KR101867835B1

KR101867835B1 - 오거의 제조방법과 오거식 제빙기

Info

Publication number: KR101867835B1
Application number: KR1020170030472A
Authority: KR
Inventors: 이현옥
Original assignee: 이현옥
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-06-15

Abstract

본 발명은 나선날(coil type blade)을 별도 가공하여 오거축(Auger shaft)에 결합한 오거(Auger)의 제조방법과, 이 오거의 얼음형성중 발생하는 래디얼하중(radial Load)을 오거의 압축부(Compressed section of auger shaft)에 위치한 압축리브와의 사이에 압축얼음(β)이 채워지도록 한 오거식 제빙기를 개시한다.
이 오거식 제빙기는 오거식 제빙기에 있어서, 나선날(43)과 제빙실린더(2) 내면과의 사이에 나선공간(46) 및 압축부(42)을 형성하는 오거(4)와, 나선날(43)에 의하여 압축,제빙된 얼음기둥(Y)을 배출하도록 제빙실린더(2)의 상단 내주면과 압축부(42)에 사이에 설치되는 압축리브(1)와, 압축리브(1) 사이에 형성되는 압축통로(5) 및 압축리브(1)와 압축부(42)의 사이에 형성되고, 압축통로(5)의 압력으로 압축얼음(β)을 형성하는 슬립간극(α)을 포함하는 오거식 제빙기를 제공한다. 이 오거식 제빙기는 코일형의 나선날 가공단계와, 내부에 제빙수 순환공간을 갖는 원기둥체를 가공하는 오거축 가공단계와, 상기 나선날을 오거축의 외측면에 결합, 용접하는 단계를 포함하거나, 나선날의 단부를 따라 용접홈을 형성하는 단계;이 용접홈에 용접재료를 녹여 충전하는 단계; 및 상기 충전된 용접재료를 상기 나선날의 단부 형태에 맞게 코팅하는 단계;를 포함하는 오거식 제빙기의 오거 제조방법을 제공한다 .

Description

오거의 제조방법과 오거식 제빙기{Method of Auger manufacturing and Auger type ice maker}

본 발명은 코일형상의 날(coil type blade, 이하 나선날이라 함)을 별도 가공하여 원형 축부재(이하, 오거축,Auger shaft라 함)에 결합한 오거(Auger)의 제조방법과, 이 오거(오거축)의 얼음형성중 발생하는 래디얼하중(radial Load)을 오거의 압축구간(Compressed section of auger shaft,이하 압축부라 함)과 이 압축부에 위치한 안내리브(Guide rib, 이하 압축리브라 함)의 사이에서 상승하는 얼음으로 압축된 얼음[이하,압축얼음(β)]이 채워지도록 한 오거식 제빙기에 관한 것이다.

일반적으로 오거식 제빙기는 급수탱크로부터 제빙수가 급수관을 거쳐 제빙실린더로 공급되고, 배수관을 통하여 배수되는 제빙수공급부와, 압축기,응축기,팽창밸브,증발관을 통하여 냉매가 순환,제어되는 냉동사이클부(냉각사이클이라고도 하며,압축기, 응축기 및 팽창밸브가 냉매배관에 의해 접속된 냉매순환계,이하 냉동사이클,A라 함)와, 상,하방향으로 배치된 통형 제빙실린더, 이 제빙실린더 외주면에 권취된 상기 냉동사이클부의 증발관, 상기 제빙실린더내에서 회전하는 나선날 일체의 회전축(오거축)이 회전하는 오거와, 상기 제빙실린더 전체를 단열,피복하는 제빙부(케이싱)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

이러한 오거식 제빙기의 오거는 통상 원형기둥의 모재에서 나선날 부분을 제외한 부분을 절삭하여 나선날이 일체로 형성된 오거축(오거)을 제조한다.

이러한 오거의 제조방법은 직경이 큰 원형기둥의 모재를 나선날부분을 제외하고 나머지를 절삭,가공하는 긴 시간의 공정을 요구하므로 제빙용량이 작은 간이 제빙기에서는 오거축의 나선날을 제조하기 위한 공정시간을 단축함이 요구되어 왔다. 아울러, 요즈음과 같이 여름,겨울 구분없이 얼음을 필요로 하는 음료시장 상황에서는 신속하게 소형 제빙기의 공급이 필요로 되고, 이러한 수요 물량에 부응하려면 신속하게 제빙기를 제작하여 공급하여야 하지만 상술한 오거(오거축)의 가공공정의 긴 절삭공정으로 인하여 장기간 제작기간이 소요되어 얼음음료 시장에서 요구하는 납품,출하시기를 놓치는 경우도 있었다.

따라서 오거식 제빙기를 제조함에 필요한 요소중 하나는 오거식 제빙기를 제작하는 과정에서 오거,제빙실린더,축수부재,단열피복 케이싱등의 제작 공정에서 부품수를 줄이거나 공정시간을 단축하는 것으로 이러한 제빙기 시장의 신속한 수요에 부응하는 해결방법중 하나가 될 것이다.

그동안 오거는 전술한 바와 같이 원형단면의 모재를 절삭가공을 통하여 깎아내는 방법만이 알려져 있다. 이러한 방법은 그 나선날의 가공을 하기 위한 절삭공정에서 소요되는 치수의 정확성과 장시간 수반되는 가공공정으로 인하여 제조공정에 장시간이 소요되는 단점이 있었다.

한편, 오거식 제빙기에 있어서 장시간 사용으로 제빙실린더 내주면과의 피할 수 없는 면접촉으로 나선날의 마모는 어쩔수 없었고, 이로 인하여 제빙실린더 내주면과의 사이에 발생되는 틈을 통한 여러 가지 압력손실,제빙수의 제빙효율 약화등의 문제점이 있으므로 소정기간 사용된 오거식 제빙기의 오거는 교환을 필요로 하였다. 이러한 오거의 교환은 상당한 고가의 교체비용을 요구하므로 보다 저렴한 교체비용 내지는 수리비용을 소요되기도 하였다.

특히, 일반적으로 알려진 오거식 제빙기는 제빙실린더의 외주에 밀착되어 나선형상으로 고정 장착된 증발관내에 감압 냉매를 집어넣어 순환시킴으로써 제빙실린더를 빙점 아래까지 냉각하고, 이것은 냉동사이클(A)로서 제빙실린더내로 유입되는 제빙수를 결빙시키고, 이 결빙에 의해 성장하는 얼음층을 오거를 회전시켜 나선날사이의 공간에서 상방으로 긁어올려 이송하고, 올려진 얼음층을 가압헤드의 압축통로로 도입함과 동시에 이 압축통로에서 압축(탈수)됨으로써, 대부분의 수분이 제거된 경질의 얼음기둥(M)으로 압축며, 이 얼음기둥(M)이 압축통로로부터 지속적으로 밀려나와 상부의 얼음절단부에서 접촉할 때 외측방향으로의 힘이 더해져서 적당한 크기의 칩형상으로 절단된 얼음덩어리(이하, 칩상얼음이라고 함)로 저장부에 저장되는 것이 알려져 있다.

즉, 이러한 오거식 제빙기의 압축통로를 형성하기 위한 가압헤드는, 첨부도면 도 1a, 1b, 1c에서 도시하고, 일본 특개평8-189736호 공보에서 기재하는 바와 같이 오거의 상단측을 회전 가능하게 축지지하는 본체부의 외주로부터 반경방향 방사상으로 돌출하여 축방향으로 연장되는 복수의 압축리브를 형성한 가압헤드를 오거축 외주에 원통상 축방향 설치하고, 이 가압헤드 내주면은 일부 구간에 오거축과 접촉하게 되고[후술하듯이 이를 부시 개재(介在)로 해결],이 각각의 압축리브 사이에 횡단면이 대략 외향으로 오목한 압축통로를 형성하며, 이 압축통로의 상부에는 수직으로 연결되는 경사부를 갖는 얼음절단부를 함께 형성한 것이다.

이렇게 얼음기둥(M)을 형성하는 가압헤드는 압축통로를 형성하여 상부 오거축과의 사이에 부시 결합구조를 형성하지만, 오거의 나선날과 제빙실린더의 사이에서 결빙에 의해 서서히 성장하는 얼음층의 제빙압력에 의해 오거축이 축중심 방향으로 강하게 밀리는 현상, 즉, 나선날 사이사이의 제빙영역 사이에서 발생되는 압력의 차이로 인하여 반경방향의 래디얼하중(radial Load)이 발생하며, 이로 인하여 오거축의 축중심이 하부축수를 기준으로 상부축수와의 사이에서 미세하게 벗어나는 축심의 좌,우 유동이 일어난다(본 발명의 해결구조를 도시한 도 10 참조).

이러한 좌,우 유동은 결국 오거축과 이에 슬립,접촉하는 립부재(압축리브)사이에 마찰을 일으켜 마모된다. 이를 종래에는 가압헤드와 오거축 사이에 오거축 회전시의 접촉으로 인한 마모를 방지하도록 가압헤드의 내주면에 부시(Bush)를 삽입,설치하여 왔다.

일반적으로 부시란 저속회전의 회전축과 고정축 사이에서 회전중에 회전축과 고정부재 사이에 접촉하는 부분의 마모를 방지하기 위하여 설치되고, 종래 오거식 제빙기에도 전술한 래디얼하중을 방지하기 위하여 부시가 채택되어 왔다.

한편, 이러한 제빙실린더내의 오거 회전축에 동심원통축에 설치되는 가압헤드의 압축통로가 가압헤드 몸체에서 방사상으로 형성되어야 하므로 중심 축공을 갖는 원통형 금속의 외주면에 일정간격으로 압축통로를 형성하기 위하여 수개의 압축리브를 방사상의 정밀한 간격으로 형성하려면 이를 가공함에 따른 금형설계, 금속공정의 정밀도가 요구되며, 이를 가공하기 위한 공정시간, 정밀 금형가공에 따른 공임의 과다등의 문제점이 상당하였다.

전술한 바와 같이 종래 알려진 가압헤드 내주면에서 오거축의 쏠림에 따른 래디얼하중을 방지하기 위한 부시의 장착구조도 가압헤드에 구현되어야 하므로 부시를 삽입 구성함에 따른 복잡한 구조 설계의 문제점도 있으며, 전술한 가압헤드의 압축리브,압축통로 가공에 따른 공정의 난가공과정은 물론 부시를 장착함에 따른 오거식 제빙기의 사이즈를 콤팩트화하기도 어려운 문제점이 있었다. 아울러, 부시의 장시간 접촉마모로 인한 이물질의 생성으로 회색의 물질이 형성되는 문제점도 있었다.

따라서 회전중인 오거축의 래디얼하중을 부시없이 해결할 수 있는 오거식 제빙기도 필요로 되어 왔다.

본 발명은 상기한 종래 문제점과 필요성을 감안하여 오거의 나선날과 원기둥형 모재의 오거축을 따로 제작한 뒤 나선날을 오거축에 결합함에 의하여 종래 원기둥형 모재에서 절삭가공함에 따른 정밀성,신속성등 공정상의 문제점을 개선하여 오거의 제작이 간단한 제작공정으로 가능하도록 하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 종래 오거축과 압축리브사이에 부시를 삽입함에 따른 회전력의 저하등을 개선한 오거식 제빙기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 회전중인 오거축과 면접촉되는 압축리브를 갖는 가압헤드의 구조를 간단하게 개선하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 압축리브가 독립적으로 제작되어 제빙실린더 내주면에 조립되는 오거식 제빙기를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

본 발명은 오거축과 압축리브사이의 압축얼음이 채워질 수 있는 슬립간극(α)을 형성하는 오거식 제빙기를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

본 발명은 부시를 삽입하는 구조를 개선하여 회전중인 오거에서 형성된 얼음층을 압축하는 과정에서 압축된 압축얼음중 일부가 슬립간극(α)에 채워져 부시기능을 수행하도록 하는 오거식 제빙기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명 오거식 제빙기의 상기 압축리브는 좌,우측면이 수직면을 이루고, 이 수직면의 하부는 오거의 나선날에 의한 제빙얼음을 가압,안내하도록 경사면을 형성하여 인접하는 각각의 경사면 사이에서 상승되도록 확개된 경사면을 형성한 압축리브를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

궁극적으로 본 발명은 종래의 문제점과 필요성을 감안하여 종래 오거축 가공에 따른 절삭가공에 따른 공정시간의 손실을 개선하고, 간단한 조립구조로 제작가능한 오거축을 갖는 오거식 제빙기에 더하여 본 발명은 종래 부시삽입구조를 개선하여 압축,성장하는 과정에서 이 압축력을 받는 압축얼음이 채워져 부시기능을 수행하도록 함과 동시에 오거축과 압축리브사이의 래디얼하중에 따른 마모를 압축얼음이 채워진 슬립간극(α)에 의하여 오거축마모를 방지하는 기능을 갖는 오거식 제빙기를 제공하는 데에 궁극적인 목적이 있다.

본 발명은 오거식 제빙기의 장기간 사용으로 노화된 오거축을 전부 교체하지 않고 나선날의 단부만을 용융시켜 분리한 뒤 새로운 용융재료를 교체하여 사용할 수 있는 오거식 제빙기를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 오거제조방법은, 소정의 폭을 갖는 판형 재료부재를 코일형 나선날로 제조하는 나선날 제조단계; 원통형의 오거축 제조단계: 및 상기 나선날을 상기 오거축의 외측에 삽입하고, 용접하는 결합단계;를 포함하는 오거식 제빙기의 오거 제조방법에 의하여 달성할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 오거제조방법의 상기 나선날 제조단계는 상기 소정의 폭을 갖는 판형 재료부재의 길이, 높이, 폭을 소정치수로 제조하고, 소정강도, 탄성을 갖도록 가공할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 오거제조방법의 상기 오거축에 나선형 홈을 형성하고, 이 홈에 나선날을 삽입하는 것에 의하여 달성할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 오거제조방법의 상기 나선날 제작단계는, 나선날의 단부를 따라 용접홈을 형성하는 단계와; 상기 용접홈에 용접재료를 녹여 충전하는 단계; 및 상기 충전된 용접재료를 상기 나선날의 단부 형태에 맞게 가공하는 단계;를 포함하는 오거식 제빙기의 오거 제조방법에 의하여 달성할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기는,

급수탱크로부터 제빙수가 급수관을 거쳐 제빙실린더로 공급,배수되는 제빙수공급부와, 압축기,응축기,팽창밸브,증발관을 통하여 냉매가 순환,제어되는 냉동사이클부(A)와, 상기 증발관이 제빙실린더의 외주면에 냉매가 순환되도록 권취되고,이 제빙실린더내에서 회전하는 오거는 나선날을 오거축에 형성하고, 상기 증발관의 외부는 단열,피복된 제빙부를 포함하고, 상기 오거는, 소정의 폭을 갖는 판형 재료부재를 코일형 나선날로 제조하는 나선날 제조단계와; 원통형의 오거축 제조단계와: 상기 나선날을 상기 오거축의 외측에 삽입하고, 용접하는 결합단계;로 제조된 오거를 포함하는 오거식 제빙기로서 달성할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기는,

급수탱크로부터 제빙수가 급수관을 거쳐 제빙실린더로 공급,배수되는 제빙수공급부와, 압축기,응축기,팽창밸브,증발관을 통하여 냉매가 순환,제어되는 냉동사이클부(A)와, 상기 증발관이 제빙실린더의 외주면에 냉매가 순환되도록 권취되고,이 제빙실린더내에서 회전하는 오거는 나선날을 오거축에 형성하고, 상기 증발관의 외부는 단열,피복된 제빙부로 이루어진 오거식 제빙기에 있어서, 제빙된 얼음을 압축시키도록 상기 오거축 상부에 형성되는 압축부; 상기 나선날 회전으로 안내된 얼음층을 압축하는 압축통로를 형성하도록 상기 압축부에 설치되는 압축리브; 및 상기 압축리브와 상기 오거축의 사이에 형성되는 슬립간극(α);을 포함하는 오거식 제빙기로서 달성할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 상기 압축리브 적어도 1개 이상 상기 제빙실린더의 내주면에 방사상으로 고정되고, 그 고정된 사이에 압축공간을 교대로 반복 형성하는 오거식 제빙기로 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 상기 압축통로의 압력으로 압축얼음(β)이 형성됨과 동시에 상기 압축리브와 압축부사이의 상기 슬립간극(α)에도 압축얼음(β)이 얇게 형성되어 오거축의 래디알하중에 의한 미세 요동, 슬립면의 마모등을 방지하도록 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기는, 급수탱크로부터 제빙수가 급수관을 거쳐 제빙실린더로 공급,배수되는 제빙수공급부와, 압축기,응축기,팽창밸브,증발관을 통하여 냉매가 순환,제어되는 냉동사이클부(A)와, 상기 증발관이 제빙실린더의 외주면에 냉매가 순환되도록 권취되고,이 제빙실린더내에서 회전하는 오거는 나선날을 오거축에 형성하고, 상기 증발관의 외부는 단열,피복된 제빙부로 이루어진 오거식 제빙기에 있어서, 상기 오거축에서 제빙된 얼음을 기둥형상으로 압축시키도록 상기 오거축 상부에 형성되는 압축부; 상기 압축부에서 기둥형상을 이루도록 얼음층을 압축,안내하는 압축통로를 형성하도록 이 압축통로를 사이에 두고 교호로 형성되는 압축리브; 및 상기 압축리브와 상기 오거축의 사이에 형성되는 슬립간극(α);을 포함하고,

상기 오거는, 상기 제빙실린더에서 상,하부축수로 배치되고 나선날이 없는 구간에 압축부를 형성하는 오거축; 및 상기 상,하부축수와 압축부를 제외한 구간에 나선형으로 소정길이 용접하여 결합된 나선날;을 더 포함하는 오거식 제빙기로서 달성할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 상기 압축리브 적어도 1개 이상 상기 제빙실린더의 내주면에 방사상으로 고정되고, 그 고정된 사이에 압축공간을 교대로 반복 형성할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 상기 오거는, 나선날의 단부를 따라 용접홈을 형성하고, 이 용접홈에 용접재료를 용융, 충전할 수 있다.

상술한 본 발명 오거식 제빙기는 오거의 나선날과 단순 원통주면의 오거축을 별도 가공으로 제작한 뒤 이 나선날을 오거축에 조립,결합함에 의하여 종래 일일이 나선날을 원통에서 가공함에 따른 정밀공정,신속공정등 공정상의 문제점을 개선함으로써 오거의 제작이 비교적 간단하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래 오거축 가공에 따른 절삭가공에 따른 공정시간의 손실을 개선하고, 종래 오거축보다 작은 직경의 오거축에 삽입,결합 가능한 조립구조의 나선날 및 오거축을 제공하게 되어 재료의 절감효과도 있다.

본 발명 오거식 제빙기는 회전하는 오거의 나선날과 이 나선날에 접촉하는 제빙실린더 내주면에서 결빙에 의해 성장하는 얼음층에의해 반경방향으로 강하게 밀리는 래디알하중에 따른 마모(오거축의 축심 유동에 의한 마모)를 방지함에 따라 부시와 같은 부품을 대체하는 효과를 얻으며, 이러한 래디얼하중을 방지하기 위한 슬립간극(α)의 압축얼음(β)이 원활한 슬립 기능을 하므로 회전축이나 압축리브의 마모에 따른 수명도 향상되는 효과를 거둔다.

본 발명 오거식 제빙기는 회전하는 오거의 나선날과 이 나선날에 접촉하는 제빙실린더 내주면에서 결빙에 의해 성장하는 얼음층에의해 반경방향으로 강하게 밀리는 래디알하중에 따른 마모(오거축의 축심 유동에 의한 마모)를 압축통로의 압력에 의하여 형성된 압축얼음(β)으로 방지하도록 하는 효과를 거둔다.

본 발명 오거식 제빙기는 종래 오거식 제빙기의 가압헤드가 갖는 문제점들을 개선하여 제빙얼음을 성장시키는 압축통로를 형성함이 제빙실린더의 내주면에 조립 가능한 압축리브로서 구현하도록 함으로써 오거식 제빙기 설계상의 간단함을 거두는 효과도 있다.

본 발명 오거식 제빙기의 압축리브는 종래의 가압헤드의 몸체에 홈을 파내어 형성하지 않고 별도로 압축리브를 부품화하여 제빙실린더 내주면에 조립식으로 구현함으로써 종래 가압헤드가 갖는 가압헤드의 압축리브를 간단한 구조로 해결하여 조립공정 및 제작능률이 개선된 오거식 제빙기를 제공하는 효과도 있다.

본 발명은 이와 같은 압축통로의 제작가공이 종래에는 일일이 가압헤드 외주면상에 난이도 높은 금형가공등이 실행되어야 하지만 본 발명은 단지 압축리브만을 간단하게 제작하여 제빙실린더 내에 조립함으로써 자연스럽게 압축통로가 형성되고, 혹은 제빙실린더 내주면에 일체로 금형 가공하여 배치설계함으로써 제작,가공의 편리함이 있고, 압축통로의 공간도 확장될 수 있고, 압축리브만으로 정형화된 구조를 조립하여 구현할 수 있으며, 특히, 압축통로의 형성이 간단한 압축리브로 이루어짐으로써 보다 콤팩트한 제빙기를 제공하게 되는 효과도 있다.

본 발명 오거식 제빙기는 오거의 나선날과 단순 원통주면의 오거축을 별도 제작한 뒤 이 나선날을 오거축에 결합함에 의하여 종래 일일이 나선날을 원통에서 가공함에 따른 정밀공정,신속공정등 공정상의 문제점을 개선함으로써 오거의 제작이 비교적 간단하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래 오거축 가공에 따른 절삭가공에 따른 공정시간의 손실을 개선하고, 오거를 간단한 조립구조로도 제작이 가능한 오거식 제빙기를 제공하게 되었으며, 비교적 작은 직경의 오거축에 별도 제작된 나선날을 간단히 삽입하여 결합되도록 한 조립구조의 오거축을 제공하게 되었다.

도 1a는 종래 가압헤드와 부시가 적용된 오거식 제빙기의 개략단면도이고,
도 1b는 종래 가압헤드내 부시가 적용된 오거식 제빙기의 횡단면도이고,
도 1c는 종래 오거식 제빙기의 적용된가 가압헤드의 발췌도이고,
도 1d는 종래 오거식 제비익의 오거축의 발췌도이고,
도 2는 본 발명 오거식 제빙기의 오거축의 분리도면이고,
도 3은 본 발명 어거식 제빙기의 오거축 의 결합상태도면이고,
도 4는 본 발명 오거식 제빙기의 오거 및 압축리브의 결합된 제빙실린더의 사시도이고,
도 5는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙실린더와 오거 및 압축리브의 분리상태 사시도이고,
도 6은 본 발명 오거식 제빙기에 구현된 압축리브의 발췌사시도이고,
도 7은 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브가 실시된 횡방향 단면도이고,
도 8은 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브가 적용된 종방향 단면도이고,
도 9는 본 발명 오거식 제빙기의 오거축이 래디알하중에 따라 발생하는 압축얼음의 형성작용을 설명하기 위한 종방향 개략단면도이고,
도 10은 본 발명 오거식 제빙기의 오거축이 래디알하중에 따라 발생하는 슬립간극(b)와, 압축얼음(β)의 형성작용을 설명하기 위한 종방향 단면도이고,
도 11은 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브와 압축통로를 확대하여 나타낸확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면중 도 1a는 종래 가압헤드와 부시가 적용된 오거식 제빙기의 개략단면도이고, 도 1b는 종래 가압헤드내 부시가 적용된 오거식 제빙기의 횡단면도이고, 도 1c는 종래 오거식 제빙기의 적용된가 가압헤드의 발췌도이다.

이 도면들에 의한 종래 일려진 오거식 제빙기의 기본 구성을 이하에서 설명한다.

기본적으로 오거식 제빙기는 급수탱크로부터 제빙수가 급수관을 거쳐 제빙실린더 내부로 공급되고, 배수관을 통하여 배수되는 제빙수공급부와, 압축기,응축기,탈수기,팽창밸브,냉매증발관을 통하여 냉매가 순환,제어되는 냉동사이클부(A)와, 상ㅇ하방향으로 배치된 통형 제빙실린더(2), 이 제빙실린더(2) 외주면에 면접촉 권취된 냉매관(3,냉매증발관이라고도 함), 제빙실린더(2)내에서 회전하는 나선날(43) 일체의 회전축(오거축,41)이 회전하는 오거(4)와, 상기 냉매증발관(3)의 외부가 차단되도록 제빙실린더(2) 전체를 피복하는 케이싱(6)으로 이루어진 제빙부를 포함한다.

제빙실린더(2)의 외주에 밀착되어 나선형상으로 고정 장착된 증발관(3)내에 감압 냉매를 집어넣어 냉각사이클(A)에 의하여 순환시킴으로써 제빙실린더(2)를 빙점 아래까지 냉각하고, 이 제빙실린더(2)내로 유입되는 제빙수가 그 내부에서 결빙하고, 이 결빙에 의해 성장하는 얼음층을 오거(4)의 나선날(43)에 의해 긁어내면서 나선공간(46)을 통하여 상방으로 밀어 올려서 이송되고, 압축리브(1)사이의 압축통로(5)로 압축,안내되고, 이 압축통로(5)에서 완전히 압축(탈수)됨으로써, 대부분의 수분이 제거된 기둥상의 제빙얼음(얼음기둥)으로 생성되어 상승하며, 이 얼음기둥이 압축통로(5)로부터 밀려나와 상부축수(45)의 절단헤드부의 절단부에 접촉함으로써, 외측방향으로의 힘이 더해져서 적당한 크기의 칩형상으로 절단된 얼음덩어리(칩상얼음)로 되고, 이 칩상얼음은 저장부에 저장되는 구조로 이루어진다.

이러한 구성의 오거식 제빙기는 공개특허 특개2003-0069462호에서 제안되어 있고, 이 오거식 제빙기의 가압헤드는 중공 원통형상의 본체와, 이 본체의 외주로부터 축방향으로 연장되는 복수의 압축리브들을 형성하고, 압축리브들 사이에 오목하게 개구되는 압축통로를 형성하는 압축리브(일체의 가압헤드)와, 그 내측의 오거(오거축)로 이루어진다.

첨부 도면중 도 2는 본 발명 오거식 제빙기의 오거축과 나선날이 분리된 오거의 사시도이고, 도 3은 본 발명 오거식 제빙기의 오거축과 나선날의 결합상태사시도이고, 도 4는 본 발명 오거식 제빙기의 나선날과 오거축이 결합된 오거의 요부 확대도이다.

앞에서 설명한 오거식 제빙기의 기본적인 구성은 중복 설명이므로 생략한다. 상기 구성중 오거(4)는 나선날(43)이 있는 제1직경의 회전축(41,이하, 오거축부라 함)과, 나선날이 없는 제2직경의 회전축(42,압축리브가 위치하는 회전축의 상부구간으로,이하, 압축부라고 함)과, 나선날이 없는 회전축(41b,회전축의 하부구간으로 공회전되도록 지지되며, 이하 지지부라 함)으로 이루어지며, 나선날(43)이 있는 오거축부(41)는 나선날(43)과 나선공간(46)을 형성하고, 나선날(43)이 없는 압축부(42)는 압축리브(1),압축통로(5)가 배치,형성되며, 이 압축부(42)의 상부에는 다시 제3직경의 회전축(41c,이하 고정축부라 함)에 상부축수(45)가 공회동되게 설치되고, 오거축부(41)의 하측에는 제2직경의 지지부(41b)와, 제3직경의 고정축부(41c)가 하부축수(44)에 의하여 공회전가능하게 지지된다. 이러한 오거축부(41)의 고정축부(41c)에 구동모터(도시생략)로서 구동되어 소정속도로 회전한다.

이러한 오거(4)는 제빙실린더(2)에서 상,하부 축수(44)(45)로 배치됨과 동시에 오거축부(41)의 중심부에는 급수통로를 형성하고, 제1직경의 오거축부(41)의 표면에는 소정길이 나선형으로 소정길이 결합된 나선날(43)이 제빙실린더(2)내면과의 사이에 설치된다. 상기 오거축부(41)의 축 표면에는 나선날(43)을 별도 가공한 뒤 오거축부(41)에 면접한으로 결합할 수 있다.

또한, 나선날(43)의 면접합시에는 나선형 홈(도시생략)을 형성할 수 있고, 이 홈에 나선날(43)을 결합할 수 있다.

또한, 도 4에서 도시하는 바와 같이 본 발명 오거식 제빙기의 오거(4)의 나선날(43)의 단부를 따라 용접홈(431)을 형성하고, 이 용접홈(431)에 용접재료(432)를 충전,용융접합할 수 있다.

이러한 본 발명 오거식 제빙기의 오거(4) 제조방법의 일실시예는,

<공정 1>; 소정의 두께와 폭을 갖는 나선날(43) 가공용 판형 재료부재를 소정의 길이,탄력 및 강도를 갖는 코일상으로 제작하기 위하여 소정직경의 지그위에 밴딩하고, 밴딩된 판형 재료부재의 두께와 높이를 가공하고, 소정의 강도와 탄성을 갖도록 열처리등을 하며, 이후 권취상태에서 풀어낸다.

<공정 2>; 이러한 코일형태의 나선날이 가공된 후 이를 결합하기 위한 오거축부는 내부에 제빙수 순환공간을 갖는 원통형의 소정직경의 원기둥체를 가공한다.

<공정 3>; 이러한 원기둥상의 오거축부(41)의 외측면에 상기 코일상의 나선날(43)을 결합하고, 면접속부분에 용접처리하여서 된다.

한편, 본 발명 오거식 제빙기의 오거(4) 제조방법의 다른 실시예로는,

<공정 1-1>; 이렇게 제조된 나선날(43)의 단부를 따라 용접홈(431)을 형성할 수 있다. 이 용접홈(431)을 가공하기 위하여 다시 밴딩지그에 삽입한 뒤 용접홈(431)을 소정의 연삭기로서 가공한다.

<공정 1-2>; 이렇게 가공된 용접홈(431)에 소정의 용접재료(432)를 녹여 충전하고, 충전된 용접재료(432)를 나선날(43)의 단부 형태에 맞게 용접코팅으로 융착시킨다.

<공정 1-3>; 상기 융착된 용접코팅면을 나선날(43)의 형태에 맞게 마무리 가공한다.

이것은 오거의 나선날(43)이 제빙실린더(2)내면과 장기간 면접촉함에 따른 마모를 보상할 수 있기 때문이다. 즉, 용접재료(432)부분이 마모되면 오거(4)를 분리한 뒤 나선날(43)의 용접홈(431)의 용접재료(432)를 용융시켜 분리한 뒤 다른 용접재료(432)를 충전함으로써 오거의 재사용이 가능할 수 있다.

이렇게 제조된 오거(4)는 원통형의 오거축부(41)와, 오거축부(41)의 외주에 일정한 간격으로 스크류상으로 돌출된 나선날(43)로 이루어진다. 이러한 나선날(43)은 소정 환경에서 주로 마모되는 취약한 부분이라 할 수 있고, 나선날(43)를 강화하기 위한 용접코팅방법은, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 나선날(43)을 따라 일정한 폭과 깊이로 절삭하여 용접홈(431)을 형성함으로써 시작된다.다음으로, 나선날(43)를 따라 형성된 용접홈(431)에 용접봉을 녹여서 나선날(43)의 강화를 위한 물질인 용접재료(432)를 융착시킨다. 이러한 용접코팅 방식은 이하 설명하는 여러방식 중에 선택하여 이용할 수 있다.그를 위한 용접봉으로서, 내마모성 및 내부식성이 좋은 코발트 및 니켈 합금 계열의 용접봉이 용접재료(432)의 형성에 적합함을 알 수 있다.코발트 합금 계열의 용접봉은 코발트를 주성분으로 하고 탄소, 규소, 망간, 크롬 등을 혼합하여 제조한 용접봉이다.

위와 같은 용접봉을 사용하여 용접홈(431)에 용접재료(432)를 융착시켜 코팅한 후에는 나선날(43)의 단부 형태에 맞게 용접코팅된 부분을 후가공할 수 있다.

즉, 용접코팅된 용접홈(431)의 이물질 등을 제거하고 가공시간을 단축시키기 위해 정밀하지 않으면서도 빠른 시간 내에 깍아내는 황삭을 실시한다. 황삭 후에는 모양 치수에 접근하도록 가공을 하는 단계로서 선삭을 실시하고, 선삭 후 원하는 치수를 만들도록 표면을 매끄럽게 가공하는 정삭을 거친다. 필요에 따라서는 보다 정밀한 가공을 위하여 연삭을 거친다. 여기서 정삭만으로도 제 치수 나오고 표면 매끄러우면 연삭을 생략할 수도 있다. 나아가, 오거축부(41)와 나선날(43) ,전체를 도금함으로써 용접재료(432)의 코팅부분을 외부로부터 보호할 수 있다.

본 발명에 따른 이 실시예에서 적용된 용접방식은 1. PTA, 2.MIG, 3.TIG, 4.ARC, 5.산소-아세틸렌 용접등이 가능할 것이다.

<공정 2>; 이러한 코일형태의 나선날이 가공된 후 이를 결합하기 위한 오거축부(41)는 내부에 제빙수 순환공간을 갖는 원통형의 소정직경의 원기둥체를 가공한다.

<공정 3>; 이러한 원기둥상의 오거축부(41)의 외측면에 상기 코일상의 나선날(43)을 결합하고, 면접속부분을 용접처리하여서 된다.

이하에서는 본 발명 오거식 제빙기의 개선된 압축리브를 갖는 오거식 제빙기를 설명한다.

첨부도면 도 5 내지 도 11에 의한 본 발명 오거식 제빙기를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙실린더와 오거 및 압축리브의 결합상태 사시도이고, 도 6은 본 발명 오거식 제빙기의 제빙실린더와 오거 및 압축리브의 분리상태 사시도이고, 도 7은 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브의 발췌사시도이고, 도 8은 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브가 적용된 종방향 단면도이고, 도 9는 본 발명 오거식 제빙기의 오거축이 래디알하중에 따라 발생하는 슬립간극(b)와, 압축얼음(β)의 형성작용을 설명하기 위한 횡방향 개략단면도이고, 도 10은 본 발명 오거식 제빙기의 오거축이 래디알하중에 따라 발생하는 슬립간극(b)와, 압축얼음(β)의 형성작용을 설명하기 위한 종방향 단면도이고, 도 11은 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브와 압축통로를 확대하여 나타낸확대도이다.

상기 도면들에 따르는 본 발명 오거식 제빙기는 제빙실린더(2)와, 냉매증발관(3)과, 나선날(43)을 갖는 오거(4)와, 압축통로(5)로 이루어지고, 본 발명의 압축리브(1)는 종래 가압헤드의 압축리브와는 다르게 구성된다.

즉, 압축리브(1)는 제빙실린더(2)의 내주면에 형성되며, 나선날(43)에 의하여 회전 상승된 얼음을 얼음기둥(Y)이 되도록 압축,안내하며, 이러한 압축리브(1) 사이사이에 압축통로(5)가 형성될 수 있다.

이 압축리브(1)는 도 7에서 도시하는 바와 같이 작은 직경의 회전축인 압축부(42)에 슬립되는 슬립면(14)을 저면에 형성하고, 이 슬립면(14)의 좌,우측면에 수직면(13)과 경사면(13)을 형성한다. 동시에 이 수직면(13)은 경사면(12)에 비하여 보다 짧게 형성할 수 있으며, 경사면(12)이 좌,우에서 만나는 하단부에는 꼭지점(15)을 형성한다. 또한, 압축리브(1)는 제빙실린더(2)의 상부 내주면에 조립,고정되는 고정면(16)을 형성하여 대략 육면체의 형상을 이룬다.

첨부 도면중 도 7, 도 8 및 도 9에서 도시하는 바와 같이 압축리브(1)의 슬립면(14)과 고정면(16)은 원통형 제빙실린더(2)의 상부 횡단면, 원형 중심부에서 방사상으로 설치되어 압축리브(1)사이에 압축통로(5)를 형성한다. 이때 압축리브(1)의 고정면(16)은 제빙실린더(2) 내주면에, 슬립면(14)은 압축부(42)에 각각 대응하는 곡면을 형성할 수 있다.

이러한 압축리브(1)의 수직면(13),경사면(12)의 하향 길이, 수직면, 수직각도, 형상 및 미세곡면 각도등은 제빙실린더(2)의 직경과 크기에 따라 다양한 형상과 치수로 적용된다. 이러한 압축리브(1)의 조립은 제빙실린더(2)의 고정공(21)에 고정수단(8)으로 고정되며, 제빙실린더(2)의 상부 내주면과 압축부(42)사이에 설치된다. 이와 같이 압축리브(1)의 배치 구조는 인접하는 각각의 압축리브(1)의 경사면(12) 사이로 상방 이동중인 제빙얼음이 압축,안내되도록 형성된다.

특히, 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브(1)는 이 압축리브(1)와 압축부(42)의 사이에 압축통로(5)의 압력으로 압축얼음(β)을 형성하는 슬립간극(α,Slip間隙)이 형성된다. 따라서 압축리브(1)는 직접 오거축(41)의 압축부(42)에서 슬립되는 구조로 인하여 전술한 종래 가압헤드의 압축리브와는 다르다(종래 압축리브는 오거축(41)과 슬립되는 슬립면 없이 가압헤드 본체에 일체로 형성된 홈 형태이다).

본 발명 오거식 제빙기의 압축리브(1)와 압축부(42)의 사이에 형성된 슬립간극(α)에서는 압축통로(5)의 압력으로 압축얼음(β)을 형성한다. 이 압축얼음(β)은 압축리브(1)와 압축부(42)사이의 슬립력을 높여 오거축(41)의 래디알하중에 의하여 발생하는 미세 요동에 따른 압축리브(1)의 슬립면(14) 마모는 물론 압축부(42)의 접촉에 따른 마모를 방지한다.

제빙실린더(2)는 외주에 냉각시스템(A)에 의하여 냉매를 순환시키는 냉매증발관(3)이 권취된다. 제빙실린더(2)는 그 외측으로 상기 조립식의 압축리브(1)를 고정하기 위한 고정공(21)을 형성할 수 있다. 제빙실린더(2)는 냉매증발관(3)이 권취된 상,하가 개구된 원통형의 실린더상태에서 하부 모터회전축(도시생략)과 연결되는 하부축부(44)에 연결되고 압축통로(5)의 공간에 제빙수를 공급하도록 급수관이 관통된다.

냉각시스템(A)에 의하여 냉매를 순환시키는 냉매증발관(3)은 제빙실린더(2)의 외면에 밀착되도록 나선형상으로 감겨진 후 에 땝납 등에 의해 고정되고, 냉매 입구로부터 유입되어 온 감압냉매가 냉매출구측으로 흘러가면서 증발함으로써, 제빙실린더(2)을 빙점 아래까지 냉각하는 역할을 하는 증발관으로서, 열전도율이 높은 강재 등의 적절한 금속 파이프로 이루어지고, 제빙실린더(2)의 외주에 나선형상으로 감아놓아 나선을 따라 제빙실린더(2)와의 사이에 존재하는 나선형상 간극을 용접제(solder)에 의해 완전하게 메우도록 납땜에 의해 제빙실린더(2)에 부착하여서 된다.참고로 납땜은 용접된 용접제가 저류되어 있는 노속에 침지시키는 소위 담금땜질에 의해 행함으로써, 나선형상의 틈새로 용접재를 신속하게 유입시켜서, 이 틈새를 완전히 메우도록 경화시킴과 동시에, 냉매증발관(3)의 외표면에 용접재를 부착,경화시킴으로써, 이 외표면이 용접막에 의해 덮혀지도록 한다.

오거(4)는 제빙실린더(2)에서 상,하부 축수(44)(45)로 오거축(41)이 수직적으로 배치됨과 동시에 오거축(41)의 중심부에는 제빙수 급수라인(부호생략)을 형성하고, 나선날(43)과 제빙실린더(2) 내면과의 사이에는 제빙공간(46)을 형성한다.

오거(4)는 오거축(41)과 이 오거축(41)의 외주면에 소정의 나선피치로 설치된 나선날(43)이 형성된 나선공간(46)과 압축부(42)로 이루어지고, 오거축(41) 상단의 상부축부(45)가 제빙실린더(2)의 상단측에 고정적으로 배치되는 절단헤드부의 축공에 베어링과 함께 끼워맞춤됨과 동시에, 그 하단의 소직경 축부(44)가 베어링과 함께 축공에 끼워맞춤됨으로써, 제빙실린더(2)내의 축심에 회전 가능하게 조립되어 배치되는 것이다.

또한, 스플라인을 갖는 하단의 소직경 하부축부(44)는, 스플라인 연결부에 의해서 구동모터의 출력축에 접속되고, 이 출력축으로부터의 동력에 의해 소정의 회전수(rpm)로써 회전시켜서 제빙실린더(2)의 내주면에 결빙에 의해 성장하는 얼음층을 나선날(43)의 날 끝에 의해 긁어내면서, 도 7에 도시한 바와 같이 긁어낸 얼음을 상하의 나선날(43)사이의 나선공간(46)에 순차로 축적되면서 상방의 압축리브(1)를 향해서 밀어올려서 이송하는 것이다.

즉, 오거(4)는 나선날(43)이 있는 제1직경의 오거축부(41)와, 나선날이 없는 제2직경의 압축부(42)와, 나선날이 없는 지지부(41b)로 이루어지며, 나선날(43)이 있는 오거축부(41)는 나선날(43)과 나선공간(46)을 형성하고, 나선날(43)이 없는 압축부(42)는 압축리브(1),압축통로(5)가 배치,형성되며, 이 압축부(42)의 상부에는 다시 제3직경의 고정축부(41c)에 상부축수(45)가 공회동되게 설치되고, 오거축부(41)의 하측에는 지지부(41b), 고정축부(41c)가 하부축수(44)에 의하여 공회전가능하게 지지된다.

첨부 도면 도 8 및 도 9에서 도시하는 바와 같이 제빙실린더(2) 내측에 설치된 6개의 압축리브(1)를 동일간격으로 반복적으로 설치함으로써 6개의 압축통로(5)가 형성되며, 인접하는 두 압축리브(1)의 하단측 꼭지점(15)사이는 압축통로(5)가 상방을 향한 개구면적이 서서히 감소되므로 나선날(43)에 의하여 긁어 올려지는 제빙얼음이 초기에는 경사면(12)사이에서는 듬성듬성 경도가 약하게 형성되지만 압축면(13)에 진입된 후 중간부터는 압축통로의 간격이 좁아짐으로써 압력이 높아져 소정의 경도를 갖는 기둥얼음(M)으로 성장되며, 성장된 기둥얼음(M)은 절단헤드부(6)의 절단부(61)등에 의하여 절단되어 칩상얼음으로 배출된다.

한편, 상기한 압축리브(1)는 제빙실린더(2)의 내주면에 일체로 형성될 수 있다. 이러한 압축리브(2)는 제빙실린더(2)와 함께 금형가공으로 전술한 바와 같이 압축리브(1)와 압축통로(5)가 적어도 1개 이상 제빙실린더(2)의 내주면에 방사상으로 대칭 형성될 수 있고, 압축리브(1)들이 압축통로(5)와 교대로 반복적으로 형성되며, 교대로 반복하는 제1번 압축리브(1)에 대칭하는 압축리브(1)와, 제2번 압축리브(1)에 대칭하는 압축리브(1)의 크기가 제1번 압축리브(1)보다 더 짧게 하거나 더 길게 할 수 있다.

이렇게 제빙실린더(2)에 일체로 형성된 압축리브(1)와 압축부(42)의 사이에서도 슬립간극(α)이 형성되며, 압축통로(5)의 압력으로 압축얼음(β)을 형성하고, 압축얼음(β)은 압축리브(1)와 압축부(42)사이의 슬립력을 높여 오거축(41)의 래디알하중에 의한 미세 요동에 따른 압축리브(1)의 슬립면(14)의 마모는 물론 압축부(42)의 접촉 마모를 방지한다.

이렇게 구성된 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브(1)에는 나선날(43)에 의하여 제빙,상승된 얼음이 얼음기둥(Y)으로 압축,제빙되어 상승,배출된다.

첨부 도면중 도 10은 본 발명 오거식 제빙기의 오거축이 래디알하중에 따라 발생하는 슬립간극(b)와, 압축얼음의 형성작용을 설명하기 위한 종방향 개략단면도이고, 도 11은 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브와 압축통로를 확대하여 나타낸확대도이다.

상기 도면들에서 도시하는 바와 같이 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브(1)는 직접 오거축(41)의 압축부(42)에서 슬립되는 슬립면(14)을 형성하되, 나선날(43)이 형성된 제빙실린더(2)의 하부와 중간부 사이에서 회전,슬립되는 나선형 제빙구간 즉, 나선공간(46)을 제외한 제빙실린더(2)의 상부 내주면 소정구간에 형성된다. 이러한 압축리브(1)는 나선공간(46)을 따라 회전 상승하는 제빙얼음을 상승시킴과 동시에 수분을 제거하면서 서서히 압축된다.

압축되는 과정에 위치하고, 제빙실린더(2)의 상부 내주면과 압축부(42)사이에 설치된 압축리브(1)는 압축리브(1)와 압축통로(5)가 적어도 1개 이상 제빙실린더(2)의 내주면에 방사상으로 대칭 형성됨과 아울러 압축리브(1)들이 교대로 반복하는 사이사이로 압축통로(5)를 형성한다. 이러한 교대로 반복하는 제1번 압축리브(1)에 대칭하는 압축리브(1)와, 제2번 압축리브(1)에 대칭하는 압축리브(1)의 크기가 제1번 압축리브(1)보다 더 짧게 하거나 더 길게 할 수 있다.

상기 도면들에 따르는 본 발명 오거식 제빙기의 작동은 제빙실린더(2)의 중간,하부의 내벽면과의 사이에 형성되는 나선공간(46)에 형성되는 얇은 얼음이 나선날(43)의 회전으로 상부로 이송되며, 나선날(43)에 의하여 제빙,상승된 얼음이 압축리브(1)사이의 압축통로(5)사이에서 수분을 제거하면서 서서히 압축된다.

상기 도면들에 따르는 본 발명 오거식 제빙기는 제빙실린더(2)의 중간,하부의 내벽면과의 사이에 형성되는 나선공간(46)에 형성되는 얇은 얼음이 나선날(43)의 회전으로 상부로 이송되며, 나선날(43)에 의하여 제빙,상승된 얼음이 압축리브(1)사이의 압축통로(5)사이에서 얼음기둥(Y)으로 압축,제빙되어 상승,배출된다. 이후 얼음기둥(Y)으로 배출된 얼음은 절단헤드부등에서 접촉,절단되어 칩상의 얼음이 배출된다.

이러한 과정에서 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브(1)의 슬립면(14)과 압축부(42)사이의 슬립간극(α)에는 다음과 같은 작용이 일어난다.

즉, 도 11에서 도시하는 바와 같이 오거(4)의 나선공간(46)에서 제빙되는 얼음이 인접하는 두 압축리브(1)의 각 경사면(12)이 만나는 꼭지점(15)사이의 압축통로(5) 아래부분의 확개된 공간으로 안내되어 상승된다.

이때 본 발명 오거식 제빙기의 압축리브(1)와 압축부(42)의 사이에 형성된 슬립간극(α)에서는 다음과 같은 작용을 한다.

즉, 도 11에서 도시하는 바와 같이 이때 오거(4)의 나선날(43)과 제빙실린더(2)의 사이에서 결빙에 의해 서서히 성장하는 얼음층의 제빙압력에 의해 오거날 사이사이의 오거공간(46)에서 압력의 차이로 인하여 오거축이 하부축수(44)를 기준으로 오거의 상부축수(45)를 잇는 중심축이 미세하게 벗어나는 축심의 유동(c,래디알하중)이 일어날 수 있지만, 오거축(41)의 지속적인 회전으로 나선날(43)사이의 나선공간(46)에서 상승되어 온 제빙된 얼음이 방사상으로 배치됨과 아울러 인접하는 압축리브(1)의 마주보는 경사면(12)사이의 확장부분에서 유도되어 압축리브(1)사이의 압축통로(5)를 따라 상승될 것이다.

이때 상승되는 얼음은 초기상태로서 나선공간(46)을 지나 압축통로(5)입구로 진입됨과 아울러 지속 회전중인 오거축(41)의 나선공간(46)에서 가압,상승되는 제빙얼음의 지속적인 상승압력으로 압축정도가 높아지면서 압축통로(5)의 초기 빙질의 경도가 약한 얼음이 점차 압축통로(5)를 향하여 상승되면서 빙질의 경도가 강해진 얼음기둥(Y)로 상승된다(도 6참조).

동시에 압축리브(1)와 압축부(42)의 사이에 형성된 슬립간극(α)에도 이러한 압축통로(5)의 압력이 작용하여 압축얼음(β)을 형성하게 된다.

이와 같은 슬립간극(α)에 자동적으로 생성되는 압축얼음(β)은 오거축(41)의 래디알하중으로 발생할 수 있는 오거축(41)의 유동력(c)을 슬립하게 되어 압축부(42)과 압축리브(1)사이의 미세 요동에 따른 압축리브(1)의 슬립면(14)의 마모는 물론 압축부(42)의 접촉,마모를 방지하게 되는 것이다.

이러한 압축통로(5)의 형성은 종래 달성하지 못한 압축리브(1)로서 구현하는 것이며, 위 기술한 바와 같이 종래의 오거식 제빙기의 제빙실린더와 가압헤드 사이에 형성된 압축통로에 비교하여 충분히 개선되고 유리한 직육면체의 제빙공간을 형성하는 특징을 갖는다. 이러한 직육면체에 근접하는 제빙공간, 즉, 압축통로(5)에서 압축,제빙되는 얼음은 종래 칩상얼음에 비하여 더 크기를 키울 수 있고, 더 직사각형에 가까운 정형화한 결정얼음을 제공할 수 있다. 이것은 압축리브(1)사이의 압축통로(5)는 위,아래가 제빙실린더(2)의 내벽면과 압축부(42)사이의 차단된 공간형태로 제빙이 이루어지기 때문에 기존 가압헤드(몸체)자체의 내주면에서 파내어져 소정형태의 공간(압축통로)를 형성하는 것에 비하여 수월하게 공간의 형성이 가능해지기 때문이다.

본 발명은 압축리브(1)만의 배치구성에 의하여 자연스럽게 압축통로(5)가 형성되므로 제빙얼음의 형태를 사각칩 형태로 가공하기도 쉬워지고, 크기도 증가하는 잇점도 있고, 압축리브(1)만의 제작과 조립으로 종래 압축통로가 본체(가압헤드) 외측으로 형성됨에 따르는 구조의 간단화는 물론, 금형제작시간,제작단가등에서 유리하게 되었다.

또한, 본 발명 오거식 제빙기는 제빙실린더 내주면에서 결빙에 의해 성장하는 얼음층에의해 반경방향으로 강하게 밀리는 래디알하중에 따른 마모를 압축얼음(β)으로 방지하고, 이러한 압축얼음에 의하여 부시와 같은 부품을 대체하는 효과를 거두며, 압축부이나 압축리브의 마모에 따른 수명도 개선되며, 회전중 부시 회전에 의한 마찰로 인하여 발생되던 유해입자의 발생도 없어져 위생적인 구조를 제공하게 되는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1:압축리브, 11:수직면, 12:경사면, 14:슬립면, 16:고정면, 18:고정공, 2:제빙실린더, 21:고정공, 22:급수관, 3:증발관, 4:오거, 41:오거축부, 41b:지지부, 41c:고정축부, 42:압축부, 43:나선날, 431:용접홈, 432:용접재료, 44:하부축수, 45:상부축수, 46:나선공간, 5:압축통로, 6:케이싱.

Claims

소정의 폭을 갖는 판형 재료부재를 코일형 나선날로 제조하는 나선날 제조단계;
원통형의 축부재를 제조하는 오거축 제조단계: 및
상기 나선날을 상기 오거축에 삽입하고, 용접하는 결합단계;
를 포함하고,
상기 나선날 제조단계는,
상기 판형 재료부재의 길이, 높이, 폭을 소정치수로 제조하고, 소정의 강도, 탄성을 갖도록 가공하고, 상기 오거축에 나선형 홈을 형성하고, 이 홈에 나선날을 삽입하여 결합하고,
상기 오거축 제조단계는,
나선날의 단부를 따라 용접홈을 형성하는 단계;
상기 용접홈에 용접재료를 녹여 충전하는 단계; 및
상기 충전된 용접재료를 상기 나선날의 단부 형태에 맞게 가공하는 단계;
를 포함하는 오거식 제빙기의 오거 제조방법.
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급수탱크로부터 제빙수가 급수관을 거쳐 제빙실린더로 공급,배수되는 제빙수공급부와, 압축기,응축기,팽창밸브,증발관을 통하여 냉매가 순환,제어되는 냉동사이클부(A)와, 상기 증발관이 제빙실린더의 외주면에 권취되고,이 제빙실린더내에 나선날을 오거축에 형성한 오거가 회전 가능하게 설치하고, 상기 증발관의 외부는 단열,피복되도록 한 제빙부로 이루어진 오거식 제빙기에 있어서,
제빙된 얼음을 압축시키도록 상기 오거축 상부에 형성되는 압축부;
상기 나선날 회전으로 안내된 얼음층을 압축하는 압축통로를 형성하도록 상기 압축부에 설치되는 압축리브; 및
상기 압축리브와 상기 오거축의 사이에 형성되는 슬립간극(α);
을 포함하는 오거식 제빙기.
제6항에 있어서, 상기 압축리브는,
적어도 1개 이상 상기 제빙실린더의 내주면에 방사상으로 설치되고, 그 사이사이에 압축통로를 교대로 반복 형성하는 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기.
제6항에 있어서, 상기 압축통로의 압력으로 압축얼음(β)이 형성됨과 동시에 상기 슬립간극(α)에도 압축얼음(β)이 얇게 형성되어 오거축의 래디알하중에 의한 미세 요동, 슬립면의 마모등을 방지하는 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기.
제6항에 있어서, 상기 압축리브는,
상기 압축부에 슬립되는 슬립면을 저면에 형성하고, 이 슬립면의 좌,우측면의 상측은 수직면을 이루고, 하측은 경사면을 형성하며, 이 경사면 하단부에는 꼭지점을 형성하고, 상기 제빙실린더의 상부 내주면에 설치되는 고정면을 형성하여,나선날에 의하여 제빙된 얼음층을 인접하는 각각의 경사면 사이에서 상승, 안내하는 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기.
급수탱크로부터 제빙수가 급수관을 거쳐 제빙실린더로 공급,배수되는 제빙수공급부와, 압축기,응축기,팽창밸브,증발관을 통하여 냉매가 순환,제어되는 냉동사이클부(A)와, 상기 증발관이 제빙실린더의 외주면에 냉매가 순환되도록 권취되고,이 제빙실린더내에서 회전하는 오거는 나선날을 오거축에 형성하고, 상기 증발관의 외부는 단열,피복된 제빙부로 이루어진 오거식 제빙기에 있어서,
제빙된 얼음을 압축시키도록 상기 오거축 상부에 형성되는 압축부;
상기 나선날 회전으로 안내된 얼음층을 압축하는 압축통로를 형성하도록 상기 압축부에 설치되는 압축리브; 및
상기 압축리브와 상기 오거축의 사이에 형성되는 슬립간극(α);
을 포함하고,
상기 오거는,
소정의 폭의 판형 재료부재를 가공하여 제조된 코일형 나선날; 및
원기둥상의 축부재;를 더 포함하여, 상기 나선날을 삽입, 용접하여 결합된 오거인 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기.
제10항에 있어서, 상기 오거는,
나선날의 단부를 따라 용접홈을 형성하고, 이 용접홈에 용접재료를 충전한 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기.