KR101482250B1

KR101482250B1 - 냉매의 기밀성과 내구성을 향상시킨 얼음 분말 제조장치

Info

Publication number: KR101482250B1
Application number: KR20140073665A
Authority: KR
Inventors: 유영민
Original assignee: 주식회사캐로스
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2015-01-14

Abstract

본 발명은 저수조에 내부로 냉매가 공급되는 제빙드럼을 침지한 채 회전시켜 제빙드럼의 표면에 얼음을 생성하고, 제빙드럼의 표면에 생성된 얼음을 분쇄칼날로 갈아내어 얼음 분말을 제조하는 얼음 분말 제조장치에 있어서, 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 포함하며, 상기 중공축에 회전가능하게 결합되는 상기 냉매공급축은 외경이 증가된 후육부를 구비하고, 상기 후육부의 양측면이 볼베어링과 트러스트 베어링이 순차적으로 결합된후, 상기 트러스트 베어링의 외측으로 마감캡이 부착되어 상기 냉매공급축과 상기 중공축 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉매의 기밀성과 내구성을 향상시킨 얼음 분말 제조장치{SNOW ICE MAKER OF EASY ASSEMBLY AND ENHANCED REFRIGERANT SEALING}

본 발명은 연속적으로 얼음을 얼려 갈아내어 가루얼음을 제조하는 얼음 분말 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매가 누설되지 않도록 하는 기밀성과 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 발명은 드럼의 표면에 얼음이 생성되도록 한 후, 생성된 얼음을 갈아 고운 얼음 분말을 제조하는 얼음 분말 제조장치에 있어서, 내부에 냉매공급관과 냉매회수관을 구비하는 제빙드럼에서 냉매의 누설이 발생하지 않도록 기밀성을 향상시킴에 있다.

본 발명의 다른 목적은 미세한 분사홀을 구비하는 분사노즐이 이물질에 의하여 막히는 것을 방지하여 내구성을 향상시킨 얼음 분말 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명은 저수조에 내부로 냉매가 공급되는 제빙드럼을 침지한 채 회전시켜 제빙드럼의 표면에 얼음을 생성하고, 제빙드럼의 표면에 생성된 얼음을 분쇄칼날로 갈아내어 얼음 분말을 제조하는 얼음 분말 제조장치에 있어서,

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 포함하며, 상기 중공축에 회전가능하게 결합되는 상기 냉매공급축은 외경이 증가된 후육부를 구비하고, 상기 후육부의 양측면이 볼베어링과 트러스트 베어링이 순차적으로 결합된후, 상기 트러스트 베어링의 외측으로 마감캡이 부착되어 상기 냉매공급축과 상기 중공축 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉매공급축의 후육부 외주면에 두개의 오링홈을 구비하고, 상기 오링홈에 결합되는 두 개의 운동용 오링을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마감캡은 외주면에 오링홈을 구비하고, 내측면에 경사면을 구비하여 상기 오링홈과 상기 경사면에 오링이 삽입되어 냉매의 누설을 방지하면 더욱 바람직하다.

그리고, 상기 냉매공급축의 외측 단부에 엘보우관을 부착하여 냉매 공급배관과 냉매 회수배관이 동일방향에서 연결되도록 할 수 있다.

상기 중공축은 상기 드럼몸체에 탈부착 가능한 것이 바람직하며, 상기 중공축과 상기 드럼몸체의 체결부에 냉매누설을 방지하기 위한 오링 또는 가스켓을 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 얼음 분말 제조장치는 냉매회수관에 필터를 구비함으로써, 이물질에 의하여 냉매를 분사하는 분사노즐이 막히는 것을 방지하는 효과를 가져온다.

또한, 본 발명에 따른 얼음 분말 제조장치는 냉매공급축과 드럼몸체의 결합구조를 개선하여, 냉매공급축과 드럼몸체의 조립과 분해를 간편하게 하며 이 부분에서 냉매의 누설이 발생하지 않도록 함으로써 기밀성과 내구성을 향상시키는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 제빙 드럼을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 중공축 내부 구성을 나타낸 확대 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 드럼을 나타낸 분리사시도임.

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.

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

냉매는 제빙드럼(100)의 내부에서 증발하며 제빙드럼(100)의 표면의 액체를 얼린 후, 다시 제빙드럼(100)에서 회수되어 배출된다.

팽창밸브(53)를 거쳐 제빙드럼(100)의 내부로 공급된 냉매는 제빙드럼(100) 내부에 구비되는 분사노즐(도3의 122)을 통해 분사된 후, 냉매회수관 (도 2의 130)을 통해 회수된 후, 압축기(51)로 순환하게 된다.

결국 냉매순환부(50)에서 순환되는 냉매는 항상 분사노즐(122)을 통과하게 되는데, 분사노즐의 홀직경이 작아 사용시간이 경과함에 따라 이물질에 의하여 분사노즐(122)이 막히는 문제점이 발생하게 된다.

이물질은 제품의 제조시에 냉매순환부(50) 내부에 불가피하게 유입된 이물질이나, 사용시간의 경과로 인하여 작동하는 회전드럼이나 압축기의 내부에서 발생하게 되는 미세금속입자 등이 될 수 있다.

이러한 이물질로 인하여 분사노즐(122)이 막히게 되면, 제빙드럼의 내부에 냉매가 원활하게 공급되지 못하여, 제빙드럼(100)의 표면에 얼음 생성이 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 발생한다.

분사노즐이 막히게 되면, 이를 해소하기 위하여 제빙드럼(100)을 분해해야 하는데, 종래의 제빙드럼의 경우 분해 조립이 원활하지 못한 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉매순환부에서 불가피하게 발생되는 이물질에 의하여 분사노즐이 막히는 것을 방지하고, 제빙드럼(100)의 분해 조립을 용이하게 한 얼음 분말 제조장치를 제공한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 제빙 드럼을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 분말 제조장치의 중공축 내부 구성을 나타낸 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 드럼을 나타낸 분리사시도이다.

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)의 내부로 냉매가 공급되었다가 회수되어야 하는 것이고, 중공축(140)에 대하여 냉매공급축(120)이 회전되어야 하므로, 중공축(140)과 냉매공급축(120) 공급축 사이의 기밀 유지가 매우 중요하다. 이 부분의 기밀이 유지되지 않으면, 냉매가 외부로 누설되어 냉각 효율이 저하된다.

본 발명은 냉매공급축(120)에 후육부(121)를 구비하고, 후육부(121)의 양측면에 볼베어링(B1, B2)과 트러스트 베어링(T1, T2)을 순차적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

볼베어링(B1, B2)은 회전마찰력을 저감하기 위하여 구비되며, 트러스트 베어링(T1, T2)은 지속적인 회전 동작에도 냉매공급축(120)이 정위치를 유지할 수 있도록 축방향 하중을 지지하는 역할을 수행한다.

이 때, 일측의 트러스트 베어링(T2)은 볼베어링(B2)의 측면과 함께 냉매공급축의 단턱부(124)의 측면을 지지하게 되며, 타측의 트러스트 베어링(T1)은 볼베어링(B1)의 측면과 함께 중공축(140)의 단턱부(142)의 측면을 지지하게 된다. 이렇게 일측에서는 냉매공급축 단턱부(124)의 측면을 지지하고, 타측에서는 중공축 단턱부(142)의 측면을 지지하도록 하면 양방향의 축방향 하중에 대하여 냉매공급축(120)과 중공축(140)이 일정한 위치를 유지할 수 있게 된다.

드럼몸체(110)는 원통(110a)과 원통의 양측에 결합되는 양측판(110b, 110c)가 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 3의 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)이 구비된다. 운동용 오링(160)은 도시한 바와 같이 냉매공급축(120)의 후육부(121)에 형성된 한 쌍의 오링홈(121a)에 각각 구비된다. 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.

오링홈(121a)이 형성된 후육부(121)의 양측으로 볼베어링(B1,B2)이 결합된다. 볼베어링(B1,B2)은 중공축(140)이 냉매공급축(120)에 대하여 원활하게 회전할 수 있도록 마찰을 저감하는 역할을 수행한다.

볼베어링(B1,B2)은 반지름 방향의 하중에 대하여 지지하여 마찰력을 저감시키는 기능을 수행하나, 축방향 하중에 대한 지지력은 취약하다.

본 발명은 축방향 하중에 대하여 냉매공급축(120)이 중공축(140)에 대하여 일정한 위치를 유지할 수 있도록 서로 반대 방향의 축방향 하중을 지지하는 한 쌍의 트러스트 베어링(T1,T2)을 포함한다.

이 때. 일측의 트러스트 베어링(T2)은 볼베어링(B2)의 측면과 함께 냉매공급축의 단턱부(124) 측면을 지지하고, 타측의 트러스트 베어링(T1)은 볼베어링(B1)의 측면과 함께 중공축의 단턱부(142) 측면을 지지하도록 함으로써, 양측의 축방향 하중에 대한 견고한 지지가 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 트러스트 베어링(T1,T2)의 외측으로 마감캡(170,180)을 구비하여 실링 성능을 더욱 향상시키는 것이 바람직하다.

이 때, 마감캡(170,180)의 외측으로 오링홈(172,182)을 구비하고, 내측으로 경사면(174,184)을 구비하며 오링홈(172,182)과 경사면(174,184)에 오링(190)을 추가로 구비할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

중공축(140)은 드럼본체(110)에 대하여 탈부착 가능하게 고정되는데, 이들의 결합부에도 기밀성을 위하여 오링(145)을 구비한다. 중공축(140)과 드럼몸체(110)는 서로 고정되는 것으로, 운동용 오링이 아닌 일반 오링이 사용되며, 오링을 대신하여 가스켓이 사용될 수도 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 얼음 분말 제조장치는 냉매회수관에 필터를 구비함으로써, 냉매에 혼합되어 함께 순환하게 되는 이물질을 상기 필터에 의하여 제거하여 분사노즐이 막히는 문제점을 해결한다.

또한, 냉매공급축과 드럼몸체의 조립과 분해를 간편하게 함으로써 유지보수의 편의성을 증가시키는 효과도 가져온다.

전술된 실시 예는 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.

110 : 드럼몸체 112 : 회전축
114 : 관통공 120 : 냉매공급축
121 : 후육부 121a :
122 : 분사노즐 124 : 단턱부
130 : 냉매회수관 135 : 필터
140 : 중공축 160 : 운동용 오링
170, 180 : 마감캡 190 : 오링
210 : 입구관 220 : 출구관
B1, B2 : 볼베어링 T1,T2 : 트러스트 베어링

Claims

저수조에 내부로 냉매가 공급되는 제빙드럼을 침지한 채 회전시켜 제빙드럼의 표면에 얼음을 생성하고, 제빙드럼의 표면에 생성된 얼음을 분쇄칼날로 갈아내어 얼음 분말을 제조하는 얼음 분말 제조장치에 있어서,
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 포함하며,
상기 중공축에 회전가능하게 결합되는 상기 냉매공급축은 외경이 증가된 후육부를 구비하고, 상기 후육부의 양측면이 볼베어링과 트러스트 베어링이 순차적으로 결합된후, 상기 트러스트 베어링의 외측으로 마감캡이 부착되어 상기 냉매공급축과 상기 중공축 사이로 냉매가 누설되는 것을 방지하되,
상기 마감캡은 외주면에 오링홈을 구비하고 내측면에 경사면을 구비하여, 상기 오링홈과 상기 경사면에 오링이 삽입되어 냉매의 누설을 방지하는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 냉매공급축의 후육부 외주면에 두개의 오링홈을 구비하고, 상기 오링홈에 결합되는 두 개의 운동용 오링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 냉매공급축의 외측 단부에 엘보우관을 부착하여 냉매 공급배관과 냉매 회수배관이 동일방향에서 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 중공축은 상기 드럼몸체에 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 얼음 분말 제조장치.
제 5 항에 있어서,
상기 중공축과 상기 드럼몸체의 체결부에 냉매누설을 방지하기 위한 오링 또는 가스켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 얼음분말 제조장치.