KR20170047757A - 건조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 농수산물 등을 높은 에너지 효율로 건조시킬 수 있는 건조기에 관련되는 기술이며, 구성요소로는 챔버와; 상기 챔버의 입구에 마련되는 덮개와; 상기 챔버 외면을 따라 배치되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출시키는 복수의 마그네트론과; 상기 챔버의 내면으로부터 돌출되며 냉각기능을 하는 하나 이상의 냉각유닛과; 상기 냉각유닛을 감싸서 마이크로파는 차단하면서 수증기는 통과시키는 쉴드체와; 상기 챔버 내부를 진공화시키는 진공펌프;를 포함하여 상기 챔버에 투입된 건조대상물로부터 발생되는 수증기가 상기 냉각유닛의 외면에서 응결되게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

건조기{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 건조기는, 챔버와; 상기 챔버의 입구에 마련되는 덮개와; 상기 챔버 외면을 따라 배치되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출시키는 복수의 마그네트론과; 상기 챔버의 내면으로부터 돌출되며 냉각기능을 하는 하나 이상의 냉각유닛과; 상기 냉각유닛을 감싸서 마이크로파는 차단하면서 수증기는 통과시키는 쉴드체와; 상기 챔버 내부를 진공화시키는 진공펌프;를 포함하여 상기 챔버에 투입된 건조대상물로부터 발생되는 수증기가 상기 냉각유닛의 외면에서 응결되게 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 냉각유닛은 상기 챔버의 외면으로도 돌출되게 연장되는 것을 특징으로 한다.

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

본 발명에 의한 건조기는 냉각유닛이 챔버의 안밖으로 설치될 수 있어 냉각효율을 극대화함으로써 건조효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 건조기는 챔버의 외면 빈영역에 단열재 또는 열을 발생시키는 발열재를 부착하도록 함으로써 냉각유닛 이외 영역에서 결로가 발생되는 것을 억제할 수 있어 에너지 효율을 더욱 높일 수 있다는 효과도 있다.

도1은 종래기술에 의한 마이크로파를 사용한 감압 건조장치에 대한 설명도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 건조기의 간략한 구성도.
도3은 평면 단면도.

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

도2는 본 발명의 실시예에 따른 건조기의 간략한 구성도이며, 도3은 평면 단면도이다.

본 발명에 따른 건조기는 챔버(10), 덮개(20), 마그네트론(30), 냉각유닛(40), 쉴드체(50) 및 진공펌프(60)를 포함한다.

챔버(10)는 다양한 형태와 사이즈로 제작될 수 있으며, 내부에 빈 공간을 가지게 된다.

본 실시예의 경우 중공 원통형 형상의 챔버(10)를 사용하며, 챔버(10)의 상단 부분이 입구가 되는 것으로 한다. 챔버(10)의 입구에 덮개(20)가 마련되며, 덮개(20)는 개폐될 수 있는 것이다.

챔버(10)의 외면을 따라 복수의 마그네트론(30)이 설치되며, 마그네트론(30)은 챔버(10) 내부로 마이크로파를 방출하게 된다. 마그네트론(30)의 갯수나 배치는 챔버(10)의 사이즈에 따라 다양한 변형이 가능하다.

챔버(10)의 내면으로부터 돌출되는 형태로 복수의 냉각유닛(40)이 마련되며, 냉각유닛(40)에는 순환되는 물과 같은 액체가 공급되어 수증기가 냉각유닛(40) 표면에서 응결될 수 있도록 작용한다.

챔버(10) 내부로 향하는 마그네트론(30)은 냉각유닛(40)과 겹치지 않도록 배치되어야 한다. 즉, 냉각유닛(40)들 사이 사이의 영역에 마그네트론(30)들이 필요한 갯수만큼 설치된다.

챔버(10) 내부로 돌출된 각각의 냉각유닛(40)들의 외면은 쉴드체(50)로 감싸여지는데, 쉴드체(50)는 냉각유닛(40)과 어느 정도 이격 거리를 두는 형태로 설치된다. 쉴드체(50)는 타공판이나 메시망과 같은 것으로 수증기는 통과되되 마이크로파는 통과될 수 없도록 기능한다.

챔버(10) 내부에 건조될 대상물이 투입되어 마그네트론(30)에서 발생되는 마이크로파의 작용으로 건조대상물에서 발생되는 수증기는 냉각유닛(40)으로 유도되어 냉각유닛(40) 표면에서 응결된다. 즉, 수증기는 쉴드체(50)를 통과하여 냉각유닛(40) 표면에서 응결되나 마이크로파는 쉴드체(50)를 통과하지 못하게 된다.

마이크로파가 쉴드체(50)를 통과하게 된다면 냉각유닛(40) 표면에서 응결되어 형성된 물에 마이크로파가 흡수되어 응결된 물을 다시 기화시키게 되는 악순환을 일으켜 에너지 효율을 떨어뜨리게 된다. 따라서 냉각유닛(40)을 감싸 마이크로파가 냉각유닛(40) 표면으로 도달되지 못하도록 하는 쉴드체(50)는 중요한 의미를 가진다.

한편 본 발명의 건조기에는 진공펌프(60)가 마련되며 진공펌프(60)는 챔버(10) 내부를 진공화시키는 역할을 한다. 챔버(10)의 입구를 덮개(20)로 밀폐시킨 후 진공펌프(60)를 가동하면 챔버(10) 내부 공기가 배출되면서 진공이 형성된다. 챔버(10) 내부의 진공도는 높게 형성될 수록 건조에 유리하며, 최소 80% 이상의 진공도를 확보하는 것이 바람직하다.

챔버(10) 내부의 기압이 낮게 형성될수록(진공도는 높음) 물의 끓는점이 낮아지므로 보다 빠르고 효율적으로 건조대상물의 수분을 제거할 수 있는 것이다.

한편 보다 바람직하게 도3과 같이 냉각유닛(40)은 챔버(10)의 외면으로도 돌출되게 연장될 수 있다. 냉각유닛(40)을 챔버(10) 외부로까지 연장하게 되면 냉각유닛(40)을 순환하는 물의 양을 늘릴 수 있어 냉각효율을 높이는데 도움이 되며, 외기 온도에 의해서도 냉각유닛(40)의 물을 냉각할 수 있게 되는 일석이조의 효과를 얻을 수 있다.

물론 냉각유닛(40)을 순환하는 물과 같은 냉각수의 순환을 위한 순환펌프도 마련된다.

그리고 챔버(10)의 외면 일부 영역에는 단열재(70) 또는 열을 발생시키는 발열재(70)가 부착되게 할 수 있다. 단열재(70) 또는 발열재(80)는 냉각유닛(40)과 겹치지 않는 영역에 설치되도록 한다. 챔버(10)에 연결되는 냉각유닛(40) 영역과 냉각유닛이 부착되지 않는 빈 영역간에는 온도차가 높을수록 냉각유닛(40)에서의 수증기 응결을 가속시킬 수 있기 때문에 냉각유닛(40)이 설치되지 않는 영역에는 단열재(70) 또는 발열재(80)를 부착시켜 해당영역은 온도가 떨어지지 않도록 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 건조기를 통해서 진공하에서 저온 분위기에서 다양한 농수산물을 신속하게 건조할 수 있다. 본 발명에 의하면 높은 진공도에서 분위기 온도 대략 35~40도 내에서 다양한 농수산물을 좋은 품질로 급속 건조하는 것이 가능하다.

대략적인 작업과정을 보면 챔버(10) 내부에 복수의 채반을 적재하고 각 채반에는 건조대상물을 올려둔다. 채반을 챔버(10) 내부에 넣은 후 덮개(20)를 닫고 진공펌프(60)를 가동시켜서 원하는 진공도가 형성되게 한다.

다음으로 마그네트론(30)을 작동시켜서 건조대상물에 포함된 수분이 증기화되게 하며, 건조대상물로부터 발생되는 수증기는 쉴드체(50)를 통과하여 냉각유닛(40)으로 유도되어 응결된다.

응결된 물은 자연낙하되면서 하방으로 수집되고 수집된 물은 나중에 외부로 배출시키면 된다.

본 발명에 의한 건조기는 농수산물이나 기타 수분을 제거해야할 필요가 있는 대상물의 건조에 사용될 수 있다.

10 : 챔버 20 : 덮개
30 : 마그네트론 40 : 냉각유닛
50 : 쉴드체 60 : 진공펌프
70 : 단열재/발열재

Claims (3)

1. 챔버와;
   상기 챔버의 입구에 마련되는 덮개와;
   상기 챔버 외면을 따라 배치되어 상기 챔버 내부로 마이크로파를 방출시키는 복수의 마그네트론과;
   상기 챔버의 내면으로부터 돌출되며 냉각기능을 하는 하나 이상의 냉각유닛과;
   상기 냉각유닛을 감싸서 마이크로파는 차단하면서 수증기는 통과시키는 쉴드체와;
   상기 챔버 내부를 진공화시키는 진공펌프;를 포함하여 상기 챔버에 투입된 건조대상물로부터 발생되는 수증기가 상기 냉각유닛의 외면에서 응결되게 하는 것을 특징으로 하는 건조기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각유닛은 상기 챔버의 외면으로도 돌출되게 연장되는 것을 특징으로 하는 건조기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 챔버의 외면에 상기 냉각유닛이 설치되지 않는 빈영역에는 단열재 또는 열을 발생시키는 발열재가 부착되는 것을 특징으로 하는 건조기.
   
   
   
   

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