KR102625846B1 - 침지식 급속 식품 냉동장치 - Google Patents

Abstract

침지식 급속 식품 냉동장치가 제공된다. 식품 냉동장치는, 물보다 어는 점이 낮은 액체냉매에 식품을 침지하여 냉동시키는 침지식 급속 식품 냉동장치에 있어서, 액체냉매를 수용하는 냉매수조, 냉매수조 상부에서 냉매수조 내부로 승강되는 승강모듈, 승강모듈에 탑재되고 승강모듈로부터 수평방향으로 인출이 가능한 바스켓, 및 냉매수조보다 높은 위치에 승강모듈과 인접하게 배치되어 승강모듈에서 인출된 바스켓을 안착하고 경사를 유발하는 가동판을 포함하여, 바스켓에 부착된 액체냉매가 자유낙하에 의해 냉매수조로 회수된다.

Description

침지식 급속 식품 냉동장치{Immersing type food quick freezing apparatus}

본 발명은 식품 냉동장치에 관한 것으로서, 식품을 냉매에 침지하여 급속 냉동시키는 침지식 급속 식품 냉동장치에 관한 것이다.

음식물의 부패를 막기위해 상온보다 낮은 온도로 냉각시키는 기술이 사용된다. 일상에서는 음식물을 적정온도(대략 섭씨2~4도 정도)로 냉장하는 냉장고가 주로 사용되나 장시간 보관이 필요하거나 부패가 빠른 식품은 냉동시켜 보관할 필요도 있다.

특히 어류와 같이 부패가 쉬운 식재료는 짧은 유통기한을 늘리기 위해 냉동이 필요할 수 있다. 냉동 시 일반 냉동고를 사용할 수도 있지만 어는 시간이 오래 걸리면 재료 내 수분이 결정화되어 조직이 변형되는 문제가 생기므로 재료의 파괴나 변형을 막고 신선도를 유지할 수 있는 급속 냉동이 선호된다.

이로 인해 종래 냉매를 대상과 직접 접촉시켜 급속 동결시키는 방식이 개발된 바 있다. 액상냉매에 침지하는 침지식 냉동법은 그러한 급속 냉동법 중 하나이다. 예를 들면, 수산물 등 식재료를 인체에 무해한 냉매(예, 에탄올 등으로 형성한 브라인 용액 등)에 침지시켜 냉동시키는 기술(예, 대한민국특허10-2392101등)이 사용될 수 있다.

그러나 침지식 냉동법의 경우, 동결된 식품을 냉매로부터 인출하기 때문에 배출과정에서 냉매가 누설되는 문제가 있다. 즉 냉동상태의 식품을 냉매에서 빼낼 때 식품에 묻거나 부착되는 형태로 냉매가 누설될 수 있다. 특히 식품이 대량 보관된 경우 인출될 때마다 냉매가 누설되면 냉매량이 급속히 줄어드는 문제도 생길 수 있다. 이러한 문제는 과다한 냉매사용을 유발하고, 불필요한 에너지(예, 보충 냉매 냉각 시 사용되는 에너지)를 소모시키므로 개선이 필요하였다.

대한민국등록특허공보 제10-2392101호, (2022. 04. 27)

본 발명의 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액체냉매의 회수가 가능한 침지식 급속 식품 냉동장치를 제공하는 것이며, 이를 통해 급속 냉동이나 그를 포함하는 유통과정에서 과도한 냉매사용을 방지하고 불필요한 에너지소모도 감소시키는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 침지식 급속 식품 냉동장치는, 물보다 어는 점이 낮은 액체냉매에 식품을 침지하여 냉동시키는 침지식 급속 식품 냉동장치에 있어서, 상기 액체냉매를 수용하는 냉매수조; 상기 냉매수조 상부에서 상기 냉매수조 내부로 승강되는 승강모듈; 상기 승강모듈에 탑재되고 상기 승강모듈로부터 수평방향으로 인출이 가능한 바스켓; 및 상기 냉매수조보다 높은 위치에 상기 승강모듈과 인접하게 배치되어, 상기 승강모듈에서 인출된 상기 바스켓을 안착하고 경사를 유발하는 가동판을 포함하여, 상기 바스켓에 부착된 액체냉매가 자유낙하에 의해 냉매수조로 회수된다.

상기 식품 냉동장치는, 상기 가동판에 결합되어 상기 가동판의 경사를 조절하는 구동모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 식품 냉동장치는, 상기 구동모듈의 동작을 제어하여 상기 가동판의 경사를 주기적 또는 비주기적으로 바꾸는 제어모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 구동모듈은 신축식 액츄에이터로 형성되며 상기 제어모듈은 상기 구동모듈을 반복적으로 신축시켜 상기 가동판을 가진할 수 있다.

상기 구동모듈은 공압으로 작동하는 공압식 실린더로 이루어질 수 있다.

상기 가동판은 일단이 상기 냉매수조 상단에 형성된 개구와 맞닿게 배치되고, 타단이 상기 일단보다 높게 상승되어 상기 냉매수조를 향하는 하향 경사를 유발할 수 있다.

상기 가동판은 일단이 상기 냉매수조 상단부에 힌지로 결합되고 타단은 자유단으로 유지되며, 상기 구동모듈은 상기 가동판과 상기 냉매수조 사이에 개재되어 신축될 수 있다.

상기 구동모듈의 양단에 상기 가동판의 경사에 따라 상기 구동모듈 배열상태를 변경하는 관절부를 더 포함할 수 있다.

상기 승강모듈은, 상승 시 상기 가동판과 나란히 배치되는 바닥판을 포함하고, 상기 가동판을 향하는 측부가 개방되어 상기 바스켓이 통과되는 입출구가 형성될 수 있다.

상기 식품 냉동장치는, 상기 냉매수조의 하부에 연결된 냉매회수관, 및 상기 냉매회수관의 일 측에 배치되어 상기 냉매회수관으로 유입된 상기 액체냉매의 이물질을 제거하는 필터모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 어류 등 냉동이 필요한 식품을 액체 냉매에 침지하는 방식으로 빠르게 동결시킬 수 있다. 또한, 동결된 식품을 빼낼 때 식품에 부착되거나 묻어서 누설되는 냉매를 회수하여 재사용하므로 냉매의 낭비도 막을 수 있다. 특히 효과적인 냉매회수를 통해 종래 대비 냉매 감소량을 크게 줄일 수 있으므로 과도한 냉매사용을 막고 화학폐기물도 줄일 수 있다. 또한 냉매 보충량이 줄어들기 때문에 불필요한 에너지소모도 감소하므로 더욱 에너지-효율적으로 장치를 운용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 침지식 급속 식품 냉동장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 식품 냉동장치의 a-a'단면도이다.
도 3은 도 1의 식품 냉동장치의 b-b'단면도이다.
도 4는 도 1의 식품 냉동장치의 식품 인출동작을 도시한 작동도이다.
도 5는 식품 인출 시 액체냉매의 회수동작을 도시한 작동도이다.
도 6은 액체냉매의 또 다른 회수동작을 도시한 작동도이다.
도 7은 도 1의 식품 냉동장치의 사용상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 침지식 급속 식품 냉동장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 침지식 급속 식품 냉동장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 식품 냉동장치의 a-a'단면도이며, 도 3은 도 1의 식품 냉동장치의 b-b'단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 침지식 급속 식품 냉동장치(1)(이하, 식품 냉동장치)는 액체냉매(도 2 및 도 3의 A참조)가 수용된 냉매수조(100)와 냉매수조(100)로 입출되는 승강모듈(200)을 포함한다. 승강모듈(200)은 식품을 냉매에 침지하고 인출하기 위해 사용된다(도 1 및 도 2는 승강모듈이 냉매수조에 인입된 상태임).

승강모듈(200)은 하강되면 도 1처럼 냉매수조(100)안에 인입되었다가 상승되면 식품이 담긴 바스켓(도 2의 300참조)을 냉매수조(100)상부로 배출시킨다(도 4참조). 이때 배출된 바스켓(300)을 가동판(400)에 안착하고 경사를 유발하여 액체냉매들을 회수할 수 있다. 가동판(400)은 냉매수조(100)보다 높은 위치에서 냉매수조(100) 방향의 하향경사를 유발하므로 바스켓(300)과 식품에 부착된 액체냉매들은 유동하여 냉매수조(100)안으로 자유 낙하하게 된다. 이러한 방식으로 인출 시마다 액체냉매를 회수하여 재사용할 수 있다.

이러한 본 발명의 식품 냉동장치(1)는 다음과 같이 구성된다. 식품 냉동장치(1)는, 물보다 어는 점이 낮은 액체냉매에 식품을 침지하여 냉동시키는 침지식 급속 식품 냉동장치에 있어서, 액체냉매(A)를 수용하는 냉매수조(100), 냉매수조(100) 상부에서 냉매수조(100) 내부로 승강되는 승강모듈(도 1 및 도 2의 200참조), 승강모듈(200)에 탑재되고 승강모듈(200)로부터 수평방향으로 인출이 가능한 바스켓(도 2 및 도 4의 300참조), 및 냉매수조(100)보다 높은 위치에 승강모듈(200)과 인접하게 배치되어, 승강모듈(200)에서 인출된 바스켓(300)을 안착하고 경사를 유발하는 가동판(400)을 포함한다. 이로 인해 바스켓(300)에 부착된 액체냉매는 자유낙하에 의해 냉매수조(100)로 회수된다.

본 발명의 일 실시예에서 식품 냉동장치(1)는, 가동판(400)에 결합되어 가동판(400)의 경사를 조절하는 구동모듈(500)을 더 포함할 수 있으며 구동모듈(500)을 이용하여 경사각을 다양하게 변경할 수 있다. 또한 구동모듈(500)의 적절한 제어를 통해 가동판(400)을 가진(vibrating)하는 것도 가능하다. 이러한 작용들은 모두 액체냉매의 회수율을 상승시킨다.

또한 가동판(400)이 냉매수조(100) 상부에서 냉매수조(100)를 향하는 하향경사를 유발하므로 액체냉매를 냉매수조(100)안에 낙하시켜 바로 회수할 수 있다. 이로 인해 냉매의 회수속도가 빨라지며 장치의 효율성도 제고할 수 있다. 이하, 이러한 본 발명의 일 실시예에 기초하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 보다 상세히 설명한다.

먼저 장치의 구조를 설명한다. 도 1을 참조하면, 급속 식품 냉동장치(1)는 하우징(10)에 각부 구성이 탑재될 수 있다. 하우징(10)은 전체구성을 통합하는 구조일 수 있으며 후술하는 구성들을 지지하는 역할도 할 수 있다. 또한 하우징(10)의 일부로 해당구성을 구성할 수도 있다(예, 냉매수조). 그러한 한도 내에서 하우징(10)의 형태는 얼마든지 변형이 가능하므로 도시된 형태로 한정될 필요는 없다. 하우징(10) 외측에는 장치를 조작할 수 있는 조작부(11)도 설치될 수 있다.

예를 들어, 하우징(10)은 상부구조와 하부구조를 포함할 수 있다. 하부구조는 액체냉매가 채워지는 수조로 형성되고 상부구조는 냉매 안으로 입출되는 승강장치를 포함할 수 있다. 하우징(10) 내부에 형성된 공간을 적절히 활용하여 구동력을 제공하는 모터를 배치하거나 모터와 연결된 동력전달수단(예, 체인 등)등도 설치할 수 있다. 구체적인 배치는 후술한다.

도 2를 참조하면, 냉매수조(100)는 내부에 액체냉매(A)가 수용되는 용기 또는 챔버와 같은 구조일 수 있다. 냉매수조(100) 내부에는 냉매가 수용되고 식품(B)이 침지되는 수용공간이 형성된다. 냉매수조(100)는 식품(B)의 적재량 등을 고려하여 충분한 용적을 갖도록 구성할 수 있다. 수조의 형태는 제한적이지 않으며 다양한 형태로 변형이 가능하다. 냉매수조(100)는 상단의 적어도 일부가 개방되어 개구(도 4의 101참조)가 형성되며 개구(101)를 통해 승강모듈(200)이 입출될 수 있다.

바람직하게는, 도 1처럼 하우징(10)의 하부구조를 이용하여 냉매수조(100)를 구성할 수 있다. 이러한 경우 장치의 일체화로 취급에 유리할 수 있다. 그러나 다른 형태로 변형도 가능하므로 도면으로 한정될 필요는 없다. 도시되지 않았지만, 냉매수조(100)의 벽체 내부에는 단열재 등을 배치하여 열의 입출을 막는 것도 가능하다.

냉매수조(100) 내부공간에는 물보다 어는점이 낮은 액체냉매(A)가 냉각상태로 수용된다. 즉 섭씨 영도 아래(액체냉매의 온도는 급속냉동이 가능한 한도 내에서 필요에 따라 조정될 수 있다)로 냉각된 액체상태의 냉매를 도시된 것처럼 냉매수조(100)안에 채워두고 식품(B)(예, 생선 등)을 액체냉매(A)안에 침지하여 급속 냉동시킬 수 있다. 도 2는 그러한 식품(B) 냉동상태의 예시이다.

도시되지 않았지만, 액체냉매는 냉각기(미도시)에서 냉각될 수 있다. 예를 들어, 하우징(10) 외측에 액체냉매(A)를 원하는 온도로 냉각 가능한 냉각기(미도시)를 설치하고 냉매수조(100)와 연결하여 사용할 수 있다. 냉매수조(100)는 냉각기에서 냉각된 액체냉매(A)를 공급받아 수용할 수 있다. 필요한 경우 하우징(10) 일 측에 냉각기를 결합하여 사용하는 것도 가능하다.

액체냉매(A)는 단일 물질이거나 혼합물질일 수 있다. 예를 들면 에탄올 또는 그의 혼합물을 액체냉매(A)로 사용할 수 있다. 액체냉매(A)는 식품(B)에 접촉하더라도 식품(B)을 오염시키지 않는 물질로서 독성이 없는 물질일 수 있다. 그러한 한도 내에서 액체냉매(A)는 예시되지 않은 다른 성분의 물질 등도 가능하므로 본 실시예로 한정하여 이해할 필요는 없다.

냉매수조(100) 내부에는 교반모듈(600)이 설치될 수 있다. 교반모듈(600)은 모터(610)에 의해 구동되는 프로펠러(630)등을 포함할 수 있고 통로(621, 622)가 형성된 가이드관(620)이 프로펠러(630)를 수용하는 구조로 형성될 수 있다. 따라서 프로펠러(630)를 구동시켜 서로 다른 통로(621, 622)로 액체냉매(A)를 유동시켜 냉매수조(100) 안에 순환류를 형성할 수 있다. 이러한 교반모듈(600)을 이용하면 냉매수조(100)의 온도분포를 보다 균일하게 할 수 있다. 가이드관(620)은 상류측과 하류측에 각각 통로(621, 62)를 포함하므로 냉매수조(100) 전체를 순환하는 냉매의 대류를 효과적으로 생성할 수 있다.

도 3을 참조하면, 냉매수조(100)의 상단과 하단에는 각각 냉매공급관(110) 및 냉매회수관(120)이 배치될 수 있다. 냉매공급관(110) 및 냉매회수관(120)은 전술한 액체냉매(A) 냉각용 냉각기(미도시)에 연결된 것일 수 있다. 즉 액체냉매(A)는 냉각기에서 냉각된 후 냉매공급관(110)을 통해 냉매수조(100)안에 공급되고, 냉매회수관(120)을 통해 냉각기로 회수되며 순환될 수 있다. 냉매의 누출이 없는 이상적인 경우에는, 이와 같이 일정량의 냉매를 순환시키며 사용할 수 있다. 그러나 실질적으로는 식품이 인출될 때마다 반복적인 냉매누설이 발생된다.

냉매회수관(120)은 냉매수조(100)의 하부에 연결된다. 냉매회수관(120)의 일 측에는 냉매회수관(120)으로 유입된 액체냉매(A)의 이물질을 제거하는 필터모듈(130)이 배치될 수 있다. 본 발명은 수조 외부로 누출된 냉매를 회수하여 재사용하므로 필터모듈(130)을 이용한 필터링은 이물질 제거에도 효과적이다. 필터모듈(130)은 필터교환이 가능하도록 착탈식으로 형성할 수 있다. 냉매회수관(120)에는 냉각기(미도시) 측으로 액체냉매(A)를 순환시키는 펌프(140)도 연결할 수 있다.

도 2를 참조하면, 이러한 냉매수조(100) 내부로 승강모듈(200)이 입출된다. 승강모듈(200)은 하강하여 냉매수조(100)안에 유입되거나, 상승하여 냉매수조(100) 밖으로 배출될 수 있다(도 4참조). 승강모듈(200)은 냉매수조(100)의 상부에서 냉매수조(100) 내부로 승강되며 입출된다. 승강모듈(200)은 식품(B)이 수용되는 바스켓(300)을 탑재할 수 있는 구조이며 따라서 하강 시 식품(B)을 액체냉매(A)에 침지시킨다. 승강모듈(200)은 상승하면 냉매수조(100)상부로 배출되므로 승강모듈(200)을 상승시켜 침지되어 동결되어 있던 식품(B)도 수조 밖으로 인출할 수 있다(도 4참조).

승강모듈(200)은 바스켓(300)을 탑재하고 승강할 수 있는 구조로 형성된다. 이로써 한정될 필요는 없으나 예를 들면, 승강모듈(200)은 바스켓(300)이 수용되는 수용공간이 형성된 엘리베이터와 같은 구조일 수 있다. 예를 들면, 승강모듈(200)은 상부의 덮개(210)와 하부의 바닥판(220)을 포함하고 덮개(210)와 바닥판(220)이 프레임(230)으로 연결된 구조일 수 있다. 그로 인해 덮개(210)와 바닥판(220) 사이에 바스켓(300)을 탑재할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 예를 들어 도 2처럼, 승강모듈(200)이 하강하면 바닥판(220)과 프레임(230)은 냉매수조(100) 안으로 인입되고, 덮개(210)는 냉매수조(100) 상단의 개구(도 4의 101참조)를 차폐할 수 있다.

승강모듈(200)은 승강구동부(20)에 의해 구동될 수 있다. 승강구동부(20)는 예를 들면, 모터(21)에 의해 견인되는 체인(22)을 포함할 수 있다. 체인(22)은 식품(B)에 의해 가중되는 승강모듈(200)의 하중을 버티는데 유리할 수 있다. 체인(22)은 모터(21)에 의해 작동되며, 하우징(10) 상단에 배치된 기어들을 경유하여 승강모듈(200) 상단에 연결될 수 있다. 즉 모터(21)의 구동력으로 체인(22)을 당겨 승강모듈(200)을 상승시킬 수 있다. 체인(22)은 기어에 걸려있는 상태일 수 있으며 모터(21)은 기어를 구동하여 체인(22)을 작동시킬 수 있다. 체인(22)의 일 측은 장력생성을 위해 무게추(미도시)에 연결될 수도 있다. 모터(21)는 이러한 체인(22)을 이용한 견인구조로 승강모듈(200)을 승강시킬 수 있다.

이러한 승강구동부(20)는 견인구조의 예시이나 그로써 한정될 필요는 없으며, 또 다른 형태의 견인구조(예, 체인 대신 다른 동력전달장치를 사용하는 경우)나 가능한 경우 견인구조 아닌 다른 형태의 승강구조를 적용하는 것도 얼마든지 가능하다. 승강구동부(20)는 승강모듈(200)를 승강시킬 수 있는 한도 내에서 특별히 제한될 필요는 없다.

바스켓(300)은 승강모듈(200)에 탑재되어 승강모듈(200)과 함께 이동된다. 따라서 도 2처럼 승강모듈(200) 하강 시에는 냉매수조(100) 내부로 인입된다. 바스켓(300)은 격자(도 5의 301참조)로 구성되어 침지시 액체냉매(A)를 내부로 유입할 수 있다. 따라서 바스켓(300)에 담긴 식품(B)은 침지시 액체냉매(A)와 접촉하여 급속 냉동된다. 식품(B)은 직접 또는 포장지에 담긴 상태로 바스켓(300)안에 수용될 수 있다. 바스켓(300)은 예를 들어, 상부가 개방된 형태거나, 일 측에 도어가 형성된 케이지 등으로 형성될 수 있다. 바스켓(300) 역시 특정 형태로 한정될 필요는 없다.

바스켓(300)은 승강모듈(200)에서 수평방향으로 인출된다(도 4참조). 바스켓(300)은 승강모듈(200)과 분리결합이 가능하게 형성될 수 있다. 바스켓(300)은 승강모듈(200)의 바닥판(220) 위에 지지될 수 있으며 슬라이딩 방식으로 인출될 수 있다. 따라서 승강모듈(200)을 상승시킨 후 바스켓(300)을 수평방향으로 인출하고 가동판(400)에 안착시킬 수 있다. 이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 바스켓(300), 가동판(400), 및 구동모듈(500)을 보다 상세히 설명한다.

도 4는 도 1의 식품 냉동장치의 식품 인출동작을 도시한 작동도이다.

도 4를 참조하면, 바스켓(300)은 승강모듈(200)을 상승시킨 후 인출할 수 있다. 승강모듈(200)은 상승 시 가동판(400)과 나란히 배치되는 바닥판(220)을 포함하고, 가동판(400)을 향하는 측부가 개방되어 바스켓(300)이 통과되는 입출구(도 7의 201참조)가 형성될 수 있다. 따라서 입출구(201)를 통해 승강모듈(200)의 측방향으로 바스켓(300)을 인출할 수 있다. 입출구(201)는 예를 들면, 승강모듈(200)의 프레임(230) 사이에 형성된 공간일 수 있다.

도 4처럼 바스켓(300)이 인출되면 내부의 식품(도 2의 B참조)도 언제든지 꺼낼 수 있다. 전술한 것처럼 바스켓(300) 상부의 개방된 구조를 이용하거나, 바스켓(300)이 케이지 형태인 경우에는 일 측의 도어(미도시)를 열고 냉동된 식품을 꺼낼 수 있다. 이러한 방식으로 냉동된 식품을 액체냉매(A)에서 꺼내 인출할 수 있다.

바스켓(300)은 인출이 쉽도록 바닥에 슬라이딩 구조 등을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 바닥에 측방향(수평방향)으로 슬라이딩 이동이 가능한 가이드바(미도시)나 가이드구조를 따라 이동되는 바퀴(미도시)를 형성하는 것도 가능하다. 다만, 그러한 경우 가동판(400)과 바스켓(300)의 접촉부에는 바스켓(300)의 안착상태를 유지시키는 구조(예, 요철방식의 걸림구조 등)도 함께 형성될 수 있다. 예를 들면, 가동판(400)과 바스켓(300) 사이에 요철결합하는 돌기나 홈등을 형성하여 가동판에 경사가 유발되더라도 이탈되지 않도록 형성할 수 있다. 이러한 구조도 적용이 가능하다.

가동판(400)은 승강모듈(200)과 인접하게 배치되어 승강모듈(200)에서 인출된 바스켓(300)을 상면에 안착시킨다. 가동판(400)은 경사를 유발할 수 있는 가동구조(예, 힌지결합에 의한 가동구조)로 형성되어 바스켓에 경사를 주어 액체냉매를 회수한다. 특히 가동판(400)은 냉매수조(100)보다 높은 위치에 배치되어 경사가 유발되면 액체냉매를 냉매수조 안으로 흘려보내는 슈트와 같은 역할도 동시에 한다.

가동판(400)은 바스켓(300)을 안착할 수 있는 적절한 크기로 형성된다. 가동판(400)의 상면에는 경사 유발 시 바스켓(300)의 밀림을 방지하는 마찰구조(예, 고무층으로 이루어진 표면-미도시)가 형성될 수도 있다. 또한 전술한 것처럼, 바스켓(300)의 바닥과 요철방식으로 결합하여 걸리는 걸림구조(미도시)도 형성이 가능하다. 또한 액체냉매가 쉽게 흐를 수 있도록 상면을 길이방향으로 가로지르는 유체유로(미도시)등을 형성할 수도 있다. 가동판(400)은 바스켓(300)을 안착하고 경사를 유발할 수 있는 다양한 형태로 변형이 가능하다. 따라서 도면으로 한정될 필요는 없다.

도 5는 식품 인출 시 액체냉매의 회수동작을 도시한 작동도이다.

가동판(400)은 경사유발을 통해 도 5처럼 누설된 액체냉매를 신속하게 회수할 수 있다. 특히 구동모듈(500)에 의해 경사각뿐만 아니라 진동유발이 가능하도록 제어도 가능하다. 도 5를 참조하여 가동판(400)과 구동모듈(500)의 구조와 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 가동판(400)은, 일단이 냉매수조(100) 상단에 형성된 개구(101)와 맞닿게 배치될 수 있다. 가동판(400)의 타단은 일단보다 높게 상승되는 구조일 수 있다. 이로 인해 가동판(400)은 냉매수조(100)를 향하는 하향 경사를 유발한다(도 5의 (b) 및 (c)참조).

예를 들면 가동판(400)은, 일단이 냉매수조(100) 상단부에 힌지(410)로 결합될 수 있다. 따라서 하부에서 압력을 가하여 밀어올리면 타단이 힌지(410)를 축으로 회전하며 상승될 수 있다. 따라서 가동판(400)의 타단(개구(101) 반대편 단부)은 자유단으로 유지된다. 이러한 구조의 가동판(400)을 구동모듈(500)로 작동시킬 수 있다.

구동모듈(500)은 가동판(400)에 결합되어 가동판(400)의 경사를 조절한다. 구동모듈(500)은 도시된 것처럼 가동판(400)과 냉매수조(100) 사이에 개재되어 신축될 수 있다. 구동모듈(500)은 예를 들어, 신축식 액츄에이터로 형성될 수 있다. 따라서 구동모듈(500)이 신장되거나 수축되어 길이가 바뀌면 가동판(400)의 경사도 대응하여 바뀔 수 있다. 예를 들면 구동모듈(500)은, 공압으로 작동하는 공압식 실린더로 형성될 수 있다.

구동모듈(500)의 양단에는 가동판(400)의 경사에 따라 구동모듈(500)의 배열상태를 변경하는 관절부(501, 502)가 배치될 수 있다. 관절부(501, 502)는 구동모듈(500)이 신장되어 가동판(400)을 밀어낼 때 가동판(400)과 냉매수조(100) 사이의 연결을 유지하는 역할을 할 수 있다. 예를 들면 관절부(501, 502)는, 가동판(400)의 하부와 구동모듈(500)의 상단을 연결하는 관절부(501), 및 구동모듈(500)의 하단과 냉매수조(100) 일 측을 연결하는 관절부(502)를 포함할 수 있다. 관절부는 축관절 및/또는 볼관절로 형성될 수 있으며 필요한 경우 개수는 늘릴 수도 있다. 예를 들어 하부에 위치한 관절부(502)(냉매수조와 구동모듈을 연결하는 관절부)는 일 측으로 길게 연장되어 냉매수조를 지지하는 지지구조를 포함할 수도 있다.

이러한 구조의 구동모듈(500)에 의해 가동판(400)은 다양한 각도로 변형된다. 최초에 가동판(400)은 도 5의 (a)처럼 수평방향으로 배열될 수 있다. 해당 상태의 가동판(400)위에, 승강모듈(도 4의 200참조)에서 수평방향으로 인출한 바스켓(300)을 슬라이딩 방식으로 탑재할 수 있다. 승강모듈(200)은 상승 시 바닥판(도 4의 220참조)이 가동판(400)과 나란하게 배치되므로 슬라이딩 방식으로 바스켓(300)을 편리하게 가동판(400)에 안착시킬 수 있다.

바스켓(300)이 가동판(400)에 안착되면 도 5의 (b) 및 (c)처럼, 구동모듈(500)을 신장시키며 경사를 유발할 수 있다. 구동모듈(500)의 스트로크를 늘려 길이를 증가시킬수록 가동판(400)은 힌지(410)를 축으로 회전하면서 도 5의 (c)처럼 경사각이 증가된다. 따라서 구동모듈(500)을 조절하여 가동판(400)의 경사각을 늘리거나 줄일 수 있다.

가동판(400)에 유발된 경사는 가동판(400)에 안착된 바스켓(300)을 동일각도로 기울여 경사상태로 변환시킨다. 따라서 바스켓(300)에 묻어있던 액체냉매(A)를 경사를 이용하여 냉매수조(100)측으로 낙하시킬 수 있다. 특히 경사에 의해 격자(301) 사이에서 액체냉매(A)가 바로 낙하하거나 유동이 촉진되어 하부로 흘러내린 후 회수될 수 있다. 가동판(400)이 냉매수조(100) 외부에 있으므로 액체냉매(A)는 온도상승에 의해서도 유동성이 증가될 수 있다. 바스켓(300)의 바닥까지 흘러내려온 액체냉매(A)는 가동판(400)의 경사를 따라 흐르며 가속된 후 가동판(400) 말단에서 이탈되어 냉매수조(100) 안으로 쉽게 낙하될 수 있다. 이러한 작용에 의해, 실질적으로 대부분의 액체냉매를 냉매수조(100)로 다시 회수할 수 있다.

따라서 냉동된 식품을 자주 인출하더라도 인출 시 누설되는 냉매는 실질적으로 대부분 회수하여 재사용할 수 있다. 따라서 불필요한 냉매의 낭비를 극히 효과적으로 억제할 수 있다.

도 6은 액체냉매의 또 다른 회수동작을 도시한 작동도이다.

한편 도 6을 참조하면, 가동판(400)은 제어모듈(700)에 의해 또 다른 방식으로도 제어될 수 있다. 예를 들면 제어모듈(700)은, 구동모듈(500)의 동작을 제어하여 가동판(400)의 경사를 주기적 또는 비주기적으로 바꿀 수 있다. 제어모듈(700)은 구동모듈(500)의 동작을 제어하는 제어장치로서 자동 또는 수동으로 조작될 수 있다. 전술한 조작부(도 1의 11참조)등으로 제어모듈(700)을 조작하여 다양한 방식으로 구동모듈(500)이 작동하도록 제어를 변경하는 것도 가능하다.

예를 들어, 구동모듈(500)이 공압식 실린더로 형성되는 경우 제어모듈(700)은 구동모듈(500)과 연결된 공압장치(미도시)의 동작을 제어하는 전자식 제어장치(예, PLC등)등을 포함할 수 있다. 이러한 제어모듈(700)로 구동모듈(500)의 동작을 제어할 수 있으므로 전술한 5도의 경사각도 제어모듈(700)로 제어할 수 있음은 물론이다.

보다 바람직하게는, 구동모듈(500)이 전술한 신축식 액츄에이터로 형성되고 제어모듈(700)은 구동모듈(500)을 반복적으로 신축시켜 가동판(400)을 가진(vibrating)하는 제어를 할 수 있다. 즉 도 6처럼, 제어모듈(700)의 제어에 의해 가동판(400)을 빠르게 진동시켜 액체냉매(A)의 유동을 더욱 촉진하는 것도 가능하다. 그러한 경우 바스켓(300) 전체가 함께 진동되므로 진동효과에 의해 액체냉매(A)는 더 신속하게 회수될 수 있다. 이때 가동판(400)을 일정각도 기울인 상태에서 상하로 가진함으로써 경사에 의한 낙하효과도 배가할 수 있다. 이러한 방식으로 진동을 이용하여 더 효과적으로 액체냉매(A)를 회수하는 것도 가능하다. 공압식 실린더는 압축성이 있는 매체(예, 공기)를 사용하므로 진동 유발시 더욱 효과적일 수 있다. 가동판(400)에 유발된 진동은 주기적 또는 비주기적일 수 있으며 주기적인 경우 주기는 적절히 조정될 수 있다.

도 7은 도 1의 식품 냉동장치의 사용상태도이다.

이러한 방식으로 가동판(400)에 적절한 경사를 유발하여 식품 인출 시 누설되는 액체냉매(A)를 효과적으로 회수할 수 있다. 도 7은 그러한 사용상태의 예시이다. 도 7에 예시된 것처럼, 승강모듈(200)을 상승시키고 바스켓(300)안의 식품(도 2의 B참조)을 인출할 수 있다. 그럴 때마다 바스켓(300)을 가동판(400)에 안착시키고 가동판(400)에 경사를 유발시켜 간편하고도 효과적으로 액체냉매(A)를 회수할 수 있다. 액체냉매(A)는 액적 형태 등으로 바스켓(300)에 부착되어 있을 수 있지만 유발된 경사 및/또는 진동에 의해 유동이 촉진되어 낙하하고 가동판(400)의 경사를 따라 냉매수조(100)로 즉시 회수될 수 있다. 이러한 방식으로 침지식 급속 냉동장치에서 냉동된 식품을 인출할 때 누설되는 액체냉매(A)를 매우 효과적으로 회수할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 침지식 급속 식품냉동장치
10: 하우징 11: 조작부
20: 승강구동부 21, 610: 모터
22: 체인 100: 냉매수조
101: 개구 110: 냉매공급관
120: 냉매회수관 130: 필터모듈
140: 펌프 200: 승강모듈
201: 입출구 210: 덮개
220: 바닥판 230: 프레임
300: 바스켓 301: 격자
400: 가동판 410: 힌지
500: 구동모듈 501, 502: 관절부
600: 교반모듈 620: 가이드관
621, 622: 통로 630: 프로펠러
700: 제어모듈 A: 액체냉매
B: 식품

Claims (10)

1. 물보다 어는 점이 낮은 액체냉매에 식품을 침지하여 냉동시키는 침지식 급속 식품 냉동장치에 있어서,
   상기 액체냉매를 수용하는 냉매수조;
   상기 냉매수조 상부에서 상기 냉매수조 내부로 승강되는 승강모듈;
   상기 승강모듈에 탑재되고 상기 승강모듈로부터 수평방향으로 인출이 가능한 바스켓;
   상기 냉매수조보다 높은 위치에 상기 승강모듈과 인접하게 배치되어, 상기 승강모듈에서 인출된 상기 바스켓을 안착하고 경사를 유발하는 가동판, 및
   상기 가동판에 결합되어 상기 가동판의 경사를 조절하는 구동모듈을 포함하여,
   상기 바스켓에 부착된 액체냉매가 자유낙하에 의해 냉매수조로 회수되는 침지식 급속 식품 냉동장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 구동모듈의 동작을 제어하여 상기 가동판의 경사를 주기적 또는 비주기적으로 바꾸는 제어모듈을 더 포함하는 침지식 급속 식품 냉동장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 구동모듈은 신축식 액츄에이터로 형성되며 상기 제어모듈은 상기 구동모듈을 반복적으로 신축시켜 상기 가동판을 가진하는 침지식 급속 식품 냉동장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 구동모듈은 공압으로 작동하는 공압식 실린더로 이루어지는 침지식 급속 식품 냉동장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 가동판은 일단이 상기 냉매수조 상단에 형성된 개구와 맞닿게 배치되고, 타단이 상기 일단보다 높게 상승되어 상기 냉매수조를 향하는 하향 경사를 유발하는 침지식 급속 식품 냉동장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 가동판은 일단이 상기 냉매수조 상단부에 힌지로 결합되고 타단은 자유단으로 유지되며, 상기 구동모듈은 상기 가동판과 상기 냉매수조 사이에 개재되어 신축되는 침지식 급속 식품 냉동장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 구동모듈의 양단에 상기 가동판의 경사에 따라 상기 구동모듈 배열상태를 변경하는 관절부를 더 포함하는 침지식 급속 식품 냉동장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 승강모듈은, 상승 시 상기 가동판과 나란히 배치되는 바닥판을 포함하고, 상기 가동판을 향하는 측부가 개방되어 상기 바스켓이 통과되는 입출구가 형성된 침지식 급속 식품 냉동장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 냉매수조의 하부에 연결된 냉매회수관, 및 상기 냉매회수관의 일 측에 배치되어 상기 냉매회수관으로 유입된 상기 액체냉매의 이물질을 제거하는 필터모듈을 더 포함하는 침지식 급속 식품 냉동장치.

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