KR20080090927A

KR20080090927A - 냉장고

Info

Publication number: KR20080090927A
Application number: KR1020070034405A
Authority: KR
Inventors: 임정수; 정진하; 장필수; 신영식; 손봉수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-04-06
Filing date: 2007-04-06
Publication date: 2008-10-09
Also published as: US20080245079A1; CN101280988B; RU2008110643A; CN101280988A; EP1980809A2; RU2378587C2

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 본 발명에 목적은 액상음료의 동결을 억제하여 과냉각 상태를 안정적으로 유지하기 위한 장치를 구비한 냉장고를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본체;와 상기 본체의 내부에 마련되어 냉기가 공급되는 과냉각실;과 상기 과냉각실에 마이크로파를 발진시키기 위한 마이크로파 발생장치;와 상기 마이크로파 발생장치에서 발진하는 마이크로파의 세기를 제어하는 제어장치;를 구비하여 구성되는 것이다.

이와 같은 구성을 통하여, 본 발명은 액상음료의 동결을 억제하여 액상음료의 과냉각 상태를 안정적으로 과냉각도를 증가시킨다.

Description

냉장고{Refrigerator}

도 1은 본 발명의 냉장고를 나타낸 정면도.

도 2는 도 1의 냉장고의 정단면도.

도 3은 도 1에서 Ⅰ-Ⅰ선에 다른 단면도.

도 4는 도 3에서 혼합실 내에 마련된 혼합수단을 나타낸 도면.

도 5는 도 1의 과냉각실을 나타낸 평단면도.

도 6, 도 7은 과냉각실의 제1실시예를 나타낸 사시도.

도 8은 과냉각실의 제2실시예를 나타낸 사시도.

도 9는 도 8의 따른 제2실시예 중 다른 적용예를 나타낸 사시도.

도 10은 도 5, 6, 7 에 따른 제1실시예 중 다른 적용예를 나타낸 사시도.

도 11은 도 8, 9 에 다른 제2실시예 중 다른 적용예를 나타낸 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 본체 21: 냉장실

22: 냉동실 30: 과냉각실

31: 온도센서 32, 49: 단열재

40: 혼합실 41: 제1흡입구

42: 제2흡입구 44a, 44b: 송풍팬

46: 냉기공급구 47: 혼합수단

50: 마그네트론 51: 차폐막부재

53: 전류제어부 60: 전극유닛, 플레이트

61: 전압유닛 62: 전압제어유닛

63: 전압변환부 64: 주파수변환부

66: 격벽부

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액상음료가 과냉각 상태를 안정적으로 유지하는 장치가 구비된 냉장고에 관한 것이다.

액상음료는 1기압 하에서 어는 점 이하의 온도가 되면 고상으로 상변화하는 것이 일반적이나, 경우에 따라서는 고상으로 변하지 않고 과냉각액 상태로 존재하게 된다. 이와 같이 액체가 어는 점 이하에서 얼지 않고 과냉각액 상태로 있는 것을 열역학적으로는 준 안정(metastable) 상태라고 한다. 준 안정 상태에 있는 과냉각액은 불안정하지도 않지만, 또 안정한 상태도 아니어서 주변에서 외란이 가해질 경우 순간적으로 고상으로 상변화가 일어나게 된다. 따라서 과냉각된 형태로 보존된 음료를 차가운 컵에 따르거나 과냉각액 상태의 음료에 충격, 진동 등을 가하면 완전히 얼거나 녹지 않은 상태의 음료를 소비자에게 제공할 수 있다. 이하에서는 이와 같이 과냉각액 상태의 음료에 외란을 가하여 고상으로 상변화시킨 음료를 슬 러쉬(slush)라 호칭한다.

이와 관련하여 일본 공개특허 제2003-214753호에는 냉장고 본체의 내부 구조를 개선하여 음료가 보관되는 수납실이 균일한 온도 분포를 가지면서 냉각되도록 과냉각용 냉각 장치가 개시되어 있다. 개시된 종래기술에서는 수납실의 양측벽에 각각 설치되는 냉기 공급 덕트 및 냉기 흡입 덕트와, 수납실의 위쪽 벽에 설치되어 냉기 공급 덕트와 냉기 흡입 덕트를 연결하는 연결 덕트를 구비한다. 이와 같은 종래의 냉각 장치는 냉기 공급 덕트, 수납실, 냉기 흡입 덕트 및 연결 덕트로 이루어지는 경로를 통해 냉기를 계속적으로 순환시킴으로써 수납실의 온도 분포가 균일하게 유지되도록 한다.

개시된 종래 기술과 같이 액상음료를 과냉각하기 위하여 수납실의 온도 분포를 균일하게 하는 것도 중요하지만, 무엇보다 액상음료의 과냉각 상태를 유지하여 소비자에게 양질의 슬러쉬 음료를 제공하기 위해서는 액상음료가 보관되는 수납실의 시간에 따른 온도 분포를 가능한 균일하게 유지하는 것이 중요하다. 즉 수납실의 온도가 평균적으로는 일정한 온도를 유지하더라도 수납실 내의 온도가 시간에 따라 큰 폭으로 변화하면 수납실의 온도가 가장 낮게 떨어진 시점에서는 과냉각 상태에 있던 음료가 동결되어 슬러쉬 형태의 음료를 만들지 못하게 된다.

그러나 액상음료를 과냉각 상태로 유지하기 위하여 별도의 냉기를 형성하여 수납실을 냉각하는 방법은 다음과 같은 점에서 효율적이지 못하다. 즉 일반적인 냉장고는 냉동실과 냉장실을 구비하는데, 이러한 일반적인 냉장고에 과냉각을 위한 수납실을 구현하고자 하는 경우 음료의 과냉각을 위한 별도의 증발기를 설치하는 것은 구조적, 비용적인 측면에서 비효율적이다.

그러므로 냉동실과 냉장실을 가지는 기존의 일반적인 냉장고의 구성 및 특징을 그대로 활용하여 액상음료를 과냉각하는데 적합한 냉기를 생성하여 공급할 수 있는 방안이 요구된다.

또한, 액상음료에는 여러 가지 혼합물이 들어갈 수 있고, 각각의 혼합물이 액상음료 내에 존재하는 비율이 액상음료마다 다르므로 다양한 액상음료의 어는점은 각각 다르게 나타난다. 즉 여러 가지 액상음료를 과냉각하는데 요구되는 온도가 각각 다르다는 것을 의미한다. 예를 들면 A 액상음료와 B 액상음료는 서로 함유하고 있는 혼합물의 비율이 서로 달라서 각각 어느점이 다르고, 한계과냉각온도(즉, 어떤 액상음료가 과냉각 상태로 유지 가능한 최저온도. 이 최저온도보다 낮아지면 동결됨)가 다르다. A 액상음료와 B 액상음료의 한계과냉각온도가 각각 -12℃, -15℃인 경우 이에 B액상음료는 -13℃에서 과냉각 상태로 보관되지만 A 액상음료는 -13℃에서 동결될 수 있는 것을 의미한다.

그러나 액상음료가 함유하고 있는 혼합물의 비율이 달라서 과냉각 상태를 유지하기 위한 한계과냉각온도가 다르다고 하더라도, 일반적인 액상음료의 경우 과냉각 상태를 유지하기 위한 과냉각온도대역(즉, 어떤 액상음료가 과냉각 상태로 유지될 수 있는 온도의 최고 온도와 최저온도의 범위)는 대체로 유사하다.

그러므로 여러 가지 액상음료에 따라서 과냉각하는데 필요한 냉기를 공급하기 위한 냉장고를 다양하게 제조하는 것은 비용적인 면에서 비효율적이다. 이에 냉동실과 냉장실을 가지는 기존의 일반적인 냉장고의 구성 및 특징을 그대로 활용하 여 액상음료를 과냉각하는데 적합한 냉기를 생성하여 공급함과 동시에 여러 가지 액상음료를 과냉각 상태로 유지하기 위한 방안이 요구된다.

또한, 과냉각하는데 적합한 냉기를 공급받고 있는 액상음료라고 하더라도 이 액상음료에 외란이 작용하는 경우 동결될 가능성이 높아지므로, 외란이 가해진다고 하더라도 과냉각 상태를 안정적으로 유지하기 위한 방안이 요구된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 액상음료의 동결을 억제하여 과냉각 상태를 안정적으로 유지하기 위한 장치를 구비한 냉장고를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 냉장고는 본체;와 상기 본체의 내부에 마련되어 냉기가 공급되는 과냉각실;과 상기 과냉각실에 마이크로파를 발진시키기 위한 마이크로파 발생장치;와 상기 마이크로파 발생장치에서 발진하는 마이크로파의 세기를 제어하는 제어장치;를 구비한다.

또한, 상기 마이크로파 발생장치는 마이크로파를 발진하는 마그네트론인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어장치는 마이크로파의 세기를 조절하기 위하여 상기 마그네트론에서 발진하는 마이크로파의 투과율을 조절하는 차폐막부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차폐막부재는 일정한 크기의 격자구조를 가지는 금속판으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어장치는 상기 과냉각실 내부의 마이크로파의 세기를 조절하기 위하여 상기 마그네트론에 인가되는 전류를 제어하는 전류제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이크로파 발생장치는 상기 과냉각실 내부에 전기장을 형성하는 전극유닛과, 상기 전극유닛에 교류 전압을 인가하는 전압유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전극유닛은 상기 과냉각실에서 서로 마주보는 벽측에 마련되는 한 쌍의 플레이트인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과냉각실의 하부에 마련되는 플레이트는 과냉각수를 담고 있는 용기가 안착되도록 구멍부가 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어장치는 마이크로파의 세기를 조절하기 위하여 상기 전압유닛이 인가하는 전압을 제어하는 전압제어유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전압제어유닛은 상기 전압유닛이 인가하는 전압의 크기를 변환하는 전압변환부와, 상기 전압유닛이 인가하는 전압의 주파수를 변환하는 주파수변환부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전압변환부를 통과한 전압의 크기는 2kV~10kV 이고, 상기 주파수변환부를 통과한 전압의 주파수는 100KHz~1MHz인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 냉장고는 본체;와, 상기 본체의 내부에 마련되어 냉기가 공 급되는 과냉각실;과 상기 과냉각실의 내부 공간을 분할하는 격벽부;와 상기 격벽부에 의해서 분할된 공간에 마이크로파를 발진시키는 마이크로파 발생장치;와 상기 마이크로파 발생장치에서 발진하는 마이크로파의 세기를 제어하는 제어장치;를 구비한다.

또한, 상기 격벽부는 복수 개 마련되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 냉장고의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고를 보인 정면도이고, 도 2는 도 1의 냉장고의 정단면도이며, 도 3은 도 1에서 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도이다.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 전면이 개방된 본체(10)를 구비한다. 본체(10)는 그 외면을 형성하는 외상(11)과, 이 외상(11)과 일정한 간격을 두고 배치되어 그 내부에 식품의 보관을 위한 저장실(20)을 형성하는 내상(12)을 구비한다. 외상(11)과 내상(12) 사이의 공간에는 냉기가 소실되는 것을 방지하기 위한 단열재(13)가 발포 형성된다.

저장실(20)은 중간 격벽(14)에 의해 좌우로 구획되어 우측에는 식품을 냉장 저장하는 냉장실(21)이 형성되고, 좌측에는 식품을 냉동 저장하는 냉동실(22)이 형성된다. 저장실(20)의 후방에는 저장실(20)로 공급될 냉기가 생성되는 냉기생성실(15)이 마련된다. 냉기생성실(15)에는 주위의 공기와 열교환하여 냉기를 생성하는 증발기(미도시)가 설치되고, 증발기 근처에는 냉기를 저장실(20)로 공급하기 위한 순환팬(미도시)이 설치된다.

냉장실(21) 및 냉동실(22)의 전면에는 이들을 개폐할 수 있도록 냉장실 도어(21a) 및 냉동실 도어(22a)가 각각 힌지 결합되며, 각 도어(21a, 22a)에는 식품의 수납을 위한 선반(16)이 구비된다.

본 발명에 따른 냉장고는 액상음료를 어는 점 이하로 냉각시켜 과냉각액으로 만들 수 있도록 냉장실(21) 내부에 마련되는 과냉각실(30)을 가진다.

액상음료를 과냉각할 수 있는 최저 온도(이하 '한계과냉각온도'라 한다)는 액상음료의 종류, 액상음료가 보관되는 용기의 재질 또는 용기의 크기 등과 같은 여러 변수에 의해 결정된다. 그러나 일반적으로 사용되는 몇 가지 용기의 재질, 크기에 대해 한정하고, 그 외 영향이 적은 변수(예를 들면, 냉각속도)들을 무시하면, 실험을 통한 테이터를 통계적으로 처리하여 액상음료의 종류에 따른 적절한 과냉각 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 물을 200ml, 유리 용기에 넣고 반복적인 실험을 한 결과, 평균적인 한계과냉각온도가 -9˚C 라 하면, 이를 또는 이보다 약간 높은 온도를 물에 대한 과냉각실(30)의 설정온도로 정의할 수 있다. 이와 같은 방법으로 음료의 종류를 달리하여 실험하면, 과냉각실(30)의 설정온도(T)는 일반적으로 사용되는 용기에 대해 대략 -5˚C ~ -12˚C 정도가 적합하다는 것을 알 수 있다. 이러한 과냉각온도대역(즉, 어떤 액상음료가 과냉각 상태로 유지될 수 있는 온도의 최고 온도와 최저온도의 범위)은 냉동실(22)의 일반적인 온도(-18˚C ~ -21˚C)와 냉장실(21)의 일반적인 온도(3˚C ~ 5˚C) 사이에 있으므로 냉동실 냉기와 냉장실 냉기를 적절히 혼합하면 액상음료를 과냉각하는데 사용될 냉기를 만들 수 있다.

이에 본 발명에 따른 냉장고는 냉동실(22) 및 냉장실(21)로부터 냉기를 각각 흡입하여 혼합함으로써 과냉각실(30)로 공급될 냉기를 형성할 수 있도록 냉장실(21)의 내부에 마련되는 혼합실(40)과, 과냉각실(30)의 온도가 설정온도를 유지할 수 있도록 혼합실(40)로 흡입되는 냉동실 냉기의 양과 냉장실 냉기의 양을 제어하는 제어부(54)를 구비한다.

혼합실(40)은 냉동실(22)과 냉장실(21)로부터 냉기를 각각 흡입하기 위한 제1흡입구(41) 및 제2흡입구(42)를 가진다. 도 2 및 도 3과 같이 혼합실(40)과 과냉각실(30)이 냉장실(21)의 내부에 마련되는 경우에는 제1흡입구(41)가 중간 격벽(14)을 관통하여 냉동실(22)과 연통되고, 제2흡입구(42)는 혼합실(40)과 냉장실(21)을 구분하는 격벽(43)의 일측을 관통하여 냉장실(21)과 연통된다. 제1흡입구(41) 및 제2흡입구(42)에는 냉동실 냉기나 냉장실 냉기를 흡입하는데 필요한 동력을 제공하는 송풍팬(44a, 44b)과, 송풍팬(44a, 44b)의 동작 여부에 따라 제1흡입구(41) 또는 제2흡입구(42)를 개폐하는 플랩(45)이 설치된다.

혼합실(40)과 과냉각실(30)은 서로 인접하도록 배치되어 구획판(46a)에 의해 서로 구획된다. 혼합실(40)에서 혼합된 냉기는 과냉각실(30)로 직접 분사되는데, 이를 위해 혼합실(40)은 구획판(46a)에 형성된 냉기공급구(46)를 구비한다.

혼합실(40)은 제1흡입구(41)와 제2흡입구(42)를 통해 흡입된 냉기가 냉기공급구(46)까지 이동하면서 서로 혼합되어 평형상태가 될 수 있도록 하는 혼합수단(47)을 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 혼합수단(47)은 도 4A와 같이 제1흡입구(41), 제2흡입구(42)와 냉기공급구(46) 사이에 형성되는 혼합유로(47a)로 구성될 수 있다. 도 4A는 도 3에서 혼합실 내에 형성된 혼합유로를 나타낸 평단면도이다. 혼합유로(47a)는 적어도 하나 이상의 유로형성판(47b)에 의해 굴곡지게 형성된다. 또 혼합수단은 도 4B와 같이 혼합실(40) 내에서 회전하며 냉기의 혼합을 촉진하는 팬(47c)으로 구성될 수 있다. 이러한 팬(47c)은 모터와 같은 별도의 구동수단이 없이 혼합실(40) 내에 장착되고 혼합실(40)로 흡입되는 냉기의 흐름에서 힘을 전달받아 회전하며 냉기의 혼합을 촉진한다.

과냉각실(30)은 그 내부의 온도를 측정할 수 있도록 설치되는 온도센서(31)를 구비하고, 제어부(54)는 온도센서(31)에서 측정되는 온도와 과냉각실(30)의 설정온도를 비교하여 그 결과에 따라 송풍팬(44a, 44b)의 동작을 제어함으로써 냉동실 냉기의 흡입량과 냉장실 냉기의 흡입량을 조절한다. 예를 들어, 과냉각실(30)의 설정온도가 -7˚C 이고, 온도센서(31)에 측정되는 온도가 -5˚C 라면, 제어부(54)는 혼합된 냉기의 온도가 -7˚C 까지 낮아질 수 있도록 송풍팬(44a, 44b)을 제어하여 냉동실 냉기의 흡입비율을 증가시킨다. 도 4와 같이, 온도센서(48)는 혼합실(40)의 내부에 설치될 수도 있는데, 이 때 온도센서(48)는 과냉각실(30)로 공급될 때의 혼합 냉기의 온도를 측정할 수 있도록 냉기공급구(46) 주위에 설치되는 것이 바람직하다.

한편 혼합실(40)과 과냉각실(30)은 냉장실(21) 내부의 온도에 의해 영향을 받지 않도록 냉장실(21) 내부와 혼합실(40) 또는 냉장실(21) 내부와 과냉각실(30)을 격리시켜 냉기의 누설을 차단하는 단열재(49)(32)를 가진다.

이에 본 발명에 따른 냉장고에서 과냉각실(30)의 냉기온도는 과냉각온도대역에 존재한다. 그러나 과냉각 상태에 있는 액상음료가 과냉각실(30)에서 동결되지 않도록 하기 위해서는 온도제어 이외에 부가적인 외란의 영향을 고려해야 한다. 예를 들면 도어(21a, 22a)의 문을 개폐할 때 발생할 수 있는 진동, 압축기의 압축 작용에 의한 진동 등의 외란으로 인하여 준 안정(metastable)상태에 있는 액상음료는 동결될 수 있으므로 이를 방지하기 위한 방안이 요구된다.

도 5는 과냉각실에 마그네트론이 구비된 것을 나타낸 사시도이고, 도 6은 차폐막부재가 구비된 것을 나타낸 사시도이고, 도 7은 전류제어부가 구비된 것을 나타낸 사시도이다.

본 발명에 따른 제1실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 액상음료가 과냉각 상태에서 안정적으로 유지되도록 과냉각실(30)의 측벽 중앙에는 마그네트론(50)이 설치된다. 마그네트론(50)은 전자레인지 등에 사용되는 부품으로 구리로 형성된 양극과 원통코일형상의 음극, 그리고 양극과 음극사이에 자계가 직각이 되도록 하는 자석으로 구성된 것으로, 이 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것으로 상세한 설명은 생략한다.

마그네트론(50)은 과냉각실(30)로 마이크로파를 발진시킨다. 마이크로파는 액상음료의 분자구조에 진동에너지를 부과함으로써 액상 음료의 분자구조가 안정화되는 것을 방지하여 액상음료가 동결되는 것을 방지한다. 이때 마이크로파의 세기는 액상음료가 데워지는 것을 방지하는 정도가 되어야 한다. 이를 위해 마이크로파의 세기를 제어하는 제어장치(51, 53)가 구비된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 마그네트론(50)에 대한 제어장치는(51)로 마그네트론(50)에서 발진하는 마이크로파의 투과율을 조절하여 마이크로파의 세기를 제어 하는 차폐막부재(51)가 구비된다. 차폐막부재(51)는 일정한 크기의 격자 구멍을 가지는 금속판으로 형성된다. 차폐막부재(51)는 대략 정육면체 형상을 가지고 있으며 일면이 개방되어 있다. 차폐막부재(51)는 마그네트론(50)을 내부에 수용하여 마그네트론(50)에서 발진하는 마이크로파의 일부만 통과시켜 마이크로파의 투과율을 조절한다.

또한 도 7에 도시된 바와 같이, 마그네트론(50)에 대한 제어장치(53)로 마그네트론(50)에서 발진하는 마이크로파의 주파수를 조절하여 마이크로파의 세기를 제어하는 전류제어부(53)가 구비된다. 마그네트론(50)에 인가되는 전류를 제어함으로써 마그네트론(50)에서 발진하는 마이크로파의 주파수를 조절하는 것이 가능하기 때문이다.

제어장치로(51, 53)로 사용되는 차폐막부재(51) 또는 전류제어부(53)를 설계하거나 작동시킴에 있어서 유의할 점은 마이크로파의 세기가 액상음료에 전달되어 동결을 억제할 정도의 진동에너지만 부과하여야만 하고, 액상음료에 전달되는 진동에너지가 커서 동결이 되는 것을 방지함과 동시에 액상음료 분자간의 마찰로 인하여 액상음료가 데워지는 경우 오히려 액상음료는 과냉각 온도대역을 벗어날 수 있다는 것이다.

이처럼 과냉각실(30)에 마그네트론(50)이 구비될 경우 과냉각실(30)에서 마이크로파가 도어(21a)를 투과하여 사용자에게 해로운 영향을 끼는 것을 방지하기 위하여 도어(21a)측에 존재하는 과냉각실(30)의 내벽에 차폐막(52)이 설치되어 마이크로파가 투과하는 것을 방지한다. 또한, 차폐막(52)이 설치되지 않은 과냉각 실(30)의 내벽에는 마이크로파가 액상음료에 잘 전달되도록 반사판(미도시)이 설치된다.

본 발명의 요지와 관련하여 본 발명의 제1실시예에 따른 냉장고의 동작을 설명하면 다음과 같다. 과냉각시키고자 하는 음료의 종류에 따라 과냉각실(30)의 설정온도가 정해지면, 송풍팬(44a, 44b)이 동작하여 제1흡입구(41)를 통해 냉동실(22)에서 혼합실(40) 쪽으로 냉동실 냉기가 유입되고, 제2흡입구(42)를 통해 냉장실(21)에서 혼합실(40) 쪽으로 냉장실 냉기가 유입된다. 혼합실(40)로 흡입된 냉동실 냉기와 냉장실 냉기는 혼합유로(47a)를 지나면서 서로 열교환하여 평형상태가 된 후 냉기공급구(46)를 통해 과냉각실(30)로 공급되어 과냉각실(30) 내에 보관되는 액상음료를 과냉각시킨다.

이 때 과냉각실(30) 내에 설치된 온도센서(31)는 과냉각실(30)의 온도를 측정한다. 측정된 온도에 관한 데이터는 제어부(54)로 송신되는데, 제어부(54)는 온도센서(31)에서 측정된 온도와 과냉각실(30)의 설정온도를 비교하여 그 비교 결과에 따라 송풍팬(44a, 44b)의 동작을 제어한다. 그러면 냉동실 냉기의 흡입량과 냉장실 냉기의 흡입량이 조정되어 혼합실(40)에서 혼합된 냉기의 온도가 설정온도와 근사한 온도로 변화되고, 이에 따라 과냉각실(30)은 설정온도를 유지할 수 있게 된다.

이와 더불어 차폐막부재(51) 또는 전류제어부(53)를 통하여 마이크로파의 세기를 제어하고, 과냉각실(30)로 공급되는 냉기와 함께 지속적으로 마그네트론(50)에서 마이크로파를 발진시킴으로써, 과냉각 상태에 있는 액상음료에 외란이 주어지 더라도 액상음료가 동결되는 것을 방지하여 과냉각 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

도 3에서는 혼합실(40)과 과냉각실(30)이 냉장실(21)에 설치되는 예를 보였으나, 마찬가지로 혼합실(40)과 과냉각실(30)을 냉동실(22) 내에 배치할 수도 있다. 다만 이러한 때에는 냉장실 냉기의 흡입을 위한 제2흡입구가 중간 격벽을 관통하여 냉장실에 연통되게 된다.

본 발명에 제2실시예에 따른 냉장고는 액상음료를 어는 점 이하로 냉각시켜 과냉각액으로 만들 수 있도록 냉장실(21) 내부에 마련되는 과냉각실(30)을 가지고, 과냉각액의 과냉각 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 마이크로파를 발진시키는 마이크로파 발생장치를 가진다.

냉동실(22)의 냉기와 냉장실(21)의 냉기를 혼합하기 위해 혼합실(40)을 구비하고 과냉각실(30)의 온도를 제어하는 것과 관련하여, 본 발명에 따른 제1실시예에서 상세히 설명한 바와 같다. 따라서 이하에서는 마이크로파 발생장치의 구체적인 실시예에 대해서만 기재한다.

도 8은 과냉각실에 전극유닛이 구비된 것을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 냉장고는 도 8에 도시된 바와 같이, 액상음료가 과냉각 상태에서 안정적으로 유지되도록 과냉각실에 전기장을 형성하는 전극유닛(60)을 구비하고, 이 전극유닛(60)에 교류 전압을 인가하는 전압유닛(61)이 구비된다. 전극유닛(60)은 한 쌍의 플레이트로 형성되어 과냉각실(30)에서 서로 마주보는 벽측에 하나씩 마련된다. 과냉각실(30)의 마이크로파 세기를 조절하기 위하여 전극유닛(60)에 전압을 인가하는 전압유닛(61)을 제어하는 전압제어유닛(62)이 마련된다.

전압제어유닛(62)은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉장고의 제어장치이다. 전압제어유닛(62)은 전압유닛(61)이 인가하는 전압의 크기를 변환하는 전압변환부(63)와, 전압유닛(61)이 인가하는 전압의 주파수를 변환하는 주파수변환부(64)를 구비한다. 따라서 전압변환부(63)는 전압유닛(61)에서 인가되는 전압의 크기를 증폭시키고, 주파수변환부(64)는 전압유닛(61)에서 인가되는 주파수를 고주파로 증폭시키게 된다.

과냉각실(30)의 마이크로파는 과냉각실(30)에서 형성되는 전기장과 관련이 있으며, 이와 같은 전기장은 과냉각실(30) 벽측에 마련된 플레이트(60)의 면적과 플레이트(60) 간의 거리와 관련이 있다. 따라서 액상음료를 과냉각 상태로 안정적으로 유지하기 위한 마이크로파를 발진시키기 위해서는 플레이트(60)의 면적과 플레이트(60) 간의 거리를 고려하여 전압변환부(63)의 증폭 정도와 주파수변환부(64)의 증폭 정도가 결정된다. 예를 들면 플레이트(60)의 가로 길이가 대략 40cm 이고 세로 길이가 대략 50cm이고, 플레이트(60)간의 거리가 대략 50cm인 경우, 전압변환부(63)에 의해 변환된 전압의 크기가 2kV ~ 10kV 사이에 존재하고, 주파수변환부(64)에 의해 변환된 주파수는 100kHz ~ 1MHz 사이에 존재하여야 한다. 이와 같은 교류 전압이 전극유닛(60)에 인가될 때 형성되는 마이크로파는 액상음료의 분자구조에 진동에너지를 부과하여 액상음료가 동결되는 것을 방지한다.

도 9는 전극유닛에 구멍부가 구비된 것을 나타낸 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 플레이트로 형성된 전극유닛(60)이 과냉각실(30)의 상하 벽측에 마련된다. 특히 과냉각실(30) 하부에 마련된 플레이트에는 액상음료를 담고 있는 용기를 안착하도록 구멍부(65)가 마련된다. 용기가 구멍부(65)에 안착된 경우 액상음료는 진동 등의 외란에 대하여 덜 민감하게 된다.

과냉각실(30)에 마이크로파를 발진시키는 마이크로파 발생장치에 관한 구성과 마이크로파의 세기를 제어하는 제어장치에 관한 구성은 도 8을 참조하여 상세히 설명하였으므로 이하에는 생략한다.

도 10, 11은 과냉각실의 내부 공간을 분할하는 격벽부가 구비된 것을 나타낸 사시도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 과냉각실(30)의 중앙에는 격벽부(66)가 구비된다. 과냉각실(30)의 분할된 공간마다 마그네트론(50)이 각각 설치된다. 따라서 도 5내지 7에서 도시된 바와 같이 마그네트론(50)을 차폐막부재(51) 또는 전류제어부(53)로 제어하여 과냉각실(30)의 분할된 공간마다 서로 다른 세기를 가지는 마이크로파를 발진시킨다.

도 11에 도시된 바와 같이, 과냉각실(30)의 중앙에는 격벽부(66)가 마련된다. 과냉각실(30)의 분할된 공간마다 한 쌍의 플레이트를 가지는 전극유닛(60)이 각각 설치된다. 따라서 도 8에서 도시된 바와 같이 전극유닛(60)이 형성하는 전기장의 세기를 전기제어유닛(62)로 제어하여 과냉각실(30)의 분할된 공간마다 서로 다른 세기를 가지는 마이크로파를 발진시킨다.

도 10, 11에 마련된 격벽부(66)는 복수 개 마련되어 다양한 액상음료의 과냉 각 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

결국 여러 가지 액삼음료의 한계과냉각온도와 과냉각온도대역이 서로 달라서 같은 과냉각실에 함께 놓을 수 없는 경우 여러 가지 액상 음료를 한계과냉각온도와 과냉각온도대역에 따라서 분리하여 보관하는 것이 가능하다. 예를 들면 A 액상음료의 경우 한계과냉각온도가 -12℃ 이고 과냉각온도대역이 -5℃ ~ -12℃이고, B 액상음료의 경우 한계과냉각온도가 -15℃이고 과냉각온도대역이 -10℃ ~ -15℃인 경우에는 A 액상음료와 B 액상음료를 서로 분리하여 과냉각실(30)의 서로 다른 공간에 보관하고 서로 다른 세기를 가지는 마이크로파를 발진하여 A 액상음료와 B 액상음료가 각각 과냉각 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 한다.

이와 더불어 도 5내지 도 9을 참고하여 상세히 설명한 바와 같이 과냉각실(30)에 마이크로파를 발진시키는 마이크로파 발생장치를 구비함으로써, 과냉각실의 온도가 과냉각실의 설정온도(-5℃ ~ -12℃)보다 낮아진다고 하더라도 마이크로파는 액상음료가 동결이 되는 것을 방지하여 과냉각도(즉, 과냉각 상태의 액상음료가 안정화 되는 정도 또는 슬러쉬가 되는 정도)를 증가시킨다. 예를 들면 과냉각실(30)에 별도의 팬(미도시)이 구비되어 과냉각실(30)의 온도를 과냉각실의 설정온도 보다 낮추게 된다.

이 경우 일반적으로 과냉각 온도대역을 벗어나게 되면 액상음료는 동결되지만, 마이크로파가 과냉각실(30)로 발진하고 있는 경우 동결이 억제되어 과냉각 상태를 유지할 수 있는 것이다. 따라서 이와 같은 상태에 있는 액상음료는 더 낮은 온도에서 과냉각 상태를 유지하고 있기 때문에 이 액상음료는 과냉각도가 높아지게 된다.

상기와 같이 마이크로파 발생장치를 구비하는 구성을 통하여, 본 발명에 따른 냉장고는 액상음료의 동결을 억제하여 액상음료의 과냉각 상태를 안정적으로 유지하는 효과가 있다.

또한, 과냉각실(30)에 마이크로파를 발진시키는 마이크로파 발생장치를 구비함으로써, 과냉각실의 온도가 과냉각실의 설정온도(-5℃ ~ -12℃)보다 낮아진다고 하더라도 마이크로파는 액상음료가 동결이 되는 것을 방지하여 과냉각도를 증가시킨다.

또한, 과냉각실을 분할하여 각각의 공간마다 마이크로파 발생장치를 구비하는 구성을 통하여 여러 가지 액상음료마다 과냉각온도대역이 다른 경우라도 여러 가지 액상음료의 과냉각 상태를 안정적으로 유지하는 효과가 있다.

Claims

본체;와

상기 본체의 내부에 마련되어 냉기가 공급되는 과냉각실;과

상기 과냉각실에 마이크로파를 발진시키기 위한 마이크로파 발생장치;와

상기 마이크로파 발생장치에서 발진하는 마이크로파의 세기를 제어하는 제어장치;를

구비하는 냉장고.
제1항에 있어서,

상기 마이크로파 발생장치는 마이크로파를 발진하는 마그네트론인 것을 특징으로 하는 냉장고.
제2항에 있어서,

상기 제어장치는 마이크로파의 세기를 조절하기 위하여 상기 마그네트론에서 발진하는 마이크로파의 투과율을 조절하는 차폐막부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제3항에 있어서,

상기 차폐막부재는 일정한 크기의 격자구조를 가지는 금속판으로 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제2항에 있어서,

상기 제어장치는 상기 과냉각실 내부의 마이크로파의 세기를 조절하기 위하여 상기 마그네트론에 인가되는 전류를 제어하는 전류제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,

상기 마이크로파 발생장치는 상기 과냉각실 내부에 전기장을 형성하는 전극유닛과, 상기 전극유닛에 교류 전압을 인가하는 전압유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제6항에 있어서,

상기 전극유닛은 상기 과냉각실에서 서로 마주보는 벽측에 마련되는 한 쌍의 플레이트인 것을 특징으로 하는 냉장고.
제7항에 있어서,

상기 과냉각실의 하부에 마련되는 플레이트는 과냉각수를 담고 있는 용기가 안착되도록 구멍부가 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제6항에 있어서,

상기 제어장치는 마이크로파의 세기를 조절하기 위하여 상기 전압유닛이 인가하는 전압을 제어하는 전압제어유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제10항에 있어서,

상기 전압제어유닛은 상기 전압유닛이 인가하는 전압의 크기를 변환하는 전압변환부와, 상기 전압유닛이 인가하는 전압의 주파수를 변환하는 주파수변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제11항에 있어서,

상기 전압변환부를 통과한 전압의 크기는 2kV~10kV 이고, 상기 주파수변환부를 통과한 전압의 주파수는 100KHz~1MHz인 것을 특징으로 하는 냉장고.
본체와,

상기 본체의 내부에 마련되어 냉기가 공급되는 과냉각실;과

상기 과냉각실의 내부 공간을 분할하는 격벽부;와

상기 격벽부에 의해서 분할된 공간에 마이크로파를 발진시키는 마이크로파 발생장치;와

상기 마이크로파 발생장치에서 발진하는 마이크로파의 세기를 제어하는 제어장치;를

구비하는 냉장고.
제11항에 있어서,

상기 격벽부는 복수 개 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.