KR101682196B1 - 근적외선 led를 활용한 농수산물 건조기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 농수산물의 건조 과정에서 세포막이 파괴되지 않아 농수산물 내에 기화성 물질이 보존되고, 농수산물이 갖는 영양소 보호와 풍미를 보존하는 근적외선 LED를 활용한 농수산물 건조기에 관한 것으로, 건조실을 형성한 하우징; 상기 건조실 내부에 설치되고, 700 ~ 1500 nm의 근적외선을 발하는 근적외선LED를 구비한 LED모듈; 상기 LED모듈의 발광량을 조정하는 스위치; 상기 스위치를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것이다.
Description
본 발명은 농수산물의 건조 과정에서 세포막이 파괴되지 않아 농수산물 내에 기화성 물질이 보존되고, 농수산물이 갖는 영양소 보호와 풍미를 보존하는 근적외선 LED를 활용한 농수산물 건조기에 관한 것이다.
고추나 멸치와 같은 농수산물의 건조를 위한 종래방법으로는 천일 건조, 하우스 및 폴리에틸렌필름 피복건조, 화력건조, 열풍건조, 냉풍건조 등이 있으나, 전자의 두 방법은 농수산물을 건조하는데 많은 시간이 소요되고, 부패율 또한 높아서 실용적이지 않았다.
여기서, 열풍건조는 밀폐된 공간에 뜨거운 공기를 불어넣어 물질의 수분을 증발시키는 방법으로, 열풍건조는 고온을 건조물에 직접 가하기 때문에 영양소 파괴가 많으며, 건조물의 상태도 기공이 막혀서 납작하게 되는 등, 고추 종류의 태양초에 비해 건조 효율이 현저히 떨어졌다.
또한, 화력건조는 전기히터, 화목 또는 가스 또는 기름 등을 직접 연소해 히팅하는 연소히터를 이용하여 건조기 내의 온도를 상승시키고, 고온의 공기와 건조장치 내의 송풍기를 이용하여 건조물 내의 수분을 증발시킬 뿐만 아니라, 증발된 수분은 건조장치 내의 공기와 함께 건조기 밖으로 배출하면서 건조물을 건조하는 방식이다. 화력건조에서 화력을 일으키기 위한 수단으로 가장 널리 사용되는 것은 건조기 안의 온도 조절이 간편한 전기 히터이다. 그러나 전기히터는 과도한 전기 사용으로 인하여 여름철 전력 대란을 일으키는데 크게 기여했다. 또한, 밀폐된 공간에서 건조가 이루어지다 보니 건조물의 색깔이 자연 건조에 비해 현저히 떨어진다는 단점이 있었다. 더욱이, 연소히터를 이용한 화력건조는 이산화탄소 가스에 의한 지구 온난화 문제의 심각성으로 인하여 선진국에서는 건조 방식으로 기피하고 있다.
근래 들어서 전술한 종래 건조기의 문제를 보완하기 위해서, 바이오 연료와 같은 친환경 대체 연료 개발이 진행되고 있고, 최소의 전력으로 최대의 건조효과를 일으키는 건조용 LED 칩 기술이 개발되었다.
그러나 종래 건조용 LED 칩을 적용한 건조기 역시 광 발생시에 부수적으로 발생하는 열을 이용해서 건조 대상 농수산물을 단순히 열 건조하는데 불과하고, 건조 과정에서 농수산물이 받는 LED 칩의 가시광 등을 포함한 일반 광에 의해서 색이 변조하거나 영양소 파괴가 일어나므로, 종래 LED 칩 건조기는 건조과정에서 소모되는 전력 손실을 최소화한다는 장점 이외에는 농수산물의 건조 효과가 전기히터와 같은 가열 방식의 건조기와 크게 다르지 않다는 한계가 있었다.
선행기술문헌 1. 특허등록번호 제10-1275867호(2013.06.20 공고)
선행기술문헌 2. 특허등록번호 제10-1443184호(2014.09.22 공고)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 농수산물의 건조를 위한 전력 손실을 최소화하면서도 농수산물이 갖는 영양소와 풍미를 최대한 보존하고, 자연 건조와 같은 외관 미와 영양효과 및 맛을 유지시키는 근적외선 LED를 활용한 농수산물 건조기의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
건조실을 형성한 하우징;
상기 건조실 내부에 설치되고, 700 ~ 1500 nm의 근적외선을 발하는 근적외선LED를 구비한 LED모듈;
상기 LED모듈의 발광량을 조정하는 스위치; 및
상기 스위치의 동작을 제어하는 컨트롤러;
를 포함하는 근적외선 LED를 활용한 농수산물 건조기이다.
상기의 본 발명은, 농수산물의 건조를 위한 전력 손실을 최소화하면서도 농수산물이 갖는 영양소와 풍미를 최대한 보존하고, 자연 건조와 같은 외관 미와 영양효과 및 맛을 유지시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 건조기의 제1실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시한 건조기의 구성을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 건조기의 제2실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 4는 도 3에 도시한 건조기의 구성을 도시한 블록도이고,
도 5는 본 발명에 따른 LED모듈의 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 (a)도면에서 보인 LED모듈의 평면모습을 도시한 평면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 LED모듈에 구성된 LED별 배선모습을 도시한 블록도이고,
도 8은 본 발명에 따른 LED모듈의 다른 실시 모습을 도시한 분해 사시도이고,
도 9는 도 7의 X 부분을 확대 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 LED모듈의 또 다른 실시 모습을 도시한 분해 사시도이고,
도 11은 도 10에 도시한 LED모듈의 다른 실시 모습을 도시한 조립 사시도이고,
도 12는 본 발명에 따른 건조기에 건조대상이 담긴 선반이 안착해 있는 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 13은 본 발명에 따른 건조기 걸이에 건조대상을 담는 다양한 종류의 수용수단을 안착하는 모습을 도시한 사시도이고,
도 14는 본 발명에 따른 건조기에 채반이 보강된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 15는 도 14에 도시한 채반을 확대 도시한 측면도이고,
도 16은 상기 채반의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 건조기의 구성을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 건조기의 제2실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 4는 도 3에 도시한 건조기의 구성을 도시한 블록도이고,
도 5는 본 발명에 따른 LED모듈의 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 (a)도면에서 보인 LED모듈의 평면모습을 도시한 평면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 LED모듈에 구성된 LED별 배선모습을 도시한 블록도이고,
도 8은 본 발명에 따른 LED모듈의 다른 실시 모습을 도시한 분해 사시도이고,
도 9는 도 7의 X 부분을 확대 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 LED모듈의 또 다른 실시 모습을 도시한 분해 사시도이고,
도 11은 도 10에 도시한 LED모듈의 다른 실시 모습을 도시한 조립 사시도이고,
도 12는 본 발명에 따른 건조기에 건조대상이 담긴 선반이 안착해 있는 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 13은 본 발명에 따른 건조기 걸이에 건조대상을 담는 다양한 종류의 수용수단을 안착하는 모습을 도시한 사시도이고,
도 14는 본 발명에 따른 건조기에 채반이 보강된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 15는 도 14에 도시한 채반을 확대 도시한 측면도이고,
도 16은 상기 채반의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 건조기의 제1실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 건조기의 구성을 도시한 블록도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 실시의 건조기(100)는 외부와 차단된 건조실을 형성하는 하우징(110)과, 근적외선 범위의 복사광을 발하는 LED모듈(120)과, 건조실 내부로 공기를 강제 유입하는 흡기팬(130)과, 건조실 내부 공기를 외부로 강제 배기하는 배기팬(140)과, 건조실 내부의 온도와 습도와 밝기 중 선택된 하나 이상의 상태를 센싱하는 센서와, LED모듈(120)의 발광량과 흡기팬(130)과 배기팬(140)의 동작 세기와 ON과 OFF를 조정하는 스위치(160)와, 상기 센서의 감지신호를 받아서 LED모듈(120)과 흡기팬(130)과 배기팬(140)의 ON과 OFF는 물론 흡기팬(130)과 배기팬(140)을 제어하기 위해 스위치(160)를 제어하는 컨트롤러(170)를 포함한다.
하우징(110)은 외부 환경과는 다른 환경의 공간을 구성하는 격리된 건조실을 형성한다. 또한, 건조 대상인 농수산물을 상기 건조실에 입,출입하기 위해서, 하우징(110)은 상기 건조실의 개폐를 위한 도어(미도시)가 형성된다. 계속해서, 본 실시의 하우징(110)은 건조실의 격실을 위한 격벽(110')을 포함한다. 격벽(110')은 다수 개를 구성해서 상기 건조실 내에 다수의 공간을 형성할 수 있다. 한편, 격실된 건조실 내의 원활한 환기를 위해서, 격벽(110')에는 흡기관이 배관되고, 격벽(110')의 각 위치에는 상기 흡기관을 개구하는 통풍구(111)가 형성된다.
LED모듈(120)은 근적외선 범위의 복사광 발하는 근적외선LED(121)를 포함한다. LED를 갖춘 종래 건조기는 LED의 소모전력이 작다는 경제적 효과를 기대한 것에 불과하며, 전기히터 및 연소히터와 같은 가열 방식의 건조기와 같이 LED는 단순한 조명 빛과 열을 발하면서 건조 대상을 가열하는 기능만 수행한다. 그러나, 본 발명에 따른 LED모듈(120)은 농수산물을 열로서 건조하는 것이 아니며, 근적외선LED(121)가 발하는 근적외선으로 농수산물를 건조하고, LED모듈(120)이 복사광을 조사하기 위해 동작하는 과정에서 부수적으로 발생하는 열은 단순히 건조실 내부의 온도를 가열하는 것에 불과하다. 참고로, 농수산물의 열 건조는 농수산물의 세포막 파괴를 일으키고 영양소의 파괴와 풍미가 상실하게 하는 반면에, 본 발명에 따른 근적외선 건조는 세포막 파괴를 현저히 감소시키고 영양소와 풍미를 유지시키는 효과가 있다. 따라서 본 발명에 따른 근적외선 건조는 열 건조와는 달리 자연건조에 준하는 건조 효과를 기대하게 한다.
본 발명의 근적외선LED(121)를 이용한 건조 효과를 좀 더 구체적으로 설명하면, 단순한 열풍 방식은 균일한 에너지 전달에 한계가 있기 때문에 건조 대상의 갈변 현상이 빈번하나, 본 발명의 근적외선으로 건조한 건조 대상은 갈변 현상이 매우 미흡하다. 또한, 일반적인 열풍 건조 과정에서 일어나는 농수산물의 세포 조직 손상으로 식품 성분이 기화하면서 상기 농수산물의 풍미가 크게 저하하는데, 근적외선 활용 건조식품에서는 풍미 저하를 최소화하므로 자연광 건조식품에 준하는 맛을 기대할 수 있다. 또한, 건조식품의 저장성을 높이기 위한 미생물 사멸 효과도 근적외선 건조 방식이 훨씬 뛰어나므로, 본 발명의 건조기로 건조된 농수산물의 건조식품은 저장 기간을 크게 늘릴 수 있고 위생성 또한 향상된다.
본 실시의 근적외선LED(121)가 발하는 광의 파장은 근적외선 파장대인 700 ~ 1500 nm이며 바람직하게는 700 ~ 950nm이고, 출력은 0.1 ~ 3.0 W이다.
본 실시 LED모듈(120)은 건조 대상인 농수산물의 살균은 물론 하우징(110)의 내벽 살균을 위해서 자외선LED(122)를 포함할 수 있다. 자외선LED(122)가 발하는 자외선의 살균 기능은 이미 공지의 기술이므로, 여기서는 자외선에 관한 구체적인 설명은 생략한다.
본 실시의 LED모듈(120)은 적색 광을 발하는 적색광LED(123)를 더 포함할 수 있다. 적색광LED(123)의 적색 광은 건조기(100)의 동작 여부를 사용자가 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 본 실시의 적색광LED(123)는 적색 파장의 범위인 630 nm 파장의 광을 발하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, LED모듈(120)은 근적외선LED(121)를 포함하고, 이와 더불어서 자외선LED(122) 또는 적색광LED(123)를 포함한다. LED모듈(120)은 건조실 내부의 건조 환경을 조성하기 위해서 하우징(110)과 격벽(110')의 내벽에 설치될 수 있고, 별도의 채반(200; 도 8 참고)에 설치될 수도 있다. LED모듈(120)에 관한 좀 더 구체적인 설명은 아래에서 실시 예를 참고해 설명한다.
흡기팬(130)과 배기팬(140)은 하우징(110)의 건조실 내부 환기를 수행한다. 이를 위해서 흡기팬(130)은 하우징(110)의 흡기구에 설치되고, 배기팬(140)은 하우징(110)의 배기구에 설치된다. 참고로, 하우징(110)의 배기구에는 배기팬(140)을 내설하는 배기관(141)을 배관할 수 있고, 도시하지 않았으나 하우징(110)의 흡기구에는 흡기팬(130)을 내설하는 흡기관(미도시)을 배관할 수 있다. 본 실시 예의 흡기팬(130)과 배기팬(140)은 건조실의 하단에 위치한 것으로 했으나, 건조실 내부의 공기 순환이 효율적으로 일어나는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
본 실시의 건조기(100)는 흡기팬(130)과 배기팬(140)을 모두 구성한 것으로 했으나, 흡기팬(130)과 배기팬(140) 중 한 종류만을 구성할 수도 있다.
센서는 건조실의 밝기, 습도, 온도를 센싱한다. 이를 위해서 상기 센서는 건조실의 온도를 센싱하는 온도센서(151)와, 밝기를 센싱하는 광센서(152)와, 습도를 센싱하는 습도센서(153)를 포함한다. 본 실시의 상기 센서는 온도센서(151)와 광센서(152)와 습도센서(153)를 모두 포함한 것으로 했으나, 이중 적어도 하나 이상만을 포함할 수도 있다.
스위치(160)는 컨트롤러(170)의 제어에 따라 LED모듈(120)의 발광량을 조정하고, 동시에 흡기팬(130)과 배기팬(140)의 동작 세기와 ON과 OFF를 제어한다.
컨트롤러(170)는 사용자의 조작에 따라 건조기(100)의 동작을 제어하고, 센서로부터 감지신호를 수신해서 해당 프로세스에 따라 LED모듈(120)과 흡기팬(130)과 배기팬(140)의 ON과 OFF를 자동 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 건조기의 제2실시 예를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시한 건조기의 구성을 도시한 블록도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 실시 예의 건조기는 순환팬(180)을 더 포함한다.
본 실시의 습도센서(153)는 기본적으로 건조실 내부 또는 배기관(141)에 설치되어서 배기 공기의 습도를 센싱하고, 해당 감지신호를 컨트롤러(170)에 전달한다. 한편, 컨트롤러(170)는 건조 대상의 이상적인 건조 함수율 정보를 저장한다. 따라서 사용자가 건조 대상을 건조하기 위해서 컨트롤러(170)에 건조 대상을 입력하면, 컨트롤러(170)는 해당 건조 대상의 건조 함수율 정보를 검색해서 건조실 내부 습도와 함수율의 상관 관계에 따른 이상적인 건조실 내부 습도를 연산해 확인한다. 결국, 컨트롤러(170)는 습도센서(153)로부터 수신한 감지신호에서 건조실 내부의 습도를 확인하고, 상기 습도가 기준치 이하로 저하되면 건조실 내부 습도가 건조 대상의 함수율에 영향을 주지 않도록 건조기(100)의 건조 동작을 제어한다.
이상 설명한 프로세스에 의해서 컨트롤러(170)가 건조 대상별로 적정한 함수율이 유지되도록 건조기를 제어하므로, 사용자는 건조 대상에 따라 종래 건조기를 일일이 확인해서 제어해야 하는 번거로움과 불편을 해소할 수 있다.
이외에도 습도센서(153)는 흡기구 내 공기 습도를 센싱해서 감지신호를 컨트롤러(170)에 전달하고, 컨트롤러(170)는 상기 감지신호를 확인해서 건조실 내부 습도의 변화 가능성을 파악할 수 있다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 건조기(100)는 농수산물 등의 건조 대상을 근적외선을 이용해서 자연상태의 건조 효과가 일도록 한 것이므로, 건조실 내부를 밀폐 상태가 아닌 일정한 환기 상태가 유지되도록 설비해야 한다. 이를 위해서 건조기(100)는 전술한 대로 흡기팬(130)과 배기판(140) 중 적어도 하나 이상을 포함한다. 그런데, 흡기구 내 공기 습도가 이전과는 다른 급격한 변화를 일으키면, 건조실 내부의 습도 또한 흡기되는 공기에 의해서 급격한 변화를 일으킨다. 이러한 변화는 환기 과정에서 배기구의 습도에도 변화를 일으켜서 건조실 내부 습도로부터 건조 대상의 함수율을 확인하는 컨트롤러(170)는 건조 대상의 함수율 확인에 오류를 일으키는 문제가 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해서 본 실시의 건조기(100)는 배기팬(140)이 건조실에서 강제로 배기하는 공기를 상기 건조실로 재유입하는 순환팬(180)을 더 포함하고, 컨트롤러(170)는 순환팬(180)의 동작을 제어한다.
순환팬(180)을 이용한 건조실 내부의 습도 조절 기술을 좀 더 구체적으로 설명하면, 컨트롤러(170)는 흡기구의 공기 습도에 변화가 확인되면 흡기팬(130)의 동작을 중단하고, 배기팬(140)의 동작으로 인해 흡기구로 자연 유입되는 공기가 차단되도록 순환팬(180)을 동작시킨다. 여기서, 순환팬(180)은 배기관(141)과 건조실 내부를 연통하는 순환관(181)에 설치되며, 배기관(141)으로 배출되는 공기가 건조실 내부로 재유입되도록 한다. 결국, 컨트롤러(170)가 배기팬(140)의 동작을 유지한 상태에서 흡기팬(130)의 동작을 중단하더라도 배기관(140)을 통한 배출 공기가 건조실 내부로 재유입되어 건조실 내부 기압을 유지시키는 한편, 건조실 내부에서 환기에 의해 지속적으로 일어났던 기류 또한 유지된다. 따라서 건조실 외부 환경에 변화가 발생하더라도 건조실 내부 환경에는 전혀 변화가 없으므로, 건조실 내부의 건조 대상은 큰 영향 없이 건조 상태를 안정적으로 유지한다.
도 5는 본 발명에 따른 LED모듈의 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 (a)도면에서 보인 LED모듈의 평면모습을 도시한 평면도인 바, 이를 참고해 설명한다.
도 5의 (a)도면에서 보인 바와 같이, 본 실시의 LED모듈(120)은 회로기판(124)에 다수 개의 근적외선LED(121)를 실장해서 하나의 세트를 구성하고, 회로기판(124)은 통공구멍(S)이 형성되도록 서로 이격하게 나란히 배치되며, 양단은 각각 한 쌍의 결속바(125)에 의해 일체로 연결된다. 여기서 회로기판(124)은 농수산물 등의 건조대상을 건조하는 중에 발생한 수분에 의해서 누전 또는 쇼트가 일어나거나 부식이 발생하는 문제를 방지하도록, 회로기판(124)에 소수성 코팅(hydrophobic coating)을 하는 것이 바람직하다. 참고로, 상기 소수성 코팅은 내부 반사막 및 건조대 표면을 대기압 플라즈마 처리하여 강한 소수성을 띄도록 함으로써 이루어지며, 이를 통해서 회로기판(124) 표면이 수분 제거 및 광반사 효과를 갖는다.
결국 본 실시의 LED모듈(120)은 통공구멍(S)을 형성한 플레이트 형상을 이루면서 면 광원으로서의 기능을 발휘한다. 한편, 통공구멍(S)은 LED모듈(120)을 관통하는 통기구멍의 역할을 수행해서 근적외선LED(121)가 발광 중에 발생시키는 회로기판(124) 자체의 열을 식히고, 회로기판(124)에 의해 가려지는 부분에 있는 건조대상을 다른 위치에서 조사하는 근적외선이 통공구멍(S)을 통과해서 조사할 수 있게 한다. 이외에도, 통공구멍(S)은 LED모듈(120)이 면 광원을 이루기 위해서 건조기 내면의 일정한 면적을 덮으면서 발생하는 습기를 최소화시켜서, LED모듈(120)이 스파크 발생 없이 전기적으로 안정한 동작을 하게 한다.
본 실시의 LED모듈(120)은 다수의 근적외선LED(121)가 통공구멍(S)의 사이사이에 규칙적으로 일렬 배치된 것으로 했으나, 다열로 불규칙하게 배치될 수도 있다. 한편, LED모듈(120)의 회로기판(124)에는 근적외선LED(121)와 더불어서 적색광LED(123)를 실장할 수 있다. 적색광LED(123)는 근적외선LED(121)와 함께 점멸해서, 가시할 수 없는 근적외선LED(121)의 점등 여부를 사용자가 시각적으로 인지할 수 있게 한다. 또한, 건조대상 농수산물 또는 건조실 내부의 살균을 위해서, 자외선LED(122)를 더 보강할 수도 있다. 그러나, 자외선LED(122)는 LED모듈(120)의 회로기판(124)에 실장하지 않고 건조실 내부의 일 지점에 별도로 설치할 수도 있다.
LED모듈(120)은 회로기판(124)의 LED에 전기를 인가하기 위한 플러그(126)가 형성되고, 플러그(126)는 콘센트(126')에 끼워져 통전한다. 본 실시 예에서 콘센트(126')는 LED모듈(120)의 설치위치 제한을 최소화하기 위해서, 콘센트(126')별로 전선(W)에 연결해 위치 조정이 자유롭도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 플러그(126)는 콘센트(126')에 대한 원활한 삽탈이 가능하므로, 건조기에서 LED모듈(120) 단위로 교체할 수 있고, 이를 통해서 건조기(100)에 대한 유지보수 및 관리가 용이하다. 플러그(126)와 콘센트(126')의 위치를 서로 변경될 수 있고, 이하에서는 커넥터(CO)로 통칭한다.
참고로, 도 6에서 보인 LED모듈(120)의 사이즈는 일실시 예에 불과하며, 이외에도 다양한 사이즈로 변형 설계가 가능한다.
도 5의 (b)도면에서 보인 바와 같이, 본 실시의 LED모듈(120')은 다수 개의 회로기판(124')이 일렬로 연결되며 한 세트를 이룬다. 본 실시 예에서 회로기판(124')은 장방형 또는 장원형을 이루고, 이웃하는 회로기판(124')이 전선(W')을 매개로 기계적 및 전기적으로 연결된다. 또한, 단말에 위치한 회로기판(124')에는 외부 전선(W)과의 통전을 위한 커넥터(126")가 구성된다. 결국 본 실시의 LED모듈(120')은 도시한 바와 같이 일렬로 긴 구조를 이룬다.
본 실시의 LED모듈(120')은 도 5의 (a)도면에서 보인 LED모듈(120')을 배치할 수 없는 혼잡한 구간 또는 폭이 좁은 구간에 설치해서, 건조실 내부에 제외 공간 없이 근적외선을 효과적으로 조사할 수 있게 한다.
도 3에서는 구체적으로 보이지 않았으나, 하우징(110)의 건조실 내벽에는 근적외선LED(121)를 낱개로 설치하지 않고, 본 실시와 같이 다수의 LED(121)가 한 세트로 된 의 LED모듈(120, 120')을 설치할 수 있다. 따라서 근적외선LED(121)의 동작에 문제가 있거나 건조기(100)의 건조실 내부 청소를 할 때, 대상이 되는 LED모듈(120, 120')을 손쉽게 탈착할 수 있다.
참고로, LED모듈(120)의 회로기판(124)은 60 ~ 70℃에서도 변형되지 않고 유해물질 발생이 일어나지 않는 재질인 것이 바람직하며, LED(121)의 실장을 위해서 무연 납땜을 활용한다.
도 7은 본 발명에 따른 LED모듈에 구성된 LED별 배선모습을 도시한 블록도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 실시의 LED모듈(120)은 회로기판(124)에 실장하는 다수의 근적외선LED(121)를 전기적으로 병렬연결한다. 따라서 다수의 근적외선LED(121) 중 어느 하나의 근적외선LED(121)에 문제가 있어도, 이웃하는 다른 근적외선LED(121)는 정상적으로 점등한다. 한편, 근적외선LED(121)와 더불어서 자외선LED(122)와 적색광LED(123) 중 적어도 하나 이상을 보강할 수 있고, 근적외선LED(121)의 연결방식과 같이 전기적으로 병렬연결한다.
한편, 도 7의 (b)도면에서 보인 바와 같이, 근적외선LED(121)의 건조기능과는 상이한 자외선LED(122)는 근적외선LED(121)의 채널과는 분리해서, 스위치(170)의 조작에 따라 점멸이 분리돼 이루어지도록 할 수 있다. 본 실시 예에서는 채널 분리를 위해서 근적외선 채널용 커넥터(CO')와 자외선 채널용 커넥터(CO")를 구분해 구성했으나, 하나의 커넥터에 두 채널의 전선을 연결할 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 LED모듈의 다른 실시 모습을 도시한 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 X 부분을 확대 도시한 도면인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 발명에 따른 LED모듈(120)은 회로기판(124) 간의 조립을 가능하게 해서, LED모듈(120)을 설치할 위치의 상황에 따라 회로기판(124)의 개수를 조정할 수 있게 한다.
이를 위해서 본 실시의 LED모듈(120)은 결속바(125', 125")가 회로기판(124)과 짝을 이뤄서 한 쌍이 회로기판(124)의 양단에 각각 연결되게 형성되고, 회로기판(124)의 개수 가감에 따라 결속바(125', 125") 간의 가감이 가능하게 한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 결속바(125', 125")는 일단에 제1연결코드(125a)가 형성되고, 타단에 제2연결코드(125f)가 형성되어서, 제1,2연결코드(125a, 125f)가 서로 접속하면서 다수의 결속바(125', 125")가 기계적 및 전기적 연결이 직렬로 이루어진다.
본 실시의 결속바(125', 125")는 사용자가 제1연결코드(125a)와 제2연결코드(125f)의 상호 연결을 수월히 하도록, 제1연결코드(125a)의 둘레를 감싸는 환 형상의 자성체(125b)를 구성하고, 제2연결코드(125f)의 둘레에는 자성체(125b)의 자력으로 접합하는 철과 같은 자화 재질의 자화체(125g)를 구성한다. 따라서 사용자가 제1연결코드(125a)에 제2연결코드(125f)를 인접시키면, 자화체(125g)가 자성체(125b)의 자력에 끌려서 제2연결코드(125f)를 제1연결코드(125a)에 손쉽게 연결할 수 있다.
본 실시의 결속바(125', 125")는 필요에 따라 연결하거나 분리하는 구조이므로, 제1,2연결코드(125a, 125f)와 같은 전기적인 연결구간이 외부로 드러날 수밖에 없고, 이로 인해서 습기에 그대로 노출될 수밖에 없다. 따라서, 서로 접속하여 통전이 이루어지는 제1,2연결코드(125a, 125f)의 외부 노출을 최소화하고 절연성을 갖도록 하기 위해서 제1,2연결코드(125a, 125f)의 둘레를 감싸는 환 형상의 패커(125c, 125h)를 보강할 수 있다. 결국, 제1,2연결코드(125a, 125f)가 서로 연결한 상태에서는 누전 또는 쇼트 등의 발생 없이 안정한 통전 상태를 유지한다.
계속해서, 본 실시의 결속바(125', 125")는 일측이 회로기판(124)과 일체를 이루거나 탈착 가능하도록 구성된다. 본 실시 예에서는 탈착 가능한 구조를 설명한다. 회로기판(124)은 단부에 결속바(125', 125")와의 연결을 위한 제3연결코드(124a)를 구성하고, 이에 대응해서 결속바(125', 125")의 일측에는 제3연결코드(124a)가 연결되는 제4연결코드(미 도시됨)가 형성된다. 제3,4연결코드(124a)는 제1,2연결코드(125a, 125f)의 연결과 동일한 방식으로 회로기판(124)과 결속바(125', 125")를 기계적 및 전기적으로 연결한다. 결국, 결속바(125', 125")를 통전하는 전기는 제3,4연결코드(124a)를 통해 회로기판(124)에 통전해서 LED(121)의 점등을 위한 전력을 공급한다. 참고로, 결속바(125', 125")에서 제1연결코드(125a)와 제2연결코드(125f)와 제4연결코드는 전기적으로 병렬배선을 이루어서, 결속바(125', 125")를 매개로 연결되는 다수의 회로기판(124)은 서로 간의 간섭없이 안정된 통전을 유지할 수 있다. 한편, 제3,4연결코드(124a)의 외부 노출을 최소화하고 안정한 절연성을 갖도록 하기 위해서, 환 형상의 패커(124b)를 제3,4연결코드(124a)의 각 둘레에 보강할 수 있다. 결국, 제3,4연결코드(124a)가 서로 연결한 상태에서는 누전 또는 쇼트 등의 발생 없이 안정한 통전 상태를 유지한다.
도 10은 본 발명에 따른 LED모듈의 또 다른 실시 모습을 도시한 분해 사시도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 실시의 결속바(125', 125")는 연결너트(125i)를 매개로 서로 연결된다. 이를 위해서, 결속바(125', 125")의 일단에는 제1연결코드(미 도시됨)가 구성되고, 타단에는 이웃하는 결속바의 제1연결코드와 연결되는 제2연결코드(125f)가 구성되되, 제1연결코드가 구성된 결속바(125', 125")의 일단에는 상기 제1연결코드를 수용하는 관 형상의 연결볼트(125k)가 돌출 형성되고, 제2연결코드(125f)가 구성된 결속바(125', 125")의 타단에는 제2연결코드(125f)를 수용하는 관 형상의 탭(125j)이 형성된다. 여기서, 탭(125j)은 연결너트(125i)를 결속바(125', 125")에 회전가능하게 연결하는 연결수단으로서, 탭(125j)에서 회전하는 연결너트(125i)는 연결볼트(125k)에 끼워져서 나사산 결합을 통해 연결볼트(125k)에 연결되고, 이를 통해서 서로 이웃하는 결속바(125', 125")는 직렬로 연결된다. 물론, 연결너트(125i)와 연결볼트(125k)의 연결 과정에서 제1,2연결코드(125f)는 서로 접속하므로, 사용자는 연결너트(125i)를 연결볼트(125k)에 맞춰 조이는 것만으로도 결속바(125', 125") 간의 기계적 및 전기적 연결이 함께 이루어진다.
한편, 회로기판(124)의 단부에는 제3연결코드(124a)가 구성되고, 결속바(125', 125")의 측면에는 제3연결코드(124a)와 연결하는 제4연결코드(125f')가 구성된다. 또한, 회로기판(124)의 단부에는 제3연결코드(124a)를 수용하는 관 형상의 연결볼트(124k)가 형성되고, 결속바(125', 125")의 측면에는 제4연결코드(125f')를 수용하며 연결너트(125i')가 회전가능하게 연결되는 관 형상의 탭(125j')이 형성된다. 결국, 전술한 연결 구조와 동일하게 연결너트(125i)를 매개로 회로기판(124)이 결속바(125', 125")에 기계적 및 전기적으로 연결되어서, 회로기판(124)에 실장된 LED(121) 점등을 위한 전력을 결속바(125', 125")로부터 통전한다.
도 11은 도 10에 도시한 LED모듈의 다른 실시 모습을 도시한 조립 사시도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 실시의 LED모듈(120)은 서로 분리된 다수의 결속바(125', 125")를 일렬로 연결하는 방식에 의해 이루어지므로, 외력에 의한 분해의 위험성이 높다. 따라서 LED모듈(120)을 건조기에 설치 및 해체하는 과정에서 분해가 일어날 수 있고, 분해로 인한 회로기판(124)의 추락으로 파손의 위험성 또한 적지 않다.
이를 보완하기 위해서 본 실시의 LED모듈(120)은 일체로 연결된 결속바(125', 125")의 안정성을 높이도록, 결속바(125', 125")의 측면에 그랩퍼를 구성하고, 결속바(125, 125")의 연결을 완료하면 상기 그랩퍼에 압입되는 지지대(125p)를 그랩퍼에 압입해서, 지지대(125p)가 다수의 결속바(125', 125")를 휨 발생 없이 지지할 수 있게 한다. 이때, 상기 그랩퍼는 한 쌍의 가압대(125m, 125m')를 지지대(125p)의 두께에 상응하는 거리로 이격하게 배치해서, 사용자가 지지대(125p)를 가압대(125m, 125m') 사이에 압입하면 지지대(125p)가 가압대(125m, 125m') 사이에 삽입해 고정된다. 물론, 이렇게 삽입된 지지대(125p)는 다수의 결속바(125', 125")를 지지하면서 LED모듈(120)이 변형 없이 현 형태를 안정적으로 유지할 수 있게 한다. 본 실시 예에서 가압대(125m, 125m')가 마주하는 일면에는 지지대(125p)의 움직임을 저지하는 마찰패드(125n)를 보강하는 것이 바람직하다.
도 12는 본 발명에 따른 건조기에 건조대상이 담긴 선반이 안착해 있는 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 13은 본 발명에 따른 건조기 걸이에 건조대상을 담는 다양한 종류의 수용수단을 안착하는 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참고해 설명한다.
건조기(100)는 다양한 종류의 농수산물을 건조대상으로 건조하므로, 건조대상의 종류에 따라 건조대상의 수용수단과 수용방법이 다양할 수밖에 없다. 일 예를 들어 고추, 대추 등과 같이 상대적으로 소형의 건조대상은 넓은 범위로 분산해 배치할 수 있는 넓은 면적의 선반(PL) 또는 채반(210) 등을 수용수단으로 해서, 도 12에서 보인 형태로 건조기(100) 내에 상기 수용수단을 적층해 안착한다. 반면, 미역, 오징어, 굴비 등과 같이 거는 방식으로 건조하는 건조대상은 길게 늘어지도록 걸 수 있는 봉(BO) 등을 수용수단으로 한다.
따라서 건조기(100)가 다양한 건조대상을 건조할 수 있게 하기 위해서는 다양한 형태의 수용수단을 안착할 수 있는 걸이가 요구된다.
이를 위해서 본 실시의 건조기(100)는 상방으로 개구된 안착홈(112a)을 형성하며 하우징(110)의 건조실 내벽에 돌출해 구성되는 걸이(112)를 더 포함한다. 이때, 걸이(112)는 동일 내벽에서 동일한 높이 선상에 둘 이상을 형성하고, 서로 마주하는 면에도 동일한 높이 선상에 하나 이상을 형성한다.
결국, 도 13의 (a)도면 및 (b)도면에서 보인 바와 같이, 평판 형상의 선반(PL) 또는 용기 형상의 채반(210)을 걸이(112)에 안착해서 삽탈할 수도 있고, 도 13의 (c)도면에서 보인 바와 같이, 봉(BO)을 걸이(112)의 안착홈(112a)에 끼워서 건조대상이 길게 늘어지게 배치할 수도 있다. 물론, 걸이(112)는 선반(PL), 채반(210) 또는 봉(BO) 등의 수용수단을 사용자가 필요한 위치에 선택해 안착할 수 있으므로, 다양한 형태와 크기의 건조대상을 건조할 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 건조기에 채반이 보강된 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 15는 도 14에 도시한 채반을 확대 도시한 측면도이고, 도 16은 상기 채반의 구성을 도시한 분해 사시도인 바, 이를 참고해 설명한다.
본 실시의 건조기(100)는 건조대상인 농수산물을 보관하는 채반구조물(200)을 더 포함한다.
사용자는 농수산물을 담은 채반구조물(200)을 건조기(100)의 건조실 내부에 입,출입하면서, 농수산물의 건조 관리가 손쉽게 이루어지게 한다.
이를 위한 채반구조물(200)은 농수산물을 담은 용기 형태의 채반(210)과, 상,하층으로 적층하는 채반(210)이 서로 이격하도록 지지하는 골체(220)와, 상층 채반(210)이 가리는 하층 채반(210')에 근적외선을 조사하는 LED모듈(120)을 포함한다.
채반(210)은 일반적인 용기 형상을 이루고, 채반(210)의 통공을 위해서 측벽에는 관통구멍(211)을 형성한다. 채반(210)은 농수산물에 부담이 없는 재질이라면 다양한 재질을 적용할 수 있으나, 도시한 바와 같이 다수 개를 적층해 사용하므로 중량을 최소화할 수 있는 합성수지 재질인 것이 바람직하다.
골체(220)는 상층 채반(210)과 하층 채반(210')을 서로 이격시켜서 채반(210, 210')에 담기 농수산물에 대한 환기가 원활하게 이루어지게 한다. 이를 위해서 골체(220)의 하단은 하층 채반(210') 상에 안정적으로 안착하면서 상층 채반(210)의 저면을 안정적으로 지지할 수 있는 입방체 형성을 이룬다. 또한, 입방체 형성을 유지하면서도 통기가 원활하게 이루어지도록, 다수 개의 막대가 서로 결속한 구조를 이룬다. 본 실시의 골체(220)는 채반(210)의 안정된 지지를 위한 금속재질로 했으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
LED모듈(120)은 골체(220)와 채반(210) 사이에 샌드위치 형태로 겹쳐져 배치되는 형상을 이룬다. 따라서 상층 채반(210)의 저면에 배치되는 LED모듈(120)은 하층 채반(210')에 담긴 농수산물을 건조하는 근적외선을 조사한다.
이상 설명한 채반구조물(200)은 하나 또는 다수 개의 채반을 상,하로 적층해서 사용할 수 있으므로, 건조대상 농수산물의 양과 종류에 따라 손쉽게 조정할 수 있고, 건조기(100)로의 입,출입 또한 용이하므로, 사용자는 농수산물 건조를 수월하게 수행할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100; 건조기 110; 하우징 110'; 격벽
111; 통공구멍 120, 120'; LED모듈 121; 근적외선LED
122; 자외선LED 123; 적색광LED 124; 회로기판
CO', CO", CO"; 커넥터 130; 흡기팬
140; 배기팬 151; 온도센서 152; 광센서
153; 습도센서 160; 스위치 170; 컨트롤러
180; 순환팬 200; 채반구조물 210; 채반
220; 골체
111; 통공구멍 120, 120'; LED모듈 121; 근적외선LED
122; 자외선LED 123; 적색광LED 124; 회로기판
CO', CO", CO"; 커넥터 130; 흡기팬
140; 배기팬 151; 온도센서 152; 광센서
153; 습도센서 160; 스위치 170; 컨트롤러
180; 순환팬 200; 채반구조물 210; 채반
220; 골체
Claims (7)
- 건조실을 형성한 하우징; 상기 건조실 내부에 설치되고, 700 ~ 1500 nm의 근적외선을 발하는 근적외선LED를 구비한 LED모듈; 상기 LED모듈의 발광량을 조정하는 스위치; 상기 스위치의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 근적외선 LED를 활용한 농수산물 건조기에 있어서,
상기 하우징은 건조실의 환기를 위한 배기구를 구성하고; 상기 건조실의 습도를 센싱하도록 배기구로부터 배출되는 공기의 습도를 센싱해서 감지신호를 발하는 센서를 더 포함하고; 상기 컨트롤러는 건조대상별 건조 함수율 정보를 저장하고, 상기 감지신호를 수신해서 공기의 습도가 건조대상의 건조 함수율 대비 지정된 수치에 이르면 스위치의 동작을 제어하며;
상기 건조실 내부 온도와 밝기 중 선택된 하나 이상을 센싱해서 감지신호를 발하는 센서를 포함하고; 상기 컨트롤러는 감지신호를 수신해서 LED모듈을 조정하도록 스위치를 제어하며;
상기 건조실 내부로의 공기를 흡기구를 통해 강제 유입하는 흡기팬과, 상기 건조실 내부의 공기를 배기구를 통해 강제로 배기하는 배기팬 중 선택된 하나 이상을 더 포함하고; 상기 스위치는 흡기팬과 배기팬의 동작 세기와 ON과 OFF를 조정하며; 상기 컨트롤러는 흡기팬과 배기팬을 조정하도록 스위치를 제어하며;
상기 배기구로 배기되는 공기를 순환관으로 흡기해서 건조실 내부로 재유입시키는 순환팬을 더 포함하고; 상기 스위치는 순환팬의 동작세기와 ON과 OFF를 조정하는 것;
을 특징으로 하는 근적외선 LED를 활용한 농수산물 건조기. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 LED모듈은
상기 근적외선LED를 실장하며 서로 나란하게 천공된 다수의 통공구멍을 형성한 회로기판과, 상기 근적외선LED로의 전기공급을 위해서 회로기판에 외부 전선이 연결되는 탈착 방식의 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 LED를 활용한 농수산물 건조기. - 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 서로 마주하는 건조실 내벽에 각각 상방으로 개구된 안착홈을 갖는 걸이가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 근적외선 LED를 활용한 농수산물 건조기.
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| KR1020150154479A KR101682196B1 (ko) | 2015-11-04 | 2015-11-04 | 근적외선 led를 활용한 농수산물 건조기 |
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| KR101682196B1 true KR101682196B1 (ko) | 2016-12-02 |
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| KR (1) | KR101682196B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101742689B1 (ko) | 2015-12-11 | 2017-06-01 | (주)이노셈코리아 | Led 광원조절형 적외선 복사건조와 자외선살균풍으로 이루어진 하이브리드식 스마트 식품건조기 |
| KR101788118B1 (ko) | 2017-04-13 | 2017-10-19 | 주식회사 영화살림터 | 근적외선을 이용한 고추 건조방법 |
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