KR200416642Y1 - 제빙기의 적상 방지장치. - Google Patents

Abstract

본 고안은 얼음을 생산하는 제빙기의 제빙틀의 동결을 방지하기 위한 제빙기의 적상방지장치에 관한 것으로, 냉동사이클을 수행하는데 필요한 압축기(11)와 응축기(12), 응축팬(13) 등을 설치하는 기계실(10)과 제빙된 얼음을 저장하는 얼음저장실(20)을 구성하고, 얼음저장실(20)의 내부 상측에 냉동사이클의 증발기(15)와 밀착되게 구성된 제빙틀(31)을 구성하며 그 아래에는 얼음을 배출시키는 슬라이드그릴(35)과 제빙틀(31)에 물을 분사하는 다수의 분사노즐(37)과 제빙에 필요한 물을 저장하는 저수조(38)를 형성한 제빙실(30)을 구성한 제빙기에 있어서,

상기 기계실(10)에 설치된 응축기(12)의 응축가스 배출측 가스라인에 응축가스의 온도를 감지하는 온도센서(14)를 설치하여 응축된 냉매의 온도가 섭씨 35℃이상이 되면, 응축팬(13)을 구동시켜 응축열을 배출하고 냉매의 온도가 섭씨 35℃이하가 되면 응축팬(13)을 정지시켜서, 냉동사이클을 수행하며 폐순환하는 냉매의 온도가 항상 일정한 범위의 온도를 유지하도록 구성하고, 제빙된 얼음이 제빙틀(31)로부터 탈빙이 될 때 펌프(40)를 1내지2회 가동하여 분사노즐(37)로부터 물을 분사하여 제빙틀(31)에 충격을 가하여서 제빙틀(31)에서 탈빙되지 않고 있는 얼음을 탈빙 하도록 구성하여서, 응축된 냉매온도를 감지하여 응축팬을 제어함으로써 순환 냉매의 온도를 일정하게 유지하여 압축가스의 온도를 계절에 따른 외부온도의 변화와 상관없이 항상 일정하게 유지시킴으로 인하여 해빙이 일정하게 되어서 탈빙이 되도록 하고, 탈빙시 살수노즐을 동작시켜서 제빙된 얼음에 충격을 가하여 얼음의 탈빙이 완벽하게 이루어지도록 함으로써, 불완전한 탈빙으로 제빙실의 제빙틀에서 제빙된 얼음이 탈빙되지 않아서 발생되는 적상 현상을 방지하기 위한 것에 그 목적이 있다.

제빙기본체, 냉동사이클, 바이패스라인, 바이패스밸브, 펌프, 제어시스템, 제빙실, 제빙틀

Description

제빙기의 적상 방지장치.{Accumulation prevention device of ice machine}

도1은 본 고안의 전체 구성상태 예시도.

도2는 본 고안의 요부인 제빙실과 급수라인구성상태 예시도.

도3은 본 고안의 요부인 제빙틀의 구성을 나타낸 확대도.

도4는 본 고안의 냉동사이클 구성상태 예시도.

도5는 본 고안의 제어시스템 구성상태 예시도.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣

1: 제빙기본체.

10: 기계실. 11: 압축기. 12: 응축기.

13: 응축팬. 14: 온도센서. 15: 증발기.

16: 바이패스라인. 17: 바이패스밸브.

20: 얼음저장실. 21: 인출문.

30: 제빙실. 31: 제빙틀. 32: 에어공.

33: 제빙틀지지판. 34: 급수공. 35: 슬라이드그릴.

36: 배출문. 37: 저수조. 38: 분사노즐.

39: 배수라인.

40: 펌프.

50: 급수관. 51: 급수관제어밸브.

60: 단열재. 70: 수도관. 90: 제어시스템

본 고안은 얼음을 생산하는 제빙기의 제빙틀의 동결을 방지하기 위한 제빙기의 적상방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 응축된 냉매온도를 감지하여 응축팬을 제어함으로써 순환 냉매의 온도를 일정하게 유지하여 압축가스의 온도를 계절에 따른 외부온도의 변화와 상관없이 항상 일정하게 유지시킴으로 인하여 해빙이 일정하게 되어서 탈빙이 되도록 하고, 탈빙시 살수노즐을 동작시켜서 제빙된 얼음에 충격을 가하여 얼음의 탈빙이 완벽하게 이루어지도록 함으로써, 불완전한 탈빙으로 제빙실의 제빙틀에서 제빙된 얼음이 탈빙되지 않아서 발생되는 적상 현상을 방지하기 위한 것에 그 목적이 있다.

산업의 발달로 생활수준이 발전하면서 계절의 변화에 관계없이 보다 문화적인 생활을 하기 위하여 추운 겨울에는 난방을 하고 무더운 여름에는 얼음을 생산하여 사용하게 되었다. 이에 처음에는 수산물 등을 장시간 싱싱하게 보존하기 위한 산업의 목적으로 사용되던 것이 지금에서는 요식업체나 일반가정에서 술을 칵테일 하는데 사용되는 등, 그 사용량이 점차 늘어남에 따라 얼음을 생산하는 소형 제빙기의 수요가 점차 늘어나고 있는 실정이다.

이와 같은 소형제빙기의 수요가 늘어나는 것에 맞추어 다양한 종류의 제빙기를 개발하여 제조 판매하고 있는바, 모든 제빙기는 얼음을 생산하기 위한 기존의 냉동사이클과 이들 냉동사이클의 증발기에 일체로 구성되는 제빙틀을 제빙실에 구성하고 제빙실의 물을 상기 제빙틀에 공급하는 구성으로 이루어진다.

여기서 냉동사이클은 냉매가스를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매가스를 응축팬으로 냉각하여 액상으로 응축하는 응축기와 응축된 가스를 증발시키는 증발기를 폐순환회로로 구성하고 상기 폐순환회로를 냉매가스가 순환하면서 증발기에서 냉매가스가 증발하는데 필요한 증발잠열을 증발기의 주변외부로부터 흡수하도록 하여 증발기 주변의 온도를 하강하여 냉동에 필요한 온도를 얻는 구조이며, 상기 증발기를 냉장고에 응용하면 냉장고를 제작하며 제빙기에 응용하면 제빙기를 제작하게 된다.

상기한 구성의 냉동사이클을 응용하여 제빙기를 구성함에 있어서, 최초에는 제빙을 위한 물을 일정한 용기에 담아서 증발기가 설치된 폐쇄된 공간에 넣어두어서 제빙이 되도록 한 것으로 일반가정에서 사용되는 냉장고의 냉동실에서 제빙을 하는 수단과 같이 이루어지는 것이 있으나, 이는 얼음이 고인물의 표면에서부터 얼어들어 가기 때문에 내부로 들어가면서 체적이 팽창하는 얼음으로 인하여 먼저 얼은 얼음이 미세하게 갈라지는 현상으로 제빙된 얼음이 맑고 투명하지 않고 불투명 하게 제빙되어 상품으로서의 값어치를 상실하였다.

이에 제빙실의 제빙틀을 열전도율이 뛰어난 소재로 제작하여 냉동사이클의 증발기에 일체로 밀착되게 형성하고 제빙실의 제빙틀 표면에 얇게 물이 흐르도록 하여 제빙틀의 내부로부터 얼음이 얼도록 개발한 제빙기가 개발되었으며, 더 나아가 제빙기의 제빙틀을 사용자가 사용하기에 알맞은 얼음의 크기로 다수개로 분할하여서 이들 제빙틀을 아래 측으로 향하도록 엎어서 구성한 다음, 제빙실 아래에서 제빙틀 내부로 물을 쏘아서 제빙틀 내부표면부터 얼음이 얼도록 개발하였고, 이를 더욱 편리하게 하기 위하여 외부의 조건과 제빙실의 온도, 물의 공급수단 등에 대하여 끊임없이 개발하여 이들의 동작이 상호 연계되어 제빙이 보다 용이하고 쉽게 자동으로 이루어지도록 개발하였다.

이와 같이 제빙기를 자동화함에 따라 제빙에 못지않게 제빙된 얼음을 탈빙하는 것이 중요한 과제로 대두되었다.

이에 탈빙을 위하여 압축된 뜨거운 냉매가스를, 응축기를 통하지 않고 증발기로 바이패스 시켜서 제빙실의 제빙틀 표면을 핫가스로 데워서 제빙틀에 제빙된 얼음을 녹여 떨어지게 하는 구성이 개발되어 사용되고 있다.

그러나 지금까지 개발된 제빙기는 제빙을 하기 위한 조건을 맞추는 데에만 중점적으로 개발되고 탈빙을 하는 데는 소홀히 함으로써, 동절기 등 외부의 온도가 하강하여 냉매가스의 온도가 하강하였을 때는 핫가스의 온도가 떨어져서 동절기 이외의 조건으로 운전 시 제빙실의 제빙틀에 생성된 얼음이 일부 해빙이 되지 못하여 탈빙이 되지 못하는 문제점이 발생하고, 이와 같이 완벽한 탈빙 작업이 이루어지지 않은 상태에서 다음 제빙과정이 수행되면, 제빙틀의 온도가 떨어져서 탈빙이 되지 않은 제빙틀과 인접한 제빙틀이 연쇄적으로 얼어붙는 등 적상(동결) 현상이 발생되어 제빙기로서의 기능을 상실하는 주요원인이 되었다.

여기서 발전한 것으로 대기온도 감지수단과, 증발기온도감지수단과, 수위감지센서를 구성하고 이들로부터 발생되는 신호를 연산하는 마이컴에 의하여 일정한 주기적으로 살수에 따른 제빙과 탈빙이 이루어지도록 개발한 특허등록출원 제98-11042호(등록공고 제10-272210호)가 있었으나, 이는 복잡한 조건으로 사용자가 불편함은 물론, 고장이 많이 발생하고 증발기의 온도를 감지하도록 구성함으로써, 응축가스의 증발온도와 핫가스의 온도 차이에 따른 조건을 해결하지 못하여 제 기능을 상실하였으며, 계절에 따른 냉매온도의 차이를 시간으로 해결하고자 함으로써 실사용에 많은 문제점이 발생 하였다.

본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 냉동사이클을 구성하는 응축기에서 응축된 냉매가스의 온도를 감지하여서, 그 온도가 섭씨 35℃를 넘으면 응축열을 발산시키는 응축팬을 가동하고 섭씨 35℃이하가 되면 응축팬을 정지시키도록 하여 응축된 냉매가스의 온도를 항상 35℃전후로 유지하도록 함으로써, 계절에 따른 외부온도에 상관없이 항상 냉매가스의 온도를 일정하게 유지하여 압축된 냉매가스인 핫가스가 동절기나 하절기 등 계절에 따른 외부조건의 영향에 상관없이 항상 동일한 온도로 제빙틀과 일체로 구성된 증발기에 공급되어 제빙틀에 생성된 얼음을 해빙하도록 하였으며, 여기에 더하여 제빙실의 얼음이 해빙되어 탈빙을 할 때 얼음을 생성하기 위한 분사노즐을 1~2회 가동하여서 제빙실에 붙어있는 얼음에 충격을 가함으로써, 완전한 탈빙이 이루어지도록 하여 제빙된 얼음이 제빙실로 부터 탈빙이 되지 않음으로써 발생하는 적상 현상을 방지하도록 한 것이다.

본 고안은 냉동사이클을 수행하는데 필요한 압축기와 응축기, 응축팬 등을 설치하는 기계실과 제빙된 얼음을 저장하는 얼음저장실을 구성하고, 얼음저장실의 내부 상측에 냉동사이클의 증발기와 밀착되게 구성된 제빙틀을 구성하며 그 아래에는 얼음을 배출시키는 슬라이드그릴과 제빙틀에 물을 분사하는 다수의 분사노즐과 제빙에 필요한 물을 저장하는 저수조를 형성한 제빙실을 구성한 제빙기에 있어서,

상기 기계실에 설치된 응축기의 응축가스 배출측 가스라인에 응축가스의 온도를 감지하는 온도센서를 설치하여 응축된 냉매의 온도가 섭씨 35℃이상이 되면, 응축팬을 구동시켜 응축열을 배출하고 냉매의 온도가 섭씨 35℃이하가 되면 응축팬을 정지시켜서, 냉동사이클을 수행하며 폐순환하는 냉매의 온도가 항상 일정한 범위의 온도를 유지하도록 구성하고, 제빙된 얼음이 제빙틀로 부터 탈빙이 될 때 펌프를 1~2회 가동하여 분사노즐로부터 물을 분사하여 제빙틀에 충격을 가하여서 제빙틀에서 탈빙되지 않고 있는 얼음을 탈빙하도록 구성하여 적상(동결)을 방지하도록 한 것으로, 이를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제빙기본체(1)의 아래 측에는 냉동사이클을 수행하는데 필요한 압축기(11)와 응축기(12), 응축팬(13) 등을 설치하는 기계실(10)을 구성하고, 기계실(10) 위에는 얼음 인출문(21)을 구비한 제빙된 얼음을 자동으로 저장하는 얼음저장실(20)을 구성하며, 얼음저장실(20)의 내부 상측에는 제빙실(30)을 구성한다.

여기서 제빙실(30)은, 상측에 냉동사이클의 증발기(15)와 밀착되게 구성된 제빙틀(31)을 그 입구가 아래 측을 향하도록 구성하고, 제빙틀(31)의 아래에는 얼 음을 배출시키는 슬라이드그릴(35)을 경사지게 설치하여 그 단부 측에는 배출문(36)을 형성 한다.

그리고 상기 슬라이드그릴(35)의 아래측에는 제빙틀(31)에 물을 분사하는 다수의 분사노즐(37)을 형성하며 그 아래 측으로 제빙에 필요한 물을 저장하는 저수조(38)를 형성한다.

이와 같이 구성된 제빙기본체(1)에 제빙에 필요한 물을 급수하기 위한 구조를 살펴보면, 상기 제빙실(30)의 제빙틀(31)을 잡아주며 다수의 급수공(34)이 형성된 제빙틀지지판(33)의 상측에 물을 급수하도록 외부의 수도관과 연결하는 급수관(50)을 형성하고 급수관(50)의 어느 한곳에는 제빙틀(31)의 얼음이 만빙이 되어 탈빙을 시작할 때 일정량의 물을 공급하도록 제어하는 급수제어밸브(51)를 구성한다.

상기 제빙실(30)의 상측에 설치되어 제빙틀(31)을 잡아주는 제빙틀지지판(33)에 공급된 물은 제빙틀지지판(33)에 고르게 퍼져서 제빙틀지지판(33)에 형성된 급수공(34)을 통과하여 흘러내린 물을 저장하는 저수조(38)에는 과잉 공급된 물을 오바드레인시키는 배수라인(39)을 형성하고, 상기 저수조(38)에 저장된 물을 분사노즐(37)에 강제 압송하도록 펌프(40)를 구성한다.

여기서 상기 펌프(40)는 제빙틀(31)에서 만빙이 된 얼음을 탈빙하기 위하여 바이패스라인(16)의 바이패스밸브(17)가 열리고, 수도관(70)에 연결된 급수관(50)의 급수제어밸브(51)가 열려서 탈빙이 이루어질 때 짧게 두 번 가동되고 탈빙이 완료되고 제빙이 시작되어 만빙이 될 때 까지 가동하도록 제어하는 제어시스템(90)을 구성한다.

또한 상기 제빙틀(31)을 냉각시키기 위한 냉동사이클의 구성은, 기계실(10)에 설치되는 압축기(11)와 응축기(12), 그리고 제빙실(30)의 제빙틀(31)과 밀착되게 설치한 증발기(15)를 서로 연결하여 압축기(11)에서 압축된 가스가 응축기(12)에서 응축팬(13)에 의하여 응축열을 발산하면서 응축된 다음, 증발기(15)로 이동하여 증발하는 폐순환 가스라인을 구성하되, 상기 압축기(11)와 응축기(12) 사이에서 증발기(15)로 직접 연결되는 핫가스 이동용 바이패스라인(16)을 설치하고 제어시스템(90)의 제어에 의하여 선택적으로 개폐되는 바이패스제어밸브(17)를 설치하여 압축기(11)에서 압축된 뜨거운 가스를 응축기(12)에서 응축하지 않고 곧바로 증발기(15)로 공급하여 제빙틀(31)을 데워서 제빙틀(31)에서 만빙된 얼음의 제빙틀(31)과의 밀착면을 녹여서 얼음이 제빙틀(31)로부터 탈빙이 되도록 구성한다.

또한 상기 기계실(10)에 설치된 응축기(12)의 응축가스 배출측 가스라인에 응축가스의 온도를 감지하는 온도센서(14)를 설치하여 상기 온도센서(14)의 신호에 의하여 응축팬(13)이 선택적으로 가동과 정지가 이루어지도록 함으로써, 응축기(12)에서 제빙실(30)에 설치된 증발기(15)에 전달되는 가스의 온도를 계절에 관계없이 일정한 온도로 유지하도록 구성한다.

여기서 상기 제빙기본체(1)의 기계실(10)은 외부의 공기가 원활히 통풍되도록 구성하며, 제빙실(30)이 구성된 얼음저장실(20)은 외부온도와 단열이 되도록 단열재(60)로 감싸서 제빙된 얼음이 녹지 않도록 구성하며, 제빙실(30)의 제빙틀(31)은 만빙된 얼음이 쉽게 빠지도록 내부 상단에 에어공(32)이 뚫리고 입구측이 넓은 구성을 하였다.

이와 같이 구성된 본 고안의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저 제빙기를 설치하고자 하는 장소에 기계실(10)에 동풍이 잘되면서 수평이 되게 제빙기본체(1)를 설치하고, 급수관(50)을 수도관(70)에 연결하며 배수라인(39)은 하수구와 연결하여 설치한 다음, 제빙기를 가동시키는 전원을 공급하면 압축기(11)와 응축기(12), 응축팬(13)에 전원이 공급되어 냉동사이클이 가동함과 동시에 제어시스템(90)이 동작되어서 급수관(50)의 급수제어밸브(51)를 열어 물을 공급하면, 급수관(50)으로부터 공급된 물은 제빙틀지지판(33)에 고르게 퍼져서 급수공(34)을 통하여 흘러내려서 저수조(38)에 고이게 된다.

상기한 상태로 저수조(38)에 제빙에 필요한 제빙수가 충분히 고이면, 제어시스템(90)이 동작하여서 급수제어밸브(51)를 차단하여 물공급을 중단함과 동시에 펌프(40)를 동작시켜서 저수조(38)에 고인물을 분사노즐(37)로 압송하여서 분사노즐(37)에서 제빙틀(31)의 내부로 제빙수를 분사하게 된다.

상기한 상태가 지속되면서 제빙틀(31)의 내부에 얼음이 얼어서 만빙이 되면, 이를 인식한 제어시스템(90)이 동작하여 펌프(40)의 동작을 정지시킴과 동시에 냉동사이클의 압축기(11)로부터 증발기(15)로 직접 설치된 바이패스라인(16)에 설치된 바이패스밸브(17)를 열어서 압축기(11)에서 압축되어 압축열을 갖는 뜨거운 핫가스를 증발기(15)로 직접 보내서 증발기(15)와 일체로 된 제빙틀(31)을 데워 제빙틀(31)에서 만빙된 얼음을 녹여 제빙틀(31)로부터 탈빙이 되도록 한다.

이와 동시에 급수관(50)의 급수제어밸브(51)를 열어서 제빙틀지지판(33)의 상부에 물을 공급하여 제빙틀지지판(33)에 얼어붙은 얼음을 녹여주면서 저수조로 흘러서 얼음이 제빙틀(31)로부터 탈빙이 되면, 펌프(40)를 2내지3회 가동 하여 분사노즐(37)로부터 물을 분사하여 제빙틀(31)에 충격을 가하여서 제빙틀(31)에서 탈빙 되지 않고 있는 얼음을 탈빙 시킨다.

상기한 동작으로 제빙틀(31)로 부터 탈빙된 얼음은 슬라이드그릴(35)을 타고 배출문(36)을 통과하여 얼음저장실(20)에 저장되고 물은 저수조(38)에 고여서 제빙이 완료되면, 다시 제어시스템(90)의 동작으로 급수제어밸브(51)가 차단되어 물의 공급이 중단되고 바이패스밸브(17)가 차단되어 냉매가스는 응축기(12)에서 응축되어 증발기(15)로 공급됨과 동시에, 펌프(40)가 동작하여 저수조(38)의 제빙수를 분사노즐(37)에 의하여 제빙틀(31)의 내부로 분사하여서 제빙을 하게된다.

상기한 동작을 수행하는 과정에서 응축기(12)의 응축된 냉매가 배출되는 측에 설치된 온도센서(14)는 지속적으로 응축된 냉매의 온도를 감지하여 온도센서(14)로부터 감지된 냉매의 온도가 섭씨 35℃이상이 되면, 응축팬(13)을 구동시켜 응축열을 배출하고 냉매의 온도가 섭씨 35℃이하가 되면 응축팬(13)을 정지시켜서, 냉동사이클을 수행하며 폐순환하는 냉매의 온도가 항상 일정한 범위의 온도를 유지하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 냉동사이클의 냉매가스가 액상의 응축된 가스인 상태에서 그 온도를 감지하여 응축팬을 제어하기 때문에 응축된 냉매가스의 온도가 항상 일정하게 유지되어서, 증발기에서 일을 하고 압축기로 진입하는 냉매가스의 온도가 항상 일정하여 압축기에서 압축된 핫가스의 온도가 일정하게 유지되어서, 탈빙시 바이패스하여 제빙틀에 밀착된 증발기로 공급되는 뜨거운 가스의 온도를 항상 일정하게 함으로서 계절에 따른 외부온도의 변동에 구애받지 않고 항상 일정한 운전이 이루어지도록 하였으며, 탈빙시 펌프가 가동되어 노즐에서 1~2회 정도 물이 분사되어 제빙틀에 충격을 줌으로서 완벽한 탈빙이 이루어지도록 하여 제빙된 얼음이 제빙틀에서 미처 탈빙이 되지 않아서 일어나는 적상 현상을 방지하는 등 실 사용에 있어서 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 냉동사이클을 수행하는데 필요한 압축기(11)와 응축기(12), 응축팬(13) 등을 설치하는 기계실(10)과 제빙된 얼음을 저장하는 얼음저장실(20)을 구성하고, 얼음저장실(20)의 내부 상측에 냉동사이클의 증발기(15)와 밀착되게 구성된 제빙틀(31)을 구성하며 그 아래에는 얼음을 배출시키는 슬라이드그릴(35)과 제빙틀(31)에 물을 분사하는 다수의 분사노즐(37)과 제빙에 필요한 물을 저장하는 저수조(38)를 형성한 제빙실(30)을 구성한 제빙기에 있어서,

   상기 기계실(10)에 설치된 응축기(12)의 응축가스 배출측 가스라인에 응축가스의 온도를 감지하는 온도센서(14)를 설치하여 응축된 냉매의 온도가 섭씨 35℃이상이 되면, 응축팬(13)을 구동시켜 응축열을 배출하고 냉매의 온도가 섭씨 35℃이하가 되면 응축팬(13)을 정지시켜서, 냉동사이클을 수행하며 폐순환하는 냉매의 온도가 항상 일정한 범위의 온도를 유지하도록 구성한 것과,

   제빙된 얼음이 제빙틀(31)로 부터 탈빙이 될 때 펌프(40)를 2내지3회 가동 하여 분사노즐(37)로부터 물을 분사하여 제빙틀(31)에 충격을 가하여서 제빙틀(31)에서 탈빙되지 않고 있는 얼음을 탈빙하도록 구성한 것을 특징으로 하는 제빙기의 적상(동결) 방지장치.

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