KR20160023381A - 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치 - Google Patents

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Abstract

냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치가 제시된다. 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치에 있어서, 내부 챔버를 가지는 원통 형상의 외벽에 일정 간격의 나선형 날개부가 형성되는 내관; 내부에 상기 내관을 수용하여 상기 나선형 날개부에 가이드 되는 냉매공급 유로를 형성하는 원통 형상의 외관; 상기 내관의 일측에 형성되어 상기 냉매공급 유로와 연결되고, 냉매가 유입되는 냉매 공급관; 및 상기 내관의 타측에 형성되고, 상기 냉매공급 유로와 연결되어 상기 냉매가 회수되는 냉매 회수관을 포함할 수 있다.

Description

냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치{APPARATUS OF INSTANTANEOUS ICE MAKING FOR SUPPLYING THE REFRIGERANT EVENLY}
본 발명은 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 하나의 통로를 사용하여 냉매의 공급 및 회수가 가능한 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉동 사이클은 압축기에서 압축된 고온고압의 냉매 가스를 응축기로 보내고, 팬 모터(pan motor)로 공기를 강제 순환시켜 냉매를 냉각시킴으로써 포화액으로 액화시킨다. 그리고, 액화된 포화액을 수액기에서 완전한 포화액으로 분리한 후, 상기 포화액 냉매는 열교환기 및 팽창 밸브(expansion valve)의 소공(小孔)을 통과하면서 압력이 저하되어 포화액에서 습포화 증기가 되고, 증발기를 지나면서 건포화 증기가 되는 과정에서 주위의 열을 흡수하여 냉각 효과가 나타난다. 그리고, 건포화 증기를 압축기로 다시 보내 냉매를 계속 순환함으로써 냉각 작용을 수행하도록 구성되며, 이러한 냉동 사이클은 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다.
이러한 냉동 사이클을 이용한 일례로 제빙장치를 들 수 있으며, 제빙장치는 제빙드럼을 이용한 제빙장치와 회전하는 오거(auger)를 이용한 오거식 제빙장치 등이 있다. 아래에서는 제빙드럼을 이용한 제빙장치를 예로 들어 설명하기로 한다.
한국등록특허 제10-0209928호는 제빙장치용 제빙드럼유닛에 관한 것으로, 드럼식 제빙장치를 이용하여 조각 얼음을 생산하는 기술을 기재하고 있다.
도 1은 종래의 제빙장치용 제빙드럼유닛을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 제빙장치의 제빙드럼유닛(1)은 제빙드럼(10), 노즐관, 냉매 공급관(30), 그리고 냉매 회수관(40)을 포함할 수 있다. 여기서, 제빙장치용 제빙드럼유닛은 제빙실 내부에서 급수조에 일부 담긴 상태로 구동모터의 회전력에 의해 피동 스프로켓(50)이 회전하면서, 냉매 공급관(30)으로 유입된 내부의 압축 냉매의 기화에 의해 표면에 형성되는 수막을 결빙시킬 수 있다. 이후, 절삭날을 이용하여 표면의 얼음을 절삭하여 얼음을 생산할 수 있다.
도 2는 종래의 제빙장치용 제빙드럼유닛을 나타낸 도 1의 A-A'단면도이다.
도 2를 참조하면, 제빙장치의 제빙드럼유닛(1)은 도 1에서 설명한 바와 같이, 제빙드럼(10), 노즐관(20), 냉매 공급관(30), 그리고 냉매 회수관(40)을 포함할 수 있다.
제빙드럼(10)은 원통 형상이고 내부에는 중공의 기화실을 형성하며, 외부 일단면 상에는 구동모터의 회전력을 체인을 통하여 전달받도록 그 회전중심에 피동 스프로켓(50)을 구성할 수 있다.
노즐관(20)은 상기 제빙드럼(10)의 타단면 상의 회전중심에 실링캡 수단(60)을 통하여 타단부가 회전 가능하게 설치되고, 그 일단은 상기 제빙드럼(10)의 내측면 회전중심에 연결수단을 통하여 회전 가능하게 지지될 수 있다. 그리고, 상기 제빙드럼(10)의 내부에서 그 외주면 상에는 길이방향을 따라 다수개의 분사노즐이 장착될 수 있다.
냉매 공급관(30)은 상기 제빙드럼(10)의 외부에서 상기 노즐관(20)의 타단부 일측에 형성될 수 있다.
냉매 회수관(40)은 상기 노즐관(20)의 타단을 통하여 그 내부에 삽입되어 장착 플러그를 통하여 상기 노즐관(20)의 타단에 체결되며, 상기 노즐관(20)과의 사이에는 냉매공급유로(L)를 형성할 수 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 제빙드럼유닛은 제빙드럼의 내부에서 상기 노즐관과 냉매 회수관 사이의 유로 내에는 그 일단측과 타단측의 초기 냉매 압력이 상이하여 각 노즐을 통한 냉매의 분사압이 달라 제빙드럼의 초기 냉각온도가 위치에 따라 불균일하게 분포되는 단점이 있다.
이와 같이, 제빙드럼의 초기 냉각온도의 위치에 따른 차이로 인하여 초기 제빙드럼 표면의 빙질이 균일하지 못하고, 제빙드럼의 냉각효율이 떨어지는 등의 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 통로를 사용하여 냉매의 공급 및 회수가 가능하여 정밀도가 높고, 냉매 유출의 위험이 없이 용이하게 회수할 수 있는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 제공하는데 있다.
또한, 외관과 내관 사이에 나선형의 냉매 가이드라인을 형성하여 냉매의 흐름을 가이드 함으로써, 동일한 재질로 구성되어 균일한 증발효과와 순간제빙이 실현되는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 제공하는데 있다.
그리고, 나선형의 냉매 가이드라인을 형성하여 내부 파이프의 두께를 최소화 함으로써, 순간적인 제빙이 가능한 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치에 있어서, 내부 챔버를 가지는 원통 형상의 외벽에 일정 간격의 나선형 날개부가 형성되는 내관; 내부에 상기 내관을 수용하여 상기 나선형 날개부에 가이드 되는 냉매공급 유로를 형성하는 원통 형상의 외관; 상기 내관의 일측에 형성되어 상기 냉매공급 유로와 연결되고, 냉매가 유입되는 냉매 공급관; 및 상기 내관의 타측에 형성되고, 상기 냉매공급 유로와 연결되어 상기 냉매가 회수되는 냉매 회수관을 포함한다.
상기 내관은 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하고, 상기 외관은 급수조에 일부 담겨 상기 내관과 동시에 회전하며, 내부의 상기 냉매의 기화에 의해 외벽에 수막을 결빙시키고, 절삭날로 표면의 얼음을 절삭하여 가루 얼음 또는 플레이크(flake) 얼음을 생산할 수 있다.
상기 외관은 상기 내관보다 두께가 얇은 판으로 형성되며, 상기 외관의 내벽에 상기 나선형 날개부가 밀착되어 상기 외관의 형태를 지지할 수 있다.
상기 내관은 상기 내부 챔버에 구동모터로 동작하는 오거 및 분사 노즐이 형성되고, 상기 분사 노즐에서 분사된 액체가 상기 냉매의 기화에 의해 상기 내관의 내벽에 수막을 결빙시키고, 상기 오거가 회전하여 얼음을 생산할 수 있다.
상기 내관은 상기 외관보다 두께가 얇은 판으로 형성되며, 상기 내관의 외벽에 형성된 상기 나선형 날개부가 상기 외관에 밀착되어 상기 내관의 형태를 지지할 수 있다.
상기 외관은 내벽에 나선형 홈이 형성되고, 상기 내관은 상기 외관의 내부에 수용되되, 상기 나선형 날개부가 상기 외관의 상기 나선형 홈에 끼움 결합될 수 있다.
상기 냉매는 상기 내관의 일측에 형성된 상기 냉매 공급관으로 유입되고 상기 나선형 날개부에 의해 가이드 되어 상기 냉매공급 유로를 흐르면서 기화 현상이 발생하며, 상기 내관의 타측에 형성된 상기 냉매 회수관으로 회수될 수 있다.
상기 외관은 급수조에 일부 담겨 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하며, 내부의 상기 냉매의 기화에 의해 표면에 수막을 결빙시키고, 절삭날로 표면의 얼음을 절삭하여 가루 얼음 또는 플레이크 얼음을 생산하되, 상기 내관은 상기 외관과 베어링에 의해 연결되어 회전하지 않고 고정될 수 있다.
상기 내관은 세라믹 소재로 이루어지고, 상기 외관은 스테인리스 소재로 이루어질 수 있다.
상기 외관을 관통하는 내부 파이프를 더 포함하고, 상기 내부 파이프는 회전하는 상기 외관과 연결되는 양측에 베어링이 구성되어 고정될 수 있다.
다른 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치에 있어서, 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하는 내부 챔버를 가지는 원통 형상의 제빙드럼; 상기 제빙드럼의 내부를 관통하여 형성되며, 상기 제빙드럼의 내벽에 냉매를 공급하는 노즐관; 상기 노즐관의 일단에 형성되어 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급관; 및 상기 노즐관의 타단에 형성되어 상기 냉매를 회수하는 냉매 회수관을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 하나의 통로를 사용하여 냉매의 공급 및 회수가 가능하여 정밀도가 높고, 냉매 유출의 위험이 없이 용이하게 회수할 수 있는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 제공할 수 있다.
또한, 외관과 내관 사이에 나선형의 냉매 가이드라인을 형성하여 냉매의 흐름을 가이드 함으로써, 동일한 재질로 구성되어 균일한 증발효과와 순간제빙이 실현되는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 제공할 수 있다.
그리고, 나선형의 냉매 가이드라인을 형성하여 내부 파이프의 두께를 최소화 함으로써, 순간적인 제빙이 가능한 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 제빙장치용 제빙드럼유닛을 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 제빙장치용 제빙드럼유닛을 나타낸 도 1의 A-A'단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매를 균일하게 공급하는 드럼식 순간제빙 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 순간제빙 장치의 내관을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간제빙 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간제빙 장치의 냉매 공급 장치를 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 하나의 통로를 사용하여 냉매의 공급 및 회수가 가능하여 정밀도가 높고, 냉매 유출의 위험이 없이 용이하게 회수할 수 있는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매를 균일하게 공급하는 드럼식 순간제빙 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 급수조에 일부 담긴 제빙드럼(또는 외관)의 회전에 따라 가루 얼음을 생산 가능한 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치는 제빙드럼(100), 냉매 공급관(210), 냉매 회수관(220), 구동부(300), 절삭날(400), 그리고 급수조(500)를 포함할 수 있다.
제빙드럼(또는 외관)(100)은 내부 챔버를 가지는 원통 형상으로 이루어지고, 그 형상에 제한은 없지만 원통 형상이 횡방향으로 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 제빙드럼(100)의 내부에는 냉매가 흐르는 노즐관이 형성될 수 있다.
여기서, 노즐관은 제빙드럼(100)의 내부를 관통하여 형성되어 노즐에 의해 제빙드럼(100)의 내벽에 냉매가 분사되거나, 제빙드럼(100)의 내벽으로 냉매공급 유로가 형성되어 제빙드럼(100)의 외벽에 냉매에 의한 기화가 발생하여 수막을 결빙시키도록 할 수 있다.
냉매 공급관(210)은 노즐관의 일단에 형성되어 냉매를 공급할 수 있다.
냉매 회수관(220)은 노즐관의 타단에 형성되어 냉매를 회수할 수 있다.
구동부(300)는 구동모터에 의해 회전하여, 회전력을 제빙드럼(100)으로 전달할 수 있다.
절삭날(400)은 제빙드럼(100)의 외벽에 형성된 얼음이 절삭할 수 있다.
급수조(500)는 제빙드럼(100)의 일부가 담겨서 제빙드럼(100)의 회전에 따라 외벽에 고르게 수분 등을 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치는 외관(100), 내관(110), 냉매 공급관(210), 그리고 냉매 회수관(220)을 포함할 수 있다.
여기서, 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치는 급수조에 일부 담긴 제빙드럼(또는 외관)의 회전에 따라 가루 얼음을 생산하는 제빙장치(이하, 드럼식 제빙장치라고 한다.) 또는 분사 노즐에서 분사된 액체가 냉매의 기화에 의해 내관의 내벽에 수막을 결빙시키면 오거(auger)가 회전하여 가루 얼음을 생산하는 오거를 이용한 제빙장치(이하, 오거식 제빙장치라고 한다.)에 적용이 가능하다. 이때, 드럼식 제빙장치는 제빙드럼과 절삭날의 위치 및 각도를 조절함으로써, 가루 얼음보다 입자가 더 큰 플레이크(flake) 얼음을 생산하는 것도 가능하다. 오거식 제빙장치 역시 오거의 위치 및 각도를 조절함으로서, 가루 얼음보다 입자가 더 큰 플레이크(flake) 얼음을 생산하는 것이 가능하다. 이러한 순간제빙 장치는, 가루얼음 생성장치, 슬러시 냉매 공급 장치, 아이스크림 제조 장치 등 냉동 사이클이 사용되는 여러 분야에 다양하게 적용이 가능하다.
먼저, 내관(110)은 내부 챔버를 가지는 원통 형상으로 이루어지고, 원통 형상의 외벽에 일정 간격의 나선형 날개부(111)가 형성될 수 있다. 이때, 나선형 날개부(111)는 내관(110)을 가공하여 형성될 수 있다.
그리고, 외관(100)은 원통 형상으로 이루어지고, 내부에 내관(110)을 수용할 수 있다. 여기서, 외관(100)과 내관(110)의 나선형 날개부(111)는 밀착되어 고정되는 것이 바람직하며, 이에 따라 외관(100)과 내관(110) 사이에 형성되고 나선형 날개부(111)에 가이드 되는 냉매공급 유로(L)를 형성할 수 있다.
또한, 냉매 공급관(210)은 냉매가 유입되는 관으로, 내관(110)의 일측에 형성되어 냉매공급 유로(L)와 연결됨으로써, 냉매가 유입될 수 있다.
그리고, 냉매 회수관(220)은 냉매가 회수되는 관으로, 내관(110)의 타측에 형성되어 냉매공급 유로(L)와 연결됨으로써, 냉매가 회수될 수 있다.
이에 따라, 냉매는 내관(110)의 일측에 형성된 냉매 공급관(210)으로 유입되고, 나선형 날개부(111)에 의해 가이드 되어 냉매공급 유로(L)를 흐르면서 기화 현상이 발생하며, 내관(110)의 타측에 형성된 냉매 회수관(220)으로 회수될 수 있다. 즉, 냉매는 내관(110)의 일측에서 타측으로 하나의 유로를 사용하여 흐르게 되는 것이다.
이를, 제빙장치의 대표적인 두 가지 형태인 드럼식 제빙장치와 오거식 제빙장치로 예를 들어 설명하기로 한다.
(실시예 1)
먼저, 드럼식 제빙장치의 경우에는, 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치는 급수조에 일부 담긴 제빙드럼(또는 외관)의 회전에 따라 가루 얼음을 생산할 수 있다. 또한, 제빙드럼과 절삭날의 위치 및 각도를 조절하여 플레이크(flake) 얼음을 생산할 수도 있다.
내관(110)은 내부 챔버를 가지는 원통 형상으로 이루어지고, 그 형상에 제한은 없지만 원통 형상은 횡방향으로 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 내관(110)은 원통 형상의 외벽에 일정 간격의 나선형 날개부(111)가 형성될 수 있다.
외관(100)은 원통 형상으로 이루어지고, 내부에 내관(110)을 수용할 수 있다. 여기서, 외관(100)과 내관(110)의 나선형 날개부(111)를 밀착하여 나선형 날개부(111)에 가이드 되는 냉매공급 유로(L)를 형성함으로써, 냉매가 외관(100)과 내관(110) 사이 공간으로 흐를 수 있다. 따라서, 냉매가 흐르는 외부 공간인 외관(100)의 외벽에 냉매의 기화에 의해 수막을 결빙시킬 수 있다. 그리고, 외관과 내관 사이에 나선형의 냉매 가이드라인을 형성하여 냉매의 흐름을 가이드 함으로써, 동일한 재질로 구성되어 균일한 증발효과와 순간제빙이 실현될 수 있다.
이때, 내관(110)은 세라믹 소재를 이용하여 형성하고, 외관(100)은 스테인리스 소재를 이용하여 형성할 수도 있다. 세라믹 소재는 열에 강하며 열전도도가 낮기 때문에, 내관(110)을 세라믹 소재로 형성함으로써 냉매의 열이 내부로 전달되지 않아 열 손실이 줄어들 수 있다. 이에 따라, 외관(100)의 표면에 수막을 빠르게 결빙시킬 수 있으며, 형성되는 빙질의 품질을 높일 수 있다. 더욱이, 세라믹 소재를 사용하는 경우에는 금형으로 생산이 가능하여 나선형 날개부(111)의 형성이 용이하므로, 대량생산에도 유리하다.
냉매 공급관(210)은 내관(110)의 일측에 형성되어 냉매공급 유로(L)와 연결됨으로써, 냉매가 유입될 수 있다.
그리고, 냉매 회수관(220)은 내관(110)의 타측에 형성되어 냉매공급 유로(L)와 연결됨으로써, 냉매가 회수될 수 있다.
이에 따라, 냉매는 내관(110)의 일측에 형성된 냉매 공급관(210)으로 유입되고, 나선형 날개부(111)에 의해 가이드 되어 냉매공급 유로(L)를 흐르면서 기화 현상이 발생하며, 내관(110)의 타측에 형성된 냉매 회수관(220)으로 회수될 수 있다. 즉, 냉매는 내관(110)의 일측에서 타측으로 하나의 유로를 사용하여 흐르게 되는 것이다.
그리고, 내관(110)은 구동부(300)의 구동모터 등의 회전력을 전달받아 회전하는데, 이때 회전 수단(310, 320)에 의해 접촉되어 내관(110)은 회전할 수 있다. 그리고, 외관(100)은 급수조에 일부 담겨 내관(110)과 동시에 회전하며, 내부의 냉매의 기화에 의해 외벽에 수막을 결빙시키고, 절삭날로 표면의 얼음을 절삭하여 가루 얼음 또는 플레이크(flake) 얼음을 생산할 수 있다.
이때, 외관(100)은 내관(110)보다 두께가 얇은 판으로 형성될 수 있는데, 외관(100)의 내벽에 나선형 날개부가 밀착되어 외관(100)의 형태를 지지함으로써, 지그(jig) 역할을 하여 외관(100)의 두께를 얇게 형성하더라도 외관(100)의 형태를 지지할 수 있다. 그러므로, 외관(100)을 얇게 형성하여 외벽에 빠르고 고르게 수막을 형성시킬 수 있어 높은 품질의 가루 얼음 또는 플레이크 얼음을 생산할 수 있다.
더욱이, 외관(100)은 내벽에 일정 간격으로 나선형 홈이 형성되어, 내관(110)이 외관(100)의 내부에 수용될 때 나선형 날개부(111)가 외관(100)의 나선형 홈에 끼움 결합되는 것도 가능하다. 이에 따라, 용접을 하지 않고 단순히 끼워서 결합이 가능하여 가공 용이성이 생기고, 자동 머신에 연결하여 사용이 가능하여 대량 생산도 가능하다. 이때, 나선형 홈은 복수의 나선형 홈들로서 구현될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 나선형 날개부(111)가 하나의 나선형 홈에 결합되는 경우, 시작 부분과 끝 부분에 나선형 날개부(111)가 커버하지 못하는 공간이 생길 수 있으며, 나선형 홈의 피치(pitch)에 따라 나선형 날개부(110)가 커버해야 할 공간이 결정될 수 있다. 따라서, 복수의 나선형 홈들에 복수의 나선형 날개부들을 결합함으로써, 시작 부분과 끝 부분에서 나선형 날개부들이 커버할 수 있는 공간을 극대화하고, 피치를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 외관(100)은 급수조에 일부 담겨 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하며, 내부의 상기 냉매의 기화에 의해 표면에 수막을 결빙시키고, 절삭날로 표면의 얼음을 절삭하여 가루 얼음 또는 플레이크 얼음을 생산할 수 있는데, 이때, 내관(110)은 외관(100)과 베어링에 의해 연결되어 회전하지 않고 고정되도록 할 수도 있다.
(실시예 2)
오거식 제빙장치의 경우에는, 분사 노즐에서 분사된 액체가 냉매의 기화에 의해 내관의 내벽에 수막을 결빙시키면 오거가 회전하여 가루 얼음을 생산할 수 있다.
내관(110)은 내부 챔버를 가지는 원통 형상으로 이루어지고, 그 형상에 제한은 없지만 원통 형상은 종방향으로 설치되는 것이 바람직하며, 내부 챔버에는 제빙 공간부가 구성될 수 있다. 여기서, 내부 챔버에는 오거(auger), 분사 노즐, 구동모터 등이 형성되어 가루 얼음을 형성하는 제빙이 수행될 수 있다. 그리고, 내관(110)의 원통 형상의 외벽에 일정 간격의 나선형 날개부(111)가 형성될 수 있다.
외관(100)은 원통 형상으로 이루어지고, 내부에 내관(110)을 수용할 수 있다. 여기서, 외관(100)과 내관(110)의 나선형 날개부(111)를 밀착하여 나선형 날개부(111)에 가이드 되는 냉매공급 유로(L)를 형성함으로써, 냉매가 외관(100)과 내관(110) 사이 공간으로 흐를 수 있다. 따라서, 냉매가 흐르는 내부 공간인 내관(110)의 내벽에 냉매의 기화에 의해 수막을 결빙시킬 수 있다. 그리고, 외관(100)과 내관(110) 사이에 나선형의 냉매 가이드라인을 형성하여 냉매의 흐름을 가이드 함으로써, 동일한 재질로 구성되어 균일한 증발효과와 순간제빙이 실현될 수 있다.
냉매 공급관(210)은 내관(110)의 일측에 형성되어 냉매공급 유로(L)와 연결됨으로써, 냉매가 유입될 수 있다.
그리고, 냉매 회수관(220)은 내관(110)의 타측에 형성되어 냉매공급 유로(L)와 연결됨으로써, 냉매가 회수될 수 있다.
이에 따라, 냉매는 내관(110)의 일측에 형성된 냉매 공급관(210)으로 유입되고, 나선형 날개부(111)에 의해 가이드 되어 냉매공급 유로(L)를 흐르면서 기화 현상이 발생하며, 내관(110)의 타측에 형성된 냉매 회수관(220)으로 회수될 수 있다. 즉, 냉매는 내관(110)의 일측에서 타측으로 하나의 유로를 사용하여 흐르게 되는 것이다.
또한, 내관(110)은 내부 챔버에 구동모터로 동작하는 오거 및 분사 노즐이 형성되고, 분사 노즐에서 분사된 액체가 냉매의 기화에 의해 내관(110)의 내벽에 수막을 결빙시키고, 오거가 회전하여 가루 얼음을 생산할 수 있다.
이때, 내관(110)은 외관(100)보다 두께가 얇은 판으로 형성되며, 내관(110)의 외벽에 형성된 나선형 날개부(111)가 외관(100)에 밀착되어 내관(110)의 형태를 지지함으로써, 내관(110)의 두께를 얇게 형성할 수 있다. 이에 따라, 내관(110)의 내벽의 온도를 더 낮출 수 있어 신속하고 고르게 수막을 결빙시켜 높은 품질의 가루 얼음을 생산할 수 있다. 그리고, 외관(100)은 내벽에 일정 간격의 나선형 홈이 형성되고, 내관(110)은 외관(100)의 내부에 수용되되, 나선형 날개부(111)가 외관(100)의 나선형 홈에 끼움 결합되어 단단히 고정될 수도 있다. 이미 설명한 바와 같이, 나선형 홈은 복수의 나선형 홈들로서 구현될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 나선형 날개부(111)가 하나의 나선형 홈에 결합되는 경우, 시작 부분과 끝 부분에 나선형 날개부(111)가 커버하지 못하는 공간이 생길 수 있으며, 나선형 홈의 피치(pitch)에 따라 나선형 날개부(110)가 커버해야 할 공간이 결정될 수 있다. 따라서, 복수의 나선형 홈들에 복수의 나선형 날개부들을 결합함으로써, 시작 부분과 끝 부분에서 나선형 날개부들이 커버할 수 있는 공간을 극대화하고, 피치를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치의 내관을 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치의 내관(110)은 내부 챔버를 가지는 원통 형상으로 이루어지고, 원통 형상의 외벽에 일정 간격의 나사산과 유사한 나선형 날개부(111)가 형성될 수 있다.
이때, 나선형 날개부(111)는 내관(110)을 가공하여 형성될 수 있다. 이러한, 내관(110)의 외부에 외관(100)을 결합함으로써, 외관(100)과 내관(110)의 사이 공간에 나선형 날개부(111)에 가이드 되는 냉매공급 유로(L)가 형성될 수 있다.
또한, 내관(110)의 일측에 형성된 냉매 공급관(210)으로 유입되고, 나선형 날개부(111)에 의해 가이드 되어 냉매공급 유로(L)를 흐르면서 기화 현상이 발생하며, 내관(110)의 타측에 형성된 냉매 회수관(220)으로 회수될 수 있다. 즉, 냉매는 내관(110)의 일측에서 타측으로 하나의 통로를 사용하여 흐르게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간제빙 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간제빙 장치의 냉매 공급 장치를 나타내는 도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 순간제빙 장치에서 외관(100)은 내부 챔버를 가지는 원통 형상으로 이루어지고, 외관의 회전축에는 내부 파이프(200)가 추가적으로 구성될 수 있다.
여기서, 내부 파이프(200)는 외관(100)의 내부를 관통하여 형성될 수 있고, 회전하는 외관(100)과 연결되는 양측에는 베어링(230)이 구성되어 고정된 형태로 마련될 수 있다.
그리고, 냉매 공급관(210)에 의해 냉매가 공급되어, 냉매 회수관(220)을 통해 냉매를 회수할 수 있다.
즉, 냉매는 고정된 냉매 공급관(210)을 통해 공급되어 회전하는 내관(110) 및 외관(100)을 통과하고, 베어링(230)으로 연결되어 고정된 냉매 회수관(220)을 통해 회수 될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 7를 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 상기와 같이 구성된 본 발명의 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치는 냉매 공급관(210)으로 냉매가 유입되고, 유입된 냉매가 나선형 날개부(111)에 의해 가이드 되어 냉매공급 유로(L)를 흐르면서 기화 현상이 발생할 수 있으며, 이후 냉매 회수관(220)으로 냉매가 회수될 수 있다. 따라서, 하나의 통로를 사용하여 냉매의 공급 및 회수가 가능하여 정밀도가 높고, 냉매 유출의 위험이 없이 용이하게 회수할 수 있는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙이 가능하다.
여기서, 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치는 급수조에 일부 담긴 제빙드럼(또는 외관)의 회전에 따라 가루 얼음을 생산하는 제빙장치 또는 분사 노즐에서 분사된 액체가 냉매의 기화에 의해 내관의 내벽에 수막을 결빙시키면 오거(auger)가 회전하여 가루 얼음을 생산하는 오거를 이용한 제빙장치에 적용이 가능하다. 이미 설명한 바와 같이, 드럼식 제빙장치는 제빙드럼과 절삭날의 위치 및 각도를 조절함으로써, 가루 얼음보다 입자가 더 큰 플레이크(flake) 얼음을 생산하는 것도 가능하다. 오거식 제빙장치 역시 오거의 위치 및 각도를 조절함으로서, 가루 얼음보다 입자가 더 큰 플레이크(flake) 얼음을 생산하는 것이 가능하다. 이러한 순간제빙 장치는 또한, 가루얼음 생성장치, 슬러시 냉매 공급 장치, 아이스크림 제조 장치 등 냉동 사이클이 사용되는 여러 분야에 다양하게 적용이 가능하다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균일물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균일한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 외관 110: 내관
111: 나선형 날개부 210: 냉매 공급관
220: 냉매 회수관 300: 구동부

Claims (11)

  1. 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치에 있어서,
    내부 챔버를 가지는 원통 형상의 외벽에 일정 간격의 나선형 날개부가 형성되는 내관;
    내부에 상기 내관을 수용하여 상기 나선형 날개부에 가이드 되는 냉매공급 유로를 형성하는 원통 형상의 외관;
    상기 내관의 일측에 형성되어 상기 냉매공급 유로와 연결되고, 냉매가 유입되는 냉매 공급관; 및
    상기 내관의 타측에 형성되고, 상기 냉매공급 유로와 연결되어 상기 냉매가 회수되는 냉매 회수관
    을 포함하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내관은
    구동모터의 회전력을 전달받아 회전하고,
    상기 외관은
    급수조에 일부 담겨 상기 내관과 동시에 회전하며, 내부의 상기 냉매의 기화에 의해 표면에 수막을 결빙시키고, 절삭날로 표면의 얼음을 절삭하여 가루 얼음 또는 플레이크(flake) 얼음을 생산하는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외관은
    상기 내관보다 두께가 얇은 판으로 형성되며, 상기 외관의 내벽에 상기 나선형 날개부가 밀착되어 상기 외관의 형태를 지지하는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내관은
    상기 내부 챔버에 구동모터로 동작하는 오거(auger) 및 분사 노즐이 형성되고,
    상기 분사 노즐에서 분사된 액체가 상기 냉매의 기화에 의해 상기 내관의 내벽에 수막을 결빙시키고, 상기 오거가 회전하여 얼음을 생산하는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내관은
    상기 외관보다 두께가 얇은 판으로 형성되며, 상기 내관의 외벽에 형성된 상기 나선형 날개부가 상기 외관에 밀착되어 상기 내관의 형태를 지지하는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 외관은
    내벽에 나선형 홈이 형성되고,
    상기 내관은
    상기 외관의 내부에 수용되되, 상기 나선형 날개부가 상기 외관의 상기 나선형 홈에 끼움 결합되는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 냉매는
    상기 내관의 일측에 형성된 상기 냉매 공급관으로 유입되고 상기 나선형 날개부에 의해 가이드 되어 상기 냉매공급 유로를 흐르면서 기화 현상이 발생하며, 상기 내관의 타측에 형성된 상기 냉매 회수관으로 회수되는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 외관은
    급수조에 일부 담겨 구동모터의 회전력을 전달받아 회전하며, 내부의 상기 냉매의 기화에 의해 표면에 수막을 결빙시키고, 절삭날로 표면의 얼음을 절삭하여 가루 얼음 또는 플레이크 얼음을 생산하되,
    상기 내관은 상기 외관과 베어링에 의해 연결되어 회전하지 않고 고정되는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내관은 세라믹 소재로 이루어지고, 상기 외관은 스테인리스 소재로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 외관을 관통하는 내부 파이프를 더 포함하고,
    상기 내부 파이프는
    회전하는 상기 외관과 연결되는 양측에 베어링이 구성되어 고정되는 것
    을 특징으로 하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
  11. 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치에 있어서,
    구동모터의 회전력을 전달받아 회전하는 내부 챔버를 가지는 원통 형상의 제빙드럼;
    상기 제빙드럼의 내부를 관통하여 형성되며, 상기 제빙드럼의 내벽에 냉매를 공급하는 노즐관;
    상기 노즐관의 일단에 형성되어 상기 냉매를 공급하는 냉매 공급관; 및
    상기 노즐관의 타단에 형성되어 상기 냉매를 회수하는 냉매 회수관
    을 포함하는 냉매를 균일하게 공급하는 순간제빙 장치.
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