KR100693188B1 - 초저온 냉동 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기액 분리기를 이용하여 기상 냉매가 제거된 액상 냉매를 증발기로 공급하고, 상기 기상 냉매가 제거된 액상 냉매를 2차 팽창시켜 초저온 냉매가 되도록 하여 하나의 냉매로부터 냉장, 냉동, 초저온 냉동이 가능한 초저온 냉동 냉장고에 관한 것이다. 이를 위하여 응축기에서 응축된 저온 고압의 냉매를 저온 저압이 되도록 고압 팽창 밸브를 통해 1차 팽창하고, 이 고압 팽창 밸브로부터 팽창된 저온 저압의 냉매를 기액 분리기에서 기상 냉매 및 액상 냉매로 분리한다. 기액 분리기에서 기상 냉매가 분리된 액상 냉매를 저압 팽창 밸브에서 2차 팽창하거나 증발기에서 증발되도록 함으로써 냉장실을 냉각한다. 따라서 기액 분리기를 고압 팽창 밸브와 증발기 사이에 설치함으로써 하나의 냉매를 이용하여 사용자가 원하는 다양한 환경의 냉동조건을 제공할 수 있는 장점이 있다.

냉장고, 초저온

Description

초저온 냉동 냉장고{Ultra-freezing refrigerator}

도 1 은 종래의 냉장고 구성을 나타낸 블록도.

도 2 는 본 발명에 따른 초저온 냉동 냉장고의 구성을 나타낸 블록도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100: 압축기 200: 응축기

300: 고압 팽창밸브 400: 기액 분리기

410: 바이패스관 500: 고온 증발기

510: 중온 증발기 520: 저온 증발기

600: 저압 팽창밸브

본 발명은 초저온 냉동 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기액 분리기를 이용하여 기상 냉매가 제거된 액상 냉매를 증발기로 공급하고, 상기 기상 냉매가 제거된 액상 냉매를 2차 팽창시켜 초저온 냉매가 되도록 하여 하나의 냉매로부터 냉장, 냉동, 초저온 냉동이 가능한 초저온 냉동 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 식품을 장기간 신선하게 보관하는 기기로서, 기기본체 와, 상기 기기본체에 일체화되어 식품을 냉장보관하는 냉장실과, 상기 기기본체에 일체화되어 식품을 냉동보관하는 냉동실과, 상기 냉장실과 냉동실을 냉각시켜 주는 냉각 사이클로 구성되어 있다.

냉각 사이클은 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 이 압축기(10)에 의해 압축된 냉매를 응축하는 응축기(20)와, 이 응축기(20)를 통과한 냉매의 온도 및 압력을 냉장실의 적정온도에 대응되게 변화시켜주는 팽창 밸브(30)와 이 팽창 밸브(30)를 통과한 냉매에 의해 증발작용을 하면서 냉장실 및 냉동실을 냉각시켜 주는 증발기(40)와 이 증발기(40)를 통화한 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 기액 분리기(50)로 구성된다.

따라서 전원이 인가되면 압축기(10)의 작동에 따라 압축된 냉매가 응축기(20)에서 응축된 다음 팽창 밸브(30)를 통과하면서 적정온도에 대응하게 온도와 압력이 변화되고 이 변화된 냉매는 계속해서 증발기(40)를 통과하며 증발작용을 통해 냉장실의 적정온도(3℃)와 냉동실의 적정온도(-18℃)가 되도록 냉각하게 된다.

증발기(40)에서 증발된 냉매는 기액 분리기(60)에서 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되어 압축기(10)로 공급되고 압축기(10)에서 다시 압축되어 상술한 냉각 사이클을 통해 반복하게 된다.

이러한 종래의 냉장고는 하나의 증발기와 하나의 팽창밸브 또는 모세관을 구성하고 있어 사용자가 원하는 적정한 냉각 환경을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 냉장실과 냉동실을 각각 제어하기 위한 구성으로 2개의 냉각 사이클을 구성함으로써, 제조비용의 증가 및 냉장고 부피가 증가되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명에서는 하나의 냉각 사이클과 다수의 팽창밸브 및 증발기를 구비하여 초저온 냉동이 가능한 냉장고를 제안하고자 한다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기액 분리기를 팽창밸브 및 증발기 사이에 설치하여 기상 냉매가 제거된 액상 냉매가 증발기에 공급되도록 하고, 다수의 팽창 밸브 및 증발기를 이용하여 사용자의 환경조건에 맞도록 냉동작용을 수행하는 초저온 냉동 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 초저온 냉동 냉장고로서, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기; 상기 압축기로부터 고온 고압으로 압축된 상기 냉매를 저온 고압의 냉매로 응축하는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 저온 고압의 냉매를 저온 저압이 되도록 1차 팽창하는 고압 팽창 밸브; 상기 고압 팽창 밸브로부터 팽창된 상기 저온 저압의 냉매를 기상 냉매 및 액상 냉매로 분리하는 기액 분리기; 상기 기액 분리기로부터 분리된 상기 액상 냉매를 증발시켜 냉장실을 냉각하는 고온 증발기; 상기 기액 분리기로부터 분리된 상기 액상 냉매를 증발시켜 냉동실을 냉각하는 중온 증발기; 상기 기액 분리기로부터 분리된 상기 액상 냉매를 저온 초저압으로 2차 팽창하는 저압 팽창 수단; 및 상기 저압 팽창 밸브로부터 팽창된 초저압 냉매를 증발시켜 초저온 냉동실을 냉각하는 저온 증발기를 포함한다.

또한, 상기 기액 분리기는 상기 냉매로부터 분리된 기상 냉매를 상기 압축기로 바이패스되도록 하는 바이패스관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 초저온 냉동 냉장고의 구성을 나타낸 블록도로서, 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 초저온 냉동 냉장고는 냉매를 압축하는 압축기(100)와, 압축기(100)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(200)와, 응축기(200)에서 응축된 냉매를 1차 팽창하는 고압 팽창 밸브(300)와, 고압 팽창 밸브(300)에서 팽창된 냉매를 분리하는 기액 분리기(400)와, 기액 분리기(400)에서 분리된 냉매를 증발하는 고온 증발기(500), 중온 증발기(510) 및 저온 증발기(520)와, 기액 분리기(400)에서 분리된 냉매를 2차 팽창하는 저압 팽창 밸브(600)를 포함한다.

압축기(100)는 기상 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하여 응축기(200)로 공급하고, 응축기(200)로 공급된 고온 고압의 냉매는 응축기(200)에서 저온 고압의 냉매가 되도록 응축된다.

응축기(200)에서 응축된 저온 고압의 냉매는 고압 팽창 밸브(300)를 통과하며 저온 저압의 냉매가 되어 기액 분리기(400)로 유입된다.

기액 분리기(400)는 저온 저압의 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하고, 상기 분리된 냉매 중에서 기상 냉매는 일측이 기액 분리기(400)와 연결되고, 타측이 압축기(100)와 연결된 바이패스관(410)을 통해 기액 분리기(400)에서 압축기(100)로 바이패스되어 재압축되도록 한다.

본 발명에서 기액 분리기(400)를 고압 팽창 밸브(300)와 고온, 중온 및 저온 증발기(500 내지 520) 사이에 설치한 것은 액상 냉매에 포함된 기상 냉매를 최소화 함으로써 최적의 증발작용이 이루어지도록 한 것이다.

한편, 기액 분리기(400)는 상기 분리된 액상 냉매가 고온, 중온 고온 증발기(500 내지 510)로 각각 공급되도록 한다.

기액 분리기(400)로부터 분리된 상기 액상 냉매는 냉장실을 냉각시키도록 고온 증발기(500)에 공급되고, 고온증발기(500)로 공급된 액상 냉매는 고온 증발기(500)에서 증발하며, 상기 고온 증발기(500)에서 발생한 냉기는 냉장실용 팬(미도시)을 통해 냉장실이 적정온도(3℃)가 될 때까지 공급된다.

또한, 기액 분리기(400)는 상기 분리된 상기 액상 냉매가 냉동실을 냉각시키도록 중온 증발기(510)에 공급되도록 한다. 중온 증발기(510)로 공급된 액상 냉매는 중온 증발기(510)에서 증발하고, 상기 중온 증발기(510)에서 발생한 냉기는 냉동실용 팬(미도시)을 통해 냉동실이 적정온도(-18℃)가 될 때까지 공급된다.

또한, 기액 분리기(400)에서 공급된 저온 저압 상태의 냉매 일부는 저온 저압상태 냉매를 초저압 상태가 되도록 저압 팽창 밸브(600)를 통과한다. 즉 저압 팽창 밸브(600)는 저압 상태의 냉매가 초저압이 되도록 팽창 저항을 증가시켜 냉매의 양과 증발압력이 더욱 감소되도록 하고, 감소된 증발압력과 냉매로 인하여 온도는 더욱 낮게 된다. 저압 팽창 밸브(600)는 바람직하게 모세관이다.

저압 팽창 밸브(600)를 통과한 초저압 상태의 액상 냉매는 저온 증발기(520)로 공급되어 냉동실(미도시)를 초저온 온도가 되도록 한다.

따라서 기액 분리기(400)를 고압 팽창 밸브(300)와 고온, 중온 및 저온 증발 기(500 내지 510)에 설치함으로써 하나의 압축기(100), 응축기(200) 및 기액 분리기(400)를 이용하여 사용자의 환경에 맞도록 일반 냉동과 초저온 냉동을 수행할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 기액 분리기를 고압 팽창 밸브와 증발기 사이에 설치함으로써 하나의 냉매를 이용하여 사용자가 원하는 다양한 환경의 냉동조건을 제공할 수 있는 장점이 있다.

또한, 기액 분리기에서 증발기에 공급되는 냉매 중에 기상 냉매가 제거된 액상 냉매만을 증발기에 공급함으로써 증발기에서 액상 냉매의 미증발로 인한 압축기에서의 액압축을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 초저온 냉동 냉장고로서

   냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기;

   상기 압축기로부터 고온 고압으로 압축된 상기 냉매를 저온 고압의 냉매로 응축하는 응축기;

   상기 응축기에서 응축된 저온 고압의 냉매를 저온 저압이 되도록 1차 팽창하는 고압 팽창 밸브;

   상기 고압 팽창 밸브로부터 팽창된 상기 저온 저압의 냉매를 기상 냉매 및 액상 냉매로 분리하는 기액 분리기;

   상기 기액 분리기로부터 분리된 상기 액상 냉매를 증발시켜 냉장실을 냉각하는 고온 증발기;

   상기 기액 분리기로부터 분리된 상기 액상 냉매를 증발시켜 냉동실을 냉각하는 중온 증발기;

   상기 기액 분리기로부터 분리된 상기 액상 냉매를 저온 초저압으로 2차 팽창하는 저압 팽창 수단; 및

   상기 저압 팽창 밸브로부터 팽창된 초저압 냉매를 증발시켜 초저온 냉동실을 냉각하는 저온 증발기를 포함하는 초저온 냉동 냉장고.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기액 분리기는 상기 냉매로부터 분리된 기상 냉매를 상기 압축기로 바이패스되도록 하는 바이패스관을 포함하는 것을 특징으로 하는 초저온 냉동 냉장고.

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