KR100500449B1 - 진공 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조실에서 증발된 수분을 응축시켜 제거하는 냉동기를 복수개 구성하여 교호로 구동하면서 건조실의 수분을 연속적으로 제거하도록 함으로써 건조기의 성능을 향상시키도록 하는 진공 건조기에 관한 것이다.

상기 본 발명은, 내장된 히터를 통해 내부의 피건조물의 수분을 증발시키는 건조실과, 상기 건조실과 연통되고 내부에 냉각을 위한 냉각파이프가 배관되어 상기 건조실내에 분포된 수분을 포집하는 냉각실과, 상기 건조실과 냉각실을 진공상태를 이루도록 하는 진공펌프로 구성된 진공 건조기에 있어서, 상기 냉각실을 복수개 구성하고 이들이 교호로 작동하여 건조실의 수분을 연속적으로 제거토록 구성하고, 상기 각 냉각실은 하나의 냉각장치를 공유하면서 냉매팽창밸브에 의해 선택적으로 냉각실을 작동시키고, 상기 복수의 냉각실과 연결되는 덕트내에 냉동기의 작동 여부에 따라 선택적으로 개폐시켜 연결해주는 덕트밸브장치를 구비하고, 상기 복수의 냉각실과 진공펌프를 흡입관으로 병렬 연결시키면서 그 흡입관 분기부에 냉각실의 작동여부에 따라 선택적으로 개폐시키는 흡입밸브장치를 구성한 것이다.

이러한 구성에 의해 본 발명은 복수개의 소형 냉각실을 교호로 작동하여 연속적으로 건조실의 수분을 포집하여 제거하기 때문에 적은 소비전력으로도 건조효율을 향상시킬 수 있는 등 건조기의 성능을 향상시킴은 물론이고, 설치공간을 줄이고 설비비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

이와 아울러 건조실의 히터를 원적외선히터를 채용함에 따라 파장이 긴 원적외선이 피건조물의 내부까지 열을 가하여 주게 되어 피건조물의 손상없이 수분의 증발효과를 배가시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

진공 건조기{vacuum drier}

본 발명은 진공 건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건조실에서 증발된 수분을 응축시켜 제거하는 냉각기(쿨드트랩)를 복수개 구성하여 교호로 구동하면서 건조실의 수분을 연속적으로 제거하도록 함으로써 건조기의 성능을 향상시키도록 하는 진공 건조기에 관한 것이다.

종래의 진공 건조기는 도 1에서 도시한 바와 같이 히터(2)가 내장된 진공 건조실(1)의 일측에 동일한 크기의 용적을 가지면서 내부에 냉각을 위한 냉매 파이프(4)가 배관된 진공 냉각실(3)이 병설되어 있으며, 이들은 서로 수분의 이동이 가능하도록 연통되어 있다. 그리고 일측에 진공펌프(5)가 연결 설치되어 건조실(1)과 냉각실(3)의 내부를 진공상태를 이루도록 해준다.

이러한 구조에 의해 건조실(1)에 곡물과 같은 피건조물을 저장한 상태에서 진공을 시킨 후 건조실의 히터(2)를 가동하여 곡물이 익지 않을 정도의 온도를 가하게 되면 곡물내의 수분이 외부로 증발되게 되고 증발된 수분은 대류현상에 의해 병설된 저온의 냉각실(3)로 포집되어 건조가 이루어지도록 되어 있으며, 포집된 수분 즉 성애는 바이패스된 뜨거운 가스에 의해 제상되어 배출되도록 되어 있다.

그러나 이러한 종래의 진공 건조기는 피건조물의 수분을 제거하기 위해 열을 가하는 히터(2)가 단순히 온수나 전열선이기 때문에 그 열이 피건조물의 외피부터 가열하여 내부의 수분을 증발시킴에 따라 곡물이 히터(2)의 열에 익거나 탄화되는 등의 일들이 종종 발생되었다.

또한 건조 공정시 피건조물에서 발생된 수분량을 흡수하기 위해서는 냉각실(3)의 용적이 건조실과 동일한 사이즈를 가져야만 하였다. 즉, 수분의 이동효율은 온도뿐만 아니라 수분밀도의 차에 의해서도 그 효율이 결정되므로 냉각실(3)의 수분 밀도를 낮추기 위해서는 최소한 건조실의 정도의 용적을 갖도록 해야만 하는 것이다. 물론 냉각실(3)의 크기가 더 크다면 더욱 효과적일 것이다.

이러한 원인에 의해 최소한 진공건조실과 용적이 같은 냉각실을 설치해야만 하기 때문에 그 용적에 맞는 냉동조건을 유지하기 위해서는 냉각실의 용량에 맞는 대형 냉동장치가 수반되어야만 하는 것이다. 이 때문에 장비가 대형화가 될 수밖에 없고, 장비 설치공간이 커지게 됨과 아울러 많은 설비비가 소요되며, 대형 장비 운전에 따른 소비전력이 증가하는 단점이 있었다.

또한 냉각실의 수분 흡수율은 용적 내에 수분 밀도가 높아지면 질수록 건조효율이 저하되기 때문에 건조기의 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

또한 냉각기의 작동에 의해 발생되는 성애를 제거하기 위해 건조공정 외에 성애 제거 공정이 부가되어야만 하므로 그 시간동안에는 건조작업을 실시할 수 없는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 진공건조기의 단점을 보완하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 냉각기의 용적을 최소화하면서 복수개 구성하여 수분의 흡수 및 배출을 교호로 연속 실시하여 항상 최상의 수분 흡수효율을 확보하여 적은 소비전력으로 건조 성능을 높임과 동시에 장비의 소형화를 이룰 수 있음은 물론이고, 장비 설비비를 줄일 수 있도록 하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 별도의 성애제거 공정이 필요없이 연속적인 건조작업을 실시할 수 있도록 하여 생산성을 향상시키는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내장된 히터를 통해 내부의 피건조물의 수분을 증발시키는 건조실과, 상기 건조실과 연통되고 내부에 냉각을 위한 냉각파이프가 배관되어 상기 건조실내에 분포된 수분을 포집하는 냉각실과, 상기 건조실과 냉각실을 진공상태를 이루도록 하는 진공펌프로 구성된 진공 건조기에 있어서,

상기 냉각실을 복수개 구성하고 이들이 교호로 작동하여 건조실의 수분을 연속적으로 제거토록 구성하고,

상기 각 냉각실은 하나의 냉각장치를 공유하면서 냉매팽창밸브(28a)(28b)에 의해 선택적으로 냉각실을 작동시키고,

상기 복수의 냉각실과 연결되는 덕트내에 냉각기의 작동 여부에 따라 선택적으로 개폐시켜 연결해주는 덕트밸브장치를 구비하고,

상기 복수의 냉각실과 진공펌프를 흡입관으로 병렬 연결시키면서 그 흡입관 분기부에 냉각실의 작동여부에 따라 선택적으로 개폐시키는 흡입밸브장치를 구성하여 달성된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 진공 건조기의 구조를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 진공 건조기의 상세도이다.

상기 도면들에 도시된 바와 같이 본 발명의 구성은 건조실(10)과, 상기 건조실(10)과 덕트(14)로 연결되는 복수개의 냉각실(20a)(20b)과, 상기 건조실(10)과 냉각실(20a)(20b)이 진공상태를 조성하는 진공펌프(40)로 구성된다.

건조실(10)은 내부에 곡물과 같은 피건조물을 적재시키는 다수의 칸이 설치되고, 또 그 칸별로 원적외선히터(12)가 설치되어 있다. 이 원적외선히터(12)는 파장이 길기 때문에 피건조물의 내부에 깊숙이 침투해 내, 외부에 고른 열을 가하기 때문에 피건조물의 조직이 손상되거나 또는 열상을 입게되는 일 없이 빠른 시간 내에 수분을 증발시킬 수가 있다.

복수개의 냉각실(20a)(20b)은 건조실(10)과 덕트(14)로 연결되며, 각 덕트(14)에는 냉각실(20a)(20b)의 작동여부에 따라 선택적으로 개폐시켜주는 덕트밸브(16a,16b)있다.

또 각 건조실(10)은 하나의 냉각장치를 즉, 냉매사이클을 공유하고 있으며, 내벽에는 냉각을 위한 냉각파이프(26a,26b)가 배관되어 냉각실(20a)(20b)의 내부를 냉각시키게 된다.

한편, 냉각장치의 냉매사이클은 압축기(30)에서 고온고압으로 압축된 냉매가 응축기(32)를 지나면서 저온고압 상태가 되고, 모세관을 지나면서 압력이 낮아져 팽창하게 되고 증발기, 즉 냉각실에 배관된 냉각파이프(26a,26b)를 통과하면서 열교환하여 기화된다. 기화된 냉매는 다시 수용기(34)로 회수되어 압축기(30)로 공급되는 일련의 냉매사이클을 갖는다.

이러한 냉매싸이클을 가지고 있는 냉각장치를 공유하기 위해 응축기(32)를 지난 냉매관을 분기시켜 각 냉각실의 냉각파이프(26a,26b)로 연결함과 동시에 분기된 냉매관에는 냉각실의 작동여부에 따라 개폐되는 냉매팽창밸브(28a)(28b)를 설치한다.

또한, 압축기(30)에서 응축기(32)로 공급되는 냉매관을 바이패스시켜 그 바이패스관(36)을 양측 냉각실(20a)(20b)의 증발기 즉 냉각파이프(26a,26b)로 연결함으로써 압축기(30)에서 공급되는 고온고압의 냉매 열을 냉각파이프(26a,26b)에 가하여 그 표면에 발생된 성애를 제거하도록 하였다. 그리고 상기 압축기(30)에서 바이패스되는 바이패스관(36) 분기부에는 타측 냉각실(20a)(20b)의 작동 여부에 따라 선택적으로 개폐시켜 고온의 냉매를 공급하는 바이패스밸브(38a,38b)가 구비된다.

또한 각 냉각실(20a)(20b)은 흡입관(42)을 통해 진공펌프(40)와 병렬로 연결되며, 흡입관(42)의 분기관에는 흡입관개폐밸브(44a,44b)가 설치되어 자동으로 동작중인 냉각실(20a),(20b)을 차단하고, 쉬고있는 냉각실(20a),(20b)은 개방하도록 되어 있다.

이러한 구조로 되어 있는 본 발명의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 일측 냉각실(20a)과 건조실(10)을 연결하는 덕트내의 덕트밸브(16a)와, 상기 냉각실(20a)과 진공펌프(40)를 연결하는 흡입관개폐밸브(44a)와, 상기 냉각실(20a)의 냉각파이프(26a)와 연결된 냉매팽창밸브(28a)를 개방시키고, 또 상기 냉각실(20a)의 냉각파이프(26a)로 연결되는 바이패스관(36)의 바이패스밸브(38a)와, 상기 냉각실(20a)의 응집수드레인밸브(29a)를 OFF시킨다. 물론 타측 냉각실(20b)과 건조실(10)을 연결하는 덕트의 덕트밸브(16b)와, 상기 냉각실(20b)과 진공펌프(40)를 연결하는 흡입관개폐밸브(44a)와 냉매팽창밸브(28b)를 OFF시키고, 또 상기 냉각실(20b)의 냉각파이프(26b)로 연결되는 바이패스관(36)의 바이패스밸브(38b)와, 상기 냉각실(20b)의 응집수드레인밸브(29b)를 개방시킨다.

이 상태에서 진공펌프(40)를 작동시켜 일측 냉각실(20a)과 건조실(10)의 내부를 진공시키고, 냉동장치를 가동시켜 그 내부를 냉각시킴과 동시에 건조실(10)의 원적외선히터(12)를 작동시키면, 원적외선히터(12)의 열에 의해 건조실(10)에 저장된 피건조물의 수분이 증발한다. 증발된 수분은 섭씨 50℃이하의 고온이기 때문에 섭씨 -25℃ 이하의 저온인 냉각실(20a)로 자연히 이동하게 된다. 냉각실(20a)에 어느 정도 수분 분포가 높아져 수분 포집성능이 떨어질 때가 되면, 이번에는 쉬고 있던 냉각실(20b)과 건조실(10)을 연결하는 덕트내의 덕트밸브(16b)와, 상기 냉각실(20b)과 진공펌프(40)를 연결하는 흡입관개폐밸브(44a) 및 냉매팽창밸브(28b)를 개방시키고, 또 상기 냉각실(20b)의 냉각파이프(26b)로 연결되는 바이패스관(36)의 바이패스밸브(38b)와, 상기 냉각실(20b)의 응집수드레인밸브(29b)를 OFF시킨다. 그리고 타측 냉각실(20a)과 건조실(10)을 연결하는 덕트내의 덕트밸브(16a)와, 상기 냉각실(20a)과 진공펌프(40)를 연결하는 흡입관개폐밸브(44b) 및 냉매팽창밸브(28b)를 OFF시키고, 또 상기 냉각실(20a)의 냉각파이프(26a)로 연결되는 바이패스관(36)의 바이패스밸브(38a)와, 상기 냉각실(20a)의 응집수드레인밸브(29a)를 개방시킨다.

이어서 진공펌프(40)를 작동시켜 냉각실(20b)과 건조실(10)의 내부를 진공시키면서 냉동장치를 가동시켜 그 내부를 냉각시키면 저장된 피건조물의 수분이 이번에는 타측 냉각실(20b)로 이동하게 된다.

한편, 쉬고있는 냉각실(20a)내의 냉각파이프(26a)에는 냉각실(20a)의 작동시 내부의 수분이 표면에 접촉하여 얼어붙어 발생된 성애가 있다. 발생된 성애는 냉각효율을 저해하므로 성애를 제거해 주어야 한다. 성애 제거는 냉동장치의 압축기(30)에서 바이패스관(36)으로 개방된 바이패스밸브(38a)를 열어 고온고압의 냉매가 냉각실(20a)의 냉각파이프(26a)로 공급시킨다. 고온고압의 냉매가 공급되면, 그 냉매의 열에 의해 냉각파이프(26a)가 가열되므로 표면에 부착된 성애가 녹아 물이 되어 제거되고 성애가 녹아 발생된 물은 개방된 응집수드레인밸브(29a)(29b)를 통해 외부로 배출된다.

상술한 성애 제거는 작동중인 냉동장치의 압축기(30)에서 응축기(32)로 공급되는 고온냉매를 바이패스관(36)의 바이패스밸브(38a)(38b)를 선택적으로 개방시켜 쉬고 있는 냉각실의 냉각파이프(26a,26b)로 공급하도록 함으로써 교호로 성애를 제거하도록 되어 있는 것이다.

이와 같은 동작은 건조실(10)의 피건조물이 건조가 완료될 때까지 교호로 연속적으로 작동한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 종래의 냉각실보다 1/10정도로 작아진 복수개의 소형 냉각실을 교호로 작동시켜 연속적으로 건조실의 수분을 포집하여 제거하기 때문에 적은 소비전력으로도 건조효율을 향상시킬 수 있는 등 건조기의 성능을 향상시킴은 물론이고, 설치공간을 줄이고 설비비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

이와 아울러 건조실의 히터를 원적외선히터를 채용함에 따라 파장이 긴 원적외선이 피건조물의 내부까지 열을 가하여 주게 되어 피건조물의 손상없이 수분의 증발효과를 배가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 진공 건조기의 구조도.

도 2는 본 발명에 따른 진공 건조기의 구조를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 진공 건조기의 상세도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 건조실 12 : 원적외선히터

14 : 덕트 16a, 16b : 덕트밸브

20a, 20b : 냉각실 26a, 26b : 냉각파이프

28a, 28b : 냉매팽창밸브 29a, 29b : 응집수드레인밸브

30 : 압축기 32 : 응축기

36 : 바이패스관 38a, 38b : 바이패스밸브

40 : 진공펌프 42 : 흡입관

44a, 44b : 흡입관개폐밸브

Claims (3)

1. 내장된 히터를 통해 내부의 피건조물의 수분을 증발시키는 건조실과, 상기 건조실과 연통되고 내부에 냉각을 위한 냉각파이프가 배관되어 상기 건조실내에 분포된 수분을 포집하는 냉각실과, 상기 건조실과 냉각실을 진공상태를 이루도록 하는 진공펌프로 구성된 진공 건조기에 있어서,

   상기 냉각실을 복수개 구성하고 이들이 교호로 작동하여 건조실의 수분을 연속적으로 제거토록 구성하고,

   상기 각 냉각실은 하나의 냉각장치를 공유하면서 냉매팽창밸브에 의해 선택적으로 냉각실을 작동시키고,

   상기 복수의 냉각실과 연결되는 덕트내에 냉각기의 작동 여부에 따라 선택적으로 개폐시켜 연결해주는 덕트밸브장치를 구비하고,

   상기 복수의 냉각실과 진공펌프를 흡입관으로 병렬 연결시키면서 그 흡입관 분기부에 냉각실의 작동여부에 따라 선택적으로 개폐시키는 흡입밸브장치를 구성한 것을 특징으로 하는 진공 건조기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 건조실의 히터는 원적외선히터인 것을 특징으로 하는 진공 건조기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각장치의 냉매 사이클 중 압축기에서 방열기로 공급되는 라인을 바이패스시켜 상기 양측 냉각실의 냉각파이프로 상호 배관하고,

   상기 바이패스관 분기부에 냉각실의 작동유무에 따라 선택적으로 개폐시켜 고온의 냉매를 공급하는 바이패스밸브를 구비하여 상기 냉각파이프의 성애를 제거토록 하고,

   상기 냉각실의 하부에 제상된 성애로부터 발생된 응집수를 배출하는 응집수드레인밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 진공 건조기.