KR101037296B1 - 건조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건조장치에 관한 것이며, 상세하게는 히트 펌프 시스템을 이용한 농·수산물 등의 건조장치에 관한 것으로서, 히트 펌프 시스템을 이용하여 고온건조와 저온건조를 교대로 연속하여 유지하면서 농·수산물 등의 건조를 실시하여 변색을 방지하고 맛을 양호하게 한 것이다.
본 발명은 본체(11)의 내부 일측에 건조공기 생성실(13)을 형성하고, 상기 건조공기 생성실(13)의 타측에 건조실(14)을 형성하여 대차형 선반(15a)(15b)을 인출할 수 있게 삽입함과 아울러 상기 대차형 선반(15a)(15b)의 사이 및 양측에 공기압송통로(16a)(16b)(16c)를 형성한 건조고(10)와; 상기 본체(11)의 상부에 제습실(31)을 형성하여 상기 건조실(14)의 상부와 제습실(31)에 엔드리스형 흡습포(32)를 구동수단(33)에 의하여 회전할 수 있게 설치한 제습수단(30)과; 상기 건조공기 생성실(13)에 증발기(54)와 응축기(51) 및 흡입팬(56)을, 상기 제습실(31)의 타측에 외기에 노출되는 실외 열교환기(47)를, 상기 제습실(31)의 상기 엔드리스형 흡습포(32)의 일측 내부에 실내 열교환기(44)를 설치한 히트 펌프 시스템(40)으로 구성한 것이다.
Figure R1020080083159
건조고, 건조공기 생성실, 건조실, 공기압송통로, 제습수단, 제습실, 제습 포, 구동수단, 히트 펌프 시스템, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 응축기, 증발기

Description

건조장치{DRY APPARATUS}
본 발명은 건조장치에 관한 것이며, 상세하게는 히트 펌프 시스템을 이용한 농·수산물 등의 건조장치에 관한 것이다.
전래적으로 농·수산물 등의 건조는 낮에는 태양열에 의하여 건조하고 야간에는 대기에 방치하는 것을 반복하는 상온상태에서의 건조방법을 이용함으로써 고유의 색상을 유지하고, 장기간에 걸쳐 대기에 방치함으로 숙성되어 맛이 좋은 장점이 있지만 건조시 피건조물에 이물질(황사 등)이 묻음으로써 위생을 해칠 뿐만 아니라 산업사회 이후는 피건조물의 건조량이 증대되고 건조의 신속성이 요구되며 전래적 건조방법의 생산성 저하를 개선하기 위하여 인공 건조가 주를 이루고 있다.
상기한 인공건조는 피건조물을 건조실에 수납하고, 건조실에 열풍을 공급하거나, 건조실에서 열풍을 생성하여 건조실 내의 공기를 가열함으로써 상대 습도를 낮추어 농·수산물 등에 포함된 수분을 증발시키는 방법이다.
본 발명의 발명자 및 출원인은 히트 펌프 시스템을 이용한 농·수산물 등의 인공 건조방법에 대하여 많은 연구를 하여 특허문헌 1에 기재된 건조기 겸 냉장창고를 제안한바 있다.
상기한 건조기 겸 냉장창고는 케이스에 격판으로 배기실, 순환통로 및 건조냉장실을 순서대로 구분형성하고, 배기실의 측벽에 실외 열교환기를, 건조냉장실 측 격판 하부에 실내 열교환기를 설치하여 순환통로와 건조냉장실 사이에 실내 열교환기를 경유하는 순환회로를 형성하며, 배기실 측 격판에 배기댐퍼를 설치하며, 케이스의 상방에 상기 배기실에 연통되는 외기 예열수단을 형성하고, 순환회로에 제습제를 설치한 것으로서, 상기 건조기 겸 냉장창고는 실내 열교환기를 응축기로 작용하게 하여 그 응축열에 의하여 대차형 선반에 재치된 피건조물을 건조하고, 피건조물의 건조를 마친 습기를 함유한 공기는 순환 통로를 경유하여 다시 건조실에 공급될 때 제습제에 의하여 제습하며, 한편 건조를 마친 피건조물은 건조실에 그대로 방치한 후 실내 열교환기를 증발기로 작용하게 하여 건조실 내의 온도를 낮춤으로써 피건조물을 냉장보관토록 한 것이다.
특허문헌 1; 특허 제 226679 호(KR, B1)
그러나 상기한 히트 펌프 시스템을 이용한 건조기 겸 냉장창고는 친환경적이고, 농·수산물 등을 건조 후 동일장소에 냉장보관 함으로써 농·수산물 등의 건조를 신속하고 효율을 증대하며 구조를 단순화함과 아울러 물류비용을 절감한 장점은 있으나, 피건조물은 그 건조가 완료될 때까지 고온상태에 방치됨으로써 변색되고 맛이 없게 될 수밖에 없는 것이다.
본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 히트 펌프 시스템을 이용하여 고온건조와 저온건조를 교대로 연속하여 유지하면서 농·수산물 등의 건조를 실시하여 변색을 방지하고 맛을 양호하게 한 건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본체의 내부 일측에 건조공기 생성실을 형성하고, 상기 건조공기 생성실의 타측에 건조실을 형성하여 대차형 선반을 인출할 수 있게 삽입한 건조고와; 상기 본체의 상부에 제습실을 형성하여 상기 건조실의 상부와 제습실에 엔드리스형 흡습포를 구동수단에 의하여 회전할 수 있게 설치한 제습수단과; 상기 건조공기 생성실에 증발기와 응축기 및 흡입팬을, 상기 제습실의 타측에 외기에 노출되는 실외 열교환기를, 상기 제습실의 상기 엔드리스형 흡습포의 일측 내부에 실내 열교환기를 설치한 히트 펌프 시스템으로 구성한 것이다.
또한 본 발명은 본체의 내부 일측에 건조공기 생성실을 형성하고, 상기 건조공기 생성실의 타측에 건조실을 형성하여 다단 콘베어를 설치한 건조고와; 상기 본체의 상부에 제습실을 형성하여 상기 건조실의 상부와 제습실에 엔드리스형 흡습포를 구동수단에 의하여 회전할 수 있게 설치한 제습수단과; 상기 건조공기 생성실에 증발기와 응축기 및 흡입팬을, 상기 제습실의 타측에 외기에 노출되는 실외 열교환기를, 상기 제습실의 상기 엔드리스형 흡습포의 일측 내부에 실내 열교환기를 설치한 히트 펌프 시스템으로 구성한 것이다.
이상과 같이 본 발명은 고온 건조시에는 응축기에서 고온공기를, 저온 건조시에는 증발기에서 저온공기를 생성하여 고온공기와 저온공기를 일정주기로 연속하여 교대로 대차형 선반 또는 다단 콘베이어에 공급함으로써 피건조물의 변색이 없이 색상을 양호하게 유지함과 아울러 저온 건조시 숙성되어 맛을 양호하게 유지할 수 있는 것이다.
그리고 피건조물의 건조시 건조실 내에 정체된 습기를 함유한 공기는 흡습포에 의하여 신속하게 배출함으로써 피건조물의 건조를 신속하게 함과 아울러 건조효율을 증대하고, 피건조물에 이물질이 묻는 것을 방지함으로 위생을 해치는 일이 없는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 히트 펌프 시스템의 구성이고, 도 4는 본 발명 제 1 실시예의 흡습포의 확대도이다.
본 발명은 건조고(乾燥庫)(10), 제습수단(30), 히트 펌프 시스템(40)으로 대별된다.
상기 건조고(10)는 육면체 등으로 된 본체(11)의 일측면(정면)에 도어(12)를 설치하며, 상기 본체(11)의 내부 일측에 고온 및 저온의 건조공기 생성실(13)을 구획형성하고, 상기 건조공기 생성실(13)의 타측에 건조실(14)을 형성하여서, 상기 건조실(14)에 1개 이상의 대차형 선반(도면에서는 2개)(15a)(15b)을 인출할 수 있게 삽입함과 아울러 상기 대차형 선반(15a)(15b)의 사이 및 양측에 공기압송통로(16a)(16b)(16c)를 형성하여서, 건조공기 생성실(13)에서 생성된 고온 또는 저온 건조공기를 상기 대차형 선반(15a)(15b)에 압송하는 것이다.
그리고 상기 건조실(14)의 바닥의 상기 공기압송통로(16a)(16b)(16c) 하부에 팬(17a)(17b)(17c)을 각각 설치함으로써 건조용 공기를 대차형 선반(15a)(15b)에 균등하게 압송하여 피건조물의 균일한 건조를 하게 한 것이다.
그리고 상기 대차형 선반(15a)(15b)의 양측 벽에는 상기 공기압송통로 (16a)(16b)(16c)와 연통되는 구멍(18)을 다수 형성하여 공기압송통로 (16a)(16b)(16c)로 압송되는 건조공기를 대차형 선반(15a)(15b)의 내부로 공급토록하고, 또한 상기 공기압송통로(16a)(16b)(16c)의 하부에는 가이드 판(19a)(19b) (20a)(20b)을 전후로 설치하여 대차형 선반(15a)(15b)을 건조실(14)에 삽입하거나 인출할 때 정위치 유지를 양호하게 함과 아울러 삽입 및 인출을 신속하게 할 수 있게 한 것이다.
또한 상기 가이드 판(19a)(19b)(20)(21)에는 건조공기 생성실(13)에서 생성 된 건조공기를 공기압송통로(16a)(16b)(16c)로 압송할 때 원활하게 압송하기 위한 다수개의 유통공(h)을 설치하고, 상기 대차형 선반(15a)(15b)의 저면에는 캐스터(21)를 설치하여 건조실(14)에 대차형 선반(15a)(15b)을 삽입 및 인출할 때 작은 힘으로 간편하게 조작함과 아울러 공기 유통로(22a)(22b)를 형성한 것이다.
상기 제습수단(30)은 상기 본체(11)의 상부에 제습실(31)을 형성하여 상기 건조실(14)의 상부와 제습실(31)에 엔드리스형 흡습포(32)를 설치하여 구동수단(모터 부설 구동축)(33)으로 회전시켜 건조실(14)의 습기가 다량 함유된 공기를 흡습하였다가 후술하는 상기 엔드리스형 흡습포(32)의 내부 일측에 설치한 팬(57) 부설 실내 열교환기(44)의 응축열에 의하여 건조한 후 대기로 방출토록 한 것이며, 상기 엔드리스형 흡습포(32)의 양측면에는 벨트(34a)(34b)를 설치하여 흡습포(32)의 회전을 양호하게 하고, 흡습포(32) 내에는 제오라이트, 숫 등의 흡습재(35)를 분산함으로써 제습 능률을 향상한 것이다.
상기 히트 펌프 시스템(40)은 기본 냉동 사이클(41)을 압축기(42), 4 웨이 밸브(43), 실내 열교환기(44), 수액기(45), 팽창밸브(46), 실외 열교환기(47)를 냉매도관(48)으로 순서대로 연결하고, 상기 4 웨이 밸브(43)와 압축기(42)를 냉매 흡입도관(49)으로 연결하여 형성하며, 상기 냉매도관(48)의 압축기(42)와 4 웨이 밸브(43) 사이에 바이패스 냉매도관(52)을 연결하여 응축기(51)를 설치하고, 상기 수액기(45)와 냉매 흡입도관(49)에 제 2 냉매도관(53)을 연결하여 저온건조용 팽창밸브(55) 및 증발기(54)를 설치하여서, 상기 건조공기 생성실(13)에 팬(56)과 상기 증발기(54) 및 응축기(51)를 설치하고, 상기 제습실(31)의 엔드리스형 흡습포(32)의 내부 일측에 상기 실내 열교환기(44)를 팬(57)과 함께 설치하며, 상기 실외 열교환기(47)는 상기 제습실(31)의 타측에 팬(58)과 함께 외기에 노출되게 설치하여서, 고온 건조시에는 냉매를 화살표 실선으로 흐르게 하고, 저온 건조시에는 냉매를 화살표 점선으로 교대로 연속하여 흐르게 함으로써 고온 건조시에는 응축기(51)에서 압축기(42)에서 압축된 냉매가스를 응축시켜 고온공기(예: 35 내지 80℃)를 생성하고, 저온 건조시에는 증발기(54)에서 냉매가스를 증발시켜 그 증발열에 의하여 건조실(14) 내를 저온(예: -10 내지 20℃ 내외) 상태로 유지하며, 상기와 같이 운전될 때 고온공기 생성시 상기 실내 열교환기(44)는 과냉 응축기로, 저온공기 생성시 실외 열교환기(47)는 응축기로 작용하는 것이다.
또한 상기 히트 펌프 시스템(40)은 냉매도관(48)의 압축기 토출구, 바이패스 냉매도관(52)의 입구, 제 2 냉매도관(53)의 수액기 연결부, 냉매도관(48)의 고온 건조시의 수액기 출구에 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)(S4)를 각각 설치하여 타이머 등에 의하여 고온 건조시에는 솔레노이드 밸브(S2)(S4)를 개방하고, 저온 건조시에는 솔레노이드 밸브(S1)(S3)를 임의의 설정시간 간격으로 개방하는 것이다.
미 설명부호 59a, 59b는 체크 밸브이고, 60a, 60b, 60c는 댐퍼로서, 상기 댐퍼(60a)는 상기 제습실(31) 환기용이고, 댐퍼(60b)는 건조실(14)의 온도 및 압력 조절용이며, 댐퍼(60c)는 건조실(14)의 공기 바이패스용이며, 또한 상기 댐퍼(60a)의 외면에는 제습판(65)을 설치하여 대기의 습도가 높을 때 제습하도록 한 것이다.
또한 61a~61h는 대차용 선반(15a)(15b) 및 건조실(14)과 흡습포(32) 사이를 차단하는 씰이며, 62는 트레이이고, 63a~63e는 가이드 축이며, 64는 응축수 받이이 다.
이상과 같은 본 발명의 제 1 실시예는 고온 건조시에는 솔레노이드 밸브(S2)(S4)를 개방하고, 4 웨이 밸브(43)를 냉매가 화살표 실선으로 흐르도록 조작한 후 압축기(42)를 구동하면 압축기(42)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 응축기(51)에서 응축되면서 그 응축열에 의하여 생성된 고온공기는 팬(17a)(17b)(17c)에 의하여 공기압송통로(16a)(16b)(16c)를 경유하여 대차형 선반(15a)(15b)의 트레이(62)에 올려놓은 피건조물에 공급됨으로써 피건조물을 고온건조하고, 한편 저온 건조시에는 솔레노이드 밸브(S1)(S3)(S4)를 개방하고, 4 웨이 밸브(43)를 냉매가 화살표 가상선으로 흐르도록 조작한 후 압축기(42)를 구동하면 압축기(42)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 실외 열교환기(47)에서 응축된 후 수액기(45)에 모였다가 제 2 냉매도관(53)을 경유하여 저온건조용 팽창밸브(55)에서 팽창되고 증발기(54)에서 증발하면서 흡입팬(56)으로 흡입되는 공기를 증발기(54)에서 냉매가 증발할 때의 증발열에 의하여 냉각하여 그 냉각된 저온공기를 상기 고온건조시와 동일하게 고온건조와 교대로 연속하여 일정주기(예: 곶감의 경우는 고온건조 3시간, 저온건조(숙성) 2시간을 교대로 반복함)로 피건조물에 공급하여 저온건조하는 것이다.
한편 상기와 같이 고온건조와 저온건조를 교대로 연속하여 일정주기로 실시할 때 피건조물에 포함된 수분의 증발에 의하여 건조실(14) 내의 건조를 종료한 공기는 습기를 다량 함유하고 있으며, 상기한 습기를 다량 함유한 공기는 건조실(14)의 상부에 모임과 동시에 엔드리스형 흡습포(23)에 흡습된 후 흡입팬(56)의 흡인력에 의하여 상기 증발기(54) 및 응축기(51)에 댐퍼(60b)의 개방에 의하여 외부 공기와 함께 또는 단독으로 공급되고, 그리고 흡습포(23)가 회전되어 제습실(31)에 위치될 때 흡습포(23)의 일측 내부에 설치한 실내 열교환기(44)에서 냉매액이 과냉각될 때 발생한 응축열에 의하여 가열된(제습된) 고온공기를 팬(57)이 실외 열교환기(47) 측으로 압송하여 대기로 배출함으로써 제습(건조)되는 작용을 반복하여 건조실(14) 내의 제습을 양호하게 하고, 한편 상기와 같이 피건조물이 건조될 때 외기온도가 낮은 고온 건조시에는 상기 고온공기에 의하여 실외 열교환기(47)에서 냉매가스의 증발을 촉진하면서 대기로 방출되어 히트 펌프 시스템의 성적계수가 향상됨으로써 건조 효율이 상승되는 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 단면도로서, 상기 제 1 실시예와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략하며, 제 2 실시예에서 제 1 실시예와 차이되는 점은 건조실(14)에 다단 콘베어(115)를 설치한 차이밖에 없다.
상기 제 2 실시예는 상기 건조실(14)의 양측에 공기압송통로(130)와 흡입통로(131)를 형성하여 공기압송통로(130)에는 건조실(14) 측으로 다수의 공기압송통공(132)을 형성하고, 흡입통로(131) 하부에 배출통공(133)을 형성한 것이다.
그리고 상기 다단 콘베어(115)는 수단의 엔드리스 벨트(116a)(116b)(116c) (116d)(116e)를 구동수단(구동축 및 모터 포함)(D)과 종동축(F)으로 수평으로 회전하면서 투입구(117)에서 최상단의 엔드리스 벨트(116a)로 공급되는 피건조물이 건조공기에 의하여 건조되면서 차례로 하단의 엔드리스 벨트(116b)(116c)(116d) (116e)(116e)로 낙하되게 설치하여서, 상기 제 1 실시예와 같이 고온건조와 저온건조가 교대로 연속하여 실시된 후 배출구(118)로 배출되는 것이다.
상기와 같이 피건조물이 건조될 때 엔드리스 벨트(116a)(116b)(116c) (116d)(116e)는 간헐적으로 회전시킬 수도 있는 것이다.
상기한 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예는 건조실(14)에 대차형 선반(15a)(15b)을 삽입하거나, 다단 콘베어(115)로서 수단의 엔드리스 벨트 (116a)(116b)(116c)(116d)(116e)를 설치한 것에 대하여 설명하였으나, 상기한 것에 한하지 않고, 특히 다단 콘베어(115)는 주지된 이송 건조기구를 사용할 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 단면도
도 2는 도 1의 A-A 선 단면도
도 3는 본 발명의 제 1 실시예의 히트 펌프 시스템의 구성도
도 4은 본 발명의 제 1 실시예의 흡습포의 확대도
도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 단면도
<도면 중 주요부호에 대한 설명>
10: 건조고 13: 건조공기 생성실 14: 건조실
16a, 16b, 16c: 공기압송통로 30: 제습수단 31: 제습실
32: 제습포 33: 구동수단 40: 히트 펌프 시스템
44: 실내 열교환기 47: 실외 열교환기 51: 응축기 54: 증발기

Claims (8)

  1. 본체의 내부 일측에 건조공기 생성실을 형성하고, 상기 건조공기 생성실의 타측에 건조실을 형성하여 대차형 선반을 인출할 수 있게 삽입한 건조고와; 상기 본체의 상부에 제습실을 형성하여 상기 건조실의 상부와 제습실에 엔드리스형 흡습포를 구동수단에 의하여 회전할 수 있게 설치한 제습수단과; 상기 건조공기 생성실에 증발기와 응축기 및 흡입팬을, 상기 제습실의 제습공기 배출구 측에 실외 열교환기를, 상기 제습실의 상기 엔드리스형 흡습포의 일측 내부에 실내 열교환기를 설치한 히트 펌프 시스템으로 구성한 건조장치
  2. 본체의 내부 일측에 건조공기 생성실을 형성하고, 상기 건조공기 생성실의 타측에 건조실을 형성하여 다단 콘베어를 설치한 건조고와; 상기 본체의 상부에 제습실을 형성하여 상기 건조실의 상부와 제습실에 엔드리스형 흡습포를 구동수단에 의하여 회전할 수 있게 설치한 제습수단과; 상기 건조공기 생성실에 증발기와 응축기 및 흡입팬을, 상기 제습실의 제습공기 배출구 측에 외기에 노출되는 실외 열교환기를, 상기 제습실의 상기 엔드리스형 흡습포의 일측 내부에 실내 열교환기를 설치한 히트 펌프 시스템으로 구성한 건조장치
  3. 제 1항에 있어서, 대차형 선반의 사이 및 양측에 공기압송통로를 형성하고, 건조실의 바닥의 상기 공기압송통로의 하부에 팬을 각각 설치하며, 대차형 선반의 저면과 건조실의 바닥 사이에 공기 유통로를 형성한 건조장치
  4. 제 2항에 있어서, 다단 콘베어는 건조실의 중앙에 수단의 엔드리스 벨트를 구동수단으로 수평으로 회전하면서 최상단의 엔드리스 벨트로 공급되는 피건조물이 차례로 하단의 엔드리스 벨트로 낙하되게 설치하고, 상기 건조실의 양측에 공기압송통로와 흡입통로를 형성한 건조장치
  5. 제 3항에 있어서, 공기압송통로의 하부에 가이드 판을 설치한 건조장치
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 엔드리스형 흡습포의 양측에 벨트를 설치한 건조장치
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 히트 펌프 시스템은 기본 냉동 사이클을 압축기, 4 웨이 밸브, 실내 열교환기, 수액기, 팽창밸브, 실외 열교환기를 냉매도관으로 순서대로 연결하고, 상기 4 웨이 밸브와 압축기를 냉매 흡입도관으로 연결하여 형성하며, 상기 냉매도관의 압축기와 4 웨이 밸브 사이에 바이패스 냉매도관을 연결하여 응축기를 설치하고, 상기 수액기와 냉매 흡입도관에 제 2 냉매도관을 연결하여 저온건조용 팽창밸브 및 증발기를 설치하여서 된 건조장치
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 흡습포 내에 흡습재를 분산한 건조장치
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