KR101244618B1 - 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템 - Google Patents

수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 얼음을 생산하는 제빙기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 공기열원을 사용하는 제빙기가 갖는 실내 온도를 높이는 문제점을 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부를 취수하여 응축기에서의 수열원으로 사용함으로써 해결하고 온수도 함께 생산하여 제공하며, 또한 응축기를 통과한 저온의 냉매를 이용해 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부가 냉수로 생성되도록 하여 얼음은 물론 온수 및 냉수를 함께 생산하여 제공할 수 있으며, 종래 회전방식의 증발부 구조에서 냉매가 누설되는 문제점을 해결하기 위해 고정형태의 밀폐형 증발부 상면에서 얼음이 생성되도록 하여 증발부로 유입되는 냉매가 유출되는 문제를 근본적으로 해결하고, 회전축을 중심으로 대칭되는 구조의 분사노즐과 컷팅날이 회전하면서 고정형태의 증발부 상면에서 얼음생성과 컷팅을 유기적이고 효율적으로 실시하는 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템에 관한 것이다.

Description

수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템{A Water Source Ice Machinery System including production of cold and hot water}
본 발명은 얼음을 생산하는 제빙기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래 공기열원을 사용하는 제빙기가 갖는 실내 온도를 높이는 문제점을 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부를 취수하여 응축기에서의 수열원으로 사용함으로써 해결하고 온수도 함께 생산하여 제공하며, 또한 응축기를 통과한 저온의 냉매를 이용해 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부가 냉수로 생성되도록 하여 얼음은 물론 온수 및 냉수를 함께 생산하여 제공할 수 있으며, 종래 회전방식의 증발부 구조에서 냉매가 누설되는 문제점을 해결하기 위해 고정형태의 밀폐형 증발부 상면에서 얼음이 생성되도록 하여 증발부로 유입되는 냉매가 유출되는 문제를 근본적으로 해결하고, 회전축을 중심으로 대칭되는 구조의 분사노즐과 컷팅날이 회전하면서 고정형태의 증발부 상면에서 얼음생성과 컷팅을 유기적이고 효율적으로 실시하는 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템에 관한 것이다.
최근 지구온난화 및 기후변화의 영향으로 특히, 여름철에는 갈수록 이상고온현상이 빈번하게 발생하여 얼음을 생성하는 제빙기시스템에 대한 수요가 갈수록 증대되고 있다.
도 1은 종래 제빙기시스템의 구성관계를 도시한 구성도이다.
[선행기술문헌(특허문헌)]
공개특허공보 제10-2009-0039291호(2009. 04. 22, 공개) "급속동결 제빙기 및 이를 이용한 아이스 블라스트 장치"
도 1을 참조하면, 위 선행기술문헌에도 나타난 종래의 제빙기시스템은 압축기(1)를 거쳐 나온 고온고압의 기체상태의 냉매를 응축기(2)에서 공기열원을 이용하여 응축 액화하고 다시 팽창밸브(3)를 거치면서 저온저압으로 증발기(4)에 유입되어 회전하는 드럼형태의 증발기에서 냉매가 저수조(5)의 물을 냉각하여 얼음을 생산하는 시스템으로 이루어진다.
이와 같은 종래의 제빙기시스템에서는 특히, 공기열원을 이용하여 상기 응축기(2)에서 고온고압상태의 냉매를 응축 액화시키고 있기 때문에, 상기 응축기(2)에서 고온고압의 냉매를 공기열원을 이용하여 응축 액화시키는 과정에서 고온의 공기가 발생하여 실내로 방출되게 되고(통상 얼음을 사용하는 제빙기는 매장 내나 가정 내와 같은 실내에 위치하게 됨) 그에 따라 높은 실내온도를 다시 낮추기 위해서는 별도의 에어컨 가동과 같은 2차적인 에너지 소모를 발생시키는 문제를 야기시키게 된다. 또한, 위와 같은 공기열원을 사용하는 방식의 경우 공기를 순환시키기 위한 팬가동 등으로 인해 실내에서 과도한 소음을 발생시키게 됨은 물론, 단순히 얼음만을 생산하는 시스템에 불과하기 때문에 냉수나 온수를 사용하기 위해서는 제빙기 이외에 별도의 냉수기나 온수기를 사용할 수밖에 없게 된다.
또한, 종래의 제빙기시스템의 증발기(4)에서 얼음을 생산하는 구조를 보면, 회전하는 드럼형태의 증발기가 물이 고인 저수조(5) 내에서 회전하면서 물을 증발기 표면에서 얼리게 되면 컷터날(6)이 회전하는 증발기(4) 표면에 얼린 얼음을 깍아내어 얼음을 생산하는 구조이기 때문에, 이와 같이 회전하는 드럼형태의 증발기(4) 내로 냉매가 유입되는 구조에서는 회전하는 부위와 냉매 배관 사이에서 냉매가 누설되는 문제 등이 발생하는 문제점을 안게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 종래 공기열원을 사용하는 제빙기가 갖는 실내 온도를 높이는 문제점을 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부를 취수하여 응축기에서의 수열원으로 사용함으로써 해결하고 온수도 함께 생산하여 제공할 수 있는 제빙기시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 응축기를 통과한 저온의 냉매를 이용해 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부가 냉수로 생성되도록 하여 얼음은 물론 온수 및 냉수를 함께 생산하여 제공할 수 있는 제빙기시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제1,2개폐밸브를 이용하여 선택적으로 얼음을 생산할 수 있고 냉·온수시스템으로 전환할 수 있는 제빙기시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래 회전방식의 증발부 구조에서 냉매가 누설되는 문제점을 해결하기 위해 고정형태의 밀폐형 증발부 상면에서 얼음이 생성되도록 하여 증발부로 유입되는 냉매가 유출되는 문제를 근본적으로 해결한 제빙기시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 회전축을 중심으로 대칭되는 구조의 분사노즐과 컷팅날이 회전하면서 고정형태의 증발부 상면에서 얼음생성과 컷팅을 유기적이고 효율적으로 실시하는 제빙기시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 저온의 냉매가 저장되는 증발기가 얼음탱크부 내에 위치하도록 하여 증발기에 저장되는 냉매를 이용해 얼음탱크부 내에 적재된 얼음의 온도를 저온으로 유지시키는 제빙기시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기가 하나의 사이클을 이루도록 순차적으로 연결설치된 냉매사이클부와: 상기 증발기에 물을 공급하여 증발기와의 열교환을 통해 얼음이 생성되도록 하는 얼음생성부와; 상기 얼음생성부로 공급되는 물의 일부를 취수하여 상기 응축기와 열교환하는 수열원으로 사용함으로써 실내 온도를 높이지 않고 온수가 생성되도록 하는 온수생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템에 있어서 상기 온수생성부는 상기 응축기와의 열교환을 통해 생성된 온수를 저장하는 온수탱크부와, 상기 온수탱크부의 온도를 일정 상태로 유지시키는 보조열원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템은 상기 얼음생성부로 공급되는 물의 일부를 취수하여 상기 응축기를 통과한 저온의 냉매와의 열교환을 통해 냉수가 생성되도록 하는 냉수생성부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템에 있어서 상기 냉수생성부는 상기 응축기를 통과한 냉매가 통과하면서 저온저압 상태가 되도록 하는 제2팽창밸브와, 상기 제2팽창밸브를 통과한 냉매가 상기 얼음생성부로 공급되는 물로부터 취수된 물과 열교환이 이루어지도록 하여 냉수가 생성되도록 하는 제2증발기와, 상기 제2증발기와의 열교환을 통해 생성된 냉수를 저장하는 냉수탱크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템에 있어서 상기 증발기는 유입된 냉매가 저장되는 밀폐된 통형태로 형성되며, 상기 팽창밸브를 통과한 저온저압의 냉매가 증발기 내 가장 상면에 뿌려지도록 하는 분사부를 포함하고, 상기 얼음생성부는 상기 증발기의 상면에 물을 공급하여 증발기와의 열교환을 통해 얼음이 생성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템에 있어서 상기 얼음생성부는 회전축을 중심으로 회전축의 일측에 형성되어 물을 상기 증발기의 상면에 분사하는 분사노즐과, 회전축을 중심으로 상기 회전축의 타측에 형성되어 상기 분사노즐로부터 분사된 후 증발기 상면에 형성된 얼음을 컷팅하는 컷팅날과, 상기 컷팅날에 의해 컷팅되어 증발기 상면으로부터 낙하하는 얼음이 적재되는 얼음탱크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템에 있어서 상기 증발기는 상기 얼음탱크부 내에 위치하여 증발기에 저장되는 냉매를 이용해 얼음탱크부 내에 적재된 얼음의 온도를 저온으로 유지시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템은 상기 제2증발기를 통과한 냉매가 상기 팽창밸브 및 증발기로 유입되도록 하는 관로에 위치하는 개폐밸브와, 상기 제2증발기를 통과한 냉매가 상기 압축기로 유입되도록 하는 관로에 위치하는 제2개폐밸브를 포함하여, 선택적으로 얼음을 생산할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 종래 공기열원을 사용하는 제빙기가 갖는 실내 온도를 높이는 문제점을 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부를 취수하여 응축기에서의 수열원으로 사용함으로써 해결하고 온수도 함께 생산하여 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 응축기를 통과한 저온의 냉매를 이용해 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부가 냉수로 생성되도록 하여 얼음은 물론 온수 및 냉수를 함께 생산하여 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 제1,2개폐밸브를 이용하여 선택적으로 얼음을 생산할 수 있고 냉·온수시스템으로 전환할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 종래 회전방식의 증발부 구조에서 냉매가 누설되는 문제점을 해결하기 위해 고정형태의 밀폐형 증발부 상면에서 얼음이 생성되도록 하여 증발부로 유입되는 냉매가 유출되는 문제를 근본적으로 해결하는 효과를 갖는다.
본 발명은 회전축을 중심으로 대칭되는 구조의 분사노즐과 컷팅날이 회전하면서 고정형태의 증발부 상면에서 얼음생성과 컷팅을 유기적이고 효율적으로 실시하는 효과를 갖는다.
본 발명은 저온의 냉매가 저장되는 증발기가 얼음탱크부 내에 위치하도록 하여 증발기에 저장되는 냉매를 이용해 얼음탱크부 내에 적재된 얼음의 온도를 저온으로 유지시키는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 제빙기시스템의 구성관계를 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기시스템의 구성도
도 3은 도 2의 증발기 및 얼음생성부의 확대도
도 4는 얼음생성부에서 얼음이 생성되는 과정을 도시한 참고도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제빙기시스템의 구성도
이하에서는 본 발명에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템은 압축기(110), 응축기(120), 팽창밸브(130), 증발기(140)가 하나의 사이클을 이루도록 순차적으로 연결설치된 냉매사이클부(10)와: 상기 증발기(140)에 물을 공급하여 증발기(140)와의 열교환을 통해 얼음이 생성되도록 하는 얼음생성부(20)와; 상기 얼음생성부(20)로 공급되는 물의 일부를 취수하여 상기 응축기(120)와 열교환하는 수열원으로 사용함으로써 실내 온도를 높이지 않고 온수가 생성되도록 하는 온수생성부(30);를 포함할 수 있다.
상기 냉매사이클부(10)는 냉매가 하나의 사이클을 이루면서 순환하면서 고온고압의 기체상태와 저온저압의 액체상태 사이의 상변화를 일으키는 과정에서의 열교환을 통해 얼음 및/또는 온수나 냉수를 생산할 수 있도록 하는 압축기(110), 응축기(120), 팽창밸브(130), 증발기(140)가 하나의 사이클을 이루도록 순차적으로 연결설치된 구성이다. 즉, 상기 냉매사이클부(10)에서 냉매의 순환과정에서의 상변화를 살펴보면, 압축기(110)로부터 유출되는 고온고압의 기체상태의 냉매가 응축기(120)를 통과하면서 열교환을 통해 후술할 온수생성부(30)에서의 온수를 가열시킨 후 액체상태로 변환하게 되며, 팽창밸브(130)를 통과하면서 저온저압의 액체상태로 변화한 냉매가 증발기(140)를 거치면서 열교환을 통해 후술할 얼음생성부(20)에서의 얼음을 생성시킨 후 기체상태로 다시 상변화하게 되는 과정을 하나의 순환사이클로 거치게 된다.
상기 온수생성부(30)는 후술할 얼음생성부(20)로 공급되는 물의 일부를 취수하여 상기 응축기(120)와 열교환하는 수열원으로 사용함으로써 (앞서 종래기술의 문제점으로 설명한 대로 종래 제빙기시스템에서 발생하는 문제점과 같이)실내 온도를 높이지 않으면서 추가적으로 온수를 생성하여 사용할 수 있도록 하는 구성이다. 즉, 앞서 종래기술의 문제점으로 언급한 바와 같이, 종래의 제빙기시스템에서는 특히, 외부 공기를 이용하여 응축기(2)에서 고온고압상태의 냉매를 응축 액화시키기 때문에 응축기(2)에서 고온고압의 냉매를 공기를 이용하여 응축 액화시키는 과정에서 고온의 공기가 발생하여 실내로 방출되게 되고(통상 얼음을 사용하는 제빙기는 매장 내나 가정 내와 같은 실내에 위치하게 됨) 그에 따라 높은 실내온도를 다시 낮추기 위해서 별도의 에어컨 가동과 같은 2차적인 에너지 소모를 발생시키는 문제를 야기시키게 됨은 물론 위와 같이 공기를 사용하는 방식의 경우 공기를 순환시키기 위한 팬가동 등으로 인해 실내에서 과도한 소음이 발생하여 문제를 일으키게 되는바, 본 발명에서는 이를 근본적으로 해결할 수 있도록 하는 방식으로 종래와 달리 공기가 아닌 얼음생성을 위해 공급되는 물의 일부를 취수하여 이 물을 이용해 응축기(120)에서의 냉매를 응축 액화시키면서 아울러 온수도 생성하여 공급할 수 있도록 하는 구조를 취하는데 주요 특징이 있다.
즉, 상기 온수생성부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 후술할 얼음생성부(20)로 공급되는 물의 일부를 별도의 배관을 통해 취수하여 이 물을 상기 응축기(120)에 보내 응축기(120)의 고온고압의 냉매와의 열교환을 통해 냉매를 응축 액화시키고 물은 뜨거운 온수로 생성되어 저장,공급될 수 있도록 하는 구조를 취하게 되며, 이를 위해 상기 온수생성부(30)는 상기 응축기(120)와의 열교환을 통해 생성된 온수를 저장하는 온수탱크부(310)와, 상기 온수탱크부(310)의 온도를 일정 상태로 유지시키는 보조열원부(320)를 포함할 수 있다.
상기 온수탱크부(310)는 상기 응축기(120)와의 열교환을 통해 생성된 온수를 저장하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 얼음의 생성을 위해 후술할 얼음생성부(20)로 공급되는 물의 공급라인에서 별도의 배관라인을 통해 물의 일부를 취수하여 이 라인이 상기 응축기(120)를 인접하여 거치면서 상기 응축기(120)를 통과하는 고온고압의 냉매와의 열교환을 통해 열을 흡수하여 고온의 온수가 생성되게 되는데, 이때 생성된 온수는 상기 온수탱크부(310) 내에 저장되어 필요에 따라 선택적으로 저장된 온수를 사용할 수 있도록 공급하게 된다.
상기 보조열원부(320)는 상기 온수탱크부(310)의 온도를 일정 상태로 유지시키기 위해 사용될 수 있는 보조열원으로, 상기 온수탱크부(310)에 저장된 온수가 불규칙적으로 사용을 위해 공급되는 경우에 있어 온수탱크부(310) 내 온수의 온도가 항상 일정 온도를 유지하는 것은 어려울 수 있기 때문에, 이를 방지하고 온수탱크부(310) 내 온수의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있도록 필요에 따라 상기 보조열원부(320)가 온수탱크부(310) 내에서 가동제어되게 된다. 상기 보조열원부(320)로는 전기코일 등 다양한 열원이 사용될 수 있다.
상기 얼음생성부(20)는 상기 증발기(140)에 물을 공급하여 증발기(140)와의 열교환을 통해 얼음이 생성되도록 하는 구성으로, 본 발명에서는 특히, 앞서 종래의 일반적인 제빙기시스템에서 회전하는 드럼형태의 증발기(4)가 물이 고인 저수조(5) 내에서 회전하면서 물을 증발기(4) 표면에서 얼리게 되면 컷터날(6)이 회전하는 증발기(4) 표면에 얼린 얼음을 깍아내어 얼음을 생산하는 구조에서 회전하는 드럼형태의 증발기(4) 내로 냉매가 유입되는 방식으로 인해 회전하는 부위와 냉매 배관 사이에서 냉매가 누설되는 등의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있도록 새로운 구조를 개발,적용하는 데에 주안을 두고 있는 것인바, 이를 위해 도 3 내지 4에 도시된 바와 같이 상기 증발기(140)는 유입된 냉매가 저장되는 밀폐된 통 형태로 형성됨과 아울러 상기 팽창밸브(130)를 통과한 이후 상기 증발기(140) 내로 유입되는 저온저압의 냉매가 증발기(140) 내 가장 상면을 향해 뿌려지도록 냉매를 분사하는 분사부(141)를 포함할 수 있고, 상기 얼음생성부(20)는 상기 증발기(140)의 상면(상측)에 물을 공급하여(뿌려) 상기 증발기(140) 내 저온저압의 냉매와의 열교환을 통해 얼음이 생성되도록 하는 구조를 취할 수 있다.
즉, 상기 증발기(140)는 회전하는 구조가 아닌 고정된 구조를 취하면서 증발기(140) 내로 유입된 냉매가 저장될 수 있도록 밀폐된 통 형태(바람직하게는 상면이 평면을 이루는 육면체 형태)를 취할 수 있는데, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 밀폐된 통 형태의 상기 증발기(140) 내로 별도의 배관라인을 통해 유입되는 저온저압의 냉매는 증발기(140) 내부에서 상면을 향하고 있는 상기 분사부(141)를 통해 증발기(140) 내 상측면을 향해 뿌려져 상측면을 적셔 상측면을 냉각시킨 다음 증발기(140) 내에 저장되게 되고 상기 증발기(140) 내에 일정 수위 이상의 냉매가 모이게 되면 이후 별도의 배수라인(142)을 통해 냉매가 배수되어 상기 압축기(110)로 순환되게 된다. 상기 분사부(141)를 통해 증발기(140) 내 상측면을 향해 뿌려진 저온저압의 냉매는 후술할 바와 같이 상기 증발기(140) 외부에서 증발기(140)의 상면(상측)에 뿌려진 물과의 열교환을 통해 증발기(140) 상면에 얼음이 생성되게 한다. 이와 같은 본 발명에 따른 증발기(140) 구조에서는 종래와 달리 증발기(140) 자체가 회전하지 않고 고정된 구조이며 고정된 증발기(140) 내로 냉매배관을 통해 냉매가 유입되게 되므로, 종래와 같은 냉매 유출 등의 문제는 근본적으로 차단되게 된다. 또한, 상기 분사부(141)를 통해 증발기(140) 내부에서 상측면에 냉매가 직접 뿌려지게 됨으로써 증발기(140) 외부의 상면에 분사되는 물과 냉매가 증발기(140) 상면을 매개로 직접적으로 열교환을 할 수 있게 되므로 열전달 즉, 열교환 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 얼음생성부(20)는 상기 증발기(140)의 상면(상측)에 물을 공급하여(뿌려) 상기 증발기(140) 내에서 상기 분사부(141)를 통해 증발기(140) 내측 상부에 뿌려지는 저온저압의 냉매와의 열교환을 통해 증발기(140) 상면에서 얼음이 생성되게 할 수 있도록 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 회전축(210)을 중심으로 회전축(210)의 일측에 형성되어 물을 상기 증발기(140)의 상면에 분사하는 분사노즐(220)과, 회전축(210)을 중심으로 상기 회전축(210)의 타측에 형성되어 상기 분사노즐(220)로부터 분사된 후 증발기(140) 상면에 형성된 얼음을 컷팅하는 컷팅날(230)과, 상기 컷팅날(230)에 의해 컷팅되어 증발기(140) 상면으로부터 낙하하는 얼음이 적재되는 얼음탱크부(240)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에서 상기 얼음생성부(20)는 상기 증발기(140)가 고정됨에 따라 그 상측에서 회전하면서 증발기(140) 상면(상측)에 물을 분사하고 분사된 물이 얼음으로 생성되면 생성된 얼음을 컷팅하여 얼음을 적재,보관하는 구조를 취하게 되고 이때, 상기 분사노즐(220) 및 컷팅날(230)이 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 회전축(210)을 중심으로 서로 엇갈려 위치하여 회전축(210)을 중심으로 회전하면서 상기 분사노즐(220)로부터 분사된 물이 증발기(140) 상면에서 열교환을 통해 얼음으로 생성되게 되면 이후 그 부위를 지나게 되는 컷팅날(230)이 증발기(140) 상면의 얼음을 컷팅하여 떨어뜨려 얼음탱크부(240) 내에 얼음이 적재되도록 하게 된다.
상기 분사노즐(220)은 회전축(210)을 중심으로 회전축(210)의 일측에 형성되어 물을 상기 증발기(140)의 상면에 분사하는 구성으로, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 얼음생성부(20)에 물을 공급하는 라인은 상기 회전축(210)을 통해 상기 분사노즐(220)에 연결되어 공급된 물이 상기 분사노즐(220)을 통해 상기 증발기(140) 상면(상측)에 뿌려져 증발기(140) 상면(상측)에서 증발기(140) 내 저온저압의 냉매와의 열교환을 통해 증발기(140) 상면(상측)에 얼음을 형성하게 된다.
상기 컷팅날(230)은 회전축(210)을 중심으로 상기 회전축(210)의 타측에 형성되어 상기 분사노즐(220)로부터 분사된 후 증발기(140) 상면에 형성된 얼음을 컷팅하는 구성으로, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 컷팅날(230)은 상기 분사노즐(220)과는 회전축(210)을 중심으로 바람직하게는 대칭되게 위치하여, 도 3에 도시된 바와 같이 회전축(210)의 오른쪽에 위치하는 순간의 분사노즐(220)에서 분사된 물이 증발기(140) 상면에 얼음을 형성하게 되면 이후, 도 4에 도시된 바와 같이 회전축(210)의 회전에 따라 180도 회전이 이루어지게 되면서 회전축(210)의 오른쪽에 위치하게 되는 컷팅날(230)이 증발기(140) 상면에 형성된 얼음을 컷팅하여 얼음탱크부(240) 내에 얼음이 적재되도록 하고 그 순간 상기 분사노즐(220)은 연속해서 회전축(210)의 왼쪽에서 물을 분사하여 증발기(140) 상면에 얼음을 생성하게 되는 과정이 회전축(210)의 회전을 따라 연속적으로 이루어지게 된다.
상기 얼음탱크부(240)는 상기 컷팅날(230)에 의해 컷팅되어 증발기(140) 상면으로부터 낙하하는 얼음이 적재되는 구성으로, 특히 본 발명에서는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 증발기(140)가 상기 얼음탱크부(240) 내에 위치하는 구조를 취하여 상기 증발기(140) 내에 저장되는 저온저압의 냉매를 이용해 상기 얼음탱크부(240) 내에 적재된 얼음의 온도를 항상 저온으로 유지시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구조에 의해 상기 얼음탱크부(240) 내에 적재된 얼음이 사용되기 전에 이미 녹아 소멸되거나 얼음끼리 붙게 되는 문제가 사전에 방지될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템에서는 추가로 상기 얼음생성부(20)로 공급되는 물의 일부를 취수하여 상기 응축기(120)를 통과한 저온의 냉매와의 열교환을 통해 냉수가 생성되도록 하는 냉수생성부(40);를 더 포함할 수 있다.
상기 냉수생성부(40)는 얼음생성부(20)로 공급되는 물의 일부를 취수하여 상기 응축기(120)를 통과한 저온의 냉매와의 열교환을 통해 냉수가 생성되도록 하는 구성으로, 앞서 설명한 상기 온수생성부(30)와 더불어 본 발명에 따른 제빙기시스템에서 상기 냉매사이클부(10)를 순환하는 냉매와의 열교환을 통해 얼음을 생성하기 위해 공급되는 물의 일부를 이용하여 추가로 냉수를 생성,제공할 수 있게 한다. 이를 위해 상기 냉수생성부(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 응축기(120)를 통과한 냉매가 통과하면서 저온저압 상태가 되도록 하는 제2팽창밸브(410)와, 상기 제2팽창밸브(410)를 통과한 냉매가 상기 얼음생성부(20)로 공급되는 물로부터 취수된 물과 열교환이 이루어지도록 하여 냉수가 생성되도록 하는 제2증발기(420)와, 상기 제2증발기(420)와의 열교환을 통해 생성된 냉수를 저장하는 냉수탱크부(430)를 포함할 수 있다. 참고로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 냉매사이클부(10)에서 상기 냉수생성부(40) 보다 구체적으로는 상기 제2증발부()로 냉매가 유입되는 라인은 메인라인에서 분기되는 라인으로 형성하여 필요에 따라 제2증발부()로의 냉매 유출입을 선택적으로 조절(차단)할 수 있게 형성하여 냉수생성을 필요에 따라 조절가능하게 할 수 있다.
상기 제2팽창밸브(410)는 상기 응축기(120)를 통과한 냉매가 통과하면서 저온저압 상태가 되도록 하는 구성으로, 상기 팽창밸브(130)와 동일한 기능을 수행하게 되나 다만, 상기 제2팽창밸브(410)는 상기 팽창밸브(130)와 달리 후술할 제2증발기(420) 전단에 위치하여 제2증발기(420)로 유입될 냉매가 상기 제2팽창밸브(410)를 사전에 통과하면서 저온저압의 액체상태로 변화하도록 하는 것이다.
상기 제2증발기(420)는 상기 제2팽창밸브(410)를 통과한 저온저압의 냉매가 상기 얼음생성부(20)로 공급되는 물로부터 취수된 물과 열교환이 이루어지도록 하여 이를 통해 냉수가 생성되도록 하는 구성으로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2팽창밸브(410)를 통과한 후 저온저압 상태가 된 냉매는 상기 제2증발기(420)를 거치게 되고 또한, 상기 얼음생성부(20)에서의 얼음 생성을 위해 공급되는 물의 배관라인으로부터 분기되는 라인을 통해 일부 취수된 물 역시 상기 제2증발기(420)를 거치게 되면서 저온저압의 냉매라인과의 열교환을 통해 저온의 냉수가 생성되게 된다.
상기 냉수탱크부(430)는 상기 제2증발기(420)와의 열교환을 통해 생성된 냉수를 저장하는 구성으로, 도 5에 도시된 바와 같이 얼음의 생성을 위해 상기 얼음생성부(20)로 공급되는 물의 공급라인에서 별도의 배관라인을 통해 물의 일부를 취수하여 이 라인이 상기 제2증발기(420)를 거치면서 저온저압의 냉매와의 열교환을 통해 열을 방출하여 저온의 냉수가 생성되게 되는데, 이때 생성된 냉수는 상기 냉수탱크부(430) 내에 저장되어 필요에 따라 선택적으로 저장된 냉수를 사용할 수 있도록 공급하게 된다.
또한, 본 발명에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2증발기(420)를 통과한 냉매가 상기 팽창밸브(130) 및 증발기(140)로 유입되도록 하는 관로(제1관로(510))에 위치하는 제1개폐밸브(511)와, 상기 제2증발기(420)를 통과한 냉매가 상기 압축기(110)로 유입되도록 하는 관로(제2관로(520))에 위치하는 제2개폐밸브(521)를 포함하여, 얼음생산이 필요없는 경우에는 또는 얼음생산이 어려운 경우에는 선택적으로 제1개폐밸브(511)를 폐쇄하고 제2개폐밸브(521)를 개방하여 얼음을 생산하지 않도록 조절할 수 있게 할 수 있고, 반대로 얼음을 생산해야 하는 경우에는 제1개폐밸브(511)를 개방하고 제2개폐밸브(521)를 폐쇄할 수 있으며, 필요에 따라서는 제1개폐밸브(511) 및 제2개폐밸브(521)의 개폐량을 선택적으로 조절할 수도 있게 된다. 이와 같이 본 발명에서는 상기 제1개폐밸브(511) 및 제2개폐밸브(521)를 이용하여 선택적으로 얼음을 생산할 수 있고 또한 제빙기시스템을 냉·온수시스템으로 전환할 수도 있게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 냉매사이클부 110: 압축기 120: 응축기
130: 팽창밸브 140: 증발기 141: 분사부 142: 배수라인
20: 얼음생성부 210: 회전축 220: 분사노즐
230: 컷팅날 240: 얼음탱크부
30: 온수생성부 310: 온수탱크부 320: 보조열원부
40: 냉수생성부 410: 제2팽창밸브
420: 제2증발기 430: 냉수탱크부
510: 제1관로 511: 제1개폐밸브
520: 제2관로 521: 제2개폐밸브
*종래 기술에 관련된 부호
1: 압축기 2: 응축기 3: 팽창밸브 4: 증발기 5: 저수조 6: 컷터날

Claims (8)

  1. 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기가 하나의 사이클을 이루도록 순차적으로 연결설치된 냉매사이클부와:
    상기 증발기에 물을 공급하여 증발기와의 열교환을 통해 얼음이 생성되도록 하는 얼음생성부와;
    상기 얼음생성부로 공급되는 물의 일부를 취수하여 상기 응축기와 열교환하는 수열원으로 사용함으로써 실내 온도를 높이지 않고 온수가 생성되도록 하는 온수생성부;를 포함하며,
    상기 증발기는 유입된 냉매가 저장되는 밀폐된 통형태로 형성되며, 상기 팽창밸브를 통과한 저온저압의 냉매가 증발기 내 가장 상면에 뿌려지도록 하는 분사부를 포함하고,
    상기 얼음생성부는 상기 증발기의 상면에 물을 공급하여 증발기와의 열교환을 통해 얼음이 생성되도록 하며, 회전축을 중심으로 회전축의 일측에 형성되어 물을 상기 증발기의 상면에 분사하는 분사노즐과, 회전축을 중심으로 상기 회전축의 타측에 형성되어 상기 분사노즐로부터 분사된 후 증발기 상면에 형성된 얼음을 컷팅하는 컷팅날과, 상기 컷팅날에 의해 컷팅되어 증발기 상면으로부터 낙하하는 얼음이 적재되는 얼음탱크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온수생성부는 상기 응축기와의 열교환을 통해 생성된 온수를 저장하는 온수탱크부와, 상기 온수탱크부의 온도를 일정 상태로 유지시키는 보조열원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제빙기시스템은
    상기 얼음생성부로 공급되는 물의 일부를 취수하여 상기 응축기를 통과한 저온의 냉매와의 열교환을 통해 냉수가 생성되도록 하는 냉수생성부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉수생성부는 상기 응축기를 통과한 냉매가 통과하면서 저온저압 상태가 되도록 하는 제2팽창밸브와, 상기 제2팽창밸브를 통과한 냉매가 상기 얼음생성부로 공급되는 물로부터 취수된 물과 열교환이 이루어지도록 하여 냉수가 생성되도록 하는 제2증발기와, 상기 제2증발기와의 열교환을 통해 생성된 냉수를 저장하는 냉수탱크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기는 상기 얼음탱크부 내에 위치하여 증발기에 저장되는 냉매를 이용해 얼음탱크부 내에 적재된 얼음의 온도를 저온으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 제빙기시스템은
    상기 제2증발기를 통과한 냉매가 상기 팽창밸브 및 증발기로 유입되도록 하는 관로에 위치하는 제1개폐밸브와, 상기 제2증발기를 통과한 냉매가 상기 압축기로 유입되도록 하는 관로에 위치하는 제2개폐밸브를 포함하여, 선택적으로 얼음을 생산할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수열원을 이용하는 냉수 및 온수 생산을 포함하는 제빙기시스템
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