KR20240021336A - 수액 채취장치의 냉각기 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각몸체 내부의 구성요소를 달리하여 냉각관의 냉각면적을 넓게함에 따라 수액채취대상물의 증기가 냉각몸체 내부에서 액체상태로 변환되면서 얻어지는 수액량이 증가되도록 한 수액 채취장치의 냉각기 구조에 관한 것으로, 상부는 증기이송관과 연결되고 하부는 수액유로관과 연결되게 냉각기를 구비한 수액 채취장치에서 내부가 공간부 상태이면서 그 상부는 수액 채취장치의 상기 증기이송관과 연결되고 하부는 수액 채취장치의 상기 수액유로관과 연결된 냉각몸체와, 상기 냉각몸체 내부 상부분을 분할하여 상부공간을 형성하는 상부격판과, 상기 냉각몸체 내부 하부분을 분할하여 하부공간을 형성하는 하부격판과, 물결모양을 이루면서 상단은 상기 상부공간과 연통되게 상부격판에 고정되고 하단은 상기 하부공간과 연통되게 하부격판에 고정된 복수개의 냉각관과, 상기 냉각몸체의 하부 일측에 연결되어 냉각몸체 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 입구관과, 상기 냉각몸체의 상부 일측에 연결되어 냉각몸체 내부로 공급된 냉각수를 외부로 배출하는 냉각수 출구관으로 구성된 것을 기술사상으로 한다.

Description

수액 채취장치의 냉각기 구조{Cooler structuer of fluid collection device}

본 발명은 인체에 유해한 것으로 알려진 수액(sap)을 대량으로 생산하기 위한 수액 채취장치에서, 냉각기의 구조를 달리하여 상기 냉각기 내부에서의 수액 포집이 원활하게 이루어지지도록 함에 따라 수액의 채취량 증가에 따른 소득증대에 기여할 수 있도록 한 수액 채취장치의 냉각기 구조에 관한 것이다.

현대인들은 건강에 대한 관심이 매우 놓아서 단순히 청령감 만을 주는 탄산음료인 콜라나 사이다 보다는 여러가지 식물에서 채취한 액상의 채취물을 직접 또는 다른 음료와 혼합해서 음용함으로써 건강을 유지하고 있다.

따라서 인공적인 음료 보다는 천연적인 음료의 판매가 점점 더 늘어가는 추세에 있고, 이로 인해 관련 업계에서는 수목을 포함한 각종 식품의 체내에 존재하는 수액을 액상으로 채취하기 위한 장치 또는 방법 등의 연구가 활발히 진행되고 있음은 물론 많은 관련 기술이 개발되어 특허로서 보호되고 있는 추세에 있다.

특히, 수목에서 채취한 액상의 물질은 여러가지 미네랄이 함유된 이명인 골리수(骨利水)라 하여 뼈에 이로운 것으로 알려져 있어 농가에서는 수목에서 수액이 올라오는 봄에 이 수액을 다량으로 채취하고, 이를 소비자에게 판매하므로서 농가소득에 기여하고 있는 실정이다.

일반적으로 수액에는 Ca, Mg, K, Na, Si, P, Mn, Mo 등의 미네랄과 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 C 등이 함유되어 있고, 일반 식수와 비교할 때 칼슘은 액 40배, 마그네슘은 약 30배나 많이 함유하고 있다. 이러한 수액은 남여노소 누구나 음용할 수 있고, 수액 특유의 신선항 향과 액간의 당도가 있어 그대로 음용하는데 전혀 거부감이 없으며, 많은 량을 섭취하여도 배탈이 나지 않아 식수 대용으로도 마실 수가 있는데, 수액을 채취하여 음용할 수 있는 수목으로서는 단풍나무과의 고로쇠나무와 당단풍나무가 대표적이라 하겠지만, 이 외에도 자작나무과의 자작나무, 거제수나무, 박달나무, 물박달나무, 사스레나무 등이 있다.

이상과 같은 수액은, 그 효능성을 이용한 대한민국 특허 제10-1322230호의 숙최 해소 음료 및 이의 제조방법 등과 같은 음료로서의 사용예가 있고, 이러한 수액을 충족하기 위하여 항상 수액을 체취하기 위한 선행기술로 대한민국 실용신안 공개번호 제20-2012-0004914호는 식물이 자랄 수 있는 환경을 제공하는 식물재배부와, 식물재배부의 식물과 연결되어 식물의 수액을 채취하는 수액채취부와, 수액채취부에 의해 채취된 수액을 보관하는 수액보관부 및 식물재배부와 수액보관부를 제어하는 제어부로 구성시켜 가정에서 식물을 직접 키우면서 수액을 채취할 수 있도록 하였으나 이러한 구성은 수액의 채취량이 극히 미미하여 산업에 이용할 수 없는 문제접이 있었다.

이와 달리 대한민국 특허 제10-0970885호는 소정크기로 절단된 나무조각들을 투입구를 통해 실린더 내부 압축실로 주입하고, 이 압출실 내 피스톤이 상기 주입된 나무조각을 가압함으로서 압축에 따른 수액이 추출되는 압축장치를 제공하였으나, 이러한 구성은 그 추출량이 적고 또한 대량 추출의 어려움과 함께 장치의 고장이 많은 단점이 있다.

본 발명 출원인은 수액채취와 달리한 예로서 나무로 부터 목초산을 얻기 위한 방법과 장치로 대한민국 실용신안 등록번호 제20-0122565호를 제안한 바 있고, 이러한 구성은 재래형의 숯가마에서 목재를 태우고 숯가마의 연통부에서 응결된 응결수를 얻는 방법으로 목초산을 얻을 때 목재가 타면서 발생되는 타르3-4등의 발암물질을 최소화시키기 위하여 내화벽돌로 된 로(爐) 내부에 목재가 수납되는 가열통을 구성한 루 상기 로를 rkdufg함으로서 목재가 목재에 화력이 직접 전달되지 않아 목재가 타면서 발생하는 타르를 최소화함과 함게 일정한 온도의 유지로 목재내의 유익한 추출물만 증발시키고, 이 증발된 수증기를 냉각 응축함으로서 양질의 목초산을 얻을 수 있도록 제안한 바 있으나 그 실시예에서도 상기 인체에 유해한 타르등의 물질을 보다 효과적으로 제거할 수 없는 단점이 발생된 바 있다.

이에 따라 본 발명 출원인은 구조적으로 간단하여 제조가 용이하면서도 대량의 수액을 얻을 수 있도록 한 대한민국 특허등록 제10-1651578호를 제안한 바 있으나, 이는 냉각기 구조가 단순하여 다량의 수액을 지속적으로 얻는데 한계가 있는 문제점을 안고 있었다.

그럼 여기서 현재 널리 보급되어 사용되고 있는 수액채취장치에 대해 살펴보면 다음과 같다.

공기를 가열하는 열매유보일러(1)가 있고, 상기 열매유보일러는 열교환기(2)와 열매유공급관(3) 및 열매유회수관(4)으로 연결되어 있고, 상기 열매유공급관(3)에는 펌프(5)가 설치되어 있으며, 상기 열교환기(2)에는 송풍팬(6)이 설치되어 있다.

따라서 열매보일러(1)가 가동되면 열매유가 뜨거워 지는데, 이때 열매유공급관(3)에 설치된 펌프(5)가 작동하여 뜨거워진 열매유를 상기 열매유공급관(3)을 통해 열교환기(2)로 보내주므로 상기 열교환기는 뜨거워진 열매유에 의해 열교환이 이루어지고, 이 과정에서 송풍팬(6)이 작동하므로 공기가 상기 열교환기(2)를 거치면서 뜨거워진다.

한편 상기 열교환기(2)에서 열교환 작용을 하고 난 후의 열매유는 온도가 낮아지게 되고, 이 온도가 낮아진 열매유는 열매유회수관(4)을 통해 다시 열매유보일러(1)로 들어가는 순환작용을 하게 된다.

또한 열교환기(2)는 내부에 수액채취 대상물(나무 또는 각종 채소 등)이 투입되는 증발기(7)와 연결되어 있고, 상기 증발기에는 냉각기(8)가 증기이송관(9)으로 연결되어 있으며, 상기 냉각기(8)의 하부에는 수액탱크(10)가 수액유로관(11)으로 연결되어 있다.

따라서 열교환기(2)를 거치면서 뜨거워진 공기는 증발기(7) 내로 들어가는데, 상기 증발기 내의 선반에 수액채취 대상물(목재류로서 고로쇠나무, 자작나무 등 또는 야채류로서 마늘, 고추 등)이 투입되어 있다면 이 수액채취 대상물은 증발기(7)의 증발작용에 의해 증기가 발생하게 되고, 상기 증발기에서 발생된 수액채취 대상물의 증기는 뜨거운 공기와 함께 증기이송관(9)을 통해 냉각기(8)로 들어간다.

상기 냉각기(8)로 들어간 증기는 상기 냉각기의 냉각작용에 의해 응축되어 수액으로 액체화된 후 수액유로관(11)을 통해 수액탱크(10)로 들어가 채워지게 된다.

한편 상기 수액탱크(10)의 하부에는 배출밸브(12)를 갖는 수액 배출관(13)이 설치되어 있으므로 상기 수액탱크(10)에 채워진 수액을 이용하고자 할 경우 상기 배출밸브(12)를 열어서 수액 배출관(13)을 통해 외부로 배출시키면 된다.

또한 상기 수액탱크(10)는 열교환기(2)와 공기순환관(14)으로 연결되어 있는데, 이는 수액과 함께 수액탱크(10)로 들어간 공기가 계속적인 송풍팬(6)의 작동으로 인해 다시 열교환기(2)로 들어가는 순환작용을 하도록 하기 위함에 있다.

그리고 상기 열매유보일러(1)의 상부에는 열매유보충탱크(15)가 열내유보충관(16)을 통해 연결되어 있는데, 이는 열매유보일러(1)와 열교환기(2)를 순환하는 열매유가 자연감소되었을 때 그 감소분 만큼을 상기 열매유보충탱크(15)에 채워져 있는 열매유가 열매유보충관(16)을 통해 열매유보일러(1)로 들어가면서 보충되도록 하기 위함에 있다.

이상에서 설명된 수액채취장치에서 증발기(7)의 증발작용에 의해 발생된 수액채취 대상물의 증기를 뜨거운 공기와 함께 받아서 냉각작용에 의해 응축하여 수액으로 액체화 하는 냉각기(8)의 종래 구조는 다음과 같다.

상부는 증기이송관(9)이 연결되고 하부는 수액유로관(11)이 연결된 냉각몸체(8a)와, 상기 냉각몸체 내에서 상단이 증기이송관(9)과 연결되고 하단이 수액유로관(11)과 연결되어 코일형태를 가지면서 상부에서 하부로 증기의 이동을 안내하는 냉각관(8b)과, 상기 냉각몸체(8a)의 하부 일측에 연결되어 냉각몸체 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 입구관(8c)과, 상기 냉각몸체(8a)의 상부 일측에 연결되어 냉각몸체 내부로 공급된 냉각수를 외부로 배출하는 냉각수 출구관(8d)으로 구성된다.

이와 같은 종래 구조는 냉각기(8)의 작동시 증발기(2)에서 증발된 증기가 증기이송관(9)을 통해 냉각몸체(8a) 내로 들어가면 상기 냉각몸체 내부에는 코일 형태를 갖는 냉각관(8b)의 상단이 상기 증기이송관(9)과 연결되고 그 하단이 수액유로관(11)과 연결되어 있음에 따라 상기 증기는 코일 형태의 냉각관(8b)을 따라 원을 그리면서 하부로 이동하는데, 이때 냉각몸체(8a)의 일측 하부에 연결된 냉각수 입구관(8c)을 통해 상기 냉각몸체(8a) 내로 냉각수가 공급되고, 상기 냉각몸체 내로 공급된 냉각수는 다시 상기 냉각몸체(8a)의 일측 상부에 연결되어 있는 냉각수 출구관(8d)을 통해 배출된다.

상기 과정에서 냉각수가 냉각몸체(8a) 내부로 들어갔다가 다시 외부로 배출될 때 상기 냉각탱크(8a) 내의 냉각관(8b)은 열교환에 의해 차가워지므로 상기 냉각관(8b)을 따라 하부로 이동되는 증기는 열교환되면서 응축되어 액체상태의 수액으로 변한 다음 계속해서 수액유로관(11)을 따라 수액탱크(10)로 들어가 채워지게 된다.

그러나 종래 이와 같은 냉각기는 증기이송관(9)을 통해 냉각몸체(8a) 내로 들어간 증기가 코일 형태를 이루는 하나의 냉각관(8b)을 통해 하부로 이동하면서 상기 냉각몸체(8a) 내로 공급된 냉각수에 의해 열교환되면서 액체상태로 응축되는 것으로, 상기 냉각관(8b)이 하나의 코일 형태를 유지하고 있음에 따라 냉각면적에 한계가 있어 냉각효율이 현저히 저하되고, 이로 인해 채취된 수액의 량이 적게되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록 제10-1322230호 대한민국 실용신안공개 제20-2021-0004914호 대한민국 특허등록 제10-0970885호 대한민국 실용신안등록 제20-0122565호 대한민국 특허등록 제10-1651678호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉각몸체 내부의 구성요소를 달리하여 냉각관의 냉각면적을 넓게함에 따라 수액채취대상물의 증기가 냉각몸체 내부에서 액체상태로 변환되면서 얻어지는 수액량이 증가되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 수액 채취장치의 냉각기 구조는, 상부는 증기이송관과 연결되고 하부는 수액유로관과 연결되게 냉각기를 구비한 수액 채취장치에서 내부가 공간부 상태이면서 그 상부는 수액 채취장치의 상기 증기이송관과 연결되고 하부는 수액 채취장치의 상기 수액유로관과 연결된 냉각몸체와, 상기 냉각몸체 내부 상부분을 분할하여 상부공간을 형성하는 상부격판과, 상기 냉각몸체 내부 하부분을 분할하여 하부공간을 형성하는 하부격판과, 물결모양을 이루면서 상단은 상기 상부공간과 연통되게 상부격판에 고정되고 하단은 상기 하부공간과 연통되게 하부격판에 고정된 복수개의 냉각관과, 상기 냉각몸체의 하부 일측에 연결되어 냉각몸체 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 입구관과, 상기 냉각몸체의 상부 일측에 연결되어 냉각몸체 내부로 공급된 냉각수를 외부로 배출하는 냉각수 출구관으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의한 수액 채취장치의 냉각기 구조는, 수액 채취대상물의 증기를 열교환에 의해 응축시켜 액상의 수액으로 변환되도록 하는 냉각관의 냉각면적이 넓어지므로 냉각효율의 증대로 인해 수액 채취량이 많아지는 효과가 있다.

도 1은 수액 채취장치의 전체적인 구조를 개략적으로 나타낸 개념도
도 2는 종래 수액 채취장치의 냉각기를 일부 절개하여 나타낸 정면도
도 3은 본 발명 수액 채취장치의 냉각기를 일부 절개하여 나타낸 정면도
도 4는 도 3의 A-A선 단면도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되고, 본 발명 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

따라서 도면에서 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상부는 수액 채취장치의 증기이송관(9)과 연결되고 하부는 수액 채취장치의 수액유로관(11)과 연결되게 냉각몸체(108a)를 구비하고, 상기 냉각몸체의 내부 상부분을 상부격판(108e)에 의해 분할하여 상부공간(108f)을 형성하며, 상기 냉각몸체(108a) 내부 하부분을 하부격판(108g)에 의해 분할하여 하부공간(108h)을 형성하며, 상기 냉각몸체(108a) 내에는 수직방향으로 물결모양을 이루면서 상단은 상기 상부공간(108f)과 연통되게 상부격판(108e)에 고정되고 하단은 상기 하부공간(108h)과 연통되게 하부격판(108g)에 고정되게 복수개의 냉각관(108b)을 구비하고, 상기 냉각몸체(108a)의 하부 일측에는 냉각몸체 내부로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 입구관(108c)을 연결하며, 상기 냉각몸체(108a)의 상부 일측에는 냉각몸체 내부로 공급된 냉각수를 외부로 배출하기 위한 냉각수 출구관(108d)을 연결한다.

이와같은 본 발명 수액 채취장치의 냉각기 구조의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.

수액 채취장치의 작동에 따라 증발된 수액 채취대상물의 증기가 증기이송관(9)을 통해 냉각몸체(108a) 내로 들어가면 상기 냉각몸체 내부의 상부분에는 상부격판(108e)에 의해 상부공간(108e)이 형성되어 있음에 따라 상기 냉각몸체(108a) 내로 들어온 증기는 상기 상부공간(108e)에 채워지게 된다.

한편, 상기 냉각몸체(108a) 내에는 수직방향으로 물결모양을 이루는 복수개의 냉각관(108b)의 상단이 상기 상부공간(108f)과 연통되게 상부격판(108e)에 고정된 상태로 구비되어 있음에 따라 상기 상부공간(108f)에 채워진 증기는 각 냉각관(108b)을 통해 하부로 이동하게 되는데, 기 설명된 바와 같이 상기 각 냉각관(108b)은 수직방향으로 물결모양을 이루고 있음에 따라 상기 증기는 오래도록 냉각관(108b)에 머무르면서 천천히 이동하게 되고, 상기 냉각관()을 빠져나온 냉기는 상기 냉각몸체(108a) 내부의 하부분에는 하부격판(108g)에 의해 하부공간(108h)이 형성되어 있음에 따라 상기 하부공간에 채워진 후 수액 채취장치의 구성요소인 수액유로관(11)을 통해 상기 냉각몸체(108a)를 빠져나가게 된다.

상기한 과정이 이어지는 동안 냉각몸체(108a)의 일측 하부에 연결된 냉각수 입구관(108c)을 통해 상기 냉각몸체(108a) 내로 냉각수가 공급되고, 상기 냉각몸체 내로 공급된 냉각수는 다시 상기 냉각몸체(108a)의 일측 상부에 연결되어 있는 냉각수 출구관(108d)을 통해 배출되는데, 이때 상기 냉각탱크(108a) 내의 각 냉각관(108b)은 열교환에 의해 차가워지므로 상기 각 냉각관(8b)을 따라 하부로 이동되는 증기는 열교환되면서 응축되어 액체상태의 수액으로 변하게 되므로 상기 하부공간(108g)에 채워진 증기는 결국 열교환에 의해 응축된 액체상태의 수액일 것임은 이해 가능하다.

따라서 본 발명 냉각기 구조를 수액 채취장치에 적용시켜 수액 채취대상물의 수액을 채취하게 되면 냉각관(108b)의 전체 냉각면적이 증대되어 이로 인해 그 수액의 채취량 또한 증가될 것임은 명확하다고 하겠다.

9 : 증기이송관 11 : 수액유로관
108a : 냉각몸체 108b : 냉각관
108c : 냉각수 입구관 108d : 냉각수 출구관
108e : 상부격판 108f : 상부공간
108g : 하부격판 108h : 하부공간

Claims (1)

1. 상부는 증기이송관과 연결되고 하부는 수액유로관과 연결되게 냉각기를 구비한 수액 채취장치에서 내부가 공간부 상태이면서 그 상부는 수액 채취장치의 상기 증기이송관과 연결되고 하부는 수액 채취장치의 상기 수액유로관과 연결된 냉각몸체와,
   상기 냉각몸체 내부 상부분을 분할하여 상부공간을 형성하는 상부격판과,
   상기 냉각몸체 내부 하부분을 분할하여 하부공간을 형성하는 하부격판과,
   물결모양을 이루면서 상단은 상기 상부공간과 연통되게 상부격판에 고정되고 하단은 상기 하부공간과 연통되게 하부격판에 고정된 복수개의 냉각관과,
   상기 냉각몸체의 하부 일측에 연결되어 냉각몸체 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 입구관과,
   상기 냉각몸체의 상부 일측에 연결되어 냉각몸체 내부로 공급된 냉각수를 외부로 배출하는 냉각수 출구관으로 구성된 것을 특징으로 하는 수액 채취장치의 냉각기 구조.

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