KR101880538B1

KR101880538B1 - 제빙드럼의 제조방법 및 그 제빙드럼

Info

Publication number: KR101880538B1
Application number: KR1020160095165A
Authority: KR
Inventors: 윤근수
Original assignee: 윤근수
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2018-07-23
Also published as: KR20180012408A; CN107662085A; CN107662085B

Abstract

본 발명은 제조가 용이하면서도 냉각성능이 우수하고 장치의 내구성이 우수한 새로운 제빙드럼 제조방법 및 제빙드럼에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 환봉(10)을 절단하여 성형재료블록(11)을 준비하는 단계(S1), 상기 성형재료블록(11)을 단조성형하여 원통형 둘레부(13)의 일단은 개방부(14)로 개방되고 타단은 단부벽(15)으로 막히며 이 단부벽(15)의 중심부 외측에는 지지축(16)이 외향돌출되고 이 단부벽(15)의 중심부 내측에는 축지지부(17)가 형성되는 중공원통형 반제품(12)을 성형하는 단계(S2), 상기 중공원통형 반제품(12)의 개방부(14)측 둘레부(13)를 축관하여 숄더부(22)에 의해 축경된 네크부(23)와 관통공(24)을 구비한 드럼 반제품(21)을 성형하는 단계(S3), 상기 드럼 반제품(21)의 표면을 기계가공하고 아노다이징으로 표면처리하여 산화피막층(25)을 형성하여 마감하는 단계(S4)를 포함하는 제빙드럼의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 제빙드럼이 제공된다.

Description

제빙드럼의 제조방법 및 그 제빙드럼 {The method of manufacturing an ice-making drum and the ice-making drum thereof}

본 발명은 제빙드럼 제조방법 및 그 제빙드럼에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 제조가 용이하면서도 냉각성능이 우수하고 장치의 내구성이 우수한 새로운 제빙드럼 제조방법 및 이에 의해 제조된 제빙드럼에 관한 것이다.

제빙드럼을 구비한 제빙기는 냉동사이클의 증발기가 내장된 제빙드럼이 급수조 위에 부분적으로 잠기도록 회전가능하게 설치되어 구성된 것으로서, 급수조의 물이 제빙드럼의 표면에 묻은 채로 제빙드럼이 회전되면서 내부의 냉동사이클에 의해 냉각된 제빙드럼 표면의 물이 결빙되고, 제빙드럼의 타측에 근접설치된 커터를 소정 간격으로 접근시켜서 적절한 두께로 결빙된 얼음층을 제빙드럼으로부터 박리시켜서 하부에 배치된 수집조로 수집함으로써 얼음가루를 제작하며, 제작된 얼음가루는 빙수 등과 같은 차가운 음식의 재료 또는 냉각수단으로서 사용된다.

이러한 드럼식 제빙기의 제빙드럼을 냉각시키는 방식으로는 크게 제빙드럼의 내주면에 증발기코일을 감아서 제빙드럼을 냉각시키는 냉각코일방식과, 제빙드럼의 중심축을 따라 배치된 이중관형태의 냉매관으로부터 제빙드럼 내부공간에 액체상태의 냉매를 분사하여 팽창시키고 제빙드럼의 둘레벽과의 열교환을 통해 증발된 기체상태의 냉매가스를 냉매관을 통해 회수하여 순환시키는 냉매분사방식의 두 가지가 널리 사용되고 있다. 그런데, 냉각코일방식은 제빙드럼 내부에 냉각코일을 밀착되도록 배치하는 구조가 복잡하여 제조가 까다로운 반면, 냉매분사방식은 냉각코일을 제빙드럼 내에 배치하지 않아도 되므로 상대적으로 제작이 용이하다.

한편, 종래의 이러한 냉매분사방식의 제빙기의 제빙드럼은 도 1에 도시된 바와 같이, 제빙드럼(1)이 스테인레스스틸재 판재를 원통으로 감아서 원통체(2)를 제작하고, 양단부에 원형의 측판(3,4)을 용접하되, 일측 측판(3)에는 냉매분사용 노즐(9)이 형성된 냉매관(5)이 관통되는 관통공(6)을 형성하고, 타측 측판(4)의 외부에는 제빙드럼(1)을 회전가능하게 지지하기 위한 지지축(8)이 외향돌출되도록 용접되고 이 측판(4)의 내부에는 냉매관(5)의 선단부를 회전가능하게 지지하기 위해 축지지부(7)를 형성하고, 일측 측판(3)의 관통공(6)에는 냉매관(5)을 회전가능하게 지지하면서도 냉매의 유출을 막기 위한 밀봉구조를 구비한다. 그런데 이러한 종래의 제빙드럼(1)은 스테인레스를 절단하고 용접을 해야 하는 등, 제작공정이 상대적으로 복잡하고, 스테인레스스틸재료의 열전도성이 상대적으로 낮아서 냉각제빙효율이 낮다는 문제점이 있다. 또한, 측판(3)을 이루는 스테인레스스틸판의 두께가 상대적으로 얇아서 냉매관(5)을 밀봉적으로 회전가능하게 축지지하는 베어링구조를 기밀하게 결합하기가 쉽지 않다는 문제점이 있었다.

국내특허 제10-1588178호 (2016.01.19)

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 제빙드럼을 사용하는 제빙기의 제조상의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 제조가 용이하면서도 냉각성능이 우수하고 연질재료임에도 불구하고 절삭작용에 대한 장치의 내구성도 우수한 새로운 제빙드럼의 제조방법 및 그 제빙드럼을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 알루미늄 환봉(10)을 절단하여 소정 크기의 성형재료블록(11)을 준비하는 단계(S1), 상기 성형재료블록(11)을 단조성형하여 원통형 둘레부(13)의 일단은 개방부(14)로 개방되고 타단은 단부벽(15)으로 막히며 이 단부벽(15)의 중심부 외측에는 지지축(16)이 외향돌출되고 이 단부벽(15)의 중심부 내측에는 축지지부(17)가 내향돌출되는 중공원통형 반제품(12)을 성형하는 단계(S2), 상기 중공원통형 반제품(12)의 개방부(14)측 둘레부(13)를 축관하여 숄더부(22)에 의해 축경된 네크부(23)와 관통공(24)을 구비한 드럼 반제품(21)을 성형하는 단계(S3), 상기 드럼 반제품(21)의 표면을 기계가공하고 아노다이징으로 표면처리하여 산화피막층(25)을 형성하여 마감하고 상기 네크부(23)의 내주면에는 암나사부(27)를 가공하는 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙드럼(20)의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 알루미늄을 단조성형하여 일체로 제작되며 원통형 둘레부(13)의 일단은 단부벽(15)에 의해 막히고 둘레부(13) 타단은 숄더부(22)에 의해 축경된 네크부(23)에 의하여 관통공(23)이 형성되고, 상기 둘레부(13) 일단의 단부벽(15)의 중심부 외측에는 지지축(16)이 일체로 외향돌출되고, 상기 단부벽(15)의 중심부 내측에는 축지지부(17)가 일체로 내향돌출되며, 상기 타측 네크부(23)의 내경부에는 암나사부(27)가 형성된 것을 특징으로 하는 제빙드럼(20)이 제공된다.

본 발명에 따르면, 제빙기의 제빙드럼을 제작함에 있어서, 종래의 스테인레스스틸을 절단하고 용접하여 제작하는 것에 비해, 열전도성이 우수한 알루미늄으로 단조성형하므로, 제작된 제빙드럼의 열전도성이 우수하여 제빙드럼의 냉각효율이 우수하여 제빙성능을 높일 수 있다. 또한, 알루미늄을 단조성형하므로, 알루미늄 금속재료의 재질이 치밀해져서, 알루미늄을 다이캐스팅이나 압출성형하여 제빙드럼을 제작하는 것에 비해, 제품의 구조가 견고하고 내구성이 우수하며 결빙된 얼음을 절삭하는 커터의 절삭작용에 대한 드럼의 내마모성도 증대되고, 내부의 높은 압력에도 변형되지 않아서 원활한 작동이 가능하다. 이에 따라 종래의 스테인레스스틸 재질의 제빙드럼에 비해 상대적으로 내구성이 약한 알루미늄제 제빙드럼의 약점인내구성을 최대한 개선할 수 있다.

또한, 이러한 제빙드럼의 성형과정에서 중공원통형 반제품(12) 형태로 단조성형함과 동시에 일측 단부벽(15)에 외향돌출되는 지지축(16)과 이 단부벽(15)의 내측에 내향돌출되는 축지지부(17)를 동시에 일체로 성형할 수 있어서, 이들 지지축(16)이나 축지지부(17)를 형성하기 위해 단부벽(15)에 용접해야 하는 번거로운 과정을 거쳐야 하는 스테인레스스틸재 제빙드럼 제품에 비해 제작이 휠씬 간단하고 용이하며, 단조성형을 통해 지지축(16)과 축지지부(17)의 금속재료가 더욱 압축되어 조직이 치밀해지므로, 지지축(16)이나 냉매관을 회전가능하게 지지하는 축지지부(17)가 회전마찰에 대한 내마모성이 증대된다.

또한 제빙드럼(20)의 표면에는 아노다이징으로 표면처리하여 산화피막층(25)을 형성함으로써, 제품의 내식성이나 내마모성을 더욱 증대시켜서 성능이 우수한 제빙드럼을 제작할 수 있다.

도 1은 종래의 제빙드럼의 개략구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙드럼의 외관도
도 3은 본 발명의 일 실시예의 제조공정도
도 4는 본 발명에 따라 제작된 제빙드럼의 단면도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙드럼의 외관도이고 도 3은 본 발명에 따른 제빙드럼의 제조공정도이고, 도 3은 본 발명에 따라 제작된 제빙드럼의 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제빙드럼의 제조방법에 따르면, 먼저 알루미늄환봉(10)을 적절한 규격으로 절단하여 소정 크기의 성형재료블록(11)을 준비한다(S1). 바람직하게는 이와 같이 얻어진 성형재료블록(11)을 단조성형하기 전에 전처리로서, 풀림(소둔)열처리를 하고 재료 내부의 잔류응력을 제거하거나 재료의 연성을 높이도록 하고, 표면에 윤활재를 도포한다.

다음에, 이 성형재료블록(11)을 단조성형하여, 원통형 둘레부(13)의 일단은 개방부(14)로 개방되고 타단은 단부벽(15)으로 막히며, 단부벽(15)의 중심부 내외측에 각각 지지축(16)과 축지지부(17)가 돌출성형되는 중공원통형 반제품(12)을 성형한다(S2). 이러한 중공원통형 반제품(12)은 단일의 단조금형에 대한 일회의 프레스작동에 의해 성형될 수도 있으나, 점진적으로 변화되는 단조금형에 의해 다단계의 성형을 통해 최종적인 중공원통형 반제품(12)을 성형할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 제빙드롬의 기본 형태를 이루는 중공원통형 반제품을 단조성형하는 과정에서, 중공원통형 반제품(12)의 일측 단부벽(15)의 중심부 외측에는 제빙드럼(20)을 회전시키는 지지축(16)을, 그리고 단부벽(15)의 내측에는 삽입되어 지지되는 냉매관(5)을 회전가능하게 축지지하는 축지지부(17)를 동시에 성형할 수 있어서, 종래의 스테인레스재질의 제빙드럼에서 지지축이나 축지지부를 용접접합하는 번거로움을 해소할 수 있어서, 제조공정이 훨씬 간단하고 용이하면서, 용접불량에 따른 품질저하를 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 제빙드럼의 단조성형에 의해 알루미늄 금속재료가 가압되어 재료의 조직이 더욱 치밀해지므로, 압출성형이나 다이캐스팅성형에 의해 제조하는 것에 비해, 제빙드럼의 강도나 내구성이 증대되고, 내압능력도 형상된다. 이로써 본 발명에 따른 알루미늄재 제빙드럼이 종래의 스텐레스스틸재 제빙드럼에 비해 가지는 약점인 제품의 내구성의 문제를 최대한 개선하는 효과를 얻을 수 있다. 특히 제빙드럼의 외부면에는 결빙된 얼음층을 박리제거하기 위해 커터날이 인접 배치된 상태에서 제빙드럼이 회전하면서 커터날과 마찰접촉될 수 있으므로, 상대적으로 경질인 커터날과의 마찰접촉에도 불구하고 알루미늄재 제빙드럼의 내구성이나 내마모성을 일정 수준으로 유지하는 것은 제빙드럼의 고유한 성능이나 기능의 관점에서 특히 고려되어야 할 사항인데, 본 발명에서는 알루미늄 제빙드럼을 단조성형함으로써 그러한 문제점을 해결한 것이다.

한편, 필요에 따라 이와 같이 1차단조성형된 중공원통형 반제품(12)을 다음공정에 투입하기 전에 재차 풀림열처리 및 윤활제도포 등의 처리를 행할 수 있다.

이어서, 상기 중공원통형 반제품(12)의 개방부(14)측 둘레부를 축관하여 숄더부(22)에 의해 축경된 네크부(23)와, 이 네크부(23)의 내부에 관통형성되는 관통공(24)을 구비한 드럼 반제품(21)을 성형한다(S3). 이러한 축관가공은 단조, 프레스가공, 스피닝가공 등의 적절한 방법으로 이루어질 수 있다.

이어서, 이와 같이 얻어진 드럼 반제품(21)의 표면을 기계가공하고 표면에 아노다이징으로 산화피막층(25)을 형성하여 마감한다(S4). 바람직하게는 경질아노다이징으로 표면처리를 하는데, 이와 같이 아노다이징으로 표면처리함으로써, 알루미늄재 제빙드럼(20)의 내식성과 내마모성을 증대시킬 수 있다.

이와 같이 산화피막층(25)을 형성하여 마감이 완료되면, 상기 네크부(23)의 내주면에 암나사부(27)를 형성한다. 이 암나사부(27)는 도 4에 도시된 바와 같이 네크부(23)에 의해 형성되는 관통공(24)에 끼워지는 냉매관(5)을 회전가능하며 수밀하게 지지하는 밀봉베어링부(28)와 기밀하게 결합하게 된다.

Claims

알루미늄 환봉(10)을 절단하여 소정 크기의 성형재료블록(11)을 준비하는 단계(S1), 상기 성형재료블록(11)을 단조성형하여 원통형 둘레부(13)의 일단은 개방부(14)로 개방되고 타단은 단부벽(15)으로 막히며 이 단부벽(15)의 중심부 외측에는 지지축(16)이 외향돌출되고 이 단부벽(15)의 중심부 내측에는 축지지부(17)가 내향돌출되는 중공원통형 반제품(12)을 성형하는 단계(S2), 상기 중공원통형 반제품(12)의 개방부(14)측 둘레부(13)를 축관하여 숄더부(22)에 의해 축경된 네크부(23)와 관통공(24)을 구비한 드럼 반제품(21)을 성형하는 단계(S3), 상기 드럼 반제품(21)의 표면을 기계가공하고 아노다이징으로 표면처리하여 산화피막층(25)을 형성하여 마감하고 상기 네크부(23)의 내주면에는 암나사부(27)를 가공하는 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙드럼(20)의 제조방법.
제 1 항의 제조방법에 의해 제조되는 제빙드럼(20).