KR100817005B1

KR100817005B1 - 액체포장용기 냉각장치 및 그것의 제어방법

Info

Publication number: KR100817005B1
Application number: KR1020060129439A
Authority: KR
Inventors: 윤희종
Original assignee: 주식회사 위닉스
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-03-27

Abstract

액체포장용기의 냉각장치를 개시한다.

상기 냉각장치는 급속냉각을 실현하여 액체포장용기에 담겨있는 물의 냉각시간을 단축할 수 있도록 구성되며, 액체포장용기의 교환이 검출되면 급속 냉각모드를 실행하여 액체포장용기에 담긴 액체의 온도가 요구되는 조건으로 신속하게 도달되게 한다.

본 발명이 개시하는 냉각장치는 선택된 모드의 동작 상태에서 온도센서를 통해 냉각판의 온도를 검출하는 과정, 냉각판에서 검출되는 온도의 변화량을 연산하여 설정된 기준값과 비교하는 과정, 냉각판의 온도 변화량이 기준값 이하이면 정상 냉각 사이클을 실행하고, 기준값 이상이면 액체포장용기의 교환으로 판단하여 급속 냉각모드를 실행하는 과정 및 상기 급속 냉각모드의 진행으로 냉각판의 온도가 기준온도 이하로 유지되면 정상 냉각 사이클로 전환하는 과정을 포함한다.

액체포장용기, 냉동사이클, 급속 냉각모드, 액체포장용기 교환, 냉각판

Description

액체포장용기 냉각장치 및 그것의 제어방법{APPARATUS FOR COOLING WATER PUT IN BAG IN BOX AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체포장용기 냉각장치를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치에 사용되는 액체포장용기를 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액체포장용기 냉각장치의 개략적인 구성 블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체포장용기 냉각장치의 제어 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액체포장용기 냉각장치의 정상 냉각 사이클을 도시한 타이밍도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액체포장용기 냉각장치의 액체포장용기 교체시 냉각 사이클을 도시한 타이밍도이다.

본 발명은 액체포장용기 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉각 대상인 액체포장용기의 교환이 검출되는 경우 급속 냉각모드가 자동으로 실행되어 교환된 액체포장용기에 담긴 물이나 음료, 주류 등의 액체가 단시간 내에 원하는 온도로 신속하게 냉각되도록 하는 액체포장용기 냉각장치 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉수공급장치나 온수공급장치 또는 냉온수공급장치는 직접 수도관과 연결되어 물을 공급받거나, 물을 특정한 용기에 담아서 그 용기로부터 물을 공급받아 일정온도 이상으로 가온하거나 일정 온도 이하로 냉각시켜 냉수 및 온수를 사용자에게 음용수로 제공한다.

이러한 장치들은 어떤 것이나 정수수단을 부가하여 물속에 포함되어 있는 이물질과 세균들을 걸러내고 먹을 수 있도록 하고 있다.

그러나 모든 방식의 그러한 냉수공급장치, 온수공급장치들은 물을 저장조에 저장한 상태에서 냉각하거나 가온하여 냉수나 온수를 만들고 있다.

이와 같이 저장조를 사용하는 구조의 장치들은 용기에 담겨진 물이 깨끗하게 정수되었다고 할지라도 이 저장조에 담겨진 상태로 대기에 노출될 수 있으므로 저장조에 세균이 번식하거나 이 저장조로 세균이 침투하는 경우 실질적으로 깨끗하지 않은 물을 사용자에게 공급하게 된다.

그러므로 이와 같은 비위생적인 문제점을 해결하기 위한 수단으로 정수된 물을 담고 있는 용기에서 직접 물을 받아서 사용할 수 있도록 하고 있다.

이른바 액체포장용기(Bag In Box)는 섬유질 박스 내측으로 비닐백이 담겨지고, 이 비닐백에 정수된 물이 담겨지는 구조로 이루어져 있으며, 이 비닐백에 콕이 설치되어 물을 외부로 내보낼 수 있도록 하고 있다.

그러나 이러한 액체포장용기 방식의 물 공급구조는 종래의 저장조를 사용하는 물 공급장치에 비하여 물을 위생적으로 먹을 수 있는 이점은 있으나, 이 액체포장용기에 담겨진 물을 냉각시키거나 가온하는 것이 어렵다.

특히, 냉각장치에서 액체포장용기의 교환이 발생하는 경우 상온을 유지하고 있는 액체포장용기에 담겨진 물을 원하는 온도로 냉각시키는데 장시간. 대략적으로 3시간 이상이 소요되어 된다.

따라서, 시원한 물을 음용하고자 하는 소비자의 요구를 충적시키지 못하는 단점이 발생한다.

그리고, 액체포장용기에 담겨진 물을 원하는 온도로 냉각시키는데 많은 전력의 소모가 발생하고, 압축기의 연속적인 동작이 유지됨에 따른 소음의 발생으로 인하여 제품의 신뢰성을 저하시킨다.

또한, 압축기의 연속적인 동작으로 인한 진동으로 냉매관로의 크랙을 발생시키게 되며, 압축기의 내구성을 저하시키게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 그 목적은 액체포장용기에 담겨진 물이나 음료, 주류 등과 같은 액체를 직접 냉각할 수 있도록 하고, 액체포장용기의 교환이 검출되는 경우 급속 냉각모드가 자동으로 실행되어 교환된 액체포장용기에 담긴 액체가 단시간 내에 원하는 온도로 신속하게 냉각되도록 하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 실현하기 위한 본 발명은 냉매를 고온 고압의 가스로 압축하는 압축기, 압축기로부터 압축된 기체 상태의 냉매를 액체로 상변환시키는 응축기, 응축된 냉매의 압력을 낮추는 팽창밸브, 냉매의 순환을 제공하는 냉매순환관로 및 냉매귀환관로를 포함하는 냉각장치에 있어서,

케이스의 상측에 반구형상으로 돌출되어 설치되고, 내측면에 냉각쳄버가 형성되는 냉각판; 하나 이상으로 설치되어 상기 냉각판의 온도를 검출하는 온도센서; 냉각장치의 전원 온/오프, 냉각 및 가열모드의 선택, 온도설정, 절전모드의 선택 신호를 출력하는 조작패널; 상기 조작패널로 선택되는 신호에 따라 운전모드가 설정되며, 설정된 운전모드에 따라 압축기 및 응축기에 구비되는 냉각팬을 제어하여 냉각판 상에 올려져 있는 액체포장용기에 담긴 액체를 냉각 제어하는 제어부; 상기 조작패널로 선택된 운전모드와 냉각장치의 운전상태를 제어부의 제어에 따라 소정의 방식으로 디스플레이하는 표시부를 포함한다.

또한, 본 발명은 냉각장치가 선택된 모드로 동작되는 상태에서 온도센서를 통해 냉각판의 온도를 검출하는 과정; 냉각판에서 검출되는 온도를 시간당 변화량으로 연산하여 설정된 기준값과 비교하는 과정; 냉각판 온도의 시간당 변화량이 설정된 기준값 이하이면 정상 냉각 사이클을 실행하고, 기준값 이상이면 액체포장용기의 교환으로 판단하여 급속 냉각모드를 실행하는 과정; 상기 급속 냉각모드의 진행으로 냉각판의 온도가 기준온도 이하로 유지되면 정상 냉각 사이클로 전환하는 과정을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도시된 바와 같이, 케이싱 내측에 제공되며 냉매를 고온 고압의 가스로 압축하는 압축기(20), 상기 압축기(20)로부터 압축된 기화상태의 냉매를 전달받아 액화상태의 냉매로 만드는 응축기(22), 그리고 응축된 냉매의 증발이 용이하게 이루어질 수 있도록 이 냉매의 압력을 낮추는 팽창밸브(24), 이 팽창밸브(24)로부터 냉매순환관로(30)를 통해 냉매를 전달받아 냉각판(12)의 내측면에 미립자 상태로 분사시켜 급속한 열교환이 이루어지도록 하는 냉각쳄버(26) 및 상기 냉각쳄버(26)와 압축기(20)를 연결하는 냉매귀환관로(28)를 포함한다.

상기 냉각판(12)은 상측이 후술하는 액체포장용기에 의해 감싸여질 수 있도록 반구형상으로 돌출되어 구성되고, 내측면에 냉각쳄버(26)가 형성된다.

상기 냉각쳄버(26)에 공급되어지는 냉매는 상기 냉각판(12) 내부 표면에 미립자 상태로 직접 분사되어 빠른 상변화가 발생되도록 하며, 이를 통한 열교환으로 냉각판(12) 표면을 급냉각시킨다.

상기 냉매순환관로(30)는 액상의 냉매를 냉각판(12)을 형성하는 쳄버 내 부(26)에 순환시켜 미립자 상태로의 분사를 통해 열교환이 발생되도록 하고, 냉매귀환관로(28)는 열교환이 이루어진 기화된 냉매를 압축기(20)로 순환시킨다.

도시된 바와 같이 종이재질의 겉포장(P1)과, 이 겉포장(P1)의 내측에 위치되어 실질적으로 액체를 담고 있는 합성수지 재질의 속포장(P2)으로 이루어진다.

상기 겉포장(P1)의 일측면에 개구(14)가 형성되어 이 개구(14)를 통하여 상기 속포장(P2)이 노출될 수 있도록 구성된다.

또한 상기 속포장(P2)에는 일반적으로 냉온수기에 사용되고 있는 콕(16)이 설치된다.

따라서, 액체포장용기(P)가 냉각판(12) 상에 올려지면 냉각판(12)이 액체포장용기(P)의 개구(14) 측으로 진입하면서 속포장(P2)을 밀어 올리게 되므로 실질적으로 속포장(P2)이 냉각판(12)을 둘러싸는 형태가 되어 넓은 면접촉이 형성된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 냉각장치에 냉각판(12)상에 액체포장용기(P)를 올려놓은 상태에서 냉각장치를 작동시키면 압축기(20)의 작동에 의해 냉매가 고온 고압으로 압축되면서 응축기(22), 팽창밸브(24)를 경유하면서 냉매순환관로(30)를 따라 냉각챔버(26)로 공급되어 미립자 상태로 냉각판(12)의 내측면에 분사되며, 분사되는 과정에서 액상에서 기상으로의 상변화가 일어난다.

이 과정중에 냉매는 상기 냉각챔버(26) 내에 있는 열을 빼앗아 가면서 열교환이 이루어지게 되므로 냉각판(12)을 급속하게 냉각시킨다.

따라서, 냉각판(12)의 상부에 올려져 있는 액체포장용기(P)의 속포장(P2)이 이 냉각판(12)을 감싸는 상태로 되어 넓은 접촉 면적을 유지하고 있으므로, 속포장(P2)에 담겨 있는 액체와 냉각판(12)과의 열교환이 신속하게 이루어져 액체의 냉각이 제공된다.

그리고, 기화된 냉매는 상기 냉각챔버(26) 내측에 선단부가 위치하여 있는 냉매귀환관로(28)를 통하여 압축기(20)로 다시 가서 압축되면서 상기 과정을 반복하게 된다.

도시된 바와같이, 온도센서(101)와 조작패널(103), 제어부(105), 표시부(107), 압축기(20) 및 냉각팬(109)을 포함한다.

온도센서(101)는 전술한 도 1의 구성에 도시된 냉각판(12)에 하나 이상의 개수로 설치되며, 냉각판(12)의 실시간 온도 변화를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

조작패널(103)은 다수개의 기능 선택키로 이루어지며, 사용자에 의해 선택되는 냉각장치의 전원 온/오프 신호, 액체의 냉각 및 가열 모드의 선택과 선택된 모드에서의 온도 설정 신호, 야간시간에서의 절전모드 선택 신호 등을 제어부(105)에 제공한다.

상기 제어부(105)는 조작패널(103)로 선택되는 신호에 따라 운전모드가 설정되며, 설정된 운전모드에 따라 압축기(20) 및 응축기에 구비되는 냉각팬(109)을 제 어하여 냉각판(12) 상에 올려져 있는 액체포장용기에 담긴 액체의 냉각을 제공한다.

또한, 상기 제어부(105)는 온도센서(101)에서 검출되는 냉각판(12)의 온도정보가 액체포장용기의 교환으로 판단되면 급속 냉각모드로 진입하여 교환된 액체포장용기에 담긴 액체가 단시간 내에 설정된 온도의 조건으로 도달되도록 상기 압축기(20) 및 냉각팬(109)의 작동을 제어한다.

상기 제어부(105)는 온도센서(101)에서 검출되는 냉각판(12)의 온도변화를 단위 시간당 변화량을 연산하여 연산된 시간당 변화량이 설정된 기준값 이상이면 냉각판(12)에서 액체포장용기가 변화되어 급격한 온도 변화가 발생한 것으로 판단하여 급속 냉각모드를 제어한다.

상기 제어부(105)는 통상의 상태에서는 도 4에 도시된 바와 같은 냉각 사이클을 제어하고, 액체포장용기의 교환이 판단되면 도 5에 도시된 바와 같은 급속 냉각모드의 사이클을 제어한다.

표시부(107)는 상기 조작패널(103)로 선택되는 제반적인 운전 동작과 냉각장치의 현재 운전상태를 제어부(105)의 제어에 따라 설정된 소정의 방식으로 디스플레이한다.

상기 표시부(107)는 상기 조작패널(103)이 터치패널로 구성되는 경우 조작패널과 일체로 구현되고, 냉각장치의 운전 동작을 문자나 숫자 혹은 그레픽의 형태로 디스플레이한다.

압축기(20)는 제어부(105)의 제어 신호에 의해 동작되어 냉매귀환관로를 통 해 순환되는 기화된 냉매를 고온 고압으로 압축한다.

냉각팬(109)는 응축기에 구비되며, 상기 제어부(105)의 제어 신호에 의해 동작되어 응축기에 열교환을 제공하여 고온 고압을 유지하는 기체 상태의 냉매를 액체 상태로 상변환되도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체포장용기 냉각장치의 제어 흐름도로, 액체포장용기의 교환이 있는 경우 급속 냉각모드를 실행하는 동작에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

냉각장치가 전원 온을 유지하며 조작패널(103)로 선택된 모드로 동작되는 상태에서(S100) 제어부(105)는 온도센서(101)로부터 냉각판의 온도를 검출한 다음(S101) 시간당 온도 변화량을 연산하여 검출한다(S102).

이후, 연산된 시간당 온도 변화량과 설정된 기준값을 비교하여(S103) 냉각판의 온도 변화량이 설정된 기준값 이상을 유지하는지를 판단한다(S104).

상기 S104의 판단 결과 냉각판의 온도 변화량이 설정된 기준값 이하를 유지하고 있으면, 도 4에 도시된 바와 같이 설정된 온도를 기준으로 압축기(20) 및 냉각팬(109)의 온/오프를 제어하는 정상의 냉각 사이클을 진행한다(S110).

그러나, 도 4와 같이 정상 냉각 사이클을 유지하는 상태에서 냉각판에 올려져 있는 액체포장용기의 교환이 이루어지면, 냉각판의 온도는 액체포장용기에 담긴 상온 상태의 물과 열교환이 이루어지므로 냉각판의 온도 변화는 순간적으로 상승하게 되어 정상 사이클에 따른 온도 변화량을 초과하게 된다.

따라서, 제어부(105)는 상기 S104의 판단 결과 냉각판의 온도 변화량이 정상 사이클을 기준으로 설정된 기준값 이상으로 검출되면 냉각판에 올려져 있던 액체포장용기의 교환으로 판단하여(S105) 급속 냉각모드로 진입한 다음 압축기(20) 및 냉각팬(109)을 지속적으로 작동시켜 냉각판의 온도를 급속하게 떨어뜨린다(S106).

도 6에 도시된 바와 같이, 압축기(20) 및 냉각팬(109)의 온/오프 제어를 정상적인 싸이클로 제어하는 도중에 액체포장용기의 교환이 판단되는 시점(A)부터 압축기(20) 및 냉각팬(109)을 연속적으로 작동시켜 B 구간에서와 같이 냉각판의 온도가 빠른 속도로 떨어지도록 제어한다.

상기 S106과 같이 급속 냉각모드가 제어되는 상태에서 온도센서(101)를 통해 냉각판의 온도를 연속적으로 검출하여(S107) 설정된 기준온도 이하로 검출되는지 판단한다(S108).

상기 S108의 판단에서 냉각판의 온도가 설정된 기준온도 이하로 검출되지 않으면 상기 S106의 단계로 리턴하여 급속 냉각모드를 지속적으로 유지하고, 냉각판의 온도가 설정된 기준온도 이하로 검출되면 일정 온도로 유지되는지를 판단한다(S109).

상기 S109의 판단에서 냉각판의 온도가 일정 온도로 유지되지 않으면 설정된 일정시간 동안 압축기(20) 및 냉각팬(109)을 더 작동시켜 냉각판이 일정 온도로 유지될 수 있도록 한다(S111).

이후, 액체포장용기의 교환이 이루어진 이후 단시간내에 냉각판의 온도가 설정된 온도 이하로 일정한 온도가 유지되면 도 5에 도시된 정상 냉각 사이클로 전환되어 냉각판이 온도에 따른 온/오프 동작을 반복한다(S110).

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 액체포장용기용 냉각장치는, 액체포장용기에 담긴 액체를 외부로 이동시키지 않고 그 상태로 냉각시킬 수 있으므로 종래의 냉각장치에서 발생되던 비위생적 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 액체포장용기의 교환이 발생되는 경우 급속 냉각모드로 자동 동작되어 액체포장용기에 담긴 액체를 단시간 내에 원하는 온도로 냉각시킬 수 있어 냉각장치의 상품성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

냉매를 고온 고압의 가스로 압축하는 압축기, 상기 압축기로부터 압축된 기체 상태의 냉매를 액체로 상변환시키는 응축기, 응축된 냉매의 압력을 낮추는 팽창밸브, 냉매의 순환을 제공하는 냉매순환관로 및 냉매귀환관로를 포함하는 냉각장치에 있어서,

케이스의 상측에 반구형상으로 돌출되어 설치되고, 내측면에 냉각쳄버가 형성되는 냉각판;

하나 이상으로 설치되어 상기 냉각판의 온도를 검출하는 온도센서;

냉각장치의 전원 온/오프, 냉각 및 가열모드의 선택, 온도설정, 절전모드의 선택 신호를 출력하는 조작패널;

상기 조작패널로 선택되는 신호에 따라 운전모드가 설정되며, 설정된 운전모드에 따라 압축기 및 응축기에 구비되는 냉각팬을 제어하여 냉각판 상에 올려져 있는 액체포장용기에 담긴 액체를 냉각 제어하는 제어부;

상기 조작패널로 선택된 운전모드와 냉각장치의 운전상태를 제어부의 제어에 따라 소정의 방식으로 디스플레이하는 표시부를 포함하는 액체포장용기 냉각장치.
청구항 1에 있어서,

상기 냉각쳄버에서는 공급되는 냉매가 냉각판 내부 표면에 미립자 상태로 직접 분사되어 냉각판의 급속한 열교환을 제공하는 액체포장용기 냉각장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부는 온도센서에서 검출되는 냉각판의 온도정보가 액체포장용기의 교환으로 판단되면 급속 냉각모드로 진입하여 교환된 액체포장용기에 담긴 액체를 단시간 내에 설정된 온도로 냉각시키는 액체포장용기 냉각장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부는 온도센서에서 검출되는 냉각판의 온도를 시간당 변화량으로 연산하고, 시간당 변화량이 설정된 기준값 이상이면 액체포장용기의 교환으로 판단하여 급속 냉각모드를 제어하는 액체포장용기 냉각장치.
청구항 1에 있어서,

상기 표시부는 터치패널로 이루어지는 조작패널과 일체로 구성하고, 냉각장치의 운전동작을 문자나 숫자, 그래픽으로 디스플레이하는 액체포장용기 냉각장치.
냉각장치가 선택된 모드로 동작되는 상태에서 온도센서를 통해 냉각판의 온도를 검출하는 과정;

냉각판에서 검출되는 온도를 시간당 변화량으로 연산하여 설정된 기준값과 비교하는 과정;

냉각판 온도의 시간당 변화량이 설정된 기준값 이하이면 정상 냉각 사이클을 실행하고, 기준값 이상이면 액체포장용기의 교환으로 판단하여 급속 냉각모드를 실행하는 과정;

상기 급속 냉각모드의 진행으로 냉각판의 온도가 기준온도 이하로 유지되면 정상 냉각 사이클로 전환하는 과정을 포함하는 액체포장용기 냉각장치의 제어방법.
청구항 6에 있어서,

상기 급속 냉각모드는 냉각판의 온도가 설정된 기준온도 이하로 떨어지기까지 압축기 및 응축기의 동작이 연속적으로 유지되는 액체포장용기 냉각장치의 제어방법.
청구항 6에 있어서,

상기 급속 냉각모드의 실행으로 냉각판의 온도가 설정된 기준온도 이하에 도달되면, 일정온도가 유지되도록 설정된 일정시간 동안 압축기 및 응축기의 동작을 유지하는 액체포장용기 냉각장치의 제어방법.