KR20060016738A

KR20060016738A - 냉각 장치

Info

Publication number: KR20060016738A
Application number: KR1020057007403A
Authority: KR
Inventors: 요시히사 우메노
Original assignee: 에어 오퍼레이션 테크놀로지스 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-02-22
Also published as: CN1735781A; TW200506300A; JP4549296B2; TWI326349B; AU2004250035B2; AU2004250035A1; WO2004113806A1; EP1637822A1; TW200508556A; US20060162372A1; CN100498151C; WO2004113807A1; JPWO2004113807A1; US9080809B2; EP1637822A4; EP1650511A1

Abstract

본 발명의 냉각 장치는, 단열 상자체(2, 3, 4)에 의해 형성된 실내의 적어도 일 측벽측에 설치된 냉각기(8)와, 냉각기(8)의 전방의 냉각실(10)과, 냉각실(10)의 공기를 유동시키는 팬(11)을 구비한 냉각 장치(1)에 있어서, 냉각기(8)와 냉각실(10)은, 냉각기(8)에 냉기가 모이도록, 칸막이판(7)으로 구획되어 있고, 팬(11)은, 칸막이판(7)으로부터 냉각기측(8)에 배치되어 있고, 팬(11)의 전방의 칸막이판(7)은 개구(14)를 구비하고, 칸막이판(7) 내에 모아진 냉기와, 냉각실(10)의 난기를, 팬(11)에 의해, 개구(14)를 통해 교체한다. 이에 의해, 간단한 구조로 냉각 성능이 뛰어나고, 냉각 코일에 끼는 서리량을 저감할 수 있고, 또한 소형화를 실현할 수 있는 냉각 장치를 제공한다.

Description

냉각 장치{COOLING DEVICE}

본 발명은, 냉각 팬에 의한 냉기 순환에 의해, 피냉각물을 냉각시키는 냉각 장치에 관한 것이며, 특히 식재의 냉동 보존에 사용하는 냉각 장치에 관한 것이다.

냉동고 등의 냉각 장치에서는, 냉각 방식으로서 냉기 강제 순환 방식이 사용되고 있다. 냉기 강제 순환 방식에 의하면, 냉각 코일에 의해 냉각한 공기를 냉각 팬에 의해, 냉각실 내에서 강제적으로 순환할 수 있으므로, 냉각실 내의 온도 차이가 적고, 냉각 시간이 짧다고 하는 이점이 있다.

예를 들면, 하기 특허 문헌 1에 기재된 냉동 냉장고에서는, 냉동실 배면에 냉각기와 팬이 배치되고, 냉동실 하부에 설치된 흡입구로부터 흡입된 냉장실 및 냉동실로부터의 환류 공기는, 냉각기를 통과하여 열교환하고, 팬의 송풍에 의해 다시 냉동실로 분출된다. 이러한 냉기 강제 순환 방식에서는, 냉각기에서의 열교환시에, 환류 공기에 함유되는 수분이 고화하여 냉각기에 서리가 끼게 된다. 하기 특허 문헌 1에 따른 발명은, 냉장실로부터의 환류 공기와 냉동실로부터의 환류 공기를, 냉각기에 이르기 전에 합류시켜, 냉각기에 끼는 서리량을 감소시키도록 하고 있다.

또, 하기 특허 문헌 2, 3에 기재된 냉동고는, 냉동실 배면에 냉각기가 배치 되고, 냉각기의 전면에 설치한 팬으로부터 분출한 냉기에 의해 냉동고 내가 냉각된다. 이 구성은, 냉각기를 통과시킨 환류 공기를 팬 후방으로 이끄는 전용의 풍로(風路)는 형성되어 있지 않다. 또, 냉각기 전면에 팬이 설치되어 있으므로, 냉동고로부터 팬 후방으로 돌아들어간 환류 공기를, 냉각기를 경유시키지 않고 유동시키는 것도 가능해져, 냉각기에 끼는 서리량을 감소시킬 수 있다.

(특허 문헌 1) 일본국 특개소 62-169988호 공보

(특허 문헌 2) 일본국 특개평 6-273030호 공보

(특허 문헌 3) 일본국 특허 제3366977호 공보

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 냉동 냉장고에서는, 내부로부터의 환류 공기를, 냉각기를 통과시켜 팬으로 이끈다고 하는 일방향의 공기의 흐름을 실현하기 위해서, 성형 부품 등으로 형성된 전용의 풍로가 필요하여, 부품 수가 많아져 구조도 복잡했다. 또, 이 구성은 냉동실로부터 환류하는 저온 공기를 사용해 냉장실로부터의 환류 공기에 의해 냉각기에 끼는 서리는 감소시키는 것이며, 냉동실로부터의 환류 공기에 의해 냉각기에 끼는 서리까지도 감소시킬 수 있는 것은 아니었다.

또, 상기 특허문헌 2, 3에 기재된 냉동고는, 냉각기에 끼는 서리량을 감소시킬 수 있으나, 냉각기의 전면측에 팬을 설치할 필요가 있으므로, 세로 방향의 치수가 커져, 소형화의 실현에 적합한 구성이 아니며, 공간 절약화가 곤란했다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하는 것이며, 간단한 구조로 냉각 성능이 뛰어나고, 냉각 코일에 끼는 서리량을 저감할 수 있고, 또한 소형화를 실현할 수 있는 냉각 장치를 제공한다.

본 발명의 냉각 장치는, 단열 상자체에 의해 형성된 실내의 적어도 일 측벽측에 설치된 냉각기와, 상기 냉각기의 전방의 냉각실과, 상기 냉각실의 공기를 유동시키는 팬을 구비한 냉각 장치에 있어서,

상기 냉각기와 상기 냉각실은, 상기 냉각기에 냉기가 모이도록, 칸막이판으로 구획되어 있고,

상기 팬은, 상기 칸막이판으로부터 상기 냉각기측에 배치되어 있고,

상기 팬의 전방의 상기 칸막이판은 개구를 구비하고,

상기 칸막이판 내에 모아진 냉기와, 상기 냉각실의 난기(暖氣)를, 상기 팬에 의해, 상기 개구를 통해 교체하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 장치의 수직 단면도,

도 2는 도 1에 나타낸 냉각 장치 본체의 정면도,

도 3은 도 1에 나타낸 냉각 장치의 수평 단면도,

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 개구의 정면도,

도 5a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 장치의 팬 근방의 주요부의 수평 단면도, 도 5b는 비교예 1에 따른 냉각 장치의 팬 근방의 주요부의 수평 단면도, 도 5c는 비교예 2에 따른 냉각 장치의 팬 근방의 주요부의 수평 단면도,

도 6a는 비교예 3에 따른 냉각 장치의 수직 단면도, 도 6b는 도 6a에 나타낸 냉각 장치의 팬 근방의 정면도이다.

본 발명의 냉각 장치에 의하면, 통상의 냉기 강제 순환 방식에 비해, 구조가 간단하고, 동등한 냉각 성능을 발휘할 수 있으며, 게다가 냉각기에 끼는 서리량도 적게 할 수 있다.

본 발명의 냉각 장치에 있어서는, 상기 개구의 크기는, 상기 팬의 직경보다 크고, 상기 팬을 상기 팬의 회전축 방향으로 봤을 때, 상기 팬은 상기 개구 내에 배치되어 있고, 상기 팬의 외측에는 개방 공간이 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 냉각기에 서리가 끼는 것을 방지해, 칸막이판 내에 모아진 냉기와, 냉각실의 난기를, 상기 팬에 의해, 상기 개구를 통해 교체할 수 있다.

또, 상기 팬의 회전에 의해, 상기 냉각기로부터 상기 개구를 거쳐 상기 냉각실로 분출되는 냉기의 토출류와, 상기 냉각실로부터 상기 개구를 거쳐 상기 냉각기로 흡인되는 냉기의 흡인류가 발생하고, 상기 토출류와 상기 흡인류가 서로 부딪혀, 냉기의 유동 속도가 억제된다. 이에 의해, 냉각기에 서리가 끼는 것을 막을 수 있다.

또, 상기 팬의 회전이, 상기 냉각기에 서리가 끼는 것을 억제할 정도의 유속인 것이 바람직하다.

상기 팬은, 상기 냉각기의 상부에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 세로 치수를 특별히 크게 할 필요가 없어, 소형화에 유리해진다.

또, 상기 팬과 상기 개구의 조합이 복수인 것이 바람직하다. 이 구성에 의 하면, 냉각 성능의 향상을 도모할 수 있다.

또, 상기 칸막이판 중, 상기 냉각기와 대향하는 부분 또는 상기 냉각기의 하부에 슬릿이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 냉각 성능의 조정을 도모할 수 있고, 설계의 자유도도 높일 수 있다.

또, 상기 개구의 면적을 S, 상기 팬의 직경을 R로 하면,

1.5×π(R/2)² ≤ S ≤ 2×π(R/2)²

의 관계를 만족하고 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 개구를 통한 공기의 유출과 유입의 쌍방의 작용을 하면서, 냉각실로의 토출류의 유속을 약하게 하는 작용의 실현에 적합하다.

이하, 본 발명의 냉각 장치의 일 실시형태에 관해, 도면을 사용해 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 냉각 장치의 수직 방향(높이 방향)의 단면도이다. 냉각 장치의 본체(1)는, 외측 상자(2)와 내측 상자(3)의 사이에 단열재(4)를 충전함으로써 형성되어 있다. 문(5)도 마찬가지로 문 패널(6) 내에 단열재(4)가 충전되어 있다.

냉각 장치의 본체(1) 및 문(5)으로 형성된 단열 상자체 내의 공간은, 칸막이 판(7)에 의해, 배면측의 냉각기실(9)과, 그 전방의 냉동실인 냉각실(10)로 구획되어 있다. 냉각기실(9)에는, 냉각기(8)가 세워져 설치되어 있다. 냉각기(8)는, 예를 들면 핀 튜브 방식의 냉각 코일이다. 칸막이판(7)의 배치에 의해, 냉각기(8)에 냉기가 모아지는 것이 가능해진다. 냉각기(8)의 상측에는 팬 조립체(20)가 배치되 어 있다. 팬 조립체(20)는, 구동용의 모터(12)의 회전축(13)에 팬(11)이 부착된 것이다.

도시는 생략하고 있으나, 냉각기(8)에는 압축기, 응축기 등이 배관을 통해 접속되고, 압축기로부터 공급된 액체 냉매가 냉각기(8)에서 증발하고, 이 냉매는 압축기에서 고온 고압으로 압축되어, 응축기를 거쳐 액화된 후, 다시 냉각기(8)로 공급되게 된다.

도 1은 개략도이므로 세부는 도시 생략하나, 상기 압축기를 설치하는 기계실을, 예를 들면 본체(1)의 배면측의 하부에 설치할 필요가 있다. 또, 상기 응축기는, 외측 상자(2)에 맞닿게 해 단열재(4)에 매몰시켜 설치할 수 있다.

또, 도 1은 본체(1)를 냉동고로 한 예로 도시하고 있는데, 또한 냉동실과는 별도로 독립된 냉장실 등의 냉각실을 추가한 구성으로 해도 된다. 이 경우, 예를 들면 추가한 냉각실에 전용의 냉각기, 팬 등의 냉각 부품을 설치하면, 각 실을 독립적으로 냉각하는 것이 가능해진다. 또, 냉각실(10) 내에는, 식품 재치용의 트레이를 설치해도 된다.

도 2는 도 1에 나타낸 본체(1)의 정면도이고, 문(5)을 떼어낸 상태에 있어서, 도 1의 냉각실(10)을 화살표 A방향에서 본 도면이다. 칸막이판(7)에는, 대략 사각형의 개구(14)가 형성되어 있다. 개구(14)의 변의 길이(B 치수, C 치수)는 모두 팬의 직경보다도 크게 하고 있다.

도 3은 도 1에 나타낸 냉각 장치의 수평 방향(가로 방향)의 단면도이다. 팬(11)은, 냉각기실(9) 내에 들어가 있다. 본 도면의 예에서는, 팬(11)의 최선단부( 最先端部)는, 칸막이판(7)의 이면보다 치수 D분만큼 내측(냉각실(10)과 반대측)에 배치되어 있다. 또한, 팬(11)의 최선단부란, 팬(11)의 회전날개 부분의 회전축 방향에서의 최선단부를 말하며, 팬(11) 중앙부의 보스 부분의 최선단부를 말하는 것은 아니다.

또, 팬 조립체(20)의 고정은, 예를 들면 모터(12)를 유지한 브라켓 부재(도시 생략)를 칸막이판(7)에 부착하면 된다. 또, 브라켓 부재를, 뒷 벽면에 부착해도 된다.

냉각기실(9) 내의 주요 부품은, 냉각기(8)와 팬 조립체(20)이고, 이들 이외에 각 부품의 부착 부품, 배선, 배관 등이 배치되어 있다. 냉각기(8)와 팬(11)의 사이를 공기가 유통하는 풍로를 구성하는 전용 덕트 등의 부품은 설치하고 있지 않다. 예를 들면, 팬(11) 후방으로 직접 공기를 이끄는 전용 덕트는 없고, 팬(11)의 외주를 둘러싸는 고리형상 부분이나 통형상의 부품도 없다. 또, 팬(11)의 좌우의 냉각기(8) 상부의 공간(15, 16)에도, 배선, 배관 등이 배치될 뿐이며, 냉각기실(9)의 냉기를, 팬(11)으로 직접 이끄는 전용 부품은 배치되어 있지 않다. 이 때문에, 팬(11)의 직경방향의 외측에는 개방 공간이 있게 된다.

도 4는 개구(14)의 정면도를 나타내고 있다. 본 도면의 예에서는 개구(14)는, 그물코형상으로 형성된 네트(17)로 커버되어 있어, 팬(11)으로의 인체나 식품의 접촉을 방지하고 있다. 네트(17)는, 칸막이판(7)에 추가하여 고정해도 되고, 칸막이판(7)과 일체로 형성해도 된다. 또, 그물코형상 부재에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 다수의 슬릿을 형성한 것이어도 된다. 또, 칸막이판(7)과 대략 동 일 평면 상에 있는 것에 한하지 않고, 냉각실(10)측으로 연장된 입체형상 부재에, 그물코형상 부재나 슬릿을 형성해도 된다.

상기와 같은 냉각 장치의 구체예로서, 뒤에 설명하는 실시예 1의 구성을 일례로서 들 수 있다. 실시예 1에서는, 내용적 168L로 하고, 팬(11)의 직경을 115mm, 개구(14)의 가로 치수(도 2의 C 치수)를 142mm, 개구(14)의 세로 치수(도 2의 B 치수)를 135mm, 칸막이판(7)으로부터의 팬(11) 선단의 변위(도 3의 D 치수)를 5mm로 했다. 또, 입력 전원은 AC 220V, 60Hz로 하고, 출력 422W의 압축기를 사용해, 입력 전원 DC 12V, 출력 55W의 팬 모터를 사용했다. 또, 냉매는 HFC-134a로 하고, 충전량은 165g으로 했다.

이하, 본 실시형태에 따른 냉각 장치의 동작에 관해, 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 5a는 본 실시형태에 따른 냉각 장치의 주요부의 수평 단면도이고, 도 5b는 비교예 1, 도 5c는 비교예 2에 따른 냉각 장치의 주요부의 수평 단면도이다. 도 5b(비교예 1)에 따른 구성은, 칸막이판의 배치는 냉각기(8)와의 대향부분에서 그치고, 냉각기(8)의 상부에는, 칸막이판은 배치되어 있지 않다. 이 때문에, 도 5a의 구성에서는, 팬(11)의 좌우부는, 뒷 벽면과 칸막이판(7) 사이의 공간을 형성하고 있는 것에 비해, 도 5b의 비교예 1에 따른 구성에서는, 이러한 공간은 없다.

도 5b(비교예 1)의 구성에서는, 팬(11)을, 팬(11) 후방의 공기를 팬(11) 전방으로 이끌도록 정전(正轉)시킨 경우, 냉각기실(9)의 공기는, 냉각실(10)측으로 분출된다. 또, 팬(11)의 후방 뿐만 아니라, 팬(11)의 전방의 냉각실(10)의 공기도 팬(11)의 회전에 의해 흡인되어, 팬(11)의 전방으로 분출되게 된다.

이에 대해, 도 5a의 구성에서는, 개구(14)의 내경은, 팬(11)의 외경보다 크고, 또한 팬(11)은 회전축(13) 방향에서 개구(14) 내에는 없고, 팬(11)의 회전축(13) 방향의 선단은 냉각기실(9) 내에 있다. 이 때문에, 개구(14)의 내주 근방에서, 팬(11)의 흡인력에 의해, 냉각실(10)의 공기가 흡인되어 냉각기실(9)측으로 유동하는 공간이 있다.

따라서, 개구(14)에 있어서는, 냉각기실(9)로부터 냉각실(10)로 분출되는 흐름과, 냉각실(10)로부터 냉각기실(9)로 흡인되는 흐름의 2방향의 공기의 흐름이 발생한다. 이렇게 한정된 개구(14)에 있어서, 2방향의 흐름이 발생하면, 도 5a의 파선으로 나타낸 바와 같이, 냉각실(10)로 분출되는 토출류와, 냉각기실(9)로 흡인되는 흡인류가 서로 부딪히는 현상도 발생한다.

이 때문에, 도 5b(비교예 1)처럼, 공기의 흐름은, 토출류와 흡인류가 명확하게 분리한 상태로는 되지 않고, 토출류와 흡인류가 서로 부딪혀, 난류(亂流) 상태가 형성되어 냉각실(10)로의 토출류의 유속이 약해지게 된다. 즉, 도 5a의 구성은, 개구(14)를 통한 공기의 유출과 유입의 쌍방의 작용을 하면서, 냉각실(10)로의 토출류의 유속을 약하게 하는 작용이 있다고 할 수 있다.

도 5c(비교예 2)는, 개구(14)의 내주부를 팬(11)의 외주와 인접시킨 구성을 도시하고 있다. 이 구성은, 별도 냉각실(10) 내의 공기를 냉각기실(9)측으로 흡입하는 흡입구를 설치하고 있고, 팬(11)의 외주와 개구(14) 사이의 간극은, 냉각기실(9)로부터 흡인한 공기를 냉각실(10)로 이끄는 풍로(18)를 구성하고 있다. 풍로(18)는, 냉각기실(9)로부터 냉각실(10)로의 공기의 흐름을 촉진하게 되어, 도 5a의 구성과는 달리, 냉각실(10)의 공기가 냉각기실(9)로 유동할 여지가 없다. 이것은, 팬(11)의 외주를 원통형상 부재로 둘러싼 경우도 동일하다.

이하, 실험 결과를 설명하면서, 도 5a의 구성에서의 공기의 흐름에 관해, 도 4를 참조하면서 설명한다. 실험은, 도 5a의 구성과 동일한 구성의 냉동고(실시예 1)를 만들어, 공기의 흐름을 연기의 움직임이나, 팬(11)의 전방의 네트(14)에 부착한 띠형상의 소편(小片)에 의해 확인했다. 또, 팬(11) 좌우부의 칸막이판을 떼어낸 도 5b와 동일한 구성(비교예 1)에 대해서도, 동일한 확인을 행했다.

실시예 1에서는, 도 4에 있어서, 팬(11)의 회전 영역(30) 내에서는, 토출류뿐만 아니라, 흡인류도 확인되었다. 팬(11) 외주와 개구(14)의 내주의 사이의 영역(31, 32, 33, 34)에서도, 흡인류와 토출류가 혼재하고 있었다. 이 영역에서는, 일단을 고정한 띠형상의 소편을 수직 방향으로 배치한 경우, 타단부가 전후로 흔들리는 개소가 많고, 흡인류인지 토출류인지를 명확하게 확인할 수 없는 부분도 많았다.

이에 대해, 비교예 1처럼, 팬(11)의 주위에 칸막이판이 배치되어 있지 않은 구성(도 5b)에서는, 팬(11)의 회전 영역(도 4의 회전 영역(30)에 상당하는 영역)에서는 토출류가, 팬(11)의 외측에서는 흡인류가 확인되고, 이들은 명확히 구별할 수 있었다.

실시예 1에서는, 팬(11)의 전방으로 공기가 분출하는 토출류를 확인할 수 있었으나, 비교예 1의 구성(도 5b)과 비교하면, 분출의 강도는 대폭 약해져 있었다. 예를 들면, 비교예 1에서는, 팬(11)으로부터 강한 기세로 토출류가 분출하고, 냉각 실(10)의 전면부(문 부분)까지, 공기는 분출하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 실시예 1에서는, 냉각실의 세로 방향의 대략 중앙부까지는, 토출류가 분출하고 있는 것은 확인할 수 있었으나, 냉각실(10)의 전면부에서는, 분출 방향의 공기의 흐름은, 명확하게는 확인할 수 없었다.

이들 실험 결과를 정리해 보면, 실시예 1은, 개구(14)를 통해, 공기의 유출 및 유입의 작용이 있는 것, 및 냉각실(10) 내로 토출류의 풍속을 약하게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 팬(11) 근방의 공기의 흐름은, 비교예 1이 공기의 유출 및 유입을 명확하게 구별할 수 있는 것에 비해, 실시예 1에서는, 난류 상태가 차지하는 비율이 크다고 할 수 있다.

본 실시형태의 구성에 의하면, 개구(14)를 통해, 냉각실(10)의 냉기와 냉각기실(9)에 모아진 냉기를 교체할 수 있으므로, 냉각기(8)에 모아진 냉기를 냉각실(10) 내로 유동시킬 수 있고, 또한 냉각실(10)에서 온도 상승한 난기를 냉각기(8)로 환류시킬 수 있다. 이 때문에, 개구(14)와는 별도로 전용의 흡인구를 설치하고 있지 않은 구성이어도, 냉각기(8)에 의한 열교환이 가능하다. 뒤에 설명하는 실험에 의하면, 실시예 1에 따른 냉동고는 냉동고로서의 냉각 성능을 발휘할 수 있고, 개구(14)를 통한 공기의 유출입에 의해, 냉각기(8)에 의한 열교환은 양호했다.

또, 개구(14)의 면적은, 너무 크면 도 5b(비교예 1)의 구성인 경우의 작용에 가까워져, 토출류의 풍속을 약하게 하는 작용이 적어지고, 너무 작으면, 개구(14)를 통한 공기의 냉각기실(9)로의 유입 작용이 적어진다. 이 때문에, 개구(14)의 면적을 S, 팬(11)의 직경을 R로 하면, 개구 면적(S)은, 하기 식 (1)에 나타낸 바와 같이, 팬(11)의 면적(π(R/2)²)의 1.5배 이상 2배 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

1.5×π(R/2)² ≤ S ≤ 2×π(R/2)² 식 (1)

실시예 1에서는, 개구 면적(S)이 19170㎟(142mm×135mm), 팬 면적이 10386.9㎟(π×(115mm/2)²)이므로, 개구 면적(S)은 팬 면적의 1.85배이다.

또, 실시예 1에서는, 칸막이판(7)으로부터의 팬(11) 선단의 변위(도 3의 D 치수)를 5mm로 했으나, 팬(11)의 직경에 따라, 예를 들면 5∼30mm의 범위로 해도 된다.

이하, 통상의 냉기 강제 순환 방식의 냉동고와의 비교 실험에 관해 구체적으로 설명한다. 비교 실험에 사용한 실시예는, 상기의 실시예 1이다. 도 6a는 비교예 3에 따른 장치의 수직 단면도이며, 도 6b는 정면도이다.

도 6a에 나타낸 비교예 3의 구성은, 냉기 강제 순환 방식의 전형예이고, 냉각기(40) 하측의 흡입구(41)로부터 흡인된 냉각기(40) 내의 냉기는. 냉각기(40) 내를 상측으로 유동하여, 팬(42)을 갖는 팬 조립체(43)의 주위부를 둘러싸도록 배치된 덕트(44)를 거쳐, 토출구(45)로부터 토출되게 된다.

이 구성에서는, 냉기가 일방향으로 유동하도록 풍로가 형성되어 있으므로, 흡입구(41)에서의 냉기의 흐름은, 냉각실(46)로부터 냉각기(40)로 향하는 흐름이며, 토출구(45)에서의 냉기의 흐름은, 냉각기(40)로부터 냉각실(46)로 향하는 흐름이며, 이 반대의 흐름은 발생하지 않는다.

실시예 1과 비교예 2는, 장치 본체는 같은 것으로 했으므로, 냉각실 용적은 같다. 또, 풍로 구성 이외의 부분은 공통적이며, 냉각기, 팬, 팬 모터, 압축기 등의 냉각 시스템에 따른 부품은 같은 것을 사용했다.

실험 조건은 통일하고, 주위 온도 20도, 상대 습도 60%, 냉각실 내 부하 1700g으로 했다. 실험의 결과, 실시예 1, 비교예 3의 어느 것에 대해서도, 약 4시간으로 약 -25℃의 안정 상태에 도달했다. 이것으로부터, 실시예 1, 비교예 3의 냉각 성능은 거의 같은 것을 확인할 수 있었다.

여기서, 실시예 1과 비교예 3에서는 풍로 구성이 다르지만, 냉각기에 공기를 환류시켜, 냉각기의 냉기를 냉각실로 토출시키는 것은, 쌍방 모두 변함없다. 실시예 1에서는 냉기의 유동 속도가 느려져, 난류 상태가 발생하지만, 냉각기부 및 냉각실의 전체적으로 보면, 냉각기실의 냉기는 냉각실로 운반되고, 냉각실의 냉기는 냉각기실로 환류되어, 냉각기에서 열교환이 행해져, 냉각 능력을 발휘할 수 있게 된다. 실험에 있어서는, 냉각기 입구와 출구의 온도(파이프 근방 온도)의 차는, 온도 하강시에 최대 약 10℃, 안정시에 약 4℃이며, 충분한 열교환이 행해지고 있었다.

한편, 냉각기에 끼는 서리에 대해서는, 비교예 3이 냉각기 전체에 서리가 낀 것에 비해, 실시예 1에서는, 냉매의 입구 부분에 낀 서리가 소량 보인 것에 그쳤다. 비교예 3에서는, 냉각실(46)에서 온도 상승한 냉기는, 흡입구(41)를 거쳐 냉각기(40)에 도달한다. 또, 냉각실(46)의 냉기의 유동 속도는 실시예 1에 비해 빠르고, 냉기의 냉각실(46) 내의 체류 시간도 실시예 1에 비해 짧다. 따라서, 비교 예 3의 냉기의 유동은, 냉각실(46)의 수분을 함유한 냉기가 빠른 속도로, 연속적으로 냉각기(40)로 운반되므로, 냉각기(40)에 서리가 끼는 것을 촉진하는 유동이라고 할 수 있다.

이에 대해, 실시예 1에서는 비교예 3에 비해, 냉기의 흐름이 전체적으로 느리고, 냉각실(10) 내의 냉기의 체류 시간은 비교예 3에 비해 길었다. 또, 개구(14)로부터 토출된 냉기는, 같은 개구(14)로 흡인되므로, 냉각실(10) 내에서, 토출류와 흡인류가 서로 부딪혀, 합류하는 비율도 높았다. 이 때문에, 수분량을 함유한 냉기가 냉각실(10) 내에서 느리게 체류하고 있는 동안에, 이 수분량이 냉각실(10) 내에서 고화하는 작용도 발생했다. 실시예 1의 서리량이 적은 것은, 이에 의한 것이며, 실시예 1의 냉기의 유동은, 냉각기(8)에 서리가 끼는 것을 억제하는 유동이었다.

또, 본 실시형태에서는, 상기와 같이, 팬(11)은 냉각기(8)의 상부에 배치하고 있으므로, 세로 치수를 특별히 크게 할 필요가 없어, 소형화에 유리해진다. 또한, 냉각기(8)와 팬(11)의 사이를 공기가 유통하는 풍로를 구성하는 전용 덕트나, 팬(11)으로부터 분출구로 공기를 이끄는 전용 덕트 등의 부품은 설치할 필요가 없어, 구조를 간소화할 수 있고, 부품 수를 줄일 수 있다.

즉, 본 실시형태에 의하면, 통상의 냉기 강제 순환 방식에 비해, 구조가 간단하고, 동등한 냉각 성능을 발휘할 수 있고, 게다가 냉각기에 끼는 서리량도 적게 할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태는 냉장고, 냉동고, 냉동 장치, 자동 판매기용 냉각 장치, 보냉고, 또는 냉동차에 이용할 수 있다. 또 업무용이어도 되고, 가 정용에도 적용할 수 있다. 상기와 같이 소형화에 유리하므로, 특히 가정용 냉동고, 냉동 냉장고에 유용하다.

또한, 실시예 1에 있어서, 칸막이판(7) 중 냉각기(8)의 하부에 상당하는 부분에, 칸막이판(7)을 관통하는 장공형상의 슬릿을 형성한 것에 대해서도, 실험 확인을 행했으나, 개구(14)에서의 공기의 기본적인 유동 동작에 대해서는, 특별히 변화가 보이지 않았다.

이것은, 이하와 같이 생각할 수 있다. 즉, 실시예 1은, 상기와 같이, 개구(14)에서의 공기의 흐름은 일방향이 아니라, 공기의 유입과 유출의 쌍방이 있고, 냉각실(10)로의 공기의 토출은 비교예 3의 구성에 비해 느리다. 냉각기실(9) 내에서도, 이것은 동일하며, 냉각기(8)가 배치되어 있는 부분에서는, 공기의 흐름은 일방향이 아니고, 게다가 그 흐름은 느리다. 이 때문에, 칸막이판(17) 중, 냉각기(8)와 대향하는 부분 또는 냉각기(8)의 하부에 슬릿을 형성해도, 냉각실(10)로부터 냉각기실(9)로 공기가 급격하게 유입하는 일은 없어, 개구(14)에서의 공기의 유동 동작도, 특별한 변화가 발생하지 않는 것으로 생각된다.

슬릿의 유무에 의해, 개구(14)에서의 공기의 기본적인 유동 동작에는 변화는 없지만, 냉각 성능에 대해서는, 약간의 변화가 보였다. 이 때문에, 슬릿의 유무나 슬릿의 크기에 의해서, 냉각 성능의 조정을 도모할 수 있고, 설계의 자유도도 높일 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 개구(14)와 팬(11)의 조합이 1조인 예로 설명했으나, 복수 조로 해서 냉각 성능을 높이도록 해도 된다. 또, 냉각기를 단열 상자체 의 배면에 설치한 예로 설명했으나, 측면에 설치해도 되고, 배면 및 측면에 설치해도 된다.

또, 상기 실시예에서는, 개구(14)의 형상이 사각형인 예로 설명했으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 개구(14)의 직경이 팬(11)의 직경보다 크게 되어 있으면 되고, 사각형 이외의 다각형이나 원형이어도 되고, 이들에 근사한 형상이어도 된다.

또, 칸막이판(7)은, 1장의 판형상 부재로 구성한 예로 설명했으나, 복수 부재를 조립하여 형성한 것이어도 된다. 예를 들면, 개구(14)를 형성한 부재와, 냉각기(8)의 전면에 대응하는 부재를 조합한 것이어도 된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 냉각 장치에 의하면, 통상의 냉기 강제 순환 방식에 비해, 구조가 간단하면서, 동등한 냉각 성능을 발휘할 수 있고, 게다가 냉각기에 끼는 서리량도 적게 할 수 있다.

본 발명의 냉각 장치는, 가정용 냉동고, 가정용 냉장고, 업무용 냉동고, 업무용 냉동고, 자동판매기용 냉각 장치, 보냉고, 냉동차, 공조 장치(에어컨) 등의 냉각 장치로서 유용하다.

Claims

단열 상자체에 의해 형성된 실내의 적어도 일 측벽측에 설치된 냉각기와, 상기 냉각기의 전방의 냉각실과, 상기 냉각실의 공기를 유동시키는 팬을 구비한 냉각 장치에 있어서,

상기 냉각기와 상기 냉각실은, 상기 냉각기에 냉기가 모이도록, 칸막이판으로 구획되어 있고,

상기 팬은, 상기 칸막이판으로부터 상기 냉각기측에 배치되어 있고,

상기 팬의 전방의 상기 칸막이판은 개구를 구비하고,

상기 칸막이 판 내에 모아진 냉기와, 상기 냉각실의 난기(暖氣)를, 상기 팬에 의해, 상기 개구를 통해 교체하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 개구의 크기는, 상기 팬의 직경보다 큰 냉각 장치.
제2항에 있어서, 상기 팬을 상기 팬의 회전축 방향으로 봤을 때, 상기 팬은 상기 개구 내에 배치되어 있고, 상기 팬의 외측에는 개방 공간이 있는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 팬의 회전에 의해, 상기 냉각기로부터 상기 개구를 거쳐 상기 냉각실로 분출되는 냉기의 토출류와, 상기 냉각실로부터 상기 개구를 거쳐 상기 냉각기로 흡인되는 냉기의 흡인류가 발생하는 냉각 장치.
제4항에 있어서, 상기 토출류와 상기 흡인류가 충돌하여, 냉기의 유동 속도가 억제되고 있는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 팬은, 상기 냉각기의 상부에 배치되어 있는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 팬과 상기 개구의 조합이 복수인 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 칸막이판 중, 상기 냉각기와 대향하는 부분 또는 상기 냉각기의 하부에 슬릿이 형성되어 있는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 개구의 면적을 S, 상기 팬의 직경을 R로 하면,

1.5×π(R/2)² ≤ S ≤ 2×π(R/2)²

의 관계를 만족하고 있는 냉각 장치.
제1항에 있어서, 상기 개구는, 네트 또는 슬릿으로 완전 커버가 되어 있는 냉각 장치.