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KR20240132910A - 회전식 마이크로파 가열로 - Google Patents

회전식 마이크로파 가열로 Download PDF

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KR20240132910A
KR20240132910A KR1020230026203A KR20230026203A KR20240132910A KR 20240132910 A KR20240132910 A KR 20240132910A KR 1020230026203 A KR1020230026203 A KR 1020230026203A KR 20230026203 A KR20230026203 A KR 20230026203A KR 20240132910 A KR20240132910 A KR 20240132910A
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KR
South Korea
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housing
microwave
rotary
pair
slip rings
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KR1020230026203A
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Inventor
이상주
Original Assignee
이상주
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Publication date
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Abstract

회전식 마이크로파 가열로는, 수평 방향으로 길게 형성된 원통 형상이며, 건조 대상물이 투입되는 투입구와 건조 완료된 대상물이 배출되는 배출구를 갖는 하우징과, 상기 하우징을 지지하도록 구비되며, 상기 하우징을 회전시키는 회전 구동부와, 상기 하우징의 외측면 둘레를 따라 이격되도록 구비되며, 상기 하우징의 내부로 마이크로파를 조사하여 상기 대상물을 가열하는 마이크로파 발생부들 및 한 쌍의 슬립 링들과 한 쌍의 브러시들을 이용하여 상기 하우징의 외부에서 상기 마이크로파 발생부로 전원을 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다.

Description

회전식 마이크로파 가열로{Rotary microwave heating furnace}
본 발명은 회전식 마이크로파 가열로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로파를 이용하여 대상물을 건조하는 회전식 마이크로파 가열로에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전 및 방전이 가능한 전지를 말한다. 상기 이차전지 중 리튬 이차 전지는 높은 에너지 밀도와 전압을 가지며, 사이클 수명이 길고, 자기 방전율이 낮기 때문에 상용화되어 널리 사용되고 있다.
상기 리튬 이차전지에는 양극재와 음극재가 사용된다.
상기 양극재는 양극재 제조용 전구체와 리튬 원료 물질을 혼합한 후, 가열 장치에 투입하여 고온에서 소성하는 방법을 통해 제조된다.
상기 음극재는 음극재 원료 물질인 실리콘과 흑연을 혼합한 후, 가열 장치에 투입하여 고온에서 소성하는 방법을 통해 제조된다.
이때, 상기 가열장치로는 회전식 가열로가 사용될 수 있다. 상기 회전식 가열로는 상기와 같은 대상물을 수용하고, 수평방향으로 회전시켜서 혼합하는 회전튜브, 회전튜브의 외측에 고정되어 구비되고 회전튜브에 열을 부가하여 상기 대상물을 가열하여 반응시키는 발열체를 포함한다.
즉, 상기 회전식 가열로는 상기 대상물에 열이 전달되기 전에 회전 튜브부터 가열되는 전도 형식의 열전달 방식이다. 그러나 상기 회전식 가열로는 상기 대상물을 반응시키기 위한 열평형(승온 온도)에 이르기까지 많은 시간이 소요되고, 국부적으로 온도 편차가 발생한다.
이를 해결하기 위해 회전식 가열로는 회전튜브의 외측에 고정된 마이크로파 발생기를 구비한 내부 발열 방식을 적용하고 있으며, 이에 따라 상기 대상물을 효과적으로 가열할 수 있다.
그러나 종래의 회전식 가열로는 마이크로파 발생기들이 외부에 고정되어 있으므로, 가열로 자체가 회전할 수 없어 반응 대상물을 혼합하기 어려우며 마이크로파의 흡수 또는 투과력을 높이는데 한계가 있다. 따라서, 상기 대상물을 균일하게 가열하거나 신속하게 가열하여 배출하는데 한계가 있다.
본 발명은 대상물을 신속하고 균일하게 가열할 수 있는 회전식 마이크로파 가열로를 제공한다.
본 발명에 따른 회전식 마이크로파 가열로는, 수평 방향으로 길게 형성된 원통 형상이며, 건조 대상물이 투입되는 투입구와 건조 완료된 대상물이 배출되는 배출구를 갖는 하우징과, 상기 하우징을 지지하도록 구비되며, 상기 하우징을 회전시키는 회전 구동부와, 상기 하우징의 외측면 둘레를 따라 이격되도록 구비되며, 상기 하우징의 내부로 마이크로파를 조사하여 상기 대상물을 가열하는 마이크로파 발생부들 및 한 쌍의 슬립 링들과 한 쌍의 브러시들을 이용하여 상기 하우징의 외부에서 상기 마이크로파 발생부로 전원을 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 전원 제공부는, 상기 하우징의 측면 둘레를 감싸도록 구비되며, 서로 이격되도록 배치되는 상기 한 쌍의 슬립 링들과, 상기 한 쌍의 슬립 링들과 상기 마이크로파 발생부들을 전기적으로 병렬 연결하는 복수 쌍의 제1 전선들과, 상기 하우징과 이격되어 구비되며 상기 전원을 인가하는 전원부 및 단부에 상기 슬립 링들과 면접촉 상태를 유지하는 상기 한 쌍의 브러시들이 구비되고, 상기 전원부와 상기 한 쌍의 슬립 링들을 전기적으로 연결하는 한 쌍의 제2 전선들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 전선들이 상기 슬립 링들을 상에 위치하여 상기 브러쉬들과의 접촉을 방해하는 것을 차단하기 위해 상기 제1 전선들은 상기 하우징에 매립될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 투입구는 상기 하우징의 일단부에 배치되고, 상기 배출구는 상기 일단부와 반대되는 상기 하우징의 타단부에 배치되고, 상기 하우징은 상기 일단부가 높고 상기 타단부가 낮도록 경사지도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 회전식 마이크로파 가열로는, 상기 하우징의 내측면으로부터 나선 형태로 돌출되며, 상기 하우징이 회전함에 따라 상기 대상물을 교반하고 상기 대상물을 상기 투입구에서 상기 배출구로 이송하는 제1 이송부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 회전식 마이크로파 가열로는, 상기 하우징의 길이 방향으로 관통하는 회전축과, 상기 회전축의 측면을 따라 구비되는 복수의 날개들과, 상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하고, 상기 회전축이 회전함에 따라 상기 대상물을 교반하고 상기 대상물을 상기 투입구에서 상기 배출구로 이송하는 제2 이송부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 회전식 마이크로파 가열로는, 상기 하우징의 내측면을 둘러싸도록 구비되며, 상기 마이크로파 발생부들에서 조사된 마이크로파를 흡수하여 균일하게 발열하는 발열 튜브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 회전식 마이크로파 가열로는, 상기 하우징과 이격되어 구비되며, 상기 하우징의 온도 프로파일을 모니터링 하기 위한 적외선 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 마이크로파 발생부들은 공냉이 가능하도록 최대 출력이 3KW 이하일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 마이크로파 발생부들이 상기 하우징의 외측면에 일정 간격으로 구비되어 상기 하우징과 같이 회전한다. 상기 마이크로파 발생부들이 마이크로파를 이용하여 상기 하우징 내부의 상기 대상물을 직접 가열할 수 있다. 따라서, 상기 대상물을 신속하고 균일하게 가열할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 내부에 상기 발열 튜브를 구비하여 상기 마이크로파를 흡수하여 균일하게 발열함으로써 상기 대상물을 간접적으로 가열할 수 있다. 따라서, 상기 대상물을 더욱 균일하게 가열할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 마이크로파 가열로를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전원 제공부를 설명하기 위한 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 하우징 및 제1 이송부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 하우징 및 제2 이송부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 하우징의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 발열 튜브를 설명하기 위한 정면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전식 마이크로파 가열로를 설명하기 위한 개략적인 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전원 제공부를 설명하기 위한 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 회전식 마이크로파 가열로(100)는 하우징(110), 회전 구동부(120), 공급부(130), 회수부(140), 마이크로파 발생부들(150) 및 전원 제공부(160)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(110)은 수평 방향으로 길게 형성된 원통 형상이며, 건조 대상물(미도시)이 투입되는 투입구(111)와 건조 완료된 대상물이 배출되는 배출구(112)를 갖는다. 상기 대상물은 분말 형태일 수 있다. 예를 들면, 리튬 이차전지의 양극재와 음극재를 형성하기 위한 원료 물질일 수 있다.
상기 투입구(111)는 상기 하우징(110)의 일단부에 구비되고, 상기 배출구(112)는 상기 일단과 반대되는 상기 하우징(110)의 타단에 구비된다.
일 예로, 상기 하우징(110)은 경사지도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 투입구(111)가 구비된 상기 일단부가 높고 상기 배출구(112)가 구비된 상기 타단부가 낮게 배치될 수 있다. 이때, 상기 하우징(110)의 경사 각도는 수평면을 기준으로 약 3 내지 5도일 수 있다. 따라서, 상기 투입구(111)로 공급된 상기 대상물이 상기 배출구(112)로 쉽게 이동할 수 있다.
이와 달리, 상기 하우징(110)은 수평하게 배치될 수도 있다. 즉, 상기 일단부와 상기 타단부가 동일한 높이일 수 있다.
상기 회전 구동부(120)는 상기 하우징(110)을 지지하도록 구비되며, 상기 하우징(110)을 회전시킨다.
상기 회전 구동부(120)는 제1 모터(121), 구동 기어(122) 및 롤러들(123)을 포함할 수 있다.
상기 제1 모터(121)는 상기 하우징(110)을 회전시키기 위한 구동력을 제공한다.
상기 구동 기어(122)는 상기 제1 모터(121)와 연결되며 상기 구동력에 의해 회전한다. 또한, 상기 구동 기어(122)는 상기 하우징(110)의 측면 둘레를 따라 구비된 종동 기어(113)와 맞물린다. 상기 구동 기어(122)와 상기 종동 기어(113)가 맞물리 상태에서 상기 구동 기어(122)가 회전함에 따라 상기 하우징(110)이 회전할 수 있다.
상기 롤러들(123)은 상기 하우징(110)의 하부에 구비되며 상기 하우징(110)의 외측면과 접촉하면서 상기 하우징(110)을 지지한다. 상기 롤러들(123)은 상기 하우징(110)이 회전함에 따라 같이 회전하면서 상기 하우징(110)이 원활하게 회전하도록 한다.
상기 공급부(130)는 상기 하우징(110)의 상기 투입구(111)로 상기 대상물을 순차적으로 공급한다.
상기 공급부(130)는 상기 대상물 투입되는 호퍼(131), 상기 호퍼(131)의 하부에 연결되며, 상기 투입구(111)를 통해 상기 하우징(110)의 내부까지 연장하여 상기 대상물을 상기 하우징(110)으로 이송하기 위한 이송관(132), 상기 이송관(132)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 대상물을 상기 하우징(110)으로 이송하는 이송 스크류(미도시) 및 상기 이송 스크류를 회전시키기 위한 제2 모터(133)를 포함할 수 있다.
상기 회수부(140)는 상기 하우징(110)의 상기 배출구(112)의 하부에 구비되며, 상기 배출구(112)를 통해 배출되는 상기 대상물을 회수한다.
상기 마이크로파 발생부들(150)은 상기 하우징(110)의 외측면 둘레를 따라 이격되도록 구비되며, 상기 하우징(110)의 내부로 마이크로파를 조사하여 상기 대상물을 가열한다. 상기 마이크로파가 상기 대상물에 흡수되면, 상기 대상물에 남아 있는 물을 파동으로 진동시켜 발열시키므로, 상기 대상물을 가열할 수 있다.
상기 마이크로파 발생부들(150)은 공냉이 가능하도록 최대 출력이 3KW 이하일 수 있다.
상기 마이크로파 발생부들(150)의 최대 출력이 3KW를 초과하는 경우, 상기 마이크로파 발생부들(150)을 냉각하기 위한 냉각 수단이 추가로 구비될 수 있다.
상기 하우징(110)에서 상기 마이크로파 발생부들(150)이 구비된 위치에 마이크로파가 투과 가능한 투과부들(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 투과부들은 마이크로파는 투과 가능한 재질로 형성되며, 상기 하우징(110)의 내부와 외부를 차단하여 상기 대상물이나 공기 등이 외부로 누출되지 않도록 한다. 상기 투과부들의 재질로는 석영(Quartz), PTFE, 운모 및 산화알루미늄(Al2O3) 등이 사용될 수 있다.
상기 전원 제공부(160)는 한 쌍의 슬립 링들(161)과 한 쌍의 브러시들(165)을 이용하여 상기 하우징(110)의 외부에서 상기 마이크로파 발생부들(150)로 전원을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 전원 제공부(160)는, 상기 한 쌍의 슬립 링들(161), 복수 쌍의 제1 전선들(162), 전원(163), 한 쌍의 제2 전선들(164) 및 상기 한 쌍의 브러시들(165)을 포함할 수 있다.
상기 슬립 링들(161)은 상기 하우징(110)의 측면 둘레를 감싸도록 구비되며, 서로 이격되도록 배치된다. 상기 슬립 링들(161)은 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 서로 전기적으로 연결되지 않는다.
상기 슬립 링들(161)은 상기 브러시들(165)과의 안정적 연결을 위해 상기 하우징(110)에 매립될 수 있다.
상기 제1 전선들(162)은 상기 슬립 링들(161)과 상기 마이크로파 발생부들(150)을 전기적으로 병렬 연결한다. 상기 마이크로파 발생부들(150)이 병렬 연결되므로, 상기 마이크로파 발생부들(150)의 출력이 동일할 수 있다.
상기 슬립 링들(161)은 상기 하우징(110)의 상기 일단부 또는 상기 타단부에 서로 인접하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 전선들(162)은 상기 하우징(110)에 매립될 수 있다. 따라서, 상기 제1 전선들(162)이 상기 슬립 링들(161) 상에 위치하여 상기 브러시들(165)과의 접촉을 방해하는 것을 차단할 수 있다.
이와 달리, 상기 슬립 링들(161)은 상기 하우징(110)의 상기 일단부와 상기 타단부에 하나씩 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 전선들(162)을 상기 하우징(110)에 매립하지 않고 상기 슬립 링들(161)과 연결하더라도 상기 제1 전선들(162)이 상기 슬립 링들(161) 상에 위치하지 않으므로, 상기 제1 전선들(162)이 상기 슬립 링들(161)과 상기 브러시들(165)의 접촉을 방해하지 않을 수 있다.
한편, 상기 슬립 링들(161)은 상기 하우징(110)의 상기 일단부와 상기 타단부에 하나씩 배치되더라도 상기 제1 전선들(162)을 상기 하우징(110)에 매립할 수 있다.
상기 전원부(163)는 상기 하우징(110)과 이격되어 구비되며, 상기 전원을 인가한다.
상기 제2 전선들(164)은 상기 전원부(163)와 상기 슬립 링들(161)을 전기적으로 연결한다.
상기 브러시들(165)은 상기 제2 전선들(164)의 단부에 구비되며, 상기 슬립 링들(161)과 면접촉 상태를 유지한다. 따라서, 상기 전원 제공부(160)는 상기 마이크로파 발생부들(150)이 상기 하우징(110)과 함께 회전하더라도 상기 마이크로파 발생부들(150)로 상기 전원을 안정적으로 제공한다.
한편, 도시되지는 않았지만, 상기 하우징(110)의 길이나 크기에 따라 상기 하나의 전원(160)에 복수 쌍의 제2 전선들(164) 및 복수 쌍의 브러시들(165)이 연결되고, 상기 복수 쌍의 브러시들(165)에 복수 쌍의 슬립 링들(161)이 면접촉하고, 복수 쌍의 제1 전선들(162)이 상기 복수 쌍의 슬립 링들(161)과 상기 마이크로파 발생부들(150)을 연결할 수 있다.
또한, 상기 하우징(110)의 길이나 크기에 따라 상기 전원 제공부(160)가 복수로 구비될 수도 있다.
도 3은 도 1에 도시된 하우징 및 제1 이송부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 회전식 마이크로파 가열로(100)는 상기 하우징(110)의 내부에 제1 이송부(170)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 이송부(170)는 상기 하우징(110)의 내측면으로부터 나선 형태로 돌출된다. 상기 제1 이송부(170)는 상기 투입구(111)에서 상기 배출구(112)까지 형성될 수 있다. 상기 제1 이송부(170)가 상기 하우징(110)과 일체로 구비되므로, 상기 하우징(110)이 회전함에 따라 상기 제1 이송부(170)는 상기 대상물을 교반하고 상기 대상물을 상기 투입구(111)에서 상기 배출구(111)로 이송한다.
상기 하우징(110)의 회전 속도, 즉 상기 제1 이송부(170)의 회전 속도를 조절하여 상기 대상물의 이송 속도를 조절할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 하우징 및 제2 이송부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 회전식 마이크로파 가열로(100)는 상기 하우징(110)의 내부에 제2 이송부(175)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 이송부(175)는 회전축(176), 날개들(177) 및 제3 모터(178)를 포함할 수 있다.
상기 회전축(176)은 상기 하우징(110)의 내부를 상기 하우징(110)의 길이 방향으로 관통하도록 구비된다.
상기 날개들(177)은 상기 회전축(176)의 측면을 따라 복수로 구비될 수 있다. 상기 대상물을 이송하기 위해 상기 날개들(177)은 상기 회전축(176)과 일정한 각도로 경사지도록 배치된다.
한편, 상기 날개들(177) 대신에 상기 회전축(176)의 측면을 따라 나선 스크류가 구비될 수도 있다.
상기 제3 모터(178)는 상기 회전축(176)과 연결되며, 상기 회전축(176)을 회전시킨다.
상기 제2 이송부(175)는 상기 제3 모터(178)에 의해 상기 회전축(176)이 회전함에 따라 상기 대상물을 교반하고 상기 대상물을 상기 투입구(111)에서 상기 배출구(112)로 이송할 수 있다.
상기 회전축(176)의 회전 속도를 조절하여 상기 대상물의 이송 속도를 조절할 수 있다.
상기 제2 이송부(175)의 상기 회전축(176)은 상기 하우징(110)의 내부 중앙에 위치하거나, 상기 하우징(110)의 내부 하측에 위치할 수 있다.
상기 회전축(176)이 상기 하우징(110)의 내부 중앙에 위치하는 경우, 상기 대상물의 점도가 높더라도 상기 제2 이송부(175)가 상기 대상물을 교반하면서 이송할 수 있다.
상기 회전축(176)이 상기 하우징(110)의 내부 하측에 위치하는 경우, 상기 제2 이송부(175)의 일부가 상기 대상물에 묻히게 되므로, 상기 회전축(176)이나 상기 날개들(177)의 회전에 따른 마이크로파 간섭을 최소화 할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 하우징의 다른 예를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 발열 튜브를 설명하기 위한 정면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 회전식 마이크로파 가열로(100)은 상기 하우징(110)의 내측면을 둘러싸도록 구비되며, 상기 마이크로파 발생부들(150)에서 조사된 마이크로파를 흡수하여 균일하게 발열하는 발열 튜브(180)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 마이크로파 발생부들(150)은 상기 대상물을 직접 가열하지 않고 상기 발열 튜브(180)를 통해 간접적으로 가열할 수 있다.
상기 발열 튜브(180)는 마이크로파 흡수재(181) 및 세라믹재(182)를 포함할 수 있다.
상기 마이크로파 흡수재(181)는 튜브 형태를 가지며, 상기 마이크로파 발생부들(150)에서 발생된 마이크로파들을 흡수하여 발열한다.
상기 마이크로파 흡수재(181)는 상온에서 마이크로파를 흡수하고, 흡수한 마이크로파가 상기 마이크로파 흡수재(181)의 쌍극자 운동을 발생시키거나 또는 상기 마이크로파 흡수재의 입자 계면에 분극을 일으키는 것에 의해 발열할 수 있다.
상기 마이크로파 흡수재(181)는 마이크로파 흡수성 및 내열성이 우수한 소재 일 수 있다. 예를 들면, 상기 마이크로파 흡수재(181)는 SiC, 흑연, 탄소나노튜브, 탄소나노파이버 및 그래핀으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 마이크로파 발생부들(150)의 가동 시간 및 출력을 제어함으로써 상기 발열 튜브(180)의 발열 온도를 조절할 수 있다.
상기 세라믹재(182)는 상기 튜브 형태를 가지며, 상기 마이크로파 흡수재(181)의 내측면에 구비된다. 상기 세라믹재(182)는 상기 마이크로파 흡수재(181)가 대기 중에 노출되는 것을 방지하여 상기 마이크로파 흡수재(181)의 산화를 방지할 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 상기 마이크로파 흡수재(181)의 내측면에 감싸는 튜브 형태의 제1 세라믹재(182) 및 상기 마이크로파 흡수재(181)의 외측면을 감싸는 튜브 형태로의 제2 세라믹재가 구비될 수도 있다. 즉, 상기 마이크로파 흡수재(181)가 상기 제1 세라믹재(182) 및 상기 제2 세라믹재 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 마이크로파 흡수재(181)의 산화 방지 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 상기 마이크로파 흡수재(181)가 상기 제1 세라믹재(182) 및 제2 세라믹재와 밀착되기 때문에 상기 발열 튜브(180)의 열 전달을 극대화할 수 있다.
상기 세라믹재(182) 및 상기 제2 세라믹재는 상기 마이크로파를 투과시킬 수 있는 재질로 이루어진다. 상기 세라믹재(182) 및 상기 제2 세라믹재는 쿼츠, 뮬라이트 및 알루미나로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 발열 튜브(180)는 단열재(183)를 더 포함할 수 있다.
상기 단열재(183)는 상기 마이크로파 흡수재(181)의 외측면을 감싸는 튜브 형태로 구비될 수 있다.
상기 마이크로파 흡수재(181)의 외측면에 상기 제2 세라믹재가 구비되는 경우, 상기 단열재(183)는 상기 제2 세라믹재의 외측면을 감싸는 튜브 형태로 구비될 수 있다.
상기 단열재(183)는 상기 마이크로파 흡수재(181)에서 발생된 열이 상기 발열 튜브(180) 외부로 유출되지 못하도록 방지할 수 있다.
상기 단열재(183)는 상기 마이크로파는 투과시키면서 열은 차단시키는 재질로 이루어질 수 있다. 상기 단열재(183)는 세라믹 울, 쿼츠 울, 금속 산화물 브릭 등 형태 가공이 가능한 모든 세라믹 재질의 단열재라면, 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 회전식 마이크로파 가열로(100)는 상기 하우징(110)과 이격되어 구비되며, 상기 하우징(110)의 온도 프로파일을 모니터링 하기 위한 적외선 센서(190)를 더 포함할 수 있다.
상기 적외선 센서(190)는 단수 혹은 복수로 구비될 수 있으며, 상기 하우징(110)에서 상기 대상물의 건조가 이루어지는 동안 상기 하우징(110)의 온도 프로파일을 모니터링할 수 있다.
상기 하우징(110)의 온도 프로파일을 모니터링함으로써, 상기 하우징(110)에서 상기 대상물의 건조 공정이 정상적으로 이루어지는지를 확인할 수 있으며, 상기 마이크로파 발생부들(150)의 이상 여부도 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 회전식 마이크로파 가열로 111: 투입구
112: 배출구 113: 종동 기어
120: 회전 구동부 121: 제1 모터
122: 구동 기어 123: 롤러
130: 공급부 131: 호퍼
132: 이송관 133: 제2 모터
140: 회수부 150: 마이크로파 발생부
160: 전원 제공부 161: 슬립 링
162: 제1 전선 163: 전원부
164: 제2 전선 165: 브러시
170: 제1 이송부 175: 제2 이송부
176: 회전축 177: 날개
178: 제3 모터 180: 발열 튜브
181: 마이크로파 흡수재 182: 세라믹재
183: 단열재 190: 적외선 센서

Claims (9)

  1. 수평 방향으로 길게 형성된 원통 형상이며, 건조 대상물이 투입되는 투입구와 건조 완료된 대상물이 배출되는 배출구를 갖는 하우징;
    상기 하우징을 지지하도록 구비되며, 상기 하우징을 회전시키는 회전 구동부;
    상기 하우징의 외측면 둘레를 따라 이격되도록 구비되며, 상기 하우징의 내부로 마이크로파를 조사하여 상기 대상물을 가열하는 마이크로파 발생부들; 및
    한 쌍의 슬립 링들과 한 쌍의 브러시들을 이용하여 상기 하우징의 외부에서 상기 마이크로파 발생부로 전원을 제공하는 전원 제공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로가열로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 제공부는,
    상기 하우징의 측면 둘레를 감싸도록 구비되며, 서로 이격되도록 배치되는 상기 한 쌍의 슬립 링들;
    상기 한 쌍의 슬립 링들과 상기 마이크로파 발생부들을 전기적으로 병렬 연결하는 복수 쌍의 제1 전선들;
    상기 하우징과 이격되어 구비되며 상기 전원을 인가하는 전원부; 및
    단부에 상기 슬립 링들과 면접촉 상태를 유지하는 상기 한 쌍의 브러시들이 구비되고, 상기 전원부와 상기 한 쌍의 슬립 링들을 전기적으로 연결하는 한 쌍의 제2 전선들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전선들이 상기 슬립 링들을 상에 위치하여 상기 브러쉬들과의 접촉을 방해하는 것을 차단하기 위해 상기 제1 전선들은 상기 하우징에 매립되는 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투입구는 상기 하우징의 일단부에 배치되고, 상기 배출구는 상기 일단부와 반대되는 상기 하우징의 타단부에 배치되고,
    상기 하우징은 상기 일단부가 높고 상기 타단부가 낮도록 경사지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내측면으로부터 나선 형태로 돌출되며, 상기 하우징이 회전함에 따라 상기 대상물을 교반하고 상기 대상물을 상기 투입구에서 상기 배출구로 이송하는 제1 이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 길이 방향으로 관통하는 회전축;
    상기 회전축의 측면을 따라 구비되는 복수의 날개들;
    상기 회전축과 연결되며, 상기 회전축을 회전시키는 모터;를 포함하고,
    상기 회전축이 회전함에 따라 상기 대상물을 교반하고 상기 대상물을 상기 투입구에서 상기 배출구로 이송하는 제2 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내측면을 둘러싸도록 구비되며, 상기 마이크로파 발생부들에서 조사된 마이크로파를 흡수하여 균일하게 발열하는 발열 튜브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 이격되어 구비되며, 상기 하우징의 온도 프로파일을 모니터링 하기 위한 적외선 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로파 발생부들은 공냉이 가능하도록 최대 출력이 3KW 이하인 것을 특징으로 하는 회전식 마이크로파 가열로.
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