KR200473216Y1

KR200473216Y1 - 자동급수 순환방식의 급속냉각장치

Info

Publication number: KR200473216Y1
Application number: KR2020120012258U
Authority: KR
Inventors: 양정필
Original assignee: 양정필
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-07-02

Abstract

본 고안은 음수관을 통과하는 정수 또는 음료수에 대해 열교환을 통해 냉각시키는 냉매관의 냉매 순환과 별도로 냉수조 내의 냉각수가 순환펌프에 의해 냉수조 내부의 전체 공간을 균등하게 순환될 수 있도록 함으로서 냉각수가 전체적으로 균등한 냉각상태가 유지되어 냉각효율을 획기적으로 향상시킨 자동급수 순환방식의 급속냉각장치에 관한 것으로, 내용물(깨끗한 정수나 음료수)이 통과되는 음수관(30a,30b)이 압축기(80)와 연결되어 냉매가 공급 순환되는 냉수조(10) 내부의 냉매관(20a,20b)을 따라 배설되면서 이들 냉매관(20a,20b)과 음수관(30a,30b)이 배설된 냉수조(10) 내부에 냉각수가 충진되어 음수관(30a,30b)의 내용물(깨끗한 물 또는 음료수)이 냉매관(20a,20b)의 순환되는 냉매와 함께 냉수조(10)의 차가운 냉각수와 직접 접촉을 통해 다면 균일하게 냉각처리되는 다면균일 냉각장치에 있어서, 상기 음수관(30a,30b)의 내용물을 직접 접촉으로 열교환시키는 냉수조(10)의 냉각수가 정지되지 않고 계속적으로 상기 냉수조(10)의 전체 공간을 순환 공급되면서 위치에 따른 온도 편차 없이 균일한 냉각수의 냉각온도가 유지될 수 있도록 냉매관(20a,20b)을 중심으로 상기 냉수조(10)의 공간 사측에 순환펌프(40)가 구성되되, 각각의 순환펌프(40)는 냉각수를 강제 흡입시켜 토출시킬 수 있도록 일측에 흡입순환관(44)이 돌출 형성되면서 반대편 타측에는 토출순환관(42)이 돌출 형성되어 냉수조(10)의 냉각수가 상기 순환펌프(40)의 한쪽 흡입순환관(44)을 통해 흡입되어 다시 토출순환관(42)을 통해 토출되는 순환동작이 연속적으로 작동될 수 있도록 구성됨을 기술적 특징으로 한다.

Description

자동급수 순환방식의 급속냉각장치 {Automatic water circulation method of rapid cooling device}

본 고안은 냉수조의 냉각수를 강제 순환시켜 냉매관의 순환 냉매와 냉수조의 냉각수에 의해 열교환되는 정수 또는 음료수의 냉각효율을 획기적으로 향상시킨 자동급수 순환방식의 급속냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음수관을 통과하는 정수 또는 음료수에 대한 냉각방식으로 냉매관의 냉매 순환과 별도로 냉수조 내의 냉각수가 순환펌프에 의해 냉수조 내부의 전체 공간을 균등하게 순환될 수 있도록 함으로서 냉각수가 전체적으로 균등한 냉각상태가 유지되어 냉각효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 자동급수 순환방식의 급속냉각장치에 관한 것이다.

통상 냉온수기는 기본적으로 깨끗한 직수(원수)나 별도의 필터를 통해 깨끗하게 정화된 정수를 냉수조(저수조) 또는 온수조(저수조)로 유입시켜, 해당 배수꼭지(배수콕)의 개폐 조작을 통해 차가운 냉수 또는 뜨거운 온수가 배출될 수 있도록 구성되고 있다.

특히 냉수조에 저장되는 정수에 대해 최대한 빠른 시간 내에 냉각상태가 이루어져 유지될 수 있도록 하는 냉각장치의 필요성은 너무나 중요한데, 통상 주로 사용되고 있는 간접냉각방식의 경우에는 냉수조의 외측에 냉매관을 일정 길이로 감아 증발기 역할을 하도록 함으로서 냉수조 내부의 물을 냉각시키는바, 이러한 간접냉각방식은 냉수조 외부로의 유출수만큼 냉수조로의 유입수가 증가함에 따라 냉수조 내부의 물은 저수조의 용량에 따라 약간의 있으나, 유입수와 유출수가 상호 혼합되어 수온이 급격히 상승할 뿐만 아니라 간접냉각방식으로 인해 냉수조의 내부와 외부, 상부와 하부의 온도에 있어 수온의 편차가 심하게 발생된다는 문제점이 있다.

또한 간접냉각방식의 한계를 개선하기 위한 직접냉각방식의 경우를 보면, 냉수조 내부에 냉매관이 삽입된 냉각봉(흡열실린더)을 장착하여 정수된 냉수조의 물이 냉각봉에 의해 직접 열교환되어 냉각될 수 있도록 하는데, 이는 간접냉각방식과는 달리 냉매관으로부터 전달되는 냉각열을 모두 이용할 수 있기 때문에 상대적으로 간접냉각방식보다는 냉각효율이 높다고 할 수 있다.

그런데 이와 같은 직,간접냉각방식 모두 냉수조의 냉각된 물을 짧은 시간 내에 다량 유출시킬 경우, 미처 냉각되지 않은 미지근한 물이 유출될 수밖에 없는 냉각구조(냉각기능)의 한계가 있었으며, 이는 결국 다시 물을 냉각시키는 시간이 길어지면서 과도한 에너지가 낭비됨에 따라 에너지효율도 낮을 수밖에 없다.

한편, 이와 같은 통상의 직,간접냉각방식에 의한 냉각장치(냉각구조)의 한계를 극복(개선)하고자, 구조적으로 냉수조로 유입되는 정수된 물이 냉매관의 냉매와 직접 연속적으로 다면 접촉되면서 짧은 시간에 급속냉각될 수 있도록 하는 '다면연속 균일급속 냉각방식(냉각구조)'과 관련하여 다수의 발명(특허 제10-0587722호, 제10-0900647호, 제10-0687722호, 제10-0770093호)을 통해 기술 공개되었는데, 기존의 직,간접 냉각방식들과는 달리 다면균일 냉각방식은 도 1에 도시한 개략적인 구성관계의 작동구조를 통해 쉽게 이해될 수 있다.

즉, 기본적으로 압축기(80)와 연결되어 냉매가 공급 순환되는 냉수조(10, 후술되는 본 발명의 구성도면 참조) 내부의 코일 형태 냉매관(설명편의상 입구쪽과 출구쪽의 도면번호를 구별하여 20a과 20b로 기재)을 따라 깨끗한 정수나 음료수가 유입되어 통과되는 음수관(설명편의상 입구쪽과 출구쪽의 도면번호를 구별하여 30a과 30b로 기재)이 바깥쪽에 역시 코일 형태로 배설되고, 이들 냉매관(20a,20b)과 음수관(30a,30b)이 배설된 냉수조(10) 내부는 차가운 냉각수로 충진되는 구성관계를 이루어, 음수관(30a,30b)을 통과하는 정수나 음료수가 냉매관(20a,20b)의 차가운 순환 냉매와 함께 상기 냉매관(20a,20b)에 의해 열교환되어 차가워진 냉수조(10)의 냉각수(음용되지 않는 냉수)로 인해 음수관(30a,30b) 전체가 면접촉되면서 열교환이 이루어져, 결국 냉매관(20a,20b)의 주변에 냉수조(10)로 유입되는 정수된 물이나 음료수가 냉매관(20a,20b)의 냉매 및 저수조(10)의 냉각수와 직접 연속적으로 다면 접촉되면서 짧은 시간에 급속냉각될 수 있다.

그런데, 상기한 다면연속 균일급속 냉각방식(냉각구조)은 기존의 통상적인 직,간접 냉각방식들과 별반 다르지 않게 냉수조(10) 내부에 냉각수가 충진되어 냉매관(20a,20b)의 냉매와 함께 깨끗한 정수나 음료수를 냉각시키는 열교환이 진행될 때 냉각수의 움직임이 발생될 수 없다는 구조적인 한계를 벗어날 수 없었으며, 이는 결국 구조적으로 냉수조(10)의 전체 냉각공간에서 냉각수가 정지된 상태에서 음수관(30a,30b)의 내용물과 열교환이 이루어짐에 따라 부분적으로 열교환 편차가 발생되면서 냉각수의 균일한 냉각상태가 확실하게 이루어질 수 없기에 그만큼 냉각효율이 저하되는 원인이 되고 있다.

이에 본 고안은 이와 같은 사정을 감안하여 개발한 것으로, 음수관을 통과하는 내용물(정수 또는 음료수)에 대해 다면 균일하게 접촉되어 열교환되면서 냉각시키는 냉매관의 냉매 순환과 별도로, 냉수조 내에 충진된 냉각수가 강제 순환되면서 냉매와 함께 음수관의 내용물에 대한 열교환이 냉수조의 전체 공간 내에서 구조적으로 균등하고 신속하게 반응되도록 함으로서 냉수조의 냉각효율이 획기적으로 향상될 수 있도록, 즉 냉매의 순환과 함께 냉각수의 유동도 이루어짐에 따라 이들 냉매와 냉각수에 의해 열교환되는 음수관의 내용물이 전체적으로 균등하게 다면 접촉되어 냉각 처리될 수 있어 냉매와 함께 냉각수를 통한 냉각효율이 획기적으로 향상될 뿐만 아니라, 다면균일 순환냉각도 냉수조 내부에서 확실하게 이루어질 수 있으면서 소음 발생도 획기적으로 없앨 수 있는 자동급수 순환방식의 급속냉각장치를 제공함에 기본적인 목적이 있다.

또한 본 고안은 냉수조의 냉각수와 함께 설치 구성되는 온수조의 가열수(더운 물)에 대한 보충수 공급이 부레에 의한 자동 감지기능으로 자연스럽게 자동으로 이루어질 수 있도록 하여 온수조의 가열수 충진상태를 일일히 번거롭게 수시로 체크해야 하는 불편도 구조적으로 해소할 수 있어, 별도의 구조적인 복잡한 추가 구성 없이도 간단하게 온수조에 대한 가열수의 보충이 정확하게 이루어질 수 있는 자동급수 순환방식의 급속냉각장치를 제공함에도 추가적인 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치는, 내용물(깨끗한 정수나 음료수)이 통과되는 음수관(30a,30b)이 압축기와 연결되어 냉매가 공급 순환되는 냉수조(10) 내부의 냉매관(20a,20b)을 따라 배설되면서 이들 냉매관(20a,20b)과 음수관(30a,30b)이 배설된 냉수조(10) 내부에 냉각수가 충진되어 음수관의 내용물이 냉매관의 순환되는 냉매와 함께 냉수조의 차가운 냉각수와 직접 접촉을 통해 다면 균일하게 냉각처리되는 다면균일 냉각장치에 있어서,

상기 음수관의 내용물을 직접 접촉으로 열교환시키는 냉수조의 냉각수가 정지되지 않고 계속적으로 상기 냉수조의 전체 공간을 순환 공급되면서 위치에 따른 온도 편차 없이 균일한 냉각수의 냉각온도가 유지될 수 있도록 냉매관을 중심으로 상기 냉수조의 공간 사측에 순환펌프가 구성되되, 각각의 순환펌프는 냉각수를 강제 흡입시켜 토출시킬 수 있도록 일측에 흡입순환관이 돌출 형성되면서 반대편 타측에는 토출순환관이 돌출 형성되어 냉수조의 냉각수가 상기 순환펌프의 한쪽 흡입순환관을 통해 흡입되어 다시 토출순환관을 통해 토출되는 순환동작이 연속적으로 작동될 수 있도록 구성됨을 기술적 특징으로 한다.

특히 상기 순환펌프는 냉각수를 흡입시키는 흡입순환관에 비해 냉각수를 토출시키는 토출순환관이 상대적으로 길게 연장 형성됨이 바람직하며, 적용되는 냉각장치의 냉수조 크기(용량)에 따라 중앙위치의 상기 냉매관 일측에 추가적으로 설치 구성될 수도 있다. 또한 순환펌프에 의해 냉수조의 전체 공간을 순환 동작되면서 위치에 따른 냉각수의 온도 편차 없이 균등한 일정수준의 설정온도가 유지됨이 확인될 수 있도록 냉매관의 하부쪽에 온도센서가 부설 구성됨을 기술적 특징으로 한다.

그리고 냉수조의 냉각수(차가운 물)와 함께 쉽게 증발될 수 있는 온수조의 가열수(더운 물)에 대한 보충수 공급이 감지부레에 의한 감지동작으로 자동 제어되어 상기 냉각조의 냉각수가 냉온수연결관을 통해 상기 온수조로 유입 보충되면서 상기 부레와 연결된 물공급관의 체크밸브가 개폐동작되어 상기 물공급관을 통해 상기 냉각조로 냉각수가 유입 보충될 수 있도록 구성됨을 또다른 구성관계에도 기술적 특징이 있다.

이와 같은 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치에 의하면, 음수관을 통과하는 내용물(정수 또는 음료수)에 대해 다면 균일하게 접촉되어 열교환되면서 냉각시키는 냉매관의 냉매 순환과 별도로, 냉수조 내에 충진된 냉각수가 강제 순환되면서 냉매와 함께 음수관의 내용물에 대한 열교환이 냉수조의 전체 공간 내에서 구조적으로 균등하고 신속하게 반응되도록 함으로서 냉수조의 냉각효율이 획기적으로 향상될 수 있다.

즉, 냉매의 순환과 함께 냉각수의 유동도 이루어짐에 따라 이들 냉매와 냉각수에 의해 열교환되는 음수관의 내용물이 전체적으로 균등하게 다면 접촉되어 냉각 처리될 수 있어 냉매와 함께 냉각수를 통한 냉각효율이 획기적으로 향상될 뿐만 아니라, 다면균일 순환냉각도 냉수조 내부에서 확실하게 이루어질 수 있으면서 소음 발생도 획기적으로 없앨 수 있다. 또한 냉수조의 냉각수와 함께 설치 구성되는 온수조의 가열수(더운 물)에 대한 보충수 공급이 부레에 의한 자동 감지기능으로 자연스럽게 자동으로 이루어질 수 있도록 함으로서 온수조의 가열수 충진상태를 일일히 번거롭게 수시로 체크해야 하는 불편도 구조적으로 해소할 수 있는바, 별도의 구조적인 복잡한 추가 구성 없이도 간단하게 온수조에 대한 가열수의 보충이 정확하게 이루어질 수 있게 됨으로서, 냉수조의 온도 편차가 발생되지 않고 냉각상태가 최적으로 유지될 수 있는 냉각수에 의해 순환 냉매와 함께 음수관의 내용물에 대한 보다 확실하고 향상된 다면균일 급속냉각의 처리능력을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 냉수조에 코일 형태의 냉매관이 배설되면서 냉매관 주변으로 코일 형태의 음수관이 배설되어 냉매관의 냉매와 냉수조의 충진된 냉각수에 의해 음수관의 내용물(정수 또는 음료수)이 열교환 냉각처리되는 다면균일 냉각방식의 일 실시예의 개략적인 구성원리도.
도 2와 도 3은 본 고안에 따라 다면균일 냉각방식에 적용되는 냉수조의 냉각수가 전체 공간을 균등하게 순환 유동되면서 부분적인 온도 편차 없이 음수관의 내용물과 다면 균일하게 열교환 냉각처리되도록 한 자동급수 순환방식의 급속냉각장치의 구성관계를 보인 사시도와 작동원리도.
도 4는 본 고안에 따른 자동급수 순환방식의 급속냉각장치의 작동원리를 보인 개략적 작동원리 구조도로서, 필요에 따라 냉매관 중앙부위쪽에 냉각수의 유동 순환성을 높이면서 냉수조의 냉각수에 대한 설정 온도를 감지하여 자동 제어될 수 있도록 하기 위한 순환펌프 및 온도센서를 설치할 수 있는 평면방향 작동 구조도.
도 5a 및 도 5b는 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치에 적용되는 냉수조에 냉각수의 충진 상태가 자동 감지되어 체크밸브의 개폐동작을 제어될 수 있도록 함으로서 냉온수연결관을 통한 온수조의 가열수가 증발로 부족해지면 자동으로 냉수조의 냉각수가 온수조로 공급되어 적정 수준을 유지하도록 한 구성원리의 개략적인 작동구조도.

이하, 본 고안에 따른 자동급수 순환방식의 급속냉각장치의 작동원리 및 이를 달성하기 위한 구체적인 구성관계를 첨부한 바람직한 실시예의 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 후술되는 본 고안의 구체적인 구성관계에 있어 통상적인 냉각장치에 적용되는 냉수조(10) 및 온수조(60), 그리고 상기 냉수조(10)의 기본적인 냉각구조를 이루게 되는 코일 형태의 냉매관(20a,20b) 및 상기 냉매관(20a,20b)을 따라 역시 코일 형태로 배설되는 음수관(30a,30b)의 구성수준은 상술한 종래기술의 다면균일 냉각방식을 벗어나지 않고 적용 실시됨이 바람직하다. 아울러 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치가 적용되는 냉각장치는 기존의 직,간접 냉각방식 모두에 폭넓게 적용 실시될 수 있음은 물론이다.

도시한 도면중 도 2와 도 3은 본 고안에 따라 다면균일 냉각방식에 적용되는 냉수조(10)의 충진된 냉각수가 전체 공간을 균등하게 순환 유동되면서 전체 냉각수의 온도 편차 없이 음수관(20a,20b)의 내용물과 다면 균일하게 열교환 냉각처리되도록 한 자동급수 순환방식의 급속냉각장치의 구성관계를 도시한 것이고, 도 4는 본 고안의 개략적인 작동원리를 보인 평면방향 구조도로서 필요에 따라 냉매관(20a,20b)의 중앙부위쪽에 냉각수의 유동 순환성을 높이면서 냉수조(10)의 냉각수에 대한 설정 온도를 감지하여 자동 제어될 수 있도록 하기 위한 순환펌프(40) 및 온도센서(도면 도시 생략)를 설치할 수 있다.

그리고 도 5a 및 도 5b는 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치에 적용되는 냉수조(10)에 냉각수의 충진 상태가 자동 감지되어 상기 냉수조(10)로 물(냉각수)을 보충하게 되는 물공급관(50)에 설치된 체크밸브(52)의 개폐동작이 제어될 수 있도록 함으로서, 통상 냉온수연결관을 통해 냉수조(10)와 통로 연결된 온수조(60)의 가열수가 증발로 부족해지면 자동으로 상기 냉수조(10)의 냉각수가 온수조로 공급되어 이들 양쪽의 냉수조(10)의 냉각수와 온수조(60)의 가열수가 적정 수준을 유지하도록 한 구성원리의 개략적인 작동구조를 도시한 것이다.

도면에서 보는 것처럼, 본 고안은 기본적으로 내용물(깨끗한 정수나 음료수)이 통과되는 음수관(30a,30b)이 압축기(80)와 연결되어 냉매가 공급 순환되는 냉수조(10) 내부의 냉매관(20a,20b)을 따라 배설되면서 이들 냉매관(20a,20b)과 음수관(30a,30b)이 배설된 냉수조(10) 내부에 냉각수가 충진되어 음수관(30a,30b)의 내용물(깨끗한 물 또는 음료수)이 냉매관(20a,20b)의 순환되는 냉매와 함께 냉수조(10)의 차가운 냉각수와 직접 접촉을 통해 다면 균일하게 냉각처리되는 다면균일 냉각장치의 기본적인 구성수준이 적용됨이 바람직하다.

특히 음수관(30a,30b)의 내용물을 직접 접촉으로 열교환시키는 냉수조(10)의 냉각수가 정지되지 않고 계속적으로 상기 냉수조(10)의 전체 공간을 순환 공급되면서 위치에 따른 온도 편차 없이 균일한 냉각수의 냉각온도가 유지될 수 있도록 냉매관(20a,20b)을 중심으로 상기 냉수조(10)의 공간 사측에 순환펌프(40)가 구성되는데, 각각의 순환펌프(40)는 냉각수를 강제 흡입시켜 토출시킬 수 있도록 일측에 흡입순환관(44)이 돌출 형성되면서 반대편 타측에는 토출순환관(42)이 돌출 형성되어 냉수조(10)의 냉각수가 상기 순환펌프(40)의 한쪽 흡입순환관(44)을 통해 흡입되어 다시 토출순환관(42)을 통해 토출되는 순환동작이 연속적으로 작동될 수 있도록 구성된다. 물론 순환펌프(40)의 양쪽에 각각 돌출 구성되는 이들 흡입순환관(44)과 토출순환관(42)은 해당 냉수조의 냉각성능에 맞게 그 길이를 달리하거나 형태도 다양하게 응용시켜 적용시킬 수 있음은 물론이다.

또한 본 고안의 냉수조의 냉각수를 강제 순환시켜 냉매관의 순환 냉매와 냉수조의 냉각수에 의해 열교환되는 내용물(깨끗한 물 또는 음료수)의 냉각효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 자동급수 순환방식의 급속냉각장치가 구현될 수 있도록 하기 위해 구성되는 순환펌프(40)는, 냉각수의 흡입 및 토출 능력을 높혀 원활한 순환동작이 유지되도록 냉각수를 흡입시키는 흡입순환관(44)에 비해 냉각수를 토출시키는 토출순환관(42)이 상대적으로 길게 연장 형성됨이 바람직하다.

또한 순환펌프(40)는 냉수조(10)의 크기(용량)에 따라 중앙쪽 냉매관(20a,20b) 일측에 선택적으로 추가 구성될 수 있으며, 나아가 경우에 따라서는 냉수조(10)의 공간 사측 및 공간 중앙 그리고 이들 위치 중간에도 추가 구성시킬 수 있으나, 발생되는 소음 및 냉각효율을 고려하여 순환펌프(40)의 구성 숫자 및 배설 위치가 보다 정확하게 계산되어 적용 설치됨이 바람직하다.

또한 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치는 순환펌프(40)에 의해 냉수조(10)의 전체 공간을 순환 동작되면서 위치에 따른 냉각수의 온도 편차 없이 균등한 일정수준의 설정온도가 유지됨이 확인될 수 있도록 냉매관(20a,20b)의 하부쪽에 온도센서(도면 도시 생략)가 부설 구성됨이 바람직하며, 이는 냉수조(10)의 냉각수가 온도 변화되면 자동으로 이를 감지하여 순환펌프(10)의 작동 유무가 자동으로 제어 동작될 수 있도록 함으로서 불필요하게 순환펌프(10)가 계속적으로 작동됨을 막아 에너지 손실을 최대한 억제시킬 수 있게 한다.

한편, 본 고안은 냉수조(10)의 냉각수(차가운 물)와 함께 쉽게 증발될 수 있는 온수조(60)의 가열수(더운 물)에 대한 보충수 공급이 원활하게 자동적으로 이루어질 수 있는 개선된 작동구조를 구성하게 되는데, 도 5의 수위조절 작동구조 구성원리 도면에서 보는 것처럼 냉수조(10) 내부에 구성시킨 수위부레(54)에 의한 감지동작으로 자동 제어되어 상기 냉각조(10)의 냉각수가 냉온수연결관(70)을 통해 상기 온수조(60)로 유입 보충될 수 있도록 하며, 이때 당연히 상기 수위부레(54)와 연결된 물공급관(50)의 체크밸브(52)가 개폐 동작되어 상기 물공급관(50)을 통해 상기 냉각조(10)로 냉각수가 유입 보충될 수 있도록 구성된다.

특히 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치에 적용되는 냉수조(10)의 수위부레(54)는 상기 냉수조(10)의 냉각수 충진상태(수위)를 일정위치(수위)에서 감지되면, 즉 일정 수위를 유지해야 하는 냉각수의 수위상태가 하락되면 물공급관(50)에 설치된 체크밸브(52)가 자동으로 개방되어 상기 물공급관(50)을 통해 외부로부터 물(냉각수)이 냉수조(10)로 유입될 수 있도록 하는데, 상기 물공급관(50)의 체크밸브(52)는 냉수조(10)의 수위부레(54)와 밸브작동구(56)을 통해 개폐 동작가능하게 연결 설치되어 기계적 개폐동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

그리고 냉수조(10)와 온수조(60)을 통로 연결하여 상기 냉수조(10)의 냉각수가 가열수가 증발되어 부족해진 온수조(60)에 자동으로 보충 공급될 수 있도록 이들 냉수조(10)와 온수조(60)의 하부쪽으로 냉온수연결관(70)이 구성됨이 바람직하며, 상기 냉수조(10)쪽의 물공급관(50)에 설치된 체크밸브(52)의 구성과는 달리 상기 냉온수연결관(70)에는 체크밸브(520가 설치 구성될 수도 있으나, 차가운 물(냉각수)과 따뜻한 물(가열수)의 흐름 특성상 굳이 냉온수연결관(70)에 별도의 체크밸브(72)를 설치 구성시키지 않고 생략할 수도 있음은 이해되어야 할 것이다. 미설명한 도면부호 62는 온수조(60)의 가열수(더운 물)이 증발되어 외부 배출될 수 있도록 하는 통상의 증기배출구이다.

이와 같이 시스템 구성되는 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치는, 기본적으로 냉수조(10) 내부에 냉매관(20a,20b)과 음수관(30a,30b)이 다면균일하게 냉매관(20a,20b)의 냉매 순환과 함께 냉수조(10)의 냉각수에 의해 음수관(30a,30b)의 내용물이 직접적으로 접촉되어 열교환을 통해 급속냉각 처리될 수 있도록 구성되고, 냉수조(10)의 충진된 냉각수가 온도센서를 통한 제어 동작에 따라 순환펌프(40)가 작동되면서 냉수조(10)의 냉각수가 이들 순환펌프(40)의 흡입 및 토출동작에 따라 냉수조(10)의 전체 공간을 순환되며, 이를 통해 냉수조(10)의 전체 냉각수가 부분적인 온도 편차가 발생되지 않고 균일하게 냉각온도가 유지되면서 냉매관(20a,20b)을 통해 순환되는 냉매와 함께 음수관(30a,30b)의 내용물에 대한 보다 확실하고 향상된 다면균일 급속냉각이 작동될 수 있도록 한다.

또한 본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치는, 냉수조(10) 옆의 온수조(60)의 가열수가 증발 등으로 그 수위가 낮아지게 되면, 자동으로 냉수조(10)의 냉각수가 냉온수연결관(70)을 통해 상기 온수조(60)로 공급 보충되며, 온수조(60)로 냉각수가 보충되면서 그만큼 수위가 낮아지게 되는 냉수조(10)는 수위부레(54)의 감지 동작에 따라 물공급관(50)의 체크밸브(52)이 자동으로 개방되면서 상기 냉수조(10)로 외부로부터 물(냉각수)가 상기 물공급관(50)을 통해 유입되어 보충될 수 있으며, 이와 같은 수위부레(54)에 의해 체크밸브(52)의 자동 개폐동작에 따라 냉수조(10)의 냉각수와 온수조(60)의 가열수에 항상 적절 수위로 조절 유지될 수 있다. 이는 결과적으로 열교환이 이루어진 물(냉각수와 가열수)을 냉수조(10) 내부의 순환펌프(40)에 의한 열교환이 이루어진 물(냉각수)와 열교환이 안된 물(가열수)을 혼합하여 전체적으로 냉각수의 온도 상승분을 수조 내부의 모든 물과 섞이게 하여 전체적으로 열교환이 이루어진 물의 온도를 분산시킬 수 있도록 한다.

본 고안의 자동급수 순환방식의 급속냉각장치는, 순환펌프(40)로 물이 순환과 유동을 하므로 최대 -4℃까지 얼지 않으므로 음수관(30a,30b)을 통하여 나오는 상온수(내용물)의 온도를 최고로 낮출 수 있으며, 이는 결과적으로 냉각수를 많이 나오게 할 수 있다.

한편, 냉수조(10)가 소형일 경우에는 순환펌프(40)를 1~2개를 설치할 수 있으나, 냉수조(10)가 대형(크기에 따라)일 경우에는 냉수조(10)의 각 모서리 등 위치에 따라 순환펌프를 8~10대 이상도 설치하여 온도 편차가 발생될 수 있는 사각지대를 없애는 것이 열교환의 효율을 높이게 되는 본 고안의 핵심적 기술 사상이다. 이는 일단 열교환이 이루어진 냉각수가 나온 후에도 냉수조(10) 내부에 있는 물의 온도가 순환펌프(40)로 인한 지속적인 순환과 유동을 통하여 열교환이 끝나 어느 정도 온도가 상승된 냉수조(10) 내부의 냉각수가 내부의 모든 물과 온도 편차를 나눌 수 있어 상승 온도가 별로 높아지지 않기 때문에 냉각수의 설정온도까지 빠르게 내려갈 수 있는바, 이는 에너지 절약면에서도 획기적으로 향상된 냉각효율의 효과가 제공될 수 있다.

10 : 냉수조 20a,20b : 냉매관
30a,30b : 음수관 32 : 배수콕
40 : 순환펌프 42 : 토출순환관
44 : 흡입순환관 50 : 물공급관
52 : 체크밸브 54 : 수위부레
56 : 밸브작동구 60 : 온수조
62 : 증기배출구 70 : 냉온수연결관
72 : 체크밸브 80 : 압축기

Claims

내용물(깨끗한 정수나 음료수)이 통과되는 음수관(30a,30b)이 압축기(80)와 연결되어 냉매가 공급 순환되는 냉수조(10) 내부의 냉매관(20a,20b)을 따라 배설되면서 이들 냉매관(20a,20b)과 음수관(30a,30b)이 배설된 냉수조(10) 내부에 냉각수가 충진되어 음수관(30a,30b)의 내용물(깨끗한 물 또는 음료수)이 냉매관(20a,20b)의 순환되는 냉매와 함께 냉수조(10)의 차가운 냉각수와 직접 접촉을 통해 다면 균일하게 냉각처리되는 다면균일 냉각장치에 있어서;
상기 음수관(30a,30b)의 내용물을 직접 접촉으로 열교환시키는 냉수조(10)의 냉각수가 정지되지 않고 계속적으로 상기 냉수조(10)의 전체 공간을 순환 공급되면서 위치에 따른 온도 편차 없이 균일한 냉각수의 냉각온도가 유지될 수 있도록 냉매관(20a,20b)을 중심으로 상기 냉수조(10)의 공간 사측에 순환펌프(40)가 구성됨에 있어, 냉각수를 강제 흡입시켜 토출시킬 수 있도록 일측에 흡입순환관(44)이 돌출 형성되면서 반대편 타측에는 토출순환관(42)이 돌출 형성되어 냉수조(10)의 냉각수가 상기 순환펌프(40)의 한쪽 흡입순환관(44)을 통해 흡입되어 다시 토출순환관(42)을 통해 토출되는 순환동작이 연속적으로 작동될 수 있도록 각각의 상기 순환펌프(40)가 구성되되,
상기 순환펌프(40)는 냉각수의 흡입 및 토출 능력을 높혀 원활한 순환동작이 유지되도록 냉각수를 흡입시키는 흡입순환관(44)에 비해 냉각수를 토출시키는 토출순환관(42)이 상대적으로 길게 연장 형성되고, 적용되는 냉수조(10)의 크기(용량)에 따라 중앙쪽 상기 냉매관(20a,20b) 일측에 선택적으로 추가 구성되며, 상기 순환펌프(40)에 의해 냉수조(10)의 전체 공간을 순환 동작되면서 위치에 따른 냉각수의 온도 편차 없이 균등한 일정수준의 설정온도가 유지됨이 확인될 수 있도록 냉매관(20a,20b)의 하부쪽에 온도센서가 부설 구성되며,
상기 냉수조(10)의 냉각수(차가운 물)와 함께 쉽게 증발될 수 있는 온수조(60)의 가열수(더운 물)에 대한 보충수 공급이 수위부레(54)에 의한 감지동작으로 자동 제어되어 상기 냉수조(10)의 냉각수가 냉온수연결관(70)을 통해 상기 온수조(60)로 유입 보충되면서 상기 수위부레(54)와 연결된 물공급관(50)의 체크밸브(52)가 개폐 동작되어 상기 물공급관(50)을 통해 상기 냉수조(10)로 냉각수가 유입 보충될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동급수 순환방식의 급속냉각장치.
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