KR100343807B1 - 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건조장치에 관한 것이며, 상세하게는 히트 펌프 씨스템을 이용한 건조장치에 관한 것으로서, 구성을 간단하게 하고, 별도의 열원을 이용하지 않으면서 외기온이 낮을 때 건조능력이 저하되지 않도록 한 것이다.

본 발명은 건조실(2)과 순환통로(3)가 격벽(4)으로 구획되고 상기 순환통로를 격판(5)으로 구획하여 상기 순환통로의 외벽 상하와 격판에 댐퍼(6)(6')(6")를 설치한 건조상(1)과, 상기 격벽의 상하에 열풍공급통로(8)와 배기통로(9)를 설치하여 상기 열풍공급통로에 응축기(14)를 설치하고 대기에 증발기(16)를 노출되게 설치한 히트 펌프 씨스템(12)과, 상기 배기통로의 건조실측과 증발기의 흡입측에 증발부(20)와 응축부(21)를 배치한 히트 파이프군(18)으로 구성한 것이다.

Description

건조장치 {DRY APPARATUS}

본 발명은 건조장치에 관한 것이며, 상세하게는 히트 펌프 씨스템을 이용한 건조장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 농산물, 수산물, 축산물 등의 저장 용이성 또는 수송의 편리성을 위하여 건조장치가 사용되고 있으며, 그 열원으로서는 화석연료, 전기, 태양열, 히트 펌프 씨스템 등이 사용되고 있다.

상기한 히트 펌프 씨스템은 냉동 싸이클을 반대로 운전하는 방식이고, 외기의 공기를 열원으로 이용하는 것이므로 건조시에 외기 온도가 낮아짐에 비례하여 증발기에서의 냉매의 증발효율이 저하되어서 그 열량이 부족하기 때문에 이의개선을 위하여 많은 연구를 하고 있다.

그 일예로서 일본국 실용신안출원공고 소 49-18927 호 공보에는 냉매 싸이클중에 실외열교환기와 2대의 실내열교환기를 설치하여 냉방 운전시에는 상기 실내열교환기중 1대를 증발기로서 작용하게 하여 냉매를 증발시키고 1대는 폐쇄하며, 난방 운전시에는 실외열교환기를 증발기로 작용하게 함과 동시에 2대의 실내열교환기를 전부 응축기로 작용하도록 하여 실내공기를 가열하는 공기조화기가 개시되어 있으며, 일본국 특허출원공개 소 54-45949 호 공보에는 난방 싸이클중에 냉매 가열기를 설치하여 난방 운전시에만 증발기의 기능을 수행토록 하여 압축기에서 압축된 고온·고압의 냉매가스를 실내열교환기에서 응축 액화하여 실내를 난방한 다음 냉매액을 냉매 가열기에서 강제적으로 증발시키므로서 난방능력이 저하되지 않도록 한 냉·난방장치가 개시되어 있다.

그러나 전자의 것은 난방시 응축기로 작용하는 2대의 실내열교환기에서 실내공기를 가열할 때 압축기의 열원을 이용하여야 하기 때문에 압축기의 용량을 크게 하여야 하므로 설비비 및 유지비가 많이 들고, 실내에 2대의 실내열교환기를 설치하여야 하므로 실내의 점유면적을 많이 차지하여 실내공간의 활용에 제한을 받게 되며, 또한 난방 운전시 외기온이 낮을 경우에 실외열교환기에 서리가 맺혀서 전열효율이 저하되기 때문에 냉매의 증발효율이 저하되어 열량부족현상이 발생되는 것이다.

또한 후자의 것은 난방 운전시에 냉매를 냉매 가열기에서 강제적으로 증발시키므로 난방능력이 저하되지 않고 제상의 필요성이 없는 것이라고 개시하고 있지만, 그 냉매 가열기의 구체적인 기술수단이 기재되어 있지 않은 바, 상기 냉매 가열기는 냉매 싸이클의 구성상 부피가 작고 설치가 용이한 전열을 이용하여 가열하는 것으로 추정할 수밖에 없으므로 유지비가 많이 들 수밖에 없는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여, 구성을 간단하게 하고, 별도의 열원을 이용하지 않으면서 외기온이 낮을 때 건조능력이 저하되지 않는 건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건조실과 순환통로가 격벽으로 구획되고 상기 순환통로를 격판으로 구획하여 상기 순환통로의 외벽 상하와 격판에 댐퍼를 설치한 건조상과, 상기 격벽의 상하에 열풍공급통로와 배기통로를 설치하여 상기 열풍공급통로에 응축기를, 대기에 증발기를 설치한 히트 펌프 씨스템과, 상기 배기통로의 건조실측과 증발기의 흡입측에 증발부와 응축부를 배치한 히트 파이프군으로 구성한 것이다.

또한 본 발명은 건조실과 순환통로가 격벽으로 구획되고 상기 순환통로를 격판으로 구획하여 상기 순환통로의 외벽 상하와 격판에 댐퍼를 설치한 건조상과, 상기 격벽의 상하에 열풍공급통로와 배기통로를 설치하여 상기 열풍공급통로에 응축기를, 대기에 증발기를 설치한 히트 펌프 씨스템과, 상기 증발기를 바이패스시켜상기 배기통로에 설치한 증발기겸 제습기와, 상기 증발기겸 제습기의 건조실측과 증발기의 흡입측에 증발부와 응축부를 배치한 히트 파이프군으로 구성한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 단면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 히트 파이프군의 측면도.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 단면도.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

1: 건조상 2: 건조실 6, 6', 7: 댐퍼 8: 열풍공급통로

9: 배기통로 14: 응축기 16: 증발기 18: 히트 파이프군

26: 증발기겸 제습기 27: 3방밸브

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 히트 파이프군의 측면도로서, 1은 건조상으로서, 상기 건조상(1)은 건조실(2)과 순환통로(3)를 격벽(4)으로 구획 형성하고, 상기 순환통로(3)의 중앙을 격판(5)으로 구획하여 상기 순환통로(3)의 외벽 상하와 격판(5)에 댐퍼(6)(6')(7)를 설치하며, 상기 격벽(4)의 상하에는 열풍공급통로(8)와 배기통로(9)를 설치하고, 상기 건조실(2)의 상부와 측면에 상기 열풍공급통로(8)와 연결되는 열풍공급덕트(10)를 설치하여 팬(11)(11')(11)을 설치하여서 된 것이며, 건조실(2)의 측벽에는 도시하지 않은 개폐문을 설치한 것이다.

12는 히트 펌프 씨스템으로서, 상기 히트 펌프 씨스템(12)은 압축기(13), 응축기(14), 감압기구(15) 및 증발기(16)를 순서대로 도관(17)으로 직열로 연결하여 압축기(13)와 증발기(16)는 대기에 노출시켜 설치하고, 응축기(14)는 상기 열풍공급통로(8)에 설치한 것이다.

18은 히트 파이프군으로서, 상기 히트 파이프군(18)은 내부에 증류수, 알콜, 액체 암모니아 등의 작동유체를 진공 충전한 직선상의 히트 파이프(19)의 증발부(20)와 응축부(21)에 핀(22)을 설치함과 동시에 고정편(23)으로 평행하게 배치하여서 상기 증발부(20)는 상기 배기통로(9)의 건조실(2)측에, 응축부(21)는 증발기(16)의 흡입측에 설치하여서 된 것이다.

상기한 히트 파이프군(18)은 직선상의 히트 파이프(19)에 대하여 설명하였으나 이것에 한하지 않고 루프상 히트 파이프로로 형성할 수 있고, 또한 히트 파이프군(18)은 증발기(16)의 흡입측 1면에만 배치한 것을 도시하였으나 증발기(16)의 흡입측 3면에 배치할 수도 있는 것이다.

미설명부호 24는 증발기용 흡입팬이다.

이상과 같은 본 발명의 제 1 실시예는 건조실(2)에 피건조물을 저장한 후 댐퍼(6)(6')는 폐쇄하며 댐퍼(7)는 개방하고 압축기(13)를 구동시키면 압축기(13)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 응축기(14)에서 응축 액화되며, 그 응축열은 팬(11)(11')(11")에 의하여 열풍공급통로(10)를 경유 건조실(2)에 토출되어 피건조물을 건조한 후 격벽(4)의 하부에 설치한 배기통로(9)와 순환통로(3)를 통하여 다시 응축기(14)를 순환하는 것이다.

한편 응축기(14)에서 응축 액화된 냉매액은 감압기구(15)에서 감압된 후 증발기(16)에서 대기를 열원으로 하여 가스화 증발되어 압축기(13)에 유입되는 싸이클을 반복하는 것이다.

상기와 같이 증발기(16)에서 냉매가 증발될 때 건조실(2)의 배기통로(9)로 배출되는 배기열에 의하여 히트 파이프군(18)의 증발부(20)를 가열하고, 증발부(20)에서 가열 증발된 작동유체는 응축부(21)로 상승하여 응축된 후 증발부(20)로 하강하여 가열되는 싸이클을 반복하며, 상기 응축부(21)의 응축열이 흡입팬(24)에 의하여 증발기(16)를 통과할 때 냉매의 증발을 촉진하므로 증발기(16)에서의 냉매의 증발이 양호하게 되기 때문에 외기온이 낮을 때에도 건조능력이 저하되지 않고, 또한 히트 파이프군(18)의 응축부(21)의 응축열에 의하여 증발기(16)에 서리가 맺치지 않기 때문에 증발효율이 양호하게 되는 것이다.

상기와 같이 건조기능을 수행하면 피건조물에서 수분이 증발됨으로 열풍에 습기가 많이 포함되는 바, 이때에는 댐퍼(7)를 폐쇄하고 댐퍼(6)(6')를 개방하여 배기통로(9)로 배출되는 습기가 많이 포함된 열풍을 대기를 경유하여 제습하고, 또한 외기가 흡입팬(24)에 의하여 히트 파이프군(18)의 응축부(21)에서 예열됨과 동시에 증발기(16)를 경유하면서 제습되어 상기 제습된 열풍과 함께 응축기(14)에 흡입시키므로서 건조효율이 증대되는 것이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 단면도로서, 제 1 실시예와 동일한 기술수단은 동일부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략하며, 제 2 실시예는 제 1 실시예의 응축기(14)의 도관(17)출구에 증발기(16)를 바이패스하는 증발기겸 제습기(26)와 감압기구(15)를 도관(17')으로 연결하여 증발기겸 제습기(26)를 상기 배기통로(9)에 설치하며, 도관(17)에서 도관(17')을 분기할 때 그 분기부에 3방밸브(27)를 설치한 것이다.

이상과 같은 본 발명의 제 2 실시예는 댐퍼(6)(6')는 폐쇄하고 댐퍼(7)는 개방하며, 3방밸브(27)는 도관(17)측으로 냉매액이 흐르도록 조작하여 증발기겸 제습기(26)의 기능을 정지하고 압축기(13)를 구동시키면 압축기(13)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스와 히트 파이프군(18)은 제 1 실시예와 동일한 기능을 수행하면서 피건조물을 건조하는 것이다.

상기와 같이 건조기능을 수행할 때 열풍에 습기가 많이 포함되어 있거나 우천시 등에는 3방밸브(27)를 도관(17')측으로 냉매액이 흐르도록 조작하여 증발기(16)의 기능을 정지시키고, 습기가 많이 포함된 열풍을 증발기겸 제습기(26)를 통과시키면 냉매액이 열풍에 의하여 증발되므로 증발효율이 양호하고, 또한 열풍에 포함된 습기가 제습되고 열풍이 대기로 방출되지 않기 때문에 건조효율을 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

그리고 습기가 다량 함유된 피건조물을 건조할 경우에도 상기와 같은 증발기겸 제습기(26)의 기능을 유지하면서 댐퍼(7)룰 폐쇄하고 댐퍼(6)(6')를 개방하여 습기가 포함된 열풍을 대기에 의하여 제습하고, 외기를 흡입팬(24)에 의하여 히트 파이프군(18)의 응축부(21)와 증발기(16)를 경유시켜 예열 및 제습한 후 상기 제습된 열풍과 함께 응축기(14)에 흡입시키므로서 제습 및 건조효율이 양호하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 히트 펌프 씨스템을 이용하여 피건조물을 건조할 때 증발기의 흡입측과 배기통로의 건조실측에 히트 파이프군의 응축부와 증발부를 배치하여 그 응축열을 공기열원에 추가하여 증발기에 공급토록 하므로서 외기온이 낮을 때에도 별도의 열원을 사용하지 않고 증발기에서 냉매액의 증발이 양호하게 되기 대문에 건조능력이 저하되지 않게 되어 건조효율이 향상되고, 또한 건조실의 배기통로에 증발기겸 제습기를 설치하므로서 냉매액의 증발효율이 양호하고 제습시에 열풍이 대기로 방출되지 않기 때문에 건조효율을 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 건조실과 순환통로가 격벽으로 구획되고 상기 순환통로를 격판으로 구획하여 상기 순환통로의 외벽 상하와 격판에 댐퍼를 설치한 건조상과, 상기 격벽의 상하에 열풍공급통로와 배기통로를 설치하여 상기 열풍공급통로에 응축기를, 대기에 증발기를 설치한 히트 펌프 씨스템과, 상기 배기통로의 건조실측과 증발기의 흡입측에 증발부와 응축부를 배치한 히트 파이프군으로 구성한 건조장치.
2. 건조실과 순환통로가 격벽으로 구획되고 상기 순환통로를 격판으로 구획하여 상기 순환통로의 외벽 상하와 격판에 댐퍼를 설치한 건조상과, 상기 격벽의 상하에 열풍공급통로와 배기통로를 설치하여 상기 열풍공급통로에 응축기를, 대기에 증발기를 설치한 히트 펌프 씨스템과, 상기 증발기를 바이패스시켜 상기 배기통로에 설치한 증발기겸 제습기와, 상기 증발기겸 제습기의 건조실측과 증발기의 흡입측에 증발부와 응축부를 배치한 히트 파이프군으로 구성한 건조장치.