KR100669308B1

KR100669308B1 - 개선된 공기 커튼을 갖는 냉장 진열장

Info

Publication number: KR100669308B1
Application number: KR1020057015920A
Authority: KR
Inventors: 에이. 알라히아리 어바스; 메리 디. 사로카
Original assignee: 캐리어 커머셜 리프리저레이션, 인크.
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2007-01-16
Also published as: US20040163401A1; KR20050103968A; BRPI0407819A; WO2004075694A1; EP1596692A1; CA2517219A1; MXPA05009078A; US20090255287A1; CA2517219C

Abstract

냉장 진열장은 하향하는 비교적 시원한 냉장 공기와, 하향하는 비교적 따뜻한 냉장 공기에 의해 저장소의 주변 공기로부터 독립된 개방된 전방부를 가지는 제품 진열 영역을 형성하는 진열 케이스를 포함한다. 내측 공기 커튼은 제1 배출 속도로 제1 공기 출구(34)를 통과하여 배출되고, 외측 공기 커튼은 제2 배출 속도로 제2 공기 출구(70)를 통과하여 배출되며, 제2 배출 속도는 제1 배출 속도보다 적어도 약 1.4배 빠르고, 가장 바람직하게는 제1 배출 속도보다 약 1.4 내지 약 1.8배 빠르다.

제품 진열 영역, 진열 케이스, 주변 공기, 공기 출구, 배출 속도, 공기 커튼

Description

개선된 공기 커튼을 갖는 냉장 진열장 {REFRIGERATED DISPLAY MERCHANDISER WITH IMPROVED AIR CURTAIN}

본 출원은 2003년 2월 26일에 출원되어 계류 중인 미국 특허 출원 제10/374,640호의 연속 출원이다.

본 발명은 일반적으로 판매용 냉장 또는 냉동 제품을 전시 판매하는 슈퍼마켓, 미니 마트, 편의점 및 다른 상업용 업소에 사용되는 형태의 냉장 진열장에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 차가운 냉장 공기 커튼이 진열장의 개방된 전방 제품 진열 영역을 가로질러 하향하여 통과하는 형태의 개방된 전방 냉장 진열장에 관한 것이다.

통상 진열 케이스라고도 불리는, 개방된 전방 진열 영역을 가진 냉장 진열장은 일반적으로 판매용 냉장 또는 냉동 제품을 전시 판매하는 슈퍼마켓, 미니 마트, 편의점 및 다른 상업용 업소에서 사용된다. 이러한 진열 케이스의 개방된 전방부는 소비자가 제품에 접근하기 위해 도어를 개방하는 불편함 없이 상품을 선택하여 구매할 때 간단하게 제품 진열 영역에 도달할 수 있게 한다. 관례상, 차가운 냉장 공기 커튼은 제품 진열 영역과 진열 케이스 전방의 저장소 영역 사이의 보이지 않는 경계를 형성하도록 진열 케이스의 개방된 전방부를 가로질러 비교적 고속으로 하향하며 통과한다. 이러한 공기 커튼은 진열 케이스의 제품 진열 영역 내의 공기를 차가운 냉장 상태로 유지시키고, 저장소 내의 주변 공기로부터 제품 진열 영역을 격리시킨다. 개방된 제품 진열 영역 내로 유입되는 바람직하지 않은 주변 공기는, 진열 케이스와 관련된 냉장 시스템의 냉각 요구치를 증가시킴으로써 에너지 소비를 증가시킨다. 또한, 이러한 주변 공기는 품질에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있는 제품 온도의 바람직하지 않은 상승을 일으키기에 충분한, 제품 진열 영역 내의 국부적인 온도 상승을 야기할 수도 있다.

냉장 공기 커튼이 진열 케이스의 제품 진열 영역의 개방된 전방을 하향으로 가로질러 통과할 경우에 직면하는 문제점은, 공기 커튼을 형성하는 냉장 공기의 스트림 내로 대기가 혼입된다는 것이다. 난류는 비교적 빠른 속도의 공기 커튼과 진열 케이스 전방에 있는 사실상 조용한 주변 공기 사이의 경계에서 배출된다. 이런 난류의 결과로서, 일부 주변 공기는 공기 커튼 내로 원하지 않게 혼입된다. 복층의 공기 커튼 진열 케이스는 이런 혼입 문제를 해결하기 위해 종래 기술을 개발해 왔다. 예를 들면, 두 개의 인접하고 평행하지만 독립적으로 발생되는 냉장 공기의 공기 커튼을 갖는 진열 케이스는 당업계에서 통상적이다. 통상, 매하라(Maehara)에 의해 미국 특허 제4,633,677호에 개시된 것과 같이, 최외측 공기 커튼은 최내측 공기 커튼보다 약간 높은 온도를 가지기 때문에, 공기 혼입의 영향으로부터 보다 시원한 최내측 공기 커튼을 보호한다.

또한, 냉장 공기 커튼 내로 저장소로부터 주변 공기의 혼입을 감소시키는 수단으로서 하나 또는 두 개의 냉장 공기 커튼의 외측으로 상대적으로 높은 온도의 주변 공기의 제3 공기 커튼을 형성하는 것이 당업계에서 잘 알려져 있다. 미국 특허 제4,267,706호에서 아브라함(Abraham)은 내측 냉장 공기 커튼에 하향으로 평행하고 인접하게 유도되는 외측 주변 공기 커튼을 갖는 최내측 냉장 공기 커튼의 외측으로 공기 커튼을 형성하는 것이 개시되어 있다. 벡위드(Beckwith) 등에게 허여된 미국 특허 제3,648,482호, 맥마스터(MacMaster) 등에게 허여된 미국 특허 제3,827,254호, 그리고 로버츠(Roberts)에게 허여된 미국 특허 제5,345,778호 및 제5,357,767호는 한 쌍의 냉장 공기 커튼의 외측으로 공기 커튼을 형성하는 것을 각각 개시하고 있다. 진열 케이스의 제품 진열 영역에 가장 가까운 커튼은 가장 찬 반면, 중심 커튼은 최내측 커튼보다 약간 따뜻한 온도를 가지지만 사실상 최외측 공기 커튼보다 시원하다. 보다 따뜻한 냉장 공기의 중심 커튼은 최내측보다 시원한 냉장 공기 커튼이 최외측 공기 커튼으로부터 따뜻한 공기 침투를 완충하도록 제공된다. 주변 공기의 최외측 커튼은 중심 공기 커튼에 인접하고 평행하거나 중심 공기 커튼쪽으로 약간 내향하는, 사실상 하향 수직되게 유도되어, 중심 및 최내측 냉장 공기 커튼으로부터의 냉장 공기가 진열 케이스의 제품 진열 영역으로 쏟아지는 것을 배제한다. 최외측 주변 공기 커튼 스스로는 이상적으로 진열 케이스의 기부 근처의 저장소 내로 쏟아져서, 냉장 공기 커튼이 증발기 부품으로 복귀하는 공기 복귀 유입구 내로 이끌려 지지 않는다.

단일 커튼 설계와 비교하면 순환 냉장 공기 안으로의 주변 공기의 혼입양을 대체로 줄이는데 일반적으로 효과적이지만, 2개 또는 3개의 공기 커튼을 갖는 냉장 진열장의 경우에는 상당한 혼입이 여전히 발생한다. 이러한 복층 공기 커튼 설계 에서의 인접하는 공기 커튼들이 비교적 동일한 속도를 가짐으로써 공기 커튼들 사이의 간섭부(interference)에서의 전단 불안정성(shear instabilities)이 최소화된다고 여겨진다. 그러므로, 2개 또는 3개의 공기 커튼이 존재하는 전형적인 종래 제품들에서는, 기류가 진열 케이스의 상부에 있는 공기 커튼들의 각 노즐을 나갈 때 각 기류들의 배출 속도인, 분리된 공기 커튼들의 각 배출 속도들이 대체로 동일하도록 설계된다. 그러나, 공기 커튼이 아래로 유동함에 따라, 외측 공기 커튼은 저장소 내로 분사되고 흩어져서 속도가 감소하는 경향이 있는 반면, 내측 공기 커튼은 부력 효과와 냉각 진열 케이스 내로부터의 공기의 추가로 인하여 속도가 증가하는 경향이 있다. 그 결과, 공기 커튼이 아래로 통과하면서, 인접하는 공기 커튼들의 간섭부에서의 전단 불안정성이 증가하고, 이에 따라 고온 다습한 공기의 냉각된 내측 공기 커튼으로의 혼입이 증가하게 된다. 따라서, 많은 경비 지출 없이 냉장 공기의 내측 공기 커튼으로의 혼입 문제를 해결하는 개선된 공기 커튼 장치에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 냉장 진열장은 비교적 시원한 냉장 공기의 하향하는 내측 공기 커튼과 가장 바람직하게 비교적 따뜻한 공기인 하향하는 외측 공기 커튼에 의해 저장소의 주변 공기로부터 분리된 개방된 전방을 갖는 제품 진열 영역을 형성하는 진열 케이스를 포함한다. 본 발명에 따르면, 외측 공기 커튼의 배출 속도가 내측 공기 커튼의 배출 속도의 적어도 1.4배로, 가장 바람직하게는 내측 공기 흐름의 배출 속도보다 약 1.4 내지 약 2.4 배의 범위 내로 유지된다. 바람직한 실시예에서, 외측 공기 커튼은 주변 공기를 포함한다.

도1은 이중 스트림 공기 커튼이 진열 케이스 내의 제1 환경을 진열 케이스 외부의 제2 환경으로부터 분리한 상태에서 개방된 전방 진열 케이스를 갖는 냉장 진열장의 양호한 실시예의 측면 프로파일을 도시하는 도면이다.

도2는 공기 커튼 속도의 비가 변할 때 냉장 진열장과 관련된 냉각 시스템에 대한 하중 요구의 변화를 도시하는 그래프이다.

이제 도1을 참조하면, 냉장 진열장(10)은 그 경계 내에 개방된 전방 제품 진열 영역(30)을 형성하는 내부 캐비넷 라이너(20) 및 외부 라이너(12)를 포함한다. 외부 캐비넷은 기부(13), 기부(13)의 후방으로부터 상향으로 연장되는 후방벽(14), 후방벽으로부터 전방으로 연장되는 상부벽(15) 및 기부(13)로부터 상부벽(15)으로 수직 연장하고 후방벽(14)으로부터 전방으로 연장하는 한 쌍의 측벽(16)을 포함한다. 내부 캐비넷 라이너(20)는 상부 패널(28), 후방 패널(26), 바닥 패널(24) 및 대향된 측면 패널(23)을 포함하며, 이들은 함께 개방된 전방 제품 진열 영역(30)의 경계를 나타낸다. 캐비넷 기부(13), 후방벽(14), 상부벽(15) 및 측벽(16) 각각은, 종래의 실시와 같이, 제품 진열 영역(30)을 포함하여 캐비넷(12)의 내부를 단열시켜 이를 통한 과잉 열전달을 방지하도록 단열된다.

매매되고 있는 썩기 쉬운 제품(80)은 제품 진열 영역(30) 내에서 바닥 패널(24)의 상부 표면상에 배치된 선반(18) 상에 진열될 수 있다. 제품 진열 영역(30) 은 소비자가 관찰하는 것뿐만 아니라 그들이 구매하고자 하는 제품(80) 항목을 선택 및 이동하도록 제품 진열 영역(30) 내로 도달될 수 있게 하기 위해 개방된 전방부(25)를 포함한다. 제품 진열 영역(30)은 어떤 제품이 그 안에서 매매되고 있는지 그리고 제품이 냉장 또는 비냉장되어 있는지에 따라 원하는 제품 온도, 일반적으로 -10℉ 내지 약 40℉ 이하 사이의 온도로 종래의 방식에 따라 냉각된다.

냉장 진열장(10)은 도1에 도시된 바와 같이, 기부(13)와 하부 패널(24) 사이에 진열 캐비넷(12)의 일부 내에 통상 배치되는 냉장실(40)을 더 포함하며, 냉장 시스템의 부품, 통상적으로 튜브 코일 증발기(50) 및 예를 들면 하나 이상의 팬과 같은 공기 이동기(60)가 수납된다. 그러나, 이용된 특정 유형의 공기 이동기가 본 발명과 관련이 없거나 이에 제한되지 않는다는 것을 알 수 있다. 종래의 실시에서는, 증발기(40)의 튜브를 통과하는 냉매는 증발기 튜브의 표면 위로 지나가는 공기를 냉각한다. 냉매는 저장소 내의 어딘가에 위치되는 원격 냉장 유닛으로부터 통상 공급된다. 그러나, 본 발명은 또한 저온 냉매를 제공하기 위해 그 자신의 냉장 유닛을 포함하는 독립형 냉장 상품에 적용될 수 있다는 것을 알 수 있다.

공기 순환 덕트(32)는 외부 캐비넷(12)의 후방 벽(14)과 상부 벽(15) 사이와, 내부 캐비넷 라이너(20)의 상부 패널(28)과 배면 패널(26) 사이에 각각 형성된다. 공기 이동기(60)는 공기 입구(42)로부터 격실(40)을 통해 공기를 유도하여 증발기(50)를 횡단하고, 이 후 덕트(32)를 통해 제1 공기 출구(34)로 공기를 유도하는 기능을 한다. 상술된 바와 같이, 이러한 순환 공기는 증발기(50)를 횡단함에 따라 원하는 온도로 냉각되었다. 제1 공기 출구(34)로부터, 저온 냉동 공기는 제1 공기 출구(34) 내에 제공되는 베인을 거쳐 제품 진열 영역의 개방 전방부(25)를 가로지르는 제1 통로를 따라 하향으로 다시 공기 입구(42)로 유도된다. 따라서, 냉동 공기는 재순환되고, 격실(40) 및 덕트(32)를 통해 반복하여 재순환되어서, 냉동 공기를 냉각하는데 소비되는 에너지를 전환한다. 또한, 전술한 냉각 장치를 통해, 제1 공기 스트림(45)은 그의 상부로부터 하부로 개방 전방 제품 진열 영역(30)을 가로질러 형성된다. 제품 진열 영역(30)에 직접적으로 냉각 공기를 더 제공하기 위해, 복수개의 개구(24)는 덕트(32)를 통해 순환하는 저온 냉동 공기의 일부가 제품 진열 영역(30) 내로 직접적으로 통과할 수 있는 배면 패널(26) 내에 제공될 수 있다. 또한, 이 냉동 공기는 재순환되도록 공기 입구(42)를 통해 격실(40) 내로 다시 공기 이동기에 의해 이끌려 질 것이다.

제2 공기 출구(70)는 캐비넷의 상부 전방에 제1 공기 출구(34)의 외측에 제공된다. 냉장 진열장이 존재하는 것과는 달리, 제2 공기 출구(70)는 비교적 차가운 냉장 공기가 종동하는 제1 경로의 외측에 놓인 제2 경로를 따라 일반적으로 하향으로 비교적 따뜻한 공기를 유도하는 기능을 한다. 이 방식에서, 비교적 따뜻한 제2 공기 스트림(65)은 비교적 차가운 제1 공기 스트림(45)의 외측, 즉 제품 진열 영역(30)에서 멀리 떨어져 형성된다. 비교적 따뜻한 제2 공기 스트림(65)은 저장소의 주위 환경과 비교적 차가운 제1 공기 스트림(45) 사이에서 완충 기능한다. 또한, 제2 공기 스트림(65)이 진열 캐비넷(12)의 기부 영역에 닿으면, 제2 공기 스트림은 캐비넷의 기부의 전방 단부에서 공기 입구(42)로 진입되기보다는 저장소로 외향하여 쏟아진다. 그 결과, 상대적으로 차가운 제1 공기 스트림으로의 따뜻한 공기의 동반과, 구획(40)으로의 입구(42)를 통한 후속적인 통과가 최소화되어, 순환 냉각 공기를 냉각하는데 소모되는 에너지를 감소시킨다.

제1 공기 출구(34)와 제2 공기 출구(70)는 진열 케이스(12)의 상부 및 전방 영역에 위치되고, 제2 공기 출구(70)는 제1 공기 출구(34)의 외측, 즉 진열 캐비넷(12)의 전방에 인접하게 위치된다. 상술된 바와 같이, 제1 공기 출구(34)는 덕트(32)와 연통하여, 제1 공기 스트림(45)을 형성하도록 제품 진열 영역(30)의 개방 전방부를 가로질러 하향으로 공기 이동기(60)에 의해 구동된다. 제2 공기 출구(70)는 상대적으로 따뜻한 공기원, 예를 들어 저장소로부터의 주위 공기와 유체 연통하고, 제2 공기 스트림(65)을 형성하도록 외부로 연관된 제2 공기 이동기(72)에 의해 구동된다.

제2 공기 스트림(65)은 제1 공기 스트림(45)의 배출 속도보다 적어도 1.4배 빠른 배출 속도로 하향으로 유도된다. 용어 배출 속도는 진열 케이스(30)의 상부에서 각각의 공기 출구로부터 배출되는 공기 스트림의 속도를 의미한다. 따라서, 제1 공기 스트림(45)의 배출 속도는 공기 출구(34)로부터 배출되는 공기 스트림의 속도이고 제2 공기 스트림(65)의 배출 속도는 공기 출구(70)로부터 배출되는 공기 스트림의 속도이다. 가장 유리한 것은, 제2 공기 스트림(65)의 배출 속도가 제1 공기 스트림(45)의 배출 속도보다 약 1.4배에서 약 2.4배 빠른 수준으로 유지되는 것이다.

도2를 참고하면, 수직축은 내측 공기 커튼만을 위한 부하에 비교하여 이중 공기 커튼의 냉동 부하인 부하 감소 인자를 나타내며, 수평축은 내측 공기 커튼에 대한 외측 공기 커튼의 속도비를 나타낸다. 따라서, 부하 감소 인자가 낮을수록 이중 공기 커튼의 효율이 더 좋다. 도2에 도시된 바와 같이, 공기 커튼에 걸쳐 유동의 감소 경로에서 배리어로서 이중 평행 공기 커튼의 효율은 내측 커튼의 배출 속도에 대한 외측 커튼의 배출 속도의 비율을 약 1.4 내지 약 1.8 범위 내로 유지시켜 최대화된다. 공기 커튼의 속도비를 이 범위 내에서 유지시키면 속도 구배를 최소화하여서, 인접한 공기 커튼 사이의 경계면 길이를 따라서 인접한 공기 커튼 사이의 전단 응력의 불안정함을 최소화하여, 고속의 공기 커튼이 저속의 공기 커튼으로 공기의 혼입이 적게 된다. 그러므로, 매우 효과적인 분리 배리어가 외측 공기 스트림의 배출 속도를 내측 공기 스트림 배출 속도보다 약 1.4 내지 1.8배 빠르게 유지하여 제1 및 제2 유체의 평행 스트림의 이중 공기 커튼을 통해 본 발명을 사용함으로써 두 개의 환경 사이에서 유지된다.

전술된 설명은 예시적인 것이며 제한적인 것은 아니다. 본 발명의 다양한 변경 및 변형은 본 발명의 정신과 범위 내에서 당해 분야의 숙련자들에게 명백하다. 본 발명의 양호한 실시예가 개시되었다. 따라서, 첨부된 청구항의 범위 내에서 본 발명은 실시될 수 있다. 이러한 이유로 첨부된 청구항은 본 발명의 범위내 내용을 결정짓는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

개방된 전방 관찰 영역을 가지는 제품 진열 영역을 형성하는 진열 케이스와, 제1 공기 스트림을 사실상 하향으로 상기 전방 관찰 영역을 가로질러 제1 경로를 따라 유도하도록 상기 진열 케이스와 관련되어 있는 제1 공기 출구와, 제2 공기 스트림을 사실상 하향으로 상기 전방 관찰 영역을 가로질러 제2 경로를 따라 상기 제1 공기 스트림의 외향으로 유도하도록 상기 진열 케이스와 관련되어 있는 제2 공기 출구를 포함하는 냉장 진열장에 있어서,

제2 공기 출구로부터 배출되는 제2 공기 스트림의 배출 속도는 제1 공기 출구로부터 배출되는 제1 공기 스트림의 배출 속도보다 적어도 1.4배 빠른 것을 특징으로 하는 냉장 진열장.
제1항에 있어서, 제2 공기 스트림의 배출 속도는 제1 공기 스트림의 배출 속도보다 1.4 내지 1.8배 빠른 것을 특징으로 하는 냉장 진열장.
제1항에 있어서, 제1 공기 스트림은 비교적 시원한 공기를 포함하고, 제2 공기 스트림은 비교적 따뜻한 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 진열장.
제1항에 있어서, 제2 공기 스트림은 주변 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장 진열장.