KR0138409Y1 - 제빙기의 방열기 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제빙기에 있어서 방열기의 냉각장치에 관한 것이다.

본 고안에 의하면, 냉매의 압축을 위한 압축기, 냉매를 액화하기 위한 방열기, 냉매의 공급으로 제빙하는 증발기, 증발기로 물을 공급하기 위한 물탱크, 얼음을 일정크기로 절단하는 각얼음절단부, 얼음을 저장하는 얼음저장고를 포함하는 제빙기에 있어서, 상기 물탱크와 각얼음절단부, 그리고 얼음저장고에서 배출되는 물을 수냉식 방열관입구로 유입시켜 방열기의 내부를 순환하고, 수냉식 방열관출구를 통하여 배출하는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 수냉식 방열관입구는 수냉식방열관 출구보다 하부에 위치토록 하여 지속적으로 물을 이용하여 방열기의 냉각을 도모한다.

Description

제빙기의 방열기 냉각장치

제1도는 제빙기의 일반적인 구성을 보인 단면도.

제2도는 본 고안에 의한 제빙기의 요부를 보인 요부개략도.

제3도는 본 고안에 의한 제빙기의 방열기 냉각구조를 보인 부분사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 101 : 압축기 2, 102 : 방열기

3, 103 : 핫가스밸브 5, 105 : 모세관

6 : 증발기 109 : 얼음저장고

10, 110 : 물탱크 17, 117 : 각얼음절단부

130 : 수냉식 방열관입구 132 : 수냉식 방열관출구

134 : 방열관

본 고안은 제빙기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배수되는 물을 방열기의 냉각에 이용하는 제빙기의 방열기의 냉각구조에 관한 것이다.

먼저 제1도를 참고하여 일반적인 제빙기의 전체적인 동작원리에 대하여 설명하기로 한다. 도면에서 휜색화살표는 제빙시의 흐름을, 검은색화살표는 이빙시의 흐름을 표시하는 것이다. 압축기(1)에서 냉매를 저압에서 고압으로 압축하여 방열기(2)에 공급한다. 방열기에서 고압이 기체냉매가 방열하면서 액체냉매로 되고, 모세관(5)를 통하여 지나가면서 압력이 급격히 떨어진 상태로 증발기(6)로 공급된다. 이때 상기 모세관(5)의 중간에는 드라이어(4)가 설치되어 그 내부에 있는 흡습제와 망에 의하여 순환회로 내의 오물 및 수분을 흡수한다.

증발기(6)에서는 저압의 액체로 된 냉매가 열을 흡수하면서 저압의 기체로 된다. 이때 증발기의 표면에 분사되는 물은 열교환되어 얼게된다. 냉매가 순환하면서 증발기(6)의 온도를 하강시킬 때, 급수부(12)에서 물이 공급되어 물탱크(10)에 물이 차게되며, 급수제어밸브(6)에 물을 분사하면 증발기(6)의 표면에서 냉매가 열을 흡수함으로서 얼음으로 된다. 그리고 증발기(6)에서 열교환이 끝난 냉매는 압축기(1)로 돌아오게 되는 바, 이때 그 사이에서는 분리기(7)가 위치하고 있어서, 증발기에서 나오는 액체와 기체가 혼합된 냉매에서 액체가 압축기(1)에 들어가지 않도록 액체를 분리하게 된다.

이러한 제빙과정이 계속되어 얼음이 어느정도 원하는 두께로 얼게되면, 압축기(1)에서 나오는 고온의 가스를 핫가스밸브(3)가 상기 증발기(6)으로 보냄으로서, 증발기(6)에서 생성된 얼음이 증발기(6)와 분리되어 각얼음절단부(17) 상에 떨어지게 된다. 각얼음절단부(17)에서는 내장된 열선에 의하여 얼음이 각얼음으로 절단되어 얼음저장(고9)내로 쌓이게 된다.

이러한 일련의 과정에 있엇, 상기 증발기(6)에서 흘러내리는 물을 얼음으로 만들기 위해서는 많은 양의 일을 압축기(1)가 해야하고, 방열기(2)에서도 많은 양을 열을 방열시키지 않으면 안된다.

그리고 방열기(2)가 충분한 양의 일을 하여 증발기(6)의 온도를 충분하게 내리면, 증발기(6) 부근에 위치하는 온도감지센서(20)는 증발기의 하강온도를 감지하여, 얼음두께가 20mm정도가 될 때 감지온도가 약 -18℃정도가 되면, 이때 핫가스밸브(3)이 열리면서 고온의 가스가 투입되어 얼음이 증발기에서 분리된다. 즉, 핫가스밸브(3)이 작동하여 증발기(6)에서 얼음이 분리되기 위해서는 증발기(6)의 온도가 충분히 하강하여야 하는 것이다.

상기와 같이 하여 증발기(6)에서 얼음이 분리되는 시점에서 약30초 동안은 약 500 내지 600cc의 물이 배수제어밸브(15)에 의하여 배수된다. 이와 같은 기능은 물탱크(10) 내의 이물질을 제거하고 새로운 물로서 깨끗한 얼음을 만들기 위해서이다. 배수는 배수제어밸브(15)가 열리면서 물이 배수관(14)을 통하여 외부로 배출되어 버리게 된다. 그리고 각얼음절단부(17) 위에 떨어진 얼음이 내장하고 있는 열선에 의하여 각얼음으로 분리되면서 물이 생기며, 또한 얼음저장고(9)에 저장되고 있는 동안에도 얼음이 서로 엉켜붙지 않기 위하여 조금씩 녹아내리도록 되어 있어서, 이 때에도 물이 생긴다. 이러한 과정에서 발생된 물은 배수제어밸브(15)와 일체로 되어 있는 고내발생물 배수관(16)을 통하여 배수관(14)으로 역시 배출된다. 상기와 같은 과정을 통하여 배수되는 물은 약 200 내지 2500cc 정도의 양이다.

이상과 같이 작동하는 종래의 제빙기에서는 다음과 같은 점이 제기될 수 있다.

얼음을 만들기 위하여 증발기(6)에 흘러내리는 물부하가 얼음으로 생성되어 원하는 얼음의 두께가 되기까지는, 압축기(1)에서 토출되는 고온의 냉매에서, 방열기(2)는 많은 양의 열을 방열시켜 기체상태의 압축냉매를 액체상태로 변화시키지 않으면 안된다.

그러나 특히 얼음의 수요가 많은 여름철과 같이 주위온도가 30℃ 이상이 되면, 방열기(2)에서 방열이 원활하지 못하게 되어 증발기(6)의 온도가, 핫가스밸브(3)을 열기위한 기준온도(-18℃)까지 내려가지 못하는 경우가 생긴다. 이렇게 상기 기준온도까지 내려가지 못하게 되면, 온도감지센서(20)가 이를 감지하지 못하여 핫가스밸브(3)를 작동시키지 못하게 되어 핫가스가 투입되지 못한다.

핫가스가 투입되지 못하면 증발기(6)에는 계속 얼음이 생성되기만 하고, 증발기(6)에서 얼음이 분리되지 못하게 되거나, 분리되기까지의 시간이 길어서 얼음의 두게가 두껍게되고, 전력의 소비가 많아지는 단점이 초래된다.

즉, 방열기에서의 방열이 충분하지 못한 경우에는, 상술한 바와 같이 얼음의 두께가 필요이상으로 두껍게 되고, 시간이 지체되어 전력의 소비가 많아지는 단점이 있는 것이다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 생성되는 얼음의 두께가 일정하고 정확한 제어시간내에 얼음을 만드는 제빙기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 소비전력의 효율이 높은 제빙기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 냉매의 압축을 위한 압축기, 냉매를 액화하기 위한 방열기, 냉매의 공급으로 제빙하는 증발기, 증발기로 물을 공급하기 위한 물탱크, 얼음을 일정크기로 절단하는 각얼음절단부, 얼음을 저장하는 얼음저장고를 포함하는 제빙기에 있어서, 상기 물탱크와 각얼음절단부, 그리고 얼음저장고에서 배출되는 물을, 수냉식 방열관입구로 유입시켜 방열기의 내부를 순환한 뒤 수냉식 방열관출구를 통하여 배출하는 것을 특징으로 한다. 그리고 수냉식 방열관입구는 수냉식 방열관출구보다 하부에 위치토록 하여, 일정양의 물이 방열관내에 고여 있고, 얼음저장고에서 소량으로 생기는 물을 상기 수냉식 방열관입구로 공급되도록 하여 얼음저장고에서 소량으로 생기는 물을 상기 수냉식 방열관입구로 공급되도록 하여 지속적으로 방열기를 냉각시킬 수 있도록 한다.

이와 같은 본 고안에 의하면 수냉식 방열장치를 이용하여 지속적으로 방열기를 냉각시킴으로서, 주위온도가 높은 경우에도 방열기의 효율이 보장되어 원하는 두께의 얼음을 적정시간에 공급하는 것이 가능하고, 제빙기 자체의 전력소비도 줄어들게 된다.

다음에는 첨부된 도면에 기초하면서 본 고안을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

종래의 기술에 대한 설명에서 언급한 바와 같이, 증발기에서 일정두께의 얼음을 만들고, 이를 얼음저장고에 보관하기까지 배수관을 통하여 배출하여 버리는 물의 양은 상당한 양이다.

배수관을 통하여 배수되는 물은, 얼음을 얼리기 위하여 증발기로 반복적으로 분사되고 흘러내린 물탱크내의 물과, 각얼음절단부에서 막녹아내린 물과, 그리고 얼음저장고에서 얼음에서 녹아내린 물이다. 이렇게 배수되는 물의 온도는 전부 외기에 비해서는 상대적으로 낮고, 특히 방열기이 주변온도와 비교해 볼 때 더욱 저온의 물임을 알 수 있다.

본 고안은 이렇게 상대적으로 저온인 물을 배출해 버리는 것이 아니라, 상대적으로 고온인 방열기의 내부를 순환시켜 방열기에서의 열을 빼앗은 다음에 버림으로서 방열기의 방열성능을 높이고자 하는 것이다.

제2도 및 제3도에서는 제빙기 전체의 구성에 있어서 본 고안과 직접 관련되는 부분만을 도시한 것으로 도시하지 않은 부분에 대한 설명에 있어서는 제1도를 참고하기로 한다.

본 고안에 의한 제빙기에 있어서도 얼음을 만드는 제빙과정은 상술한 바와 같다. 요약하면, 압축기(101)에서 압축된 냉매가 방열기(102)에서 방열되면서 액화된다. 그리고 액화된 냉매는 모세관(105)을 통하여 증발기에 공급되어 얼음이 얼게된다.

그리고 물의 공급을 보면, 수도꼭지를 통하여 공급되는 물은 물탱크(110) 일정량이 저장되고, 물펌프모터에 의하여 증발기의 표면으로 물을 분사시킴으로서 증발기의 표면에는 얼음이 얼게된다. 이러한 제빙과정이 끝나면, 증발기에서 생성된 얼음을 분리시키는 이빙신호가 들어가면서, 동시에 배수제어밸브(115)가 열리면서 물탱크(110) 내의 물(약 500 내지 600cc)이 배수관을 통하여 배수되며, 이러한 경로는 제2도의 A방향이다. 물탱크(110)내의 물은 보통 5℃정도이며, 물탱크(110)에서 배수되어 연결튜브(131)를 거쳐 수냉식 방열관입구(130)로 들어가게 된다.

그리고 얼음저장고(109)에서 발생하는 물과, 각얼음절단부(117)에서 발생하는 물도, 고내발생물배출관(116)을 통하여 배수되며, 이러한 경로는 제2도에서 B이다. 여기서 배수제어밸브(115)를 통하여 물탱크(110)에서 배수되는 물과, 고내발생물 배출관(116)을 통하여 배수되는 물은 연결튜브(131)의 이전에서 합류하여 같이 수냉식 방열관입구(130)으로 들어가게 된다.

상기와 같이 수냉식 방열관입구(130)을 통하여 들어가는 물은 상술한 바와 같이, 방열기(102)의 주위온도에 비해서는 저온이며, 실질적으로 상기 물의 온도는 약 5℃이다. 수냉식 방열관입구(130)를 통하여 방열기(102) 내부로 들어간 물은, 방열관(135)을 따라 내부를 순환하면서, 방열기(102)의 열을 빼앗은 다음 수냉식 방열관출구(132)를 통하여 빠져나와서, 배수호스(140)을 통하여 배출된다.

여기서 방열기(102)로 들어가는 수냉식 방열관입구(130)의 위치는 방열기(102)의 하부에, 수냉식 방열관출구(132)의 위치는 방열기(102)의 상부에 위치하도록 하는 점에 주의해야 한다. 즉, 이와 같이 방열관입구(130)이 방열관출구(132)보다 하부에 위치하는 것에 의하여, 방열관(134)에서 냉각을 위한 물이 천천히 흐르도록 할 수가 있다.

물탱크(110)에서의 물은 배수제어밸브(115)가 열리면 일시적으로(통상 약 30초간) 방열관입구(130)을 지나 방열관출구(132)를 통하여 배수되고 만다. 그러나, 방열관입구(130)이 방열관출구(132)보다 하부에 위치하고 있기 때문에, 물탱크(110)에서 물이 전부 배수되어 배수호스(140)를 빠져나가도, 상기 방열관(134)내에는 저온의 물이 정체되어 있다. 그리고 얼음저장고(109)에서 얼음이 서로 달라 붙지 않도록 보관되면서 발생하는 물은 일정량이 조금씩, 그리고 천천히 방열관입구(130)으로 들어오게된다. 방열관입구(130)를 통하여 들어와서 천천히 방열관(134)을 따라 흐르게 되고, 따라서 지속적으로 방열기(102)와 열교환을 행하는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 고안에 의하면, 제빙 및 이빙과정에서 발생하는 상대적으로 저온의 물을 외부로 배수하는 것이 아니라, 방열기 내부를 거쳐 외부로 나가도록 함으로서 방열기의 냉각효과를 도모하고 있다. 이러한 방열기의 냉각효과는 외부기온이 고온이고, 얼음의 수요가 상대적으로 많은 여름철에 더욱 유리하다. 따라서 방열기(102)의 냉각이 용이하여 방열의 용량이 증가함으로써, 이빙의 기준온도까지 용이하게 내려가서, 이빙시 핫가스밸브(103)를 적시에 증발기로 공급시킬 수 있는 잇점이 있다.

따라서 본 고안에 의하면, 일정두께의 얼음이 지속적으로 공급되어야 하는 여름철에도 종래와 같이 얼음의 두께가 두꺼워지거나 시간이 많이 걸리는 단점이 해소되어, 적정시간에 동일한 두께의 얼음을 제공할 수 있다는 잇점이 있다.

그리고 수냉식 방열관입구를 수냉식 방열관출구보다 하부에 위치토록 함으로서 제빙기의 얼음저장고에서 소량씩 천천히 배출되는 저온수를 이용하여 지속적을 방열기의 냉각효과를 달성할 수 있다는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 냉매를 압축하는 압축기, 압축된 냉매를 액화하는 방열기, 냉매의 기화작용으로 얼음을 얼리는 증발기, 상기 증발기로 물을 공급하기 위한 물탱크, 증발기에서 형성된 얼음을 일정한 크기의 각얼음으로 절단하는 각얼음절단부, 절단된 얼음을 저장하는 얼음저장고를 구비하는 제빙기에 있어서, 상기 각얼음절단부 및 얼음저장고에서 발생하여 고내발생물배출관을 통하여 배수되는 물과 물탱크에서 배수되는 물이 합쳐져서, 방열관입구를 통하여 상기 방열기 내부로 유입되어 열교환된 다음, 방열관출구를 통하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 제빙기의 방열기 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 방열기로 물을 유입하는 방열관입구는, 방열관출구보다 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 제빙기의 방열기 냉각장치.