KR100485615B1 - 초단열 진공단열재를 이용한 고효율 저온저장매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초저온으로 유지되는 냉동실의 단열효과를 향상시키기 위한 고효율 저온저장고에 있어서, 더 상세하게는 외피재로 스테인레스강 박판을 사용하고 심재로는 무기질 섬유로 구성하여, 게터재의 도움 없이도 그 신뢰성을 유지시킬 수 있는 진공 단열재와 기존 발포 단열재의 이중복합구조형 저장매체를 제공함으로써, 냉동실의 단열효과를 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 초단열 진공단열재를 이용한 고효율 저온저장매체에 관한 것으로,

저장매체의 내부 공간을 보호하는 인너케이스와; 저장매체의 외부 하우징을 구성하여 외부의 물리적인 충격으로부터 저장매체를 보호하는 외부 케이스와; 상기 인너케이스와 외부케이스 사이에 이루어지는 공간부에 배치되며, 무기질 성형체로 이루어지는 심재와, 스테인레스 박판으로 이루어지는 외피재로 구성되어 내부와 외부의 단열기능을 하는 초단열 진공 단열재; 상기 인너 케이스와 외부 케이스 사이에 설치되되 초단열 진공 단열재와 복합적으로 설치되며 단열기능을 보조하기 위한 발포 단열재를 포함하는 것이 특징이다.

Description

초단열 진공단열재를 이용한 고효율 저온저장매체{A High Degree of Efficiency Low Temperature Storing Unit Using Super Vaccum Insulating Material}

본 발명은 초저온으로 유지되는 냉동실의 단열효과를 향상시키기 위한 고효율 저온저장고에 관한 것으로, 더 상세하게는 외피재로 스테인레스강 박판을 사용하고 심재로는 무기질 섬유로 구성하여, 게터재의 도움없이도 그 신뢰성을 유지시킬 수 있는 진공 단열재와 기존 발포 단열재의 이중복합구조형 저장매체를 제공함으로써, 냉동실의 단열효과를 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 초단열 진공단열재를 이용한 고효율 저온저장매체에 관한 것이다.

일반적으로 식품이나 생물학적 물질을 보관 또는 보존하기 위하여 빙점 이하로 온도를 저장시킬 수 있는 냉동장치가 상용화되어 왔다.

생물학적 물질로서 예컨대 혈액, 뼈, 동맥, 세포 조직, 정자, 난자, 세균, 곰팡이등을 초저온, 예컨대 -79℃ 이하의 온도로 유지하면 보존기간이 크게 증대되고, 온도를 더욱 내려 얼음의 재결정온도인 -130℃ 이하로 유지하면 생물학적 물질을 장기간 보존할 수 있다.

이러한 저온을 발생시키는 기술은 여러 방법이 있으며, 주로 증기압축 냉동 사이클을 이용한 방법이 사용되고 있다.

그런데, -20℃ 내지 -30℃ 정도의 냉동을 발생시키는 기술은 종래의 방법으로도 큰 어려움이 없으나, -40℃ 내지 -100℃ 정도의 냉동 발생을 위해서 2단 압축 냉동 사이클이나 2원 냉동 사이클을 이용한 기술이 적용되고 있다.

나아가 -100℃ 이하의 냉동 발생을 위해서는 3원 냉동사이클이나 액체 질소 투입법 등이 이용된다.

한편, 종래의 저온 발생 냉동장치에 있어서 저장고 내부를 -85℃ 상태로 유지하기 위해서는 외부와 내부의 온도차를 고려하여 두꺼운 단열재로 저장고 내부 온도를 유지하도록 하고 있다. 이 경우, 냉동장치는 대형이 되는 동시에 저장고 내부 온도를 유지하기 위해 단열재도 두꺼워지게 된다.

결국, 이와 같이 종래의 초저온 냉동기는 냉동장치 그 자체가 대형화되고, 또한, 단열재도 두껍게 하지 않으면 저장고 내부 온도를 유지할 수 없으므로 저장고 그 자체도 대형화 하여 설치시 많은 장소를 차지할 뿐만 아니라 소비 전력도 커지는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결코자 하는 것으로, 초저온 발생이 가능한 냉동장치에서 그 냉동실의 단열효과를 향상시킴으로서 고효율 저온저장고를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

저장매체의 내부 공간을 보호하는 인너케이스와; 저장매체의 외부 하우징을 구성하여 외부의 물리적인 충격으로부터 저장매체를 보호하는 외부 케이스와; 상기 인너케이스와 외부케이스 사이에 이루어지는 공간부에 배치되며, 무기질 성형체로 이루어지는 심재와, 스테인레스 박판으로 이루어지는 외피재로 구성되어 내부와 외부의 단열기능을 하는 초단열 진공 단열재와; 상기 인너 케이스와 외부 케이스 사이에 설치되되 초단열 진공 단열재와 복합적으로 설치되며 단열기능을 보조하기 위한 발포 단열재를 포함하는 것이 특징이다.

또한, 상기 초단열 진공 단열재는 외부 케이스의 내측면 또는 인너케이스의 외측면 일단에 부착되는 것이 특징이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 핵심적인 특징은 초저온 발생이 가능한 냉동장치에서 그 냉동실이 단열효과를 향상시키는 방법으로서 초단열이 가능한 진공단열재와 발포 단열재의 이중복합구조를 제공하여 저온저장고의 효율을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명에 있어서 초단열이 가능한 진공 단열재는 외피재를 스테인레스 박판으로 하고 심재는 어떠한 결합제도 사용하지 않은 무기질 섬유로 함으로서 뛰어난 단열성능을 나타낼 수 있고, 이 단열성능을 게터재의 도움 없이도 장기적으로 발휘할 수 있는 고신뢰성을 갖춘 것이다.

도 1은 본 발명에서의 초단열 진공단열재의 단열성능을 다른 일반 진공 단열재와 비교한 것으로, 진공단열재를 60℃에서 열가속 실험 결과이다.

상기에서 최상부에 위치한 그래프는 일반 진공 단열재에 게터재가 없는 경우의 그래프이고, 중간부에 위치한 그래프는 일반 진공 단열재에 게터재를 추가한 경우의 그래프이며, 마지막 최하단부에 위치한 그래프는 게터재를 생략한 상태에서 본 발명의 초단열 진공 단열재를 이용한 경우이다.

본 발명에서의 진공단열재는 일반 진공 단열재와 그 단열성능이 2 내지 3배 뛰어난 초단열을 나타내고, 특히 게터재를 사용하지 않을 경우 초기의 단열성능이 시간이 흐를수록 급격히 떨어지는 반면에 본 발명에서의 초단열 진공단열재는 게터재를 사용하지 않고도 초기의 단열성능을 유지하고 있어 그 장기적 신뢰성이 매우 우수함을 알 수 있다.

이러한 현상은 사용 외피재 및 심재의 차에 의한 것으로, 본 발명에 있어서는 외피재로 스테인레스강 박판을 심재로 어떠한 결합제도 포함되지 않은 무기질 섬유를 사용함으로서 진공 단열재 내부 혹은 내부로의 불순가스 발생 및 이동이 거의 일어나지 않토록 하기 때문이다.

참고로, 종래에 사용되는 게터재는 지르코늄-바나듐-철 합금, 알루미늄-지르코늄 합금 또는 철-지르코늄 합금, 지르코늄이나 티타늄을 주성분으로 하는 금속 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것들이며, 진공단열재에 지지시켜 단열을 보조하고, 모양은 망형태나 관형태등 다양한 형태를 지닐 수 있다.

도 1에 도시한 바와같이 일반 진공단열재에 게터재를 불포함 한 것에 비해 게터재를 포함하게 되면 단열성능이 더 뛰어남을 알 수 있다.

그러나, 본 발명에서와 같이 게터재가 불포함된 초단열 진공단열재를 사용하는 것에 비하여는 월등히 단열성능이 떨어짐을 알 수 있다.

본 발명의 초단열 진공단열재는 도 2와 도 3과 같이 저온 저장고의 인너케이스(1) 혹은 외부 케이스(4)에 접착하고, 접착된 진공 단열재(3)와 인너케이스(1) 혹은 외부 케이스(4)의 빈공간에 발포 단열재(2)를 끼워 넣거나 발포시킴으로서 진공단열재와 발포 단열재가 밀착된 이중 복합 구조로 구성된다.

즉, 본 발명은 저온 저장고를 이루는 인너케이스와 외부 케이스(4) 내부에 단열재를 삽입하되, 초단열 진공 단열재(3)와 발포 단열재(2)를 복합적으로 삽입토록 하는 것이다.

상기와 같이 구성하게 되면 도 1에 도시한 바와 같이 초저온 상태를 장시간 유지할 수 있게 되어, 단열재가 두껍지 않으면서도 원하는 기능을 충분히 수행할 수 있게 된다.

상기의 초단열 진공 단열재와 발포 단열재로 이루어진 이중 복합구조의 단열효과는 초저온 냉동장치로부터 발생된 초저온을 냉동실에서 효율적으로 유지할 수 있게 해주어 저온 저장고의 냉동효과를 향상시킬 수 있다.

상기의 설명과 같이, 본 발명에 있어서 초단열 진공 단열재와 발포 단열재의 이중 복합구조를 사용함으로서 초저온 냉동장치의 부하를 감소시켜 그 수명을 연장해 줄 수 있을 뿐만 아니라 냉동 효율을 극대화 할 수 있어 고효율 저온 저장고의 제공이 가능하다.

비록 본 고안이 상기에서 언급한 바람직한 설명과 관련하여 설명되어졌지만, 본 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 고안의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형은 포함한 것으로 판단할 수 있다.

도 1은 종래기술과 본원발명의 기술에 의한 진공단열재의 단열성능 비교 그래프.

도 2는 본 발명의 구성도.

도 3은 본 발명의 A-A`선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 인너케이스 2: 발포 단열재

3: 초단열 진공 단열재 4: 외부 케이스

Claims (2)

1. 저장매체의 내부 공간을 보호하는 인너케이스와; 저장매체의 외부 하우징을 구성하여 외부의 물리적인 충격으로부터 저장매체를 보호하는 외부 케이스를 포함하는 저장매체에 있어서,

   상기 외부케이스의 내측면 또는 인너케이스의 외측면 일단에 부착되며, 무기질 성형체로 이루어지는 심지와, 스테인레스 박판으로 이루어지는 외피재로 구성되어 내부와 외부의 단열기능을 극대화하는 초단열 진공단열재와;

   상기 인너케이스와 외부케이스 사이에 설치되되 초단열 진공 단열재와 복합적으로 설치되며 단열기능을 보조하기 위한 발포 단열재를 포함하는 초단열 진공 단열재를 이용한 고효율 저온저장매체.
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