KR101825086B1 - 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 종래 식품건조기의 경우에 히터 블로워 어셈블리를 통해 히터 블로워방식으로 건조시키기 때문에, 전력소비가 많아지고, 건조 후, 내부공간에 이물질 및 유해균이 많이 발생되어, 별도의 살균장치를 통해 살균작업을 수행해야 하는 문제점과, 건조객체가 고정된 채, 대류방식으로 히터 블러워 어셈블리가 구동되기 때문에, 건조객체 사이사이에 꼼꼼하게 히터 블로워가 전달되지 않아, 건조율이 낮고, 불균일하게 건조되는 문제점을 개선하고자, 메인본체(100), 적외선 LED 어레이모듈(200), 자외선 LED 어레이모듈(300), 팬구동모듈(400), 센서모듈(500), 건조객체 지지트레이(600), 스마트 제어부(700)로 구성됨으로서, 적외선 LED 어레이모듈과 자외선 LED 어레이모듈을 통해 50W~250W의 소비전력을 갖는 스마트 식품건조기를 제공할 수 있어, 기존에 비해 소비전력을 70% 줄일 수 있고, 적외선불빛의 복사열과 자외선불빛의 살균열을 통한 복사와 전도의 하이브리드 건조방식과, 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통한 복사와 대류의 하이브리드 건조방식 중 어느 하나 또는 둘을 선택하여 구동시킬 수 있어, 기존에 비해 건조율과 건조속도를 80% 향상시킬 수 있으며, 건조후에 도어의 투명창에 김서림 현상이 발생되더라도, 자외선 LED 불빛을 통해 회전식 건조대와 건조살균용 내부공간을 살균시킬 수 있어, 쾌적하고 살균력이 높은 건조공간을 제공할 수 있고, 무엇보다 스마트 제어부의 제어하에 건조객체(과실, 농작물, 육류, 생선물)에 따라 건조시간, 건조온도, 하이브리드 건조방식을 1:1 맞춤형으로 설정제어시킬 수 있어, 식품건조시장을 과실에서부터 농작물, 육류, 생선물까지 응용하여 활성화시킬 수 있는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기를 제공하는데 그 목적이 있다.
Description
본 발명에서는 적외선불빛의 복사열과 자외선불빛의 살균열을 통한 복사와 전도의 하이브리드 건조방식과, 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통한 복사와 대류의 하이브리드 건조방식 중 어느 하나 또는 둘을 선택하여 구동시킬 수 있고, 스마트 제어부의 제어하에 건조객체(과실, 농작물, 육류, 생선물)에 따라 건조시간, 건조온도, 하이브리드 건조방식을 1:1 맞춤형으로 설정제어시킬 수 있는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기에 관한 것이다.
최근 들어 과일이나 야채를 비롯하여 육류나 생선류 따위의 각종 식품(이하, '피건조물'이라 총칭한다)을 간편하게 건조시켜 간식이나 음식재료 등으로 다양하게 활용할 수 있는 웰빙 가전으로써 식품건조기가 각광을 받고 있다.
특히 캐비닛 안에 팬(fan)과 공기 가열기(air heater)를 설치하여 피건조물이 담긴 트레이(tray) 사이에 열풍을 수평으로 또는 수직으로 접촉 및 순환시킴으로써 피건조물의 수분을 증발시키는 이른바 대류전열 열풍 건조방식의 캐비닛 건조기(cabinet dryer)와, 팬(fan)과 공기 가열기(air heater)가 설치된 베이스의 상측에 여러 개의 트레이(채반)를 수직으로 다단 적층하여 피건조물을 열풍으로 건조하는 방식의 수직 적층형 건조기가 주류를 이루고 있다.
종래기술로, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0354535호에 개시된 식품건조기, 대한민국 등록특허공보 제10-1446071호에 개시된 식품건조기의 경우에 히터의 열기가 송풍팬에 의해 열풍으로 분출되어 다단으로 층층이 쌓인 건조대를 통과하면서 피건조물을 건조시킨 후, 덮개 본체의 통풍구에 형성된 관통 유로를 통해 하방으로 이동하여 다시 송풍기 케이스 내로 유입되고, 이와 동시에 통풍구의 상부에 형성된 관통 슬롯에 통해 외부공기가 유입되는 구조로 이루어진다.
하지만, 이는 열풍을 하부에서 상부로 압송하는 데다 건조대를 다단으로 적층하여 사용하는 구조적 특성상 건조대 간 온도 편차가 발생하여 상대적으로 열풍의 온도가 높은 하부의 피건조물보다 상부의 피건조물의 건조 상태가 불량하고, 방열손실을 제외한 열풍의 대부분이 배출되지 않는 구조적 특성상 건조 과정 중 초기에는 피건조물에서 증발하는 수분을 머금은 습기의 배기량이 상당히 적어 내부에 김서림 및 물방울 맺힘 현상이 발생하며, 이 경우 건조 과정에서 물기 및 물방울이 자중에 의해 아래로 떨어져서 피건조물을 오염시키고 일정량 이상 모이면 위생적으로나 시각적으로 불결할 뿐만 아니라 내부 환경이 고온다습해져서 건조가 제대로 일어나는 일정한 상태를 유지하기가 어려워 결과적으로 피건조물이 눅눅하거나 찌그러지고 비틀어지는 등 품질이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 국내등록특허공보 제10-1516235호에서는 히터 블로워 어셈블리, 베이스, 드레인 팬, 트레이컨테이너, 덕트로 이루어진 식품건조기가 제시된 바 있으나,
이는 히터 블로워 어셈블리를 통해 히터 블로워방식으로 건조시키기 때문에, 전력소비가 많아지고, 건조 후, 내부공간에 이물질 및 유해균이 많이 발생되어, 별도의 살균장치를 통해 살균작업을 수행해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 건조객체가 고정된 채, 대류방식으로 히터 블러워 어셈블리가 구동되기 때문에, 건조객체 사이사이에 꼼꼼하게 히터 블로워가 전달되지 않아, 건조율이 낮고, 불균일하게 건조되는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 적외선 LED 어레이모듈과 자외선 LED 어레이모듈을 통해 50W~250W의 소비전력을 갖는 스마트 식품건조기를 제공할 수 있고, 적외선불빛의 복사열과 자외선불빛의 살균열을 통한 복사와 전도의 하이브리드 건조방식과, 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통한 복사와 대류의 하이브리드 건조방식 중 어느 하나 또는 둘을 선택하여 구동시킬 수 있으며, 건조후에 도어의 투명창에 김서림 현상이 발생되더라도, 자외선 LED 불빛을 통해 회전식 건조대와 건조살균용 내부공간을 살균시킬 수 있고, 스마트 제어부의 제어하에 건조객체(과실, 농작물, 육류, 생선물)에 따라 건조시간, 건조온도, 하이브리드 건조방식을 1:1 맞춤형으로 설정제어시킬 수 있는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기는
사각박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 메인본체(100)와,
메인본체의 건조살균용 내부공간 내벽 일측에 병렬 어레이구조로 설치되어, 적외선 LED 불빛을 건조객체 트레이 또는 건조객체쪽으로 복사열을 쏴주면서 이와 동시에 건조객체 트레이를 전도시키는 적외선 LED 어레이모듈(200)과,
적외선 LED 어레이모듈 하단에 위치되고, 메인본체의 건조살균용 내부공간 내벽 일측에 병렬 어레이구조로 설치되어, 자외선 LED 불빛을 건조객체 트레이 또는 건조객체쪽으로 쏴주어, 건조객체 트레이, 건조살균용 내부공간, 건조객체를 살균시키는 자외선 LED 어레이모듈(300)과,
메인본체의 건조살균용 내부공간 후단 일측에 위치되어, 팬회전을 통해 건조살균용 내부공간에 생성된 적외선 LED 어레이모듈(200)의 복사열과, 자외선 LED 어레이모듈(400)의 살균열에 와류를 주어 대류분위기를 형성시키는 팬구동모듈(400)과,
메인본체의 건조살균용 내부공간 일측에 위치되어, 건조살균용 내부공간의 온도, 습도를 측정하는 센서모듈(500)과,
메인본체의 건조살균용 내부공간 양측벽에 형성된 적외선 LED 어레이모듈 사이, 또는 자외선 LED 어레이모듈 사이에 층상구조로 형성되어, 건조객체를 위치시키면서, 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 자외선 LED 어레이모듈의 살균열을 통해 생성된 전도를 통해 건조객체를 건조시키는 건조객체 지지트레이(600)와,
적외선 LED 어레이모듈, 자외선 LED 어레이모듈, 팬구동모듈, 센서모듈과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어시키고, 센서모듈에서 센싱된 온도와 습도에 따라 복사와 전도의 하이브리드 건조방식, 또는 대류와 복사의 하이브리드 건조방식 중 어느 하나로 선택구동시켜, 건조객체를 건조시키도록 제어하면서, 건조객체에 따라 건조시간, 건조온도, 하이브리드 건조방식을 1:1 맞춤형으로 설정제어시키는 스마트 제어부(700)로 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, 적외선 LED 어레이모듈과 자외선 LED 어레이모듈을 통해 50W~250W의 소비전력을 갖는 스마트 식품건조기를 제공할 수 있어, 기존에 비해 소비전력을 70% 줄일 수 있다.
둘째, 적외선불빛의 복사열과 자외선불빛의 살균열을 통한 복사와 전도의 하이브리드 건조방식과, 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통한 복사와 대류의 하이브리드 건조방식 중 어느 하나 또는 둘을 선택하여 구동시킬 수 있어, 기존에 비해 건조율과 건조속도를 80% 향상시킬 수 있다.
셋째, 건조후에 도어의 투명창에 김서림 현상이 발생되더라도, 자외선 LED 불빛을 통해 회전식 건조대와 건조살균용 내부공간을 살균시킬 수 있어, 쾌적하고 살균력이 높은 건조공간을 제공할 수 있다.
넷째, 스마트 제어부의 제어하에 건조객체(과실, 농작물, 육류, 생선물)에 따라 건조시간, 건조온도, 하이브리드 건조방식을 1:1 맞춤형으로 설정제어시킬 수 있어, 세포막이 파괴되지 않으면서 영양소를 방지할 수 있고, 이로 인해 식품건조시장을 과실에서부터 농작물, 육류, 생선물까지 응용하여 활성화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기(1)의 구성요소를 내부사시도,
도 4는 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 자외선 LED 불빛의 살균열을 통해 생성된 전도와 복사로 이루어진 하이브리드 건조방식으로 건조객체를 건조시킨 것을 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해, 복사와 대류로 이루어진 하이브리드 건조방식으로 건조객체를 건조시킨 것을 도시한 일실시예도,
도 6은 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 8은 본 발명에 따른 자외선 LED 어레이모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 센서모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 스마트 제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 11은 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 12는 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기의 외형 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 13은 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기의 내부에 건조객체 지지트레이가 층상구조로 형성된 것을 도시한 일실시예도.
도 2는 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기(1)의 구성요소를 내부사시도,
도 4는 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 자외선 LED 불빛의 살균열을 통해 생성된 전도와 복사로 이루어진 하이브리드 건조방식으로 건조객체를 건조시킨 것을 도시한 일실시예도,
도 5는 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해, 복사와 대류로 이루어진 하이브리드 건조방식으로 건조객체를 건조시킨 것을 도시한 일실시예도,
도 6은 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 8은 본 발명에 따른 자외선 LED 어레이모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 센서모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 스마트 제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 11은 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 12는 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기의 외형 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 13은 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기의 내부에 건조객체 지지트레이가 층상구조로 형성된 것을 도시한 일실시예도.
먼저, 본 발명에서 설명되는 식품건조기에서 식품은 사람이 섭취하는 음식물로서, 과실(사과, 배, 감, 포도, 귤 등), 농작물(고추, 호박, 당근, 마늘, 무, 인삼, 한약재료 등), 육류(소고기, 돼지고기, 닭고기), 생선물(고등어, 참치, 갈치, 멸치 등)을 모두 포함한다.
또한, 본 발명에서 설명되는 하이브리드 건조구동식은 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 자외선 LED 불빛의 살균열을 통해 생성된 전도와 복사로 이루어진 하이브리드 건조방식과, 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해, 복사와 대류로 이루어진 하이브리드 건조방식을 말한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 메인본체(100), 적외선 LED 어레이모듈(200), 자외선 LED 어레이모듈(300), 팬구동모듈(400), 센서모듈(500), 건조객체 지지트레이(600), 스마트 제어부(700)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 메인본체(100)에 관해 설명한다.
상기 메인본체(100)는 사각박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 외부 상단 표면 일측에 버튼(110)과 디스플레이부(120)가 형성되고, 전면방향 일측에 전면부(130a)를 힌지구조로 개폐시키는 도어부(130)가 형성되며, 건조살균용 내부공간의 내벽 일측 및 내벽 타측에 적외선 LED 어레이모듈이 형성되고, 적외선 LED 어레이모듈 하단에 자외선 LED 어레이모듈이 형성되며, 내부공간의 천장 및 내벽 일측에 센서모듈이 형성되고, 메인본체의 건조살균용 내부공간 후단 일측에 팬구동모듈이 형성되며, 건조살균용 내부공간 양측벽에 형성된 적외선 LED 어레이모듈 사이, 또는 자외선 LED 어레이모듈 사이에 층상구조로 건조객체 지지트레이가 형성되고, 디스플레이부의 내부방향 일측에 스마트 제어부가 형성되어 구성된다.
상기 메인본체(100)는 건조객체 중 과실, 농작물, 육류, 생선물에 따라 30cm*30cm*20cm(가로*세로*높이), 50cm*50cm*30cm(가로*세로*높이), 100cm*100cm*80cm(가로*세로*높이), 200cm*200cm*120cm(가로*세로*높이), 300cm*300cm*200cm(가로*세로*높이), 400cm*400cm*300cm(가로*세로*높이), 600cm*600cm*400cm(가로*세로*높이)로, 소형사이즈, 중형사이즈, 대형사이즈로 제작된다.
다음으로, 본 발명에 따른 적외선 LED 어레이모듈(200)에 관해 설명한다.
상기 적외선 LED 어레이모듈(200)은 메인본체의 건조살균용 내부공간 내벽 일측에 병렬 어레이구조로 설치되어, 적외선 LED 불빛을 건조객체 트레이 또는 건조객체쪽으로 복사열을 쏴주면서 이와 동시에 건조객체 트레이를 전도시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 적외선 LED용 지지기판(210), 방열프레임(220), 리드프레임(230), 레드광 LED칩(240), 본드 와이어(250), 적외선발광회로부(260), 적외선발광형광체(270), 반사커버(280)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 적외선 LED용 적외선 LED용 지지기판(210)에 관해 설명한다.
상기 적외선 LED용 적외선 LED용 지지기판(210)은 정사각형상으로 이루어져 각 기기를 하단방향에서 지지하는 역할을 한다.
이는 사파이어(Al2O3)기판, SiC 기판, GaN 기판 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
둘째, 본 발명에 따른 방열프레임(220)에 관해 설명한다.
상기 방열프레임(220)은 적외선 LED용 지지기판 하단에 위치되어 레드 LED 칩에서 발생되는 열을 방열시키는 역할을 한다.
이는 대류를 이용한 히트싱크부(heat sink)와 슬러그(slug)로 구성된다.
그리고, CMP-PLA 소재 또는 엔지니어링플라스틱 소재로 이루어진다.
셋째, 본 발명에 따른 리드프레임(230)에 관해 설명한다.
상기 리드프레임(230)은 적외선 LED용 지지기판의 상 방향으로 전기도통용 브릿지가 형성되어, 외부로부터 유입된 전원을 인가받아 적외선발광회로부로 전달시키는 역할을 한다.
넷째, 본 발명에 따른 레드광 LED칩(240)에 관해 설명한다.
상기 레드광 LED칩(240)은 상기 적외선 LED용 지지기판의 상면 중앙 일측에 형성되어 적외선발광형광체 중앙방향으로 적외선 불빛을 발광시키는 역할을 한다.
이는 p-n 접합 구조로 형성되어 전류의 흐름에 따라 여분의 전자와 정공이 발광성 재결합에 의해 블루광을 발생시키도록 GaN(갈륨 니트라이드)계 모놀리식 LED 멀티칩으로 구성된다.
상기 레드광 LED칩은 700nm~950nm 의 우세 방출 파장 및 1500mW 내지 3000mW의 방사 플럭스(radiant flux) 특성을 가진다.
다섯째, 본 발명에 따른 본드 와이어(250)에 관해 설명한다.
상기 본드 와이어(250)는 레드광 LED칩과 적외선발광회로부 사이를 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
여섯째, 본 발명에 따른 적외선발광회로부(260)에 관해 설명한다.
상기 적외선발광회로부(260)는 상기 적외선 LED용 지지기판의 상면 가장자리 일측에 형성되어 본드 와이어를 레드광 LED칩에 상호 연결시킨 상태에서 700nm~950nm 적외선불빛이 발광되도록 전기신호를 출력시키는 역할을 한다.
일곱째, 본 발명에 따른 적외선발광형광체(270)에 관해 설명한다.
상기 적외선발광형광체(270)는 상기 레드광 LED칩 상단에 위치되어, 레드광 LED칩에 의해 방출된 광을 흡수해서 적외선 우세 파장을 갖는 광을 방출시키는 역할을 한다.
이는 형광체 코팅물질을 형광체 표면에 코팅함으로써, 고 광투과성, 가공성 및 기계적 물성을 향상시키도록 구성된다.
상기 형광체는 녹색 형광물질, 노랑색 형광물질, 오렌지색 형광물질, 적색 형광물질을 사용하며, 보다 구체적으로는 Silicate 계열의 orthosilicate 형광체인 Sr2SiO4:Eu를 사용한다. 상기 Sr2SiO4:Eu는 색 영역이 녹색에서 오렌지색(520nm~570nm)을 갖고 청색 파장대의 빛을 흡수하는 형광체로 이루어진다.
x상기 형광체 코팅물질은 투명하고 경도성이 좋은 멜라민 레진에 졸-겔 법을 이용하여 무기질을 첨가하여 제조함으로써 광투과도를 높이고 가공성 및 기계적 물성을 향상시킨다.
여덟째, 본 발명에 따른 반사커버(280)에 관해 설명한다.
상기 반사커버(280)는 적외선 LED용 지지기판(210)의 전단방향에 전광후협구조로 형성되어, 레드광 LED칩에서 생성된 적외선 불빛을 반사시켜 건조살균용 내부공간으로 확산시키는 역할을 한다.
이는 도 7에 도시한 바와 같이, 알루미늄 반사판으로 이루어지고, 알루미늄 반사판에 복수개의 절곡선을 형성되어, 반사각도를 전단방향으로 모아서 반사시키도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 자외선 LED 어레이모듈(300)에 관해 설명한다.
상기 자외선 LED 어레이모듈(300)은 적외선 LED 어레이모듈 하단에 위치되고, 메인본체의 건조살균용 내부공간 내벽 일측에 병렬 어레이구조로 설치되어, 자외선 LED 불빛을 건조객체 트레이 또는 건조객체쪽으로 쏴주어, 건조객체 트레이, 건조살균용 내부공간, 건조객체를 살균시키는 역할을 한다.
이는 도 8에 도시한 바와 같이, 자외선 LED용 지지기판(310), UVLED 칩(320), UV LED칩 드라이버IC(330)로 구성된다.
상기 자외선 LED용 지지기판(310)은 정사각형상으로 이루어져 각 기기를 하단방향에서 지지하는 역할을 한다.
상기 UVLED 칩(320)은 자외선 LED용 지지기판 상단표면상에 복수개로 형성되고, UV LED칩 드라이버IC의 제어신호에 따라 구동되어, 건조살균용 내부공간에서 자외선 LED 불빛을 생성시키는 역할을 한다.
여기서, UV LED는 자외선을 방출하는 LED로 기존 UV 수은램프에 비해 효율이 좋고 수명이 길며 친환경적인 특징을 갖는다.
자외선 파장에 따라 200nm~300nm, 301nm~400nm, 401nm~500nm, 501nm~600nm로 자외선 LED 불빛을 생성시킨다.
상기 UV LED칩 드라이버IC(330)는 UVLED 칩에 발생되는 파장중 200nm~300nm을 제1 채널로 설정시키고, 301nm~400nm을 제 2채널로 설정시키며, 401nm~500nm을 제3 채널로 설정시키고, 501nm~600nm을 제4채널로 설정시킨 후, 제1 채널, 제2 채널, 제3 채널, 제4 채널 중 어느 하나를 선택시켜 구동시키도록 제어하고, 선형방식의 정전류원과 스위치 방식의 정전압원을 모두 하나의 칩에 집적화시켜 선택제어시키는 역할을 한다.
이때, 제1 채널, 제2 채널, 제3 채널, 제4 채널 중 어느 하나를 선택시켜 구동시키는 출력신호는 스마트 제어부로부터 전달받는다.
다음으로, 본 발명에 따른 팬구동모듈(400)에 관해 설명한다.
상기 팬구동모듈(400)은 메인본체의 건조살균용 내부공간 후단 일측에 위치되어, 팬회전을 통해 건조살균용 내부공간에 생성된 적외선 LED 어레이모듈(200)의 복사열과, 자외선 LED 어레이모듈(400)의 살균열에 와류를 주어 대류분위기를 형성시키는 역할을 한다.
이는 회전팬과 회전모터로 구성된다.
상기 회전팬은 회전모터의 회전력을 전달받아 회전되면서, 내부공간에 생성된 적외선 LED 어레이모듈(200)의 복사열과, 자외선 LED 어레이모듈(400)의 살균열에 와류를 주어 대류분위기를 형성시킨다.
상기 회전모터는 회전력을 생성시켜 회전팬에 전달시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 센서모듈(500)에 관해 설명한다.
상기 센서모듈(500)은 메인본체의 건조살균용 내부공간 일측에 위치되어, 건조살균용 내부공간의 온도, 습도를 측정하는 역할을 한다.
이는 도 9에 도시한 바와 같이, 온도센서(510), 습도센서(520)로 구성된다.
상기 온도센서(510)는 건조살균용 내부공간의 실내온도를 측정하는 역할을 한다.
상기 습도센서(520)는 건조살균용 내부공간의 실내습도를 측정하는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 건조객체 지지트레이(600)에 관해 설명한다.
상기 건조객체 지지트레이(600)는 메인본체의 건조살균용 내부공간 양측벽에 형성된 적외선 LED 어레이모듈 사이, 또는 자외선 LED 어레이모듈 사이에 층상구조로 형성되어, 건조객체를 위치시키면서, 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 자외선 LED 어레이모듈의 살균열을 통해 생성된 전도를 통해 건조객체를 건조시키는 역할을 한다.
이는 사각형상의 평면구조로 이루어지고, 표면에 복수개의 환기공이 형성된다.
그리고, 가볍고, 내구성, 내마모성, 전도율이 우수한 스테인리스 스틸(SUS) 재질로 이루어진다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트 제어부(700)에 관해 설명한다.
상기 스마트 제어부(700)는 적외선 LED 어레이모듈, 자외선 LED 어레이모듈, 팬구동모듈, 센서모듈과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어시키고, 센서모듈에서 센싱된 온도와 습도에 따라 복사와 전도의 하이브리드 건조방식, 또는 대류와 복사의 하이브리드 건조방식 중 어느 하나로 선택구동시켜, 건조객체를 건조시키도록 제어하면서, 건조객체에 따라 건조시간, 건조온도, 하이브리드 건조방식을 1:1 맞춤형으로 설정제어시키는 역할을 한다.
이는 도 10에 도시한 바와 같이, 입력단자 일측에 버튼부가 연결되어, 버튼부의 선택신호를 입력받고, 또 다른 입력단자 일측에 센서모듈이 연결되어, 건조살균용 내부공간의 온도측정값, 습도측정값을 입력받으며, 출력단자 일측에 적외선 LED 어레이모듈의 적외선발광회로부가 연결되어, 적외선발광회로부를 구동시켜 400nm~950nm 적외선불빛이 발광되도록 전기신호를 출력시키도록 제어하고, 또 다른 출력단자 일측에 팬구동모듈이 연결되어, 건조살균용 내부공간에 생성된 적외선 LED 어레이모듈(200)의 복사열과, 자외선 LED 어레이모듈(400)의 살균열에 와류를 주어 대류분위기를 형성시키도록 제어하며, 또 다른 출력단자 일측에 UV LED칩 드라이버IC가 연결되어, UVLED칩에서 발생되는 파장인 제1 채널, 제2 채널, 제3 채널, 제4 채널 중 어느 하나를 선택시켜 구동시키도록 제어신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 디스플레이부가 연결되어, 각 기기의 구동상태 및 기기 이상신호를 디스플레이부 상에 출력시키도록 구성된다.
상기 스마트 제어부(700)는 도 11에 도시한 바와 같이, 과실건조제어부(710), 농작물건조제어부(720), 육류건조제어부(730), 생선물건조제어부(740)가 포함되어 구성된다.
상기 과실건조제어부(710)는 건조객체가 슬라이스된 과일일 경우에, 1차로 150℃ 건조온도, 70% 습도조건, 60분~120분 건조시간에서 900nm 적외선불빛의 복사열과 260nm 자외선불빛의 살균열을 통해 복사와 전도의 하이브리드 건조방식으로 건조시키다가, 2차로 120℃ 건조온도, 40% 습도조건, 30분~60분 건조시간에서 720nm 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해 복사와 대류의 하이브리드 건조방식으로 건조시키는 역할을 한다.
이는 과실의 종류(사과, 배, 감, 포도, 귤 등)에 따라 건조온도, 습도조건, 건조시간, 적외선불빛 파장, 자외선불빛 파장을 상하등급으로 단계별로 설정한다.
상기 농작물건조제어부(720)는 건조객체가 농작물일 경우에, 1차로 160℃ 건조온도, 70% 습도조건, 180분~240분 건조시간에서 920nm 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해 복사와 대류의 하이브리드 건조방식으로 건조시키다가, 2차로 120℃ 건조온도, 40% 습도조건, 60분~180분 건조시간에서 900nm 적외선불빛의 복사열과 300nm 자외선불빛의 살균열을 통해 복사와 전도의 하이브리드 건조방식으로 건조시키는 역할을 한다.
이는 농작물의 종류(고추, 호박, 당근, 마늘, 무, 인삼, 한약재료 등)에 따라 건조온도, 습도조건, 건조시간, 적외선불빛 파장, 자외선불빛 파장을 상하등급으로 단계별로 설정한다.
상기 육류건조제어부(730)는 건조객체가 육류일 경우에, 1차로 140℃ 건조온도, 60% 습도조건, 60분~90분 건조시간에서 900nm 적외선불빛의 복사열과 260nm 자외선불빛의 살균열을 통해 복사와 전도의 하이브리드 건조방식으로 건조시키다가, 2차로 100℃ 건조온도, 40% 습도조건, 30분~60분 건조시간에서 720nm 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해 복사와 대류의 하이브리드 건조방식으로 건조시키는 역할을 한다.
이는 육류의 종류(소고기, 돼지고기, 닭고기 등)에 따라 건조온도, 습도조건, 건조시간, 적외선불빛 파장, 자외선불빛 파장을 상하등급으로 단계별로 설정한다.
상기 생선물건조제어부(740)는 건조객체가 생선물일 경우에, 1차로 170℃ 건조온도, 80% 습도조건, 180분~300분 건조시간에서 940nm 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해 복사와 대류의 하이브리드 건조방식으로 건조시키다가, 2차로 100℃ 건조온도, 40% 습도조건, 60분~180분 건조시간에서 900nm 적외선불빛의 복사열과 300nm 자외선불빛의 살균열을 통해 복사와 전도의 하이브리드 건조방식으로 건조시키는 역할을 한다.
이는 생선물의 종류(고등어, 참치, 갈치, 멸치 등)에 따라 건조온도, 습도조건, 건조시간, 적외선불빛 파장, 자외선불빛 파장을 상하등급으로 단계별로 설정한다.
이하, 본 발명에 따른 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 건조객체 지지트레이에 건조객체를 수납식으로 얹은 후, 건조버튼을 누른다.
다음으로, 건조버튼 입력신호가 입력되면, 센서모듈이 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 건조살균용 내부공간의 온도, 습도를 측정한다.
다음으로, 스마트제어부에서 센서모듈을 통해 건조살균용 내부공간에서 측정된 온도, 습도를 입력받아, 건조객체의 건조기준설정치와 비교분석 후, 복사와 전도로 이루어진 하이브리드 건조방식과, 복사와 대류로 이루어진 하이브리드 건조방식 중 어느 하나 또는 둘을 선택하여 구동신호를 출력시킨다.
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 복사와 전도로 이루어진 하이브리드 건조방식이 선택되면, 적외선 LED 어레이모듈과 자외선 LED 어레이모듈이 구동된다.
즉, 스마트 제어부에서 적외선 LED 어레이모듈을 구동시켜, LED 광원을 조절하면서 건조객체 지지트레이와 건조객체쪽으로 900nm~950nm의 적외선 복사열을 쏴주어 건조제어시킨다.
그리고, 자외선 LED 어레이모듈이 구동되어, 자외선 LED 불빛을 건조객체 지지트레이와 건조객체쪽으로 260nm~320nm의 살균열을 쏴준다.
이때, 건조객체 트레이는 도 4에 도시한 바와 같이, 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 자외선 LED 불빛의 살균열을 통해 전도가 생성된다.
이로 인해, 복사와 전도로 이루어진 하이브리드 건조방식으로 건조객체를 건조시킨다.
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 복사와 대류로 이루어진 하이브리드 건조방식이 선택되면, 적외선 LED 어레이모듈, 팬구동모듈이 구동된다.
즉, 스마트 제어부에서 적외선 LED 어레이모듈을 구동시켜, LED 광원을 조절하면서 건조객체 지지트레이와 건조객체쪽으로 900nm~950nm의 적외선 복사열을 쏴주어 건조제어시킨다.
그리고, 팬구동모듈이 구동되어, 건조살균용 내부공간에 생성된 적외선 LED 어레이모듈(200)의 복사열에 와류를 주어 대류분위기를 형성시킨다.
이때, 건조객체 트레이는 도 5에 도시한 바와 같이, 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해, 복사와 대류로 이루어진 하이브리드 건조방식으로 건조객체를 건조시킨다.
끝으로, 건조완료 후, 살균버튼 입력신호가 입력되면, 스마트 제어부에서 LED 광원을 조절하면서 건조객체 및 건조살균용 내부공간으로 자외선 파장을 쏴주어 살균제어시킨다.
1 : 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기
100 : 메인본체 200 : 적외선 LED 어레이모듈
300 : 자외선 LED 어레이모듈 400 : 팬구동모듈
500 : 센서모듈 600 : 건조객체 지지트레이
700 : 스마트 제어부
100 : 메인본체 200 : 적외선 LED 어레이모듈
300 : 자외선 LED 어레이모듈 400 : 팬구동모듈
500 : 센서모듈 600 : 건조객체 지지트레이
700 : 스마트 제어부
Claims (7)
- 사각박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 메인본체(100)와,
메인본체의 건조살균용 내부공간 내벽 일측에 병렬 어레이구조로 설치되어, 적외선 LED 불빛을 건조객체 트레이 또는 건조객체쪽으로 복사열을 쏴주면서 이와 동시에 건조객체 트레이를 전도시키는 적외선 LED 어레이모듈(200)과,
적외선 LED 어레이모듈 하단에 위치되고, 메인본체의 건조살균용 내부공간 내벽 일측에 병렬 어레이구조로 설치되어, 자외선 LED 불빛을 건조객체 트레이 또는 건조객체쪽으로 쏴주어, 건조객체 트레이, 건조살균용 내부공간, 건조객체를 살균시키는 자외선 LED 어레이모듈(300)과,
메인본체의 건조살균용 내부공간 후단 일측에 위치되어, 팬회전을 통해 건조살균용 내부공간에 생성된 적외선 LED 어레이모듈(200)의 복사열과, 자외선 LED 어레이모듈(400)의 살균열에 와류를 주어 대류분위기를 형성시키는 팬구동모듈(400)과,
메인본체의 건조살균용 내부공간 일측에 위치되어, 건조살균용 내부공간의 온도, 습도를 측정하는 센서모듈(500)과,
메인본체의 건조살균용 내부공간 양측벽에 형성된 적외선 LED 어레이모듈 사이, 또는 자외선 LED 어레이모듈 사이에 층상구조로 형성되어, 건조객체를 위치시키면서, 적외선 LED 어레이모듈의 복사열과 자외선 LED 어레이모듈의 살균열을 통해 생성된 전도를 통해 건조객체를 건조시키는 건조객체 지지트레이(600)와,
적외선 LED 어레이모듈, 자외선 LED 어레이모듈, 팬구동모듈, 센서모듈과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어시키고, 센서모듈에서 센싱된 온도와 습도에 따라 복사와 전도의 하이브리드 건조방식, 또는 대류와 복사의 하이브리드 건조방식 중 어느 하나로 선택구동시켜, 건조객체를 건조시키도록 제어하면서, 건조객체에 따라 건조시간, 건조온도, 하이브리드 건조방식을 1:1 맞춤형으로 설정제어시키는 스마트 제어부(700)로 구성되는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기에 있어서,
상기 적외선 LED 어레이모듈(200)은
정사각형상으로 이루어져 각 기기를 하단방향에서 지지하는 적외선 LED용 지지기판(210)과,
적외선 LED용 지지기판 하단에 위치되어 레드 LED 칩에서 발생되는 열을 방열시키는 방열프레임(220)과,
적외선 LED용 지지기판의 상단 방향으로 전기도통용 브릿지가 형성되어, 외부로부터 유입된 전원을 인가받아 적외선발광회로부로 전달시키는 리드프레임(230)과,
상기 적외선 LED용 지지기판의 상면 중앙 일측에 형성되어 적외선발광형광체 중앙방향으로 적외선 불빛을 발광시키는 레드광 LED칩(240)과,
레드광 LED칩과 외선발광회로부 사이를 전기적으로 연결시키는 본드 와이어(250)와,
상기 적외선 LED용 지지기판의 상면 가장자리 일측에 형성되어 본드 와이어를 레드광 LED칩에 상호 연결시킨 상태에서 700nm~950nm 적외선불빛이 발광되도록 전기신호를 출력시키는 적외선발광회로부(260)와,
상기 레드광 LED칩 상단에 위치되어, 레드광 LED칩에 의해 방출된 광을 흡수해서 적외선 우세 파장을 갖는 광을 방출시키는 적외선발광형광체(270)와,
적외선 LED용 지지기판(210)의 전단방향에 전광후협구조로 형성되어, 레드광 LED칩에서 생성된 적외선 불빛을 반사시켜 건조살균용 내부공간으로 확산시키는 반사커버(280)로 구성되는 것을 특징으로 하는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 반사커버(280)는
알루미늄 반사판으로 이루어지고, 알루미늄 반사판에 복수개의 절곡선을 형성되어, 반사각도를 전단방향으로 모아서 반사시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기.
- 제1항에 있어서, 상기 자외선 LED 어레이모듈(300)은
정사각형상으로 이루어져 각 기기를 하단방향에서 지지하는 자외선 LED용 지지기판(310)과,
자외선 LED용 지지기판 상단표면상에 복수개로 형성되고, UV LED칩 드라이버IC의 제어신호에 따라 구동되어, 건조살균용 내부공간에서 자외선 LED 불빛을 생성시키는 UVLED 칩(320)과,
UVLED 칩에 발생되는 파장중 200nm~300nm을 제1 채널로 설정시키고, 301nm~400nm을 제 2채널로 설정시키며, 401nm~500nm을 제3 채널로 설정시키고, 501nm~600nm을 제4채널로 설정시킨 후, 제1 채널, 제2 채널, 제3 채널, 제4 채널 중 어느 하나를 선택시켜 구동시키도록 제어하고, 선형방식의 정전류원과 스위치 방식의 정전압원을 모두 하나의 칩에 집적화시켜 선택제어시키는 UV LED칩 드라이버IC(330)로 구성되는 것을 특징으로 하는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 스마트 제어부(700)는
입력단자 일측에 버튼부가 연결되어, 버튼부의 선택신호를 입력받고, 또 다른 입력단자 일측에 센서모듈이 연결되어, 건조살균용 내부공간의 온도측정값, 습도측정값을 입력받으며, 출력단자 일측에 적외선 LED 어레이모듈의 적외선발광회로부가 연결되어, 적외선발광회로부를 구동시켜 400nm~950nm 적외선불빛이 발광되도록 전기신호를 출력시키도록 제어하고, 또 다른 출력단자 일측에 팬구동모듈이 연결되어, 건조살균용 내부공간에 생성된 적외선 LED 어레이모듈(200)의 복사열과, 자외선 LED 어레이모듈(400)의 살균열에 와류를 주어 대류분위기를 형성시키도록 제어하며, 또 다른 출력단자 일측에 UV LED칩 드라이버IC가 연결되어, UVLED칩에서 발생되는 파장인 제1 채널, 제2 채널, 제3 채널, 제4 채널 중 어느 하나를 선택시켜 구동시키도록 제어신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 디스플레이부가 연결되어, 각 기기의 구동상태 및 기기 이상신호를 디스플레이부 상에 출력시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기.
- 제1항에 있어서, 상기 스마트 제어부(700)는
건조객체가 슬라이스된 과일일 경우에, 1차로 150℃ 건조온도, 70% 습도조건, 60분~120분 건조시간에서 900nm 적외선불빛의 복사열과 260nm 자외선불빛의 살균열을 통해 복사와 전도의 하이브리드 건조방식으로 건조시키다가, 2차로 120℃ 건조온도, 40% 습도조건, 30분~60분 건조시간에서 720nm 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해 복사와 대류의 하이브리드 건조방식으로 건조시키는 과실건조제어부(710)와,
건조객체가 농작물일 경우에, 1차로 160℃ 건조온도, 70% 습도조건, 180분~240분 건조시간에서 920nm 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해 복사와 대류의 하이브리드 건조방식으로 건조시키다가, 2차로 120℃ 건조온도, 40% 습도조건, 60분~180분 건조시간에서 900nm 적외선불빛의 복사열과 300nm 자외선불빛의 살균열을 통해 복사와 전도의 하이브리드 건조방식으로 건조시키는 농작물건조제어부(720)와,
건조객체가 소고기, 돼지고기, 닭고기로 이루어진 육류일 경우에, 1차로 140℃ 건조온도, 60% 습도조건, 60분~90분 건조시간에서 900nm 적외선불빛의 복사열과 260nm 자외선불빛의 살균열을 통해 복사와 전도의 하이브리드 건조방식으로 건조시키다가, 2차로 100℃ 건조온도, 40% 습도조건, 30분~60분 건조시간에서 720nm 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해 복사와 대류의 하이브리드 건조방식으로 건조시키는 육류건조제어부(730)와,
건조객체가 생선물일 경우에, 1차로 170℃ 건조온도, 80% 습도조건, 180분~300분 건조시간에서 940nm 적외선불빛의 복사열과 팬구동모듈의 대류분위기를 통해 복사와 대류의 하이브리드 건조방식으로 건조시키다가, 2차로 100℃ 건조온도, 40% 습도조건, 60분~180분 건조시간에서 900nm 적외선불빛의 복사열과 300nm 자외선불빛의 살균열을 통해 복사와 전도의 하이브리드 건조방식으로 건조시키는 생선물건조제어부(740)로 구성되는 것을 특징으로 하는 건조객체에 따른 1:1 맞춤형 하이브리드 건조구동식 스마트 식품건조기.
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