KR100576917B1 - 기체농축기 일체형 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기성분을 조절하는 기체농축기가 일체로 설치된 냉장고에 관한 것으로, 특히 종래의 산소나 질소농축기를 사용하여 냉장고 실내의 산소농도를 조절함으로써 내부 음식물이나 야채에 유리한 조건을 형성하는 장치이다. 여분의 농축된 산소부화공기는 냉장고에 설치된 물탱크에 공급되어 산소가 많이 녹아있는 음료수를 생성할 수 있도록 한다. 본 발명은 밀폐시스템 혹은 개방시스템으로 구성될 수 있으며, 산소농축기는 기체분리막이나 흡착제를 사용하는 방법 등을 사용한다.

냉장고, 질소농축

Description

기체농축기 일체형 냉장고 {Refrigerator equipped with Air Concentrator}

도 1 은 본 발명에 따른 장치의 전체를 나타낸 도식도

도 2 는 기체분리막모듈을 사용한 농축기를 나타낸 도식도

도 3 은 흡착제를 사용한 농축기를 나타낸 도식도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 농축기 2: 냉장고

3: 냉장고 실내 4: 질소공급경로

5: 산소공급경로 6: 물공급수단

산소농축 기술이 보편화 됨에 따라 가정이나 실내의 공기성분을 조절하기 위하여 외부로부터 공기를 흡입하여 기체분리막이나 합성제올라이트 등의 재료를 사용하여 질소를 분리하고, 여분의 산소부화공기를 실내로 공급하여 실내를 쾌적한 환경으로 만들어주는 장치가 사용되고 있다. 이러한 장치는 사람에게 뿐만 아니라 음식물이나 식물, 혹은 공기의 구성성분에 민감한 무생물이 위치한 환경의 공기를 조절하는데 사용될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 산소나 질소농축기를 사용하여 냉장고 실내의 공기 성분을 조절함으로써 보관물의 신선도를 유지하고 또한 사용자에게 산소가 많이 포함된 음료수를 제공하는 장치에 관한 것이다.
전술된 농축기는 공기조화장치의 하나로서, 일반적으로 공기 중의 산소와 질소를 분리하여 산소나 질소의 농도를 증가시키며, 그 목적에 따라 산소 농축기 또는 질소 농축기로 사용되며, 그 본질적인 구성은 동일하다.

질소농축기는 산업용으로 많이 사용되며, 주로 압축스윙흡착(PSA, Pressure Swing Absorption) 방식에 의하여 생산되어 각 산업현장에서 사용되고 있다. 기체분리막은 고순도를 만들기가 힘들므로 상기 다단계를 거쳐 고순도를 생산하거나 상기 방식과 결합하여 사용되기도 한다. 사람은 산소가 필요하므로 가정용이나 차량용등의 공기조화용은 산소농축기가 사용된다. 의료용은 고순도의 산소농축기가 사용되지만 공기조화용은 30~40% 정도의 산소농도를 갖는 산소부화공기를 생산하는 장치가 주로 사용된다. 일반적으로 산소농축기와 질소농축기의 개념은 동일하며, 산소농축기의 경우에 버려지는 공기는 질소농축공기이며, 질소농축기는 이와는 반대의 개념이다. 다만 생산효율을 고려하여 시스템의 구성이 조금씩 다를 뿐이다.

일반 냉장고나 김치냉장고와 같이 음식물을 보관하는 장치 내의 공기성분을 조절함으로써 신선도유지나 부패방지, 발효지연 등의 효과를 보려는 시도는 개념적으로는 알려져 왔으나 아직 구체적인 장치가 결합되어 사용되고 있지는 않는 실정이다. 이것은 종래의 장치가 냉장고와의 결합성이 부족하여 소음 및 크기 등이 상품화하기에는 적합하지 않기 때문이다.

또한, 농축기만의 단독적인 사용보다는 농축기가 가지고 있는 고유의 성능을 사용하여 공기조화나 산소음료수 등을 생성하는 데에 사용하는 것이 바람직하다. 일반 정수기에 산소농축장치가 결합되어 산소가 많이 녹아있는 산소음료를 생성하는 정수기가 점차 많이 사용되고 있는 실정이다. 따라서, 냉장고와 공기 성분 조절을 위한 농축기의 결합뿐만 아니라 냉장고가 가지고 있는 음료수공급기능에 산소음료 공급이 가능하도록 시스템을 구성하여 그 기능을 확장하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의한 것으로, 일반 냉장고 및 김치냉장고 내의 공기성분을 조절하여 보관물의 신선도유지 및 발효속도 등을 조절하고, 농축기 고유의 분리기능을 이용하여 산소음료공급기능을 갖는 기체농축기 일체형 냉장고를 만드는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 종래의 농축기를 구성하는 흡착제나 기체분리막 등의 어떠한 재료를 사용하든지 냉장고와의 효과적으로 결합되는 기체농축기를 만드는 데에 또 다른 목적이 있다. 또한, 기존의 냉장고가 실내에 설치됨에 유의하여 종래의 대부분의 농축기가 소음문제로 인하여 실외에 설치되므로 저소음의 농축기를 냉장고와 결합하여 실내설치가 가능한 기체농축기 일체형 냉장고를 만드는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기본적으로 종래의 냉장고 장치와 공기성분 농축장치로 크게 구성된다. 여기서 냉장고는 일반 음식물 보관용 냉장고는 물론, 김치전용 이나 화학시료나 무생물 등의 광범위한 보관물을 포함한 다. 공기성분 농축장치는 일반적으로 산소농축기로 불리우는 장치로, 여기서는 굳이 산소농축기에 한정하지 않으며, 냉장고 내의 특정공간을 질소분위기로 만들 필요가 있으므로 질소농축기로 설정하여도 된다. 즉, 산소농축기에서 버려지는 공기는 질소가 농축된 질소부화공기이며, 질소농축기의 경우는 산소부화공기가 버려지므로 둘은 개념상 동일하다고 할 수 있다. 물론 시스템 구성상의 약간의 차이는 있을 수 있다.

도 1은 본 발명의 개념의 도식적으로 표시한 것으로 냉장고와 결합된 농축기의 밀폐시스템으로 구성된 장치이다. 농축기(1)는 냉장고(2)와 일체형으로 구성되며, 농축기(1)는 냉장고실내(3)로부터 내부 공기를 흡입하여 산소와 질소로 크게 분리한 후 다시 냉장고의 실내의 목적공간(4a, 5a)으로 분사되게 된다. 이때 목적공간(4a, 5a)이 질소분위기를 요구하는 경우는 질소공급경로(4)를 통하여 공급되며, 산소분위기를 요구하는 경우에는 산소공급경로(5)를 통하여 공급되게 된다. 산소음료를 만들기 위하여 냉장고와 일체형으로 설치되어 있는 물공급수단(6)은 산소공급경로(5)로부터 산소를 공급받아 통상의 물보다 많은 산소가 녹아있는 산소음료를 생성하게 된다.

농축기(1)는 일반적으로 질소와 산소의 확산속도 차이를 이용하여 분리하는 기체분리막을 사용하는 방식과 흡착제에 질소와 산소가 흡착하는 정도차이에 따라 분리하는 압력스윙방식(PSA)을 사용하며, 도 2는 기체분리막에 의한 방식의 실시예이다. 당업자는 쉽게 상기 도면을 이해할 수 있으며, 공기압축기(8)와 진공펌프수단(9)은 선택적으로 사용될 수 있다. 기체분리막모듈(7)은 중공사막이나 평판막 등으로 구성되고, 상기 기체분리막모듈(7)은 상기 공기압축기(8)에 의하여 압축공기를 받아 질소와 산소가 분리되거나 진공펌프수단(9)에 의하여 진공압에 의하여 분리된다. 진공펌프수단(10)은 보조적으로 사용될 수 있다. 이러한 모듈을 사용하여 산소와 질소가 분리되어 상기 냉장고의 목적공간(4a, 5a)으로 공급되게 된다.

도 3은 제올라이트 등의 흡착제를 사용하는 방식의 도식도로서, 두개의 흡착베드를 사용하는 경우의 실시예를 도시한 것이다. 흡착제를 포함하는 흡착베드(11)는 공기압축기(12)의 압축공기에 의하여 흡착베드로 공급되어 산소와 질소가 분리된다. 이러한 압축공기를 사용하는 압축스윙흡착방식은 2bar 이상의 고압을 사용하므로 소음이 발생하기 쉬워 실내에 냉장고 일체형으로 구성되기에는 바람직하지 못하다. 따라서, 진공펌프수단(13)에 의하여 진공압을 만들어내어 분리하는 진공스윙흡착방식이 실내일체형의 경우에는 바람직하다. 진공펌프수단(14)은 보조적으로 사용될 수 있다.

상기 도2 및 3과 같은 농축기에 의하여 산소와 질소가 분리되어 종래의 냉장고의 목적공간(4a, 5a)으로 분사되게 된다. 본 발명에 의한 장치의 동작은 연속동작일 필요가 없으며 실내에 산소센서등의 감지수단에 의하여 농도를 감지하게 되고, 미리 설정되어 있는 농도범위를 유지하기 위하여 컨트롤된다.

상기의 실시예는 농축기(1)가 냉장고 실내(3)로부터 공기를 흡입하는 경우를 나타낸 것이나, 필요에 따라 외부로부터 공기를 흡입하여 목적공간으로 분사시키는 개방시스템으로 구성할 수도 있다. 냉장고 문을 수시로 열 경우와 오랫동안 밀폐되어있는 시간 등을 고려하여 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하여 냉장고 실내의 공기성분 조절이 가능해지어, 보관물을 신선도 유지 및 발효작용 등을 촉진함으로써 사용자는 특정 보관물에 대한 성질을 유지하거나 변화시킬 수 있다.

본 발명에 의하여 별도의 산소음료용 정수기를 사용하지 않고도 여분의 산소를 사용하여 산소가 풍부하게 녹아있는 산소음료를 얻을 수 있다.

Claims (11)

1. 실내공간이 칸막이에 의해 구획되는 각각의 목적공간을 이루고, 그 목적공간에 따라 음식물 또는 기타 보관물을 보관하며, 각각의 목적공간을 적정 온도/습도로 제어하기 위해 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 이들을 제어하는 제어부를 갖는 냉장고에 있어서,

   상기 냉장고에 설치되어 각각의 목적공간과 연결되는 산소공급노즐 또는 질소공급노즐이 구비되고,

   상기 음식물 또는 기타 보관물의 보관기간을 연장하거나 특정성질을 발현하도록, 공기를 특정성분으로 분리하여 각각의 공급노즐을 통해 각각의 목적공간으로 공급하는 농축기와,

   상기 냉장고는 음료공급수단이 구비되고,

   상기 농축기는 통상의 음료보다 산소가 많이 녹아있는 산소음료를 사용자에게 공급하기 위해 상기 산소공급노즐이 상기 음료공급수단과 연결된 것을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
2. 삭제
3. 제 1 에 있어서, 상기 농축기는 기체분리막모듈을 포함하며, 공기압축기에 의한 압축공기의 흐름에 의하여 산소와 질소를 분리함을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 농축기는 기체분리막모듈을 포함하며, 진공펌프에 의해 형성된 진공압에 의한 공기의 흐름에 의하여 산소와 질소를 분리함을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 농축기는 흡착제를 포함하는 흡착베드를 구비하며, 상기 흡착베드에 공기압축기에 의해 형성된 압축공기에 의하여 특정 성분이 흡착제에 흡착되도록 하여 산소와 질소를 분리함을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 농축기는 흡착제를 포함하는 흡착베드를 구비하며, 상기 흡착베드에 진공펌프에 의해 형성된 진공압에 의하여 특정 성분이 흡착제에 흡착되도록 하여 산소와 질소를 분리함을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 농축기는 상기 진공펌프에 의해 형성된 진공압과 대기압 사이에서 운전되며, 별도의 산소공급장치인 별도의 진공펌프수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 농축기는 냉장고 실내로부터 공기를 흡입하여 산소와 질소를 분리하고, 분리된 성분을 다시 냉장고 내부의 특정 목적공간으로 분사하는 밀폐시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 농축기는 냉장고 실외로부터 공기를 흡입하여 산소와 질소를 분리하고, 분리된 성분을 다시 냉장고 내부의 특정 목적공간으로 분사하는 개방시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 냉장고 내부의 특정 목적공간에 농도감지수단을 설치하여 목적공간 내의 특정성분의 농도를 감지하여 목적공간으로의 특정 성분의 공급량을 조절함으로써 목적공간의 특정 성분의 농도를 특정 농도로 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 냉장고 내부의 특정 목적공간에 농도감지수단을 설치하여 목적공간 내의 특정성분의 농도를 감지하여 목적공간으로의 특정 성분의 공급량을 조절함으로써 목적공간의 특정 성분의 농도를 특정 농도로 유지하게 하는 것을 특징으로 하는 기체농축기 일체형 냉장고.

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