KR101039052B1 - 제빙기의 정수위조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급수탱크없이 제빙기등의 냉동챔버내에 채워지는 물의 정수위를 유지할 수 있는 제빙기의 정수위조절장치에 관한 것이다.

이것은 상부바디(110)와 하부바디(120)로 이루어지고, 그 내부에 다이아프램(130)을 구획 형성하며, 유입구측을 개폐시키는 개폐부재(140)로 이루어진 제빙기의 정수위조절장치에 있어서, 상기 개폐부재(140)의 선단부가 다이아프램(130)의 승강축(135)에 제1축핀(141)으로 연결됨과 동시에 유입구(121)측을 개폐하는 개폐캡(144)측에 제2축핀(142)으로 연결하여 승강축(135)의 승강과 동시에 제2축핀(142)을 축으로 연동되어 유입구(121)를 개폐하는 것으로, 급수탱크없이 물이 채워지는 챔버내 물의 정수위를 유지할 수 있는 제빙기의 정수위조절장치를 제공하게 된다.

정수위조절장치,다이아프램,체크밸브,

Description

제빙기의 정수위조절장치{Water level control device for use ice making machine}

본 발명은 제빙기의 정수위조절장치에 관한 것이다.

이것은 제빙기 혹은 정수기 등에 적용되어 얼음을 제빙하거나 출수되는 물을 냉각시키기 위하여 냉동 증발관으로 감겨진 실린더내의 물을 결빙시키거나 냉각(냉수)시키는 경우에 사용되는 실린더내 수위를 정수위로 유지하기 위한 제빙기의 정수위조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 제빙기,정수기등에는 냉동 혹은 냉각시스템이 작용하는 챔버를 구비하고 있다.

첨부 도면중 도 1은 종래 오거식 제빙기의 급수,제빙,냉동사이클의 전체구성도이다.

상기 도면에 따르는 종래 제빙시스템은 급수관측에 정수위콘트롤회로로 제어되는 급수밸브와,급수탱크를 설치하고, 제빙장치측에는, 외면이 냉동증발관으로 감겨지고 내부가 물이 채워지는 공간을 형성하는 실린더를 이루며, 실린더 내부에는 나선날이 형성된 스크류를 수직 설치하고, 그 상부에 얼음챔버가 위치하고 있다. 이와 같은 증발기(관)는 다시 냉매라인으로 순환되도록 연결되며, 압축기,응축기, 팬모터, 팽창밸브가 적당한 위치에 설치되어 있다.

이러한 제빙시스템의 실린더내부는 소정의 물이 채워지면 이를 검출하여 물의 공급을 자동 차단하고 있으며, 실린더와 급수탱크의 수위를 같은 높이로 유지하여야 하므로 항상 정수기 혹은 제빙기에는 필수적으로 수용공간이 큰 탱크 혹은 수위조절수조등을 구비하여야 했다. 이러한 급수탱크가 있어야 하는 이유는 챔버의 공간 최대높이에 이르는 순간 제빙작용이 이루어져야만 제빙시스템이 정상작동되어 양질의 얼음이 생산되어 왔다.

따라서, 이러한 제빙원리를 이루는 종래 제빙실린더내의 정수위 유지 이유는 물이 충분히 채워지지 않는 상태에서 냉동 및 냉각사이클이 개시될 경우 일부 빈공간 상태에서 제빙이 이루어지면, 부분적으로 결빙된 얼음의 과냉각에 의해 실린더 내의 스크류회전이 구속되어 기계적인 사고로 이어지면서, 한편으로는 충분한량의 얼음으로 냉에너지로 소비되지 않은 냉매가 압축기로 흡입되는 "액백(LIQUID BACK)"현상에 의한 냉동시스템 파괴로 이어지는 장치상의 치명적인 사고가 발생되는 반드시 피해야만 하는 문제점이 있었다.

이에 그동안 급수탱크와 제빙실리더의 수위가 동일선상에 위치하도록 급수탱크의 설계가 이루어져야 하는 제빙장치 설계상의 문제점이 있었고, 이러한 수위조절 급수시스템의 필수적인 설비로 인하여 제빙 및 냉각 능력이 급수탱크 설계여부에 좌우되므로 결국 콤팩트화한 제빙장치의 제작에 어려움을 겪게 되며,제빙장치내 실린더의 수위에 일치하도록 급수탱크 배치위치를 설정하여야 하는 설계상의 한계도 있었다.

따라서 이러한 제빙장치(정수기 등)의 구조를 간단화하고 소형화에 대응하기 위해서는 급수전자밸브,급수탱크, 오버훌로우관 및 정수위콘트롤회로 시스템없이 제빙 및 냉각사이클을 제공함이 요구된다.

본 발명은 이러한 점에 착안하여 정수위콘트롤회로와 정수위콘트롤회로에 의해 제어되는 급수전자밸브, 급수탱크, 오버훌로우관, 수감지센서등에 의해 복잡하게 구성되는 "제빙기의 정수위조절장치"를 대체하여 간단하게, 제빙기등의 냉동챔버내에 채워지는 물의 정수위를 유지할 수 있는 "정수위조절수단"을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 입수되는 공급수의 압력이나 유량에 무관하게 통과한 "출수수압"에 의하여 등가로 형성되는 "수위(水位)"만에 의해 개폐수단이 동작되는 시스템으로서, 즉 개폐수단을 통과한 출수의 수압에 의하여 다이아프램의 상승력을 부여하므로서 제빙실린더의 목표수위인 최대수위로 상승되는 순간 다이아프렘에 의해 공급수 유입이 정지되고, 아울러 제빙에 의해 소모되는 유량에 의해 수위가 하강하면 다이아프램의 하강으로 개폐수단이 다시 개방되어 유입구를 통하여 물이 유입되는 제빙기의 정수위조절장치를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

본 발명은 복잡한 제빙기의 정수위조절장치의 구조를 간단화하는 데에도 그 목적이 있다.

본 발명은 공급수의 과잉공급을 차단하는 체크밸브를 더 구비한 제빙기의 정수위조절장치를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치는,

상부바디와 하부바디로 이루어지고, 그 내부에 다이아프램로서 공간을 구획 형성하며,유입구측에 편심되게 힌지축을 형성하여, 출수의 목표수위 도달시 공급수 유입이 차단되는 제빙기의 정수위조절장치에 있어서, 상기 개폐부재의 선단부가 다이아프램의 중심축에서 힌지로 연결됨과 동시에 타측도 힌지축으로 연결되어 중심축의 승강과 동시에 힌지축이 시이소오 연동되어 유입구를 개폐하는 특징을 갖는다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치는,

판형의 상면부의 중심에 원형 기둥을 형성하고, 이 기둥의 내부는 중공을 이루되 저부 공간과 연통되는 상부바디와; 상기 상부바디와 결합하여 내부에 소정의 공간을 형성하고, 그 하측으로 오리피스를 형성한 유입구와, 유출구를 형성하는 하부바디; 상부판체와 하부판체가 적층상태로 결합되며, 상기 상부판체의 중심부에 링형 요입부를 형성하고, 하부판체의 하방으로 소정길이 연장된 승강축을 형성하되 외부 양측으로 축공을 형성한 다이아프램와; 상기 상부바디의 기둥에 나사맞춤되는 조절구와; 상기 조절구의 하단과 상기 다이아프램의 요입부사이에 탄력을 갖고 지지되는 탄성부재; 및 상기 다이아프램의 승강축에 일단이 회동가능하게 연결되고 타단은 상기 하부바디의 유입구측에 축지됨과 아울러 유입구를 개폐하는 개폐부재를 포함하여, 상기 다이아프램의 승강축 상하동에 따라 유입구가 개폐되는 특징이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 상기 개폐부재는,

일단부가 포오크형의 암을 이루고, 타단부는 개폐캡을 형성하되 다이아프램의 승강축 양측을 둘러싸는 암에서 제1축핀으로 회동가능하게 축고정함과 아울러 상기 개폐캡의 내측으로는 제2축핀을 축고정하여 상기 개폐부재가 승강축의 승강과 동시에 시이소오 연동하면서 개폐하는 특징이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 상기 개폐부재의 개폐캡에는 상기 유입구의 오리피스를 차단하기 위한 개폐공(고무)으로 형성되는 특징을 갖는다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 상기 상부바디 기둥의 상면 중심에 나선이 형성된 나사공이 형성되어 내부와 연통되며, 이 나사공에는 나선이 형성된 조절구가 나사맞춤되어 상기 탄성부재의 탄력을 조절하는 특징을 갖는다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 상기 조절구는 그 하단에 상기 탄성부재와의 사이에 결합되는 조절편을 형성함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 상기 유입구측에 통로와, 오리피스를 형성한 상부몸체와; 개폐공와, 유입구를 형성한 하부몸체와; 상,하축의 사이에 밸브링을 형성한 밸브본체와; 상기 밸브본체의 상축에 탄설된 탄성부재로 이루어진 체크밸브를 더 구비함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 상기 하부바디의 유입구는 오리피스를 형성하고,이에 개폐되는 개폐부재는 컵형 개폐구를 형성함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 상기 유입구측에 역류방지용 체크밸브를 더 형성함이 바람직하다.

본 발명은 급수탱크없이 물이 채워지는 챔버내 물의 정수위를 유지할 수 있는 정수위조절수단을 제공하게 되는 효과를 갖는다.

본 발명은 공급 수압에 의하여 1차 하강력을 발생하므로서 개폐수단의 열림상태가 유지됨과 아울러 2차적으로 열림상태의 개폐수단을 통과한 공급수의 수압에 의하여 다이아프램의 상승력이 부여되어 상승,하강이 균형적으로 유지되는 수위조절효과를 갖는다.

본 발명은 복잡한 제빙기의 정수위조절장치의 구조를 간단화한 효과를 갖는다.

본 발명은 제빙기의 정수위조절장치에서 공급수의 과잉공급을 차단하는 체크밸브를 더 구비하여 역류를 방지한 효과를 갖는다.

본 발명은 종래 물이 부족한 상태에서 제빙이 이루어지므로서 얼음의 품질이 나빠지던 점을 개선하여 항상 제빙기내 수량(수위)이 일정하게 유지되도록 하여 제빙효율이 증대되는 효과를 갖는다.

첨부 도면중 도 3a는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예1의 분해사시도이고, 도 4a는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예1의 단면도이다.

상기 도면들에 따르는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치는 상부바디(110)와, 하부바디(120)와, 다이아프램(130)과, 개폐부재(140)로 이루어진다.

상부바디(110)는 판형의 상면부(111)의 중심에 원형 기둥(112)을 형성하고, 이 기둥(112)의 내부는 중공을 이루되 저부 공간과 연통된다. 상기 상부바디(110)의 기둥(112)에는 조절구(115)가 나사맞춤되며, 상기 조절구(115)의 하단과 상기 다이아프램(130)의 요입부(132)사이에 탄력을 갖는 탄성부재(117)가 지지된다.

상기 상부바디(110)의 기둥(112) 상면 중심에 나선(112b)이 형성된 나사공(112a)이 형성되어 내부와 연통되며, 이 나사공(112a)에는 나선(115a)이 형성된 조절구(115)가 그 하방의 조절편(116)과 나사맞춤되어 후술하는 탄성부재(117)의 탄력을 조절한다.

조절구(115)는 그 하단에 상기 탄성부재(117)와의 사이에 결합되는 조절편(116)에 결합되도록 나선(115a)를 형성한다.
조절편(116)은 양측으로 걸림턱(116a)를 형성하고,중심부에는 나선(116c)이 형성된 나사공(116b)을 형성하여서 된다.
탄성부재(117)은 코일스프링으로 이루어지며, 상단은 상기 조절편(116)의 걸림턱(116a)에 지지되며, 하단은 요입부(132)사이에 탄력을 갖고 지지된다.

하부바디(120)는 상기 상부바디(110)와 결합하여 내부에 소정의 공간 "나"을 형성하고, 그 하측으로 오리피스(121a)를 형성한 유입구(121)와, 유출구(122)를 형성한다.

다이아프램(130)는 상부판체(131)와 하부판체(134) 및 결합구(133)로 이루어지되, 상부판체(131)의 중심에는 통공(131a)과 상기 탄성부재(117)의 하단이 지지되는 링형 요입부(132)를 형성하고, 하부판체(134)는 하방으로 소정길이로 승강축(135)을 연장함과 아울러 상기 통공(131a)과 연통되는 결합공(134a)으로 상,하 관통되게 하며, 그 양측으로 축공(136)을 형성하여 후술하는 포오크형 단부(143)의 양측과 회동가능하게 연결된다. 결합구(133)의 외주면은 나선(133a)를 형성하므로 상,하부판체(110)(120)을 결합할 때 통공(131a)에서 하부의 결합공(134a)에서 결합된다.
이와 같이 이루어진 다이아프램(130)은 상부바디(110)와 하부바디(120)로 결합된 공간을 "가"와 "나"로 분할하도록 수평방향 설치된다.

상기 개폐부재(140)는 다이아프램(130)의 승강축(135)에 일단이 회동가능하게 연결되고 타단은 상기 하부바디(120)의 유입구(121)측에 축지됨과 아울러 유입구(121)를 개폐하도록 설치된다.

개폐부재(140)는 일단부가 포오크형의 암(143)을 이루고, 타단부는 개폐캡(144)을 형성한다. 이 개폐부재(140)의 개폐캡(144)은 하방으로 향하여 개구된 속이 빈 구조로 상면에 개폐공(144a)을 형성하여 유입구(121)의 오리피스(151a)를 차단하도록 하여서 된다.
또한, 개폐부재(140)는 다이아프램(130)의 승강축(135) 양측을 둘러싸는 암(143)을 제1축핀(141)으로 회동가능하게 축고정함과 아울러 상기 개폐캡(144)의 내측으로는 제2축핀(142)을 축고정하여 상기 개폐부재(140)가 승강축(135)의 승강과 동시에 시이소오 연동하면서 개폐 작동하게 된다.

첨부 도면중 도 2는 제빙기의 정수위조절장치의 실시예2의 사시도이고, 도 3b는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예2의 분해사시도이고,도 4b는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예2의 단면도이다.

한편, 본 발명은 전술한 실시예1의 제빙기의 정수위조절장치의 하부바디(120) 하측으로 형성된 오리피스(121a)를 대신하여 체크밸브(150)로 변경 할 수 있다.

즉, 이 체크밸브(150)는 상기 유입구(121) 측에 통로(151b)와, 오리피스(151a)를 형성한 상부몸체(151)와; 개폐공(152a)와, 유입구(152b)를 형성한 하부몸체(152)와; 상,하축의 사이에 밸브링을 형성한 밸브본체(153)와; 상기 밸브본체(153)의 상축에 탄설된 탄성부재(154)로 이루어진다.

이와 같이 이루어진 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 작용을 설명한다.

본 발명이 적용되는 제빙기(정수기)는 급수관(10)의 적당한 위치에 제빙기의 정수위조절장치(100)가 연결되고, 급수관(10)은 다시 공급된 물을 냉동시켜 제빙하는 실린더(200)와, 냉동회로(300)로 이루어진다.

첨부 도면중 도 5a,5b,5c는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예1의 작용단면도들이고, 도 6은 본 발명 제빙기의 정수위조절장치가 적용된 제빙장치의 전체 개략도이다.

상기 도면들에 따르는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치(100)는 냉동사이클이 적용되는 제빙기(정수기)의 실린더(200)내에서 제빙전 수위가 만수위되도록 조절한다.

초기에는 도 5b에서 도시하는 바와 같이 다이아프램(130)가 최대 하강하여 있고, 이에 연동되어 있는 개폐부재(140)에 의하여 개폐캡(144)이 유입구(121)의 오리피스(121a)를 열어주어 유입구(121)을 통하여 급수가 이루어진다.

이후 도 5c에서 도시하는 바와 같이 실린더(200)의 중간수위를 지나면서 다이아프램(130)의 하측공간의 급수압력이 상승되면서 다이아프램(130)가 상방이동을 하게 된다. 다이아프램(130)의 상승으로 그 중심축(135)에 일단이 축고정된 개폐부재(140)의 제1축핀(141)측이 상승되고, 개폐캡(144)는 제2축핀(142)을 축으로 상방회동하게 되어, 다이아프렘밸브(130)의 상승에 비례하여 개폐캡(144)이 하강하면서, 개폐캡(144)과 유입구(121)의 간격을 좁혀가게 된다.

이러한 급수상태는 도 5a와 같이 실린더(200)의 만수위에 다다르게 되면 다이아프램(130)의 하측공간의 급수압력이 최대로 상승하고 다이아프램(130)도 최대로 상승하게되고 결국 이에 연동된 개폐부재(140)에 의해 개폐캡(144)이 유입구(121)를 막아주어 더 이상의 급수를 차단하여 실린더(200)의 목표수위를 유지하게 된다.

즉, 급수정지조건인, F2 > F1(입수력)이 될 때 까지 계속된다.

F₁; 입수력 [ = A₁* P₁]

여기서, A₁; 유입구의 오리피스 단면적, P₁; 유입구로 입수되는 공급수 압력.

F₂; 급수정지력[ = (A₂* g * h - Fs) * a/b ]

여기서, A₂; 다이아프램 단면적, g ; 중력가속도, h ; 목표수위 높이, Fs ; 탄성부재 탄력, a/b ; 개폐부재의 지렛대 길이 비율 (a : 다이아프램측 길이, b : 유입구측 길이),

즉, 유출구(122)측으로 출수되는 물에 의하여 상승된 실린더(200)의 수위에 의해 등가로 형성되는 다이아프램(130)하방의 수압이 상승되면 중심축(135)도 점차 상승되어 개폐부재(140)의 장축부가 상승하게 되고 단축부는 하강되어 유입구(121)의 오리피스(121a)를 차단하게 된다.

즉, 개폐캡(144)이 오리피스(121a)위에 덮여지면 개폐공(144a)가 오리피스(121a)상단에 안착되면서 물 공급을 차단하게 되는 것이다.

개폐부재(140)의 개폐캡(144)상면에는 상기 유입구(121)의 오리피스(121a)를 차단하기 위한 개폐공(144a)이 형성되어 있고, 개폐캡(144)이 상방으로 부터 회동되어 오리피스(121a)위에 덮여져 가압되어 오리피스(121a)상단을 오므리면서 물의 공급을 대부분 차단하게 되는 것이다.

상기 도면에 따르는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치(100)의 유입구(121)대신에 역류방지용 체크밸브(150)로 변경할 수 있다.

이 체크밸브(150)는 제빙기의 정수위조절장치의 유입구(151)측에 비정상적인 부압(-압력) 발생에 의한 역류현상발생시 유입구(151b)를 차단한다.

즉, 본 발명 제빙기의 정수위조절장치에 적용된 체크밸브(150)는 밸브바디(151)(152)와 밸브본체(153)와,탄성부재(154)와, 오링(155)들로 이루어진다.

상부 밸브바디(151)는 통로(151b)와, 오리피스(151a)를 형성하고,하부바디(152)는 개폐공(152a)와, 유입구(152b)를 형성하되 상기 밸브본체(153)와 탄성부재(154)가 탄설된다. 따라서 유입구(152b)측으로 공급되는 물의 수압에 의하여 밸브본체(153)가 이동하면서 통로가 개방되면 수압에 의하여 오리피스(151a)를 덮어 있던 개폐캡(144)이 열려 물이 정상적으로 공급되게 된다.

도 1 은 종래 오거식 제빙기의 급수,제빙,냉동사이클의 전체구성도이다.

도 2는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 사시도이고,

도 3a는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예1의 분해사시도이고,

도 3b는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예2의 분해사시도이고,

도 4a 는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예1(체크밸브 없슴)의 단면도이고,

도 4b는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 실시예2(체크밸브 있슴)의 단면도이고,

도 5a,5b,5c는 본 발명 제빙기의 정수위조절장치의 작용단면도들이고,

도 6은 본 발명 제빙기의 정수위조절장치가 적용된 제빙장치의 전체 개략도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110 : 상부바디, 120 : 하부바디, 130 : 다이아프램, 140 : 개폐부재,

150 : 체크밸브,

Claims (7)

1. 삭제
2. 제빙기의 정수위조절장치에 있어서,

   판형 상면부의 중심에 원형 기둥을 형성하고, 이 기둥의 내부는 중공을 이루되 저부 공간과 연통되는 상부바디;

   상기 상부바디와 결합하여 내부에 소정의 공간을 형성하고, 그 하측으로 유입구와, 유출구를 형성하는 하부바디;

   상기 상부바디와 하부바디로 결합된 공간을 분할하도록 설치되고, 상부판체와 하부판체가 적층상태로 결합되며, 상기 상부판체는 그 중심부에 링형 요입부를 형성하고, 상기 하부판체는 그 하방으로 소정길이 연장된 승강축을 형성하며, 이 승강축의 양측으로 축공을 형성하여서 되는 다이아프램;

   상기 상부바디 기둥의 중심에 형성된 나사공에 나사맞춤으로 설치되어 나선 회전으로 상,하 이동되는 조절구;

   상기 조절구의 하단과 상기 다이아프램의 요입부사이에 탄력을 갖고 지지되는 탄성부재; 및

   상기 다이아프램의 승강축에 일단이 회동가능하게 연결되고 타단은 상기 하부바디의 유입구측에 축지됨과 아울러 유입구를 개폐하는 개폐부재를 포함하여,

   상기 다이아프램의 승강축이 상,하 이동함에 따라 유입구가 개폐되는 것을 특징으로 하는 제빙기의 정수위조절장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 개폐부재(140)는,

   일단부가 포오크형의 암(143)을 이루고, 타단부는 저부가 속이 빈 개폐캡(144)을 형성하되 다이아프램(130)의 승강축(135)의 양측을 둘러싸는 암(143)에서 제1축핀(141)으로 회동가능하게 축고정함과 아울러 개폐캡(144) 근처에 형성된 제2축핀(142)으로 축고정되어 개폐부재(140)가 승강축(135)의 승강과 동시에 시이소오 연동하면서 유입구를 개폐하는 것을 특징으로 하는 제빙기의 정수위조절장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 2항에 있어서, 조절구(115)는 그 하단에 탄성부재(117)와의 사이에 조절편(116)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 제빙기의 정수위조절장치.
7. 제 2항에 있어서, 상기 유입구는,

   통로(151b)와, 오리피스(151a)를 형성한 상부몸체(151)와, 개폐공(152a)와, 유입구(152b)를 형성한 하부몸체(152)와, 상,하축의 사이에 밸브링을 형성한 밸브본체(153)와, 상기 밸브본체(153)의 상축에 탄설된 탄성부재(154)로 이루어진 체크밸브(150)인 것을 특징으로 하는 제빙기의 정수위조절장치.

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