KR101659830B1

KR101659830B1 - 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기

Info

Publication number: KR101659830B1
Application number: KR1020160016152A
Authority: KR
Inventors: 이상선
Original assignee: (주)대호냉각기
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2016-09-26

Abstract

본 발명의 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기는, 내부가 중공되고 외주연에 제빙원통(111)이 구비되며 수평되게 설치되는 제빙드럼(110); 상기 제빙드럼(110)의 중심축 일측 내부로 관통설치되며 냉매가 공급되는 냉매공급관(120); 상기 냉매공급관(120)으로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격배치되는 복수의 냉매모세관(130); 상기 냉매모세관(130)에 설치되어 제빙원통(111)의 내주연으로 냉매를 분사되도록 하여 상기 제빙원통(111)을 냉각시키는 냉매분사노즐(150); 상기 제빙드럼(110)의 중심축 타측 내부로 관통설치되는 냉매회수관로(160); 상기 냉매회수관로(160)로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 상기 냉매분사노즐(150)에 의해 상기 제빙원통(111)의 내주연으로 분사되어 상기 제빙원통(111)의 하부에 고인 냉매를 흡입하여 배출하는 냉매회수관(170); 상기 제빙드럼(110)의 일부가 잠기며 상기 제빙드럼에 외주연에 제빙수를 공급하는 제빙수공급부(180); 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111)의 외주연에 공급되어 상기 냉매분사노즐(150)의 분사에 의해 급냉된 얼음을 커팅하여 가루얼음을 생산하는 커팅날(190); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기{Drum Type Ice-making Machine Having Improved Cooling Efficiency}

본 발명은 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제빙수를 결빙시켜 분말 형태의 가루얼음을 제조하기 위하여 드럼의 내부에 냉매를 고르게 분사되도록 하여 냉매의 냉각효율을 극대화시켜 고품질의 가루얼음을 제조하기 위한 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기에 관한 것이다.

일반적으로 드럼식 제빙기는 제빙실 내부에서 제빙드럼이 급수조에 담겨진 상태로 구동모터의 회전력에 의해 회전하는 동안, 제빙드럼의 내부에서는 압축 냉매가 기화하여 제빙드럼의 표면에 형성되는 수막을 결빙시키며, 제빙드럼 표면에 결빙된 얼음은 절삭날을 이용하여 절삭하여 조각얼음을 생산하는 메카니즘으로 이루어진다.

또한, 상기 제빙드럼의 표면에 얼음막을 결빙시키기 위해 내부에는 냉매를 분사하는 분사노즐이 일정간격 이격되어 배치된다.

그러나, 상기 분사노즐은 각각의 냉매를 공급받는 개별 냉매공급방식으로 장착되기 때문에 배치되는 분사노즐에 대응되게 다수의 냉매공급관이 제빙드럼에 삽입되어야 했기 때문에 제빙드럼이 대형화될 뿐만 아니라 각 냉매공급관으로 일정한 압력 및 온도를 갖는 냉매를 공급하기 위한 제어설비가 복잡해지는 문제점이 있다.

또한, 각 냉매공급관에 충분한 압력으로 냉매가 공급되도록 하기 위해서는 대용량의 압축기가 이용되어야 하기 때문에 냉각설비의 구축비용이 증가할 뿐만 아니라 압축기를 구동시키는데 필요한 소비전력을 증대되어 유지관리 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 냉매모세관에 공급된 냉매가 냉매분기관을 통해 각 냉매분사노즐로 분배되어 제빙드럼의 내부에 고르게 분사되므로 균일한 얼음막을 형성하여 입자크기가 일정한 가루얼음을 제조할 수 있으며 냉각효율을 증대시키고 냉각설비를 소형화시킬 수 있는 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기는, 내부가 중공되고 외주연에 제빙원통(111)이 구비되며 수평되게 설치되는 제빙드럼(110); 상기 제빙드럼(110)의 중심축 일측 내부로 관통설치되며 냉매가 공급되는 냉매공급관(120); 상기 냉매공급관(120)으로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격배치되는 복수의 냉매모세관(130); 상기 냉매모세관(130)에 설치되어 제빙원통(111)의 내주연으로 냉매를 분사되도록 하여 상기 제빙원통(111)을 냉각시키는 냉매분사노즐(150); 상기 제빙드럼(110)의 중심축 타측 내부로 관통설치되는 냉매회수관로(160); 상기 냉매회수관로(160)로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 상기 냉매분사노즐(150)에 의해 상기 제빙원통(111)의 내주연으로 분사되어 상기 제빙원통(111)의 하부에 고인 냉매를 흡입하여 배출하는 냉매회수관(170); 상기 제빙드럼(110)의 일부가 잠기며 상기 제빙드럼에 외주연에 제빙수를 공급하는 제빙수공급부(180); 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111)의 외주연에 공급되어 상기 냉매분사노즐(150)의 분사에 의해 급냉된 얼음을 커팅하여 가루얼음을 생산하는 커팅날(190);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉매모세관(130)과 냉매분사노즐(150) 사이에 설치되며, 상기 냉매모세관(130)의 단부로부터 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 "Y"자형으로 분기되는 복수의 냉매분기관(140);이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또, 각각의 상기 냉매모세관(130)과 연결되는 상기 냉매분기관(140)이 각각 형성되며 각각의 상기 냉매분사노즐(150)을 고정시키는 노즐고정부(145)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 각각의 상기 냉매분사노즐(150)은, 상기 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 등간격으로 이격배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉매분사노즐(150)은 압력강하에 의한 분사속도가 커지도록 상기 냉매모세관(130)의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 분사구가 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 각각의 냉매모세관(130)은, 동일한 내경을 가지며, 각각의 냉매분사노즐(150)은, 상기 냉매공급관(120)으로부터 이격거리가 멀어질수록 점차적으로 큰 내경을 갖는 분사구가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또, 각각의 냉매분사노즐(150)은, 동일한 내경의 분사구가 구비되며, 각각의 냉매모세관(130)은, 상기 냉매공급관(120)으로부터 이격된 거리가 멀어질수록 점차적으로 큰 내경을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기는 냉매모세관에 공급된 냉매가 냉매분기관을 통해 각 냉매분사노즐로 분배되어 제빙드럼의 제빙원통의 내주연 전체에 고르게 분사되므로 온도편차가 발생되지 않아 균일한 얼음막을 형성하여 입자크기가 일정한 고품질의 가루얼음을 제조할 수 있다. 또한, 분사된 냉매에 의해 열을 흡수하므로 초기 구동시 제빙에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 냉각효율을 증대시켜 압축기 등의 냉각설비를 소형화할 수 있다.

또한, 각각의 냉매분사노즐을 상기 제빙드럼의 길이방향에 따라 등간격으로 이격배치되게 되므로 각 냉매분사노즐과 대향하는 제빙원통의 위치는 물론 각 냉매분사노즐 사이의 위치에도 일정하게 냉매를 공급할 수 있으므로 제빙원통의 결빙부위 전체를 일정한 온도로 냉각시킬 수 있다.

제빙드럼의 내부에 냉매회수관로 및 냉매회수관을 구비하여 바닥면에 고인 윤활오일 및 냉매액을 흡입하여 배출하게 되므로 제빙드럼( 내부에 잔재된 윤활오일에 의해 냉각효율이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

각각의 냉매분사노즐 또는 각각의 냉매모세관은 냉매가 공급되는 냉매공급관으로부터 이격거리가 멀어질수록 점차적으로 큰 내경을 가지므로 전반적으로 각각의 냉매분사노즐을 통해 분사되는 냉매의 분사압력을 균일하게 함으로써 온도편차를 적게 하여 균일한 품질의 일정한 고품질의 가루얼음을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기의 구성을 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기의 구성을 나타낸 횡단면도이다.

이하, 본 발명의 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기의 구성을 나타낸 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기의 구성을 나타낸 횡단면도이다.

본 발명에 의한 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기(100)는, 제빙드럼(110); 냉매공급관(120); 냉매모세관(130); 냉매분사노즐(150); 냉매회수관로(160); 냉매회수관(170); 제빙수공급부(180); 커팅날(190); 을 포함하여 이루어진다.

상기 제빙드럼(110)은 내부가 중공되고 외주연에 제빙원통(111)이 구비되며 수평되게 설치된다. 상기 제빙드럼(110)을 급냉시키면 상기 제빙드럼(110)의 외주연에 공급되는 물이 결빙되게 된다. 상기 제빙드럼(110)은 회전되면서 상기 커팅날(190)에 의해 커팅되어 가루얼음이 제조되게 된다.

상기 냉매공급관(120)은 가루얼음을 제조하기 위해 냉각시키는 필요한 냉매를 공급하는 관로로서, 상기 제빙드럼(110)의 중심축 일측 내부로 관통설치된다.

상기 냉매모세관(130)은 상기 냉매공급관(120)으로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격배치되며 복수개로 된다.

상기 냉매공급관(120)으로 공급되는 냉매는 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브를 거쳐 냉매의 순환에 의해 냉각되도록 하는 냉매를 순환되도록 하는 냉매를 사용하한다.

상기 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브는 일반적인 냉동사이클에 사용되는 공지된 것으로 이의 작동을 간단하게 살펴보면 다음과 같다.

상기 증발기는 냉매의 증발에 의해 열을 흡수되도록 하는 것으로 분사된 냉매가 이에 속한다고 볼 수 있다.

상기 압축기는 상기 증발기에서 증발된 냉매를 압축하여 고온 고압의 상태가 되게 하는 역할을 하는 것으로 본 발명에서는 냉매 분사후에 제빙드럼(110)의 내측하부에 고인 냉매를 회수하여 회수된 냉매를 고온 고압의 상태가 되도록 한다.

상기 응축기는 상기 압축기에서 압축된 고온 고압 상태의 냉매를 응축 액화하여 저온 저압의 상태로 변환시키는 역할을 한다.

상기 팽창밸브는 상기 응축기에서 변환된 저온 저압 상태의 냉매를 교축작용에 의해 감압시켜 상기 증발기로 보내는 역할을 한다. 본 발명에서는 교축작용에 의해 감압된 냉매가 냉매공급관(120)으로 보내지게 되며 냉매분사노즐(150)에 의해 분사되고 냉매의 증발에 의해 열을 흡수하여 제빙드럼(110)을 급냉시키게 된다.

상기 냉매분사노즐(150)은 상기 냉매모세관(130)에 설치되어 제빙원통(111)의 내주연으로 냉매를 분사되도록 하여 상기 제빙원통(111)을 냉각시키는 역할을 한다.

상기 냉매회수관로(160)는 상기 제빙드럼(110)의 중심축 타측 내부로 관통설치된다.

상기 냉매회수관(170)은 상기 냉매회수관로(160)로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 상기 냉매분사노즐(150)에 의해 상기 제빙원통(111)의 내주연으로 분사되어 상기 제빙원통(111)의 하부에 고인 냉매를 흡입하여 배출하는 역할을 한다. 배출된 냉매는 압축기로 보내지게 되며 고온고압의 상태가 되게 된다.

상기 제빙수공급부(180)는 상기 제빙드럼(110)의 일부가 잠기며 상기 제빙드럼에 외주연에 제빙수를 공급하는 역할을 한다.

상기 커팅날(190)은 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111)과 근접하도록 설치되며 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111)의 외주연에 공급되어 상기 냉매분사노즐(150)의 분사에 의해 급냉된 얼음을 커팅하여 가루얼음을 생산하는 역할을 한다.

상기 냉매모세관(130)을 다수개 구비하게 되면 장치가 복잡하게 될 수 있으므로, 냉매모세관(130)의 개수를 줄이고 냉매분사노즐(150)의 개수를 늘리도록 하여 냉매분사노즐(150)에 의해 냉매를 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내부로 고르게 분사되도록 하기 위하여, 냉매분기관(140)의 구성을 채택한다.

상기 냉매분기관(140)은 상기 냉매모세관(130)과 냉매분사노즐(150) 사이에 설치되며, 상기 냉매모세관(130)의 단부로부터 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 "Y"자형으로 분기되며, 복수개로 된다. 분기된 냉매분기관(140)의 각각의 단부에는 냉매분사노즐(150)이 구비되게 된다.

이때, 상기 냉매분기관(140)은 "Y"자형으로 분기되기 때문에 관형태로 제작되면 강도가 저하되고 냉매의 분사압력에 의해 파손될 수 있으므로, 각각의 상기 냉매모세관(130)과 연결되는 상기 냉매분기관(140)이 각각 형성되며 각각의 상기 냉매분사노즐(150)을 고정시키는 노즐고정부(145)를 이용하여 강도를 개선하도록 한다. 상기 노즐고정부(145)는 플레이트 형태로 제작될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 냉매모세관(130)에 공급된 냉매가 각각의 냉매분사노즐(150)로 분배되어 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 전체에 고르게 분사되므로 균일한 얼음막을 형성하여 입자크기가 일정한 가루얼음을 제조할 수 있으며 냉각효율을 증대시켜 압축기 등의 냉각설비를 소형화할 수 있다.

아울러, 각각의 상기 냉매분사노즐(150)은, 상기 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 등간격으로 이격배치된 것이 바람직하다.

각각의 냉매분사노즐(150)은 분사각도를 고려하여 상기 제빙드럼(110)의 길이방향을 따라 등간격으로 이격배치되므로, 각각의 냉매분사노즐(150)과 대향하는 제빙원통(111)의 위치는 물론 각각의 냉매분사노즐(150) 사이의 위치에도 일정하게 냉매를 공급할 수 있으므로 제빙원통(111)의 결빙부위 전체를 일정한 냉각온도로 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 냉매분사노즐(150)은 압력강하에 의한 분사속도가 커지도록 상기 냉매모세관(130)의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 분사구가 구비된 것이 바람직하다.

상기 냉매분사노즐(150)의 내경이 상기 냉매모세관(130)의 내경보다 더 크게 되면 압력강하에 의해 냉매가 제빙원통(111)으로 분사되는 분사속도가 커지게 되며 결국 제빙효율을 높일 수 있게 된다.

한편, 각각의 냉매분사노즐(150)은 제빙드럼(110)의 길이방향을 따라 일정간격 이격배치되므로 냉매를 공급하는 냉매공급관(120)과의 이격거리가 서로 다를 수밖에 없다. 이 경우 상기 냉매모세관(130)이나 냉매분사노즐(150)의 구경이 모두 동일할 경우 냉매공급관(120)으로부터 거리가 먼 냉매모세관(130) 및 냉매분사노즐(150)의 경우 공급받는 냉매의 주입압력이 저하되어 상대적으로 분사압력이 낮아지는 현상이 발생할 수 있다.

따라서, 각각의 냉매모세관(130)은, 동일한 내경을 가지며, 각각의 냉매분사노즐(150)은, 상기 냉매공급관(120)으로부터 이격거리가 멀어질수록 점차적으로 큰 내경을 갖는 분사구가 구비되도록 한다.

다른 방법으로는, 각각의 냉매분사노즐(150)은, 동일한 내경의 분사구가 구비되며, 각각의 냉매모세관(130)은, 상기 냉매공급관(120)으로부터 이격된 거리가 멀어질수록 점차적으로 큰 내경을 갖도록 한다.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

100: 드럼식 제빙기 110: 제빙드럼
111: 제빙원통 120: 냉매공급관
130: 냉매모세관 140: 냉매분기관
145: 노즐고정부 150: 냉매분사노즐
160: 냉매회수관로 170: 냉매회수관
180: 제빙수공급부 190: 커팅날

Claims

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내부가 중공되고 외주연에 제빙원통(111)이 구비되며 수평되게 설치되는 제빙드럼(110);
상기 제빙드럼(110)의 중심축 일측 내부로 관통설치되며 냉매가 공급되는 냉매공급관(120);
상기 냉매공급관(120)으로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격배치되는 복수의 냉매모세관(130);
상기 냉매모세관(130)에 설치되어 제빙원통(111)의 내주연으로 냉매를 분사되도록 하여 상기 제빙원통(111)을 냉각시키는 냉매분사노즐(150);
상기 제빙드럼(110)의 중심축 타측 내부로 관통설치되는 냉매회수관로(160);
상기 냉매회수관로(160)로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 상기 냉매분사노즐(150)에 의해 상기 제빙원통(111)의 내주연으로 분사되어 상기 제빙원통(111)의 하부에 고인 냉매를 흡입하여 배출하는 냉매회수관(170);
상기 제빙드럼(110)의 일부가 잠기며 상기 제빙드럼의 외주연에 제빙수를 공급하는 제빙수공급부(180);
상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111)의 외주연에 공급되어 상기 냉매분사노즐(150)의 분사에 의해 급냉된 얼음을 커팅하여 가루얼음을 생산하는 커팅날(190);을 포함하여 이루어지며,
상기 냉매모세관(130)과 냉매분사노즐(150) 사이에 설치되며, 상기 냉매모세관(130)의 단부로부터 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 "Y"자형으로 분기되는 복수의 냉매분기관(140);이 더 구비되고,
각각의 상기 냉매모세관(130)과 연결되는 상기 냉매분기관(140)이 각각 형성되며 각각의 상기 냉매분사노즐(150)을 고정시키고 플레이트 형태로 제작되는 노즐고정부(145)가 더 구비되며,
각각의 상기 냉매분사노즐(150)은, 상기 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 등간격으로 이격배치되고,
상기 냉매분사노즐(150)은 압력강하에 의한 분사속도가 커지도록 상기 냉매모세관(130)의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 분사구가 구비되며,
각각의 냉매모세관(130)은, 동일한 내경을 가지며,
각각의 냉매분사노즐(150)은, 상기 냉매공급관(120)으로부터 이격거리가 멀어질수록 점차적으로 큰 내경을 갖는 분사구가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기.
내부가 중공되고 외주연에 제빙원통(111)이 구비되며 수평되게 설치되는 제빙드럼(110);
상기 제빙드럼(110)의 중심축 일측 내부로 관통설치되며 냉매가 공급되는 냉매공급관(120);
상기 냉매공급관(120)으로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 일정간격으로 이격배치되는 복수의 냉매모세관(130);
상기 냉매모세관(130)에 설치되어 제빙원통(111)의 내주연으로 냉매를 분사되도록 하여 상기 제빙원통(111)을 냉각시키는 냉매분사노즐(150);
상기 제빙드럼(110)의 중심축 타측 내부로 관통설치되는 냉매회수관로(160);
상기 냉매회수관로(160)로부터 상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111) 내주연과 근접하도록 설치되되, 상기 냉매분사노즐(150)에 의해 상기 제빙원통(111)의 내주연으로 분사되어 상기 제빙원통(111)의 하부에 고인 냉매를 흡입하여 배출하는 냉매회수관(170);
상기 제빙드럼(110)의 일부가 잠기며 상기 제빙드럼의 외주연에 제빙수를 공급하는 제빙수공급부(180);
상기 제빙드럼(110)의 제빙원통(111)의 외주연에 공급되어 상기 냉매분사노즐(150)의 분사에 의해 급냉된 얼음을 커팅하여 가루얼음을 생산하는 커팅날(190);을 포함하여 이루어지며,
상기 냉매모세관(130)과 냉매분사노즐(150) 사이에 설치되며, 상기 냉매모세관(130)의 단부로부터 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 "Y"자형으로 분기되는 복수의 냉매분기관(140);이 더 구비되고,
각각의 상기 냉매모세관(130)과 연결되는 상기 냉매분기관(140)이 각각 형성되며 각각의 상기 냉매분사노즐(150)을 고정시키고 플레이트 형태로 제작되는 노즐고정부(145)가 더 구비되며,
각각의 상기 냉매분사노즐(150)은, 상기 제빙원통(111)의 길이방향을 따라 등간격으로 이격배치되고,
상기 냉매분사노즐(150)은 압력강하에 의한 분사속도가 커지도록 상기 냉매모세관(130)의 내경보다 더 큰 내경을 갖는 분사구가 구비되며,
각각의 냉매분사노즐(150)은, 동일한 내경의 분사구가 구비되며,
각각의 냉매모세관(130)은, 상기 냉매공급관(120)으로부터 이격된 거리가 멀어질수록 점차적으로 큰 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 개선된 드럼식 제빙기.