WO2014137040A1 - 열교환기가 구비된 건조장치 시스템 - Google Patents

열교환기가 구비된 건조장치 시스템 Download PDF

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WO2014137040A1
WO2014137040A1 PCT/KR2013/006876 KR2013006876W WO2014137040A1 WO 2014137040 A1 WO2014137040 A1 WO 2014137040A1 KR 2013006876 W KR2013006876 W KR 2013006876W WO 2014137040 A1 WO2014137040 A1 WO 2014137040A1
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WO
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heat exchanger
air
dryer
heat
drying
Prior art date
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PCT/KR2013/006876
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English (en)
French (fr)
Inventor
이태섭
변훈섭
Original Assignee
Lee Tae Seob
Byeon Hun Seob
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F26B21/04—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure partly outside the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
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    • F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
    • F26B23/002—Heating arrangements using waste heat recovered from dryer exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the present invention relates to a drying apparatus system having a heat exchanger, and more particularly, to reduce the fuel cost by recycling the waste heat source discharged from the dryer through heat exchanger to reduce the fuel cost, high efficiency and low power that can be used at low and high temperatures
  • a drying apparatus system provided with a heat exchanger.
  • the drying apparatus is a device for drying by applying heat to the liquid powder coated on the surface of the workpiece, there is a cold air drying and hot air drying method as a device for drying by heating at a constant temperature for a predetermined time.
  • the drying apparatus is a direct heat exchanger configured so that a heat source generated from a burner is directly applied to a workpiece, and indirect heat generated through a furnace and a fin tube is separately cut into a workpiece using convection of a blower and dried. It is classified into an indirect heat exchanger, and a drying method includes a method of drying using light oil and gas, a method of drying using an electric heater, a method of drying using steam or a heat medium, and the like.
  • Such a drying apparatus has been used in various fields, and has been used for drying mobile phone liquid crystal films, semiconductor LED chips, box tapes, wallpaper, advertising film fabrics, printing presses, paper mills, and various agricultural and marine products.
  • the conventional drying apparatus was mainly used a method using a refrigeration cycle, which can be used mostly within the range of -5 degrees to 100 degrees, and in the case of a high temperature of 120 degrees or more if 120 When the higher temperature is used as the highest temperature, there is a problem that cannot be used to generate a risk of safety accident such as the heat exchanger bursting, and in the case of low temperature, frost occurs.
  • the conventional drying apparatus saves energy and reduces fuel costs by recycling dry air used in the drying apparatus, but this method includes chemical components such as moisture and toluene, etc.
  • the efficiency is reduced to 50%, there is a problem that deterioration of the product quality due to contamination caused by fine dust, solids, foreign matters and the like.
  • the present applicant has developed a drying device system that can improve the high quality and high efficiency by indirectly using outside air and dry air using a heat exchanger.
  • the present invention for solving the above problems is to provide a drying apparatus system having a heat exchanger that can increase the efficiency by using without discarding the waste heat generated from the dryer.
  • an object of the present invention is to provide a drying device system having a heat exchanger invented to improve efficiency while using heat discharged from a dryer and to be used at low and high temperatures.
  • the present invention enables the use of a low temperature (-5 degrees)-high temperature (250 degrees) by using a drying device system consisting of a heat exchanger and a total heat exchanger and at the same time improve the low power and high efficiency heat exchange that can reduce fuel costs It is an object of the present invention to provide a dryer system equipped with a machine.
  • the present invention provides a drying apparatus for drying a product by heating a workpiece, comprising: a dryer (100) for heating and drying the workpiece; A heat exchanger (104) connected to one side of the dryer (100) and configured to increase the temperature to a high temperature by heat-exchanging the waste air by drying and discharging the workpiece from the dryer (100); The heat exchanger 104 and one side portion are connected to each other so as to blow the waste heat air that has risen to a high temperature by the heat exchanger 104 and to increase the temperature of the waste heat air to be supplied to the dryer 100. It is characterized by consisting of an air supply blower 108 having an electric heater (110).
  • the present invention has the effect of providing a heat exchanger and using the waste heat remaining in the dryer to obtain high efficiency, and reducing the fuel cost, thereby greatly improving productivity.
  • the present invention has the effect that can be used even at low and high temperatures that are not implemented in the dryer, by using in a variety of temperature range has the effect of greatly improving the workability, the work efficiency is increased, the product quality is excellent and precise high Can be used on equipment.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a drying apparatus system having a heat exchanger of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing the structure of a heat exchanger of a drying apparatus system having a heat exchanger of the present invention
  • Figure 3 is an operation diagram showing the configuration of a drying apparatus system having a heat exchanger of the present invention
  • the present invention provides a drying apparatus for drying a product by heating a workpiece, comprising: a dryer (100) for heating and drying the workpiece; A heat exchanger (104) connected to one side of the dryer (100) and configured to increase the temperature to a high temperature by heat-exchanging the waste air by drying and discharging the workpiece from the dryer (100); The heat exchanger 104 and one side portion are connected to each other so as to blow the waste heat air that has risen to a high temperature by the heat exchanger 104 and to increase the temperature of the waste heat air to be supplied to the dryer 100. It is characterized by consisting of an air supply blower 108 having an electric heater (110).
  • the present invention provides a drying apparatus for drying a product by heating a workpiece
  • a dryer 100 for heating and drying the workpiece A heat exchanger (104) connected to one side of the dryer (100) and configured to increase the temperature to a high temperature by heat-exchanging the waste air by drying and discharging the workpiece from the dryer (100);
  • the heat exchanger 104 and one side portion are connected to each other so as to blow the waste heat air that has risen to a high temperature by the heat exchanger 104 and to increase the temperature of the waste heat air to be supplied to the dryer 100.
  • the heat exchanger 104 forms a body, the lower right portion to filter the waste heat air supplied from the dryer (100)
  • a casing 22 having an intake port 24 having a 26 and an outer air intake port 28 provided with a filter 30 for filtering outside air at a lower left portion of the other side;
  • Primary heat exchanger 32 and secondary heat exchanger 34 for heat-exchanging waste heat air on the inner side of the casing 22 to receive the waste air supplied from the dryer 100 and to raise the temperature to a high temperature.
  • a third heat exchanger 36 installed at an upper side of the secondary heat exchanger 34 to maintain a temperature of the waste heat air in which the primary and secondary heat exchanges are performed and to supply the air supply to the air supply blower 108; ;
  • Each of the casing 22 is provided with an exhaust port 38 for discharging to the adsorption tower for discharging the waste heat air, which is respectively installed and heat exchange is formed, and the air supply port 40 for discharging to the air supply blower 108 is formed.
  • the primary heat exchanger 32 and the secondary heat exchanger 34 is characterized in that the laminated plate heat exchanger used.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a drying apparatus system with a heat exchanger of the present invention
  • Figure 2 is a view showing the structure of a heat exchanger of a drying apparatus system with a heat exchanger of the present invention
  • Figure 3 is a heat exchanger of the present invention It is an operation diagram showing the configuration of a dryer system equipped with a machine.
  • the drying apparatus system equipped with a heat exchanger of the present invention first, as shown in Figure 1, the dryer 100 is installed, one side of the dryer 100 An exhaust pipe 102 is connected to the exhaust pipe 102, and the exhaust pipe 102 is connected to the heat exchanger 104.
  • An exhaust pipe 105 and an air supply pipe 106 are connected to an upper portion of the heat exchanger 104, and the exhaust pipe 105 is connected to an adsorption tower, not shown, and the air supply pipe 106 includes an air supply blower ( 108) is installed in connection.
  • An electric heater 110 is provided at one side of the air supply blower 108, preferably at the right side, and a blower pipe 112 is connected to the right side of the electric heater 110.
  • blower tube 112 is connected to the dryer 100.
  • the dryer 100 has an inlet 12 is formed on the top of the dryer body 10, the inlet 12 ), That is, the inlet 12 is connected to the inside of the dryer body 10, the hopper 14 is formed, the lower portion of the hopper 14 is formed in the drying furnace 16 formed in the horizontal direction long It is.
  • the drying furnace 16 has a plurality of through-holes 18 are formed to discharge the waste heat air.
  • An exhaust port 20 is formed at the left side of the dryer body 10, and waste heat that is used and remains discharged in the drying furnace 16 is discharged through the exhaust port 20.
  • An exhaust pipe 103 is connected to the exhaust port 20 so that the waste heat moving the exhaust pipe 102 flows into the heat exchanger 104 connected to one end of the exhaust pipe 102.
  • the heat exchanger 104 may use the waste heat generated by the dryer 100 by heat exchange to reduce the fuel cost and increase the temperature to be used at 200 degrees or more.
  • the heat exchanger 104 is formed with the casing 22, the inlet 24 is formed at the lower right side of the casing 22, and the exhaust pipe 104 described above is connected to the inlet 24. It is installed.
  • the filter 26 is provided in the inlet port 24, and the filter 26 uses a hepa filter.
  • an outside air intake port 28 is formed at a corresponding opposite side of the intake port 24, and a filter 26 is formed at an inner side of the outside air intake port 28. Air is introduced by filtering foreign matters.
  • a primary heat exchanger 32 is installed at an inner lower portion of the casing 22 of the heat exchanger 104 installed as described above to heat the waste heat air introduced through the exhaust pipe 102.
  • a secondary heat exchanger 34 is installed at the upper portion of the secondary heat exchanger 34 to secondary heat exchange the waste heat air heat exchanged in the primary heat exchanger 32.
  • a tertiary heat exchanger 36 for tertiary heat exchange of the waste heat air that has undergone heat exchange in the secondary heat exchanger 34 is provided.
  • the upper surface of the casing 22 of the heat exchanger 104 is formed with an exhaust port 38 for sending the waste air passing through the tertiary heat exchanger 36 to the adsorption tower (not shown), the exhaust port
  • the air supply port 40 is formed in the upper surface of the casing 22 near the side of 38.
  • An air supply pipe 106 is connected to the air supply pipe 40, and the other end of the air supply pipe 106 is forced to the dryer 100 to reuse waste heat air that has undergone heat exchange in the heat exchanger 104.
  • An air supply blower 108 for supplying is connected.
  • the air supply blower 108 forcibly blows the waste heat air and returns it to the dryer 100.
  • An electric heater 110 is installed in a direction of the outlet of the air supply blower 108, and a heat exchanger is formed at an inner side of the electric heater 110 so that a heater 44 is installed to increase the temperature of the waste heat air by dropping a temperature. It is.
  • a blower tube 112 is connected to the right side of the electric heater 110, and the other end of the blower tube 112 is connected to the inlet 12 of the dryer 100.
  • heat is exchanged through the heat exchanger 104 along the blower tube 122 connected to the inlet 12, and the waste heat whose temperature is increased while passing through the air blower 108 is introduced into the dryer 100.
  • It can be used for drying a variety of products, it is configured for use in products that require a high temperature of -5 to 200 degrees or more.
  • the heat exchanger 34 preferably uses a plate heat exchanger.
  • the heat exchanger 34 is stacked alternately in a 90 degree direction, and has a structure in which heat is exchanged while air crosses each other in a right angle direction.
  • it preferably, as shown in Figure 2, it is made of a diamond shape and its inner portion is composed of a honeycomb polygonal structure.
  • a primary heat exchanger 32 is installed at an inner lower portion of the casing 22 so that the inlet portion 46 is formed in a direction in which the intake port 24 is formed to heat and reuse the waste heat air that enters through the exhaust pipe 102. It is formed, the waste heat air introduced through the inlet portion 46 is discharged through the discharge portion 48 formed in the upper left direction.
  • outside air introduced through the outside air inlet 28 formed at the left side of the casing 22 is introduced through the outside air inlet 45 formed at the lower left portion of the primary heat exchanger 32, and the outside air discharge unit Discharged through (47).
  • the heat exchange is performed while the waste heat air used in the dryer 100 and the hot air introduced from the outside air pass through the primary heat exchanger 32.
  • the waste heat air discharged to the discharge portion 48 of the primary heat exchanger 32 flows into the inlet portion 50 formed at the lower left portion of the secondary heat exchanger 34 and discharge portion formed at the upper right portion ( 52).
  • the outside air discharged from the primary heat exchanger 32 flows into the outside air inlet 47 formed at the lower right side of the secondary heat exchanger 34 and opens the outside air discharge unit 51 formed at the upper left side. Is discharged through.
  • the low-temperature outdoor air introduced from the outside air while passing through the primary heat exchanger 32 and the secondary heat exchanger 34 and the waste hot air remaining in the high temperature used in the dryer 100 cross each other and are cleaned.
  • Low temperature air is discharged to the tertiary heat exchanger (36).
  • the tertiary heat exchanger 36 is formed on the inner upper end of the casing 22, the partition wall 54 is formed in the center portion is separated into the left and right portions are provided with a heater, respectively.
  • the outside air that has undergone heat exchange while passing through the secondary heat exchanger 34 is discharged through the left side of the tertiary heat exchanger 36, and the discharged outside air is discharged to the adsorption tower (not shown) through the exhaust port 38.
  • the heat exchanged waste heat air is discharged through the right side of the tertiary heat exchanger 36, and the discharged waste heat air flows into the air supply blower 108 along the air supply pipe 106 through the inlet 40. .
  • the temperature when the waste heat air used in the dryer 100 is discharged to the exhaust port 20 of the dryer 100 Is about 180 degrees
  • the high temperature waste heat air flows into the heat exchanger 104 along the exhaust pipe 102
  • part of the waste heat air exits the adsorption tower in a state of being lowered to 70 degrees through the heat exchanger. It is introduced into the air supply blower 108 along the air supply line 106 while maintaining the degree.
  • the temperature is increased again by the electric heater 110 while passing through the air supply blower 108, and the waste heat air that has risen to a high temperature is reintroduced into the dryer 100 along the blower pipe 112 to dry the product. Used.
  • the waste heat air of 200 degrees from the dryer 100 is heat-exchanged through the secondary heat exchanger 34 in the primary heat exchanger 32 to discharge the waste heat air of 150 degrees.
  • Heat exchanged through the third heat exchanger 36 in the secondary heat exchanger 34 is reduced to about 80 to 90 degrees, and the temperature discharged through the third heat exchanger 36 is discharged to room temperature of about 30 degrees. Is done.
  • the heat exchange cycle acting on the tertiary heat exchanger 36 in the drying apparatus system as described above is not described in detail because a refrigeration and refrigerant cycle in which heat exchange takes place is performed during a normal suction, compression, explosion, and expansion process. do.
  • the waste heat air discharged through the condenser of the tertiary heat exchanger 36 is introduced into the air supply blower 108 through the auto mixer 114, and the auto mixer 114 is connected to the control unit 116. Is controlled automatically.
  • test table for each hour before and after the heat exchange of the drying apparatus system equipped with the hint pump of the present invention as described above and after passing through the electric heater is as follows.
  • the present invention relates to a drying apparatus system having a heat exchanger, and more particularly, to reduce the fuel cost by recycling the waste heat source discharged from the dryer through heat exchanger to reduce the fuel cost, high efficiency and low power that can be used at low and high temperatures
  • a drying apparatus system provided with a heat exchanger.

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Abstract

본 발명은 열교환기가 구비된 건조장치 시스템에 관한 것으로, 피도물을 가열하여 제품을 건조시키는 건조장치에 있어서, 피도물을 가열하여 건조시키는 건조기(100)와; 상기 건조기(100)의 일측부에 연결 설치되고 상기 건조기(100)에서 피도물을 건조시키고 배출되는 페열공기를 이용하여 열교환하여 온도를 고온으로 상승시키기 위한 열교환기(104)와; 상기 열교환기(104)와 일측부가 연결 설치되어 상기 열교환기(104)에 의해 고온으로 상승한 폐열공기를 송풍함과 아울러 상기 폐열공기의 온도를 상승시켜서 상기 건조기(100)에 공급하도록 타측부에 설치된 전기히터(110)를 구비한 급기 송풍기(108)로 이루어지는 것을 특징으로 하여 열교환기를 구비시키고 건조기에서 사용되고 남은 폐열을 이용하여 고효율을 얻을 수 있는 효과가 있고, 연료비를 절감하여 생산성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Description

열교환기가 구비된 건조장치 시스템
본 발명은 열교환기가 구비된 건조장치 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조기에서 배출되는 폐열원을 열교환기를 통하여 열교환을 이루도록 하여 재활용함으로써 연료비를 절감하고, 저온 및 고온에서 사용할 수 있는 고효율 저전력이 가능한 열교환기가 구비된 건조장치 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건조장치는 피도물의 표면에 코팅된 액체 분체 등을 열을 가하여 건조시키기 위한 장치로서, 일정한 온도로 일정시간 동안 가열하여 건조시키는 장치로서 냉풍건조와 열풍건조방식이 있다.
그리고, 건조장치는 일반적으로 버너에서 발생되는 열원이 피도물에 직접 가해지도록 구성된 직접식 열교환장치와 열원이 별도로 로통과 핀튜브 등을 통하여 발생되는 간접열을 송풍기의 대류를 이용하여 피도물에 절단하여 건조하는 간접식 열교환 장치로 분류되고, 건조방식으로는 경유와 가스를 이용하여 건조시키는 방법, 전기히터를 이용하여 건조시키는 방법, 스팀 또는 열매체를 이용하여 건조시키는 방법 등이 있다.
이와 같은, 건조장치는 다양한 방면에 사용되고 있는바, 휴대폰 액정 필름, 반도체 LED 칩, 박스 테이프, 벽지, 광고막 원단, 인쇄기, 제지공장의 제지, 각종 농수산물 등의 건조에 사용되고 있었다.
하지만, 종래의 건조장치에는 주로 냉동사이클을 이용한 방법을 사용하였고, 이는 건조장치의 온도를 대부분 -5도- 100도의 범위 내에서 사용가능하였으며 고온의 경우에는 100도 이상의 고온으로 사용하는 경우에는 120도가 최고 온도로서 그 이상의 고온이 사용되는 경우에는 열교환기가 터지는 등의 안전사고의 위험이 발생하는 사용이 불가능한 문제점이 있었고, 저온의 경우에는 성에가 발생하는 문제점이 있었다.
그리고, 종래의 건조장치는 건조장치에 사용된 건조공기를 리사이클시켜서 사용하여 에너지를 절감하고 연료비를 절감하였으나 이러한 방식은 건조장치에 사용되고 남은 잔여공기에 수분과 톨루엔 등과 같은 화학성분 등이 포함되어 있어서 효율이 50%로 저하되고, 미세먼지와 고형물, 이물질 등에 의해 오염이 발생하여 제품의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.
이와 같은 이유로 종래의 건조기는 저가 저품질의 제품에 사용되었고, 고품질의 제품과 고가의 제품에는 사용하지 못하는 문제점이 있었다.
본 출원인은 이러한 이유로 열교환기를 이용하여 외기와 건조공기를 간접사용함으로써 고품질 및 고효율화 시킬 수 있는 건조장치 시스템을 개발하기에 이르렀다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 건조기에서 발생 배출되는 폐열을 버리지 않고 사용하여 효율을 상승시킬 수 있는 열교환기를 구비한 건조장치 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 건조기에서 배출되는 열을 이용하면서도 효율을 높이고, 저온 및 고온에서도 사용할 수 있도록 발명한 열교환기가 구비된 건조장치 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 열교환기와 전열교환기로 이루어지는 건조장치 시스템을 이용하여 저온(-5도) - 고온(250도)의 사용이 가능하도록 함과 동시에 저전력 및 고효율을 향상시켜서 연료비를 절감할 수 있는 열교환기가 구비된 건조장치 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 에너지를 절감하여 고품질, 저단가의 제품을 생산하여 생산성을 향상시키기 위한 열교환기가 구비된 건조장치 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 피도물을 가열하여 제품을 건조시키는 건조장치에 있어서, 피도물을 가열하여 건조시키는 건조기(100)와; 상기 건조기(100)의 일측부에 연결 설치되고 상기 건조기(100)에서 피도물을 건조시키고 배출되는 페열공기를 이용하여 열교환하여 온도를 고온으로 상승시키기 위한 열교환기(104)와; 상기 열교환기(104)와 일측부가 연결 설치되어 상기 열교환기(104)에 의해 고온으로 상승한 폐열공기를 송풍함과 아울러 상기 폐열공기의 온도를 상승시켜서 상기 건조기(100)에 공급하도록 타측부에 설치된 전기히터(110)를 구비한 급기 송풍기(108)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 열교환기를 구비시키고 건조기에서 사용되고 남은 폐열을 이용하여 고효율을 얻을 수 있는 효과가 있고, 연료비를 절감하여 생산성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 건조기에서 구현하지 못한 저온 및 고온에서도 사용이 가능한 효과가 있고, 다양한 온도 범위에서 사용함으로써 작업성이 크게 향상되는 효과가 있고, 작업 효율성이 증가하여 제품의 품질이 우수하고 정밀한 고가의 장비에 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 열교환기가 구비된 건조장치 시스템의 구성을 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 열교환기가 구비된 건조장치 시스템의 열교환기의 구조를 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 열교환기가 구비된 건조장치 시스템의 구성을 보여주는 동작도
본 발명은 피도물을 가열하여 제품을 건조시키는 건조장치에 있어서, 피도물을 가열하여 건조시키는 건조기(100)와; 상기 건조기(100)의 일측부에 연결 설치되고 상기 건조기(100)에서 피도물을 건조시키고 배출되는 페열공기를 이용하여 열교환하여 온도를 고온으로 상승시키기 위한 열교환기(104)와; 상기 열교환기(104)와 일측부가 연결 설치되어 상기 열교환기(104)에 의해 고온으로 상승한 폐열공기를 송풍함과 아울러 상기 폐열공기의 온도를 상승시켜서 상기 건조기(100)에 공급하도록 타측부에 설치된 전기히터(110)를 구비한 급기 송풍기(108)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되는 실시예를 참조하면 명확해 질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것은 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고, 본 발명의 몇몇 실시예에서 잘 알려진 구성요소, 잘 알려진 작용 및 구성기술과 용어들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
또한, '포함(또는 구비)한다'로 언급된 구성요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 작용의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술적 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 피도물을 가열하여 제품을 건조시키는 건조장치에 있어서,
피도물을 가열하여 건조시키는 건조기(100)와; 상기 건조기(100)의 일측부에 연결 설치되고 상기 건조기(100)에서 피도물을 건조시키고 배출되는 페열공기를 이용하여 열교환하여 온도를 고온으로 상승시키기 위한 열교환기(104)와; 상기 열교환기(104)와 일측부가 연결 설치되어 상기 열교환기(104)에 의해 고온으로 상승한 폐열공기를 송풍함과 아울러 상기 폐열공기의 온도를 상승시켜서 상기 건조기(100)에 공급하도록 타측부에 설치된 전기히터(110)를 구비한 급기 송풍기(108)로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 열교환기(104)는 몸체를 이루고, 하단 우측부에는 상기 건조기(100)로 부터 공급되는 폐열공기를 걸러내도록 필터(26)를 구비한 흡기구(24)가 형성되고, 타측부의 하단 좌측부에는 외기를 걸러내기 위한 필터(30)가 구비된 외기 흡기구(28)가 형성된 케이싱(22)과; 상기 건조기(100)로 부터 공급되는 페열공기를 받아 들여서 온도를 고온으로 상승시키기 위해 상기 케이싱(22)의 내측부에 폐열공기의 열교환을 하는 1차 열교환장치(32) 및 2차 열교환장치(34)와;
상기 2차 열교환장치(34)의 상측부에 위치하도록 설치되고 상기 1차 및 2차 열교환이 이루어진 폐열공기의 온도를 유지하고 상기 급기 송풍기(108)로 공급하기 위한 3차 열교환기(36)와; 상기 케이싱(22)의 상부에 각각 설치되고 열교환이 이루어지 폐열공기를 배출하기 위한 흡착탑으로 배출하는 배기구(38) 및 상기 급기 송풍기(108)로 배출하는 급기구(40)가 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 1차 열교환기(32) 및 2차 열교환기(34)는 판형 열교환기를 적층하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 열교환기가 구비된 건조장치 시스템의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 열교환기가 구비된 건조장치 시스템의 열교환기의 구조를 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 열교환기가 구비된 건조장치 시스템의 구성을 보여주는 동작도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하여 보면, 본 발명의 열교환기가 구비된 건조장치 시스템은 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 건조기(100)가 설치되어 있고, 상기 건조기(100)의 일측부에 배기관(102)이 연결 설치되어 있으며, 상기 배기관(102)은 열교환기(104)와 연결되어 있다.
상기 열교환기(104)의 상부에는 배기관(105) 및 급기관(106)이 각각 연결 설치되어 있고, 상기 배기관(105)은 미도시된 흡착탑에 연결되고, 상기 급기관(106)은 급기 송풍기(108)에 연결 설치된다.
상기 급기 송풍기(108)의 일측부, 바람직하게는 우측부에 전기히터(110)가 설치되어 있고, 상기 전기 히터(110)의 우측부에는 송풍관(112)이 연결 설치되어 있다.
이때, 상기 송풍관(112)은 상기 건조기(100)와 연결된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 건조기 시스템을 도 1을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하여 보면, 상기 건조기(100)는 건조기 몸체(10)의 상부에는 흡기구(12)가 형성되어 있고, 상기 흡기구(12)의 하부 즉, 상기 흡기구(12)와 연결되고 상기 건조기 몸체(10) 내측부에는 호퍼(14)가 형성되며, 상기 호퍼(14)의 하부 하부에는 가로방향으로 길게 형성된 건조로(16)가 형성되어 있다.
상기 건조로(16)에는 폐열공기가 배출되도록 복수 개의 통공(18)이 형성되어 있다.
상기 건조기 몸체(10)의 좌측부에는 배기구(20)가 형성되어 있고, 상기 건조로(16)에서 사용되고 남아서 배출되는 폐열이 상기 배기구(20)를 통해서 배출된다.
상기 배기구(20)에는 배기관(103)이 연결 설치되어 있는바, 상기 배기관(102)을 이동한 폐열은 상기 배기관(102)의 일측단부에 연결 설치되어 있는 열교환기(104)에 유입된다.
상기 열교환기(104)는 상기 건조기(100)에서 발생된 폐열을 받아서 열교환시킴으로써 폐열을 이용하여 연료비를 절감하고 온도를 높여서 200도이상으로 사용할 수 있다.
상기 열교환기(104)는 상기 케이싱(22)이 형성되어 있고, 상기 케이싱(22)의 하단 우측부에는 흡기구(24)가 형성되어 있으며, 상기 흡기구(24)에는 전술된 배기관(104)이 연결 설치되어 있다.
이때, 상기 흡기구(24)에는 필터(26)가 설치되어 있고, 상기 필터(26)는 헤파필터를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 흡기구(24)의 대응하는 반대쪽 타측부에는 외기 흡기구(28)가 형성되어 있고, 상기 외기 흡기구(28)의 내측부에는 필터(26)가 형성되어 있으며, 상기 외기로 부터 유입되는 먼지나 이물질 등을 여과시켜서 공기를 유입한다.
상기와 같이 설치된 열교환기(104)의 케이싱(22)의 내측 하부에는 상기 배기관(102)을 통해 유입되는 폐열공기를 열교환시키기 위한 1차 열교환기(32)가 설치되어 있고, 상기 1차 열교환기(32)의 상부에는 상기 1차 열교환기(32)에서 열교환이 이루어진 폐열공기를 2차 열교환하기 위한 2차 열교환기(34)가 설치되어 있으며, 상기 2차 열교환기(34)의 상부에는 2차 열교환기(34)에서 열교환이 이루어진 폐열공기를 3차 열교환시키기 위한 3차 열교환기(36)가 설치되어 있다.
한편, 상기 열교환기(104)의 케이싱(22)의 상부면에는 3차 열교환기(36)를 통과한 페열공기를 흡착탑(미도심됨)으로 보내기 위한 배기구(38)가 형성되어 있고, 상기 배기구(38)의 가까운 측부에는 상기 케이싱(22)의 상부면에 급기구(40)가 형성되어 있다.
상기 급기구(40)에는 급기관(106)이 연결 설치되어 있고, 상기 급기관(106)의 타측단부에는 상기 열교환기(104)에서 열교환이 이루어진 폐열공기를 재사용하기 위해 건조기(100)로 강제 공급하기 위한 급기 송풍기(108)가 연결 설치되어 있다.
상기 급기 송풍기(108)는 상기 폐열공기를 강제로 송풍하여 건조기(100)로 돌려보낸다.
상기 급기 송풍기(108)의 배출구 방향에는 전기히터(110)가 설치되어 있는바, 상기 전기히터(110)의 내측부에는 열교환기 이루어져 온도가 떨어지 폐열공기의 온도를 상승시키기 위한 히터(44)가 설치되어 있다.
계속해서, 상기 전기히터(110)의 우측부에는 송풍관(112)가 연결 설치되어 있고, 상기 송풍관(112)의 타측단부는 전술된 건조기(100)의 흡기구(12)에 연결 설치되어 있다.
이와 같이 상기 흡기구(12)에 연결 설치된 송풍관(122)을 따라 상기 열교환기(104)를 거쳐서 열교환이 이루어지고 상기 급기 송풍기(108)를 통과하면서 온도가 높아진 폐열을 상기 건조기(100)에 투입하여 다양한 제품의 건조를 위해 사용할 수 있으며, -5도 내지 200도 이상의 고온을 필요로 하는 제품에도 사용하도록 구성되어 있다.
계속해서, 도 2를 참조하여 본 발명의 열교환기(104)의 구조를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 열교환기(104)의 케이싱(22) 내측부에 설치된 1차 열교환기(32) 및 2차 열교환기(34)는 본 발명에서는 판형 열교환기를 사용하는 것이 바람직하며, 90도 방향으로 서로 엇갈려서 쌓아져 있고, 직각방향으로 공기가 서로 교차하여 통과하면서 열이 교환되는 구조이며, 통상의 주름형으로 이루어져 있고, 바람직하게는 본 발명에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다이아몬드 형태로 이루어져 있고 그 내측부는 벌집 모양의 다각형 구조로 구성되어 있다.
상기 케이싱(22)의 내측 하부에는 1차 열교환기(32)가 설치되어 배기관(102)을 통해 들어오는 폐열공기를 열교환하여 재사용하도록 하기 위해 상기 흡기구(24)가 형성된 방향에 유입부(46)가 형성되어 있고, 상기 유입부(46)를 통해 유입된 폐열공기는 좌측 상방향에 형성된 배출부(48)를 통해서 배출된다.
그리고, 상기 케이싱(22)의 좌측부에 형성된 외기 흡기구(28)을 통해서 유입되는 외기는 상기 1차 열교환기(32)의 좌측 하단부에 형성된 외기 유입부(45)를 통해 유입되고, 상기 외기 배출부(47)를 통해서 배출된다.
상기와 같이 상기 건조기(100)에서 사용되고 고온이 된 폐열공기와 상기 외기에서 유입된 외기공기가 상기 1차 열교환기(32)를 통과하면서 열교환이 이루어진다.
이어서, 상기 1차 열교환기(32)의 배출부(48)로 배출된 폐열공기는 상기 2차 열교환기(34)의 좌측 하단부에 형성된 유입부(50)로 유입되고 우측 상단부에 형성된 배출부(52)로 배출된다.
이때, 상기 1차 열교환기(32)에서 배출되는 외기 공기는 상기 2차 열교환기(34)의 우측 하단부에 형성된 외기 유입부(47)로 유입되고 상기 좌측 상단부에 형성된 외기 배출부(51)를 통하여 배출된다.
상기와 같이 1차 열교환기(32) 및 2차 열교환기(34)를 통하면서 외기에서 유입된 저온의 외기공기와 상기 건조기(100)에서 사용하고 남은 고온의 폐열공기를 서로 교차하여 배출함으로써 청정한 저온의 공기를 3차 열교환기(36)로 배출한다.
한편, 상기 3차 열교환기(36)는 상기 케이싱(22)의 내측 상단부에 형성되어 있는바, 상기 가운데부분에 격벽(54)이 형성되어 좌측부와 우측부로 분리되어 히터가 각각 설치되어 있다.
상기 2차 열교환기(34)를 통과하면서 열교환이 이루어진 외기 공기는 3차 열교환기(36)의 좌측부를 통하여 배출되고, 상기 배출된 외기 공기는 상기배기구(38)를 통해서 미도시된 흡착탑으로 배출되며, 상기 열교환이 이루어진 폐열공기는 3차 열교환기(36)의 우측부를 통하여 배출되고, 상기 배출된 폐열공기는 흡기구(40)를 통해서 급기관(106)을 따라 급기 송풍기(108)로 유입된다.
이어서, 본 발명의 건조장치 시스템의 동작 및 작용을 도 3을 참조하여 설명하여 보면, 우선, 상기 건조기(100)에서 사용된 폐열공기가 건조기(100)의 배기구(20)로 배출될 때의 온도는 180도 정도이고, 고온의 폐열공기는 배기관(102)를 따라 상기 열교환기(104)로 유입되며 일부는 열교환기를 거쳐서 70도로 저하된 상태에서 흡착탑으로 빠져나가게 되고, 나머자 잔여 폐열공기는 110도 정도를 유지하면서 상기 급기관(106)을 따라서 급기 송풍기(108)로 유입된다.
이후, 상기 급기 송풍기(108)을 통과하면서 전기히터(110)에 의해 다시 온도가 상승되고, 고온으로 상승한 폐열공기는 상기 송풍관(112)을 따라서 상기 건조기(100)로 재유입되어 제품의 건조에 사용된다.
상기와 같은 본 발명의 건조장치 시스템은 상기 건조기(100)에서 나온 200도의 폐열공기가 상기 1차 열교환기(32)에서 2차 열교환기(34)를 통하여 열교환됨으로써 150도의 폐열공기가 배출되고, 상기 2차 열교환기(34)에서 3차 열교환기(36)를 통하여 열교환됨으로써 80 내지 90도 정도로 저하되고, 상기 3차 열교환기(36)를 통해서 배출되는 온도는 30도 정도의 상온으로 배출이 이루어진다.
상기와 같은 건조장치 시스템에서의 상기 3차 열교환기(36)에서 작용하는 열교환 사이클은 통상의 흡입, 압축, 폭발, 팽창과정을 진행하면서 열교환이 이루어지는 냉동, 냉매 사이클이 이루어지므로 구체적으로 설명하지 않기로 한다.
한편, 상기 3차 열교환기(36)의 응축기를 통해서 배출되는 폐열공기는 오토믹서(114)를 통해서 상기 급기 송풍기(108)로 유입되고, 이때 상기 오토믹서(114)는 콘트롤부(116)에 의해서 자동 제어된다.
이상에서와 같은 본 발명의 힌트펌프가 구비된 건조장치 시스템의 열교환이 이루어지기 전,후 및 전기히터를 통과한 후의 시간별 테스트 시험표는 하기와 같다.
표 1
열교환 전(℃) 열교환 후(℃) 전기히터 후(℃)
열교환 초기 상태 120도 60도 145도
열교환 10분 후 125도 70도 160도
열교환 20분 후 171도 106도 225도
열효관 30분 후 175 110도 230도
위 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 건조장치 시스템을 사용하는 경우 40% - 60%의 효율이 향상되어 연료비를 절감하게 된다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
즉, 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 실시 가능하다 할 것이라고 생각되는 구성요소들은 이러한 변경실시가 가능한 범위에 있어서 본원 발명의 권리범위내에 있다고 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 이처럼 본 발명은 이들이 결합되어 구현될 수 도 있다.
본 발명은 열교환기가 구비된 건조장치 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조기에서 배출되는 폐열원을 열교환기를 통하여 열교환을 이루도록 하여 재활용함으로써 연료비를 절감하고, 저온 및 고온에서 사용할 수 있는 고효율 저전력이 가능한 열교환기가 구비된 건조장치 시스템에 관한 것이다.

Claims (3)

  1. 피도물을 가열하여 제품을 건조시키는 건조장치에 있어서,
    피도물을 가열하여 건조시키는 건조기(100)와;
    상기 건조기(100)의 일측부에 연결 설치되고 상기 건조기(100)에서 피도물을 건조시키고 배출되는 페열공기를 이용하여 열교환하여 온도를 고온으로 상승시키기 위한 열교환기(104)와;
    상기 열교환기(104)와 일측부가 연결 설치되어 상기 열교환기(104)에 의해 고온으로 상승한 폐열공기를 송풍함과 아울러 상기 폐열공기의 온도를 상승시켜서 상기 건조기(100)에 공급하도록 타측부에 설치된 전기히터(110)를 구비한 급기 송풍기(108)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기가 구비된 건조장치 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열교환기(104)는 몸체를 이루고, 하단 우측부에는 상기 건조기(100)로 부터 공급되는 폐열공기를 걸러내도록 필터(26)를 구비한 흡기구(24)가 형성되고, 타측부의 하단 좌측부에는 외기를 걸러내기 위한 필터(30)가 구비된 외기 흡기구(28)가 형성된 케이싱(22)과;
    상기 건조기(100)로 부터 공급되는 페열공기를 받아 들여서 온도를 고온으로 상승시키기 위해 상기 케이싱(22)의 내측부에 폐열공기의 열교환을 하는 1차 열교환장치(32) 및 2차 열교환장치(34)와;
    상기 2차 열교환장치(34)의 상측부에 위치하도록 설치되고 상기 1차 및 2차 열교환이 이루어진 폐열공기의 온도를 유지하고 상기 급기 송풍기(108)로 공급하기 위한 3차 열교환기(36)와;
    상기 케이싱(22)의 상부에 각각 설치되고 열교환이 이루어진 폐열공기를 배출하기 위한 흡착탑으로 배출하는 배기구(38) 및 상기 급기 송풍기(108)로 배출하는 급기구(40)가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기가 구비된 건조장치 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 열교환기(32) 및 2차 열교환기(34)는 판형 열교환기를 적층하여 사용하는 것을 특징으로 하는 열교환기가 구비된 건조장치 시스템.
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