KR100372364B1 - 냉수 제조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물을 저온 저장하는 식품 저장고 등에 0℃의 냉수를 공급하기 위한 냉수 제조 시스템에 관한 것으로서, 냉각 시스템에 의해 증발코아(증발기)에 발생되는 냉기를 열전도가 우수한 물의 순환작용을 이용하여 저장실로 신속히 전달시킴으로서 식품을 보다 신속히 적정온도로 냉각시키고 저장실의 온도 편차를 최소화하고 적은 비용으로 대규모 저장 시설을 갖출 수 있으며 전력 소비를 현저히 절감시킬 수 있는 냉수 제조 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위하여 본체(3)의 내부에 내부용기(23)와, 이 내부용기(23)의 외부에 적정 간격을 유지하는 외부용기(12)와, 상기 내,외부용기(23)(12)의 사이에 충진되는 단열재(13)와, 외부용기(12) 내부의 일측에 압축기(5) 및 응축기(9) 등의 전장품이 설치되고 냉수발생실(24)을 개폐하는 뚜껑(39)과, 내부용기(23) 일측 하부에 출수관(21)과 상부에 입수관(26)이 접합되고, 상기 입,출수관(21)(26)의 둘레를 감싸는 단열재(17)(18)가 설치되고, 내부용기(23)의 냉수발생실(24) 상측에 냉기를 발생시키는 증발 코아(8) 및 전열판(6)과, 냉수발생실(24)에 물을 채워서 구성되는 냉수 제조시스템에 있어서, 냉각 시스템의 작동에 의해 증발코아(8)에 발생된 열을 열 전도가 우수한 물의 순환작용으로 파이프 배관을 통해 별도의 저장실로 순환되도록 한다.

상기 구성에 의해 증발코아에 발생된 냉기를 열 전도율이 우수한 물의 순환작용을 이용하여 신속히 저장실로 열전달시킴으로서 불필요한 압축기 구동을 피할수 있고, 전력 소비를 현저히 절감시킬 수 있으며 저 비용으로 대규모 저장 시설을 갖출 수 있는 효과를 갖는다.

Description

냉수 제조시스템{Cold Water Manufacturing System}

본 발명은 식품 저장고 등에 냉수를 공급하여 음식물을 변질되지 않고 장기간 저장할 수 있도록 하는 냉수 제조시스템에 관한 것으로 보다 상세히는 냉수발생 실을 형성하는 내부용기의 상부에 증발코아(증발기)가 설치되고 이 냉수발생실에 물을 채워서 증발코아에 발생된 냉기를 물의 순환작용으로 식품 저장고의 저장실로열전달시키는 것으로, 종래의 각종 냉장고에 비해 전력 소비를 현저히 절감시켜 주는 냉수 제조시스템을 제공하는 것이다.

종래의 각종 냉장고 기술은 증발기에 발생되는 열(냉기)을 저장실로 신속히 열전도시키기 위해 금속재 전열판을 증발기에 부착하여 증발기에 발생된 열을 최대한 신속히 저장실로 전달하려는 노력이 있었으나, 종래 기술들의 증발기로부터 저장실 내부로 열전도되는 과정을 보면 증발기에 발생된 냉기를 열전도율이 우수한 금속재 전열판을 설치하여 공기와의 접촉시키고 전열판에 의해 차거워진 공기는 다시 저장실의 저장용기에 열전도시킴으로 저장용기 내부의 음식물을 냉장시키는 것이다. 여기서 증발기로부터 저장실의 저장용기까지 공기와의 열전도시키는 과정에서 냉장효율이 떨어지는 것인데, 예를 들면 증발기의 표면 온도는 약 -40℃를 유지함에도 그 열이 저장실까지 전달되는 것은 극히 일부라는 것이며, 따라서 금속재 전열판에 의한 공기접촉 방식으로는 증발기에 발생된 열을 더 이상 저장실에 보관중인 식품에 신속히 열전달할 수 없는 문제점을 갖고 있었다.

따라서, 상기와 같은 종래의 문제점으로 인해 불필요한 압축기 구동이 이루어짐으로서 전력 소비를 더 이상 줄일 수 없는 문제점을 갖고 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점들을 감안하여 증발코아(증발기)에 발생된 열(냉기)을 신속히 저장실로 열전도시키기 위해 물의 순환작용을 이용한 냉수 제조시스템을 제공하는 것이다.

물과 공기의 열전도 차이를 간단한 실험을 통해서 비교하면, 같은 조건의 두개의 알루미늄 용기(355㎖) A, B에 26℃의 물을 각각 넣은 다음 A의 용기는 -13℃의 냉동실에 넣고, B의 용기는 0℃의 얼음물에 넣어 두 용기 내부에 들어있는 물의 온도가 0℃에 도달하는 시간을 살펴 본 결과 냉동실에 넣은 A의 용기에 들어있는 물이 11℃에 도달하기까지 40분, 0℃에 도달하기까지는 100분이 소요됐으며, 0℃의 얼음물에 넣은 B의 용기에 들어있는 물이 9℃에 도달하기까지 10분, 0℃에 도달하기까지는 40분의 시간이 소요되었다. 이를 볼 때 종래의 각종 냉장고들은 공기 접촉에 의해 식품의 냉장이 이루어졌으나 본 발명은 0℃의 냉수 속에 식품을 넣어 저장하는 것으로, 공기접촉에 의한 종래의 냉장고에 비해서 냉수를 이용하한 본 발명이 월등히 우수한 것을 알 수 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명의 냉수 제조시스템은, 열전도가 우수한 물의 순환작용을 이용하기 위해, 물이 담겨지는 내부용기와 이 내부용기를 감싸는 단열재 및 외부용기와 이 외부용기 내부의 일측 하부에 압축기 및 응축기등의 전장품이 구비되고, 내부용기 상부를 밀폐 고정시키는 뚜껑과 이 뚜껑 내부에는단열재가 충진되며 내부용기 내부의 일측 벽면 상, 하부에 입수관과 출수관이 형성되고 내부용기의 상부에 증발코아가 설치되도록 구성된 냉수 제조시스템에 있어서, 내부용기 내부의 냉수 발생실에 물을 채우고 전원을 공급하면 냉각시스템에 의해 증발코아에 열(냉기)이 발생되고 이때 증발코아에 접촉된 냉수는 증발코아 하부로 흐르고 이 하부의 냉수를 출수구멍를 통해 타측에 설치된 별도의 식품 저장고로 자연적인순환 또는 순환펌프를 이용하여 강제순환시켜서 연속적인 순환작용이 이루어지는 것이다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면 증발코아를 거처서 저장실로 순환되는 물의 최저 온도를 -1℃로 유지시킬 수 있으며 물의 온도가 낮아짐에 따라 증발코아에는 얼음이 형성되는데, 물의 온도가 0℃∼-1℃가 되면 증발코아 전체가 일개의 얼음 덩어리를 형성하게 되고 이 얼음 덩어리가 모두 녹을 때까지 물의 온도는 0℃를유지하며 특히, 본 발명의 특징은 물의 온도가 낮아짐에 따라서 증발코아에 얼음이 형성되는 것인데, 이것은 물의 온도가 낮아짐에 따라서 저장실로 열전도 되지 못한 열의 일부가 서서히 증발코아에 얼음으로 비축되는 것으로, 압축기가 물의 온도 0℃에서 정지하여도 증발코아에 형성된 얼음이 모두 녹을 때까지 압축기 구동이 정지상태를 유지하는 것으로서, 종래의 기술에 비해 압축기 구동시간과 구동횟수를 훨씬 줄여주고, 저장실 온도 편차를 최소화할 수 있고, 전력 소비를 현저히 줄일 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 단면도.

도 2는 본 발명의 상부 단면도.

도 3은 본 발명의 일부절개 사시도.

도 4는 본 발명의 내부용기 사시도.

도 5는 본 발명자가 출원한 식품저장고를 개략적으로 보인 일부절개 확대 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 본체 5 : 압축기

6 : 전열판 8 : 증발코아(증발기)

9 : 응축기 12 : 외부용기

13, 17, 18, 35 : 단열재 21 : 출수관

22 : 출수구멍 23 : 내부용기

24 : 냉수발생실 26 : 입수관

28 : 입수구멍 32 : 센서

33 : 패킹 36 : 커버

39 : 뚜껑

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 새로운 이점들을 첨부된 도면을 참조한이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

본 발명에 의한 냉수 제조시스템은 그 내부에 물이 채워지는 냉수발생실(24)을 구비하여 본 발명자가 별도로 출원한 식품 저장고(도 5)와 같이 냉장을 주목적으로 하는 식품 저장고등에 파이프 배관을 연결하여 냉수를 공급함으로서 냉장 기능을 보다 안정적이고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

도 1내지 도 3에서, 본체(3)는 냉수발생실을 형성하는 내부용기(23) 및 이 내부용기(23)를 감싸는 외부용기(12)로 구성되는데, 외부용기(12)의 내측 하부에는 압축기(5) 및 응축기(9) 등의 전장품이 설치되는 구동실(7)로 구성된다.

본체(3)의 내부용기(23)와 외부용기(12) 사이에는 단열을 위해 적정 폭의 공간이 형성되어 커버(36)에 의해 밀폐되고, 이 공간과 뚜껑(39)의 내부에는 단열재(13)(35)가 각각 충진되는데, 이러한 단열재(13)(35)를 충진하는데 있어서 바람직하기로 우레탄 발포재를 각각의 위치에서 발포 성형하여 구성된다.

도 4는 내부용기(23)의 사시도로서, 냉수발생실(24)을 형성하는 내부용기(23)는 내부용기(23) 일측 벽면의 상부에 입수관(26)이 접합되고 하부에 출수관(21)이 접합되며 이 입수관(26)과 출수관(21)의 외주에는 단열재(17)(18)가 각각 설치되고, 냉수발생실(24) 상부에는 도 1내지 도 2에서와 같이 증발코아(8)와 전열판(6)이 일체로 조립되어 냉수발생실(24)의 상부에 설치되어 내부용기(23)의 벽면에 고정(10)시켜지고 전열판(6)의 상부에는 센서(32)가 설치되며, 이 센서(32)는 증발코아(8)에 얼음덩어리가 필요 이상으로 형성되면 압축기(5) 구동을 정지시키는 작용을 하도록 구성된다.

이와 같은 구성으로 외부용기(12) 내부의 구동실(7)에 설치된 압축기(5) 및 응축기(9)에 의해 압축된 냉매 가스를 공기와의 열 교환으로 액화시키고, 이 액화된 냉매를 팽창 밸브를 통해 기화시킴으로서 냉수발생실(24) 상부에 설치된 증발코아(8)에 의해 냉수발생실(24)에 채워진 물을 적정 온도로 냉각 유지시키는 것이다

이와 같은 구조적 특징을 가지는 본 발명에 의한 냉수 제조시스템은 본 발명자가 별도로 출원한 식품 저장고와 파이프 배관을 통해 연결시켜짐으로서 저장기능이 이루어지는 것으로, 도 5는 이러한 식품 저장고를 개략적으로 도시한 것으로 본체(15) 내부의 저장실(27)을 형성하는 이중용기(25)의 구성에 있어서, 내용기(23)와 외용기(29) 사이에 물이 순환할 수 있는 공간부(24)가 형성되고 외용기(29) 벽면의 일측 상,하부에 출수관(26)과 입수관(21)이 접합되어 본 발명의 냉수 제조시스템과 연결시켜 지도록 구성되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 냉수 제조시스템과 파이프 배관을 통해 일체시킴으로서 매우 우수한 저장 기능이 이루어지도록 구성된다.

이와 같은 구조적 특징에 의해 증발코아(8)의 설치는 반드시 냉수발생실(24)의 상부 즉 냉수발생실(24)에 채워진 물에 증발코아(8) 및 센서(7)가 살짝 잠길 정도의 위치에 설치하고 증발코아(8)는 알루미늄관 또는 동파이프관으로 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 본 발명의 냉수 제조시스템은 본 발명자가 별도로 출원한 식품 저장고와 파이프 배관을 통해 연결시켜지고 본 발명의 냉수발생실(24)에 물을 채우고 전원을 공급하면 냉각시스템에 의해 증발코아(8)에 냉기가 발생되고이 냉기는 물에 열전도 되어 냉수발생실(24)의 하부로 흐르고 이 하부의 냉수는 자연적 순환 또는 순환펌프 작동에 의해 출수관(21)을 통해서 본 발명자가 출원한 식품 저장고를 순환한 물은 다시 입수관(26)을 통해 증발코아(8) 상측으로 유입됨으로 연속적인 순환작용을 반복적으로 실시하도록 구성된다.

이와 같은 구성으로 냉수발생실에서 식품 저장고로 순환되는 물의 최저 온도를 -1℃까지 유지시킬 수 있고, 따라서 식품 저장고의 저장실 온도도 순환되는 물의 온도와 같은 최저 -1℃까지 유지시킬 수 있는 것인데 이렇게 열평형이 이루어질 수 있는 것은 본 발명의 냉수 제조시스템과 식품 저장고의 구성에 의해 가능한 것이다.

또한 본 발명의 특징은 열전도가 우수한 물의 순환작용을 이용함으로서 증발코아(8)에 발생되는 열(냉기)의 대부분을 저장실로 열전도되도록하고 열전도 되지 못한 일부의 열은 증발코아(8)에 얼음으로 비축되는데, 예를 들어 압축기 구동을 시작하여 물의 온도가 0℃일 때 온도 조절 장치에 의해 압축기 구동이 정지하면 이때 증발코아(8) 전체가 하나의 얼음 덩어리를 형성하게 되는데 이 얼음 덩어리가 모두 녹은 직후까지도 물의 온도는 0℃를 유지함으로 압축기 구동을 필요로 하는 시기는 얼음 덩어리가 모두 녹은 후에 이루어지는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 증발코아(증발기)에 발생된 열을 물의 순환 작용을 이용해서 식품 저장고 내부의 저장실 벽면과 바닥면에 열전도시킴으로 종래의 각종 냉장고의 기술에 비해 제작이 간편하고, 음식물이 적정온도에 도달하는 시간을 최소화시킬 수 있으며 전력 소비가 적은 소형 압축기 등의 전장품을 사용해서 대용량의 저장고를 제작할 수 있으며 저장실의 온도 편차를 최소화시킬 수 있고 전력 소비를 현저히 절감시켜 줄 수 있는 매우 우수한 효과를 가진다.

Claims (5)

1. 본체(3) 내부의 냉수발생실(24)을 형성하는 내부용기(23)와, 내부용기(23)를 감싸는 외부용기(12)와, 상기 내,외부용기(23)(12) 간에 적정 폭을 유지하여 밀폐시키는 커버(36)와, 상기 내,외부용기(23)(12)간에 충진되는 단열재(13)와, 상기 외부용기(12) 내부의 일측에 압축기(5)와 응축기(9)가 설치되고, 냉수발생실(24)을 개폐하는 뚜껑(39)과, 상기 뚜껑(39)에 설치되는 패킹(33)과, 상기 뚜껑(39) 내부에 단열재(35)와, 상기 내부용기(23) 일측 벽면의 상부에 식품 저장고로부터 물이 들어오는 입수관(26)과, 상기 내부용기(23) 하부에 식품 저장고로 냉수를 보내는 출수관(21)과, 상기 입수관(26)의 입수구멍(28)과, 상기 출수관(21)의 출수구멍(22)과, 상기 입,출수관(26)(21)의 외주에 설치되는 단열재(17)(18)와, 냉수발생실(24)의 상부에 설치되는 증발코아(8)와, 상기 증발코아(8)를 고정시켜 주고 열전도율을 높여주는 알루미늄 전열판(6)과, 상기 전열판(6)의 상측에 설치되는 센서(32)와,상기 냉수발생실(24)에 채워지는 물을 구비하여 구성되는 냉수 제조시스템에 있어서, 상기 내부용기(23)의 냉수발생실(24)에 물을 채우되 냉수발생실(24) 상측에 설치된 증발코아(8)가 물속에 잠기도록 물을 채워서 구성된 것을 특징으로 하는 냉수 제조시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 내부용기(23)의 일측 벽면의 상,하부에 입수관(26)과 출수관(21)이 접합되어 식품 저장고와 파이프 배관으로 연결되도록 구성되는 것을특징으로 하는 냉수 제조시스템.
3. 제 1항에 있어서, 센서(32)는 증발코아(8)에 얼음이 필요 이상 형성되면 압축기(5) 구동을 제어하는 작용을 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수 제조시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 증발코아(8)와 전열판(6)을 일체로하여 냉수발생실(24) 상부 중앙에 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수 제조시스템.
5. 제 1항에 있어서, 상기 증발코아(8)가 물속에 설치됨으로 열전도되지 못한 일부의 냉기는 증발코아(8) 전체에 얼음 덩어리로 비축됨으로 압축기 구동을 지연시켜서 전력소비를 현저히 절감시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수 제조시스템.