KR20110059477A - 열매체 이용 자연대류 현상을 이용한 보상적 열교환장치가 구비된 의약용 냉·온장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의약품을 저장할 수 있는 제1 저장실과 제2 저장실이 내부에 구획되어 마련되고, 상기 제1 저장실과 상기 제2 저장실을 개폐할 수 있는 제1 도어 및 제2 도어가 형성되어 있는 하우징과, 상기 제1 저장실의 벽면에 구비되어 전류가 인가됨에 따라 발열작용을 하는 발열면과 흡열작용을 하는 흡열면으로 이루어진 제1 열전반도체 및 상기 제2 저장실의 벽면에 구비되어 전류가 인가됨에 따라 발열작용을 하는 발열면과 흡열작용을 하는 흡열면으로 이루어진 제2 열전반도체를 포함함으로써, 두 개의 저장실 성능 및 절전 특성 개선이 가능하고, 필요에 따라 같은 기능의 저장실로 사용하거나 한쪽의 저장실만 사용할 수 있는 의약용 냉·온장고에 관한 기술이 개시된다.

냉·온장고, 열교환장치

Description

열매체 이용 자연대류 현상을 이용한 보상적 열교환장치가 구비된 의약용 냉·온장고 {The Medical Cold/Heat machine}

본 발명은 의약품을 저장하는 냉·온장고에 관한 것이다.

의약품이란 병을 치료하거나 증상을 완화하는 데 쓰이는 특정한 물질(화학물질일 수도 있고 천연물일 수도 있다)로서, 약의 종류에 따라 보관함에 있어서 잘 못 보관할 경우 변질되거나 원래 가지고 있는 약의 효능을 잃거나 심각한 부작용을 일으킬 수가 있다.

즉, 약은 종류에 따라 보관방법을 달리하여야 하는데, 예를 들어 알약의 경우에는 원래의 의약품 용기에 넣어 직사광선을 피해 실온에 보관해야하며, 대부분의 가루약은 알약보다 유효기간이 짧고 습기에 약하므로 건조한 곳에 보관하고 습도가 높은 냉장고나 욕실선반은 피하는 것이 좋고, 아이들의 해열제로 많이 쓰이는 시럽의 경우에는 냉장보관을 해야하며, 탕약과 같이 따뜻하게 보관하여 복용하는 것이 더 이로운 약들도 있다. 이렇듯 의약품을 보관함에 있어서 냉장과 온장의 기능이 동시에 구현될 수 있는 냉·온장고를 필요로 한다.

그리하여, 냉장과 온장의 기능이 동시에 구현되는 냉·온장고에 대한 기술이 개발되었으나, 하나의 저장실을 냉장용으로 사용하거나 온장용으로 사용하여야 하였기 때문에, 냉장실이나 온장실 중 어느 하나의 기능이 필요하지 않거나 어느 하나의 기능이 더 필요할 경우 냉·온장실을 활용하는데 있어 한계가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 냉·온장고의 활용을 다양하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 의약용 냉·온장고는, 의약품을 저장을 할 수 있는 제1 저장실과 제2 저장실이 내부에 구획되어 마련되고, 상기 제1 저장실과 상기 제2 저장실을 개폐할 수 있는 제1 도어 및 제2 도어가 형성되어 있는 하우징, 상기 제1 저장실의 벽면에 구비되어 전류가 인가됨에 따라 발열작용을 하는 발열면과 흡열작용을 하는 흡열면으로 이루어진 제1 열전반도체 및 상기 제2 저장실의 벽면에 구비되어 전류가 인가됨에 따라 발열작용을 하는 발열면과 흡열작용을 하는 흡열면으로 이루어진 제2 열전반도체를 포함하는 것을 특징으로 하며,

상기 제1 열전반도체와 상기 제2 열전반도체는 개별적으로 제어되어 작용하고,

상기 제1 열전반도체의 발열면과 흡열면 중 상기 제1 저장실과 마주하지 않는 면과, 상기 제2 열전반도체의 발열면과 흡열면 중 상기 제2 저장실과 마주하지 않는 면의 열교환을 돕기 위한 열교환장치를 더 포함하는 것을 구체적인 특징으로 하고,

상기 열교환장치는, 유입된 유체가 열교환되는 열교환기, 상기 제1 열전반도체와 상기 열교환기를 연결해주는 제1 연결부, 상기 제2 열전반도체와 상기 열교환기를 연결해주는 제2 연결부 및 상기 제1 열전반도체와 상기 제2 열전반도체를 연결해주는 제3 연결부를 포함하여, 유체의 순환에 의해, 상기 제1 열전반도체와 상기 제2 열전반도체로부터 발생한 열의 교환이 이루어지는 것을 더 구체적인 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 의약품을 의약품의 특성에 맞게 보관할 수 있어 올바른 약의 복용을 도울 뿐 아니라, 냉·온장고의 각 저장실 기능을 선택적으로 변경할 수 있어 의약품을 보관하는데 있어 냉·온장고를 다양하게 활용할 수 있고, 필요에 따라 하나의 저장실만 사용할 수 있어 경제적 효과도 가져올 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어 진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 의약용 냉·온장고에 관한 단면도로서,

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 의약용 냉·온장고(100)는, 의약품의 저장을 위한 두 개의 저장실, 즉 제 1 저장실(111)과 제 2 저장실(112) 및 각 저장실을 개폐할 수 있는 제1 도어(110a)와 제2 도어(110b)가 형성되어 있는 하우징(110), 제1 열전반도체(120), 제2 열전반도체(130) 및 열교환장치(140)로 구성된다.

상기 제1 저장실(111)과 제2 저장실(112)의 각 일면에는 선택적으로 개폐되는 도어(110a,110b)가 설치되어 있어 독립적으로 사용될 수 있으며,

상기 각 저장실(111,112)의 도어(111a,112a)에 대향되는 반대 벽면에는 전류가 인가됨에 따라 발열작용을 하는 발열면과 흡열작용을 하는 흡열면을 구비한 제 1 열전반도체(120)와 제2 열전반도체(130)가 설치되어 스위칭에 의해 전류의 흐름을 개별적으로 제어하여 선택적으로 냉장실이나 온장실의 기능을 하거나 필요에 따라 사용하지 않을 수 있다.

상기 열전 반도체(120,130)란 열과 전기의 상호작용으로 나타나는 각종 효과를 이용한 소자의 총칭으로 회로의 안정화와 열, 전력, 빛, 검출 등에 사용하는 서미스터, 온도를 측정할 때 사용하는 제베크 효과를 이용한 소자, 냉동기나 항온조 제작에 사용되는 펠티에 소자 등이 있다. 이 중 본 발명에서 활용한 펠티에 소자를 이용한 펠티에 효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전지전도 방식이 다른 비스무트·텔루륨 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열·발열 작용을 하는 펠티에 소자를 얻을 수 있다. 이것은 전류 방향에 따라 흡열·발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열·발열량이 조절되므 로, 용량이 적은 냉동기 또는 상온 부근의 정밀한 항온조 제작에 응용된다.

상기 저장실(111,112)이 냉장실의 기능을 할 때 냉장실에 연결된 열전반도체(120,130)의 일면(120a,130a)은 열을 흡수하여 냉각시키는 흡열 작용을 하는 흡열면이며 반대쪽의 타면(120b,130b)은 흡열면에서 흡수한 열을 분출하는 발열작용을 하는 발열면이 된다. 반면 온장실의 기능을 할 때는 온장실에 연결된 열전반도체의 일면(120a,130a)은 발열작용을 하는 발열면이며 반대쪽의 타면(120b,130b)은 흡열작용을 하는 흡열면이 된다. 상기 흡열면과 발열면의 위치는 상기 열전소자의 특성에서 알 수 있듯이 전류의 방향으로 제어가 된다.

본 발명의 또 다른 일 구성인 열교환장치(140)는 상기 열전반도체(120,130)의 타면(120b,130b)의 열교환을 돕기 위한 장치로서, 유입된 유체가 열교환되는 열교환기(141)와, 제1 열전반도체(120)와 열교환기(141)를 연결해주는 제1 연결부(142)와, 제2 열전반도체(130)와 열교환기(141)를 연결해주는 제2 연결부(143), 그리고 제1 열전반도체(120)와 제2 열전반도체(130)를 종속적으로 연결해주는 제3 연결부(144)로 구성되어 있다. 상기 열교환장치(140)의 구성으로 인하여 제1 열전반도체(120)와 제2 열전반도체(130)는 열교환기(141)와 연결되어 있을 뿐 아니라 서로 연결되어 있어 제1 저장실(111)과 제2 저장실(112)의 용도에 따라 1차적으로 각 열전반도체(120,130) 간에 자연대류에 의해 열교환이 이루어지고, 2차적으로 열교환기(141)에서 열교환이 이루어지게 된다.

상기 열교환장치(140)란 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통하여 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 장치로 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등에 사용된다. 목적으로 하는 유체에 열을 주기 위해 사용되는 전열 매체를 열매라고 하며 이와는 반대로 열을 뺏는데 사용되는 것을 냉매라고 한다. 열교환기의 형식에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 금속관을 전열벽으로 하는 것으로 이 형식에는 주수식, 이중관식, 핀붙이 다관식, 투관형식 등이 있다. 이중관식 열교환기는 내관과 외관으로 되어 있으며 내관 내부의 유체와 관과 관 사이에 있는 고리 모양부분의 유체 사이에서 열교환이 이루어진다. 이 형식은 구조는 간단하지만 처리하는 양은 적다. 대용량인 것에는 커다란 외관에 여러 개의 작은 관을 넣은 투관형식을 사용한다. 열이 높은 유체나 낮은 유체의 흐름에서 같은 방향으로 흐르는 것을 병류형 반대 방향으로 흐르는 것을 역류형, 직각 방향으로 흐르는 것을 직교류형이라고 한다. 보통 공업에서 사용되는 전열 매체에는 물, 수증기, 공기, 연도 가스, 석유, 수은, 나트륨, 칼륨 및 비페닐에테르와 비페닐의 혼합물인 다우섬 등이 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 의약용 냉·온장고의 작동 방식을 도 1과 표 1을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

냉·온장고(100)의 사용 예를 표 1과 같이 8가지의 경우로 나눌 수 있다.

구분	제 1 저장실(111)	제 2 저장실(112)	비고
경우 1	온장	냉장	표준 사용 조건
경우 2	냉장	냉장	선택 제어 사용 조건
경우 3	온장	온장
경우 4	온장	OFF
경우 5	냉장	OFF
경우 6	OFF	냉장
경우 7	OFF	온장

상기 7가지의 경우는 일반적인 냉·온장고의 기능 즉 냉장실과 온장실의 기능을 각각 갖는 표준사용조건과 두 개의 저장실이 어느 하나의 기능만을 하거나 두 개의 저장실 중 어느 한쪽만 사용하는 선택제어 사용조건으로 나뉜다.

상기 표 1에 설명된 각각의 경우를 다음과 같이 설명한다.

먼저 일반적인 냉·온장고의 기능을 하는 표준 사용 조건인 경우 1을 보면,

전류 흐름의 방향을 바꾸면 흡열면과 발열면의 기능이 변환하는 열전반도체(120,130)의 특성을 이용하여 제1 저장실(111)과 제2 저장실(112)에 설치된 열전반도체(120,130) 중 제1 열전반도체(120)는 발열면(120a)이 발열 동작을 하여 온장실을 가열하게 되며, 제2 열전반도체(130)는 흡열면(130a)이 흡열 동작을 하여 냉장실을 냉각하게 된다. 이때 각각의 저장실에 장착된 제1 열전반도체(120)와 제2 열전반도체(130)가 제3 연결부(144)로 연결되어 있는데, 제2 열전반도체(130)의 발열(130b)에서 발생되는 뜨거운 열은 제3 연결부(144)를 통해 자연대류가 발생하게 되어, 자연대류에 의해 제1 저장실(111)의 후면으로 상승된 열에 의해 제1 저장실(111)의 온장효과가 보완되어 적은 전력소모에 의해서도 냉·온장고의 효율이 향상되게 된다.

다음으로 두 개의 저장실이 같은 기능을 하는 경우 3과 경우 4를 보면, 선택적 제어를 통해 두 개의 저장실(111,112)이 모두 냉장일 때는 각각의 열전반도체(120,130)의 흡열면(120a,130a)이 냉각되어 흡열 동작을 하여 냉장실이 냉각되며 열전반도체(120,130)의 발열면(120b,130b)에서 발열 동작을 한다. 이때 각각의 저장실(111,112)에 장착된 제1 열전반도체(120)와 제2 열전반도체(130) 간에는 열교환이 일어나지 못하고, 발열된 열은 유체를 통해 열교환기(141)로 이동하여 열 교환 된다.

또한 두 개의 저장실이 모두 온장의 기능을 할 경우는 전류 흐름의 방향을 바꾸면 흡열면과 발열면의 기능이 변환하는 열전반도체의 특성을 이용하여 저장실(111,112)의 발열면(120a,130a)은 발열 동작을 하여 온장실이 히팅되고, 열전반도체(120,130)의 흡열면(120b,130b)에서는 흡열 반응을 한다. 이때 각각의 저장실(111,112)에 장착된 제1 열전반도체(120)와 제2 열전반도체(130) 간에는 열교환이 일어나지 못하고, 냉각된 열은 유체를 통해 열교환기(141)로 이동하여 열 교환 된다.

마지막으로 두 개의 저장실(111,112) 중 어느 한쪽의 저장실만 사용하는 경우 5, 경우 6, 경우 7, 경우 8을 보면 한쪽은 냉장이고 다른 한쪽은 사용하지 않는 상태일 때는 사용하는 냉장실의 흡열면(120a,130a)이 냉각되어 흡열 동작을 하여 냉장실이 냉각되고, 열전반도체(120,130)의 발열면(120b,130b)에서 발열 동작을 한다. 이때 각각의 저장실(111,112)에 장착된 제1 열전반도체(120)와 제2 열전반도체(130) 간에는 열교환이 일어나지 못하고, 흡수된 열은 유체를 통해 열교환기(141)로 이동하여 열 교환 된다.

또는, 한쪽은 온장이고 다른 한쪽은 사용하지 않는 상태일 때는 전류 흐름의 방향을 바꾸면 흡열면과 발열면의 기능이 변환하는 열전소자의 특성을 이용하여 저장실의 발열면(120a,130a)은 발열 동작을 하여 온장실이 히팅되고, 열전반도체(120,130)의 흡열면(120b,130b)에서는 흡열 반응을 한다. 이때 각각의 저장실(111,112)에 장착된 제1 열전반도체(120)와 제2 열전반도체(130) 간에는 열교환이 일어나지 못하고, 냉각된 열은 유체를 통해 열교환기(141)로 이동하여 열 교환 된다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가 개념으로 이해되어 져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 의약용 냉·온장고의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 냉·온장고

110 : 하우징

120 : 제1 열전반도체

130 : 제2 열전반도체

140 : 열교환장치

Claims (3)

1. 의약품을 저장할 수 있는 제1 저장실과 제2 저장실이 내부에 구획되어 마련되고, 상기 제1 저장실과 상기 제2 저장실을 개폐할 수 있는 제1 도어 및 제2 도어가 형성되어 있는 하우징;

   상기 제1 저장실의 벽면에 구비되어 전류가 인가됨에 따라 발열작용을 하는 발열면과 흡열작용을 하는 흡열면으로 이루어진 제1 열전반도체; 및

   상기 제2 저장실의 벽면에 구비되어 전류가 인가됨에 따라 발열작용을 하는 발열면과 흡열작용을 하는 흡열면으로 이루어진 제2 열전반도체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 의약용 냉·온장고
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 열전반도체와 상기 제2 열전반도체는 개별적으로 제어되어 작용하고,

   상기 제1 열전반도체의 발열면과 흡열면 중 상기 제1 저장실과 마주하지 않는 면과, 상기 제2 열전반도체의 발열면과 흡열면 중 상기 제2 저장실과 마주하지 않는 면의 열교환을 돕기 위한 열교환장치; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의약용 냉·온장고
3. 제2항에 있어서,

   상기 열교환장치는,

   유입된 유체가 열교환되는 열교환기;

   상기 제1 열전반도체와 상기 열교환기를 연결해주는 제1 연결부;

   상기 제2 열전반도체와 상기 열교환기를 연결해주는 제2 연결부; 및

   상기 제1 열전반도체와 상기 제2 열전반도체를 연결해주는 제3 연결부; 를 포함하여,

   유체의 순환에 의해, 상기 제1 열전반도체와 상기 제2 열전반도체로부터 발생한 열의 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 의약용 냉·온장고

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