KR101312953B1

KR101312953B1 - 회전식 제빙기의 기밀유지 장치

Info

Publication number: KR101312953B1
Application number: KR1020130073520A
Authority: KR
Inventors: 진용욱
Original assignee: 진용욱
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2013-10-14

Abstract

본 발명은 회전식 제빙기의 기밀유지 장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게 설명하자면 상면이 개방된 급수조와, 상기 급수조에 외주면 일부가 잠진 상태로 회전하는 원통형 제빙드럼과, 상기 제빙드럼을 지지하면서 제빙드럼 내부로 냉매를 분사하는 냉매출입관과, 상기 제빙드럼의 외주면에 얼어붙은 얼음을 깍아내는 절삭부재를 포함하여 구성되는 회전식 제빙기에 있어서 상기 제빙드럼 내부의 냉매가스가 밖으로 유출되지 않도록 제빙드럼과 냉매출입관 사이의 기밀 상태를 유지시켜 주는 장치에 관한 것이다.

Description

회전식 제빙기의 기밀유지 장치{Sealing apparatus for rotary ice machine}

종래에도 특허등록 제10-0178693호(1998년 11월 24일), 제10-0691027호(2007년 02월 27일), 제10-1268911호(2013년 05월 23일) 등에는 예컨대 팥빙수나 아이스크림 재료로 사용되는 파우더(powder)형 얼음을 즉석에서 간편하게 제조할 수 있는 회전식 제빙기가 소개되어 있다.

첨부 도 1은 상기 특허등록 제10-0691027호에 소개된 얼음 제조장치(2)의 구조를 나타낸 것으로, 상면이 개방된 급수조(4)와; 상기 급수조(4)에 외주면 일부가 잠진 상태로 회전하는 중공형 제빙드럼(6)과; 상기 제빙드럼(6) 내부로 냉매를 분사하고 이를 다시 제빙드럼(6) 밖으로 배출하는 냉매 순환경로관부(8)와; 상기 제빙드럼(6)이 냉매 순환경로관부(8)를 중심으로 기밀 상태를 유지하면서 회전하도록 형성된 시일주축부(10)와: 제빙드럼(6)의 외주면에 얼어붙은 얼음을 긁어내는 절삭나이프(도시하지 않음) 등이 구비되어 있다.

상기 얼음 제조장치(2)에서 냉매 순환경로관부(8)는 외관(30)과 내관(34)의 이중구조로 이루어져서 냉매공급포트(36)으로 유입된 냉매가 외관(30)과 내관(34) 사이의 냉매공급관로(32)를 통해서 제빙드럼(6) 내부로 분사되고, 상기 냉매가 기화하면서 제빙드럼(6) 내부의 온도를 급격히 하강시킨다. 그리고, 기화된 냉매가스는 상기 내관(34)과 냉매배출포트(38) 통해서 다시 냉동장치(도시하지 않음)로 회수된 다음, 재사용된다.

또한 시일주축부(10)는 상기 제빙드럼(6)이 냉매 순환경로관부(8)를 중심으로 기밀 상태를 유지하면서 회전하는 실링룸(40; sealing room)을 형성한다. 상기 실링룸(40)은 냉매가스의 누출을 차단하는 기능을 하는 것으로, 상기 제빙드럼(6)과 함께 회전하는 주축(44)과, 상기 주축(44)의 입구에 설치된 밀봉캡(46), 상기 밀봉캡(46) 내부에 부착된 회전시일(42), 상기 순환경로관부(8) 상에 설치된 고정시일(48), 그리고 상기 고정시일(48)을 회전시일(42)에 밀착시키는 가압스프링(50) 등으로 구성되어 있다.

이때, 상기 회전시일(42)과 고정시일(48) 및 가압스프링(50)은 양쪽으로 대칭구조를 이루도록 각각 2개씩 설치되며, 상기 밀봉캡(46)의 반대쪽에는 상기 주축(44)을 순환경로관부(8) 상에 회전 가능하게 지지하는 베어링(도면부호 없음)이 설치되어 있다. 그래서, 상기 제빙드럼(6)과 함께 회전하는 회전시일(42)과 상기 순환경로관부(8) 상에 설치된 고정시일(48) 사이의 회전 면 접촉에 의해서 상기 제빙드럼(6) 내부의 냉매가스가 밖으로 새어나오지 않도록 기밀 상태를 유지하는 구조를 이루고 있다. 도 1에서 기타 미설명 도면부호들은 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로 설명을 생략한다.

특허등록 제10-0178693호(1998년 11월 24일) 특허등록 제10-0691027호(2007년 02월 27일) 특허등록 제10-1268911호(2013년 05월 23일)

그런데 상기 특허등록 제10-0691027호에 소개된 얼음 제조장치(2)의 경우, 상기 제빙드럼(6)과 함께 회전시일(42)이 회전하면, 상기 회전시일(42)에 밀착되어 있는 고정시일(48)이 회전시일(42)을 따라 함께 회전하는 현상이 발생하게 되고, 이렇게 되면 상기 실링룸(40)이 완전한 기밀 상태를 유지하지 못하여 냉매가스가 제빙드럼(6) 밖으로 누출되는 현상이 발생할 수 있고, 장기적으로는 상기 회전시일(42)이 파손되는 사고가 발생할 수도 있다

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 회전식 제빙기에 있어서 제빙드럼과 냉매 순환경로관부(이하, 본 발명에서는 ‘냉매출입관’이라 칭한다) 사이의 기밀구조를 개선함으로써 냉매가스의 누출을 보다 완전하게 차단할 수 있고, 나아가 부품의 파손으로 인한 고장이나 사고의 발생 우려가 적은 회전식 제빙기의 기밀유지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 회전식 제빙기의 기밀유지 장치는, 제빙드럼(D) 내부로 냉매를 분사하는 외부관과, 제빙드럼(D) 내부의 냉매가스를 밖으로 배출하는 내부관으로 이루어진 냉매출입관과; 상기 냉매출입관 둘레에 이격 설치되며 외경부에 상기 제빙드럼(D)이 결합되는 수나사부가 구비되어 있는 원통형 하우징과; 상기 하우징의 내측 입구에 설치되어 상기 하우징을 상기 냉매출입관 상에 회전 가능하게 지지하는 베어링과; 상기 하우징의 외측 입구를 차단하며 중앙부에 상기 냉매출입관이 통과하는 제1 관통공이 형성되어 있는 마감캡과; 상기 제1 관통공에 강제 삽입되어 상기 제빙드럼(D)과 함께 회전하며 중앙부에 상기 냉매출입관이 통과하는 제2 관통공이 형성되어 있는 고리형 제1 실링부재와; 상기 하우징 내부에서 상기 냉매출입관의 외경부에 삽입되어 외측면이 상기 제1 실링부재와 대면하는 고리형 제2 실링부재와; 상기 냉매출입관의 외경부에 삽입되어 상기 제2 실링부재의 내측면과 테두리 부위를 함께 둘러싸는 백커버과; 상기 제2 실링부재를 상기 제1 실링부재에 밀착시켜 주는 것으로, 내측은 상기 냉매출입관의 외경부에 강제 삽입되어 있고, 외측은 상기 백커버의 테두리에 강제 삽입되어 있는 스프링; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 회전식 제빙기의 기밀유지 장치는 냉매출입관을 중심으로 하우징과 마감캡 및 제1 실링부재는 제빙드럼(D)과 함께 회전하고, 나머지 제2 실링부재와 백커버 및 스프링은 상기 냉매출입관에 지지되어 있다.

이때, 상기 스프링이 제2 실링부재를 제1 실링부재에 강하게 밀착시시면서 동시에 상기 제2 실링부재가 제1 실링부재를 따라 돌지 않도록 붙잡아 주기 때문에 제빙드럼(D) 내부의 냉매가스가 밖으로 유출되지 않도록 확실한 기밀 상태를 유지하며, 상기 실링부재의 파손 우려가 거의 없는 효과가 있다.

도 1은 회전식 제빙기의 구조를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 제빙기의 기밀유지 장치를 나타낸 단면도,
도 3은 도 2의 기밀유지 장치에 대한 분리사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 실시하는데 꼭 필요한 구성이라 하더라도 공지기술에 속하거나, 통상의 기술자가 공지기술로부터 용이하게 실시할 수 있는 기술에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.

그리고, 본 발명을 설명하는 도 2 및 도 3에서는 종래기술을 설명하는 도 1과 상관없이 각 구성요소들에 대하여 독자적인 명칭과 도면부호를 부여한다. 또한 편의상 도 2에서 냉매출입관(10)을 중심으로 하여 제빙드럼(D) 내부로 향하는 쪽(좌측)을 ‘내측’, 제빙드럼(D)의 외부로 향하는 쪽(우측)을 ‘외측’이라 칭한다.

본 발명에 따른 회전식 제빙기는 기본적으로 상면이 개방된 급수조와, 상기 급수조에 외주면 일부가 잠진 상태로 회전하는 원통형 제빙드럼과, 상기 제빙드럼을 지지하면서 제빙드럼 내부로 냉매를 분사하고 이를 다시 제빙드럼 밖으로 배출하는 수단이 구비된 냉매출입관과, 상기 제빙드럼의 외주면에 얼어붙은 얼음을 긁어내는 절삭부재를 포함하여 구성된다.

이러한 기본적 구성요소들은 첨부 도 1에서 소개한 통상적인 회전식 제빙기와 동일하거나 유사하며, 따라서 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 도 2에서는 상기 냉매출입관에 대하여 도면부호 ‘10’, 그리고 상기 제빙드럼에 대하여 도면부호‘D'를 부여한다.

본 발명에 따른 회전식 제빙기의 기밀유지 장치는, 냉매출입관(10)과, 그 둘레에 이격 설치되는 하우징(20), 상기 하우징(20) 내부에 설치되는 베어링(30)과 마감캡(40), 제1 실링부재(50), 제2 실링부재(60), 백커버(70), 그리고 스프링(80)으로 구성된다.

먼저 냉매출입관(10)은 제빙드럼(D) 내부로 냉매를 분사하는 외부관(11)과, 제빙드럼(D) 내부의 냉매가스를 밖으로 배출하는 내부관(12)으로 이루어진다. 이를 위해 상기 외부관(11)에는 제빙드럼(D) 외부에 냉매유입공(13)이 설치되어 있고, 제빙드럼(D) 내부에는 냉매분사노즐(14)이 설치되어 있다. 그리고 상기 외부관(11)의 외측 단부에는 외부관(11)을 밀폐하면서 내부관(12)을 지지하는 지지캡(15)이 삽입되어 있다.

그래서 상기 냉매유입공(13)으로 유입된 냉매가 외부관(11)과 내부관(12) 사이를 통과하여 냉매분사노즐(14)을 통해 제빙드럼(D) 내부로 분사된다. 이때, 상기 냉매가 기화되면서 제빙드럼(D) 내부의 온도를 영하 20~30 ℃ 까지 급속히 강하시키게 되고, 따라서 상기 제빙드럼(D)의 외부 표면에는 급수조(도시하지 않음)에서 공급되는 물이 결빙되는 것이다. 상기 제빙드럼(D) 내부의 냉매가스는 내부관(12)을 통해 제빙드럼(D) 밖으로 다시 회수된다.

다음으로 하우징(20)은 상기 냉매출입관(10) 둘레에 이격 설치되는 것으로, 원통형 구조로 이루어진다. 상기 하우징(20)의 외경부에는 수나사부(21)가 설치되어 있고, 상기 수나사부(21)에는 상기 제빙드럼(D)의 일측이 중심축 상에 결합된다.

상기 베어링(30)은 상기 하우징(20)의 내측 입구에 설치되어 상기 하우징(10)을 상기 냉매출입관(10) 상에 회전 가능하게 지지하는 기능을 한다. 따라서, 상기 냉매출입관(10)과 하우징(20), 그리고 베어링(30) 및 제빙드럼(D)은 모두 하나의 중심축 상에 배치되고, 상기 냉매출입관(10)을 중심으로 하우징(20)과 제빙드럼(D)이 함께 회전하는 구조를 이루고 있다.

상기 마감캡(40)은 상기 하우징(10)의 외측 입구를 차단하는 것으로, 중앙부에 상기 냉매출입관(10)이 통과하는 제1 관통공(41)이 형성되어 있고, 상기 하우징(10)과 마감캡(40) 사이에는 밀폐링(42)이 설치되어 있다.

상기 제1 실링부재(50)는 상기 마감캡(40)의 제1 관통공(41) 입구에 강제 삽입되어 상기 제빙드럼(D)과 함께 회전하는 것으로, 중앙부에 상기 냉매출입관(10)이 통과하는 제2 관통공(51)이 형성되어 있는 고리형 구조로 이루어진다. 상기 마감캡(40)과 제1 실링부재(50) 사이에도 밀폐링(52)이 설치되어 있다.

상기 제2 실링부재(60)는 상기 하우징(10) 내부에서 상기 냉매출입관(10)의 외경부에 삽입되는 고리형 구조로서, 그 외측면이 상기 제1 실링부재(40)와 대면하도록 배치된다. 본 발명에서 상기 제1 실링부재(50) 및 제2 실링부재(60)는 재질이 실리콘 카바이드(SIC; Silicone carbide)인 것이 바람직하다.

실리콘 카바이드는 실리카와 코크스를 원료로 하여 전기로에서 강한 열을 가하여 제조되는 공업용 재료로서, 경도가 높고 내마모성이 우수한 장점이 있어서 본 발명의 실링부재로 사용하기에 매우 적합하다.

다음으로 백커버(70)는 상기 냉매출입관(10)의 외경부에 삽입되어 상기 제2 실링부재(60)의 내측면, 즉 상기 제1 실링부재(40)의 반대쪽과 그 테두리 부위를 한몸으로 둘러싸고 있다. 이때, 상기 제2 실링부재(60)와 백커버(70) 사이에는 와셔(61)와 밀폐링(62)이 삽입되어 있고, 상기 제2 실링부재(60)는 백커버(70) 속에 강제 삽입되어 서로 한 몸을 이루고 있다.

마지막으로 상기 스프링(80)은 상기 제2 실링부재(60)를 상기 제1 실링부재(50)에 밀착시켜 주는 것으로 내측은 상기 냉매출입관(10)의 외경부에 강제 삽입되어 있고, 외측은 상기 백커버(70)의 테두리에 강제 삽입되어 있다. 상기 스프링(80)에 의해서 제2 실링부재(60)가 제1 실링부재(50)를 따라 돌지 않고, 냉매출입관(10)에 지지되게 된다.

상기 스프링(80)은 상기 냉매출입관(10)과 백커버(70)에 확실하게 결합되면서 탄성을 잃기 않도록 하기 위하여 도 2에서 보는 바와 같이 내측에서부터 외측으로 갈수록 점차적으로 직경이 확대되는 원뿔대 형상으로 구성된 것이 바람직하다. 그리고 상기 냉매출입관(10)은 상기 스프링(80)의 내측을 보다 용이하게 삽입할 수 있도록 도 2에서 보는 바와 같이 내측에서 외측으로 갈수록 직경이 축소되는 3단계 단층 구조를 갖는 것이 바람직하다.

또한 상기 스프링(80)이 제2 실링부재(60)와 백커버(70)의 회전을 보다 확실하게 저지하기 위하여 상기 스프링(80)의 외측 단부에는 절곡부(81)를 형성하고 상기 백커버(70)의 테두리에는 걸림홈(71)을 형성하여 상기 절곡부(81)를 상기 걸림홈(71)에 결합시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 회전식 제빙기의 기밀유지 장치에서는 냉매출입관(10)을 중심으로하여 하우징(20)과 베어링(30), 마감캡(40) 및 제1 실링부재(50)는 제빙드럼(D)과 함께 회전하고, 나머지 제2 실링부재(60)와 백커버(70) 및 스프링(80)은 회전하지 않고 상기 냉매출입관(10)에 지지되어 있다. 그래서 상기 제1 실링부재(50)와 제2 실링부재(70)의 회전 면 접촉에 의해서 제빙드럼(D) 내부의 냉매가스가 밖으로 유출되지 않도록 기밀 상태를 유지하게 되는 것이다.

10; 냉매출입관 11; 외부관
12; 내부관 13; 냉매유입공
14; 냉매분사노즐 15; 지지캡
20; 하우징 21; 수나사부
30; 베어링 40; 마감캡
41, 51; 관통공 42,52,62; 밀폐링
50,60; 실링부재 61; 와셔
70; 백커버(back cover) 71; 걸림홈
80; 스프링 81; 절곡부
D; 제빙드럼

Claims

제빙드럼(D) 내부로 냉매를 분사하는 외부관(11)과, 제빙드럼(D) 내부의 냉매가스를 밖으로 배출하는 내부관(12)으로 이루어진 냉매출입관(10)과;
상기 냉매출입관(10) 둘레에 이격 삽입되며 외경부에 상기 제빙드럼(D)이 결합되는 수나사부(21)가 설치되어 있는 원통형 하우징(20)과;
상기 하우징(20)의 내측 입구에 설치되어 상기 하우징(10)을 상기 냉매출입관(10) 상에 회전 가능하게 지지하는 베어링(30)과;
상기 하우징(10)의 외측 입구를 차단하며 중앙부에 상기 냉매출입관(10)이 통과하는 제1 관통공(41)이 형성되어 있는 마감캡(40)과;
상기 제1 관통공(41)에 강제 삽입되어 상기 제빙드럼(D)과 함께 회전하며 중앙부에 상기 냉매출입관(10)이 통과하는 제2 관통공(51)이 형성되어 있는 고리형 제1 실링부재(50)와;
상기 하우징(10) 내부에서 상기 냉매출입관(10)의 외경부에 삽입되어 외측면이 상기 제1 실링부재(40)와 대면하는 고리형 제2 실링부재(60)와;
상기 냉매출입관(10)의 외경부에 삽입되어 상기 제2 실링부재(60)의 내측면과 테두리 부위를 한몸으로 둘러싸는 백커버(70)과;
상기 제2 실링부재(60)를 상기 제1 실링부재(50)에 밀착시켜 주는 것으로, 내측은 상기 냉매출입관(10)의 외경부에 강제 삽입되어 있고, 외측은 상기 백커버(70)의 테두리에 강제 삽입되어 있는 스프링(80); 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 제빙기의 기밀유지 장치
제1항에 있어서, 상기 제1 실링부재(50) 및 제2 실링부재(60)는 재질이 실리콘 카바이드(SIC; Silicone carbide) 인 것을 특징으로 하는 회전식 제빙기의 기밀유지 장치
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 실링부재(60)와 백커버(70) 사이에는 와셔(61)와 밀폐링(62)이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 회전식 제빙기의 기밀유지 장치
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 백커버(70)의 테두리에는 걸림홈(71)이 형성되어 있고, 상기 스프링(80)의 외측 단부에는 상기 걸림홈(71)에 삽입되는 절곡부(81)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전식 제빙기의 기밀유지 장치
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스프링(80)은 내측에서부터 외측으로 갈수록 점차적으로 직경이 확대되는 원뿔대 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전식 제빙기의 기밀유지 장치