KR101764134B1 - 보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치 - Google Patents

보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히터 외에 보조가열부를 구비하여 히터가 고장이 나더라도 목재의 건조 및 고열처리가 지속적이면서 안정적으로 이루어지도록 하는 보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치는 목재가 수용되는 중공 원통형의 열처리챔버(10)와, 상기 열처리챔버(10)에 구비되는 대차(20)와, 상기 열처리챔버(10)의 내부에 설치되는 히터(30)와, 상기 열처리챔버(10)의 내부에 설치되는 공기순환팬(40)과, 상기 열처리챔버(10)의 외부에 설치되어 그 내부로 증기를 공급하는 증기발생기(50)와, 상기 열처리챔버(10)에 설치되는 배기밸브(60)와, 상기 열처리챔버(10)에 설치되는 보조가열부(70)와, 상기 열처리챔버(10)의 외부에 설치되고 폐열 통해 목재를 전처리하는 전처리부(80)와, 상기 열처리챔버(10)에 설치되는 냉각부(90)를 포함한다.

Description

보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치{APPARATUS FOR DRYING AND HIGH HEAT-TREATING WOOD}
본 발명은 목재 건조 및 고열처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히터 외에 보조가열부를 구비하여 히터가 고장이 나더라도 목재의 건조 및 고열처리가 지속적이면서 안정적으로 이루어지도록 하는 보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 목재는 벌목시 수분함량이 상대적으로 높다. 벌목한 목재를 그대로 이용하여 제품을 만들게 되면 시간이 지남에 따라 제품의 변형이 초래된다. 따라서, 벌목한 목재는 적절한 건조과정을 필요로 한다.
목재의 건조방법으로는 천연 건조와 열기 건조가 있는데, 천연 건조는 건조장에 목재를 쌓아두고, 대기의 온도, 습도와 바람을 이용하여 건조하는 방법으로 시설비가 적게 들고 작업이 비교적 간단하지만, 건조 소요 시간이 길고 넓은 건조장이 필요하며 기건 함수율 이하로는 건조할 수 없는 단점이 있다.
한편, 열기 건조는 건조실의 온도, 습도와 풍속 등의 건조 조건을 인공적으로 조절하여 건조하는 방법으로 건조 소요 시간이 상대적으로 짧고, 기건 함수율 이하로 건조할 수 있는 이점이 있다.
목재가 건조 및 고열처리 과정을 거치게 되면, 함수율이 대폭 낮아지면서 수분 흡수력이 낮아지고, 목재를 구성하는 성분 중 세균의 먹이가 되는 헤미셀룰로오스가 분해되어 부패균이 서식하기 어렵게 된다. 이처럼, 목재의 건조 및 고열처리는 목재의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다. 최근에는 목재를 건조 및 고열처리하여 여러 가지 다양한 용도로 사용하고 있다.
목재를 건조 및 고열처리하기 위한 종래의 장치로는, 예를 들어, 전기 히터를 직접 건조챔버의 내에 설치하여 내부공기를 가열하는 장치나, 연소장치로부터 열을 얻는 열풍기를 통하여 가열한 공기를 건조챔버의 내로 주입하는 장치나, 연소장치에서 열매체를 가열한 후에 이를 건조챔버의 내로 주입하여 건조챔버 내의 공기를 간접 가열하는 장치나, 과열증기를 건조챔버의 내로 주입하는 장치 등이 있다.
그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래의 목재 건조 및 고열처리 장치의 전기의 공급에 의해 구동되는 전기 히터는 내부의 고열 환경에 지속적으로 노출되면서 자주 고장이 발행하게 되고, 그에 따라 목재의 건조 및 열처리 중에 장치의 가동을 중지하고 히터의 고장을 수리하게 되는 등 작동상의 불편함이 상존하면서 생산성이 저하되고 재가동에 따른 막대한 에너지의 손실을 유발하는 문제점이 있었다.
종래의 목재 건조 및 고열처리 장치는 건조 및 고열처리에 사용된 열기가 건조 및 고열처리가 완료된 후에 폐열로 그대로 외부로 배출되어 과도한 에너지 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.
등록특허 제10-1338651호 "목재 건조 및 고열처리 장치"(2013.12.02.)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은, 히터 외에 보조가열부를 구비하여 히터가 고장이 나더라도 목재의 건조 및 고열처리가 지속적이면서 안정적으로 이루어지도록 하는 보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 폐열로 외부로 배출되는 열을 회수하여 목재의 전처리에 사용함으로써 에너지 절감이 이루어지도록 하고 목재의 건조 및 고열처리가 보다 신속하면서 안정적으로 이루어지도록 하는 보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치"는, 내부 하면에 레일이 설치되고, 전면에 도어가 설치되며, 목재를 밀폐된 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 열처리챔버와; 상기 레일의 상단에 구비되고, 상기 레일을 따라 상기 열처리챔버의 내부로 삽입되거나 이탈될 수 있으며, 상면에 목재가 적재되는 대차와; 상기 열처리챔버의 내부면에 설치되고, 상기 열처리챔버의 내부의 공기를 가열하는 히터와; 상기 열처리챔버의 내부면에 설치되고, 상기 열처리챔버의 내부의 공기를 순환시키는 공기순환팬과; 상기 열처리챔버의 외측에 설치되고, 상기 열처리챔버와 연통되게 연결되는 증기공급관에 연결되어 상기 열처리챔버를 증기를 공급하는 증기발생기와; 상기 열처리챔버의 상부에 연통되게 설치되고, 상기 열처리챔버가 일정한 압력 이상이 되면 상기 열처리챔버의 가열된 공기를 외부로 배출시키는 배기밸브와; 상기 열처리챔버에 설치되고, 상기 열처리챔버의 내부의 공기를 필요에 따라 보조적으로 가열하는 보조가열부를; 포함하고, 상기 보조가열부는, 상기 열처리챔버의 단부에 수평으로 연통되게 설치되는 열기주입관과, 상기 열기주입관의 일측으로 상기 열처리챔버의 단부에 수평으로 연통되게 설치되는 열기배출관과, 상기 열처리챔버의 내부로 일단이 상기 열기주입관의 단부에 연결되고 타단이 상기 열기배출관에 연결되며 상기 열처리챔버의 내부에 수평으로 구비되는 가열관과, 상기 열기주입관여 설치되고 연료가스를 연소시켜 열기를 상기 열기주입관으로 공급하는 가스버너와, 상기 가스버너에 연결되어 연료가스를 공급하는 연료탱크를, 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치"는, 상기 배기밸브와 열기배출관에 연결되어 설치되고, 상기 배기밸브과 열기배출관에서 배출되는 폐열을 이용하여 상기 열처리챔버에 수용하기 전에 목재를 1차적으로 건조 및 열처리시키는 전처리부를; 포함하고, 상기 전처리부는, 상기 배기밸브에 연결되는 제1 연결관과, 상기 열기배출관과 상기 제1 연결관 사이에 연결되는 제2 연결관과, 상기 제1 연결관의 단부에 연결되는 다수의 분사관과, 상기 분사관이 관통되게 설치되고 개폐도어가 설치되며 목재가 수용되는 전처리챔버를, 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치"는, 상기 열처리챔버에 설치되고, 상기 열처리챔버를 냉각시켜 건조 및 열처리가 완료된 목재를 냉각시키는 냉각부를; 더 포함하고, 상기 냉각부는, 상기 열처리챔버의 상부에 상기 열처리챔버를 관통하여 설치되고 외부의 물공급 배관이 연결되어 상기 열처리챔버의 내부로 물을 분사하여 냉각시키는 물분사기와, 상기 열처리챔버에 연통되게 설치되는 질소주입관과, 상기 열처리챔버의 외부로 상기 질소주입관에 연결되는 질소공급관과, 상기 질소공급관의 관로상에 설치되는 자동개폐밸브와, 상기 질소공급관의 단부에 연결되는 질소저장탱크를, 포함하여 상기 열처리챔버의 내부로 질소를 주입하여 내부의 가열된 공기를 외부로 배출시키면서 상기 열처리챔버의 내부를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치"의 상기 증기발생기는, 상기 증기공급관의 관로상에 설치되고 상기 증기공급관을 통해 공급되는 증기를 가열하여 과열증기를 생성시키는 증기히터와, 상기 증기히터를 바이패스하도록 상기 증기공급관에 연결되는 바이패스관과, 상기 바이패스관과 증기히터의 사이로 상기 증기공급관에 설치되는 제1 개폐밸브와, 상기 바이패스관에 설치되는 제2 개폐밸브를, 포함하고, 상기 열처리챔버는, 상기 도어가 밀착되는 관형의 제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 동일한 크기와 형태로 형성되고 상기 제1 챔버에 분해 가능하게 플랜지 결합되는 제2 챔버와, 상기 제2 챔버의 단부에 분해 가능하게 플랜지로 결합되고 상기 제2 챔버의 단부를 폐쇄시키도록 일측이 개방되고 타측이 폐쇄된 폐쇄챔버를, 더 포함하여 상기 제1 챔버 혹은 제2 챔버를 빼거나 결합하여 상기 열처리챔버의 열처리 용량을 선택적으로 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 히터 외에 보조가열부를 구비하여 히터가 고장이 나더라도 목재의 건조 및 고열처리가 지속적이면서 안정적으로 이루어지고, 그에 따라 히터의 고장에 따른 작동상의 불편함이 완전히 해소되면서 생산성이 향상되고 에너지의 손실이 원활히 방지되는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 폐열로 외부로 배출되는 열을 회수하여 목재의 전처리에 사용함으로써 에너지 절감이 이루어지고, 목재의 건조 및 고열처리가 보다 신속하면서 안정적으로 이루어지며, 그에 따라 에너지의 과도한 낭비가 적절히 방지되면서 고열처리된 목재의 생산 단가가 낮아지고 고열처된 목재의 생산성이 현저히 향상되는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 측단면도,
도 2는 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 종단면도,
도 3은 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 제2 챔버를 제거하기 전의 상태를 보인 개략적인 요부 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 제2 챔버를 제거한 후의 상태를 보인 개략적인 요부 측면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치는 목재가 수용되는 중공 원통형의 열처리챔버(10)와, 상기 열처리챔버(10)에 구비되는 대차(20)와, 상기 열처리챔버(10)의 내부에 설치되는 히터(30)와, 상기 열처리챔버(10)의 내부에 설치되는 공기순환팬(40)과, 상기 열처리챔버(10)의 외부에 설치되어 그 내부로 증기를 공급하는 증기발생기(50)와, 상기 열처리챔버(10)에 설치되는 배기밸브(60)와, 상기 열처리챔버(10)에 설치되는 보조가열부(70)와, 상기 열처리챔버(10)의 외부에 설치되고 폐열 통해 목재를 전처리하는 전처리부(80)와, 상기 열처리챔버(10)에 설치되는 냉각부(90)를 포함한다.
상기 열처리챔버(10)는 내부 하면에 레일(11)이 설치되고 전면에 도어(12)가 설치되는 것으로, 목재를 밀폐된 상태로 수용할 수 있는 공간을 제공하는 역할을 한다.
상기 레일(11)은 한 쌍으로 구비되어 상기 대차(20)가 상기 열처리챔버(10)의 내부를 따라 수평으로 이동되는 이동로를 제공하는 역할을 한다. 상기 도어(12)는 상기 대차(20)를 상기 열처리챔버(10)의 내부와 외부로 삽탈하기 위해 상기 열처리챔버(10)의 일면을 개폐할 수 있도록 하는 공지의 것이다.
이와 같이 구성되는 상기 열처리챔버(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 도어(12)가 밀착되는 관형의 제1 챔버(13)와, 상기 제1 챔버(13)와 동일한 크기와 형태로 형성되고 상기 제1 챔버(13)에 분해 가능하게 플랜지 결합되는 제2 챔버(14)와, 상기 제2 챔버(14)의 단부에 분해 가능하게 플랜지로 결합되고 상기 제2 챔버(14)의 단부를 폐쇄시키도록 일측이 개방되고 타측이 폐쇄된 폐쇄챔버(15)를 더 포함한다.
이와 같이 상기 열처리챔버(10)는 도어(12), 제1 챔버(13), 제2 챔버(14) 및 폐쇄챔버(15)가 순차적으로 분해 가능하게 플랜지로 결합되는 구조로 이루어짐으로써, 상기 제1 챔버(13) 혹은 제2 챔버(14)를 빼거나 결합하여 상기 열처리챔버(10)의 열처리 용량을 선택적으로 조절할 수 있게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 열처리챔버(10)가 상기 제1 챔버(13)에 상기 제2 챔버(14)를 결합하여 구성되면 목재의 고열처리 용량이 두 배로 커지고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 열처리챔버(10)가 상기 제1 챔버(13)에서 상기 제2 챔버(14)를 분해하여 구성되면 목재의 고열처리 용량이 절반으로 줄어들게 된다.
이와 같이 상기 열처리챔버(10)는 도어(12), 제1 챔버(13), 제2 챔버(14) 및 폐쇄챔버(15)가 상호 분해 결합할 수 있는 구조로 이루어져 작업자의 의도나 선택 또는 목재의 처리에 필요한 용량에 따라 분해 결합하여 적정하게 사용할 수 있어 불필요한 에너지의 소비가 원천적으로 방지될 수 있게 된다.
상기 대차(20)는 상기 레일(11)의 상단에 구비되는 것으로, 그 상면에 목재(W)가 적층되는 장소를 제공하는 역할을 하면서 상기 레일(11)을 따라 수평으로 이동하면서 상기 열처리챔버(10)의 외부에서 내부로 혹은 상기 열처리챔버(10)의 내부에서 외부로 대량의 목재(W)를 간편하게 이송시킬 수 있도록 하는 것이다.
상기 히터(30)는 상기 열처리챔버(10)의 내부면에 설치되는 것으로, 외부전원이 연결되어 전기의 공급에 의해 상기 열처리챔버(10)의 내부의 공기를 가열하는 공지의 것이다. 이와 같은 역할을 하는 상기 히터(30)는 상기 열처리챔버(10)의 내부에 설치됨으로써, 고온 환경에 지속적으로 노출된다.
상기 공기순환팬(40)은 상기 열처리챔버(10)의 내부면에 설치되는 것으로, 상기 열처리챔버(10)의 내부의 가열된 공기를 순환시켜 상기 대차(20)에 적재된 목재(W)로 가열된 공기가 순환 및 유동되도록 하는 것이다. 이와 같은 상기 공기순환팬(40)은 상기 열처리챔버(10)의 내측에 다수개로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 증기발생기(50)는 상기 열처리챔버(10)의 외측에 설치되고 상기 열처리챔버(10)와 연통되게 연결되는 증기공급관(51)에 연결되는 것으로, 상기 증기공급관(51)을 통해 상기 열처리챔버(10)를 증기를 공급하는 역할을 한다. 상기 증기발생기(50)에 의해 상기 열처리챔버(10)의 내부로 공급되는 증기는 목재를 증숙하여 그 할열이나 갈라짐을 방지하면서 목재를 건조 및 열처리시키는 역할을 한다.
상기 증기발생기(50)는 상기 증기공급관(51)의 관로상에 설치되고 상기 증기공급관(51)을 통해 공급되는 증기를 가열하여 과열증기를 생성시키는 증기히터(52)와, 상기 증기히터(52)를 바이패스하도록 상기 증기공급관(51)에 연결되는 바이패스관(53)과, 상기 바이패스관(53)과 증기히터(52)의 사이로 상기 증기공급관(51)에 설치되는 제1 개폐밸브(54)와, 상기 바이패스관(53)에 설치되는 제2 개폐밸브(55)를 더 포함한다.
상기 증기히터(52)는 전기의 공급에 의해 상기 증기공급관(51)을 통해 공급되는 증기를 가열하여 증기를 고온의 과열증기로 생성시키는 역할을 한다. 상기 바이패스관(53)은 작업자의 의도나 선택에 따라 또는 목재의 수종에 따라 과열증기가 불필요한 경우에 상기 증기히터(52)를 바이패스하여 과열증기가 아닌 통상의 증기를 공급할 수 있도록 하는 것이다.
상기 제1 개폐밸브(54)는 작업자의 조작으로 컨트롤러 등에 의해 자동 제어되면서 상기 증기히터(52)로 증기의 공급을 개폐시키는 역할을 하고, 상기 제2 개폐밸브(55)는 작업자의 조작으로 컨트롤러 등에 의해 자동 제어되면서 상기 바이패스관(53)을 개폐시키는 역할을 한다.
상기 배기밸브(60)는 상기 열처리챔버(10)의 상부에 연통되게 설치되는 것으로, 상기 열처리챔버(10)가 일정한 압력 이상이 되면 상기 열처리챔버(10)의 가열된 공기를 외부로 배출시키는 역할을 하는 안전밸브의 일종이다. 이와 같은 상기 배기밸브(60)는 상기 열처리챔버(10)의 내부로 목재의 건조 및 고열처리 중에 일정한 온도와 압력을 유지하기 위해 고온의 공기가 상당량 배출되는 통로이다.
상기 보조가열부(70)는 상기 열처리챔버(10)에 설치되는 것으로, 상기 열처리챔버(10)의 내부의 공기를 필요에 따라 보조적으로 가열하는 역할을 한다. 즉, 상기 보조가열부(70)는 상기 히터(30)가 고장이 난 경우에 상기 히터(30)를 대신하여 상기 열처리챔버(10)를 지속적으로 가열할 수 있도록 하는 것이다.
이와 같은 역할을 하는 상기 보조가열부(70)는 상기 열처리챔버(10)의 단부에 수평으로 연통되게 설치되는 열기주입관(71)과, 상기 열기주입관(71)의 일측으로 상기 열처리챔버(10)의 단부에 수평으로 연통되게 설치되는 열기배출관(72)과, 상기 열처리챔버(10)의 내부로 일단이 상기 열기주입관(71)의 단부에 연결되고 타단이 상기 열기배출관(72)에 연결되며 상기 열처리챔버(10)의 내부에 수평으로 구비되는 가열관(73)과, 상기 열기주입관(71)여 설치되고 연료가스를 연소시켜 열기를 상기 열기주입관(71)으로 공급하는 가스버너(74)와, 상기 가스버너(74)에 연결되어 연료가스를 공급하는 연료탱크(75)를 포함한다.
상기 열기주입관(71)은 상기 가스버너(74)가 설치되는 장소를 제공하면서 상기 가스버너(74)에 의해 생성된 열기를 상기 가열관(73)으로 공급하는 역할을 하고, 상기 열기배출관(72)은 상기 가열관(73)에서 열교환되어 배출되는 공기를 상기 열처리챔버(10)의 외부로 배출시키는 역할을 한다.
상기 가열관(73)은 상기 열처리챔버(10)에 디귿자형으로 배치되어 그 내부에 가열된 공기와 배기가스가 유동되면서 상기 열처리챔버(10)의 내부 공기와 열교환하여 상기 열처리챔버(10)의 내부 공기를 가열시키는 역할을 한다. 상기 가스버너(74)는 연료가스를 점화하여 연소시키는 공지의 것이고, 상기 연료탱크(75)는 연료가스가 고압으로 저장되는 공지의 것이다.
상기 전처리부(80)는 상기 배기밸브(60)와 열기배출관(72)에 연결되어 설치되는 것으로, 상기 배기밸브(60)와 열기배출관(72)에서 배출되는 폐열을 이용하여 상기 열처리챔버(10)에 수용하기 전에 목재를 1차적으로 건조 및 열처리시키는 역할을 한다. 즉, 상기 전처리부(80)는 상기 배기밸브(60)와 열기배출관(72)을 통해 배출되는 폐열을 회수하여 다음 차례로 건조 및 고열처리될 목재를 전처리함으로써, 에너지가 현저히 절감되고 목재가 전처리되어 상기 열처리챔버(10)에 의한 목재의 건조 및 고열처리 속도가 상당히 빨라지면서 고열처리된 목재의 생산성이 현저히 증대된다.
이와 같은 역할을 하는 상기 전처리부(80)는 상기 배기밸브(60)에 연결되는 제1 연결관(81)과, 상기 열기배출관(72)과 상기 제1 연결관(81) 사이에 연결되는 제2 연결관(82)과, 상기 제1 연결관(81)의 단부에 연결되는 다수의 분사관(83)과, 상기 분사관(83)이 관통되게 설치되고 개폐도어(85)가 설치되며 목재가 수용되는 전처리챔버(84)를 포함한다.
상기 제1 연결관(81)은 상기 배기밸브(60)에서 배출되는 열기를 상기 분사관(83)으로 공급하는 역할을 하고, 상기 제2 연결관(82)은 상기 열기배출관(72)에서 배출되는 열기를 상기 제1 연결관(81)을 통해 상기 분사관(83)으로 공급하는 역할을 한다.
상기 분사관(83)은 상기 전처리챔버(84)의 내부로 수용된 목재에 열기를 분사하여 사전에 목재를 건조 및 고열처리하는 역할을 하고, 상기 전처리챔버(84)는 전처리될 목재를 밀폐되게 수용하는 역할을 하며, 상기 개폐도어(85)는 상기 전처리챔버(84)의 내외로 목재를 이송하는 통로를 제공하는 역할을 한다.
상기 냉각부(90)는 상기 열처리챔버(10)에 설치되는 것으로, 상기 열처리챔버(10)를 냉각시켜 건조 및 열처리가 완료된 목재를 냉각시키는 역할을 한다.
이와 같은 상기 냉각부(90)는 상기 열처리챔버(10)의 상부에 상기 열처리챔버(10)를 관통하여 설치되고 외부의 물공급 배관이 연결되어 상기 열처리챔버(10)의 내부로 물을 분사하여 냉각시키는 물분사기(91)와, 상기 열처리챔버(10)에 연통되게 설치되는 질소주입관(92)과, 상기 열처리챔버(10)의 외부로 상기 질소주입관(92)에 연결되는 질소공급관(93)과, 상기 질소공급관(93)의 관로상에 설치되는 자동개폐밸브(94)와, 상기 질소공급관(93)의 단부에 연결되는 질소저장탱크(95)를 포함한다.
상기 물분사기(91)는 상기 열처리챔버(10)의 내부로 물을 미세하게 분무하여 상기 열처리챔버(10)의 내부의 공기를 분무되는 물로 냉각시키는 역할을 한다. 이와 같은 상기 물분사기(91)는 외부에 수도관 등과 직수로 연결되어 외부의 물을 공급받아 미세하게 분무하게 된다.
상기 질소주입관(92)은 상기 자동개폐밸브(94)에 의해 상기 질소공급관(93)이 개방되면서 상기 질소저장탱크(95)에 고압으로 저장된 질소가 상기 열처리챔버(10)의 내부로 주입되면서 상기 열처리챔버(10) 내부의 가열된 공기를 외부로 배출시켜 상기 열처리챔버(10)의 내부를 냉각시키는 것이다.
이와 같은 질소는 저온 상태인 그 자체의 온도에 의해 상기 열처리챔버(10)를 냉각시킬 수 있으며 목재가 고열처리되는 중에 상기 열처리챔버(10) 내부로 화재가 나는 경우에 화재를 신속하게 제압하는데도 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.
10 : 열처리챔버
11 : 레일 12 : 도어
13 : 제1 챔버 14 : 제2 챔버
15 : 폐쇄챔버
20 : 대차
30 : 히터
40 : 공기순환팬
50 : 증기발생기
51 : 증기공급관 52 : 증기히터
53 : 바이패스관 54 : 제1 개폐밸브
55 : 제2 개폐밸브
60 : 배기밸브
70 : 보조가열부
71 : 열기주입관 72 : 열기배출관
73 : 가열관 74 : 가스버너
75 : 연료탱크
80 : 전처리부
81 : 제1 연결관 82 : 제2 연결관
83 : 분사관 84 : 전처리챔버
85 : 개폐도어
90 : 냉각부
91 : 물분사기 92 : 질소주입관
93 : 질소공급관 94 : 자동개폐밸브
95 : 질소저장탱크
W : 목재

Claims (4)

  1. 내부 하면에 레일(11)이 설치되고, 전면에 도어(12)가 설치되며, 목재를 밀폐된 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 열처리챔버(10)와;
    상기 레일(11)의 상단에 구비되고, 상기 레일(11)을 따라 상기 열처리챔버(10)의 내부로 삽입되거나 이탈될 수 있으며, 상면에 목재가 적재되는 대차(20)와;
    상기 열처리챔버(10)의 내부면에 설치되고, 상기 열처리챔버(10)의 내부의 공기를 가열하는 히터(30)와;
    상기 열처리챔버(10)의 내부면에 설치되고, 상기 열처리챔버(10)의 내부의 공기를 순환시키는 공기순환팬(40)과;
    상기 열처리챔버(10)의 외측에 설치되고, 상기 열처리챔버(10)와 연통되게 연결되는 증기공급관(51)에 연결되어 상기 열처리챔버(10)를 증기를 공급하는 증기발생기(50)와;
    상기 열처리챔버(10)의 상부에 연통되게 설치되고, 상기 열처리챔버(10)가 일정한 압력 이상이 되면 상기 열처리챔버(10)의 가열된 공기를 외부로 배출시키는 배기밸브(60)와;
    상기 열처리챔버(10)에 설치되고, 상기 열처리챔버(10)의 내부의 공기를 필요에 따라 보조적으로 가열하는 보조가열부(70)를; 포함하고,
    상기 보조가열부(70)는,
    상기 열처리챔버(10)의 단부에 수평으로 연통되게 설치되는 열기주입관(71)과,
    상기 열기주입관(71)의 일측으로 상기 열처리챔버(10)의 단부에 수평으로 연통되게 설치되는 열기배출관(72)과,
    상기 열처리챔버(10)의 내부로 일단이 상기 열기주입관(71)의 단부에 연결되고 타단이 상기 열기배출관(72)에 연결되며 상기 열처리챔버(10)의 내부에 수평으로 구비되는 가열관(73)과,
    상기 열기주입관(71)에 설치되고 연료가스를 연소시켜 열기를 상기 열기주입관(71)으로 공급하는 가스버너(74)와,
    상기 가스버너(74)에 연결되어 연료가스를 공급하는 연료탱크(75)를, 포함하며,
    상기 배기밸브(60)와 열기배출관(72)에 연결되어 설치되고, 상기 배기밸브(60)과 열기배출관(72)에서 배출되는 폐열을 이용하여 상기 열처리챔버(10)에 수용하기 전에 목재를 1차적으로 건조 및 열처리시키는 전처리부(80)를; 더 포함하고,
    상기 전처리부(80)는,
    상기 배기밸브(60)에 연결되는 제1 연결관(81)과,
    상기 열기배출관(72)과 상기 제1 연결관(81) 사이에 연결되는 제2 연결관(82)과,
    상기 제1 연결관(81)의 단부에 연결되는 다수의 분사관(83)과,
    상기 분사관(83)이 관통되게 설치되고 개폐도어(85)가 설치되며 목재가 수용되는 전처리챔버(84)를, 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 목재 건조 및 고열처리 장치는,
    상기 열처리챔버(10)에 설치되고, 상기 열처리챔버(10)를 냉각시켜 건조 및 열처리가 완료된 목재를 냉각시키는 냉각부(90)를; 더 포함하고,
    상기 냉각부(90)는,
    상기 열처리챔버(10)의 상부에 상기 열처리챔버(10)를 관통하여 설치되고 외부의 물공급 배관이 연결되어 상기 열처리챔버(10)의 내부로 물을 분사하여 냉각시키는 물분사기(91)와,
    상기 열처리챔버(10)에 연통되게 설치되는 질소주입관(92)과,
    상기 열처리챔버(10)의 외부로 상기 질소주입관(92)에 연결되는 질소공급관(93)과,
    상기 질소공급관(93)의 관로상에 설치되는 자동개폐밸브(94)와,
    상기 질소공급관(93)의 단부에 연결되는 질소저장탱크(95)를, 포함하여 상기 열처리챔버(10)의 내부로 질소를 주입하여 내부의 가열된 공기를 외부로 배출시키면서 상기 열처리챔버(10)의 내부를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 증기발생기(50)는,
    상기 증기공급관(51)의 관로상에 설치되고 상기 증기공급관(51)을 통해 공급되는 증기를 가열하여 과열증기를 생성시키는 증기히터(52)와,
    상기 증기히터(52)를 바이패스하도록 상기 증기공급관(51)에 연결되는 바이패스관(53)과,
    상기 바이패스관(53)과 증기히터(52)의 사이로 상기 증기공급관(51)에 설치되는 제1 개폐밸브(54)와,
    상기 바이패스관(53)에 설치되는 제2 개폐밸브(55)를, 포함하고,
    상기 열처리챔버(10)는,
    상기 도어(12)가 밀착되는 관형의 제1 챔버(13)와,
    상기 제1 챔버(13)와 동일한 크기와 형태로 형성되고 상기 제1 챔버(13)에 분해 가능하게 플랜지 결합되는 제2 챔버(14)와,
    상기 제2 챔버(14)의 단부에 분해 가능하게 플랜지로 결합되고 상기 제2 챔버(14)의 단부를 폐쇄시키도록 일측이 개방되고 타측이 폐쇄된 폐쇄챔버(15)를, 더 포함하여 상기 제1 챔버(13) 혹은 제2 챔버(14)를 빼거나 결합하여 상기 열처리챔버(10)의 열처리 용량을 선택적으로 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 보조 가열과 폐열 회수를 이용한 에너지 절감형 고효율 하이브리드 목재 건조 및 고열처리 장치.
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