KR101629409B1 - 재가열방식을 이용한 건조장치. - Google Patents
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Abstract
본 발명의 재가열방식을 이용한 건조장치는 채반이 상하로 이격되어 적층된 건조대들이 내부에 다수 배치된 건조실과; 상기 건조실 내부의 공기를 순환시킬 수 있도록 공기유입구와 공기유출구를 가지는 순환덕트와; 상기 순환덕트의 내부에 설치되어 상기 공기유입구에서 상기 공기유출구 방향으로 공기를 이동시키는 송풍팬과; 상기 순환덕트를 통과하는 공기 중의 수분을 감소시킨 후 가열시킬 수 있도록 순환덕트에 설치되는 적어도 하나의 열교환기를 구비한 냉동유닛과; 상기 건조대들의 사이에 설치되어 공기유출구로부터 토출되어 건조대를 통과한 공기를 재가열하여 상대습도를 낮추기 위한 재가열부를 포함한다.
Description
본 발명은 건조장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다수의 건조대를 통과하는 건조공기를 재가열하여 피건조물을 균일하게 건조시킬 수 있으며, 건조시간을 단축시킬 수 있는 재가열방식을 이용한 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로 산지에서 수확한 벼, 보리 등의 농산물이나 어촌에서 어획된 생선 등의 수산물은 많은 수분 함량을 갖기 때문에 소비자에게 도달하기까지의 보관 및 운송을 위해서는 건조가 필수적이다.
즉, 각종 농수산물은 미생물의 증식이 용이하고 쉽게 부패되므로, 이러한 농수산물의 보존성을 향상하기 위해서는 농수산물을 일정 온도, 일정 시간으로 건조 가공해야 한다.
보통 소량의 농수산물을 건조시키는 방법으로는 대부분 일정구역에 망체로 형성된 건조대를 설치한 후, 이렇게 설치한 건조대에 각종 농수산물을 진열하여 햇빛과 바람으로 자연 건조시키는 방법이 있다.
그러나, 자연 건조방법은 많은 점유면적을 차지할 뿐만 아니라 건조속도가 매우 느리고, 특히 눈이나 비가 내릴 경우에 농수산물을 신속하게 거두어야 하는 불편함이 있다.
결국, 자연 건조방법은 기후적인 여건에 따라 많은 제약을 받아 농수산물의건조속도, 건조량, 건도 등을 일정하게 유지할 수 없는 등 생산성 저하 및 상품성 저하의 단점이 있다.
이러한 점을 감안하여 최근에는 농수산물을 건조하여 오랜 기간 보관과 이송 또는 건조식품으로 이용하기 위한 수단으로서, 많은 양을 일률적으로 빠르게 건조할 수 있는 건조기가 많이 사용되고 있는 추세이다.
건조기는 전기히터 방식이나, 가스 버너 방식의 건조기로서, 전기나 기름을 사용하여 내부의 온도를 상승 및 건조물의 온도를 상승시켜서 수분을 증발시켜 건조시킨다. 또한, 건조효율을 높일 수 있도록 공기 중의 습기를 제거하여 공기를 가열시키는 방식도 적용되고 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1314156호에는 농산물 건조시스템 및 그 방법이 개시되어 있다.
상기 농산물 건조시스템은 곡류, 채소류, 과일류 등과 같은 건조용 농산물을 건조실(drying chamber) 안에 투입한 상태에서 정해진 시간 동안 제습기에 의해 제습 처리된 건조한 공기를 건조실 내부로 공급하여 농산물을 건조시킨다.
하지만, 건조실 내부에 농산물이 놓인 다수의 탈수대가 배치되어 있는 경우 건조실로 유입된 고온의 공기는 다수의 탈수대를 순차적으로 통과하므로 건조가 균일하게 이루어지지 않는 문제점이 있다. 즉, 고온의 공기가 유입되는 유입구에서 가까운 방향에 위치하는 탈수대에서는 건조가 잘 이루어지나 탈수대를 통과하면서 점차적으로 공기의 온도가 저하됨과 동시에 습도가 높아지므로 유입구에서 먼 방향에 위치하는 탈수대에서는 건조가 잘 되지 않는다. 따라서 종래에는 균일한 건조를 위해 건조과정 중간에 탈수대의 위치를 바꿔주어야 하는 불편함이 있다.
대한민국 특허등록 제 10-0075106호에는 히트펌프를 이용한 건조장치가 게시되어 있으며, 대한민국 특허등록 제 10-1379825호에는 농수산물 건조장치가 게시되어 있으며, 대한민국 특허공개 제 10-2015-0024636호에는 고품질 마른고추제조를 우한 맞춤형 히트펌프 건조장치가 게시되어 있다.
이러한 건조장치는 가열된 공기를 적층되거나 병렬적으로 배열된 건조대를 통과시켜 건조대의 피건조물을 가열건조하는 구조를 가지고 있으므로 상술한 바와 같은 문제점을 근본적으로 해결할 수 없다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 건조실 내부에 설치된 건조대의 사이에 건조대를 통과함으로써 상대습도가 높아진 공기를 재가열하여 상대습도를 낮춤으로써 피건조물의 건조효율을 향상시킬 수 있으며, 각 건조대의 피건조물을 균일하게 건조될 수 있도록 하는 재가열방식을 이용한 건조장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 재가열방식을 이용한 건조장치는 채반이 상하로 이격되어 적층된 건조대들이 내부에 다수 배치된 건조실과; 상기 건조실 내부의 공기를 순환시킬 수 있도록 공기유입구와 공기유출구를 가지는 순환덕트와; 상기 순환덕트의 내부에 설치되어 상기 공기유입구에서 상기 공기유출구 방향으로 공기를 이동시키는 송풍팬과;
상기 순환덕트를 통과하는 공기 중의 수분을 감소시킨 후 가열시킬 수 있도록 순환덕트에 설치되는 적어도 하나의 열교환기를 구비한 냉동유닛과;
상기 건조대들의 사이에 설치되어 공기유출구로부터 토출되어 건조대를 통과한 공기를 재가열하여 상대습도를 낮추기 위한 재가열부를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 재가열부는 건조대들의 사이에 설치되어 일측의 건조대를 통과한 공기를 재가열하여 인접하는 건조대로 통과될 수 있도록 하는 전열히터 또는 상기 냉동유닛의 핫가스를 열원으로 사용하는 보조가열부로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 건조실 내부에 설치되어 상기 공기출입구를 통해 상기 건조실로 유입되는 공기를 상기 건조대들 각각을 향하는 다수의 흐름으로 분산시키는 공기분산수단을 더 구비한다.
상기 냉동유닛은 상기 순환덕트 내부에 설치되어 상기 순환덕트를 흐르는 공기 중의 수분을 제거하는 증발기인 제1열교환기와, 상기 순환덕트 외부에 설치되어 상기 제1열교환기로부터 증발잠열을 흡수하여 증발된 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 순환덕트 내부에 설치되며 상기 압축기에 의해 압축된 기상의 냉매를 응축하여 상기 제1열교환기를 통과한 공기를 가열하는 응축기인 제 2열교환기와, 상기 압축기와 제1,2연교환기를 연결하여 냉매를 순환시키기 위한 순환관과, 상기 제 1,2열교환기 사이의 순환관에 설치되어 저압축과 고압측으로 구획하여 제2열교환기에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브를 포함한다. 상기 냉동유닛은 히트펌프로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 건조실 내부로 유입된 건조한 공기가 피건조물을 건조하기 위한 채반이 설치된 건조대를 통과한 후 상대습도가 높아지게 되는데, 이 공기를 다시 가열하여 상대습도를 낮추어 인접하는 건조대로 공급하여 피건조물을 건조시킬 수 있으므로 건조효율을 향상시킬 수 있으며, 여러 건조대에 놓인 피건조물을 균일하게 건조시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 건조실에서 배출되는 다습한 공기를 외기와 열교환시킨 후 증발기에서 냉각시킨 다음 응축기에서 발생한 열량을 전부 이용하여 공기를 가열하므로 건조실의 온도를 일정하게 유지할 수 있음과 동시에 제습 및 건조효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 발명에 따른 재가열방식의 건조장치를 개략적으로 나타내 보인 구성도이고,
도 2은 본 발명의 따른 재가열방식 건조장치의 다른 실시 예를 나타내 보인 구성도이며,
도 3은 본 발명에 따른 재가열방식 건조장치의 각 건조대를 통과하는 공기의 건구온도와 상대습도의 관계를 나타내 보인 그래프이다.
도 2은 본 발명의 따른 재가열방식 건조장치의 다른 실시 예를 나타내 보인 구성도이며,
도 3은 본 발명에 따른 재가열방식 건조장치의 각 건조대를 통과하는 공기의 건구온도와 상대습도의 관계를 나타내 보인 그래프이다.
본 발명에 따른 재가열방식의 건조장치는 각 건조대에 공급되는 공기의 습도를 상대적으로 일정하게 하여 각 건조대의 널린 피건조물을 균일하게 가열할 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 2에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 재가열방식의 건조장치(10)는 크게 건조실(11)과, 순환덕트(20)와, 팬(25)과, 냉동유닛(30)과, 건조를 위한 공기를 재가열하는 보조가열부(50)를 포함한다.
건조실(11)의 내부에는 다수의 건조대(15)들이 일정 간격으로 배치된다. 각 건조대(15)는 채반(16)이 상하로 이격되어 적층된 구조로 이루어진다. 각각의 채반(15)에는 건조시키고자 하는 피건조물이 올려진다. 피건조물로 농산물이나 수산물 그리고 기타 식품 등이 적용될 수 있다.
건조실(11) 내부의 상부측에는 상기 건조실(11) 내부의 공기를 순환시킬 수 있도록 공기유입구(21)와 공기유출구(22)을 가지는 순환덕트(20)가 설치된다. 상기 순환덕트(20)의 공기유입구(21)는 건조실의 일측에 마련되고, 피건조물로부터 증발된 수분을 함유한 습한 공기가 유출되는 공기유출구(22)가 타측에 마련된다. 즉, 공기유입구(21)와 공기유출구(22) 측의 사이에 건조대들이 소정의 간격으로 배치될 수 있도록 함이 바람직하다. 이러한 구조는 피건조물을 건조시키기 위한 공기가 순환덕트(20)의 공기출구(22)로 유입된 후 피건조물을 건조시킨 후 공기유입구(21)를 통해 유출되어 순환되는 구조를 갖는다. 순환덕트(20)는 건조실(15)의 내부에 설치되거나 건조실(15)의 외부에 설치될 수 있다. 그리고 필요에 따라 상기 순환덕트(20)는 외기와 연결되는 분기덕트(미도시)가 설치될 수 있으며,이 분기덕트의 입구측에는 별도의 송풍기와 외기의 유입시 1차적으로 공기를 냉각 및 제습할 수 있는 외기열교환기가 설치될 수 있는데, 외기 열교환기는 별도의 냉동유닛을 구비할 수 있다.
상기 송풍팬(25)은 순환덕트(20)의 내부에 설치되어 공기유입구(21)에서 공기유출구(22) 방향으로 공기를 이동시킨다. 송풍팬(25)은 후술할 냉동유닛(30)의 제 2열교환기(32)의 전단에 설치함이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.
상기 냉동유닛(30)은 순환덕트(20)를 통과하는 공기를 냉각시켜 노점온도 이하로 온도를 낮추어 수분을 응축시킴으로써 습도를 낮추고, 습도가 낮은 건 공기를 가열하기 위한 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같다.
도시된 바와 같이 냉동유닛(30)은 순환덕트(20)의 내부에 설치되는 것으로 증발기를 이루는 제1열교환기(31)와, 상기 제 1열교환기(31)와 소정간격 이격되며 응축기이를 이루는 제 2열교환기(32)와, 상기 순환덕트(20)의 외부 즉, 건조실(11)의 외부에 설치되는 압축기(33)와, 이 압축기(33)과 제 1열교환기(31) 및 제 2열교환기(32)를 냉매가 순환할 수 있도록 연결하여 폐회로 냉동사이클을 이루는 순환관(34)과, 상기 제 1,2열교환기(31)(33) 사이의 순환관에 설치되어 상기 압축기(33)와 더블어 고압측과 저압측으로 폐회로를 구획하는 팽창밸브(35)를 구비한다. 상기 제 1,2열교환기(31)(32)는 각각 복수개가 설치될 수 있으며, 상기 제1열교환기(31)과 제 2열교환기(32)는 공기입구(21)측으로부터 공기유출구(22)측으로 배열된다. 도면에는 도시되어 있지 않으나 냉동유닛은 상기 팽창밸브는 사방변을을 이용하여 제1,2열교환기(31)(32)를 선택적으로 증발기와 응축기 또는 응축기와 증발기로 사용할 수 있도록 하는 히트펌프가 이용될 수 있다.
상기 냉동유닛(30)은 증발기인 제 1열교환기(31)는 냉동유닛과 송풍팬(25)이 구동됨에 따라 건조실(11)의 공기유입구(21)를 통해 배출되는 습한 공기를 냉각시켜 공기 중의 수분을 제거한다. 습한 공기는 증발기인 제 1열교환기(31)를 통과하면서 냉각 제습되어 저온(5~10℃)의 포화공기 상태가 된다. 그리고 상기 제1열교환기(31)을 통과하면서 제습된 건조공기는 응축기인 제 2열교환기(32)를 통과하면서 가열된다. 상기 제 2열교환기(32)에서 방출되는 열량은 증발기인 제 1열교환기(31)에서 흡수한 열량과 압축기(33)의 일량에 해당하는 열량의 합으로 모두 공기를 가열하는데 이용한다. 건조공기는 응축기인 제 2열교환기(32)를 통하면서 상온 또는 따뜻한 온도(25~35℃)로 가열된다.
제 2열교환기(32)를 통과하는 가열된 건조공기는 건조실(11)의 공기유출구(22)를 통해 건조실(11) 내부로 유입된다. 건조실(11) 내부로 유입된 건조공기는 건조대(15)들의 채반에 설치되는 피건조물을 건조시킨다. 이 과정에서 공기유출구(22)로 유입된 건조된 공기는 공기유출구(22)와 인접된 측의 건조대(15)를 통과하면서 피건조물로부터 증발된 수분이 포함되어 상대적으로 상대습도가 높아진다. 이 상대습도가 높아진 공기가 인접하는 건조대(15)를 통과하게 된다. 이러한 건조과정에서 공기유입구(22)로부터 멀어지는 건조대(15)의 피건조물은 상대적으로 습도가 높은 공기에 의해 건조효율이 떨어지게 되고, 나아가서는 건조시간이 상대적으로 길어지게 된다.
본 발명에 따른 건조장치는 나열된 다수의 건조대(15)의 사이에 보조가열부(50)을 설치하여 건조대를 통과하면서 상대적으로 습도가 높아진 공기를 재 가열하여 상대습도를 낮춤으로써 전체적으로 균일한 건조가 가능하도록 하고 있다.
배열된 다수의 건조대(15)들을 통과한 공기를 가열하여 습도를 낮추기 위한 보조가열부(50)는 각 건조대(15)들의 사이에 설치되는 보조열교환기(51)들로 이루어질 수 있는데, 이 보조열교환기(51)는 도 1에 도시된 바와 같이 냉동유닛(30)의 압축기(33)과 응축기인 제 2열교환기(32)를 연결하는 순환관(34)과 연결된 핫가스공급관(52)과 제1,2열교환기(31)(32)를 연결하는 순환관과 연결된 핫가스리턴관(53)과 연결된다. 따라서 냉동유닛(30)의 구동 시 상기 보조열교환기(51)에 핫가스 즉, 기화된 냉매가스가 공급됨으로써 보조열교환기(51)는 가열되고, 이 가열된 보조열교환기(51)는 건조대를 통과하면서 상대적으로 습도가 높아진 공기를 재가열하게 된다.
상기 보조가열부(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 각 건조대(15)의 사이에 설치되는 전기히터(55)로 이루어질 수 있다. 전기히터(55)는 발열부(55a)의 외주면에는 방열핀(55b)이 설치될 수 있다. 상기 보조가열부(50)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 건조대를 통과하면서 습도가 높아진 습도를 낮출 수 있도록 재가열할 수 있는 구조이면 가능하다.
상술한 바와 같이 건조대(15)의 사이에 설치되는 보조가열부(50)는 건조대(15)를 통과하면서 피건조물로부터 증발된 수분이 포함된 공기를 재가열함으로써 도 3에 도시된 바와 같이 절대습도의 차이가 기존방식의 ■X1에서 ■X2로 상대적으로커짐을 알 수 있다.
이와 같이 공기유입구로부터 공급되는 건공기는 각 건조대를 통과한 후 재가열되게 되므로 각 건조대의 피 건조물을 균일하게 가열하게 된다. 그리고 최종의 건조대를 통과한 공기는 공기유출구(13)을 통하여 순환덕트(20)로 공급되어 제1열교한기(31)에서 제습이 이루어진 후 제 2열교환기(32)에 의해 가열된다.
상술한 본 발명은 건조실(11) 내부로 유입된 건조한 공기를 다수의 흐름으로 분산시킨 후 각 분산된 공기의 흐름을 건조대 각각으로 통과시키므로 여러 건조대에 놓인 피건조물들의 불균일한 건조를 최소화시킬 수 있다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
15: 건조실 21: 공기유입구
22: 공기유출구 15: 건조대
20: 순환덕트 25:송풍팬
30: 냉동유닛 31: 제1열교환기
32: 제 2열교환기
22: 공기유출구 15: 건조대
20: 순환덕트 25:송풍팬
30: 냉동유닛 31: 제1열교환기
32: 제 2열교환기
Claims (4)
- 채반이 상하로 이격되어 적층된 건조대들이 내부에 다수 배치된 건조실과; 상기 건조실 내부의 공기를 순환시킬 수 있도록 공기유입구와 공기유출구를 가지는 순환덕트와; 상기 순환덕트의 내부에 설치되어 상기 공기유입구에서 상기 공기유출구 방향으로 공기를 이동시키는 송풍팬과;
상기 순환덕트를 통과하는 공기 중의 수분을 감소시킨 후 가열시킬 수 있도록 순환덕트에 설치되는 적어도 하나의 열교환기를 구비한 냉동유닛과;
상기 건조대들의 사이에 설치되어 공기유출구로부터 토출되어 건조대를 통과한 공기를 재가열하여 상대습도를 낮추기 위한 재가열부를 구비하고,
상기 재가열부는
건조대들의 사이에 설치되어 일측의 건조대를 통과한 공기를 재가열하여 인접하는 건조대로 통과될 수 있도록 하는 것으로 상기 냉동유닛의 핫가스를 열원으로 사용하는 보조열교환기로 이루어진 것을 특징으로 하는 재가열방식을 이용한 건조장치. - 제 1항에 있어서,
상기 재가열부는 건조대들의 사이에 설치되어 일측의 건조대를 통과한 공기를 재가열하여 인접하는 건조대로 통과될 수 있도록 하는 전열히터로 이루어진 것을 특징으로 하는 재가열방식을 이용한 건조장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 냉동유닛은 상기 순환덕트 내부에 설치되어 상기 순환덕트를 흐르는 공기 중의 수분을 제거하는 증발기인 제1열교환기와, 상기 순환덕트 외부에 설치되어 상기 제1열교환기로부터 증발잠열을 흡수하여 증발된 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 순환덕트 내부에 설치되며 상기 압축기에 의해 압축된 기상의 냉매를 응축하여 상기 제1열교환기를 통과한 공기를 가열하는 응축기인 제 2열교환기와, 상기 압축기와 제1,2열교환기를 연결하여 냉매를 순환시키기 위한 순환관과, 상기 제 1,2열교환기 사이의 순환관에 설치되어 저압축과 고압측으로 구획하여 제2열교환기에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브를 포함한 것을 특징으로 하는 재가열방식을 이용한 건조장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020150165248A KR101629409B1 (ko) | 2015-11-25 | 2015-11-25 | 재가열방식을 이용한 건조장치. |
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| KR101629409B1 true KR101629409B1 (ko) | 2016-06-10 |
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| KR (1) | KR101629409B1 (ko) |
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- 2015-11-25 KR KR1020150165248A patent/KR101629409B1/ko active IP Right Grant
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