KR101767251B1 - Vacuum freeze drying apparatus having multi serial cold trap - Google Patents

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KR101767251B1 KR1020160071569A KR20160071569A KR101767251B1 KR 101767251 B1 KR101767251 B1 KR 101767251B1 KR 1020160071569 A KR1020160071569 A KR 1020160071569A KR 20160071569 A KR20160071569 A KR 20160071569A KR 101767251 B1 KR101767251 B1 KR 101767251B1
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권근영
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Abstract

The present invention relates to a vacuum freeze drying apparatus having a multi-serial cold trap, comprising: a drying chamber for drying an object to be dried; a first cold trap connected to the drying chamber so that air discharged from the drying chamber is introduced thereto, and cooling moisture in the air introduced from the drying chamber; a second cold trap connected to the first cold trap so that the air discharged from the first cold trap is introduced thereto, and cooling moisture in the air introduced from the first cold trap; a vacuum pump for sucking air discharged from the second cold trap to maintain a vacuum state of the drying chamber, the first cold trap, and the second cold trap; a refrigerant supply apparatus for supplying a refrigerant to the first cold trap and the second cold trap; and a control portion for controlling the vacuum pump and the refrigerant supply apparatus.

Description

멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치{Vacuum freeze drying apparatus having multi serial cold trap}[0001] The present invention relates to a vacuum freeze drying apparatus having a multi-serial cold trap,

본 발명은 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공펌프에 수증기가 유입되는 현상을 방지할 수 있고, 냉각 및 관리 효율성을 제고할 수 있는 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum freeze drying apparatus having a multi-serial cold trap, and more particularly, to a vacuum freeze drying apparatus having a multi-serial cold trap capable of preventing water vapor from entering a vacuum pump, And a vacuum freeze-drying apparatus.

진공 동결건조장치는 건조실 내부의 공기를 흡입하여 진공상태로 만들면서 흡입된 공기의 수분을 콜드 트랩(Cold trap)을 이용하여 제거하는 장치로, 주로 식품가공 및 제약 등의 분야에서 실험 또는 산업의 용도로 사용된다.Vacuum Freeze Dryer is a device that removes the moisture of the inhaled air by using cold trap by sucking the air inside the drying chamber into a vacuum state. It is mainly used in the field of food processing and pharmaceuticals, It is used for the purpose.

종래 소형 진공 동결건조장치는 하나의 콜드 트랩(Cold trap)만을 사용하기 때문에 건조실의 진공을 형성하는 과정에서 콜드 트랩이 충분한 수분을 제거하지 못하여 진공펌프 내부에 수분이 유입되고, 수분 포집량이 너무 적기 때문에 이를 해결하기 위하여 콜드트랩의 크기를 매우 크게 제작하는 것에 의해서 발생하는 공간, 비용 및 기술적인 제약이 따른다는 문제점이 있었다.Since the conventional small vacuum lyophilizer uses only one cold trap, the cold trap can not remove sufficient moisture in the course of forming the vacuum in the drying chamber, so that moisture is introduced into the vacuum pump, In order to solve this problem, there has been a problem that space, cost, and technical limitations arise due to a very large size of the cold trap.

이러한 문제점을 해결하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2012-0000276호는 내부에 적재된 물질을 동결건조시키는 진공 챔버; 상기 진공 챔버에서 배출되는 수증기가 유입될 수 있도록 상기 진공 챔버에 연결되며 내부에 냉각수단이 구비된 한 쌍의 제습부;를 포함하며, 상기 진공 챔버에서 배출되는 수증기는 상기 한 쌍의 제습부에 교번하여 유입되며, 수증기가 유입되는 상기 제습부는 냉각되면서 수증기를 얼음으로 승화시키는 것을 특징으로 하는 진공동결건조기용 제습장치를 개시하고 있다. 상기 제습장치는 두 개의 제습부에서 교번하여 제습이 수행되어 동결건조과정 중단에 따른 손실을 예방할 수 있다는 이점은 있으나, 종래 하나의 콜드 트랩으로 구성된 제습장치와 같이 진공펌프에 물이 유입되고 냉각과 관련된 에너지 효율이 낮으며, 교번 과정에서 진공을 일시적으로 중단하면 고진공을 재형성하기 위해 시간 및 에너지가 소모된다는 문제점이 있었다.Many studies have been made to solve these problems. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0000276 discloses a vacuum chamber for lyophilizing materials loaded therein; And a pair of dehumidifying parts connected to the vacuum chamber so as to allow the steam discharged from the vacuum chamber to flow therein and having a cooling means therein, wherein steam discharged from the vacuum chamber is supplied to the pair of dehumidifying parts And the dehumidifying part into which water vapor is introduced is cooled, and water vapor is sublimated into ice, and a dehumidifying device for a vacuum freeze dryer is disclosed. The dehumidifying device is advantageous in that dehumidification is alternately performed in the two dehumidifying parts to prevent loss due to interruption of the freeze drying process. However, in the conventional dehumidifying device composed of one cold trap, water is introduced into the vacuum pump, The related energy efficiency is low and there is a problem that the time and energy are consumed to reshape the high vacuum when the vacuum is temporarily stopped in the alternating process.

일본 공개특허공보 특개2000-304441호는 적어도 하나의 개구부와 상기 개구부에 대하여 개폐를 제어하는 밀폐도어를 구비한 밀폐탱크와, 상기 밀폐탱크에 접속되고 냉각관을 내장한 콜드트랩과, 상기 콜드트랩에 접속한 진공발생장치와, 상기 밀폐탱크 내에 출입이 가능한 대차와, 내부에 가열매체가 흐르는 복수개의 가열선반으로 구성되는 연결건조장치에 있어서, 상기 밀폐탱크에 대한 상기 콜드트랩의 접속부에 밀폐탱크로부터 콜드트랩을 분리하기 위한 수단을 형성하고, 상기 대차에 상기 복수개의 가열선반을 다단으로 형성하며, 상기 밀폐탱크에 당해 밀폐탱크내에 가열증기, 가열수 또는 냉각수 등의 열처리용 유체를 공급하는 수단을 형성하는 것을 특징으로 하는 다목적사양의 동결건조장치를 개시하고 있다. 상기 동결건조장치는 밀폐탱크의 다양한 내부온도 설정이 가능하여 청소작업, 검침 및 수리가 용이하다는 이점은 있으나, 진공펌프에 물이 유입되는 문제를 해결할 수 없고 콜드 트랩의 냉각 및 해동의 과정에서 발생하는 에너지 손실이 크다는 문제점이 있었다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-304441 discloses an air conditioner comprising a sealed tank having at least one opening and an airtight door for controlling opening and closing of the opening, a cold trap connected to the airtight tank and incorporating a cooling tube, And a plurality of heating lathes through which a heating medium flows, characterized in that the connecting and drying apparatus includes a sealing tank at a connection portion of the cold trap to the sealing tank, A means for separating the cold trap from the heating tank, means for forming the plurality of heating shelves in the multi-stage in the bogie, and means for supplying the sealing tank with a heat treatment fluid such as heating steam, A freeze-drying apparatus of a multi-purpose specification is disclosed. The freeze-drying apparatus has advantages of easy cleaning, inspection and repair, since various internal temperatures of the sealed tank can be set. However, it can not solve the problem of water inflow into the vacuum pump and occurs during the cooling and thawing of the cold trap There is a problem that energy loss is large.

또한, 미국 공개특허 US2003/0014879 A1은 동결건조장치의 밀폐용기 내에 설치된 로터리 케이지 내부에 냉매로 물질을 냉동시키는 것에 의해 얻어진 하나 또는 그 이상의 냉동물질을 포함하는 가스투과성 콘테이너를 배치하는 단계; 상기 냉동물질을 상기 동결건조장치 내의 가열장치로 진공상태에서 가열하는 단계; 및 상기 가열상태의 물질에 포함된 동결된 수분에 승화를 유발하여 진공에서 밀폐용기를 비워 동결건조제품을 생성하는 단계를 포함하는 동결건조제품의 제조방법을 개시하고 있다. 상기 동결건조제품의 제조방법은 진공 효율이 우수하다는 이점은 있으나, 진공펌프에 물이 유입되는 문제를 해결할 수 없고 콜드 트랩의 냉각 및 해동의 과정에서 발생하는 에너지 손실이 크다는 문제점이 있었다.In addition, U.S. Patent Publication No. US2003 / 0014879 A1 discloses a method of manufacturing a freeze-drying device, comprising: placing a gas-permeable container containing one or more refrigerating substances obtained by freezing a substance into the refrigerant in a rotary cage installed in the sealed container of the freeze- Heating the freezing material in a vacuum state in a heating device in the freeze-drying device; And causing sublimation in the frozen moisture contained in the heated material to create a lyophilized product by emptying the sealed container in vacuum. Although the method of manufacturing the freeze-dried product has an advantage that the vacuum efficiency is excellent, there is a problem that the problem of water inflow into the vacuum pump can not be solved and energy loss generated in the process of cooling and thawing the cold trap is large.

KR 2012-0000276 AGB 2012-0000276 A JP 2000-304441 AJP 2000-304441 A US 2003-0014879 A1US 2003-0014879 A1

본 발명의 목적은 콜드트랩을 직렬로 연결하여 진공펌프에 수증기가 유입되는 현상을 방지할 수 있는 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vacuum freeze-drying device having a multi-serial cold trap capable of preventing water vapor from flowing into a vacuum pump by connecting a cold trap in series.

본 발명의 다른 목적은 다수개의 콜드트랩에서 생성되는 얼음의 양을 동일하게 제어하여 장치에 대한 냉각 효율이 우수한 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치를 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a vacuum freeze-drying device having a multi-serial cold trap having an excellent cooling efficiency for an apparatus by controlling the amount of ice generated in a plurality of cold traps equally.

본 발명의 또 다른 목적은 소형 장치에 사용되는 콜드트랩을 다수개로 직렬 연결하는 것에 의해 원하는 사양에 따라 장치의 용량을 용이하게 조절할 수 있는 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치를 제공하기 위한 것이다.It is still another object of the present invention to provide a vacuum freeze drying apparatus having a multi-serial cold trap capable of easily adjusting the capacity of the apparatus according to a desired specification by serially connecting a plurality of cold traps used in a small apparatus .

본 발명의 또 다른 목적은 콜드트랩에서 생성되는 얼음을 일괄 제거할 수 있기 때문에 관리 효율성이 우수한 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치를 제공하기 위한 것이다.It is still another object of the present invention to provide a vacuum freeze drying apparatus having a multi-serial cold trap having excellent management efficiency because it can collectively remove ice generated in a cold trap.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

본 발명의 일실시예에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치는, 피건조물을 건조시키는 건조실; 상기 건조실에서 배출되는 공기가 유입되도록 상기 건조실에 연결되고, 상기 건조실로부터 유입되는 공기 중의 수증기를 냉각시키는 제1 콜드트랩; 상기 제1 콜드트랩에서 배출되는 공기가 유입되도록 상기 제1 콜드트랩에 연결되고, 상기 제1 콜드트랩으로부터 유입되는 공기 중의 수증기를 냉각시키는 제2 콜드트랩; 상기 제2 콜드트랩으로부터 배출되는 공기를 흡입하여 상기 건조실, 제1 콜드트랩 및 제2 콜드트랩의 진공상태를 유지하기 위한 진공펌프; 상기 제1 콜드트랩 및 제2 콜드트랩에 냉매를 공급하는 냉매공급장치; 및 상기 진공펌프 및 냉매공급장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A vacuum freeze drying apparatus having a multi-serial cold trap according to an embodiment of the present invention includes: a drying chamber for drying an object to be dried; A first cold trap connected to the drying chamber for allowing air discharged from the drying chamber to flow therethrough and cooling water vapor in the air flowing from the drying chamber; A second cold trap connected to the first cold trap for allowing air discharged from the first cold trap to flow therein and for cooling water vapor in the air flowing in from the first cold trap; A vacuum pump for sucking air discharged from the second cold trap to maintain a vacuum state of the drying chamber, the first cold trap, and the second cold trap; A coolant supply device for supplying coolant to the first cold trap and the second cold trap; And a controller for controlling the vacuum pump and the refrigerant supply device.

여기서, 상기 냉매공급장치는 제1 콜드트랩 및 제2 콜드트랩에 공급되는 냉매량을 각각 조절 가능한 냉매조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the refrigerant supply device may further include a refrigerant adjusting unit capable of adjusting the amount of refrigerant supplied to the first cold trap and the second cold trap, respectively.

상기 제어부는 전체 공급되는 냉매량을 기준으로 제2 콜드트랩에 공급되는 냉매량의 비율이 제1 콜드트랩에 공급되는 냉매량의 비율보다 높도록 냉매조절부를 제어하는 것을 특징으로 한다.The controller controls the refrigerant regulator such that the ratio of the amount of refrigerant supplied to the second cold trap is higher than the ratio of the amount of refrigerant supplied to the first cold trap based on the total amount of refrigerant supplied.

상기 제1 콜드트랩은 원통형의 형상을 가지는 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 중앙부에 길게 형성된 중공형 관 형상을 가지고, 상기 건조실로부터 유입되는 공기가 상기 중공형 관을 통과하여 제1 하우징의 내부로 유출되도록 일측 말단이 개방된 제1 공기유입관; 상기 제1 공기유입관의 공기가 유입되는 타측 말단의 소정의 위치에 형성되어 상기 제1 하우징의 내부로 유출된 공기가 제2 콜드트랩으로 유출되는 제1 개구부; 및 상기 제1 하우징의 내면의 소정의 위치에 형성되어 상기 제1 하우징 내부의 공기를 냉각시키는 제1 냉매수용부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first cold trap includes a first housing having a cylindrical shape; A first air inflow tube having a hollow tube shape elongated at a central portion of the first housing and having one end opened to allow the air introduced from the drying chamber to flow through the hollow tube and into the first housing; A first opening formed at a predetermined position of the other end of the first air inlet pipe through which air flows, and the air flowing out into the first housing flows out to the second cold trap; And a first refrigerant receiving portion formed at a predetermined position on an inner surface of the first housing to cool the air inside the first housing.

상기 제2 콜드트랩은 원통형의 형상을 가지는 제2 하우징; 상기 제2 하우징의 중앙부에 길게 형성된 중공형 관 형상을 가지고, 상기 제1 콜드트랩으로부터 유입되는 공기가 상기 중공형 관을 통과하여 제2 하우징의 내부로 유출되도록 일측 말단이 개방된 제2 공기유입관; 상기 제2 공기유입관의 공기가 유입되는 타측 말단의 소정의 위치에 형성되어 상기 제2 하우징의 내부로 유출된 공기가 진공펌프로 유출되는 제2 개구부; 및 상기 제2 하우징의 내면의 소정의 위치에 형성되어 상기 제2 하우징 내부의 공기를 냉각시키는 제2 냉매수용부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The second cold trap includes a second housing having a cylindrical shape; And a second air inflow hole having one end opened to allow the air introduced from the first cold trap to flow through the hollow tube and into the interior of the second housing, tube; A second opening formed at a predetermined position of the other end of the second air inlet pipe through which air flows, and the air flowing out into the second housing flows out to the vacuum pump; And a second coolant accommodating portion formed at a predetermined position on the inner surface of the second housing to cool the air inside the second housing.

상기 제1 냉매수용부는 제1 하우징의 내부 표면에 접하여 형성된 중공형 원통 형상의 구조물로 이루어지고, 상기 제2 냉매수용부는 제2 하우징의 내부 표면에 접하여 형성된 중공형 원통 형상의 구조물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The first refrigerant receiving portion is formed of a hollow cylindrical structure formed in contact with the inner surface of the first housing and the second refrigerant receiving portion is formed of a hollow cylindrical structure formed in contact with the inner surface of the second housing .

상기 제1 공기유입관 및 제2 공기유입관은 각각 제1 하우징 및 제2 하우징의 내부 표면에 형성되는 얼음의 두께를 측정 가능한 센서를 더 포함하고, 상기 냉매공급장치는 제1 콜드트랩 및 제2 콜드트랩에 공급되는 냉매량을 각각 조절 가능한 냉매조절부를 더 포함하며, 상기 제어부는 제1 하우징의 내부 표면에 형성되는 얼음의 두께 및 제2 하우징의 내부 표면에 형성되는 얼음의 두께를 동일하게 제어하는 것을 특징으로 한다.The first and second air inlet pipes may further include a sensor capable of measuring the thickness of ice formed on the inner surfaces of the first housing and the second housing, respectively, and the refrigerant supply device includes a first cold trap and a second cold inlet, 2 cold trap, and the controller controls the thickness of the ice formed on the inner surface of the first housing and the thickness of the ice formed on the inner surface of the second housing to be controlled equally .

본 발명은 콜드트랩을 직렬로 연결하여 진공펌프에 수증기가 유입되는 현상을 방지할 수 있고, 다수개의 콜드트랩에서 생성되는 얼음의 양을 동일하게 제어하여 장치에 대한 냉각 효율이 우수하며, 소형 장치에 사용되는 콜드트랩을 다수개로 직렬 연결하는 것에 의해 원하는 사양에 따라 장치의 용량을 용이하게 조절할 수 있고, 콜드트랩에서 생성되는 얼음을 일괄 제거할 수 있기 때문에 관리 효율성이 우수한 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치를 제공하는 발명의 효과를 가진다.The present invention can prevent a phenomenon in which steam is introduced into a vacuum pump by connecting cold traps in series and can control the amount of ice generated from a plurality of cold traps equally, The capacity of the device can be easily adjusted according to a desired specification and the ice generated in the cold trap can be collectively removed. Thus, the multi-serial cold trap having excellent management efficiency The present invention has the effect of providing a vacuum freeze-drying device.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치의 모습을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치의 공기 흐름을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치의 콜드트랩에 얼음이 생성되는 모습을 개략적으로 나타낸 설명도이다.1 is a front view schematically showing a vacuum freeze-drying apparatus having a multi-serial cold trap according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view illustrating an air flow of a vacuum freeze-drying apparatus having a multi-serial cold trap according to an embodiment of the present invention.
3 is an explanatory view schematically showing how ice is generated in a cold trap of a vacuum freeze-drying device having a multi-serial cold trap according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로 기술되는 것은 아니고, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.The above objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which the claims are entitled.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치의 모습을 개략적으로 나타낸 정면도이다.1 is a front view schematically showing a vacuum freeze-drying apparatus having a multi-serial cold trap according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치는 피건조물을 건조시키는 건조실(100); 상기 건조실(100)에서 배출되는 공기가 유입되도록 상기 건조실(100)에 연결되고, 상기 건조실(100)로부터 유입되는 공기 중의 수증기를 냉각시키는 제1 콜드트랩(200); 상기 제1 콜드트랩(200)에서 배출되는 공기가 유입되도록 상기 제1 콜드트랩(200)에 연결되고, 상기 제1 콜드트랩(200)으로부터 유입되는 공기 중의 수증기를 냉각시키는 제2 콜드트랩(300); 상기 제2 콜드트랩(300)으로부터 배출되는 공기를 흡입하여 상기 건조실(100), 제1 콜드트랩(200) 및 제2 콜드트랩(300)의 진공상태를 유지하기 위한 진공펌프(400); 상기 제1 콜드트랩(200) 및 제2 콜드트랩(300)에 냉매를 공급하는 냉매공급장치(500); 및 상기 진공펌프(400) 및 냉매공급장치(500)를 제어하는 제어부(600)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a vacuum freeze drying apparatus having a multi-serial cold trap according to an embodiment of the present invention includes a drying chamber 100 for drying an object to be dried; A first cold trap (200) connected to the drying chamber (100) for allowing the air discharged from the drying chamber (100) to flow and cooling water vapor in the air flowing from the drying chamber (100); A second cold trap 300 connected to the first cold trap 200 for allowing air to be discharged from the first cold trap 200 to flow therethrough and for cooling water vapor in the air flowing from the first cold trap 200, ); A vacuum pump 400 for sucking air discharged from the second cold trap 300 to maintain the vacuum state of the drying chamber 100, the first cold trap 200 and the second cold trap 300; A coolant supply device (500) for supplying coolant to the first cold trap (200) and the second cold trap (300); And a control unit 600 for controlling the vacuum pump 400 and the refrigerant supply unit 500.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치의 공기 흐름을 개략적으로 나타낸 구성도이다.2 is a schematic view illustrating an air flow of a vacuum freeze-drying apparatus having a multi-serial cold trap according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치는 진공펌프(400)가 작동되면 건조실(100)의 선반 위에 놓여진 피건조물을 건조시키기 위해 건조실(100) 내부의 수분을 포함하는 공기는 파이프를 통해 제1 콜드트랩(200)으로 배출되고, 상기 제1 콜드트랩(200)으로 유입된 수분을 포함하는 공기는 냉매공급장치(500)로부터 공급된 냉매에 의해 냉각되면서 공기 중에 포함된 기체상태의 수분(H2O)이 순차적으로 액화 및 응고되어 제1 콜드트랩(200)의 내부에 얼음 상태로 잔류한다. 그 후, 제1 콜드트랩(200)으로부터 배출되는 공기는 상당 부분 수분이 제거된 상태로 제2 콜드트랩(300)으로 유입된다. 제2 콜드트랩(300)으로 유입된 공기도 상기 제1 콜드트랩(200)과 동일한 과정을 거쳐 제2 콜드트랩(300)으로부터 진공펌프(400)로 유입되는 공기의 모든 수분은 제거된다.As shown in FIG. 2, the vacuum freeze-drying apparatus having a multi-serial cold trap according to the present invention is characterized in that when the vacuum pump 400 is operated, the inside of the drying chamber 100 is dried to dry the laundry placed on the shelf of the drying chamber 100 The air containing moisture is discharged to the first cold trap 200 through the pipe and the air containing moisture introduced into the first cold trap 200 is cooled by the refrigerant supplied from the refrigerant supply apparatus 500 (H 2 O) contained in the air gradually liquefies and coagulates and remains in an ice state inside the first cold trap 200. Thereafter, the air discharged from the first cold trap 200 flows into the second cold trap 300 in a state where a considerable amount of moisture is removed. The air introduced into the second cold trap 300 is also removed from the second cold trap 300 through the same process as that of the first cold trap 200.

이 과정에서 만약 냉매공급장치(500)로부터 제1 콜드트랩(200) 및 제2 콜드트랩(300)에 공급되는 냉매량이 동일한 경우 건조실(100)로부터 제2 콜드트랩(300)까지 이동하는 공기의 단위 부피당 수분 함유량은 감소하기 때문에 제1 콜드트랩(200)에서 생성되는 얼음량이 제2 콜드트랩(300)에서 생성되는 얼음량보다 많고, 전체적인 냉각 효율이 떨어진다는 문제점이 발생한다.In this process, if the amount of refrigerant supplied to the first cold trap 200 and the second cold trap 300 from the refrigerant supply apparatus 500 is the same, the amount of air flowing from the drying chamber 100 to the second cold trap 300 There is a problem that the amount of ice produced in the first cold trap 200 is larger than the amount of ice generated in the second cold trap 300 because the moisture content per unit volume is reduced and the overall cooling efficiency is lowered.

따라서, 본 발명의 냉매공급장치(500)는 제1 콜드트랩(200) 및 제2 콜드트랩(300)에 공급되는 냉매량을 각각 조절 가능한 냉매조절부(미도시)를 더 포함하여 구성하고, 제어부는 전체 공급되는 냉매량을 기준으로 제2 콜드트랩(300)에 공급되는 냉매량의 비율이 제1 콜드트랩(200)에 공급되는 냉매량의 비율보다 높도록 냉매조절부(미도시)를 제어하도록 구성하는 것이 바람직하다.Therefore, the refrigerant supply device 500 of the present invention further comprises a refrigerant control unit (not shown) capable of adjusting the amount of refrigerant supplied to the first cold trap 200 and the second cold trap 300, respectively, (Not shown) such that the ratio of the amount of the refrigerant supplied to the second cold trap 300 to the amount of the refrigerant supplied to the first cold trap 200 is higher than the ratio of the amount of the refrigerant supplied to the first cold trap 200 .

구체적으로, 본 발명의 제1 콜드트랩(200)은 원통형의 형상을 가지는 제1 하우징(210); 상기 제1 하우징(210)의 중앙부에 길게 형성된 중공형 관 형상을 가지고, 상기 건조실(100)로부터 유입되는 공기가 상기 중공형 관을 통과하여 제1 하우징(210)의 내부로 유출되도록 일측 말단이 개방된 제1 공기유입관(220); 상기 제1 공기유입관(220)의 공기가 유입되는 타측 말단의 소정의 위치에 형성되어 상기 제1 하우징(210)의 내부로 유출된 공기가 제2 콜드트랩(300)으로 유출되는 제1 개구부(230); 및 상기 제1 하우징(210)의 내면의 소정의 위치에 형성되어 상기 제1 하우징(210) 내부의 공기를 냉각시키는 제1 냉매수용부(240)를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 건조실(100)로부터 배출된 공기는 화살표 방향을 따라 제1 공기유입관(220)을 통과하면서 온도가 하강하고, 결과적으로 제1 공기유입관(220)의 개방된 일측 말단으로부터 제1 개구부(230)로 유출되는 과정에서 공기 중의 수분은 응고하여 제거된다.Specifically, the first cold trap 200 of the present invention includes a first housing 210 having a cylindrical shape; The first housing 210 has a hollow tubular shape elongated at the center of the first housing 210 and has one end so that the air flowing from the drying chamber 100 passes through the hollow tube and flows out into the first housing 210 An open first air inlet pipe (220); A first opening formed in a predetermined position of the other end of the first air inflow pipe 220 through which the air flows into the first housing 210 to flow into the second cold trap 300, (230); And a first refrigerant receiver 240 formed at a predetermined position on the inner surface of the first housing 210 to cool the air inside the first housing 210. Therefore, the air discharged from the drying chamber 100 flows down the first air inflow pipe 220 along the arrow direction, and as a result, the first air inflow pipe 220 is opened from one end of the first air inflow pipe 220, The water in the air is coagulated and removed.

또한, 본 발명의 제2 콜드트랩(300)은 원통형의 형상을 가지는 제2 하우징(310); 상기 제2 하우징(310)의 중앙부에 길게 형성된 중공형 관 형상을 가지고, 상기 제1 콜드트랩(200)으로부터 유입되는 공기가 상기 중공형 관을 통과하여 제2 하우징(310)의 내부로 유출되도록 일측 말단이 개방된 제2 공기유입관(320); 상기 제2 공기유입관(320)의 공기가 유입되는 타측 말단의 소정의 위치에 형성되어 상기 제2 하우징(310)의 내부로 유출된 공기가 진공펌프로 유출되는 제2 개구부(330); 및 상기 제2 하우징(310)의 내면의 소정의 위치에 형성되어 상기 제2 하우징(310) 내부의 공기를 냉각시키는 제2 냉매수용부(340)를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 콜드트랩(200)으로부터 배출된 공기는 화살표 방향을 따라 제2 공기유입관(320)을 통과하면서 온도가 하강하고, 결과적으로 제2 공기유입관(320)의 개방된 일측 말단으로부터 제2 개구부(330)로 유출되는 과정에서 공기 중의 수분은 응고하여 제거된다.In addition, the second cold trap 300 of the present invention includes a second housing 310 having a cylindrical shape; The first cold trap 200 has a hollow tube shape formed at a central portion of the second housing 310 so that the air flowing from the first cold trap 200 flows through the hollow tube and flows out into the second housing 310 A second air inlet pipe (320) having one open end; A second opening 330 formed at a predetermined position of the other end of the second air inflow pipe 320 through which air flows and the air flowing out into the second housing 310 flows out to the vacuum pump; And a second refrigerant receiver 340 formed at a predetermined position on the inner surface of the second housing 310 to cool the air inside the second housing 310. Therefore, the air discharged from the first cold trap 200 flows down through the second air inflow pipe 320 along the arrow direction, and as a result, the air from the one open end of the second air inflow pipe 320 In the course of flowing out to the second opening part (330), moisture in the air is solidified and removed.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치의 콜드트랩에 얼음이 생성되는 모습을 개략적으로 나타낸 설명도이다.3 is an explanatory view schematically showing how ice is generated in a cold trap of a vacuum freeze-drying device having a multi-serial cold trap according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 냉매수용부(240)와 제2 냉매수용부(340)는 내부 공기의 냉각 효율을 높이고, 장치 구성을 단순화하기 위해 중공형 원통 형상의 구조물로 구성하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제1 냉매수용부(240)는 제1 하우징(210)의 내부 표면에 접하여 형성된 중공형 원통 형상의 구조물로 이루어지고, 제2 냉매수용부(340)는 제1 냉매수용부(240)의 형상과 동일하게 제2 하우징(310)의 내부 표면에 접하여 형성된 중공형 원통 형상의 구조물로 이루어지도록 디자인한다.As shown in FIG. 3, the first refrigerant receiving part 240 and the second refrigerant receiving part 340 are constructed of a hollow cylindrical structure in order to enhance the cooling efficiency of the internal air and to simplify the structure of the apparatus desirable. Specifically, the first refrigerant receiving portion 240 is a hollow cylindrical structure formed in contact with the inner surface of the first housing 210, and the second refrigerant receiving portion 340 includes the first refrigerant receiving portion 240 Like shape of the second housing 310. The second housing 310 is designed to have a hollow cylindrical structure formed in contact with the inner surface of the second housing 310. [

이 과정에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치의 냉각 효율성의 제고, 생성된 얼음의 일괄적인 제거 및 진공펌프의 수분 유입의 차단을 효율적으로 수행하기 위해서는 제1 콜드트랩과 제2 콜드트랩에서 생성되는 얼음의 양을 동일하게 제어하는 것이 바람직하다.As described above, in order to improve the cooling efficiency of the vacuum freeze-drying apparatus having the multi-serial cold trap according to the present invention, to collectively remove generated ice and to block moisture inflow of the vacuum pump, It is preferable to control the amount of ice generated in the cold trap and the second cold trap equally.

구체적으로, 제1 공기유입관(220) 및 제2 공기유입관(320)은 각각 제1 하우징(210) 및 제2 하우징(310)의 내부 표면에 형성되는 얼음의 두께를 측정 가능한 센서(미도시)를 더 포함하고, 상기 냉매공급장치(500)는 제1 콜드트랩 및 제2 콜드트랩에 공급되는 냉매량을 각각 조절 가능한 냉매조절부(미도시)를 더 포함하며, 상기 제어부는 제1 하우징(210)의 내부 표면에 형성되는 얼음(F1)의 두께 및 제2 하우징(310)의 내부 표면에 형성되는 얼음(F2)의 두께를 동일하게 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 냉매수용부(240)에 공급되는 냉매량보다 제2 냉매수용부(340)에 공급되는 냉매량이 더 많을 경우 제2 콜드트랩에서 형성되는 단위 부피당 얼음 생성량은 증가하기 때문에 제1 하우징(210)의 내부 표면에 형성되는 얼음(F1)의 두께 및 제2 하우징(310)의 내부 표면에 형성되는 얼음(F2)의 두께가 동일하게 형성되도록 제어하여 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.Specifically, the first air inlet pipe 220 and the second air inlet pipe 320 are connected to a sensor capable of measuring the thickness of the ice formed on the inner surfaces of the first housing 210 and the second housing 310, respectively And the refrigerant supply device 500 further includes a refrigerant control unit (not shown) capable of controlling the amount of refrigerant supplied to the first cold trap and the second cold trap, respectively, It is preferable that the thickness of the ice F1 formed on the inner surface of the second housing 310 and the thickness of the ice F2 formed on the inner surface of the second housing 310 are controlled to be the same. For example, when the amount of refrigerant supplied to the second refrigerant receiving portion 340 is larger than the amount of refrigerant supplied to the first refrigerant receiving portion 240, the amount of ice produced per unit volume formed in the second cold trap increases, It is possible to maximize the energy efficiency by controlling the thickness of the ice F1 formed on the inner surface of the housing 210 and the thickness of the ice F2 formed on the inner surface of the second housing 310 to be the same.

본 발명의 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치는 다수의 콜드트랩을 직렬로 연결하여 소형장치를 대형화할 수 있고, 대형장치로 구성하여도 공간을 절약할 수 있으며, 본 발명에서는 2개의 콜드트랩을 예시적으로 기술하였으나 사용 목적에 따라 n개의 콜드트랩으로 구성하여 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치로 사용 가능하다.The vacuum freeze-drying apparatus having a multi-serial cold trap according to the present invention can connect a plurality of cold traps in series to increase the size of a small-sized apparatus, and can save space even when constituted by a large- Although the trap has been described as an example, it can be used as a vacuum freeze drying device having a multi-serial cold trap composed of n cold traps according to the purpose of use.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims, And equivalents should also be considered to be within the scope of the present invention.

100: 건조실
200: 제1 콜드트랩
210: 제1 하우징
220: 제1 공기유입관
230: 제1 개구부
240: 제1 냉매수용부
300: 제2 콜드트랩
310: 제2 하우징
320: 제2 공기유입관
330: 제2 개구부
340: 제2 냉매수용부
400: 진공펌프
500: 냉매공급장치
600: 제어부100: drying room
200: First cold trap
210: first housing
220: first air inlet pipe
230: first opening
240: first refrigerant receiving portion
300: second cold trap
310: second housing
320: second air inlet pipe
330: second opening
340: second refrigerant receiving portion
400: Vacuum pump
500: Refrigerant supply device
600:

Claims (7)

피건조물을 건조시키는 건조실;
상기 건조실에서 배출되는 공기가 유입되도록 상기 건조실에 연결되고, 상기 건조실로부터 유입되는 공기 중의 수증기를 냉각시키는 제1 콜드트랩;
상기 제1 콜드트랩에서 배출되는 공기가 유입되도록 상기 제1 콜드트랩에 연결되고, 상기 제1 콜드트랩으로부터 유입되는 공기 중의 수증기를 냉각시키는 제2 콜드트랩;
상기 제2 콜드트랩으로부터 배출되는 공기를 흡입하여 상기 건조실, 제1 콜드트랩 및 제2 콜드트랩의 진공상태를 유지하기 위한 진공펌프;
상기 제1 콜드트랩 및 제2 콜드트랩에 냉매를 공급하는 냉매공급장치; 및
상기 진공펌프 및 냉매공급장치를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제1 콜드트랩은 원통형의 형상을 가지는 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 중앙부에 길게 형성된 중공형 관 형상을 가지고, 상기 건조실로부터 유입되는 공기가 상기 중공형 관을 통과하여 제1 하우징의 내부로 유출되도록 일측 말단이 개방된 제1 공기유입관; 상기 제1 공기유입관의 공기가 유입되는 타측 말단의 소정의 위치에 형성되어 상기 제1 하우징의 내부로 유출된 공기가 제2 콜드트랩으로 유출되는 제1 개구부; 및 상기 제1 하우징의 내면의 소정의 위치에 형성되되 제1 하우징의 내부 표면에 접하여 형성된 중공형 원통 형상의 구조물로 이루어져 제1 하우징 내부의 공기를 냉각시키는 제1 냉매수용부;를 포함하며,
상기 제2 콜드트랩은 원통형의 형상을 가지는 제2 하우징; 상기 제2 하우징의 중앙부에 길게 형성된 중공형 관 형상을 가지고, 상기 제1 콜드트랩으로부터 유입되는 공기가 상기 중공형 관을 통과하여 제2 하우징의 내부로 유출되도록 일측 말단이 개방된 제2 공기유입관; 상기 제2 공기유입관의 공기가 유입되는 타측 말단의 소정의 위치에 형성되어 상기 제2 하우징의 내부로 유출된 공기가 진공펌프로 유출되는 제2 개구부; 및 상기 제2 하우징의 내면의 소정의 위치에 형성되되 제2 하우징의 내부 표면에 접하여 형성된 중공형 원통 형상의 구조물로 이루어져 제2 하우징 내부의 공기를 냉각시키는 제2 냉매수용부;를 포함하고,
상기 제1 공기유입관 및 제2 공기유입관은 각각 제1 하우징 및 제2 하우징의 내부 표면에 형성되는 얼음의 두께를 측정 가능한 센서를 포함하며,
상기 냉매공급장치는 제1 콜드트랩 및 제2 콜드트랩에 공급되는 냉매량을 각각 조절 가능한 냉매조절부를 포함하고,
상기 제어부는 제1 하우징의 내부 표면에 형성되는 얼음의 두께 및 제2 하우징의 내부 표면에 형성되는 얼음의 두께를 동일하게 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치.A drying chamber for drying the object to be dried;
A first cold trap connected to the drying chamber for allowing air discharged from the drying chamber to flow therethrough and cooling water vapor in the air flowing from the drying chamber;
A second cold trap connected to the first cold trap for allowing air discharged from the first cold trap to flow therein and for cooling water vapor in the air flowing in from the first cold trap;
A vacuum pump for sucking air discharged from the second cold trap to maintain a vacuum state of the drying chamber, the first cold trap, and the second cold trap;
A coolant supply device for supplying coolant to the first cold trap and the second cold trap; And
And a controller for controlling the vacuum pump and the refrigerant supply device,
The first cold trap includes a first housing having a cylindrical shape; A first air inflow tube having a hollow tube shape elongated at a central portion of the first housing and having one end opened to allow the air introduced from the drying chamber to flow through the hollow tube and into the first housing; A first opening formed at a predetermined position of the other end of the first air inlet pipe through which air flows, and the air flowing out into the first housing flows out to the second cold trap; And a first refrigerant accommodating portion formed at a predetermined position on an inner surface of the first housing and configured to be in contact with an inner surface of the first housing to cool air inside the first housing,
The second cold trap includes a second housing having a cylindrical shape; And a second air inflow hole having one end opened to allow the air introduced from the first cold trap to flow through the hollow tube and into the interior of the second housing, tube; A second opening formed at a predetermined position of the other end of the second air inlet pipe through which air flows, and the air flowing out into the second housing flows out to the vacuum pump; And a second refrigerant accommodating portion formed at a predetermined position on an inner surface of the second housing and configured to be in contact with an inner surface of the second housing to cool the air inside the second housing,
Wherein the first air inlet pipe and the second air inlet pipe each include a sensor capable of measuring the thickness of ice formed on the inner surfaces of the first housing and the second housing,
Wherein the refrigerant supply device includes a refrigerant regulator capable of regulating an amount of refrigerant supplied to the first cold trap and the second cold trap,
Wherein the controller controls the thickness of the ice formed on the inner surface of the first housing and the thickness of the ice formed on the inner surface of the second housing to be the same. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부는 전체 공급되는 냉매량을 기준으로 제2 콜드트랩에 공급되는 냉매량의 비율이 제1 콜드트랩에 공급되는 냉매량의 비율보다 높도록 냉매조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티직렬콜드트랩을 가지는 진공동결건조장치.The refrigeration system according to claim 1, wherein the controller controls the refrigerant controller so that the ratio of the amount of refrigerant supplied to the second cold trap is higher than the ratio of the amount of refrigerant supplied to the first cold trap, Vacuum freeze drying apparatus with serial cold trap. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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