KR20080071967A - 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 냉장고에 관한 것으로서, 상세하게는 압축기 및 핫라인의 구조를 개선하여 압축기의 폐열을 이용하여 냉장고의 도어 접촉부에서 발생하는 결로 현상을 방지하도록 하는 냉장고에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고에는, 수납 공간을 형성하는 케이스; 상기 케이스를 선택적으로 차폐하는 도어; 상기 수납 공간에 공급되는 냉기 형성을 위하여 냉매가 증발되도록 하는 증발기; 상기 증발기를 통과하는 냉매가 고온 고압으로 압축되도록 하는 압축기; 상기 압축기를 통과한 냉매가 응축되도록 하는 응축기; 및 상기 케이스의 일측에 제공되어 작동 유체가 순환하도록 하며, 상기 압축기와 연결되는 핫라인이 포함되며, 상기 압축기에는, 내부에 상기 작동 유체가 이동되도록 하는 공간부가 형성되는 이중 쉘; 상기 이중 쉘에 형성되며, 상기 핫라인을 통과한 작동 유체가 상기 이중 쉘의 내부로 유입되도록 하는 유입 라인; 및 상기 이중 쉘에 형성되며, 상기 유입 라인을 통하여 유입된 작동 유체가 상기 핫라인으로 토출되도록 하는 송출 라인이 포함되며, 상기 압축기로 유입된 작동 유체는 상기 압축기의 작동중에 발생되는 열에 의하여 기화되어 상기 핫라인으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 별도의 순환장치 없이 간단하게 설치할 수 있는 구조로 되어 있어 설치작업이 간편하고, 압축기에서 방출되는 압축기 열을 재순환시켜 사용하게 되므로 냉장고의 열효율을 증대시키는 효과가 있다.

모터, 핫라인, 이중 쉘

Description

냉장고 {Refrigerator}

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 상세하게는 냉장고의 압축기에서 발생되는 고온의 압축기 열을 이용하여 냉장고 전면의 도어 접촉부에서 발생하는 결로 현상을 방지하도록 하는 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 음식물 등을 냉동시키거나, 냉장보관하기 위해 사용되는 것으로서 대략적인 구성은 다음과 같다.

도 1에 나타난 것과 같이 냉장고는 내부에 냉동실(101)과 냉장실(102)로 분리된 수납공간을 형성하는 케이스(10) 및 상기 케이스(10)의 일측에 장착되어 냉동실(101)과 냉장실(102)을 개폐하는 도어(12)와, 압축기(20), 응축기(30) 및 증발기(40) 등과 같이 냉동사이클을 이루어 냉기를 형성하는 기기들을 포함하여 구성되어 있다.

이러한 냉장고에서는 압축기(20)에 의해 저온 저압의 기상 냉매가 고온 고압으로 압축되고, 압축된 고온 고압의 기상 냉매가 응축기(30)를 지나는 과정에서 냉각 응축되어 고압의 액상으로 전환되며, 고압의 액체상태로 된 냉매는 모세관(미도시)을 통과하면서 그 온도와 압력이 낮아진 다음, 계속해서 증발기(40)에서 저온 저압의 기체상태로 변하면서 주위로부터 열을 빼앗아 그 주위의 공기를 냉각시키게 된다. 상기 증발기(40)는 냉동실(101) 후면의 분리된 공간인 증발기실(103)에 설치되며, 증발기(40)에 의해 냉각된 공기는 증발기실(103)에 설치된 송풍팬(50)의 작동으로 냉동실(101) 및 냉장실(102)로 유입 순환됨으로써 냉동실(101) 및 냉장실(102)의 온도가 낮아지게 된다.

한편, 외부에 비해 온도가 크게 낮은 냉동실(101)의 특성상 도어(12)의 개방 시에는 외부와의 온도차이로 인해 도어(12)와 접하였던 케이스(10)의 전면선단에 물방울이 맺히는 결로(結露)현상이 발생하게 되므로, 이를 방지하기 위한 이른바 핫라인(70)(hot line)이 구비되어 있다.

도 2에 나타난 것과 같이 상기 핫라인(70)(도면상 점선표시)은 기계실에 설치된 응축기(30)의 흡입측에서 분기되어 응축기(30)의 토출측으로 이어지며, 도어(12)와의 접촉면을 따라 케이스(10) 전면 내측에 설치된 일종의 보조 응축관이라고 할 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같은 종래 기술에 의하면 압축기(20)에서 배출된 고온 고압의 냉매가스의 일부가 핫라인(70)으로 유입되어, 상기 핫라인(70) 주변의 케이스(10) 전면부가 상온 이상으로 가열되기 때문에 도어(12)의 개방 시에도, 케이스(10) 전면부에 물방울이 맺히는 결로 현상이 방지된다.

그러나, 이러한 종래 기술에 따르면 핫라인(70)을 가열하기 위해 전술한 바와 같이 압축기(20)에서 배출된 고온 고압의 냉매가스를 이용하기 때문에 케이스(10)의 전면부가 불필요하게 높은 온도로 가열되고, 핫라인(70)에서 발생한 열이 냉동, 냉장실(102)내로 유입되어 냉각부하가 커지게 되는 문제점이 있다.

그리고, 상기 압축기(20)는 냉매가스 압축과정에 따른 피스톤과 실린더의 마찰 및 각 운동부에서의 마찰로 인한 고온의 마찰열이 발생하게 되는데, 이러한 마찰열은 압축기(20) 자체에 악영향을 미치게 되어 제대로 이용되지 못하고 외부로 버려지고 있는 실정이어서 이는 냉장고 전체의 열효율을 저하시키는 원인이 되고 있다.

또한, 냉매의 순환 경로가 압축기(20), 응축기(30), 증발기(40), 팽창밸브만으로 이루어진 기본적인 냉동사이클 라인에 비해 핫라인(70)을 통과하는 양만큼의 냉매가 추가적으로 필요하며, 냉장고의 생산비용이 증가하게 되어 냉장고의 상품성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명은 냉장고의 압축기에서 발생되는 고온의 압축기 열을 열싸이펀의 열교환기로 이용하여 냉장고 전면의 도어 접촉부에서 발생하는 결로 현상을 방지하도록 하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 이슬 맺힘 방지를 위하여 별도의 작동 유체가 순환되어 추가적인 냉매가 필요하지 않도록 하고, 압축기의 폐열을 이용하므로 압축기의 과열이 방지되도록 하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에는, 수납 공간을 형성하는 케이스; 상기 케이스를 선택적으로 차폐하는 도어; 상기 수납 공간에 공급되는 냉기 형성을 위하여 냉매가 증발되도록 하는 증발기; 상기 증발기를 통과하는 냉매가 고온 고압으로 압축되도록 하는 압축기; 상기 압축기를 통과한 냉매가 응축되도록 하는 응축기; 및 상기 케이스의 일측에 제공되어 작동 유체가 순환하도록 하며, 상기 압축기와 연결되는 핫라인이 포함되며, 상기 압축기에는, 내부에 상기 작동 유체가 이동되도록 하는 공간부가 형성되는 이중 쉘; 상기 이중 쉘에 형성되며, 상기 핫라인을 통과한 작동 유체가 상기 이중 쉘의 내부로 유입되도록 하는 유입 라인; 및 상기 이중 쉘에 형성되며, 상기 유입 라인을 통하여 유입된 작동 유체가 상기 핫라인으로 토출되도록 하는 송출 라인이 포함되며, 상기 압축기 로 유입된 작동 유체는 상기 압축기의 작동중에 발생되는 열에 의하여 기화되어 상기 핫라인으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 냉매가스를 이용할 필요가 없이 별도의 작동유체를 주입시켜 밀봉한 열싸이펀을 이용하여 핫라인을 구성하게 되어 냉매가스 사용으로 인한 오존층 파괴의 영향을 줄일 수 있고, 또한 별도의 순환장치 없이 간단하게 설치할 수 있는 구조로 되어 있어 설치작업이 매우 효율적이다.

그리고, 열싸이펀을 작동시키는 가열원으로 압축기에서 방출되는 압축기 열을 재순환시켜 사용하게 되므로 냉장고의 열효율을 증대시키는 효과가 있다.

또한, 냉장고 전면에서 열교환을 이룬 작동유체에 의해 압축기가 직접적으로 냉각되는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 이슬맺힘 방지장치를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 이슬맺힘 방지장치의 대략적 구성은 냉장고의 후면 기계실에 열교환기(210)가 형성되고, 상기 열교환기(210)의 상단에 송출라인(201)이 형성되며, 상기 송출라인(201)에 연장되어 핫라인(270)이 냉장고의 전면에 형성되고, 상기 핫라인(270)이 열교환기(210) 하단 의 유입라인(202)으로 이어지게 되는 구성이다.

이때, 상기 열교환기(210) 및 핫라인(270)으로 이루어지는 열순환 싸이클은 작은 온도차로 대량의 열 수송이 가능하도록 한 폐루프의 열 전달 소자인 열싸이펀(200)을 일체로 형성하여 이루어진다.

여기서, 열싸이펀(200)에 대해 잠시 언급하면 밀폐된 용기내를 진공으로 하고, 작동유체(220)를 주입한 것으로서, 용기의 한쪽 끝을 가열하면 내부 작동유체(220)가 기화되고, 이때 발생하는 압력차이로 작동유체(220)가 다른 쪽으로 이동하며, 이 작동유체(220)는 주위에 열을 방출하고 난 후 응축과정을 거쳐 액체 상태가 되고, 액체 상태의 작동유체(220)는 중력에 의해서 열교환기(210)로 귀환되는 구조다.

상기 작동유체(220)로는 물이나 메틸 알코올을 사용하고, 이는 진공상태에서 0~70℃ 사이의 저온에서 증발 및 응축이 이루어지게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 열교환기(210)의 구성은 상부에 송출라인(201)을 형성하고 하부에 유입라인(202)이 형성된 이중 쉘(250)과, 상기 이중 쉘(250)의 내벽과 일정 간격의 공간부(260)가 유지되도록 설치된 열교환기(210)와, 상기 열교환기(210)와 상기 이중 쉘(250) 사이 공간부(260)에 채워진 윅(230)과, 상기 윅(230)에 의한 모세관 현상으로 상부로 이동되고 상기 열교환기(210)에 의해 가열되어 기화되는 작동유체(220)로 구성된다.

이때, 상기 열교환기(210)로 압축기(20)를 사용하는데 압축기(20)의 간단한 구조를 살펴보면 다음과 같다. 압축기(20)는 외부에서 전기가 인가되어 구동되는 전기모터의 구동축의 끝단에 편심핀이 형성되고, 상기 편심핀의 일측에 커넥팅로드가 연결되며, 상기 커넥팅로드에 의해 피스톤이 실린더 내를 왕복운동하면서 냉매가스를 압축할 수 있는 구조로 되어있다.

상기의 구조로 이루어진 압축기(20)는 냉매가스의 압축과정에서 피스톤과 실린더의 마찰 및 각 운동부위의 마찰로 인해 고온의 마찰열이 발생하게 된다.

상기 마찰열에 의해 열교환기(210) 내의 작동유체(220)가 가열되어 기화되고, 기화되어진 작동유체(220)는 압력차에 의해서 상부로 이동하게 된다.

그리고, 상기 윅(230)은 상기 기화 전의 액체상태의 작동유체(220)가 상부로 끌어올려지도록 하는 모세관 구조물이다.

도 5는 본 발명에 따른 냉장고의 이슬맺힘 방지장치의 또 다른 일 실시 예를 나타낸 개략도이다.

동 동면에서는 냉동실(101) 및 냉장실(102)을 병렬로 구성한 냉장고 등에 사용할 수 있도록 핫라인(270)을 구성한 것으로서, 열교환기(210)에서 가열된 작동유체(220)가 기화되어 송출되는 송출라인(201)이 일 지점에서 분기되고, 상기 분기된 송출라인(201)이 냉장실(102)과 냉동실(101)의 전면 주위로 순환되는 각각의 핫라인(270)을 형성하며, 상기 각 냉장실(102)과 냉동실(101)을 순환한 각각의 핫라인(70)은 열교환기(210)의 유입라인(202)으로 병합된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 냉장고의 이슬맺힘 방지장치의 작용효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이중 쉘(250)의 내벽과 일정간격을 유지시켜 공간부(260)를 갖도록 압 축기(20)를 형성하고, 상기 공간부(260)에는 작동유체(220) 및 윅(230)이 채워지도록 한다.

상기 작동 유체(230)는 물이나 메틸 알코올을 사용하고, 진공으로 밀봉 되어진 상태에서 0~70°사이에 증발 및 응축되는 것으로 작은 온도차로도 많은 양의 열을 이동시킬 수 있는 것이다.

상기와 같은 특성을 갖는 작동유체(220)는 상기 압축기의 외부로 방출되는 압축기 열에 의해 가열되고, 상기 가열된 작동유체(220)는 기화되어 상부로 이동되어 열교환기 상부의 송출라인을 통해 냉장고 전면으로 형성된 핫라인(270)을 경유하게 된다.

상기 핫라인(270)을 경유하는 동안 작동유체(220)는 외부로 열을 빼앗기게 되어 응축과정을 거치게 된다.

그리고 상기와 같이 응축된 액체상태의 작동유체(220)는 중력에 의해서 하부로 이동되고, 이러한 작동유체(220)는 결국 열교환기(210)의 유입라인(202)으로 복귀하게 되어 자연적으로 상기의 과정들을 반복하여 열순환이 이루어지게 된다.

도 1은 일반적인 냉장고의 구성을 나타낸 개략적인 단면도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 냉장고에 적용된 핫라인을 나타낸 개략도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 이슬맺힘 방지장치를 나타낸 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 냉장고의 이슬맺힘 방지장치의 또 다른 일 실시 예를 보인 개략도이다.

Claims (8)

1. 수납 공간을 형성하는 케이스;

   상기 케이스를 선택적으로 차폐하는 도어;

   상기 수납 공간에 공급되는 냉기 형성을 위하여 냉매가 증발되도록 하는 증발기;

   상기 증발기를 통과하는 냉매가 고온 고압으로 압축되도록 하는 압축기;

   상기 압축기를 통과한 냉매가 응축되도록 하는 응축기; 및

   상기 케이스의 일측에 제공되어 작동 유체가 순환하도록 하며, 상기 압축기와 연결되는 핫라인이 포함되며,

   상기 압축기에는,

   내부에 상기 작동 유체가 이동되도록 하는 공간부가 형성되는 이중 쉘;

   상기 이중 쉘에 형성되며, 상기 핫라인을 통과한 작동 유체가 상기 이중 쉘의 내부로 유입되도록 하는 유입 라인; 및

   상기 이중 쉘에 형성되며, 상기 유입 라인을 통하여 유입된 작동 유체가 상기 핫라인으로 토출되도록 하는 송출 라인이 포함되며,

   상기 압축기로 유입된 작동 유체는 상기 압축기의 작동중에 발생되는 열에 의하여 기화되어 상기 핫라인으로 공급되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축기의 작동중에 발생되는 열에는,

   압축기에 제공되는 운동부에서의 마찰로 인한 마찰열이 포함되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축기에는,

   상기 공간부에 제공되며, 상기 기화 전의 작동유체가 상부로 끌어올려지도록 하는 모세관 구조물이 더 포함되는 냉장고.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 유입 라인은 상기 압축기의 하단에 형성되며, 상기 송출 라인은 상기 압축기의 상단에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 핫라인은 상기 송출 라인으로부터 연장되어 상기 케이스의 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 핫라인을 순환하는 작동 유체는 상기 케이스와 도어가 접촉되는 부위에 맺힌 이슬을 증발시키면서 액화되며, 액화된 작동 유체는 상기 압축기로 유입되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 송출 라인은 일 지점에서 분기되고, 상기 분기된 각각의 송출 라인이 상기 케이스의 전면 주위로 순환하는 핫라인을 형성하며, 상기 케이스의 전면을 순환한 핫라인은 상기 유입 라인으로 병합되는 냉장고.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축기는 상기 작동 유체와의 열교환에 의하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 냉장고.

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