KR100911268B1 - 과냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과냉각 장치에 관한 것이다.

본 발명은 영하의 온도 영역을 가지는 제1 저장 공간, 제2 저장 공간과 다른 온도 영역을 가지는 제2 저장 공간 및 제1 및 제2 저장 공간에 걸쳐서 위치하며, 액체가 포함된 식품 또는 액체를 저장하는 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

과냉각, 과냉각실, 단열, 온도 영역

Description

과냉각 장치{APPARATUS FOR SUPERCOOLING}

본 발명은 과냉각 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 사용자가 물 보관 용기에 충격을 가하면 용기 내의 물이 상변화를 시작하여 빙결정과 액체가 혼재하여 슬러쉬 상태로 변화되도록 물을 과냉각 상태로 보관하는 과냉각 장치에 관한 것이다. 또한 일반 냉장실의 냉동실에 적용되어 물을 과냉각 상태로 보관할 수 있는 과냉각 장치에 관한 것이다.

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.

예를 들어, 물을 서서히 냉각하면, 0℃ 이하의 온도가 되어도 일시적으로 응고하지 않는다. 그러나, 물체가 과냉각상태로 되면 일종의 준안정 상태가 되어, 사 소한 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.

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.

이러한 기술은 과냉각(supercooling) 현상을 이용한 것으로, 이 과냉각 현상은 용융체 또는 고체가 평형상태에서의 상전이 온도 이하까지 냉각되어도 변화를 일으키지 않는 현상을 지칭한다.

이러한 기술로서는, 국내공개특허공보 특2000-0011081호인 정전장 처리 방법, 정전장 처리장치 및 이들에 사용되는 전극이 있다.

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 금속선 반(7)에 접속되어 있다.

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.

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.

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.

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 고내에서 노출시키지 않고 염화 비닐재 등으로 피복해도 고내 전체가 전장 분위기로 된다.

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.

본 발명은 서로 다른 온도 영역을 가지는 저장 공간에 걸쳐서 식품 및 액체를 저장하는 용기가 위치하여, 빙결정이 생기는 것을 방지할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 단열재를 두껍게 형성하여, 그 내부에 용기의 상부가 위치하도록 하여 단열재에 의해 용기의 상부가 높은 온도를 유지하여 빙결정이 생기는 것을 방지할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 냉각실 외부에 용기의 상부가 위치하여, 상온의 온도에서 보관되므로, 용기의 상부에 빙결정이 생기는 것을 방지할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 영하의 온도 영역을 가지는 제1 저장 공간, 제1 저장 공간과 다른 온도 영역을 가지는 제2 저장 공간 및 제1 및 제2 저장 공간에 걸쳐서 위치하며, 액체가 포함된 식품 또는 액체를 저장하는 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제2 저장 공간은 최대 빙결정 생성대의 온도 영역보다 높은 온도 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제2 저장 공간은 상온의 온도 영역을 가 지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제1 저장 공간은 단열재에 의해 단열되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 영하 이하의 온도에서 식품 및 액체를 저장하는 냉각 공간을 제공하며, 단열재 층을 포함하는 케이싱 및 케이싱의 냉각 공간 측 일면에 형성되는 용기 삽입 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 케이싱의 발포 시에 간단한 구조를 추가하여, 용이하게 냉각 공간보다 온도가 높은 공간을 형성하여, 용기의 일부를 삽입할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 케이싱의 단열재 층은 용기 삽입 홈이 형성되는 부근의 두께가 다른 부분에 비해 두꺼운 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 용기 삽입 홈을 형성하여도, 냉각 공간과 외부 사이의 단열 성능을 유지할 수 있다.

또한 본 발명은 냉기가 제공되며, 식품이 저장되는 냉각실 및 냉각실로부터 외부로 돌출되어 있으며, 식음료를 저장하는 용기를 삽입할 수 있는 과냉각실을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 별도의 열원을 구비하지 않고, 상온에 외기에 의해 용기의 상부에 빙결정이 생성되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 과냉각실은 상면에 용기를 삽입할 수 있는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 용기가 과냉각실을 관통한 상태로 저장될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 개구부의 주변에 위치하며, 개구부와 삽입된 용기 사이의 틈을 밀봉하는 밀봉 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 상온의 외기가 과냉각실로 유입되거나, 과냉각실의 냉기가 외부로 유출되는 것을 방지하여, 과냉각 장치의 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 밀봉 부재는 탄성 있는 재질로 대략 링 형상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 과냉각실로 냉기를 유입하는 냉기 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 냉기 유로는 예를 들어, 덕트 등으로 구성될 수 있으며, 이러한 구성을 통해 과냉각실을 안정적으로 저온 상태로 유지할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 유로 상에 위치하며, 과냉각실로 유입되는 냉기를 제어하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 과냉각실에 용기가 보관된 경우에만, 과냉각실로 냉기가 유입되도록 제어할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 과냉각실은 용기가 저장되는 복수 개의 공간으로 구획되어 있으며, 구획된 공간의 상면에 용기를 삽입할 수 있는 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 복수 개의 공간으로 각각 냉기를 유입하는 복수 개의 냉기 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한 다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 복수 개의 냉기 유로 상에 구비되며, 각각의 냉기 유로를 제어하는 복수 개의 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 과냉각실의 적어도 일면에 밀착 또는 부착되며, 냉매가 흐르는 증발기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 과냉각실은 냉각실로부터 출납 가능한 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 용기에 저장된 식품 또는 액체를 과냉각 상태로 저장하지 않을 때, 과냉각실을 냉각실 내에 삽입하여, 외관을 편평한 상태로 이용할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 과냉각실은 냉각실로부터의 출납 형식이 서랍 형식인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 과냉각실은 냉각실로부터의 출납 형식이 과냉각실의 상부가 소정 각도까지 하방으로 내려오는 형식인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.

본 발명이 제공하는 과냉각 장치는, 서로 다른 두 온도 영역을 가지는 공간에 식품 또는 액체를 저장하는 용기가 위치하며, 액체가 빙결정을 생성하지 않으며, 과냉각 상태로 저장될 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 과냉각 장치는, 케이싱의 발포 시에 일부 영역을 두껍게 발포하여 액체가 빙결정을 생성하지 않는 온도 영역을 케이싱 내에 마련하므로, 상대적으로 고온의 온도 영역을 쉽게 마련할 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 과냉각 장치는, 단열재의 발포 두께를 조절하여, 용기의 상부가 상대적으로 고온의 온도 영역에 위치하게 하므로, 저온 영역과의 단열을 위한 별도 구조를 삭제할 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 과냉각 장치는, 과냉각 장치의 외부의 외기에 용기가 노출되어, 별도의 열원을 추가하지 않고도 빙결정 생성을 방지할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

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.

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 한다.

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.

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.

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.

또는, 빙결핵(F3)이 액체(L)의 표면(Ls)과 접하게 됨으로써, 액체(L)의 과냉각 상태가 해제되어, 액체(L)에 결빙 현상이 야기된다.

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) 부근의 용기(C)의 내측벽에서의 결빙으로 인하여, 액체(L)의 과냉각 상태의 해제가 야기된다.

도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면이다.

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.

이에 따라, 용기(C) 내의 액체(L)가 상전이 온도 이하에서, 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생성대 온도 이하에서도 과냉각 상태를 유지하게 된다.

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.

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.

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 생성대 의 온도 이하인 약 -11도를 유지하면서도, 액체 상태가 유지되는 과냉각 상태가 장시간 안정적으로 유지된다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면이다. 과냉각 장치(1000)는 냉동 사이클(미도시)에 의해 냉기가 제공되어 영하의 온도로 유지되는 냉동실(1100)과 상온보다 저온의 온도로 유지되는 냉장실(1200)을 포함한다. 과냉각 장치(1000)의 본체(1500)는 단열재로 발포되어 성형되며, 발포 성형시에 냉동실(1100)과 냉장실(1200)로 구획된다. 또한 본체(1500)의 전면에는 냉동실(1100)과 냉장실(1200)을 각각 개폐하는 냉동실 도어(1300)와 냉장실 도어(1400)가 구비된다.

본체(1500)는 냉동실(1100) 및 냉장실(1200)을 저온으로 유지하기 위해 발포재는 냉동실(1100) 및 냉장실(1200)이 상온의 외기의 영향을 받지 않도록 충분한 두께를 가지도록 발포된다. 이때, 영하의 온도로 유지되는 냉동실(1100) 측 소정의 영역(1510)의 발포재의 두께가 본체(1500)의 다른 부분에 비해 두껍게 발포한다. 본체(1500)의 내표면의 온도는 냉동실(1100) 내부의 온도 또는 냉장실(1200) 외부의 온도와 같고, 본체의 외표면의 온도는 상온과 같다. 따라서 본체(1500)의 중간 부분은 내표면에서 외표면으로 갈수록 온도가 선형적으로 증가한다. 소정의 영역(1510)은 발포재의 두께가 본체(1500)의 다른 부분에 비해 두껍기 때문에, 영하와 상온의 중간에 해당하는 온도를 가지는 영역이 넓다.

또한 소정의 영역(1510)에는 용기(200)를 삽입하기 위한 용기 삽입 홈(1512)이 형성된다. 용기(200)가 용기 삽입 홈(1512)에 삽입되면, 용기(200)의 하부는 냉 동실(1100)의 영향을 받아 영하의 온도로 유지되며, 용기(200)의 상부는 본체(1500)의 중간 부분의 온도로 유지된다. 소정의 영역(1510)의 발포재의 두께, 용기 삽입 홈(1512)의 깊이에 따라 용기(200) 상부의 온도는 달라질 수 있으나, 용기(200)에 담긴 액체의 빙결정이 생성되지 않을 정도가 바람직하다. 또한 빙결정이 생성되어도, 액체의 상부에서 다시 해동되어 액체를 동결하지 않을 정도가 바람직하다.

용기 삽입 홈(1512)에 용기(200)가 삽입되지 않은 경우, 용기 삽입 홈(1512) 내에서 냉동실(1100)의 냉기가 유입되어 냉동실(1100)의 온도와 같다. 그러나 용기 삽입 홈(1512)에 용기(200)가 삽입되면, 냉동실(1100)의 냉기의 유입이 차단되면서, 용기 삽입 홈(1512) 내의 온도는 냉동실(1100) 내의 온도와 외기 온도의 중간 영역의 온도로 상승한다.

또한 용기 삽입 홈(1512)의 상부에는 용기(200)를 고정하기 위한 집게와 같은 고정 부재(미도시)를 구비할 수 있으며, 용기 삽입 홈(1512)의 하부에는 냉동실(1100)의 냉기를 차단하기 위한 밀봉 부재(미도시)를 구비할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면이다. 과냉각 장치(1000)는 영하 이하의 온도로 유지되는 냉각실(1100) 및 과냉각 상태로 저장하고자 하는 액체 또는 식품을 저장하는 용기(200)가 저장되는 과냉각실(1200)을 구비한다. 냉각실(1100)과 과냉각실(1200)은 반드시 분리되어 있는 공간일 필요는 없으며, 과냉각실(1200)은 영하 이하의 온도로 유지되는 공간을 포함하며, 액체 또는 식품을 과냉각 상태로 보관하기 위한 용도로 이용되는 공간을 가르킨다. 과냉각 실(1200)은 냉각실(1100)로부터 인출 가능하게 설치된다. 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도 7은 김치 냉장고 타입의 냉각실(1100)에 서랍식으로 인출되는 과냉각실(1200)이 구비된 과냉각 장치를 도시하고 있다. 그러나, 냉각실(1100)은 일반 냉장고 타입 또는 식품을 저온으로 저장할 수 있는 형태이면 어느 형태나 좋으며, 과냉각실(1200)도 서랍식 또는 힌지에 의해 일 축이 고정된 회전식 등 냉각실(1100)로 인출 가능한 형태이면 어느 형태라도 좋다.

과냉각실(1200)은 영하의 온도로 유지되어야 하므로, 냉각실(1100) 또는 증발기(미도시)로부터 냉기가 유입되는 냉기 유로(1210)가 연결되어 있다. 냉기 유로(1210)에는 또한 과냉각실(1200)로의 냉기 유입을 조절하는 밸브(1220)가 구비된다. 과냉각실(1200)에 식품 또는 액체가 저장되지 않는 경우, 즉 과냉각실(1200) 미 사용시에 과냉각실(1200)로 냉기가 유입되는 것을 차단하고 냉각실(1100)만을 냉각하여 과냉각 장치(1000)의 에너지 효율을 높일 수 있다.

또한 냉기 유로(1210) 및 밸브(1220)를 구비하는 것 이외에, 증발기(미도시)의 일부가 과냉각실(1200)과 접촉하도록 연장하여 과냉각실(1200)을 직접 냉각하는 것도 가능하다.

또한 과냉각실(1200)은 격벽에 의해 복수 개의 공간으로 구획된다. 또한 각각의 구획된 공간에 냉기 유로(1210)가 연결되고, 그 냉기 유로(1210) 상에 밸브(1220)가 구비된다. 이러한 구성을 통해, 과냉각실(1200)의 일부 공간에만 식품 또는 액체가 저장되는 경우, 일부 공간만을 영하의 온도로 유지되도록 냉기를 제공하고, 다른 공간에 냉기가 제공되는 것을 차단하여 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한 과냉각실(1200)의 냉각 성능 및 각 구획된 공간의 냉각 성능을 높이기 위해, 과냉각실(1200)의 외관을 형성하는 케이싱 및 격벽은 단열재로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 과냉각실(1200)의 상면에는 용기(200)를 삽입할 수 있는 개구부(1230)가 형성되어 있다. 개구부(1230)는 구획된 공간에 하나 또는 복수 개씩 형성되는 것이 바람직하다. 용기(200)가 개구부(1230)를 통해 삽입되면, 용기(200)의 하부는 영하의 온도로 유지되는 과냉각실(1200)에 위치하고, 용기(200)의 상부는 상온의 외기에 노출된다. 즉, 용기(200)의 하부는 영하의 온도 영역에 위치하고, 용기(200)의 상부는 상온의 온도 영역에 위치한다. 따라서 전술한 원리와 같이, 용기(200)의 상부에 빙결정이 생기는 것을 방지할 수 있고, 용기(200)에 저장된 식품 또는 액체가 동결되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용기(200)에 저장된 식품을 과냉각 상태로 보관할 수 있다. 또한 개구부(1230) 주변에는 용기(200)와 개구부(1230) 사이의 틈새를 밀봉하기 위한 밀봉 부재(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다. 밀봉 부재(미도시)는 틈새를 통해 과냉각실(1200)의 냉기가 외부로 유출되는 것과 상온의 외기가 과냉각실(1200)로 유입되는 것을 방지하여, 과냉각 효율 및 과냉각 안정성을 향상시킨다.

도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면,

도 2는 고전압 발생장치(3)의 회로 구성을 나타낸 회로도,

도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면,

도 5는 도 4에 따른 물의 과냉각 상태 그래프,

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면.

Claims (19)

1. 영하의 온도 영역을 가지는 제1 저장 공간;

   제1 저장 공간보다 높은 온도 영역을 가지는 제2 저장 공간; 및

   하부가 제1 저장 공간에, 상부가 제2 저장 공간에 위치하도록 제1 및 제2 저장 공간에 걸쳐서 위치하며, 액체가 포함된 식품 또는 액체를 저장하는 용기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
2. 제1항에 있어서,

   제2 저장 공간은, 최대 빙결정 생성대의 온도 영역보다 높은 온도 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
3. 제2항에 있어서,

   제2 저장 공간은, 상온의 온도 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
4. 제1항에 있어서,

   제1 저장 공간은, 단열재에 의해 단열되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 냉기가 제공되며, 식품이 저장되는 냉각실;

   냉각실로부터 외부로 돌출되어 있으며, 식음료를 저장하는 용기를 삽입할 수 있는 과냉각실;

   과냉각실의 상면에 위치되는 용기를 삽입할 수 있는 개구부; 및

   개구부의 주변에 위치하며, 개구부와 삽입된 용기 사이의 틈을 밀봉하는 밀봉 부재;을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
10. 제9항에 있어서,

    밀봉 부재는, 탄성 있는 재질로 대략 링 형상으로 제작되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
11. 제9항에 있어서,

    과냉각실로 냉기를 유입하는 냉기 유로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
12. 제11항에 있어서,

    유로 상에 위치하며, 과냉각실로 유입되는 냉기를 제어하는 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
13. 제9항에 있어서,

    과냉각실은, 용기가 저장되는 복수 개의 공간으로 구획되어 있으며, 구획된 공간의 상면에 용기를 삽입할 수 있는 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
14. 제13항에 있어서,

    복수 개의 공간으로 각각 냉기를 유입하는 복수 개의 냉기 유로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
15. 제14항에 있어서,

    복수 개의 냉기 유로 상에 구비되며, 각각의 냉기 유로를 제어하는 복수 개의 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
16. 제9항에 있어서,

    과냉각실의 적어도 일면에 밀착 또는 부착되며, 냉매가 흐르는 증발기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    과냉각실은, 냉각실로부터 출납 가능한 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
18. 제17항에 있어서,

    과냉각실은, 냉각실로부터의 출납 형식이 서랍 형식인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
19. 제17항에 있어서,

    과냉각실은, 냉각실로부터의 출납 형식이 과냉각실의 상부가 소정 각도까지 하방으로 내려오는 형식인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.

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