KR20170108459A - 아이스크림 보관용 필통식 초소형 냉장고 - Google Patents

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Abstract

냉동소자라는 아주작은 냉동을 할 수 있는 반도체소자를 이용하여 비열과 단열의 과학적 원리를 응용 하여 이발명품을 설계 할 수 있었다.
이러한 초소형 빙과류나 음식 냉동고가 만들어진다면 아이스바를 한번에 녹기 전에 다 먹어야한다는 부담감이 없어 질수 있고 언제든지 어느 장소에서 제약 받지 않고 보관해서 필요시 먹을수 있는 장점이 있다. 이러한 기동성이나 휴대성을 위해서 전원을 안정적으로 공급하기위해서 태양열전지나 2차전지의 연구가 더 필요 할 것이다. 이 발명에서 일반 전원과 태양전지 컴퓨터 USB전원 모두를 사용 할 수 있도록 설계하였지만 태양광의 충전효과는 실제로 매우 약했다.
또한 내부에 팬을 이용한 대류와 열전도효과를 더 강화시켜야 낮은 온도를 계속해서 유지 할 수 있을 것이다.

Description

아이스크림 보관용 필통식 초소형 냉장고{Micro- Freezer For Food or ice drink Using Pencil Case}
마이크로냉장고, 펠티어 소자.
본발명품은 열전소자로 부피를 최대한 줄여 만든 작품으로 전원부, 발열부 흡열부가 있는데 상자 아래에 있는 알루미늄으로 되어있는 냉각판이 흡열부로 열전소자에서 발생된 열을 흡수 하기 위해 금속중 비열이 큰 알루미늄을 사용하였다.
이냉각소자의 최저온도는 영하20도도 가능하나 본작품에서는 단열장치를 충분히 넣지 않았고 최대한 냉각을 시킬 수 있는 강력 냉각팬을 사용하지 않아서 영상 10도 정도의 온도를 유지한다. 물론 전원을 12V 1A 강한 전원장치를 사용하면 영하온도도 가능하나 작품제작시 너무 오랬동안 전기를 켜놓아서 전자 부품이 망가져서 6V로 안전한 전원을 공급하여 냉동고의 역할을 보여주고자 하였다. 태양열전원도 가능하지만 밖에서 직사광선을 받을때만 충전이 가능하다.
펠티어 소자(Pletier)의 주요 용도는 다음과 같다. 자동차의 온도조절（Climate Control) 시트, 반도체분야에서는 칠러, 순환기(Circulator), 냉각판과 척, 의료기구 중 혈액분석기, PCR, 시료온도싸이클테스터 이화학의 써큘레이터, 제습기, 스펙트로포토미터, 광학에서는 CCD 쿨링, 적외선센서 냉각, 레이저다이오드 냉각, 포토디이오드 냉각, SHG레이저 냉각, 컴퓨터에서는 CPU 냉각, 칩세트 번인에 사용되고 그밖에 냉장박스, 소형냉장고, 냉온수기, 와인냉장고, 쌀통, 소형김치냉장고, 제습기 그리고 산업용으로 폐열발전기, 리모트파워발전 등에 사용되고 있다.
쿨매트의 원리는 열흡수성 냉감소재인 젤이다. 광고에 의하면 체온이 닿으면 신속하게 열을 흡수하고 지속적인 뒤척임을 통해 젤이 이동하면서 열을 방출한다고 한다. 즉, 냉각젤은 흡열과 발열을 통해 적당한 온도를 유지시킨다는 원리이다.
-흡열반응(endothermic reaction): 반응물질의 에너지가 상대적으로 작고 생성물질의 에너지가 커서 반응이 진행되기 위해 주위로부터 열에너지를 흡수해야 하는 반응.
-발열과정(exothermic reaction): 반응한 물질들의 에너지가 생성된 물질들의 에너지보다 더 커서 그 차이에 해당하는 에너지가 외부로 방출되는 반응. 연소반응, 중화반응 등 상온에서의 반응을 주로 포함한다.
-젤: 용액 속의 콜로이드 입자가 유동성을 잃고 약간의 탄성과 견고성을 가진 고체나 반고체의 상태로 굳어진 물질.
-젤의 형태 및 예: 콜로이드 입자가 서로 이어진 채로 입체 그물 모양을 하고, 그 공간에 액체가 채워져 있다. 한천, 젤라틴, 두부, 생물체의 원형질 등의 그 예이다.
-비열(specific heat): 어떤 물질 1g의 온도 1℃를 또는 1K 높이는 데 필요한 열량.
-비열 구하는 공식: 질량이 m(g) 인 물질이 Q(cal)만큼의 열량을 공급받을 때 ΔT(°C)만큼의 온도변화가 발생했다면 이 물질의 비열은 다음의 식에 의해 얻어진다.
C=Q/m △T (cal/g·℃)
-비열 측정 방법: 열량 Q=cm△t 라는 공식과 (고온의 물체가 잃은 열량)=(저온의 물체가 얻은 열량)임을 이용하여 한 물체의 비열을 측정한다.
-열전도(heat conduction): 물질의 이동이 잃어나지 않음에도 불구하고 고온물질에서 저온물질로 연속적으로 열에너지가 전달되는 현상. 주로 고체 내부에서 일어나며 도체인 경우 열이 더 빨리 전달된다. 액체·기체는 고체에 비해 열전도가 매우 느리고 일부에 가해진 열을 전체에 확산시키기 어렵다. 이처럼 물질의 종류에 따라 전도되는 속도가 크게 다르다.
-냉각장치(cooling system): 내연기관에서 생기는 고온에 의한 실린더의 과열을 방지하는 장치. 크게 공랭식과 수랭식으로 구분된다. 공랭식의 경우, 실린더의 주위에 냉각핀이 있어 이를 통해 실린더 내의 온도의 일부를 대기 속으로 방산한다. 냉각작용은 수랭식에 비해 뒤지기 때문에 소형기관 외에는 사용하지 않는다. 수랭식의 경우, 실린더의 주위에 물재킷·라디에이터 ·팬 ·온도 조절기(서모스탯) 등이 설치되어 있다. 구조는 공랭식에 비해 다소 복잡하지만 냉각작용이 훨씬 우수하기 때문에 내연기관의 냉각장치에 널리 사용된다
-냉각소자: 펠티어 소자(Petier), 열전소자(Thermoelectric Module), 펠체소자, 써머모듈이라고도 한다. 두 개의 다른 금속이 양끝만 서로 접합한 어느 한 시스템의 양쪽 접합에 전기를 흘려주면 한 접합에서는 열을 흡수하고 다른 접합에서는 열을 방출하는 장치이다. 열은 열전소자를 통해서 흡열면에서 방열면으로 이동되고 이동되는 열은 공급되는 전압에 비례한다.
-냉각소자의 이용: 반도체분야에서는 순환기(Circulator), 냉각판과 척, 의료기구 중 혈액분석기, PCR, 스펙트로포토미터, 적외선센서 냉각, 컴퓨터에서는 CPU 냉각, 칩세트 번인에 사용되고 그밖에 냉장박스, 소형냉장고, 냉온수기, 와인냉장고, 쌀통, 소형김치냉장고, 제습기 그리고 산업용으로 폐열발전기, 리모트파워발전 등에 사용되고 있다.
음식을 차갑게 하면 세균들의 번식이 느려 지므로 항시 휴대 할 수 있는 소형휴대용 냉장고를 만들고자한다. 전에 언니가 만든 컴퓨터 CPU냉각에 사용되는 작은 크기의 냉동 소자를 관심있게 보았다. 이 냉동소자와 팬을 결합하여 아주 작게 만들 수 있다면 아주 편리하고 아이스크림 먹을 때 보관이 쉬울것 같아 발명을 하게 되었다
이발명은 냉온소자 라고 하는 특수하게 차거워지는 현상을 이용하여 냉각을 시키는 재료인데 이를 이용하여 이냉각 소자 반대편에 알루미늄 냉각판을 부착하여 빙과류가 들어가는 크기의 냉동고를 만들었다. 이 냉동고는 작고 가볍고 휴대가 가능하여 태양열 전지를 부착시켜 밧데리를 갈지 않아도 계속해서 음식을 차갑게 해줄 수 있다.
냉동소자라는 아주작은 냉동을 할 수 있는 반도체소자를 이용하여 비열과 단열의 과학적 원리를 응용 하여 이발명품을 설계 할 수 있었다. 이재료를 이용한 많은 제품이 있지만 아이스바나 작은 음식의 냉동을 시키는 장치는 아직 나오지 않았고 비열이 매우 큰 알루미늄 냉각판과 단열기술만으로 오랬동안 차가운 아이스크림을 유지하는 태양광 이용 초소형 휴대용 냉장고 이다
생략
이러한 초소형 빙과류나 음식 냉동고가 만들어진다면 아이스바를 한번에 녹기 전에 다 먹어야한다는 부담감이 없어 질수 있고 언제든지 어느 장소에서 제약 받지 않고 보관해서 필요시 먹을수 있는 장점이 있다. 이러한 기동성이나 휴대성을 위해서 전원을 안정적으로 공급하기위해서 태양열전지나 2차전지의 연구가 더 필요 할 것이다. 이 발명에서 일반 전원과 태양전지 컴퓨터 USB전원 모두를 사용 할 수 있도록 설계하였지만 태양광의 충전효과는 실제로 매우 약했다.
또한 내부에 팬을 이용한 대류와 열전도효과를 더 강화시켜야 낮은 온도를 계속해서 유지 할 수 있을 것이다.
생략

Claims (1)

  1. 열전소자 라고 하는 특수하게 차거워지는 현상을 이용하여 냉각을 시키는 재료인데 이를 이용하여 이냉각 소자 반대편에 알루미늄 냉각판을 부착하여 빙과류가 들어가는 크기의 냉동고에 한함.
KR1020160032384A 2016-03-17 2016-03-17 아이스크림 보관용 필통식 초소형 냉장고 KR20170108459A (ko)

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