KR20100082260A

KR20100082260A - 무동결 보관고

Info

Publication number: KR20100082260A
Application number: KR1020090001666A
Authority: KR
Inventors: 윤덕현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-07-16

Abstract

본 발명은 전면이 개방된 외부 케이싱, 외부 케이싱 내에서 인출, 인입되는 서랍, 서랍의 하면에 설치되어, 식품의 온도를 측정하는 센서, 서랍 및 외부 케이싱에 양단이 연결되며, 서랍의 인출, 인입에 따라 회동하는 힌지 및 센서와 연결되고, 외부 케이싱의 외부로 연장되어 센서의 감지 정보를 전달하는 케이블을 포함하며, 서랍 내의 식품을 영하의 온도에서 무동결 상태로 보관하는 것을 특징으로 하는 무동결 보관고를 제공한다.

과냉각, 무동결, 센서, 케이블, 힌지

Description

무동결 보관고 {REFREGERATING ROOM FOR SUPERCOOLING AND REFRIGERATOR HAVING THE SAME}

본 발명은 영하의 온도에서 식품을 동결시키지 않고 보관하는 무동결 보관고에 관한 것이다.

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.

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.

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.

이러한 기술은 과냉각(supercooling) 현상을 이용한 것으로, 이 과냉각 현상은 용융체 또는 고체가 평형상태에서의 상전이 온도 이하까지 냉각되어도 변화를 일으키지 않는 현상을 지칭한다.

이러한 기술로서는, 국내공개특허공보 특2000-0011081호인 정전장 처리 방법, 정전장 처리장치 및 이들에 사용되는 전극이 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

본 발명은 음식물을 동결하지 않고 영하의 온도에서 음식물을 보관할 수 있는 무동결 보관고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 기존의 냉각 장치인 냉장고의 구성을 크게 변경하지 않고, 음식물을 무동결 상태로 보관할 수 있는 무동결 보관고 및 이를 구비하는 냉장고를 제공하는것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 서랍 내에 설치된 식품의 온도를 감지하는 센서에 연결되는 케이블을 서랍 및 외부 케이싱과의 간섭 없이 제어부로 연결할 수 있는 무동결 보관고 및 이를 구비하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 케이블은 힌지에 의해 가이드되어, 서랍의 인출입 시에 서랍에 의해 간섭받지 않는 것을 특징으로 하는 무동결 보관고를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 외부 케이싱의 상면 및 하면에 설치되는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동결 보관고를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 외부 케이싱의 내측 상면에 설치되어 고내의 온도를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동결 보관고를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 냉각 공간을 제공하며, 복수 개의 전장품을 포함하는 본체, 본체에 설치되는 전장품을 제어하는 메인 PCB 및 냉각 공간 내에 장착되며, 외부 케이싱, 서랍, 서랍에 설치되는 센서, 히터, 서랍 및 외부 케이싱에 양단이 연결되는 힌지 및 센서의 감지 정보를 메인 PCB로 전달하는 케이블를 포함하여, 무동결 보관고 내에서 영하의 온도에서 무동결 상태로 식품을 보관할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 히터는 메인 PCB에 의해 발열량이 조절되는 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 센서는 서랍의 바닥면에 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 메인 PCB는 센서가 감지한 무동결 보관고 내의 식품의 온도에 따라 히터의 발열량을 조절하는 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 외부 케이싱에 설치되어, 무동결 보관고 내의 공기의 온도를 감지하는 고내 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하 는 냉장고를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 히터는 외부 케이스 내의 상면 및 하면에 각각 설치되고, 메인 PCB는 고내 온도 센서가 감지한 온도에 따라 상면에 설치된 히터의 발열량을 제어하고, 케이블을 통해 전송된 센서가 감지한 온도에 따라 하면에 설치된 히터의 발열량을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.

본 발명에 따른 무동결 보관고는 기존 냉장고의 구성을 변경하지 않고도 음식물을 무동결 상태로 보관할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 무동결 보관고는 서랍에 센서를 설치하여, 서랍 내에 저장되는 식품의 온도를 보다 민감하게 감지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 무동결 보관고는, 센서와 제어부를 연결하는 케이블이 힌지에 의해 안내되어, 서랍의 인출 및 삽입 시에 서랍과 외부 케이싱과의 간섭을 방지할 수 있다.

이하에서, 본 발명은 그 실시예들과, 도면을 통하여 상세하게 기재된다.

도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 공간이 형성된 저장고(S) 내에 액체(L)(또는 수납물)를 수용하는 용기(C)가 냉각된다.

냉각 공간의 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 -1 ~ -7℃ 정도에서 얼음 결정이 최대로 생성되는 물의 최대 빙결정 생성대의 온도(-1 ~ -7℃) 이하에서 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생성대 이하에서의 냉각 온도에서도 물 또는 액체(L)(또는 수납물)의 과냉각 상태를 유지시키려 한다.

이러한 냉각 중에 액체(L)로부터 증발이 이루어져서, 수증기(W1)가 용기(C) 내의 기체(또는 공간)(Lg) 내로 유입된다. 용기(C)가 폐쇄된 경우, 증발된 수증기(W1)로 인하여, 기체(Cg)는 과포화 상태가 될 수 있다.

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 공간의 냉각 온도에 거의 일치함)이 접하는 부분에서 응축이 일어나고 이러한 응축된 액체(L)가 얼음 결정인 빙결핵(F3)으로 형성될 수 있다.

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.

또는, 빙결핵(F3)이 액체(L)의 표면(Ls)과 접하게 됨으로써, 액체(L)의 과냉각 상태가 해제되어, 액체(L)에 결빙 현상이 야기된다.

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) 부 근의 용기(C)의 내측벽에서의 결빙으로 인하여, 액체(L)의 과냉각 상태의 해제가 야기된다.

도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 4는 기체(Lg) 내의 수증기(W1)의 결빙을 방지하여, 즉, 지속적으로 수증기(W1) 상태가 유지되도록, 적어도 기체(Lg) 또는 액체(L)의 표면(Ls) 상에 에너지를 인가하여, 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.

이에 따라, 용기(C) 내의 액체(L)가 상전이 온도 이하에서, 또는 액체(L)의 최대 빙결정 생성대 온도 이하에서도 과냉각 상태를 유지하게 된다.

또한, 저장고(S) 내의 냉각 온도가 예를 들면, -20℃와 같이, 상당히 저온일 경우, 용기(C)의 상부에만 에너지를 인가하는 것만으로는, 수납물인 액체(L)가 과냉각 상태를 유지할 수 없을 수도 있기에, 용기(C)의 하부에도 어느 정도의 에너지를 공급할 필요가 있다. 용기(C)의 상부에 인가되는 에너지가 용기(C)의 하부에 인가되는 에너지에 비하여 상대적으로 크게 하여, 용기(C)의 상부 온도를 상전이 온도 또는 최대빙결정 생성대의 온도보다 높게 유지할 수 있다. 또한, 이러한 용기(C)의 하부에 인가되는 에너지와, 용기(C)의 상부에 인가되는 에너지에 의해 액 체(L)의 과냉각 상태에서의 온도를 조절할 수 있게 된다.

상술된 도 3 및 4의 경우, 액체(L)의 경우를 예시적으로 설명하였으나, 액체를 포함하는 수납물의 경우에도 수납물 내의 액체를 지속적으로 과냉각시킴으로써 수납물의 신선한 장기 보관이 가능하게 되므로, 위의 과정을 적용하여 수납물이 상전이 온도 이하에서 과냉각 상태로 유지될 수 있다. 여기에서의 수납물은 액체 뿐만 아니라, 육류, 야채, 과일, 기타 식품 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 적용되는 에너지는 열 에너지, 전기 또는 자기 에너지, 초음파 에너지, 광 에너지 등의 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 과냉각 장치의 개략 구성도이다.

도 5의 과냉각 장치는 냉각이 이루어지는 저장고(S) 내에 장착되며, 내부에 수납 공간을 지닌 케이스(Sr)와, 케이스(Sr)의 상면 내측에 장착되어 열을 발생하는 발열 코일(H1)과, 수납 공간의 상부의 온도를 감지하는 온도센서(C1)과, 케이스(Sr)의 하면 내측에 장착되어 열을 발생하는 발열 코일(H2)과, 수납 공간의 하부 또는 수납물(P)의 온도를 감지하는 온도센서(C2)를 구비한다.

과냉각 장치는 저장고(S) 내에 설치되어, 냉각이 이루어지게 됨에 따라, 온도센서(C1)과, (C2)로부터의 온도를 감지하여, 발열 코일(H1), (H2)이 온 동작을 수행하도록 하여, 열을 수납 공간의 상부 및 하부에서 수납공간으로 공급하게 된다. 이러한 열의 공급량을 조절하여, 수납 공간의 상부(또는 수납물(P)의 상의 공기)를 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높도록, 더욱 바람직하게는, 상전이 온도보다 높게 제어한다.

도 5의 발열 코일(H1), (H2)의 위치는 수납물(P) 및 수납 공간에 열(또는 에너지)를 공급하기 적절한 위치로 결정될 수 있으며, 케이스(Sr)의 측면 내부에도 삽입 형성될 수 있다.

도 6은 도 5의 과냉각 장치에 따른 물의 과냉각 상태 그래프이다. 도 6의 그래프는 액체(L)가 물인 경우에, 도 4 및 도 5에 따른 원리가 적용된 상태에서 측정된 온도 그래프들이다.

도 6에 도시되 바와 같이, I선은 냉각 공간의 냉각온도 곡선이고, II선은 용기(C) 또는 케이스(Sr) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)(공기)의 온도 곡선(또는 용기(C)의 상부 온도, 케이스(Sr)의 상부 온도)이고, III선은 용기(C) 또는 케이스(Sr) 하부의 온도로, 용기(C) 또는 케이스(Sr) 외면의 온도는 용기(C) 또는 케이스(Sr)내부의 물의 온도와 실질적으로 동일하다.

도시된 바와 같이, 냉각온도가 약 -19~ -20℃로 유지되는 경우(I선 참조), 용기(C) 내의 물 표면 상의 기체(Lg)의 온도를 물의 최대 빙결정 생성대의 온도보다 높은 약 4-6℃로 유지하면, 용기(C) 내의 물의 온도가 물의 최대 빙결정 생성대의 온도 이하인 약 -11℃를 유지하면서도, 액체 상태가 유지되는 과냉각 상태가 장시간 안정적으로 유지된다. 이때, 발열 코일(H1), (H2)에 의한 열 공급이 이루어진다.

또한, 도 6에서, 냉각이 진행됨에 따라, 물의 온도가 최대 빙결정 생성대의 온도에 도달하기 이전에, 더욱 바람직하게는, 상전이 온도에 도달하기 이전에, 물 표면 또는 표면 상의 기체(Lg) 상으로의 에너지 인가를 시작하여, 물이 보다 안정 적으로 과냉각 상태로 진입하여 유지되도록 한다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무동결 보관고를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무동결 보관고는 냉장고의 냉동실 내에 위치되며, 크게 외부 케이싱(100) 및 서랍(200)을 포함한다. 서랍(200)은 외부 케이싱(100) 내로 삽입, 인출 가능하며, 외부 케이싱(100)과 서랍(200)은 힌지(300)에 의해 이동 가능하게 연결되어 있다. 외부 케이싱(100)은 무동결 보관고가 위치하는 냉동실로부터 무동결 보관고를 단열할 수 있도록 단열재(110)를 포함한다. 또한 냉동실 내부와 형상 결합 가능하도록 홈(150)을 포함하며, 냉동실 내부는 홈과 대응하는 위치에 홈에 삽입되는 리브(미도시)를 구비한다. 외부 케이싱(100)의 내측에는 히터(140)가 설치되며, 제어부(미도시)에 의해 히터(140)의 발열량이 조절되어 무동결 보관고의 온도가 조절된다. 히터(140)는 상부 히터(142) 및 하부 히터(144)를 포함하며, 상부 히터(142) 및 하부 히터(144)의 발열량은 제어부(미도시)에 의해 각각 조절된다. 또한 외부 케이싱(100)의 상측에는 무동결 보관고의 온도를 측정하는 고내 온도 감지 센서(132)가 설치된다. 고내 온도 감지 센서(132)에 히터(140)의 열이 미치는 영향을 최소화하기 위해 고내 온도 감지 센서(132)에 근접한 위치에 히터(140)가 위치하는 것을 제한하고, 히터(140)와 고내 온도 감지 센서(132) 사이에 별도의 단열 부재(미도시)가 더 설치되어도 좋다.

또한 서랍(200)은 전방의 손잡이부(210)와 음식이 놓여지는 공간을 제공하며, 외부 케이싱(100) 내로 삽입되는 바스켓(230)을 포함한다. 바스켓(230)의 하부 에는 식품의 온도를 감지하는 센서(234, 236)가 구비된다. 센서(234, 236)는 서랍(200) 내에 위치한 식품의 온도를 측정하며, 서랍(200) 내에 식품이 넓게 분포해있는 경우, 무동결 보관고의 운전에 식품의 온도를 더 잘 반영할 수 있도록 소정의 간격을 두고 복수 개 설치되는 것이 바람직하다. 실시예에서는 센서(234, 236)가 두 개 설치되어 있으나, 세 개 이상 설치되어도 좋다.

센서(234, 236)가 서랍(200)에 설치되어 있으므로, 외부로부터 서랍(200)으로 센서(234, 236)로 전원 공급이 필요할 뿐 아니라, 센서(234, 236)가 감지한 식품의 온도 정보를 감지하여 무동결 보관고의 기능을 제어하기 위해서는 센서(234, 236)로부터 제어부(미도시)로 정보를 전달하는 케이블(400)이 필요하다. 전원은 외부로부터 냉장고로 전달된 다음, 무동결 보관고의 외부 케이싱(100)으로 전달된다. 서랍(200)으로 전달되는 전원은 냉장고로부터 서랍(200)으로 바로 전달될 수도 있으며, 외부 케이싱(100)에서 서랍(200)으로 전달되어도 무방하다. 무동결 보관고의 기능을 제어하는 별도의 제어 기판이 외부 케이싱(100)에 장착되는 경우에는, 외부 케이싱(100)의 제어 기판으로부터 서랍(200)으로 전원이 전달되고, 센서(234, 236)가 감지한 온도 정보가 외부 케이싱(100)에 위치한 제어 기판으로 전달되는 것이 바람직하다.

바스켓(230) 하면의 하부에는 센서(234, 236)와 연결되는 케이블(400)을 정리하는 터미널(240)이 부착된다. 이 터미널(240)에 힌지(300)의 제1 로드(310)가 고정되고, 힌지(300)의 제2 로드(320)는 외부 케이싱(100)의 하면 내측에 고정되며, 제1 로드(310)와 제2 로드(320)는 핀(330)에 의해 회전가능하게 연결된다. 제1 로드(310) 및 제2 로드(320)에는 고리형의 복수 개의 케이블 정리부(340)가 형성되며, 센서(234, 236)와 연결되는 케이블(400)은 터미널(240)을 통과하여, 힌지(300)의 케이블 정리부(340)를 통과하며 제1 로드(310) 및 제2 로드(320)에 고정된다. 따라서 서랍(200)을 외부 케이싱(100)으로부터 인출하거나 삽입할 때, 케이블(400)이 서랍(200)과 외부 케이싱(100) 사이의 공간에서 간섭을 일으키는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 케이블(400)의 마모를 방지할 수 있어 무동결 보관고의 작동 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무동결 보관고 및 무동결 보관고가 냉장고 내에 위치한 모습을 도시한 도면이다. 외부 케이싱(100)의 전면에는 조작 패널(160)이 설치된다. 조작 패널(미도시)은 무동결 보관고의 기능을 입력할 수 있는 버튼부 및 선택된 기능을 표시하는 디스플레이부을 포함하며, 버튼부를 통해 입력 받은 기능을 디스플레이부에 표시하면서, 입력 받은 기능에 관한 정보를 제어부(미도시)로 전송한다. 제어 패널(미도시)는 외부 케이싱(100) 내에 위치할 수도 있고, 냉장고(1000)의 메인 PCB(미도시)가 무동결 보관고의 제어부 기능을 겸할 수도 있다. 버튼부는 살얼음 기능을 선택하는 버튼, 냉동 기능을 선택하는 버튼, 과냉각 기능을 선택하는 버튼 및 무동결 보관고의 전원을 온/오프하는 버튼을 포함한다. 디스플레이부는 무동결 보관고 전원의 온/오프 상태 및 현재 무동결 보관고에서 수행되고 있는 기능을 표시한다. 사용자가 버튼을 통해 무동결 보관고의 전원을 온 시키고, 버튼을 통해 살얼음 기능을 선택하면, 제어부는은 버튼로부터 입력 신호를 받아 디스플레이부를 통해 냉장 기능 이 선택되었음을 표시한다. 또한 제어부는 외 부 케이싱(100)에 설치된 히터(140)의 발열량을 조절하여, 무동결 보관고 내의 온도가 대략 -5℃ ~ -8℃의 온도 범위 내에 있도록 한다. 제어부는 고내 온도 감지 센서(132) 및 센서(134, 136)를 통해 히터(140)의 발열량을 조절하여 무동결 보관고 내의 온도가 희망하는 온도 범위 내에 있도록 제어한다. 예를 들어 육류를 무동결 보관고에 보관할 때 살얼음 모드를 이용하면, 살짝 얼음이 얼어있는 상태로 육류를 쉽게 칼질할 수 있다. 또한 버튼을 통해 냉동 기능을 선택한 경우에는, 제어 부는 히터(140)를 모두 오프시키고, 별도의 온도 제어 없이 냉장고의 다른 영역과 동일한 온도로 식품이 보관되도록 한다. 한편, 버튼을 통해 무동결 기능을 선택하는 경우, 제어부는 무동결 보관고 내의 온도가 대략 -2℃ ~ -4℃의 온도를 유지하도록 센서(132, 134, 136)를 통해 무동결 보관고 내의 온도와 식품의 온도를 지속적으로 감지하면서 히터(140)의 발열량을 조절한다. 무동결 기능으로 육류 등을 영하의 온도에서 동결시키지 않고 보관하면, 육류 내에 빙결정이 생성되며 육류의 섬유질이 파괴되며 일어나는 맛의 저하 등을 막을 수 있다는 장점이 있다.

한편 무동결 기능을 선택하여 무동결 보관고 내에 육류를 보관하는 중에, 충격이 가해지거나 부분적으로 온도에 불균형이 생겨 무동결 상태가 깨어지는 경우가 있다. 일부에 빙결정이 생성되는 경우에도, 육류 전체로 동결이 확산되기 쉽다. 또한 동결이 시작되면, 온도가 상전이 온도인 0℃ 부근으로 급격하게 상승하게 되므로, 센서(134, 136)를 통해 급격한 온도 변화가 감지되면, 육류 등의 보관 식품이 동결된 것으로 판단하고, 무동결 보관고 내의 식품을 해동시킨 다음, 다시 식품을 무동결 상태로 보관한다. 무동결 보관고 내의 식품을 해동시키기 위해서는, 상온, 적어도 2℃ 내외의 온도까지 상승시키고, 소정 시간 이 온도를 유지하여 충분히 해동시킨 다음 다시 무동결 상태로 보관하는 것이 바람직하다.

한편, 무동결 기능을 선택했을 때, 제어부가 고내 온도 감지 센서(132) 및 센서(134, 136)를 이용하여 소정의 알고리즘을 통해 고내의 온도가 -2℃ ~ -4℃의 온도를 유지하도록 히터(140)의 발열량을 조절할 수 있다. 그러나, 단순히 고내 온도 감지 센서(132)에서 감지된 온도를 이용해, 상부 히터(142)의 발열량을 조절하여 무동결 보관고 내의 상부의 온도가 대략 -2℃ 내외의 온도로 유지되도록 하고, 센서(134, 136)에서 가지된 온도를 이용해 하부 히터(144)의 발열량을 조절하여 무동결 보관고 내의 하부의 온도가 대략 -3℃ ~ -4℃로 유지되도록 단순 제어할 수도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 해동 및 선도유지장치의 실시의 형태를 나타낸 도면,

도 2는 고전압 발생장치의 회로 구성을 나타낸 회로도,

도 3은 냉각 중인 액체에 빙결핵이 생성되는 과정을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 과냉각 장치에 적용되는 빙결핵 생성을 방지하는 과정을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 과냉각 장치의 개략 구성도,

도 6은 도 5의 과냉각 장치에 따른 물의 과냉각 상태 그래프,

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무동결 보관고를 도시한 도면,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무동결 보관고 및 무동결 보관고가 냉장고 내에 위치한 모습을 도시한 도면.

Claims

전면이 개방된 외부 케이싱;

외부 케이싱 내에서 인출, 인입되는 서랍;

서랍의 하면에 설치되어, 식품의 온도를 측정하는 센서;

서랍 및 외부 케이싱에 양단이 연결되며, 서랍의 인출, 인입에 따라 회동하는 힌지; 및

센서와 연결되고, 외부 케이싱의 외부로 연장되어 센서의 감지 정보를 전달하는 케이블;을 포함하며, 서랍 내의 식품을 영하의 온도에서 무동결 상태로 보관하는 것을 특징으로 하는 무동결 보관고.
제1항에 있어서,

케이블은, 힌지에 의해 가이드되어, 서랍의 인출입 시에 서랍에 의해 간섭받지 않는 것을 특징으로 하는 무동결 보관고.
제1항에 있어서,

외부 케이싱의 상면 및 하면에 설치되는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동결 보관고.
제1항에 있어서,

외부 케이싱의 내측 상면에 설치되어 고내의 온도를 감지하는 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동결 보관고.
냉각 공간을 제공하며, 복수 개의 전장품을 포함하는 본체;

본체에 설치되는 전장품을 제어하는 메인 PCB; 및

냉각 공간 내에 장착되며, 외부 케이싱, 서랍, 서랍에 설치되는 센서, 히터, 서랍 및 외부 케이싱에 양단이 연결되는 힌지 및 센서의 감지 정보를 메인 PCB로 전달하는 케이블;를 포함하여, 무동결 보관고 내에서 영하의 온도에서 무동결 상태로 식품을 보관할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제5항에 있어서,

히터는, 메인 PCB에 의해 발열량이 조절되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제5항에 있어서,

센서는, 서랍의 바닥면에 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제6항에 있어서,

메인 PCB는, 센서가 감지한 무동결 보관고 내의 식품의 온도에 따라 히터의 발열량을 조절하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제5항에 있어서,

외부 케이싱에 설치되어, 무동결 보관고 내의 공기의 온도를 감지하는 고내 온도 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제9항에 있어서,

히터는 외부 케이스 내의 상면 및 하면에 각각 설치되고,

메인 PCB는 고내 온도 센서가 감지한 온도에 따라 상면에 설치된 히터의 발열량을 제어하고, 케이블을 통해 전송된 센서가 감지한 온도에 따라 하면에 설치된 히터의 발열량을 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고.