KR101982214B1 - 산업용 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업용 건조기에 관한 것으로서, 라디에이터를 통해 가열된 열기가 드럼으로 진입되어 건조가 이루어지도록 구성되고, 상기 드럼의 일측에 구성된 배기관을 통해 배기되는 열기의 온도값에 따라 상기 라디에이터에 스팀의 주입 및 차단을 제어하여, 상기 드럼의 내부 온도를 균일하게 유지시켜 열손실 최소화와 함께, 보일러의 작용시간을 최적화시켜 열원소비를 절약함으로써, 건조최적화로 효율성을 향상시키도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 산업용 건조기에 있어서, 드럼(10)과; 상기 드럼(10)의 상단부에 구성되고, 보일러에서 제공되는 스팀을 제공받아 상기 드럼(10)으로 진입되는 공기를 가열시켜 열기가 상기 드럼(10)에 제공되도록 하는 라디에이터(20)와; 상기 드럼(10)의 하단부에 구성되고, 상기 드럼(10)에 진입되는 열기를 외부로 배출시키도록 배기관(34)이 구성되는 통풍모터(32)와; 상기 배기관(34)의 일측에 구성되어, 상기 배기관(34)을 통해 배기되는 열기의 온도를 측정하는 온도센서(42); 및 상기 배기관(34)의 일측에 구성되어 열기의 습도를 측정하여, 측정된 습도값에 따라 건조완료가 이루어졌다는 것을 센싱하기 위한 습도센서(44);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

산업용 건조기{INDUSTRIAL DRYER}

본 발명은 산업용 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 라디에이터를 통해 가열된 열기가 드럼으로 진입되어 건조가 이루어지도록 구성되고, 상기 드럼의 일측에 구성된 배기관을 통해 배기되는 열기의 온도값에 따라 상기 라디에이터에 스팀의 주입 및 차단을 제어하여, 상기 드럼의 내부 온도를 균일하게 유지시켜 열손실 최소화와 함께, 보일러의 작용시간을 최적화시켜 열원소비를 절약함으로써, 건조최적화로 효율성을 향상시키도록 하는 산업용 건조기에 관한 것이다.

일반적으로, 농축산물, 산업용 재료 및 폐기물 건조처리를 위해서는 건조장치가 필수적이다.

건조에너지를 절약하기 위하여, 건조장치에서 배출되는 고온의 폐습공기를 재활용(또는 재사용)하기 위한 노력이 요구되고 있다.

상기 건조장치의 건조효율을 향상시키고자 건조장치에서 배출되는 습공기의 상대습도는 거의 90%이상을 유지하고자 하지만, 함께 배출되는 피건조물 역시 습도를 갖고 배출된다.

상기 피건조물의 함수율을 저하하고자 배출공기의 온도를 높이고 배출공기의 습도를 저하하도록 한다.

즉, 피건조물의 함수율을 최소화(12% 이하)하고자 하는 경우, 배출공기는 약 100℃이고, 상대습도는 약 10%이다.

예를 들면, 3단 로타리 건조장치(오스트리아의 ANDRITZ Co)의 경우, 투입되는 열풍의 온도는 400℃ 정도이고, 배출공기의 온도는 100℃ 상대습도 10%에 이른다.

이러한, 배출공기는 집진기를 거쳐서 응축기 및 열교환기를 통고하고, 40 ~ 60℃ 정도로 예열되어 열풍버너에 재투입된다.

이러한, 폐열 재사용을 위한 설비는 복잡하고, 투자비용은 막대하지만 실제로 재활용되는 에너지는 투입에너지의 5 ~ 15% 정도에 불과하다.

최근, 포스코 건설의 유기성 슬러지 자원화 기술의 경우, 응축기에서 수분이 제거되고 열교환기에서 예열된 폐공기를 중력식 곡물건조기 방식의 2차 건조장치에 투입하여 슬러지를 2차 건조하도록 하였다.

스팀을 열원으로 사용하는 디스크 건조장치의 경우, 일본 미쓰비시에서 개발한 것으로, 고압의 스팀이 디스크 내부를 통과하는 동안 디스크는 회전하면서 피건조물과 마찰이 발생된다.

디스크 전열 및 피건조물의 마찰을 통하여 스팀의 열원은 피건조물에 전달되고, 피건조물의 건조과정에서 발생된 습공기를 피건조물과 함께 투입된 송풍에 의해 제거된다.

그러나, 피건조물에 열풍이 직접 닿아서 건조가 이루어지는 킬른, 3단 또는 방사형 다단 로타리 건조기는 건조속도는 우수하지만, 건조과정에서 다량의 오염된 고온의 습공기가 발생된다.

오염된 고온의 습공기를 열교환기, 냉각기 및 응축기를 이용하여 재활용하는 것은 경제성이 미흡하다.

또한, 스팀에 의한 열원으로 피건조물을 열전도에 의해 간접적으로 건조하게 하는 스팀 디스크 건조기의 경우, 열원에 의한 피건조물의 오염 가능성은 없지만, 건조속도가 느리고 디스크 면에 누룽지와 흡사한 스케일이 발생하여 건조효율이 저하된다.

직접 열풍 건조장치에서 배출된 고온의 폐습공기를 재활용하기 위하여, 열교환기와 응축기를 사용하였다.

그러나, 열교환기와 응축기의 설치비용에 비교하여 에너지 회수효율이 저조하여 충분한 경제성을 얻기 어렵다.

열풍 및 스팀건조방식의 비교표

구분	방사형로타리 간접열원 (폐열, 스팀) 건조기	방사형 로타리 직접열원 (열풍) 건조기	디스크 간접열원 (스팀)건조기
폐습공기 발생량	중	대	하
전조효율(전열면 열전도에 따른 열손실 고려)	하	상	상
건조열원 (투입온도)	폐열 또는 스팀 (30 ~ 200℃)	열풍 (200 ~ 400℃)	스팀 (50 ~ 200℃)
스케일 발생	없음	없음	없음
건조기 내부 피건조물 파쇄기능	있음	있음	없음
피건조물 오염 및 탄화 가능성	없음	있음	없음
함수율 10℃ 이하 건조	가능	가능	가능
건조속도	느림	빠름	느림
열교환기 용량	열교환기 불필요	대	열교환기 불필요
응축기용량	중	대	중

한편, 세탁건조기 시장은 크게 가정용 건조기 시장과 산업용 건조기 시장으로 구분되며, 가정용 건조기 제품은 세탁, 탈수 및 건조를 한번에 처리할 수 있는 드럼세탁기와 건조기능만을 가진 건조전용제품으로 출시되고 있고, 산업용 건조기는 대부분의 경우 건조기능만을 가진 형태로 출시되고 있다.

산업용 건조시장은 1회 최대 건조량 규모에 따라 소형 산업용과, 대형 산업용으로 세분할 수 있으며, 소형산업에 사용되는 건조기는 처리량 기준으로 약 15 ~ 25㎏ 정도의 건조물을 처리하는 반면에, 대형산업에 사용되는 건조기는 1회에 50㎏ 이상을 처리할 수 있으며, 대부분 50㎏, 100㎏, 120㎏형 형태로 출시되고 있다.

소형 산업건조기는 주로 소규모 세탁소나 코인형 상업 세탁점에서 사용되며, 대형 산업용 건조기는 대규모 세탁공장 및 산업용 건조물의 건조에 사용된다.

또한, 대부분의 대형(120㎏ 이상)급의 산업용 건조기는 대부분 수입, 사용되고 있으며, 국내 개발은 미흡한 상태이고, 수입품의 대부분은 건조속도만을 강조한 제품이어서 에너지 절감기술은 수입품에서도 미흡한 실정이다.

국내에서 제공되고 있는 건조기의 선행기술을 검토하여 보면, 특허 제501995호의 세탁기의 외기 순환식 건조장치 및 그 방법은 건조행정시 순환되는 공기의 습도와 온도를 확인하여 공기를 순환시킴으로써, 세탁물의 건조효과를 향상시키기 위하여, 드럼 내부의 건조용 공기온도를 측정하기 위한 온도센서, 순환덕트를 순환하는 공기의 습도를 측정하기 위한 습도센서, 공기유동경로 상으로 온도센서와 상기 습도센서 사이에 설치되며, 습도센서와 온도센서에서 측정된 신호를 기초로, 드럼 내부에서 순환되는 공기유동 및 드럼 내부로 외기를 유입시키는 공기유동을 선택적으로 제어하는 유동제어수단을 포함하는 세탁기의 외기순환식 건조장치가 개시되어 있다.

이는, 드럼 내부에서 순환되는 공기유동 및 드럼 내부로 외기를 유입시키는 공기유동을 선택적으로 제어하는 동시에 온도와 습도를 연동측정함으로써, 순환되는 건조공기의 습도와 온도를 최적화하여 세탁기의 건조효과가 향상되도록 한 것이나, 구성상 사용한 공기를 재사용할 경우 공기 내부에 습기가 다량 포함되어 있으므로, 이를 순환 덕트 내에서 건조히터로 습기를 증발시킨 다음 드럼 내부로 공급함으로써, 소비되는 에너지의 낭비와 외부의 공기를 유입시켰을 경우 이를 일정온도까지 건조히터로 가열시킴으로써 에너지의 낭비가 발생하는 문제점이 있다.

종래의 다른 일례를 살펴보면, 특허 제939866호의 드럼식 세탁기는, 건조기 본체 내의 공기를 흡입하는 흡입모터와, 상기 흡입모터에 연결 구성되는 배풍덕트와, 상기 배풍덕트의 배출부측 일측벽에 구비된 댐퍼에 의해 배풍덕트와 연결 구성된 흡입덕트와, 상기 흡입덕트의 배출부측에 구비된 댐퍼에 의해 흡입덕트와 연결 구성된 히터와, 상기 히터의 배출부측에 연결 구성된 드럼과, 상기 드럼 내 온도를 제어하는 온도센서 및 습도를 제어하는 습도센서와, 상기 각 구성들을 전체 제어하는 컨트롤러로 이루어진 드럼식 건조기에 있어서, 상기 배풍덕트와 흡입덕트 간에 열회수기를 형성하고 상기 열회수기 일측에 설치되어 외부의 신선공기가 자연 유입되도록 형성된 흡입공과, 상기 흡입공으로부터 유입된 공기가 열회수기를 가열시킨 후 다시 히터로 재가열시켜 드럼으로 공급토록 한 것이다.

종래의 산업용 건조기에 대하여 좀 더 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 산업용 건조기(1)는 일단에 개폐작용하는 도어가 구성되어, 내부에 건조하고자 하는 물건을 투입하여 저장되는 공간을 형성하는 드럼(10)을 포함한다.

또한, 상기 드럼(10)의 일측에는 라디에이터(20)가 구성된다.

또한, 상기 라디에이터(20)에는 상기 라디에이터(20)에 스팀이 주입되도록 제어밸브를 포함하여 일측에 구성되는 주입관(22)이 구성되고, 타측에 구성되어 주입된 스팀이 응축되어 물이 배출되도록 하는 제어밸브를 포함하는 배출관(24)이 구성된다.

또한, 상기 라디에이터(20)의 하단에는 상기 라디에이터(20)를 통과하여 드럼(10)으로 주입되는 열기의 온도를 확인하는 온도계(40)가 구성된다.

또한, 상기 드럼(10)의 타측에는 라디에이터(20)를 통과하여 가열된 열기가 상기 드럼(10)의 내부로 통과할 수 있도록 흡입력을 제공하는 통풍모터(32)가 구성된다.

또한, 상기 통풍모터(32)의 일측에는 상기 드럼(10)을 통과한 열기가 상기 통풍모터(32)를 거쳐 외부로 배출되도록 지지하는 배기관(34)으로 구성된다.

상기한 산업용 건조기(1)는 열을 소비하면서 사용되고 있는데, 이 경우, 열원은 휘발유, 경우, 등유 등을 이용한 보일러를 이용한 스팀라디에이터, 가스보일러를 이용한 스팀라디에이터, 전기보일러를 이용한 스팀라디에이터, 전기를 이용한 스팀라디에이터, 열매체를 이용한 열매체라디에이터, 소각보일러를 이용한 스팀 및 열매체라디에이터, 그 밖의 모든 열을 이용하여 사용되고 있는 건조기 또는 드라이어의 높은 효율과 자동화로 이루어지도록 구성된다.

상기 산업용 건조기(1)는 보일러에서 스팀을 발생시킨 다음에, 상기 스팀을 스팀메인탱크로 저장하고, 스팀메인탱크에서 라디에이터(20)로 제공된다.

또한, 상기 산업용 건조기(1)의 드럼(10)에 건조물을 투입시켜, 상기 드럼(10)이 좌, 우방향으로 회전하게 되고, 상기 라디에이터(20)의 일측에 구성된 주입관(22)의 밸브가 개방되면, 상기 주입관(22)을 통해 스팀이 라디에이터(20)에 공급된다.

계속해서, 주입관(22)을 통해 주입된 스팀이 라디에이터(20)를 순환하여 배출관(24)으로 배출이 이루어지고, 이러한, 순환과정 중 하방에 구성된 통풍모터(32)의 작용에 의해 공기가 상기 라디에이터(20)를 통과하면서 가열된 열기가 드럼(10)의 내부로 투입됨으로써, 상기 드럼(10)의 건조물을 건조시키는 작용이 수행된다.

이때, 상기 라디에이터(20)의 하단에 구성된 온도계(40)에서 상기 라디에이터(20)를 통과한 열기온도를 표시하게 된다.

또한, 산업용 건조기(1)에는 타이머가 구성되고, 상기 타이머를 통해 미리 작업자가 건조시간을 추측하여 설정시킨 상태이므로, 상기 타이머에 설정된 타이머값에 도달되었지만 건조물의 건조되지 않은 상태에서 건조완료의 부저가 작동된다.

그리고, 건조물의 건조상태를 작업자가 촉감 등을 통해 건조상태를 확인하고, 건조작업을 더 수행하고자 할 경우 타이머 등을 재추측설정하여 건조작업을 재수행한다.

그러나, 1차 건조작업이 완료된 후 건조물의 건조상태를 확인하고자 드럼(10)의 도어를 개방시키게 되고, 이러한 도어의 개방으로 상기 드럼(10)의 열기가 외부와 열교환이 이루어져 열손실이 발생되며, 경우에 따라서 상기 드럼(10)의 열기에 의해 작업자가 화상 등의 안전사고 위험성을 가지는 문제점이 있다.

이를 좀 더 살펴보면, 예컨대, 드럼(10)에 옷을 넣고 110℃ ~ 120℃에서 건조를 하기 시작한다.

그리고, 12분 정도 경과하면서 옷의 건조가 시작되고, 45분 ~ 55분 정도가 되면 완전히 건조가 이루어진다.

이때, 최초 옷을 드럼(10)에 투입했을 때와, 건조가 완료될 때까지 드럼(10)의 내부온도가 일정하게 이루어져야 하고, 이렇게 상기 드럼(10)의 내부온도를 일정하게 유지시키기 위해서는 라디에이터(20)에 일정온도의 스팀을 제공하여야 되고, 이러한 스팀온도의 균등화를 위해 보일러를 가동시키기 위한 열원의 소비를 가중시켜 유지보수비용이 높다는 문제점이 있다.

또한, 드럼(10)에 투입된 건조물 즉, 옷을 건조시키기 위해 처음부터 건조 완료시점까지 고열로 건조작업을 수행함에 따라 옷의 축률, 즉 줄었다 덜 줄었다하는 문제가 발생한다.

또한, 스팀이 발생하여 밖으로 배출되게 되면, 그 스팀은 사용하지 못하는 폐열로 되기때문에 에너지소비를 가중시키는 문제점이 있다.

대한민국 특허공보 제10-623188호(2006.09.12. 공보) 대한민국 특허공보 제10-997696호(2010.12.01. 공보) 대한민국 특허공보 제10-1312399호(2013.09.27. 공보)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 라디에이터를 통해 가열된 열기가 드럼으로 진입되어 건조가 이루어지도록 구성되고, 배기관으로 배기되는 열기의 온도값에 따라 상기 라디에이터에 스팀의 주입 및 차단을 제어하여, 상기 드럼의 내부 온도를 균일하게 유지시켜 열손실 최소화와 함께, 보일러의 작용시간을 최적화시켜 열원소비를 절약함으로써, 건조최적화로 효율성을 향상시키도록 하는 산업용 건조기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 산업용 건조기에 있어서, 드럼과; 상기 드럼의 상단부에 구성되고, 보일러에서 제공되는 스팀을 제공받아 상기 드럼으로 진입되는 공기를 가열시켜 열기가 상기 드럼에 제공되도록 하는 라디에이터와; 상기 드럼의 하단부에 구성되고, 상기 드럼에 진입되는 열기를 외부로 배출시키도록 배기관이 구성되는 통풍모터와; 상기 배기관의 일측에 구성되어, 상기 배기관을 통해 배기되는 열기의 온도를 측정하는 온도센서; 및 상기 배기관의 일측에 구성되어 열기의 습도를 측정하여, 측정된 습도값에 따라 건조완료가 이루어졌다는 것을 센싱하기 위한 습도센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 라디에이터에는, 일측에 구성되어, 보일러에서 발생된 스팀이 상기 라디에이터에 주입되도록 하는 주입관; 및 타측에 구성되어, 상기 라디에이터 내에 발생된 응축수를 외부로 배출시키도록 트랩밸브가 구성되는 배출관을 포함하고; 상기 배기관의 일측에는, 온도센서 또는 습도센서에서 측정된 센싱값에 의한 제어신호에 따라 스팀의 공급 또는 차단이 이루어지도록 하는 솔레노이드밸브;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 온도센서는, 상기 배기관으로 배기된 열기온도가 75℃ ~ 85℃일 경우, 상기 라디에이터로 진입되는 스팀을 차단시키고; 상기 배기관으로 배기된 열기온도가 55℃ ~ 65℃일 경우, 상기 라디에이터에 스팀이 주입되도록 하여 열기온도가 상승되도록 설정;된 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 온도센서는, 설정된 하한온도와, 상한온도에서, 상기 하한온도에서 상한온도까지 도달하는 시간이 2분 ~ 3분이면 건조완료로 설정;된 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 습도센서는, 측정된 습도값이 5 ~ 10%에서 10 ~ 20초 동안 유지될 경우 건조완료가 이루어지도록 설정;된 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 온도센서는, 설정된 하한온도와, 상한온도에서, 상기 하한온도에서 상한온도까지 도달하는 시간이 2분 ~ 3분이면 건조완료 조건; 및 상기 습도센서는, 측정된 습도값이 5 ~ 10%에서 10 ~ 20초 동안 유지될 경우 건조완료 조건이 모두 만족될 때 건조완료로 판정;하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 온도센서 또는 습도센서를 통해 건조완료가 이루어지면, 일정 시간동안 냉각과정을 수행하여, 최종 건조물의 건조가 완료된 것으로 판정;하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 온도센서는 상한온도 및 하한온도를 설정하여, 상기 상한온도 또는 하한온도 범위를 벗어난 열기온도가 측정될 경우, 솔레노이드밸브 또는 트랩밸브에서 불량이 발생됨을 인식할 수 있도록 설정;되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 배기관에는, 상기 드럼에서 배기관으로 배기되는 열기의 유속을 저하시켜, 상기 배기관의 일측에 구성된 온도센서 및 습도센서에서 정확한 센싱값을 얻을 수 있도록 하는 확관부;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 라디에이터를 통해 가열된 열기가 드럼으로 진입되어 건조가 이루어지도록 구성되고, 배기관으로 배기되는 열기의 온도값에 따라 상기 라디에이터에 스팀의 주입 및 차단을 제어하여, 상기 드럼의 내부 온도를 일정범위 안에서 균일하게 유지시켜 열손실 최소화와 함께, 보일러의 작용시간을 최적화시켜 열원소비를 절약함으로써, 건조최적화로 효율성을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 산업용 건조기의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 산업용 건조기의 개략적인 구성도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하기 위한 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다.

명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다.

그리고, "및/또는"은 언급된 아이템의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다.

따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정형태로 제한되는 것이 아니라 제조공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다(종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다).

본 발명의 산업용 건조기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 드럼(10)과, 라디에이터(20)와, 통풍모터(32)와 온도계(40)를 포함하고, 상기 통풍모터(32)의 일측에 배기되는 열기의 온도를 측정하는 온도센서(42)를 포함한다.

상기 드럼(10)은 건조물을 투입시켜 건조가 이루어지도록 지지하는 기능을 수행한다.

상기 라디에이터(20)는 보일러에서 발생된 스팀을 제공받아, 외부에서 유입되는 공기를 가열시키고, 가열된 공기가 상기 드럼(10)에 진입되도록 하여 건조작업이 수행되도록 하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 라디에이터(20)에는 보일러에서 발생되는 스팀을 주입 및 응축수의 배출이 이루어지도록 하는 주입관(22) 및 배출관(24)이 구성된다.

또한, 상기 주입관(22)에는 제어신호에 따라 개폐가 이루어지도록 하는 솔레노이드밸브(23)가 구성된다.

또한, 배출관(24)에는 물과 응축수를 구분하여, 라디에이터(20)에서 발생된 응축수가 배출되도록 단속하는 트랩밸브(25)가 구성된다.

상기 솔레노이드밸브(23)는 제어신호에 따라 상기 주입관(22)으로 주입되는 스팀의 주입량 및 차단을 제어함으로써, 상기 드럼(10)의 내부에 진입되는 열량이 제어됨에 따라 상기 드럼(10)의 내부온도를 제어하게 된다.

상기 트랩밸브(25)는 상기 솔레노이드밸브(23)를 통해 진입된 스팀에 의해 상기 라디에이터(20) 내에 발생된 응축수만 배출되도록 하는 기능을 수행한다.

상기 통풍모터(32)는 상기 드럼(10)의 하방부에 구성되어 상기 드럼(10)의 진입된 열기를 외부로 방출시켜 상기 드럼(10) 내부에서 건조작업이 원활하게 수행되도록 하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 통풍모터(32)의 일단에는 상기 통풍모터(32)를 통해 흡입된 드럼(10)의 내부공기를 외부로 배출되도록 지지하는 배기관(34)이 구성된다.

또한, 상기 배기관(34)의 일측에는, 상기 통풍모터(32)를 통해 배기관(34)으로 배기되는 열기에 대한 온도를 측정하기 위한 온도센서(42)가 구성된다.

또한, 상기 배기관(34)의 일측에는 상기 배기관(34)을 통해 배기되는 열기에 포함된 습도를 측정하는 습도센서(44)를 포함한다.

또한, 상기 배기관(34)의 일측에는 상기 배기관(34)을 통해 배출되는 열기의 배출속도를 낮춰 온도센서(42) 및 습도센서(44)를 통해 배출열기에 대한 온도 및 습도가 좀더 정확하게 측정이 이루어지도록 하는 확관부(36)를 포함한다.

상기 확관부(36)는 도 2에 도시된 바와 같이, 드럼(10) 측에 구성된 배기관보다 통풍모터(32) 측에 구성된 배기관의 직경이 커지도록 유도하는 구간을 형성한다.

이에 따라, 상기 확관부(36)는 작은 직경을 가지는 배기관을 통해 배출되는 열기의 속도가 상기 확관부(36)의 직경 확대에 따라 유속이 급격히 떨어지면서 확장된 배기관으로 열기가 배출되도록 한다.

그러므로, 확장된 배기관으로 통해 유속이 떨어진 열기에 대한 온도 및 습도의 측정이 원활하게 이루어질 수 있도록 유도하게 된다.

즉, 상기 배기관(34)은 열기의 배기 방향을 기준으로, 선단부에서부터 확관부(36)와, 온도센서(42)와 습도센서(44) 및 통풍모터(32)가 순차적으로 구성됨으로써, 상기 통풍모터(32)의 작용에 의해 상기 드럼(10)의 내부에 진입된 열기가 상기 배기관(34)으로 배출된다.

또한, 상기 확관부(36)에 의해 상기 배기관(34)을 통해 열기의 유속을 급격히 떨어뜨려 열기의 유속을 감소시킨다.

또한, 상기 확관부(36)에 의해 유속이 저감된 열기는 상기 배기관(34)의 일측에 구성된 온도센서(42) 및 습도센서(44)를 통해 상기 열기의 온도 및 열기에 포함된 습도의 측정에 대한 정확성을 향상시킴으로써, 라디에이터(20)에 스팀을 주입 및 차단에 대한 제어가 좀 더 정확해지도록 한다.

이에 따라, 상기 라디에이터(20)에 스팀의 주입 및 차단이 정확하게 이루어지면, 드럼(10)의 내부 온도를 일정하면서 균일하게 유지시켜 열손실 최소화와 함께, 보일러의 작용시간을 최적화시켜 열원소비를 절약하여, 결국 산업용 건조기에 대한 건조최적화로 효율성을 향상시킨다.

상기와 같이 구성된 산업용 건조기의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 드럼(10)의 내부에 건조물을 투입하고, 상기 드럼(10)의 전면에 구성된 도어를 닫아, 상기 드럼(10)의 내부가 밀폐되도록 한다.

그리고, 산업용 건조기(1)의 일측에 구성된 제어패널을 통해 전원을 온(ON)시키면, 드럼(10)의 회전이 이루어진다.

또한, 보일러에서 생성된 스팀이 라디에이터(20)의 주입관(22)을 통해 스팀의 주입이 이루어진다.

또한, 통풍모터(32)의 작용으로, 외부공기가 상기 라디에이터(20)를 통과하면서 가열된 열기가 상기 드럼(10)의 내부에 진입되어, 상기 드럼(10)의 내부에 투입된 건조물과의 열교환과 상기 건조물에 투과되어 온도가 낮아진 열기가 배기관(34)을 통해 외부로 배출된다.

또한, 상기 통풍모터(32)의 배기관(34)의 일측에 구성된 온도센서(42)를 통해 배출되는 열기의 온도를 측정한다.

이에 따라, 상기 온도센서(42)에 설정된 상한온도(80℃) 및 하한온도(60℃)에서, 상기 하한온도에서 상한온도까지 도달하는 시간을 계산하고, 이렇게 계산된 도달시간이 건조완료 시간범위(대략 2분 30초) 내에 도달되면, 건조가 완료되었다고 판정한다.

또한, 상기 배기관(34)의 일측에 구성된 습도센서(44)를 통해 측정된 습도값에서 수분함량이 5 ~ 10%(대략 8%) 내에서 10 ~ 20초(대략 15초) 이상 유지되면, 건조가 완료된 것으로 판정한다.

결국, 상기 온도센서(42)에서 하한온도에서 상한온도까지의 시간이 대략 2분30초 내를 유지하고, 습도센서(44)의 습도값이 8% 내에서 15초 이상 유지되면, 건조가 완료된 것으로 판정하여, 자동으로 건조작업을 정지한다.

이후, 건조작업이 완료가 판정되면, 2 ~ 4분(대략 3분정도)의 냉각시간을 주워, 작업자가 화상 등에 의한 안전사고의 발생을 미연에 방지되도록 한다.

또한, 온도센서(42)에서 측정된 온도값이 일정범위에 도달되면, 라디에이터(20)로 공급되던 스팀을 일시정지시킨다.

이 경우, 스팀의 제공을 일시정지시키는 온도값은 70℃~ 90℃(대략 80℃)이다.

예컨대, 상기 온도센서(42)에서 측정된 온도값이 80℃이면, 라디에이터(20)의 일측에 구성된 주입관(22)의 솔레노이드밸브(23)를 개방에서 단속방향으로 전환시켜, 보일러를 통해 제공되는 스팀이 상기 라디에이터(20)로 제공되는 것을 일시정지시킨다.

이후, 상기 온도센서(42)를 통해 측정된 온도값이 60℃이면, 상기 솔레노이드밸브(23)에 제어신호를 전송하여, 상기 솔레노이드밸브(23)를 단속에서 개방방향으로 전환시켜, 일시정지된 스팀을 재공급되도록 한다.

이러한, 상기 스팀의 차단 및 재공급 과정을 통해 보일러의 가동을 일시정지시켜 열원소비를 최소화한다.

이해를 돕기 위해, 건조과정을 좀 더 살펴보면, 드럼(10)에 옷을 투입하고, 온도센서(42)를 통해 열기의 온도가 80℃까지 도달될 때까지 솔레노이드밸브(23)를 개방시켜 라디에이터(20)에 스팀의 순환작용이 이루어지도록 한다.

그리고, 온도가 80℃에 도달되면, 상기 솔레노이드밸브(23)를 단속시켜, 상기 라디에이터(20)로 스팀의 공급을 차단시킨다.

그리고, 상기 온도센서(42)에서 측정된 열기의 온도값이 60℃에 도달되면, 단속된 솔레노이드밸브(23)를 개방시켜 스팀의 재공급이 이루어지도록 한다.

구 분	시 간
싸이클 No	상승(80℃)	하강(60℃)
1st	22분	2분30초
2st	3분24초	3분45초
3st	2분3초	2분13초
4st	2분1초	2분20초
5st	2분2초	2분22초
6st	2분1초	2분 20초

위의 표를 통해 알 수 있는 바와 같이, 최초 싸이클에서는 초기 드럼(10)의 내부온도를 올리기 위한 시간이 다소 길 수밖에 없다는 사실을 알 수 있다.

또한, 2st 및 3st까지는 다소 시간차이를 가지지만, 이는 옷에 함유된 수분량이 많기 때문에 시간의 차이를 가질 수 밖에 없다는 사실을 알 수 있다.

이후, 4st에서부터 6st까지 시간 차이가 비슷한 것은 옷의 건조에 따라 옷과 열기의 열교환이 느슨하다 것을 알 수 있다.

이로 인해, 온도센서(42)의 하한온도에서 상한온도까지 도달하는 시간이 2분30초이 내이고, 습도센서(44)의 습도율이 8% 내에서 15초 이상 유지되면, 건조가 완료되었다는 것이고, 이를 작업자가 인식할 수 있도록 부저 등을 울려주게 된다.

상술한 바와 같이, 온도센서(42)를 통해 설정된 하한온도에서 상한온도까지 도달되는 시간에 의한 건조완료 조건 및 습도센서(44)를 통해 설정된 습도율 및 습도율 유지시간에 의한 건조완료 조건이 모두 만족될 경우에 건조완료 조건으로 한다.

물론, 이에 한정하지 않고, 온도센서(42)에 의한 건조완료 조건 또는 습도센서(44)에 의한 건조완료 조건의 어느 하나만 만족하여도 건조완료조건으로 설정할 수 있다.

상술한 건조조건은 건조물의 종류 등에 따라 작업자 또는 관리자가 설정값의 설정 및 건조조건을 설정할 수 있다.

한편, 상기 온도센서(42)를 통해 라디에이터(20)에 구성된 솔레노이드밸브(23) 및 트랩밸브(25)에 대한 제어 불량 여부를 판별할 수 있다.

즉, 장시간 사용에 의해 상기 솔레노이드밸브(23) 또는 트랩밸브(25)에 스케일 등과 같은 이물질에 의해 개방 또는 단속 불량이 발생될 수 있고, 이러한, 상기 솔레노이드밸브(23) 또는 트랩밸브(25)의 불량이 발생될 경우에는 부저 등을 통해 작업자가 인식될 수 있도록 하여, 불량을 조기에 조치함으로써, 기기의 유지보수 비용을 절감한다.

예컨대, 건조완료일 경우에는 부저에서 "삐"하는 연속음을 송출하고, 불량이 발생될 경우에는 부저에서 "삐~ 삐~ 삐~"하는 점멸음이 송출되도록 한다.

또한, 상기 솔레노이드밸브(23) 또는 트랩밸브(25)의 불량여부를 판별하는 방식을 살펴보면, 예컨대, 상기 솔레노이드밸브(23)에서 불량이 발생되어 계속적으로 개방된 상태를 유지하는 단속불량일 경우, 라디에이터(20)로 스팀이 계속적으로 제공됨에 따라 온도센서(42)를 통해 측정된 열기온도가 상한온도 즉, 80℃를 넘어서 90℃ 이상으로 측정될 경우 불량으로 인식하게 된다.

또한, 상기 솔레노이드밸브(23)의 개방불량일 경우, 상기 라디에이터(20)로 스팀의 재공급이 이루어지지 않아, 온도센서(42)를 통해 측정된 열기의 온도가 하한온도 60℃ 이하의 범위인 50℃가 측정될 경우 불량으로 인식하게 된다.

또한, 상기 트랩밸브(25)의 경우에도, 개방불량일 때, 상기 라디에이터(20)에 발생된 응축수가 배출되지 못함으로 인한 열기의 온도가 낮아지게 됨에 따라 불량여부를 인식하게 된다.

이상에서 설명한 것은 산업용 건조기를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

1: 산업용 건조기 10: 드럼
20: 라디에이터 22: 주입관
23: 솔레노이드밸브 24: 배출관
25: 트랩밸브 32: 통풍모터
34: 배기관 36: 확관부
42: 온도센서 44: 습도센서

Claims (9)

1. 산업용 건조기에 있어서,
   드럼(10)과;
   상기 드럼(10)의 상단부에 구성되고, 보일러에서 제공되는 스팀을 제공받아 상기 드럼(10)으로 진입되는 공기를 가열시키고, 가열된 공기가 상기 드럼(10)에 진입되도록 하는 라디에이터(20)와;
   상기 드럼(10)의 하단부에 연결되어 상기 드럼(10)에 진입되는 가열된 공기가 외부로 배출되도록 지지하는 배기관(34)과;
   상기 배기관(34)에 구성되어 상기 배기관(34)을 통해 가열된 공기를 외부로 배출시키는 통풍모터(32)와;
   상기 배기관(34)의 상기 드럼(10)과 상기 통풍모터(32)의 사이에 구성되어 상기 배기관(34)을 통해 배기되는 가열된 공기의 온도를 측정하는 온도센서(42); 및
   상기 배기관(34)의 상기 온도센서(42)와 상기 통풍모터(32)의 사이에 구성되어 가열된 공기의 습도를 측정하고, 측정된 습도값에 따라 건조완료가 이루어졌다는 것을 센싱하기 위한 습도센서(44)를 포함하고,
   상기 라디에이터(20)는,
   일측에 구성되어, 보일러에서 발생된 스팀이 상기 라디에이터(20)에 주입되도록 하는 주입관(22); 및
   타측에 구성되어, 상기 라디에이터(20) 내에 발생된 응축수를 외부로 배출시키도록 트랩밸브(25)가 구성되는 배출관(24)을 포함하고;
   상기 주입관(22)의 일측에는, 온도센서(42) 또는 습도센서(44)에서 측정된 센싱값에 의한 제어신호에 따라 상기 라디에이터(20)로 스팀이 공급되도록 하거나 스팀 공급이 차단되도록 하는 솔레노이드밸브(23)를 포함하되,
   상기 온도센서(42)는, 설정된 하한온도와, 상한온도에서, 상기 하한온도에서 상한온도까지 도달하는 시간이 2분 ~ 3분이면 건조완료 조건; 및
   상기 습도센서(44)는, 측정된 습도값이 5 ~ 10%에서 10 ~ 20초 동안 유지될 경우 건조완료 조건이 모두 만족될 때 건조완료로 판정하고,
   상기 온도센서(42) 또는 습도센서(44)를 통해 건조완료가 이루어지면, 일정 시간동안 냉각과정을 수행하여, 최종 건조물의 건조가 완료된 것으로 판정하며,
   상기 온도센서(42)는 상한온도 및 하한온도를 설정하여, 상기 상한온도 또는 하한온도 범위를 벗어난 열기온도가 측정될 경우, 솔레노이드밸브(23) 또는 트랩밸브(25)에서 불량이 발생됨을 인식할 수 있도록 설정하고,
   상기 배기관(34)은, 상기 드럼(10)에서 배기관(34)으로 배기되는 열기의 유속을 저하시켜, 상기 배기관(34)의 일측에 구성된 온도센서(42) 및 습도센서(44)에서 정확한 센싱값을 얻을 수 있도록 하는 확관부(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 건조기.
   
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