KR20090031066A - Apparatus for supercooling - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 과냉각 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 열용량이 큰 물질을 이용하여 식품 및 액체를 냉각하여 식품 및 액체를 거의 항온으로, 과냉각 상태로 저장할 수 있는 과냉각 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a subcooling device. More particularly, the present invention relates to a supercooling apparatus capable of cooling food and liquid using a material having a large heat capacity to store the food and liquid at about constant temperature and in a supercooled state.
과냉각이란, 용융체 또는 고체가 평형상태에서의 상전이 온도 이하까지 냉각되어도 변화를 일으키지 않는 현상을 의미한다. 물질에는 각각 그때의 온도에 따른 안정상태가 있어서, 온도를 서서히 변화시켜 가면 이에 따라 그 물질의 구성원자가 각 온도에서 안정상태를 유지하면서 온도의 변화를 따라갈 수가 있다. 그러나 온도가 갑자기 변하면 구성원자가 각 온도에 따른 안정상태로 변화할 만한 여유가 없기 때문에, 출발점 온도에서의 안정상태를 그대로 지니거나, 또는 일부분이 종점 온도에서의 상태로 변화하다가 마는 현상이 일어난다. Subcooling means a phenomenon that no change occurs even when the melt or solid is cooled to below the phase transition temperature at equilibrium. Each substance has a stable state corresponding to the temperature at that time, so that the temperature can be gradually changed so that members of the substance can keep up with the temperature change while maintaining the stable state at each temperature. However, if the temperature suddenly changes, the member cannot afford to change to the stable state according to each temperature, so that the state remains stable at the starting point temperature, or a portion thereof changes to the state at the end point temperature.
예를 들어, 물을 서서히 냉각하면, 0℃ 이하의 온도가 되어도 일시적으로 응고하지 않는다. 그러나, 물체가 과냉각상태로 되면 일종의 준안정 상태가 되어, 사소한 자극에 의해서도 그 불안정한 평형상태가 깨져서 보다 안정된 상태로 옮아가기 쉽다. 즉, 과냉각된 액체에 그 물질의 작은 조각을 투입하거나, 액체를 갑자기 흔들면 즉시 응고하기 시작하여 액체의 온도가 응고점까지 올라가고, 그 온도에서 안정된 평형상태를 유지하게 된다. For example, if water is gradually cooled, it will not temporarily solidify even if it reaches a temperature of 0 ° C or lower. However, when the object is in the supercooled state, it becomes a kind of metastable state, and the unstable equilibrium state is broken even by a slight stimulus, and it is easy to move to a more stable state. That is, when a small piece of material is added to the supercooled liquid or the liquid is suddenly shaken, the liquid starts to solidify immediately and the temperature of the liquid rises to the freezing point, thereby maintaining a stable equilibrium at that temperature.
종래에 정전장 분위기를 냉장고 내에 만들고, 이 냉장고 내에서 육류, 어류의 해동을 마이너스 온도에서 하는 것이 행해지고 있다. 또, 육류, 어류에 더하여 과일류의 선도를 유지하는 것이 행해지고 있다.BACKGROUND ART Conventionally, an electrostatic field atmosphere is created in a refrigerator, and thawing of meat and fish in the refrigerator is performed at a negative temperature. In addition to meat and fish, freshness of fruits is maintained.
이러한 기술은 과냉각(supercooling) 현상을 이용한 것으로, 이 과냉각 현상은 용융체 또는 고체가 평형상태에서의 상전이 온도 이하까지 냉각되어도 변화를 일으키지 않는 현상을 지칭한다. This technique uses a supercooling phenomenon, which refers to a phenomenon in which the melt or solid does not change even when the melt or solid is cooled to below the phase transition temperature at equilibrium.
이러한 기술로서는, 국내공개특허공보 특2000-0011081호인 정전장 처리 방법, 정전장 처리장치 및 이들에 사용되는 전극이 있다. Such a technique includes the electrostatic field treatment method, the electrostatic field treatment device, and electrodes used in them.
도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면으로서, 보냉고(1)는 단열재(2), 외벽(5)에 의해 구성되고, 고내 온도조절기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 고내에 설치된 금속선반(7)은 2단 구조이고, 각 단에 야채류, 육류, 어개류의 해동 또는 선도 유지 및 숙성 대상물이 탑재된다. 금속선반(7)은 절연체(9)에 의해 고의 바닥면으로부터 절연되어 있다. 그리고, 고전압 발생장치(3)는 직류 및 교류전압을 0∼5000V까지 발생시킬 수 있어, 단열재(2)의 내측은 염화 비닐 등의 절연판(2a)으로 피복되어 있다. 상기 고전압 발생장치(3)의 전압을 출력하는 고압 케이블(4)은 외벽(5), 단열재(2)를 관통하여 금속선반(7)에 접속되어 있다. 1 is a view showing an embodiment of a thawing and freshness holding device according to the prior art, wherein the
보냉고(1)의 앞면에 설치된 도어(6)를 열면, 도시하지 않은 안전스위치 (13)(도 2 참조)가 오프되어, 고전압 발생장치(3)의 출력이 차단되도록 되어 있다.When the
도 2는 고전압 발생장치(3)의 회로 구성을 나타낸 회로도이다. 전압조정트랜스(15)의 1차측에는 AC 100V가 공급된다. 부호 (11)은 전원램프, 부호 (19)는 작동상태를 나타낸 램프이다. 전술한 도어(6)가 닫혀 있고 안전스위치(13)가 온상태에서는 릴레이(14)가 작동하고 있으며, 이 상태가 릴레이동작램프(12)에 의해 표시되고 있다, 릴레이의 동작에 의해 릴레이 접점(14a,14b,14c)이 닫히고, AC 100V 전원이 전압조정트랜스(15)의 1차측에 인가된다.2 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the
인가전압은 전압조정트랜스(15)의 2차측의 조정노브(15a)에 의해 조정되고, 조정된 전압치는 전압계에 표시된다. 조정노브(15a)는 전압조정트랜스(15)의 2차측 승압트랜스(17)의 1차측에 접속되고, 이 승압트랜스(17)에서는, 예를 들면 1 : 50의 비율로 승압되어, 예를 들면 60V의 전압이 가해지면 3000V로 승압된다.The applied voltage is adjusted by the adjusting
승압트랜스(17)의 2차측 출력의 일단(O1)은 고압 케이블(4)을 통해 보냉고로부터 절연되어 있는 금속선반(7)에 접속되고, 출력의 타단(O2)는 어스된다. 또, 외벽(5)은 어스되므로, 보냉고(1)의 사용자가 보냉고의 외벽에 접촉해도 감전되는 것이 아니다. 또, 금속선반(7)은 도 1에서는 고내에서 노출되어 있으면,금속선반(7)은 고내에서 절연상태로 유지될 필요가 있으므로, 고내 벽으로부터 이간시킬 필요가 있다(공기가 절연작용을 함). 또, 금속선반(7)으로부터 대상물(8)이 돌출하여 고내 벽에 접하면 전류가 고벽을 통해 그라운드로 흐르므로, 상기 절연판(2a)을 내벽에 붙이면 인가되는 전압의 드롭이 방지된다. 그리고, 상기 금속선반(7)을 고내 에서 노출시키지 않고 염화 비닐재 등으로 피복해도 고내 전체가 전장 분위기로 된다. One end O 1 of the secondary side output of the
이러한 종래 기술의 경우, 냉각 수납되는 수납물에 전기장 또는 자기장을 인가하여, 수납물이 과냉각 상태에 진입하도록 하기 때문에, 수납물의 과냉각 상태에서의 보관을 위해, 전기장 또는 자기장을 생성하기 위한 복잡한 장치가 구비되어야 하며, 이러한 전기장 또는 자기장의 생성을 위한 높은 전력소비가 요구된다. 또한, 이러한, 전기장 또는 자기장을 생성하는 장치는 고전력으로 인하여, 전기장 또는 자기장의 생성시, 차단시에 사용자의 안전을 위한 장치(예를 들면, 전기장 또는 자기장 차폐구조, 차단 장치 등)가 추가적으로 구비되어야 한다. In the prior art, since an electric field or a magnetic field is applied to an object to be cooled and stored so that the object enters a supercooled state, a complicated device for generating an electric field or a magnetic field for storage in the supercooled state of the object is provided. High power consumption is required for the generation of such electric or magnetic fields. In addition, such a device for generating an electric field or a magnetic field is additionally provided with a device (for example, an electric field or magnetic field shielding structure, a blocking device, etc.) for the safety of the user when the electric field or the magnetic field is generated, when the electric field or magnetic field is generated due to the high power. Should be.
본 발명은 용기에 저장되는 식품 또는 액체를 과냉각 상태로 저장할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a supercooling apparatus capable of storing a food or a liquid stored in a container in a supercooled state.
또한 본 발명은 용기에 저장되는 식품 또는 액체를 영하의 온도로 저장하기 위해 열용량이 큰 물질을 이용하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a supercooling apparatus using a material having a large heat capacity to store food or liquid stored in a container at a sub-zero temperature.
또한 본 발명은 식품 또는 액체를 항온으로 저장되기 위한 열용량이 큰 물질이 증발기와 직, 간접적으로 열교환하는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a supercooling device in which a material having a large heat capacity for storing food or liquid at a constant temperature exchanges heat directly and indirectly with an evaporator.
본 발명은 상대적으로 고온의 온도 영역과 저온의 온도 영역으로 구분되는 저장 공간, 상대적으로 저온인 온도 영역을 채우는 열용량이 큰 물질로 이루어진 충진재 및 충진재와 열교환하여 충진재를 저온으로 유지시키는 증발기를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.The present invention includes a storage space divided into a relatively high temperature region and a low temperature region, a filler made of a material having a large heat capacity to fill a relatively low temperature region, and an evaporator to keep the filler at low temperature by heat exchange with the filler. It provides a supercooling device characterized in that.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 증발기와 충진재는 전도에 의해 직접 열교환하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, the evaporator and the filler provides a supercooling device, characterized in that the heat exchange directly by conduction.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 증발기와 충진재는 대류에 의해 간접 열교환하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.In still another aspect of the present invention, an evaporator and a filler provide a supercooling apparatus, characterized in that the indirect heat exchange by convection.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 증발기와 충진재 사이에 위치하는 송풍팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect, the present invention provides a supercooling apparatus, further comprising a blowing fan positioned between the evaporator and the filler.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 충진재는 부동액인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.In another aspect of the present invention, the filler provides a supercooling device, characterized in that the antifreeze.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 충진재는 단열재인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, the filler provides a supercooling device, characterized in that the insulating material.
또한 본 발명은 하부에 액체의 최대빙결점 이하의 온도의 부동액이 저장되며, 상부에 영상의 온도의 공기가 저장되는 본체 및 본체의 외부에 위치하며 부동액과 열교환하는 증발기를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In addition, the present invention is characterized in that the antifreeze of the temperature below the maximum freezing point of the liquid is stored in the lower portion, and the upper portion of the body is stored in the air of the temperature of the image and characterized in that it comprises an evaporator which is located outside the main body and heat exchange with the antifreeze Provide a supercooling device.
또한 본 발명은 본체 내에서, 용기와 부동액이 직접 접촉하는 것을 방지하는 분리수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect, the present invention provides a subcooling device further comprises a separating means for preventing direct contact between the container and the antifreeze in the body.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 분리 수단은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, there is provided a supercooling apparatus, characterized in that the separating means is made of metal.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 분리 수단은 탄성력 있는 합성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, there is provided a subcooling device, characterized in that the separating means is made of an elastic synthetic resin.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 분리수단은 용기가 삽입될 수 있는 삽입 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, the separating means provides a supercooling device, characterized in that it comprises an insertion groove into which the container can be inserted.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 본체의 하부의 양측과 연결되며, 부동액이 본체 하부의 일측에서 유출되어 증발기를 거쳐 본체로 다시 재유입되도록 형성되는 부동액 냉각 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect of the present invention, it is connected to both sides of the lower portion of the main body, and the antifreeze further comprises an antifreeze cooling flow path is formed so that the antifreeze flows from one side of the lower portion of the main body and re-introduced back into the main body. Provide the device.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 부동액 냉각 유로 상에 위치하며, 부동액 의 유출입을 조절하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In another aspect, the present invention provides a supercooling apparatus, further comprising a valve positioned on an antifreeze cooling flow path and configured to control the flow of the antifreeze.
또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 본체의 상부에 형성되며, 외기가 유출입하는 통풍홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 외기가 과냉각실에 보관되는 용기의 상부를 고온으로 유지시켜, 액체의 동결을 방지할 수 있다. In another aspect, the present invention provides a supercooling device, which is formed on an upper portion of the main body and further includes a ventilation hole through which outside air flows in and out. Through this configuration, it is possible to keep the upper portion of the container where the outside air is stored in the subcooling chamber at a high temperature, to prevent the freezing of the liquid.
본 발명이 제공하는 과냉각 장치는 식품 또는 액체를 과냉각 상태로 저장할 수 있다.The supercooling apparatus provided by the present invention can store food or liquid in a supercooled state.
또한 본 발명이 제공하는 과냉각 장치는 식품 또는 액체를 항온에서 과냉각 상태로 저장할 수 있다.In addition, the supercooling apparatus provided by the present invention can store food or liquid in a supercooled state at a constant temperature.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 공간(S) 내에 액체(L)를 수용하는 용기(C)가 냉각된다. 3 is a view showing a process in which ice tuberculosis is generated in the liquid being cooled. As shown in FIG. 3, the container C containing the liquid L in the cooling space S is cooled.
냉각 공간(S)의 냉각 온도가 예를 들면, 상온에서부터 0도(물의 상전이 온도) 또는 액체(L)의 상전이 온도 이하로 냉각된다고 가정한다. 이러한 냉각이 진행될 때, 예를 들면, 물의 경우 -1도 ~-5도정도에서 얼음 결정이 최대로 생성되는 물의 최대 빙결정 생성대의 온도(-1~ -5도) 이하에서 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생 성대 이하에서의 냉각 온도에서도 물 또는 액체(L)의 과냉각 상태를 유지시키려 한다. It is assumed that the cooling temperature of the cooling space S is cooled, for example, from room temperature to 0 degrees (phase transition temperature of water) or below the phase transition temperature of the liquid L. As this cooling proceeds, for example, below water (-1 to -5 degrees) or below the maximum ice crystal formation zone of water where ice crystals are produced at maximum at about -1 degrees to -5 degrees for water. It is intended to maintain the supercooled state of water or liquid (L) even at cooling temperatures below the maximum ice crystal generation range of.
이러한 냉각 중에 액체(L)로부터 증발이 이루어져서, 수증기(W1)가 용기(C) 내의 기체(또는 공간)(Lg) 내로 유입된다. 용기(C)가 뚜껑(Ck)에 의해 폐쇄된 경우, 증발된 수증기(W1)로 인하여, 기체(Cg)는 과포화 상태가 될 수 있다. 다만, 본 명세서에서 용기(C)는 뚜껑(Ck)을 선택적으로 포함할 수 있으며, 포함된 경우 냉각 공간의 냉기가 직접적으로 유입되거나, 액체(L)의 표면 또는 표면 상의 기체(Lg)의 온도가 냉기에 의해 냉각되는 것을 어느 정도 방지할 수도 있다. Evaporation takes place from the liquid L during this cooling, so that the water vapor W1 flows into the gas (or space) Lg in the vessel C. When the container C is closed by the lid Ck, the gas Cg may be in a supersaturated state due to the vaporized water vapor W1. However, in the present specification, the container (C) may optionally include a lid (Ck), if included, the cold air of the cooling space directly flows in, or the surface of the liquid (L) or the temperature of the gas (Lg) on the surface The cooling by the cold air can be prevented to some extent.
냉각 온도가 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도에 도달하거나 통과하면서 기체(Lg) 내의 빙결핵(F1) 또는 용기의 내측벽에 빙결핵(F2)으로 형성된다. 또는, 액체(L)의 표면(Ls)과, 용기(C)의 내측벽(냉각 공간(S)의 냉각 온도에 거의 일치함)이 접하는 부분에서 응축이 일어나고 이러한 응축된 액체(L)가 얼음 결정인 빙결핵(F3)으로 형성될 수 있다. As the cooling temperature reaches or passes the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L, it is formed as freeze tuberculosis F2 on the inner wall of the container or freeze tuberculosis F1 in the gas Lg. Alternatively, condensation takes place at a portion where the surface Ls of the liquid L and the inner wall of the container C (which substantially coincide with the cooling temperature of the cooling space S) are formed and the condensed liquid L is iced. It can be formed as freezing tuberculosis (F3).
예를 들면, 기체(Lg) 내의 빙결핵(F1)이 하강하여 액체(L)의 표면(Ls)을 통하여 액체(L)에 침투하게 되면, 액체(L)의 과냉각 상태가 해제되어, 액체(L)에 결빙 현상이 야기되어, 액체(L)의 과냉각이 해제된다. For example, when the frozen tuberculosis F1 in the gas Lg descends and penetrates into the liquid L through the surface Ls of the liquid L, the supercooled state of the liquid L is released and the liquid ( A freezing phenomenon is caused in L), and the supercooling of the liquid L is released.
또는, 빙결핵(F3)이 액체(L)의 표면(Ls)과 접하게 됨으로써, 액체(L)의 과냉각 상태가 해제되어, 액체(L)에 결빙 현상이 야기된다. Alternatively, when the frozen tuberculosis F3 comes into contact with the surface Ls of the liquid L, the supercooled state of the liquid L is released, thereby causing a freezing phenomenon in the liquid L. FIG.
상술된 바와 같이, 빙결핵(F1 내지 F3)이 생성되는 과정을 살펴보면, 액체(L)가 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하에서 보관될 때, 액체(L)로부터 증발되어, 액체(L)의 표면(Ls) 상에 있는 수증기의 결빙과, 액체(L)의 표면(Ls) 부근의 용기(C)의 내측벽에서의 결빙으로 인하여, 액체(L)의 과냉각 상태의 해제가 야기된다. As described above, looking at the process of formation of freezing tubers F1 to F3, when the liquid L is stored below the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L, it is evaporated from the liquid L, and the liquid Due to freezing of water vapor on the surface Ls of (L) and freezing at the inner wall of the container C near the surface Ls of the liquid L, the release of the supercooled state of the liquid L is prevented. Is caused.
도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면이다. 4 is a view showing a process for preventing the formation of ice tuberculosis applied to the supercooling apparatus according to the present invention.
도 4는 기체(Lg) 내의 수증기(W1)의 결빙을 방지하여, 즉, 지속적으로 수증기(W1) 상태가 유지되도록, 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls) 상의 온도를 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록, 더욱 바람직하게는, 액체(L)의 상전이 온도 이상으로 한다. 또한, 액체(L)의 표면(Ls)이 용기(C)의 내측벽에 접촉하더라도 결빙이 되지 않도록, 액체(L)의 표면(Ls)의 온도를 액체(L)의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록, 더욱 바람직하게는, 액체(L)의 상전이 온도 이상으로 한다. 4 shows the temperature on the surface Ls of the gas Lg or the liquid L so as to prevent freezing of the water vapor W1 in the gas Lg, ie, to maintain the water vapor W1 state continuously. More preferably, the phase transition temperature of the liquid L is higher than or equal to the temperature of the maximum ice crystal generation zone of L). In addition, the temperature of the surface Ls of the liquid L is set to the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the liquid L so that the surface Ls of the liquid L does not freeze even if it contacts the inner wall of the container C. More preferably, the phase transition temperature of the liquid L is equal to or higher than that.
이에 따라, 용기(C) 내의 액체(L)가 상전이 온도 이하에서, 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생성대 온도 이하에서도 과냉각 상태를 유지하게 된다. As a result, the liquid L in the container C is maintained in the supercooled state at or below the phase transition temperature or below the maximum ice crystal generation temperature of the liquid L.
도 5는 도 4에 따른 물의 과냉각 상태 그래프이다. 도 5의 그래프는 액체(L)가 물인 경우에, 도 4에 따른 원리가 적용된 상태에서 측정된 온도 그래프들이다. 5 is a supercooled state graph of water according to FIG. 4. The graphs of FIG. 5 are temperature graphs measured with the principle according to FIG. 4 applied when liquid L is water.
도 5에 도시되 바와 같이, I선은 냉각 공간(S)의 냉각온도 곡선이고, II선은 용기(C) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)(공기)의 온도 곡선이고, III선은 용기(C) 외면의 온도로, 용기(C) 외면의 온도는 용기(C) 내부의 물의 온도와 실질적으로 동일하다. As shown in FIG. 5, line I is a cooling temperature curve of the cooling space S, line II is a temperature curve of gas Lg (air) on the water surface in the container C, and line III is a container ( C) The temperature of the outer surface, the temperature of the outer surface of the container (C) is substantially the same as the temperature of the water inside the container (C).
도시된 바와 같이, 냉각온도가 약 -13~ -14도로 유지되는 경우(I선 참조), 용기(C) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)의 온도를 물의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 약 4-6도로 유지하면, 용기(C) 내의 물의 온도가 물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하인 약 -11도를 유지하면서도, 액체 상태가 유지되는 과냉각 상태가 장시간 안정적으로 유지된다. As shown, when the cooling temperature is maintained at about -13 to -14 degrees (see line I), the temperature of the gas Lg on the water surface in the vessel C is about 4 higher than the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the water. When maintained at -6 degrees, the supercooled state in which the liquid state is maintained stably is maintained for a long time while the temperature of the water in the vessel C is maintained at about -11 degrees, which is below the temperature of the maximum ice crystal generation zone of the water.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면이다. 과냉각 장치(100)는 저장 공간을 제공하는 케이싱(110) 및 저장 공간의 냉각에 이용되는 증발기(120)를 포함한다. 케이싱(110)은 본체(112)와 도어(114)로 이루어지며, 도어는 저장 공간을 개폐한다. 본체(112)는 단열을 위해 단열재로 발포 형성된 층을 포함한다. 이때 본체(112)의 하부에는 다른 부분에 비해 두껍게 발포 형성된 항온 냉각부(116)이 구비된다. 이렇게 두껍게 발포 형성된 항온 냉각부(116)의 일측에 증발기(120)가 설치되어 항온 냉각부(116)의 단열재와 열교환 한다. 단열재는 열용량이 크므로 증발기(120)와 지속적으로 열교환하면, 영하의 온도를 항온으로 유지할 수 있다. 또한 항온 냉각부(116)에 용기(200)를 삽입할 수 있는 용기 삽입 홈(118)이 형성된다. 용기(200)는 용기 삽입 홈(118)에 삽입되어, 용기(200)에 저장되는 식품 또는 액체는 항온 냉각부(116)의 단열재와 열교환하면서 영하의 온도를 유지할 수 있다. 이때 용기(200)의 상부는 항온 냉각부(116)로부터 소정 높이 돌출되어 있다. 용기(200)의 상부, 즉 저장 공간의 상부는 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높게 유지되어, 용기(200)에 저장된 식품 또는 액체에 빙결정이 생기는 것을 방지한다. 이를 위해 도어(114)를 단열재로 형성하지 않고 도어(114)를 통해 저장 공간의 상부가 상온의 외기와 열교환하도록 할 수 있다. 또한, 도어(114)를 단열재로 형성하되, 상온의 외기가 출입하도록 도어(114) 또는 본체(112)의 상부에 외기 출입홀(130)을 형성할 수도 있다. 6 is a view showing a supercooling apparatus according to a first embodiment of the present invention. The
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면이다. 제1 실시예와 단열재로 발포되며, 본체(112) 및 도어(114)로 이루어진 케이싱(110)과 증발기(200)를 포함하는 것과 작동 원리는 거의 유사하다. 따라서, 제1 실시예와 중복되는 부재에 대해서는 설명을 생략한다. 본 발명의 제2 실시예는 항온 냉각부(116)가 단열재가 아니라 부동액으로 이루어지며, 부동액이 증발기(미도시)와 직접 열교환하여 용기(200)에 저장된 식품 또는 액체를 냉각한다는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다. 한편 부동액이 용기(200)와 직접 접촉하는 경우 사용자가 사용하기 불편하므로, 부동액과 용기(200)를 분리하는 분리 수단(119)을 구비한다. 분리 수단(119)은 용기(200)와 부동액의 열교환을 용이하게 하기 위해 열 전도성이 좋은 금속으로 형성될 수 있다. 또 다른 일 예로 분리 수단(119)은 또한 탄성력 있는 재질로 형성되어, 용기(200)의 크기 및 형상에 맞춰서 용기 삽입 홈(118)의 크기 및 형상이 변형되도록 하여 용기(200)와의 접촉성을 높여 부동액과 열교환 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 항온 냉각부(116)를 채우는 부동액이 증발기(미도시)와 열교환할 수 있도록 항온 냉각부(116)로부터 부동액을 배출하여 증발기(미도시)로 안내하고, 증발기(미도시)와 열교환한 부동액을 다시 항온 냉각부(116)로 유입하는 부동액 냉각 유로(117)를 구비한다. 부동액 냉각 유로(117)는 증발기(미도시)와의 열교환 효율을 높이기 위해 동 파이프와 같이 열 전도율이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 7 is a view showing a supercooling apparatus according to a second embodiment of the present invention. The working principle is almost similar to that of foaming with heat insulating material as the first embodiment and including a
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면이다. 과냉각 장치(100) 일반적인 사이드 바이 사이드 타입의 냉장고와 같이, 일측에 영하 이하의 온도로 유지되는 냉동실(140)과 저온으로 유지되는 냉장실(150)을 구비한다. 과냉각 장치(100)의 외관과 냉동실(140) 및 냉장실(150) 사이의 격벽은 단열재로 발포된다. 냉동실(140)의 하부에는 단열재가 다른 부분에 비해 두껍게 발포되며, 용기(200)가 삽입될 수 있는 용기 삽입 홈(148)이 형성된 항온 냉각부(146)가 구비된다. 항온 냉각부(146)의 후방에는 증발기(120)가 위치한다. 증발기(120)는 항온 냉각부(146)와 접촉하며 전도에 의해 열교환할 수도 있고, 증발기(120)와 항온 냉각부(146) 사이에 송풍팬(미도시)를 설치하여 증발기(120)와 열교환한 냉기를 항온 냉각부(146)에 불어서 대류에 의해 열교환할 수도 있다. 8 is a diagram illustrating a supercooling apparatus according to a third embodiment of the present invention.
한편 과냉각 장치(100)가 일반적인 냉장고에 적용된 형태이므로, 용기(200) 전체가 냉동실(140) 내의 영하의 온도에 노출되어 용기(200) 내에 저장되는 식품 또는 액체가 동결될 가능성이 있다. 따라서 항온 냉각부(146)의 바로 윗편에 발열선과 같은 가열 장치(142)를 구비한다. 가열 장치(142)는 항온 냉각부(146)의 상부로 노출된 용기(200)의 상부를 가열하여, 용기(200) 내에 저장된 식품 또는 액체에 빙결정이 생성되는 것을 방지한다. 따라서 용기(200) 내에 저장된 식품 또는 액체는 동결되지 않고 과냉각 상태로 저장될 수 있다. On the other hand, since the
도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면,1 is a view showing an embodiment of a thawing and freshness holding device according to the prior art;
도 2는 고전압 발생장치(3)의 회로 구성을 나타낸 회로도,2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the
도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면,3 is a view showing a process of generating ice tuberculosis in the liquid being cooled,
도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면,4 is a view showing a process for preventing the formation of ice tuberculosis applied to the supercooling apparatus according to the present invention,
도 5는 도 4에 따른 물의 과냉각 상태 그래프,5 is a supercooled state graph of water according to FIG. 4,
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면,6 is a view showing a supercooling apparatus according to a first embodiment of the present invention,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면,7 is a view showing a supercooling apparatus according to a second embodiment of the present invention,
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 과냉각 장치를 도시한 도면.8 is a view showing a supercooling apparatus according to a third embodiment of the present invention.
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