KR0125912Y1 - A refrigerator using stirling cycle - Google Patents
A refrigerator using stirling cycleInfo
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
- F25B29/006—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
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- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/40—Fluid line arrangements
Abstract
본 고안은 스터링 사이클을 이용한 냉온장고에 관한 것이다. 종래 프레온계 냉매를 사용하는 냉동장치는 냉각효과도 미미하고 사용시 규제를 받는 등의 여러 가지 문제점이 있었다. 본 고안은 최대 -200℃까지의 저온도 얻을 수 있는 스터링 사이클 모듈과 냉각수단과 가열수단과 냉음료 보관고와 온음료 보관고로 구성되어 냉.온음료를 동시에 냉각 또는 가열하도록 하고 상기 냉.온음료 보관고에 수납, 보관하도록 하여 제품의 성능을 현저하게 향상시킨 것이다.The present invention relates to cold and cold storage using the Stirling cycle. Conventional refrigeration system using a freon-based refrigerant has a variety of problems, such as the cooling effect is insignificant and regulated when used. The present invention consists of a Stirling cycle module that can obtain a low temperature up to -200 ℃, cooling means, heating means, cold beverage storage and hot beverage storage at the same time to cool or heat the cold and hot beverages and the cold and hot beverage storage The product's performance is remarkably improved by storing and storing it in the product.
Description
제1도는 본 고안에 의한 스터링 사이클을 이용한 냉온장고의 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a cold room using a Stirling cycle according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 스터링 사이클 모듈 2 : 냉각 수단1: Stirring cycle module 2: Cooling means
3 : 가열수단 4,5 : 냉.온음료 보관고3: heating means 4,5: cold and hot beverage storage
6,7 : 냉온음료 14 : 방열기6,7: hot and cold drink 14: radiator
15 : 팽창공간 16 : 압축공간15: expansion space 16: compression space
21 : 저온 챔버(chamber) 22 : 저온 브라인 튜브(brain tube)21: low temperature chamber 22: low temperature brine tube
23 : 저온 실린더 24 : 순환용 펌프23: low temperature cylinder 24: circulation pump
31 : 고온 브라인 튜브 32 : 고온 실린더31: high temperature brine tube 32: high temperature cylinder
33 : 순환용 펌프33: circulation pump
본 고안은 스터링 사이클 모듈을 구비하여 스터링 사이클의 팽창공간과 압축공간의 열을 이용한 냉각작용과 가열작용을 동시에 실시하여 냉온음료의 급속 냉장 및 보온에 적당하도록 한 스터링 사이클을 이용한 냉온장고에 관한 것이다.The present invention relates to a cold storage cabinet using a sterling cycle equipped with a sterling cycle module to perform cooling and heating using the expansion space and the compression space of the sterling cycle at the same time to be suitable for the rapid cooling and warming of cold and hot beverages .
종래의 자동판매기나 냉장고의 경우에 음료를 냉각시켜주기 위해서는 대용량의 압축기와 열교환기 등이 필요한 증기압축식 사이클을 채용하고 있으며, 냉매로는 프로론계 냉매를 사용하였다.In the case of a conventional vending machine or a refrigerator, a vapor compression cycle requiring a large-capacity compressor and a heat exchanger is employed to cool the beverage, and a prolon-based refrigerant is used as the refrigerant.
그런데 상기한 바와 같은 증기 압축식 사이클을 이용한 냉각장치는 프레온계 냉매가 대기 오존층을 파괴하는 등 대기오염에 심각한 영향을 끼치게 되므로 최근에는 이러한 프레온계 냉매의 사용을 규제하고 있고, 수년 내에는 냉매의 사용이 금지될 가능성이 높아지고 있는 실정이다.However, the above-described cooling apparatus using a steam compression cycle has a serious effect on air pollution such as the freon refrigerant destroying the atmospheric ozone layer. Recently, the use of such a refrigerant refrigerant is regulated. The situation is increasingly likely to be prohibited.
이에 따라 새로운 방식의 냉각장치가 요구되었는 바, 이에 부응하기 위한 냉각장치로 스터링 사이클 방식의 냉동장치가 사용되고 있는데 종래에는 프로온 계통의 냉매물성치에 따라 극저온 대역(-60℃이하)의 저온을 얻는 것이 불가능하였지만 스터링 사이클 방식의 냉동장치는 -200℃정도까지의 저온을 얻는 것이 가능한 이점이 있는 것이다.As a result, a new type of cooling device was required. As a cooling device to meet this demand, a sterling cycle type refrigeration device is used. In the related art, a low temperature in the cryogenic zone (below -60 ° C) is obtained according to the refrigerant properties of the proon system. Although it was impossible, the Stirring cycle type refrigeration unit has the advantage that it is possible to obtain a low temperature of about -200 ℃.
본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 스터링 사이클 모듈을 구비하여 스터링 사이클의 팽창공간과 압축공간의 열을 이용한 냉각작용과 가열작용을 동시에 이용하여 냉온음료의 냉장 및 보온이 가능하도록 한 스터링 사이클을 이용한 냉온장고를 제공하려는 것이다.An object of the present invention is to provide a sterling cycle module as described above using a sterling cycle to enable the cooling and warming of cold and hot beverages by simultaneously using the cooling action and the heating action using the heat of the expansion space and the compression space of the sterling cycle To provide a cold and cold.
이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 각각 저온의 팽창공간과 고온의 압축공간을 갖는 스터링 사이클 모듈과, 상기 스터링 사이클 모듈의 저온측 열을 전달받는 저온 챔버에 연결되어 저온용 브라인 액의 통로가 되는 저온용 브라인 튜브와, 상기 모듈의 방열기내의 고온용 브라인 액의 통로가 되는 고온용 브라인 튜브와, 상기 브라인 튜브들이 각각 감겨져 있는 저온 및 고온 실린더와 순환 펌프로 구성된 냉각수단 및 가열수단을 동시에 구비하여 냉각 및 가열한 후 이를 각각 별도로 수납 보관하는 보관고로 구성한 것을 특징으로 하는 스터링 사이클을 이용한 냉온장고가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, it is connected to a stirling cycle module having a low-temperature expansion space and a high-temperature compression space, respectively, and a low-temperature chamber that receives the low-temperature heat of the stirling cycle module to be a passage for the low temperature brine liquid. And a low temperature brine tube, a high temperature brine tube serving as a passage for the high temperature brine liquid in the radiator of the module, and a cooling means and a heating means composed of a low temperature and a high temperature cylinder and a circulation pump, each of which is wound around the brine tubes. Cooling and heating is provided using a Stirling cycle, characterized in that consisting of a storage for storing and storing each separately after cooling and heating.
이하, 본 고안에 의한 스터링 사이클을 이용한 냉온장고를 첨부도면에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the cold and hot storage using the Stirling cycle according to the present invention will be described in detail by the accompanying drawings.
제1도는 본 고안 장치의 대략 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 본 고안에 의한 스터링 사이클을 이용한 냉온장고는 스터링 사이클 모듈(1)과, 냉각수단(2)과, 가열수단(3)과, 냉.온음료 보관고(4)(5)를 설치하여 구성된다.1 is a schematic configuration diagram of the device of the present invention, as shown in the cold and cold storage using the Stirring cycle according to the present invention is a Stirling cycle module (1), cooling means (2), heating means (3), It consists of installing cold and hot beverage storage (4) (5).
상기 스터링 사이클 모듈(1)은 구동모터(11)와 크랭크 기구(12)와 재생기(13)와 방열기(14)로 구성되며, 상기 크랭크 기구(12)의 동작에 의해 냉각효과가 발생하는 팽창공간(15)과 열이 방출되게 되는 압축공간(16)이 형성되어 있다.The stirling cycle module 1 includes a driving motor 11, a crank mechanism 12, a regenerator 13, and a radiator 14, and an expansion space in which a cooling effect is generated by the operation of the crank mechanism 12. 15 and a compression space 16 through which heat is released are formed.
상기 냉각수단(2)은 스터링 사이클 모듈(1)의 팽창공간(15)의 상부에 설치되는 저온 챔버(chamber)(21)와, 일단은 저온 챔버(21)의 출구(21a)에 연결고정되고 타단은 입구(21b)에 고정되어 저온용 브라인(brine)액(빙점이 -60℃인 액체)이 운반, 이동되어지는 통로인 저온 브라인 튜브(22)와, 상기저온 브라인 튜브(22)가 환상형으로 감겨 있고 냉각되는 냉음료(6)를 수납하는 저온 실린더(23)와, 상기 저온 브라인 튜브(22)의 일정 부위에 설치되어 상기 저온용 브라인 액을 순환시키는 순환용 펌프(24)로 구성되어 있다.The cooling means (2) is fixed to the cold chamber (chamber) 21 is installed in the upper portion of the expansion space 15 of the Stirling cycle module 1, and one end is connected to the outlet (21a) of the low temperature chamber 21 The other end is fixed to the inlet 21b, and the low temperature brine tube 22, which is a passage through which the low temperature brine liquid (liquid having a freezing point of -60 ° C) is transported and moved, and the low temperature brine tube 22 are annular. It consists of a low temperature cylinder 23 for storing the cold beverage (6) wound in the form and cooled, and a circulation pump (24) installed at a predetermined portion of the low temperature brine tube (22) to circulate the low temperature brine liquid. It is.
또한 상기 가열수단(3)은 상기 스터링 사이클 모듈(1)의 압축공간(16)을 이용하기 위해 쉘 앤드 튜브(shell and tube) 식의 열교환기인 방열기(14)의 양측이 연결되어 고온용 브라인 액이 이동되는 통로인 고온 브라인 튜브(31)와, 상기 고온 브라인 튜브(31)가 환상형으로 감겨 있고 가열되는 온음료(7)를 수납하는 고온 실린더(32)와, 상기 고온 브라인 튜브(31)의 일정 부위에 설치되어 상기 고온용 브라인 액을 순환시키는 순환용 튜브(33)로 구성되어 있다.In addition, the heating means 3 is connected to both sides of the heat sink 14, which is a shell and tube type heat exchanger, in order to use the compression space 16 of the Stirling cycle module 1, so that the high temperature brine liquid is connected. The high temperature brine tube 31 which is a passage to which this movement is carried out, the high temperature cylinder 32 which accommodates the hot drink 7 to which the high temperature brine tube 31 is wound in an annular shape, and is heated, and the said high temperature brine tube 31 It is provided in a predetermined portion of the circulation tube 33 for circulating the high temperature brine liquid.
한편, 본 고안의 도면에는 도시하지 않았으나 상기 냉각수단(2)과 가열수단(3)의 저온, 고온 실린더(23,32)에 온도감지센서를 설치하여 실린더(23,32)에 수납된 냉.온음료(6,7)가 일정 온도에 도달되면 자동으로 별도 설치된 냉.온음료 보관고(4,5)에 이동 수납되도록 구성한다.On the other hand, although not shown in the drawings of the present invention by installing a temperature sensor on the low-temperature, high-temperature cylinders (23, 32) of the cooling means (2) and the heating means (3) stored in the cylinder (23,32). When the hot beverage (6,7) reaches a certain temperature is configured to be automatically stored in the cold and hot beverage storage (4,5) installed separately.
이와 같이 구성되는 본 고안의 작동 및 효과는 다음과 같다.The operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.
전원이 인가되어 스터링 사이클 모듈(1)의 구동모터(11)가 작동되면 크랭크 기구(12)가 왕복운동하게 되고, 내부에 충전된 He등의 가스가 스터링 사이클을 이루어 압축, 팽창하게 되어 팽창공간(15)에서는 냉각효과가 발생되고, 압축공간(16)에서는 열이 방출되게 된다.When power is applied and the driving motor 11 of the stirling cycle module 1 is operated, the crank mechanism 12 reciprocates, and gas such as He charged inside is stirred to compress and expand to expand and expand the space. Cooling effect is generated in (15), and heat is released in the compression space (16).
이에 따라 스터링 사이클 모듈(1)의 저온부는 -100∼200℃까지 냉각되어 저온 브라인 액은 저온 챔버(21)에서 대략 -40℃이하로 냉각되어 저온 브라인 튜브(22)를 통해 저온 실린더(23)로 전달되고, 저온 실린더(23)에 수납되어 있는 냉음료(6)를 급속 냉각시키게 되며, 이와 동시에 고온측은 고온 브라인 액이 방열기(14)를 통과하면서 통상 40∼100℃로 가열되어 고온 실린더(32)에 수납되어 있는 온음료(7)를 가열하게 된다.Accordingly, the low temperature portion of the stirling cycle module 1 is cooled to −100 to 200 ° C., and the low temperature brine liquid is cooled down to about −40 ° C. or lower in the low temperature chamber 21, and thus the low temperature cylinder 23 through the low temperature brine tube 22. The cold beverage 6 is stored in the low-temperature cylinder 23 and rapidly cooled, and at the same time, the high-temperature side is heated to 40 to 100 ° C. while the high temperature brine liquid passes through the radiator 14. The hot beverage 7 stored in 32 is heated.
상기 저온 실린더(23)와 고온 실린더(32)에 각각 수납된 냉각 또는 가열되는 냉.온음료(6,7)는 일정 온도에 도달하면 온도 감지 센서의 감지신호에 따라 별도로 설치된 냉.온음료 보관고(4,5)로 이동 수납되고, 다른 냉.온음료가 상기 저온 실린더(23) 및 고온 실린더(32)에 수납되게 되는 동작이 반복되는 것이다.The cold and hot beverages 6 and 7 stored in the low temperature cylinder 23 and the high temperature cylinder 32, respectively, are separately installed according to a detection signal of a temperature sensor when the cold and hot beverages 6 and 7 reach a predetermined temperature. The operation of moving to (4, 5) and storing the other cold and hot beverages in the low temperature cylinder 23 and the high temperature cylinder 32 is repeated.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면 종래 프레온 냉매를 사용하는 냉장, 냉동장치가 -30℃ 이하의 냉각효과를 얻기 어려웠음에 비해 극 저온인 -50℃이하의 냉각효과를 달성할 수 있어 냉각 시간을 크게 단축할 수 있고, 냉각과 가열을 동시에 실시할 수 있도록 하여 장치의 성능이 현저하게 향상되는 것이다.As described above, according to the present invention, the conventional refrigeration and freezing device using a freon refrigerant can achieve a cooling effect of -50 ° C or lower, which is extremely low temperature, compared to the difficulty of obtaining a cooling effect of -30 ° C or lower. Can be greatly shortened, and cooling and heating can be performed simultaneously, thereby significantly improving the performance of the apparatus.
Claims (1)
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