KR101250373B1 - 원적외선 농산물 건조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 예를 들어 고추, 무, 건나물, 표고버섯, 인삼 등의 농산물을 건조하는 농산물 건조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 별도의 제습 구조물 없이 농산물을 효율적으로 건조할 수 있는 농산물 건조 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 농산물 건조 장치는 출입이 가능하도록 구성된 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되되, 상기 하우징의 상부와 측면부로부터 각각 일정 거리 이격된 상태로 설치되어 피건조물이 수납되는 공간이 규정되는 건조실; 상기 건조실의 상부와 상기 하우징의 상부 사이로 규정되는 공간에 배치되어 있는 가열유닛(heating unit) 및 상기 가열유닛의 양 측면에 배치되어 상기 가열유닛으로부터의 가열공기를 순환시키기 위한 복수의 송풍팬; 및 상기 건조실의 외측면과 상기 하우징의 내측면으로 규정되는 공간에 설치되어 상기 송풍팬으로부터의 가열공기를 상기 건조실의 내부로 유도하여 순환시키기 위한 가열공기유도부재;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 건조하고자 하는 농산물에 원적외선을 간접 방식으로 조사함으로써 농산물의 훼손 가능성을 배제할 수 있을 뿐만 아니라 농산물의 건조 중에 발생하는 수분을 다시 가열유닛으로 순환시킴으로써 별도의 제습 장치를 요구하지 않게 된다.

Description

원적외선 농산물 건조 장치 {APPARATUS FOR DRYING AGICULTURAL PRODUCTS USING FAR INFRARED RAYS}
본 발명은 예를 들어 고추, 무, 건나물, 표고버섯, 인삼 등의 농산물을 건조하는 농산물 건조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원적외선을 이용하여 별도의 제습 구조물 없이 농산물을 효율적으로 건조할 수 있는 농산물 건조 장치에 관한 것이다.
농산물 건조 장치는 건조실 내부의 공기를 가열하여 농산물을 건조하는 화력건조 방식과 저온 상태에서 장시간 건조하는 동결건조 방식으로 구분된다.
화력건조 방식은 농산물을 고온으로 가열하여 건조하기 때문에 농산물 고유의 조직이 파괴되어 품질이 떨어지는 문제가 있고, 동결건조 방식은 농산물이 장시간 건조되므로 농산물이 얼어 농산물 조직이 변형되는 문제가 있다.
최근, 농산물을 가열함과 동시에 그 농산물을 컨베이어 시스템을 이용하여 이동시키면서 송풍기 바람을 이용하여 건조하는 방식이 시도되었으나, 농산물을 이송시키기 위한 컨베이어 시스템 또는 이에 대응되는 장치를 이용하여 농산물을 반복 순환 이동시켜야 하므로, 건조장치의 부피가 커지는 문제와 설치비용이 많이 소요되는 단점이 여전히 존재한다.
또한, 종래의 농산물 건조 장치는 농산물의 건조 중에 농산물이 함유되어 있는 수분이 증발하여 습기가 발생하여 세균성 곰팡이 등을 발생시키는 원인이 되었으며, 이를 해결하고자 별도의 제습 장치가 건조실의 내부에 마련되어 실질적으로 농산물의 건조 공간을 축소시키는 결과를 초래하였고, 제습 장치가 고장난 경우에는 그에 대한 대비책이 마련되어 있지 않은 실정이다.
본 발명과 관련된 특허문헌은 다음과 같다: 한국등록특허 10-0881867 (2009년01월29일 등록, 발명의 명칭 "곡물 건조기") 한국등록특허 10-1137774 (2012년04월12일 등록, 발명의 명칭"회전드럼형 농산물 건조기") 한국등록특허 10-0569149 (2006년04월03일 등록, 발명의 명칭 "다목적 농산물 살균 건조기"). 이 특허문헌에서는 오존발생기로 살균된 건조실 내부로 공급/순환시키는 구성을 채택하고 있으나, 대량의 농산물을 건조하기에는 적합하지 않은 문제가 있다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 농산물의 저장성 및/또는 맛을 손상시키지 않으면서 별도의 제습 장치를 요구하지 않는 신규한 구조의 농산물 건조 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 농산물의 건조 시간을 대폭 단축시키고 농산물 건조에 사용되는 에너지의 양을 대폭 감소시킬 수 있는 농산물 건조 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
출입이 가능하도록 구성된 하우징;
상기 하우징의 내부에 설치되되, 상기 하우징의 상부와 측면부로부터 각각 일정 거리 이격된 상태로 설치되어 피건조물이 수납되는 공간이 규정되는 건조실;
상기 건조실의 상부와 상기 하우징의 상부 사이로 규정되는 공간에 배치되어 있는 가열유닛(heating unit) 및 상기 가열유닛의 양 측면에 배치되어 상기 가열유닛으로부터의 가온공기를 순환시키기 위한 복수의 송풍팬; 및
상기 건조실의 외측면과 상기 하우징의 내측면으로 규정되는 공간에 설치되어 상기 송풍팬으로부터의 가온공기를 상기 건조실의 내부로 유도하여 순환시키기 위한 가온공기유도부재;를 포함하는 농산물 건조 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 농산물 건조 장치는, 필요에 따라, 상기 건조실의 내부에 수용되며, 각각은 수평하게 배치되고 서로에 대하여는 상하로 이격되게 배치되어 피건조물이 수납되는 복수의 피건조물 수납용 채반이 착탈 가능하게 제공되어 있는 피건조물 수납부를 더 포함한다.
본 발명에 있어, 상기 가온공기유도부재는, 전원에 의해 상하로 스윙 동작하도록 구성되어 상기 송풍팬으로부터의 가열공기를 상기 건조실 내측 상부로부터 하부로 또는 하부로부터 상부로 연속적으로 공급할 수 있도록 구성된다.
본 발명에 있어, 상기 가열유닛은 상기 가열유닛은 복수의 탄소나노튜브히터를 포함한다. 이때, 각각의 상기 탄소나노튜브히터는 송풍팬에 의한 송풍 방향에 대하여 수직한 방향으로 상호 이격된 상태로 배치된다.
상기 가열유닛은 복수의 탄소나노튜브히터와 각각의 상기 탄소나노튜브히터를 지지하는 가열유닛본체 및 각각의 상기 탄소나노튜브히터에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단으로 구성된다. 이때, 각각의 상기 탄소나노튜브히터는 상기 가열유닛본체에 대하여 착탈 가능하게 장착된다. 이를 위해, 본 발명에서는 각각의 상기 탄소나노튜브히터의 양단은 내측에 탄성부재가 배치되고, 외측에 상기 탄성부재에 의해 외측으로 접속부가 슬라이딩 가능하게 배치되며, 상기 접속부에 대응되는 상기 가열유닛본체에는 상기 접속부의 일부 또는 전부를 수용할 수 있는 수용홈이 형성된다.
본 발명에 의하면, 건조하고자 하는 농산물에 원적외선을 간접 방식으로 조사함으로써 농산물의 훼손 가능성을 배제할 수 있을 뿐만 아니라 농산물의 건조 중에 발생하는 수분을 다시 가열유닛으로 순환시킴으로써 별도의 제습 장치를 요구하지 않게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 가열유닛으로부터 방사되는 원적외선의 효과로 농산물의 건조 중에 농산물에 붙어 있는 세균성 곰팡이를 전멸시키므로 건조물의 저장성 뿐만 아니라 맛 또한 기존의 일반 건조기에서 생산한 농산물 보다 월등히 뛰어난 효과가 제공된다.
도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 농산물 건조 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 농산물 건조 장치의 내부 모습과 가온공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 농산물 건조 장치의 내부 모습을 다른 각도에서 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대하여 그 내부 모습을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명에서 사용되는 가열유닛의 요부 모습을 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 5에는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 농산물 건조 장치가 도시되어 있다. 도 1은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 농산물 건조 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 농산물 건조 장치의 내부 모습과 가열공기의 흐름을 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 농산물 건조 장치의 내부 모습을 다른 각도에서 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A" 부분을 확대하여 그 내부 모습을 보여주는 단면도이며, 도 5는 본 발명에서 사용되는 가열유닛의 요부 모습을 나타낸 사시도이다.
먼저, 도 1과 함께 도 2를 참조하면, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 농산물 건조 장치는 하우징(10)과 상기 하우징(10)의 내부에 설치되는 건조실(30)을 포함한다.
하우징(10)에는 도 1에 도시된 바와 같이 작업자의 출입이 가능할 뿐만 아니라 작업자에 의해 건조실(30)의 내부로 채반이 탑재된 상태의 피건조물 수납부(70)가 드나들 수 있도록 하나 이상의 도어(12)에 의한 출입구조물이 설치된다.
본 실시예에서는 작업자의 출입이 가능한 형태로서의 도어(12)가 여닫이 형태로 도시되어 있으나, 본 명세서를 숙지한 당업자라면 건조실(30)의 내부 공간으로 출입이 가능하고 건조실(30)의 내부 공간을 폐쇄시킬 수 있는 다양한 구조를 고려할 수 있을 것이다.
건조실(30)은 특히 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 내부에 설치된다. 이때, 상기 건조실(30)은 하우징(10)의 상부와 측면부로부터 각각 일정 거리 이격된 상태로 하우징(10)의 내부에 설치된다. 상기 건조실(30)의 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 피건조물이 놓여지는 다수의 채반(71)이 서로에 대하여 수직 이격되게 수납된다. 이를 위해 각각의 채반(71)이 수납되는 구조의 피건조물 수납부(70)가 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이 마련된다.
상기 건조실(30)의 외측 상부와 상기 하우징(10)의 내측 상부 사이의 공간에는 도 2에 도시된 바와 같이 가열유닛(50)과 복수의 송풍팬(40a, 40b)이 설치된다. 이때, 복수의 송풍팬(40a, 40b)은 도면상 가열유닛(50)의 좌우로 설치된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 가열유닛(50)에 의해 가온된 가온공기가 도면부호 40a로 도시되어 있는 송풍팬에 의해 상부에서 하부로 순환되게 하고, 건조실(30)의 내부의 공기 또는 가온공기가 도면부호 40b로 도시되어 있는 송풍팬에 의해 순환되어 다시 가열유닛(50)에 의해 가열되게 구성된다.
이때, 가열유닛(50)으로는 일반전기히터보다 C.O.P.가 약 2.5배 정도 크고, 원적외선 발생량이 90% 이상되는 나노탄소히터가 사용된다. 본 발명에서 사용되는 나노탄소히터에 의하면, 기존 약 37~40 시간이 소요되던 건조시간을 20~25시간으로 대폭 감소하게 되어 에너지 절감 효과가 탁월하다. 이때, 나노탄소히터의 파장대는 바람직하게는 2 내지 14마이크로미터 사이의 주파수로 설정되어야 농산물의 건조 효율 뿐만 아니라 건조 중에 발생할 수 있는 농산물의 훼손 가능성을 배제할 수 있다.
이와 같은 가열유닛(50)으로서의 나노탄소히터는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 히터박스(51)의 양 측벽에 전열선(53)이 내장된 다수의 CNT 튜브(52)가 횡방향으로 장착된다.
이를 위해, 각각의 CNT 튜브(52)의 양 단부에는 도 3의 "A" 부분 확대도인 도 4에 도시된 바와 같이 스프링(55)에 의해 외측으로 팽창하는 힘이 우세한 애자(insulator)(54)가 장착되어 각각 CNT 튜브(52)에 구속되고, 상기 애자(54)에 대응되는 히터박스본체에는 홈(57)이 형성된다.
이와 관련하여 종래에는 CNT 튜브(52)의 양 단부에 설치되는 각각의 애자가 볼트와 너트에 의한 조합 방식으로 각각이 히터박스본체에 결합되어 CNT 튜브(52)의 설치 및 해체가 용이하지 않았으나, 본 발명에서는 이를 개선하여 작업자로 하여금 각각의 CNT 튜브(52)의 양 단부에 장착된 애자(54)를 상호 내측으로 압축시킨 후 히터박스본체에 형성된 홈(57)에 이르렀을 때 이의 압축력을 해제함으로써 원위치 복원하게 함으로써 종래보다 쉽게 각각의 CNT 튜브(52)를 쉽게 장착할 수 있게 되었다.
히터박스본체로부터의 CNT 튜브(52)의 해체는 상기한 순서의 역순에 따른다.
이와 같이 CNT 튜브(52)의 장착 및 해체가 용이한 구조를 채택함으로써 작동하지 않는 CNT 튜브(52)를 쉽게 교체할 수 있게 된 것이다. 설명되지 않은 도면부호 56은 CNT 튜브(52)의 내부에 내장되는 전열선(53)에 전원을 공급하기 위한 전원선을 나타낸다.
다시 도 2를 참조하면, 건조실(30)의 도면상 좌우 측벽에는 상기 가열유닛(50)으로부터의 가온공기가 도면부호 40a로 도시되어 있는 송풍팬에 의해 순환되는 과정에서 그 가온공기의 흐름을 특정의 방향으로 건조실(30)의 내부로 이르도록 복수의 가온공기유도부재(60)가 설치된다.
이러한 가온공기유도부재(60)는 각각의 중심축을 중심으로 상하로 회동 가능하게 장착되며, 이러한 회동은 전원에 의해 이루어지도록 구성된다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 도면상 건조실(30)의 좌측에 설치되어 있는 각각의 가온공기유도부재(60)들 사이의 공간을 통해 위에서 아래로 가온공기가 유도되며, 이후 가온공기유도부재(60)의 회동에 따라 도면상 우측 부분이 위로 움직이게 되면 가온공기가 아래에서 위로 유도되어 건조실(30)의 내부가 전체적으로 고르게 가온된다.
마찬가지로, 도 2에 도시된 바와 같이 도면상 건조실(30)의 우측에 설치되어 있는 각각의 가온공기유도부재(60)도 이들의 회동축을 중심으로 상하로 회동함으로써 건조실(30) 내부에서의 가온공기가 건조실(30)의 일측에서 타측으로 파형으로 이동함으로써 건조실(30) 내부의 피건조물, 즉, 농산물의 건조 효율이 높아지게 된다. 가열유닛(50)으로부터의 가온공기의 전체적인 흐름은 도 2에 잘 나타나 있다.
이상에서는 도 2를 참조하여 가열유닛(50)으로부터의 가온공기가 시계 반대방향으로 순환하는 과정이 설명되었지만, 송풍팬(40a, 40b)의 회전 방향을 동시에 변경시킴으로써 가열유닛(50)으로부터의 가온공기가 도면상 시계 방향으로 순환되게 할 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 원적외선 농산물 건조 장치는 건조하고자 하는 농산물에 원적외선을 간접 방식으로 조사함으로써 농산물의 훼손 가능성을 배제할 수 있을 뿐만 아니라 농산물의 건조 중에 발생하는 수분을 다시 가열유닛(50)으로 순환시킴으로써 별도의 제습 장치를 요구하지 않게 된다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 가열유닛(50)으로부터 방사되는 원적외선의 효과로 농산물의 건조 중에 농산물에 붙어 있는 세균성 곰팡이를 전멸시키므로 건조물의 저장성 뿐만 아니라 맛 또한 기존의 일반 건조기에서 생산한 농산물 보다 월등히 뛰어난 효과가 제공된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 하우징 12 : 도어
40a, 40b : 송풍팬 50 : 가열유닛
52 : CNT 튜브 53 : 전열선
54 : 애자 55 : 스프링
56 : 전원선 60 : 가온공기유도부재
70 : 농산물 수납부 71 : 채반

Claims (7)

  1. 출입이 가능하도록 구성된 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되되, 상기 하우징의 상부와 측면부로부터 각각 일정 거리 이격된 상태로 설치되어 피건조물이 수납되는 공간이 규정되는 건조실;
    상기 건조실의 상부와 상기 하우징의 상부 사이로 규정되는 공간에 배치되어 있는 가열유닛(heating unit) 및 상기 가열유닛의 양 측면에 배치되어 상기 가열유닛으로부터의 가열공기를 순환시키기 위한 복수의 송풍팬; 및
    상기 건조실의 외측면과 상기 하우징의 내측면으로 규정되는 공간에 설치되어 상기 송풍팬으로부터의 가열공기를 상기 건조실의 내부로 유도하여 순환시키기 위한 가열공기유도부재;
    를 포함하여 이루어지며,
    상기 가열공기유도부재는,
    전원에 의해 상하로 스윙 동작하도록 구성되어 상기 송풍팬으로부터의 가열공기를 상기 건조실 내측 상부로부터 하부로 또는 하부로부터 상부로 연속적으로 공급할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 농산물 건조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조실의 내부에 수용되며, 각각은 수평하게 배치되고 서로에 대하여는 상하로 이격되게 배치되어 피건조물이 수납되는 복수의 피건조물 수납용 채반이 착탈 가능하게 제공되어 있는 피건조물 수납부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물 건조 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 가열유닛은 복수의 탄소나노튜브히터를 포함하며, 각각의 상기 탄소나노튜브히터는 송풍팬에 의한 송풍 방향에 대하여 수직한 방향으로 상호 이격된 상태로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 농산물 건조 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가열유닛은 복수의 탄소나노튜브히터와 각각의 상기 탄소나노튜브히터를 지지하는 가열유닛본체 및 각각의 상기 탄소나노튜브히터에 전원을 공급하기 위한 전원공급수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 농산물 건조 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    각각의 상기 탄소나노튜브히터는 상기 가열유닛본체에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 농산물 건조 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    각각의 상기 탄소나노튜브히터의 양단은 내측에 탄성부재가 배치되고, 외측에 상기 탄성부재에 의해 외측으로 애자가 슬라이딩 가능하게 배치되며,
    상기 애자에 대응되는 대응되는 상기 가열유닛본체에는 상기 애자의 일부 또는 전부를 수용할 수 있는 수용홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 농산물 건조 장치.
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