KR20090119100A - Rapid cooling apparatus and refrigerator having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 급속 냉각장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 열전모듈과 냉매를 이용하여 급속냉동이 가능하며, 별도의 냉각장치 또는 기존의 냉장고에 추가설치가 가능한 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rapid cooling device, and more particularly, to a rapid cooling using a thermoelectric module and a refrigerant, and to a cooling device that can be additionally installed in a separate cooling device or an existing refrigerator.
냉장고를 사용하는 소비자들은 일정한 경우에 급속 냉각의 필요성을 매우 절실하게 느끼게 된다. 예를 들어 미지근한 맥주 및 음료수 등을 신속하게 냉각하여 시원하게 마시고 싶은 경우가 있다. 또한 과일쥬스나 요쿠르트, 샤베트 등을 신속하게 제조할 때도 급속냉각이 필요할 수 있고, 음식물의 신선도를 최대한 유지하기 위하여 음식물을 냉동보관하고자 할 때도 급속냉각이 필요한 경우가 있다. Consumers who use refrigerators feel the need for rapid cooling in certain cases. For example, you may want to cool down lukewarm beer and beverages quickly and drink them cool. In addition, rapid cooling may be required when preparing fruit juice, yogurt, sherbet, and the like, and rapid cooling may be required when freezing and storing food to maintain maximum freshness of the food.
이러한 여러 경우를 해결하기 위하여, 급속냉각이 되면서도 에너지 절약형인 다용도의 냉각장치의 필요성이 제기되고 있다.In order to solve these various cases, the necessity of the rapid cooling but the energy-saving versatile cooling device has been raised.
종래에도 냉각장치가 제시되었고, 특히 열전모듈을 이용한 냉각장치도 제시 되었다. 즉 쉽게 낮은 온도 상태를 만들 수 있는 열전모듈의 장점을 이용하여, 열전모듈을 이용한 냉각장치가 일부 활용되었다. 이러한 종래기술은 주로 화장품보관용 냉장고, 와인보관용 냉장고나 차량 내부용 냉장고 등 제한된 용도로 활용되고 있었다. 하지만 예로 -75℃ 정도의 극저온으로 신속하게 하강시키는 데는 한계가 있었다.In the related art, a cooling device has been proposed, in particular, a cooling device using a thermoelectric module has also been presented. That is, by utilizing the advantages of the thermoelectric module that can easily create a low temperature state, the cooling device using the thermoelectric module was partially utilized. This conventional technology has been mainly used for limited applications such as cosmetic storage refrigerator, wine storage refrigerator or vehicle refrigerator. However, for example, there was a limit to rapidly descending to cryogenic temperatures of about -75 ℃.
한편, 화장품이나 와인의 경우에는 해당 물품의 보관에 필요한 정도의 저온이 유지되면 되고, 특히 차량 내부용 냉각장치의 경우, 기존 기술에 따르면 급속 냉각이 용이하지 않아 급속 냉각의 기능이 적용되지도 못하였다. 즉 기존의 열전모듈을 이용한 냉각장치는 급속 냉각장치로 활용되지는 못하고 있는 실정이다.Meanwhile, in the case of cosmetics or wine, the low temperature necessary for the storage of the article is maintained, and in particular, in the case of a cooling device for an internal vehicle, rapid cooling is not easy according to the existing technology, and thus the function of rapid cooling cannot be applied. It was. That is, the conventional cooling device using a thermoelectric module is not used as a rapid cooling device.
본 발명에 따른 급속 냉각장치는 다음과 같은 해결과제를 가진다.The rapid cooling device according to the present invention has the following problems.
첫째, 열전모듈의 저온부가 일정 용량의 냉동냉장부를 신속하게 저온상태로 되게 한다.First, the low temperature portion of the thermoelectric module to quickly cool the refrigeration unit of a certain capacity.
둘째, 열전모듈의 저온부의 저온을 최대한 활용할 수 있는 구조를 제시한다.Second, it proposes a structure that can take full advantage of the low temperature of the low temperature of the thermoelectric module.
셋째, 별도의 급속 냉각장치를 제작할 수도 있고, 기존의 냉장고의 냉매를 그대로 이용하여 기존 냉장고에도 추가설치 가능하게 한다.Third, a separate rapid cooling device may be manufactured, or may be additionally installed in the existing refrigerator by using the refrigerant of the existing refrigerator as it is.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 따른 급속 냉각장치는 열전모듈, 상기 열전모듈의 일 측에 배치되며, 상기 열전모듈과 접한 열전달블럭을 갖는 고온부 및 상기 열전모듈의 타 측에 배치된 저온부를 포함하며, 상기 고온부의 열전달블럭은 내부를 관통하며 병렬배치되는 복수의 중공체가 구비되며, 병렬배치된 중공체 중 어느 한 중공체 및 그에 인접한 일 중공체 사이에 있는 열전달블럭의 일 면이 일부 함몰되고, 상기 일 중공체 및 그에 인접한 타 중공체 사이에 있는 열전달블럭의 대향면이 일부 함몰되는 함몰구조가 순차적으로 배치되고, 상기 함몰된 열전달블럭 면이 패킹부재로 패킹되어 연통된 각 중공체가 지그재그 형상의 냉매이송파이프로 되는 것을 특징으로 한다.The rapid cooling apparatus according to the present invention is disposed on one side of the thermoelectric module, the thermoelectric module, and includes a high temperature unit having a heat transfer block in contact with the thermoelectric module and a low temperature unit disposed on the other side of the thermoelectric module, and heat transfer of the high temperature unit. The block is provided with a plurality of hollow bodies arranged in parallel and arranged in parallel, and one side of the heat transfer block between any one of the hollow bodies arranged in parallel and one of the hollow bodies adjacent thereto is recessed, and the one hollow body and A recessed structure in which the opposing surfaces of the heat transfer blocks between the adjacent hollow bodies are partially recessed is sequentially arranged, and the recessed heat transfer surfaces are packed with a packing member to communicate each hollow body with a zigzag refrigerant transfer pipe. It is characterized by.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 냉매이송파이프는 하나 이상의 냉매유입부와 하나 이상의 냉매유출부가 구비되는 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, the refrigerant conveying pipe is preferably provided with at least one refrigerant inlet and at least one refrigerant outlet.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 냉매이송파이프는 정해진 냉매유입부 및 냉매유출부만이 상호 연통되는 구조인 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, the refrigerant conveying pipe is preferably a structure in which only a predetermined refrigerant inlet portion and a refrigerant outlet portion communicate with each other.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 냉매이송파이프는 열전달블럭의 복수로 구획된 각 영역 내에서만 연통되도록 배치되며, 각 영역의 일 측에는 냉매유입부 및 냉매유출부가 구비되는 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, the refrigerant transfer pipe is arranged to communicate only in each of the divided regions of the heat transfer block, and one side of each region is preferably provided with a refrigerant inlet and a refrigerant outlet.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 열전달블럭은 좌우 2개의 영역으로 구획되며, 열전달블럭 일 측의 중앙부에 각 냉매유입부가 배치되며, 열전달블럭의 타 측의 가장자리부에 각 냉매유출부가 배치되는 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, the heat transfer block is divided into two left and right regions, each refrigerant inlet is disposed at the center of one side of the heat transfer block, and each refrigerant outlet is disposed at the edge of the other side of the heat transfer block. It is preferable.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 각 냉매유입부의 일 단에는 공급된 냉매를 분기시켜 각 냉매유입부로 공급하는 유입가이드부가 연통 결합되며, 각 냉매유출부의 일 단에는 분기되어 유출된 냉매가 집적되도록 하는 유출가이드부가 연통 결합되는 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, an inflow guide part for branching the supplied refrigerant to each of the refrigerant inlet parts and communicating with each other is connected to one end of each refrigerant inlet part, and at one end of each refrigerant outlet part, the refrigerant leaked by branching is accumulated. It is preferable that the outflow guide portion is connected in communication.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 열전달블럭은 동 또는 알루미늄 소재로 된 것이 바람직하다.In the rapid cooling device according to the present invention, the heat transfer block is preferably made of copper or aluminum.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 열전달블럭의 외측에는 단열부재가 더 구비되는 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, it is preferable that a heat insulating member is further provided on the outer side of the heat transfer block.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 열전모듈의 저온부와 열접촉하는 히트싱크가 구비된 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, it is preferable that a heat sink is provided in thermal contact with the low temperature portion of the thermoelectric module.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 히트싱크에는 복수의 열교환 핀이 구비된 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, the heat sink is preferably provided with a plurality of heat exchange fins.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 히트싱크의 일 측에 송풍팬이 배치되는 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, it is preferable that a blowing fan is disposed on one side of the heat sink.
본 발명에 따른 급속 냉각장치에 있어서, 송풍팬은 송풍팬을 통해 히트싱크 내부의 공기가 유출되도록 회전방향이 설정되거나, 송풍팬을 통해 히트싱크 내부로 공기가 유입되도록 회전방향이 설정되는 것이 바람직하다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, the blowing fan is preferably set in the rotational direction so that the air inside the heat sink through the blowing fan, or the rotational direction is set so that air is introduced into the heat sink through the blowing fan. Do.
본 발명에 따른 냉장고는 밀폐가능한 도어를 구비하고, 일 측에 배치된 냉장부; 밀폐가능한 도어를 구비하고, 타 측에 배치된 냉동부; 냉장부와 상기 냉동부에 냉매를 공급하는 냉매공급관; 및 냉장고의 일 측에 배치된, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 급속 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Refrigerator according to the present invention includes a refrigerating unit having a sealable door, disposed on one side; A refrigerating unit having a sealable door and disposed on the other side; A refrigerant supply pipe supplying a refrigerant to a refrigerating unit and the freezing unit; And characterized in that it comprises a rapid cooling device according to any one of claims 1 to 9, disposed on one side of the refrigerator.
본 발명에 따른 냉장고에 있어서, 급속 냉각장치는 냉장부 또는 냉동부의 도어에 구비되는 것이 바람직하다.In the refrigerator according to the present invention, the rapid cooling device is preferably provided in the door of the refrigerating unit or the freezing unit.
본 발명에 따른 냉장고에 있어서, 급속 냉각장치는 냉동부의 내부 일측에 구비되는 것이 바람직하다.In the refrigerator according to the present invention, the rapid cooling device is preferably provided on one side of the inside of the freezer.
본 발명에 따른 냉장고에 있어서, 급속 냉각장치는 상기 냉장부와 상기 냉동부에 사용되는 냉매공급관의 일 측이 상기 냉매유입부와 연통되고, 냉매공급관의 타 측이 상기 냉매유출부와 연통되는 것이 바람직하다.In the refrigerator according to the present invention, in the rapid cooling apparatus, one side of the refrigerant supply pipe used in the refrigerating unit and the freezing unit communicates with the refrigerant inlet unit, and the other side of the refrigerant supply tube communicates with the refrigerant outlet unit. desirable.
본 발명에 따른 급속 냉각장치는 저온부에 배치된 열전달블럭 자체를 냉매이송파이프로 활용하여, 열전달블럭을 단 시간에 원하는 극저온으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.The rapid cooling apparatus according to the present invention has an effect of cooling the heat transfer block to a desired cryogenic temperature in a short time by utilizing the heat transfer block itself disposed in the low temperature portion as the refrigerant transfer pipe.
그리고 본 발명에 따른 냉각구조를 적용하여 별도의 급속 냉각장치를 제작할 수도 있으며, 나아가 기존의 냉장고 구조를 이용하여 기존 냉동실에도 추가설치가 가능한 특징이 있다.In addition, it is also possible to manufacture a separate rapid cooling apparatus by applying the cooling structure according to the present invention, and furthermore, there is a feature that can be additionally installed in the existing freezer using the existing refrigerator structure.
이하에서는 도면을 통해 본 발명에 따른 급속 냉각장치를 설명하고자 한다.Hereinafter, a rapid cooling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 정 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 히트싱크가 나타난 측면 개념도이다.1 is a front cross-sectional view of a rapid cooling apparatus according to the present invention, Figure 2 is a side conceptual view showing a heat sink of the rapid cooling apparatus according to the present invention.
본 발명에 따른 급속 냉각장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 열전모듈(100), 고온부(200) 및 저온부(300)를 포함한다.Rapid cooling apparatus according to the present invention, as shown in Figure 1 and 2, includes a
본 발명에 따른 고온부(200)는 열전모듈(100)의 일 측에 배치되며, 열전모듈(100)과 접한 열전달블럭(210)을 갖는다. 본 발명에 따른 저온부(300)는 열전모듈(100)의 타 측에 배치된다. 본 발명에 따른 고온부(200)는 열전달블럭(210) 내부를 관통하며 병렬배치되는 복수의 중공체(211)가 형성된다.The
본 발명에 따른 고온부(200)는 별도의 냉매관을 배치하지 않고 열전달블럭(210) 내부에 형성된 중공체(211) 그 자체를 냉매이송파이프(220)로 이용하는 구 조에 기술적 특징이 있다. 즉 중공체(211) 내부에서 냉매가 원활하게 유입 및 유출되는 구조로 되어있다. 본 발명에 따른 열전달블럭(210)은 열교환을 극대화하기 위하여 주물(cast type)구조로 구비됨이 바람직하다.The
도 3은 본 발명에서 열전달블럭(210)을 냉매이송파이프(220)로 이용하는 구조를 설명하는 개념도이다. 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 기술적 특징을 설명하면 다음과 같다.3 is a conceptual view illustrating a structure using the
본 발명에 따른 급속 냉각장치는 열전달블럭(210) 내부에 병렬배치된 중공체(hollow body) 중 어느 한 중공체(211a) 및 그에 인접한 일 중공체(211b) 사이에 있는 열전달블럭(210)의 일 면이 일부 함몰되고, 상기 일 중공체(211b) 및 그에 인접한 타 중공체(211c) 사이에 있는 열전달블럭(210)의 타 면이 일부 함몰되는 함몰구조가 순차적으로 배치되고, 함몰된 열전달블럭(210) 면이 패킹부재(221)로 패킹되어, 연통된 각 중공체(211)가 지그재그 형상의 냉매이송파이프(220)로 되는 구조적 특징이 있다.The rapid cooling apparatus according to the present invention includes a
본 발명에 따른 열전달블럭(210)의 일 면이 일부 함몰되면 인접한 중공체로 냉매가 원활하게 이송될 수 있다.When one surface of the
본 발명에 따른 패킹부재(221)의 내면은 열전달블럭(210)면 즉 외측면과 대략 동일한 면이 되도록 패킹되므로, 패킹 후에도 패킹부재(221)의 안쪽에는 중공체 형상이 유지될 수 있다. 따라서 냉매는 상호연통된 중공체(211)를 통해 원활하게 이송되어 열교환을 극대화할 수 있다.Since the inner surface of the
본 발명에 따른 패킹부재(221)는 열전달블럭(210)의 중공체(211)에서 냉매가 유출되는 것을 방지하는 기능을 한다.The
또한 본 발명에 따른 패킹부재(221)의 패킹 면의 경우, 함몰된 열전달블럭(210) 면 만을 패킹할 수도 있고, 작업성 향상을 위해 함몰된 부분이 포함된 열전달블록(210) 면 전체를 패킹할 수도 있다.In addition, in the case of the packing surface of the
본 발명에 따른 급속 냉각장치는 이와 같은 연통구조를 통해 열전달블럭(210)에 유입된 냉매(미도시)가 열전달블럭(210) 내부를 지그재그로 이동하면서 유출될 수 있다. 이러한 구조는 열전달블럭(210)의 열전달효율을 현격하게 향상시킨다.In the rapid cooling apparatus according to the present invention, the refrigerant (not shown) introduced into the
본 발명에 따른 냉매이송파이프(220)는 유동경로의 측면에서, 하나 이상의 냉매유입부(222)와 하나 이상의 냉매유출부(224)가 구비되어 유출입이 가능하게 연통되는 구조인 것이 가능하다. 예를 들어 냉매유입부(222)와 냉매유출부(224)를 각각 대향되는 위치에 1개씩만 설치하여 냉매가 열전달블럭(210) 내부에서 이송되게 하는 일반적인 유동경로의 배치도 가능하다. The
또한, 본 발명에 따른 냉매이송파이프(220)는 정해진 냉매유입부(222) 및 냉매유출부(224)만이 상호 연통되는 구조인 것도 가능하다. 이 경우 다양한 조합의 실시예가 가능하다.In addition, the
일 실시예로서, 하나의 냉매유입부(222)와 4개의 냉매유출부(224)가 구비될 수 있다. 이 경우 하나의 냉매유입부(222)로 유입된 냉매는 연통된 4개의 냉매유출부(224)를 통해 유출될 것이다.As one embodiment, one
다른 실시예로서, 1, 2, 3번의 3개 냉매유입부(222)와 1, 2, 3번의 3개 냉매 유출부(224)가 구비될 수 있다. 이 경우, 1번, 2번 및 3번 냉매유입부가 각각 1번, 2번 및 3번 냉매유출부와만 연통되는 구조도 가능하다. 또한 1번 냉매유입부로 유입된 냉매가 2번 및 3번 냉매유출부로 유출되고, 2번 및 3번 냉매유입부로 유입된 냉매가 3번 냉매유출부로 유출되는 구조도 가능하다. In another embodiment, three, one, two, and three
본 발명에 따른 냉매이송파이프(220)는 열전달블럭(210)의 복수로 구획된 각 영역 내에서만 연통되도록 배치되며, 각 영역의 일 측에는 냉매유입부 및 냉매유출부가 구비되는 것도 바람직하다.The
일 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 열전달블럭(210)은 좌우 2개의 영역으로 구획되며, 열전달블럭(210) 일 측의 중앙부에 각 냉매유입부(222a, 222b)가 배치되며, 열전달블럭(210)의 타 측의 가장자리부에 각 냉매유출부(224a, 224b)가 배치되는 것이 바람직하다.As an example, as shown in FIG. 3, the
복수의 냉매유입부(222) 및 냉매유출부(224)가 있는 경우, 냉매 유입 및 유출의 용이성을 위해 냉매이송은 1개의 파이프로 통합된 후 열전달블럭(210)에 유입 및 유출될 때 분기되는 것도 바람직하다.When there are a plurality of
냉매를 상기와 같이 통합한 후 분기시키는 방식은 열전달블럭(210)의 고온부(200)의 온도 분포를 균일하게 냉각시킬 수 있다는 측면에서 바람직한 방식이다. 즉 이러한 방식을 적용할 때 열전달블럭(210)의 열교환효율은 현격하게 증가될 수 있다.The method of branching after the refrigerant is integrated as described above is a preferable method in that the temperature distribution of the
일 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 냉매유입부(222a, 222b)의 일 단에는 공급된 냉매를 분기시켜 각 냉매유입부로 공급하는 유입가이드부(223)가 연 통 결합되며, 각 냉매유출부(224a, 224b)의 일 단에는 분기되어 유출된 냉매가 집적되도록 하는 유출가이드부(225)가 연통 결합되는 것이 바람직하다.As an example, as shown in FIG. 3, at one end of each
본 발명에 따른 급속 냉각장치는 열전모듈(100)에 의해 급속히 고온 상태로 되는 고온부(200)와 열접촉되어 고온이 전달되는 열전달블럭(210)을 냉매로 신속하게 냉각시켜, 저온부(300)를 급속냉각시키는 기술이다.The rapid cooling apparatus according to the present invention rapidly cools the
본 발명에 따른 열전달블럭(210)은 열전도성이 높은 소재로 되는 것이 바람직하며, 동(copper) 또는 알루미늄(aluminum) 소재로 되는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 따른 냉매이송파이프(220)는 열전달블럭(210) 내부에 형성되는 중공체 그 자체이므로, 알루미늄 소재의 열전달블럭(210)이면 냉매이송파이프(220)는 알루미늄 파이프가 된다.The
본 발명에 따른 열전달블럭(210)의 외측에는 단열부재(230)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 단열부재(230)는 열전달블럭(210)과 주위 공기와의 열교환을 차단하여, 열전달블럭(210)에 유입되는 냉매가 열전달블럭(210)과만 열전달이 일어나도록 하여, 유입된 냉매의 냉각효율을 증가시키는 기능을 한다.It is preferable that the
본 발명에 따른 급속 냉각장치는 열전모듈(100)의 저온부(300)와 열접촉되는 히트싱크(310)가 구비되는 것이 바람직하다. 히트싱크(310)에는 저온부(300)의 저온이 신속하게 열 전달될 수 있도록 복수의 열교환핀이 구비되는 것이 바람직하다. Rapid cooling apparatus according to the present invention is preferably provided with a
본 발명에 따른 히트싱크(310)의 일 측에는 송풍팬(320)이 배치됨이 바람직하다. 여기서 히트싱크(310)의 일 측이란 히트싱크(310) 중 저온부(300)와 접하는 측을 제외한 부분을 의미한다. 송풍팬(320)은 일반적으로 히트싱크(310)의 열교환핀 구조 위에 배치되는 것이 바람직하다.Blowing
본 발명에 따른 송풍팬(320)은 송풍팬(320)을 통해 히트싱크(310) 내부의 공기가 유출되도록 회전방향이 설정되거나, 송풍팬을 통해 히트싱크 내부로 공기가 유입되도록 회전방향이 설정되는 것이 바람직하다.Blowing
그런데 히트싱크(310)와 공기와의 열접촉을 최대화하기 위해서는, 송풍팬을 통해 히트싱크 내부로 공기가 유입되도록 회전방향이 설정되는 것이 바람직하다. 왜냐하면 이러한 회전방향에서 공기가 열교환핀과 보다 신속히 전면적으로 열교환이 일어날 수 있기 때문이다. However, in order to maximize thermal contact between the
이 경우, 히트싱크(310) 내부 곳곳에 유입된 공기는 히트싱크(310)의 열교환핀과의 열교환을 통해 급속하게 온도가 내려가게 되고, 저온의 공기는 각 열교환핀 사이를 통해 외부로 유출되어 냉동냉장공간으로 흘러가게 된다. 그리고 냉동냉장을 하고자 하는 대상물과의 열교환을 통해 대상물을 냉각시킨 후 다시 송풍팬(320)을 통해 히트싱크(310)로 유입되는 구조이다.In this case, the air introduced in various places inside the
열전모듈(100)의 경우, 고온부(200)와 저온부(300)의 최대 온도차(ΔT)는 이론상 약 65~76℃로 보고되고 있다. 따라서 저온부(300)의 온도가 보다 신속하게, 보다 극저온으로 되게 하려면, 고온부(200)의 방열이 얼마나 효과적으로 진행되느냐가 매우 중요하게 된다.In the case of the
다음으로는 본 발명에 따른 급속 냉각장치와 일반적 냉각장치의 냉각효율을 대비실험한 데이터를 설명한다. 도 5는 열전모듈(100)에서 냉각수를 이용하는 일반 적 냉각장치의 냉각효율을 시험하는 장치에 관한 개념도이고, 도 6은 본 발명에 따른 급속 냉각장치와 냉각수를 이용한 일반적 냉각장치의 냉각효율을 대비실험한 데이터 그래프이다.Next, the experimental data comparing the cooling efficiency of the rapid cooling device and the general cooling device according to the present invention will be described. 5 is a conceptual view of a device for testing the cooling efficiency of the general cooling device using the cooling water in the
도 5의 실험 예의 경우, 열전모듈의 고온부는 기판(B)을 통해 냉각수(C)와 열접촉되어 방열이 일어나게 한 구조이다. 본 실험 예에서, 열전모듈의 저온부의 온도를 측정하는 센서로서 황동막대(brass rod)를 사용하였고, 저온부의 온도측정 지점은 황동막대의 A 지점이다.In the example of FIG. 5, the high temperature part of the thermoelectric module is in thermal contact with the coolant C through the substrate B to generate heat radiation. In this experimental example, a brass rod was used as a sensor for measuring the temperature of the low temperature portion of the thermoelectric module, and the temperature measurement point of the low temperature portion is the A point of the brass rod.
냉각수만을 이용하여 열전모듈의 고온부를 냉각하였을 때, 저온부의 온도를 나타내는 황동막대의 A 지점의 온도는 약 2분 후에 -45℃로 내려가는 것을 확인하였다.When only the cooling water was used to cool the hot portion of the thermoelectric module, it was confirmed that the temperature at the point A of the brass rod indicating the temperature of the low temperature portion dropped to -45 ° C after about 2 minutes.
그런데, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 컴퓨터 시물레이션의 경우, 고온부가 냉매로 인하여 약 -20℃까지 내려가므로, 상대적으로 저온부의 온도를 나타내는 황동막대의 A 지점의 온도는 약 2분 만에 -70℃ 이하까지 내려감을 알 수 있다. 이와 같이 신속하게 극저온 상태로 된 저온부를 냉각 공간 내부를 순환하는 공기와 열접촉시키면, 냉각이 필요한 공간의 실내온도가 단시간에 급속히 내려갈 수 있음을 알 수 있다.By the way, as shown in Figure 6, in the computer simulation of the rapid cooling apparatus according to the present invention, since the high temperature portion is lowered to about -20 ℃ due to the refrigerant, the temperature of the point A of the brass rod indicating the temperature of the relatively low temperature portion It can be seen that down to -70 ℃ in about 2 minutes. As such, when the low temperature part which has become a cryogenic state rapidly is in thermal contact with the air circulating inside the cooling space, it can be seen that the room temperature of the space requiring cooling can be rapidly lowered in a short time.
한편, 본 발명에 따른 급속 냉각장치(10)는 독자적인 냉각장치로 구비될 수도 있으며, 기존의 냉장고의 일 측에 부가적으로 구비될 수도 있다. 즉 기존 냉장고의 냉동부에 부가적으로 구비될 수도 있고, 기존 냉장고의 도어에 부가적으로 구비될 수도 있다,On the other hand, the
보다 구체적으로 본 발명에 따른 냉장고(20)는 밀폐가능한 도어(24)를 구비하고, 일 측에 배치된 냉장부(21); 밀폐가능한 도어(24)를 구비하고, 타 측에 배치된 냉동부(22); 냉장부(21)와 상기 냉동부(22)에 냉매를 공급하는 냉매공급관(23)을 포함하며, 냉장고(20)의 일 측에는 본 발명에 따른 급속 냉각장치(10)가 구비된다.More specifically, the
본 발명에 따른 냉장고는 급속 냉각장치가 냉장부(21) 또는 냉동부(21)의 도어(24)에 구비될 수도 있으며, 냉동부(21)의 내부 일측에 구비될 수도 있다.In the refrigerator according to the present invention, a rapid cooling apparatus may be provided at the
도 7 및 도 8은 기존의 냉장고에 본 발명에 따른 급속 냉각장치(10)가 냉장고(10)의 냉장부(21)에 구비되는 일 실시예를 나타내는 개념도이다. 여기서 본 발명에 따른 급속 냉각장치(10)는 냉장부(21)와 냉동부(22)에 사용되는 냉매공급관(23)의 일 측(23a)이 상기 냉매유입부(222)와 연통되고, 냉매공급관(23)의 타 측이 상기 냉매유출부(225)와 연통되는 것이 바람직하다.7 and 8 are conceptual views illustrating an embodiment in which a
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것은 자명하다고 할 것이다.The embodiments and drawings attached to this specification are merely to clearly show some of the technical ideas included in the present invention, and those skilled in the art can easily infer within the scope of the technical ideas included in the specification and drawings of the present invention. Modifications that can be made and specific embodiments will be apparent that all included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 정 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a rapid cooling apparatus according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 히트싱크가 나타난 측면 개념도이고,2 is a side conceptual view showing a heat sink of a rapid cooling apparatus according to the present invention,
도 3은 본 발명에서 열전달블럭을 냉매이송파이프로 이용하는 구조를 설명하는 개념도이고,3 is a conceptual diagram illustrating a structure using a heat transfer block as a refrigerant transfer pipe in the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 급속 냉각장치가 작동될 때의 공기유동 흐름을 나타내는 개념도이고,Figure 4 is a conceptual diagram showing the air flow flow when the rapid cooling apparatus according to the present invention,
도 5는 열전모듈에서 냉각수를 이용하는 일반적 냉각장치의 냉각효율을 시험하는 장치에 관한 개념도이고, 5 is a conceptual view of a device for testing the cooling efficiency of the general cooling device using the cooling water in the thermoelectric module,
도 6은 본 발명에 따른 급속 냉각장치와 냉각수를 이용한 일반적 냉각장치의 냉각효율을 대비실험한 데이터 그래프이고,6 is a data graph comparing the cooling efficiency of the general cooling device using the rapid cooling device and the cooling water according to the present invention,
도 7 및 도 8은 기존의 냉장고에 본 발명에 따른 급속 냉각장치가 설치되는 일 실시예를 나타내는 개념도이다.7 and 8 are conceptual views illustrating an embodiment in which a rapid cooling apparatus according to the present invention is installed in an existing refrigerator.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 급속냉각장치 20 : 냉장고10: rapid cooling device 20: refrigerator
21 : 냉장부 22 : 냉동부21: refrigeration unit 22: freezing unit
23 : 냉매이송관 100 : 열전모듈23: refrigerant transfer pipe 100: thermoelectric module
200 : 고온부 210 : 열전달블럭200: high temperature portion 210: heat transfer block
211 : 중공체 220 : 냉매이송파이프211: hollow body 220: refrigerant transfer pipe
221 : 패킹부재 222 : 냉매유입부221: packing member 222: refrigerant inlet
223 : 유입가이드부 224 : 냉매유출부223: inflow guide portion 224: refrigerant outlet
225 : 유입가이드부 230 : 단열부재225: inflow guide 230: heat insulating member
300 : 저온부 310 : 히트싱크300: low temperature portion 310: heat sink
320 : 송풍팬 320: blower fan
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