KR200256626Y1 - 착화탄 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 톱밥 또는 목재를 분쇄한 작은 칩을 태워서 된 숯가루나 무연탄분, 목탄분 등의 탄소자재를 주재료로 하는 착화탄을 건조시키기 위한 착화탄 건조장치에 관한 것으로, 착화탄의 주재료인 탄소자재를 형성하는 탄화부(10)와, 착화탄의 초벌을 삽입하여 건조시키기 위한 건조기(20)를 포함하여 구성되되, 상기 건조기(20)는 탄화부(10)에서 발생된 열기가 전달되도록 열통로(30)를 매개로 상기 탄화부(10)와 연결된 구조이다.

이와 같은 구조로 된 본 고안의 착화탄 건조장치는 착화탄을 만드는 재료인 탄소자재의 형성과정에서 외기로 배출되는 폐열을 이용하여 착화탄을 건조시키도록 된 착화탄 건조장치를 제공함으로써 기름버너나 히터 등에 의존해 왔던 종래의 건조방법에 비해 대폭적인 에너지 절감이 가능하게 되어 원가절감을 실현할 수 있게 된다.

Description

착화탄 건조장치{Apparatus for drying ignition charcoals}

본 고안은 톱밥 또는 목재를 분쇄한 작은 칩을 태워서 된 숯가루나 무연탄분, 목탄분 등의 탄소자재를 주재료로 하는 고형 착화연료(이하 '착화탄'이라 함)를 건조시키기 위한 착화탄 건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 탄소자재를 형성하는 과정에서 발생되는 폐열을 이용하여 착화탄을 건조시키도록 된 착화탄 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 착화탄은 점화가 용이하고, 일단 점화가 되고 난 후에는 전소될 때까지 불이 꺼지지 않으며, 연소되는 동안 연기나 유해가스를 발생시키지 않을 뿐 아니라, 전소된 후에는 회분내에 잔존하는 산화제의 독성이 완전히 제거된 상태이므로 사용시 안전하고 위생적이라는 것은 이미 주지된 사실이다.

착화탄은 무연탄분, 목탄분, 왕겨숯 등의 탄소자재를 단독 또는 혼합하여 제조하게 되는데, 이때 연소조제로서 초산염(초산칼륨, 초산소다, 초산바리움)과 질산염(질산칼륨, 질산소다, 질산바리움), 스트론튜움, 중크롬산 칼륨 등의 산화제와, 촉매제로서 알루미늄분말, 규소철, 금속실리콘, 과망간산칼륨 등과, 완충제 및 제독제로서 벤토나이트, 불석, 소석회, 과산화칼슘 등을 혼합하게 된다. 이후, 탄소자재를 적당량의 접착제가 혼합된 상태로 가압,성형하고, 이를 건조시키게 되면 무독, 무취, 무연의 착화탄이 만들어진다.

상기와 같은 착화탄 제조과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 전체 중량비의 10% 정도에 해당하도록 파쇄기에 의해 분쇄된 목재조각이나 톱밥 등을 탄화로에서 탄화시켜 형성한 탄소자재(숯가루)를 질산바리움 및 초산바리움 등의 산화제와 혼합하게 된다. 통상, 착화탄은 상부로부터 점화층, 착화층, 동체부로 구성되는데, 이들 각층의 탄소자재는 목탄분 20%, 무연탄분 40%, 왕겨숯 35%, 소석회 5%를 혼합 조성하고, 점화층과 착화층에는 질산바리움, 연소산 칼륨과 초산소다, 미량의 과망간산 칼륨, 과산화칼슘과 적당량의 접착제를 혼합한 구성으로 하여 스팀을 이용하여 찐 다음, 성형기로 압축하여 제품을 성형한다. 이렇게 성형된 착화탄의 초벌은 건조기에서 완전히 건조된 다음, 포장용기에 담아져서 상품화된다.

위와 같은 공정을 통해 착화탄을 제조하면서, 탄화로에서는 탄소자재를 형성하는 동안 많은 열이 발생되지만 종래에는 모든 열이 상기 탄화로의 굴뚝(연돌)을 통해 그대로 외기에 배출되었는 바, 에너지의 낭비요소가 커서 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 착화탄의 초벌을 건조시키기 위해 항상 버너 또는 히터 등의 가열장치를 가동하여 건조기 내부의 온도를 유지하여야 했으므로 에너지 소모가 많아 제조원가가 높아지는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 착화탄을 만드는 재료인 탄소자재의 형성과정에서 외기로 배출되는 폐열을이용하여 착화탄을 건조시키도록 된 구조를 제공함으로써 에너지 및 원가 절감을 실현하도록 한 착화탄 건조장치를 제공함에 고안의 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 착화탄 건조장치의 구성을 도시한 계통도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

1 : 착화탄 건조장치 10 : 탄화부

20 : 건조기 30 : 열통로

31 : 제1 배기부 40 : 송풍기

32 : 제2 배기부 50 : 맨홀부

60 : 불티제거부 61 : 차폐부재

61a : 통기공 70 : 자동개폐장치

71 : 감지부 72 : 제어부

73 : 개폐부 80 : 가열수단

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 고안의 착화탄 건조장치는 착화탄의 주재료인 탄소자재를 형성하는 탄화부와, 착화탄의 초벌을 삽입하여 건조시키기 위한 건조기를 포함하여 구성되되, 상기 건조기는 탄화부에서 발생된 열기가 전달되도록 열통로를 매개로 상기 탄화부와 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열통로에는 상기 탄화부에서 발생된 연기 및 습기를 외기로 배출하도록 된 제1 배기부와, 상기 탄화부로부터 유출되는 열기를 유인하여 상기 건조기측으로 급송시키기 위한 송풍기와, 상기 송풍기에 의해 운반된 열풍을 외기로 배출하도록 된 제2 배기부가 마련되고,

상기 제1 배기부와 송풍기 사이에는 상기 탄화부로부터 유출되는 열기와 불길을 분산 또는 확산시켜 상기 불길이 건조기에 이르지 못하도록 화력을 약화시키기 위한 소정 폭의 공간으로 이루어진 맨홀부가 형성되며,

상기 송풍기와 건조기 사이에는 송풍기의 흡인력에 의해 상기 맨홀부로부터 이송된 불티를 차단하기 위해 내열 및 내화성의 차폐부재가 내재된 불티제거부가 마련되되, 상기 차폐부재는 불티는 차단하고 열풍은 통과시키도록 표면에 다수의 통기공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열통로는 상기 건조기와 제2 배기부 사이에 상기 불티제거부를통과해서 운반된 열풍의 유동방향을 제어하기 위한 자동개폐장치가 구비되되, 상기 자동개폐장치는 건조기의 내부온도를 감지하도록 된 감지부와, 상기 감지부에 의해 감지된 상기 건조기의 내부온도를 설정온도와 비교,연산하여 열통로의 개폐신호를 인가하는 제어부와, 이 제어부로부터 인가된 신호에 따라 열통로를 개폐하는 개폐부로 구성되고,

상기 제어부는 상기 감지부에 의해 감지된 건조기의 내부온도가 설정온도보다 높을 경우에는 상기 개폐부가 건조기의 입구측을 폐쇄하고 제2 배기부측을 개방하도록 하여 열풍이 외기로 배출되도록 하는 한편, 상기 감지부에 의해 감지된 건조기의 내부온도가 설정온도보다 낮을 경우에는 상기 개폐부가 제2 배기부측을 폐쇄하고 상기 건조기의 입구측을 개방하도록 하여 열풍이 건조기 내부로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

첨부된 예시도면 도 1은 본 고안에 따른 착화탄 건조장치의 구성을 도시한 계통도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안의 착화탄 건조장치(1)에는 톱밥이나 목재를 분쇄한 작은 칩을 태워서 착화탄의 주재료가 되는 탄소자재를 형성하는 노(furnace)인 탄화부(10)가 구비된다.

또한, 본 고안의 착화탄 건조장치(1)에는 상기 탄화부(10)에서 탄화된 탄소자재를 공지의 산화제, 촉매제, 완충제, 제독제 및 접착제 등과 혼합하고 이를 성형기로 가압,성형하여 만들어진 착화탄의 초벌을 건조시키기 위한 건조기(20)가 구비되는 바, 이 건조기(20)는 상기 탄화부(10)에서 발생되는 열기를 공급받을 수 있도록 열통로(30)를 매개로 상기 탄화부(10)와 연결된다.

한편, 열통로(30)가 시작되는 상기 탄화부(10)의 일측에는 상기 탄화부(10)에서 탄소자재의 형성시 발생된 연기와 습기 등을 외기로 배출시키는 굴뚝(연돌)인 제1 배기부(31)가 형성되고, 이 제1 배기부(31)로부터 일정거리 떨어져서 상기 열통로(30)의 내부에는 상기 탄화부(10)로부터 유출되는 열기를 유인하여 상기 건조기(20)측으로 급송하기 위한 송풍기(40)가 구비되며, 상기 열통로(30)가 끝나는 건조기(20)의 일측에는 상기 송풍기(40)에 의해 운반된 열풍을 외기로 배출시키는 제2 배기부(32)가 형성된다.

상기 열통로(30)에는 제1 배기부(31)와 송풍기(40) 사이에 소정 폭의 공간을 형성하는 맨홀부(50)가 구비되는 바, 이 맨홀부(50)에서는 상기 송풍기(40)의 흡인력에 의해 운반된 열기와 불길을 넓은 공간을 이용하여 분산 또는 확산시킴으로써 화력을 약화시켜 불길이 건조기(20)까지 이르지 못하도록 하게 된다.

또한, 상기 열통로(30)는 송풍기(40)에 의해 상기 맨홀부(50)로부터 열기와 함께 운반되는 불티를 제거하기 위해 상기 송풍기(40)와 건조기(20) 사이에 소정 폭의 공간으로 이루어진 불티제거부(60)가 형성된다. 이 불티제거부(60)에는 내화재 및/또는 내열재로 된 판상구조의 차폐부재(61)가 내재되어 상기 불티제거부(60)의 내부를 전후방향으로 가로막게 되는데, 상기 차폐부재(61)는 불티의 이동을 완전 차단하는 대신 열풍은 통과되도록 표면에 다수의 통기공(61a)이 형성된 구조를 갖는다.

또한, 상기 열통로(30)는 상기 건조기(20)와 제2 배기부(32) 사이에 상기 불티제거부(60)를 통과해서 운반되는 열풍의 유동방향을 제어하기 위한 자동개폐장치(70)가 구비되는데, 이 자동개폐장치(70)는 건조기(20) 내부의 온도를 감지하는 감지부(71)와, 이 감지부(71)에 의해 감지된 건조기(20) 내부의 실재온도를 설정온도와 비교,연산하여 열통로(30)의 개폐신호를 인가하게 되는 제어부(72)와, 이 제어부(72)로부터 인가된 신호에 따라 실제로 열통로(30)를 개폐하게 되는 공지의 밸브 구조로 된 개폐부(73)로 구성된다.

이러한 구성을 갖는 상기 자동개폐장치(70)는 건조기(20) 내부의 현재온도가 설정온도보다 높을 경우에는 건조기(20)의 입구측을 폐쇄하고 제2 배기부(32)측을 개방하여 열풍이 외기로 배출되도록 하는 한편, 상기 건조기(20) 내부의 현재온도가 설정온도보다 낮을 경우에는 상기 제2 배기부(32)측을 폐쇄하고 상기 건조기(20)의 입구측을 개방하여 열풍이 건조기(20) 내부로 유입되도록 함으로써 건조기(20) 내부온도를 상승시키게 된다.

한편, 본 고안의 착화탄 건조장치(1)는 최초 가동시 건조기(20)의 내부온도를 짧은 시간에 적정온도까지 상승시키기 위해 버너나 전기히터와 같은 가열수단(80)을 건조기(20)에 결합시킨 구성으로 제공할 수 있다.

본 고안의 착화탄 건조장치를 구성하는 각 구성요소의 제원을 살펴보면 다음과 같다.

상기 열통로(30)는 탄화부(10)의 크기를 고려하여 직경을 결정하되, 예를들어 열통로(30)의 직경을 약 80cm 정도로 할 경우, 상기 맨홀부(50)는 열통로(30)를 따라 열기와 함께 운반되는 불길의 분산 또는 확산이 확실하게 이루어지도록 가로, 세로 및 높이를 각각 약 2m 정도로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 맨홀부(50)는 열기가 누출되지 않도록 하여 보온성을 유지하기 위해 내화벽돌을 이용하여 이중벽을 형성하되, 이중벽의 내부에는 보온,단열효과를 높이기 위해 모래를 채운 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 불티제거부(60)는 상기 맨홀부(50)에서 불길이 분산 또는 확산된 후, 송풍기(40)의 흡인력에 의해 불티가 운반되어 건조기(20)에서 화재가 발생되는 것을 방지하기 위해 가로 2.4m, 세로 및 높이를 각각 1.2m로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 불티제거부(60)내에 구비되는 차폐부재(61)는 내화성 및 내열성이 높은 가로 2.4m, 세로 1.2m, 두께 1.5mm 정도의 스테인레스 스틸(stainless steel) 등을 재질로 하여 구성하되, 2중겹 또는 3중겹을 이루도록 복수개 구비하고, 이 차폐부재(61)에 형성된 통기공(61a)은 직경 1mm 정도의 크기에 상호 1mm 정도의 간격을 유지하도록 함이 바람직하다.

상기 건조기(20)의 내부온도에 대한 설정값은 착화탄이 최상의 상태로 건조되도록 약 83℃ 정도로 설정하고, 상기 자동개폐장치(70)는 슬라이덕스 또는 직류모터를 원형 단파에 연결한 구조로 구성하며, 상기 제1 배기부(31)와 제2 배기부(32)는 항상 개방된 구조로 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 실시예에서는 열통로, 맨홀부, 불티제거부, 차폐부재 및 자동개폐장치의 크기와 형태 그리고 재질 등을 상기와 같이 한정하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 국한되지 않고 다양한 크기와 형태 및 재질을 적용하여 구성할 수 있음은 물론이다.

위와 같이, 본 고안은 착화탄을 만드는 재료인 탄소자재의 형성과정에서 외기로 배출되는 폐열을 이용하여 착화탄을 건조시키도록 된 착화탄 건조장치를 제공함으로써 기름버너나 히터 등에 의존해 왔던 종래의 건조방법에 비해 대폭적인 에너지 절감이 가능하게 되어 원가절감을 실현할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 착화탄의 주재료인 탄소자재를 형성하는 탄화부(10)와, 착화탄의 초벌을 삽입하여 건조시키기 위한 건조기(20)를 포함하여 구성되되, 상기 건조기(20)는 탄화부(10)에서 발생된 열기가 전달되도록 열통로(30)를 매개로 상기 탄화부(10)와 연결된 것을 특징으로 하는 착화탄 건조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 열통로(30)에는 상기 탄화부(10)에서 발생된 연기 및 습기를 외기로 배출하도록 된 제1 배기부(31)와, 상기 탄화부(10)로부터 유출되는 열기를 유인하여 상기 건조기(20)측으로 급송시키기 위한 송풍기(40)와, 상기 송풍기(40)에 의해 운반된 열풍을 외기로 배출하도록 된 제2 배기부(32)가 마련되고,

   상기 제1 배기부(31)와 송풍기(40) 사이에는 상기 탄화부(10)로부터 유출되는 열기와 불길을 분산 또는 확산시켜 상기 불길이 건조기(20)에 이르지 못하도록 화력을 약화시키기 위한 소정 폭의 공간으로 이루어진 맨홀부(50)가 형성되며,

   상기 송풍기(40)와 건조기(20) 사이에는 송풍기(40)의 흡인력에 의해 상기 맨홀부(50)로부터 이송된 불티를 차단하기 위해 내열 및 내화성의 차폐부재(61)가 내재된 불티제거부(60)가 마련되되, 상기 차폐부재(61)는 불티는 차단하고 열풍은 통과시키도록 표면에 다수의 통기공(61a)이 형성된 것을 특징으로 하는 착화탄 건조장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 열통로(30)는 상기 건조기(20)와 제2 배기부(32) 사이에 상기 불티제거부(60)를 통과해서 운반된 열풍의 유동방향을 제어하기 위한 자동개폐장치(70)가 구비되되, 상기 자동개폐장치(70)는 건조기(20)의 내부온도를 감지하도록 된 감지부(71)와, 상기 감지부(71)에 의해 감지된 상기 건조기(20)의 내부온도를 설정온도와 비교,연산하여 열통로(30)의 개폐신호를 인가하는 제어부(72)와, 이 제어부(72)로부터 인가된 신호에 따라 열통로(30)를 개폐하는 개폐부(73)로 구성되고,

   상기 제어부(72)는 상기 감지부(71)에 의해 감지된 건조기(20)의 내부온도가 설정온도보다 높을 경우에는 상기 개폐부(73)가 건조기(20)의 입구측을 폐쇄하고 제2 배기부(32)측을 개방하도록 하여 열풍이 외기로 배출되도록 하는 한편, 상기 감지부(71)에 의해 감지된 건조기(20)의 내부온도가 설정온도보다 낮을 경우에는 상기 개폐부(73)가 제2 배기부(32)측을 폐쇄하고 상기 건조기(20)의 입구측을 개방하도록 하여 열풍이 건조기(20) 내부로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 착화탄 건조장치.