KR20130039321A - 순간냉각기 - Google Patents

Abstract

냉각된 액체가 새로 유입되는 상온의 액체와 혼합되지 않고 순차적으로 흘러 저장되도록 유도하여 냉각효율을 극대화 할 수 있는 순간냉각기에 관한 것이다.
본 발명의 순간냉각기는 액체를 공급 및 배출할 수 있는 공급관로 및 배출관로가 연결된 액체저장탱크; 상기 액체저장탱크에 저장된 액체의 열을 빼앗아 냉각되도록 하는 냉각파이프; 상기 냉각파이프로 저압의 냉매가스를 공급하는 냉동사이클; 상기 액체저장탱크의 내부 중심부를 따라서 위치하는 서포터와, 상기 서포터의 외주면을 따라서 고정되어 액체저장탱크로 유입되는 액체를 배출구 쪽으로 순차적으로 흐르도록 유도하는 나선형 플레이트로 이루어진 유체흐름유도수단을 포함하고,
상기 공급관로의 끝단부는 상기 유체흐름유도수단의 하부쪽으로 위치하고, 상기 배출관로의 선단부는 상기 유체흐름유도수단의 상부쪽으로 위치하는 순간냉각기를 제공한다.

Description

순간냉각기{COOLING APPARATUS}

본 발명은 순간냉각기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액체저장탱크에 저장된 냉각된 액체와 액체저장탱크로 유입되는 액체가 혼합되지 않고 출구쪽으로 순차적으로 흐르도록 유도하여 냉각효율을 극대화 할 수 있는 순간냉각기에 관한 것이다.

일반적으로 수돗물을 공급받아 정수하는 정수기, 또는 특정 용기에 담겨져 판매되는 생수를 사용할 수 있도록 공급하는 냉온수기는 물을 소정의 온도로 냉각하거나 또는 가열하여 사용할 수 있도록 구성된다.

또한 업소에서 음료수나 생맥주와 같은 주류 등을 컵이나 술잔에 일정량만큼씩 덜어서 판매할 때에도 소정의 온도로 냉각시킨 것을 판매하고 있다.

이와 같이 물, 음료, 주류 등과 같은 액체를 소정의 온도로 냉각하기 위하여 액체저장탱크 및 냉각장치가 제공된다.

상기 액체저장탱크에는 액체를 투입할 수 있도록 이루어진 공급구와, 액체저장탱크에 담긴 액체를 외부로 배출시킬 수 있도록 배출구가 형성되며, 이러한 액체저장탱크에 담긴 액체는 냉각장치를 통하여 소정의 온도로 냉각된다.

그리고 상기 배출구에는 콕이 설치되어 액체저장탱크에 담긴 액체를 배출시켜 사용할 수 있으며, 액체저장탱크에 담긴 액체를 일정량 사용하면 공급구로는 새로운 액체를 공급하면 된다.

그러나 이와 같은 종래의 냉각시스템은 공급구를 통하여 액체저장탱크로 액체가 유입되면, 액체저장탱크에 담겨져 냉각된 액체와 섞이게 됨으로 액체저장탱크의 액체는 그만큼 온도가 상승하여 사용자는 냉각되지 않은 액체를 사용할 수도 있다.

또한 이렇게 액체저장탱크로 유입되는 액체가 액체저장탱크에 있던 액체와 섞이면 냉각효율이 떨어질 수밖에 없다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 액체저장탱크로 공급되는 액체가 그 이전에 공급되어 액체저장탱크에서 냉각된 액체와 혼합되지 않고 순차적으로 배출되도록 유도할 수 있는 순간냉각기를 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 상기와 같은 이유로 액체저장탱크에 저장된 액체의 냉각효율을 극대화 할 수 있는 순간냉각기를 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 액체저장탱크가 밀폐형으로 이루어져 세균 및 오염원 등의 유입을 방지할 수 있는 순간냉각기를 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 순간냉각기는 액체를 공급 및 배출할 수 있는 공급관로 및 배출관로가 연결된 액체저장탱크; 상기 액체저장탱크에 저장된 액체의 열을 빼앗아 냉각되도록 하는 냉각파이프; 상기 냉각파이프로 저압의 냉매가스를 공급하는 냉동사이클; 상기 액체저장탱크의 내부 중심부를 따라서 위치하는 서포터와, 상기 서포터의 외주면을 따라서 고정되어 액체저장탱크로 유입되는 액체를 배출구 쪽으로 순차적으로 흐르도록 유도하는 나선형 플레이트로 이루어진 유체흐름유도수단;

을 포함하고,

상기 공급관로의 끝단부는 상기 유체흐름유도수단의 하부쪽으로 위치하고, 상기 배출관로의 선단부는 상기 유체흐름유도수단의 상부쪽으로 위치하는 순간냉각기를 제공한다.

상기 공급관로는 상기 유체흐름유도수단의 서포터 상부에서 하부를 관통하는 상태로 설치된다.

본 발명에 의한 순간냉각기는 액체저장탱크로 유입되는 액체가 그 이전에 유입되어 냉각된 액체와 섞이지 않고 순차적으로 저장되어 냉각효율을 좋게 유지할 수 있다.

또한 액체저장탱크로 유입되는 액체는 배출구 쪽으로 순차적으로 흐르도록 유도되며 냉각됨으로 사용자는 항상 완전히 냉각된 액체를 사용할 있고, 액체저장탱크가 개방부 없이 밀폐형으로 이루어져 세균 및 오염원 등이 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

그리고 공급관로를 통하여 액체저장탱크로 유입되는 액체는 액체저장탱크에서 냉각된 액체에 의하여 예비냉각되면서 유입되므로 액체의 냉각을 그만큼 빠르게 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 순간냉각기의 주요부분의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 순간냉각기의 공급관로와 배출관로가 다르게 배치된 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 순간냉각기에 제공된 냉동사이클을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 순간냉각기의 주요부분의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 순간냉각기의 공급관로와 배출관로가 다르게 배치된 것을 나타내는 도면으로서 본 실시예예서는 정수기에 제공된 냉각기를 예로서 설명한다.

본 발명에 따른 순간냉각기의 일실시예는 원수를 정화하는 필터부(10)를 통과한 액체가 유입되어 저장되는 액체저장탱크(20)와, 상기 액체저장탱크(20)에 저장된 액체의 열을 빼앗아 냉각되도록 하는 냉각파이프(30) 및 상기 냉각파이프(30)로 저압의 냉매가스를 공급하는 냉동사이클을 포함한다.

상기에서 액체저장탱크(20)로 유입되는 액체는 정수, 생수 등과 같이 물로 이루어진 것으로 설명하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니고 음료 또는 주류로 이루어질 수 있다.

상기 액체저장탱크(20)에는 액체를 액체저장탱크(20)로 공급하는 공급관로(L1) 및 액체저장탱크(20)에 저장된 액체가 외부로 배출되는 배출관로(L2)가 각각 연결된다. 상기 배출관로(L2)의 일측단에는 액체의 배출을 단속하는 콕(C)이 설치된다.

그리고 상기 공급관로(L1)의 끝단부는 액체를 액체저장탱크(20)로 공급하는 공급구(22)의 역할을 하고, 배출관로(L2)의 선단부는 액체저장탱크(20)의 액체가 배출되는 배출구(24)의 역할을 한다. 또한 상기 액체저장탱크(20)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 액체가 유입 및 배출되는 공급관로(L1) 및 배출관로(L2)가 설치된 상태에서 완전히 밀폐된 구조로 이루어진다.

상기 냉각파이프(30)는 냉각효율을 좋게 하기 위하여 액체저장탱크(20)와 접촉 면적을 증대시킬 수 있도록 나선형으로 감겨진 구조로 이루어진다.

이러한 냉각파이프(30)에 냉매를 공급하기 위하여 냉동사이클이 제공되는데, 이 냉동사이클은 도 2에 도시된 바와 같이 냉매를 고온 고압의 가스로 압축하는 압축기(32)와, 상기 압축기(32)로부터 압축된 기화상태의 냉매를 전달받아 액화상태의 냉매로 만드는 응축기(34)와, 상기 응축된 냉매의 증발이 용이하게 이루어질 수 있도록 이 냉매의 압력을 낮추는 팽창밸브(36) 및 이 팽창밸브(36)의 냉매를 공급받아 주변의 열을 흡수하여 온도를 급격히 낮추는 증발기로 구성된 냉동폐쇄 사이클이며, 여기서 증발기는 상기 냉각파이프(30)이다.

이와 같은 순간냉각기는 통상적으로 사용되는 순간냉각기와 동일하거나 유사한 구조로서, 본 발명에서는 공급관로(L1)를 통하여 액체저장탱크(20)로 유입되는 액체가 그 이전에 액체저장탱크로 유입되어 냉각된 액체와 섞이는 것을 방지할 수 있도록 하면서 액체저장탱크에 연결된 배출관로(L2)의 배출구(24) 쪽으로 순차적으로 흐르도록 유도하는 유체흐름유도수단이 더욱 제공된다.

상기 유체흐름유도수단은 액체저장탱크(20)의 내부 중심부를 따라서 위치하는 서포트(40)와, 상기 서포트(40)의 외주면을 따라서 형성되어 액체저장탱크(20)로 유입되는 액체를 배출구(24) 쪽으로 순차적으로 흐르도록 유도하는 나선형 플레이트(42)로 이루어진다.

상기 서포터(40)는 액체저장탱크(20)의 내부에 길이방향으로 위치하며 그 하단부는 액체저장탱크(20)의 바닥면에서 간격을 띄운 상태로 상단부가 액체저장탱크(20)에 고정된다.

그리고 서포터(40)의 내부는 공간으로 형성되어 공급관로(L1) 또는 배출관로(L2)가 삽입될 수 있도록 구성된다.

이와 같이 서포터(40)의 내부공간에 공급관로(L1)를 삽입하여 공급관로(L1)의 끝단부인 공급구(22)를 유체흐름유도수단의 하부쪽으로 위치시키고, 상기 배출관로(L2)의 선단부는 상기 유체흐름유도수단의 상부쪽으로 위치하도록 설치할 수 있다.

이와 같은 구조로 인하여 공급관로(L1)로 상온의 액체가 유입되어 흐를 때, 액체저장탱크(20)에서 냉각된 액체의 냉기가 서포터(40)를 통하여 공급관로(L1)로 전달되므로 공급관로(L1)를 흐르는 액체는 예비냉각되어 온도가 낮춰진 후 공급구(22)를 통하여 액체저장탱크(20) 내부로 유입된다.

따라서 액체저장탱크(20) 내부로 유입된 액체의 냉각을 그만큼 빠르게 행할 수 있다.

즉, 액체저장탱크(20)에 담긴 액체는 공급관로(L1)를 통하여 유입되는 액체보다 낮은 온도를 갖고 있으므로 공급관로(L1)를 통하여 유입된 액체는 공급관로(L1)를 따라 흐르면서 액체저장탱크(20)에 담긴 액체의 냉각효과에 의하여 온도가 낮아진 후 공급구(22)를 통하여 엑체저장탱크(20) 내부로 배출된다. 따라서 액체냉각탱크(20)로 유입된 액체를 더욱 빠르게 냉각 시킬 수 있다.

상기 배출관로(L2)는 액체저장탱크(20)의 외부로 연장되는 부분이 최소한의 길이를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

도면 중 미설명 부호 L3은 드레인관이고, 50은 냉각파이프(30)를 통한 냉각작용으로 액체저장탱크(20) 내부의 액체가 결빙되면서 형성된 얼음층을 나타낸다.

상기와 같은 본 발명의 순간냉각기는 물, 음료, 주류와 같은 액체가 공급관로(L1)를 통하여 공급되면 공급구(22)를 통하여 배출되어 액체저장탱크(20) 내부로 유입된다.

이때 공급관로(L1)를 통하여 유입되는 상온의 액체는 공급관로(L1)를 따라 흐르면서 액체저장탱크(20)에 담긴 액체는 유입되는 액체보다 낮은 온도를 갖고 있으므로 그 냉기가 서포터(40)를 거쳐 공급관로(L1)로 전달되어 공급관로(L1)로 유입되는 액체는 예비냉각되어 온도가 낮춰진 후 공급구(22)를 통하여 액체저장탱크(20) 내부로 배출된다.

그리고 이와 동시에 냉동사이클이 작동하면서 압축기(32)에 의하여 냉매가 고온 고압으로 압축 된 후 응축기(34)에서 냉각하여 저온의 액체냉매로 변화시켜 팽창밸브(36)를 경유하면서 냉각파이프(30)로 공급된다.

그러면 냉매가 나선형으로 감겨진 냉각파이프(30)를 통과하면서 액체저장탱크(20)에 담긴 액체의 열을 빼앗아 가면서 열 교환을 행하여 액체저장탱크(20)의 액체를 냉각하게 된다.

이러한 과정이 반복되면서 액체저장탱크(20)에 담긴 액체는 소정의 온도로 냉각될 수 있는데, 냉각작용이 지속적으로 이루어지면서 액체저장탱크(20)의 액체는 결빙되어 액체저장탱크 내벽으로는 소정의 두께로 얼음층(50)이 형성된다.

그리고 열 교환을 행하여 기화된 냉매는 냉각파이프(30)의 끝단부를 통하여 압축기(32)로 다시 리턴하면서 상기 과정을 반복한다.

이렇게 액체저장탱크(20)에 담긴 냉각된 액체는 배출관로(L2)의 단부에 설치된 콕(C)을 이용하여 배출시켜 사용하면 되는데, 냉각된 액체를 일정량 사용하면 사용한 양만큼의 액체를 공급관로(L1)를 통하여 액체저장탱크(20)로 공급할 수 있다.

이때 액체저장탱크(20)로 유입된 액체는 나선형플레이트(42)로 인하여 액체저장탱크(20)의 냉각된 액체와 섞이지 않고 순차적으로 유입되어 저장된다.

즉, 공급관로(L1)의 공급구(22)를 통하여 공급된 상온의 액체는 그 이전에 공급되어 액체저장탱크(20)에서 냉각된 액체와 혼합되지 않고 저장된다.

그리고 이렇게 공급된 액체는 냉각파이프(30)의 냉각작용으로 서서히 냉각되는데, 이때 콕(C)을 열어 배출구(24)를 통하여 배출관로(L2)로 액체가 배출되면 냉각이 진행되는 액체는 나선형플레이트(42)를 따라서 그만큼 배출구(24) 방향으로 이동하면서 더 냉각된다.

따라서 배출구(24)를 통하여 배출관로(L2)로 배출되는 액체는 완전히 냉각된 액체만 배출되며, 특히 액체저장탱크(20)로 유입되는 냉각되지 않은 액체는 유체흐름유도수단을 통하여 액체저장탱크(20)에 있던 냉각된 액체와 혼합되지 않고 순차적으로 이동하여 배출되도록 유도되어 액체의 냉각효율을 극대화 할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

10: 필터부 20: 액체저장탱크
22: 공급구 24: 배출구
30: 냉각파이프 32: 압축기
34: 응축기 36: 팽창밸브
40: 서포터 42: 나선형 플레이트
50: 얼음층 L1: 공급관로
L2: 배출관로 L3: 드레인관

Claims (2)

1. 액체를 공급 및 배출할 수 있는 공급관로 및 배출관로가 연결된 액체저장탱크;
   상기 액체저장탱크에 저장된 액체의 열을 빼앗아 냉각되도록 하는 냉각파이프;
   상기 냉각파이프로 저압의 냉매가스를 공급하는 냉동사이클;
   상기 액체저장탱크의 내부 중심부를 따라서 위치하는 서포터와, 상기 서포터의 외주면을 따라서 고정되어 액체저장탱크로 유입되는 액체를 배출구 쪽으로 순차적으로 흐르도록 유도하는 나선형 플레이트로 이루어진 유체흐름유도수단;
   을 포함하고,
   상기 서포터는 하단부가 액체저장탱크의 바닥면에서 간격을 띄운 상태로 그 상단부가 액체저장탱크 내부에 고정되고,
   상기 공급관로는 상기 서포터 상부에서 하부를 관통하는 상태로 설치되어 공급관로의 끝단부는 상기 유체흐름유도수단의 하부쪽으로 위치하고, 상기 배출관로의 선단부는 상기 유체흐름유도수단의 상부쪽으로 위치하는 순간냉각기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공급관로는 액체저장탱크의 하부면에 연결되고, 상기 배출관로는 액체저장탱크의 상부면에 연결되는 순간냉각기.

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