KR102094226B1

KR102094226B1 - 냉풍 건조기

Info

Publication number: KR102094226B1
Application number: KR1020180089849A
Authority: KR
Inventors: 이민제
Original assignee: 이민제
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2020-03-27
Also published as: KR20200014551A

Abstract

본 발명은 상온의 공기를 이용하여 농수산물(이하, 피건조물)을 건조하여 고온 건조에서 발생할 수 있는 피건조물의 열변형 및 열변형에 의한 영양소 파괴를 방지하는 냉풍 건조기에 관한 것으로, 건조 대상인 피건조물이 수용되는 공간이 형성되는 본체부와, 상기 본체부에 설치되되, 냉매를 가압하여 토출하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브와, 상기 팽창 밸브에서 팽창된 냉매가 내부를 통과하면서 상기 본체부의 내부 공기와 열교환을 통하여 증발되도록 배치되는 증발기를 포함하는 냉동 사이클 유닛과, 상기 본체부 내부에 와류가 발생하도록 상기 본체부 내부에 일정 간격 이격되어 복수 개로 설치되되, 상기 냉동 사이클 유닛으로부터 생성된 냉기가 상기 본체부의 상부로 이동하도록 일정 각도로 경사지게 설치되는 와류 생성 팬과, 상기 본체부 하부에 형성되되, 상기 피건조물에서 제거된 수분을 외부로 배출시키는 배출부 및 상기 본체부 상부에 설치되되, 상기 본체부 내부의 공기를 흡입하여 습기를 제거시키는 제습부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉풍 건조기{Dryer for blowing cooled air}

본 발명은 냉풍 건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상온의 공기를 이용하여 농수산물(이하, 피건조물)을 건조하여 고온 건조에서 발생할 수 있는 피건조물의 열변형 및 열변형에 의한 영양소 파괴를 방지하는 냉풍 건조기에 관한 것이다.

일반적으로, 수산물 건조 방법은 크게 햇빛과 바람을 이용하는 자연 건조 방법, 열풍 건조 방법, 동결 진공 건조 방법 및 냉풍 건조 방법이 있다.

자연 건조 방법은 기온, 기후 계절에 민감하여 제품의 안정적 공급과 보관상에 문제가 있을 뿐만 아니라 균일한 제품을 생산하기에는 부적합하다.

열풍 건조 방법은 유류 및 전기를 에너지원으로 사용하여 70도 이상의 고온을 사용하여 피건조물에 열을 가하고 그로 인해 포화증기가 된 건조기 내 공기를 외부의 공기와 교환하며 건조를 진행한다.

이는, 건조에 요구되는 고온이 필요함에 따라 고열을 발생시키기 위한 에너지 소모가 크고 가열된 공기도 대기 중으로 방출함으로 에너지 손실도 높은 문제점이 있다.

또한, 열풍 건조 방법은 피건조물의 주요 성분인 영양소, 지방분 등 피건조물의 특성이 고온 건조의 산화발효 작용으로 변색, 탈색, 맛, 향 영양소 파괴 산화 유실되므로 생선류의 건조에는 접합하지 못하다.

그리고 동결 진공 건조 방법의 경우 우수한 피건조물을 얻을 수 있으나 고가의 대형 설비가 필요하며 그 크기에 비해 얻을 수 있는 피건조물의 양이 매우 적은 문제점이 있다.

한편, 냉풍 건조 방법은 실온의 공기를 이용하여 피건조물을 건조시키는 방법으로, 등록특허공보 제10-1340151호 "냉풍 건조기"(등록일자 : 2013.12.26)가 제안된 바 있다.

종래의 냉풍 건조기에서는 기본적으로 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 갖추어 건조기 내 응축기와 증발기의 기온차를 이용해 수분을 배출하고, 건조실 내 온도 조절을 위하여 댐퍼를 이용하여 건조실 내 공기를 외부와 열교환하며 초기 건조기 가동시 해동 및 압축기 가동 가능 온도까지 전기 히터를 사용하여 건조기 내의 온도를 상승시킴으로 에너지 소모가 크고 식품이 갖는 맛, 향, 품질, 기능성이 좋은 장점이 있으나 고비용과 에너지 소비율이 높은 문제점이 있었다.

또한, 종래의 냉풍 건조기에는 건조실 내부로 흡입시키는 송풍 팬의 위치에 따라 건조실 내부의 습도 차이가 발생하여 피건조물의 건조도에 차이가 발생하며, 그에 따라 피건조물의 완전한 건조가 이루어지기까지 건조시간이 늘어나는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 건조실 내부에 공급되는 공기에 와류를 발생시켜 건조실 내부 공간의 온도 및 습도 차이를 감소시켜 내부에 수용된 피건조물의 위치에 상관없이 동일한 온도로 균일하게 건조시킬 수 있는 냉풍 건조기를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명에 따른 냉풍 건조기는 건조 대상인 피건조물이 수용되는 공간이 형성되는 본체부와, 상기 본체부에 설치되되, 냉매를 가압하여 토출하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브와, 상기 팽창 밸브에서 팽창된 냉매가 내부를 통과하면서 상기 본체부의 내부 공기와 열교환을 통하여 증발되도록 배치되는 증발기를 포함하는 냉동 사이클 유닛과, 상기 본체부 내부에 와류가 발생하도록 상기 본체부 내부에 일정 간격 이격되어 복수 개로 설치되되, 상기 냉동 사이클 유닛으로부터 생성된 냉기가 상기 본체부의 상부로 이동하도록 일정 각도로 경사지게 설치되는 와류 생성 팬과, 상기 본체부 하부에 형성되되, 상기 피건조물에서 제거된 수분을 외부로 배출시키는 배출부 및 상기 본체부 상부에 설치되되, 상기 본체부 내부의 공기를 흡입하여 습기를 제거시키는 제습부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉풍 건조기는 상기 냉동 사이클 유닛, 와류 생성 팬 및 제습부의 작동을 제어하여 상기 본체부 내부의 온도 및 습도를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 제습부는 상기 본체부 내부의 공기를 흡입하는 흡기 부재와, 상기 흡기 부재를 통과한 공기의 습기를 제거시키는 제습 부재와, 상기 제습 부재에서 습기가 제거된 공기를 상기 본체부 내부로 재유입시키는 배기 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 냉풍 건조기는 냉동 사이클 유닛을 통해 흡입된 외부 공기를 본체부 내에서 와류를 생성시켜 본체부 내부의 온도와 습도를 균일하게 하여 본체부 내부에 수용된 피건조물의 위치가 다르더라도 균일하게 건조시켜 품질을 향상시켜 상품성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본체부 상측에 설치된 제습부로 이동시키도록 본체부 내부에 상향 경사지게 설치되는 와류 생성 팬을 통해 본체부 내부에 흡입된 공기가 피건조물을 건조시키고, 습한 공기는 제습부로 이동되어 습기가 제거되므로 본체부 내부가 건조한 상태를 유지할 수 있어 피건조물을 건조시키기 용이한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 본체부 내부의 온도 및 습도가 설정된 온도 및 습도보다 높거나 낮을 경우, 냉동 사이클 유닛, 와류 생성 팬 및 제습부의 작동을 제어하는 제어부를 통해 본체부 내부의 온도 및 습도를 설정 온도 및 습도로 유지시켜 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 냉풍 건조기를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 냉동 사이클 유닛을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 와류 생성 팬을 나타낸 구성도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 다른 냉풍 건조기를 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉풍 건조기(1000)는 본체부(100), 냉동 사이클 유닛(200), 와류 생성 팬(300), 배출부(400) 및 제습부(500)를 포함한다.

먼저, 상기 본체부(100)의 내부에는 농수산물(생선 및 오징어와 같은 어류, 곶감 같은 과일, 고추 인삼, 축산물, 채소와 같은 농산물을 포함함, 이하, 피건조물)이 수용되는 공간을 제공한다.

이때, 상기 본체부(100)는 내부에 피건조물을 수용하기 위한 선반이 적어도 하나이상 적층되는 구조를 제공하고, 정면에는 도어가 개폐 가능하게 마련될 수 있으며, 급기구와 배기구가 각각 마련되고, 공기의 송풍을 위한 송풍구가 마련될 수 있다.

다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉동 사이클 유닛(200)은 상기 본체부(100)에 설치되며, 압축기(210), 응축기(220), 팽창 밸브(230) 및 증발기(240)를 포함한다.

이때, 상기 냉동 사이클 유닛(200)은 통상적인 에어컨을 이용하여 설정 공간에 냉기를 제공하는 원리와 동일한 원리로 상기 본체부(100) 내부에 냉기를 제공하게 된다.

이때, 냉동 사이클 유닛(200)에서 사용되는 냉매는 작동유체(作動流體)로서 저온의 물체에서 열을 빼앗아 고온의 물체에 열을 운반해 주는 매체를 말한다.

이하에서 냉매라 함은, 암모니아, 프레온(디클로로이플루오로메탄), 메탈클로라이드, 액체 헬륨, 액체 수소 등과 같이 10℃ 이하의 온도(예컨태, -40℃ ~ 10℃의 온도범위)에서 끓는점을 가지는 물질로서 낮은 온도에서 쉽게 기화되는 물질을 말한다.

여기서, 상기 압축기(210)는 냉동 사이클을 이루도록 순환되는 냉매를 저온 저압의 기체에서 고온 고압의 기체로 압축시켜 응축기(220)로 토출하며, 상기 응축기(220)는 상기 압축기(210)로부터 토출된 냉매를 고온 고압의 액체 냉매로 응축시킨다.

그리고 상기 팽창 밸브(230)는 상기 응축기(220)에서 응축된 고온 고압의 냉매가 통과되면서 저온 저압의 냉매로 팽창시키고 상기 증발기(240)로 유입시키게 된다.

또한, 상기 증발기(240)는 상기 팽창 밸브(230)를 통과한 냉매를 상기 본체부(100) 내부의 공기와 열교환되면서 증발시키게 된다.

상술한 구성에 의해 상기 본체부(100)의 외부에서 유입된 공기는 상기 응축기(220)를 통해 유입되어 증발기(240) 내부의 냉매와 열교환되면서 본체부(100) 내부로 냉기를 제공하게 된다.

다음으로, 상기 와류 생성 팬(300)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(100) 내부 공기에 와류가 발생하도록 상기 본체부(100) 내부에 일정 간격 이격되어 복수 개로 설치되되, 상기 냉동 사이클 유닛(200)으로부터 생성된 냉기가 상기 본체부(100)의 상부로 이동하도록 일정 각도로 경사지게 설치된다.

상기 냉동 사이클 유닛(200)으로부터 생성된 저온의 냉기는 본체부(100)의 내부 하측으로 이동하게 되고, 하부로 이동된 냉기는 상기 와류 발생 팬(300)의 구동에 의해 본체부(100)의 상부로 이동하게 된다.

보다 상세하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 본체부(100)가 직육면체로 형성될 경우, 제1 측면(110)에 위치하는 제1 와류 생성 팬(310)은 제2 측면(120)을 향하면서 상측으로 경사지도록 설치되고, 상기 제2 측면(120)에 위치하는 제2 와류 생성 팬(320)은 제3 측면(130)을 향하면서 상측으로 경사지도록 설치되며, 제3 측면(130)에 위치하는 제2 와류 생성 팬(330)은 제4 측면(140)을 향하면서 상측으로 경사지도록 설치된다.

그리고 제4 측면(140)에 설치된 제4 와류 생성 팬(미도시)은 제1 측면(110)을 향하면서 상측으로 경사지도록 설치되어 제1 내지 제3 와류 생성 팬(310, 320, 330)과 제4 와류 생성 팬의 구동에 의해 본체부(100) 내부의 공기가 본체부(100) 중심으로 와류 현상(소용돌이)이 발생되며 본체부(100)의 상측으로 이동하게 된다.

또한, 본체부(100)가 직육면체뿐만 아니라 다양한 다각형통 또는 원통형으로 형성되더라도, 복수 개의 와류 생성팬(300)이 본체부(100) 측면에 나선형태로 설치되되 상측으로 경사지도록 설치되어 본체부(100) 내부의 공기를 회전되면서 상측으로 이동시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 냉풍 건조기(1000)는 저온의 기체가 가라앉는 성질과, 와류 형성 팬(300)을 통해 본체부(100) 내부의 공기에 와류를 발생시키면서 상측으로 이동시켜 본체부(100) 내부의 전체 공간에 동일한 온도와 습도의 공기를 제공하여 내부의 수용된 피건조물의 위치가 다르더라도 균일한 건조 효율을 나타낼 수 있는 효과를 제공하게 된다.

그리고 상기 배출부(400)는 상기 본체부(100) 하부에 형성되며, 피건조물에서 제거된 수분이 집수되어 본체부(100)의 외부로 배출시킨다.

상기 와류 생성 팬(300)에 의해 본체부(100) 내부의 공기가 와류되면서 본체부(100) 내부에 수용된 피건조물에 묻어있는 물기를 제거하고, 피건조물에서 떨어진 수분이 본체부(100) 하부에 형성된 배출판(410)에 집수되고, 상기 배출판(410)에 집수된 수분이 본체부(100)의 일측에 관통 형성되는 배출관(420)을 통해 외부로 배출되게 된다.

다음으로, 상기 제습부(500)는 상기 본체부(100) 상부에 설치되되, 상기 본체부(100) 내부의 공기를 흡입하여 습기를 제거시킨다.

이때, 상기 제습부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이, 흡기 부재(510)와, 제습 부재(520) 및 배기 부재(530)를 포함한다.

먼저, 흡기 부재(510)는 상기 본체부(100) 내부의 공기를 흡입하도록 흡입 팬이 마련되며, 본체부(100) 내부에 습기가 포함된 공기를 제습 부재(520)로 이동시키게 된다.

상기 제습 부재(520)는 상기 흡기 부재(510)를 통과한 공기의 습기를 제거시키도록 내벽에는 단열재가 설치되며, 내부에는 열전 소자가 마련되어 열을 이용하여 공기 중의 수분을 제거시키게 된다.

그리고 상기 배기 부재(530)는 상기 제습 부재(520)에서 습기가 제거된 공기를 상기 본체부(100) 내부로 재유입시키도록 제습 부재(520)와 본체부(530) 사이에 연결된다.

이때, 상기 배기 부재(530)는 본체부(100) 하부에 연결되며, 상기 제습 부재(520)에서 습기가 제거된 고온의 공기를 본체부(100)의 하부로 재유입시켜, 상기 냉동 사이클 유닛(200)에서 제공되는 저온의 기체와, 제습 부재(520)에서 가열된 고온의 기체가 열교환하여 본체부(100) 전체의 온도가 설정 온도(바람직하게는, 15~40℃)를 유지할 수 있게 된다.

상술한 설정 온도(15~40℃)보다 낮으면 즉, 본체부(100) 내부의 온도가 15℃보다 낮게 되면 피건조물이 결빙 현상이 일어나고, 내부의 온도가 40℃보다 높게 되면 피건조물의 주요 성분인 영양소, 지방분 등 피건조물의 특성이 고온 건조의 산화발효 작용으로 변색, 탈색, 맛, 향 영양소 파괴되는 등의 문제가 발생하게 된다.

이때, 본체부(100)의 내부의 온도 및 습도를 제어하도록 냉동 사이클 유닛(200), 와류 생성 팬(300) 및 제습부(500)를 제어하는 제어부(600)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(600)는 본체부(100) 내부의 온도가 설정 온도보다 낮아지면, 냉동 사이클 유닛(200)의 작동을 제어하여 본체부(100) 내부의 온도를 상승시킬 수 있게 되고, 본체부(100) 내부의 온도가 설정 온도보다 높아지면, 제습부(500)의 작동을 제어하여 제습부(500)에서 가열된 공기를 본체부(100) 내부로 유입되는 것을 억제하여 본체부(100) 내부의 온도를 낮출 수 있게 된다.

이때, 습도는 대기 중에 포함되어 있는 수증기의 양과 그때의 온도에서 대기가 함유할 수 있는 최대 수증기량의 비를 백분율로 나타낸 것으로, 본 발명에서는 본체부(100) 내부의 설정 습도(30%~80%)에서 건조가 이루어질 수 있도록 유지시킬 수 있게 된다.

즉, 본체부(100) 내부의 습도가 설정 습도보다 낮을 경우, 피건조물이 과하게 건조되어 마르게 되므로 상품성을 잃게 됨에 따라 상기 제어부(600)는 제습부(500)의 작동을 제어하여 본체부(100) 내부의 습도를 상승시키고, 본체부(100) 내부의 습도가 설정 습도보다 높을 경우, 피건조물의 건조 효율이 떨어져 건조시간이 증가하게 되므로, 상기 제어부(600)를 통해 냉동 사이클 유닛(200)은 작동을 중지시키고 제습부(500)의 제습력을 증가시켜 본체부(100) 내부의 습도를 낮출 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 냉풍 건조기(1000)에서는 상기 제습부(500)가 본체부(100) 상부에 설치되어, 피건조물에서 탈수된 액체 상태의 수분은 자중에 의해 본체부(100) 하부에 설치된 배출부(400)를 통해 배출되고, 수분을 포함하는 기체 상태의 습한 공기는 와류 생성 팬(300)에 의해 상부에 위치한 제습부(500)를 통해 외부로 배출되어 본체부(100) 내부의 공기를 저온 상태로 유지함은 물론, 건조하기 용이한 상태로 유지시켜 피건조물의 건조 효율을 높일 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100 : 본체부 420 : 배출관
110 : 제1 측면 500 : 제습부
120 : 제2 측면 510 : 흡기 부재
130 : 제3 측면 520 : 제습 부재
140 : 제4 측면 530 : 배기 부재
200 : 사이클 유닛 600 : 제어부
210 : 압축기
220 : 응축기
230 : 팽창 밸브
240 : 증발기
300 : 와류 생성 팬
310 : 제1 와류 생성팬
320 : 제2 와류 생성팬
330 : 제3 와류 생성팬
400 : 배출부
410 : 배출판

Claims

건조 대상인 피건조물이 수용되는 공간이 형성되는 본체부;
상기 본체부에 설치되되, 냉매를 가압하여 토출하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창 밸브와, 상기 팽창 밸브에서 팽창된 냉매가 내부를 통과하면서 상기 본체부의 내부 공기와 열교환을 통하여 증발되도록 배치되는 증발기를 포함하는 냉동 사이클 유닛;
상기 본체부 내부에 와류가 발생하도록 상기 본체부 내부에 일정 간격 이격되어 복수 개로 설치되되, 상기 냉동 사이클 유닛으로부터 생성된 냉기가 상기 본체부의 상부로 이동하도록 일정 각도로 경사지게 설치되는 와류 생성 팬;
상기 본체부 하부에 형성되되, 상기 피건조물에서 제거된 수분을 외부로 배출시키는 배출부;
상기 본체부 상부에 설치되어 상기 본체부 내부의 공기를 흡입하여 습기를 제거시키되, 상기 본체부 내부의 공기를 흡입하는 흡기 부재와, 상기 흡기 부재를 통과한 공기의 습기를 제거시키는 제습 부재와, 상기 제습 부재에서 습기가 제거된 공기를 상기 본체부 내부로 재유입시키는 배기 부재를 포함하는 제습부; 및
상기 냉동 사이클 유닛, 와류 생성 팬 및 제습부의 작동을 제어하여 상기 본체부 내부의 온도 및 습도를 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 와류 생성 팬은 본체부의 측면에 복수 개가 나선형태로 설치되되 상측으로 경사지도록 설치되어 본체부 내부의 공기를 상측으로 이동시키며, 상기 배기 부재는 본체부의 하부와 연결되어 상기 제습 부재에서 습기가 제거된 고온의 공기를 본체부의 하부로 재유입시키는 것을 특징으로 하는 냉풍 건조기.
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