KR101636711B1 - 건조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 건조기에 있어서, 건조대상물을 수용하여 건조하는 건조실과, 상기 건조실로부터의 인출한 작동공기를 상기 건조실로 재공급하는 순환유로를 형성하는 순환배관과, 상기 순환배관 내에 설치되어 상기 작동공기를 순환시키는 순환펌프와, 상기 순환배관 중에 마련되어 상기 작동공기를 냉각하여 제습하는 냉각제습열교환기, 상기 냉각제습열교환기를 통과한 상기 작동공기를 가열하는 가열열교환기 및 상기 냉각제습열교환기와 상기 가열열교환기를 순환하는 냉매를 압축하는 압축기를 갖는 냉각시스템과, 상기 작동공기가 상기 냉각제습열교환기를 바이패스하도록 상기 순환배관으로부터 분기 및 합류되는 바이패스경로를 형성하는 제습바이패스배관과, 상기 제습바이패스배관의 분기점에 설치되어 상기 작동공기의 제습바이패스를 선택하는 제습선택밸브와, 상기 작동공기가 상기 가열열교환기를 바이패스하도록 상기 가열열교환기의 상류 및 하류에서 상기 순환배관으로부터 분기 및 합류되는 바이패스경로를 형성하는 가열바이패스배관과, 상기 가열바이패스배관의 분기점에 설치되어 상기 작동공기가 상기 가열열교환기와 상기 가열바이패스배관에 선택적으로 유동할 수 있도록 하는 가열선택밸브와,상기 순환배관 중에 마련되어 상기 작동공기를 살균하는 살균기를 더 포함하며, 상기 제습선택밸브와 상기 가열선택밸브 중 적어도 어느 하나는 개방도의 조절이 가능한 것을 기술적 요지로 한다. 상술한 본 발명에 따르면 오염된 외부공기를 차단하여 건조대상물이 부패되지 않고 고품위로 건조될 수 있는 건조기가 제공된다.

Description

건조기{Dryer}
본 발명은 건조기에 관한 것이다.
농산물이나 수산물 등의 식품을 건조하는 데 사용되는 건조기는 대체로 건조실 내의 건조대상물에 가열된 작동공기를 공급하여 가열 건조한다. 경우에 따라서는 배출된 작동공기를 냉각제습하여, 작동공기를 따라 배출되는 유효 증기성분을 회수하거나, 건조실로 재순환시키기도 한다.
이러한 건조기들에서는 외부공기가 오염됐을 경우 오염된 외부공기를 차단하고 건조실 내부의 공기를 순환시켜 건조대상물을 건조하지 못하였다. 건조실로 공급되는 외부공기가 오염됐을 경우 건조대상물이 부패하여 고품위로 건조되지 못하였다.
따라서 본 발명의 목적은 오염된 외부공기를 차단하여 건조대상물이 부패되지 않고 고품위로 건조될 수 있는 건조기를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 건조기에 있어서, 건조대상물을 수용하여 건조하는 건조실과, 상기 건조실로부터의 인출한 작동공기를 상기 건조실로 재공급하는 순환유로를 형성하는 순환배관과, 상기 순환배관 내에 설치되어 상기 작동공기를 순환시키는 순환펌프와, 상기 순환배관 중에 마련되어 상기 작동공기를 냉각하여 제습하는 냉각제습열교환기, 상기 냉각제습열교환기를 통과한 상기 작동공기를 가열하는 가열열교환기 및 상기 냉각제습열교환기와 상기 가열열교환기를 순환하는 냉매를 압축하는 압축기를 갖는 냉각시스템을 포함하는 건조기에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 작동공기가 상기 냉각제습열교환기를 바이패스하도록 상기 냉각제습열교환기의 상류 및 하류에서 상기 순환배관으로부터 분기 및 합류되는 바이패스경로를 형성하는 제습바이패스배관과, 상기 제습바이패스배관의 분기점에 설치되어 상기 작동공기가 상기 냉각제습열교환기와 상기 제습바이패스배관에 선택적으로 유동할 수 있도록 하는 제습선택밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 작동공기가 상기 가열열교환기를 바이패스하도록 상기 가열열교환기의 상류 및 하류에서 상기 순환배관으로부터 분기 및 합류되는 바이패스경로를 형성하는 가열바이패스배관과, 상기 가열바이패스배관의 분기점에 설치되어 상기 작동공기가 상기 가열열교환기와 상기 가열바이패스배관에 선택적으로 유동할 수 있도록 하는 가열선택밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제습선택밸브와 상기 가열선택밸브 중 적어도 어느 하나는 개방도의 조절이 가능한 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 작동공기의 습도를 측정하는 습도센서와, 상기 작동공기의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 습도센서와 상기 온도센서로부터의 측정신호에 기초하여 상기 압축기, 상기 제습선택밸브 및 상기 가열선택밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 순환배관 중에 마련되어 상기 작동공기를 살균하는 살균기를 더 포함하는 것이 건조기에 있어 더욱 바람직하다.
상술한 본 발명에 따르면 오염된 외부공기를 차단하여 건조대상물이 부패되지 않고 고품위로 건조될 수 있는 건조기가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 건조기를 간략히 나타낸 블럭도이며,
도 2는 공기의 제습 및 건조 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 건조기의 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 건조기를 간략히 나타낸 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 건조기는 건조대상물이 건조되는 건조실(100)과 건조실(100)의 외부에서 건조실(100)에 연결되어 건조실(100) 내의 공기가 순환 가능하도록 연결된 순환배관(200)을 갖는다.
건조실(100)은 건조대상물을 수용하여 건조가 진행되는 내부 공간을 가지고, 개폐 가능한 도시하지 않은 도어를 구비하며, 외벽은 단열재에 의해 단열되어 있다. 건조실(100) 내부에는 건조대상물이 수납되는 채반(110)이 마련되어 있다. 채반(110)에는 건조대상물이 적치되어 있고 채반(110)의 상부에는 건조실(100) 내의 공기를 순환시키기 위해 순환팬(120)이 설치되어 있다. 순환팬(120)은 건조실(100) 내의 공기를 순환시켜 채반(110) 위의 건조대상물에 건조된 공기가 골고루 공급되도록 한다. 순환팬(120)에서 공기가 순환되는 방향에 순환되는 공기를 가열하는 히터(130)가 설치되어 있다. 히터(130)는 순환팬(120)에 의해 순환되는 건조실(100) 내의 공기를 가열하여 채반(110)에 올려진 건조대상물이 빠르게 건조되도록 돕는다. 순환팬(120) 및 히터(130)는 제어부(300)에 의해 설정된 프로그램에 따라 작동하도록 제어된다.
건조실(100) 내에서 건조대상물을 건조하여 수분을 포함한 작동공기는 순환펌프(210)에 의해 배출된 다음 순환배관(200)을 거쳐 건조실(100)로 다시 공급된다.
순환배관(200)에는 건조실(100)의 배출구(140) 가까이에 외부배출관(220)이 연결되어 있다. 외부배출관(220)과 순환배관(200)이 교차하는 지점에는 배출선택밸브(225)가 마련되어 있다. 배출선택밸브(225)는 제어부(300)에 의해 제어되어 건조실(100) 내부로부터 배출구(140)를 통해 인출된 작동공기를 외부배출관(220)으로 배출할 것인지 혹은 순환배관(200)의 순환라인으로 공급 가능하게 할 것인지를 선택한다. 배출선택밸브(225)가 외부배출관(220)으로 연결될 경우 건조실(100)을 나온 작동공기는 건조기 외부 바깥으로 배출된다. 배출선택밸브(225)가 순환배관(200)으로 연결될 경우 건조실(100) 내의 작동공기는 재순환되어 다시 건조실(100) 내부로 유입된다.
순환배관(200)에는 냉각제습열교환기(241)와 가열열교환기(243)가 순차적으로 설치되어 있다. 냉각제습열교환기(241)는 순환배관(200)을 통해 이동하는 작동공기를 냉각하여 작동공기에 함유된 습기를 응결시켜 작동공기로부터 분리시킨다. 가열열교환기(243)는 건조실(100)로 공급될 작동공기를 가열한다. 냉각제습열교환기(241)와 가열열교환기(243)는 각각 냉동사이클의 증발기와 응축기에 해당하며, 이들은 압축기(245)와 도시하지 않은 팽창기구와 함께 냉동사이클을 완성한다. 냉매는 증발기인 냉각제습열교환기(241)에서 증발되면서 작동공기를 냉각시킨 다음, 압축기(245)에서 압축되어 고온고압의 기체 상태로 응축기인 가열열교환기(243)로 유동한다. 가열열교환기(243)는 고온의 냉매의 열을 작동공기에 전달하여 작동공기를 가열하는 한편 냉매를 액상으로 응축시킨다. 가열열교환기(243)에서 응축된 액상 냉매는 팽창기구를 거쳐 냉각제습열교환기(241)로 다시 공급된다. 건조실(100)을 나온 고습도의 작동공기는 이러한 냉각제습열교환기(241)와 가열열교환기(243)를 거치면서 고온의 건조공기 상태로 건조실(100)로 복귀하게 된다. 냉각제습열교환기(241)와 가열열교환기(243)의 동작은 제어부(300)가 압축기(245)의 작동을 제어함으로써 제어된다.
순환배관(200)에는 냉각제습열교환기(241)를 바이패스하는 제습바이패스배관(250)이 연결되어 있다. 제습바이패스배관(250)은 냉각제습열교환기(241)의 상류에서 분기되고 냉각제습열교환기(241)의 하류에서 합류된다. 제습바이패스배관(250)의 분기점에는 제습선택밸브(255)가 마련되어 있다. 그리고 냉각제습열교환기(241)의 상류에는 습도센서(230)가 설치되어 있다. 제어부(300)는 습도센서(230)로부터 습도신호를 제공받아 제습선택밸브(255)를 제어한다. 작동공기 내의 습기를 제거할 필요가 있다고 판단한 경우, 제어부(300)는 작동공기가 냉각제습열교환기(241)를 향하도록 제습선택밸브(255)를 해당 방향으로 개방시킨다. 작동공기의 제습이 필요 없다고 판단한 경우, 제어부(300)는 작동공기의 제습 바이패스를 위해 제습선택밸브(255)가 제습바이패스배관(250)을 향해 개방되도록 제어한다. 작동공기의 부분적 제습이 필요한 경우, 제어부(300)는 제습선택밸브(255)를 일부만 냉각제습열교환기(241)를 향하여 개방하고 나머지는 제습바이패스배관(250)을 향하여 개방한다. 냉각제습열교환기(241)에는 리시버탱크(247)가 연결되어 있다. 리시버탱크(247)는 작동공기가 냉각제습열교환기(241)에 의해 냉각되어 발생되는 응축수를 모으고 주기적으로 배출하거나, 드레인 밸브를 통해 필요시 배출한다.
순환배관(200)에는 또한 가열열교환기(243)를 바이패스하는 가열바이패스배관(260)이 연결되어 있다. 가열바이패스배관(260)은 가열열교환기(243)의 상류에서 분기되고 가열열교환기(243)의 하류에서 합류된다. 가열바이패스배관(260)의 분기점에는 가열선택밸브(265)가 마련되어 있고, 가열열교환기(243)의 상류에는 온도센서(235)가 설치되어 있다. 제어부(300)는 온도센서(235)에서 온도를 검출한 신호를 받아 가열선택밸브(265)를 제어한다. 즉 작동공기의 온도가 목표온도 이하일 경우, 제어부(300)는 작동공기가 온도센서(235)의 하류에 위치한 가열열교환기(243)로 공급되어 가열되도록 가열선택밸브(265)를 제어한다.
작동공기의 온도가 목표온도 이상이거나 더 이상의 가열이 필요 없는 경우, 제어부(300)는 작동공기가 가열열교환기(243)로 공급되지 않고 바이패스되도록 가열선택밸브(265)를 제어한다. 가열선택밸브(265)는 작동공기의 가열 정도를 조절하기 위해 일부만 가열열교환기(243)를 향하여 개방되고 나머지는 가열바이패스배관(260)을 향하여 개방될 수도 있다.
가열열교환기(243)의 하류의 순환배관(200)에는 외부공기가 유입되는 외부공기유입관(270)이 연결되어 있다. 외부공기유입관(270)과 순환배관(200)이 교차하는 지점에는 유입선택밸브(275)가 마련되어 있다. 유입선택밸브(275)는 건조실(100) 안으로 공급되는 공기의 종류를 결정한다. 유입선택밸브(275)가 제어부(300)에 의해 외부공기유입관(270)으로 개방되면 건조실(100) 내에는 건조실(100) 바깥의 외부 공기가 유입된다. 유입선택밸브(275)가 제어부(300)에 의해 순환배관(200)으로 개방되면 건조실(100) 내에는 건조실(100)을 통과하여 건조대상물을 건조한 작동공기가 재순환된다. 유입선택밸브(275) 하류에는 살균기(280)가 마련되어 있다.
살균기(280)는 외부에서 공급되는 공기 또는 건조기(100) 내에서 재순환되는 작동공기를 살균하기 위한 것으로 바람직하게는 자외선을 이용하여 살균한다. 살균기(280)는 자외선과 함께 혹은 자외선에 대체하여 은나노필터, 이산화티타늄 등을 이용할 수 있다. 살균기(280)는 순환배관(200) 중에 설치되어 외부공기 또는 작동공기를 살균하여 건조실(100) 내에 적치되는 건조대상물에 세균이 번식하는 것을 방지한다.
제어부(300)에 의해 작동공기가 제습 및 가열되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이 순환펌프(210)에 의해 건조실(100)로 순환공급되는 작동공기는 습도센서(230)에 의해 습도가 검출된다(S100). 제어부(300)는 습도센서(230)로부터의 신호에 기초해서 현재의 습도와 목표습도를 비교하여 제습의 필요여부를 판단한다. 목표습도는 건조대상물의 종류와 목표 건조도에 따라 설정된다. 혹은 경우에 따라서는, 건조대상물의 건조 상태 혹은 건조시간의 경과 등 건조조건에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들면 건조대상물의 건조도가 낮은 초기에는 비교적 높은 습도를 목표습도로 설정하고, 건조대상물의 건조도가 높아짐에 따라 목표습도가 점진적 혹은 단계적으로 낮아지도록 설정할 수 있다. 이러한 가변 목표습도는 건조 완료된 건조대상물의 내부와 외부의 건조속도차를 줄여 제품의 품위를 높이는 등의 목적으로 이용된다.
제어부(300)는, 검출된 작동공기 중의 습도가 목표습도 이상으로서 제습이 필요하다고 판단하면(S110), 작동공기가 냉각제습열교환기(241)를 향하도록 제습선택밸브(255)를 제어한다. 이때 제어부(300)에 의해 작동공기의 전량을 제습할 것인지 혹은 일부만을 제습할 것인지를 결정한다(S120). 목표습도와 검출된 현재 습도를 비교하여 전체 작동공기에 대해 제습이 필요하다고 판단되면, 제어부(300)는 제습선택밸브(255)를 냉각제습열교환기(241)를 향해 전체 개방하고(S140), 부분적 제습이 필요하다고 판단되면 제습선택밸브(255)를 일부만 냉각제습열교환기(241)를 향하여 개방하고(S130) 나머지는 제습바이패스배관(250)을 향하도록 개방한다. 작동공기의 습도가 목표습도 이하인 경우에는 제습이 불필요하므로, 모든 작동공기가 냉각제습열교환기(241)를 거치지 않도록 제어부(300)가 제습선택밸브(255)를 제습바이패스배관(250)을 향하도록 개방하여 제습이 바이패스된다(S150). 고추, 무말랭이, 대추 등과 같이 후숙이 필요한 건조대상물은 상당 시간 동안 비교적 높은 습도에서 건조되어야 숙성이 되면서 건조되기 때문에 습도 조절이 필요하다. 충분한 숙성 기간이 지난 후 급속히 작동공기의 건도를 높이면 효율적으로 건조대상물이 건조되어 제품의 품위가 향상된다.
제습 또는 제습이 바이패스된 작동공기는 온도센서(235)에 의해 온도가 검출된다(S200). 제어부(300)는 온도센서(235)로부터의 신호에 기초해서 현재의 온도와 목표온도를 비교하여 가열의 필요여부를 판단한다. 목표온도는 목표습도와 같은 방식으로 설정된다. 제어부(300)는, 검출된 작동공기 중의 온도가 목표온도 이하로서 가열이 필요하다고 판단하면(S210), 작동공기가 가열열교환기(243)를 향하도록 가열선택밸브(265)를 제어한다. 이때 제어부(300)에 의해 작동공기의 전량을 가열할 것인지 혹은 일부만을 가열할 것인지를 결정한다(S220). 목표온도와 검출된 현재 온도를 비교하여 전체 작동공기에 대해 가열이 필요하다고 판단되면, 제어부(300)는 가열선택밸브(265)를 가열열교환기(243)를 향해 전체 개방하고(S240), 부분적 가열이 필요하다고 판단되면 가열선택밸브(265)를 일부만 가열열교환기(243)를 향하여 개방하고(S230) 나머지는 가열바이패스배관(260)을 향하도록 개방한다. 작동공기의 온도가 목표온도 이상인 경우에는 가열이 불필요하므로, 모든 작동공기가 가열열교환기(243)를 거치지 않도록 제어부(300)가 가열선택밸브(265)를 가열바이패스배관(260)을 향하도록 개방하여 가열이 바이패스된다(S250).
제어부(300)에 의한 작동공기의 습도 및 온도 조절은 고온건조한 작동공기가 계속 공급되면, 건조대상물의 내부면과 외표면 간의 건조 불균형이 발생하고 건조대상물의 품위가 손상될 수 있으므로, 그러한 품위 저하 요인을 방지하기 위한 것이다. 제어부(300)에 의해 작동공기의 제습 및 가열 정도가 조절되어 최적의 조건으로 건조대상물을 건조할 수 있다.
1: 건조기 100: 건조실
110: 채반 120: 순환팬
130: 히터 140: 배출구
150: 유입구 200: 순환배관
210: 순환펌프 220: 외부배출관
225: 배출선택밸브 230: 습도센서
235: 온도센서 241: 냉각제습열교환기
243: 가열열교환기 245: 압축기
247: 리시버탱크 250: 제습바이패스관
255: 제습선택밸브 260: 가열바이패스관
265: 가열선택밸브 270: 외부공기유입관
275: 유입선택밸브 280: 살균기
300: 제어부

Claims (6)

  1. 건조기에 있어서,
    건조대상물을 수용하여 건조하는 건조실과,
    상기 건조실로부터의 인출한 작동공기를 상기 건조실로 재공급하는 순환유로를 형성하는 순환배관과,
    상기 순환배관 내에 설치되어 상기 작동공기를 순환시키는 순환펌프와,
    상기 순환배관 중에 마련되어 상기 작동공기를 냉각하여 제습하는 냉각제습열교환기, 상기 냉각제습열교환기를 통과한 상기 작동공기를 가열하는 가열열교환기 및 상기 냉각제습열교환기와 상기 가열열교환기를 순환하는 냉매를 압축하는 압축기를 갖는 냉각시스템과,
    상기 작동공기가 상기 냉각제습열교환기를 바이패스하도록 상기 냉각제습열교환기의 상류 및 하류에서 상기 순환배관으로부터 분기 및 합류되는 바이패스경로를 형성하는 제습바이패스배관과,
    상기 제습바이패스배관의 분기점에 설치되어 상기 작동공기가 상기 냉각제습열교환기와 상기 제습바이패스배관에 선택적으로 유동할 수 있도록 하는 제습선택밸브와,
    상기 작동공기가 상기 가열열교환기를 바이패스하도록 상기 가열열교환기의 상류 및 하류에서 상기 순환배관으로부터 분기 및 합류되는 바이패스경로를 형성하는 가열바이패스배관과,
    상기 가열바이패스배관의 분기점에 설치되어 상기 작동공기가 상기 가열열교환기와 상기 가열바이패스배관에 선택적으로 유동할 수 있도록 하는 가열선택밸브와,
    상기 순환배관 중에 마련되어 상기 작동공기를 살균하는 살균기를 더 포함하며,
    상기 제습선택밸브와 상기 가열선택밸브 중 적어도 어느 하나는 개방도의 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 건조기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 작동공기의 습도를 측정하는 습도센서와,
    상기 작동공기의 온도를 측정하는 온도센서와,
    상기 습도센서와 상기 온도센서로부터의 측정신호에 기초하여 상기 압축기, 상기 제습선택밸브 및 상기 가열선택밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건조기.
  6. 삭제
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