KR101537395B1

KR101537395B1 - 건조장치

Info

Publication number: KR101537395B1
Application number: KR1020150013000A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 박인철
Original assignee: 이재호
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2015-07-16

Abstract

농수산물 등과 같은 건조 대상물의 건조 및 제습을 동시에 수행할 수 있도록 형성된 건조장치에 관한 것이다. 건조장치는 건조실과, 기계실과, 제1 압축기와, 제1 응축기와, 제1 팽창밸브와, 증발기와, 제2 압축기, 및 제2 응축기를 포함한다. 건조실은 건조 대상물을 수용한다. 기계실은 공기 공급구를 통해 건조실로 공기를 공급하며, 건조실로부터 공기 유입구를 통해 공기를 유입시킨다. 제1 압축기는 제1 액분리기로부터 냉매를 공급받아 고온고압의 상태로 압축한다. 제1 응축기는 공기 공급구에 배치되며, 기계실로부터 배출되는 공기를 제1 압축기로부터 공급받은 냉매와 제1 열교환시켜 가열한 후 건조실로 공급한다. 제1 팽창밸브는 제1 응축기를 거쳐 응축된 냉매를 공급받아 감압한다. 증발기는 제1 팽창밸브로부터 공급받은 저온저압의 냉매를 건조실로부터 유입되는 공기와 열교환하여 공기중에 포함된 수분을 증발시킨다. 제2 압축기는 제2 액분리기로부터 냉매를 공급받아 고온고압의 상태로 압축한다. 제2 응축기는 제1 응축기와 증발기 사이에 배치되며, 증발기에 의해 냉각된 공기를 제2 압축기로부터 공급받은 냉매와 열교환시켜 가열한 후 제1 응축기로 공급한다.

Description

건조장치{Drying equipment}

본 발명은 농수산물 등과 같은 건조 대상물의 수분을 제거하여 건조시킬 수 있도록 형성된 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 농수산물은 미생물의 증식이 용이하고 쉽게 부패되므로, 이러한 농수산물의 보존성을 향상시키기 위해서는 농수산물을 일정 온도, 일정 시간에 따라 건조 가공해야만 한다.

보통 소량의 농수산물을 건조시키는 경우 대부분 일정 구역에 망체로 형성된 건조대를 설치한 후, 햇빛과 바람을 이용하여 자연 건조시킬 수 있는데, 이러한 자연 건조는 많은 점유 면적을 차지할 뿐만 아니라, 건조 속도가 매우 느려 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 농수산물을 건조시키는 방안으로 많은 농수산물을 빠르게 건조할 수 있는 건조장치가 개발되었다.

건조장치는 전기히터 방식, 가스버너 방식 등이 사용되는데, 전기나 기름을 사용하여 내부의 온도를 상승시켜 건조 대상물의 온도를 상승시키고, 내부 수분이 기화되는 현상을 유도함으로써, 공기 중에 수증기가 형성되면 환기구를 통해 수분을 외부로 방출시키고 건조 대상물을 건조시킨다.

그러나, 상기와 같이 수분을 외부로 방출하게 되면 방출과정에서 수분뿐만 아니라 내부의 열원까지도 외부로 방출되는 단점이 있다. 따라서, 전기나 기름을 사용하여 지속적으로 내부의 온도를 적정 온도로 유지시켜야 하기 때문에 불필요한 에너지를 낭비하는 문제가 있다.

공개특허공보 10-2010-0009086 (2010.01.27 공개)

본 발명의 과제는 농수산물 등과 같은 건조 대상물의 건조 및 제습을 동시에 수행할 수 있도록 형성된 건조장치를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건조장치는 건조실과, 기계실과, 제1 압축기와, 제1 응축기와, 제1 팽창밸브와, 증발기와, 제2 압축기, 및 제2 응축기를 포함한다. 건조실은 건조 대상물을 수용한다. 기계실은 공기 공급구를 통해 건조실로 공기를 공급하며, 건조실로부터 공기 유입구를 통해 공기를 유입시킨다. 제1 압축기는 제1 액분리기로부터 냉매를 공급받아 고온고압의 상태로 압축한다. 제1 응축기는 공기 공급구에 배치되며, 기계실로부터 배출되는 공기를 제1 압축기로부터 공급받은 냉매와 제1 열교환시켜 가열한 후 건조실로 공급한다. 제1 팽창밸브는 제1 응축기를 거쳐 응축된 냉매를 공급받아 감압한다. 증발기는 제1 팽창밸브로부터 공급받은 저온저압의 냉매를 건조실로부터 유입되는 공기와 열교환하여 공기중에 포함된 수분을 증발시킨다. 제2 압축기는 제2 액분리기로부터 냉매를 공급받아 고온고압의 상태로 압축한다. 제2 응축기는 제1 응축기와 증발기 사이에 배치되며, 증발기에 의해 냉각된 공기를 제2 압축기로부터 공급받은 냉매와 열교환시켜 가열한 후 제1 응축기로 공급한다.

본 발명에 따르면, 제1 응축기와 증발기 사이에 제2 응축기를 배치시킨 후 증발기에 의해 냉각된 공기를 한번 더 가열해 줌으로써 기계실 내부의 온도를 보다 빠르게 상승시킬 수 있게 된다.

또한, 판형 열교환기를 통해 제1 응축기로부터 공급받은 고온고압의 냉매를 제2 팽창밸브로부터 공급받은 저온저압의 냉매와 열교환한 후 증발기로 공급해줌으로써, 제1 냉매순환 관을 지나는 냉매가 임계점 온도 이상으로 상승하지 않게 되어 제습 및 열교환을 지속적으로 수행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조장치에 대한 구성도.
도 2는 도 1에 있어서, 제1,2 냉매순환 관을 지나는 냉매의 흐름을 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건조장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조장치에 대한 구성도이고, 도 2는 도 제1,2 냉매순환 관을 지나는 냉매의 흐름을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 건조장치(100)은 건조실(111)과, 기계실(112)과, 제1 압축기(120)와, 제1 응축기(130)와, 제1 팽창밸브(140)와, 증발기(150)와, 제2 압축기(160), 및 제2 응축기(170)를 포함한다.

건조실(111)은 건조 대상물을 수용한다. 여기서, 건조 대상물은 농산물이나 수산물 등에 해당할 수 있다. 기계실(112)은 공기 공급구(113)를 통해 건조실(111)로 공기를 공급하며, 건조실(111)로부터 공기 유입구(114)를 통해 공기를 유입시킨다. 기계실(112)은 공기 공급구(113)와 공기 유입구(114)를 통해 공기가 출입하도록 건조실(111)과 연결될 수 있다.

제1 압축기(120)는 제1 액분리기(10)로부터 냉매를 공급받아 고온고압의 상태로 압축한다. 여기서, 제1 액분리기(10)로부터 공급된 냉매는 134A 또는 R22냉매로 이루어지는 것이 바람직하나, 실시자의 필요에 따라 달라질 수 있다.

제1 압축기(120)는 제1 냉매순환 관(60)에 의해 제1 응축기(130)와 연결될 수 있으며, 제1 압축기(120)의 출구헤더에는 냉매로부터 오일을 분리하기 위한 유수분리기(Oil Separator, 20)가 설치될 수 있다.

제1 응축기(130)는 공기 공급구(113)에 배치되며, 기계실(112)로부터 배출되는 공기를 제1 압축기(120)로부터 공급받은 냉매와 열교환시켜 가열한 후 건조실(111)로 공급한다. 즉, 제1 응축기(130)는 주변의 공기와의 열교환을 통해 냉매를 응축시키는 과정에서 응축열을 발생시키고, 제1 응축기(130) 주변의 공기는 응축열에 의해 가열되어 건조실(111)로 공급됨으로써, 건조 대상물을 건조시키는 에너지원으로 이용되는 것이다. 그리고, 제1 응축기(130)의 상단에는 건조실(111) 내의 공기를 공기 유입구(114)를 통해 흡입할 수 있도록 흡입 팬(30)이 설치될 수 있다.

제1 팽창밸브(140)는 제1 응축기(130)를 거쳐 응축된 냉매를 공급받아 감압한다. 보다 구체적으로, 제1 팽창밸브(140)는 제1 냉매순환 관(60)에 의해 제1 응축기(130)와 연결될 수 있으며, 제1 응축기(130)에 의해 액화된 고온고압 상태의 액상 냉매를 공급받은 후에 교축작용을 통해 저온저압 상태의 냉매로 상변화 시킨다.

증발기(150)는 제1 팽창밸브(140)로부터 공급받은 저온저압의 냉매를 건조실(111)로부터 유입되는 공기와 열교환하여 공기중에 포함된 수분을 증발시킨다. 보다 구체적으로, 증발기(150)는 인입헤더와, 출구헤더와, 인입헤더와 출구헤더를 상호 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀으로 구성될 수 있다. 따라서 제1 응축기(130)에 의해 가열된 건조실(111) 내의 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 증발기(150) 내부를 유동하는 저온저압의 냉매가 공기의 열량을 빼앗아 증발 작용이 수행되는 것이다.

제2 압축기(160)는 제2 액분리기(40)로부터 냉매를 공급받아 고온고압의 상태로 압축한다. 여기서, 제2 액분리기(40)로부터 공급된 냉매는 410냉매로 이루어지는 것이 바람직하나, 실시자의 필요에 따라 달라질 수 있다.

이때, 제2 압축기(160)는 제2 냉매순환 관(70)에 의해 제2 응축기(170)와 연결될 수 있으며, 제2 압축기(160)의 출구헤더에는 냉매로부터 오일을 분리하기 위한 유수분리기(Oil Separator, 50)가 설치될 수 있다.

제2 응축기(170)는 제1 응축기(130)와 증발기(150) 사이에 배치되며, 증발기(150)에 의해 냉각된 공기를 제2 압축기(160)로부터 공급받은 냉매와 열교환시켜 가열한 후 제1 응축기(130)로 공급한다. 이처럼 증발기(150)에 의해 냉각된 공기를 한번 더 열교환시킨 후 제1 응축기(130)로 공급해 줌으로써 기계실(112) 내부의 온도를 보다 빠르게 상승시킬 수 있게 되며, 열교환 효율을 증대시킬 수 있게 된다.

한편, 건조장치(100)는 제2 팽창밸브(180)와, 판형 열교환기(190)를 더 포함할 수 있다.

제2 팽창밸브(180)는 제2 응축기(170)를 거쳐 응축된 냉매를 공급받아 감압한다. 보다 구체적으로, 제2 팽창밸브(180)는 제2 냉매순환 관(70)에 의해 제2 응축기(170)와 연결될 수 있으며, 제2 응축기(170)에 의해 액화된 고온고압 상태의 액상 냉매를 공급받은 후에 교축작용을 통해 저온저압 상태의 냉매로 상변화 시킨다.

판형 열교환기(190)는 제1 응축기(130)로부터 공급받은 고온고압의 냉매와 제2 팽창밸브(180)로부터 공급받은 저온저압의 냉매를 열교환다. 그러면, 판형 열교환기(190)에 의해 열교환된 냉매는 제2 압축기(160)로 공급된다.

이에 따라, 제1 응축기(130)로부터 토출된 고온고압의 냉매는 제2 팽창밸브(180)로부터 토출된 저온저압의 냉매로부터 열을 빼앗겨 온도가 낮아지게 되며, 제2 팽창밸브(180)로부터 토출된 저온저압의 냉매는 제1 응축기(130)로부터 토출된 고온고압의 냉매로부터 열을 빼앗아 온도가 높아지게 되어 열교환 사이클이 무너지지 않게 된다.

즉, 제1 응축기(130)로부터 토출된 고온의 냉매를 증발기(150)에서 충분히 냉각시켜주어야 하는데, 기계실(112) 안의 높은 온도로 인해 증발기(150) 내로 공급되는 냉매가 임계점 온도 이상으로 상승하여 열교환 사이클이 무너지고 제습을 제대로 수행할 수 없게 되는 것이다.

따라서 이를 해결하기 위해서는 기계실(112) 내부의 공기를 강제로 배출시켜주어야 하는데, 상기와 같이 제1 응축기(130)와 제2 팽창밸브(180)의 출구헤더에 판형 열교환기(190)를 설치하게 되면 제1 응축기(130)로부터 토출된 고온의 냉매가 제2 팽창밸브(180)로부터 토출된 저온의 냉매에 의해 열교환되어 임계점 온도 이상으로 상승하지 않게 되므로 지속적으로 열교환 사이클을 순환 가동시킬 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 건조장치(100)는 제1 응축기(130)와 증발기(150) 사이에 제2 응축기(170)를 배치시킨 후 증발기(150)에 의해 냉각된 공기를 한번 더 가열해 줌으로써 기계실(112) 내부의 온도를 보다 빠르게 상승시킬 수 있게 된다.

또한, 판형 열교환기(190)를 통해 제1 응축기(130)로부터 공급받은 고온고압의 냉매를 제2 팽창밸브(180)로부터 공급받은 저온저압의 냉매와 열교환한 후 증발기(150)로 공급해줌으로써, 제1 냉매순환 관(60)을 지나는 냉매가 임계점 온도 이상으로 상승하지 않게 되어 제습 및 열교환을 지속적으로 수행할 수 있게 된다.

또다른 실시예에 따르면, 제1,2 팽창밸브(140, 180)는 감온식 팽창밸브로 이루어질 수 있다. 이처럼 제1,2 팽창밸브(140, 180)가 감온식 팽창밸브로 이루어짐에 따라 냉매의 온도에 따라 밸브의 개방정도를 조절할 수 있게 되어 제1,2 냉매순환 관(60, 70)을 지나는 냉매의 유량을 적절히 조절할 수 있게 된다.

또다른 실시예에 따르면, 기계실(112) 내의 온도가 미리 설정된 온도보다 높을 경우, 기계실(112) 내의 공기를 외부로 배출하기 위한 배기팬(210)이 장착될 수 있다. 예를 들어, 건조 대상물을 건조시키기 위한 적정온도 이상으로 기계실(112) 내부가 가열될 경우에는 배기팬(210)을 가동시켜 기계실(112) 내부의 가열된 공기를 외부로 배출시켜주는 것이다. 이에 따라, 기계실(112) 내부의 온도가 건조 대상물을 건조시키기 위한 적정온도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

111.. 건조실 112.. 기계실
113.. 공기 공급구 114.. 공기 유입구
120.. 제1 압축기 130.. 제1 응축기
140.. 제1 팽창밸브 150.. 증발기
160.. 제2 압축기 170.. 제2 응축기
180.. 제2 팽창밸브 190.. 판형 열교환기
210.. 배기팬

Claims

건조 대상물을 수용하는 건조실;
공기 공급구를 통해 상기 건조실로 공기를 공급하며, 상기 건조실로부터 공기 유입구를 통해 공기를 유입시키는 기계실;
제1 액분리기로부터 냉매를 공급받아 고온고압의 상태로 압축하는 제1 압축기;
상기 공기 공급구에 배치되며, 상기 기계실로부터 배출되는 공기를 상기 제1 압축기로부터 공급받은 냉매와 제1 열교환시켜 가열한 후 상기 건조실로 공급하는 제1 응축기;
상기 제1 응축기를 거쳐 응축된 냉매를 공급받아 감압하는 제1 팽창밸브;
상기 제1 팽창밸브로부터 공급받은 저온저압의 냉매를 상기 건조실로부터 유입되는 공기와 열교환하여 공기중에 포함된 수분을 증발시키는 증발기;
제2 액분리기로부터 냉매를 공급받아 고온고압의 상태로 압축하는 제2 압축기;
상기 제1 응축기와 증발기 사이에 배치되며, 상기 증발기에 의해 냉각된 공기를 상기 제2 압축기로부터 공급받은 냉매와 열교환시켜 가열한 후 상기 제1 응축기로 공급하는 제2 응축기;
상기 제2 응축기를 거쳐 응축된 냉매를 공급받아 감압하는 제2 팽창밸브; 및
상기 제1 응축기로부터 공급받은 고온고압의 냉매와 상기 제2 팽창밸브로부터 공급받은 저온저압의 냉매를 열교환하는 판형 열교환기;
를 포함하는 건조장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 기계실 내의 온도가 미리 설정된 온도보다 높을 경우, 상기 기계실 내의 공기를 외부로 배출하기 위한 배기팬이 장착된 것을 특징으로 하는 건조장치.
제1항에 있어서,
상기 제1,2 팽창밸브는 감온식 팽창밸브인 것을 특징으로 하는 건조장치.