KR20130094020A

KR20130094020A - 급속 냉동실이 장착된 냉장고

Info

Publication number: KR20130094020A
Application number: KR1020120015331A
Authority: KR
Inventors: 전용덕
Original assignee: 동부대우전자 주식회사
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-08-23

Abstract

본 발명은 급속 냉동실이 장착된 냉장고에 관한 것으로서, 다양한 온도 대역의 냉각이 가능하므로 정밀한 온도 제어가 가능하고, 효율적인 고내 온도의 제어가 가능하며, 특히 2단 팽창을 하는 제1냉각 사이클 및 1단 팽창을 하는 제2냉각 사이클을 구성하여 초저온 급속 냉동을 수행할 수 있는 급속 냉동실이 장착된 냉장고에 관한 것이다.

Description

급속 냉동실이 장착된 냉장고{REFRIGERATOR MOUNTED WITH QUICK FREEZING ROOM}

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 팽창과 방열 작용을 증대시켜 초저온 급속 냉동을 수행할 수 있도록 한 급속 냉동실이 장착된 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고의 냉동사이클은 냉매가 압축기에서 단열 압축되어 고온고압의 포화증기가 되고, 상기 압축기로부터 토출된 냉매는 응축기에서 방열하여 저온 고압의 포화액으로 된다.

다음으로, 냉매는 필터 드라이어에서 여과되어 냉매 속에 함유된 수분과 이물질이 제거되고, 상기 필터 드라이어를 통과한 냉매는 팽창밸브인 캐필러리 튜브(capilary tube)에서 교축 팽창되어 저온 저압의 습한 포화 냉매가 되며, 최종적으로 증발기에서 기화되어 외부 공기의 증발 잠열을 흡수하는 동시에 주변 공기를 냉각되게 한 다음 석션 파이프를 통해 압축기로 복귀되도록 구성된다.

그런데, 종래의 일반적인 냉장고는 1단 팽창만을 하는 1개 또는 2개의 냉각 사이클로 구성되어 사용자가 원하는 적정한 냉각 환경을 제공하지 못하게 됨으로써, 초저온 급속 냉동 및 냉장고 각 저장실의 효과적인 온도 유지를 수행하는데 어려움이 있는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 다양한 온도 대역을 갖는 여러 개의 증발기를 구현하는 냉각 사이클에 의해 다양한 온도 대역으로의 안정적이고 균일한 냉각을 수행할 수 있도록 하며, 특히 2단 팽창을 하는 제1냉각 사이클 및 1단 팽창을 하는 제2냉각 사이클을 구성하여 초저온 급속 냉동을 수행할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 급속 냉동실이 장착된 냉장고는, 냉매를 압축하는 제1압축기; 상기 제1압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 제1응축기; 상기 제1응축기에서 응축된 냉매를 1단 팽창시키는 동시에 분리하는 제1팽창밸브; 상기 제1팽창밸브에서 팽창, 분리된 냉매를 증발시켜 냉동실 내의 온도를 저온 상태로 유지하는 제1증발기; 상기 제1팽창밸브에서 팽창, 분리된 저온 저압의 냉매를 2단 팽창시키기 위한 제2팽창밸브; 및, 상기 제2팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시켜 급속 냉동실을 냉각하는 제2증발기로 구성된 제1냉각 사이클을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1증발기는 저장공간을 둘러싸도록 배치되는 파이프 형태의 직냉식 냉각방식으로 이루어지며, 상기 제2증발기는 저장공간의 일측에 배치되는 냉각핀 형태의 간냉식 냉각방식으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제1증발기는 저장공간 전체의 온도를 낮출 수 있도록 냉동실 내 다수의 선반 내부에 설치된 것을 특징으로 한다.

냉매를 압축하는 제2압축기; 상기 제2압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 제2응축기; 상기 제2응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 제3팽창밸브; 및, 상기 제3팽창밸브에서 팽창된 냉매가 증발되면서 상기 제1응축기와 열교환하는 제3증발기로 구성된 제2냉각 사이클을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3팽창밸브와 제3증발기 사이에는 상기 제3팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시켜 냉장실 내의 온도를 저온 상태로 유지하는 제4증발기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 급속냉동실과 냉동실을 지나는 냉매는 저온냉매이며, 냉장실을 통과하는 냉매는 중온냉매인 것을 특징으로 한다.

상기 제3증발기와 제4증발기 사이에는 상기 제2응축기에서 응축되어 제3팽창밸브를 거친 냉매를 상기 제3증발기 또는 제4증발기로 선택적으로 분배시키는 분배 장치가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 분배장치는 삼방밸브로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 분배장치는 냉장실의 온도에 따라 상기 제4증발기로의 냉매 차단 또는 냉매 공급을 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 급속 냉동실이 장착된 냉장고에 의하면, 다양한 온도 대역의 냉각이 가능하므로 정밀한 온도 제어가 가능하고, 효율적인 고내 온도의 제어가 가능하며, 특히 2단 팽창을 하는 제1냉각 사이클 및 1단 팽창을 하는 제2냉각 사이클을 구성하여 초저온 급속 냉동을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 급속 냉동실이 장착된 냉장고를 나타내는 개략적인 구성도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 급속 냉동실이 장착된 냉장고를 나타내는 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 급속 냉동실(100)이 장착된 냉장고에서, 냉각 사이클은 급속 냉각을 필요로 하는 제1냉각 사이클 및 일반적인 냉각을 필요로 하는 제2냉각 사이클을 포함하게 된다.

이와 같은 제1냉각 사이클 및 제2냉각 사이클을 통해 급속 냉동실(100)을 포함하는 냉장고에 냉기를 공급하게 된다.

구체적으로, 상기 제1냉각 사이클은, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하는 제1압축기(11)와, 상기 제1압축기(11)에서 압축된 고온 고압의 기체 냉매를 외부 공기와의 열교환을 통해 저온 고압의 액상 냉매로 강제 냉각시켜 응축시키는 제1응축기(12)와, 상기 제1응축기(12)에서 응축된 냉매를 1단 팽창시키는 동시에 분리하는 제1팽창밸브(13)와, 상기 제1팽창밸브(13)에서 팽창, 분리된 저온 저압의 냉매를 증발시켜 냉동실(200)의 온도를 저온 상태로 유지하는 제1증발기(14)와, 상기 제1팽창밸브(13)에서 팽창, 분리된 저온 저압의 냉매를 2단 팽창시켜 초저압 상태로 만들며, 팽창 저항을 증가시켜 냉매의 양과 증발 압력을 더욱 감소시키는 제2팽창밸브(15)와, 상기 제2팽창밸브(15)에서 팽창 저항이 증대된 냉매를 증발시켜 급속 냉동실(100) 내의 온도를 초저온 상태로 유지하는 제2증발기(16)를 포함하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 제2팽창밸브(15)는 팽창 저항을 증대시켜 냉매의 양과 증발 압력을 감소시킴에 따라 감소된 증발 압력과 냉매로 인하여 온도가 더욱 낮아지게 되는바, 상기 제2팽창밸브(15)를 통과한 초저압 상태의 액상 냉매는 제2증발기(16)로 공급되어 급속 냉동실(100)의 저장물을 급속 냉동시키게 된다.

한편, 상기 냉동실(200)의 냉각방식은 저장공간을 둘러싸도록 배치되는 파이프 형태의 제1증발기(14)를 이용하여 상기 저장공간을 냉각시키는 직냉식으로서, 저장공간 내의 온도 편차가 작고 저장물의 수분 증발을 최소화하는 장점이 있다.

이와 같은 직냉식 냉각방식을 위해, 본 발명의 실시예에서는 냉동실(200) 내에 구비된 다수의 선반(210) 내부에 파이프 형태의 제1증발기(14)가 지나가도록 형성되어 저장공간 전체의 온도를 낮추게 된다.

또한, 상기 급속 냉동실(100)의 냉각방식은 저장공간의 일측에 냉각핀을 구비한 제2증발기(16)와 송풍팬을 장착하고 상기 송풍팬을 구동하여 상기 저장공간에 냉기를 공급하는 간냉식으로서, 냉기 공급원인 제2증발기(16)와 저장공간 내면이 직접 접촉하지 않아 성에 발생이 적고 송풍팬의 제어에 따라 폭넓은 온도 제어가 가능한 장점이 있다.

이때, 상기 급속냉동실(100)과 냉동실(200)을 지나는 냉매는 저온냉매인 것이 바람직하다.

상기 제2냉각 사이클은, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하는 제2압축기(21)와, 상기 제2압축기(21)에서 압축된 고온 고압의 기체 냉매를 외부 공기와의 열교환을 통해 저온 고압의 액상 냉매로 강제 냉각시켜 응축시키는 제2응축기(22)와, 상기 제2응축기(22)에서 응축된 냉매를 1단 팽창시키는 제3팽창밸브(23)와, 상기 제3팽창밸브(23)에서 팽창된 저온 저압의 냉매가 증발되면서 상기 제1냉각 사이클의 제1응축기(12)와 열교환하는 제3증발기(24)와, 상기 제3팽창밸브(23)와 제3증발기(24) 사이에는 상기 제3팽창밸브(23)에서 팽창된 냉매를 증발시켜 냉장실(300) 내의 온도를 저온 상태로 유지하는 제4증발기(25)를 포함하게 된다.

여기서, 온도가 서로 다른 제1응축기(12)와 제3증발기(24)는 서로 열교환하며, 열교환에 의해 냉각된 제1응축기(12)의 냉매는 방열 작용이 촉진되어 상기 급속 냉동실(100)의 초저온 급속 냉동을 더욱 효과적으로 수행하게 된다.

한편, 상기 제3증발기(24)와 제4증발기(25) 사이에는 상기 제2응축기(22)에서 응축되어 제3팽창밸브(23)를 거친 냉매를 제3증발기(24) 또는 제4증발기(25)로 선택적으로 분배시키는 분배장치(26)가 설치되는바, 삼방밸브(3-way valve) 등에 의해 구현할 수 있다.

여기서, 상기 제3증발기(24)와 제4증발기(25)의 선택적인 제어는, 상기 냉장실(300)의 온도가 낮을 경우에는 상기 제2응축기(22)에서 응축된 냉매가 제4증발기(25)를 통과하지 않고, 분배장치(26)를 통해 바로 제3증발기(24)로 유입되는 반면, 상기 냉장실(300)의 온도가 높을 경우에는 상기 제2응축기(22)에서 응축된 냉매가 제4증발기(25)로 유입되어 냉장실(300)의 냉각을 수행하게 된다.

한편, 상기 냉장실(300)의 냉각방식은 상기 급속 냉동실(100)의 냉각방식과 마찬가지로 간냉식으로 이루어지나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 급속 냉동실(100), 냉동실(200), 냉장실(300)의 냉각방식은 다양한 냉각방식을 채택할 수 있다.

이때, 상기 냉장실(300)을 통과하는 냉매는 중온냉매인 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명은 냉장고의 저장공간에 대해 각각 독립적인 온도 제어를 가능하게 하며, 다양한 온도 대역을 갖는 여러 개의 증발기를 구현하는 냉각 사이클을 구현함으로써, 다양한 온도 대역의 냉각이 가능하므로 정밀한 온도 제어가 가능하고, 효율적인 고내 온도의 제어가 가능하며, 특히 2단 팽창을 하는 제1냉각 사이클 및 1단 팽창을 하는 제2냉각 사이클을 구성하여 초저온 급속 냉동을 수행할 수 있게 된다.

11 : 제1압축기 12 : 제1응축기
13 : 제1팽창밸브 14 : 제1증발기
15 : 제2팽창밸브 16 : 제2증발기
21 : 제2압축기 22 : 제2응축기
23 : 제3팽창밸브 24 : 제3증발기
25 : 제4증발기 26 : 분배장치

Claims

냉매를 압축하는 제1압축기;
상기 제1압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 제1응축기;
상기 제1응축기에서 응축된 냉매를 1단 팽창시키는 동시에 분리하는 제1팽창밸브;
상기 제1팽창밸브에서 팽창, 분리된 냉매를 증발시켜 냉동실 내의 온도를 저온 상태로 유지하는 제1증발기;
상기 제1팽창밸브에서 팽창, 분리된 저온 저압의 냉매를 2단 팽창시키기 위한 제2팽창밸브; 및,
상기 제2팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시켜 급속 냉동실을 냉각하는 제2증발기로 구성된 제1냉각 사이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 제1증발기는 저장공간을 둘러싸도록 배치되는 파이프 형태의 직냉식 냉각방식으로 이루어지며,
상기 제2증발기는 저장공간의 일측에 배치되는 냉각핀 형태의 간냉식 냉각방식으로 이루어진 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 제1증발기는 저장공간 전체의 온도를 낮출 수 있도록 냉동실 내 다수의 선반 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.
제1항에 있어서,
냉매를 압축하는 제2압축기;
상기 제2압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 제2응축기;
상기 제2응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 제3팽창밸브; 및,
상기 제3팽창밸브에서 팽창된 냉매가 증발되면서 상기 제1응축기와 열교환하는 제3증발기로 구성된 제2냉각 사이클을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.
제4항에 있어서,
상기 제3팽창밸브와 제3증발기 사이에는 상기 제3팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시켜 냉장실 내의 온도를 저온 상태로 유지하는 제4증발기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급속냉동실과 냉동실을 지나는 냉매는 저온냉매이며, 냉장실을 통과하는 냉매는 중온냉매인 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.
제5항에 있어서,
상기 제3증발기와 제4증발기 사이에는 상기 제2응축기에서 응축되어 제3팽창밸브를 거친 냉매를 상기 제3증발기 또는 제4증발기로 선택적으로 분배시키는 분배 장치가 설치된 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.
제7항에 있어서,
상기 분배장치는 삼방밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.
제7항에 있어서,
상기 분배장치는 냉장실의 온도에 따라 상기 제4증발기로의 냉매 차단 또는 냉매 공급을 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 급속 냉동실이 장착된 냉장고.