KR101856843B1

KR101856843B1 - 목재 건조 및 고열처리 장치

Info

Publication number: KR101856843B1
Application number: KR1020160062673A
Authority: KR
Inventors: 최창해
Original assignee: 최창해
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2018-05-10
Also published as: KR20170131902A

Abstract

본 발명은 장치의 내부로 적재된 목재의 내측와 외측의 건조 차이에 의한 목재의 건조 및 고열처리 불량이 원활히 방지되도록 하고 적재된 목재를 가압 고정하여 건조 및 고열처리 시에 발생하는 목재의 변형이나 뒤틀림이 극소화되도록 하는 목재 건조 및 고열처리 장치에 관한 것으로, 본 목재 건조 및 열처리 장치는 중공 원통형의 건조챔버(10)와, 상기 건조챔버(10)에 구비되는 대차(20)와, 상기 건조챔버(10)의 내부에 설치되는 히터(30)와, 상기 건조챔버(10)의 내부에 설치되는 공기순환팬(40)과, 상기 대차(20)에 설치되는 공기주입팬(50)과, 상기 대차(20)에 설치되는 내부가열 및 가압부(60)와, 상기 건조챔버(10)의 내부 하면에 설치되는 전원연결대(70)를 포함한다.

Description

목재 건조 및 고열처리 장치{APPARATUS FOR DRYING AND HIGH HEAT-TREATING WOOD}

본 발명은 목재 건조 및 고열처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장치의 내부로 적재된 목재의 내측와 외측의 건조 차이에 의한 목재의 건조 및 고열처리 불량이 원활히 방지되도록 하고 적재된 목재를 가압 고정하여 건조 및 고열처리 시에 발생하는 목재의 변형이나 뒤틀림이 극소화되도록 하는 목재 건조 및 고열처리 장치에 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 건조과정을 필요로 한다.

목재의 건조방법으로는 천연 건조와 열기 건조가 있는데, 천연 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, 열기 건조는 건조실의 온도, 습도와 풍속 등의 건조 조건을 인공적으로 조절하여 건조하는 방법으로 건조 소요 시간이 상대적으로 짧고, 기건 함수율 이하로 건조할 수 있는 이점이 있다.

목재가 건조 및 고열처리 과정을 거치게 되면, 함수율이 대폭 낮아지면서 수분 흡수력이 낮아지고, 목재를 구성하는 성분 중 세균의 먹이가 되는 헤미셀룰로오스가 분해되어 부패균이 서식하기 어렵게 된다. 이처럼, 목재의 건조 및 고열처리는 목재의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다. 최근에는 목재를 건조 및 고열처리하여 여러 가지 다양한 용도로 사용하고 있다.

목재를 건조 및 고열처리하기 위한 종래의 장치로는, 예를 들어, 전기 히터를 직접 건조챔버의 내에 설치하여 내부공기를 가열하는 장치나, 연소장치로부터 열을 얻는 열풍기를 통하여 가열한 공기를 건조챔버의 내로 주입하는 장치나, 연소장치에서 열매체를 가열한 후에 이를 건조챔버의 내로 주입하여 건조챔버 내의 공기를 간접 가열하는 장치나, 과열증기를 건조챔버의 내로 주입하는 장치 등이 있다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래의 목재 건조 및 고열처리 장치는 그 내부로 대차의 상면에 목재가 적재된 상태로 건조 및 고열처리됨으로써, 적재된 목재의 외측은 신속하게 건조되는 반면에 적재된 목재의 내측으로는 열기가 잘 전달되지 않아 상대적으로 느리게 건조되거나 덜 건조되어 건조 후에 사용 중에 할열되거나 뒤틀리려 변형되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 목재 건조 및 고열처리 장치는 대차의 상면에 적재된 상태의 목재를 고온으로 건조 및 열처리하는 중에 목재 자체가 변형되거나 뒤틀려 상품성이 현저히 저하되면서 수율이 낮아지는 문제점이 있었다.

공개특허 제1996-0024197호 "목재의 건조방법 및 건조장치"(1996. 07. 20)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 장치의 내부로 적재된 목재의 내측와 외측의 건조 차이에 의한 목재의 건조 및 고열처리 불량이 원활히 방지되도록 하고 적재된 목재를 가압 고정하여 건조 및 고열처리 시에 발생하는 목재의 변형이나 뒤틀림이 극소화되도록 하는 목재 건조 및 고열처리 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "목재 건조 및 고열처리 장치"는, 내부 하면에 레일이 설치되고, 전면에 도어가 설치되며, 목재를 밀폐된 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 건조챔버와; 상기 레일의 상단에 구비되고, 상기 레일을 따라 상기 건조챔버의 내부로 삽입되거나 이탈될 수 있으며, 중앙에 수직으로 관통공이 형성되고, 상면에 목재가 적층되는 대차와; 상기 건조챔버의 내부면에 설치되고, 상기 건조챔버의 내부의 공기를 가열하는 히터와; 상기 건조챔버의 내부면에 설치되고, 상기 건조챔버의 내부의 공기를 순환시키는 공기순환팬과; 상기 관통공의 내측에 설치되고, 상기 건조챔버의 공기를 흡입하여 상기 관통공을 통해 상부로 주입하는 다수의 공기주입팬과; 상기 대차의 상면에 적층되는 목재의 내측에 배치되도록 상기 관통공에 연통되게 상기 대차의 상면에 부착되고 내부가 중공된 사각형의 사각본체와, 상기 사각본체의 전면과 배면을 제외하고 외면에 관통되게 형성되는 다수의 분사공과, 상기 사각본체의 내부면을 따라 설치되고 전기의 공급에 의해 열을 발생시키는 전열선과, 상기 사각본체의 상면에 한 쌍의 상호 이격되게 수직으로 부착되는 나선봉과, 상기 나선봉에 각각 끼워지고 상기 대차에 적재된 목재의 상면에 밀착되는 가압판과, 상기 나선봉의 상단에 나사 결합되어 상기 가압판을 하부측으로 가압하는 가압너트를 가지는 내부가열 및 가압부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "목재 건조 및 고열처리 장치"의 상기 대차는, 그 배면에 수평으로 돌출되게 형성되고 상기 공기주입팬과 전열선에 연결되는 전원플러그를, 더 포함하고, 상기 목재 건조 및 고열처리 장치는, 상기 건조챔버의 내부 하면에 설치되고, 상기 대차의 배면이 밀착되어 정지되며, 상기 전원플러그가 끼워져 전원이 연결되도록 전면에 외부전원과 연결되는 접속소켓이 설치되는 전원연결대를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 장치의 내부로 적재된 목재의 내측와 외측의 건조 차이에 의한 목재의 건조 및 고열처리 불량이 원활히 방지되어 사용 중에 목재가 할열되거나 변형되는 것이 원활히 방지되고, 적재된 목재를 가압 고정하여 건조 및 고열처리 시에 발생하는 목재의 변형이나 뒤틀림이 극소화되어 목재의 상품성이 향상되면서 불량률이 저하되고 수율이 현저히 높아지는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 정단면도,
도 2는 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 종단면도,
도 3은 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 요부 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 작동 상태를 보인 개략적인 요부 정단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치의 개략적인 도면들이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 목재 건조 및 고열처리 장치는 중공 원통형의 건조챔버(10)와, 상기 건조챔버(10)에 구비되는 대차(20)와, 상기 건조챔버(10)의 내부에 설치되는 히터(30)와, 상기 건조챔버(10)의 내부에 설치되는 공기순환팬(40)과, 상기 대차(20)에 설치되는 공기주입팬(50)과, 상기 대차(20)에 설치되는 내부가열 및 가압부(60)와, 상기 건조챔버(10)의 내부 하면에 설치되는 전원연결대(70)를 포함한다.

상기 건조챔버(10)는 내부 하면에 레일(11)이 설치되고 전면에 도어(12)가 설치되는 것으로, 목재(W)를 밀폐된 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 역할을 한다.

상기 레일(11)은 한 쌍으로 구비되어 상기 대차(20)가 수평으로 이동되는 이동로를 제공하는 역할을 한다. 상기 도어(12)는 상기 대차(20)를 상기 건조챔버(10)의 내부와 외부로 삽탈하기 위해 상기 건조챔버(10)의 전면을 개폐할 수 있도록 하는 공지의 것이다.

상기 대차(20)는 상기 레일(11)의 상단에 구비되고 상기 레일(11)을 따라 상기 건조챔버(10)의 내부로 삽입되거나 이탈될 수 있으며 중앙에 수직으로 관통공(21)이 형성되는 것으로, 그 상면에 목재(W)가 적층되는 장소를 제공하는 역할을 하면서 상기 레일(11)을 따라 수평으로 이동하면서 상기 건조챔버(10)의 외부에서 내부로 혹은 상기 건조챔버(10)의 내부에서 외부로 대량의 목재(W)를 간편하게 이송시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 관통공(21)은 상기 공기주입팬(50)이 설치되는 장소를 제공하면서 상기 내부가열 및 가압부(60)로 공기가 주입되는 통로를 제공하는 역할을 한다.

상기 대차(20)는 그 배면에 수평으로 돌출되게 형성되고 상기 공기주입팬(50)과 전열선(63)에 연결되는 전원플러그(22)를 더 포함한다. 상기 전원플러그(22)는 상기 대차(20)가 상기 건조챔버(10)의 내부로 인입되어 상기 레일(11)을 따라 수평으로 이동되면서 상기 전원연결대(70)에 연결되어 상기 대차(20)에 전원이 연결될 수 있도록 하는 것이다.

이와 같이 상기 전원플러그(22)에 의해 상기 대차(20)에 연결된 전원은 상기 대차(20)에 설치되는 상기 공기주입팬(50)과 상기 내부가열 및 가압부(60)의 전열선(63)에 연결되어 전기를 공급하게 된다.

상기 히터(30)는 상기 건조챔버(10)의 내부면에 설치되는 것으로, 외부 전원이 연결되어 전원이 공급되면서 가열되어 상기 건조챔버(10)의 내부의 공기를 가열시키는 공지의 것이다.

상기 공기순환팬(40)은 상기 건조챔버(10)의 내부면에 설치되는 것으로, 상기 건조챔버(10)의 내부의 가열된 공기를 순환시켜 상기 대차(20)에 적재된 목재(W)로 가열된 공기가 유동되도록 하는 것이다.

이와 같이 상기 히터(30)에 의해 가열되어 상기 공기순환팬(40)에 의해 상기 건조챔버(10)의 내부로 순환되는 가열된 공기는 상기 대차(20)의 상면에 적층되는 목재(W)를 건조시키거나 고열처리를 하는 열원이 된다.

상기 공기주입팬(50)은 상기 관통공(21)의 내측에 다수개로 설치되는 것으로, 상기 건조챔버(10)의 공기를 흡입하여 상기 관통공(21)을 통해 상부로 주입하는 역할을 한다. 이와 같이 상기 공기주입팬(50)은 상기 건조챔버(10)의 내부의 공기를 상기 관통공(21)을 통해 상기 적재된 목재(W)의 내부로 주입하여 상기 목재(W)의 내부가 가열로 건조되거나 가열의 중지로 냉각될 수 있도록 하는 것이다.

상기 내부가열 및 가압부(60)는 상기 대차(20)에 설치되는 것으로, 상기 공기주입팬(50)을 통해 주입되는 공기를 가열한 후에 상기 대차(20)의 상면에 적재된 목재(W)의 내부로 주입하여 상기 목재(W)의 내측을 가열하면서 상기 목재(W)의 상면을 가압하는 역할을 한다.

즉, 상기 내부가열 및 가압부(60)는 상기 대차(20)에 적재된 목재(W)의 내부를 가열하여 상기 대차(20)에 적재된 전체 목재(W)의 외부와 내부의 온도차이 및 건조차이에 의한 건조 불량이 원활히 해소되도록 하고, 상기 대차(20)에 적재된 전체 목재(W)의 상면을 하부측으로 가압하여 건조 및 고열처리 중에 목재(W)의 변형이나 뒤틀림을 극소화시키는 역할을 한다.

이와 같은 역할을 하는 상기 내부가열 및 가압부(60)는 상기 대차(20)의 상면에 적층되는 목재(W)의 내측에 배치되도록 상기 관통공(21)에 연통되게 상기 대차(20)의 상면에 부착되고 내부가 중공된 사각형의 사각본체(61)와, 상기 사각본체(61)의 전면과 배면을 제외하고 외면에 관통되게 형성되는 다수의 분사공(62)과, 상기 사각본체(61)의 내부면을 따라 설치되고 전기의 공급에 의해 열을 발생시키는 전열선(63)과, 상기 사각본체(61)의 상면에 한 쌍의 상호 이격되게 수직으로 부착되는 나선봉(64)과, 상기 나선봉(64)에 각각 끼워지고 상기 대차(20)에 적재된 목재(W)의 상면에 밀착되는 가압판(65)과, 상기 나선봉(64)의 상단에 나사 결합되어 상기 가압판(65)을 하부측으로 가압하는 가압너트(66)를 포함한다.

상기 사각본체(61)는 상부측으로 길고 수평측으로 상대적으로 짧은 중공된 사각입방체 형태로 형성되는 것으로, 그 양측면과 상면에 목재(W)가 밀착되게 적층될 수 있는 구조로 형성되어 목재(W)를 지지하면서 상기 분사공(62)이 형성되고 상기 나선봉(64)이 부착되는 장소를 제공하는 역할을 한다.

상기 분사공(62)은 상기 공기주입팬(50)을 통해 상기 관통공(21)을 통해 상기 사각본체(61)의 내부로 주입된 공기가 상기 사각본체(61)의 양측면과 상면을 통해 목재(W)의 내측면을 향해 분사되는 통로를 제공하는 역할을 한다. 이와 같이 상기 분사공(62)을 통해 상기 대차(20)에 적재된 목재(W)의 내부측으로 가열된 공기가 분사되면서 상기 목재(W)의 내부측을 가열하여 건조시키거나 고열처리하게 되고, 그에 따라 상기 적재된 목재(W)의 외측과 내측이 균일하게 건조 및 고열처리된다.

상기 전열선(63)은 전기의 공급에 의해 열을 발생시키는 공지의 것으로, 상기 사각본체(61)의 내부로 주입된 공기를 가열하거나 상기 사각본체(61) 자체를 가열하는 역할을 한다. 이와 같은 상기 전열선(63)은 상기 히터(30)에 의해 가열된 공기를 재차 가열하여 상기 대차(20)에 적재된 목재(W)의 내부를 보다 신속하게 가열할 수 있도록 하는 것이다. 상기 전열선(63)은 상기 사각본체(61)의 내부면에 지그재그 형태로 부착된 상태로 설치된다.

상기 전열선(63)은 그 가열 온도의 제어를 위해 상기 사각본체(61)의 내부로 온도감지센서가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 건조챔버(10)에 설치되는 컨트롤러는 상기 온도감지센서에 의해 측정되는 온도와 상기 건조챔버(10)의 내부 온도의 비교를 통해 상기 건조챔버(10)의 내부와 상기 사각본체(61)의 내부의 온도가 동일하거나 유사하도록 상기 전열선(63)에 의한 가열 온도를 제어하게 된다.

상기 나선봉(64)은 상기 가압판(65)이 끼워지면서 상기 가압너트(66)가 나사 결합되는 장소를 제공하는 역할을 하고, 상기 가압판(65)은 상기 사각본체(61)의 둘레로 상기 대차(20)의 상면에 적재된 전체 목재(W)의 상면을 가압하는 역할을 한다. 상기 가압너트(66)는 상기 나선봉(64)의 단부에 나사 결합되면서 상기 나선봉(64)에 끼워진 상기 가압판(65)을 하부측으로 가압된 상태로 고정시키는 역할을 한다.

상기 전원연결대(70)는 상기 건조챔버(10)의 내부 하면에 설치되고 상기 대차(20)의 배면이 밀착되어 정지되며 상기 전원플러그(22)가 끼워져 전원이 연결되도록 전면에 외부전원과 연결되는 접속소켓(71)이 설치되는 것으로, 상기 건조챔버(10)의 내부로 상기 대차(20)를 일정한 위치에서 정지시키는 스톱퍼의 역할을 하면서 상기 전원플러그(22)가 접속되어 외부 전원이 상기 대차(20)로 연결될 수 있도록 하는 것이다.

상기 접속소켓(71)은 상기 전원연결대(70)에 설치되고 외부 전원이 연결되는 것으로, 상기 대차(20)의 수평이동에 따라 상기 대차(20)가 상기 전원연결대(70)에 밀착되면서 상기 전원플러그(22)가 삽입되어 전기적으로 접속되고, 그에 따라 상기 전원플러그(22)에 전기를 연결시키는 역할을 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다할 것이다.

10 : 건조챔버
11 : 레일 12 : 도어
20 : 대차
21 : 관통공 22 : 전원플러그
30 : 히터
40 : 공기순환팬
50 : 공기주입팬
60 : 내부가열 및 가압부
61 : 사각본체 62 : 분사공
63 : 전열선 64 : 나선봉
65 : 가압판 66 : 가압너트
70 : 전원연결대
71 : 접속소켓
W : 목재

Claims

내부 하면에 레일(11)이 설치되고, 전면에 도어(12)가 설치되며, 목재를 밀폐된 상태로 수용할 수 있는 공간을 형성하는 건조챔버(10)와;
상기 레일(11)의 상단에 구비되고, 상기 레일(11)을 따라 상기 건조챔버(10)의 내부로 삽입되거나 이탈될 수 있으며, 중앙에 수직으로 관통공(21)이 형성되고, 상면에 목재가 적층되는 대차(20)와;
상기 건조챔버(10)의 내부면에 설치되고, 상기 건조챔버(10)의 내부의 공기를 가열하는 히터(30)와;
상기 건조챔버(10)의 내부면에 설치되고, 상기 건조챔버(10)의 내부의 공기를 순환시키는 공기순환팬(40)과;
상기 관통공(21)의 내측에 설치되고, 상기 건조챔버(10)의 공기를 흡입하여 상기 관통공(21)을 통해 상부로 주입하는 다수의 공기주입팬(50)과;
상기 대차(20)의 상면에 적층되는 목재의 내측에 배치되도록 상기 관통공(21)에 연통되게 상기 대차(20)의 상면에 부착되고 내부가 중공된 사각형의 사각본체(61)와, 상기 사각본체(61)의 전면과 배면을 제외하고 외면에 관통되게 형성되는 다수의 분사공(62)과, 상기 사각본체(61)의 내부면을 따라 설치되고 전기의 공급에 의해 열을 발생시켜 상기 히터(30)에 의해 가열된 공기를 재차 가열시키는 전열선(63)과, 상기 사각본체(61)의 상면에 한 쌍의 상호 이격되게 수직으로 부착되는 나선봉(64)과, 상기 나선봉(64)에 각각 끼워지고 상기 대차(20)에 적재된 목재의 상면에 밀착되는 가압판(65)과, 상기 나선봉(64)의 상단에 나사 결합되어 상기 가압판(65)을 하부측으로 가압하는 가압너트(66)를 가지는 내부가열 및 가압부(60)를; 포함하고,
상기 대차(20)는,
그 배면에 수평으로 돌출되게 형성되고 상기 공기주입팬(50)과 전열선(63)에 연결되는 전원플러그(22)를, 더 포함하고,
상기 건조챔버(10)의 내부 하면에 설치되고, 상기 대차(20)의 배면이 밀착되어 정지되며, 상기 전원플러그(22)가 끼워져 전원이 연결되도록 전면에 외부전원과 연결되는 접속소켓(71)이 설치되는 전원연결대(70)를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목재 건조 및 고열처리 장치.
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