KR20170011309A - 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기 - Google Patents

마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농산물 및 산업물 등을 포함한 피건조물을 신속하게 건조하기 위한 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로파 및 열풍을 포함한 복합 열원에 의해 피건조물을 건조함으로써 신속한 건조를 가능하게 하고, 특히 건조시 발생되는 열기를 수집하여 열풍으로 공급하게 됨에 따라 에너지 절감은 물론이고 효율성을 더욱 향상시킨 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 마그네트론에서 주사되는 마이크로파 및 열풍공급기로부터 공급되는 열풍을 포함한 복합 열원에 의해 피건조물을 건조함으로써 신속한 건조를 가능하게 하고, 특히 건조시 발생되는 열기를 수집 재사용하여 열풍으로 공급하게 됨에 따라 에너지 절감은 물론이고 건조 효율성을 더욱 향상시킨 효과를 나타낸다.

Description

마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기{Composite Dryer Using Microwave and Hot Air}
본 발명은 농산물 및 산업물 등을 포함한 피건조물을 신속하게 건조하기 위한 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로파 및 열풍을 포함한 복합 열원에 의해 피건조물을 건조함으로써 신속한 건조를 가능하게 하고, 특히 건조시 발생되는 열기를 수집하여 열풍으로 공급하게 됨에 따라 에너지 절감은 물론이고 효율성을 더욱 향상시킨 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기에 관한 것이다.
일반적으로, 건조기는 열풍을 가하여 건조시키는 방식이 널리 사용되어 있으며, 이와 같은 건조방식에는 많은 시간이 소비되는 단점이 있어 근래에는 마이크로파를 이용한 건조기가 제안되고 있다.
그 일예로, 대한민국특허공개번호 제10-2001-0016882호 및 특허 등록번호 제10-0825219호에서 마이크로파를 이용한 건조기가 제안되어 있다. 이 공보를 참조로 하면, 마이크로파를 건조실로 주사하여 농산물을 건조하는 것이 목적이며, 순환이송수단을 통해 농산물을 순환시켜 마이크로파가 균일하게 전달될 수 있도록 하고 있다. 한편 농산물을 고정된 상태로 마이크로파를 주사하게 되면 균일한 전달이 어려워 특정 부분에서만 건조가 일어나는 원인을 제공하기에 순환을 통해 균일한 건조를 유도하게 된다.
이러한, 건조 방법에 있어, 마이크로파를 이용하게 되면 피건조물의 내부까지 신속한 건조를 가능하게 함에 따라 다양한 분야에서 관심을 갖고 있는 실정이다. 그러나, 마이크로파를 발생하는 마그네트론의 경우 비교적 고가이면서도 전기 사용량이 높아 초기 구매비용 상승 및 운영비 상승으로 인해 다양한 분야까지 널리 사용되지 못하고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마이크로파 및 열풍을 포함한 복합 열원에 의해 피건조물을 건조함으로써 신속한 건조를 가능하게 하고, 특히 건조시 발생되는 열기를 수집하여 열풍으로 공급하게 됨에 따라 에너지 절감은 물론이고 효율성을 더욱 향상시킨 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 메쉬 타입의 형상을 가지는 벨트를 가지고, 회전 작동에 의해 피건조물을 이송하는 이송컨베어; 상기 이송컨베어의 상측에 설치되어 상기 벨트 상측으로 이송되는 피건조물을 건조하기 위한 공간인 건조실을 형성하고, 상기 건조실 상부에 장착실을 형성하는 건조통; 상기 건조통의 장착실에 장착되어서 상기 건조실로 마이크로파를 주사하는 마그네트론; 상기 벨트 하측에 설치되어 상부에 위치된 상기 건조통이 형성하는 건조실 내부로 열풍을 주사하는 열풍분사기; 및 상기 이송컨베어의 일측에 설치되어 상기 열풍분사기로 열풍을 공급하는 열풍공급기;를 포함하되, 상기 열풍공급기가 공급하는 열풍은 상기 건조통에 형성된 건조실 및 장착실에서 발생되는 열기를 수집하여 공급토록 하되, 상기 건조실의 경우에는 열교환기를 통해 열교환이 이루어지도록 하여 얻어진 열기를 수집하여 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 건조통의 전후측에는 내부로 주사되는 마이크로파가 외부로 누출되는 것을 차단하기 위한 차폐막이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부에 건조실이 형성되고, 상기 건조실과 구획된 장착실이 상측에 형성된 본체; 상기 본체의 장착실에 장착되어서 상기 건조실로 마이크로파를 주사하는 마그네트론; 상기 본체 하측에 설치되어 상부에 형성된 건조실 내부로 열풍을 주사하는 열풍분사기; 상기 본체의 일측에 설치되어 상기 열풍분사기로 열풍을 공급하는 열풍공급기;를 포함하되, 상기 열풍공급기가 공급하는 열풍은 상기 본체에 형성된 건조실 및 장착실에서 발생되는 열기를 수집하여 공급토록 하되, 상기 건조실의 경우에는 열교환기를 통해 열교환이 이루어지도록 하여 얻어진 열기를 수집하여 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 마그네트론에서 주사되는 마이크로파 및 열풍공급기로부터 공급되는 열풍을 포함한 복합 열원에 의해 피건조물을 건조함으로써 신속한 건조를 가능하게 하고, 특히 건조시 발생되는 열기를 수집 재사용하여 열풍으로 공급하게 됨에 따라 에너지 절감은 물론이고 건조 효율성을 더욱 향상시킨 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 A-A선 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 열풍분사기를 보인 확대 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 열풍공급기의 열풍 공급과정을 보인 개략적 블록도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 건조기의 사용 상태를 보인 개략적 측단면도.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 복합 건조기를 보인 개략적 종단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기를 보다 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 A-A선 단면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 열풍분사기를 보인 확대 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 열풍공급기의 열풍 공급과정을 보인 개략적 블록도이다.
도 1 및 2를 참조로 하면, 본 발명의 복합 건조기(10)는 크게 이송컨베어(100), 건조통(200), 마그네트론(300), 열풍분사기(400), 열풍공급기(500) 및 열교환기(600)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 이송컨베어(100)는 널리 공지된 바와 같이 지면에 설치되는 프레임(110) 및 상기 프레임(110)에 회전 작동 가능하게 설치되는 벨트(120)를 포함하는데, 다만 상기 벨트(120)가 메쉬 즉, 그물망 형상을 가지도록 형성된다.
다음으로, 상기 건조통(200)은 상기 이송컨베어(100) 상측 즉, 상기 벨트(120) 상측에 설치되어 이송되는 피건조물을 건조하기 위한 터널 형상의 공간인 건조실(210)을 형성하고, 상기 건조실(210) 상부에 상기 건조실(210)과는 구획된 장착실(220)을 형성한다. 이 건조통(200)은 이송컨베어(100)의 프레임(110)에 지지되도록 설치할 수 있으며, 별도의 지지프레임을 형성하여 설치할 수 있음은 너무나 자명하다.
이때, 상기 건조통(200)의 전후측 즉, 피건조물이 유입되는 입구 쪽, 유출되는 출구 쪽에는 마이크로파의 외부 누출을 차단하기 위한 차폐막(700)이 형성되어지고, 이 차폐막(700)은 후렉시블(flexible)한 다수의 차단판으로 구성하여서 단계적으로 차단될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 마그네트론(300)은 상기 건조통(200)이 형성하는 장착실(220) 내부에 장착되어서 하측에 형성된 건조실(210)로 마이크로파를 주사하기 위해 구비된다. 이 마그네트론(300)은 건조분야에서 널리 사용되고 있으므로 별도의 상술은 생략하기로 하나, 다만 종래기술에서도 언급하였듯이 건조효율은 높으나 전기사용량이 높고 초기 구매비용이 고가인 단점이 있어 널리 보급되지 못하는 부분을 본원에서 개선하고자 한 것임을 인지해야 된다.
다음으로, 상기 열풍분사기(400)는 상기 벨트(120)의 하측에 위치되도록 프레임(110)상에 설치되는 것으로, 도 3에서 도시하는 바와 같이 상면에는 다수의 분사공(410)이 형성된 박스 타입이다. 이 열풍분사기(400)는 단일의 박스 형태로 형성될 수 있으나 벨트(120)의 길이에 따라 두 개 이상 형성될 수 있으며, 후술할 열풍공급기(500)와 관로(420)를 통해서 연결되어져 열풍을 공급받아 상측으로 분사함으로써 상기 건조통(200)이 형성하는 건조실(210)로 공급하여 이송되는 피건조물을 건조시키게 된다. 이때, 상기 열풍공급기(500)는 외부공기를 가열하여서 발생된 열풍을 공급할 수도 있으나 에너지 절감 차원에서 건조과정에서 발생되는 고온의 열기를 이용하는 것이 더욱 바람직하며, 이에 대해서는 하기에서 살펴보기로 한다.
다음으로, 상기 열풍공급기(500)는 상기 이송컨베어(100)의 일측에 설치되어서 앞서 살펴본 바와 같이 상기 열풍분사기(400)로 열풍을 공급하되, 도 1 및 4에서 도시하는 바와 같이 건조통(200)의 건조실(210) 및 장착실(220)과 각각 관로(230,240)를 통해서 연결되어 건조 작동시 발생되는 열기를 사용하도록 구성된다. 즉, 상기 장착실(220)의 경우 마그네트론(300)이 동작할 때 발생되는 열기로 인해 장착실(220) 내부가 고온으로 상승되므로 이 열기를 열풍공급기(500)가 관로(230)를 통해서 수집하여 공급하게 되며, 상기 건조실(210)의 경우에는 마그네트론(300)에서 주사되는 마이크로파로 인해 내부 온도가 고온으로 상승된 상태이므로 이 열기를 열풍공급기(500)가 관로(240)를 통해서 수집하여 공급하게 되는 것이다.
이때, 상기 건조실(210)은 피건조물이 건조하면서 발생되는 수분으로 인해 고온다습한 조건이므로 이 건조실(210)에서 수집되는 열기를 그대로 사용하게 되면 건조효율이 떨어지므로 이를 직접 건조 열원으로 사용하기에는 다소 무리가 있다. 그러므로 상기 건조실(210)과 열풍공급기(500)를 연결하는 관로(240)에는 열교환기(600)를 구비하여 건조실(210)에서 수집되는 열기는 열교환기(600)에서 열교환이 이루어지도록 하여 열교환에 의해 얻어진 고온의 열기를 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 건조시 발생되는 열기를 수집하여 건조 열원으로 재사용하나 피건조물의 종류나 양에 따라 이 열원이 부족할 경우 고온으로 상승시킨 외부 공기를 별도로 공급받아 상기 열풍분사기(400)로 공급할 수 있음은 너무나 자명하다.
이렇게 되면 건조 작동과정에서 발생되는 고온의 열기를 재사용할 수 있어 에너지 절감 효율이 극대화될 것은 자명하고, 나아가 수집되는 열기를 열풍분사기(400)를 통해 피건조물을 건조하는데 사용하게 됨에 마이크로파와 더불어 열풍이 건조에 사용됨에 따라 건조효율이 더욱 향상될 것이다.
그리고, 상기 이송컨베어(100)의 상부 일측에는 피건조물을 일정량 공급하는 호퍼(800)가 구비된다.
하기에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 복합 건조기의 사용 상태에 대해서 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복합 건조기의 사용 상태를 보인 개략적 측단면도이다.
도면을 참조로 하면, 이송컨베어(100) 상부 일측에 구비된 호퍼(800)에서 피건조물이 벨트(120)의 상측으로 공급되고, 벨트(120)가 회전 작동을 시작하게 되면 피건조물은 반대쪽으로 이송되면서 건조통(200)이 형성하는 건조실(210)로 유입된다. 물론, 상기 건조통(200)의 건조실(210)로는 마그네트론(300)이 마이크로파를 주사하게 되며, 이와 동시에 열풍공급기(500)가 건조실(210) 및 장착실(220)에서 수집되는 열기를 열풍분사기(400)를 통해 건조실(210)로 공급하게 되는데, 상기 이송컨베어(100)의 벨트(120)는 메쉬망 타입을 가지므로 열풍분사기(400)에서 공급되는 열풍은 건조실(210) 공급되어져 피건조물을 건조하는 열원으로 사용된다.
이때, 상기 건조실(210)에서 수집되는 열기는 열교환기(600)를 통해 열교환이 이루어지고 열교환에 의해 얻어진 고온의 열기가 사용됨은 당연하다. 그리고, 상기 마그네트론(300)에서 주사하는 마이크로파는 건조통(200)에 구비되는 차폐막(700)이 외부 누출을 최소화하게 되므로 안전성 또한 우수할 것이다.
결국, 건조실(210)로 피건조물이 유입되면 마이크로파 및 열풍으로 인해 신속한 건조가 이루어질 것이고, 이 건조 과정에서 발생되는 열기가 재사용되면서 지속적으로 공급이 이루어지므로 에너지 절감에 특히 큰 장점을 가지게 된다.
계속해서, 상기 건조실(210)을 통과한 피건조물은 수거 저장되며, 이송콘베어(100)의 특징상 연속적인 건조를 가능하게 하며, 그러한 연속적인 건조 과정에서 발생되는 열기를 건조 열원으로 재사용함에 따른 에너지 절감과 건조효율 상승을 동시에 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.
상기에서는 연속적인 건조를 가능하게 하는 일예를 살펴보았으며, 이제, 하기에서는 본 발명의 다른 일실시예에 대해서 살펴보기로 한다.
도면을 참조로 하기에 앞서, 비록 다른 일실시예일지라도 본원과 동일한 구성요소 및 동일한 작용을 하는 구성요소에는 동일한 부호를 사용하였으며, 상세한 설명은 생략하기로 함을 인지해야 된다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 복합 건조기를 보인 개략적 종단면도이다.
도면을 참조로 하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 복합 건조기는 본체(900), 마그네트론(300), 열풍분사기(400), 열풍공급기(500) 및 열교환기(600)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 본체(900)는 내부에 건조실(910)을 형성하고, 그 상측으로 상기 건조실(910)과 구획된 장착실(920)을 형성하며, 상기 건조실(910) 내벽에는 피건조물이 안치될 채반(940)을 올려놓기 위한 레일(930)이 형성되어 있다. 그리고 미도시 하였으나 전면에는 도어가 구비되어서 피건조물을 건조실(910)로 유입시키거나 배출하도록 구성됨은 당연할 것이다.
다음으로, 상기 마그네트론(300)은 상기 본체(900)의 장착실(920)에 설치되어서 하측에 형성된 건조실(910)로 마이크로파를 주사하기 위해 구비되는 것으로 앞서 살펴보았다.
다음으로, 상기 열풍분사기(400)는 상기 본체(900)의 하측에 구비되어서 후술할 열풍공급기(500)로부터 열풍을 공급받아 건조실(910) 내부로 분사하기 위한 것으로, 상면에는 다수의 분사공(410)이 형성된다.
다음으로, 상기 열풍공급기(500)는 상기 열풍분사기(400)로 열풍을 공급하기 위한 것으로, 앞서 살펴보았듯이 외부 공기를 공급하는 것이 아니라, 마그네트론(300)이 장착된 장착실(920), 건조실(910)과 각각 관로(922,912)를 통해서 연결되어 발생되는 고열을 수집하여 이 수집된 고열을 관로(420)를 통해 연결된 열풍분사기(400)로 공급하여 분사토록 하는 것이다.
한편, 상기 건조실(910)에서 수집되는 열기는 열교환기(600)를 통해 열교환 작용이 이루어지도록 하는 것으로, 이 또한 앞서 살펴보았으므로 별도의 상술은 생략하기로 한다.
상기와 같이 구성된 본체(900)의 건조실(910) 내부로 피건조물을 안치한 채반(940)이 유입되고, 마그네트론(300)을 동작시켜 피건조물을 건조시키게 된다. 이와 동시에 열풍공급기(500)는 장착실(920)에서 발생되는 열기를 수집하여 열풍분사기(400)를 통해 건조실(910) 내부로 공급되도록 하여 피건조물을 건조시키게 되고, 또한 건조실(910)에서 발생되는 열기를 수집하되, 열교환기(600)를 통해 열교환 작동에 의해 얻어진 열기를 수집하여 상기 열풍분사기(400)로 공급하게 된다. 그러면, 본 발명의 바람직한 일실시예와 같이 건조시 발생되는 고온의 열기를 회수 및 재사용하게 됨에 따라 건조효율이 상승됨은 물론이고 에너지 절감을 실현할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 이송콘베어 타입을 이용한 연속식 건조 및 고정식 건조의 두 타입으로 구현될 수 있음은 자명하다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
10 : 복합 연속 건조기 100 : 이송컨베어
110 : 프레임 120 : 벨트
200 : 건조통 210 : 건조실
220 : 장착실 230,240 : 관로
300 : 마그네트론 400 : 열풍분사기
410 : 분사공 420 : 관로
500 : 열풍공급기 600 : 열교환기
700 : 차폐막 800 : 호퍼
900 : 본체 910 : 건조실
920 : 장착실 930 : 레일
940 : 채반

Claims (3)

  1. 메쉬 타입의 형상을 가지는 벨트를 가지고, 회전 작동에 의해 피건조물을 이송하는 이송컨베어;
    상기 이송컨베어의 상측에 설치되어 상기 벨트 상측으로 이송되는 피건조물을 건조하기 위한 공간인 건조실을 형성하고, 상기 건조실 상부에 장착실을 형성하는 건조통;
    상기 건조통의 장착실에 장착되어서 상기 건조실로 마이크로파를 주사하는 마그네트론;
    상기 벨트 하측에 설치되어 상부에 위치된 상기 건조통이 형성하는 건조실 내부로 열풍을 주사하는 열풍분사기; 및
    상기 이송컨베어의 일측에 설치되어 상기 열풍분사기로 열풍을 공급하는 열풍공급기;를 포함하되,
    상기 열풍공급기가 공급하는 열풍은 상기 건조통에 형성된 건조실 및 장착실에서 발생되는 열기를 수집하여 공급토록 하되, 상기 건조실의 경우에는 열교환기를 통해 열교환이 이루어지도록 하여 얻어진 열기를 수집하여 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 건조통의 전후측에는 내부로 주사되는 마이크로파가 외부로 누출되는 것을 차단하기 위한 차폐막이 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기.
  3. 내부에 건조실이 형성되고, 상기 건조실과 구획된 장착실이 상측에 형성된 본체;
    상기 본체의 장착실에 장착되어서 상기 건조실로 마이크로파를 주사하는 마그네트론;
    상기 본체 하측에 설치되어 상부에 형성된 건조실 내부로 열풍을 주사하는 열풍분사기; 및
    상기 본체의 일측에 설치되어 상기 열풍분사기로 열풍을 공급하는 열풍공급기;를 포함하되,
    상기 열풍공급기가 공급하는 열풍은 상기 본체에 형성된 건조실 및 장착실에서 발생되는 열기를 수집하여 공급토록 하되, 상기 건조실의 경우에는 열교환기를 통해 열교환이 이루어지도록 하여 얻어진 열기를 수집하여 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 및 열풍을 이용한 복합 건조기.
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