KR100305060B1 - 열전소자를 이용한 김치저장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전소자를 이용한 김치저장고에 관한 것으로, 본체(10)의 내부에는 기체 냉매(150)가 봉입되어 있는 냉매판부재(100)가 단열재(50)에 의해 열전소자(60)와 밀착되도록 설치되어져, 김치저장고의 작동시 고내(101)의 온도가 전부분에 걸쳐 균일하게 유지됨은 물론, 상기 열전소자(60)에 의해 액화된 냉매가 서서히 기화되면서 고내(101)를 지속적으로 냉각시켜 주게되므로 휴지기간이 길어져 냉각효율이 향상되도록 된 것이다.

Description

열전소자를 이용한 김치저장고{KIMCH'I STOREHOUSE USING THERMO-MODULE}

본 발명은 열전소자를 이용한 김치저장고에 관한 것으로, 특히 고내의 온도를 균일하게 유지시킴과 더불어 정확한 온도제어를 실시할 수 있도록 된 열전소자를 이용한 김치저장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 저장공간내의 온도를 일정하게 유지시켜 내부에 보관되는 냉장 및 냉동식품류와 발효식품류등을 장기간에 걸쳐 저장할 수 있도록 하는 것인 바, 이와 같은 기능을 수행하는 냉장고는 저장공간내의 설정온도에 따라 구분되는 냉장실과 냉동실을 갖추고 있는 실정이다.

한편, 상기와 같은 냉장고에 마련된 냉장실내에 일반 냉장식품과 김치와 같은 발효식품을 함께 저장하게 되는 경우에는, 발효식품의 특성상 발효로 인해 발생되는 냄새 때문에 냉장실내에 악취가 발생될 뿐만 아니라, 다른 냉장식품에도 악취가 옮겨지게 되어 냉장실내에 저장된 각 냉장식품의 고유한 냄새를 해치게 되었다.

이에 따라 근래에 들어서는 냄새가 심한 김치류의 발효식품을 일반 냉장식품과 별도로 마련된 공간내에 보관할 필요성이 대두되고 있어 이른 바 김치저장고가 개발되었다.

즉, 상기와 같은 필요에 의해 개발된 김치저장고는 내부에 저장되는 발효식품류를 적정온도로 냉장보관시켜 장기간에 걸쳐 신선한 상태로 유지시킬 수 있도록 하는 냉각장치를 갖추도록 되어 있는데, 이 냉각장치는 저온저압의 기체 냉매를 압축시켜 고온고압의 기체 냉매로 변환시키는 압축기와, 이 압축기로부터 공급된 고온고압의 기체 냉매를 외부공기로 냉각시켜 액체상태로 변환시키는 응축기와, 이 응축기를 거친 액체 냉매를 저온저압상태로 팽창시켜 증발하기 쉬운 저온저압의 무상냉매로 감압시키는 모세관 및, 이 모세관을 거친 액체냉매를 팽창시켜 기체상태로 변환되게 하여 주위로부터 기화열을 빼앗아 주위의 온도를 낮추도록 된 증발기 등으로 구성된다.

그런데, 상기와 같은 일반적인 형태의 김치저장고에서는, 고내의 온도를 발효식품의 저장에 알맞게 낮추는 냉각장치(압축기,응축기,모세관,증발기 등)을 구비해야 하므로 기기의 부피가 커질 뿐만 아니라, 제조비용이 상승되며 아울러 냉매누출시 환경을 오염시키게 되는 단점이 있다.

이에 따라 고내의 온도를 낮추는 냉각장치를 보다 간편한 구조이면서 부피도 작은 형태의 것으로 하기 위해 열전소자(Thermo-Module)를 이용한 김치저장고가 제안되었는 바, 이 열전소자는 두 종류의 다른 금속(예컨대 비스무스[Bi]와 텔루르[Te])을 접합시키고 이에 직류전원를 흐르게 하면 접합부위에서 열의 발생과 흡수현상이 일어나는 펠티어효과(Peltier Effect)를 이용한 것인데, 이 열전소자형 냉각장치는 고내의 온도를 낮추는 종래의 냉각장치보다 간편한 구조이면서 부피도 작은 형태이기 때문에 김치저장고를 보다 컴팩트하게 제조할 수 있는 장점을 지니고 있다.

즉, 상기와 같은 목적을 위해 개발된 열전소자를 이용한 김치저장고는 외관상 도 1에 도시된 바와 같이, 소정모양으로 형성된 본체(10)의 상부에는 한쪽방향으로 회동가능한 도어(30)가 힌지결합되어 있다.

그리고, 상기 본체(10)의 양측면 소정부위에는, 상기 본체(10)의 이동시 이용자가 파지할 수 있도록 된 손잡이(12)가 단단히 고정되도록 부착되어 있고, 상기 본체(10)의 바닥면 전방부위에는 상기 본체(10)의 수평을 조절하기 위한 한쌍의 수평조절다리(13)가 설치되어 있으며, 상기 본체(10)의 바닥면 후방부위에는 상기 본체(10)의 이동시 원활하게 회전되도록 된 한쌍의 바퀴(14)가 설치되어 있다.

또한, 상기 도어(30)의 상부면 소정부위에는 후술하는 고내에 보관된 식품을 저장하거나 또는 이용자가 원하는 여러종류의 맛으로 익힐 수 있도록 다수개의 버튼이 갖춰진 조작부(31)가 설치되어 있고, 상기 도어(30)의 전면부에는 도어(30)의 개폐시 이용자가 용이하게 파지할 수 있도록 된 도어핸들(32)이 부착되어 있다.

그리고, 상기 본체(10)의 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이, 단열처리된 얇은 두께의 알루미늄재로 이루어지면서 안쪽에 고내(41)가 형성되도록 상부가 개구된 박판부재(40)가 단열재(50)의 발포성형에 의해 본체(10)와 단단히 결합되도록 설치되어 있다.

또한, 상기 본체(10)의 내부하측에는 박판부재(40) 및 단열재(50)에 의해 고내(41)와 구획되는 소정크기의 기계실(15)이 형성되고, 상기 고내(40)와 기계실(15)을 구획하는 단열재(50)의 소정부위에는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기계실(15)을 박판부재(40)의 바닥면과 연결시키기 위한 관통구멍(51)이형성되어 있다.

그리고, 상기 관통구멍(51)에는, 상기 박판부재(15)의 중앙하부와 인접하도록 열전소자(60)가 설치되되, 이 열전소자(60)는 나사못과 같은 고정부재(75)에 의해 단열재(50)에 고정되는 열전소자케이스(70)를 매개로 설치되어 있다.

그리고, 상기 기계실(15)에는, 작동전원을 공급하기 위한 전원공급부(81)와 이 전원공급부(81)의 전원을 직류전원으로 변환시키기 위한 직류변환기(82)가 설치되되, 상기 열전소자(60)는 전선(83)을 통해 직류변환기(82)로부터 정류된 직류전원을 공급받게 된다.

또한, 상기 기계실(15)에는, 상기 열전소자(60)를 냉각시키기 위한 냉각팬(84)이 모터(85)의 회전축상에 고정되도록 설치되어 있다.

그리고, 상기 고내(41)에는 발효식품이 담겨진 저장용기(91)가 소정량의 물(92)과 함께 저장되게 된다.

여기서, 상기 열전소자(60)의 설치과정을 도 3과 도 4를 참조로 보다 상세하게 설명하면, 상기 열전소자(60)를 열전소자케이스(70)의 수납부(71)로 수납시키되, 상기 열전소자(60)에 구비된 접속단자(61)가 아랫방향을 향하도록 수납부(71)에 삽입시킨 다음, 상기 열전소자(60)를 기계실(15)에서부터 관통구멍(51)으로 삽입시키면서 열전소자케이스(70)의 상부면(72)을 단열재(50)에 밀착시켜 열전소자케이스(70)에 형성된 결합구멍(73)과 단열재(50)에 형성된 결합홈(52)을 연통시킨 상태에서, 나사못과 같은 고정부재(75)를 결합구멍(73)및 결합홈(52)으로 삽입시켜 조여주게 되면, 상기 열전소자(60)가 관통구멍(51)으로 삽입되어 박판부재(40)의바닥면과 접촉된 상태에서 열전소자케이스(70)에 의해 단단히 위치고정되도록 설치되게 된다.

이후, 상기 직류변환기(82)와 연결된 전선(83)의 일단을 열전소자케이스(70)의 바닥면을 관통하는 끼움구멍(74)으로 삽입하여 열전소자(60)의 접속단자(61)에 접속시키게 되면, 상기 직류변환기(82)에서 정류된 직류전원이 전선(83)을 통해 열전소자(60)로 공급되게 된다.

그리고, 상기 열전소자(60)를 이용한 김치저장고의 동작계통에 대한 구성은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 저장용기(91)에 담겨져 고내(41)에 수납된 발효식품을 숙성저장 및 냉장저장등의 다양한 과정으로 선택입력하도록 된 조작부(31)와, 상기 고내(41)의 온도를 감지하도록 된 온도감지부(95)와, 상기 온도감지부(95)와 조작부(31)로부터 입력된 신호를 기초로하여 열전소자형 냉각장치를 제어하도록 된 제어부(96)와, 상기 제어부(54)의 제어신호에 따라 동작되도록 된 열전소자구동부(97) 및 냉각장치구동부(98)로 이루어져 있다.

따라서, 상기와 같이 구성된 열전소자를 이용한 종래의 김치저장고를 사용할 때에는, 먼저 상기 고내(41)에 발효식품이 담겨진 저장용기(91)를 물(92)과 함께 수잡시키고서 도어(30)를 닫은 다음, 이 도어(30)의 상부에 마련된 조작부(31)를 선택적으로 조작시켜 제어부(96)로 하여 열전소자구동부(97)를 제어하여 열전소자형 냉각장치를 작동시키게 되면, 상기 열전소자(60)의 흡열부측과 맞닿은 고내(41)의 내벽인 박판부재(40)가 냉각되면서 저장용기(91)를 둘러싸고 있는 물(92)이 더불어 냉각되므로, 상기 고내(41)가 발효식품류를 냉장보관하기에 적정한 온도로 유지될 뿐만 아니라 이로인해 저장용기(91)내에 저장된 발효식품도 용이하게 숙성 및 냉장보관될 수 있게 된다.

이때, 상기 열전소자(60)의 발열부측에서 발생되는 열기는 제어부(96)가 냉각장치구동부(98)를 제어함에 따라 외부로 배출되는 바, 즉 상기 냉각장치구동부(98)에 의해 동작되는 모터(85)가 냉각팬(84)을 고속으로 회전시킴에 따라 열전소자(60)의 발열부측으로부터 방열되는 열기는 본체(10)에 마련된 배출구를 통해 외부로 방출되게 된다.

한편, 상기 온도감지부(95)는 열전소자구동부(97)의 작동중 고내(41)의 온도를 검출하여 제어부(96)로 입력함으로써, 이 제어부(96)로 하여금 고내(41)의 온도유지를 정확하게 하는데 기여하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 열전소자를 이용한 김치저장고에서는 열전소자(60)의 흡열부측으로부터 흡수된 냉열이 고내(41)의 내벽인 박판부재(40)를 통해 전달되고, 이 박판부재(40)로 전달된 냉열은 다시 물(92)을 매개로 저장용기(91)에까지 전달되는 것이므로 냉각효율이 떨어질 뿐만 아니라, 특히 상기 열전소자(60)의 인접된 부위에 있는 고내(41)의 하단부 물(92)은 열전소자(60)의 흡열부측과 직접 맞닿아 냉각되는 박판부재(40)로 인해 먼저 얼게 되므로 고내(41)의 온도를 균일하게 유지하는데 어려움이 있는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 내부에 냉매가 봉입된 냉매판부재를 열전소자와 인접하도록 단열재에 의해 설치하거나 또는 냉매가 봉입된 냉매파이프부재를 박판부재의 외주면에 감아서 단열재에 의해 설치하여, 김치저장고의 작동시 고내의 온도가 냉매판부재나 또는 냉매파이프부재에 의해 위치에 상관없이 균일하게 유지됨은 물론, 상기 고내의 휴지시간이 증가됨으로써 고내의 온도를 보다 정밀하게 제어하면서 냉각효율도 향상시킬 수 있도록 된 열전소자를 이용한 김치저장고를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 본체내에 열전소자가 구비된 김치저장고에 있어서, 상기 본체의 내부에는, 상부가 개구된 고내가 구비되면서 내부에는 냉매가 봉입된 냉매판부재가 단열재의 발포에 의해 열전소자와 밀착되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

도 1과 도 2는 열전소자를 이용한 종래의 김치저장고를 설명하기 위한 사시도 및 종단면도,

도 3과 도 4는 열전소자의 설치구조를 설명하기 위한 종단면도 및 개략적인 부분사시도,

도 5는 종래 김치저장고의 동작계통을 설명하기 위한 개략적인 블럭도,

도 6은 열전소자를 이용한 본 발명에 따른 김치저장고를 설명하기 위한 제 1실시예,

도 7은 본 발명에 따른 냉매판부재를 설명하기 위한 사시도,

도 8은 열전소자를 이용한 본 발명에 따른 김치저장고를 설명하기 위한 제 2실시예,

도 9는 열전소자를 이용한 본 발명에 따른 김치저장고를 설명하기 위한 제 3실시예이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 - 본체 50 - 단열재

60 - 열전소자 100 - 냉매판부재

101,201,301 - 고내 150,450 - 냉매

200 - 내통 300 - 박판부재

400- 냉매파이프부재

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 6은 열전소자를 이용한 본 발명에 따른 김치저장고를 설명하기 위한 종단면도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따라 도어(30)가 힌지결합된 김치저장고 본체(10)의 내부에는 도 6에 도시된 바와 같이, 안쪽으로는 상부가 개구된 고내(101)가 구비되면서 내부로는 냉매(150)가 봉입된 냉매판부재(100)가 단열재(50)의 발포성형에 의해 본체(10)와 단단히 결합되도록 설치되어 있다.

또한, 상기 본체(10)의 내부하측에는 냉매판부재(100) 및 단열재(50)에 의해 고내(101)와 구획되는 소정크기의 기계실(15)이 형성되고, 상기 고내(101)와 기계실(15)을 구획하는 단열재(50)의 소정부위에는 도 3과 도 6에 도시된 바와 같이 상기 기계실(15)을 냉매판부재(100)의 바닥면과 연결시키기 위한 관통구멍(51)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 관통구멍(51)에는, 상기 박판부재(15)의 중앙하부와 인접하도록 열전소자(60)가 설치되되, 이 열전소자(60)는 나사못과 같은 고정부재(75)에 의해 단열재(50)에 고정되는 열전소자케이스(70)를 매개로 설치되어 있다.

여기서, 상기 열전소자(60)가 열전소자케이스(70)를 매개로 관통구멍(51)에 설치되는 구조는 도 2 내지 도 4를 참조로 전술한 종래의 구조와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 상기 기계실(15)에는, 작동전원을 공급하기 위한 전원공급부(81)와 이 전원공급부(81)의 전원을 직류전원으로 변환시키기 위한 직류변환기(82)가 설치되되, 상기 열전소자(60)는 전선(83)을 통해 직류변환기(82)로부터 정류된 직류전원을 공급받게 된다.

또한, 상기 기계실(15)에는, 상기 열전소자(60)를 냉각시키기 위한 냉각팬(84)이 모터(85)의 회전축상에 고정되도록 설치되어 있다.

그리고, 상기 고내(41)에는 발효식품이 담겨진 저장용기(91)가 소정량의 물(92)과 함께 저장되게 된다.

한편, 일정한 높이를 갖추고 사각통의 모양으로 형성된 상기 냉매판부재(100)의 내부에는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 소정크기의 공간부(103)가 형성되어 있는 바, 이 공간부(103)는 냉매판부재(100)의 외측면 소정부위에서 일정길이로 돌출된 주입부(110)와 연통되도록 형성되어 있다.

따라서, 상기 냉매판부재(100)의 주입부(110)를 통해 공간부(103)로 일정량의 냉매(150)를 강제주입시킨 다음, 상기 주입부(110)의 끝단을 절단작업과 가압작업을 동시에 병행하게 되면, 상기 공간부(103)가 냉매판부재(100)의 외부와 차단되면서 밀폐되게 되므로, 상기 냉매판부재(100)의 공간부(103)에는 일정량의 냉매(150)가 항상 존재하게 된다.

또한, 상기와는 별도로 주입부(110)를 통해 공간부(103)로 일정량의 냉매(150)를 강제주입시킨 다음 마개부재(120)를 이용해 주입부(110)의 끝단을 밀폐시킴으로써 냉매(150)를 봉입할 수도 있게 된다.

그리고, 상기 냉매(150)가 봉입된 냉매판부재(100)를 본체(10)의 내부로 위치시켜 단열재(50)에 의해 열전소자(60)와 밀착되도록 설치한 다음 작동스위치를 이용하여 구동시키게 되면, 상기 냉매판부재(100)내에 봉입된 냉매(150)가 초기에는 기체상태이다가 열전소자(60)의 작동에 따라 열을 빼앗기면서 서서히 냉각되어 액화되게 되고, 이 액화된 냉매(150)에 의해 고내(101)의 온도가 적정수준(-1℃)으로 하강되면 열전소자(60)의 작동이 정지하면서 액화된 냉매(150)는 다시 기화되게 되며 이로인해 상기 고내(101)의 온도는 적정수준으로 유지되게 된다.

이때, 상기 고내(101)의 온도가 적정수준에 이르기까지 초기 냉각시간은 다소 느리지만, 적정수준으로 유지후 상기 열전소자(60)가 구동을 멈춘 다음 기화되는 냉매(150)에 의해 고내(101)의 온도가 적정수준으로 유지될 수 있는 이른 바 휴지시간은 종래보다 증가되므로 냉각효율이 향상되게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 열전소자를 이용한 김치저장고의 고내(101)가 내부에 기체상태의 냉매(150)를 봉입하고 있는 냉매판부재(100)로 이루어지게 되면, 도 2에 도시된 종래와 같이 물(92)을 사용하지 않고도 사용할 수 있음은 물론, 종래와 같이 열전소자(60)에 인접한 물(92)이 먼저 얼게 되어 고내(41)의 온도를 균일하게 적정수준으로 맞추는 제어가 어렵게 되는 난점도 해소될 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같은 열전소자(60)를 이용한 김치저장고에서의 동작계통은 도 5에 도시된 종래와 동일하게 조작부(31)와, 온도감지부(95), 제어부(96), 열전소자구동부(97) 및, 냉각장치구동부(98)를 구비하고 있음은 물론이며, 이에 따른 상세한 제어는 종래 기술에서 언급한 바와 동일하므로 본 발명의 설명에서는 생략키로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예가 도 8에 도시되어 있는 바, 즉 상기 냉매판부재(100)의 안쪽으로 삽탈가능한 내통(200)을 설치하게 되면, 상기 저장용기(91)의 수납할 때 상기 냉매판부재(100)의 내부면이 저장용기(91)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 저장용기(91)에 담겨진 발효식품의 국물이 숙성보관될 때 저장용기(91)의 외부로 흘러내리더라도, 상기 발효식품의 국물이 내통(200)에 의해 냉매판부재(100)의 안쪽표면과 접촉되는 것을 방지할 수 있게 되므로, 상기 냉매판부재(100)의 수명도 길어지게 되는 장점이 있다.

여기서, 상기 내통(200)은, 상기 냉매판부재(100)를 통해 열전달이 잘 이루어지는 알루미늄재질의 박판부재로 이루어져 있다.

또한, 상기 냉매판부재(100)의 안쪽으로 내통(200)이 설치되게 되면, 김치저장고의 고내(201)는 내통(200)의 안쪽부를 지칭하게 된다.

그리고, 본 발명의 또다른 실시예가 도 9에 도시되어 있는 바, 즉, 본체(30)의 내부에 알루미늄의 재질로 이루어진 박판부재(300)를 단열재(50)에 의해 열전소자(60)와 밀착되도록 설치하되, 상기 박판부재(300)의 외주면으로 냉매(450)가 봉입된 냉매파이프부재(400)를 상단부위에서부터 하단부위에 이르기까지 일정간격 또는 등간격으로 감은 다음 상기 박판부재(300)를 단열재(50)에 의해 설치하도록 되어 있다.

따라서, 상기 본체(10)의 내부에 냉매파이프부재(400)가 감겨진 박판부재(300)를 설치하게 되면, 상기 도 6에 도시된 바와 같이 냉매판부재(100)를 사용하던 김치저장고와 마찬가지로 냉매(450)의 액화 및 기화현상에 의해 고내(301)의 온도가 적정수준으로 유지됨은 물론, 휴지시간도 도 2에 도시된 종래의 김치저장고보다 길어지게 되므로 냉각효율도 향상되게 된다.

한편, 상기 냉매파이프부재(400)가 감겨진 박판부재(300)가 본체(10)의 내부에서 단열재(50)에 의해 설치되게 되면, 김치저장고의 고내(301)는 박판부재(300)의 안쪽부를 지칭하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 냉매가 봉입된 냉매판부재나 또는 냉매가 봉입된 냉매파이프부재가 외주면에 감겨진 박판부재가 본체의 내부에서 단열재에 의해 열전소자와 밀착되도록 설치되어져, 김치저장고의 작동시 고내의 온도가 전부분에 걸쳐 균일하게 유지됨은 물론, 상기 열전소자에 의해 액화된 냉매가 서서히 기화되면서 고내를 지속적으로 냉각시켜 주게되므로 휴지기간이 길어져 냉각효율이 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 본체내에 고내가 구비되면서 내부에는 냉매가 봉입된 냉매판부재가 열전소자와 밀착되도록 구비된 김치저장고에 있어서,

   상기 고내에는, 상기 냉매판부재의 내부면이 고내로 수납되는 저장용기에 의해 손상되는 것을 방지하도록 냉매판부재를 통해 열전달이 용이한 알루미늄재질의 박판부재로 이루어진 내통이 추가로 삽탈가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 김치저장고.