KR101219511B1 - 건조하우징의 내부구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조하우징의 내부구조에 관한 것으로서, 특히, 건조하우징을 콤팩트하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 마이크로파를 이용하여 국부가열이 아닌 피건조물 전체를 균일하게 가열할 수 있으며, 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하거나 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 적용하여 사용할 수 있는 건조하우징의 내부구조에 관한 것이다.
본 발명의 구성은, 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 있는 건조하우징의 내부구조에 있어서, 건조하우징; 상기 건조하우징의 내부 상하 중심축에 결합되어 구동수단에 의해 회전하는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 회전하며, 소정 간격 상하로 이격되어 적어도 복수 개로 이루어진 건조대; 및 전원을 공급받아 작동하는 마이크로파 발생수단과 연결되어 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳으로 마이크로파를 방출시키되, 마이크로파 방출부가 상기 회전축의 회전에 간섭되지 않으며 상기 건조대의 회전반경에 대응되는 길이로 형성되어 적어도 하나로 이루어지는 도파관;을 포함하여 구성되며, 상기 건조대는, 상기 도파관 각각에 상기 도파관의 상하부로 하나씩 위치되는 것을 특징으로 한다.

Description

건조하우징의 내부구조{INNER STRUCTURE OF DRYING HOUSING}

본 발명은 건조하우징의 내부구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건조하우징 내부에 회전축을 설치하고, 이에 소정 간격 이격되어 적층결합되어 회전하는 적어도 하나의 건조대로 구성함으로써 건조하우징 내부의 구조를 콤팩트하게 구성하였을 뿐만 아니라, 상기 건조대의 회전반경에 대응되는 길이로 형성되어 상기 건조대의 회전반경 전체에 균일하게 마이크로파를 방출시키는 적어도 하나로 구성된 도파관을 위치시킴으로써 피건조물 전체를 균일하게 가열할 수 있어 전체적인 건조 효율을 높였으며, 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하거나, 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 모두 적용할 수 있는 건조하우징의 내부구조에 관한 것이다.

일반적으로, 건조는 피 건조물에 열, 공기유동, 전자기파 등을 이용하여 수분을 제거하는 단위조작이며, 건조기는 다량의 에너지를 사용하여 수분을 제거하는 장치이다.

건조기의 종류로는 건조대로 선반을 설치한 상자모양의 열풍건조기와 컨베어어 시스템을 이용한 열풍 순환 방식 건조기, 트레일러, 롤러, 컨베이어, 행거 등의 장치를 사용하여 피건조물의 체적이 크고 연속적인 공정에 사용하는 순환대류방식의 건조기, 피건조물이 자중에 의해 이동층으로 낙하하고 열풍은 이동층 속을 통기하면서 건조가 이루어지는 통기 건조기로부터, 통기드럼건조기, 텐터건조기, 텀블러건조기, 기류건조기, 유동층건조기, 분무건조기, 회전건조기, 디스크건조기, 패들건조기, 교반건조기, 실린더건조기, 드럼건조기, 진공건조기, 적외선건조기, 고주파건조기 및 마이크로파 건조기 등이 있다.

한편, 대부분의 건조기 선정시에는 다음과 같은 사항들이 필수적으로 고려되어야 한다.

① 초기투자비가 적게 들어야 한다.

② 설치면적이 최소화되어야 한다.

③ 에너지소비가 최소화되어야 한다.

④ 건조 및 가열시간의 단축에 의해 물성변화를 최대한 줄여야 한다.

⑤ 유지비가 적게 들어야 한다.

상기와 같은 선정 문제를 고려하여, 초기에는 열풍건조가 많이 이용되었으나 최근에는 마이크로파를 이용한 건조가 각광받고 있는 추세이다.

즉, 마이크로파의 유전가열법을 이용하는데, 전파는 통하나 전류는 흐르지 않는 물체를 유전체라 하며, 모든 유전체에는 전계(+,-)의 극이 형성되어 있는데 이 유전체에 마이크로파를 조사(照射)하게 되면 1초당 약 24억 5천만회의 분자배향에 의한 회전운동이 일어나게 되고 분자 간의 마찰에 의해 열이 발생하게되며, 이때 발생하는 마찰열에 의해 유전체 내의 수분이 내·외부에서 동시에 증발됨으로써 건조되는 원리를 이용하는 것이다.

이러한 마이크로파의 건조특성은 열이 외부로부터 점차적으로 피가열물체의 심층부로 전달되는 전도열(conduction heating)방식이 아니고, 내·외부가 동시에 발열(volumetric heating)되어 건조되며, 마이크로파가 물질 내부에 침투하여 열로 변화되어 열손실이 발생하지 않으므로 마이크로파 전력의 약 80%가 열로 교환되며(일반적인 열전도방식의 열효율 20-30%), 피가열물 이외의 것은 가열시키지 않으므로 무효칼로리가 거의 발생치 않으므로 열효율이 대단히 뛰어나고, 복잡한 형상, 볼륨(volume)이 큰 물체, 열전도가 나쁜 물체, 내부가열이 어려운 물체 등을 균일하고 효과적으로 건조시키고, 열풍 건조시에 흔히 발생하는 갈변현상(Browning) 등 제품의 품질변화가 거의 없어 고품질의 건조품을 생산할 수 있으며, 기존의 열풍건조에서 발생하는 표면경화(Hardness)현상이 거의 없다는 점이다.

따라서, 기존의 열풍 건조와 마이크로파를 이용한 건조를 비교하면 하기의 [표1]과 같다.

마이크로파 건조	비교요소	기존 열풍 건조
마이크로파(Microwave)	열원	전열, 열풍, 증기
내·외부 동시 가열에 의한 건조	가열방식	외부로부터 내부로의 가열에 의한 건조
고효율방식(열효율 약 80%)	에너지효율	막대한 에너지 비용(열효율 약 20%)
균일한 건조, 물성변화 거의 없음	품질	균열, 표면경화 등 물성변화 발생
단시간 처리	공정시간	장시간 소요
환경친화적	작업환경	배기가스, 폐기물, 열 등의 공해발생
최소화(열풍건조기의 수분의 일)	설치면적	과다

그러나, 마이크로파는 응집력이 강한 성질 때문에 피건조물 전체가 아닌 국부가열 문제점이 제기되었다.

따라서, 상술한 건조기의 선정조건 등을 고려하여 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 사용할 수 있는 다양한 건조매체를 사용함에 있어, 제작비를 절감시키고, 에너지 사용효율을 높이며, 마이크로파를 통한 피건조물의 전체적인 균일 가열 문제를 해결할 필요가 있다.

한편, 등록번호 10-0445162(발명의 명칭 : 감압식 농산물건조장치 및 건조방법, 이하 '종래기술'이라 함)에서는 건조온도 및 시간에 따라 품질의 변화가 큰 농산물을 건조시킴에 있어 건조실 내부의 감압과정과 열풍공급과정을 반복수행하여 농산물을 건조시킴으로써, 건조비용 및 건조시간을 단축시키면서 고품질의 건조가 가능하게 되어 농가소득에 기여할 수 있도록 감압식 농산물건조장치 및 건조방법을 소개한 바 있다.

그러나, 상기 종래기술 1은 건조실 내의 적재상자가 순환하는 방식으로써 건조기의 규격이 비대해지고, 복잡한 메카니즘으로 인한 잦은 고장 발생으로 현실적인 이용가치가 떨어진다는 문제점이 있었다.

또한, 국부가열현상이 강한 마이크로파의 특성상 현재의 건조기 구조로는 피건조물 전체를 균일하게 가열할 수 없어 효율이 떨어진다는 문제점까지 지적되었다.

이외에도 대부분의 건조기들은 규모가 비대하고, 복잡한 메커니즘으로 구성되어 제작비 상승은 물론, 유지보수가 곤란하였으며, 마이크로파를 통한 피건조물의 전체적인 균일가열 문제를 해결하지 못한 상태이다.

특히, 진공(감압)방식을 병용할 경우 사각형으로 구성된 건조기 몸체의 진공압력에 의한 변형과 진공도 도달문제 등의 문제점을 해결하기 어려웠다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 건조하우징의 내부 중심에 회전축을 설치하고, 회전축에 적어도 하나의 건조대를 소정 간격 이격시켜 적층결합하여 구성함으로써 콤팩트하게 제조할 수 있는 건조하우징의 내부구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 건조대의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 곳으로 소정 간격 이격되어 위치되는 도파관을 상기 건조대의 회전반경에 대응되는 길이로 구성하고, 상기 도파관의 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 곳으로 마이크로파가 방출되도록 구성함으로써 피건조물 전체를 균일하게 가열건조시킬 수 있는 건조하우징의 내부구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하거나 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 모두 적용할 수 있는 건조하우징의 내부구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 건조하우징의 내부구조는, 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 있는 건조하우징의 내부구조에 있어서, 건조하우징; 상기 건조하우징의 내부 상하 중심축에 결합되어 구동수단에 의해 회전하는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 회전하며, 소정 간격 상하로 이격되어 적어도 복수 개로 이루어진 건조대; 및 전원을 공급받아 작동하는 마이크로파 발생수단과 연결되어 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳으로 마이크로파를 방출시키되, 마이크로파 방출부가 상기 회전축의 회전에 간섭되지 않으며 상기 건조대의 회전반경에 대응되는 길이로 형성되어 적어도 하나로 이루어지는 도파관;을 포함하여 구성되며, 상기 건조대는, 상기 도파관 각각에 상기 도파관의 상하부로 하나씩 위치됨으로써 달성된다.

이때, 상기 건조대는 상기 회전축에 결합되되, 상하로 위치조절이 가능한 복수 개의 지지대; 및 하부에 상기 지지대에 탈착되는 탈착홈이 구비되어 상기 지지대의 상부에 탈착되는 트레이;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도파관은 내부 공간이 구비되어 양단부가 폐쇄된 하나의 몸체로 구성되며, 상기 마이크로파 발생수단과 연결되어 상기 건조하우징의 외부에 위치되는 일단부에 형성된 마이크로파 전달부; 및 상기 마이크로파 전달부와 연이어져 상기 건조하우징의 내부에 위치되는 타단부에 형성된 마이크로파 방출부;를 포함하여 이루어지고, 상기 마이크로파 방출부의 상부 또는 하부 중 어느 한 곳에는 마이크로파가 방출되는 복수 개의 방출홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 도파관은 내부 공간이 구비되어 양단부가 폐쇄된 하나의 몸체로 구성되며, 상기 마이크로파 발생수단과 연결되어 상기 건조하우징의 외부에 위치되는 일단부에 형성된 마이크로파 전달부; 및 상기 마이크로파 전달부와 연이어져 상기 건조하우징의 내부에 위치되되, 내부가 상부와 하부로 분기되어 타단부에 구성된 마이크로파 방출부;를 포함하여 이루어지고, 상기 마이크로파 방출부의 상부 및 하부에는 각각, 마이크로파가 방출되는 복수 개의 방출홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 방출홀은 상기 마이크로파 방출부의 상부면과 하부면에 각각 상기 상부면과 상기 하부면의 가로중심선을 기준으로 상하로 대향되지 않게 위치되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방출홀은 상기 마이크로파 방출부의 상부와 하부에 각각 일측 상부에서 타측 하부로 경사지게 형성되되, 상기 상부와 상기 하부의 세로축을 기준으로 순차적으로 대칭되게 위치되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 건조하우징의 내부에는 열풍, 냉풍, 가스 중 적어도 어느 하나가 공급되는 기체공급관이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 건조하우징의 중심에 회전축을 설치하고, 이에 건조대를 소정 간격 이격시켜 적층결합함으로써 건조하우징을 콤팩트하게 제조할 수 있으며, 도파관의 마이크로파 방출부의 길이를 건조대의 회전반경에 대응되는 길이로 제작하고, 마이크로파 방출부의 상부 또는 하부 중 어느 한 곳이나 상부 및 하부로 동시에 마이크로파를 방출시키도록 제작함으로써 건조대에 거치된 피건조물들을 전체적으로 균일하게 가열건조할 수 있으며, 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하거나 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 있는 건조하우징의 내부구조에 모두 적용하여 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 건조하우징의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 내부 구조 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 내부 구조 저면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 내부 구조도,
도 5는 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 다른 실시예에 의한 내부 구조도,
도 6은 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 회전축의 평면도,
도 8은 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 회전축과 지지대와 건조대의 분리 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 도파관의 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 도파관의 내부 구조 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 기체공급관의 사시도,
도 12는 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예에 의한 기체공급관의 내부 구조 사시도,
도 13은 본 발명에 따른 건조하우징의 내부구조의 일실시예 및 다른 실시예에 의한 방출홀의 형태를 나타낸 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저, 마이크로파는 전자파의 일종으로써 파장이 매우 짧은 전자파를 뜻하며, 주파수는 약 1,000MHz(메가헤르쯔)에서 30GHz(기가헤르쯔, 1기가헤르쯔=1,000메가헤르쯔)까지이고, 파장은 대략 1-30Cm까지의 전파를 총칭한다.

그 중에서 통신용을 제외하고 일반 산업용 등에 주로 쓰이는 주파수는 915MHz와 2.45GHz로써 가정에서 흔히 사용하는 전자렌지가 이 주파수대역을 사용하고 있다.

마이크로파를 응용한 마이크로파 가열기는 마이크로파에 의해서 물 분자가 1초간 약 24억 5000만 회의 분자 배향에 의한 회전운동을 일으키며, 이때, 분자 간의 마찰열이 발생하는데, 이때 발생하는 열에 의해 순간적으로 살균작용, 발생열에 의한 건조작용, 발생열에 의한 추출작용,등을 이용할 수 있으며, 하기에 마이크로웨이브(마이크로파)를 공업적 이용시 이점들을 나열하였다.

ⓐ 열 전도에 의하지 않으므로, 내부까지 단시간에 가열할 수 있다.

ⓑ 가열 효율이 좋다.(전력의 80% 가 열로 교환된다.)

ⓒ 복잡한 형상이라도 균일하게 가열할 수 있다.

ⓓ 목적물을 선택적으로 가열할 수 있다.

ⓔ 온도 제어가 가능하다.

ⓕ 조작이 용이하다.

ⓖ 밀폐 가열이 가능하다.(진공 및 분위기)

ⓗ 소음, 열기 배기가스가 생기지 않는다.

또한, 마이크로웨이브의 수분 증발 능력은 1Kw의 전력으로 한 시간에 약 1.2L의 물을 증발시킬 수 있으며, 열풍 건조 시스템보다 30배 정도 뛰어나다.

마이크로파를 이용한 건조장치는 식품 건조, 오·폐수 및 슬러지 건조, 주정박 건조, 음식물쓰레기 건조, 목재 건조, 피혁·섬유건조, 종이 건조, 도료 건조, 도자기 건조, 의약품 건조 등 농·수·축산물 건조 및 가열 등이나 이를 제외한 일반 산업용 건조 및 가열, 또는 마이크로파를 이용한 제품 등에 두루 사용된다.

한편, 본 발명은 마이크로파를 이용하는 모든 가열건조기에 적용할 수 있는 건조하우징의 내부구조에 관한 것으로, 건조하우징의 내부구조를 제외한 이외의 구성은 공지된 기술이며 사용 장치에 맞게 달리 구성할 수 있는 것이므로, 건조하우징의 내부를 제외한 이외의 부분은 간략히 설명하도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1 내지 도 4, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 있는 건조하우징의 내부구조에 있어서, 건조하우징(100); 상기 건조하우징(100)의 내부 상하 중심축에 결합되어 구동수단에 의해 회전하는 회전축(200); 상기 회전축(200)에 결합되어 회전하며, 소정 간격 상하로 이격되어 적어도 복수 개로 이루어진 건조대(300); 및 전원을 공급받아 작동하는 마이크로파 발생수단(30)과 연결되어 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳으로 마이크로파를 방출시키되, 마이크로파 방출부(420)가 상기 회전축(200)의 회전에 간섭되지 않으며 상기 건조대(300)의 회전반경에 대응되는 길이로 형성되어 적어도 하나로 이루어지는 도파관(400);을 포함하여 구성되며, 상기 건조대(300)는 상기 도파관(400) 각각에 상기 도파관(400)의 상하부로 하나씩 위치되어 이루어진다.

한편, 마이크로파를 사용하지 않을 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 있는 건조하우징의 내부구조에 있어서, 건조하우징(100); 상기 건조하우징(100)의 내부 상하 중심축에 결합되어 구동수단에 의해 회전하는 회전축(200); 상기 회전축(200)에 결합되어 회전하며, 소정 간격 상하로 이격되어 적어도 복수 개로 이루어진 건조대(300); 및 열풍, 냉풍, 가스 중 적어도 어느 하나가 공급되는 기체공급관(500);을 포함하여 구성된다.

즉, 마이크로파를 공급하는 상기 도파관(400)의 구조만이 생략된 것이며, 상기 기체공급관(500)의 위치는 도면상에는 상기 도파관(400)과 수평선상에 하나씩 구성하였으나, 상기 기체공급관(500)의 위치 및 개수는 달리할 수 있다.

상기 회전축(200)과 결합되는 구동수단은 미도시 하였으나, 상기 건조하우징(100)의 내부 하부에 설치되거나, 상기 건조하우징(100)의 외부에 설치될 수 있으며, 상기 구동수단의 구동축에 상기 회전축(200)을 축결합시키거나, 베벨기어 등으로 연결하여 사용할 수 있으며, 상기 구동수단의 위치 및 구조는 사용환경에 따라 다양하게 변경하여 구성할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1덕트(10) 및 제2덕트(20)는 상기 건조하우징(100)의 외주면에 상하 길이 방향으로 결합되되, 다양한 형상으로 제작될 수 있으나 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 테이퍼지게 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1덕트(10)는 냉풍, 열풍, 가스 등이 유입되는 기체공급관(500)으로 사용하며, 상기 제2덕트(20)는 배기용으로 사용하거나 진공용 배관으로 병용하여 사용할 수 있다.

이때, 상기 제1덕트(10)는 하부가 개방되고 상부가 폐쇄되며, 상기 제2덕트(20)는 하부가 폐쇄되고 상부가 개방되도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 도면상에는 상기 도파관(400)의 일측, 즉, 하기에 설명한 마이크로파 전달부(410)가 외부로 노출되어 있으나, 사용 환경에 따라 케이스 등을 더 부착하여 구성할 수 있다.

본 발명인 건조하우징의 내부구조는 마이크로파를 단독으로 사용하거나 마이크로파와 열풍(GAS, OIL, 태양광 또는 전기사용), 마이크로파와 냉풍(또는 냉동), 마이크로파와 진공(감압), 마이크로파와 진공(감압)과 냉동, 마이크로파와 진공(감압)과 복사열 발생용 히터(원적외선, 근적외선 또는 할로겐 등), 마이크로파와 복사열 발생용 히터(원적외선, 근적외선 또는 할로겐 등), 마이크로파와 Heat Pump, 마이크로파를 제외한 상기 항목을 단독 또는 복합사용, 마이크로파와 가스치환 등을 사용하는 건조기에 모두 적용하여 사용할 수 있으며, 도면상에는 상기 건조하우징(100)을 원형으로 도시하였으나, 다각형으로도 제조할 수 있다.

이때, 상기 건조대(300)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(200)에 결합되되, 상하로 위치조절이 가능한 복수 개의 지지대(310); 및 하부에 상기 지지대(310)에 탈착되는 탈착홈(321)이 구비되어 상기 지지대(310)의 상부에 탈착되는 트레이(320);를 포함하여 이루어진다.

상기 회전축(200)에는 도 7에 도시된 바와 같이, 상하 길이 방향으로 외주면에 복수 개의 지지대 끼움홈을 형성하여 상기 지지대(310)를 결합시키거나, 미도시 하였으나 상기 지지대(310)를 상기 회전축(200)의 외주면에 위치를 조정하여 볼트 등으로 결합시킬 수 있다.

상기 지지대(310)의 수는 상기 회전축(200)을 중심으로 등 간격으로 6개를 구비하는 것이 바람직하며, 상기 지지대(310)에 상기 트레이(320)의 하부에 형성된 탈착홈을 이용하여 탈착시킨다.

상기 트레이(320)의 바닥면에는 다수 개의 홀을 형성하는 것이 바람직하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 개폐도어(40)를 통해 상기 트레이(320)를 삽입 또는 분리해야 하므로 원형, 반원형 또는 사각 형태로도 제작할 수 있으나 상기 개폐도어(40)의 크기에 따라 반원 형태로 제작하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 트레이(320)의 재질은 PE, PP, PS, PTFE, Ceramic 등으로 구성한다.

또한, 상기 트레이(320)는 1단으로 구성하거나 다단으로 구성하되, 수직배열되도록 소정 간격 이격시켜 상기 회전축(200)에 적층결합시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 도파관(400)은 내부 공간이 구비되어 양단부가 폐쇄된 하나의 몸체로 구성되며, 상기 마이크로파 발생수단(30)과 연결되어 상기 건조하우징(100)의 외부에 위치되는 일단부에 형성된 마이크로파 전달부(410); 및 상기 마이크로파 전달부(410)와 연이어져 상기 건조하우징(100)의 내부에 위치되는 타단부에 형성된 마이크로파 방출부(420);를 포함하여 이루어지고, 상기 마이크로파 방출부(420)의 상부 또는 하부 중 어느 한 곳에는 마이크로파가 방출되는 복수 개의 방출홀(421)이 형성되거나, 도 2 내지 도 4, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 내부 공간이 구비되어 양단부가 폐쇄된 하나의 몸체로 구성되며, 상기 마이크로파 발생수단(30)과 연결되어 상기 건조하우징(100)의 외부에 위치되는 일단부에 형성된 마이크로파 전달부(410); 및 상기 마이크로파 전달부(410)와 연이어져 상기 건조하우징(100)의 내부에 위치되되, 내부가 상부와 하부로 분기되어 타단부에 구성된 마이크로파 방출부(420);를 포함하여 이루어지고, 상기 마이크로파 방출부(420)의 상부 및 하부에는 각각, 마이크로파가 방출되는 복수 개의 방출홀(421)이 형성되도록 구성한다.

도면상에는 상기 도파관(400)을 장방형 형태로 도시하였으나, 정방형이나 원형, 타원형, (다)각형 등의 형상으로도 제작할 수 있다.

한편, 상기 도파관(400)의 일단부에는 개략적으로 도시하였으나 도 1에 도시된 바와 같이, 전원을 공급해주는 파워 서플라이 등과 연결되어 작동하는 마그네트론 등의 마이크로파 발생수단(30)이 결합된다.

또한, 상기 마이크로파 방출부(420)는 상기 건조하우징(100)의 내부에 위치되되, 상기 회전축(100)에 간섭되지 않고 상기 건조대(300)의 회전반경에 대응되는 길이로 제작되며, 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 곳으로 마이크로파가 방출되도록 복수 개의 방출홀(421)이 형성된다.

이때, 상기 방출홀(421)은 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로파 방출부(420)의 상부면과 하부면에 각각 상기 상부면과 상기 하부면의 가로중심선을 기준으로 상하로 대향되지 않게 위치되어 형성되거나, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로파 방출부(420)의 상부와 하부에 각각 일측 상부에서 타측 하부로 경사지게 형성되되, 상기 상부와 상기 하부의 세로축을 기준으로 순차적으로 대칭되게 위치되어 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 방출홀(421)의 크기 및 이격 거리나 상기 도파관(400)과 상기 건조대(300) 사이의 거리 등은 마이크로파가 효율적으로 방출될 수 있도록 전체적인 규격 등을 고려하여 제조하여야 하며, 이에 대한 부분은 공지된 기술에 속하므로 자세한 언급은 생략하도록 한다.

따라서, 피건조물이 담긴 상기 건조대(300)는 상기 회전축(200)과 결합되어 회전하게 되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 도파관(400) 각각에 상기 건조대(300)가 상부 및 하부에 위치되고, 상기 도파관(400), 즉, 상기 마이크로파 방출부(420)에서 상기 도파관(400)의 상부 및 하부로 마이크로파가 균일하게 방출되므로, 마이크로파를 통해 피건조물 전체의 균일한 가열 및 건조가 가능하게 된다.

한편, 상기 건조하우징(100)의 내부에는 도 4에 도시된 바와 같이, 열풍, 냉풍, 가스 중 적어도 어느 하나가 공급되는 기체공급관(500)이 더 구비되며, 상기 기체공급관(500)은 상기 도파관(400)과 수평선상에 짝을 이루어 위치되며, 상기 제1덕트(10)와 내부가 연통되도록 구성된다.

또한, 상기 기체공급관(500)은 도 12에 도시된 바와 같이, 내부가 둘로 분기되어 구성되며, 상기 제1덕트(10)를 통해 전달된 열풍, 냉풍, 가스 등은 상기 기체공급관(500)을 통해 상부 및 하부로 분기되어 이송되며, 상기 기체공급관(500)의 상부면 및 하부면에 형성된 다수 개의 홀을 통해 방출되며, 상기 기체공급관(500)을 통한 건조 효과도 상기 도파관(400)의 건조 원리와 비슷하다 할 것이다.

또한, 상기 기체공급관(500)은 도면상에 장방형으로 구성하였으나, 사각형이나 원형 또는 일반적인 형태 등 다양한 형상으로 제작할 수 있다.

한편, 상기 건조하우징(100), 상기 도파관(400), 상기 기체공급관(500), 상기 회전축(200), 상기 제1덕트(10) 및 상기 제2덕트(20) 등은 SUS 304의 사용을 원칙으로 하되 특별히 필요한 경우에는 일반 강재를 사용할 수 있다.

또한, 미도시 하였으나, 별도의 제어부를 구비하여, 상기 회전축(200)의 회전속도나 상기 마이크로파 발생수단(30)과 연결된 파워 서플라이를 컨트롤하거나, 상기 도파관(400)을 하나로 구성시 연속급전(Continuous radiation)시키거나 간헐적으로 급전(Intermittent radiation)시킬 수 있으며, 상기 도파관(400)을 복수 개로 구성시 동시에 연속급전 또는 동시에 간헐급전 또는 개별적으로 순차급전(Individual Sequence radiation)시키도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 건조하우징(100)은 하나 또는 복수 개를 병렬연결하여 구성할 수 있으며, 상기 건조하우징(100)의 하부에는 미도시 하였으나, 로드셀을 장착하여 건조 전과 건조 후의 중량 변화를 피드백(feed back)하여 건조진행을 제어하도록 구성할 수 있다.

또한, 미도시 하였으나, Vacuum, Pressure Gauge, Thermometer, Humidity Gauge, Arc Detector, Directional Coupler&Power Monitor, Isolator(Circulator&Dummy Load), Microwave Leak Detector, Impedance Matching Stub Tuner, GAS & Vapor Shielded Window Waveguide(Window : Ceramic, PTFE) 등으로 연결하여 사용할 수 있다.

10 : 제1덕트 20 : 제2덕트
30 : 마이크로파 발생수단 40 : 개폐도어
100 : 건조하우징 200 : 회전축
300 : 건조대 310 : 지지대
320 : 트레이 321 : 탈착홈
400 : 도파관 410 : 마이크로파 전달부
420 : 마이크로파 방출부 421 : 방출홀
500 : 기체공급관

Claims (9)

1. 마이크로파 단독 또는 마이크로파와 함께 열풍, 냉풍, 냉동, 진공, 복사열 발생용 히터, 히트펌프, 압력, 가스치환 중 적어도 어느 하나를 이용하여 피건조물을 가열 및 건조시키는 통상의 가열건조기에 있는 건조하우징의 내부구조에 있어서,
   건조하우징;
   상기 건조하우징의 내부 상하 중심축에 결합되어 구동수단에 의해 회전하는 회전축;
   상기 회전축에 결합되어 회전하며, 소정 간격 상하로 이격되어 적어도 복수 개로 이루어진 건조대; 및
   전원을 공급받아 작동하는 마이크로파 발생수단과 연결되어 상부 및 하부 중 적어도 어느 한 곳으로 마이크로파를 방출시키되, 마이크로파 방출부가 상기 회전축의 회전에 간섭되지 않으며 상기 건조대의 회전반경에 대응되는 길이로 형성되어 적어도 하나로 이루어지는 도파관;
   을 포함하여 구성되며, 상기 건조대는,
   상기 도파관 각각에 상기 도파관의 상하부로 하나씩 위치되는 것을 특징으로 하는 건조하우징의 내부구조.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 건조대는,
   상기 회전축에 결합되되, 상하로 위치조절이 가능한 복수 개의 지지대; 및
   하부에 상기 지지대에 탈착되는 탈착홈이 구비되어 상기 지지대의 상부에 탈착되는 트레이;
   를 포함하여 이루어진 건조하우징의 내부구조.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 도파관은,
   내부 공간이 구비되어 양단부가 폐쇄된 하나의 몸체로 구성되며,
   상기 마이크로파 발생수단과 연결되어 상기 건조하우징의 외부에 위치되는 일단부에 형성된 마이크로파 전달부; 및
   상기 마이크로파 전달부와 연이어져 상기 건조하우징의 내부에 위치되는 타단부에 형성된 마이크로파 방출부;
   를 포함하여 이루어지고,
   상기 마이크로파 방출부의 상부 또는 하부 중 어느 한 곳에는 마이크로파가 방출되는 복수 개의 방출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 건조하우징의 내부구조.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 도파관은,
   내부 공간이 구비되어 양단부가 폐쇄된 하나의 몸체로 구성되며,
   상기 마이크로파 발생수단과 연결되어 상기 건조하우징의 외부에 위치되는 일단부에 형성된 마이크로파 전달부; 및
   상기 마이크로파 전달부와 연이어져 상기 건조하우징의 내부에 위치되되, 내부가 상부와 하부로 분기되어 타단부에 구성된 마이크로파 방출부;
   를 포함하여 이루어지고, 상기 마이크로파 방출부의 상부 및 하부에는 각각,
   마이크로파가 방출되는 복수 개의 방출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 건조하우징의 내부구조.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 방출홀은,
   상기 마이크로파 방출부의 상부면과 하부면에 각각 상기 상부면과 상기 하부면의 가로중심선을 기준으로 상하로 대향되지 않게 위치되어 형성된 것을 특징으로 하는 건조하우징의 내부구조.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 방출홀은,
   상기 마이크로파 방출부의 상부와 하부에 각각 일측 상부에서 타측 하부로 경사지게 형성되되, 상기 상부와 상기 하부의 세로축을 기준으로 순차적으로 대칭되게 위치되어 형성된 것을 특징으로 하는 건조하우징의 내부구조.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조하우징의 내부에는,
   열풍, 냉풍, 가스 중 적어도 어느 하나가 공급되는 기체공급관이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 건조하우징의 내부구조.
   
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