KR101119588B1 - 태양열을 이용한 농수산물의 건조 및 물 생성 장치 - Google Patents

태양열을 이용한 농수산물의 건조 및 물 생성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양열을 이용한 농수산물의 건조 및 물 생성 장치에 대한 것으로,
자연에서 얻어지는 태양열 에너지를 이용하여 농수산물을 건조하고, 동시에 건조실(10) 내에서의 증발 수분의 결로현상으로 생성된 물을 집수하여 식수 및 생활용수로 사용할 수 있도록 한 장치로,
태양열을 이용하므로 에너지 비용이 크게 절약되고, 태양열보일러를 병설하여 건조실(10)의 실내 온도를 더욱 높여 효율을 증대시키고, 증발된 수분의 제습기(20)에 의한 결로현상으로 생성된 물을 얻을 수 있는 에너지 효율을 극대화한 농수산물 건조 및 물 생성 장치이다.
Figure R1020090048376
건조장치, 농수산물, 태양열

Description

태양열을 이용한 농수산물의 건조 및 물 생성 장치 {Apparatus for drying and water production of agricultural and marine products using solar}
본 발명은 태양열을 이용한 농수산물의 건조 및 물 생성 장치에 대한 것으로,
자연에서 얻어지는 태양열 에너지를 이용하여 농수산물을 건조하고, 동시에 건조실(10) 내에서의 증발 수분의 결로현상으로 생성된 물을 집수하여 식수 및 생활용수로 사용할 수 있도록 한 장치로,
태양열을 이용하므로 에너지 비용이 크게 절약되고, 태양열보일러를 병설하여 건조실(10)의 실내 온도를 더욱 높여 효율을 증대시키고, 증발된 수분의 제습기(20)에 의한 결로현상으로 생성된 물을 얻을 수 있는 에너지 효율을 극대화한 농수산물 건조 및 물 생성 장치이다.
건조 상태에서 유통 및 판매되는 고추, 약초, 약재와 같은 농산물 또는 건어물, 미역과 같은 수산물은 자연풍과 태양에 의해 자연 건조하는 것이 바람직하나,
이러한 건조 방법은 넓은 건조공간이 필요하고, 날씨의 영향을 크게 받으며, 짧은 시간에 대량으로 건조할 수 없기 때문에 온풍을 강제로 순환시키는 건조기를 사용하여 한정된 공간에서 대량으로 농수산물을 건조하고 있었다.
도 3에서와 같은 종래의 온풍 순환식 건조기는 전원 연결에 의한 발열코일(39)에 공기를 송풍팬(38)으로 통과시켜 공기를 가열하고, 가열된 공기가 적층된 트레이(12)를 순차적으로 지나도록 하여 농수산물을 건조하고 있으나 이러한 건조방법은 다음과 같은 문제가 있었다.
발열코일(39)과 가까운 위치의 트레이(12)의 농수산물은 높은 온도의 온풍으로 인해 빠르게 건조되나, 발열코일(39)과 떨어진 곳에 위치한 트레이(12)의 농수산물은 낮은 온도의 온풍으로 인하여 느리게 건조되기 때문에 전체적으로 고르게 건조될 수 없는 단점이 있으며,
농수산물에서 증발된 수분을 제거하는 제습 수단이 없어 건조 효율이 떨어지고, 많은 전기에너지가 사용되어 비용이 증가하는 문제가 있었다.
본 발명은 태양열을 이용하여 건조실(10) 실내의 온도를 높게 하여 농수산물을 빠르고 고르게 건조하거나 급수관(40)을 통하여 공급된 해수나 강물 등의 물을 증발시키고,
농수산물의 건조과정에서의 증발 수분 및 급수관(40)을 통해서 공급된 물의 증발 수분이 제습기(20)에 의한 결로현상으로 물이 생성되며, 종래에 비해 건조과정에 사용되던 전력의 사용을 최소화하여 에너지 효율을 높일 수 있도록 태양열을 이용한 농수산물의 건조 및 물 생성 장치를 구성하는 것이 본 발명이 해결하고자 하는 과제이다.
태양열을 받아 내부 공기의 온도가 높아지도록 단열유리(11)와 프레임(13)으로 하우스 형태인 건조실(10)을 구성하고,
농수산물을 적재하거나 급수관(40)을 통하여 외부에서 공급된 물을 담도록 다수의 트레이(12)를 건조실(10) 내에 구성하며,
파이프(22)에 의한 냉매의 순환으로 낮은 온도가 유지되므로 결로현상으로 응결된 물을 생성하여 외부로 배출하는 제습기(20)를 건조실(10) 내에 구성하고,
제습기(20)와 파이프(22)로 연결되어 냉매를 냉각하여 순환하는 냉각기(21)를 건조실(10) 외부에 구성하되,
건조실(10) 내부 온도를 더욱 높이도록 태양열을 받아 실내 공기의 온도가 높아지도록 단열유리(11)와 프레임(13)으로 태양열보일러(30)를 구성하고,
태양열보일러(30) 내부의 열을 흡수하여 순환하는 열매의 온도를 높이는 열교환기(31)를 태양열보일러(30)에 구성하며,
열교환기(31)와 파이프(22)로 연결되어 열매의 온도를 발산하는 가열기(35)를 건조실(10) 내에 구성한 태양열을 이용한 농수산물 건조 및 물 생성 장치에 있어서,
태양열보일러(30)의 열교환기(31)에 의해 온도가 높아진 열매가 트레이(12) 또는 가열기(35)로 선택적으로 이동하도록 파이프(22)에 3방향밸브(33)를 구성하고,
3방향밸브(33)를 통하여 트레이(12)로 이동 후 증발되지 않은 열매를 회수하여 열교환기(31)로 보내 열매가 순환할 수 있도록 파이프(22)와 연결된 회수통(34)을 구성한 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 농수산물 건조 및 물 생성 장치.
삭제
본 발명은 자연에서 얻어지는 에너지인 태양열을 이용하여 건조실(10) 내의 온도를 크게 높여 대량의 농수산물 건조를 고르면서도 빠르게 진행하거나 급수관(40)을 통하여 공급된 해수나 강물 등의 물을 증발시킬 수 있고,
농수산물이나 공급된 물이 증발된 수분을 제습기(20)를 이용해 결로시켜 물을 생성하므로 농수산물의 건조 효율을 높이는 것은 물론 생성된 물을 식수나 각종 생활용수로 활용할 수 있으며,
종래의 농수산물 건조기에 비해 전기료 등의 에너지 사용 비용을 크게 줄일 수 있는 저비용, 고효율의 태양열을 이용한 농수산물의 건조 및 물 생성 장치이이다.
본 발명의 구성을 도 1을 예시하여 설명하면 다음과 같다.
건조실(10)은 태양열을 받아 그 열에너지로 실내 온도가 높아지도록 단열유리(11)를 하우스 형태로 구성한 것으로,
단열유리(11)는 금속재질의 튼튼한 프레임(13)에 3겹의 진공 단열유리(11)로 결합, 구성하여, 일조시간 동안 태양열로 실내의 온도를 최대한 상승시키고, 뛰어난 단열 능력으로 실내 온도를 최대한 유지시킨다.
트레이(12)는 농수산물 또는 외부에서 공급된 물을 담는 것으로, 태양열로 상승된 건조실(10)의 온도에 의해 농수산물의 수분이나 물이 증발하도록 다수를 적층하여 건조실(10) 내에 설치한다.
제습기(20)는 냉매(冷媒)의 순환으로 낮은 온도를 유지시켜 건조실(10) 내에서 증발된 수분의 결로현상으로 생성된 물을 얻을 수 있도록 구성한 것으로,
표면을 스테인리스 스틸이나 알루미늄 소재의 금속 또는 유리 등의 재질로 구성하여 부식 및 산화를 방지하면서 최대한의 결로효과를 유도하는 것으로,
제습기(20) 표면에 결로현상으로 인해 응결된 물은 하단의 집수통(23)에 떨어져 외부로 배출되도록 구성되며,
제습기(20)를 냉각하기 하여 파이프(22)를 통해 냉매를 순환시켜 냉매를 냉각하는 냉각기(21)는 건조실(10) 외부에 설치된다.
냉각기(21)는 지상에 설치하여 송풍에 의한 공랭방식으로 냉매를 냉각하거나, 지하 50 ~ 100m의 관정을 뚫은 후 지하에 냉각기(21)를 설치하여 15℃ 이하로 유지되는 지하의 온도와 열교환 방법으로 냉매를 냉각하는 것으로 다양한 공지 기술구성을 사용하여 냉매를 냉각한다.
태양열보일러(30)는 태양열을 받아 내부 온도를 높이고 이 온도를 건조실(10)로 전달하여 건조실(10)의 온도를 더욱 높이는 장치로,
낮시간 동안 태양열로 내부의 온도를 최대한 상승시키고, 뛰어난 단열 능력으로 내부 온도를 최대한 유지시기 위하여 3중의 단열유리(11)와 프레임(13)을 결합하여 구성하되,
태양열보일러(30) 내의 열을 흡수하여 순환하는 열매(熱媒)의 온도를 높이는 열교환기(31)를 태양열보일러(30)에 구성하고,
열교환기(31)와 파이프(22)로 연결되어 건조실(10) 내에서 열매의 온도를 발산하여 온도를 높일 수 있도록 건조실(10) 내에 가열기(35)를 구성한다.
열매의 순환을 위한 기술구성은 공지된 기술구성을 사용한다
단열유리(11)는 금속재질의 튼튼한 프레임(13)에 3겹의 진공 단열유리(11)로 결합, 구성하여, 낮시간 동안 태양열로 내부의 온도를 최대한 상승시키고, 뛰어난 단열능력으로 내부 온도를 최대한 유지시킨다.
핫플레이트(32)는 전기로 발열하여 태양열보일러(30) 내부 온도를 높이는 장치로 태양열보일러(30) 내부에 구성한다.
핫플레이트(32)가 발열하면 태양열보일러(30)의 내부 온도를 높일 수 있으므로, 태양열을 이용할 수 없거나 태양열이 약한 일몰 후나 우천시 건조실(10) 및 태 양열보일러(30)의 온도를 일정수준으로 유지시킨다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 작동 예를 도 1을 예시하여 설명하면 다음과 같다.
건조실(10) 실내에 다수 설치된 트레이(12)에 고추와 같은 농수산물을 넣거나 급수관(40)을 통하여 강물 또는 바닷물과 같은 물을 공급하여 담는다.
태양이 비치면 태양열로 인하여 건조실(10) 내부의 온도가 상승하게 되고 (계절 및 날씨에 따라 다르나 실험결과 20 ~ 60℃ 정도) 이로 인하여 트레이(12)에 담긴 농수산물의 수분이나 물이 증발하게 된다.
냉각기(21)에서 냉각된 냉매가 파이프(22)를 통해 순환되어 제습기(20)의 표면 온도를 낮게 유지시키며, 이로 인하여 제습기(20)의 표면에서 증발된 수분이 결로현상으로 물이 생성되어 하단으로 흘러 집수통(23)에 모여 외부로 배출된다.
건조실(10)의 실내 온도를 더욱 높이기 위한 태양열보일러(30)는 태양이 비치면 태양열로 인하여 태양열보일러(30) 내부 온도가 상승하게 되고, 상승한 내부온도는 열교환기(31)에서 순환중인 열매에 흡수되어 파이프(22)로 전달된 후 가열기(35)를 통해 순환중에 배출되어 건조실(10) 내부의 온도를 더욱 상승시키므로,
농수산물의 수분이나 물의 증발을 증대시키고, 따라서 증발된 수분이 제습기(20)에 더욱 많이 결로되므로 물의 생성이 증대된다.
일몰 시 또는 궂은 날씨로 인해 태양열의 조사가 충분치 않아 건조실(10)의 온도가 떨어질 경우, 태양열보일러(30) 내의 핫플레이트(32)를 가동하여 태양열보 일러(30) 내의 온도를 상승 또는 유지시키고,
태양열보일러(30) 내의 온도는 열교환기(31)를 통해 건조실(10) 내의 가열기(35)로 전달, 발산되어 건조실(10) 내부의 온도를 상승 또는 유지시키므로,
일몰이나 날씨에 의해 태양열을 이용할 수 없더라도 농수산물의 건조 및 물을 생성할 수 있다.
또한 건조실(10) 내에 송풍기(24)를 추가로 구성하여 송풍기(24) 작동에 의한 내부 공기의 순환으로 증발 및 결로현상을 더욱 촉진할 수 있다.
이와 같은 본 발명은 식수나 생활용수로 활용하기 위해 더욱 많은 물을 생성하기 위하여 다음과 같은 구성을 추가한다.
도 2에서와 같이 태양열보일러(30)의 열교환기(31)에 의해 온도가 높아진 열매가 트레이(12) 또는 가열기(35)로 선택적으로 이동하여 순환되도록 파이프(22)에 3방향밸브(33)를 구성하고,
3방향밸브(33)를 통하여 트레이(12)로 이동된 열매를 회수하여 열교환기(31)로 보내 열매가 순환할 수 있도록 파이프(22)와 연결된 회수통(34)을 구성하되, 급수관(40)을 통하여 공급되고, 태양열보일러(30)로 순환되는 열매는 강물 또는 바닷물 등의 물을 사용한다.
산간도서 지역은 우물이나 빗물을 받아 생활용수 및 식수로 사용하는 경우가 많은데 갈수기(渴水期)에는 생활용수 및 식수의 확보가 어려워 이들 지역민들이 어려움을 겪고 있다.
따라서 쉽게 구할 수 있는 강물이나 바닷물을 태양열보일러(30)의 열매로 이용하면,
열교환기(31)를 순환하는 과정 중에 열매의 온도가 높아지게 되고, 파이프(22)에 부착된 3방향밸브(33)를 통하여 건조실(10)로 공급된 해수나 강물 등의 물은 트레이(12) 및 회수통(34)을 거쳐서 열교환기(31)로 순환된다.
태양열보일러(30)에서 1차로 열매의 온도가 상승되고, 태양열에 의해 높은 온도가 유지되는 건조실(10)의 온도로 인하여 2차 상승하면서 증발 작용이 활발하게 일어나고,
증발된 수분은 제습기(20)로 인하여 결로되어 생성되는 물은 집수통(23)에 떨어져 외부로 배출되므로 물의 생성이 많이 증가되므로, 생성된 물은 생활용수나 식수로 활용할 수 있다.
트레이(12)에는 열매로 이용된 강물이나 바닷물이 증발하고 남은 오염물이나 염화나트륨인 소금이 남게 되며, 증발되지 않은 열매는 회수통(34)에 모여 다시 열교환기(31)로 전달되는 순환과정을 거치게 되며,
공지된 기술구성을 활용하여 증발된 열매의 양만큼 열교환기(31)를 순환 중인 열매를 보충하면서 열교환기(31)와 건조실(10) 사이를 계속 순환한다.
도 1은 본 발명의 구성을 예시한 도면
도 2는 본 발명의 또 다른 구성을 예시한 도면
도 3은 종래의 농수산물 건조기를 예시한 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10: 건조실
11: 단열유리
12: 트레이
13: 프레임
20: 제습기
21: 냉각기
22: 파이프
23: 집수통
24: 송풍기
30: 태양열보일러
31: 열교환기
32: 핫플레이트
33: 3방향밸브
34: 회수통
35: 가열기
38: 송풍팬
39: 발열코일
40: 급수관

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 태양열을 받아 내부 공기의 온도가 높아지도록 단열유리(11)와 프레임(13)으로 하우스 형태인 건조실(10)을 구성하고,
    농수산물을 적재하거나 급수관(40)을 통하여 외부에서 공급된 물을 담도록 다수의 트레이(12)를 건조실(10) 내에 구성하며,
    파이프(22)에 의한 냉매의 순환으로 낮은 온도가 유지되므로 결로현상으로 응결된 물을 생성하여 외부로 배출하는 제습기(20)를 건조실(10) 내에 구성하고,
    제습기(20)와 파이프(22)로 연결되어 냉매를 냉각하여 순환하는 냉각기(21)를 건조실(10) 외부에 구성하되,
    건조실(10) 내부 온도를 더욱 높이도록 태양열을 받아 실내 공기의 온도가 높아지도록 단열유리(11)와 프레임(13)으로 태양열보일러(30)를 구성하고,
    태양열보일러(30) 내부의 열을 흡수하여 순환하는 열매의 온도를 높이는 열교환기(31)를 태양열보일러(30)에 구성하며,
    열교환기(31)와 파이프(22)로 연결되어 열매의 온도를 발산하는 가열기(35)를 건조실(10) 내에 구성한 태양열을 이용한 농수산물 건조 및 물 생성 장치에 있어서,
    태양열보일러(30)의 열교환기(31)에 의해 온도가 높아진 열매가 트레이(12) 또는 가열기(35)로 선택적으로 이동하도록 파이프(22)에 3방향밸브(33)를 구성하고,
    3방향밸브(33)를 통하여 트레이(12)로 이동 후 증발되지 않은 열매를 회수하여 열교환기(31)로 보내 열매가 순환할 수 있도록 파이프(22)와 연결된 회수통(34)을 구성한 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 농수산물 건조 및 물 생성 장치.
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