KR101041268B1 - 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고에 의하면, 압축기의 일측에 압전 소자 어셈블리가 제공되어 압축기의 진동을 전기 에너지로 재생시켜 사용하므로, 냉장고의 소비 전력이 감소하는 효과가 있다.

냉장고, 압축기, 진동

Description

냉장고 {A refrigerator}

본 발명은 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 식품의 저온 저장을 목적으로 하는 장치로써, 보관하고자 하는 음식물의 종류에 따라서 음식물을 냉동 또는 냉장 보관하도록 있도록 구성된다.

상기 냉장고의 내부는 지속적으로 공급되는 냉기에 의해서 냉각되며, 상기 냉기는 압축-응축-팽창-증발의 과정을 거치는 냉동 사이클(Cycle)에 의한 냉매의 열 교환 작용에 의하여 지속적으로 생성된다. 그리고, 상기 냉장고의 내부로 공급된 냉기는 대류에 의해서 냉장고 내부에 고르게 전달되어 냉장고 내부의 음식물을 원하는 온도로 저장할 수 있게 된다.

상기 냉장고 본체는 전면이 개구된 직육면체 형상이며, 상기 본체의 내부에는 냉장실과 냉동실이 포함된다. 그리고, 상기 본체의 전면에는 상기 개구부를 선택적으로 차폐하기 위한 냉장실 도어와 냉동실 도어가 구비된다.

상기 사이클을 구성하는 증발기는, 일반적으로 냉장고의 고내 후면벽과 상기 본체 사이의 수용부 사이의 공간의 냉기 생성실에 제공되어, 고내를 순환하는 공기 와 냉매가 열 교환하도록 한다.

또한, 상기 본체의 하측 후반부에는 냉매의 압축을 위한 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 공기와 열 교환시켜 액체상태의 냉매로 상태 변화시키는 응축기와, 회전에 의해 공기를 상기 응축기로 강제 송풍하여 상기 응축기의 방열을 촉진하는 팬 어셈블리 등이 구비되는 기계실이 형성된다. 이때, 상기 압축기의 내부에는 외부에서 인가되는 전원에 의해 작동되는 운동기구와 상기 운동기구의 작동에 의해 압축력을 발생하게 되는 압축기구가 수용된다. 따라서, 상기 압축기가 가동되면, 동작되는 동안 지속적으로 진동과 소음이 발생된다.

상기 냉장고는, 냉동 사이클을 동작시키기 위하여 상기 압축기 등의 구성 요소를 가동시켜야 하기 때문에, 많은 전력을 소비한다. 특히, 상기 압축기에 공급되는 전력의 일부는 진동 또는 소음 등으로 낭비되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 압축기에서 낭비되는 진동 에너지를 전기적 에너지로 재생시켜, 전력 소모가 적은 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는 일측에 기계실이 구비되는 본체; 상기 기계실 내부에 수용되어, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기와 연결되어 상기 압축기를 통과한 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기로부터 이격되는 어느 지점에 제공되어 상기 응축기로 외부 공기를 송풍하는 팬 어셈블리; 상기 압축기의 일측에 제공되며, 상기 압축기의 진동으로부터 전기를 발생시키는 압전 소자가 구비되는 압전 소자 어셈블리; 및 상기 압전 소자에서 발생된 전기를 정류하는 정류기를 포함한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에 의하면, 압축기의 일측에 압전 소자 어셈블리가 제공되어 압축기의 진동을 전기 에너지로 재생시켜 사용하므로, 냉장고의 소비 전력이 감소하는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실의 내부를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(1)에는 일측에 기계실(11)이 구비되는 본체(10), 상기 기계실(11) 내부에 수용되어 냉매를 압축하는 압축기(100), 상기 압축기(100)와 연결되어 상기 압축기(100)를 통과한 냉매를 응축시키는 응축기(300) 및 상기 응축기(300)로부터 이격되는 어느 지점에 제공되어 상기 응축기(300)로 외부 공기를 송풍하는 팬 어셈블리(400)가 포함된다.

상세히, 상기 기계실(11)은 상기 냉장고 내부 하부의 저장 공간에 별도의 공간으로 구획되어 제공된다. 그리고, 상기 기계실(11)의 후방은 개구되어 커버(미도시)에 의해 차폐된다. 상기 커버(미도시)는 나사 결합 등에 의해 상기 본체(10)에 고정되어 상기 기계실(11)로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 방지한다.

한편, 상기 압축기(100)는 냉동 사이클을 순환하는 냉매를 저온저압의 기체 상태에서 고온고압의 기체 상태로 압축하는 것으로서, 상기 기계실(11) 내부 좌측에 제공된다. 상기 압축기(100)의 내부에는 외부에서 인가되는 전원에 의해 작동되는 운동기구(미도시)와 상기 운동기구의 작동에 의해 압축력을 발생하게 되는 압축기구(미도시)가 수용된다. 따라서, 상기 압축기(100)는 구동 중 지속적으로 진동하며 소음을 발생시킨다.

그리고, 상기 압축기(100)의 바닥면에는 압축기 지지부재(120)가 양측으로 소정 길이 연장된다. 상기 압축기 지지부재(120)는 상기 기계실(11)의 바닥면을 형성하는 베이스(도2, 12)에 제공되는 결합 장치(200)와 결합하여 상기 압축기(100) 를 상기 기계실(11)에 고정시킨다. 그리고, 상기 압축기(100)의 일측에는 상기 압축기구 및 상기 운동기구로 전원을 공급하기 위한 터미널(110)이 구비된다.

그리고, 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매는 상기 기계실(11) 내부 중앙에 제공된 상기 응축기(300)로 유입된다. 상세히, 상기 응축기(300)에는 냉매가 흐르는 유관(310)이 S자 형상으로 연속되어 형성된다. 아울러, 방열핀이 상하 방향으로 다수개가 제공되어 공기와의 접촉 면적을 넓혀 발열량을 증가시킨다. 그리고, 상기 방열핀과 상기 유관(310)은 서로 교차되는 형태로 형성된다. 상기 유관(310) 및 상기 방열핀에서의 열전달을 통하여, 상기 압축기(100)에서 유입된 고온고압의 기체 상태의 압축된 냉매는 고온고압의 액체 상태의 냉매로 응축된다.

한편, 상기 기계실(11) 내부에는 팬(410)과 상기 팬(410)을 회전시키는 팬 모터(420)가 포함된 팬 어셈블리(400)가 상기 기계실(11) 내부 우측에 제공되어, 상기 기계실(11) 내부로 상기 냉장고 외부 공기를 흡입하여 상기 응축기(300) 방향으로 강제 송풍한다.

상기와 같은 구성 요소들에 의해, 상기 냉장고(1)의 냉동 사이클이 구성되며 최종적으로 증발기(미도시)에서 냉기를 생성한다.

도 2는 도 1의 결합 장치의 내부를 보여주는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 압축기(100)는 상기 압축기 지지부재(120)가 상기 결합 장치(200)와 결합함으로써, 상기 기계실(11)의 바닥면을 형성하는 베이스(12)에 고정된다.

상세히, 상기 압축기 지지부재(120)는 상기 압축기(100)의 바닥면에 용접 등 에 의해 결합 장착된다. 상기 압축기 지지부재(120)는 상기 압축기(100)의 양측으로 상기 베이스(12)에 수평하게 연장되며, 상기 결합 장치(200)가 끼워지도록 삽입홀(121)이 관통 형성된다.

더 상세히, 상기 결합 장치(200)는 상기 베이스(12)에 수직하도록 장착되며, 볼트 등으로 고정될 수 있다. 그리고, 상기 결합 장치(200)에는 상기 삽입홀(121)에 끼워지는 끼움부(210)와, 상기 끼움부(210)의 하측에 제공되며 상기 압축기(100)의 진동에 의하여 전기를 발생시키는 압전 소자 어셈블리(Piezoelectric Element Assembly, 250)를 보호하는 케이스(220)와, 상기 케이스(220)의 바닥면을 형성하며 상기 압전 소자(250)를 지지하도록 상기 베이스(12)에 결합 장착되는 지지부(230)가 포함된다.

상기 끼움부(210)는 상기 압축기 지지부재(120)에 끼워지는 헤드(211)와, 상기 헤드(211)의 바닥면으로부터 하방으로 연장되는 연결부(212)와, 상기 연결부(212)의 하단부에 제공되어 상기 압전 소자 어셈블리(250)를 가압하는 가압부(213)로 구성된다.

상세히, 상기 헤드(211)는 상단부가 반구 형상으로 형성되는 원기둥 형상으로 제공되며 상기 삽입홀(121)에 억지 끼움된다. 상기 헤드(211)에는 상기 압축기 지지부재(120)의 일부가 수용되도록 측면에 홈이 형성되고, 상기 삽입홀(121)의 테두리가 상기 헤드(211)의 측면 홈에 끼워지게 된다. 다시 말하면, 상기 삽입홀(121)의 직경은 상기 헤드(211)의 직경보다 작게 형성된다. 이때, 결합이 용이하게 이루어질 수 있도록 상기 삽입홀(121)의 주변은 소정 길이 절개될 수도 있다. 상기 헤드(211)가 상기 삽입홀(121)에 끼워지면, 상기 압축기(100)가 진동될 때 상기 헤드(211)도 함께 진동하게 된다.

그리고, 상기 헤드(211)의 하방으로 상기 연결부(212)가 연장 형성된다. 상기 연결부(212)는 상기 케이스(220)의 상면에 형성된 관통홀(221)을 통과해 상기 케이스(220) 내부까지 연장된다. 그리고, 상기 연결부(212)의 하단부에는 상기 가압부(213)가 결합되어, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에 압력을 가한다. 즉, 상기 압축기(100)가 동작되어 진동하면, 그 진동은 상기 헤드(211) 및 상기 연결부(212)에 전달되어 상기 가압부(213)까지 진동하게 되므로, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에도 진동이 전달된다.

이때, 상기 연결부(212)는 상기 관통홀(221)에 삽입된 채로 운동하기 때문에 상하 방향으로만 운동한다. 즉, 상기 연결부(212)는 피스톤 운동한다. 여기서, 상기 가압부(213)의 외주면은 상기 케이스(220)의 내측 형상에 대응되도록 형성되어, 좌우로 요동하지 않고 안정적으로 상하 방향으로 운동하도록 한다. 따라서, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에는 일정하게 상하 방향으로만 압력이 가해지게 된다. 또한, 상기 가압부(213)는 하단부가 상기 압전 소자 어셈블리(250)의 형상에 대응되도록 형성되어, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에 진동이 원활하게 전달되도록 한다.

여기서, 상기 연결부(212)의 바닥면에는 홈이 형성되고, 상기 가압부(213)의 상면에는 상기 연결부(212)의 홈의 위치에 대응되도록 돌기가 형성된다. 그리고, 상기 연결부(212)와 상기 가압부(213)는 상기 가압부(213)의 돌기가 상기 연결 부(212)의 홈에 끼워짐으로써 결합된다.

상기 케이스(220)는 상기 가압부(213)가 상하 방향으로 운동하도록 가이드하며, 상기 압전 소자 어셈블리(250)를 보호한다. 상세히, 상기 케이스(220)의 상면에는 상기 관통홀(221)이 형성되어, 상기 연결부(212)가 관통 삽입되어 상기 가압부(213)와 연결되도록 하며, 내측면이 상기 가압부(213)의 형상에 대응되도록 형성된다. 또한, 상기 케이스(220)의 하단부에는 돌기가 형성되어, 상기 지지부(230)의 상면에 형성된 케이스홈(232)에 끼워짐으로써, 상기 가압부(213) 및 상기 압전 소자 어셈블리(250)를 보호한다. 또한, 상기 케이스(220)의 측면에는 생성된 전기가 이동되는 리드선(251)이 통과하기 위한 리드선홀(222)이 제공된다.

상기 지지부(230)는 상기 베이스(12)에 볼트(미도시) 결합되어 고정된다. 그리고, 상기 지지부(230)의 상면에는, 상기 케이스(220)의 하단부에 대응되도록 상기 케이스홈(232)과, 상기 압전 소자 어셈블리(250)가 안착 고정되는 어셈블리홈(231)이 형성된다. 상기 어셈블리홈(231)은 상기 압전 소자 어셈블리(250)의 바닥면의 형상에 대응되도록 소정 깊이 함몰 형성되어, 상기 어셈블리(250)가 안착되면 요동되지 않도록 한다.

상기와 같은 구조에 의해, 상기 압축기(100)가 진동되면, 상기 가압부(213)도 상하 방향으로 진동되고, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에 일정한 방향으로 반복적으로 압력이 가해지게 된다.

한편, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에는 압전 소자가 포함되며, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에 가해지는 압력을 상기 압전 소자에 전달하도록 구성된다. 이 와 같은 구성은 다양한 기술이 공지되어 있으며 당업자가 용이하게 선택하여 사용할 수 있다. 그리고, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에는 상기 압전 소자에 연결되어 상기 압전 소자에서 발생되는 전기 신호를 정류하는 정류기(미도시)가 포함될 수 있다. 여기서 상기 정류기는 선택적으로 상기 압전 소자 어셈블리(250) 내부에 제공되거나, 별도로 제공될 수 있다.

상세히, 상기 압전 소자는 기계적인 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 소자로서, 어떤 종류의 결정판에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양·음의 전하가 나타나는 현상을 이용하며, 마이크로폰, 레코드 재생의 픽업, 수화기, 확성기, 초음파 발생기 등에 사용되어 왔다.

즉, 본 발명에서, 상기 가압부(213)는 상기 압축기(100)의 진동에 의해 반복적으로 상하 방향으로 운동하게 되므로, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에 일정한 방향으로 압력을 반복하여 가하게 된다. 여기서, 상기 압전 소자 어셈블리(250)는 가해지는 압력이 상기 압전 소자에 전달되도록 구성되므로, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에 전달되는 상하 방향의 외력은 상기 압전 소자에 그대로 전달되고, 상기 압전 소자에서는 전기가 발생된다.

상기 압전 소자에서 발생된 전기는 상기 정류기에서 정류된다. 상기 정류기에서 정류된 전기는 상기 팬 모터(420)로 전달되어 사용되거나, 별도로 제공되는 축전기(미도시)에 저장될 수 있다.

그리고, 상기 압전 소자 어셈블리(250)는 상기 팬 모터(420) 및 상기 축전기와 상기 리드선(251)으로 연결된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 흐름을 보여주는 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 상기 냉장고(1)에는 구성 요소들을 통제하는 제어부(500)가 포함된다. 상기 제어부(500)는 상기 냉장고(1)의 운전에 필요한 정보가 저장되는 메모리(510), 상기 냉장고(1)의 각 구성 요소에 전원을 공급하는 전원공급부(520), 상기 압축기(100)를 구동시키는 압축기 구동부(530), 상기 압전 소자 어셈블리(250)에서 발생되며 상기 정류기에서 정류된 전기를 분기하는 분기부(550), 상기 팬 모터(420)를 구동시키는 팬모터 구동부(590)를 제어한다.

상세히, 상기 제어부(500)는 상기 메모리(510)에 저장된 상기 냉장고(1)의 작동 정보에 따라, 상기 압축기 구동부(530)에 구동 명령을 내리고, 상기 전원공급부(520)로부터 공급되는 전압을 상기 압축기 구동부(530)에 인가한다. 그에 따라 상기 압축기(100)가 가동되면, 진동이 발생되고, 상기 진동 에너지는 상기 압전 소자 어셈블리(250)에 의해 전기 에너지로 변환된다.

상기 압전 소자 어셈블리(250)에서 발생된 전기 에너지는 상기 정류기에서 정류된다. 이때, 상기 분기부(550)는, 정류된 전기를 상기 축전기에 저장시키는 축전부(560) 또는 상기 상기 팬모터 구동부(590) 중 적어도 하나로 전달할 수 있다.

상세히, 상기 압축기(100)가 가동되면 냉매가 고온고압의 기체 상태로 압축되어 상기 응축기(300)에 공급되고, 상기 응축기(300)에서 상기 냉매는 공기로 열을 빼앗겨 액체 상태로 응축된다. 이 과정에서, 상기 응축기(300)에서의 열 교환을 촉진시키기 위해 상기 팬 어셈블리(400)가 구동된다. 즉, 상기 압축기(250)로 전력 이 공급되는 것 외에, 상기 팬 어셈블리(400)를 구동하기 위한 전력이 필요하다.

이때, 상기 압축기(100)가 가동되면, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에 의해 전기 에너지가 생성되므로, 이를 상기 팬 어셈블리(400)를 구동하는 데에 사용할 수 있다. 다시 말하면, 상기 분기부(550)는 상기 정류기에서 정류된 전기를 상기 팬 모터(420)로 공급할 수 있다.

또한, 상기 팬 모터(420)의 구동이 필요없는 경우에도, 상기 압축기(100)가 진동하는 경우에는 상기 압전 소자 어셈블리에서 지속적으로 전기 에너지가 생성된다. 이 경우, 상기 분기부(550)는 상기 정류기에서 정류된 전기를 상기 축전부(560)로 공급하여 상기 축전기에 전기 에너지가 축적되도록 할 수 있다. 상기 축전기에 축적된 전기 에너지는 상기 제어부(500)의 제어하에 상기 전원공급부(510)에서 사용된다.

요컨데, 상기 제어부(500)는 상기 분기부(550)를 제어하여 상기 압축기(100)의 진동에 의해 생성된 전기가 상기 팬 모터(420)로 직접 공급되도록 하거나, 상기 축전기에 전기 에너지를 저장하여 향후 상기 전원공급부(510)에서 이를 사용하도록 할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 상기 냉장고(1)에 의하면, 상기 압축기(100)의 진동을 전기 에너지로 변환하는 상기 압전 소자 어셈블리(250)가 제공되어 낭비되던 에너지를 재생하여 사용하므로, 냉장고의 소비 전력이 감소하는 효과가 있다.

특히, 상기 팬 어셈블리(400)는 주로 상기 압축기(100)가 구동될 때 함께 구 동되는 것이 일반적이므로, 상기 압전 소자 어셈블리(250)에서 생성되는 전기 에너지를 직접 상기 팬 모터(420)로 공급할 경우, 소비 전력의 절감 효과는 극대화될 수 있을 것이다.

이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 사상이 유지되는 범위 내에서 실시예의 변경, 추가, 삭제가 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 기계실의 내부를 보여주는 도면.

도 2는 도 1의 결합 장치의 내부를 보여주는 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 제어 흐름을 보여주는 블럭도.

Claims (4)

1. 일측에 기계실이 구비되는 본체;

   상기 기계실 내부에 수용되어, 냉매를 압축하는 압축기;

   상기 압축기와 연결되어 상기 압축기를 통과한 냉매를 응축시키는 응축기;

   상기 응축기로부터 이격되는 어느 지점에 제공되어 상기 응축기로 외부 공기를 송풍하는 팬 어셈블리;

   상기 압축기의 일측에 제공되며, 상기 압축기의 진동에 의해 일방향의 힘을 전달받아 전기를 발생시키는 압전 소자가 구비되는 압전 소자 어셈블리; 및

   상기 압전 소자에서 발생된 전기를 정류하는 정류기가 포함되고,

   상기 정류된 전기는 상기 팬 어셈블리로 공급되고,

   상기 압전 소자 어셈블리는, 상기 압축기를 상기 기계실에 고정시키는 결합장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉장고는, 상기 압축기가 안착되고 상기 압축기의 양측으로 연장되는 압축기 지지부재;

   상기 압축기 지지부재에 결합하는 끼움부; 및

   상기 압전 소자 어셈블리를 감싸고, 일면에 관통홀이 형성된 케이스; 를 더 포함하고,

   상기 끼움부는, 상기 압축기 지지부재에 삽입되는 헤드;

   상기 헤드의 바닥면으로부터 하방으로 연장되어 상기 관통홀에 삽입되고, 상기 관통홀에 삽입된 채로 상하방향으로 운동하는 연결부; 및

   상기 연결부의 하단부에 제공되어 상기 압전소자 어셈블리를 가압하는 가압부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
3. 삭제
4. 삭제

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