KR20200046383A - 냉풍 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 김 등의 식품을 건조할 수 있는 냉풍 건조장치(1)에 관한 것이다. 그러한 냉풍 건조장치(1)는, 식품을 건조하기 위한 건조실(3)과; 건조실(3)의 내부에 배치되어 급기팬(7)에 의하여 혼합공기를 공급함으로써 식품을 건조하는 급기실(5)과; 건조실(3)의 일측에 배치되어 습공기 혹은 건조공기를 건조실(3)로 공급하는 냉풍 건조기 유닛(9)과; 건조실(3)과 냉풍 건조기 유닛(9)을 연결함으로써 건조실(3)의 공기가 냉풍 건조기 유닛(9)으로 흐르도록 하는 바이패스 덕트(23)와; 그리고 냉풍 건조기 유닛(9)과 건조실(3)을 연결함으로써 냉풍 건조기 유닛(9)의 공기가 건조실(3)로 흐르도록 하는 유입덕트(21)를 포함한다.

Description

냉풍 건조장치{Apparatus for drying using cooled wind}

본 발명은 냉풍 건조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건조실과, 건조실에 냉풍을 공급하는 냉풍 공급 유닛의 구조를 개선함으로써 김 등을 효과적으로 건조할 수 있는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 김 등의 식품을 건조하는 경우, 건조실 내부에서 건조하게 된다. 이때, 건조실에는 냉풍 혹은 열풍을 공급함으로써 온도 혹은 습도를 적절하게 제어하여 건조시킬 수 있다.

그러나, 이러한 건조방식은 온도 혹은 습도를 제어하는 것이 쉽지 않아서 건조효율이 저하되는 문제점이 있다.

특허출원 제10-2001-40573호(명칭:에어컨 실외기의 공기토출 구조)

따라서, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 과제는 건조실과, 건조실에 냉풍을 공급하는 냉풍 공급 유닛의 구조를 개선함으로써 김 등을 효과적으로 건조할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉풍 건조장치(1)는,

식품을 건조하기 위한 건조실(3)과;

건조실(3)의 내부에 배치되어 급기팬(7)에 의하여 혼합공기를 공급함으로써 식품을 건조하는 급기실(5)과;

건조실(3)의 일측에 배치되어 습공기 혹은 건조공기를 건조실(3)로 공급하는 냉풍 건조기 유닛(9)과;

건조실(3)과 냉풍 건조기 유닛(9)을 연결함으로써 건조실(3)의 공기가 냉풍 건조기 유닛(9)으로 흐르도록 하는 에어댐퍼(30)와; 그리고

냉풍 건조기 유닛(9)과 건조실(3)을 연결함으로써 냉풍 건조기 유닛(9)의 공기가 건조실(3)로 흐르도록 하는 유입덕트(21)를 포함한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉풍 건조장치는, 건조실과, 건조실에 냉풍을 공급하는 냉풍 공급 유닛의 구조를 개선함으로써 김 등을 효과적으로 건조할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉풍 건조장치의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉풍 건조장치의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 냉풍 건조장치의 배면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 냉풍 건조장치의 내부 구조 및 냉풍의 흐름상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 냉풍 건조장치의 온도제어 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 냉풍 건조장치의 습도제어 상태를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉풍 건조장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 냉풍 건조장치(1)는 김 등의 식품을 건조할 수 있는 환경을 제공하는 건조실(3)과; 건조실(3)의 내부에 배치되어 혼합공기를 공급함으로써 김 등의 식품을 건조하는 급기실(5)과; 건조실(3)의 일측에 배치되어 습공기 혹은 건조공기를 건조실(3)로 공급하는 냉풍 건조기 유닛(9)과; 건조실(3)과 냉풍 건조기 유닛(9)을 연결함으로써 건조실(3)의 공기가 냉풍 건조기 유닛(9)으로 흐르도록 하는 에어댐퍼(30)와; 냉풍 건조기 유닛(9)과 건조실(3)을 연결함으로써 냉풍 건조기 유닛(9)의 공기가 건조실(3)로 흐르도록 하는 유입덕트(21)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 냉풍 건조장치(1)에 있어서,

건조실(3)의 내부에는 김이 배치됨으로써 급기실(5)로부터 공급된 혼합공기에 의하여 건조될 수 있다.

그리고 건조실(3)의 일측하부에는 유입덕트(21)가 구비되어 냉풍 건조기 유닛(9)을 통하여 온도와 습도가 조절된 습공기 및 건조공기가 건조실(3)의 내부로 공급될 수 있다.

냉풍 건조기 유닛(9)은 건조실(3)의 외측에 배치되며, 외부 공기 및 건조실(3)에서 배출된 공기를 제습하거나 재열하여 유입덕트(21)를 통하여 건조실(3)의 내부로 공급하게 된다.

이러한 냉풍 건조기 유닛(9)은 외관을 형성하는 케이스(25)와; 케이스(25)의 상부에 구비되어 외부 공기가 유입되는 외기댐퍼(V2)와; 건조실(3)의 바이패스 덕트(23)와 연통함으로써 건조실(3)에서 유입되는 공기를 개폐하는 댐퍼(V1)와; 케이스(25)의 내측에 배치되어 공기에 함유된 습기를 제거하는 제습코일(17)과; 제습코일(17)과 이웃하여 배치되어 공기를 가열하는 재열코일(19)과; 액냉매를 과냉하여 제습효율 향상 및 응축온도를 낮춤으로써 건조실(3)의 온도를 조절하는 서브쿨러(R)와; 유입덕트(21)의 내측에 배치되어 케이스(25) 내부의 공기를 건조실(3)로 공급하는 송풍팬(20)과; 냉풍 건조기 유닛(9)을 제어하여 공기의 온도 및 습도를 제어하는 제어부(C)를 포함한다.

외기댐퍼(V2)는 케이스(25)의 상측에 배치됨으로써 케이스(25)의 내부와 외부를 흐르는 공기의 흐름을 필요시 개방하거나 차단하게 된다. 이러한 외기댐퍼(V2)는 제어부(C)에 연결됨으로써 필요시 개방되어 외부 공기를 케이스(25) 내부로 유입시키거나 차단하게 된다.

댐퍼(V1)는 바이패스 덕트(23)에 배치되며 제어부(C)에 의하여 제어된다. 따라서, 댐퍼(V1)가 개방되는 경우에는 건조실(3)로부터 배출된 공기가 냉풍 건조기 유닛(9)으로 유입되고, 반대로 폐쇄되는 경우에는 건조실(3)의 공기가 유입되지 않는다.

제습코일(17)은 케이스(25)의 상측 댐퍼(V1) 인접위치에 배치되며, 공기의 습기를 제거하게 된다.

이러한 제습코일(17)은 현열부하보다 제습을 목적으로 코일을 의미하는 바, 냉방코일과의 차이점은 코일의 통과풍속이 작다. 즉, 바람을 코일의 표면에 천천히 접촉시킴으로써 공기에 함유된 수분을 충분히 응축시킬 수 있다.

따라서, 댐퍼(V1) 혹은 외기댐퍼(V2)를 통하여 케이스(25) 내부로 유입된 공기는 이 제습코일(17)을 통과하면서 습기가 제거됨으로써 습도가 조절될 수 있다.

예를 들면, 김 건조 공정이 진행됨에 따라 건조실(3) 내부의 습도는 지속적으로 낮아지는 바, 건조실(3)에서 배출되는 공기를 댐퍼(V1)를 우회시켜서 제습코일(17)을 거치지 않게 함으로써 습도를 일정하게 유지할 수 있다.

반대로, 습도가 높은 경우에는 제습코일(17)을 통과시킴으로써 습도를 낮출 수 있다.

상기 재열코일(19)은 제습코일(17)의 인접 위치에 배치됨으로써 케이스(25)에 유입되는 공기를 가열하여 온도를 상승시킨다.

이러한 재열코일(19)은 발열방식에 의하여 주위의 공기를 가열함으로써 온도를 상승시키는 구조이므로, 발열코일 등 다양한 발열부재가 적용될 수 있다.

따라서, 공기를 재열코일(19)을 통과시킴으로써 가열한 상태에서 건조실(3)로 공급함으로써 건조실(3) 내부의 온도를 높일 수 있다.

예를 들면, 건조실(3)의 온도가 김 건조에 미달하는 경우에는, 재열코일(19)에 의하여 공기를 가열한 상태로 건조실(3)로 공급함으로써 건조실(3)의 내부 온도를 상승시키는 방식이다.

한편, 상기 서브쿨러(R)는 냉풍 건조기에 구비되어 건조실(3)의 온도를 제어하게 된다. 이러한 서브쿨러(R)는 액냉매를 과냉하여 제습효율 향상 및 응축온도를 낮춤으로써 건조실(3)의 온도를 조절하는 방식이다.

보다 상세하게 설명하면, 서브쿨러(R)는 일반적인 냉동사이클인 압축, 응축, 팽창, 증발의 공정으로 이루어진다.

즉, 압축은 증발된 냉매를 압축시켜 고온고압 상태로 만들고, 응축은 압축된 냉매를 온도를 떨어뜨려 응축시키고, 팽창은 압축과 반대로 냉매를 팽창시켜 온도를 매우 낮게 떨어뜨려 증발되기 쉽게 만들고, 증발은 온도가 낮아진 냉매가 증발하며 유체의 온도를 낮추는 과정이다.

그리고, 압축기는 증발기에서 나온 저온 저압의 증기상태의 냉매를 압축해서 고온 고압의 증기 냉매로 전환한다. 따라서, 후공정인 응축기에서 외부로 열을 방출해 액체상태가 되기 쉽게 한다.

또한, 응축기는 증기상태의 고온 고압의 냉매를 액체로 전환시킨다. 냉매를 액화시켜야 증발기에서 냉매가 증발하며 열을 뺏을 수 있기 때문이다.

그리고, 팽창밸브는 응축기에서 액체상태가 된 고온고압의 액체냉매를 팽창시켜, 즉 압력을 낮추어서 증발온도를 낮추게 된다.

또한, 증발기는 냉매액체를 증발시켜서 주위 온도를 낮추게 된다. 이와 같이 증발기에 의하여 증발되어 저온 저압의 기체상태가 된 냉매는 다시 압축기로 복귀함으로써 고온 고압의 냉매가스로 전환된다.

이러한 구조를 갖는 서브쿨러(R)는 외기댐퍼(V2)와 연동하여 건조실(3) 내부의 온도를 제어하게 된다.

즉, 서브쿨러(R)가 1차적으로 건조실(3)의 내부 온도를 조절하고, 2차적으로 외기댐퍼(V2)의 개도를 조정하여 온도를 조절한다.

예를 들면, 설정온도를 45℃로 하고, 편차값은 2℃로 설정하였을 경우, 설정 편차값의 1/2, 즉 46℃ 까지는 서브쿨러(R)가 담당하고, 이 값을 초과하여 47℃ 까지는 외기댐퍼(V2)가 담당하는 방식이다.

물론, 상기 설정값은 건조환경에 따라 적절하게 변경될 수 있다.

상기한 냉풍 김 건조장치(1)의 작동관계에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

우선, 김을 건조할 때 건조실(3) 및 냉풍 건조기 유닛(9) 내부의 공기 흐름을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

즉, 김을 건조하기 위하여 건조실(3) 내에 배치된 급기실(5)에 김을 위치한다.

그리고, 급기팬(7)을 통하여 급기실(5)의 내부로 공급된 공기는 김을 건조하게 되며, 김 건조후에는 공기의 습도가 증가하고, 이러한 습한 공기는 냉풍 건조기 유닛(9)과 급기팬(7)으로 각각 나뉘어 흐른다.

냉풍 건조기 유닛(9)으로 공급된 습한 공기는 제습코일(17)을 통과할 때 제습되며, 또한 재열코일(19)을 통과함으로써 건조한 공기가 된다. 그리고, 이러한 공기는 다시 건조실(3)로 공급되어 급기팬(7)으로 공급된 공기와 혼합되어 김을 건조할 수 있다.

1. 초기 부하 운전

상기한 바와 같은 공기의 흐름으로 김을 건조하는 냉풍 김 건조장치(1)에 의하여 김을 건조할 때, 초기에는 아래와 같은 과정으로 건조하게 된다.

김의 건조에 적합한 시기는 원초가 생산되는 11월이며, 이때 온도는 5℃인 바, 초기 운전시 증발온도가 낮음으로 제습코일(17)의 적상과 건조 조건 온도에 도달하는 시간이 길어진다. 이때, 냉동 건조유닛(9)의 서브쿨러(R)는 건조용량에 따라 설치 갯수가 변동될 수 있는 바, 바람직하게는 2개가 설치된다. 따라서, 본 발명에서는 2개의 냉동 싸이클이 서로 연동하여 작동하게 된다.

따라서, 증발온도를 높이기 위하여 용량조절 밸브를 사용하여 압축기의 토출가스를 증발기로 바이패스하여 증발압력을 소정 압력으로 설정한다. 예를 들면, 60psi로 설정한다.

그리고, 설정 온도에 도달하면 압축기의 구동을 정지시킴으로써 온도의 상승을 방지한다.

이때, 초기에는 2개의 냉동싸이클을 모두 구동하고, 설정 온도에 도달하면 용량이 적은 냉동 싸이클은 정지시킨다. 이후 용량이 적은 2번째 냉동 싸이클의 압축기는 제습모드로 운전한다. 그리고, 설정된 습도의 상한 편차값에 도달하면 온(On)상태가 되고, 하한 편차에 도달하면 오프(Off)상태가 된다.

이러한 초기 부하 운전시에는 건조실 내부의 김을 건조한 습한 공기는 냉풍 건조기 유닛(9)과 혼합공기 급기팬(7)으로 나뉘어 흐른다.

그리고, 냉풍 건조기 유닛(9)의 내부 습공기는 제습코일(17)을 통과할 때 제습되고, 재열코일(19)에 의해 건조공기가 되어 김을 건조한 일부 습공기와 함께 혼합되어 급기팬(7)에 의해 김을 건조한다.

2. 온도 제어 운전

상기한 바와 같이 초기 부하 운전상태로 김을 건조하게 되면, 건조실(3)의 내부 온도는 상승하게 되므로 온도를 소정 온도로 제어할 필요가 있다.

이때, 서브쿨러(R)가 1차적으로 건조실(3)의 내부 온도를 조절하고, 2차적으로 외기댐퍼(V2)의 개도를 조정하여 온도를 조절한다.

예를 들면, 설정온도를 45℃로 하고, 편차값은 2℃로 설정하였을 경우, 설정 편차값의 1/2, 즉 46℃ 까지는 서브쿨러(R)가 담당하고, 이 값을 초과하여 47℃ 까지는 외기댐퍼(V2)가 담당하는 방식이다.

이때, 외기 공급에 따른 급격한 온도변화를 방지하기 위하여 재열코일(19)의 입구에 외기댐퍼(V2)를 설치한다.

3. 습도제어 운전

김 건조시, 건조실(3)의 내부 습도는 지속적으로 낮아지는 바, 습도를 소정 습도로 제어하기 위하여는 공기중에 함유된 습기를 적절하게 제거할 필요가 있다.

따라서, 습도를 제어하기 위하여는 습한 실내공기를 제습코일(17)을 통과시킴으로써 제어할 수 있다. 이때, 냉동 싸이클도 온/오프함으로써 연동하여 습도를 제어할 수 있다.

예를 들면, 설정 습도를 43%로 하고, 편차값은 2%로 설정하였을 경우, 45% 까지는 냉동 싸이클을 오프상태로 운전하고, 편차값을 초과하여 설정 습도값이 47%까지는 냉동 싸이클을 온상태로 운전한다.

이때, 냉동 싸이클중 두번째 냉동 싸이클은 건조실(3) 온도가 설정 온도에 도달하기 전까지는 습도제어 운전을 하지 않는다.

상기와 같이 본 발명에 따른 냉풍 김 건조장치(1)는 초기 부하운전상태와, 온도 제어와, 습도 제어 운전이 반복적으로 실시됨으로써 김에 대한 건조를 진행하게 된다.

Claims (4)

1. 식품을 건조하기 위한 건조실(3)과;
   건조실(3)의 내부에 배치되어 급기팬(7)에 의하여 혼합공기를 공급함으로써 식품을 건조하는 급기실(5)과;
   건조실(3)의 일측에 배치되어 습공기 혹은 건조공기를 건조실(3)로 공급하는 냉풍 건조기 유닛(9)과;
   건조실(3)과 냉풍 건조기 유닛(9)을 연결함으로써 건조실(3)의 공기가 냉풍 건조기 유닛(9)으로 흐르도록 하는 에어뎀퍼(30)와; 그리고
   냉풍 건조기 유닛(9)과 건조실(3)을 연결함으로써 냉풍 건조기 유닛(9)의 공기가 건조실(3)로 흐르도록 하는 유입덕트(21)를 포함하는 냉풍 건조장치(1).
2. 제 1항에 있어서,
   냉풍 건조기 유닛(9)은 외관을 형성하는 케이스(25)와; 케이스(25)의 상부에 구비되어 외부 공기가 유입되는 외기댐퍼(V2)와; 건조실(3)의 바이패스 덕트(23)와 연통함으로써 건조실(3)에서 유입되는 공기를 개폐하는 댐퍼(V1)와; 케이스(25)의 내측에 배치되어 공기에 함유된 습기를 제거하는 제습코일(17)과; 제습코일(17)과 이웃하여 배치되어 공기를 가열하는 재열코일(19)과; 액냉매를 과냉하여 제습효율 향상 및 응축온도를 낮춤으로써 건조실(3)의 온도를 조절하는 서브쿨러(R)와; 유입덕트(21)의 내측에 배치되어 케이스(25) 내부의 공기를 건조실(3)로 공급하는 송풍팬(20)과; 냉풍 건조기 유닛(9)을 제어하여 공기의 온도 및 습도를 제어하는 제어부(C)를 포함하는 냉풍 건조장치(1).
3. 제 2항에 있어서,
   상기 서브쿨러(R)는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함하여 냉동 싸이클을 진행하며,
   상기 외기댐퍼(V2)와 연동함으로써 1차적으로는 서브쿨러(R)에 의하여 건조실(3)의 내부 온도를 제어하고 2차적으로는 외기댐퍼(V2)에 의하여 조절하는 것을 특징으로 하는 냉풍 건조장치(1).
4. 제 2항에 있어서,
   건조실(3)의 습도를 제어하는 경우에는, 건조실(3)에서 배출된 공기를 제습코일(17) 및 재열코일(19)을 통과시킨 후 유입덕트(21)를 통하여 급기실(5)로 공급함으로써 건조실(3) 내부의 습도가 조절가능한 것을 특징으로 하는 냉풍 건조장치(1).

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