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KR102326073B1 - 재료를 건조하는 방법 및 기계 - Google Patents

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KR102326073B1
KR102326073B1 KR1020147037176A KR20147037176A KR102326073B1 KR 102326073 B1 KR102326073 B1 KR 102326073B1 KR 1020147037176 A KR1020147037176 A KR 1020147037176A KR 20147037176 A KR20147037176 A KR 20147037176A KR 102326073 B1 KR102326073 B1 KR 102326073B1
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Abstract

본 발명은, 재료, 예를 들면, 주물사, 세탁물, 화학 펄프 및/또는 벌크 재료를 건조하는 방법 및 건조 기계(110)에 관한 것이다. 건조될 재료가 액체가 증발되는 건조 용기(120) 내로 로딩된다. 생성된 스팀은 응축 챔버(130) 내로 전달되며, 응축 챔버(130)에서 건조 용기(120)로부터 재료와 열 접촉하여 응축된다. 이 방식에서, 재개되는 증발 과정 동안 응축열이 회수될 수 있다. 특히, 무기 결합 주물사용 재생 플랜트에서 건조 기계가 사용될 수 있다.

Description

재료를 건조하는 방법 및 기계{METHOD AND MACHINE FOR DRYING MATERIALS}
본 발명은, 재료, 예를 들면, 주물사, 세탁물, 셀룰로오스 재료 및/또는 벌크 재료를 건조하는 건조 기계 및 방법에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 재료를 세척하거나 재생하는 기계 및 방법에 관한 것이다.
알려진 세탁물 건조기에서, 건조될 세탁물은 수평으로 회전하는 드럼 내에 위치된다. 이에 따라, 세탁물은 연속적으로 순환되며, 세탁물의 큰 유효면이 달성된다. 가열된 공기가 도어의 방향으로 젖은 세탁물을 통과하여 드럼 회전축을 따라 유동한다. 이 경우, 건조한 고온의 공기는 세탁물의 수분을 포화 한도까지 흡수할 수 있다. 습윤 공기가 보푸라기 스크린을 통과한 후, 통상적으로 공기가 개구 내로 불어 넣어진다.
뿐만 아니라, WO 02/088453 A1는, 스팀이 내부 건조 챔버로부터 추출되고 외부 챔버 내에서 응축되어 잠열이 다시 내부 건조 챔버 내로 전달될 수 있는 식기 세척기를 개시한다.
배경기술에 대하여, 본 발명의 목적은 재료를 비용 효율적으로 건조하는 수단을 제공하는 데에 있다.
이 목적은, 청구항 1에 따른 건조 기계와, 청구항 2에 따른 방법과, 청구항 6에 따른 세척 플랜트에 의해 달성된다. 유리한 개선점이 종속 청구항에 포함된다.
제1 양태에 따르면, 본 발명은, 재료, 예를 들면, 주물사, 세탁물, 셀룰로오스 재료 및/또는 벌크 재료를 건조하는 건조 기계에 관한 것이다. 따라서, "재료"라는 용어는 순수한 재료 및 재료 혼합물을 모두 포함하는 것으로 의도된다. 일반적으로, 주물사는, 특히, 무기 결합 주물사일 수 있다. 건조 기계는 후술하는 부품을 포함한다:
- 건조될 재료를 수용하는 건조 용기.
- 건조 용기에 연결되고, 건조 용기 내에 위치된 재료와의 열 접촉으로 스팀이 건조 용기로부터 응축될 수 있는 응축 챔버.
언급된 스팀은 통상적으로 건조 용기 내의 재료로부터의 액체의 증발에 의해 생성된 것이다. 게다가, "스팀"이라는 용어는 일반적으로 운반 기체(예를 들면, 공기) 내의 액체 입자의 균질적(기체 상태) 또는 이질적(액적 형태) 분포를 의미하는 것으로 이해된다. 통상적인 예는 건조될 재료로부터의 물의 증발에 의해 발생하는 수증기이다.
제2 양태에 따르면, 본 발명은, 예를 들면, 주물사, 세탁물, 셀룰로오스 재료 및/또는 벌크 재료와 같은 재료를 건조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 후술하는 단계를 포함한다.
- 건조될 재료로부터 액체를 증발시키는 단계
- 액체가 증발된 재료와의 열 접촉으로 증발된 액체(즉, 제1 단계에서 발생된 스팀)을 응축시키는 단계
이 방법은, 특히, 상술한 타입의 건조 기계에서 수행될 수 있다. 따라서, 건조 기계의 설명 및 정의가 방법에도 마찬가지로 적용 가능하며 그 반대의 경우도 같다.
건조 기계 및 방법은 액체의 증발을 위해 사용된 에너지가 발생하는 스팀의 응축에 의해 회수되고, 건조될 재료와의 열 접촉으로 인해 추가적인 증발 과정에 활용될 수 있는 장점을 갖는다. 이에 따라, 특히 효율적이고, 에너지 절약적이며, 비용 효율이 높은 재료의 건조가 달성될 수 있다.
건조 기계 및 방법 모두에 적용될 수 있는 다양한 개발이 아래에서 설명된다.
원칙적으로, 건조 용기 및 응축 챔버는 완전하게 또는 부분적으로 겹쳐지거나 동일할 수 있으며, 즉, 건조 및 응축이 동일한 용기/공간에서 수행될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 건조될 재료로부터의 액체의 증발이 수행되는 건조 용기는 응축 챔버로부터 구조적으로 분리된다. 이에 따라, 응축된 스팀이 건조될 재료에 다시 응결되어 건조 결과가 무효로 되는 상황이 방지될 수 있다.
그런 다음, 응축 챔버에서 발생하는 응축 열이 열 전도에 의해 짧은 거리에 걸쳐 건조 용기 내로 (다시) 전달될 수 있으므로, 건조 용기 및 응축 챔버가 공통 벽에 의해 분리되는 것이 특히 바람직하다. 특히, 언급된 벽이, 예를 들면, 금속으로 구성된다는 점에서, 높은 열 전도성을 가지도록 설계될 수 있다.
응축 챔버는 유리하게는 (완전히 또는 부분적으로) 건조 용기를 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 건조 용기는 원통형일 수 있고, 응축 챔버는 건조 용기의 횡방향 표면 영역을 따라 원통을 둘러쌀 수 있다. 대안적으로, 응축 챔버에서 발생하는 모든 열이 주변으로 전달되기 전에 건조 용기를 반드시 통과하도록 하는, 건조 용기가 응축 챔버를 둘러싸는 반대의 배열도 예상될 수 있다.
특히, 건조 용기는 회전 가능하게 장착된 드럼 건조기("건조 드럼"이라고도 함)을 포함할 수 있거나 드럼 건조기로 구성될 수 있다. 이러한 드럼의 회전 가능성에 의해, 건조될 재료의 지속적인 혼합이 달성될 수 있으며, 이에 따라, 액체가 효과적으로 추출될 수 있다.
상술한 실시예에서, 응축 챔버는 선택적으로 마찬가지로 회전 가능하며, 드럼 건조기에 견고하게 연결되는 것이 바람직하다. 그러나, 응축 챔버가 드럼 건조기에 관계 없이 정지되거나 이동 가능하도록 설계할 수도 있다. 예를 들면, 드럼 건조기는 정지 응축 챔버 내에 회전 가능하게 장착될 수 있다.
바람직하게는 건조 용기 및/또는 응축 챔버는 내압 방식으로 폐쇄될 수 있도록 구성된다. 예를 들면, 건조 용기는 내압 방식으로 잠길 수 있는 도어 또는 플랩을 가질 수 있다. 그런 다음, 과정이 수행되는 것을 돕기 위해, 건조 용기 또는 응축 챔버 내측에서, 주위 압력과는 관계 없이 압력이 설정될 수 있다.
그러므로, 예를 들면, 응축 챔버 내의 압력이 건조 용기 내의 압력에 비하여 높게 설정되는 것이 유리하다. 그런 다음, 증발된 액체는 건조 용기에서 증발하는 온도에 비하여 보다 높은 온도에서 응축 챔버 내에서 응축된다. 이에 따라, 응축 챔버로부터 건조 용기로의 열 유동이 발생될 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 응축 챔버 내의 압력을 증가시키고/증가시키거나 건조 용기 내의 압력을 감소시키는 압축기가 제공될 수 있다. 결과적으로, 예를 들면, 응축 챔버 및 건조 용기 사이의 상술한 압력 강하가 발생될 수 있다. 압축기는 정지 형태로 배치될 수 있다. 건조 기계가 예를 들면, 드럼 건조기와 같은 회전 가능 부품을 포함하는 경우, 압축기는 또한 회전 가능 부품에 연결될 수 있고, 즉, 자체가 회전 가능할 수 있다. 게다가, 예를 들면, 펌프와 같은 압축 시스템의 부품이 정지 형태로 장착될 수 있고, 회전식 연결부를 통하여 건조 기계의 이동 가능 부품에 연결될 수 있다.
추가적인 양태에 따르면, 본 발명은 세척 플랜트에 관한 것으로, 특히, 예를 들면, 주물사, 세탁물, 셀룰로오스 재료 및/또는 벌크 재료와 같은 재료용 세척 플랜트에 관한 것이며, 세척 플랜트는 후술하는 부품을 포함한다:
- 세정될 재료가 세척액과 혼합될 수 있는 세척 챔버
- 세척액의 잔여물이 재료로부터 세척 챔버의 외부로 증발될 수 있는 상술한 타입의 건조 기계, 즉, 세척 챔버 내에서 세척액과 혼합된 재료는 (이미 건조 용기에 있지 않는 경우) 세척액이 증발되고 응축 챔버 내로 전달되는 건조 기계의 건조 용기 내로 이동되며, 재료와의 열 접촉으로 건조 용기로부터 응축된다.
세척 작동을 수행하기 위해, 세척 챔버는 통상적으로 세척액(예를 들면, 물)용 공급 및/또는 배출 라인을 구비한다.
세척 플랜트의 세척 챔버는 건조 기계로부터 분리된 부품일 수 있다. 그러나, 세척 챔버는, 예를 들면, 세척 챔버 및 건조 용기가 겹쳐지거나 (완전하게 또는 부분적으로) 동일하다는 점에서, 건조 기계 내로 일체화될 수도 있다. 그런 다음, 건조 용기(즉, 세척 챔버로서의 역할을 한다) 내에서의 세척 작동이 먼저 수행된 후, 세척된 재료가 건조될 수 있다.
세척 챔버는 회전 가능하게 장착된 부분을 선택적으로 가지며, 그 내부 공간이 (유체 전도 방식으로) 정지 부분의 내부 공간에 연결된다. 예를 들면, 세척 챔버가 적어도 하나의 홀을 통하여 정지 하우징 내의 외부 공간에 연결되는 회전 가능 드럼을 포함할 수 있다. 그런 다음, 예를 들면, 세척액의 공급 및 배출이 외부 공간을 통하여 수행될 수 있다. 이 실시예에서, 응축 챔버는, 예를 들면, 내부 부품/드럼과 함께 형성될 수 있거나, 외부 부품과 함께 정지될 수 있다.
추가적인 양태에 따르면, 본 발명은, 예를 들면, 무기 결합 주물사와 같은 재료용 재생 플랜트에 관한 것으로, 특히, 상술한 방식으로 구성될 수 있으며, 후술하는 부품을 포함한다:
- 재료 혼합물이 세척액, 바람직하게는 물과 혼합될 수 있는 세척 드럼. 이 혼합에 의해, 재료 혼합물의 특정 구성 성분이 느슨해져, 세척액과 함께, 나머지 부분(=세척된 재료)으로부터 분리될 수 있다.
- 건조될 재료용 입구가 세척 드럼의 출구에 연결되어, 세척 드럼 내에서 세척되는 재료로 채워질 수 있는 드럼 건조기. 뿐만 아니라, 드럼 건조기에서, 도입된 재료에 여전히 부착되어 있는 세척액의 일부는 증발된다.
세척 드럼은 상술한 타입의 세척 챔버의 특수한 형태를 구성하는 한편, 드럼 건조기는 건조 용기의 특수한 형태이다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 특히, 상술한 재생 플랜트에 의해 수행될 수 있는, 예를 들면, 무기 결합 주물사와 같은 재료 혼합물을 재생하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 아래의 단계를 포함한다:
- 바람직하게는 세척 드럼 내에서 수행되는, 예를 들면, 물과 같은 세척액과 재료 혼합물을 혼합하는 단계.
- (세척 드럼으로부터의) 세척액을, 세척액에 용해되는 재료 혼합물의 구성 성분과 함께 배출하는 단계.
- 바람직하게는 드럼 건조기 내에서 수행되는, 세척액의 잔여물을 증발시키는 단계.
각 경우에 있어 단독으로 구현되거나 서로 조합되어 구현될 수 있는 세척 플랜트, 재생 플랜트 및 방법의 개발이 아래에서 설명된다.
그러므로, 세척 드럼 또는 세척 챔버는 바람직하게는 드럼 건조기 또는 건조 용기와 함께 회전된다. 따라서, 단지 하나의 구동부(모터)가 요구된다. 두 개의 드럼의 회전 속도가 동일하거나 상이할 수 있으며, 예를 들면, 상이한 경우, 드럼을 결합하는 데에 기어가 사용될 수 있다. 또는, 드럼은 견고하게 연결될 수 있다.
유리하게는 증발된 세척액은 세척액이 증발된 재료와 열 접촉되는 동안 응축된다. 이 경우, 응축물 및 재료는 보통 서로 실질적으로 분리되어, 혼합이 재개되지 않는다. 그러나, 열 접촉에 의해, 응축 에너지가 재료로 다시 유입될 수 있다(열 회수). 특히, 드럼 건조기의 외부 케이싱 상에서 응축이 수행될 수 있다.
바람직하게는, 증발된 세척액의 압력이 응축 이전 또는 응축 과정 중 증가된다. 특히, 이 압력은 드럼 건조기의 압력보다 높은 값까지 증가될 수 있다. 이에 따라, 원하는 방향으로의 열의 수송이 발생하는 결과에 의해, 응축물의 온도가 증발 온도보다 높게 되는 것이 달성될 수 있다.
모든 기계, 상술한 플랜트 및 방법에서, 건조되거나 세정될 재료가 수회로 나뉘어 공급되고 처리될 수 있다. 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로, 재료를 연속적으로 공급하고 처리할 수도 있다.
본 발명이 도면을 참조로 하여 예로서 보다 상세하게 아래에 설명된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 건조 기계의 후방측을 도시한다.
도 2는 도 1의 건조 기계의 전방측을 도시한다.
도 3은 도 1의 건조 기계의 종단면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재생 플랜트의 종단면을 도시한다.
도 5는 도 4의 재생 플랜트의 측면도를 도시한다.
도 6은 세척 건조기로서 설계된 도 1 내지 도 3의 건조 기계의 수정예를 도시한다.
원칙적으로, 유사하거나 동일한 구조적 부분은 100의 배수에 의해 서로 다른 참조 부호로 도면에 표시된다.
재료의 건조를 위한 알려진 방법은 액체 상태로부터 기체 상태로의 물의 상전이 과정에서의 높은 증발 에너지로 인하여 높은 에너지 경비를 필요로 한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 1 내지 도 3에 도시된 건조 기계(110)에 의해 이러한 불리한 점이 방지된다.
건조 기계(110)는, 외부 케이싱 및 내부 케이싱(122)을 가지며 외부 케이싱 및 내부 케이싱(122) 사이의 사이 공간(131)을 둘러쌈으로써 "응축 챔버"(130)를 형성하는 드럼(111)을 포함한다.
건조될 물품(예를 들면, 세탁물, 셀룰로오스 재료 및/또는 벌크 재료)이 내부 케이싱(122)에 의해 형성되는 "건조 용기"(120)의 내부 공간(121) 내로 도입될 수 있다. 그런 다음, 드럼(111)은 플랩(114)을 폐쇄하는 것에 의해 폐쇄될 수 있다. 모터(113)에 의해 구동되는 드럼은 바람직하게는 드럼 축을 중심으로 회전할 수 있다.
작동 중, 건조 용기(120)의 내부 공간(121)에서 물과 수증기의 2상 영역이 얻어지도록 온도와 압력이 선택된다. 원하는 건조 온도에 따라, 이러한 과정은 낮은 압력 또는 초과 압력 또는 압력이 없는 상태(대기압)에서 수행될 수 있다.
도시된 예에서, 압축기(142)는 고정된 위치에 장착되고, 건조 용기(120)의 내부로의 입구 측 및 응축 챔버(130)로의 출구 측에 연결된다.
이 작동에 요구되는 에너지는 바람직하게는 내부 드럼(120)의 표면(122)을 통하여 열의 형태로 공급된다. 이를 위하여, 스팀이 내부 드럼의 출구(112)를 통하여 건조 용기(120)로부터 흡입되고, 압축기(142)에 의해 보다 높은 압력으로 압축되며, 내부 및 외부 드럼 사이의 응축 챔버(130) 내로 전도된다. (외부 및 내부 드럼 사이의) 내부 공간(131) 내에서, 보다 높은 압력으로 인하여, 스팀이 그런 다음 건조 용기(120) 내의 온도에 비하여 높은 온도에서 응축된다. 이로 인해 내부 드럼 벽(122)을 통해 열류가 건조될 물품으로 유입된다. 이에 따라 응축에 의해 증발 에너지가 효과적으로 회수된다.
열 손실을 줄이기 위해 (전체) 드럼(111)은 바람직하게는 외측으로 단열되어야 한다.
시스템을 작동 온도로 가열하기 위한 열 에너지, 손실을 보상하기 위한 에너지 및 작동을 위한 에너지가 바람직하게는 스팀 히터(141)로 스팀을 가열하는 것에 의해 공급될 수 있거나, 내부 및/또는 외부 드럼 케이싱을 통하여 직접적으로 공급될 수 있다. 건조 작동에 요구되는 열의 양이 스팀의 응축의 결과로서 방출되는 양만큼 저감된다.
발생하는 응축물은 응축물 드레인(132)을 통하여 응축 챔버(130)의 외측에서 응축 챔버(130)로부터 외부로 펌핑되거나 배출될 수 있다. 응축물의 배출은 연속적인 작동 중 수행될 수 있거나, 외부 및 내부 드럼 사이의 사이 공간(131)이 충분히 큰 치수를 갖는 경우, 주기적으로 또는 드럼이 정지한 때 건조 작동의 종료 시에 수행될 수 있다.
설명된 건조 기계(110)의 수정예에서, 응축 챔버(130)를 형성하는 외부 드럼은 바람직하게는 보다 높은 압력에서 응축되도록 스팀이 도입되는 정지 하우징으로서 설계된다. 그런 다음 내부 드럼(120)이 정지 하우징 내에서 회전한다. 이 경우, 응축 챔버로의 회전 커넥터가 제거될 수 있다.
요약하면, 설명된 건조 기계(110) 및 이를 이용하여 수행될 수 있는 방법은 후술하는 구조적 부분 또는 특징부 중 하나 이상을 선택적으로 갖는다고 말할 수 있다:
- 드럼 건조기로서 설계되며, 그 입구가 폐쇄될 수 있는, 바람직하게는 도어 또는 커버(114)에 의해 내압성인, 수증기를 흡입하기 위한 오리피스(112)를 가지는 건조 용기(120).
- 내부 드럼 케이싱(122)에 대하여 사이 공간(131)을 가지고/가지거나 스팀 및/또는 응축물의 통과 또는 도입을 위해 (내부) 드럼 케이싱에 부착되는 덕트 또는 포켓을 가지는 외부 드럼 케이싱.
- 건조 용기(120) 내로의 건조될 물품의 도입.
- 재료로부터의 물의 증발.
- 압축기(142)가 드럼(111) 옆에 위치되고 회전식 리드 스루(lead through)(143)를 통하여 드럼에 연결된다.
- 압축기가 드럼과 함께 회전할 수 있으며, 이로 인하여 회전식 리드 스루가 제거될 수 있다.
- 건조가 수회 나뉘어 수행된다.
- 건조가 연속적으로 수행된다.
- 증발된 액체가 액체가 증발된 재료와 열 접촉하여 응축된다.
- 증발된 액체의 압력이 응축 이전 또는 응축 과정 중 증가된다.
- 건조기는 건조 작동 이전에 세척 작동이 수행되는 세척 드럼과 결합된다.
- 드럼은 정지 또는 이동 하우징 내에 위치되고, 드럼 내부가 덕트, 홀 또는 천공에 의해 하우징에 연결되어, 전체적으로 증발 또는 건조 공간(도 6 참조)을 형성한다.
- 응축 공간이 열을 증발 공간으로 전달하기 위한 외부 하우징 상에 위치된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무기 결합 주물사의 재생을 위한 장치를 나타낸다.
화학 결합 규사의 재생에 있어, 규사 덩어리의 분쇄 이후에, 알갱이로부터 결합 잔여물을 떼 내어 주형의 생산을 위해 규사가 후속적으로 재사용될 수 있도록 하는 것이 중요하다.
화학 결합 주물사는 주로 기계적 또는 열적으로 세정된다. 기계적 재생에서는, 결합 잔여물이 마찰 또는 충격에 의해 제거되는 한편, 열적 재생에서는, 결합 잔여물이 연소된다. 그러나, 연소는 유기 화합물을 기반으로 하는 결합재의 경우에만 가능하다. 무기 결합재가 다루어지는 경우에는, 연소에 의해 알갱이로부터 제거될 수 있는 구성 성분이 없다.
기계적 재생에서, 제거된 결합 잔여물은 선별에 의해 벌크 재료로부터 내뿜어지게 된다. 기계적 재생에서, 알갱이가 보통 항상 파괴된다. 서로 마찰되는 것에 의해 또는 충격에 의해, 실리카 알갱이가 파쇄되거나 그 일부가 파쇄된다. 이는 먼지를 일으키며, 알갱이 파편이 점점 더 미세해진다. 따라서, 훨씬 더 거친 모래가 혼합되어야 한다.
열적 재생은 규사가 결합재의 인화점을 넘게 가열되어야 하기 때문에 높은 에너지 경비를 수반한다. 이는 종종 방법을 비경제적이게 한다.
드럼 건조기가 벌크 재료의 건조를 위해 사용된다. 이 경우, 벌크 재료는 일측에서 수평으로 또는 기울어지게 배치되는 회전 드럼 내로 도입된다. 드럼 내의 블레이드에 의해 그리고 회전에 의해, 재료가 회전에 의해 상측으로 이송된 후 드럼의 중앙을 통과하여 다시 낙하한다.
드럼의 중앙에서, 벌크 재료가 가스 버너에 의해 또는 다른 종류의 열의 도입에 의해 가열되며, 이에 따라, 물이 증발되는 것에 의해 건조된다. 블레이드의 구조 및/또는 드럼의 기울어진 위치로 인하여, 드럼의 공급 지점으로부터 드럼의 끝단으로 재료가 이송된다. 액체 상태로부터 기체 상태로의 물의 상전이에 있어서의 높은 증발 엔탈피로 인하여, 이러한 타입의 건조는 높은 에너지 경비를 필요로 한다.
위에서 다루어진 문제는, 도 4 및 도 5에 도시된, 무기 결합 주물사용 재생 플랜트(200)에 의해 해결된다.
무기 결합 모래는 원칙적으로 수용성이며, 이에 따라, 결합재가 물과 함께 또는 세정액의 첨가에 의해 간단하게 세척될 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, "Deantec" 재생 플랜트(200)는 세척 드럼(250)과, 배수 드럼(280) 또는 원심 분리기와, 건조 드럼(210, 220)("드럼 건조기"라고도 함)으로 구성되는 드럼을 포함한다. 하나의 배수 드럼이 충분한 경우, 세 개의 드럼이 모두 동일 회전 속도로 함께 회전할 수 있다.
파쇄된 주물사는, 사일로(260)로부터 또는 적합한 이송 장치에 의해, 세척 드럼(250)의 내부(251)로 이어지는 벌크 재료 유입부(261)로 연속적이고 직접적으로 도입된다.
세정액이 세정액 유입부(264) 내로 연속적으로 도입된다. 라인 덕트(252)에 의해, 세척액이 세척 드럼(250)의 모래 유출부의 영역 내에서 드럼의 내부(251)로 전도된다.
세척 드럼(250) 내에서, 모래가 드럼(250)의 회전 및 안내 블레이드(253)의 배열로 인하여 드럼(250)을 통과한다. 이 경우 벌크 재료는 안내 블레이드(253)에 의해 들어 올려진다. 특정 회전 각도를 넘어서는, 벌크 재료/세정제 혼합물이 안내 블레이드(253)를 벗어나며, 드럼(250)의 회전 속도에 따라, 드럼 중앙을 통과하여 다시 낙하한다. 안내 블레이드(253)의 기울어진 배열로 인하여, 모래가 항상 세척 드럼 유출부(모래 유출부)의 방향으로 어느 정도 더 낙하하여, 이송 방향을 생성한다. 마찬 가지로, 이송 방향은 드럼(250)을 약간 기울어지게 위치시키는 것에 의해 달성될 수 있다.
세척액은，모래 유입부(261)의 영역 내에서, 스크린(263)을 통과하여, 다시 세척액 유출부(262)을 통과하여 세척 드럼 외부로 진행한다. 그런 다음, 세척액은, 세척액에 용해된 결합재 잔여물과 함께, 세척액 처리 플랜트(270) 내로 펌핑된다.
모래/세척액 혼합물이 세척 드럼(250)의 출구 영역(280)에서 배출된다. 이 영역의 코니시티(conicity)로 인하여, 중력에 의해 물이 세척 드럼(250)의 방향으로 진행한다. 모래가 안내 블레이드(281)에 의해 드럼 건조기(210, 220)의 방향으로 이송된다.
대안적으로, 세척액을 분출하기 위해 원심 분리기가 이 위치에서 설치될 수도 있다.
그런 다음, 잔여 수분을 포함하는 모래가, 응축 에너지의 회수로, 건조 기계(210), 즉, "드럼 건조기" 내로 진행한다.
드럼 건조기(210) 내부 또는 그 건조 용기(내부 드럼(220))의 내부에서, 모래가 세척액의 끓는 온도에 도달될 때까지 가스 버너(241) 또는 열의 도입을 위한 다른 장치에 의해 가열된다. 발생하는 수증기는 스팀 라인(243)을 통하여 드럼(220)으로부터 유동하며, 압축기(242)에 의하여 바람직하게는 드럼(220) 내측의 수증기의 압력에 비하여 높은 압력을 가지게 된다. 그런 다음, 수증기는 내부 드럼(220) 둘레의 외부 드럼부(230), 즉, "응축 챔버" 내에서 스팀 라인(212)을 통하여 전도된다.
그런 다음, 스팀은 외부 드럼부(230) 내에서 응축되며, 응축 에너지를 내부 드럼부(220)로 전달한다. 이 경우, 방출된 열 에너지는 물의 증발 과정 중에 흡수되는 에너지에 해당된다.
드럼 내부(220) 및 드럼 외부(230) 사이의 바람직한 압력차에 의해, 증발 온도가 응축 온도에 비하여 낮다. 이는 응축물로부터 내부 드럼 벽(222)을 통과하여 벌크 재료를 향하는 열 유동을 일으킨다. 이에 따라, 외부 열 에너지의 도입이 드럼 벽을 통하여 도입되는 열의 양에 의해 감소될 수 있다.
응축된 세척액은 세척 드럼을 통과하여 중앙으로 진행하는 라인(214)을 통하여 세척 드럼(250)으로부터 세척 물 유출부(265)를 통하여 유도되며, 그런 다음, 세척 물 유입부(264) 내로 직접적으로 펌핑될 수 있다.
모래를 통하여 드럼의 내부로 도입되는 기체는 세척 드럼(250)의 입구에서 오리피스(266)를 통하여 압력 제한 밸브를 경유하여 시스템으로부터 배출될 수 있다.
안내 블레이드의 배열 또는 건조 드럼(220)의 기울어진 위치에 의해, 드럼의 회전과 함께, 건조된 모래가 추가적인 가공을 위해 드럼 건조기로부터 모래 유출부(232)를 통과하여 유동한다.
요약하면, 예를 들면, 무기 결합 주물사와 같은 재료/재료 혼합물용으로 설명된 재생 플랜트(200)와, 이를 이용하여 수행될 수 있는 방법은 후술하는 구조적 부분 또는 특징부 중 하나 이상을 선택적으로 갖는다고 말할 수 있다:
- 재료 혼합물이 세척액, 바람직하게는 물과 혼합될 수 있는 세척 드럼(250).
- 입구가 세척 드럼(250)의 출구에 연결되며 세척액의 잔여물이 증발될 수 있는 드럼 건조기(210).
- 바람직하게는 세척 드럼(250) 내에서 수행되는, 예를 들면, 물과 같은 세척액과의 재료 혼합물의 혼합.
- 세척액에 용해되는 재료 혼합물의 구성 성분과 함께 세척액의 배출.
- 바람직하게는 드럼 건조기(210) 내에서 수행되는, 세척액의 잔여물의 증발.
- 드럼 건조기(210)와 함께 세척 드럼(250)의 회전.
- 세척액이 증발된 재료와의 열 접촉으로 증발된 세척액의 응축.
- 응축 이전 또는 응축 과정 중의 증발된 세척액의 압력의 증가.
도 6은 세척 건조기(300), 즉, 도 1 내지 도 3의 건조 기계(110)의 구조적 수정예를 구성하는 일체형 건조기를 가지는 세척 기계의 단면도를 도시한다. 언급된 건조 기계와 유사한 부품은 아래에서 더 이상 상세하게 설명되지 않는다.
세척 건조기(300)에서, 건조 용기(내부 드럼(320))는 동시에 예를 들면, 직물이 세척될 수 있는 세척 챔버(350)로서의 역할을 한다.
도 1 내지 도 3의 건조 기계(110)의 수정예에서, 건조 용기(320)의 내부(321)를 응축 챔버를 통하여 (여기에서는, 정지된, 대안적으로는 회전 가능한) 외부 공간에 연결시키는 다수의 반경 방향으로 진행하는 연결부(홀(345))이 구비된다.
이와 관련하여, 도시된 실시예에서, 세척 작동을 위한 내부 드럼(320)은 (종래의 세척 기계에서와 같이) 외부 정지 용기(344)에 연결되는 홀(345)을 구비한다. 응축 챔버(330)가 내부 드럼의 드럼 케이싱 및/또는 내부 드럼의 끝단면 (미도시) 상에서, 예를 들면, 포켓 또는 덕트(331) 형태의 내부 드럼의 홀(345) 사이에, 장착된다.
세척수가 내부 드럼(320)이 회전 가능하게 장착되는 외부 정지 용기(344)로부터, 또는, 용기의 내부 공간(346) 내에 추가될 수 있고, 세척수는 회전 중 다시 내부 드럼으로부터 배출될 수 있다.
회전 이후 그리고 세척수가 펌핑된 이후에, 내부 드럼(320)은, 외부 정지 하우징(344)의 외부 공간(346)과 함께, 증발용 압력 영역을 형성한다. 적용된 포켓/덕트(331) 내의 보다 높은 압력에서 응축이 수행된다.
이 실시예의 하나의 이점은, 증발된 세척수의 추출이 정지 외부 용기(344)에서 수행될 수 있으므로, 건조 용기(320)의 내부 영역을 압축기(342)에 연결시키기 위해 요구되는 회전식 커넥터가 요구되지 않는다는 것이다.
내부 드럼(320)의 생산은, 예를 들면, 펼쳐진 평탄한 금속 시트로서의 외부 회전 드럼(330) 및 내부 드럼(320) 중 하나가 다른 하나 위에 놓이고, 스폿 용접 방법에 의해 규칙적인 간격으로 연결되도록 수행될 수 있다. 그런 다음, 홀(345)이 스폿 용접을 통하여 뚫릴 수 있다. 제2 단계에서, 시트가 드럼 내로 감길 수 있고, 종방향 심(seam)이 용접될 수 있다. 제3 단계에서, 외부 및 내부 시트 사이의 사이 공간에 압력을 가할 수 있고(하이드로포밍), 그 결과, 응축 공간(331)이 형성된다.
예를 들면, 주물사, 세탁물, 셀룰로오스 재료 및/또는 벌크 재료인 재료를 건조하는 방법 및 건조 기계의 특수한 예시적인 실시예가 도 1 내지 도 6을 통해 설명되었다. 이 경우, 건조될 재료가 액체가 증발되는 건조 용기 내로 공급된다. 발생하는 스팀이 응축 챔버 내로 전도되며, 재료와의 열 접촉으로 건조 용기로부터 응축된다. 이에 따라, 응축 열이 재개된 증발 과정 동안 회수될 수 있다. 특히, 무기 결합 주물사용 재생 플랜트에서 건조 기계가 사용될 수 있다.
본원에서 설명된 모든 기술적 특징은 본원에서 다른 특징과 함께 설명되었더라도 독립적인 발명의 중요성을 갖는 것이 지적된다.

Claims (10)

  1. 주물사, 세탁물, 셀룰로오스 재료 또는 벌크 재료 중 적어도 하나의 물품을 건조하기 위한 건조 기계(110)에 있어서,
    상기 건조 기계는,
    드럼(111);
    상기 드럼의 배면 중심에 연결되는 리드 스루(143);
    상기 드럼(111)으로부터 공급되는 증발물을 압축하는 압축기(142);
    상기 드럼과 상기 압축기를 연결하는 배관;
    상기 압축기에서 압축된 증발물을 가열하는 스팀 히터(141); 및
    상기 스팀 히터와 상기 드럼을 연결하여, 상기 스팀 히터에 의하여 가열된 증발물을 상기 드럼 내부로 공급하는 배관;을 포함하고,
    상기 드럼(111)은,
    상기 적어도 하나의 물품을 수용하기 위한 내부 공간(121)을 가지는 건조 용기(120)와,
    상기 건조 용기를 감싸고, 상기 건조 용기와 한 몸으로 회전하는 응축 챔버(130)를 포함하고,
    상기 건조 용기의 외주면과 상기 응축 챔버의 내주면 사이에 응축을 위한 공간(131)이 형성되며,
    상기 건조 용기의 후면 중심에는, 상기 적어도 하나의 물품으로부터 증발한 증발물의 배출을 위한 출구(112)가 형성되고,
    상기 출구를 통해 배출되는 상기 증발물은 상기 압축기로 흡입되며,
    상기 압축기에서 압축된 상기 증발물은 상기 스팀 히터에 의하여 가열된 후 상기 응축을 위한 공간(131)으로 공급되고,
    상기 적어도 하나의 물품으로부터 증발한 상기 증발물이 상기 건조 용기(120)의 벽을 통하여 상기 응축을 위한 공간(131)으로 직접 이동하지 못하도록, 상기 건조 용기는 상기 응축 챔버로부터 구조적으로 분리되며,
    상기 스팀 히터에 의하여 가열된 후 상기 응축을 위한 공간(131)으로 공급된 증발물은, 상기 건조 용기의 벽을 통하여 상기 적어도 하나의 물품으로 열만 방출하여 응축물이 되고,
    상기 응축물은 상기 드럼(111)에 형성된 응축물 드레인(132)을 통하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 건조 기계.
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  6. 삭제
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  8. 주물사, 세탁물, 셀룰로오스 재료 또는 벌크 재료 중 적어도 하나를 포함하는 물품을 건조 기계 (110) 내에서 건조하는 방법에 있어서,
    상기 건조 기계는,
    드럼(111);
    상기 드럼의 배면 중심에 연결되는 리드 스루(143);
    상기 드럼(111)으로부터 공급되는 증발물을 압축하는 압축기(142);
    상기 드럼과 상기 압축기를 연결하는 배관;
    상기 압축기에서 압축된 증발물을 가열하는 스팀 히터(141); 및
    상기 스팀 히터와 상기 드럼을 연결하여, 상기 스팀 히터에 의하여 가열된 증발물을 상기 드럼 내부로 공급하는 배관;을 포함하고,
    상기 드럼(111)은,
    상기 적어도 하나의 물품을 수용하기 위한 내부 공간(121)을 가지는 건조 용기(120)와,
    상기 건조 용기를 감싸고, 상기 건조 용기와 한 몸으로 회전하는 응축 챔버(130)를 포함하고,
    상기 건조 용기의 외주면과 상기 응축 챔버의 내주면 사이에 응축을 위한 공간(131)이 형성되며,
    상기 건조 용기의 후면 중심에는, 상기 적어도 하나의 물품으로부터 증발한 증발물의 배출을 위한 출구(112)가 형성되고,
    상기 출구를 통해 배출되는 상기 증발물은 상기 압축기로 흡입되며,
    상기 압축기에서 압축된 상기 증발물은 상기 스팀 히터에 의하여 가열된 후 상기 응축을 위한 공간(131)으로 공급되고,
    상기 적어도 하나의 물품으로부터 증발한 상기 증발물이 상기 건조 용기(120)의 벽을 통하여 상기 응축을 위한 공간(131)으로 직접 이동하지 못하도록, 상기 건조 용기는 상기 응축 챔버로부터 구조적으로 분리되며,
    상기 스팀 히터에 의하여 가열된 후 상기 응축을 위한 공간(131)으로 공급된 증발물은, 상기 건조 용기의 벽을 통하여 상기 적어도 하나의 물품으로 열만 방출하여 응축물이 되고,
    상기 응축물은 상기 드럼(111)에 형성된 응축물 드레인(132)을 통하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 방법.
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