KR101611699B1 - 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 냉장고에는, 냉장실과 냉동실을 포함하는 본체; 상기 본체의 하부에 형성되며, 베이스를 구비하는 기계실; 상기 베이스에 놓여지며, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 베이스에 놓여지며, 상기 압축기의 일측에 위치하는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 유입되며, 냉매의 배출을 위한 복수의 유출부를 가지는 밸브장치; 상기 복수의 유출부에 연결되는 복수의 팽창장치; 및 상기 복수의 팽창장치에 연결되는 제 1 증발기 및 제 2 증발기를 포함하는 복수의 증발기가 포함되며, 상기 밸브장치는 상기 베이스에 수직한 가상의 선을 기준으로, 상기 다수의 유출부 중 어느 하나의 유출부를 향하여 설정각도로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

냉장고{A refrigerator}
본 발명은 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고는 음식물을 냉동 또는 냉장 보관하도록 저장물이 수용되는 다수의 저장실이 구비되고, 상기 음식물을 수납 및 취출하도록 상기 저장실의 일면이 개방되어 형성된다. 상기 다수의 저장실에는, 음식물의 냉동 저장을 위한 냉동실 및 음식물의 냉장 저장을 위한 냉장실이 포함된다.
냉장고에는, 냉매가 순환하는 냉동시스템이 구동된다. 상기 냉동 시스템을 구성하는 장치에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함된다. 상기 증발기에는, 냉장실의 일측에 구비되는 제 1 증발기 및 냉동실의 일측에 구비되는 제 2 증발기가 포함될 수 있다.
상기 냉장실에 저장된 냉기는 상기 제 1 증발기를 거치면서 냉각되고, 상기 냉각된 냉기는 상기 냉장실로 다시 공급될 수 있다. 그리고, 상기 냉동실에 저장된 냉기는 상기 제 2 증발기를 거치면서 냉각되고, 상기 냉각된 냉기는 상기 냉동실로 다시 공급될 수 있다.
이와 같이, 종래의 냉장고는 다수의 저장실이 별개의 증발기를 통하여 독립적인 냉각이 수행되도록 구성되었다.
이와 관련하여, 본 출원인은 특허 등록을 받은 바 있다 (선행특허 등록번호 10-1275184, 등록일자 2013년 6월 10일).
위 선행특허에 따른 냉동시스템에는, 압축기(140), 응축기(150), 냉매공급수단(170), 팽창장치(113,123), 제 1 증발기(110) 및 제 2 증발기(120)가 개시된다. 상기 제 1 증발기(110)와 제 2 증발기(120)는 별도의 저장실을 각각 냉각하기 위하여 구비되는 열교환기로서 이해된다.
상기 냉매공급수단(170)은 삼방밸브로 구성될 수 있으며, 상기 냉매공급수단(170)에 유입되는 냉매는 상기 제 1 증발기(110) 또는 제 2 증발기(120)로 가이드 될 수 있다.
즉, 위 선행특허는, 냉매가 상기 제 1 증발기(110) 또는 제 2 증발기(120)로 선택적으로 공급되어, 다수의 저장실 중 일 저장실의 냉각을 수행하고 타 저장실의 냉각을 정지하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 종래에는 다수의 저장실을 동시에 냉각하는 것이 아니라, 일 저장실과 타 저장실을 선택적으로, 또는 교번하여 냉각하는 것을 특징으로 하였다.
이 경우, 냉각이 이루어지는 저장실은 적정 범위의 온도를 유지할 수 있으나, 냉각되지 않는 저장실의 온도는 상승하여 정상범위를 벗어나는 문제점이 나타났다.
그리고, 일 저장실의 냉각이 필요한 상태에서, 타 저장실의 온도가 정상범위를 벗어난 것으로 감지된 경우, 상기 타 저장실의 냉각이 즉각적으로 이루어질 수 없게 되는 문제점이 나타났다.
결국, 독립적으로 저장실을 냉각하여야 하는 구조에서, 냉기를 적시 적소에 공급할 수 없게 되어, 냉장고의 운전효율이 저하되는 문제점이 발생하였다.
한편, 종래에 다수의 저장실을 동시에 냉각하기 위하여, 상기 냉매공급수단(170)의 양방향 출구측으로 모두 개방하는 경우, 복수의 증발기 중 일 증발기로 냉매가 쏠리는 현상이 나타났다.
특히, 냉매공급수단으로서 삼방밸브가 사용되는 경우, 삼방밸브의 설치모습에 따라 삼방밸브의 물리적 평형정도, 즉 삼방밸브의 기울기 정도가 제각각으로 형성되어, 일 증발기로 냉매가 많이 유입되고 타 증발기에는 상대적으로 냉매가 적게 유입되는 문제점이 있었다.
본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 냉장실과 냉동실의 동시운전시 냉매 쏠림이 용이하게 이루어질 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 따른 냉장고에는, 냉장실과 냉동실을 포함하는 본체; 상기 본체의 하부에 형성되며, 베이스를 구비하는 기계실; 상기 베이스에 놓여지며, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 베이스에 놓여지며, 상기 압축기의 일측에 위치하는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매가 유입되며, 냉매의 배출을 위한 복수의 유출부를 가지는 밸브장치; 상기 복수의 유출부에 연결되는 복수의 팽창장치; 및 상기 복수의 팽창장치에 연결되는 제 1 증발기 및 제 2 증발기를 포함하는 복수의 증발기가 포함되며, 상기 밸브장치는 상기 베이스에 수직한 가상의 선을 기준으로, 상기 다수의 유출부 중 어느 하나의 유출부를 향하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 유출부에는, 제 1 유출부, 제 2 유출부 및 제 3 유출부가 포함되고, 상기 복수의 팽창장치에는, 상기 제 1 유출부에 연결되는 제 1 팽창장치, 상기 제 2 유출부에 연결되는 제 2 팽창장치 및 상기 제 3 유출부에 연결되는 제 3 팽창장치가 포함된다.
또한, 상기 제 1 팽창장치 및 제 3 팽창장치는 상기 제 1 증발기에 연결되며, 상기 제 2 팽창장치는 상기 제 2 증발기에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 증발기는 상기 냉장실을 냉각하기 위한 증발기이며, 상기 제 2 증발기는 상기 냉동실을 냉각하기 위한 증발기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 팽창장치의 직경은 상기 제 1 팽창장치의 직경 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3 팽창장치의 직경은 상기 제 2 팽창장치의 직경 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 팽창장치의 직경과 상기 제 3 팽창장치의 직경을 더한 값에서, 상기 제 2 팽창장치의 직경을 나눈 값은, 1.89 ~ 2.07의 범위 내에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 팽창장치의 직경이 0.67mm, 상기 제 2 팽창장치의 직경이 0.75mm일 때, 상기 제 3 팽창장치의 직경은 0.75mm ~ 0.85mm의 범위내에서 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 팽창장치의 직경이 0.70mm, 상기 제 2 팽창장치의 직경이 0.75mm일 때, 상기 제 3 팽창장치의 직경은 0.75mm ~ 0.85mm의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 팽창장치 및 제 2 팽창장치의 직경이 0.75mm일 때, 상기 제 3 팽창장치의 직경은 0.75mm ~ 0.80mm의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 증발기의 입구 온도를 감지하는 제 1 입구온도 센서; 상기 제 1 증발기의 출구 온도를 감지하는 제 1 출구온도 센서; 상기 제 2 증발기의 입구 온도를 감지하는 제 2 입구온도 센서; 및 상기 제 2 증발기의 출구 온도를 감지하는 제 2 출구온도 센서가 포함된다.
또한, 상기 제 1 입구온도 센서 및 제 1 출구온도 센서에서 감지된 온도의 차이값과, 상기 제 2 입구온도 센서 및 제 2 출구온도 센서에서 감지된 온도의 차이값의 비율에 따라, 상기 제 1 증발기 또는 제 2 증발기로의 냉매 쏠림여부를 인식하는 제어부가 더 포함된다.
또한, 상기 복수의 팽창장치에는, 캐필러리 튜브가 포함된다.
다른 측면에 따른 냉장고에는, 냉장실과 냉동실을 포함하는 본체; 상기 본체의 하부에 형성되며, 베이스를 구비하는 기계실; 상기 베이스에 놓여지며, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 베이스에 놓여지며, 상기 압축기의 일측에 위치하는 응축기; 상기 베이스에 대하여 설정 방향으로 기울어지도록 설치되며, 냉매의 배출을 위한 복수의 유출부를 가지는 밸브장치; 상기 복수의 유출부 중 제 1 유출부 및 제 3 유출부에 연결되는 2개의 팽창장치; 상기 복수의 유출부 중 제 2 유출부에 연결되는 1개의 팽창장치; 상기 2개의 팽창장치에 연결되는 냉장실용 증발기; 및 상기 1개의 팽창장치에 연결되는 냉동실용 증발기가 포함되며, 상기 2개의 팽창장치에는, 상기 1개의 팽창장치보다 직경이 작은 제 1 팽창장치; 및 상기 1개의 팽창장치보다 직경이 큰 제 3 팽창장치가 포함된다.
또한, 상기 밸브장치는, 상기 제 1 팽창장치로부터 상기 1개의 팽창장치를 향하여 기울어지도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 유출부의 중심부로부터 상기 베이스까지의 거리(H1)는, 상기 제 1 유출부의 중심부로부터 상기 베이스까지의 거리(H2)보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 팽창장치의 직경과 상기 제 3 팽창장치의 직경을 더한 값에서, 상기 제 2 팽창장치의 직경을 나눈 값은, 1.89 ~ 2.07의 범위 내에 형성되는 것을 특징으로 한다.
제안되는 실시예에 따르면, 냉장실 및 냉동실측에 각각 배치되는 증발기가 동시 운전될 수 있으므로 상기 냉장실 및 냉동실의 동시 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
특히, 냉장실측 증발기의 입구측에 연결되는 냉매유로의 수가 냉동실측 증발기의 입구측에 제공되는 냉매유로의 수보다 많게 형성되고, 각 냉매유로에 팽창장치가 제공되어 냉매유동을 제어할 수 있게 된다.
또한, 상기 팽창장치는 밸브장치의 출구측에 연결되고 상기 밸브장치는 설정된 기울기에 따라 설치되어, 냉동실의 더 많은 냉각이 필요할 때 냉동실측 증발기로의 냉매 쏠림이 효과적으로 이루어질 수 있다.
또한, 냉장실측 증발기 및 냉동실측 증발기의 각 입구 및 출구온도에 기초하여 증발기로 유입되는 냉매의 유량을 판단할 수 있고, 냉장실 및 냉동실 중 어느 하나의 냉각이 더 필요할 경우, 상기 밸브장치의 작동을 제어함으로써 어느 하나의 저장실, 즉 냉장실 또는 냉동실로의 냉매 쏠림이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 상기 팽창장치의 직경은 설정값 또는 설정범위 내에서 제안되므로, 냉장실 및 냉동실의 동시 운전시 상기 냉장실 또는 냉동실로의 냉매 쏠림이 용이하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 후방 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 냉동 사이클 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치가 설정 기울기에 따라 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 블럭도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 일부 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 후방 구성을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(10)에는, 저장실을 형성하는 본체(11)가 포함된다. 상기 저장실에는, 냉장실(20) 및 냉동실(30)이 포함되며, 일례로, 상기 냉장실(20)은 상기 냉동실(30)의 상측에 배치될 수 있다. 다만, 상기 냉장실(20)과 냉동실(30)의 위치에 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 냉장실(20)과 냉동실(30)은 격벽(28)에 의하여 구획될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 냉장실(20)을 여닫는 냉장실 도어(25) 및 상기 냉동실(30)을 여닫는 냉동실 도어(35)가 포함된다. 상기 냉장실 도어(25)는 상기 본체(10)에 힌지 결합되어 회전 가능하게 구성되고, 상기 냉동실 도어(35)는 서랍 타입으로 전방으로 인출 가능하게 구성될 수 있다.
그리고, 상기 본체(11)에는, 냉장고(10)의 외관을 형성하는 아우터 케이스(12) 및 상기 아우터 케이스(12)의 내측에 배치되고 냉장실(20) 또는 냉동실(30)의 내면 중 적어도 일부를 형성하는 이너 케이스(13)가 포함된다.
상기 냉장실(20)의 후벽에는, 상기 냉장실(20)로 냉기를 토출하기 위한 냉장실 냉기토출부(22)가 형성된다. 도면에 도시되지 않으나, 상기 냉동실(30)의 후벽에는, 상기 냉동실(30)로 냉기를 토출하기 위한 냉동실 냉기토출부가 형성될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 냉장실(20) 및 냉동실(30)을 각각 독립 냉각하기 위한 복수의 증발기(150,160)가 포함된다. 상기 복수의 증발기(150,160)에는, 상기 냉장실(20) 및 냉동실(30) 중 어느 하나의 저장실을 냉각하는 제 1 증발기(150) 및 다른 하나의 저장실을 냉각하는 제 2 증발기(160)가 포함된다.
일례로, 상기 제 1 증발기(150)는 상기 냉장실(20)을 냉각하기 위한 냉장실 증발기이고, 상기 제 2 증발기(160)는 상기 냉동실(30)을 냉각하기 위한 냉동실 증발기일 수 있다. 그리고, 본 실시예에서, 상기 냉장실(20)이 상기 냉동실(30)의 상측에 배치되므로, 상기 제 1 증발기(150)는 상기 제 2 증발기(160)의 상측에 배치될 수 있다.
상기 제 1 증발기(150)는 상기 냉장실(20)의 후벽 후측에 배치되며, 상기 제 2 증발기(160)는 상기 냉동실(30)의 후벽 후측에 배치될 수 있다. 상기 제 1 증발기(150)에서 생성된 냉기는 상기 냉장실 냉기토출부(22)를 통하여 상기 냉장실(20)로 공급되며, 상기 제 2 증발기(160)에서 생성된 냉기는 상기 냉동실 냉기토출부를 통하여 상기 냉동실(30)로 공급될 수 있다.
상기 제 1 증발기(150)에는, 냉매가 유동하는 제 1 냉매 튜브(151)와, 상기 제 1 냉매 튜브(151)에 결합되어 냉매와 유체의 열교환 면적을 증대하는 제 1 핀(152) 및 상기 제 1 냉매 튜브(151)를 고정하는 제 1 고정 브라켓(153)이 포함된다. 상기 제 1 고정 브라켓(153)은 상기 냉매 튜브(151)의 양측에 복수 개로 제공될 수 있다.
상기 제 2 증발기(160)에는, 냉매가 유동하는 제 2 냉매 튜브(161)와, 상기 제 2 냉매 튜브(161)에 결합되어 냉매와 유체의 열교환 면적을 증대하는 제 2 핀(162) 및 상기 제 2 냉매 튜브(161)를 고정하는 고정 브라켓(163)이 포함된다. 상기 고정 브라켓(163)은 상기 제 2 냉매 튜브(161)의 양측에 복수 개로 제공될 수 있다.
상기 제 1,2 냉매 튜브(151,161)는 일방향 및 타방향으로 절곡되도록 구성되며, 상기 제 1,2 고정 브라켓(153,163)은 상기 제 1,2 냉매 튜브(151,161)의 각 양측부를 고정하여 상기 제 1,2 냉매 튜브(151,161)의 흔들림을 방지한다. 일례로, 상기 제 1,2 냉매 튜브(161)는 상기 제 1,2 고정 브라켓(153,163)을 각각 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 제 1,2 증발기(150,160)의 일측에는, 상기 제 1,2 증발기(150,160)에서 증발된 냉매 중 액 냉매를 걸러내어, 제 1 압축기(111) 및 제 2 압축기(115)에 기상 냉매를 공급하는 기액 분리기(170)가 각각 제공된다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 냉장고(10)의 후방 하부, 즉 상기 냉동실(30)의 후방에는 냉장고의 주요 부품이 설치되는 기계실(50)이 포함된다. 일례로, 상기 기계실(50)에는, 압축기 및 응축기가 설치된다.
상세히, 도 3을 참조하면, 상기 기계실(50)에는, 냉매를 압축하기 위한 복수의 압축기(111,115) 및 상기 복수의 압축기(111,115)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(120, 도 4 참조)가 포함된다. 상기 복수의 압축기(111,115) 및 응축기(120)는 상기 기계실(50)의 베이스(51)에 놓여질 수 있다. 상기 베이스(51)는 상기 기계실(50)의 저면을 형성한다.
그리고, 상기 기계실(50)에는, 냉매를 상기 제 1 증발기(150) 및 제 2 증발기(160)로 공급하기 위하여, 냉매의 유동방향을 조절할 수 있는 밸브장치(130)가 설치된다.
상기 밸브장치(130)의 제어에 따라, 상기 제 1 증발기(150)와 제 2 증발기(160)로 유입되는 냉매량이 달라질 수 있다. 달리 말하면, 상기 제 1 증발기(150) 및 제 2 증발기(160) 중 어느 하나의 증발기로 냉매 쏠림이 발생할 수 있다. 상기 밸브장치(130)에는, 사방밸브(four way valve)가 포함될 수 있다.
상기 기계실(50)에는, 상기 응축기(120)에서 응축된 냉매에 포함된 수분 또는 불순물을 제거하는 드라이어(180)가 설치된다. 상기 드라이어(180)는 상기 드라이어(180)로 유입된 액 냉매를 잠시 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 드라이어(180)를 통과한 냉매는 상기 밸브장치(130)로 유입될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 냉동 사이클 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(10)에는, 냉동 사이클을 구동하기 위한 다수의 장치가 포함된다.
상세히, 상기 냉장고(10)에는, 냉매를 압축하기 위한 복수의 압축기(111,115)와, 상기 복수의 압축기(111,115)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(120)와, 상기 응축기(120)에서 응축된 냉매를 감압하기 위한 다수의 팽창장치(141,143,145) 및 상기 다수의 팽창장치(141,143,145)에서 감압된 냉매를 증발하기 위한 다수의 증발기(150,160)가 포함된다.
그리고, 상기 냉장고(10)에는, 상기 복수의 압축기(111,115), 응축기(120), 팽창장치(141,143,145) 및 증발기(150,160)를 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매배관(100)이 포함된다.
상기 복수의 압축기(111,115)에는, 저압측에 배치되는 제 2 압축기(115) 및 상기 제 2 압축기(115)에서 압축된 냉매를 더 압축하는 제 1 압축기(111)가 포함된다.
상기 제 1 압축기(111)와 제 2 압축기(115)는 직렬로 연결된다. 즉, 상기 제 2 압축기(115)의 출구측 냉매배관은 상기 제 1 압축기(111)의 입구측에 연결된다.
상기 다수의 증발기(150,160)에는, 냉장실 및 냉동실 중 어느 하나의 저장실에 공급될 냉기를 생성하기 위한 제 1 증발기(150) 및 다른 하나의 저장실에 공급될 냉기를 생성하기 위한 제 2 증발기(160)가 포함된다.
일례로, 상기 제 1 증발기(150)는 상기 냉장실에 공급될 냉기를 생성하며, 상기 냉장실의 일측에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 증발기(160)는 상기 냉동실에 공급될 냉기를 생성하며, 상기 냉동실의 일측에 배치될 수 있다.
상기 냉동실에 공급되는 냉기의 온도는 상기 냉장실에 공급되는 냉기의 온도보다 낮을 수 있으며, 이에 따라 상기 제 2 증발기(160)의 냉매 증발압력은 상기 제 1 증발기(150)의 냉매 증발압력보다 낮을 수 있다.
상기 제 2 증발기(160)의 출구측 냉매배관(100)은 상기 제 2 압축기(115)의 입구측으로 연장된다. 따라서, 상기 제 2 증발기(160)를 통과한 냉매는 상기 제 2 압축기(115)로 흡입될 수 있다.
상기 제 1 증발기(150)의 출구측 냉매배관(100)은 상기 제 2 압축기(115)의 출구측 냉매배관에 연결된다. 따라서, 상기 제 1 증발기(150)를 통과한 냉매는 상기 제 2 압축기(115)에서 압축된 냉매와 합지되어, 상기 제 1 압축기(111)로 흡입될 수 있다.
상기 다수의 팽창장치(141,143,145)에는, 상기 제 1 증발기(150)로 유입될 냉매를 팽창하기 위한 제 1 팽창장치(141) 및 제 3 팽창장치(145)와, 상기 제 2 증발기(160)로 유입될 냉매를 팽창하기 위한 제 2 팽창장치(143)가 포함된다. 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)에는, 모세관(capillary tube)이 포함될 수 있다.
상기 제 1 증발기(150)의 입구측에는, 상기 제 1 증발기(150)로의 냉매 유입을 가이드 하는 복수의 냉매유로(101,105)가 구비된다.
상기 복수의 냉매유로(101,105)에는, 상기 제 1 팽창장치(141)가 설치되는 제 1 냉매유로(101) 및 상기 제 3 팽창장치(145)가 설치되는 제 3 냉매유로(105)가 포함된다. 상기 제 1,3 냉매유로(101,105)는 상기 제 1 증발기(150)로 냉매의 유입을 가이드 하는 점에서, "제 1 증발유로"라 이름할 수 있다. 상기 제 1 냉매유로(101)와 제 3 냉매유로(105)를 유동하는 냉매는 합지된 후, 상기 제 1 증발기(150)로 유입될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 증발기(160)의 입구측에는, 상기 제 2 증발기(160)로의 냉매 유입을 가이드 하는 제 2 냉매유로(103)가 구비된다. 상기 제 2 냉매유로(103)에는, 상기 제 2 팽창장치(143)가 설치될 수 있다. 상기 제 2 냉매유로(103)는 상기 제 2 증발기(160)로 냉매의 유입을 가이드 하는 점에서, "제 2 증발유로"라 이름할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(101,103,105)는 상기 냉매배관(100)에서 분지되는 "분지유로"로서 이해될 수 있다.
상기 냉장고(10)에는, 냉매를 상기 제 1 내지 제 3 냉매유로(101,103,105) 중 적어도 2개의 냉매유로로 분지하여 유입시키기 위한 밸브장치(130)가 더 포함된다. 상기 밸브장치(130)는 제 1,2 증발기(150,160)가 동시 운전되도록, 즉 냉매가 상기 제 1,2 증발기(150, 160)에 동시에 유입되도록 냉매의 유동을 조절하는 장치로서 이해될 수 있다.
상기 밸브장치(130)에는, 냉매가 유입되는 1개의 유입부 및 냉매가 배출되는 3개의 유출부를 가지는 4방밸브(four-way valve)가 포함된다.
상기 밸브장치(130)의 3개의 유출부에는, 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)가 각각 연결된다. 따라서, 상기 밸브장치(130)를 통과하는 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)로 분지되어 배출될 수 있다.
상기 밸브장치(130)에는, 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)에 연결되는 3개의 유출부(135a,135b,135c, 도 6 참조)가 포함된다. 상기 3개의 유출부(135a,135b,135c)에는, 제 1 유출부(135a), 제 2 유출부(135b) 및 제 3 유출부(135c)가 포함된다.
상기 3개의 유출부 중 적어도 2개의 유출부가 개방될 수 있다. 일례로, 상기 3개의 유출부(135a,135b,135c)가 모두 개방되면, 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)를 모두 유동하게 된다. 반면에, 상기 제 1,2 유출부(135a,135b)가 개방되고 제 3 유출부(135c)가 폐쇄되면, 냉매는 상기 제 1,2 팽창장치(141,143)를 유동하게 된다. 이와 같이, 상기 밸브장치(130)의 제어에 따라, 냉매의 유동경로가 달라질 수 있다.
상기 밸브장치(130)는, 상기 제 1,2 증발기(150,160)의 동시 운전시, 제 1 증발기(150) 또는 제 2 증발기(160)의 냉매 과부족 여부에 기초하여, 어느 하나의 증발기로 냉매의 쏠림이 발생할 수 있도록 제어될 수 있다.
일례로, 상기 밸브장치(130)는, 상기 제 1 증발기(150)에 냉매가 부족한 경우, 달리 말하면 상기 제 1 증발기(150)가 배치되는 냉장실의 냉각이 더 필요한 경우, 상기 3개의 유출부가 모두를 개방하도록 작동한다.
상기 3개의 유출부(135a,135b,135c)가 모두 개방되는 경우, 상기 제 2 증발기(160)의 입구측에 비하여, 상기 제 1 증발기(150)의 입구측에 더 많은 냉매 유로가 형성되므로, 냉매는 상기 제 2 증발기(160)에 비하여, 상대적으로 상기 제 1 증발기(150)로 많이 유동할 수 있게 된다. 이러한 방식에 의하여, 상기 제 1 증발기(150), 일례로 냉장실 증발기(150)로의 냉매 쏠림이 이루어질 수 있다.
반면에, 상기 제 2 증발기(160)에 냉매가 부족한 경우, 달리 말하면 상기 제 2 증발기(160)가 배치되는 냉동실의 냉각이 더 필요한 경우, 상기 밸브장치(130)는, 상기 제 3 유출부(135c)를 폐쇄하고 상기 제 1,2 유출부(135a,135b)를 개방하도록 작동한다.
상기 제 1,2 유출부(135a,135b)가 개방되는 경우, 상기 제 1 증발기(150)의 입구측과 제 2 증발기(160)기의 입구측에 각각 하나의 냉매유로가 형성되므로, 상기 3개의 유출부(135a,135b,135c)가 모두 개방되는 경우에 비하여, 상기 제 2 증발기(160)로 유입되는 냉매의 양이 상대적으로 증가할 수 있다. 이러한 방식에 의하여, 상기 제 2 증발기(160), 일례로 냉동실 증발기(160)로의 냉매 쏠림이 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제 2 증발기(160)로의 냉매 쏠림이 더 용이하게 이루어질 수 있도록, 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경은 상기 제 1 팽창장치(141)의 직경 이상의 값을 가질 수 있다.
그리고, 상기 제 2 증발기(160)로의 냉매 쏠림이 더 용이하게 이루어질 수 있도록, 상기 밸브장치(130)는, 상기 제 1 팽창장치(141)가 연결된 제 1 유출부(135a)로부터 상기 제 2 팽창장치(143)가 연결된 제 2 유출부(135b)를 향하는 방향으로 기울어지도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 팽창장치(141)가 연결된 제 1 유출부(135a)의 높이보다, 상기 제 2 유출부(135b)의 높이가 더 낮게 형성될 수 있다 (도 7 참조).
상기 냉장고(10)에는, 열교환기의 일측에 제공되어 공기를 불어주는 송풍팬(125,155,165)이 포함된다. 상기 송풍팬(125,155,165)에는, 상기 응축기(120)의 일측에 제공되는 응축팬(125), 상기 제 1 증발기(150)의 일측에 제공되는 제 1 증발팬(155) 및 상기 제 2 증발기(160)의 일측에 제공되는 제 2 증발팬(165)이 포함된다.
상기 제 1,2 증발팬(155,165)의 회전속도에 따라, 상기 제 1,2 증발기(150,160)의 열교환 능력이 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 증발기(150)의 운전에 따른 냉기 발생이 많이 필요할 경우에는 상기 제 1 증발팬(155)의 회전속도는 증가하며, 냉기가 충분할 경우에는 상기 제 1 증발팬(155)의 회전속도가 감소될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치의 구성을 보여주는 도면이고, 도 6은 도 5의 I-I'를 따라 절개한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치가 설정 기울기에 따라 설치된 모습을 보여주는 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밸브장치(130)에는, 밸브 몸체(131)와, 상기 밸브 몸체(131)의 일측에 제공되며 유입배관(100a) 및 상기 3개의 팽창장치(141,143,145)가 연결되는 배관 연결부(133)가 포함된다.
일례로, 상기 배관 연결부(133)는 상기 밸브 몸체(131)의 하측에 위치되며, 상기 3개의 팽창장치(141,143,145)는 상기 배관 연결부(133)로부터 하방으로 연장될 수 있다.
상기 밸브 몸체(131)의 내부에는, 냉매의 유로를 전환하기 위한 유로전환 장치가 설치될 수 있다.
상기 배관 연결부(133)에는, 상기 유입배관(100a)이 연결되는 유입 가이드부(134) 및 상기 3개의 팽창장치(141,143,145)가 연결되는 유출 가이드부(135)가 포함된다.
그리고, 상기 유출 가이드부(135)에는, 상기 제 1 팽창장치(141)가 연결되는 제 1 유출부(135a), 상기 제 2 팽창장치(143)가 연결되는 제 2 유출부(135b) 및 상기 제 3 팽창장치(145)가 연결되는 제 3 유출부(135c)가 포함된다.
상기 드라이어(180)를 통과한 냉매는 상기 유입배관(100a) 및 유입 가이드부(134)를 통하여 상기 밸브장치(130)로 유입된다. 그리고, 상기 냉매는 상기 밸브 몸체(131)의 유로전환 장치에 의하여 개방된 적어도 2개의 유출부를 통하여 배출될 수 있다.
이 때, 냉매는 상기 개방된 유출부에 연결되는 팽창장치(141,143,145)를 유동하게 된다. 일례로, 상기 제 1 내지 제 3 유출부(135a,135b,135c)가 모두 개방된 경우, 상기 밸브장치(130)에서 배출된 냉매는 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)를 유동한다. 반면에, 상기 제 1,2 유출부(135a,135b)가 개방된 경우, 상기 밸브장치(130)에서 배출된 냉매는 상기 제 1,2 팽창장치(141,143)를 유동하게 된다.
도 7을 참조하면, 상기 밸브장치(130)는 상기 기계실(50)의 내부에 일방향(도면상 우측 방향)으로 경사지게 설치된다. 상세히, 상기 밸브장치(130)는 상기 기계실(50)의 베이스(51)에 대하여 소정 각도(90°-α)로 기울어지도록 설치될 수 있다.
상세히, 상기 밸브장치(130)가 기울어지는 방향은, 상기 밸브장치(130)가 상기 베이스(51)에 수직한 가상의 선(ℓ1)에 대하여 상기 제 2 팽창장치(143) 또는 상기 제 2 유출부(135b)를 향하여 기울어지는 방향에 대응된다. 즉, 상기 제 2 팽창장치(143)는 상기 가상의 선(ℓ1)에 대하여, 설정 각도(α)를 형성하도록 기울어질 수 있다.
이 경우, 상기 제 2 팽창장치(143)가 연결되는 제 2 유출부(135b)의 중심부와 상기 베이스(51)간의 거리(H1)는, 상기 제 1 팽창장치(141)가 연결되는 제 1 유출부(135a)의 중심부와 상기 베이스(51)간의 거리(H2)보다 작게 형성될 수 있다.
일례로, 상기 소정 각도(α)는 0°보다는 크고 20°보다는 작은 값으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 밸브장치(130)가 상기 제 2 유출부(135b) 또는 상기 제 2 팽창장치(143) 방향으로 설정각도 만큼 기울어지는 경우, 제 2 증발기(160)로의 냉매 쏠림을 위하여 상기 제 1,2 팽창장치(141,143)가 개방될 때 상기 제 2 팽창장치(143)로의 냉매 유동이 더 많아질 수 있게 된다.
이하에서는, 냉장실 및 냉동실의 동시 운전시, 제 1 증발기(150) 또는 제 2 증발기(160)의 냉매 쏠림이 원활하게 이루어지기 위한 팽창장치의 직경에 관하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(10)에는, 제 1 증발기(150) 및 제 2 증발기(160)의 입구온도와 출구온도를 감지할 수 있는 다수의 온도센서(210,220,230,240)가 포함된다.
상기 다수의 온도센서(210,220,230,240)에는, 상기 제 1 증발기(150)의 입구측 온도를 감지하는 제 1 입구온도 센서(210) 및 상기 제 1 증발기(150)의 출구측 온도를 감지하는 제 1 출구온도 센서(220)가 포함된다.
그리고, 상기 다수의 온도센서(210,220,230,240)에는, 상기 제 2 증발기(160)의 입구측 온도를 감지하는 제 2 입구온도 센서(230) 및 상기 제 2 증발기(160)의 출구측 온도를 감지하는 제 2 출구온도 센서(240)가 포함된다.
상기 냉장고(10)에는, 상기 상기 다수의 온도센서(210,220,230,240)에서 감지된 온도값에 기초하여, 상기 밸브장치(130)의 작동을 제어하는 제어부(200)가 더 포함된다.
상기 제어부(200)는, 냉장실 및 냉동실의 동시 냉각운전을 위하여, 상기 제 1,2 압축기(111,115), 응축팬(125) 및 제 1,2 증발팬(155,165)의 작동을 제어할 수 있다.
상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도에 관한 정보와, 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도에 관한 정보에 기초하여, 냉매의 쏠림여부가 인식될 수 있다.
인식방법의 제 1 예로서, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차가 미리 설정된 기준값과 동일한지 여부, 또는 상기 기준값보다 크거나 작은지 여부에 따라 냉매의 쏠림여부를 판단할 수 있다.
상기 냉동 사이클을 순환하는 냉매는 상기 밸브장치(130)를 통하여 상기 제 1 증발기(150) 및 제 2 증발기(160)로 분지되어 유동하는 바, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차를 감지하면 상기 제 1 증발기(150)를 통과하는 냉매 비율을 인식할 수 있고, 상기 제 2 증발기(160)를 통과하는 냉매 비율은 상기 제 1 증발기(160)를 통과하는 냉매 비율에 기초하여 인식될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차가 상기 기준값보다 크면 냉매량이 부족한 것으로 판단되고, 반대로 상기 제 2 증발기(160)에는 상대적으로 냉매량이 많은 것으로 인식될 수 있을 것이다.
인식방법의 제 2 예로서, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차와, 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차의 비율이 제 1 설정값과 동일한지, 아니면 상기 제 1 설정값보다 크거나 작은지 여부에 따라 냉매의 쏠림여부를 판단할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 설정값은 1일 수 있다.
상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차에 대한, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차의 비율이 1인 경우, 즉, 상기 제 1,2 증발기(150,160)의 입출구 온도차가 동일한 경우, 상기 제 1 증발기(150) 또는 제 2 증발기(160)에 냉매의 쏠림이 발생되지 않은 것으로 인식된다.
반면에, 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차에 대한, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차의 비율이 1보다 큰 경우, 즉, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차가 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차보다 큰 경우, 상기 제 2 증발기(160)에 냉매의 쏠림이 발생된 것으로 인식된다.
그리고, 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차에 대한, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차의 비율이 1보다 작은 경우, 즉, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차가 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차보다 작은 경우, 상기 제 1 증발기(150)에 냉매의 쏠림이 발생된 것으로 인식된다.
인식방법의 제 3 예로서, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차와, 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차의 차이값이 제 2 설정값과 동일한지, 아니면 상기 제 2 설정값보다 크거나 작은지 여부에 따라 냉매의 쏠림여부를 판단할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 설정값은 0일 수 있다.
상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차에서 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차를 뺀 값이 0인 경우, 즉, 상기 제 1,2 증발기(150,160)의 입출구 온도차가 동일한 경우, 상기 제 1 증발기(150) 또는 제 2 증발기(160)에 냉매의 쏠림이 발생되지 않은 것으로 인식된다.
반면에, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차에서 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차를 뺀 값이 0보다 큰 경우, 즉, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차가 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차보다 큰 경우, 상기 제 2 증발기(160)에 냉매의 쏠림이 발생된 것으로 인식된다.
그리고, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차에서 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차를 뺀 값이 0보다 작은 경우, 즉, 상기 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차가 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차보다 작은 경우, 상기 제 1 증발기(150)에 냉매의 쏠림이 발생된 것으로 인식된다.
상기한 3개의 인식방법 중 하나의 인식방법을 이용하여, 상기 제 1 증발기(150) 또는 제 2 증발기(160)로의 냉매 쏠림여부가 충분히 이루어지는지 여부가 인식될 수 있다.
예를 들어, 인식방법의 제 2 예를 기준으로, 제 1 증발기(150)의 입출구 온도차와, 상기 제 2 증발기(160)의 입출구 온도차의 비율(이하, 비율값 또는 ER)이 1 미만인 경우 상기 제 2 증발기(160)로의 냉매 쏠림이 발생하기 시작하고, 0.5 미만인 경우 제 2 증발기(160)로의 충분한 냉매 쏠림이 이루어지는 것으로 인식될 수 있다.
반면에, 상기 ER이 1 이상인 경우 상기 제 1 증발기(150)로의 냉매 쏠림이 발생하기 시작하고 2 이상인 경우 제 1 증발기(150)로의 충분한 냉매 쏠림이 이루어지는 것으로 인식될 수 있다.
본 실시예에서는, 제 1 증발기(150)로의 냉매 쏠림을 위하여 상기 ER을 2 이상의 값으로 확보하고, 제 2 증발기(160)로의 냉매 쏠림을 위하여 상기 ER을 0.5 미만의 값으로 확보하기 위하여, 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)의 직경에 관한 최적 범위를 도출하기 위한 여러번의 실험을 수행하였다. 실험 결과는 아래 [표 1] 내지 [표 3]에서 확인될 수 있다.
제1 내지 제3 팽창장치 개방
(제3 팽창장치의 직경:A1, 직경비율:B1)		 밸브장치의 9°기울임 설치
A1 : 0.70mm
 B1 : 1.83
 비율값(ER) 1.6
소비전력(kwh) 57.4
A1 : 0.75mm
 B1 : 1.89
 비율값(ER) 6.5
소비전력(kwh) 58.8
A1 : 0.80mm
 B1 : 1.96
 비율값(ER) 8.9
소비전력(kwh) 59.1
A1 : 0.85mm
 B1 : 2.03
 비율값(ER) 9.6
소비전력(kwh) 59.2
A1 : 0.90mm
 B1 : 2.09
 비율값(ER) 11.9
소비전력(kwh) 60.9
위 표 1은, 상기 밸브장치(130)가 상기 제 2 팽창장치(143)를 향하여 9도 기울어지게 설치된 상태에서, 상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)가 개방되도록 작동하는 경우, 제 3 팽창장치(145)의 직경에 따른 상기 비율값(ER) 및 소비전력의 변화에 관한 실험치를 보여준다.
실험 조건으로서, 상기 제 1 팽창장치(141)의 직경은 0.67mm으로, 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경은 상기 제 1 팽창장치(141)의 직경보다 큰 0.75mm로 형성된다.
그리고, 직경비율(B1)은 제 1 팽창장치(141)의 직경과 제 3 팽창장치의 직경(A1)을 더한 값에서, 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경을 나눈 값으로 이해된다.
상기 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)가 모두 개방되면, 상기한 바와 같이, 제 1 증발기(150)로의 냉매 쏠림이 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 비율값(ER)이 클수록 상기 제 1 증발기(150)로의 냉매 쏠림이 많이 이루어질 수 있으며, 상기 소비전력은 작을수록 효과적일 것이다.
상기 제 3 팽창장치(145)의 직경(A1)이 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경보다 작은 0.70mm 일 경우, 상기 비율값(ER)은 1.6을 형성한다. 이 경우, 상기 제 1 증발기(150)로의 냉매 쏠림이 이루어질 수는 있으나, 원하는 수준(ER이 2.0 이상)에 도달한다고는 보기 힘들다.
반면에, 상기 직경(A1)이 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경 이상, 즉, 0.75mm, 0.80mm, 0.85mm 또는 0.90mm인 경우, 상기 비율값(ER)은 2를 초과한다. 이 경우, 상기 제 1 증발기(150)의 냉매 쏠림이 충분히 이루어질 수 있으며, 상기 제 1 증발기(150)가 설치되는 저장실, 일례로 냉장실의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있다.
결국, 상기 제 1,2 팽창장치(141,143)의 직경을 고정하고 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경을 변화시켜 가면서 실험을 수행한 경우, 상기 직경비율(B1)이 1.89 이상일 때 충분한 비율값(ER)을 나타낼 수 있다.
다만, 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경이 0.90mm인 경우, 소비전력이 60.9kwh가 요구되므로 상대적으로 전력소비량이 커짐을 알 수 있다. 따라서, 본 험을 통하여, 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경(A1)이 0.75mm ~ 0.85mm로 형성되고, 상기 직경비율(B1)이 1.89 ~ 2.03의 범위를 가지는 것을 제안한다.
제1 내지 제3 팽창장치 개방
(제3 팽창장치의 직경:A2, 직경비율:B2)		 밸브장치의 15°기울임 설치
A2 : 0.70mm
 B2 : 1.87
 비율값(ER) 1.6
소비전력(kwh) 57.1
A2 : 0.75mm
 B2 : 1.93
 비율값(ER) 5.8
소비전력(kwh) 58.2
A2 : 0.80mm
 B2 : 2.00
 비율값(ER) 7.5
소비전력(kwh) 58.7
A2 : 0.85mm
 B2 : 2.07
 비율값(ER) 5.9
소비전력(kwh) 59.2
A2 : 0.90mm
 B2 : 2.13
 비율값(ER) 6.4
소비전력(kwh) 60.0
위 표 2는, 위 표 1에 따른 실험방법과 유사한 방법으로 실시한 실험 결과값을 보여준다. 따라서, 표 1에 관한 설명을 원용할 수 있다.
다만, 실험 조건으로서, 상기 제 1 팽창장치(141)의 직경은 0.70mm으로, 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경은 상기 제 1 팽창장치(141)의 직경보다 큰 0.75mm로 형성된다. 그리고, 밸브장치(130)는, 상기한 설명에서 제안한 기울기 각도(0~20°)의 범위 내인, 상기 제 2 팽창장치(143)를 향하여 15°기울어지도록 설치되었다.
상기 제 3 팽창장치(145)의 직경(A2)이 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경보다 작은 0.70mm 일 경우, 상기 비율값(ER)은 1.6을 형성한다. 이 경우, 상기 제 1 증발기(150)로의 냉매 쏠림이 이루어질 수는 있으나, 원하는 수준(ER이 2.0 이상)에 도달한다고는 보기 힘들다.
반면에, 상기 직경(A2)이 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경 이상, 즉, 0.75mm, 0.80mm, 0.85mm 또는 0.90mm인 경우, 상기 비율값(ER)은 2를 초과한다. 이 경우, 상기 제 1 증발기(150)의 냉매 쏠림이 충분히 이루어질 수 있으며, 상기 제 1 증발기(150)가 설치되는 저장실, 일례로 냉장실의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있다.
결국, 상기 제 1,2 팽창장치(141,143)의 직경을 고정하고 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경을 변화시켜 가면서 실험을 수행한 경우, 상기 직경비율(B)이 1.93 이상일 때 충분한 비율값(ER)을 나타낼 수 있다.
다만, 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경이 0.90mm인 경우, 소비전력이 60.0kwh가 요구되므로 상대적으로 전력소비량이 커짐을 알 수 있다. 따라서, 본 실험을 통하여, 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경이 0.75mm ~ 0.85mm 로 형성되고, 상기 직경비율(B)이 1.93 ~ 2.07의 범위를 가지는 것을 제안한다.
제1 내지 제3 팽창장치 개방
(제3 팽창장치의 직경:A3, 직경비율:B3)		 밸브장치의 12°기울임 설치
A3 : 0.70mm
 B3 : 1.93
 비율값(ER) 0.9
소비전력(kwh) 56.7
A3 : 0.75mm
 B3 : 2.00
 비율값(ER) 9.1
소비전력(kwh) 59.1
A3 : 0.80mm B3 : 2.07 비율값(ER) 9.3
소비전력(kwh) 60.2
위 표 3은, 위 표 1에 따른 실험방법과 유사한 방법으로 실시한 실험 결과값을 보여준다. 따라서, 표 1에 관한 설명을 원용할 수 있다.
다만, 실험 조건으로서, 상기 제 1 팽창장치(141)의 직경 및 제 2 팽창장치(143)의 직경은 모두 0.75mm로 형성된다. 그리고, 밸브장치(130)는, 상기한 설명에서 제안한 기울기 각도(0~20°)의 범위 내인, 상기 제 2 팽창장치(143)를 향하여 12°기울어지도록 설치되었다.
상기 제 3 팽창장치(145)의 직경(A3)이 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경보다 작은 0.70mm 일 경우, 상기 비율값(ER)은 0.9를 형성한다. 이 경우, 상기 제 1 증발기(150)로의 냉매 쏠림이 제한될 수 있다.
반면에, 상기 직경(A3)이 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경 이상, 즉, 0.75mm, 0.80mm인 경우, 상기 비율값(ER)은 2를 초과한다. 이 경우, 상기 제 1 증발기(150)의 냉매 쏠림이 충분히 이루어질 수 있으며, 상기 제 1 증발기(150)가 설치되는 저장실, 일례로 냉장실의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있다.
결국, 상기 제 1,2 팽창장치(141,143)의 직경을 고정하고 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경을 변화시켜 가면서 실험을 수행한 경우, 상기 제 2 팽창장치(143)이 직경이 0.75mm ~ 0.80mm이고 상기 직경비율(B3)이 2.00이상일 때 충분한 비율값(ER)을 나타낼 수 있다.
다만, 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경이 0.80mm인 경우, 소비전력이 60.2kwh가 요구되므로 상대적으로 전력소비량이 커짐을 알 수 있다. 따라서, 본 실험을 통하여, 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경이 0.75mm 로 형성되고, 상기 직경비율(B)이 2.00 ~ 2.07의 범위를 가지는 것을 제안한다.
상기 [표 1] 내지 [표 3]에 기재된 실험치에서 확인할 수 있듯이, 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경(A1,A2,A3)이 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경보다 작을 경우에는, 원하는 수준의 비율값(ER)값을 확보할 수 없으므로, 본 실시예는 상기 제 3 팽창장치(145)의 직경이 상기 제 2 팽창장치(143)의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 각 실험에서 도출된 팽창장치의 직경에 관한 최적치를 정리한다.
[표 1]과 관련하여, 제 1 팽창장치(141)의 직경이 0.67mm, 제 2 팽창장치(143)의 직경이 0.75mm일 경우에는, 제 3 팽창장치(145)의 직경이 0.75mm ~ 0.85mm의 범위를 가지도록 형성되고, 이 때 직경비율은 1.89 ~ 2.03의 범위를 가지도록 형성된다.
[표 2]와 관련하여, 제 1 팽창장치(141)의 직경이 0.70mm, 제 2 팽창장치(143)의 직경이 0.75mm일 경우에는, 제 3 팽창장치(145)의 직경이 0.75mm ~ 0.85m의 범위를 가지도록 형성되고, 이 때 직경비율은 1.93 ~ 2.07의 범위를 가지도록 형성된다.
[표 3]과 관련하여, 제 1 팽창장치(141) 및 제 2 팽창장치(143)의 직경이 0.75mm로 동일할 경우에는, 제 3 팽창장치(145)의 직경이 0.75mm ~ 0.80mm의 범위를 가지도록 형성되고, 이 때 직경비율은 2.00 ~ 2.07의 범위를 가지도록 형성된다.
정리하면, 위 실험들은 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)의 직경에 관하여 특정한 값을 정하여 냉매 쏠림여부를 관찰하였다. 표 1 내지 3에 개시된 실험치의 경향성을 고려할 때, 본 실시예에 따른 제 1 내지 제 3 팽창장치(141,143,145)의 직경비율은 1.89 ~ 2.07의 범위에서 냉매 쏠림이 용이하게 이루어짐을 알 수 있다.
10 : 냉장고 11 : 본체
12 : 아우터 케이스 13 : 이너케이스
111,115 : 제 1,2 압축기 120 : 응축기
130 : 밸브장치 131 : 밸브 몸체
133 : 배관 연결부 134 : 유입 가이드부
135 : 유출 가이드부 135a : 제 1 유출부
135b : 제 2 유출부 135c : 제 3 유출부
141 : 제 1 팽창장치 143 : 제 2 팽창장치
150 : 제 1 증발기 160 : 제 2 증발기
170 : 기액 분리기 180 : 드라이어

Claims (18)

  1. 냉장실과 냉동실을 포함하는 본체;
    상기 본체의 하부에 형성되며, 베이스를 구비하는 기계실;
    상기 베이스의 상면에 놓여지며, 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 베이스의 상면에 놓여지며, 상기 압축기의 일측에 위치하는 응축기;
    상기 베이스의 상면에 배치되며, 상기 응축기에서 응축된 냉매가 유입되고, 유입된 냉매의 배출을 위한 제 1 유출부 및 제 2 유출부를 가지는 밸브장치;
    상기 제 1 유출부에 연결되는 제 1 팽창장치;
    상기 제 2 유출부에 연결되는 제 2 팽창장치;
    상기 제 1 팽창장치의 출구측에 연결되는 제 1 증발기; 및
    상기 제 2 팽창장치의 출구측에 연결되는 제 2 증발기가 포함되며,
    상기 밸브장치는, 상기 베이스의 상면에 수직한 가상의 선을 기준으로, 상기 제 1 유출부로부터 상기 제 2 유출부를 향하는 방향으로 기울어지도록 설치되어, 상기 베이스의 상면으로부터 상기 제 2 유출부의 높이가 상기 제 1 유출부의 높이보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브장치와 제 1 증발기 사이에는,
    상기 밸브장치와 제 1 증발기를 연결하는 제 3 유출부 및 제 3 팽창장치를 더 포함하는 냉장고.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 증발기는 상기 냉장실을 냉각하기 위한 증발기이며,
    상기 제 2 증발기는 상기 냉동실을 냉각하기 위한 증발기인 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스의 상면에 수직한 가상의 선을 기준으로 상기 제 2 유출부를 향하여 기울어지는 방향의 설정 각도는, 0°~ 20°의 범위에서 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 팽창장치의 직경은 상기 제 1 팽창장치의 직경 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 팽창장치의 직경은 상기 제 2 팽창장치의 직경 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 팽창장치의 직경과 상기 제 3 팽창장치의 직경을 더한 값에서, 상기 제 2 팽창장치의 직경을 나눈 값은, 1.89 ~ 2.07의 범위 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 팽창장치의 직경이 0.67mm, 상기 제 2 팽창장치의 직경이 0.75mm일 때, 상기 제 3 팽창장치의 직경은 0.75mm ~ 0.85mm의 범위내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 팽창장치의 직경이 0.70mm, 상기 제 2 팽창장치의 직경이 0.75mm일 때, 상기 제 3 팽창장치의 직경은 0.75mm ~ 0.85mm의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 팽창장치 및 제 2 팽창장치의 직경이 0.75mm일 때, 상기 제 3 팽창장치의 직경은 0.75mm ~ 0.80mm의 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 증발기의 입구 온도를 감지하는 제 1 입구온도 센서;
    상기 제 1 증발기의 출구 온도를 감지하는 제 1 출구온도 센서;
    상기 제 2 증발기의 입구 온도를 감지하는 제 2 입구온도 센서; 및
    상기 제 2 증발기의 출구 온도를 감지하는 제 2 출구온도 센서가 포함되는 냉장고.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 입구온도 센서 및 제 1 출구온도 센서에서 감지된 온도의 차이값과, 상기 제 2 입구온도 센서 및 제 2 출구온도 센서에서 감지된 온도의 차이값의 비율에 따라,
    상기 제 1 증발기 또는 제 2 증발기로의 냉매 쏠림여부를 인식하는 제어부가 더 포함되는 냉장고.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 팽창장치에는, 캐필러리 튜브가 포함되는 냉장고.
  15. 냉장실과 냉동실을 포함하는 본체;
    상기 본체의 하부에 형성되며, 베이스를 구비하는 기계실;
    상기 베이스의 상면에 놓여지며, 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 베이스의 상면에 놓여지며, 상기 압축기의 일측에 위치하는 응축기;
    상기 베이스의 상면에 대하여 설정 방향으로 기울어지도록 설치되며, 냉매의 배출을 위한 제 1, 2, 3 유출부를 가지는 밸브장치;
    상기 제 1 유출부에 연결되는 제 1 팽창장치;
    상기 제 2 유출부에 연결되는 제 2 팽창장치;
    상기 제 3 유출부에 연결되는 제 3 팽창장치;
    상기 제 1, 3 팽창장치의 출구측에 설치되며, 상기 제 1, 3 팽창장치에서 감압된 냉매가 유입되는 냉장실용 증발기; 및
    상기 제 2 팽창장치의 출구측에 설치되며, 상기 제 2 팽창장치에서 감압된 냉매가 유입되는 냉동실용 증발기가 포함되고,
    상기 제 1 팽창장치의 직경은 상기 제 2 팽창장치의 직경보다 작고, 상기 제 3 팽창장치의 직경은 상기 제 2 팽창장치의 직경보다 크게 형성되어, 상기 냉동실용 증발기로의 냉매 쏠림을 가이드 하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 밸브장치는,
    상기 제 1 팽창장치로부터 상기 제 2 팽창장치를 향하여 기울어지도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 유출부의 중심부로부터 상기 베이스까지의 거리(H1)는,
    상기 제 1 유출부의 중심부로부터 상기 베이스까지의 거리(H2)보다 작은 것을 특징으로 하는 냉장고.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 팽창장치의 직경과 상기 제 3 팽창장치의 직경을 더한 값에서, 상기 제 2 팽창장치의 직경을 나눈 값은, 1.89 ~ 2.07의 범위 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
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