KR102661423B1 - 극저온 유체를 이용한 이동장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치는, 소정의 물품을 냉각하여 보관하는 냉각박스, 극저온 유체가 저장되는 저장탱크, 상기 저장탱크와 연결되어 상기 저장탱크에 저장된 극저온 유체가 배출되도록 형성되는 배출라인, 일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단에 극저온 유체가 공급되어 상기 이동장치의 동력원을 생성하는 공급대상과 연결되는 제1라인, 일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단이 상기 제1라인과 소정의 위치에서 연결되도록 형성되는 제2라인을 포함할 수 있다.

Description

극저온 유체를 이용한 이동장치 및 제어방법 {Moving device and control method using cryogenic fluid}
본 발명은 극저온 유체를 이용한 이동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화수소와 같은 극저온 유체가 사용되는 이동장치에 저장되어 있는 극저온 유체를 이용하여 운반할 물품의 냉각 보관을 수행할 수 있는 기술적 사상에 관한 것이다.
화석 연료 사용에 따른 에너지 문제들에 대한 심각성이 대두 되면서, 대체 연료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그 중 수소를 연료로 하는 기술적 사상이 친환경적이면서 높은 효율을 가져 대체 연료로 각광받고 있으며, 경유 등이 아닌 수소를 연료로 하는 수소 차량은 물론, 드론 등의 소형 장치에도 그 활용범위가 넓어지고 있다.
또한, 수소를 연료로 사용하면 기존의 배터리보다 장시간 이용가능하며, 소음의 걱정도 줄어드는 장점이 있다.
특히, 드론은 다양한 물품을 배송하는 상업용으로도 개발되고 있다는 점에서 물품을 배송하는데 보온 또는 보냉이 가능한 단열재가 구비된 용기를 사용할 수 있으나, 단순히 단열이 된다 하더라도 저온으로 보관할 필요가 있는 물품의 경우 별도로 냉각을 위한 구성이 필요할 수 있다.
이를 위한 종래에 이동장치는 냉각박스에 얼음 또는 드라이아이스를 채워 일정한 온도를 유지하는 방식이 이용될 수 있으나, 냉각 촉진제를 꾸준히 보충해야 하는 문제점이 있으며 장시간의 유입에 취약한 문제가 있다.
또한, 최근에는 열전소자를 이용하여 냉각기능을 수행하는 장치 및/또는 냉각기능을 가진 장치(예를 들어, 냉장고 등)를 이동장치에 결합하여 물품이 변질되지 않도록 이송할 수 있는 방법도 개발되고 있다.
하지만 이러한 종래기술들의 경우 이동장치에 냉각을 위한 열전소자 또는 냉매가 별도로 구비될 필요가 있다. 이는 이동장치 자체의 무게를 증가시키고 구조를 복잡하게 하는 요인이 될 수 있으며, 특히 이동장치가 드론 등과 같은 비행체인 경우에는 이동장치 운용 효율이 크게 저하될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 열전소자 또는 기타 다른 냉매를 별도로 구비하지 않으면서, 이동장치의 연료로 이용되는 극저온 유체를 이용하여 냉각기능을 수행할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.
등록특허공보 10-1778883
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수소차량 또는 드론과 같이 극저온 유체를 연료로 이용하는 이동장치로 냉각이 필요한 물품을 운송할 때 효과적으로 상기 물품의 냉각 보관을 수행할 수 있는 기술적 사상을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치는, 소정의 물품을 냉각하여 보관하는 냉각박스, 극저온 유체가 저장되는 저장탱크, 상기 저장탱크와 연결되어 상기 저장탱크에 저장된 극저온 유체가 배출되도록 형성되는 배출라인, 일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단에 극저온 유체가 공급되어 상기 이동장치의 동력원을 생성하는 공급대상과 연결되는 제1라인, 일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단이 상기 제1라인과 소정의 위치에서 연결되도록 형성되는 제2라인을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2라인은, 일부가 상기 냉각박스의 내부를 냉각시킬 수 있도록 상기 냉각박스를 경유하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는, 상기 저장탱크에서 배출되는 극저온 유체를 상기 제1라인 또는 상기 제2라인으로 선택적으로 이동시키기 위해 형성되는 밸브 및 상기 밸브의 동작을 제어하기 위한 제어시스템을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어시스템은, 상기 냉각박스의 온도를 센싱하기 위한 온도센서를 포함하며, 사용자로부터 원하는 설정온도를 입력받고, 입력받은 설정온도에 상응하는 제어온도를 설정하며, 설정한 상기 제어온도와 상기 온도센서에 의해 측정되는 냉각박스의 온도에 기초하여 상기 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어시스템은, 측정된 상기 냉각박스의 온도가 상기 제어온도 이하일 경우, 극저온 유체가 제2라인으로 유입되지 않도록 밸브를 제어하고, 측정된 상기 냉각박스의 온도가 상기 제어온도를 초과하는 경우, 극저온 유체가 상기 제2라인으로 유입되도록 상기 밸브를 제어할 수 있다.
또한, 상기 냉각박스는, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치에 결합 또는 탈거될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어시스템은, 상기 냉각박스가 탈거될 경우, 상기 밸브를 제어하여 상기 제2라인의 극저온 유체의 유입을 중지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 공급대상은, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치의 에너지를 생성하는 전기 생성 장치 및 극저온 유체에 열전달을 위한 열교환기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1라인은, 일부가 상기 전기 생성 장치의 폐열을 방출하기 위한 송풍장치의 송풍범위를 지나도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 열교환기는, 상기 제1라인 상의 송풍범위 내에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 냉각박스는, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치에 결합 또는 탈거될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제2라인은, 상기 냉각박스가 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치에 결합된 경우, 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 냉각파트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는, 상기 냉각박스와 결합되는 경우, 상기 냉각박스를 고정시키기 위한 고정장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는, 상기 냉각박스가 결합되는 경우, 상기 냉각박스의 적어도 일부를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 수용공간으로 상기 냉각박스가 인입되는 경우, 상기 이동장치의 내부에 위치한 상기 냉각파트가 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 냉각박스는, 소정의 물품을 보관하는 내부하우징 및 상기 내부하우징과 소정의 간격으로 이격되어 삽입부를 형성하는 외부하우징을 포함하고, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치와 결합되는 경우, 상기 삽입부로 상기 냉각파트가 인입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 내부하우징의 적어도 일면은, 상변화물질을 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치는, 소정의 물품을 냉각하여 보관하는 냉각박스 극저온 유체가 저장되는 저장탱크 상기 저장탱크와 연결되어 상기 저장탱크에 저장된 극저온 유체가 배출되어 상기 이동장치의 동력원을 생성하는 공급대상과 연결되는 공급라인을 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각박스는, 상기 이동장치에 결합 또는 탈거될 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 공급라인은, 상기 냉각박스가 상기 이동장치에 결합된 경우, 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 냉각파트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 극저온 유체를 이용한 이동장치 제어방법에 있어서, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 상기 냉각박스의 온도를 감지하는 단계 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치의 감지결과가 미리 정해진 기준을 만족하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 판단결과에 기초하여 극저온 유체의 유입을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는, 극저온 유체가 저장되어있는 저장탱크로부터 연결된 배출라인에서 일 단이 분기되며 타 단에 공급대상이 형성되어 있는 제1라인 및 일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단이 상기 제1라인과 소정의 위치에서 연결되도록 형성되되, 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 냉각파트를 포함하는 제2라인을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 판단결과에 기초하여 극저온 유체의 유입을 제어하는 단계는, 상기 제2라인으로 극저온 유체를 유입 또는 극저온 유체의 유입을 중지시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 극저온 유체를 이용한 이동장치 제어방법에 있어서, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 상기 냉각파트에 결합여부를 감지하는 단계 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치의 감지결과가 미리 정해진 기준을 만족하는지 여부를 판단하는 단계 및 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 판단결과에 기초하여 극저온 유체의 유입을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는, 극저온 유체가 저장되어있는 저장탱크로부터 연결된 배출라인에서 일 단이 분기되며 타 단에 공급대상이 형성되어 있는 제1라인 및 일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단이 상기 제1라인과 소정의 위치에서 연결되도록 형성되되, 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 냉각파트를 포함하는 제2라인을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 판단결과에 기초하여 극저온 유체의 유입을 제어하는 단계는, 상기 제2라인으로 극저온 유체를 유입 또는 극저온 유체의 유입을 중지시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 수소차량 또는 드론과 같이 극저온 유체를 연료로 이용하는 이동장치로 냉각이 필요한 물품을 운송할 때, 극저온 유체를 물품의 냉각에 사용할 수 있어서 효과적으로 상기 물품의 냉각 보관을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 공급대상의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 제어 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 구현의 예를 나타내기 위한 도면이다.
도 5는 상기 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각박스의 구현의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 상기 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각파트를 포함한 이동장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치와 냉각박스의 결합을 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각박스의 다른 구현의 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 공급라인을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 제어시스템 과정을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 제어시스템의 다른 구성의 예를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에 있어서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 중심으로 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명은 극저온 유체를 에너지(연료)로 이용하는 이동장치(예를 들어, 수소전기차, 무인항공기(드론), 선박, 버스 등)들이 냉각이 필요한 물품(예를 들어, 백신, 혈액, 장기, 음식 등)을 냉각 보관하여 운송할 수 있는 기술적 사상을 제공한다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 극저온 유체를 이용한 이동장치는 무인항공기(드론)인 경우를 예로 들어 설명하지만 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치(1, 이하 이동장치라 함)는, 소정의 물품을 냉각하여 보관하는 냉각박스(500), 극저온 유체가 저장되는 저장탱크(100), 상기 저장탱크(100)와 연결되어 상기 저장탱크(100)에 저장된 극저온 유체가 배출되도록 형성되는 배출라인(200), 일 단이 상기 배출라인(200)으로부터 분기되어 타 단에 극저온 유체가 공급되어 상기 이동장치(1)의 동력원을 생성하는 공급대상(400)과 연결되는 제1라인(210), 및/또는 일 단이 상기 배출라인(200)으로부터 분기되어 타 단이 상기 제1라인(210)과 소정의 위치에서 연결되도록 형성되는 제2라인(220)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2라인(220)은, 일부가 상기 냉각박스(500)의 내부를 냉각시키기 위해 상기 냉각박스(500)를 경유하도록 형성될 수 있다.
상기 저장탱크(100)는 극저온 유체가 저장되는 내조탱크와, 상기 내조탱크와 소정 간격만큼 이격되어 상기 내조탱크를 둘러싸도록 형성되는 외조탱크를 포함하도록 구성될 수 있다.
구현 예에 따라서는 상기 저장탱크(100)가 단일탱크로 이루어지거나, 또는 상기 내조탱크 및 상기 외조탱크의 물리적인 구분이 사실상 어려운 경우가 존재할 수 있으며, 이러한 경우에도 본 발명의 기술적 사상은 동일하게 적용될 수 있다.
이하 본 명세서에서는 극저온 유체가 액화수소인 경우를 예로 들어 설명하지만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 극저온 유체는 액화질소, 액화헬륨등과 같이 다양한 종류의 기체가 액화된 액화가스일 수도 있다.
한편, 상기 이동장치(1)는 상기 저장탱크(100)에 저장 되어있는 극저온 유체를 배출하기 위한 상기 배출라인(200)을 포함 할 수 있다.
상기 배출라인(200)은 상기 저장탱크(100)의 상부 또는 하부에 연결되어 있어 상기 저장탱크(100)에 저장된 극저온 유체가 어떠한 경우든 상기 배출라인(200)을 통해 상기 제1라인(210), 상기 제2라인(220)으로 이동하도록 배출시킬 수 있다.
상기 배출라인(200)은 극저온 유체가 액체일 경우 저장탱크(100)의 하부에 연결되어 배출할 수 있으며 상기 저장탱크(100)와 일정거리 내에 위치하는 펌프를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 배출라인(200)은 극저온 유체가 기체일 경우 상기 저장탱크(100) 상부의 소정위치에 연결될 수 있다.
한편, 상기 이동장치(1)는 공급대상(400)과 연결되어 있는 상기 제1라인(210)을 포함할 수 있다.
상기 제1라인(210)은 일 단이 상기 배출라인(200)으로부터 분기되며 상기 배출라인(200)을 통해 극저온 유체를 공급 받을 수 있다.
또한, 상기 제1라인(210)은 상기 배출라인(200)을 통해 공급 받은 극저온 유체를 타 단에 연결되어 있는 상기 공급대상(400)으로 공급할 수 있다.
본 명세서에서 상기 공급대상(400)은 상기 저장탱크(100) 내에 저장된 유체의 공급 또는 충전이 필요한 수소를 연료로 이용하는 연료전지 또는 수소를 연료로 하는 이동장치와 같은 소정의 대상일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 공급대상의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 공급대상(400)은 상기 이동장치(1)의 극저온 유체를 사용하여 전기 에너지를 생성할 수 있는 전기 생성 장치(410)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 저장탱크(100) 내에 저장된 극저온 유체가 수소인 경우, 상기 전기 생성 장치(410)는 수소를 연료로 하는 연료전지, 연료전지스택 또는 수소를 직접 연료로 사용하는 드론 및/또는 이동장치들을 의미할 수 있다. 물론, 극저온 유체가 액화수소가 아닌 다른 종류인 경우 상기 공급대상(400)은 해당 극저온 유체의 충전을 필요로 하는 대상들일 수도 있다.
구현 예에 따라서, 상기 공급대상(400)은 제1열교환기(430)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1열교환기(430)는 상기 전기 생성 장치(410)로 공급되는 극저온 유체의 온도를 상승시키기 위해 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1열교환기(430)는 상기 제1라인(210)에 수용된 극저온 유체의 상태가 상기 전기 생성 장치(410)으로 공급되기에는 낮은 온도이기 때문에 극저온 유체를 상기 전기 생성 장치(410)에 공급되기 적절한 온도로 상승 시킬 수 있다.
따라서, 상기 제1열교환기(430)는 극저온 유체의 온도를 상승시키기 위해 상기 전기 생성 장치(410)에서 발생하는 폐열을 이용하여 상기 제1라인(210)에서 상기 전기 생성 장치(410)로 유입되는 극저온 유체의 온도를 상승 시킬 수 있다.
이때 상기 공급대상(400)은 상기 제1열교환기(430)가 상기 전기 생성 장치(410)에서 나오는 폐열을 이동시키기 위해 상기 전기 생성 장치(410)와 동일한 선상에 위치한 송풍장치(420)를 포함 할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라서 상기 제1열교환기(430)는 상기 제1라인(210) 상에 구비되며 전술한 바와 같이 상기 전기 생성 장치(410)의 폐열을 이용하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 상기 송풍장치(420)의 반대편 및/또는 맞은편에 설치되며 상기 송풍장치(420)의 송풍범위에 위치하여 상기 전기 생성 장치(410)에서 발생하는 폐열을 전달 받을 수 있다.
상기 송풍범위는 상기 송풍장치(420)를 통해 이동하는 폐열을 직접적으로 받을 수 있는 영역으로 상기 제1라인(210)의 상에 위치할 수 있다.
한편, 상기 이동장치(1)는 상기 제2라인(220)을 포함 할 수 있다.
상기 제2라인(220)은 냉각이 필요한 물품을 보관하는 냉각박스(500)를 포함할 수 있다.
상기 제2라인(220)은 상기 배출라인(200)에서 분기되어 상기 배출라인(200)을 통해 공급받은 극저온 유체가 유입될 수 있다.
본 발명에 대한 실시 예에 따라서, 상기 제2라인(220)은 일부에 상기 냉각박스(500)가 형성되어 있어 상기 냉각박스(500)로 극저온 유체가 경유할 수 있도록 하며, 또한 상기 제2라인(220)과 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면이 결합되어 있어 상기 제2라인(220)에 수용하고 있는 극저온 유체의 냉기를 상기 냉각박스(500)가 전달 받을 수 있다.
또한, 상기 제2라인(220)은 상기 배출라인(200)을 통해 극저온 유체 공급받으며, 공급받은 극저온 유체는 상기 제2라인(220)에 형성 또는 결합되어 있는 상기 냉각박스(500)를 경유하여 상기 제2라인(220)의 타 단 또는 일 단에 연결된 상기 제1라인(210)으로 이동할 수 있도록 한다.
따라서, 상기 제2라인(220)을 경유한 극저온 유체는 상기 제1라인(210)에 연결되어 있는 상기 공급대상(400)으로 극저온 유체가 공급될 수 있도록 한다.
어떠한 경우든, 상기 제2라인(220)은 타 단 또는 일 단이 상기 제1라인(210)과 연결되어 있으며, 이는 상기 배출라인(200)을 통해 공급받은 극저온 유체가 상기 냉각박스(500)를 경유한 후 상기 제1라인(210) 및 제1라인(210)과 연결된 공급대상(400)으로 공급되기 위함이다.
상기 제2라인(220)은 결합되어 있는 상기 냉각박스(500)에 극저온 유체의 냉기를 확실히 전달 하기위해, 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면과 접촉되는 면적이 넓어질 수 있도록 도면과 같이 s 자의 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 제2라인(220)의 일부에 설치 또는 결합되어 있는 상기 냉각박스(500)는 극저온 유체의 냉기를 전달받아 상기 냉각박스(500)의 내부의 온도를 유지할 수 있는 특징을 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각박스(500)의 온도를 차갑게 유지할 수 있는 방법으로는 전술 한 바와 같이, 상기 제2라인(220)은 극저온 유체를 수용하고 있어 극저온 유체의 냉기가 배출되며 상기 제2라인(220)과 결합된 상기 냉각박스(500)로 냉기가 전달되어 상기 냉각박스(500)의 내부온도를 유지할 수 있다.
따라서, 상기 냉각박스(500)는 상기 제2라인(220)의 일부에 설치 또는 결합되어 극저온 유체를 이용하여 냉각이 필요한 물품을 효과적으로 냉각하여 보관할 수 있는 특징을 가지고 있다.
또한, 상기 냉각박스(500)는 극저온 유체가 경유하도록 상기 이동장치(1)에 포함되어 있을 수 있지만 필요에 따라 상기 이동장치(1)와 결합 또는 탈거가 가능하도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 냉각박스(500)가 상기 제2라인(220)으로 결합될 경우, 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면과 상기 제2라인(220)과 접촉하여 상기 제2라인(220)에 수용되어 있는 극저온 유체의 냉기를 상기 제2라인(220)을 통해 전달 받아 상기 냉각박스(500)의 내부온도를 유지할 수 있다.
또한, 상기 냉각박스(500)는 상기 냉각이 필요한 물품의 인입 또는 인출이 용이하도록 상기 냉각박스(500)의 일측면이 개폐가 가능하도록 구현될 수 있다.
한편 구현 예에 따라서, 상기 이동장치(1)는 소정의 물품이 보관되는 냉각박스(500) 뿐만 아니라, 소정의 기능을 수행하는 시스템이나 장치(예컨대, 이동식 기지국 등)와 결합될 수 있다. 이러한 경우에도, 전술한 본 발명의 기술적 사상이 상기 냉각박스(500)와 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 상기 시스템이나 장치에서 방열이 수행되는 방열부위에 상기 제2라인(220)의 일부 및/또는 후술할 본 발명의 기술적 사상에 따른 냉각파트가 경유하거나 접촉될 수 있도록 하여, 상기 이동장치(1)에 결합된 소정의 시스템이나 장치의 방열효율을 크게 향상시킬 수도 있다.
이처럼 본 발명은 기술적 사상에 따라 극저온 유체의 냉각효과는 상기 냉각박스(500)뿐만 아니라 다양한 곳에서 활용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라서 상기 이동장치(1)는 극저온 유체를 선택적으로 유입 시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 제어 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 이동장치(1)는 상기 배출라인(200)에서 배출되는 극저온 유체가 상기 제1라인(210) 및/또는 제2라인(220)으로 선택적으로 유입시키기 위한 밸브(300), 미리 정해진 기준에 의해 상기 밸브(300)의 동작을 제어하는 제어시스템(310)을 포함할 수 있다.
상기 밸브(300)는 상기 이동장치(1) 내에 흐르는 극저온 유체의 유입을 조절하기 위해 형성되며, 상기 배출라인(200)이 분기되는 부분 즉, 상기 배출라인(200)에서 상기 제1라인(210)과 상기 제2라인(220)이 분기되는 부분에 형성되어 있다.
또한, 상기 밸브(300)는 상기 배출라인(200)에서 분기되는 라인(예를 들어, 상기 제1라인(210), 상기 제2라인(220))들을 모두 수용할 수 있도록 도면과 같이 세 방향으로 형성된 3way 형식의 밸브(300)를 사용할 수 있다.
따라서 도면에 도시된 바와 같이 상기 밸브(300)가 3way 밸브로 구현되는 경우, 상기 밸브(300)는 극저온 유체가 상기 배출라인(200)에서 상기 제1라인(210)으로 유입되면 상기 배출라인(200)에서 상기 제2라인(220)으로 유입되는 극저온 유체를 중지시키고 상기 배출라인(200)에서 상기 제2라인(220)으로 유입되면 상기 배출라인(200)에서 상기 제1라인(210)으로 유입되는 극저온 유체를 중지시킬 수 있다.
따라서, 상기 3way밸브의 동작에 따라 극저온 유체가 상기 제1라인(210), 상기 제2라인(220)중 어느 한 쪽으로 유입되면 나머지 한쪽은 완전 중지될 수 있다.
이는 상기 제1라인(210)과 제2라인(220)으로 공급되는 극저온 유체가 상기 제1라인(210), 상기 제2라인(220)양쪽으로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
하지만 본 발명의 상기 밸브(300)는 어느 한쪽이 완전히 중지되는 것이 아니라 모든 방향으로 유입될 수 있으며, 극저온 유체가 동시에 상기 제1라인(210) 및 상기 제2라인(220)으로 유입될 수 있도록 한다. 이는 상기 공급대상(400)으로 공급되는 극저온 유체가 중지되지 않기 위함 일 수 있다.
또한, 상기 밸브(300)는 3way인 3방향의 밸브로 설명했지만 이에 한정하지 않고 2방향의 형태일 수도 있고 4방향 또는 그 이상, 이하인 형태가 될 수 있다.
따라서, 상기 밸브(300)는 극저온 유체를 선택적으로 이동시킬 수 있으면 어떠한 형태로든 구현될 수 있다.
다른 구현의 예로는, 상기 배출라인(200)에서 분기되는 상기 제1라인(210), 상기 제2라인(220)이 연결되어 있지 않을 경우, 상기 밸브(300)는 배출라인(200)에서 상기 제1라인(210)이 분기되는 부분, 상기 배출라인(200)에서 상기 제2라인(220)이 분기되는 부분에 각각 형성되어 어떠한 경우든, 극저온 유체가 상기 제1라인(210) 또는 상기 제2라인(220) 중 선택적 또는 모든 방향으로 이동할 수 있도록 한다.
또한, 상기 밸브(300)는 상기 라인(예를 들어, 상기 제1라인(210), 상기 제2라인(220))들로 유입되는 극저온 유체의 양을 조절할 수 있다.
상기 밸브(300)는 상기 라인(예를 들어, 상기 제1라인(210), 상기 제2라인(220))들로 유입되는 극저온 유체의 양이 너무 많거나 적다고 확인되는 경우 입구를 크기를 조절하여 유입되는 극저온 유체의 양을 조절할 수 있다.
따라서, 상기 이동장치(1)는 극저온 유체의 유입방향 또는 유입되는 양을 조절하여 상기 냉각박스(500)의 온도를 더욱 효과적으로 조절할 수 있도록 상기 밸브(300)를 제어하는 제어시스템(310)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 제어시스템(310)은 상기 냉각박스(500)의 온도를 측정하고, 측정된 온도가 미리 정해진 기준에 충족하지 않을 경우, 상기 밸브(300)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제어시스템(310)은 프로세서, 저장장치, 및/또는 상기 저장장치에 저장되어 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 포함할 수 있다.
상기 제어시스템(310)은 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 연산 및 타 구성을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제어시스템(310)은 프로세서, 저장장치, 및 상기 저장장치에 저장되어 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 포함할 수 있다. 이하 본 명세서에서 상기 이동장치(1) 및/또는 상기 제어시스템(310)은 소정의 동작을 수행한다고 함은, 상기 프로세서가 상기 프로그램을 실행하여 수행하는 일련의 데이터 처리 및/또는 제어에 의해 수행될 수 있음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
이를 위해 상기 제어시스템(310)은 냉각박스(500)의 온도를 센싱할 수 있다. 이를 위해 상기 이동장치(1) 소정의 위치에 온도센서(미도시)가 구비될 수 있고, 상기 제어시스템(310)은 상기 온도센서(미도시)에서 센싱되는 온도 데이터를 수신할 수 있도록 구현될 수 있다.
따라서 상기 이동장치(1)는 온도를 감지 할 수 있는 상기 온도센서(미도시)를 포함하며, 상기 냉각박스(500)가 구비되는 위치의 근접한 위치에 상기 온도센서(미도시)를 구비하여 상기 냉각박스(500)에서 측정된 온도를 상기 제어시스템(310)으로 수신할 수 있다.
또한, 다른 구현의 예로는 상기 냉각박스(500)내에 상기 온도센서(미도시)를 구비하여 측정된 온도를 상기 제어시스템(310)으로 전달 할 수 있다.
또한, 상기 제어시스템(310)은 상기 제2라인(220)으로 극저온 유체가 계속 유입되어 상기 제2라인(220)과 결합되어 있는 상기 냉각박스(500)의 온도가 유지되지 않을 경우, 상기 밸브(300)의 동작을 제어하여 상기 제2라인(220)으로 유입되는 극저온 유체를 중지 또는 유입시켜 상기 냉각박스(500)의 온도를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따라서 상기 제어시스템(310)은 상기 냉각박스(500)의 온도를 효율적으로 조절하기 위해 사용자가 임의로 설정온도를 입력하여 미리 정해진 기준을 설정할 수 있다.
하지만 상기 제어시스템(310)은 사용자가 임의로 입력한 설정온도만으로 조절하기에는 한계가 있어 상기 제어시스템(310)내에서 설정온도가 입력이 되면 입력된 설정온도와 상응하는 제어온도가 입력될 수 있다.
따라서, 상기 설정온도는 사용자가 지정한 온도이고, 상기 제어온도는 상기 제어시스템(310)이 상기 냉각박스(500)의 온도가 상기 설정온도에 상응하도록 유지하기 위한 기준이 되는 온도일 수 있다.
예컨대, 상기 설정온도가 -100℃이면, 상기 제어온도는 설정온도의 ±10℃을 기준으로 결정되어 상기 설정온도와 격차가 크지 않도록 결정될 수 있다.
만약 상기 제어시스템(310)이 상기 설정온도만으로 상기 밸브(300)를 제어할 경우, 실제 측정되는 상기 냉각박스(500)의 온도가 상기 설정온도에서 미세한 차이가 발생할 때마다 상기 밸브(300)가 제어될 수 있는 문제가 있다.
따라서, 상기 제어시스템(310)은 상기 설정온도를 기준으로 소정 범위를 제어온도로 결정하여, 상기 밸브(300)의 작동이 지나치게 잦아지는 것을 방지하면서 상기 냉각박스(500)의 온도를 사용자가 원하는 온도로 유지할 수 있다.
하지만 본 명세서에서 설명한 상기 설정온도와 상기 제어온도의 설정 기준은 예시적인 것이며 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어시스템(310)은 상기 저장탱크(100)에서 배출된 극저온 유체가 특정 라인(예를 들어, 상기 제1라인(210), 상기 제2라인(220))으로 선택적으로 유입될 수 있도록 상기 밸브(300)를 제어 할 수 있는 구성을 의미 할 수 있다.
상기 제어시스템(310)은 이동장치(1)의 제어장치(예컨대, 프로세서 등)일 수도 있고, 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위해 별도로 구현될 수도 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 상기 냉각박스(500)의 온도제어 방식을 설명하면 다음과 같다.
따라서, 상기 제어시스템(310)은 상기 온도센서(미도시)에 의해 측정되는 상기 냉각박스(500)의 온도에 기초하여 상기 냉각박스(500)의 온도가 상기 제어온도 또는 설정온도보다 이하인 경우, 상기 밸브(300)를 제어하여 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제2라인(220)으로 유입되는 극저온 유체의 유입을 중지시키고, 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제1라인(210)으로 극저온 유체를 유입시킬 수 있다.
또한, 상기 제어시스템(310)은 상기 온도센서(미도시)에 의해 측정되는 상기 냉각박스(500)의 온도에 기초하여 상기 냉각박스(500)의 온도가 상기 제어온도 또는 설정온도를 초과하는 경우, 상기 밸브(300)를 제어하여 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제1라인(210)으로 유입되는 극저온 유체의 유입을 중지시키고, 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제2라인(220)으로 극저온 유체를 유입시킬 수 있다.
어떠한 경우든, 운행되고 있는 상기 이동장치(1)에서는 상기 공급대상(400)으로 공급되는 극저온 유체는 중지되면 안된다.
전술한 바와 같이, 상기 제어시스템(310)이 상기 밸브(300)를 제어하여 상기 제1라인(210)의 극저온 유체의 유입이 중지되는 경우에도 상기 제2라인(220)의 타 단이 상기 제1라인(210)과 연결되어 있어 상기 제2라인(220)으로만 극저온 유체가 유입되어도 상기 제2라인(220)의 타 단에 연결되어 있는 상기 제1라인(210)으로 극저온 유체가 유입될 수 있어 상기 제1라인(210)에 구비되어 있는 공급대상(400)으로 극저온 유체가 공급될 수 있다.
또한, 상기 제1라인(210) 또는 상기 제2라인(220) 중 선택적으로 극저온 유체가 유입되지 않고 상기 제1라인(210)과 상기 제2라인(220)으로 동시에 극저온 유체가 유입되어 상기 공급대상으로 극저온 유체가 공급될 수 있다.
상기 제어시스템(310)은 상기 밸브(300) 자체가 어떤 기준에 따라 개폐가 되는 기계식 밸브이거나, 상기 제어시스템(310)으로부터 제어신호를 수신하여 개폐를 수행하는 전자식 밸브인 경우로 구현될 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 상기 냉각박스(500)에 적어도 하나의 물품을 보관하지 않을 경우, 상기 제어시스템(310)은 상기 밸브(300)의 동작을 제어하여 극저온 유체가 상기 제1라인(210)으로만 유입될 수 있도록 구현 될 수 있다.
상기 이동장치(1) 내에 구비된 냉각 박스(500)의 온도제어 방식은 상기 냉각박스(500)의 온도를 효율적으로 조절시키기 위한 것으로, 예컨대 상기 냉각 박스(500)의 내 온도가 미리 설정된 상기 설정온도 및/또는 상기 제어온도는 유체의 종류나 냉각박스(500)의 크기 등 요인에 의해 필요에 따라 다양하게 설정 될 수 있다.
한편, 상기 이동장치(1)는 전술한 바와 같이 상기 공급대상(400)에 열을 잘 전달하기 위해 제1열교환기(430)를 구비하며 또한, 상기 냉각박스(500)가 결합된 위치에는 제2열교환기(510)가 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 구현의 예를 나타내기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 이동장치(1)는 극저온 유체를 저장하는 상기 저장탱크(100), 상기 저장탱크(100)의 상부 또는 하부에 연결되어 상기 저장탱크(100)에 저장되어 있는 극저온 유체를 배출하는 배출라인(200), 상기 배출라인(200)에서 분기되는 상기 제1라인(210) 또는 제2라인(220), 상기 제1라인(210)의 타 단에 형성되어 있는 상기 전기 생성 장치(410), 전기 생성 장치의 폐열을 전달하는 송풍장치(420), 상기 제1열교환기(430), 상기 제2라인(220)에 상에 설치 또는 결합되어 있는 상기 냉각박스(500), 상기 제2열교환기(510)을 포함할 수 있다.
도 4에 나타낸 구성들은 전술한 상기 이동장치(1)의 구성 및/또는 시스템은 도 1 및/또는 도2에 전술한 바와 동일하며, 전술에서는 상기 제1열교환기(430) 중심으로 설명했지만, 상기 이동장치(1)는 제2열교환기(510)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1열교환기(430)는 상기 제1라인(210) 상에, 상기 제2열교환기(510)는 상기 제2라인(220) 상에 각각 구비 될 수 있다.
상기 제2열교환기(510)는 상기 제2라인(220) 상에 위치하며, 냉각박스(500)와 상기 제2라인(220)가 설치 또는 결합되어 있을 경우, 냉각박스(500)와 상기 제2라인(220) 사이의 열전달이 더욱 효율적으로 이루어지도록 상기 제2라인(220)과 상기 냉각박스(500)가 대응되는 위치(예를 들어, 상기 제2라인(220)과 상기 냉각박스(500)의 사이)에 형성될 수 있다.
도 5은 상기 본 발명의 실시 예에 따른 냉각박스의 구현의 예를 나타낸 도면이다.
상기 도 5을 참조하면, 상기 이동장치(1)에 형성된 상기 제2라인(220)의 일부는 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면과 접촉하는 냉각파트(230)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉각파트(230)는 상기 제2열교환기(510)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 냉각파트(230)는 상기 제2라인(220)의 일부로 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면과 접촉하여 상기 제2라인(220)에 유입되어있는 극저온 유체의 냉기를 상기 냉각박스(500)로 전달하여 상기 냉각박스(500)의 내부 온도를 유지할 수 있도록 한다.
상기 냉각파트(230)는 상기 제2라인(220)의 일부로 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면과 접촉하여 상기 제2라인(220)에 수용되어있는 상기 극저온 유체의 냉기를 상기 냉각박스(500)로 전달할 수 있다.
또한, 상기 냉각파트(230)는 일부가 상기 냉각박스(500)의 내측으로 돌출되어 상기 냉각박스(500)의 내부에 인입되어 결합될 수 있다.
따라서, 상기 냉각파트(230)가 상기 냉각박스(500)로 인입되는 경우, 상기 냉각박스(500)는 일측면이 뚫려있거나 상기 냉각박스(500)의 일측면에 홈이 있어 상기 홈으로 상기 냉각파트(230)가 인입될 수 있다.
또한, 상기 냉각박스(500)의 일측면과 상기 이동장치(1)가 접촉하여 결합되는 경우, 상기 이동장치(1)는 쉽게 분리되지 않도록 고정할 수 있는 고정장치(800)를 포함할 수 있다.
상기 고정장치(800)는 상기 이동장치(1) 또는 상기 냉각박스(500)의 일부에 형성되어 상기 냉각박스(500)와 상기 이동장치(1) 결합 시 상기 냉각박스(500)와 상기 이동장치(1)가 분리 되지 않도록 고정시킬 수 있다.
또한 상기 고정장치(800)는 상기 이동장치(1)와 상기 냉각박스(500)가 분리되지 않도록 체결하는 방식으로 고정시킬 수 있다.
따라서, 상기 고정장치(800)의 체결방식으로는 상기 고정장치(800)가 고리형식으로 구현될 수 있으며, 착탈축 조인트의 형식으로도 구현될 수 있다.
또한, 상기 고정장치(800)는 서로 접착하여 고정될 수 있는 자석으로 구현될 수 있다.
따라서, 상기 고정장치(800)는 다양한 방식으로 상기 냉각박스(500)와 상기 이동장치(1)가 분리되지 않도록 고정시킬 수 있다.
따라서, 상기 고정장치(800)는 냉각박스(500)와 상기 이동장치(1)를 결합 또는 탈거에 용이한 효과를 줄 수 있다.
하지만 상기 고정장치(800)의 구현 방식은 이에 한정되지 않는다.
도 5와 같이 상기 냉각파트(230)가 상기 이동장치(1)의 외부로 노출되어있는 경우, 상기 냉각박스(500)가 상기 이동장치(1)로부터 탈거되면 상기 냉각파트(230)가 수용하고 있는 극저온 유체로 인해 매우 낮은 온도의 상태이기 때문에 상기 냉각파트(230)에 사람의 신체일부가 닿을 경우 상기 신체일부가 괴사 또는 손상될 수 있다.
이러한 경우를 대비하여, 상기 냉각파트(230)는 상기 이동장치(1)의 내부에 형성될 수 있다.
도 6은 상기 본 발명의 실시 예에 냉각파트의 다른 구현의 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 냉각파트(230)는 상기 이동장치(1)의 내부에 형성되며 상기 냉각파트(230)가 상기 이동장치(1)의 적어도 일측면에 접촉되어 상기 이동장치(1)의 적어도 일측면에 냉기가 발산 될 수 있으며, 냉기가 발산되는 상기 이동장치(1)의 일측면과 상기 냉각박스(500)의 일측면이 접촉하여 상기 이동장치(1)와 상기 냉각박스(500)가 결합되어 따라서 상기 냉각파트(230)는 상기 냉각박스(500)로 냉기를 전달 할 수 있다.
또한, 상기 이동장치(1)는 상기 냉각박스(500)와 고정시킬 수 있는 고정장치(800)를 포함 할 수 있다.
따라서, 냉기가 발산되는 상기 이동장치(1)의 적어도 일측면과 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면이 접촉하는 경우, 상기 이동장치(1)는 상기 냉각박스(500)로 냉기를 간접적으로 전달할 수 있다.
하지만 도 6과 같이 구현될 경우 상기 냉각파트(230)에 상기 냉각박스(500)가 직접적으로 닿지 않아 냉기를 전달하는 한계가 발생할 수 있다.
이러한 경우 상기 이동장치(1)는 상기 냉각박스(500)와 상기 냉각파트(230)가 상기 냉각박스(500)와 직접적으로 닿을 수 있도록 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치에 수용공간을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 이동장치(1)는 수용공간을 포함하고 있어 상기 냉각박스(500)의 일부가 수용공간으로 인입되어 결합될 수 있으며, 따라서 내부에 있는 상기 냉각파트(230)와 상기 냉각박스(500)가 직접적으로 접촉하도록 구현될 수 있다.
상기 수용공간은 상기 이동장치(1)내에 상기 냉각박스(500)의 크기에 비례하는 넓이로 형성되어 있는 공간으로 상기 냉각박스(500)가 인입될 수 있는 공간이다.
따라서, 상기 수용공간은 상기 냉각박스(500)가 인입될 경우 상기 냉각박스(500)의 적어도 일부를 수용할 수 있다.
따라서, 상기 이동장치(1)는 상기 냉각박스(500)가 인입될 수 있도록 일측면이 뚫려있을 수 있다.
또한, 상기 이동장치(1)의 상기 수용공간으로 상기 냉각박스(500)가 인입되면 상기 이동장치(1)내에 형성된 냉각파트(230)와 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면이 직접적으로 접촉할 수 있다.
또한, 상기 이동장치(1)의 일측면은 상기 냉각박스(500)의 인입을 위해 뚫려 있지만 상기 냉각박스(500)가 결합되지 않을 경우 뚫려있는 일측면에 이물질이 삽입되는 등의 상기 이동장치(1)의 운행에 방해가 될 수 있는 상황들을 대비하여 개폐가 가능하도록 구현될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각박스의 다른 구현의 예를 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 냉각박스(500)의 일부에 상기 냉각파트(230)가 인입되어 상기 이동장치(1)와 상기 냉각박스(500)가 결합될 수 있다.
따라서 냉각박스(500)는 소정의 물품을 보관 할 수 있는 내부하우징(530)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라서, 상기 내부하우징(530)은 상기 소정의 물품을 냉각 보관 할 수 있도록 소정의 크기로 이루어져 있으며, 냉각 보관을 하기 위해 내부에 냉기를 저장하여 온도를 유지할 수 있는 소재 또는 물질로 구현될 수 있다.
예를 들어, 상기 내부하우징(530)은 열을 저장하여 내부의 온도를 유지할 수 있도록 상변화물질인 PCM (Phase Change Material)으로 구현될 수 있다.
열을 저장하기 위한 방식으로 고체에서 액체로 변화할 때 열을 흡수해 내부에 저장했다가 다시 액체에서 고체로 변화될 때 저장했던 열을 방출하며, 이때 온도범위와 필요에 따라 적정에너지를 저장하고 온도를 유지할 수 있으며, 이에 PCM은 열저장 능력이 일반 물질보다 뛰어나 많이 상용화 되고 있다. 하지만 PCM자체로 활용하기는 어려워 액체로 변화할 때 외부로 흘러나오지 않도록 포장하여 이용하거나 캡슐 안에 PCM물질을 넣어 사용되는 기술적 사상이 널리 알려지고 있다.
본 발명의 실시 예에 따라서, 상기 상변화물질은 상기 내부하우징(530) 뿐만 아니라 상기 냉각파트(230)와 접촉되는 상기 냉각박스(500)의 적어도 일측면 또는 전체에 포함할 수 있다.
이에 본 발명에서는 상기 내부하우징(530)이 PCM인 경우를 예로 들어 설명하지만 상기 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 냉각박스(500)는 상기 내부하우징(530)의 온도가 밖으로 방출되는 것을 최소화하기 위해 소정의 단열재를 포함한 상기 외부하우징(520)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라서 상기 외부하우징(520)은 상기 내부하우징(530)과 소정의 간격으로 이격 되어 있어 공간을 형성할 수 있으며, 상기 내부하우징(530)을 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 외부하우징(520)은 소정의 단열재를 통해 단열처리가 되어 있을 수 있지만 구현의 예에 따라 소정의 단열재는 일부에 포함되거나 또는 전체적으로 포함될 수 있다.
구현의 예에 따라서, 상기 외부하우징(520)은 일측면이 뚫려 있어 상기 냉각파트(230)가 인입될 수 있는 삽입부(540)를 포함할 수 있다.
또한 삽입부(540)는 상기 외부면(520)과 내부면(530)이 소정의 간격으로 이격되어 있는 공간으로 나타낼 수 있다.
설명의 편의를 위해 상기 삽입부(540)에 결합되는 것을 상기 이동장치(1)의 냉각파트(230)로 예시로 들지만 이에 한정하지 않는다.
상기 이동장치(1)는 상기 삽입부(540)를 통해 상기 냉각박스(500)가 상기 이동장치(1)와 결합되는 경우, 상기 삽입부(540)로 상기 냉각파트(230)가 인입 또는 인출할 수 있어 상기 냉각박스(500)와 상기 이동장치(1)의 결합 또는 탈거에 용이할 수 있다.
상기 냉각박스(500)와 상기 이동장치(1)가 결합되는 경우에 상기 냉각박스(500)의 삽입부(540)로 인입되는 것을 상기 이동장치(1)의 냉각파트(230) 뿐만 아니라 상기 제2라인(220) 상에 형성된 상기 제2열교환기(510)로 볼 수 있다.
또한, 상기 제2열교환기(510)가 상기 삽입부(540)로 인입되면, 상기 제2열교환기(510)는 상기 제2라인(220)에서 수용하고 있는 극저온 유체의 온도(즉, 상기 제2라인(220)에서 발산되는 냉기)와 상기 냉각박스(500)의 내부온도와 열교환 되어 상기 내부하우징(530)으로 상기 극저온 유체의 냉기를 전달할 수 있도록 한다.
이와 같은 경우, 상기 상변화물질은 내부하우징(530)의 냉각파트(230) 또는 제2열교환기(510)와 접촉되는 부분에 형성될 수 있다.
구현의 예에 따라서, 상기 냉각박스(500)은 전술한 바와 같이 상기 내부로 물품의 유입이 효율적으로 이루어지기 위해 일측면이 개폐가 가능하도록 형성될 수 있다.
이와 같이 상기 이동장치(1)와 상기 냉각박스(500)가 탈거 될 경우, 상기 전술한 바와 같이 상기 냉각파트(230)에 사람의 신체가 닿을 경우 생기는 문제점을 보완하기 위해 상기 냉각파트(230)에 상기 냉각박스(500)가 탈거될 경우 상기 제2라인(220)으로 가는 극저온 유체의 유입을 중지시킬 수 있다.
따라서, 상기 냉각파트(230)에 센서(미도시)를 설치하거나 상기 이동장치(1) 내부에 상기 냉각박스(500)가 결합 또는 탈거되는 것을 감지할 수 있는 소정의 위치에 상기 센서(미도시)를 설치하여 결합 또는 탈거 여부를 파악할 수 있다.
또한, 상기 제어시스템(310)은 상기 냉각파트(230)에 결합 또는 탈거될 때 센싱되는 데이터를 수신 받아 상기 밸브(300)를 제어할 수 있도록 구현될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 공급라인을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 상기 이동장치(1)는 위에 설명한 상기 제1라인(210)과 상기 제2라인(220)의 기능을 수행할 수 있는 공급라인(250)을 포함할 수 있다.
상기 공급라인(250)은 상기 제1라인(210)과 상기 제2라인(220)으로 따로 분기되지 않고도 한 개의 라인만으로 전술한 바와 같이 상기 제1라인(210) 및 상기 제2라인(220)의 기능을 수행할 수 있도록 구성되는 라인이다.
따라서 상기 공급라인(250)은 타 단에 상기 공급대상(400)이 형성되며, 일부에 냉각파트(230)가 형성되어 상기 냉각파트(230)를 통해 상기 이동장치(1)와 상기 냉각박스(500)가 결합될 수 있다.
또한, 상기 공급라인(250)은 타 단에 형성되어 있는 상기 공급대상(400)으로 극저온 유체가 공급되기 전, 일부에 형성된 상기 냉각파트(230)를 경유한 후 상기 공급대상(400)으로 극저온 유체를 공급할 수 있다.
한편, 상기 이동장치(1)를 구현하기 위해 도 4와 같이 구성하였지만, 도 4은 단지 예시일 뿐 모든 시스템과 구성은 이에 한정 되지 않는다.
구현 예에 따라서, 상기 제어시스템(310)은 프로세서 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 싱글 코어 CPU혹은 멀티 코어 CPU를 포함할 수 있다. 메모리는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시메모리 장치, 또는 기타 비휘발성 고체상태 메모리 장치와 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수도 있다. 프로세서 및 기타 구성 요소에 의한 메모리로의 액세스는 메모리 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 여기서, 상기 프로그램은, 프로세서에 의해 실행되는 경우, 본 실시예에 따른 상기 이동장치(1)로 하여금, 상술한 방법을 수행하도록 할 수 있다.
이러한 극저온 유체를 이용한 이동장치(1)의 제어시스템 과정은 도 12를 참조하여 설명하도록 한다.
도 12은 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치의 제어시스템 과정을 나타내는 도면이다.
도 12을 참조하면, 상기 이동장치(1)는 상기 냉각박스(500)의 온도를 효과적으로 조절하기 위해 상기 제어시스템(310)은 상기 냉각박스(500)의 온도를 감지하여(S100) S100단계에서의 감지결과에 따라 미리 정해진 기준(즉, 상기 제어온도 및/ 또는 상기 설정온도)에 충족하는지 판단(S110)할 수 있다.
상기 제어시스템(310)은 센싱된 온도센서(미도시)에 의해 측정된 상기 냉각박스(500)의 온도에 기초하여 상기 냉각박스(500)의 온도를 감지한 결과가 충족하는 경우(예를 들어, 측정된 상기 냉각박스(500)의 온도가 상기 제어온도 이하인 경우), 상기 밸브(300)를 제어하여 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제2라인(220)으로 유입되는 극저온 유체를 중지시키고(S120), 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제1라인(210)으로 극저온 유체를 유입시킨다(S130).
상기 제어시스템(310)은 상기 온도센서(미도시)에 의해 측정되는 상기 냉각박스(500)의 온도에 기초하여 상기 냉각박스(500)의 온도를 측정한 결과 충족하지 못하는 경우(예를 들어, 측정된 상기 냉각박스(500)의 온도가 상기 제어온도를 초과하는 경우) 상기 밸브(300)를 제어하여 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제1라인(210)으로 유입되는 극저온 유체를 중지시키고(S140), 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제2라인(220)으로 극저온 유체를 유입시킨다(S150).
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 제어시스템의 다른 구현의 예를 나타낸 것이다.
도 13을 참조하면, 상기 이동장치(1)는 상기 냉각박스(500)의 결합여부를 감지하여(S200) S200단계에서의 감지결과에 따라 미리 정해진 기준(예를 들어, 상기 냉각박스(500)의 결합여부)을 충족했는지를 판단(S210)할 수 있다.
상기 이동장치(1)가 미리 정해진 기준을 충족하지 않은 경우(예를 들어, 상기 이동장치(1)에 상기 냉각박스(500)가 탈거될 경우), 상기 제어시스템(310)은 상기 밸브(300)를 제어하여 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제2라인(220)으로 유입되는 극저온 유체를 중지시킨다.(S220)
상기 이동장치(1)가 미리 정해진 기준을 충족하는 경우(예를 들어, 상기 이동장치(1)에 상기 냉각박스(500)가 결합되어 있는 경우), 상기 제어시스템(310)은 상기 밸브(300)를 제어하여 상기 배출라인(200)으로부터 상기 제2라인(220)으로 극저온 유체를 유입시킨다.(S220)
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 극저온 유체를 이용한 이동장치(1)는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 제어 프로그램 및 대상 프로그램도 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야한다.

Claims (17)

  1. 소정의 물품을 냉각하여 보관하는 냉각박스;
    극저온 유체가 저장되는 저장탱크;
    상기 저장탱크와 연결되어 상기 저장탱크에 저장된 극저온 유체가 배출되도록 형성되는 배출라인;
    일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단이 극저온 유체가 공급되어 이동장치의 동력원을 생성하는 공급대상과 연결되는 제1라인;
    일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단이 상기 제1라인과 소정의 위치에서 연결되도록 형성되는 제2라인을 포함하며,
    상기 제2라인은,
    일부가 상기 냉각박스의 내부를 냉각시킬 수 있도록 상기 냉각박스를 경유하도록 형성되는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는,
    상기 저장탱크에서 배출되는 극저온 유체를 상기 제1라인 또는 상기 제2라인으로 선택적으로 이동시키기 위해 형성되는 밸브; 및
    상기 밸브의 동작을 제어하기 위한 제어시스템을 포함하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어시스템은,
    상기 냉각박스의 온도를 센싱하기 위한 온도센서를 포함하며,
    사용자로부터 원하는 설정온도를 입력받고, 입력받은 설정온도에 상응하는 제어온도를 설정하며, 설정한 상기 제어온도와 상기 온도센서에 의해 측정되는 냉각박스의 온도에 기초하여 상기 밸브를 제어하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어시스템은,
    측정된 상기 냉각박스의 온도가 상기 제어온도 이하일 경우,
    극저온 유체가 상기 제2라인으로 유입되지 않도록 밸브를 제어하고,
    측정된 상기 냉각박스의 온도가 상기 제어온도를 초과하는 경우,
    극저온 유체가 상기 제2라인으로 유입되도록 상기 밸브를 제어하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 냉각박스는,
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치에 결합 또는 탈거될 수 있는 것을 특징으로 하며,
    상기 제어시스템은,
    상기 냉각박스가 탈거될 경우, 상기 밸브를 제어하여 상기 제2라인의 극저온 유체의 유입을 중지시키는 것을 특징으로 하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  6. 제1항에 있어서, 공급대상은,
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치의 에너지를 생성하는 전기 생성 장치; 및
    극저온 유체에 열전달을 위한 열교환기를 포함하며,
    상기 제1라인은,
    일부가 상기 전기 생성 장치의 폐열을 방출하기 위한 송풍장치의 송풍범위를 지나도록 형성되고,
    상기 열교환기는,
    상기 제1라인 상의 송풍범위 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 냉각박스는,
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치에 결합 또는 탈거될 수 있는 것을 특징으로 하며,
    상기 제2라인은,
    상기 냉각박스가 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치에 결합된 경우, 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 냉각파트를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는,
    상기 냉각박스와 결합되는 경우, 상기 냉각박스를 고정시키기 위한 고정장치를 포함하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는,
    상기 냉각박스가 결합되는 경우, 상기 냉각박스의 적어도 일부를 수용할 수 있는 수용공간이 형성되는 것을 특징으로 하며,
    상기 수용공간으로 상기 냉각박스가 인입되는 경우, 상기 이동장치의 내부에 위치한 상기 냉각파트가 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 냉각박스는,
    소정의 물품을 보관하는 내부하우징; 및
    상기 내부하우징과 소정의 간격으로 이격되어 삽입부를 형성하는 외부하우징을 포함하고,
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치와 결합되는 경우,
    상기 삽입부로 상기 냉각파트가 인입되는 것을 특징으로 하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 내부하우징의 적어도 일면은,
    상변화물질을 포함되는 것을 특징으로 하는 극저온 유체를 이용한 이동장치.
  12. 삭제
  13. 극저온 유체를 이용한 이동장치 제어방법에 있어서,
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 냉각박스의 온도를 감지하는 단계;
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치의 감지결과가 미리 정해진 기준을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 판단결과에 기초하여 극저온 유체의 유입을 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는,
    소정의 물품을 냉각하여 보관하는 냉각박스;
    극저온 유체가 저장되어있는 저장탱크로부터 연결된 배출라인에서 일 단이 분기되며 타 단에 공급대상이 형성되어 있는 제1라인; 및
    일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단이 상기 제1라인과 소정의 위치에서 연결되도록 형성되되, 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 냉각파트를 포함하는 제2라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 유체를 이용한 이동장치 제어방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 판단결과에 기초하여 극저온 유체의 유입을 제어하는 단계는,
    상기 제2라인으로 극저온 유체를 유입 또는 극저온 유체의 유입을 중지시키는 단계를 포함하는 극저온 유체를 이용한 이동장치의 제어방법.
  15. 극저온 유체를 이용한 이동장치 제어방법에 있어서,
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 냉각박스의 결합여부를 감지하는 단계;
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치의 감지결과가 미리 정해진 기준을 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 판단결과에 기초하여 극저온 유체의 유입을 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 극저온 유체를 이용한 이동장치는,
    소정의 물품을 냉각하여 보관하며, 상기 이동장치에 결합 또는 탈거될 수 있도록 형성되는 냉각박스;
    극저온 유체가 저장되어있는 저장탱크로부터 연결된 배출라인에서 일 단이 분기되며 타 단에 공급대상이 형성되어 있는 제1라인; 및
    일 단이 상기 배출라인으로부터 분기되어 타 단이 상기 제1라인과 소정의 위치에서 연결되도록 형성되되, 상기 냉각박스가 상기 이동장치에 결합되는 경우, 상기 냉각박스의 적어도 일측면에 접촉되거나 또는 상기 냉각박스의 내측으로 돌출되도록 형성되는 냉각파트를 포함하는 제2라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 극저온 유체를 이용한 이동장치 제어방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 극저온 유체를 이용한 이동장치가 판단결과에 기초하여 극저온 유체의 유입을 제어하는 단계는,
    상기 제2라인으로 극저온 유체를 유입 또는 극저온 유체의 유입을 중지시키는 단계를 포함하는 극저온 유체를 이용한 이동장치의 제어방법.
  17. 데이터 처리장치에 설치되며 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 제어방법을 수행하기 위해 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.

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