KR20060112068A - 진공저장장치 및 이를 이용한 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공상태에서 음식물을 저장할 할 수 있는 진공저장장치와 이를 이용한 냉장고에 관한 것이다. 본 발명은 음식물을 보관하는 보관용기; 상기 보관용기의 일측에 구비되어 용기내의 공기를 흡입하는 흡입펌프; 상기 흡입펌프에 의해 흡입된 공기에서 산소를 추출하는 산소분리부; 그리고, 상기 용기의 타측에 구비되어, 상기 산소분리부을 통과한 후 산소가 추출되고 남은 공기를 용기 내로 재유입되도록 하는 질소유입펌프를 포함하여 구성되는 진공저장장치 및 이를 이용한 냉장고를 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 음식물을 진공상태로 유지하여 음식물을 장기간 신선하게 보관할 수 있다.

진공저장장치, 냉장고, 산소분리부, 흡입펌프, 질소유입펌프

Description

진공저장장치 및 이를 이용한 냉장고{Vacuum storage device and refrigerator using the same}

도 1은 야채실이 구비된 종래의 냉장고를 나타내는 입체도;

도 2는 본 발명에 따른 진공저장장치가 구비된 냉장고를 나타내는 입체도;

도 3은 본 발명에 따른 진공저장장치의 일 실시예를 나타내는 구성도;

도 4는 본 발명에 따른 진공저장장치를 이용한 냉장고를 나타내는 구성도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >

100: 냉장고 110: 냉장실

120: 냉동실 200: 진공저장장치

210: 보관용기 221: 제1체크밸브

222: 제2체크밸브 230: 흡입펌프

241: 제1밸브 242: 제2밸브

250: 산소분리부 260: 산소배출부

270: 질소저장탱크 280: 질소유입펌프

300: 급수부 400: 필터

500: 산소용해부 610: 제빙측 밸브

620: 제빙장치 630: 얼음취출부

710: 냉수저장부 720: 냉수취출부

본 발명은 진공저장장치와 이를 이용한 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보관용기내의 공기를 흡입하여, 흡입된 공기에서 질소만을 분리하여 보관용기 내로 유입하게 함으로써, 장기간 용기 내의 음식물의 신선도를 유지시키는 진공저장장치와 이를 이용한 냉장고에 관한 것이다.

도 1을 참조하여, 종래기술에 따른 냉장고를 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 냉장고(10)는 냉장실(11)과 냉동실(12)로 구분되고, 냉매순환을 통해 열교환이 이루어 지도록 구성된다. 상기 냉장실(11)은 대략 3℃~4℃의 온도에서 음식물과 야채를 신선하고 오래 보관시키고, 상기 냉동실(12)은 영하의 온도에서 육고기와 생선과 같은 음식물을 얼린 상태로 보관시킨다.

냉장고(10)에는 일반적으로 냉장실 하부에 야채나 과일 등을 저장하기 위한 야채실(15)이 별도로 구비되어 있다. 냉장실(11)의 온도가 보통 3 ℃ 정도인데 반해, 야채실(15)의 저장온도는 약 2℃ ~ 8℃ 로 야채나 과일에 적합한 온도로 보관되도록 한다. 하지만, 과일이나 야채의 저장기간은 5 ~ 10 일 정도로 짧고, 신선도가 오래 유지 되지 못하였다.

음식물의 신선도를 오래 유지시키고 장기간 음식물을 보관하기 위해, 보관 용기 내의 공기를 진공펌프 등을 이용하여 추출하고 보관용기를 진공상태로 유지하 여 음식물을 보관하는 진공저장장치가 제안된다.

하지만, 상술한 진공저장장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 음식물의 장기간 저장을 위해 단순히 보관용기 내의 공기를 추출하는 진공저장방법은 일정 수준 이상의 진공저장 효과를 얻기위해서 보관용기나 기타 진공저장장치를 구성하는 구성부품 들이 진공상태에 의한 외부와의 압력차를 견딜 수 있을 정도로 견고함을 유지해야 하는 문제점이 있었다.

둘째, 음식물을 저장하는 냉장실이나 냉동실 내부에 산소로 인하여 음식물의 부폐속도가 빨라지게 되어, 산소는 음식물의 신선도 유지와 관련하여 불리하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 음식물의 저장기간이 길고 신선도가 오래 유지되면서도 진공상태를 견디기 위한 높은 견고함이 요구되지 않는 진공저장장치와 이를 이용한 냉장고를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 음식물의 신신도 유지와 관련된 산소의 부폐작용을 감소시켜 음식물의 신선도 유지를 향상시키고, 냉장고 내의 공기에서 분리한 산소의 인체에 대한 유리한 기능을 효과적으로 활용하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 음식물을 보관하는 보관용기; 상기 보관용기의 일측에 구비되어 용기내의 공기를 흡입하는 흡입펌프; 상기 흡입펌프에 의해 흡입된 공기에서 산소를 추출하는 산소분리부; 그리고, 상기 용기의 타측에 구비되 어, 상기 산소분리부을 통과한 후 산소가 추출되고 남은 공기를 용기 내로 재유입되도록 하는 질소유입펌프를 포함하여 구성되는 진공저장장치를 제공한다.

그리고, 상기 진공저장장치는 상기 산소분리부를 통해 추출된 산소를 배출하는 산소배출부를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 진공저장장치는 산소분리부의 출구측과 용기 사이에 연결되어, 상기 산소분리부를 통과한 후 산소가 추출되고 남은 공기를 저장하는 질소저장탱크를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 상기 흡입펌프로 유입되는 공기의 유량을 제어할 수 있는 제1체크밸브; 그리고, 보관용기 내로 유입되는 공기의 유량을 제어하는 제2체크밸브를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 진공저장장치는 상기 산소분리부의 입구측에 연결되어 상기 산소분리부로 유입되는 공기의 유량을 제어하는 제1밸브; 그리고, 상기 산소분리부의 출구측에 연결되어, 산소분리부에서 배출되는 공기의 유량을 제어하는 제2밸브를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 흡입펌프와 질소유입펌프는 진공펌프인 것이 더욱 바람직하다.

상기 진공저장장치를 이용한 냉장고는 상기 진공저장장치; 냉장고 내로 물을 공급하는 급수부; 그리고, 상기 급수부를 통해 유입되는 물에 상기 진공저장장치의 산소배출부에서 배출되는 산소를 용해시켜 산소수를 만드는 산소용해부를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 냉장고는 상기 제빙장치를 통해 제빙된 얼음을 취출할 수 있는 얼음취출부; 그리고, 상기 산소수를 취출하는 냉수취출부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 냉장고는 상기 급수부를 통해 공급되는 물에서 불순물을 걸러주는 필터를 포함하는 것이 바람직하다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 진공저장장치의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

일반적으로, 산소는 음식물의 신선도 유지와 관련해서는 불리한 기능을 가지고 있다. 구체적으로, 냉장고는 음식물을 저장하는 냉장실이나 냉동실 내부에 산소가 많게 되면, 음식물의 부폐속도가 빨라지게 되어, 음식물의 신선도를 유지시키는데 많은 한계가 따르게 된다. 따라서, 냉장고는 과일, 야채 및 기타 음식물 들의 신선도를 유지시키기 위해 별도의 야채실을 구비하고 있지만, 신선도가 오래 유지되지 못한다.

신선도 유지와 관련된 산소의 불리한 효과를 제거하기 위하여, 본 발명에 따른 진공저장장치(200)는 흡입펌프(230), 산소분리부(250), 산소배출부(260), 질소저장탱크(270), 질소유입펌프(280)로 구성된다.

상기 흡입펌프(230)는 음식물을 보관하는 보관용기(210)의 일측에 구비되어, 보관용기(210) 내의 공기를 흡입하는 역할을 한다. 상기 흡입펌프(230)는 보관용기(210) 내의 공기를 흡입하기 위한 구성이면 어느 것이나 가능하다. 보다 상세하게는 흡입펌프(230)는 소음이 상대적으로 적고 효율적으로 공기를 흡입하기 위하여 진공펌프인 것이 바람직하다.

상기 산소분리부(250)는 흡인된 공기로 부터 산소를 분리하는 기능을 수행하며, 특별한 방식이 제한이 없다. 일반적으로 공기에는 순수 산소를 비롯한 질소 및 다종의 구성물로 구성되어 있으며, 대기중에는 20.9%의 산소를 포함하고 있다. 산소분리기는 대기 중으로 부터 공기를 흡입하여 순수 산소를 분리하는 것이다. 종래의 산소분리기를 살펴보면 물을 전기분해하는 전기분해방식, 화학물질의 반응에 의한 화학반응방식을 비롯하여 PSA공법, VGA공법, UFL공법 등을 이용하여 대기 중으로 부터 산소를 분리한다.

본 명세서에서는 흡착탑과 진공펌프를 이용한 VGA공법중의 산소분리기를 일 예로 하여 설명한다. 여기서, VGA공법의 기본원리는 흡착제로 채워진 흡착탑을 원료기체가 고압상태로 통과하면서 선택도가 높은 성분들을 우선 흡착하게 되고 선택도가 낮은 성분들은 흡착탑 밖으로 배출되어 나가게 된다. 흡착된 성분들을 제거하기 위하여 흡착탑 내 압력을 떨어뜨려 재상하게 되고 고압 생성물의 일부로 탑을 세척하게 된다. 이런 일련의 공정을 반복하면서 생성물을 연속적으로 얻을 수 있게 된다. 이러한 흡착제로 합성 제올라이트가 사용되며, 이러한 합성 제올라이트는 이온교환제, 촉매제, 흡착·탈수제 등으로 사용되어지며, 뛰어난 흡착·분리 특성으로 분리공정에 많은 활용이 이루어지고 있다.

상기 산소분리부(250)를 거친 공기는 산소와 산소가 추출된 공기로 각각 분리되어, 분리된 산소는 산소배출부(250)로, 산소가 추출된 공기로써 대부분이 질소로 이루어진 공기(이하 "질소"로 약칭한다.)는 질소유입펌프(280)로 각각 보내진다.

상기 산소배출부(260)는 산소분리부(250)를 거쳐 분리된 산소를 외부로 배출하는 역할을 한다. 외부로 산소를 배출함으로써, 상기 진공저장장치(200)가 산소발 생기의 역할도 겸하게 되고, 사용자에게 쾌적한 실내공간이 될 수 있도록 한다. 이외에도, 상술할 산소용해부를 통해 물에 용해되어 산소수를 만드는데 이용될 수 있는데, 이에 대한 구체적인 설명은 뒤에서 상술한다.

상기 질소저장탱크(270)는 상기 산소분리부(250)에 의해 분리된 질소를 저장하는 역할을 수행한다. 질소가 곧바로 질소유입펌프(280)로 유입되도록 구성할 수 있지만, 보다 안정적으로 질소를 공급하기 위하여 질소저장탱크(270)에 질소를 저장하고, 상기 질소저장탱크(270)에 저장된 질소를 질소유입펌프(280)에 의하여 보관용기(210) 내로 공급하도록 진공저장장치(200)를 구성하는 것이 바람직하다.

상기 질소유입펌프(280)는 산소분리부(250)를 거쳐 분리된 질소를 보관용기(210) 내로 재유입되도록 한다. 단순히 보관용기(210) 내의 공기를 추출하여 진공상태를 만들므로써 음식물의 신선도를 오래 유지할 수 있지만, 일정 수준 이상의 진공저장 효과를 얻기위해서는 보관용기(210)나 기타 진공저장장치를 구성하는 구성부품들은 일정 수준 이상의 견고함을 유지해야한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 질소를 보관용기 내로 재유입됨으로써 보관용기(210) 내에서는 진공정도는 낮지만, 산소의 비율은 낮출 수 있어 보관용기나 기타 구성부품들의 견고함은 약진공의 정도로 맞출 수 있는 반면, 음식물의 신선도는 강진공에서와 같은 효과를 가질 수 있어 유리하다.

상기 질소유입펌프(280)는 질소를 보관용기 내로 재유입되도록 하기 위한 구성이면 어느 것이나 가능하다. 보다 상세하게는 상기 질소유입펌프(280)는 상기 흡입펌프(230)와 마찬가지로 소음이 상대적으로 적고 효율적으로 공기를 흡입하기 위 하여 진공펌프인 것이 바람직하다.

상기 진공저장장치(200)는 상기 용기와 흡입펌프 사이에 제1체크밸브(221)와, 상기 용기와 질소유입펌프 사이에 제2체크밸브(222)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제1,2체크밸브(221, 222)는 소정 방향으로의 공기 및 질소의 유량을 제어하는 역할을 수행한다. 즉, 공기를 흡입하고, 흡입된 공기중 질소를 보관용기(210) 내로 재유입하는 과정을 수행할 때에는 제1,2체크밸브(221, 222)가 열리지만, 이러한 과정을 수행한 후에는 제1,2체크밸브(221, 222)가 모두 닫히게 하여 보관용기가 밀폐된 상태를 유지하도록 한다.

그리고, 상기 진공저장장치(200)는 상기 흡입펌프(230)와 상기 산소분리부(250)의 입구측 사이에 연결되어 상기 산소분리부(250)로 유입되는 공기의 유량을 제어하는 제1밸브(241)와, 상기 산소분리부(250)의 출구측와 상기 산소배출부(260) 사이에 연결되어, 배출되는 산소의 유량을 제어하는 제2밸브(242)가 구비된다. 상기 제2밸브(242)는 작동상태에 따라 산소배출부(260)와 질소저장탱크(270)로 기체가 유동할 수 있도록 삼방밸브로 이루어진다. 물론, 두개의 이방밸브를 통해 이러한 역할을 수행하는 것도 가능하다.

보관용기(210) 내부의 공기에서 산소를 제거하고 질소를 채우는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 제1체크밸브(241)가 열려 보관용기(210) 내부의 공기가 흡입펌프(230)에 의해 산소분리부(250)로 공급된다. 공급되는 공기는 산소분리부(250)를 거쳐 산소와 질소로 각각 분리되고, 산소분리부(250)를 거쳐서 분리된 질소는 상기 질소저 장탱크(270)로 유입되어 저장된다. 그리고, 분리된 산소는 산소배출부(260)를 통해 진공저장장치(200) 외부로 배출되게 된다. 한편, 질소저장탱크(270)에 저장된 질소는 제2체크밸브(242)가 열어서 질소유입펌프(280)에 의하여 보관용기(210) 내로 재유입되는 과정을 거치게 된다.

산소가 발생하는 동안에는 제1밸브(241)가 열려 산소분리부(250)로 보관용기(210) 내의 공기가 유입되고, 흡입펌프(230)의 작동에 의해 산소분리부(250) 내의 압력이 상승함으로써 질소가 흡착되고 산소가 농축된다. 상기 농축된 산소는 제2밸브(242)를 통해 산소배출부(260)로 배출되도록 한다.

질소가 발생하는 경우에는 제1밸브(241)가 닫히고, 제2밸브(242)는 기체가 질소저장탱크(270) 방향으로 유동하도록 하여, 질소유입펌프(280)가 작동함으로써 산소분리부(250) 내의 압력이 감소하여 산소분리부(250) 내에 흡착되어 있던 질소가 탈착되게 된다. 그리고, 탈착된 질소는 상기 질소저장탱크(270)로 유입되어 저장된다.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 진공저장장치를 이용한 냉장고를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 냉장고의 기본적인 구성은 종래의 냉장고와 동일하다. 즉, 본체는 냉장실(110)과 냉동실(120)로 구분되고, 냉매순환을 통해 열교환이 이루어지도록 구성된다.

다만, 상기 냉장고는 상기 진공저장장치(200)와 진공저장장치에서 발생하는 산소를 통해 산소수를 만드는 구성이 더 구비된다. 구체적으로, 상기 냉장고는 산 소수를 만들기위해 상기 진공저장장치(200)에 급수부(300), 필터(400), 산소용해부(500)가 구비된다.

상기 급수부(300)는 냉수와 얼음을 공급하기 위하여 급수관을 통해 냉장고에 물을 공급하는 구성요소로써, 상수원에 연결되어 물을 필터(400)로 공급하게 된다.

상기 필터(400)는 급수부(300)로 부터 공급된 물을 필터링하여 사용자가 음용할 수 있는 상태가 되도록 한다.

상기 산소용해부(500)는 상기 산소분리부(250)를 통해 분리된 산소를 상기 급수부(300)와 필터(400)를 통과한 물과 접하게 함으로써, 산소가 물에 용해되어 산소 농도가 높은 산소수로 만들어 주는 역할을 한다. 이러한 용해과정은 상압에서 농축 산소공기와 물을 혼합하여 이루어질 수 있고, 가압을 하여 상압보다 높은 압력상태에서 혼합하여 물의 용존산소량을 증가시킬 수도 있다.

한편, 얼음취출부(630)를 통해 사용자가 얼음을 공급받을 수 있도록 하는 제방장치(620)가 구비되고, 냉수취출부(720)를 통해 사용자가 냉수를 공급받을 수 있도록 하는 냉수저장부(710)가 구비된다.

상기 제빙장치(620)는 상기 산소분리부(250)를 거친 산소수를 통해 얼음을 제빙시킨 후 자동으로 얼음취출부(630)에 제공하는 역할을 수행한다. 이러한 냉장고용 제빙장치는 얼음의 취출 방식에 따라 플랙시블한 합성수지 재질로 제작되어 비틀어 얼음을 분리하는 트위스팅 타입(twisting type)과, 열전도성이 좋은 알루미늄과같은 재질로 제작되고 별도로 설치된 히터를 이용하여 얼음을 분리하는 히팅 타입(heating type)으로 구분된다. 여기서, 상기 트위스팅 타입은 구조가 간단하나 열전도성이 떨어지고, 상기 히팅 타입은 구조는 복잡하지만 열전도성이 좋은 장점을 가진다. 따라서, 최근에는 상기 히팅 타입이 제방장치가 주로 사용되고 있다. 그리고, 상기 제빙장치 입구측에는 제빙장치로 유입되는 물의 유량을 제어하기 위한 제어밸브(610)이 구비되어 있다.

상기 냉수저장부(710)는 냉수를 일정량 저장하여, 냉수취출부(720)를 통해 냉수를 사용자가 안정적으로 공급받을 수 있도록 한다. 그리고, 상기 냉수저장부(720)는 물의 적절한 온도유지를 위해 냉장실에 위치하는 것이 바람직하다.

진공저장장치(200)에서 발생하는 산소를 이용하여 산소수와 산소를 함유한 얼음을 사용자에게 공급하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 보관용기(200) 내에서 공기를 흡입하여 산소와 질소를 분리한 후, 분리된 질소를 보관용기(210) 내로 재유입시키는 과정에서 발생하는 산소는 산소용해부(500)로 공급된다. 한편, 급수부(300)에서 공급된 물은 필터를 거쳐 음용이 가능한 상태가 되어 산소용해부(500)로 공급되고, 진공저장장치(200)에서 발생한 산소는 산소용해부(500)에 공급된 물은 용해됨으로써 산소수가 만들어지게 된다. 그리고, 상기 산소용해부(500)에 의해 생성된 산소수는 제빙장치(620)와 냉수저장부(710)로 각각 공급되어, 사용자가 산소수와 산소가 함유된 얼음을 음용할 수 있게된다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상술한 본 발명에 따른 냉장고는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 신신도 유지와 관련된 산소의 부폐작용을 감소시켜 음식물의 신선도 유지를 향상시키고, 보관용기 내에 질소를 재유입시킴으로써 약진공으로 강진공의 보관효과를 얻을 수 있다.

둘째, 보관용기에서 분리된 산소를 이용하여 인체에 유리한 산소수와 산소가 함유된 얼음을 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. 음식물을 보관하는 보관용기;

   상기 보관용기의 일측에 구비되어 용기내의 공기를 흡입하는 흡입펌프;

   상기 흡입펌프에 의해 흡입된 공기에서 산소를 추출하는 산소분리부; 그리고,

   상기 용기의 타측에 구비되어, 상기 산소분리부을 통과한 후 산소가 추출되고 남은 공기를 용기 내로 재유입되도록 하는 질소유입펌프를 포함하여 구성되는 진공저장장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 진공저장장치는,

   상기 산소분리부를 통해 추출된 산소를 배출하는 산소배출부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 진공저장장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 진공저장장치는,

   산소분리부의 출구측과 용기 사이에 연결되어, 상기 산소분리부를 통과한 후 산소가 추출되고 남은 공기를 저장하는 질소저장탱크를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 진공저장장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 진공저장장치는,

   상기 흡입펌프로 유입되는 공기의 유량을 제어할 수 있는 제1체크밸브; 그리고,

   보관용기 내로 유입되는 공기의 유량을 제어하는 제2체크밸브를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 진공저장장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 진공저장장치는,

   상기 산소분리부의 입구측에 연결되어 상기 산소분리부로 유입되는 공기의 유량을 제어하는 제1밸브; 그리고,

   상기 산소분리부의 출구측에 연결되어, 산소분리부에서 배출되는 공기의 유량을 제어하는 제2밸브를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 진공저장장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 흡입펌프와 질소유입펌프는 진공펌프인 것을 특징으로 하는 진공저장장치.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항의 진공저장장치;

   냉장고 내로 물을 공급하는 급수부; 그리고,

   상기 급수부를 통해 유입되는 물에 상기 진공저장장치의 산소배출부에서 배출되는 산소를 용해시켜 산소수를 만드는 산소용해부를 포함하여 구성되는 냉장고.
8. 제7항에 있어서,

   상기 냉장고는,

   상기 제빙장치를 통해 제빙된 얼음을 취출할 수 있는 얼음취출부; 그리고,

   상기 산소수를 취출하는 냉수취출부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
9. 제8항에 있어서,

   상기 냉장고는,

   상기 급수부를 통해 공급되는 물에서 불순물을 걸러주는 필터를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.

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