KR100941956B1 - 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법에 관한 것으로써, 특히, 공기에서 질소를 추출하여 배출하는 질소발생부를 포함하여 이루어지되, 상기 질소발생부에는 질소가 배출되는 질소토출구가 적어도 두개 이상 구비되며, 상기 질소토출구를 개폐하는 밸브가 구비되어, 질소가 채워지는 공간의 환경적 요인이 변경되더라도 공간내부의 질소농도가 균일하게 유지되어 식품을 장기간 신선하게 보관할 수 있는 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법에 관한 것이다.
질소, 신선, 식품

Description

질소발생기 및 식품저장고의 저장방법{Nitrogen generator and storing method of food storage}
본 발명은 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법에 관한 것으로써, 특히, 공기에서 질소를 추출하여 배출하는 질소발생부를 포함하여 이루어지되, 상기 질소발생부에는 질소가 배출되는 질소토출구가 적어도 두개 이상 구비되며, 상기 질소토출구를 개폐하는 밸브가 구비되어, 질소가 채워지는 공간의 환경적 요인이 변경되더라도 공간내부의 질소농도가 균일하게 유지되어 식품을 장기간 신선하게 보관할 수 있는 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법에 관한 것이다.
종래, 막분리 방식의 질소발생기로서, 예컨대 일본 특개2000-1432180호의 공보에 개시된 것이 제안되어 있다.
이 공보의 질소발생기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 유분을 함유하지 않은 압축공기를 생성하는 오일리스 컴프레서(1)와, 이 오일리스 컴프레서(1)로부터 유출되는 압축공기를 냉각배관(19)을 통해 접속하는 에어탱크(3)와, 이 에어탱크(3)에 저장되는 압축공기를 드라이어(10) 및 필터을 통하여 접속하는 질소분리막(14)과, 이 질소분리막(14)에서 분리된 질소가스를 저장하는 질소탱크(17)로 구성되기 때문에, 유분을 함유하지 않은 압축공기를 발생시켜, 냉각배관(19) 및 에어탱크(3)의 표면에서의 방열작용에 의해 공기중의 습기를 제거하고, 에어 드라이어(10)에서 제습 및 수분 제거하고, 에어 필터(11)로 모든 불순물을 제거한 후, 고품질의 크린 에어를 질소 분리막(14)에 공급하고 있기 때문에, 높은 질의 질소가스를 생성할 수 있다.
여기서, 산소(수증기)는 투과속도가 빨라 질소분리막(14)의 중공사 분리막을 투과하여 산소배출구로 나오고, 투과하지 않은 산소는 질소출구로 나온다.
이러한 기존의 질소발생기는 오일리스 컴프레서(1)의 온/오프압력을 에어 탱크(3)의 압력을 기준으로 기동되기 때문에 토출농도의 유지가 불안정한 문제가 있다.
또한, 기존의 질소발생기는 질소의 토출구가 한 개로 토출되는 농도와 유량이 일정하게 정해져 있다. 따라서, 질소가 채워지는 보관고에 보관되는 식품(김밥, 떡, 케익, 야채 및 과일, 육류 및 생선회 등)이 보관고의 도어를 열고 닫음에 따라 질소 농도의 변화하여 산화 및 부패 정도가 심해지는 문제점이 있다. 또한, 질소의 농도와 유량을 사용도중에 변환하려 할 때 질소발생기 등의 사용이 능숙하지 않은 사용자가 조작하게 되어 질소의 농도가 순간적으로 상승 및 하강이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공기에서 질소를 추출하여 배출하는 질소발생부를 포함하여 이루어지되, 상기 질소발생부에는 질소가 배출되는 질소토출구가 적어도 두개 이상 구비되며, 상기 질소토출구를 개폐하는 밸브가 구비되어, 질소가 채워지는 공간의 환경적 요인이 변경되더라도 공간내부의 질소농도가 균일하게 유지되어 식품을 장기간 신선하게 보관할 수 있는 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 질소발생기는, 공기에서 질소를 추출하여 배출하는 질소발생부를 포함하여 이루어지되, 상기 질소발생부에는 질소가 배출되는 제1질소토출구와 제2질소토출구가 구비되며, 상기 제1질소토출구와 상기 제2질소토출구를 개폐하는 밸브가 구비되며,
상기 밸브와 상기 제1질소토출구 사이에는 유량조절부재가 설치되어, 상기 제1토출구보다 상기 제2토출구를 통해 배출되는 질소의 농도를 낮게 하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 질소가 채워지는 공간의 환경적 요인이 변경되더라도 공간내부의 질소농도가 균일하게 유지되어 식품을 장기간 신선하게 보관할 수 있는 이점이 있다.
상기 질소발생부는, 컴프레셔와, 상기 컴프레셔를 통과한 공기가 유입되는 멤브레인과, 상기 멤브레인으로부터 토출되는 질소의 압력을 감지하는 압력감지부와, 상기 압력감지부로부터 신호를 입력받아 상기 컴프레셔를 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어져, 질소의 토출농도가 더욱 효과적으로 유지될 수 있는 이점이 있다.
상기 컴프레셔 후단에 필터를 구비하고, 상기 컴프레셔에 의해 압축된 공기는 에어탱크에 모아지며, 상기 에어탱크와 필터 사이의 유로에는 공기의 역류를 방지하기 위한 체크밸브가 설치되고, 상기 체크밸브와 필터 사이의 유로에는 솔레노이드밸브가 설치되고, 상기 밸브와 상기 제2토출구 사이의 유로에는 유량계가 설치되며, 상기 질소발생부를 둘러싸는 케이스를 더 포함하며, 상기 케이스 외측면에는 외부I/O포트가 설치되되, 상기 외부I/O포트는 제1단자, 제2단자, 상기 제어부에 연결되는 제3단자, 상기 밸브에 연결되는 제4단자를 포함하고, 상기 제1단자에는 타이머가 설치되어 상기 제3단자에 연결되며, 상기 제2단자는 상기 제4단자에 연결되어, 필요에 따라 센서 등의 설치가 용이한 이점이 있다.
삭제
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유량조절부재에 의해 제1토출구보다 제2토출구를 통해 배출되는 질소의 농도를 낮게 하는 질소토출구를 구비한 질소발생기가 설치되는 식품저장고 내부에 저유량 고농도의 질소가 배출하는 단계; 상기 식품저장고의 도어 열림여부를 감지하는 감지단계; 상기 도어 열림이 감지되면 상기 식품저장고 내부에 질소를 대유량 저농도로 토출시키는 토출단계를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
공기에서 질소를 추출하여 배출하는 질소발생부를 포함하여 이루어지되, 상기 질소발생부에는 질소가 배출되는 질소토출구가 적어도 두개 이상 구비되며, 상기 질소토출구를 개폐하는 밸브가 구비되어, 질소가 채워지는 공간의 환경적 요인이 변경되더라도 공간내부의 질소농도가 균일하게 유지되어 식품을 장기간 신선하게 보관할 수 있다.
상기 질소발생부는, 컴프레셔와, 상기 컴프레셔를 통과한 공기가 유입되는 멤브레인과, 상기 멤브레인으로부터 토출되는 질소의 압력을 감지하는 압력감지부와, 상기 압력감지부로부터 신호를 입력받아 상기 컴프레셔를 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어져, 질소의 토출농도가 더욱 효과적으로 유지될 수 있는 이점이 있다.
상기 질소발생부를 둘러싸는 케이스를 더 포함하며, 상기 케이스 외측면에는 외부I/O포트가 설치되어, 필요에 따라 센서 등의 설치가 용이한 이점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 질소발생기 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 질소발생기 배면도이며, 도 4는 본 발명의 질소발생기 배관회로도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 질소발생기는, 공기에서 질소를 추출하여 배출하는 질소발생부를 포함하여 이루어지되, 상기 질소발생부에는 질소가 배출되는 질소토출구가 적어도 두개 이상 구비되며, 상기 질소토출구를 개폐하는 밸브(274)가 구비된다.
상기 질소발생부는 공기를 질소와 산소로 분리해서 질소를 추출하여 배출한다.
상기 질소발생부는 컴프레셔(275)와, 상기 컴프레셔(275)를 통과한 공기가 유입되는 멤브레인(296)과, 상기 멤브레인(296)으로부터 토출되는 질소의 압력을 감지하는 압력감지부(210)와, 상기 압력감지부(210)로부터 신호를 입력받아 상기 컴프레셔(275)를 제어하는 제어부(294)와 멤브레인(296)을 통해 생성된 질소가 배출되는 질소토출구를 포함하여 이루어진다.
컴프레셔(275)는 종래 기술에서와 같이 오일리스 에어 컴프레셔로 구비되어, 공기를 압축한다.
나아가, 상기 질소발생부는 컴프레셔(275) 후단에 필터(260)를 구비하여, 압축된 공기를 필터링함으로써, 농도 높은 질소가 생성되도록 한다.
필터(260)는 활성탄 필터로 구비되어, 마이크로 미스트 세퍼레이터 역할을 하도록 할 수 있다.
또한, 필터(260)는 케이스(100) 외측에 설치되어, 필터(260)에 누적된 수분 등을 사용자가 용이하게 배출시킬 수 있도록 할 수 있으며, 필터(260)를 용이하게 교체할 수 있게 된다.
컴프레셔(275)에 의해 압축된 공기는 에어탱크(297)에 모아지며, 에어탱크(297)와 필터(260) 사이의 유로에는 공기의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(298)가 설치된다.
나아가, 체크밸브(298)와 필터(260) 사이의 유로에는 솔레노이드밸브(299)가 설치된다.
솔레노이드밸브(299)는 2포트 밸브로 구비되어, 공기를 배기시킨다.
에어탱크(297)에 저장된 공기는 멤브레인(296)으로 이송된 후 멤브레인(296)을 통해 산소와 질소로 분리된다.
멤브레인(296)을 통해 생성된 질소는 상기 질소토출구를 통해 외부로 배출된다.
상기 질소토출구와 멤브레인(296) 사이의 유로에는 레귤레이터(250)가 구비 되어, 질소의 토출압력을 조절한다. 나아가, 레귤레이터(250)를 조절할 수 있는 다이얼이 케이스(100) 외부에 설치되어 사용자가 선택적으로 조절할 수 있게 된다.
상기 질소토출구는 케이스(100) 외측에 설치되며, 제1토출구(271)와 제2토출구(272)를 포함한다. 즉, 상기 질소토출구는 두개 이상 구비된다.
제1토출구(271)와 제2토출구(272)는 레귤레이터(250) 후단에 설치되는 밸브(274)에 연결되어, 유로가 개폐된다.
밸브(274)는 3포트 솔레노이드밸브로 구비되어, 레귤레이터(250)와 제1토출구(271)를 연결하여 질소가 제1토출구(271)로만 배출되도록 하거나, 레귤레이터(250)와 제2토출구(272)를 연결하여 질소가 제2토출구(272)로만 배출되도록 한다. 밸브(274)는 제어부(294)에 연결되어 자동으로 제어되도록 한다.
밸브(274)와 제1토출구(271) 사이의 유로에는 유량조절부재(273)가 설치되어, 제1토출구(271)로 배출되는 유량이 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
밸브(274)와 제2토출구(272) 사이의 유로에는 유량계(240)가 설치되며, 유량계(240)는 케이스(100) 외측에 배치되어, 사용자가 질소 유량을 용이하게 알 수 있다.
이와 같이 상기 질소토출구가 구비되어, 제1토출구(271)보다 제2토출구(272)를 통해 배출되는 질소의 유량이 많게 된다. 따라서, 제1토출구(271)보다 제2토출구(272)를 통해 배출되는 질소의 농도가 낮게 된다.
즉, 상대적으로 제1토출구(271)를 통해 배출되는 질소는 소유량 고농도이며, 제2토출구(272)를 통해 배출되는 질소는 대유량 저농도이다.
이와 같이 상기 질소발생부가 구비되어, 상황에 따라 제1토출구(271)를 통해 소유량 고농도의 질소를 배출시키거나, 제2토출구(272)를 통해 대유량 저농도의 질소를 배출시킬 수 있다. 따라서, 주위 환경이 변하더라도 질소의 농도가 효과적으로 유지될 수 있는 이점이 있다.
전술한 바와는 다르게, 제1토출구(271) 및 제2토출구(272)에 각각 밸브를 설치하여 상황에 따라 상기 밸브를 통해 제1토출구(271) 및 제2토출구(272)를 동시에 개방하여 질소가 제1토출구(271)와 제2토출구(272)에서 동시에 배출되도록 하거나, 제1토출구(271)와 제2토출구(272) 중 하나에서만 질소가 배출되도록 할 수도 있다.
압력감지부(210)는 멤브레인(297)과 레귤레이터(250) 사이에 설치되어, 멤브레인(297)을 통과한 질소의 압력을 감지한다.
압력감지부(210)를 통해 감지된 압력을 나타내는 압력게이지(220)가 케이스(100) 외측에 설치되어, 토출압력을 사용자가 용이하게 알 수 있다.
이와 같이 압력감지부(210)가 멤브레인(297) 후단의 질소 압력을 감지하여, 토출되는 질소의 압력을 정확히 측정할 수 있게 되어, 질소토출농도가 효과적으로 유지될 수 있다.
제어부(294)는 상기 압력감지부(210)로부터 신호를 입력받아 상기 컴프레셔(275)의 온/오프를 제어한다.
케이스(100)는 상기 질소발생부를 둘러싸도록 형성된다.
케이스(100) 상면 양측에는 손잡이(110)가 내측을 향해 휜 고리형상으로 돌출되어 형성된다.
케이스(100) 전면 상부에는 장치의 전원스위치(230)가 버튼으로 구비되어 있다.
케이스(100) 양측면에는 관통공(121, 122)이 각각 형성되며, 상기 관통공(121, 122)에는 필터가 각각 설치된다.
또한, 상기 관통공(121, 122)에는 송풍팬이 설치되어, 한쪽 상기 관통공(121)을 통해서 공기가 흡입되고, 다른 한쪽 상기 관통공(122)을 통해서는 공기가 배기된다.
케이스(100) 후면 하부에는 전원선이 연결될 수 있는 전원연결부(291)가 형성되어 있다.
케이스(100) 후면에는 전원연결부(291) 상부에 브레카(280)가 설치되어, 누전을 차단한다. 브레카(280)는 전기적으로 전원연결부(291)와 전원스위치(230) 사이에 설치되어, 누전을 차단한다.
또한, 케이스(100) 후면 하부 외측면에는 외부I/O포트(292)가 설치된다.
외부I/O포트(292)는 제1단자(292a), 제2단자(292b), 제어부(294)에 연결되는 제3단자(292c), 밸브(274)에 연결되는 제4단자(292d)를 포함한다.
제1단자(292a)에는 타이머(293)가 설치되어 제3단자(292c)에 연결되며, 제2단자(292b)는 제4단자(292d)에 연결된다.
제1단자(292a)와 제2단자(292b)에 센서(미도시)를 연결하면, 센서에 의해 감지된 신호에 따라 밸브(274)가 제어부(294)에 의해 제어되어 제1토출구(271) 또는 제2토출구(272)를 통해 질소가 배출된다. 즉, 외부신호에 따라 밸브(274)가 제어되 어 제1토출구(271) 또는 제2토출구(272)를 열게 된다. 상기 센서는 질소발생기에 의해 저장고 내부가 질소로 채워지는 식품저장고(300)의 도어(400)의 열림여부를 감지하거나, 질소발생기의 운전시간을 적산하도록 구비될 수 있다.
제3단자(292c)와 제4단자(292d)를 접점시켜 점퍼시키면, 제1토출구(271)와 제2토출구(272) 중 하나만 지속적으로 열린다.
이와 같이 외부I/O포트(292)가 구비되어, 용이하게 필요에 따라 센서 등을 설치할 수 있으며, 용이하게 질소발생기를 제어할 수 있다.
이러한 질소발생기는 와인 세이버와 같은 식품저장고(300)에 설치되어 식품저장고(300)의 저장고에 질소를 채워넣어 식품이 신선하게 유지될 수 있도록 한다.
이러한 식품저장고(300)에 처음 질소를 채워넣을 때에는 일정시간(질소발생기의 적산된 운전시간의 한계값) 동안은 제2토출구(272)를 통해 대유량 저농도의 질소를 식품저장고(300) 내부에 배출하고, 일정시간이 지나면 제1토출구(271)를 통해 소유량 고농도의 질소를 식품저장고(300) 내부에 배출되도록 할 수 있다. 이로 인해, 사용자가 직접 조작하지 않더라도 식품의 부패 또는 산화를 방지할 수 있다.
한편, 식품저장고(300)의 도어(400)가 열릴 경우에는 유입되는 공기에 의해 식품저장고(300) 내부의 질소 농도가 순간적으로 낮아지게 된다. 따라서, 이러한 경우에는, 도어(400)가 열리는 것이 감지될 경우에는 제어부(294)에서 밸브(274)를 조작하여 제2토출구(272)를 통해 대유량 저농도의 질소를 식품저장고(300) 내부에 배출하고, 도어(400)가 닫힌 후에도 제2토출구(272)를 통해 질소를 배출시키다가, 도어(400)가 닫힌 후 일정시간이 지나면 제1토출구(271)를 통해 소유량 고농도의 질소를 식품저장고(300) 내부에 배출되도록 할 수 있다. 이로 인해 도어(400)의 열림에 의해 낮아진 질소 농도가 보상되어 식품저장고(300) 내부는 질소 농도가 균일하게 유지될 수 있다.
즉, 질소가 채워지는 공간의 환경적 요인이 변경되더라도 공간내부의 질소농도가 균일하게 유지되어 식품을 장기간 신선하게 보관할 수 있다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 식품저장고의 저장방법을 설명한다.
질소가 채워지는 식품저장고(300)의 저장방법은, 식품저장고(300)의 도어(400) 열림여부를 감지하는 감지단계와, 상기 도어(400)가 열리면 상기 식품저장고(300) 내부에 질소를 대유량 저농도로 토출시키는 토출단계를 포함하여 이루어진다.
사용자가 식품저장고(300)의 도어(400)를 여는지 여부를 센서 등을 통해 감지한다.
상기 센서는 질소발생기에 연결되어 제어부(294) 및 질소의 유량 또는 농도를 변환시켜 토출시키는 밸브(274)에 신호를 전달한다.
도어(400)가 열린 것이 감지되면, 밸브(274)는 제2토출구(272)의 유로를 열어서 대유량 저농도의 질소를 식품저장고(300) 내부로 토출시킨다.
도어(400)가 닫힌 것이 감지되면, 도어(400)가 닫힌 후 일정시간이 지났는지 여부를 판단하고, 일정시간이 지났으면 밸브(274)는 제2토출구(272)의 유로를 닫고, 제1토출구(271)의 유로를 열어 도어(400)가 열렸을 때보다 소유량 고농도의 질소를 식품저장고(300) 내부로 토출시킨다. 도어(400)가 닫힌 후 일정시간이 지나지 않았으면, 제2토출구(272)를 통해 지속적으로 대유량 저농도의 질소를 식품저장고(300) 내부로 토출시킨다.
이와 같이 질소가 채워지는 식품저장고(300)의 도어(400) 열림 여부에 따라 자동으로 질소의 유량 또는 농도를 변화시켜 식품저장고(300) 내부의 질소 농도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다. 따라서, 식품저장고(300) 내부의 식품이 신선하게 장기간 보관될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법은, 특히, 질소가 채워지는 공간의 환경적 요인이 변경되더라도 공간내부의 질소농도가 균일하게 유지되어 식품을 장기간 신선하게 보관할 수 있는 것을 목표로 하는 질소발생기 및 식품저장고의 저장방법에 적합하다.
도 1은 종래의 질소발생기를 도시한 배관회로도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 질소발생기 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 질소발생기 배면도.
도 4는 본 발명의 질소발생기 배관회로도.
도 5는 본 발명의 식품저장고 개략도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 케이스 110 : 손잡이
210 : 압력감지부 220 : 압력게이지
230 : 전원스위치 240 : 유량계
250 : 압력조절부 260 : 필터
271 : 제1토출구 272 : 제2토출구
273 : 유량조절부재 274 : 밸브
275 : 컴프레셔
280 : 브레카 291 : 전원연결부
292 : 외부I/O포트 293 : 타이머
294 : 제어부 296 : 멤브레인
297 : 에어탱크 298 : 체크밸브
299 : 솔레노이드밸브

Claims (4)

  1. 공기에서 질소를 추출하여 배출하는 질소발생부를 포함하여 이루어지되,
    상기 질소발생부에는 질소가 배출되는 제1토출구와 제2토출구를 포함하는 질소토출구가 구비되며, 상기 제1토출구와 상기 제2토출구를 개폐하는 밸브가 구비되며,
    상기 밸브와 상기 제1토출구 사이에는 유량조절부재가 설치되어,
    상기 제1토출구보다 상기 제2토출구를 통해 배출되는 질소의 농도를 낮게 하는 질소발생기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 질소발생부는,
    컴프레셔;
    상기 컴프레셔를 통과한 공기가 유입되는 멤브레인;
    상기 멤브레인으로부터 토출되는 질소의 압력을 감지하는 압력감지부;
    상기 압력감지부로부터 신호를 입력받아 상기 컴프레셔를 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 질소발생기.
  3. 삭제
  4. 유량조절부재에 의해 제1토출구보다 제2토출구를 통해 배출되는 질소의 농도를 낮게 하는 질소토출구를 구비한 질소발생기가 설치되는 식품저장고 내부에 저유량 고농도의 질소가 배출하는 단계;
    상기 식품저장고의 도어 열림여부를 감지하는 감지단계;
    상기 도어 열림이 감지되면 상기 식품저장고 내부에 질소를 대유량 저농도로 토출시키는 토출단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품저장고의 저장방법.
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