KR100672548B1 - 냉장고의 살균 및 탈취 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로써, 고내에 존재하는 곰팡이, 박테리아등의 세균을 살균하고, 보관된 음식물이 부패할 때 발생되는 악취를 제거하여 식품류의 부패가 가속화 되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 직류 -5kV ~ -8kV 고전압을 발생시키는 고전압 발생기와, 접지됨과 동시에 상기 고전압 발생기와 일측이 연결되며 냉기 유동방향과 평행하게 병렬로 배치되며 그 표면에 산화티타늄(TiO₂)과 산화망간(MnO₂)이 코팅되는 방전대응극과, 상기 각 방전대응극의 사이에 위치되어 상기 고전압 발생기로부터 직류 -5kV ~ -8kV 고전압을 인가받는 복수개의 방전선으로 이루어져 상기 고전압 발생기의 방전시에 방출되는 전기적에너지를 활성화 에너지원으로 하여 방전대응극에 코팅되는 산화티타늄(TiO₂)을 여기시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 살균 및 탈취 장치가 제공된다.

냉장고, 살균, 탈취

Description

냉장고의 살균 및 탈취 장치{device for sterilizing and deodorizing in refrigerator}

도 1 은 종래 냉장고의 종단면도

도 2 는 종래 살균 및 탈취 장치의 설치상태를 나타내는 정면도

도 3 은 종래 살균 및 탈취 장치의 종단면도

도 4 는 본 발명에 따른 냉장고의 종단면도

도 5 는 본 발명에 따른 살균 및 탈취 장치의 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

121 고전압 발생기 122 방전선

123 방전대응극 123a 코팅층

본 발명은 냉장고에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 고내에 보관되는 음식물을 신선하게 보관하기 위한 살균 및 탈취 장치에 관한 것이다.

도 1 은 일반적인 종래 냉장고의 종단면도이다.

이와 같은 종래 냉장고는 증발기(16)에 의해 열교환된 냉기가 유입되는 냉동실(11)과, 상기 냉동실의 후방에 설치되는 냉각팬(17)과, 상기 냉동실을 순환한 냉기가 유입되는 냉장실(12)과, 냉매가 유동하는 냉기 유로(13)와, 상기 냉장실 하부에 구비되는 야채실(15)과, 상기 야채실 후방에 설치되는 기계실(14)로 크게 구성되어, 압축 - 응축 - 팽창 - 증발시키는 냉동사이클을 반복함에 따라 고내를 저온화시켜 음식물을 장기간동안 보관하기 위한 냉장 및 냉동기기이다.

또한, 냉장고에는 고내의 세균류와 냄새물질을 제거하여 음식물을 보다 신선하게 보관하기 위해 살균 및 탈취 장치가 설치된다.

도 2 와 도 3 은 종래 살균 및 탈취 장치의 일 예를 나타낸 것으로써, 국내 특허 공고 93-5736호에 의해 공지된 것이다.

이러한, 살균 및 탈취 장치(20)는 저면 일측에 공기흡입구(22)를 형성하고 전면 하부일측에 공기토출구(23)를 형성하며 전면 상부일측에 자외선조사구(24)를 형성한 케이스(21)와, 상기 공기흡입구와 공기토출구를 연결하는 공기순환통로(25)와, 상기 공기순환통로 흡입구측에 위치하는 자외선 램프(26)와, 상기 공기순환통로(25) 중간에 위치하는 광촉매(27)와, 토출측에 위치하는 순환팬 (28)및 모터(29)로 구성된다.

그리고, 살균실(30)의 후면 일측에는 상기 자외선조사구(24)를 통해 자외선이 상기 살균실 내부로 조사되도록 자외선유동구(31)가 구비된다.

이와 같이 구성된 종래 냉장고의 살균 및 탈취 장치의 작용을 자세하게 설명하면 다음과 같다.

모터(29)에 의해 순환팬(28)을 작동시키면, 냉장실(12) 내의 공기가 공기흡입구(22)를 통해 케이스(21)내로 흡입되고 공기순환통로(25)를 따라 이동하면서 자외선 램프(26)와 광촉매(27)를 거쳐 공기토출구(23)를 통해 다시 냉장실(12) 내로 토출된다.

이 때, 흡입된 공기는 자외선 램프(26)에서 발생되는 자외선에 의해 공기중에 포함된 균들이 살균되고, 광촉매(27)를 통과하는 과정에서 상기 광촉매에 흡착됨과 동시에 산화분해되어 냄새가 제거되어 무균,무취의 상태로 냉장실(12)로 토출되며, 이러한 과정이 반복됨으로써 냉장실(12) 내의 살균 및 탈취가 이루어 진다.

상기 광촉매(27)에 의해 냄새가 제거되는 과정을 좀 더 자세하게 설명하면 다음과 같다.

광촉매(27)에 자외선 램프(26)의 광에너지가 조사되면, 그 표면에 코팅되어 있는 반도체 미립자의 가전자대에 있는 전자가 광에너지를 얻어 밴드갭을 지나 전도대로 튀어 나오게 되고, 전자가 튀어나간 정공은 가전자대에 있게 되는 상태, 즉 광촉매의 여기(勵起) 상태가 되는데, 이렇게 되면 광촉매의 표면으로부터 강력한 산화력을 갖는 수산기가 발생되고, 이 수산기에 의해 냄새성분이 산화 분해되어 제거되는 것이다.

한편, 자외선 램프(26)에서 발생되는 자외선의 일부는 케이스(21) 전면 상부의 자외선조사구(24)와 살균실(30) 후면 일측에 구비한 자외선유동구(31)를 통과하여 살균실내로 조사되어 상기 살균실내의 균들을 살균하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 살균 및 탈취 장치에 이용되는 자외선 램프(26)는 수은 증기가 봉입되어 있기 때문에, 상기 자외선 램프(26)가 파손될 경우에 냉 장실(12)에 보관된 음식물이 오염되어 결국 인체에 해로운 영향을 줄 수 있다.

뿐만아니라, 자외선은 그 자체가 인체와 냉장실 내부 소재에 유해한 화학선을 방출한다.

또한, 자외선은 살균 대상물에 직접 조사되어야만 살균력을 갖기 때문에, 종래와 같은 별도의 살균실(30)이 필요하며, 조사되지 않는 식품에 대해서는 살균할 수 없는 공간상의 제약이 있다.

게다가, 냉기에 포함된 세균류와 냄새물질을 살균 또는 탈취하기 위해 냉기를 강제 흡입하기 위한 순환팬(28)과 모터(29)가 필요한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 냉장실 고내를 유동하는 냉기에 음이온과 오존이 포함되도록 하여, 냉기가 고내로 확산됨에 따라 공간적 제약없이 살균 및 탈취 작용을 수행하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 직류 -5kV ~ -8kV 고전압을 발생시키는 고전압 발생기와, 접지됨과 동시에 상기 고전압 발생기와 일측이 연결되며 냉기 유동방향과 평행하게 병렬로 배치되며 그 표면에 산화티타늄(TiO₂)과 산화망간(MnO₂)이 코팅되는 방전대응극과, 상기 각 방전대응극의 사이에 위치되어 상기 고전압 발생기로부터 직류 -5kV ~ -8kV 고전압을 인가받는 복수개의 방전선으로 이루어져 상기 고전압 발생기의 방전시에 방출되는 전기적 에너지를 활성화 에너지원으로 하여 방전대응극에 코팅되는 산화티타늄(TiO₂)을 여기시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 살균 및 탈취 장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 4 와 도 5 를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 따른 냉장고의 종단면도이다.

먼저, 야채류 및 과일류를 보관하는 야채실(15) 내에 통기공(111)이 구비된 격벽(110)을 설치하여 제1,2공간부(100a),(100b)로 구획하고, 제1공간부(100a)는 야채실 용도로 사용하며 제2공간부(100b)에는 본 발명의 살균 및 탈취 장치를 설치한다.

도 5 는 본 발명에 따른 살균 및 탈취 장치의 구성도이다.

도시한 바와 같이 상기 제2공간부(100b)에 설치되는 본 발명의 살균 및 탈취 장치는 직류 -5kV ~ -8kV 고전압을 발생시키는 고전압 발생기(121)와, 접지(124)되며 냉기 유동방향과 평행하게 병렬로 배치되는 방전대응극(123)과, 상기 각 방전대응극의 사이에 위치되어 상기 고전압 발생기로부터 직류 -5kV ~ -8kV 고전압을 인가받는 복수개의 방전선(122)으로 구성된다.

상기 방전선에서는 3eV ~ 4eV의 전자가 방출되며, 방출된 전자와 냉기가 반응하여 100만개/cm²이상의 음이온과 0.03 ~ 0.05 ppm 의 오존이 동시에 발생된다.

이때, 방전선(122)의 직경은 음이온과 오존을 다량으로 발생시키기 위해서 작은 편이 좋지만, 너무 작게 할 경우에는 고전압 방전시에 끊어질 우려가 있으므 로 대략 0.1mm로 하는 것이 바람직하며, 방전선의 소재에 있어서도 여러가지 재료로 형성 가능하나, 부식 및 사용기간등을 고려할 때, 텅스텐을 사용하는 것이 적당하다.

또한, 상기 방전선(122)은 냉기가 유입되는 방전대응극(123) 일측 끝단 사이에 위치되도록 하여, 이온 풍이 냉기의 유동방향과 동일방향으로 발생하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 방전대응극(123)의 표면에는 탈취력이 높은 산화티타늄(TiO₂)과 과다한 오존을 분해하는 산화망간(MnO₂)의 혼합재료로 코팅층(123a)을 형성한다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 산화티타늄(TiO₂)만으로 방전대응극(123)을 코팅하거나, 또는 산화망간(MnO₂)만으로 방전대응극(123)의 표면을 코팅하는 것도 가능하고, 병렬로 배치되는 방전대응극(123)에 산화티타늄(TiO₂)과 산화망간(MnO₂)을 교대로 코팅하는 것 역시 가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 작용을 구체적으로 설명하면 후술하는 바와 같다.

냉매와의 열교환을 통해 차가워진 공기는 냉동실(11)을 냉각한 후에 냉기 유로(13)를 따라 냉장실(12)로 유동하여 냉장실을 순환하면서 보관된 음식물을 냉장하게 되며, 이러한 냉기의 일부는 냉장실(12) 하면에 구비된 제1공간부(100a)로 유동하여 상기 야채실(15) 내를 냉장하게 된다.

상기와 같이 야채실(15)을 냉장한 냉기는 격벽(110)에 형성된 통기구(111)를 통해 제2공간부(100b)로 유동하며, 상기 제2공간부에 설치된 살균 및 탈취 장치의 주위면을 따라 유동한 후에 상기 살균 및 탈취 장치 내부로 유입된다.

이때, 고전압 발생기(121)가 직류 -5 ~ -8 kV의 고전압을 방전선(122)에 인가하여 상기 방전선에서 방전이 일어나게 되고, 이에 따라 방전선(122)에서는 3eV ~ 4eV 의 전자가 방전대응극(123)으로 방출되며, 상기 방출된 전자와 냉기가 반응하여 100만개/cm²이상의 음이온과 0.03 ~ 0.05 ppm 의 오존을 동시에 발생시키게 된다.

다음 표는 음이온, 오존, 음이온과 오존에 의한 포도구균 및 대장균에 대한 살균율을 나타낸다.

포도구균

	농도	살균율
오존	0.05 ppm	9.3 %
음이온	100 만개	9.8 %
음이온 + 오존	100 만개 , 0.03ppm	93.7%

대장균

	농도	살균율
오존	0.05 ppm	14.4%
음이온	100 만개	58.5%
음이온 + 오존	100 만개 , 0.03 ppm	100%

표 1 에서 오존의 0.05ppm 에 의한 포도구균 살균율은 9.3% 이고, 음이온 100만개에 의한 포도구균 살균율은 9.8% 이지만, 오존 0.03ppm 과 음이온 100만개에 의한 포도구균 살균율은 93.7% 로 상당히 높다.

또한, 표 2 에서 오존의 0.05ppm 에 의한 대장균 살균율은 14.4% 이고, 음이온 100만개에 의한 대장균 살균율은 58.5% 이지만, 오존 0.03ppm 과 음이온 100만개에 의한 대장균 살균율은 100% 이다.

즉, 오존 또는 음이온 단독으로 세균류를 살균하기 보다는 오존과 음이온을 함께 사용하는 것이 효과적임을 알 수 있다.

따라서, 살균력이 우수한 100만개/cm²이상의 음이온과 0.03 ~ 0.05 ppm 의 오존을 발생시키기 위해 직류 -5 ~ -8 kV 의 고전압을 사용하는 것이다.

그러나, 고전압 발생기(121)에서 방전선(122)으로 인가되는 고전압이 직류 -5 ~ -8 kV 이상이 될 경우에는 전력이 5W 이상 소비되어 종래 살균 및 탈취 장치와 비교해 볼 때, 효율적이지 않다.

상기와 같이 발생된 음이온과 오존의 혼합가스는 냉기 중에 포함되어 있는 곰팡이, 박테리아등의 세균을 살균하고, 식품이 부패할 때 발생되는 에틸렌등의 냄새물질을 탈취하게 된다.

음이온과 오존에 의한 살균 및 탈취가 가능한 것은, 음이온과 오존의 강한 산화력에 기인하며, 이러한 강한 산화력에 의해 세균을 분해하여 살균하게 되고, 또한 일반적인 결합력이 3eV이하인 냄새물질과도 반응하여 분해함으로써 냄새물질의 악취를 제거하게 되는 것이다.

뿐만아니라, 방전이 일어나는 과정에서 발생되는 플라즈마 광에 방전대응극(123)의 표면에 코팅되어 있는 산화티타늄(TiO₂)이 노출되면, 산화티타늄이 여기(勵起)되어 여러 형태의 라디칼(radical)이 형성되고, 이러한 라디칼의 강한 산화력에 의하여 미생물을 살균하며 냄새물질을 분해하여 탈취한다.

즉, 고전압 방전시 방출되는 전기적에너지를 활성화 에너지원으로 하여 산화티타늄(TiO₂)을 여기시키는 것이다.

만일, 상기와 같은 과정에 의해서도 살균 혹은 탈취되지 못한 세균과 냄새물질이 있다 하더라도, 방전대응극의 코팅층(123a)을 구성하는 산화티타늄(TiO₂)에 흡착하게 된다.

이는, 방전선(122)이 (-)극, 방전대응극(123)이 (+)극이 됨에 따라 냉기에 포함되어 방전선(122) 주위를 통과하던 세균 및 냄새물질이 방전선의 마이너스 고전압에 의해 (-)극으로 대전되어 (+)극인 방전대응극(123)으로 끌려가게 되는 것이다.

이와 같이, 방전대응극(123)에 코팅된 산화티타늄(TiO₂)에 흡착된 세균 및 냄새물질은, 산화티타늄(TiO₂)의 산화와 환원 작용에 의해 분해되어 살균 및 탈취되는 것이다.

또한, 세균류의 살균과 냄새물질의 탈취를 위해서는 많은 양의 오존이 필요하다는 것은 상기에서 설명한 바와 같으나, 지나친 오존의 양은 오존이 지니는 고 유 냄새가 냉장실(12) 내부로 확산될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 과다한 오존을 방지하기 위해서 오존의 일부가 방전대응극(123) 표면에 코팅되어 있는 산화망간(MnO₂)에 흡착 분해되도록 하여, 오존의 양을 적절히 유지할 수 있도록 한 것이다.

한편, 방전선(122)에서 방출되는 전자는 방전대응극(123)으로 이동하면서 공기 이온과 충돌하여 이온 풍(風)을 발생시키게 되고, 상기와 같이 발생된 이온 풍에 의해 음이온과 오존은 냉기에 포함되어 야채실(15) 뿐만아니라, 냉장실(12) 고내로 확산되어 음식물 표면에 기생하는 세균, 냄새물질을 살균 및 탈취하게 되는 것이다.

특히, 야채실(15)은 야채류 및 과일류등이 주로 보관되기 때문에 곰팡이등의 세균이 식품 표면에 기생하여 식품이 부패되기 쉽다.

따라서, 살균 및 탈취 장치를 야채실(15) 내에 설치함으로써, 과일류 및 야채류등의 부패를 보다 효율적으로 방지하게 되는 것이다.

즉, 본 발명에서는 순환팬과 같은 강제 유동수단을 사용하지 않고, 이온 풍을 이용하여 살균 및 탈취 장치로부터 멀리 떨어진 곳에 보관되어 있는 식품까지도 음이온과 오존이 도달할 수 있기 때문에, 식품류 표면에 기생하고 있는 곰팡이등의 세균을 살균하여 식품이 부패되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 인체에 무해한 음이온과 오존의 혼합 가스를 사용하여 냉기 중에 포함되어 있는 세균과 냄새물질을 보다 효과적으로 분해하여 살균, 탈취한다.

또한, 이온 풍에 의해 음이온과 오존이 야채실 뿐만아니라, 고내로 유동하는 냉기에 포함되어 공간상의 제약없이 본 발명에서 멀리 떨어져 있는 식품 표면에 기생하는 세균들까지 살균하여 식품의 부패가 가속화 되는 것을 방지하여 식품의 신선도를 향상시키는 효과가 있다.

게다가, 본 발명은 이온 풍을 이용하기 때문에 순환팬등 냉기의 강제 유동수단이 필요없어, 고전압 발생기에 의해 소비되는 전력이 5W 미만으로 종래의 살균 및 탈취 장치에 비해서 소비전력이 낮다.

그리고, 방전극에서 발생되는 플라즈마 광에 의해서 냄새물질을 흡착한 산화티타늄은 환원되어 반영구적으로 사용할 수 있으며, 산화망간에 의해서는 과다한 오존이 확산되지 않도록 분해하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 소정 범위의 직류 고전압을 발생시키는 고전압 발생기와, 접지됨과 동시에 상기 고전압 발생기와 일측이 연결되며, 그 표면에 산화티타늄(TiO₂)과 산화망간(MnO₂)이 코팅되는 방전대응극을 포함하여 구성되는 냉장고의 살균 및 탈취 장치에 있어서,

   상기 각 방전대응극의 사이에 위치되어 상기 고전압 발생기로부터 발생된 소정 범위의 고전압을 인가받는 복수 개의 방전선을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉장고의 살균 및 탈취 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 살균 및 탈취장치는 상기 냉장고의 야채실내를 통기공이 구비된 격벽을 설치하여 구획되는 복수의 공간부 중 어느 하나의 공간부에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 살균 및 탈취 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 방전선은 냉기가 유입되는 방전대응극 일측 끝단 사이에 위치되어 이온 풍이 상기 냉기의 유동방향과 동일 방향으로 발생하도록 한 것을 특징으로 하는 냉장고의 살균 및 탈취 장치.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 방전선은 텅스텐 재질로서, 0.1 mm의 직경을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 냉장고의 살균 및 탈취 장치.

Images