KR20130011276A - 열사이펀을 구비한 냉장고 - Google Patents

Abstract

내부에 격벽을 사이에 두고 냉동실과 냉장실이 내부에 위치하는 냉장고 본체; 상기 냉동실에 위치하며 냉매가 액화하는 응축부, 상기 냉장실에 위치하며 상기 냉매가 기화하는 증발부, 상기 증발부의 출구 및 상기 응측관의 입구를 연결하며 상기 증발부로부터 상기 응축부로 상기 냉매가 이동하도록 안내하는 제1 연결관 및 상기 응측부의 출구과 상기 증발부의 입구를 연결하며 상기 응축부로부터 상기 증발부로 상기 냉매가 이동하도록 안내하는 제2 연결관을 포함하는 열사이펀; 및 상기 냉동실에 위치하며, 상기 열사이펀의 응축부과 전도방식으로 열교환하는 냉각보조기를 포함하는 열사이펀을 구비한 냉장고는 정전이나 고장 등 냉각사이클이 작동하지 못하는 상황 또는 제한적으로 전원을 사용할 수 있는 환경에서 냉장고 내부 특히, 냉장실의 온도 상승을 최소화하여 음식의 부패를 방지할 수 있으며, 냉동실에 상변화물질과 같은 냉각보조기를 구비함으로써, 정전시에도 냉동실 및 냉장실의 온도상승 억제 효과를 극대화할 수 있다.

Description

열사이펀을 구비한 냉장고{Refrigerator having thermosiphon}

본 발명은 열사이펀(thermosyphon)을 구비한 냉장고에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 정전시와 같이 압축기가 작동하지 않은 상황에서 냉장실의 온도 상승을 방지하기 위해 냉동실의 냉기를 냉장실로 전달하는 열사이펀을 구비한 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 음식물 등을 냉동 또는 냉장보관하기 위해 온도에 따라 상변화 하는 작동유체를 이용하여 작동유체가 기화될 때 냉장고 내부의 열을 기화열로 흡수하여 냉장고 내부를 냉각시키며, 외부에서 액화하여 흡수한 열을 발산하는 작동을 반복적으로 수행하는 장치이다.

냉장고에서 사용중인 전형적인 구조는 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기로 구성된 냉각사이클을 작동유체가 순환하면서 냉장고 내부를 냉각시킨다. 본체의 후방 하부영역에 압축기가 배치되고 냉동실의 후벽에는 냉동실 내부의 공기와 열교환하는 증발기가 배치된다.

이와 같은 냉장고의 작동은 정상적으로 전원이 공급되어 압축기가 정상작동을 하는 경우에는 내부 온도가 유지되도록 지속적으로 냉기가 공급되기 때문에 문제되지 않으나, 정전이 되거나 압축기의 고장과 같이 냉각사이클에 문제가 생겨 냉각이 중단되는 경우 냉장고 내부의 온도가 상승하게 된다.

특히, 식품이 변질되기 쉬운 냉장실의 온도는 쉽게 상승하게 되어 음식물이 상하는 문제가 있어 정전에 대비하여 냉장실의 온도저하를 방지할 수 있는 기술이 요구되는 실정이다.

본 발명은 정전이나 고장 등으로 냉각사이클이 작동하지 못하는 상황 또는 절전 등을 위해 제한적으로 전원을 사용할 수 있는 환경에서 냉장실 내부의 온도의 상승을 막을 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 열사이펀을 구비한 냉장고는 내부에 격벽을 사이에 두고 냉동실과 냉장실이 내부에 위치하는 냉장고 본체; 상기 냉동실에 위치하며 냉매가 액화하는 응축부, 상기 냉장실에 위치하며 상기 냉매가 기화하는 증발부, 상기 증발부의 출구 및 상기 응측관의 입구를 연결하며 상기 증발부로부터 상기 응축부로 상기 냉매가 이동하도록 안내하는 제1 연결관 및 상기 응측부의 출구과 상기 증발부의 입구를 연결하며 상기 응축부로부터 상기 증발부로 상기 냉매가 이동하도록 안내하는 제2 연결관을 포함하는 열사이펀; 및 상기 냉동실에 위치하며, 상기 열사이펀의 응축부과 전도방식으로 열교환하는 냉각보조기를 포함한다.

또한, 상기 냉각보조기는, 내부에 상변화 물질(PCM:Phase Change Material)을 수용하는 하우징으로 구성되며, 상기 응축부는, 상기 하우징을 관통하여 상기 상변화 물질과 접하도록 배치할 수 있다.

또한, 상기 응축부는 표면에 수지 또는 플라스틱계열 물질로 피복될 수 있다.

또한, 상기 냉각보조기는, 상변화 물질(PCM:Phase Change Material)이 주입된 비닐팩; 및 상기 비닐팩을 내부에 수용하는 하우징으로 구성되며, 상기 응축부는, 상기 하우징을 관통하여 상기 비닐팩과 접하도록 배치할 수 있다.

또한, 상기 하우징은, 상기 상변화물질의 상변화에 따라 변화하는 부피를 수용할 수 있도록 내부공간의 부피가 변형가능하다.

이때, 상기 응축부는 상기 냉동실의 천장 또는 바닥에 수평으로 배치되며, 상기 하우징의 내부에 상기 응축부를 지지하는 걸림턱을 더 포함하고, 상기 걸림턱의 위치는 상기 응축부의 입구쪽이 상기 응축부의 출구쪽보다 높게 할 수 있다.

또한, 상기 냉각보조기는, 내부에 상변화물질(PCM: Phase Change Material)을 수용하는 한 쌍의 케이스이고, 상기 한 쌍의 케이스는 상기 응측부의 일면과 타면에 결합하며, 상기 한 쌍의 케이스 중 적어도 하나는 상기 응축부과 대면하는 면에 상기 응축부의 형상에 상응하는 홈이 형성된다.

또한, 상기 케이스는, 상기 상변화물질의 상변화에 따라 변화하는 부피를 수용할 수 있도록 내부공간의 부피가 변형가능하다.

또한, 상기 케이스의 상기 응축부과 대면하는 면은, 상기 케이스의 다른 부분에 비해 상대적으로 강성이 큰 것을 이용할 수 있다.

또한, 상기 케이스의 상기 응축부과 대면하는 면은, 상기 케이스의 다른 부분에 비해 두껍거나 보강재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 케이스의 상기 응축부와 대면하는 면에 써멀그리스(Thermal grease)를 도포한 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.

또한, 상기 냉각보조기는, 냉동실용 냉각보조기와, 상기 냉동실용 냉각보조기 보다 녹는점이 높은 냉장실용 냉각보조기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 응축부는, 상기 냉동실의 천장 또는 바닥에 수평으로 배치되며, 상기 냉동실용 냉각보조기는, 상기 응축부의 상부에 결합하고 상기 냉장실용 냉각보조기는 상기 응축부의 하부에 결합하여 일체형으로 구성도딜 수 있다.

또한, 상기 냉각보조기는, 중심와 표면의 사이에 열전달이 원활이 이루어 지도록 열전도성 부재가 삽입된 상변화물질(PCM: Phase Change Material)을 이용 할 수 있다.

또한, 상기 응축부는, 상기 냉동실의 천장 또는 바닥에 수평으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 응축부의 입구는 상기 응측부의 출구보다 상측에 위치하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비할 수 있다.

또한, 상기 응측부는, 상기 응축부의 입구부터 상기 응측부의 출구까지 상기 냉매의 흐름에 따라 하측방향으로 경사가 형성될 수 있다.

또한, 상기 열사이펀은, 상기 응축부의 입구와 상기 제1 연결관 사이에 개재되며, 상기 응축부의 액체상태의 냉매가 상기 제1 연결관으로 역류하지 못하도록 상기 응축부의 입구보다 높은 위치에서 꺽어지는 제1 역류방지관을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 응축부는, 상기 냉동실의 천장 또는 바닥에 수평방향으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 열사이펀은, 상기 냉장실의 냉각이 중단된 때에 개방되고, 상기 냉장실의 냉각이 정상적으로 수행될 때 닫히는 밸브를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 열사이펀을 구비한 냉장고는 정전이나 고장 등 냉각사이클이 작동하지 못하는 상황 또는 제한적으로 전원을 사용할 수 있는 환경에서 냉장고 내부 특히, 냉장실의 온도 상승을 최소화하여 음식의 부패를 방지할 수 있다.

또한, 열사이펀에 역류방지관을 두거나, 증발부 및 응축부의 입구와 출구의 위치를 냉매에 따라 상하로 배치함으로써 냉매의 역류를 방지하고 상기 냉매가 일정방향으로 흐를 수 있다.

또한, 냉동실에 상변화물질과 같은 냉각보조기를 구비함으로써, 정전시에도 냉동실 및 냉장실의 온도상승 억제 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 어큐뮬레이터를 통해 밸브가 잠겼을 때 냉매의 역류 및 불필요한 냉매의 이동을 방지할 수 있다. 또한, 응축부에 수용부를 구비하여, 열사이펀 내에 생성되는 불응축가스를 폐쇄유로 상에서 분리할 수 있어, 열사이펀이 불응축가스에 의해 막히는 현상을 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 열사이펀의 일 실시예를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 응축부의 일 실시예를 도시한 도면.
도 3은 도 2의 실시예의 비교 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발부의 일 실시예를 도시한 도면.
도 5은 도 4의 실시예의 비교 실시예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 증발부의 다른 실시예를 도시한 정면도.
도 7은 본 발명의 증발부의 또 다른 실시예를 도시한 정면도.
도 8은 본 발명의 제1 연결관에 구비된 프로펠러의 일 실시예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 냉장고 내부의 배치에 따른 제1 실시예를 도시한 측단면도.
도 10은 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 냉장고 내부의 배치에 따른 제2 실시예를 도시한 측단면도.
도 11은 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 제1 실시예를 도시한 사시도.
도 12는 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 제2 실시예를 도시한 측단면도.
도 13은 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 제3 실시예를 도시한 측단면도.
도 14는 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 제4 실시예를 도시한 측단면도.
도 15는 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 제4 실시예를 도시한 사시도.
도 16은 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 제5 실시예를 도시한 측단면도.
도 17은 본 발명의 응축부와 냉각보조기의 제6 실시예를 도시한 측단면도.
도 18은 본 발명의 어큐뮬레이터의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 19은 본 발명의 어큐뮬레이터의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 20은 본 발명의 열사이펀 작동 중단시 어큐뮬레이터의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 21는 응축부 내부의 불응축가스를 도시한 단면도.
도 22은 본 발명의 수용부의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 23은 본 발명의 어큐뮬레이터의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 24는 본 발명의 열사이펀 작동 중단시 어큐뮬레이터의 다른 실시예를 도시한 사시도.

이하에서는 본 발명의 열사이펀을 구비한 냉장고에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다. 동일한 도면번호는 동일한 구성을 의미하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 열사이펀(20)의 일 실시예를 도시한 개념도이다. 도 1에는 냉장고 본체(10)와 냉장고를 냉각시키는 냉각사이클(15) 및 열사이펀(20)이 도시되어 있다.

상기 냉장고 본체(10)는 격벽(13)을 사이에 두고 냉동실(11)과 냉장실(12)을 구비하고, 상기 냉장고 본체(10) 내부의 냉각을 위해 냉각사이클(15)을 구비한다.

상기 냉각사이클(15)은 압축기(17)를 이용하여 인위적으로 작동유체를 압축하며 응축기(18)에서 액체상태로 변화시킨다. 상기 액체상태로 변한 상기 작동유체를 팽창기(19) 및 증발기(16)에서 감압팽창을 통해 기체상태로 상변화시킴으로써 열교환이 이루어지고 그 결과 주변의 온도가 낮아진다.

이러한 냉각사이클(15)의 증발기(16)를 상기 냉동실(11)에 설치하여 상기 냉동실(11)을 냉각하고 그 냉기로 상기 냉장실(12)의 온도를 유지한다.

상기 냉각사이클(15)이 지속적으로 상기 냉장고 본체(10) 내부를 냉각하기 위해서는 상기 압축기(17)가 작동하도록 전원을 인가해야 하므로, 정전 시에는 상기 압축기(17)의 작동이 멈추게 되어 상기 냉장고 본체(10)의 온도가 상승하게 된다.

이처럼 상기 냉각사이클(15)이 작동하지 못하는 상황에서 상기 냉동실(11)의 냉기를 이용하여 상기 냉장실(12)의 온도 저하를 최소화하기 위해 본 발명에서는 열사이펀(20)을 이용한다.

열사이펀(thermosiphon, 20)이란 열이 높은 곳으로부터 낮은 곳으로 흐르는 원리를 이용하여 별도의 에너지를 가하지 않고서도 열을 이동시키는 장치로서, 일측과 타측의 온도차가 있는 경우 일측의 냉기 혹은 열기가 타측으로 이동하게 된다.

상기 열사이펀(20)의 일부는 상기 냉장실(12)에 위치하고 일부는 상기 냉동실(11)에 위치하며 상기 냉동실(11)과 상기 냉장실(12) 사이를 순환하는 냉매를 통해 열을 교환한다.

상기 열사이펀(20)은 상기 냉동실(11)에 위치하며, 상기 냉매가 액화하는 응축부(21), 상기 냉장실(12)에 위치하며, 상기 냉매가 기화하는 증발부(22), 상기 증발부의 출구(22b) 및 상기 응측관의 입구(22a)를 연결하며, 상기 증발부(22)로부터 상기 응축부(21)로 상기 냉매가 이동하도록 안내하는 제1 연결관(24) 및 상기 응측부의 출구(21b)과 상기 증발부의 입구(22a)를 연결하며, 상기 응축부(21)로부터 상기 증발부(22)로 상기 냉매가 이동하도록 안내하는 제2 연결관(23)을 포함한다.

상기 응축부(21)는 상기 냉동실(11)에 위치하고 기체상태의 냉매가 상기 응축부(21)에서 액체상태로 변화한다. 상기 응축부(21)는 상기 냉매의 열을 상기 냉동실(11)에 방출하고, 상기 냉동실(11)의 냉기를 상기 냉매에 저장하는 부분이다.

상기 응축부(21)는 열교환이 잘 이루어질 수 있도록, 표면적을 넓히기 위해 구불구불한 형상의 파이프를 이용하여 구성할 수 있다. 또한, 열교환 면적을 넓히기 위해 열전달판(25)를 응축부에 부착시킬 수 있고, 특히 상기 열전달판(25)의 재질로서 금속과 같이 열전도 성능이 우수한 소재를 이용할 수 있다.

상기 응축부(21)는 상기 냉매가 기체상태에서 액체로 변화한 후에 중력에 의해 제2 연결관(23)으로 흘러들어가는 것을 특징으로 하며, 응축부의 입구(21a)는 응축부의 출구(21b)보다 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 도 3의 A부분과 같이 냉매의 흐르는 방향에 대해 상방향으로 기울어져 있는 형상, 즉 상류보다 하류가 중력방향에 대해 상부에 위치하는 경우, 상기 액체상태의 냉매가 중력에 의해 제2 연결관(23)으로 이동하는 흐름을 거스르게 된다. 보다 원활한 순환을 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 응축부의 입구(21a)부터 상기 응축부의 출구(21b)까지 전체적으로 상기 냉매가 흐르는 방향으로 내리막 경사가 형성되도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 응축부의 입구(21a)에 액체상태의 냉매가 제1 연결관(24)으로 역류하는 것을 방지하기 위해 상기 응축부의 입구(21a)에 제1 역류방지관(26)을 구비할 수 있다. 상기 응축부(21)에서 형성된 상기 액체상태의 냉매가 역류하는 것을 방지하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 응축부의 입구(21a)보다 높은 위치에서 꺽여져 ∩형상으로 구현할 수 있고, 상부에서 П, Λ 와 같이 소정 각도로 꺽여질 수도 있다.

도 1에는 상기 응축부(21)가 이루는 평면이 수직방향으로 배치된 것을 도시하고 있으며, 상기 응축부(21)를 수직방향으로 배치하는 경우 상기 냉매의 원활한 흐름을 촉진한다는 측면에서는 장점이 있다.

그러나, 후술할 상변화물질(PCM: Phase Change Material)과 같은 냉각보조기(도 8의 30)를 상기 응축부(21)의 주변에 설치하는 경우 상기 냉각보조기(30)에 의한 상기 냉동실(11) 냉각효과까지 고려할 때에는 상기 냉동실(11)의 상측에 수평방향으로 배치하는 것이 바람직하다.(도 9 및 도 10 참조. 보다 상세한 내용은 후술하도록 한다.)

상기 응축부(21)를 수평방향으로 배치할 때, 상기 응축부의 입구(21a) 부분에 상기 응축부의 입구(21a) 보다 상부에서 꺾이는 상기 제1 역류방지관(26)을 구비하여 상기 액체상태의 냉매가 역류하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 응축부의 입구(21a)를 상기 응축부의 출구(21b)보다 상부에 배치하면 상기 응축부의 입구(21a)부터 상기 응축부의 출구(21b)까지 경사가 형성되므로 상기 액화된 냉매가 중력에 의해 이동할 수 있다.

상기 증발부(22)에서 기화한 상기 기체상태의 냉매가 상기 제1 연결관(24)을 통해 상기 응축부(21)로 이동하면서 가하는 압력이 존재하므로, 상기 응축부의 입구(21a)가 상기 응축부의 출구(21b)보다 낮은 위치에 있더라도 소정각도 이내라면, 상기 냉매는 상기 열사이펀(20)을 순환할 수 있다. 상기 소정각도는 상기 냉매의 종류나 양에 따라 차이는 있으나, 예를 들면 상기 응축부 출구(22b)와 상기 응축부 입구(21a)가 이루는 각도가 약 -5도 정도에서는 상기 액체상태의 냉매가 정상적으로 순환한다.

상기 증발부(22)는 상기 냉장실(12)에 위치하며, 상기 응축부(21)에서 액화된 상기 액체상태의 냉매가 상기 제2 연결관(23)을 통해 상기 증발부(22)으로 이동하고 상기 냉장실(12)의 열을 흡수하여 기체 상태로 변화한다.

상기 증발부(22)의 형상은 열교환이 잘 이루어질 수 있도록, 표면적을 넓히기 위해 구불구불한 형상의 파이프를 이용하여 구성할 수 있다. 또한, 열교환 면적을 넓히기 위해 열전달판(25)를 응축부에 부착시킬 수 있고, 특히 상기 열전달판(25)의 재질로서 금속과 같이 열전도 성능이 우수한 소재를 이용할 수 있다.

상기 기체상태의 냉매는 비중이 작아 상승하는 성질이 있으므로, 상기 증발부(22)를 통과하여 제1 연결관(24)으로 이동하므로, 도 1에 도시된 바와 같이 증발관의 입구(22a)가 증발관의 출구(22b)보다 아래쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 기체상태의 냉매의 흐름에 따라 상측방향으로 기울어져 배치되는 것이 바람직하다. 도 5에 도시된 B처럼 기체의 상승 방향에 역류하는 역방향으로 기울기가 형성된 구간이 있으면 열사이펀(20) 전체의 흐름에 방해가 될 수 있다.

기화된 기체가 제2 연결관(23)쪽으로 이동하지 않도록 하기 위해 상기 증발부 입구(22a)에 상기 증발부의 입구(22a)보다 낮은 위치에서 꺽어지는 제2 역류방지관(27)을 더 포함할 수 있다. 꺽어지는 형상은 ∪자 형상, 또는 ∨,└┘ 와 같이 소정 각도로 꺽여질 수도 있다.

상기 제2 역류방지관(27)에 액체상태의 냉매가 고이게 되므로 상기 증발부(22)에서 기화한 냉매가 제2 연결관(23)으로 이동하지 않고 제1 연결관(24)쪽으로 이동하게 된다.

도 6은 본 발명의 상기 증발부(22)의 다른 실시예를 도시한 정면도로서, 기화된 냉매가 제1 연결관(24)쪽으로 원활하게 이동할 수 있도록 병렬구조를 채택한 실시예이다. 증발부의 입구(22a)에서 복수개의 분지유로(22c)로 분기하고, 상기 분지유로(22c)는 다시 증발부의 출구(22b)에서 하나로 모여 제1 연결관(24)과 연결된다. 도 6에 도시된 것처럼 상기 분지유로(22c)는 세로방향으로 평행하게 배치된 직선파이프로 할 수 있다. 상기 분지유로(22c)가 직선경로일 때 상기 기체상태 냉매의 흐름은 더욱 원활하게 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 상기 증발부(22)의 또 다른 실시예를 도시한 사시도로서, 병렬구조와 구불구불한 형상의 파이프를 결합한 실시예이다, 상기 증발부의 입구(22a)에서 2개의 분지유로(22c)로 분기하고 각각의 상기 분지유로(22c)는 냉장고의 양 측면에서 측면벽을 따라 구불구불한 형상으로 배치된다.

양 측면벽에 배치된 상기 분지유로(22c)의 배치는 상기 냉장실(12)의 양측에서 열교환이 가능하므로 상기 냉장실(12)의 균일한 온도 유지에 바람직하며, 병렬구조를 이용하므로 단일 유로에 비해 상기 기체상태 냉매의 이동이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 증발부(22)가 복수개의 분지유로(22c)로 나눠지는 경우에도 도 7에 도시된 바와 같이 상기 냉매의 순환이 한 방향으로 이루어지도록 제2 역류방지관(27)과 제1 역류방지관(26)을 구비할 수 있다.

상기 제2 연결관(23)은 상기 응축부 출구(21b)와 상기 증발부 입구(22a)를 연결하는 파이프이고 상기 제1 연결관(24)은 상기 증발부의 출구(22b)와 상기 응축부의 입구(21a)를 연결하는 파이프이다(도 7 참조). 상기 제2 연결관(23)은 응축부(21)에서 액화된 상기 액체상태의 냉매가 주로 이동하며, 상기 제1 연결관(24)은 증발부(22)에서 기화된 상기 기체상태의 냉매가 주로 이동한다.

상기 제1 연결관(24)에 상기 액체상태의 냉매가 상기 응축부(21)로부터 이동하거나, 상기 제2 연결관(23)에 상기 기체상태의 냉매가 상기 증발부(22)로부터 이동하는 것은 전체 열사이펀(20) 순환 흐름방향에 역행하는 것이다. 이를 방지하기 위해 제1 역류방지관(26)과 제2 역류방지관(27)을 구비할 수있다.

상기 냉매는 상기 응축부(21), 상기 제2 연결관(23), 상기 증발부(22) 및 상기 제1 연결관(24)을 지나 상기 응측부(21)로 다시 돌아오는 순환구조이고, 이러한 순환은 상기 냉각사이클(15)이 작동을 중단한 때 이루어진다. 따라서, 상기 냉각사이클(15)이 정상작동할 때에는 냉매가 순환하지 못하도록 순환 통로를 막는 밸브(29)가 구비된다.

상기 밸브(29)는 상기 열사이펀(20)의 순환구조 중간에 위치한다. 특히, 작동이 중단될 때에 상기 응축부(21)에 상기 냉매가 액체상태로 저장되어야 상기 냉동실(11)의 냉기를 상기 냉매에 저장을 위해서, 그리고 상기 액체상태의 냉매의 역순환을 방지하기 위해서 상기 밸브(29)는 상기 제2 연결관(23)에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 밸브(29)는 상기 냉각사이클(15)이 정상작동 하지 않을 때 열려야 한다. 다만, 정전상태에서는 전원의 공급이 중단되므로, 상기 밸브(29)가 정전 상태에서도 작동되도록 하기 위해서는, 상기 밸브(29)를 온도에 따라 형상이 변화하는 소재로 구성하거나, 축전지를 구비하여 소량의 전원을 미리 저장하고 정전시 상기 축전지로부터 전원을 공급받아 상기 밸브(29)를 작동시킬 수 있다.

상기 밸브(29)가 열려 상기 냉매가 상변화하면서 순환하는 경우 상기 제1 연결관(24)에서는 상기 기체상태의 냉매가 상방향으로 이동하면서 압력이 생기게 된다. 이러한 압력을 활용하여 전기를 발생시키기 위해, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 연결관(24) 내부에 자성을 띤 프로펠러(50)를 구비하고 그 주변 제1 연결관(24)에 코일(55)을 감는다. 상기 자성은 상기 프로펠러(50) 자체를 자성물질로 구성하거나 상기 프로펠러(50)에 자석을 붙여 구현할 수 있다.

상기 제1 연결관(24)을 흐르는 상기 기체상태의 냉매가 상기 프로펠러(50)를 회전시키면, 상기 프로펠러(50)의 회전에 의해 자기력선이 변화하면서 유도기전력에 의해 상기 코일(55)에 전류가 흐르게 된다.

전류의 양은 많지 않더라도, 냉장고 본체(10) 내부의 전등을 밝히거나, 상기 열사이펀(20)이 정상적으로 작동하는지 여부를 확인할 수 있는 램프를 점등에 이용할 수 있다. 또는 냉각 효율 향상을 위해 소형 팬을 구동 등 소량의 전력이 요구되는 곳에 활용할 수 있다.

이하에서는 상기 냉각보조기(30)을 상기 냉동실(11)에 구비하여 상기 냉동실(11)의 보냉과 동시에 정전시에도 상기 냉장실(12)의 온도유지시간을 늘릴 수 있는 실시예에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

상기 냉각보조기(30)로 상변화물질을 이용할 수 있다. 상변화물질(PCM: Phase Change Material)이란, 일정온도에서 물질의 상태가 액체에서 기체, 액체에서 고체 또는 기체에서 고체 등으로 변화하는 물질을 의미한다. 녹는점 또는 끓는 점에서는 온도의 변화는 없지만 물질의 상태가 변화하기 위해서 많은 에너지가 소모 또는 방출되기 때문에 상기 상변화물질은 특정온도 범위에서 에너지를 저장하기 위해 이용될 수 있다.

정상작동 시의 상기 냉동실(11)의 온도보다 높은 온도에서 고체로 변화하는 상변화물질을 상기 냉동실(11)에 구비하면, 상기 냉동실(11)이 정상 작동할 때는 상기 상변화물질은 냉동실 내부와 열교환을 통해 고체상태로 변화하고, 상기 냉각사이클(15)의 작동이 중단되어 상기 냉동실(11)의 온도가 올라가면 상기 상변화물질은 고체에서 액체로 상변화하면서 주변의 열을 흡수한다. 상기 상변화물질은 상변화하는 동안 일정온도를 유지할 수 있으므로 냉장고의 정전 시 냉장고 내부 온도 상승 억제용으로 이용할 수 있다.

본 발명의 상기 열사이펀(20)은 정전 중에 상기 냉동실(11)의 온도를 이용하여 상기 냉장실(12)의 냉각을 하는 것이므로, 상기 냉각보조기(30)를 이용하면 보다 오랜시간 상기 냉장실(12)의 냉각이 가능하다. 상기 냉각보조기(30)와 상기 열사이펀(20)을 이격하여 두어도 되고, 상기 응축부(21)의 주변에 상기 냉각보조기(30)을 배치하여 상기 응축부(21)가 상기 냉각보조기(30)와 전도방식으로 열교환하여 상기 응축부(21)에서 상기 냉매의 액화를 촉진한다.

다만, 상기 냉동실(11) 자체의 온도 저하를 방지하기 위한 목적으로 이용시에는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 냉동실(11)의 상부에 냉동실용 냉각보조기(38)를 배치해야 전체적으로 균일하게 냉기가 이동할 수 있다.

이 경우 상기 냉동실용 냉각보조기(38)와 별도로 상기 열사이펀(20)과 열교환을 통해 냉장실의 냉각을 하기 위한 냉장실용 냉각보조기(37)를 구비해야 하는 문제가 있다.

따라서, 상기 냉동실(11)의 냉각과 상기 냉장실(12)의 냉각을 모두 할 수 있는 일체형으로 구성하기 위해서는 도 10와 같이 상기 응축부(21)를 상기 냉동실(11) 천장에 수평방향으로 배치하고, 그 주변에 상기 냉각보조기(30)를 배치하는 것이 바람직하다.

수평으로 배치하면, 공간적인 측면에서 활용도가 높으며, 상기 냉동실(11)의 균일한 온도유지 측면에서도 유리하다. 상기 응축부(21)가 수평으로 배치되는 경우 냉매가 역류하는 문제를 방지하기 위해, 상술한 바와 같이 상기 응축부의 입구(21a)에 제1 역류방지관(26)을 구비할 수 있다.

제1 역류방지관(26)을 통과하기 위해서는 중력방향에 거스르는 힘이 필요하므로 상기 응축부(21)에서 액화된 상기 액체상태의 냉매가 상기 제1 연결관(24)으로 역류하지 않는다. 수평방향으로 배치된 상기 응축부(21)에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였으므로 반복설명은 생략하도록 한다.

다음으로, 상기 응축부(21)와 열교환 효율을 고려한 냉각보조기(30)의 구조에 대해 살펴보도록 한다. 도 11은 본 발명의 상기 응축부(21)와 상기 냉각보조기(30)의 제1 실시예를 도시한 사시도로서, 내부를 상기 응축부(21)가 관통하고 상기 응축부(21) 주변에 중공(中空)이 형성된 하우징(31)과 그 내부 중공에 채워진 상변화물질(36)으로 구성된 냉각보조기(30)가 도시되어 있다.

제1 실시예는 구성이 간단하나, 상기 상변화물질(36)은 상기 응축부(21)의 부식을 초래할 수 있어, 이를 방지하기 위해 상기 응축부(21)의 표면을 수지 또는 플라스틱 계열 물질로 피복할 수 있다.

상기 하우징(31)의 내부에 채워진 상기 상변화물질(36)은 상변화에 따라 부피가 변화한다. 이러한 부피 변화를 수용하기 위해 상기 하우징(31)은 내부 부피가 변화가능하도록 그 형상이 변형가능한 것을 이용할 수 있다.

도 12는 본 발명의 상기 응축부(21)와 상기 냉각보조기(30)의 제2 실시예를 도시한 측단면도로서, 제1 실시예의 상기 하우징(31)의 내부에 직접 상기 상변화물질(36)을 채우는 것이 아니라, 상변화물질이 주입된 비닐팩(35)에 담아 상기 하우징(31) 내부에 삽입하여 상기 응축부(21)의 부식을 방지할 수 있다.

또한, 상기 비닐팩(35) 내부의 상변화물질이 액체상태로 변화하더라도 상기 하우징(31)으로 부터 새는 것을 방지할 수 있으며, 비닐팩(35)은 시판되고 있는 것을 이용할 수 있어 본 실시예는 비교적 용이하게 구현할 수 있다. 상기 비닐팩(35)은 형상이 주변의 형상에 따라 변화할 수 있으므로, 상기 응축부(21)의 표면에 밀착될 수 있다.

본 실시예는 수직방향 및 수평방향으로 배치된 상기 응축부(21) 모두에 적용가능하며, 도 12는 수평방향으로 배치된 상기 응축부(21)를 도시한 것이다. 상부와 하부에 각각 상기 비닐팩(35)을 삽입하여 상기 응축부(21)와의 열교환 효율을 높일 수 있다.

상기 응축부(21)가 안정적으로 고정되도록 하우징(31)은 내부에 상기 응축부(21)를 지지하는 걸림턱(34)을 구비할 수 있다. 도 13은 본 발명의 상기 응축부(21)와 상기 냉각보조기(30)의 제3 실시예를 도시한 측단면도이다. 상기 하우징(31)은 수평방향으로 배치되나, 그 내부에 위치하는 상기 응축부(21)는 일정각도 기울여 고정하기 위해 상기 걸림턱(34)의 위치를 상기 응축부의 입구(21a)쪽이 상기 응축부의 출구(21b)쪽보다 낮게 배치할 수 있다.

그 결과 상기 응축부의 입구(21a)가 상기 응축부의 출구(21b)보다 높게 유지되어, 상기 액체상태의 냉매가 상기 제2 연결관(23) 쪽으로 유입이 보다 원활하게 이루어질 수 있다. 이 때 하우징 내부에 상기 비닐팩(35)으로 채우거나 직접 상기 상변화물질을 주입하고, 상기 비닐팩(35)과 상기 직접 주입된 상변화물질은 내부 공간의 형상에 맞게 형상이 변형되어 상기 응축부(21)와 밀착될 수 있다.

도 14는 본 발명의 상기 응축부(21)와 상기 냉각보조기(30)의 제4 실시예를 도시한 측단면도이고, 도 15는 본 발명의 상기 응축부(21)와 상기 냉각보조기(30)의 제4 실시예를 도시한 사시도이다. 상변화물질이 내부에 주입된 케이스(32,33)가 상기 응축부(21)의 양쪽에서 결합하는 것을 특징으로 한다.

상기 응축부(21)와 보다 더 밀착되도록 상기 응축부(21)와 대면하는 면에 상기 응축부(21)의 형상에 상응하는 홈(33c)을 형성하여 상기 응축부(21)와 접촉하는 면적을 넓힐 수 있다. 도 14 및 도 15에는 한 쪽 케이스(33)에만 홈(33c)이 형성된 것을 도시하고 있으나, 상기 케이스(32, 33) 양쪽 모두에 형성할 수도 있다.

상기 케이스(32, 33)는 내부의 상변화물질의 상변화에 따른 부피변화를 수용할 수 있도록 내부공간의 부피가 변형가능하게 할 수 있다. 이때, 상기 케이스(32, 33)의 상기 응축부(21)와 대면하는 면(32a, 33a)이 내부의 상변화물질의 부피변화에 따라 형태가 변화하게 되면 상기 응축부(21)에 압력을 가하게 되므로, 그 변형을 최소화할 필요가 있다.

상기 응축부(21)에 대면하는 면(32a, 33a)의 강성을 다른 부분에 비해 높이기 위해, 상기 응축부(21)에 대면하는 면(32a, 33a)만 상기 케이스의 다른 부분(32b, 33b)보다 두껍게 하면 내부 상변화물질의 부피변화에 따라 다른 부분(32b, 33b)이 변형되어 내부 상변화물질의 부피변화를 수용하므로, 상기 응축부(21)에 가해지는 압력을 최소화 할 수 있다. 또는 상기 응축부(21)와 대면하는 면에 보강재 등을 부가하여 상기 케이스(32, 33)의 변형을 최소화할 수 있다.

부가적으로 상기 응축부(21)와 상기 케이스(32, 33)간의 열교환 효율을 높이기 위해 상기 케이스(32, 33)의 상기 응축부(21)와 대면하는 면에 써멀그리스(thermal grease)를 도포할 수 있다.

도 9에 도시된 것과 같이 상기 냉장실용 냉각보조기(37)와 상기 냉동실용 냉각보조기(38)를 별도로 구비한 경우, 냉장실용 냉각보조기(37)와 냉동실용 냉각보조기(38)는 녹는점이 상이한 상변화물질을 이용할 수 있다. 상기 냉장실용 냉각보조기(37)가 상기 냉동실용 냉각보조기(38)와 녹는점이 같다면, 상기 냉장실용 냉각보조기(37)도 상기 냉동실(11)의 냉각에 이용되므로, 상기 냉장실(12)의 냉각효율이 저하될 수 있다.

따라서, 효과적인 상기 냉장실(12)의 냉각을 위해서는 상기 냉장실용 냉각보조기(37)의 녹는점이 상기 냉동실용 냉각보조기(38)보다 높은 것을 이용할 수 있다. 예를 들면 냉동실용 냉각보조기(38)에 이용되는 상변화물질의 녹는점이 -12℃일 때, 상기 냉장실용 냉각보조기(37)로 녹는점이 -8℃인 상변화물질을 이용할 수 있다.

상기 냉장실(12)과 상기 냉동실(11) 냉각 모두에 이용되는 일체형 냉각보조기(30)가 도 12 내지 도 14에 도시된 제2 실시예 내지 제4 실시예에서와 같이 복수의 비닐팩(35)이나 복수의 케이스(32, 33)로 구획된 경우에는 내부에 채워진 상변화물질의 녹는점을 달리할 수 있다.

이 경우, 녹는점이 낮은 상변화물질은 상기 냉동실(11)의 냉각에 이용되는 냉동실용 냉각보조기라 할 수 있고, 녹는점이 높은 상변화물질은 상기 냉장실의 냉각을 위해 상기 열사이펀(20)과 열교환하는 냉장실용 냉각보조기로 그 역할을 구분할 수 있다.

특히, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 수평방향으로 배치된 응축부(21)과 결합한 냉각보조기(30)는 상부 냉각보조기의 녹는점을 하부 냉각보조기의 녹는점보다 낮게 유지하여 상부의 냉각보조기의 녹는점을 하부의 냉각보조기보다 낮게하면 상기 냉동실(11)의 냉각유지에 도움이 된다.

도 16 및 17은 냉각보조기(30)로 상변화물질(36)를 이용하는 경우의 상변화물질내부에 열전도성 부재(39a, 39b)을 삽입한 것을 나타낸 도면이다. 상기 상변화물질(36)은 단열재와 같이 열전도도가 매우 낮아 상기 상변화물질의 표면은 상변화가 일어나더라도 중심부의 상변화는 일어나지 않는 현상이 벌어질 수 있다.

따라서, 상변화물질(36)의 내부와 외부의 온도 차를 줄이기 위해 도 16 같이 상기 상변화물질(36)의 중심부와 표면을 연결하는 열전도성 부재(39a)를 삽입할 수 있다. 또한 도 17과 같이 다공성 또는 매쉬타입의 열전도성 부재(39b)를 상변화물질(36)의 중심부와 표면을 연결하도록 개재하여 상기 상변화물질(36)의 표면과 내부의 온도차를 줄여 상기 열사이펀(20)의 효율을 높일 수 있다. 소재는 금속이나, 플라스틱, 그라파이트 등이 이용될 수 있다.

상술한 바와 같이 냉동실의 냉기를 보냉하는 상기 냉각보조기(30)를 구비하여 상기 냉각사이클(15)이 정상작동할 때 미리 냉기를 저장했다가 상기 냉각사이클(15)이 작동하지 않는 경우 저장한 냉기를 이용하여 상기 열사이펀(20)의 성능을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 18 내지 도 24를 참조하여 어큐뮬레이터(40, 47)를 더 포함한 열사이펀(20)에 대해 살펴보도록 한다. 상기 냉각사이클(15)이 정상작동하면 상기 제2 연결관(23)에 위치하는 상기 밸브(29)가 잠기면서, 상기 밸브(29) 위쪽 상기 제2 연결관(23)부터 상기 액체상태의 냉매가 축적되어 상기 응축부(21)까지 채워진다.

그러나, 전체 냉매의 양이 상기 제2 연결관(23)의 상기 밸브(29) 위쪽부터 상기 응축부 입구(21a)까지 채워지는 양보다 많은 경우에는 상기 응축부 입구(21a)의 제1 역류방지관(26)을 넘어 제1 연결관(24)에도 냉매가 잔존하게 된다. 이런 경우 상기 밸브(29)가 잠겨 상기 열사이펀(20)의 작동이 중단된 상태에서도 상기 제1 연결관(24)에서 상기 냉매가 불필요하게 순환하게 되는 현상이 발생할 수 있다.

예를 들어 전체 냉매량이 70ml이고, 상기 제2 연결관(23)의 상기 밸브(29) 위쪽부터 상기 응축부 입구(21a)까지 채워지는 양을 50ml일 때, 상기 열사이펀(20)이 작동하지 않을 때, 20ml 분량의 냉매는 상기 제1 연결관에서 상변화를 하면서 상하로 이동하게 된다.

이를 방지하기 위해 상기 응축부(21)의 파이프 직경을 상기 증발부(22)의 파이프 직경보다 크게 할 수 있다. 다만 상기 증발부(22)와 다른 사이즈의 파이프를 이용하는 경우에는 제작 비용이 증가하는 문제가 있다.

보다 용이하게 상기 문제를 해결하기 위해 도 18에 도시된 바와 같이 본 실시예에서는 상기 밸브(29) 위쪽 제2 연결관(23) 또는 상기 응축부(21)에 여분의 냉매를 수용할 수 있는 어큐뮬레이터(40)를 이용한다.

상기 어큐뮬레이터(40)의 위치는 상기 제2 연결관(23) 상기 밸브(29) 위쪽 또는 상기 응축부(21)에 연결되도록 배치될 수 있고, 도 18에 도시된 바와 같이 상기 제2 연결관(23)의 상기 밸브(29) 위쪽에 배치한다. 도 19는 본 발명의 어큐뮬레이터(40)의 일 실시예를 도시한 단면도로서, 상기 밸브(29) 위쪽에 상기 제2 연결관(23)에 연결되는 소정의 공간을 구비한 어큐뮬레이터(40)가 도시되어 있다.

상기 밸브(29)가 개방되어 상기 열사이펀(20)이 작동할 때 상기 액체상태의 냉매가 상기 제2 연결관(23)을 타고 흘러 하측으로 이동이 용이하도록 도 19과 같이 상기 제2 연결관(23)을 상기 어큐뮬레이터(40) 상부에서 상기 어큐뮬레이터(40) 내측으로 연장되도록 구성한다. 도 19과 같이 내부로 연장하지 않으면, 상기 어큐뮬레이터(40)의 내벽을 타고 상기 액체상태의 냉매가 이동하므로 이동거리가 더 길어지게 되어 상기 냉매 순환이 원활하지 못하게 된다.

도 20은 본 발명의 상기 열사이펀(20) 작동을 중단시 어큐뮬레이터(40)의 일 실시예를 도시한 사시도로서, 상기 밸브(29)가 잠기고 상기 밸브(29) 위쪽으로 상기 액체상태의 냉매가 고이게 되어, 도 20과 같이 상기 어큐뮬레이터(40)를 가득 채우게 된다.

상기 어큐뮬레이터(40)에 수용될 수 있는 상기 냉매의 부피는 제2 연결관(23)의 상기 밸브(29) 상부부터 상기 응축부의 입구(21a)까지 부피를 전체 냉매 부피에서 뺀 것보다 크도록 한다. 액화된 냉매가 상기 응축부 입구(21a)의 상기 제1 역류방지관(26)을 넘어 제1 연결관(24)으로 이동되지 않도록 하기 위함이다.

예를 들어 전체 냉매량이 70ml이고, 상기 제2 연결관(23)의 상기 밸브(29) 위쪽부터 상기 응축부 입구(21a)까지 부피가 50ml일 때, 상기 열사이펀(20)이 작동하지 않을 때, 20ml 분량의 냉매는 상기 어큐뮬레이터(40)에 저장될 수 있도록 상기 어큐뮬레이터의 용량은 20ml이상이 되도록 한다.

도 21은 상기 응축부(21) 내부의 불응축가스(41)를 도시한 단면도로서, 불응축가스(41)란, 끓는점이 낮아 상기 냉동실(11)에서 액화되지 않는 물질을 의미한다. 상기 불응축가스(41)는 상기 냉매를 주입시 유입되거나 상기 냉매가 상기 열사이펀(20)을 순환하면서 발생할 수 있다. 불응축가스(41)는 도 21과 같이 상기 응축부(21)를 막아 상기 냉매의 흐름을 저해하는 요인이 된다.

상기 불응축가스(41)를 주기적으로 제거하는 것이 좋으나, 상기 열사이펀(20)은 냉장고에 매립되어 설치되어 개방이 용이하지 않으므로, 도 22에 도시된 바와 같이 상기 응축부(21)에 수용부(45)를 설치할 수 있다.

상기 수용부(45)는 상기 응축부(21)의 상부로 돌출시킨 상기 응축부(21)와 연결된 소정의 공간을 의미한다. 상기 수용부(45)가 상기 응축부(21)보다 위쪽으로 돌출되어 있으므로 상기 액체상태의 냉매보다 가벼운 상기 불응축가스(41)가 상기 수용부(45)에 포집될 수 있다.

상기 수용부(45)를 상술한 어큐뮬레이터(40)와 별도로 각각 구비할 수 있으나, 도 23에 도시된 바와 같이 어큐뮬레이터(47)와 일체형으로 구성할 수도 있다.

본 실시예의 어큐뮬레이터(47)는 상기 응축부(21)와 제2 연결관(23) 사이에 위치하며, 이때 어큐뮬레이터(47)의 상부는 상기 응축부(21) 상부로 돌출된다. 상부로 돌출된 부분은 상술한 도 24의 상기 수용부(45)의 기능을 하는 구성으로 본 실시예는 상기 어큐뮬레이터(40)와 상기 수용부(45)를 일체형(47)으로 구성한 것이다.

도 24는 본 발명의 상기 열사이펀(20) 작동 중단시 상기 일체형 어큐뮬레이터(47)에 액화된 냉매(28)가 채워진 것을 도시한 것으로 본 실시에의 상기 일체형 어큐뮬레이터(47)는 상기 불응축가스(41)의 수용공간까지 고려해서 도 19의 어큐뮬레이터(40)보다 크게 제작한다.

상술한 바와 같이 상기 어큐뮬레이터(47)를 상기 제2 연결관(23)에 부가함으로써, 상기 열사이펀(20)의 작동 중단시 상기 액화된 냉매가 상기 제1 연결관(24)으로의 유입을 방지하여 상기 전체 열사이펀(20)의 시스템이 안정적으로 작동할 수 있다.

이상, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

이처럼 본 발명은 전술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

10: 냉장고 본체 11: 냉동실
12: 냉장실 13: 격벽
15: 냉각사이클 16: 증발기
17: 압축기 18: 응축기
19: 팽창기
20: 열사이펀 21: 응축부
21a: 응축부의 입구 21b: 응축부의 출구
22: 증발부 22a: 증발부의 입구
22b: 증발부의 출구 22c: 분지유로
23: 제2 연결관 24: 제1 연결관
25: 열전달판 26: 제1 역류방지관
27: 제2 역류방지관 28: 냉매
29: 밸브
30: 냉각보조기 31: 하우징
32, 33: 케이스 33c: 홈
34: 걸림턱 35: 비닐팩
36: 상변화물질 37: 냉장실용 냉각보조기
38: 냉동실용 냉각보조기 39a, 39b: 열전도성 부재
40, 47: 어큐뮬레이터 41: 불응축가스
45: 수용부 50: 프로펠러
55: 코일 57: 전등

Claims (20)

1. 내부에 격벽을 사이에 두고 냉동실과 냉장실이 내부에 위치하는 냉장고 본체;
   상기 냉동실에 위치하며 냉매가 액화하는 응축부, 상기 냉장실에 위치하며 상기 냉매가 기화하는 증발부, 상기 증발부의 출구 및 상기 응측관의 입구를 연결하며 상기 증발부로부터 상기 응축부로 상기 냉매가 이동하도록 안내하는 제1 연결관 및 상기 응측부의 출구과 상기 증발부의 입구를 연결하며 상기 응축부로부터 상기 증발부로 상기 냉매가 이동하도록 안내하는 제2 연결관을 포함하는 열사이펀; 및
   상기 냉동실에 위치하며, 상기 열사이펀의 응축부과 전도방식으로 열교환하는 냉각보조기를 포함하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각보조기는,
   내부에 상변화 물질(PCM:Phase Change Material)을 수용하는 하우징으로 구성되며,
   상기 응축부는,
   상기 하우징을 관통하여 상기 상변화 물질과 접하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
3. 제2항에 있어서,
   상기 응축부는 표면에 수지 또는 플라스틱계열 물질로 피복된 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
4. 제1항에 있어서,
   상기 냉각보조기는,
   상변화 물질(PCM:Phase Change Material)이 주입된 비닐팩; 및
   상기 비닐팩을 내부에 수용하는 하우징으로 구성되며,
   상기 응축부는,
   상기 하우징을 관통하여 상기 비닐팩과 접하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 상변화물질의 상변화에 따라 변화하는 부피를 수용할 수 있도록 내부공간의 부피가 변형가능한 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
   상기 응축부는 상기 냉동실의 천장 또는 바닥에 수평으로 배치되며,
   상기 하우징의 내부에 상기 응축부를 지지하는 걸림턱을 더 포함하고,
   상기 걸림턱의 위치는 상기 응축부의 입구쪽이 상기 응축부의 출구쪽보다 높은 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
7. 제1항에 있어서,
   상기 냉각보조기는
   내부에 상변화물질(PCM: Phase Change Material)을 수용하는 한 쌍의 케이스이고,
   상기 한 쌍의 케이스는 상기 응측부의 일면과 타면에 결합하며,
   상기 한 쌍의 케이스 중 적어도 하나는 상기 응축부과 대면하는 면에 상기 응축부의 형상에 상응하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
8. 제7항에 있어서,
   상기 케이스는,
   상기 상변화물질의 상변화에 따라 변화하는 부피를 수용할 수 있도록 내부공간의 부피가 변형가능한 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
9. 제8항에 있어서,
   상기 케이스의 상기 응축부과 대면하는 면은,
   상기 케이스의 다른 부분에 비해 상대적으로 강성이 큰 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
10. 제9항에 있어서,
    상기 케이스의 상기 응축부과 대면하는 면은,
    상기 케이스의 다른 부분에 비해 두껍거나 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
11. 제7항에 있어서,
    상기 케이스의 상기 응축부와 대면하는 면에 써멀그리스(Thermal grease)를 도포한 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
12. 제1항에 있어서,
    상기 냉각보조기는,
    냉동실용 냉각보조기와,
    상기 냉동실용 냉각보조기 보다 녹는점이 높은 냉장실용 냉각보조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
13. 제12항에 있어서,
    상기 응축부는,
    상기 냉동실의 천장 또는 바닥에 수평으로 배치되며,
    상기 냉동실용 냉각보조기는 상기 응축부의 상부에 결합하고,
    상기 냉장실용 냉각보조기는 상기 응축부의 하부에 결합하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
14. 제1항에 있어서,
    상기 냉각보조기는
    중심와 표면의 사이에 열전달이 원활이 이루어 지도록 열전도성 부재가 삽입된 상변화물질(PCM: Phase Change Material)인 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
15. 제1항에 있어서,
    상기 응축부는,
    상기 냉동실의 천장 또는 바닥에 수평으로 배치되는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
16. 제1항에 있어서,
    상기 응축부의 입구는 상기 응측부의 출구보다 상측에 위치하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
17. 제16항에 있어서,
    상기 응측부는,
    상기 응축부의 입구부터 상기 응측부의 출구까지 상기 냉매의 흐름에 따라 하측방향으로 경사가 형성된 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
18. 제1항에 있어서,
    상기 열사이펀은,
    상기 응축부의 입구와 상기 제1 연결관 사이에 개재되며, 상기 응축부의 액체상태의 냉매가 상기 제1 연결관으로 역류하지 못하도록 상기 응축부의 입구보다 높은 위치에서 꺽어지는 제1 역류방지관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
19. 제18항에 있어서,
    상기 응축부는,
    상기 냉동실의 천장 또는 바닥에 수평방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.
20. 제1항에 있어서,
    상기 열사이펀은,
    상기 냉장실의 냉각이 중단된 때에 개방되고, 상기 냉장실의 냉각이 정상적으로 수행될 때 닫히는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열사이펀을 구비한 냉장고.

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