KR101864134B1 - 제빙장치용 교반기 - Google Patents

Abstract

본 개시는 아이스슬러리 상태의 열매체가 원활하게 순환 및 교반됨으르써 상분리가 일어나지 않는 장점을 갖고, 아이스슬러리 상태의 열매체가 원활히 배출됨으로서 공급이나 배출 과정중에 막힘이나 응집이 발생하지 않으며, 아이스슬러리 상태의 열매체가 비교적 간단한 구성으로 상분리없이 원활히 배출될 수 있어 유동성 저항에 따른 동력전달원에 부하가 걸리지않고, 이를 통해 아이스슬러리 상태의 열매체가 효율적으로 공급될 수 있는 장점을 갖고, 상분리 없는 아이스슬러리의 공급을 통해 차세대 냉난방 시스템에 적극적으로 활용할 수 있는 장점을 갖는 제빙장치용 교반기에 관한 것이다.
본 개시의 실시예에 따른 제빙장치용 교반기는 냉매의 증발로 인한 열에너지 흡수를 이용하여 제빙을 수행하는 제빙장치의 스크레이퍼와 결합되는 교반기에 있어서, 상기 스크레이퍼에 억지끼움 또는 나사결합을 통해 결합되어 상기 제빙장치에 형성된 배출실에서 상기 스크레이퍼를 통해 회전되는 몸체부 및 상기 몸체부로부터 외측으로 돌출 형성되며, 상기 몸체부를 통해 회전되어 아이스슬러리 상태의 열매체를 교반시키며 상기 제빙장치의 외부로 배출되게 하는 날개부를 포함하고, 상기 날개부는 상기 몸체부의 외주면에 적어도 하나 이상 형성되되, 상기 몸체부의 회전방향인 전면부가 곡선형태인 유선형으로 형성되어 상기 전면부를 통해 상기 아이스슬러리 상태의 열매체의 저항을 표면을 따라 순환되게 하고, 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 통과되도록 하여 상기 배출실에서 순환되게 하는 적어도 하나 이상의 유동홈이 상기 날개부의 전면에서 후면을 향하도록 상기 날개부 내부에 직선 또는 곡선 또는 물결 및 그물망 형태로 관통하여 형성되어져 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 날개부의 표면에 접촉되는 면적을 줄이면서 회전방향의 후방으로 통과되게 유동시켜 상기 날개부 표면의 고착이 방지되게 하며, 상기 스크레이퍼가 삽입되는 후방 측면의 중심측에는 "ㄷ"자 형상의 절개홈이 형성되어져 교반시에 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 날개부의 측면에 간섭되지 않고 상기 배출실로 원활히 유입되도록 하면서, 후방 측면의 단부측에는 외측으로 돌출되되 상기 배출실의 내측면에 인접되게 형성된 돌출부가 적어도 하나 이상 형성되어져 상기 유동홈과 상기 절개홈을 통과하여 유동되는 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 배출실의 표면에 고착 및 응고되지 않도록 하며, 상기 스크레이퍼의 단부가 위치되는 전방 측면의 중심측은 일부가 후방 측면을 향해 내측으로 함몰되게 형성되어 전방 측면에 인접된 상기 배출실의 표면에 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 고착 및 응고되지 않도록 하여 상기 배출실 내의 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상분리없이 원활하게 순환 및 교반되는 것을 특징으로 한다.

Description

제빙장치용 교반기{AGITATOR FOR ICE MAKING DEVICE}

본 명세서에 개시된 내용은 제빙장치용 교반기에 관한 것으로, 특히, 냉매의 증발로 인한 열에너지 흡수를 이용하여 제빙을 수행하는 제빙장치용 교반기에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

에너지를 냉열 상태로 변환하고 이를 잠열 형태로 저장하였다가 재생하는 빙축열시스템은 유력한 에너지 저장설비로서, 그 중 동적 축냉 시스템에 이용되는 아이스슬러리(ice slurry)는 차세대 냉난방 시스템의 핵심기술 중의 하나로 인정되어 관심이 집중되고 있다.

아이스슬러리를 경제적이며 신뢰성 있게 만들어 내는 제빙장치는 핵심장비로서 여러가지 형태로 연구개발되고 있는데, 이 중 다관식 제빙기는 쉘튜브형 열교환기를 기본으로 사용하며 전열관 내부에 촉열매체를 공급하면서 전열관 외부에 냉매를 증발시켜 열을 빼앗고 전열관 내부에 얼음이 고착하지 못하도록 연속적으로 긁어내는 형식을 취하고 있다.

대표적인 것으로, 튜브 내부에 전열관 내벽을 선회운동하는 로드를 이용하여 제빙하는 휩로드(whip rod)방식, 상기 다관식 제빙기의 하나로서 전열관 내부에 플라스틱 재질의 나사형식의 스크레이퍼(scraper)를 회전시켜 제빙하는 스크루 스크레이퍼 방식, 진동스프링 장치를 이용하여 진동에너지에 의한 스프링의 운동을 이용한 진동식 등이 있다.

상기의 방식들은 각각이 갖는 많은 장점에도 불구하고 공통적으로 갖는 약점은 전열면을 연속적으로 긁어내는 동력을 전달하는 기계기구의 복잡성과 신뢰성 부족이 공통점인 문제이며 또한 생성된 아이스슬러리의 순환과정에서의 집적에 의한 폐색은 아이스슬러리 제빙기의 일반 보급을 제약하고 있다.

또한, 전열관 내부를 통과하며 생성된 아이스슬러리는 제빙장치의 배출실에서 블레이드를 통해 교반되며 배출되는데, 블레이드의 배출이 원활하게 이루어지지 않으면 아이스슬러리에 상분리가 일어나게 되는 문제점이 있다.

또한, 블레이드의 교반중에 아이스슬러리가 블레이드 표면에 누적될 수 있어 얼음의 고착발생이 일어날 수 있고, 이로 인해 아이스슬러리가 배출실로 유입되거나 배출되는 입구를 봉쇄하게 되어 아이스슬러리의 유동이 방해됨으로써 원활한 아이스슬러리의 생성을 방해하게 된다. 이는, 동력을 전달하는 전달원에 과부하를 일으키게 되어 전력손실 뿐만 아니라 제빙장치가 파괴될 수 있는 문제점이 있다.

1. 한국 특허등록 제10-0513219호(2005.08.31)

2. 한국 특허등록 제10-0296653호(2001.05.14)

아이스슬러리 상태의 열매체가 원활하게 순환 및 교반됨으르써 상분리가 일어나지 않는 제빙장치용 교반기를 제공하고자 한다.

아이스슬러리 상태의 열매체가 원활히 배출됨으로서 공급이나 배출 과정중에 막힘이나 응집이 발생하지 않는 제빙장치용 교반기를 제공하고자 한다.

아이스슬러리 상태의 열매체가 비교적 간단한 구성으로 상분리없이 원활히 배출될 수 있어 유동성 저항에 따른 동력전달원에 부하가 걸리지 않고, 이를 통해 아이스슬러리 상태의 열매체가 효율적으로 공급될 수 있는 제빙장치용 교반기를 제공하고자 한다.

상분리 없는 아이스슬러리의 공급을 통해 차세대 냉난방 시스템에 적극적으로 활용할 수 있는 제빙장치용 교반기를 제공하고자 한다.

실시예에 의한 제빙장치용 교반기는, 냉매의 증발로 인한 열에너지 흡수를 이용하여 제빙을 수행하는 제빙장치의 스크레이퍼와 결합되는 교반기에 있어서, 상기 스크레이퍼에 억지끼움 또는 나사결합을 통해 결합되어 상기 제빙장치에 형성된 배출실에서 상기 스크레이퍼를 통해 회전되는 몸체부 및 상기 몸체부로부터 외측으로 돌출 형성되며, 상기 몸체부를 통해 회전되어 아이스슬러리 상태의 열매체를 교반시키며 상기 제빙장치의 외부로 배출되게 하는 날개부를 포함하고, 상기 날개부는 상기 몸체부의 외주면에 적어도 하나 이상 형성되되, 상기 몸체부의 회전방향인 전면부가 곡선형태인 유선형으로 형성되어 상기 전면부를 통해 상기 아이스슬러리 상태의 열매체의 저항을 표면을 따라 순환되게 하고, 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 통과되도록 하여 상기 배출실에서 순환되게 하는 적어도 하나 이상의 유동홈이 상기 날개부의 전면에서 후면을 향하도록 상기 날개부 내부에 직선 또는 곡선 또는 물결 및 그물망 형태로 관통하여 형성되어져 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 날개부의 표면에 접촉되는 면적을 줄이면서 회전방향의 후방으로 통과되게 유동시켜 상기 날개부 표면의 고착이 방지되게 하며, 상기 스크레이퍼가 삽입되는 후방 측면의 중심측에는 "ㄷ"자 형상의 절개홈이 형성되어져 교반시에 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 날개부의 측면에 간섭되지 않고 상기 배출실로 원활히 유입되도록 하면서, 후방 측면의 단부측에는 외측으로 돌출되되 상기 배출실의 내측면에 인접되게 형성된 돌출부가 적어도 하나 이상 형성되어져 상기 유동홈과 상기 절개홈을 통과하여 유동되는 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 배출실의 표면에 고착 및 응고되지 않도록 하며, 상기 스크레이퍼의 단부가 위치되는 전방 측면의 중심측은 일부가 후방 측면을 향해 내측으로 함몰되게 형성되어 전방 측면에 인접된 상기 배출실의 표면에 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 고착 및 응고되지 않도록 하여 상기 배출실 내의 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상분리없이 원활하게 순환 및 교반되는 것을 특징으로 한다.

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이상에서와 같은 제빙장치용 교반기는, 아이스슬러리 상태의 열매체가 원활하게 순환 및 교반됨으르써 상분리가 일어나지 않는 장점을 갖는다.

또한, 아이스슬러리 상태의 열매체가 원활히 배출됨으로서 공급이나 배출 과정중에 막힘이나 응집이 발생하지 않는 장점을 갖는다.

또한, 아이스슬러리 상태의 열매체가 비교적 간단한 구성으로 상분리없이 원활히 배출될 수 있어 유동성 저항에 따른 동력전달원에 부하가 걸리지않고, 이를 통해 아이스슬러리 상태의 열매체가 효율적으로 공급될 수 있는 장점을 갖는다.

아울러, 상분리 없는 아이스슬러리의 공급을 통해 차세대 냉난방 시스템에 적극적으로 활용할 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 제빙장치용 교반기가 스크레이퍼와 결합된 상태의 도면.
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 제빙장치용 교반기의 사시도.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 날개부에 형성된 유동홈의 예.
도 4는 도 2에 도시된 본 개시의 제빙장치용 교반기의 측면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 개시의 실시예에 따른 제빙장치용 교반기가 스크레이퍼와 결합된 상태의 도면, 도 2는 본 개시의 실시예에 따른 제빙장치용 교반기의 사시도, 도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 날개부에 형성된 유동홈의 예, 도 4는 도 2에 도시된 본 개시의 제빙장치용 교반기의 측면도이다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 제빙장치용 교반기(10)는 냉매의 증발로 인한 열에너지 흡수를 이용하여 제빙을 수행하는 제빙장치용 교반기 즉, 스크레이퍼에 결합된 블레이드에 관한 것으로, 본 개시에서는 제빙장치, 열교환기, 열교환통로, 냉매, 열매체, 유입실, 배출실, 모터 등과 같은 구동유닛 등 제빙장치가 속한 관련기술에서 통상적으로 사용되는 구성요소에 대해서는 설명은 생략하기로 한다.

본 개시의 실시예에 따른 제빙장치용 교반기(10)는 냉매의 증발로 인한 열에너지 흡수를 이용하여 제빙을 수행하는 제빙장치의 스크레이퍼(20)와 결합되는 교반기로서, 몸체부(100), 날개부(200)를 포함하여 이루어진다.

몸체부(100)는 스크레이퍼(20)에 결합되어 제빙장치에 형성된 배출실(미도시)에서 스크레이퍼(20)를 통해 회전된다. 이러한, 몸체부(100)는 단면이 원형인 원판체로 형성되되, 내부 중심에는 스크레이퍼(20)가 결합되기 위한 결합공(110)이 형성된다. 이러한, 몸체부(100)는 억지끼움을 통한 결합이나 스크류 방식에 의한 나사결합을 통해 스크레이퍼(20)에 결합될 수 있다. 본 개시에서는 억지끼움을 통해 스크레이퍼(20)의 단부에 결합되는데 이 경우에는 회전에 의한 미끄럼이 방지되도록 결합공(110)의 일부가 몸체부(100)의 외측으로 돌출되게 형성되는게 바람직하다. 만약, 나사결합에 의한 경우에는 회전에 의한 풀림이 방지되도록 회전방향의 반대방향으로 나사결합되는 것이 바람직하다. 이러한, 몸체부(100)는 스크레이퍼(20)와 함께 "T"형상을 이루면서 제빙장치에 구비된 배출실에 설치되게 되어 스크레이퍼(20)가 회전될 때 동시에 회전된다.

날개부(200)는 몸체부(100)로부터 외측으로 돌출 형성되며, 몸체부(100)를 통해 회전되어 아이스슬러리 상태의 열매체를 교반시키며 제빙장치의 외부로 배출되게 한다. 날개부(200)는 몸체부(100)의 외주면에 적어도 하나 이상 형성되되, 몸체부(100)의 회전방향인 전면부가 곡선형태인 유선형으로 형성된다. 즉, 날개부(200)는 나선형의 전면부를 갖는 유선형으로 형성되되, 나선형의 전면부가 몸체부(100)의 회전방향을 향하도록 몸체부(100)의 외주면을 따라 일정간격 이격되어 다수로 구비된다. 이를 통해, 날개부(200)는 몸체부(100)의 회전을 통해 회전되어 아이스슬러리 상태의 열매체를 교반하되, 나선형 전면부가 아이스슬러리 상태의 열매체의 저항을 표면을 따라 외측으로 흐르도록 유동시키면서 배출실에 형성된 배출구를 통해 외부로 배출되게 한다. 따라서, 날개부(200) 표면의 고착으로 인한 동결이 방지되게 한다. 이러한, 날개부(200)는 아이스슬러리 상태의 열매체가 통과되도록 하여 배출실에서 순환되게 하는 적어도 하나 이상의 유동홈(220)이 형성된다. 즉, 유동홈(220)은 날개부(200)의 나선형 전면에서 후면을 향하도록 날개부(200) 내부를 관통하여 형성되고, 날개부(200)가 회전되면 아이스슬러리 상태의 열매체가 날개부(200)의 표면에 접촉되는 면적을 줄이면서 자연스럽게 회전방향의 후방으로 통과되도록 유동시켜 날개부(200) 표면의 고착을 방지되게 한다. 이 유동홈(220)은 도 3a 내지 3c에 도시된 바와 같이 날개부(200)의 내부에 직선, 곡선, 물결, 그물망 형태로 형성됨으로써 아이스슬러리 상태의 열매체가 유동과 함께 교반이 동시에 일어나게 하는 것도 가능하다. 이러한, 날개부(200)의 측면에는 교반시에 아이스슬러리 상태의 열매체가 배출실로 원활히 유입되도록 하는 절개홈(230)이 형성된다. 절개홈(230)은 날개부(200)의 폭방향 양측면 중 스크레이퍼(20)가 결합된 측면에 형성되되, 열교환통로를 통해 배출실로 유입되는 아이스슬러리 상태의 열매체가 회전하는 날개부(200) 측면에 의해 간섭되지 않는 소정의 폭과 너비로 대략 "ㄷ"자 형상으로 형성된다. 따라서, 이 절개홈(230)은 날개부(200)의 중심측 소정 위치에 형성되되 스크레이퍼(20)가 회전되는 열교환통로를 수용하도록 형성됨이 바람직하다. 한편, 날개부(200)의 측면에는 아이스슬러리 상태의 열매체가 배출실의 외부로 원활히 배출되도록 하는 적어도 하나 이상의 돌출부(210)가 형성된다. 돌출부(210)는 절개홈(230)이 형성된 날개부(200) 측면의 단부측에서 외측으로 돌출되어 배출실의 내측면에 인접되게 형성된다. 이 돌출부(210)는 열교환통로로부터 유입된 아이스슬러리 상태의 열매체 그리고 유동홈(220)과 절개홈(230)을 통과하여 유동되는 아이스슬러리 상태의 열매체가 배출실의 표면에 고착 및 응고되지 않도록 한다. 따라서, 이 돌출부(210)는 배출실의 폭에 최대한 근접하는 너비와 함께 배출실의 내주면에 최대한 인접되게 날개부(200)에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이 돌출부(210)는 날개부(200)의 단부뿐 아니라 절개홈(230)이 형성된 날개부(200)의 측면에 다수로 구비되는 것도 가능한데, 이 때는 복수의 스크레이퍼 사이에 형성됨으로써 회전에 의해 아이스슬러리의 유동이 방해되지 않도록 함이 바람직하다.

이상에서와 같은 제빙장치용 교반기(10)는, 아이스슬러리 상태의 열매체가 원활하게 순환 및 교반됨으르써 상분리가 일어나지 않는 장점을 갖고, 아이스슬러리 상태의 열매체가 원활히 배출됨으로서 공급이나 배출 과정중에 막힘이나 응집이 발생하지 않으며, 아이스슬러리 상태의 열매체가 비교적 간단한 구성으로 상분리없이 원활히 배출될 수 있어 유동성 저항에 따른 동력전달원에 부하가 걸리지 않고, 이를 통해 아이스슬러리 상태의 열매체가 효율적으로 공급될 수 있는 장점을 갖고, 상분리 없는 아이스슬러리의 공급을 통해 차세대 냉난방 시스템에 적극적으로 활용할 수 있는 장점을 갖는다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

10 : 제빙장치용 교반기 20 : 스크레이퍼
100 : 몸체부 110 : 결합공
200 : 날개부 210 : 돌출부
220 : 유동홈 230 : 절개홈

Claims (5)

1. 냉매의 증발로 인한 열에너지 흡수를 이용하여 제빙을 수행하는 제빙장치의 스크레이퍼와 결합되는 교반기에 있어서,
   상기 스크레이퍼에 억지끼움 또는 나사결합을 통해 결합되어 상기 제빙장치에 형성된 배출실에서 상기 스크레이퍼를 통해 회전되는 몸체부; 및
   상기 몸체부로부터 외측으로 돌출 형성되며, 상기 몸체부를 통해 회전되어 아이스슬러리 상태의 열매체를 교반시키며 상기 제빙장치의 외부로 배출되게 하는 날개부;를 포함하고,
   상기 날개부는 상기 몸체부의 외주면에 적어도 하나 이상 형성되되,
   상기 몸체부의 회전방향인 전면부가 곡선형태인 유선형으로 형성되어 상기 전면부를 통해 상기 아이스슬러리 상태의 열매체의 저항을 표면을 따라 순환되게 하고,
   상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 통과되도록 하여 상기 배출실에서 순환되게 하는 적어도 하나 이상의 유동홈이 상기 날개부의 전면에서 후면을 향하도록 상기 날개부 내부에 직선 또는 곡선 또는 물결 및 그물망 형태로 관통하여 형성되어져 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 날개부의 표면에 접촉되는 면적을 줄이면서 회전방향의 후방으로 통과되게 유동시켜 상기 날개부 표면의 고착이 방지되게 하며,
   상기 스크레이퍼가 삽입되는 후방 측면의 중심측에는 "ㄷ"자 형상의 절개홈이 형성되어져 교반시에 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 날개부의 측면에 간섭되지 않고 상기 배출실로 원활히 유입되도록 하면서, 후방 측면의 단부측에는 외측으로 돌출되되 상기 배출실의 내측면에 인접되게 형성된 돌출부가 적어도 하나 이상 형성되어져 상기 유동홈과 상기 절개홈을 통과하여 유동되는 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상기 배출실의 표면에 고착 및 응고되지 않도록 하며,
   상기 스크레이퍼의 단부가 위치되는 전방 측면의 중심측은 일부가 후방 측면을 향해 내측으로 함몰되게 형성되어 전방 측면에 인접된 상기 배출실의 표면에 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 고착 및 응고되지 않도록 하여 상기 배출실 내의 상기 아이스슬러리 상태의 열매체가 상분리없이 원활하게 순환 및 교반되는 것을 특징으로 하는 제빙장치용 교반기.
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