KR200328762Y1

KR200328762Y1 - 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치

Info

Publication number: KR200328762Y1
Application number: KR20-2003-0021566U
Authority: KR
Inventors: 전용봉
Original assignee: 주식회사 한국엔비텍
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2003-10-01

Abstract

본 고안은 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치에 관한 것이다. 상세하게는 고온열풍 및 열매체 전열디스크에 의한 직접전열 및 간접전열방식을 취하고 높은 건조효율에 의한 경제적인 운전을 가능하게 한 액상건조장치에 관한 것이다.

본 고안은 감속모터 및 회전축에 의해 회전하는 열매체 전열디스크가 구비된 건조실과; 액상의 피건조물을 일시 저장하는 저장호퍼와; 액상의 피건조물을 순환 공급하는 순환펌프와; 액상의 피건조물을 열매체 전열디스크의 외표면으로 살수하는 스프레이노즐과; 피건조물의 건조를 위한 열풍을 공급하는 열풍유입구와; 열매체 전열디스크로부터 건조된 건조물을 분리하는 스크래퍼와; 건조 중에 발생한 배가스를 유도 배출하며 피건조물의 분사를 통한 배가스의 배열을 회수하는 배열회수기와; 스크래퍼를 통해 분리된 건조물을 외부로 유도 배출하는 건조물 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 직접전열방식과 간접전열방식의 기능을 겸비하여 높은 건조효율 및 건조성능의 지속성을 구현할 수 있고, 피건조물의 성상에 크게 구애받음 없이 장치를 적용할 수 있어서 장치의 경제적인 운전이 가능하다.

Description

열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치{LIQUID DRYER USING THERMAL MEDIUM HEAT TRANSFER DISK}

본 고안은 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 예열된 고온의 열풍을 열매체가 충진된 열매체 전열디스크에 공급하여 피건조물에 직접 및 간접 전열되도록 하고 스크래퍼에 의해 전열디스크면으로부터 건조물을 연속적으로 분리 배출되게 함으로써 높은 건조효율을 얻을 수 있도록 하며, 건조시 발생하여 배출되는 배가스에서 배열을 회수하여 건조에 재활용함으로써 열효율을 극대화할 수 있도록 한 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치에 관한 것이다.

종래 액상건조장치의 건조원리를 살펴보면, 건조실의 전열면 내부에 스팀을 공급한 후, 액상의 피건조물을 전열면에 침적시키거나 살수하여 피건조물 중의 수분은 증발되게 하고 전열면에 부착된 고형물은 스크래퍼에 의해 분리하여 배출되도록 한다.

이러한 종래의 액상건조장치는 간접전열방식에 의한 것으로, 연속적인 건조성능을 유지하기 위해서 전열면을 청결하게 유지하여야 하는데, 이를 위해 스크래퍼에 의한 과도한 스크래핑이 이루어지게 된다. 이로 인하여 전열면과 스크래퍼의 과도한 마찰이 불가피하게 진행되며 전열면의 극심한 손상을 초래하게 된다. 이는 건조된 고형물이 전열면의 손상된 부분에 잔류하게 되는 원인이 되므로 열전달 효율을 급격하게 저하시키게 된다. 또한, 스팀의 압력에 따른 온도조건의 제한으로 손상된 전열면을 통한 간접전열방식은 더욱 어려움을 겪게 되는 문제점이 있었다. 게다가, 스팀의 열과 압력이 동반 작용하는 전열면의 두께가 필요 이상으로 두꺼워지게 되어 열전달계수의 감소로 이어지게 되고 이는 장치의 경제적인 운전을 어렵게 한다. 더불어, 물보다 매우 높은 증발온도를 갖는 화합물의 액상 피건조물을 건조시키기 위해서는 스팀의 온도를 높게 유지하여야 하므로 피건조물의 성상에 따라 적용함에 있어 상당한 제약을 받게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 본 고안은 열매체 전열디스크를 이용하여 피건조물과 유입 열풍과의 직접적인 열전달을 유도함으로써 전열면의 청결 유지와 함께 전열면의 손상을 방지하고 건조효율을 향상시키며 피건조물의 성상에 구애받음 없이 적용이 가능한 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 피건조물의 건조 중에 발생한 배가스의 배열을 건조에 다시 이용토록 함으로써 경제적이고 높은 건조효율을 지속적으로 유지할 수 있는 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치를 나타낸 전체 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 액상건조장치의 열매체 전열디스크의 구조를 나타낸 상세도.

도 3은 본 고안에 따른 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치의 건조원리를 설명하기 위한 상세도.

도 4는 본 고안에 따른 액상건조장치의 전열디스크의 살수방법을 설명하기 위한 개념도.

도 5은 본 고안에 따른 액상건조장치의 전열디스크에 피건조물이 부착되는 원리와 스크래핑 방법을 설명하기 위한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 건조실 20: 저장호퍼

30: 순환펌프 40: 감속모터

50: 스프레이노즐 60: 열풍유입구

70: 스크래퍼 80: 배열회수기

81: 스프레이노즐 82: 배가스 배출구

90: 건조물 배출구 100: 분배기

110: 미스트 세퍼레이터 120: 유인송풍기

130: 유도관

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은 회전축을 내부에 구비하고 상기 회전축에 다수의 열매체 전열디스크를 설치한 건조실과; 상기 건조실의 하부에 배치되며, 액상의 피건조물을 일시 저장하는 저장호퍼와; 상기 건조실의 하부로부터 액상의 피건조물을 유도하여 건조실측으로 순환 공급되게 하는 순환펌프와; 상기 열매체 전열디스크를 회전시키는 감속모터와; 상기 열매체 전열디스크 사이에 설치하여 액상의 피건조물을 열매체 전열디스크의 외표면으로 살수되게 한 스프레이노즐과; 상기 건조실 상부에 설치되며, 건조실 내에 위치한 열매체 전열디스크 사이로 피건조물의 건조를 위한 열풍을 공급하는 열풍유입구와; 상기 열매체 전열디스크의 사이에 배설하여 열매체 전열디스크로부터 건조된 건조물을 분리하는 스크래퍼와; 상기 건조실의 후면에 설치되어 건조 중에 발생한 건조실 내의 배가스를 유도 배출하며, 상기 순환펌프와 연결되는 스프레이노즐을 상부에 구비하여 피건조물의 분사를 통한 배가스의 배열을 회수하는 배열회수기와; 상기 건조실의 전면에 설치되어 상기 스크래퍼를 통해 분리된 건조물을 외부로 유도 배출하는 건조물 배출구를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

또한, 상기 건조실 내부에 설치되며, 건조실 내로 공급되는 피건조물을 열매체 전열디스크의 전열면에 고루 분배하는 분배기를 더 포함하는 구성을 특징으로 한다.

나아가, 상기 배열회수기를 통해 배출되는 배가스 중에서 미스트(mist)를 포집하고 이를 상기 건조실로 유도하는 미스트 세퍼레이터 및; 상기 미스트 세퍼레이터에서 분리 배출되는 배가스를 대기설비로 유도하는 유인송풍기를 더 포함하는 구성을 특징으로 한다.

더불어, 상기 열매체 전열디스크는 회전축에 고정되는 중심체의 양측으로 내부 중공구조를 갖는 로드형의 전열디스크를 구비한 구성이되 상기 전열디스크의 내부에 열매체의 충진이 가능하도록 열매체 주입구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 고안에 따른 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치를 나타낸 전체 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 액상건조장치의 열매체 전열디스크의 구조를 나타낸 상세도이고, 도 3은 본 고안에 따른 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치의 건조원리를 설명하기 위한 상세도이고, 도 4는 본 고안에 따른 액상건조장치의 전열디스크의 살수방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 본 고안에 따른 액상건조장치의 전열디스크에 피건조물이 부착되는 원리와 스크래핑 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 고안에 따른 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치는 회전축(11)을 내부에 구비하고 상기 회전축(11)에 다수의 열매체 전열디스크(12)를 설치한 건조실(10)과; 상기 건조실(10)의 하부에 배치되며, 액상의 피건조물을 일시 저장하는 저장호퍼(20)와; 상기 건조실(10)의 하부로부터 액상의 피건조물을 유도하여 건조실(10)측으로 순환 공급되게 하는 순환펌프(30)와; 상기 열매체 전열디스크(12)를 회전시키는 감속모터(40)와; 상기 열매체 전열디스크(12) 사이에 설치하여 액상의 피건조물을 열매체 전열디스크(12)의 외표면으로 살수되게 한 스프레이노즐(50)과; 상기 건조실(10) 상부에 설치되며, 건조실(10) 내에 위치한 열매체 전열디스크(12) 사이로 피건조물의 건조를 위한 열풍을 공급하는 열풍유입구(60)와; 상기 열매체 전열디스크(12)의 사이에 배설하여 열매체 전열디스크(12)로부터 건조된 건조물을 분리하는 스크래퍼(70)와; 상기 건조실(10)의 후면에 설치되어 건조 중에 발생한 건조실(10) 내의 배가스를 유도 배출하며, 상기 순환펌프(30)와 연결되는 스프레이노즐(81)을 상부에 구비하여 피건조물의 분사를 통한 배가스의 배열(背熱)을 회수하는 배열회수기(80)와; 상기 건조실(10)의 전면에 설치되어 상기 스크래퍼(70)를 통해 분리된 건조물을 외부로 유도 배출하는 건조물 배출구(90)과; 상기 건조실(10) 내부에 설치하되, 상기 스프레이노즐(30)을 통해 살수되는 피건조물을 열매체 전열디스크(12)의 전열면에 고루 분배하는 분배기(100)와; 상기 배열회수기(80)를 통해 배출되는 배가스 중에서 미스트(mist)를 포집하고 이를 상기 건조실(10)로 유도하는 미스트 세퍼레이터(110) 및; 상기 미스트 세퍼레이터(110)에서 분리 배출되는 배가스를 대기설비로 유도하는 유인송풍기(120)를 포함하는 구성이다.

이때, 상기 순환펌프(30)는 순환배관(31)을 통해 건조실(10) 및배열회수기(80)에 설치된 스프레이노즐(50,81)에 각 연결됨을 갖으며, 액상의 피건조물(순환액)을 각각 분배 공급한다.

상기 열매체 전열디스크(12)는 회전축(11)에 고정되는 중심체(12a)와, 상기 중심체(12a)의 양측으로 내부 중공구조를 갖는 로드형(rod type)의 전열디스크(12b)와, 상기 전열디스크(12b)의 내부에 열매체의 충진이 가능하도록 일측에 형성된 열매체 주입구(12c)로 구성된다. 이러한 열매체 전열디스크(12)는 열풍으로부터 공급된 열이 전열디스크(12b) 외표면에 1차 전열되고 전열디스크(12b)의 내부에 충진된 열매체에 2차 전열되며 이 전열된 열매체에 의해 전열디스크(12b)의 전체 표면에 전열이 이루어지도록 한 것이다.

나아가, 상기 열매체 전열디스크(12)에 충진되는 열매체는 액체상태의 유기전열매체를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 유기전열매체로는 일정의 인화점(예를 들어; 200℃) 이상을 갖는 열전달유체오일(heat transfer fuild oil; 열매체유)을 사용함이 가장 바람직하다.

한편, 상기 열매체는 유기전열매체에 한정된다 할 수 없으며, 열풍으로부터 공급된 열에 의해 전열되어 전열디스크(12b)의 전체 표면에 빠르고 고르게 전열시킬 수 있는 고체상태의 전열매체도 가능하고, 고체상태에서 열에 의해 액화되어 전열작용을 하는 전열매체도 가능하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치의 작용 및 동작을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

건조실(10)의 하부에 배치된 저장호퍼(20)에 액상의 피건조물을 유입하고 순환펌프(30)를 가동하면, 액상의 피건조물(순환액)은 스프레이노즐(50)을 통하여 건조실(10) 내부로 유입된다. 이때, 다수의 열매체 전열디스크(12) 사이로 수직 설치된 스프레이노즐(50)은 피건조물을 열매체 전열디스크(12)의 외표면으로 살수하며, 살수되는 피건조물은 분배기(100)에 의해 열매체 전열디스크(12)에 고르게 분배된다.

스프레이노즐(50)에 의한 액상의 피건조물이 열매체 전열디스크(12)의 외표면으로 살수됨과 동시에 건조실(10) 내부에 구비된 회전축(11)이 구동되고 이에 의해 열매체 전열디스크(12)가 회전하게 된다. 또한, 건조실(10) 상부의 열풍유입구(60)에 유도된 고온(예를 들어; 200∼400℃)의 열풍은 건조실(10) 내로 공급되고 열매체 전열디스크(12) 사이를 통과하게 되며, 이에 의해 열매체 전열디스크(12)의 외표면이 서서히 가열되고 건조실(10) 내의 피건조물의 온도 또한 서서히 상승하기 시작한다. 이때, 고온의 열풍에 의해 전열디스크(12b)의 외표면이 가열되고 전열디스크(12b)의 내부에 충진된 열매체로 전열이 이루어지며 이 전열에 의해 가열된 열매체는 전열디스크(12b)의 내부를 가열하여 전체 표면에 빠르게 전열되게 한다. 그리고 전체 디스크면에 고르게 전열되게 한다.

고온의 열풍 및 열매체 전열디스크(12)에 의한 직접/간접 전열로 피건조물이 일정온도(예를 들어; 80∼90℃)가 되면 액상의 피건조물에서는 활발한 수분 증발이 일어나고 열매체 전열디스크(12)의 표면에 부착된 증발잔유물은 고온의 열풍과 접촉하여 건조가 진행된다. 이러한 과정에 의해 건조된 건조물은 회전하는 열매체 전열디스크(12)의 사이에 설치되어 있는 스크래퍼(70)에 의해 연속적으로 분리되고, 분리된 건조물은 건조물 배출구(90)를 따라 배출된다. 여기서, 피건조물로부터 증발된 수분 또는 증발증기는 배가스를 따라 배열회수기(80)로 이동하게 된다. 이때, 배열회수기(80)는 그 내부에 설치된 스프레이노즐(81)을 통해 순환펌프(30)로부터 분배 공급된 액상의 피건조물을 하향 분사하고 있으며, 이 피건조물은 배가스 배출구(82)를 통해 건조실(10) 내부로 유도된 후 분배기(100)에 의해 열매체 전열디스크(12)의 표면에 분배 공급되어 상기와 같은 과정으로 증발 건조된 후 외부 배출된다. 여기서, 스프레이노즐(81)을 통해 분사되어 건조실(10) 내부로 유입되는 액상의 피건조물은 배열회수기(80) 내부에 존재하는 배가스의 배열(背熱)을 흡수하여 건조실(10) 내로 회수하는 작용을 한다. 상기 배열은 배가스의 잔열 또는 폐열을 의미한다.

나아가, 배열회수기(80)를 통해 배열 회수되어 열을 방출한 일정온도(예를 들어; 90∼120℃)의 배가스는 유인송풍기(120)에 의해 유도되어 미스트 세퍼레이터(110)로 유입되고 미스트(mist) 분리를 이룬 후 대기설비로 유입 처리된다. 이때, 미스트 세퍼레이터(110)에서 포집된 배가스 중의 미스트는 유도관(130)을 통해 건조실(10) 내부로 유입 처리된다.

상술한 바와 같은 이러한 과정은 피건조물(순환액)의 순환에 의해 계속적으로 반복 진행된다.

본 고안에 따른 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치는 상술한 구체적인 실시예에 의하여 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술적 사상의 범위 내에서 당해 분야의 당업자에 의하여 다른 형태로의 설계변경 내지 다양한 실시는본 고안의 범주에 있음은 자명하다 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치에 의하면, 직접전열방식과 간접전열방식의 기능을 겸비하는 구성으로 높은 건조효율을 구현할 수 있어 피건조물의 성상에 크게 구애받음 없이 장치의 적용이 가능하게 되고 입자상 고형물이 다량 함유되었거나 점도가 높아 건조가 어려운 액상의 피건조물도 용이하게 건조시킬 수 있으며, 장치의 경제적인 운전이 가능하다.

또한, 열매체를 활용한 전열디스크를 사용함으로써 전열디스크의 전체 표면이 빠르게 또는 고르게 전열되므로 극대화된 전열면을 구현할 수 있으며 높은 건조성능을 유지할 수 있다.

나아가, 피건조물의 건조 중에 발생한 배가스의 배열을 회수하여 건조에 다시 활용하는 구조로서 높은 건조효율을 지속적으로 유지할 수 있다.

더불어, 스프레이노즐과 분배기 및 스크래퍼의 구성요소와 열매체 전열디스크가 유기적으로 동작되는 장치로서 전열면을 청결하게 유지할 수 있고 전열면의 손상을 최소화할 수 있어 열전달 효율을 극대화할 수 있음은 물론 연속적인 건조성능을 유지할 수 있다.

Claims

회전축(11)을 내부에 구비하고 상기 회전축(11)에 다수의 열매체 전열디스크(12)를 설치한 건조실(10)과; 상기 건조실(10)의 하부에 배치되며, 액상의 피건조물을 일시 저장하는 저장호퍼(20)와; 상기 건조실(10)의 하부로부터 액상의 피건조물을 유도하여 건조실(10)측으로 순환 공급되게 하는 순환펌프(30)와; 상기 열매체 전열디스크(12)를 회전시키는 감속모터(40)와; 상기 열매체 전열디스크(12) 사이에 설치하여 액상의 피건조물을 열매체 전열디스크(12)의 외표면으로 살수되게 한 스프레이노즐(50)과; 상기 건조실(10) 상부에 설치되며, 건조실(10) 내에 위치한 열매체 전열디스크(12) 사이로 피건조물의 건조를 위한 열풍을 공급하는 열풍유입구(60)와; 상기 열매체 전열디스크(12)의 사이에 배설하여 열매체 전열디스크(12)로부터 건조된 건조물을 분리하는 스크래퍼(70)와; 상기 건조실(10)의 후면에 설치되어 건조 중에 발생한 건조실(10) 내의 배가스를 유도 배출하며, 상기 순환펌프(30)와 연결되는 스프레이노즐(81)을 상부에 구비하여 피건조물의 분사를 통한 배가스의 배열을 회수하는 배열회수기(80)와; 상기 건조실(10)의 전면에 설치되어 상기 스크래퍼(70)를 통해 분리된 건조물을 외부로 유도 배출하는 건조물 배출구(90)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치.
제 1항에 있어서,

상기 건조실(10) 내부에 설치되며, 건조실(10) 내로 공급되는 피건조물을 열매체 전열디스크(12)의 전열면에 고루 분배하는 분배기(100)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치.
제 1항에 있어서,

상기 배열회수기(80)를 통해 배출되는 배가스 중에서 미스트(mist)를 포집하고 이를 상기 건조실(10)로 유도하는 미스트 세퍼레이터(110) 및;

상기 미스트 세퍼레이터(110)에서 분리 배출되는 배가스를 대기설비로 유도하는 유인송풍기(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치.
제 1항에 있어서,

상기 열매체 전열디스크(12)는 회전축(11)에 고정되는 중심체(12a)의 양측으로 내부 중공구조를 갖는 로드형의 전열디스크(12b)를 포함하도록 구성하되, 상기 전열디스크(12b)의 내부에 열매체의 충진이 가능하도록 열매체 주입구(12c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치.
제 4항에 있어서,

상기 열매체 전열디스크(12)에 충진되는 열매체는 유기전열매체인 것을 특징으로 하는 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치.
제 5항에 있어서,

상기 유기전열매체는 인화점 200℃ 이상을 갖는 열전달유체오일인 것을 특징으로 하는 열매체 전열디스크를 이용한 액상건조장치.