KR100380111B1 - 오거식 제빙기에 대한 냉매파이프의 고착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오거식 제빙기에 대한 냉매파이프의 고착방법에 관한 것으로써, 제빙관의 개구부 및 상기 제빙관의 외주에 나선형으로 밀착 권장(卷裝)된 냉매파이프의 양 개방단부를 내열성이 강한 피복부재로 각각 밀폐하고, 그 상태에서 납의 융점 이상의 용탕온도로 설정된 납통에 침지시켜 냉매파이프를 제빙관에 고착하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 의하면 나선형의 냉매파이프의 나선을 따라 상호 밀착 인접하는 파이프와 제빙관 사이의 나선형공간을 납으로 완전히 매몰시킨 상태에서 냉매파이프를 제빙관의 외면에 강력하게 고착시킴으로써, 열전도면적을 증대시켜 열교환효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 제빙관 전체를 균일하게 효율적으로 냉각할 수 있으므로, 제빙능력이 향상되어 안정된 양질의 얼음을 지속적으로 제조할 수 있다.

Description

오거식 제빙기에 대한 냉매파이프의 고착방법{mounting method of refrigerant pipe for auger-type ice machine}

본 발명은 오거(Auger)식 제빙기에 대한 냉매파이프의 고착방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 제빙관의 외주에 나선형으로 권장(卷裝)된 냉매파이프를 제빙관에 납땜 결합하는 고착방법에 관한 것이다.

종래 제빙관에 냉매파이프를 납땜 고착하는 방법은, 제빙관의 외주에 나선형으로 밀착 권장된 단면이 원형상인 냉매파이프를 따라 상호(상하) 밀착되도록 인접한 파이프와 제빙관 사이에 존재하는 나선형공간에 그 나선형 일단측 개구부로부터 용융된 납을 유입하여 납땜하는 방법(이하, 전자라고 한다), 또는 냉매파이프를 제빙관에 권장할 때 나선형 공간에 실납을 함께 권취한 후에 제빙관을 실납의 용융온도(융점)까지 가열하여 납땜하는 방법(이하, 후자라고 한다)이 사용되어 왔다.

여기서, 냉매파이프를 납땜에 의해 제빙관의 외주에 고착하는 경우에는 단면이 원형상인 냉매파이프의 나선을 따라 상호 밀착 인접하는 파이프와 제빙관 사이에 존재하는 나선형공간을 전부 매몰하여야만 냉매파이프로부터 제빙관으로의 열교환효율을 향상시킴과 동시에 제빙관 전체를 균일하게 냉각할 수 있다. 즉, 이 같이 해야만 제빙관의 내주면에 결빙 성장하는 얼음층을 성장 불균일이 없는 양질의 상태로 하는 것이 가능한 것이다.

전자에 의한 냉매파이프의 고착방법에서는 나선형 공간의 나선 일단측 개구부로부터 주입된 납이 그 나선형 공간의 전체가 매몰되도록 유입되어 경화된다. 이 경우, 특히 동파이프로 된 냉매파이프에 대해서는 납이 고착되지만, 스테인레스로 된 제빙관에는 납이 부착되지 않으므로 나선형공간의 전체를 완전히 매몰하는 것이어려웠다. 그리고, 후자에 의한 냉매파이프의 고착방법에서는 가열 용융된 납이 전자와 같은 스테인레스로 된 제빙관에 부착될 때 나선형공간으로부터 수직 낙하하여 유출된다. 그 결과, 전자 및 후자가 모두 나선형공간 전체면 중 납으로 매몰되지 않는 공동부(空洞部)가 존재하게 된다.

따라서, 종래의 고착방법에 따르면, 나선형공간 전체면 중 공동부에 의해 냉매파이프로부터 제빙관에 전달되는 열교환효율(열전달 성능)의 저하를 초래하는 요인이 되고, 더 나아가서는 열전달의 불균일로 인해 제빙능력이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 안정된 양질의 얼음층을 제빙관의 내주면에 지속적으로 형성하는 것이 불가능한 문제가 있었다.

또한, 납으로 매몰되지 않고 남아 있는 공간이 존재함에 따라, 결로에 의해 생기는 물이 냉동사이클의 정지에 의해 얼음으로 되고, 더욱이 성장하는 얼음 덩어리로 인해 냉매파이프가 압력을 받음으로써 냉매의 통과를 방해하는 문제를 초래하는 요인이 된다. 즉, 제빙능력을 저하시키는 큰 원인이 되고 있는 것이다. 그로 인해, 종래에는 정기적으로 보수점검을 해야만 할뿐만 아니라, 제빙기를 수리하기 위해 냉동유니트의 교환작업을 해야만 하는 등의 일이 생기며, 그 점검ㆍ교환작업으로 인해 막대한 비용이 소요되는 등 유지, 관리의 면에서 문제가 되고 있다.

또한, 전자 및 후자에 의한 종래의 고착방법(납땜작업)에서는 외부로부터 보이지 않는 나선형공간의 전부를 납으로 매몰하는 것은 많은 수고와 숙련(熟練)을 요하고 번잡할 뿐만 아니라, 시간이 소요되는 등 작업의 안정성이 떨어지는 문제와 함께 제조비용의 상승을 초래하는 요인이 되고 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 작업효율이 양호한 납땜작업을 가능함으로써 안정된 양질의 얼음을 제빙하도록 열교환효율의 향상을 도모한 오거식 제빙기에 대한 냉매파이프의 고착방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제빙관의 개구부 및 제빙관의 외주에 밀착 나선형으로 권장된 냉매파이프의 양 개방단부를, 내열성이 강한 피복부재에 의해 각각 밀폐 보호하며, 이 상태에서 납이 융점 이상의 용탕온도로 설정된 납통에 담구어 냉매파이프를 제빙관에 고착시키도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 피복부재로는, 가열함에 따라 수축되는 열수축성의 튜브와 테이프, 그리고 금속제 캡 등이 사용되고, 냉매파이프의 양 개방단부에는 열수축성의 튜브와 테이프를 입힌 후 열풍을 가해 부착하며, 튜브와 테이프로 양 개방단부를 폐쇄 밀폐시킨다. 그리고, 제빙관의 개구부에는 금속제 캡을 삽입 결합하거나 오링(O-ring)등의 실링재를 금속성 캡의 개구부 내주와 제빙관 사이에 개재시키고 금속제 캡을 결합한 상태로 취부하여 제빙관의 개구부를 폐쇄 밀봉하는 것이다.

또한, 본 발명에서는 상기 용탕온도를 50%납에 대해 250∼300℃의 범위로 설정해 두고 있다. 즉, 이 250∼300℃의 용탕온도는 제빙관과 냉매파이프를 상온 상태에서 납통에 침지(浸漬)시키는 경우이며, 미리 제빙관과 냉매파이프를 적당한 온도로 가열한 상태에서 침지시키는 경우에는 이 한계가 없다.

이와 같은 기술적 수단에 의하면, 제빙관의 개구부를 금속제 캡 등의 피복부재로 폐쇄 밀봉하고, 더욱이 제빙관의 외주에 나선형으로 권장된 냉매파이프의 양 개방단부를 열수축성의 튜브 또는 테이프 등의 피복부재로 폐쇄 밀폐시켜 납통에 침지시킨다. 그러면, 납통에 250∼300℃로 설정되어 있는 납의 열기에 의해 제빙관과 냉매파이프가 가열됨에 따라 예를 들어 상호 밀착 인접하는 냉매파이프와 제빙관 사이에 존재하는 나선형공간의 전체에 납이 유입되어 나선형공간의 전체를 완전히 매몰시킨다. 그리고, 나선형공간을 전부 매몰시킨 납이 가열되어 유성(濡性)이 양호해짐에 따라 제빙관과 냉매파이프에 양호하게 부착 유지되어, 납통으로부터 끌어올려져도 나선형공간으로부터 유출되지 않고, 상기 공간을 매몰하도록 유지된 채로 경화된다. 이에 따라, 냉매파이프는 제빙관의 외주에 나선형공간이 납으로 완전히 매몰된 상태로 고착되는 것이다.

즉, 유성은 침지에 의한 제빙관 및 냉매파이프의 가열과 침지에 적합한 프락스를 선택하여 얻어지게 되는 것이다.

또한, 이러한 침지를 통해 납땜 작업을 용이하게 하고, 냉매파이프의 고착 작업성의 향상이 도모된다. 더욱이 가열되어 유성이 양호한 냉매파이프의 외표면 전체에는 납이 막 상태로 부착되고, 냉매파이프의 외표면은 납막(臘膜)으로 둘러싸이게 된다. 그로 인해, 제빙작업에 따른 결로로 생기는 물이 상호 밀착 인접하는 냉매파이프 사이로부터 제빙관으로 침입하는 것을 효과적으로 확실하게 방지하는 것이 가능하다.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명 오거식 제빙기에 대해 냉매파이프를 침지(浸漬)시켜 고착하는 방법의 일예를 도시한 것으로,

도 1a는 냉매파이프가 권장(卷裝)된 제빙관을 납통에 침지시킨 상태를 보인 사시도.

도 1b는 그 요부를 확대한 종단면도.

도 2는 냉매파이프가 제빙관에 납땜된 상태를 보인 사시도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

A ; 납통 1 ; 제빙관

1-1 ; 개구부 2 ; 냉매파이프

2-1,2-2 ; 개방단부 3 ; 튜브 또는 테이프(피복부재)

4 ; 금속제 캡(피복부재) 5 ; 납

6 ; 나선형공간 7 ; 실링재

8 ; 마개

이하, 본 발명에 의한 고착방법의 구체적인 실시예를 첨부도면에 의거하여설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 고착방법의 일예를 도시한 사시도로서, 제빙관(1)의 일단 개구부측과 이 제빙관(1)의 외주에 나선형으로 밀착 권장된 냉매파이프(2)의 양 개방단부(2-1)(2-2)를 내열성이 강한 피복부재로 각각 밀폐 보호하고, 그 상태에서 적어도 용융된 납(5)이 융점 이상의 적당한 용탕온도로 설정 저장된 납통(A)에 침지시켜 냉매파이프(2)를 제빙관(1)에 고착시킨다.

본 발명에서는 냉매파이프(2)가 밀착 권장된 제빙관(1)을 상온 상태에서 납통(A)에 침지시키는 경우, 납통(A)의 용탕온도를 250∼300℃의 범위로 설정 관리하는 것이 중요하다.

그 이유로는, 용탕온도가 250℃ 이하에서는 침지된 상온의 냉매파이프(2) 및 제빙관(1)에 열이 빼앗기게 되어, 나선형공간(6)에 납이 유입되지 않고 경화되기 때문이다. 이 경우, 납통(A)에 대한 침지 시간을 증가시키는 방법으로 경화 등의 문제는 해소되지만, 생산성이 저하되는 새로운 문제가 야기된다. 그리고, 용탕온도가 300℃를 초과하면, 납(5)의 점성이 없어지며, 납통(A)으로부터 인출될 때 나선형공간(6)에 유입된 납이 상기 공간(6)으로부터 유출되어 틈이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 고착방법(납땜방법)을 성립시키기 위해서는 납통(A)의 용탕온도를 50% 납의 경우에 250∼300℃로 설정 관리하는 것이 중요하며, 더욱 바람직한 온도는 260∼280℃이다.

즉, 250∼300℃의 용탕온도는 제빙관(1)과 냉매파이프(2)를 상온 상태에서 납통(A)의 납에 침지시키는 경우이며, 미리 제빙관(1)과 냉매파이프(2)를 적당한온도로 가열시킨 상태에서 침지시키는 경우에는 이 한계를 적용할 필요가 없다. 예를 들면, 제빙관(1)과 냉매파이프(2)를 납(5)의 용융온도(융점)에 근접하게 가열한 상태에서 납통(A)에 침지시키는 경우에는 납의 융점 또는 그보다 높은 용융온도로 하는 것이 바람직하다.

피복부재는, 납통(A) 내에 침지시킬 때 납(5)이 제빙관(1) 및 냉매파이프(2)의 내부에 인입되지 않도록 침지되는 제빙관(1)의 개구부(1-1)측 및 냉매파이프(2)의 양 개방단부(2-1)(2-2)를 폐쇄 밀폐하는 역할과, 납(5)의 부착이 불필요한 표면부분을 피복 보호하는 역할을 하는 것으로써, 250∼300℃의 온도에 대해 내열성이 강하고 가열 수축되는 열수축성의 튜브나 테이프(3), 또는 금속제 캡(4) 등으로 이루어지며, 냉매파이프(2)의 양 개방단부(2-1)(2-2)는 열수축성의 튜브나 테이프(3)를 입힌 후 열풍(熱風)을 가해 부착하되, 튜브나 테이프(3)에 의해 양 개방단부(2-1)(2-2)를 폐쇄 밀봉한다.

그리고, 제빙관(1)의 개구부(1-1)는 금속제 캡(4)을 감아 결합한 상태 또는 오링(O-ring)등의 실링재(7)를 금속성 캡(4)의 개구 내주와 제빙관(1) 사이에 개재시키고 금속제 캡(4)을 삽입 결합함으로써 폐쇄 밀봉되도록 한다(도 1a 및 도 1b 참조).

또한, 냉매파이프(2)의 일측 개방단부(2-1)는 튜브나 테이프(3)에 의해 완전히 폐쇄하며, 그 표면을 튜브나 테이프(3)로 피복시킨 상태에서 냉매파이프(2)가 납(5)의 열기로 가열될 때 파이프(2) 내의 팽창공기가 외부로 배출되도록 한다. 또한, 납(5)에 침지시킨 냉매파이프(2)의 타측 개방단부(2-2)는 내열성의 고무재 등으로 만들어진 마개(8)를 취부하고, 그 위에 튜브나 테이프(3)를 입혀 폐쇄 밀폐한다.(도 1b 참조)

따라서, 본 발명의 냉매파이프(2)는 제빙관(1)의 외경보다 작은 내경을 갖도록 절곡 가공한 후, 나선 방향으로 확장시킨 상태에서 제빙관(1)의 외주에 조립 결합되며, 제빙관(1)의 외주에 권장되는 방향으로 발생되는 강한 탄발작용(나선 방향의 텐션작용) 범위에서 그 외주에 부동(不動)상태로 밀착 조립 권장된다.

또한, 냉매파이프(2)를 제빙관(1)의 외주에 조립 권장할 때, 냉매파이프(2)의 나선 내주면과 제빙관(1)의 외주면에는 침지시키기에 적합한 프락스를 도포하여 침지되어 가열되는 냉매파이프(2) 및 제빙관(1)에 양호한 유성이 얻어지도록 한다.

다음으로, 냉매파이프(2)의 제빙관(1)에 대한 침지에 의한 고착방법에 대해 설명하면, 제빙관(1)의 일단 개구부(1-1)에 금속 캡(4), 실링재(7)를 개재시켜 돌리는 식으로 개구부(1-1)를 폐쇄 밀폐시키며, 다시 냉매파이프(2)의 일측 개방단부(2-1)를 튜브나 테이프(3)에 의해, 타측 개방단부(2-2)를 마개(8)와 튜브나 테이프(3)에 의해 피복 밀착하고, 이 상태에서 용탕온도가 50% 납으로 250∼300℃의 범위로 설정 관리된 납통(A)에 침지시킨다(도 1a의 상태). 그러면, 납통(A)에 250∼300℃로 설정 관리되어 있는 납의 열기에 의해 제빙관(1)과 냉매파이프(2)가 가열됨에 따라 상호 밀착 인접하는 냉매파이프(2)와 제빙관(1) 사이의 나선형공간(6)에 납이 빠르게 유입되어 나선형공간(6)의 전체를 완전히 매몰시킨다. 이때, 나선형공간(6)의 제빙관(1)에 접하는 내측 코너부에도 모세관 형상에 의해 납이 확실히 유입되어 나선형공간(6)의 전체를 완전히 매몰시키게 된다.

나선형공간(6)이 납으로 완전히 매몰되는지의 여부는 그 공간(6) 내의 공기가 납의 액면(液面)을 향해 부상(浮上)함에 따라 발생되는 거품에 의해 작업자 자신이 확인할 수 있다. 작업자는 거품의 부상이 이루어진 시점에 제빙관을 납통(A)으로부터 끌어올린다.

나선형공간(6)을 전부 매몰시킨 납은 침지 가열되도록 적당한 프락스가 도포되어 양호한 유성이 부여된 제빙관(1)과 냉매파이프(2)에 부착되어 외부로 유출되지 않게 된다.

따라서, 침지 후 납통(A)으로부터 끌어올려진 납(5)은 나선형공간(6)으로부터 수직 낙하로 유출되지 않고 나선형공간(6)을 금속선재(9)로 완전히 매몰시킨 상태에서 경화된다. 이에 따라, 나선형공간(6)이 납으로 완전히 매몰된 상태에서 냉매파이프(2)가 제빙관(1)의 외주에 고착된다(도 2의 확대도 참조).

또한, 침지 가열되어 유성이 양호해진 냉매파이프(2)의 외표면에는 납(5)이 막 형태로 부착되고, 냉매파이프(2)의 외표면은 납막(5-1)으로 둘러싸이게 된다. 이로 인해, 제빙작업에 의한 결로(結露)로 생기는 물이, 상호 밀착 인접하는 냉매파이프(2) 사이로부터 제빙관(1) 측으로 침입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다(도 2의 확대도 참조).

한편, 상기 피복부재로는 상술한 열수축성의 튜브나 테이프(3) 그리고 금속제 캡(4)으로 한정하는 것은 아니며, 적어도 250∼300℃로 설정 관리되어 있는 납에 대해 내열성을 가지는 냉매파이프(2)의 양 개방단부(2-1)(2-2), 제빙관(1)의 개구부(1-1)에 납이 인입되지 않도록 밀폐할 수 있는 것이라면 어느 것이라도 상관없다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 오거식 제빙기에 관한 냉매파이프의 고착방법은 상술한 바와 같은 구성으로 이루어져 다음과 같은 작용효과를 나타낸다.

제빙관의 개구부 및 제빙관의 외주에 나선형으로 권장된 냉매파이프의 양 개방단부를 작게 하지 않고도 비교적 내열성이 강한 피복부재로 폐쇄 밀폐시킨 납통에 침지시킨다. 게다가, 납통의 250∼300℃로 설정 관리된 납의 열기에 의해 제빙관과 냉매파이프가 효과적으로 가열됨에 따라 상호 밀착 인접하는 냉매파이프와 제빙관 사이에 존재하는 나선형공간 전체에 납이 유입되어 나선형공간 전체를 완전히 매몰시킨다. 그리고, 나선형공간 전체를 매몰시킨 납이 침지 가열되어 침지시키기에 적당한 유성(濡性)이 양호한 제빙관과 냉매파이프에 부착 유지됨으로써, 납통으로부터 끌어올려진 나선형공간으로부터 납이 유출되지 않고 상기 공간이 매몰되도록 유지된 채 경화된다. 이에 따라, 나선형공간이 납으로 완전히 침지된 상태로 냉매파이프가 제빙관의 외주에 고착된다.

또한, 침지에 의해 외부로부터 보이지 않는 나선형공간의 전체에도 납땜이 가능하게 되어 납땜 작업성의 향상이 도모된다. 게다가, 안정적인 납땜작업이 가능하게 된다.

또한, 침지에 의해 냉매파이프의 외표면 전체에는 납이 막 형태로 부착되고, 냉매파이프의 외표면은 납막으로 둘러싸이게 된다. 이에 따라, 제빙작업에 의한 결로로 생기는 물이 상호 밀착 인접하는 냉매파이프 사이로부터 제빙관측으로 침입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

따라서, 나선형공간을 납으로 완전히 침지시킨 상태에서 냉매파이프를 제빙관에 납땜 고착하는 것이 가능하며, 냉매파이프로부터 제빙관으로의 열전도면적을 종래의 제빙기에 비해 현저히 증대시켜 냉매파이프로부터 제빙관으로의 열교환효율을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 열전달의 균일화로 제빙능력을 현저히 향상시키며, 안정된 양질의 얼음층을 제빙관의 내주면에 효율적, 지속적으로 생성하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명의 고착방법에 의하면, 나선형의 냉매파이프의 나선을 따라 상호 밀착 인접하는 파이프와 제빙관 사이의 나선형공간을 납으로 완전히 매몰시킨 냉매파이프를 제빙관의 외면에 강력하게 고착시키고, 열전도면적을 증대시켜 열교환효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 한쪽에 치우치지 않고 제빙관 전체를 균일하게 효율적으로 냉각하는 것이 가능하며, 제빙능력의 향상으로 안정된 양질의 얼음을 지속적으로 제조하는 것이 가능하게 된다.

Claims (2)

1. 제빙관의 개구부 및 이 제빙관의 외주에 밀착 나선형으로 권장된 냉매파이프의 양 개방단부를 내열성이 강한 피복부재로 각각 밀폐하고, 그 상태에서 적어도 납이 융점 이상의 용탕온도로 설정된 납통에 침지시켜 냉매파이프를 제빙관에 고착하는 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기에 대한 냉매파이프의 고착방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 납통의 용탕온도를 250∼300℃의 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기에 대한 냉매파이프의 고착방법.