KR20210148339A - 슬래브형 재료의 건조 방법 및 건조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축 재료 슬래브, 특히 석고 함유 슬래브를 건조하기 위한 방법에 관한 것으로, 건축 재료 슬래브가 건조 예비 구역(2)과 건조 챔버들로 분할되는 장치를 통과하여 층들(15)로 안내되고, 슬래브들이 건조 공기와 접촉되며, 건조 예비 구역(2)으로부터 건조 공기가, 예비 구역(2)의 상류에 배치되고 적어도, 슬래브의 이송 방향과 관련하여, 양 종방향 측에서 그리고 상면에서 밀폐된 영역(1) 내에서 슬래브로 인가되는 것을 특징으로 한다.

Description

슬래브형 재료의 건조 방법 및 건조 장치
본 발명은 슬래브 또는 슬래브형 재료, 특히 석고 보드(gypsum plaster board)를 건조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
상기 슬래브형 재료들의 건조는 대부분의 경우 가열된 공기의 오버플로(overflow)의 형태로 주로 대류 열 전달을 통해 수행된다. 이 경우, 슬래브는 보통 복수의 층에 걸쳐 분배되어, 롤러 컨베이어 또는 스크린 벨트와 같은 이송 장치에 의해 건조기를 통과하여 안내된다.
종래 기술에 따르면 건조 설비는 대개 공기 재순환 모드로 작동된다. 이와 관련하여, 건조 공기는 여러 번 슬래브로 안내되어 매번 접촉 이후에 다시 가열된다. 이런 방식으로, 공기는 점차 수분이 많아지고, 수분 및 연도 가스를 환경으로 배출하기 위해 건조 공기 중 아주 소량만이 배출 공기로서 환경으로 배출된다.
다양한 건조기 구조 유형의 구별되는 특징은 건조할 재료의 상부에서의 공기 가이드 유형을 형성한다. 공기는 실질적으로 횡방향 에어레이션(transverse aeration), 종방향 에어레이션 또는 이른바 충돌 제트(impingement jet) 에어레이션의 형태로 슬래브로 안내될 수 있다.
횡방향 에어레이션의 경우, 건조 공기는 측면으로부터 슬래브형 재료의 이송 방향에 대해 횡방향으로 건조할 재료 위쪽으로 안내된다. 건조 공기는 건조할 재료 위로 유동하면서 점차 냉각되기 때문에, 폭에 걸쳐서 건조 속도가 달라진다.
그러므로 상기 방법은 석고 보드와 같은 민감한 재료에서는 적용되지 않는다. 종방향 에어레이션의 경우, 건조 공기는 건조기의 종축을 따라 긴 경로에 걸쳐서 이동하고 이때 슬래브 위쪽으로 넘치면서 슬래브를 건조하며, 그로 인해 강하게 냉각된다.
충돌 제트 에어레이션의 경우, 건조 공기는 건조 설비의 측면으로부터 공기 덕트, 즉, 이른바 노즐 박스 내로 안내되어 공기 배출 노즐을 경유하여 건조할 재료의 표면 위로 수직으로 분출된다. 그곳으로부터 상기 공기는 건조 설비의 반대편 측면 쪽으로 흐른다.
상기 유형의 건조기의 장점 중 하나는, 상대적으로 짧고 각각 개별적으로 에어레이션되며 가열될 수 있는 복수의 건조 챔버로 구성된 구조를 통해, 원하는 건조 온도 및 환경(climate)이 건조기의 길이에 걸쳐 자유롭게 선택될 수 있다는 점이다. 따라서 건조 조건이 건조할 재료의 요건에 매칭될 수 있다. 또한, 건조기는, 예컨대 제품 변경 시 제어하기가 매우 용이하다. 상기 건조기는 충돌 제트 유동 시 우수한 열 전달을 통해 종방향 공기 흐름이 있는 필적하는 건조기보다 훨씬 더 짧게 구성될 수 있다. 상기 설비는, "석고 보드의 가속 건조를 위한 방법 및 장치"를 발명의 명칭으로 하는 DE 19 46 696 A1호에 기술되어 있다. 그러나 에너지와 관련하여 특히 유리한 작동에 대해서는 언급되어 있지 않다.
원칙적으로 상기 모든 에어레이션 형태의 에너지 관련 효율은 열 교환기에 의한 신선 공기의 가열을 통해 개선될 수 있다. 이렇게 가열된 신선 공기는 그 이후 연소 공기로서 사용되거나 예비 건조를 위해 이용된다.
DE 26 13 512 A1호에서는 2단 건조 방법 및 건조 설비가 개시된다. DE 26 13 512 A1호에 따른 과제는, 공지된 2단 건조 방법에 따라 특히 유사한 특성을 갖는 석고 보드 또는 제품들이 에너지와 관련하여 특히 경제적으로 건조될 수 있도록, 상기 건조 방법을 개량하거나 보충하는 것이다. 이와 관련한 특징은, 열 교환기가 하류에 연결된 충돌 제트 에어레이션식 건조 구역의 순환 공기를 가열하는 데 이용된다는 점에 있다.
DE 10 2009 059 822 B4호로부터는, 건조 챔버들로 분할된 장치를 통과하여 층들(level)로 안내되는 슬래브를 건조하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 이 경우 슬래브는 건조 장치 내에서 충돌 제트 에어레이션에 의해 건조 공기와 접촉되고, 충돌 제트 에어레이션은 횡방향 에어레이션형 노즐 박스들에 의해 보장된다. 이와 관련하여, 건조 장치는 건조 설비 내에서 주 건조단(main drying stage) 또는 최종 건조단(final drying stage)이다.
상기 절차는, 건조 배출 공기가 열 교환기 내로의 유입 전에 최대한 더 많이 냉각되어야 한다는 사실을 기반으로 한다. 이로써, 에너지 관련 효율이 더욱 개선된다. 이와 관련하여, 상류에 연결된 횡방향 에어레이션식 예비 구역 필드들 내에서 슬래브의 예비 건조를 위해 예열된 신선 공기의 사용도 언급된다.
본 발명의 과제는, 종래 방법에 비해 훨씬 더 높은 효율을 가진 건조 방법을 제공하는 것이다. 이를 위해, 예비 구역 배출 공기가 건조기 유입부의 영역에서 슬래브의 예열을 위해 이용되어야 한다. 이렇게 전달된 에너지는 추후의 진행 과정에서 더 이상 버너를 통해 공급되지 않아도 되며, 그럼으로써 열적 장점이 달성될 수 있을 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라서 특허청구항 제1항에 명시된 것처럼 해결된다.
그 밖의 통상적인 절차에 반하여, 본 발명에 따라서는 석고 보드 및 석고 섬유 보드와 같은 석고 함유 슬래브형 재료에 이미 경화[수화 작용(hydratation)] 단계에서 건조 예비 구역으로부터 따뜻한 공기가 공급된다. 이 경우, 경화 단계는 통상적으로 8분 내지 12분간 지속되며, 슬래브가 이미 개별 층들로 분배되었던 건조기 상류 영역을 포함한다.
본 발명은 예상과 달리 아직 완전히 경화되지 않은, 즉, 여전히 경화 과정의 최종 단계에 있는 슬래브에 어떤 식으로든 완전한 수화 작용을 방해하지 않으면서 적당히 따뜻한 건조 공기가 공급될 수 있다는 놀라운 발견에 기초한다.
바람직한 개선예들은 종속 청구항들 및 특히 도면과 연관된 설명부에 명시되어 있다.
바람직한 방식으로, 본원 방법은, 건조 예비 구역으로부터 배출 공기가 건조 공기로서, 슬래브의 이송 방향과 반대 방향으로, 밀폐된 영역 내에서 슬래브를 따라 유동하고 이와 동시에 냉각되는 것을 특징으로 한다.
또한, 냉각된 공기는 배출되어 환경 내로 배출된다.
공기 흐름, 다시 말하면 밀폐된 영역(enclosed area) 내로의 건조 공기의 공급을 개루프 모드 또는 폐루프 모드로 제어하기 위해, 바람직하게는 온도 및/또는 습도 센서가 제공된다.
본 발명에 따라서, 밀폐된 영역 내에는, 50Pa 이하, 특히 20Pa 이하의 경미한 부압이 팬(fan)에 의해 생성된다. 바람직하게는, 밀폐된 영역 내 공기의 수분 함량은 공기 1kg당 30g 미만, 바람직하게는 20g 이하의 값으로 개루프 모드로 제어된다. 이 경우, 바람직하게는, 밀폐된 영역 내에서 35 내지 60℃의 공기 온도가 유지된다. 이렇게 생성된 기후 환경은, 특히 슬래브가 밀폐된 영역 내로 유입되는 곳에서 이슬점 미달이 효과적으로 방지될 수 있게 한다. 상기 이슬점 미달은 예컨대 슬래브의 표면 위로 물방울의 국소 적하를 야기할 수도 있고, 그곳에서 바람직하지 못한 변색을 야기할 수도 있다.
본 발명에 따라서, 석고 함유 슬래브를 건조하기 위한 다층 건조기를 위해 제공되는 장치도 제공된다. 상기 장치는, 건조 예비 구역의 상류에 밀폐된 영역이 배치되고, 이런 영역 내에서는 건조 예비 구역으로부터 배출되는 건조 공기가 슬래브 상으로 공급될 수 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 밀폐된 영역은 측면 벽부들과 상면 커버뿐만 아니라 슬래브를 수용하는 층들 사이의 유입 측 커버들을 포함하며, 상기 영역은 건조 공기를 유입시키기 위해 건조 예비 구역을 향해 개방되어 있다. 벽부들 및 커버들은 도어(door) 또는 관찰창(viewing window)도 구비할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 파이프 라인의 영역 내에 팬이 삽입되고, 건조 공기가 밀폐된 영역 내에서 슬래브로부터 수분을 흡수하여 이를 약간 가열한 후에, 상기 팬을 통해 건조 공기는 밀폐된 영역으로부터 흡출된다.
연통(chimney)에 연결되어 있는 파이프 라인을 경유하여 수분으로 포화된 건조 공기를 배출시키기 위해 파이프 라인을 사용하는 것도 바람직하다.
본원 장치가 그 밖에도, 온도 및/또는 수분 센서들을 이용하여 밀폐된 영역 내로의 건조 공기의 공급을 개루프 모드 또는 폐루프 모드로 제어할 수 있는 개루프 또는 폐루프 제어 장치를 포함한다면, 예비 구역의 상류에서 밀폐된 영역의 작동 모드가 최적화된다.
그에 추가로, 바람직하게는, 예비 구역으로부터 과량의 건조 공기를 배출하기 위한 바이패스 라인이 제공되며, 이런 바이패스 라인은 밀폐된 영역 내에서는 요구되지 않는다. 이런 방식으로, 과량의 건조 공기는, 바이패스 라인이 연통에 연결되어 있다면, 밀폐된 영역으로부터 공기와 함께 배출된다.
하기에서 본 발명은 도면들을 근거로 보다 더 상세하게 설명된다.
도 1은 슬래브형 재료를 건조하기 위한 건조 장치의 예비 구역 상류의 밀폐된 영역을 도시한 등각 투상도이며, 여기서 외부 벽부를 형성하는 세그먼트 플레이트는 생략되어 있다.
도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 종방향으로 잘라낸 밀폐된 영역의 수직 단면도이다.
도 3은 도 1의 절단선 III-III를 따라 잘라낸 밀폐된 영역의 수직 단면도이다.
도 4는 도 1의 절단선 IV-IV를 따라 잘라낸 밀폐된 영역의 수평 단면도이다.
밀폐된 영역(1)(도 1 내지 도 4)은 장입 구역(20)(charging zone) 또는 공급 장치와 건조 장치의 예비 구역(2) 사이에 연장된다. 상기 영역 내에서는 슬래브들, 특히 석고 보드들의 응결 또는 경화 과정이 완료된다. 예비 구역(2)은 전이부 없이 영역(1)과 연결되어 예비 구역(2)의 전방 벽부(3)까지 연장되며, 그럼으로써 건조 공기는 예비 구역(2)으로부터 영역(1) 내로 유입되어 슬래브를 최대 60℃의 온도로 가열한다. 이와 동시에, 영역(1) 내에서는 공기 1kg당 30g 미만의 수분 및 부압이 유지됨으로써, 건조 공기가 슬래브로부터 수분을 흡수하고 슬래브의 응결 과정이 지원된다.
천장 영역에서 건조 공기는 영역(1)의 양 측면에 그리고 그 상부에 각각 가로 방향으로 베치된 2개의 포치(porch)(4, 5)를 통해 공급된다. 이들 포치(4, 5)로부터 수분이 많아진 공기가 흡입 포트들(6, 7)을 경유하여 중앙 흡출관(8) 쪽으로 유동하며, 이 중앙 흡출관은 영역(1)의 위쪽에 연장되고 팬(9)을 포함하며 연통(10)으로 이어지고, 연통은 자체에 필터 시스템(11)을 구비한다.
예비 구역(2)의 전방 벽부(3) 상에서, 벽부(3)의 일 측에, 또는 양측 모두에 배출 포트(12)가 제공되고, 이 배출 포트로부터 바이패스 라인(13)이 플랜지(14)로 이어지며, 플랜지를 통해 바이패스 라인(13)이 흡출관(8)과 연결됨에 따라 건조 공기가 필요한 경우 예비 구역(2)으로부터 흡출된다.
영역(1)은 내부에 롤러들(16)을 구비한 층들(15)(도 3)을 포함한다. 벽부는 복수의 세그먼트 플레이트(17)(도 4)에 의해 형성되며, 이들 세그먼트 플레이트는 바람직하게 상기 방식으로 검사 작업 및 점검을 위해 영역(1) 내부로 용이한 접근을 가능하게 하기 위해 힌지 방식으로 배치된다.
슬래브의 공급을 위한 공급 영역의 방향으로, 층들(15) 사이의 장입 개구부 상에는 (미도시된) 판금 스트립들(sheet metal strip)이 부착되며, 이들 판금 스트립은 층들(15) 상에서 슬래브를 통과시킬 때에만 슬래브의 유입이 가능할 정도로 개방되는 한편, 그 외에는 영역(1)이 폐쇄된 상태로 유지된다. 슬래브의 양 측면 으로도, 장입 개구부 상에 밀봉 요소가 제공된다.

Claims (15)

  1. 건축 재료 슬래브, 특히 석고 함유 슬래브를 건조하기 위한 방법으로서, 건축 재료 슬래브는 건조 예비 구역(2)과 건조 챔버들로 분할되는 장치를 통과하여 층들(15)로 안내되고 슬래브가 건조 공기와 접촉되는, 슬래브 건조 방법에 있어서,
    건조 예비 구역(2)으로부터 건조 공기가, 예비 구역(2)의 상류에 배치되고 적어도, 슬래브의 이송 방향과 관련하여, 양 종방향 측면 및 상면에서 밀폐된 영역(1)에 있는 슬래브로 인가되는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 건조 예비 구역(2)으로부터 나오는 배출 공기가 건조 공기로 상기 밀폐된 영역(1) 내에 있는 슬래브들을 따라 슬래브의 이송 방향과 반대 방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 건조 공기는 밀폐된 영역(1)으로부터 파이프 라인(8)을 경유하여 연통(10)으로 공급되는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 건조 공기는 파이프 라인(8) 내에 삽입된 팬(9)에 의해, 밀폐된 영역(1)으로부터 흡출되는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐된 영역(1) 내로의 건조 공기의 공급은 온도 및/또는 습도 센서를 통해 개루프 모드 또는 폐루프 모드로 제어되는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐된 영역(1) 내에 50Pa 이하, 특히 25Pa 이하의 경미한 부압이 생성되는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐된 영역(1) 내 공기의 수분 함량은 공기 1kg당 30g 미만, 바람직하게는 20g 이하의 값으로 개루프 모드로 제어되는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 밀폐된 영역(1) 내에서 35 내지 60℃의 공기 온도가 유지되는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 방법.
  9. 층들(15)을 포함하고 건조 예비 구역(2) 및 건조 챔버들로 분할되며 건조 공기를 포함하는 장치 내에서 건축 재료 슬래브, 특히 석고 함유 슬래브를 건조하기 위한 장치에 있어서,
    건조 예비 구역(2)의 상류에 밀폐된 영역(1)이 배치되고, 상기 밀폐된 영역 내에서는 건조 예비 구역(2)으로부터 배출되는 건조 공기가 슬래브로 인가될 수 있는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 장치.
  10. 제9항에 있어서, 밀폐된 영역(1)은 측면 벽부들과 상면 커버뿐만 아니라 슬래브를 수용하는 층들(15) 사이의 유입 측 커버들을 포함하고, 건조 공기의 유입을 위해 건조 예비 구역(2)을 향해 개방되어 있는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 건조 공기는, 파이프 라인(8) 내에 삽입된 팬(9)에 의해, 밀폐된 영역(1)으로부터 흡출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 장치.
  12. 제11항에 있어서, 파이프 라인(8)은 연통(10)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는, 온도 및/또는 수분 센서들을 이용하여 밀폐된 영역(1) 내로의 건조 공기의 공급을 개루프 모드 또는 폐루프 모드로 제어할 수 있는 개루프 또는 폐루프 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 장치.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 예비 구역(2)으로부터 과량의 건조 공기를 배출하기 위한 바이패스 라인(13)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 장치.
  15. 제12항 및 제14항에 있어서, 바이패스 라인(13)은 연통(10)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 슬래브 건조 장치.
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