KR100789814B1 - 냉장고용 탈취장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상용 주파수를 사용하여 오존을 생성함에도 불구하고, 각종 악취성분이나 미생물 등을 충분히 분해 및 제거할 수 있는 냉장고용 탈취장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 고내를 순환하는 냉기유로(7)상에 노출되도록 구비되어 인가전압에 의해 냉기 중의 각종 악취성분을 제거하도록 소정 농도의 오존을 발생하는 오존발생전극(110)과, 상기 오존발생전극에 전기적으로 연결되어 60Hz의 고전압을 인가하는 고전압 발생수단(120)을 포함하는 냉장고용 탈취장치를 제공한다.

이에 더하여, 본 발명은 상기 오존발생전극(110)의 전후방 중 최소 어느 일측에 구비되어 저농도의 오존으로 인해 탈취성능이 저하되는 것을 보상하기 위한 별도의 카본필터(130)를 더 포함하는 냉장고용 탈취장치를 제공한다.

냉장고, 탈취장치, 오존

Description

냉장고용 탈취장치{device for removing the odor in refrigerator}

도 1은 종래 오존발생기를 이용한 냉장고용 탈취장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면

도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 구조를 개략적으로 도시한 단면도

도 3은 본 발명에 따른 냉장고용 탈취장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면

도 4는 종래 탈취장치의 오존발생전극에 인가되는 고전압 파형과 본 발명에 따른 탈취장치의 오존발생전극에 인가되는 고전압 파형을 비교한 도면

도 5는 본 발명에 따른 냉장고용 탈취장치의 고전압 발생수단의 구성을 도시한 회로도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

7 : 흡입 냉기덕트 110 : 오존발생전극

120 : 고전압 발생수단 130 : 카본필터

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고내를 순환하는 냉기 중에 포함된 각종 악취성분이나 미생물 등을 오존을 이용하여 분해 및 제거할 수 있는 냉장고용 탈취장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 음식물의 부패를 방지하면서 음식물을 장기간 보관할 경우에 사용되는데, 대개는 고내의 온도가 0∼10℃의 온도범위 이내로 조절된다. 그러나, 냉장고에 음식물이 일정 기간 이상 방치되면 음식물의 부패가 시작되고, 그에 따른 악취가 발생하여 사용자에게 심한 불쾌감을 주게 된다. 또한, 특정 음식물의 냄새가 다른 음식물에 침투되는 경우에는 음식물 고유의 냄새가 상실되어 음식물을 버리게 되는 문제점이 발생한다.

이와 같은 이유로 인해, 대부분의 냉장고에는 음식물 자체의 냄새나 음식물 부패로 인한 악취를 제거하고, 이러한 악취의 순환을 방지하면서 각종 미생물을 살균하는 것을 목적으로 다양한 종류의 탈취장치가 구비되고 있는 실정이다.

이러한 탈취장치 중 격자형의 활성탄에 산화망간(MnO₂), 산화구리(CuO), 인공효소촉매 등이 담지되어 있는 탈취필터가 대표적으로 널리 적용되는 형태이다. 상기 탈취필터는 고내에 존재하는 각종 악취성분이 주로 탄소와 수소로 이루어지는 탄화수소 화합물인 점을 이용하여, 상기 탄화수소 화합물이 용이하게 결합할 수 있는 활성탄으로 악취성분을 흡착하여 제거한다. 그러나, 상기 탈취필터는 악취성분을 흡착할 수 있는 활성탄의 용량에 한계가 있기 때문에, 주기적으로 교체하지 않을 경우 더 이상 악취성분을 흡착할 수 없는 문제가 있었다. 뿐만 아니라, 상기 활성탄에 포화된 각종 유기화합물 및 헤테로 화합물 등은 고내로 재비산되어 제2의 악취발생원으로 작용하는 역효과도 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 오존(O₃)의 강한 산화력을 이용한 탈취장치가 제시되었다.

도 1은 종래 오존발생기를 이용한 냉장고용 탈취장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로서, 상기 탈취장치는 냉기유로상에 노출되며 전원을 공급받아 오존을 발생시키는 오존발생전극(10)과, 충분한 농도의 오존이 발생되도록 상기 오존발생전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생수단(HVB;20)과, 상기 오존발생전극의 후방에 구비되어 잔류 오존을 분해하는 오존분해촉매필터(30)로 구성된다.

일반적으로 오존(O₃)은, 식[1]과 같이, 공기 중에서 자연 분해되면서 발생기 산소(O)를 생성하는데, 상기 발생기 산소는 강한 산화력을 갖고 있기 때문에 악취성분이나 미생물과의 접촉 반응성이 뛰어나며, 그 결과 악취성분의 탈취나 미생물의 살균이 가능하게 된다.

..................................[1]

그러나, 오존이 공기 중에서 자연 분해되는데 상당한 시간이 소요되기 때문에, 탈취나 살균작용을 위해서는 악취성분이나 미생물을 오존에 장시간 동안 노출시켜야 한다. 특히, 냉장고와 같은 저온조건에서는 오존의 자연 분해가 더욱 어렵기 마련이며, 따라서 열이나 고주파 또는 자외선 등을 이용하여 분해를 활성화할 수 있는 인위적인 조건을 만들어 주어야 한다.

이를 위해, 상기 고전압 발생수단(20)은 통상 5∼6kVpp의 크기와 20∼40kHz의 주파수를 갖는 고주파 전압을 오존발생전극(10)에 인가함으로써, 오존의 분해를 활성화하였다.

그러나, 전술한 바와 같이, 종래의 오존발생기를 이용한 탈취장치가 고주파 전압을 이용함에 따라 다음과 같은 문제점이 야기되었다.

첫째, 상기 오존발생전극(10)에 인가되는 고주파 전압으로 인해 악취제거나 살균에 필요한 농도 이상의 오존이 생성되는 문제점이 있었다. 이 경우, 반응과정에서 분해되지 않고 잔존하는 오존이 상당하게 되며, 이러한 잔류 오존은 인위적으로 제거되어야 한다. 왜냐하면, 오존은 인체에 유해한 물질로 알려져 있기 때문이다. 이를 위해, 상기 오존발생전극(10)의 후방에 잔류 오존을 분해하여 제거하는 오존분해촉매필터(30)를 필수적으로 부가하거나, 아니면 상기 고전압 발생수단(20)의 출력을 인위적으로 차단하는 제어방법을 사용하였다.

그런데, 상기 오존분해촉매필터(30)에는 활성탄이 첨가되어 있기 때문에, 상기 활성탄이 포화된 경우에 인체에 유해한 오존이 사용자 또는 음식물에 그대로 노출되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 고전압 발생수단(20)의 출력 차단시 악취성분을 제거하거나 살균을 수행하는 제기능이 달성될 수 없는 문제점이 있었다.

둘째, 상기 오존발생전극(10)에 인가되는 고주파 전압은 오존발생전극에 상당한 스트레스를 가하게 되며, 이로 인해 그 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

셋째, 일반적으로 공급되는 가정용 전압은 통상 60Hz의 주파수를 갖는데 반해 상기 오존발생전극(10)에 인가되는 전압은 20∼40kHz의 주파수를 갖기 때문에, 상기 고전압 발생수단(20)을 통해 전압이 증폭됨과 동시에 주파수도 변환되어야 한다. 이를 위해, 상기 고전압 발생수단에는 별도의 주파수 변환회로가 더 구비되어 야 하며, 이것은 제품의 단가를 상승시키고 그 크기를 증대시키는 결과를 초래하였다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상용 주파수를 사용하여 오존을 생성함에도 불구하고, 각종 악취성분이나 미생물 등을 충분히 분해 및 제거할 수 있는 냉장고용 탈취장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상용 주파수를 사용하여 오존을 생성함으로써, 오존을 발생하기 위한 수단들의 수명을 연장하고 제품을 컴팩트화 할 수 있는 냉장고용 탈취장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 고내를 순환하는 냉기유로상에 노출되도록 구비되어 인가전압에 의해 냉기 중의 각종 악취성분을 제거하도록 소정 농도의 오존을 발생하는 오존발생전극과, 상기 오존발생전극에 전기적으로 연결되어 60Hz의 고전압을 인가하는 고전압 발생수단을 포함하는 냉장고용 탈취장치를 제공한다.

이에 더하여, 본 발명은 상기 오존발생전극의 전후방 중 최소 어느 일측에 구비되어 저농도의 오존으로 인해 탈취성능이 저하되는 것을 보상하기 위한 별도의 카본필터를 더 포함하는 냉장고용 탈취장치를 제공한다.

따라서, 본 발명은 상용 주파수를 오존발생전극에 인가함에 따라 상기 오존발생전극이 받는 스트레스를 상당히 줄여 그 수명을 연장할 수 있으며, 또한 고주 파 변환회로의 필요성을 배제함으로써 제품의 단가를 낮추고 컴팩트화할 수 있는 장점을 제공한다.

또한, 본 발명은 오존발생전극에 상용 주파수가 인가됨에 따라 오존의 농도가 낮아 탈취성능이 저하될 수 있으나, 별도의 카본필터를 더 구비함으로써 고주파를 인가할 때와 같은 수준의 탈취성능을 유지할 수 있는 장점을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고용 탈취장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉장고용 탈취장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 종래 탈취장치의 오존발생전극에 인가되는 고전압 파형과 본 발명에 따른 탈취장치의 오존발생전극에 인가되는 고전압 파형을 비교한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 냉장고용 탈취장치의 고전압 발생수단의 구성을 도시한 회로도이다.

도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 냉장고는 증발기(4)에 의해 열교환된 냉기가 직접 유입되어 약 -18℃의 고내 온도를 유지하고 있는 냉동실(2)과, 상기 냉동실의 냉기 또는 증발기로부터 열교환된 냉기가 직접 유입되어 약 0~7℃의 고내 온도를 유지하고 있는 냉장실(3)로 크게 구분되며, 상기 냉동실의 배면 아래에 기계실(도시생략)이 구비된다.

상기 증발기(4)의 상부에는 증발기를 지나면서 저온화된 냉기를 냉동실(2)로 강제 순환시키는 냉기순환팬(5)과 상기 냉기순환팬을 구동하는 모터가 구비된다.

상기 냉동실(2)과 냉장실(3)은 배리어에 의해 상하로 구획되는데, 상기 배리어의 내부에 냉장실을 순환하면서 고온화된 냉기가 다시 증발기(4)측으로 흡입되는 흡입 냉기덕트(7)가 구비된다. 또한, 상기 냉장실(3)의 배면에 증발기(4)를 통해 열교환된 냉기가 냉장실에 직접 토출되는 토출 냉기덕트(6)가 구비된다.

이 때, 냉동실측 냉기가 증발기(4)로 유입되는 상기 흡입 냉기덕트(7) 상에 탈취장치(100)가 구비된다. 일반적으로, 냉장실(3)은 음식물의 악취성분이나 미생물이 냉동실(2)에 비해 활동하기 좋은 고내환경을 가지고 있다. 따라서, 냉장고에서 발생하는 대부분의 악취성분은 냉장실의 음식물에서 발생하게 되며, 이러한 악취성분은 흡입 냉기덕트(7)를 통해 증발기(4)로 유입된 다음 다시 냉동실(2) 또는 냉장실(3)로 토출된다. 따라서, 냉장실의 악취성분이나 미생물은 냉장실측 냉기가 증발기로 유입되기 전에 분리 및 제거되는 것이 바람직하며, 이러한 관점에서 본 발명은 상기 흡입 냉기덕트(7) 상에 탈취장치(100)가 구비되는 것을 제시한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 탈취장치는 흡입 냉기덕트(7) 상에 노출되며 인가전압에 의해 냉기 중의 각종 악취성분을 제거하도록 냉기 중의 산소를 전리시켜 소정 농도의 오존을 발생하는 오존발생전극(110)과, 상기 오존발생전극에 전기적으로 연결되어 60Hz의 고전압을 인가하는 고전압 발생수단(120)으로 구성된다.

상기 오존발생전극(110)은 냉기의 유로저항이 최소화되도록 냉기의 진행방향과 나란한 방향으로 설치되는 판형(plate type) 부재이다.

상기 고전압 발생수단(120)은 가정용 전원인 60Hz, 220V의 전압을 입력전압 으로 인가받아 전압의 크기는 증폭시키되 그 주파수는 변환시키지 않는데, 본 발명은 상기 고전압 발생수단의 출력전압이 60Hz, 5kVp인 것을 제시한다. 이 경우, 상기 고전압 발생수단(120)의 출력전압이 입력전압과 같은 상용 주파수를 갖기 때문에, 상기 고전압 발생수단에 별도의 주파수 변환회로를 구비할 필요가 없다. 또한, 상기 고전압 발생수단의(120) 출력전압이 상용 주파수를 갖기 때문에 오존발생전극(110)에 가해지는 스트레스 또한 미미하며, 따라서 상기 오존발생전극의 수명을 연장시킬 수 있다. 이 때, 상기 고전압 발생수단(120)에서 전술한 출력전압을 생성하는 과정을 상술하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고전압 발생수단(120)은 입력단(IN)에 연결된 1차 코일(121a)과 상기 1차 코일에 대향 설치되며 출력단(OUT)에 연결된 2차 코일(121b)로 이루어진 트랜스(121)와, 상기 1차 코일에 연결되어 펄스 전압을 생성하는 SCR(Silicon Controllde Rectifier;125)과, 상기 1차 코일에 연결되며 일정 전압 이상이 인가되면 1차 코일의 전류를 상기 SCR에 도통시키는 제너 다이오드(zener diode;123)로 회로를 이룬다. 이 경우, 상기 입력단(IN)을 통해 저압부인 1차 코일(121a)에 인가된 60Hz, 220V의 전압은 주파수의 변환없이 고압부인 2차 코일(121b)로 유기되며, 이 때 상기 1차 코일과 2차 코일의 권선비에 따라 상기 2차 코일에 60Hz, 5kVp의 전압이 유기되어 출력단(OUT)을 통해 상기 오존발생전극(110)에 인가된다.

한편, 오존은 냉기 중의 산소가 상기 오존발생전극(110)에 의해 전리되면서 생성되기 때문에, 오존의 농도는 오존발생전극의 인가전압 즉, 상기 고전압 발생수 단(120)의 출력전압의 주파수에 비례하여 어느 일정지점(임계점)까지 증가하는 경향을 보이게 된다. 따라서, 상기 고전압 발생수단(120)의 출력전압이 일반적인 상용 주파수를 갖기 때문에, 도 1에 도시된 탈취장치보다 오존의 농도가 낮을 수 있다. 이 경우, 오존의 저농도로 인해 탈취성능이 다소 저하될 수 있으나, 그 반면에 잔류 오존량이 거의 발생하지 않기 때문에 잔류 오존을 분해하기 위한 오존분해촉매필터의 필요성을 없앨 수 있다.

이 경우, 오존의 저농도로 인해 탈취성능이 다소 저하되는 것을 보상하기 위해, 본 발명은 상기 고전압 발생수단(120)의 출력전압이, 도 4에 도시된 바와 같이, 5kVp인 것을 제시한다. 일반적으로 오존 농도는 오존발생전극(110)에 인가되는 전압의 주파수에 크게 의존하지만, 그 크기에도 비례하는 경향이 있다. 따라서, 본 발명은 전압의 크기를 종래보다 더 크게 함으로써, 저주파수로 인해 오존의 농도가 저하되는 것을 어느 정도 보상하게 된다. 이를 종래와 비교하면, 본 발명에 따른 고전압 발생수단(120)의 출력전압은 0전위에서부터 최대 또는 최소 전위까지 5kV의 전위차를 갖는 반면에, 종래 고전압 발생수단의 출력전압은 최대와 최소의 전위차가 5∼6kV에 불과하다. 이것은 본 발명의 출력전압이 종래보다 대략 2배 정도 크다는 것을 의미하며, 이에 따라 오존의 농도도 어느 정도 높일 수 있다.

이에 더하여, 본 발명은 오존의 저농도로 인해 탈취성능이 저하되는 것을 보상하기 위해, 상기 오존발생전극(110)의 전후방 중 최소 어느 일측에 별도의 카본필터(carbon filter;130)가 더 구비되는 것을 제시하며, 일례로 상기 카본필터(130)가 오존발생전극의 후방에 구비되는 것이 도시되어 있다. 상기 카본 필터(130)는 활성탄을 주성분으로 하여 냉기 중의 각종 악취성분이나 미생물 중 오존에 의해 분리 또는 제거되지 않은 부분을 물리적으로 흡착함으써 분리하는 기능을 수행한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 변형된 형태의 실시예를 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위에 있는 변형된 형태는 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 냉장고용 탈취장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명에 의하면 상용 주파수를 갖는 전압을 오존발생전극에 인가함에 따라, 상기 오존발생전극이 받는 스트레스를 상당히 줄여 그 수명을 연장할 수 있으며, 또한 고주파 변환회로의 필요성을 배제함으로써 제품의 단가를 낮추고 컴팩트화할 수 있다.

둘째, 본 발명에 의하면 상용 주파수를 갖는 전압을 오존발생전극에 인가함에 따라, 인체에 유해한 오존의 분해를 위해 별도의 오존분해 수단을 구비한다던가 아니면 탈취장치의 운전을 임의로 중단한다던가 하는 구성상 또는 운용상 불필요한 점을 제거할 수 있다. 이 경우, 오존의 농도가 낮아 탈취성능이 저하될 수 있으나, 별도의 카본필터를 더 구비함으로써 고주파를 인가할 때와 같은 수준의 탈취성능을 유지할 수 있다.

Claims (4)

1. 고내를 순환하는 냉기유로상에 노출되도록 구비되어 인가전압에 의해 냉기 중의 각종 악취성분을 제거하도록 소정 농도의 오존을 발생하는 오존발생전극;

   상기 오존발생전극에 전기적으로 연결되어 60Hz의 고전압을 인가하는 고전압 발생수단을 포함하는 냉장고용 탈취장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고전압 발생수단을 통해 오존발생전극으로 인가되는 전압은 5kVp인 것을 특징으로 하는 냉장고용 탈취장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 오존발생전극의 전후방 중 최소 어느 일측에 저농도의 오존으로 인해 탈취성능이 저하되는 것을 보상하기 위해 별도의 카본필터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 탈취장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 오존발생전극은 냉장실을 순환한 냉기가 증발기 측으로 향하는 냉기유로상에 노출되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 탈취장치.

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