KR100451221B1 - 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고에 관한 것으로서, 일측이 개구된 단열공간을 형성하는 본체와; 상기 본체의 전면개구를 회동개폐하도록 상기 본체에 결합되는 도어와; 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 배치되어 상기 단열공간을 상하방향을 따라 냉동실 및 냉장실로 분리구획하는 배리어부재와; 상기 냉동실의 상부면, 양 측면 및 후방 벽면의 내부에 매입되어 상기 냉동실을 냉각하는 냉동실증발기부와, 상기 냉동실증발기부와 상호 연통되고 하향 연장되어 상기 냉장실의 벽 중 적어도 어느 하나의 내부에 매입되는 냉장실증발기부를 구비한 증발기와; 상기 증발기로부터 흡입된 가연성 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 가연성 냉매의 누설을 방지할 수 있어 안전하고 냉동사이클의 효율을 제고시킬 수 있는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고가 제공된다.

Description

가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고{DIRECT COOLING TYPE REFRIGERATOR USING COMBUSTIBILITY REFRIGERANTS}
본 발명은, 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제조비용을 절감할 수 있고 가연성 냉매의 누설을 방지할 수 있어 안전하고 냉동사이클의 효율을 제고시킬 수 있도록 한 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고에 관한 것이다.
냉장고는 냉동기 등을 구비하여 단열공간의 내부에 음식물을 저온상태로 저장할 수 있도록 한 장치이다.
냉장고는 전동기로 냉각장치를 구동시키는 전기냉장고와 가스의 연소로 냉각장치를 구동시키는 가스식 냉장고가 있으며, 전기냉장고가 널리 이용되고 있다. 전기냉장고는 냉매가 기화될 때 저장실 내의 열을 기화열로 흡수하여 냉각시키며, 외부에서는 반대로 냉매가 액화하여 흡수한 열을 발산하게 된다. 이러한 작용을 전동기에 의해 반복함으로써 저장실의 내부 온도가 일정한 저온 상태로 유지된다.
냉장고는 단열벽으로 둘러싸인 냉각실을 형성하는 본체와, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 고온고압 상태의 냉매를 방열하는 응축기와, 응축기를 경유한 냉매가 갑압팽창되는 팽창장치와, 팽창장치를 통해 감압된 냉매가 잠열을 흡수하여 증발되어 냉각실을 냉각시킬 수 있도록 배치되는 증발기를 구비하고 있다.
이러한 냉장고는 냉각실의 공기가 증발기와 직접 접촉되어 자연 대류에 의해 냉각작용을 수행하는 직냉식 냉장고와, 냉각실의 내부에 냉기가 유동할 수 있도록 덕트를 형성하고 증발기의 일측에 공기의 유동을 촉진할 수 있도록 송풍팬을 구비한 간냉식 냉장고로 구별된다. 직냉식 냉장고는 용량이 작은 소형 냉장고로 주로 이용되고 간냉식 냉장고는 주로 비교적 용량이 큰 냉장고에 이용되고 있다.
도 1은 종래의 직냉식 냉장고의 종단면도이다. 도시된 바와 같이, 직냉식 냉장고는, 내부에 전면이 개구된 단열공간을 형성하는 본체(101)와, 본체(101)의 전면 개구를 회동개폐할 수 있도록 본체(101)에 결합되는 도어(102)를 구비하고 있다. 본체(101)의 후방 하부영역에는 냉매를 압축시킬 수 있도록 압축기(113)가 설치되어 있으며, 본체(101)의 내부 상부영역에는 공기와 직접 접촉되어 내부를 냉각시킬 수 있도록 증발기(115)가 노출되게 설치되어 있다.
증발기(115)는 내부에 수납된 음식물을 냉동상태로 보관하는 냉동실(103)이 형성될 수 있도록 전면이 개구된 통형상을 가지도록 형성되며, 그 하측에 자연대류에 의해 냉장실(105)이 형성될 수 있도록 본체(101)의 내부 상부영역에 설치되어 있다. 냉장실(105)은 상하방향을 따라 상호 소정 거리 이격되게 배치되어 음식물을 지지하는 복수의 선반(109)이 설치되어 있으며, 증발기(115)의 전방에는 냉동실(103)을 개폐할 수 있도록 냉동실도어(107)가 구비되어 있다.
한편, 냉동기의 냉매로 널리 사용되어 온 프레온 가스가 지구의 오존층을 파괴하는 주 원인으로 알려지면서 그 사용이 제한되고 있으며, 프레온 가스를 대체할 대체 냉매의 개발이 진행되고 있다. 프레온 가스를 대체할 대체 냉매로는 알칸계 탄화수소 중에서 이소부탄, 프로판, 펜탄 또는 이소부탄과 프로판의 혼합가스 등이 주목되고 있다.
그런데, 이러한 종래의 직냉식 냉장고는, 증발기(115)가 본체(101)의 내부에노출되도록 설치되어 있어 가스 누출의 우려가 있고 이소부탄 등의 가연성을 가지는 가연성의 냉매가 누출될 경우 화재 발생의 위험이 있다고 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려하여 증발기(115)를 본체(101)의 단열벽내에 매입되도록 설치하고 동일한 용적의 냉동실(103) 및 냉장실(105)이 형성되도록 할 경우, 즉 냉동실(103)의 높이를 동일하게 할 경우에는 전열면적을 충분히 확보할 수 없어 압축기(113)의 흡입구측의 온도가 상대적으로 낮아지게 되어 냉동사이클 효율이 저하된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 제조비용을 절감할 수 있고 가연성 냉매의 누설을 방지할 수 있어 안전하고 냉동사이클의 효율을 제고시킬 수 있는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 직냉식 냉장고의 종단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고의 사시도,
도 3은 도 2의 종단면도,
도 4는 도 3의 증발기의 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 본체 13 : 도어
14 : 냉동실 16 : 냉장실
21 : 배리어부재 22 : 관통공
23 : 압축기 25 : 증발기
26 : 냉동실증발기부 28 : 냉장실증발기부
30 : 온도검출센서 33 : 제어부
35 : 온도조절노브
상기 목적은, 본 발명에 따라, 일측이 개구된 단열공간을 형성하는 본체와; 상기 본체의 전면개구를 회동개폐하도록 상기 본체에 결합되는 도어와; 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 배치되어 상기 단열공간을 상하방향을 따라 냉동실 및 냉장실로 분리구획하는 배리어부재와; 상기 냉동실의 상부면, 양 측면 및 후방 벽면의 내부에 매입되어 상기 냉동실을 냉각하는 냉동실증발기부와, 상기 냉동실증발기부와 상호 연통되고 하향 연장되어 상기 냉장실의 벽 중 적어도 어느 하나의 내부에 매입되는 냉장실증발기부를 구비한 증발기와; 상기 증발기로부터 흡입된 가연성 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고에 의해 달성된다.
여기서, 상기 냉동실증발기부의 온도를 검출하는 온도검출센서와, 상기 온도검출센서의 검출결과에 기초하여 상기 압축기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 냉장실증발기부는 상기 냉동실의 후방 벽내에 매입되는 상기 냉동실증발기부로부터 하향 연장되어 상기 냉장실의 후방 벽내에 매입설치되는 것이 효과적이다.
그리고, 상기 배리어부재에는 상기 냉동실의 냉기가 상기 냉장실로 하향 유동할 수 있도록 판면을 관통하여 관통공이 형성되어 있는 것이 효과적이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고의 사시도이고, 도 3은 도 2의 종단면도이며, 도 4는 도 3의 증발기의 사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고는, 전면이 개구된 단열 공간을 형성하는 본체(11)와, 본체(11)의 전면 개구를 회동개폐할 수 있도록 본체(11)에 힌지결합되는 도어(13)와, 본체(11)의 내부에 착탈가능하게 결합되어 내부공간을 구획하는 배리어부재(21)와, 본체(11)의 후방 하부영역에 배치되어 가연성 냉매를 압축하는 압축기(23)와, 본체(11)의 단열벽의 내부에 매입되어 본체(11)의 내부를 냉각시키는 증발기(25)를 포함하여 구성되어 있다.
본체(11)의 내부 상부영역에는 내부의 단열공간을 상하방향을 따라 냉동실(14) 및 냉장실(16)로 분리 구획할 수 있도록 사각 판상의 배리어부재(21)가 착탈가능하게 설치되어 있으며, 배리어부재(21)에는 냉동실(14)의 냉기가냉장실(16)로 하향 유동할 수 있도록 한 쌍의 관통공(22)이 형성되어 있다.
배리어부재(21)의 전방영역에는 냉동실(14)을 회동개폐할 수 있도록 힌지결합된 냉동실도어(17)가 구비되어 있으며, 배리어부재(21)의 하측에는 냉장실(16)의 내부 공간을 상하방향을 따라 구획함과 아울러 음식물을 지지할 수 있도록 복수의 선반(33)이 슬라이딩 인출가능하게 지지되어 있다.
한편, 본체(11)는 외관을 형성하는 외상(12a)과, 외상(12a)과 단열재(12c)의 충전간격을 두고 외상(12a)의 내측에 소정 거리 이격배치되는 내상(12b)을 구비하고 있으며, 냉동실(14)의 벽내에는 냉동실(14)을 냉각할 수 있도록 증발기(25)가 매입설치되어 있다.
증발기(25)는, 냉동실(14)의 상면, 양 측면 및 후면 벽내에 매입되어 냉동실(14)을 냉각시키는 냉동실증발기부(26)와, 냉장실(16)의 후면 벽내에 매입설치되는 냉장실증발기부(28)를 포함하여 구성되어 있다. 냉동실증발기부(26) 및 냉장실증발기부(28)는 냉매가 유동할 수 있도록 상호 연통된 냉매유로를 구비하고 있으며, 냉동실증발기부(26)의 일측에는 냉동실증발기부(26)의 온도를 검출할 수 있도록 온도검출센서(30)가 마련되어 있다.
냉장실(16)의 일측 내벽에는 냉동실(14) 및 냉장실(16)의 온도를 제어할 수 있도록 제어부(33)가 설치되어 있으며, 제어부(33)에는 온도를 조절할 수 있도록 온도조절노브(35)가 구비되어 있다. 제어부(33)는 제어프로그램이 내장된 마이컴 또는 기계식 써모스탯(Thermostat) 등의 형태로 형성되며, 온도검출센서(30) 및 압축기(23)의 구동회로가 상호 전기적으로 연결된다.
이러한 구성에 의하여, 온도조절노브(35)에 의해 냉각온도가 설정되면 제어부(33)는 온도검출센서(30)의 검출결과에 기초하여 압축기(23)가 구동되도록 제어한다. 압축기(23)에 의해 압축된 냉매는 도시 않은 응축기를 거쳐 방열되고 모세관 등의 팽창장치(미도시)를 거쳐 감압팽창된 후, 냉동실증발기부(26) 및 냉장실증발기부(28)로 유입된다.
냉동실증발기부(26) 및 냉장실증발기부(28)의 냉매유로를 따라 유동하는 냉매는 주위의 잠열을 흡수하여 증발하게 되는 냉각작용을 수행하게 된다. 냉각작용을 수행한 냉매는 압축기(23)로 흡입되어 다시 압축된 후 냉매유로를 따라 순환하는 과정을 반복하면서 냉각작용을 수행하게 된다.
전술 및 도시한 실시 예에서는, 냉장실의 후방 벽내에 냉장실증발기부가 배치되도록 구성한 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 냉장실증발기부를 냉장실의 어느 일 측벽 내에 매입되도록 구성하거나, 양 측벽에 면적이 축소된 형태로 매입되도록 구성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 비교적 온도가 높은 냉장실의 벽내에 일측이 개구된 단열공간을 형성하는 본체와, 도어와, 본체의 내부 상부영역에 착탈가능하게 배치되어 내부공간을 냉동실 및 냉장실로 구획하는 배리어부재와, 냉동실의 벽내에 배치되는 냉동실증발기부와, 냉장실의 후방영역에 배치되는 냉장실증발기부를 구비한 증발기와, 가연성 냉매를 압축하는 압축기를 마련함으로써, 가연성 냉매의 누설을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 충분한 전열면적을 확보할 수 있어 압축기의 흡입구측 온도가 낮아지게 되는 것을 방지하여 냉동사이클의 효율을 제고시킬 수 있는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고가 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고는, 본체에 대해 착탈가능하게 결합되는 배리어부재를 마련하여 냉동실과 냉장실을 구획하도록 함으로써 제조비용을 저감시킬 수 있다.
또, 본 발명에 따르면, 냉동실증발기부의 온도를 검출하는 온도검출센서와, 온도검출센서의 검출결과에 기초하여 압축기를 제어하는 제어부를 마련함으로써, 냉동실증발기부의 온도가 과도하게 저하되는 것을 억제할 수 있어 냉동사이클의 효율을 제고시킬 수 있는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고가 제공된다.

Claims (4)

  1. 일측이 개구된 단열공간을 형성하는 본체와; 상기 본체의 전면개구를 회동개폐하도록 상기 본체에 결합되는 도어와; 상기 본체의 내부에 착탈가능하게 배치되어 상기 단열공간을 상하방향을 따라 냉동실 및 냉장실로 분리구획하는 배리어부재와; 상기 냉동실의 상부면, 양 측면 및 후방 벽면의 내부에 매입되어 상기 냉동실을 냉각하는 냉동실증발기부와, 상기 냉동실증발기부와 상호 연통되고 하향 연장되어 상기 냉장실의 벽 중 적어도 어느 하나의 내부에 매입되는 냉장실증발기부를 구비한 증발기와; 상기 증발기로부터 흡입된 가연성 냉매를 압축하는 압축기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉동실증발기부의 온도를 검출하는 온도검출센서와, 상기 온도검출센서의 검출결과에 기초하여 상기 압축기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉장실증발기부는 상기 냉동실의 후방 벽내에 매입되는 상기 냉동실증발기부로부터 하향 연장되어 상기 냉장실의 후방 벽내에 매입설치되는 것을 특징으로 하는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배리어부재에는 상기 냉동실의 냉기가 상기 냉장실로 하향 유동할 수 있도록 판면을 관통하여 관통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가연성 냉매를 이용한 직냉식 냉장고.
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