KR101721797B1 - 목재건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 건조대상의 목재들을 건조실에 넣어 최단기간에 균열이나 휨 현상 등이 발생하지 않도록 효율적으로 건조시켜 주는 목재건조장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 목재건조장치는, 개방된 전면을 여닫는 문(11)과 상면에 설치되는 댐퍼(12)들과 내부의 각 모서리부분에 부설되는 회류유도판(13)과 온도감지기(14) 및 습도감지기(15)를 구비하는 본체(10)와, 상기 본체의 후벽 내면 상측에 좌우 일정간격으로 설치되는 팬(21)들과 상기 팬이 각각 내측에 수용되며 개방된 전단으로 갈수록 지름이 커지는 깔때기형태의 풍향유도부재(22)를 구비하는 송풍기(20)와, 상기 팬들의 직 하방에 위치하게 좌우 일정간격으로 설치되는 전기히터(30)와, 상기 전기히터의 직 하방에 위치하게 바닥의 후측에 좌우 일정간격으로 설치되는 방열기(41)를 구비하는 열매체히터(40) 및 상기 본체의 천장에 일정간격으로 배열설치되는 증기분무기(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

목재건조장치{Wood drying device}

본 발명은 목재건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건조대상의 목재들을 건조실에 넣어 최단기간에 균열이나 휨 현상 등이 발생하지 않도록 효율적으로 건조시켜 주는 목재건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 벌채한 원목이나 원목을 제재한 목재는 수분을 많이 함유하고 있기 때문에 건축 또는 가구용 등으로 사용하기 위해서는 건조시켜야 하는데, 자연건조를 하는 경우에는 장기간이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서, 종래에는 이러한 문제점을 해소하기 위해 직육면체 형상으로 구성되고 일측에는 도어가 구비된 본체와, 상기 본체의 내부 후방에 후방으로 공기통과통로가 형성되게 수직으로 세워지며 상·하부에 공기투입개방부와 공기회수개방부가 형성된 후방 수직판과, 본체의 내부에 구비되고 전·후방공기통로와 상·하부공기통로를 두고 횡 방향으로 구비되며 전·후판에는 다단의 다수 열로 다수의 공기통과장홀이 형성되고 상부에는 다수의 연통이 구비된 건조실과, 상기 후방 수직판의 후방에 구비되어 하부에서 상부로 이동되는 공기를 가열하는 공기가열부와, 상기 본체의 후방 상부에 간격으로 두고 다수로 구비되어 후방수직판의 후방에서 가열된 공기를 공기투입개방부를 통해 전방으로 강제 송풍시키는 다수의 송풍팬과, 상기 공기투입개방부의 전방에 구비되며 건조실의 후판과 상판을 이루는 모서리부분에는 모터에 의해 회전되는 횡 방향의 힌지축이 구비되고 힌지축에는 전방 단부가 연결되어 힌지축의 회전을 통해 후방공기통로의 상부를 차단하여 가열된 공기를 상부공기통로 안내하거나 상부공기통로의 후방을 차단하여 가열된 공기를 후방공기통로로 안내하는 회전차단판을 가지는 통로변경부와, 상기 공기가열부와 송풍팬 및 모터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 목재건조장치(등록특허 제10-1358062호)가 제안되기도 하였다.

그런데, 이러한 목재건조장치로 목재를 건조하면 비록 자연건조에 비하여 단기간에 건조할 수 있게 되는 효과는 있으나, 공기를 가열하는 히팅장치가 본체의 내부 후방과 격리되게 수직으로 세워진 후방수직판과의 사이에 형성되는 공기통과통로에 설치된 공기가열부의 내부에 장착되어 공기가열부의 전벽과 후방수직판 및 건조실의 후벽과 이들 사이에 형성되는 후방공기통로에 의해 건조실과 격리되어 있기 때문에 히팅장치의 열이 건조실 내부의 공기를 직접가열하여 적재된 목재를 건조하는 것이 아니라 공기가열부를 통과하는 공기만 가열하게 되는 것이며, 이렇게 가열된 공기는 송풍팬에 의해 상부공기통로와 전방공기통로를 거쳐 건조실의 전벽에 형성된 다수의 공기통과장홀을 통해 건조실의 내부로 유입되는 순환과정을 거쳐 내부의 공기를 간접가열하여 목재들을 건조하게 되는 것이므로 열손실이 많아 건조기간을 더욱더 단축할 수 없게 되는 등의 문제점이 있는 것이다.

또한, 가열된 공기가 이동하게 되는 통로는 상부공기통로와 전·후방공기통로 외에도 건조실과 본체의 하부 사이에도 하부공기통로가 전·후방공기통로의 하단과 연결되게 형성되어 있는 것임은 물론 이들 통로의 연결부분인 각 모서리가 모두 직각으로 되어 있기 때문에 각 모서리에 와류가 형성되어 공기의 이동이 원활히 이루지지 않게 되는 정체현상이 발생하게 됨과 동시에 공기 중 일부는 건조실로 유입되지 않고 전방공기통로의 하단에서 하부공기통로를 거쳐 직접 공기가열부로 이동하게 되므로 건조효율이 크게 저하되는 등의 문제점도 있는 것이다.

또한, 후방공기통로의 상부를 차단하여 가열된 공기를 상부공기통로로 안내하거나 상부공기통로의 후방을 차단하여 후방공기통로로 안내하는 회전차단판을 구비하는 것으로 되어 있는데, 특히 회전차단판을 역방향으로 회전시켜서 상부공기통로의 후방을 차단하여 공기가 송풍팬의 풍력에 의해 후방공기통로의 상부에서 수직하향이동하면서 건조실의 후판에 형성된 공기통과장홀들을 통해 건조실의 내부로 유입되게 할 때에는 후방공기통로의 하부가 송풍팬의 흡입력이 작용하고 있는 공기가열부의 하부와 직접연결되어 있기 때문에 하향이동하는 공기가 후방공기통로의 하부에 근접하게 되면 흡입력에 의해 후판 하부에 형성된 공기통과장홀들을 통해 건조실 내부로 유입되지 않고 그대로 공기가열부로 이동하게 됨은 물론 건조실에 유입된 공기 중 후판 하부에 형성된 공기통과장홀들 위치에 있는 공기도 건조실 전판의 공기통과공들을 거쳐 전방공기통로로 이동하지 않고 후판 하부의 공기통과장홀들을 통해 그대로 후방공기통로로 유출되어 공기가열부로 이동하게 되는 현상도 발생하여 열손실과 건조효율의 저하가 초래되는 문제점이 있는 것이다.

또한, 제습장치에 의해 수분이 제거된 공기를 가열순환시킴으로써 목재의 건조효율을 좀 더 향상시킬 수 있는 것이라고 되어 있으나, 이렇게 수분을 제거하고 가열하여 건조한 고온의 공기만으로 목재를 계속하여 건조하는 경우에는 건조효율은 향상되는 반면에 목재는 급속한 습도의 변화 등으로 인해 휘어지거나 균열이 발생하게 되는 문제점도 있는 것이다.

본 발명은 종래의 이러한 점들을 감안하여 발명된 것으로서, 그 목적은 건조대상의 목재들을 건조실에 넣어 최단기간에 균열이나 휨 현상 등이 발생하지 않도록 효율적으로 건조시켜 주는 목재건조장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 개방된 전면을 여닫는 문과 상면에 설치되는 댐퍼들과 내부의 각 모서리부분에 부설되는 회류유도판과 온도감지기 및 습도감지기를 구비하는 본체와, 상기 본체의 후벽 내면 상측에 좌우 일정간격으로 설치되는 팬들과 상기 팬이 각각 내측에 수용되며 개방된 전단으로 갈수록 지름이 커지는 깔때기형태의 풍향유도부재를 구비하는 송풍기와, 상기 팬들의 직 하방에 위치하게 좌우 일정간격으로 설치되는 전기히터와, 상기 전기히터의 직 하방에 위치하게 바닥의 후측에 좌우 일정간격으로 설치되는 방열기를 구비하는 열매체히터와, 상기 본체의 천장에 일정간격으로 배열설치되는 증기분무기를 포함하여 구성되어 본체 내부공기를 직접가열함과 동시에 팬으로 전기히터와 열매체히터의 열과 가열된 공기를 시계방향 또는 반 시계방향으로 회류시켜주기 때문에 적재된 목재들을 최단기간에 균열이나 휨 현상이 발생하지 않게 효율적으로 건조시켜 주는 목재건조장치를 제공한다.

이러한 본 발명에 따른 목재건조장치는, 전기히터와 열매체히터를 본체의 내부에 병행설치하여 내부공기를 직접가열함과 동시에 전기히터와 열매체히터의 열과 가열된 공기를 내부에서 시계방향 또는 반 시계방향으로 회류시켜주기 때문에 열손실이 없이 적재된 목재들을 최단기간에 균열이나 휨 현상이 발생하지 않도록 매우 효과적으로 건조시켜 주는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 목재건조장치를 개략적으로 보인 사시도
도 2는 도 1의 목재건조장치의 내부를 개략적으로 보인 정면도
도 3은 도 1의 목재건조장치의 일 사용 예를 일부 절취하여 보인 측면도
도 4는 도 1에서 열매체히터를 발췌하여 개략적으로 보인 구성도

이하, 본 발명에 따른 목재건조장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 목재건조장치를 개략적으로 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 목재건조장치의 내부를 개략적으로 보인 정면도이며, 도 3은 도 1의 목재건조장치의 일 사용 예를 일부 절취하여 보인 측면도이다.

도 1~3의 본 발명에 따른 목재건조장치는, 본체(10)와, 상기 본체내부의 후벽 내면 상측에 좌우 일정간격으로 설치되는 복수의 팬(21)을 구비하는 송풍기(20)와, 후벽의 내면에 좌우 일정간격으로 설치되는 전기히터(30)와, 상기 전기히터의 직 하방에 위치하게 본체내부의 바닥 후측에 좌우 일정간격으로 설치되는 방열기(41)를 구비하는 열매체히터(40)와, 상기 본체의 천장에 전후좌우 일정간격으로 배열설치되는 증기분무기(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본체(10)는, 개방된 전면을 여닫는 문(11)과, 상면에 내외로 관통하게 일정간격으로 설치되는 댐퍼(12)와, 내부의 네모서리부분에 각각 부설되는 회류유도판(13)과, 온도감지기(14) 및 습도감지기(15)를 구비하여 된다.

문(11)을 닫으면 본체(10)의 내부가 밀폐되는 것이며, 댐퍼(12)는 상기 본체의 내부에 수용시킨 목재를 건조하는 과정에서 증발되는 습기로 인해 습도감지기(15)에 의해 감지되는 습도가 세팅된 수치를 넘으면 자동화기기에 널리 사용되고 있는 일반적인 자동제어시스템의 제어로 열려서 습기를 배출하게 된다.

회류유도판(13)은 곡면으로 되게 형성되며, 본체(10) 내부의 직각을 이루는 네모서리부를 각각 가려주게 부설된다.

이렇게 하면, 전기히터(30)와 열매체히터(40)의 작동으로 발생하는 열이 팬(21)에 의해 본체(10)의 내부를 회류하게 되는 과정에서 직각을 이루는 각 네모서리에서 발생하게 되는 와류에 의해 열이 정체되는 현상이 방지되기 때문에 회류가 원활하게 이루어져 내부의 온도가 균일하게 유지되도록 한다.

온도감지기(14)는 본체(10)의 내부 온도를 감지하는 것으로서, 감지된 온도가 세팅된 수치를 넘으면 자동제어시스템에 의해 전기히터(30)와 열매체히터(40)의 작동정지나 발열 온도의 조절 등이 선별적 또는 함께 제어된다.

송풍기(20)는, 팬(21)을 수용하며 개방된 전단으로 갈수록 지름이 커지는 깔때기형태의 풍향유도부재(22)과, 전단에 상기 팬이 축 고정되며 후단이 본체(10)의 후벽을 관통하여 후방으로 노출되게 축 설치되는 구동축의 후단부 직 하방에 위치하게 후벽에 설치되는 모터(23)와, 상기 모터의 축과 구동축의 후단에 각각 축 고정된 전동기어(24)(24') 및 전동체인(26)을 구비하여 된다.

이러한 송풍기(20)는, 모터(23)의 정·역 구동으로 팬(21)을 정·역회전시켜 서 전기히터(30)와 열매체히터(40)의 작동으로 발생하는 열을 본체(10)의 내부에서 시계방향 또는 반 시계방향으로 회류시켜주기 때문에 내부온도가 균일하게 유지되게 함과 동시에 적재된 목재들이 모두 고르게 건조되게 한다.

한편, 모터(23)는 하나만 설치하여 복수의 팬(21)을 동시에 회전시켜주거나 상기 팬마다 각각 설치하여 동시에 회전시켜 주어도 된다.

전기히터(30)는, 각 송풍팬(21)의 직 하방에 위치하게 후벽에 근접하여 방열방향이 본체(10)의 바닥을 향하도록 소정각도로 하향경사지게 각각 설치된다.

이렇게 설치하면, 전기히터(30)에서 발생하는 열이 바닥을 향하게 방열되어 바닥을 따라 퍼지면서 상승하기 때문에 본체(10)의 내부 하측에 열이 미치지 않는 부분이 발생하지 않게 된다.

이러한 전기히터(30)의 열선에서 나오는 열은 본체(10)의 내부공기를 직접가열하는 것이므로, 목재를 단기간에 건조하기 위해 발열 온도를 높여주면 목재에 균열이나 휘어지는 현상은 물론 심한 경우에는 목재가 그을리게 되는 현상 등도 발생하기 때문에 건조기간을 단축하는데 한계가 따른다.

이에 따라, 본 발명은 열매체히터(40)를 전기히터(30)와 병행설치함으로써 목재의 건조기간을 최대한 단축할 수 있게 하였다.

도 4는 도 1에서 열매체히터를 발췌하여 개략적으로 보인 구성도이다.

도 4에서와 같이 열매체히터(40)는, 각 방열기(41)에 공급되는 열매체를 가열하는 보일러(42)와, 상기 보일러에 연결설치되어 가열된 열매체를 펌핑하는 펌프(43)와, 상기 펌프에 펌핑된 열매체가 각 방열기에 보내지게 각각 배관되는 공급관로(44)와, 상기 각 방열기들과 보일러를 연결하여 각 방열기를 통과한 열매체가 보일러에 보내져 가열되게 하는 회수관로(45)를 구비하여 된다.

보일러(42)와 펌프(43)는 본체(10)의 외부에 설치되며, 상기 보일러에 의해 가열된 열매체는 펌프에 의해 펌핑되어 공급관로(44)를 통해 전기히터(30)의 하방에 위치하게 상기 본체의 바닥에 직립설치된 각 방열기(41)에 분산공급되어 통과하는 과정에서 열이 외부로 전도되어 상기 본체의 내부공기와 열교환을 하여 내부공기를 간접가열하게 된다.

이에 따라, 열매체의 온도가 전기히터(30)의 열선에서 나오는 열보다 높아도 목재가 그을리게 되는 등의 현상이 발생하지 않게 되므로 전기히터(30)의 발열 온도를 높이지 않고도 목재를 최단기간에 건조할 수 있게 한다.

증기분무기(50)는, 목재의 건조과정에서 본체(10)의 내부습도가 일정수치 이하로 떨어져 건조가 급속하게 이루어지면 균열이나 휘어지는 현상이 발생하기 때문에 이러한 경우에는 습도감지기(15)의 습도감지에 따라 자동제어시스템의 제어로 증기를 적절하게 분무하여 내부습도를 올려주므로 목재에 균열이나 휘어지는 현상이 방지되면서 건조되게 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 목재건조장치를 사용할 때에는, 먼저 문(11)을 열고 본체(10)의 내부에 목재를 적절하게 적재한 다음 상기 문을 닫으면 내부가 밀폐된다.

이때, 목재의 적재는 본체(10)의 좌우 내벽에 상하일정간격으로 레일을 마주하게 전후로 설치하여 목재의 좌우 단을 좌우 레일에 얹어서 적재하거나 별도의 적재틀에 목재를 적재하여 넣거나 내부의 바닥에 종횡으로 교차하게 소정높이로 적재하는 등 다양한 방식으로 적재할 수 있는 것이다.

물론, 목재를 적재할 때 목재들 사이에는 소정의 간격이 유지되게 하여 열 또는 열풍이 원활하게 유통될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 본체(10)의 내부에 목재를 적재하고 문(11)을 닫아 내부가 밀폐되게 한 다음에는, 전기히터(30)와 열매체히터(40)를 동작시켜 내부를 가열하면서 송풍기(20)를 작동시키면 팬(41)이 회전하게 된다.

이렇게 하면 팬(41)이 회전하는 방향, 즉, 상기 팬이 정 회전하면 실내공기를 풍향유도부재(22)의 개방된 전방에서 흡입하여 내측 후방으로 이동시켜 주는 흡입력이 작용하기 때문에 가열되는 내부공기는 내부를 시계방향으로 회류하게 되면서 목재를 건조시켜 주며, 상기 팬을 역회전시켜 주면 풍향유도부재의 내측 후방에서 실내공기를 흡입하여 개방된 전방으로 토출시켜 주는 토출력이 작용하기 때문에 가열되는 내부공기는 내부를 반 시계방향으로 회류하게 되면서 목재를 건조시켜 준다.

이러한 건조과정에서, 전기히터(30)와 열매체히터(40)의 발열 온도는 서로 상응하게 하거나 필요에 따라서는 상기 열매체히터의 발열온도를 전기히터보다 높게 하여도 된다.

이와 같이 전기히터(30)와 열매체히터(40)를 병행사용하여 내부온도를 직접 및 간접가열하면, 상기 전기히터의 발열 온도를 높게 하지 않아도 되는 것임은 물론 열매체히터의 온도를 높게 하여도 목재가 그을리게 되는 등의 현상이 발생하지 않게 된다.

이렇게 건조를 하는 과정에서, 목재에서 증발되는 수분에 의해 내부습도가 건조하는데 방해가 되는 세팅된 수치를 넘게 되어 습도감지기(15)에 감지되면 자동제어시스템의 제어로 댐퍼(12)가 열려 수분이 외부로 강제배출된다.

이에 따라 내부습도가 정상으로 되면 자동제어시스템의 제어로 댐퍼(12)는 닫히게 되고 목재의 건조는 계속되는데, 이러한 과정에서 습기가 과도하게 배출되는 등 내부습도가 급속하게 낮아진 상태에서 건조가 이루어져 목재에 균열 또는 휘어지는 현상이 발생하게 될 정도의 습도가 감지되면 자동제어시스템의 제어로 증기분무기(50)가 작동하여 증기를 분무하여 내부습도를 적절하게 높여 주기 때문에 균열이나 휘어지는 현상이 발생하지 않게 된다.

또한, 목재를 건조하는 과정에서 증기분무기(50)를 작동시켜 건조와 습기를 공급하는 횟수를 적절히 반복하면서 건조하면, 균열이나 휨 현상이 발생하지 않게 건조된 목재를 단기간에 얻게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 목재건조장치는, 전기히터(30)와 열매체히터(40)를 본체(10)의 내부에 병행설치하여 내부공기를 직접가열함과 동시에 전기히터와 열매체히터의 열과 가열된 내부공기를 내부에서 팬(21)으로 시계방향 또는 반 시계방향으로 회류시켜주기 때문에 열손실이 없이 적재된 목재들을 최단기간에 균열이나 휨 현상이 발생하지 않도록 효율적으로 건조시켜 준다.

10 : 본체 12 : 댐퍼
13 : 회류유도판 14 : 온도감지기
15 : 습도감지기 20 : 송풍기
21 : 팬 22 : 풍향유도부재
30 : 전기히터 40 : 열매체히터
41 : 방열기 42 : 보일러
43 : 펌프 50 : 증기분무기

Claims (4)

1. 개방된 전면을 여닫는 문(11)과, 상면에 일정간격으로 설치되는 댐퍼(12)와, 곡면으로 형성되며 내부의 각 모서리부분에 부설되는 회류유도판(13)과, 내부의 온도와 습도를 감지하게 설치되는 온도감지기(14) 및 습도감지기(15)를 구비하는 본체(10)와;
   상기 본체(10)의 후벽 내면 상측에 좌우 일정간격으로 설치되는 팬(21)들과, 상기 팬(21)들이 각각 내측에 수용되며 개방된 전단으로 갈수록 지름이 커지는 깔때기형태의 풍향유도부재(22)를 구비하는 송풍기(20)와;
   상기 팬(21)들의 직 하방에 위치하게 본체(10)내부의 후측에 좌우 일정간격으로 설치되는 전기히터(30)와;
   상기 전기히터(30)의 직 하방에 위치하게 본체(10)내부의 바닥 후측에 좌우 일정간격으로 설치되는 방열기(41)를 구비하는 열매체히터(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 목재건조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체(10)의 천장에 일정간격으로 배열설치되는 증기분무기(50)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 목재건조장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전기히터(30)는, 방열방향이 상기 본체(10)의 바닥을 향하도록 소정각도로 하향경사지게 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 목재건조장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 열매체히터(40)는, 상기 방열기(41)들에 공급되는 열매체를 가열하는 보일러(42)와, 상기 보일러(42)에 연결설치되어 가열된 열매체를 펌핑하는 펌프(43)와, 상기 펌프(43)에 의해 펌핑된 열매체가 각 방열기(41)에 보내지게 각각 배관되는 공급관로(44)와, 상기 각 방열기(41)들과 보일러(42)를 연결하는 회수관로(45)를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 목재건조장치.

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