KR200474748Y1

KR200474748Y1 - 예비동결 및 건조장치

Info

Publication number: KR200474748Y1
Application number: KR2020140005230U
Authority: KR
Inventors: 박혜성
Original assignee: 주식회사 오페론
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2014-10-22

Abstract

본 고안은 예비동결 및 건조장치에 관한 것으로, 냉각하우징의 내벽면을 따라 냉매관을 형성하고, 내벽면에 공기유도부재를 설치하며, 출입구를 형성한 덮개를 덮고, 덮개 상방에 밀폐하우징 및 이 밀폐하우징 상방을 덮는 밀폐뚜껑을 구비하여, 냉매관으로 냉매를 흘려보내 냉각하우징 내에 수용된 시료를 냉각하되, 냉각된 시료를 덮개 상방에 위치시켜 배출구를 통해 공기를 강제 배출함으로써, 출입구를 통과한 공기가 공기유도부재에 의해 배출이 지연되면서 냉각하우징 내를 재 순환하여 공기중에 포함된 수분이 냉매관에 집중 포집되고, 수분이 제거된 공기가 공기유도부재를 통해 배출구로 배출되어 시료의 건조력이 향상된다.
본 고안에 따르면, 시료의 외면 전체에 냉기가 동일하게 전달되어 시료의 전면적 동결 상태가 일정하고, 시료 전체면적이 냉기에 노출되어 냉각속도가 향상되며, 시료를 덮개에 올려 상온 상에서 녹여 별도의 가열장치가 불필요하고, 공기유도부재에 의해 배출이 지연된 공기가 냉각하우징 내를 재 순환하면서 냉매관에 일정량 이상의 수분이 포집되며, 수분 포집으로 공기중에 포함된 수분 제거량이 향상되고, 수분이 제거된 공기가 배출구를 통해 외부로 배출되어 진공펌프에 전기적 또는 기계적 결함 및 손상이 발생되는 것이 방지되는 장점이 있다.

Description

예비동결 및 건조장치{Reserve freeze-drying equipment}

본 고안은 동결건조장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 냉각하우징 내의 공기유도부재로 공기의 배출량을 지연시켜, 공기중에 포함된 수분이 냉매관에 일정량 이상 포집되도록 하는 예비동결 및 건조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 동결건조장치는 액상의 시료를 냉각시킨후, 건조시키는 작업을 반복하여 시료내에 포함된 수분을 제거하는 장치이다.

즉, 시료를 동결시켜 그 내부의 수분을 얼음상태로 만들고, 그 다음 대기중의 압을 낮춘 상태에서 시료 내부의 얼음을 승화에 의해 수증으로 배출시킴으로써, 시료를 건조시키는 것을 말한다.

여기서, 낮은 압력하에서 얼음에 에너지가 공급되면 액화하는 것이 아니라 수증기로 바로 승화되는데, 이러한 원리를 이용하여 시료 내부의 수분을 건조시키는 것이다.

특허문헌 1은 종래의 동결 건조기를 나타낸 것으로서, 이를 참조하면, 밀폐된 공간을 갖는 챔버와, 이 챔버 내부에 피동결 건조물을 수용하는 용기와, 이 용기의 양측을 떠받쳐 용기를 전, 후방 이동시키는 롤러와, 챔버 바닥면에 설치되어 용기내에 수용된 피동결 건조물을 가열하는 가열수단으로 구성된다.

먼저, 상기 용기가 상기 롤러에 떠 받쳐져 전방으로 이동되도록 함으로써, 상기 용기가 상기 밀폐된 챔버 공간내에 위치되는 것이다.

여기서, 챔버의 상측벽에 형성된 피동결 건조물 분사노즐을 통해 피동결 건조물을 용기 내로 분사하여, 용기내에 피동결 건조물이 수용되도록 한다.

그리고, 액체질소유입구를 통해 액체질소를 상기 용기내에 수용된 피동결 건조물에 직접적으로 분사함으로써, 상기 용기내에 수용된 피동결 건조물이 동결되는 것이다.

이때, 상기 액체질소유입구를 통해 액체질소가 피동결 건조물을 동결시키는 동안, 상기 롤러가 모터의 작동에 의해 회전구동되어 상기 용기를 전, 후로 흔들어 상기 용기내에 수용된 피동결 건조물이 서로 엉킨 상태로 동결되는 것이 방지되는 것이다.

이후, 기화된 액체질소를 상기 질소가스 배출구를 통해 배출하고, 상기 가열수단으로 상기 용기 내에서 동결된 피동결 건조물을 가열함으로써, 피동결건조물 내부의 얼음 상태의 수분이 녹게되고, 이 과정에서 상기 진공펌프로 챔버 내의 공기를 외부로 강제 배출하여 피동결건조물 내부의 수분을 제거하여 피동결 건조물을 건조시키는 것이다.

하지만, 상기와 같은 특허문헌 1은,

첫째로, 액체질소가 피동결 건조물의 표면으로 분사되어 용기의 바닥부 부분과 표면부분의 동결상태가 일정치 않고, 상,하층 부의 동결상태 불일치로 피동결 건조물이 상, 하층으로 구분되는 문제점이 있다.

둘째로, 동결된 피동결 건조물을 가열수단으로 가열시 표면부분의 피동결건조물이 바닥부의 피동결 건조물에 비해 상대적으로 빠르게 녹게되고, 상대적으로 늦게 녹는 피동결건조물에 차단되어 바닥부의 피동결건조물의 수분이 외부로 배출되지 못해 피동결 건조물의 건조 능력이 저하되는 문제점이 있다.

셋째로, 챔버내의 공기를 진공펌프로 배출시 수분을 포함하는 공기가 진공펌프로 통과되어 수분에 의해 진공펌프 상에 전기적 결함 및 손상이 발생되고, 이에 따라 진공펌프 미 작동으로 피동결 건조물의 건조가 불가능하여 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

KR

10-0889789

B1

본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은, 상부가 개방된 냉각하우징의 내벽면을 따라 나선형상의 냉매관을 형성하고, 내벽면에 공기유도부재를 설치하며, 상부에 출입구를 형성한 덮개를 덮고, 이 덮개 상방에 상, 하부가 개방된 중공형 밀폐하우징 및 이 밀폐하우징 상방을 덮는 밀폐뚜껑을 구비하여, 냉매관으로 냉매를 흘려보내 냉각하우징 내에 수용된 시료를 냉각하되, 냉각된 시료를 덮개 상방에 위치시켜 배출구를 통해 공기를 강제 배출함으로써, 덮개의 출입구를 통과한 공기가 공기유도부재에 의해 배출이 지연되면서 냉각하우징 내를 재 순환하여 공기중에 포함된 수분이 냉매관에 집중 포집되고, 수분이 제거된 공기가 공기유도부재를 통해 배출구로 배출되어 시료의 건조력이 향상되는 예비동결장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 예비동결장치는, 상부가 개방된 중공형상으로 외면에 배출구를 형성하고 있는 냉각하우징과; 상기 냉각하우징 내벽면을 따라 나선형상으로 형성되고, 내부로 냉매를 흘려보내 상기 냉각하우징 내부공간을 냉각하는 냉매관; 상기 냉각하우징 내벽면에 설치되어 상기 배출구를 통해 배출되는 공기의 흐름을 지연시키는 공기유도부재; 상기 냉각하우징 상부에 덮혀 중앙부에 출입구를 형성하고 있는 덮개; 상, 하부가 개방된 중공형상으로 상기 덮개 상방에 설치되어 내부에 정해진 공간을 형성하는 밀폐하우징; 및 상기 밀폐하우징 상방에 덮여 상기 밀폐하우징의 내부공간을 밀폐하는 밀폐뚜껑;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 예비동결장치에 있어서, 상기 공기유도부재는, 상기 냉각하우징 내벽면에 밀착되고, 양 측면에 상기 냉각하우징 내의 공기를 공급받는 공급유로가 형성되어 있으며, 상기 냉각하우징 내벽면과 서로 마주보는 측면에 상기 공급유로와 직교되는 방향으로 형성되어 상기 공급유로로 공급되는 공기를 상기 배출구로 유도하는 배출유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 예비동결장치에 있어서, 상기 공기유도부재는, 하단부를 통해 상기 냉각하우징 내의 공기를 상기 배출유로로 공급하도록 하단부가 개방되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 예비동결장치에 있어서, 상기 덮개는, 상면 중앙부에 상기 출입구와 교차되도록 형성되어 복수개의 시료를 적층하고 있는 트레이가 얹혀지도록 지지하는 지지홈이 형성되어 있고, 상면 테두리에 상기 밀폐하우징이 끼워져 삽입되는 끼움홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 예비동결장치에 있어서, 상기 밀폐하우징은, 상기 덮개 상방에 올려진 복수개의 시료를 적층하고 있는 트레이를 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 투명재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 예비동결장치는, 시료의 외면 전체에 냉기가 동일하게 전달되어 시료의 전면적 동결 상태가 일정하고, 시료 전체면적이 냉기에 노출되어 냉각속도가 향상되며, 시료를 덮개에 올려 상온 상에서 녹여 별도의 가열장치가 불필요하고, 공기유도부재에 의해 배출이 지연되는 공기가 냉각하우징 내를 재 순환하면서 냉매관에 일정량 이상의 수분이 포집되며, 이 수분 포집으로 공기중에 포함된 수분의 제거량이 향상되고, 수분이 제거된 공기가 배출구를 통해 외부로 배출되어 진공펌프에 전기적 또는 기계적 결함 및 손상이 발생되는 것이 방지되며, 이에 따라 제품의 건조능력 향상과 동시에 제품의 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 예비동결 및 건조장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 분해사시도.
도 3은 본 고안에 따른 예비동결 및 건조장치의 측 단면도.
도 4는 본 고안에 따른 예비동결 및 건조장치의 내부에 트레이를 수용하여 시료를 냉각하는 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 고안에 따른 예비동결 및 건조장치의 덮개에 시료가 수용된 트레이를 올려 시료를 건조시키는 상태를 나타낸 도면.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

냉각하우징(100)은 상부가 개방된 중공형상으로 외면에 배출구(101)를 형성한다.

상기 냉각하우징(100)은 상기 냉매관(200)에 의해 내부공간이 저온화 되어 시료를 적층하고 있는 트레이(T)를 냉각시킨다.

냉매관(200)은 상기 냉각하우징(100) 내벽면을 따라 나선형상으로 형성되고, 내부로 냉매를 흘려보내 상기 냉각하우징(100) 내부공간을 냉각한다.

상기 냉매관(200)은 시료가 기화되는 시점에서 상기 냉각하우징(100)을 통해 배출구(101)로 배출되는 공기중의 수분을 포집한다.

상기 냉매관(200)은 냉각상태를 유지하는 것이 바람직하다.

공기유도부재(300)는 상기 냉각하우징(200) 내벽면에 설치되어 상기 배출구(101)를 통해 배출되는 공기의 흐름을 지연시킨다.

상기 공기유도부재(300)는 공기의 흐름을 지연시켜, 공기가 상기 냉각하우징(100) 내에서 반복적으로 재 순환되도록 한다.

상기 공기유도부재(300)는 상기 냉각하우징(100) 내벽면에 밀착되고, 양 측면에 상기 냉각하우징(100) 내의 공기를 공급받는 공급유로(301)가 형성되어 있으며, 상기 냉각하우징(100) 내벽면과 서로 마주보는 측면에 상기 공급유로(301)와 직교되는 방향으로 형성되어 상기 공급유로(301)로 공급되는 공기를 상기 배출구(101)로 유도하는 배출유로(302)가 형성된다.

상기 공기유도부재(300)는 상기 냉각하우징(100) 내벽면에 밀착되는 면이 곡면 형상으로 형성된다.

상기 공급유로(301) 및 배출유로(302)에는 상기 냉각하우징(100)의 배출구(101)에 연결되어 상기 냉각하우징(100) 내의 공기를 강제흡입하는 진공펌프(미도시)에 의한 흡입력이 발생된다.

상기 공기유도부재(300)는 하단부를 통해 상기 냉각하우징(100) 내의 공기를 상기 배출유로(302)로 공급하도록 하단부가 개방되어 있다.

상기 공기유도부재(300)는 상기 공급유로(301) 및 개방된 하단부를 통해 상기 냉각하우징(100) 내의 공기를 공급받아 상기 배출유로(302)로 안내한다.

덮개(400)는 상기 냉각하우징(100) 상부에 덮혀 중앙부에 출입구(401)를 형성한다.

상기 덮개(400)는 상면 중앙부에 상기 출입구(401)와 교차되도록 형성되어 복수개의 시료를 적층하고 있는 트레이(T)가 얹혀지도록 지지하는 지지홈(402)이 형성되어 있고, 상면 테두리에 상기 밀폐하우징(500)이 끼워져 삽입되는 끼움홈(403)이 형성된다.

상기 지지홈(402)은 트레이(T)의 각 모서리부분을 떠 받쳐 상기 출입구(401)의 모서리 부분이 상기 냉각하우징(100)과 연통되도록 한다.

상기 출입구(401) 및 지지홈(402)은 서로 교차되도록 형성되고, 상기 출입구(401)는 상기 지지홈(402)에 올려지는 트레이(T)에 의해 모서리 부분이 상기 냉각하우징(100)과 연통된다.

상기 출입구(401) 및 지지홈(402)은 사각형상으로 형성되고, 사용자의 선택에 따라 그 형상은 다각형, 원형 등 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

상기 출입구(401)는 상기 덮개(400) 상에서 기화되는 시료의 공기를 냉각하우징(100) 내로 유입되도록 안내한다.

밀폐하우징(500)은 상, 하부가 개방된 중공형상으로 상기 덮개(400) 상방에 설치되어 내부에 정해진 공간을 형성한다.

상기 밀폐하우징(500)은 트레이(T)에 적층된 시료 기화시 공기가 외부로 방출되는 것을 차단한다.

상기 밀폐하우징(500)은 상부가 상기 밀폐뚜껑(600)에 의해 밀폐된다.

상기 밀폐하우징(500)은 상기 덮개(400) 상방에 올려진 복수개의 시료를 적층하고 있는 트레이(T)를 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 투명재질로 형성된다.

밀폐뚜껑(600)은 상기 밀폐하우징(500) 상방에 덮여 상기 밀폐하우징(500)의 내부공간을 밀폐한다.

상기 밀폐뚜껑(600)은 상기 밀폐하우징(500)의 상단 외주면 테두리를 감싸 상기 밀폐하우징(500) 내부공간을 밀폐하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 예비동결장치는 다음과 같이 사용된다.

먼저, 냉각하우징(100) 내부 공간에 시료가 적층된 트레이(T)를 삽입하고, 그 상태에서 상기 냉매관(200)으로 냉매를 흘려보내 상기 냉각하우징(100) 내부 공간의 공기를 냉각한다.

여기서, 상기 냉각하우징(100) 내의 공기는 상기 냉매관 외면의 냉기와 서로 열교환작용되어 상기 냉각하우징(100) 내부 공간의 공기가 냉각되는 것이다.

그러면, 상기 냉각하우징(100) 내의 냉기가 트레이에 적층된 시료와 열교환작용되어 시료를 냉동시킴으로써, 트레이(T)에 적층된 시료가 상기 냉각하우징(100) 내에서 냉각된다.

이후, 냉각된 시료가 적층된 트레이를 상방으로 들어올려 상기 트레이(T)가 상기 덮개(400)의 출입구(401)를 통해 상방으로 노출되도록 하고, 그 상태에서 상기 트레이(T)를 정해진 각도 회전시켜 상기 트레이(T)의 각 모서리가 상기 지지홈(402)에 안착되도록 한다.

이때, 정해진 각도 틀어져 상기 지지홈(402)에 안착된 트레이(T)에 의해 상기 출입구(401)의 각모서리 부분이 상기 냉각하우징(100)과 연통되는 것이다.

이후, 상기 덮개(400)의 끼움홈(403)을 따라 상기 밀폐하우징(100) 하단부가 끼워져 고정되도록 하되, 상기 밀폐하우징(500) 상방에 밀폐뚜껑(600)을 덮어 상기 밀폐하우징(500) 내부 공간이 밀폐되도록 한다.

그러면, 상기 트레이(T)가 상기 밀폐하우징(500)에 감싸져, 외부와 단절된 상태가 되고, 이 상태에서 상기 냉각하우징(100)의 배출구(101)에 연결된 진공펌프(미도시)를 작동시켜 상기 냉각하우징(100) 내의 공기를 강제 흡입한다.

이때, 상기 냉각하우징(100)과 상기 밀폐하우징(500)의 공간은 상기 덮개(400)의 출입구(401)에 의해 서로 연통된 상태로, 진공펌프의 강제 흡입력이 상기 냉각하우징(100) 및 밀폐하우징(500)의 공기를 강제 배출하여 상기 트레이(T)의 시료가 건조되는 것이다.

여기서, 상기 밀폐하우징(500)은 투명재질로 형성되어 있어, 그 외면을 통해 내부 공간에서 시료가 건조되는 상태를 육안으로 확인할 수 있다.

특히, 상기 밀폐하우징(500)의 내부공간에는 상기 트레이(T)의 시료 기화시의 공기가 밀폐된 상태로 유지되고, 진공펌프에 의해 상기 덮개(400)의 출입구(401) 및 냉각하우징(100) 내부공간을 통해 상기 배출구(101)로 배출된다.

여기서, 상기 냉각하우징(100) 내로 이동된 공기는 냉각 상태를 유지하는 상기 냉매관(200) 외면에 충돌되고, 이때, 공기중에 포함된 수분이 상기 냉매관(200)에 포집되어 수분이 제거된 공기가 상기 공기유도부재(300)에 안내되어 상기 배출구(101)로 배출된다.

이때, 상기 냉각하우징(100) 내로 다량의 공기가 공급되면, 이 공기중 일부가 상기 공기유도부재(300)를 통해 상기 배출구(101)로 배출되지 않고, 상기 냉각하우징(100) 내를 순회하면서, 공기중에 포함된 수분을 상기 냉매관(200)에 빼앗기게 되는 것이다.

즉, 상기 공기유도부재(300)는 상기 공급유로(301) 및 개방된 하단부를 통해 정해진 량의 공기를 공급받되, 이 공기를 상기 배출유로(302)를 통해 상기 배출구(101)로 배출함으로써, 상기 냉각하우징(100) 내부공간의 공기가 상기 배출구(101)를 통해 배출되는 시간이 지연되어 상기 냉매관(200)에 포집되는 공기량이 증가되는 것이다.

또한, 상기 공급유로(301), 개방된 하단부 및 배출유로(302)의 직경은 사용자의 선택에 따라 다양한 크기로 제작될 수 있고, 이 직경 크기에 따라 상기 냉각하우징(100) 내의 공기를 상기 배출구(101)로 유도하는 공기량이 변화된다.

상기와 같이 냉각하우징(100) 내에서 냉동시킨 시료를 덮개 상방에 위치시켜 기화되도록 하되, 시료 기화시 강제 배출되는 공기중에 포함된 수분을 냉매관(200)에 포집하여 시료를 건조시키는 구조는, 시료의 외면 전체에 냉기가 동일하게 전달되어 시료의 전면적 동결 상태가 일정하고, 시료 전체면적이 냉기에 노출되어 냉각속도가 향상되며, 시료를 덮개에 올려 상온 상에서 녹여 별도의 가열장치가 불필요하고, 공기유도부재(300)에 의해 배출이 지연되는 공기가 냉각하우징 내를 재 순환하면서 냉매관(200)에 일정량 이상의 수분이 포집되며, 이 수분 포집으로 공기중에 포함된 수분의 제거량이 향상되고, 수분이 제거된 공기가 배출구(101)를 통해 외부로 배출되어 진공펌프에 전기적 또는 기계적 결함 및 손상이 발생되는 것이 방지된다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 예비동결장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 실용실안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100 : 냉각하우징 101 : 배출구
200 : 냉매관 300 : 공기유도부재
301 : 공급유로 302 : 배출유로
400 : 덮개 401 : 출입구
402 : 지지홈 403 : 끼움홈
500 : 밀폐하우징 600 : 밀폐뚜껑
T : 트레이

Claims

상부가 개방된 중공형상으로 외면에 배출구(101)를 형성하고 있는 냉각하우징(100)과;
상기 냉각하우징(100) 내벽면을 따라 나선형상으로 형성되고, 내부로 냉매를 흘려보내 상기 냉각하우징(100) 내부공간을 냉각하는 냉매관(200);
상기 냉각하우징(100) 내벽면에 설치되어 상기 배출구(101)를 통해 배출되는 공기의 흐름을 지연시키는 공기유도부재(300);
상기 냉각하우징(100) 상부에 덮혀 중앙부에 출입구(401)를 형성하고 있는 덮개(400);
상, 하부가 개방된 중공형상으로 상기 덮개(400) 상방에 설치되어 내부에 정해진 공간을 형성하는 밀폐하우징(500); 및
상기 밀폐하우징(500) 상방에 덮여 상기 밀폐하우징(500)의 내부공간을 밀폐하는 밀폐뚜껑(600);
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 예비동결 및 건조장치.
제 1항에 있어서,
상기 공기유도부재(300)는,
상기 냉각하우징(100) 내벽면에 밀착되고, 양 측면에 상기 냉각하우징(100) 내의 공기를 공급받는 공급유로(301)가 형성되어 있으며, 상기 냉각하우징(100) 내벽면과 서로 마주보는 측면에 상기 공급유로(301)와 직교되는 방향으로 형성되어 상기 공급유로(301)로 공급되는 공기를 상기 배출구(101)로 유도하는 배출유로(302)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 예비동결 및 건조장치.
제 1항에 있어서,
상기 공기유도부재(300)는,
하단부를 통해 상기 냉각하우징(100) 내의 공기를 상기 배출유로(302)로 공급하도록 하단부가 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 예비동결 및 건조장치.
제 1항에 있어서,
상기 덮개(400)는,
상면 중앙부에 상기 출입구(401)와 교차되도록 형성되어 복수개의 시료를 적층하고 있는 트레이(T)가 얹혀지도록 지지하는 지지홈(402)이 형성되어 있고, 상면 테두리에 상기 밀폐하우징(500)이 끼워져 삽입되는 끼움홈(403)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 예비동결 및 건조장치.
제 1항에 있어서,
상기 밀폐하우징(500)은,
상기 덮개(400) 상방에 올려진 복수개의 시료를 적층하고 있는 트레이(T)를 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 투명재질로 형성된 것을 특징으로 하는 예비동결 및 건조장치.