KR102217734B1 - 마이크로파 건조기 - Google Patents

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KR102217734B1
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방기석
박유정
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방기석
박유정
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Abstract

본 발명은 외주면에 마그네트론이 고정된 상태에서 회전되는 건조부를 통해 마이크로파가 피건조물에 균일하게 조사되는 마이크로파 건조기에 관한 것으로서, 표면에 복수의 통공이 형성되는 원통형의 드럼, 외형은 원추형이고 상기 드럼의 길이방향 양단 개구부에 구비된 한 쌍의 경판, 드럼의 내주면에 구비되는 복수의 블레이드, 및 드럼의 중앙부위 일 지점에 형성되는 장입구로 이루어지는 건조부; 상기 통공에 설치되는 복수의 발진유닛으로 이루어지며, 상기 발진유닛은 통공을 밀봉하는 테프론막, 상기 테프론막 후면에 배치되는 마그네트론과 쿨링팬을 포함하는 조사부; 상기 건조부의 일측에 에 순차적으로 고정되는 단자함과 슬립링으로 이루어지며, 상기 단자함에는 각 발진유닛과 연결되는 복수의 단자가 구비되고, 상기 슬립링에는 외부 전원 공급 케이블이 고정되는 전원부; 상기 드럼의 길이방향 양단에 형성되는 한 쌍의 원형레일, 각 원형레일을 지지하는 한 쌍의 롤러지지대, 타측 경판에 구비되는 스프라켓, 및 체인을 통해 상기 스프라켓과 연결되는 모터로 이루어지는 구동부; 및 상기 건조부의 타측에 연결되는 진공펌프, 상기 진공펌프에 연결되는 응축기, 및 상기 응축기에서 만들어진 응축수를 수거하는 드레인을 포함하는 제습부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로파 건조기{Microwave Dryer}
본 발명은 마이크로파 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외주면에 마그네트론이 고정된 상태에서 회전되는 건조부를 통해 마이크로파가 피건조물에 균일하게 조사되는 마이크로파 건조기에 관한 것이다.
농수산물 중 일부는 저장성을 높이기 위해 건조 처리하는데, 대량의 농수산물을 신속하게 건조시키기 위해 농수산물 전용 건조기가 사용된다.
농수산물 전용 건조기로는 열풍을 이용한 건조기가 보편화되어 있으나 고가의 연료비 문제나 열풍온도 제어의 어려움으로 인해 대안으로서, 마이크로파를 이용한 건조기의 수요가 늘고 있는 추세이다.
마이크로파를 이용한 건조기에 대한 종래기술로서 아래의 특허문헌 1에 소개된 건조기를 통해 그 기본구성을 살펴보면, 도 1, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 원활한 수분제거를 위해 내부 환경을 진공상태로 유지하는 진공챔버(200), 진공챔버(200) 내부에 구비되고 피건조물이 투입되는 회전통(300), 진공챔버(200) 외주면에 설치되는 복수의 마그네트론(500)으로 이루어진다.
상기 회전통(300)에 피건조물이 투입된 상태에서 회전모터(400)에 의해 회전되면, 마그네트론(500)의 마이크로파가 회전통(300) 원주면에 형성된 유입공(340)을 통해 내부로 유입되며, 이 과정에서 발생된 수증기는 회전통(300) 후면에 형성된 배출공(352)를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
다만, 마이크로파가 지속적으로 조사되더라도 마그네트론(500)과 유입공(340)이 대응되는 순간에만 회전통(300) 내부로 입사됨으로써 건조효율 향상에 한계가 있다.
또한, 회전통(300) 내부는 구획판(320)을 통해 공간이 나뉘어지는데, 건조 과정 동안 피건조물은 회전통(300)과 구획판(320)에 의해 형성된 복잡한 내부 공간을 돌게 되고 이 과정에서 불규칙한 충격을 받게 됨으로써 파손이 용이하게 발생할 수 있으므로 건고추나 건멸치와 같이 건조 후 원형 유지 정도가 상품성에 영향을 미치는 경우에는 그 사용이 제한되는 문제가 있다.
등록특허공보 제10-1738263호 (2017. 05. 19. 공고)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 마이크로파가 피건조물에 균일하게 조사되는 한편, 건조효율 향상 및 작업시간 단축이 도모되는 마이크로파 건조기를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 마이크로파 건조기는, 표면에 복수의 통공이 형성되는 원통형의 드럼, 외형은 원추형이고 상기 드럼의 길이방향 양단 개구부에 구비된 한 쌍의 경판, 드럼의 내주면에 구비되는 복수의 블레이드, 및 드럼의 중앙부위 일 지점에 형성되는 장입구로 이루어지는 건조부; 상기 통공에 설치되는 복수의 발진유닛으로 이루어지며, 상기 발진유닛은 통공을 밀봉하는 테프론막, 상기 테프론막 후면에 배치되는 마그네트론과 쿨링팬을 포함하는 조사부; 상기 건조부의 일측에 에 순차적으로 고정되는 단자함과 슬립링으로 이루어지며, 상기 단자함에는 각 발진유닛과 연결되는 복수의 단자가 구비되고, 상기 슬립링에는 외부 전원 공급 케이블이 고정되는 전원부; 상기 드럼의 길이방향 양단에 형성되는 한 쌍의 원형레일, 각 원형레일을 지지하는 한 쌍의 롤러지지대, 타측 경판에 구비되는 스프라켓, 및 체인을 통해 상기 스프라켓과 연결되는 모터로 이루어지는 구동부; 및 상기 건조부의 타측에 연결되는 진공펌프, 상기 진공펌프에 연결되는 응축기, 및 상기 응축기에서 만들어진 응축수를 수거하는 드레인을 포함하는 제습부를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 마이크로파 건조기는, 상기 블레이드 표면에 복수의 걸림턱이 형성된다.
또한, 본 발명의 마이크로파 건조기는, 상기 복수의 걸림턱이 드럼 내주면으로 갈수록 높이가 높아진다.
또한, 본 발명의 마이크로파 건조기는, 상기 블레이드가 각도제어수단을 통해 설치각이 조절되며, 상기 각도제어수단은 블레이드를 드럼 내주면에 회전 가능하게 고정시키는 힌지축, 상기 힌지축에 구비되는 스프링, 상기 스프링의 탄성 변형과 복원을 제어하는 솔레노이드자석으로 이루어진다.
또한, 본 발명의 마이크로파 건조기는, 상기 타측 경판에는 진공펌프에 연결된 흡입 파이프가 삽입 결합되고, 상기 흡입 파이프에는 다수의 개구공이 형성되어 있다.
본 발명의 마이크로파 건조기에 의하면, 외주면에 마그네트론이 고정된 상태에서 회전되는 건조부를 통해 마이크로파가 피건조물에 균일하게 조사되는 한편, 블레이드에 형성되는 걸림턱과 블레이드의 설치각을 조절하는 각도제어수단을 통해 건조효율이 향상되고 작업시간이 단축되므로 건조기의 상품성이 향상된다.
도 1은 종래기술에 따른 마이크로파 건조기를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 마이크로파 건조기의 회전통을 도시한 사시도(가)와 측면도(나)이다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로파 건조기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로파 건조기를 도시한 정단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로파 건조기의 발진유닛을 도시한 사시도이다.
도 6은 건조 완료 후 피건조물 토출 방법을 예시한 개요도이다.
도 7은 본 발명에 따른 마이크로파 건조기에서 걸림턱이 구비된 건조부를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 마이크로파 건조기에 각도제어수단이 구비되는 경우 건조 작업 초기 피건조물 분산 방법을 예시한 개요도(a) 및 건조 완료 후 피건조물 토출 방법을 예시한 개요도(b)이다.
도 9는 본 발명에 따른 마이크로파 건조기에서 각도제어수단이 구비된 건조부 요부를 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로파 건조기를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 마이크로파 건조기를 도시한 정단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 마이크로파 건조기의 발진유닛을 도시한 사시도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 피건조물이 장입되는 원통형의 건조부(10), 건조부(10)의 외주면에 구비되어 건조부(10) 내부로 마이크로파를 조사하는 조사부(20), 건조부(10)의 길이방향(x) 일단에 설치되어 상기 조사부(20)에 전원을 공급하는 전원부(30), 마이크로파가 피건조물에 균일하게 조사될 수 있도록 건조부(10)를 회전시키는 구동부(40), 건조부(10)의 길이방향(x) 타단에 설치되어 건조시 발생하는 수증기를 외부로 배출시키는 제습부(50), 및 건조작업에 필요한 제반 구성의 작동을 제어하는 제어부로 이루어진다.
이하, 상기 구성 요소들을 중심으로 본 발명의 구체적인 내용을 설명하면, 먼저 건조부(10)는 표면에 복수의 통공(11)이 형성되는 원통형의 드럼(12), 외형은 원추형이고 드럼(12)의 길이방향(x) 양단 개구부에 구비된 한 쌍의 경판(13, 13'), 드럼(12)의 내주면에 구비되는 복수의 블레이드(14) 및 드럼(12)의 중앙부위 일 지점에 형성되는 장입구(15)로 이루어진다.
상기 통공(11)을 통해 마이크로파가 드럼(12) 내부로 조사되며, 이를 위해 각 통공(11)에는 후술할 발진유닛(20')이 고정된다.
블레이드(14)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 한 쌍이 길이방향(x)으로 배열되어 블레이드세트(B)를 이루며, 복수의 블레이드세트(B)가 상호 등간격을 이루며 드럼(12) 내주면에 고정된다.
장입구(15)는 피건조물이 출입하는 곳으로 개폐를 위한 커버(15a)가 구비된다.
조사부(20)는 각 통공(11)에 설치되는 복수의 발진유닛(20')으로 이루어지며, 각 발진유닛(20')은 테프론막(21), 테프론막(21) 후면에 배치되는 마그네트론(23)과 쿨링팬(25)을 포함하여 이루어진다.
상기 테프론막(21)은 마이크로파가 통과되는 재질로 이루어지며 통공(11)을 밀봉하여 건조부(10) 회전 과정에서 피건조물이 통공(11)을 통해 외부로 누출되는 것을 막는 역할을 한다.
쿨링팬(25)은 마그네트론(23)의 마이크로파 발진시 발생하는 열기를 공냉시키는 역할을 한다.
전원부(30)는 각 발진유닛(20')에 전원을 공급하는 구성으로서, 일측 경판(13)에 순차적으로 고정되는 단자함(31)과 슬립링(33)으로 이루어진다.
상기 단자함(31)에는 각 발진유닛(20')과 연결되는 복수의 단자가 구비된다.
슬립링(33)은 건조부(10) 회전시 함께 회전하는 단자함(31)과 회전하지 않는 외부 전원 공급 케이블을 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
구동부(40)는 앞서 언급한 바와 같이 마이크로파가 피건조물에 균일하게 조사될 수 있도록 건조부(10)를 회전시키는 구성으로서, 드럼(12)의 길이방향(x) 양단에 형성되는 한 쌍의 원형레일(41), 각 원형레일(41)을 지지하는 한 쌍의 롤러지지대(43), 타측 경판(13')에 구비되는 스프라켓(45), 체인을 통해 상기 스프라켓(45)과 연결되되 감속기가 구비되어 있는 모터(47)를 포함하여 이루어진다.
롤러지지대(43)는 일종의 구름 베어링으로서 원형레일(41)과 접촉하는 부위는 대응되는 원호 형상을 가지며 여기에 복수의 롤러가 구비되게 된다.
건조 완료 후 건조부(10)로부터 피건조물을 빼내는 과정은 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 장입구(15)를 저면에 위치하게 한 후 진자 운동(T)처럼 흔들어 피건조물을 빼내며, 이를 위해 상기 모터(47)로는 정/역회전이 가능한 모터가 사용된다.
한편, 마이크로파가 직접 닿는 피건조물의 표층에서 건조가 집중적으로 발생하게 되는데, 드럼(12)의 회전으로 피건조물이 순환하며 반복적으로 표층에 노출되는 과정을 통해 건조가 균일하고 신속하게 이루어지게 되며, 블레이드(14)에 의해 피건조물의 일부가 상방으로 올려지다 다시 흘러내리는 과정을 통해 이러한 순환이 더욱 활발히 이루어짐으로써 건조효율이 더욱 향상되게 된다.
또한, 블레이드(14)에 의한 피건조물의 흘러내림이 앞서 종래기술과 같은 충격없이 정숙하게 이루어지게 되므로 파손이 방지되게 된다.
본 발명에서는 건조효율 향상을 극대화하기 위해 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 블레이드(14) 표면에 복수의 걸림턱(17)이 추가적으로 형성되고, 각 걸림턱은 드럼(12) 내주면으로 갈수록 높이가 높아지는 구조 즉, 도 7을 참조하면 h1 < h2 < h3 와 같은 구성으로 개시될 수 있다.
즉, 블레이드(14)에 의해 상승된 피건조물이 상기 걸림턱(17)의 제약에 의해 일시에 흘러내지 않고 상부부터 순차적으로 흘러내리도록 유도하여 건조효율 향상을 꾀할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 균일한 건조 및 작업시간 단축을 위해 각도제어수단(18)을 통해 블레이드(14)의 설치각이 조절되는 구성으로 개시될 수 있다.
즉, 장입구(15)를 통해 투입된 피건조물은 드럼(12) 중앙에 집중적으로 적재되는데, 블레이드세트(B)의 각 블레이드(15, 15')가 도 8a에 도시되어 있는 바와 같이 회전방향(r)으로 쐐기 형상이 되게 배열되면, 회전시 중앙에 위치한 피건조물이 각 블레이드(15, 15')에 밀려 양 경판(13, 13')측으로 신속하게 이동하게 된다.
이후, 피건조물의 적재 높이가 길이방향(x)에 걸쳐 균일해진 것이 확인되어 각 블레이드(15, 15')를 원위치로 복원시키면, 피건조물이 특정 위치에 쏠리지 않고 균일한 적재 높이를 유지하며 건조되어, 일부 피건조물이 불완전하게 건조되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 건조완료 후에는 도 8b에 도시되어 있는 바와 같이 장입구(15)에 인접한 양 블레이드세트(B, B')를 상호 대칭되는 쐐기 형상으로 배열시킨 다음 모터(47)의 정/역 회전(R, R')을 반복하면, 양 경판(13, 13')에 위치한 피건조물이 경사진 블레이드(14)에 의해 드럼(12) 중앙부위로 이동함으로써 배출에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
한편, 상기 각도제어수단(18)의 세부 구성은 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 블레이드(14)를 드럼(12) 내주면에 회전 가능하게 고정시키는 힌지축(18a), 상기 힌지축(18a)에 구비되는 스프링(18b), 상기 스프링(18b)의 탄성 변형과 복원을 제어하는 솔레노이드자석(18c)으로 이루어지며, 상기 솔레노이드자석(18c)의 자력 인가는 제어부의 신호에 의해 이루어지는 방식으로 각도제어수단(18)이 구성될 수 있다.
제습부(50)는 타측 경판(13')에 연결되고 건조시 발생하는 수증기를 흡입 배출하는 진공펌프(51), 진공펌프(51)에 연결되는 응축기(53), 상기 응축기(53)에서 만들어진 응축수를 수거하는 드레인(55)으로 이루어진다.
또한, 타측 경판(13')에는 진공펌프(51)에 연결된 흡입 파이프(57)가 삽입 결합되고, 상기 흡입 파이프(57)에는 다수의 개구공(57a)이 형성되어 있어 이곳을 통해 수증기 흡입이 이루어지게 된다.
제어부는 통상 콘트롤박스 형태로 개시되며, 조사부(20)의 전원공급 단속 및 진공펌프(51)와 모터(47)의 출력을 제어한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
10: 건조부
11: 통공 12: 드럼
13: 경판 14: 블레이드
15: 장입구 17: 걸림턱
18: 각도제어수단
20: 조사부
21: 테프론막 23: 마그네트론
25: 쿨링팬
30: 전원부
31: 단자함 33: 슬립링
40: 구동부
41: 원형레일 43: 롤러지지대
45: 스프라켓 47: 모터
50: 제습부
51: 진공펌프 53: 응축기
55: 드레인 57: 흡입 파이프

Claims (5)

  1. 표면에 복수의 통공(11)이 형성되는 원통형의 드럼(12), 외형은 원추형이고 상기 드럼(12)의 길이방향(x) 양단 개구부에 구비된 한 쌍의 경판(13), 상기 드럼(12)의 내주면에 구비되는 복수의 블레이드(14), 및 상기 드럼(12)의 중앙부위 일 지점에 형성되는 장입구(15)로 이루어지는 건조부(10);
    상기 통공(11)에 설치되는 복수의 발진유닛(20')으로 이루어지며, 상기 발진유닛(20')은 통공(11)을 밀봉하는 테프론막(21), 상기 테프론막(21) 후면에 배치되는 마그네트론(23)과 쿨링팬(25)을 포함하는 조사부(20);
    상기 건조부(10)의 일측에 순차적으로 고정되는 단자함(31)과 슬립링(33)으로 이루어지며, 상기 단자함(31)에는 각 발진유닛(20')과 연결되는 복수의 단자가 구비되고, 상기 슬립링(33)에는 외부 전원 공급 케이블이 고정되는 전원부(30);
    상기 드럼(12)의 길이방향(x) 양단에 형성되는 한 쌍의 원형레일(41), 각 원형레일(41)을 지지하는 한 쌍의 롤러지지대(43), 타측 경판(13')에 구비되는 스프라켓(45), 및 체인을 통해 상기 스프라켓(45)과 연결되는 모터(47)를 포함하는 구동부(40); 및
    상기 건조부(10)의 타측에 연결되는 진공펌프(51), 상기 진공펌프(51)에 연결되는 응축기(53), 및 상기 응축기(53)에서 만들어진 응축수를 수거하는 드레인(55)을 포함하는 제습부(50);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 건조기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드(14) 표면에 복수의 걸림턱(17)이 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 건조기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 걸림턱(17)은 드럼(12) 내주면으로 갈수록 높이가 높아지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 건조기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드(14)는 각도제어수단(18)을 통해 설치각이 조절되며, 상기 각도제어수단(18)은 블레이드(14)를 드럼(12) 내주면에 회전 가능하게 고정시키는 힌지축(18a), 상기 힌지축(18a)에 구비되는 스프링(18b), 상기 스프링(18b)의 탄성 변형과 복원을 제어하는 솔레노이드자석(18c)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파 건조기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타측 경판(13')에는 진공펌프(51)에 연결된 흡입 파이프(57)가 삽입 결합되고, 상기 흡입 파이프(57)에는 다수의 개구공(57a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로파 건조기.
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