KR100935746B1 - Apparatus for supercooling and method for making porous ice using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기포가 다량 포함하여 식감이 향상된 다공성 얼음을 제조할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a supercooling device that can produce a porous ice containing a large amount of bubbles with improved texture.

본 발명은 액체를 과냉각 상태로 저장할 수 있는 용기, 용기에 저장된 과냉각 된 액체가 동결되도록 자극을 가하는 상 변환기 및 용기에 형성되며, 액체를 배출할 수 있는 배수홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 강제로 과냉각을 해지하고 소정 시간이 경과한 후에도 액체 상태로 존재하는 과냉각수의 대부분을 배출하고, 급속 동결하여 고체 사이에 기포가 잔류하는 채로 동결시킬 수 있어, 다공성 얼음을 제조할 수 있다. The present invention provides a supercooling apparatus including a vessel capable of storing a liquid in a supercooled state, a phase converter for stimulating a supercooled liquid stored in the vessel, and a drainage hole for discharging the liquid. To provide. Through this configuration, forced supercooling is terminated and most of the supercooled water present in the liquid state even after a predetermined time has elapsed, and can be rapidly frozen to freeze with bubbles remaining between the solids, thereby producing porous ice. can do.

다공성 얼음, 제빙장치, 과냉각 장치, 슬러시 Porous ice, ice maker, subcooler, slush

Description

과냉각 장치 및 이를 이용한 다공성 얼음의 제조 방법{APPARATUS FOR SUPERCOOLING AND METHOD FOR MAKING POROUS ICE USING THE SAME}Subcooling apparatus and manufacturing method of porous ice using same {APPARATUS FOR SUPERCOOLING AND METHOD FOR MAKING POROUS ICE USING THE SAME}

도 1은 종래의 제빙 장치를 나타내는 도면,1 is a view showing a conventional ice making apparatus,

도 2는 본 발명에 따른 슬러시 제조 또는 과냉각을 개념적으로 나타내는 도면,2 is a view conceptually illustrating slush production or subcooling according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 실험 결과의 하나를 나타내는 도면,3 is a view showing one of the experimental results according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치의 일부를 도시한 도면,4 shows a part of a subcooling device according to the invention,

도 5는 본 발명에 따라 실제 행해진 실험 결과의 하나를 나타내는 도면,5 is a view showing one of the experimental results actually performed according to the present invention,

도 6 내지 도 8은 본 발명의 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음의 제조 방법의 제1 내지 제3 실시예를 도시한 플로우 차트.6 to 8 are flow charts showing the first to third embodiments of the method for producing porous ice using the supercooling apparatus of the present invention.

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. Subcooling means that the liquid does not transition even below the phase transition temperature to a solid and maintains a high temperature phase, that is, a liquid state. In the natural state, for example, the supercooled water drop (supercooled water drop) is an example, even in the conventional refrigerator, the water or the drink does not freeze by chance in the case of the supercooled state. Meanwhile, as the principle of subcooling is applied to a refrigerator, there are a freezing method disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. S59-151834 and a freezing method disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2001-086967 and a refrigerator. A technique of applying a magnetic field to maintain a food in a supercooled state below a phase transition temperature is disclosed. In addition, the electrostatic field treatment method disclosed in WO / 98/41115 discloses various types of electrode structures that can be used for supercooling and thawing food.

도 1은 한국 공개특허공보 제2006-0013721호에 개시된 투명빙 제조 장치를 나타내는 도면으로서, 투명빙 제조 장치(100)는 블레이드(122)를 이용하는 과냉각 수단(120)을 구비하며, 과냉각 수단(120)에서 만들어진 과냉각된 물을 아이스 트레이(111), 제빙실(112), 회전축(114), 이젝터(113), 히터(117)가 구비된 제빙 수단(110)에 미량으로 나누어 공급하여, 얇은 판빙을 적층시켜, 투명빙을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 여기서 아이스 트레이(111)로부터 얼음의 이빙은 히터(117)로 아이스 트레이(111)에 열을 가하여, 얼음을 약간 녹여서 아이스 트레이(111)로부터의 분리가 용이하도록 한 다음, 회전축(114)을 회전시켜 이젝터(113)로 얼음을 아이스 트레이(111)로부터 분리함으로써 이루어진다.1 is a view illustrating a transparent ice manufacturing apparatus disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 2006-0013721, wherein the transparent ice manufacturing apparatus 100 includes a subcooling means 120 using a blade 122, and a subcooling means 120. The super-cooled water produced in) is supplied to the ice tray 111, the ice making chamber 112, the rotating shaft 114, the ice making means 110 equipped with the ejector 113, and the heater 117 in small amounts, and thin plate ice The method of manufacturing transparent ice by laminating | stacking is disclosed. Here, the ice moving from the ice tray 111 is heated by the heater 117 to the ice tray 111 to melt the ice slightly to facilitate separation from the ice tray 111, and then rotate the rotating shaft 114 By separating the ice from the ice tray 111 with the ejector 113.

그러나, 이러한 제빙 장치는 블레이드라는 기계적인 방법을 이용하여 과냉각된 물이 만들어지며, 제빙을 함에 있어서도 과냉각된 물을 미량씩 공급하여 얇은 판빙을 만드는 것이어서, 급속히 슬러시를 제조하거나 제빙을 하는데 미치지 못하고 있다. However, such an ice making device is made of a supercooled water by using a mechanical method called a blade, and even in ice making, a small amount of ice is supplied by supplying a small amount of the supercooled water, and thus it is not able to rapidly produce slush or make ice. .

본 발명은 식감이 향상된 얼음을 제조할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a supercooling apparatus capable of producing ice with improved texture.

또한 본 발명은 기포가 다량 포함된 다공성 얼음을 제조할 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a supercooling apparatus capable of producing porous ice containing a large amount of bubbles.

또한 본 발명은 제빙에 이용되는 물을 저장하는 물통에 에너지장이 인가되어, 물통에 저장되는 물이 과냉각수 상태로 저장될 수 있는 과냉각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a supercooling device that is applied to the water reservoir for storing the water used for ice making, the water stored in the bucket can be stored in the state of supercooled water.

또한 본 발명은 과냉각수를 슬러쉬 상태로 만든 다음, 액체만을 배출하여 다공성 얼음을 제조할 수 있는 과냉각 장치 및 이를 이용하여 다공성 얼음을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a subcooling apparatus capable of producing porous ice by making only subcooled water into a slush state, and then discharging only liquid, and a method of manufacturing porous ice using the same.

본 발명은 액체를 과냉각 상태로 저장할 수 있는 용기, 용기에 저장된 액체가 과냉각 상태를 유지하도록 용기를 포함하는 공간에 에너지장을 형성하는 에너지 생성기, 용기에 저장된 과냉각 된 액체가 동결되도록 자극을 가하는 상 변환기 및 용기에 형성되며, 액체를 배출할 수 있는 배수홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 강제로 과냉을 해지하고 소정 시간이 경과한 후에도 액체 상태로 존재하는 과냉각수의 대부분을 배출하고, 급속 동결하여 고체 사이에 기포가 잔류하는 채로 동결시킬 수 있어, 다공성 얼음을 제조할 수 있다. The present invention relates to a container capable of storing a liquid in a supercooled state, an energy generator for forming an energy field in a space including a container so that the liquid stored in the container maintains a supercooled state, and a phase for applying a stimulus to freeze the supercooled liquid stored in the container. It is formed in the converter and the container, and provides a supercooling device comprising a drain hole for discharging the liquid. Through this configuration, forced supercooling is terminated and most of the supercooled water present in the liquid state even after a predetermined time has elapsed, can be rapidly frozen to freeze with bubbles remaining between the solids, thereby producing porous ice. can do.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 배수홀을 통해, 액체가 동결되어 형성된 고체가 배출되는 것을 방지하는 거름 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 동결된 고체가 배출되는 것을 방지할 수 있어, 다공성 얼음 제조량을 확보할 수 있다. In another aspect, the present invention provides a supercooling apparatus further comprising a filtering member for preventing the liquid formed by freezing the liquid from being discharged through the drainage hole. Through such a configuration, it is possible to prevent the frozen solids from being discharged, thereby securing a porous ice production amount.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 용기 주변으로 냉기를 공급하여, 용기에 저장된 액체를 저온으로 유지하게 하는 냉기 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 용기에 저장되는 액체를 상 전이 온도 이하의 온도에서 상 전이를 방해하여, 과냉각 상태로 저장할 수 있다. In another aspect of the present invention, there is provided a supercooling apparatus further comprising a cold air flow path for supplying cold air around the container to keep the liquid stored in the container at a low temperature. With this arrangement, the liquid stored in the container can be interrupted at a temperature below the phase transition temperature and stored in a supercooled state.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 에너지 생성기는, 전기장을 형성하는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.In another aspect of the present invention, the energy generator provides an apparatus for supercooling, comprising an electrode for forming an electric field.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 용기에 부착되어, 저장된 액체의 상태를 감지할 수 있는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 용기에 저장된 액체의 상태를 감지하다가, 액체가 과냉각 상태에 도달한 때, 액체의 과냉을 해지하여 급속 동결을 할 수 있다. In another aspect, the present invention provides a supercooling apparatus, further comprising a sensor attached to the container and capable of sensing a state of the stored liquid. Through this configuration, while detecting the state of the liquid stored in the container, when the liquid reaches the supercooled state, it is possible to release the supercooling of the liquid to perform a rapid freezing.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 상 변환기는 과냉된 액체에 자극을 가하여, 동결핵을 형성하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. In still another aspect of the present invention, a phase converter provides a supercooling apparatus, wherein the phase converter applies a stimulus to a supercooled liquid to form a freeze nucleus.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 상 변환기는 과냉된 액체 전기적 자극 및 물리적 자극 중 어느 하나를 가하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다.In still another aspect of the present invention, a phase converter provides a supercooling device, characterized in that it applies any one of a subcooled liquid electrical stimulus and a physical stimulus.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 용기에 형성되며, 과냉각수가 자극에 의해 동결된 슬러쉬를 배출하는 출구 및 출구를 통해 나온 슬러쉬가 담기는 트레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 슬러쉬를 트레이에서 동결시키는 동안에, 용기에 액체를 다시 취수하여 과냉각 상태 로 저장할 수 있다. 또한 얼음이 적당한 크기를 가지도록 트레이가 격벽을 구비할 수도 있다. In another aspect, the present invention provides a supercooling apparatus, which is formed in a container and further includes an outlet for discharging the slush frozen by the stimulus and a tray containing the slush from the outlet. This configuration allows the liquid to be retaken into the container and stored in a supercooled state while the slush is frozen in the tray. The tray may also be provided with a partition so that the ice has a suitable size.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 트레이에 담긴 슬러쉬가 동결되도록 트레이 주변으로 냉기를 공급하는 냉기 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 제공한다. 이러한 구성을 통해, 트레이에 담긴 슬러쉬를 동결할 수 있다. In another aspect of the present invention, there is provided a supercooling apparatus further comprising a cold air passage for supplying cold air to the periphery of the tray so that the slush contained in the tray is frozen. Through this configuration, the slush contained in the tray can be frozen.

또한 본 발명은 액체 주위에 에너지장을 형성하여 액체의 동결을 방지하고, 액체를 과냉각 상태로 유지하는 제1 단계, 액체의 과냉을 해지하고, 동결을 개시하는 제2 단계, 미동결된 액체를 배출하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법을 통해, 기포를 다량 포함하는 다공성 얼음을 제조할 수 있다.The present invention also provides a first step of forming an energy field around the liquid to prevent freezing of the liquid, maintaining the liquid in a supercooled state, releasing the subcooling of the liquid, and initiating freezing, and freezing the liquid. It provides a porous ice manufacturing method using a supercooling apparatus comprising a third step of discharging. Through this method, porous ice containing a large amount of bubbles can be produced.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제3 단계는 액체의 배출을 개시하는 과정 및 액체의 배출을 종료하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법을 통해, 액체를 배출함으로써, 동결된 고체 사이에 기공이 생기므로, 다공성 얼음을 제조할 수 있다. In another aspect of the present invention, the third step provides a method for producing porous ice using a supercooling device, comprising: discharging the liquid and terminating the liquid. In this way, by draining the liquid, pores are created between the frozen solids, thereby making porous ice.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제3 단계는 액체의 배출을 개시하는 과정에 앞서, 저장된 액체의 동결 정도를 감지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법을 통해, 액체가 동결 정도를 조절하여, 다공성 얼음에 포함되는 기포의 양을 조절할 수 있다. In another aspect of the present invention, the third step is to provide a method for producing porous ice using a supercooling device, further comprising the step of sensing the degree of freezing of the stored liquid prior to the process of starting the discharge of the liquid do. In this way, the amount of air bubbles contained in the porous ice can be controlled by controlling the degree of freezing of the liquid.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 제3 단계는 제2 단계의 진행 시간과 설정 시간을 비교하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법을 통해, 액체의 동결 시간을 조절하여 다공성 얼음에 포함되는 기포의 양을 조절할 수 있다. In another aspect of the present invention, the third step provides a method for producing porous ice using a supercooling device, comprising the step of comparing the advancing time and the setting time of the second step. Through this method, it is possible to control the amount of bubbles contained in the porous ice by adjusting the freezing time of the liquid.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 설정 시간은 기설정된 시간 및 사용자가 설정한 시간 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법을 통해, 사용자가 다공성 얼음에 포함되는 기포의 양을 직접 조절할 수 있다. In another aspect, the present invention provides a method for producing porous ice using a supercooling apparatus, wherein the set time is any one of a preset time and a time set by a user. In this way, the user can directly control the amount of bubbles contained in the porous ice.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 잔류하는 액체 및 고체를 급속 냉동하는 제4 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법을 통해, 다공성 얼음을 단시간에 제조할 수 있다. In another aspect, the present invention provides a method for producing porous ice using a supercooling apparatus, further comprising a fourth step of rapidly freezing the remaining liquid and the solid. In this way, porous ice can be produced in a short time.

또한 본 발명의 다른 일 양태로서, 잔류하는 액체 및 고체를 트레이로 배출하는 제4 단계 및 트레이에 담긴 액체 및 고체를 급속 냉동하는 제5 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법을 통해, 트레이에서 적당한 크기의 다공성 얼음을 제조하면서, 용기에서 물을 과냉각 상태로 저장할 수 있어, 다공성 얼음을 연속적으로 제조할 수 있다. In another aspect of the present invention, the porous ice using a supercooling apparatus further comprises a fourth step of discharging the remaining liquid and solid to the tray and a fifth step of rapidly freezing the liquid and solid contained in the tray. It provides a manufacturing method. In this way, water can be stored in a supercooled state in a container, while producing porous ice of a suitable size in a tray, so that the porous ice can be continuously produced.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 슬러시 제조 또는 과냉각을 개념적으로 나타내는 도면으로서, 본 발명에 따르면, 먼저 전극(40) 사이에 과냉각의 대상이 되는 액 체(41)를 둔다. 다음으로, 냉기(42)가 공급되는 상태에서, 교류 전원(43)을 이용하여 액체(41)에 전기장을 인가한다. 이에 의해, 액체(41)는 그 상 전이온도 이하(예: 1기압하의 물의 경우에 0℃)에서 얼지 않고, 과냉각 상태를 유지한다. 산소와 수소로 구성된 물이 어는 것이 방해되는 이유는 전기장과 같은 에너지가 공급됨으로써, 물의 수소 결합이 방해되기 때문인 것으로 알려져 있다. 이렇게 생성된 과냉각된 액체에 상 변환기(44)를 통해 외력을 가하면, 예를 들어, 전기적 충격기(igniter)를 이용하여 전기적인 힘을 가하면, 이 힘에 의해 과냉각된 액체에 가해지고 있는 에너지 또는 가해진 에너지(이는 조건에 따라 에너지가 일정 시간 동안 가해진 후에 중단되어도 과냉각 상태가 유지될 수 있음을 의미한다.)에 의해 유지되던 과냉각 상태가 교란되어 동결핵이 형성되고, 과냉각된 액체가 급속히 고체상으로 전환되면서 슬러시가 형성된다. 이때, 과냉각된 액체의 온도는 과냉각된 상태의 온도에서 상 전이온도로 바뀌게 된다.2 conceptually illustrates slush production or supercooling according to the present invention. According to the present invention, first, a liquid 41 to be subjected to subcooling is placed between the electrodes 40. Next, in the state where the cold air 42 is supplied, the electric field is applied to the liquid 41 using the alternating current power supply 43. As a result, the liquid 41 does not freeze below its phase transition temperature (for example, 0 ° C. in the case of water under 1 atm) and maintains a supercooled state. It is known that the freezing of water composed of oxygen and hydrogen is disturbed because the hydrogen bond of water is interrupted by supplying energy such as an electric field. When an external force is applied to the supercooled liquid thus produced through the phase converter 44, for example, an electrical force is applied using an igniter, and the energy or applied energy to the supercooled liquid by this force is applied. The supercooled state maintained by energy (which, depending on the conditions, can be maintained even after the energy is applied for a certain period of time) can be disrupted, forming a freeze nucleus, and the supercooled liquid rapidly converts into a solid phase. As the slush is formed. At this time, the temperature of the supercooled liquid is changed from the temperature of the supercooled state to the phase transition temperature.

본 발명에 따라 실제 행해진 실험 결과는 아래와 같다.The experimental results actually performed according to the present invention are as follows.

1. 전극 및 용기의 설치1.Installation of electrode and container

가로 및 세로의 길이가 100mm인 두개의 전극을, 200mm의 거리를 두고 설치하였다. 그리고, 사이에 두개의 전극과 거리를 두고 1L의 물이 든 용기를 위치시켰다.Two electrodes 100 mm in length and width were installed at a distance of 200 mm. Then, a container containing 1 L of water was placed at a distance between the two electrodes.

2. 과냉각 방법2. Supercooling way

온도가 -6.8℃인 냉장고에서 상기 장치를 위치시키고, 40kHz, 2kV로 전기장을 인가하였다. 전기장은 상기 장치를 냉장고에 넣음과 동시에 인가되었으며, 과냉 각이 충분히 이루어졌다고 판단되는 시점에서, 1500V 전기 라이터용 전기 충격기를 이용하여, 과냉각된 액체를 고체상으로 전환시켰다. 그 결과는 도 5에 나타내었다.The device was placed in a refrigerator at a temperature of -6.8 ° C and an electric field was applied at 40 kHz, 2 kV. The electric field was applied at the same time as the device was placed in the refrigerator, and when it was judged that the subcooling was sufficiently performed, the supercooled liquid was converted into the solid phase by using an electric shock for 1500V electric lighter. The results are shown in FIG.

도 3은 본 발명에 따른 실험 결과의 하나를 나타내는 도면으로서, 전극에 가해진 전력(power)과 과냉각된 액체의 온도 간의 상관 관계를 보이고 있다. 이 결과에 의하면, 양자가 거의 선형 비례 관계에 있음을 알 수 있으며, 이는 주어진 주변 온도 하에서, 에너지 생성기에 의해 전극에 주어지는 전력을 조절함으로써, 과냉각 상태로 저장가능한 액체의 최저 온도가 달라지므로 과냉각된 액체의 설정 온도를 변경할 수 있음을 의미한다.3 is a view showing one of the experimental results according to the present invention, showing a correlation between the power applied to the electrode and the temperature of the supercooled liquid. This result shows that both are in a nearly linear proportional relationship, which, under a given ambient temperature, adjusts the power given to the electrode by the energy generator, so that the lowest temperature of the liquid that can be stored in the supercooled state is changed. It means that the set temperature of the liquid can be changed .

도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치의 일부를 도시한 도면으로서, 냉동실 도어(20)에 위로부터 용기(21), 트레이(22), 뱅크(23)가 구비되어 있다. 용기(21)는 물을 과냉각 시키고, 과냉각된 물을 저장하는 것이다. 용기(21)의 주변에는 에너지 생성기로서 전기장 형태의 에너지를 가하는 전극(21a)이 구비되어 있으며, 물이 공급되도록 물 공급 유로(21b)가 연결되고, 물 공급 유로(21b) 상에는 용기(21)로의 물 공급을 제어하는 밸브(21c)가 구비된다. 한편 용기(21)의 주변에, 용기(21)에 저장된 물의 상 변화를 유발하도록 자극을 가하는 상 변환기로서 전기 충격기(22c)가 구비되어 있다. 전기 충격기(22c)는 용기(21)에 담긴 과냉각된 물에 전기 충격을 가하도록 위치되어, 과냉각된 물을 고체상으로 전환시켜 슬러시로 만든다. 4 is a view showing a part of the subcooling apparatus according to the present invention, wherein the freezer compartment door 20 is provided with a container 21, a tray 22, and a bank 23 from above. The container 21 is to subcool the water and to store the subcooled water. An electrode 21a is provided around the vessel 21 to apply energy in the form of an electric field as an energy generator. The water supply passage 21b is connected to supply water, and the vessel 21 is provided on the water supply passage 21b. A valve 21c for controlling the water supply to the furnace is provided. On the other hand, a percussion machine 22c is provided around the container 21 as a phase converter for applying a stimulus to cause a phase change of water stored in the container 21. The taser 22c is positioned to apply an electric shock to the supercooled water contained in the vessel 21, converting the supercooled water into a solid phase to slush.

또한, 용기(21)에는 전기 충격기(22c)의 전기 충격 후에, 고체상으로 전환되지 않은 액체 상태의 물을 배출하는 배수홀(21g)을 구비하며, 배수홀(21g)는 배수 유로(21e)와 연결된다. 전기 충격기(22c)의 전기 충격 후, 소정 시간이 경과하면, 용기(21)에는 적당한 크기로 성장한 고체상의 물과 액체상의 물이 혼재한다. 액체 상의 물은 배수 밸브(21f)의 제어에 의해 배수홀(21g) 및 배수 유로(21e)를 통해 용기(21) 밖으로 배수된다. 이때, 용기(21)에는 배수홀(21g)을 통해 동결된 고체상의 물이 배출되지 않도록 배수홀(21g)을 덮는 거름 부재(21h)가 구비된다. 배수가 완료되면 용기(21)에는 액체상의 물이 극소량만 존재하게 되며, 고체상의 물 사이에는 기공이 생기게 된다. 즉 용기(21)에는 슬러시 상태의 물이 존재한다. In addition, the container 21 is provided with a drainage hole 21g for discharging water in a liquid state that has not been converted into a solid state after the electric shock of the stun gun 22c, and the drainage hole 21g is provided with a drainage passage 21e. Connected. After a predetermined time has elapsed after the electric shock of the impactor 22c, the solid water and liquid water grown to a suitable size are mixed in the container 21. The water in the liquid phase is drained out of the container 21 through the drainage hole 21g and the drain passage 21e by the control of the drain valve 21f. At this time, the container 21 is provided with a filtering member 21h covering the drainage hole 21g so that the solid water frozen in the drainage hole 21g is not discharged. When the drainage is completed, only a very small amount of liquid water is present in the container 21, and pores are formed between the solid water. That is, in the container 21, the water of a slush state exists.

또한, 용기(21)의 하단에는 트레이(22)로 슬러시 상태의 물 공급을 제어하는 밸브(21d)가 구비되어 있다. 트레이(22)에는 슬러시 상태의 물을 완전하게 동결하도록 냉기가 공급된다. 슬러시 상태의 물이 급속하게 냉동되면, 고체상의 물 사이의 기체가 잔류하여 다공성의 얼음을 형성할 수 있다. The lower end of the container 21 is provided with a valve 21d for controlling the water supply in the slush state to the tray 22. The cold air is supplied to the tray 22 to completely freeze the water in the slush state. When the water in the slush state is rapidly frozen, gas between the solid water may remain to form porous ice.

트레이(22)는 회전가능하게 설치되며, 회전은 모터(22a)에 의해 제어된다. 트레이(22)는 알루미늄과 같은 전도성 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 이빙을 위하여 그 하부에 히터(22b)가 구비된다. 트레이(22)는 격벽(22d)에 의해 복수 개의 칸으로 나뉘어 있으며, 특정 지점으로 전달된 전기 충격이 과냉각된 물 전체로 전달되도록 과냉각된 액체가 연통가능하게 연결부(22e)에 홈이 형성되어 있다. 트레이(22)의 아래에는 뱅크(23)가 구비되어 있으며, 회전된 트레이(22)로부터 제공되는 슬러시 또는 얼음이 담긴다.The tray 22 is rotatably installed, and the rotation is controlled by the motor 22a. The tray 22 is preferably made of a conductive material such as aluminum, and is provided with a heater 22b at the bottom thereof for icing. The tray 22 is divided into a plurality of compartments by the partition wall 22d, and grooves are formed in the connecting portion 22e to allow the supercooled liquid to communicate so that the electric shock delivered to a specific point is transmitted to the entire supercooled water. . Under the tray 22 is provided a bank 23, containing slush or ice from the rotated tray 22.

또한 용기(21)의 일측에는 용기(21) 내의 물의 상태를 측정하는 센서(21e)가 구비되어 있다. 센서(21e)는 물의 온도, 물의 동결 정도, 전기장의 세기 등을 측정하여 제어부(미도시)로 그 정보를 보낸다. 제어부(미도시)에서는 센서(21e)의 정보를 받아들여, 전기 충격기(22c)의 작동 여부 및 배수 밸브(21f)의 작동 여부, 밸브(21d)의 작동 여부를 제어한다. In addition, one side of the container 21 is provided with a sensor 21e for measuring the state of water in the container 21. The sensor 21e measures the temperature of the water, the degree of freezing of the water, the intensity of the electric field, and sends the information to the controller (not shown). The control unit (not shown) receives the information from the sensor 21e and controls whether the taser 22c operates, whether the drain valve 21f operates, and whether the valve 21d operates.

도 6은 본 발명의 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음의 제조 방법의 제1 실시예를 도시한 플로우 차트이다. 물은 과냉각 상태를 유지하도록 제어되며(S1), 용기(21) 내에 저장된다. 제어부(미도시)의 명령 또는 사용자가 제어 패널(미도시)을 통해 입력한 명령에 의해 용기(21)에 저장된 물의 동결이 개시(S2)된다. 용기(21)에 저장된 과냉각 상태의 물에 전기 충격기(22c)가 자극을 가하면 물의 동결이 개시된다. 이후, 물은 동결된 고체 상과 아직 동결이 이루어지지 않은 액체 상이 혼재하게 되는데, 액체의 물만을 배출(S3)한다. 따라서 용기(21)에는 동결된 고체 상과 극소량의 액체 상의 물 및 액체의 배출에 의해 생성된 기공을 포함하는, 슬러시 상태의 물이 존재한다. 이러한 슬러시 상태의 물을 급속 냉동(S4)하면, 다공성 얼음을 얻을 수 있다.  6 is a flowchart illustrating a first embodiment of a method of producing porous ice using the supercooling apparatus of the present invention. The water is controlled to maintain the supercooled state (S1) and stored in the vessel 21. The freezing of the water stored in the container 21 is started by a command of a controller (not shown) or a command input by a user through a control panel (not shown) (S2). Freezing of water is started when the stun gun 22c stimulates the supercooled water stored in the container 21. Thereafter, the water is mixed with the frozen solid phase and the liquid phase that has not yet been frozen, and discharges only water of the liquid (S3). Thus, in the container 21 there is water in the slush state, including water frozen in the solid and trace amounts of the liquid phase and pores produced by the discharge of the liquid. When the water in such a slush state is rapidly frozen (S4), porous ice can be obtained.

도 7은 본 발명의 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음의 제조 방법의 제2 실시예를 도시한 플로우 차트이다. 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 물은 과냉각 상태를 유지하도록 제어되며(S1), 용기(21) 내에 저장된다. 제어부(미도시)의 명령 또는 사용자가 제어 패널(미도시)을 통해 입력한 명령에 의해 용기(21)에 저장된 물의 동결이 개시(S2)된다. 용기(21)에 저장된 과냉각 상태의 물에 전기 충격기(22c)가 자극을 가하면 물의 동결이 개시된다. 이후, 액체의 물만을 배출(S3)하는 단계에서, 용기(21) 내의 물의 동결 정도를 센서(21e)를 통해 감지(P1)하여, 소정 비율 이상 물이 동결된 때에 또는 물이 동결된 입자가 소정 크기 이상 성장한 때에, 액체 상의 물을 배출을 개시(P2)하고, 소정 시간 경과 후 또는 액체 상의 물 의 비율이 소정 비율 이하가 되는 때에 액체 상의 물의 배출을 종료(P3)한다. 따라서 용기(21)에는 동결된 고체 상과 극소량의 액체 상의 물 및 액체의 배출에 의해 생성된 기공을 포함하는, 슬러시 상태의 물이 존재한다. 이러한 슬러시 상태의 물을 밸브(21d)를 개방(S4)하면, 슬러시 상태의 물이 트레이(22)로 이동한다. 트레이(22) 주변에 상 전이 온도 이하의 냉기를 순환하도록 구성하면, 슬러시 상태의 물이 트레이(22)에서 동결되며, 다공성 얼음을 얻을 수 있다. 7 is a flow chart showing a second embodiment of the method for producing porous ice using the supercooling apparatus of the present invention. According to a second embodiment of the invention, the water is controlled to maintain a supercooled state (S1) and stored in the vessel 21. The freezing of the water stored in the container 21 is started by a command of a controller (not shown) or a command input by a user through a control panel (not shown) (S2). Freezing of water is started when the stun gun 22c stimulates the supercooled water stored in the container 21. Then, in the step of discharging only the water of the liquid (S3), the degree of freezing of the water in the container 21 is detected (P1) by the sensor 21e, so that when the water is frozen at a predetermined ratio or more, When it grows more than a predetermined magnitude | size, discharge of water of a liquid phase is started (P2), and discharge | release of water of a liquid phase is terminated (P3) after a predetermined time elapses or when the ratio of water of a liquid phase becomes below a predetermined ratio. Thus, in the container 21 there is water in the slush state, including water frozen in the solid and trace amounts of the liquid phase and pores produced by the discharge of the liquid. When the valve 21d is opened (S4) for the water in such a slush state, the water in the slush state moves to the tray 22. When configured to circulate cold air below the phase transition temperature around the tray 22, water in the slush state is frozen in the tray 22, and porous ice can be obtained.

도 8은 본 발명의 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음의 제조 방법의 제3 실시예를 도시한 플로우 차트이다. 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 물은 과냉각 상태를 유지하도록 제어되며(S1), 용기(21) 내에 저장된다. 제어부(미도시)의 명령 또는 사용자가 제어 패널(미도시)을 통해 입력한 명령에 의해 용기(21)에 저장된 물의 동결이 개시(S2)된다. 용기(21)에 저장된 과냉각 상태의 물에 전기 충격기(22c)가 자극을 가하면 물의 동결이 개시된다. 이후, 액체의 물만을 배출(S3)하는 단계에서, 물을 동결한 시간과 기설정된 시간을 비교(P1)하여, 동결 시간이 같거나 길 때, 액체 상의 물을 배출을 개시(P2)하고, 소정 시간 경과 후 또는 액체 상의 물의 비율이 소정 비율 이하가 되는 때에 액체 상의 물의 배출을 종료(P3)한다. 따라서 용기(21)에는 동결된 고체 상과 극소량의 액체 상의 물 및 액체의 배출에 의해 생성된 기공을 포함하는, 슬러시 상태의 물이 존재한다. 이러한 슬러시 상태의 물을 밸브(21d)를 개방(S4)하면, 슬러시 상태의 물이 트레이(22)로 이동한다. 이때, 트레이(22)에 상 전이 온도 이하의 냉기를 공급하여 트레이(22)를 냉각(S5)하면, 슬러시 상태의 물이 트레이(22)에서 동결되며, 다공성 얼음을 얻을 수 있다. 8 is a flow chart showing a third embodiment of the method for producing porous ice using the supercooling apparatus of the present invention. According to the third embodiment of the invention, the water is controlled to maintain the supercooled state (S1) and stored in the vessel 21. The freezing of the water stored in the container 21 is started by a command of a controller (not shown) or a command input by a user through a control panel (not shown) (S2). Freezing of water is started when the stun gun 22c stimulates the supercooled water stored in the container 21. Then, in the step of discharging only the water of the liquid (S3), by comparing the time of freezing the water with a predetermined time (P1), when the freezing time is the same or long, the discharge of water in the liquid phase (P2), After the lapse of a predetermined time or when the ratio of the water in the liquid becomes below the predetermined ratio, the discharge of the water in the liquid is terminated (P3). Thus, in the container 21 there is water in the slush state, including water frozen in the solid and trace amounts of the liquid phase and pores produced by the discharge of the liquid. When the valve 21d is opened (S4) for the water in such a slush state, the water in the slush state moves to the tray 22. At this time, by supplying cold air below the phase transition temperature to the tray 22 to cool the tray 22 (S5), water in a slush state is frozen in the tray 22, and porous ice can be obtained.

본 발명이 제공하는 과냉각 장치 및 이를 이용하는 다공성 얼음 제조 방법은 제조되는 얼음이 다량의 기포를 포함하여, 얼음의 식감을 향상시킬 수 있다.The supercooling apparatus and the porous ice manufacturing method using the same provided by the present invention can include a large amount of bubbles, to improve the texture of the ice.

또한 본 발명이 제공하는 과냉각 장치 및 이를 이용하는 다공성 얼음 제조 방법은 다공성 얼음에 포함되는 기포의 양을 조절할 수 있어, 제조되는 얼음의 식감을 다양화할 수 있다. In addition, the supercooling apparatus provided by the present invention and the porous ice manufacturing method using the same can adjust the amount of bubbles contained in the porous ice, it is possible to vary the texture of the ice produced.

또한 본 발명이 제공하는 과냉각 장치 및 이를 이용하는 다공성 얼음 제조 방법은 다공성 얼음을 제조하면서, 다공성 얼음을 제조하는데 이용되는 액체를 과냉각 상태로 만들 수 있어, 다공성 얼음을 연속적으로 생산할 수 있다. In addition, the supercooling apparatus provided by the present invention and the method for producing porous ice using the same can make the liquid used to prepare the porous ice while making the porous ice to be supercooled, thereby producing the porous ice continuously.

Claims (16)

액체를 과냉각 상태로 저장할 수 있는 용기; A container capable of storing the liquid in a supercooled state; 용기에 저장된 액체가 과냉각 상태를 유지하도록 용기를 포함하는 공간에 에너지장을 형성하는 에너지 생성기; An energy generator for creating an energy field in the space containing the container such that the liquid stored in the container maintains a supercooled state; 용기에 저장된 과냉각 된 액체가 동결되도록 자극을 가하는 상 변환기; 및A phase converter that stimulates the supercooled liquid stored in the container to freeze; And 용기에 형성되며, 액체를 배출할 수 있는 배수홀;A drainage hole formed in the container and capable of discharging the liquid; 배수홀을 통해, 액체가 동결되어 형성된 고체가 배출되는 것을 방지하는 거름 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.And a filtering member for preventing the solid formed by freezing the liquid through the drainage hole. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 용기 주변으로 냉기를 공급하여, 용기에 저장된 액체를 저온으로 유지하게 하는 냉기 유로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.And a cold air flow path for supplying cold air around the container to keep the liquid stored in the container at a low temperature. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 에너지 생성기는, 전기장을 형성하는 전극 및 전극에 고전압을 인가하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.The energy generator comprises an electrode for forming an electric field and a power supply for applying a high voltage to the electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 용기에 부착되어, 저장된 액체의 상태를 감지할 수 있는 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.And a sensor attached to the container and capable of sensing a state of the stored liquid. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상 변환기는, 과냉된 액체에 자극을 가하여, 동결핵을 형성하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치. The phase converter is configured to stimulate the supercooled liquid to form a freeze nucleus. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상 변환기는, 과냉된 액체 전기적 자극 및 물리적 자극 중 어느 하나를 가하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치. The phase converter is configured to apply any one of a subcooled liquid electrical stimulus and a physical stimulus. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 용기에 형성되며, 과냉각수가 자극에 의해 동결된 슬러쉬를 배출하는 출구; 및An outlet formed in the container, the supercooling water discharging the frozen slush by stimulation; And 출구를 통해 나온 슬러쉬가 담기는 트레이;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치. And a tray containing the slush from the outlet. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 트레이에 담긴 슬러쉬가 동결되도록 트레이 주변으로 냉기를 공급하는 냉기 유로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치.And a cold air flow passage for supplying cold air to the periphery of the tray so that the slush contained in the tray is frozen. 액체 주위에 에너지장을 형성하여 액체의 동결을 방지하고, 액체를 과냉각 상태로 유지하는 제1 단계;A first step of forming an energy field around the liquid to prevent freezing of the liquid and to maintain the liquid in a supercooled state; 액체의 과냉각을 해지하고, 동결을 개시하는 제2 단계;Terminating the supercooling of the liquid and initiating freezing; 미동결된 액체를 배출하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법.The third step of discharging the unfrozen liquid; Porous ice manufacturing method using a supercooling apparatus comprising a. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 제3 단계는, 액체의 배출을 개시하는 과정 및 액체의 배출을 종료하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법.The third step is a process for producing porous ice using a supercooling device, characterized in that the process of starting the discharge of the liquid and the process of terminating the discharge of the liquid. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 제3 단계는, 액체의 배출을 개시하는 과정에 앞서, 저장된 액체의 동결 정도를 감지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법.The third step, prior to the process of discharging the liquid, further comprising the step of sensing the degree of freezing of the stored liquid, porous ice manufacturing method using a supercooling device, characterized in that. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 제3 단계는, 제2 단계의 진행 시간과 설정 시간을 비교하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법.The third step is a method for producing porous ice using a supercooling device, characterized in that the process of comparing the running time and the set time of the second step. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 설정 시간은 기설정된 시간 및 사용자가 설정한 시간 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법.The setting time is any one of a predetermined time and a time set by the user, a porous ice manufacturing method using a supercooling device. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 잔류하는 액체 및 고체를 급속 냉동하는 제4 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법.A fourth step of rapidly freezing the remaining liquid and solid; Porous ice production method using a supercooling apparatus comprising a. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 잔류하는 액체 및 고체를 트레이로 배출하는 제4 단계; 및A fourth step of discharging the remaining liquid and solid to the tray; And 트레이에 담긴 액체 및 고체를 급속 냉동하는 제5 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과냉각 장치를 이용한 다공성 얼음 제조 방법. A fifth step of rapidly freezing the liquid and solid contained in the tray; Porous ice manufacturing method using a supercooling device, characterized in that it further comprises.
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