KR20200062707A

KR20200062707A - 마이크로파 목재 건조 시스템 및 그 건조 공정 제어 방법

Info

Publication number: KR20200062707A
Application number: KR1020180148409A
Authority: KR
Inventors: 김현승; 박찬일
Original assignee: 주식회사 파셉
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2020-06-04
Also published as: KR102137216B1

Abstract

마이크로파 목재 건조 시스템 및 그 건조 공정 제어 방법을 제공한다. 마이크로파 목재 건조 시스템은, 내부에 목재가 수용되는 공간이 형성된 챔버, 각각 챔버 내부로 마이크로파를 조사하여 목재를 건조시키는 복수의 마이크로파 발생기, 및 상기 마이크로파 발생기 별로 동작 전원을 공급하는 하나 이상의 파워서플라이를 포함하는 본체와, 복수의 마이크로파 발생기 별로 마이크로파 출력 동작을 제어하는 제어반과, 챔버 내 발생된 수증기를 외부로 배출시키는 하나 이상의 토출구와, 챔버를 지탱하되 챔버 하우징의 하부 영역에 소정 간격으로 설치된 복수의 지지부와, 지지부 별로 하부에 접하도록 설치되어 본체의 중량을 측정하는 복수의 중량 측정 센서와, 그리고 중량 측정 센서를 통해 실시간으로 측정된 본체 중량 값을 획득하고 본체 중량 값의 변화에 기초하여 목재 함수율을 산출하며 목재 함수율에 따라 마이크로파 발생기들의 마이크로파 출력 조건을 결정하여 제어반으로 전송하는 데이터 처리 장치를 포함한다.

Description

마이크로파 목재 건조 시스템 및 그 건조 공정 제어 방법{TIMBER DRYING SYSTEM USING MICROWAVE AND METHOD FOR CONTROLLING OF TIMBER DRYING PROCESS THEREOF}

본 발명은 마이크로파를 사용하여 목재 건조를 처리하는 시스템 및 그 건조 공정 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 목재는 수분을 함유하고 있으나, 가구 등과 같은 목재 생산품을 생산할 경우 목재는 완전하게 건조되는 것이 바람직하다.

기존에는 목재 건조를 위해 열풍을 이용하는 방식 등이 적용되었다. 그러나 이러한 열풍 건조 방식의 경우 목재의 특성 상 표면이 갈라지거나 열 전달이 균일하게 이루어지지 않아 목재 외부는 건조되지만 내부에는 수분이 남아있는 등의 문제가 발생되었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 마이크로파를 이용한 목재 건조 방식이 개발되었다. 이러한 마이크로파 목재 건조 방식은 마그네트론을 이용하여 목재에 마이크로파를 방사함으로써, 목재의 중심부까지 마이크로파가 투입되어 파장과 복사열에 의해 목재 내 수분 분자를 증발시킨다.

다만 종래의 마이크로파 목재 건조 방식은 마이크로파 건조 설비의 특성 상 단독 마그네트론을 사용할 경우 마이크로파 집중 현상이 발생될 수 있으며, 고출력의 마이크로파를 사용할 경우 목재에 발화 현상이 초래되거나 변형 및 파괴가 일어날 수 있는 문제점이 있었다.

따라서, 목재 건조 공정 중 목재의 건조 상태 변화에 따라 마이크로파의 건조 조건 또한 적절하게 조절하여 과도한 건조 또는 과열을 방지할 수 있는 목재 건조 방식이 필요하게 되었다.

이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1816759 호(마이크로파를 이용한 목재 건조공정의 제어방법)에는, 목재의 초기 함수율을 측정하는 단계, 상기 초기 함수율에 따른 제1마이크로파를 조사하여 상기 목재를 제1건조하는 단계, 상기 제1건조된 목재의 건조중 함수율을 측정하는 단계, 및 상기 건조중 함수율에 따른 제2마이크로파를 조사하여 상기 목재를 제2건조하는 단계를 포함하는 마이크로파를 이용한 목재 건조공정의 제어 방법이 개시되어 있다. 이때, 대한민국 등록특허 제10-1816759 호에서는, 응축부를 통해 목재를 건조하는 공정 중 발생되는 수증기의 함량을 산출하여 건조된 목재의 함수율을 측정하며, 목재의 건조 상태에 따라 적정한 마이크로파 건조조건을 적용하는 방식을 제안하고 있다.

그러나 위와 같은 목재 건조 방식의 경우 목재 자체만의 중량 및 응축부를 통해 획득된 수증기 함량에 기초하여 목재의 함수율을 측정하는 방식으로서 그 정확도가 높지 않다는 한계가 있다.

즉, 건조 공정 중의 목재의 표면에는 상당한 양의 결로된 물방울이 맺힐 수 있으며 이에 따라 목재 자체의 측정 중량이 정확하지 않다. 또한, 목재 건조 중 응축된 수증기(즉, 응축수)의 중량 또한 실시간으로 목재로부터 발생된 수증기량을 의미하는 것은 아닌 바, 정확한 건조 중 목재 함수율을 획득하는데 어려움이 있다. 이처럼, 목재 자체의 중량 대비 표면에 결로된 물방울의 중량 및 응축수의 중량은 높은 비율을 차지할 수 있으므로, 위와 같은 방식에 따라 산출된 목재 함수율의 정확도가 낮아 건조 중 목재에 대한 마이크로파 건조 조건을 정확하고 세밀하게 조절할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명의 실시예는 마이크로파를 이용하여 목재를 건조하되, 높은 정확도로 목재의 건조 상태를 확인하고 그에 적합한 마이크로파 건조 조건을 적용하는 마이크로파 목재 건조 시스템 및 그 건조 공정 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 마이크로파 목재 건조 과정에서 조절된 마이크로파 출력 조건을 목재에 따라 데이터베이스화함으로써 다양한 목재 별 건조 공정 정보를 제공할 수 있는 마이크로파 목재 건조 시스템 및 그 건조 공정 방법을 제공하고자 한다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 마이크로파 목재 건조 시스템은, 내부에 목재가 수용되는 공간이 형성된 챔버(110), 각각 챔버(110) 내부로 마이크로파를 조사하여 목재를 건조시키는 복수의 마이크로파 발생기(160), 및 상기 마이크로파 발생기(160) 별로 동작 전원을 공급하는 하나 이상의 파워서플라이(120)를 포함하는 본체(10); 상기 복수의 마이크로파 발생기(160) 별로 마이크로파 출력 동작을 제어하는 제어반(130); 상기 챔버 (110) 내 발생된 수증기를 외부로 배출시키는 하나 이상의 토출구(112); 상기 챔버(110)를 지탱하되, 상기 챔버(110) 하우징의 하부 영역에 소정 간격으로 설치된 복수의 지지부(111); 상기 지지부(111) 별로 하부에 접하도록 설치되어, 상기 본체(10)의 중량을 측정하는 복수의 중량 측정 센서(140); 및 상기 중량 측정 센서(140)를 통해 실시간으로 측정된 본체 중량 값을 획득하고, 상기 본체 중량 값의 변화에 기초하여 목재 함수율을 산출하며, 상기 목재 함수율에 따라 상기 마이크로파 발생기(160)들의 마이크로파 출력 조건을 결정하여 상기 제어반(130)으로 전송하는 데이터 처리 장치(150)를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법은, 내부에 목재가 수용되는 공간이 형성된 챔버(110), 각각 챔버(110) 내부로 마이크로파를 조사하여 목재를 건조시키는 복수의 마이크로파 발생기(160), 및 상기 마이크로파 발생기(160) 별로 동작 전원을 공급하는 하나 이상의 파워서플라이(120)를 포함하는 본체(10) 만의 중량 값인 최초 본체 중량 값을 중량 측정 센서(140)를 통해 측정하는 단계; 상기 챔버(110) 내 건조 대상인 목재가 수납된 상태에서 상기 마이크로파 발생기(160)가 마이크로파 조사를 시작하기 전의 상기 본체(10)의 중량인 초기 본체 중량 값을 상기 중량 측정 센서(140)를 통해 측정하는 단계; 상기 챔버(110) 내 건조 대상인 목재가 수납된 상태에서 상기 마이크로파 발생기(160)가 마이크로파 조사를 시작한 이후에 소정의 기간마다 상기 본체(10)의 중량인 건조 중 본체 중량 값을 상기 중량 측정 센서(140)를 통해 연속적으로 측정하는 단계; 상기 최초 본제 중량 값, 초기 본체 중량 값 및 하나 이상의 건조 중 본체 중량 값에 기초하여, 상기 건조 대상 목재에 대한 실시간 목재 함수율을 계산하는 단계; 상기 실시간 목재 함수율에 기초하여 상기 마이크로파 발생기(160)에 대한 마이크로파 출력 조건을 결정하는 단계; 및 상기 마이크로파 발생기(160)가 상기 결정된 마이크로파 출력 조건에 따라 동작하도록 제어하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 중량 측정 센서(140)는 상기 본체(10)를 지탱하는 복수의 지지부(111) 별로 하부에 접하도록 설치된 것이다. 또한, 상기 마이크로파 출력 조건은 마이크로파 출력 레벨 및 건조 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것이다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 목재 자체만의 중량이 아닌 목재 건조 장치의 중량을 측정하여 목재 함수율을 산출함으로써, 건조 공정 중 목재 건조 상태를 정확하게 확인할 수 있으며, 이에 따라 목재 건조 상태에 적절한 마이크로파 출력 조건을 선택하여 적용할 수 있다. 특히, 실시간으로 정확한 목재 건조 상태를 확인함으로써 마이크로파의 출력 조건을 신속하여 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 목재 함수율 산출 결과들에 따른 각 마이크로파 출력 조건을 목재 조건에 매칭하여 데이터베이스화함으로써, 사용자가 데이터베이스화된 목재 조건 별 목재 함수율에 따른 마이크로파 출력 조건 정보를 편리하게 확인할 수 있으며, 또한 외부 요청에 대해 대응하는 마이크로파 출력 조건 정보를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 챔버 내부에 목재가 수납된 상태일 때 챔버 내부를 상부에서 바라본 평면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 도 2의 적재부가 챔버 외부에 위치한 상태일 때 본체의 길이 방향 일 측면을 정면에서 바라본 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 도면을 참고하여 설명하면서, 같은 명칭으로 나타낸 구성일지라도 도면에 따라 도면 번호가 달라질 수 있고, 도면 번호는 설명의 편의를 위해 기재된 것에 불과하고 해당 도면 번호에 의해 각 구성의 개념, 특징, 기능 또는 효과가 제한 해석되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 있어서 '부(部)' 또는 '모듈'이란, 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함하며, 하나의 유닛이 둘 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 둘 이상의 유닛이 하나의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 시스템 및 그 건조 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 시스템의 전체 구성도이다.

구체적으로, 도 1의 (a)는 마이크로파 목재 건조 시스템(100)에 포함된 본체(10)의 길이 방향 일 측면을 정면에서 바라본 정면도이고, 도 1의 (b)는 본체(10)의 너비 방향 일 측면을 정면에서 바라본 정면도이다.

도 1을 참조하면, 마이크로파 목재 건조 시스템(100)은 챔버(110), 복수의 지지부(111), 복수의 토출구(112), 복수의 파워서플라이(120), 제어반(130), 복수의 중량 측정 센서(140) 및 데이터 처리 장치(150)를 포함한다.

그리고 도 2는 도 1의 챔버 내부에 목재가 수납된 상태일 때 챔버 내부를 상부에서 바라본 평면도이다.

도 2를 참조하면, 마이크로파 목재 건조 시스템(100)은 복수의 마이크로파 발생기(160), 적재부(114), 챔버 도어(115)를 더 포함한다.

또한, 도 3 및 도 4는 각각 도 2의 적재부가 챔버 외부에 위치한 상태일 때 본체의 길이 방향 일 측면을 정면에서 바라본 정면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 마이크로파 목재 건조 시스템(100)은 가이드 레일(113)을 더 포함한다.

이상의 마이크로파 목재 건조 시스템(100)의 각 구성 요소에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

챔버(110)는 내부에 목재(P200)가 수용될 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 도 2에서와 같이 내부 양 측면의 일 위치마다 마이크로파 발생기(160)가 일정한 간격으로 배치되어 있다.

또한, 챔버(110)는 목재(P200)가 내부에 수납된 이후에 챔버 도어(115)가 닫힘으로써 밀폐될 수 있으며, 목재(P200)가 건조됨에 따라 목재(P200)로부터 발생되는 수증기는 토출구(112)를 통해 챔버(110)의 외부로 배출된다.

토출구(112)는 챔버 (110) 내 발생된 수증기를 외부로 배출시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 시스템(100)에는 하나 이상의 토출구(112)가 포함될 수 있으며, 원활한 수증기 배출을 위하여 도 1에서와 같이 복수의 토출구(112)가 챔버(110) 하우징의 상부에 일정한 간격으로 설치될 수 있다.

마이크로파 발생기(160)는 챔버(110) 내부로 마이크로파를 조사하여 목재(P200)를 건조시킨다. 이때, 각 마이크로파 발생기(160)의 마이크로파 출력 조건은 모두 동일하거나 또는 하나 이상의 마이크로파 발생기(160)에서 상이하게 설정될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에서와 같이 챔버(110) 내 일측면의 마이크로파 발생기(160)들과 챔버(110) 내 타측면의 마이크로파 발생기(160)들이 마주보는 방향으로 설치되되 서로 겹치지 않고 교차되도록 설치될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 건조 대상인 목재(P200)의 전체 영역에 대해 마이크로파가 균등하게 영향을 미칠 수 있다. 이러한 마이크로파 발생기(160)의 설치 위치는 한정되지 않으며, 챔버(110) 내부 양측면에서 대향하되 적어도 일부가 겹치도록 설치되는 것도 가능하다.

파워서플라이(120)는 각 마이크로파 발생기(160)로 동작 전원을 공급하되, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 하나의 파워서플라이(120)가 하나의 마이크로파 발생기(160) 별로 대응하도록 구성될 수 있다. 이러한 파워서플라이(120)의 구성 방식은 이에 한정되지 않으며, 하나의 파워서플라이(120)가 여러 개의 마이크로파 발생기(160)로 동작 전원을 공급하거나 또는 여러 개의 파워서플라이(120)가 하나의 마이크로파 발생기(160)로 동작 전원을 공급하는 것도 가능하다.

파워서플라이(120)들은 각각 제어반(130)의 제어 신호에 따라 해당하는 마이크로파 발생기(160)로 설정된 전원을 공급한다. 이때, 복수의 파워서플라이(120)들이 공급하는 동작 전원은 모두 동일하거나 또는 하나 이상의 파워서플라이(120)에서 상이하게 설정될 수도 있다.

제어반(130)은 복수의 마이크로파 발생기(160) 별로 마이크로파 출력 동작을 제어한다. 이때, 제어반(130)은 데이터 처리 장치(150)로부터 마이크로파 출력 조건을 수신하고, 수신된 마이크로파 출력 조건에 따라 각 마이크로파 발생기(120)에 대한 제어 신호를 전송한다.

제어반(130)은 마이크로파 목재 건조 시스템(100)을 시동할 수 있도록 하는 온/오프(On/Off) 스위치를 비롯하여 마이크로파 목재 건조 시스템(100)의 여러 기능을 제어할 수 있는 각각의 제어용 부재를 포함하되, 각 제어용 부재는 사용자가 동작 시킬 수 있도록 제어반(130)의 하우징 외부에 노출되도록 장착된다. 또한, 제어반(130)은 디스플레이를 더 포함할 수 있으며, 이러한 디스플레이는 사용자가 각 정보를 확인할 수 있도록 표시하되 사용자가 임의의 기능 또는 동작을 선택할 수 있도록 입력 수단(예: 터치 패널)을 포함할 수 있다. 이때, 각 제어용 부재는 소프트웨어적으로 구현되어 제어반(130)의 디스플레이를 통해 표시되는 것도 가능하다.

또한, 제어반(130)의 하우징 내부에는, 각 마이크로파 발생기(160)를 제어하는 조건을 결정하고 제어 신호를 발생시키는 컨트롤러, 컨트롤러로 각종 제어 프로그램을 제공하는 메모리, 및 데이터 처리 장치(150)와 데이터를 송수신하는 통신모듈 등을 포함하는 제어 장치가 수납될 수 있다.

참고로, 도 1에서는 제어반(130)이 챔버(110)의 하우징 상단 일 위치에 일체형으로 장착된 것을 도시하였으나, 제어반(130)의 설치 위치는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제어반(130)은 챔버(110)의 하우징 측면 등에 장착될 수도 있으며, 또는 챔버(110)와 별도로 구성되는 것도 가능하다.

한편, 도 1에서는, 챔버(110)와 챔버(110)의 하우징에 포함되거나 접하도록 장착된 구성들, 즉 챔버(110) 내의 마이크로파 발생기(160)들 및 파워서플라이(120)들을 마이크로파 목재 건조 시스템(100)의 본체(10)로서 표시하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 본체(10)는 위와 같은 기본적인 세 구성 외에도 챔버(110)와 접하도록 구성된 제어반(130), 토출구(112) 및 지지부(111)등을 더 포함할 수 있다.

지지부(114)는 챔버(110)를 지탱하되, 챔버(110) 하우징의 하부 영역에 소정 간격으로 설치되어 있다.

중량 측정 센서(140)는 지지부(111) 별로 하부에 접하도록 설치되어, 본체(10)의 중량을 실시간 측정한다.

이때, 본체(10)의 중량이란, 챔버(110) 내부에 건조 대상인 목재(P200)가 수납된 상태 및 챔버(110) 내 목재(P200)가 수납되지 않은 상태 모두의 본체(10) 중량을 의미한다.

즉, 챔버(110) 내부에 목재(P200)가 수납되지 않은 경우에 본체(10)의 중량은 목재(P200) 및 데이터 처리 장치(150)를 제외하고 챔버(110)의 내/외부에 장착되거나 포함되는 모든 구성의 중량을 측정한 것으로서, 최초 본체 중량 값을 의미한다. 이러한 최초 본체 중량 값은 건조 공정 이전에 최초 1회 이상 측정될 수 있으며, 제어반(130)의 메모리에 저장된 후 제어반(130)을 통해 데이터 처리 장치(150)로 제공되거나 또는 중량 측정 센서(140)로부터 데이터 처리 장치(150)로 직접 제공된 후 데이터 처리 장치(150)에 저장될 수 있다.

또한, 챔버(110) 내부에 목재(P200)가 수납된 경우 본체(10)의 중량은 데이터 처리 장치(150) 만을 제외하고 챔버(110)의 내/외부에 장착되거나 포함되는 모든 구성과 수납된 목재(P200)에 대한 전체 중량을 측정한 것으로서, 건조 공정 시작 직전의 초기 본체 중량 값과 실시간으로 변동되는 건조 중 본체 중량 값들을 의미한다. 이러한 초기 본체 중량 값과 건조 중 본체 중량 값들은 매 건조 공정마다 측정된 후, 제어반(130)을 통해 또는 중량 측정 센서(140)로부터 직접 데이터 처리 장치(150)로 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 중량 측정 센서(140)가 데이터 처리 장치(150)로 직접 데이터를 송신할 경우를 설명하도록 하며, 이때 도 1에 도시한 바와 같이 각 중량 측정 센서(140)는 데이터 처리 장치(150)와 유선으로 연결되어 측정된 본체 중량 값을 전달할 수 있다. 본체 중량 값 전달 방식은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 중량 측정 센서(140)는 별도의 무선 통신 모듈을 더 포함하되 무선 통신 모듈을 통해 데이터 처리 장치(150)와 무선 통신할 수 있다.

이상에서 설명한 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 시스템(100)의 본체(10)는 소정 규격(예: 길이, 너비, 높이 등 체적 산출 조건) 이하의 목재를 수납할 수 있는 크기의 챔버(110)를 포함하며, 목재 건조 동작을 처리하는 주요 구성들이 챔버(110) 내 설치되거나 또는 챔버(110) 하우징에 포함되어, 기존의 대규모 목재 건조 장치들에 비해 소형화가 가능하다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 시스템(100)의 본체(10)는 일종의 마이크로파 목재 건조 장치로서, 이동이 가능할 뿐만 아니라 전체 중량을 편리하게 측정 가능하다.

또한, 중량 측정 센서(140)는 통신 및 시스템 자원에 대한 비용 절감을 위하여, 기설정된 주기마다 본체 중량 값(즉, 건조 중 본체 중량 값)을 제공할 수 있다.

데이터 처리 장치(150)는 중량 측정 센서(140)를 통해 실시간으로 측정된 본체 중량 값을 획득하고, 본체 중량 값의 변화에 기초하여 목재 함수율을 산출하며, 목재 함수율에 따라 마이크로파 발생기(160) 별 마이크로파 출력 조건을 결정하여 제어반(130)으로 전송한다.

이러한 데이터 처리 장치(150)의 구성 및 동작에 대해서는 아래에서 도 5를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 적재부(114)는 상부에 하나 이상의 목재를 적재할 수 있도록 소정의 너비 및 길이를 가지며, 적재부(114)의 하부 일면에 설치된 복수의 롤러(또는 바퀴)가 가이드 레일(113)을 따라 슬라이딩하여 챔버(110) 내부로 이동하게 된다.

가이드 레일(113)은 적재부(114)가 챔버(110) 내로 슬라이딩 되는 경로를 제공하여 목재를 이동시킨다.

이때, 가이드 레일(113)은 챔버(110)의 하부 일면으로부터 연장되도록 설치되며, 가이드 레일(113)의 높이는 챔버(110)의 하부면의 높이와 동일하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 적재부(114)는 가이드 레일(113) 위를 슬라이딩한 후 평행한 높이의 챔버(110) 내부로 용이하게 이동될 수 있다. 참고로, 다른 실시예에 따르면, 도면 상에서는 생략되어 있으나 가이드 레일(113)이 챔버(110) 내부까지 설치될 수도 있다.

도 4를 참조하면, 적재부(114) 상에는 건조 대상인 하나 이상의 목재(P200)가 적재되며, 이때 본 발명의 일 실시예에서는 적재부(114)가 챔버(110) 내부로 이동하는 방향과 반대인 적재부(114) 일단에 챔버 도어(115)가 구비된 것을 나타냈다. 이에 따라, 건조 대상인 목재(P200)가 챔버(110) 내부에 완전히 수납되면, 즉 적재부(114)가 챔버(110) 내부로 끝까지 이동되고 나면 챔버 도어(115)가 닫히게 되어 챔버(110)가 밀폐될 수 있다.

다만, 챔버 도어(115)가 구비되는 방식은 이에 한정되지 않는다. 즉, 다른 실시예에 따르면, 챔버 도어(115)는 적재부(114)와는 관계없이 챔버(110)의 일면에 개폐 가능하도록 구비되는 것도 가능하다. 이러한 경우 챔버 도어(115)를 개방시킨 후 적재부(114)를 챔버(110) 내부로 이동시키고, 적재부(114)가 완전히 챔버(110) 내에 수납된 이후에 챔버 도어(115)를 닫음으로써 챔버(110)를 밀폐시킬 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는 판 형상의 적재부(114) 상에 복수의 목재(P200)가 적재되되, 목재(P200) 사이에 공간을 확보하는 격리 부재(116)를 사용할 수 있다. 각 목재(P200)들을 효율적으로 건조시키기 위하여 목재(P200) 사이의 공간을 확보하는 방식은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 적재부(114)가 각각 일정 높이마다 판이 구성된 다단 형태이고, 각 판 마다 목재를 적재하여 공간을 확보하는 것도 가능하다. 또 다른 예로서, 적재부(114)가 그물망, 격자무늬 등의 통풍이 가능한 구조의 판 형상이거나, 평행한 둘 이상의 바(bar)가 소정의 너비가 되도록 배치되어 구성되는 것도 가능하다.

또한, 도 3 및 도 4를 통해 설명한 적재부(114) 및 가이드 레일(113) 간의 슬라이딩 동작은 인력에 의해 처리될 수 있으며, 이를 위해 적재부(114) 일단의 챔버 도어(115)에는 손잡이가 포함될 수 있다. 또한, 다른 예로서 적재부(114) 및 가이드 레일(113) 간의 슬라이딩 동작은 제어반(130)의 제어에 따라 자동화 처리되는 것도 가능하다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 장치(150)의 구성 및 동작에 대해서 상세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 처리 장치(150)는 통신모듈(151), 목재 건조 조건 제어 프로그램이 저장된 메모리(152), 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서(153), 프로세서(153)의 제어에 따라 시각 정보를 표시하는 디스플레이(154), 및 프로세서(153)에 의해 데이터가 저장되는 데이터베이스(155)를 포함한다.

통신모듈(151)은 제어반(130) 및 중량 측정 센서(140)와 통신하며, 프로세서(153)의 제어에 따라 제어반(130) 및 중량 측정 센서(140)와 데이터를 송수신한다.

이때, 통신 모듈(151)은 중량 측정 센서(140)로부터 본체 중량 값을 실시간으로 수신하여 프로세서(153)로 전달한다. 그리고 통신 모듈(151)은 프로세서(153)로부터 전달된 마이크로파 출력 조건 정보를 제어반(130)으로 전달한다.

메모리(152)에는 목재 건조 조건 제어 프로그램이 저장되어 있으며, 메모리(152)에 저장된 프로그램은 프로세서(153)에 의하여 구동된다.

이때, 메모리(152)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 저장된 정보를 유지하기 위하여 전력이 필요한 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다. 또한, 메모리(152)는 프로세서(153)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리(152)는 저장된 정보를 유지하기 위하여 전력이 필요한 휘발성 저장장치 외에 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

프로세서(153)는 메모리(152)에 저장된 프로그램을 실행하되, 마이크로파 발생기(160)의 마이크로파 출력 조건을 제공하기 위한 데이터 처리 장치(150)의 전반적인 동작을 제어한다.

이를 위해 프로세서(153)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛(CPU, micro-processor, DSP 등), RAM(Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory) 등을 포함하여 구현될 수 있으며, 메모리(152)에 저장된 프로그램을 RAM으로 독출하여 적어도 하나의 프로세싱 유닛을 통해 실행할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서 '프로세서' 라는 용어는 '컨트롤러', '연산 장치', '제어부' 등의 용어와 동일한 의미로 해석될 수 있다.

프로세서(153)는 목재 건조 조건 제어 프로그램의 실행에 따라 다음과 같은 처리를 수행한다.

프로세서(153)는 건조 대상인 목재의 종류, 규격 및 목표 함수율을 입력할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 디스플레이(154)를 통해 제공하고, 사용자 인터페이스를 통해 입력된 목재의 종류 및 규격에 대응하는 마이크로파 발생기(160)의 마이크로파 출력 조건을 결정한다. 이때, 데이터 처리 장치(150)는 별도의 입력 수단(미도시)를 더 포함하거나, 또는 디스플레이(154)가 자체적으로 데이터 입력이 가능한 수단으로 구비될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서 디스플레이(154)는 터치 패널 등을 사용하여 구현될 수 있다.

프로세서(153)는 중량 측정 센서(140)로부터 수신된 최초 본체 중량 값, 초기 본체 중량 값 및 건조 중 본체 중량 값에 기초하여 목재 함수율을 연속적으로 산출한다.

구체적으로, 프로세서(153)는 다음의 수학식 1에 기초하여 목재 함수율을 산출할 수 있다.

<수학식 1>

수학식 1에서 목재초기중량은 "초기 본체 중량 값 - 최초 본체 중량 값"이고, 전건중량은 "{건조 대상 목재의 기본 밀도(db, kg/m²)

전건체적(m³)} + 최초 본체 중량 값"이다. 이때, 건조 대상 목재의 기본 밀도 및 전건체적은 건조 대상 목재 별로 사전에 고유 값을 가질 수 있으며, 이러한 고유 값은 메모리(152)에 저장되어 있을 수 있다.

즉, 프로세서(153)는 목재(P200)가 챔버(110) 내 수납된 상태에서 마이크로파 발생기(160)가 동작되기 직전의 본체 중량 값(즉, 초기 본체 중량 값)으로부터 목재(P200)가 챔버(110) 내 수납되지 않은 상태에서의 본체 중량 값(즉, 최초 본체 중량 값)을 감산하여 1차 목재 초기 중량을 산출한다. 그리고 프로세서(153)는 산출된 1차 목재 초기 중량을 수학식 1의 "목재 초기 중량"으로 설정하여 1차 목재 함수율을 산출한다.

그런 다음, 프로세서(153)는 목재(P200)가 챔버(110) 내 수납된 상태에서 마이크로파 발생기(160)가 동작을 시작한 후부터 소정의 건조 기간이 경과한 후의 '건조 중 본체 중량 값'을 수학식 1의 목재 초기 중량으로 설정하여, 2차 목재 함수율을 산출한다.

또한, 프로세서(153)는 그 다음 건조 기간에 대응하는 '건조 중 본체 중량 값'을 다시 수학식 1의 목재 초기 중량으로 설정하여, 3차 목재 함수율을 산출한다.

이러한 과정을 반복하여, 프로세서(153)는 변화된 목재 함수율을 실시간으로 산출할 수 있다. 이를 통해, 상대적으로 정확도가 높지 않은 목재 자체만의 함수율을 산출하는 것이 아니라, 마이크로파 목재 건조 시스템(100)의 본체(10)의 중량 값에 기초하여 정확도가 높은 목재 함수율을 산출할 수 있다.

참고로, 목재 자체의 중량 대비 수증기로 증발된 수분의 중량은 높은 비율을 차지할 수 있어, 목재만의 중량에 기초하여 목재 함수율을 산출하는 것은 정확한 수분 증발량 및 순수한 목재만의 중량이 확보되지 않을 경우 그 정확도가 높지 않다. 이에 반해, 본 발명의 실시예에서는 목재 뿐만 아니라 상대적으로 매우 큰 중량의 목재 건조 시스템(100)의 본체(10) 중량에 기초하여 목재 함수율을 계산함으로써, 본체(10) 중량 대비 목재에 결로된 물방울 등의 부가적인 중량이 큰 영향을 미치지 않아 상대적으로 더 정확한 목재 함수율을 산출 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 목재 건조 공정 중 증발되는 수분(즉, 수증기)이 토출구(112)를 통해 곧바로 모두 배출되는 바, 별도로 수증기의 중량을 측정할 필요가 없으며 목재 함수율 산출에 배출된 수증기는 유효한 영향을 미치지 않는다.

한편, 프로세서(153)는 산출된 1차 목재 함수율부터의 그 이후에 연속적으로 산출되는 목재 함수율들에 기초하여 적합한 마이크로파 출력 조건을 결정한다. 여기서, 마이크로파 출력 조건은 마이크로파 발생기(160)의 마이크로파 출력 레벨(즉, 크기 또는 세기)과 출력 시간으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(153)가 결정한 마이크로파 출력 조건에 따르면, 제어반(130)의 제어에 따라 각 마이크로파 발생기(160)로의 동작 전원을 제공하는 파워서플라이(120)가 신속하게 스위칭(즉, 온/오프)될 수 있다.

이때, 프로세서(153)는 사전에 메모리(152)에 저장되어 있는 목재 종류 및 규격에 따른 목재 함수율 별 마이크로파 출력 조건으로부터, 현재 산출된 목재 함수율에 대응하는 마이크로파 출력 조건을 검출하여 제어반(130)으로 전송할 수 있다.

또한, 프로세서(153)는 상기 수학식 1을 사용하여 산출된 이전 목재 함수율과 다음 목재 함수율의 차이 변화에 기초하여, 직전 마이크로파 출력 조건을 기준으로 다음 마이크로파 출력 조건을 조절할 수 있다.

예를 들어, 제어반(130)을 통해 사용자는 건조 대상 목재의 종류 및 규격에 적합한 마이크로파 초기 출력 조건(예: 마이크로파 출력 레벨(즉, 크기 또는 세기) 및 건조 시간 등)을 선택할 수 있다. 이에 따라, 제어반(130)의 컨트롤러는 선택된 마이크로파 초기 출력 조건에 따라 마이크로파 발생기(160)들의 동작을 제어할 수 있다.

이러한 상태에서, 프로세서(153)는 2차 목재 함수율에 따른 마이크로파 출력 조건이 마이크로파 초기 출력 조건으로 유지되고 있는 상태에서, 1차 목재 함수율과 2차 목재 함수율 간의 차이 값에 비해 2차 목재 함수율과 3차 목재 함수율 간의 차이 값이 기설정된 임계치 이상 커지는 경우, 또는 2차 목재 함수율보다 3차 목재 함수율이 기설정된 임계치보다 크게 차이가 나는 경우, 마이크로파 출력 조건을 마이크로파 초기 출력 조건과는 상이하게 변경하여 적용할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(153)는 목재 함수율이 낮아지는 속도가 임계치 이상 빨라지는 경우 마이크로파 출력 레벨을 낮추거나 해당 조건에 따른 건조 시간을 줄일 수 있다. 또한, 프로세서(153)는 목재 함수율이 낮아지는 속도가 임계치 이상 느려지는 경우 마이크로파 출력 레벨을 높이거나 해당 조건에 따른 건조 시간을 늘릴 수 있다. 이때, 해당 조건에 따른 건조 시간을 줄이거나 늘리는 것은, 다음 목재 함수율을 산출하는 시점(즉, 마이크로파 출력 조건을 변경하는 시점)을 앞당기거나 늦추는 것을 의미할 수 있다. 또한, 프로세서(153)는 마이크로파 출력 조건을 변경할 경우 사전에 설정된 전체 건조 공정 시간을 변경할 수도 있다.

또한, 프로세서(153)는 임의의 회 차의 목재 함수율 산출 결과가 목표 함수율에 도달할 경우 마이크로파 발생기(160)의 동작이 종료되도록 하는 제어 신호를 제어반(130)으로 전송할 수 있다.

한편, 프로세서(153)는 목재 함수율 산출 결과에 따른 마이크로파 출력 조건을 매칭하여 데이터베이스(155)에 저장할 수 있다.

이때, 프로세서(153)는 사용자 인터페이스를 통해 입력된 목재의 종류 및 규격 별로 복수의 목재 함수율에 따른 마이크로파 출력 조건들을 매칭하여 데이터베이스화 할 수 있다. 또한, 프로세서(153)는 각 공정 별 일시 정보 및 환경 상황 정보(예: 날씨, 온도, 습도 등)를 더 매칭하여 데이터베이스(155)에 저장할 수 있다.

그리고 프로세서(153)는 사용자가 데이터베이스화된 목재 조건(즉, 목재의 종류 및 규격, 환경 상황 등) 별 목재 함수율에 따른 마이크로파 출력 조건 정보를 확인할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 제공하되, 이러한 사용자 인터페이스를 디스플레이(154)를 통해 출력할 수 있다.

이에 따라, 사용자는 건조 공정 이전에 데이터베이스를 확인하여, 건조하고자 하는 목재의 종류 및 규격 등에 따라 적합한 마이크로파 출력 조건을 확인하거나, 또는 지난 건조 공정의 히스토리 정보를 편리하게 확인할 수 있다.

또한, 프로세서(153)는 통신모듈(151)을 통해 외부로부터 특정 목재 조건에 따른 마이크로파 출력 조건 정보를 요청받으면, 데이터베이스(155)로부터 해당 목재 조건에 대응하는 마이크로파 출력 조건 정보를 검출하여 통신모듈(151)을 통해 해당 요청 대상(예: 서버 또는 장치 등)으로 제공할 수 있다.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 데이터 처리 장치(150)는 본체(10)와 별도로 구비될 수 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 데이터 처리 장치(150)는 일종의 데이터 처리기로서 제어반(130)의 일구성으로 구성되는 것도 가능하다.

즉, 데이터 처리 장치(150)의 각 구성인, 통신모듈(151), 메모리(152), 프로세서(153), 디스플레이(154), 및 데이터베이스(155)는 도 1의 제어반(130)에 포함될 수 있다. 이처럼 데이터 처리 장치(150)가 제어반(130)에 포함될 경우, 중량 측정 센서(140)가 측정하는 본체 중량 값에 데이터 처리 장치(150)의 중량이 더 추가될 수 있음은 당연할 것이다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 시스템(100)을 통한 마이크로파 목재 건조 공정을 제어하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 이때, 도 6을 통해 설명할 목재 건조 공정 제어 방법은 데이터 처리 장치(150)의 프로세서(153)를 통해 실행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

먼저, 중량 측정 센서(140)를 통해 마이크로파 목재 건조 시스템(100)의 본체(10) 만의 중량 값(즉, 최초 본체 중량 값)을 측정한다(S610).

이때, 본체(10)의 챔버(110) 내에는 목재가 수납되지 않은 상태이며, 목재를 적재 및 이동시키기 위한 구성인 적재부(114)는 챔버(110) 내에 수납된 상태이다. 또한, 적재부(114)의 수납에 따라 챔버 도어(115) 또한 닫힌 상태로서 챔버(110)에 포함된다.

다음으로, 본체(10)의 챔버(110) 내에 건조 대상 목재(P200)를 수납한 후(S620), 마이크로파 발생기(160)가 동작되기 전에 중량 측정 센서(140)를 통해 목재(P200)가 수납된 본체(10)의 중량(즉, 초기 본체 중량 값)을 측정한다(S630).

이때, 본체(10)의 챔버(110) 내에는 목재(P200) 및 적재부(114)가 수납된 상태이며, 챔버 도어(115) 또한 닫힌 상태로서 챔버(110)에 포함된다.

그런 다음, 마이크로파 발생기(160)가 제어반(130)에 의해 기설정된 마이크로파 출력 조건에 따라 동작되면, 중량 측정 센서(140)를 통해 목재(P200)가 수납된 본체(10)의 중량(즉, 건조 중 본체 중량 값)을 실시간 측정한다(S640).

이때, 중량 측정 센서(140)가 소정 기간마다 '건조 중 본체 중량 값'을 측정하도록 제어할 수 있다.

다음으로, 측정된 최초 본체 중량 값, 초기 본체 중량 값 및 하나 이상의 건조 중 본체 중량 값에 기초하여 목재 함수율을 연속적으로 산출한다(S650).

이때, 목재 함수율 산출 방식은 앞서 도 5를 통해 설명한 방식과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

그런 다음, 사전에 설정된 목재 조건(즉, 목재의 종류 및 규격)에 따른 목재 함수율 별 마이크로파 출력 조건 중 앞서 산출된 목재 함수율에 대응하는 마이크로파 출력 조건을 검출하고(S660), 검출된 마이크로파 출력 조건을 제어반(130)으로 전송한다(S670).

이에 따라, 마이크로파 발생기(160)의 출력 조건은 건조 중인 목재의 상태(즉, 함수율의 변화)에 적절한 출력 조건으로 조절될 수 있다.

한편, 상기 단계(S650) 이후, 현재 산출된 목재 함수율과 직전 목재 함수율의 차이에 기초하여 직전 마이크로파 출력 조건을 조절할 수도 있다.

예를 들어, 직전 목재 함수율에 비해 현재 산출된 목재 함수율이 임계치 이상으로 크게 차이를 갖는 경우 직전 마이크로파 출력 조건을 변경할 수 있다. 또한, 직전 목재 함수율과 그 직전 목재 함수율 간의 차이 값보다 직전 목재 함수율과 현재 산출된 목재 함수율의 차이 값이 더 큰 경우 직전 마이크로파 출력 조건을 변경할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법은, 상기 단계(S670) 이후에 사전에 설정된 목표 함수율에 현재 측정된 목재 함수율이 도달한 경우 제어반(130)으로 건조 공정을 종료시키는 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법은, 상기 단계(S670) 이후에 목재 함수율 산출 결과들에 따른 각 마이크로파 출력 조건을 목재 조건(즉, 종류 및 규격)에 매칭하여 데이터베이스화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이를 통해, 사용자가 데이터베이스화된 목재 조건(즉, 목재의 종류 및 규격, 환경 상황 등) 별 목재 함수율에 따른 마이크로파 출력 조건 정보를 확인할 수 있으며, 또한 외부 요청에 대해 대응하는 마이크로파 출력 조건 정보를 제공할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 마이크로파 목재 건조 시스템
10: 본체 110: 챔버
111: 지지부 112: 토출구
113: 가이드 레일 114: 적재부
115: 챔버 도어 116: 격리 부재
120: 파워서플라이 130: 제어반
140: 중량 측정 센서 150: 데이터 처리 장치
160: 마이크로파 발생기 P200: 목재

Claims

마이크로파 목재 건조 시스템에 있어서,
내부에 목재가 수용되는 공간이 형성된 챔버(110), 각각 챔버(110) 내부로 마이크로파를 조사하여 목재를 건조시키는 복수의 마이크로파 발생기(160), 및 상기 마이크로파 발생기(160) 별로 동작 전원을 공급하는 하나 이상의 파워서플라이(120)를 포함하는 본체(10);
상기 복수의 마이크로파 발생기(160) 별로 마이크로파 출력 동작을 제어하는 제어반(130);
상기 챔버 (110) 내 발생된 수증기를 외부로 배출시키는 하나 이상의 토출구(112);
상기 챔버(110)를 지탱하되, 상기 챔버(110) 하우징의 하부 영역에 소정 간격으로 설치된 복수의 지지부(111);
상기 지지부(111) 별로 하부에 접하도록 설치되어, 상기 본체(10)의 중량을 측정하는 복수의 중량 측정 센서(140); 및
상기 중량 측정 센서(140)를 통해 실시간으로 측정된 본체 중량 값을 획득하고, 상기 본체 중량 값의 변화에 기초하여 목재 함수율을 산출하며, 상기 목재 함수율에 따라 상기 마이크로파 발생기(160)들의 마이크로파 출력 조건을 결정하여 상기 제어반(130)으로 전송하는 데이터 처리 장치(150)를 포함하는, 마이크로파 목재 건조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 데이터 처리 장치(150)는,
통신모듈(151);
목재 건조 조건 제어 프로그램이 저장된 메모리(152);
상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서(153);
상기 프로세서(153)의 제어에 따라 시각 정보를 표시하는 디스플레이(154); 및
상기 프로세서(153)에 의해 데이터가 저장되는 데이터베이스(155)를 포함하며,
상기 프로세서(153)는 상기 목재 건조 조건 제어 프로그램의 실행에 따라,
상기 통신모듈(151)을 통해 상기 중량 측정 센서(140)에 의해 연속적으로 측정된 본체 중량 값이 수신되면, 상기 수신된 본체 중량 값에 기초하여 실시간 목재 함수율을 계산하고, 상기 계산된 실시간 목재 함수율에 기초하여 마이크로파 출력 조건을 결정하며, 상기 결정된 마이크로파 출력 조건을 상기 통신모듈(151)을 통해 상기 제어반(130)으로 전송하여 상기 마이크로파 발생기(160)의 동작을 제어하되,
상기 마이크로파 출력 조건은,
마이크로파 출력 레벨 및 건조 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 마이크로파 목재 건조 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 프로세서(153)는,
건조 대상 목재가 상기 챔버(110)에 수납되지 않은 상태에서 측정된 상기 본체(10)의 중량인 최초 본체 중량 값과,
건조 대상 목재가 상기 챔버(110)에 수납된 상태에서 상기 마이크로파 발생기(160)가 마이크로파 조사를 시작하기 전에 측정된 상기 본체(10)의 중량인 초기 본체 중량 값과,
건조 대상 목재가 상기 챔버(110)에 수납된 상태에서 상기 마이크로파 발생기(160)가 마이크로파 조사를 시작한 이후에 소정의 기간마다 측정된 상기 본체(10)의 중량인 건조 중 본체 중량 값에 기초하여, 상기 실시간 목재 함수율을 계산하는 것인, 마이크로파 목재 건조 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 프로세서(153)는,
목재의 조건마다 사전에 설정된 복수의 목재 함수율 별 마이크로파 출력 조건 중 상기 계산된 실시간 목재 함수율에 대응하는 마이크로파 출력 조건을 선택하며,
상기 목재의 조건은 상기 건조 대상 목재의 종류 및 규격을 포함하는 것인, 마이크로파 목재 건조 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 프로세서(153)는,
상기 계산된 실시간 목재 함수율 중 가장 최근에 계산된 목재 함수율과 직전에 계산된 목재 함수율의 차이에 기초하여 상기 마이크로파 발생기(160)에 이전에 적용된 마이크로파 출력 조건을 변경하는 것인, 마이크로파 목재 건조 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 프로세서(153)는,
건조 대상인 목재의 목재의 종류, 규격 및 목표 함수율을 입력할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 통해 제공하고,
상기 사용자 인터페이스를 통해 입력된 목재의 종류 및 규격에 대해, 상기 산출된 목재 함수율 별 마이크로파 출력 조건을 매칭하여 데이터베이스(155)에 저장하는 것인, 마이크로파 목재 건조 시스템.
제 1 항에 있어서,
상부에 하나 이상의 목재를 적재할 수 있도록 소정의 너비 및 길이를 갖는 적재부(114); 및
상기 적재부(114)가 상기 챔버(110) 내로 슬라이딩 되는 경로를 제공하여 목재가 이동되도록 하는 가이드 레일(113)를 더 포함하는, 마이크로파 목재 건조 시스템.
마이크로파 목재 건조 시스템의 데이터 처리 장치를 통한 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법에 있어서,
내부에 목재가 수용되는 공간이 형성된 챔버(110), 각각 챔버(110) 내부로 마이크로파를 조사하여 목재를 건조시키는 복수의 마이크로파 발생기(160), 및 상기 마이크로파 발생기(160) 별로 동작 전원을 공급하는 하나 이상의 파워서플라이(120)를 포함하는 본체(10) 만의 중량 값인 최초 본체 중량 값을 중량 측정 센서(140)를 통해 측정하는 단계;
상기 챔버(110) 내 건조 대상인 목재가 수납된 상태에서 상기 마이크로파 발생기(160)가 마이크로파 조사를 시작하기 전의 상기 본체(10)의 중량인 초기 본체 중량 값을 상기 중량 측정 센서(140)를 통해 측정하는 단계;
상기 챔버(110) 내 건조 대상인 목재가 수납된 상태에서 상기 마이크로파 발생기(160)가 마이크로파 조사를 시작한 이후에 소정의 기간마다 상기 본체(10)의 중량인 건조 중 본체 중량 값을 상기 중량 측정 센서(140)를 통해 연속적으로 측정하는 단계;
상기 최초 본제 중량 값, 초기 본체 중량 값 및 하나 이상의 건조 중 본체 중량 값에 기초하여, 상기 건조 대상 목재에 대한 실시간 목재 함수율을 계산하는 단계;
상기 실시간 목재 함수율에 기초하여 상기 마이크로파 발생기(160)에 대한 마이크로파 출력 조건을 결정하는 단계; 및
상기 마이크로파 발생기(160)가 상기 결정된 마이크로파 출력 조건에 따라 동작하도록 제어하는 단계를 포함하며,
상기 중량 측정 센서(140)는 상기 본체(10)를 지탱하는 복수의 지지부(111) 별로 하부에 접하도록 설치된 것이고,
상기 마이크로파 출력 조건은 마이크로파 출력 레벨 및 건조 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 마이크로파 출력 조건을 결정하는 단계는,
목재의 조건마다 사전에 설정된 복수의 목재 함수율 별 마이크로파 출력 조건 중 상기 계산된 실시간 목재 함수율에 대응하는 마이크로파 출력 조건을 선택하며,
상기 목재의 조건은 상기 건조 대상 목재의 종류 및 규격을 포함하는 것인, 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 마이크로파 출력 조건을 결정하는 단계는,
상기 계산된 실시간 목재 함수율 중 가장 최근에 계산된 목재 함수율과 직전에 계산된 목재 함수율의 차이에 기초하여 상기 마이크로파 발생기(160)에 이전에 적용된 마이크로파 출력 조건을 변경하는 것인, 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법.
제 8 항에 있어서,
건조 대상인 목재의 목재의 종류, 규격 및 목표 함수율을 입력할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 통해 제공하는 단계; 및
상기 사용자 인터페이스를 통해 입력된 목재의 종류 및 규격에 대해, 상기 산출된 목재 함수율 별 마이크로파 출력 조건을 매칭하여 데이터베이스화 하는 단계를 더 포함하는, 마이크로파 목재 건조 공정 제어 방법.