KR100764072B1 - 급속 동결기의 적상 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기와 컨베이어 사이에 철망을 설치하여 열교환기의 하단에서 발생할 적상 현상을 철망에 미리 발생시키고, 적상이 발생되는 시점에서 그 철망에 충격을 가하여 성에를 털어내도록 하여 제상을 행하도록 한 급속 동결기의 적상 제거 장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명은, 상측으로 열교환기가 설치되고, 상기 열교환기의 하측으로 컨베이어가 설치된 급속 동결기에 있어서, 상기 열교환기와 컨베이어의 사이에는 힌지를 매개로 하여 상하로 회전하도록 하는 매쉬로 된 판 형태의 적상 발생부가 구비되고, 상기 적상 발생부의 낙하를 규제하는 스토퍼가 설치되며, 샤프트에 적상발생부의 몸체일단을 들어올려 낙하시키는 상승낙하수단으로서 날개캠이 장착되어 구성된다.

이로 인해서 수(水)제상을 4시간(1일 2회)마다 시행하던 것을 8시간(1일 1회)로 줄일 수 있어 수(水)제상시 하우징 내의 열교환이 정지되고 제상 후 다시 동결점에 도달하기까지의 소요되는 에너지와 시간을 절반으로 줄일 수 있다. 또한, 단순히 털어내는 방식으로 제상을 행하게 되어 제상의 간편성과 함께 제상 시간 획기적으로 단축됨으로써 생산성 증대와 함께 인력의 낭비가 발생하지 않는 효과가 있다.

Description

급속 동결기의 적상 제거 장치{Apparatus for removing frost of the freezer}

도 1 은 통상적인 급속 동결기의 구성을 나타낸 도.

도 2 는 본 발명에 의한 단위 동결기를 구체적으로 나타낸 사시도.

도 3 은 단위 동결기의 적상 제거 장치를 보인 측면도.

도 4 는 적상 제거 장치의 동작을 보인 도.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

1 : 급속 동결기

100,200,300,400,500 : 단위 동결기

110 : 팬모터 120 : 열교환기

130 : 컨베이어 140 : 프레임

150 : 적상 발생부 151 : 프레임

152 : 힌지 153 : 힌지

153 : 메쉬 154 : 노브

155 : 돌기 160 : 모터

161 : 기어박스 162 : 샤프트 지지부

170 : 사프트 171 : 임펠러

171-1 : 홈부 172-2 : 돌출부

180 : 스토퍼 181 : 돌기

본 발명은 열교환기에 의하여 발생한 냉풍을 이용하여 식품 등을 급속으로 동결시키기 위한 급속 동결기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식품으로부터 발생되는 수분과 열교환기로부터 발생되는 냉풍에 열교환기의 내부에서 결합하여 생성되는 적상을 자동으로 제거할 수 있도록 하는 급속 동결기의 적상 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 급속 동결기는 열교환기(증발기)에 의한 냉풍을 이용하여 식품 등의 제품인 급속 냉동 대상을 급속 동결시키는 장치이다.

이러한 통상적인 급속 동결기(1)는 도1에 도시한 바와 같이 복수개의 단위 동결기(100,200,300,400,500)가 터널 형태를 가지고 순차적으로 배열되어 있고, 그 하부로는 컨베이어(130)가 설치되어 동결 대상인 제품을 전단의 단위 동결기(100)로부터 후단의 단위 동결기(500)까지 이송시키게 된다.

단위 동결기, 예를 들어 전단의 단위 동결기(100)는, 컨베이어(130)의 상부 에 열교환에 의하여 냉풍을 발생시키는 열교환기(120)가 구비되고, 그 열교환기(120)의 상단에 팬을 구동하기 위한 팬모터(110)가 장착되어 팬모터(110)의 동작에 의하여 열교환기(120)로부터 발생된 냉풍이 컨베이어(130)에 올려진 제품쪽으로 순환됨으로써 냉각이 이루어진다.

또한, 컨베이어(130)에 의하여 이송되는 제품은 후단 단위 동결기들(200,300,400,500)의 하부를 통과하면서 급속 냉각이 이루어져 배출된다.

그런데, 이러한 급속 동결기(1)로 투입되는 제품은 제조된 직후 급속 동결하여야 하므로 온도와 수분을 함유하고 있게 되어, 전단의 단위 동결기(100)에 투입된 경우 수분이 증발되면서 냉풍과 결합됨으로써 열교환기(120)의 하부에서 성에가 발생되는 적상 현상이 발생하게 된다.

적상 현상은 열교환기(120) 내의 공기 흐름을 방해함으로써 냉동 효율을 현저히 떨어뜨리게 되므로, 이를 주기적으로 제거해주어야 한다.

이를 위해, 통상적으로 4시간마다 전체 라인 정지시킨 다음 열교환기(120)에 물을 분사하여 적상을 제거하게 되는데, 이때 제상을 위한 소요시간은 1시간 정도 소요된다.

이러한 적상 제거 방법은 모든 라인을 정지시킨 다음 물로써 제상을 행하기 때문에 그 시간동안 제품을 생산할 수 없고, 열교환기(120)에 물을 직접 뿌리게 되어 열교환기(120)의 온도가 상승되어 다시 냉풍 발생을 위하여 냉각시키는 경우 그만큼 에너지 소모와 인력 소모가 수반된다.

또한, 물을 이용하여 제상하기 때문에 열교환기(120)의 내부에서 물이 결빙 되므로 이 또한 냉기의 흐름을 방해하는 요소가 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이를 위해, 열교환기와 컨베이어 사이에 철망을 설치하여 열교환기의 하단에서 발생할 적상 현상을 철망에 미리 발생시키고, 적상이 발생되는 시점에서 그 철망에 충격을 가하여 성에를 털어내도록 하여 제상을 행함으로써 종래의 문제점을 해결하도록 한 급속 동결기의 적상 제거 장치를 제공하는데 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명 급속 동결기의 적상 제거 장치는,

상측으로 열교환기가 설치되고, 상기 열교환기의 하측으로 컨베이어가 설치된 급속 동결기에 있어서,

상기 열교환기와 컨베이어의 사이에는 프레임 내부에 메쉬가 설치되고, 그 프레임의 일단은 지지물에 힌지로 결합된 판 형태의 적상 발생부가 구비되고, 상기 적상 발생부의 낙하를 규제하는 스토퍼가 설치되며, 모터의 구동에 의하여 회전하는 샤프트에 날개캠이 장착되어 그 날개캠이 상기 적상 발생부의 몸체 일단을 들어올려 낙하함으로써 적상 발생부에 생성된 성에를 털어낼 수 있도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 의한 급속 동결기의 적상 제거 장치를 나타낸 것으로서, 도 1 의 단위 동결기 중 가장 전단의 단위 동결기(100)를 예를 들어 설명한다.

열교환기(120)는 내부가 공기와 접촉하여 상부에 위치한 팬에 의해 순환되는 공기를 냉각시키도록 되어 있으며, 그 열교환기(120)의 하부에는 급속 냉동 대상인 제품을 이송하도록 하는 컨베이어(130)가 설치된다.

상기 열교환기(120)와 컨베이어(130) 사이의 공간에는 본 발명에 의한 적상 제거 장치가 설치된다.

먼저 컨베이어(130)의 양측으로는 컨베이어(130)의 롤러를 지지하기 위한 바 형태의 프레임(140,140')이 설치되고, 그 프레임(140,140')의 상부에 적상 발생부(150)가 설치된다.

이 적상 발생부(150)는 창 형태의 프레임(151) 내측에 메쉬(mesh)(153)가 장착되는데, 이 메쉬(153)는 수지로 된 망 또는 철망 등이 될 수 있으며, 프레임(151)의 일측 양단부는 상기 프레임(140,140')의 상부에 거치됨과 아울러 힌지(152)에 의해 결합됨으로써 그 힌지(152)를 매개로 하여 상하방향으로 회전이동이 가능하도록 설치된다.

프레임(151)의 타측은 스토퍼(180)에 의하여 하측으로 이동되는 것이 규제되는데, 상기 스토퍼(180)는 'L'자 형태로 절곡되어 그 상부는 열교환기(120)의 하우징에 장착되며, 그 하부의 절곡된 부위는 프레임(151)의 타측면 하부에 위치하여 이에 프레임(151)이 거치된다.

또한, 프레임(151)의 타측에는 외측 방향으로 기울기를 가지며 상향되고, 그 상부가 외측을 절곡된 노브(knob)(154)가 설치되어, 이 노브(154)의 외측 절곡된 부분이 이후에 설명할 날개캠(171)의 외주면에 접촉된다.

한편, 상기 적상 발생부(150)의 힌지(152)가 위치하는 반대쪽에는 프레임(140)의 상부에 모터(160)와 감속기어가 구비된 기어박스(161)가 상하측으로 연결되어 설치되며, 그 기어박스(161)의 측면으로는 샤프트(170)의 일측 단부가 접속되어 모터(160)로부터 발생된 동력을 샤프트(170)가 인가받아 회전하게 된다.

이 샤프트(170)의 타측은 프레임(140')의 상부에서 샤프트 지지부(162)에 의하여 회전 가능하게 지지된다.

상기 샤프트(170)에는 상기 적상 발생부(150)의 프레임(151) 타측에 접촉되어 이 프레임(151)의 소정 높이로 들어올려서 낙하시키기 위한 날개캠(171)이 장착되는데, 이 날개캠(171)은 홈부(171-1)와 돌출부(171-2)가 번갈아가면서 형성된다.

홈부(171-1)에서 돌출부(171-2)로는 점진적을 증가하는 곡선면을 가지며, 돌출부(171-2)에서 홈부(171-1)로는 급격한 경사각을 갖도록 형성되는데, 예를 들면 돌출부(171-2)의 첨단 부분에서 샤프트(170)의 중심점과 일직선이 되도록 하는 경사각을 가질 수 있다.

도 3 은 도 2 의 측단면을 보인 도로서, 컨베이어(130)의 상부에 위치하는 급속 냉각 대상인 제품에서 발생되는 수분과 열교환기(120)로부터 발생된 냉기가 적상 발생부(150)의 메쉬(153)가 설치된 위치에서 접촉하게 되어 메쉬(153)에 성에가 발생하게 되어 적상된다.

즉, 기존에는 수분이 팬(F)의 하부에 위치한 열교환기(120)의 내부까지 상승하여 냉각됨으로써 열교환기 내부에서 대부분의 적상이 발생하였으나, 본 발명은 적상 발생부(150)에 의하여 열교환기(120)의 내부로 수분이 인입되기 전에 적상발생부의 메쉬(153)에서 적상이 이루어지게 하는 것이다.

아울러, 본 발명은 상기 메쉬(153)에 적상된 성에를 제거하기 위하여 적상 발생부(150)를 상측으로 이동시킨 후 낙하시킴으로써 그 낙하 충격에 의하여 성에를 털어내도록 하는데, 날개캠(171)이 샤프트(170)의 회전에 의하여 회전하게 되면, 먼저 날개캠(171)의 홈부(171-1)에 위치한 노브(154)가 홈부(171-1)로부터 돌출부(171-2)쪽으로 외주면을 접촉하면서 상측으로 이동하게 된다.

이로 인해, 프레임(151)의 타측 부분만이 스토퍼(180)의 상부에서 상측으로 일정 높이만큼 이동하게 되며, 도 4에 도시한 바와 같이 노브(154)가 돌출부(171-2)를 경과하게 되면 급격한 경사에 의하여 홈부(171-1)쪽으로 낙하됨으로써 프레임(151) 또한 스토퍼(180)의 상부쪽으로 낙하하게 된다.

프레임(151)이 스토퍼(180)의 상부에 낙하되면서 발생하는 충격이 메쉬(153)로 전달되어 메쉬(153)에 형성된 성에가 하측으로 털어지게 되는 것이다.

이때, 스토퍼(180)의 상부에는 돌기(181)가 형성되어 있고, 이에 대응하는 프레임(151)의 하부의 대응 위치에도 마찬가지로 돌기(155)가 형성되어 이 돌기들(181,155)이 낙하시에 서로 맞부딪히게 되어 프레임(151)과 스토퍼(180)에 전달되는 낙하 충격에 대해 보강 작용을 하여 프레임(151)의 파손을 방지한다.

또한, 프레임(151)의 양측이 평행하게 동시에 동일한 높이로 상승할 수 있도록 날개캠(171)이 샤프트(171)의 양측에 복수개 장착될 수 있으며, 스토퍼(180)도 마찬가지로 일정 간격을 두고 복수개가 적용되어 프레임(151)의 전체에 골고루 낙 하 충격을 전달하게 된다.

즉, 스토퍼가(180)가 가운데 부분에 하나만 설치되거나 또는 편중되어 설치된 경우 프레임(151)의 특정 부위에만 낙하 충격이 발생함으로 적상 제거가 원활하지 않기 때문에 프레임(151)의 전면에 골고루 충격을 가하기 위하여 일정 간격으로 복수개의 스토퍼(180)가 구비되는 것이다.

그리고, 상기에서도 언급하였듯이 날개캠(171)에는 다수의 홈부(171-1)와 돌출부(171-2) 교번하여 형성됨으로써 1회의 회전으로 여러번의 적상 제거 동작이 이루어질 수 있다.

이러한 본 발명은 도 1에서와 같이 단위 동결기(100,200,300,400,500) 모두에 적용할 수 있으며, 가장 적상 현상이 많이 발생하는 첫 번째 단위 동결기(100)에만, 또는 첫 번째와 두 번째 단위 동결기(100,200)에 적용할 수 있다.

단위 동결기(100,200,300,400,500) 모두에 본 발명이 적용된 경우 첫 번째 단위 동결기(100)의 적상 제거 주기는 빠르게 하고, 이후의 단위 동결기(200,300,400,500)들은 점차적으로 적상 제거 주기를 늦추는 방향으로 모터(160)를 구동시킴이 바람직하다.

또한, 모터(160)를 이용하여 샤프트(170)를 회전시킴으로써 자동으로 적상 제거 작업을 수행하도록 하였으나, 다른 방안으로는 샤프트(170)의 단부에 회전 손잡이를 부가하여 수동으로 샤프트(170)를 회전시켜 적상 제거 작업을 행할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 열교환기와 하부에 설치되는 컨베이어의 사이에 메쉬 형태의 적상 발생부를 두어 적상 현상이 미리 적상발생부의 메쉬에서 발생하도록 하고, 이 적상 발생부를 일정 주기마다 낙하시켜 낙하 충격을 줌으로써 적상 제거 작업을 행하도록 하여 열교환기 내에서의 냉각공기의 흐름을 원활히 할 수 있도록 한다.

이로 인해서 종전에 비해 물로 제상을 하는 수(水)제상 시간 간격을 4시간에서 8시간으로 늘릴 수 있게 되어 하루 설비운용시간 중에 1일 2회 수제상하던 것을 1일 1회로 줄일 수 있어 수제상시 하우징 내의 열교환이 정지되고 제상 후 다시 동결점에 도달하기까지의 소요되는 에너지와 시간을 절반으로 줄일 수 있게 되므로, 결국에는 생산 라인의 가동시간을 늘여 생산성이 증대되고 에너지를 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 단순히 털어내는 방식으로 제상을 행하게 되어 제상의 간편성과 함께 제상 시간 획기적으로 단축됨으로써 생산성 증대와 함께 인력의 낭비가 발생하지 않는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 상측으로 열교환기가 설치되고, 상기 열교환기의 하측으로 컨베이어가 설치된 급속 동결기에 있어서,

   상기 열교환기와 컨베이어의 사이에는 힌지를 매개로 하여 상하로 회동되는 적상 발생부가 구비되고, 상기 적상발생부를 들어올렸다가 낙하시키기 위한 상승낙하 수단이 구비되고, 상기 적상 발생부의 낙하를 규제하여 적상발생부에서 낙하충격이 발생되게 하는 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 급속 동결기의 적상 제거 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 적상 발생부는 상기 힌지로 지지물에 결합된 프레임 내부에 메쉬가 설치되는 구성으로 이루어지고,

   상기 상승낙하 수단은 모터구동으로 회전되는 샤프트에 장착되어 상기 적상 발생부의 프레임 단부에 접촉하여 적상발생부를 들어올려 낙하시키는 날개캠으로 구성되는 것을 특징으로 하는 급속 동결기의 적상 제거 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 프레임의 단부에는 프레임으로부터 돌출된 노브가 형성되고, 상기 노브에 상기 날개캠이 접촉되는 것을 특징으로 하는 급속 동결기의 적상 제거 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 날개캠은 복수개의 편심부가 형성된 것을 특징으로 하는 급속 동결기의 적상 제거 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 적상 발생부의 하부와 스토퍼의 상부에는 서로 대응하는 위치에 충격에 대해 보강하기 위한 돌기가 구비된 것을 특징으로 하는 급속 동결기의 적상 제거 장치.

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