KR20190104722A - 폐열을 이용한 건조장치 - Google Patents

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KR20190104722A
KR20190104722A KR1020180025172A KR20180025172A KR20190104722A KR 20190104722 A KR20190104722 A KR 20190104722A KR 1020180025172 A KR1020180025172 A KR 1020180025172A KR 20180025172 A KR20180025172 A KR 20180025172A KR 20190104722 A KR20190104722 A KR 20190104722A
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이종국
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부개금속 주식회사
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Abstract

본 발명은 폐열을 이용한 건조장치에 관한 것으로, 주조 공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 금속 원자재를 건조시키는 건조장치로서, 상기 금속 원자재가 적재되며, 상부에 길이방향을 따라 연장된 홈이 폭방향을 따라 일정한 간격으로 다수 형성되는 적재대 및 상기 홈에 각각 배치되며, 내부로 공급되는 폐열을 외부로 배출할 수 있는 다수의 폐열 배출공을 갖는 파이프를 포함하여 야외에 적재된 금속 원자재를 효과적으로 건조시킬 수 있다.

Description

폐열을 이용한 건조장치{Dry apparatus using waste heat}
본 발명은 폐열을 이용한 건조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주조 공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 주조용 금속 원자재를 건조시킬 수 있도록 한 폐열을 이용한 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 주조 공정은 용융로에 금속 원자재를 투입하여 용융시킨 후 용융금속(용탕)을 소정의 형상을 갖는 주형에 주입하여 응고시키는 방식으로 이루어진다.
이 경우, 용융로에서 금속 원자재를 가열하여 용융시키면 고온의 배출가스가 발생하고, 배출가스는 용융로의 상단에 마련된 배기구를 통해 외부로 배출된다. 다만, 배출가스는 인체에 유해한 물질을 포함하고 있기 때문에 배기구의 전단에 유해물질을 포집할 수 있는 집진기가 설치되는 것이 일반적이다.
집진기에 의해 유해물질이 제거된 배출가스는 높은 온도로 인해 난방, 보온 등에 사용될 수 있으며, 최근 이를 위한 폐열회수장치가 다양한 형태로 개발되고 있다.
한편, 대부분의 주조 공장에서는 금속 원자재를 야외에 적재하여 보관하고 있으며, 이로 인해 알루미늄과 같은 금속 원자재가 주변 환경에 그대로 노출되어 산화되는 문제점이 있었다.
예컨대, 금속 원자재가 비나 눈에 젖은 상태가 지속되면 산화 현상이 발생하고, 산화된 금속 원자재를 사용한 주조품은 품질이 저하됨으로써 생산수율이 현저하게 낮아진다.
참고적으로, 본 발명의 배경이 되는 기술은 특허 제10-1507084호(발명의 명칭: 고온의 폐열을 재사용한 건조방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 주조 공정에서 발생하는 폐열로 금속 원자재를 건조시켜 주조품의 품질을 향상시킬 수 있는 폐열을 이용한 건조장치를 제공하는 데 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
본 발명은 주조 공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 금속 원자재를 건조시키는 건조장치로서, 상기 금속 원자재가 적재되며, 상부에 길이방향을 따라 연장된 홈이 폭방향을 따라 일정한 간격으로 다수 형성되는 적재대; 및 상기 홈에 각각 배치되며, 내부로 공급되는 폐열을 외부로 배출할 수 있는 다수의 폐열 배출공을 갖는 파이프;를 포함하는 폐열을 이용한 건조장치를 제공한다.
이 경우, 상기 폐열을 이용한 건조장치는 상기 파이프를 덮을 수 있도록 상기 적재대의 상부에 배치되는 적재판을 더 포함하며, 상기 적재판에는 상기 폐열 배출공과 연통 가능한 홀이 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 파이프의 타단에 폐수 수거함이 연결되고, 상기 파이프는 상기 폐수 수거함 측으로 하향 경사지게 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 용융로에서 발생하는 폐열을 이용하여 야외에 적재된 금속 원자재를 지속적으로 건조시킴으로써 외부 환경에 의한 금속 원자재의 산화를 방지할 수 있다.
또한, 파이프를 하향 경사지게 배치하고, 파이프의 일단에 폐수 수거함을 설치함으로써 파이프의 내부로 유입되는 비 또는 눈을 지속적으로 제거할 수 있으며, 이를 통해 폐열의 원활한 배출이 이루어질 수 있다.
아울러, 상술한 제반 효과로 인해 주조품의 품질이 향상되어 생산수율을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐열을 이용한 건조장치의 사시도,
도 2는 도 1의 A-A 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 폐열을 이용한 건조장치의 파이프의 변형예를 나타낸 도면,
도 4는 도 1에 도시된 폐열을 이용한 건조장치에 적재판이 추가된 형상을 나타낸 도면,
도 5는 도 1에 도시된 폐열을 이용한 건조장치의 적용예를 나타낸 도면,
도 6은 폐열의 다른 이용 방법을 나타낸 도면.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐열을 이용한 건조장치의 사시도, 도 2는 도 1의 A-A 단면도, 도 3은 도 2에 도시된 폐열을 이용한 건조장치의 파이프의 변형예를 나타낸 도면, 도 4는 도 1에 도시된 폐열을 이용한 건조장치에 적재판이 추가된 형상을 나타낸 도면, 도 5는 도 1에 도시된 폐열을 이용한 건조장치의 적용예를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐열을 이용한 건조장치(100)는 적재대(110)와 파이프(120)를 포함한다.
적재대(110)는 주조용 금속 원자재를 적재할 수 있도록 대략 직육면체 형태를 가진다. 다만, 본 발명에서 적재대(110)의 형태가 직육면체로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다른 형태로 구현되는 것도 물론 가능하다.
적재대(110)의 상부에는 홈(110a)이 형성된다. 홈(110a)은 파이프(120)의 설치를 위한 것으로 대략 사각형의 단면 구조를 가지고 적재대(110)의 길이방향을 따라 연장 형성된다. 이러한 홈(110a)은 파이프(120)의 설치 개수에 대응하여 적재대(110)의 폭방향을 따라 일정한 간격으로 다수 형성된다.
상술한 바와 같이 구성되는 적재대(110)는 상부에 홈(110a)이 형성되도록 콘크리트를 타설하여 형성되는 것이 바람직하나, 그 밖에 다수의 금속 프레임과 금속 플레이트를 용접하거나 볼트 체결하여 동일한 형태로 조립하는 것도 가능하다.
파이프(120)는 용융로(10)로부터 폐열을 공급받아 외부로 배출하기 위한 것으로 다수가 마련되어 적재대(110)의 홈(110a)에 각각 배치된다.
파이프(120)의 일측에는 다수의 폐열 배출공(120a)이 형성되고, 이러한 폐열 배출공(120a)이 상방을 향하도록 파이프(120)가 홈(110a)의 내측에 수용된다.
파이프(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원통형 또는 사각관 형태를 가질 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 파이프(120)가 사각관 형태를 가지면 홈(110a)에서 회전이 제한되기 때문에 보다 안정적인 설치가 가능한 장점이 있다.
다만, 파이프(120)의 직경은 홈(110a)의 깊이를 초과하지 않아야 한다. 왜냐하면, 파이프(120)의 직경이 홈(110a)의 깊이를 초과하면 적재대(110)의 상부면에 파이프(120)가 부분적으로 돌출되어 금속 원자재를 적재하는 데 불편할 뿐 아니라 금속 원자재나 후술하는 적재판(130)의 무게로 파이프(120)가 파손될 가능성도 있기 때문이다.
파이프(120)의 일단은 폐열공급라인과 연결된다. 폐열공급라인은 용융로(10)에서 발생하는 폐열을 파이프(120)로 공급하기 위해 용융로(10)와 파이프(120)를 연결하는 덕트나 주름관 등을 의미한다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 용융로(10)에서 금속 원자재의 가열로 발생하는 배출가스는 집진기(11)에 의해 유해물질이 필터링된 후 덕트 등을 통해 파이프(120)의 내부로 공급되며, 파이프(120) 내부로 공급된 배출가스는 파이프(120)의 타단을 향해 이동하면서 폐열 배출공(120a)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 파이프(120)의 타단은 폐수 수거함(도면 미도시)과 연결될 수 있다. 폐수 수거함은 폐열 배출공(120a)을 통해 파이프(120)의 내부로 유입되는 빗물 등을 집수하기 위한 것으로 주름관 등을 이용하여 파이프(120)의 타단과 연결된다.
파이프(120)는 빗물이 폐수 수거함으로 원활하게 집수될 수 있도록 폐수 수거함 측으로 하향 경사지게 설치될 수 있다. 다만, 파이프(120)의 경사각이 과도하게 크면 파이프(120)가 홈(110a)에서 슬라이딩되거나 폐열이 원활하게 공급되지 않을 수 있으므로 빗물 등이 파이프(120)의 타단으로 흘러내릴 수 있는 범위에서 최소로 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 적재대(110)의 홈(110a)에 파이프(120)가 배치된 상태에서 적재대(110)에 금속 원자재를 적재하면 금속 원자재가 폐열 배출공(120a)을 통해 배출되는 고온의 폐열에 의해 건조되어 외부 환경에 의한 영향을 최소로 할 수 있다. 그러나 파이프(120)가 외부로 노출된 상태이기 때문에 금속 원자재의 적재나 하역시 적재대(110)와 파이프(120)가 파손되기 쉬운 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 적재대(110)의 상부에 적재판(130)이 추가적으로 설치될 수 있다.
적재판(130)은 내구성이 강한 금속 소재로 이루어지며, 파이프(120)의 폐열 배출공(120a)을 통해 배출되는 폐열이 계속적으로 상승하여 금속 원자재를 건조시킬 수 있도록 폐열 배출공(120a)과 대응되는 위치에 홀(130a)이 천공된다. 이로 인해 파이프(120)의 내부로 공급되는 폐열은 폐열 배출공(120a)과 홀(130a)을 순차적으로 통과하여 금속 원자재에 이르게 된다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐열을 이용한 건조장치의 구성에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐열을 이용한 건조장치의 작용에 대해 설명한다.
먼저, 용융로(10)에 금속 원자재를 투입하고 고온으로 가열하면 금속 원자재가 용융되면서 배출가스가 발생한다. 배출가스는 용융로(10)의 상방에 설치된 집진기(11)를 통과하면서 배출가스 내에 포함된 유해물질이 제거된 후 덕트 등을 통해 폐열 형태로 파이프(120)의 일단부 내측으로 공급된다.
파이프(120)의 내부로 공급된 폐열은 파이프(120)의 타단부 측으로 이동하면서 폐열 배출공(120a)을 통해 외부로 배출되고, 적재판(130)이 설치된 경우에는 적재판(130)의 홀(130a)까지 통과하여 외부로 배출된다.
외부로 배출된 폐열은 적재대(110) 또는 적재판(130)에 적재된 금속 원자재를 건조시키고, 이를 통해 금속 원자재의 산화가 방지된다.
한편, 비 또는 눈이 내린 경우에는 폐열 배출공(120a)을 통해 비나 눈이 유입되어 파이프(120)의 내부에 폐수가 발생하고, 이러한 폐수는 경사지게 설치된 파이프(120)로 인해 파이프(120)의 타단부로 흘러 폐수 수거함에 집수된다. 즉, 본 발명의 경우 비나 눈이 내려 파이프(120)의 내부로 유입되더라도 지속적으로 배수되기 때문에 폐열 공급에 영향을 미치지 않는다.
참고적으로, 본 발명은 주조 공정에서 발생하는 폐열을 금속 원자재의 건조에 이용하고 있으나, 폐열을 정제유의 연소효율을 높이는 데 이용하는 것도 가능하다.
보다 상세히 설명하면, 도 6에 도시된 바와 같이 용융로(10)의 일측에는 용융로(10)를 가열하는 데 사용되는 정제유를 저장하기 위한 원료투입장치(12)가 설치되는데, 정제유와 함께 투입되는 연소용 공기의 온도가 낮으면 정제유가 완전히 연소되지 않아 연소효율이 떨어진다. 반면, 용융로(10)에서 공급되는 폐열을 덕트 등을 통해 원료투입장치(12)에 공급하면 연소용 공기가 데워져 온도가 높아지고, 이로 인해 정제유의 연소효율이 높아져 정제유의 사용량을 절감할 수 있고, 환경오염물질의 발생을 최소화할 수 있을 뿐 아니라 주조품의 생산효율도 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위, 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 용융로 11 : 집진기
12 : 원료투입장치 20 : 주형
100 : 폐열을 이용한 건조장치 110 : 적재대
110a : 홈 120 : 파이프
120a : 폐열 배출공 130 : 적재판
130a : 홀

Claims (3)

  1. 주조 공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 금속 원자재를 건조시키는 건조장치로서,
    상기 금속 원자재가 적재되며, 상부에 길이방향을 따라 연장된 홈이 폭방향을 따라 일정한 간격으로 다수 형성되는 적재대; 및
    상기 홈에 각각 배치되며, 내부로 공급되는 폐열을 외부로 배출할 수 있는 다수의 폐열 배출공을 갖는 파이프;
    를 포함하는 폐열을 이용한 건조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프를 덮을 수 있도록 상기 적재대의 상부에 배치되는 적재판을 더 포함하며, 상기 적재판에는 상기 폐열 배출공과 연통 가능한 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 건조장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파이프의 타단에 폐수 수거함이 연결되고, 상기 파이프는 상기 폐수 수거함 측으로 하향 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 건조장치.
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