KR101177355B1 - Frozen-particle producing apparatus using anodized layer - Google Patents

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KR101177355B1 KR1020100031973A KR20100031973A KR101177355B1 KR 101177355 B1 KR101177355 B1 KR 101177355B1 KR 1020100031973 A KR1020100031973 A KR 1020100031973A KR 20100031973 A KR20100031973 A KR 20100031973A KR 101177355 B1 KR101177355 B1 KR 101177355B1
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Abstract

냉매에 의해 냉각되는 냉각표면을 포함하는 음료저장용기 및 냉각표면에 결빙된 음료 입자를 긁어내도록 되어있는 분리장치를 포함하는 냉각입자 형성장치가 공개된다. 냉각표면은 양극산화막을 포함한다.A cooling particle forming apparatus is disclosed that includes a beverage storage container including a cooling surface cooled by a refrigerant and a separator configured to scrape beverage particles frozen on the cooling surface. The cooling surface includes an anodization film.

Figure R1020100031973
Figure R1020100031973

Description

양극산화막을 이용하는 냉각입자 형성장치{FROZEN-PARTICLE PRODUCING APPARATUS USING ANODIZED LAYER}Cooling particle forming device using anodization film {FROZEN-PARTICLE PRODUCING APPARATUS USING ANODIZED LAYER}

본 발명이 속하는 기술분야는 액체의 냉각입자 형성장치에 관한 것으로서, 특히 불필요한 금속 입자 또는 합성수지 입자가 부산물로서 발생하지 않도록 하는 냉각입자 형성장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid cooling particle forming apparatus, and more particularly, to a cooling particle forming apparatus that prevents unnecessary metal particles or synthetic resin particles from occurring as a by-product.

시원한 음료를 제공하기 위하여 음료의 종류에 상관없이 얼음을 음료에 넣을 수 있다. 그러나, 얼음이 녹는 과정에서 음료수가 냉각될 수 있지만 음료의 농도가 감소하면서 음료의 맛을 저하시킬 수 있다. 음료 맛의 저하를 방지하기 위해 얼음을 음료에 첨가하지 않고 음료 자체의 온도를 낮출 수 있다. 이때 음료를 마실 수 있도록 하는 동시에 시원함을 더 오래 유지시키기 위해서 음료의 일부만을 결빙시킴으로써 음료에 결빙 입자가 포함되도록 할 수 있다. 결빙된 입자를 지체 없이 섭취하기 위해서는 결빙 입자가 작은 크기를 가지는 것이 좋다. 종래의 방법에 따르면 냉매를 사용하여 냉각된 냉각 표면에 음료를 접촉시킨 다음에 냉각 표면에서 얼어붙은 음료를 잘게 긁어냄으로써 음료와 함께 섭취할 수 있는 크기의 결빙 입자를 만들어 낸다. 이때 냉각 표면에서 얼어붙은 음료를 긁어내는 과정에서 냉각 표면층의 성분이 함께 떨어져 나올 수 있다. 즉, 냉각 표면이 합성수지 또는 금속으로 형성되어 있는 경우에는 음료의 결빙 입자 외에 미세한 합성수지 입자 또는 금속 입자가 함께 부산물로서 생성되어 시음자의 건강에 악영향을 미칠 수 있다는 문제점이 있다.To provide a cool drink, ice may be added to the drink regardless of the type of drink. However, the beverage may cool in the process of melting the ice, but may decrease the taste of the beverage as the concentration of the beverage decreases. To prevent a drop in the taste of the beverage, the temperature of the beverage itself can be lowered without adding ice to the beverage. At this time, it is possible to include the freezing particles in the beverage by freezing only a portion of the beverage in order to keep the beverage cool and at the same time to keep the cool longer. In order to ingest frozen particles without delay, the frozen particles should have a small size. According to the conventional method, a refrigerant is used to contact the cooled cooling surface, and then scrape the frozen beverage from the cooling surface to produce ice particles of a size that can be ingested with the beverage. At this time, the components of the cooling surface layer may come off together in the process of scraping the frozen beverage from the cooling surface. That is, when the cooling surface is formed of synthetic resin or metal, fine synthetic resin particles or metal particles together with freezing particles of the beverage are generated as a by-product, which may adversely affect the health of the taster.

본 발명에서 해결하려는 과제는 액체를 냉각시켜 냉각입자를 형성하는 과정에서 부산물로서 발생하는 불순물의 양을 감소시키는 데에 있다. 그러나 본 발명에서 해결하려는 과제가 이에 한정되는 것은 아니다.The problem to be solved in the present invention is to reduce the amount of impurities generated as by-products in the process of cooling the liquid to form the cooling particles. However, the problem to be solved in the present invention is not limited thereto.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 냉각입자 형성장치는, 냉매에 의해 냉각되는 냉각표면을 포함하는 음료저장용기, 및 냉각표면에 결빙된 음료 입자를 긁어내도록 되어있는 분리장치를 포함하며, 냉각표면은 양극산화막을 포함한다.Cooling particle forming apparatus for solving the problem of the present invention, the beverage storage container including a cooling surface cooled by a refrigerant, and a separator for scraping the beverage particles frozen on the cooling surface, the cooling surface is An anodization film is included.

위의 음료저장용기는 냉각실린더이며, 냉각표면은 냉각실린더의 안쪽 표면 또는 바깥쪽 표면상에 형성되어 있을 수 있다.The beverage storage container is a cooling cylinder, the cooling surface may be formed on the inner surface or the outer surface of the cooling cylinder.

위의 냉각입자 형성장치는 구동모터를 더 포함할 수 있다. 위의 분리장치는 위의 음료저장용기의 중심축에 배치된 스크래퍼 축 및 스크래퍼 축에 결합된 스크래퍼를 포함하며, 구동모터는 위의 냉각실린더 또는 스크래퍼 축에 연결되어 냉각실린더와 위의 스크래퍼 축을 상대적으로 회전시키도록 되어있을 수 있다.The cooling particle forming apparatus may further include a drive motor. The separating device includes a scraper shaft disposed at the central axis of the beverage storage container and a scraper coupled to the scraper shaft, and the drive motor is connected to the cooling cylinder or the scraper shaft to connect the cooling cylinder and the scraper shaft relative thereto. It may be adapted to rotate.

위의 스크래퍼는 냉각표면으로부터 30㎛ 내지 100㎛ 떨어진 지점까지 연장될 수 있다. 위의 냉각입자 형성장치는 구동모터의 속도를 변화시킬 수 있는 제어장치를 더 포함할 수 있다.The scraper above may extend to a point 30 μm to 100 μm away from the cooling surface. The cooling particle forming apparatus may further include a control device capable of changing the speed of the driving motor.

위의 냉각실린더는 외측실린더 및 내측실린더가 결합되어 형성된 것이며, 냉각실린더에는 냉매 유입구와 냉매 유출구가 형성되어 있으며, 외측실린더와 내측실린더 사이에는 냉매가 순환할 수 있는 공간이 형성되어 있으며, 냉매 유입구와 냉매 유출구 사이에는 응축기와 압축기가 순차적으로 연결되어 있을 수 있다.The above cooling cylinder is formed by combining the outer cylinder and the inner cylinder, the cooling cylinder is formed with the refrigerant inlet and the refrigerant outlet, the space between the outer cylinder and the inner cylinder for the refrigerant is formed, the refrigerant inlet The condenser and the compressor may be sequentially connected between the refrigerant outlet and the refrigerant outlet.

위의 냉각입자 형성장치는 해동기, 제어부, 위의 냉각실린더로부터 해동기에게 냉각실린더 내의 제1 유동물을 전달하기 위한 유입관, 해동기로부터 냉각실린더에게 해동기 내의 제2 유동물을 전달하기 위한 유출관을 더 포함할 수 있다.The above apparatus for forming a cooling particle includes a thaw, a control unit, an inlet pipe for delivering a first flow in the cooling cylinder from the above cooling cylinder to the thaw, and a second flow in the thaw from the thaw to the cooling cylinder. It may further include an outlet pipe for.

위의 냉각실린더 및 해동기의 작동은 제어부에 의해 피드백 제어될 수 있다.The operation of the above cooling cylinder and the thaw can be feedback controlled by the control unit.

위의 냉각입자 형성장치는 노즐, 냉각실린더의 일측에 연결된 저장통, 및 냉각실린더의 타측에 연결되어 제1 유동물을 노즐로 유도하도록 되어 있는 펌프를 더 포함할 수 있다.The cooling particle forming apparatus may further include a nozzle, a reservoir connected to one side of the cooling cylinder, and a pump connected to the other side of the cooling cylinder to guide the first flow to the nozzle.

위의 음료저장용기는 냉각실린더를 포함하며, 냉각표면은 냉각실린더의 안쪽 표면 또는 바깥쪽 표면상에 형성되어 있을 수 있다.The beverage storage container includes a cooling cylinder, the cooling surface may be formed on the inner surface or the outer surface of the cooling cylinder.

위의 양극산화막은 양극과 음극 사이에 펄스파를 인가하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 형성된 것이며, 양극산화막은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 표면상에 형성된 것이며, 양극산화막 내의 셀의 직경은 30㎚ 내지 120㎚일 수 있다.The above anodization film is formed by a process comprising the step of applying a pulse wave between the anode and the cathode, the anodization film is formed on the surface of the aluminum or aluminum alloy, the diameter of the cell in the anodization film is 30nm to 120 Nm.

위의 양극산화막의 두께는 200㎛ 이상이며 그 내부에 경계면이 없을 수 있다. The thickness of the anodization film is 200㎛ or more and there may be no interface inside.

위의 펄스파는 제1 정류변조 직류펄스파, 제2 정류변조 직류펄스파, 및 변조 교류펄스파를 중 2개 이상을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 펄스파는 각 펄스의 시작점에서 피크 전압을 가질 수 있다. 펄스파의 각 펄스는 위로 볼록하며, 위의 펄스파의 전압크기는 시간에 따라 피크 전압으로부터 감소할 수 있다. 펄스파 중 하나의 펄스의 종료시점부터 그 다음 펄스의 시작시점 사이의 구간 동안 양극과 음극 사이에는 음의 전압이 인가될 수 있다. 제1 정류변조 직류펄스파와 제2 정류변조 직류펄스파는 서로 다른 위상을 가질 수 있다. 펄스파의 각 펄스의 최대전압 또는 평균전압은 시간에 따라 변화할 수 있다. 펄스파의 각 펄스의 최대전압 또는 평균전압의 궤적은 사인파형을 따를 수 있다.The pulse wave may include one or more of a first rectified modulated DC pulse wave, a second rectified modulated DC pulse wave, and a modulated AC pulse wave. The pulsed wave may have a peak voltage at the start of each pulse. Each pulse of the pulse wave is convex upward, and the voltage magnitude of the pulse wave above may decrease from the peak voltage over time. A negative voltage may be applied between the anode and the cathode during the interval between the end of one of the pulse waves and the start of the next pulse. The first rectified modulated DC pulse wave and the second rectified modulated DC pulse wave may have different phases. The maximum voltage or average voltage of each pulse of the pulse wave may change with time. The trajectory of the maximum or average voltage of each pulse of the pulse wave may follow a sinusoidal waveform.

위의 궤적은, 위의 펄스파의 전압을 초기값으로부터 미리 결정된 제1 값까지 증가시키는 단계, 전압을 위의 제1 값에서 미리 결정된 제1 시간 동안 유지시키는 단계, 전압을 제1 값으로부터 제1 값보다 큰 제2 값까지 증가시키는 단계, 및 전압을 제2 값에서 미리 결정된 제2 시간 동안 유지시키는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 형성될 수 있다.The above trajectory comprises: increasing the voltage of the above pulsed wave from an initial value to a predetermined first value, maintaining the voltage for a predetermined first time at the first value, and maintaining the voltage from the first value. And increasing the voltage to a second value greater than one value, and maintaining the voltage for a second predetermined time at the second value.

위의 펄스파의 음의 전압값을 갖는 구간의 길이 및 양의 전압값을 갖는 구간의 길이 중 적어도 하나는 시간에 따라 변화할 수 있다.At least one of the length of the section having the negative voltage value of the pulse wave and the length of the section having the positive voltage value may change with time.

본 발명의 일 실시예에 따르면 액체를 냉각시켜 냉각입자를 형성하는 과정에서 부산물로서 발생하는 불순물의 양을 감소시킬 수 있다. 그러나 본 발명의 효과가 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the amount of impurities generated as a by-product in the process of cooling the liquid to form the cooling particles may be reduced. However, the effects of the present invention are not limited thereto.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화막을 이용하는 냉음료 형성장치의 일 예를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 원통형 냉각실린더의 구조의 예를 더 자세히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각실린더의 구조를 자세히 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명이 일 실시예에 따라 냉각입자가 형성되는 과정을 설명하기 위한 것으로서, 도 2의 B-B'의 단면을 표시한 것이다.
도 5의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉음료 형성장치의 구성을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화장치를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화용 전원공급장치를 도시한 것이다.
도 8a 내지 도 8c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 1단 일정부하 펄스파, 1단 일정부하 가변주파수 펄스파 및 1단 가변부하 가변주파수 펄스파를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 일정부하 펄스파를 나타낸 것이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 1단 일정부하 직류/교류 혼합펄스파 및 2단 일정부하 직류/교류 혼합펄스파를 나타낸 것이다.
도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 1단 가변부하 가변주파수 직류/교류 혼합펄스파 및 2단 가변부하 가변주파수 직류/교류 혼합펄스파를 나타낸 것이다.
도 12는 펄스 내 최대전압이 펄스 진행 시간에 따라 정현파 형태를 보이는 직류/교류 혼합펄스파를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화법에 의해 형성한 양극산화막의 단면을 전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화법에 의해 형성한 양극산화막의 구조를 전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 15는 원적외선 복사 시험의 결과의 예를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows an example of a cold beverage forming apparatus using an anodization film according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an example of the structure of the cylindrical cooling cylinder of FIG. 1 in more detail.
3 is for explaining the structure of the cooling cylinder according to an embodiment of the present invention in detail.
Figure 4 is for explaining the process of forming the cooling particles according to an embodiment of the present invention, it shows a cross-section of BB 'of FIG.
Figure 5 (a) and (b) shows the configuration of a cold beverage forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates an anodization apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 shows a power supply for anodizing according to an embodiment of the present invention.
8A to 8C illustrate a first stage constant load pulse wave, a first stage constant load variable frequency pulse wave, and a first stage variable load variable frequency pulse wave according to one embodiment of the present invention, respectively.
Figure 9 shows a two-stage constant load pulse wave according to an embodiment of the present invention.
10A and 10B illustrate a single-stage constant load DC / AC mixed pulse wave and a two-stage constant load DC / AC mixed pulse wave according to an embodiment of the present invention, respectively.
11A and 11B illustrate a 1-stage variable load variable frequency DC / AC mixed pulse wave and a 2-stage variable load variable frequency DC / AC mixed pulse wave according to an embodiment of the present invention, respectively.
12 shows a DC / AC mixed pulse wave in which the maximum voltage in the pulse shows a sine wave shape according to the pulse propagation time.
Figure 13 is a photograph of the cross section of the anodization film formed by the anodization method according to an embodiment of the present invention with an electron microscope.
14 is a photograph observing the structure of the anodization film formed by the anodization method according to an embodiment of the present invention with an electron microscope.
15 shows an example of the results of the far infrared radiation test.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 문서에는 본 발명의 실시예들을 제공하기 위한 참조번호가 제공된다. 이 참조번호는 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 도시되어 있으며, 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 각 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조번호를 갖는다. 발명의 상세한 설명에서 참조번호는 괄호 안에 표시된다. This document is provided with reference numerals for providing embodiments of the present invention. The reference numerals are shown in the accompanying drawings of the present invention, the detailed description of the invention is described with reference to the accompanying drawings. Like elements in each drawing have like reference numerals. In the description of the invention reference numerals are indicated in parentheses.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화막을 이용하는 냉음료 형성장치의 일 예를 나타낸 것이다.1 shows an example of a cold beverage forming apparatus using an anodization film according to an embodiment of the present invention.

냉각입자 형성장치(1)는 냉매 형성부(110), 냉음료 형성부(120), 및 이들을 둘러싸는 케이스(101)를 포함하여 구성될 수 있다. The cooling particle forming apparatus 1 may include a refrigerant forming unit 110, a cold beverage forming unit 120, and a case 101 surrounding them.

냉매 형성부(110)는 응축기(50), 압축기(40), 응축기(50)를 냉각시키도록 되어 있는 냉각팬(61), 및 후술할 스크래퍼를 구동하도록 되어 있는 구동모터(31)를 포함할 수 있다. 구동모터(31)는 회전모터일 수 있다.The refrigerant forming unit 110 may include a condenser 50, a compressor 40, a cooling fan 61 configured to cool the condenser 50, and a drive motor 31 configured to drive a scraper to be described later. Can be. The drive motor 31 may be a rotating motor.

냉음료 형성부(120)는 음료를 저장할 수 있는 음료저장용기(70), 음료저장용기(70)에 음료를 투입할 수 있도록 되어 있는 음료 투입구(62), 음료의 일부를 결빙시키도록 되어 있는 원통형의 냉각실린더(10), 냉각실린더(10)를 케이스(101)에 고정하도록 되어 있는 고정부(32, 66), 냉각실린더(10)의 표면상에 냉각된 음료를 긁어내도록 되어 있는 스크래퍼(20), 스크래퍼(20)를 냉각실린더(10)에 대하여 회전시키도록 되어 있는 스크래퍼 축(30), 냉음료를 추출할 수 있도록 되어 있는 노즐(63), 및 노즐(63)을 개폐하도록 되어 있는 핸들(64)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 스크래퍼(20)의 회전속도를 제어하도록 되어 있는 제어부(65)를 더 포함할 수 있다. 스크래퍼(20) 및 스크래퍼 축(30)은 냉각실린더(10)에 냉각되어 붙어 있는 고체상태의 음료 등을 냉각실린더(10)로부터 분리하기 위한 분리장치의 일 예이다. Cold beverage forming unit 120 is a beverage storage container 70 that can store a beverage, the beverage inlet 62 is to be able to put the beverage in the beverage storage container 70, is to freeze a portion of the beverage Cylindrical cooling cylinder 10, fixing parts 32 and 66, which fix the cooling cylinder 10 to the case 101, and a scraper configured to scrape the cooled beverage on the surface of the cooling cylinder 10 ( 20), the scraper shaft 30 which is to rotate the scraper 20 with respect to the cooling cylinder 10, the nozzle 63 which can extract a cold beverage, and the nozzle 63 are opened and closed. It may be configured to include a handle (64). The controller 65 may further include a controller 65 configured to control the rotational speed of the scraper 20. The scraper 20 and the scraper shaft 30 are an example of a separation device for separating a solid beverage or the like, which is cooled and attached to the cooling cylinder 10, from the cooling cylinder 10.

음료는 도시되지 않은 저장통으로부터 음료 투입부(62)를 통해 음료저장용기(70)에 유입될 수 있다. 본 문서에서 음료저장용기(70)는 냉각실린더(10)를 포함할 수 있다. 또는 음료저장용기(70)는 냉각실린더(10)를 포함하지 않는 영역으로 정의될 수도 있다.The beverage may be introduced into the beverage storage container 70 through the beverage inlet 62 from the reservoir not shown. Beverage storage container 70 in this document may include a cooling cylinder (10). Alternatively, the beverage storage container 70 may be defined as an area not including the cooling cylinder 10.

냉각실린더(10)의 표면은 본 발명의 일 실시예에 의해 형성된 양극산화막으로 코팅된 알루미늄으로 구성할 수 있다. 냉각실린더(10)의 표면은 그 주위에 있는 액체를 냉각하기 위한 냉각 표면으로서 기능할 수 있다.The surface of the cooling cylinder 10 may be made of aluminum coated with an anodization film formed by an embodiment of the present invention. The surface of the cooling cylinder 10 may function as a cooling surface for cooling the liquid around it.

냉매는 응축기(50)로부터 냉각실린더(10) 내에 형성된 냉매 통로(도 1에 미도시)에게 유입될 수 있다. 냉각실린더(10) 내에 유입된 냉매는 액체 상태에서 기체 상태로 변하면서 냉각실린더(10) 근처의 음료로부터 열을 흡수하여 냉각실린더(10)의 표면에 위치하는 음료를 냉각시킬 수 있으며, 냉각된 음료는 냉각실린더(10)의 표면에 달라붙을 수 있다. 냉매는 냉각실린더(10)를 거쳐 압축기(40)로 유출될 수 있다. The refrigerant may be introduced into the refrigerant passage (not shown in FIG. 1) formed in the cooling cylinder 10 from the condenser 50. The refrigerant introduced into the cooling cylinder 10 changes from a liquid state to a gaseous state and absorbs heat from the beverage near the cooling cylinder 10 to cool the beverage located on the surface of the cooling cylinder 10. The beverage may stick to the surface of the cooling cylinder 10. The refrigerant may flow out to the compressor 40 through the cooling cylinder 10.

압축기(40)는 냉각실린더(10)로부터 유추된 낮은 압력의 기체를 높은 압력의 기체로 변환하여 응축기(50)에게 전달할 수 있다.The compressor 40 may convert the low pressure gas inferred from the cooling cylinder 10 into a high pressure gas and deliver the same to the condenser 50.

압축기(40)로부터 전달된 기체 냉매는 응축기(50)를 통과하면서 차갑게 냉각되기 때문에 기체 상태의 냉매가 액체 상태로 변하면서 열은 외부로 발산된다. 발산되는 열은 냉각팬(61)을 통해 외부로 방출될 수 있다. 압축기(40)로부터 유입된 고온 고압의 기체 냉매가 응축기(50) 내부를 통과하는 사이에 냉각되어 응축기(50) 출구에서는 저온 고압의 액체로 변하게 된다.Since the gas refrigerant delivered from the compressor 40 cools down while passing through the condenser 50, heat is dissipated to the outside while the gaseous refrigerant is changed into a liquid state. Heat dissipated may be discharged to the outside through the cooling fan 61. The high temperature and high pressure gas refrigerant introduced from the compressor 40 is cooled while passing through the inside of the condenser 50, and is converted into a low temperature and high pressure liquid at the outlet of the condenser 50.

도 2는 도 1의 원통형 냉각실린더(10)의 일 실시예의 구조를 더 자세히 도시한 것이다.FIG. 2 shows the structure of one embodiment of the cylindrical cooling cylinder 10 of FIG. 1 in more detail.

냉각실린더(10)는 외측실린더(10, 11), 내측실린더(10, 12) 및 이들 사이에 형성된 냉매 통로(10, 13)를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서 냉각실린더(10)의 내부는 비어 있을 수 있으며, 도시된 바와 같이 스크래퍼 축(30) 등이 관통될 수 있고, 내측실린더(10, 12) 내부에 음료가 저장될 수 있다. 냉각실린더(10)는 고정부(32)에 의해 고정되어 있을 수 있으며, 스크래퍼 축(30)은 구동모터(31)에 의해 회전될 수 있다. 냉각실린더(10)의 내부와 음료저장용기(70)는 서로 연결되어 음료가 이동할 수 있도록 되어 있을 수 있다.The cooling cylinder 10 may include an outer cylinder 10 and 11, an inner cylinder 10 and 12, and a refrigerant passage 10 and 13 formed therebetween. Therefore, the interior of the cooling cylinder 10 may be empty, the scraper shaft 30, etc. can be penetrated as shown, the beverage can be stored in the inner cylinder (10, 12). The cooling cylinder 10 may be fixed by the fixing part 32, and the scraper shaft 30 may be rotated by the driving motor 31. The interior of the cooling cylinder 10 and the beverage storage container 70 may be connected to each other so that the beverage can move.

냉매 통로(10, 13)는 냉매유입구(18)과 냉매유출구(19)를 통해 응축기(50) 및 압축기(40)와 연결될 수 있다. 냉매 통로(10, 13)에서 냉매가 기화될 때에 냉매가 주변의 열을 흡수하면서 외측실린더(10, 11) 및 내측실린더(10, 12)의 표면이 냉각될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 냉각실린더(10)와 응축기(50) 사이에는 확장밸브가 더 형성되어 있을 수 있다.The refrigerant passages 10 and 13 may be connected to the condenser 50 and the compressor 40 through the refrigerant inlet 18 and the refrigerant outlet 19. When the refrigerant is evaporated in the refrigerant passages 10 and 13, the surfaces of the outer cylinders 10 and 11 and the inner cylinders 10 and 12 may be cooled while the refrigerant absorbs surrounding heat. Although not shown, an expansion valve may be further formed between the cooling cylinder 10 and the condenser 50.

스크래퍼(20)는 스크래퍼 축(30)에 고정되어 있으며 제1 스크래퍼(20, 21) 및/또는 제2 스크래퍼(20, 22)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 스크래퍼(21)는 스크래퍼 축(30)의 일단부에서 고정되어 있으며, 외측실린더(10, 11)의 바깥쪽 표면상에서 응결되는 음료를 긁어낼 수 있도록 되어 있다. 제2 스크래퍼(22)는 스크래퍼 축(30)에 고정되어 있으며, 내측실린더(10, 12)의 안쪽 표면상에서 응결되는 음료를 긁어낼 수 있도록 되어 있다. The scraper 20 is fixed to the scraper shaft 30 and may comprise a first scraper 20, 21 and / or a second scraper 20, 22. The first scraper 21 is fixed at one end of the scraper shaft 30 so as to scrape the beverage condensed on the outer surfaces of the outer cylinders 10 and 11. The second scraper 22 is fixed to the scraper shaft 30 so as to scrape the beverage that condenses on the inner surfaces of the inner cylinders 10 and 12.

스크래퍼(20)는 나선형으로 형성될 수 있다. 이때, 냉각실린더(10)가 고정되어 있고 스크래퍼(20)가 스크래퍼 축(30)에 의해 회전하게 되면, 스크래퍼(20)는 외측실린더(10, 11) 및/또는 내측실린더(10, 12)의 표면 상에 응결된 음료를 한쪽 방향으로 긁어서 떨어트릴 수 있다. 이로써, 냉각입자가 형성될 수 있다.The scraper 20 may be formed spirally. At this time, when the cooling cylinder 10 is fixed and the scraper 20 is rotated by the scraper shaft 30, the scraper 20 of the outer cylinder (10, 11) and / or the inner cylinder (10, 12) Beverages condensed on the surface may be scraped off in one direction. As a result, cooling particles may be formed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각실린더(10)의 구조를 자세히 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the structure of the cooling cylinder 10 according to an embodiment of the present invention in detail.

도 3의 (a)는 외측실린더(10, 11) 및 내측실린더(10, 12)를 포함하여 구성된 냉각실린더(10)의 사시도이다.3A is a perspective view of the cooling cylinder 10 including the outer cylinders 10 and 11 and the inner cylinders 10 and 12.

도 3의 (b)는 도 3의 (a)에서 A-A'를 연결하는 선을 잘라 전개한 전개도이다. 외측실린더(10, 11) 및 내측실린더(10, 12) 사이에 형성된 냉매 통로(10, 13)의 경계부는 점선으로 표현하였다. 냉매는 응축기(50)로부터 유입되어 냉매 통로(10, 13)을 거쳐 압축기(40)로 유출될 수 있다. 냉매 통로(10, 13)의 구체적인 구조는 유체 해석에 의해 최적화되어 설계될 수 있으며, 도 3의 (b)는 그 개념만 간략히 설명한 것이므로, 도시된 구조에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.FIG. 3B is a development view in which lines taken along line A-A 'are cut out and expanded in FIG. 3A. Boundary portions of the refrigerant passages 10 and 13 formed between the outer cylinders 10 and 11 and the inner cylinders 10 and 12 are indicated by dotted lines. The refrigerant may flow from the condenser 50 and flow out to the compressor 40 through the refrigerant passages 10 and 13. Specific structures of the coolant passages 10 and 13 may be designed to be optimized by fluid analysis, and since the concept of FIG. 3 (b) is briefly described, the present invention is not limited to the illustrated structure.

도 3의 (c)는 도 3의 (b)를 측면에서 바라본 도면이다.FIG. 3C is a view of FIG. 3B viewed from the side.

상술한 바와 같이 스크래퍼(20)와 냉각실린더(10)의 상대적인 회전 운동에 의해 냉각입자가 형성될 수 있다. 따라서, 도 2에 설명한 바와는 달리, 스크래퍼 축(30)이 고정부(32)에 대해 고정되어 있도록 구성하고, 냉각실린더(10)가 구동모터(31)에 의해 회전되도록 구성할 수도 있다. 이때에는 냉매 통로(10, 13)와 응축기(50), 압축기(40)를 연결하는 구성이 복잡해질 수 있다.As described above, the cooling particles may be formed by the relative rotation of the scraper 20 and the cooling cylinder 10. Accordingly, unlike the description of FIG. 2, the scraper shaft 30 may be configured to be fixed to the fixing part 32, and the cooling cylinder 10 may be configured to be rotated by the driving motor 31. In this case, the configuration of connecting the refrigerant passages 10 and 13 to the condenser 50 and the compressor 40 may be complicated.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 냉각입자가 형성되는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 B-B'의 단면을 표시한 것이다.Figure 4 is a view for explaining the process of forming the cooling particles according to an embodiment of the present invention, is a cross-sectional view of BB 'of FIG.

냉매 통로(10, 13)를 따라 흐르는 냉매에 의해 외측실린더(10, 11)의 바깥쪽 표면과 내측실린더(10, 12)의 안쪽 표면에는 음료가 얼어붙을 수 있다. 스크래퍼(21, 22)가 스크래퍼 축(30)에 의해 R 방향으로 회전하면서 표면에 붙은 냉각된 음료를 긁어냄으로써 냉각입자를 형성할 수 있다.The coolant flowing along the coolant passages 10 and 13 may freeze beverages on the outer surfaces of the outer cylinders 10 and 11 and the inner surfaces of the inner cylinders 10 and 12. The scrapers 21 and 22 rotate in the R direction by the scraper shaft 30 to scrape the cooled beverage stuck to the surface, thereby forming the cooling particles.

냉각입자의 크기는 스크래퍼(21, 22)의 회전 속도에 따라 달라질 수 있다. 스크래퍼(21, 22)가 긁고 지나간 자리에서는 음료의 냉각층이 새롭게 성장하게 되는데, 스크래퍼(21, 22)가 다시 이 자리에 돌아올 때까지의 1주기의 시간이 길수록 새롭게 성장된 냉각층은 더 두껍게 된다. 따라서 스크래퍼(21, 22)에 의해 긁혀 나오는 냉각입자의 크기가 더 커질 수 있다.The size of the cooling particles may vary depending on the rotational speed of the scraper (21, 22). In the place where the scrapers 21 and 22 scratched, the cooling layer of the beverage grows anew. The longer the cycle of the period until the scrapers 21 and 22 return to this position, the thicker the newly grown cooling layer becomes. do. Therefore, the size of the cooling particles scraped off by the scrapers 21 and 22 may be larger.

또한, 냉각입자의 크기는 스크래퍼(21)의 단부와 외측실린더(10, 11)의 외벽까지의 거리, 그리고 스크래퍼(22)의 단부와 내측실린더(10, 12)의 내벽까지의 거리에 의해 달리 형성될 수 있다. 즉, 기본적으로는 스크래퍼(21, 22)가 한 바퀴 회전하는 1주기 동안 새롭게 성장한 신(新) 성장층이 긁혀 나오지만, 위의 신 성장층의 기저에 이미 형성되어 있던 구(舊) 냉각층이 함께 떨어져 나올 수도 있다. 따라서, 스크래퍼(20)와 냉각 표면 사이의 거리가 멀수록 냉각입자의 평균 크기가 작아질 수 있다.In addition, the size of the cooling particles varies depending on the distance between the end of the scraper 21 and the outer wall of the outer cylinders 10 and 11 and the distance between the end of the scraper 22 and the inner wall of the inner cylinders 10 and 12. Can be formed. That is basically, the newly grown new growth layer is scraped out during one cycle in which the scrapers 21 and 22 rotate, but the old cooling layer already formed at the base of the new growth layer is It may come off together. Therefore, the farther the distance between the scraper 20 and the cooling surface, the smaller the average size of the cooling particles can be.

도 5의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉음료 형성장치의 구성을 나타낸 것이다. 도 5에서 'C'로 표시된 흐름은 음료의 진행 방향을 나타낸 것이고, 'D'로 표시된 흐름은 냉매의 순환을 나타낸 것이다.Figure 5 (a) and (b) shows the configuration of a cold beverage forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, the flow indicated by 'C' indicates the direction of the beverage, and the flow indicated by 'D' indicates the circulation of the refrigerant.

도 5의 (a)에 따른 구성은 도 1과 유사하다. 음료는 음료저장용기(70)로부터 냉각실린더(10)로 유입되어 냉각된 후에 노즐(63)을 통해 제공될 수 있다. 냉매는 응축기(50)에서 냉각실린더(10)로 유입되어 음료를 냉각시킨 후에 압축기(40)로 유출되어 순환될 수 있다. 여기에 도시되지는 않았지만 냉각실린더(10)에는 상술한 스크래퍼(20)가 결합되어 냉각입자를 형성할 수 있다. 냉각입자는 음료에 섞여 음료를 차갑게 만들 수 있다.The configuration according to FIG. 5A is similar to FIG. 1. The beverage may be provided through the nozzle 63 after the liquid is introduced into the cooling cylinder 10 from the beverage storage container 70 and cooled. The refrigerant may flow into the cooling cylinder 10 from the condenser 50 to cool the beverage and then flow out of the compressor 40 and circulate. Although not shown here, the above-described scraper 20 may be coupled to the cooling cylinder 10 to form cooling particles. Cooling particles can be mixed with the beverage to make the beverage cold.

도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 구성에 피드백 제어를 더 포함한다.FIG. 5B further includes feedback control in the configuration of FIG. 5A.

도 5의 (b)에 따른 구성에서, 음료는 음료저장용기(70)로부터 유입관을 통해 냉각실린더(10)로 유입될 수 있다. 음료에 대한 수요가 있을 때에는 펌프(90)가 냉각실린더(10)로부터 냉각된 음료를 펌핑하여 노즐(63)을 통해 제공할 수 있다. 음료에 대한 수요가 없을 때에는 냉각실린더(10)에서 냉각된 음료는 유출관(16)을 통해 해동기(60)로 유출될 수 있다. 해동기(60)에서는 냉각실린더(10)에서 생성된 냉각입자의 일부를 해동할 수 있다. 해동기(60)에서 일부 해동된 냉각 음료는 유입관(17)을 통해 다시 냉각실린더(10)로 유입되어 순환될 수 있다. 이와 같이 피드백 제어하여 적정한 음료의 온도를 유지할 수 있다. 이때 본 문서에서 음료저장용기(70)에 들어있는 액체를 제1 유동물이라고 지칭하고 해동기(60)에 들어있는 액체를 제2 유동물이라고 지칭할 수 있다.In the configuration according to Figure 5 (b), the beverage may be introduced into the cooling cylinder 10 through the inlet pipe from the beverage storage container 70. When there is a demand for a beverage, the pump 90 may pump the cooled beverage from the cooling cylinder 10 and provide it through the nozzle 63. When there is no demand for a beverage, the beverage cooled in the cooling cylinder 10 may be discharged to the thaw 60 through the outlet pipe 16. In the thaw 60, a part of the cooling particles generated in the cooling cylinder 10 may be thawed. Some thawed cooling beverages in the thaw 60 may be circulated through the inlet pipe 17 back to the cooling cylinder 10. By feedback control in this way, it is possible to maintain an appropriate beverage temperature. In this document, the liquid in the beverage storage container 70 may be referred to as a first fluid and the liquid in the thaw 60 may be referred to as a second fluid.

도 5의 (b)와 같이 냉각실린더(10)에서 유출된 냉매는 해동기(60)를 거쳐 압축기(40)로 유입될 수 있다. 그러나 도 5의 (b)에 도시한 바와 달리 냉각실린더(10)에서 유출된 냉매는 해동기(60)를 거치지 않고 직접 압축기(40)로 유입될 수 있다.As shown in (b) of FIG. 5, the refrigerant flowing out of the cooling cylinder 10 may be introduced into the compressor 40 through the thaw 60. However, unlike FIG. 5B, the refrigerant flowing out of the cooling cylinder 10 may directly flow into the compressor 40 without passing through the thaw 60.

한편, 냉각실린더(10)의 외측실린더(10, 11) 및/또는 내측실린더(10, 12)는 금속, 예컨대 철, 알루미늄과 같은 재료로 형성될 수 있다. 냉각실린더(10)에서는 열 교환이 일어나므로 열 전도율이 높은 재료를 사용하는 것이 유리하다.Meanwhile, the outer cylinders 10 and 11 and / or the inner cylinders 10 and 12 of the cooling cylinder 10 may be formed of a material such as metal, for example, iron or aluminum. Since the heat exchange takes place in the cooling cylinder 10, it is advantageous to use a material having high thermal conductivity.

스크래퍼(20)로 냉각실린더(10)의 표면상에 냉각된 음료를 긁어낼 때에 냉각입자가 떨어지면서 냉각실린더(10)의 표층부가 마모되면서 금속 입자(또는 합성수지 입자)가 함께 떨어져 나올 수 있다. 또는 스크래퍼(20)가 냉각실린더(10)에 대해 정확히 정렬되지 않을 경우에는 스크래퍼(20)가 냉각실린더(10)의 표층을 직접 긁어 금속 입자가 함께 떨어져 나올 수 있다. 또한, 음료, 예컨대 산성을 띠는 음료를 냉각시키는 경우에는 시간이 지나면서 냉각실린더(10)의 표층이 부식되어 금속 입자가 더 쉽게 떨어져 나올 수도 있다.When scraping the cooled beverage on the surface of the cooling cylinder 10 with the scraper 20, as the cooling particles fall, the surface layer portion of the cooling cylinder 10 may wear out and the metal particles (or the synthetic resin particles) may fall out together. Alternatively, when the scraper 20 is not aligned with respect to the cooling cylinder 10, the scraper 20 may directly scrape the surface layer of the cooling cylinder 10 so that the metal particles may come off together. In addition, when cooling a beverage, such as an acidic beverage, the surface layer of the cooling cylinder 10 may corrode over time, and metal particles may come off more easily.

냉각실린더(10) 표층부의 금속 입자가 함께 떨어져 나와 음료에 포함되는 경우 이 음료를 섭취하는 사람의 건강에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 후술하는 본 발명의 일 실시예에 따라 냉각실린더(10)의 외측실린더(10, 11) 또는 내측실린더(10, 12)를 알루미늄으로 구성하고 본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화막 형성 방법에 의해 알루미늄 표면을 코팅할 수 있다.When the metal particles in the surface portion of the cooling cylinder 10 fall off together and included in the beverage, it may adversely affect the health of the person who consumes the beverage. Therefore, according to an embodiment of the present invention to be described later the outer cylinder (10, 11) or the inner cylinder (10, 12) of the cooling cylinder 10 is composed of aluminum and anodizing film formation method according to an embodiment of the present invention The aluminum surface can be coated by

종래의 기술에 따르면, 외측실린더(10, 11) 및/또는 내측실린더(10, 12)는 2개의 306 SS 튜브, 즉 바깥쪽의 SC40 및 안쪽의 SC10가 서로 용접되어 하나의 튜브로 형성된 것일 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면 외측실린더(10, 11) 및/또는 내측실린더(10, 12)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어질 수 있으며, 그 표면은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화방법에 의해 코팅될 수 있다.According to the related art, the outer cylinders 10 and 11 and / or the inner cylinders 10 and 12 may be formed of one tube by welding two 306 SS tubes, that is, the outer SC40 and the inner SC10 to each other. have. However, according to the present invention, the outer cylinders 10 and 11 and / or the inner cylinders 10 and 12 may be made of aluminum or an aluminum alloy, and the surface thereof is coated by an anodizing method according to an embodiment of the present invention. Can be.

2개의 스크래퍼(21, 22) 중 어느 하나는 실시예에 따라 생략될 수 있다. 만일 스크래퍼(21)가 생략되는 경우에는 외측실린더(10, 11)는 종래의 철 합금으로 구성되고 내측실린더(10, 12)만이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성될 수 있다. 이와 달리 스크래퍼(22)만이 생략되는 경우에는 외측실린더(10, 11)만이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성될 수 있다.Either one of the two scrapers 21, 22 may be omitted according to the embodiment. If the scraper 21 is omitted, the outer cylinders 10 and 11 may be made of a conventional iron alloy, and only the inner cylinders 10 and 12 may be made of aluminum or an aluminum alloy. In contrast, when only the scraper 22 is omitted, only the outer cylinders 10 and 11 may be made of aluminum or an aluminum alloy.

본 발명의 일 실시예에 따른 양극산화막 형성 방법에 의해 냉각실린더(10)를 양극산화된 알루미늄으로 구성할 경우, 내식성, 경도, 내마모성, 절연성, 및 굴곡강도 등에 있어서 우수한 특성을 가질 수 있다.When the cooling cylinder 10 is made of anodized aluminum by the method of forming an anodized oxide according to an embodiment of the present invention, the cooling cylinder 10 may have excellent characteristics in corrosion resistance, hardness, wear resistance, insulation, flexural strength, and the like.

이하, 본 발명의 일 실시예의 냉각실린더(10)에 사용할 수 있는 양극산화막을 형성하는 방법 및 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method and apparatus for forming an anodization film that can be used in the cooling cylinder 10 of the embodiment of the present invention will be described.

본 발명에 따른 알루미늄 부재의 표면에 양극산화막을 형성하기 위한 장치의 개략도가 도 6에 도시되어 있다. 양극산화장치는 전해액(102)이 채워지는 전해조(100)와 전해액(102) 내부로 침지되는 양극(104) 및 음극(106), 그리고 이 양 전극간에 전원을 공급하는 전원공급장치(108)을 구비할 수 있다. A schematic diagram of an apparatus for forming an anodization film on the surface of an aluminum member according to the invention is shown in FIG. 6. The anodic oxidation device comprises a positive electrode 104 and a negative electrode 106 immersed in the electrolyte 100 and the electrolyte 102 filled with the electrolyte 102, and a power supply 108 for supplying power between the two electrodes. It can be provided.

이때 상기 양극은 양극산화막(즉, 알루미늄 산화막)이 형성되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금(이하 알루미늄이라 지칭함)을 사용할 수 있다.In this case, the anode may use aluminum or an aluminum alloy (hereinafter referred to as aluminum) in which an anodization film (ie, an aluminum oxide film) is formed.

또한 상기 전원공급장치(108)는 양극 및 음극간에 통상의 직류전압은 물론 펄스 형태의 직류전압인 직류펄스파 또는 직류펄스파와 교류펄스파를 합성하여 형성한 직류/교류 혼합펄스파를 인가함으로써 양극산화막을 형성할 수 있다. 이러한 양극산화에 이용되는 전원공급장치의 일실시예의 구성을 도 7에 도시하였다.In addition, the power supply device 108 is a positive electrode by applying a DC / AC mixed pulse wave formed by synthesizing a normal DC voltage or a DC pulse wave or a DC pulse wave and an AC pulse wave as a pulse type DC voltage between the anode and the cathode. An oxide film can be formed. The configuration of one embodiment of a power supply device used for such anodization is shown in FIG.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전원공급장치는 정류변조부(220), 교류변조부(230), 펄스파합성부(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 7, the power supply apparatus according to the present invention may include a rectifier modulator 220, an AC modulator 230, a pulse wave combiner 240, and a controller 250.

정류변조부(220)는 교류전원(210)으로부터 입력되는 교류전압을 정류하여 직류펄스파를 형성하고 상기 직류펄스파의 주기 또는 진폭(즉 전압값)을 변조하여 출력할 수 있다. 이때 정류변조부(220)는 1개의 정류장치로 구성되거나 또는 각각 독립적으로 작동되는 2개 이상의 정류장치로 구성될 수 있다. 도 7에는 정류변조부(220)가 제 1 정류장치(222) 및 제 2 정류장치(224)의 2개의 정류장치로 구성된 경우를 예시하고 있다. The rectifier modulator 220 may rectify an AC voltage input from the AC power source 210 to form a DC pulse wave, and modulate and output a period or amplitude (ie, a voltage value) of the DC pulse wave. In this case, the rectifier modulation unit 220 may be composed of one stop value or may be composed of two or more stop values operated independently of each other. 7 illustrates a case in which the rectifier modulator 220 includes two stop values of the first stop value 222 and the second stop value 224.

교류변조부(230)는 교류전원으로부터 입력되는 교류전압의 주기 또는 진폭을 변조한 교류펄스파를 출력할 수 있다. The AC modulator 230 may output an AC pulse wave modulated with a period or amplitude of an AC voltage input from an AC power source.

펄스파합성부(240)는 정류변조부(220)를 구성하는 하나 이상의 정류장치로부터 변조되어 출력되는 각 직류펄스파를 합성하여 직류/직류 혼합펄스파를 출력하거나 또는 상기 직류펄스파와 교류변조부(230)로부터 출력되는 교류펄스파를 합성하여 직류/교류 혼합펄스파를 출력하는 기능을 수행한다. 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 정류변조부(220)가 제 1 정류장치(222) 및 제 2 정류장치(224)로 이루어진 경우, 상기 제 1 정류장치(222) 및 제 2 정류장치(224)에서 각각 교류에서 직류로 정류된 후 서로 다른 주기 및 진폭으로 변조된 제 1 직류펄스파 및 제 2 직류펄스파와 상기 교류변조부(230)에서 변조되어 출력된 교류펄스파는 모두 펄스파합성부(240)로 입력되어 합성될 수 있다. The pulse wave synthesizing unit 240 outputs a DC / DC mixed pulse wave by synthesizing each DC pulse wave that is modulated and output from one or more stops constituting the rectifying modulator 220, or outputs the DC / DC mixed pulse wave. Synthesizing an AC pulse wave output from the 230 to output a DC / AC mixed pulse wave. For example, as shown in FIG. 7, when the rectifier modulator 220 includes a first stop 222 and a second stop 224, the first stop 222 and the second stop wit ( Each of the first DC pulse wave and the second DC pulse wave modulated at different periods and amplitudes after rectifying from AC to DC at 224 and the AC pulse wave modulated and output from the AC modulator 230 are pulse wave synthesis units. Input to 240 may be synthesized.

제어부(250)는 정류변조부(220) 및 교류변조부(230)와 연결되어 상기 정류변조부(220) 및 교류변조부(230)의 작동을 제어하여, 이로부터 출력되는 펄스파의 특성을 조절할 수 있다. The controller 250 is connected to the rectifier modulator 220 and the AC modulator 230 to control the operation of the rectifier modulator 220 and the AC modulator 230 to control the characteristics of the pulse wave output therefrom. I can regulate it.

이때 정류변조부(220)와 교류전원(210) 사이 또는 교류변조부(230)와 교류전원(210) 사이에는 스위치를 더 구비할 수 있으며, 상기 제어부(250)는 상기 스위치의 온/오프를 제어하는 기능을 더 수행할 수 있다. 이러한 스위치를 제어함으로써 펄스파합성부(240)로의 직류펄스파 및 교류펄스파 출력을 제어할 수 있다. 예를 들어 도 7에서와 같이 제 1 정류장치(222), 제 2 정류장치(224) 및 교류변조부(230)와 교류전원(210)의 사이에 각각 제 1 스위치(260a), 제2 스위치(260b), 제3스위치(260c)를 배치시켜 제어함으로써 펄스파합성부(240)로 출력되는 펄스의 형태를 제어할 수 있다. 만약 제 1 스위치(260a)만을 온(on)상태에 두고 나머지 스위치들을 오프(off) 상태에 두면 하나의 직류펄스파가 펄스파합성부(240)를 통해 양 전극에 공급된다. 그러나 만약, 예를 들어, 제 1 스위치(260a) 및 제 2 스위치(260b)를 온(on) 상태에 두고, 제 3 스위치(260c)를 오프(off) 상태에 두면, 펄스파합성부(240)로는 두 개의 직류펄스파가 입력되고 직류/직류 혼합펄스파로 합성되어 출력되게 된다. 또한 상기 제 1 스위치(260a) 또는 제 2 스위치(260b) 중 어느 하나 이상과 제 3 스위치(260c)를 온 상태로 두면, 펄스파합성부(240)로는 직류펄스파와 교류펄스파가 입력되고 직류/교류 혼합펄스파로 합성되어 출력되게 된다.In this case, a switch may be further provided between the rectifier modulator 220 and the AC power source 210 or between the AC modulator 230 and the AC power source 210, and the controller 250 may turn on / off the switch. You can perform more control functions. By controlling such a switch, it is possible to control the output of the DC pulse wave and the AC pulse wave to the pulse wave combining unit 240. For example, as shown in FIG. 7, a first switch 260a and a second switch between the first stop 222, the second stop 224, and the AC modulator 230 and the AC power supply 210, respectively. 260b and 3rd switch 260c are arrange | positioned and controlled, and the shape of the pulse output to the pulse wave combining part 240 can be controlled. If only the first switch 260a is on and the remaining switches are off, one DC pulse wave is supplied to both electrodes through the pulse wave combining unit 240. However, if, for example, the first switch 260a and the second switch 260b are in an on state and the third switch 260c is in an off state, the pulse wave combiner 240 ), Two DC pulse waves are inputted and synthesized into DC / DC mixed pulse waves. In addition, when any one or more of the first switch 260a or the second switch 260b and the third switch 260c are turned on, the DC pulse wave and the AC pulse wave are input to the pulse wave combining unit 240, It is synthesized by the alternating mixed pulse wave and output.

이러한 스위치는 정류변조부(220)와 펄스파합성부(240) 사이 또는 교류변조부(230)와 펄스파합성부(240) 사이에 구비될 수 있으며, 그 작용 및 효과는 상술한 바와 같다. Such a switch may be provided between the rectifier modulator 220 and the pulse wave combiner 240 or between the AC modulator 230 and the pulse wave combiner 240, and the action and effect thereof are as described above.

이러한 합성펄스파의 형태는 입력되는 직류펄스파 또는 교류펄스파의 형태에 의존하게 되며 따라서 제어부(250)는 정류변조부(220) 및 교류변조부(230)에서 각각 출력되는 직류펄스파 및 교류펄스파의 형태를 조절하고 제어함으로써 펄스파합성부(240)에서 목적하는 공급전원의 형태를 결정할 수 있다.The shape of the synthesized pulse wave depends on the type of the input DC pulse wave or the AC pulse wave, and thus the control unit 250 outputs the DC pulse wave and the AC output from the rectifier modulator 220 and the AC modulator 230, respectively. By adjusting and controlling the shape of the pulse wave, the shape of the desired power supply can be determined by the pulse wave combining unit 240.

도 8a 내지 도 8c에는 제 1 정류장치(222) 또는 제 2 정류장치(224) 각각에서 출력 가능한 1단 직류펄스파로서 1단 일정부하 펄스파, 1단 일정부하 가변주파수 펄스파 및 1단 가변부하 가변주파수 펄스파가 각각 도시되어 있다. 8A to 8C, a single stage DC pulse wave that can be output from each of the first and second stop values 222 and 224, the first stage constant load pulse wave, the first stage constant load variable frequency pulse wave, and the first stage variable. Load variable frequency pulse waves are shown respectively.

이러한 직류펄스파는 작업사이클을 이용하여 펄스파의 특성을 나타낼 수 있다. 작업사이클은 도 8a에 도시한 바와 같이, 양극산화를 위한 전압(즉, 양의 전압)이 인가되는 시간 Ton 및 양극산화를 위한 전압이 인가되지 않은 시간 Toff의 비율로 나타낼 수 있으며 아래 식과 같이 표현한다.Such a DC pulse wave can exhibit the characteristics of a pulse wave using a work cycle. As shown in FIG. 8A, the work cycle may be expressed as the ratio of the time Ton at which the voltage for anodization (ie, a positive voltage) is applied and the time Toff at which the voltage for anodization is not applied. do.

[식] ··· 작업 사이클(%) = [Ton /( Ton + Toff)] × 100Work formula (%) = [Ton / (Ton + Toff)] × 100

도 8a의 1단 일정부하 펄스파는 일정한 펄스주기를 가지고 Ton 구간 동안 인가되는 전압이 하나의 값으로 일정하게 유지되는 펄스파이다. The first-stage constant load pulse wave of FIG. 8A is a pulse wave in which a voltage applied for a ton interval has a constant pulse period and is kept constant as one value.

이러한 일정부하 펄스파의 작업사이클의 Ton과 Toff의 비를 변화시킴으로써 펄스파의 특성을 변화시킬 수 있다.The characteristics of the pulse wave can be changed by changing the ratio of Ton and Toff in the work cycle of the constant load pulse wave.

도 8b에 예시되어 있는 1단 일정부하 가변주파수 펄스파는 일주기 동안의 펄스 즉, 단위펄스 내에서 Ton 구간이 일정하게 유지된다는 점에서는 1단 일정부하 펄스파와 동일하나, 펄스파가 진행되는 동안 Toff 구간이 변화된다.  The one-stage constant load variable frequency pulse wave illustrated in FIG. 8b is the same as the one-stage constant load pulse wave in that the Ton section is kept constant within one cycle, that is, the unit pulse, but Toff while the pulse wave is in progress. The interval is changed.

1단 가변부하 가변주파수 펄스파는 펄스파의 진행에 따라 단위펄스 내에서 Ton 구간이 변화되거나 또는 Ton 구간 및 Toff 구간이 같이 변화되는 형태의 펄스파로서 도 8c에 는 Ton 및 Toff 구간이 동시에 변화되는 형태의 펄스파가 예시되어 있다.The variable-stage variable frequency pulse wave of the 1 st stage is a pulse wave in which the Ton section is changed in the unit pulse or the Ton section and the Toff section are changed as the pulse wave progresses. In FIG. 8c, the Ton and Toff sections are simultaneously changed. Pulse wave in the form is illustrated.

한편, 제 1 정류장치(222) 및 제 2 정류장치(224)에서 출력되는 직류펄스파가 합성되어 형성되는 직류/직류 혼합펄스파로서, 2단 일정부하 펄스파, 2단 일정부하 가변주파수 펄스파 및 2단 가변부하 가변주파수 펄스파를 합성할 수 있다. Meanwhile, a DC / DC mixed pulse wave formed by combining DC pulse waves output from the first stop value 222 and the second stop value 224, two-stage constant load pulse wave, two-stage constant load variable frequency pulse Spar and two-stage variable load variable frequency pulse waves can be synthesized.

도 9에는 2단 일정부하 펄스파가 도시되어 있는바, 2단 일정부하 펄스파는 단위주기가 일정하며, 단위주기 내 Ton 구간 내에 2개의 상이한 전압값이 유지되는 구간이 존재한다. 즉, Ton 구간은 상대적으로 높은 값을 가지는 제 1 전압이 유지되는 구간 TH와 상대적으로 낮은 값을 가지는 제 2 전압이 유지되는 구간 TL으로 이루어지며, 모든 단위펄스에서의 TH 및 TL은 모두 동일하다. 9 shows a two-stage constant load pulse wave, wherein the two-stage constant load pulse wave has a constant unit cycle, and there are sections in which two different voltage values are maintained in the Ton section within the unit cycle. That is, the Ton section is composed of a section T H in which a first voltage having a relatively high value is maintained and a section T L in which a second voltage having a relatively low value is maintained, and T H in all unit pulses. And T L are all the same.

상기 2단 일정부하 펄스파는 상기 제 1 정류장치(222)와 제 2 정류장치(224)로부터 각각 별개의 직류펄스파를 펄스파합성부(240)에서 합성하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 제 1 정류장치(222)는 출력전압이 상대적으로 높고 Ton 구간이 상대적으로 짧은 제 1 직류펄스파를 출력하고 제 2 정류장치(224)는 출력전압이 상대적으로 낮고 Ton 구간이 상대적으로 긴 제 2 직류펄스파를 출력하여 이를 펄스파합성부(240)에서 합성하게 되면 도 9에서와 같은 2단 일정부하 펄스파가 형성될 수 있다. The two-stage constant load pulse wave may be obtained by synthesizing a separate DC pulse wave from the first stop value 222 and the second stop value 224 in the pulse wave combining unit 240, respectively. For example, the first stop 222 outputs a first DC pulse wave having a relatively high output voltage and a relatively short Ton interval, and the second stop 224 has a relatively low output voltage and a Ton interval relatively. By outputting a long second DC pulse wave and synthesizing it in the pulse wave combining unit 240 may be a two-stage constant load pulse wave as shown in FIG.

상술한 것과 같은 원리로 2단 일정부하 가변주파수 펄스파 또는 2단 가변부하 가변주파수 펄스파를 형성하는 것도 역시 가능하다. 예를 들어, 2단 일정부하 가변주파수의 경우, 제 1 정류장치(222) 및 제 2 정류장치(224)에서 출력되는 제 1 직류펄스파 및 제 2 직류펄스파의 Ton은 일정하게 유지한 상태에서 펄스 진행에 따른 Toff의 변화를 서로 동일하게 일치시킴으로써 2단 일정부하 가변 주파수 펄스를 얻을 수 있으며, 여기에 Ton의 변화까지 부여하게 되면 2단 가변부하 가변주파수 펄스파를 얻을 수 있다.It is also possible to form a two-stage constant load variable frequency pulse wave or a two-stage variable load variable frequency pulse wave on the same principle as described above. For example, in the case of a two-stage constant load variable frequency, the Ton of the first DC pulse wave and the second DC pulse wave output from the first stop value 222 and the second stop value 224 are kept constant. By uniformly matching the changes in the Toff according to the pulse progress in the two-stage constant load variable frequency pulse can be obtained, if given to the change of Ton can obtain a two-stage variable load variable frequency pulse wave.

또한 본 실시예의 전원공급장치는 교류변조부(230)를 통해 출력되는 교류펄스를 제 1 정류장치(222) 또는 제 2 정류장치(224) 중 어느 하나 이상의 직류펄스파와 합성한 직류/교류 혼합펄스파를 형성하여 출력할 수 있다. 도 10에는 본 실시예의 출력할 수 있는 직류/교류 혼합펄스파의 예가 도시되어 있다. 이러한 직류/교류 혼합펄스파는 단위펄스 내의 Ton 주기 동안 교류펄스파에 의한 피크전압을 가지는 것을 특징으로 한다. 이때 피크전압은 단위펄스 내에서 가장 높은 전압값으로 그 전 또는 후의 전압값은 상대적으로 낮은 전압값을 보이게 된다.In addition, the power supply device of the present embodiment is a DC / AC mixed pulse synthesized with any one or more DC pulse wave of the first stop value 222 or the second stop value 224 of the AC pulse output through the AC modulator 230 The spar can be formed and output. Fig. 10 shows an example of a DC / AC mixed pulse wave that can be output in this embodiment. The DC / AC mixed pulse wave is characterized by having a peak voltage by the AC pulse wave during the Ton period in the unit pulse. At this time, the peak voltage is the highest voltage value in the unit pulse, and the voltage value before or after it shows a relatively low voltage value.

도 10a는 1단 직류/교류 혼합펄스파로서 1단 일정부하 펄스파에 시간에 따라 전압값이 변화하는 교류펄스파 성분이 혼합된 형태로서 단위펄스의 Ton 구간 내에 피크전압이 형성된다. 이때 상기 피크전압은 펄스의 Ton 구간의 시작점에 존재하는 것이 바람직하다. 이때 시간에 따라 피크전압으로부터 하강할 때에 펄스파형이 위로 볼록인 곡률 성분을 포함할 수 있다. 또한 도 10에 도시된 것과 같이 직류/교류 혼합펄스파는 Ton 구간의 종료점과 다음 Ton 구간의 시작점 사이(즉 도 10의 Toff 구간)에 음의 전압값을 가지는 펄스가 형성될 수 있다. 10A is a one-stage DC / AC mixed pulse wave in which a single-stage constant load pulse wave is mixed with an AC pulse wave component whose voltage value changes with time, and a peak voltage is formed in a Ton section of a unit pulse. In this case, the peak voltage is preferably present at the start of the Ton section of the pulse. In this case, the pulse waveform may include a curvature component that is convex upward when falling from the peak voltage with time. In addition, as illustrated in FIG. 10, the DC / AC mixed pulse wave may have a pulse having a negative voltage value between the end point of the Ton section and the start point of the next Ton section (that is, the Toff section of FIG. 10).

도 10b에는 제 1 정류장치(222) 및 제 2 정류장치(224)의 합성을 통해 형성한 2단 일정부하 펄스파에 교류변조부(230)를 통해 출력된 교류펄스파를 합성한 2단 직류/교류 혼합펄스파가 나타나 있다. 이러한 2단 직류/교류 혼합펄스파의 형성원리도 상술한 1단 직류/교류 혼합펄스파와 동일하다. 10B illustrates a two-stage direct current obtained by synthesizing an AC pulse wave output through the AC modulator 230 to a two-stage constant load pulse wave formed through the synthesis of the first stop value 222 and the second stop value 224. The alternating mixed pulse wave is shown. The formation principle of the two-stage DC / AC mixed pulse wave is also the same as that of the above-described one-stage DC / AC mixed pulse wave.

또한 상술한 것과 같은 원리로 일정부하 가변주파수 펄스파 및 가변부하 가변주파수 펄스파에 상기 교류펄스파를 합성한 일정부하 가변주파수 직류/교류 혼합펄스파 및 가변부하 가변주파수 직류/교류 혼합펄스파를 합성할 수 있다. 그 일실시예로서 도 11a 및 도 11b에는 1단 가변부하 가변주파수 직류/교류 혼합펄스파와 2단 가변부하 가변주파수 직류/교류 혼합펄스파가 각각 도시되어 있다.In addition, a constant load variable frequency DC / AC mixed pulse wave and a variable load variable frequency DC / AC mixed pulse wave obtained by synthesizing the AC pulse wave with the constant load variable frequency pulse wave and the variable load variable frequency pulse wave in the same principle as described above. Can be synthesized. 11A and 11B, a single stage variable load variable frequency DC / AC mixed pulse wave and a two stage variable load variable frequency DC / AC mixed pulse wave are shown as an example.

이상과 같은 직류/교류 혼합펄스파는 각 단위펄스의 최대전압 또는 평균전압(한 주기내의 최대전압과 최저전압의 평균값)이 일정하게 유지되는 경우에 해당되었으나, 펄스파의 진행에 따라 단위펄스의 최대전압 또는 평균전압이 변화되는 형태도 형성가능 하다. 일예로서 도 12에는 2단 가변부하 가변주파수 직류/교류 혼합펄스파로서 펄스파의 진행에 따라 단위펄스의 최대전압이 변화되는 형태가 도시되어 있는바, 최대전압의 변화가 정현파 형태를 나타내는 직류/교류 혼합펄스파를 도시하였다. The above DC / AC mixed pulse wave corresponds to the case where the maximum voltage or average voltage of each unit pulse (the average value of the maximum voltage and the minimum voltage in one cycle) is kept constant, but as the pulse wave progresses, It is also possible to form a form in which the voltage or the average voltage changes. As an example, in FIG. 12, a two-stage variable load variable frequency DC / AC mixed pulse wave is shown in which a maximum voltage of a unit pulse changes as a pulse wave progresses. An AC mixed pulse wave is shown.

또한 양극산화를 진행하는 과정에서도 펄스파 진행 시간에 따라 최대전압 또는 평균전압이 계단식으로 변화될 수 있다. 즉, 펄스파인 양극 및 음극간에 인가함에 초기전압에서 기 설정된 전압까지 승압하는 단계와 상기 전압에서 일정시간 유지하는 단계를 계속 반복함으로써 양극산화를 수행할 수 있다. In addition, in the process of anodizing, the maximum voltage or the average voltage may be changed stepwise according to the pulse wave propagation time. That is, anodization may be performed by continuously increasing the voltage from the initial voltage to the predetermined voltage and maintaining the voltage at a predetermined time when the pulse wave is applied between the anode and the cathode.

위와 같은 방법으로 다양한 직류펄스파, 직류/직류 혼합펄스파 및 직류/교류 혼합펄스파가 가능하며, 이러한 펄스를 이용하여 보다 다양한 물성을 가지는 양극산화막을 형성할 수 있다. 본 발명의 전압공급장치를 통해 합성된 직류/교류 혼합펄스파를 이용하여 알루미늄 부재의 표면상에 형성한 양극산화막은 그 기계적, 화학적 특성이 종래의 직류전원이나 직류펄스파를 이용하여 형성한 양극산화막에 비해 현저하게 향상된다. 특히, 피크전압을 펄스의 시작점에 가지는 직류/교류 혼합펄스파를 이용하여 양극산화를 진행하는 경우, 300㎛에 달하는 두께를 가지면서도 매우 균일한 조직을 가진 양극산화막을 형성할 수 있었으며, 이러한 양극산화막은 경도나 내마모성과 같은 기계적 특성에 있어서도 종래에 얻을 수 없었던 탁월한 성능을 나타낼 뿐만 아니라 내식성에 있어서도 현저하게 증가하게 된다. As described above, various DC pulse waves, DC / DC mixed pulse waves, and DC / AC mixed pulse waves are possible, and by using these pulses, anodization film having more various physical properties can be formed. Anodization film formed on the surface of an aluminum member using a DC / AC mixed pulse wave synthesized through the voltage supply device of the present invention has an anode formed by using a conventional DC power supply or DC pulse wave. It is remarkably improved compared with the oxide film. In particular, when anodizing was performed using a DC / AC mixed pulse wave having a peak voltage at the start of the pulse, an anodized film having a thickness of 300 µm and having a very uniform structure could be formed. The oxide film not only exhibits excellent performance not conventionally obtained in mechanical properties such as hardness and wear resistance, but also significantly increases in corrosion resistance.

아래에는 본 발명에 따른 일실시예로서, 직류/교류 혼합펄스파를 이용한 양극산화법에 의해 형성된 양극산화막의 각종 특성 테스트의 결과가 나타나 있다. Below, as an embodiment according to the present invention, the results of various characteristic tests of the anodic oxide film formed by the anodization method using a DC / AC mixed pulse wave is shown.

실시예Example

도 7에 도시된 전원공급장치를 이용하여 합성한 직류/교류 혼합펄스파를 이용하여 양극산화를 수행하였으며, 이때 전원공급장치는 서랍형으로 컴팩트하게 구성된 것이었다. 전원공급장치 중 제 1 정류장치(222) 및 제 2 정류장치(224)는 600 kHz FET(field effect transistor) 및 정전용량이 1500 uF 이고 정격전압이 400V인 커패시터를 내장한 것이었다. 이때 제 1 정류장치(222) 및 제 2 정류장치(224) 각각은 발열량을 고려하여 동일한 장치를 2개가 하나의 세트로서 구성되게 하였다.양극산화에 이용된 직류/교류 혼합펄스파는 도 11b에 도시된 2단 가변부하 가변주파수 직류/교류 혼합펄스파로서 각 단위펄스는 시작점에 피크전압이 나타난 후 위로 볼록인 곡귤을 가지고 하강하며, Ton 구간의 종료점과 다음 Ton 구간의 시작점 사이에는 음의 전압값이 나타나는 파형을 나타내었다. Anodization was performed using a DC / AC mixed pulse wave synthesized using the power supply shown in FIG. 7, wherein the power supply was compactly configured in a drawer type. The first stop 222 and the second stop 224 of the power supply were built with a 600 kHz field effect transistor (FET) and a capacitor having a capacitance of 1500 uF and a rated voltage of 400V. At this time, each of the first and second stop values 222 and 224 has the same device as one set in consideration of the calorific value. The DC / AC mixed pulse wave used for anodizing is shown in FIG. This is a two-stage variable load variable frequency DC / AC mixed pulse wave. Each unit pulse has a convex curve up after the peak voltage appears at the start point, and the negative voltage value is between the end point of the Ton section and the start point of the next Ton section. This waveform is shown.

이때 기저전압(즉 단위펄스의 최저 전압)은 -0.5V 였고, 피크전압은 최대 40V 까지 가능하였으며, 실제 실험에 위해 인가된 제 1 전압 및 제 2 전압은 각각 10V 및 5V 였다. 또한 단위펄스의 주기는 10msec의 초단파로부터 10sec에 이르는 범위에서 조절하였다. At this time, the base voltage (ie, the minimum voltage of the unit pulse) was -0.5V, the peak voltage was up to 40V, and the first and second voltages applied for the actual experiment were 10V and 5V, respectively. In addition, the period of the unit pulse was adjusted in the range from 10msec microwave to 10sec.

전해액은 반응촉진을 위한 황산용액의 농도는 3 내지 10% 범위를 가지며, 본 실험에 사용된 황산용액의 농도는 5 내지 6%로 하였다. 또한 목초액은 3.0% 이내의 범위로 첨가할 수 있으며, 본 실험에서는 1.0%를 첨가하였다. 또한 반응시간 동안의 전해조의 온도는 -2℃로 유지하였다. The concentration of the sulfuric acid solution for promoting the reaction was in the range of 3 to 10%, and the concentration of the sulfuric acid solution used in this experiment was 5 to 6%. In addition, wood vinegar can be added within the range of 3.0%, 1.0% was added in this experiment. In addition, the temperature of the electrolytic cell during the reaction time was maintained at -2 ℃.

직류/교류 혼합펄스파의 제어는 다음과 같이 수행하였다. 양극산화의 대상물인 알루미늄을 양극으로 한 후 양극과 음극간에 초기 전압으로 설정한 0V에서 서서히 5V까지 상승시킨 후(제 1 단계) 약 5분을 유지하였다(제 2 단계). 이후 10 V 까지 상승시킨 후(제 3 단계) 필요한 두께의 양극산화막을 얻을 때까지 동일한 전압을 유지하였다(제 4 단계). 이러한 4 단계에 걸쳐 양극산화공정을 수행함에 따라 종래의 15V 내지 40V로 유지하는 양극산화공정에 비해 전력소모가 적은 반면, 적층된 양극산화막은 조직이 매우 치밀하였으며 고경도, 고내마모, 고내식성을 얻을 수 있었다. Control of the DC / AC mixed pulse wave was performed as follows. After aluminum was used as an anodized object as an anode, the temperature was gradually increased from 0 V set as an initial voltage between the anode and the cathode to 5 V (first step) and maintained for about 5 minutes (second step). Thereafter, the voltage was increased to 10 V (step 3), and the same voltage was maintained until a thickness of the anodization film was obtained (step 4). As the anodization process is carried out in these four stages, power consumption is lower than that of the conventional anodization process maintained at 15V to 40V, whereas the laminated anodization layer has a very dense structure and has high hardness, high wear resistance, and high corrosion resistance. Could get

본 실시예에 따라 양극산화막은 20㎛에서 최대 300㎛ 까지의 두께까지 형성하였으며, 이와 같이 형성된 양극산화막은 모두 알루미늄과 양극산화막의 계면에서부터 양극산화막 표면에 이르기까지의 단면 조직이 균일한 셀 조직으로 구성되어 있었다. 이러한 두께 범위에서의 균일한 조직은 종래의 양극산화법에서는 용이하기 구현하기 어려운 것이었다. 도 13에는 일예로서 220㎛의 두께를 가진 양극산화막의 단면을 전자현미경으로 관찰한 결과가 나타나 있다. 또한 도 14에는 상기 양극산화막의 미세구조를 관찰한 결과가 나타나 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 양극산화막은 규칙적인 셀구조를 나타내었으며, 이때 셀의 직경은 50nm - 100nm의 범위에 이르렀으며, 따라서 세장비(직경/길이)는 최대 50/300,000으로써 1/6000에 이르렀다. 도 14에는 셀의 직경이 약 50nm인 부분과 80nm인 부분에 대한 전자현미경 사진이 나타나 있다. 이로부터 본 발명의 양극산화법에 의할 시 치밀하고 균일한 셀 직경을 유지하면서 연속적으로 성장된 양극산화막을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 양극산화막의 미세조직 특징은 본 실시예를 통해 성장한 모든 두께의 양극산화막에서 공통적으로 나타났다. 이와 같이 균일한 미세조직을 가지면서 약 300㎛ 에 이르는 두께를 나타내는 양극산화막은 종래의 양극산화법에서는 구현할 수 없는 것이었으며, 이러한 본 발명에 따른 양극산화막은 탁월한 미세조직에 기인하여 매우 우수한 기계적, 전기적, 화학적 특성을 나타내었다. According to this embodiment, the anodic oxide film was formed up to a thickness of 20 μm up to 300 μm, and all of the anodic oxide films thus formed were uniform cell structures having a uniform cross-sectional structure from the interface of aluminum and the anodized film to the surface of the anodized film. It was composed. The uniform structure in this thickness range was difficult to implement easily in the conventional anodization method. FIG. 13 shows the results of observing the cross section of the anodized film having a thickness of 220 μm as an example using an electron microscope. 14 shows the results of observing the microstructure of the anodization film. Anodization film according to an embodiment of the present invention exhibited a regular cell structure, wherein the diameter of the cell was in the range of 50nm to 100nm, so that the equipment (diameter / length) is up to 50 / 300,000 to 1/6000 Reached. 14 shows electron micrographs of portions having a diameter of about 50 nm and portions having a diameter of 80 nm. From this, it can be seen that when using the anodizing method of the present invention, an anodized film continuously grown can be obtained while maintaining a compact and uniform cell diameter. The microstructure characteristics of the anodization film according to the present invention are common to all thicknesses of the anodization film grown through the present embodiment. As described above, the anodization film having a uniform microstructure and a thickness of about 300 μm cannot be realized by the conventional anodization method. The anodization film according to the present invention has excellent mechanical and electrical properties due to its excellent microstructure. , Chemical properties.

표 1에는 본 실시예에 따라 형성된 양극산화막의 알루미늄의 종류 및 양극산화막의 두께에 따른 록웰 경도(HRC,KS B 0806 : 2000) 및 비커스 경도(Hv)의 결과가 나타나 있으며, 비교예로서 일반 산업현장에서 구조재로 쓰이고 있는 SUS 316 스테인레스와 티타늄 의 경도로 같이 나타내었다. 표 1에서 알 수 있듯이 양극산화막을 형성하지 않은 Al 6061 알루미늄 부재의 경우 티타늄 및 SUS 316 스테인레스에 비해 현저하게 낮은 경도값을 보였으나 양극산화막이 20㎛ - 60㎛의 범위로 형성되는 경우 록웰 경도가 57-59의 범위(비커스 경도의 경우 636-675의 범위)로 월등하게 우수한 값을 나타내었다. 이는 티타늄 및 SUS 316 스테인레스에 비해서도 현저하게 높은 값이었다. 특히 Al 5058 알루미늄 부재에 양극산화막을 성장시킨 경우에는 록웰 경도가 70(비커스 경도 1030)에 이르는 매우 우수한 경도 결과를 얻을 수 있었다. Table 1 shows the results of Rockwell hardness (HRC, KS B 0806: 2000) and Vickers hardness (Hv) according to the aluminum type and the thickness of the anodization film formed according to the present embodiment. The hardness of SUS 316 stainless steel and titanium, which are used as structural materials in the field, is shown together. As can be seen from Table 1, the Al 6061 aluminum member without anodization showed significantly lower hardness than titanium and SUS 316 stainless steel, but the Rockwell hardness was increased when the anodization film was formed in the range of 20 μm to 60 μm. In the range of 57-59 (in the range of 636-675 for Vickers hardness), the results were excellent. This was a significantly higher value than titanium and SUS 316 stainless. In particular, when the anodization film was grown on an Al 5058 aluminum member, a very good hardness result with a Rockwell hardness of 70 (Vickers hardness 1030) was obtained.

소재 및 양극산화막두께Material and anodization thickness HRCHRC HvHv Al 5058-25㎛적층Al 5058-25㎛ Lamination 7070 10301030 Al 6061-30㎛적층Al 6061-30㎛ Lamination 5757 636636 Al 6061-40㎛적층Al 6061-40㎛ Lamination 5959 675675 Al 6061-50㎛적층Al 6061-50㎛ Lamination 5858 655655 Al 6061-60㎛적층Al 6061-60㎛ Lamination 5959 675675 Al 6061-0㎛적층Al 6061-0㎛ Lamination 00 9090 티타늄titanium 3232 317317 SUS 316SUS 316 00 155155

표 2에는 본 발명의 실시예에 의해 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재의 3개월 염수 분무 시험(KS D 9502 : 2007) 을 수행한 결과를 나타내었다. 시험에 사용된 시험용액은 5±1% 염화나트륨(PH 6.8±0.3) 이었으며, 시험온도는 35±2℃로 유지하였으며, 분무량은 2±0.5ml/h/80cm2 이었다. 표 2에 도시되어 있듯이 모든 시편들이 3개월의 염수 환경에서도 표면에 어떠한 부풀음이나 녹발생과 같은 부식이 진행되지 않았음을 알 수 있었으며, 이로부터 본 발명에 따른 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재는 내식성이 현저하게 향상된 것을 확인할 수 있었다. Table 2 shows the results of a three month salt spray test (KS D 9502: 2007) of the aluminum member on which the anodization film was formed according to the embodiment of the present invention. The test solution used for the test was 5 ± 1% sodium chloride (PH 6.8 ± 0.3), the test temperature was maintained at 35 ± 2 ° C, and the spraying amount was 2 ± 0.5ml / h / 80cm2. As shown in Table 2, it was found that all specimens did not undergo corrosion, such as swelling or rust, on the surface even in a saltwater environment of 3 months. From this, the aluminum member formed with the anodization film according to the present invention had corrosion resistance. It was confirmed that the remarkable improvement.

시편 Psalter 양극산화막 두께Anodization thickness 시험결과 Test result 시편 1Psalm 1 46-48㎛46-48㎛ 부풀음 및 녹발생 없음No swelling and rust 시편 2Psalm 2 93-95㎛93-95㎛ 부풀음 및 녹발생 없음No swelling and rust 시편 3Psalm 3 155-165㎛155-165㎛ 부풀음 및 녹발생 없음No swelling and rust

한편 표 3에는 현재 내식성 재료로 사용되고 있는 금속들의 내식성 데이터를 참고문헌(서명 : Corrosion resistance tables : metals, plastics, nonmetallics, and rubbers, 저자 : Schweitzer, Philip A, 출판사 : M. Dekker, 출판년도 : 1985)으로부터 인용하여 본 발명에 따라 양극산화막을 형성한 알루미늄 부재와 해수 내식성을 간접비교한 것으로서, 본 자료로 미루어 보아 본 기술을 적용한 제품은 해수 내식성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있다. Table 3 lists the corrosion resistance data of metals currently used as corrosion resistant materials (Signature: Corrosion resistance tables: metals, plastics, nonmetallics, and rubbers, Author: Schweitzer, Philip A, Publisher: M. Dekker, Publication year: 1985 By indirectly comparing the aluminum member and the seawater corrosion resistance of the anodic oxide film according to the present invention according to the present invention, it can be seen that the products to which the present technology is applied have excellent seawater corrosion resistance.

TiTi SUS 316SUS 316 Al 6061 Al 6061 Al(40㎛)Al (40 μm) Al(70㎛)Al (70 μm) Al(100㎛)Al (100 µm) 내식성
(해수,㎜/year)
Corrosion resistance
(Seawater, mm / year)
0.050.05 0.500.50 0.700.70 0.000.00 0.000.00 0.000.00

표 4에는 본 발명에 따른 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재의 내마모성 시험 결과를 나타낸 것이다. 이때 내마모 시험은 미국의 ASTM D 3884 : 1992 의 마모강도시험법에 따라 수행되었다. 표 4에서 알 수 있듯이 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재의 경우에 양극산화막이 형성되지 않은 알루미늄 부재와 비교하여 현저하게 월등한 내마모 특성을 나타내었으며, 40㎛ 코팅하였을 경우 코팅 없는 알루미늄에 비하여 평균 약 60배 이상의 내마모성이 향상됨을 알 수 있다.Table 4 shows the wear resistance test results of the aluminum member on which the anodized film according to the present invention is formed. At this time, the abrasion resistance test was performed according to the abrasion strength test method of ASTM D 3884: 1992 of the United States. As can be seen from Table 4, in the case of the aluminum member with anodization film, the wear resistance was significantly superior to that of the aluminum member without the anodic oxide film. It can be seen that the wear resistance is more than doubled.

구분division 1번(㎎)1 mg 2번(㎎)2 mg (mg) 3번(㎎)3 mg 평균Average Al-0㎛코팅Al-0㎛ Coating 132132 125125 133133 130.0130.0 Al-20㎛코팅Al-20㎛ Coating 2323 1919 1414 18.718.7 Al-30㎛코팅Al-30㎛ coating 33 44 77 4.74.7 Al-40㎛코팅Al-40㎛ Coating 1One 33 33 2.32.3

표 5에는 본 발명에 따른 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재의 열전도 시험의 결과가 나타나 있다. 이때 열전도 시험은 플래시(Laser Flash) 법으로 수행하였다. 양극산화막이 없는 경우는 열전도계수 k값이 153.4(W/mK)이며, 양극산화막의 두께가 20㎛인 경우는 150.7(W/mK), 40㎛인 경우는 149.7(W/mK)로서 양극산화막을 적층하더라도 열전도계수의 저하는 약 3%이내에 불과함을 알 수 있다. 이러한 값은 해수를 이용하는 열교환장치용으로 적용되는 티타늄, 스테인레스에 비하여 매우 높은 열전도계수를 나타냄을 알 수 있다. Table 5 shows the results of the thermal conductivity test of the aluminum member on which the anodization film according to the present invention is formed. At this time, the thermal conductivity test was performed by a laser (Laser Flash) method. The thermal conductivity coefficient k is 153.4 (W / mK) when there is no anodic oxide film, 150.7 (W / mK) when the thickness of the anodic oxide film is 20 µm, and 149.7 (W / mK) when the thickness is 40 µm. It can be seen that even if the laminations are made, the decrease in the thermal conductivity coefficient is only about 3% or less. It can be seen that these values show very high thermal conductivity coefficients compared to titanium and stainless steel, which are used for heat exchangers using seawater.

  TiTi SUS 316SUS 316 Al 6061 Al 6061 Al(40㎛)Al (40 μm) Al(70㎛)Al (70 μm) Al(100㎛)Al (100 µm) 열전달계수(W/mK)Heat Transfer Coefficient (W / mK) 1717 1616 154154 150150 147147 145145

표 6에는 본 발명에 따른 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재의 전기절연특성을 나타내었다. 전기절연시험은 φ25mm 전극을 시료에 설치하고 2,000V의 전압을 1분간 인가한 후 절연파괴 여부를 조사하는 방식으로 진행되었다. 시험결과 모든 시험 조건에서 절연파괴는 나타나지 않았다. 따라서 본 발명에 따른 양극산화막은 그 절연성도 매우 뛰어남을 알 수 있었다. Table 6 shows the electrical insulation characteristics of the aluminum member on which the anodization film according to the present invention is formed. The electrical insulation test was carried out by installing a φ25mm electrode on the sample, applying a voltage of 2,000V for 1 minute, and then examining the dielectric breakdown. The test showed no breakdown under all test conditions. Therefore, it can be seen that the anodization film according to the present invention has excellent insulation.

구분division 결과result Al-30㎛코팅Al-30㎛ coating 절연파괴 없음No breakdown Al-40㎛코팅Al-40㎛ Coating 절연파괴 없음No breakdown

표 7에는 본 발명에 따른 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재의 굴곡강도특성을 나타내었다. 굴곡강도시험은 미국의 ASTM D 790 : 2003 의 굴곡강도방법에 따라 수행되었으며, 시험기는 C.R.E 타입이었고 시험속도는 2mm/min 였다. 표 7에 나타나 있듯이 양극산화막이 코팅된 알루미늄 부재가 양극산화막이 없는 알루미늄 부재에 비해 더 양호한 굴곡강도 값을 나타내었음을 알 수 있다. Table 7 shows the flexural strength characteristics of the aluminum member on which the anodized film according to the present invention is formed. Flexural strength test was performed according to the flexural strength method of ASTM D 790: 2003 of the United States, the tester was C.R.E type and the test speed was 2mm / min. As shown in Table 7, it can be seen that the aluminum member coated with the anodization film showed a better flexural strength value than the aluminum member without the anodization film.

구분division 결과result 양극산화막 없음No anodization 1140.11140.1 Al-20㎛코팅Al-20㎛ Coating 1298.11298.1

이상과 같은 일련의 테스트 결과로부터 모두 본 발명에 따른 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재가 우수한 표면특성을 나타내었으며, 이는 종래의 양극산화법에 의해 형성된 양극산화막에서는 구현될 수 없는 특성이었다. 이로부터 본 발명에 의할 시 종래의 양극산화막에 비해 월등하게 우수한 성능을 가진 양극산화막을 형성할 수 있음을 알 수 있다.From the above series of test results, all of the aluminum members on which the anodization film was formed according to the present invention exhibited excellent surface properties, which could not be realized in the conventional anodization film formed by the conventional anodization method. From this, it can be seen that the present invention can form an anodized film with superior performance compared to the conventional anodized film.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 표면 처리 방법은 이하 나노-세라믹 표면처리기술이라고 지칭될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 양극산화 방법은 나노-세라믹 코팅 방법이라고 불리울 수 있다.The aluminum surface treatment method according to an embodiment of the present invention described above may be referred to as nano-ceramic surface treatment technology hereinafter. In addition, the aluminum anodization method according to an embodiment of the present invention may be called a nano-ceramic coating method.

냉각입자를 포함하는 용액을 제조할 때에 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 양극산화 방법 및 그 산출물을 이용한다면, 상기 용액에 냉각입자 이외의 금속 입자의 함량을 획기적으로 줄일 수 있다.If the aluminum anodization method and the output thereof according to an embodiment of the present invention described above are used when preparing a solution including cooling particles, the content of metal particles other than cooling particles in the solution can be significantly reduced.

이때, 상기 용액은 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉음료 형성장치에 투입되는 음료일 수 있으며, 본 발명의 적용 분야가 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the solution may be a beverage to be added to the cold beverage forming apparatus according to an embodiment of the present invention as described above, the application field of the present invention is not limited thereto.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉음료 형성장치를 이용하면, 실제 음료로부터 30 내지 50 미크론(micron)보다 작은 동결 입자(frozen particle)를 생산할 수 있다. 이로써, 냉각된 음료의 온도가 유지되며 냉각기(condenser unit) 내에서 녹아 내릴 때에 음료의 농도(concentration)가 동일하게 유지될 수 있다. 동결 입자가 이와 같이 매우 작게 형성된다면 시음자는 이러한 동결 입자의 존재를 혀로 인식할 수 있을 것이며, 따라서 예컨대 맥주와 같은 음료의 품질이나 특징에 영향을 미치지 않을 수 있다. 이러한 음료 제품의 특성 때문에 이 음료 제품의 수요자 만족도가 상승하고 음료 및 음료 디스펜서의 판매가 증가될 수 있다. In addition, using the cold beverage forming apparatus according to an embodiment of the present invention, it is possible to produce frozen particles (frozen particles) smaller than 30 to 50 microns from the actual beverage. In this way, the temperature of the cooled beverage is maintained and the concentration of the beverage can be kept the same when melted in the condenser unit. If the frozen particles are formed very small in this way, the taster will be able to recognize the presence of these frozen particles with the tongue and therefore may not affect the quality or characteristics of a beverage such as beer. These characteristics of the beverage product may increase consumer satisfaction and increase sales of beverage and beverage dispensers.

주스(juice), 시럽(syrup), 탄산음료(carbonated soft drink), 생맥주(draft beer), 알콜음료(alcoholic beverage)와 등의 유체(fluid)와 같이 PH 3 또는 PH 4를 갖는 음료의 냉각입자를 형성시킬 수 있다. 상술한 냉각실린더(10)와 같은 열교환기(heat exchanger)가 철(iron)을 포함하는 재질로 이루어지는 경우, 이 열교환기의 표면과 극소형의 동결 입자 사이의 마찰(friction)에 의해 철(iron)이 용해(dissolve)될 수 있고, 이로 인해 음료를 먹는 사람의 몸에 해를 끼칠 수 있다. 음료를 냉음료 형성 장치 내에서 8시간 동안 순환시킬 때에 어떤 경우에는 8시간 동안 유체 내의 철의 농도가 10배, 예컨대 0.5 ppm에서 5 ppm까지 상승할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노-세라믹 표면처리기술을 실린더 표면상에 적용시킬 수 있으며, 이로 인해 더 큰 경도(hardness)와 마모 계수(wear factor)를 가지며 내식성(anticorrosive)의 더 두꺼운 알루미늄 표면층을 얻을 수 있다.Cooling particles in beverages with PH 3 or PH 4, such as juices, syrups, carbonated soft drinks, draft beer, alcoholic beverages, and the like fluids Can be formed. When a heat exchanger such as the above-described cooling cylinder 10 is made of a material containing iron, iron is caused by friction between the surface of the heat exchanger and the very small frozen particles. ) May dissolve, causing harm to the body of the drinker. When the beverage is circulated for 8 hours in the cold beverage forming apparatus, in some cases the concentration of iron in the fluid may rise 10 times, for example from 0.5 ppm to 5 ppm during 8 hours. In order to solve this problem, nano-ceramic surface treatment technology according to an embodiment of the present invention can be applied on the cylinder surface, which has a greater hardness and wear factor and A thicker aluminum surface layer can be obtained.

종래의 냉음료 형성기술과 함께 본 발명의 일 실시예에 따른 나노-세라믹 표면처리기술을 함께 사용하여 산성의 음료를 30 내지 50 미크론보다 작은 동결 입자가 되도록 얼리면, 종래와 같이 해로운 철 성분이 이 산성의 음료에 용해되어 들어가지 않을 수 있다.By using the nano-ceramic surface treatment technology according to an embodiment of the present invention together with the conventional cold beverage forming technology to freeze the acidic beverage to be frozen particles smaller than 30 to 50 microns, the harmful iron component as in the prior art It may not dissolve in acidic beverages.

본 발명의 일 실시예에 따른 나노-세라믹 표면처리기술을 사용하면, 상술한 냉각실린더와 같은 나노-세라믹 코팅된 냉각 실린더(nano-ceramic coated freezing cylinder)를 제공할 수 있다.Using the nano-ceramic surface treatment technology according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a nano-ceramic coated freezing cylinder such as the above-described cooling cylinder.

상술한 바와 같이, 알루미늄을 양극산화하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치는 3개의 독립적인 펄스 발생기를 조합함으로써 40V/500A의 디지털 펄스를 발생시킬 수 있다. 각 펄스 발생기로부터 발생하는 펄스는 1 ms 내지 255 ms의 주기를 가지며 다중-FET(multi Field Effect Transistor)를 포함할 수 있다. 이 전력 시스템은 최소 0V, 최대 80V, 및 40V의 레귤러 출력 전압을 가질 수 있다. 또한, 최소 0A, 최대 1000A, 및 500A의 레귤러 출력 전류를 가질 수 있다. 또한, 3개의 펄스 발생기로부터 조합된 펄스는 각각 1msec 내지 255 msec의 주기를 가질 수 있다. 또한, 200mV의 리플(ripple)을 가지며, 0.1%의 안정성(stability)을 가질 수 있다.As described above, the power supply according to an embodiment of the present invention for anodizing aluminum can generate 40V / 500A of digital pulses by combining three independent pulse generators. The pulses generated from each pulse generator may have a period of 1 ms to 255 ms and include a multi-field effect transistor (FET). This power system can have a regular output voltage of at least 0V, at most 80V, and at least 40V. It can also have a regular output current of at least 0A, at most 1000A, and 500A. In addition, the combined pulses from the three pulse generators may each have a period of 1 msec to 255 msec. In addition, it has a ripple of 200mV and may have a stability of 0.1%.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 나노-세라믹 코팅 과정에 있어서 전기 반응을 위한 주 반응 용기(main reacting vessel) 및 세척(cleaning)을 위한 세척 용기(washing vessel)가 제공될 수 있다. 상술한 3개의 독립적인 펄스 발생기는 주 반응 용기, 사전 처리액, 사후 처리액과 함께 결합되어 사용될 수 있다.According to one embodiment of the invention, in the nano-ceramic coating process, a main reacting vessel for electric reaction and a washing vessel for cleaning may be provided. The three independent pulse generators described above can be used in combination with the main reaction vessel, pretreatment liquid, and post treatment liquid.

본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 세라믹 코팅된 시험 시료의 내구성을 측정하기 위해 1000개가 넘는 판형 시료(plate specimen)와 120 세트의 알루미늄 드럼 및 12개 이상의 용기가 제작되어 사용되었다. 제작된 시료 및 드럼의 기계적, 물리적, 화학적 특성이 측정되었고 최적의 처리과정이 도출되었다.More than 1000 plate specimens, 120 sets of aluminum drums and 12 or more vessels have been fabricated and used to measure the durability of ceramic coated test samples prepared according to one embodiment of the present invention. The mechanical, physical, and chemical properties of the fabricated samples and drums were measured and optimal treatments were derived.

독립된 3개의 펄스의 혼합기술 및 전류와 전압의 제어에 의해 최적의 전력 제어 스케쥴을 개발할 수 있다. 개선된 전력 제어 스케쥴을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 시스템에 의하면, 종래의 전력 시스템에 비해 약 8%의 전력이 절감되고, 코팅 시간이 약 10% 줄어들고, 30 나노 내지 120 나노 크기의 구조화된 셀(cell)을 얻을 수 있으며, 200㎛가 넘는 매우 두꺼운 나노-세라믹 코딩을 얻을 수 있다.Optimal power control schedule can be developed by mixing 3 independent pulses and controlling current and voltage. According to a power system according to an embodiment of the present invention using an improved power control schedule, about 8% power saving, coating time is reduced by about 10%, and 30 nano to 120 nano sized , compared to a conventional power system. Structured cells can be obtained, and very thick nano-ceramic coding over 200 μm can be obtained.

본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 실린더는 종래의 방법에 의해 제조된 실린더에 비해 더 어두운 색을 가질 수 있다. 즉, Al6061, Al2024, Al30xx, Al50xx 시리즈와 같은 모든 타입의 알루미늄 합금 상에 나노 세라믹 코팅을 할 때에 본 발명은 매우 강력한 성능을 나타낸다.Cylinders made in accordance with one embodiment of the present invention may have a darker color than cylinders made by conventional methods. That is, the present invention shows very powerful performance when nano ceramic coating is applied on all types of aluminum alloys such as Al6061, Al2024, Al30xx, Al50xx series.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 시스템은 조리기구, 휴대폰, 의료기기, 냉장기기, 오일재생시스템(oil-refreshing system)과 같이 사람과 관련된 장비들에 적용할 수 있다.The power system according to an embodiment of the present invention can be applied to equipment related to humans, such as cooking utensils, mobile phones, medical devices, refrigeration devices, and oil-refreshing systems.

상술한 시험 외에, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 실린더 재료에 대하여 아래의 3가지 시험이 더 수행되었다: 첫째, KAIST (Korea Advanced Institution Sci. & Tech) 기준의 열전도(heat conduction) 시험. 둘째, KICET (Korea Institute Ceramic Eng. & Tech) 기준의 원적외선 복사(far infrared radiation) 시험, 셋째,산성 용액 및 해수(seawater)에 대한 KATRI 기준의 내식 시험(corrosion test).In addition to the above-described tests, three further tests were performed on the cylinder material prepared according to one embodiment of the present invention: First, a heat conduction test based on KAIST (Korea Advanced Institution Sci. & Tech) standard. Second, far infrared radiation test of KICET (Korea Institute Ceramic Eng. & Tech) standard, third, corrosion test of KATRI standard for acid solution and seawater.

표 8에는 본 발명에 따른 양극산화막이 형성된 알루미늄 부재의 열전도 시험의 또 다른 결과가 나타나 있다. 표 8에는 코팅의 두께에 따른 위의 열전도 시험의 결과가 제시되어 있다. 열전도 시험 결과 전도성이 1% 내지 3% 감소하는 결과를 얻었다. Table 8 shows another result of the thermal conductivity test of the aluminum member on which the anodized film according to the present invention is formed. Table 8 shows the results of the above thermal conductivity tests depending on the thickness of the coating. The thermal conductivity test resulted in a 1% to 3% reduction in conductivity.

두께(m)Thickness (m) 열전도율
k (W/m.K)
Thermal conductivity
k (W / mK)
열전도율 감소율(%)Thermal conductivity reduction rate (%)
Al-0 ㎛Al-0 μm 0.00.0 153.391153.391 100100 Al-20 ㎛Al-20 μm 0.020580.02058 150.692548150.692548 98.2498.24 Al-40 ㎛Al-40 μm 0.020670.02067 149.7694693149.7694693 97.6397.63

도 15는 원적외선 복사 시험의 결과의 예를 나타낸 것이다.15 shows an example of the results of the far infrared radiation test.

원적외선 복사 시험 결과 매우 좋은 결과를 얻었다. 원적외선 복사 시험에 사용된 샘플은 Al 6061 75 ㎛ 알루미나 코팅이며, 실내 22℃이고 측정 챔버 40℃의 환경에서 측정되었다.The far infrared radiation test result was very good. The sample used for the far infrared radiation test was Al 6061 75 μm alumina coating, measured in an environment of 22 ° C. indoors and 40 ° C. in the measurement chamber.

마지막으로, 내식 시험의 결과 중간 수준의 산성 액체 또는 해수 조건에서 30년간 버틸 수 있다는 결과를 얻었다.Finally, corrosion resistance tests have shown that they can withstand 30 years in medium acid liquid or seawater conditions.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 용액의 일부를 냉각입자로 만드는 과정에서 실질적으로 철과 같은 금속 입자가 함유되지 않도록 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the process of making a part of the solution into the cooling particles, it may be substantially free of metal particles such as iron.

본 발명의 일 실시예에서 사용되는 양극산화막은 알루미늄의 양극산화막일 수 있다. 알루미늄은 활성적인 금속으로서 공기에 노출되면 그 표면이 자연적인 산화막으로 덮이게 되어 순수한 금속면이 생기지 않을 수 있다. 자연 산화막은 피막두께의 한계로 공업적 이용가치가 적기 때문에 자연의 산화막을 전기적, 인공적인 방법으로 더 두꺼운 산화물을 만들어 사용할 수 있다. 양극산화막은 알루미늄을 전해액 중에서 양극으로 하고 음극은 납과 같은 불활성 재료를 사용할 수 있다. 전해액으로서는 황산을 사용할 수 있다.The anodization film used in one embodiment of the present invention may be an anodization film of aluminum. Aluminum is an active metal and when exposed to air, its surface is covered with a natural oxide film, which may not produce a pure metal surface. Natural oxide film has a low industrial value due to the limitation of film thickness, so that natural oxide film can be used to make thicker oxide by electric and artificial methods. The anodic oxide film may be made of aluminum as an anode in an electrolyte, and the cathode may be made of an inert material such as lead. Sulfuric acid can be used as the electrolyte.

상술한 실시예들은 각각 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것이다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 본 발명의 사상에 반하지 않는다면 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응되는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.Each of the above-described embodiments is a combination of the components and features of the present invention in a predetermined form. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to construct embodiments of the present invention by combining some of the elements and / or features. Some constructions or features of one embodiment may be included in another embodiment if not contrary to the spirit of the present invention, or may be replaced with corresponding constructions or features of another embodiment. It is clear that the claims that are not expressly cited in the claims may be combined to form an embodiment or be included in a new claim by an amendment after the application.

Claims (20)

냉매에 의해 냉각되는 냉각표면을 포함하는 냉각실린더;
상기 냉각표면에 결빙된 음료 입자를 긁어내도록 되어있는 분리장치;
해동기;
상기 냉각실린더로부터 상기 해동기에게 상기 냉각실린더 내의 제1 유동물을 전달하기 위한 유입관;
상기 해동기로부터 상기 냉각실린더에게 상기 해동기 내의 제2 유동물을 전달하기 위한 유출관; 및
제어부;
를 포함하며,
상기 냉각실린더 및 상기 해동기의 작동은 상기 제어부에 의해 피드백 제어되는,
냉각입자 형성장치.
A cooling cylinder including a cooling surface cooled by a refrigerant;
A separator adapted to scrape beverage particles frozen on the cooling surface;
Defroster;
An inlet pipe for delivering a first flow in said cooling cylinder from said cooling cylinder to said thawing machine;
An outlet pipe for delivering a second flow in the thaw from the thaw to the cooling cylinder; And
A control unit;
Including;
The operation of the cooling cylinder and the thaw is feedback-controlled by the control unit,
Cooling particle forming device.
제1항에 있어서,
상기 냉각표면은 상기 냉각실린더의 안쪽 표면 또는 바깥쪽 표면상에 형성되어 있는,
냉각입자 형성장치.
The method of claim 1,
The cooling surface is formed on the inner surface or the outer surface of the cooling cylinder,
Cooling particle forming device.
제2항에 있어서,
구동모터를 더 포함하여,
상기 분리장치는 상기 냉각실린더의 중심축에 배치된 스크래퍼 축 및 상기 스크래퍼 축에 결합된 스크래퍼를 포함하며,
상기 구동모터는 상기 냉각실린더 또는 상기 스크래퍼 축에 연결되어 상기 냉각실린더와 상기 스크래퍼 축을 상대적으로 회전시키도록 되어있는,
냉각입자 형성장치.
The method of claim 2,
Further comprising a drive motor,
The separating device includes a scraper shaft disposed on the central axis of the cooling cylinder and a scraper coupled to the scraper shaft,
The drive motor is connected to the cooling cylinder or the scraper shaft to rotate the cooling cylinder and the scraper shaft relatively,
Cooling particle forming device.
제3항에 있어서,
상기 스크래퍼는 상기 냉각표면으로부터 30㎛ 내지 100㎛ 떨어진 지점까지 연장된, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 3,
And said scraper extends to a point 30 탆 to 100 탆 away from said cooling surface.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 스크래퍼의 회전 속도를 변화시킬 수 있도록 되어 있는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 3,
The control unit is configured to change the rotational speed of the scraper, the cooling particle forming apparatus.
제3항에 있어서,
상기 냉각실린더는 외측실린더 및 내측실린더가 결합되어 형성된 것이며,
상기 냉각실린더에는 냉매 유입구와 냉매 유출구가 형성되어 있으며,
상기 외측실린더와 상기 내측실린더 사이에는 상기 냉매가 순환할 수 있는 공간이 형성되어 있으며,
상기 냉매 유입구와 상기 냉매 유출구 사이에는 응축기와 압축기가 순차적으로 연결되어 있는,
냉각입자 형성장치.
The method of claim 3,
The cooling cylinder is formed by combining the outer cylinder and the inner cylinder,
The cooling cylinder is formed with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet,
A space for circulating the refrigerant is formed between the outer cylinder and the inner cylinder,
Condenser and compressor are sequentially connected between the refrigerant inlet and the refrigerant outlet,
Cooling particle forming device.
삭제delete 제1항에 있어서,
노즐;
상기 냉각실린더의 일측에 연결된 저장통; 및
상기 냉각실린더의 타측에 연결되어 상기 제1 유동물을 상기 노즐로 유도하도록 되어 있는 펌프를 더 포함하는,
냉각입자 형성장치.
The method of claim 1,
Nozzle;
A reservoir connected to one side of the cooling cylinder; And
And a pump connected to the other side of the cooling cylinder to direct the first flow to the nozzle.
Cooling particle forming device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉각표면은 양극산화막을 포함하며,
상기 양극산화막은 양극과 음극 사이에 펄스파를 인가하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 형성된 것이며,
상기 양극산화막은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 표면상에 형성된 것이며,
상기 양극산화막 내의 셀의 직경은 30㎚ 내지 120㎚인,
냉각입자 형성장치.
The method of claim 1,
The cooling surface includes an anodization film,
The anodization film is formed by a process comprising applying a pulse wave between an anode and a cathode,
The anodization film is formed on the surface of aluminum or aluminum alloy,
The diameter of the cell in the anodization film is 30nm to 120nm,
Cooling particle forming device.
제10항에 있어서,
상기 양극산화막의 두께는 200㎛ 이상이며 그 내부에 경계면이 없는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 10,
The thickness of the anodic oxide film is 200㎛ or more and there is no interface inside, the cooling particle forming apparatus.
제10항에 있어서,
상기 펄스파는 제1 정류변조 직류펄스파, 제2 정류변조 직류펄스파, 및 변조 교류펄스파를 중 2개 이상을 포함하여 형성된 것인, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 10,
The pulsed wave is formed by including two or more of the first rectified modulated DC pulse wave, the second rectified modulated DC pulse wave, and the modulated AC pulse wave, cooling device forming apparatus.
제10항에 있어서,
상기 펄스파는 각 펄스의 시작점에서 피크 전압을 갖는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 10,
Wherein said pulse wave has a peak voltage at the start of each pulse.
제13항에 있어서,
상기 펄스파의 각 펄스는 위로 볼록하며, 상기 펄스파의 전압크기는 시간에 따라 상기 피크 전압으로부터 감소하는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 13,
Wherein each pulse of the pulse wave is convex upward, and the voltage magnitude of the pulse wave decreases from the peak voltage with time.
제10항에 있어서,
상기 펄스파 중 하나의 펄스의 종료시점부터 그 다음 펄스의 시작시점 사이의 구간 동안 상기 양극과 음극 사이에는 음의 전압이 인가되는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 10,
And a negative voltage is applied between the anode and the cathode during the interval between the end point of one of the pulse waves and the start point of the next pulse.
제12항에 있어서,
상기 제1 정류변조 직류펄스파와 상기 제2 정류변조 직류펄스파는 서로 다른 위상을 갖는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 12,
And the first rectified modulated DC pulse wave and the second rectified modulated DC pulse wave have different phases.
제10항에 있어서,
상기 펄스파의 각 펄스의 최대전압 또는 평균전압은 시간에 따라 변화하는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 10,
The maximum voltage or the average voltage of each pulse of the pulse wave changes over time, the cooling particle forming apparatus.
제10항에 있어서,
상기 펄스파의 각 펄스의 최대전압 또는 평균전압의 궤적은 사인파형을 따르는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 10,
The locus of the maximum voltage or the average voltage of each pulse of the pulse wave follows a sinusoidal waveform, cooling particle forming apparatus.
제18항에 있어서,
상기 궤적은,
상기 펄스파의 전압을 초기값으로부터 미리 결정된 제1 값까지 증가시키는 단계,
상기 전압을 상기 제1 값에서 미리 결정된 제1 시간 동안 유지시키는 단계,
상기 전압을 상기 제1 값으로부터 상기 제1 값보다 큰 제2 값까지 증가시키는 단계, 및
상기 전압을 상기 제2 값에서 미리 결정된 제2 시간 동안 유지시키는 단계
를 포함하는 프로세스에 의해 형성되는,
냉각입자 형성장치.
19. The method of claim 18,
The trajectory,
Increasing the voltage of the pulse wave from an initial value to a predetermined first value,
Maintaining the voltage for a first predetermined time at the first value,
Increasing the voltage from the first value to a second value greater than the first value, and
Maintaining the voltage for a second predetermined time at the second value
Formed by a process comprising:
Cooling particle forming device.
제10항에 있어서,
상기 펄스파의 음의 전압값을 갖는 구간의 길이 및 양의 전압값을 갖는 구간의 길이 중 적어도 하나는 시간에 따라 변화하는, 냉각입자 형성장치.
The method of claim 10,
At least one of a length of a section having a negative voltage value of the pulse wave and a length of a section having a positive voltage value changes with time.
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