KR20200035568A

KR20200035568A - 압체식 진공 고주파 목재 건조 장치

Info

Publication number: KR20200035568A
Application number: KR1020180114743A
Authority: KR
Inventors: 김상남
Original assignee: 김상남
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-06

Abstract

진공 고주파 목재 건조 장치가 제공된다. 이는 내부에 밀폐된 건조실을 제공하는 몸체부와, 건조실 내를 진공시키도록 배치되는 진공부와, 건조실 내 적재된 목재들의 사이에 층층이 배열되는 복수의 전극판과, 전극판들에 고주파 전압을 인가하도록 연결된 고주파 발진기를 포함한다. 몸체부는 적어도 건조실의 천정 부위에 배치된 플렉시블한 형상 가변성 재질의 압체부를 구비하여 건조실의 진공 시에 압체부가 적재된 목재들을 압착한다. 목재 적층물을 압체함으로써, 속성으로 건조가 이루어지더라도 변형이 발생하지 않는다.

Description

압체식 진공 고주파 목재 건조 장치{PRESSING TYPE VACUUM HIGH FREQUENCY WOOD DRYING APPARATUS}

본 발명은 목재 건조 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공의 건조실에 목재를 장입한 후 고주파를 이용하여 건조시키는 압체식 진공 고주파 목재 건조 장치에 관한 것이다.

목재는 천연 재료로서 거의 모든 용도에 사용되어온 전통적인 소재이다. 이를테면 목재는 건축, 가구, 포장상자, 악기, 운동기구, 합판, 펄프, 숯, 연료 등에 이르기까지 그 용도가 매우 다양하고, 사용 측면과 생산 측면에서 모두 친환경적이다. 또한 목재는 가공이 용이할 뿐만 아니라 사용 수명이 매우 길어서 미래에도 지속적으로 사용될 것으로 예상된다.

광의의 목재는 나무로 된 모든 소재를 말할 수 있고, 협의로는 통나무와 제재목을 뜻할 수 있다.

이러한 목재는 벌목된 직후에는 수분을 다량 함유하고 있어서 그대로 사용하면 여러가지 문제가 발생한다. 예를 들어 충분히 건조되지 않은 목재를 건축재로 사용했을 경우 추후 목재가 건조되면서 변형될 가능성이 높고 이 경우 건축물에 치명적인 문제를 일으킨다. 건축물이 아니더라도 가구 등에 건조되지 않은 목재를 사용될 경우에도 형상이 틀어지게 된다.

전통적으로 목재를 산대하여 자연 건조를 수행한 후 사용한다. 이러한 자연 건조는 많은 시간을 요하고, 또한 목재를 야적할 공간이 필요하기 때문에 경제적이지 못하다. 따라서 근래에는 목재를 인위적으로 속성 건조하여 사용하는 방식이 널이 이용되고 있다. 속성 건조 방식의 예로서는 열기건조, 저온제습건조, 열풍건조, 진공건조 등이 있다.

이들 기존의 속성 건조 방식은 빠른 건조가 이루어지기는 하지만, 속성 건조 특성 상 건조 과정에서 변형이 불가피하게 발생한다. 통나무나 제재목의 속성 건조에서 모두 변형이 발생되지만 미리 판재 형태로 절단된 제재목의 경우 변형 발생이 더 치명적이라고 할 수 있다.

따라서 속성 건조에서도 목재의 변형을 최소화할 수 있는 새로운 장치가 요구되고 있다.

한국특허출원 제10-2017-0097487호

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 목재의 변형을 최소화할 수 있는 압체식 진공 고주파 목재 건조 장치를 제공한다.

본 발명은 대량의 목재를 건조하면서도 신속하고 균일한 건조가 이루어질 수 있는 목재 건조 장치를 제공한다.

본 발명은 목재 건조 장치를 제공하며, 이는: 내부에 밀폐된 건조실을 제공하는 몸체부; 상기 건조실 내를 진공시키도록 배치되는 진공부; 상기 건조실 내 적재된 목재들의 사이에 층층이 배열되는 복수의 전극판; 및 상기 전극판들에 고주파 전압을 인가하도록 연결된 고주파 발진기;를 포함하고, 상기 몸체부는 적어도 상기 건조실의 천정 부위에 배치된 형상 가변성 재질의 압체부를 구비하여, 상기 건조실의 진공 시에 상기 압체부가 적재된 목재들을 압착한다.

상기 몸체의 상기 건조실을 배수하도록 배치되는 배수부를 더 포함할 수 있다.

상기 배수부는 3-way 밸브를 포함하여, 진공 상태에서 배수가 가능할 수 있다.

상기 압체부는 고무 재질일 수 있다.

상기 건조실의 바닥 부위에는 목재 적층물을 수납하기 위한 레일부가 구비될 수 있다.

상기 복수의 전극판의 적어도 일부 또는 전부는 판면에 복수의 구멍을 가질 수 있다.

본 발명에 따르면, 고주파를 이용하여 목재를 신속하게 건조시킬 수 있는 목재 건조 장치가 제공된다. 목재 건조 장치는 건조실의 천정 부위가 형성 가변성 재질의 압체부를 구비하여 진공 시에 목재 적층물을 압박함으로써, 목재가 속성으로 건조되더라도 변형이 최소화될 수 있다. 나아가, 진공 중에서도 건조실 내부를 배수할 수 있는 배수 시스템을 채용하여 건조 동작 동안 건조실 내부가 낮은 습도로 유지될 수 있고 그럼으로써 더 효율적으로 건조가 이루어질 수 있다. 또한 전극판에 구멍을 배열하여 목재로부터 배출된 수분이 원할하게 배출될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압체식 진공 고주파 목재 건조 장치에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 장치에서 목재를 장입하는 장면을 나타낸다.
도 3은 도 1의 A-A에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1의 건조 장치에서 도어가 열린 상태에서 내부를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1의 건조 장치의 압체 동작을 보여주기 위해 도시한 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 고주파를 이용하여 목재를 건조시키는 목재 건조 장치를 제공한다. 이러한 목재 건조 장치는 건조실 내에 건조시킬 목재들을 적층한 목재 적층물을 장입한 후 고주파를 인가하여 목재를 건조시킨다. 건조실은 내부가 진공될 수 있고, 이를 위해 진공 시스템이 구비된다. 진공 펌프로 건조실을 배기하기 때문에 보다 더 빠르게 목재를 건조시킬 수 있을 수 있다. 특히, 본 발명의 목재 건조 장치는 목재 적층물을 상부에서 압체하는 압체부를 구비함으로써 건조 중인 목재를 균일하게 압박할 수 있다. 그에 따라 목재가 변형되는 것을 막을 수 있다. 통상 건조되는 목재는 판재의 형태로 절단한 후 그들을 적층하여 건조실로 장입한다. 따라서 건조되는 동안 압체부가 상부에서 압박을 가하면 목재들이 전체적으로 변형없이 원형을 유지하면서 건조될 수 있다. 자연 건조가 아닌 건조 장치를 이용한 속성 건조는 필연적으로 목재의 변형이 발생하게 되는 치명적인 문제점을 가지고 있지만, 본 발명의 압체식 건조 장치는 변형이 거의 발생하지 않는다. 또한 본 발명의 목재 건조 장치에서는 진공 하에서도 배수가 이루어질 수 있도록 3-way 밸브를 채용하는 배수 시스템이 적용된다. 따라서 건조실 내부의 습도가 낮은 상태로 유지되어 보다 빠르고 균일한 건조가 가능하다. 나아가, 본 발명의 목재 건조 장치는 복수의 전극판을 목재 적층물 사이에 비교적 일정한 간격으로 개재하기 때문에, 목재 적층물 전체적으로 균일한 건조가 이루어진다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목재 건조 장치를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목재 건조 장치에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1의 건조 장치에서 건조될 목재를 장입하는 장면을 나타낸다. 도 3은 도 1의 A-A에 따른 단면도이다. 도 4는 도 1의 건조 장치에서 도어가 열린 상태에서 내부를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 1의 건조 장치의 압체 동작을 보여주기 위해 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목재 건조 장치는 내부에 건조실(11)을 제공하는 몸체부(10)를 포함한다.

몸체부(10)는 내부에 사각형 모양의 건조실(11)을 형성하는 벽체(111)와 벽체(111)의 외부에서 벽체(111)를 지지하는 프레임구조(112)를 포함한다. 또한 몸체부(10)는 일측에 도어부(113)를 구비한다. 도어부(113)는 개방 자세와 폐쇄 자세를 가질 수 있다. 개방 자세에서 목재 적층물을 장입할 수 있고, 패쇄 자세에서 건조실 내부를 밀폐시킨다. 폐쇄 자세에서 건조실을 밀폐하기 위해, 패킹부재 및 도어락 구성을 채용하지만 이해와 설명의 편의상 도면에 상세하게 나타내지는 않는다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 건조될 목재들은 건조실로 장입되기 전에 미리 적재차(20)에 적층될 수 있다. 이렇게 적재차(20)에 적층된 상태에서 외부 레일(24)과 건조실 바닥에 설치된 레일부(14)를 이용하여 건조실 내부로 삽입된다. 건조실 내부에 설치되는 레일부는 목재 적층물(15)을 이동시키는데 이용되기도 하지만, 목재 적층물(15)을 건조실(11)의 바닥면으로부터 이격시키는 역할도 수행한다. 그에 따라 건조 중에 바닥면으로 낙하되는 수분 등이 목재에 접촉하지 않게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목재 건조 장치는 고주파를 이용하여 목재를 건조시킨다. 이를 위해, 고주파 발진기(16)과 복수의 전극판(17)을 구비한다. 고주파 발진기(16)는 몸체부(10)의 외부에 배치되어 후술하는 바와 같이 목재 적층물(15) 사이에 개재되는 전극판(17)들에 고주파 전압을 인가한다. 적재차(20)가 건조실(11)로 진입한 상태에서는 고주파 발진기(16)의 도선(161)들이 전극판(17)들에 연결되어 고주파를 인가할 수 있는 상태가 된다.

도 2 내지 4에서 잘 보이는 바와 같이, 복수의 전극판(17)들은 목재 적층물(15)들의 사이에 일정한 간격으로 배치된다. 건조되는 목재들이 적재차(20)에 적층될 때 그 사이에 전극판(17)들을 개재할 수 있다. 이를테면, 최하면에 음극 전극판을 배치하고, 그 위에 소정 두께로 목재들을 적층한 후 그 위에 양극 전극판을 배치하고, 양극 전극판 위에 다시 소정 두께로 목재들을 적층한 후 최상면에 음극 전극판을 배치할 수 있다. 이러한 예는 하나의 양극에 2개의 음극을 배치하는 구성이며, 본 발명의 이에 한정되지 않는다. 이렇게 목재들 사이에 전극판(17)들이 개재되기 때문에 비교적 균일한 건조가 이루어질 수 있다.

전극판(17)들은 판형일 수 있고 판면에는 다수개의 구멍(171)이 배열하여 형성될 수 있다. 이러한 구멍(171)들은 목재로부터의 수분이 원할하게 배출될 수 있도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목재 건조 장치는 건조실(11)을 진공시키기 위한 진공부(18)를 포함한다. 진공부(18)는 도어부(113)가 폐쇄되어 내부가 밀폐되고 건조가 진행되는 동안 진공파이프(181)를 통해 건조실(11)을 펌핑하여 진공시킨다. 바람직하기로는 진공도 감지 센서(미도시)를 더 포함하여, 일정한 진공도에 도달하면 펌핑 동작을 중지하도록 할 수 있다. 내부 진공도는 예를 들어 70mbar 내지 120mbar일 수 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목재 건조 장치는 배수부(19)를 포함한다. 배수부(19)는 건조실의 바닥에 있는 수분들을 외부로 배출하는 시스템이다. 이러한 배수부(19)는 이를 테면 3-way 밸브를 채용하여 건조실(11) 내부가 진공 중이더라도 수분을 배수할 수 있게 된다. 건조 동작 중에 적절한 수분 배출은 건조실 내의 습도를 낮추어서 건조를 촉진하게 된다.

또한, 도면에서는 나타내지 않았지만 건조실에는 하나 이상의 온도센서가 배치될 수 있으며, 온도센서는 예를 들어 광섬유 온도센서가 적용될 수 있다. 목재의 가열 온도는 40 내지 60℃의 온도로 가열할 수 있고, 건조 시간은 150 내지 200 시간일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 목재 건조 장치는 건조 과정 중에 목재 적층물(15)을 압체 또는 압박하는 구성을 채용한다. 이를 위해, 천정 부위에 형상 가변성 재질을 포함하는 압체부(116)를 구비할 수 있다.

압체부(116)에 대한 하나의 예는 천정 부위를 전체적으로 예를 들어 고무 재질로 형성한 구조이다. 이러한 압체부(116)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 건조 과정 중에 진공부(18)의 펌프에 의해 건조실(11) 내부가 진공되면서 진공압에 의해 건조실(11) 내부로 빨려 들어가면서 목재 적층물(15)을 압체하게 된다. 최상위 층에 전극판(17)이 위치하기 때문에 압체부(116)는 전극판(17)과 접촉 상태로 건조실(11) 내부 공간의 축소 압력을 받기 때문에 목재 적층물(15)를 압체하게 된다. 바람직하게는 압체 시의 압력은 1m²당 5ton 내지 15ton, 더 바람직하게는 8ton 내지 12ton, 더 바람직하게는 10ton일 수 있다.

이렇게 건조 중에 일정한 압력으로 목재를 압체하기 때문에 목재가 휘거나 틀어지는 변형이 거의 발생하지 않게 된다. 특히, 속성 건조의 경우 필연적으로 변형이 발생하고 있기 때문에 그로 인한 손실을 불가피하게 받아들이고 있는 실정이다. 그러나, 본 발명의 압체식 진공 건조 방식을 채택하는 목재 건조 장치는 속성 건조를 수행하면서도 목재의 변형이 최소화될 수 있다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제시하는 고무와 같이 플렉시블한 형상 가변성 재질을 건조실(11)의 천정부위에 배치하는 구성 외에도, 건조 중인 목재에 대한 압체는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

압체 구성의 다른 예로서는 천정부위가 기계적으로 하강하도록 분리된 천정부위를 슬라이딩으로 승하강 가능하게 하부 몸체에 결합한 후, 유압 또는 공압 실린더들을 이용하여 건조 중인 일정한 압력을 가하도록 할 수 있다. 그러나, 이러한 방식은 아무래도 추가적인 요소들이 요구된다. 이를 테면 밀폐를 위한 추가적인 요소들이 필요하고 하강 압력을 가하기 위한 실린더들이 설치되어야 한다.

본 발명과 같이 천정부위 자체를 고무와 같이 플렉시블한 형상 가변형 재질로 형성하면, 밀폐가 용이하고 하강 압력원으로써 내부 진공 압력을 이용하기 때문에 구성이 간단하면서도 매우 효율적일 수 있다.

이상과 같이 밀폐된 건조실에서 진공 상태로 가열을 하여 목재를 건조하기 때문에 다른 건조 방식보다 해충의 제거에 월등한 효과를 보일 수 있는 부수적인 이점도 거둘 수 있다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

10: 몸체부, 11: 건조실, 14, 24: 레일부, 15: 목재 적층물, 16: 고주파 발진기, 17: 전극판, 18: 진공부, 111: 벽체, 112: 프레임구조, 113: 도어부, 116: 압체부, 161: 도선, 171: 구멍, 181: 진공 파이프

Claims

목재 건조 장치로서:
내부에 밀폐된 건조실을 제공하는 몸체부;
상기 건조실 내를 진공시키도록 배치되는 진공부;
상기 건조실 내 적재된 목재들의 사이에 층층이 배열되는 복수의 전극판; 및
상기 전극판들에 고주파 전압을 인가하도록 연결된 고주파 발진기;를 포함하고,
상기 몸체부는 적어도 상기 건조실의 천정 부위에 배치된 플렉시블한 형상 가변성 재질의 압체부를 구비하여, 상기 건조실의 진공 시에 상기 압체부가 적재된 목재들을 압착하는 것인 목재 건조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 몸체의 상기 건조실을 배수하도록 배치되는 배수부를 더 포함하는 것인 목재 건조 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 배수부는 3-way 밸브를 포함하여, 진공 상태에서 배수가 가능한 것인 목재 건조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 압체부는 고무 재질인 목재 건조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 건조실의 바닥 부위에는 목재 적층물을 수납하기 위한 레일부가 구비되는 것인 목재 건조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 전극판의 적어도 일부 또는 전부는 판면에 복수의 구멍을 가지는 것인 목재 건조 장치.