KR200399136Y1

KR200399136Y1 - 액체냉매 대기 방출을 통한 냉동·냉장고

Info

Publication number: KR200399136Y1
Application number: KR20-2005-0022948U
Authority: KR
Inventors: 임성황
Original assignee: 임성황
Priority date: 2005-08-09
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2005-10-19

Abstract

본 고안은 대기로 방출하여도 문제가 되지 않는 액체냉매를 별도의 냉매저장탱크(51)에 저장한 다음 이 액체냉매를 대기로 방출하면서 액체냉매의 기화열에 의해 보관하고자 하는 음식물류를 냉동·냉장시키는 냉동·냉장고(냉동고, 냉장고, 이동용 냉장고, 김치냉장고, 냉온수기 등)에 관한 것이다.

기존의 냉동·냉장고는 폐회로 냉동사이클을 채택하고 있다. 따라서 냉동·냉장고를 가동하면 냉매 압축과 응축과정에서 열이 발생하는 하는 것과 소음이 발생하는 것이 새로운 문제점으로 대두된다. 본 고안에서는 냉동·냉장고에 개방회로 냉동사이클을 적용한다. 대기에 방출하여도 문제가 되지 않는 액체공기나 액체질소 등의 냉매를 증발기에서 기화시켜 기화열을 이용 하여 내부의 음식물류를 원만하게 보관하고 기화된 냉매는 압축과 응축 과정 없이 대기로 방출시킨다. 액체공기를 사용할 경우 증발기(11)에서 기화된 공기를 실내로 방출할 수 있다. 액체공기는 공기를 압축하여 직접 만들거나 또는 액체질소와 액체 산소를 혼합하여 만든다. 실내방출 공기의 신선도를 높이기 위하여 산소 농도를 보통의 공기보다 높이거나 향기를 첨가하여 액체공기의 질을 조절한다. 액체질소를 사용할 경우 기화된 질소가 실외로 방출되도록 한다. 냉매저장탱크(51)는 냉동·냉장고의 일부공간에 배치할 수 있도록 하고, 액체냉매가 모두 소모되면 냉매저장 탱크(51)를 새 것으로 교환할 수 있는 밸브를 설치하거나 냉매를 보충할 수 있는 밸브를 설치한다. 냉매저장탱크(51)와 연결된 에어컨디셔너용증발기(75)와 공기·기화냉매출구(73)와 공기·기화냉매배출팬(21)을 추가로 설치하고 액체공기를 냉매로 사용한다면 에어컨디셔너 기능까지 제공하여 사용자의 만족도를 높일 수 있다.

Description

액체냉매 대기 방출을 통한 냉동·냉장고{omitted}

냉동·냉장고(냉동고, 냉장고, 이동용 냉장고, 김치냉장고, 냉온수기 등)가 많이 보급되면서 대형화 되고 다양한 형태의 제품이 생산되고 있다. 그러나, 대부분의 냉동·냉장고는 폐회로 냉동사이클을 사용하고 있다. 일부 얼음이나 드라이아이스를 이용한 제품도 있으나 제한된 얼음과 드라이아이스의 냉기가 적어 상용화에 제한이 있다. 폐회로 냉동사이클은 냉동·냉장고가 가동됨과 동시에 기화된 냉매를 압축, 응축해야 하므로 많은 열이 나고 기기작동에 의한 소음이 따른다. 실내에 냉동냉장고를 배치하였을 때에는 냉동·냉장고의 가동에 따라 실내의 온도가 올라가게 된다. 액체질소를 사용 한 냉동기는 특수물질을 냉동 저장하는 곳에만 제한적으로 사용하고 있으며 실생활 특히 가전 냉동·냉장고 대용으로는 적용하고 있지 않는 실정이다.

본 고안에서는 기존의 폐회로 냉동사이클을 채택한 냉동·냉장고와는 달리 냉매저장탱크(51)에 저장된 액체냉매를 대기로 방출하면서 냉동·냉장 공간을 냉각시키는 개방회로 냉동사이클을 채택하도록 하여 전원장치가 없어도 사용할 수 있는 이동용 냉동·냉장고를 제시한다. 냉매는 대기에 방출하여도 문제가 되지 않는 액체공기, 액체질소 등을 사용한다. 액체공기를 사용하면 기화된 냉매를 실내로 방출될 수 있도록 한다. 액체공기를 사용할 경우 산소농도를 보통 공기보다 높이 거나 향기를 첨가하여 액체공기를 만들어 사용자의 만족도를 높이도록 한다.

도1은 기존의 냉동·냉장고에 사용 중인 폐회로 냉동사이클 설명도이다. 냉동사이클은 폐회로를 형성한다.

도2는 기존의 가전 냉장고 구조 설명도이다. 냉동실(22)에는 많은 증발기(11)를 배치하고 냉기순환팬(21)을 설치하여 냉동능력을 높인다. 냉장실(23)에는 적은 증발기(11)를 배치하고 냉기순환팬(21)을 설치한다. 압축기(14)와 응축기(13)는 뒤 공간에 배치된다.

도3은 김치냉장고 외관도이다. 김치냉장고는 김치 뿐 만 아니라 야채도 저장하므로 김치저장실(31)과 야채실(32)이 설치된다.

도4는 냉온수기 외관도이다. 밸브 조작에 의해 물통(41)의 물이 온수출구(42) 또는 냉수출구(43)를 통하여 유출된다. 냉수의 경우 유출되기 전에 냉동사이클에 의해 물이 냉각된다.

도5는 본 고안에 적용될 개방회로 냉동사이클 설명도이다. 냉매저장탱크(51)에 저장된 액체냉매는 팽창밸브(또는 모세관)(12)를 통하여 증발기(11)로 유입되고, 유입된 액체냉매는 증발기(11)에서 기체로 상태변화를 하면서 기화열을 빼앗는다. 기화된 기체상태 냉매는 대기로 방출되면서 냉동사이클의 한 주기를 마친다. 증발기(11)는 얇은 판형 또는 다중굴곡 형태로 하든지 증발기(11)에 접하여 금속체 또는 금속체 물통을 접하도록 설치하여 냉매의 기화열이 냉동·냉장고 내부에서 열교환이 잘 일어나도록 하여 배출되는 기화냉매에 의한 냉기의 손실을 최소화 시킨다. 냉매자장탱크(51)와 증발기(11) 사이를 연결하는 관에 냉매저장탱크(51)를 교체하는 밸브를 설치하거나 냉매자장탱크(51)에 부족한 냉매를 보충하는 밸브를 설치한다.

도6은 본 고안에서 채택하는 액체냉매의 한 종류인 액체공기 제조방법을 설명하는 도면이다. 공기 압축법은 공기를 압축하여 액화시키면서 공기중에 포함된 불순물을 정제하여 액체공기를 만드는 방법이다. 이 방법으로는 공기가 맑은 산속이나 바닷가에서 액체공기를 만든다면 이렇게 만들어진 신선한 액체공기를 냉동·냉장고 내에서 기화시킨 후 실내에 방출함으로써 실내공기 정화기능도 함께 할 수 있다. 액체질소와 액체산소 조합법은 정제되어 만들어진 액체질소와 액체산소를 보통의 공기의 구성비로 액체상태에서 섞어서 만든다. 상기의 두 가지 방법 모두에 액체산소를 좀 더 첨가하여 보통의 공기보다 산소의 비중을 약간 높여 액체공기를 만들거나 액체공기에 솔잎향, 장미향, 쟈스민향 등의 향기를 내는 물질을 추가하여 사용자의 만족도를 극대화 시키도록 하는 것도 본 고안의 범위에 포함된다.

도7은 본 고안이 적용된 기화냉매 실내 방출 냉장고 사례도이다. 냉동·냉장고를 대표하여 기존의 냉장고에 본 고안의 개방회로 냉동사이클을 적용한 사례이다. 냉매저장탱크(51)에는 실내에 배출해도 문제가 없는 액체공기를 주입시킨다. 액체공기는 팽창밸브(또는 모세관)(12)를 통하여 냉동실(22)과 냉장실(23)에 설치된 증발기(11)에 유입되고 이 곳에서 기화하면서 기화열을 빼앗는다. 냉기순환팬(21)에 의해 증발기(11)과 열교환한 공기는 냉동실(22)과 냉장실(23)을 냉각시킨다. 기화된 냉매는 기화냉매통로(72)를 통하여 유출되고 절체밸브(77)에 의해 냉각공기통로(74)로 이어져 공기·기화냉매배출팬(76)에 의해 공기·기화 냉매배출구(73)를 통하여 실내로 배출되거나 기화냉매실외배출관로(79)와 기화냉매실외배출구(78)를 통하여 실외로 배출되기도 한다. 냉매가 액체질소인 경우에는 실내의 질소농도 증가가 우려되므로 실내로 유입되는 통로를 차단한다. 냉매가 액체공기일 경우에는 실내 또는 실외로 선택적으로 기화된 냉매를 방출시킨다. 액체공기가 산소 비중이 약간 높거나 신선한 공기를 압축한 것이라면 실내의 공기정화 기능도 행할 수 있다. 추가로 에어컨디셔너용 증발기(75)를 추가하면 이 증발기에 의해 냉각된 공기는 냉각공기통로(74)를 통하여 공기·기화냉매배출팬(76)에 의해 공기·기화 냉매출구(73)를 통하여 실내로 배출된다. 자동온도감지장치와 프로그램에 의해 팽창밸브(또는 모세관)(12)를 제어하여 궁극적으로 냉동실(22)과 냉장실(23) 및 실내온도를 제어하는 제어장치를 추가하는 것과 냉매저장탱크의 잔여 냉매용량을 알 수 있도록 표시하는 장치를 설치하는 것도 본 고안의 범위에 포함된다. 본 고안에 따른 냉동·냉장고는 냉기순환팬(21), 공기·기화 냉매배출팬(76)에 전기가 필요하나 용량이 작으므로 전원이 없으면 건전지를 사용할 수도 있고 자연 순환을 유도할 수 있으므로 전원이 없는 장소에 쓰이는 또는 이동용 냉동·냉장고의 역할을 수행할 수 있다.

도8은 본 고안이 적용된 기화냉매 방출 냉장고 냉각계통 구성 사례도이다. 냉매저장탱크(51)에 저장된 냉매가 모두 소모되면 냉매저장탱크결합밸브(81)를 풀어 냉매저장탱크유출입문(70)을 통하여 새로운 냉매저장탱크(51)를 교환하거나, 냉매보충밸브(82)를 통하여 냉매를 주입 하여 보충한다. 실내로 유입되는 냉각공기통로(74)와 실외로 유출되는 기화냉매실외배출관로(79)로 두 계통이며 절체밸브(77)가 제어한다.

도9는 냉동·냉장고 내부 설명도이다. 냉동·냉장고내부(91)에는 냉기순환팬(21)이 내장된 증발기(11)가 배치된다. 냉매저장탱크(51)는 외부에 설치된다.

도10은 냉동·냉장고(101)를 차체(102)에 실은 냉동·냉장차 설명도이다. 본 고안을 적용하면 응축기(31)는 제거시킬 수 있다. 도3의 김치냉장고와 도4의 냉온수기와 도9의 냉동·냉장고와 도10의 냉동·냉장차에 도5에서 설명한 개방회로 냉동사이클을 적용하는 것도 본 고안의 범위에 포함된다.

생활이 발달하면서 냉동·냉장고는 대형화 고급화 되고 있다. 그러나 지금까지의 냉동·냉장고는 폐회로 냉동사이클을 사용 하고 있으므로 냉동·냉장고의 작동과 동시에 냉동사이클의 냉매를 압축하고 응축하기 위하여 열을 제거해야 하는 문제점이 추가된다. 또한 압축기의 작동으로 소음문제가 유발된다. 본 고안에서는 개방회로 냉동사이클을 적용하여 이러한 문제를 제거하고, 압축기(14)를 사용하지 않음으로 인해 전력사용을 대폭 줄일 수 있다. 또한 액체공기를 냉매로 사용하면 실내에 방출하여도 문제가 없으므로 액체공기를 만들 때 산소비중을 높이거나 신선한 공기를 압축하여 액체공기를 만들어 사용함으로써 실내공기 정화의 기능을 겸할 수 있다. 또한 에어컨디셔너용증발기(75)를 추가함으로써 냉동·냉장 기능에 에어컨디셔너와 공기정화 기능을 추가할 수 있어서 사용자의 만족도를 높일 수 있다.

도 1은 기존의 냉동·냉장고에서 사용중인 냉동사이클 설명도이다.

도 2는 가전 냉장고 구조 설명도이다.

도 3은 김치냉장고 외관도이다.

도 4는 냉온수기 외관도이다.

도 5는 본 고안에 적용될 개방회로 냉동사이클 설명도이다.

도 6은 액체공기 제조방법 설명도이다.

도 7은 본 고안이 적용된 기화냉매 방출 냉장고 사례도이다.

도 8은 본 고안이 적용된 기화냉매 방출 냉장고 냉각계통 구성 사례도이다.

도 9는 냉동·냉장고 내부 설명도이다.

도 10은 냉동·냉장차 외부 설명도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

11 : 증발기 12 : 팽창밸브(또는 모세관)

13 : 응축기 14 : 압축기

21 : 냉기순환팬 22 : 냉동실

23 : 냉장실 31 : 김치저장실

32 : 야채실 41 : 물통

42 : 온수출구 43 : 냉수출구

51 : 냉매저장탱크 70 : 냉매저장탱크유출입문

71 : 공기흡입구 72 : 기화냉매통로

73 : 냉각공기배출구 74 : 냉각공기통로

75 : 에어컨디셔너용증발기 76 : 공기·기화냉매배출팬

77 : 절체밸브 78 : 기화냉매실외배출구

79 : 기화냉매실외배출관로 81 : 냉매저장탱크결합밸브

82 : 냉매보충밸브 91 : 냉동·냉장고 내부

101 : 냉동·냉장고 102 : 차체

Claims

산소 비중이 보통 공기보다 높거나 향기가 첨가된 액체공기 또는 액제질소를 저장하고 냉동·냉장고(냉장고, 김치냉장고, 냉동고, 냉온수기 등)의 냉각공간이 아닌 외부에 설치되는 냉매저장탱크(51)와; 냉매저장탱크(51)와 관으로 연결되는 팽창밸브(또는 모세관)(12)와; 팽창밸브(또는 모세관)(12)와 관으로 연결되는 증발기(11)와; 증발기(11)에서 기화된 냉매를 냉각하고자 하는 공간 외부 또는 내부로 방출시키기 위하여 증발기(11)와 연결되는 관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체냉매 대기 방출을 통한 냉동·냉장고.