KR101164986B1 - 급속 오존수 제빙기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 급속 오존수 제빙기에 관한 것이다.
본 발명의 급속 오존수 제빙기는, 압축기, 응축기, 열교환기, 수액기, 액분리기 및 팽창밸브를 포함하여 구비된 냉매공급부와, 상기 냉매공급부와 연결되어 냉매공급부로부터 냉매가 내부로 유입되어 저장되는 동결조와, 상기 동결조의 내부에 위치하며 원통의 관형태로 형성되어 내부에 외부로부터 오존수가 유입되어 저장되는 적어도 하나 이상의 결빙관과, 상기 동결조 하부에 위치하여 결빙관 내에서 결빙된 원통형의 얼음을 일정 간격으로 절단하는 커터;를 포함하여 구성된 오존수 제빙기에 있어서, 상기 동결조의 상부 일측이 상기 액분리기와 제1배관에 의해 연결되어 있고, 액분리기와 상기 열교환기가 제2배관에 의해 연결되어 있어 동결조로 유입된 냉매가 제1배관 및 제2배관을 따라 이동하도록 되어 있되, 상기 제2배관에 제1열교환기가 설치되어 있고, 외부로부터 유입되는 오존수가 제3배관에 의해 상기 동결조의 하부로 공급되되, 상기 제3배관이 제1열교환기와 연결되어 있어 동결조로 공급되는 오존수와 동결조에서 배출되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성되어 있으며, 상기 동결조는 하측 내부에 분리판이 설치되어 있고, 분리판의 하부에 바닥판이 설치되어 있어, 분리판에 의해 상부공간과 하부공간으로 나뉘어져 있고, 바닥판에 의해 하부공간과 오존수유입공간으로 나뉘어져 있으며, 상기 상부공간에는 다수 개의 배플이 설치되어 있고, 상기 오존수유입공간의 바닥에는 동결조의 저부를 개폐시키는 개폐도어가 설치되어 있으며, 개폐도어에는 오존수유입공간의 오존수를 배출시키는 오존수배출밸브가 설치되어 있고, 상기 제3배관은 오존수유입공간에 연결되어 있되, 제3배관의 일측에 오존수공급제어밸브가 설치되어 오존수의 공급을 조절하도록 구성되어 있으며, 상기 커터는 동결조의 외측에 설치되어 있는 모터와, 상기 모터와 연결된 채 동결조의 하부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 있고 상부에 상하로 이동하는 암이 구비되어 있는 실린더장치와, 상기 암에 부착되어 결빙관 하부로 낙하하는 얼음을 절단하도록 구성되어 있는 커팅날개로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 동결조를 순환한 후 배출되는 냉매가스와, 동결조로 공급되는 오존수 사이에 제1열교환기를 설치하여 열교환함으로써 동결조에 공급되는 오존수의 온도를 미리 낮춰 동결에 소요되는 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
본 발명의 급속 오존수 제빙기는, 압축기, 응축기, 열교환기, 수액기, 액분리기 및 팽창밸브를 포함하여 구비된 냉매공급부와, 상기 냉매공급부와 연결되어 냉매공급부로부터 냉매가 내부로 유입되어 저장되는 동결조와, 상기 동결조의 내부에 위치하며 원통의 관형태로 형성되어 내부에 외부로부터 오존수가 유입되어 저장되는 적어도 하나 이상의 결빙관과, 상기 동결조 하부에 위치하여 결빙관 내에서 결빙된 원통형의 얼음을 일정 간격으로 절단하는 커터;를 포함하여 구성된 오존수 제빙기에 있어서, 상기 동결조의 상부 일측이 상기 액분리기와 제1배관에 의해 연결되어 있고, 액분리기와 상기 열교환기가 제2배관에 의해 연결되어 있어 동결조로 유입된 냉매가 제1배관 및 제2배관을 따라 이동하도록 되어 있되, 상기 제2배관에 제1열교환기가 설치되어 있고, 외부로부터 유입되는 오존수가 제3배관에 의해 상기 동결조의 하부로 공급되되, 상기 제3배관이 제1열교환기와 연결되어 있어 동결조로 공급되는 오존수와 동결조에서 배출되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성되어 있으며, 상기 동결조는 하측 내부에 분리판이 설치되어 있고, 분리판의 하부에 바닥판이 설치되어 있어, 분리판에 의해 상부공간과 하부공간으로 나뉘어져 있고, 바닥판에 의해 하부공간과 오존수유입공간으로 나뉘어져 있으며, 상기 상부공간에는 다수 개의 배플이 설치되어 있고, 상기 오존수유입공간의 바닥에는 동결조의 저부를 개폐시키는 개폐도어가 설치되어 있으며, 개폐도어에는 오존수유입공간의 오존수를 배출시키는 오존수배출밸브가 설치되어 있고, 상기 제3배관은 오존수유입공간에 연결되어 있되, 제3배관의 일측에 오존수공급제어밸브가 설치되어 오존수의 공급을 조절하도록 구성되어 있으며, 상기 커터는 동결조의 외측에 설치되어 있는 모터와, 상기 모터와 연결된 채 동결조의 하부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 있고 상부에 상하로 이동하는 암이 구비되어 있는 실린더장치와, 상기 암에 부착되어 결빙관 하부로 낙하하는 얼음을 절단하도록 구성되어 있는 커팅날개로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 동결조를 순환한 후 배출되는 냉매가스와, 동결조로 공급되는 오존수 사이에 제1열교환기를 설치하여 열교환함으로써 동결조에 공급되는 오존수의 온도를 미리 낮춰 동결에 소요되는 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
Description
본 발명은 오존수 제빙기에 관한 것으로, 오존수의 동결 속도를 급속히 단축시켜 오존의 함량이 높은 얼음을 제조하기 위한, 급속 오존수 제빙기에 관한 것이다.
일반적으로 해산물 등의 신선도를 유지시키기 위한 보관방법에는, 냉장고를 이용한 냉장 보관방법과 얼음을 이용한 빙장 보관방법으로 크게 구분할 수 있다.
여기서, 냉장고를 이용한 냉장 보관방법의 경우에는, 냉장고 가동 중 예상치 못한 정전이 발생하게 되면 보관중인 해산물이 쉽게 부패하게 되며, 냉장 보관을 위한 과도한 전력이 요구될 뿐만 아니라, 냉동기의 제습효과로 인하여 냉장 보관하는 해산물의 수분이 감소되어 건조되는 현상이 발생한다.
또한, 해산물을 타지역으로 이동시키고자 할 경우에는 별도의 냉장장치가 구비된 차량을 이용해야 하므로 과도한 유지비용이 소요되는 문제점이 있다.
반면, 얼음을 이용한 빙장 보관방법은 나무상자 또는 스티로폼 상자 내부에 해산물과 얼음을 함께 채워서 보관하는 방법이 주로 사용되고 있다.
그러나, 나무상자를 이용하는 경우 외부의 온도가 높은 하절기에는, 해산물의 냉장 보관과정에서 나무상자에 채워진 얼음이 외부와의 접촉으로 인하여 쉽게 녹게 되어 냉장효율이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 스티로폼 상자를 이용하는 경우에는 외부와의 접촉이 비교적 차단된 상태이므로 얼음이 빠르게 녹는 현상이 최대한 지연되며, 얼음이 녹으면서 스티로폼 상자 내부에 고이게 되어 해산물이 건조해지지 않도록 습기가 공급되는 장점이 있다.
하지만, 시간이 경과함에 따라 얼음이 조금씩 녹게 되며, 녹은 얼음물이 상자 내부에 다량으로 고이게 되면, 고인 물에 의한 삼투압 현상으로 인해 해산물의 염도가 서서히 낮아지게 되어, 해산물의 신선도가 저해되며 부패를 촉진하는 요인으로 작용하는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, 본 발명의 출원인들은 "해수 내지 오존수 제빙기"(한국 등록특허공보 제10-0868068호, 특허문헌 1)를 출원하여 등록받은 바 있다.
상기 특허문헌1은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 원통의 관 형태로 형성된 결빙관 내부에 외부로부터 유입된 해수나 오존수를 저장한 후 결빙관의 외부면 전체에 극저온의 냉매액을 접촉시켜 해수를 급속히 결빙시키려는 목적에 따라 발명된 것이다.
본 출원인들이 상기 장치를 제작하여 오존수를 급속 동결하는 다양한 실험을 실시해 보았다.
그러나, 통상적으로 오존 가스가 오존수에서 남아 있게 되는 반감기가 20분 정도 되는데, 상기 장치를 이용할 경우 완전히 얼음을 제조하는 데 걸리는 시간이 25 ~ 30분 정도 걸리게 되는 바, 얼음이 된 오존수에 잔존하는 오존 가스가 적어져 목표로 한 효과에 도달하는 데 문제가 있음을 알게 되었다.
또, 커터를 작동시키는 과정에서 패킹이 손상되어 밀폐성이 떨어지고, 커터가 파손되는 것은 물론, 열손실이 발생하여 냉각 속도가 떨어지는 문제점도 있었다.
또한, 커터가 설치되어 있는 부분까지 동결이 되어 커터의 오작동에 따른 파손 문제점까지 있었다.
아울러, 상기와 같은 기술 외에도 오존수를 동결시키는 기술이 속속 공개되고 있으나, 실질적으로 오존수를 급속 동결시켜 원하고자 하는 효과를 거두는 사례는 극히 적은 실정이다.
이에 오존수를 급속 동결시켜 오존 함량이 높은 얼음을 제조할 수 있는 장치의 개발이 보다 시급한 실정이다.
본 발명의 급속 오존수 제빙기는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 동결조를 순환한 후 배출되는 냉매가스와, 동결조로 공급되는 오존수 사이에 제1열교환기를 설치하여 열교환함으로써 동결조에 공급되는 오존수의 온도를 미리 낮춰 동결에 소요되는 시간을 보다 단축시키려는 것이다.
또, 동결조 내부에 다수 개의 배플을 설치함으로써 냉매의 순환이 보다 원할히 이루어져 냉각 속도를 단축시키려는 것이다.
또한, 오존수가 결빙관 내부에 유입된 상태에서 결빙관 하부의 오존수를 배출할 수 있도록 함으로써 오존수의 냉각 속도를 보다 단축시키려는 것이다.
아울러, 동결 과정에서 커팅날개를 상향 이동시켜 결빙관의 바로 밑부분을 막아버리고, 결빙관이 동결되기 시작하면서 결빙관 내부의 오존수가 하향 이동하지 않을 정도의 시간 소요시 커팅날개를 하향 이동시켜 원할한 작동이 가능해지도록 함으로써 얼음의 해동 및 절단에 소요되는 시간을 단축시키려는 것이다.
또한, 공급되는 오존수에 산소를 공급하는 한편, 동결조 내부에 자외선을 조사하여 동결된 얼음 속에 있는 산소가스를 오존화하도록 함으로써 오존 함량을 보다 높일 수 있게 하려는 것이다.
더불어, 결빙관의 상부에서 오존가스를 하향 공급함으로써 오존 함량을 보다 높일 수 있게 하려는 것이다.
본 발명의 급속 오존수 제빙기는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 압축기, 응축기, 열교환기, 수액기, 액분리기 및 팽창밸브를 포함하여 구비된 냉매공급부와, 상기 냉매공급부와 연결되어 냉매공급부로부터 냉매가 내부로 유입되어 저장되는 동결조와, 상기 동결조의 내부에 위치하며 원통의 관형태로 형성되어 내부에 외부로부터 오존수가 유입되어 저장되는 적어도 하나 이상의 결빙관과, 상기 동결조 하부에 위치하여 결빙관 내에서 결빙된 원통형의 얼음을 일정 간격으로 절단하는 커터;를 포함하여 구성된 오존수 제빙기에 있어서, 상기 동결조의 상부 일측이 상기 액분리기와 제1배관에 의해 연결되어 있고, 액분리기와 상기 열교환기가 제2배관에 의해 연결되어 있어 동결조로 유입된 냉매가 제1배관 및 제2배관을 따라 이동하도록 되어 있되, 상기 제2배관에 제1열교환기가 설치되어 있고, 외부로부터 유입되는 오존수가 제3배관에 의해 상기 동결조의 하부로 공급되되, 상기 제3배관이 제1열교환기와 연결되어 있어 동결조로 공급되는 오존수와 동결조에서 배출되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성되어 있으며, 상기 동결조는 하측 내부에 분리판이 설치되어 있고, 분리판의 하부에 바닥판이 설치되어 있어, 분리판에 의해 상부공간과 하부공간으로 나뉘어져 있고, 바닥판에 의해 하부공간과 오존수유입공간으로 나뉘어져 있으며, 상기 상부공간에는 다수 개의 배플이 설치되어 있고, 상기 오존수유입공간의 바닥에는 동결조의 저부를 개폐시키는 개폐도어가 설치되어 있으며, 개폐도어에는 오존수유입공간의 오존수를 배출시키는 오존수배출밸브가 설치되어 있고, 상기 제3배관은 오존수유입공간에 연결되어 있되, 제3배관의 일측에 오존수공급제어밸브가 설치되어 오존수의 공급을 조절하도록 구성되어 있으며, 상기 커터는 동결조의 외측에 설치되어 있는 모터와, 상기 모터와 연결된 채 동결조의 하부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 있고 상부에 상하로 이동하는 암이 구비되어 있는 실린더장치와, 상기 암에 부착되어 결빙관 하부로 낙하하는 얼음을 절단하도록 구성되어 있는 커팅날개로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 액분리기와 상기 하부공간이 제4배관에 의해 연결되어 있어 액분리기를 거친 냉매가 하부공간으로 유입되도록 구성되어 있고, 하부공간 타측과 상기 상부공간이 제5배관에 의해 연결되어 있으며, 하부공간으로 유입된 냉매가 제5배관에 의해 상부공간으로 이동하도록 구성되어 있되, 상기 제5배관과 상기 제3배관이 제2열교환기와 연결되어 있어 동결조로 공급되는 오존수와 동결조로 공급되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제3배관 일측에 산소가 공급되는 산소공급관이 연결되어 있으며, 상기 동결조 내부에는 자외선램프가 설치되어 있으며, 상기 결빙관은 투명한 재질로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자외선램프는 파장이 130 ~ 242 nm인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 결빙관의 상부에 오존가스가 공급되는 오존가스공급관이 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 동결조를 순환한 후 배출되는 냉매가스와, 동결조로 공급되는 오존수 사이에 제1열교환기를 설치하여 열교환함으로써 동결조에 공급되는 오존수의 온도를 미리 낮춰 동결에 소요되는 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
또, 동결조 내부에 다수 개의 배플을 설치함으로써 냉매의 순환이 보다 원할히 이루어져 냉각 속도를 단축시킬 수 있다.
또한, 오존수가 결빙관 내부에 유입된 상태에서 결빙관 하부의 오존수를 배출할 수 있도록 함으로써 오존수의 냉각 속도를 보다 단축시킬 수 있다.
아울러, 동결 과정에서 커팅날개를 상향 이동시켜 결빙관의 바로 밑부분을 막아버리고, 결빙관이 동결되기 시작하면서 결빙관 내부의 오존수가 하향 이동하지 않을 정도의 시간 소요시 커팅날개를 하향 이동시켜 원할한 작동이 가능해지도록 함으로써 얼음의 해동 및 절단에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 공급되는 오존수에 산소를 공급하는 한편, 동결조 내부에 자외선을 조사하여 동결된 얼음 속에 있는 산소가스를 오존화하도록 함으로써 오존 함량을 보다 높일 수 있게 된다.
더불어, 결빙관의 상부에서 오존가스를 하향 공급함으로써 오존 함량을 보다 높일 수 있게 된다.
도 1은 종래의 오존수 제빙기를 나타낸 구조도.
도 2는 본 발명의 급속 오존수 제빙기를 나타낸 구조도.
도 3은 본 발명에서 동결조의 일 실시예를 나타낸 부분절단 사시도.
도 4는 본 발명에서 커터의 작동 상태를 나타낸 단면 개략도.
도 5는 본 발명에서 자외선램프 등이 추가로 설치된 예를 나타낸 단면개략도.
도 2는 본 발명의 급속 오존수 제빙기를 나타낸 구조도.
도 3은 본 발명에서 동결조의 일 실시예를 나타낸 부분절단 사시도.
도 4는 본 발명에서 커터의 작동 상태를 나타낸 단면 개략도.
도 5는 본 발명에서 자외선램프 등이 추가로 설치된 예를 나타낸 단면개략도.
이하, 본 발명의 급속 오존수 제빙기에 대하여 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 급속 오존수 제빙기는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 압축기(111), 응축기(112), 열교환기(113), 수액기(114), 액분리기(115) 및 팽창밸브(118)를 포함하여 구비된 냉매공급부(110)와, 상기 냉매공급부(110)와 연결되어 냉매공급부(110)로부터 냉매가 내부로 유입되어 저장되는 동결조(140)와, 상기 동결조(140)의 내부에 위치하며 원통의 관형태로 형성되어 내부에 외부로부터 오존수가 유입되어 저장되는 적어도 하나 이상의 결빙관(141)과, 상기 동결조(140) 하부에 위치하여 결빙관(141) 내에서 결빙된 원통형의 얼음을 일정 간격으로 절단하는 커터(23);를 포함하여 구성된다.
냉매공급부(110)의 구조 및 작동 원리는 상기 특허문헌 1에 기재된 내용과 같다.
구체적으로, 상기 압축기(111)를 통해 압축된 고온 고압의 냉매가스는 토출관을 통해 유분리기(116)로 유동되고, 상기 유분리기(116)에서 냉매가스에 포함된 냉동유는 상기 냉매가스와 분리되어 응축기(112) 내부로 유입되지 않도록 다시 압축기(111)로 보내어 지며, 냉동유와 분리된 냉매가스는 응축기(112)로 유동된다.
상기 응축기(112)에서 냉매가스는 공기에 의한 공냉식 또는 물에 의한 수냉식을 통해 열교환되어 냉매액으로 액화된다.
그리고, 상기 액화된 냉매액은 토출관을 통해 열교환기(113)로 유동되어, 열교환기(113)에서 압축기(111)로 유동되는 저온의 냉매가스와 열교환되어 온도가 저하된다.
이어서, 열교환기(113)의 냉매액은 토출관을 통해 유동되어 수액기(114)에 저장되며, 상기 저장된 냉매액 중 동결조(140)에서 소요되는 만큼의 냉매액은 액분리기(115)로 유동되어, 상기 액분리기(115)에서 재차 열교환되어 더 낮은 온도의 냉매액으로 팽창밸브(118)에 공급된다.
상기 액분리기(115)는 압축기(111)로 흡입되는 냉매가스에서 냉매액을 분리하여, 상기 압축기(111)에 냉매액이 유입되어 액압축이 되는 것을 방지하는 기능을 한다.
상기 액분리기(115)를 통과한 냉매액은 동결조(140)의 하부로 유입되고, 유입된 냉매액은 필터드라이어(120)를 거치면서 냉매액에 함유된 이물질이 제거되며, 냉매액전자변(119)을 거쳐 팽창밸브(118)로 유입된다.
상기 팽창밸브(118)는 냉매액을 동결조(140)의 내부에 공급하여 냉매액의 증발에 의한 열흡수 작용이 용이하도록 압력과 온도를 강하시키며, 동시에 냉동부하의 변동에 대응하여 적정한 냉매유량을 조절 및 공급하는 기능을 담당한다.
상기 팽창밸브(118)를 통과한 냉매액은 극 저온, 저압의 상태로 상기 동결조(140) 내부로 공급된다.
여기서, 상기 동결조(140) 내부에는, 상기 액분리기(115)에서 유입되는 냉매액과 팽창밸브(118)에서 유입되는 냉매액이 분리되어 저장되도록 분리판(15)이 구비된다.
분리판(15)은 팽창밸브(118)를 통해 유입된 극 저온의 냉매액에 의해 상기 동결조(140)의 하부가 동결되는 것을 방지하는 기능을 한다.
한편, 상기 동결조(140)로 유입된 냉매액은, 동결조(140) 내부에 위치한 결빙관(141)에 저장된 오존수와 열교환되어 증발되고, 증발된 냉매가스는 동결조(140)의 상부에 형성된 냉매가스 유출구(132)를 통해 유출되어 액분리기(115)와 열교환기(113)를 거쳐 압축기(111)로 유동된다.
여기서, 상기 동결조(140)에서 냉매가스가 배출되는 배관에는 동결조(140)로부터 유출되는 냉매가스의 온도 또는 압력을 감지 및 측정하는 냉매가스감지부(130)가 연결될 수 있다.
상기 냉매가스감지부(130)는 동결조(140) 내부에서 오존수가 결빙될 때 하강되는 동결조(140) 내부의 온도 또는 압력을 감지하여 별도의 미도시된 제어부에 상기 온도 또는 압력의 측정값을 전달하고, 상기 제어부는 상기 온도 또는 압력의 측정값을 기초로 하여, 후술되는 기준설정값에 상기 측정값이 도달하게 되면, 오존수가 더 이상 결빙되지 못하도록 고온 냉매가스 제어밸브(117)를 제어하여 압축기(111)로부터 유출되는 고온, 고압의 냉매가스를 동결조(140) 내부로 유입되도록 하여 동결조(140) 내부에 저장된 냉매액의 온도가 상승되도록 할 수 있다.
이하, 본 발명의 주요 기술적 특징 부분에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 상기 동결조(140)의 상부 일측이 상기 액분리기(115)와 제1배관(10)에 의해 연결되어 있고, 액분리기(115)와 상기 열교환기(113)가 제2배관(11)에 의해 연결되어 있어 동결조(140)로 유입된 냉매가 제1배관(10) 및 제2배관(11)을 따라 이동하도록 되어 있되, 상기 제2배관(11)에 제1열교환기(14)가 설치되어 있고, 외부로부터 유입되는 오존수가 제3배관(13)에 의해 상기 동결조(140)의 하부로 공급되되, 상기 제3배관(13)이 제1열교환기(14)와 연결되어 있어 동결조(140)로 공급되는 오존수와 동결조(140)에서 배출되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이는 오존수가 동결조(140)의 하부에 공급되기 전 동결조(140)를 순환한 후 배출되는 냉매가스와 열교환이 이루어지도록 함으로써 오존수의 온도를 미리 낮춰 동결조(140) 내부에서 동결되는 속도가 보다 빨라지게 된다.
아울러, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 동결조(140)는 하측 내부에 분리판(15)이 설치되어 있고, 분리판(15)의 하부에 바닥판(16)이 설치되어 있어, 분리판(15)에 의해 상부공간(17)과 하부공간(18)으로 나뉘어져 있고, 바닥판(16)에 의해 하부공간(18)과 오존수유입공간(19)으로 나뉘어져 있는 것을 특징으로 한다.
이는 상기 특허문헌 1과 미세한 차이를 갖는다.
미도시되어 있으나, 특허문헌 1의 도 2를 살펴보면, 종래 기술은 분리판(15)이 설치되어 있고, 분리판(15)의 하부에 본 발명과 같이 바닥판(16)이 설치되어 있는 것은 동일하다.
그러나, 종래 기술에서는 바닥판(16)의 하부와 커팅부재와의 사이의 공간이 형성되어 있고, 커팅부재 하부에 또다른 공간이 형성되어 있다.
반면, 본 발명에서는 오존수유입공간(19)이 커터(23)에 의해 나뉘어져 있지 않다.
단지, 커터(23)는 상승 또는 하강만 할 뿐인 것이다.
이처럼 커터(23) 상부에 결빙관(141)과 연통되는 별도의 공간이 형성됨과 그렇지 아니함은 큰 차이점을 갖는다.
특허문헌 1의 경우 커팅부재 상부에 결빙관(141)과 연통된 공간, 결빙관(141)과 수위감지부와 연결된 부분, 냉매액전자변(119)과 연결된 부분이 모두 연결되어 있으며, 특히 이 공간들은 모두 분리판(15)의 저부에 위치하고 있다.
이는 냉매가스가 분리판(15)의 상부에 공급되어 분리판(15) 상부에 위치한 결빙관(141) 내부 온도를 낮춰 동결시키는 데 있어 장애가 되는 부분들이다.
즉, 특허문헌1과 같은 구성은 분리판(15) 아래의 공간으로 인해 동결 속도가 지연되는 문제점이 발생하는 것이다.
반면, 상기와 같이 오존수유입공간(19)이 분리되어 있지 아니한 구성의 경우는 오존수유입공간(19)에 위치한 오존수를 냉각시킬 필요가 없으며, 후술하는 바와 같이 오존수유입공간(19) 내에 별도의 오존수를 남겨놓지 않고 배출시켜 놓을 경우 결빙관(141) 내의 오존수 냉각 속도가 빨라지게 된다.
한편, 본 발명에서는 상기 동결조(140)의 상부공간(17)에 다수 개의 배플(20)이 설치되어 있다.
이 배플(20)은 도시된 바와 같이 지그재그 방식으로 설치되어 있는 것이 바람직하며, 이에 따라 냉매가 동결조(140) 내부를 순환하면서 상승하여 냉각 속도를 단축시켜 주게 된다.
본 발명에서는 도시된 바와 같이 상기 오존수유입공간(19)의 바닥에는 동결조(140)의 저부를 개폐시키는 개폐도어(21)가 설치되어 있다.
오존수유입공간(19)의 바닥에 개폐도어(21)가 설치된 것은 특허문헌 1의 경우 커팅부재가 도어 역할을 하기 위하여 동결조(140) 하부에 패킹 등을 설치하게 되는데 커팅부재가 회전하면서 얼음을 절단하는 과정에서 패킹과 마찰을 일으켜 패킹이 마모되고, 이에 따라 절단 외에 목적으로 하고 있는 밀폐 기능을 할 수 없게 되어 결과적으로 결빙관(141) 하부의 물탱크가 결빙관(141)과 일체로 연결되어 결빙이 제대로 이루어질 수 없게 되는 점을 보완하기 위함이다.
즉, 커터(23)는 순전히 얼음을 절단하는 기능을 제공하고, 개폐도어(21)를 그 하부에 별도로 설치하여 커팅과 절단이 각기 독립적으로 이루어져 상술한 문제점이 발생하지 않게 되는 것이다.
특히 본 발명에서는 개폐도어(21)에 오존수유입공간(19)의 오존수를 배출시키는 오존수배출밸브(22)가 설치되어 있고, 상기 제3배관(13)은 오존수유입공간(19)에 연결되어 있되, 제3배관(13)의 일측에 오존수공급제어밸브(13a)가 설치되어 오존수의 공급을 조절하도록 구성되어 있다.
이는, 동결조(140)의 결빙관(141) 내부에 오존수가 채워져 있고, 결빙관(141)의 하부가 막혀 있는 상태에서 오존수배출밸브(22)에 의해 오존수유입공간(19) 내부의 오존수를 모두 배출하는 한편, 제3배관(13)으로부터 오존수가 오존수유입공간(19)으로 유입되는 것을 차단하여 오존수의 동결을 결빙관(141) 내에서만 이루어지도록 하여 동결 속도를 급속히 단축시킬 수 있게 된다.
이때, 후술하는 커팅날개(23d)는 상기 결빙관(141)의 저부를 완전히 밀폐시키기는 어렵다.
이러한 점을 감안하여 운전시 결빙관(141) 내의 하부 및 외주면에서부터 동결이 시작되어 결빙관(141) 저부가 개방되어 있는 상태에서 결빙관(141) 내부의 오존수가 배출되지 않을 정도가 되었을 때, 오존수배출밸브(22)를 열고, 오존수공급제어밸브(13a)를 닫아 오존수유입공간(19) 내부의 오존수를 배출하고, 이에 따라 오존수유입공간(19) 내부에 위치하고 있는 커터(23)가 냉각되는 것을 최소화하여 커팅 과정이 원할히 이루어지도록 할 수 있다.
이러한 운전 방식에 의해서도 오존수유입공간(19) 내부의 오존수가 냉각되지 아니하므로 상술한 것과 같이 동결 속도를 단축시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 커터(23)는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 동결조(140)의 외측에 설치되어 있는 모터(23a)와, 상기 모터(23a)와 연결된 채 동결조(140)의 하부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 있고 상부에 상하로 이동하는 암(23c)이 구비되어 있는 실린더장치(23b)와, 상기 암(23c)에 부착되어 결빙관(141) 하부로 낙하하는 얼음을 절단하도록 구성되어 있는 커팅날개(23d)로 구성되어 있다.
이를 위해 모터(23a)와 실린더장치(23b)는 한 쌍의 베벨기어에 의해 연결하거나, 벨트 등으로 연결하여 동력을 전달하도록 할 수 있다.
이상과 같은 구성은 커팅날개(23d)가 도 4에 도시된 바와 같이 상승 또는 하강이 가능해지도록 한 것으로, 커팅날개(23d)를 상승시킬 경우 커닐낭개 표면과 결빙관(141)의 저부 사이가 서로 맞닿아 틈을 최소화시켜 결빙관(141) 내부 및 그 하부의 오존수유입공간(19)을 최대한 분리하여 오존수유입공간(19) 측이 냉각되는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.
또한, 상술한 바와 같이 어느 정도 결빙관(141) 내의 얼음이 떨어지지 않을 정도가 되어 있는 상태에서 미리 커팅날개(23d)를 하강시켜 냉각되지 않도록 함으로써 커팅날개(23d) 작동시 커팅날개(23d)가 파손되지 않게 된다.
상술한 구성에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 액분리기(115)와 상기 하부공간(18)이 제4배관(24)에 의해 연결되어 있어 액분리기(115)를 거친 냉매가 하부공간(18)으로 유입되도록 구성되어 있고, 하부공간(18) 타측과 상기 상부공간(17)이 제5배관(25)에 의해 연결되어 있으며, 하부공간(18)으로 유입된 냉매가 제5배관(25)에 의해 상부공간(17)으로 이동하도록 구성되어 있되, 상기 제5배관(25)과 상기 제3배관(13)이 제2열교환기(26)와 연결되어 있어 동결조(140)로 공급되는 오존수와 동결조(140)로 공급되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성할 수도 있다.
이러한 구성은 오존수가 오존수유입공간(19)으로 유입되기 직전에 동결조(140)로 유입되는 냉매가스와 열교환을 일으키게 되므로 오존수의 냉각 속도를 보다 단축시킬 수 있게 된다.
한편, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 제3배관(13) 일측에 산소가 공급되는 산소공급관(27)이 연결되어 있으며, 상기 동결조(140) 내부에는 자외선램프(28)가 설치되어 있으며, 상기 결빙관(141)은 투명한 재질로 이루어져 있도록 구성할 수 있다.
이때, 산소공급관(27) 일측에는 산소탱크(27b)를 연결하고, 제3배관(13)과 연결되는 지점에는 인젝터(27a)를 연결하여 산소를 공급하도록 할 수 있다.
아울러, 상기 자외선램프(28)는 파장이 130 ~ 242 nm인 것이 바람직하다.
이러한 구성은 오존수를 구성하고 있는 물을 얼리는 과정에서 산소를 최대한 공급하여 얼리고, 얼음 중에 포함되어 있는 산소가스에 자외선을 조사하여 이를 오존화함으로써 오존의 함량을 증가시킬 수 있게 된다.
이와 같이 얼음을 얼리는 과정에서 오존가스가 생성되도록 할 경우 오존수가 급속 동결되는 과정에서도 조금식 반감되는 오존을 대체하여 얼음 속에 보다 많은 오존이 존재하도록 할 수 있게 된다.
더불어, 상기와 같은 구성에 결빙관(141)의 상부에 오존가스가 공급되는 오존가스공급관(29)을 연결할 수도 있다.
이러한 구성은 오존수가 동결되기 전의 상태에서 오존수에 지속적으로 오존가스를 공급함으로써 오존의 반감을 최대한 지연시킬 수 있게 된다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 급속 오존수 제빙기는 상술한 바에 의해 종래의 오존수 제빙기에 비해 오존수의 동결 속도를 급속히 향상시킴으로써 오존을 이용한 각종 살균 등의 용도로 활용할 수 있게 된다.
10 : 제1배관 11 : 제2배관
13 : 제3배관 13a : 오존수공급제어밸브
14 : 제1열교환기 15 : 분리판
16 : 바닥판 17 : 상부공간
18 : 하부공간 19 : 오존수유입공간
20 : 배플 21 : 개폐도어
22 : 오존수배출밸브 23 : 커터
23a : 모터 23b : 실린더장치
23c : 암 23d : 커팅날개
24 : 제4배관 25 : 제5배관
26 : 제2열교환기 27 : 산소공급관
27a : 인젝터 27b : 산소탱크
28 : 자외선램프 29 : 오존가스공급관
110 : 냉매공급부 111 : 압축기
112 : 응축기 113 : 열교환기
114 : 수액기 115 : 액분리기
116 : 유분리기 117 : 제어밸브
118 : 팽창밸브 119 : 냉매액전자변
120 : 필터드라이어 130 : 냉매가스감지부
140 : 동결조 141 : 결빙관
13 : 제3배관 13a : 오존수공급제어밸브
14 : 제1열교환기 15 : 분리판
16 : 바닥판 17 : 상부공간
18 : 하부공간 19 : 오존수유입공간
20 : 배플 21 : 개폐도어
22 : 오존수배출밸브 23 : 커터
23a : 모터 23b : 실린더장치
23c : 암 23d : 커팅날개
24 : 제4배관 25 : 제5배관
26 : 제2열교환기 27 : 산소공급관
27a : 인젝터 27b : 산소탱크
28 : 자외선램프 29 : 오존가스공급관
110 : 냉매공급부 111 : 압축기
112 : 응축기 113 : 열교환기
114 : 수액기 115 : 액분리기
116 : 유분리기 117 : 제어밸브
118 : 팽창밸브 119 : 냉매액전자변
120 : 필터드라이어 130 : 냉매가스감지부
140 : 동결조 141 : 결빙관
Claims (5)
- 압축기(111), 응축기(112), 열교환기(113), 수액기(114), 액분리기(115) 및 팽창밸브(118)를 포함하여 구비된 냉매공급부(110)와, 상기 냉매공급부(110)와 연결되어 냉매공급부(110)로부터 냉매가 내부로 유입되어 저장되는 동결조(140)와, 상기 동결조(140)의 내부에 위치하며 원통의 관형태로 형성되어 내부에 외부로부터 오존수가 유입되어 저장되는 적어도 하나 이상의 결빙관(141)과, 상기 동결조(140) 하부에 위치하여 결빙관(141) 내에서 결빙된 원통형의 얼음을 일정 간격으로 절단하는 커터(23);를 포함하여 구성된 오존수 제빙기에 있어서,
상기 동결조(140)의 상부 일측이 상기 액분리기(115)와 제1배관(10)에 의해 연결되어 있고, 액분리기(115)와 상기 열교환기(113)가 제2배관(11)에 의해 연결되어 있어 동결조(140)로 유입된 냉매가 제1배관(10) 및 제2배관(11)을 따라 이동하도록 되어 있되, 상기 제2배관(11)에 제1열교환기(14)가 설치되어 있고, 외부로부터 유입되는 오존수가 제3배관(13)에 의해 상기 동결조(140)의 하부로 공급되되, 상기 제3배관(13)이 제1열교환기(14)와 연결되어 있어 동결조(140)로 공급되는 오존수와 동결조(140)에서 배출되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성되어 있으며,
상기 동결조(140)는 하측 내부에 분리판(15)이 설치되어 있고, 분리판(15)의 하부에 바닥판(16)이 설치되어 있어, 분리판(15)에 의해 상부공간(17)과 하부공간(18)으로 나뉘어져 있고, 바닥판(16)에 의해 하부공간(18)과 오존수유입공간(19)으로 나뉘어져 있으며,
상기 상부공간(17)에는 다수 개의 배플(20)이 설치되어 있고,
상기 오존수유입공간(19)의 바닥에는 동결조(140)의 저부를 개폐시키는 개폐도어(21)가 설치되어 있으며, 개폐도어(21)에는 오존수유입공간(19)의 오존수를 배출시키는 오존수배출밸브(22)가 설치되어 있고,
상기 제3배관(13)은 오존수유입공간(19)에 연결되어 있되, 제3배관(13)의 일측에 오존수공급제어밸브(13a)가 설치되어 오존수의 공급을 조절하도록 구성되어 있으며,
상기 커터(23)는 동결조(140)의 외측에 설치되어 있는 모터(23a)와, 상기 모터(23a)와 연결된 채 동결조(140)의 하부에 수평 방향으로 회전하도록 설치되어 있고 상부에 상하로 이동하는 암(23c)이 구비되어 있는 실린더장치(23b)와, 상기 암(23c)에 부착되어 결빙관(141) 하부로 낙하하는 얼음을 절단하도록 구성되어 있는 커팅날개(23d)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는,
급속 오존수 제빙기.
- 제 1항에 있어서,
상기 액분리기(115)와 상기 하부공간(18)이 제4배관(24)에 의해 연결되어 있어 액분리기(115)를 거친 냉매가 하부공간(18)으로 유입되도록 구성되어 있고, 하부공간(18) 타측과 상기 상부공간(17)이 제5배관(25)에 의해 연결되어 있으며, 하부공간(18)으로 유입된 냉매가 제5배관(25)에 의해 상부공간(17)으로 이동하도록 구성되어 있되, 상기 제5배관(25)과 상기 제3배관(13)이 제2열교환기(26)와 연결되어 있어 동결조(140)로 공급되는 오존수와 동결조(140)로 공급되는 냉매 사이에 열교환이 이루어지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
급속 오존수 제빙기.
- 제 2항에 있어서,
상기 제3배관(13) 일측에 산소가 공급되는 산소공급관(27)이 연결되어 있으며,
상기 동결조(140) 내부에는 자외선램프(28)가 설치되어 있으며,
상기 결빙관(141)은 투명한 재질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는,
급속 오존수 제빙기.
- 제 3항에 있어서,
상기 자외선램프(28)는 파장이 130 ~ 242 nm인 것을 특징으로 하는,
급속 오존수 제빙기.
- 제 4항에 있어서,
상기 결빙관(141)의 상부에 오존가스가 공급되는 오존가스공급관(29)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
급속 오존수 제빙기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110133205A KR101164986B1 (ko) | 2011-12-12 | 2011-12-12 | 급속 오존수 제빙기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110133205A KR101164986B1 (ko) | 2011-12-12 | 2011-12-12 | 급속 오존수 제빙기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101164986B1 true KR101164986B1 (ko) | 2012-07-12 |
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ID=46716692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110133205A KR101164986B1 (ko) | 2011-12-12 | 2011-12-12 | 급속 오존수 제빙기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101164986B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005077040A (ja) | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Fukuoka Prefecture | オゾン含有氷の製造方法及びその製造装置 |
| KR100868068B1 (ko) | 2008-02-22 | 2008-11-10 | 주식회사 애니아이스 | 해수 내지 오존수 제빙기 |
-
2011
- 2011-12-12 KR KR1020110133205A patent/KR101164986B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005077040A (ja) | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Fukuoka Prefecture | オゾン含有氷の製造方法及びその製造装置 |
| KR100868068B1 (ko) | 2008-02-22 | 2008-11-10 | 주식회사 애니아이스 | 해수 내지 오존수 제빙기 |
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