KR102116513B1 - 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치에 관한 것으로, 음료관과 냉매관 사이에 형성된 분리벽에 의해 이들 공간의 냉각수가 전체적으로 섞이지 않으면서 음료관 공간만의 냉각수에 의한 음료의 열교환이이루어지도록 하여 음료에 대한 급속냉각이 균일하면서도 신속하게 동작될 수 있도록 한다. 그 기술적 수단으로 본 발명은 제1분리벽을 경계로 냉각조 벽면쪽인 상기 제1분리벽 바깥쪽 공간에 냉매가 순환 동작되는 상기 냉매관이 코일형태로 설치되면서 상기 냉각조 중앙쪽으로 형성된 제2분리벽과 상기 제1분리벽 사이의 안쪽 공간에는 음료가 유입 통과되는 음료관이 코일형태로 설치되어 공간 내부에 냉각수가 채워진 음료냉매분리조가 상기 냉각조 내부에 구성되며, 상기 음료냉매분리조의 제2분리벽 바깥쪽인 냉각조의 하부 중앙쪽에는 상기 제2분리벽 하부에 관통 연결되면서 상기 음료냉매분리조의 냉매관 공간 상측으로 냉각수순환관이 연결되는 순환펌프가 설치되어 상기 순환펌프의 펌핑동작으로 상기 음료관 공간의 음료와 열교환된 냉각수를 상기 냉매관 공간으로 순환시킬 수 있도록 구성되되, 상기 순환펌프의 펌핑동작에 의한 상기 음료관 공간의 냉각수 배출에 따라 상기 냉매관 공간의 냉각수가 상기 음료관 공간으로 유입되는 냉각수의 선입 선출동작이 이루어질 수 있도록 상기 제1분리벽에는 다수의 냉각수통과공이 관통 형성된다.

Description

이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치 {Drink rapid cooling system using double dividing wall}

본 발명은 음료관과 냉매관 사이에 형성된 분리벽에 의해 이들 공간의 냉각수가 전체적으로 섞이지 않으면서 음료관 공간만의 냉각수에 의한 음료의 열교환이 이루어지도록 하여 음료에 대한 급속냉각이 균일하면서도 신속하게 동작될 수 있는 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매관과 음료관 사이에 냉각수가 음료관으로 얼어가는 것을 방지하기 위하여 분리벽을 설치하여 분리벽까지만 냉각수의 얼음이 얼게 함으로서 급속냉각을 획기적으로 향상시킬 수 있으면서도 구조적으로 냉각조의 크기를 줄일 수 있도록 한 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 맥주나 와인과 같은 액체 음료를 냉각시키고자 하는 경우 음료를 냉장고에 넣은 상태에서 냉각하게 되는데, 최근에는 용기에 담긴 음료가 아닌 액체상태의 음료를 냉각시스템의 냉각조로 투입 통과시켜 일정온도로 차갑게 냉각시키는 방식이 사용되고 있다.
통상 맥주와 같은 음료를 차갑게 냉각시켜 배출시키기 위한 음료 냉각시스템은 기본적으로 단열재 용기로써 냉각수단인 냉매관이 설치된 냉각조와, 그 내부에 충진된 냉각수 그리고 냉각조 외부로부터 내부를 통하여 배치되는 음료관인 냉각관으로 구성되어, 냉각관을 통과하는 음료는 냉각수가 충진된 부위를 통과하면서 통상의 냉매관을 통한 냉각사이클 작동원리의 흡열과정에 의해 원하는 온도로 냉각될 수 있다.

일예로, 기존의 음료 냉각시스템이 적용된 맥주 디스펜서는 용량이 큰 냉각조(냉각수탱크)에 물을 채우고, 냉각조의 바깥쪽에 냉매가 순환동작되는 동관의 냉매관을 감아 설치하면서 안쪽에는 맥주의 냉각관인 음료관을 설치하며, 중앙에는 교반기나 순환펌프를 설치한 후에 용량이 큰 압축기를 사용하여 얼음을 얼리고 안쪽 중앙에 있는 교반기나 순환펌프를 가동시켜, 이미 얼어 있는 얼음을 녹여가면서 음료관을 통과하는 음료인 맥주를 차갑게 냉각시키게 된다.

지금까지 소개된 음료 냉각시스템이 구현되는 대표적인 종래기술을 살펴보면, 등록특허 제10-1400179호(이중냉각구조의 급속냉각장치)를 포함하여 등록특허 제10-1209205호(음료 냉각장치), 공개특허 제10-2013-0035176호(냉각기 및 이를 포함하는 음용수기), 등록특허 제10-1403378호(음용수 냉각장치의 온도조절시스템), 등록특허 제10-1874307호(음료 냉각장치) 등의 개시되었는데, 이와 같은 기존의 모든 기술은 항상 냉각수탱크인 냉각조 내부에 충진시킨 물(냉각수)을 얼름상태로 차갑게 냉각시켜는데 있어, 맥주와의 직접적인 열교환에 관여하지 않는 전체 탱크공간의 물까지 전부 얼려야만 했다.

이는 결국 냉각조 자체가 커야 되고 냉각조 탱크공간 안의 냉각도 많은 양이 들어가므로 냉각속도도 너무 느리게 되는 불편이 있을 뿐만 아니라, 이를 해결하기 위하여 용량이 큰 압축기를 사용하여야 하며 장시간 가동을 해야 되므로 구조상 큰 크기의 디스펜서가 필요하게 되었는바, 이런 여러가지 이유로 기존의 음료 냉각시스템을 적용한 맥주 디스펜서는 에너지의 낭비 요소가 불필요하게 많이 발생할 수밖에 없었다.

즉, 기본적으로 냉매관의 냉매를 통하여 냉각이 되면 냉매관 주변에 얼음이 얼게 되고 이 동작으로 냉매관은 그 역할을 끝낸 것이며, 음료관(맥주관)은 냉매관의 얼음에 의한 열교환으로 찬 맥주를 생산하면 그 역할은 끝나는 것이다. 그런데 여기서 문제가 발생되는데, 지금까지의 기존 기술은 이들의 능력을 최대로 발휘하게 할 최적의 냉각효율에는 그다지 신경쓰지 않고 그저 찬 맥주만 많이 나오면 된다는 것에 만족하고 있다. 다시말해 그저 단순히 맥주만 많이 냉각조를 통해 차갑게 변화되어 나오면 하는 되는 것이었다.

또한 기존 제품은 냉각조 내부공간의 냉각수인 물이 냉매관을 감싸면서 얼음이 얼게되면 냉매관과 음료관 사이에 별도의 분리벽이 없기에, 선입 선출방식이 아닌 혼합방식으로 얼음을 얼린 냉매관과 음료관 전체를 냉각조 안에서 별도의 교반기나 순환펌프를 통하여 냉각수인 전체의 물을 섞어서 냉각시키는 방식이었다.

이렇게 하여 얼음을 녹여 차게 된 물(냉각수)이 직접 음료관 전체에 접촉되어 흡열작동이 발휘되면서 일정수준의 냉각온도로 냉각 처리되었으며, 이는 결국 얼음이 빨리 녹게 되면서 전체의 물을 다시 냉각시켜야 되기 때문에 압축기의 가동시간이 길어지게 되며, 또한 필요 이상으로 에너지를 과다하게 사용하게 되고 가동시간도 길어지면서 자주 고장이 발생되는 요인도 될뿐 아니라, 장치 수명도 단축된다는 구조적인 불편이 문제되어 왔다.

이에 본 발명은 이와 같은 기존에 개시된 음료의 급속냉각시스템이 해소하지 못한 제반 불편한 사정을 감안하여 개발한 것으로, 냉매관과 음료관 사이에 위치한 분리벽에 의해 기본적으로 냉매관 공간의 물이 분리벽까지만 냉각수의 얼음이 얼게 함으로서, 음료관의 음료에 대한 급속냉각을 획기적으로 향상시킬 수 있으면서도 구조적으로 냉각조의 크기도 줄일 수 있도록 한 새로운 작동원리가 발휘될 수 있도록 하는바, 냉각수가 음료관과 냉매관이 설치된 냉각조 공간에 전체적으로 섞이지 않으면서 음료관 공간만의 냉각수에 의한 음료의 열교환이 이루어지도록 하여 음료에 대한 급속냉각이 균일하면서도 신속하게 동작될 수 있는 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치가 구현될 수 있도록 하는 기술적 수단으로, 음료관과 냉매관 사이에 형성된 제1분리벽에 의해 이들 공간의 냉각수가 전체적으로 섞이지 않으면서 상기 음료관 공간만의 냉각수에 의한 음료의 열교환이 이루어지도록, 상기 제1분리벽을 경계로 냉각조 벽면쪽인 상기 제1분리벽 바깥쪽 공간에 냉매가 순환 동작되는 상기 냉매관이 코일형태로 설치되면서 상기 냉각조 중앙쪽으로 형성된 제2분리벽과 상기 제1분리벽 사이의 안쪽 공간에는 음료가 유입 통과되는 음료관이 코일형태로 설치되어 공간 내부에 냉각수가 채워진 음료냉매분리조가 상기 냉각조 내부에 구성되며, 상기 음료냉매분리조의 제2분리벽 바깥쪽인 냉각조의 하부 중앙쪽에는 상기 제2분리벽 하부에 관통 연결되면서 상기 음료냉매분리조의 냉매관 공간 상측으로 냉각수순환관이 연결되는 순환펌프가 설치되어 상기 순환펌프의 펌핑동작으로 상기 음료관 공간의 음료와 열교환된 냉각수를 상기 냉매관 공간으로 순환시킬 수 있도록 구성된다.

특히, 음료냉매분리조의 제1분리벽은 음료관 공간의 냉각수와 냉매관 공간의 냉각수가 전체적으로 섞이지 않은 상태에서 상기 순환펌프의 펌핑동작에 따라 상기 음료관 공간의 냉각수가 인출동작될 때, 자동적으로 상기 냉매관 공간의 냉각수가 상기 음료관 공간으로 유입되어 음료관의 음료에 대한 열교환이 정상적으로 작동될 수 있도록 일정간격으로 다수의 냉각수통과공이 관통 형성된다.

또한 순환펌프는 제2분리벽 안쪽의 음료관 공간에 열교환된 냉각수가 제1분리벽 안쪽의 냉매관 공간으로 순환시켜 차가운 얼음 냉각수로 변환될 수 있도록 상기 제2분리벽 아래쪽의 냉각수순환공으로부터 연결된 냉각수순환관이 상기 제2분리벽 위쪽 공간으로 연장되어 상기 냉매관 공간 상측으로까지 연결 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치는, 냉각수가 음료가 통과되는 음료관 공간으로까지 얼게됨을 방지하기 위하여 상기 음료관과 냉매관과 사이에 설치된 이중 분리벽에 의해 상기 분리벽까지만 얼음이 얼게 함으로서, 급속냉각을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 구조적으로 냉각조의 크기 및 전력 낭비을 획기적으로 줄일 수 있다.

이는 이중 분리벽을 이용한 급속냉각 작동원리가 발휘되면서, 음료관을 통과하는 음료에 대한 냉각속도가 빨라질 수 있고, 또한 음료를 냉각시키기 위한 냉각수에 의한 열교환의 에너지 효율이 높아져 에너지 절약효과가 있다. 또한 소형의 압축기로 음료에 대한 직접적인 열교환 기능이 발휘되는 음료관 공간만의 필요한 부분만 냉각시킬 수 있고, 일정수준의 균등한 차가운 온도의 음료를 지속적으로 나오게 할 수 있을 뿐만 아니라 냉각온도에 대한 온도 조절도 간단하게 조절할 수 있다.

또한 냉매관과 음료관을 밀착시켜 찬 온도의 음료가 신속하고 짧은 시간에 지속적으로 많이 만들어져 배출될 수 있도록 하는바, 이는 냉매관과 음료관의 거리를 밀착시켜 설정온도의 차가운 냉각수가 장시간 나오게 할 수 있으며, 직접 냉각수로 변화 생산된 물이 전체적으로 다른 생산하지 않은 물과 혼합되지 않아 불필요한 압축기의 가동시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 냉각조의 크기를 작게 할 수가 있으면서 압축기의 소용량이 가능하여 본 발명에 따른 이중 분리벽의 음료 급냉각장치가 적용되는 맥주 디스펜서 등의 실제 제품의 소형화가 가능하도록 하는 등의 많은 작용효과가 제공될 수 있을 것으로 기대된다.

삭제

도 1은 본 발명에 의한 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치의 작동원리가 구현되는 구체적인 내부 구성관계를 보인 종방향 단면도.
도 2는 본 발명의 이중 분리벽을 이용한 음료수기용 급속냉각장치에 대한 음료 및 냉매의 순환구조를 보인 도 1의 A-A'선 횡방향 단면도.

이하, 본 발명에 따른 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치의 작동원리 및 이를 달성하기 위한 구체적인 구성관계를 첨부한 바람직한 실시예의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 참고로 본 발명의 음료 급속냉각장치의 하우징을 구성하는 냉각조(10)는 기본적으로 단면이 4각형태를 형성하여 내부에 새롭게 구성되는 음료냉매분리조(20)의 형태가 냉매관(42)과 음료관(12)이 서로 일정간격을 두고 코일형태로 위치하면서 각각 냉매와 음료가 순환 및 통과 동작될 수 있도록, 이들 냉매관(42)과 음료관(12) 사이에 별도의 제1,2분리벽(21)(23)이 형성됨을 기본적인 구성원리로 적용되나, 경우에 따라서는 도 2의 종방향 단면구조에서 보는 것처럼 전체적으로 단면이 원형 형태로서 구성될 수 있음을 물론이다.

통상적으로 알려진 냉매관에 얼음이 얼게되면 그 얼음이 맥주관인 음료관 가까이 까지 얼게되어 상기 음료관에 있는 맥주나 기타 음료가 경우에 따라 얼어서 나오지 않게 된다. 따라서 냉각조 안에서는 이를 방지하기 위해 냉매관과 음료관 사이에 일정한 거리를 두게 되며, 이에 어쩔수 없이 구조적으로 냉각조가 커지게 되며, 이를 피하기 위해 냉매관과 음료관 사이에 냉각수의 얼음상태가 상기 음료관으로까지 진행되어 얼어가는 것을 방지하고자 분리벽을 설치하여, 분리벽까지만 얼음이 얼게 함으로서 음료관 공간만의 급속냉각을 획기적으로 향상시킬 수 있으면서도 구조적으로 냉각조의 크기도 줄일 수 있다는 작동원리가 구현되도록 본 발명의 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치가 구성된다..

도 1의 전체적인 구성관계 및 작동원리가 구현되는 종방향 단면구조 및 상기 도 1의 A-A'선 방향으로 단면 처리한 횡방향 단면구조 도면에서 보는 것처럼, 본 발명의 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치는 기본적으로 냉매관(42)과 음료관(12)이 일정간격을 두고 함께 공존하는 별도의 음료냉매분리조(20)가 본 발명 냉각장치의 하우징인 냉각조(10) 안에 구성hls다
그리고 이들 냉매관(42)과 음료관(12) 사이에는 별도의 제1,2분리벽(21)(23)이 형성되면서 중앙에는 냉각수순환관(31)이 형성되며, 상기 냉각수순환관(31)을 중심으로 바깥쪽의 냉매관(42)에 의해 차가워진 냉각수(50)가 선입 선출방식으로 음료관(12) 공간으로 유입되면서 상기 음료관(12)의 음료를 바로바로 신속 균등하게 냉각처리될 수 있는 작동원리가 발휘되도록 장치 구성된다.

즉, 냉각조(10) 내부 공간으로 음료와 냉매가 각각 유입되어 통과 순환동작될 수 있도록, 음료가 유입되어 배출되는 음료관(12)과 통상의 냉동사이클 원리가 작동되면서 냉각수(50)인 물의 온도를 흡열하여 차갑게 냉각처리하게 되는 냉매관(42)이 상기 냉각조(10) 공간에 별도로 구성되는 음료냉매분리조(20) 내부에 설치 구성되는데, 상기 음료냉매분리조(20)는 냉매관(42)쪽 공간의 먼저 냉각된 차가운 냉각수(50)가 음료관(12)쪽 공간의 상대적으로 덜 차가운 냉각수와 전체적으로 섞이지 않고 분리되어 조금씩 순차적으로 상기 음료관(12)쪽 공간으로 유입될 수 있도록, 이들 바깥쪽의 냉매관(42)과 안쪽의 음료관(12) 사이에 다수의 냉각수통과공(22)이 관통된 제1분리벽(21)이 형성된다.

이는 바깥쪽의 냉매관(42)에 의해 얼음상태의 차가운 냉각수(50)가 안쪽의 음료관(12) 공간으로 한꺼번에 유입되지 않고, 상기 음료관(12) 공간의 냉각수(50)가 별도의 순환펌프(30)에 펌핑동작에 의한 냉각수의 순환동작에 따라 상기 음료관(12) 공간의 빠져나가는 냉각수의 양에 따라 적절하게 제1분리벽(21)에 관통된 다수의 냉각수통과공(22)을 통해 자연스럽게 선입 선출될 수 있도록 구성되어, 음료관(12)의 냉각수가 적절한 냉각온도 상태를 방해받지 않고 냉매관(42)을 통해 바로바로 선입 선출방식으로서 유입 동작되는 냉매관(42) 공간의 차가운 냉각수(50)에 의해 항상 일정하게 균등한 냉각온도 상태가 유지될 수 있도록 작동될 수 있도록 한다.

또한 음료냉매분리조(20) 안쪽의 음료관(12) 공간의 냉각수(50)가 중앙의 냉수조(10) 중앙부위의 아래쪽에 통상 설치된 순환펌프(30)를 통해 다시 바깥쪽의 냉매관(42) 공간으로 유입동작되어 상기 냉매관(42)에 의해 냉동사이클상의 열흡열에 의한 냉각동작이 이루어질 수 있도록, 상기 순환펌프(30) 위쪽에 중앙으로 냉각수순환관(31)이 종방향 연결되면서 상기 중앙의 냉각수순환관(31)을 중심으로 양측 또는 사측으로 상기 음료냉매분리조(20)의 냉매관(42) 공간 상단으로 연장된 냉각수순환관(32)이 각각 연결 구성된다.

또한 순환펌프(30)의 펌핑동작에 의해 음료냉매분리조(20)의 음료관(12)쪽 공간의 냉각수(50)가 상기 순환펌프(30) 공간쪽으로 통과되면서 상기 순환펌프(30)와 연결된 냉각수순환관(31)(32)으로 유입될 수 있도록, 상기 음료냉매분리조(20)의 음료관(12)과 상기 냉각수순환관(31) 공간 사이에 별도의 제2분리벽(23)이 형성되며, 상기 제2분리벽(23)의 하단으로는 상기 순환펌프(30) 공간으로 음료관(12) 공간의 냉각수(50)가 통과 유입되도록 하는 냉각수통과공(24)이 관통 형성된다. 물론 경우에 따라 음료관(12) 공간이 순환펌프(30) 공간이 일체 구조로서 동일 공간형태로 형성될 수도 있다.

또한 음료관(12) 공간이 형성된 음료냉매분리조(20)의 안쪽인 제2분리벽(23)과 순환펌프(30)와 연결되어 종설된 냉각수순환관(31)과의 사이는 당연히 빈공간으로 일정간격을 유지함이 바람직하며, 특히 음료냉매분리조(20)의 측벽을 형성하는 안쪽의 제2분리벽(23)과 중간쪽의 제1분리벽(21)의 간격은 기본적으로 해당 음료관(12)의 구경을 기준으로 2배 정도의 거리를 유지하여 형성됨이 바람직하다.

이는 제1분리벽(21)의 냉각수통과공(22)을 통해 유입되는 차가운 냉각수(50)가 음료관(12)을 전체적으로 감싸않아 집중도를 높여 흘러내리게 하며, 필요량 이상의 냉각수가 들어오지 않게 하면서 냉매관(42)쪽의 상대적으로 차가운 냉각수(50)의 과입으로 인한 냉각수 얼음의 상실도를 효과적으로 낮출 수 있도록 한다. 아울러 음료관(12)이 위치한 공간이 협소하여 구조적으로 상기 음료관 공간에 냉각수가 머물러 있는 시간이 길게 될 수 있어, 차가운 음료가 기존에 비해 상대적으로 많이 배출될 수 있는 공간 내의 잔류 능력이 향상되면서 냉각 효율이 극대화되는 효과가 배가될 수 있다.

한편, 본 발명의 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치가 구현되도록 냉각조(10) 내부의 이중 분리벽 구조인 음료냉매분리조(20)의 안쪽 공간과 바깥쪽 공간에 각각 코일형태로 구성되어 설치되는 음료관(12)과 냉매관(42)은, 먼저 음료관(12)의 경우 상측인 한쪽은 통상 수조덮개(14)가 결속된 냉각조(10) 상측으로 외부 노출되는 음료유입부(11)가 연결되면서 하측인 다른 한쪽은 통상 배수꼭지가 결속된 냉각조(10)의 하측으로 외부 노출되는 음료배출부(13)가 연결되며, 상기 음료유입부(11)를 통해 상온상태의 음료가 유입되어 음료냉각분리조(20)의 한쪽인 안쪽 공간에 위치한 음료관(12)을 통해 냉각처리되면서 음료배출부(13)를 통해 차가워진 상태의 음료가 배출 동작될 수 있도록 구성된다.

또한 냉동사이클상의 냉각기에 해당되는 냉매관(22)의 경우 유입부와 배출부가 구별 분리 구성되는 음료관(12)과는 달리, 한쪽 단부의 순환유로(41)가 냉동사이클상의 압축기(40)쪽으로 연결되면서 다른 한쪽 단부의 순환유로(41)는 냉동사이클상의 팽창밸브(도면 도시 생략)쪽으로 연결되는 냉매의 순환유로(41)를 형성하게 된다.

참고로 이미 상술했듯이, 통상적으로 알려진 지금까지의 음료 냉각시스템에서는 냉매관에 얼음이 얼게되면 그 얼음이 맥주관인 음료관 가까이 까지 얼게되어 상기 음료관에 있는 맥주나 기타 음료가 경우에 따라 얼어서 나오지 않게 되며, 냉각조 안에서는 이를 방지하기 위해 냉매관과 음료관 사이에 일정한 거리를 두게 되므로 어쩔수 없이 냉각조의 크기가 커지게 되었으나, 본 발명의 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치에서는 냉매관(42)과 음료관(12) 사이에 냉각수의 얼음이 상기 음료관(12)으로까지 얼게되는 것을 방지하기 위하여 구성된 이중 분리벽인 제1분리벽(21) 및 제2분리벽(23)에 의해 상기 제1분리벽(21)까지만 얼음이 얼게 함으로서, 음료관(12) 공간만의 열교환 작동으로 음료에 대한 급속냉각을 획기적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 구조적으로 냉각조(10)의 크기도 줄일 수 있는 작용효과의 작동원리가 발휘될 수 있다.

특히, 본 발명의 음료 급속냉각장치는 음료관(12)과 냉매관(42) 사이에 전체 냉각수(50)가 중간의 제1분리벽(21)에 의해 한꺼번에 서로 섞이지 않고 상기 냉매관(42) 공간의 냉각수가 상기 음료관(12) 공간으로 선입 선출동작될 수 있는 구현원리는 상기 제1분리벽(21)에 형성된 다수의 냉각수통과공(22)에 의해 그 작동효과가 발휘될 수 있는바, 이는 기존의 음료 냉각시스템의 경우 냉매관을 감싸면서 얼음이 얼게되면 분리벽이 없으므로 선입 선출방식이 아닌 혼합방식으로 얼음을 얼린 냉매관과 맥주관 공간 전체의 냉각수를 냉각조 안에서 별도의 교반기나 순환펌프를 통하여 섞어서 냉각시키는 비효율적인 냉각방식을 구조적으로 개선시킬 수 있도록 하고 있다.

즉, 기존의 음료 냉각시스템에서는 얼음을 녹여 차게 된 냉각수가 직접 맥주관 전체에 접촉되면서 음료를 냉각시키게 되는데, 결국 음료관의 음료를 냉각처시키기 위한 냉각수의 얼음이 빨리 녹게 되면 전체의 냉각수를 어쩔 수 없이 다시 냉각시켜야 되기 때문에 기능적으로 압축기의 가동시간이 길어지게 되며, 이는 에너지를 과다하게 사용하게 되면서 그만큼 가동시간이 길어지고 고장도 자주 일어나며 장치 수명도 단축될 수밖에 없었다.

그렇지만 본 발명의 음료 급속냉각장치는 음료냉매분리조(20) 전체 공간에서 바깥쪽 공간에 위치한 냉매관(42)이 중간의 제1분리벽(21)과 일정거리를 두고 냉각수의 얼음이 얼릴 수 있지만, 그 얼음 상태의 냉각수(50)가 상기 제1분리벽(21)으로 인해 안쪽 공간의 음료관(12)에 직접적으로 접촉이 발생되지 않아 상기 음료관(12)을 통과하는 맥주 등의 내용물인 음료가 얼지않게 된다.

또한 본 발명에서는 열교환이 되어 일정온도로 상승이 된 냉각수(50)가 음료냉매분리조(20) 안쪽에 위치한 순환펌프(30)의 펌핑작동에 따라 제1분리벽(21) 위쪽에서 아래쪽로 내려오게 되며, 이때 냉각수(50)가 아래로 내려갈수록 하중이 발생하게 되는데 이것은 하부로 내려올수록 빠르게 흘러 순식간에 음료관(12)을 지나게 된다.

이렇게 되면 상부 공간에 있는 얼음은 빨리 녹지만 하부 공간에 있는 얼음은 그대로 있게 되며 접촉 부분만 얼음이 녹게 되는데, 이를 방지하기 위하여 냉매관(42)과 제1분리벽(21)을 가깝게 하여(참고로 제1분리벽 밖에는 공간이 있어 그쪽으로 얼음이 많이 발생) 상부공간의 냉각수가 빨리 아래로 내려가지 못하게 함으로서, 하중에 의하여 분리벽에 뚫어 높은 냉각수통과공(22)을 통하여 음료관(12) 방향으로 얼음물인 냉각수가 유입이 되면서 선입 선출방식에 의한 얼음물 냉각수(50)가 음료관(12)을 접촉하게 하는 작동원리가 구현될 수 있다. 이는 하중에 의해 한꺼번에 찬물 냉각수가 흐르는 것이 아니라, 모든 얼음 냉각수가 순차적으로 녹으면서 음료관(12)을 효율적으로 냉각시켜 장시간 차가운 맥주와 같은 음료가 나오게 할 수 있다.

또한 본 발명의 음료 급속냉각장치에서는 제1분리벽(21)의 하단부위를 냉각조(10) 밑에까지 밀폐시키고 그 위쪽부위로 다수의 냉각수통과공(22)을 형성시키는게 바람직하다. 이는 기존의 음료 냉각시스템에서 음료관 공간쪽의 열교환과 관계가 없는 물도 냉각을 시키게 되는데, 이는 냉각조(10) 안에 있는 물 전체의 온도도 높이는 결과를 가져오게 되며, 이를 다시 압축기(40)가 냉각을 시키게 되면서 열효율도 떨어지게 되고 냉각수(50)의 얼음도 빠르게 녹게 되는 원인이 되어 왔다

즉, 냉각수의 얼음이 다 녹으면 이를 다시 얼려서 사용하는데 시간이 많이 걸렸으나, 본 발명은 선입 선출방식으로 먼저 들어간 물이 먼저 냉각이 되어 냉각수통과공(22)을 통하여 음료관(12)을 냉각시키게 되며, 연속성을 가지고 다음에 들어온 물도 상기와 같이 새로운 얼음을 녹이면서 상기 음료관(12)으로 들어가게 되고 이 순서대로 차가운 냉각수가 흐르게 된다.

이런 과정에서 위에서 아래로 내려올수록 하중이 생기게 되며, 이는 음료관(12(과의 접촉 속도가 빠르게 진행되기 때문에 냉각 성능의 저하를 가져오게 된다. 따라서 밑으로 냉각수가 빠지게 되면 그쪽으로 계속 냉각수(50)가 빠져 나가게 되면서 얼음도 빠르게 녹게 된다. 그러므로 본 발명에서는 냉매관(42) 공간의 얼음상태 냉각수가 제1분리벽(21)을 통해 빠져 나가는 길을 차단하기 위하여 냉각조(10)의 하단 부분에서 상기 제1분리벽(21)을 막게 되면, 상기 냉매관(42)의 하부에 냉각수(50)가 차있기 때문에 하중으로 인한 냉각수가 음료관(12)으로 빠르게 나가는것을 차단하는데 그 이유가 있다.

한편, 음료냉매분리조(20)의 제2분리벽(23) 바깥쪽인 냉각조(10)의 하부 중앙쪽에 위치한 순환펌프(30)는, 기본적으로 상기 제2분리벽(23) 안쪽의 음료관(12) 공간에 열교환된 물을 다시 제1분리벽(21) 안쪽의 냉매관(42) 공간으로 순환시켜 차가운 얼음 냉각수로 변환될 수 있도록 상기 제2분리벽(23) 하부쪽에 양측 또는 사측으로 별도의 냉각수순환관(31)을 연결시킬 수 있다.

물론 경우에 따라, 하부쪽 상기 냉각수순환관(31)의 구성없이 상기 제2분리벽(23) 하부에 별도의 관통된 냉각수통과공(24)을 통해 상기 음료관(12) 공간의 물을 펌핑동작시킬 수 있고, 중앙 위쪽으로 종설된 냉각수순환관(31)으로부터 다시 양측 또는 사측으로 상기 냉매관(42) 공간으로 연장된 횡방향의 냉각수순환관(32)이 일체 구조로 형성될 수 있다. 이는 음료관(12)의 음료를 냉각시키기 위해 열교환된 상기 음료관(12) 공간의 물을 다른 물과 혼합없이 다시 냉매관(42) 공간으로 순환시켜 냉각시키기 위한 기능이 발휘되도록 한다.

10 : 냉각조 11 : 음료유입부
12 : 음료관 13 : 음료배출부
14 : 수조덮개 20 : 음료냉매분리조
21 : 제1분리벽 22,24 : 냉각수통과공
23 : 제2분리벽 30 : 순환펌프
31,32 : 냉각수순환관 40 : 압축기
41,42 : 냉매관 50 : 냉각수

Claims (3)

1. 음료관과 냉매관 사이에 형성된 제1분리벽에 의해 이들 공간의 냉각수가 전체적으로 섞이지 않으면서 상기 음료관 공간만의 냉각수에 의한 음료의 열교환이 이루어지도록 상기 제1분리벽을 경계로 냉각조 벽면쪽인 상기 제1분리벽 바깥쪽 공간에 냉매가 순환 동작되는 상기 냉매관이 코일형태로 설치되면서 상기 냉각조 중앙쪽으로 형성된 제2분리벽과 상기 제1분리벽 사이의 안쪽 공간에는 음료가 유입 통과되는 음료관이 코일형태로 설치되어 공간 내부에 냉각수가 채워진 음료냉매분리조가 상기 냉각조 내부에 구성되며,
   상기 음료냉매분리조의 제2분리벽 바깥쪽인 상기 냉각조의 하부 중앙쪽에는 상기 제2분리벽 하부에 관통 연결되면서 상기 음료냉매분리조의 냉매관 공간 상측으로 냉각수순환관이 연결되는 순환펌프가 설치되어 상기 순환펌프의 펌핑동작으로 상기 음료관 공간의 음료와 열교환된 냉각수를 상기 냉매관 공간으로 순환시킬 수 있도록 구성되되,
   상기 음료냉매분리조의 제1분리벽은 음료관 공간의 냉각수와 냉매관 공간의 냉각수가 전체적으로 섞이지 않은 상태에서 상기 순환펌프의 펌핑동작에 따라 상기 음료관 공간의 냉각수가 인출동작될 때 자동적으로 상기 냉매관 공간의 냉각수가 상기 음료관 공간으로 유입되어 상기 음료관의 음료에 대한 열교환이 정상적으로 작동될 수 있도록 일정간격으로 다수의 냉각수통과공이 관통 형성된 것을 특징으로 하는 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 순환펌프는 제2분리벽 안쪽의 음료관 공간에 열교환된 냉각수가 제1분리벽 안쪽의 냉매관 공간으로 순환시켜 차가운 얼음 냉각수로 변환될 수 있도록 상기 제2분리벽 아래쪽의 냉각수순환공으로부터 연결된 냉각수순환관이 상기 제2분리벽 위쪽 공간으로 연장되어 상기 냉매관 공간 상측으로까지 연결 구성된 것을 특징으로 하는 이중 분리벽을 이용한 음료 급속냉각장치.

Images