KR20200142286A - Insulating materials drying apparatus and drying method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단열재 건조장치 및 이를 이용한 단열재 건조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어로젤 블랭킷 단열재의 건조 공정 시 용매를 효율적으로 제거할 수 있는 단열재 건조장치 및 이를 이용한 단열재 건조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an insulating material drying apparatus and a method of drying an insulating material using the same, and more particularly, to an insulating material drying device capable of efficiently removing a solvent during a drying process of an airgel blanket insulating material, and a method of drying an insulating material using the same.
일반적으로, 에어로젤(Aerogel)은 공기를 뜻하는 에어(air)와 고체화된 액체를 의미하는 젤(gel)의 합성어이다.In general, aerogel is a compound word of air, meaning air, and gel, meaning solidified liquid.
이러한 에어로젤은 머리카락의 1 만분의 1 굵기인 규소산화물(SiO2) 실이 성글게 얽혀 이루어지며, 실과 실 사이에는 공기 분자들이 들어 있는데 전체 부피의 98%를 공기가 차지한다. 에어로젤은 밀도가 공기밀도(0001g/㎥)의 3배인 약 0003g/㎥으로, 지구상에 존재하는 고체 중에서 가장 가볍다.In this airgel, silicon oxide (SiO2) threads, which are ten thousandths of a hair, are intertwined, and air molecules are contained between the threads, and 98% of the total volume is air. Airgel has a density of about 0003g/㎥, which is three times the density of air (0001g/㎥), and is the lightest among solids on the planet.
또한 에어로젤의 구멍은 공기 입자의 평균 이동 거리보다 짧아 공기가 잘 통하지 않아 열전도를 효과적으로 막을 수 있다. 에어로젤에 1,000℃ 이상의 불꽃을 갖다대어도 온도가 잘 전달되지 않을 정도로 열전도율이 매우 낮다.In addition, the pores of the airgel are shorter than the average moving distance of the air particles, so air does not pass well, so heat conduction can be effectively prevented. The thermal conductivity is so low that the temperature is not well transmitted even when a flame of 1,000℃ or higher is applied to the airgel.
또한 에어로젤은 열, 전기, 소리, 충격에 강하고 무게도 공기의 3배 정도로 매우 가벼워 오래전부터 신소재로 주목받고 있다. 일례로, 에어로젤은 의류, 산업용 단열재 등 그 응용분야는 다양하다.In addition, airgel has been attracting attention as a new material for a long time because it is strong against heat, electricity, sound and shock, and its weight is 3 times that of air. For example, aerogels have various applications, such as clothing and industrial insulation.
한편, 에어로젤 블랭킷(Aerogel blanket)은 에어로젤 소재를 복합화하여 매트리스나 시트 형태로 만든 것을 말한다.On the other hand, an airgel blanket refers to a mattress or sheet made by compounding airgel materials.
이러한 에어로젤 블랭킷은 유연성이 있기 때문에 굽히거나 접거나 또는 자를 수 있는 특징을 지니고 있어, 파이프의 단열이나 의류 등과 같은 곳에도 응용이 가능하고 여러 가지 산업적인 응용 또한 가능하다.Since these airgel blankets are flexible, they can be bent, folded, or cut, so they can be applied to heat insulation of pipes, clothing, etc., and various industrial applications are also possible.
아울러 상기 에어로젤 블랭킷은 섬유와 에어로젤을 포함한 복합체(composite) 구조임에 따라 유연성을 가지고 있다. 즉 섬유는 에어로젤 블랭킷의 유연성과 기계적인 강도를 강화하는 역할을 하고, 에어로젤은 다공성으로 인한 단열 특성을 부여해준다. 섬유의 특징과 에어로젤의 특징을 복합화하여 서로의 장점을 살리고 단점을 보완한 것이 에어로젤 블랭킷의 핵심적인 복합화 기술이라 할 수 있다.In addition, the airgel blanket has flexibility as it has a composite structure including fibers and airgel. In other words, the fiber plays a role in reinforcing the flexibility and mechanical strength of the airgel blanket, and the airgel gives the insulation properties due to porosity. It can be said that the core complexing technology of the airgel blanket is that the characteristics of the fiber and the characteristics of the airgel are combined to make use of each other's strengths and complement the disadvantages.
에어로젤 블랭킷은 기존의 폴리머 단열재인 폴리스티로폴이나 폴리우레탄폼보다 내열성 및 단열성이 우수한 신소재로서, 향후 전개되는 에너지 절약 및 환경문제를 해결할 수 있는 첨단소재로 주목을 받고 있다.Airgel blankets are a new material with superior heat resistance and insulation properties compared to polystyropol or polyurethane foam, which are existing polymer insulation materials, and are attracting attention as a high-tech material that can solve future energy saving and environmental problems.
또한 에어로젤 블랭킷은 종래의 폴리머 단열재를 대체할 수 있을 정도의 우수한 단열특성, 기계적인 강도, 유연성으로 인한 다양한 형태로의 가공의 용이성 등으로 향후 기존의 건축용 단열재 시장을 대체할 것으로 예상된다.In addition, airgel blankets are expected to replace the existing building insulation market in the future due to their excellent thermal insulation properties that can replace conventional polymer insulation materials, mechanical strength, and ease of processing into various forms due to flexibility.
이러한 에어로젤 블랭킷에 대하여 종래 대한민국 등록특허 제10-1454233호(공고일: 2014.10.23.) 등으로 선 출원된 바 있다.The airgel blanket has been previously applied as Korean Patent No. 10-1454233 (announcement date: Oct. 23, 2014).
종래의 에어로젤 블랭킷을 이용한 단열재 제조 시 용매인 에탄올을 제거하기 위한 공정으로는 우수한 젤 구조 형성(수축 최소화) 및 물성(열전도도 및 소수성) 구현을 위해 주로 초임계 건조(Super Critical Drying) 방법이 사용되었다.As a process for removing ethanol, which is a solvent, when manufacturing an insulation material using a conventional airgel blanket, a super critical drying method is mainly used to form an excellent gel structure (minimize shrinkage) and realize physical properties (thermal conductivity and hydrophobicity). Became.
그러나 초임계 건조 공정은 초기 투자비용 및 공정 비용 및 시간이 상대적으로 많이 소요되며, 보통 배치 타입(Batch Type)으로 공정이 진행되므로 연속 공정 대비 생산성이 저하되는 문제점을 가지고 있다.However, the supercritical drying process takes a relatively high initial investment cost, process cost, and time, and has a problem of lowering productivity compared to a continuous process because the process is usually carried out in a batch type.
에어로젤 블랭킷 또는 시트 타입에 주로 사용되는 롤투롤(Roll-to-Roll) 열풍 건조 오븐의 경우 연속 공정을 통한 건조/용매 제거 공정이 가능하나, 건조 중 수축 및 열전도도 물성이 크게 저하되는 문제점이 확인되었다.In the case of a roll-to-roll hot air drying oven, which is mainly used for airgel blankets or sheet types, drying/solvent removal processes are possible through a continuous process, but there is a problem that shrinkage and thermal conductivity properties are greatly deteriorated during drying. Became.
따라서 에어로젤 블랭킷 단열재의 용매 제거 공정에서의 투자 및 공정 비용을 절감하고 우수한 물성이 재현 가능한 건조 방식이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a drying method capable of reducing investment and process cost in the solvent removal process of the airgel blanket insulation material and reproducing excellent physical properties.
또한 실시간으로 단열재의 품질에 영향을 주는 유효인자를 모니터링하여 이를 제어할 수 있는 공정 시스템 구축을 통한 생산성 및 품질 개선이 필요한 실정이다.In addition, there is a need to improve productivity and quality through real-time monitoring of effective factors affecting the quality of insulation materials and building a process system that can control them.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 에어로젤 블랭킷 단열재 용매를 효율적으로 제거할 수 있고, 건조 공정 시 실시간으로 단열재의 품질에 영향을 주는 유효 인자를 모니터링하여 이를 제어할 수 있도록 한 단열재 건조장치 및 이를 이용한 단열재 건조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was conceived to solve the above-described problems, and the airgel blanket insulation solvent can be efficiently removed, and during the drying process, an insulation material drying that allows monitoring and controlling effective factors that affect the quality of the insulation material in real time. An object thereof is to provide an apparatus and a method of drying an insulating material using the same.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 건조장치는, 내부에 수용공간이 마련되며, 일측에 투입구가 구비되고 타측에 배출구가 구비되는 본체부; 상기 투입구와 배출구를 통해 상기 수용공간 내에 이동 가능하게 설치되는 컨베이어벨트를 포함하여, 건조대상 단열재를 일방향으로 이송시켜주는 이송부; 상기 본체부 내에 설치되어 이송되는 단열재를 가열해주는 가열부; 상기 본체부 내에 설치되어 이송되는 단열재의 온도를 측정해주는 감지센서를 포함하는 측정부; 및 상기 측정부를 통해 측정된 데이터를 바탕으로 상기 단열재의 이송속도, 가열온도, 상기 본체부 내의 단열재 체류시간, 상기 단열재와 가열부 사이의 각도 및 이격거리를 포함한 다양한 조건 중 적어도 어느 하나를 실시간으로 제어해주는 제어부;를 포함할 수 있다.The drying apparatus according to the present invention for realizing the object as described above includes a main body having an accommodation space therein, an inlet port on one side, and an outlet port on the other side; A conveying unit for transporting the insulating material to be dried in one direction, including a conveyor belt installed to be movable in the receiving space through the inlet and outlet; A heating unit installed in the main body to heat the transported insulating material; A measuring unit including a detection sensor installed in the main body and measuring the temperature of the transported insulating material; And at least one of various conditions including the transfer rate of the insulation material, the heating temperature, the residence time of the insulation material in the body part, the angle between the insulation material and the heating part, and a separation distance based on the data measured through the measurement unit in real time. It may include; a control unit for controlling.
이 경우 상기 이송부의 컨베이어 벨트는, 메쉬 형태를 적용할 수 있다.In this case, the conveyor belt of the transfer unit may have a mesh shape.
또한 상기 이송부는, 상기 수용공간을 통과하는 컨베이어벨트의 소정지점이 소정각도 굴곡지도록 조작해주는 액추에이터가 구비된 구동유닛;을 더 포함하여, 상기 컨베이어벨트에 의해 이송되는 단열재의 본체부 내 체류시간을 증가시킬 수 있도록 할 수 있다.In addition, the transfer unit further includes a driving unit provided with an actuator that operates so that a predetermined point of the conveyor belt passing through the receiving space is bent at a predetermined angle, and further includes, a residence time in the main body of the insulator transferred by the conveyor belt. You can make it increase.
또한 상기 가열부는, 상기 단열재의 길이방향을 따라 복수 개가 이격 설치되는 적외선히터;를 포함할 수 있다.In addition, the heating unit may include a plurality of infrared heaters spaced apart from each other along the length direction of the heat insulating material.
또한 상기 가열부는, 상기 컨베이어벨트에 의해 이송되는 단열재의 일 표면을 향해 설치된 적외선히터의 조사각도를 조절해주는 제1액추에이터와, 상기 적외선히터와 단열재 표면 사이의 이격거리를 조절해주는 제2액추에이터를 포함하는 조절유닛;을 더 포함할 수 있다.In addition, the heating unit includes a first actuator for adjusting the irradiation angle of the infrared heater installed toward one surface of the insulating material conveyed by the conveyor belt, and a second actuator for adjusting the separation distance between the infrared heater and the surface of the insulating material. It may further include a; control unit.
또한 상기 감지센서는, 상기 이송부의 길이방향을 따라 복수 개가 이격 설치될 수 있다.In addition, a plurality of the detection sensors may be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the transfer unit.
또한 상기 감지센서는, 상기 단열재의 상, 하부 온도를 각각 측정해줄 수 있도록 상기 컨베이어벨트의 상, 하측에 대향되게 설치될 수 있다.In addition, the detection sensor may be installed opposite to the upper and lower sides of the conveyor belt so as to measure the upper and lower temperatures of the insulating material, respectively.
또한 상기 본체부의 상부에는 상기 수용공간 내에 질소를 공급해주는 급기구;가 구비되고, 상기 본체부의 하부에는 배기구;가 구비된 것을 더 포함할 수 있다.In addition, a supply port for supplying nitrogen into the accommodation space may be provided at an upper portion of the main body, and an exhaust port may be provided at a lower portion of the main body.
상기 단열재 건조장치를 이용한 단열재 건조방법에 있어서, 본체부의 수용공간 내부를 통과하도록 컨베이어벨트를 이용하여 건조대상 단열재를 일방향으로 이송하는 단계; 상기 이송되는 단열재를 향해 적외선을 조사하여 가열해주는 단계; 상기 가열되는 단열재의 온도를 측정해주는 단계; 및 상기 측정되는 단열재의 온도 데이터를 바탕으로 상기 단열재의 이송속도, 가열온도, 상기 본체부 내의 단열재 체류시간, 상기 단열재와 가열부 사이의 각도 및 이격거리를 포함한 다양한 조건 중 적어도 어느 하나를 제어부를 통해 실시간으로 제어해주는 단계;를 포함할 수 있다.In the heat insulating material drying method using the heat insulating material drying apparatus, the step of transferring the insulating material to be dried in one direction using a conveyor belt so as to pass through the interior of the receiving space of the body portion; Heating by irradiating infrared rays toward the transferred heat insulating material; Measuring the temperature of the heated insulating material; And based on the measured temperature data of the insulation material, the control unit controls at least one of various conditions including the feed rate of the insulation material, the heating temperature, the insulation material residence time in the body part, the angle between the insulation material and the heating part, and a separation distance. It may include; controlling in real time through.
또한 상기 제어부는, 상기 단열재의 구간별 온도를 파악한 후, 상기 컨베이어벨트의 굴곡 각도를 조절하여 상기 단열재의 본체부 내 체류시간을 제어해주는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the control unit may further include controlling a residence time in the main body of the insulating material by adjusting the bending angle of the conveyor belt after determining the temperature of each section of the insulating material.
또한 상기 제어부는, 상기 단열재의 일 표면과 상기 단열재에 적외선을 조사해주는 적외선히터 사이의 이격거리를 조절해주는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the control unit may further include adjusting a separation distance between one surface of the insulating material and an infrared heater that irradiates infrared rays to the insulating material.
또한 상기 제어부는, 상기 단열재의 일 표면을 향해 적외선을 조사해주는 적외선히터의 조사각도를 조절해주는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, the control unit may further include adjusting an irradiation angle of an infrared heater that irradiates infrared rays toward one surface of the insulating material.
이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 에어로젤 블랭킷 단열재의 용매를 제거하기 위한 건조 공정 시 단열재 온도를 실시간으로 모니터링하여 건조 완료 시점을 파악한 후, 건조 완료 시점 제어를 위한 컨베이어벨트의 선속 및 열원 출력, 열원 각도, 열원과의 이격 거리 등을 제어해줌으로써, 에어로젤 블랭킷 단열재의 건조효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The present invention according to the configuration as described above, during the drying process for removing the solvent of the airgel blanket insulation material, monitor the temperature of the insulation material in real time to determine the completion time of drying, and then output the line speed and heat source of the conveyor belt for controlling the completion time of drying, By controlling the heat source angle, the distance from the heat source, etc., there is an advantage of improving the drying efficiency of the airgel blanket insulation.
도 1은 본 발명에 따른 단열재 건조장치의 내부구성도,
도 2는 본 발명에 따른 이송부의 작동상태도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 가열부의 작동상태도,
도 5는 본 발명에 따른 가열부의 구간별 작동상태도,
도 6은 본 발명에 따른 가열부를 통한 중적외선(MIR) 건조 중 단열재 하부 온도 변화를 나타내는 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 건조장치를 이용한 단열재의 건조 시 수분함침율의 변화를 보여주는 표이다.1 is an internal configuration diagram of an insulation drying apparatus according to the present invention,
Figure 2 is an operating state diagram of the transfer unit according to the present invention,
3 and 4 are operational state diagrams of the heating unit according to the present invention,
5 is an operating state diagram for each section of the heating unit according to the present invention,
6 is a graph showing the temperature change under the insulation material during mid-infrared (MIR) drying through a heating unit according to the present invention;
7 is a table showing the change in moisture impregnation rate when drying the insulating material using the drying apparatus according to the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Here, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are marked with the same numerals as much as possible, even if they are indicated on different drawings.
도 1은 본 발명에 따른 단열재 건조장치의 내부구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이송부의 작동상태도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 가열부의 작동상태도이다.1 is an internal configuration diagram of a heat insulating material drying apparatus according to the present invention, Figure 2 is an operating state diagram of the transfer unit according to the present invention, Figures 3 and 4 are operational state diagrams of the heating unit according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 단열재 건조장치(1)는, 본체부(100), 이송부(200), 가열부(300), 측정부(400), 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.1 and 2, the heat insulating
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The configuration of the present invention will be described in detail as follows.
먼저, 본체부(100)의 단열재 건조장치(1)의 주된 프레임을 구성하는 것으로, 본체부(100) 내부에 소정의 수용공간(S)이 마련된다.First, as constituting the main frame of the heat insulating
이 경우 본체부(100)의 일측에 투입구(111)가 구비되고, 타측에는 배출구(113)가 구비될 수 있다.In this case, an
아울러 본체부(100)의 내부 상측에는 수용공간(S) 내에 질소(N2)를 공급해주는 급기구(121)가 구비되고, 상기 본체부(100)의 하측에는 배기구(123)가 구비될 수 있다.In addition, a
참고로, 상기 급기구(121)를 통해 수용공간(S) 내에 공급되는 질소(N2)는 공기 중의 약 78%를 차지하는 무색무취의 기체로, 금속의 산화방지와 미생물의 발생억제, 불연성 등의 장점으로 인해 산업공정에서 그 수요가 점점 늘어가는 추세이다. 특히, 질소는 본 발명에서와 같은 건조장치(1)나, 제약과 식품 그리고 반도체 공정 등에서 압축공기를 대체하여 많이 사용되고 있다.For reference, nitrogen (N 2 ) supplied into the receiving space (S) through the
이송부(200)는 본체부(100)의 투입구(111)와 배출구(113)를 통해 수용공간(S) 내에 이동 가능하게 설치되는 컨베이어벨트(210)를 포함하여, 건조대상 단열재(10)(이하, '단열재'로 약칭)를 일방향으로 이송시켜준다.The
이 경우 상기 컨베이어벨트(210)는 모터(미도시)의 동력을 전달받아 일방향으로 회전가능하게 작동될 수 있다.In this case, the
또한 컨베이어벨트(210)는 건조장치(1)의 효율을 향상시킬 수 있도록 통풍이 원활한 메쉬 형태로 적용될 수 있다. 이러한 메쉬 형태의 컨베이어벨트(210)는 금속이나, 또는 열에 강한 합성수지 재질로 형성될 수 있다.In addition, the
도 2를 참조하면, 상기 이송부(200)는 본체부(100)의 수용공간(S)을 통과하는 단열재(10)의 체류시간을 증가시킬 수 있도록 컨베이어벨트(210)의 경로를 변경해줄 수 있다.Referring to FIG. 2, the
구체적으로, 상기 이송부(200)는 수용공간을 통과하는 컨베이어벨트(210)의 소정지점이 소정각도(θ) 굴곡지게 조작해주는 액추에이터가 구비된 구동유닛(미도시)을 포함할 수 있다.Specifically, the
일례로, 상기 구동유닛은 컨베이어벨트(210)를 길이방향을 따라 적어도 두 개가 연이어 배치되도록 분할 형성하고, 상기 분할 형성된 컨베이어벨트(210)의 이음매를 액추에이터(미도시)가 상측 또는 하측으로 소정각도(θ) 경사지게 조작해주는 방식으로 구성될 수 있다.As an example, the driving unit is divided into a
물론 상기 구동유닛의 구조에 한정되는 것은 아니며, 상기 컨베이어벨트(210)의 소정지점을 소정각도(θ) 굴곡지게 조작해줄 수 있는 구성이라면, 상기 구동유닛을 다양하게 변경 적용할 수 있음은 물론이다.Of course, it is not limited to the structure of the driving unit, and if it is a configuration capable of manipulating a predetermined point of the
또한 구동유닛의 구성은 통상적인 액추에이터를 조합 적용하여 컨베이어벨트(210)가 굴곡지게 작동시킬 수 있음에 따라 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, the configuration of the driving unit is a detailed description thereof will be omitted as the
가열부(300)는 본체부(100)의 수용공간(S) 내에 설치되어 상기 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 단열재(10)를 가열 건조해준다.The
구체적으로, 가열부(300)는 단열재(10)를 가열해줄 수 있도록 상기 단열재(10)의 이송방향을 따라 복수 개가 이격 설치되는 적외선히터(310)를 포함할 수 있다.Specifically, the
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 가열부(300)는 소정각도 굴곡지게 조작되는 컨베이어벨트(210)의 표면과 소정거리를 유지해줄 수 있도록 상기 적외선히터(310)의 위치 및 각도를 조절해주는 조절유닛(320)을 포함할 수 있다.3 and 4, the
구체적으로, 조절유닛(320)은 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 단열재(10)의 일 표면을 향해 설치된 적외선히터(310)의 조사각도를 조절해주는 제1액추에이터(321)와, 상기 적외선히터(310)와 단열재(10) 표면의 상하 이격거리를 조절해주는 제2액추에이터(323)를 포함할 수 있다.Specifically, the
이 경우 상기 복수의 적외선히터(310)는 동시에 일률적으로 조사각도와 이격거리가 조절될 수 있다.In this case, the irradiation angle and separation distance of the plurality of
또는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 적외선히터(310)는 본체부(100) 내부에 이송되는 단열재(10)의 구간별 온도에 따라 서로 다른 조사각도와 이격거리로 조절될 수 있다.Alternatively, as shown in FIG. 5, the plurality of
측정부(400)는 본체부(100) 내에 설치되어 이송되는 단열재(10)의 상태를 실시간으로 측정해준다.The measuring unit 400 measures the state of the insulating
이 경우 상기 측정부(400)는 단열재(10)의 구간별 온도를 실시간으로 측정해주는 감지센서(410)를 포함할 수 있다.In this case, the measurement unit 400 may include a detection sensor 410 that measures the temperature of each section of the insulating
구체적으로, 상기 감지센서(410)는 단열재(10)의 구간별 온도를 파악할 수 있도록 적어도 본체부(100) 일측에 이송부(200)의 길이방향을 따라 복수 개가 이격되게 설치될 수 있다.Specifically, a plurality of the detection sensors 410 may be installed to be spaced apart from at least one side of the
바람직하게, 상기 감지센서(410)는 단열재(10)의 상, 하부 온도를 각각 측정해줄 수 있도록 상기 이송부(200)의 상, 하측에 이격되게 설치(미도시)될 수 있다.Preferably, the detection sensor 410 may be installed (not shown) to be spaced apart from the upper and lower sides of the
이와 같은 복수의 감지센서(410)가 구비된 측정부(400)는 컨베이어벨트(210)에 의해 수용공간(S)을 통과하는 단열재(10)의 구간별 온도는 물론, 단열재(10) 상, 하부의 온도를 실시간으로 측정해줄 수 있다.The measuring unit 400 provided with a plurality of detection sensors 410 as described above is the temperature of each section of the
제어부는 측정부(400)를 통해 측정된 데이터를 바탕으로 단열재(10)의 이송속도, 가열온도, 상기 본체부 내의 단열재(10) 체류시간, 상기 단열재(10)와 가열부(300) 사이의 각도 및 이격거리를 포함한 다양한 조건을 제어해줄 수 있다.The control unit is based on the data measured through the measurement unit 400, the transfer rate of the
즉 제어부는 본체부(100)의 수용공간(S) 내를 통과하는 단열재(10)의 구간별 온도를 파악할 수 있으며, 이를 바탕으로 단열재(10)의 이송속도를 실시간으로 제어해줌으로써 단열재(10)의 건조효율을 향상시킬 수 있다.That is, the control unit can grasp the temperature of each section of the
구체적으로, 상기 제어부는 단열재(10)의 구간별 온도를 측정하여 단열재(10)의 용매 건조 구간을 파악할 수 있으며, 이에 따라 컨베이어벨트(210)의 굴곡 각도를 조절하여 단열재(10)의 본체부(100) 내 체류시간을 늘려줄 수 있다.Specifically, the control unit may determine the solvent drying section of the
아울러 상기 제어부는 컨베이어벨트(210)의 위치변화에 따라 단열재(10)의 표면과 단열재(10)에 적외선을 조사해주는 적외선히터(310) 사이의 이격거리를 조절해줄 수 있다.In addition, the control unit may adjust the separation distance between the surface of the insulating
또한 상기 제어부는 단열재(10)의 일 표면을 향해 적외선을 조사해주는 적외선히터(310)의 조사각도를 조절해줄 수 있다.In addition, the control unit may adjust the irradiation angle of the
이와 같이, 상기 제어부는 건조장치(1)의 제 구성요소(200, 300, 400)를 제어하여 단열재(10)에 조사되는 적외선의 세기를 조절해줌으로써, 단열재(10)의 건조효율을 향상시킬 수 있다.In this way, the control unit controls the
그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 단열재 건조장치를 이용한 단열재 건조과정에 대하여 설명해보기로 한다.Then, a description will be made of the heat insulating material drying process using the heat insulating material drying apparatus according to the present invention having the above configuration.
먼저, 본체부(100)의 수용공간 내부를 통과하도록 컨베이어벨트(210)를 이용하여 건조대상 단열재(10)를 일방향으로 이송시켜준다.First, the insulating
아울러 가열부(300)에서는 이송되는 단열재(10)의 일 표면을 향해 적외선을 조사하여 가열해준다. 이 경우 적외선을 조사해주는 적외선히터(310)는 단열재(10)의 이송방향을 따라 이격되게 설치되어 상기 단열재(10)를 연속적으로 가열해줄 수 있다.In addition, the
이 경우 측정부(400)에서는 컨베이어벨트(210)의 길이방향을 따라 이송되는 단열재(10)는 온도를 실시간으로 측정해준다. 즉 측정부(400)는 복수의 감지센서(410)를 통해 가열부(300)를 통과하는 단열재(10)의 전 길이에 대하여 구간별 온도를 측정해줄 수 있다. 아울러 측정부(400)는 단열재(10)의 상, 하부 온도를 측정해줄 수 있다.In this case, the measuring unit 400 measures the temperature in real time by the
그리고 제어부에서는 측정부(400)를 통해 측정되는 단열재(10)의 온도 데이터를 바탕으로 상기 단열재(10)의 이송속도, 가열온도, 상기 본체부 내의 단열재(10) 체류시간, 상기 단열재(10)와 가열부(300) 사이의 각도 및 이격거리를 포함한 다양한 조건 중 적어도 어느 하나를 실시간으로 제어해줄 수 있다.And the control unit, based on the temperature data of the
특히, 상기 제어부는 이송부(200)의 컨베이어벨트(210)를 소정각도(θ) 굴곡지게 제어하여 본체부(100) 내부를 통과하는 단열재(10)의 체류시간을 조절해줌과 아울러, 단열재(10)의 이송속도를 실시간으로 제어해줌으로써, 상기 단열재(10)에 조사되는 적외선의 세기를 조절해줄 수 있으며, 이에 따라 단열재(10)의 건조효율을 향상시킬 수 있다.In particular, the control unit controls the
참고로, 도 6은 가열부(300)를 통한 중적외선(MIR) 건조 중 단열재(10) 하부 온도 변화를 나타내는 그래프이다.For reference, FIG. 6 is a graph showing a temperature change under the
도 6의 그래프를 참조하면, 단열재(10)의 건조 초기 승온 구간 이후, 단열재(10) 하부의 온도가 용매(에탄올) 증발이 활발한 항률 구간의 건조 중에는 온도의 상승이 뚜렷하지 않다.Referring to the graph of FIG. 6, after the initial drying period of the
아울러 온도가 크게 상승하여 평형을 이루는 구간을 모니터링하여 단열재(10) 건조 완료 시점으로 판단할 수 있다. 이 시점 이후에 추가적인 건조가 ~ 10분 이상 지속되는 경우에는 단열재(10) 표면의 소수성이 저하됨으로써 단열재(10)의 수분함침률이 증가하게 된다(참고로, 수분함침률은 2wt% 미만이 요구됨, 도 7 참조).In addition, it can be determined as the completion point of drying the
따라서 건조 공정 중 단열재(10) 온도를 실시간으로 모니터링하여 건조 완료 시점을 파악하는 것이 중요하다. 즉 단열재(10)의 건조 완료 시점을 파악하고 건조 완료 시점 제어를 위한 컨베이어벨트(210)의 선속 및 열원 출력, 열원 각도, 열원과의 이격 거리 등의 제어가 필요하다.Therefore, it is important to monitor the temperature of the insulating
이 경우 본 발명에서는 가열부(300)의 열원으로 중적외선(MIR)을 사용한 경우의 일례를 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 상기 가열부(300)의 열원으로 근적외선이나 원적외선을 사용할 수 있음은 물론이다.In this case, in the present invention, an example of using mid-infrared (MIR) as a heat source of the
이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific specific embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 : 건조장치 10 : 단열재
100 : 본체부 S : 수용공간
111 : 투입구 113 : 배출구
121 : 급기구 123 : 배기구
200 : 이송부 210 : 컨베이어벨트
300 : 가열부 310 : 적외선히터
320 : 조절유닛 321 : 제1액추에이터
323 : 제2액추에이터 400 : 측정부
410 : 감지센서 500 : 제어부1: drying device 10: insulation
100: main body S: accommodation space
111: inlet 113: outlet
121: air supply port 123: exhaust port
200: transfer unit 210: conveyor belt
300: heating unit 310: infrared heater
320: control unit 321: first actuator
323: second actuator 400: measuring unit
410: detection sensor 500: control unit
Claims (12)
상기 투입구와 배출구를 통해 상기 수용공간 내에 이동 가능하게 설치되는 컨베이어벨트를 포함하여, 건조대상 단열재를 일방향으로 이송시켜주는 이송부;
상기 본체부 내에 설치되어 이송되는 단열재를 가열해주는 가열부;
상기 본체부 내에 설치되어 이송되는 단열재의 온도를 측정해주는 감지센서를 포함하는 측정부; 및
상기 측정부를 통해 측정된 데이터를 바탕으로 상기 단열재의 이송속도, 가열온도, 상기 본체부 내의 단열재 체류시간, 상기 단열재와 가열부 사이의 각도 및 이격거리를 포함한 다양한 조건 중 적어도 어느 하나를 실시간으로 제어해주는 제어부;를 포함하는 단열재 건조장치.
A body portion provided with a receiving space therein, an inlet port on one side and an outlet port on the other side;
A conveying unit for transporting the insulating material to be dried in one direction, including a conveyor belt installed to be movable in the receiving space through the inlet and outlet;
A heating unit installed in the main body to heat the transferred heat insulating material;
A measuring unit including a sensing sensor installed in the main body to measure the temperature of the heat insulating material to be transferred; And
Based on the data measured through the measuring unit, at least one of various conditions including the feed rate of the insulating material, the heating temperature, the dwell time of the insulating material in the body unit, and the angle and separation distance between the insulating material and the heating unit are controlled in real time. Insulation drying device including;
상기 이송부의 컨베이어 벨트는,
메쉬 형태를 적용한 것인 단열재 건조장치.
The method of claim 1,
The conveyor belt of the transfer unit,
Insulation drying device that applied the mesh form.
상기 이송부는,
상기 수용공간을 통과하는 컨베이어벨트의 소정지점이 소정각도 굴곡지도록 조작해주는 액추에이터가 구비된 구동유닛;을 더 포함하여,
상기 컨베이어벨트에 의해 이송되는 단열재의 본체부 내 체류시간을 증가시킬 수 있도록 한 것인 단열재 건조장치.
The method of claim 1,
The transfer unit,
Further comprising; a drive unit provided with an actuator for operating a predetermined point of the conveyor belt passing through the receiving space to bend at a predetermined angle;
Insulation drying device to increase the residence time in the body portion of the heat insulating material conveyed by the conveyor belt.
상기 가열부는,
상기 단열재의 길이방향을 따라 복수 개가 이격 설치되는 적외선히터;를 포함하는 단열재 건조장치.
The method of claim 3,
The heating unit,
Insulation drying apparatus comprising a; infrared heaters that are spaced apart from a plurality of installed along the longitudinal direction of the insulation.
상기 가열부는,
상기 컨베이어벨트에 의해 이송되는 단열재의 일 표면을 향해 설치된 적외선히터의 조사각도를 조절해주는 제1액추에이터와, 상기 적외선히터와 단열재 표면 사이의 이격거리를 조절해주는 제2액추에이터를 포함하는 조절유닛;을 더 포함하는 단열재 건조장치.
The method of claim 4,
The heating unit,
A control unit comprising a first actuator for adjusting the irradiation angle of the infrared heater installed toward one surface of the insulating material conveyed by the conveyor belt, and a second actuator for adjusting a separation distance between the infrared heater and the surface of the insulating material; Insulation drying device further comprising.
상기 감지센서는,
상기 이송부의 길이방향을 따라 복수 개가 이격 설치되는 것인 단열재 건조장치.
The method of claim 1,
The detection sensor,
Insulation drying apparatus that a plurality of spaced apart installed along the longitudinal direction of the transfer unit.
상기 감지센서는,
상기 단열재의 상, 하부 온도를 각각 측정해줄 수 있도록 상기 컨베이어벨트의 상, 하측에 대향되게 설치되는 것인 단열재 건조장치.
The method of claim 6,
The detection sensor,
Insulation drying apparatus that is installed opposite to the upper and lower sides of the conveyor belt so as to measure the upper and lower temperatures of the insulating material, respectively.
상기 본체부의 상부에는 상기 수용공간 내에 질소를 공급해주는 급기구;가 구비되고,
상기 본체부의 하부에는 배기구;가 구비된 것을 더 포함하는 단열재 건조장치.
The method of claim 1,
A supply port for supplying nitrogen into the accommodation space is provided on the upper part of the main body,
An insulator drying apparatus further comprising an exhaust port at a lower portion of the main body.
본체부의 수용공간 내부를 통과하도록 컨베이어벨트를 이용하여 건조대상 단열재를 일방향으로 이송하는 단계;
상기 이송되는 단열재를 향해 적외선을 조사하여 가열해주는 단계;
상기 가열되는 단열재의 온도를 측정해주는 단계; 및
상기 측정되는 단열재의 온도 데이터를 바탕으로 상기 단열재의 이송속도, 가열온도, 상기 본체부 내의 단열재 체류시간, 상기 단열재와 가열부 사이의 각도 및 이격거리를 포함한 다양한 조건 중 적어도 어느 하나를 제어부를 통해 실시간으로 제어해주는 단계;를 포함하는 단열재 건조방법.
In the heat insulating material drying method using the heat insulating material drying device of any one of claims 1 to 8,
Transferring the insulating material to be dried in one direction using a conveyor belt to pass through the interior of the receiving space of the body unit;
Heating by irradiating infrared rays toward the transferred heat insulating material;
Measuring the temperature of the heated insulating material; And
Based on the measured temperature data of the insulation material, at least one of various conditions including the feed rate of the insulation material, the heating temperature, the insulation material residence time in the body part, the angle between the insulation material and the heating part, and a separation distance may be determined through the control unit Insulation drying method comprising; controlling in real time.
상기 제어부는,
상기 단열재의 구간별 온도를 파악한 후, 상기 컨베이어벨트의 굴곡 각도를 조절하여 상기 단열재의 본체부 내 체류시간을 제어해주는 것을 더 포함하는 단열재 건조방법.
The method of claim 9,
The control unit,
After determining the temperature of each section of the insulation, the method of drying an insulation material further comprising controlling the residence time of the insulation material in the main body by adjusting the bending angle of the conveyor belt.
상기 제어부는,
상기 단열재의 일 표면과 상기 단열재에 적외선을 조사해주는 적외선히터 사이의 이격거리를 조절해주는 것을 더 포함하는 단열재 건조방법.
The method of claim 10,
The control unit,
Insulation drying method further comprising adjusting a separation distance between one surface of the insulation and an infrared heater that irradiates infrared rays to the insulation.
상기 제어부는,
상기 단열재의 일 표면을 향해 적외선을 조사해주는 적외선히터의 조사각도를 조절해주는 것을 더 포함하는 단열재 건조방법.The method of claim 10,
The control unit,
Insulation drying method further comprising adjusting the irradiation angle of the infrared heater that irradiates infrared rays toward one surface of the insulating material.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| KR102356718B1 (en) * | 2021-03-16 | 2022-02-09 | 오승준 | Flame-retardant styrofoam manufacturing system and flame-retardant styrofoam manufatured thereby |
| KR102421811B1 (en) * | 2021-12-30 | 2022-07-14 | 이동재 | Drying equipment for painted steel sheet |
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2019
- 2019-06-12 KR KR1020190069346A patent/KR20200142286A/en active Search and Examination
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| KR102356718B1 (en) * | 2021-03-16 | 2022-02-09 | 오승준 | Flame-retardant styrofoam manufacturing system and flame-retardant styrofoam manufatured thereby |
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| A201 | Request for examination |