KR101463305B1 - 드럼식 제빙기의 냉매 분배장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼식 제빙기의 냉매 분배장치에 관한 것으로, 압축기(100), 콘덴서(200), 냉매공급관(300) 및 냉매회수관(400)을 포함하여 냉동사이클을 구성하되, 상기 냉매공급관(300)으로부터 분기된 제1분기공급관(S1); 상기 제1분기공급관(S1)의 단부와 연결되고, 저빙고(A)에 설치된 증발기(E); 상기 증발기(E)를 거쳐 기화된 냉매를 회수하여 냉매회수관(400)으로 반송하되, 상기 냉매회수관(400)에 벤츄리 형태로 접속된 제1분기회수관(R1); 상기 제1분기공급관(S1)을 지난 상기 냉매공급관(300)으로부터 분기된 제2분기공급관(S2); 상기 제2분기공급관(S2)의 각 관로 상에 설치되고, 제빙드럼(D)의 내부에 배치되어 냉매를 분무 기화시켜 제빙드럼(D)을 냉각시키는 냉매분사노즐(N); 상기 냉매분사노즐(N)로부터 분무된 냉매를 회수하여 냉매회수관(400)으로 반송하는 제2분기회수관(R2);을 더 포함하는 드럼식 제빙기에 있어서; 상기 제2분기공급관(S2) 쪽의 냉매압이 상기 제1분기공급관(S1) 쪽의 냉매압보다 항상 크게 유지되어야 하며; 상기 콘덴서(200)와 상기 제1분기공급관(S1) 사이의 냉매공급관(300)에는 교체 가능한 금속망 필터(F)가 더 구비되고; 상기 제2분기공급관(S2)과 제2분기회수관(R2)에는 방향전환밸브(V)가 더 구비되어 냉매를 역방향 순환시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 드럼식 제빙기의 냉매 분배장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 저빙고에 저빙된 얼음을 장시간 유지할 수 있고, 드럼식 제빙기의 냉각효율도 향상시키면서 노즐 막힘 현상을 방지하며, 제조비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

Description

드럼식 제빙기의 냉매 분배장치{REFRIGERANT GAS DISTRIBUTION APPARATUS OF DRUM TYPE AN ICE MAKING MACHINE}

본 발명은 드럼식 제빙기의 냉매 분배장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매의 사용칼로리를 증대시켜 냉매 회수를 원활하고 부드럽게 하면서 노즐막힘 문제도 해결하고, 하나의 냉동사이클을 이용하여 저빙고도 동시에 냉각시킴으로써 생산된 눈꽃 얼음을 장시간 오랫동안 보관할 수 있도록 한 드럼식 제빙기의 냉매 분배장치에 관한 것이다.

일반적으로, 드럼식 제빙기는 제빙탱크의 내부에 원통상의 제빙드럼이 회전가능하도록 설치되고, 그 제빙탱크내에서 제빙드럼의 일부가 침지되는 물이 저장되어 있으며, 제빙드럼의 내부에 냉동계로부터 냉매를 공급하고 냉각하면서 그 제빙드럼을 회전하여 제빙드럼의 표면에 층상의 얼음을 성장시키도록 구성되어 있다.

또한, 상기 제빙탱크에는 제빙드럼의 표면에 근접하는 커터가 설치되어 있어, 회전하는 제빙드럼 표면의 얼음을 떼어내어 저빙고로 방출하도록 되어 있다.

상기와 같은 드럼식 제빙기의 냉매는 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 냉매배관에 의해 접속된 냉매순환계로부터 제빙드럼내에 설치되는 냉각노즐장치로 공급되어 분사된다.

이와 같은 드럼식 제빙기는 등록공고된 실용신안 제1993-0000306호, 공개특허 제2006-0059632호 등이 개시되어 있으나, 전자는 열전달 효율 상의 문제를 가지고 있고, 후자는 균일한 제빙 작용이 일어나지 않는 단점이 있어 본 출원인은 이를 개선한 기술로 등록특허 제0821558호를 권리화한 바 있다.

또한, 본 출원인은 드럼식 제빙기의 제빙효율을 높일 수 있도록 드럼 구조를 개량한 등록특허 제0878589호도 권리화한 바 있다.

뿐만 아니라, 다른 예로 등록특허 제0809928호, 등록특허 제0825980호, 공개실용 제1999-0022144호 등도 개시되어 있다.

이러한 드럼식 제빙기에서는 도 1의 예시와 같이, 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매 가스를 응축기로 보내 팬 모터(pan motor)로 공기를 강제 순환시켜 냉매를 냉각시킴으로써 포화액으로 액화시키고, 이를 수액기에서 완전한 포화액으로 분리한 후, 상기 포화액 냉매는 열교환기 및 팽창 밸브(expansion valve)의 소공(小孔)을 통과하면서 압력이 저하되어 포화액에서 습포화 증기가 되고, 증발기를 지나면서 건포화 증기가 되는 과정에서 주위의 열을 흡수하여 냉각 효과가 나타나며, 상기 건포화 증기를 압축기로 다시 보내 냉매를 계속 순환함으로써 냉각 작용을 수행하도록 구성된 냉동사이클을 통상적으로 채용하고 있으며, 등록특허 제0809928호에 잘 나타나 있다.

그리고, 제빙기를 통해 생산된 얼음, 이를 테면 눈꽃형 얼음 혹은 가루 얼음은 제빙드럼 하부의 저빙고에 저장된다.

그런데, 종래 드럼식 제빙기에서는 저빙고에 저장된 얼음이 장시간 보관되지 못하고, 빠른 시간에 녹아 버리거나 금새 굳어져 생산물에 변질이 오기 때문에 이를 냉각시키기 위한 구조적 개선이 요구되었다.

하지만, 저빙고를 냉각시키기 위해서는 별도의 냉각시스템을 구축해야 하기 때문에 비용이 많이 들고, 비효율적이며, 제품의 부피와 무게가 증가되어 경쟁력이 약화되는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 냉매관을 분기시켜 두 개의 냉매관으로 활용함으로써 하나의 냉동사이클을 이용하여 제빙작업은 물론 저빙고 냉각기능까지 수행할 수 있도록 한 드럼식 제빙기의 냉매 분배장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 압축기(100), 콘덴서(200), 냉매공급관(300) 및 냉매회수관(400)을 포함하여 냉동사이클을 구성하되, 상기 냉매공급관(300)으로부터 분기된 제1분기공급관(S1); 상기 제1분기공급관(S1)의 단부와 연결되고, 저빙고(A)에 설치된 증발기(E); 상기 증발기(E)를 거쳐 기화된 냉매를 회수하여 냉매회수관(400)으로 반송하되, 상기 냉매회수관(400)에 벤츄리 형태로 접속된 제1분기회수관(R1); 상기 제1분기공급관(S1)을 지난 상기 냉매공급관(300)으로부터 분기된 제2분기공급관(S2); 상기 제2분기공급관(S2)의 각 관로 상에 설치되고, 제빙드럼(D)의 내부에 배치되어 냉매를 분무 기화시켜 제빙드럼(D)을 냉각시키는 냉매분사노즐(N); 상기 냉매분사노즐(N)로부터 분무된 냉매를 회수하여 냉매회수관(400)으로 반송하는 제2분기회수관(R2);을 더 포함하는 드럼식 제빙기에 있어서; 상기 제2분기공급관(S2) 쪽의 냉매압이 상기 제1분기공급관(S1) 쪽의 냉매압보다 항상 크게 유지되어야 하며; 상기 콘덴서(200)와 상기 제1분기공급관(S1) 사이의 냉매공급관(300)에는 교체 가능한 금속망 필터(F)가 더 구비되고; 상기 제2분기공급관(S2)과 제2분기회수관(R2)에는 방향전환밸브(V)가 더 구비되어 냉매를 역방향 순환시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 드럼식 제빙기의 냉매 분배장치를 제공한다.

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본 발명에 따르면, 저빙고에 저빙된 얼음을 장시간 유지할 수 있고, 드럼식 제빙기의 냉각효율도 향상시키면서 노즐 막힘 현상을 방지하며, 제조비용을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 일반적인 드럼식 제빙기에 구현되는 냉동사이클을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명 일실시예에 따른 드럼식 제빙기에 구현된 냉동사이클의 예시도이다.
도 3은 본 발명 다른 실시예에 따른 드럼식 제빙기에 구현된 냉동사이클을 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 일실시예에 따른 드럼식 제빙기는 일종의 복합 냉동사이클 구조를 갖는다.

구체적인 설명에 앞서, 본 발명에서는 냉동사이클을 구성하기 위해 압축기(100)와, 응축기인 콘덴서(200) 및 냉매가 흘러가는 폐회로를 구성하기 위한 냉매공급관(300) 및 냉매회수관(400)을 기본적으로 포함한다.

아울러, 특별히 설명하지 않은 부분은 통상적으로 잘 알려진 냉동사이클 구조 및 기능을 그대로 따른다.

그리고, 도시된 예는 저빙고(A) 및 제빙드럼(D)을 설명의 편의상 위해 모식화시켜 도시한 것으로, 실제로는 저빙고(A) 냉각용 증발기(E)는 저빙고(A) 내부에 설치되고, 제빙드럼(D) 냉각용 냉매관은 제빙드럼(D)의 측부인 축방향으로 인,출입되게 설치되어 제빙드럼(D)이 회전될 때 간섭되지 않고 원활하게 회전될 수 있게 설치되지만, 본 발명 개념을 설명하기 위해 간략히 모식화하였다.

본 발명에 일 실시예에 따른 냉동사이클은 도시와 같이, 콘덴서(200) 후단의 냉매공급관(300)에서 분기된 제1분기공급관(S1) 및 제2분기공급관(S2)을 더 포함한다.

그리고, 상기 제1,2분기공급관(S1,S2)은 각각 저빙고(A)에 설치된 증발기(E)와, 제빙드럼(D) 내부로 배관되게 연결되는데, 제1분기공급관(S1)은 증발기(E)와 연결되고, 제2분기공급관(S2)은 냉매분사노즐(N)을 통해 제빙드럼(D)을 냉각시키도록 연결된다.

특히, 상기 제빙드럼(D) 내부에서는 냉매분사노즐(N)을 통해 냉매가 분사(사실상 분무의 개념임)되면서 기화되고, 이때 증발잠열을 빼앗아 제빙드럼(D) 표면을 냉각시키게 된다.

이와 같이, 하나의 냉동사이클을 이용하여 저빙고(A)와 냉각드럼(D)을 동시에 냉각할 수 있는 이중 냉각 구조를 갖기 때문에 본 발명은 기존 드럼식 제빙기에서는 얻을 수 없는 생산된 얼음 장시간 유지 효과를 달성할 수 있게 된다.

아울러, 상기 증발기(E)를 거친 냉매는 열교환된 후 제1분기회수관(R1)을 타고 냉매회수관(400)으로 회수되며, 상기 냉매분사노즐(N)을 통해 분무 기화된 냉매는 열교환 된 후 제2분기회수관(R2)을 타고 냉매회수관(400)으로 회수된 뒤 압축기(100)로 흡입된다.

이때, 본 발명에서는 아주 중요한 특징으로 상기 제1분기회수관(R1)이 상기 냉매회수관(400)에 접속될 때 벤츄리 구조를 갖도록 연결설치되도록 하고, 제2분기공급관(S2) 측의 냉매압이 상기 제1분기공급관(S1) 측의 냉매압 보다 항상 크게 유지되도록 하여 상기 제1분기회수관(R1)을 통해 회수되는 냉매가 부압이 발생하지 않은 상태로 맥동없이 부드럽고 원활하게 냉매압 차이로 인해 회수되는 제2분기회수관(R2)의 관로를 흐르는 냉매 쪽으로 자연스럽게 흡입되면서 회수되도록 구성된다는 점을 들 수 있다.

이를 위해, 상기 제2분기공급관(S2) 상에 설치된 냉매분사노즐(N)의 개수와, 분사홀의 개수는 조절될 수 있다.

즉, 제2분기공급관(S2) 쪽의 냉매압이 제1분기공급관(S1) 쪽의 냉매압 보다 항상 커야 한다.

덧붙여, 분기되기 전의 냉매공급관(300) 상에 금속망 필터(F)를 더 설치하게 되면 압축기(100)의 가동중 피스톤과 실린더 내벽 마모시 유발되는 미세 금속가루를 걸러 낼 수 있어 노즐 막힘 현상도 최소화시킬 수 있다.

이에 더하여, 도 3의 다른 실시예와 같이, 노즐 막힘 현상을 완벽하게 방지할 수 있는 구조로 변형할 수도 있다.

도 3에 예시된 실시예의 중요한 특징으로, 냉매분사노즐(N)을 갖는 제2분기공급관(S2)의 경우, 방향전환밸브(V)를 통해 상호 냉매의 흐름방향을 전환시킬 수 있다는 것을 들 수 있는데, 이때 상기 방향전환밸브(V2)는 4방밸브(4-way valve)가 바람직하다.

이때, 제1분기공급관(S1)의 경우 노즐을 사용하지 않고, 증발기(E)를 사용하기 때문에 금속망 필터(F)로도 충분하고, 노즐 막힘 현상과 무관하지만, 제2분기공급관(S2)의 경우 냉매분사노즐(N)이 증발기의 기능을 동시에 수행하기 때문에 이 쪽 부분의 노즐 막힘 해소를 위한 수단의 부가는 매우 중요하다고 볼 수 있다.

이에 따라, 냉매분사노즐(N)의 노즐막힘 현상이 발생될 때 상기 방향전환밸브(V)가 동작하여, 냉매의 흐름방향을 바꾸어 주게 되면 냉매분사노즐(N)은 역방향으로 밀려 들어오는 냉매압에 의해 미세한 금속가루 등이 노즐 구경으로부터 분리 이탈되기 때문에 노즐 막힘 현상을 방지할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 방향전환밸브(V)의 방향전환 동작을 제어부가 주기적으로 제어하도록 설정하게 되면 주기적으로 노즐 역분사를 통한 막힘 현상이 해소되므로 노즐 교체 주기를 연장할 수 있고, 유지 보수가 용이해지며, 비용을 줄일 수 있게 된다.

아울러, 도 3의 실시예에서도 제1분기회수관(R1)의 냉매회수관(400)과의 접속 구조는 도 2의 실시예와 마찬가지로 벤츄리 구조를 갖는다.

100: 압축기 200: 콘덴서
300: 냉매공급관 400: 냉매회수관

Claims (3)

1. 압축기(100), 콘덴서(200), 냉매공급관(300) 및 냉매회수관(400)을 포함하여 냉동사이클을 구성하되, 상기 냉매공급관(300)으로부터 분기된 제1분기공급관(S1); 상기 제1분기공급관(S1)의 단부와 연결되고, 저빙고(A)에 설치된 증발기(E); 상기 증발기(E)를 거쳐 기화된 냉매를 회수하여 냉매회수관(400)으로 반송하되, 상기 냉매회수관(400)에 벤츄리 형태로 접속된 제1분기회수관(R1); 상기 제1분기공급관(S1)을 지난 상기 냉매공급관(300)으로부터 분기된 제2분기공급관(S2); 상기 제2분기공급관(S2)의 각 관로 상에 설치되고, 제빙드럼(D)의 내부에 배치되어 냉매를 분무 기화시켜 제빙드럼(D)을 냉각시키는 냉매분사노즐(N); 상기 냉매분사노즐(N)로부터 분무된 냉매를 회수하여 냉매회수관(400)으로 반송하는 제2분기회수관(R2);을 더 포함하는 드럼식 제빙기에 있어서;
   상기 제2분기공급관(S2) 쪽의 냉매압이 상기 제1분기공급관(S1) 쪽의 냉매압보다 항상 크게 유지되어야 하며;
   상기 콘덴서(200)와 상기 제1분기공급관(S1) 사이의 냉매공급관(300)에는 교체 가능한 금속망 필터(F)가 더 구비되고;
   상기 제2분기공급관(S2)과 제2분기회수관(R2)에는 방향전환밸브(V)가 더 구비되어 냉매를 역방향 순환시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 드럼식 제빙기의 냉매 분배장치.
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