KR19980023166A - 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치에 관한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 팬모터(20)의 송풍팬(18)에 의해 발생되는 바람이 응축기(16)의 저항으로 송풍이 원활하지 못하여 압축기(14) 및 응축기(16)의 방열이 충분하지 못하므로 압축기(14) 및 응축기(16)가 적정온도보다 높게 되었고, 결과적으로 냉장고의 성능저하로 냉각성능에 악영향을 끼치는 문제점이 있었다.

본 발명의 해결방법의 요지는 냉각기(116)로부터 귀환된 냉매를 압축하는 압축기(112)와, 이 압축기(112)에 의해 고온고압으로 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(114)와, 이 응축기(114)에 의해 응축된 냉매를 모세관(115)을 통해 저온저압으로 증발시키는 냉각기(116)로 이루어진 냉동사이클(100)을 포함하며 이 냉동사이클(110)의 압축기(112)와 응축기(114)를 일정한 온도로 냉각시키기 위한 냉각수단이 구비된 냉장고에 있어서, 상기 냉각수단은 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매(121)가 압축기(112)의 폐열에 의해 가열 기화된 후 응축 액화된 상태에서 코일형 응축기(114) 내측에서 기화됨에 따라 압축기(112)와 응축기(114)를 냉각시키는 보조 냉각 시스템(120)로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한 상기 보조 냉각 시스템(120)은 냉매압축시 발생되는 압축기(112)의 상단에 장착되고 그 내부에 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매(121)가 저압용기(124)로부터 귀환되어 충진되는 발생기 탱크(122)와, 이 발생기 탱크(122)에서 발생된 암모니아 가스를 길다란 보조냉매 파이프로 통과시켜 응축 액화시키는 응축기(126)와, 이 응축기(126)에 의해 응축된 액상의 암모니아를 기화시켜 주위의 열을 흡수하도록 그 외주면에 냉동사이클(110)의 응축기(114)가 설치되는 저압용기(124) 및 이 저압용기(124)로부터 발생기 탱크(122) 사이의 보조 냉매 파이프(123)에 보조냉매(121)를 순환시키는 순환펌프(129)가 구비됨을 특징으로 한다.

Description

냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치

본 발명은 냉장고의 냉각시스템에서 응축기의 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기계실의 압축기와 응축기를 별도의 전원이 필요없는 보조 냉각시스템으로 적정한 온도로 냉각유지됨으로써 냉각시스템의 냉각성능이 향상되도록 한 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 소형인경우 냉장실만을 갖고, 중대형은 냉동실 및 냉장실을 갖는 것이 주류를 이루고 있으며, 이러한 냉장고 중에서 중대형은 냉장고 본체가 냉동실 및 냉장실으로 구획 분리되어 있고, 전면을 제외한 모든 면이 단열처리되어져 있다.

상기 냉장고 본체의 냉동실과 냉장실의 전면에는 냉동실 및 냉장실 도어가 개폐 가능하게 설치되어져 있고, 이 냉동실 및 냉장실 도어는 일측의 상.하단이 힌지방식으로 연결 지지되어 있다.

이러한 냉장고에는 냉각기로부터 귀환된 냉매를 압축하는 압축기와, 이 압축기에 의해 고온고압으로 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 이 응축기에 의해 응축된 냉매를 모세관을 통해 저온저압으로 증발시키는 냉각기로 이루어진 냉동사이클을 포함하고 있다.

상기 냉동사이클은 냉장고 본체 하단 배면의 기계실에 냉동사이클의 냉매를 압축하는 압축기(Compressor)와 냉매 압축시 발생된 열을 방열하는 응축기(Condenser)가 설치되어져 있고, 상기 냉동실의 배면에는 냉동사이클의 냉각기(Evaporator)가 설치되어져 있다.

상기 기계실의 압축기는 냉매를 압축시 발생되는 열과, 이 압축기로부터 공급된 냉매를 응축기에서 적당한 온도로 냉각시키야 하므로 기계실 냉각장치가 필수적으로 요구되었다.

이러한 선행 기술과 관련된 냉장고의 기계실 냉각장치에 대하여 참고적으로 도 1에 나타내었다.

냉장고 본체(10) 하단 배면의 기계실(12)에는 압축기(14)가 일측에 설치되어져 있고, 이 압축기(14)와 근접된 위치에 응축기(16)가 설치되어져 있으며, 이 응축기(16)의 일측에 콘던서(16)와 콤프레서(14)를 항하여 송풍팬(18)이 설치되어져 있다.

이 송풍팬(18)은 상용전원(AC 110-220V)을 사용하는 팬모터(Fan Motor, 20)의 축에 장착되어져 있다.

이와 같이 구성된 냉장고가 가동되면 압축기(14)는 냉각기(도시되지 않았음)로부터 흡열하여 되돌아온 냉매를 고압으로 압축하여 응축기(16)로 보낸다. 이때, 냉매를 고압으로 압축시 열이 발생되므로 압축기(14)는 물론 응축기(16)에서 충분히 방열시켜야 한다.

따라서, 기계실(12)의 팬모터(20)가 별도의 전원에 의해 구동되면서 송풍팬(18)이 고속으로 회전되고 이에 따라서 발생되는 바람에 의해 압축기(14)와 응축기(16)를 방열(냉각)시키게 된다. 이때는 팬모터(20)의 송풍팬(18)에 의해 발생되는 바람이 응축기(16)를 통해서 압축기(14)에 공급되므로 응축기(16)의 저항으로 송풍이 원활하지 못하게 된다.

그러므로, 상기와 같은 선행 기술의 냉장고의 기계실에 있어서는 팬모터(20)의 송풍팬(18)에 의해 발생되는 바람이 응축기(16)의 저항으로 송풍이 원활하지 못하여 압축기(14) 및 응축기(16)의 방열이 충분하지 못하므로 압축기(14) 및 응축기(16)가 적정온도보다 높게 되었고, 결과적으로 냉장고의 성능저하로 냉각성능에 악영향을 끼치는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 연구 개발한 것으로서, 냉동사이클을 이루는 압축기와 응축기 부분에 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매가 압축기의 폐열에 의해 가열 기화된 후 응축 액화된 상태에서 코일형 응축기 내측에서 기화됨에 따라 압축기와 응축기를 냉각시키는 보조 냉각시스템을 마련하여 압축기와 응축기의 작동에 적당한 온도로 냉각유지할 수 있으며, 이에 따라서 냉각시스템의 냉각성능이 향상되도록 한 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 선행 기술에 따른 냉장고의 응축기 방열장치를 나타낸 참고도,

도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치를 나타낸 회로도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명이 적용된 냉장고의 배면도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **

10,100: 냉장고 본체 12: 기계실

14: 압축기16: 응축기

18: 송풍팬102: 냉동실

104: 냉장실106: 기계실

110: 냉동사이클112: 압축기

114,126: 응축기 116: 냉각기

118: 냉매파이프 120: 보조 냉각 시스템

121: 보조냉매 122: 발생기 탱크

123: 보조 냉매 파이프 124: 저압용기

128: 순환펌프 129: 안전밸브

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 냉각기로부터 귀환된 냉매를 압축하는 압축기와, 이 압축기에 의해 고온고압으로 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 이 응축기에 의해 응축된 냉매를 모세관을 통해 저온저압으로 증발시키는 냉각기로 이루어진 냉동사이클을 포함하며, 이 냉동사이클의 압축기와 응축기를 일정한 온도로 냉각시키기 위한 냉각수단이 구비된 냉장고에 있어서, 상기 냉각수단은 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매가 압축기의 폐열에 의해 가열 기화된 후 응축 액화된 상태에서 코일형 응축기 내측에서 기화됨에 따라 압축기와 응축기를 냉각시키는 보조 냉각 시스템로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 냉각시스템은 냉매압축시 발생되는 압축기의 상단에 장착되고 그 내부에 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매가 저압용기로부터 귀환되어 충진되는 발생기 탱크와, 이 발생기 탱크에서 발생된 암모니아 가스를 길다란 보조냉매 파이프로 통과시켜 응축 액화시키는 응축기와, 이 응축기에 의해 응축된 액상의 암모니아를 기화시켜 주위의 열을 흡수하도록 그 외주면에 냉동사이클의 응축기가 설치되는 저압용기 및 이 저압용기로부터 발생기 탱크사이의 냉매파이프에 보조냉매를 순환시키는 순환펌프가 구비됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치의 시스템을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명이 적용된 냉장고의 기계실 부분을 나타낸 도면이다.

도면에 도시한 바와 같이, 냉장고 본체(100)에는 압축기(112), 응축기(114) 및 냉각기(116)를 포함하는 냉동사이클(110)이 구비되어져 있으며, 상기 냉동사이클(110)의 냉각기(116)는 냉동실(102)의 배면에 설치되어져 있고, 상기 냉장고 본체(100) 하단에 형성된 기계실(106)에는 냉동사이클(110)을 이루는 압축기(112)와 코일형 응축기(114)가 설치되어져 있다.

상기 냉동사이클(110)을 이루는 압축기(112)와 코일형 응축기(114) 및 냉각기(116)는 하나의 냉동사이클(110)을 이루도록 냉매 파이프(118)로 연결되어져 있다.

또한 상기 냉장고 본체(100) 하단의 기계실(106)에는 냉동사이클(110)의 압축기(112)와 응축기(114)를 일정한 온도로 냉각시키기 위한 보조 냉각 시스템(120)이 구비되어져 있으며, 이 보조 냉각 시스템(120)은 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매(121)가 압축기(112)의 폐열에 의해 가열 기화된 후 응축 액화된 상태에서 코일형 응축기(114) 내측에서 기화됨에 따라 압축기(112)와 응축기(114)를 냉각시키도록 이루어져 있다.

상기 보조 냉각 시스템(120)을 좀더 구체적으로 설명하면 냉매압축시 발생되는 압축기(112)의 상단에 발생기 탱크(122)가 장착되어져 있고 그 내부에는 저압용기(124)로부터 귀환되어온 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매(121)가 충진되어져 있다.

상기 발생기 탱크(122)에서 연장된 응축기(126)는 발생기 탱크(122)에서 발생된 암모니아 가스를 통과시켜 응축 액화시키기 위한 길다란 보조 냉매 파이프이다.

상기 응축기(126)의 단부에 설치된 저압용기(124)는 응축기(126)에 의해 응축된 액상의 암모니아를 기화시켜 주위의 열을 흡수하도록 그 외주면에 냉동사이클(110)의 응축기(114)가 설치되어져 있다.

상기 저압용기(124)와 발생기 탱크(122) 사이의 보조 냉매 파이프(123)에는 보조냉매(121)를 순환시키기 위한 순환펌프(128)가 설치되어져 있다.

그리고 상기 발생기 탱크(122)에는 보조 냉각 시스템(120)을 이루는 발생기 탱크(122) 내부의 압력이 설정치보다 높으면 내부의 압력에 의해 개방되어 일정한 압력으로 유지하기 위한 안전밸브(129)가 설치되어져 있다.

도면중 미설명 부호 115는 냉동사이클(110)의 응축기(114)와 냉각기(116) 사이에 설치되는 모세관이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치는 냉장고에 전원이 인가되면 냉동사이클(110)의 압축기(112)가 구동되게 되면서 냉각기(116)로부터 귀환되는 냉매가 고압으로 압축되게 된다.

상기 압축기(112)에 의해 압축된 냉매는 응축기(114)에서 응축된 후 모세관(115)과 냉각기(116)를 통해 다시 압축기(112)로 되돌아와 계속하여 순환되게 된다.

이와 같이 냉매가 순환되는 과정에서 냉각기(116)는 그 주위의 열을 흡수함에 따라 냉각되게 되고 이 냉각기(116)에 의해 차가워진 공기는 냉각기(116) 상부의 순환팬(14)이 구동되게 된다. 따라서 상기 순환팬(14)에 의해 냉기가 강제적으로 순환됨으로써 냉동실(102) 및 냉장실(104)의 온도를 낮추고 일정하게 유지하게 된다.

이러한 상태에서는 압축기(112)가 계속적으로 구동됨에 따라 고열(90∼100℃)이 발생되는데 이 열이 압축기(112)의 상단에 설치된 발생기 탱크(202)내의 보조냉매(204)로 전도되어 일정한 온도로 가열됨에 따라서 압축기(112)는 가동이 적합한 온도로 냉각유지되게 된다.

상기 발생기 탱크(122)내의 보조냉매(121)는 냉동사이클(110)이 가동될 때 보조 냉매 파이프(123)에 설치된 순환펌프(129)가 구동되게 되고 이 순환펌프(129)의 구동에 의해 보조냉매(121)가 보조 냉매 파이프(123)를 따라 순환되게 된다.

상기 발생기 탱크(122)에서 가열 기화된 보조냉매(121)는 응축기(126)에서 액상으로 응축되고 저압용기(124)에서 기화되게 된다.

이때 보조냉매(121)의 기화잠열로 인해 냉동사이클(110)의 응축기(114)가 갖고 있는 열을 흡수하므로 냉동사이클(110)의 응축기(114)를 적당한 온도로 냉각유지하게 된다.

상기 저압용기(124)에서 흡열한 보조냉매(204)는 발생기 탱크(122)로 귀환된 후 다시 냉동사이클(110)의 압축기(112)의 열에 의해 가열기화되는 과정을 연속적으로 반복되어 순환되게 된다.

이와 같이 사용중에 보조 냉각 시스템(120)을 이루는 발생기 탱크(122)내의 압력이 설정치보다 높으면 자동적으로 개방되어 압력을 낮춘후 폐쇄되어 설정치 압력이하로 항시 유지되게 된다.

그러므로, 본 발명은 냉동사이클(110)을 이루는 압축기(112) 상단의 발생기 탱크(122) 내부에 충진된 보조냉매(121)가 냉동사이클(110)의 냉매를 압축하는 과정에서 발생되는 압축기(112)의 폐열을 이용하여 가열함은 물론 순환펌프(129)의 구동에 의해 순환되는 보조냉매(121)가 저압용기(124)에서 기화될때의 기화잠열을 이용하여 냉동사이클(110)의 응축기(114)로부터 열을 흡수 냉각시킴으로써 냉동사이클(110)의 압축기(112)와 응축기(114)가 원활하게 동작되는 것이다.

또한 보조 냉각 시스템(120)의 구동에 큰 전력의 소모없이 냉동사이클(110)의 압축기(112)의 구동에 의해 필연적으로 발생되는 폐열로써 구동되므로 선행 기술에 비해서 확실한 냉각이 이루어지는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치에 의하면, 냉동사이클을 이루는 압축기와 응축기 부분에 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매가 압축기의 폐열에 의해 가열 기화된 후 응축 액화된 상태에서 코일형 응축기 내측에서 기화됨에 따라 압축기와 응축기를 냉각시키는 보조 냉각시스템을 마련하여 압축기와 응축기의 작동에 적당한 온도로 냉각유지할 수 있으며, 이에 따라서 냉각시스템의 냉각성능이 향상되는 효과가 있다.

끝으로, 본 발명은 특정한 일 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 다양하게 개조 및 변화시켜도 본 발명의 기술범주에 속함을 밝혀두고자 한다.

Claims (2)

1. 냉각기(116)로부터 귀환된 냉매를 압축하는 압축기(112)와,

   이 압축기(112)에 의해 고온고압으로 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(114)와,

   이 응축기(114)에 의해 응축된 냉매를 모세관(115)을 통해 저온저압으로 증발시키는 냉각기(116)로 이루어진 냉동사이클(100)을 포함하며 이 냉동사이클(110)의 압축기(112)와 응축기(114)를 일정한 온도로 냉각시키기 위한 냉각수단이 구비된 냉장고에 있어서,

   상기 냉각수단은 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매(121)가 압축기(112)의 폐열에 의해 가열 기화된 후 응축 액화된 상태에서 코일형 응축기(114) 내측에서 기화됨에 따라 압축기(112)와 응축기(114)를 냉각시키는 보조 냉각 시스템(120)로 이루어짐을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보조 냉각 시스템(120)은 냉매압축시 발생되는 압축기(112)의 상단에 장착되고 그 내부에 암모니아와 물의 용해액인 보조냉매(121)가 저압용기(124)로부터 귀환되어 충진되는 발생기 탱크(122)와, 이 발생기 탱크(122)에서 발생된 암모니아 가스를 길다란 보조냉매 파이프로 통과시켜 응축 액화시키는 응축기(126)와, 이 응축기(126)에 의해 응축된 액상의 암모니아를 기화시켜 주위의 열을 흡수하도록 그 외주면에 냉동사이클(110)의 응축기(114)가 설치되는 저압용기(124) 및 이 저압용기(124)로부터 발생기 탱크(122) 사이의 보조 냉매 파이프(123)에 보조냉매(121)를 순환시키는 순환펌프(129)가 구비됨을 특징으로 하는 냉장고의 압축기 폐열을 이용한 응축기 냉각장치.