KR20130126164A

KR20130126164A - 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법

Info

Publication number: KR20130126164A
Application number: KR1020120050031A
Authority: KR
Inventors: 정종식; 조희술; 이선일
Original assignee: 욱성화학주식회사
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-11-20
Also published as: KR101377282B1

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브 조사에 의한 내부 가열 원리와 열풍 건조방식에 의한 외부 가열 원리를 동시에 적용시켜 건조 대상물 중의 수분을 짧은 운전시간 동안에 아주 낮은 수분 함량까지 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 마이크로웨이브-열풍 복합 방식으로 건조를 하되 마그네트론에서 발생하는 열을 열풍 건조에 이용하여 에너지 효율을 극대화할 수 있으며, 열풍 건조방식 단독으로 장시간 건조할 경우보다 배출되는 먼지의 량을 줄일 수 있는 고효율 친환경의 건조장치 및 건조방법을 제공한다.
이를 위해 본 발명은, 마이크로웨이브를 건조 대상물로 조사하는 마그네트론과; 상기 마이크로웨이브의 조사시에 상기 마이크로웨이브와 더불어 열풍을 상기 건조 대상물로 보내는 열풍공급수단과; 상기 마그네트론 및 열풍공급수단이 구비되어 건조 대상물에 대한 건조가 이루어지는 건조실과; 상기 건조 대상물이 연속적으로 건조실을 지나도록 하는 이송수단을 포함하여서 구성되는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 건조 방법이 제공된다.

Description

연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법{Continuous hybrid type microwave drying apparatus and pigment drying method using the same}

본 발명은 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안료 케이크(Cake) 중에 포함되어 있는 수분을 효율적으로 제거하기 위하여 열풍 건조방식과 조합된 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법에 관한 것이다.

안료(Pigment)는 불용성 상태의 색상을 가지는 작은 입자를 말하며, 미세한 입자 상태로 비히클(Vehicle)에 분산되어 피착색체 표면에 착색되어지는데, 주로 잉크, 페인트, 플라스틱 사출, 화장품 및 기타 텍스타일 등의 용도로 사용되어 진다.

안료의 제조공정은 크게 7단계로 나눌 수 있는데, 먼저 원료를 용해조에 투입하여 용해하는 원료용해공정, 용해된 원료를 적정량 주입하면서 안료 입자를 만들면서 발색을 시키는 반응공정이 있다. 이렇게 형성된 안료 입자를 필터 프레스(Filter press)에 의해서 여과시키는 여과공정과 여과된 안료에 불순물을 제거시키기 위하여 물로써 세정하는 수세공정, 세정된 안료의 수분을 제거시키기 위하여 건조기에서 건조시키는 건조공정, 건조된 안료를 미세분말로 만드는 분쇄공정, 마지막 공정으로 분쇄된 안료를 포장하여 제품으로 출하하는 포장공정이 있다.

일반적으로, 안료는 건조공정에서 수분을 2% 이하로 맞추어 최종 제품으로 분쇄하게 되는데, 건조공정에서 사용하는 건조기는 주로 보일러에서 공급하는 스팀을 간접 열원으로 사용하고 있는 열풍식 건조기를 많이 사용하고 있다. 열풍식 건조기의 형태는 박스형 건조기(Box dryer) 또는 건조실 내에 벨트 또는 스크류 컨베이어를 설치해 건조 대상물을 이동시키면서 연속적으로 열풍으로 건조시키는 밴드형 건조기(Band dryer)를 주로 사용하고 있다.

상기 안료의 제조 공정을 통해 살펴본 바와 같이, 건조공정은 산업분야 전반에 필수적으로 사용되고 있는 기본 공정으로서, 현재에는 열풍 건조방식이 일반적으로 많이 적용되고 있다.

상기 열풍건조방식은 건조 대상물을 외부로부터의 가열(Surface heating) 원리를 이용하는 것으로, 외부에서 열을 주어서 건조 대상물 중의 수분을 증발시키므로 건조는 외부에서 진행되어 내부의 수분을 제거하는 데에 놀라울 정도로 긴 시간이 필요하다.

특히, 안료건조공정에서와 같이 최종 제품의 수분을 2% 이하로 맞출 경우에는 내부의 수분이 제거되어야만 가능한 일인데, 더 더욱 긴 건조시간이 소요된다. 따라서 열풍건조방식에 있어서 다양한 공정 개선을 시도함에도 불구하고 50% 이하의 낮은 에너지 효율을 가지는 기술적 한계가 있다.

그러나 이러한 열풍식 건조방식의 건조기는 에너지 효율이 낮고 운전비용이 많이 든다는 단점이 있어서 대체할 수 있는 건조방식의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

상기한 열풍식 건조방식을 대체할 수 있는 건조방식의 하나로서 마이크로웨이브 건조방식이 있다.

마이크로웨이브 건조방식은 건조 대상물의 내부로부터의 가열(Volumetric heating) 원리를 이용하는 방법으로 건조 대상물 내부의 수분을 외부로 밀어내는 작용을 한다.

이로 인해 마이크로웨이브 건조방식은 건조 대상물의 건조에 있어 다양한 환경 조건에서 사용할 수 있는 장점을 제공할 뿐만 아니라, 기존 열풍건조 방식에 비해 20% 이상 높은 에너지 효율을 제공하므로, 기존 열풍건조 방식을 대체할 수 있는 유용한 기술의 하나로 주목받고 있다.

이러한, 마이크로웨이브를 이용한 가열 및 건조 기술에 대해 개략적으로 고찰해보면 다음과 같다.

1945년경부터 미국의 레이세온사(Raytheon)가 마이크로웨이브(Microwave)에 의한 식품의 가열에 대한 연구개발에 착수하여 1953년에 최초의 영업용 마이크로웨이브 오븐(Microwave Oven)을 발매함으로써 상업화에 대한 세상의 주목을 받고 있다.

마이크로웨이브는 주파수 1GHz(=1,000MHz, 파장은 약 30cm)에서 수백 GHz까지의 전자파를 말하는데, 그 파장이 수십 센티미터(cm)에서 10분의 1센티미터(cm)에 이르고 있으므로 센티파라고도 한다. 마이크로웨이브는 금속에 닿으면 완전히 반사되어서 이 금속에 작용을 미치는 일은 없다. 그러나 비금속인 유전체에 마이크로웨이브가 조사되면 그 유전체의 특성에 응해서 전자파가 유전체의 내부로 침투하여 거기에 고주파 전계와 자계를 준다.

유전체에서는 그 내부가 일반적으로 (+) 이온과 그 근방에 속박된 (-) 전자가 쌍을 이루고 있고, 전체로서는 전계 제로의 상태가 되어 있다. 그러나 이 내부에 마이크로웨이브에 의한 강한 전계가 주어지면 이온과 전자의 쌍이 일정한 하나의 전계 방향으로 정렬하고, 이 전계가 반대로 되면 이온과 전자쌍의 방향도 그 반대의 배열로 변한다. 이렇게 해서 분자 내에서 쌍극자의 회전이나 진동이 발생하고 그 내부 마찰에 의해서 열이 발생한다. 발생하는 열량은 마이크로웨이브의 주파수에 비례하고 손실계수에 비례한다.

마이크로웨이브가 유전체 속으로 들어가면 유전체 손실에 의해서 흡수되어 강도가 약해진다. 유전체 내의 침투깊이는 주파수에 반비례하므로 큰 물체의 경우에는 내부까지 충분히 가열할 수 없는데, 이때에는 물체를 깊은 곳까지 가열하기 위해서는 주파수를 낮게 해야 한다. 일반적으로 마이크로웨이브를 이용한 가열 장치에서 많이 사용하는 주파수는 915MHz와 2,450MHz인데, 온도 25~85℃ 조건에서 915MHz는 9~24cm의 큰 물체를 가열하는데 사용하고, 2,450MHz는 1.3~3.9cm의 작은 물체를 가열하는데 적합하다고 보고하고 있다.

한편, 상기한 기술원리가 적용되는 마이크로웨이브를 이용한 종래의 연속식 건조장치는, 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론과, 상기 마그네트론에서 발생되는 열을 식히기 위한 냉각팬, 상기 마이크로웨이브의 조사 통로가 되는 도파관, 건조 대상물을 이송시키는 벨트컨베이어, 건조기 내부에서 발생되는 수분을 빼내는 배기팬, 그리고 마이크로웨이브가 건조기 외부로 누출되는 것을 방지하는 차폐재 등으로 구성된다.

이 종래의 마이크로웨이브를 이용한 연속식 건조장치에 대해 도 1을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 연속식 마이크로웨이브 건조장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 종단면도이다.

도 1을 참조하면 기존의 연속식 마이크로웨이브 건조장치는, 마그네트론(1), 냉각팬(2), 도파관(3), 벨트컨베이어(4), 배기팬(5), 차폐장치(6)로 구성되며, 건조 대상물(7)은 벨트 컨베이어(4)를 통하여 이송되며, 이때 마그네트론(1)에서 조사된 마이크로웨이브는 도파관(3)을 통하여 건조 대상물(7)에 조사되면서 건조가 이루어진다.

이때, 상기 마그네트론(1)은 건조를 위하여 일반적으로 주파수가 915MHz 또는 2,450MHz인 마그네트론을 많이 사용하며, 마그네트론(1)에서 발생된 열을 식히기 위하여 바로 옆에 냉각팬(2)이 붙어 있다. 마그네트론(1)에서 발생된 마이크로웨이브는 도파관(3)을 통하여 건조 대상물(7)에 조사되며, 이때 마이크로웨이브는 건조 대상물(7) 내부로 침투하여 내부에 있는 수분을 가열하여 외부로 밀어내는 작용을 하면서 수분을 제거하고, 침투되지 못한 일부의 마이크로웨이브는 건조 대상물(7) 표면에서 반사된다. 상기 건조 대상물(7)은 상기 벨트 컨베이어(4)를 통하여 연속적으로 건조기 내부로 이송되면서 상기 마그네트론(1)을 통하여 발생된 마이크로웨이브에 조사되면서 건조가 이루어지게 된다. 이때, 마이크로웨이브 조사에 의하여 건조되면서 발생된 수분은 상기 배기팬(5)에 의하여 외부로 배출되어 진다.

연속식 마이크로웨이브 건조장치에서 중요한 부분 중의 하나는 건조 대상물의 유입구와 출입구가 개구부로 이루어졌다는 것이다. 단지 유·출입구를 만들어서 상기 벨트 컨베이어(4)를 통하여 건조 대상물(7)을 출입시키면 많은 량의 마이크로웨이브가 외부로 누출되어 심각한 피해를 줄 수 있다. 그 때문에 마이크로웨이브 누설을 방지하기 위한 차폐장치(6)를 유입구와 출입구에 반드시 하여야 한다. 상기 마이크로웨이브 차폐장치(6)는 일반적으로 셔터 방식과 초크 방식, 그리고 흡수체 방식으로 하게 되는데, 셔터 방식은 유·출입구에 금속 셔터를 설치해서 상기 건조 대상물(7)이 유·출입할 때만 열리고, 열려 있는 동안에는 마이크로웨이브 조사를 중단하는 것이다. 초크 방식은 초크 방식 누설 방지 회로를 만들어서 마이크로웨이브를 차단하는 방법으로서 초크의 높이와 폭은 λ/4 크기로 하여 여러 개를 만들게 되는데, 이렇게 하면 이 부분으로부터의 반사파와 외부로 향하는 파동의 위상차가 λ/2로 되어 상쇄하게 되면서 외부로의 누설을 방지하는 방법이다. 이러한 초크 방식은 유·출입구의 개구부 높이가 별로 크지 않을 경우에 주로 사용하게 된다. 흡수체 방식은 유·출입구의 개구부 높이가 큰 경우에 주로 사용하며, 마이크로웨이브 흡수체에 의해서 누설 전파를 흡수시켜서 외부로 새지 않도록 하는 방법이다. 마이크로웨이브 흡수체로는 페라이트(Ferrite)나 탄소 분말, 산화철 등을 주체로 해서 이것을 시멘트나 플라스틱 등으로 이겨서 굳힌 것을 많이 사용한다. 전파 흡수체의 길이는 개구부가 클수록 길게 하여야 한다.

상기의 종래기술에 따른 연속형 마이크로웨이브 건조장치는 짧은 시간 내에 건조 대상물의 수분을 제거하고, 연속적으로 운전되는 공정에 적용이 될 수 있다는 특징이 있다.

그러나 상기한 종래기술에 따른 연속형 마이크로웨이브 건조장치는 다음과 같은 문제점을 안고 있었다.

먼저, 종래기술에 따른 연속형 마이크로웨이브 건조장치에 의하는 경우, 벨트 컨베이어를 사용하여 건조 대상물을 이동해 가므로 비교적 균일 가열은 용이하지만, 이에 추가하여 스터러(Stirrer)(미도시)라고 하는 회전 반사체를 건조기 내부에 설치하고 이를 회전시켜서 각 방향에의 반사파를 만들어서 균일 가열이 되도록 하여야 하는 단점이 있었다.

그리고 종래기술의 연속형 마이크로웨이브 건조장치에서는 수분이 60~70% 정도 되는 안료 케이크를 최종 건조 수분을 2% 이하로 낮추고자 할 경우 아주 높은 마그네트론 에너지가 필요하게 되어 오히려 기존 열풍건조방식보다 비경제적이 되는 문제점이 있었다.

즉, 종래기술의 연속형 마이크로웨이브 건조장치는 마이크로웨이브의 불균일 가열 현상에 따른 문제점을 안고 있다.

마이크로웨이브는 유전체 속으로 들어가서 흡수되어 열로 변하는데, 그 진폭이 감쇠함과 함께 그 일부분은 표면에서 반사된다. 건조 대상물로 조사된 마이크로웨이브는 진행파와 반사파가 생기게 되며 이때 이 둘은 동일한 위상을 가진다. 동일한 위상의 진행파와 반사파는 파동의 중첩현상을 필연적으로 발생시키고, 그 결과 마이크로웨이브가 강하게 조사되는 지점과 약하게 조사되는 지점이 생긴다. 이와 같은 현상을 마이크로웨이브 불균일 가열현상이라고 하는데, 이는 건조 대상물의 수분 제거효율을 현저히 떨어뜨리는 주요 원인으로 작용하게 된다.

따라서, 이러한 마이크로웨이브의 불균일 가열현상을 제거하여 건조 등의 산업분야에 효과적으로 활용하기 위한 기술 개발 및 연구의 필요성이 제기되고 있다.

한편, 상기 마이크로웨이브 건조방식은 건조 대상물의 건조에 있어 다양한 환경 조건에서 사용할 수 있는 장점을 제공할 뿐만 아니라, 기존 열풍건조 방식에 비해 20% 이상 높은 에너지 효율을 제공하므로, 기존 열풍건조 방식을 대체할 수 있는 유용한 기술로 주목받고 있지만, 건조 대상물의 수분이 50% 이상이 되면 마이크로웨이브 건조방식은 오히려 비경제적이 되는 문제점이 있다.

이는 물의 기화에 요하는 증발열은 대단히 큰 칼로리를 필요로 하는데, 건조 대상물의 수분이 50% 이상이 될 경우, 이들 수분의 기화에 필요한 칼로리를 모두 마이크로웨이브로 공급하려면 아주 큰 마이크로웨이브 전력을 필요로 하기 때문이다.

따라서, 기존 마이크로웨이브 건조방식에 있어서 마이크로 웨이브 불균일 가열현상 및 건조 대상물의 수분 함량이 높을 때의 비경제성 등으로 인하여 산업 전반에 걸쳐 응용 영역을 확대하지 못하는 한계를 극복하고, 기존 열풍건조방식의 외부로부터의 가열 원리와 마이크로웨이브 건조방식의 내부로부터의 가열원리를 조합하여 수분 제거효율을 높이고 저비용 에너지 사용 기술을 개발하여 생산 유틸리티의 대폭적인 절감을 꾀하는 것은 매우 중요하다.

대한민국 등록특허공보 10-0991491호(2010.10.27) 대한민국 등록특허공보 10-1053654호(2011.07.27) 대한민국 등록특허공보 10-0915411호(2009.08.27) 대한민국 실용신안공개공보 20-2009-0007259호(2009.07.20)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 안료 케이크를 마이크로웨이브 건조장치를 이용하여 수분을 제거함에 있어서 다수의 마그네트론을 배열하여 마이크로웨이브의 전계 방향을 여러 방향으로 향하게 하고 동시에 연속식 벨트 컨베이어를 설치하여 건조 대상물을 이송시킴으로써 조사된 마이크로웨이브의 진행파와 반사파의 파동 중첩에 의한 불균일 가열현상이 발생하지 않도록 하여 수분의 제거효율을 높일 수 있는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 수분이 50~70% 정도 되는 안료 케이크를 건조함에 있어서 마이크로웨이브 건조장치 내부에 열풍 건조장치를 설치하여 마이크로웨이브 조사에 의한 내부 가열 원리와 열풍 건조방식에 의한 외부 가열 원리를 동시에 적용시켜 고효율 수분 제거가 가능한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 마이크로웨이브 건조장치 내부에 열풍을 주입함에 있어서 마그네트론에서 발생된 열을 회수하여 마이크로웨이브 건조장치 내부로 재순환시킴으로서 열풍 건조장치에 소요되는 에너지 비용을 절감할 수 있는 저비용 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은: 마이크로웨이브를 건조 대상물로 조사하는 마그네트론과; 상기 마이크로웨이브의 조사시에 상기 마이크로웨이브와 더불어 열풍을 상기 건조 대상물로 보내는 열풍공급수단과; 상기 마그네트론 및 열풍공급수단이 구비되어 건조 대상물에 대한 건조가 이루어지는 건조실과; 상기 건조 대상물이 연속적으로 상기 건조실을 지나도록 하는 이송수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치가 제공된다.

이때, 상기 열풍공급수단은, 상기 마그네트론에서 발생하는 열의 냉각을 위해 외부 공기를 유입시키는 한편 유입된 상기 외부 공기를 마그네트론의 냉각과정을 통해 열풍으로 변환시켜, 건조 대상물의 건조를 위해 상기 건조실로 내보내는 냉각팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 열풍공급수단은, 상기 건조실로 유입되어 건조 대상물의 건조에 사용된 후 온도가 내려간 열풍을 회수하여 상기 마그네트론 설치 공간으로 보내는 열풍 재순환 배관과; 상기 열풍을 회수하기 위해 상기 열풍 재순환 유입 배관 혹은 열풍 재순환 배관 상에 설치되는 열풍팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 열풍 재순환 배관 또는 열풍 재순환 유입배관 상에는, 상기 건조 대상물의 건조를 위하여 설정한 건조실의 내부 온도보다 상기 건조실의 실제 내부 온도가 낮을 경우에 가동되어 상기 건조실의 내부 온도를 설정 온도로 유지시키기 위한 열풍히터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 마그네트론은 건조실의 상부 또는 측면에 일렬, 직교, 지그재그 형태중 어느 하나로 다수 개 배열될 수 있음을 특징으로 한다.

또한, 전술한 구성에 있어서, 상기 건조실 내부는 두 개의 분리된 건조구간으로 나누어지되, 상기 분리된 건조구간의 내용적 비율이 2대 1 또는 3대 2의 구조가 되도록 구성될 수 있다.

전술한 구성에 있어서, 상기 건조실의 바닥면은 마이크로웨이브가 균일하게 분산되도록 경사 구조를 이루도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 전술한 구성에 있어서, 상기 건조실의 바닥면에는 마이크로웨이브가 균일하게 분산되도록 하는 분산체가 구비될 수도 있다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 마그네트론으로부터 조사되는 마이크로웨이브와 상기 마그네트론에서 발생된 열로부터 발생된 열풍을 연속적으로 건조 대상물에 공급하여, 상기 마그네트론으로부터 조사된 마이크로웨이브에 의한 내부 가열 및 열풍에 의한 외부 가열의 조합에 의하여 건조 대상물이 건조되도록 하는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브를 이용한 건조 대상물 건조방법이 제공된다.

이때, 본 발명의 건조 방법에 따르면, 상기 마그네트론에서 발생하는 열의 냉각을 위한 유입 공기를 열풍으로 변환시켜 건조 대상물 측으로 공급되고, 상기 건조 대상물의 건조에 사용된 열풍은 회수된 다음, 상기 마그네트론의 냉각후 다시 열풍으로 변환되어 상기 건조 대상물의 건조를 위해 공급되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 건조방법에 따르면, 건조 대상물의 건조가 이루어지는 건조구간을 건조가 진행되는 순서에 따라 건조구간 1과 건조구간 2로 분리시키고, 상기 건조구간 1과 건조구간 2의 구간별 건조온도 조절이 가능하도록 함에 있어서, 상기 건조구간 1에서는 수분을 많이 함유하고 있음에 따라 건조구간의 내부 온도가 고온이 되도록 온도를 조절하고, 상기 건조구간 2에서는 수분이 많이 제거된 건조 대상물이 유입됨에 따라 저온이 되도록 온도를 조절하면서 건조를 수행할 수 있음을 특징으로 한다.

한편, 전술한 본 발명의 건조 방법에 있어서, 상기 건조 대상물은 안료인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료건조방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 본 발명에 따르면, 마이크로웨이브 건조장치 내부에 열풍 건조장치를 동시에 설치하는 하이브리형 건조장치로 제작함으로써, 수분이 60~70% 정도 되는 건조 대상물을 마이크로웨이브 조사에 의한 내부 가열 원리와 열풍 건조방식에 의한 외부 가열 원리를 동시에 적용함으로써 고효율의 수분 제거가 가능한 장점이 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 마이크로웨이브-열풍 복합 방식의 고효율 건조장치를 제공할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따르면, 건조실의 구조를 상부 또는 측면에 다수의 마그네트론을 일렬, 직교 또는 지그재그 형태중 어느 하나로 배열하고, 하부는 비스듬한 형태로 제작하며, 연속식 벨트 컨베이어를 설치하여 건조 대상물을 마이크로웨이브 건조장치 내부로 이송시킴으로서 마이크로웨이브 중첩에 의한 불균일 가열현상이 발생하지 않도록 함으로서 건조 대상물에 포함되어 있는 수분의 제거율을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 마그네트론에서 발생된 열을 열풍 재순환 배관을 통하여 마이크로웨이브 건조장치 내부로 이송시켜서 열풍 건조가 되게 함으로써, 별도의 열풍 건조 장치에 소요되는 에너지 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

즉, 마그네트론을 냉각시키는 과정에서 발생한 열을 폐기하지 않고 안료의 열풍 건조에 활용하는 것이므로, 본 발명에 따른 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치는 에너지 효율을 극대화할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따르면, 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치에 의하여 건조 대상물 중의 수분을 제거할 경우 짧은 운전시간 동안에 아주 낮은 수분 함량까지 제거할 수 있을 뿐만 아니라 열풍 건조방식 단독으로 장시간 건조할 경우보다 배출되는 먼지의 량을 줄일 수 있어서 고효율 친환경 건조설비가 되는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 마이크로웨이브 건조장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 종단면도
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치를 나타내는 종단면도
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치를 도 2의 A-A'선으로 자른 횡단면도

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명 및 중복되는 설명은 하기에서 생략될 수 있다.

본 발명에 있어서, 하이브리드형이란 마이크로웨이브 조사에 의한 내부가열 원리와 열풍 건조에 의한 외부 가열 원리가 동시에 적용된 마이크로웨이브-열풍 복합 방식을 의미하는 것으로 정의한다.

도 2는 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치를 나타내는 종단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치는 마이크로웨이브 조사에 의한 건조와 열풍에 의한 건조가 동시에 이루어지도록 하는 공간인 건조실(10,11)을 구비한다.

마이크로웨이브는 마그네트론(20,21)에서 발생되어 도파관(40)을 통하여 건조 대상물(80)에 조사된다. 이때, 상기 마그네트론(20,21)에서는 마이크로웨이브를 발생시키면서 고온의 열이 발생하며 이를 식혀주기 위한 냉각수단으로서 냉각팬(30)이 상기 마그네트론(20,21) 주위에 설치된다.

한편, 상기 마그네트론(20,21)은 상기 건조실(10,11) 상부 또는 측면에 일정한 간격으로 일렬, 직교, 지그재그 배열중 어느 하나로 설치되어, 상기 건조 대상물(80)에 마이크로웨이브가 여러 방향에서 조사되도록 함으로써 불균일 가열이 일어나는 현상이 방지되도록 한다.

상기 건조 대상물(80)은 유입부에서부터 시작하여 유출부까지 이송수단인 벨트 컨베이어(50)을 통하여 상기 건조실(10,11) 내부로 이송되며, 이는 상기 벨트 컨베이어(50)를 이용한 연속 건조가 가능하도록 한다.

또한, 상기 벨트 컨베이어(50)를 통하여 상기 건조 대상물(80)이 이동되면서 조사받음에 따라 상기 마그네트론(20,21)으로부터 발생된 마이크로웨이브를 조사받음에 있어서 한 곳에 집중적으로 입사됨에 따라 생기게 되는 불균일 가열현상을 해소하게 된다. 즉, 연속건조와 더불어 이동되면서 조사받음에 따라 건조 대상물이 머물러 있을 때와는 달리 고른 입사를 통해 균일하게 가열된다.

상기 벨트 컨베이어(50)에 의한 연속식 마이크로웨이브 건조기에는 유입부와 유출부에 의한 개구부가 있게 되는데, 이 개구부를 통하여 상기 마그네트론(20,21)으로부터 발생된 마이크로웨이브가 누설되어 심각한 문제를 발생시킬 수 있다. 이에 유입부와 유출구의 개구부 부분에 안쪽으로 마이크로웨이브 누설을 방지하는 차폐장치를 반드시 설치하여야 하는데, 차폐방법으로는 셔터 방식과 초크 방식 그리고 흡수체 부착방식이 있다. 일반적으로 흡수체 방식에 의하여 마이크로웨이브를 흡수하는 차폐재를 부착하는 방법을 사용한다.

본 발명의 구체적인 실시예에서는 차폐방법으로서 흡수체 방식을 적용하였으며, 흡수체로는 일반적으로 많이 사용하는 페라이트가 함유되어 있는 재질의 차폐재(70)을 사용하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 마이크로웨이브를 흡수하는 통상적인 흡수체 재질을 모두 사용할 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치는 유입부로부터 시작하여 차폐구간 1, 건조구간 1, 건조구간 2, 그리고 차폐구간 2의 순서로 구성되는데, 건조구간 1과 건조구간 2는 상기 건조실(10,11)의 내용적을 다르게 함을 특징으로 한다. 유입부로부터 건조구간 1에 해당하는 상기 건조실(10) 내부로 들어오는 상기 건조 대상물(80)은 초기에 수분을 많이 함유하고 있어서 건조를 위하여 초기 고에너지의 투입이 필요하며, 반면에 건조구간 1을 지나 건조구간 2에 해당하는 건조실(11)에 들어오는 건조 대상물(80)은 건조구간 1의 건조실에서 수분이 많이 제거되었기 때문에 건조를 위하여 저에너지의 투입으로도 건조가 가능하다.

본 발명의 구체적인 실시예에서는 건조구간 1과 건조구간 2의 건조실 내용적을 3대 2의 비율로 구성하였다. 건조구간 1에서는 마이크로웨이브 건조방식에 의한 상기 마그네트론(20)을 100% 가동하고, 동시에 재순환 열풍 건조방식에 의하여 구성한 상기 열풍히터(91)를 가동하여서 상기 건조실(10) 내부의 온도를 100℃로 맞추어서 운전하였다. 반면, 건조구간 2에서는 마이크로웨이브 건조방식에 의한 상기 마그네트론(21)을 50% 가동하고, 동시에 재순환 열풍 건조방식에 의하여 구성한 상기 열풍히터(91)를 가동하여서 상기 건조실(11) 내부의 온도를 60℃로 맞추어서 운전하였다.

본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치는 상기 마그네트론(20,21)의 냉각을 통해 만들어진 열풍을 건조실(10,11) 내부로 보내어 상기 건조 대상물(80)의 건조에 사용한 다음, 이를 재순환을 위해 회수하여 마그네트론(20,21) 설치 공간으로 재순환시키는 상기 열풍 재순환 배관(100)을 구성한다.

즉, 건조 대상물(80)의 건조에 쓰여 식은 공기는 상기 열풍 재순환 배관(100)을 통해 상기 마그네트론(20,21) 설치 공간으로 재유입된 다음, 상기 마그네트론을 냉각시키는 과정에서 열풍으로 변환되어 상기 건조실(10,11)로 재유입되어서 상기 건조 대상물(80)을 건조시키는데 사용되어 진다. 상기 열풍 재순환 배관(100)상에는 재순환 작용을 원활하게 이루어지도록 하기 위한 열풍팬(90)이 구비됨이 바람직하다.

이때 상기 열풍히터(91)은 상기 건조실(10,11)의 내부 온도에 의하여 가동 여부가 결정되는데, 상기 건조 대상물의 건조를 위하여 설정한 건조실의 내부 온도보다 상기 건조실(10,11)의 실제 내부 온도가 낮을 경우에 상기 열풍히터(91)는 가동되어 상기 건조실(10,11)의 내부 온도를 유지하게 해 준다.

본 발명의 구체적인 실시예에서는 상기 건조구간 1에 있는 상기 건조실(10)의 내부 온도를 100℃로 설정하여 운전하였고, 건조구간 2에 있는 상기 건조실(11)의 내부 온도를 60℃로 설정하여 운전하였다.

이때, 건조구간 1에 있는 상기 마그네트론(20)의 냉각을 통해 만들어진 열풍은 상기 건조실(10)로 재유입되어서 상기 건조 대상물(80)을 건조시키는데 사용된 후, 상기 열풍 재순환 배관(100)을 거쳐서 순환한 다음 다시 상기 건조실(10) 내부로 유입되는데, 재순환되는 열풍으로는 설정된 내부 온도 100℃를 맞출 수 없음에 따라 상기 열풍히터(91)를 가동하여 강제적으로 상기 건조실(10) 내부의 온도를 100℃로 유지하게 하였다.

그러나 건조구간 2에 있는 상기 마그네트론(21)의 냉각을 통해 만들어진 열풍은 상기 건조실(10)로 유입되어 건조에 사용된 후에 상기 열풍 재순환 배관(101)을 거쳐서 상기 건조실(11) 내부로 유입되는데, 재순환되는 열풍만으로 설정된 내부 온도 60℃를 맞출 수 있음에 따라 상기 열풍히터(91)를 가동함이 없이 상기 건조실(11) 내부의 온도를 60℃로 유지할 수 있게 되었다.

본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치는, 상기 마그네트론(20,21)을 가동함에 있어서 그리고 상기 마그네트론(20,21)의 발생 열을 이용하여 건조하고, 건조에 쓰인 공기를 상기 열풍 재순환 배관(100,101)을 이용하여 재순환시키게 되는데, 상기 건조실(10,11) 내부로 재순환시킴에 있어서 주위에서 발생되는 먼지 등의 오염물질 유입을 방지하기 위하여 공기 필터(110)를 거치도록 구성하고, 또한 상기 건조 대상물(80)이 상기 건조실(10,11)에서 건조되는 과정이 투시창(120)을 통해 확인될 수 있도록 구성한다.

한편,

도 3은 본 발명의 구체적인 실시예를 구성하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치를 도 2의 A-A'선으로 자른 횡단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리형 마이크로웨이브 건조장치에서 건조 대상물(80)은 벨트 컨베이어(50)를 통하여 상기 건조실(10) 내부로 이송된다. 상기 건조실(10) 내부로 이송된 건조 대상물(80)은 상기 마그네트론(20)에서 발생된 마이크로웨이브를 도파관(40)을 통하여 조사받으면서 건조가 이루어진다. 이때, 상기 건조 대상물(80)은 마이크로웨이브에 의하여 내부로부터의 가열이 이루어지게 되어 내부의 수분이 건조 대상물 표면으로 빠져나오게 되면서 건조가 이루어지게 된다.

상기 벨트 컨베이어(50)는 벨트 지지대(51) 위에 설치됨으로써 건조 대상물(80)이 무게에 의하여 쳐지는 것을 방지하는 구조로 되어 있다. 상기 건조실(10)은 바닥면이 비스듬한 구조로 되어있는 것을 특징으로 하는데, 이는 상기 마그네트론(20)으로부터 조사된 마이크로웨이브가 건조 대상물(80)에 입사된 후 반사 또는 투과되어져 나온 마이크로웨이브가 바닥면에 부딪쳐 일정한 각도로 재반사되면서 마이크로웨이브가 균일하게 분산되는 역할을 하도록 함으로서 건조 대상물이 균일하게 가열되도록 하는 기능을 한다.

한편, 상기 경사진 바닥면 상에 마이크로웨이브의 분산을 돕기 위한 돌기형의 분산체(미도시)가 추가적으로 형성될 수 있으며, 상기 돌기의 형상 및 크기를 경사 바닥면의 기울기 방향을 따라 달리하여 분산 패턴을 다양화함으로써 분산효율을 높일 수도 있다.

그리고 상기 마그네트론(20)의 냉각과정에서 발생된 열풍은 냉각팬(40)의 송풍작용 및 열풍팬(90)의 흡입작용에 의하여 상기 건조실(10) 내부로 이송됨과 아울러, 상기 건조실에 연결된 열풍 재순환 배관(100)을 통하여 상기 건조실(10) 내부로 각각 이송되는 구조로 되어 있다. 이때 상기 건조실(10) 내부의 온도는 상기 건조 대상물(80)의 건조 온도 조건에 따라 적정한 값으로 설정되어 지는데, 만약 상기 건조실(10) 내부의 온도가 낮을 경우 열풍히터(91)를 통하여 상기 건조실(10) 내부의 온도를 올려주게 된다. 이때 열풍에 의한 건조는 마이크로웨이브 조사에 의하여 내부로부터 외부로 배출된 표면의 수분을 효율적으로 외부에서 건조하는 역할을 담당하는 건조 메커니즘으로 되어 있다.

이때, 외부에서 유입되는 공기는 공기 필터(110)에 의하여 1차 큰 먼지는 제거된 상태에서 유입되며, 상기 건조실(10) 내부의 건조되는 과정은 투시창(120)을 통하여 볼 수 있는 구조로 되어 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명이 실시예의 작용을 상세하게 설명한다.

도 2를 참고하여, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치에 유입되는 건조 대상물의 수분 제거과정을 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치의 유입부를 통하여 건조 대상물(80)이 유입된다. 유입된 상기 건조 대상물(80)은 벨트 컨베이어(50)를 통하여 건조구간 1의 건조실(10) 내부로 이송하게 된다. 이때 마이크로웨이브의 누설을 흡수하기 위해 설치된 차폐구간 1을 거치면서 상기 건조실(10) 내부로 유입된다.

상기 건조실(10)에서 상기 건조 대상물(80)의 수분이 제거되는 과정을 구체적으로 살펴보면, 상기 마그네트론(20)에서 마이크로웨이브가 발생되어 도파관(40)을 통하여 상기 건조 대상물(80)로 조사된다. 마이크로웨이브를 조사받은 상기 건조 대상물(80)은 내부로부터 수분이 가열되면서 상기 건조 대상물(80)의 표면으로 빠져나오게 되고, 이렇게 빠져나온 수분은 마이크로웨이브를 더 조사받으면서 증발되어 건조된다.

이때, 상기 마그네트론(20)은 고온의 열을 발생하게 되는데, 상기 마그네트론을 식혀주기 위한 냉각팬(30)이 작동함에 따라 공기필터(110)를 통해 흡입된 외부공기는 마그네트론을 식히는 과정에서 열풍으로 변환되며, 이 열풍은 냉각팬(30) 및 열풍팬(90)에 의하여 상기 건조실(10) 내부로 유입된다. 이렇게 상기 건조실(10) 내부로 유입된 열풍은 상기 건조 대상물(80) 표면으로 빠져나온 수분을 건조시키는 역할을 하게 되며, 이에 따라 상기 마이크로웨이브의 작용과 더불어 열풍의 작용에 의해 상기 건조 대상물(80)의 수분은 더욱 효율적으로 건조된다.

그리고, 상기 건조 대상물의 건조에 쓰인 공기는 다시 열풍팬(90)의 송풍작용에 의해 열풍 재순환 배관(100)을 통하여 마그네트론 설치공간으로 빠져나간 다음 상기 마그네트론(20)을 냉각시키는 과정에서 다시 열풍으로 변환되어 다시 건조실(11)로 유입되는 재순환 과정을 거치게 된다.

한편, 건조구간 1의 상기 건조실(10)을 통과하면서 건조된 상기 건조 대상물(80)은 상기 벨트 컨베이어(50)를 타고 건조구간 2의 건조실(11)로 유입하게 된다. 상기 건조실(11)로 유입된 상기 건조 대상물(80)은 건조구간 1에서 제거되지 아니한 잔류 수분을 제거하게 된다. 이때에도 건조구간 1에서의 수분 제거 방법과 동일한 내용으로 건조가 이루어진다.

즉, 건조구간 2에 위치하고 있는 마그네트론(21)에서 조사된 마이크로웨이브에 의하여 상기 건조 대상물(80)로 마이크로웨이브가 조사되면서 내부로부터의 건조가 이루어지고, 이와 더불어 상기 마그네트론을 식히는 과정에서 발생한 열풍이 냉각팬(30) 및 열풍팬(90)에 의하여 건조실(11) 내부로 유입되어 상기 건조 대상물(80) 표면으로 빠져나온 수분을 건조시키는 역할을 하게 되며, 건조과정에서 온도가 내려간 열풍은 다시 열풍팬(90)에 의해 열풍 재순환 배관(100)을 통하여 마그네트론 설치공간으로 빠져나간 다음 다시 가온되어 건조실(11)로 재순환되는 과정을 거치게 된다.

이와 같이 마이크로웨이브에 의해 내부의 수분이 건조 대상물(80) 표면으로 빠져나오게 되면서 건조가 이루어짐과 더불어 열풍이 상기 건조 대상물(80)의 표면에 붙어 있는 수분을 제거하는 외부로부터의 건조가 이루어지면서 수분이 제거된다.

이와 같이 하여 건조구간 2의 상기 건조실(11)을 통과한 상기 건조 대상물(80)은 차폐구간 2를 거치면서 유출부로 유출된다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치를 이용하여 안료의 수분 건조 효과를 실험한 실험예를 표 1을 참고로 하여 설명한다.

실험대상 시료는 안료 제조시설로부터 제조된 Yellow 안료이다. 상기 Yellow 안료는 수분이 65%, 고형분이 35%인 특성을 가지고 있었다.

본 실험에서 사용한 마그네트론의 총용량은 50kW로서, 건조구간 1에서 30kW, 건조구간 2에서 20kW로 구성되어 있다. 벨트 컨베이어의 이송속도는 건조구간 1과 2를 통과하는 전체 체류시간을 70분으로 하였으며, 이때 건조구간 1에서 안료가 머물러서 건조되는 체류시간은 42분, 건조구간 2에서 안료가 머물러서 건조되는 체류시간은 28분이었다. 건조구간 1에서의 열풍 온도를 80℃가 되도록 설정하였으며, 건조구간 2에서의 열풍 온도는 40℃가 되도록 설정하였다. 벨트 컨베이어에 의한 연속 투입식으로 운전을 하였으며, 건조된 안료의 무게가 20kg이 될 때 정지하여 시험용 안료를 채취하였다. 시험용 시료로서 채취한 안료는 안료로서의 물성을 평가하기 위하여 수분 함량, 색농도, 색상 ΔE, 입도를 분석하였으며, 이는 기존 열풍 건조방식에 의하여 건조된 안료와 비교 평가하였다. 또한 마이크로웨이브 건조기의 운전 특성을 평가하기 위하여 소요 에너지량 및 소요 에너지비용을 계산함으로서 기존 열풍 건조방식과 비교하였다.

한편, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치의 수분 건조 효과를 종래기술에 따른 열풍 건조장치의 수분 건조 효과와 비교하기 위해 안료 제조시설에서 생산한 Yellow 안료에 대하여 종래기술에 따라 수분 건조를 실시한 비교예를 제시하였다. 이때, 연속식 열풍 건조장치의 건조 수율은 800kg/일, 건조시간은 20시간이었으며, 시험 평가는 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 경우와 종래기술에 의한 경우에 동일하게 하였다.

구분		본 발명의 방법에 의한 건조	종래기술의 방법에 의한 건조
수분함량 (%)		0.3	0.3
색농도 (%)		102.4	100 (기준)
색상 ΔE		0.53	0(기준)
입자 (㎛)		5	5
소요 에너지량	전기 (kWh/kg)	3.30	0.92
소요 에너지량	가스 (Nm³/kg)	0	0.675
소요 에너지비용 (원/kg)		295	561
합격판정		합격	합격

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법으로 건조한 안료의 수분은 0.3%로서 종래기술의 열풍 건조방식에 의해 건조한 안료의 수분 0.3%와 동일하게 나타났다. 또한 본 발명의 방법에 의해 건조된 안료의 물성을 종래기술의 방법에 의해 건조된 안료의 물성과 비교 평가하였을 경우 색농도가 102.4%, 색상 ΔE가 0.53, 입자가 5㎛로서 종래기술에 방법에 의해 건조된 안료 대비 동등 또는 그 이상의 물성을 가지는 것을 확인하였다.

또한, 본 발명의 방법에 의한 건조의 경우 소요되는 에너지량은 전기가 3.3kWh/kg이었고, 종래기술의 방법에 의한 건조의 경우 소요되는 에너지량은 전기가 0.92kWh/kg, 가스가 0.675Nm³/kg이었다. 전기 kWh당 비용이 89.5원, 가스 Nm³당 비용이 705원을 기준으로 하였을 경우, 종래기술의 방법에 의한 건조의 경우 소요되는 에너지비용은 561원/kg이었으나, 반면 본 발명의 방법에 의한 건조의 경우 소요되는 에너지비용은 295원/kg으로서 에너지 비용을 많이 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 즉, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치 및 이를 이용한 안료 건조방법에 따르는 경우, 종래기술에 의한 건조장치에 의한 경우보다 수분의 제거 및 소요 에너지비용면에서 우수한 것으로 분석되었다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

즉, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

본 발명의 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치는, 마이크로웨이브 조사에 의한 내부 가열 원리와 열풍 건조방식에 의한 외부 가열 원리를 동시에 적용시켜 건조 대상물 중의 수분을 짧은 운전시간 동안에 아주 낮은 수분 함량까지 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 마이크로웨이브-열풍 복합 방식으로 건조를 하되 마그네트론에서 발생하는 열을 열풍 건조에 이용하여 에너지 효율을 극대화할 수 있으며, 열풍 건조방식 단독으로 장시간 건조할 경우보다 배출되는 먼지의 량을 줄일 수 있는 고효율 친환경 건조장치로서, 안료 건조 등의 산업분야에 효과적으로 적용할 수 있으므로 산업상 이용 가능성이 매우 높은 발명이다.

10, 11: 건조실 20, 21: 마그네트론
30: 냉각팬 40: 도파관
50: 벨트 컨베이어 51: 벨트 지지대
60: 배기팬 61: 배기 배관
70: 차폐재 80: 건조 대상물
90: 열풍팬 91: 열풍히터
100: 열풍 재순환 배관 110: 공기 필터
120: 투시창

Claims

마이크로웨이브를 건조 대상물로 조사하는 마그네트론;
상기 마그네트론의 마이크로웨이브 조사시에 상기 마이크로웨이브와 더불어 열풍을 상기 건조 대상물로 보내는 열풍공급수단;
상기 마그네트론 및 열풍공급수단이 구비되어 건조 대상물에 대한 건조가 이루어지는 건조실; 그리고
상기 건조 대상물이 연속적으로 상기 건조실을 지나도록 하는 이송수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열풍공급수단은,
상기 마그네트론에서 발생하는 열을 냉각시키도록 외기를 유입하여 상기 마그네트론으로 보내는 한편 상기 마그네트론의 냉각과정을 통해 만들어진 열풍을 건조 대상물의 건조를 위해 상기 건조실로 내보내는 냉각팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열풍공급수단은,
상기 건조실로 유입되어 건조 대상물의 건조에 사용된 열풍을 회수하여 상기 마그네트론 설치 공간으로 보내는 열풍 재순환 배관과;
상기 열풍을 회수하기 위해 상기 열풍 재순환 배관 상에 설치되는 열풍팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치.
제 3 항에 있어서,
상기 열풍 재순환 배관 상에는,
상기 건조 대상물의 건조를 위하여 설정한 건조실의 내부 온도보다 상기 건조실의 실제 내부 온도가 낮을 경우에 가동되어 상기 건조실의 내부 온도를 설정 온도로 유지시키기 위한 열풍히터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치.
제 2 항에 있어서,
상기 마그네트론은 건조실의 상부 또는 측면에 일렬, 직교, 지그재그 형태중 어느 하나로 다수 개 배열되는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 건조실 내부를 두 개의 분리된 건조구간으로 나누되,
상기 분리된 건조구간의 내용적 비율이 2대 1 또는 3대 2의 구조가 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 건조실의 바닥면은 마이크로웨이브가 균일하게 분산되도록 경사 구조를 이루도록 구성하거나,
상기 건조실의 바닥면에는 마이크로웨이브가 균일하게 분산되도록 하는 분산체를 구비토록 구성하는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브 건조장치.
마그네트론으로부터 조사되는 마이크로웨이브와 상기 마그네트론에서 발생된 열로부터 발생된 열풍을 연속적으로 건조 대상물에 공급하여,
상기 마그네트론으로부터 조사된 마이크로웨이브에 의한 내부 가열 및 열풍에 의한 외부 가열의 조합에 의하여 건조 대상물이 건조되도록 하는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브를 이용한 건조 대상물 건조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 마그네트론에서 발생하는 열의 냉각을 위한 유입 공기를 열풍으로 변환시켜 건조 대상물 측으로 공급되고,
상기 건조 대상물의 건조에 사용된 열풍은 회수된 다음, 상기 마그네트론의 냉각후 다시 열풍으로 변환되어 상기 건조 대상물의 건조를 위해 공급되는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브를 이용한 건조 대상물 건조방법.
제 8 항에 있어서,
건조 대상물의 건조가 이루어지는 건조구간을 건조가 진행되는 순서에 따라 건조구간 1과 건조구간 2로 분리시키고,
상기 건조구간 1과 건조구간 2의 구간별 건조온도 조절이 가능하도록 함에 있어서,
상기 건조구간 1에서는 수분을 많이 함유하고 있음에 따라 건조구간의 내부 온도가 고온이 되도록 온도를 조절하고,
상기 건조구간 2에서는 수분이 많이 제거된 건조 대상물이 유입됨에 따라 저온이 되도록 온도를 조절하면서 건조를 수행하게 되는 것을 특징으로 하는 연속 하이브리형 마이크로웨이브를 이용한 건조 대상물 건조방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 건조 대상물은 안료인 것을 특징으로 하는 연속 하이브리드형 마이크로웨이브를 이용한 건조 대상물 건조방법.