KR940002221B1 - 냉장 · 냉동실 분리형 냉장고 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉장·냉동실 분리형 냉장고

제1도는 종래의 열파이프를 이용한 신방식 냉장고의 측면도.

제2도는 본 발명의 신방식 냉장고의 측면도.

제3도는 스퍼터링냉동기기의 개략도.

제4도는 냉동기기의 흡열기의 열파이프 접속상태를 나타내는 개략도.

제5도는 방열기와 열파이프 접속상태를 나타내는 개략도.

제6도는 열파이프의 단면도.

제7도는 냉장실 온도제어장치의 구성을 나타내는 개략도.

제8도는 냉동기기의 용량제어시스템을 나타대는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 흡열기 2 : 방열기

3 : 스터링 냉동기기 5 : 냉기전달열파이프

6 : 냉기전달 열교환기 7 : 냉기순환팬

12 : 냉동실용 열파이프 13 : 냉장실용 열파이프

16 : 냉동기기의 흡열기 17 : 냉동기기의 방열기

18 : 냉동기기의 재생기 21 : 선형모터

25 : 흡열기판 27 : 위크(WICK)

28 : 가변저항 29 : 가변저항조정기

30 : 벨로즈 31 : 작동유체

32 : 열파이프개폐기

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 특히 냉매로써 프레온가스를 사용하지 않고 스터링 냉동기기를 사용하여 냉각하도록 하고, 냉기전달방식에 있어서 냉장실 및 냉동실에 별도로 냉기를 전달시키는 신방식 냉장고에 관한 것이다.

종래의 열파이프를 이용한 신방식 냉장고는 제1도에 도시한 바와같이 스터링 사이클로 작동되는 냉동기기(3)와, 냉동기기(3)의 냉기 발생부에 접속되어 냉동실내의 공기와의 열교환을 촉진시키는 열파이프(5) 및 냉기전달 열교환키(6)과, 냉동기기의 방열기(2)에서 방출되는 열량을 방출하는 열파이프와, 냉기절단 열교환기의 열교환량을 증가시키는 냉기순환팬과 냉동실 및 냉장실의 온도를 적절하게 유지하기 위한 전압제어부 및 온도센서(8)등으로 구성된다. 냉장고에서는 스터링사이클로 작동되는 냉동기기(3)에 의해서 냉각효과가 발생하며 발생된 냉기는 열파이프, 냉기전달 열교환기, 팬의 구동에 의해서 냉동실로 전달된다. 또한 냉동실의 냉기는 유동순환을 위한 관을 통해서 냉장실의 온도센서의 감지에 따라 냉장실에 전달된다. 그리고 냉동기기의 방열기(2)에서 방출되는 열량은 냉동기기의 방열기와 접촉한 열파이프를 통해서 냉장고 외부로 방열된다. 냉장실 및 냉동실 온도 제어는 온도센서 및 제어부에서 설정된 온도에 따라 냉동기기의 부품인 선형모터에 공급되는 전압을 비례 제어하도록 하여 냉동기기의 냉동능력을 조절하도록 되어 있다. 종래의 열파이프를 이용한 신방식 냉장고에서는, 냉장실의 공기가 냉동실에 있는 냉기전달 열교환기와 접촉하여 서리가 끼기 때문에 열교환기의 제상이 필연적이다. 그리고, 냉동실의 냉기가 냉장실로 전달되어 냉장실과 냉동실 사이의 격리판이 두꺼워짐은 물론 관내의 유로저항에 의해서 팬의 소비전력이 증가하게 되며, 팬의 회전에 의해서 야기되는 소음은 물론 냉기를 냉장실 및 냉동실로 분리하는 과정에서 나타나는 유동의 벽면 충돌(flow impingement)에 의해서 발생되는 소음은 피할 수 없는 문제점이 있었다.

이하, 본 발명을 첨부만 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 냉장고는 He등의 작동가스를 이용하고 스터링사이클로 작동되는 냉동기기(3) 및 냉기를 냉장실 및 냉동실로 별도로 전달하는 열파이프 2개(12, 13), 냉각량을 증가시키기 위한 냉기순환 팬 2개(7), 냉동기기의 방열기에서 방출되는 열량을 냉장고 외부로 보내는 방열열파이프(11), 냉동실의 온도를 감지하고 냉동기기를 포함하는 냉동실 온도 제어부(8), 그리고 냉장실로 전달되는 냉기량을 조절하는 냉장실 온도제어부(8')로 구성된다.

여기서 본 발명의 스터링 냉동기기(3)의 구성은 제3도와 같이 흡열기(1), 방열기(2), 재생기(5), 디스플레이서(19), 피스톤(20) 및 선형모터(21)로 되어 있으며, 실린더 내의 공간은 상부작동구간(22)와 하부작동구간(23) 및 반동공간(24)로 구성된다. 냉동기기(3)의 흡열기(1)와 냉장실용 및 냉동실 열파이프 접속은 제4도에서와 같이 열파이프(12), (13)의 응축부를 모자 모양으로 만들어 흡열기(1)를 덮어 씌우는 구조와 흡열능력을 증가시키기 위해 흡열기에 핀(fin)(15)를 장착하는 구조로 구성된다. 그리고 제5도 (a), (b)에서와 같이 방열기(17)의 둘레를 열파이프(11)의 증발부로 외각 구조를 만들어 그 내부를 물로 채우는 구조로 구성된다.

냉동실 및 냉장실 온도제어부(8), (8')의 구성은 제7도와 같이, 가변저항(25), 가변저항조정기(26), 벨로즈(16), 온도변화에 민감한 작동유체(17), 열파이프의 개폐가(18)로 구성된다. 본 발명에서의 냉장고의 냉각능력제어는 냉동능력조절부에서 수행되며 제어부는 냉장실 및 냉동실의 온도 제어장치의 구성요소를 제8도와 같이 병렬 연결하여 구성된다.

본 발명에 의한 냉장고는 스터링 사이클로 작동되는 냉동기기(3)에 의해 냉각효과가 발생되며 발생된 냉각효과는 냉장실 및 냉장실의 온도에 따라 각각의 열파이프(12, 13)를 통하여 적절히 냉기가 전달된다. 또한 냉동기기(3)의 방열기에서 방출되는 열량은 냉동기기(3)의 방열기에 접속된 열파이프(11)에 의해 냉장고 외부로 방출된다.

본 발명에서 사용되고 있는 스터링 냉동기기(3)의 냉각효과 발생원리는 스터링 엔진동작원리의 역사이클과 같다. 즉 고온의 흡열기(1)에 열을 받고 저온의 방열기(2)에서 열을 방출하여 등온팽창과 등온압축에 의해 동력을 얻는 대신에 역으로 선형모터(21)에 동력을 가하여 피스톤(20)을 하향운동시켜 등온팽창을 시킴으로써 흡열기(1)에서 냉각효과를 얻고, 압축시에는 방열기(2)에서 열을 방출시킴으로써 등온압축이 되게끔 하는 것이다.

열파이프(11), (12), (13)의 작동원리는 제6도에서 나타낸 바와같이 열파이프(11), (12), (13)내의 작동유체가 증발부에서 열을 흡수하여 증기상태로 되며 작동유체는 응측부에 도착하고 응축부에서는 열을 방출하면서 작동유체가 액체상태로 된다. 이 액체상태의 작동유체는 모세관 현상을 야기시키는 의크(wick)(14)을 통하여 증발부에 도달한다. 이와같은 순환과정에 의하여 냉동기기의 냉기는 각각 열파이프(12), (13)을 통해서 냉장실 및 냉동실에 전달되며, 방열파이프(11)의 방열도 열파이프의 기본원리를 사용하는 것이다.

냉장실 및 냉동실의 온도제어장치는 냉장실 및 냉동실의 온도가 원하는 범위에 도달하면 제7도에서 열파이프 개폐기(18)가 열교환기(6)의 유로를 차단하여 열파이프내의 작동유체가 순환되지 않고 가변저항조정기(26)에 의해서 가변저항이 소정치에 도달하게 설정해 놓으면 냉동기기의 선형모터(21)는 작동되지 않기 때문에 냉동기기(3)는 특별한 역할을 하지 않는다. 그리고, 냉동실 및 냉장실의 온도가 지정된 온도보다 크면 벨로즈(16)내 작동유체가 팽창하여 열파이프 개폐기(18)가 열려 열파이프내의 작동유체가 순환하게 되며, 이때 가변저항조정기(26)는 적당한 저항치를 가르켜 제8도에 나타낸 바와같이 통전되어 선형모터(21)가 작동되면서 냉동능력을 발휘하게 된다. 이때 가변저항조정기(26)를 적당한 선택조작기(예를 들면, 강냉, 적당, 약냉 등)과 연결시키면 원하는 기능을 충분히 수행하게 된다. 가변저항조정기(26)로는 롤 스프링을 사용할 수 있으며 손잡이를 이용하여 선택이 가능하다. 만일 냉동실(9)의 온도가 높아져서 성형모터(21)가 구동되는 상황에서 냉장실(10)의 온도는 설정된 적정온도로 유지되어 있다면, 스터링 냉동기기(3)에서 발생되는 냉기는 냉동실(9)에만 공급된다. 왜냐하면 냉동실(9)의 벨로즈(16)는 팽창된 상태로 열파이프 개폐기(18)가 열린 상태에 있으나 냉장실(10)의 벨로즈(16)는 팽창되지 않은 상태이기 때문에 열파이프 개폐기(18)는 닫힌 상태로 있기 때문이다.

본 발명에 냉동기기로 사용되는 제3도의 냉동기기(3)의 냉각능력은 피스톤(20)의 운동의 변위크기에 따라 변한다. 피스톤의 운동은 피스톤(20)의 전체 혹은 일부분이 영구자석으로 구성되기 때문에 피스톤(20) 운동변위는 선형모터(21)의 권선수나 권선에 흐르는 전류에 의해서 변화한다. 제3도의 냉동기기 특성상 냉각능력조정은 권선에 흐르는 전류량을 변화시키는 것이 가장 용이하다. 따라서 제8도의 냉동기기 다시 말하면 냉각능력조절은 냉장실 및 냉동실의 냉동부하에 따라 쉽게 작동 및 능력을 발휘할 수 있는 방열 연결이 합리적이다.

상기한 본 발명의 구성으로 인하여 얻을 수 있는 효과는 다음과 같다.

본 발명에 의한 냉장고는 환경을 오염시키는 프레온가스를 사용하지 않으므로 오존층 파괴 및 지구온난화 효과에 충분히 대처할 수 있으며, 종래에는 팬의 설치구조에 의하여 덕트내의 유로저항이 증가하여 소비전력이 증가하고 소음이 발생하는 것이 있으나, 본 발명에서는 냉동실(9)과 냉장실(10)에 냉기전달열교환기(6) 및 팬(7)을 각각 설치하여 유로저항이 감수되도록 되어있으므로 소비전력이나 소음면에서 상대적으로 유리하고 팬을 사용하여도 냉기순환량 및 압력손실이 작아 소음은 매우 작다. 또한 냉장실 및 냉동실을 분리시켰기 때문에 제상이 필요치 않으며 냉장실 및 냉동실 사이에 단순한 격리막만 필요하기 때문에 같은 외형을 갖는 냉장고라면 상대적으로 큰 냉동 및 냉장체적을 갖게 되어 공간활용성이 좋다. 또한 냉장실 및 냉동실의 온도를 확실하게 조절하여 식품보관에 매우 유리하며 냉동부하 변화에 적응성이 뛰어난 효과가 있다.

Claims (7)

1. 스터링사이클을 이용하여 냉동효과를 발생시키는 수터링 냉동기기(3)과, 냉동기기(3)에 연결되어 냉동기기의 냉각능력을 격리 형성된 냉동실과 냉장실에 별도로 전달시키기 위한 열파이프(12, 13)와, 열파이프(12, 13)의 냉기전달능력을 조정하기 위한 냉동실 및 냉장실 온도제어부(8), (8')로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉동실과 냉장실에 냉기순환용팬(7, 7)을 각각 설치하여, 냉각능력을 증대시키고, 소음을 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스터링 냉동기기(3)의 흡열기(1)의 표면에 냉각능력을 향상시키기 위한 핀(15)이 장착된 것을 특징으로 하는 냉장고.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉동실 및 냉장실 온도제어부(8), (8')는 가변저항(28)과, 그 가변저항(28)을 조절하기 위한 가변저항조정기(29)와, 냉기전달 열교환기(6)를 개폐하는 열파이프 개폐기(32)와, 열파이프 개폐기(32)를 온도에 따라 작동시키는 벨로즈(30) 및 작동유체(31)로 구성된 것임을 특징으로 하는 냉장고.
5. 제4항에 있어서, 상기 가변저항조정기(26)가 롤 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
6. 제4항에 있어서, 상기 가변저항조정기(26)는 놉을 이용하여 온도별 선택이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 냉장고.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉장실 및 냉동실의 온도조정기의 가변저항(25)을 병렬로 구성하여 냉동기기와 연결시키는 것을 특징으로 하는 냉장고.