KR100675687B1 - Refrigerator by driving fuel cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료전지 구동형 냉장고에 관한 것으로, 본 발명은 냉동실 및 냉장실이 구비된 냉장고 본체와 상기 냉동실 및 냉장실을 개폐하는 냉장고 도어와 상기 냉동실에 장착되어 냉기를 형성하는 증발기 및 그 증발기에서 형성된 냉기를 고내에 순환 유동시키는 송풍팬과 상기 냉장고 본체에 구비된 기계실에 장착되어 상기 증발기와 함께 냉동사이클 장치를 구성하는 압축기와 상기 냉장고 본체에 설치되어 연료공급수단에서 공급되는 혼합 연료를 공급받아 수소가스 및 반응열을 발생시키는 연료 개질기와 상기 연료 개질기에서 공급되는 수소가스 및 별도로 공급되는 산소를 전기 화학 반응시켜 그 발생되는 전기로 상기 압축기와 송풍팬을 포함한 구동부의 동력원을 이루는 스택과 상기 연료 개질기에서 발생되는 반응열로 상기 증발기에 형성되는 성에를 제상시키는 제상수단을 포함하도록 구성하여 공급되는 연료에 의해 자체적으로 전기에너지와 열을 발생시켜 그 전기에너지로 냉동실 및 냉장실을 적정 온도 상태로 유지시키고 아울러 그 열로 성에를 제거함으로써 시스템의 에너지 효율을 매우 높이고 환경 친화적이며 아울러 사용장소에 제약을 받지 않고 자유롭게 사용할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a fuel cell-driven refrigerator, the present invention relates to a refrigerator main body having a freezer compartment and a refrigerating compartment, a refrigerator door for opening and closing the freezer compartment and a refrigerating compartment, and an evaporator installed in the freezer compartment to form cold air and cold air formed in the evaporator. Installed in a mechanical fan provided in the blower fan and the refrigerator main body for circulating and flowing the gas inside the refrigerator, and a compressor configured to form a refrigeration cycle device together with the evaporator and the mixed fuel supplied from the fuel supply means to be supplied to the hydrogen supply gas. And electrochemical reaction between a fuel reformer for generating reaction heat, hydrogen gas supplied from the fuel reformer, and oxygen supplied separately, and the electricity generated from the stack and the fuel reformer for forming a power source of a driving unit including the compressor and the blower fan. Heat formed in the evaporator It is configured to include defrosting means for defrosting the frost to generate electric energy and heat by the fuel supplied by itself to maintain the freezer and refrigerating chamber at the proper temperature state by the electric energy, and to remove the frost with the heat, thus the energy efficiency of the system It is very high, environmentally friendly, and free to use without being restricted by the place of use.
Description
도 1은 일반적인 냉장고를 개략적으로 도시한 측단면도,1 is a side cross-sectional view schematically showing a typical refrigerator,
도 2는 본 발명의 연료전지 구동형 냉장고의 일실시예를 도시한 측단면도,2 is a side cross-sectional view showing an embodiment of a fuel cell driven refrigerator of the present invention;
도 3은 본 발명의 연료전지 구동형 냉장고를 구성하는 제상수단을 도시한 배관도.Figure 3 is a piping diagram showing the defrosting means constituting the fuel cell-driven refrigerator of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10 ; 냉장고 본체 20 ; 도어10;
30 ; 압축기 40 ; 증발기30;
50 ; 송풍팬 70 ; 연료 개질기50; Blower
80 ; 스택 90 ; 제상수단80;
91 ; 저장탱크 92 ; 열전달관91;
93 ; 펌프 F ; 냉동실93; Pump F; Freezer
R ; 냉장실R; Cold room
본 발명은 연료전지 구동형 냉장고에 관한 것으로, 특히 식품을 신선한 상태로 보관하는데 사용되는 에너지의 효율을 높일 뿐만 아니라 환경 친화적이며 아울러 사용장소가 자유로울 수 있도록 한 연료전지 구동형 냉장고에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell-driven refrigerator, and more particularly, to a fuel cell-driven refrigerator that not only increases the efficiency of energy used to store food in a fresh state, but is also environmentally friendly and allows a free use place.
일반적으로 냉장고는 고내를 적정 온도상태로 유지하여 식품을 냉동이나 냉장 상태로 보관되도록 하여 보다 신선한 상태로 식품을 오래 보관할 수 있도록 하는 시스템이다. 이와 같은 냉장고는 압축기, 응축기, 팽창기구 그리고 증발기가 순차적인 순환사이클을 이루도록 연결관에 의해 연결된 냉동사이클장치가 내부에 장착되어 상기 증발기에서 형성되는 냉기를 고내에 순환시켜 고내를 적정 온도 상태로 유지시키게 된다.In general, a refrigerator is a system that keeps food in an appropriate temperature state so that food is stored in a frozen or refrigerated state so that food can be stored longer in a fresh state. Such a refrigerator is equipped with a refrigeration cycle device connected by a connecting pipe so that a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator form a sequential circulation cycle, and circulates cold air formed in the evaporator in a refrigerator to maintain the inside of the refrigerator at an appropriate temperature. Let's go.
도 1은 현재 사용되고 있는 냉장고의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 냉장고는 소정 형상을 갖는 냉장고 본체(10)의 내부에 냉장실(R)과 냉동실(F)이 구비됨과 아울러 그 하측에 기계실(M)이 구비되어 되며 그 냉장고 본체(10)의 일측에 상기 냉동실(F)과 냉장실(R)을 개폐하는 도어(20)가 결합된다. 그리고 상기 기계실(M)에 소음 및 열을 발생시키는 압축기(30)가 설치되고 상기 냉장고 본체(10)의 일측에 응축기(미도시) 및 팽창수단(미도시)이 장착되며 상기 냉동실(F)에 증발기(40)가 장착된다. 상기 증발기(40)는 냉장고에 따라 냉동실(F)에만 설치되거나 냉동실(F)과 냉장실(R)에 각각 설치되는 형태가 있다.
1 illustrates an example of a refrigerator currently being used. As shown in the drawing, the refrigerator includes a refrigerator compartment R and a freezer compartment F in a
그리고 상기 증발기(40)의 측부에 그 증발기(40)에서 형성되는 냉기를 유동시키는 송풍팬(50) 및 모터(51)가 장착되며 상기 송풍팬(50)에 의해 유동하는 냉기가 상기 냉동실(F) 및 냉장실(R)로 순환 유동하도록 상기 냉장고 본체(10)의 내측에 냉기 순환유로(C)가 형성된다. In addition, a
그리고 상기 증발기(40)에서 형성되는 성에를 제거하는 제상히터(60)가 상기 증발기(40)측에 설치된다.And a
상기한 바와 같은 냉장고의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the refrigerator as described above are as follows.
먼저, 냉장고의 전원을 인가하게 되면 건물로 공급되는 전원, 즉 전기에너지가 냉장고로 공급되면서 상기 압축기(30)가 운전되며 그 압축기(30)의 운전에 의해 압축기(30)에서 압축되어 고온 고압 상태로 토출된 냉매가 응축기와 팽창수단과 증발기(40)를 거치면서 다시 상기 압축기(30)로 유입되는 순환사이클을 이루게 되고, 이때 상기 증발기(40)에서 외부의 열을 흡수함에 의해 냉기가 형성된다. 이와 동시에 상기 송풍팬(50)의 회전에 의해 상기 증발기(40)에서 형성되는 냉기가 냉기 순환유로(C)를 통해 순환되면서 냉동실(F)과 냉장실(R)을 설정 온도 상태로 유지시키게 된다. 그리고 운전 중 상기 냉동실(F) 및 냉장실(R)에 보관된 식품에 함유된 수분의 일부가 냉기와 함께 순환하면서 상기 증발기(40)에 얼어붙어 성에를 형성하게 되며 그 성에는 제상운전에 의해 제상히터가 가열되면서 성에를 제거하게 된다.First, when the power of the refrigerator is applied, the
그러나 상기한 바와 같이 현재 사용되고 있는 냉장고는 발전소에서 발전되어 각 건물에 공급되는 전기에너지에 의해 운전되는 형태이므로 발전소에서 발전된 전기에너지가 공급되지 않는 건물이나 지역에서는 사용할 수 없게 됨은 물론 정전 상황이 발생하게 될 경우 보관되던 식품이 망가지게 되는 문제점이 있다. 또한, 발전소에서 건물로 공급되는 전기에너지는 그 발전소에서 기름이나 석탄 등을 연소시켜 발생되는 열에너지를 변환시켜 발생되는 것이어서 에너지 효율이 낮을 뿐만 아니라 그 전기에너지를 송전선을 통해 각 건물로 공급되는 과정에서 발생되는 손실이 크게 되어 냉장고를 운전시키는데 사용되는 에너지 효율이 매우 낮다. 그리고 상기 기름 또는 석탄을 연소시키면서 발생되는 오염 물질로 인하여 환경 문제를 유발시키게 되는 문제점이 있다.However, as described above, the refrigerator currently used is generated by a power plant and operated by electric energy supplied to each building, so that the refrigerator cannot be used in a building or an area where electric power generated by the power plant is not supplied, and a power failure situation may occur. If there is a problem that the stored food is broken. In addition, the electrical energy supplied from the power plant to the building is generated by converting thermal energy generated by burning oil or coal in the power plant, which is low in energy efficiency, and in the process of supplying the electrical energy to each building through the power transmission line. The losses generated are so great that the energy efficiency used to operate the refrigerator is very low. And there is a problem that causes environmental problems due to the pollutants generated while burning the oil or coal.
상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 식품을 신선한 상태로 보관하는데 사용되는 에너지의 효율을 높일 뿐만 아니라 환경 친화적이며 아울러 사용장소가 자유로울 수 있도록 한 연료전지 구동형 냉장고를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above point is to provide a fuel cell-powered refrigerator that not only increases the efficiency of energy used to keep food fresh, but also is environmentally friendly and allows for a free use place. have.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 냉동실 및 냉장실이 구비된 냉장고 본체와, 상기 냉동실 및 냉장실을 개폐하는 냉장고 도어와, 상기 냉동실에 장착되어 냉기를 형성하는 증발기 및 그 증발기에서 형성된 냉기를 고내에 순환 유동시키는 송풍팬과, 상기 냉장고 본체에 구비된 기계실에 장착되어 상기 증발기와 함께 냉동사이클 장치를 구성하는 압축기와, 상기 냉장고 본체에 설치되어 연료공급수단에서 공급되는 혼합 연료를 공급받아 수소가스 및 반응열을 발생시키는 연료 개질기와, 상기 연료 개질기에서 공급되는 수소가스 및 별도로 공급되는 산소를 전기 화학 반응시켜 그 발생되는 전기로 상기 압축기와 송풍팬을 포함한 구동부의 동 력원을 이루는 스택과, 상기 연료 개질기에서 발생되는 반응열로 상기 증발기에 형성되는 성에를 제상시키는 제상수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 연료전지 구동형 냉장고가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a refrigerator body having a freezer compartment and a refrigerating compartment, a refrigerator door for opening and closing the freezer compartment and a refrigerating compartment, an evaporator mounted in the freezer compartment to form cold air, and cold air formed in the evaporator. A blowing fan for circulating and flowing inside the refrigerator, a compressor mounted in a machine room provided in the refrigerator main body to form a refrigeration cycle device together with the evaporator, and a mixed fuel installed in the refrigerator main body and supplied from a fuel supply means to receive hydrogen A fuel reformer for generating gas and heat of reaction, a stack for forming a power source of a driving unit including the compressor and a blower fan by electrochemical reaction between hydrogen gas supplied from the fuel reformer and oxygen supplied separately; Reaction heat generated in the fuel reformer is formed in the evaporator Ereul defrost a fuel cell-powered refrigerator characterized in that it comprises a defrosting means are provided for.
이하, 본 발명의 연료전지 구동형 냉장고를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the fuel cell driven refrigerator of the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 연료전지 구동형 냉장고의 일실시예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 연료전지 구동형 냉장고는 소정 형상을 갖는 냉장고 본체(10)의 내부에 냉장실(R)과 냉동실(F)이 구비됨과 아울러 그 하측에 기계실(M)이 구비되어 되며 그 냉장고 본체(10)의 일측에 상기 냉동실(F)과 냉장실(R)을 개폐하는 도어(20)가 결합된다. 그리고 상기 기계실(M)에 소음 및 열을 발생시키는 압축기(30)가 설치되고 상기 냉장고 본체(10)의 일측에 응축기(미도시) 및 팽창수단(미도시)이 장착되며 상기 냉동실(F)에 증발기(40)가 장착된다. 2 illustrates an embodiment of a fuel cell driven refrigerator of the present invention. As shown in the drawing, the fuel cell driven refrigerator includes a refrigerating chamber (R) and an inside of a refrigerator
그리고 상기 증발기(40)의 측부에 그 증발기(40)에서 형성되는 냉기를 유동시키는 송풍팬(50) 및 모터(51)가 장착되며 상기 송풍팬(50)에 의해 유동하는 냉기가 상기 냉동실(F) 및 냉장실(R)로 순환 유동하도록 상기 냉장고 본체(10)의 내측에 냉기 순환유로(C)가 형성된다. In addition, a
그리고 혼합 연료를 공급받아 수소가스를 발생시키는 연료 개질기(70)가 상기 냉장고 본체(10)의 일측에 설치되고 상기 연료 개질기(70)와 연결되어 그 연료 개질기(70)에서 발생되는 수소가스와 별도로 공급되는 산소가 전기화학반응을 일으키는 스택(80)이 설치된다. 상기 연료 개질기(70)는 반응로(71)와 버너(72)를 포함 하여 구성되며, 상기 스택(80)은 연료극(81)과 전해질막(82) 그리고 공기극(83)을 포함하여 구성되는 단위 전지가 다수개 적층되어 이루어진다. 그리고 상기 스택(80)에서 발생되는 전기를 상기 압축기(30)와 송풍팬의 모터(51) 그리고 기타 전원부에 공급되도록 전기 공급라인이 연결된다.In addition, a
그리고 상기 연료 개질기(70)에서 발생되는 반응열로 상기 증발기(40)에 형성되는 성에를 제상시키는 제상수단(90)이 구비된다. 상기 제상수단(90)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 연료 개질기(70)에서 발생되는 열을 회수 저장하는 열전달 유체가 내부에 채워져 상기 연료 개질기(70)에서 발생되는 열을 회수 저장하는 저장탱크(91)와 상기 저장탱크(91)의 열전달 유체에 저장된 열이 상기 증발기(40)에 전달되도록 상기 저장탱크(91)와 유체 순환유로를 형성하는 열전달관(92)과 상기 열전달관(92)에 장착되어 제상 운전시 열전달 유체에 저장된 열이 상기 증발기(40)로 전달되도록 저장탱크(91)의 열전달 유체를 열전달관(92)으로 순환 유동시키는 펌프(93)를 포함하여 구성된다. 상기 저장탱크(91)의 내부에 상기 연료 개질기(70)에서 발생되는 반응열이 배출되는 배기관(73)의 일부분이 위치하게 되고, 그 저장탱크(91)에 채워진 열전달 유체는 물로 이루어짐이 바람직하다. 상기 열전달관(92)은 상기 냉장고 본체(10)를 거쳐 상기 증발기(40)측에 위치하도록 소정의 길이로 형성되며 상기 저장탱크(91)와 유체 순환유로를 이루게 된다. And defrosting means 90 for defrosting the frost formed in the
이하, 본 발명의 연료전지 구동형 냉장고의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operational effects of the fuel cell driven refrigerator of the present invention will be described.
먼저, 메탄올이나 천연액화가스(일명; LNG) 또는 가솔린 등의 연료와 물이 혼합된 혼합 연료가 상기 연료 개질기(70)에 공급되면 그 연료 개질기(70)에서 수증기 개 질 반응 및 부분 산화 반응이 복합적으로 일어나면서 수소가스와 반응열을 발생시키게 된다. 상기 연료 개질기(70)에서 발생되는 수소가스는 상기 스택(80)으로 공급됨과 아울러 별도로 산소가 상기 스택(80)으로 공급된다. 그리고 상기 스택(80)에서는 공급되는 수소가스와 산소가 전기화학반응을 일으켜 전기와 열과 물을 발생시키게 된다. 즉, 상기 스택(80)을 구성하는 단위 전지의 연료극(81)에서 수소가스가 전기 화학적 산화 반응이 일어나고 동시에 상기 공기극(83)에서 공급되는 산소에 의해 전기 화학적 환원 반응이 일어나면서 이때 생성되는 전자의 이동으로 전기에너지가 발생됨과 그 반응과정에서 반응열과 물이 생성된다.First, when a mixed fuel mixed with water such as methanol, natural liquefied gas (aka LNG) or gasoline and water is supplied to the
상기 스택(80)에서 발생되는 전기에너지는 전기 공급라인(100)을 통해 상기 압축기(30)와 송풍팬 및 모터(51) 포함하는 전원부에 공급된다. 상기 스택(80)에서 공급되는 전기에너지에 의해 압축기(30)가 운전되며 그 압축기(30)의 운전에 의해 압축기(30)에서 압축되어 고온 고압 상태로 토출된 냉매가 응축기와 팽창수단과 증발기(40)를 거치면서 다시 상기 압축기(30)로 유입되는 순환사이클을 이루게 되고, 이때 상기 증발기(40)에서 외부의 열을 흡수함에 의해 냉기가 형성된다. 이와 동시에 상기 스택(80)에서 공급되는 전기에너지에 의해 상기 송풍팬(50)이 회전하면서 상기 증발기(40)에서 형성되는 냉기를 상기 냉기 순환유로(C)를 통해 순환시키게 된다. 상기 냉기가 냉기 순환유로(C)를 통해 순환 유동되면서 냉동실(F)과 냉장실(R)을 설정 온도 상태로 유지시키게 된다. The electric energy generated by the
그리고 운전 중 상기 냉동실(F) 및 냉장실(R)에 보관된 식품에 함유된 수분의 일부가 냉기와 함께 순환하면서 상기 증발기(40)에 얼어붙어 성에를 형성하게 되며 그 증발기(40)에 형성된 성에는 제상운전에 의해 상기 연료 개질기(70)에서 발생되는 반응열이 제상수단(90)을 통해 증발기(40)에 전달되면서 제거된다.And during operation, a part of the water contained in the food stored in the freezer compartment (F) and the refrigerator compartment (R) circulates with the cold air and freezes to the
상기 제상수단(90)에 의해 상기 증발기(40)에 형성된 성에를 제거하는 과정을 보다 상세하게 설명하면 상기 연료 개질기(70)에서 발생되는 반응열이 배기관(73)을 통해 배출되는 과정에서 상기 저장탱크(91)에 저장된 열전달 유체와 열교환되면서 그 열전달 유체에 흡수 저장된다. 그리고 제상 운전시 상기 펌프(93)가 작동하게 되면 그 저장탱크(91)에 저장된 열전달 유체가 상기 열전달관(92)을 통해 순환 유동하면서 그 열전달 유체에 저장된 열이 증발기(40)에 전달되면서 그 증발기(40)에 형성된 성에를 제거하게 된다.Referring to the process of removing the frost formed in the
본 발명은 상기 연료 개질기(70)와 스택(80)으로 구성되는 연료전지에서 발생되는 전기에너지로 고내를 적정 온도 상태로 유지하게 될 뿐만 아니라 그 연료전지에서 발생되는 반응열을 이용하여 증발기(40)에 형성되는 성에를 제거하게 되므로 에너지 효율이 매우 높게 된다. 즉, 연료에너지를 공급하여 그 연료에너지의 전기 화학반응에 의해 전기에너지로 변환되는 에너지 효율이 기존 연료에너지를 연소시켜 전기에너지를 변환시키는 에너지 효율보다 훨씬 높게 될 뿐만 아니라 전기 화학반응 과정에서 발생되는 반응열을 이용하여 제상을 하게 되므로 에너지 효율이 매우 높게 된다(기존 전력 효율;40%, 열-전력 복합 효율;70%이상임). 또한, 본 발명은 운전 중 환경 오염 물질이 배출되지 않으므로 환경 친화적이다.The present invention not only maintains the inside of the furnace at an appropriate temperature state by the electric energy generated from the fuel cell composed of the
그리고 외부에서 공급되는 별도의 전원이 없이 시스템을 구성하는 연료 개질기(70)와 스택(80), 즉 연료전지에서 발생되는 전기가 상기 압축기(30)와 송풍팬의 모터(51) 등을 포함하는 구동부에 공급되어 운전되면서 냉동실(F)과 냉장실(R)을 설정 온도 상태로 유지하게 되므로 전기에너지, 즉 전력이 공급되지 않는 곳에서도 사용이 가능하게 된다. 뿐만 아니라 정전에 의해 시스템이 정지되어 식품이 손상되는 것을 근본적으로 배제하게 된다. And the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 연료전지 구동형 냉장고는 공급되는 연료에 의해 자체적으로 전기에너지와 열을 발생시켜 그 전기에너지로 냉동실 및 냉장실을 적정 온도 상태로 유지시키면서 식품을 보관하게 되고 아울러 그 열로 성에를 제거하게 되어 시스템의 에너지 효율이 매우 높고 환경 친화적이게 됨으로써 에너지 사용량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 환경을 보호할 수 있고, 또한 사용장소에 제약을 받지 않고 자유롭게 사용할 수 있게 됨으로써 세계 어느 지역에서나 사용할 수 있을 뿐만 아니라 사용의 편리성을 도모할 수 있는 효과가 있다.As described above, the fuel cell-driven refrigerator according to the present invention generates electrical energy and heat by the supplied fuel, and keeps the freezer and the refrigerating chamber at the appropriate temperature with the electric energy to store food. The heat is removed to make the system very energy efficient and environmentally friendly, which not only reduces energy consumption, but also protects the environment, and makes it possible to use it freely regardless of the place of use. Not only can be used, there is an effect that can facilitate the use.
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- 2000-12-29 KR KR1020000085433A patent/KR100675687B1/en not_active IP Right Cessation
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Also Published As
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KR20020056125A (en) | 2002-07-10 |
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