KR101506844B1 - 농수산물 진공 건조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농수산물 진공 건조 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 공기공급라인(L1)과 공기배출라인(L2) 및 공기취출라인(L3)이 각각 구비되는 건조유닛(10)과; 상기 공기취출라인(L3)을 통해 상기 건조유닛(10)의 내부 공기를 외부로 취출하여 0.2 ~ 0.3기압의 진공상태로 만드는 진공펌프(20)와; 상기 공기배출라인(L2)을 통해 배출되는 습공기를 냉각하여 공기 중의 수분을 제거하는 증발기(30)와; 상기 증발기(30)를 통해 제습된 공기를 가열하는 응축기(40)와; 상기 공기공급라인(L1)에 설치되는 블로워(50)와; 상기 증발기(30)와 응축기(40)를 순환하도록 연결되어 내부에 냉매가 순환되는 제1, 2, 3, 4냉매순환라인(RL1, RL2, RL3, RL4)과; 상기 응축기(40)로 냉매를 공급하는 상기 제1냉매순환라인(RL1)에 설치되어 냉매를 압축하는 압축기(60)와; 상기 응축기(40)를 통과한 냉매가 상기 증발기(30)로 공급되도록 연결되는 상기 제2냉매순환라인(RL2)에 설치되는 팽창밸브(70) 및; 상기 진공펌프(20), 상기 블로워(50), 상기 압축기(60)를 각각 제어하는 제어기로 구성되며, 이와 같은 구성에 의해 본 발명은 피건조물에 따라 고온 건조 및 저온 건조 조건에 맞추어 선택적으로 가동할 수 있고, 건조를 위한 열에너지의 소모량이 감소된다.

Description

농수산물 진공 건조 시스템{Vacuum drying system of agricultural and marine products}

본 발명은 농수산물 진공 건조 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고추나 과일 및 야채 등의 농산물과 오징어나 생선 등의 수산물 등의 각종 식품을 건조하는 데에 사용되는 농수산물 진공 건조 시스템에 관한 것이다.

근래에는 건조기를 이용하여 고추나 과일 및 야채 등의 농산물과, 오징어, 생선 등의 수산물을 비롯하여 각종 가공식품을 건조하여 보존 기간을 증가시키고 있는데, 이때 사용되는 건조기로는 건조 과정 중 또는 보존 기간 중에 식품의 영양소나 고유의 색상을 포함하는 생화학적 성질이 변질되지 않도록 진공 상태에서 식품의 농축이나 건조가 이루어지는 진공 건조기가 알려져 있다.

이와 같은 진공 건조기는 일반적으로 내부에 피건조물을 진공상태로 유지하기 위한 챔버와, 챔버를 1차 진공하기 위한 수봉식 진공펌프와, 챔버를 2차 진공하기 위한 스팀 방사기와, 챔버내에서 발생된 수분을 응축시키는 열교환기 및 응축된 수분을 배출시키기 위한 배수라인으로 구성된다.

이때 챔버는 열교환기를 통해 연결된 수봉식 진공펌프에 의해서 650㎜Hg 이하의 압력으로 1차 진공되고, 고압의 스팀(steam)을 발생시키는 스팀 방사기의 2차 진공에 의해서 750㎜Hg 이하의 고진공 상태로 유지되도록 구성된다.

따라서 종래의 진공 건조기는 수분 증발 능력과 진공도 유지 능력에 의해 건조 능력이 크게 좌우되는데, 이렇게 챔버를 진공 상태로 유지하면서 고온의 온수에 의해 피건조물을 가열시키면 45 ~ 65℃에서 피건조물에 포함된 수분의 증발이 이루어지게 된다.

이와 같은 종래의 진공 건조기는 고진공 상태에서 45 ~ 65℃의 온도에 맞추어 가열매체가 공급되어 피건조물을 가열 건조하게 되는데, 이렇게 피건조물을 가열하고 난 열에너지는 그대로 외부로 배출되어 열에너지 손실이 발생하고, 더욱이 가열매체로서 물을 사용하는 경우에는 물을 버너 등을 이용하여 가열하여 공급하기 때문에 건조기를 구동하는 데에 상당한 열에너지가 소비되고, 이에 의해 제품의 단가가 상승하는 요인이 되고 있다.

한편, 피건조물의 종류에 따라 고온 건조뿐만 아니라 저온 건조가 필요한 경우가 있을 수 있는데, 이 경우에는 저온 건조기를 따로 설치하여 사용되어야 하며, 따라서 고온 및 저온 건조기를 각각 설치하여 사용하여야 하므로 설치 공간적 제약과 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.

KR 20-2011-0007472 U KR 10-2008-0022847 A

본 발명은 상기와 같은 종래의 진공 건조기가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피건조물에 따라 고온 건조 및 저온 건조 조건에 맞추어 선택적으로 가동할 수 있고, 건조를 위한 열에너지의 소모량을 줄일 수 있는 농수산물 진공 건조 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공 건조 시스템은, 공기공급라인과 공기배출라인 및 공기취출라인이 각각 구비되는 건조유닛과; 상기 공기취출라인을 통해 상기 건조유닛의 내부 공기를 외부로 취출하여 0.2 ~ 0.3기압의 진공상태로 만드는 진공펌프와; 상기 공기배출라인을 통해 배출되는 습공기를 냉각하여 공기 중의 수분을 제거하는 증발기와; 상기 증발기를 통해 제습된 공기를 가열하는 응축기와; 상기 공기공급라인에 설치되는 블로워와; 상기 증발기와 응축기를 순환하도록 연결되어 내부에 냉매가 순환되는 제1, 2, 3, 4냉매순환라인과; 상기 응축기로 냉매를 공급하는 상기 제1냉매순환라인에 설치되어 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 응축기를 통과한 냉매가 상기 증발기로 공급되도록 연결되는 상기 제2냉매순환라인에 설치되는 팽창밸브 및; 상기 진공펌프, 상기 블로워, 상기 압축기를 각각 제어하는 제어기로 구성된다.

이에 더하여 본 발명의 상기 공기배출라인에는 상기 건조유닛에서 배출되는 습공기를 외부 공기와 열교환하여 냉각하는 열교환기가 더 구비될 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 압축기와 상기 응축기 사이에 보조응축기가 구비되고, 상기 제1, 2냉매순환라인에 각각 상기 보조응축기와 연결되는 보조냉매라인이 더 연결되고, 상기 제1냉매순환라인 및 보조냉매라인에는 상기 응축기와 상기 보조응축기로 냉매가 선택적으로 공급되도록 제1, 2제어밸브가 구비되고, 상기 제어기의 선택적 제어에 의해 상기 응축기의 내부로 냉매가 공급되는 대신, 상기 보조응축기로 냉매가 공급되도록 상기 제1, 2제어밸브를 이용하여 냉매 유로가 전환되고, 상기 증발기를 통해 냉각된 공기가 상기 공기공급라인을 통해 상기 건조유닛으로 공급되어 저온 건조 모드로 동작될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 증발기 및 응축기가 수용되는 함체와; 상기 증발기 및 응축기를 각각 지지하는 격판과; 상기 증발기에서 생성되는 응축수를 제거하는 드레인부를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 증발기에 의해 공기가 5 ~ 10℃로 냉각되고, 상기 증발기에 의해 냉각된 공기가 상기 응축기를 통과하여 30 ~ 60℃로 가열되며, 상기 블로워를 통과하여 상기 건조유닛의 내부로 공급되는 가열 공기 온도는 40 ~ 70℃인 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 상기 블로워는 링블로워인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 열교환기와 상기 증발기 사이의 상기 공기배출라인에는 물에 의해 공기를 냉각하는 수랭식 열교환기가 더 구비될 수 있다.

이때 상기 수랭식 열교환기는 내부에 물이 수용되는 적정의 공간이 마련되는 내부가 빈 박스 형상의 본체와; 상기 본체의 상부에 구비되어 내부로 물을 공급하도록 연통되는 급수관과; 상기 본체의 하부에 구비되어 내부의 물이 배출되도록 연통되는 배출관으로 이루어지고, 상기 본체의 외주면에는 나선 형상으로 오목한 수용홈이 형성되고, 상기 본체의 내부에는 상대적으로 지름이 작은 관체가 설치되며, 상기 공기배출라인은 상기 수용홈에 삽입되어 나선 형상으로 권취되는 것으로 실시될 수 있다.

그리고 상기 건조유닛은 내부에 수용부가 형성되는 사각 함체 형상의 구조프레임과; 상기 구조프레임의 측면을 커버하는 복수 개의 측면판넬과; 상기 구조프레임의 적어도 일측면에 설치되는 투광부와; 상기 측면판넬의 일측에 마련되는 출입도어와; 상기 수용부에 수용되는 식품건조대와; 상기 구조프레임의 상부에 마련되는 컨트롤부와; 상기 투광부의 상부에 설치되어 선택적으로 상기 투광부를 커버하는 블라인더로 구성될 수 있다.

이때 상기 투광부는 일정 간격을 이루도록 한 쌍의 강화 유리 또는 한 쌍의 투명 아크릴판이 설치되고, 상기 한 쌍의 강화 유리 또는 한 쌍의 투명 아크릴판 사이의 이격공간은 진공 상태인 것이 더욱 바람직하다.

이에 더해 상기 구조프레임의 저면에는 복수 개의 이동바퀴가 설치되고, 상기 이동바퀴에는 선택적으로 상기 이동바퀴를 구속하는 스토퍼가 설치될 수 있다.

그리고 상기 식품건조대는 메인프레임과; 메인프레임의 저면에 위치되며 일단이 상기 공기공급라인과 연결되고, 타단은 깔때기 형상으로 형성되는 공기유도관과; 상기 메인프레임에 일정 간격 이격되어 복층으로 안착되는 복수 개의 건조용기와; 상기 복수 개의 건조용기의 좌우 측면 공간을 각각 커버하여 공기를 안내하는 호형플레이트와; 상기 호형플레이트 각각에 설치되어 공기 유량을 조절하는 조절댐퍼로 구성되고, 상기 좌우측 호형플레이트는 교대로 엇갈리게 배치되어 지그재그식으로 공기통로가 형성되며, 상기 공기유도관에는 유입되는 가열 공기를 고르게 분배하는 복수 개의 분배플레이트가 설치되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명은 공기가 통과하여 가열되는 응축기와 공기가 통과하지 않는 유로 상에 배치되는 보조응축기를 이용하여 제어부가 냉매를 선택적으로 순환시킴에 따라 고온 건조 또는 저온 건조 모드로 전환되어 피건조물을 건조시킬 수 있고, 이에 따라 고온 건조기와 저온 건조기를 각각 설치하지 않아 건조기의 설치비용이 절감된다.

더욱이 본 발명은 냉동사이클을 이용한 냉매의 상변화를 이용하여 증발기를 거쳐 공기를 냉각 제습한 다음, 다시 응축기를 이용하여 가열함으로써 건조에 적합한 제습된 고온 공기가 생산되고, 이러한 제습된 고온 공기를 이용하여 건조유닛 내부의 피건조물이 건조되므로 건조작업이 더욱 신속하게 진행되고, 결과적으로 농수산물 등의 식품을 건조하는 데에 사용되는 열에너지를 절약하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 농수산물 진공 건조 시스템의 예를 보인 구성도이며,
도 2는 본 발명의 증발기 및 응축기로 냉매를 공급하는 냉매순환라인의 예를 보인 구성도이고,
도 3은 본 발명의 보조냉매라인을 통해 냉매가 공급되도록 유로 전환된 예를 보인 구성도이며,
도 4는 본 발명의 건조유닛의 예를 보인 구성도이고,
도 5는 본 발명의 식품건조대의 예를 보인 단면도이며,
도 6은 본 발명의 수랭식 열교환기의 예를 보인 단면도이고,
도 7은 본 발명의 수랭식 열교환기를 대신하여 냉각기가 설치된 예를 보인 구성도이다.

이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 피건조물에 따라 고온 건조 및 저온 건조 조건에 맞추어 선택적으로 가동할 수 있고, 건조를 위한 열에너지의 소모량을 줄일 수 있는 농수산물 진공 건조 시스템에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명의 농수산물 진공 건조 시스템은 도 1에서와 같이 크게 건조유닛(10), 진공펌프(20), 증발기(30), 응축기(40), 블로워(50), 제1, 2, 3, 4냉매순환라인(RL1, RL2, RL3, RL4), 압축기(60), 팽창밸브(70), 제어기로 이루어지며, 이하에서는 각각의 구성들에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 건조유닛(10)은 도 4에서와 같이 내부에 수용부(11A)가 형성되는 사각 함체 형상의 구조프레임(11)과, 구조프레임(11)의 측면을 커버하는 복수 개의 측면판넬(12)과, 구조프레임(11)의 적어도 일측면에 설치되는 투광부(13)와, 측면판넬(12)의 일측에 마련되는 출입도어(14)와, 수용부(11A)에 수용되는 식품건조대(15)와, 구조프레임(11)의 상부에 마련되는 컨트롤부(16)와, 투광부(13)의 상부에 설치되어 선택적으로 투광부(13)를 커버하는 블라인더(18)로 이루어진다.

이때 투광부(13)는 일정 간격을 이루도록 한 쌍의 강화 유리 또는 한 쌍의 투명 아크릴판으로 이루어지고, 한 쌍의 강화 유리 또는 한 쌍의 투명 아크릴판 사이의 이격공간은 진공 상태로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 측면판넬(12)에는 공기공급라인(L1)과 연결되는 급기공(12A)과, 공기배출라인(L2)과 연결되는 배기공(12B) 및 공기취출라인(L3)과 연결되는 공기취출공(12C)이 각각 형성된다.

그리고 투광부(13)는 2개의 연결된 측면을 이루도록 설치되는 것이 더욱 바람직한데, 이에 의해 투광부(13)에 의해 태양광(햇빛)이 더욱 쉽고 수용부(11A) 내부를 더욱 고르게 조사된다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 건조유닛(10) 내부로 공급되는 가열 공기에 의해 피건조물이 건조될 때, 필요에 따라 투광부(13)를 이용하여 태양광에 피건조물이 노출되어 건조되는 효과가 있고, 더욱이 태양광에 건조유닛(10)의 내부 온도가 상승되면서 피건조물을 건조시키는데 필요한 열에너지를 감소시키는 효과도 있다.

한편, 구조프레임(11)의 저면에는 복수 개의 이동바퀴(17)가 설치되고, 이 이동바퀴(17)에는 선택적으로 이동바퀴(17)를 구속하는 스토퍼가 설치되는 것으로 실시될 수 있는데, 이와 같은 구성에 의해 건조유닛(10)을 투광부(13)가 태양광의 위치에 맞추어 적정하게 방향을 변경할 수 있다.

그리고 식품건조대(15)는 도 5에서와 같이 메인프레임(15A)과, 메인프레임(15A)의 저면에 위치되며 일단이 공기공급라인(L1)과 연결되고 타단은 깔때기 형상으로 형성되는 공기유도관(15B)과, 메인프레임(15A)에 일정 간격 이격되어 복층으로 안착되는 복수 개의 건조용기(15C)와, 복수 개의 건조용기(15C)의 측면 공간을 커버하여 공기를 안내하도록 좌우측 각각에 설치되는 호형플레이트(15D', 15D") 및 호형플레이트(15D', 15D") 내부에 각각 설치되어 공기 유량을 조절하는 조절댐퍼(15E)로 구성된다.

이때 좌우측 각각의 호형플레이트(15D', 15D")는 서로 높이가 다르도록 교대로 엇갈리게 배치되어 지그재그식 공기통로가 형성되도록 구성되고, 또한 공기유도관(15B)에는 유입되는 가열 공기를 고르게 분배하는 복수 개의 분배플레이트(15B')가 설치되는 것이 더욱 바람직하다.

또한 식품건조대(15)의 호형플레이트(15D', 15D")가 설치되지 않는 다른 측면 중, 어느 일측면은 개방 가능한 구조의 도어(도시되지 않음)가 설치되어 내부의 건조용기(15C)를 슬라이딩 방식에 의해 넣고 뺄 수 있도록 실시되고, 다른 일측면은 유리판(도시되지 않음) 등에 의해 커버되어 식품건조대(15)로 유입된 공기가 외측으로 누출되지 않도록 실시되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성에 의해 공기공급라인(L1)을 통해 공급되는 제습된 가열공기가 공기유도관(15B)을 통해 식품건조대(15)의 하부로 직접 공급되고, 복수 개의 분배플레이트(15B')에 의해 적절하게 분배되어 상부의 건조용기(15C)를 통과하면서 상부로 흐른다.

이때 복층 구조의 건조용기(15C)를 통과하는 과정에서 측면 공간으로 가열된 공기가 빠져나와 그대로 상부로 흐르게 되면, 건조 효율이 크게 떨어질 수 있고, 따라서 본 발명은 반원 형상의 관체로된 호형플레이트(15D', 15D")에 의해 측면 공간으로 빠져나오는 공기가 재차 건조용기(15C) 방향으로 흐를 수 있도록 지그재기식으로 안내되며, 그 결과 가열공기가 복층 구조의 건조용기(15C)를 따라 상부로 흐르면서 피건조물이 균일하면서도 더욱 빠르고 효과적으로 건조된다.

한편, 건조유닛(10)의 내부와 공기공급라인(L1)에는 각각 온도센서(S1, S2)가 설치되고, 건조유닛(10)의 내부에는 진공압력센서(PS) 및 습도센서(도면부호 없음)가 더 설치되어, 내부 진공도와 온도 및 습도를 감지하고, 감지된 정보를 이용하여 제어부가 의해 진공펌프(20) 및 압축기(60) 등을 동작을 적절하게 제어한다.

진공펌프(20)는 건조유닛(10)의 공기취출라인(L3)을 통해 건조유닛(10)의 내부 공기를 외부로 취출하여 0.2 ~ 0.3기압의 진공상태로 만드는 구성으로, 이때 공기취출라인(L3)에는 건조유닛(10)의 내부의 공기가 취출된 다음, 유로를 폐색시킬 수 있도록 차단밸브(V3)가 설치된다. 냉매 순환 라인 중 상기 팽창밸브(70)의 직전 하류에 냉각기(90')가 더 구비되고, 상기 냉각기(90')에 응축기(40) 또는 보조응축기(40')에서 응축된 냉매가 유입되고, 열교환기(80)를 통과한 공기가 냉각기(90')를 거치면서 냉각되어 제습되어 증발기(30)의 증발 효과가 상승한다.

증발기(30, evaporator)는 공기배출라인(L2)을 통해 배출되는 습공기를 냉각하여 공기 중의 수분을 제거하는 구성으로, 이는 후술하는 팽창밸브(70)를 통과하여 저온 저압으로 감압된 액체의 냉매가 공기와 열교환되어 액체 증발에 의한 열흡수로 공기를 냉각시키는 장치이다.

이러한 증발기(30)에 의해 본 발명은 건조유닛(10)에서 피건조물을 건조시킨 습공기가 냉각되면서 공기 중의 수분이 결로되어 제습되고, 결로된 수분은 외부로 배출된다.

응축기(40, condenser)는 증발기(30)를 통과하여 제습 냉각된 공기를 재차 가열하여 고온의 공기를 생성하는 구성으로, 이러한 응축기(40)는 후술하는 압축기(60)를 통해 고온 고압으로 압축된 기체상태의 냉매가 응축기(40)를 통해 공기와 열교환되어 냉각되고, 이에 의해 기체상태의 냉매는 액화됨과 동시에 열교환된 공기는 고온 가열된다.

상기와 같은 응축기(40)에 의해 본 발명은 증발기(30)에서 5 ~ 10℃의 온도로 공기가 냉각된 다음, 이 응축기(40)를 통해 30 ~ 60℃의 온도로 재가열된다.

한편, 본 발명에서는 증발기(30) 및 응축기(40)가 함체(31)에 수용되고, 함체(31) 내부에는 격판(32, 41)에 의해 증발기(30) 및 응축기(40)를 각각 지지되며, 함체(31)의 하부에는 증발기(30)에서 생성되는 응축수가 외부로 배출되는 드레인부(33)가 구비된다.

상기와 같은 구성에 의해 공기배출라인(L2)을 통해 습공기가 합체(31)의 내부로 공급되어 증발기(30)와 응축기(40)를 차례로 통과한 다음, 공기공급라인(L1)을 통해 제습 가열된 공기가 건조유닛(10)으로 재공급된다.

블로워(50)는 응축기(40)에서 재가열된 고온 공기를 공기공급라인(L1)을 통해 건조유닛(10)의 내부로 송풍하는 구성으로, 이때 본 발명에서는 원심력을 이용하여 맥동음이 적으며, 모터와 블로워가 일체형으로 이루어져 별도의 V벨트가 설치되지 않고, 이에 따라 유지보수가 용이한 링블로워(ring blower)가 사용되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 블로워(50)는 공기를 가압시켜서 온도를 10 ~ 20℃ 상승시키는 임펠러 회전식 링 블로워이다. 링브로워는 흡입소음기로 유입된 기체는 임펠러에서 발생한 원심력에 의하여 압력이 상승하면서 기체통로을 지나면서 하우징에 눌려 임펠러의 날개차 토출소음기를 통과하는 강한 흡입압과 토출압을 선택적으로 사용할 수 있는 송풍기다.

더욱이 본 발명에서는 재가열된 공기가 블로워(50)를 통과하면서 공기 압력이 상승하면서 30 ~ 60℃로 가열된 공기 온도가 40 ~ 70℃의 온도까지 상승되어 건조유닛(10)의 내부로 공급된다.

제1, 2, 3, 4냉매순환라인(RL1, RL2, RL3, RL4)은 도 2에서와 같이 증발기(30)와 응축기(40)를 순환하도록 연결되어 내부에 냉매가 상변화되면서 순환되어 증발기(30)를 냉각시키고, 응축기(40)를 가열하기 위한 유로이다.

압축기(60, compressor)는 응축기(40)로 냉매를 공급하는 제1냉매순환라인(RL1)에 설치되어 냉매를 압축하는 구성으로, 이 압축기(60)에 의해 저온 저압의 기체상태인 냉매가 압축되어 고온 고압의 기체로 변환되며, 이러한 고온 고압의 기체상태의 냉매가 응축기(40)로 공급된다.

팽창밸브(70, expansion valve)는 응축기(40)에서 공기와 열교환되어 액화된 고온 고압의 액체 냉매를 교축작용에 의해 증발을 일으킬 수 있는 압력으로 감압하는 구성으로, 이 팽창밸브(70)에 의해 고온 고압의 액체 냉매가 저온 저압의 액체 냉매로 변환되어 증발기(30)로 공급된다.

제어기(도시되지 않음)는 상기의 진공펌프(20)와 블로워(50) 및 압축기(60)를 각각 제어하여 냉매를 순환시키고, 이와 동시에 건조유닛(10)의 내부 압력을 0.2 ~ 0.3기압의 진공상태로 만들며, 제습되고 가열된 공기를 공기공급라인(L1)을 통해 건조유닛(10)으로 공급한 다음, 건조유닛(10)의 습공기를 공기배출라인(L2)을 통해 순환시키는 장치이다.

한편, 본 발명에서는 압축기(60)와 응축기(40) 사이에 보조응축기(40')가 구비되고, 제1, 2냉매순환라인(RL1, RL2)에 각각 상기 보조응축기(40')와 연결되는 보조냉매라인(RL5, RL6)이 더 연결되며, 제1냉매순환라인(RL1) 및 보조냉매라인(RL6)에는 응축기(40)와 보조응축기(40')로 냉매가 선택적으로 공급되도록 제1,2제어밸브(V1, V2)가 구비된다.

이와 같은 구성에 의해 본 발명은 제어기의 선택적 제어에 의해 응축기(40)의 내부로 고온 냉매가 공급되는 대신, 도 3에서와 같이 보조응축기(40')로 냉매가 공급되도록 제1, 2제어밸브(V1, V2)를 이용하여 냉매 유로가 전환되고, 증발기(30)를 통해 냉각된 공기가 공기공급라인(L1)을 통해 건조유닛(10)으로 공급되어 저온 건조 모드로 동작될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 건조유닛(10)에서 공기배출라인(L2)을 통해 배출되는 습공기를 외기를 통해 열교환함으로써 습기를 1차 제거한 다음, 증발기(30)로 공급함으로써 습공기를 제습하는 데에 필요한 열에너지를 감소시킬 수 있는데, 이를 위해 공기배출라인(L2)에 열교환기(80)가 구비된다.

이때 열교환기(80)는 사행상 유로를 가지는 공지의 열교환기 또는 판형 열교환기가 사용된다.

이에 더해 본 발명에서는 열교환기(80)와 증발기(30) 사이의 공기배출라인(L2)에는 물에 의해 공기를 냉각하는 수랭식 열교환기(90)가 더 구비될 수 있는데, 이러한 수랭식 열교환기(90)는 도 7에서와 같이 내부에 물이 수용되는 적정의 공간이 마련되는 내부가 빈 박스 형상의 본체(91)와, 본체(91)의 상부에 구비되어 내부로 물을 공급하도록 연통되는 급수관(92)과, 본체(91)의 하부에 구비되어 내부의 물이 배출되도록 연통되는 배출관(93)으로 이루어지고, 본체(91)의 외주면에는 나선 형상으로 오목한 수용홈(94)이 형성되고, 본체(91)의 내부에는 상대적으로 지름이 작은 관체(95)가 설치되며, 공기배출라인(L2)은 수용홈(94)에 삽입되어 나선 형상으로 권취된다.

상기와 같은 본 발명의 수랭식 열교환기(90)는 본체(91)의 외부 지름이 상대적으로 크게 형성되는 것이 더욱 바람직한데, 이에 의해 본체(91)의 외주면을 따라 나선 형상으로 형성되는 수용홈(94)에 공기배출라인(L2)의 일정 부분 삽입되어 권취되므로 충분한 열교환 면적을 확보하기 더욱 유리한다.

이때 본체(91) 내부로 공급되는 물은 본체(91)의 내측면과 인접된 물에 의해서만 열교환이 이루어질 수 있고, 따라서 본체(91)의 내부에 적정 지름의 관체(95)가 설치되어 상대적으로 효율이 떨어지는 열교환 공간을 줄이고, 이에 의해 본체(91)의 내부에 공급되는 물의 양을 줄이면서도 적정의 열교환 성능이 담보된다.

이와 다르게는 도 7에서와 같이 함체(31) 내부에 증발기(30)에 앞서 냉각기(90')가 설치되는 것으로 실시될 수 있는데, 이러한 냉각기(90')는 응축기(40)에서 공기와 열교환되어 냉각된 냉매가 팽창밸브(70)를 통과하기에 앞서, 냉각기(90')로 공급되어 이에 의해 습공기가 증발기(30)를 통과하기에 앞서 냉각기(90')에서 먼저 예냉각된다.

여기서 응축기(40)에서 공기와 열교환되어 냉각된 냉매의 온도는 건조유닛(10)에서 공기배출라인(L2)을 통해 배출되는 공기의 온도보다는 낮고, 증발기(30)의 냉매 온도보다는 높은 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 공기가 통과하여 가열되는 응축기와 공기가 통과하지 않는 유로 상에 배치되는 보조응축기를 이용하여 제어부가 냉매를 선택적으로 순환시킴에 따라 고온 건조 또는 저온 건조 모드로 전환되어 피건조물을 건조시킬 수 있고, 이에 따라 고온 건조기와 저온 건조기를 각각 설치하지 않아 건조기의 설치비용이 절감되며, 이와 동시에 공기를 가열하는 데에 소요되는 열에너지를 효과적으로 줄일 수 있다.

10: 건조유닛 11: 구조프레임
11A: 수용부 12: 측면판넬
12A: 급기공 12B: 배기공
12C: 공기취출공 13: 투광부
14: 출입도어 15: 식품건조대
15A: 메인프레임 15B: 공기유도관
15B': 분배플레이트 15C: 건조용기
15D', 15D": 호형플레이트 15E: 조절댐퍼
16: 컨트롤부 17: 이동바퀴
18: 블라인더 20: 진공펌프
30: 증발기 40: 응축기
40': 보조응축기 50: 블로워
60: 압축기 70: 팽창밸브
80: 열교환기 90: 수랭식 열교환기
91: 본체 92: 급수관
93: 배출관 94: 수용홈
95: 관체 90': 냉각기
L1: 공기공급라인 L2: 공기배출라인
L3: 공기취출라인 PS: 진공압력감지센서
RL1: 제1냉매순환라인 RL2: 제2냉매순환라인
RL3: 제3냉매순환라인 RL4: 제4냉매순환라인
RL5, RL6: 보조냉매라인 S1, S2: 온도센서
V1: 제1제어밸브 V2: 제2제어밸브
V3: 차단밸브

Claims (12)

1. 삭제
2. 공기공급라인(L1)과 공기배출라인(L2) 및 공기취출라인(L3)이 각각 구비되는 건조유닛(10)과;
   상기 공기취출라인(L3)을 통해 상기 건조유닛(10)의 내부 공기를 외부로 취출하여 0.2 ~ 0.3기압의 진공상태로 만드는 진공펌프(20)와;
   상기 공기배출라인(L2)을 통해 배출되는 습공기를 냉각하여 공기 중의 수분을 제거하는 증발기(30)와;
   상기 증발기(30)를 통해 제습된 공기를 가열하는 응축기(40)와;
   상기 공기공급라인(L1)에 설치되는 블로워(50)와;
   상기 증발기(30)와 응축기(40)를 순환하도록 연결되어 내부에 냉매가 순환되는 제1, 2, 3, 4냉매순환라인(RL1, RL2, RL3, RL4)과;
   상기 응축기(40)로 냉매를 공급하는 상기 제1냉매순환라인(RL1)에 설치되어 냉매를 압축하는 압축기(60)와;
   상기 응축기(40)를 통과한 냉매가 상기 증발기(30)로 공급되도록 연결되는 상기 제2냉매순환라인(RL2)에 설치되는 팽창밸브(70) 및;
   상기 진공펌프(20), 상기 블로워(50), 상기 압축기(60)를 각각 제어하는 제어기로 구성되되,
   상기 공기배출라인(L2)에는 상기 건조유닛(10)에서 배출되는 습공기를 외부 공기와 열교환하여 냉각하는 열교환기(80)가 더 구비되고,
   
   상기 블로워(50)는 공기를 가압시켜서 온도를 10 ~ 20℃ 상승시키는 임펠러 회전식 링 블로워 이며,
   냉매 순환 라인 중 상기 팽창밸브(70)의 직전 하류에 냉각기(90')가 더 구비되고, 상기 냉각기(90')에 응축기(40) 또는 보조응축기(40')에서 응축된 냉매가 유입되고,
   상기 열교환기(80)를 통과한 공기가 냉각기(90')를 거치면서 냉각되어 제습되어 증발기(30)의 증발 효과가 상승하는 것을 특징으로 하는 농수산물 진공 건조 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 압축기(60)와 상기 응축기(40) 사이에 보조응축기(40')가 구비되고,
   상기 제1, 2냉매순환라인(RL1, RL2)에 각각 상기 보조응축기(40')와 연결되는 보조냉매라인(RL5, RL6)이 더 연결되고,
   상기 제1냉매순환라인(RL1) 및 보조냉매라인(RL6)에는 상기 응축기(40)와 상기 보조응축기(40')로 냉매가 선택적으로 공급되도록 제1,2제어밸브(V1, V2)가 구비되고,
   상기 제어기의 선택적 제어에 의해 상기 응축기(40)의 내부로 고온 냉매가 공급되는 대신, 상기 보조응축기(40')로 냉매가 공급되도록 상기 제1, 2제어밸브(V1, V2)를 이용하여 냉매 유로가 전환되고, 상기 증발기(30)를 통해 냉각된 공기가 상기 공기공급라인(L1)을 통해 상기 건조유닛(10)으로 공급되어 저온 건조 모드로 동작되는 것을 특징으로 하는 농수산물 진공 건조 시스템.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 열교환기(80)와 상기 증발기(30) 사이의 상기 공기배출라인(L2)에는 물에 의해 공기를 냉각하는 수랭식 열교환기(90)가 더 구비되고,
   
   상기 수랭식 열교환기(90)는,
   내부에 물이 수용되는 적정의 공간이 마련되는 내부가 빈 박스 형상의 본체(91)와;
   상기 본체(91)의 상부에 구비되어 내부로 물을 공급하도록 연통되는 급수관(92)과;
   상기 본체(91)의 하부에 구비되어 내부의 물이 배출되도록 연통되는 배출관(93)으로 이루어지고,
   상기 본체(91)의 외주면에는 나선 형상으로 오목한 수용홈(94)이 형성되고,
   상기 본체(91)의 내부에는 상대적으로 지름이 작은 관체(95)가 설치되며,
   상기 공기배출라인(L2)은 상기 수용홈(94)에 삽입되어 나선 형상으로 권취되는 것을 특징으로 하는 농수산물 진공 건조 시스템.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 공기공급라인(L1)과 공기배출라인(L2) 및 공기취출라인(L3)이 각각 구비되는 건조유닛(10)과;
    상기 공기취출라인(L3)을 통해 상기 건조유닛(10)의 내부 공기를 외부로 취출하여 0.2 ~ 0.3기압의 진공상태로 만드는 진공펌프(20)와;
    상기 공기배출라인(L2)을 통해 배출되는 습공기를 냉각하여 공기 중의 수분을 제거하는 증발기(30)와;
    상기 증발기(30)를 통해 제습된 공기를 가열하는 응축기(40)와;
    상기 공기공급라인(L1)에 설치되는 블로워(50)와;
    상기 증발기(30)와 응축기(40)를 순환하도록 연결되어 내부에 냉매가 순환되는 제1, 2, 3, 4냉매순환라인(RL1, RL2, RL3, RL4)과;
    상기 응축기(40)로 냉매를 공급하는 상기 제1냉매순환라인(RL1)에 설치되어 냉매를 압축하는 압축기(60)와;
    상기 응축기(40)를 통과한 냉매가 상기 증발기(30)로 공급되도록 연결되는 상기 제2냉매순환라인(RL2)에 설치되는 팽창밸브(70) 및;
    상기 진공펌프(20), 상기 블로워(50), 상기 압축기(60)를 각각 제어하는 제어기로 구성되되,
    
    상기 건조유닛(10)은,
    내부에 수용부(11A)가 형성되는 사각 함체 형상의 구조프레임(11)과;
    상기 구조프레임(11)의 측면을 커버하는 복수 개의 측면판넬(12)과;
    상기 구조프레임(11)의 적어도 일측면에 설치되는 투광부(13)와;
    상기 측면판넬(12)의 일측에 마련되는 출입도어(14)와;
    상기 수용부(11A)에 수용되는 식품건조대(15)와;
    상기 구조프레임(11)의 상부에 마련되는 컨트롤부(16)와;
    상기 투광부(13)의 상부에 설치되어 선택적으로 상기 투광부(13)를 커버하는 블라인더(18)로 구성되고,
    
    상기 식품건조대(15)는,
    메인프레임(15A)과;
    메인프레임(15A)의 저면에 위치되며, 일단이 상기 공기공급라인(L1)과 연결되고, 타단은 깔때기 형상으로 형성되는 공기유도관(15B)과;
    상기 메인프레임(15A)에 일정 간격 이격되어 복층으로 안착되는 복수 개의 건조용기(15C)와;
    상기 복수 개의 건조용기(15C)의 좌우 측면 공간을 각각 커버하여 공기를 안내하는 호형플레이트(15D', 15D")와;
    상기 호형플레이트(15D', 15D") 각각에 설치되어 공기 유량을 조절하는 조절댐퍼(15E)로 구성되고,
    상기 좌우측 호형플레이트(15D', 15D")는 교대로 엇갈리게 배치되어 지그재그식으로 공기통로가 형성되며,
    상기 공기유도관(15B)에는 유입되는 가열 공기를 고르게 분배하는 복수 개의 분배플레이트(15B')가 설치되는 것을 특징으로 하는 농수산물 진공 건조 시스템.

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