KR20080003216A - 과냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식품을 동결하지 않으면서, 액체의 상 전이온도 이하의 저온에서 장기간 식품을 보관할 수 있는 무동결실을 구비하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 중공된 제1 전극, 제1 전극의 외부에 위치하며, 제1 전극을 둘러싸는 중공된 제2 전극, 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되는 무동결실 및 냉기가 제1 전극 중공을 통해 저장 공간으로 토출되는 냉기 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 발열하는 전극을 냉각하여, 전극이 식품과 접촉하여도 전극에서 발생한 열에 의해 식품의 과냉각 상태가 해지되는 것을 방지할 수 있다.
무동결, 과냉각, 전극, 원형 전극, 냉각, 발열

Description

과냉각 장치{APPARATUS FOR SUPERCOOLING}
도 1은 종래의 특선실을 구비하는 냉장고의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무동결실을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무동결실을 도시한 도면.
과냉각이란 액체가 고체로의 상 전이온도 이하에서도 전이가 일어나지 않고 고온상(高溫相) 즉, 액체 상태를 유지하는 것을 의미한다. 자연 상태에서, 과냉된 물방울(supercooled water drop)을 그 예로 들 수 있으며, 기존의 냉장고에서도 우연히 물 또는 음료수가 얼지 않고 과냉각 상태가 되는 경우가 있었다. 한편 이러한 과냉각의 원리를 냉장고에 적용한 것으로서, 일본 공개특허공보 제S59-151834에 개시된 냉동법 및 일본 공개특허공보 제2001-086967호에 개시된 냉동방법 및 냉장고를 들 수 있으며, 이들은 냉장고 내의 식품에 전기장 또는 자기장을 인가하여 식품을 상 전이온도 이하에서 과냉각 상태로 유지하는 기술을 개시하고 있다. 또한 국제공개공보 WO/98/41115호에 개시된 정전장 처리방법에는 식품의 과냉각 및 해동에 사용할 수 있는 다양한 형태의 전극 구조가 개시되어 있다.
도 1은 한국 공개특허공보 2003-0038999에 개시된 특선실을 구비하는 냉장고의 일 예를 도시한 도면이다. 냉장고의 본체(10)는 냉동실(20), 냉장실(30), 냉장실(30)의 하부에 형성되는 특선실(40), 냉동실(20) 및 냉장실(30)을 개폐할 수 있도록 각각 본체(10)에 힌지 결합되는 냉동실 도어(21) 및 냉장실 도어(31)를 구비한다.
특선실(40)은 어육류 등 부패하기 쉬운 식품을 저장하는 공간으로, 어육류 등을 냉동실(20)에 보관하는 경우, 조리 시에 냉동된 식품을 해동하는데 많은 시간이 소요되는 것을 해결하기 위한 공간이다.
그러나 종래의 냉장고가 구비하는 특선실은 냉장실에 비해서 낮은 온도를 유지하고 있으나, 냉동실에 비해서 높은 온도이므로, 어육류 등을 장기간 보관하기에는 부적절했다. 따라서, 어육류를 십수시간 이상 보관하기 위해서는 여전히 냉동실을 이용해야 하므로, 여전히 해동에 따른 불편이 있었다.
본 발명은 식품을 동결하지 않으면서, 액체의 상 전이온도 이하의 저온에서 장기간 식품을 보관할 수 있는 무동결실을 구비하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 식품에 전기장을 집중적으로 인가할 수 있는 전극을 구비하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 전기장을 인가하는 전극이 발열하여, 식품의 무동결 상태를 해지하는 것을 방지할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 식품으로 전류가 인가되거나, 사용자가 감전되는 것을 방지할 수 있도록 전극이 절연된 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 중공된 제1 전극, 제1 전극의 외부에 위치하며, 제1 전극을 둘러싸는 중공된 제2 전극, 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되는 무동결실 및 냉기가 제1 전극 중공을 통해 저장 공간으로 토출되는 냉기 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 발열하는 전극을 냉각하여, 전극이 식품과 접촉하여도 전극에서 발생한 열에 의해 식품의 과냉각 상태가 해지되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 고전압을 인가하는 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 제1 전극 및 제2 전극의 고전압의 교류 전류를 인가하여, 무동결실에 전기장을 인가할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제1 전극의 외면에 피복되는 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 식품으로 전류가 흐르거나 사용자가 감전되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제2 전극의 내면에 피복되는 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 식품으로 전류가 흐르거나 사용자가 감전되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 냉기 유로는 제1 전극의 일 단부에서 타 단부로 냉기가 흐르는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 예를 들어, 과냉각 장치 내부에는 냉동 싸이클과 열교환하여 형성된 냉기가 흐르며, 제1 전극의 일 단부로 냉기가 유입되는 것이다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 냉기 유로는 냉기가 제1 전극의 타 단부에서 저장 공간으로 토출되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 무동결실에 냉기를 공급하여 무동결실을 저온으로 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제1 전극 및 제2 전극 중 하나는 액티브 전극, 나머지 하나는 그라운드 전극인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 예를 들어, 제1 전극이 액티브 전극이면 제2 전극은 그라운드 전극이 되고, 제2 전극이 액티브 전극이면, 제2 전극이 그라운드 전극이 된다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무동결실을 도시한 도면이다.
무동결실(200)은 냉동싸이클과 열교환하며 형성된 냉기가 유입되어, 식품을 저온으로 저장하는 냉각실(미도시) 내에 위치한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 과냉각 장치는 제1 전극(212), 제2 전극(214), 냉기 유로(220) 및 케이스(230: 232, 234)를 구비한다. 무동결실(200)은 제1 전극(212) 및 제2 전극(214) 사이에 형성된 공간으로, 육류나 생선 등의 식품이 저장될 수 있으며, 무동결실(200) 내에서 전기장이 식품에 집중적으로 공급될 수 있다. 제1 전극(212)은 원통형, 타원형 등 단면이 원형 또는 다각형인 중공의 바 형상이다. 또한, 제2 전극(214)은 제1 전극(212)의 둘레를 감싸는 형상으로, 역시 제1 전극(212)보다 크기가 큰 원통형, 타 원형 등 단면이 원형 또는 다각형인 중공의 바 형상이다. 제1 전극(212)과 제2 전극(214)에 전류가 인가되면, 제1 전극(212)과 제2 전극(214) 사이의 공간, 즉 무동결실(200)에 전기장이 인가된다.
제1 전극(212) 및 제2 전극(214)에는 고압의 교류전압을 인가하는 전원 공급부(미도시)가 연결된다. 전원공급부(미도시)는 제1 전극(212) 및 제2 전극(214)에 고압의 교류전압을 인가하여, 제1 전극(212) 및 제2 전극(214) 사이의 무동결실(200)에 전기장을 형성하여 무동결실(200)에 에너지를 공급한다.
이때, 제1 전극(212) 및 제2 전극(214) 중 어느 하나는 액티브 전극, 다른 하나는 그라운드 전극이 된다. 즉, 제1 전극(212)이 액티브 전극인 경우, 제2 전극(214)이 그라운드 전극이 되고, 제2 전극(212)이 액티브 전극인 경우, 제1 전극(212)이 그라운드 전극이 된다. 또한 액티브 전극 및 그라운드 전극의 여부와는 관계없이, 제1 전극(212)의 면적이 제2 전극(214)의 면적보다 좁으므로, 제1 전극(212) 측에 전기장이 집중된다. 따라서 제1 전극(212)과 가까운 위치에 식품을 위치시킬 경우, 식품에 전기장을 집중적으로 인가할 수 있다.
또한, 제1 전극(212)의 중공에는 냉기가 흐르는 냉기 유로(220)가 형성된다. 냉기는 제1 전극(212)의 상단에서 무동결실(200)로 유입된다. 전극(212, 214)은 전류가 인가되면 발열이 일어나게 되므로, 전극(212, 214)과 접촉하고 있는 식품에 열이 전달되어 과냉각 상태가 해제될 수 있다. 특히, 전기장이 집중되는 제1 전극(212)에서 발열이 과다해질 수 있다. 그러나 제1 전극(212) 내부에 냉기 유로(220)가 형성되면 냉기(220)가 무동결실(220)로 유입되기 전에 제1 전극(212)을 냉각하게 되므로, 전극(212, 214)의 발열에 의한 과냉각의 해지를 방지할 수 있다.
또한, 제1 전극(212) 및 제2 전극(214)에는 고압의 전류가 흐르므로, 식품을 무동결실(200) 내로 인입하거나, 무동결실(200)로부터 인출할 때, 사용자가 감전될 우려가 있다. 따라서 제1 전극(212)의 외면과 제2 전극(214)의 내면 중 어느 한 면은 절연되어야 한다. 이때, 제1 전극(212)의 외면뿐 아니라 제1 전극(212)의 상면도 절연되면 더욱 안전하게 과냉각 장치를 이용할 수 있다. 따라서 제1 전극(212)의 상면 및 외면에 절연막(212a)이 코팅된다.
또한 제2 전극(214)의 외부에 제1 전극(212) 및 제2 전극(214)이 고정될 수 있는 케이스(230)가 위치한다. 케이스(230)의 내면에 제2 전극(214)의 외면이 밀착되도록, 케이스(230)의 크기와 형상은 제2 전극(214)의 크기와 형상에 대응하도록 결정된다. 케이스(230)의 상면이 개방된 통 형상이며, 제2 전극(214)의 형상에 따라, 원통형, 타원형 등의 원형 또는 다각형 단면을 가질 수 있다. 케이스(230)의 하면에 제1 전극(212)이 고정되고, 케이스(230)의 하면 및 내면에 의해 제2 전극(214)이 고정된다. 이때, 케이스(230)는 절연 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 케이스(230)는 냉각실을 정의하는 케이스(미도시)와 일체로 형성될 수도 있고, 냉각실을 정의하는 케이스(미도시)와 별도로 형성된 뒤, 냉각실을 정의하는 케이스(미도시)와 결합될 수도 있다.
케이스(230)의 하면에는 제1 전극(212)의 중공에 형성되는 냉기 유로(220)로, 냉각실을 흐르는 냉기가 유입될 수 있도록, 냉기 홀(232)이 형성된다. 냉기 홀(232)은 제1 전극(212) 내부의 냉기 유로(220)와 겹쳐져서, 냉기 홀(232)을 통해 냉동사이클(미도시)과 열교환하며 형성된 냉기가 유입된다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 과냉각 장치는 케이스(230)의 개방된 상면을 개폐하는 덮개(240)를 구비할 수 있다. 덮개(240)는 케이스(230)의 상면과 대응하는 형상을 가지며, 덮개(240)의 둘레부분에는 단차부(241)를 형성하여, 케이스(230)와 안정적으로 결합되도록 한다. 또한 덮개(240)는 절연재질로 형성되는 것이 바람직하다. 제1 전극(212) 및 제2 전극(214)에 의해 인가되는 전기장이 덮개(240)를 통해 냉각실 내의 다른 영역 또는 과냉각 장치의 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
또한 덮개(240)는 사용자가 쉽게 케이스(230)를 개폐할 수 있도록 손잡이(242)를 구비한다. 본 발명의 제1 실시예에서 손잡이(242)는 케이스(230)에 형성된 경사지거나 굴곡진 홈이다. 그러나 손잡이(242)의 다른 일 예로, 케이스(230)의 상부로 돌출된 돌기일 수도 있다.
또한 제1 전극(212)의 상단과 덮개(240) 사이에는 간격이 있어, 제1 전극(212) 내부의 냉기 유로(220)를 통해 제1 전극(212)의 상부에 도달한 냉기가 (덮개(240)에 의해 막히지 않고 무동결실(200)로 유입되도록 한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무동결실을 도시한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 과냉각 장치는 제1 전극(212), 제2 전극(214), 냉기 유로(220) 및 케이스(230: 232, 234)를 구비한다. 또한 제상 장치(250), 배수홀(234) 및 식품 받침 부재(260)를 추가로 더 구비한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 과냉각 장치는 제2 전극(214)와 케이스(230) 사이에 제상 장치(250)를 구비한다. 전극(212, 214)에 성에가 형성될 경우, 전기장의 세기가 약해지고, 전기장의 세기가 불균일해져서, 무동결실(200)에 저장되는 식품의 무동결 및 과냉각 유지가 불안정해진다. 따라서, 제상 장치(250)를 구비하여, 전극(212, 214)에 성에가 형성되는 것을 감지하여, 제상 장치(250)를 가동하면 무동결실(200)을 더욱 안정적으로 구현할 수 있다. 또한, 제상 장치(250)를 구비하는 경우, 케이스(230)는 제상수를 배수하는 배수홀(234)를 구비하는 것이 바람직하다. 제상수가 무동결실(200) 내에 잔류하면, 제상수가 다시 전극에 성에를 형성할 수 있고, 식품과 제상수가 접촉하여 식품의 상태를 변질시킬 수 있기 때문이다.
또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 과냉각 장치는 무동결실(200) 내에서 케이스(230)의 하면으로부터 이격시켜주는 식품 받침 부재(260)를 구비한다. 식품 받침 부재(260)는 제상 장치(250)에 의해 성에가 제상되어 형성되는 제상수와 식품이 접촉하는 것을 방지해준다. 따라서 식품 받침 부재(260)는 식품이 얹혀지는 식품 받침 면(262) 및 식품 받침 면(262)을 케이스(230)의 하면으로부터 이격시켜주는 지지부(264)를 구비한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 과냉각 장치는 냉각실로서, 냉동실 및 냉장실 중 적어도 어느 하나를 구비할 수 있으며, 무동결실(200)은 냉동실 및 냉장실 중 어느 곳에 위치하여도 무방하다. 또한 무동결실(200)에 공급되는 냉기, 즉 케이스의 냉기 홀(232) 및 냉기 유로(220)를 통해 유입되는 냉기는, 냉동실 측 냉기 및 냉장실 측 냉기 중 어느 곳으로부터 유입되고, 어느 곳으로 유출되어도 무방하다. 다만, 냉장실 측 냉기는 냉동실 측 냉기에 비해 온도가 높으므로, 과냉각 상태를 유지하기 위해서는 냉동실 측 냉기를 유입하는 것이 좀 더 바람직하다.
본 발명에 따른 과냉각 장치가 구비하는 무동결실은, 제1 전극에 전기장이 집중되어, 식품에 전기장을 집중적으로 인가할 수 있어, 무동결 안정성을 더욱 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 과냉각 장치가 구비하는 무동결실은, 전기장이 집중되어 상대적으로 발열량이 많은 제1 전극의 내부에 냉기 유로를 형성하여 제1 전극을 냉각하므로, 식품의 무동결 안정성을 높이고, 과냉각이 해지되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 과냉각 장치가 구비하는 무동결실은, 무동결실을 정의하는 케이스와 전극 사이에 제상 장치를 구비하여, 무동결실의 무동결 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 과냉각 장치가 구비하는 무동결실은, 케이스의 하면으로부터 식품을 이격시키는 식품 받침 부재를 구비하여, 성에가 제상되면서 형성된 제상수와 식품이 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (7)

  1. 중공된 제1 전극;
    제1 전극의 외부에 위치하며, 제1 전극을 둘러싸는 중공된 제2 전극;
    제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되는 무동결실; 및
    냉기가 제1 전극 중공을 통해, 저장 공간으로 토출되는 냉기 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나에 고전압을 인가하는 전원부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제1 전극의 외면에 피복되는 절연막;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    제2 전극의 내면에 피복되는 절연막;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    냉기 유로는, 제1 전극의 일 단부에서 타 단부로 냉기가 흐르는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    냉기 유로는, 냉기가 제1 전극의 타 단부에서 저장 공간으로 토출되는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    제1 전극 및 제2 전극 중 하나는 액티브 전극, 나머지 하나는 그라운드 전극인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.
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