제어유닛들(71, 72, 73, 74)은 제어신호에 따라 유로를 개방 또는 폐쇄하는 전자제어 유닛 또는 전자제어 밸브일 수 있다.
예를 들어, 제1 유로(35)를 통한 열풍의 흐름은 하기와 같다.
즉, 상기 송풍팬(31)을 통해 발생되는 열풍은 상기 제1 제어유닛(71)이 개방되고 상기 제3 제어유닛(73)이 폐쇄된 상태에서 상기 제1 열풍관(32)을 통해 상기 회전실린더(10)의 내부로 제공된다. 이후, 상기 회전실린더(10)를 통과한 열풍은 상기 제2 제어유닛(72)이 폐쇄되고 상기 제4 제어유닛(74)이 개방된 상태에서 상기 제2 열풍관(33)을 통해 상기 연결부(50)의 제2 인입관(52)으로 제공된다. 이후, 상기 연결부(50)의 인출관(53)을 통해 유출된 상기 열풍은 상기 열풍챔버(40)의 인입부(42)로 인입된다.
이와 달리, 제2 유로(36)를 통한 열풍의 흐름은 하기와 같다.
즉, 상기 송풍팬(31)을 통해 발생되는 열풍이 상기 제1 제어유닛(71)이 폐쇄되고 상기 제3 제어유닛(73)이 개방된 상태에서 상기 제2 열풍관(33)을 통해 상기 회전실린더(10)의 내부로 제공된다. 이후, 상기 회전실린더(10)를 통과한 열풍은 상기 제2 제어유닛(72)이 개방되고 상기 제4 제어유닛(74)이 폐쇄된 상태에서 상기 제1 열풍관(32)을 통해 상기 연결부(50)의 제1 인입관(51)으로 제공된다. 이후, 상기 연결부(50)의 인출관(53)을 통해 유출된 상기 열풍은 상기 열풍챔버(40)의 인입부(42)로 인입된다.
즉, 본 실시예에서는 상기에서 설명한 두 가지 형태의 유로를 통해 열풍이 흐르게 된다.
특히, 상기 제1 유로(35) 및 상기 제2 유로(36)를 따르는 열풍의 흐름이 교번적으로 수행되도록 상기 유로 제어부(70)를 제어함으로써, 상기 피 건조물(200)의 건조가 보다 균일하게 유지될 수 있다. 이 경우, 상기 열풍이 흐르는 유로 설정의 패턴은 상기 유로 제어부(70)의 제어에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상기 열풍챔버(40)는 몸체부(41), 인입부(42) 및 유출부(43)를 포함한다.
상기 몸체부(41)는 내부를 통과하는 열풍을 가이드하기 위해, 내부에 제2 가이드 핀들(F2)이 균일하게 배열된다.
이와 달리, 상기 제2 가이드 핀들(F2)을 생략하고, 상기 몸체부(41) 내부에는 노즐이 형성되어 상기 몸체부(41) 내부로 인가되는 열풍을 상기 회전실린더(10)의 외주면 방향으로 인가될 수도 있다.
상기 몸체부(41)는 상기 회전실린더(10)의 외주면을 따라 곡선형 형상으로 상기 회전실린더(10)의 외주면을 커버하도록 배치되며, 상기 회전실린더(10)의 표면과는 소정간격 이격되도록 배치된다.
한편, 상기 몸체부(41)의 내부를 통과하는 열풍은 상기 회전실린더(10)의 외주면과 평행하게 유도되는 것이 바람직하므로, 상기 제2 가이드 핀들(F2)도 도 1에 도시된 바와 같이 상기 회전실린더(10)의 외주면을 따라 곡선형 형상으로 배열될 수 있다.
상기 열풍챔버(40)는 내부를 통과하는 열풍에 의해 상기 회전실린더(10)의 표면에 도포된 상기 피 건조물(200)을 건조시키는 것으로, 상기 회전실린더(10)의 외주면과 상기 열풍챔버(40)가 중첩되는 영역은 넓을수록 건조의 효율이 향상된다.
따라서, 본 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 열풍챔버(40)의 몸체부(41)가 상기 회전실린더(10)와 가능하면 넓게 중첩되도록 형성되며, 예를 들어, 상기 몸체부(41)가 상기 회전실린더(10)의 외주면의 1/2 내지 3/4를 커버하도록 형성될 수 있다.
상기 인입부(42)는 상기 몸체부(41)의 일 끝단에 연결되어, 상기 인입부(42)를 통해 상기 연결부(50)의 인출관(53)으로부터 제공된 열풍이 인입된다. 이 경우, 상기 인입부(42)로부터 상기 몸체부(41)로의 열풍의 인입을 보다 자연스럽게 유도하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 상기 인입부(42)의 형상이 설계될 수 있다.
상기 유출부(43)는 상기 몸체부(41)의 다른 끝단에 연결되어, 상기 몸체부(41)를 따라 통과하는 열풍이 외부로 유출된다. 이 경우, 상기 유출부(43)는 상기 피 건조물공급부(20)의 위치 및 구조를 고려하여, 상기 피 건조물공급부(20)와 인접하는 위치에 상부를 향하도록 개방될 수 있다.
이와 같이, 상기 열풍챔버(40)를 통과하는 열풍에 의해 상기 회전실린더(10)의 표면에 도포된 상기 피 건조물(200)이 추가적으로 건조되어 건조 성능이 향상될 수 있다.
한편, 상기 회전실린더(10)의 측부와 상기 열풍챔버(40)의 측부에는 상기 회전실린더(10)와 상기 열풍챔버(40)의 이격 거리에 의해 공간이 형성되며, 상기 공간을 통해 외부 공기가 유입될 수 있다. 이에 따라, 상기 회전실린더(10)의 내부를 통과하는 열풍 또는 상기 열풍챔버(40)의 내부를 통과하는 열풍이 냉각될 수 있으며, 이 경우 건조 효과가 저하될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 상기 열풍챔버(40)의 측부에 커버유닛(60)이 고정되어, 상기 열풍챔버(40)와 상기 회전실린더(10)의 측부 사이의 공간을 밀폐한다.
즉, 도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 커버유닛(60)은 상기 열풍챔버(40)의 측부와 상기 회전실린더(10)의 측부 사이를 밀폐하도록 상기 열풍챔버(40) 및 상기 회전실린더(10)에 동시에 고정된다.
이 경우, 상기 회전실린더(10)는 회전하고 상기 열풍챔버(40)는 고정된 상태이므로, 상기 회전실린더(10)가 회전함에 따라 상기 회전실린더(10) 및 상기 커버유닛(60)의 접촉부의 마모를 최소화하기 위해 상기 회전실린더(10)의 측면에는 도우넛 모양의 밀폐부(13)가 추가로 형성된다.
그리하여, 상기 밀폐부(13)는 상기 회전실린더(10)와 상기 커버유닛(60) 사이의 공간을 밀폐하며, 동시에 상기 회전실린더(10)와 상기 커버유닛(60)의 마모를 최소화할 수 있다.
나아가, 상기 밀폐부(13)는 베어링을 포함하여, 상기 회전실린더(10)가 상기 커버유닛(60) 및 상기 열풍챔버(40)에 대하여 상대적으로 회전이 가능하며, 동시에 마모를 최소화시킬 수 있다.
또한, 상기 회전실린더(10)의 표면은 크롬(Cr) 등과 같은 고경도성 물질로 코팅되고, 열처리되어 높은 경도를 유지할 수 있어, 높은 내마모성을 가질 수 있다.
한편, 도 2 및 도 7을 참조하면, 상기 스크레이핑 유닛(80)은 상기 열풍챔버(40)가 배치되지 않아, 상기 회전실린더(10)가 외부로 노출된 위치에 배치되며, 예를 들어, 상기 스크레이핑 유닛(80)은 상기 회전실린더(10)의 일 측 상부에 위치할 수 있다.
상기 스크레이핑 유닛(80)은 고정부(81) 및 스크레이퍼(82)를 포함한다.
상기 스크레이퍼(82)는 끝단이 뾰족하게 연장되어 상기 회전실린더(10)와 접촉하면서, 상기 회전실린더(10)에 도포되어 건조된 상기 피 건조물(200)을 상기 회전실린더(10)로부터 제거한다. 이 경우, 상기 스크레이퍼(82)는 일반적으로 사용되는 칼날일 수 있으며, 상기 피 건조물(200)의 효과적인 제거를 위해 별도의 형상으로 설계될 수도 있다.
상기 스크레이퍼(82)는 상기 고정부(81)에 의해 고정 또는 지지되며, 상기 고정부(81)로부터 탈착이 가능하도록 고정된다. 이에 따라, 상기 스크레이퍼(82)의 교환 또는 수리가 용이할 수 있다.
즉, 상기 고정부(81)는 상기 스크레이퍼(82)를 고정하는 지그일 수 있으며, 상기 스크레이퍼(82)를 고정한 상태에서, 상기 스크레이퍼(82)에 소정의 힘 또는 탄성력을 인가하여 상기 스크레이퍼(82)가 상기 회전실린더(10)와 접촉하면서 소정의 힘 또는 탄성력이 유지되도록 한다. 그리하여, 상기 회전실린더(10)에 도포된 상기 피 건조물(200)을 소정의 힘 또는 압력으로 제거할 수 있어, 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 스크레이퍼(82)에 의해 제거된 상기 피 건조물(200)은 별도의 용기부(90)를 통해 수거될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 복합 건조장치를 이용하여 건조된 피 건조물의 건조 전 및 건조 후를 도시한 이미지들이다.
도 8a는 고점도의 미세조류가 본 실시예에 의한 복합 건조장치(100)를 통해 건조되기 전의 상태를 도시한 것이며, 도 8b는 상기 고점도의 미세조류가 본 실시예에 의한 복합 건조장치(100)를 통해 건조된 후 수거된 파우더 형태를 도시한 것이다.
이와 같이, 본 실시예에 의한 복합 건조장치(100)를 통해 점도가 높은 물질을 건조하여 파우더의 형태로 획득할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 열풍공급부를 통해 회전실린더의 양 측으로부터 교번적으로 열풍이 제공되므로, 어느 일 측으로부터의 일방적인 열풍 공급으로 피 건조물이 불균일하게 건조되는 것을 방지하여 건조의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 회전실린더의 양 측에 제1 및 제2 열풍관들이 각각 연결되며, 상기 제1 및 제2 열풍관들로의 열풍 제공 및 열풍 배출을 제어하여 보다 효과적인 건조 성능을 유지할 수 있다.
또한, 상기 회전실린더의 양 측에는 열풍 유입구가 지그재그로 배열되어, 열풍이 상기 회전실린더의 내부로 보다 효과적으로 유입될 수 있다.
또한, 피 건조물을 상기 회전실린더의 표면에 도포시키는 노즐부는 끝단이 뾰족하게 형성되며, 후면에 열을 제공하는 가열부가 부착되므로, 상기 피 건조물을 1차적으로 가열건조하며 제공할 수 있어 보다 균일하게 도포시킬 수 있다.
특히, 상기 가열부는 가열플레이트 또는 가열배선이 삽입되도록 형성되어, 효과적인 열의 공급이 가능하게 되며, 상기 공급되는 열이 외부로 방열되는 것을 방지하는 절연부가 형성되어, 에너지 손실이 최소화될 수 있다.
또한, 상기 열풍챔버가 상기 회전실린더의 외주면의 1/2 내지 3/4 까지 상대적으로 많은 면적으로 커버하므로, 상기 회전실린더 상에 도포된 피 건조물의 건조 효율이 향상된다.
또한, 스크레이핑 유닛의 스크레이퍼가 탈착이 가능하므로 교환 및 수리가 용이하고, 스크레이퍼에 일정한 힘이 인가되므로 상기 피 건조물을 균일하고 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 커버유닛이 상기 회전실린더와 상기 열풍챔버 사이의 공간을 밀폐하므로, 열풍이 누기 되는 것을 최소화하여 온도의 하강 없이 피 건조물에서 증발된 수분의 배출을 원활하게 할 수 있어 건조효율을 향상시킬 수 있다.
특히, 상기 커버유닛과 상기 회전실린더의 측면은 밀폐부에 의해 밀폐되어 열풍의 누기를 최소화하며, 상기 밀폐부는 베어링을 포함하므로 상기 회전실린더가 상기 커버유닛에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 고점도 물질 복합 건조장치는 고점도 물질을 건조시켜 건조물로 회수하기 위한 건조장치에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.
100 : 복합 건조장치 10 : 회전실린더
20 : 피 건조물 공급부 21 : 압출기
22 : 호퍼 23 : 피스톤
30 : 열풍공급부 31 : 송풍팬
32 : 제1 열풍관 33 : 제2 열풍관
35 : 제1 유로 36 : 제2 유로
40 : 열풍챔버 41 : 몸체부
42 : 인입부 43 : 유출부
50 : 연결부 60 : 커버유닛
70 : 유로제어부 80 : 스크레이핑 유닛
90: 용기부 200 : 피 건조물

Claims (15)

  1. 회전실린더;
    상기 회전실린더의 상부에 배치되어 상기 회전실린더의 표면에 점착성을 갖는 피 건조물을 도포하는 피 건조물공급부;
    상기 회전실린더의 양 측에 각각 연결되어 상기 회전실린더의 내부로 열풍을 교번적으로 제공하거나 상기 회전실린더를 통과한 열풍이 교번적으로 배출되는 제1 및 제2 열풍관들을 포함하는 열풍공급부;
    상기 회전실린더의 외부에 상기 회전실린더의 외주면을 따라 배치되며, 상기 회전실린더를 통과하여 재공급된 열풍이 통과하는 열풍챔버;
    상기 회전실린더의 일 측에 위치하여 상기 회전실린더 및 상기 열풍챔버에 의해 건조된 피 건조물을 상기 회전실린더의 표면으로부터 이탈시키는 스크레이핑 유닛; 및
    상기 회전실린더를 통과한 열풍을 제공받아 상기 열풍챔버로 재공급하는 연결부을를 포함하고,
    상기 열풍챔버는 상기 회전실린더의 표면을 향하도록 상기 열풍이 인입되는 인입부, 상기 회전실린더의 표면으로부터 외부를 향하여 상기 열풍이 배출되는 유출부, 및 상기 인입부와 상기 유출부 사이에서 열풍이 통과하는 몸체부를 포함하고,
    상기 피 건조물은 상기 회전실린더의 회전 중심축에 대하여 상기 회전실린더의 회전방향을 따라 회전하며 이동하고,
    상기 열풍은, 상기 회전실린더의 회전 중심축을 따라 제공된 후, 상기 열풍챔버의 인입부로 인입되고, 상기 회전실린더의 회전 중심축에 대하여 상기 회전실린더의 회전방향에 반대 방향으로 이동하며 상기 몸체부를 통과하는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전실린더의 내부에는 상기 제1 및 제2 열풍관들을 통해 교번적으로 제공되는 열풍을 가이드하는 제1 가이드핀이 형성되며,
    상기 회전실린더의 양 측에는 열풍 유입구가 배열되어 상기 제1 및 제2 열풍관들을 통해 제공되는 열풍이 인입되는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열풍 유입구는 상기 제1 및 제2 열풍관과 연결되는 상기 회전실린더의 양 측의 원주를 따라 지그재그로 배열되는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피 건조물공급부는, 끝단에 위치하여 상기 피 건조물이 토출되는 슬릿, 및 상기 슬릿의 일측에 고정되어 상기 피 건조물을 상기 회전실린더의 표면에 박막으로 도포시키는 노즐부를 포함하며,
    상기 노즐부는 단면은 부채꼴 형상이고, 끝단은 상기 회전실린더의 표면과 일정거리를 유지하는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 노즐부는 내부에 삽입되어 상기 노즐부에 열을 제공하는 가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제5항에 있어서,
    상기 가열부는 가열플레이트(plate) 또는 가열배선(line)인 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 노즐부의 양 면에는 상기 가열부에서 발생되는 열이 외부로 방열되는 것을 차단하는 절연부가 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열풍은 상기 제1 열풍관, 상기 회전실린더, 상기 제2 열풍관, 상기 연결부 및 상기 열풍챔버의 제1 유로를 따라 공급되거나, 상기 제2 열풍관, 상기 회전실린더, 상기 제1 열풍관, 상기 연결부 및 상기 열풍챔버의 제2 유로를 따라 공급되는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열풍이 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 따라 교번적으로 공급되도록 상기 열풍 공급을 제어하는 유로 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 몸체부는 상기 회전실린더의 외주면의 1/2 내지 3/4을 커버하는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 스크레이핑 유닛은,
    상기 피 건조물을 제거하는 스크레이퍼; 및
    상기 스크레이퍼가 탈착이 가능하도록 상기 스크레이퍼를 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스크레이핑 유닛은 상기 피 건조물공급부와 상기 열풍챔버의 끝단의 사이에 위치하며,
    상기 고정부는 상기 스크레이퍼에 힘을 인가하여 상기 스크레이퍼를 상기 회전실린더의 방향으로 밀착시키는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 열풍챔버는 상기 회전실린더와의 사이에서, 상기 회전실린더의 표면에 수직인 방향으로 소정거리 이격되도록 상기 회전실린더의 외주면을 따라 배치되며,
    상기 회전실린더의 측부와 상기 열풍챔버의 측부를 동시에 커버하여 상기 회전실린더와 상기 열풍챔버 사이의 공간을 밀폐하는 커버유닛을 더 포함하는 복합 건조장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 회전실린더는,
    상기 회전실린더의 측면에 고정되며 상기 커버유닛과 접촉되어, 상기 회전실린더와 상기 커버유닛 사이의 공간을 밀폐하는 밀폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제14항에 있어서, 상기 밀폐부는,
    상기 회전실린더가 상기 커버유닛에 대하여 상대적으로 회전 가능하도록 유도하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 건조장치.
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