KR101474544B1 - 저빙고 냉각기능을 구비하는 얼음 분말 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체가 일정한 수위를 유지하며 저장되는 저수조; 상기 저수조에 침지된 상태로 회전하는 제빙드럼; 상기 제빙드럼 표면의 얼음을 갈아내는 분쇄칼날; 상기 분쇄칼날에 의하여 생성된 얼음 분말을 저장하는 저빙고; 및 상기 제빙드럼으로 냉매를 공급하고 순환시키는 냉매순환부;를 포함하며, 상기 냉매순환부는 상기 저빙고를 냉각시키는 냉각관을 구비하는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치를 제공한다.

Description

저빙고 냉각기능을 구비하는 얼음 분말 제조장치{DEICER HAVING COOLED ICE STORAGE}

본 발명은 연속적으로 얼음을 얼려 갈아내어 빙수를 제조하는 얼음 분말 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제빙드럼에서 배출되는 냉매를 이용하여 저빙고를 냉각시킴으로써 저빙성능을 향상하고 냉각순환부의 내구성을 향상시킨 얼음 분말 제조장치에 관한 것이다.

얼음 분말인 가루얼음을 제조하는 장치는 제빙용 저수조의 상단에 원통상의 제빙드럼이 회전 가능하도록 설치되고, 그 제빙용 저수조 내에서 제빙드럼의 일부가 침지되는 물이 저장되어 있으며, 제빙드럼의 내부에 냉동계로부터 냉매를 공급하고 냉각 되도록 하면서 그 제빙드럼을 회전하여 제빙드럼의 표면에 층상의 얼음을 성장시키도록 구성되어 있다. 또한, 제빙드럼의 표면에는 층상의 얼음에 접촉하는 커터가 설치되어 있어, 회전하는 제빙드럼 표면의 얼음을 떼어내어 저빙고로 방출하도록 되어 있다.

상기와 같은 얼음 분말 제조장치의 냉매는 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 냉매배관에 의해 접속된 냉매순환계로부터 제빙드럼내에 설치되는 냉각노즐장치로 공급되어 분사된다.

관련선행기술로는 대한민국 공고실용신안공보 실1993-0000306호 (1993년01월25일) '빙수제조장치'가 있다.

본 발명의 목적은 저빙고에 저장되는 얼음분말이 녹지않고 보관될 수 있는 얼음 분말 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 가루얼음 제조장치의 특성상 제빙드럼에서 충분히 열교환이 되지 않은 냉매를 저빙고의 냉각에 활용한 후 압축기로 순환하도록 함으로써, 압축기에 과부하가 걸리는 것을 방지하여 냉매순환부의 내구성을 향상시키기 위함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액체가 일정한 수위를 유지하며 저장되는 저수조; 상기 저수조에 침지된 상태로 회전하는 제빙드럼; 상기 제빙드럼 표면의 얼음을 갈아내는 분쇄칼날; 상기 분쇄칼날에 의하여 생성된 얼음 분말을 저장하는 저빙고; 및 상기 제빙드럼으로 냉매를 공급하고 순환시키는 냉매순환부;를 포함하며, 상기 냉매순환부는 상기 저빙고를 냉각시키는 냉각관을 구비하는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치를 제공한다.

상기 냉매순환부는 냉매를 압축하기 위한 압축기와, 상기 압축기에서 공급되는 냉매를 응축하여 액화하는 응축기와, 상기 냉매의 압력을 낮추어 제빙드럼으로 공급하는 팽창밸브를 포함하며, 상기 팽창밸브에서 공급되는 냉매가 상기 제빙드럼과 상기 냉각관을 순차적으로 통과한 후 상기 압축기로 회수되는 것이 바람직하다.

상기 냉각관은 구리 또는 구리 합금 재질로 형성되며 상기 저빙고의 외주면에 부착되는 것이 바람직하며, 상기 냉각관의 외주면을 감싸는 단열재를 더 포함하면 더욱 바람직하다.

또한, 상기 제빙드럼은 일측에 회전축이 연결되고 타측에 관통공을 구비하는 드럼몸체; 상기 관통공으로 삽입되며 복수개의 분사노즐을 구비하는 냉매공급축; 상기 냉매공급축으로 삽입되며 상기 드럼몸체의 바닥면을 향해 절곡된 형태를 가지는 냉매회수관; 상기 냉매회수관의 흡입구에 구비되어 회수되는 냉매에 혼합되어 있는 이물질을 걸러내는 필터; 및 상기 냉매공급축을 감싸며 상기 드럼몸체의 관통공에 결합되어 상기 드럼몸체와 함께 상기 냉매공급축에 대하여 회전하는 중공축;을 포함한다.

본 발명에 따른 얼음 분말 제조장치는 제빙드럼에서 배출되는 냉매가 저빙고를 냉각한 후 압축기로 순환되도록 함으로써, 저빙고가 냉각될 수 있도록 하여 저빙성능을 향상시키는 효과를 가져온다.

또한, 본 발명에 따른 얼음 분말 제조장치는 제빙드럼에서 배출되는 냉매가 저빙고를 냉각하며 발생한 열교환에 의해 추가적으로 가열되도록 된 후 압축기로 순환되도록 함으로써 저온 액상의 냉매가 압축기로 유입되어 압축기에 과부하가 걸리는 것을 방지하여 압축기의 내구성을 향상시키는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저빙고를 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 제빙 드럼을 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 제빙 드럼의 분리 사시도임.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 구성도이다.

본 발명에 따른 얼음 분말 제조장치는 얼음 제조 원료가 되는 액체(물, 우유, 쥬스 등)를 저장하는 저수조(10)와, 상기 저수조(10)에서 일부가 침지된 상태로 회전하는 제빙드럼(100)과, 상기 제빙드럼(100)의 표면에 생성된 얼음을 갈아내어 얼음 분말을 제조하는 분쇄칼날(20)과, 상기 분쇄칼날(20)에 의하여 생성되는 얼음 분말을 저장하는 저빙고(30)와, 상기 제빙드럼(100)에 냉매를 공급하고 순환시키는 냉매순환부(50)를 포함한다.

이 때, 상기 냉매순환부(50)는 저빙고(30)와 열교환하며 저빙고(30)를 냉각시켜 저빙고(30)의 표면 온도를 낮추는 냉각관(60)을 포함한다.

냉각관(60)은 저빙고(30)를 둘러싸도록 구비되며, 냉매회수관(도 3의 130)으로 회수된 냉매가 냉각관(60)을 거쳐 저빙고(30)와 열교환하며 압축기(51)로 회수되도록 냉매회수관(130)과 압축기(51) 사이를 연결한다. 이러한 냉각관(60)은 구리 또는 구리합금과 같이 열전도도가 우수한 금속재질로 형성되며, 저빙고(30)의 외주면에 부착되는 것이 바람직하다. 이는 냉각관(60)을 통과하는 냉매에 의하여 저빙고(30)가 신속하게 냉각될 수 있도록 하기 위한 것이다.

냉매순환부(50)는 냉매를 압축하기 위한 압축기(51)와, 상기 압축기(51)에서 공급되는 냉매를 응축 액화하는 응축기(52)와, 냉매의 압력을 낮추어 제빙드럼(100)으로 공급하는 팽창밸브(53)를 포함한다.

팽창밸브(53)를 거쳐 제빙드럼(100)으로 공급된 냉매는 제빙드럼(100) 내부에 구비되는 분사노즐(도 2의 122)을 통해 분사된 후, 냉매회수관(도 2의 130)을 통해 회수된 후, 다시 냉각관(60)을 통과하고 압축기(51)로 회수된다.

즉, 팽창밸브(53)를 거친 냉매가 1차적으로 제빙드럼(100)에서 열교환하고, 2차적으로 냉각관(60)에서 열교환하게 된다.

제빙드럼(100)에서만 열교환을 하게 되면, 압축기(51)로 공급되는 냉매가 충분히 기화하지 않은 상태가 되어 저온액상의 냉매가 압축기로 회수되어 이로 인해 압축기에 과부하가 걸리는 문제점이 있다. 압축기(51)의 과부하는 압축기의 내구성 저하로 이루어지게 되는데, 본 발명은 저빙고(30)에 냉각관(60)을 구비하여, 냉매가 추가적으로 저빙고(30)와 열교환을 하여 결과적으로 회수되는 냉매의 온도를 올려 저온 액상의 냉매를 상온 기화된 냉매로 변환시켜 압축기에 공급함으로써 압축기의 내구성을 확보하고, 저빙고(30)의 저장 성능을 향상시키는 효과를 가져온다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저빙고를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 저빙고(30)의 외면에 냉각관(60)이 부착되어 있으며, 냉각관(60)의 외면을 다시 단열재(70)가 감싸는 구조를 가지고 있다.

냉각관(60)은 저빙고(30)의 외면에 부착되어 있다.

저빙고(30)는 부식이 되지 않는 스테인레스 스틸 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 냉각관(60)은 열전도도가 우수한 구리 또는 구리 합금 재질로 이루어 지는 것이 바람직하다.

단열재(70)는 저빙고(30)의 냉각성능을 확보하는 역할과, 저빙고(30)의 외주면에 결로 현상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

냉각관(60)의 외주면에 단열재(70)를 구비함으로써, 주변온도보다 낮은 저빙고의 외주면에 물방울이 맺히고, 이로 인하여 내부 기기들에 물방울이 떨어지는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 제빙 드럼을 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 제빙 드럼의 분리 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 제빙드럼(100)은, 일측에 회전축(112)이 연결되고 타측에 관통공(114)을 구비하는 드럼몸체(110)와, 상기 관통공(114)으로 삽입되며 복수개의 분사노즐(122)을 구비하는 냉매공급축(120)과, 상기 냉매공급축(120)으로 삽입되며, 상기 드럼몸체(110)의 바닥면을 향해 절곡된 형태를 가지는 냉매회수관(130)과, 상기 냉매회수관(130)의 흡입구에 구비되어 회수되는 냉매에 혼합되어 있는 이물질을 걸러내는 필터(135)와, 상기 냉매공급축(120)을 감싸며 상기 드럼몸체(110)의 관통공(114)에 결합되어 상기 드럼몸체(110)와 함께 상기 냉매공급축(120)에 대하여 회전하는 중공축(140)을 포함한다.

드럼몸체(110)는 원통(110a)과 원통의 양측에 결합되는 양측판(110b, 110c)이 일체로 연결된 형태를 가진다. 원통(110a)과 양측판(110b, 110c)은 용접으로 결합될 수 있다.

냉매회수관(130)의 외주면과 냉매공급축(120)의 내면 사이에는 유격 공간이 형성되어 있으며, 이 유격 공간을 통해 냉매가 분사노즐(122)로 공급되는 것으로, 냉매회수관(130)이 냉매공급축(120)에서 벗어나는 단부는 밀폐되어 있다.

도 4의 입구관(210)을 통해 냉매가 공급되고, 출구관(220)을 통해 냉매 회수되는 것인데, 입구관(210)은 냉매회수관(130)의 외주면과 냉매공급축(120)의 내면 사이 공간과 소통하도록 형성되며, 출구관(220)은 냉매회수관(130)과 연결된다.

드럼몸체(110)는 상기 회전축(112)과 연결되어 있어서, 회전축(112)의 회전에 의하여 함께 회전하게 되며, 냉매공급축(120)은 드럼몸체(110) 내부에 삽입된 상태로 고정되어 있는 것으로, 냉매공급축(120)은 회전하지 않고 드럼몸체(110)만 냉매공급축(120)에 대하여 회전하게 된다.

중공축(140)은 드럼몸체(110)에 결합되어 드럼몸체(110)와 함께 회전하게 되며 냉매공급축(120)을 감싸며 회전한다. 중공축(140)은 드럼몸체(110)에 대하여 탈부착 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

이러한 구조는 중공축(140)을 분리하는 것으로 드럼몸체(110)에서 냉매공급축(120)을 분리할 수 있게 해준다.

필터(135)는 분사노즐의 홀직경보다 작은 크기의 입자를 걸러내는 매쉬타입 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 분사노즐의 직경이 0.3mm 인 경우 필터를 통과할 수 있는 입자의 크기가 0.3mm 미만이 되도록 함으로써, 분사노즐을 막을 수 있는 이물질이 필터에 의하여 걸려지게 할 수 있다.

중공축(140)과 냉매공급축(120)의 사이에는 운동용 오링(160), 베어링(170) 및 오일씰(170)이 구비되어, 냉매가 중공축(140)과 냉매공급축(120)의 사이로 누설되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

운동용 오링(160)은 회전하는 부품들 사이에 결합되어 운동하는 부품들 간의 기밀을 유지하도록 하는 기능을 수행한다.

운동용 오링(160)으로는 4개의 오링이 사각형 형태로 배열되어 일체화된 쿼드링이 사용될 수도 있다.

냉매공급축(120)은 중공축(140)과 중첩되는 구간에 운동용 오링(160)이 삽입될 수 있는 오링홈(124)을 구비한다.

오링홈(124)은 냉매공급축(120)의 후육부(120a)에 형성될 수 있다.

오링홈(124)이 형성된 후육부(120a)의 양측으로 베어링(170)이 결합된다. 베어링(170)은 중공축(140)이 냉매공급축(120)에 대하여 원활하게 회전할 수 있도록 마찰을 저감하는 역할을 수행한다.

또한, 중공축(140)의 원활한 회전을 위하여, 중공축(140)과 냉매공급축(120)의 마찰부에는 윤활유가 도포되는데, 윤활유의 누설을 방지하기 위하여 베어링(170)의 양측으로 오일씰(180)이 구비된다.

중공축(140)은 냉매공급축(120)의 외측에서 드럼몸체(110)를 향해 결합되는 것으로, 내경이 일정하게 형성되거나, 다단의 형태로 형성되며 드럼몸체(110)측으로 갈수록 내경이 확대되는 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 중공축(140)은 드럼몸체(110)의 관통공(114)에 체결되는데, 체결부분에 냉매 누설방지를 위해 오링(190)이 구비되는 것이 바람직하다. 중공축(140)과 관통공(114)에는 오링(190)이 안착될 수 있는 형상을 구비하는 것이 냉매 누설을 방지하는데 더 효과적이다.

중공축(140)과 드럼몸체(110)는 서로 고정되는 것으로, 운동용 오링이 아닌 일반 오링이 사용되며, 오링을 대신하여 가스켓이 사용될 수도 있다.

이하에서는 제빙 드럼의 조립과 분해 과정에 대해서 살펴본다.

조립시에는, 냉매회수관(130)을 냉매공급축(120)에 결합하고, 냉매공급축(120)의 오링홈(124)에 운동용 오링(160)을 끼운 다음 운동용 오링(160)의 양측으로 베어링(170)과 오일씰(180)을 끼워맞춤하여 조립한다. 그리고 중공축(140)을 상기 순서에 의해 조립한 부분에 냉매공급축(120)을 감싸며 결합한후 내부캡(150)을 조립한다.

이러한 상태에서, 냉매공급축(120)에 드럼몸체와 냉매 누기 방지를 위해 오링 또는 가스켓을 조립하고 연결되는 관통공(114)에 냉매공급축(120)과 중공축(140) 조립체를 끼워 넣는다.

제빙드럼의 분해시에는 역순으로, 중공축(140)과 냉매공급축(120)의 결합체를 드럼몸체(110)에서 분리하는 것으로 냉매공급축과 드럼몸체를 분해할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 얼음 분말 제조장치는 저빙고의 외주면을 냉각관으로 감싸고, 제빙드럼을 통과한 냉매가 냉각관에서 열교환한 후 압축기로 순환하도록 함으로써, 저빙고의 얼음 저장 성능을 향상시키고 압축기에 과부하가 발생하지 않도록 하는 효과를 가져온다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 저수조
20 : 분쇄칼날
30 : 저빙고
50 : 냉매순환부
60 : 냉각관
70 : 단열재
100 : 제빙드럼

Claims (5)

1. 액체가 일정한 수위를 유지하며 저장되는 저수조;
   상기 저수조에 침지된 상태로 회전하는 제빙드럼;
   상기 제빙드럼 표면의 얼음을 갈아내는 분쇄칼날;
   상기 분쇄칼날에 의하여 생성된 얼음 분말을 저장하는 저빙고; 및
   상기 제빙드럼으로 냉매를 공급하고 순환시키는 냉매순환부;를 포함하고,
   상기 냉매순환부는,
   냉매를 압축하기 위한 압축기;
   상기 압축기에서 공급되는 냉매를 응축하여 액화하는 응축기;
   상기 냉매의 압력을 낮추어 제빙드럼으로 공급하는 팽창밸브;
   상기 저빙고와 열교환하며 상기 저빙고를 냉각시키는 냉각관을 구비하고,
   상기 제빙드럼은,
   일측에 회전축이 연결되고 타측에 관통공을 구비하는 드럼몸체;
   상기 관통공으로 삽입되며, 냉매를 분사하는 복수개의 분사노즐을 구비하는 냉매공급축;
   상기 냉매공급축으로 삽입되며 상기 드럼몸체의 바닥면을 향해 절곡된 형태를 가지고, 분사된 냉매를 회수하는 냉매회수관;을 포함하고,
   상기 냉각관은, 상기 저빙고를 둘러싸도록 구비되며, 상기 냉매회수관으로 회수된 냉매가 상기 냉각관을 거쳐 상기 저빙고와 열교환하며 상기 압축기로 회수되도록 상기 냉매회수관과 상기 압축기 사이를 연결하고,
   상기 팽창밸브에서 공급되는 냉매는, 상기 분사노즐과 상기 냉매회수관과 상기 냉각관을 순차적으로 통과한 후 상기 압축기로 회수되는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각관은 구리 또는 구리 합금 재질로 형성되며 상기 저빙고의 외주면에 부착되는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 냉각관의 외주면을 감싸는 단열재를 더 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제빙드럼은,
   상기 냉매회수관의 흡입구에 구비되어 회수되는 냉매에 혼합되어 있는 이물질을 걸러내는 필터; 및
   상기 냉매공급축을 감싸며 상기 드럼몸체의 관통공에 결합되어 상기 드럼몸체와 함께 상기 냉매공급축에 대하여 회전하는 중공축;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치.

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