KR20240060584A - 갈라짐 방지 핀과 요철 금속판에 발열체를 구비한 이동 가능한 갈라짐 방지 목재 건조장치 및 건조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 목재의 건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건조챔버 내에 발열체가 배치된 요철금속판과 목재가 차래로 적층 배치되고, 이 발열체가 배치된 요철금속판의 고열로 목재에 직접접촉 열을 전달하여 수분을 증발시킴으로써, 목재의 내부에서 먼저 수분이 기화되어 금속판의 요철공간을 통하여 적은 에너지로 효율적으로 수증기가 배출됨으로 인해 목재의 표면 할렬(表面割裂) 및 뒤틀림 현상이 최소화 되도록 한 발열체가 배치된 요철금속판을 구비한 장치로 건조공간 또는 이동이 가능한 목재 건조장치 내부에 설치 하여 목재를건조하는 장치및 건조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 목재의 건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건조챔버 내에 발열체가 배치된 요철금속판과 목재가 차례로 적층 배치되고, 이 발열체가 배치된 요철금속판의 고열로 목재에 직접 접촉하여 수분을 증발시킴으로써, 목재의 내부에서 먼저 수분이 기화되어 금속판의 요철공간을 통하여 적은 에너지로 효율적으로 수증기가 배출됨으로 인해 목재의 표면 할렬(表面割裂) 및 뒤틀림 현상이 최소화 되도록 한, 발열체가 배치된 요철금속판을 구비한 장치로 건조공간 또는 이동할 수 있는 목재 건조장치 내부에 설치하여 목재를 건조하는 장치 및 건조방법에 관한 것이다.
일반적으로 목재는 벌목시 수분함량이 상대적으로 높다. 벌목한 목재를 그대로 이용하여 제품을 만들게 되면 시간이 지남에 따라 제품의 변형이 초래된다. 따라서, 벌목한 목재는 적절한 건조 과정을 필요로 한다.
목재의 건조방법으로는 자연 건조와 가열 건조가 있는데, 자연 건조는 건조장에 목재를 쌓아두고, 대기의 온도, 습도와 바람을 이용하여 건조하는 방법으로 시설비가 적게 들고 작업이 비교적 간단하지만, 건조 소요 시간이 길고 넓은 건조장이 필요하며 기건(氣乾) 함수율 이하로는 건조할 수 없는 단점이 있다. 한편, 가열 건조는 건조 챔버의 온도, 습도와 풍속 등의 건조 조건을 인공적으로조절하여 건조하는 방법으로 건조 소요 시간이 상대적으로 짧고, 기건 함수율 이하로 건조할 수 있는 이점이 있다.
여기서, 가열 건조에 이용되는 장치는 전기 히터를 직접 건조 챔버의 내에 설치하여 내부 공기를 가열하는 장치, 연소장치로부터 열을 얻는 열풍기를통하여 가열한 공기를 건조 챔버의 내로 주입하는 장치, 연소장치에서 열 매체를가열한 후에 이를 건조 챔버의 내로 주입하여 건조 챔버 내의 공기를 간접 가열하는 장치, 과열증기를 건조 챔버의 내로 주입하는 장치, 진공 챔버 내의 목재를 금속판 방사 고주파로 건조하는 유전 고주파 진공 건조 장치 등이 있다.
여기서, 고주파 진공 건조장치는 대한민국 등록특허 제10-1342973호에 개시되어 있고, 이에 대해 간략히 설명하자면, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 대차 위에 놓인 목재(W)가 수용되는 건조 챔버, 목재(W)들 사이에 개재된 금속의 전극판에 고주파를 발생시켜 목재(W)를 건조시키도록 설치된 고주파발생기, 건조 챔버의 내부를 진공 상태로 전환시키도록 설치된 진공펌프, 건조 챔버의 몸체에 삽입된 냉각순환관으로 냉각수를 공급하도록 설치된 물전환부, 목재(W)에서 빠져나온 증기가 저온의 건조 챔버의 내면에 닿아 액화되어 수조로 유입되면 물의 중량을 검출하도록 설치된 물 중량 검출부와, 이들 구성요소를 제어하도록 설치된 제어기를 포함하여 이루어진다. 건조된 목재(W)는 대차의 이동에 의해 건조 챔버에서 이탈되어 레일을 통해 보관 장소로 이동하게 된다. 이러한 고주파 유전 가열방식을 이용하여목재(W)를 건조시키면 2~3주 정도로 건조 기간이 짧아지고, 표면할렬 등의 목재 변형이 작아질 수 있다.
기존의 고주파 진공 목재 건조장치는 여러 단점이 있는데
첫째 : 장치의 구입 및 설치 비용이 크고 큰 공간이 필요하다.
둘째: 건조 챔버가 진공으로 유지되면서 수십 kW의 대전력 고주파가 발생하여야 함으로써, 고주파 진공 건조장치의 운영 비용이 부담됨은 물론 누전 및 화재 등의 위험에 항상 노출된다.
셋째 : 고주파 발생기를 통해 전기에너지를 열에너지로 전환하는 효율이 낮아 결과 대비 많은 전기가 소요되고 전기료가 발생하는 문제점이 있다.
넷째 : 건조 챔버는 내부 진공을 위해 거대한 크기의 금속재로 제작되어 건조 챔버를 제작하는데 많은 비용이 소요된다.
다섯째 : 건조 챔버의 내면에 닿은 수증기를 물로 변화시키기 위해 냉각장치가 필요하다.
여섯째 : 챔버내에 목재를 가열하는데 고열이 필요하고 목재에서 빠져나오는 수증기를 다시 물로 변화시키는 냉각을 하야하기 때문에 목재 가열에너지와 수증기냉각 에너지가 맞 교환되는 현상으로 많은 에너지 손실이 발생해 효율이 아주낮다.
일곱째 : 고주파의 특성으로 인하여 확인 예방이 어려운 목재의 내부 일부분이 고열로 과열되어 숫으로 변하는 탄화현상이 일어나기 쉬워 불량율이 높다.
상기된 문제점을 해소하기 위해 인출된 본 발명의 목적은 열전도율이 44w/mk로 높은 아연도금 철판에 발열체를 부착하여 요철 금속 철판의 열이 직접 목재표면에 동일하게 접촉하여 목재에 전달되고 목재에서 발산되는 수증기를 외부로 배출하여 건조함으로써, 종래의 고주파 유전 가열방식과 동일 또는 유사하게 목재의 내부에서부터 건조되고, 저렴한 장비 구입 및 설치와 더불어 높은 에너지 효율을 얻을 수 있도록 한 발열체가 배치된 요철금속판을 구비한 목재 건조장치 및 건조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 진공 기능을 배제하여 건조 챔버의 벽체를 에너지 소모가 많은 금속재에서 단열 기능을 갖는 패널로 제작 건조 챔버의 제작 비용이 절감되고, 단열재 설치로 에너지 효율이 향상되며, 고정형을 만들 수도 있고 경량이면서 이동 및 운반할 수 있게 제작할 수 있도록 한 발열체가 배치된 요철 금속판을 구비한 이동가능한 목재건조장치 및 건조방법을 제공함에 있다.
상설된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 발열체가 배치된 요철금속판을 구비한 목재 건조장치는, 목재가 수용되면서 외부와 통공되는 건조공간을 구비하고, 운반할 수 있도록 경량으로 제작된 건조 챔버; 건조공간에 배치되어 전기를 인가받아 발생시킨 고열이 목재에 직접 전달되도록 설치된 발열체가 배치된 요철금속판을 포함할 수 있다.
여기서, 발열체가 배치된 요철금속판에서 발생한 고열로 인해 목재표면 전체에 동일하게 열이 전달되어 목재의 내부에서 발생할 수 있는 국부 과열 현상으로 숫으로 탄화되는 현상이 발생할 수 없게 되고, 목재 전체 표면에서 분출되는 수증기가 목재의 끝단으로 향하는 요철금속판의 요철에 의하여 만들어지는 공간 경로로 고르게 배출되어 목재가 갈라지는 현상 또한 없어지는것이다.
여기서, 발열체가 배치된 요철금속판은 목재가 올려지도록 건조공간의 바닥또는 적재대차에 배치된 바닥 발열체; 목재 위에 올려놓는 상부 발열체가 배치된 요철금속판; 와, 목재가 제재되어 다층으로 배치된 경우, 층마다 개재되는 중간 발열체가 배치된 요철금속판; 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 밀폐된 목재건조 공간 또는 이동식 챔버내의 목재는 발열체가 설치된 요철 금속판에 의하여 가열 건조되고, 이때 내부 중심부터 건조되면서 발생한 수증기가 목재의 내부 중심에서 요철금속판의 요철공간을 통하여 밀폐된 목재건조 공간 또는 이동식 챔버내로 배출된다.
이때, 바닥 요철금속판은 건조공간의 바닥에 깔리면서 목재가 위에 놓이도록 설치되고, 상부 발열체가 설치된 요철 금속판은 목재 위에 올려놓아 설치되며, 다층또는 다열로 (도8)과 같이 목재들이 배치되도록 설치된다.
기존의 고주파진공 목재건조기는 챔버내에 목재를 가열하는데 고열이 필요하고 목재에서 빠져나오는 수증기를 다시 물로 변화시키는 냉각을 하야하기 때문에 목재 가열에너지와 수증기냉각 에너지가 맞교환되는 현상으로 많은 에너지 손실이 발생해 효율이 아주 낮은데 이 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 목재로부터 빠져나와 밀폐된 목재건조 공간 또는 이동식 챔버내에 모이는 수증기는 물로 변화시키지 않고 수증기 상태 그대로 실내의 열은 배출되지 않고 수증기만 외부로 배출될 수 있도록 만들어진 도 10과 같은 열교환기를 통하여 외부 대기로 배출하여 수증기를 물로 변환하는데 필요한 아주 큰 에너지를 절약하는것이다.
또한, 본 발명의 발열체가 배치된 요철금속판을 구비한 목재 건조장치는 유전가열방식으로 목재를 건조하는 전기를 인가하도록 설치된 동력원; 동력원을 제어하도록 설치된 제어기; 동력원과 제어기가 배치되도록 건조공간과 구분되어 건조 챔버에 마련된 설치공간; 건조 챔버를 들어서 이동하도록 건조 챔버의 하면에 외향 돌출되어 일정 간격으로 배치된 걸림바; 건조공간의 내면에 부착되는 단열재; 와 건조시 목재의 변형을 막기 위해 목재의 일부 위를 가압하도록 설치된 가압수단; 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 발열체가 설치된 요철 금속판으로 목재에 직접 접촉하여 열을 전달함으로서 를 건조함으로써 표면이 갈라지는 표면항렬 현상이 최소화될 수 있고, 저렴한 장비 구입및 설치와 더불어 높은 에너지 효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.
첫째 : 장치의 구입 및 설치 비용이 크고 큰 공간이 필요하다.
효과 1 : 본 발명에 의한 건조장치는 거대한 크기의 금속 진공챔버와 고주파발생 장치가 필요 없어 저렴한 비용과 적은 공간으로 목재를 생산할 수 있는 효과가 있다.
둘째: 건조 챔버가 진공으로 유지되면서 수십 kW의 대전력 고주파가 발생하여야 함으로써, 고주파 진공 건조장치의 운영 비용이 부담됨은 물론 누전 및 화재 등의 위험에 항상 노출된다.
효과 2: 본 발명에 의하여 진공이 필요 없어져 거대한 크기의 금속 챔버가 필요 없어지게 되고 고주파가 발생장치 또한 필요 없어 전기 소모가 대폭 줄어들어 누전 화재등 위험성이 없어져 안전해지는 효과가 있다.
셋째 : 기존 고주파 발생기는 전기에너지를 열에너지로 전환하는 효율이 낮아 결과 대비 많은 전기가 소요되고 큰 전기료가 발생하는 문제점이 있다.
효과 3: 본 발명에 의하여 목재가열에 전기에너지 열변환 효율 100%인 전기저항 발열체를 사용하기 때문에 고주파 발생장치가 필요 없어 전기료가 대폭 줄어드는 효과가있다.
넷째 : 건조 챔버는 내부 진공을 위해 거대한 크기의 금속재로 제작되어 건조 챔버를 제작하는데 많은 비용이 소요된다.
효과 4: 본 발명에 의하여 내부진공이 필요 없기 때문에 가격이 저렴한 단열패널로 제작할 수 있어 기존 금속챔버 제작 비용의 약 10%의 비용만 필요하게 되어 90%의 비용이 절약된다.
다섯째 : 기존의 고주파 건조 진공챔버는 내면에 닿은 수증기를 물로 변화시켜 배출해야하기 때문에 에너지 효율이 매우 낮고 냉각장치가 필요하다.
효과 5: 본 발명에 의한 목재건조 장치는 수증기를 물로 변화시켜 배출시키지 않기 때문에 별도의 냉각장치가 필요없는 효과가 있다.
여섯째 : 챔버내에 목재를 가열하는데 고열이 필요하고 목재에서 빠져나오는 수증기를 냉각해 다시 물로 변화시켜 배출해야 하기 때문에 목재 가열에너지와 수증기 냉각 에너지가 맞교환되는 현상으로 많은 에너지 손실이 발생해 효율이 아주 낮다.
효과6: 본 발명에 의하여 수증기를 물로 변화시키지 않고 수증기를 직접 열교환기를 통하여 외부 대기로 배출하기 때문에 에너지 효율이 아주 높은 효과가 있다.
일곱째 : 고주파의 특성으로 인하여 확인 예방이 어려운 목재의 내부 일부분이 고열로 과열되어 숫으로 변하는 탄화 현상이 일어나기 쉬워 불량율이 높다.
효과7: 본 발명에 의하여 발열체가 설치된 요철 금속판의 열을 목재 전체에 직접 접촉하여 전달하기 때문에 목재 내부에 부분과열이 일어날 수 없어 숫으로 변하는 탄화 현상이 일어날 수 조차 없다.
건조 챔버의 내부가 밀폐 진공상태가 되지 않으므로 저렴한 재질로 제작할 수 있고, 경량으로 제작하여 이동 및 운반할 수 있어 목재를 간편하게 건조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 건조 챔버 내의 목재를 건조 챔버의 내부가 밀폐되지 않으면서챔버 벽면을 단열재가 내장된 벽면으로 만들 수 있어 기존의 목재건조 장치보다 에너지 효율이 월등히 높으며 단열재가 내장된 벽체는 무게가 가벼워 저렴한 비용으로 이동식 챔버로 만들기 용이하다
또한 발열체가 설치된 요철 금속판은 단시간에 고온 상승으로 목재를 단시간 내에 건조할 수 있으며 이들 중 1개 또는 2개가 고장 나더라도 1개의 판이 덜 건조되는 형태가 되어 나타나므로 좀 더 건조하면 완전 건조가 이루어지므로 불량 건조로 폐기되는 자재가 없어지는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1과 도 2는 종래의 목재를 건조하기 위한 고주파 진공 건조장치의 일례가 개략적으로 도시된 외관 및 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시에 의한 요철 금속판과 발열체가 설치된 사시 도이다.
도 4는 도 3의 요철 금속판에 발열체가 설치된 사진이다.
도 5는 도 4의 요철 금속판과 목재가 여러 층 적층되어 수증기 배출통로가 형성된 것을 나타낸에 측면도이다.
도 6은 도 5의 발열체가 설치된 요철 금속판을 목재와 차래로 겹쳐 여러 층으로 적층한 측면 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 발열체가 설치된 요철 금속판을 목재와 적층하여 목재가 건조되는 상태와 이를 밀폐된 공간 바닥에 다수를 배치하여 대량으로 건조되는 상태가 도시된 사시도이다.
도 8은 도 7에서의 발열체가 설치된 요철 금속판을 목재와 적층하여 목재가 건조되는 상태 1개를 이동가능한 챔버내에 수용된 상태를 도시된 사시도이다.
도 9는 도 8의 요철 금속판을 목재와 적층하여 목재가 건조되는 상태 1개를 이동가능한 챔버내에 수용된 상태에서 가압수단(500)이 설치된 사시도이다.
도 10은 실내의 열은 유지하고 수증기는 외부대기로 내보내는 전열교환기를 도시한 사시도이다.
도 11은 목재가 건조되며 갈라지는것은 방지하기위한 할렬방지핀의 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 발열체가 설치된 요철 금속판을 목재와 적층하여 목재가 건조되는 목재 건조장치를 이용하여 목재를 건조하는 방법이 도시된 순서도 이다.
도 1과 도 2는 종래의 목재를 건조하기 위한 고주파 진공 건조장치의 일례가 개략적으로 도시된 외관 및 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시에 의한 요철 금속판과 발열체가 설치된 사시 도이다.
도 4는 도 3의 요철 금속판에 발열체가 설치된 사진이다.
도 5는 도 4의 요철 금속판과 목재가 여러 층 적층되어 수증기 배출통로가 형성된 것을 나타낸에 측면도이다.
도 6은 도 5의 발열체가 설치된 요철 금속판을 목재와 차래로 겹쳐 여러 층으로 적층한 측면 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 발열체가 설치된 요철 금속판을 목재와 적층하여 목재가 건조되는 상태와 이를 밀폐된 공간 바닥에 다수를 배치하여 대량으로 건조되는 상태가 도시된 사시도이다.
도 8은 도 7에서의 발열체가 설치된 요철 금속판을 목재와 적층하여 목재가 건조되는 상태 1개를 이동가능한 챔버내에 수용된 상태를 도시된 사시도이다.
도 9는 도 8의 요철 금속판을 목재와 적층하여 목재가 건조되는 상태 1개를 이동가능한 챔버내에 수용된 상태에서 가압수단(500)이 설치된 사시도이다.
도 10은 실내의 열은 유지하고 수증기는 외부대기로 내보내는 전열교환기를 도시한 사시도이다.
도 11은 목재가 건조되며 갈라지는것은 방지하기위한 할렬방지핀의 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 발열체가 설치된 요철 금속판을 목재와 적층하여 목재가 건조되는 목재 건조장치를 이용하여 목재를 건조하는 방법이 도시된 순서도 이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 발열체가 설치된 요철 금속판은 을 구비한 건조장치는 밀폐공간 또는 이동식 건조 챔버(100) 내에 발열체가 설치된 요철 금속판과 열교환기가 배치되고, 이 발열체가 설치된 요철 금속판(200)에서 발산된 고열에 의해 목재(W) 배출되는 수증기는 밀폐공간 또는 이동식 건조 챔버(100) 내에 모이게 되는데 모인 수증기를 실내와 외부대기에 통하도록 설치된 열교환 장치가 외부대기로 배출시키게 되어 실내의 목재가 건조되도록 설치되는것이다.
이때, 발열체가 설치된 요철 금속판(200)에서 발산된 고열은 종래의 고주파 유전 가열방식과 다른 것으로 목재에 요철 금속판 가열치가 직접 목재에 접촉하여 열을 넓은 면적에 전달하여 목재를 가열하는 것으로 종래의 고주파 유전 가열방식의 단점인 국부에 고온 발생으로 목재가 탄화되어 손상되는 문제점 등 상기 7가지 단점이 없어지는것이다.
발열체가 설치된 요철 금속판(200)의 제작은 (도 3) 과같이 금속판을 절곡하여 요철을 만들어 (도 5) 와 같이 요철금속판과 목재가 직접 접촉되어 열을 전달하고, 발열체를 설치할 수 있는 공간을 만들고 목판재와 적층하였을 때 목재에서 배출되는 수증기를 외부로 배출시키는 수증기 배출 통로가 생성되도록 만드는 것이다.
*발열체가 설치된 요철 금속판(200)은 목재(W)의 내부에서부터 건조되면서 목재의 절개된 표면 전체에서 동일하게 발생하는 수증기가 목재의 물관 방향과 90도 각도로 배치되는 수증기 배출 통로를 통해 발산됨으로써 밀도가 높은 목재 중심 심재와 변재의 건조가 동일하게 일어나 비틀어지거나 표면이 갈라지는 표면할렬 현상이 최대한 방지될 수 있는것이다.
요철 금속판(200)을 제작하는 재료로는 발열체에서 발생한 열을 넓게 빨리 전도시켜서 목재의 넓은 표면에 동일한 온도로 가열할 수 있어야하기 때문에 열 전도율이 높아야 하고 목재의 수분은 금속을 부식시키는 성질이 강하기 때문에 부식에 강한 금속으로 제작해야 한다.
이런 성능을 나타내는 적합한 재료로 열전도율이 높고 부식에 장한 금속판재가 가장적합 한데 동판, 황동판, 알루미늄판, 스테인리스 판, 컬러강판, 합성수지 표면처리강판, 아연도금판, 갈바늄판 등 각종 부식 방지 표면처리 금속 판재와 부식방지 합금판을 사용하는것이 적당하고 철망이나 금속 타공판으로 제작할 수도 있다.
요철 금속판(200)에 설치되는 발열체로는 전기저항 발열체로 전기 금속저항 발열케이블, 금속 파이프히터, 탄소 저항 발열케이블, 정온 전선 등 모든 전기저항 발열체가 적용할 수 있다. 유체 발열체로는 금속파이프와 합성수지 파이프에 고온의 유체를 통과시켜 가열하는 것인데 이 방법 또한 모두 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 발열체가 설치된 요철 금속판은 을 구비한 건조장치는 밀폐공간 또는 이동식 건조 챔버(100) 내에 열교환기가 배치되고 (도 7) 과같이 적재 대차 위에 발열체가 설치된 요철 금속판과 목재를 여러 층으로 적층 하는 것이다. 요철금속판의 발열체에 전기가 공급되면 발열체가 설치된 요철 금속판(200)에서 발산된 고열에 의해 넓은 금속판에 열이 분산되고 목재에 열이 넓은 면적으로 가열되게 되는대 이렇게 열이 넓게 퍼지며 가열되면 목재가 건조되며 수축에 의하여 나타나는 갈라짐 즉 할렬현상이 나타나지 않는다.
밀폐공간 또는 이동식 건조 챔버(100) 내에 열교환기가 배치되고 (도 7) 과같이 적재 대차 위에 발열체가 설치된 요철 금속판과 목재를 여러 층으로 적층되어 목재(W)가 가열되면 가열된 목재 내부에서 수분이 배출되는데 이렇게 배출된 수증기는 밀폐공간 또는 이동식 건조 챔버(100) 내에 모이고 모인 수증기는 실내와 외부대기에 통하도록 설치된 기체 열교환 장치(도 10)가 외부대기로 배출시키게 되어 실내의 목재가 갈라지지 않고 건조 되는것이다.
일반적으로 공기를 순환시키는 기체 열교환기는 전열교환기라 칭하는데 그기능은 실내의 공기를 외부 대기의 공기로 교체하여 환기를 하는 기능을 한다.
이때 열과 습기는 보존하고 공기만 교환하는 기능을 하는 것이다.
이런 전열교환기 종류는 습기를 보존하지 않는 형의 종류가 있는데 이런 전열교환기를 설치하여 목재건조 공간의 열은 보존하고 수증기만 외부 대기로 배출하는 것이다. 수증기 배출 기능이 있는 전열교환기에 습도조절용 조절기를 적용하여 목재건조공간 내에 설치하여 실내의 습도를 조절하면 갈라짐이 없는 고품질의 건조 목재를 생산할 수 있는것이다.
상기와 같은 방법으로 목재를 건조한다 해도 목재는 갈라짐 현상(할렬)이 발생할 수 있는 아주 취약한 부분이 있는데 나무의 길이방향 아래 밑동과 위를 절단하면 수분이 가장 많은 물관이 있어 물관 내의 수분이 빠르게 증발하여 목재의 아래 밑동과 위 절단 부분에서 갈라짐 이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위하여 (도 11) 과 같이 할렬 방지 핀을 만들어 밑동 부분에 박아 넣어 할렬을 방지하는 것이 바람직하다. 할렬방지핀은 (도11)과같이 절곡되어 있어 목재가 건조되며 수축되어도 수축되는 만큼 할렬 방지 핀도 동일하게 수축되므로 아주 효과적으로 갈라짐 할렬현상을 방지할수 있게된다.
할렬 방지 핀은 망치 등 충격에 의하여 목재의 속으로 박혀야 하는 특성상 한쪽 끝 측단부는 칼끝처럼 예리하게 만들어 쉽게 목재 속으로 파고들 수 있도록 만들어야한다.
할렬 방지 핀을 만드는 소재는 금속재를 이용하여 만드는 것이 바람직한데 목재의 수분은 부식성이 아주 강하기 때문에 스테인리스, 비철금속 또는 부식방지 표면 처리가된 강판을 사용하는것이 바람직하다.
본 발명에 따른 발열체가 설치된 요철 금속판은 을 구비한 건조장치 1개 세트를 (도8)과같이 이동식 건조 챔버(100)로 만들어질 수 있다.
건조 챔버(100)는 발열체가 설치된 요철 금속 판(200)가 놓이고 그 위에 목재(W)가 놓이는 건조공간과, 발열체가 설치된 요철 금속(200)에 전기를 인가하기 위한 동력원 및 건조공간 내의 수증기를 외부대기로 배출하기 위한 홀과 전열교환기가 설치되고 이들을 제어하기 위한 습도 제어기와 온도 제어기가 설치되는 설치공간을 구획될 수 있다.
여기서, 건조 챔버(100)는 자체적으로 진공이 되도록 제작되지 않으므로 단열판재 등으로 만들 수 있으며, 1면 이상이 개방되어 내부와 외부가 통공되면서 저렴하게 제작되고, 지게차 등으로 들어서 운반할 수 있도록 경량으로 제작될 수 있다. 또한, 건조 챔버(100)는 건조공간 내의 발열체가 설치된 요철 금속판(200)과 설치공간 내의 동력원 간의 전선 연결을 위해 관통 홀이 가공될 수 있다. 이 관통 홀은 전선 인출 후 폐쇄될 수도 있고, 개방된 상태가 유지될 수도 있다. 따라서, 동력원이 내장된 건조 챔버(100)는 차량에 탑재되어 이동되는 도중에도 목재(W)를 건조할 수도 있다. 이때, 설치공간은 도 8에서와같이 동력원과 제어기를 구분하여 배치하기 위해 공간이 분할될 수 있다.
또한, 건조 챔버(100)는 목재(W)를 넣기 위해 개방된 일면 이상을 개폐하도록 설치된 문을 더 포함할 수 있다. 이때, 문은 설치공간의 개방된 일면 이상을 개폐하도록 더 설치될 수 있다. 여기서, 건조 챔버(100)는 목재(W)가 건조되는 동안 배출된 수증기가 건조공간의 외부로 배기 되도록 건조공간을 밀폐되지 않도록 제작되고, 필요에 따라 송풍 팬이 더 설치될 수 있다. 그리고 건조공간의 내부를 단열시키기 위해 내면에 단열재가 부착될 수있다.
이러한 건조 챔버(100)는 목재(W)가 수용된 상태에서도 지게차 등의 장비를 이용하여 운반할 수 있도록 합성수지 또는 목재 등을 포함한 비금속 재질이나 금속 재질로 경량으로 제작될 수 있다. 또한, 건조 챔버(100)는 지게차의 포크로 올려 운반할 수 있도록 하면에 외향 돌출되면서 포크가 들어갈 정도의 간격으로 설치된 다수의 걸림바 또는 바퀴 스톱 기능이있는 바퀴가 더 포함될 수 있다.
또한, 발열체가 설치된 요철 금속판을 구비한 목재 건조장치는 목재(W)를 하방 가압하도록 건조공간에 설치된 가압수단(500)을 더 포함할 수 있다. 이 가압수단은 목재(W)의 표면과 접촉하는 부재들, 이 부재들을 적어도 어느 한 방향으로 가압하도록 설치된 구동 원을 포함하여 이루어질 수 있고, 일례로 피스톤을 포함할 수 있으며, 이외에 일정 압력으로 목재를 한 방향으로 가압할 수 있는 통상의 기기일 수 있다. 여기서, 목재(W)는 원기둥 형상일 수도 있고, 판 형상 또는 단면이 사각형인 형태로 제재된 상태일 수도 있다. 목재(W)는 1개의 원기둥 형상 및 어떤 형태여도 무관하고, 목재(W)는 다수로 제재되어 다층으로 쌓인 형태일 수 있다.
일례로, 건조공간의 문이 열리면 목재(W)를 발열체가 설치된 요철 금속판 위에 놓은 후, 문이 닫혀 건조 준비가 완료될 수 있다. 그리고 동력원의 작동으로 발열체가 설치된 요철 금속판에 전기가 인가되어 고열이 발생하고, 이 고열에 의해 목재(W)의 내부 중심으로부터 건조될 수 있다. 이때, 건조공간은 밀폐 상태가 아니므로, 목재(W) 건조시 발생한 수증기는 건조공간 외부로 전열교환기에 의하여 배기 될 수 있다. 건조가 완료되면, 문이 개방되고, 목재(W)가 반출될 수 있다.
<건조 방법>
본 발명에 따른 발열체가 설치된 요철 금속판을 구비한 이동 가능한 목재 건조장치를 운영하여 목재를 건조하는 방법에 대해 (도 8)을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 건조 챔버(100)에 마련된 건조공간에 목재(W)를 넣고, 발열체가 설치된 요철 금속판(200)을 목재(W)에 근접 또는 접촉하도록 적층하여 설치한다.
일례로, 건조공간의 바닥에는 바닥면에 적층 대차가 놓이고, 이 발열체가 설치된 요철 금속판(200) 위에 목재(W)를 올려놓을 수 있고, 목재(W) 위에 발열체가 설치된 요철 금속판이 놓일 수 있다. 또한, 발열체가 설치된 요철 금속판과 연결되어 전기를 공급하도록 동력원이 설치되고, 동력원을 제어하도록 제어기가 설치될 수 있다. 여기서, 동력원과 제어기는 건조 챔버(100) 내에서 건조공간과 분리되어 마련된 설치공간에 설치될 수 있다.
또한, 목재(W)가 다층 및/또는 다 열로 배열되어 건조공간에 놓이었으면, 층 또는 열마다 발열체가 설치된 요철 금속판(200)을 추가 배치할 수 있다. 이 발열체가 설치된 요철 금속판은 설치공간의 동력원 및 제어기와 연결되어 전기를 인가받고 제어되도록 설치될 수 있다.
끝으로, 발열체가 설치된 요철 금속판(200)을 작동시켜 목재(W)를 건조한다(S20).
여기서, 목재(W)의 건조는 목재(W)의 내부 중심으로부터 건조가 시작되고, 이때 발생하는 수증기는 (도 5)에서와 같은 수증기 이동경로를 통해 배출될 수 있다. 건조실 내 또는 이동식 챔버내에 모인 수증기는 전열교환기의 습도조절기에 의하여 외부대기로 배출되며 습도가 관리 조절되게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해 해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록 청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록 청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100:건조 챔버
110:건조공간
120:설치공간
130:문
140:걸림바 또는 바퀴
200:발열체가 설치된 요철 금속판
250:적재대차
300:전열교환기
400:온도 제어기
500:가압수단
W:목재
110:건조공간
120:설치공간
130:문
140:걸림바 또는 바퀴
200:발열체가 설치된 요철 금속판
250:적재대차
300:전열교환기
400:온도 제어기
500:가압수단
W:목재
Claims (6)
- 목재(W)의 건조장치에서, 요철금속판에 발열체가 부착되고, 상기 발열체가 부착된 요철금속판에 목재(W)가 적층되어 가열된 요철 금속판의 열이 목재에 전달되고, 요철금속판에 목재(W)가 적층되어 만들어지는 통로로 적층된 목재로부터 배출되는 수증기가 이동하고 통로의 개방된 곳으로 수증기가 배출되는 것을 특징으로 목재 건조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 요철금속판과 상기 목재가 건조 챔버 내에 배치되고,
상기 건조 챔버에 모인 수증기는
전열교환기에 의하여 외부대기로 배출되는 것을 특징으로 목재 건조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 요철금속판의 재료는
동판, 황동판, 알루미늄판, 스테인리스판, 컬러강판, 합성수지 표면처리강판, 아연도금판 또는 갈바늄판인 각종 부식 방지 표면처리 금속 판재와 부식방지 합금판을 사용하는 것을 특징으로 목재 건조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 발열체는
전기저항 발열체로 전기 금속저항 발열케이블, 금속 파이프히터, 탄소저항 발열케이블, 정온 전선 중 어느 하나이거나 유체 발열체로 금속파이프와 합성수지 파이프에 고온의 유체가 통과되어 발열되는 것을 특징으로 목재 건조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 요철금속판은
내측에 상기 발열체가 설치되는 공간과 상기 목재가 건조되면서 발생되는 수증기가 외부로 배출되는 통로인 수증기 배출 통로가 형성되고,
상기 수증기 배출 통로는
상기 요철금속판의 상부에 적층된 목재의 물관 방향과 90도 각도로 배치되는 것을 특징으로 목재 건조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 목재에 박히는 할렬방지핀이 박히고,
상기 할렬방지핀의 소재는
금속재로 스테인리스, 비철금속 또는 부식방지 표면처리된 강판이며, 절곡되고, 한쪽 끝이 칼날로 연마된 것을 특징으로 목재 건조장치.
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|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent |