KR102181397B1 - 열풍기 - Google Patents

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KR102181397B1
KR102181397B1 KR1020190128022A KR20190128022A KR102181397B1 KR 102181397 B1 KR102181397 B1 KR 102181397B1 KR 1020190128022 A KR1020190128022 A KR 1020190128022A KR 20190128022 A KR20190128022 A KR 20190128022A KR 102181397 B1 KR102181397 B1 KR 102181397B1
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hot air
temperature
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KR1020190128022A
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최일용
김영민
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지에프 주식회사
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Abstract

본 발명은 포장지의 변형을 방지하기 위해 포장지에 열을 전달하는 열풍기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 열교환을 통해 공기온도를 증가시키는 히팅박스; 히팅박스에 의해 증가된 온도의 공기가 유입되고, 공기와 포장재가 열교환되는 열교환박스; 및 포장재가 열교환박스 내를 경유하도록 안내하는 복수 개의 롤러;를 포함하고, 열교환박스에는, 히팅박스로부터 열교환된 공기를 제공하는 열풍제공부 및 열풍제공부로부터 제공되는 공기를 히팅박스로 재유입시키는 흡입부가 위치되고, 롤러는, 포장재가 열교환박스 내를 경유하도록 이송경로를 형성시키는, 열풍기가 제공된다.

Description

열풍기{AIR HEATER}
본 발명은 포장지의 변형을 방지하기 위해 포장지에 열을 전달하는 열풍기에 관한 것이다.
일반적으로 식품을 제조하는 라인에서는 식품첨가제 등을 포장하는 포장재로 필름형태의 비닐을 사용하는 경우가 많다. 이러한 포장재는 음식첨가물을 밀봉상태로 포장하는데 매우 유용하다. 그러나 포장재의 제조과정에서 필름을 사용할 경우에는 커팅되는 이음새 부분에 굴곡이 생겨 이송 중에 센서의 오감지로 인한 오작동을 유발하게 할 수 있다. 오작동에 따른 생산 라인의 정지는 생산율을 저하시키고 클리닝을 수행하는 등의 번거로움이 발생할 수 있다. 따라서, 과거의 생산라인에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 작업자가 드라이어를 들고 열풍을 제공하여 필름의 굴곡을 방지하는 등의 작업을 하기도 하고, 근래에는 자동화장치가 적용되기도 한다. 자동화 장치의 경우 히팅기의 필름접촉에 의해 전달온도가 예상을 초과하게 되는 경우 밀봉된 포장재의 내압이 증가하여 터지거나 접촉된 부재와의 융착이 되는 등의 문제가 발생하기도 했다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 접촉하지 않고 포장재의 이음새 등의 부분을 펼 수 있는 장치가 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-1398973 호 (2014. 05. 19)
본 발명은 앞서 기술한 포장지의 변형을 방지하는 종래의 장치가 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예가 이루고자 하는 목적은 대류를 통한 열전달로 포장지에 열을 가하여 접촉(전도)에 의한 포장지의 손상을 방지하고자 한다.
본 발명의 일 실시예가 이루고자 하는 다른 목적은 열풍의 제공 및 배출의 순환을 통해 기 결정된 온도범위의 환경을 조성하고자 한다.
본 발명은 포장지의 변형을 방지하기 위해 포장지에 열을 전달하는 열풍기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 열교환을 통해 공기온도를 증가시키는 히팅박스; 히팅박스에 의해 증가된 온도의 공기가 유입되고, 공기와 포장재가 열교환되는 열교환박스; 및 포장재가 열교환박스 내를 경유하도록 안내하는 복수 개의 롤러;를 포함하고, 열교환박스에는, 히팅박스로부터 열교환된 공기를 제공하는 열풍제공부 및 열풍제공부로부터 제공되는 공기를 히팅박스로 재유입시키는 흡입부가 위치되고, 롤러는, 포장재가 열교환박스 내를 경유하도록 이송경로를 형성시키는, 열풍기가 제공된다.
그리고, 열교환박스 내부에서 열풍제공부는 흡입부보다 하방에 위치될 수 있다.
또한, 열풍제공부로부터 제공되는 공기는 열교환박스 내에서 대류를 통한 열교환방식으로 포장재와 열교환될 수 있다.
또한, 롤러는, 포장재를 열교환박스 내측으로 안내하는 유입롤러, 유입롤러로부터 안내된 포장지를 하방으로부터 상방으로 이송시키는 경유롤러 및 경유롤러로부터 안내된 포장지를 열교환박스 외측에서 안내하는 배출롤러를 포함할 수 있다.
또한, 롤러는, 유입롤러와 경유롤러 사이 및 경유롤러와 배출롤러 사이 중 하나 이상의 위치에 배치되는 가이드롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 열풍제공부로부터 제공되는 공기의 온도는 상온 이상 100도 이하의 범위 내에서 결정될 수 있다.
또한, 흡입부 측에 위치되는 온도센서부를 더 포함하고, 온도센서부에 의해 감지되는 온도에 따라 열교환박스 내에서 이루어지는 열교환정도가 결정될 수 있다.
또한, 열교환박스 내에서 이루어지는 열교환 및 롤러에 의한 포장재의 이송속도를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어부가 제어하는 제어값이 입력가능하고, 롤러의 이송속도 및 열교환박스 내의 공기의 온도가 표시되는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 가열된 공기를 토출하는 열풍제공부 및 열교환된 공기를 재가열하기 위해 흡입하는 흡입부를 구비하여 열교환박스 내에 기 결정된 온도를 유지하는 열풍기를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온풍제공부 및 공기배출부를 각각 하단 및 상단에 배치하여 원활한 공기 순환 중에도 기 결정된 온도범위의 환경을 조성하는 열풍기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍기의 열교환박스가 개방된 것을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍기의 열교환박스가 개방된 것을 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환박스를 나타낸 도면,
도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍제공부로부터 열이 제공되는 방향을 나타낸 도면, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍제공부로부터 제공되는 열에 의해 데워진 공기가 이동되는 방향을 나타내는 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍기(10)의 열교환박스(101)가 개방된 것을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 열풍기(10)는 포장재(F)를 이송시키는 롤러 및 포장재(F)에 열이 가해지는 공간인 열교환박스(101)를 포함할 수 있다. 나아가, 열풍기(10)는 열교환박스(101)에 제공되는 공기의 온도를 증가시키는 히팅박스(4), 열풍기(10)의 전장을 수용하는 배전반, 포장재(F)를 이송하는 롤러, 롤러의 이송속도와 열교환박스(101) 내의 온도를 표시 및 제어정보의 입력이 가능한 표시부(1) 및 상기 구성을 지지하고 이동바퀴(2')를 포함하여, 열풍기(10)의 이동을 도모하는 이동베이스(2)를 더 포함할 수 있다.
또한, 열풍기(10)는 도시되지 않은 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부는 열교환박스(101) 내의 온도를 제어하고 롤러의 이송속도를 제어할 수 있다. 제어부의 상기 온도 제어는 기 결정된 온도를 표시부(1)에 입력하면 입력한 온도에 도달하기 위해 가열 또는 비가열함으로써 만족시킬 수 있다. 이는 사용자에 의해 설정이 가능하며 상온(예를 들면, 25도) 이상이고 100도 이하의 범위 내에서 결정될 수 있다.
상술한 제어부의 제어를 위해 열교환박스(101) 내의 온도를 감지하는 수단으로서 온도감지부(140)를 포함할 수 있다. 구체적으로 온도감지부(140)는 열교환박스(101) 내에서 열풍(H)을 제공하는 열풍제공부(120) 및 공기를 흡입하는 흡입부(도 2의 130) 사이에 위치될 수 있다. 구체적으로, 도 2 내지 도 4를 통해 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍기(10)의 열교환박스(101)가 개방된 것을 나타낸 정면도이다.
도 2를 참조하면, 롤러를 따라 이송되는 포장재(F)는 열교환박스(101) 내를 경유할 수 있다. 열풍기(10)는 포장재(F) 처리 과정중 라인에서 포장재(F)가 경유되는 하나의 과정 중에 위치할 수 있다. 즉, 열풍기(10)로 포장재(F)가 이송되기전에 전처리를 위한 다른 장치를 경유한 후에 전달될 수 있는 것이다. 따라서, 전처리된 포장재(F)의 이송을 연속적으로 수행하기 위해 롤러가 포장재(F)를 안내할 수 있다.
여기서, 상기 롤러는 열풍기(10)에 다수 개가 포함될 수 있다. 본 예시의 경우로서 전처리된 포장재(F)를 안내하는 이송롤러(5), 열교환박스(101) 내부로 포장재(F)를 이송하는 유입롤러(111), 열교환박스(101) 내에서 포장재(F)의 경유로를 형성하는 경유롤러(112) 및 열교환박스(101) 외부에서 포장재(F)를 후처리과정으로 이송시키는 배출롤러(113)가 포함될 수 있다. 나아가, 유입롤러(111) 및 경유롤러(112) 사이와 경유롤러(112) 및 배출롤러(113) 사이에 하나 이상의 가이드롤러(114)가 위치될 수 있다. 각 롤러는 이송속도를 조정하거나 자유회전되어 이송을 도모할 수 있고, 롤러의 외주면에 포장재(F)가 일부 감기듯 접촉되어 이송방향을 전환시키는 기능을 하기도 한다.
한편, 히팅박스(4)에서 공기과의 열교환을 수행하여 가열된 공기는 열풍제공부(120)를 통해 열교환박스(101) 내측으로 제공될 수 있다. 제공된 공기는 열교환박스(101) 내에서 강제대류 또는 자연대류를 통해 섞일 수 있다. 또한, 열풍제공부(120)로부터 공기가 토출되는 방향에 비닐소재의 포장재(F)가 위치되면 집중적으로 열이 가해져서 포장지가 열수축될 수가 있으므로, 강제대류가 되는 경우에는 열풍제공부(120)로부터 제공되는 공기의 방향에 포장재(F)가 위치되지 않도록 한다. 이는 온도차에 의한 대류에 의해 공기와 포장재(F) 간의 열교환이 이루어 지게 하는 다양한 설계 중 하나일 수 있다. 상기 공기의 방향에 포장재(F)가 위치되는 경우 상대적으로 낮은 온도(롤러에 포장재(F)가 융착되는 온도 미만의 온도)의 공기가 열풍제공부(120)로부터 토출될 수 있다.
상술한 바와 같이, 대류에 의해 구성간 비접촉 방식을 통해 포장재(F)로 열전달이 되는 경우, 구성간 접촉을 통한 전도방식으로 열전달되는 과정 중 필름이 접촉부재에 융착되는 것을 방지할 수 있고 열교환박스(101) 내부 공간에 보다 균일한 온도의 환경을 조성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환박스(101)를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 포장재(F)는 롤러에 의한 이송중에 열교환박스(101) 내부를 경유할 수 있다. 열교환박스(101) 내부에서는 열풍(H)에 의한 열영향을 받고 이음새에 발생할 수 있는 굴곡 등이 제거될 수 있다. 상기 이음새는 포장재(F)가 일정량의 내용물을 수용하는 각각의 수용부 간 연결부위를 의미한다. 열풍기(10)를 경유하고 후처리과정 중에서 각각의 상기 수용부는 이음새가 커팅됨으로써 분리될 수 있다.
한편, 열교환박스(101)는 상하방향으로 길게 형성될 수 있다. 상하방향으로 길게 형성된 공간을 마련하는 것은 열풍제공부(120)로부터 제공되는 열풍(H)의 자연대류를 유도하는 구조일 수 있다. 이러한 구조에 따라서, 열교환박스(101) 내부에 인입되어 이송되는 포장재(F)는 하방으로 이동하고 경유롤러(112)에 의해 상방으로 다시 이동하는 궤적을 형성할 수 있다.
이 때, 열교환박스(101)에 열풍(H)을 제공하는 열풍제공부(120)는 하방에 있으므로 제공된 열풍(H)은 온도차에 의해 상방으로 이동되게 되고 이동되는 과정에서 포장재(F)와 열교환이 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 자연대류를 통해 열교환박스(101) 내부에서 상하방향으로 이송되는 포장재(F)에 열을 전달할 수 있다.
여기서 도시되지 않은 온도감지부(140)는 제어부와 연결되어 감지된 온도를 제어부로 전달할 수 있다. 제어부는 전달받은 온도를 기초로 히팅박스(4)에서의 가열 또는 냉각(비가열)을 제어할 수 있다. 여기서 온도감지부(140)는 열풍제공부(120)와 흡입부(130) 사이에 위치될 수 있다. 즉, 자연대류를 통해 가열된 공기가 이동되는 경로상에 위치될 수 있다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍제공부(120)로부터 열이 제공되는 방향을 나타낸 도면, 도 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 열풍제공부(120)로부터 제공되는 열에 의해 데워진 공기가 이동되는 방향을 나타내는 도면이다.
도 4(a)를 참조하면 열풍제공부(120)로부터 열풍(H)이 토출되는 방향이 도시된다. 열풍(H)은 열풍(H)제공기로부터 전방향으로 토출될 수 있으나 열교환박스(101) 내에서 상대적으로 고온이므로, 열풍(H)은 상방으로 이동하여 대류에 의한 열교환이 이루어질 수 있다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상방으로 이동된 열풍(H)은 흡입부(130)에 의해 흡입되어 히팅박스(4) 내로 유입될 수 있다. 이는 열교환을 통해 온도가 저하된 공기를 히팅박스(4)에서 재가열시키기 위한 것으로, 재가열된 공기가 열풍제공부(120)를 통해 열교환박스(101)로 재유입되는 순환 사이클이 형성된다. 이러한 사이클에 의해 기 결정된 온도가 열교환박스(101) 내에서 유지될 수 있다.
물론, 포장재(F)가 열교환박스(101) 내외로 출입되는 입구(I) 및 출구(O)는 개방되어 있으므로, 입구(I) 및 출구(O)가 열교환박스(101) 내의 열풍(H) 이동경로 외에 위치되어 열풍(H)의 온도 저하에 영향을 최소화하여 온도 관리가 효율적으로 될 수 있도록 한다.
상기 기 결정된 온도는 예를 들어 상온 이상이고 100도 이하의 범위 내에서 결정될 수 있고, 열교환박스(101) 내부의 온도설정은 표시부(1)를 통해 확인 및 설정을 할 수 있다. 또한, 표시부(1)를 통한 열풍기(10) 제어는 열교환박스(101) 내의 온도 설정뿐만 아니라, 경유롤러(112)의 이송속도를 제어할 수 있다. 물론, 이송속도의 제어는 회전속도이며, 직접적으로 모터와 연결된 구동롤러이거나 구동롤러와 벨트로 연결된 피동롤러로써 회전속도가 제어될 수 있다.
나아가, 롤러의 이송속도 및 열풍(H)의 온도는 상기 이송속도 또는 상기 온도에 의해 나머지 하나의 조건이 자동적으로 결정될 수 있다. 예를 들어 온도가 사용자에 의해 결정이 되면, 온도에 대응되는 이송속도가 자동적으로 결정이 되고, 반대로 이송속도가 사용자에 의해 결정이 되면 온도가 이송속도와 대응되도록 자동적으로 결정될 수도 있다.
즉, 온도와 이송속도 간의 상관관계 내에서 서로 결정이 될 수 있는 것이며, 상기 상관관계가 허용하는 범위를 벗어나는 경우, 열풍(H)으로부터의 열영향을 적게 받으면 포장재(F)의 이음새가 말려들거나 굴곡의 제거가 이루어지지 않을 수 있고, 열영향을 많이 받으면 포장재(F)의 일부가 롤러 등의 구성에 융착될 수 있다. 따라서, 온도가 높게 설정될수록 이송속도는 증가하고, 온도가 낮게 설정될수록 이송속도는 낮아지는 경향의 상관관계가 반영되어 결정될 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 표시부
2 : 이동베이스
2' : 이동바퀴
3 : 배전부
4 : 히팅박스
5 : 이송롤러
10 : 열풍기
101 : 열교환박스
111 : 유입롤러
112 : 경유롤러
113 : 배출롤러
114 : 가이드롤러
120 : 열풍제공부
130 : 흡입부
140 : 온도감지부
F : 포장재
H : 열풍
I : 입구
O : 출구

Claims (9)

  1. 열교환을 통해 공기온도를 증가시키는 히팅박스;
    상기 히팅박스에 의해 증가된 온도의 공기가 유입되고, 상기 공기와 포장재가 열교환되는 열교환박스; 및
    상기 포장재가 열교환박스 내를 경유하도록 안내하는 복수 개의 롤러;를 포함하고,
    상기 열교환박스는,
    상기 히팅박스로부터 열교환된 상기 공기를 제공하는 열풍제공부, 상기 열풍제공부로부터 제공되는 상기 공기를 상기 히팅박스로 재유입시키는 흡입부, 및 상기 포장재가 상기 열교환박스 내외로 출입되는 입구 및 출구를 포함하고,
    상기 열교환박스 내부에서 상기 열풍제공부는 상기 흡입부보다 하방에 위치되고, 상기 입구 및 상기 출구는 상기 흡입부 보다 높은 곳에 형성되어 상기 열교환박스 내의 열풍 이동경로 외에 위치되고,
    상기 롤러는 상기 포장재가 상기 열교환박스 내를 경유하도록 이송경로를 형성시키고,
    상기 열풍제공부로부터 제공되는 상기 공기의 온도와 상기 롤러의 이송속도는 상기 공기의 온도가 높게 설정될수록 상기 이송속도는 증가하고, 상기 공기의 온도가 낮게 설정될수록 상기 이송속도는 낮게 결정되는 상관관계를 가지는, 열풍기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 열풍제공부로부터 제공되는 상기 공기는 상기 열교환박스 내에서 대류를 통한 열교환방식으로 상기 포장재와 열교환되는, 열풍기
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 롤러는,
    상기 포장재를 상기 열교환박스 내측으로 안내하는 유입롤러, 상기 유입롤러로부터 안내된 상기 포장재를 하방으로부터 상방으로 이송시키는 경유롤러 및 상기 경유롤러로부터 안내된 상기 포장재를 상기 열교환박스 외측에서 안내하는 배출롤러를 포함하는, 열풍기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 롤러는,
    상기 유입롤러와 상기 경유롤러 사이 및 상기 경유롤러와 상기 배출롤러 사이 중 하나 이상의 위치에 배치되는 가이드롤러를 더 포함하는, 열풍기.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 열풍제공부로부터 제공되는 상기 공기의 온도는 상온 이상 100도 이하의 범위 내에서 결정되는, 열풍기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡입부 측에 위치되는 온도감지부를 더 포함하고,
    상기 온도감지부에 의해 감지되는 온도에 따라 열교환박스 내에서 이루어지는 열교환정도가 결정되는, 열풍기.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 열교환박스 내에서 이루어지는 열교환 및 상기 롤러에 의한 상기 포장재의 이송속도를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 열풍기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부가 제어하는 제어값이 입력가능하고, 상기 롤러의 이송속도 및 상기 열교환박스 내의 상기 공기의 온도가 표시되는 표시부를 더 포함하는, 열풍기.

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