KR101935005B1 - 구들식 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 농수산물이나 임산물 등의 식재료들을 형태손상과 영양소 파괴를 최소화 하면서 경제적으로 신속하게 건조할 수 있도록 한 구들식 건조장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 피건조물을 투입, 배출하기 위한 도어가 설치되며, 내부에 건조실이 구비되도록 바닥부, 벽체부, 천장부로 밀폐구성되는 구들식 건조장치에 있어서, 상기 바닥부의 모서리에는 천정부를 지지하기 위한 수직프레임이 설치되며, 상기 바닥부와 벽체부에는 외부에서부터 건조실 안으로 외판, 단열재, 열반사판, 온수가 순환되는 튜브가 매설된 축열판이 차례로 적층 구성되며, 상기 벽체부의 축열판 상에는 내부에 세라믹볼을 포함하는 원적외선방사층과 다수의 타공이 형성된 마감판이 차례로 적층 구성되며, 일측 벽체부 외부에는 상기 바닥부와 벽체부의 튜브 속으로 온수를 순환시키는 보일러가 설치되며, 상기 천정부는 최하측에부터 마감판과 다수의 수평프레임을 격자형으로 구성시킨 지지프레임과 태양열을 흡수하여 건조실로 발산하기 위한 세라믹판과 강화유리가 차례로 적층 구성되며, 상기 천정부에는 피건조물에서 발생한 습기를 제거하기 위한 제습기가 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

구들식 건조장치 {Floor heating type drying equipment}

본 발명은 구들식 건조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 각종 농수산물이나 임산물 등의 식재료들을 형태손상과 영양소 파괴를 최소화하면서 경제적으로 신속하게 건조할 수 있도록 한 구들식 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로 농수산물이나 육류 등의 식재료들 중에는 특정한 맛과 영양소를 만들어내거나 장기보관을 위해서 건조를 하여 유통 및 재가공을 하는 것들이 많다. 대표적으로 대추, 고추, 무, 감, 버섯, 육포, 오징어 등을 건조하는 경우가 많은데, 외기에 노출하여 자연건조하는 경우 매우 오랜 시간이 소요되어 관리가 힘들고 따라서 건조과정에서 건조대상물이 썩거나 변질되는 경우가 많고, 먼지나 파리 등으로 위생적인 부분에서 매우 취약한 문제가 있었다.

이에 기계적으로 강제건조를 시키는 건조장치들이 많이 개발되었으며 대표적으로는 대한민국 등록특허공보 제 10-1137774에서 개시하고 있는 회전드럼형 농산물 건조기가 있고, 이는 농산물을 투입하여 건조시키는 건조드럼장치를 구비하여 열풍으로 건조하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 선행기술로는 대한민국 등록실용신안 제20-0470488호에서 개시하고 있는 농산물 건조기로써, 이는 내부에건조실이 마련된 건조하우징과 건조실에 배치되며 피건조물이 담긴 건조용 채반이 다단으로 적층되는 건조대를가지는 건조부, 및 내부에 전열기 및 송풍기가 배치되는 열교환실이 마련된 전열하우징을 가지며 피건조물 건조시 열교환실에서 발생된 건조열풍을 건조실에 순환시키는 전열부;를 포함하여 구성되어 건조대에 다단으로 적층된 피건조물을 통과한 후 전열부 측으로 순환하는 건조열풍을 다시건조대의 피건조물 측으로 안내되게 한 것을 특징으로 한다.

하지만 상기와 같이 별도의 전열장치에 의해 발생되는 열풍을 이용한 건조장치는 전력소모가 크고 열풍에 의해 피건조물의 겉은 금방 건조되나 내부는 건조가 잘 이루어지지 않으며, 건조물의 형태나 색상이 변질되어 상품성을 떨어뜨리는 등 다수의 문제점을 안고 있었던 것이다.

KR 등록특허 10-1137774 KR 등록실용신안 20-0470488

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 건조실 안에서 개구부가 형성되는 정면을 제외한 외면 전체에 온수를 순환시켜 축열판과 원적외선방사층을 가온시켜 방출되는 원적외선 복사열을 이용하여 피건조물을 내부에서부터 신속하게 건조시킴으로써 단시간에 우수한 상품성의 건조물을 얻을 수 있고, 축열판과 원적외선방사층의 축열이 장시간 지속되도록 하여 에너지 소비를 최소화 할 수 있는 경제적이고 친환경적인 구들식 건조장치를 제공함을 발명에서 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한 건조장치의 뼈대를 이루는 프레임을 통해 건조실 내부의 건조대상물로 공기를 분사 배출시키도록 하여 대류효과를 극대화 한 구들식 건조장치를 제공함을 발명의 또다른 해결 과제로 한다.

이와 함께 별도로 기술하지는 않았으나 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위를 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 과제에 포함되도록 한다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 구들식 건조장치를 구성하되, 피건조물을 투입, 배출하기 위한 도어가 설치되며, 내부에 건조실이 구비되도록 바닥부, 벽체부, 천장부로 밀폐구성되는 구들식 건조장치에 있어서, 상기 바닥부의 모서리에는 천정부를 지지하기 위한 수직프레임이 설치되며,

상기 바닥부와 벽체부에는 외부에서부터 건조실 안으로 외판, 단열재, 열반사판, 온수가 순환되는 튜브가 매설된 축열판이 차례로 적층 구성되며,

상기 벽체부의 축열판 상에는 내부에 세라믹볼을 포함하는 원적외선방사층과 다수의 타공이 형성된 마감판이 차례로 적층 구성되며,

일측 벽체부 외부에는 상기 바닥부와 벽체부의 튜브 속으로 온수를 순환시키는 보일러가 설치되며,

상기 천정부는 최하측에부터 마감판과 다수의 수평프레임을 격자형으로 구성시킨 지지프레임과 태양열을 흡수하여 건조실로 발산하기 위한 세라믹판과 강화유리가 차례로 적층 구성되며,

상기 천정부에는 피건조물에서 발생한 습기를 빠르게 제거하기 위한 흡기구와 제습된 응축수를 외부로 배출하기 위한 배출관과 제습된 뜨거운 공기를 건조기내부로 재공급시키기 위한 배기구를 포함하는 제습기가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 바닥부의 축열판 상부에는 와류팬을 설치하고, 와류팬 상측으로 다수의 수평프레임이 격자형으로 구성되는 지지프레임을 설치하며, 상기 와류팬 주변으로 지지프레임에 설치되는 복수개의 환풍기를 포함하는 공기순환부를 더 구성하여 건조실 내부에서 뜨거운 와류가 순환될 수 있도록 한 건조장치를 제공함을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 전력소모가 적고 고른 열과 바람으로 수분의 이탈속도가 빨라 겉부터 건조되는 기존 건조기와 달리 내부에서부터 건조되기 때문에 건조물의 형태, 색상, 영양소의 파괴가 거의 없어 우수한 상품성을 갖는 건조물을 생산할 수 있다.

또한 건조장치 내부에서 다량으로 발생하는 원적외선에 의해 탈취효과가 우수하고 세균의 번식을 차단할 수 있다.

건조장치의 뼈대를 이루는 프레임을 통해 건조실 내부의 건조대상물로 공기를 분사 배출시키도록 하여 건조효과가 균일하고 신속한 건조가 가능한 장점이 있다.

또한 외기와 단열성을 높이면서 단열축열판과 원적외선 방사층에서 원적외선이 방사되는 복사열이 구석구석 순환되며, 건조실의 상부에는 제습을 위한 제습장치에 의해 수분을 응축시켜 외부로 배출시킴으로써 항상 건조된 공기로 농산물을 건조시키므로 건조효율이 매우 우수하다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 구들식 건조장치의 전체 사시도
도 2는 도어가 개방된 상태의 구들식 건조장치의 사용예를 도시한 전체사시도
도 3은 본 발명에서 제공하는 구들식 건조장치에 있어서, 튜브의 배치상태를 도시한 사시도
도 4는 구들식 건조장치의 바닥부의 구성을 도시한 사시도
도 5는 구들식 건조장치의 벽체부 및 송풍기의 구성을 도시한 부분평단면도
도 6은 구들식 건조장치의 천정부의 구성을 도시한 정단면도
도 7은 본 발명에서 제공하는 구들식 건조장치에 있어서, 제습기의 구성을 도시한 사시도
도 8은 천정부의 다른 실시예를 도시한 사시도

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 구들식 건조장치의 전체 사시도이고, 도 2는 도어가 개방된 상태의 구들식 건조장치의 사용예를 도시한 전체사시도이며, 도 3은 본 발명에서 제공하는 구들식 건조장치에 있어서, 튜브의 배치상태를 도시한 사시도이다.

본 발명에서 제공하는 구들식 건조장치는 직육면체의 판상형 구조물로써 내부에 건조실이 구비되며, 전면부에는 다단의 채반틀에 건조대상물을 실어 운반하는 대차가 출입하기 위한 도어(2)가 설치된다.

본 발명은 우리나라의 전통적인 한옥 바닥난방인 구들(온돌) 공법에서 영감을 얻어 개발할 것으로, 도어(2)가 설치되는 전면과 후술할 제습기(34)가 설치될 천장부(30)를 제외한 좌우측 벽체부(20) 및 후방 벽체부(20)와 바닥부(10)에는 온수가 지나가는 튜브(12)를 매립설치하고, 상기 튜브(12) 속으로 온수를 공급하기 위한 보일러(3)가 일측 벽면에 설치 구성되어, 온수를 순환시켜 축열판(9)과 원적외선방사층(21)을 축열시켜 건조실 내부에 열을 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.

도 4는 구들식 건조장치의 바닥부(10)의 구성을 도시한 사시도이다.

최하측 외판(6) 위로는 단열재(7)를 적층하여 땅바닥으로부터 전달되는 냉기는 차단하고 건조실 내부의 온기가 바닥을 통해 유실되지 않도록 한다.

단열재(7) 상부로 알루미늄 소재의 얇은 열반사판(8)과 상기 온수를 순환시키기 위한 튜브(12)가 매설되는 경질의 우레탄 발포폼으로 제작한 축열판(9)을 차례로 적층 구성한다.

상기 열반사판(8)은 복사열의 반사율이 90% 이상 이루어지는 것으로, 순환하는 온수로부터 전해지는 열은 축열판(9)으로 전달되는데, 축열판(9)의 열이 바닥으로 소실되지 않도록 반사시켜 장시간 상부 건조실로 온열효과를 제공할 수 있게 된다.

축열판(9) 위로는 시멘트와 모래에 원적외선 방출이 잘 이루어지는 세라믹, 규사와 같은 광물질을 배합 구성한 미장층(11)을 적층시키되, 상기 미장층(11) 위로는 전도된 온수의 열원이 건조실 상부로 원활히 전달될 수 있도록 공기순환부(40)가 구성된다.

도 4를 참조하면, 상기 공기순환부(40)는 미장층(11) 중심에 설치되는 와류팬(41)과 와류팬(41) 상측 주변으로 배치되는 복수개의 환풍기(42)를 포함하는 것으로, 중심의 와류팬(41)을 회전시켜 바닥부(10)의 열기에 와류를 생성시켜 이들을 환풍기(42)를 통해 건조실 상측 사방으로 신속히 순환시킬 수 있다.

이를 위해 와류팬(41) 상측으로 다수의 수평프레임이 격자형으로 구성되는 지지프레임(5)을 설치하여 지지프레임(5) 사이로 환풍기(42)를 설치토록 하며, 상기 지지프레임(5) 위에는 공기순환부(40)에서 생성된 뜨거운 와류가 원활히 상부로 순환될 수 있도록 다수의 타공이 형성된 마감판(13)이 설치된다.

물론 천정부와 벽체부(20)에도 환풍기(42)를 더 설치하여 열의 순환을 도와 피건조물에 신속하게 고르게 열을 전달할 수 있을 것이다.

도 5는 구들식 건조장치의 벽체부(20) 및 송풍기(43)의 구성을 도시한 부분평단면도이다. 건조시 가루가 많이 발생하는 경우 타공이 없는 스텐레스 마감판(13)을 설치하게 되는데, 이 경우 와류팬(41)과 환풍기(42)를 설치하는 대신 도시된 바와 같이 일측 벽체에 송풍기(43)를 설치하고 흡입된 건조실 내부의 공기를 건조장치(1)의 수직프레임(4) 내부로 공급하도록 구성한다.

상기 수직프레임(4)에는 수직방향으로 다수의 분사공(4a)이 형성되어 건조실 사방 구석에서 피건조물 쪽으로 사각지대 없이 균일하게 열기를 순환 공급하게 된다.

한편, 벽체부(20)의 구성은 외판(6) 내측으로 외기와의 단열을 위해 단열재(7), 열반사판(8) 및 축열판(9)을 차례로 적층 구성한다.

상기 축열판(9)에는 온수를 순환시키기 위한 배관이 삽입될 설치홈이 형성되되, 설치홈의 깊이는 배관되는 튜브(12)가 설치되었을 때 튜브(12)의 일부가 건조실 내부로 돌출되게 구성하는 것이 바람직하다.

벽체부(20)를 구성하는 축열판(9)에는 내부에 세라믹볼(22)들을 포함하는 원적외선방사층(21)과 다수의 타공이 형성된 마감판(23)이 차례로 적층 구성되는데, 상기와같이 튜브(12)의 일부가 돌출 형성될 경우, 원적외선방사층(21)과 접하는 면적이 더 넓어져 온수의 열에너지가 보다 신속하고 효과적으로 건조실 안으로 전달될 수 있게 되는 것이다.

도 6은 구들식 건조장치의 천정부의 구성을 도시한 정단면도이고, 도 7은 본 발명에서 제공하는 구들식 건조장치에 있어서, 제습기(34)의 구성을 도시한 사시도이다.

천청부는 최하측에는 열반사 효과가 우수한 마감판(31)을 구성하여 공기순환부(40)에 의해 상부로 올라오는 열기를 반사시키고, 열의 순환을 더욱 촉진하기 위해 천정부 지지프레임(5) 내측에 환풍기(42)를 더 구성할 수 있다.

상기 지지프레임(5) 상측으로는 낮시간 태양열의 흡수하여 장시간 발산할 수 있는 세라믹판(32)을 설치하고, 그 위로 오염은 차단하고 태양열은 통과되도록 강화유리(33)를 설치하여 마감한다. 따라서 낮시간대에는 세라믹판(32)이 태양열을 흡열하여 건조기 내부로 열을 공급하게 된다.

천정에 설치되는 제습기(34)는 건조물에서 발생한 습기를 빠르게 제거하기 위한 흡기구(34a)와 열손실을 최소화 시키도록 제습된 뜨거운 공기를 건조기내부로 재공급시키기 위한 배기구(34b)가 천정부 마감판에 관통 형성되며, 제습된 응축수를 배출하기 위한 배출관(34c)이 외부에 마련된다.

도 8에서와 같이 천정부에 태양열 집진판을 설치할 경우에는, 상술한 천정부의 적층구조 대신 벽체부(20) 또는 바닥부(10)와 같이 내부에 온수튜브(12)가 배관 설치되도록 구성하고, 태양열은 보일러(3) 및 공기순환부(40)를 가동하는 전원으로 활용하면 외부에서 공급되는 별도의 전기에너지 없이도 구들식 건조장치(1)를 사용할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 구들식 건조장치(1)는 건조실을 구성하는 2/3면적 이상을 온수가 순환하는 튜브(12)를 매립 구성함으로써 전도, 대류, 복사의 복합적인 열작용이 피건조물에 제공하게 된다.

특히 바닥부(10)에는 와류팬(41)과 다수의 환풍기(42)를 설치하거나 또는 건조실 내부 공기를 흡입하여 수직프레임(4) 안으로 공급하기 위한 별도의 송풍기(43)를 더 설치하는 방법으로 대류를 촉진시키고 구석구석 열기를 순환될 수 있도록 하면 사각지대 없이 건조실 내부 전체에 걸쳐 고르게 복사열을 전달할 수 있어서 건조효과가 균일하고 신속한 건조가 가능하다.

또한 벽체부(20) 뿐만 아니라 바닥부(10)와 천장부(30)에 구성되는 단열재(7)와 열반사판(8)으로 온수의 열이 외부로 손실되지 않으며, 원적외선방사층(21), 세라믹판(32) 및 축열판(9)이 축열한 후 장시간 열을 발산하게 되므로 에너지 소비율을 현저히 낮출 수 있다.

특히 세라믹에 의해 발산되는 원적외선은 파장이 길어서 그 열과 에너지가 피건조물 깊숙이 침투하므로 건조물의 내부까지 신속한 건조가 가능하고, 피건조물의 색상, 형태, 영양소의 파괴가 거의 없을 뿐 아니라 원적외선 효과로 인해 악취와 세균번식의 위험이 없다.

실제로 본 발명의 구들식 건조장치(1)를 제작하여 테스트 해 본 결과, 기존 열풍식 건조장치 대비 건조시간은 1/5로 단축되었고, 보일러(3)를 1시간 동안 가열하면 건조실을 50도 이상으로 유지하면서 12시간 동안 건조를 할 수 있어서, 실소비전력은 1/10으로 대폭 절감할 수 있어 매우 경제적이고 친환경적인 기술이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1:구들식 건조장치
2:도어 3:보일러 4:수직프레임 4a:분사공 5:지지프레임
6:외판 7:단열재 8:열반사판 9:축열판
10:바닥부 11:미장층 12:튜브 13:마감판
20:벽체부 21:원적외선방사층 22:세라믹볼 23:마감판
30:천장부 31:마감판 32:세라믹판 33:강화유리
34:제습기 34a:흡기구 34b:배기구 34c:배출관
40:공기순환부
41:와류팬 42:환풍기 43:송풍기

Claims (4)

1. 피건조물을 투입, 배출하기 위한 도어가 설치되며, 내부에 건조실이 구비되도록 바닥부, 벽체부, 천장부로 밀폐구성되는 구들식 건조장치에 있어서,
   상기 바닥부의 모서리에는 천정부를 지지하기 위한 수직프레임이 설치되며,
   상기 바닥부와 벽체부에는 외부에서부터 건조실 안으로 외판, 단열재, 열반사판, 온수가 순환되는 튜브가 매설된 축열판이 차례로 적층 구성되며,
   상기 벽체부의 축열판 상에는 내부에 세라믹볼을 포함하는 원적외선방사층과 다수의 타공이 형성된 마감판이 차례로 적층 구성되며,
   일측 벽체부 외부에는 상기 바닥부와 벽체부의 튜브 속으로 온수를 순환시키는 보일러가 설치되며,
   상기 천정부는 최하측에부터 마감판과 다수의 수평프레임을 격자형으로 구성시킨 지지프레임과 태양열을 흡수하여 건조실로 발산하기 위한 세라믹판과 강화유리가 차례로 적층 구성되며,
   상기 천정부에는 피건조물에서 발생한 습기를 빠르게 제거하기 위한 흡기구와 제습된 응축수를 외부로 배출하기 위한 배출관과 제습된 뜨거운 공기를 건조기내부로 재공급시키기 위한 배기구를 포함하는 제습기가 설치된 것을 특징으로 하는 구들식 건조장치.
   
2. 피건조물을 투입, 배출하기 위한 도어가 설치되며, 내부에 건조실이 구비되도록 바닥부, 벽체부, 천장부로 밀폐구성되는 구들식 건조장치에 있어서,
   상기 바닥부의 모서리에는 천정부를 지지하기 위한 수직프레임이 설치되며,
   상기 바닥부와 벽체부와 천정부에는 외부에서부터 건조실 안으로 외판, 단열재, 열반사판, 온수가 순환되는 튜브가 매설된 축열판이 차례로 적층 구성되며,
   상기 벽체부와 천정부의 축열판에는 내부에 세라믹볼을 포함하는 원적외선방사층과 다수의 타공이 형성된 마감판이 차례로 적층 구성되며,
   일측 벽체부 외부에는 상기 바닥부와 벽체부의 튜브 속으로 온수를 순환시키는 보일러가 설치되며,
   상기 천정부에는 피건조물에서 발생한 습기를 빠르게 제거하기 위한 흡기구와 제습된 응축수를 외부로 배출하기 위한 배출관과 제습된 뜨거운 공기를 건조기내부로 재공급시키기 위한 배기구를 포함하는 제습기가 설치되고,
   상기 천정부 위에는 상기 보일러의 전원을 공급하기 위한 태양열 집진판을 설치한 것을 특징으로 하는 구들식 건조장치.
   
3. 청구항 1항 또는 2항에 있어서,
   상기 바닥부의 축열판 상부에는 와류팬을 설치하고,
   와류팬 상측으로 다수의 수평프레임이 격자형으로 구성되는 지지프레임을 설치하며,
   상기 와류팬 주변으로 지지프레임에 설치되는 복수개의 환풍기를 포함하는 공기순환부를 더 구성하여 건조실 내부에서 뜨거운 와류가 순환될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 구들식 건조장치.
   
4. 청구항 1항 또는 2항에 있어서,
   상기 수직프레임은 내부가 중공이며 수직방향으로 다수의 분사공이 형성되며,
   상기 벽체부 일측에는 건조실 내부의 공기를 흡입하여 이를 상기 수직프레임 내부로 공급하는 송풍기를 설치한 것을 특징으로 하는 구들식 건조장치.

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