KR200240663Y1 - 직냉식 김치냉장고 - Google Patents

Abstract

본 고안은 직냉식 김치냉장고에 관한 것으로, 저장실(4)을 3개 이상으로 늘려 전체적인 저장용량을 크게 하면서도 압축기(1)의 추가 설치나 용량 변화없이 각 저장실의 냉기효율을 정상적으로 유지할 수 있다. 이를 위해 응축기(2)와 3개 이상의 각 저장실(4)에 연결된 팽창변(3)들과의 사이에 사용자의 선택에 따라 설정온도의 차가 큰 저장실(4)부터 작동될 수 있도록 해당 솔레노이드밸브(9)가 각각 설치연결되는 한편, 각 솔레노이드밸브(9)는 제어부(8)에 의해 신호제어될 수 있도록 연결구성되며, 특히 상기 솔레노이드밸브(9)는 해당 온도센서(7)의 감지신호에 따라 선택된 1개 또는 2개 이하의 해당 솔레노이드밸브(9)만 전압인가되어 작동되면서 동시에 3개 이상의 솔레노이드밸브(9)가 전압인가되지 않도록 신호제어되는 것을 특징으로 한다.

Description

직냉식 김치냉장고 {Kimchi Refrigerator Of A Direct Cooling Type}

본 고안은 소용량의 압축기로 대용량 다수의 저장실을 가동시킬 수 있는 직냉식 김치냉장고에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장실을 3개 이상으로 늘리면서도 압축기의 추가 설치나 용량변화 없이도 각 저장실의 냉기효율을 정상적으로 유지할 수 있는 직냉식 김치냉장고에 관한 것이다.

최근에는 김치를 적정온도로 장기간 보관할 수 있는 김치냉장고의 보급이 확대되어 가고 있는 추세이며, 특히 많은 양의 김치를 맛있게 오랫동안 숙성보관할 수 있도록 저장용량도 점차 증대되어 가고 있다.

이에따라 김치냉장고의 용량 및 저장실의 수 증가에 따라 필연적으로 압축기의 용량 역시 대형화되어야 하는데, 지금까지의 직냉식 김치냉장고는 저장실의 수가 늘어나는 만큼 압축기의 수도 늘어남에 따라 그만큼 제조원가가 상승되는 것은물론, 작동소음이 커지면서 부피 및 중량도 증가하고 운반 및 설치가 상대적으로 힘들다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 지금까지의 직냉식 김치냉장고가 갖는 저장용량 및 저장실의 수 증가에 따른 제반 문제점을 구조적으로 해결하기 위해 개발된 것으로, 저장실을 3개 이상으로 늘려 전체적인 저장용량을 크게 하면서도 압축기의 추가 설치나 용량변화 없이 소용량의 압축기로 각 저장실의 냉기효율을 정상적으로 유지할 수 있는 직냉식 김치냉장고를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 냉장고에 적용되는 냉동사이클 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 직냉식 김치냉장고의 냉동사이클 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 압축기 2 : 응축기

3 : 팽창변 4 : 저장실

5 : 증발기 6 : 히터

7 : 온도센서 8 : 제어부

9 : 솔레노이드밸브

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 직냉식 김치냉장고는 냉매가 통상의 냉동사이클에 따라 압축기(Compressor)에 의해 고압기체 상태로 압축되어 응축기(Condenser)를 통해 열교환 방열되면서 각 팽창변(Expansion Valve)에 의해 유량이 조절분사되어 각 저장실 주위의 증발기(Evaporator)를 통해 해당 저장실이 일정온도로 냉각조절되는 한편, 각 저장실 주위에는 김치숙성에 필요한 온도가열 및 온도감지를 위해 히터 및 온도센서와 함께 냉동사이클의 압력균형을 조절하는 솔레노이드밸브 및 제어부가 설치구성된 직냉식 김치냉장고에 있어서, 상기 응축기와 3개 이상의 각 저장실에 연결된 팽창변들과의 사이에 사용자의 선택에 따라 설정온도의 차가 큰 저장실부터 작동될 수 있도록 해당 솔레노이드밸브가 각각 설치연결되고, 아울러 각 솔레노이드밸브는 제어부에 의해 신호제어될 수 있도록 연결구성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 솔레노이드밸브는 해당 온도센서의 감지신호에 따라 선택된 1개 또는 2개 이하의 해당 솔레노이드밸브만 전압이 인가되어 작동되되, 동시에 3개 이상의 솔레노이드밸브가 전압이 인가되지 않도록 신호제어되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 직냉식 김치냉장고에 대한 바람직한 실시예를 설명한다.

통상의 김치냉장고에 적용되는 냉동사이클 구성관계인 도 1에서 보는 바와같이, 본 고안의 직냉식 김치냉장고는 냉매를 압축하여 고압기체 상태로 하기 위한 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에 의해 압축된 기체를 통과시켜 외부 공기에 의하여 냉각되어 액화되면서 열을 발산할수 있도록 하는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)를 통과한 액체가 유량이 조정되면서 분사되도록 하기 위한 팽창변(3) 및, 상기 팽창변(3)에 의하여 분사량이 조정된 냉매가 분사되고 부피가 급팽창하여 기화하면서열을 흡수하기 위한 저장실(4) 주위의 증발기(5)에 의한 기본적인 냉동사이클 구성관계가 이루어진다.

아울러, 저장실(4) 주위 외벽에 김치 숙성시 필요한 온도를 제공하기 위한 히터(6)와, 상기 압축기(1) 및 히터(6)의 가동을 제어하기 위하여 온도센서(7) 및 제어부(8)를 포함하여 직냉식 김치냉장고를 구성하게 되며, 특히 팽창변(3)과 응축기(2) 사이에 설치되는 하나 이상의 솔레노이드밸브(9)가 사용자의 선택에 따라 1개 또는 2개 이하의 증발기(5)에 냉매가 분사되도록 해당 솔레노이드밸브(9)를 제어하기 위한 제어부(8)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 된 본 고안의 김치냉장고는 새로 담근 김치를 저장실(4)에 넣은 경우, 김치의 숙성을 위한 제어부(8)의 제어신호에 따라 해당 저장실(4) 주위의 히터(6)가 작동되어 저장실(4)의 온도가 숙성에 적합한 온도로 유지되는 한편, 김치의 숙성이 완료되면 다시 압축기(1)가 가동되어 해당 저장실(4) 내의 온도가 적절히 유지조절될 수 있다.

즉, 기체상태의 냉매가 압축기(1)에 의하여 압송되어 고압상태로 응축기(2)를 통과하는 동안 공기에 의하여 냉각 액화되면서 열이 방출되고, 열이 방출된 액체상태의 고압냉매는 팽창변(3)에 의하여 양이 제한된 상태로 통과되어 증발기(5) 내부에서 분사되면서 팽창되며, 팽창기화되는 냉매는 증발기(5) 주위의 열을 흡수하여 저압인 기체로 되고, 다시 압축기(1)에 의하여 고압으로 압축되어 응축기(2)로 투입되는 순환과정을 반복하게 되며, 이에 따라 증발기(5)가 설치되어 밀폐된 저장실(4)의 온도는 김치 보관에 적절한 상태로 유지되면서 상기 압축기(1)는 저장실(4)의 온도가 적온으로 유지되도록 하기 위한 제어부(8)에 의해 신호제어된다.

특히, 본 고안의 김치냉장고는 소용량의 압축기(1)를 사용하여 사용자가 지정한 저장실(4)의 증발기(5)에 순차로 냉매가 분사됨으로서 다수의 저장실(4)을 동시에 적절 온도로 유지할 수 있게 되는데, 사용자가 조작버튼(도면도시 생략)을 조작하면 제어부(8)가 조작버튼의 조작상태에 따라 저장실(4)의 온도차가 가장 큰 저장실(4)부터 냉매가 공급되어야 할 증발기(5)를 선택하게 된다.

그리고, 해당 온도센서(7)의 감지신호에 따라 선택된 솔레노이드밸브(9)에 전압이 공급되는데, 이때 1개 또는 2개의 솔레노이드밸브(9)에만 전압이 공급될 뿐 동시에 3개 이상의 솔레노이드밸브(9)가 동작되지는 않는다.

아울러, 온도센서(7)의 감지신호에 따라 선택된 솔레노이드밸브(9)에 전압이 공급되고, 냉동사이클 내부의 고저압 균형을 맞추기 위해 솔레노이드밸브(9)가 열리면서 3분 정도 후에 압축기(1)가 동작되며, 응축기(2)에 열을 발산하면서 고압의 액체로 된 냉매가 선택된 솔레노이드밸브(9)를 거쳐 팽창변(3)에서 그 양이 제한된다.

그리고, 선택된 증발기(5)에서 차가운 냉매가 분사되면서 저장실(40) 주위의 열을 흡수하여 상온저압의 기체로 되어 다시 압축기(1)로 회수되고, 고온고압의 기체로 압축되어 응축기(2)로 보내지는 냉동사이클 동작을 반복함으로서 제어부(8)에 의해 선택된 솔레노이드밸브(9)에 연결된 증발기(5)로 냉매가 순환하게 된다.

그리고, 저장실(4)의 온도가 적온으로 되면 온도센서(7)가 이를 감지하여 해당 신호를 제어부(8)에 전달하고, 상기 제어부(8)에서는 이때 온도가 높은 다른저장실(4)의 온도를 감지센서(7)를 통해 감지해서 해당 솔레노이드밸브(9)를 선택하여 상술한 냉각조절동작을 반복함으로서, 복수개의 저장실(4)의 온도가 하나의 압축기(1)에 의하여 적온으로 유지될 수 있다.

특히, 본 고안의 직냉식 김치냉장고에서는 소용량의 압축기(1)를 사용하고 있으며, 실제로 저장실(4)의 온도를 적온으로 변화시키는 데에는 비교적 짧은 시간이 소요되므로 본 고안을 적용한 김치냉장고는 4개 이상의 저장실(4)을 설치하더라도 김치의 저장성능에 별다른 기능저하의 문제가 발생하지 않음이 많은 실험을 통해 확인할 수 있었다.

실제의 실험결과 대기온도의 상온에서 소용량의 압축기(1)로 내부용적인 저장실(4)을 4개 설치하여 작동시킨 결과, 압축기(1)의 실제 작동횟수는 시간당 1회이면서 전체 작동시간은 35분 정도인 것으로 확인되었으며, 이를 보더라도 본 고안에 의하면 소용량의 압축기(1)로도 다수의 저장실(4) 냉각성능에 아무런 문제없이 적용가능함을 알 수 있었다.

또한, 상술한 실시예에서 솔레노이드밸브(9)를 3개 이상 동시에 동작시키지 않도록 하는 이유는, 다수의 저장실(4)을 갖는 직냉식 김치냉장고의 경우에 저장실(4)별로 각각 증발기(5)가 설치되는 것은 물론, 응축기(2)를 통과하여 3개 이상의 솔레노이드밸브(9)에 각각 팽창변(3)이 설치되어 응축된 냉매의 양을 정확하게 조절할 수 있도록 하기 위함이며, 본 고안에서 사용하는 저온용 압축기(1)의 사용조건은 안정된 연속운전상태에서의 응축압력이 12.6㎏/㎠ 이하, 증발온도는 -10℃ 이하 내지 -35℃ 이내의 환경조건에서 사용할 수 있도록 설계됨이 바람직하다.

특히, 본 고안에서는 조건 압력이상 사용할 때에 소비전력의 상승 및 압축기(1)의 압축비가 증대되어 수명 저하가 발생되고, 증발온도가 너무 낮으면 냉동능력 및 효율의 저하는 물론 전동기의 과열로 인한 수명 저하, 그리고 증발온도가 너무 높으면 전동기의 토크(Torque) 부족 및 고압측 압력의 상승, 과부하 운전에 따른 윤활부분의 마모로 압축기(1)의 수명 저하의 요인이 됨에 따라 이러한 저하 요인들을 해소할 수 있는 냉동사이클이 구성되어야 함은 물론이다.

아울러, 3개 이상의 저장실(4)을 갖는 본 고안의 직냉식 김치냉장고에서는 저장실(4) 주위외벽에 설치된 증발기(5)에 대해 동시 다발적인 냉매분사가 발생되지 않도록 제어하게 되며, 이를 위해 다수의 증발기(5)에 냉매를 공급하기 위해서는 응축기(2) 출구쪽에 3개 이상의 솔레노이드밸브(9)와 이에 연결되는 3개 이상의 팽창변(3)이 구성되는데, 예를 들어 직냉식 저장실(4)이 3개라고 가정했을 때에 냉각동작이 이루어질 수 있는 경우의 수는 1개의 저장실(4)만 또는 2개의 저장실(4) 그리고 3개의 저장실(4) 모두가 동작될 수 있는 경우의 수가 발생될 수 있다.

그러나, 1개의 저장실(4)만 동작될 때 응축기(2)에 걸리는 응축압력이 12.6㎏/㎤를 넘지 않도록 설계가 이루어져야 하며, 3개의 저장실(4)이 모두 동작될 때에는 증발기(5)의 증발온도가 -10℃(약 7㎏/㎤) 이하로 설계되어야 하는데, 본 고안에 따른 직냉식 김치냉장고의 경우에는 3가지 경우의 수 모두를 충족시키기 어려운 것을 많은 실험을 통해 알 수 있었다.

따라서, 1개의 저장실(4) 기준에 맞추면 3개의 저장실(4) 동작시에 증발온도가 낮아져 문제가 되며, 3개의 저장실(4) 기준에 맞추면 1개의 저장실(4) 동작시 응축압력의 상승으로 압축기(1)의 수명에 영향을 주게되므로, 본 고안에서는 솔레노이드밸브(9)를 동시에 3개 이상 동작시키지 않는 제어부(8)를 적용시킴이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 고안의 직냉식 김치냉장고에 의하면, 다수의 김치저장실을 갖는 대용량의 김치냉장고에 소용량의 압축기를 사용할 수 있으므로 제작비를 크게 낮출 수 있으며, 또한, 작동소음을 최소화할 수 있게 되는 것은 물론 크기를 소형화 및 경량화하여 상대적으로 운반 및 설치가 용이하게 되는 등의 효과가 제공될 수 있다.

Claims (2)

1. 냉매가 통상의 냉동사이클에 따라 압축기(1)에 의해 고압기체 상태로 압축되어 응축기(2)를 통해 열교환 방열되면서 각 팽창변(3)에 의해 유량이 조절분사되어 각 저장실(4) 주위의 증발기(5)를 해당 저장실(4)이 일정온도로 냉각조절되는 한편, 각 저장실(4) 주위에는 김치숙성에 필요한 온도가열 및 온도감지를 위해 히터(6) 및 온도센서(7)와 함께 냉동사이클의 압력균형을 조절하는 솔레노이드밸브 (9) 및 제어부(8)가 설치구성된 직냉식 김치냉장고에 있어서,

   상기 응축기(2)와 3개 이상의 각 저장실(4)에 연결된 팽창변(3)들과의 사이에 사용자의 선택에 따라 설정온도의 차가 큰 저장실(4)부터 작동될 수 있도록 해당 솔레노이드밸브(9)가 각각 설치연결되고, 아울러 각 솔레노이드밸브(9)는 제어부(8)에 의해 신호제어될 수 있도록 연결구성되는 것을 특징으로 하는 직냉식 김치냉장고.
2. 제 1항에 있어서, 상기 솔레노이드밸브(9)는 해당 온도센서(7)의 감지신호에 따라 선택된 1개 또는 2개 이하의 해당 솔레노이드밸브(9)만 전압이 인가되어 작동되되, 동시에 3개 이상의 솔레노이드밸브(9)에는 전압이 인가되지 않도록 신호제어되는 것을 특징으로 하는 직냉식 김치냉장고.