트레이 이송 방식과 로타리킬른의 열전달 이벤트 비교 분석

— 정적 가열 구조와 동적 혼합 구조의 차이 —

1. 열전달 이벤트란 무엇인가

열처리 장비의 성능을 단순히 히터 출력으로 판단하는 것은 충분하지 않습니다.

중요한 것은,

동일 체류시간 동안
제품이 몇 번의 “유효 열 접촉”을 경험하는가 입니다.

이를 본 글에서는
열전달 이벤트(Heat Transfer Event) 라 정의합니다.

열전달 이벤트란,

• 저온 물질이 고온 벽면과 접촉하는 순간

• 실질적인 열 교환이 발생하는 구간

을 의미합니다.

2. 트레이 이송 방식 장비의 구조

트레이 이송 방식에는 다음 장비가 포함됩니다.

• 롤러허스

• 푸셔

• 트레이 컨베이어 방식

이 장비들의 공통점은,

적재물이 트레이 위에 고정된 상태로
이동하면서 가열된다는 점입니다.

구조적 특징

• 제품은 트레이 위에서 정적 상태 유지

• 벽면과의 직접 접촉은 제한적

• 열전달은 주로 복사 + 전도

• 내부 균일성은 시간에 의존

즉,

초기 가열 구간에서 주요 열전달 이벤트가 발생하고,
이후에는 내부 전도 및 확산 지배 영역으로 전환됩니다.

열전달 이벤트는 구조적으로 반복되기 어렵습니다.

3. 로타리킬른의 구조

로타리킬른은 분말이 연속적으로 rolling 됩니다.

이 구조에서는,

• 저온층이 반복적으로 벽과 접촉

• 분말 위치가 지속적으로 교환

• 열전달 이벤트가 체류시간 동안 누적

됩니다.

즉,

열전달 이벤트가 단발성으로 끝나지 않고
체류시간 전체에 걸쳐 반복됩니다.

4. 동일 체류시간 조건에서의 차이

체류시간이 동일하다는 조건에서 비교합니다.

▷ 트레이 이송 방식

• 초기 가열 단계에서 주요 열전달 이벤트 발생

• 이후 내부 확산 지배

• 균일 도달은 시간 증가에 의존

▷ 로타리킬른

• 체류시간 전체에 걸쳐 열전달 이벤트 반복

• 저온층이 계속 벽면 재접촉

• 내부 전도 의존 시간 감소

즉,

동일 체류시간이라도
열전달 이벤트의 총 횟수는 구조적으로 다릅니다.

5. 수치적 관점에서의 차이

충진율 15% 조건 계산 결과:

동일 체류시간 조건에서

300A는 100A 대비 약 2.7배 더 많은 접촉 기회를 가집니다.

이는 열전달 이벤트가
동일 시간 동안 더 많이 발생함을 의미합니다.

단,

이 수치가 곧 열효율 2.7배를 의미하지는 않습니다.

그러나 분명한 점은,

동일 체류시간 조건에서
로타리킬른은 구조적으로 더 많은 열전달 이벤트를 발생시키는 설계입니다.

6. 구조적 우위의 의미

트레이 이송 방식 장비는
정적 가열 구조입니다.

로타리킬른은
동적 혼합 기반 열전달 구조입니다.

이 차이는 다음과 같은 결과로 이어집니다.

• 내부 온도 편차 감소

• 균일 도달 시간 단축

• 추가 체류(유지) 시간 감소

• 공정 안정성 향상

7. 결론

열전달 성능은 단순 출력이 아니라
“열전달 이벤트의 누적 구조”에 의해 결정됩니다.

트레이 이송 방식 장비는
시간으로 균일성을 확보하는 구조입니다.

로타리킬른은
혼합으로 균일성을 확보하는 구조입니다.

동일 체류시간 조건에서
로타리킬른은 모든 트레이 기반 이송 장비 대비
구조적으로 더 많은 열전달 이벤트를 발생시키는 설계입니다.

이 점이 구조적 차이이며,
설계적 우위의 핵심입니다.