KR100447675B1 - 제빙기의 얼음 탈빙방법 및 탈빙장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제빙기의 얼음 탈빙방법과 장치에 관한 것으로, 냉동싸이클의 구성요소인 압축기, 응축기, 수액기로 구성되는 냉동장치와, 상기 냉동장치의 냉매공급라인과 냉매회수라인이 연결되는 제빙냉판이 설치되어 있는 제빙유닛으로 구성되는 제빙장치로 이루어진 제빙기에 있어서,

상기 냉동장치와 제빙장치를 작동시켜서 상기 제빙장치의 제빙유닛에 설치되어 있는 제빙냉판의 양측면에 소정 두께로 착상된 얼음을 탈빙시키고자 할 때에는 상기 냉동장치의 수액기에 고온고압의 액상냉매와 함께 저장되어 있는 고압포화증기가스(쿨가스)를 제빙냉판에 공급하는 수단으로 상기한 고압포화증기가스의 열로 제빙냉판을 가열하여 제빙냉판에 붙어있는 얼음의 착상면을 살짝 녹여서 탈락시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

제빙기의 얼음 탈빙방법 및 탈빙장치{Ice machine device and method}

본 발명은 냉동장치의 냉매가 순환되도록 연결된 제빙냉판을 이용하여 소정 두께로 된 얼음을 생산하는 제빙기에 있어 상기 제빙기의 제빙작동에 의해 제빙냉판에 소정 두께로 착상된 얼음이 상기한 제빙냉판에 붙어있는 착상면만을 살짝 녹여서 얼음을 탈락시킬 수 있도록 하는 제빙기의 얼음 탈빙방법 및 탈빙장치에 관한 것이다.

일반적으로 얼음을 제조하기 위해서는 물이 담긴 제빙용기를 냉동실에서 냉동시켜서 얼음을 생산하는 방법과 냉동싸이클의 증발기구조를 이용하여 얼음을 생산하는 방법이 있다.

상기한 방법 중에서 냉동싸이클의 증발기구조를 이용하여 얼음을 생산하는 방법의 경우는 냉동싸이클을 구성하는 주요 구성요소들 중 압축기(COMPRESSOR), 응축기(CONDENSER), 수액기(RECEIVER) 등 구성은 냉동장치에 장착하는 한편, 팽창밸브(EXPANSION VALVE), 증발기(EVAPORATOR) 등 구성은 제빙기에 장착하는 구조로서 얼음을 생산하고 있다.

또한 상기 제빙기에 장착되는 증발기는 냉매를 순환시키는 냉매순환통로가 형성된 직육면체상의 제빙냉판으로 제작되어 있으며, 상기한 제빙기로 얼음을 생산하고자 할 때에는 제빙냉판의 일측면 또는 양측면 상방에서 물을 분수와 같이 분사시켜서 분사된 물이 제빙냉판의 상단에서 하단으로 흘러내리는 동안 냉각되면서 얼음으로 착상되게 하는 방법으로 소정 두께의 얼음을 생산하게 되며, 상기 제빙냉판에 소정 두께로 착상된 얼음을 탈빙시키고자 할 때에는 냉동장치의 압축기에서 응축기로 보내지는 고온고압의 기체냉매(핫가스 : HOT GAS)를 공급시켜서 제빙냉판 자체를 가열시켜주는 방법으로 착상된 얼음을 탈빙하게 된다.

종래 냉동싸이클을 이용하여 얼음을 생산하는 장치는 도 4에 도시된 바와 같이 압축기(101), 응축기(102), 수액기(103)는 냉동장치(100)에 장착되고, 냉동싸이클의 구성요소 중 팽창밸브(104)와 증발기는 제빙장치(200)에 장착되어 있으며, 상기한 증발기는 직육면체상으로 된 제빙냉판(201)으로 구성되어 제빙장치(200) 내부에 설치되어 있으며, 상기 냉동장치(100)에 장착된 압축기, 응축기, 수액기와 제빙장치에 장착된 팽창밸브들 각각은 파이프(또는 튜브)로 된 제1, 제2, 제3, 연결라인(105)(106)(107)으로 연결되어 있고, 제빙장치(200)에 설치된 제빙냉판(201)과 팽창밸브(104)는 제4 연결라인(202)에 의해 연결되어 있으며, 상기 제빙냉판(201)과 압축기(101)는 제5 연결라인(203)으로 연결되어 있고, 상기의 제4 및 제5 연결라인(202)(203) 각각에는 전자밸브(204)(205)가 장설되는 구조로 구성되어 있으며, 또한 상기 제빙장치(200)의 제빙냉판(201)에 착상되어 있는 얼음을 탈빙시키기 위한 탈빙가스라인(300)은 제1 연결라인(105)과 제4 연결라인(202)을 연결시키는 구조로 구성되어 있으며, 또한 상기 탈빙가스라인(300)에도 전자밸브(301)가 장설되는 구조로 구성되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술은 냉동장치(100)를 작동시키게 되면 제빙장치(200)의 제빙냉판(201) 일측면 또는 양측면에 얼음을 얼려주는 제빙작동은 원활하게 이루어질 수 있지만 제빙작동을 완료한 후 제빙냉판(201)에 얼려있는 얼음을 탈빙시키는 과정에서 얼음을 필요 이상으로 많이 녹이게 되어 얼음의 생산효율을 크게 떨어뜨리게 된다는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.

왜냐하면, 종래 기술의 경우는 제빙장치(200)의 제빙냉판(201)에 소정 두께로 얼려있는 얼음을 탈빙시키기 위해 탈빙가스라인(300)을 통해서 제빙냉판(201)의 냉매순환관으로 공급되는 냉매가스는 압축기(101)와 응축기(102)를 있는 제1 연결라인(105)에서 이동하는 냉매는 고온고압의 기체상태이므로 이러한 고온고압의 기체냉매(핫가스)가 제빙냉판(201)으로 공급될 경우에는 제빙냉판 자체가 단시간내에 고온(100℃ 내외)으로 가열되므로 제빙냉판(201)에 소정 두께로 착상되어 있는 얼음이 많이 녹게 되기 때문이다. 그 일례로서 제빙냉판(201)의 양측면에 대략 20mm 두께로 얼음이 착상된 것을 압축기(101)와 응축기(102)를 잇는 제1 연결라인(105)으로 흐르는 고온고압의 기체냉매(핫가스)를 탈빙가스라인(300)으로 통해 제빙냉판(201)으로 공급하게 될 경우에는 상기한 고온고압의 기체냉매에 의해 제빙냉판(201) 자체는 순간적으로 고온(대략 100℃ 내외)으로 가열되어 얼음을 탈락시키게 되는데, 얼음은 고온에 민감하게 반응하여 빨리 녹게 될 뿐 아니라 일단 고온에 의해 녹아서 흐르게 되는 물기는 얼음을 녹일 수 있는 온도를 보유하고 있기 때문에 제빙냉판에서 탈락된 얼음은 녹아 흐르는 물기에 의해 계속하여 녹는 상태가 되며, 이로 인하여 제빙냉판에서 탈락된 얼음은 제빙시의 두께에 비하여 절반(약 10mm) 정도가 녹은 상태가 된다. 따라서 종래 기술과 같이 압축기(101)에서 응축기(102)로 이동되는 고온고압의 기체냉매를 제빙냉판(201)에 공급하여 소정 두께로 착상된 얼음을 탈빙시키게 될 경우에는 얼음을 많이 녹이게 되어 얼음의 생산성을 저하시키게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

또한 제빙냉판(201)에서 얼음을 탈빙시키기 위해 제빙냉판(201)에 공급되었던 고온고압의 기체냉매를 감압시키지 않고 곧바로 제5 연결라인(203)을 통해 압축기(101)로 보내게 되면 압축기(101)의 고장원인이 되기 때문에 탈빙작동 후에는 제빙냉판(201)에 공급된 핫가스의 압력이 제빙작동시 제빙냉판에서 회수되는 냉매와 같은 압력으로 감압될 때까지의 시간동안 제빙작동을 중지하여야 하는데, 이렇게 탈빙작동 후 일정시간 제빙작동을 멈추게 되면 그 시간만큼 얼음을 생산할 수 없게 되어 얼음의 생산성이 저하된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 냉동장치와 제빙장치로 제빙기를 구성함에 있어 상기 제빙장치에 설치된 제빙냉판의 일측면이나 양측면에 소정 두께로 얼음을 착상시킨 다음 그 착상된 얼음을 탈락시키고자 할 때에는 냉동장치의 수액기에 고온고압의 액체냉매와 함께 저장되어 있는 고압포화증기가스(일명 쿨가스라 하며, 온도는 대략 40∼50℃ 정도임)를 제빙냉판에 공급하여 순환시키는 방법으로 제빙냉판에 착상된얼음의 착상면부분만 살짝 녹여서 탈빙시킬 수 있도록 하는데 목적이 있으며, 또한 제빙장치에 제빙냉판이 복수개씩 설치되어 있는 다수의 제빙유닛을 병렬로 연결 구성하고 상기한 다수의 제빙유닛들이 정해진 순번에 따라서 제빙작동과 탈빙작동이 순차적으로 연속해서 진행될 수 있도록 하므로서 얼음의 생산성을 향상시킬 수 있는 제빙장치를 제공하는데 다른 목적을 두고 발명한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 얼음 탈빙방법은,

냉동싸이클의 구성요소인 압축기, 응축기, 수액기로 구성되는 냉동장치와, 상기 냉동장치의 냉매공급라인과 냉매회수라인이 연결되는 제빙냉판이 설치되어 있는 제빙유닛으로 구성되는 제빙장치로 이루어진 제빙기에 있어서,

상기 냉동장치와 제빙장치를 작동시켜서 상기 제빙장치의 제빙유닛에 설치되어 있는 제빙냉판의 양측면에 소정 두께로 착상된 얼음을 탈빙시키고자 할 때에는 상기 냉동장치의 수액기에 고온고압의 액상냉매와 함께 저장되어 있는 고압포화증기가스(쿨가스)를 제빙냉판에 공급하는 수단으로 상기한 고압포화증기가스의 열로 제빙냉판을 가열하여 제빙냉판에 붙어있는 얼음의 착상면을 살짝 녹여서 탈락시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고 본 발명의 얼음 탈빙장치는,

냉동싸이클의 구성요소인 압축기, 응축기, 수액기로 구성되는 냉동장치와'

상기 냉동장치의 냉매공급라인과 냉매회수라인이 연결되는 복수의 제빙냉판들이 각각 설치되어 있는 다수의 제빙유닛이 병렬로 설치되어 있는 제빙장치와;

상기 냉동장치의 냉매공급라인으로 공급되는 고온고압의 액상냉매를 제빙장치의 각 제빙유닛에 형성된 제빙냉판들에 공급하기 위하여 상기 냉매공급라인에 상기 각 제빙냉판들을 병렬로 연결시키며, 또한 상기 냉매공급라인으로 공급되는 고온고안의 액상냉매의 공급을 제어하는 제빙용 전자밸브와 고온고압의 액상냉매를 급속히 팽창시켜서 저온저압의 안개상태로 변화시켜서 제빙냉판에 공급하는 팽창밸브가 각각 장설되어 있는 바이패스공급라인들과;

상기 제빙장치의 각 제빙유닛에 형성된 제빙냉판에서 열교환작용을 다하고 배출되는 냉매를 상기 냉동장치의 압축기로 보내기 위하여 상기한 다수의 제빙유닛들 각각의 제빙냉판들을 냉매회수라인에 병렬로 연결하는 바이패스회수라인들;

로 구성되어 상기 제빙장치의 각 제빙유닛에 설치되어 있는 제빙냉판이 분사공급되는 물과 열교환하여 소정 두께로 된 얼음을 만들어내도록 구성된 제빙기에 있어서,

상기 냉동장치의 수액기 내부에 고온고압의 액상냉매와 함께 저장되어 있는 고압포화증기가스(쿨가스)를 제빙장치의 각 제빙유닛에 형성되어 있는 제빙냉판에 공급하기 위하여 상기 수액기에 냉매공급라인과는 별도로 설치되어 있는 탈빙용 냉매공급라인과;

상기 탈빙용 냉매공급라인과 다수의 제빙유닛에 설치된 제빙냉판들 각각의 냉매유입구를 병렬로 연결시키며, 또한 상기 탈빙용 냉매공급라인으로 순환되는 고압포화증기가스(쿨가스)가 제빙냉판으로 공급되는 것을 제어하는 탈빙용 전자밸브와;

상기 다수의 제빙유닛에 설치된 제빙냉판들 각각의 냉매유출구와 냉매회수라인에 병렬로 설치된 다수의 바이패스회수라인들 각 사이에 설치되는 다수의 냉매트랩과;

상기 다수의 제빙유닛들이 순차적으로 탈빙작동을 진행하는 과정에서 냉매트랩에 저장되는 냉매를 다음으로 탈빙작동이 진행되는 이웃한 제빙유닛의 제빙냉판으로 공급하기 위하여 일측 제빙유닛의 냉매트랩과 그에 이웃한 타측 제빙유닛에 설치된 제빙냉판의 냉매유입구를 연결하는 다수의 바이패스회수라인;

을 포함시켜 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 바이패스회수라인들 각각에는 냉매트랩에 가까운 위치를 기준하여 냉매트랩에 있는 냉매가 이웃한 제빙유닛의 제빙냉판으로만 공급되게 하는 체크밸브와, 냉매의 압력을 감압시키면서 팽창시켜주는 감압밸브와, 냉매의 공급을 제어하는 보조전자밸브가 순차적으로 장설되어 있는 것을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 바이패스회수라인들 각각에는 각 제빙유닛들이 탈빙작동을 완료한 후 재차 제빙작동을 개시할 때 제빙냉판내의 높은 압력을 단위시간당 소량으로 유출되게 하는 냉매회수용 보조전자밸브와, 상기 보조전자밸브에 의해 제빙냉판내의 압력이 제빙작동시의 압력과 동일해진 상태가 되면 개방되어 냉매를 유출시키는 냉매회수용 메인전자밸브를 병렬로 장설하여서 된 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 제빙기의 제빙 및 탈빙장치의 전체적인

계통도.

도 2는 본 발명의 제빙작동시의 작동상태도.

도 3은 본 발명의 탈빙작동시의 작동상태도.

도 4는 종래 기술

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉동장치 2 : 제빙장치

3 : 압축기 4 : 응축기

5 : 수액기 1a : 냉매공급라인

1b : 냉매회수라인 1c : 탈빙용 가스공급라인

6a,6b,6c...6n : 제빙냉판 7a,7b,7c...7n : 제빙유닛

8a,8b,8c...8n : 보조냉매공급라인

11 : 바이패스 공급라인 12 : 바이패스 회수라인

13 : 탈빙가스제어용 전자밸브 61 : 냉매유입구

62 : 냉매유출구 63 : 냉매유출라인

71 : 제빙용 전자밸브 72 : 팽창밸브

73 : 냉매회수용 메인전자밸브 74 : 냉매회수용 보조전자밸브

75 : 바이패스 탈빙라인 76 : 탈빙용 전자밸브

77 : 냉매트랩 81 : 체크밸브

82 : 감압밸브 83 : 보조전자밸브

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 제빙기의 제빙 및 탈빙장치의 전체적인 계통도이며, 도 2는 본 발명의 제빙작동시의 작동상태도이고, 도 3은 본 발명의 탈빙작동시의 작동상태도를 도시한 것으로,

도면부호 1은 냉동장치를, 2는 제빙장치를 나타낸다.

상기 냉동장치(1)는 냉동싸이클의 구성요소인 압축기(3), 응축기(4), 수액기(5)로 구성되어 있으며, 상기한 압축기, 응축기, 수액기는 파이프(튜브)라인으로 연결되어 있다.

상기 제빙장치(2)에는 각기 복수개씩의 제빙냉판(6a,6b,6c...6n))이 병렬로 배치되어 있는 다수의 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)들이 병렬로 설치되어 있다.

상기한 다수의 제빙유닛들 각각은 냉동장치(1)에서 냉매를 공급하는 냉매공급라인(1a)과 냉매회수라인(1b)에 병렬로 연결되어 있는데, 상기 냉매공급라인(1a)과 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)에 설치된 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)들 각각은 다수의 바이패스 공급라인(11)에 의하여 각기 병렬로 연결되어 있으며, 또한 상기 냉매회수라인(1b)과 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)의 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)들 각각 역시 다수의 바이패스 회수라인(12)들에 의하여 각기 병렬로 연결되어 있다.

상기한 다수의 바이패스 공급라인(11)들 각각은 그 일단의 경우 냉매공급라인(1a)에 직접 연결되는 한편, 타단의 경우에는 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)에 병렬로 배치되어 있는 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)들의 설치 갯수와 같은 수로 분기된 상태에서 각 제빙냉판의 냉매유입구(61)에 연결되는 구조로 구성되어 있다.

또한 상기한 다수의 바이패스 공급라인(11)들 각각에는 냉매공급라인(1a)에 가까운 위치에서부터 제빙용 전자밸브(71)와 팽창밸브(72)가 각각 장설되어 있다.

상기한 다수의 바이패스 회수라인(12)에는 냉매회수용 메인전자밸브(73)가직렬로 연결되어 있는 한편, 냉매회수용 보조전자밸브(74)는 병렬로 연결되어 있는데, 상기의 냉매회수용 보조전자밸브(74)는 바이패스 회수라인(12)으로 회수되는 냉매가 조금씩 회수되게 하는 작용으로 바이패스 회수라인(12)으로 회수되는 냉매의 압력이 고압일 경우 그 고압상태의 냉매가 냉매회수라인(1b)으로 일시에 회수되지 않고 냉매의 압력을 적당히 감압시킨 상태로 회수되게 하므로서 냉동장치(2)의 압축기(3)를 고압으로부터 보호하는 작용을 담당한다.

본 발명에서는 제빙장치(2)에 설치된 다수의 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)들 각각에 탈빙가스를 공급하는 탈빙용 가스공급라인(1c)이 설치되어 있는데, 상기한 탈빙용 가스공급라인(1c)는 냉동장치(1)의 수액기(5)에 연결되어 그 수액기(5) 내부에 고온고압의 액상냉매와 함께 존재하는 40∼50℃ 정도의 온도를 가지는 고압포화증기가스(쿨가스)를 공급하는 구조로 설치되어 있으며, 상기의 탈빙용 가스공급라인(1c)에는 탈빙가스제어용 전자밸브(13)가 장설되어 있다.

또한 상기한 탈빙용 가스공급라인(1c)에는 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)의 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)들 각각에 탈빙가스를 공급하기 위한 다수의 바이패스 탈빙라인(75)이 연결되어 있는데, 상기의 바이패스 탈빙라인(75)의 일단은 탈빙용 가스공급라인(1c)에 연결되고, 그 타단은 각 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)의 제빙냉판들 각각에 제빙용 냉매를 공급하는 바이패스 공급라인(11)에 연결하되, 그 연결위치는 팽창밸브(72)와 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)들 사이의 위치에 연결되어 있다.

상기의 탈빙용 가스공급라인(1c)에는 수액기(5)에 저장되어 있는 고압포화증기가스(쿨가스)의 공급을 제어하는 탈빙용 전자밸브(76)가 장설되어 있다.

본 발명에서는 각 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)의 제빙냉판(6a,6b,6c...6n) 각각의 냉매유출구(62)에 연결된 냉매유출라인(63)과 바이패스 회수라인(12) 각각을 냉매트랩(77)으로 연결시키는 구조로 구성하고 있으며, 또한 상기와 같이 다수의 제빙유닛(7a,7b,7c...7n) 각각에 설치된 냉매트랩(77)들 각각은 그에 저장된 액상의 냉매(탈빙작동시 액상으로 응축된 냉매)를 이웃한 제빙유닛의 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)에 공급하기 위한 보조냉매공급라인(8a,8b,8c...8n)이 각각 설치되어 있다.

상기의 보조냉매공급라인(8a,8b,8c...8n)의 설치구조를 도면의 참조하여 설명하면, 서로 이웃한 첫번째의 제빙유닛(7a)과 두번째의 제빙유닛(7b) 사이에 설치되는 첫번째 보조냉매공급라인(8a)의 일단은 첫번째의 제빙유닛(7a)의 냉매트랩(77)에 연결되고, 타단은 두번째의 제빙유닛(7b)에 설치된 팽창밸브(72)와 제빙냉판(6b)의 냉매유입구(61)에 사이의 바이패스 공급라인(11)에 연결되어 있으며, 이와 같은 첫번째 보조냉매공급라인(8a)의 설치구조와 같이 두번째 보조냉매공급라인(8b)의 경우는 두번째 제빙유닛(7b)과 세번째 제빙유닛(7c) 사이에 연결설치되고, 세번째 보조냉매공급라인(8c)의 경우는 세번째 제빙유닛(7c)와 최종 순번의 제빙유닛(7n) 사이에 연결설치되며, 최종 순번의 보조냉매공급라인(8n)의 경우는 최종 순번의 제빙유닛(7n)과 첫번째 제빙유닛(7a) 사이에 연결되는 구조로 설치된다.

그리고 상기한 각 보조냉매공급라인(8a,8b,8c...8n)들에는 냉매트랩(77)에 가까운 위치에서부터 체크밸브(81), 감압밸브(82) 및 보조전자밸브(83)가 장설되어있다.

한편, 본 발명에서 제빙장치(2)에 구성된 모든 전자밸브들은 도시하지 않은 작동스위치를 온/오프 조작에 따라 콘트롤장치에 입력된 프로그램에 의하여 자동으로 제어되도록 구성되어 있으며, 또한 다수의 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)에 설치된 복수개씩의 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)들 각각의 상단 양측에는 물을 뿌려주는 살수관(도시 생략)이 설치되어 있으며, 이 살수관 역시 도시하지 않은 콘트롤장치에 의하여 물의 분사작동이 자동으로 제어된다.

이와 같이 구성된 본 발명으로 얼음을 착상시키는 제빙작동 및 착상된 얼음을 탈락시키는 탈빙작동에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제빙장치(2)에 설치된 각 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)에서 얼음을 제조할 때의 제빙작동에 대하여 설명한다.

냉동장치(1)를 작동시킨 상태에서 제빙장치(2)를 작동시키게 되면 도 2에 도시된 바와 같이 제빙장치(2)에 설치되어 있는 다수의 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)들 각각의 바이패스 공급라인(11)에 장설된 제빙용 전자밸브(71)들과, 바이패스 회수라인(12)에 병렬로 장설되어 있는 냉매회수용 메인전자밸브(73)들과 냉매회수용 보조전자밸브(74)들이 모두 개방작동된 상태인 반면, 그외의 모든 전자밸브는 폐쇄작동된 상태가 되며, 또한 각 제빙유닛(7a,7b,7c...7n) 각각에 설치된 복수개의 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)들 각각의 상단 양측에 설치된 살수관을 제어하는 밸브(도시 없음)도 개방작동된 상태가 되어 상기 제빙장치(2)는 제빙작동을 개시하게 된다.

상기와 같이 제빙장치(2)가 제빙작동을 개시하게 되면 냉동장치(1)의수액기(5)에 연결된 냉매공급라인(1a)으로 공급되는 고온고압의 액상냉매는 다수의 제빙유닛(7a,7b,7c...7n) 각각에 연결된 바이패스 공급라인(11)의 개방된 제빙용 전자밸브(71)를 통과하여 팽창밸브(72)에 의하여 급속하게 팽창되면서 저온저압의 안개(무화)상태로 각 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)으로 유입되며, 이와 같이 각 제빙냉판으로 유입되어 순환되는 안개상태의 냉매는 살수관에서 살수되어 각 제빙냉판들의 양측면을 타고 흘러내리는 물의 열을 빼앗는 열교환작용을 수행하게 되므로서 각 제빙냉판(6a,6b,6c...6n) 양측면으로 뿌려진 물이 밑으로 흘러내리는 동안 냉각되면서 얼음으로 착상되는 상태가 되며, 이와 같이 각 제빙냉판(6a,6b,6c...6n) 양측면에 뿌려지는 물이 얼음으로 착상되는 현상이 일정시간동안 지속적으로 이루어지게 되면 각 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)에 복수개씩 설치되어 있는 제빙냉판들 각각의 양측면에는 소정 두께를 갖는 얼음이 착상되는 것이다.

한편, 상기한 각 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)으로 유입되어 열교환작용을 완료한 냉매는 기체화되어 냉매유출구(62)에 연결된 냉매유출라인(63)으로 배출되어 냉매트랩(77)에 유입되는데, 상기 냉매트랩(77)들 각각에 연결된 보조냉매공급라인(8a,8b,8c...8n)측의 보조전자밸브(83)가 폐쇄작동된 상태이므로 상기 각 냉매트랩(77)으로 유입된 기체상태의 냉매는 상기 보조냉매공급라인으로 흐르지 못하고 개방작동된 냉매회수용 메인전자밸브(73)와 냉매회수용 보조전자밸브(74)가 장설되어 있는 바이패스 회수라인(12)을 통해 냉매회수라인(1b)으로 회수되므로서 냉동장치(1)는 회수된 냉매를 압축 및 응축시켜서 액화된 냉매를 제빙장치(2)로 공급시키는 작동을 반복적으로 진행하게 된다.

다음, 상기 제빙장치(2)의 각 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)들 각각에 설치된 제빙냉판(6a,6b,6c...6n)에 소정 두께를 갖는 얼음이 착상되었을 경우에는 각 제빙유닛들은 정해진 순서대로 탈빙작동이 진행되는 것이며, 정해진 틸빙순번에 해당하는 일측 제빙유닛이 탈빙작동을 진행할 때에는 그외의 다른 제빙유닛들은 계속하여 제빙작동을 진행하는 상태가 된다.

도 3에 도시된 실시예는 다수의 제빙유닛(7a,7b,7c...7n)들 중 첫번째의 제빙유닛(7a)에 설치된 복수개의 제빙냉판(6a)에 착상된 얼음을 탈빙시키는 작동상태를 도시한 것으로, 이 경우에는 첫번째의 제빙유닛(7a)을 구성하고 있는 바이패스 공급라인(11)에 장설된 제빙용 전자밸브(71)와 바이패스 회수라인(12)에 병렬로 장설된 냉매회수용 메인전자밸브(73) 및 냉매회수용 메인전자밸브(74) 및 보조냉매공급라인(8n)에 장설된 보조전자밸브(83)는 폐쇄작동되는 반면에, 탈빙용 가스공급라인(1c)에 장설된 탈빙가스 제어용 전자밸브(13)와 바이패스 탈빙라인(75)에 장설되어 있는 탈빙용 전자밸브(76) 및 보조냉매공급라인(8a)에 장설되어 있는 보조전자밸브(83)는 개방작동된 상태가 된다. 따라서 냉동장치(1)의 수액기(5)에 있는 냉매가 탈빙용 가스공급라인(1c)를 통해 첫번째의 제빙유닛(7a)으로 공급되는데, 이때 상기한 탈빙용 가스공급라인(1c)으로 공급되는 냉매(가스)는 수액기(5) 내부에 액상의 냉매와 함께 존재하고 있는 고압포화증기가스(이하 쿨가스라 함)가 공급되는 것이며, 이와 같이 탈빙용 가스공급라인(1c)으로 공급되는 쿨가스는 첫번째의 제빙유닛(7a)측의 바이패스 탈빙라인(75)을 통해서만 제빙냉판(6a)에 공급된다.

상기한 쿨가스는 냉매공급라인(1a)로 공급되는 액상냉매에 비하여 낮은온도(대략 40∼50℃)를 가지고 있기 때문에 제빙냉판(6a)의 양측면에 붙어있는 얼음의 착상면만을 살짝 녹여줄 수 있는 온도(대략 5∼30℃ 범위)로 제빙냉판(6a)을 가열시켜주게 된다. 따라서 상기한 쿨가스가 유입된 제빙냉판(6a)은 착상된 얼음을 탈락시킬 수 있는 온도로 가열되면서 얼음을 탈락시키게 되는 것이다.

한편, 얼음을 탈빙시키기 위해 상기한 제빙냉판(6a)에 유입된 쿨가스는 제빙냉판(6a)을 가열시키는 과정에서의 열교환작용에 의해 응축되어 액체상태로 냉매유출구(62)를 통해 냉매트랩(77)에 유입 저장되며, 상기한 냉매트랩(77)에 유입된 액체상태의 응축된 냉매는 보조냉매공급라인(8a)을 통해 두번째의 제빙유닛(7b)으로 이동되는 과정에서 상기 보조냉매공급라인(8a)상에 장설되어 있는 감압밸브(82)에 의하여 급속히 팽창되면서 안개상태로 두번째의 제빙유닛(7b)측 바이패스 공급라인(11)으로 공급되며, 이렇게 보조냉매공급라인(8a)을 통해 두번째의 제빙유닛(7b)측 바이패스 공급라인(11)으로 공급된 안개상태의 냉매는 냉매공급라인(1a)를 통해 공급되는 제빙용 냉매와 함께 제빙냉판(6b)으로 유입되어 제빙작동을 수행하게 된다.

상기와 같이 첫번째의 제빙유닛(7a)이 제빙냉판(6a)에 착상된 얼음의 탈빙작동을 완료하게 되면 그 다음으로 두번째의 제빙유닛(7b)이 탈빙작동을 개시하게 되는 한편, 탈빙작동을 완료한 첫번째는 제빙유닛(7a)은 다시 제빙작동을 수행하게 되는데, 이 경우 첫번째의 제빙유닛(7a)의 제빙냉판(6a)은 탈빙작동시 유입된 쿨가스에 의해 압력이 높아진 상태이기 때문에 탈빙작동이 완료된 후 곧바로 제빙작동이 개시될 때 제빙냉판(6a)에서 탈빙시의 높은 압력이 바이패스 회수라인(12)을 통해 냉매회수라인(1b)으로 그대로 배출될 경우에는 냉동장치(1)의 압축기(3)가 고장을 일으킬 수 있게 된다.

따라서 본 발명에서는 탈빙작동을 완료한 제빙냉판(6a)이 재차 제빙작동을 개시할 때에는 바이패스 회수라인(12)에 병렬로 장설된 냉매회수용 메인전자밸브(73)는 폐쇄된 상태를 그대로 유지하고 있도록 하며, 냉매회수용 보조전자밸브(74)가 먼저 개방작동되어 높은 압력의 냉매를 단위시간당 소량을 유출시키도록 구성되어 있는데, 이렇게 먼저 개방작동된 냉매회수용 보조전자밸브(74)를 통해 단위시간당 소량으로 배출시킬 때의 냉매 압력은 다른 제빙유닛(7b,7c...7n)에서 제빙작동할 때 냉매회수라인(1b)으로 회수되는 냉매의 압력과 거의 같은 상태이다. 따라서 상기한 냉매회수용 보조전자밸브(74)를 통해서 배출되는 냉매는 압력이 낮은 상태이기 때문에 냉동장치(1)의 압축기(3)를 안전하게 보호할 수 있게 되며, 한편 상기한 냉매회수용 보조전자밸브(74)가 단위시간당 소량의 냉매를 배출시키는 작용이 일정시간이 경과하게 되면 제빙냉판(6a)의 압력이 제빙작동을 수행할 때의 압력으로 떨어지게 되는데, 이때까지 소요되는 시간은 대략 10초 내외이며, 제빙냉판(6a)의 압력이 평상시(제빙시)와 같은 압력이 되면 그와 동시에 냉매회수용 메인전자밸브(73)도 개방작동되어 탈빙작동 완료 후 제빙작동을 재개한 제빙냉판(6a)에서 유출되는 냉매는 바이패스 회수라인(12)의 냉매회수용 메인전자밸브(73)와 냉매회수용 보조전자밸브(74)를 통해 냉매회수라인(1b)으로 회수되는 것이다.

그리고 상기와 같이 첫번째의 제빙유닛(7a)이 탈빙작동을 완료한 후 그 다음으로 탈빙작동을 개시하는 두번째의 제빙유닛(7b)도 첫번째의 제빙유닛(7a)과 똑같은 작동으로 탈빙작동을 수행한 후 곧바로 제빙작동을 재개하게 되며, 또 세번째의 제빙유닛(7c) 및 최종 순번의 제빙유닛(7n)도 순차적으로 탈빙작동을 수행항 후 곧바로 제빙작동을 재개하게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 제빙장치에 설치된 다수의 제빙유닛들이 제빙작동을 동시에 수행한 후 제빙냉판에 소정 두께로 착상된 얼음을 탈빙시키고자 할 때에는 냉동장치의 수액기내에 고온고압의 액상냉매와 함께 저장되어 있는 고압포화증기가스(쿨가스)를 제빙냉판으로 공급하여 제빙냉판을 고압포화증기가스의 열로 가열하므로서 제빙냉판에 붙어있는 얼음의 착상면을 살짝 녹여서 탈락시키게 되므로서 탈락된 얼음의 두께는 제빙냉판에서 착상되었을 때의 두께와 거의 동일한 상태로 얼음을 생산할 수 있게 하는 효과가 있으며, 또한 다수의 제빙유닛들이 서로 탈빙순번에 따라서 순차적으로 돌아가면서 탈빙작동을 수행하면서 연속해서 얼음을 생산할 수 있게 되어 얼음의 생산성향상과 함께 대량생산을 가능하게 하는 효과가 있으며, 또한 탈빙작동을 수행한 제빙유닛은 탈빙작동을 완료한 후 그 즉시로 제빙작동을 수행할 수 있게 하는 효과가 있으며, 또 탈빙작동을 완료한 후 제빙유닛이 제빙작동을 개시할 때에 냉동장치로 회수되는 냉매의 압력을 적정압력으로 낮추어줄 수 있어 냉동장치의 압축기가 압력변화에 의해 고장을 일으키는 원인을 사전에 방지할 수 있는 이점을 제공하게 된다.

Claims (4)

1. 냉동싸이클의 구성요소인 압축기, 응축기, 수액기로 구성되는 냉동장치와, 상기 냉동장치의 냉매공급라인과 냉매회수라인이 연결되는 제빙냉판이 설치되어 있는 제빙유닛으로 구성되는 제빙장치로 이루어진 제빙기에 있어서,

   상기 냉동장치와 제빙장치를 작동시켜서 상기 제빙장치의 제빙유닛에 설치되어 있는 제빙냉판의 양측면에 소정 두께로 착상된 얼음을 탈빙시키고자 할 때에는 상기 냉동장치의 수액기에 고온고압의 액상냉매와 함께 저장되어 있는 고압포화증기가스(쿨가스)를 제빙냉판에 공급하는 수단으로 상기한 고압포화증기가스의 열로 제빙냉판을 가열하여 제빙냉판에 붙어있는 얼음의 착상면을 살짝 녹여서 탈락시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 제빙기의 얼음 탈빙방법.
2. 냉동싸이클의 구성요소인 압축기, 응축기, 수액기로 구성되는 냉동장치와;

   상기 냉동장치의 냉매공급라인과 냉매회수라인이 연결되는 복수의 제빙냉판들이 각각 설치되어 있는 다수의 제빙유닛이 병렬로 설치되어 있는 제빙장치와;

   상기 냉동장치의 냉매공급라인으로 공급되는 고온고압의 액상냉매를 제빙장치의 각 제빙유닛에 형성된 제빙냉판들에 공급하기 위하여 상기 냉매공급라인에 상기 각 제빙냉판들을 병렬로 연결시키며, 또한 상기 냉매공급라인으로 공급되는 고온고안의 액상냉매의 공급을 제어하는 제빙용 전자밸브와 고온고압의 액상냉매를 급속히 팽창시켜서 저온저압의 안개상태로 변화시켜서 제빙냉판에 공급하는 팽창밸브가 각각 장설되어 있는 바이패스공급라인들과;

   상기 제빙장치의 각 제빙유닛에 형성된 제빙냉판에서 열교환작용을 다하고 배출되는 냉매를 상기 냉동장치의 압축기로 보내기 위하여 상기한 다수의 제빙유닛들 각각의 제빙냉판들을 냉매회수라인에 병렬로 연결하는 바이패스회수라인들;

   로 구성되어 상기 제빙장치의 각 제빙유닛에 설치되어 있는 제빙냉판이 분사공급되는 물과 열교환하여 소정 두께로 된 얼음을 만들어내도록 구성된 제빙기에 있어서,

   상기 냉동장치의 수액기 내부에 고온고압의 액상냉매와 함께 저장되어 있는 고압포화증기가스(쿨가스)를 제빙장치의 각 제빙유닛에 형성되어 있는 제빙냉판에 공급하기 위하여 상기 수액기에 냉매공급라인과는 별도로 설치되어 있는 탈빙용 냉매공급라인과;

   상기 탈빙용 냉매공급라인과 다수의 제빙유닛에 설치된 제빙냉판들 각각의 냉매유입구를 병렬로 연결시키며, 또한 상기 탈빙용 냉매공급라인으로 순환되는 고압포화증기가스(쿨가스)가 제빙냉판으로 공급되는 것을 제어하는 탈빙용 전자밸브와;

   상기 다수의 제빙유닛에 설치된 제빙냉판들 각각의 냉매유출구와 냉매회수라인에 병렬로 설치된 다수의 바이패스회수라인들 각 사이에 설치되는 다수의 냉매트랩과;

   상기 다수의 제빙유닛들이 순차적으로 탈빙작동을 진행하는 과정에서 냉매트랩에 저장되는 냉매를 다음으로 탈빙작동이 진행되는 이웃한 제빙유닛의 제빙냉판으로 공급하기 위하여 일측 제빙유닛의 냉매트랩과 그에 이웃한 타측 제빙유닛에 설치된 제빙냉판의 냉매유입구를 연결하는 다수의 바이패스회수라인;

   을 포함시켜 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 제빙기의 얼음 탈빙장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 바이패스회수라인들 각각에는 냉매트랩에 가까운 위치를 기준하여 냉매트랩에 있는 냉매가 이웃한 제빙유닛의 제빙냉판으로만 공급되게 하는 체크밸브와, 냉매의 압력을 감압시키면서 팽창시켜주는 감압밸브와, 냉매의 공급을 제어하는 보조전자밸브가 순차적으로 장설되어 있는 것을 특징으로 하는 제빙기의 얼음 탈빙장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 바이패스회수라인들 각각에는 각 제빙유닛들이 탈빙작동을 완료한 후 재차 제빙작동을 개시할 때 제빙냉판내의 높은 압력을 단위시간당 소량으로 유출되게 하는 냉매회수용 보조전자밸브와, 상기 보조전자밸브에 의해 제빙냉판내의 압력이 제빙작동시의 압력과 동일해진 상태가 되면 개방되어 냉매를 유출시키는 냉매회수용 메인전자밸브를 병렬로 장설하여서 된 것을 특징으로 하는 제빙기의 얼음 탈빙장치.