KR101433526B1 - 오거식 제빙기 - Google Patents

Abstract

오거식 제빙모듈이 개시된다. 중심부에 형성된 관통홀이 형성된 냉각관과;상기 냉각관의 주변에 위치하며, 서로 공간적으로 차단된 링형태의 복수의 냉각홀을 포함하는 냉각부와;상기 냉각부에 저온의 기체상태의 냉매를 공급하는 냉매공급장치를 포함하되,상기 냉매공급장치는,상기 복수의 냉각홀에 각각 결합된 냉매 분사노즐과;상기 냉매 분사노즐에 액체상태의 냉매를 공급하는 냉매 공급관과;상기 복수의 냉각홀에 각각 결합된 냉매 회수구와;상기 냉매 회수구와 연결된 냉매 회수관을 포함하는 오거식 제빙모듈이 제공된다.

Description

오거식 제빙기{ICE MAKER}

본 발명은 냉매를 효과적으로 공급하는 오거식 제빙기에 관한 것이다.

본 발명은 오거식 제빙기에 관한 것으로서, 냉각관의 전영역을 강하게 냉각할 수 있도록 구조적으로 개선된 오거식 제빙기에 관한 것이다.

도 1과 같이, 종래 알려진 오거식 제빙기(10, auger式製氷機)는 냉각관(11) 내에 동축으로 배치되어 있는 오거(12)에 의해서 밀어 올려 이송되어 온 수분을 함유한 얼음을 서서히 압축함으로써, 대부분의 수분을 제거한 경질의 얼음기둥을 생성하고, 이 얼음기둥을 칩형상(chip狀)으로 절단함으로써 얼음덩어리를 만든다.

도 2는 종래 오거식 제빙기의 냉각관의 발췌사시도로서, 도 2와 같이, 도시하는 바와 같이 냉각관(12)에 냉매파이프(13)를 감싸기 위해서는 냉매파이프(13)를 냉각관(12)의 외주에 직접 밀착하여 결합하는 방법을 이용하였다. 냉매파이프(13)로는 열전도율이 우수한 내부를 통과하는 냉매 등에 대해 내식성이 강한 동제(銅製)파이프가 주로 사용되며, 냉각관(12)의 외주에 나선형으로 권장된 상태에서 납땜에 의해 고착된다. 또한, 납땜 방법으로는 냉각관(12)의 외주에 냉매파이프(13)의 나선을 따라 밀착된 냉매파이프(13)와 냉각관(12) 사이의 나선형공간에 그 나선 일단측 개구로부터 용융된 납재, 일명 밴더가 흘러 들어가도록 하는 주입방법, 혹은 냉매파이프(13)를 냉각관(12)에 감아 장착하는 작업시 납을 나선형공간에 내재시키면서 감은 후에 냉각관을 납의 용융온도(융점)까지 가열하는 방법을 이용한다.

그런데, 냉매파이프(13)를 냉각관(12)에 직접 밀착시켜 고착하는 종래의 취부방법은, 냉매파이프(13)를 냉각관(12)의 외주에 밀착 권장시킨 상태에서 냉매파이프(13)의 나선 상태가 스프링에 의해 완화되지 않도록 냉매파이프(13)의 양 단부측을 지지구 등을 사용한 스폿(spot)용접에 의해 냉각관(12)에 각각 고정해야만 하는데, 이 같은 어려운 작업을 납땜작업 전에 해야 하는 등 작업효율, 생산성, 생산비에 관련된 문제가 발생한다. 또한, 종래의 취부방법은 반드시 냉매파이프(13)에 스프링백 현상이 발생되고, 이 스프링백 현상에 의해 냉매파이프(13)의 일부가 냉각관(12)으로부터 분리되어 열교환율(열교환면적)의 저하를 초래하는 등 품질면에서도 문제를 야기한다.

아울러, 저온 상태로 팽창된 냉매(기체상태)가 냉매파이프(13) 입구에 주입됨으로써, 냉각관의 하부는 냉각효율이 좋으나, 냉매파이프(13) 출구에 위치한 냉각관(12) 상부는 냉각효율이 떨어진다.

본 발명과 관련된 기술로는 한국공개특허 제10-2005-0027671호(제빙기 커버장치가 부착된 냉장고의 제빙기)가 개시된다.

본 발명은 냉각관 주변에 링형태의 제빙홀을 복수로 형성하고, 상기 제빙홀에 각각 분사노즐을 설치하여, 액체상태의 냉매가 상기 분사노즐에서 기체상태로 상변환함으로써, 각각의 제빙홀의 내부를 냉각할 수 있는 오거식 냉각관 및 이를 이용한 오거식 제빙기를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 재빙관의 외벽을 직접 냉각함으로써, 열전도율이 최적인 오거식 냉각관 및 이를 이용한 오거식 제빙기를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 냉각관 주변에 하나의 제빙홀을 형성하고, 제빙홀에 복수의 분사노즐을 설치하여, 제빙홀 내부에서 냉매가 상변환하도록 함으로써 냉각효율을 상승시킨 오거식 제빙기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면,

중심부에 관통홀이 형성된 냉각관과;

상기 냉각관의 주변에 위치하며, 서로 공간적으로 차단된 링형태의 복수의 냉각홀을 포함하는 냉각부와;

상기 냉각부에 저온의 기체상태의 냉매를 공급하고 회수하는 냉매공급장치를 포함하되,

상기 냉매공급장치는,

상기 복수의 냉각홀에 각각 결합된 냉매 분사노즐과;

상기 냉매 분사노즐에 액체상태의 냉매를 공급하는 냉매 공급관과;

상기 복수의 냉각홀에 각각 결합된 냉매 회수구와;

상기 냉매 회수구와 연결된 냉매 회수관을 포함하는 오거식 제빙기가 제공된다.

또한,

상기 분사노즐은 상기 냉각홀의 일방향으로 향하도록, 상기 냉각홀의 내부에 결합된 것을 특징으로하는 오거식 제빙기가 제공된다.

또한,

상기 관통홀의 내부에 회전가능하게 결합하는 오거를 포함하는 오거식 제빙기가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면,

중심부에 관통홀이 형성된 냉각관과;

상기 냉각관의 주변에 위치하는 링형태의 냉각홀을 포함하는 냉각부와;

상기 냉각부에 저온의 기체상태의 냉매를 공급하고 회수하는 냉매공급장치를 포함하되,

상기 냉매공급장치는,

상기 냉각홀에 이격거리를 두고 결합된 복수의 냉매 분사노즐과;

상기 냉매 분사노즐에 액체상태의 냉매를 공급하는 냉매 공급관과;

상기 냉각홀에 결합된 냉매 회수구와;

상기 냉매 회수구와 연결된 냉매 회수관을 포함하는 오거식 제빙기가 제공된다.

이상과 같이, 본 발명은 냉각관 주변에 링형태의 제빙홀을 복수로 형성하고, 상기 제빙홀에 각각 분사노즐을 설치하여, 액체상태의 냉매가 상기 분사노즐에서 기체상태로 상변환함으로써, 각각의 제빙홀의 내부를 냉각할 수 있는 오거식 냉각관 및 이를 이용한 오거식 제빙기를 제공한다.

또한, 본 발명은 재빙관의 외벽을 직접 냉각함으로써, 열전도율이 최적인 오거식 냉각관 및 이를 이용한 오거식 제빙기를 제공한다.

또한, 본 발명은 냉각관 주변에 하나의 제빙홀을 형성하고, 제빙홀에 복수의 분사노즐을 설치하여, 제빙홀 내부에서 냉매가 상변환하도록 함으로써 냉각효율을 상승시킨 오거식 제빙기를 제공한다.

도 1은 종래 일반적인 오거식 제빙기의 구조 원리도.
도 2는 종래 오거식 제빙기의 냉각관의 발췌사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오거식 제빙기의 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오거식 제빙기의 냉각관, 냉각부 및 냉매공급장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오거식 제빙기의 냉각관 및 냉각부의 제조 공정도.
도 6은 본 발명의 도 4의 A-A'의 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오거식 제빙기의 냉각관 및 냉각부의 제조 공정도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 오거식 제빙기의 냉각관, 냉각부 및 냉매공급장치의 단면도.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오거식 제빙기의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 오거식 제빙기의 냉각관, 냉각부 및 냉매공급장치의 단면도이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 오거식 제빙기의 냉각관 및 냉각부의 제조 공정도이며,도 6은 본 발명의 도 4의 A-A'의 단면도이다.

본 실시예의 오거식 제빙기(20)는, 중심부에 관통홀(211)이 형성된 냉각관(21)과; 관통홀(211)의 내부에 위치하는 오거(22)와; 냉각관(21)의 주변에 위치하며, 서로 공간적으로 차단된 링형태의 복수의 냉각홀(231,232,233,234)을 포함하는 냉각부(23); 냉각부(23)에 저온의 기체상태의 냉매를 공급하는 냉매공급장치(24)를 포함한다.

상기 냉매공급장치(24)는, 복수의 냉각홀(231,232,233,234)에 각각 결합된 냉매 분사노즐(2411,2412,2413,2414)과; 냉매 분사노즐(2411,2412,2413,2414)에 액체상태의 냉매를 공급하는 냉매 공급관(242)과; 복수의 냉각홀(231,232,233,234)에 각각 결합된 냉매 회수구(2431,2432,2433,2434)와; 냉매 회수구구(2431,2432,2433,2434)와 연결된 냉매 회수관(244)을 포함한다.

도 3의 단면도와 같이. 오거식 제빙기(20, auger式製氷機)는 냉각관(21) 내에 동축으로 배치되어 있는 오거(22)에 의해서 밀어 올려 이송되어 온 수분을 함유한 얼음을 서서히 압축함으로써, 대부분의 수분을 제거한 경질의 얼음기둥을 생성하고, 이 얼음기둥을 칩형상(chip狀)으로 절단함으로써 얼음덩어리를 만든다. 따라서, 냉각관(21)의 내부에는 물공급장치에 의해 물이 공급된다.

본 실시예의 오거식 제빙기(20)는, 냉각관(21), 냉각부(23) 및 냉매공급장치(24)에 기술적 특징이 있는 바, 이를 상세히 설명하기로 한다.

냉각관(21)은 알루미늄이나 스테인레스 제질로 만들어질 수 있으며, 내부에는 관통홀(211)이 형성되어 있다. 관통홀(211) 내부에 오거(22)가 회전가능하도록 결합되어 있다. 오거(22)는 외부의 동력원(모터)에 의해서 회전하며, 관통홀(211)의 내벽에 형성된 얼음을 긁어내어 상부로 밀어 올린다.

냉각부(23)는 냉각관(21)의 주변에 위치한다. 냉각부(23)는 냉각관(21)을 감싸는 링형태의 냉각홀(231,232,233,234)이 복수로 형성되어 있다. 각각의 냉각홀(231,232,233,234)은 서로 연결되지 않고, 독립적인 공간을 이루고 있다.

냉각부(23)의 냉각홀(231,232,233,234)은 본 실시예의 도 5와 같이, 관 형태의 냉각부(23)의 내부에 링형태의 홈을 파고, 냉각관(21)을 냉각부(23)의 내부로 강제압입 방식으로 결합될 수 있다. 즉, 냉각관(21)의 외경과 냉각부(23)의 내경이 같을 경우{냉각부(23)의 내경 L1=49.2mm 이고, 냉각관(22)의 외경 L2=49.4mm}, 냉각부(23) 내경에 냉각관(22)의 삽입이 불가능하나, 냉각부(23)를 600℃로 가열하면, 냉각부(23)의 재질이 스텐레스강재이면 열팽창계수가 17/1000000(/℃L)이므로 늘어난 치수는 17/1000000(/℃L)*600(℃)*49.2(mm L) =0.50184mm, 따라서 냉각부(23)의 내경이 49.7mm이므로 외경이 49.4mm인 냉각관(21)의 삽입이 가능하게 된다.

냉각관(21)이 아웃 케이스(235)에 압입된 상태에서 냉매의 누설은 정상적인 흐름을 기준으로 약10%정도면 족하다. 예를 들면, 냉각관(21)의 외경이 φ25이고, 단면적은 6mm×1.5mm라 할경우 유로의 허용누설량은 0.9mm 미만이 되어야 하므로 냉각관(21)과 아웃 케이스(235)의 허용간격은 0.01128mm미만이되어야 한다.

또한, 스테인레스 열팽창계수가 17/1,000,000이므로, 가열온도(t)=0.1mm/25mm×17/1,000,000=235℃이므로 충분하게 300℃정도로 가열되면 간극이 약 0.128mm발생할 것이므로 가열압입법(열박음법)이 가능해진다.

복수의 냉각홀(231,232,233,234)에 각각 냉매 분사노즐(2411,2412,2413,2414)이 결합된다. 냉매 분사노즐(2411,2412,2413,2414)에 공급된 액체 상태의 냉매는 급격한 팽창을 하면서, 저온 기체상태가 된다. 이 과정에서, 각각의 냉각홀(231,232,233,234)에 냉기를 공급한다. 한편, 냉각홀(231,232,233,234)의 내부는 냉각관(21)의 외벽과 직접적으로 연결되어 있으므로, 냉기는 직접적으로 냉각관(21)의 내벽으로 전도된다. 냉각관(21)의 내벽에 공급된 물은 급속하게 냉각된다. 냉매 분사노즐(2411,2412,2413,2414)은 냉매 공급관(242)과 연결되어 있다. 냉매 공급관(242)을 통하여 액체 상태의 고압의 냉매가 냉매 분사노즐(2411,2412,2413,2414)로 공급된다.

분사노즐(2411,2412,2413,2414)은 각각 냉각홀(231,232,233,234)의 일방향으로 향하도록, 냉각홀(231,232,233,234)의 내부에 결합된다. 즉, 고리형태의 냉각홀(231,232,233,234)의 시계방향이나, 반시계 방향으로 기체 상태의 냉매가 흐를 수 있도록, 분사노즐(2411,2412,2413,2414)의 분사방향이 정해진다. 도 6은 도 4의 A-A'의 단면도로서, 반시계 방향으로 냉각홀(231)의 단면을 따라 냉기가 흐르는 형태를 보여준다. 반시계 방향으로 회전한 냉기는 냉각홀(231) 내부의 차단벽에 의해서 재순환하지 못하고, 냉매 회수구(2431)을 통하여 냉매 회수구(244)로 회수된다.

한편, 냉각홀(231,232,233,234)은 각각 공간적으로 독립되어 있다. 아울러, 각각의 냉각홀(231,232,233,234)에 냉매 분사노즐(2411,2412,2413,2414)이 결합되어 있다. 즉, 분사노즐(2411,2412,2413,2414)이 냉각홀(231,232,233,234)에 직접연결됨으로써, 냉기의 이동이 없게되어, 열손실을 최소화한 상태에서 냉각관(21)의 외벽에 냉기를 직접 접촉할 수 있다. 종래에는, 냉기를 미리 만든 후, 냉매 파이프를 이용하여 냉각관을 감싸면서 열교환이 이루어진 반면, 본 실시예의 오거식 제빙기(20)는 각각의 냉각홀(231,232,233,234)에서 바로 냉기(기체상태)를 만들어낸다. 따라서, 각각의 냉각홀(231,232,233,234)에서 동일한 효율로 냉기를 만들 수 있다. 그 결과, 냉각홀(231,232,233,234)이 형성된 냉각관(21)의 전영역에 골고루 얼음이 형성된다.

종래의 냉각관(21)은 냉기가 공급되는 아래쪽 부분에만 강하게 얼음이 형성되었다. 마치 재래식 온돌방의 아랫목만 따뜻한 것과 동일한 현상이 발생하였다.그러나 본 실시예의 냉각관(21)의 내벽에는 냉각부(23)가 결합된 전영역에서 동일한 두께의 얼음이 급속히 형성된다.

한편, 각각의 냉각홀(231,232,233,234)에 공급된 기체상태의 냉매는 회수되어야 한다. 각각의 냉각홀(231,232,233,234)은 냉매 회수구(2431,2432,2433,2434)와 각각 연결되어 있고, 냉매 회수구(2431,2432,2433,2434)는 냉매 회수관(244)과 연결되어 있다. 냉매 분사노즐(2411,2412,2413,2414)을 통하여 각각 분사된 냉매는, 냉각홀(231,232,233,234)을 감싸면서 이동한 뒤, 냉매 회수구(2431,2432,2433,2434)를 통하여 회수된다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오거식 제빙기의 냉각관 및 냉각부의 제조 공정도이다.

냉각관(31)의 외부에 홈(311)을 형성하고, 냉각관(31)을 아웃 케이스(335)의 외부에 삽입할 수 있다. 이때에도, 도 5에서 설명한, 강제압입 방식으로 아웃 케이스(335)와 냉각관(31)이 결합될 수 있다. 아웃 케이스(335)와 홈(311) 및 냉각관(31)의 돌출부 등의 조합이, 제1 실시예의 냉각부(23)와 동일한 기능을 한다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 오거식 제빙기의 냉각관, 냉각부 및 냉매공급장치의 단면도이다. 본 실시예의 오거식 제빙기(40)는, 중심부에 관통홀(411)이 형성된 냉각관(41)과; 관통홀(411)의 내부에 위치하는 오거(미도시)와; 냉각관(41)의 주변에 위치하며, 냉각관(41)을 감싸는 냉각홀(431)을 포함하는 냉각부(43); 냉각부(43)에 저온의 기체상태의 냉매를 공급하는 냉매공급장치(44)를 포함한다.

상기 냉매공급장치(44)는, 냉각홀(431)에 기체상태의 냉매를 공급하는 복수의 냉매 분사노즐(4411,4412,4413,4414)과; 냉매 분사노즐(4411,4412,4413,4414)에 액체상태의 냉매를 공급하는 냉매 공급관(442)과; 냉각홀(431)에 결합된 냉매 회수구(443)와; 냉매 회수구구(443)와 연결된 냉매 회수관(444)을 포함한다.

본 실시예의 오거식 제빙기(40)는 하나의 냉각홀(431)로 이루어지며, 하나의 냉각홀(431)의 길이방향으로 복수의 냉매 분사노즐(4411,4412,4413,4414)이 결합된다. 냉매 분사노즐(4411,4412,4413,4414)을 냉각홀(431)에 직접적으로 설치함으로써, 냉각홀(431)에서 냉기가 형성되도록 하였다. 아울러, 냉매 분사노즐(4411,4412,4413,4414)을 냉각관(41)의 길이 방향으로 복수로 형성함으로써, 냉각관(41)의 전영역에 냉기가 잘 형성되도록 하였다. 그 결과, 냉각관(41)의 내벽의 전영역에 얼음이 형성된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

오거식 제빙기(20) 관통홀(211)
냉각관(21) 오거(22)
냉각홀(231,232,233,234) 냉각부(23)
냉매공급장치(24)

Claims (4)

1. 중심부에 관통홀이 형성된 냉각관과;
   상기 냉각관의 주변에 위치하며, 서로 공간적으로 차단된 링형태의 복수의 냉각홀을 포함하는 냉각부와;
   상기 냉각부에 저온의 기체상태의 냉매를 공급하고 회수하는 냉매공급장치를 포함하되,
   상기 냉매공급장치는,
   상기 복수의 냉각홀에 각각 결합된 냉매 분사노즐과;
   상기 냉매 분사노즐에 액체상태의 냉매를 공급하는 냉매 공급관과;
   상기 복수의 냉각홀에 각각 결합된 냉매 회수구와;
   상기 냉매 회수구와 연결된 냉매 회수관을 포함하는 오거식 제빙기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 분사노즐은 상기 냉각홀의 일방향으로 향하도록, 상기 냉각홀의 내부에 결합된 것을 특징으로하는 오거식 제빙기.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 관통홀의 내부에 회전가능하게 결합하는 오거를 포함하는 오거식 제빙기.
   
4. 삭제

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