KR0126390B1 - 냉각기의 냉각온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 음료수를 냉각되게 제어하는 냉기기에 있어서의 냉각온도를 조절할 수 있도록 한 장치를 제공함에 있다.

저온의 냉매가 통과하는 냉매관을 코일과 같이 다중으로 권회시켜 냉각용 물에 담구어 놓고, 권회된 냉매관의 중심부에 전동모토에 의하여 구동되어 냉각용 물을 강제순환시키는 교반기(3)를 회전가능하게 고정시키고, 상기 냉매관(1)로부터 일정거리 이상 이격되어 상기 냉매관(1)의 주위 전체를 감싸도록 하여 권회된 음료수관(4)을 상기 냉매관(1)과 유사하게 권회시켜 이루어진 냉각 장치에 있어서, 얼음의 두께에 비례하여 저항값이 변화하는 부온도계수 써미스트(5)를 상기 냉매관(1)으로부터 일정거리 이격되도록 고정시켜 써미스트(5) 주위에 결빙되는 얼음의 두께에 따라 냉매의 압축 및 순환을 위한 콤프레셔(6)의 가동을 단속하여 상기 냉매관(1)의 온도를 임의로 조절할 수 있게 한 것이다.

Description

냉각기의 냉각온도 조절장치

제1도는 본 발명에 따른 냉각온도 조절장치를 갖는 냉각기의 개략도이고,

제2도는 본 발명에 따른 냉각기의 냉각온도 조절장치에 사용되는 써미스터의 저항값이 얼음온도에 비례하여 변화함을 도시한 그래프이고,

제3도는 본 발명에 따른 냉각기의 냉각온도 조절장치에 사용된 써미스터의 저항값이 냉매온도에 비례하여 변화함을 도시한 그래프이고,

제4도는 본 발명에 따른 냉각기의 냉각온도 조절장치에 사용될 수 있는 다른 실시예를 나타낸 회로도이고,

제5도는 본 발명에 따른 냉각기의 냉각온도 조절장치에 사용될 수 있는 또 다른 실시예를 나타낸 회로도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 냉매관,4 : 음료수관,

5 : 써미스터,6 : 콤프레셔.

본 발명은 냉각시 형성되는 얼음의 두께을 조절할 수 있도록 한 냉각기의 냉각온도 조절장치에 관한 것으로, 특히 써미스터를 사용한 콤프레셔의 제어로 냉각시 형성되는 얼음의 크기를 조절할 수 있도록 한 냉각기의 냉각온도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 제빙이라 함은 제1도에 표시한 바와 같이, 제빙하고자 하는 물에 담겨져 있는 냉매관(1)에 저온으로 냉각된 냉매를 통과시켜 냉매관(1) 주위의 물의 온도를 빙점 이하 즉, 0℃ 이하로 낮추어 액체상태의 물을 고체상태의 얼음으로 상(相) 변화시키는 것을 말하는 것이다.

냉매가 통과하는 상기 냉매관(1)을 물에 수용하고 냉매를 통과시켜 냉매관(1) 주위의 물의 온도를 낮추어 얼음을 형성시키는 기술은 일반적으로 오래전부터 널리 알려진 것으로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해되어질 수 있는 것이며, 상기 냉매관(1)의 내부를 통과하는 저온의 냉매는 공업용의 대형의 제빙기에서는 주로 암모니아 등과 같은 기체가 사용되어지며, 또한 가정용과같은 소형의 제빙기에서는 프레온가스등과 같은 기체가 주로 사용되어진다.

최근 소비자들의 기호의 다양화를 만족시키기 위하여 냉각된 음료를 제공할 수 있도록 하는 냉음료 제조기기에서는 상기와 같은 제빙기의 원리를 응용하여 저온의 냉매가 통과하는 사기 냉매관(1)을 코일과 같이 다중으로 권회시켜 냉각용 물에 수용되게 하고, 권회된 상기 냉매관(1)의 중심부에 전동모터(2)에 의하여 구동되어 냉각용 물을 강제순환시키는 교반기(3)을 회전가능하게 고정시키고, 상기 냉매관(1)을 중심으로 상기 냉매관(1)으로부터 일정거리 이상 이격되어 상기 냉매관(1) 주위의 전체를 감싸도록 하여 권회된 음료수관(4)을 상기 냉매관(1)과 유사하게 권회시키므로써 상기 냉매관(1)을 통과하는 저온의 냉매에 의하여 상기 냉매관(1) 주위의 냉각용 물을 냉각, 결빙시켜 상기 음료수관(4)을 통과하는 음료수가 항상 일정온도로 냉각되도록 하였다.

이러한 냉음료 제조기기에서는 상기 냉매관(1)의 주위에 결빙되어 형성되는 얼음의 두께를 항상 일정하게 유지하여야 상기 음료수관(4)의 파손을 방지하고, 음료수의 냉각온수를 항상 일정하게 유지시킬 수 있다.

종래의 냉음료 제조기기에서는 상기 냉매관(1)의 주위에 결빙되어지는 얼음의 두께를 일정하게 조절하기 위하여 전기의 양도체로 이루어진 두개의 금속막대중 하나의 금속막대를 상기 냉매관(1)에 인접하게 위치하도록 고정시키고, 다른 하나의 금속막대를 상기 냉매관(1)으로부터 일정거리 이격되도록 즉, 상기 냉매관(1) 주위에 권회된 음료수관(4)에 인접하게 위치하도록 고정시켜 이들 두 금속막대 사이의 통전여부로서 얼음의 두께를 제어하도록 하였다. 상기 두 금속막대 사이에 얼음이 게재되어 단전상태가 되면 냉매의 압축 및 순환을 위한 콤프레셔(6)의 가동을 중지시켜 더 이상의 냉각이 이루어지지 않도록 하고, 상기 두 금속막대 사이에 얼음이 게재되지 않아 냉각용 물을 통한 전해질의 교환으로 인하여 상기 두 금속막대 사이가 통전상태가 되면 냉매의 압축 및 순환을 위한 콤프레셔(6)를 가동시켜 다시 냉각이 이루어지도록 하고 있다.

그러나, 이러한 전기 통전방식으로는 전극으로 사용되어지는 금속막대의 부식 및 전해질의 다소(多少), 접점불량 등의 문제점이 발생되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 제반 결점들을 해소하고, 냉매관의 얼음 온도변화에 따른 써미스터의 저항 변화값으로부터 유도되는 전기적인 신호로서 콤프레셔를 제어함에 의해 냉각시 형성되는 얼음의 두께를 임의로 조절할 수 있도록 한 냉각기의 냉각온도 조절장치를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 냉각용 물의 내부에서는 코일상으로 권회한 냉매관과, 상기 냉매관의 주위를 감싸도록한 음료수관을 수용하고, 콤프레셔의 구동시 상기 냉매관을 통하여 유동되는 냉매물질에 의하여 그 냉매관의 주위로 제빙되는 얼음에 의하여 상기 음료수관의 내부를 유동하는 음료수를 저온으로 냉각하도록 된 냉각장치에 있어서, 상기 콤프레셔와 전기적으로 접속된 상태로서 상기 냉매관과는 인접된 위치에 배치하여 상기 냉매관에 의하여 결빙되는 얼음과 접촉시 얼음의 온도를 검출되게 하고, 검출되는 얼음 온도에 따른 저항값의 변화시 이로부터 유도되는 전기적인 신호에 의해서 상기 콤프레셔의 가동을 단속하기 위한 써미스터를 포함하는 냉각기의 냉각온도 조절장치에 있다.

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명에 따른 냉각기의 냉각온도 조절장치의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 얼음두께를 조절할 수 있는 냉각기의 제빙용 온도조절장치는 저온의 냉매가 통과하는 냉매관(1)을 코일과 같이 다중으로 권회시켜 냉각용 물에 담구어 놓고, 권회된 냉매관(1)의 중심부에 전동모토(2)에 의하여 구동되어 냉각용 물을 강제순환시키는 교반기(3)을 회전가능하게 고정시키고, 상기 냉매관(1)을 중심으로 상기 냉매관(1)으로부터 일정거리 이상 이격되어 상기 냉매관(1)의 주위 전체를 감싸도록 하여 권회된 음료수관(4)을 상기 냉매관(1)과 유사하게 권회시켜 이루어진 일반적인 냉각기에 있어서, 얼음의 두께에 비례하여 저항값이 변화하는 부온도계수 써미스터(5)를 상기 냉매관(1)으로부터 일정거리 이격되도록 고정시켜 부온도 계수 써미스터(5)의 주위에 결빙되게 되는 얼음의 두께에 따라 냉매의 압축 및 순환을 위한 콤프레셔(6)의 가동을 단속하여 냉매관(1)이 담겨진 냉각용 물의 온도를 일정하게 조절할 수 있게 한 것이다.

상기의 냉매관(1), 음료수관(4) 및 상기 냉매관(1)의 내부를 흐르는 냉매등은 종래의 냉각기에서 사용되어지는 것과 동일 또는 유사한 것이며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 용이하게 이해 되어질 수 있는 것이다.

상기에서 얼음의 온도 검출용으로 사용되어지게 되는 써미스터(5)는 현재 본 출원인에 의하여 특허출원되어 계류중인 산화망간-산화니켈, 산화망간-산화코발트의 2성분계나 또는 산화망간-산화니켈-산화코발트의 3성분계로서 제조될 수 있으며, 상기 써미스터(5)는 온도의 변화에 따라서 저항값이 변하는 것으로서 일반적인 센서와는 달리 온도가 상승할수록 저항값이 낮아지는 특성을 갖는다.

상기 써미스터(5)의 얼음온도에 대한 저항값의 변화를 나타내는 그래프를 제2도에 도시하였으며, 또한 상기 써비스터(5)의 냉매온도에 대한 저항값의 변화를 나타내는 그래프를 제3도에 도시하였다.

도시한 바와같이, 상기 써미스터(5)의 저항값은 그 주위에 얼게되는 얼음온도의 증감에 따라서 변화하도록 된 것으로, 상기 써미스터(5)의 저항값의 차를 기준으로 하여 콤프레셔(6)의 가동을 단속되게 할 수가 있다. 이는 기존의 온도감지센서가 기히 설정된 온도에 따라서 그 온도에 도달 하였을 때에만 작동에 필요한 전기적인 신호를 유발되게 하는 것과는 달리, 그 써미스터의 저항치변화에 따른 저항치의 차이에 의해서 작동에 필요한 전기적인 신호를 유발되게 하므로 기존의 온도감지 센서를 이용하는 것보다는 보다 정밀한 제어신호를 유발되게 할 수가 있다.

제4도는 본 발명에 따른 냉각기의 냉각온도 조절장치에 사용될 수 있는 다른 실시예를 나타낸 회로도이고, 제5도는 본 발명에 따른 냉각기의 냉각온도 조절장치에 사용될 수 있는 또 다른 실시예를 나타낸 회로도이다.

도시한 바와같이 회로에 상기한 써미스터(5)를 연결하여 써미스터(5)의 저항값의 변화에 따라 단속되는 기계적 릴레이를 제어하므로서, 자동적으로 상기 콤프레셔(6)의 가동을 또는 직류, 교류 및 상기 콤프레셔(6)의 가동제어를 동시에 조절할 수가 있다. 본 발명은 상기한 도면들에 도시된 회로들에 의하여 제한되는 것은 아니며, 이들 회로들은 단지 구체적인 실시예로서 기재된 것으로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 저항값의 변화에 따른 릴레이의 제어 또는 다른 스위치 등의 제어를 위한 다른 회로를 구성 할 수 있음을 자명한다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용효과를 다시 제1도를 참조하여 상세하게 설명한다.

예컨데, 내부직경을 대략 150㎜가 되도록 하여 권회한 상기 냉매관(1)을 냉각용 물에 수용하여 놓고, 상기 냉매관(1)의 주위에는 그 냉매관(1)로부터 20㎜ 정도 이격되도록 하여 상기 냉매관(1)을 중심으로 음료수관(4)을 권회시킨 냉각기의 경우, 콤프레셔(6)의 가동에 의한 상기 냉매관(1)의 내부를 흐르게 되는 저온의 냉매에 의하여 상기 냉매관(1)의 주위에 결빙되는 얼음의 두께가 20㎜를 초과하는 경우에는 지속적으로 결빙되어지는 얼음의 팽창에 의하여 인접배치된 상기 음료수관(4)가 손상되거나 또는 파손될 수가 있다. 이때에는 상기 냉매관(1)로부터 최대 19㎜, 바람직하게는 16 내지 18㎜의 두께의 얼음이 얼때까지만 냉매의 냉각 및 순환용 콤프레셔(6)을 가동시킬 필요가 있고, 또한 물의 온도의 상승을 방지하기 위하여 최소 1㎜ 바람직하게는 2 내지 4㎜가 될 때까지 상기 콤프레셔(6)의 가동을 중단시켜도 무방하다. 이를 위해서는 제2도에 도시된 바와같이, 우선 상온에서부터 출발하여 콤프레셔(6)을 가동시킨 후, 상기 냉매관(1)에 인접하게 고정된 최대 20㎜의 얼음두께, 바람직하게는 16 내지 18㎜ 의 얼음두께에 대한 상기 써미스터(5)의 저항값이 최대 46kΩ, 바람직하게는 43 내지 44.7kΩ이 될 때까지 콤프레셔(6)를 가동시키고, 저항값이 그 이상 증가하는 경우 상기 콤프레셔(6)의 가동을 중단 시킴에 의한 냉각용 물의 더 이상의 결빙을 방지하여 얼음의 성장을 중단시킴에 의해서 상기 음료수관(4)의 얼음이 닿지 않도록 할 수 있다. 따라서, 얼음의 성장에 따른 상기 음료수관(4)의 파손 또는 변형을 방지할 수 있다. 또한, 상기 냉매관(1)에 인접하게 고정된 최소 1㎜의 얼음두께, 바람직하게는 2 내지 4㎜의 얼음두께에 대한 상기 써미스터(5)의 저항값이 최소 29.5kΩ, 바람직하게는 31 내지 32.3kΩ이 될 때까지 상기 콤프레셔(6)의 가동을 중단시키고, 저항값이 그 이상 감소하는 경우 상기 콤프레셔(6)을 재가동시켜 상기 냉매관(1)의 내부로 저온의 냉매가 흐를 수 있도록 하여 냉각용 물을 결빙시킬 수가 있다.

이러한 작동은 기존의 온도감지센서가 기히 설정된 온도에 따라서 그 온도에 도달하였을 때에만 콤프레셔의 제어에 필요한 전기적인 신호를 유발되게 하는 것과는 달리, 상기 써미스터(5)의 저항치 변화에 따른 저항치의 차이에 의해서 상기 콤프레셔(6)의 제어에 필요한 전기적인 신호를 유발되게 하므로 기존의 온도감지 센서를 이용하는 것보다는 보다 정밀하게 상기 콤프레셔(6)을 제어되게 하여 얼음의 두께를 효과적으로 제어되게 할 수가 있다.

또한 상기 실시예에서 상기 냉매관(1)의 주위에 얼음이 형성되지 않게 하면서 상기 음료수관(4)를 소정의 저온분위기로 유지하는 것이 제일 바람직 하겠으나, 상기 냉매관(1)로부터 발생되는 냉각기류를 상기 음료수관(4)측으로 전달하기 위한 매체로서 물을 사용하기 때문에 상기 냉매관(1)의 주위로는 그 냉매관(1)로부터 지속적으로 전달되는 냉기에 의해서 물이 필연적으로 얼어서 부착되게 되는 것이며, 이것이 점점 커지게 되면 인접된 상기 음료수관(4)을 손상되게 하는 염려가 있게됨과 아울러 상기 음료수관(4)를 유동되는 음료수의 온도조절에도 문제가 있게 된다. 이 때문에 상기 써미스터(5)로 하여금 상기 냉매관(1)의 주위에 필연적으로 얼게되는 얼음의 온도 변화를 검출하여 그 얼음이 불필요하게 커지는 일이 없도록 상기 콤프레셔(6)을 제어 하도록 한 것이다.

이상과같이 본 발명에 의하면, 콤프레셔(6)과 전기적으로 접속된 상태로서 상기 냉매관(1)과는 인접된 위치에 배치된 써미스터(5)로서, 상기 냉매관(1)에 의하여 결빙되는 얼음과 접촉시 얼음의 온도를 직접적으로 검출되게 하고, 검출되는 얼음 온도에 따른 저항값의 변화시 이로부터 유도되는 전기적인 신호에 의해서 상기 콤프레셔(6)의 가동을 단속할 수 있게 한것에 의해, 항상 일정한 범위내의 얼음두께를 유지되게 할 수가 있고, 또한 이로 인하여 음료수관(4)의 파손 및 변형이 없게되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 냉각용 물의 내부에는 코일상으로 권회한 냉매관(1)과, 상기 냉매관(1)의 주위를 감싸도록한 음료수관(4)를 수용하고, 콤프레셔(6)의 구동시 상기 냉매관(1)을 통하여 냉매물질에 의하여 그 냉매관(1)의 주위로 제빙되는 얼음에 의하여 상기 음료수관(4)의 내부를 유동하는 음료수를 저온으로서 냉각하도록 된 냉각장치에 있어서, 상기 콤프레셔(6)과 전기적으로 접속된 상태로서 상기 냉매관(1)과는 인접된 위치에 배치하여 상기 냉매관(1)에 의하여 결빙되는 얼음과 접촉시 얼음의 온도를 직접적으로 검출되게 하고, 검출되는 얼음 온도에 따른 저항값의 변화시 이로부터 유도되는 전기적인 신호에 의해서 상기 콤프레셔(6)의 가동을 단속 하기위한 써미스터(5)를 포함하는 냉각기의 냉각온도 조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 써미스터(5)는 온도의 상승에 따라 저항값이 낮게되는 특성을 갖는 산화망간-산화니켈, 산화망간-산화코발트의 2성분계나 산화망간-산화니켈-산화코발트의 3성분계 중에서 선택한 어느 하나로 제조됨을 특징으로 냉각기의 냉각온도 조절장치.