KR101865506B1 - 건조기 - Google Patents

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KR101865506B1 KR1020170104532A KR20170104532A KR101865506B1 KR 101865506 B1 KR101865506 B1 KR 101865506B1 KR 1020170104532 A KR1020170104532 A KR 1020170104532A KR 20170104532 A KR20170104532 A KR 20170104532A KR 101865506 B1 KR101865506 B1 KR 101865506B1
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Abstract

건조기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 건조기는, 외벽과 내벽이 서로 이격되어 소정 공간이 형성된 이중벽을 가지고, 상기 소정 공간의 상부에는 스팀투입구가 하부에는 스팀배출구가 각각 형성 마련된 이중벽 건조드럼; 상기 이중벽 건조드럼의 건조 중공에 구비되어 회전 가능하도록 마련된 구동축; 상기 이중벽 건조드럼의 건조 중공 상단에 위치하여, 상기 내벽의 상단부를 향하여 피건조물을 분사하는 피건조물 공급 분사구; 상기 구동축의 하단에 마련되되, 회전 원심력을 통하여 피건조물을 상기 내벽 방향으로 밀어주며, 상기 내벽과 제2 간극 이격하여 배치된 나선형 블레이드; 및 상기 구동축의 상단에 마련되고, 상기 내벽과 제1 간극 이격하여 배치되되, 상기 제1 간극은 상기 제2 간극보다 좁은 스크래퍼를 포함하고, 분사된 상기 피건조물은 상기 이중벽 건조드럼의 소정 공간을 유동하는 스팀으로부터 열을 간접적으로 공급받아 건조되고, 상기 제2 간극에 위치하는 피건조물의 수분 함수율은 상기 제1 간극에 위치하는 피건조물의 수분 함수율보다 높은 것일 수 있다.

Description

건조기{Dryer}
본 발명은 건조기에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 피건조물의 체류시간을 연장시켜 건조효율을 향상시키는 건조기에 관한 것이다.
일반적인 건조장치는 피건조물의 형상과 물성, 그리고 용도에 따라 열풍건조, 동결건조 등의 여러 가지 방식을 이용하여 피건조물을 건조시키게 된다. 이 중 산업적으로 가장 많이 사용되는 방식은 열풍건조 방식이다.
외부 가열된 스팀에 의하여 내벽에 열을 가하여 건조하는 건조기의 경우, 일정 온도 이상이 되어야 수분 증발이 일어나므로, 피건조물이 투입되고 일정 온도에 도달하기 까지는 초기 가열 효율이 떨어지고 상당한 가동시간을 필요로 하며 결과적으로 건조효율이 저하되는 문제점이 있었다.
더 나아가 피건조물이 투입되어 배출되기까지 점도가 높아질수록 수분 함수율이 낮아지는데, 이 경우 피건조물에 들어있는 고형물이 건조기 내벽에 달라붙을 경우 내벽에 가해주는 열원이 내벽에 달라붙은 고형물과의 간섭현상으로 피건조물에 원활하게 열을 전달할 수 없어 건조효율을 떨어트리는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 건조 대상물이 열 교환벽에 들러붙게 되는 것을 방지함으로써, 열 교환 효율을 향상시킨 건조기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 스팀의 열원이 효과적으로 피건조물에 전달되도록 물리적 회전 교반 방식을 접목시켜 건조효율을 향상시킨 건조기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 피건조물의 상태변화에 따른 수분 함수율의 변화 정도를 고려한 스크래퍼와 나선형 블레이드를 마련함으로써 회전 교반 효율을 향상시킨 건조기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 피건조물의 초기 건조효율을 향상시켜 전체 건조시간을 단축시킬 수 있는 구조의 건조기를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 건조기를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기는, 외벽과 내벽이 서로 이격되어 소정 공간이 형성된 이중벽을 가지고, 상기 소정 공간의 상부에는 스팀투입구가 하부에는 스팀배출구가 각각 형성 마련된 이중벽 건조드럼; 상기 이중벽 건조드럼의 건조 중공에 구비되어 회전 가능하도록 마련된 구동축; 상기 이중벽 건조드럼의 건조 중공 상단에 위치하여, 상기 내벽의 상단부를 향하여 피건조물을 분사하는 피건조물 공급 분사구; 상기 구동축의 하단에 마련되되, 회전 원심력을 통하여 피건조물을 상기 내벽 방향으로 밀어주며, 상기 내벽과 제2 간극 이격하여배치된 나선형 블레이드; 및 상기 구동축의 상단에 마련되고, 상기 내벽과 제1 간극 이격하여 배치되되, 상기 제1 간극은 상기 제2 간극보다 좁은 스크래퍼를 포함하고, 분사된 상기 피건조물은 상기 이중벽 건조드럼의 소정 공간을 유동하는 스팀으로부터 열을 간접적으로 공급받아 건조되고, 상기 제2 간극에 위치하는 피건조물의 수분 함수율은 상기 제1 간극에 위치하는 피건조물의 수분 함수율보다 높게 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스크래퍼는, 상기 구동축의 일정 높이에서 결합되어, 상기 구동축을 중심으로 일정 간격 방사상으로 이격 배치되되, 상기 구동축에 대하여 소정 각도 기울어짐으로써, 상기 스크래퍼가 상기 내벽을 긁어내는 상기 구동축 방향 길이는 상기 구동축과 결합되는 일정 높이 보다 길 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 피건조물 공급 분사구는, 상기 내벽의 상단부를 향하도록 상기 구동축에 대하여 일정 각도로 경사지게 설치 마련될 수 있다.
일실시 예에 따르면, 상기이중벽 건조드럼의 하단 일측에 상기 건조 중공과 연통되도록 고형물 배출구가 인입 결합되는 고형물 배출구 결합공이 형성되되,상기 고형물 배출구 결합공은, 상기 내벽에 형성되고 제1 내경을 가지는 내벽 결합공과, 상기 외벽에 형성되고 제2 내경을 가지는 외벽 결합공으로 이루어지되,상기 제1 내경은 상기 제2 내경보다 작게 형성되어 상기 고형물 배출구의 인입결합시, 상기 고형물 배출구는 상기 내벽 결합공에 맞닿고, 상기 외벽 결합공과 이격시킬 수 있다.
일실시 예에 따르면, 상기나선형 블레이드는 일단이 상기 구동축과 결합된 나선형 블레이드 암과 상기 나선형 블레이드 암의 타 단에 결합된 나선형 블레이드날개를 포함하고, 상기 스크래퍼는 일단이 상기 구동축과 결합된 스크래퍼 암과 상기 스크래퍼 암의 타 단에 결합된 스크래퍼 브러시를 더 포함하며,상기 구동축의 연장방향으로의 상기 나선형 블레이드 날개의 두께는 상기 나선형 블레이드 암의 두께보다 얇고, 상기 구동축의 연장방향으로의 상기 스크레퍼 브러시의 두께는 상기 스크래퍼 암의 두께보다 두꺼울 수 있다.
일실시 예에 따르면, 상기 스크래퍼는 일단이 상기 구동축과 결합된 스크래퍼 암과 상기 스크래퍼 암의 타 단에 결합된 스크래퍼 브러시를 포함하되, 상기 스크래퍼 암과 상기 스크래퍼 브러시 사이에는 상기 스크래퍼 브러시를 상기 내벽 방향으로 탄성적으로 밀어주는 브러시 지지 수단이 마련됨으로써, 상기 브러시 지지 수단은 상기 스크래퍼 브러시의 마모에 따른 상기 제1 간극의 변화를 보상할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 스크래퍼와 나선형 블레이드의이중벽 건조드럼 내 간극을 달리하여, 건조 상태에 따른 피건조물이이중벽에 들러붙는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 나선형 블레이드는피건조물의 분포를 고르게 하고 나아가 내벽과의 접촉 면적을 넓혀 건조시간은 단축시키며 건조 효율을 증대시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고형물 배출구 결합공과 고형물 배출구의 결합구조를 단순화시켜 작업자의 작업효율 향상과 이음새에 의한 크랙발생을 방지해 내구성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크래퍼와 나선형 블레이드의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크래퍼의 확대 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나선형 블레이드의 확대 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고형물 배출구 결합공의 확대 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본명세서에서 '및/또는'은전후에나열한구성요소들중적어도하나를포함하는의미로사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크래퍼와 나선형 블레이드의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스크래퍼의 확대 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나선형 블레이드의 확대 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고형물 배출구 결합공의 확대 사시도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기는, 수분 함수율이 높은 피건조물에 포함된 수분을 건조시키고, 수분 함수율이기설정된 기준치 이하로 감소시킨 건조물을 제공할 수 있다. 예를 들어, 피건조물은 당을 포함하는 물질, 예컨대, 비타민을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 건조기는, 외벽(110)과 내벽(120)으로 이루어진 이중벽 건조드럼(100)과 구동축(210), 피건조물 공급 분사구(220), 스크래퍼(230), 나선형 블레이드(240)를 포함할 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
이중벽 건조드럼(100)
이중벽 건조드럼(100)은, 구동축(210)을 회전시키는 가운데 외벽(110)과 내벽(120) 사이에 스팀을 주입하여 소정 공간으로 고온의 열원을 공급하여 피건조물을 건조시키는 장치이다.
이중벽 건조드럼(100)은, 수분이 포함된 피건조물(Liquid)이 투입 및 배출되고, 건조될 수 있도록 내벽(120) 내부에 건조 중공(Hollow Portion, H)을 갖는 통 형상일 수 있다.
이중벽 건조드럼(100)은, 건조 중공(H) 내에 제공된 피건조물에 열원을 제공하기 위하여 이중벽을 가질 수 있다. 보다 상세하게 이중벽 건조드럼(100)은, 내벽(120)과 그 내벽(120)과 소정 공간만큼 일정 간격 이격된 외벽(110)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이중벽(100)의 상단에는 소정 공간으로 스팀을 투입하기 위한 스팀투입구가 마련될 수 있고, 이중벽(100)의 하단에는 소정 공간으로 투입된 스팀을 배출하기 위한 스팀배출구가 마련될 수 있다. 이로써 이중벽 내의 소정 공간을 유동하는 스팀은, 내벽(120)을 통한 간접 열 교환 방식으로 건조 중공(H) 내로 열을 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이중벽 내의 소정 공간에는 내벽(120)에 대하여 나선형 방향으로 스팀이 유동할 수 있도록 스팀 유동 가이드(미도시)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 스팀투입구를 통하여 투입된 스팀은 내벽(120)의 외주연을 나선형 방향으로 회전하면서 스팀배출구로 배출될 수 있는 것이다. 따라서, 열 교환시간 및 열 교환면적이 증대되므로 결과적으로 열 교환 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 이중벽 건조드럼(100)은, 수분이 포함된 피건조물이 투입되어 건조되는 건조 중공(H)을 가질 수 있다. 건조 중공(H)은, 앞서 설명한 내벽(120)의 내부 공간으로 정의될 수 있다. 즉, 피건조물이 건조 중공(H) 내로 제공됨으로써, 이중벽 내 소정 공간으로 공급된 스팀으로부터 열을 제공받아 건조될 수 있는 것이다.
보다 구체적으로, 이중벽 건조드럼(100) 내의 건조 중공(H)을 설명하면, 건조 중공(H)의 내측에는 구동축(210), 피건조물 공급 분사구(220), 스크래퍼(230) 및 나선형 블레이드(240)가 마련될 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.
구동축(210)
도 2를 참조하면 구동축(210)은, 이중벽 건조드럼(100)의 길이방향으로 건조 중공(H) 내부에 마련될 수 있다. 구동축(210)은, 건조 중공(H) 내부에서 스크래퍼(230)와 나선형 블레이드(240)에 대하여 회전 축으로써 기능할 수 있다. 즉, 구동축(210)은, 건조 중공(H) 내부로 피건조물이 공급된 경우, 스크래퍼(230)와 나선형 블레이드(240)를 구동축(210)을 중심으로 회전시키는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 구동축(210)의 회전에 의하여, 스틈과 열 교환하는 피건조물을 건조 중공(H) 내에서 원활하게 유동될 수 있다.
구동축(210)은, 구동축(210) 상에 피고형물 공급 분사구(220)와 스크래퍼(230), 나선형 블레이드(240)를 서로 이격하여 제공할 수 있다.
피건조물 공급 분사구(220)
피건조물 공급 분사구(220)는, 피건조물을 외부에서 투입하기 위하여, 이중벽 건조드럼(100)의 건조 중공(H) 상단에 위치할 수 있다. 피건조물 공급 분사구(220)는, 내벽(120)의 상단부를 향하여 피건조물을 분사할 수 있다. 이를 위하여, 피건조물 공급 분사구(220)는, 내벽(120)의 상단부를 향하도록 구동축(210)에 대하여 일정 각도로 경사지게 설치 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 피건조물 공급 분사구(220)에 의하여 분사된 피건조물은, 후술할 스크래퍼(230)의 상단부에 분사되어, 하단으로 내벽을 따라 흘러내릴 수 있다.
스크래퍼(230)
도 2와 도 3을 참조하면 스크래퍼(230)는, 피건조물 공급 분사구(220)에 의하여 분사된 피건조물, 특히 피건조물에 개재된 당 성분이 내벽(120)에 들러붙을 경우, 당 성분을 긁어 내는 기능을 할 수 있다.
이를 위하여, 스크래퍼(230)는, 스크래퍼 암(231)과 스크래퍼 브러시(232), 브러시 지지수단(233)을 포함할 수 있다.
스크래퍼 암(231)의 일단은구동축(210)에 결합되고, 스크래퍼 암(231)의 타 단에는스크래퍼 브러시(232)가 결합될 수 있다. 스크래퍼 암(231)은, 구동축(210)을 중심으로, 구동축(210)의 둘레면을 따라 둘출 형성되어 구동축(210)에 지지 고정될 수 있다. 스크래퍼 암(231)은, 구동축의 회전력을 후술할 스크래퍼 브러시(232)에 가해지도록 기능할 수 있다.
스크래퍼 브러시(232)는, 스크래퍼 암(231)의 일단에 결합될 수 있고, 그 타단은 내벽(120)을 향할 수 있다. 스크래퍼 브러시(232)는, 스크래퍼 암(231)의 단부에 연장 마련되어, 내벽(120) 면을 긁어내는 기능을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로 스크래퍼 브러시(232)는, 내벽(120)과 제1 간극(G1) 이격하여 마련될 수 있다. 이때, 제1 간극(G1)은, 0일 수도 있다.
브러시 지지수단(233)은, 스크래퍼(230)와 내벽(120) 사이에 제1 간극(G1)을 유지하기 위하여, 스크래퍼 암(231)과 스크래퍼 브러시(232) 사이에 하나 이상이 마련될 수 있다. 브러시 지지수단(233)은, 탄성복원력을 가질 수 있다. 브러시 지지수단(233)은, 탄성복원력을 활용하여 스크래퍼 브러시(232)가 내벽(120)과 제1 간극(G1)을 유지할 수 있도록 소정의 복원력을 제공할 수 있다. 반복 사용에 따른 스크래퍼 브러시(232)의 마모로 브러시 길이가 짧아지는 경우, 브러시 지지수단(233)은, 스크래퍼 브러시(232)를 내벽(120) 방향으로 탄성적으로 밀어냄으로써, 제1 간극(G1)을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 브러시 지지수단(233)은, 스크래퍼(230)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 브러시 지지수단(233)은, 스크래퍼 브러시(232)를 내벽(120) 방향으로 밀어주어, 스크래퍼 브러시(232)의 마모에 따른 제1 간극(G1)의 변화를 보상할 수 있다.
한편, 스크래퍼 암의 단면 두께(CA1)는, 스크래퍼 브러시의 단면 두께(CB1)보다 얇을 수 있다.
CA1 < CB1
따라서, 스크래치 암(231)보다 넓은 두께를 가지는 스크래퍼 브러시(232)는, 넓은 면적에서 내벽(120)에 힘을 실어 긁어낼 수 있다. 또한, 스크래퍼 암(231)은, 얇은 두께로 제공됨으로써, 건조 중공(H)에 피건조물이 채워진 경우에도 스크래퍼 암(231)의 회전 시 가해지는 회전 부하가 최소화될 수 있어, 전기 효율이 향상될 수 있다.
한편, 스크래퍼(230)는, 구동축(210)의 일정 높이에서 결합될 수 있다. 스크래퍼(230)는, 구동축(210)에 대하여, 후술할 나선형 블레이드(240)보다 구동축(210)의 상단에 마련될 수 있다. 스크래퍼(230)를 상단에 마련함으로써, 피건조물 공급 분사구(220)로 투입된 피건조물이 수분 함수율이 높은 상태이므로, 피건조물에 개재된 고형물이 작은 덩어리를 이루며 내벽(120) 면에 들러붙을 경우 스크래퍼(230)에 의해 고형물을 용이하게 긁어낼 수 있다.
스크래퍼 암(231)은, 구동축(210)에 복수 개 마련될 수 있다. 예를 들어, 스크래퍼 암(231)은, 구동축(210)의 길이 방향으로 구동축(210)의 외측 둘레면을 따라 이격하여 마련될 수 있다. 다른 관점에서 스크래퍼 암(231)은, 구동축(210)의 원주 방향으로 방사상 이격 배치되어 마련될 수 있다, 보다 구체적으로, 스크래퍼 암(231)은, 구동축(210)을 중심으로, 그 둘레면을 따라 방사상 돌출 형성되어 구동축(210)에 지지 고정될 수 있다. 실시 예에 의하면, 스크래퍼(230)는, 구동축(210)을 중심으로 복수개가 서로 나선형 띠 형상을 이루어 배열될 수 있다. 보다 구체적으로, 스크래퍼 암(231)은, 구동축(210)의 축 단면 상 상향 경사지도록 구배된 것과 하향 경사지도록 구배된 것이 구동축(210)을 중심으로 서로 마주보며 배치 마련될 수 있다. 즉, 구동축(210) 상에 서로 마주보는 한 쌍의 스크래퍼(230)가 각각 상향과 하향을 향하도록 배치 마련될 수 있다. 더 나아가 스크래퍼(230)는, 구동축(210)을 기준으로 소정 각도 기울어져 제공될 수 있다. 다른 관점에서 스크래퍼 브러시(232)는, 스크래퍼 암(231)을 기준으로 소정 각도 기울어져 제공될 수 있다. 따라서 스크래퍼(230)는, 구동축(210)의 회전에 의한 회전 시 스크래퍼의단부 면적보다 더 넓은 면적으로 내벽(120) 면에 달라붙은 고형물을 긁어낼 수 있다. 다른 관점에서, 스크래퍼(230)가 내벽을 긁어내는 구동축(210) 방향 길이는, 구동축(210)과 결합되는 일정 높이 보다 길 수 있다.
나선형 블레이드(240)
도 2와 도 4를 참조하면 나선형 블레이드(240)는, 구동축(210)의 하단에 마련될 수 있다. 나선형 블레이드(240)는, 피건조물 공급 분사구(220)에 의해 분사된 상부의 스크래퍼(230) 구간을 거쳐 하강하는 피건조물을 상향으로 이동시키며 교반하는 기능을 할 수 있다.
이를 위하여 나선형 블레이드(240)는, 나선형 블레이드 암(241)과 나선형 블레이드 날개(242)를 포함할 수 있다.
나선형 블레이드 암(241)은, 일단에 구동축(210)이, 타 단에 나선형 블레이드 날개(242)가 결합될 수 있다. 나선형 블레이드 암(241)은, 구동축(210)을 중심으로, 구동축(210)의 둘레면을 따라 돌출 형성되어 구동축(210)에 지지 고정될 수 있다. 또한, 나선형 블레이드 암(241)은, 구동축(210)에 복수개 마련될 수 있다. 나선형 블레이드 암(241)은 구동축(210)의 길이 방향으로 구동축(210)의 외측 둘레면을 따라 이격하여 마련될 수 있다.
나선형 블레이드 날개(242)는, 나선형 블레이드 암(241)의 일단에 결합될 수 있다. 그 타단은 내벽(120)을 향할 수 있다. 나선형 블레이드 날개(242)는, 나선형 블레이드 암(241)의 단부에 연장 마련되되, 구동축(210)에 대하여 소정 반경만큼 이격된 채 구동축(210)의 둘레면을 따라 하나의 나선띠 형상을 형성되어, 고형물을 상향으로 이동시키며 교반할 수 있다. 나선형 블레이드(240)는, 두께에 비해 폭이 큰 단면 형상의 부재를 일정한 피치와 동일 반경을 갖고 폭이 반경방향을 향하도록 나선형으로 감은 판상 부재일 수 있다.
또한 나선형 블레이드 날개(242)는, 구동축(210)의 길이방향에 대하여, 소정 각도로 하향 경사지도록 나선형 블레이드 암(241)에 구배되어 연장 마련될 수 있다.
나선형 블레이드(240)는, 내벽(120)과 제2 간극(G2)만큼 이격하여 배치 마련될 수 있다.
한편, 나선형 블레이드 암의 단면 두께(CA2)는, 나선형 블레이드 날개(242)의 단면 두께(CB2)보다 넓을 수 있다.
CA2 > CB2
따라서, 나선형 블레이드 암(241)보다 얇은 두께를 가지는 나선형 블레이드 날개(242)를 가짐으로써, 고형물이 구동축(210)의 회전에 의하여 구동축(210)의 외측 방향으로 원심력이 유발되어, 하강과 동시에 내벽(120) 방향으로 밀어줄 수 있다. 더 나아가, 나선형 블레이드(240)의 상부 단면에 있어서, 나선형 블레이드 날개(242)가 나선형 블레이드 암(241)보다 움푹 들어간 그립을 제공하는 형상으로 형성되어, 덩어리 형태의 고형물을 담는 용기 역할을 할 수 있다. 결과적으로, 이러한 나선형 블레이드 날개(242)의 용기 역할은, 구동축(210)의 회전력에 의해 고형물에 상승 이동을 유도하여, 피고형물의 건조 시간을 배가시킬 수 있다. 더 나아가, 나선형 블레이드 암(242)은, 피건조물을 내벽(120)과의 접촉 면적을 증대시켜 건조 효율을 향상 시킬 수 있다.
한편, 나선형 블레이드(240)는, 구동축(210)의 일정 높이에서 결합될 수 있다. 나선형 블레이드(240)는, 구동축(210)에 대하여, 상술한 스크래퍼(230)보다 구동축(210)의 하단에 마련될 수 있다. 나선형 블레이드(240)를 하단에 마련함으로써, 피건조물이 건조 중공(H) 내 하강에 따른 수분 증발로 수분 함수율이 줄어들고, 피건조물이 큰 덩어리 형태의 고형물을 이루게 됨에 따라, 고형물의 상승 이동을 유도할 수 있다. 더 나아가, 나선형 블레이드 날개(242) 면을 따라 원주 방향으로 이동을 유도함으로써 고형물의 하강 속도를 지연시켜 건조 시간을 늘릴 수 있다.
다시 도 2 내지 도 4를 참조하면 스크래처(230)과 나선형 블레이드(240) 간에는 하기와 같은 특징을 설명할 수 있다.
구동축(210)의 연장방향으로의 나선형 블레이드 날개의 단면 두께(CB2)는 나선형 블레이드 암의 단면 두께(CA2) 보다 얇고, 구동축(210)의 연장방향으로의 스크래퍼 암의 단면 두께(CA1)는 스크래퍼 날개의 단면 두께(CB1)보다 두꺼울 수 있다. 따라서 나선형 블레이드 날개의 단면 두께(CB2)보다 스크래퍼 브러시의 단면 두께(CB1)가 넓은 구조로 되어 있어, 스크래퍼(230)는 넓은 면적에서 내벽(120) 면의 피건조물을 긁어낼 수 있다. 또한스크래퍼브러시(232)는, 스크래퍼암(231)보다 넓은 면적에서 더 많은 힘으로, 내벽(120)에 부착된 피건조물 내 작은 덩어리 형태의 고형물을 긁어낼 수 있다. 또한 나선형 블레이드 날개(242)는, 나선형 블레이드 암(241)보다 얇은 면적에서, 내벽(120) 면으로 큰 덩어리 형태의 고형물을 밀어내면서 상향 상승유도를 만들어낼 수 있다.
한편, 스크래퍼(230)에 의하여 정의되는 제1 간극(G1)은, 나선형 블레이드(240)에 의하여 정의되는 제2 간극(G2)보다 좁을 수 있다. 이때 제1 간극(G1) 부근에 위치한 피건조물은, 제2 간극(G2) 부근에 위치한 피건조물보다 수분 함수율이 높을 수 있다. 수분 함수율이 높은 상태에서는, 피건조물 내 작은 덩어리 형태의 고형물이 내벽(120)에 들러 붙을 수 있다. 이 경우 제1 간극(G1)만큼 이격되어스크래퍼(230)로 내벽(120)을 긁어낼 수 있다. 이후 피건조물은, 하강하여 고형물 배출구에 가까워질수록 수분 증발로 수분 함수율이 낮아져 서로 응집되어 큰 덩어리진 형태일 수 있다. 이 때에는, 고형물의 덩어리가 크기 때문에, 제1 간극(G1)보다 넓은 제2 간극(G2)으로도 내벽(120)에 들러붙는 것을 방지할 수 있되, 회전에 가해지는 부하를 줄일 수 있다.
도 5를 참조하면 고형물 배출구 결합공(130)은, 이중벽 건조드럼(100)에 별도의 고형물 배출구를 마련시, 결합구조를 단순화하는 기능을 수행할 수 있다. 고형물 배출구 결합공(130)은, 이중벽 건조드럼(100)에 마련될 수 있다. 고형물 배출구 결합공(130)은, 이중벽 건조드럼(100)의 하단 일 측에 건조 중공(H)과 연통되도록 고형물 배출구를 인입 결합시킬 수 있다.
고형물 배출구 결합공(130)은, 이중벽 내에서 외벽 결합공(131)과 내벽 결합공(132)으로 이루어질 수 있다. 고형물 배출구 결합공(130)은, 외벽(110)과 내벽(120)을 상호 연통시킬 수 있도록 두 격벽에 이어져 마련될 수 있다. 고형물 배출구는, 열풍으로 건조가 완료된 피건조물이 수거되기 위해 외부와 연통될 수 있다. 이 경우 고형물은 이중벽 건조드럼(100)의 말단부를 통해 외부로 배출될 뿐, 건조 중공(H)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
외부 결합공(131)은, 외벽(110)에 형성될 수 있다. 외부 결합공(131)은, 제1 내경(B1)을 가질 수 있다. 고형물 배출구 결합공(130)에 고형물 배출구를 인입하여 용접할 때 용접비드(미도시)가 분포되는 면적을 넓게 하여 외부 결합공(131)과 고형물 배출구 간 결합력을 향상시킬 수 있다. 더 나아가 외부 결합공(131)과 고형물 배출구 간 결합부위를 용접할 때 용접비드(미도시)가 외부 결합공(131)과 고형물 배출구의 사이로 흘러들어가 그 사이를 메움으로 고형물 배출구와의 결합력을 향상시킬 수 있다.
내부 결합공(132)은, 내벽(120)에 형성될 수 있다. 내부 결합공(132)은, 제2 내경(B2)을 가질 수 있다. 고형물 배출구는, 긴밀히 끼워 맞춤될 수 있도록 그 외경이 내부 결합공(132)과 동일한 형상인 원형으로 이루어져 안정적인 결합력을 유지시킬 수 있다.
제1 내경(B1)은, 제2 내경(B2) 보다 적게 형성될 수 있다. 따라서 고형물 배출구 결합공(130)에 고형물 배출구가 인입 결합 시, 고형물 배출구가 내벽 결합공(132)에는 맞닿고 외벽 결합공(131)과는 일정 간격으로 이격될 수 있다.
이하 상술한 건조기의 피건조물 건조동작을 설명한다.
다시 도 1을 참고하면, 스팀투입구로 스팀을 투입하여 이중벽 건조드럼(100)의 건조 중공(H)에 간접 열 교환 방식으로 열을 가할 수 있다. 이때 피건조물 공급 분사구(220)를 통하여 저온의 피건조물을 외부에서 건조 중공(H)으로 유입시킬 수 있다.
투입되는 피건조물은, 이중벽 건조드럼(100)의 내부에서 교반될 수 있다. 더욱 바람직하게는 건조 중공(H) 내 구동축(210)의 회전에 의하여, 피건조물 공급 분사구(220)는 물론, 스크래퍼(230)와 나선형 블레이드(240)도 같이 회전을 하며, 피건조물을 건조 중공(H) 내에서 교반시킬 수 있다.
피건조물은, 피건조물 공급 분사구(220)에서 건조 중공(H)으로 유입되고, 스크래퍼(230)와 나선형 블레이드(240)가 위치한 영역 순으로 건조 단계를 다 거친 뒤 고형물 배출구를 통해 배출될 수 있다.
이 경우, 피건조물 공급 분사구(220)로 유입된 피건조물은 저온으로 스팀에 의해 간접 증발이 이루어지기 일정 온도 이상으로 가열이 이루어져야 할 것이다. 따라서 수분 함수율이 높은 상태인 피건조물은 내벽(120)과 제1 간극(G1)을 형성하는 스크래퍼(230)의 축회전에 의하여 내벽(120)으로부터 밀어낼 수 있다. 바람직하게는 이때 스크래퍼(230)는 구동축(210)에 소정 각도로 기울어져 결합되어 있어, 스크래퍼의단부 면적(D1)보다 넓은 범위에서 내벽(120)을 긁어 내릴 수 있다.
이중벽 건조드럼(100)의 하단으로 갈수록 피건조물은 수분 함수율이 낮아지므로, 큰 덩어리 진 고형물은 내벽(120)과 제2 간극(G2)을 유지하는 나선형 블레이드(240)에 의해 구동축(210)을 기준으로 교반될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 :이중벽 건조드럼 110 : 외벽
120 : 내벽 130 :고형물 배출구 결합공
131 : 외벽 결합공 132 : 내벽 결합공
210 :구동축 220 : 피건조물 공급 분사구
230: 스크래퍼 231 :스크래퍼 암
232 :스크래퍼 브러시 233 : 브러시 지지수단
240 : 나선형 블레이드 241 : 나선형 블레이드 암
242 : 나선형 블레이드 날개
H : 건조 중공
G1 : 제1 간극 G2 : 제2 간극
CA1 :스크래퍼 암의 단면 두께
CB1 :스크래퍼 브러시의 단면 두께
CA2 : 나선형 블레이드 암의 단면 두께
CB2 : 나선형 블레이드 날개의 단면 두께
M1 : 제1 간극의 피건조물의 수분 함수율
M2 : 제2 간극의 피건조물의 수분 함수율
B1 : 제1 내경 B2 : 제2 내경

Claims (6)

  1. 외벽과 내벽이 서로 이격되어 소정 공간이 형성된 이중벽을 가지고, 상기 소정 공간의 상부에는 스팀투입구가 하부에는 스팀배출구가 각각 형성 마련된 이중벽 건조드럼;
    상기 이중벽 건조드럼의 건조 중공에 구비되어 회전 가능하도록 마련된 구동축;
    상기 이중벽 건조드럼의 건조 중공 상단에 위치하여, 상기 내벽의 상단부를 향하여 피건조물을 분사하는 피건조물 공급 분사구;
    상기 구동축의 하단에 마련되되, 회전 원심력을 통하여 피건조물을 상기 내벽 방향으로 밀어주며, 상기 내벽과 제2 간극 이격하여 배치된 나선형 블레이드; 및
    상기 구동축의 상단에 마련되고, 상기 내벽과 제1 간극 이격하여 배치되되, 상기 제1 간극은 상기 제2 간극보다 좁은 스크래퍼를 포함하고,
    분사된 상기 피건조물은 상기 이중벽 건조드럼의 소정 공간을 유동하는 스팀으로부터 열을 간접적으로 공급받아 건조되고,
    상기 제2 간극에 위치하는 피건조물의 수분 함수율은 상기 제1 간극에 위치하는 피건조물의 수분 함수율보다 낮은, 건조기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크래퍼는,
    상기 구동축의 일정 높이에서 결합되어, 상기 구동축을 중심으로 일정 간격 방사상으로 이격 배치되되, 상기 구동축에 대하여 소정 각도 기울어짐으로써, 상기 스크래퍼가 상기 내벽을 긁어내는 상기 구동축 방향 길이는 상기 구동축과 결합되는 일정 높이 보다 긴 것을 특징으로 하는, 건조기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 피건조물 공급 분사구는,
    상기 내벽의 상단부를 향하도록 상기 구동축에 대하여 일정 각도로 경사지게 설치 마련된 것을 특징으로 하는, 건조기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중벽 건조드럼의 하단 일측에 상기 건조 중공과 연통되도록 고형물 배출구가 인입 결합되는 고형물 배출구 결합공이 형성되되,
    상기 고형물 배출구 결합공은
    상기 내벽에 형성되고 제1 내경을 가지는 내벽 결합공과, 상기 외벽에 형성되고 제2 내경을 가지는 외벽 결합공으로 이루어지되,
    상기 제1 내경은 상기 제2 내경보다 작게 형성되어 상기 고형물 배출구의 인입결합시, 상기 고형물 배출구는 상기 내벽 결합공에 맞닿고, 상기 외벽 결합공과 이격하는, 건조기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 나선형 블레이드는 일단이 상기 구동축과 결합된 나선형 블레이드 암과 상기 나선형 블레이드 암의 타 단에 결합된 나선형 블레이드 날개를 포함하고,
    상기 스크래퍼는 일단이 상기 구동축과 결합된 스크래퍼 암과 상기 스크래퍼 암의 타 단에 결합된 스크래퍼 브러시를 더 포함하며,
    상기 구동축의 연장방향으로의 상기 나선형 블레이드 날개의 두께는 상기 나선형 블레이드 암의 두께보다 얇고, 상기 구동축의 연장방향으로의 상기 스크레퍼 브러시의 두께는 상기 스크래퍼 암의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 건조기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크래퍼는 일단이 상기 구동축과 결합된 스크래퍼 암과 상기 스크래퍼 암의 타 단에 결합된 스크래퍼 브러시를 포함하되, 상기 스크래퍼 암과 상기 스크래퍼 브러시 사이에는 상기 스크래퍼 브러시를 상기 내벽 방향으로 탄성적으로 밀어주는 브러시 지지 수단이 마련됨으로써, 상기 브러시 지지 수단은 상기 스크래퍼 브러시의 마모에 따른 상기 제1 간극의 변화를 보상하는 것을 특징으로 하는, 건조기.
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