KR101481599B1 - 해수빙 제빙장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수에 의해 잘 녹지 않는 큰 결정의 해수빙을 제조할 수 있도록 구조가 개선된 해수빙 제빙장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 해수빙 제빙장치는 일방향으로 길게 형성된 중공의 형상으로 형성되며, 수평면에 대하여 경사지게 배치되며, 조각 상태의 얼음이 내부로 공급되는 주입구 및 상기 조각 상태의 얼음이 압착되어 뭉쳐진 압착빙이 배출되는 배출구가 관통 형성되어 있는 본체부와, 상호 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하도록 상기 본체부의 내부에 배치되며, 상호 접근되는 방향으로의 이동시 상기 조각 상태의 얼음을 압착하는 제1압착판 및 제2압착판과, 상기 제1압착판 및 상기 제2압착판을 구동하는 구동부를 포함한다.

Description

해수빙 제빙장치{Sea water ice making machine}

본 발명은 해수로 만든 조각빙을 순간적으로 압착하여 결정구조를 단단하게 함으로써 쉽게 녹지 않는 해수빙을 제조하는 해수빙 제빙장치에 관한 것이다.

일반적으로 신선 식품의 선도와 품질을 유지하기 위해 예를 들면, 물이나 해수에 얼음을 혼합하고 얻어지는 저온 액체에 신선 식품을 침지하고 냉각하고 저온도로 유지하고 비동결상태로 저장하는 방법, 즉 얼음냉장이 행해진다.

이러한 신선 식품의 선도에 관해서는, 저온 액체에 따라서 유지할 수 있지만 품질에 관해서는 염분, 농도가 문제가 된다. 예를 들면, 어패류의 경우 담수나 진한 염분 농도의 액체에 침지한 경우, 몸의 표면이 퇴색되거나 안구의 백탁을 초래하여 상품의 가치를 현저하게 저하시키는 문제점이 있다.

여기에서 진한 염분 농도란 통상 3% 이상이라고 말해지고, 해수의 염분 농도인 3.4% 보다도 낮은 농도이다. 이 때문에 어패류를 투입하는 수조에 0℃ 부근까지 냉각한 해수를 넣고, 또한 담수로부터 제조한 얼음을 투입하는 것에 의해 어패류를 침지하는 저온 액체를 준비하고 있다.

이처럼 하여 얻어진 저온 액체에 어패류를 투입하는 것에 의해 얼음의 일부가 융해하고, 최종적으로 3% 이하의 염분 농도가 되고 침지되는 어패류의 품질저하를 방지하게 하고 있다.

그렇지만, 이러한 저온 액체를 얻기 위해서는 얼음과 해수를 혼합시키는 데에 막대한 노력을 필요로 함과 동시에, 얼음을 제조하기 위해 담수를 필요로 하기 때문에 담수 저장 탱크를 별도로 설치할 필요가 있다.

특히, 생선의 선도를 유지하기 위한 방법으로서 종래부터 가장 간단하게 행해지고 있는 방법은 생선을 얼음으로 냉각하는 방법이고, 예를 들면 어선이 고기를 잡으러 출항할 때 대량의 얼음을 배에 싣고 나와, 포획한 생선을 얼음으로 냉각한 해수 중에 보존하면서 수송하고 있다.

그렇지만 보통의 얼음은 쉽게 녹는 것과 담수이기 때문에 시간이 경과함에 따라 해수의 염분 농도가 저하되고 생선의 선도가 떨어져 버린다는 문제가 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 선상에서 해수를 이용하여 해수빙을 제조하는 방식이 행해지고 있는데, 이때 선상에서 해수빙을 제조하기 위하여 공개특허 10-2005-0113080호 등에 공개되어 있는 오거식 제빙장치를 이용하고 있다.

오거식 제빙장치를 이용하여 해수빙을 제조하는 방법을 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형의 제빙판의 외면에 냉매관을 설치하고, 평활한 내면에 상부로부터 해수를 막상에 부착시키고, 이 해수액막을 흘러내리는 동안에 동결시키고 얼음을 생성하고, 생성한 얼음을 오거 스크루(auger screw) 등에 의하여 연속적으로 긁어냄으로써 해수빙을 제조한다. 여기서, A는 수조, B는 펌프, C는 모터, D는 생성되는 얼음을 나타낸다.

하지만, 이러한 방법으로 제조되는 해수빙은 회전 날개에 따라서 생성되는 얼음을 기계적으로 긁어내기 때문에, 얼음의 결정 입자가 작고 따라서 얼음 결정이 쉽게 녹아버려 어패류 등의 보존용 얼음으로서는 적합하지 않다는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 10-2005-0113080호(발명의 명칭 : 오거식 제빙장치)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 해수에 의해 잘 녹지 않는 큰 결정의 해수빙을 제조할 수 있도록 구조가 개선된 해수빙 제빙장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 해수빙 제빙장치는 일방향으로 길게 형성된 중공의 형상으로 형성되며, 수평면에 대하여 경사지게 배치되며, 조각 상태의 얼음이 내부로 공급되는 주입구 및 상기 조각 상태의 얼음이 압착되어 뭉쳐진 압착빙이 배출되는 배출구가 관통 형성되어 있는 본체부와, 상호 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하도록 상기 본체부의 내부에 배치되며, 상호 접근되는 방향으로의 이동시 상기 조각 상태의 얼음을 압착하는 제1압착판 및 제2압착판과, 상기 제1압착판 및 상기 제2압착판을 구동하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 압착빙의 무게를 측정하는 무게측정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 무게측정부는 상기 본체부의 내면에 설치되되, 상기 제1압착판 및 상기 제2압착판에 의해 상기 조각 상태의 얼음이 압착되는 위치와 상기 배출구 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 조각 상태의 얼음을 압착함으로써, 결정구조가 조밀하면서도 더 큰 크기의 압착빙을 형성할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 얼음이 쉽게 녹아버리는 문제를 해소함으로써, 활어, 어패류 등의 선도를 오래 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 해수빙 제빙장치는 그 구조가 매우 간단하고, 크기도 작으므로, 중소형 선박에도 설치하여 사용하는 것이 가능해진다. 따라서, 필요시마다 선박에서 해수빙을 제조하여 사용할 수 있으므로, 출항 전에 대량의 얼음을 미리 배에 싣는 과정 및 비용을 절감할 수 있고, 이 얼음들을 보관하기 위한 냉동설비를 배에 설치하지 않아도 되는 경제적 장점을 가진다.

도 1은 오거식 제빙장치로 해수빙을 생산하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수빙 제빙장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 해수빙 제빙장치의 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 해수빙 제빙장치로 해수빙을 제빙하는 과정을 설명하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해수빙 제빙장치에 관하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수빙 제빙장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 해수빙 제빙장치의 단면도이며, 도 4는 본 실시예에 따른 해수빙 제빙장치로 해수빙을 제빙하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 해수빙 제빙장치(100)는 본체부(10)와, 제1압착판(20)과, 제2압착판(30)과, 구동부(40,50)와, 무게측정부(60)와, 제어부(도면 미도시)를 포함한다.

본체부(10)는 일방향으로 길게 형성된 원통 형상으로 형성되며, 내부가 빈 중공의 형상으로 형성된다. 본체부(10)에는 지지대(80)가 결합되며, 이 지지대(80)에 의해 지지되어 본체부(10)는 수평면에 대하여 경사지게 배치된다. 특히, 본 실시예의 경우 본체부(10)는 수평면에 대하여 40° 정도로 경사지게 배치된다. 이와 같이, 본체부를 경사지게 배치하는 이유는, 후술하는 바와 같이 본체부 내부로 공급된 조각 상태의 얼음이 중력에 의해 하방으로 잘 미끄러질 수 있도록 하기 위함이다. 이때, 본체부(10)의 기울어진 각도가 40° 보다 작으면 조각 상태의 얼음이 잘 미끄러지지 않는 문제점이 있고, 기울어진 각도가 너무 크면 조각 상태의 얼음을 본체부 내부로 공급하는데 어려움이 생길 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본체부(10) 상단부의 상면에는 조각 상태의 얼음을 본체 내부로 공급하기 위한 주입구(11)가 관통 형성되어 있으며, 본체부(10) 하단부의 하면에는 압착빙이 배출되는 배출구(12)가 관통 형성되어 있다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 본체부의 측면부에는 일방향으로 길게 형성된 장공(13)이 형성되어 있다.

본체부에 형성된 주입구(11)에는 조각 얼음 투입을 위한 투입호퍼(70)가 결합된다. 투입호퍼(70)는 조각(혹은 가루 상태의 얼음) 상태의 얼음을 공급하는 것으로, 예를 들어 배경기술에서 언급한 오거식 제빙장치에 의해 제조된 조각(가루) 얼음이 투입호퍼(70)를 통해 본체부 내부로 공급될 수 있다. 참고로, 본 실시예에 따른 해수빙 제빙장치는 선상에서 이용될 수 있으며, 이 경우 조각 상태의 얼음은 해수를 이용하여 제조된다.

한편, 후술하는 바와 같이 본체부(10)의 내부로는 염분을 포함한 해수빙(즉, 해수로 만든 얼음)이 공급되므로 부식될 가능성이 있다. 따라서, 본체부의 내면은 내부식성이 증대되도록 표면처리, 예를 들어 아노다이징 처리 등이 되는 것이 바람직하다.

제1압착판(20) 및 제2압착판(30)은 본체부(10) 내부로 공급된 조각 상태의 얼음을 압착하여 압착빙을 제조하기 위한 것이다. 제1압착판(20) 및 제2압착판(30)은 본체부(10) 단면에 대응되는 원판 형상으로 형성된다. 제1압착판(20) 및 제2압착판(30)은 본체부 내부에 본체의 길이 방향으로 서로 이격되게 배치된다. 제1압착판(20) 및 제2압착판(30)은 구동부에 각각 연결되어, 본체부(10) 내부에서 서로 접근 및 이격되는 방향으로 이동된다.

구동부(40,50)는 제1압착판(20)과 제2압착판(30)을 이동시키기 위한 것으로, 본 실시예의 경우 유압실린더(41,51)와 피스톤 로드(42,52)로 이루어지는 유압 액츄에이터가 구동원으로 이용된다. 구동부(40,50)는 2개 구비되어 본체부(10)의 양단부에 하나씩 결합되며, 피스톤 로드(42,52)가 제1압착판(20)과 제2압착판(30)에 하나씩 연결된다.

무게측정부(60)(예를 들어 무게센서 또는 압력센서)는 압착빙의 무게를 측정하기 위한 것이다. 본 실시예의 경우, 무게측정부(60)는 본체부(10) 내면에 설치되는데, 이때 도 4의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 무게측정부(60)는 조각 상태의 얼음에 대하여 압착이 이루어지는 위치와 배출구 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 그 이유에 관하여 설명하면, 일반적으로 생각할 때에는 무게측정부(60)를 제2압착판에 설치하는 것이 가장 용이하게 보일 수 있으나, 제2압착판의 경우 조각 상태의 얼음을 압착할 때 매우 큰 힘(압력)이 제2압착판으로 전달되게 되며, 따라서 이 힘에 의해 무게측정부가 손상될 수 있다. 아니면, 무게측정부가 매우 큰 힘을 견딜 수 있도록 고성능을 요구하게 된다.

한편, 무게측정부가 본체부의 내면에 설치되더라도, 조각 상태의 얼음이 압착되는 위치에 설치되면, 이 경우에도 역시 얼음이 압착될 때의 압력이 무게측정부로 전달되어 무게측정부가 손상될 우려가 있다.

하지만, 본 실시예와 같이 무게측정부(60)를 압착이 이루어지는 지점과 배출구(12) 사이에 배치하면, 얼음의 무게만을 정확하게 측정할 수 있다.

제어부(도면 미도시)는 투입호퍼(70)로부터 공급되는 조각 상태의 얼음량과, 제1압착판 및 제2압착판의 이동을 제어(즉, 구동부를 제어)한다. 이와 같은 제어부로는, 예를 들어 PLC 제어 유니트 등이 이용될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 본체부에 형성되어 있는 장공(13) 부분에 접점 센서(15)를 설치하고, 피스톤 로드에 접촉돌기(511)를 형성(접촉돌기는 본체에 형성된 장공을 통해 돌출됨)하여, 피스톤 로드가 움직이다가 접촉돌기(511)가 접점 센서(15)에 닿으면 피스톤 로드가 정지하거나 반대방향으로 이동되도록 발명을 구성할 수도 있다. 참고로, 도 2에는 본체부의 하측 부분에만 장공을 형성하고, 접점센서를 설치하였으나, 본체부의 상측 부분에도 동일하게 장공을 형성하고, 접점센서를 설치하여 본체부 상단에 설치된 구동부를 제어할 수 있다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 해수빙 제빙장치(100)를 이용하여 압착빙을 제빙하는 과정에 관하여 설명한다.

먼저, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 제1압착판(20)과 제2압착판(30)이 이격되어 있는 상태에서 투입호퍼(70)를 통해 본체부의 내부로 일정량의 조각 상태의 얼음을 공급한다. 이후, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제1압착판(20) 및 제2압착판(30)을 서로 접근하는 방향으로 이동시키면, 조각 상태의 얼음이 제1압착판(20)과 제2압착판(30)에 의해 압착되면서 뭉쳐져 압착빙을 형성하게 된다. 이때, 50~100ton의 압력으로 2~5초 동안 가압을 하면 압착빙을 형성할 수 있다. 그리고, 압착시 제1압착판(20)과 제2압착판(30) 사이의 거리는 공급되는 조각 얼음의 양 및 제조하고자 하는 압착빙의 크기에 따라 적절하게 설정될 수 있다.

이후, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1압착판(20)은 원래 위치(즉, 도 4의 (a) 위치)로 돌아가고, 제2압착판(30)은 무게측정부(60)가 배치된 위치까지 하강하여 압착빙의 무게를 측정한다. 무게측정 결과, 압착빙의 무게가 사전에 설정된 기준무게와 일치하면, 제2압착판(30)이 아래로 더 하강하고, 이에 따라 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 본체부의 배출구(12)를 통해 압착빙이 배출되게 된다.

한편, 무게측정 결과 압착빙의 무게가 기준무게 보다 가벼운 경우, 원하는 크기 보다 작은 크기로 압착빙이 제조된 것을 의미한다. 따라서, 이 경우에는 투입호퍼(70)를 통해 부족한 양만큼의 조각 얼음을 더 공급하고, 다시 도 4의 (a)와 같이 제1압착판(20)과 제2압착판(30)을 서로 접근하는 방향으로 이동시키면, 이미 압착된 압착빙에 추가로 공급된 조각 얼음이 압착되게 된다. 이후, 다시 압착빙의 무게를 측정하고, 기준무게와 일치하면 제2압착판을 하강시켜 압착빙을 배출한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 조각 상태의 얼음을 압착함으로써, 결정구조가 조밀하면서도 더 큰 크기의 압착빙을 형성할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 얼음이 쉽게 녹아버리는 문제를 해소함으로써, 활어, 어패류 등의 선도를 오래 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예의 따른 해수빙 제빙장치는 그 구조가 매우 간단하고, 크기도 작으므로, 중소형 선박에도 설치하여 사용하는 것이 가능해진다. 따라서, 필요시마다 선박에서 해수빙을 제조하여 사용할 수 있으므로, 출항 전에 대량의 얼음을 미리 배에 싣는 과정 및 비용을 절감할 수 있고, 이 얼음들을 보관하기 위한 냉동설비를 배에 설치하지 않아도 되는 경제적 장점을 가진다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

예를 들어, 본 실시예의 경우 배출구가 관통 형성되어 언제나 오픈된 상태로 발명을 구성하였으나, 배출구를 개방 및 차단하는 덮개를 추가적으로 설치할 수 있다.

100...해수빙 제빙장치 10...본체부
11...주입구 12...배출구
20...제1압착판 30...제2압착판
40,50...구동부 60...무게측정부
70...투입호퍼 80...지지대

Claims (3)

1. 일방향으로 길게 형성된 중공의 형상으로 형성되며, 수평면에 대하여 경사지게 배치되며, 조각 상태의 얼음이 내부로 공급되는 주입구 및 상기 조각 상태의 얼음이 압착되어 뭉쳐진 압착빙이 배출되는 배출구가 관통 형성되어 있는 본체부;
   상호 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하도록 상기 본체부의 내부에 배치되며, 상호 접근되는 방향으로의 이동시 상기 조각 상태의 얼음을 압착하는 제1압착판 및 제2압착판; 및
   상기 제1압착판 및 상기 제2압착판을 구동하는 구동부;를 포함하며,
   상기 배출구는 상기 본체부 하단의 하면에 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 해수빙 제빙장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압착빙의 무게를 측정하는 무게측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수빙 제빙장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 무게측정부는 상기 본체부의 내면에 설치되되, 상기 제1압착판 및 상기 제2압착판에 의해 상기 조각 상태의 얼음이 압착되는 위치와 상기 배출구 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 해수빙 제빙장치.
   

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