KR20110126309A - 제빙관과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉매유로가 형성되도록 이중(二重)파이프(내,외관)구조의 오거식 제빙관과, 내,외관 성형과, 이들의 열압 결합으로 이루어지되, 냉매유로의 단면적 형태가 냉각효율을 비교하여 가장 이상적으로 성형하고, 내부 얼음형성 실린더와의 냉기 전도력이 보다 우수해진 새로운 타입의 오거식 제빙기의 제빙관 및 그 제조방법으로써,
내주면으로 나선홈(12,23)이 형성된 외관(20)과;외관(20)의 내부에 삽입되어 상기 나선형 홈과의 사이에 소정의 냉매유로(a)를 형성하고, 내접면측으로 오거가 위치하는 제빙공간(b)을 형성하는 내관(10)으로 이루어지며,외경(L1)을 갖고,외주면에 나선홈(12)을 형성한 원통형 내관(10)형성단계와; 내관(10)의 외경(L1)과 같거나 큰 내경(L2)의 외부에 냉매유입공(21),냉매배출공(22)을 갖는 외관(20)을 형성하는 단계와 내관(10)의 외면에 외관(20)을 가열하여 열압착 관입,결합하는 단계;및 외관(20)과 내관(10)의 경계부분을 용접하는 단계를 포함하여서 된다.

Description

제빙관과 그 제조방법{Refrigerant pipe for auger-type icemachine and manufacturing method thereof}

본 발명은 나선상의 냉매순환공간이 내,외관의 사이에 형성된 제빙관과 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 종래 오거식 제빙기의 제빙관이 갖는 문제점을 개선하여 나선형으로 권장하는 냉매순환용 파이프를 형성하지 않는 새로운 타입의 제빙관을 제공하며, 제빙효율이 크게 개선된 제빙관과 이것의 제조방법에 관한 것이다.

종래 알려진 오거식 제빙기(auger式製氷機)는 제빙통 내에 동축으로 배치되어 있는 오거에 의해서 밀어 올려 이송되어 온 수분을 함유한 얼음을 서서히 압축함으로써, 대부분의 수분을 제거한 경질의 얼음기둥을 생성하고, 이 얼음기둥을 칩형상(chip狀)으로 절단함으로써 얼음덩어리를 만드는 것으로,

첨부 도면중 도 1a는 종래 일반적인 오거식 제빙기의 구조 원리도이고, 도 1b는 종래 오거식 제빙기의 제빙관의 발췌사시도로서 이 도면 도 1a, 도 1b에서 도시하는 바와 같이 제빙관(냉각관으로도 불리고 있다)에 냉매파이프를 취부하기 위해서는 냉매파이프를 제빙관의 외주에 직접 밀착하여 고착시키는 방법을 이용하며,냉매파이프로는 열전도율이 우수한 동제(銅製)파이프가 주로 사용되며, 제빙관의 외주에 나선형으로 권장된 상태에서 납땜에 의해 고착된다. 또한, 납땜 방법으로는 제빙관의 외주에 냉매파이프의 나선을 따라 밀착된 냉매파이프와 제빙관 사이의 나선형공간에 그 나선 일단측 개구로부터 용융된 납재가 흘러 들어가도록 하는 주입방법, 혹은 냉매파이프를 제빙관에 감아 장착하는 작업시 납을 나선형공간에 내재시키면서 감은 후에 제빙관을 납의 용융온도(융점)까지 가열하는 방법을 이용한다.

그런데, 냉매파이프를 제빙관에 직접 밀착시켜 고착하는 종래의 취부방법은, 냉매파이프를 제빙관의 외주에 밀착 권장시킨 상태에서 냉매파이프의 나선 상태가 이완하지 않도록 냉매파이프의 양 단부측을 지지구 등을 사용한 스폿(spot)용접에 의해 제빙관에 각각 고정해야만 하는데, 이 같은 어려운 작업을 납땜작업 전에 해야 하는 등 작업효율, 생산성, 생산비에 관련된 문제가 발생한다. 또한, 종래의 취부방법은 반드시 냉매파이프에 스프링백 현상이 발생되고, 이 스프링백 현상에 의해 냉매파이프의 일부가 제빙관으로부터 분리되어 열교환율(열교환면적)의 저하를 초래하는 등 품질면에서도 문제를 야기한다. 문제점을 감안하여 안출된 것으로는 등록특허 10-0385707호가 있다.

첨부 도면중 도 1c는 오거식 제빙기의 제빙관의 단면도이고,도 1d는 냉매파이프를 제빙관에 부착시키기 위한 방법을 나타내는 개략도로서, 도 1c,1d에서 도시하는 바와 같이 이것은 냉매파이프를 제빙관에 간단한 방법으로 부착시키되, 냉매파이프의 상,하에 인접하는 파이프를 밀착시킨 상태와, 파이프 사이에 임의의 틈새가 형성된 상태에서도 냉매파이프를 제빙관의 외주에 움직이지 않도록 탄발적으로 밀착 권장할 수 있도록 개선된 제빙관의 냉매파이프의 취부방법으로써, 직립 제빙관과, 이 제빙관 내에 동일축으로 배설되는 오거와, 상기 제빙관의 외주에 나선형으로 밀착 권장된 냉매파이프를 구비한 오거식 제빙기에 있어서, 냉매파이프를 제빙관의 외경보다 작은 내경을 갖도록 나선형으로 권취 형성한 후, 상기 냉매파이프를 내경이 확대 개방되도록 확장시켜 제빙관의 외주에 삽입 결합함으로써 제빙관의 외주에 냉매파이프가 탄발적으로 밀착 조립 권장되도록 한다.

냉매파이프는 제빙관의 외경보다 작은 외경을 갖는 파이프 나선권장기구에 의해 권장되도록 제빙관의 외경보다 작은내경을 갖는 나선형으로 형성된다. 이와 같은 기술적 수단에 따르면, 냉매파이프를 탄발적으로 확대하여 제빙관의 외주에 삽입 결합함으로써 제빙관의 외경보다 작은 내경을 갖도록 형성된 냉매파이프가 제빙관의 외주에 권장되는 방향으로 발생되는 강한 탄발작용에 의해 제빙관의 외주에 움직이지 않도록 밀착 조립 권장된다.

그러나,이와 같은 제빙관의 취부방법 역시 근본적인 방법은 되지 못한다, 그 이유는 구조적으로 나선형 홈이 형성된 금형내에서 냉매가 순환되는 파이프를 원형으로 감은 냉매관을 형성한 뒤 원통형 제빙관에 조립하는 구조를 탈피하지 못하므로 항상 나선상으로 감겨진 냉매파이프를 마련해야 하는 번거로움이 있었다.

한편, 본 출원인의 선출원 발명으로 제안된 도 1e,도 1f의 제빙관은 내주면으로 나선형 홈이 형성된 외관 및 상기 외관의 내부에 삽입되어 외주면은 상기 나선형 홈과의 사이에 소정의 냉매순환공간(a)을 형성하고, 내부공간으로 상기 오거가 위치하는 제빙공간(b)을 형성하는 내관으로 이루어지는 것이다.

이것은 소정의 내경(L1)을 갖는 원통형파이프의 내주면상으로 나선형의 홈을 형성한 외관을 팽관 성형하는 단계와, 상기 외관의 내경(L1) 보다 큰 외경(L2)의 원통형 파이프로서 상부에는 제빙수 입수공을 형성하고, 하부에는 제빙수 출수공을 형성한 내관을 성형하는 단계와, 상기 외관의 내면에 상기 내관을 삽입하여 결합하는 단계를 포함하는 것이다.

이러한 발명에서는 상기 외관을 팽관,성형하는 단계에서 팽관금형사이에서 원통파이프를 삽입시킨 상태에서 팽관금형의 양단을 밀폐함과 아울러 일측에 통공을 형성하여 소정의 수압을 가하여 나선홈을 형성한 팽관 성형이 고난도의 기술로서 숙련기술자외에는 구현이 쉽지 않았으며, 이와 같은 나선상의 팽관구조 보다 가공이 용이한 간단한 제빙관과 그 제조방법이 필요로 되었다.

본 발명은 이와 같은 종래 오거식 제빙기의 제빙관이 갖는 문제점을 개선하여 냉매순환용 제빙관의 가공이 간단한 내,외관 성형과, 이들의 열압 결합으로 이루어지고, 그 냉매유로의 단면적 형태가 냉각효율을 비교하여 가장 이상적인 구조의 선택 가공이 가능해진 새로운 타입의 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법을 제공하고자 하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 더블 파이프가 복층으로 결합된 구조이면서 그 내부에 냉매순환용 냉매유로 단면적이 사각형 단면적을 이루어 내부 얼음형성 실린더와의 냉기 전도력이 보다 우수해진 새로운 타입의 오거식 제빙기의 제빙관 및 그 제조방법을 제공하는 데에 주된 목적이 있다.

본 발명은 냉매유로가 형성되도록 이중(二重)파이프(내,외관)구조의 오거식 제빙관을 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관은,

외주면으로 나선홈이 형성되고, 내접면측으로 오거가 위치하는 제빙공간(b)을 형성하는 내관과, 이 내관을 삽입하여 상기 내관 외주면 나선형 홈과의 사이에 소정의 냉매유로(a)를 형성하게 해주는 외관으로 이루어지는 오거식 제빙기의 제빙관으로 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법은,

소정의 외경(L1)을 갖는 원통형 파이프의 외주면에 나선홈을 형성하여 내관을 형성하는 단계와, 상기 내관의 외경(L1)과 같거나 큰 내경(L2)의 원통형 파이프로서 상,하부 각각에 냉매 유입공,냉매 배출공을 형성하여 외관을 형성하는 단계와, 외관와 내관사이에 형성된 나선홈이 냉매유로(a)를 형성하도록 상기 내관의 외면에 상기 외관을 소정온도로 가열하여 열압착 관입하는 단계와, 외관과 내관의 경계부분을 용접하는 단계를 포함하는 오거식 제빙기의 제빙관의 제조방법으로 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법은,

소정의 내경(L1)을 갖는 원통형파이프의 내주면상으로 나선홈을 형성하고, 냉매유입공과 냉매배출공을 형성한 외관을 형성하는 단계와, 외관의 내경(L1)과 같거나 적은 외경(L2)의 원통형 파이프로 이루어진 내관을 형성하는 단계와,외관과 내관의 사이에 형성된 나선홈에 의하여 냉매유로(a)를 형성하도록 상기 내관의 외면에 상기 외관을 소정온도로 가열하여 결합하는 단계와, 외관과 내관의 경계부분을 용접하는 단계를 포함하는 오거식 제빙기의 제빙관의 제조방법으로 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법은,

상기 내,외관의 결합은 내관의 외경을 외관의 내경보다 작게하여 내관을 외관내에 삽입후 내,외관의 경계부를 용접하거나, 내관의 외경과 외관의 내경이 동일하게 하되 외관을 열팽창시켜서 내경을 증가시킨 팽관상태에서 내관을 삽입한 뒤 그 경계부분을 용접함이 바람직하다.

본 발명은 파이프를 나선형으로 권장된 나선형 냉매순환관 대신 이중파이프구조의 제빙관으로 그 내부에 냉매가 순환되는 냉매순환공간이 형성된 이중파이프타입의 제빙관을 제공하여 종래 일일이 파이프를 나선형으로 권장하는 방법없이 제빙관을 제공하게 되었으며,

특히, 냉매순환공간이 종래와 달리 제빙관의 제빙공간에 전달되는 제빙효율이 향상된 제빙관을 제공하는 효과를 얻는다

도 1a 내지 도 1b는 종래 오거식 제빙기의 예를 나타내는 도면들이다.
도 2는 본 발명에 따른 제빙관이 적용된 오거식 제빙기의 요부 단면도이고,
도 3은 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법에 따른 제빙관의 일부 절취단면도이고,
도 4a는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 가공전 내관 사시도이고,
도 4b는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 가공후 내관 사시도이고,
도 4c는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 외관의 가공후 사시도이고,
도 5a는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 내,외관의 결합전을 나타내는 도면이고,
도 5b는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 결합후 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 제빙관이 적용된 오거식 제빙기의 일부 절취한 도면이고,
도 7a는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 가공후 외관 사시도이고,
도 7b는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 내관 사시도이고,
도 8a는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 내,외관의 결합전을 나타내는 도면이고,
도 8b는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 결합후 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

<실시예1>

첨부 도면중 도 2는 본 발명에 따른 제빙관이 적용된 오거식 제빙기의 요부 단면도이고, 도 3은 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법에 따른 제빙관의 일부 절취단면도이다.

상기 도면들에서 도시하는 바와 같이 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법은 상부의 모터(구동부)로 부터 구동축으로 연결되는 오거(3)와, 이 오거(3)를 둘러싸는 실린더형태의 냉매가 순환되는 제빙관(1)으로 이루어진다. 미설명부호 4는 밀폐부재이고,5는 상,하단의 커버부재이다.

본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법은 아래 공정으로 이루어진다.

(1)제1공정

첨부 도면중 도 4a는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 가공전 내관 사시도이고, 도 4b는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 가공후 내관 사시도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같이 소정의 외경(L1)을 갖는 원통형 파이프의 외주면에 나선형 홈(12)을 형성하여 내관(1)을 형성한다.

(2) 제2공정

첨부 도면중 도 4c는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 외관의 가공후 사시도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같이 내관(1)의 외경(L1)과 같거나 큰 내경(L2)의 원통형 파이프로서 상부에는 냉매 유입공(21)을 수직 형성하고, 하부에는 냉매 배출공(22)을 수직 형성하여 외관(2)을 형성한다.

(3) 제3공정

첨부 도면중 도 5a는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 내,외관의 결합전을 나타내는 도면이고, 도 5b는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 결합후 도면이다.

상기 도면들에서 도시하는 바와 같이 본 발명은 상기 내관(1)의 외면에 상기 외관(2)을 삽입하여 결합한다. 따라서 상기 외관(2)와 내관(1)의 나선홈(12)과의 사이에 소정의 냉매유로(a)를 형성하게 된다.

이때 상기 내,외관의 결합은 외관을 내관에 압입하여 조립하거나, 외관을 열팽창시켜서 내경을 증가시킨 상태에서 내관을 삽입하여 가조립한 뒤 용접하여서 된다.

바람직하게는 결합된 내,외관중 외관의 양단부를 토오치 용접함이 바람직하다. 또한, 외관의 양단만 기계적 방법으로 조립하기도 한다.

한편, 이러한 형태의 본 발명 냉매유로(a)에서 가장 바람직한 단면형태는 가로×세로의 비율이 4:1~5:1인 단면적일 경우 가장 바람직하다.

<실시예2>

첨부 도면중 도 6은 본 발명에 따른 제빙관이 적용된 오거식 제빙기의 일부 절취한 도면이고,

상기 도면에서 도시하는 바와 같이 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법은 상부의 모터(구동부)로 부터 구동축으로 연결되는 오거(3)와, 이 오거(3)를 둘러싸는 실린더형태의 냉매가 순환되는 제빙관(1)으로 이루어진다. 미설명부호 4는 ,5는

본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법은 아래 공정으로 이루어진다.

(1)제1공정

도 7a는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 가공후 외관 사시도이고,

오거식 제빙기의 제빙관 제조방법에 있어서,

소정의 내경(L1)을 갖는 원통형파이프의 내주면상으로 나선형 홈(12)을 형성하고, 유입공(11)과 배출공(12)을 형성한 외관(1)을 형성하는 단계;

(2)제2공정

도 7b는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 내관 사시도이고,

외관(1)의 내경(L1)과 같거나 적은 외경(L2)의 원통형 파이프로 이루어진 내관(2)을 형성하는 단계;

(3)제3공정

도 8a는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 내,외관의 결합전을 나타내는 도면이고, 도 8b는 본 발명 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법의 결합후 도면이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같이 내관(2)을 외관(1)의 내면에 삽입하여 결합한다. 따라서 상기 외관(1)의 내부 나선홈(12)과의 사이에 소정의 냉매순환공간(a)을 형성하게 된다.

상기 내,외관의 결합은 외관을 내관에 압입하여 조립하거나, 외관을 열팽창시켜서 내경을 증가시킨 상태에서 내관을 삽입하여 가조립한 뒤 용접함이 바람직하다.

혹은 외관의 양단만을 토오치로 용접하거나, 외관의 양단만 기계적 방법으로 조립하여서 된다.

내,외관의 강제압입(결합)방법에 대하여 설명한다.

즉, 내과의 외경과 외관의 내경이 같을 경우 외관(1)의 내경 L1=49.2mm 이고, 내관(2)의 외경 L2=49.4mm이며, 이 경우 외관(1)의 내경에 내관(2)의 삽입이 불가능하나, 외관(1)을 600℃로 가열하면, 외관(1)의 재질이 스텐레스강재이면 열팽창계수가 17/1000000(/℃L)이므로 늘어난 치수는 17/1000000(/℃L)*600(℃)*49.2(mm L) = 0.50184mm, 따라서 외관(1)의 내경이 49.7mm이므로 외경이 49.4mm인 내관의 삽입이 가능하게 된다.

내,외관이 압입된 상태에서 증발관(제빙관)의 냉매의 누설은 정상적인 흐름을 기준으로 약10%정도면 족하다. 예를들면, 증발기본체(내관)의 외경이 φ25이고, 단면적은 6mm×1.5mm라 할경우 유로의 허용누설량은 0.9mm²미만이 되어야 하므로 내관과 외관의 허용간격은 0.01128mm미만이되어야 한다.

또한, 스테인레스 열팽창계수가 17/1,000,000이므로,

가열온도(t)=0.1mm/25mm×17/1,000,000=235℃이므로 충분하게 300℃정도로 가열되면 간극이 약 0.128mm발생할 것이므로 가열압입법(열박음법)이 가능해진다.

10;내관, 20;외관, 21:냉매유입공,22:냉매배출공,12,23:나선홈,

Claims (4)

1. 제빙관(1)과, 오거(3)와, 구동모터로 이루어진 오거식 제빙기에 있어서,
   상기 제빙관(1)은,
   외관(20)과 내관(10)중 어느 하나에 나선홈(12,23)이 형성되어 내,외관(10)(20)이 관삽된 상태에서 냉매유로(a)를 형성하고, 내면에 제빙공간(b)을 형성하는 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기의 제빙관.
2. 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법에 있어서,
   소정의 외경(L1)을 갖는 원통형 내관(10)의 외주면에 나선홈(12)을 굴설하는 나선홈을 갖는 내관형성단계;
   내관(10)의 외경(L1)과 같거나 작은 내경(L2)으로 이루어지고, 냉매유입공(21)과, 냉매 배출공(22)이 외주면에 형성된 원통형의 외관형성단계;
   외관(20)과 내관(10) 사이에 냉매유로(a)를 형성하도록 내관(10)이나 외관(20)중 내관(10)을 냉각 수축시키거나, 외관(20)을 가열 팽창시킨 후 관입하는 내,외관결합단계;및
   외관(20)과 내관(10)의 경계부분을 용접하는 용접단계를 포함하는 오거식 제빙기의 제빙관의 제조방법.
3. 오거식 제빙기의 제빙관 제조방법에 있어서,
   소정의 내경(L2)을 갖는 외관(20)의 내주면상으로 나선홈(23)을 형성하고, 냉매유입공(21)과 냉매배출공(22)을 형성하는 나선홈을 형성한 외관형성단계;
   외관(20)의 내경(L2)과 같거나 큰 내경(L1)으로 이루어진 원통형의 내관(10)을 형성하는 내관형성단계;
   외관(20)과 내관(10) 사이에 냉매유로(a)를 형성하도록 외관(20)이나 내관(10)을 냉각 수축시키거나,외관(20)을 가열 팽창시킨 후 관입하는 내,외관결합단계; 및
   외관(20)과 내관(10)의 경계부분을 용접하는 용접단계를 포함하는 오거식 제빙기의 제빙관의 제조방법.
4. 제2항 또는 제3에 있어서,
   내,외관(10)(20)의 결합은 내관(10)의 외경을 외관(20)의 내경보다 작게하여 내관(10)을 외관(20)내에 삽입한 뒤 내,외관(10)(20)의 경계부를 용접하는 것을 특징으로 하는 오거식 제빙기의 제빙관의 제조방법.

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