KR100416944B1 - 오거식 제빙기 - Google Patents

Abstract

오거의 회전축심진동을 방지하고, 그 위에 제빙통의 내주면으로부터 얼음층을 인편상이나 판상으로 박리하고, 상기 박리얼음을 최대한의 깊이로 확보한 상하의 나선칼날간의 나선공간에 적층하도록 모으면서 상부의 가압헤드에로 긁어올려 이송할 수 있는 오거식 제빙기를 제공한다.

오거식 제빙기에서, 오거(1)는 본체부(1-1)와 상기 본체부(1-1)의 외주에 설치된 나선칼날(1-2)로 되고, 상기 나선칼날(1-2)의 칼날부 단면형상을 칼날끝(1-20)쪽으로부터 본체부(1-1)와의 연설(連設)기초부로 향하여 점차 두꺼워지는 대체로 절두(切頭)이등변삼각형상으로 되고, 제빙통(2)의 내주면으로부터 얼음층을 긁어올려 박리하는 상기 칼날끝(1-20)의 두께t를 1~3mm, 상기 칼날끝(1-20)으로부터 본체부(1-1)에 이어지는 상면부(1-21)의 테이퍼각도θ1을 2~8°하면부(1-22)의 테이퍼각도θ2를 10~20°로 각각 설정하는 것에 의하고, 오거(1)에 회전축심진동이 일어나도록 하는 부하를 오거에 걸리지 않게 하고, 얼음층을 인편상이거나 판상으로 박리하면서, 상기 박리얼음X를 최대한의 깊이(空間體積)로 확보한 상하의 나선칼날(1-2)의 나선공간(11)에 의하여 가압헤드(押壓頭)로 긁어올려 이송할 수 있도록 하였다. 이에 의하여 양질의 빙괴를 연속적으로 제조할 수 있도록 하였다.

Description

오거식 제빙기{Auger type ice making machine}

본 발명은 오거식 제빙기에 관련한 것으로, 특히 제빙통의 내주면에 결빙하여 성장하는 얼음층을 그 내주면으로부터 긁어내어 박리되면서 상방의 가압헤드에로 이송하는 오거의 나선칼날에 관한 것이다.

종래는 이러한 오거식 제빙기에서 오거의 나선칼날의 칼날부형상으로는 각종 구조의 것이 알려져 있다.

그러나 종래로부터 알려지고 있는 나선칼날의 칼날부 단면형상은 칼날끝으로부터 본체부와의 연설기초부에 이르는 두께를 같은 두께로 하는, 예컨대 대체로 가로길이 장방형 등으로 형성되고 있다.

따라서 종래에는 칼날부 전체의 강도를 확보하기 위하여, 칼날끝으로부터 본체부와의 연설기초에 이르는 칼날부 전체의 두께를 예컨대 4mm이상으로 형성할 필요가 있고, 그것에 의하여 제빙통의 내주면에 결빙에 의하여 성장하는 얼음층의 두께에 의하여는 오거에 회전축심(回轉軸芯)진동이 생기는 반경방향의 과대한 부하가 나선칼날을 통하여 걸리고 그 결과 제빙통의 내주면으로부터 얼음층을 신속하게 또 확실하게 긁어올려 이송할 수 없다거나 본체부의 상하단부측을 회전가능하게 축지지하는 상하의 베어링에 과대한 부하가 걸리고, 이 베어링이 마모에 의하여 한쪽이 줄어드는 것이 생기고 거기에다 오거의 회전축심진동을 크게하는 등의 최악의 상태를 초래하는 문제가 있다.

또 오거의 회전축심진동은 오거를 구동회전시키는 모터에 큰 부하를 걸거나제빙통의 내주면에의 나선칼날의 접촉에 의하여 이 내주면에 흠을 내는 등의 문제를 일으키는 요인으로 되고 있다.

또 오거의 회전축심진동이 나선칼날의 칼날끝과 제빙통의 내주면과의 사이에 긁어 올리지 않고 압축상태로 끼워진 얼음에 의하여 큐큐하는 이음(異音)이 발생하는 것이 다발하고 그 때문에 종래에는 정기적으로 보수점검을 행하지 않으면 안되거나, 그 점검, 수리, 교환작업을 위하여 막대한 경비가 든다는 유지관리면에 있어서 큰 문제가 있고 이러한 종류의 제빙기의 제조메이커 등에 있어서 그 개선이 요구되어왔다.

또 근년에 있어서는 제빙통의 외주면에 나선상으로 권장(卷裝)되는 냉매파이프로부터 되는 증발기에 의하여 제빙통의 냉각기술(제빙기술)의 진보에 의하여 제빙통의 내주면에 결빙에 의한 성장으로 형성되는 얼음층의 굳기 등의 질이 향상되고 그것에 의하여 얼음층이 오거의 나선칼날에 의하여 깍여지도록 긁어 올려질 뿐만 아니라 소요의 나선피치로 존재하는 상하의 나선칼날간의 피치범위에서 얼음층이 인편상(燐片狀)이나 판상(板狀)으로 박리되도록 긁어 올려지는 것이지만 종래처럼 칼날끝의 두께가 4mm이상에서는 인편상이나 판상으로 얼음층을 박리하여 긁어 올릴 수 없는 것이었다.

본 발명은 이러한 종래사정에 감안하여 된 것으로 그 목적으로 하는 것은 오거의 회전축심진동을 확실하게 방지할 수 있고, 그 위에 제빙통의 내주면으로부터 얼음층을 인편상이나 판상으로 박리하고, 그 박리얼음을 최대한의 깊이(空間體積)로 확보한 상하의 나선칼날간의 나선공간에 적층하도록 모으면서 상부의 가압헤드에로 긁어올려 이송할 수 있는 오거식 제빙기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명 오거식 제빙기에서 오거의 실시형태의 일례를 나타낸 정면도.

도 2는 상기 오거를 조립하여 제작한 오거식 제빙기의 전체구성의 일례를 나타낸 종단면도.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 오거 1-1 : 본체부

1-2 : 나선칼날 1-20 : 칼날끝

1-21 : 상면부 1-22 : 하면부

2 : 제빙통 3 : 냉매파이프

4 : 가압헤드 11 : 나선공간

과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 연직(鉛直)의 제빙통과, 상기 제빙통내에 동축으로 설치되는 오거와, 상기 제빙통의 외주에 밀착나선모양으로 권장(卷裝)되는 냉매파이프와, 상기 오거의 회전축심상에서의 제빙통의 상부에 설치되는 가압헤드를 구비하는 오거식 제빙기에 있어서, 상기 오거는, 본체부와, 이 본체부의 외주에 설치된 나선칼날로 되고, 상기 나선칼날의 칼날부 단면형상을 제빙통의 내주면측에 위치하는 수직의 칼날끝으로부터 본체부와의 연설(連設)기초부로 향하여 점차 두꺼워지게 하는 대체로 절두(切頭)이등변삼각형상으로 되고, 제빙통의 내주면으로부터 얼음층을 긁어올려 박리하는 상기 칼날끝의 두께t를 1~3mm, 이 칼날끝으로부터 본체부에 이어지는 상면부의 테이퍼각도θ1을 2~8° 하면부의 테이퍼각도θ2를 10~20°각각 설정하여 되는 것이다.

또, 본 발명에서는 상기 상면부의 본체부와의 연설기초부에서 연설부R1의 반경을 2~4mm, 하면부의 본체부와의 연설기초부에서 연설부R2의 반경를 4~6mm로 설정하여 되는 것이다.

이러한 기술적 수단에 의하면 수직의 칼날끝의 두께를 1~3mm의 범위로 설정하여 된다. 즉, 성장하는 얼음층에 의한 반경방향안쪽의 과대한 라디얼하중을 실질적으로 받지 않는 두께 1~3mm의 범위로 설정하여 되는 것이고, 성장하는 얼음층에 의하여 반경방향안쪽으로 눌러서 오거의 회전축에 심진동을 일으키는 것이 없어진다. 또, 제빙통의 내주면으로부터 얼음층을 인편상이나 판상으로 박리하면서 가압헤드에로 긁어올려 이송할 수 있다.

또, 칼날끝으로부터 본체부에 이어지는 나선칼날의 상면부의 테이퍼각도θ1을 2~8° 그리고 하면부의 테이퍼각도θ2를 10~20°범위에 각각 설정하여 되는 것이기 때문에, 상하나선칼날간의 나선공간의 깊이(공간체적)를 최대한으로 확보형성한 상태에서 얼음층을 제빙통의 내주면으로부터 긁어올려 박리하는 때에 받는 부하에 대한 강도가 충분하게 얻어진다. 또, 얼음층을 인편상이나 판상으로 박리하고, 그 인편상이나 판상의 박리얼음의 상부측을 나선칼날의 하면부의 테이퍼면에 의하여 오거의 본체부측에 만곡상(灣曲狀)으로 안내하면서 그 위에 그 얼음층을 상하나선칼날간의 나선공간에 적층하도록 모으면서 상부의 가압헤드에로 긁어올려 이송할 수 있다.

본 발명의 실시의 구체예를 도면에 의하여 설명한다.

도 1은 본 발명 오거식 제빙기에서 오거(1)의 실시형태의 일례를 나타낸 정면도, 도 2는 이 오거(1)를 제빙통(2)내에 회전가능하게 조립설치하여 제작한 오거식 제빙기의 전체구성의 일례를 나타낸 종단면도이고, 제빙통(2)의 외주에 밀착나선상으로 고정권장(卷裝)된 냉매파이프(3)내에 감압냉매를 보내어 순환시키는 것으로 제빙통(2)을 빙점이하까지 냉각시키고, 이 제빙통(2)내에 보내지는 제빙수가 그 내주면에서 결빙하고 이 결빙에 의하여 성장하여 형성되는 얼음층을 오거(1)의 나선칼날(1-2)에 의하여 인편상이나 판상으로 박리하면서 상방으로 긁어올려 이송하고, 제빙통(2)상부의 가압헤드(4)에 의하여 압축(탈수)경화시키는 것으로 적당한크기의 칩형상이나 블록형상의 빙괴(氷塊)가 연속적으로 생성되도록 구성된다. 또, 빙괴는 도시하지 않은 저빙부(貯氷部)에 저장되도록 되어 있다.

오거(1)는 본체부(1-1)와, 이 본체부(1-1)의 외주면에 설치된 나선칼날(1-2)로부터 되고, 본체부(1-1)상단의 소경축부(小徑軸部)(1-10)가 제빙통(2)의 상단측에 끼워 넣어진 상태에서 고정적으로 설치되는 가압헤드(4)의 축심공(軸芯孔)에 끼워 넣는 메탈베어링(5)에 축받이되는 것과 함께, 상기 하단의 소경축부(1-11)가 후술하는 지지체(6)의 축심공에 끼워 넣는 메탈베어링(7)에 의하여 축받이되는 것에 의하여 제빙통(2)내의 축심에 회전가능하게 조립설치되는 것이다.

또, 스프라인(8)을 가지는 하단의 소경축부(1-11)는 스프라인연결부(9)에 의하여 구동모터의 출력축(10)에 접속되고, 상기 출력축(10)으로부터의 동력에 의하여 소요의 회전수(rpm)로 회전시켜 제빙통(2)의 내주면에서 결빙에 의하여 성장하는 얼음층을 그 내주면과 평행한 나선칼날(1-2)의 칼날끝(1-20)에 의하여 인편상이나 판상으로 박리하면서 상기 인편상이나 판상의 박리얼음X를 도 2에 나타낸 것처럼 소요의 나선피치에서 존재하는 상하의 나선칼날(1-2)간의 나선공간(11)에 순차로 적층하도록 모으면서 상방의 가압헤드(4)로 향하여 긁어올려 이송하는 것이다(도 2참조).

그리고 본 발명에서는 오거(1)의 나선칼날(1-2)의 칼날부 단면형상을 그 칼날끝(1-21)으로부터 본체부(1-1)로 향하여 점차 두꺼워지는 대체로 절두이등변삼각형상으로 되고, 그 수직의 칼날끝(1-20)의 두께t를 1~3mm, 당해 칼날끝(1-20)으로부터 본체부(1-1)에 이어지는 상면부(1-21)의 테이퍼각도θ1을 2~8° 상기하면부(1-22)의 테이퍼각도θ2를 10~20°각각 설정하는 것이 본 발명을 성립시키는 데 중요한 것이다.

그 이유는 나선칼날(1-2)의 수직의 칼날끝(1-20)의 두께t가 1mm이하에서는 제빙통(2)의 내주면에 성장하는 얼음층을 박리하는 부하에 대하여 내강도가 부족하고, 단기간에 손상할 가능성이 있기 때문이고, 두께t가 3mm를 넘으면 결빙에 의하여 서서히 성장하는 얼음층에 의하여 반경방향안쪽으로 강하게 눌러진다. 즉, 각각 성장하는 얼음층에 의한 반경방향안쪽에로의 과대한 라디얼하중을 받아 오거(1)의 회전축심에 심진동이 일어나거나, 또 얼음층을 제빙통(2)의 내주면으로부터 인편상이나 판상으로 박리할 수 없게 되는 우려가 있기 때문이다.

또, 칼날부의 상면부(1-21)의 테이퍼각도θ1이 2°이하에서는 하면부(1-22)의 테이퍼각도θ2와의 관계에도 의하지만 얼음층을 긁어올리는 때에 칼날부에 걸리는 부하에 대하여는 충분한 강도를 칼날부에 부여할 수 없기 때문이고, 8°를 넘어서면 칼날부에 필요한 강도를 부여할 수 있는 반면, 얼음층을 제빙통(2)의 내주면으로부터 인편상이나 판상으로 박리할 수 없게 되기 때문이다. 즉, 수직의 칼날끝(1-20)면과의 이루는 코너각도가 너무 커지기 때문에 얼음층을 인편상이나 판상으로 박리할 수 없게 된다.

또, 칼날부의 하면부(1-22)의 테이퍼각도θ2가 10°이하에서는 전술한 상면부(1-21)의 테이퍼각도θ1이 2°이하의 경우와 같게 얼음층을 긁어올리는 때의 부하에 대하여 충분한 강도를 칼날부에 부여할 수 없기 때문이고, 20°를 넘어서면 오거의 나선칼날(1-2)에 의하여 박리되어 긁어올려지는 인편상이나 판상의 박리얼음X의 상부측을 도 2의 확대도에 나타낸 것처럼 나선공간(11)에서 본체부(1-1)측에 만곡상으로 안내하는 그 안내작용이 얻어지지 않게 되기 때문이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 나선칼날(1-2)의 칼날끝(1-20)의 두께t를 1~3mm, 상기 상면부(1-21)의 테이퍼각도θ1을 2~8° 하면부(1-22)의 테이퍼각도θ2를 10~20°로 각각 설정하는 것이 본 발명을 성립시키는 것이고, 바람직하게는 칼날끝(1-20)의 두께t가 2mm, 상면부(1-21)의 테이퍼각도θ1가 5° 하면부(1-22)의 테이퍼각도θ2가 15°이다.

또, 본 발명에서는 상면부(1-21)의 본체부(1-1)와의 연설기초부에서 연설부R1의 반경을 2~4mm, 하면부(1-22)의 본체부(1-1)와의 연설기초부에서 연설부R2의 반경을 4~6mm로 설정하여 되고, 바람직하게는 연설부R1의 반경을 3mm, 연설부R2의 반경을 5mm로 하여된다.

제빙통(2)은 하부측에 고정적으로 끼워 넣어 장착되어있는 지지체(6)를 통하여 구동하우징(12)위에 볼트고정에 의하여 연직하게 세워 설치되는 스텐레스제의 원통관으로부터 되고, 하부측에 제빙수의 입구(13)와 출구(14)가 취부되어 있고, 오거(1)와의 사이가 제빙수에 의하여 채워질 때까지 입구(13)로부터 제빙수가 공급되고, 출구(14)로부터 제빙수가 순환하여 되돌려지도록 되어있다.

냉매파이프(3)는 제빙통(2)의 외면에 밀착되도록 나선형상으로 권장된 후에 납땜에 의하여 고착되고, 냉매입구(3-1)로부터 유입되어오는 감압냉매가 냉매출구 (3-2)측에 흐르면서 증발하는 것에 의하여 제빙통(2)을 빙점아래까지 냉각하는 역할을 하는 증발기이고, 열전도율이 높은 동재(銅材)등의 소망(所望)의 금속파이프로부터 되고, 제빙통(2)의 외주에 나선형상으로 권장시키고, 나선에 따라 제빙통(2)과의 사이에 존재하는 나선형상틈사이를 땜납재(15)에 의하여 완전하게 메워지도록 납땜에 의하여 제빙통(2)에 고착하는 것이다.

관련하여, 본 실시예에서는 상기 납땜을 용융시킨 땜납재가 저류(貯溜)되어 있는 로안에 침지시키는 소위 담금땜질에 의하여 행하는 것으로, 나선형상틈사이에 땜납재(15)를 빠르게 유입시켜 그 틈사이를 완전하게 메워지도록 경화시키면서 동시에 냉매파이프(3)의 외표면에 땜납재를 부착경화시키는 것으로, 상기 외표면이 땜납막(16)에 의하여 둘러싸이도록 하고있다.

본 발명의 오거식 제빙기에서 오거의 나선칼날은 상기한 것과 같이 구성하여되는 것으로부터 아래의 작용효과를 이룬다.

제빙통의 내주면에 결빙하여 성장하는 얼음층을 그 내주면으로부터 긁어서 박리하는 오거의 나선칼날의 칼날부단면형상을 제빙통의 내주면측에 위치하는 칼날끝쪽으로부터 본체부와의 연설기초부로 향하여 점차 두꺼워지는 대체로 절두이등변삼각형상으로 되고, 상기 칼날끝의 두께를 1~3mm의 범위로 설정하여 되는 것으로부터 성장하는 얼음층에 의하여 반경방향안쪽방향으로 눌러져서 오거의 회전축심에 축심진동이 일어나거나 하지 않고, 거기에다 제빙통의 내주면으로부터 얼음층을 인편상이나 판상으로 박리하면서 가압헤드에 향하여 긁어올려 이송할 수 있다. 그것에 의하여 오거의 회전축심진동에 의하여 종래 일어났던 오거에 과대한 부하가 걸리는 것이나 얼음층을 빠르게 또 확실하게 긁어올려 이송할 수 없는 등의 문제를 해소할 수 있다.

또, 칼날끝으로부터 본체부에 이어지는 나선칼날의 상면부의 테이퍼각도θ1을 2~8° 그리고 하면부의 테이퍼각도θ2를 10~20°의 범위로 각각 설정하여 되는 것으로부터 상하나선칼날간의 나선공간의 깊이(空間體積)를 최대한으로 확보형성한 상태에서 얼음층을 제빙통의 내주면으로부터 긁어올려 박리하는 때의 부하에 대한 강도가 충분하게 얻어진다. 또 인편상이나 판상으로 박리한 박리얼음X의 상부측을 나선칼날의 하면부의 테이퍼면에 의하여 오거의 본체부측에 만곡형상으로 안내하면서 거기에다 인편상이나 판상의 박리얼음X를 상하나선칼날간의 나선공간에 적층하도록 모으면서 상방의 가압헤드에로 긁어올려 이송할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 결빙에 의하여 성장하여 제빙통의 내주면에 형성되는 얼음층에 눌러져서 회전축심진동을 일으키지 않고 제빙통의 내주면으로부터 얼음층을 빠르게 또 확실하게 긁어올려 박리할 수 있고, 거기에다 얼음층을 인편상이거나 판상으로 박리하고, 이 박리얼음X를 최대한의 깊이(空間體積)로 확보한 상하의 나선칼날간의 나선공간에 적층하도록 모으면서 상부의 가압헤드에로 긁어올려 이송할 수 있는 오거를 구비하는 오거식제빙기를 제작제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면 제빙통의 내주면으로부터 얼음층을 인편상이거나 판상으로 박리하고, 상기 박리얼음X를 인편상이거나 판상으로 가압헤드에로 긁어올려 이송할 수 있는 것으로부터, 종래의 오거식 제빙기처럼 얼음층을 깍으면서 가압헤드에로 이송하는 종래방식에 비하여, 가압헤드에 의하여 압축(탈수)경화시킨 상태에서 수분량이 적어 극히 양질의 빙괴(氷塊)를 만드는 오거식 제빙기를 제작제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 연직의 제빙통과, 이 제빙통내에 동축으로 설치되는 오거와, 상기 제빙통의 외주에 밀착나선모양으로 권장되는 냉매파이프와, 상기 오거의 회전축심상에서의 제빙통의 상부에 설치되는 가압헤드를 구비하는 오거식 제빙기에 있어서,

   상기 오거는 본체부와, 상기 본체부의 외주에 설치된 나선칼날로 되고, 상기 나선칼날의 칼날부 단면형상을 수직의 칼날끝쪽으로부터 본체부와의 연설기초부로 향하여 점차 두꺼워지는 대체로 절두이등변삼각형상으로 되고, 상기 칼날끝의 두께를 1~3mm, 상기 칼날끝으로부터 본체부에 이어지는 상면부의 테이퍼각도를 2~8° 하면부의 테이퍼각도를 10~20°각각 설정하여 되는 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기.