KR20100085402A - 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치 - Google Patents

히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면 압축기, 주응축기, 주증발기를 통하여 냉매가 순환하도록 이루어진 히트펌프시스템에 의하여 건조가 이루어지고, 주응축기 및 주증발기가 내부에 구비되어 열교환이 이루어지는 건조장치몸체; 및 건조장치몸체 내부에 형성되고, 건조대상물의 건조가 발생하는 건조실;을 포함하며, 히트펌프시스템에는, 건조장치몸체 외부에 구비되고 압축기와 주응축기 사이에서 선택적으로 연결되도록 이루어져 건조장치몸체 내부의 온도가 감소되도록 하는 보조응축기가 포함된 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치가 제공된다.
보조응축기, 보조증발기, 이송장치, 압축가공장치, 펀칭장치, 건조장치

Description

히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치{Multipurpose drying apparatus using heat pump system}
본 발명은 건조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 응축기, 증발기를 통한 열교환에 의하여 건조장치 내부의 건조대상물을 건조하며, 건조장치 내부의 온도가 설정온도 이상으로 상승하는 것을 방지하고, 많은 열을 필요로 하는 건조대상물의 경우 건조에 필요한 충분한 열을 제공할 수 있도록 조절할 수 있음은 물론, 건조효율을 극대화할 수 있는 다목적 건조장치에 관한 것이다.
산업화에 따른 인구의 증가 및 집중에 따라 각종 생활쓰레기를 비롯하여 음식물쓰레기의 배출이 급증하고 있다. 그리고 음식물 쓰레기 또는 유기성 폐기물은 다량을 수분을 함유하고 있는데, 이러한 쓰레기는 함유된 수분에 의해 중량이 많아서 처리가 어려울 뿐만 아니라, 시간이 지남에 따라 부패하여 심한 악취를 발생시키고 여러 병원균이 포함되는 등 환경 오염의 원인이 된다. 또한, 이러한 상태로 소각시에는 환경 유해 물질이 발생할 수 있으며, 매립의 경우에도 토양 오염의 원인이 되므로 그 처리가 매우 곤란하다.
이러한 쓰레기의 처리의 일환으로 다양한 유형의 건조장치가 사용되고 있으 며, 이러한 건조장치에는 히트펌프시스템에서의 열교환을 이용하여 음식물 또는 농수산물 등을 건조 후 배출되도록 하는 장치가 있다.
다만, 이와 같은 건조장치의 사용에 있어서 히트펌프시스템의 응축기에서의 온도 상승으로 과열이 발생하여 건조장치에 문제를 일으킬 수 있으며, 투입되는 음식물 등이 비교적 많은 열을 필요로 하는 경우 일반적인 구조의 히트펌프시스템에 의할 때에는 건조장치 내부에 충분한 열을 공급할 수 없어 적절한 건조가 곤란한 경우가 발생한다.
또한, 건조장치가 가동되면 투입되는 건조대상물의 양이나 건조도 등의 변동에 의하여 증발기의 온도가 빙점 이하로 하강하여 수분이 결빙되는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 건조용 공기의 원활한 순환이 불가능하고 열교환기 표면의 결빙으로 인하여 전열 효율이 감소하며 결국 건조장치로서 기능을 상실하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 건조장치 내부의 온도가 설정온도 이상으로 상승하는 것을 방지하고, 건조 대상물이 비교적 많은 열을 필요로 하는 경우에 건조장치 내부에 충분한 열을 공급할 수 있으며 건조효율을 극대화할 수 있는 건조장치와 관련된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 압축기, 주응축기, 주증발기를 통하여 냉매가 순환하도록 이루어진 히트펌프시스템에 의하여 건조가 이루어지고, 주응축기 및 주증발기가 내부에 구비되어 열교환이 이루어지는 건조장치몸체; 및 건조장치몸체 내부에 형성되고, 건조대상물의 건조가 발생하는 건조실;을 포함하며, 히트펌프시스템에는, 건조장치몸체 외부에 구비되고 압축기와 주응축기 사이에서 선택적으로 연결되도록 이루어져 건조장치몸체 내부의 온도가 감소되도록 하는 보조응축기가 포함된 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치가 제공된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 첫째, 건조장치 내부에 형성되어 응축열로 건조대상물을 가열하는 주응축기와 별도로, 건조장치 외부에서 보조응축기가 구비되도록 하여 건조장치 내부가 설정온도 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 주증발기와 직렬로 연결되는 보조증발기가 구비되도록 하고, 이 보조 증발기를 통하여 건조장치 외부의 열을 흡수하여 공급하도록 함으로써, 비교적 많은 열을 필요로 하는 건조대상물을 적절하게 건조할 수 있다.
셋째, 히트펌프시스템을 다수개로 구비하고, 이러한 히트펌프시스템에 의하여 순차적으로 건조가 일어나도록 하여 건조 효과를 증대시킬 수 있다.
넷째, 증발기 상의 압력을 측정하는 차압스위치에 의해 제상밸브가 구동되도록 하여 건조장치의 결빙을 방지할 수 있다.
다섯째, 건조실 내부에서 다단으로 이루어진 이송수단과 건조공기의 흐름을 통하여 건조 효율을 배가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치를 도시한 회로도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)는 압축기(110), 주응축기(120), 주증발기(130)를 통하여 냉매가 순환하도록 이루어진 히트펌프시스템에 의하여 건조가 이루어지고, 상기 주응축기(120) 및 주증발기(130)가 내부에 구비되어 열교환이 이루어지는 건조장치몸체(10); 및 상기 건조장치몸체(10) 내부에 형성되고, 건조대상물의 건조가 발생하는 건조실(20);을 포함하며, 상기 히트펌프시스템에는, 상기 건조장치몸체(10) 외부에 구비되고 상기 압축기(110)와 주응축기(120) 사이에서 선택적으로 연결되도록 이루어져 상기 건조장치몸체(10) 내부의 온도가 감소되도록 하는 보조응축기(120a)가 포함된다.
상기 히트펌프시스템은 상기 주응축기(120) 및 주증발기(130)를 포함하며 이 를 통하여 열교환이 이루어진다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 히트펌프시스템의 개략적인 회로도가 도시되어 있는데, 그 구성을 살펴보면, 우선 상기 압축기(110)를 전후로 하여 상기 압축기(110)의 토출압을 조절하는 고압스위치(211)와 상기 압축기(110)위 흡입압을 조절하는 저압스위치(212)가 구비되어 있다.
상기 압축기(110)와 주응축기(120) 사이에는 유분리기(220)가 설치된다. 상기 압축기(110)가 작동하기 위해서는 오일이 필요한데, 오일이 냉매와 함께 섞어서 배출되면 상기 압축기(110) 내부의 오일량이 감소하고 필터드라이어(240)에 영향을 줄 수 있기 때문에 냉매와 오일을 분리해 오일을 다시 압축기(110)로 보내는 수단이 필요하며, 상기 유분리기(220)에 의해 수행된다.
다음으로 상기 주응축기(120)가 연결되며 상기 압축기(110)에 의한 고온고압의 냉매가 상기 주응축기(120)에 의해 응축된다. 이때 상기 주응축기(120)를 통하여 열교환이 이루어지면 응축열이 발생하여 주위의 공기를 가열한다.
상기 주응축기(120)를 거친 냉매는 수액기(230), 필터드라이어(240)를 지난다. 상기 수액기(230)는 상기 주응축기(120)를 통한 응축된 냉매를 일시 보관하며 상기 주증발기(130)에 필요한 냉매를 공급한다. 상기 필터드라이어(240)에서는 냉매에 포함된 이물질 및 수분이 제거된다.
이후 냉매는 팽창밸브(250)를 거쳐 상기 주증발기(130)를 통과한다. 상기 주증발기(130)에서는 냉매가 기화되면서 주변공기의 제습이 일어난다. 상기 주증발기(130)를 거친 저온저압의 냉매는 상기 압축기(110)로 다시 공급되며 순환한다.
상기 주응축기(120)와 주증발기(130)는 상기 건조장치몸체(10)의 내부에 위치하며 상기 건조장치몸체(10) 내부공기가 고온건조한 상태로 상기 건조실(20)로 공급되도록 한다.
상기 건조장치몸체(10) 내부에는 상기 건조실(20)이 형성되며, 상기 건조장치몸체(10) 내부에서 건조대상물을 건조하기 위한 공기가 흐른다. 상기 건조실(20)은 건조대상물이 투입된 후 건조되며 이송되는 공간이며, 상기 건조장치몸체(10) 내부에서 구분되어 이루어지는 공간을 형성한다. 상기 건조실(20)에서는 일정한 방향으로 고온건조한 공기가 순환되며, 도 1에서 도시된 바와 같이 상기 건조실(20) 하측에서 유입된 고온건조한 공기가 상측으로 이동하여 건조대상물을 건조시키고 상기 건조실(20) 상부를 통하여 빠져나가도록 이루어질 수 있다.
상기 히트펌프시스템에는 상기 보조응축기(120a)가 포함되며, 상기 보조응축기(120a)는 상기 건조장치몸체(10) 외부에 구비되고 상기 압축기(110)와 주응축기(120) 사이에서 선택적으로 연결되도록 이루어진다.
상기 보조응축기(120a)는 항시 작동되도록 이루어지는 것은 아니며, 본 발명인 건조장치 내부의 온도를 낮추고자 하는 경우에 사용된다. 따라서 상기 보조응축기(120a)는 상기 압축기(110)와 주응축기(120) 사이에 연결되나 후술하는 제1, 제2밸브(140a, 140b)를 통하여 필요시에 선택적으로 사용될 수 있도록 이루어진다.
상기 보조응축기(120a)는 상기 건조장치몸체(10) 내부의 온도가 설정온도 이상으로 상승하는 것을 방지한다. 상기 압축기(110)를 거친 냉매는 상기 주응축기(120)에 도달하기 전에 상기 보조응축기(120a)를 지나게 되는데, 상기 건조장치 몸체(10) 외부에 구비된 상기 보조응축기(120a)를 통하여 외부와의 열교환이 우선 일어나므로 상기 주응축기(120)에서는 상대적으로 낮은 열이 발생되므로 상기 건조장치몸체(10) 내부의 온도를 낮출 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치를 도시한 부분회로도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 히트펌프시스템은 적어도 2개 이상 구비되어 개별적으로 구동되고, 상기 건조실(20)은 상기 히트펌프시스템의 개수에 맞게 구비되고 연속되게 배열되어, 상기 건조실(20)을 따라 순차적으로 건조가 일어나도록 형성된다.
상기 히트펌프시스템은 다수 개로 구비되어 본 발명인 건조장치에 이용된다. 각 히트펌프시스템은 서로 같은 구조로 되어 있으며, 각 히트펌프시스템을 이루는 주응축기(120)와 주증발기(130)를 통하여 건조에 사용되는 공기가 개별적으로 공급된다.
도 2에서는 두 개의 상기 히트펌프시스템이 구비된 형태의 회로도가 도시되어 있으나, 상기 히트펌프시스템은 연속된 구조로 두 개 이상 구비될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 히트펌프시스템은 구성 일부가 생략되어 있으나, 그 구조는 도 1에서 도시된 히트펌프시스템과 같은 구조를 갖는다.
상기 건조실(20)은 상기 히트펌프시스템과 동일한 개수로 구비된다. 상기 건조실(20)은 연속되게 배열되며, 상기 건조실(20)을 통하여 순차적으로 건조가 진행 되도록 한다. 상기 건조실(20) 별로 건조를 위한 공기가 공급되도록 이루어지며, 상기 히트펌프시스템은 개별적으로 각각의 상기 건조실(20)에 건조공기를 공급한다. 도 2에서 도시된 상기 건조실(20) 중 상측에 위치한 건조실(20)에서 1차 건조가 이루어지며, 건조대상물이 하측에 위치한 건조실(20)로 이동하여 거기에서 2차 건조가 이루어진다. 건조대상물의 수분함유량의 정도나 처리대상물의 공급속도 등에 따라 하나의 히트펌프시스템 및 건조실(20)로 충분한 건조를 기대할 수 없는 경우가 발생할 수 있으며, 본 발명에서와 같이 상기 히트펌프시스템 및 건조실(20)을 복수개로 연속되도록 구비하여 적절한 건조가 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 압축기(110)와 주응축기(120)의 연결라인에는 제1밸브(140a)가 구비되고, 상기 보조응축기(120a)는 상기 제1밸브(140a)와 병렬로 연결되며, 상기 보조응축기(120a)의 연결라인에는 제2밸브(140b)가 구비된다.
상기 보조응축기(120a)는 상기 압축기(110)와 주응축기(120) 사이에서 선택적으로 연결되며 상기 보조응축기(120a)를 통한 냉매의 순환을 임의적으로 제어할 수 있는데, 이는 상기 제1밸브(140a) 및 제2밸브(140b)에 의해 수행된다.
상기 제1밸브(140a)는 상기 압축기(110)와 상기 주응축기(120)를 잇는 라인상에 설치되어, 상기 라인을 통한 냉매의 순환 유무를 제어한다.
상기 보조응축기(120a)와 제2밸브(140b)는 서로 직렬로 연결되며, 상기 보조응축기(120a) 및 제2밸브(140b)는 상기 제1밸브(140a)와 병렬로 연결된다.
일반적인 경우, 즉 상기 건조장치몸체(10) 내부에 고온의 공기를 공급하고자 하는 경우에는 상기 제1밸브(140a)는 개방하고 상기 제2밸브(140b)를 닫아 상기 주응축기(120)를 통하여만 냉매의 순환이 되도록 한다. 이와 달리, 상기 건조장치몸체(10) 내부의 온도를 낮추고자 하는 경우에는 상기 제1밸브(140a)를 닫고 상기 제2밸브(140b)를 개방시켜 상기 보조응축기(120a)를 거쳐 상기 주응축기(120)로 냉매가 공급되도록 한다. 이와 같이 구성함으로써 냉매가 상기 보조응축기(120a)를 선택적으로 통과하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치를 도시한 회로도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 제1밸브(140a)는 솔레노이드밸브(solenoid valve)로 이루어지고, 상기 제2밸브(140b)는 솔레노이드밸브(solenoid valve) 또는 체크밸브(check valve)로 이루어진다.
도 1에서는 상기 제1밸브(140a) 및 제2밸브(140b)가 솔레노이드밸브로 이루어진 회로도가 도시되어 있으며, 도 3에서는 상기 제2밸브(140b)가 체크밸브로 이루어진 회로도가 도시되어 있다.
상기 제1밸브(140a) 및 제2밸브(140b)는 상기 보조응축기(120a)의 작용 유무를 제어하기 위한 것으로서, 솔레노이드밸브로 이루어지도록 하여 용이하게 이를 수행할 수 있다.
상기 제2밸브(140b)는 체크밸브로 이루어질 수 있다.
상기 제2밸브(140b)를 체크밸브로 형성하는 경우 냉매의 흐름 방향을 고려하여 상기 압축기에서 상기 주응축기(120) 방향으로 개방되도록 형성된다. 또한, 체크밸브로 이루어진 상기 제2밸브(140b)는 도 3에서 도시된 바와 같이 상기 보조응축기(120a)와 상기 주응축기(120) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1밸브(140a)를 솔레노이드밸브로 형성하고 상기 제2밸브(140b)를 체크밸브로 형성하는 경우, 상기 제1밸브(140a)를 개방시켜 상기 제1밸브(140a)를 통해 흐른 냉매가 상기 제2밸브(140b)(체크밸브) 후방까지 공급되어 상기 제2밸브(140b) 후방의 압력이 상기 제2밸브(140b) 전방의 압력보다 높아져서 상기 제2밸브(140b)는 차단된다.
또한, 상기 제1밸브(140a)를 닫는 경우에는, 냉매는 상기 제2밸브(140b)를 통해 전달되며 상기 보조응축기(120a)를 통하게 된다.
이와 같이, 상기 제1밸브(140a)는 솔레노이드밸브, 상기 제2밸브(140b)는 체크밸브로 이루어지도록 함으로써, 상기 제1밸브(140a)만을 제어하여 상기 보조응축기(120a)의 사용 유무를 조정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 히트펌프시스템에는, 상기 건조장치몸체(10) 외부에 구비되고 상기 주응축기(120)와 주증발기(130) 사이에서 선택적으로 연결되도록 이루어져 상기 건조장치몸체(10) 내부의 온도를 상승시키는 보조증발기(130a)가 더 포함되어 이루 어진다.
상기 보조증발기(130a)는 항시 작동되도록 이루어지는 것은 아니며, 본 발명인 건조장치 내부의 온도를 상승시키고자 하는 경우에 사용된다. 따라서 상기 보조증발기(130a)는 상기 주응축기(120)와 주증발기(130)를 잇는 라인상에 연결되나 후술하는 제3, 제4밸브(140d)를 통하여 필요시에 선택적으로 사용될 수 있도록 이루어진다.
상기 보조증발기(130a)는 상기 건조장치몸체(10) 내부에 비교적 큰 열의 공급이 필요한 건조대상물이 투입된 경우에 사용된다. 이 경우, 상기 압축기(110)에서 발생되는 압축열로만은 부족하고 상기 보조증발기(130a)를 통하여 충분한 열의 공급이 이루어질 수 있다. 상기 주응축기(120)를 거친 냉매는 상기 보조증발기(130a)를 우선 지나게 되는데, 상기 건조장치몸체(10) 외부에 구비된 상기 보조증발기(130a)를 통하여 외부와의 열교환이 우선 일어나므로 본 발명인 건조장치(1) 내부의 온도 상승에 필요한 열을 공급할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 주응축기(120)와 주증발기(130) 연결라인에는 제3밸브(140c)가 구비되고, 상기 보조증발기(130a)는 상기 제3밸브(140c)와 병렬로 연결되며, 상기 보조증발기(130a)의 연결라인에는 제4밸브(140d)가 구비된다.
상기 보조증발기(130a)는 상기 주응축기(120)와 주증발기(130) 사이에서 선택적으로 연결되며 상기 보조증발기(130a)를 통한 냉매의 순환을 임의적으로 제어 할 수 있는데, 이는 상기 제3밸브(140c) 및 제4밸브(140d)에 의해 수행된다.
상기 제3밸브(140c)는 상기 주응축기(120)와 상기 주증발기(130)를 잇는 라인상에 설치되어, 상기 라인을 통한 냉매의 순환 유무를 제어한다. 상기 제3솔레노이드 밸브는 상기 주증발기(130)의 바로 전에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 보조증발기(130a)와 제4밸브(140d)는 서로 직렬로 연결되며, 상기 보조증발기(130a) 및 제4밸브(140d)는 상기 제3밸브(140c)와 병렬로 연결된다.
일반적인 경우, 즉 상기 건조장치몸체(10) 내부에 통상의 공기를 공급하고자 하는 경우에는 상기 제3밸브(140c)는 개방하고 상기 제4밸브(140d)를 닫아 상기 주증발기(130)를 통해서만 냉매의 순환이 되도록 한다. 이와 달리, 상기 건조장치몸체(10) 내부에 더 많은 열을 공급하고자 하는 경우에는 상기 제3밸브(140c)를 닫고 상기 제4밸브(140d)를 개방시켜 상기 보조증발기(130a)를 거쳐 상기 주증발기(130)로 냉매가 공급되도록 한다. 이와 같이 구성함으로써 냉매가 상기 보조증발기(130a)를 선택적으로 통과하도록 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 제3밸브(140c)는 솔레노이드밸브로 이루어지고, 상기 제4밸브(140d)는 솔레노이드밸브 또는 체크밸브로 이루어진다.
도 1에서는 상기 제3밸브(140c) 및 제4밸브(140d)가 솔레노이드밸브로 이루어진 회로도가 도시되어 있으며, 도 3에서는 상기 제4밸브(140d)가 체크밸브로 이루어진 회로도가 도시되어 있다.
상기 제3밸브(140c) 및 제4밸브(140d)는 상기 보조증발기(130a)의 작용 유무를 제어하기 위한 것으로서, 솔레노이드밸브로 이루어지도록 하여 역시 용이하게 이를 수행할 수 있다.
상기 제4밸브(140d)는 상기 제2밸브(140b)와 마찬가지로 체크밸브로 이루어질 수 있다.
상기 제4밸브(140d)를 체크밸브로 형성하는 경우에도 냉매의 흐름 방향을 고려하여 상기 주응축기(120)에서 상기 주증발기(130) 방향으로 개방되도록 형성된다. 또한, 체크밸브로 이루어진 상기 제4밸브(140d) 또한 도 3에서 도시된 바와 같이 상기 보조증발기(130a)와 상기 주증발기(130) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제3밸브(140c)를 솔레노이드밸브, 상기 제4밸브(140d)를 체크밸브로 형성하는 경우에도 상기 보조응축기(140b)의 경우와 마찬가지로 상기 제3밸브(140a)만을 제어하여 상기 보조증발기(130a)의 사용 유무를 조정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치를 도시한 회로도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 보조응축기(120a) 또는 보조증발기(130a)에서의 열교환은 공기 또는 물에 의해 이루어진다.
상기 보조응축기(120a) 또는 보조증발기(130a)를 통한 열교환은 도 1에서 도 시된 바와 같이 상기 보조응축기(120a)와 보조증발기(130a)의 팬모터를 가동시켜 실외 공기와 열교환을 하도록 이루어질 수 있다. 이와 달리, 도 3에서 도시된 바와 같이 지하수, 폐수 등으로부터 상기 보조응축기(120a), 보조증발기(130a)를 통하여 열교환이 되도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)는 상기 주증발기(130) 입구와 출구의 차압에 따라 작동되는 차압스위치(150); 및 상기 차압스위치(150)와 연동하여 결빙을 방지하는 제상밸브(160)가 더 포함되어 이루어진다.
상기 차압스위치(150)는 상기 주증발기(130) 입구와 출구의 압력을 감지할 수 있도록 이루어진다. 결빙이 없는 경우 상기 주증발기(130) 입구와 출구의 차압이 작고, 결빙이 있는 경우에는 차압이 커지는데, 이 차압으로 상기 차압스위치(150)를 작동시키고, 연동하여 작동되는 상기 제상밸브(160)에 의하여 제상이 이루어지도록 한다. 상기 제상밸브(160)가 개방되는 경우 고온의 가스가 공급되며 제상이 이루어진다.
본 발명인 건조장치(1)가 가동되면 투입되는 건조대상물의 양이나 건조도 등의 변동에 의하여 상기 주증발기(130)의 온도가 빙점 이하로 하강하여 수분이 결빙될 수 있으며, 이 경우 건조용 공기의 순환이 어려우며, 상기 주증발기(130) 표면의 결빙으로 인하여 전열 효율이 감소되며, 건조장치(1)의 기능 발휘가 불가능하게 된다. 따라서 상기 차압스위치(150)와 제상밸브(160)를 통하여 상기 주증발기(130) 상의 결빙을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 건조실(20) 상측에는 투입구(21)가 형성되고 하측에는 배출구(22)가 형성되고 내부에는 건조대상물을 순차적으로 이송시키는 이송장치(30)가 구비되며, 상기 이송장치(30)는 상기 배출구(22) 방향으로 기울어지도록 경사지게 배치되고, 상기 건조실(20) 내부를 통하는 공기의 순환방향은 상기 건조실(20) 내부에서 건조대상물의 이동방향과 대향 되도록 이루어진다.
상기 건조실(20) 상측에는 건조대상물이 투입되는 상기 투입구(21)가 형성되고, 건조된 건조대상물은 상기 배출구(22)를 통하여 배출된다.
상기 건조실(20) 내부에는 건조대상물을 이송시키는 상기 이송장치(30)가 구비되어 있으며, 상기 이송장치(30)는 도 1에서 도시되어 있는 바와 같이 컨베이어벨트(conveyer belt)로 이루어질 수 있다.
도 1에서 도시되어 있는 바와 같이, 상기 건조장치몸체(10) 내부에는 상기 건조실(20)이 형성되며, 상기 건조실(20)과 구분되는 공간이 형성된다. 상기 주응축기(120)에 의해서 열을 흡수한 고온의 공기는 상기 건조실(20) 외벽을 돌아 상기 건조실(20) 내부로 공급되게 되는데, 상기 건조실(20) 하측으로 유입되어 상측으로 배출되게 된다. 상기 건조실(20)의 상측에서 하측으로 이동하는 건조대상물의 방향과 상기 건조실(20) 내부를 지나는 건조공기 흐름의 방향이 대향되도록 하여 건조대상물이 충분이 건조되도록 할 수 있다.
상기 이송장치(30)는 상기 배출구(22) 방향으로 기울어지도록 경사지게 배치된다. 상기 이송장치(30)에서 상기 배출구(22)에 인접한 부분은 건조대상물이 상기 이송장치(30)에 머무는 마지막 장소이며, 이곳은 상기 건조실(20)의 최하측에 해당한다. 상기 건조실(20) 내부로 공급되는 고온건조한 공기는 건조가 일어날수록, 즉 위로 이동할수록 습한 공기가 된다. 따라서 이와 같이 형성함으로써 건조대상물이 상기 건조실(20)에서 배출시 순환공기 중 습도가 가장 낮은 쪽에서 배출되도록 할 수 있으며 건조 상태가 가장 우수하게 배출되도록 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 이송장치(30)는 다단으로 이루어져 위아래로 배치되며, 상기 각 단의 이송장치(30)는 길이 또는 이송속도를 서로 달리하도록 이루어진다.
도 1에서 도시된 바와 같이 상기 이송장치(30)는 여러 개로 나뉘어 이루어지며, 서로 위아래에 배치되어 다단으로 이루어진다. 다단으로 이루어진 상기 이송장치(30)에서 건조대상물이 이동하게 함으로써 상기 건조실(20) 내부에서 충분한 시간 동안 건조가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 건조실(20) 내부에서 건조대상물은 투입하여 배출될 때까지 지속적으로 건조 되면서 중량 및 부피가 일정한 속도로 감소하게 되는데, 상기 이송장치(30)가 일체로 이루어지는 경우에는, 상기 이송장치(30)의 속도를 일정하게 유지시키면서 건조상태와 관계없이 동일한 속도로 건조대상물을 이송하게 되므로 완전히 건조되게 하기 위해서는 상기 이송장치(30)의 길이가 길어지고 본 발명인 건조장치(1)의 크기도 커지게 된다.
따라서, 상기 이송장치(30)를 다단으로 이루어지도록 하고, 각 단의 상기 이송장치(30)의 길이 또는 이송속도를 건조대상물의 건조상태 및 중량에 따라 달리하도록 하여 신속한 건조가 이루어질 수 있으며 공간활용에 있어서도 이점이 있다.
도 5(a)와 도5(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치에 사용되는 압축가공장치를 간략히 도시한 정단면도 및 측단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 투입구(21) 상측에는 건조대상물을 압축하거나 필레(fillet) 또는 국수 형태로 가공하는 압축가공장치(40)가 구비된다.
상기 압축가공장치(40)는 상기 건조실(20)의 투입구(21) 상측에 형성되어, 건조대상물을 건조가 용이한 형태로 변형하여 투입되도록 하기 위한 장치이다.
상기 압축가공장치(40)는 상부가 넓게 개구된 호퍼(41)와, 건조대상물의 원활한 투입이 가능하도록 하는 가압날개(42), 상기 가압날개(42)를 회전시키는 모터(43) 및 건조대상물을 필레 또는 국수 형태로 가공할 수 있도록 이루어진 가공롤러(44)로 구성된다.
상기 모터(43)는 감속기어모터로 이루어지며, 상기 가압날개(42)를 저속으로 회전시킨다. 상기 가압날개(42)는 스크류 형상으로 약간 경사지게 이루어져, 상기 모터(43)의 회전에 의하여 건조대상물을 상기 가공롤러(44) 방향으로 압축한다.
건조대상물 중 점성이 큰 재료는 점성으로 인하여 건조시 공기의 침투가 어려우며 건조속도가 늦어질 수밖에 없어 건조에 비효율적이다. 따라서 상기와 같은 압축가공장치(40)에 의하여 점성이 큰 건조대상물을 압축하여 필레 또는 국수 형태로 가공하여 상기 건조실(20)로 투입되도록 하여 효율적인 건조가 이루어지도록 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)에서, 상기 배출구(22) 중 최하측에 형성되는 상기 배출구(22)에는 배출되는 건조대상물을 분쇄하는 분쇄기(50)가 형성된다.
상기 배출구(22)를 통하여 배출되는 건조대상물은 수분이 제거된 상태이나 이를 그대로 수집하여 처리하는 데에는 건조대상물이 차지하는 부피에 의하여 어려움이 있을 수 있다. 따라서 상기 분쇄기(50)를 통하여 건조대상물을 분쇄하여 배출되는 부피를 더욱 줄일 수 있어 처리에 용이함을 제공한다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치에 사용되는 펀칭장치 및 건조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치(1)는 상기 투입구(21)의 상부에 인접하여 구비되며, 건조대상물에 기공을 형성할 수 있는 펀칭장치(60)가 형성된다.
건조대상물에는 껍질이 있는 과일, 채소 등과 같이 원형 그대로 투입되는 경 우에 건조대상물 내부까지 공기소통이 이루어지지 않아 충분한 건조가 이루어지지 않을 수 있다. 따라서 이와 같은 건조대상물이 투입되는 경우에는 상기 펀칭장치(60)에 의해 기공을 형성하여 적절한 건조를 수행할 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이 상기 투입구(21)에 인접하여 컨베이어벨트가 구비되며, 상기 펀칭장치(60)는 상기 컨베이어벨트 상측에 위치한다. 상기 컨베이어벨트를 통하여 상기 투입구(21) 쪽으로 전달되는 건조대상물에 상기 펀칭장치(60)를 사용하여 연속적으로 기공을 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치는, 상기 펀칭장치(60) 후방에 위치하며 건조대상물을 일정량씩 공급하도록 이루어지는 공급장치(70)를 더 포함한다.
상기 공급장치(70)는 건조대상물의 공급라인에서 상기 펀칭장치(60) 후방에 위치하며 건조대상물을 일정량씩 공급되도록 한다.
도 6a에는 상기 공급장치(70)가 도시되어 있다. 상기 공급장치(70)를 살펴보면, 칸막이가 형성된 드럼형상의 회전체가 상기 컨베이어밸트 상측에 위치하는데, 상기 회전체의 칸막이에 의해 건조대상물의 이동량이 일정부분 저지되게 되고, 다시 일정량씩 공급하게 된다. 상기 공급장치(70)는 상기 컨베이어밸트를 통하여 상기 펀칭장치(60)에 일정량의 건조대상물이 공급되도록 한다.
도 6b는 도 6a에서 도시된 펀칭장치(60)의 평면도, 정면도, 측면도를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치에서, 상기 펀칭장치(60)는 케이스(61), 양단이 상기 케이스(61)에 결합되어 회동하는 적어도 하나 이상의 크랭크축(62), 상기 크랭크 축에 연결되는 지지판(63), 상기 지지판(63)의 하측으로 수직하게 결합된 다수개의 펀칭핀(64)을 포함하여 이루어진다.
상기 케이스(61)는 상기 펀칭장치(60)의 몸체를 이룬다.
상기 크랭크축(62)은 적어도 하나 이상 구비되며, 상기 케이스(61)에 지지결합된다. 상기 크랭크축(62)의 회전에 따라 상기 지지판(63) 및 펀칭핀(64)은 일정한 원을 그리며 위아래로 이동하며, 상기 펀칭핀(64)은 건조대상물을 찔러 기공이 형성되도록 한다.
상기 크랭크축(62)은 하나로 구비될 수 있으나, 두 개로 구비되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 크랭크축(62)이 회동하지 않으면, 상기 지지판(63) 및 펀칭핀(64) 또한 고정된 위치에 머무르게 된다. 상기 크랭크축(62)에는 상기 지지판(63)이 연결되며, 상기 크랭크축(62)을 두 개 이상으로 형성하는 경우 상기 지지판(63)은 상기 크랭크축(62)에 의해 지지되어 수평을 유지할 수 있으며, 상기 펀칭핀(64) 또한 일정한 방향으로 건조대상물을 찌를 수 있도록 한다.
상기 지지판(63)은 넓은 판 형상으로 이루어지며 상기 크랭크축(62)에 연결되며, 상기 펀칭핀(64)이 그 저면에서 하방으로 고정결합된다. 상기 지지판(63)은 상기 크랭크축(62)의 회전시에도 일정한 방향을 향할 수 있도록, 상기 크랭크 축(62)과 지지판(63)은 베어링 등으로 연결되도록 이루어진다.
상기 펀칭핀(64)은 다수개로 구비되며, 상기 지지판(63)에 견고하게 고정되어 상기 크랭크축(62)의 회전에 따라 위아래로 이동하며, 컨베이어밸트 상에서 이동하는 건조대상물 상에 연속하여 기공을 형성한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치를 도시한 회로도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치를 도시한 부분회로도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치를 도시한 회로도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치를 도시한 회로도,
도 5(a)와 도5(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치에 사용되는 압축가공장치를 간략히 도시한 정단면도 및 측단면도,
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치에 사용되는 펀칭장치 및 건조장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 6b는 도 6a에서 도시된 펀칭장치(60)의 평면도, 정면도, 측면도를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치 10 : 건조장치몸체
20 : 건조실 21 : 투입구
22 : 배출구 30 : 이송장치
40 : 압축가공장치 41 : 호퍼
42 : 가압날개 43 : 모터
44 : 가공롤러 50 : 분쇄기
60 : 펀칭장치 61 : 케이스
62 : 크랭크축 63 : 지지판
64 : 펀칭핀 70 : 공급장치
110 : 압축기 120 : 주응축기
120a : 보조응축기 130 : 주증발기
130a : 보조증발기 140a, 140b :제1, 2밸브
140c,140d : 제3, 4밸브 150 : 차압스위치
160 : 제상밸브

Claims (16)

  1. 압축기, 주응축기, 주증발기를 통하여 냉매가 순환하도록 이루어진 히트펌프시스템에 의하여 건조가 이루어지고,
    상기 주응축기 및 주증발기가 내부에 구비되어 열교환이 이루어지는 건조장치몸체; 및
    상기 건조장치몸체 내부에 형성되고, 건조대상물의 건조가 발생하는 건조실;을 포함하며,
    상기 히트펌프시스템에는, 상기 건조장치몸체 외부에 구비되고 상기 압축기와 주응축기 사이에서 선택적으로 연결되도록 이루어져 상기 건조장치몸체 내부의 온도가 감소되도록 하는 보조응축기가 포함된 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트펌프시스템은 적어도 2개 이상 구비되어 개별적으로 구동되고,
    상기 건조실은 상기 히트펌프시스템의 개수에 맞게 구비되고 연속되게 배열되어, 상기 건조실을 따라 순차적으로 건조가 일어나도록 형성되는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 압축기와 주응축기의 연결라인에는 제1밸브가 구비되고,
    상기 보조응축기는 상기 제1밸브와 병렬로 연결되며,
    상기 보조응축기의 연결라인에는 제2밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1밸브는 솔레노이드밸브로 이루어지고, 상기 제2밸브는 솔레노이드밸브 또는 체크밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히트펌프시스템에는, 상기 건조장치몸체 외부에 구비되고 상기 주응축기와 주증발기 사이에서 선택적으로 연결되도록 이루어져 상기 건조장치몸체 내부의 온도를 상승시키는 보조증발기가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 주응축기와 주증발기 연결라인에는 제3밸브가 구비되고,
    상기 보조증발기는 상기 제3밸브와 병렬로 연결되며,
    상기 보조증발기의 연결라인에는 제4밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제3밸브는 솔레노이드밸브로 이루어지고, 상기 제4밸브는 솔레노이드밸브 또는 체크밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 보조응축기 또는 보조증발기에서의 열교환은 공기 또는 물에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주증발기 입구와 출구의 차압에 따라 작동되는 차압스위치; 및
    상기 차압스위치와 연동하여 결빙을 방지하는 제상밸브가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 건조실 상측에는 투입구가 형성되고, 하측에는 배출구가 형성되고, 내부에는 건조대상물을 순차적으로 이송시키는 이송장치가 구비되며,
    상기 이송장치는 상기 배출구 방향으로 기울어지도록 경사지게 배치되고,
    상기 건조실 내부를 통하는 공기의 순환방향은 상기 건조실 내부에서 건조대상물의 이동방향과 대향 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이송장치는 다단으로 이루어져 위아래로 배치되며, 상기 각 단의 이송장치는 길이 또는 이송속도를 서로 달리하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 투입구 상측에는 건조대상물을 압축하거나 필레(fillet) 또는 국수 형태로 가공하는 압축가공장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 배출구 중 최하측에 형성되는 상기 배출구에는 배출되는 건조대상물을 분쇄하는 분쇄기가 형성되는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 투입구 상부에 인접하여 위치하며,
    건조대상물에 기공을 형성할 수 있는 펀칭장치가 구비된 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 펀칭장치 후방에 위치하며 건조대상물을 일정량씩 공급하도록 이루어지 는 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 펀칭장치는 케이스, 양단이 상기 케이스에 결합되어 회동하는 적어도 하나 이상의 크랭크축, 상기 크랭크축에 연결되는 지지판, 상기 지지판의 하측으로 수직하게 결합된 다수개의 펀칭핀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프시스템을 이용한 다목적 건조장치.
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