KR102159133B1 - 과냉각 냉동고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과냉각 냉동고에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고는, 전방으로 개방되며 도어에 의해 개폐 가능한 캐비닛과; 상기 캐비닛의 내부공간을 저장실과 냉기 발생실로 구획하며, 상기 저장실 내의 공기를 상기 냉기 발생실로 유도하는 유입 구멍과, 상기 냉기 발생실 내의 냉기를 상기 저장실로 내보내는 다수의 냉기 공급 구멍을 갖는 격판과; 상기 냉기 발생실 내에서 상기 격판에 결합되어, 상기 냉기 공급 구멍을 통해 상기 저장실로 개방된 챔버 공간을 제공하는 디퓨징 챔버와; 상기 디퓨징 챔버에 장착되며 상기 디퓨징 챔버 외부로부터 상기 챔버 공간 내부로 냉기를 흡기하는 팬과; 상기 냉기 발생실 내에 위치하며 상기 냉기 발생실로 유입된 공기를 냉각시키는 증발기와; 상기 저장실 및 상기 냉기 발생실의 외부에 설치되는 압축기와; 상기 냉기 발생실에서 발생하는 응축수를 받는 물받이부를 포함한다.

Description

과냉각 냉동고{SUPERCOOLING FREEZER}

본 발명은 과냉각 냉동고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉동고 내부로 분출되는 냉기의 편중이 없도록 하여 냉동고 내부의 온도 분포를 고르게 함으로써 과냉각 구현율을 높게 유지할 수 있고, 배수 튜브의 배출구가 밀폐된 상태로 유지되어 냉동고 내부가 완벽히 밀폐됨으로써 온도 안정성이 양호한 과냉각 냉동고에 관한 것이다.

과냉각(supercooling)은, 물질을 냉각시키는 과정에서 물질의 온도가 상변화 온도 이하까지 내려갔음에도 불구하고 상변화가 일어나지 않는 현상을 의미한다.

물질에는 각 온도에서의 안정상태가 존재하며, 온도를 서서히 변화시키면 물질의 구성 원자가 각각의 온도에서 안정 상태를 유지하면서 온도의 변화를 따라간다. 그런데, 물질 내부에 결정을 촉발하기 위한 원인물질이 충분히 존재하지 않는 경우에는, 물질의 온도를 상변화 온도 이하까지 낮추더라도 상변화가 일어나지 않게 된다. 또한 물질의 온도가 급속하게 변하는 경우에도, 구성 원자가 각 온도에 따른 안정 상태로 변화할 만한 여유가 없기 때문에, 출발점 온도에서의 안정 상태를 그대로 유지하거나, 또는 일부분이 종점 온도에서의 상태로 변화하다가 마는 현상이 일어난다.

말하자면, 고체 상태의 물질이, 어떤 온도 T를 경계로 하여 온도 T1(T1≥T)에서는 다른 결정형의 고체가 되거나 또는 녹아서 액체로 되는 변화가 일어나는 경우, 그 물질을 온도 T1에서 어느 정도의 온도 이하로 급냉 시키면 그 변화가 일어나지 못하고, 응고점 이하인데도 여전히 액체인 채로 있거나, 온도 T 이하인데도 온도 T1에서 가진 안정한 결정형인 상태를 유지하는 현상이 일어난다. 이것을 지나치게 빨리 냉각했다는 뜻에서 과냉각이라 한다.

물체의 과냉각 상태는, 일종의 준안정 상태로서, 사소한 자극에 의해서도 준안정한 상태가 깨져서 보다 안정된 상태로 변화한다. 가령, 과냉각 상태의 액체에 그 물질의 작은 조각을 투입하거나, 액체를 갑자기 흔드는 등 충격을 가하면, 과냉각된 액체가 응고하기 시작하여 안정된 평형상태로 변화하게 된다.

근래, 냉동기술의 발전에 따라, 이러한 과냉각 현상을 활용하여, 어류, 육류, 과일, 야채 및 기타 가공 식품을 보관하는 기술이 개발되고 있으며, 또한, 더 나아가, 물이나 음료수 등을 과냉각 상태로 보관한 다음, 음료를 컵에 따르거나 음료에 충격을 가하여 슬러쉬 형태로 변화시키는 음료 판매점도 있다.

상기한 과냉각 현상을 이용한 종래 기술로서, 특허문헌 1을 통해 냉각고가 개시된 바 있다. 상기 종래의 냉각고는, 음료 용기를 수용하는 냉각실, 냉각실 내의 공기를 냉각시키는 열교환기, 열교환기를 내장하는 냉각 덕트, 냉각 덕트에 설치되는 흡입구 및 냉기 분출구, 냉각실 내의 공기를 순환시키기 위한 냉기 공급 덕트, 냉기 공급 덕트의 일단 측에 설치되는 도입구, 냉기 공급 덕트 내의 공기를 냉각실로 유도하는 통기공, 냉기 공급 덕트의 도입구에 장착되는 팬을 개시하고 있다.

또한, 다른 종래 기술로서 특허문헌 2는, 저장실을 구비한 본체와, 본체의 개방된 전면을 개폐하는 도어와, 저장실 내에 다단으로 배치되는 복수개의 선반과, 저장실 내부 공기를 냉각시키기 위한 냉각부와, 냉각부에 의해 냉각된 공기를 저장실 내부로 순환시키기 위한 냉기 공급부와, 냉기 공급부로부터 공급되는 냉기의 온도를 저장물의 과냉각 온도 범위로 제어하기 위한 냉기 제어부를 포함하고, 상기 냉기 제어부를 통해, 저장실의 저장 내부 온도를 검출한 후, 기 설정된 온도 범위와 비교하여 냉기를 제어하는 과냉각 냉동고 및 과냉각 냉동고의 제어 방법을 개시하고 있다.

그런데, 상기한 종래의 냉각고 또는 냉동고는, 열교환기 또는 증발기를 거친 냉기가 직접 냉각실 또는 저장실 내부로 분사되는 구조이므로, 냉각실 또는 저장실 내부의 온도 분포가 고르지 않고 냉기가 편중되며, 이로 인해 내부의 피(被)수용체들의 온도가 다르게 되어 결빙 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한, 직선으로 뻗는 냉기의 스트림 라인과 그 주변의 온도는 낮은 반면 스트림라인에서 떨어진 지점은 온도가 상대적으로 높고, 이러한 온도 불균일도 과냉각 구현율을 크게 낮추는 원인이 된다.

또한, 종래의 냉각고 또는 냉동고의 구조에서는, 응축수의 배수 튜브와 물받이부의 바닥면 사이에 틈새가 존재하는데, 이러한 틈새를 통해 냉기가 유출되거나 기계실의 온기가 유입됨으로써, 냉각고 또는 냉동고 내부에 있어서 온도 안정성과 에너지 효율성이 저하되고, 과냉각 구현율도 떨어지는 문제점이 존재한다.

국내 등록특허공보 제10-1205822호 국내 등록특허공보 제10-1783031호

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 냉동고의 저장실로 분출되는 냉기의 편중이 없도록 하여, 냉동고 내부의 온도 분포를 균일하게 함으로써, 과냉각 구현율을 높게 유지할 수 있고, 또한 냉동고 내부가 완벽히 밀폐되어 온도 안정성도 양호한 과냉각 냉동고를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결 수단으로서의 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고는, 전방으로 개방되며 도어에 의해 개폐 가능한 캐비닛과;상기 캐비닛의 내부공간을 저장실과 냉기 발생실로 구획하며, 상기 저장실 내의 공기를 상기 냉기 발생실로 유도하는 유입 구멍과, 상기 냉기 발생실 내의 냉기를 상기 저장실로 내보내는 다수의 냉기 공급 구멍을 갖는 격판과; 상기 냉기 발생실 내에서 상기 격판에 결합되어, 상기 냉기 공급 구멍을 통해 상기 저장실로 개방된 챔버 공간을 제공하는 디퓨징 챔버와; 상기 디퓨징 챔버에 장착되며 상기 디퓨징 챔버 외부로부터 상기 챔버 공간 내부로 냉기를 흡기하는 팬과; 상기 냉기 발생실 내에 위치하며 상기 냉기 발생실로 유입된 공기를 냉각시키는 증발기와; 상기 저장실 및 상기 냉기 발생실의 외부에 설치되는 압축기와; 상기 냉기 발생실에서 발생하는 응축수를 받는 물받이부를 포함한다.

또한, 상기 팬은 사이클로 타입의 팬일 수 있다.

또한, 상기 디퓨징챔버의 내부에는, 상기 격판의 상기 팬에 대향하는 면에 상기 팬을 통해 상기 챔버 공간 내부로 유입하는 공기를 확산시키는 유선형 확산 유도가 형성될 수 있다.

또한, 상기 냉기발생실의 내부에는, 상기 냉기 발생실을 상하로 나누어 상부 냉기 발생실과 하부 냉기 발생실로 구획하고, 제어부에 의해 개폐되는 밸브를 구비한 상하 차단부가 더 설치되고, 상기 디퓨징 챔버는, 상기 상부 냉기 발생실과 상기 하부 냉기 발생실에 각각 배치될 수 있다.

아울러, 상기 저장실에는 다수의 진열부가 구비되며, 상기 진열부는; 상기 저장실 내에 수평으로 지지되는 선반과, 상기 선반의 상부에 간격 조절 가능하도록 설치되는 다수의 칸막이를 포함할 수 있다.

또한, 상기 선반에는, 상호 평행하게 연장되며 상부로 개방된 지지홈이 형성되어 있고, 상기 칸막이는; 상기 지지홈에 착탈 가능하게 끼워지고, 지지홈의 길이방향을 따라 위치조절 가능한 슬라이딩 받침과, 상기 슬라이딩 받침에 지지된 상태로 선반의 상부에 세워지는 수직판을 포함할 수 있다.

또한, 상기 물받이부는; 상기 응축수를 상기 냉기 발생실의 하부로 유도하는 배수 튜브와, 상기 배수 튜브를 통해 배출되는 응축수를 받는 물받이와, 상기 배수 튜브에 장착되며, 압축기의 가동 시 팽창하여 상기 배수 튜브와 상기 물받이의 바닥면 사이의 틈새를 차단하고, 상기 압축기가 가동하지 않을 때 수축하여 상기 틈새를 개방하는 온도 감응형 셔터를 구비할 수 있다.

상기 온도 감응형 셔터는; 상기 배수 튜브의 하단부를 그 내부에 수용하며 상기 배수 튜브의 길이 방향으로 탄성 변형 가능한 주름관 형태의 셔터 본체와, 상기 셔터 본체에 내장되며, 주변 온도의 상승 시 팽창하여 상기 셔터 본체가 상기 물받이의 바닥면에 밀착하게 하고, 주변 온도의 하강 시 수축되어 상기 셔터 본체가 상기 물받이의 바닥면으로부터 떨어지게 하는 열팽창 수단을 가질 수 있다.

또한, 상기 열팽창수단은; 형상 기억 합금으로 제작된 금속주름관 또는 열팽창 유체를 포함할 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 과냉각 냉동고는, 냉동고의 저장실로 분출되는 냉기의 편중이 없어 냉동고의 저장실 내부의 온도 분포가 균일하게 되고, 이로 인해 과냉각 구현율을 높게 유지할 수 있다.

또한, 응축수가 빠지는 배수 튜브의 배출구가 밀폐된 상태로 유지될 수 있어, 냉동고 내부가 완벽히 밀폐되어 온도 안정성 및 에너지 효율성이 양호하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고에 설치되는 격판과 디퓨징 챔버의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 격판의 변형예를 도시한 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시한 팬과 격판의 변형예를 도시한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고에 사용되는 진열부의 일부 확대 분해 사시도이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고에서의 물받이부의 구조 및 작동 원리를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 7a에 도시한 온도 감응형 셔터의 변형예를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고(10)의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 과냉각 냉동고(10)는, 캐비닛(11), 도어(13), 격판(31), 디퓨징챔버(35), 팬(37), 냉동 수단 및, 물받이부(28)를 포함한다.

캐비닛(11)은 개방구(11c)를 통해 전방으로 개방된 냉동 공간으로서, 받침 프레임(10a) 상에 수직으로 지지된다. 캐비닛(11)의 내부 공간은 도어(13)에 의해 개폐된다. 사용자가 도어(13)의 손잡이(13a)를 잡고 캐비닛(11)을 개폐할 수 있는 것이다. 도어(13)와 캐비닛(11)의 사이에는 실링재, 예컨대 고무 가스켓이 형성된다.

도어(13)의 전면에는 제어부(14)가 배치된다. 제어부(14)는 냉동고(10)의 구동에 필요한 제어 신호를 출력하고, 냉동고 내부의 온도 상황을 외부로 디스플레이한다. 제어부(14)로서 무선 통신 모듈이 내장된 터치 패널을 적용할 수 있다. 사용자는 제어부(14)를 통해 원하는 온도 조건을 유무선 방식으로 입력할 수 있다.

아울러 도어(13)의 내측면에는 냉매제 박스(13b)가 도어(13)와 일체로 설치된다. 냉매제 박스(13b)는, 빙점 이하에서 결빙되는 냉매제(물)를 수용하는 통이다. 냉매제는 냉매제 박스(13b) 내부에서 결빙된 상태로 냉기를 토출하여, 압축기(21)의 온오프 횟수를 더욱 줄일 수 있게 한다.

또한, 캐비닛(11)의 하부 뒤쪽에는 기계실(17)이 마련되어 있다. 기계실(17)은 캐비닛(11)의 내부 공간과 격리된 공간으로서, 압축기(21)와 물받이부(28)를 수용한다.

압축기(21)는 냉동고(10)를 작동시키기 위한 냉기를 출력하는 냉동 수단의 일부로서, 많은 열을 발생하므로 기계실(17)에 따로 설치되어 있다. 상기 냉동 수단에는, 압축기(21) 이외에도 응축기(미도시), 팽창 밸브(미도시), 증발기(15), 냉매 라인(미도시) 등이 더 포함될 수 있다. 압축기(21)와 증발기(15) 이외의 나머지 구성 요소는 일반적인 냉동고와 같은 배치 구조를 가지며, 설명의 편의상 도면에 도시하지 않았다.

상기 물받이부(28)는, 후술할 냉기 발생실(11b)에서 발생하는 응축수를 하부로 유도하는 배수 튜브(23)와, 배수 튜브(23)를 통해 배출되는 응축수를 받는 물받이(25)와, 배수 튜브(23)에 장착되는 온도 감응형 셔터(29)를 포함한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

상기 기계실(17)은 기계실 커버(19)에 의해 차단된다. 기계실 커버(19)를 분리하면, 기계실(17)의 내부 공간이 개방되어, 압축기(21)나 물받이부(28)에 대한 유지 보수가 가능해진다.

격판(31)은, 캐비닛(11)의 내부 공간을 저장실(11a)과 냉기 발생실(11b)로 구획하는 수직의 판상 부재로서, 도 3에 도시한 구조를 갖는다.

도 3을 함께 참조하면, 격판(31)에는 다수의 냉기 공급 구멍(31b)과 유입 구멍(31a)이 형성되어 있다. 유입 구멍(31a)은 저장실(11a) 내의 공기를 냉기 발생실(11b)로 유도하는 통로로서, 하부로 개방되어 있다. 물론, 격판(31)에 유입구멍(31a)을 형성하지 않고, 격판(31) 자체를 캐비닛(11)의 바닥면으로부터 일정 간격 띄워 설치하여, 유입 구멍(31a)을 대신할 수도 있다.

냉기 공급 구멍(31b)은 격판(31)의 커버 영역(31k) 내에 형성되어 있는 관통구멍이다. 커버 영역(31k)은 후술할 디퓨징 챔버(35)에 의해 커버되는 영역이다. 냉기 공급 구멍(31b)은 냉기 발생실(11b)에서 발생된 냉기를 저장실(11a)로 토출하는 통로이다. 한편, 커버 영역(31k) 내에서 팬(37)과 대향하는 부분인 팬 대향면부(31c)에는 냉기 공급 구멍(31b)이 형성되어 있지 않다. 이와 같이 팬 대향면부(31c)를 적용한 이유는, 팬(37)에 의해 유도된 냉기가 일부 냉기 공급 구멍(31b)을 통과하여 저장실(11a)로 바로 토출되지 않게 의도된 것이다. 상기 냉기 공급 구멍(31b)의 유동 단면적은, 팬 대향면부(31c)로부터 멀어질수록 크게 형성될 수 있다.

한편, 냉기 발생실(11b)에는, 증발기(15)와, 디퓨징 챔버(35)와, 팬(37)이 구비된다.

증발기(15)는 냉기를 출력하며 저장실(11a)에서 넘어온 공기를 냉각시킨다. 증발기(15)를 통한 냉기의 온도는 제어부(14)에 의해 조절 가능하다.

디퓨징 챔버(35)는, 격판(31)에 결합한 상태로 냉기 공급 구멍(31b)을 통해 저장실(11a)로 개방된 챔버 공간(35a)을 제공한다. 그리고, 상기한 커버 영역(31k)이 디퓨징 챔버(35)내에 수용된다. 격판(31)과 디퓨징 챔버(35) 사이의 간격은 필요에 따라 달라질 수 있다.

팬(37)은 사이클로 타입의 팬으로서 디퓨징 챔버(35)의 하측에 장착된다. 팬(37)은, 디퓨징 챔버(35) 외부의 냉기를 견인 및 흡기하여 챔버 공간(35a) 내부로 방사형으로 토출하고, 챔버 공간(35a)의 압력을 일정 범위 내로 균일하게 유지시킨다. 챔버 공간(35a)의 내부 압력은 팬(37)의 출력 조절을 통해 제어 가능하다.

이와 같이, 챔버 공간(35a)의 내부 압력이 균일하게 유지되므로, 냉기 공급구멍(31b)을 통해 저장실(11a)로 토출되는 냉기의 압력도 균일하다. 즉, 냉기 공급 구멍(31b)을 통과하는 냉기의 유량이 거의 비슷하게 되고, 토출되는 냉기의 유량이 비슷하게 되면, 저장실(11a) 내부의 위치에 따른 온도 편차가 거의 없게 되어, 과냉각 구현율이 높아지고, 냉동고의 성능이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 종래의 냉동고처럼 냉기를 직접 토출하는 방식이 아니라, 증발기(15)를 거친 냉기를 사이클로 타입의 팬(37)을 이용하여 견인 및 흡기하고, 이를 챔버 공간(35a) 내로 방사형으로 토출시킨 후, 냉기 공급 구멍(31b)을 통해 저장실(11a) 내로 토출하는 간접 토출 방식이기 때문에, 종래와 같이, 증발기(15)를 거친 차가운 냉기가, 저장실(11a) 내에 수용된 피수용체와 직접 접촉하지 않게 된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 피수용체의 결빙 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 실시예에서 디퓨징 챔버(35)의 하측에 설치되는 팬(37)은, 냉기의 공급을 더욱 균일화한다는 관점에서, 팬(37)의 회전 방향에 따라 일측으로 편향하여 배치하는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 3에 있어서 디퓨징 챔버(35)의 내면측을 볼 때를 기준으로 하여, 팬(37)이 시계 방향으로 회전하는 구성이라면, 팬(37)을 디퓨징 챔버(35)의 하측 중앙을 기준으로 우측으로 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 팬(37)이 반시계 방향으로 회전하는 구성이라면, 팬(37)을 디퓨징 챔버(35)의 하측 중앙을 기준으로 좌측으로 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 팬(37)의 위치를 팬(37)의 회전 방향을 고려하여 일측으로 편향되게 배치함으로써, 챔버 공간(35) 내부로 토출되는 냉기가 보다 균일하게 공급될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고(10)의 다른 예를 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 과냉각 냉동고에는 증발기(15)가 설치되는 냉기 발생실 내에 상하 차단부(16)가 설치되어 있다. 상하 차단부(16)는 냉기 발생실을 상부 냉기 발생실(11f)과 하부 냉기 발생실(11e)로 구획하는 것으로서, 차단판(16b)과 밸브(16a)를 갖는다. 차단판(16b)은 상부 냉기 발생실(11f)과 하부 냉기 발생실(11e)을 차단하는 판상부재이고, 밸브(16a)는 제어부(14)에 의해 개폐 정도가 조절되는 밸브이다.

또한, 상부 냉기 발생실(11f)에 디퓨징 챔버(35) 및 팬(37)이 설치되어 있고, 하부 냉기 발생실(11e)에도 디퓨징 챔버(35)와 팬(37)과 증발기(15)가 구비되어 있다. 따라서, 밸브(16a)를 조절하여 상부 냉기 발생실(11f)로 올라가는 냉기의 유량을 조절할 수 있어, 1개의 압축기(21)로 저장실(11a) 내부의 상측부와 하측부의 온도를 다르게 유지할 수 있다.

또한, 또 다른 실시예로서, 상부 냉기 발생실(11f)에 디퓨징 챔버(35)와, 팬(37)과, 증발기(15)가 설치되고, 하부 냉기 발생실(11e)에도 추가로 디퓨징 챔버(35)와, 팬(37)과, 증발기(15)가 설치될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해서도, 1개의 압축기로 저장실(11a) 내부의 상측부와 하측부의 온도를 다르게 선택하여 유지할 수 있다. 그리고, 이와 같은 구조를 통해, 1대의 과냉각 냉동고 내에서도 서로 다른 2종류의 대상물을 각기 다른 온도에서 과냉각 상태로 보관할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고에 설치되는 격판(31)과 디퓨징 챔버(35)의 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 격판(31)은 두께를 갖는 직사각형의 판상 형태를 취하며, 하단부에 다수의 유입 구멍(31a)을 갖는다. 또한, 상기한 커버 영역(31k) 내에 냉기 공급 구멍(31b)이 형성되어 있다. 커버 영역(31k)은 디퓨징 챔버(35)에 커버되는 부분이다

디퓨징 챔버(35)는 격판(31)에 결합한 상태로 격판(31)과의 사이에 챔버공간(35a)을 제공한다. 또한 디퓨징 챔버(35)의 하측부에는 사이클로 타입의 팬(37)이 설치된다. 팬(37)의 작동은 제어부(14)에 의해 제어되며, 증발기(15)에 의해 냉각된 냉기를 챔버 공간(35a) 내부로 유도한다.

도 4는 도 3에 도시한 격판(31)의 변형예를 도시한 정면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 변형예에서는 격판(31)의 일측면에 다수의 가이드 베인(31d)이 장착되어 있다. 가이드 베인(31d)은 일정 폭을 갖는 띠형 부재로서, 격판(31)의 측면에 수직으로 세워진 상태로 냉기의 흐름을 가이드 한다. 즉, 팬 대향면부(31c)를 향해 방사형으로 토출된 냉기를 가이드 하여, 냉기가 챔버 공간(35a)의 구석까지 도달하게 하는 것이다. 이러한 효과를 구현하기 위해 가이드 베인(31d)의 사이즈나 모양은 얼마든지 달라질 수 있다. 아울러 가이드베인(31d)의 효과를 더욱 끌어 올리기 위해, 팬 대향면부(31c)에 후술하는 확산 유도부(31f)를 적용할 수도 있다.

도 5는 도 3에 도시한 팬(37)과 격판(31)의 또 다른 변형예를 도시한 측단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 변형예에서는 격판(31)의 팬 대향면부(31c)의 자리에 확산 유도부(31f)가 형성되어 있다. 확산 유도부(31f)는 팬(37)을 향해 돌출된 만곡형 돌기로서, 팬(37)을 통해 유입한 냉기를 화살표 s 방향으로 유도한다. 확산 유도부(31f)의 작용에 의해 냉기는 보다 신속히 챔버 공간(35a) 내부로 확산될 수 있다.

또한, 팬(37)의 외측부에는 다수의 유선 가이드플랩(37a)이 상호 평행하게 장착될 수 있다. 유선 가이드플랩(37a)은 화살표 c방향으로 올라오는 냉기를 잡아 팬(37)으로 유도하는 역할을 한다. 또한, 유선 가이드플랩(37a)의 간격은 위로 갈수록 좁아지게 형성될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 것처럼, 상측에 위치하는 유선 가이드플랩(37a)의 간격(D2)에 비해, 하측에 위치하는 유선 가이드플랩(37a)의 간격(D1)이 넓게 형성될 수 있다.

유선 가이드플랩(37a)의 간격이 좁아지면, 유동 단면적이 좁아지게 되고 유속이 빨라진다. 따라서, 팬(37)의 하측부로 유입하는 냉기의 유입속도보다 상측부로 유입하는 냉기의 유입속도가 더 빠르게 설계함으로써, 팬(37) 입구의 유동 단면에서의 냉기 밀도를 보다 균일하게 할 수 있다. 즉, 화살표 c 방향으로 상승하며 팬(37)을 지나가는 냉기가 팬(37)의 어느 일측으로 편중되지 않고 거의 균일하게 팬(37)을 통과하게 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고에 사용되는 진열부(40)의 일부 확대 분해 사시도이다.

도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 진열부(40)는, 저장실(11a)에 수평으로 고정되며 저장할 식품을 받쳐 지지하는 역할을 한다. 저장실(11a)에 대한 진열부(40)의 장착은 일반적인 냉장고와 같이 다단으로 형성될 수 있으며, 이 때 진열부(40)의 상하 간격은 필요에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.

본 실시예에 따른 과냉각 냉동고에 있어서 진열부(40)는, 수평의 선반(41)과, 선반(41)에 세워지는 다수의 칸막이(43)로 이루어진다.

선반(41)은, 직사각틀의 형태를 취하는 프레임(41a)과, 프레임(41a)의 중앙부에 형성되는 지지판(41e)을 구비한다. 지지판(41e)은 통상의 냉동고 선반으로 이용되는 재질의 판상 부재로 형성될 수 있으며, 저장할 식품 등의 피수용체를 지지하는 기능을 수행한다. 물론, 지지판(41e)은, 냉동고 내에 수용되는 물품 등을 지지하는 기능을 가질 수 있는 다양한 형태, 예컨대 복수의 바(bar)들이 상호 간격을 유지하면서 종횡으로 교차하여 프레임에 고정되는 형태로 형성될 수도 있다.

프레임(41a)의 양단부에는 지지홈(41c)이 상호 나란하게 배치되어 있다. 지지홈(41c)은 일정 폭을 갖는 개방구(41d)를 통해 상부로 개방된 원통형 홈으로서, 길이 방향으로 일정한 단면 형상을 가진다. 지지홈(41c)의 내경은 개방구(41d)의 폭보다 크다.

또한, 지지홈(41c)의 일단부, 양단부, 또는 중간에는 진출 입구부(41b)가 마련된다. 진출 입구부(41b)는 후술할 슬라이딩 받침(43b)이 화살표 e방향을 따라 이동하여 지지홈(41c) 내에 삽입될 수 있는 경로를 제공한다. 슬라이딩 받침(43b)은 일정 직경을 갖는 환봉형 부재로서, 진출 입구부(41b) 내에 삽입된 상태에서 지지홈(41c)으로 수평 이동하여 지지홈(41c) 내부로 진입한다.

칸막이(43)는, 두 개의 슬라이딩 받침(43b)과, 사각판 형태의 수직판(43a)으로 이루어질 수 있다. 슬라이딩 받침(43b)은, 전술한 바와 같이 일정 직경을 갖는 환봉형 부재로서, 지지홈(41c)내에 삽입된 상태로 지지홈(41c)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하다. 슬라이딩 받침(43b)의 외주면과 지지홈(41c)의 내주면은 면접하게 형성된다. 즉, 슬라이딩 받침(43b)의 직경은 개방구(41d)의 폭보다 크게 형성된다.

수직판(43a)은 일정 두께를 갖는 판상부재로서, 하단부 양측에 슬라이딩 받침(43b)이 형성된다. 상기 슬라이딩 받침(43b)을 진출 입구부(41b)를 통해 화살표 e 방향으로 이동시켜 지지홈(41c)에 끼움에 따라, 선반(41)에 대한 칸막이(43)의 장착이 이루어진다. 이로 인해, 수직판(43a)은 슬라이딩 받침(43b)에 지지된 상태로 선반의 상부에 수직으로 세워지고, 칸막이(43)가 화살표 g방향이나 그 반대 방향으로 위치 조절 가능하므로, 칸막이(43) 사이의 간격은 필요에 따라 조절 가능하다. 즉, 본 실시예에서는, 칸막이(43)가 선반(41)에 탈부착이 가능하고, 또한 선반의 길이 방향을 따라 칸막이(43)가 슬라이딩함으로써, 칸막이(43)의 간격 조절이 가능하고, 이에 따라 다양한 크기의 피수용체에 대해 대응할 수 있는 장점이 있다.

도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고에서의 물받이부(28)의 구조 및 작동 원리를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1, 도 7a, 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 냉동고의 물받이부(28)는, 배수 튜브(23)와, 물받이(25)와, 온도 감응형 셔터(29)를 포함한다. 배수 튜브(23)는 냉기 발생실(11b)(도 1 참조)에서 발생하는 응축수를 기계실(17) 내부로 배수하는 호스이다. 물받이(25)는 압축기(21)와 근접 배치되며, 배수 튜브(23)를 통해 배출되는 응축수를 받아 수용하는 통이다. 여기서, 배수 튜브(23)의 하단부(배출구)는 물받이(25)의 바닥면(25a)으로부터 떨어져 형성되어 있고, 이 하단부를 통해 응축수가 원활히 배수될 수 있다.

온도 감응형 셔터(29)는 주름관의 형태를 취하며, 고정 브라켓(23a)을 통해 배수 튜브(23)에 고정된다. 배수 튜브(23)의 하단부는 온도 감응형 셔터(29)의 내부에 수용된다. 이러한 온도 감응형 셔터(29)는, 주름관 형태의 셔터 본체(29a)와, 셔터본체(29a)에 내장되는 열팽창 수단으로 이루어진다.

셔터 본체(29a)는 고무나 실리콘을 주름관 형태로 성형 제작된 것으로서, 주름이 형성되어 수직 방향으로(즉, 배수 튜브(23)의 길이 방향으로) 신축이 가능하다. 셔터 본체(29a)의 상단부는 고정브라켓(23a)에 고정된다.

열팽창 수단은, 셔터 본체(29a)에 내장되며, 주변 온도의 상승 시 팽창하여 셔터 본체(29a)가 물받이(25)의 바닥면(25a)에 밀착하게 하고, 주변 온도의 하강 시 다시 수축되어 셔터 본체(29a)가 바닥면(25a)으로부터 떨어지게 하는 것으로서, 주변 온도에 따라 부피가 늘어나거나 줄어드는 벤젠, 에탄올, 글리세린 등의 열팽창 유체나, 형상기억 주름관으로 형성될 있다. 형상기억 주름관은 형상 기억 합금으로 제작된 주름관 형태의 부재로서, 셔터 본체(29a)의 내부에 수용된 상태로 외부의 온도에 따라 수축과 팽창을 반복하도록 형성될 수 있다. 도 7a 및 도 7b는 열팽창 수단으로서 형상기억 주름관(29b)이 적용된 예를 나타내고, 도 8은 열팽창 수단으로서 열팽창 유체(29d)가 적용된 예를 나타낸다.

도 1, 도 7a를 참조하면, 압축기(21)가 계속 가동하게 되면, 압축기(21)로부터 발생하는 열에 의해 열팽창 수단의 부피가 팽창하게 되고, 이로 인해 셔터 본체(29a)가 신장하여 물받이의 바닥면(25a)에 밀착하게 된다. 이로 인해, 배수 튜브(23)의 하단부는 밀폐 상태가 된다. 즉, 배수 튜브(23)의 하단부가 밀폐됨으로써, 과냉각 냉동고의 내부는 공기의 출입이 없는 진공 상태에 가깝게 된다. 이와 같이, 온도 감응형 셔터(29)의 셔터 본체(29a)를 신장시켜 배수 튜브(23)의 하단부를 밀폐시키는 구성을 채용함으로써, 기계실(17) 내부의 열기가 배수 튜브(23)를 역류해 냉기 발생실(11b) 내부로 이동하거나, 과냉각 냉동고 내부의 냉기가 배수 튜브(23)의 하단부를 통해 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있고, 이로 인해 과냉각 냉동고 내부를 대류가 거의 없는 상태로 유지하고, 냉동고 내부를 위치간 온도 편차가 없는 정온 상태로 유지할 수 있어, 피수용체의 저장 위치에 따른 결빙의 위험을 방지할 수 있음과 함께, 과냉각 구현율을 높일 수 있는 효과가 있다.

한편, 온도 감응형 셔터(29)는, 과냉각 냉동고 내부의 온도가 설정 온도에 도달하여 압축기(21)가 가동하지 않게 되고, 이로 인해 기계실(17) 내부의 온도가 낮아지게 되면, 열팽창 수단이 수축하여, 도 7b에 도시한 바와 같이, 물받이(25)의 바닥면(25a)과 밀착 상태에서 바닥면(25a)으로부터 떨어지게 된다. 이러한 상태에서 배수 튜브(23)를 통하여 응축수가 원활히 배수된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:냉동고 10a:받침 프레임 11:캐비닛
11a:저장실 11b:냉기 발생실 11c:개방구
11e:하부 냉기 발생실 11f:상부 냉기 발생실 13:도어
13a:손잡이 13b:냉매제 박스 14:제어부
15:증발기 16:상하 차단부 16a:밸브
16b:차단판 17:기계실 19:기계실 커버
21:압축기 23:배수 튜브 23a:고정 브라켓
25:물받이 25a:바닥면 28:물받이부
29:온도 감응형 셔터 29a:셔터 본체 29b:형상기억 주름관
29d:열팽창 유체 31:격판 31a:유입구멍
31b:냉기 공급 구멍 31c:팬 대향면부 31d:가이드베인
31f:확산 유도부 31k:커버 영역 35:디퓨징 챔버
35a:챔버공간 37:팬 37a:유선 가이드플랩
40:진열부 41:선반 41a:프레임
41b:진출 입구부 41c:지지홈 41d:개방구
41e:지지판 43:칸막이 43a:수직판
43b:슬라이딩 받침

Claims (9)

1. 전방으로 개방되며 도어에 의해 개폐 가능한 캐비닛과;
   상기 캐비닛의 내부공간을 저장실과 냉기 발생실로 구획하며, 상기 저장실 내의 공기를 상기 냉기 발생실로 유도하는 유입 구멍과, 상기 냉기 발생실 내의 냉기를 상기 저장실로 내보내는 다수의 냉기 공급 구멍을 갖는 격판과;
   상기 냉기 발생실 내에서 상기 격판에 결합되어, 상기 냉기 공급 구멍을 통해 상기 저장실로 개방된 챔버 공간을 제공하는 디퓨징 챔버와;
   상기 디퓨징 챔버에 장착되며 상기 디퓨징 챔버 외부로부터 상기 챔버 공간 내부로 냉기를 흡기하는 팬과;
   상기 냉기 발생실 내에 위치하며 상기 냉기 발생실로 유입된 공기를 냉각시키는 증발기와;
   상기 저장실 및 상기 냉기 발생실의 외부에 설치되는 압축기와;
   상기 냉기 발생실에서 발생하는 응축수를 받는 물받이부를 포함하고,
   상기 도어의 내측면에는 냉매제 박스가 상기 도어와 일체로 설치되고,
   상기 디퓨징 챔버의 내부에는, 상기 팬을 통해 상기 챔버 공간 내부로 유입하는 공기를 확산시키도록, 상기 격판의 상기 팬에 대향하는 면에 상기 팬을 향해 돌출되는 만곡형 돌기의 유선형 확산 유도부가 형성되고,
   상기 물받이부는,
   상기 응축수를 상기 냉기 발생실의 하부로 유도하는 배수 튜브와,
   상기 배수 튜브를 통해 배출되는 응축수를 받는 물받이와,
   상기 배수 튜브의 하단부에 장착되는 온도 감응형 셔터를 구비하고,
   상기 온도 감응형 셔터는, 상기 배수 튜브의 하단부를 그 내부에 수용하며 상기 배수 튜브의 길이 방향으로 탄성 변형 가능한 주름관 형태의 셔터 본체와, 상기 셔터 본체에 내장되는 열팽창 유체를 포함하고,
   상기 압축기가 가동하여 주변 온도가 상승할 때는, 상기 열팽창 유체의 팽창에 의해 상기 셔터 본체가 상기 길이 방향으로 신장하여 상기 물받이의 바닥면에 밀착하고, 상기 압축기가 가동하지 않아 주변 온도가 하강할 때는, 상기 열팽창 유체의 수축에 의해 상기 셔터 본체가 상기 물받이의 바닥면으로부터 떨어지는 과냉각 냉동고.
2. 제1항에 있어서,
   상기 팬은 사이클로 타입의 팬인 과냉각 냉동고.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 냉기 발생실의 내부에는, 상기 냉기 발생실을 상하로 나누어 상부 냉기 발생실과 하부 냉기 발생실로 구획하고, 제어부에 의해 개폐되는 밸브를 구비한 상하 차단부가 더 설치되고,
   상기 디퓨징 챔버는, 상기 상부 냉기 발생실과 상기 하부 냉기 발생실에 각각 배치되는 과냉각 냉동고.
5. 제1항에 있어서,
   상기 저장실에는 다수의 진열부가 구비되며,
   상기 진열부는;
   상기 저장실 내에 수평으로 지지되는 선반과,
   상기 선반의 상부에 간격 조절 가능하도록 설치되는 다수의 칸막이를 포함하는 과냉각 냉동고.
6. 제5항에 있어서,
   상기 선반에는, 상호 평행하게 연장되며 상부로 개방된 지지홈이 형성되어 있고,
   상기 칸막이는;
   상기 지지홈에 착탈 가능하게 끼워지고, 상기 지지홈의 길이 방향을 따라 위치조절 가능한 슬라이딩 받침과,
   상기 슬라이딩 받침에 지지된 상태로 상기 선반의 상부에 세워지는 수직판을 포함하는 과냉각 냉동고.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images