KR101508774B1 - 과냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과냉각 장치에 관한 것으로서, 특히 상전이 온도 이하에서 수납물의 과냉각 상태를 유지하면서, 과냉각 상태에서의 온도를 조절하는 과냉각 장치에 관한 것이다.

본 발명인 과냉각 장치는 액체 또는 액체를 포함하는 수납물을 수용하는 용기를 수납하는 수납공간과, 액체 또는 수납물 또는 수납공간을 영하 이하로 냉각시키는 냉각수단과, 액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체에 에너지를 인가하되, 인가되는 에너지량을 제어하여, 액체 또는 수납물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 액체 또는 수납물의 온도를 조절하는 온도 조절 수단을 구비하여, 액체 또는 수납물의 보관시에 그 생태 보관에 가장 큰 영향을 미치는 과냉각 온도를 제어할 수 있다.

Description

과냉각 장치{SUPERCOOLING APPARATUS}

본 발명은 과냉각 장치에 관한 것으로서, 특히 상전이 온도 이하에서 수납물의 과냉각 상태를 유지하면서, 과냉각 상태에서의 온도를 조절하는 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, 사소한 자극에 의해서도 그 불안정한 평형상태가 깨져서 보다 안정된 상태로 옮아가 기 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 금속선반(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 내 벽에 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.

또한, 종래 기술에 따른 장치의 경우, 수납물의 과냉각 상태에서의 온도를 조절하는 기술적 구성에 대한 기재가 전혀 없습니다.

본 발명은 수납물에 대한 과냉각 상태의 조성 및 유지를 안정적으로 수행할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수납물에 대한 냉각과 별도로, 수납물의 표면 또는 표면 상의 온도를 조절하여 수납물의 과냉각 상태를 유지할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 종래 기술보다 간단한 구성요소와, 낮은 전력소비를 통하여, 수납물의 과냉각 상태를 유지할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수납물의 과냉각 상태에서, 빙결핵의 생성을 보다 신뢰성 높게 방지하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수납물의 과냉각 상태에서의 온도를 조절하여, 수납물의 보관 온도를 직접적으로 제어할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일정한 냉각이 이루어지는 냉각 공간 내에서, 수납물의 보관 온도를 사용자의 설정에 따라, 또는 수납물에 따라 설정하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명인 과냉각 장치는 액체 또는 액체를 포함하는 수납물을 수용하는 용기를 수납하는 수납공간과, 액체 또는 수납물 또는 수납공간을 영하 이하로 냉각시키는 냉각수단과, 액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체에 에너지를 인가하되, 인가되는 에너지량을 제어하여, 액체 또는 수납물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 액체 또는 수납물의 온도를 조절하는 온도 조절 수단 및, 온도 조절 수단으로부터 인가되는 에너지의 전달 범위를 액체 또는 수납물의 표면보다 높은 위치나 표면에 대응한 위치로 한정하는 차단부재를 구비하여, 액체 또는 수납물의 보관시에 그 생태 보관에 가장 큰 영향을 미치는 과냉각 온도를 제어할 수 있다.

또한, 온도 조절 수단은 액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체의 온도를 액체 또는 수납물의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록 하여, 액체 또는 수납물을 상전이 온도 이하에서도 과냉각 상태로 유지하여, 과냉각 상태가 안정적으로 유지되도록 한다.

또한, 차단 부재는 인가되는 에너지가 수납 공간으로 직접적으로 전달되는 것을 방지하여, 에너지 및 냉각의 효율성이 유지되도록 한다.

또한, 온도 조절 수단은 인가되는 에너지량과 과냉각된 액체 또는 수납물의 온도가 비례하는 관계를 이용하여, 인가되는 에너지량을 제어하여, 과냉각 상태에서의 온도를 직접적으로 제어한다.

또한, 온도 조절 수단은 액체 또는 수납물의 온도를 감지하는 감지부를 구비하여, 감지된 액체 또는 수납물의 온도에 따라 인가되는 에너지량을 조절하여, 기설정된 액체 또는 수납물의 온도를 유지하는 에너지 조절부를 구비한다.

또한, 냉각 수단에 의한 냉각 온도가 가변설정된다.

또한, 과냉각 장치는 액체 또는 수납물의 온도를 사용자가 설정할 수 있는 온도 설정부를 구비한다.

또한, 온도 조절 수단은 설정된 액체 또는 수납물의 온도에 따른 에너지량을 설정하고, 설정된 에너지량에 대응하는 에너지를 인가한다.

또한, 온도 조절 수단은 액체 또는 수납물의 온도를 감지하는 감지부를 구비하여, 감지된 액체 또는 수납물의 온도에 따라 인가되는 에너지량을 조절하여, 사용자에 의해 설정된 액체 또는 수납물의 온도를 유지하는 에너지 조절부를 구비한다.

또한, 본 발명인 과냉각 장치는 액체 또는 액체를 포함하는 수납물을 수용하는 용기를 수납하는 수납공간과, 액체 또는 수납물 또는 수납공간을 영하 이하로 냉각시키는 냉각수단과, 액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체에 에너지를 인가하되, 인가되는 에너지량을 제어하여, 액체 또는 수납물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 액체 또는 수납물의 온도를 조절하는 온도 조절 수단으로 구성되고, 온도 조절 수단은 액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체에 열에너지를 인가하거나, 액체 또는 수납물의 표면에 초음파 에너지를 인가한다.

또한, 용기 내의 기체에 접하는 용기 부분은 단열 처리된다.

또한, 과냉각 장치는 액체 또는 수납물의 종류, 액체 또는 수납물의 부피, 액체 또는 수납물의 질량 중의 적어도 하나 이상을 확인하는 확인 수단을 구비하고, 온도 조절 수단은 확인 수단에 의해 확인된 결과에 따른 온도 조절을 수행한다.

본 발명은 수납물에 대한 과냉각 상태의 조성 및 유지를 안정적으로 수행하여, 수납물의 신선함 또는 품질을 장기간 안정적으로 유지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수납물에 대한 냉각과 별도로, 수납물의 표면 또는 표면 상의 온도를 조절하여 수납물의 과냉각 상태를 유지하여, 온도의 제어만으로 과냉각 상태를 조성 및 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래 기술보다 간단한 구성요소와, 낮은 전력소비를 통하여, 수납물의 과냉각 상태를 유지하여, 과냉각 장치의 생산성과, 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수납물의 과냉각 상태에서, 빙결핵의 생성을 보다 신뢰성 높게 방지하면서도, 수납물의 과냉각 상태에서의 온도를 조절하여, 수납물의 유지 상태를 직접적으로 제어하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수납물의 과냉각 상태에서의 온도를 조절하여, 수납물의 보관 온도를 직접적으로 제어하여, 수납물의 품질 유지의 직접적인 제어와, 장기간의 유지를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일정한 냉각이 이루어지는 냉각 공간 내에서, 수납물의 보관 온도를 사용자의 설정에 따라, 또는 수납물에 따라 설정하여, 냉장고의 보편적인 냉각 싸이클에 대한 변경없이, 에너지 인가에 의한 온도 조절만으로 과냉각 상태의 온도를 제어할 수 있는 효과가 있다.

이하에서, 본 발명은 본 발명의 실시예들 및 첨부도면에 기초하여 상세하게 설명된다.

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 ~-5℃ 정도에서 얼음 결정이 최대로 생성되는 물의 최대 빙결정 생성대의 온도(-1~ -5℃) 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, 적어도 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls) 상에 에너지를 인가하여, 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.

상술된 도 3 및 4의 경우, 액체(L)의 경우를 예시적으로 설명하였으나, 액체를 포함하는 수납물의 경우에도 수납물 내의 액체를 지속적으로 과냉각시킴으로써 수납물의 신선한 장기 보관이 가능하게 되므로, 위의 과정을 적용하여 수납물이 상전이 온도 이하에서 과냉각 상태로 유지될 수 있다.

또한, 본 발명에 적용되는 에너지는 열 에너지, 전기 또는 자기 에너지, 초음파 에너지, 광 에너지 등의 적용될 수 있다.

또한, 액체(L)의 표면(Ls) 상의 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls) 상에 인가하는 에너지의 양(즉, 크기 또는 세기)를 조절하여, 액체(L) 전체의 온도(액체(L)의 평균온도)를 제어할 수 있다. 액체(L)의 표면(Ls) 이하에서는 직접적인 에너지의 유입이 없이, 냉각공간(S)에 의한 냉각이 지속적으로 이루어지나, 액체(L)의 표면(Ls) 상의 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls) 상에 인가되는 에너지가 증가함에 따라, 액체(L) 내에는 대류 등의 열 전달이 이루어지게 된다. 따라서, 액체(L)의 표면(Ls) 상의 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls)가 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높거나, 상전이 온도 이상으로 유지되면서도, 액체(L)의 전체적인 온도를 인가되는 에너지에 따라 높이거나 낮출 수 있게 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~ -14℃로 유지되는 경우(I선 참조), 용기(C) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)의 온도를 물의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 약 4-6℃로 유지하면, 용기(C) 내의 물의 온도가 물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하인 약 -11℃를 유지하면서도, 액체 상태가 유지되는 과냉각 상태가 장시간 안정적으로 유지된다.

또한, 용기(C) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)의 온도를 상승시켜, 예를 들면 약 10℃로 유지하게 되면, 물의 온도는 약 -9℃ 정도로 조절될 수 있다. 물론, 이러한 실시예에서는 물의 양과, 기체(Lg)의 양에 따라 그 조절 정도가 달라질 수 있다. 즉, 과냉각 상태로 유지된 액체의 양이나, 기체(Lg)의 양을 확인하여, 인가되는 에너지량을 조절할 수 있다. 또한, 이러한 확인 없이, 물의 온도를 감지하여 기체(Lg)의 온도를 조절하기 위해 인가되는 에너지량을 증감시키거나, 기체(Lg)의 온도를 감지하여, 인가되는 에너지량을 증감시킬 수도 있다. 물론, 냉각공간(S)의 냉각 온도만을 조절함으로써도, 물 등의 수납물의 과냉각 상태에서의 온도를 조절할 수도 있다. 또한, 냉각공간(S)의 냉각 온도와, 인가되는 에너지량을 병행하여 조절하여, 물 등의 수납물의 과냉각 상태에서의 온도를 조절할 수도 있다.

하기에서는, 도 4와 같이, 빙결핵의 생성을 방지하고, 액체(L) 등의 수납물의 과냉각 상태에서의 온도를 조절하는 본 발명에 따른 과냉각 장치가 실시예를 통 하여 설명된다.

도 6은 본 발명에 따른 과냉각 장치의 구성도이다. 과냉각 장치(100)는 수납공간 또는 용기에 수용되는 액체의 상태(예를 들면, 온도, 과냉각 상태의 해제 등)을 감지하는 감지부(20)와, 과냉각 장치(100)의 동작 상태 등을 표시하는 표시부(22)와, 사용자로부터 냉각의 정도(수납물의 과냉각 온도의 설정, 냉각 온도의 설정), 액체의 정보 등을 입력받는 입력부(24)와, 수납공간 또는 액체의 상태, 냉각의 정도, 액체의 정보 등을 저장하는 저장부(26)와, 수납공간을 냉각하는 냉동 싸이클(28)과, 액체의 표면 또는 표면 상의 기체의 온도를 조절하는 온도 유지부(40)와, 액체 또는 수납물의 결빙 시에, 용기 내의 액체 또는 수납물을 해동시키는 해동부(50)와, 과냉장 장치(100)의 냉동 또는 냉장 제어를 수행하거나, 과냉각 현상을 이용한 액체가 과냉각 상태로 유지되도록 하면서도, 액체의 과냉각 상태에서의 온도를 조절하는 마이컴(30)으로 이루어진다. 다만, 상술된 소자들에 전원을 공급하는 전원부(미도시)가 당연히 구비되나, 이러한 전원 공급은 본 발명이 속하는 기술분야에 익숙한 사람에게는 명백하게 인지되는 기술이므로, 그 설명이 생략된다.

자세하게는, 감지부(20)는 수납공간의 상태, 수납공간에 수납된 액체의 상태, 액체의 표면 또는 표면 상의 기체의 온도, 액체의 온도 등을 감지하거나 저장하여, 마이컴(30)에 알려준다. 감지부(20)는 예를 들면, 수납공간의 상태인 수납공간의 용적에 관한 정보를 저장하거나, 수납공간 또는 액체의 온도 또는 액체의 표 면 또는 표면 상의 기체의 온도, 액체의 온도를 감지하는 온도계이거나, 수납공간 내에 액체 등이 수납되었는지나, 액체의 과냉각이 해제되었음을 확인하거나 액체 등의 종류, 부피, 질량의 확인을 하는 경도계, 중량계 또는 광센서(또는 레이저 센서) 또는 압력센서일 수 있다.

특히, 액체의 온도를 감지하는 경우, 용기 내의 액체의 하부와 중앙부 및 상부(표면을 포함) 각각의 온도가 상이할 수 있다. 용기의 외부에서는 냉각이 이루어지고, 액체의 표면 또는 표면 상의 기체에는 에너지의 인가가 이루어지므로, 액체는 대류 등의 열 전달에 의해 온도가 균일하게 되려하나, 어느 정도의 온도 차이가 예상된다. 따라서, 액체의 온도는 중앙부를 측정하거나, 복수의 영역을 감지하여 전체적인 액체의 온도를 예측하는 것이 바람직하다.

표시부(22)는 기본적으로 냉동 및 냉장 온도 표시, 디스펜서의 서비스 형태의 표시를 수행할 수 있으며, 현재 과냉각 모드가 수행 중임을 표시하거나, 액체의 과냉각이 해제된 상태(즉, 액체의 결빙이 진행되는 상태) 등을 표시할 수도 있다. 또한, 표시부(22)는 현재 과냉각 상태로 보관 중인 액체 등의 수납물의 온도를 표시할 수도 있다.

입력부(24)는 일반적인 냉동 및 냉장 제어를 위한 온도 설정, 디스펜서의 서비스 형태(조각얼음, 물 등)의 선택 외에도, 사용자가 수납공간 또는 수납물에 대하여 과냉각 모드의 수행 선택, 과냉각 상태에서의 액체 등의 과냉각 온도의 설정을 입력할 수 있도록 된 수단이다. 또한, 사용자는 입력부(24)를 통하여 액체의 종류, 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도, 액체의 상전이 온도, 액체의 질량, 액체의 부피 등의 액체 정보를 입력할 수도 있다. 이러한 입력부(24)는 바코드 판독기 또는 RFID 판독기일 수도 있어, 이러한 판독에 의한 액체 정보를 마이컴(30)으로 제공할 수도 있다. 또한, 입력부(24)는 온도 유지부(40)에 연결되어(또는 마이컴(30)을 통하여 연결되어), 사용자로부터 온도 유지부(40)의 동작 입력을 획득하여, 온도 유지부(40)가 동작하도록 할 수도 있다.

또한, 입력부(24)는 사용자로부터의 액체 등의 수납물의 과냉각 상태에서의 온도(과냉각 온도)를 입력받을 수 있다. 예를 들면, 온도 수치인 -8℃, -10℃같이 입력받거나, 정도인 강, 중, 약과 같이 입력받을 수도 있다.

저장부(26)는 감지부(20) 또는 입력부(24)로부터 감지된 수납공간 또는 액체의 상태(온도), 액체의 표면 또는 표면 상의 기체의 온도, 냉각의 정도(과냉각 온도, 냉동 싸이클(28)에 의한 냉각 온도 등), 액체의 정보 등을 저장한다. 또한, 저장부(26)는 액체의 종류에 따른 최대 빙결정 생성대의 온도에 대한 정보를 저장할 수도 있다. 또한, 저장부(26)는 액체 등의 수납물 정보에 따른 최적의 과냉각 온도를 저장하여, 과냉각 시에 마이컴(30)이 이를 판독하여 그에 따른 과냉각 온도 제어를 수행할 수 있게 한다.

다음으로, 냉동 싸이클(28)은 수납물을 냉각시키는 방법에 따라 간냉식과 직냉식으로 구분될 수 있으며, 과냉각 장치(100)에는 어떠한 냉각 방식도 적용가능하다.

온도 유지부(40)는 액체의 표면 또는 표면 부근의 기체의 온도, 표면 상의 기체의 온도가 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록 하거나, 더욱 바람직 하게는 액체의 상전이 온도 이상으로 유지하여, 용기 내의 기체 내에 및/또는 용기의 내측벽과 액체의 표면이 접하는 부분에 빙결정이 생성되지 않도록 에너지를 가하는 수단이다. 온도 유지부(40)는 이러한 에너지로 예를 들면, 열 에너지, 초음파 에너지, 광 에너지 등을 사용할 수 있다. 또한, 온도 유지부(40)는 에너지의 인가 및 차단를 수행할 수 있어서, 마이컴(30) 등의 제어에 의해 인가되는 에너지량이 조절될 수 있다.

또는, 온도 유지부(40)는 상술된 에너지를 가하지 않고, 냉동 싸이클(28)에 의한 냉각 동작이 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높거나 액체의 상전이 온도보다 높은 일정한 온도로 유지되도록 하는 항온물질이 사용될 수도 있다. 이러한 항온물질로, 예를 들면, 충진제 또는 부동액 등이 사용될 수도 있다.

또한, 해동부(50)는 마이컴(30)의 제어에 의해, 액체 등이 결빙된 때, 액체 또는 수납물에 열 에너지를 가하여 해동되도록 하는 수단이다. 이 해동부(50)는 발열 히터 또는 코일 형태로 이루어져서, 신속하게 열을 발산한다.

마이컴(30)은 기본적인 냉장 및 냉동 제어를 수행하며, 본 발명에 따른 과냉각 동작을 수행한다.

마이컴(30)은 수납공간에 대한 냉각을 냉동 싸이클(28)을 제어하여 수행하되, 일반적인 냉동의 경우는 예를 들면, -18~ -22℃의 냉각 온도로 유지되거나, 또는 과냉각의 경우에는 일반적인 냉각 온도와 동일하거나, 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하의 냉각 온도가 유지되도록 한다. 마이컴(30)은 입력부(24)를 통한 사용자의 냉각온도 설정 또는 액체의 정보에 따른 냉각 온도 설정을 수행하여, 수 납공간 내의 냉각 온도를 가변설정할 수 있다.

또한, 마이컴(30)은 액체의 정보 등을 감지부(20) 또는 입력부(24)로부터 획득하여, 이 획득된 정보에 대응하는 냉각 온도, 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도를 확인하고, 그에 따른 냉각이 이루어지도록 한다. 예를 들면, 액체의 종류가 확인된 경우, 그에 대응하는 최대 빙결정 생성대의 온도를 획득하거나, 저장부(26)에 기저장된 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도를 판독할 수도 있다.

수납공간 내에 수납되는 용기 내의 액체가 냉각됨에 따라, 냉동 싸이클(28)에 의한 수납 공간의 온도가 감지부(20)에 의해 감지되며, 마이컴(30)은 감지부(20)로부터의 온도가 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도에 도달하기 이전에, 온도 유지부(40)가 동작하여, 액체의 표면 또는 표면 상의 기체의 온도를 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록 하는 온도 유지 동작을 개시하게 한다. 이것은, 수납 공간의 온도가 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하로 되면, 용기 내의 액체의 표면과, 표면 상의 기체에서 빙결핵 생성 가능성이 급격하게 높아지므로, 그 이전에 온도 유지부(40)를 동작시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 액체의 상전이 온도 이상에서 온도 유지부(40)가 동작되는 것이 빙결핵 생성 가능성을 현저하게 감소시킬 수 있을 것이다.

수납공간의 냉각 온도가 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하로 유지되고, 액체의 표면 또는 표면 상의 기체의 온도가 액체의 최대 빙결정 생성대의 온도 보다 높게 유지되도록 하여, 마이컴(30)은 액체가 안정적인 과냉각 상태로 유지되도록 한다.

마이컴(30)은 온도 유지부(40)를 제어하여, 액체 등의 수납물의 과냉각 상태를 유지하면서도, 냉동 싸이클(28)의 냉각 정도를 제어하여, 과냉각 상태인 액체 등의 수납물의 온도를 증감시킬 수도 있다. 예를 들면, 냉각 온도가 -18도일 때에 인가되는 에너지량에 대하여, 단위 시간당 인가되는 에너지량을 이전과 동일하게 유지하면서, 냉각 온도를 -22도로 낮추게 되면, 액체 등의 수납물의 과냉각 온도도 감소되며, 그 반대의 경우에는 수납물의 과냉각 온도가 상승하게 된다.

또한, 마이컴(30)은 일정한 냉각 온도가 유지되는 상황하에서는, 액체 등에 인가되는 에너지량을 증감시킴으로써, 상술된 바와 같이, 액체 등의 수납물의 과냉각 온도를 하강시키거나 상승시킬 수 있다.

상술된 바와 같이, 마이컴(30)은 냉동 싸이클(28)을 제어하여 수납물의 과냉각 온도를 조절하거나, 온도 유지부(40)를 제어하여, 수납물의 과냉각 온도를 조절하거나, 냉동 싸이클(28)과 온도 유지부(40)를 동시에 또는 병행하여 제어하여 수납물의 과냉각 온도를 조절할 수 있게 된다.

이러한 온도 조절 과정에 의해 설정되는 수납물의 과냉각 온도의 설정에 대한 과정을 살펴본다.

먼저, 마이컴(30)은 입력부(24)로부터 입력된 사용자가 설정하는 수납물의 과냉각 온도에 따라, 온도 유지부(40) 또는 냉동 싸이클(28)를 제어할 수 있다.

또한, 마이컴(30)은 감지부(20) 또는 입력부(24) 또는 저장부(26)를 통하여 입력된 수납물의 정보(종류, 질량, 부피 등)에 따라, 수납물에 최적인 과냉각 온도를 유지하기 위해, 온도 유지부(40) 또는 냉동 싸이클(28)를 제어할 수 있다. 사용 자의 경우, 과냉각 상태로 보관되는 수납물의 특성을 알기 어려우므로, 자동적으로 이에 대한 감지 등을 통하여 최적 온도로 수납물을 보관할 수 있다.

또한, 이러한 액체의 과냉각 상태의 유지 중에, 액체에 대한 외부 충격 등으로 인하여, 액체의 과냉각 상태가 해제되어 결빙(슬러시) 과정이 용기 내에서 진행될 수 있다. 이러한 액체의 결빙이 야기된 경우, 마이컴(30)은 온도 유지부(40)의 동작을 보다 활성화시킴으로써, 액체의 표면 또는 표면 상의 기체의 온도를 액체의 상전이 온도 이상으로 유지시킴으로써, 결빙된 액체가 해동될 수 있도록 한다. 액체의 결빙은, 예를 들면, 감지부(20)에 의해, 감지되는 온도의 변화(예를 들면, 물의 경우, -5℃가 유지되다가 0℃로 급격하게 온도 변화가 일어나는 경우)에 의해 판단될 수 있다.

도 7 내지 도 10은 온도 유지부의 실시예들이다. 이 실시예들에서, 냉각 공간(S)의 온도를 감지하는 제1감지부(20a)와, 액체(L)의 온도를 감지하기 위해 용기(C) 외면에 부착된 제2감지부(20b)와, 액체(L) 표면 상의 기체의 온도를 감지하기 위해 용기(C)의 내면에 부착된 제3감지부(20c)가 구비된다. 특히, 제2감지부(20b)는 액체의 중앙부에 대응하는 용기(C) 외면에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 제1감지부(20a)의 경우, 표면(Ls) 상의 기체(Lg)의 온도가 액체(L)에 미치는 영향을 직접적으로 판단하기 위해, 액체(L)의 표면 부근에 부착될 수도 있다.

도 7 내지 도10의 온도 유지부(40)는 액체의 표면 또는 표면 상의 기체 또는 용기(C)의 온도를 강제적으로 상승시키는 열원 발생부의 형태로 이루어진다.

먼저, 도 7의 온도 유지부(40)는 인가되는 전원에 의해 발열하는 히터(41)와, 히터(41)에 의한 열이 냉각공간(S)에 직접적으로 전달되지 않도록 하여, 냉각 공간(S)의 냉각 동작에 미치는 영향을 최소화하는 차단부(42)로 이루어진다.

히터(41)는 도시된 바와 같이, 차단부(42)의 내측면에 장착되어, 발열 동작을 수행할 수 있는 발열 코일일 수도 있고, 용기(C) 또는 뚜겅(Ck)에 적어도 일부분이 접한 상태에서 발열 동작을 수행할 수도 있다.

차단부(42)는 히터(41)를 고정하는 기능과, 히터(41)에 의한 열이 액체(L)의 표면(Ls) 또는 표면(Ls) 상의 기체(Lg) 또는 용기(C)에만 전달되도록 하되, 용기(C) 또는 뚜껑(Ck)에 부착되는 구조로 이루어진다. 특히, 차단부(42)는 열의 전달 범위를 한정하기 위해, 히터(41)를 감싸되, 액체(L)의 표면(Ls)보다 높은 위치 또는 표면(Ls)에 대등한 위치(예를 들면, 표면(Ls) 부근)까지만 형성 또는 부착된다. 이에 따라, 액체(L)의 중심 또는 하부에는 히터(41)에 의한 열이 직접적으로 미치지 않도록 한다.

또한, 차단부(42)와 함께, 용기(C)의 뚜껑(Ck)은 기체(Lg) 내로 또는 액체(L)의 표면(Ls)으로 인가된 열 에너지가 냉각 공간(S) 내의 냉기에 의해 소진되는 것을 방지하며, 기체(Lg)와, 액체(L)의 표면(Ls)이 일정한 온도를 유지하도록 하는 기능도 수행한다.

마이컴(30)은 제1 내지 제3감지부(20a 내지 20c)로부터의 온도에 따라, 상술된 바와 같이, 냉동 싸이클(28)에 의한 냉각과, 히터(41)인 온도 유지부(40)의 동작 시작 및 동작 조절(히터(41)의 온/오프 등)을 통하여, 액체(L)의 표면(Ls) 또는 표면(Ls) 상의 기체(Lg)의 온도를 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높거나 상전이 온도보다 높도록 되며, 액체(L)는 냉각이 지속적으로 이루어지도록 하여, 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서도 과냉각 상태를 유지하게 된다.

또한, 마이컴(30)은 액체(L)의 온도 조절을 위해, 제2감지부(20b)에 의해 감지된 온도에 따라 온도 유지부(40) 또는 냉동 싸이클(28)를 조절할 수도 있고, 제3감지부(20c)에 의해 감지된 온도에 따라 온도 유지부(40) 또는 냉동 싸이클(28)을 조절할 수도 있다.

또한, 냉각공간(S)의 일측에, 바람직하게는 용기가 놓여지는 영역 부근에, 해동부(50)가 장착되어, 마이컴(30)이 액체 또는 수납물의 결빙 시에, 신속하게 발열이 이루어지도록 한다.

도 8의 온도 유지부(40)는 용기(C)의 외측 저면에 형성된 초음파 진동자(43)로 이루어진다. 초음파 진동자(43)는 인가되는 전원에 의해 초음파를 생성하여, 용기(C)와, 액체(L) 및 기체(Lg)에 전달하되, 매질이 상이한 부분인 용기(C)의 내측 하면과, 액체(L)의 표면(Ls)에서 발열 동작이 이루어지도록 한다. 특히, 용기(C)의 내측 하면에서의 발열의 영향은 적으며, 액체(L)의 표면(Ls)에서의 발열량이 현저하게 크며, 이러한 발열에 의해 액체(L)의 표면(Ls) 및 표면(Ls) 상의 기체(Lg)의 온도가 상승하게 된다.

또한, 초음파 진동자(43)는 용기(C) 내저면에 부착되어, 액체(L)의 표면(Ls)에서만 발열 동작이 수행되도록 할 수도 있다.

이에 마이컴(30)은 과냉각 동작을 수행함에 있어, 제3감지부(20c)에 의하여 감지된 온도를 기준으로 하여, 이 감지된 온도가 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높거나, 액체(L)의 상전이 온도 이상으로 유지되도록, 초음파 진동자(43)의 온/오프 등을 제어한다.

또한, 마이컴(30)은 초음파 진동자(43) 또는 냉동 싸이클(28)을 제어하여, 상술된 바와 같은 수납물의 과냉각 온도를 증감시킬 수 있다.

도 9의 온도 유지부(40)는 인가되는 전원에 따라 전자기력을 생성하는 위킹 코일(44a)과, 용기(C)의 상측 또는 액체(L)의 표면(Ls) 상의 용기(C) 외측에 위치되어 워킹 코일(44a)로부터의 전자기력에 의해 발열하는 금속부(44b)로 이루어진다. 즉, 워킹 코일(44a)과 금속부(44b)는 인덕션 효과를 이용한 발열 장치이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 워킹 코일(44a)은 냉각 공간(S)의 상측면에 고정 장착되고, 워킹 코일(44a)과 일정 간격 이격되어 금속부(44b)가 용기(C)의 뚜껑(Ck)과, 용기(C)의 일부 측면을 덮도록 부착된다.

이 금속부(44b)의 덮는 영역은 도 7에서의 차단부(42)에 대응하여, 액체(L)의 표면(Ls)보다 높거나 그에 대응하는 높이까지만 형성되도록 한다.

또한, 이러한 워킹 코일(44a)과 금속부(44b) 간의 전자기력에 의한 발열 및 냉동 싸이클(28)의 제어를 통하여, 수납물의 과냉각 상태의 유지 및 과냉각 온도를 또한 마이컴(30)이 조절할 수 있다.

도 10의 온도 유지부(40)는 액체(L)의 표면에 대응하는 위치에 부착된 금속전극(44c, 44d)과, 금속전극(44c, 44d)에 고전압 펄스 또는 고전압을 인가하는 전압부(미도시)로 이루어진다. 다만, 용기(C)는 전류가 흐르지 않는 부도체 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

전압부가 전압 또는 펄스 전압을 금속전극(44c, 44d)에 인가하면, 전압 또는 펄스 전압은 액체(L)의 표면(Ls) 또는 표면(Ls) 부근을 통하여 흐르게 된다. 즉, 거의 대부분의 전압이 액체(L)의 표면(Ls) 또는 표면(Ls) 부근을 통하여 흐르게 되며, 이러한 통전으로 인하여, 액체(L)의 표면(Ls) 또는 표면(Ls) 부근의 온도가 강제적으로 상승하게 되나, 액체(L)의 표면(Ls) 이하의 부분은 지속적으로 냉각이 이루어지고, 대류 현상에 의한 온도 균일화로 인하여, 액체(L)는 상전이 온도이하 또는 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 유지되고, 도 4와 같이, 원하는 영역(액체(L)의 표면(Ls) 또는 표면(Ls) 상의 영역)에서만 온도 상승 효과를 가져오게 된다. 이에 따라, 수납물의 과냉각 상태의 유지 및 과냉각 온도를 증감시킬 수 있다.

이러한 통전 효과를 위해, 금속전극(44c, 44d)은 액체(L)의 표면(Ls) 또는 표면(Ls) 부근에 위치되어야 하며, 액체(L)의 수위가 변경될 수 있으므로, 이 금속전극(44c, 44d)은 상하로 부착위치가 변경될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 온도 유지부(40)는 상술된 에너지 이외에도, 용기(C)의 상측 또는 뚜껑(Ck) 내측에 적외선 발산장치를 구비하여, 적외선 발산장치가 적외선을 발산하여, 액체(C)의 표면(Ls) 또는 표면(Ls) 상의 기체(Lg)의 온도를 강제적으로 상승시킬 수도 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 용기의 실시예이다.

도 11에 도시된 용기(C1)은 도 3 내지 도 10에서 도시된 용기(C)에 비하여, 액체(L)의 표면(Ls1)이 상대적으로 작게 형성되거나, 표면(Ls1) 상의 기체(Lg1)의 부피가 작게 형성되도록, 액체(L)의 투입구가 작게 형성된다. 이러한 작게 형성된 액체(L)의 표면(Ls1)에서는 상대적으로 증발되는 수증기의 양도 감소되며, 표면(Ls1)과 용기(C1)가 접하게 되는 면적도 현저하게 감소되므로, 상술된 도 4의 과냉각 장치에서의 과냉각 유지에 유리하게 된다.

또한, 용기(C1)의 경우, 적어도 액체(L)의 표면(Ls1) 및 표면(Ls1) 상의 기체(Lg1)에 대응하는 영역이 단열처리됨으로써, 냉각공간(S)의 냉각에 의한 냉기가 온도 유지부(40)의 온도 제어 기능에 직접적으로 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 온도 유지부(40)에 의한 에너지가 기체(Lg1) 및 액체(L)에만 영향을 미치도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 도 11의 용기(C1)의 경우, 온도유지부(40)가 인가해야 하는 에너지의 양이나, 온도유지부(40) 자체의 크기도 감소될 수 있게 된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 선(A-A')을 기준으로 하는 용기(C1)의 단면은 곡선 형태이거나 라운딩 처리됨으로써, 액체(L)의 표면(Ls1)이 용기(C1)와 접하는 부분에서의 온도가 균일하게 분포되는 것이 바람직하다.

그러나 이하의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면이다.

도 2는 고전압 발생장치(3)의 회로 구성을 나타낸 회로도이다.

도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면이다.

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

도 5는 도 4에 따른 물의 과냉각 상태 그래프이다.

도 6은 본 발명에 따른 과냉각 장치의 구성도이다.

도 7 내지 도 10은 온도 유지부의 실시예들이다.

도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 용기의 실시예이다.

Claims (12)

1. 액체 또는 액체를 포함하는 수납물을 수용하는 용기를 수납하는 수납공간과;

   액체 또는 수납물 또는 수납공간을 영하 이하로 냉각시키는 냉각수단과;

   액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체에 에너지를 인가하되, 인가되는 에너지량을 제어하여, 액체 또는 수납물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 액체 또는 수납물의 온도를 조절하는 온도 조절 수단 및;

   온도 조절 수단으로부터 인가되는 에너지의 전달 범위를 액체 또는 수납물의 표면보다 높은 위치나 표면에 대응한 위치로 한정하는 차단부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
2. 제1항에 있어서,

   온도 조절 수단은 액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체의 온도를 액체 또는 수납물의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록 하여, 액체 또는 수납물을 상전이 온도 이하에서도 과냉각 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   차단 부재는 인가되는 에너지가 수납 공간으로 직접적으로 전달되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
4. 제1항에 있어서,

   온도 조절 수단은 인가되는 에너지량과 과냉각된 액체 또는 수납물의 온도가 비례하는 관계를 이용하여, 인가되는 에너지량을 제어하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
5. 제4항에 있어서,

   온도 조절 수단은 액체 또는 수납물의 온도를 감지하는 감지부를 구비하여, 감지된 액체 또는 수납물의 온도에 따라 인가되는 에너지량을 조절하여, 기설정된 액체 또는 수납물의 온도를 유지하는 에너지 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,

   냉각 수단에 의한 냉각 온도가 가변설정되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
7. 제4항에 있어서,

   과냉각 장치는 액체 또는 수납물의 온도를 사용자가 설정할 수 있는 온도 설정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
8. 제7항에 있어서,

   온도 조절 수단은 설정된 액체 또는 수납물의 온도에 따른 에너지량을 설정하고, 설정된 에너지량에 대응하는 에너지를 인가하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
9. 제7항에 있어서,

   온도 조절 수단은 액체 또는 수납물의 온도를 감지하는 감지부를 구비하여, 감지된 액체 또는 수납물의 온도에 따라 인가되는 에너지량을 조절하여, 사용자에 의해 설정된 액체 또는 수납물의 온도를 유지하는 에너지 조절부를 구비하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
10. 액체 또는 액체를 포함하는 수납물을 수용하는 용기를 수납하는 수납공간과;

    액체 또는 수납물 또는 수납공간을 영하 이하로 냉각시키는 냉각수단과;

    액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체에 에너지를 인가하되, 인가되는 에너지량을 제어하여, 액체 또는 수납물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 액체 또는 수납물의 온도를 조절하는 온도 조절 수단으로 구성되고,

    온도 조절 수단은 액체 또는 수납물의 표면 또는 표면 상의 기체에 열에너지를 인가하거나, 액체 또는 수납물의 표면에 초음파 에너지를 인가하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
11. 제1항 또는 제10항에 있어서,

    용기 내의 기체에 접하는 용기 부분은 단열 처리된 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
12. 제1항 또는 제4항 또는 제5항 또는 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,

    과냉각 장치는 액체 또는 수납물의 종류, 액체 또는 수납물의 부피, 액체 또는 수납물의 질량 중의 적어도 하나 이상을 확인하는 확인 수단을 구비하고, 온도 조절 수단은 확인 수단에 의해 확인된 결과에 따른 온도 조절을 수행하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.

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