KR20170020131A - 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조기에 관련되는 것으로서 야채, 과일, 수산물, 산업용 원료 등을 단시간에 건조할 수 있도록 하는 기술이고, 챔버와; 상기 챔버의 외면을 따라 결합되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출하는 다수의 마그네트론과; 상기 챔버의 내부 중심에 설치되며, 냉각기능을 하는 냉각코어와; 상기 냉각코어의 외면을 감싸게 되며, 타공구조 또는 메시구조로 이루어져 마이크로파의 통과는 차단하되, 수증기는 통과될 수 있도록 하는 쉴드체와; 상기 챔버 상단에 개폐될 수 있도록 설치되는 커버와; 상기 챔버 내부의 공기를 배출시켜서 진공이 형성되게 하는 진공펌프와; 상기 챔버에 투입되며 건조대상물이 적재되는 채반;을 포함하여 구성되어 상기 건조대상물로부터 발생되는 수증기는 상기 쉴드체를 통과하여 상기 냉각코어 외면에서 액화되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

건조기{drying machine}

본 발명은 건조기에 관련되는 것으로서 야채, 과일, 수산물, 산업용 원료 등을 단시간에 건조할 수 있도록 하는 기술이다.

건조라 함은 어떠한 대상물에 포함된 수분을 적정하게 제거하는 것을 말하며, 자연건조를 통해 고추 등을 말릴 수 있지만 많은 시간과 노력이 소요되므로 산업적인 대량 생산에는 적합치 않다.

따라서 각종 건조기가 사용되고 있으며, 열풍건조기, 동결건조기, 진공건조기 등이 알려져 있다. 기존의 다양한 건조기들은 각각 장단점을 가지고 있으나 기술의 발전 방향은 높은 에너지 효율 달성과 고품질의 건조물을 획득하도록 하는데 있다.

대표적인 종래기술로는 대한민국 등록특허 10-0928275호(등록일자 2009년11월17일)의 마이크로파를 사용한 감압 건조 방법 및 그 장치가 있다.

도1은 종래기술에 의한 마이크로파를 사용한 감압 건조장치에 대한 설명도이다.

대상물을 넣는 챔버와, 상기 챔버와 접속되어 상기 챔버 내를 감압하는 감압 펌프와, 상기 챔버 내의 상기 대상물에 마이크로파를 조사하는 마이크로파 조사 수단과, 상기 감압 펌프로 상기 챔버를 감압상태로 한 상태에서, 상기 챔버의 외부로부터 상기 챔버 내에 유량 조정 밸브를 통하여 기체를 공급하여, 상기 챔버 내의 상기 대상물 주위에 기류를 발생시키는 기류 발생 수단과, 상기 마이크로파 조사 수단으로부터 사전에 결정된 주기로 상기 마이크로파를 조사시킴으로써, 상기 대상물의 온도가 상기 대상물의 변질 온도 미만이 되도록 상기 마이크로파의 온/오프 처리를 행하는 제어 수단을 가지며, 감압상태에서 상기 대상물의 주위에 기류를 발생시켜 마이크로파 건조를 행하고, 상기 감압 펌프로 상기 대상물로부터 증발한 수분을 상기 챔버 외부로 방출하여 상기 대상물의 건조를 촉진하는 감압 건조 장치에 있어서, 상기 챔버는 컨베이어에 의해 간헐적으로 반송되는 커버 부착 트레이로서,

상기 커버 부착 트레이에는, 상기 감압 펌프에 연결되는 감압용 배관이 접속되는 감압 배관 접속구, 및 상기 기류 발생 수단의 일부가 되는 송풍 배관이 접속되는 기체 도입 배관 접속구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

종래기술은 마이크로파를 이용하는 기술이지만 대상물로부터 발생된 수증기를 챔버 외부로 배출하기 위해 감압펌프를 이용하고 챔버 내부의 기류 발생을 위한 기류발생수단을 두도록 한다는 특징을 가지고 있다.

하지만 종래기술은 지속적으로 감압펌프와 기류발생수단을 가동해야 수증기의 배출이 이루어질 수 있다는 문제점이 있다. 즉 고진공화될 수록 챔버 내부의 공기가 희박해져 수증기의 흐름이 생기기 어려워지므로 그만큼 감압펌프의 용량 및 성능이 좋아야 하나, 고진공용일수록 감압펌프는 무척 비싸고 유지보수에도 어려움이 있다는 문제점이 있다.

그리고 건조하고자 하는 대상물의 변질을 방지할 수 있도록 하기 위해서는 고진공하에서 건조가 이루어지게 해야 하는데, 고진공에 따라 수반되는 문제점이 대두된다.

1. 대한민국 등록특허 10-0928275호(등록일자 2009년11월17일)

본 발명은 마이크로파를 이용하여 40도 미만의 저온에서 신속하게 각종 야채나 과일, 수산물 등을 건조할 수 있도록 하는 건조기를 개시하고자 한다.

과제 해결을 위한 본 발명의 건조기는, 챔버와; 상기 챔버의 외면을 따라 결합되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출하는 다수의 마그네트론과; 상기 챔버의 내부에 설치되며, 냉각기능을 하는 하나 이상의 냉각코어와; 상기 냉각코어의 외면을 감싸게 되며, 타공구조 또는 메시구조로 이루어져 마이크로파의 통과는 차단하되, 수증기는 통과될 수 있도록 하는 쉴드체와; 상기 챔버 상단에 개폐될 수 있도록 설치되는 커버와; 상기 챔버 내부의 공기를 배출시켜서 진공이 형성되게 하는 진공펌프;를 포함하여 구성되어 상기 챔버 내부에 투입되는 건조대상물로부터 발생되는 수증기는 상기 쉴드체를 통과하여 상기 냉각코어 외면에서 액화되도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 냉각코어는 상기 챔버의 내부 중심에 설치되거나 상기 챔버의 내부 가장자리를 따라 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 냉각코어는 표면적을 넓히기 위한 다수의 냉각핀이 부착되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 냉각코어의 상면은 위로 볼록한 곡면으로 이루어져 액화로 형성된 물이 흘러 내릴 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 냉각코어는 상기 냉각코어의 외면에 맺히게 되는 물이 보다 원활하게 흘러 내릴 수 있도록 인위적인 진동을 주는 진동수단이 구비되거나, 상기 냉각코어 외면을 쓸어주는 와이핑수단이 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 건조기는 챔버 내부에서 마이크로파에 의해 발생되는 수증기를 온도차를 이용하여 냉각코어 표면에서 응결되게 함으로써 건조과정 중에 발생되는 수증기를 액상으로 응결하여 배출시킴으로써 신속한 건조가 가능하게 하여 에너지효율이 높은 건조기를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

도1은 종래기술에 의한 마이크로파를 사용한 감압 건조장치에 대한 설명도.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조기의 개념도.
도3은 도 2에 대한 개략적인 내부 평면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 건조기의 개략적인 평면도.

이하 본 발명에 의한 건조기에 관해 구체적으로 설명하기로 하며, 이해를 돕기 위해 첨부되는 도면을 참조하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조기의 개념도이며, 도 3은 도 2에 대한 개략적인 내부 평면도를 보여주고, 도시된 바와 같이 챔버(100)가 마련된다.

챔버(100)는 내부가 비어있는 것으로 여기에서는 원기둥 형태의 챔버를 사용하나 사각형상의 챔버와 같은 형태로 변형될 수 있다.

챔버(100)의 외면에는 다수의 마그네트론(200)이 결합되며, 마그네트론(200)은 챔버(100)에 형성되는 설치홀(미도시)을 통해 결합되어 챔버(100) 내부로 마이크로파를 방출하게 된다.

챔버(100)의 내부에 하나 이상의 냉각코어(300)가 설치되며, 도 2의 제1실시예와 같이 챔버(100)의 내부 중심에 냉각코어(300)가 설치될 수 있다. 냉각코어(300)는 챔버(100)와 동심원을 이루는 중심부에 세워지도록 하며, 냉각코어(300)는 냉각기능을 한다. 즉, 냉각코어(300)는 마이크로파에 의해 건조 대상물로부터 발생되는 수증기가 온도차에 의해 냉각코어(300) 표면으로 유도된 후 물방울로 응결되게 한다.

냉각코어(300)의 냉각기능을 위해 일정한 적정 온도로 순환 공급되는 물을 이용하는 것이 일반적일 것이며, 그 외 다른 액체 및 냉각기능을 수행할 수 있는 공지의 다양한 기술이 적용될 수도 있다.

한편 냉각코어(300)의 외면을 감싸는 형태로 쉴드체(400)가 설치된다. 쉴드체(400)는 타공구조 또는 메시구조로 이루어지며, 쉴드체(400)를 통해 마이크로파는 통과 못하게 차단되나 수증기는 통과하게 된다.

즉, 마이크로파를 이용한 가열로 생성되는 수증기는 쉴드체(400)를 통과하여 냉각코어(300) 표면에서 응결되나, 마이크로파는 쉴드체(400)를 통과하지 못한다. 만약 마이크로파가 쉴드체(400)를 통과하게 된다면 마이크로파는 이미 응결된 물을 재가열시켜 다시 수증기를 생성하게 되는 문제점을 유발할 것이다. 즉, 마이크로파가 쉴드체를 통과하여 물을 재가열하게 되면 불필요한 에너지 낭비를 초래하고 효율을 떨어뜨리게 된다.

보다 바람직하게 냉각코어(300)의 외면에 맺히게 되는 물이 보다 원활하게 흘러 내릴 수 있도록 하기 위해 진동수단(320)이나 와이핑수단(320)이 더 마련되도록 할 수 있다.

즉, 냉각코어(300) 외면에 맺힌 물을 인위적으로 신속하게 흘러내릴 수 있도록 한다면 냉각코어(300)에 의한 수증기의 응결 속도를 더 가속시킬 수 있을 것이고, 이는 건조기의 효율을 보다 높이는 역할을 할 것이다.

냉각코어(300)의 내부 혹은 외부에 냉각코어(300)에 적절한 진동을 줄 수 있는 진동수단(320)을 장착시킬 수 있으며, 또는 상하 움직이는 와이핑수단(320)을 냉각코어(300) 외주면을 따라 설치하여 주기적으로 움직이면서 응결된 물을 쓸어 내리도록 하면 된다.

챔버(100) 상단에는 개폐 동작되는 커버(500)가 결합된다.

본 발명의 건조기는 진공 상태에서 건조가 이루어지도록 하는데, 이를 위해 챔버(100) 내부 공기를 강제 배출시키기 위한 진공펌프(600)가 구비된다. 대기압 상태에서는 물은 100℃에서 끊게 되지만, 기압이 낮아지면 물의 끊는점도 낮아지므로 챔버(100) 내부를 진공화시키면 진공도에 따른 물의 끊는점이 결정된다.

진공도가 높을수록 낮은 온도에서 물이 끊게 되므로 건조하고자 하는 대상물의 변색이나 단백질 파괴를 낮추기 위해서는 고진공하에서 건조가 이루어지도록 함이 좋을것이다. 이러한 진공도의 조정은 대상물의 종류나 상태 등을 고려하여 실제 건조시에 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

챔버(100) 내부에는 채반이 놓여지는데, 채반에 건조하고자 하는 대상물을 가급적 고르게 배치시킬 필요가 있다. 채반은 다층 구조로 이루어져 챔버 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하며, 채반이 회전될 수 있도록 하여 균일한 건조가 가능하도록 함이 좋을 것이다.

그리고 냉각코어(300)는 그 표면적을 넓히기 위해 다수의 냉각핀(310)이 부착되는 형태로 할 수 있고, 냉각코어(300)의 상면은 위로 볼록한 곡면으로 이루어지게 하여 액화로 형성된 물이 자연스럽게 흘러 내릴 수 있도록 한다. 챔버(100) 외부에 저장탱크(700)를 마련하여 챔버(100) 내부에서 발생되어 배출되는 물을 수집할 수 있도록 한다.

한편, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 건조기의 개략적인 평면도를 보여준다.

제1실시예와 동일한 구성요소를 포함하여 이루어지되, 제2실시예는 도 4와 같이 챔버(100) 내부에 마련되는 냉각코어(300)가 챔버(100) 내부 가장자리를 따라 배치되는 것을 특징으로 한다.

제2실시예에서는 냉각코어(300)가 복수개로 설치되는데, 등간격으로 적정 갯수의 냉각코어(300)를 배치시키도록 한다. 이런 구조가 되면 채반을 챔버(100) 내부 중심에 둘 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 의한 건조기를 활용하면 각종 야채나 과일은 물론이고, 물고기 등 해산물 그리고 산업용 원재료의 건조를 단시간에 고품질로 수행할 수 있다.

진공펌프(600)를 이용하여 챔버(100) 내부를 진공화시키며, 마그네트론(200)을 작용시켜서 챔버(100)에 투입된 건조 대상물을 가열하도록 한다. 진공도가 높을수록 대상물에 포함된 수분은 마이크로파에 의해 급격히 증발되기 시작된다.

챔버(100)의 내부에 형성되는 냉각코어(300)는 상대적으로 낮은 온도를 유지하게 되는데, 마이크로파에 의해 생성된 수증기는 온도차로 인해 쉴드체(400)를 통과한 후 냉각코어(300) 표면에서 응결하게 된다. 냉각코어(300)의 온도가 낮을수록 응결속도는 빨라질 것이고, 자연스럽게 수증기는 냉각코어(300)를 향하는 흐름이 만들어지면서 신속한 수증기 제거가 이루어진다.

물론 응결된 물은 하방으로 흘러내려 수집되어 챔버 외부로 배출된다.

본 발명은 건조장비로 활용되기에 적합하다.

100 : 챔버
200 : 마그네트론
300 : 냉각코어 310 : 냉각핀
320 : 진동수단 또는 와이핑수단
400 : 쉴드체
500 : 커버
600 : 진공펌프
700 : 저장탱크

Claims (5)

1. 챔버와;
   상기 챔버의 외면을 따라 결합되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출하는 다수의 마그네트론과;
   상기 챔버의 내부에 설치되며, 냉각기능을 하는 하나 이상의 냉각코어와;
   상기 냉각코어의 외면을 감싸게 되며, 타공구조 또는 메시구조로 이루어져 마이크로파의 통과는 차단하되, 수증기는 통과될 수 있도록 하는 쉴드체와;
   상기 챔버 상단에 개폐될 수 있도록 설치되는 커버와;
   상기 챔버 내부의 공기를 배출시켜서 진공이 형성되게 하는 진공펌프;를 포함하여 구성되어 상기 챔버 내부에 투입되는 건조대상물로부터 발생되는 수증기는 상기 쉴드체를 통과하여 상기 냉각코어 외면에서 액화되도록 하는 것을 특징으로 하는 건조기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각코어는 상기 챔버의 내부 중심에 설치되거나 상기 챔버의 내부 가장자리를 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 건조기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각코어는 표면적을 넓히기 위한 다수의 냉각핀이 부착되는 것을 특징으로 하는 건조기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각코어의 상면은 위로 볼록한 곡면으로 이루어져 액화로 형성된 물이 흘러 내릴 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 건조기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각코어는 상기 냉각코어의 외면에 맺히게 되는 물이 보다 원활하게 흘러 내릴 수 있도록 인위적인 진동을 주는 진동수단이 구비되거나, 상기 냉각코어 외면을 쓸어주는 와이핑수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 건조기.
   
   

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