KR200223270Y1 - 산소강화얼음 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용존 산소농도가 높인 산소강화얼음 제조장치에 관한 것으로서, 그 목적은 산소농도가 부족한 일반 식수를 기밀성이 유지되는 수조에 충입하고 그 충입된 물을 0 ∼ 4℃가 되게 냉각시키면서 그 냉각된 물에 산소를 공급하여 물에 산소를 강제로 용존시킨 다음 그 용존된 물을 얼음박스에 공급하고 그 얼음박스를 영하의 제빙기본체에 투입하여 얼려서 얼음을 만들고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 산소농도측정기와 드레인관이 설치되고 상단에 압력게이지를 갖는 뚜껑이 마련된 수조와, 그 수조를 냉각시키는 냉매순환관이 배열된 냉각수단과, 상기 수조내의 물을 순환시키는 바이패스관이 설치된 물순환수단과, 상기 수조내의 물에 산소를 공급하는 산소공급수단으로 구성된 산소강화음료 제조장치에 있어서, 상기 수조의 일측에는 드레인관과 연결 설치되는 단열재로 된 제빙기본체가 마련되고 그 제빙기본체의 내부에는 얼음박스와 산소공급노즐 및 냉각장치로부터 배출되는 냉매를 순환시키는 냉매순환관을 배열하여서 된 것이다.

Description

산소강화얼음 제조장치{manufacturing system of Oxygen condensed cake of ice}

본 고안은 용존 산소농도가 높인 산소강화얼음 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 1차로 식수로 사용할 수 있는 물을 0 ∼ 4℃로 낮추어 산소를 용존시키고 그 산소가 용존된 산소강화물을 영하의 제빙기본체에 산소와 함께 공급하여 산소를 물에 2차 용존시키면서 얼음을 만들도록 한 것이다.

산소를 섭취하는 것은 인체의 혈중 산소농도를 향상시키는 것이고 그 혈중 산소농도를 향상시키면 인체의 신진대사를 향상시켜 근육운동, 지구력 및 심폐기능 등을 향상시키는 역할을 한다. 또 상기 혈중 산소농도가 향상되면 맥박수가 적으면서도 운동능력이 향상되는 결과를 가져온다.

이러한 중요한 기능을 하는 산소는 산업화 및 자동차 문화의 발달에 따라 대기중의 산소농도는 감소되고 인체에 유해한 성분(일산화탄소, 이산화황 등)만 늘어나게 되며 대도시나 공업단지 등에서는 더욱 심하여 호흡곤란을 격게 되는 경우가 발생하게 된다.

또 상기 대기중의 산소 량을 감소시키는 산업화 및 자동차 문화의 발달은 수질을 악화시키게 되고 그에 따라 물의 오염도는 점차적으로 높아지고 산소농도 점차적으로 감소되고 있는 실정이다.

이와 같이 산소농도의 감소는 사람의 혈중 산소농도를 떨어트리게 되고 그에 따라 인체의 신진대사가 활발하게 이루어지지 않게 되며 심폐기능 저하와 아울러 맥박수가 늘어나게 되고 지구력 등이 저하되어 사람의 건강을 해치게 되는 문제점이 있다.

상기와 같이 인체에 흡수되는 량에 따라 사람의 건강을 결정하는 산소의 섭취는 호흡에 의해 자동으로 섭취되는 경우와 물을 마심으로서 그 물 속에 용존되어 있는 산소를 섭취하게 되는 2가지 경우가 있는데, 상기 후자의 경우 즉 물을 마심으로서 그 물 속에 용존되어 있는 산소를 섭취하게 되는 경우는 그 무엇보다 중요하다. 그 이유는 물 속에 용존되어 있는 산소는 물과 함께 사람의 체내로 직접 들어가 그 체내에서 흡수되기 때문이다.

이와 같이 산소가 용존되어 체내로 직접 흡수되는 일반적인 식수의 산소농도는 물 1ℓ당 산소농도 5 ∼ 10ppm 정도이고 상기 일반적인 식수 중 산소농도가 8 ∼ 10ppm이면 매우 양질의 물로 인정되고 있는 바, 상기 산소농도가 8 ∼ 10ppm을 유지하는 식수는 산소가 풍부한 산 속에서 흐르는 물을 측정하였을 때 나타나는 결과이다.

그리고 사람이 가장 접하기 쉽고 많이 마시게 되는 식수는 수도 물로서 그 수 도물의 산소농도는 5 ∼ 7ppm을 유지하는 것이 대부분이다. 그러나 상기 수도 물은 대부분이 끓여먹게 되고 그 끓인 물은 끓이면서 산소농도가 더 떨어져 상기 5 ∼ 7ppm을 유지하지 못하게 된다.

이와 같이 산소농도가 떨어진 물을 마시게 되는 현대인들은 음식문화의 발달에 따라 체격은 좋아졌으나 체력은 떨어지게 되고 그 체력이 떨어지는 것은 곳 건강이 악화되는 것으로, 현대인들이 각종 질병에 시달리는 이유 중 하나로 산소의 섭취 량이 부족함에서 오는 것이라 할 수 있을 것이다.

따라서 식수로 사용되는 물에 산소농도를 향상시켜 그를 먹을 수 있다면 인체의 혈중 산소농도를 향상시켜 신진대사를 활발하게 함과 동시에 체력을 향상시켜 건강한 삶을 살 수 있을 것이다.

따라서 본 고안자는 상기의 취지를 달성하고자 본인이 선출원한 특허출원 제20305호에서 산소강화음료 제조방법 및 장치와 산소강화음료를 제공하였고 그의 기술을 도 1을 참조하여 요약하면 다음과 같다.

상부 일측면에 물공급관(11)이 설치되고 하부에 산소농도측정기(14)와 드레인관(12)이 설치되며 상단에 압력게이지(16)를 갖는 뚜껑(15)이 마련된 수조(10); 상기 수조(10)에 설치되어 그 수조(10)내의 물을 0 ∼ 4℃로 냉각시키도록 냉매순환관(42)이 배열된 냉각수단(40); 상기 수조(10)의 일측에 설치되어 수조(10)내의 저부에 위치한 물을 상부로 바이패스하는 바이패스관(21)이 설치된 물순환수단(20); 상기 수조(10)의 저부에 설치되어 수조(10)내의 물에 산소를 공급하는 산소공급수단(30);으로 구성된 산소강화음료 제조장치와,

수조(10)내에 물을 충입하고 그 충입된 물을 동결되지 않을 정도로 냉각시키는 공정; 상기 동결되지 않을 정도로 냉각된 수조(10)내의 물에 산소를 공급하는 공정; 상기 산소의 공급과 동시에 수조(10)내의 저부에 위치한 물을 수조(10)의 상부로 바이패스하여 순환시키는 공정; 상기 물 순환공정을 산소농도 10 ∼ 30ppm이 될 때까지 계속적으로 실시하는 공정;으로 이루어진 산소강화음료 제조방법과

상기 산소강화음료 제조방법에 의해서 제조되어 물 1ℓ당 산소 10 ∼ 30ppm이 용존된 산소강화음료가 있다.

그러나 상기 장치와 방법은 액상의 산소강화음료를 만들기 위한 것으로서, 이는 보관하기가 어렵고 장기간 보관하게 되면 산소 용존율이 떨어져 산소강화음료로서의 효능을 발휘할 수 있는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 고안한 것으로, 그 목적은 산소농도가 부족한 일반 식수를 기밀성이 유지되는 수조에 충입하고 그 충입된 물을 0 ∼ 4℃가 되게 냉각시키면서 그 냉각된 물에 산소를 공급하여 물에 산소를 강제로 용존시킨 다음 그 용존된 물을 다시 영하의 제빙기본체에 마련된 얼음박스에 투입하여 얼려서 얼음을 만들고자 함에 있다.

도 1은 종래의 상소강화음료 제조장치 단면 구성도

도 2는 본 고안의 산소강화얼음 제조장치 단면 구성도

도 3a 및 도 3b는 본 고안의 얼음박스 실시예를 나타낸 사시도

※도면의 주요 부분에 대한 부호 설명※

10 : 수조 11 : 물공급관

12 : 드레인관 13 : 보온재

14 : 산소농도측정기 15 : 뚜껑

16 : 압력게이지 20 : 물순환수단

21 : 바이패스관 22 : 펌프

23 : 노즐 24 : 밸브

30 : 산소공급수단 31 : 산소공급기

32 : 산소공급관 40 : 냉각수단

41 : 냉매장치 42 : 냉매가스관

50 : 제빙기본체 51 : 얼음박스

52 : 냉각장치 53 : 냉매순환관

54 : 냉동실 55 : 산소공급관

56 : 산소공급노즐 57 : 레일

58 : 격벽

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 산소강화얼음 제조장치에 대한 특징적인 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 산소강화얼음 제조장치는 산소농도측정기와 드레인관이 설치되고 상단에 압력게이지를 갖는 뚜껑이 마련된 수조와, 그 수조를 냉각시키는 냉매순환관이 배열된 냉각수단과, 상기 수조내의 물을 순환시키는 바이패스관이 설치된 물순환수단과, 상기 수조내의 물에 산소를 공급하는 산소공급수단으로 구성된 산소강화음료 제조장치에 있어서,

상기 수조의 일측에는 드레인관과 연결 설치되는 단열재로 된 제빙기본체가 마련되고 그 제빙기본체의 내부에는 얼음박스와 산소공급노즐 및 냉각장치로부터 배출되는 냉매를 순환시키는 냉매순환관이 배열된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제빙기본체의 내부에는 격벽을 형성시켜 적어도 2개 이상의 냉동실을 마련하고 그 냉동실에는 얼음박스가 슬라이딩 되는 레일이 설치되어 있으며, 상기 냉매순환관은 제빙기본체는 물론 각각의 격벽에 배열되어 있고, 상기 산소공급노즐은 각각의 냉동실마다 마련되어 있으며, 상기 얼음박스는 얼음 형성부가 적어도 2개 이상으로 분할 형성되어 있다.

이와 같은 특징을 갖는 본 고안의 산소강화얼음 제조장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 상소강화음료 제조장치 단면 구성도이고, 도 2는 본 고안의 산소강화얼음 제조장치 단면 구성도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 고안의 얼음박스 실시예를 나타낸 사시도로서

본 고안은 먼저 식수로 사용할 수 있는 일반적인 물(물 1ℓ당 산소농도 5 ∼ 10ppm)을 기밀성이 유지되고 보온재(13)로 감싸여진 수조(10)의 상부 일측에 설치된 물공급관(11)을 통하여 충입한다. 이때 상기 물 충입량은 상기 수조(10) 상부에 수조(10)와 연통되게 설치된 바이패스관(21)의 하부까지이다.

그 이유는 상기 수조(10)내에 충입되는 물이 바이패스관(21)에 도달하게 되면 그 바이패스관(21)에 도달한 물이 노즐(23)을 막고 있기 때문에 하기에서 설명되는 수조(10)의 저부에 위치한 물을 상부로 펌핑하여 노즐(23)을 통해 분사할 때에 그 분사가 원활하게 이루어지지 않기 때문이다.

상기와 같이하여 수조(10)내에 물이 충입되면 산소공급기(31)를 작동시켜 산소를 산소공급관(32)을 통하여 수조(10)의 저부에서 공급하고 그 공급되는 산소는 팬(33)을 회전시키기 때문에 상기 산소의 공급이 수조(10)내의 물에 골고루 분포되면서 공급된다. 따라서 상기 수조(10)내에 충입된 물에는 1차적으로 산소가 용존되는 것이다.

또 상기 수조(10)내의 물에 1차적으로 용존되고 남은 산소는 수조(10)의 상부에 소정의 압을 유지하며 누적되고 그 누적된 산소의 압은 뚜껑(15)에 마련된 압력게이지(16)에 나타난다. 단 상기 압력게이지(16)와 산소공급기(31)는 전기적으로 연결설치 되어있어 수조(10)내부의 압이 10㎏ 이상이 되면 산소공급기(31)의 작동이 중단되고 상기 수조(10)내부의 압이 5㎏ 이하로 떨어지면 산소공급기(31)가 다시 작동되어 산소를 공급한다.

이와 같이하여 물이 충입된 수조(10)내로 산소가 공급되면 그와 동시에 바이패스관(21)의 일측에 설치된 펌프(22)를 작동시켜 상기 수조(10)내의 저부에 위치한 물을 상부로 펌핑하면서 상기 바이패스관(21)의 상단부에 설치된 노즐(23)을 통하여 물이 산소가 소정의 압력을 유지하며 누적된 수조(10)상부에 분사된다. 따라서 상기 분사되는 물은 산소와의 접촉량이 많아져 산소용존율이 높아진다.

또한 상기 수조(10)내의 물은 그 수조(10)내에 배열된 냉매순환관(42)으로 냉매장치(41)에서 공급되는 냉매가스가 순환됨으로 0 ∼ 4℃를 유지하게 되고 그에 따라 산소의 용존율은 더욱 좋아진다. 그 이유는 산소는 그 특성상 물의 온도가 낯을수록 용존도가 높아지는 특성을 가지고 있기 때문이다.(헨리의 법칙: 물에 대한 기체의 용해도 참조)

이상과 같이 수조(10)내의 물을 0 ∼ 4℃로 유지시키면서 산소를 공급하고 상기 수조(10)의 저부에 위치한 물을 상부로 분사하는 공정을 계속적으로 반복하면 상기 수조(10)내의 물은 산소농도가 높아지고 산소농도측정기(14)에 산소농도가 10 ∼ 30ppm이 되면 본 고안에서 원하고자 하는 산소강화음료가 제조되는 것이다.

이상과 같은 과정을 통하여 제조되는 산소강화음료는 드레인관(12)을 통하여 제빙기본체(50)내에 마련된 각각의 얼음박스(51)에 충입하고 그 충입작업이 완료되면 냉각장치(52)를 가동시켜 냉매가 냉매순환관(53)을 통하여 순환되게 함으로서 상기 제빙기본체(50)의 내부를 영하의 온도로 냉각시킨다.

이때 상기 얼음박스(51)가 위치하는 각각의 냉동실(54)에는 산소공급관(55)으로부터 산소공급노즐(56)을 통하여 산소가 공급된다. 따라서 상기 얼음박스(51)내의 산소강화음료는 산소가 용존되면서 얼게되는 것이다

이와 같이하여 산소강화음료에 산소가 더욱더 용존되면서 얼게되면 그 얼음박스(51)를 제빙기본체(50)로부터 꺼내어 얼음을 얼음박스(51)로부터 분리해내고 그 얼음이 분리된 얼음박스(51)에는 다시 산소강화음료를 충입한 다음 제빙기본체(50)의 레일(57)에 끼워 상기와 같은 방법으로 얼린다.

단 상기 제빙기본체(50)는 단열재로 형성되어 있고 냉동실(54)을 형성하는 격벽(58)에는 냉매순환관(53)이 배열되어 있다. 또 상기 냉동실(54)로 산소를 공급하는 산소공급노즐(56)은 하나의 냉동실(54)에 적어도 1개 이상 구비되어 있다.

이하에서는 상기 도 1의 설명에 의해 제조된 산소강화음료를 이용하여 도 2를 이용한 산소강화얼음을 만드는 과정을 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

(실시예1)

본 고안의 실시예1은 냉각장치(52)를 가동시켜 냉동실(54)의 온도를 -20℃로 유지시키고 이에 산소를 불어넣으면서 산소농도가 30ppm인 산소강화음료가 충입된 얼음박스(51)를 각각의 냉동실(54)에 위치시켰다. 그 결과 완전한 얼음이 되기까지의 온도는 20분이 소요되었고 산소농도는 80∼100ppm 이었다. 단 상기 얼음의 크기는 가로/세로/높이가 공히 3㎝ 였다.

(실시예2)

본 고안의 실시예2는 상기 실시예1과 마찬가지로 냉각장치(52)를 가동시켜 냉동실(54)의 온도를 -25℃로 유지시키고 이에 산소를 불어넣으면서 산소농도가 30ppm인 산소강화음료가 충입된 얼음박스(51)를 각각의 냉동실(54)에 위치시켰다. 그 결과 완전한 얼음이 되기까지의 온도는 25분이 소요되었고 산소농도는 80∼100ppm 이었다. 단 상기 얼음의 크기는 가로/세로/높이가 공히 4㎝ 였다.

(실시예3)

본 고안의 실시예3은 상기 실시예2와 마찬가지로 냉각장치(52)를 가동시켜 냉동실(54)의 온도를 -25℃로 유지시키고 이에 산소를 불어넣으면서 산소농도가 30ppm인 산소강화음료가 충입된 얼음박스(51)를 각각의 냉동실(54)에 위치시켰다. 그 결과 완전한 얼음이 되기까지의 온도는 40분이 소요되었고 산소농도는 80∼100ppm 이었다. 단 상기 얼음의 크기는 가로/세로 공히 15㎝ 였고 높이가 7㎝ 였다.

이상과 같은 본 고안은 식수를 냉각시키면서 산소를 불어넣어 산소용존농도가 30ppm인 산소강화음료를 만들고 그 만들어진 산소강화음료를 얼음박스에 공급한 후 그 얼음박스를 제빙기본체의 냉동실에 투입하여 산소를 공급하면서 얼려 산소강화얼음을 만들어 그 얼음을 일반 식수에 타서 마심으로서 인체의 신진대사를 활발하게 함은 물론, 건강증진을 도모할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 산소농도측정기(14)와 드레인관(12)이 설치되고 상단에 압력게이지(16)를 갖는 뚜껑(15)이 마련된 수조(10)와, 그 수조를 냉각시키는 냉매순환관(42)이 배열된 냉각수단(40)과, 상기 수조내의 물을 순환시키는 바이패스관(21)이 설치된 물순환수단(20)과, 상기 수조내의 물에 산소를 공급하는 산소공급수단(30)으로 구성된 산소강화음료 제조장치에 있어서,

   상기 수조의 일측에는 드레인관과 연결 설치되는 단열재로 된 제빙기본체(50)가 마련되고 그 제빙기본체의 내부에는 얼음박스(51)와 산소공급노즐(56) 및 냉각장치(52)로부터 배출되는 냉매를 순환시키는 냉매순환관(53)이 배열된 것을 특징으로 하는 산소강화얼음 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제빙기본체의 내부에는 격벽(58)을 형성시켜 적어도 2개 이상의 냉동실(54)을 마련하고 그 냉동실에는 얼음박스가 슬라이딩 되는 레일(57)이 설치된 것을 특징으로 하는 산소강화얼음 제조장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 냉매순환관은 제빙기본체는 물론 각각의 격벽에 배열된 것을 특징으로 하는 산소강화얼음 제조장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 산소공급노즐은 각각의 냉동실마다 마련된 것을 특징으로 하는 산소강화얼음 제조장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 얼음박스는 얼음 형성부가 적어도 2개 이상으로 분할 형성된 것을 특징으로 하는 산소강화얼음 제조장치.