KR20070009349A

KR20070009349A - 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조

Info

Publication number: KR20070009349A
Application number: KR1020050064523A
Authority: KR
Inventors: 김해성; 이창익; 최귀진
Original assignee: 위니아만도 주식회사
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-01-18
Also published as: CN1896648A; US20070163284A1

Abstract

본 발명은 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조에 관한 것으로, 본 발명은 압축기, 응축기, 모세관, 증발기가 순차적으로 배관 연결되는 냉각시스템을 갖춤과 동시에 복수의 저장실을 갖는 김치저장고에 있어서, 상기 복수의 저장실에 각각 권선 배치된 각 증발기의 출구 쪽 배관인 석션파이프 상에 어큐뮬레이터가 배치됨에 따라 상기 각 증발기로부터 냉매가 석션파이프(흡입관)을 통해 상기 어큐뮬레이터로 보내져 모아짐과 동시에, 상기 어큐뮬레이터에 모아진 냉매는 압축기 측으로 석편파이프(배출관)를 통해 보내지며, 상기 응축기와 증발기 사이를 연결하는 모세관이 상기 어큐뮬레이터와 접촉하여 열교환이 이루어지도록 된 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조를 제공한다.

이때, 상기 모세관은 어큐뮬레이터의 내부를 지나도록 배치된 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따르면, 각 저장실의 증발기로부터 나오는 냉매의 온도 상승을 통한 냉매의 압력을 상승시켜 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

김치저장고, 압축기, 증발기, 석션파이프, 모세관, 어큐뮬레이터

Description

김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조{Efficiency Improvement Structure Of A Refrigeration System At Kim-Chi Storage}

도 1은 종래 김치저장고 중 하나의 실시예를 보여주는 사시도,

도 2는 종래 김치저장고의 내부 구성 상태를 개략적으로 보여주는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 김치저장고의 각 저장실의 증발기 출구 쪽 석션파이프 상에 설치되는 어큐뮬레이터 내부로 모세관이 배치된 상태를 보여주는 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 김치저장고의 각 저장실의 증발기 출구 쪽 석션파이프 상에 설치되는 어큐뮬레이터 내부로 모세관이 배치된 상태를 보여주는 부분 절개 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 본체 2 : 도어

3 : 기계실 4 : 저장실

5 : 압축기 6 : 응축기

7 : 증발기 9 : 모세관

10 : 베이스커버 11, 11a,11b,11c,11d : 석션파이프

20 : 어큐뮬레이터

본 발명은 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 저장실에 각각 마련된 증발기 출구 쪽 석션파이프 상에 설치되는 어큐뮬레이터 내부를 모세관이 지나가도록 배치함으로써, 각 저장실의 증발기로부터 나오는 냉매의 온도 상승을 통한 냉매의 압력을 상승시켜 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 냉각시스템 및 히터를 이용하여 김치를 숙성하고 신선하게 보관할 수 있도록 하는 김치만을 위한 전용으로 김치저장고가 개발되었는바, 김치저장고는 계절의 변화 및 사용자의 기호에 따라 김치를 적당히 숙성시킨 다음, 적정온도로 유지하여 잘 익은 김치의 맛을 오랫동안 보존할 수 있도록 구성되어 있다.

이에, 최근 가정에서 김치의 장기 보관(혹은 저장)에 어려움을 겪던 가정주부들로부터 인기를 끌면서 김치저장고의 사용이 점차 증가되고 있는 실정이다.

여기서, 상기와 같은 종래 김치저장고의 구성에 대해 첨부된 일 실시예를 통해 살펴보면 다음과 같다.

즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 김치저장고는 외관을 이루는 본체(1) 상측에 통상 복수의 저장실(4)이 구획되어 있고, 이 복수의 저장실(4)을 개 폐하는 복수의 도어(2)가 상측으로 들어서 개폐할 수 있도록 본체(1)의 배면 상단에 힌지 결합되어 있다.

그리고, 상기 저장실(4)의 하부에는 냉동사이클을 위한 압축기(5)와 응축기(6) 및 상기 응축기(6)에서 발생하는 열을 식혀주기 위한 송풍기(10) 등이 배치되어 있는 기계실(3)이 별도로 구획되어 있다.

또한, 상기 각각의 저장실(4) 둘레에는 직냉방식을 통해 냉기를 공급하기 위한 냉매파이프가 일정 간격으로 배열되어 감싸진 구조로 이루어진 증발기(7)가 마련되어 있고, 이 각각의 증발기(7)는 기계실(3)의 압축기(5)와 응축기(6)에 각각 연결되어 냉매가 순환할 수 있도록 되어 있다.

또, 상기 각각의 저장실(4) 둘레를 감싸고 있는 증발기(7)의 아래쪽에는 히터(8)가 각각 구비되어 상기 저장실(4) 내에서 김치를 숙성할 때 일정한 가열온도를 제공할 수 있도록 되어 있다.

특히, 상기 본체(1) 내부의 단열이 필요한 부위에는 발포 성형을 통해 우레탄폼과 같은 단열재 등을 넣어 단열효과를 얻을 수 있도록 되어 있다.

또한 상기 본체(1)의 상부 전면에는 상기 저장실(4)들 내에 수용된 김치의 종류에 따른 숙성, 보관시간 및 온도조건 등을 선택할 수 있음은 물론, 선택된 신호를 디스플레이 할 수 있는 디스플레이조작부(13)가 마련되어 있다.

따라서, 사용자에 의한 상기 김치저장고의 모든 작동에 대한 제어는 본체(1)의 전면에 구비된 디스플레이조작부(13)에서 이루어지도록 되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 종래 김치저장고는 상기 저장실(4)내에 도시되지 않 은 별도의 김치통을 이용하여 김치를 저장한 다음, 저장실(4) 내의 온도 제어를 통해 김치의 숙성 및 장기간 보관을 수행하게 된다.

이때, 상기 저장실(4)내의 온도 제어는 디스플레이조작부(13)에 연결된 도시되지 않은 마이컴에 기 설정된 제어 프로그램에 의해 냉각시스템이 작동하여 냉기 공급을 통해 이루어지게 된다.

한편, 주지하는 바와 같이 상기 압축기(5), 응축기(6) 및 증발기(7)는 냉매배관에 의해 각각 폐 루프를 형성하는데, 이를 냉각시스템이라 한다.

여기서, 상기와 같은 복수의 저장실(4)을 갖는 김치저장고는 각각의 실내에 냉기를 공급하는 증발기(7)를 구비하고 있기 때문에, 각 증발기(7)에 공급되는 냉매의 흐름량 등을 조절하여 원활하게 공급하기 위한 솔레노이드밸브(12)를 갖추게 된다.

이때, 상기 솔레노이드밸브(12)는 일종의 개폐밸브로서 개방 시 냉매 흐름이 유지되는 반면 폐쇄 시 냉매 흐름이 차단된다.

그리고, 상기 응축기(6)의 출구와 증발기(7)의 입구를 연결하는 냉매배관에는 증발기(7) 내에서 냉매가 원활한 증발이 이루어질 수 있도록 하기 위해 냉매의 흐름 통로가 매우 좁은 모세관(9; 흔히, 커필러리튜브(Capillary Tube)라고 한다)이 마련된다.

또한, 상기 증발기(7)의 출구와 압축기(5)의 입구사이에는 소위, 석션파이프(11;Suction Pipe)라 불리 우는 냉매배관이 마련되어 상기 저장실(4)과 기계실(3) 사이를 구획하는 베이스커버(10)를 관통하여 연결하게 된다.

이처럼, 상기 각 증발기(7)가 구비된 종래의 냉각시스템을 개략적으로 살펴보면, 복수의 증발기(7)의 입구 측에 모세관(9)이 각각 배치 연결되고, 상기 모세관(9)으로의 냉매 흐름을 제어하기 위한 솔레노이드밸브(12)가 마련된 상태에서 냉각시스템이 작동하게 되면 다음과 같은 냉매의 순환과정을 거치게 된다.

즉, 상기 압축기(5)에서 고온ㆍ고압으로 압축된 기체냉매는 응축기(6)에서 주변의 공기와 열교환하여 상온보다 높은 중온ㆍ고압의 액냉매로 변화되고, 이어서 각 증발기(7)의 동작여부에 따라 솔레노이드밸브(12)가 선택적으로 개방된다.

이에 따라 고압의 액냉매는 솔레노이드밸브(12)를 통해 모세관(9)으로 유입되어 이를 지나면서 중온ㆍ저압의 액냉매로 변한다.

다음 중온ㆍ저압으로 변화된 액냉매는 증발기(7)로 유입되어 이를 통과하면서 주변 공기와의 열교환에 의해 기화되는데, 이때 흡수되는 냉매의 기화열에 의해 저장실(4)을 냉각시키게 된다.

한편, 이와 같은 증발기(7)를 통과한 기체 상태의 냉매는 다시 상기 석션파이프(11)를 통해 압축기(5)로 유입되어 고압으로 압축된 뒤, 위의 설명한 사이클로 다시 순환된다.

그런데, 상기한 바와 같이 상기 석션파이프(11)는 증발기(7)에서 열교환을 통해 증발된 저온ㆍ저압 상태의 기체 냉매가 압축기(5)로 유입되는 냉매배관이므로, 상기 증발기(7) 출구에서 빠져 나와 석션파이프(11)를 지나가는 냉매는 상온 이하의 비교적 차가운 상태를 이룬다.

이로 인해 결과적으로, 상기 압축기(5)로 유입되는 냉매온도가 낮은 관계로 압축기(5)의 입구 온도가 낮아지면서 압축기(5)의 압축비 감소 및 효율 감소로 나타나 압축기(5)의 신뢰성을 떨어드리는 문제점이 있었다.

이에 통상적으로 상기 압축기(5)의 입구 온도는 상온 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하기 때문에 현재 이를 권장하고 있는 실정이고, 이로 인해 각 증발기(7) 출구 쪽으로 빠져나가는 냉매 온도가 일정 수준 이하로 너무 떨어지지 않도록 하기 위해 각 증발기(7)의 효율을 최대로 높이지 못한 상태로 활용하고 있는 실정이다.

또한, 상기 석션파이프(11) 내의 냉매가 기체 상태가 아닌 액체 상태로 존재한 후 압축기(5)로 유입되면, 상기 압축기(5)가 소손될 우려가 매우 높다는 문제점이 있었다.

이에 종래에는 각 증발기(7)의 출구와 압축기(5)의 입구 사이에 어큐뮬레이터(도시안됨)를 마련하여 액체 상태의 냉매가 압축기(5)로 유입되는 것을 최대한 방지하도록 하고 있다.

물론, 상기 어큐뮬레이터는 필요에 따라 불순물을 걸러 냄은 물론 냉매의 균일한 분배를 위한 기능이 부과되어 사용되기도 한다.

그리고, 상기한 바와 같이 상기 각 저장실(4)의 증발기(7)로부터 나오는 냉매의 압력 변화폭이 커서 압축기(5)의 신뢰성이 떨어지는 문제점을 해결하기 위해서 종래에도 다양한 방법이 강구되고 있는 실정이다.

그 중의 하나의 실시예로서, 상기 각 증발기(7) 입구 쪽으로 유입되는 냉매 즉, 상기 모세관(9)을 지나가는 냉매는 응축기(6)를 거쳐오면서 상온 이상의 비교 적 고온 상태(고온 고압의 압축기(5)에서의 온도보다 상대적으로 낮은 중온 상태)를 갖는다 점에 착안하고 있다.

즉, 종래의 김치저장고에 있어서는 각 증발기(7)의 출구 쪽 석션파이프(11)의 일정 길이를 모세관(9)으로 각각 감아서 접촉 면적을 최대한 넓게 확보하여 모세관(9)과 석션파이프(11) 사이에서 열전달이 이루어지도록 함으로써, 석션파이프(11)내에 잔존 가능한 액상의 냉매를 증발시키도록 함과 동시에 압축기(5)의 입구 온도를 최대한 상온에 가깝게 유지할 수 있도록 하는 방안이 제시되어 사용되고 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 방법 외에 압축기의 신뢰성 향상을 위한 다른 하나의 방안으로 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수개의 저장실에 각각 마련된 증발기 출구 쪽 석션파이프 상에 설치되는 어큐뮬레이터 내부를 모세관이 지나가도록 배치함으로써, 각 저장실의 증발기로부터 나오는 냉매의 압력을 상승시켜 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기, 응축기, 모세관, 증발기가 순차적으로 배관 연결되는 냉각시스템을 갖춤과 동시에 복수의 저장실을 갖는 김치저장고에 있어서, 상기 복수의 저장실에 각각 권선 배치된 각 증발기의 출구 쪽 배관인 석션파이프 상에 어큐뮬레이터가 배치됨에 따라 상기 각 증발기로부 터 냉매가 석션파이프(흡입관)을 통해 상기 어큐뮬레이터로 보내져 모아짐과 동시에, 상기 어큐뮬레이터에 모아진 냉매는 압축기 측으로 석편파이프(배출관)를 통해 보내지며, 상기 응축기와 증발기 사이를 연결하는 모세관이 상기 어큐뮬레이터와 접촉하여 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조를 제공함으로써 달성된다.

그리고, 상기 어큐뮬레이터의 내부에서 상기 압축기로 냉매를 보내는 석션파이프(배출관)의 상단 입구가 상기 증발기로부터 보내지는 냉매가 유입되는 석션파이프(흡입관)의 하단 출구보다 상부에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 김치저장고의 각 저장실의 증발기 출구 쪽 석션파이프 상에 설치되는 어큐뮬레이터 내부로 모세관이 배치된 상태를 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 김치저장고의 각 저장실의 증발기 출구 쪽 석션파이프 상에 설치되는 어큐뮬레이터 내부로 모세관이 배치된 상태를 보여주는 부분 절개 사시도 이다.

이때, 본 발명에 따른 기술적 구성의 특징을 제외한 김치저장고의 구성 상태는 종래와 동일함으로, 김치저장고의 일반적인 구성 및 작용 상태는 종래 기술을 그대로 인용하거나 구체적인 내용은 생략하면서 본 발명의 특징적 구성을 제외한 종래와 동일한 구성에 대해서 동일명칭 및 동일부호를 붙이기로 한다.

즉, 종래 기술을 설명하기 위해 첨부 도면들에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 김치저장고는, 냉동사이클을 구성하는 압축기(5) 및 응축기(6) 등이 배치되는 기계실(3)과, 냉동사이클의 각 증발기(7)가 감싸고 있는 복수의 저장실(4)이 형성된 본체(1)를 갖는다.

이때, 상기 각 증발기(7)는 냉매배관에 의해 기계실(3) 내에 배치된 압축기(5) 및 응축기(6)와 상호 연통되어 냉매가 순환할 수 있도록 되어 있다.

또한, 종래 기술에서 살펴본 바와 같이, 상기 각 증발기(7)의 출구와 압축기(5)의 입구사이에는 소위, 석션파이프(11; Suction Pipe)라 불리 우는 냉매배관이 마련되어 상기 저장실(4)과 기계실(3) 사이를 구획하는 베이스커버(10)를 관통하여 연결되어 있다.

여기서, 본 발명은 상기 석션파이프(11) 상에 도 3에 도시된 바와 같은 어큐뮬레이터(20)가 배치되어 상기 각 저장실(4)의 증발기(7)로부터 나오는 냉매가 어큐뮬레이터(20)로 모아진 뒤 압축기 측으로 보내지도록 된 구조에 관련되어 있다.

즉, 상기 어큐뮬레이터(20)는 각 저장실(4)의 증발기(7)로부터 나오는 냉매 중 액체 상태의 냉매가 압축기(5)로 유입되는 것을 최대한 방지 할 수 있도록 수액 분리기능을 가짐과 동시에 필요에 따라 불순물을 걸러 냄은 물론, 냉매의 균일한 분배를 위한 기능을 갖추고 있다.

이와 같은 구조를 갖는 어큐뮬레이터(20)에 있어서, 본 발명은 상기 어큐뮬레이터(20) 내부로 상기 응축기(6) 측과 연결된 모세관(9)이 지나가도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 응축기(6) 측과 연결된 모세관(9)이 상기 어큐뮬레이터(20)를 지난 후 스텝핑 밸브(도시 안됨)에 의해 제어되어 냉매가 각 저장실(4)의 증발기(7)에 선택적으로 공급될 수 있도록 되어 있는 것이다.

이는 상기 어큐뮬레이터(20)와 모세관(9) 사이에서 열교환이 가능하도록 하기 위함이다.

즉, 상기 모세관(9)을 지나가는 냉매와 상기 각 증발기(7)로부터 어큐뮬레이터(20)로 모아지는 냉매 사이에는 분명한 온도 차이가 있기 때문에 상기 모세관(9) 내의 냉매와 어큐뮬레이터(20) 내의 냉매 사이에는 상호 열교환이 이루어질 수 있는 것이다.

특히, 상기 각 증발기(7)로부터 어큐뮬레이터(20)로 모아지는 냉매의 온도가 상기 모세관(9)을 지나 증발기(7)로 공급되는 냉매의 온도에 비해 상대적으로 낮기 때문에 상기 모세관(9)의 냉매 온도는 열교환 시에 열을 빼앗겨 추가적으로 온도가 하강하게 되고, 반대로 상기 어큐뮬레이터(20) 내에 모아진 냉매의 온도는 상승하게 되기 때문에, 결과적으로 상기 어큐뮬레이터(20)로부터 압축기(5)로 보내지는 냉매의 온도가 상대적으로 높아지는 효과를 얻게 된다.

이처럼 상기 각 증발기(7)로부터 압축기(5)로 보내지는 냉매에서 온도 상승이 일어나게 되면, 종래에 비해 상대적으로 냉매 압력이 상승하게 되어 냉매의 압력 변화폭이 줄어들게 됨에 따라 압축기(5)의 신뢰성이 향상되게 되는 것이다.

한편, 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 어큐뮬레이터(20)에서 각 저장실(4)의 증발기(7)와 압축기(5) 사이를 연결하는 각 석션파이프(11)의 배치 구조 및 모세관의 배치구조를 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 어큐뮬레이터(20)는 석션파이프(11) 비해 상대적으로 직경이 매우 큰 원통형 구조로 되어 있으며, 그 상단부 쪽으로 상기 각 저장실(4; 본 발명의 첨부도면의 경우, 3개의 저장실을 갖추고 있다)의 증발기(7)에 연결되는 복수의 석션파이프(11;11a,11b,11c)가 배치 연결되고, 그 하단부 쪽으로 압축기(5)로 연결되는 하나의 석션파이프(11d)가 배치 연결되어 있다.

그리고, 상기 어큐뮬레이터(20)의 상하단 사이를 유(U)자형으로 관통되게 모세관(9)이 배치되어 있다.

즉, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 어큐뮬레이터(20)의 하단부 쪽으로 응축기(6) 측에 연결된 모세관(9)의 일단(9a)과 증발기(7) 측에 연결되는 모세관(9)의 일단(9b)이 각 빠져 나와 있고, 상기 어큐뮬레이터(20)의 상단부 쪽으로 유(U)자형으로 절곡된 모세관(9)의 일측 연장부가 노출되는 배치 구조로 갖는 것이다.

이때, 상기 원통형 어큐뮬레이터(20)의 몸체는 상 하단이 나누어져 상호 용접(w)을 통해 조립되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

이는 상기 유(U)자형으로 어큐뮬레이터(20)에 관통 배치되는 모세관(9)의 설치를 용이하게 하기 위함이면서 어큐뮬레이터(20)의 제작 자체를 용이하게 하기 위함이다.

특히, 상기 어큐뮬레이터(20)는 수액 분리 기능을 갖추는 것이 바람직하기 때문에, 이를 위해 상기 어큐뮬레이터(20)의 내부에서 상기 압축기(5) 측으로 연결되는 석션파이프(이하 배출관(11d')이라 한다)의 상단(a)이 상기 증발기(7) 측으로부터 연결되어 온 석션파이프(이하 흡입관(11a',11b',11c'))이라 한다)의 하단(b)보다 상부에 위치하도록 되어 있다.

따라서, 상기 증발기(7)로부터 흡입관(11a'11b',11c')을 통해 어큐뮬레이터(20) 내로 모아진 냉매 중 액냉매는 상기 압축기(5) 쪽으로 빠져나가는 배출관(11d')의 상단(a) 입구로 유입되지 못하고, 어큐뮬레이터(20)의 내부 바닥면에 모아지게 되고, 기체냉매 만이 상기 흡입관(11a'11b',11c')의 하단(b)보다 상부에 위치한 배출관(11d')의 상단(a) 입구로 유입되어 압축기(5)로는 기체냉매만이 보내지게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 복수개의 저장실에 각각 마련된 증발기 출구 쪽 석션파이프 상에 설치되는 어큐뮬레이터 내부를 모세관이 지나가도록 배치함으로써, 각 저장실의 증발기로부터 나오는 냉매의 온도 상승을 통한 냉매의 압력을 상승시켜 압축기의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

압축기, 응축기, 모세관, 증발기가 순차적으로 배관 연결되는 냉각시스템을 갖춤과 동시에 복수의 저장실을 갖는 김치저장고에 있어서,

상기 복수의 저장실에 각각 권선 배치된 각 증발기의 출구 쪽 배관인 석션파이프 상에 어큐뮬레이터가 배치됨에 따라 상기 각 증발기로부터 냉매가 석션파이프(흡입관)을 통해 상기 어큐뮬레이터로 보내져 모아짐과 동시에, 상기 어큐뮬레이터에 모아진 냉매는 압축기 측으로 석편파이프(배출관)를 통해 보내지며,

상기 응축기와 증발기 사이를 연결하는 모세관이 상기 어큐뮬레이터와 접촉하여 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조.
제1항에 있어서,

상기 모세관은 어큐뮬레이터의 내부를 지나도록 배치된 것을 특징으로 하는 김치저장고에서의 냉각시스템 효율 향상구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 어큐뮬레이터의 내부에서 상기 압축기로 냉매를 보내는 석션파이프(배출관)의 상단 입구가 상기 증발기로부터 보내지는 냉매가 유입되는 석션파이프(흡입관)의 하단 출구보다 상부에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 김치저장 고에서의 냉각시스템 효율 향상구조.