KR100636892B1 - 건조기 - Google Patents

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KR100636892B1
KR100636892B1 KR1020040021246A KR20040021246A KR100636892B1 KR 100636892 B1 KR100636892 B1 KR 100636892B1 KR 1020040021246 A KR1020040021246 A KR 1020040021246A KR 20040021246 A KR20040021246 A KR 20040021246A KR 100636892 B1 KR100636892 B1 KR 100636892B1
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허행조
이충규
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허행조
이충규
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    • A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
    • A23B7/00—Preservation or chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/02—Dehydrating; Subsequent reconstitution
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    • A23V2300/10—Drying, dehydrating

Abstract

본 발명은 각종 피건조물(주로 수분이 많은 농산물)을 신속히 건조할 수 있는 건조기(乾燥機)에 관한 것으로서, 내부에서 발생하는 다량의 수증기를 외부로 배출하지 않고 건조챔버 내에서 함습 처리할 수 있게 함으로써 열 손실을 최소화하면서도 신속한 건조가 이루어 질 수 있게 한 건조기를 제공코자 한 것이다.
즉, 본 발명은 출입문(2)이 마련되고 내부에 온도센서(13), 압력센서(14), 습도감지센서(15)가 설치된 건조챔버(3)의 하측 또는 측방으로는 외기유입공(4)을 형성하고, 외기유입공(4)의 상측으로는 방열기(6)를 적층 배치하며 그 상측으로는 망판으로된 바닥재(7)를 기체(8)에 고정하여 건조챔버(3) 내에 열교환실(9)을 구획 구성하며, 건조챔버(3)의 상단은 산형으로 지붕(10)을 형성하고 내측에는 길이방향으로 관체형의 흡습장치(11)를 설치하고, 지붕(10)에는 압력조절밸브(12)를 설치하며, 건조챔버(3)를 구성하는 기체(8)의 외부에는 건조챔버(3) 내에 설치된 온도센서(13), 압력센서(14), 습도감지센서(15) 및 각 방열기(6)와 전기적으로 연결되어 있는 컨트롤박스(16)를 설치하며, 상기 방열기(6)는 외주에 열전도성이 우수한 금속(알루미늄 등)으로 제작된 방열핀(6b)이 고정된 파이프관체(6a)를 진공상태로 밀폐하여 열매체(6c)를 주입하며, 밀폐된 파이프관체(6a)의 내측 하단으로 전기히터(6d)가 내장설치된 히터내입관(6e)을 내입한 구성으로 기체(8)의 측벽(8a)에 고정하되, 방열기(6)의 고정은 건조챔버(3)를 구성하는 기체(8)의 양쪽 측벽(8a) 중 일측에는 히터내입관(6e)이 결합되는 결합공(8b)을 형성하고, 타측에 는 방열핀(6b)이 통과될 수 있는 직경의 끼움공(8c)을 형성하고 그 외측으로 히터내입관(6e)이 내입되는 결합공(18a)이 형성된 커버(18)를 배치하여 피스(19)로 고정하여 방열기(6)를 분리 가능하게 결합하며, 상기 흡습장치(11)는 내부식성이 우수한 스테인리스 구성의 망관(11a) 내측으로 부직포(11b)를 배치하고 그 내측으로 실리카 겔(silica gel) 또는 생석회와 같은 흡습제(11c)를 충진하여 구성하고, 망관(11a)의 양측 단부가 지붕(10) 외측으로 노출되게 경사형으로 고정하며, 노출된 측 망관(11a)의 단부에는 개폐 가능한 뚜껑(11d)을 마련하여 충진되어 있는 흡습제(11c)를 공급 및 배출할 수 있도록 한 것으로서, 열교환실(9)에서 데워진 공기가 피건조물에 전이되어 수증기와 함께 외부로 배출되지 않고 흡습장치(11)에 의해 수분이 제거된 후 건조챔버(3) 내에서 지속적으로 대류 이동하게 되므로 열 손실을 최소화 할 수 있어 운전비용을 절감할 수 있고, 구동에 따른 소음이 없으면, 건조챔버(3) 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있어 건조시간도 단축할 수 있는 것이다.
건조기, 방열기, 대류현상, 흡습장치, 흡습제, 건조챔버

Description

건조기{A drier}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 외형 사시도
도 2는 본 발명의 단면 구성도
도 3은 본 발명의 방열기 결합 상태를 보인 요부 발췌 분해 사시도
도 4는 본 발명의 흡습장치 결합상태를 보인 횡단면도
도 5는 본 발명의 흡습장치의 다른 실시예를 보인 결합상태 횡단면도
도 6은 본 발명의 흡습장치의 또 다른 실시예를 보인 결합상태 횡단면도
■도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■
1:건조기 2:출입문
3:건조챔버 4:외기유입공
6:방열기 6a:파이프관체
6b:방열핀 6c:열매체
6d:전기히터 6e:히터내입관
7:바닥재 8:기체
8a:측벽 8b:결합공
8c:끼움공 9:열교환실
10:지붕 11:흡습장치
11a:망관 11b:부직포
11c:흡습제 11d:뚜껑
12:압력조절밸브 13:온도센서
14:압력센서 15:습도감지센서
16:컨트롤박스 17:필터
18:커버 18a:결합공
19:피스 20:구동모터
21:구동수단 22:회전축
22a:교반체
본 발명은 각종 피건조물(주로 수분이 많은 농산물) 신속히 건조할 수 있는 건조기(乾燥機)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 내부에서 발생하는 다량의 수증기를 외부로 배출하지 않고 건조챔버 내에서 함습 처리할 수 있게 함으로써 열 손실을 최소화하면서도 신속한 건조가 이루어 질 수 있게 한 건조기를 제공코자 한 것이다.
일반적으로 수분이 많은 농산물(담배, 고추, 벼 등)과 같은 피건조물을 건조하는 수단으로 건조기가 사용되고 있으며, 이러한 종래의 건조기는 송풍기를 이용한 송풍식 열교환기(전기식, 보일러식)를 이용하여 온풍을 건조챔버 내부로 공급하고, 건조챔버 내의 피건조물에서 발생하는 다량의 수증기는 증기배출관을 통해 외부로 연속 배출할 수 있게 구성된다.
상기한 바와 같은 종래의 건조기는 구조상 열관리에 있어서 매우 불합리한 것이다. 즉, 종래의 건조기는 송풍식 열교환기에 의해 공급되는 더운 공기가 건조챔버 내에 지속적으로 머물러야 하나, 피건조물에서 발생하는 수증기와 함께 증기배출관을 통해 외부로 배출되므로 건조챔버 내부 온도를 적정 수준으로 유지하기 위해서는 송풍식 열교환기를 연속적으로 구동해야 하므로 구동에 따른 연료비 증가는 물론이고, 구동 소음이 심하며, 피건조물의 건조시간이 연장되는 등의 문제점도 있었던 것인바, 본 발명자는 상기한 바와 같은 종래의 건조기가 갖는 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것이다.
이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래의 건조기가 갖는 제반 문제점을 해소코자, 건조챔버의 하측 또는 측방으로 본 발명자가 선출원 등록한 바 있는 이동형 또는 고정형 전기히터 방열기(실용신안등록 제0256826호, 0256827호, 제0290968호)의 원리로 구성된 방열기를 이용하여 열교환기를 구성하고, 건조챔버의 상측에는 증기를 집진할 수 있는 산형 지붕을 구성하고 그 내측으로 증기를 흡습 처리할 수 있는 흡습장치를 설치하고, 또한 건조챔버 내의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 압력조절밸브를 설치함으로써 건조챔버 내의 방열기와 흡습장치 사이에서 대류현상이 이루어지면서 피건조물의 신속한 건조가 이루어지도록 하여 열 효율성을 향상시키고, 피건조물 건조 조건을 최적의 상태로 유지할 수 있게 함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 단면도를 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 방열기 결합상태를 보인 요부 발췌 분해 사시도 등을 도시한 것으로서, 이하에서 본 발명의 구성을 설명하기로 한다.
본 발명에서 제공코자 하는 건조기(1)는 열 효율성이 높고 피건조물의 신속한 건조를 행할 수 있게 구성한 것으로서, 출입문(2)이 달려진 건조챔버(3)의 하측 또는 측방으로는 외기유입공(4)을 형성하고, 외기유입공(4)의 상측으로는 방열기(6)를 적층되게 설치하고 그 상측으로는 망판으로된 바닥재(7)를 기체(8)에 수평으로 고정하여 건조챔버(3) 내에 열교환실(9)을 구획 구성하여 외기유입공(4)으로 자연 공급되는 찬 공기를 건조 가능한 더운 공기로 데워서 건조챔버(3)로 공급되게 하고, 건조챔버(3)의 상단은 산형으로 지붕(10)을 형성하여 피건조물에서 발생하는 다량의 증기를 포집할 수 있게 한다.
상기 지붕(10) 내측으로는 길이방향으로 관체형의 흡습장치(11)를 설치하여 포집된 증기에서 수분을 흡습 처리할 수 있게 하며, 또한 지붕(10)에는 건조챔버(3)에 증기압이 형성될 때 불규칙적으로 증기압을 배출할 수 있는 압력조절밸브(12)를 설치한다.
그리고 건조챔버(3)를 구성하는 기체(8)의 외부에는 건조챔버(3) 내에 설치되어있는 온도센서(13), 압력센서(14), 습도감지센서(15) 및 각 방열기(6)와 전기적으로 연결되어 있는 컨트롤박스(16)가 설치된다.
상기 외기유입공(4)의 전방에는 각종 먼지 등을 걸러줄 수 있게 선택적으로 필터(17)를 설치할 수도 있다.
상기 방열기(6)는 외주에 열전도성이 우수한 금속(알루미늄 등)으로 제작된 방열핀(6b)이 고정된 파이프관체(6a)를 진공상태로 밀폐하여 적량의 열매체(6c)를 주입하며, 밀폐된 파이프관체(6a)의 내측 하단으로 전기히터(6d)가 내장 설치된 히터내입관(6e)을 횡설하며, 파이프관체(6a) 및 방열핀(6b)의 표면에는 분말의 토르말린(전기석;tourmaline)이 2~5% 함유된 세라믹도료를 도포한 코팅층을 형성한다.
상기 열매체(6c)는 인하점이 낮은 아세톤, 시너(thinner)등을 사용하거나 증류수와 알콜 및 염화나트륨을 혼합한 용액을 사용하고, 열매체(6c)의 주입량은 파이프관체(6a) 체적의 약 10~20%로 한다.
상기 방열기(6)의 고정은 건조챔버(3)를 구성하는 기체(8)의 양쪽 측벽(8a) 중 일측에는 방열기(6)의 파이프관체(6a)에 노출되어 있는 히터내입관(6e)이 결합 되는 결합공(8b)을 형성하고, 타측에는 방열핀(6b)이 통과될 수 있는 직경의 끼움공(8c)을 형성하되, 끼움공(8c)의 외측으로는 히터내입관(6e)이 내입되는 결합공(18a)이 형성된 커버(18)를 배치하여 피스(19)로 고정한다.
상기 방열기(6)는 열효율을 고려할 때 도시된 바와 같이 방열기(6)를 밀집형으로 구성하는 것이 바람직하나, 피건조물의 종류에 따라서 건조챔버(3) 내에 방열기(6)를 분산하여 설치할 수 있다.
그리고 지붕(10)의 내측으로 설치되는 관체형의 흡습장치(11)는 내부식성이 우수한 스테인리스 구성의 망관(11a) 내측으로 부직포(11b)를 배치하고 그 내측으로 흡습제(11c)를 충진한다.
상기 흡습제(11c)로는 실리카 겔(silica gel), 생석회 등 다양한 것이 적용될 수 있으며, 흡습장치(11)의 크기 및 충진되는 흡습제(11c)의 량은 건조챔버(3)의 크기 및 피건조물의 내용 등에 따라서 달라질 수 있다.
상기 흡습장치(11)는 도 4에 도시된 바와 같이 기체(8)에 경사형으로 설치하고, 흡습장치(11)를 구성하는 망관(11a)의 양측 단부를 지붕(10) 외측으로 노출시키되, 노출된 측 망관(11a)의 단부에는 개폐 가능한 뚜껑(11d)을 마련하여 충진되어 있는 흡습제(11c)를 공급 및 배출할 수 있게 고정 설치된 것을 사용하는 것이 경제적으로 유리하다.
도 5는 흡습장치(11)의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 이는 흡습장치(11)를 구성하는 망관(11a)의 양측 단부가 지붕(10)의 외측으로 노출되게 경사형으로 설치함에 있어서, 망관(11a)을 지붕(10)에 축 설치하고, 외부로 노출된 망관(11a) 에는 기체(8)에 고정 설치되는 구동모터(20)와 체인 또는 벨트 등과 같은 구동수단(21)으로 연결하여 저속으로 회전되게 함으로써 흡습 효율을 높일 수 있게 한 것이다.
도 6은 흡습장치(11)의 또 다른 예를 도시한 것으로서, 이는 상기와 같이 흡습장치(11)를 구성하는 망관(11a)의 양측 단부가 지붕(10)의 외측으로 노출되게 경사형으로 설치함에 있어서, 흡습장치(11)의 내부에는 기체(8)에 고정 설치되는 구동모터(20)와 체인 또는 벨트 등과 같은 구동수단(21)으로 연결 구동되는 회전축(22)을 축 설치하고, 회전축(22)에는 다수의 교반체(22a)를 형성하여 흡습제(11c)를 교반 함으로써 흡습 효율을 높일 수 있게 한 것이다. 상기 교반체(22a)는 막대형, 스크류형 등이 선택적으로 적용될 수 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 건조기(1)는 주로 고추, 연초, 벼 등과 같은 각종 농산물 건조용이나 산업용 건조기 등으로 널리 사용될 수 있는 것으로서, 이하에서 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명으로 각종 피건조물을 건조코자 할 시에는 출입문(2)을 통하여 피건조물을 건조챔버(3) 내측으로 공급하고 출입문(2)을 닫은 상태에서 컨트롤박스(16)를 조작하여 방열기(6)에 전원을 인가한다.
상기와 같이 전원이 인가된 방열기(6)에 설치되어 있는 전기히터(6d)에서 발생하는 열이 파이프관체(6a) 내의 열매체(6c)를 가열하게 되므로 진공상태에서 가열되는 열매체(6c)는 파이프관체(6a) 내에서 급속하게 기화하여 파이프관체(6a) 내 에 고르게 확산되면서 파이프관체(6a) 및 방열핀(6b)을 통해 공기를 가열하게 되고, 기화된 열매체(6c)가 파이프관체(6a) 표면에서의 열 전이에 의해 액체상태로 환원되어 파이프관체(6a)의 내면을 따라 집수되어 재 기화하는 대기 순환이 연속적으로 이루어지게 된다.
따라서 외기유입공(4)을 통해 공급되는 찬 공기가 열교환실(9)에서 데워진 상태에서 바닥재(7)를 통해 건조챔버(3)로 공급된다. 이때 공급되는 데워진 공기와 함께 파이프관체(6a) 및 방열핀(6b)에 도포되어 있는 세라믹도료에서 방출되는 원적외선에 의해 건조챔버(3)내로의 신속한 열 전달은 물론이고 피건조물의 내부까지 열이 전달되어 신속한 건조가 가능하게 되는 것이다.
그리고 외기유입공(4)에 필터(17)를 설치할 경우 외기의 유입시 각종 유해먼지의 차단이 이루어질 수 있고, 또한 함습기능이 부가된 필터(17)일 경우 유입되는 공기중의 습도를 낮추어 열교환실(9)에서 데워지는 공기를 건조한 상태로 만들 수 있어 건조효율을 더욱 높일 수 있다.
상기와 같이 열교환실(9)에서 공급되는 더운 공기에 의해 피건조물은 건조가 이루어지게 되는데, 이때 피건조물에서는 다량의 수증기가 발생하게 된다.
이러한 수증기의 경우 종래에는 증기배출관을 통해 외부로 배출되므로 해서 열 효율성을 저하시키는 문제점으로 지적되었으나, 본 발명에서는 건조챔버(3)의 지붕(10)을 산형으로 형성하여 수증기를 포집할 수 있게 하고, 지붕(10)의 하측으로 흡습장치(11)를 설치하여 수증기로부터 수분을 회수하게 되므로 방열기(6)에 의해 데워진 공기가 건조챔버(3) 내에서 대류 이동하면서 피건조물을 건조시키게 된 다.
상기와 같이 피건조물을 건조하는 과정에서 건조챔버(3) 내부의 온도가 설정된 온도 이상으로 올라가거나 또는 습도가 설정된 것 보다 높아지게 되면 온도센서(13) 및 습도감지센서(15)에 의해 감지되고 즉시 컨트롤박스(16)에 고지되어 방열기(6)의 작동은 중지되며, 내부 압력이 포화압력까지 높아지게 되면 이 또한 압력센서(14)에 의해 감지되고 즉시 컨트롤박스(16)에 고지되어 방열기(6)의 작동은 중지되며, 동시에 지붕(10)에 마련되는 압력조절밸브(12)가 자동으로 개방되어 건조챔버(3) 내부의 압력을 적당하게 낮추어 주게 되는 것이다.
한편 상기 흡습장치(11)의 경우 내부에 흡습제(11c)인 실리카 겔 또는 생석회 등이 내입되어 있는바, 이들의 경우 재활용이 가능하므로 피건조물의 건조가 이루어진 다음 망관(11a)의 양측으로 마련되는 뚜껑(11d)을 열어 흡습제(11c)를 교환 사용하면 되는 것이며, 사용한 흡습제(11c)는 재사용을 위해 별도로 탈수 건조시킨다.
상기 흡습장치(11)는 도 5 또는 도 6과 같이 망관(11a)을 회전시키거나, 내부에 충진된 흡습제(11c)를 교반할 경우 흡습 효율을 더욱 높일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서 제공하는 건조기(1)는 건조챔버(3)의 하측으로 본 발명자가 선출원 등록한 바 있는 이동형 또는 고정형 전기히터 방열기(실용신안등록 제0256826호, 제0256827호, 제0290968호)의 원리로 구성된 방열 기(6)를 적층한 열교환실(9)을 마련하여 외기유입공(4)을 통해 공급되는 공기를 데울 수 있게 하고, 건조챔버(3)의 상부에는 흡습장치(11)가 설치된 산형 지붕(10)을 형성하여 건조챔버(3)에서 피건조물을 건조하는 과정에 발생하는 수증기를 흡습 처리할 수 있게 한 것으로서, 본 발명에 의하면 열교환실(9)에서 데워진 공기가 피건조물에 전이되어 수증기와 함께 외부로 배출되지 않고, 흡습장치(11)에 의해 수분이 제거된 후 건조챔버(3) 내에서 지속적으로 대류 이동하게 되므로 열 손실을 최소화 할 수 있어 운전비용을 절감할 수 있고, 구동에 따른 소음이 없으면, 건조챔버(3) 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있어 건조시간도 대폭적으로 단축할 수 있는 등 기대 이상의 효과를 득할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (5)

  1. 출입문(2)이 마련되고 내부에 온도센서(13), 압력센서(14), 습도감지센서(15)가 설치된 건조챔버(3)의 하측 또는 측방으로는 외기유입공(4)을 형성하고, 외기유입공(4)의 상측으로는 방열기(6)를 적층 설치하고 그 상측으로는 망판으로된 바닥재(7)를 기체(8)에 고정하여 건조챔버(3)내에 열교환실(9)을 구획 구성하며,
    상기 건조챔버(3)의 상단은 산형으로 지붕(10)을 형성하고 내측에는 길이방향으로 관체형의 흡습장치(11)를 설치하고, 지붕(10)에는 압력조절밸브(12)를 설치하며,
    상기 건조챔버(3)를 구성하는 기체(8)의 외부에는 건조챔버(3) 내에 설치된 온도센서(13), 압력센서(14), 습도감지센서(15) 및 각 방열기(6)와 전기적으로 연결되어 있는 컨트롤박스(16)를 설치하며,
    상기 방열기(6)는 외주에 열전도성이 우수한 금속(알루미늄 등)으로 제작된 방열핀(6b)이 고정된 파이프관체(6a)를 진공상태로 밀폐하여 열매체(6c)를 주입하며, 밀폐된 파이프관체(6a)의 내측 하단으로 전기히터(6d)가 내장설치된 히터내입관(6e)을 내입 고정한 것을 다단으로 적층 배치하여 기체(8)의 측벽(8a)에 고정하되,
    상기 방열기(6)의 고정은 건조챔버(3)를 구성하는 기체(8)의 양쪽 측벽(8a) 중 일측에는 히터내입관(6e)이 결합되는 결합공(8b)을 형성하고, 타측에는 방열핀(6b)이 통과될 수 있는 직경의 끼움공(8c)을 형성하고 그 외측으로 히터내입관(6e)이 내입되는 결합공(18a)이 형성된 커버(18)를 피스(19)로 고정하여 방열기(6)를 분리 가능하게 결합하며,
    상기 흡습장치(11)는 내부식성이 우수한 스테인리스 구성의 망관(11a) 내측으로 부직포(11b)를 배치하고 그 내측으로 실리카 겔(silica gel) 또는 생석회와 같은 흡습제(11c)를 충진하여 구성하고, 망관(11a)의 양측 단부가 지붕(10) 외측으로 노출되게 경사형으로 고정하며, 노출된 측 망관(11a)의 단부에는 개폐 가능한 뚜껑(11d)을 마련하여 충진되어 있는 흡습제(11c)를 공급 및 배출할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 건조기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외기유입공(4)의 전방에는 필터(17)가 부가 설치됨을 특징으로 하는 건조기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 방열기(6)는 건조챔버(3)의 내부에 분산 설치한 것을 특징으로 하는 건조기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 흡습장치(11)는 망관(11a)의 양측 단부가 지붕(10)의 외측으로 노출되게 경사형으로 지붕(10)에 축 설치하고, 외부로 노출된 망관(11a)에는 기체(8)에 고정 설치되는 구동모터(20)와 구동수단(21)으로 연결하여 저속으로 회전되게 한 것을 특징으로 하는 건조기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 흡습장치(11)는 망관(11a)의 양측 단부가 지붕(10)의 외측으로 노출되게 경사형으로 고정 설치하고, 흡습장치(11)의 내부에는 기체(8)에 고정 설치되는 구동모터(20)와 구동수단(21)으로 연결 구동되는 회전축(22)을 축 설치하며, 회전축(22)에는 다수의 교반체(22a)를 형성하여 흡습제(11c)를 교반할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 건조기.
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