KR101584533B1 - 제빙기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 제빙기는 물을 담는 물받이; 상기 물받이 내에서 수중으로 기포를 방출하는 기포발생부; 및 표면에 접촉된 물이 얼음으로 상변화되도록 열을 흡수하며, 상기 기포에 의해 상승된 수류와 접촉됨으로써 얼음을 생장시키는 냉각봉을 포함한다.

Description

제빙기{ICE MAKER}

본 발명은 제빙기에 관한 것이다.

제빙기는 물을 냉각시켜 얼음을 생성하는 장치이다. 이러한 제빙기는 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발되며 순환되는 냉매 순환 시스템을 통해 주변 공기와 냉매간의 열교환이 이루어지며, 특히 냉매 증발시 증발기 주변에 설치된 물 받침대에 담긴 물이 냉각됨으로써 얼음이 생성된다.

이러한 제빙기는 카페나 패스트 푸드점과 같은 시설에서 음료를 냉각시키는데 사용되거나, 일반적인 냉장고의 냉장/냉동 기능에 추가하여 사용자가 직접 얼음을 취출할 수 있도록 제공되거나, 원수가 필터를 통과하여 여과되는 정수기에 제공되는 등의 다양한 형태로 구현되고 있다.

일반적으로 제빙기에는 냉매가 순환되는 유로 상에 설치되어, 냉매를 증발시키는 증발기가 구비되고, 증발기를 따라 형성된 다수개의 침지관들이 물받이 내 물에 침지되는데, 상기 침지관들은 냉매가 상기 증발기를 통과하는 과정에서 냉각이 이루어진다. 따라서, 침지관 표면에 얼음의 착상이 이루어지고, 압축기의 구동이 계속됨에 따라 상기 착상된 얼음이 성장된다.

또한, 냉매는 증발기를 통과하는 중에 계속하여 물과 열교환되기 때문에 점정 온도가 상승되고, 따라서, 각 침지관들 간에 온도 편차가 발생하여 물받이 내의 물이 고르게 냉각되지 못하는 문제가 있다. 이러한 물받이 내 수온의 불균일한 분포는 각각의 침지관들간에 불균일한 얼음이 생장되는 원인이 될 뿐만 아니라, 얼음의 투명도를 떨어뜨리는 요인이기도 하다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는 제빙에 필요한 물의 양을 줄이고, 각 냉각봉들 간에 균일하면서도 충분한 수준의 투명도를 갖는 얼음이 생장되도록 한 제빙기를 제공하는 것이다.

본 발명의 제빙기는 물을 담는 물받이; 상기 물받이 내에서 수중으로 기포를 방출하는 기포발생부; 및 표면에 접촉된 물이 얼음으로 상변화되도록 열을 흡수하며, 상기 기포에 의해 상승된 수류와 접촉됨으로써 얼음을 생장시키는 냉각봉을 포함한다.

다르게는, 본 발명의 제빙기는 저온의 냉매가 유동되는 냉매배관; 상기 냉매배관을 따라 다수가 배열되어, 표면에 접촉된 물을 얼음으로 상변화시키는 냉각봉; 물이 담기는 것으로, 각각에 하나 이상의 상기 냉각봉이 잠기도록 다수개가 구비되는 물받이; 및 상기 각각의 물받이 내에서 수중으로 기포를 방출하는 다수개의 노즐을 포함한다.

본 발명의 제빙기는 제빙에 필요한 물의 양을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 제빙기는 줄어든 물의 양 만큼 제빙 시간이 단축되고, 소비전력도 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 제빙기는 크기가 균일하면서도 충분한 수준의 투명도를 갖는 얼음들을 생성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 제빙기는 각 냉각봉들에서 균일한 투명도의 얼음이 생성되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기의 구성들을 냉매의 순환 측면에서 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기의 제빙유닛을 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 제빙유닛에서 얼음의 생장이 이루어지는 과정을 차례로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제빙기의 제빙유닛을 도시한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기의 구성들을 냉매의 순환 측면에서 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기의 제빙유닛을 도시한 것이다. 도 3은 도 2에 도시된 제빙유닛에서 얼음의 생장이 이루어지는 과정을 차례로 도시한 것이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기(1)는 냉매배관(31)을 따라 냉매를 이송시키는 압축기(10)와, 압축기(10)로부터 토출된 고온 고압의 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 응축기(20)를 통과하며 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기(32)와, 팽창기(32)를 통과한 냉매를 증발시키고, 냉매가 증발하며 주변의 열을 흡수함으로써 얼음의 생장이 이루어지는 제빙유닛(100)을 포함한다.

응축기(20)와 팽창기(32) 사이에는 냉매배관(31) 내의 수분을 제거하는 드라이어(33)가 더 구비될 수 있다. 증발기(110)와 압축기(10) 사이에 어큐뮬레이터(34)가 더 구비될 수 있다.

압축기(10)는 정속형 압축기, 또는 냉력(또는 용량) 가변이 가능한 가변속 압축기일 수 있다. 상기 가변속 압축기로는 인버터(inverter) 회로를 통해 모터의 구동 주파수를 가변할 수 있는 인버터 압축기를 들 수 있다.

제빙유닛(100)은 제빙에 필요한 물을 담는 물받이(120)와, 물받이(120) 내에서 수중으로 기포를 방출하는 기포발생부(130)와, 물받이(120) 내의 물을 냉각시켜 얼음을 생성시키는 냉각부(110)를 포함한다. 냉각부(110)는 팽창기(32)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(111)와, 증발기(111)를 통과하며 이루어지는 냉매의 증발 작용에 의해 증발기(111)로 열을 빼앗겨 냉각되는 냉각봉(112)을 포함한다.

냉매배관(31)은 압축기(10), 응축기(20), 팽창기(32) 및 증발기(111)를 차례로 통과하며 냉매가 순환되는 전체 유로이다. 증발기(111)는 냉매배관(31) 중의 적어도 일부구간을 포함하며, 증발기(111)를 구성하는 냉매배관(31)은 냉매와 주변 매질(예를 들어, 외기나 물)과의 열교환 면적이 보다 넓게 확보되도록 타 구간에 비해 매우 가는 모세관으로 이루어질 수 있다.

냉각봉(112)은 금속과 같은 열전도성 재질이며, 실시예에 따라서는 냉매가 증발기(111)를 통과하는 과정에서 냉각봉(112)을 경유하도록 내측으로 냉매가 유동되는 중공을 갖는 냉각관으로 이루어질 수 있으며, 다르게는 증발기(111)와의 관계에서 냉매의 교류는 이루어지지 않고 열전도만 이루어지도록 구성될 수도 있다.

냉각봉(112)은 적어도 일부분이 물받이(120)에 담긴 물에 침지된다. 냉매는 증발기(111)를 통과하는 과정에서 주변으로부터 열을 얻어 증발된다. 따라서, 냉각봉(112)은 증발기(111)로 열을 빼앗겨 냉각되고, 물과 접촉되는 외주면을 따라 얼음을 생장시킨다. 냉각봉(112)은 냉매의 유입이 이루어지는 증발기(111)의 입구(111a) 측으로부터 냉매의 토출이 이루어지는 증발기(111)의 출구(111b)측으로 다수개가 배열될 수 있다.

기포발생부(130)에 의해 발생된 기포는 물받이(120) 내에서 수중으로 방출된다. 이렇게 방출된 기포들에 의해 상승 수류가 형성되고, 특히, 기포가 수면으로부터 대기 중으로 방출되면서 국부적인 수위 상승이 유도된다. 기포에 의해 수위가 상승되기 때문에, 종래에 비해 낮은 수위까지 급수를 한다고 하더라도, 물이 냉각봉(112)과 접촉되는 최대 높이가 종래와 같은 수준까지 이를 수 있다. 따라서, 종래에 비해 적은 양의 물로도 같은 길이의 얼음을 생성하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 상승된 수위에 의해 물과 냉각봉(112) 간에 접촉면적은 종래에 비해 줄어들지 않기 때문에 충분한 냉력을 유지할 수 있으면서도, 물의 양이 줄어든 만큼 냉각에 소요되는 시간이 단축되며, 압축기(10) 구동에 소비되는 전력소비량 또한 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 기포의 확산 작용에 의해 물받이(120) 내에서 물이 활발하게 교반되기 때문에 물의 온도가 전체적으로 균일해지고, 이는 어느 냉각봉(112)에서나 투명한 얼음의 생장이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

냉각부(110)는 물받이(120)의 수면 상측에 배치되어, 기포에 의해 상승된 수류의 상승 한계 높이를 제한하는 플레이트(113)를 더 포함할 수 있다. 플레이트(113)는 냉각봉(112)과 마찬가지로 열전도성 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 증발기(111)로 열을 빼았겨 냉각된다. 플레이트(113)에 의해 물과 열교환되는 면적이 넓어지고, 상기 기포에 의해 상승된 수류가 플레이트(113)에 닿으므로써 플레이트(113)의 표면에서도 얼음이 생장될 수 있다. 플레이트(113)는 냉각봉(112)의 상단부에 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각봉(112)의 침지된 부분뿐만 아니라, 수면 위의 부분까지 얼음의 생장이 이루어지고, 얼음이 생장되는 최대 높이는 플레이트(113)가 위치한 곳까지 이를 수 있다.

플레이트(113)의 둘레를 따라 연장되고, 하방향으로 돌출되는 측벽(114)이 더 구비될 수 있다. 측벽(114)에 의해 플레이트(113)에 부딪힌 물이 비산되는 범위가 제한된다. 또한, 측벽(114)은 플레이트(113)와 둔각(θ>90)을 이루는 것이 바람직하며, 이 경우, 측벽(114) 및/또는 플레이트(113)에 착상된 얼음을 용이하게 분리시킬 수 있다. 측벽(114)과 플레이트(113)는 일정한 형태의 얼음이 형성되게 하는 효과도 있다.

한편, 기포발생부(130)는 기포가 방출되는 출구가 물받이(120) 내에 위치되는 적어도 하나의 노즐(133)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 노즐은 다수개(133(1), 133(2), 133(3))가 구비되고, 각각이 냉각봉들(112(1) 내지 112(6))의 하측에 배치된다.

다수개의 노즐(133(1), 133(2), 133(3)) 각각에서 공기가 방출되는 출구의 직경은, 증발기의 입구(111a)측에 위치한 것으로부터 증발기(111)의 출구(111b)측에 위치한 것으로 갈수록 크게 형성될 수 있다. 냉매는 증발기(111)의 입구(111a)로부터 출구(111b)로 진행되는 과정에서 점점 열을 흡수하기 때문에, 증발기(111)의 출구(111b) 측에 위치한 냉각봉(예를들어, 112(6))일수록 냉력이 약하고, 얼음의 생장이 더디게 이루어진다. 따라서, 위와 같이 노즐(133(1), 133(2), 133(3))들의 출구 직경을 다르게 함으로써, 증발기(111)의 출구(111b) 측에 위치한 냉각봉(112)에서 보다 활발한 물의 교반이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 출구(111b) 측에 위치한 냉각봉(112)이 물과 더 활발하게 열교환됨으로써 충분한 크기로 얼음이 성장될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제빙기를 도시한 것이다. 이하, 전술한 실시예에서와 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 또는 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 전술한 바에 따르고 생략하기로 하고, 차이점을 위주로 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제빙기는 저온의 냉매가 유동되는 냉매배관(111)과, 냉매배관(111)을 따라 다수가 배열되어, 표면에 접촉된 물을 얼음으로 상변화시키는 냉각봉(112)과, 물이 담기는 것으로, 적어도 하나의 냉각봉(112)에 대응하여 다수개가 구비되는 물받이(120)와, 각각의 물받이(120) 내에서 수중으로 기포를 방출하는 다수개의 노즐(133(1), 133(2), 133(3))을 포함할 수 있다.

다수개의 냉각봉(112)은 각각 또는 2 이상이 하나의 물받이(120)에 침지될 수 있다. 실시예에 따라 제빙기는 제빙유닛(100)에 의해 생성되는 얼음의 개수를 조절할 수 있는 기능을 제공할 수 있으며, 이 경우, 필요한 물받이(120)에만 급수를 함으로써 제빙에 필요한 물의 양을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 공통의 물받이(120)를 사용하는 경우보다 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있고, 제빙에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 물을 담는 물받이;
   표면에 접촉된 물이 얼음으로 상변화되도록 열을 흡수하여, 표면을 따라 얼음을 생장시키는 냉각봉;
   상기 물받이의 수면 상측에 배치되어, 상기 냉각봉을 따라 얼음이 생장되는 높이를 제한하며, 상기 냉각봉으로부터 냉기를 전달받아 표면에 얼음을 착상시키는 플레이트; 및
   상기 물받이 내에서 수중으로 기포를 방출하여 상기 물받이의 수면을 상기 플레이트에 이르는 높이까지 상승시키는 기포발생부를 포함하는 제빙기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 플레이트는,
   상기 냉각봉의 상단부에 배치되는 제빙기.
4. 제 3 항에 있어서,
   냉매배관을 따라 냉매를 이송시키는 압축기; 및
   상기 냉매배관을 따라 유동하는 냉매를 증발시키는 증발기를 더 포함하고,
   상기 플레이트와 상기 냉각봉은,
   상기 증발기를 통과하며 이루어지는 냉매의 증발 작용에 의해 상기 증발기로 열을 빼앗겨 냉각되는 제빙기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 냉각봉은,
   냉매가 유입되는 상기 증발기의 입구측으로부터 냉매가 토출되는 상기 증발기의 출구측으로 다수개가 배열되는 제빙기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각봉은 다수개가 구비되고,
   상기 기포발생부는,
   상기 다수개의 냉각봉과 각각 대응하여 상기 수중으로 기포를 방출하는 다수개의 노즐을 포함하는 제빙기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 각각의 노즐은,
   상기 각각의 냉각봉의 하측에 배치되는 제빙기.
8. 제 6 항에 있어서,
   냉매배관을 따라 냉매를 이송시키는 압축기; 및
   상기 냉매배관을 따라 유동하는 냉매를 증발시키는 증발기를 더 포함하고,
   상기 플레이트와 상기 냉각봉은,
   상기 증발기를 통과하며 이루어지는 냉매의 증발 작용에 의해 상기 증발기로 열을 빼앗겨 냉각되고,
   상기 다수개의 노즐 각각에서 공기가 방출되는 출구의 직경은,
   냉매가 유입되는 상기 증발기의 입구측에 위치한 것으로부터 냉매가 토출되는 상기 증발기의 출구측에 위치한 것으로 갈수록 큰 제빙기.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 플레이트의 둘레를 따라 연장되고, 하방향으로 돌출되는 측벽을 더 포함하는 제빙기.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 측벽과 상기 플레이트는 둔각을 이루는 제빙기.
11. 저온의 냉매가 유동되는 냉매배관;
    상기 냉매배관을 따라 다수가 배열되어, 표면에 접촉된 물을 얼음으로 상변화시키는 냉각봉;
    물이 담기는 것으로, 각각에 하나 이상의 상기 냉각봉이 잠기도록 다수개가 구비되는 물받이;
    상기 각 물받이의 수면 상측에 배치되고, 상기 다수개의 냉각봉과 대응하여 다수개가 구비되어, 상기 냉각봉을 따라 얼음이 생장되는 높이를 제한하며, 상기 냉각봉으로부터 냉기를 전달받아 표면에 얼음을 착상시키는 플레이트; 및
    상기 각각의 물받이 내에서 수중으로 기포를 방출하여, 상기 물받이의 수면을 상기 플레이트에 이르는 높이까지 상승시키는 다수개의 노즐을 포함하는 제빙기.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각봉은,
    상기 기포에 의해 상승된 수류와 접촉되는 제빙기.
13. 삭제
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 냉각봉의 상단부에 배치되는 제빙기.

Images