KR20170021684A

KR20170021684A - 저온진공 건조기

Info

Publication number: KR20170021684A
Application number: KR1020150116347A
Authority: KR
Inventors: 황현태
Original assignee: 황현태
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2017-02-28

Abstract

본 발명은 각종 농수산물이나 각종 산업용 원료를 높은 에너지 효율로 건조시킬 수 있는 저온진공 건조기에 관련되는 기술로서, 챔버와; 상기 챔버의 입구에 마련되는 덮개와; 상기 챔버 외면을 따라 배치되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출시키는 복수의 마그네트론과; 상기 챔버의 외면으로부터 내부로 관통되게 형성되는 하나 이상의 개구부에 결합되어 마이크로파의 진입은 차단하되, 수증기는 통과될 수 있도록 하는 타공 혹은 메쉬 구조의 쉴드체와; 상기 개구부를 밀폐시키면서 상기 챔버 외측으로 돌출되는 형태로 결합되는 하우징과; 상기 하우징 내부에 마련되어 상기 쉴드체를 통과되어 유입되는 수증기를 응결시키는 냉각유닛과; 상기 챔버 내부를 진공화시키는 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온진공 건조기에 관한 기술이다.

Description

저온진공 건조기{LOW TEMPERATURE AND VACCUM DRYER}

본 발명은 각종 농수산물이나 각종 산업용 원료를 높은 에너지 효율로 건조시킬 수 있는 저온진공 건조기에 관련되는 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.

대한민국 등록특허 10-0928275호(등록일자 2009년11월17일)

따라서 본 발명은 건조 열원으로 에너지 효율이 높은 마이크로파를 활용하고 건조대상물로부터 발생되는 수증기는 온도차를 이용한 냉각유닛으로 유도하여 신속하게 응결되게 함으로써 고효율의 저온진공 건조기를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 40도 이하의 저온영역에서 건조가 이루어지도록 진공 상태에서 동작되도록 하여 건조대상물의 품질을 높일 수 있도록 하는 저온진공 건조기를 제공하고자 한다.

이와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 저온진공 건조기는, 챔버와; 상기 챔버의 입구에 마련되는 덮개와; 상기 챔버 외면을 따라 배치되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출시키는 복수의 마그네트론과; 상기 챔버의 외면으로부터 내부로 관통되게 형성되는 하나 이상의 개구부에 결합되어 마이크로파의 진입은 차단하되, 수증기는 통과될 수 있도록 하는 타공 혹은 메쉬 구조의 쉴드체와; 상기 개구부를 밀폐시키면서 상기 챔버 외측으로 돌출되는 형태로 결합되는 하우징과; 상기 하우징 내부에 마련되어 상기 쉴드체를 통과되어 유입되는 수증기를 응결시키는 냉각유닛과; 상기 챔버 내부를 진공화시키는 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 냉각유닛은, 상기 쉴드체와 이격되어 결합되는 차단체에 의해 형성되는 밀폐공간에 냉각액이 공급되도록 하거나, 상기 하우징 내부에 하나 이상의 중공포스트가 내장되고 상기 중공포스트 내부에 냉각액이 공급되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 하우징의 하단에는 응결로 형성된 물을 배출시키는 배출포트가 마련되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 중공포스트는 진동유발수단과 연결되어 진동에 의해 상기 중공포스트 외면에서 응결되는 물이 원활하게 흘러 내릴 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 챔버의 외면 빈영역에는 단열재 또는 열을 발생시키는 발열재가 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 저온진공 건조기는 진공상태에서 건조대상물에 마이크로파를 작용시켜 저온에서 신속한 건조가 이루어지도록 함으로써 에너지 효율이 높은 저온진공 건조기를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 저온진공 건조기는 저온 영역에서 건조대상물을 건조시키므로 건조대상물의 형상변형 및 색상변형을 최소화시킬 수 있고 식감이 우수한 건조물을 제조할 수 있다는 효과도 있다.

도1은 종래기술에 의한 마이크로파를 사용한 감압 건조장치에 대한 설명도.
도 2는 본 발명에 의한 저온진공 건조기의 개략적인 개념도.
도 3은 도2에 대한 수평 단면도.

이하 본 발명에 따른 저온진공 건조기에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하도록 한다.

도 2는 본 발명에 의한 저온진공 건조기의 개략적인 개념도이며, 도 3은 도2에 대한 수평 단면도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 저온진공 건조기는 챔버(100), 덮개(200), 마그네트론(300), 쉴드체(400), 하우징(500), 냉각유닛(600), 진공펌프(700)를 포함한다.

본 실시예의 경우 챔버(100)는 원통형의 내부가 빈 형상으로 하는데, 챔버(100)의 형상은 다각형으로 이루어질 수도 있다.

챔버(100)의 입구가 되는 상단부에 덮개(200)가 설치되며, 덮개(200)는 개폐될 수 있도록 구성한다. 덮개(200)의 개폐는 모터와 같은 구동수단을 이용하여 여닫힐 수 있도록 하면 된다.

챔버(100) 외면을 따라 복수의 마그네트론(300)이 결합되며, 마그네트론(300)은 챔버(100) 내부로 마이크로파를 방출하게 된다. 그리고 마그네트론(300)은 챔버(100) 외면에 등간격으로 복수개를 설치하며, 챔버(100)의 용량에 따라 적정 갯수의 마그네트론(300)을 장착하도록 한다. 물론 챔버(100)에는 마그네트론(300)의 설치를 위한 설치홀(미도시)이 형성된다.

한편, 챔버(100)의 외면에는 하나 이상의 개구부(110)가 형성되는데, 바람직하게는 챔버(100)의 외면을 따라 등간격으로 복수개가 형성되고, 상하 길다란 방향으로 이루어지도록 한다.

개구부(110)에 쉴드체(400)가 결합되며, 쉴드체(400)는 타공 혹은 메쉬 구조로 이루어져 마이크로파의 진입을 차단하면서도 수증기는 통과될 수 있도록 한다. 타공이나 메쉬의 사이즈는 마그네트론(300)에서 방출되는 마이크로파의 주파수를 고려하여 선정하면 된다.

챔버(100) 외면에 개구부를 밀폐시키는 하우징(500)이 결합되며, 하우징(500)은 챔버(100) 외면보다 돌출되도록 한다. 바람직하게 하우징(500)의 하단에는 응결되어 낙하되는 물을 배출되게 하는 배출포트(510)를 두도록 하고, 배출포트(510)는 저장조(미도시)로 연결되게하고 저장조에 응결로 형성된 물이 수집되도록 한다.

하우징(500) 내부에는 냉각유닛(600)이 마련되며, 냉각유닛(600)에 의해 쉴드체(400)를 통과하여 유입되는 수증기는 응결되어 물로 전환된다. 냉각유닛(600)은 챔버(100) 내부 온도보다 낮게 유지되도록 한다.

구체적으로 냉각유닛(600)은 물과 같은 액체를 이용하거나 도체를 이용한 열교환이 이루어지도록 할 수 있을 것이다.

본 실시예의 경우는 물을 이용하여 냉각유닛(600)을 일정한 온도로 유지하면서 하우징(500) 내부로 유입되는 수증기를 응결시키도록 한다.

냉각유닛(600)은 물의 순환을 이용하는데, 다양한 변형 실시가 가능하다.

본 실시예의 경우 냉각유닛(600)은 차단체(610)를 이용하거나 중공포스트(620)를 이용할 수 있음을 보여준다.

먼저 차단체(610)를 이용하는 경우는, 하우징(500) 내부에 쉴드체(400)와 소정의 이격거리를 두는 판상 혹은 요철 상의 차단체(610)를 결합하여 하우징(500) 내부에 밀폐공간이 형성되도록 하고, 밀폐공간에 물과 같은 냉각액을 공급하여 차단체 외면의 온도를 낮추도록 한다. 차단체(610) 외면의 온도는 작동시 챔버(100) 내부 온도보다 낮으면 되며, 가급적 그 온도차는 크도록 함이 좋다. 챔버(100) 내부 온도와 차단체(610) 외면 온도 차이가 클수록 하우징(500) 내부로 유입되는 수증기의 응결 속도는 빨라지고, 자연스럽게 수증기는 차단체(610) 측으로 유입된다.

또 다른 방식으로 하우징(500) 내부에 하나 이상의 중공포스트(620)가 내장되게 할 수 있으며, 중공포스트(620) 내부에 냉각액을 공급하도록 한다. 하우징(500)의 사이즈를 고려하여 중공포스트(620)의 갯수는 두 개 이상으로 구성할 수 있으며, 가급적 표면적을 넓힐 수 있도록 함이 바람직하다.

쉴드체(400)를 통과한 수증기는 중공포스트(620)의 외면에서 급속하게 응결되어 하방으로 흘러 내린다.

한편, 중공포스트(620)의 외면에서 응결되어 형성되는 물은 자연 낙하되지만 보다 신속하게 물이 흘러 내릴 수 있도록 하기 위해 중공포스트(620)에 진동유발수단(800)을 연결하여 주기적으로 진동을 일으켜 중공포스트(620)에 진동을 전달함으로써 중공포스트(620) 외면에 맺힌 물을 신속하게 흘러 내리게 한다.

중공포스트(620)에 맺힌 물을 진동을 이용하여 보다 신속하게 흘러 내리게 하면 수증기의 응결을 보다 가속화시킬 수 있어 효율을 높일 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 저온진공 건조기는 건조대상물을 건조할 때 진공 상태에서 작동되는데, 이를 위해 챔버(100) 내부를 진공화시키는 진공펌프(700)가 구비된다. 진공펌프(700)는 이용한 챔버(100)의 진공화 정도는 진공도를 높게 할 수록 좋을 것이나, 건조대상물에 따라 적절한 진공도를 유지하도록 하면 된다.

한편 챔버(100)의 외면 빈영역에는 필요에 따라 단열재(900) 또는 발열재(900)를 부착시킬 수 있다. 여기서 챔버(100) 외면 빈영역이라 함은 하우징(500), 마그네트론(300) 등의 구성요소들이 없는 영역을 의미한다.

단열재(900)나 발열재(900)를 챔버(100) 외면에 부착하는 것은 하우징(500)에 설치된 냉각유닛(600)의 온도와 그 외 챔버(100) 내부의 온도 차이를 높이기 위한 수단이다. 예를 들어 겨울철과 같이 외기 온도가 낮은 경우 챔버(100) 전체의 온도에 영향을 줄 것이므로 단열재(900)나 발열재(900)를 이용하여 냉각유닛(6000의 온도와 챔버(100) 내부 및 챔버 내벽면의 온도 차이를 크게하도록 한다.

한편, 챔버(100) 내부에는 건조대상물이 올려진 채반(C)이 투입되게 하며, 보다 바람직하게는 채반(C)이 올려지는 회전받침대(R)를 두어서 채반(C)이 회전되게 하여 건조대상물이 보다 균일하게 건조될 수 있도록 한다.

간단하게 본 발명에 의한 저온진공 건조기의 작동관계를 보면, 챔버(100) 내부에 건조대상물이 올려진 채반(C)을 투입하도록 한 후, 덮개(200)를 닫고서 진공펌프(700)를 가동하여 챔버(100) 내부에 진공이 형성되도록 한다. 진공펌프(700)를 이용하여 챔버(100) 내부가 목표로 하는 진공도가 될 때까지 가동한다.

진공펌프(700)의 가동과 동시에 마그네트론(300)을 작동시킬 수도 있고, 목표로 하는 진공도에 도달되었을 때 마그네트론(300)을 작동시킬 수도 있다. 챔버(100) 내부의 진공도 가 높을수록 건조대상물에 포함된 물의 끊는점이 낮아져 저온에서 신속하게 물을 증발되게 할 수 있고, 증발된 물은 냉각유닛(600)의 낮은 온도로 인해 수증기는 자연스럽게 냉각유닛으로 이동되어 물로 응결된다.

본 발명에 의한 저온진공 건조기는 각종 농수산물 등을 건조하는 용도로 사용할 수 있다.

100 : 챔버 110 : 개구부
200 : 덮개 300 : 마그네트론
400 : 쉴드체 500 : 하우징
510 : 배출포트 600 : 냉각유닛
610 : 차단체 620 : 중공포스트
700 : 진공펌프 800 : 진동유발수단
900 : 단열재 또는 발열재
C : 채반
R : 회전받침대

Claims

챔버와;
상기 챔버의 입구에 마련되는 덮개와;
상기 챔버 외면을 따라 배치되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출시키는 복수의 마그네트론과;
상기 챔버의 외면으로부터 내부로 관통되게 형성되는 하나 이상의 개구부에 결합되어 마이크로파의 진입은 차단하되, 수증기는 통과될 수 있도록 하는 타공 혹은 메쉬 구조의 쉴드체와;
상기 개구부를 밀폐시키면서 상기 챔버 외측으로 돌출되는 형태로 결합되는 하우징과;
상기 하우징 내부에 마련되어 상기 쉴드체를 통과되어 유입되는 수증기를 응결시키는 냉각유닛과;
상기 챔버 내부를 진공화시키는 진공펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온진공 건조기.
제1항에 있어서,
상기 냉각유닛은, 상기 쉴드체와 이격되어 결합되는 차단체에 의해 형성되는 밀폐공간에 냉각액이 공급되도록 하거나,
상기 하우징 내부에 하나 이상의 중공포스트가 내장되고 상기 중공포스트 내부에 냉각액이 공급되는 것을 특징으로 하는 저온진공 건조기.
제2항에 있어서,
상기 하우징의 하단에는 응결로 형성된 물을 배출시키는 배출포트가 마련되는 것을 특징으로 하는 저온진공 건조기.
제2항에 있어서,
상기 중공포스트는 진동유발수단과 연결되어 진동에 의해 상기 중공포스트 외면에서 응결되는 물이 원활하게 흘러 내릴 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 저온진공 건조기.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 챔버의 외면 빈영역에는 단열재 또는 열을 발생시키는 발열재가 부착되는 것을 특징으로 하는 저온진공 건조기.