KR102155720B1 - 개량된 건조 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치 및 방법을 제공하고, 상기 장치는,
(a) 회전가능하게 장착된 원통형 드럼을 내부에 장착한 하우징 수단;
(b) 접근 수단; 및
(c) 적어도 하나의 수집 수단을 포함하고,
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 상기 고체 입자상 재료의 수집을 촉진하도록 된, 그리고 상기 적어도 하나의 수집 수단으로 상기 재료를 이송하도록 된 포획 및 이송 수단을 더 포함한다. 본 발명은 또한 젖은 기재를 건조시키기 위한 방법을 제공하고, 이 방법은 실온 또는 고온에서 고체 입자상 재료로 기재를 처리하는 단계를 포함하고, 이 처리는 본 발명의 장치를 사용하여 실행된다. 본 장치 및 방법은 젖은 직물의 건조에 특별한 용도를 갖는다.

Description

개량된 건조 장치 및 방법{IMPROVED DRYING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 고체 입자상 재료를 사용하여 기재, 구체적으로 직물섬유 및 직물을 건조시키기 위한 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 상기 입자와 기재 사이의 기계적 상호작용을 최적화하도록 된 시스템 내에서 이와 같은 고체 입자상 재료의 사용방법을 제공하고, 건조의 완료 후에 상기 기재로부터 입자의 용이한 제거를 촉진시키는 장치에 관한 것이다. 이 장치는 고체 입자상 재료를 수집하고, 이것은 세탁과 같은 후속되는 기재 처리 작업에서 입자의 재사용을 촉진한다. 본 발명은 또한 이와 같은 장치 및 고체 입자상 재료를 사용하여 젖은 기재를 건조시키는 방법에 관한 것이다.
텀블(tumble) 건조 프로세스는 가정용 및 산업용 직물 세정 프로시저의 중심이고, 전형적으로 원통형 드럼과 같은 용기 내에 직물을 투입하는 것을 수반하고, 원통형 드럼은 그 드럼 내에 고온의 공기가 도입되는 중에 시계방향 및 반시계방향으로 교대로 회전된다. 가정용 건조기는 전형적으로 중실(solid) 벽을 갖는 원통형 드럼을 포함하고, 고온의 공기는 드럼의 후방에서 도입되고, 반면 산업용 건조기는 천공된 측벽을 가질 수 있고, 고온의 공기는 이 천공을 통해 유입될 수 있다. 고온의 공기 처리 및 텀플링 프로세스의 기계적 작용의 조합에 의해 물은 건조가 달성되도록 직물 재료로부터 방출된다.
그러나, 통상적으로 이와 같은 프로세스는 대체로 매우 효과적이긴 하지만 용기의 회전을 유발하기 위해, 특히 가열된 공기를 생성하기 위해 높은 수준의 에너지 소모를 특징으로 한다. 전형적으로, 종래 기술의 프로세스는 요구되는 건조의 정도를 달성하기 위해 고온에서 장시간 처리되는 것을 필요로 할 수 있다. 그러나, 분명히 시스템의 에너지 필요조건이 낮으면 낮을 수로 더 효율적인 시스템 및 건조 프로세스이다. 결과적으로, 동등한 건조 성능을 유지하면서 이와 같은 건조 처리의 시간 및 더 효율적 프로세스를 제공하기 위해 실행되는 온도의 양자 모두를 감소시키는 것이 요망된다.
현재의 효율적인 가정용 텀블 건조기는 EU 지침 92/75/EEC, 더 구체적으로는 지침 95/13/EEC에 따라 에너지 소비에 관하여 등급이 붙여져 있고, 'A' 범주의 건조기는 최고 효율을 갖고, 'G' 범주는 최저 효율을 갖는다. 이하, 에너지 소비는 각각의 기종의 면(cotton)의 건조 사이클에 대해 kWh/kg의 건조 하중으로 인용된다. 따라서, 통풍식 텀블 건조기의 경우, 'A' 급 소비는 <0.51 kWh/kg, 'C' 급(가장 일반적임)은 0.59 내지 0.67 kWh/kg, 한편 'G' 급은 >0.91 kWh/kg이다. 응축기 텀블 건조기의 경우, 이들 값은 약간 달라서, 'A' 급은 <0.55 kWh/kg, 'C' 급(가장 일반적임)은 0.64 내지 0.73 kWh/kg, 그리고 'G' 급은 >1.00 kWh/kg이다. 현재 평균적인 가정용 건조기의 용량은 약 8.0 kg이고, 이것은 4.7-5.4 kWh/사이클의 'C' 급 통풍식 텀블 건조기를 위한 전형적인 소비와 동등하고, 'A' 급 상당의 기계는 <4.1 kWh/사이클에서 작동한다. 그러나 EU의 가장 최근의 시스템(2012년 5월 29일에 도입되어, 1012년 5월 29에 적용되기 시작한 Commission Delegated Regulation 392/2012에 의함)에 가정용 텀블 건조기를 위한 새로운 등급 시스템으로의 전환이 발생하였다. 이것은 연환산(annualised) 에너지 소비를 고려하여 에너지 효율 지수(EEI)를 유도하고, 뿐만 아니라 A 급 위에 3 가지 새로운 등급을 도입하였다. 이것은 A+, A++ 및 A+++ (최고 효율)이다. 24 미만의 EEI 값은 A+++ 에너지 효율 등급이 된다. 가정용 부문의 성능 수준은 대체로 효율적인 직물 건조 프로세스를 위한 최고 표준으로 설정된다. 산업용 텀블 건조에서의 에너지 소비는 더 신속한 사이클 시간의 요구로 인해 통상적으로 더 높다. 양 부문에서 세탁 프로세스의 구성 부분으로서의 세탁에 비해 텀블 건조는 전반적으로 상당히 비효율적이라는 것은 주목할 만하다.
순환 공기의 가열은 이와 같은 텀블 건조기에서 에너지의 주요 용도이고, 그러므로 본 발명자들은 이와 같은 프로세스에서 요구되는 온도 수준을 감소시킴으로써 종래 기술의 프로세스에서 개선을 달성하는 것을 생각하였다. 이것은 건조 하중 내의 직물에 미치는 프로세스의 기계적 작용에 변화를 가함으로써 가능하였다. 전통적인 수평 축선 텀블 건조기의 기계적 작용은 낙하 및 직물 상호간의 충돌 또는 직물과 건조기 드럼 내면의 충돌을 통해 직물 상에 작용하는 힘에 의해 발생되고, 한편 직물은 송풍된 고온의 공기류와 상호작용한다. 그 결과 직물로부터 물이 배출 및 증발되어 건조가 발생한다. 본 명세서에서 제공되는 방법에서, 직물 표면에서의 더 국부적인 물의 방출 및 증발을 촉진시키기 위해 프로세스의 기계적 작용의 변경함으로써 더 낮은 건조 온도를 유발하였다. 추가의 잠재적인 이익으로서, 이러한 변경은 또한 텀블 건조와 관련된 직물의 접힘의 정도, 이에 따라 주름의 수준을 감소시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 건조 프로세스 중에 스트레스를 집중시키는 주름은 국부적인 직물 손상의 주요 발생원이다. 그러면 이러한 주름을 제거하기 위해 사용되는 전통적인 수단이 고온의 다림질인데, 이것은 또한 직물 손상의 불이익을 가져온다. 가정용 소비자와 산업용 사용자의 일차적 관심사는 직물 손상의 방지(즉, 직물 보호)이다. 더욱이, 만일 주름이 감소되면, 사용자는 다림질의 감소로부터 얻는 편리함이라는 이차적 이익을 얻는다.
그러므로, 본 발명자들은 종래 기술의 방법에 관련된 위의 부족함이 극복될 수 있는 건조 문제에 대한 새로운 접근방법을 모색하였고, 그 결과 장시간 동안의 높은 건조 온도를 사용해야 하는 필요조건을 제거하고, 그러나 여전히 효율적인 물 제거 수단을 제공할 수 있고, 따라서 경제적인 이익 및 환경적인 이익을 산출할 수 있는 방법을 제공하였다. 본 방법은 또한 주름의 감소 및 후속되는 다림질의 필요를 감소시킴으로써 직물 보호를 촉진한다.
종래에, WO-A-2007/128962에는 오염된 기재를 세정하기 위한 방법 및 제제가 개시되어 있고, 이 방법은 다수의 폴리머 입자를 포함하는 제제로 습윤된 기재를 처리하는 것을 포함하고, 여기서 제제는 유기 용매를 포함하지 않는다. 바람직한 실시형태에서, 기재는 직물섬유를 포함하고, 폴리머 입자는, 예를 들면, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리알켄, 폴리우레탄 또는 이들의 코폴리머의 입자를 포함하지만, 가장 바람직하게는 나일론 입자 형태의 입자를 포함한다.
이 문헌에 개시된 방법은 세정 및 얼룩 제거의 효율적 수단을 제공하는데 크게 성공적이었고, 이것은 또한 제한된 양만의 물의 사용을 필요로 하는 세정용 제제의 사용에 기인되어 상당한 경제적 이익 및 환경적 이익을 산출한다. 따라서 본 발명자들은 WO-A-2007/128962에 개시된 것과 유사한 접근방법을 채택하고, 여전히 허용가능한 수준의 성능을 제공하면서도 에너지 필요량의 감소의 면에서 이익을 제공하는 건조 프로세스를 제공하는 것을 모색하였고, 상당히 감소된 프로세스 온도를 사용하면서도 적어도 동등한 건조 성능을 달성하는데 성공하였다.
따라서, WO-A-2012/098408에서, 건조 시간을 연장하기 않고, 훨씬 낮은 온도(즉, 낮은 에너지)에서 탁월한 건조 성능이 달성될 수 있도록, 물리적 매체와 젖은 기재의 기계적 상호작용의 결과로서 달성되는 건조 효과가 최적화되는 프로세스가 제공되었다. 또한 직물 주름 및 관련된 직물 손상의 감소의 면에서 추가의 이익이 관찰되었다. 구체적으로, 젖은 기재를 건조시키기 위한 방법이 제공되었고, 상기 방법은 실온 또는 고온에서 고체 입자상 재료로 기재를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 처리는 천공된 측벽을 포함하는 드럼을 포함하는 장치에서 실행되고, 천공된 측벽을 포함하는 상기 드럼은 상기 기재와 상기 입자상 재료 사이의 기계적 작용의 증가를 촉진시키도록 회전된다.
WO-A-2012/098408의 방법은 최적의 건조 성능이 기재와 물리적 매체 사이의 기계적 상호작용의 향상의 결과로서 달성될 수 있다는 본 발명자들 중 일부의 혜안으로부터 도출되었다. 이것은 건조 프로세스에서 고체 입자의 사용에 의해 유발될 수 있고, 그 회전 속도에 의해 결정되는 G 힘에 더하여, 입자의 개수, 크기 및 질량 및 건조 작업이 실시되는 용기 내의 자유 체적의 함수이다. 이와 같은 맥락에서 자유 체적은 젖은 기재 또는 입자상 매체에 의해 점유되지 않고 남아 있는 용기 내부의 공간을 말하고, G 힘은 작용하는 구심력에 기초하여 정의된다.
비록 WO-A-2012/098408이 기재를 효과적으로 건조시킬 수 있는 방법을 설명하고는 있으나, 본 발명자들은 더욱 개선된 장치 및 방법을 제공하는 것을 모색해 왔다. 특히, 본 발명은 다음의 문제들 중 하나 이상을 적어도 어느 정도 해결하도록 시도한다. (i) 고체 입자상 재료의 제거 및 수집, (ii) 개선된 건조 효율, (iii) 개선된 직물 보호, 및 (iv) 감소된 직물 주름.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 고체 입자상 재료를 사용하는 기재의 건조에 사용하기 위한 장치가 제공되고, 상기 장치는,
(a) 회전가능하게 장착된 원통형 드럼을 내부에 장착한 하우징 수단;
(b) 접근 수단; 및
(c) 적어도 하나의 수집 수단을 포함하고,
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 상기 고체 입자상 재료의 수집을 촉진하도록 된, 그리고 상기 적어도 하나의 수집 수단으로 상기 재료를 이송하도록 된 포획 및 이송 수단을 더 포함한다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 상기 드럼은 1 kg의 기재에 대해 5 내지 50 리터의 용량을 갖는다. 전형적으로, 상기 드럼은 내지 0.99 G의 범위의 G 힘을 발생하는 속도로 회전된다.
본 발명의 특정의 실시형태에서, 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은, 작동 시, 드럼의 내부로부터 상기 적어도 하나의 수집 수단으로의 임의의 재료의 유출입이 상기 포획 및 이송 수단을 통해서만 가능하도록 바람직하게 천공을 포함하지 않는 중실 측벽을 포함한다. 이와 같은 구성은 가정용 건조기 및 특정의 산업용 건조기에서 전형적으로 발견된다.
본 발명의 대안적 실시형태에서, 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 천공된 측벽을 포함하고, 상기 천공은 고체 입자상 재료의 입자의 직경보다 작은 직경을 갖는 구멍을 포함한다. 전형적으로, 상기 천공은 3.0 mm 이하의 직경을 갖는 구멍을 포함하고, 따라서 상기 천공은 상기 고체 입자상 재료의 유출을 방지하도록 되어 있다. 이와 같은 구성은 특정의 산업용 건조기에서 발견될 수 있다.
전형적으로, 상기 포획 및 이송 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로부터 고체 입자상 재료의 유입을 촉진시키는 제 1 유동 경로 및 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 촉진시키는 제 2 유동 경로를 포함하는 적어도 하나의 리셉터클(receptacle)을 포함한다.
본 발명의 특정의 실시형태에서, 상기 포획 및 이송 수단은 하나 또는 복수의 구획실을 포함한다.
본 발명의 특정의 실시형태에서, 상기 구획실 또는 복수의 구획실은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 적어도 하나의 내면 상에 위치될 수 있다.
본 발명의 실시형태는 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 원주방향의 내면 상에서 전형적으로 등간격으로 위치되는 복수의 구획실을 구상한다.
바람직하게 상기 포획 및 이송 수단은 상기 고체 입자상 재료의 유입 및 상기 고체 입자상 재료의 상기 수집 수단으로의 이송이 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전의 방향에 의해 제어될 수 있도록 적합되어 있다. 따라서, 상기 포획 및 이송 수단이 고체 입자상 재료의 유입을 촉진시키는 유동 경로를 포함하는 적어도 하나의 구획실을 포함하고, 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료를 이송시키는 본 발명의 실시형태에서, 상기 유입 및 이송은 상기 회전의 방향에 의존하고, 재료의 유입은 회전의 방향이 역전되는 경우에 발생하지 않는다.
전형적으로, 상기 포획 및 이송 수단은 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 안내하도록 된 라우팅(routing) 수단을 포함한다.
본 발명의 실시형태에서, 상기 포획 및 이송 수단은 조절 수단을 포함한다. 상기 조절 수단은 제 2 유동 경로 내에 전형적으로 위치되고, 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 제어하도록 되어 있다.
본 발명은 또한 상기 포획 및 이송 수단 및 상기 적어도 하나의 수집 수단이 종래 기술의 장치에 추가 도입되는 장치를 구상한다.
상기 접근 수단은 전형적으로 케이싱 내에 장착되는 힌지식 도어를 포함하고, 이것은 원통형 드럼의 내부에 접근할 수 있도록 개방될 수 있고, 실질적으로 밀폐된 시스템을 제공하기 위해 폐쇄될 수 있다. 전형적으로, 도어는 윈도우를 포함한다.
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 상기 하우징 수단 내에 수평으로 장착된다. 결과적으로, 상기 접근 수단은 전형적으로 본 장치의 전방에 위치되어 전방 투입 설비를 제공한다.
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전은 구동 수단의 사용에 의해 유발되고, 전형적으로 이것은 전기 모터의 형태의 전기 구동 수단을 포함한다. 상기 구동 수단의 작동은 작업자에 의해 프로그램될 수 있는 제어 수단에 의해 유발될 수 있다.
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 대부분의 시판되는 텀블 건조기에서 발견되는 크기이고, 10 내지 7000 리터의 범위의 용량을 가질 수 있다. 본 발명의 특정의 실시형태는 전형적 용량이 30 내지 120 리터의 범위인 가정용 건조기에 관련된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시형태는 산업용 건조기에 관련된 것으로서, 120 내지 7000 리터 정도의 용량이 가능하다. 직물 기재의 건조에 관련하여, 이러한 범위의 전형적 크기는 25 kg의 부하를 위해 적합한 크기이고, 여기서 드럼은 450 내지 650 리터의 체적을 갖고, 이러한 경우, 일반적으로 상기 드럼은 75 내지 120 cm, 전형적으로는 90 내지 110 cm의 범위의 직경, 및 40 내지 100 cm, 전형적으로는 60 내지 90 cm의 길이를 갖는 원통체를 포함한다. 일반적으로, 드럼은 건조될 부하 1 kg 당 20 리터의 체적을 가질 수 있다.
본 발명의 전형적 실시형태에서, 상기 장치는 기재, 및 가장 바람직하게는 다수의 폴리머 입자 또는 폴리머 입자와 비-폴리머 입자의 혼합물의 형태인 고체 입자상 재료와 관련하여 작동하도록 설계된다. 전형적으로 이들 입자는 효과적인 건조를 촉진하는 것을 돕도록 효율적으로 순환될 필요가 있고, 그러므로 본 장치는 전형적으로 순환 수단을 포함한다. 따라서, 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 원통형 측벽의 내면은 상기 내면에 본질적으로 수직으로 부착된 다수의 이격된 세장형 돌출부를 포함한다. 전형적으로 상기 장치는 일반적으로 리프터(lifter)라고 지칭되는 3 내지 10 개, 가장 바람직하게는 4개의 돌출부를 포함한다. 작동 시, 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 내용물의 교반은 상기 드럼의 회전 시의 상기 리프터의 작용에 의해 제공된다.
본 발명의 특정의 실시형태는 상기 포획 및 이송 수단이 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 원주방향의 내면 상에 등간격으로 위치되는 복수의 구획실을 포함하는 이상에서 규정된 바와 같은 장치를 구상한다. 따라서, 상기 실시형태에서, 상기 복수의 구획실은 복수의 리프터로서 추가적으로 기능한다.
따라서, 상기 실시형태에서, 상기 리프터는 고체 입자상 재료를 포획하여, 상기 리프터/포획/이송수단과 상기 적어도 하나의 수집 수단 사이의 고체 입자상 재료의 제어된 이송을 촉진시키도록 되어 있다. 가장 전형적으로, 상기 장치는 상기 리프터와 본질적으로 동등한 길이의 포획 구획실을 포함하고, 상기 구획실로부터 상기 리프터의 개구를 통해 상기 드럼의 내부까지 제 1 유동 경로를 제공하도록 적합된다. 따라서, 작동 시, 상기 드럼의 소정의 회전 방향에 대해, 상기 드럼의 내면 상에 존재하는 입자상 재료는 개구를 통해 리프터 내로 진입하고, 제 1 유동 경로를 통해 내부에 수용된 구획실로 수송되고, 상기 드럼의 회전 방향이 역전되는 경우, 구획실 내로의 고체 입자상 재료의 진입은 발생하지 않거나 더 적은 범위로 발생한다. 전형적으로, 상기 제 1 유동 경로는 상기 수집 구획실 내로 고체 입자상 재료의 유입을 허용하는 제 1 개구를 포함하고, 상기 제 2 유동 경로는 상기 적어도 하나의 수집수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 허용하는 제 2 개구를 포함한다. 개구의 치수는 고체 입자상 재료의 효율적인 유입 및 이송을 허용하도록 고체 입자상 재료의 치수에 따라 선택된다.
상기 수집 수단은 전형적으로 상기 고체 입자상 재료를 위한 리셉터클로서 작용하는 용기를 포함한다. 전형적으로 상기 용기는 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 외면에 인접하여 위치되고, 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 외주 상의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 상기 수집 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 단부 표면에 인접하여 위치될 수 있다. 상기 실시형태에서, 선택적으로 상기 수집 수단은 접근 수단으로부터 멀리 떨어진 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후측 내면에 인접하여 위치될 수 있고, 대안적으로 상기 수집 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 전방 단부의 외부에 장착될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 상기 수집 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후측 단부 내면 상에 위치되고, 상기 수집 수단은 전형적으로 상기 드럼의 중심 축선을 중심으로 배치되는 원통형 용기를 포함하고, 비교적 큰 단면적 및 전체적인 작은 깊이를 가지므로, 이 구성은 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 내부 체적에 상당히 불리한 영향을 주지 않는다. 상기 수집 수단이 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 전방 단부의 외부에 장착되는 본 발명의 실시형태에서, 상기 수집 수단은 접근 수단에 포함되는 것이 편리할 수 있다.
본 발명의 전형적인 실시형태에서, 상기 장치는 적어도 하나의 재순환 수단을 포함하고, 이 것에 의해 건조 작업에서의 재사용을 위해, 상기 수집 수단으로부터 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로 상기 고체 입자상 재료의 재순환을 촉진시킨다. 전형적으로, 제 1 재순환 수단은 상기 수집 수단과 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼을 접속하는 덕트를 포함한다.
상기 실시형태에서, 상기 수집 수단으로부터 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로의 고체 입자상 재료의 재순환은 상기 제 1 재순환 수단 내에 포함되는 펌핑 수단의 사용에 의해 달성될 수 있고, 여기서 상기 펌핑 수단은 기계적으로 또는 공압적으로 구동될 수 있다.
작동 시, 상기 장치는 기재의 건조용으로 사용되고, 건조 프로세스의 완료 시에 상기 고체 입자상 재료의 분리 및 회수를 제공한다. 선택적으로, 상기 고체 입자상 재료는 건조 프로세스 중에 연속적으로 재순환될 수 있다. 상기 고체 입자상 재료는 프로세스의 말기에 수집 수단 내에 수집되고, 다음에 후속되는 건조 프로세스에서 재사용될 수 있다.
그러나, 대안적 용도에서, 수집 수단 내에 수집된 고체 입자상 재료는 수집되어, 고체 입자상 재료의 사용에 의존하는 세정 작업용 세탁기에서 활용될 수 있다. 이러한 접근방법은 세탁기 내의 젖은 기재로부터 고체 입자상 재료의 100% 분리를 달성하기가 곤란한 가정용 세탁기 시장에서 특히 중요하다. 상기 용도에서, 고체 입자상 재료는 젖은 기재와 함께 건조기 내에 도입되고, 건조기의 추가의 체적은 99%를 초과하는 수준으로 입자상 재료의 분리를 촉진하도록 충분한 공간율(ullage)의 증가를 제공하고, 전형적으로 제거율은 100%에 접근하거나 실제로 100%에 도달한다. 본 장치는 매치트 페어(mached pair) 세탁기에서 세정 작업으로부터 젖은 기재와 함께 운반된 고체 입자상 재료를 수집하기 위해 사용되고, 고체 입자상 재료는 수집 수단으로부터의 제거에 의해 수집된다. 전형적으로, 수집 수단은 본 발명의 장치로부터 물리적으로 탈부착가능하고, 수집 수단으로부터의 제거에 의해 고체 입자상 재료의 간단하고 편리한 회수, 및 후속 세정 작업을 위해 매치트 페어 세탁기로의 그것의 재순환을 가능하게 한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 젖은 기재를 건조시키기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은 실온 또는 고온에서 고체 입자상 재료로 기재를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 처리는 본 발명의 제 1 양태에 따른 장치에서 실행된다.
바람직하게 기재는 전형적으로 직물 의류의 형태인 적어도 하나의 직물섬유이거나 또는 직물 의류의 형태인 적어도 하나의 직물섬유를 포함한다.
전형적으로, 상기 방법은,
(a) 접근 수단을 통해 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에 적어도 하나의 젖은 기재를 도입하는 단계;
(b) 실질적으로 밀폐된 시스템을 제공하도록 상기 접근 수단을 폐쇄하는 단계;
(c) 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에 고체 입자상 재료를 도입하는 단계;
(d) 건조 사이클을 위한 장치를 작동시키는 단계 - 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 회전되고, 상기 고체 입자상 재료는 건조가 완료될 때까지 상기 장치를 통해 선택적으로 재순환됨 -;
(e) 상기 포획 및 이송 수단에 의해 상기 고체 입자상 재료가 포획되어 상기 수집 수단으로 이동되도록 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼을 회전시키는 단계; 및
(f) 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전을 정지시키는 단계를 포함한다.
선택적으로, 건조 작업의 완료 시, 상기 수집 수단은 상기 장치로부터 제거될 수 있고, 상기 고체 입자상 재료는 적절한 세탁기에서 고체 입자상 재료의 사용을 필요로 하는 세정 작업에서 재사용을 위해 수집될 수 있다. 이러한 접근방법은 고체 입자상 재료를 사용하는 세탁기로부터의 젖은 기재와 함께 고체 입자상 재료가 건조기 내에 도입되는 본 발명의 실시형태에 특히 적합하고, 건조 작업의 완료 시, 수집 수단은 장치로부터 제거될 수 있고, 다음에 고체 입자상 재료는, 이전에 검토된 바와 같이, 고체 입자상 재료의 사용을 필요로 하는 매치트 페어 세탁기에서의 세정 작업에서 재사용을 위해 수집될 수 있다.
전형적으로, 상기 고체 입자상 재료는 폴리머, 비-폴리머 또는 이들의 혼합물일 수 있는 다수의 입자일 수 있고, 이것은 0.1:1-10:1(질량)의 입자:직물 첨가 비율로 첨가될 수 있다.
상기 입자의 재료 밀도 및 전체적인 입자:직물 첨가 비율과 조합된 상기 입자의 크기는 본 발명에 따른 프로세스에서 제공되는 입자의 수를 결정한다. 각각의 입자는 매끈하거나 불규칙적인 표면 구조를 가질 수 있고, 중실 구조 또는 중공 구조를 가질 수 있고, 우수한 유동성, 및 전형적으로 직물을 포함하는 오염된 기재와의 철저한 접촉을 가능하게 하는 형상 및 크기를 갖는다. 원통형, 구형 또는 입방체형과 같은 다양한 형상의 입자가 사용될 수 있고, 예들 환형 링, 도그본(dog-bone) 및 원을 포함하는 적절한 단면 형상이 사용될 수 있다. 그러나, 가장 바람직하게, 상기 입자는 원통형 또는 구형 입자를 포함한다.
폴리머 입자는 0.5-2.5 g/cm3, 더 전형적으로 0.55-2.0 g/cm3, 더 전형적으로 0.6-1.9 g/cm3의 범위의 평균 밀도를 갖는다. 비-폴리머 입자는 일반적으로 3.5-12.0 g/cm3, 더 전형적으로 5.0-10.0 g/cm3, 가장 전형적으로 6.0-9.0 g/cm3의 범위의 평균 밀도를 갖는다. 비-폴리머 입자 및 폴리머 입자의 2 개 모두의 평균 체적은 전형적으로 5-275 mm3, 더 전형적으로 from 8-140 mm3, 가장 전형적으로 10-120 mm3의 범위이다.
폴리머 입자 및 비-폴리머 입자의 양자 모두의 타원형 단면의 원통형 입자의 경우, 단면의 장축 길이(a)는 전형적으로 2.0-6.0 mm, 더 전형적으로 2.2-5.0 mm, 가장 전형적으로 2.4-4.5 mm의 범위이고, 단면의 단축 길이(b)는 전형적으로 1.3-5.0 mm, 더 전형적으로 1.5-4.0 mm, 가장 전형적으로 1.7-3.5 mm(a>b)의 범위이다. 이와 같은 입자의 길이(h)는 전형적으로 1.5-6.0 mm, 더 전형적으로 1.7-5.0 mm, 가장 전형적으로 2.0-4.5 mm(h/b는 전형적으로 0.5-10의 범위임)의 범위이다.
폴리머 입자 및 비-폴리머 입자의 양자 모두의 원형 단면의 원통형 입자의 경우, 전형적 단면 직경(dc)은 1.3-6.0 mm, 더 전형적으로 1.5-5.0 mm, 가장 전형적으로 1.7-45.5 mm의 범위이다. 이와 같은 입자의 전형적 길이(hc)는 다시 1.5-6.0 mm, 더 전형적으로 1.7-5.0 mm, 가장 전형적으로 2.0-4.5 mm(hc/dc는 전형적으로 0.5-10의 범위임)이다.
폴리머 입자 및 비-폴리머 입자의 양자 모두의 구형 입자(완전한 구형이 아님)의 경우, 직경(ds)은 전형적으로 2.0-8.0 mm, 더 전형적으로 2.2-5.5 mm, 가장 전형적으로 2.4-5.0 mm의 범위이다.
폴리머 또는 비-폴리머를 막론하고 입자가 완전한 구형인 실시형태에서, 직경(dps)은 전형적으로 2.0-8.0 mm, 더 전형적으로 3.0-7.0 mm, 가장 전형적으로 4.0-6.5 mm의 범위이다.
폴리머 입자는 발포 폴리머 재료 또는 비발포 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 더욱이, 폴리머 입자는 선형 폴리머 또는 가교결합 폴리머를 포함할 수 있다.
바람직한 폴리머 입자는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리 알켄, 폴리아미드, 폴리에스터 또는 폴리우레탄을 포함한다. 그러나, 바람직하게는, 상기 폴리머 입자는 폴리아미드 또는 폴리에스터 입자, 가장 바람직하게는 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 입자를 포함한다.
임의로, 위의 폴리머 물질의 폴리머는 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 이 폴리머 재료의 특징은 코폴리머 상에 특정의 특성을 부여하는 모노머 단위를 포함시키는 것에 의해 개별의 요구사항으로 조절될 수 있다. 따라서, 이 코폴리머는 특히 이온적으로 충전되거나 극성 부분(moiety) 또는 불포화 유기기를 포함하여 친수성인 모노머를 포함함으로써 수분을 흡인하도록 될 수 있다.
비-폴리머 입자는 유리, 실리카, 돌, 목재, 또는 임의의 다양한 금속 또는 세라믹 재료의 입자를 포함할 수 있다. 적절한 금속은 아연, 타이타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 텅스텐, 알루미늄, 주석, 납, 및 이들의 합금을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 적절한 세라믹은 알루미나, 지르코니아, 텅스텐 탄화물, 규소 탄화물 및 규소 질화물을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 천연재료(예를 들면, 돌)로 제조되는 비-폴리머 입자는 제조 중에 상이한 방식으로 벽개되는 성향에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다는 것이 알려져 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 상기 비-폴리머 입자는 코팅된 비-폴리머 입자를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게, 상기 비-폴리머 입자는 비-폴리머 코어 재료 및 폴리머 재료의 코팅을 포함하는 셸을 포함할 수 있다. 특정의 실시형태에서, 상기 코어는 금속 코어, 전형적으로 강 코어를 포함할 수 있고, 상기 셸은 폴리아미드 코팅, 예를 들면, 나일론 코팅을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소정의 건조 작업을 위한 특정의 입자 유형(폴리머 및 비-폴리머)의 선택은 직물 보호의 최적화에 특히 중요하다. 따라서, 입자 크기, 형상, 질량 및 재료의 모두는 건조될 특정의 기재에 대해 면밀하게 고려되어야 하므로 입자 선택은 건조될 의류의 특성, 즉 이것이 면, 폴리에스터, 폴리아미드, 실크, 울, 또는 임의의 다른 일반적인 직물섬유 또는 일반적으로 사용되는 것의 블렌드를 포함하는지의 여부에 의존한다.
고체 입자상 재료의 작용과 조합하여 적절한 G 힘의 발생은 젖은 기재 상의 적절한 기계적 작용의 수준을 달성하는데 주요 인자이다. G는 드럼크기 및 드럼의 회전 속도의 함수이고, 특히 드럼의 내면에서 발생되는 구심력 대 젖은 기재의 정중량의 비율이다. 따라서, 내반경이 r(m), 회전 속도가 R(rpm), 부하의 질량이 M(kg), 드럼의 순간 접선 속도가 v(m/s)인 드럼의 경우, 9.81 m/s2의 중력 가속도(g)에서,
구심력 = Mv2/r
부하의 정중량 = Mg
v = 2πrR/60
따라서, G = 4π2r2R2/3600rg = 4π2rR2/3600g = 1.118 x 10- 3rR2이다.
통상적인 경우와 같이, r이 m가 아닌 cm로 표현되는 경우,
G = 1.118 x 10- 5rR2이다.
그러므로, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 48 rpm으로 회전하는 반경 37 cm(직경 74 cm)의 드럼의 경우, G = 0.95이다. 전형적으로, 이와 같은 드럼의 경우, 최적의 회전 속도는 10 내지 49 rpm이다.
상기 건조 프로세스는 또한 대기 또는 가열된 공기를 상기 드럼 내에 도입하는 것을 포함한다. 상기 공기가 가열되는 경우, 이것은 임의의 시판되는 공기 가열기에 의해 달성되고, 본 장치 내에서 5° 내지 120℃, 바람직하게 10° 내지 90℃, 가장 바람직하게 20° 내지 80℃의 온도를 달성하기 위해 팬을 사용하여 순환된다. 대기의 온도는 건조 프로세스가 가동 중인 주변에 의존하지만 이것은 전형적으로 5-20℃의 범위이다.
특히 공기를 가열하면 자연히 건조 프로세스에서 입자상 매체의 가열이 유발되는 것에 주의해야 한다. 그러면 열은 건조 사이클의 완료 시 입자에 의해 유지되고, 그러므로, 다음의 건조 사이클이 입자의 냉각에 걸리는 시간 내에 실행되는 경우, 이러한 유지된 열은 그 후속되는 건조 프로세스로 이송된다. 다수의 건조 사이클이 연속적으로 가동되는 경우에 훨씬 더 높은 수준의 건조 효율이 달성될 수 있다. 물론 이것은 가정용 세탁 부문 및 산업용 세탁 부문의 양자 모두에 적용될 수 있으나, 특히 후자에 적용될 수 있다. 건조 사이클의 신속한 반전 및 높은 부하 처리능력은 양자 모두 산업용 시나리오에서 이러한 종류의 건조 작업에서 핵심 인자이다.
본 발명의의 방법을 채용한 결과, 감소된 온도(예를 들면, 더 낮은 에너지 소비)를 사용하면서도 건조 시간을 증가시킴이 없이 탁월한 건조 성능이 달성될 수 있다. 따라서, 전형적으로 본 발명에 따른 건조 작업은 종래 기술의 프로세스의 온도보다 낮은 20℃의 온도에서 실행되고, 동일한 처리 시간의 경우에 동등한 건조 성능을 달성한다.
상기 고체 입자상 재료의 포획을 위한 사이클 중에 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전은 G가 1 미만이되는 회전 속도로 유발되고, 이것은 98 cm 직경 드럼의 경우에 최대 42 rmp의 회전 속도를 필요로 하고, 바람직한 회전 속도는 30 내지 40 rpm이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 장치 내의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 개략도를 도시하고;
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 장치 내의 포획 및 이송 수단의 일부로서의 기능을 갖는 리프터의 설계를 도시하고;
도 3은 수집 수단이 본 발명에 따른 장치 내의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후방에 위치되는 실시형태를 도시하고;
도 4는 수집 수단이 본 발명에 따른 장치 내의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 상부 외면에 인접하여 위치되는 실시형태를 도시하고;
도 5는 본 발명의 장치 내에 포함되는 포획 및 이송 수단의 실시형태의 작동 모드를 도시하고;
도 6은 수집 수단이 본 발명에 따른 장치 내의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 하부 외면에 인접하여 위치되는 실시형태를 도시하고;
도 7은 본 발명의 장치 내에 포함되는 포획 및 이송 수단의 추가의 실시형태의 작동 모드를 도시하고;
도 8은 수집 수단이 본 발명에 따른 장치 내의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후방의 접근 수단에 위치되는 실시형태를 도시하고;
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 장치 내에 제공될 수 있는 접근 수단의 단면을 도시하고,
도 10은 본 발명에 따른 장치 내에 포함되는 포획 및 이송 수단의 추가의 실시형태의 작동 모드를 도시하고;
도 11은 본 발명에 따른 장치의 포획 및 이송 수단 내에 포함되는 라우팅 수단의 실시형태를 도시하고;
도 12는 본 발명에 따른 장치의 포획 및 이송 수단 내에 포함되는 라우팅 수단의 추가의 실시형태를 도시하고;
도 13은 수집 수단이 본 발명에 따른 장치의 섬프 내의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 하부 외면에 인접하여 위치되는 추가의 실시형태를 도시하고;
도 14는 도 13에 도시된 본 발명에 따른 장치 내에 포함되는 조절 수단의 실시형태를 도시하고;
도 15는 본 발명의 방법에서 채용된 입자의 개략도이다.
본 발명의 방법에서 채용되는 장치에서, 상기 접근 수단은 전형적으로 케이싱 내에 장착되는 힌지식 도어를 포함하고, 이것은 원통형 드럼의 내부에 접근할 수 있도록 개방될 수 있고, 실질적으로 밀폐된 시스템을 제공하기 위해 폐쇄될 수 있다. 전형적으로, 도어는 윈도우를 포함한다.
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 전형적으로 상기 하우징 수단 내에 수평으로 장착된다. 결과적으로, 상기 본 발명의 실시형태에서, 상기 접근 수단은 본 장치의 전방에 위치되어 전방-투입 설비를 제공한다.
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전은 구동 수단의 사용에 의해 유발되고, 전형적으로 이것은 전기 모터의 형태의 전기 구동 수단을 포함한다. 상기 구동 수단의 작동은 작업자에 의해 프로그램될 수 있는 제어 수단에 의해 유발될 수 있다.
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 대부분의 가정용 또는 산업용 텀블 건조기에서 발견되는 크기이고, 50 내지 7000 리터의 범위의 용량을 가질 수 있다. 가정용 기계의 전형적인 용량은 80 내지 220 리터의 범위이고, 산업용 기계의 경우에 이 범위는 전형적으로 220 내지 2000 리터이다.
상기 적어도 하나의 수집 수단은 전형적으로 상기 고체 입자상 재료를 위한 리셉터클로서 작용하는 용기를 포함한다. 선택적으로 상기 용기는 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 외면에 인접하여 위치되고, 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 외주 상의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 상기 수집 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 단부 표면에 인접하여 위치될 수 있다. 상기 실시형태에서, 선택적으로 상기 수집 수단은 접근 수단으로부터 멀리 떨어진 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후측 내면에 인접하여 위치될 수 있고, 대안적으로 상기 수집 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 전방 단부의 외부에 장착될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 상기 수집 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후측 단부 내면 상에 위치되고, 상기 수집 수단은 전형적으로 상기 드럼의 중심 축선을 중심으로 배치되는 원통형 용기를 포함하고, 비교적 큰 단면적 및 전체적인 작은 깊이를 가지므로, 이 구성은 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 내부 체적에 상당히 불리한 영향을 주지 않는다. 상기 실시형태에서, 상기 수집 수단이 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 내부 체적에 상당히 악영향을 주지 않도록 상기 수집 수단은 또한 상기 포획 및 이송 수단으로부터 상기 용기로의 상기 고체 입자상 재료의 유동을 허용하는 채널을 포함할 수 있다. 상기 수집 수단이 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 전방 단부의 외부에 장착되는 본 발명의 실시형태에서, 상기 수집 수단은 접근 수단에 포함되는 것이 편리할 수 있다.
상기 포획 및 이송 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에서 상기 고체 입자상 재료의 포획, 및 상기 적어도 하나의 수집 수단으로 상기 재료의 이송을 촉진하도록 되어 있다. 상기 포획 및 이송 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로부터 고체 입자상 재료의 유입을 촉진시키는 제 1 유동 경로 및 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 촉진시키는 제 2 유동 경로를 포함하는 적어도 하나의 리셉터클(receptacle)을 포함한다.
본 발명의 특정의 실시형태에서, 상기 포획 및 이송 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 적어도 하나의 내면 상에 위치된다. 전형적으로, 상기 포획 및 이송 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 원주방향의 내면 상에서 전형적으로 등간격으로 위치되는 복수의 구획실을 포함하고, 상기 실시형태에서 이것에 의해 상기 복수의 구획실은 추가적으로 복수의 리프터로서 기능한다.
따라서, 상기 실시형태에서, 상기 리프터는 고체 입자상 재료를 포획하여, 상기 리프터/포획/이송수단과 상기 적어도 하나의 수집 수단 사이의 고체 입자상 재료의 제어된 이송을 촉진시키도록 되어 있다. 가장 전형적으로, 상기 장치는 상기 리프터와 본질적으로 동등한 길이의 포획 구획실을 포함하고, 상기 구획실로부터 상기 리프터 내의 개구를 통해 상기 드럼의 내부까지의 제 1 유동 경로, 및 상기 드럼의 원주방향의 표면을 통해 상기 수집 수단까지의 제 2 유동 경로를 제공하도록 되어 있다.
전형적으로, 상기 제 1 유동 경로는 상기 수집 구획실 내로 고체 입자상 재료의 유입을 허용하는 제 1 개구를 포함하고, 상기 제 2 유동 경로는 상기 적어도 하나의 수집수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 허용하는 제 2 개구를 포함한다. 개구의 치수는 고체 입자상 재료의 효율적인 유입 및 이송을 허용하도록 고체 입자상 재료의 치수에 따라 선택된다.
상기 포획 및 이송 수단은 전형적으로 고체 입자상 재료의 유입이 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전의 방향에 의해 제어되도록 적합되어 있다. 따라서, 상기 포획 및 이송 수단이 고체 입자상 재료의 유입을 촉진하는 유동 경로를 포함하는 적어도 하나의 구획실을 포함하고 상기 고체 입자상 재료를 상기 수집 수단으로 이송시키는 본 발명의 실시형태에서, 상기 유입은 상기 회전 방향에 의존하고, 상기 수집 수단으로의 상기 고체 입자상 재료의 후속 이송은 선택적으로 상기 조절 수단에 의해 제어된다.
전형적으로, 상기 포획 및 이송 수단은 상기 제 2 유동 경로를 따라 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 안내하도록 된 라우팅 수단을 포함한다.
상기 제 2 유동 경로는 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 허용하는 직경을 갖는 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 측벽에 적어도 하나의 오리피스를 선택적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 특정의 실시형태에서, 상기 제 2 유동 경로는 조절 수단을 포함할 수 있다.
상기 라우팅 수단은 상기 포획 및 이송 수단으로부터 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 유발시키기 위한 임의의 적절한 수단을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 본 발명의 특정의 실시형태에서, 상기 라우팅 수단은 특정의 방향으로 상기 고체 입자상 재료의 이동을 유발하는 지향적으로 경사진 부재를 포함할 수 있다. 간단한 실시예는 재료가 수송되는 경사진 표면일 수 있다.
따라서, 포획 및 이송 수단이 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 원주방향의 내벽 상이 이격된 리프터를 포함하는 본 발명의 실시형태에서, 상기 리프터는 편리하게 경사면을 포함할 수 있다. 고체 입자상 재료가 수집 수단으로 이송되는 제 2 유동 경로가 임의의 선택적 조절 수단과 함께 드럼의 후방에 위치되는 본 발명의 실시형태에서, 상기 경사면은 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 전방으로부터 후방으로 경사질 수 있고, 그 결과 드럼의 후방으로 상기 고체 입자상 재료가 안내되도록 한다. 대안적으로, 제 2 유동 경로 및 임의의 선택적 조절 수단이 드럼의 전방에 위치되는 실시형태에서, 상기 리프터는 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후방으로부터 전방으로 경사진 경사면을 포함할 수 있고, 이것에 의해 드럼의 전방으로 상기 고체 입자상 재료가 안내되도록 하고, 이와 같은 구성은 또한 수집 수단이 드럼의 전방에, 예를 들면, 접근 수단 내에 위치되는 실시형태에 적용될 수 있다.
상기 포획 및 이송 수단이 리프터 내에 포함되는 본 발명의 대안적 실시형태에서, 상기 리프터는 복수의 구획실을 포함하는 라우팅 수단을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 작동 시, 드럼의 회전에 의해 리프터의 하나의 측면으로부터 다른 측면으로 대향하는 체임버로부터 부분적으로 오프셋된 체임버 내로 고체 입자상 재료가 이송되도록 유발시킴으로써 상기 재료가 리프터의 길이를 따라 수동되도록, 복수의 구획실의 각각은 각각의 리프터의 내벽면을 따라 배치되는 복수의 대향하는 오프셋 체임버를 포함한다.
본 발명의 추가의 대안적 실시형태에서, 상기 포획 및 이송 수단은 전형적으로 이 포획 및 이송 수단의 길이를 따라 상기 고체 입자상 재료를 수송하도록 되어 있는 아르키메데스 스크류를 포함하는 라우팅 수단을 포함할 수 있다. 이와 같은 구성은 마찬가지로 상기 포획 및 이송 수단이 리프터 내에 포함되는 본 발명의 실시형태의 용도에 특히 적절하다.
더욱 추가의 본 발명의 실시형태는 상기 포획 및 이송 수단이 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에 위치되고 이것과 동심인 내부 원통형 드럼 외피를 포함하는 구성을 구상한다. 산업용 건조기용으로 특히 적절한 상기 실시형태에서, 상기 내부 원통형 드럼 외피는 상기 내부 원통형 드럼 외피의 외면과 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 내면 사이의 공간 내로 상기 고체 입자상 재료의 유출이 발생할 수 있는 직경을 갖는 천공을 포함한다. 부가적으로, 상기 실시형태에서, 상기 내부 원통형 드럼 외피의 외면은 상기 내부 원통형 드럼 외피의 외면과 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 내면 상이의 공간에서 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료를 수송하도록 된 아르키메데스 나선의 형태의 라우팅 수단을 포함한다.
본 발명의 특정의 실시형태에서, 상기 포획 및 이송 수단은 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 제어하도록 된 조절 수단을 포함한다.
상기 조절 수단은 상기 제 2 유동 경로 내에 위치되고, 상기 수집 수단으로 고체 입자상 재료의 유동을 제어하도록 되어 있다. 상기 조절 수단은 전형적으로 상기 수집 수단 내로 상기 고체 입자상 재료를 방출하도록 된 개폐식 도어 또는 플랩의 형태로 제공되는 것이 편리할 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 상기 도어 또는 플랩은 전형적으로 기계적 수단, 전기적 수단 또는 자기적 수단을 포함할 수 있는 작동 수단에 의해 상기 저장 수단 내로 상기 고체 입자상 세정 재료를 방출하도록 개방될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 상기 도어 또는 플랩은 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전의 과정 중에 이 도어 또는 플랩을 개방시키기 위해 상기 저장 수단과 상호작용하는 돌출부를 포함할 수 있다. 전형적으로 이와 같은 경우, 상기 도어 또는 플랩은, 예를 들면, 돌출부가 저장 수단에 맞닿고, 그 결과 발생하는 상호작용이 스프링의 작용에 대항하도록 작용하는 힘을 제공하여 도어를 개방시킬 때까지 도어를 폐쇄된 위치에 유지하도록 힘을 가하는 스프링을 포함할 수 있다. 일단 저장 수단과 돌출부의 상호작용이 중단되면, 드럼의 회전이 계속됨에 따라, 이 힘은 제거되고, 도어 또는 플랩은 폐쇄된 위치로 복귀한다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 상기 조절 수단은 전형적으로 상기 수집 수단 내로 상기 고체 입자상 재료를 방출하도록 된 회전 도어의 형태로 제공될 수 있다. 상기 실시형태에서, 상기 도어는 전형적으로 핀 또는 다른 적절한 부재를 장착한 크로스(cross)의 형태의 2 개의 교차하는 강성 부재를 포함하고, 상기 핀 또는 다른 적절한 부재는 강성 부재의 교차 평면을 따라 삽입되고, 이 것을 중심으로 도어의 회전이 발생한다. 전형적으로 상기 도어는 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 표면에 장착되고, 선택적으로, 예를 들면, 상기 드럼의 회전 중에 드럼의 외부에 위치되는 수집 수단과의 상호작용에 관계하는 기계적 수단을 포함하는 상기 작동 수단에 의해 개폐되어 상기 드럼으로부터 상기 고체 입자상 재료를 방출시키고, 상기 수집 수단으로 이송시킨다. 특정의 실시형태에서, 조절 수단은 상기 고체 입자상 재료를 수집할 수 있는 저장소를 포함한다.
이전에 언급된 바와 같이, 본 발명은 또한 상기 고체 입자상 재료가 조절 수단을 요구함이 없이 상기 수집 수단에 직접 이송될 수 있는 실시형태를 구상한다. 이와 같은 실시형태는 상기 포획 및 이송 수단이 상기 재료가 수송되는 경사진 표면을 포함하는 라우팅 수단을 포함하는 본 발명의 실시형태의 경우에 특히 적절하다.
작동 시, 상기 장치는 기재의 건조용으로 사용되고, 건조 프로세스의 완료때까지 고체 입자상 재료의 선택적인 연속적 재순환을 제공하고, 그 후 고체 입자상 재료 내에 포함되는 입자는 분리되고, 후속되는 프로시저에서의 재사용을 위해 수집 수단 내에서 수집된다.
그러나, 대안적 용도에서, 고체 입자상 재료는 고입재의 사용에 의존하는 세정 작업용 세탁기 내에서 수집 및 활용될 수 있고, 이와 같은 접근방법은 특히 가정용 세탁기 시장에서 중요하다. 이와 같은 용도에서, 고체 입자상 재료는 젖은 기재와 함께 건조기 내에 도입되고, 건조 프로세스의 완료 시, 본 장치는 세정 작업으로부터의 젖은 기재와 함께 운반된 고체 입자상 재료를 수집하기 위해 사용되고, 이곳에서 고체 입자상 재료는 수집될 수 있다. 전형적으로, 수집 수단은 본 발명의 장치로부터 물리적으로 탈부착가능하고, 수집 수단으로부터의 제거에 의해 고체 입자상 재료의 간단하고 편리한 회수, 및 후속 세정 작업을 위해 매치트 페어 세탁기 또는 다른 세탁기로의 그것의 재순환을 가능하게 한다.
상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 전형적으로 상기 하우징 수단의 제 1 상부 체임버 내에 위치되고, 상기 제 1 상부 체임버의 직하에는 상기 수집 수단을 선택적으로 포함할 수 있는 제 2 하부 체임버가 위치된다.
성가 하우징 수단은 표준 배관 기구에 선택적으로 접속되고, 그 결과 상기 수집 수단 및 공급 수단으로부터 상기 고체 입자상 재료를 복귀시키기 위한 재순환 수단을 제공하고, 이것에 의해 상기 고체 입자상 재료는 상기 원통형 드럼으로 복귀될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태의 방법에 따른 작동 시, 교반은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전 및 가열된 공기의 도입에 의해 제공된다. 따라서, 상기 장치는 상기 하우징 수단 내에 공기를 순환시키기 위한 수단, 및 내부의 온도를 조절하기 위한 수단을 더 포함한다. 전형적으로 상기 수단은, 예를 들면, 재순환 팬 및 공기 가열기를 포함할 수 있다. 부가적으로, 장치 내의 온도 및 습도 수순을 측정하고, 이러한 정보를 제어 수단으로 통신하기 위한 감지 수단이 제공될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 장치는 선택적으로 재순환 수단을 포함할 수 있고, 그 결과 건조 작업에서의 재사용을 위해 상기 하부 체임버로부터 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로 상기 고체 입자상 재료의 선택적 재순환을 촉진한다. 바람직하게, 상기 재순환 수단은 상기 제 2 체임버와 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼을 접속하는 덕트를 포함한다. 더 바람직하게, 상기 덕트는 상기 원통형 드럼 내로 상기 고체 입자상 재료의 유입을 제어하도록 된 제어 수단을 포함한다. 전형적으로, 상기 제어 수단은 바람직하게 상기 원통형 드럼의 상측에 위치되어 상기 원통형 드럼의 내부에 연결되는 수용기 용기의 정점에 부착되는 공급 튜브의 형태의 공급기 수단 내에 위치된 밸브를 포함한다.
상기 하부 체임버로부터 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로의 고체 입자상 재료의 재순환은 상기 재순환 수단 내에 포함되는 펌핑 수단 및 상기 제어 수단에 의해 달성될 수 있고, 상기 상기 펌핑 수단은 상기 제어 수단에 상기 고체 입자상 재료를 공급하도록 되어 있고, 상기 제어 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내로의 상기 고체 입자상 재료의 재진입을 제어하도록 되어 있다. 상기 펌핑 수단은 전형적으로 기계적 또는 공압적으로 구동될 수 있고, 예를 들면, 진공 펌핑 시스템을 포함할 수 있다.
작동 시, 본 발명의 제 2 양태의 방법에 따른 전형적인 사이클 중에, 잔류 수분을 함유한 세정된 의류는 먼저 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에 투입된다. 원통형 드럼은 회전되고, 대기 또는 가열된 공기가 드럼 내에 도입된 후에 고체 입자상 재료가 첨가된다. 드럼의 회전에 의한 교반의 과정 중에, 물은 증발에 의해 의류로부터 제거되고, 다량의 고체 입자상 재료는 포획 및 이송 수단에 의해 포획된 후에 수집 수단으로 이송될 수 있다. 건조 사이클의 완료 시, 고체 입자상 재료는 건조된 의류로부터 완전히 제거되어, 수집 수단으로 이송된다.
상기 장치가 재순환 수단을 포함하는 본 발명의 실시형태에서, 제어 수단에 의해 제어되는 방식으로, 건조 작업 중에 원통형 드럼으로 복귀되도록 상기 고체 입자상 재료는 재순환 수단을 통해 선택적으로 재순환될 수 있다. 상기 실시형태에서, 이러한 고체 입자상 재료의 연속적 순환의 프로세스는 건조가 완료될 때까지의 전체 건조 작업을 통해 실시된다.
이 사이클의 완료 시, 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내로의 고체 입자상 재료의 임의의 선택적 공급은 정지되지만, 드럼의 회전은 지속됨으로써 수집 수단에서의 포획, 이송 및 수집에 의해 고체 입자상 재료가 제거될 수 있다. 이 시점에서 공기의 가열 및 재순환도 또한 정지될 수 있다. 분리 후, 고체 입자상 재료는 후속되는 작업에서의 재사용하기 위해 회수된다. 상기 입자상 재료의 분리는 이들 입자의 99%를 초과하여 제거하고, 전형적으로 제거율은 100%에 접근하거나 실제로 100%에 도달한다.
일반적으로, 상기 적어도 하나의 기재 상의 임의의 잔류 고체 입자상 재료는 적어도 하나의 기재를 진동시킴으로써 쉽게 제거될 수 있다. 그러나, 필요한 경우 추가의 잔류 고체 입자상 재료는 바람직하게 진공 봉(wand)을 포함하는 흡인 수단에 의해 제거될 수 있다.
본 발명의 방법은, 예를 들면, 플라스틱 재료, 가죽, 금속 또는 목재를 포함하는 임의의 광범위한 기재의 건조에 적용될 수 있다. 그러나, 실제로 상기 방법은 직물섬유 및 직물을 포함하는 젖은 기재의 건조에 주로 적용되고, 예를 들면, 면과 같은 천연 섬유 또는 인조 섬유 및 합성 섬유, 예를 들면, 나일론 6,6, 폴리에스터, 셀룰로오스 아세테이트, 또는 이들의 섬유 블렌드를 포함할 수 있는 직물 섬유의 효율적인 건조를 달성하는데 특히 성공적임을 보여주었다.
가장 바람직하게, 고체 입자상 재료는 폴리머, 비-폴리머, 또는 이들의 혼합물일 수 있는 다수의 입자를 포함한다. 전형적인 폴리머 입자는 폴리아미드 또는 폴리에스터 입자, 특히 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 또는 이들의 코폴리머의 입자, 가장 바람직하게는 중실 또는 중공의 구조일 수 있는 비드 형태의 입자를 포함할 수 있다. 폴리머는 발포된 폴리머이거나 비발포된 폴리머일 수 있고, 선형 폴리머 또는 가교결합형 폴리머일 수 있다. 나일론 6, 나일론 6,6, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함하지만 이들에 한정되지 않는 다양한 나일론 또는 폴리에스터 호모폴리머 또는 코폴리머가 사용될 수 있다. 바람직하게, 나일론은 5000 내지 30000 달톤, 더 바람직하게는 10000 내지 20000 달톤, 가장 바람직하게는 15000 내지 16000 달톤의 범위의 분자량을 갖는 나일론 6,6 폴리머를 포함한다. 전형적으로 폴리에스터는 ASTM D-4603와 같은 용액법에 의해 측정된 0.3-1.5 dl/g의 범위의 고유 점도 측정값에 대응하는 분자량을 갖는다.
적절한 비-폴리머 입자는 유리, 실리카, 돌, 목재, 또는 임의의 다양한 금속 또는 세라믹 재료의 입자를 포함할 수 있다. 적절한 금속은 아연, 타이타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 텅스텐, 알루미늄, 주석, 납, 및 이들의 합금을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 적절한 세라믹은 알루미나, 지르코니아, 텅스텐 탄화물, 규소 탄화물 및 규소 질화물을 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 천연재료(예를 들면, 돌)로 제조되는 비-폴리머 입자는 제조 중에 상이한 방식으로 벽개되는 성향에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다는 것이 알려져 있다.
상기 고체 입자상 세정 재료는 전체적으로 폴리머 입자 또는 전체적으로 비-폴리머 입자로 구성될 수 있고, 또는 두 가지 모두의 유형의 입자의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 고체 입자상 세정 재료가 폴리머 입자 및 비-폴리머 입자의 양자 모두를 포함하는 본 발명의 실시형태에서, 폴리머 입자:비-폴리머 입자의 비율은 약 99.9%:0.1% 내지 0.1%:99.9%(w/w)일 수 있다. 특정의 실시형태는 95.0%:5.0% 내지 5.0%:95.0%(w/w), 또는 80.0%:20.0% 내지 20.0%:80.0%(w/w)의 폴리머 입자:비-폴리머 입자의 비율을 구상한다.
고체 입자상 재료:기재의 비율은 일반적으로 0.1:1 내지 10:1(w/w)의 범위, 바람직하게는 1.0:1 내지 7:1(w/w)의 범위이고, 특히 유리한 결과는 3:1 내지 5:1(w/w)의 비율, 특히 약 4:1(w/w)의 비율의 폴리머 입자를 사용하여 달성된다. 따라서, 예를 들면, 5 g의 직물의 건조의 경우, 본 발명의 하나의 실시예에서는 20 g의 폴리머 입자가 사용된다. 고체 입자상 재료:기재의 비율은 전체 건조 사이클을 통해 실질적으로 일정한 수준에 유지된다.
본 발명의 방법은 소규모 또는 대규모의 배취식 프로세스용으로 사용될 수 있고, 가정용 및 산업용 건조 프로세스의 양자 모두에 적용될 수 있다. 이와 같은 맥락에서 소규모라 함은 연간 220 회 이하의 건조 사이클을 의미하고, 대규모라 함은 전형적으로 연간 220 회를 초과하는 건조 사이클을 의미한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 특히 직물섬유의 건조에 적용된다. 그러나 이와 같은 시스템에서 사용되는 조건은 종래의 직물의 텀블 건조에 전형적으로 적용되는 것보다 상당히 감소된 온도의 사용을 가능하게 하고, 그 결과 상당한 환경적 및 경제적 이익을 제공한다. 따라서, 건조 사이클의 전형적 프로시저 및 조건은, 직물이, 예를 들면, 5 내지 55 분의 지속시간 동안 20 내지 80℃의 온도에서 본 발명의 방법에 따라 처리되는 것을 일반적으로 필요로 한다. 그 후, 전체의 프로세스의 입자 분리 단계의 완료를 위해 추가의 시간이 요구되므로 전체 사이클의 총 지속시간은 전형적으로 1 시간의 범위이다.
얻어진 결과는 직물섬유의 전통적인 텀블 건조 프로시저를 실행할 때 관찰되는 것과 매우 일치한다. 본 발명의 방법에 의해 처리된 직물에서 달성된 물의 제거 정도는 매우 우수한 것으로 나타났다. 온도 요건은 전통적인 텀블 건조 프로시저의 사용과 관련된 수준보다 상당히 낮으므로, 이것 또한 비용 및 환경적 이익의 면에서 상당한 이점을 제공한다.
본 발명의 방법은 또한 건조에 관련된 직물의 손상을 감소시키는 면에서 이익을 보여준다. 앞에서 관찰된 바와 같이, 종래의 텀블 건조에서는 직물 주름이 쉽게 발생되고, 이것은 건조 프로세스의 기계적 작용으로부터 각각의 주름에 응력을 집중시키는 작용을 함으로써, 국부적인 직물 손상을 초래한다. 이와 같은 직물 손상의 방지(즉, 직물 보호)는 가정용 소비자 및 산업용 사용자의 주요 관심사이다. 본 발명의 방법에 따른 입자의 첨가는 접히는 작용을 방지하는 것을 돕도록 직물 표면 상에서 피닝(pinning) 층으로서 작용함으로써 프로세스에서 주름을 효과적으로 감소시킨다. 입자는 분리층 또는 간격층으로 작용함으로써 건조 프로세스 시에 개별 직물들 사이의 상호작용을 억제하고, 이것에 의해 국부적 직물 손상의 다른 주요 원인인 엉킴을 감소시킨다. 본 명세서에 개시된 방법에서, 기계적 작용은 여전히 존재하지만, 결정적으로 이것은 입자의 작용의 결과로서 훨씬 더 균일하게 분포된다. 다수회의 건조 프로세스 하에서 의류의 수명을 결정하는 것은 손상의 국부적 양태이다.
따라서, 본 발명의 방법은 동등한 에너지 조건 하에서 종래 기술의 방법에 비해 개선된 성능을 제공하고, 대안적으로 직물 손상의 감소와 함께 더 낮은 수준의 에너지에서 동등한 건조 성능이 달성될 수 있다.
회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로부터 고체 입자상 재료의 배출 속도는 상기 드럼의 회전 속도에 의해 영향을 받고, 더 빠른 회전 속도는 G 힘을 증가시키지만, G > 1에서 직물은 드럼의 측면에 부착되어 입자상 재료의 배출을 저지한다. 그러므로, 이러한 점에서, 더 느린 회전 속도는, 직물이 텀블링 중에 더 많이 개방될 때, 직물로부터 입자의 낙하 및 포획 및 이송 수단에 의한 포획을 허용하므로 최적의 결과를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 그러므로 1 미만의 G 힘으로 얻어지는 회전 속도가 요구된다(예를 들면, 98 cm 직경의 드럼에서 42 rpm 미만). G 힘(또는 회전 속도)는 또한 기재 상에 미치는 입자상 재료의 기계적 작용의 유리한 효과를 최대화하도록 제어되고, 가장 적절한 G는 대체로 0.9 G(예를 들면, 98 cm 직경의 드럼에 40 rpm)의 정도인 것으로 밝혀졌다.
건조 사이클의 완료 시, 회전 G 및 회전 속도는 입자상 재료의 완전한 제거를 달성하기 위해 건조 사이클에서와 동일한 G < 1 또는 낮거나 더 낮은 20 rpm에 유지되고, 입자의 제거는 대체로 약 5-20 분 걸리고, 전형적인 작업에서의 건조 사이클은 전형적으로 40-55 분 걸리므로, 총 사이클 시간은 1 시간 정도가 된다.
본 발명의 방법은 처리 후에 건조된 기재로부터 입자상 재료의 제거에서 성공적임을 보여주었고, 원통형 폴리에스터 입자, 및 나일론 6 또는 나일론 6,6 폴리머를 포함하는 나일론 입자를 이용한 시험 결과, 입자 분리 사이클의 말기에 부하 내에 의류 당 평균 5 개 미만의 입자가 잔류하는 입자 제거 효능을 나타냈다. 대체로, 이것은 의류 당 평균 2 개 미만의 입자까지 더 감소시킬 수 있고, 20 분의 분리 사이클이 사용되는 최적화된 경우, 전형적으로 입자의 완전한 제거가 달성된다.
부가적으로, 전술한 방식으로 입자의 재활용은 매우 우수하게 작동하므로 입자는 후속되는 건조 프로시저에서 만족스럽게 재사용될 수 있다는 것이 입증되었다. 공기를 가열시키면 자연히 건조 프로세스에서 입자상 매체가 가열되므로, 실제로 추가의 건조 프로시저에서의 재활용은 에너지 효율의 면에서 추가의 이점을 제공한다. 그러면 열은 건조 사이클의 완료 시 입자에 의해 유지되고, 그러므로, 다음의 건조 사이클이 입자의 냉각에 걸리는 시간 내에 실행되는 경우, 이러한 유지된 열은 그 후속되는 건조 프로세스로 이송된다. 다수의 건조 사이클이 연속적으로 가동되는 경우에 훨씬 더 높은 수준의 건조 효율이 달성될 수 있다. 물론 이것은 가정용 세탁 부문 및 산업용 세탁 부문의 양자 모두에 적용될 수 있으나, 특히 후자에 적용될 수 있다. 건조 사이클의 신속한 반전 및 높은 부하 처리능력은 양자 모두 산업용 시나리오에서 이러한 종류의 건조 작업에서 핵심 인자이다. 본 발명은 또한 적절한 세탁기로부터의 젖은 기재와 함께 건조기 내에 도입된 고체 입자상 재료의 수집을 구상하고, 그러면 이것은 전술한 바와 같이 후속되는 세정 작업에서 재활용될 수 있다.
본 발명의 방법은 섬유들 사이에 포획된 수분을 해방시키기 위한 옷에 대한 입자의 기계적 작용, 및 입자 표면 상의 이 수분의 회수를 포함하는 것으로 생각되고, 여기서 형성되는 얇은 수막의 신속한 증발이 발생된다. 또한 특정의 폴리머 입자는 더 큰 정도까지 수분을 흡수하는 능력을 갖는다(나일론 6 및 나일론 6,6이 예이다). 그러므로, 해당되는 경우, 이와 같은 흡수도 또한 건조 메커니즘에 기여한다.
이제 도면을 참조하면, 도 1에는 본 발명에 따른 장치가 도시되어 있고, 이 장치는 드럼(2)의 형태의 회전가능하게 장착된 원통형 드럼이 내부에 위치되어 있는 하우징 수단(1)을 포함하고, 여기서 본 장치는 리프터(3)의 형태의 포획 및 이송 수단을 포함한다.
도 2에는 리프터(3)의 포획 작용의 확대도가 도시되어 있고, 여기서 고체 입자상 재료(4)는 제 1 유동 경로(5)를 통해 리프터 내로 유입된다.
도 3은 수집 수단이 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후측 단부 내면 상에 위치되는 본 발명의 실시형태를 도시한 것으로서, 이것은 드럼(2)의 중심 축선을 중심으로 배치된 원통형 용기(6), 및 리프터(3)로부터 용기까지 고체 입자상 재료의 유동을 허용하는 채널(7)을 포함한다. 드럼의 회전은 모터 (8)에 의해 제어된다.
이제 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 장치가 도시되어 있고, 이 장치는 회전가능하게 장착된 원통형 드럼(2)을 내부에 장착되어 있는 하우징 수단(1), 및 상기 원통형 드럼의 직하에 위치되는 구동 모터(8)를 포함한다. 본 장치는 고체 입자상 재료가 수집 수단 내로 진입될 수 있는 제 2 유동 경로 내에 도어(9)의 형태의 조절 수단을 갖는 리프터(3)를 포함하는 포획 및 이송 수단을 더 포함한다. 이 수집 수단은 드럼의 원주방향의 상면의 상측에 위치되는 용기(10)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 바와 같은 장치를 위한 용기(10) 내에 리프터(3)의 포획 구획실로부터 고체 입자상 재료를 방출시키기 위한 수단이 도시되어 있다. 따라서, 단계 1에서, 도어(9)는 U자 형상의 부재를 포함하고, 그 내부에 입자상 재료(4)가 축적되어 있는 것이 도시되어 있다. 다음에, 단계 2에서, 드럼(2)이 회전됨에 따라, 조절 수단 상의 돌출부(11)는 용기(10)의 표면과 상호작용함으로써 고체 입자상 재료(4)가 저장 수단 내에 퇴적되도록 한다. 마지막으로, 단계 3에서, 드럼(2)이 회전을 계속함에 따라, 도어(9)의 형태의 조절 수단은 폐쇄된 위치로 복귀된다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 장치가 도시되어 있고, 이 장치는 회전가능하게 장착된 원통형 드럼(2)을 내부에 장착되어 있는 하우징 수단(1), 및 상기 원통형 드럼의 직하에 위치되는 구동 모터(8)를 포함한다. 본 장치는 고체 입자상 재료가 수집 수단 내로 진입될 수 있는 제 2 유동 경로 내에 도어(12)(도 4 및 도 5의 도어(9)를 참조할 것)의 형태의 조절 수단을 갖는 리프터(3)를 포함하는 포획 및 이송 수단을 더 포함한다. 이 수집 수단은 드럼의 원주방향의 하면의 하측에 위치되는 용기(10)를 포함한다.
도 7에는, 도 6에 도시된 바와 같은 장치를 위한 용기(10) 내에 리프터(3)의 포획 구획실로부터 고체 입자상 재료의 방출용 수단의 실시형태의 도면이 제공되어 있다. 따라서, 단계 1에서, 도어(12)의 형태의 조절 수단은 고체 입자상 재료(4)를 리프터(3)의 수집 구획실 내에 유지시키고, 그 후 단계 2에서 도어(12)는 드럼(2)의 회전 중에 용기(10)에 대한 돌출부(13)(도 5의 돌출부(11)를 참조할 것)의 작용에 의해 개방되어, 용기(10) 내에 고체 입자상 재료(4)의 낙하를 허용하는 것이 도시되어 있다. 마지막으로, 단계 3에서, 드럼의 회전이 계속됨에 따라, 도어(12)는 폐쇄된 위치로 복귀된다.
이제 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 장치가 도시되어 있고, 이 장치는 하우징 수단(1), 리프터(3)를 포함하는 포획 및 이송 수단을 포함하는 회전가능하게 장착된 원통형 드럼(2)을 포함하고, 여기서 리프터는 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 후방으로부터 전방으로 경사진 경사면(14)을 포함하고, 이것에 의해 고체 입자상 재료는 드럼의 전방으로 안내되고, 수집 수단은 도어(15)의 형태의 접근 수단 내에 위치되는 용기(10)를 포함한다.
도 9는 도어의 내면(16)을 포함하는 접근 수단의 일부를 도시한 것으로서, 이것은 용기(도시되지 않음)로의 고체 입자상 재료의 통과를 허용하는 오리피스(17)를 포함한다.
도 10에는 도 8에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시형태의 고체 입자상 재료(4)를 위한 유동 경로가 도시되어 있고, 여기서 리프터는 회전가능하게 장착된 원통형 드럼(2)의 후방으로부터 전방으로 경사진 경사면(14)을 포함하고, 이것에 의해 고체 입자상 재료는 도어(15) 내에 위치되는 용기(10)로 부재(18)를 통해 드럼의 전방으로 안내된다.
도 11은 리프터(3) 내에 위치되는 아르키메데스 스크류(19)를 포함하는 포획 및 이송 수단의 실시형태를 도시한다.
이제 도 12를 참조하면, 리프터(3) 내에 포함되는 포획 및 이송 수단의 실시형태의 분해도가 제공되어 있고, 이것은 리프터의 내벽의 양측을 따라 배치되는 복수의 대향하는 오프셋 체임버(20)를 포함하는 구획실을 포함한다.
이제 도 13을 참조하면, 본 발명의 실시형태가 도시되어 있고, 이 실시형태는 리프터(3)를 갖는 회전가능하게 장착된 원통형 드럼(2)이 내부에 위치되는 하우징 수단(1), 및 본 장치의 저부에 드럼(2)의 하부 외면에 인접하여 위치되는 용기(10)를 포함하는 수집 수단을 포함한다. 이 장치는 리프터(3)로부터 용기(10)로의 고체 입자상 재료의 유동을 제어하기 위한 회전 도어(21)의 형태의 조절 수단을 포함한다.
도 14를 참조하면, 드럼(2)으로부터 용기(10)로의 고체 입자상 재료의 유동을 제어하기 위해 리프터(3)의 베이스에서 핀(22) 상에 장착되는 회전 도어(21)를 포함하는 도 13의 조절 수단의 확대도가 도시되어 있다.
마지막으로 도 15를 참조하면, 본 발명의 방법에서 활용될 수 있는 원통형 입자 및 구형 입자의 개략도가 제공되어 있다.
본 발명은 다음의 실시예를 참조하여 더 설명될 것이지만, 이것은 어떤 형태로든 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
1. 실시예
1.1 비교 실시예
일련의 비교 실시예(표 1 참조)를 이용하여 비드 분리 실험이 수행되었다. 비교 실시예는 WO-A-2011/098815에 설명된 바와 같은 세탁기의 형태의 바람직한 세정 장치(이하, Xeros US 세탁기라 함)에서 세탁 사이클 후에 세탁물 내에 잔류하는 비드의 수를 평가하였다. 실험은 영국 표준 EN 60456에 따른 6 kg의 세탁물 뿐만 아니라 내부적으로 규정된 6 kg 및 4 kg의 '실제(real world)' 부하를 이용하여 수행되었다. '실제' 부하는 영국 표준 EN 60456에 따른 50 중량% 밸러스트 및 50%의 주머니가 있는 바지 및 셔츠로 구성되었다.
시험 # 세탁물 (kg) 베개피 타월 셔츠 바지 세탁 사이클
6 kg 영국 표준 밸러스트 6 11 33 0 0 에코(Eco) 냉수
6 kg의 실제 부하 6 5 20 7 4 에코(Eco) 냉수
4 kg의 실제 부하 4 5 9 5 3 에코(Eco) 냉수
세탁 사이클의 말기에 세탁물 내에 잔류하는 비드의 양을 평가하는 실험은 에코 냉수 사이클(이것은 20℃의 온도의 약 31.5 L의 물을 사용함)을 이용하여 Xeros US 세탁기에서 수행되었다. 세탁 사이클의 말기에 세탁물은 제거되었고, 의류로부터 비드가 분리되어 중량 측정되었다. 이들 비교 실시예로부터 얻어진 결과는 표 2에 제시된 바와 같다.
시험 # 세탁 사이클 후의 세탁물 내에 잔존하는 비드(g) 세탁 사이클 시간(분)
6kg의 영국 표준 밸러스트 0-1g 63
6 kg의 실제 부하 10-30g 63
4 kg의 실제 부하 0g 63
1.2 실시예
세탁 및 건조 사이클의 말기에 세탁물에 잔존하는 비드의 양을 정량화하는 실시예가 다음의 단계에 의해 수행되었다.
(i) Xeros US 세탁기를 사용하는 단계; 다음에
(ii) 본 발명에 따른 장치(이하 기본형 장치인 Xeros US 건조기라 함)를 사용하는 단계.
이들 2 개의 단계를 더 정교하게 하기 위해, 단계 (i)이 섹션 1.1의 비교 실시예와 정확하게 동일한 방식으로 수행되었고, 세탁물은 Xeros US 세탁기 상에서 에코 냉수 사이클을 이용하여 실행되었다. 단계 (ii)에서 세탁물은 세탁 바구니로 배출되었고, 이 세탁 바구니로부터 Xeros US 건조기로 이송되었다. 다음에 Xeros US 건조기는 2 시간의 건조 사이클로 작동되었다(이 사이클의 지속시간은 6 kg의 부하를 건조시키기 위해 전통적인 건조기에서 요하는 시간과 유사함). 이러한 특정의 실시예에서, Xeros US 건조기는 드럼을 통해 공기를 가열 및 송풍하는 기능을 가지고 있지 않으므로 단계 (ii)의 단계는 드럼 내에서 세탁물의 텀블링에 제한되었다. 텀블링 사이클의 말기에 세탁물은 제거되었고, 의류로부터 임의의 비드가 분리되어 중량 측정되었다. 이들 실시예로부터 얻어진 결과는 표 3에 제시된 바와 같다.
시험 # 건조 사이클 후 세탁물 내에 잔존하는 비드(g) 건조 사이클 시간(분)
6kg의 영국 표준 밸러스트 0 120
6 kg의 실제 부하 0 120
4 kg의 실제 부하 0 120
2. 결과
표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 6 kg 영국 표준 밸러스트 시험에서 사용된 바와 같이 세탁물이 평평한 의류로 구성되어 있는 경우, Xeros US 세탁기에서의 비드의 제거는 우수하였다. 이 비교 실시예가 실제 부하를 이용하여 반복된 경우, 제거 성능은 감소되었고, 비드는 의류의 주머니 및 셔츠/바지의 팔/다리에 수집되는 경향이 있었다. 그러나, 실제 부하가 4 kg으로 감소되고, 드럼 내의 유효 자유 공간이 더 커진 경우, 세탁 사이클 후에 모든 비드가 제거되었다.
표 3의 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 모든 유형의 세탁물의 경우에 2 시간 후에 건조기 내에 잔류하는 비드는 0g있다. 이것은 Xeros US 건조기(본 발명에 따른 장치)가 의류로부터 비드 분리에서 더욱 개선점을 제공하는 것을 보여준다. 본 건조기가 더 높은 부하 수준(6 kg)의 어려운 "실제" 세척 부하로부터도 비드를 제거하는 수단을 제공한 것은 중요하다.
본 명세서의 기재 및 청구항의 전체를 통해,"포함한다"는 용어 및 그 변형어는 "포함하지만 제한하지는 않는다"는 의미이고, 이것은 다른 부분(moiety), 첨가제, 성분, 정수 또는 단계를 배제하고자 하는 의도를 가지지 않는다(배제하지 않는다). 본 명세서의 기재 및 청구항의 전체를 통해, 단수는 문맥상 다른 의미로 해석되어야 하는 경우를 제외하고 복수를 포함한다. 특히, 부정관사가 사용되는 경우, 명세서는 문맥상 다른 의미로 해석되어야 하는 경우를 제외하고 복수 뿐만 아니라 단수를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 특정의 양태, 실시형태 또는 실시예와 관련하여 설명되는 대상물, 정수, 특징, 화합물, 화학적 부분 또는 기는 상호 모순되지 않는 한 본 명세서에 설명되는 임의의 다른 양태, 실시형태 또는 실시예에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서(첨부되는 임의의 청구항, 요약 및 도면을 포함)에 개시된 모든 대상물 및/또는 이렇게 개시된 임의의 방법 또는 프로세스의 모든 단계는 이와 같은 대상물 및/또는 단계의 적어도 일부가 상호 배타적인 조합의 경우를 제외하고 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 본 발명은 전술한 임의의 실시형태의 세부사항에 제한되지 않는다. 본 발명은 본 발명은 임의의 새로운 대상물 또는 본 명세서(첨부되는 임의의 청구항, 요약 및 도면을 포함)에 개시된 대상물의 임의의 새로운 조합으로, 또는 임의의 새로운 단계 또는 이렇게 개시된 임의의 방법 또는 프로세스의 단계들의 임의의 새로운 조합으로 확장될 수 있다.
독자는 본 출원과 관련되어 본 명세의 출원과 동시에 또는 출원 전에 제출되어 본 명세서와 함께 공중이 열람하도록 공개된 모든 연구논문 및 문헌에 주목하고, 이와 같은 모든 연구논문 및 문헌의 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (37)

  1. 고체 입자상 재료(4)를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치로서, 상기 장치는,
    (a) 회전가능하게 장착된 원통형 드럼(2)을 내부에 장착한 하우징 수단(1);
    (b) 접근 수단; 및
    (c) 적어도 하나의 수집 수단을 포함하고,
    상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼(2)은 상기 고체 입자상 재료(4)의 수집을 촉진하도록 된, 그리고 상기 적어도 하나의 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료(4)를 이송하도록 된 포획 및 이송 수단을 더 포함하고, 상기 포획 및 이송 수단은 하나 또는 복수의 구획실을 포함하고,
    상기 포획 및 이송 수단은 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 안내하도록 된 라우팅(routing) 수단을 포함하며,
    상기 포획 및 이송 수단은 리프터에 포함되고, 상기 라우팅 수단은 복수의 구획실을 포함하고, 상기 복수의 구획실의 각각은 상기 리프터의 내벽들의 각각의 측면을 따라 배치되는 복수의 대향하는 오프셋 체임버(20)를 포함하거나, 또는
    상기 라우팅 수단은 아르키메데스 스크류(19)를 포함하는,
    고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 천공을 포함하지 않는 중실(solid) 측벽을 포함하는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 천공된 측벽을 포함하고, 상기 천공은 3.0 mm 이하의 직경을 갖는 구멍을 포함하는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포획 및 이송 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로부터 고체 입자상 재료의 유입을 촉진시키는 제 1 유동 경로(5) 및 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 촉진시키는 제 2 유동 경로를 포함하는 적어도 하나의 리셉터클을 포함하고, 선택적으로 상기 제 2 유동 경로는 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 측벽에 적어도 하나의 오리피스(17)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 오리피스는 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 허용하는 직경을 갖는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 포획 및 이송 수단은 상기 제 2 유동 경로 내에 위치되는, 그리고 상기 수집 수단으로 상기 고체 입자상 재료의 이송을 제어하도록 된 조절 수단을 포함하는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조절 수단은 개폐식 도어(9, 12) 또는 플랩을 포함하는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 조절 수단은 기계적 수단, 전기적 수단 및 자기적 수단 중 적어도 하나를 포함하는 작동 수단에 의해 개폐되는, 고체 입자상 재료를 이용한 기재의 처리에 사용하기 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획실 또는 복수의 구획실은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 적어도 하나의 내면 상에 위치되는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 구획실은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 원주방향의 내면 상에 등간격으로 위치되는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 입자상 재료의 유입 및 상기 고체 입자상 재료의 상기 수집 수단으로의 이송이 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전의 방향에 따라 제어되도록 상기 포획 및 이송 수단이 조정되어 있는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 포획 및 이송 수단은 상기 회전가능하게 장착되는 원통형 드럼의 내면에 서로 이격되어 부착된 리프터(lifters; 3)들에 포함되는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 라우팅(routing) 수단은 상기 고체 입자상 재료의 특정의 방향으로의 이동을 유발시키는 경사진 부재를 포함하는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 포획 및 이송 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에 위치된, 그리고 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼과 동심인 내부 원통형 드럼 외피를 포함하고, 상기 내부 원통형 드럼 외피는 3.0 mm 이하의 직경을 갖는 천공을 포함하고, 상기 내부 원통형 드럼 외피의 외면은 아르키메데스 나선을 포함하는 라우팅 수단을 포함하는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 수집 수단은 용기(10)를 포함하고, 또는
    상기 수집 수단은 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 전방 단부 표면에 인접하여 위치되고 상기 접근 수단에 포함되는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 건조 작업에서의 재사용을 위해 상기 수집 수단으로부터 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼으로 상기 고체 입자상 재료의 재순환을 촉진시키는 적어도 하나의 재순환 수단을 포함하는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  19. 젖은 기재를 건조시키기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 실온 또는 고온에서 고체 입자상 재료로 상기 기재를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 처리는 제 1 항 내지 제 8 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 13 항, 및 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 장치에서 실행되고, 상기 적어도 하나의 젖은 기재는 적어도 하나의 직물섬유 의류를 포함하는, 젖은 기재를 건조시키기 위한 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 방법은,
    (a) 접근 수단을 통해 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에 적어도 하나의 젖은 기재를 도입하는 단계;
    (b) 밀폐된 시스템을 제공하도록 상기 접근 수단을 폐쇄하는 단계;
    (c) 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼 내에 고체 입자상 재료를 도입하는 단계;
    (d) 건조 사이클을 위한 장치를 작동시키는 단계 － 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼은 회전되고, 상기 고체 입자상 재료는 건조가 완료될 때까지 상기 장치를 통해 선택적으로 재순환됨 －;
    (e) 상기 포획 및 이송 수단에 의해 상기 고체 입자상 재료가 포획되어 상기 수집 수단으로 이동되도록 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼을 회전시키는 단계; 및
    (f) 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 회전을 정지시키는 단계를 포함하는, 젖은 기재를 건조시키기 위한 방법.
  21. 제 5 항에 있어서,
    상기 조절 수단은 회전 도어(20), 및 상기 고체 입자상 재료를 수집할 수 있는 저장소 중 적어도 하나를 포함하는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 용기는 상기 회전가능하게 장착된 원통형 드럼의 단부 표면에 인접하여 위치되는, 고체 입자상 재료를 사용하여 기재를 건조시키기 위한 장치.


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