KR20080088945A - Refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 냉장고를 도시한 도면이다.1 is a view showing a refrigerator according to the present invention.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 과냉각실을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a subcooling chamber taken along line II-II of FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 과냉각실의 과냉각부를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a subcooling part of a subcooling chamber according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 과냉각부의 과냉각 용기를 개략적으로 도시한 도면이다. 4 is a view schematically showing a subcooling vessel of the subcooling unit according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
10..본체 11..냉동실10.
12..도어 13..냉장실12.Door 13.Refrigerator
15..과냉각실 16,17..격벽15. Supercooling
20..과냉각부 30..과냉각 용기20. Supercooling
31..몸체 40..피에죠 매트릭스31.
41..흡수층 45..정합층41.
46..전원부 50..보관부46.
60..제빙부60. Ice maker
본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상음료를 과냉각 상태로 만들 수 있는 과냉각실을 구비한 냉장고에 관한 것이다. The present invention relates to a refrigerator, and more particularly, to a refrigerator having a subcooling chamber capable of making a liquid beverage supercooled.
액상음료는 1기압 하에서 어는 점 이하의 온도가 되면 고상으로 상변화하는 것이 일반적이다. 하지만, 경우에 따라서는 고상으로 변하지 않고 과냉각액 상태로 존재하게 되는데, 이와 같이 액체가 어는 점 이하에서 얼지 않고 과냉각액 상태로 있는 것을 열역학적으로는 준 안정(metastable) 상태라고 한다. Liquid beverages generally change their phase to a solid phase when they reach a temperature below the freezing point under 1 atm. However, in some cases, the supercooled liquid is present in the supercooled liquid state without changing to a solid phase. In this way, the liquid does not freeze below the freezing point but is in the supercooled liquid state.
준 안정 상태에 있는 과냉각액은 불안정하지도 않지만 안정한 상태도 아니어서 주변에서 외란이 가해질 경우 순간적으로 고상으로 상변화가 일어나게 된다. 따라서, 과냉각된 형태로 보존된 액상음료를 차가운 컵에 따르거나 과냉각액 상태의 음료에 충격, 진동 등을 가하면 완전히 얼거나 녹지 않은 상태의 음료를 소비자에게 제공할 수 있다. 이와 같이 과냉각액 상태의 음료에 외란을 가하여 고상으로 상변화시킨 음료를 슬러쉬(slush)라 호칭한다. The subcooled liquid in the semi-stable state is not unstable, but it is not stable, so when a disturbance is applied to the surroundings, a phase change occurs to a solid state instantaneously. Therefore, when the liquid beverage preserved in the supercooled form is poured into a cold cup or subjected to a shock or vibration to the beverage in the subcooled liquid state, it is possible to provide the consumer with a beverage that is completely frozen or not dissolved. In this way, the beverage which is phase-changed into a solid phase by adding disturbance to the beverage in the subcooled liquid state is called slush.
이와 관련하여 일본 공개특허 제2003-214753호에는 냉장고 본체의 내부 구조를 개선하여 과냉각용 냉각 장치를 설치한 구조가 개시되어 있다. 개시된 종래기술에서는 수납실의 양측벽에 각각 설치되는 냉기 공급 덕트 및 냉기 흡입 덕트와, 수납실의 위쪽 벽에 설치되어 냉기 공급 덕트와 냉기 흡입 덕트를 연결하는 연결 덕트를 구비하여, 상기 경로를 통해 냉기를 계속적으로 순환시킴으로써 수납실의 과냉각을 위한 온도 분포가 균일하게 유지되도록 한다.In this regard, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-214753 discloses a structure in which an internal structure of a refrigerator main body is improved to provide a cooling device for subcooling. The disclosed prior art includes a cold air supply duct and a cold air intake duct respectively provided on both side walls of the storage compartment, and a connection duct installed on the upper wall of the storage compartment to connect the cold air supply duct and the cold air intake duct, By circulating cold air continuously, the temperature distribution for the supercooling of the storage compartment is kept uniform.
하지만, 상기 종래 기술과 같이 액상음료를 과냉각하기 위해서는 수납실의 온도 분포를 균일하게 하는 것도 중요하지만, 수납실의 온도가 평균적으로는 일정한 온도를 유지하더라도 수납실 내의 온도가 시간에 따라 큰 폭으로 변화하면 수납실의 온도가 가장 낮게 떨어진 시점에서는 과냉각 상태에 있던 음료가 동결되어 슬러쉬 형태의 음료를 만들지 못하게 된다. 따라서, 액상음료를 과냉각하는데 요구되는 온도가 -5˚C 라고 하면, 온도변화의 폭이 작도록 제어하기 위해서는 생성되는 냉기의 온도가 이보다 약간 낮은 온도를 가지도록 설계하는 것이다. However, in order to supercool the liquid beverage as in the prior art, it is also important to uniformize the temperature distribution of the storage compartment. However, even if the temperature of the storage chamber is maintained at a constant temperature on average, the temperature in the storage chamber is greatly increased with time. At this point, when the temperature in the storage room drops to the lowest, the supercooled beverage will freeze, making it impossible to produce a slush-like beverage. Therefore, if the temperature required for supercooling the liquid beverage is -5 ° C, the temperature of the generated cold air is designed to have a temperature slightly lower than this to control the width of the temperature change is small.
하지만, 상술한 바와 같이 액체의 과냉각 상태는 열역학적으로 안정적이지 못하기 때문에, 이를 온도 조절만으로 정확하게 제어하는 것은 근본적으로 한계가 있다. 즉, 온도제어를 정확히 하더라도 액상음료의 상태나 기타 불특정 다수의 인자들(예;용기가 캔, 플라스틱 등인 경우)로 인해 액상음료가 과냉각 상태를 유지하지 못하고 얼어 버리는 경우가 발생하게 되며, 특히 이러한 현상은 빙핵이 최초 발생하는 용기의 벽면에서부터 시작된다. However, as described above, since the supercooled state of the liquid is not thermodynamically stable, it is fundamentally limited to precisely control the temperature by only adjusting the temperature. That is, even if temperature control is performed correctly, the liquid beverage may freeze without maintaining the supercooled state due to the state of the liquid beverage or other unspecified factors (for example, when the container is a can or plastic). The phenomenon begins at the wall of the vessel where the ice core first occurs.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 액상음료의 빙핵 형성을 방해하여 과냉각 상태를 안정적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 과냉각 온도를 더 낮추어서 과냉각도가 더욱 향상된 과냉각수를 제조할 수 있는 냉장고를 제공하는 데 있다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention can not only stably maintain the supercooled state by preventing the ice core formation of the liquid beverage, but also by further lowering the supercooling temperature to further improve the supercooling degree It is to provide a refrigerator capable of producing water.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고는 본체와, 액상음료를 과냉각할 수 있도록 본체의 내부에 마련되는 과냉각실과, 과냉각실에 마련되며 액상 음료가 채워지는 복수의 과냉각 용기와, 과냉각 용기의 과냉각수에 빙핵이 형성되는 것을 방지하기 위한 압전부재를 포함한다. A refrigerator according to the present invention for achieving the above object is a main body, a subcooling chamber provided inside the main body to supercool the liquid beverage, a plurality of subcooling containers provided in the subcooling chamber and filled with a liquid beverage, and a subcooling container. Piezoelectric member for preventing the formation of ice core in the subcooled water.
또한, 본 발명에 따른 냉장고의 상기 압전부재는 과냉각 용기의 내벽면에 마련되는 피에죠 매트릭스와, 상기 피에죠 매트릭스에 전원을 공급하기 위한 전원부를 포함한다. In addition, the piezoelectric member of the refrigerator according to the present invention includes a piezo matrix provided on the inner wall surface of the supercooling container, and a power supply unit for supplying power to the piezo matrix.
또한, 본 발명에 따른 냉장고의 상기 피에죠 매트릭스는 흡수층, 제1전극, 압전소자, 제2전극, 정합층으로 이루어진다. In addition, the piezo matrix of the refrigerator according to the present invention includes an absorption layer, a first electrode, a piezoelectric element, a second electrode, and a matching layer.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 냉장고를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 냉장고는 복수의 저장실을 구비한 본체(10)를 구비한다. 본체(10)는 전면이 개방되어 있으며, 개방된 저장실의 전면은 도어(12)에 의해 각각 개폐된다. 1 is a front view showing a refrigerator according to the present invention. As shown, the refrigerator of the present invention includes a
저장실은 상하 방향으로 구획되어 최상측에는 냉동실(11)이 배치되며, 최하측에는 냉장실(13)이 배치되고, 그 사이에는 과냉각실(15)이 배치된다. The storage compartment is partitioned in the up and down direction, and the
액상음료를 과냉각할 수 있는 최저 온도(이하 '한계 과냉각온도'라 함)는 액상음료의 종류, 액상음료가 보관되는 용기의 재질 또는 크기 등과 같은 여러 변수에 의해 결정된다. 그러나 일반적으로 사용되는 몇 가지 예컨대, 용기의 재질, 크기에 대해서만 한정하고 그 외 영향이 적은 변수(예를 들면, 냉각속도)들을 무시하면, 실험을 통한 테이터를 통계적으로 처리하여 액상음료의 종류에 따른 적절한 과냉각 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 물을 200ml 유리 용기에 넣고 반복적인 실험을 한 결과, 평균적인 한계 과냉각온도가 -9˚C 라 하면, 이를 또는 이보다 약간 높은 온도를 물에 대한 과냉각실(15)의 설정온도로 정의할 수 있다. 이와 같은 방법으로 액상음료의 종류를 달리하여 실험하면, 과냉각실(15)의 설정온도(T)는 일반적으로 사용되는 용기에 대해 대략 -5˚C ~ -12˚C 정도가 적합하다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 냉장고는 냉동실(11) 및 냉장실(13)로부터 냉기를 각각 흡입한 후 제어부(미도시)에서 적절히 혼합하여 과냉각실(15)로 냉기를 공급하거나, 또는 별도의 증발기를 구비하여 냉기를 공급할 수도 있다. 각 저장실(11,13,15)의 후방에는 저장실로 공급될 냉기가 생성되는 증발기(미도시) 및 냉기의 순환을 위한 팬(미도시)이 설치된다. The minimum temperature at which the liquid beverage can be supercooled (hereinafter referred to as 'limiting subcooling temperature') is determined by several variables such as the type of liquid beverage and the material or size of the container in which the liquid beverage is stored. However, if you limit only a few commonly used materials, such as the size and size of the container, and ignore other low-impact variables (eg cooling rates), you can statistically process the experimental data to determine the type of liquid beverage. The appropriate subcooling temperature accordingly can be determined. For example, after repeated experiments with water in a 200 ml glass container, assuming that the average limit subcooling temperature is -9 ° C, this temperature or slightly higher is set to the set temperature of the
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 과냉각실을 도시한 평면도 및 사시도이다. 도면을 참조하면, 과냉각실(15)은 격벽(16,17)에 의해 복수의 공간부로 구획되며, 바람직하게 각 공간부는 과냉각부(20), 보관부(50), 및 제빙부(60)로 이루어진다. 2 and 3 are a plan view and a perspective view of the subcooling chamber of the refrigerator according to the present invention. Referring to the drawings, the
과냉각부(20)와 보관부(50) 사이의 격벽(16)은 도어(12)의 개방 시 과냉각부(20)를 외부로 인출할 수 있도록 슬라이더 방식으로 마련되며, 격벽(16)의 인출 시 과냉각부(20)의 바닥면(21)도 도 3에 도시된 바와 같이 동시에 인출된다. The
과냉각부(20)는 액상음료를 과냉각 상태로 만들기 위한 것으로서, 액상음료가 채워지는 복수의 과냉각 용기(30)를 구비한다. 과냉각 용기(30)는 액상음료의 양에 따라 적절한 크기로 다양하게 마련될 수 있다. The
과냉각 용기(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 통상의 액상음료를 채울 수 있 도록 상부가 개방된 원통형 몸체(31)를 구비하며, 이 몸체(31)에는 압전부재가 측벽 및 바닥면에 마련된다. As shown in FIG. 4, the supercooling
압전부재는 몸체(31)에 채워지는 액상음료가 벽면으로부터 가까운 부분에서부터 빙핵을 형성하여 동결되는 것을 막도록 전원이 인가됨에 따라 지속적으로 물결처럼 움직이기 때문에 액상음료의 과냉각 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. The piezoelectric member continuously maintains the supercooled state of the liquid beverage since the liquid is filled in the
압전부재는 피에죠 매트릭스(Piezoelectric matrix)(40)와, 이 피에죠 매트릭스(40)에 전원을 공급하기 위한 전원부(46)를 포함한다. 피에죠 매트릭스(40)는 도 4에 확대 도시된 바와 같이, 몸체(31)의 내벽면으로부터 순차적으로 흡수층(41), 제1전극(42), 압전소자(43), 제2전극(44), 정합층(45)으로 이루어진다. 흡수층(41)은 후방으로 방사되는 음파를 흡수하여 음파의 펄스 길이를 줄이며, 정합층()은 압전소자()에서 발생되는 파동이 액상음료로 안정적으로 반사되지 않고 투과하도록 한다. 따라서, 전원부(46)에 의해 교류나 직류 전류가 인가되면 압전부재가 물결처럼 운동하게 되면서, 과냉각 용기 몸체(31)의 내벽에 형성되려고 하는 빙핵 성장을 억제하여 과냉각수의 동결을 방지하게 된다. 전원부(46)는 도 2에 도시된 바와 같이 과냉각부(20)와 보관부(50)의 후방에 위치하며, 소정의 접지부(47)를 통해 피에죠 매트릭스(40)의 제1,2전극(42,44)와 전기적으로 접촉된다. The piezoelectric member includes a
한편, 보관부(50)에는 과냉각수가 형성된 음료용기가 과냉각 상태로 보관되며, 제빙부(60)에는 각얼음 또는 조각얼음을 배출할 수 있는 오거(61)를 포함하는 디스펜서가 마련된다.On the other hand, the
그러면, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 냉장고의 동작을 살펴보기로 한다. Then, the operation of the refrigerator according to the present invention configured as described above will be described.
액상음료를 과냉각 상태로 만들기 위해서는 먼저, 과냉각실(15)의 도어(12)를 개방한 후 과냉각부(20)를 전방으로 인출한다. 그리고, 과냉각 용기(30)에 액상음료를 채우고 과냉각부(15)를 본체(10)에 인입한 후 도어(12)를 닫는다.In order to make the liquid beverage in the subcooled state, first, the
그러면, 과냉각실(15)이 액상음료의 과냉각에 적합한 온도로 냉각되면서 과냉각수가 생성되기 시작하며, 이때 과냉각 용기(30)의 압전부재에 전원을 인가하게 되면, 피에죠 매트릭스(40)가 물결처럼 운동하면서 과냉각 용기 몸체(31)의 내벽 표면에 빙핵이 형성되는 것을 방지하게 되므로, 과냉각수의 동결이 효과적으로 방지된다. Then, as the
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 과냉각 용기의 내벽면에 마련되는 피에죠 매트릭스가 전원이 인가됨에 따라 지속적으로 물결처럼 운동하여 과냉각수에 빙핵이 형성되지 않도록 하기 때문에, 과냉각수의 동결이 방지되어 안정적인 과냉각수를 얻을 수 있으며, 나아가 과냉각 온도를 더 낮추어서 과냉각도가 더욱 향상된 과냉각수를 제조할 수 있다. As described in detail above, the refrigerator according to the present invention because the piezo matrix provided on the inner wall surface of the supercooling container is continuously wave-like as the power is applied to prevent the ice core is formed in the supercooled water, The freezing is prevented to obtain a stable subcooled water, and further, by lowering the subcooling temperature, a supercooled water with improved subcooling degree can be manufactured.
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