KR20180067069A

KR20180067069A - 냉온풍 제습 건조기

Info

Publication number: KR20180067069A
Application number: KR1020160168401A
Authority: KR
Inventors: 이홍수
Original assignee: 주식회사 세진플렌트
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-06-20

Abstract

본 발명은 피건조물의 종류에 따라서 냉풍건조나 온풍건조 또는 냉/온풍건조를 교대로 수행할 수 있으며, 건조기 용도로만 한정사용하지 않고 필요시 저온저장고로 사용할 수 있는 냉온풍 제습 건조기에 관한 것으로, 채반 위에 피건조물을 안치한 대차가 챔버에 입고되어 히터와 팬 및 제습기의 구동에 의해 피건조물의 수분을 건조시키는 것으로, 상기 챔버는 채반이 실린 대차가 입고되어 건조되는 건조공간과, 상기 건조공간의 후방에 격벽으로 형성되는 후방공간 및 상기 건조공간의 상부에 천장벽으로 형성되는 상부공간으로 이루어지고; 상기 건조공간과 후방공간 사이는 건조공기의 순환을 위한 순환팬이 설치되며, 상기 후방공간의 상부와 상부공간의 후방 사이는 연통되고, 상기 상부공간의 전방과 건조공간의 전방 상부는 연통되되 상부공간에서 건조공간으로 공급되는 공기의 방향을 조절하기 위한 가변댐퍼가 설치되며, 상기 상부공간에는 제습코일과 응축코일 및 송풍기와 보조히터로 이루어진 제습 유니트가 설치되며, 상기 제습 유니트는 실외기와 냉매라인으로 연결된다.

Description

냉온풍 제습 건조기{food drying equipment using cool and hot air}

본 발명은 각종 농수산물을 건조하기 위하여 사용되는 것으로, 상세히는 피건조물의 종류에 따라서 냉풍제습건조나 온풍제습건조 또는 냉온풍 변온 제습건조를 교대로 수행할 수 있으며, 건조기 용도로만 한정사용하지 않고 필요시 저온저장고로도 사용할 수 있도록 한 냉온풍 제습 건조기에 관한 것이다.

인삼이나 도라지, 천궁이나 황기, 지황 등을 비롯한 각종 약초나 고추 등의 농산물은 약효를 향상시키거나 풍미를 높이기 위하여 또는 장기 보관을 위하여 건조가 필요한데, 일광 건조 또는 그늘 건조 등의 자연건조에는 적정한 기후와 상당한 공간적인 장소 및 수많은 노동력이 소요됨은 물론, 건조과정에서 각종 먼지 등의 이물질에 의한 오염이 발생할 우려도 있다.

한편, 이들 약초나 농산물은 인위적인 건조를 위하여 건조기를 사용하여 건조하고 있는데, 기존의 농산물 건조기는 건조성능에 비하여 과도하게 연료와 전력을 낭비한다는 문제점이 있고, 장비의 구조가 복잡하고 대형화되어 초기 시설비의 과도한 부담이 있으며, 이 시설의 운영관리 또는 상당한 노하우를 갖고 있지 않을 경우 고품질의 약초나 건조 농산물을 생산하기가 어려운 문제점이 있다.

한편, 특허문헌 1의 회전드럼형 농산물 건조기는 회전드럼을 통해 농산물을 유동시키면서 건조시키도록 되어 있어 채반의 위치를 수작업으로 변경하지 않아도 되는 이점은 있으나, 건조기의 건조용량에 한계가 있고, 건조드럼에 농산물을 투입하고 배출하는 과정이 번거로워지게 되는 단점이 있다.

또, 특허문헌 2의 저온냉풍제습방식 고추건조장치는 열회수기를 장착하여 열손실을 최소화하여 열효율 향상을 도모할 수 있도록 되어 있으나, 히트펌프식 냉난방기의 구조가 복잡하고 이 냉난방기가 건조실과 함께 실내에 설치되어 있어 실내에서의 소음과 먼지의 발생 원인이 되어 위생성이 저하되는 단점이 있다.

특허문헌 3의 저온 저장장치는 저장고와 공조실이 착탈 가능하게 결합되는 구조로 이루어져 있어 냉동사이클이 구성된 공조실을 저장고로부터 분리하여 다른 기기나 장치에 연결하여 사용할 수 있도록 되어 있다.

특허문헌 4의 냉동사이클을 이용한 건조기는 건조기 내부 수분 응축을 위한 냉각기와 열펌프를 구성하는 증발기가 냉매의 순환 사이클에서 각기 분리되어 열펌프 응축열을 이용하여 대상물을 건조하고, 증발부에서 발생하는 냉열을 이용하여 건조과정에서 발생하는 습기를 제거하여 건조효율을 높일 수 있도록 되어 있다.

한국등록특허 제10-1137774호 '회전드럼형 농산물 건조기' 한국공개특허 제10-2013-0019881호 '저온냉풍제습방식 고추 건조장치' 한국등록특허 제10-1302249호 '저온 저장장치' 한국등록특허 제10-1536819호 '냉동사이클을 이용한 건조기'

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 첫째, 건조실 내부를 위해요소중점관리기준(HACCP)에 적합하도록 청결하고 청정하게 유지되도록 할 수 있고, 건조기의 구조를 간단하게 함으로서 설비의 유지관리를 용이하게 할 수 있는 건조기를 제공하는 데 있다.

둘째, 본 발명은 냉동기의 히트펌프(Heat Pump) 원리를 적용하여 저렴한 운전비용으로 고효율의 열에너지를 사용함으로써 에너지 절감 및 고품질의 건조 농산물을 생산할 수 있는 건조기를 제공하는 데 있다.

셋째, 본 발명은 냉온풍 및 냉온풍 변온건조와 온풍건조나 냉풍건조가 가능하고, 건조기로 사용하지 않을 경우에는 저온저장고로도 사용할 수도 있는 다목적 건조기를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 채반 위에 피건조물을 안치한 대차가 챔버에 입고되어 피건조물의 수분을 건조시키는 건조기로,

상기 챔버는 채반이 실린 대차가 입고되어 건조되는 건조공간과, 상기 건조공간의 후방에 격벽으로 형성되는 후방공간 및 상기 건조공간의 상부에 천장벽으로 형성되는 상부공간으로 이루어지고;

상기 건조공간과 후방공간 사이는 건조공기의 순환을 위한 순환팬이 설치되며,

상기 후방공간의 상부와 상부공간의 후방 사이는 연통되고, 상기 상부공간의 전방과 건조공간의 전방 상부는 연통되되 상부공간에서 건조공간으로 공급되는 공기의 방향을 조절하기 위한 가변댐퍼가 설치되며,

상기 상부공간에는 제습코일과 온풍건조 히팅코일 및 송풍기와 보조히터로 이루어진 제습 유니트가 설치되며, 상기 제습 유니트는 실외기와 연결된 냉온풍 제습 건조기를 제공한다.

본 발명에서, 상기 실외기는 압축기와 실외 응축코일을 포함하며, 상기 실외 응축코일 측에는 냉온풍 전환 삼방밸브가 구비되어 이 냉온풍 전환 삼방밸브의 전환에 의해 상기 온풍건조 히팅코일과 실외 응축코일에 선택적으로 냉매가 공급되어 온풍제습건조와 냉풍제습건조가 선택될 수 있도록 구성된다.

본 발명은 또, 상기 건조기의 상부에는 내부의 습한 공기를 배출하기 위한 급기댐퍼와 배기댐퍼가 설치되며 상기 급,배기댐퍼는 모터에 의하여 개폐가 이루어진다.

또, 상기 급기댐퍼에는 청정도를 지킬 수 있도록 필터가 설치되고, 배기측 댐퍼에는 습공기를 단시간 내에 배출하기 위한 배출 송풍기가 설치된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 냉온풍 제습 건조기의 구성을 도시한 측단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 냉온풍 제습 건조기의 구성을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 건조기의 평면도로, 반입 반출을 위한 도어를 1개로 변경한 예,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 냉온풍 제습 건조기의 평면도로, 용량을 증설한 상태를 보인 예,
도 5는 본 발명에 의한 건조기의 제습 유니트와 실외기의 연결상태를 도시한 회로도,
도 6은 온풍제습건조시 냉매 흐름도.
도 7은 냉풍제습건조시 냉매 순서도,
도 8은 냉온풍 변온 제습건조시 냉매 흐름도,
도 9는 저온저장시 냉매 흐름도이다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 제1실시 예에 의한 냉온풍 제습 건조기(1)의 전체적인 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이 본 실시 예에 의한 건조기(1)는 채반(T) 위에 피건조물을 안치한 대차(C)가 챔버에 입고되어 피건조물의 수분을 건조시키는 것으로,

상기 챔버는 채반(T)이 실린 대차(C)가 입고되어 건조되는 건조공간(100)과, 상기 건조공간(100)의 후방에 격벽(110)으로 형성되는 후방공간(120) 및 상기 건조공간(100)의 상부에 천장벽(130)으로 형성되는 상부공간(140)으로 이루어지고,

상기 건조공간(100)과 후방공간(120) 사이의 격벽(110)에는 건조공기의 순환을 위한 순환팬(200)이 설치되며,

상기 후방공간(120)의 상부와 상부공간(140)의 후방 사이는 연통되고, 상기 상부공간(140)의 전방과 건조공간(100)의 전방 상부는 연통되되 이 연통부에는 상부공간(140)에서 건조공간(100)으로 공급되는 공기의 방향을 조절하기 위한 가변댐퍼(300)가 설치되며, 상기 가변댐퍼(300)와 더불어 건조공기가 채반(T)의 사이사이로 원활이 순환하도록 하기 위한 공기방향 조절판(310)이 설치되고,

상기 건조공간(100)에는 대차(C)의 원할한 이동을 위하여 가드 레일(170)이 설치되되, 상기 가드 레일(170)은 대차(C)의 입고와 출고 및 입고상태에서의 유동이 발생하지 않도록 건조공간(100) 바닥에 세워지며,

상기 상부공간(140)에는 제습코일(510)과 온풍건조 히팅코일(520; 실내 응축코일) 및 송풍기(530)와 보조히터(540)로 이루어진 냉온풍 제습 유니트(500)가 설치되며, 상기 냉온풍 제습 유니트(500)는 건물 외부에 설치된 실외기(600)와 냉매라인으로 연결된 구조로 이루어져 있다.

한편, 상기 상부공간(140)의 전방 상부 지붕에는 배기댐퍼(150)와 배출송풍기(152)가 설치되고, 상기 상부공간(140)의 후방 상부 지붕에는 급기댐퍼(160)와 필터(162)가 설치되어 있다.

또, 본 실시 예에서, 상기 건조공간(100)의 좌우 측부에는 대차(C)의 입고와 출고를 위한 도어(180)가 설치되어 있어서 신속한 입고 및 신속한 출고가 가능하며, 어느 한 쪽의 도어는 입고 전용으로 하고, 타측의 도어는 출고 전용으로 사용할 경우, 다수의 대차를 연달아 대기시킨 상태에서 건조가 끝나면 출고 전용의 도어를 열고 건조가 완료된 대차를 출고하고, 반대쪽의 도어를 열어 피건조물이 안치된 대차를 순차적으로 입고하는 것에 의해 대차의 동선을 최단거리로 할 수 있으므로 작업의 효율성 또한 향상시킬 수 있다.

본 실시 예에서는 도어(180)가 건조공간(100)의 좌우측에 모두 설치된 경우에 대하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 3에 도시된 바와 같이 슬라이딩식 도어(180)를 건조공간(100)의 전방에 설치할 수도 있음은 물론이다.

또, 본 실시 예에서는 건조기의 용량이 2대에서 4대의 대차를 수용할 수 있는 크기에 대하여 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 도 4에 도시된 바와 같이 챔버를 터널형으로 제작하여 다수의 대차를 한꺼번에 입고하여 건조할 수도 있음은 물론이다.

도면 중 부호 C는 컨트롤 박스이고, S는 건조기 내부의 온,습도를 감지하기 위한 센서이다.

본 실시 예에서, 상기 공기방향 조절판(310)은 대차(C)의 각 단에 적층된 채반(T)으로 고르게 공기가 공급되도록 하기 위한 것으로, 상기 공기방향 조절판은 하방으로 갈수록 건조공간(100)의 내측을 향하여 경사진 형태를 이루면서, 각 단의 채반(T)을 향하여 공기가 공급될 수 있도록 플랩이 다단 형태로 배치되어 있어 일종의 캐스케이드(cascade)와 같은 역할을 하게 되어 상부 측에서 하강한 공기를 각각의 플랩에서 채반(T) 쪽으로 분산되면서 흘러들어가게 유도하게 된다.

도 5에는 본 발명의 실시 예에서 건조기(1)의 챔버 상부공간(140)에 설치된 냉온풍 제습 유니트(500)와 실외에 별도로 설치된 제습 건조 유니트(600)와의 냉매라인(실선표시 및 냉매의 흐름은 화살표로 표시함) 연결상태가 도시되어 있다.

본 실시 예에서는 냉온풍 제습 유니트(500)는 실외기(600)가 따로 떨어져 설치되어 있으므로 실내에 설치되는 건조기를 정숙하고 청결하게 유지할 수 있으며, 이에 따라 건조기의 관리 또한 용이하게 할 수 있도록 되어 있다.

도면 중 부호 550과 560은 각각 전자밸브와 팽찰밸브이고, 부호 610은 냉매라인 액분리기, 620은 압축기, 630은 고압 유분리기, 640은 수액기이고, 650은 실외 응축코일, 660은 냉온풍 전환 삼방밸브, 670과 680은 각각 온풍 냉매라인 체크밸브와 냉풍냉매라인 체크밸브이다.

또, 부호 622,624 및 626은 각각 고,저압 조절스위치, 고압조절스위치, 오일압력스위치이다.

상기 실외기(600)의 구체적인 구성 및 동작은 냉동사이클의 압축기와 응축기의 구성 등과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실시 예에서, 상기 제습 유니트(500)는 실외기(600)와 냉매라인(도면상에서 실선)으로 연결되되 상기 실외기(600)는 압축기(620)와 실외 응축코일(650)을 포함하며, 상기 실외 응축코일(650) 측에는 냉온풍 전환 삼방밸브(660)가 구비되어 이 냉온풍 전환 삼방밸브(660)의 전환에 의해 상기 온풍건조 히팅코일과 실외 응축코일에 선택적으로 냉매가 공급되어 온풍제습건조와 냉풍제습건조가 선택되도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시 예의 건조기는 건조공간(100)과 후방공간(120) 및 상부공간(140)이 상호 연통되어 있어 공기가 연속적으로 순환하면서 건조공간(100) 내의 피건조물을 건조시키게 되는데, 온풍제습건조시에는 도 6에 도시된 바와 같이, 냉온풍 전환 삼방밸브(660)가 온풍 냉매계통으로 개방되어 압축기(620), 온풍건조 히팅코일(520), 팽창밸브(560) 및 제습코일(510)이 냉동사이클을 형성하면서 냉온풍 제습 유니트(500)의 온풍건조 히팅코일(520)은 일종의 응축기와 같은 작용을 하게 됨으로써 응축열이 발생하고, 제습코일(510)은 증발기와 같은 작용을 하게 됨으로써 온풍제습건조가 이루어지게 된다.

이와 같은 온풍제습건조시, 순환하는 공기는 보조히터(540)의 열과 합류하면서 피건조물의 수분을 취하여 순환팬(200)의 후방공간(120)을 통해 상부 공간(140)으로 유입되어 제습 유니트(500)의 제습코일(510)에 의해 제습이 되면서 냉각이 되고, 다시 온풍건조 히팅코일(520)에 의해 가열되어 건조한 온풍 상태로 건조공간(100)으로 재유입되어 지속적으로 순환하면서 피건조물을 자연 그대로의 맛과 향 색상 및 영양을 유지하면서 건조가 이루어지게 되는 것이다.

한편, 상기 상부 공간(140)에서 건조 공간(100)으로의 바람이 유입될 때에는 가변 댐퍼(300)가 소정의 각도로 회동동작하면서 대차의 하부와 상부 쪽으로 바람의 방향을 지속적으로 바꾸어주게 됨으로써 데드존이 발생하지 않고 대차의 각 단에 안치된 채반에 골고루 바람이 공급되어 균일한 건조가 이루어지게 되며, 이때 상기 가변댐퍼(300)와 더불어 공기방향 조절판(310)에 의해 건조공기가 채반(T)의 사이사이로 원활이 공급되도록 안내하게 된다.

냉풍제습건조시에는 도 7에 도시된 바와 같이, 냉온풍 전환 삼방밸브(660)가 냉풍 냉매계통으로 개방되어 냉온풍 제습 유니트(500)의 온풍건조 히팅코일(520)로는 냉매가 공급되지 않고, 압축기(620), 실외 응축코일(650), 팽창밸브(560) 및 제습코일(510)이 냉동사이클을 형성하면서 냉각 제습코일(510)에만 냉매가 공급되어 건조공간(100)으로 냉풍만이 공급되면서 냉풍제습건조가 이루어지게 된다.

상술한 냉풍제습건조시에는 보조히터(540)는 동작하지 않는다.

또, 냉온풍 변온건조시에는 도 8에 도시된 바와 같이, 냉온풍 전환 삼방 전자밸브(660)가 일정 시간마다 교대로 전환되어 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 온풍제습 건조모드와 냉풍제습 건조모드를 반복하게 된다.

마지막으로, 건조공간(120)을 저온저장고로 사용하고자 하는 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이, 제습코일(510)의 전단에 2개의 전자밸브(550,550')와 2개의 팽창밸브(560,560')를 병렬로 연결하고, 전자밸브(550,550')를 선택적으로 단속하는 것에 의해 제습용 팽창밸브(560) 대신 저온건조용 팽창밸브(560')가 동작되도록 함으로써 팽창시 냉매온도를 제습건조시 약 0℃로 제습에 적합한 온도가 되도록 하여 운전되다가 저온저장시에는 실내온도를 낮추는데 적합한 -5℃~-15℃가 되도록 전환되어 동작하게 된다.

1 : 건조기
100 : 건조공간
110 : 격벽
120 : 후방 공간
130 : 천장 벽
140 : 상부 공간
150 : 배기댐퍼
152 : 배출송풍기
160 : 흡기댐퍼
162 : 필터
170 : 가드레일
180 : 도어
200 : 순환팬
300 : 가변댐퍼
310 : 공기방향 조절판
500 : 제습 유니트
510 : 제습코일
520 : 온풍건조 히팅코일(실내 응축코일)
530 : 송풍기
540 : 보조히터
550,550' : 전자밸브
560 : 팽창밸브(제습용)
560' : 팽창밸브(저온저장용)
600 : 실외기
610 : 냉매라인 액분리기
620 : 압축기
622 : 고,저압조절스위치
624 : 고압조절스위치
626 : 오일압력스위치
630 : 고압 유분리기
640 : 수액기
650 : 실외 응축코일
660 : 냉온풍 전환 삼방밸브
670,680 : 체크밸브
C : 컨트롤 박스
S : 센서(온/습도)

Claims

채반 위에 피건조물을 안치한 대차가 챔버에 입고되어 히터와 팬 및 제습기의 구동에 의해 피건조물의 수분을 건조시키는 것으로,
상기 챔버는 채반이 실린 대차가 입고되어 건조되는 건조공간과, 상기 건조공간의 후방에 격벽으로 형성되는 후방공간 및 상기 건조공간의 상부에 천장벽으로 형성되는 상부공간으로 이루어지고,
상기 건조공간과 후방공간 사이는 건조공기의 순환을 위한 순환팬이 설치되며,
상기 후방공간의 상부와 상부공간의 후방 사이는 연통되고, 상기 상부공간의 전방과 건조공간의 전방 상부는 연통되되 상부공간에서 건조공간으로 공급되는 공기의 방향을 조절하기 위한 가변댐퍼가 설치되며,
상기 상부공간에는 제습코일과 온풍건조 히팅코일(실내 응축코일) 및 송풍기와 보조히터로 이루어진 제습 유니트가 설치되며, 상기 제습 유니트는 실외기와 냉매라인으로 연결되되 상기 실외기는 압축기와 실외 응축코일을 포함하며, 상기 실외 응축코일 측에는 냉온풍 전환 삼방밸브가 구비되어 이 냉온풍 전환 삼방밸브의 전환에 의해 상기 온풍건조 히팅코일과 실외 응축코일에 선택적으로 냉매가 공급되어 온풍제습건조와 냉풍제습건조가 선택될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 냉온풍 제습 건조기.
청구항 1에 있어서,
상기 상부공간의 전방 상부 지붕에는 배기댐퍼가 설치되고, 상기 상부공간의 후방 상부 지붕에는 급기댐퍼가 설치되되 상기 배기댐퍼에는 배출송풍기가 설치되고, 상기 급기댐퍼에는 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉온풍 제습 건조기.
청구항 1에 있어서,
상기 가변댐퍼의 하부에는 건조공기가 채반의 사이사이로 원활이 순환하도록 하기 위한 공기방향 조절판이 설치되는 것을 특징으로 하는 냉온풍 제습 건조기,
청구항 1에 있어서,
상기 건조공간의 좌우 측부에는 대차의 입고와 출고를 위한 도어가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 냉온풍 제습 건조기.
청구항 1에 있어서,
상기 건조공간의 전방에는 대차의 입고와 출고를 위한 도어가 설치된 것을 특징으로 하는 냉온풍 제습 건조기.
청구항 1에 있어서,
상기 제습유니트의 제습코일의 전단에는 제습용 팽창밸브와 저온저장용 팽창밸브가 병렬로 연결되고, 각 팽창밸브의 전단에 설치된 전자밸브를 선택적으로 단속하는 것에 의해 저온저장고로 전환 사용이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 냉온풍 제습건조기.