KR100872236B1 - Apparatus for supercooling - Google Patents

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KR100872236B1
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김수청
신종민
윤덕현
소재현
김철환
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이훈봉
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엘지전자 주식회사
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Abstract

A supercooling device is provided to supply water in the supercooled state like slush by using a water case storing water in the supercooled state not to be frozen completely. A water case(1300) is positioned in a refrigerating chamber, which supplies chilled air, to store supercooled water. A water supply port(1400) is positioned at a lower part of the water case and connected to an external water supply source. A supercooled water outlet(1350) is located at a position higher than the water supply port. A water supply valve(1410) is positioned between the external water supply source and the water supply port.

Description

과냉각 장치{APPARATUS FOR SUPERCOOLING}Subcooler {APPARATUS FOR SUPERCOOLING}

본 발명은 과냉각 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 과냉각 장치 내에 구비된 물통에 물을 과냉각 상태로 보관하여, 사용자가 과냉각 상태의 물을 취수할 수 있는 과냉각 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a subcooling device. More specifically, the present invention relates to a supercooling apparatus in which water is stored in a supercooled state in a bucket provided in a subcooling apparatus, and a user can take water in a supercooled state.

과냉각이란, 용융체 또는 고체가 평형상태에서의 상전이 온도 이하까지 냉각되어도 변화를 일으키지 않는 현상을 의미한다. 물질에는 각각 그때의 온도에 따른 안정상태가 있어서, 온도를 서서히 변화시켜 가면 이에 따라 그 물질의 구성원자가 각 온도에서 안정상태를 유지하면서 온도의 변화를 따라갈 수가 있다. 그러나 온도가 갑자기 변하면 구성원자가 각 온도에 따른 안정상태로 변화할 만한 여유가 없기 때문에, 출발점 온도에서의 안정상태를 그대로 지니거나, 또는 일부분이 종점 온도에서의 상태로 변화하다가 마는 현상이 일어난다. Subcooling means a phenomenon that no change occurs even when the melt or solid is cooled to below the phase transition temperature at equilibrium. Each substance has a stable state corresponding to the temperature at that time, so that the temperature can be gradually changed so that members of the substance can keep up with the temperature change while maintaining the stable state at each temperature. However, if the temperature suddenly changes, the member cannot afford to change to the stable state according to each temperature, so that the state remains stable at the starting point temperature, or a portion thereof changes to the state at the end point temperature.

예를 들어, 물을 서서히 냉각하면, 0℃ 이하의 온도가 되어도 일시적으로 응고하지 않는다. 그러나, 물체가 과냉각상태로 되면 일종의 준안정 상태가 되어, 사소한 자극에 의해서도 그 불안정한 평형상태가 깨져서 보다 안정된 상태로 옮아가기 쉽다. 즉, 과냉각된 액체에 그 물질의 작은 조각을 투입하거나, 액체를 갑자기 흔들면 즉시 응고하기 시작하여 액체의 온도가 응고점까지 올라가고, 그 온도에서 안정된 평형상태를 유지하게 된다. For example, if water is gradually cooled, it will not temporarily solidify even if it reaches a temperature of 0 ° C or lower. However, when the object is in the supercooled state, it becomes a kind of metastable state, and the unstable equilibrium state is broken even by a slight stimulus, and it is easy to move to a more stable state. That is, when a small piece of material is added to the supercooled liquid or the liquid is suddenly shaken, the liquid starts to solidify immediately and the temperature of the liquid rises to the freezing point, thereby maintaining a stable equilibrium at that temperature.

종래에 정전장 분위기를 냉장고 내에 만들고, 이 냉장고 내에서 육류, 어류의 해동을 마이너스 온도에서 하는 것이 행해지고 있다. 또, 육류, 어류에 더하여 과일류의 선도를 유지하는 것이 행해지고 있다.BACKGROUND ART Conventionally, an electrostatic field atmosphere is created in a refrigerator, and thawing of meat and fish in the refrigerator is performed at a negative temperature. In addition to meat and fish, freshness of fruits is maintained.

이러한 기술은 과냉각(supercooling) 현상을 이용한 것으로, 이 과냉각 현상은 용융체 또는 고체가 평형상태에서의 상전이 온도 이하까지 냉각되어도 변화를 일으키지 않는 현상을 지칭한다. This technique uses a supercooling phenomenon, which refers to a phenomenon in which the melt or solid does not change even when the melt or solid is cooled to below the phase transition temperature at equilibrium.

이러한 기술로서는, 국내공개특허공보 특2000-0011081호인 정전장 처리 방법, 정전장 처리장치 및 이들에 사용되는 전극이 있다. Such a technique includes the electrostatic field treatment method, the electrostatic field treatment device, and electrodes used in them.

도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면으로서, 보냉고(1)는 단열재(2), 외벽(5)에 의해 구성되고, 고내 온도조절기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 고내에 설치된 금속선반(7)은 2단 구조이고, 각 단에 야채류, 육류, 어개류의 해동 또는 선도 유지 및 숙성 대상물이 탑재된다. 금속선반(7)은 절연체(9)에 의해 고의 바닥면으로부터 절연되어 있다. 그리고, 고전압 발생장치(3)는 직류 및 교류전압을 0∼5000V까지 발생시킬 수 있어, 단열재(2)의 내측은 염화 비닐 등의 절연판(2a)으로 피복되어 있다. 상기 고전압 발생장치(3)의 전압을 출력하는 고압 케이블(4)은 외벽(5), 단열재(2)를 관통하여 금속선반(7)에 접속되어 있다. 1 is a view showing an embodiment of a thawing and freshness holding device according to the prior art, wherein the cold storage 1 is constituted by a heat insulator 2 and an outer wall 5, and the internal temperature control mechanism (not shown). Is installed. The metal shelf 7 installed in the interior of the storehouse has a two-stage structure, and on each stage, objects for thawing or freshness maintenance and ripening of vegetables, meat and fish are mounted. The metal shelf 7 is insulated from the bottom of the furnace by the insulator 9. The high voltage generator 3 can generate direct current and alternating voltage up to 0 to 5000 V, and the inside of the heat insulating material 2 is covered with an insulating plate 2a such as vinyl chloride. The high voltage cable 4 for outputting the voltage of the high voltage generator 3 is connected to the metal shelf 7 through the outer wall 5 and the heat insulator 2.

보냉고(1)의 앞면에 설치된 도어(6)를 열면, 도시하지 않은 안전스위치 (13)(도 2 참조)가 오프되어, 고전압 발생장치(3)의 출력이 차단되도록 되어 있다.When the door 6 provided on the front side of the cold storage 1 is opened, the safety switch 13 (refer FIG. 2) which is not shown in figure is turned off, and the output of the high voltage generator 3 is interrupted | blocked.

도 2는 고전압 발생장치(3)의 회로 구성을 나타낸 회로도이다. 전압조정트랜스(15)의 1차측에는 AC 100V가 공급된다. 부호 (11)은 전원램프, 부호 (19)는 작동상태를 나타낸 램프이다. 전술한 도어(6)가 닫혀 있고 안전스위치(13)가 온상태에서는 릴레이(14)가 작동하고 있으며, 이 상태가 릴레이동작램프(12)에 의해 표시되고 있다, 릴레이의 동작에 의해 릴레이 접점(14a,14b,14c)이 닫히고, AC 100V 전원이 전압조정트랜스(15)의 1차측에 인가된다.2 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the high voltage generator 3. AC 100V is supplied to the primary side of the voltage regulating transformer 15. Reference numeral 11 denotes a power supply lamp, and reference numeral 19 denotes a lamp indicating an operating state. The relay 14 operates when the above-mentioned door 6 is closed and the safety switch 13 is turned on. This state is indicated by the relay operation lamp 12. The relay contact ( 14a, 14b, and 14c are closed, and an AC 100V power source is applied to the primary side of the voltage regulating transformer 15.

인가전압은 전압조정트랜스(15)의 2차측의 조정노브(15a)에 의해 조정되고, 조정된 전압치는 전압계에 표시된다. 조정노브(15a)는 전압조정트랜스(15)의 2차측 승압트랜스(17)의 1차측에 접속되고, 이 승압트랜스(17)에서는, 예를 들면 1 : 50의 비율로 승압되어, 예를 들면 60V의 전압이 가해지면 3000V로 승압된다.The applied voltage is adjusted by the adjusting knob 15a on the secondary side of the voltage adjusting transformer 15, and the adjusted voltage value is displayed on the voltmeter. The adjusting knob 15a is connected to the primary side of the secondary boosting transformer 17 of the voltage adjusting transformer 15. In this boosting transformer 17, the boosting voltage is boosted at a ratio of 1:50, for example. When a voltage of 60V is applied, it is stepped up to 3000V.

승압트랜스(17)의 2차측 출력의 일단(O1)은 고압 케이블(4)을 통해 보냉고로부터 절연되어 있는 금속선반(7)에 접속되고, 출력의 타단(O2)는 어스된다. 또, 외벽(5)은 어스되므로, 보냉고(1)의 사용자가 보냉고의 외벽에 접촉해도 감전되는 것이 아니다. 또, 금속선반(7)은 도 1에서는 고내에서 노출되어 있으면,금속선반(7)은 고내에서 절연상태로 유지될 필요가 있으므로, 고내 벽으로부터 이간시킬 필요가 있다(공기가 절연작용을 함). 또, 금속선반(7)으로부터 대상물(8)이 돌출하여 고내 벽에 접하면 전류가 고벽을 통해 그라운드로 흐르므로, 상기 절연판(2a)을 내벽에 붙이면 인가되는 전압의 드롭이 방지된다. 그리고, 상기 금속선반(7)을 고내 에서 노출시키지 않고 염화 비닐재 등으로 피복해도 고내 전체가 전장 분위기로 된다. One end O 1 of the secondary side output of the boosting transformer 17 is connected to the metal shelf 7 insulated from the cold storage via the high voltage cable 4, and the other end O 2 of the output is earthed. Moreover, since the outer wall 5 is earthed, even if the user of the cold storage 1 contacts the outer wall of the cold storage, there is no electric shock. In addition, if the metal shelf 7 is exposed in the furnace in FIG. 1, since the metal shelf 7 needs to be kept insulated in the furnace, it is necessary to separate it from the walls of the furnace (the air insulates). . In addition, when the object 8 protrudes from the metal shelf 7 and contacts the inner wall, current flows to the ground through the high wall. Therefore, when the insulating plate 2a is attached to the inner wall, the drop of applied voltage is prevented. In addition, even if the metal shelf 7 is covered with vinyl chloride or the like without exposing the inside of the furnace, the entire interior of the furnace becomes an electric field atmosphere.

이러한 종래 기술의 경우, 냉각 수납되는 수납물에 전기장 또는 자기장을 인가하여, 수납물이 과냉각 상태에 진입하도록 하기 때문에, 수납물의 과냉각 상태에서의 보관을 위해, 전기장 또는 자기장을 생성하기 위한 복잡한 장치가 구비되어야 하며, 이러한 전기장 또는 자기장의 생성을 위한 높은 전력소비가 요구된다. 또한, 이러한, 전기장 또는 자기장을 생성하는 장치는 고전력으로 인하여, 전기장 또는 자기장의 생성시, 차단시에 사용자의 안전을 위한 장치(예를 들면, 전기장 또는 자기장 차폐구조, 차단 장치 등)가 추가적으로 구비되어야 한다. In the prior art, since an electric field or a magnetic field is applied to an object to be cooled and stored so that the object enters a supercooled state, a complicated device for generating an electric field or a magnetic field for storage in the supercooled state of the object is provided. High power consumption is required for the generation of such electric or magnetic fields. In addition, such a device for generating an electric field or a magnetic field is additionally provided with a device (for example, an electric field or magnetic field shielding structure, a blocking device, etc.) for the safety of the user when the electric field or the magnetic field is generated, when the electric field or magnetic field is generated due to the high power. Should be.

본 발명은 물을 과냉각 상태로 저장하는 물통을 구비하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a subcooling device having a bucket for storing water in a subcooled state.

또한 본 발명은 과냉각수를 과냉각 장치의 도어 외부에서 취수할 수 있는 과냉각수 디스펜서를 구비하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a subcooling device having a subcooling water dispenser that can take the subcooling water from the outside of the door of the subcooling device.

또한 본 발명은 사용자가 디스펜서를 통해 물을 취수하면, 슬러쉬 상태로 상이 변환되는 과냉각수를 제공할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a subcooling device that can provide a subcooled water in which a phase is converted into a slush state when a user takes water through a dispenser.

본 발명은 냉기가 제공되는 냉각실, 냉각실 내부에 위치하며 과냉수를 저장하는 물통, 물통의 하부에 위치하며 외부 급수원과 연결되는 급수구, 급수구보다 상부에 위치하는 과냉수 유출구 및 외부 급수원과 급수구 사이에 위치하는 급수 밸브를 포함하는 과냉각 장치를 제공한다. The present invention provides a cooling chamber provided with cold air, a water reservoir for storing subcooled water, a water reservoir located at a lower portion of the water tank, connected to an external water source, a subcooled water outlet located above the water supply port, and an external water supply. It provides a supercooling device comprising a water supply valve located between the source and the water inlet.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 급수 밸브의 개폐를 조절하는 취수 버튼을 더 포함하며, 급수 밸브의 개방에 의해 과냉수가 과냉수 유출구로 유출되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect, the present invention further includes a water intake button for controlling the opening and closing of the water supply valve, and provides a subcooling device characterized in that the supercooled water flows out to the subcooled water outlet by opening the water supply valve.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 냉각실의 외부에 위치하며, 과냉수를 취수할 수 있는 취수구 및 과냉수 유출구와 취수구를 연결하며, 빙결정 생성온도보다 높은 온도의 환경에 위치하는 취수 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.In addition, as another aspect of the present invention, the intake passage located outside the cooling chamber, connecting the intake port and the subcooled water outlet and the intake port for intake of the subcooled water, and located in an environment of a temperature higher than the ice crystal generation temperature It provides a supercooling device, characterized in that it further comprises.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 취수 유로는 상방을 향하는 부분과 하방을 향하는 부분 및 연결 부분으로 이루어진 대략 ∩ 형 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, the water intake passage provides a subcooling apparatus comprising an approximately V-shaped section including an upwardly facing portion, a downwardly facing portion, and a connecting portion.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 과냉수 유출구는 물통의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect, the present invention provides a subcooling apparatus, characterized in that the subcooled water outlet is located at the top of the bucket.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 냉각실은 냉동실 및 냉장실로 구획되고, 물통은 냉동실에 위치하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, the cooling chamber is partitioned into a freezer compartment and a refrigerating compartment, and the water tank provides a supercooling device, characterized in that located in the freezer compartment.

또한 본 발명은 냉동실 도어의 내부에 위치하며, 영하의 온도로 물을 저장하는 물통, 물통의 하부에 연결되는 급수 유로, 물통의 상부에 일단이 연결되며, 타단은 도어 밖으로 노출된 취수 유로 및 급수 유로 상에 설치되는 급수 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In addition, the present invention is located in the interior of the freezer compartment door, a water tank for storing water at a sub-zero temperature, a water supply passage connected to the bottom of the bucket, one end is connected to the upper portion of the bucket, the other end is a water intake passage exposed outside the door and water supply It provides a supercooling device comprising a water supply valve installed on the flow path.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 취수 유로는 서로 다른 온도 영역에 걸쳐서 위치하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, there is provided a subcooling device, characterized in that the intake passage is located over different temperature ranges.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 취수 유로는 소정 위치까지 물이 잔류하도록 구부러진 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, there is provided a subcooling device, characterized in that the intake passage has a shape bent so that water remains to a predetermined position.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 취수 유로에서 물이 잔류하는 위치는 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 온도 환경을 가지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, there is provided a supercooling apparatus, wherein a position where water remains in the intake passage has a temperature environment higher than a temperature of the maximum ice crystal generation zone.

본 발명에 따른 과냉각 장치는 물을 과냉각 상태로 저장하는 물통을 구비하여, 사용자가 과냉각수를 취수하여 슬러쉬 상태의 물을 이용할 수 있다.The supercooling apparatus according to the present invention includes a bucket for storing water in a supercooled state, and a user may use the water in a slush state by taking the supercooled water.

또한 본 발명에 따른 과냉각 장치는, 빙결정이 생성되는 물의 표면이 위치하는 부분이 영상의 온도 영역에 존재하여 물이 동결되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the supercooling apparatus according to the present invention can prevent the water from being frozen because the portion where the surface of the water where the ice crystals are formed is located in the temperature region of the image.

또한 본 발명에 따른 과냉각 장치는, 과냉각수의 취수 유로의 일단, 즉 취수구가 과냉각 장치의 외부에 존재하여, 사용자가 과냉각 장치로부터 용이하게 과냉각수를 취수할 수 있다.In addition, in the subcooling device according to the present invention, one end of the intake flow path of the subcooling water, that is, the intake port exists outside the subcooling device, so that the user can easily take the subcooling water from the subcooling device.

또한 본 발명에 따른 과냉각 장치는, 취수 유로가 영상의 온도 영역과 영하의 온도 영역에 걸쳐서 위치하므로, 취수 유로에 잔존하는 과냉각수가 동결하는 것을 방지할 수 있다. In addition, the supercooling apparatus according to the present invention can prevent the supercooling water remaining in the water intake passage from freezing because the water intake passage is located over the temperature range of the image and the sub-zero temperature region.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 공간(S) 내에 액체(L)를 수용하는 용기(C)가 냉각된다. 3 is a view showing a process in which ice tuberculosis is generated in the liquid being cooled. As shown in FIG. 3, the container C containing the liquid L in the cooling space S is cooled.

냉각 공간(S)의 냉각 온도가 예를 들면, 상온에서부터 0도(물의 상전이 온도) 또는 액체(L)의 상전이 온도 이하로 냉각된다고 가정한다. 이러한 냉각이 진행될 때, 예를 들면, 물의 경우 -1도 ~-5도정도에서 얼음 결정이 최대로 생성되는 물의 최대 빙결정 생성대의 온도(-1~ -5도) 이하에서 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생성대 이하에서의 냉각 온도에서도 물 또는 액체(L)의 과냉각 상태를 유지시키려 한 다. It is assumed that the cooling temperature of the cooling space S is cooled, for example, from room temperature to 0 degrees (phase transition temperature of water) or below the phase transition temperature of the liquid L. As this cooling proceeds, for example, below water (-1 to -5 degrees) or below the maximum ice crystal formation zone of water where ice crystals are produced at maximum at about -1 degrees to -5 degrees for water. It is intended to maintain the supercooled state of water or liquid (L) even at a cooling temperature below the maximum ice crystal generation zone.

이러한 냉각 중에 액체(L)로부터 증발이 이루어져서, 수증기(W1)가 용기(C) 내의 기체(또는 공간)(Lg) 내로 유입된다. 용기(C)가 뚜껑(Ck)에 의해 폐쇄된 경우, 증발된 수증기(W1)로 인하여, 기체(Cg)는 과포화 상태가 될 수 있다. 다만, 본 명세서에서 용기(C)는 뚜껑(Ck)을 선택적으로 포함할 수 있으며, 포함된 경우 냉각 공간의 냉기가 직접적으로 유입되거나, 액체(L)의 표면 또는 표면 상의 기체(Lg)의 온도가 냉기에 의해 냉각되는 것을 어느 정도 방지할 수도 있다. Evaporation takes place from the liquid L during this cooling, so that the water vapor W1 flows into the gas (or space) Lg in the vessel C. When the container C is closed by the lid Ck, the gas Cg may be in a supersaturated state due to the vaporized water vapor W1. However, in the present specification, the container (C) may optionally include a lid (Ck), if included, the cold air of the cooling space directly flows in, or the surface of the liquid (L) or the temperature of the gas (Lg) on the surface The cooling by the cold air can be prevented to some extent.

냉각 온도가 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도에 도달하거나 통과하면서 기체(Lg) 내의 빙결핵(F1) 또는 용기의 내측벽에 빙결핵(F2)으로 형성된다. 또는, 액체(L)의 표면(Ls)과, 용기(C)의 내측벽(냉각 공간(S)의 냉각 온도에 거의 일치함)이 접하는 부분에서 응축이 일어나고 이러한 응축된 액체(L)가 얼음 결정인 빙결핵(F3)으로 형성될 수 있다. As the cooling temperature reaches or passes the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L, it is formed as freeze tuberculosis F2 on the inner wall of the container or freeze tuberculosis F1 in the gas Lg. Alternatively, condensation takes place at a portion where the surface Ls of the liquid L and the inner wall of the container C (which substantially coincide with the cooling temperature of the cooling space S) are formed and the condensed liquid L is iced. It can be formed as freezing tuberculosis (F3).

예를 들면, 기체(Lg) 내의 빙결핵(F1)이 하강하여 액체(L)의 표면(Ls)을 통하여 액체(L)에 침투하게 되면, 액체(L)의 과냉각 상태가 해제되어, 액체(L)에 결빙 현상이 야기되어, 액체(L)의 과냉각이 해제된다. For example, when the frozen tuberculosis F1 in the gas Lg descends and penetrates into the liquid L through the surface Ls of the liquid L, the supercooled state of the liquid L is released and the liquid ( A freezing phenomenon is caused in L), and the supercooling of the liquid L is released.

또는, 빙결핵(F3)이 액체(L)의 표면(Ls)과 접하게 됨으로써, 액체(L)의 과냉각 상태가 해제되어, 액체(L)에 결빙 현상이 야기된다. Alternatively, when the frozen tuberculosis F3 comes into contact with the surface Ls of the liquid L, the supercooled state of the liquid L is released, thereby causing a freezing phenomenon in the liquid L. FIG.

상술된 바와 같이, 빙결핵(F1 내지 F3)이 생성되는 과정을 살펴보면, 액체(L)가 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 보관될 때, 액체(L)로부터 증발되어, 액체(L)의 표면(Ls) 상에 있는 수증기의 결빙과, 액체(L)의 표면(Ls) 부 근의 용기(C)의 내측벽에서의 결빙으로 인하여, 액체(L)의 과냉각 상태의 해제가 야기된다. As described above, looking at the process of formation of freezing tubers F1 to F3, when the liquid L is stored below the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L, it is evaporated from the liquid L, and the liquid Release of the supercooled state of the liquid L due to freezing of water vapor on the surface Ls of (L) and freezing at the inner wall of the container C near the surface Ls of the liquid L. Is caused.

도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면이다. 4 is a view showing a process for preventing the formation of ice tuberculosis applied to the supercooling apparatus according to the present invention.

도 4는 기체(Lg) 내의 수증기(W1)의 결빙을 방지하여, 즉, 지속적으로 수증기(W1) 상태가 유지되도록, 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls) 상의 온도를 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록, 더욱 바람직하게는, 액체(L)의 상전이 온도 이상으로 한다. 또한, 액체(L)의 표면(Ls)이 용기(C)의 내측벽에 접촉하더라도 결빙이 되지 않도록, 액체(L)의 표면(Ls)의 온도를 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록, 더욱 바람직하게는, 액체(L)의 상전이 온도 이상으로 한다. 4 shows the temperature on the surface Ls of the gas Lg or the liquid L so as to prevent freezing of the water vapor W1 in the gas Lg, ie, to maintain the water vapor W1 state continuously. More preferably, the phase transition temperature of the liquid L is higher than or equal to the temperature of the maximum ice crystal generation zone of L). In addition, the temperature of the surface Ls of the liquid L is set to the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L so that the surface Ls of the liquid L does not freeze even if it contacts the inner wall of the container C. More preferably, the phase transition temperature of the liquid L is equal to or higher than that.

이에 따라, 용기(C) 내의 액체(L)가 상전이 온도 이하에서, 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생성대 온도 이하에서도 과냉각 상태를 유지하게 된다. As a result, the liquid L in the container C is maintained in the supercooled state at or below the phase transition temperature or below the maximum ice crystal generation temperature of the liquid L.

도 5는 도 4에 따른 물의 과냉각 상태 그래프이다. 도 5의 그래프는 액체(L)가 물인 경우에, 도 4에 따른 원리가 적용된 상태에서 측정된 온도 그래프들이다. 5 is a supercooled state graph of water according to FIG. 4. The graphs of FIG. 5 are temperature graphs measured with the principle according to FIG. 4 applied when liquid L is water.

도 5에 도시되 바와 같이, I선은 냉각 공간(S)의 냉각온도 곡선이고, II선은 용기(C) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)(공기)의 온도 곡선이고, III선은 용기(C) 외면의 온도로, 용기(C) 외면의 온도는 용기(C) 내부의 물의 온도와 실질적으로 동일하다. As shown in FIG. 5, line I is a cooling temperature curve of the cooling space S, line II is a temperature curve of gas Lg (air) on the water surface in the container C, and line III is a container ( C) The temperature of the outer surface, the temperature of the outer surface of the container (C) is substantially the same as the temperature of the water inside the container (C).

도시된 바와 같이, 냉각온도가 약 -13~ -14도로 유지되는 경우(I선 참조), 용기(C) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)의 온도를 물의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 약 4-6도로 유지하면, 용기(C) 내의 물의 온도가 물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하인 약 -11도를 유지하면서도, 액체 상태가 유지되는 과냉각 상태가 장시간 안정적으로 유지된다. As shown, when the cooling temperature is maintained at about -13 to -14 degrees (see line I), the temperature of the gas Lg on the water surface in the vessel C is about 4 higher than the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the water. When maintained at -6 degrees, the supercooled state in which the liquid state is maintained stably is maintained for a long time while the temperature of the water in the vessel C is maintained at about -11 degrees, which is below the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the water.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면이다. 과냉각 장치(1000)는 외관을 구성하는 케이싱(1200)을 구비하며, 케이싱(1200) 내에 영하의 온도로 유지되는 냉각실(1100)이 포함된다. 케이싱(1200)은 본체(1210)와 도어(1220)를 포함하며, 케이싱(1200)은 냉각실(1100)을 외부와 단열하기 위해, 단열재로 발포 형성된 층을 구비한다. 도어(1220)에는 과냉각수를 저장하는 물통(1300)이 구비된다. 물통(1300)은 냉각실(1100)의 냉기에 노출되도록 형성된다. 따라서 물통(1300)에 저장된 물은 영하의 온도에서 저장된다. 6 is a view showing a supercooling apparatus according to an embodiment of the present invention. The supercooling apparatus 1000 includes a casing 1200 constituting an external appearance and includes a cooling chamber 1100 maintained at a sub-zero temperature in the casing 1200. The casing 1200 includes a main body 1210 and a door 1220, and the casing 1200 includes a foamed layer formed of a heat insulating material to insulate the cooling chamber 1100 from the outside. The door 1220 is provided with a bucket 1300 for storing the subcooled water. The bucket 1300 is formed to be exposed to the cold air of the cooling chamber 1100. Thus, the water stored in the bucket 1300 is stored at sub-zero temperatures.

또한 물통(1300)의 하부에는 외부 급수원으로터 물통으로 물을 유입하는 급수 유로(1400)가 연결되고, 급수 유로(1400)에는 물의 유입을 조절하는 밸브(1410)가 설치된다. 물통(1300)의 상부에는 물통에 저장된 과냉각수를 도어(1220)의 외부에서 취수할 수 있도록 취수 유로(1330)가 연결된다. 취수 유로(1330)는 도어(1220)를 지나 취수구(1350)로 연결된다. 급수 유로(1400)가 하부에 연결되고, 취수 유로(1330)가 상부에 연결되며, 물통(1300)의 내부는 공기층이 없이 물로 가득 차 있다. 또한 공기층을 생성하지 않기 위해, 물통(1300)으로부터 물의 배출은, 밸브(1410)의 개방을 통해 물이 물통(1300)으로 유입되어 물통(1300) 내부의 물을 밀어냄으로써, 취수 유로(1330)를 통해 물이 도어(1220) 외부에 위치하는 취수 구(1350)를 통해 배출된다. 따라서 물통 내부에 공기층이 형성되지 않아 빙결정이 생성되지 않으므로 물통(1300) 내부의 물을 과냉각 상태로 저장할 수 있다. In addition, the lower portion of the bucket 1300 is connected to the water supply flow path 1400 for introducing water into the bucket from the external water supply source, the valve 1410 for controlling the inflow of water is installed in the water supply flow passage 1400. A water intake passage 1330 is connected to an upper portion of the bucket 1300 so that the supercooled water stored in the bucket can be withdrawn from the outside of the door 1220. The intake passage 1330 is connected to the intake port 1350 through the door 1220. The water supply passage 1400 is connected to the lower portion, the water intake passage 1330 is connected to the upper portion, and the inside of the bucket 1300 is filled with water without an air layer. In addition, in order not to generate an air layer, the discharge of water from the bucket 1300 is such that the water flows into the bucket 1300 through the opening of the valve 1410 and pushes the water inside the bucket 1300, thereby causing the water intake path 1330 to be removed. Water is discharged through the intake port 1350 located outside the door 1220 through the. Therefore, since the air layer is not formed inside the water tank, ice crystals are not generated, the water inside the water tank 1300 may be stored in a supercooled state.

취수구(1350) 주변에는 또한 사용자가 과냉각수의 배출을 조절할 수 있는 레버(1360)가 설치된다. 레버(1360)와 밸브(1410)는 기계적 또는 전자적으로 연동되도록 설계되어, 사용자가 레버(1360)를 밀어 과냉각수를 취수하고자 할 때, 밸브(1410)가 개방되어 물통(1300) 내부의 물을 밀어재도록 한다. 밸브(1410)와 레버(1360)의 위치가 멀면 기계적으로 연동되도록 설계하기 힘들기 때문에, 밸브(1410)와 레버(1360)의 위치가 근접하도록 설계하거나, 제어부(미도시)를 통해 전자적으로 연동되도록 설계하는 것이 바람직하다.  Around the intake port 1350, there is also a lever 1360 that allows the user to control the discharge of the supercooled water. The lever 1360 and the valve 1410 are designed to be mechanically or electronically interlocked so that when the user pushes the lever 1360 to take in the supercooled water, the valve 1410 is opened to drain the water inside the bucket 1300. To be pushed. Since the position of the valve 1410 and the lever 1360 is difficult to be mechanically interlocked, it is difficult to design the position of the valve 1410 and the lever 1360 close, or electronically interlocked through a control unit (not shown) It is desirable to design as possible.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 장치가 구비하는 과냉각수 디스펜서의 일 예를 도시한 도면이다. 물통(1300)은 전술한 바와 같이, 과냉각실(1100: 도 6에 도시)의 냉기에 노출되어 있다. 물통(1300)에는 급수 유로(1400)가 연결되어 있으며, 급수 유로(1400)에는 물의 유입을 조절하는 밸브(1410)가 구비된다. 급수 유로(1400)의 일단은 급수원에 연결되고, 타단은 물통(1300)에 연결된다. 바람직하게는 급수 유로(1400)의 타단은 물통(1300)의 하부에 연결되거나, 물통(1300) 내에 삽입되어 물통(1300)의 하방에 위치한다. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a subcooled water dispenser included in a subcooling device according to an embodiment of the present invention. As described above, the bucket 1300 is exposed to the cold air of the subcooling chamber 1100 (shown in FIG. 6). The water supply passage 1400 is connected to the water tank 1300, and the water supply passage 1400 is provided with a valve 1410 for controlling inflow of water. One end of the water supply passage 1400 is connected to the water supply source, and the other end is connected to the water tank 1300. Preferably, the other end of the water supply passage 1400 is connected to the lower portion of the water tank 1300 or inserted into the water tank 1300 and positioned below the water tank 1300.

또한 물통(1300)의 상부에는 과냉각수를 외부로 배출하는 취수 유로(1330)가 연결되며, 취수 유로(1330)의 타단은 과냉각 장치(1000)의 외부에 위치하는 취수구(1350)와 연결된다. 취수구(1350) 부근에는 과냉각수의 취수 여부를 사용자가 선택할 수 있는 부재가 설치되며, 일반적으로 레버(1360)가 이용된다. 사용자가 컵을 레버(1360)에 대고 레버(1360)를 누름으로써 취수 유로(1330)를 개방하여 과냉각수가 컵으로 배출되며, 과냉각수는 낙차에 의해 슬러쉬 상태로 변환된다. 취수 유로(1330)의 개방은, 급수 유로(1400)의 개방과 동시에 이루어지는 것이 바람직하다. 물통(1300) 내에 빙결정을 생성하는 환경인 공기층을 없애기 위해 급수 유로(1400)의 개방을 통한 물의 유입에 의해 과냉각수를 밀어내어 취수 유로(1330)를 통한 물의 배출하기 때문이다. In addition, the upper portion of the bucket 1300 is connected to the intake passage 1330 for discharging the supercooled water to the outside, and the other end of the intake passage 1330 is connected to the intake port 1350 located outside the subcooling apparatus 1000. In the vicinity of the intake port 1350, a member that allows a user to select whether to take the supercooled water is installed, and a lever 1360 is generally used. The user opens the intake flow path 1330 by pressing the lever 1360 against the cup 1360, and the supercooled water is discharged into the cup, and the supercooled water is converted into a slush state by a free fall. The opening of the water intake passage 1330 is preferably performed simultaneously with the opening of the water supply passage 1400. This is because the supercooled water is pushed out by the inflow of water through the opening of the water supply passage 1400 to remove the air layer, which is an environment in which ice crystals are generated in the bucket 1300, and the water is discharged through the intake passage 1330.

취수 유로(1330)는 도어(1220)의 단열재를 통과하여 과냉각 장치의 외부로 연결된다. 도어(1220)의 외부, 즉 과냉각 장치의 외부는 상온이며, 물통(1300)이 위치한 과냉각실(1100)은 영하의 온도이다. 따라서 단열재의 온도는, 도어(1220)의 외면 쪽이 상온, 도어(1220)의 내면 쪽이 영하의 온도를 가지도록 선형적인 온도 분포를 가진다. 따라서 취수 유로(1330)는 영하의 온도에서 상온의 온도 영역에 걸쳐서 위치한다. 이때, 취수 유로(1330)에 잔류하는 물의 표면이 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 온도 영역에 위치하도록 취수 유로(1330)의 형상 및 길이를 선정하여, 취수 유로(1330)에 잔류하는 물의 동결을 방지할 수 있다. 취수 유로(1330)가 물통(1300) 상대적인 소정의 높이에서 굴곡 형상을 가짐으로써, 굴곡 부분에 물이 항상 잔류하게 할 수 있다. 또한, 굴곡 부분이 도어(1220)의 외면으로부터의 소정의 깊이에 위치하도록 함으로써 굴곡 부분의 환경의 온도를 설정할 수 있다. 따라서 취수 유로(1330)에 잔류하는 물이 소정의 온도 영역에 있도록 할 수 있으며, 잔류하는 물의 표면이 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 온도, 더욱 바람직하게는 영상의 온도에서 잔류하도록 할 수 있다. 따라서 취수 유로(1330)에 잔 류하는 물의 표면에서 빙결정이 생성되지 않으므로, 취수 유로(1330)에 잔류하는 물이 동결되지 않게 할 수 있다. 또한, 취수 유로(1330)의 물이 동결되지 않으므로, 물통(1300)에 저장된 물도 동결되지 않고, 과냉각 상태에서 저장될 수 있다. 따라서 본 발명이 제공하는 과냉각 장치는 물통(1300) 및 취수 유로(1330)에 저장되는 물을 과냉각 상태로 저장하다가, 사용자가 원할 때 취수하여 슬러쉬 상태로 이용할 수 있다. The water intake passage 1330 is connected to the outside of the subcooling device through the heat insulating material of the door 1220. The exterior of the door 1220, that is, the exterior of the subcooling apparatus is room temperature, and the subcooling chamber 1100 in which the water tank 1300 is located is below freezing. Therefore, the temperature of the heat insulator has a linear temperature distribution such that the outer surface side of the door 1220 has a room temperature and the inner surface side of the door 1220 has a temperature below zero. Therefore, the water intake passage 1330 is located over the temperature range of room temperature from the sub-zero temperature. At this time, the shape and length of the water intake flow path 1330 are selected so that the surface of the water remaining in the water intake flow path 1330 is located at a temperature region higher than the temperature of the maximum ice crystal generation zone, thereby freezing the water remaining in the water intake flow path 1330. You can prevent it. Since the water intake passage 1330 has a curved shape at a predetermined height relative to the bucket 1300, water may always remain in the curved portion. In addition, the temperature of the environment of the curved portion can be set by having the curved portion positioned at a predetermined depth from the outer surface of the door 1220. Accordingly, the water remaining in the water intake passage 1330 may be in a predetermined temperature range, and the surface of the remaining water may remain at a temperature higher than the maximum ice crystal generation zone, more preferably at the temperature of the image. Therefore, since ice crystals are not generated on the surface of the water remaining in the water intake passage 1330, the water remaining in the water intake passage 1330 may not be frozen. In addition, since the water in the intake passage 1330 is not frozen, the water stored in the bucket 1300 may also be stored in a supercooled state without being frozen. Therefore, the subcooling apparatus provided in the present invention stores the water stored in the bucket 1300 and the water intake passage 1330 in a supercooled state, and can be used in a slush state when the user desires it.

도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면,1 is a view showing an embodiment of a thawing and freshness holding device according to the prior art;

도 2는 고전압 발생장치(3)의 회로 구성을 나타낸 회로도,2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the high voltage generator 3;

도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면,3 is a view showing a process of generating ice tuberculosis in the liquid being cooled,

도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면,4 is a view showing a process for preventing the formation of ice tuberculosis applied to the supercooling apparatus according to the present invention,

도 5는 도 4에 따른 물의 과냉각 상태 그래프,5 is a supercooled state graph of water according to FIG. 4,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면,6 is a view showing a supercooling apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 장치가 구비하는 과냉각수 디스펜서의 일 예를 도시한 도면.7 is a diagram illustrating an example of a subcooling water dispenser provided in a subcooling device according to an embodiment of the present invention.

Claims (10)

냉기가 제공되는 냉각실;A cooling chamber provided with cold air; 냉각실 내부에 위치하며 과냉수를 저장하는 물통;A bucket for storing subcooled water located inside the cooling chamber; 물통의 하부에 위치하며 외부 급수원과 연결되는 급수구;A water inlet located at the bottom of the water tank and connected to an external water source; 급수구보다 상부에 위치하는 과냉수 유출구; 및A subcooled water outlet located above the water supply port; And 외부 급수원과 급수구 사이에 위치하는 급수 밸브;를 포함하는 과냉각 장치.And a water supply valve positioned between the external water supply source and the water supply port. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 급수 밸브의 개폐를 조절하는 취수 버튼;을 더 포함하며, And a water intake button for controlling opening and closing of the water supply valve. 급수 밸브의 개방에 의해 과냉수가 과냉수 유출구로 유출되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치. Subcooling apparatus, characterized in that the subcooled water flows out to the subcooled water outlet by opening the water supply valve. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 냉각실의 외부에 위치하며, 과냉수를 취수할 수 있는 취수구;Located on the outside of the cooling chamber, the inlet for intake of supercooled water; 과냉수 유출구와 취수구를 연결하며, 빙결정 생성온도보다 높은 온도의 환경에 위치하는 취수 유로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.And a water intake passage connecting the subcooled water outlet and the intake port and positioned in an environment of a temperature higher than the ice crystal generation temperature. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 취수 유로는 상방을 향하는 부분과 하방을 향하는 부분 및 연결 부분으로 이 루어진 대략 ∩ 형 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치. The intake flow passage is characterized in that the subcooling device comprises a substantially fin-shaped section consisting of a portion facing upwards and a portion facing downwards. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 과냉수 유출구는 물통의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.The subcooling water outlet is located in the upper portion of the water tank. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 냉각실은, 냉동실 및 냉장실로 구획되고,The cooling chamber is divided into a freezer compartment and a refrigerating compartment, 물통은 냉동실에 위치하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.The water tank is supercooling apparatus, characterized in that located in the freezer compartment. 냉동실 도어의 내부에 위치하며, 영하의 온도로 물을 저장하는 물통;Located in the interior of the freezer door, the water reservoir for storing the water at a sub-zero temperature; 물통의 하부에 연결되는 급수 유로;A water supply passage connected to the lower portion of the bucket; 물통의 상부에 일단이 연결되며, 타단은 도어 밖으로 노출된 취수 유로; 및One end is connected to the upper portion of the bucket, the other end is the water intake passage exposed out of the door; And 급수 유로 상에 설치되는 급수 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.And a water supply valve installed on the water supply passage. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 취수 유로는 서로 다른 온도 영역에 걸쳐서 위치하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.Intake flow passages are characterized in that located over different temperature ranges. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 취수 유로는, 소정 위치까지 물이 잔류하도록 구부러진 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.The water intake passage has a shape bent so that water remains to a predetermined position. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 취수 유로에서 물이 잔류하는 위치는, 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 온도 환경을 가지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치. The location where water remains in the water intake passage has a temperature environment higher than the temperature of the maximum ice crystal generation zone.
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