KR101255073B1 - 제습식 농산물 건조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 농산물이나 한약재 등을 건조하는 제습식 건조기에 관한 기술로서, 특히 방열기에서 건조실로 순환되는 더운 공기에 원적외선 열을 가하여 온도를 상승시키는 한편 공기를 부드럽게 순화시키므로 건조환경을 최적으로 조성하여 건조효율과 상품성을 높이는 제습식 농산물 건조기에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예는 농산물이 담긴 채반이 적치되는 내부공간이 구비되고 흡기댐퍼와 배기댐퍼가 설치된 건조실과; 상기 건조실의 상부 한쪽에 설치되고 농산물의 건조과정으로 발생하는 수증기를 냉각 액화시켜 수분을 제거하는 제습기와; 상기 제습기를 경유한 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 건조실의 하부 한쪽에 설치되고 압축기를 경유한 냉매의 열을 방출하여 내부공기를 가온시키는 방열기와; 상기 건조실에서 제습기와 방열기를 거쳐 다시 건조실로 내부공기를 강제 순환시키는 송풍팬과; 상기 건조실의 하부에 설치되고 방열기로부터 가온된 열풍에 원적외선 열을 가하는 원적외선 히터;를 포함하여 이루어진다.

Description

제습식 농산물 건조기{Dehumidifing dryer of agricultural products}
본 발명은 농산물이나 한약재 등을 건조하는 제습식 건조기에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 건조기에 히트펌프(Heat pump)를 적용하여 냉매의 열을 방출하는 방열기(응축기)에서 건조실로 순환되는 공기를 가온시켜 농산물 또는 한약재 등을 건조하는 한편 냉각작용을 수행하는 제습기(증발기)에서 건조과정으로 발생하는 수증기를 냉각 액화시켜 수분을 제거하여 제습공정을 수행하고, 특히 방열기에서 건조실로 순환되는 더운 공기에 원적외선 열을 가하여 온도를 상승시키는 한편 공기를 부드럽게 순화시키므로 건조환경을 최적으로 조성하여 건조효율과 상품성을 높이는 제습식 농산물 건조기에 관한 것이다.
일반적으로 고추·버섯·인삼 등의 농산물이나 한약재는 판매 또는 유통과정에서 변질을 방지하고, 장기간 보존하기 위하여 대부분 건조과정을 거치며, 이들 농산물이나 한약재 등의 건조방법으로는 햇빛 또는 그늘에 의존하여 자연 건조하는 방법과, 또는 버너나 전기히터가 설치된 건조기를 이용하여 인위적으로 건조하는 방법이 있다.
상기에서 햇빛 또는 그늘에 의존하여 자연 건조하는 방법은 상품성을 고려할 때 가장 바람직한 건조방법이나, 날씨 변화에 영향을 많이 받고 건조시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 작업이 번거롭고 인력이 많이 소요되는 실정으로, 최근에는 대부분 건조기를 이용한 인위적인 방법이 사용되고 있다.
종래 건조기는 전기히터나 또는 버너를 이용하여 고온의 열풍을 만들고, 농산물이나 한약재가 적치된 건조실에 열풍을 공급하여 순환시키므로 농산물 또는 한약재에 함유된 수분을 증발시켜 건조하도록 구성되어 있으나, 건조과정에서 발생한 수증기가 완전히 제거되지 못하고 열풍에 혼합되어 순환됨에 따라 순환공기가 고온다습하여 건조효율이 떨어지는 한편 열손실이 증가하는 문제점들이 있었다.
즉, 전기히터나 또는 버너로 가열된 열풍이 건조실로 공급되어 순환하면서 농산물 또는 한약재에 함유된 수분을 증발시켜 건조한 후, 다시 가열된 다음 건조실로 재 순환됨에 따라 건조과정에서 발생한 수증기가 재 순환되어 습도가 상승하므로 건조효율이 저하되고, 수증기가 혼합된 열풍을 외부로 배기할 경우 상대적으로 온도가 낮은 외부공기가 흡입되므로 열손실이 발생하는 한편 건조비용이 증가하는 문제점들이 있었다.
따라서, 최근에는 건조비용을 절감하고 농산물 또는 한약재의 상품성을 높이고자 히트펌프(Heat pump) 시스템을 적용한 제습식 건조기가 제안 되었으며, 상기 제습식 건조기는 증발기·압축기·응축기·팽창밸브를 주요 구성으로 하는 히트펌프 방식으로, 응축기에서 냉매의 열을 방출하여 건조실로 순환되는 공기를 가온하고, 건조실에서 건조과정으로 발생한 수증기를 증발기에서 액화시켜 수분을 제거하는 기술로서, 국내 등록특허 제10-0386295호(농수산물용 상온제습 건조기), 등록특허 제10-0869425호(제습식 건조기)가 제안 되었다.
상기 선행기술로 제안된 제습식 건조기는 히트펌프의 응축기에서 방출되는 냉매의 열을 이용하여 건조실로 순환되는 내부공기를 가온시켜 농산물 또는 한약재를 건조하고, 건조실에서 건조과정으로 발생하는 수증기를 히트펌프의 증발기에서 냉각 액화시켜 수분을 제거한 다음, 다시 응축기에서 내부공기를 가온시켜 열풍을 건조실로 재 순환시킴으로써, 습도가 낮은 열풍이 건조실로 재 순환되므로 건조효율이 높고, 유지관리 및 건조비용이 비교적 저렴하다.
그러나 상기의 선행기술은 건조실로 순환되는 열풍을 가온시키는 열원으로 응축기에서 방출되는 냉매의 열을 이용하므로 열풍의 온도가 비교적 낮아 수분이 다량 함유된 농산물 또는 한약재의 경우 건조시간이 오래 걸리는 실정이며, 또한 내부공기가 응축기와 건조실 및 증발기를 거치면서 지속적으로 순환됨에 따라 내부공기가 부드럽지 못하고 거칠어지는 한편 각종 중금속 및 세균이 잔존하여 건조환경이 최적으로 유지되지 못하는 문제점들이 있었다.
본 발명은 종래 제습식 건조기에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 건조기에 제습기(증발기)·압축기·방열기(응축기)·팽창밸브를 주요 구성으로 하는 히트펌프 시스템을 적용하고 원적외선 히터를 설치함으로써, 히트펌프의 방열기에서 냉매의 열을 방출하여 건조실로 순환되는 공기를 가온시켜 농산물 또는 한약재 등을 건조하는 한편 건조실에서 건조과정으로 발생하는 수증기를 제습기에서 냉각 액화시켜 수분을 제거하며, 방열기에서 건조실로 순환되는 열풍에 원적외선 열을 가하여 고온으로 온도를 상승시키는 한편 공기를 부드럽게 순화시키고, 잔존하는 각종 중금속 및 세균을 제거하여 건조환경을 최적으로 조성하는 제습식 농산물 건조기를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
농산물이 담긴 채반이 적치되는 내부공간이 구비되고 흡기댐퍼와 배기댐퍼가 설치된 건조실과; 상기 건조실의 상부 한쪽에 설치되고 농산물의 건조과정으로 발생하는 수증기를 냉각 액화시켜 수분을 제거하는 제습기와; 상기 제습기를 경유한 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 건조실의 하부 한쪽에 설치되고 압축기를 경유한 냉매의 열을 방출하여 내부공기를 가온시키는 방열기와; 상기 건조실에서 제습기와 방열기를 거쳐 다시 건조실로 내부공기를 강제 순환시키는 송풍팬과; 상기 건조실의 하부에 설치되고 방열기로부터 가온된 열풍에 원적외선 열을 가하는 원적외선 히터;를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 실시예에 의하면, 건조기에 히트펌프(Heat pump) 시스템을 적용하고 원적외선 히터를 설치함으로써, 히트펌프의 방열기에서 냉매의 열을 방출하여 건조실로 순환되는 공기를 가온시켜 농산물 또는 한약재 등을 건조하는 한편 건조실에서 건조과정으로 발생하는 수증기를 제습기에서 냉각 액화시켜 수분을 제거하므로 건조효율과 상품성을 높이는 효과를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 실시예는 히트펌프의 방열기에서 건조실로 순환되는 열풍에 원적외선 열을 가하여 열풍의 온도를 상승시키므로 건조시간을 단축하는 한편 공기를 부드럽게 순화시키고, 잔존하는 각종 중금속 및 세균을 제거하여 건조환경을 최적으로 조성하는 효과를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건조기를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건조기의 설치상태를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 건조기의 작동상태를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 설치상태를 나타낸 측단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 작동상태를 나타낸 평단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원적외선 히터의 요부 단면도.
본 발명의 실시예에서 주된 요지는 건조기에 히트펌프를 적용하므로 방열기에서 냉매의 열을 방출하여 건조실로 순환되는 공기를 가온시켜 농산물 또는 한약재 등을 건조하는 한편 건조실에서 건조과정으로 발생하는 수증기를 제습기에서 냉각 액화시켜 제습공정을 수행하고, 건조실로 순환되는 열풍에 원적외선 열을 가하여 건조시간을 단축할 뿐만 아니라 공기를 부드럽게 순화시키고, 각종 중금속 및 세균을 제거하여 건조환경을 최적으로 조성하고자 하는 것이다.
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 제습식 농산물 건조기(100)의 주요 구성을 살펴보면, 농산물이 담긴 채반(13)이 적치되는 내부공간이 구비되고 흡기댐퍼(14)와 배기댐퍼(15)가 설치된 건조실(10)과, 상기 건조실(10)에서 농산물의 건조과정으로 발생하는 수증기를 냉각 액화시켜 수분을 제거하는 제습기(20)와, 상기 제습기(20)를 경유한 냉매를 압축하는 압축기(40)와, 상기 압축기(40)를 경유한 냉매의 열을 방출하여 내부공기를 가온시키는 방열기(50)와, 상기 건조실(10)에서 제습기(20)와 방열기(50)를 거쳐 다시 건조실(10)로 내부공기를 강제 순환시키는 송풍팬(30)과, 상기 방열기(50)로부터 가온된 열풍에 원적외선 열을 가하는 원적외선 히터(60)를 포함하여 이루어진다.
상기의 주요 구성에서 건조실(10)은 도면에서 도 1 내지 도 3과 같이, 내부공간이 밀폐된 구조를 갖도록 사각 컨테이너(Container) 형태로 구성할 수 있으며, 건조실(10)의 내부공기를 외부로 배기하거나 또는 외부공기를 내부공간으로 흡입할 수 있도록 상부에 흡기댐퍼(14)와 배기댐퍼(15)가 각각 설치되고, 상기 흡기댐퍼(14)와 배기댐퍼(15)에 각각 흡기팬 및 배기팬을 설치할 수 있다.
건조실(10)은 농산물 또는 한약재가 담긴 채반(13)이 상하로 적치되는 건조공간과, 제습기(20)·송풍팬(30)·압축기(40)·방열기(50) 등이 설치되는 기기공간으로 구획되며, 상기에서 건조공간은 기기공간보다 상대적으로 넓게 마련되고, 건조실(10)의 한쪽에서 하부 바닥면 위로 설치된다.
상기에서 건조실(10)에 구비된 건조공간은 양쪽 내벽면과 그 중간 부분에 바닥면에서 수직상으로 송풍로(11)가 설치되고, 상기 송풍로(11) 사이에 상하 일정한 간격으로 다수의 채반(13)이 적치되며, 상하로 적치된 채반(13) 사이에 위치하도록 송풍로(11)상에 다수의 송풍구(12)가 형성된다.
따라서, 건조실(10)의 바닥면 공간을 통하여 송풍로(11) 안으로 열풍이 공급되면, 송풍로(11)상에 형성된 다수의 송풍구(12)를 통해 농산물 또는 한약재가 담긴 채반(13)의 안쪽으로 열풍이 공급되므로 건조과정이 진행된다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 제습식 농산물 건조기(100)는 제습기(20)·압축기(40)·방열기(50)·팽창밸브를 주요 구성으로 하는 히트펌프(Heat pump) 시스템을 적용한 것으로서, 여기서 제습기(20)는 저온·저압의 냉매가 주변의 열을 흡수하여 냉각작용을 수행하고, 압축기(40)는 제습기(20)를 경유한 냉매를 고온·고압으로 압축하며, 방열기(50)는 압축기(40)에서 고온·고압으로 압축된 냉매의 열을 외부로 방출하고, 또한 팽창밸브(도면에서 도시를 생략함)는 방열기(50)를 경유한 냉매를 저온·저압으로 낮추어 제습기(20)로 순환시키는 기능을 한다.
상기 히트펌프 시스템에서 냉각작용을 수행하는 제습기(20)는 도면에서 도 2 내지 도 4와 같이, 건조실(10)의 상부 한쪽에 위치하도록 건조실(10)에 구획된 기기공간의 상부에 가로질러 설치되며, 냉각작용으로 액화된 물을 배출할 수 있도록 배수관(21)이 건조실(10)의 외부로 연결 설치된다.
제습기(20)는 건조실(10)에서 채반(13)에 담긴 농산물 또는 한약재의 건조과정으로 발생하는 수증기가 통과할 경우 이를 냉각하여 액화시킴으로써, 순환공기 중에서 수분을 제거하여 제습을 수행하고, 여기서 집수된 물은 배수관(21)을 통하여 건조실(10)의 외부로 배출된다.
또한 건조실(10)의 한쪽에 구획된 기기공간에서 제습기(20)의 아래에 위치하도록 송풍팬(30)이 설치되는 것으로, 상기 송풍팬(30)은 기기공간을 가로질러 설치된 칸막이(31)에 부착 설치된다.
상기에서 송풍팬(30)은 건조실(10)의 내부공기를 강제 순환시키는 기능으로서, 송풍팬(30)이 작동하면 강한 흡입력과 송풍력이 작용하므로 건조실(10)의 내부공기가 상부에서 제습기(20)를 통과하여 흡입된 다음, 건조실(10)의 바닥면 공간과 송풍로(11)를 통해 건조실(10) 안으로 순환된다.
또한 히트펌프 시스템에서 제습기(20)를 경유한 냉매를 고온·고압으로 압축하는 압축기(40)는 건조실(10)의 한쪽에 구획된 기기공간의 바닥면에 설치됨이 바람직하고, 내부공기의 순환과정에 장애가 없도록 설치되면 무방하다.
한편 히트펌프 시스템에서 냉매의 열을 외부로 방출하는 방열기(50)는 도면에서 도 2 내지 도 5와 같이, 건조실(10)의 하부 한쪽에 위치하도록 건조실(10)에 구획된 기기공간의 하부에 가로질러 설치되며, 압축기(40)에서 고온·고압으로 압축된 냉매의 열을 외부로 방출하여 순환되는 내부공기를 가온시킨다.
상기에서 방열기(50)는 냉매의 열을 외부로 방출하므로 건조실(10)의 내부공기가 송풍팬(30)을 통하여 건조실(10)의 바닥면 공간으로 송풍될 경우, 방열기(50)를 통과하면서 열교환되므로 순환되는 내부공기가 가온된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 건조기(100)에 적용된 히트펌프 시스템은 제습기(20)에서 냉매의 냉각작용으로 수증기를 액화시켜 제습을 수행하고, 방열기(50)에서 냉매의 열을 외부로 방출하여 건조실(10)로 순환되는 내부공기를 가온시켜 농산물 또는 한약재의 건조과정을 수행한다.
또한 본 발명의 실시예는 방열기(50)로부터 가온된 열풍에 원적외선 열을 가하도록 건조실(10)의 하부 바닥면에 하나 이상의 원적외선 히터(60)가 설치되며, 여기서 원적외선 히터(60)는 도면에서 도 3과 같이, 방열기(50)에서 건조실(10)로 순환되는 열풍에 원적외선 열을 가하여 열풍의 온도를 상승시키는 한편 건조실(10)로 순환되는 내부공기를 부드럽게 순화시킨다.
원적외선은 이미 알려진 바와 같이, 파장이 25㎛ 이상인 적외선으로 인체의 피부에 조사할 경우 피부 표면으로부터 100㎛ 깊이에 이르기까지 침투하여 열반응으로 피하조직의 온도가 상승하면서 모세혈관이 확장되어 혈액순환 촉진·신진대사 증진·세포조직 부활 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 또한 대기중의 중금속 제거·탈취·곰팡이 번식방지·제습·공기정화 등의 효과가 뛰어나다.
따라서, 원적외선 히터(60)에서 방열기(50)를 통과하면서 가온된 열풍에 원적외선 열을 가하여 건조실(10)로 순환되는 열풍의 온도를 상승시킬 뿐만 아니라 중금속 제거·탈취·곰팡이 번식방지·공기정화 등의 효과로 인하여 순환되는 열풍을 부드럽게 순화시킨다.
상기에서 원적외선 히터(60)는 도면에서 도 6과 같이, 히팅관(62)의 내부에 전원 공급으로 발열하는 히팅코일(61)이 내장되고, 상기 히팅관(62)의 외주면에 원적외선을 방출하는 원적외선 도료 또는 원적외선 방사물질이 도포되어 원적외선 코팅층(63)이 형성된다.
원적외선 히터(60)에서 원적외선 코팅층(63)이 형성된 히팅관(62)은 하나 이상으로 설치될 수 있으며, 전원 공급으로 히팅코일(61)이 발열하면 원적외선 코팅층(63)에서 원적외선이 외부로 복사된다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 제습식 농산물 건조기(100)의 작동과정을 살펴보면, 우선 건조물인 농산물 또는 한약재가 담긴 채반(13)을 건조실(10) 안에 적치한 상태에서 컨트롤러의 제어로 히트펌프 시스템을 구성하는 압축기(40)와 팽창밸브가 작동하면, 제습기(20)로 저온·저압상태의 냉매가 순환하여 냉각작용을 수행하고, 압축기(40)에서 고온·고압상태로 압축된 냉매가 방열기(50)로 순환하여 냉매의 열을 외부로 방출하며, 이와 동시에 송풍팬(30)이 작동하여 건조실(10)에서 제습기(20)와 방열기(50)를 거쳐 다시 건조실(10) 안으로 내부공기를 강제 순환시킨다.
상기에서 송풍팬(30)의 작동으로 순환되는 내부공기가 방열기(50)를 통과하면서 가온된 다음, 건조실(10)의 바닥면 공간과 송풍로(11)를 통해 채반(13)이 적치된 건조실(10) 안으로 순환되므로 건조과정이 수행되고, 상기 건조과정으로 발생하는 수증기는 건조실(10)의 상부에서 제습기(20)를 통과하면서 냉각 액화되어 제습되며, 제습된 내부공기는 다시 방열기(50)를 통과하면서 가온된 다음 건조실(10) 안으로 재 순환되고, 상기 제습기(20)에서 액화된 물은 배수관(21)을 통하여 건조실(10)의 외부로 배출된다.
따라서, 히트펌프를 구성하는 제습기(20)에서 건조과정으로 발생하는 수증기를 냉각 액화시켜 수분을 제거한 다음, 방열기(50)에서 내부공기를 가온시켜서 건조한 열풍을 건조실(10) 안으로 순환시킴으로써, 건조효율을 높여 건조시간을 단축하고 건조비용을 절감하게 된다.
한편 건조실(10)의 하부 바닥면에 설치된 원적외선 히터(60)에서 방열기(50)를 통과하면서 가온된 열풍에 원적외선 열을 가하여 건조실(10)로 순환되는 열풍의 온도를 상승시킬 뿐만 아니라 부드럽게 순화시키므로 건조시간을 단축하는 한편 건조환경을 최적으로 조성하게 된다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10: 건조실 11: 송풍로
12: 송풍구 13: 채반
14: 흡기댐퍼 15: 배기댐퍼
20: 제습기 21: 배수관
30: 송풍팬 40: 압축기
50: 방열기 60: 원적외선 히터
61: 히팅코일 62: 히팅관
63: 원적외선 코팅층

Claims (2)

  1. 농산물이 담긴 채반(13)이 적치되는 내부공간이 구비되고 흡기댐퍼(14)와 배기댐퍼(15)가 설치된 건조실(10)과; 상기 건조실(10)의 상부 한쪽에 설치되고 농산물의 건조과정으로 발생하는 수증기를 냉각 액화시켜 수분을 제거하는 제습기(20)와; 상기 제습기(20)를 경유한 냉매를 압축하는 압축기(40)와; 상기 건조실(10)의 하부 한쪽에 설치되고 압축기(40)를 경유한 냉매의 열을 방출하여 내부공기를 가온시키는 방열기(50)와; 상기 건조실(10)에서 제습기(20)와 방열기(50)를 거쳐 다시 건조실(10)로 내부공기를 강제 순환시키는 송풍팬(30)과; 상기 건조실(10)의 하부에 설치되고 방열기(50)로부터 가온된 열풍에 원적외선 열을 가하는 원적외선 히터(60);를 포함하고,
    상기 원적외선 히터(60)는 히팅관(62)의 내부에 전원 공급으로 발열하는 히팅코일(61)이 내장되고, 상기 히팅관(62)의 외주면에 원적외선 코팅층(63)이 형성된 것을 특징으로 하는 제습식 농산물 건조기.
  2. 삭제
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