KR20040087725A

KR20040087725A - 냉동용 기기

Info

Publication number: KR20040087725A
Application number: KR1020030021768A
Authority: KR
Inventors: 유수남
Original assignee: 유수남
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-10-15

Abstract

본 발명은 냉동용기기에 관한 것으로, 표면적을 극대화시킬 수 있는 방열체 (heat sink body), 열전소자 및 축열재를 이용한 급속 냉동용 기기에 관한 것이다. 본 발명은 보냉의 효과를 높이기 위해 축열재를 방열체와 용기의 이중구조 내에 채워 넣고 열전소자를 통해 방열체 내부에 혹은 방열판 외부에 충진되어 있는 축열재를 빨리 얼리게 하여 축적된 에너지가 방열체를 통해 용기 안으로 제공됨으로서 음료수 또는 생맥주 등을 시원하게 냉각시키는 냉동기기를 제공하는데 있다.

Description

냉동용 기기{freezer Device}

본 발명은 냉동용 기기에 관한 것으로, 특히 표면적을 극대화시킬 수 있는 방열체(heat sink body)와 보냉의 효과를 높이기 위해 사용되는 축열재 및 열전소자를 이용한 급속 냉동용 기기에 관한 것이다.

종래의 냉동용 기기는 용기에 얼음을 채워 사용하거나 이중 용기에 단열재를 채워 냉장고와 같이 전기를 사용함으로서 최신 유행하는 화장품 냉장고와 반찬 냉장고 등에 사용되고 있다.

그러나 단전 시 용기 내부의 온도가 급격하게 변하게 됨으로써 이동성효율이 저하된다. 또한 이러한 기기들은 간접 방식의 열전달 기능을 갖고 있기 때문에 축열하는데 많은 시간이 필요하게 되어 에너지 효율이 떨어져서 냉각시간이 상대적으로 많이 걸리는 불편한 문제점이 있었다. 또한 활용도 면에 있어서 종래의 용기는 주로 냉각에만 국한되어 사용되는 한계를 지니고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 열원인 열전소자 통해 이중구조에 충진되어 있는 축열재 또는 방열체 내부에 충진된 축열재를 빠른시간 내에 열을 축적(얼게 하거나 따스하게 하여)시키며, 축적된 열을 외부와의 열 교환이 지연되게 하고, 용기의 내부는 방열체의 넓은 표면적을 통해 음료수를 빨리 차갑게 또는 따스하게 하는 효과를 지닌 이동성이 뛰어난 냉동용 기기를 제공함에 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 방열체의 입체도

도 2a 내지 2c는 본 발명의 축열재가 충진된 방열체의 단면도

도 3a 및 3b는 본 발명의 히트파이프가 장착된 단면도 및 평면도

도 4a 및 4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 왕관형 용기 및 냉각기기의 단면도

도 5a 및 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 컵형 용기의 단면도

도 6a 내지 6d는 본 발명의 제3실시예에 따른 원통형 용기 및 냉각기기의 단면도

도 6e는 도 6b 및 6d의 원통형 냉각기기의 전면도

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 이동형 냉장고의 단면도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10, 22, 31, 42, 65 : 방열체 13, 23, 30, 43, 67 : 축열재

14, 46 : 히트파이프 21, 40 : 단열재

24, 44 : 뚜껑 25, 45 : 수도꼭지

26, 47, 69 : 열전소자 32, 49, 70 : 일반 금속방열판

41, 64 : 통기판 50, 71 : 냉각팬

51 : 전원공급장치 52 : 온도 조절기

53 : 배출구 61 : 문고리

63 : 힌지 66 : 송풍팬

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방열체는 상판 또는 상판 및 하판의 밀폐된 내부 공간에 축열재가 50% 이상 충진되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방열체는 축열 면적을 높이기 외부에 돌출된 핀(Fin) 또는 히트 파이프가 상판 혹은 하판에 장착되어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 용기는 단열재 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체 및, 용기내부로 열을 방출하는 방열체와, 축열재로 에너지를 공급하는 일반 금속 방열판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 용기는 단열재 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체 및 뚜껑과, 용기내부로 열을 방출하는 방열체와, 방열체 하부의 빈 공간에 축열 효과를 높이기 위해 충진된 축열재, 및 음료수를 따라 마시기 위한 수도꼭지로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 냉각기기는 단열재 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체와, 용기몸체에 힌지에 의해 부착된 문과, 용기 내부의 열을 순환시키기 위해 구멍이 형성된 통기판과 그의 열순환팬, 용기 내부로 열을 방출하는 방열체와, 방열체 하부 옆의 빈 공간에 축열 효과를 높이기 위해 충진된 축열재와, 방열체 하부에 Thermal grease를 사용하여 맞닿게 장착한 열전소자와, 열전소자에 전원을 연결하는 전원코드와, 열전소자 하부에 열을 방출하는 일반 금속 방열판과, 열전소자에서 발생된 열을 빼내기 위한 냉각팬과 그 열을 외부로 방출시키는 환기구와 온도를 조절하는 온도 조절기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 내지 1d는 본 발명의 핀(Fin) 모양이 각각 등근형, 직육면체, 판형 및 정육면체 방열체의 입체도를 나타낸 것으로서, 방열체(10)는 상판(11)과 하판(11)이 결합되어 구성된다.

도 2a 내지 2c는 본 발명의 여러 형태로 축열재가 충진된 방열체의 단면도를 나타낸 것으로서, 도 2a는 둥근형 방열체의 상판(11)에 축열재(13)가 채워져서 하판(12)에 결합되고, 도 2b는 상판(11)에 축열재(13)가 사각형 또는 원통형 형태로 채워져 하판(12)에 결합되며, 도 2c는 상판(11) 및 하판(12)에 원형으로 축열재 (13)가 충진되어 구성된다.

본 발명의 방열체(10)는 보통 표면적을 넓게 해서 열을 방열판 내부에 충진된 축열재(13)로 열을 빨리 제공하고 그 축열된 열을 용기의 내부로 방출하고자 한다.

본 발명의 축열재(13)는 잠열양이 가장 큰 물, PCM(phase change material), SAP(super absorbent polymer)+물(알코올, 아세톤 등) 또는 물+PCM+SAP을 사용하며, 분말형 PCM 고분자(polymer)를 플라스틱에 섞어 넣은 PCM플라스틱의 사용도 가능하다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 히트파이프가 장착된 방열체의 단면도 및 평면도를 나타낸 것으로서, 넓은 방열면적을 확보하기 위해 히트파이프(14)에 여러장의 방열판(15)을 부착하여 방열체 하판(12) 몸체에 부착하여 상판(11)에 결합시킨다. 이와 반대로 상판에 히트파이프를 장착하고 여기에 방열핀을 장착하여 사용 할 수 있다.

사용 방법에 있어서는 다양한 형태로 방열체를 사용할 수 있으며, 여러 형태의 조합으로 사용이 가능하다. 시중에 시판중인 일반 금속 방열판에 인체에 무해한 플라스틱 등으로 덧씌우고 그 공간에 축열재를 충진시켜 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 냉각용 기기는 여러 가지 다양한 구조를 갖는다. 이하, 본 발명에 따라 만들 수 있는 냉각기기의 다양한 외형에 대해 설명하기로 한다.

도 4a 및 4b는 본 발명의 제1실시예에 따른 왕관형 용기 및 냉각기기의 단면도를 나타낸 것이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 왕관형 용기는 보냉 효과를 위해 단열재(21) 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체, 용기내부로 열을 방출하는 방열체(22), 방열체(22) 하부의 빈 공간에 축열 효과를 높이기 위한 축열재(23), 보냉 효과를 높이기 위하여 단열재(21) 또는 축열재가 충진되어 용기의 내부를 덮는 이중구조의 뚜껑(24)과 음료수를 따라 마시기 위한 수도꼭지(25)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 몸통부의 이중구조 내에 채워질 단열재(21)로는 주로 우레탄폼이 사용되었으며 스티로폼 또는 진공구조도 가능하다. 축열재(23)는 부피 팽창을 고려해 약 90%정도로 채운다.

왕관형 축열 용기를 보냉 용기로 사용할 때에는 냉장고에 뚜껑을 열고 냉각시키면 방열체(22)를 통해 냉기가 축열재(23)로 빨리 흡수되어 축열재(23)는 얼게 되며, 여기에 음료를 담게 되면 차가운 온도를 장시간 유지하게 되며 필요시 수도꼭지(25)를 통해 따라 마실 수 있다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 왕관형 냉각기기는 이중구조의 용기몸체, 용기의 내부를 덮는 이중구조의 뚜껑(24), 용기내부에 열을 방출하는 방열체 (22), 방열체(22) 하부에 부착된 펠티어 효과를 지닌 열전소자(26), 열전소자(26)에 전원을 연결하는 전원코드(27)와 음료수를 따라 마시기 위한 수도꼭지(25)로 구성되어 있다.

여기서, 열전소자(thermalㆍelectronic couple)는 냉각기기를 목적으로 할 경우 열전소자(26)의 차가운 쪽을 위로 향하게, 온장기기를 목적으로 할 경우 열전소자(26)를 반대로 장착하며, 냉ㆍ온장 겸용기기를 목적을 위해서는 열전소자를 동시에 두개를 각각의 반대 방향으로 나란하게 장착하여 필요에 따라서 선택 사용하면 된다. 열전소자(26)는 전기를 가하면 펠티어(PELTIER) 효과에 의해 한쪽은 차갑게 반대편은 뜨겁게 되는 특성이 있다.

본 발명의 왕관형 냉각기기는 주로 생맥주의 냉장을 위해 사용할 수 있다. 맥주 맛은 계절(주로 주위의 환경 온도)에 따라 온도로 결정되는데 봄과 가을에는 8℃, 여름에는 4℃, 겨울에는 12℃가 최상이라고 알려져 있다.

먼저, 원하는 온도를 설정하고 전기 스위치를 작동시켜 약 30분 정도가 되면 방열판(22) 내부에 충진되어 있는 축열재가 얼게 되고 여기에 생맥주를 부으면 설정된 온도로 맥주가 냉장된다. 수도꼭지(25)를 통해서 필요한 양만큼 따라서 마시면 장시간 시원한 맛을 즐길 수 있다. 맥주의 탄산가스 방출을 억제하기 위해 역시 뚜껑(24)이 구비되어 있다.

도 5a 및 5b는 본 발명의 제3실시예에 따른 컵형 용기의 단면도를 나타낸 것이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 컵형 용기는 보냉 효과를 위해 단열재 (30) 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체와 컵 내부에 열을 방출하는 방열체(31)로 구성되어 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 컵형 용기는 보냉 효과를 위해 단열재 (30) 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체, 컵 내부에 열을 방출하는 방열체 (31)와 외부로부터 에너지를 받아서 축열재(30)를 급속히 축열시키 위한 일반 금속방열판(32)이 축열재(30) 내부에 삽입되어 있다. 즉, 일반 금속 방열판(32)은 외부로부터 에너지를 받아서 축열재(30)를 급속히 축열시키는 역할을 하여 용기 내부의 음료를 차갑게 하거나 덥히는 역할을 한다.

본 발명의 컵형 용기를 사용할 때에는 냉동고에서 약 1시간 동안 얼려 사용하고 보온 용기로 사용할 때에는 전자렌지에서 약 20초에서 50초 동안 가열하여 사용한다. 전자렌지 가열시에는 물의 증발압으로 인해 용기가 변형되거나 폭발 위험이 있기 때문에 가열시간이 최대 50초가 넘지 않도록 주의해야 한다.

도 6a 내지 6d는 본 발명의 제4실시예에 따른 원통형 이중용기의 단면도를 나타낸 것이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 원통형 용기는 단열재(40) 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체, 용기내부에 많은 구멍을 통해 대류가 일어나고 물건을 올려놓을 수 있는 선반 역할을 하며 필요시 탈착 및 부착이 가능한 통기판 (41), 용기내부로 열을 방출하는 방열체(42), 방열체(42) 하부의 빈 공간에 축열 효과를 높이기 위해 충진된 축열재(43), 보냉 효과를 높이기 위하여 단열재(21) 또는 축열재가 충진되어 용기의 내부를 덮는 이중구조의 뚜껑(44)으로 구성되어 있다.

도 6b은 상기 도6a와 같은 구조에 방열체(42)의 하판에 넓은 방열면적을 확보하기 위해 부착된 히트파이프(46)와 음료수를 따라 마시기 위한 수도꼭지(45)가 추가로 구성되어 있다.

도 6c는 상기 도 6a와 같은 형태로, 방열체(42) 하부에 Thermal grease를 사용하여 맞닿게 장착한 열전소자(47), 열전소자에 전원을 연결하는 전원코드(48), 열전소자 하부에 열을 방출하는 일반 금속방열판(49), 열전소자에서 발생된 열을 빼내기 위한 냉각팬(50), 전원을 공급하는 DC12V용 전원공급장치(51)와 음료수를 따라 마시기 위한 수도꼭지(45)로 구성되어 있다.

도 6d는 도 6b와 같은 구조로, 방열체(42) 하부에 Thermal grease를 사용하여 맞닿게 장착한 열전소자(47), 열전소자에 전원을 연결하는 전원코드(도시되지 않음), 열전소자 하부에 열을 방출하는 일반 금속방열판(49), 열전소자에서 발생된 열을 빼내기 위한 냉각팬(50), 전원을 공급하는 DC12V용 전원공급장치(도시되지 않음)와 음료수를 따라 마시기 위한 수도꼭지(45)로 구성되어 있다.

도 6e는 도 6c 및 6d의 원통형 냉각기기의 전면도로서, 열전소자(47)는 반드시 뜨거운 면이 존재함으로 일반 금속 방열판(49)을 장착하여 그 면을 냉각팬으로 냉각시키며 그 열을 배출하기 위한 배출구(51)와 용기내의 온도 조절을 위해 온도 조절기(52)가 장착되어 있다.

여기서, 온도 조절기(52)는 용기내의 중간 지점 벽면에 온도계를 장착하여 설정 온도보다 온도가 올라가면 열전소자(47)가 작동하고 그 이하로 내려가면 멈추게 구비되어 있다.

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 냉장고형 냉각기기의 단면도를 나타낸 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 냉장고형 냉각기기는 단열재(40) 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체, 용기몸체에 문고리(61)가 부착된 문(80)을 부착시키는 힌지(60), 용기내부에 많은 구멍을 통해 대류가 일어나고 물건을 올려놓을 수 있는 선반 역할을 하며 필요시 탈착 및 부착이 가능한 통기판(64), 축열 효과와 용기내부로 열을 방출하는 방열체(65), 열을 순환시키는 열순환팬(66), 방열체(65) 하부의 빈 공간에 축열 효과를 높이기 위해 충진된 축열재(67), 방열체(65) 하부에 Thermal grease를 사용하여 맞닿게 장착한 열전소자(68), 열전소자에 전원을 연결하는 시가 잭 겸용 전원코드(69), 열전소자 하부에 열을 방출하는 일반 금속방열판 (70), 열전소자에서 발생된 열을 빼내기 위한 냉각팬(71), 용기내의 온도 조절을 위해 온도 조절기(도시되지 않음)와 열전소자(68)에서 발생된 열을 빼내는 배출구 (도시되지 않음)로 구성되어 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다. 따라서, 특허청구범위의 등가적인 의미나 범위에 속하는 모든 변화들은 전부 본 발명의 권리범위안에 속함을 밝혀둔다.

상기와 같은 본 발명의 냉각용 기기는 축열재을 충진한 방열체를 사용함으로써 방열체의 넓은 표면적을 이용하여 외부로부터 축열재에 에너지를 급속히 전달시켜서 열을 축적시킬 뿐만이 아니라 그 축적된 열을 서서히 방출시키기 때문에 보냉 효과가 뛰어나고 이동성이 좋고 반영구적이며 축열 효과가 장시간 유지되는 효과가 있다.

Claims

핀 모양의 상판 및 하판이 조립되어 구성된 방열체에 있어서,

상기 상판 또는 상판 및 하판의 밀폐된 내부 공간에 축열재가 50~99% 충진되어 이루어진 것을 특징으로 하는 방열체.
제1항에 있어서,

상기 하판에 넓은 방열면적을 확보하기 위해 히트파이프 또는 히트파이프에 여러장의 방열핀이 더 부착되어 이루어진 것을 특징으로 하는 방열체.
제1항에 있어서,

상기 축열재는 물, PCM, 물+SAP, 물+PCM+SAP중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 방열체.
제1항에 있어서,

상기 핀은 둥근형, 직육면체, 판형 및 정육면체의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열체.
제4항에 있어서,

상기 방열체는 금, 티타늄 또는 세라믹 중 어느 하나를 도금하여 사용하는것을 특징으로 하는 방열체.
이중구조로 형성된 용기몸체 및 뚜껑과,

상기 용기내부로 열을 방출하는 방열체와,

상기 방열체 하부에 부착되어 펠티어 효과를 지닌 열전소자와,

상기 열전소자에 전원을 연결하는 전원코드, 및

음료수를 따라 마시기 위한 수도꼭지로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각기기.
단열재 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체와,

상기 용기내부에 열을 방출하는 방열체로 이루어진 것을 특징으로 하는 컵형 용기.
제7항에 있어서,

상기 용기몸체의 일부분에 외부로부터 에너지를 받아들이는 일반 금속 방열판을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 컵형 용기.
제7항에 있어서,

상기 일반 금속방열판은 상기 축열재을 급속히 축열시키는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 컵형 용기.
단열재 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체 및 뚜껑과,

상기 용기몸체 내부에 열을 순환시키기 위해 구멍이 형성된 통기판과,

상기 용기내부에 열을 방출하는 방열체, 및

상기 방열체 하부의 빈 공간에 축열 효과를 높이기 위해 충진된 축열재로 이루어진 것을 특징으로 하는 용기.
단열재 또는 축열재가 충진된 이중구조의 용기몸체과,

상기 용기 내부로 열을 방출하는 방열체와,

상기 방열체 하부의 빈 공간에 축열 효과를 높이기 위해 충진된 축열재와,

상기 방열체 하부에 Thermal grease를 사용하여 맞닿게 장착한 열전소자와,

상기 열전소자에 전원을 연결하는 전원코드와,

상기 열전소자 하부에 열을 방출하는 일반 금속방열판, 및

열전소자에서 발생된 열을 빼내기 위한 냉각팬으로 구성됨을 특징으로 하는 냉장고형 냉각기기.