KR20140014472A - 냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고에 관한 것이다. 본 발명은 응축부를 통과한 냉매가 안내되는 제1모세관부; 상기 제1모세관부를 통과한 냉매를 액체 냉매와 기체 냉매로 분리하는 기액 분리부; 상기 기액 분리부에서 분리된 액체 냉매가 안내되는 제1증발부; 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매가 안내되는 액체 냉매 제거부; 및 상기 액체 냉매 제거부에서 안내된 기체 냉매가 인입되는 제1압축부;를 포함하고, 상기 액체 냉매 제거부는 상기 제1압축부에 액체 냉매가 공급되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 제공한다.
본 발명에 따르면, 냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고의 운전 효율이 향상되어서 에너지를 절약할 수 있다.

Description

냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고{Refrigerating cycle and Refrigerator having the same}
본 발명은 냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전 효율이 향상된 냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 음식물 등을 냉동시키거나 냉장보관하기 위해 사용하는 것으로, 냉장고는 냉동실과 냉장실로 분리된 수납공간을 구성하는 케이스와, 압축기, 응축기, 증발기, 모세관 등과 같이 냉동 사이클을 이루어 냉동실과 냉장실의 온도를 낮추기 위한 기기들을 포함하여 구성되어 있다.
상기 케이스의 일측에는 상기 냉동실과 냉장실을 개폐하는 도어가 장착되어 있다.
이와 같은 구성의 냉장고에서는 압축기가 저온 저압의 기체상태 냉매를 고온 고압으로 압축시키고, 압축된 고온고압의 기체상태 냉매가 응축기를 지나면서 냉각 응축되어 고압의 액체상태로 되며, 고압의 액체상태로 된 냉매가 모세관을 통과하면서 그 온도와 압력이 낮아지고 계속해서 증발기에서 저온 저압의 기체상태로 변하면서 주위로부터 열을 빼앗아 그 주위의 공기를 냉각시키게 되는 냉동사이클에 의해 냉각작용이 수행된다.
이러한 냉장고에 사용되는 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시켜 에너지를 절약하고자 하는 노력이 계속 진행되고 있다.
특히 냉동 사이클에 사용되는 압축기에 액체 냉매가 유입되는 경우에는 냉동 사이클의 운전 효율이 저하되고, 나아가 압축기의 구동에 문제를 발생시킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 운전 효율이 향상된 냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 압축기에 공급되는 액체 냉매의 양을 줄여서, 압축기를 안정적으로 구동할 수 있는 냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 응축부를 통과한 냉매가 안내되는 제1모세관부; 상기 제1모세관부를 통과한 냉매를 액체 냉매와 기체 냉매로 분리하는 기액 분리부; 상기 기액 분리부에서 분리된 액체 냉매가 안내되는 제1증발부; 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매가 안내되는 액체 냉매 제거부; 및 상기 액체 냉매 제거부에서 안내된 기체 냉매가 인입되는 제1압축부;를 포함하고, 상기 액체 냉매 제거부는 상기 제1압축부에 액체 냉매가 공급되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 제공한다.
이때 상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매와 함께 이동된 액체 냉매의 양을 감소시키는 것이 가능하다.
한편 상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매의 비율을 증가시킬 수 있다.
상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매의 양을 증가시키는 것이 가능하다.
특히 상기 액체 냉매 제거부는 상기 응축부와 열교환이 가능하도록 배치될 수 있다.
그리도 상기 액체 냉매 제거부에 수용된 액체 냉매는 상기 응축부의 열을 전달받아 기체로 상변화할 수 있다.
물론 상기 액체 냉매 제거부는 상기 응축부에 인접하게 배치되는 것이 가능하다.
특히 상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리할 수 있다.
이때 상기 액체 냉매 제거부에서 분리된 기체 냉매는 상기 제1압축부로 안내되고, 상기 액체 냉매 제거부에서 분리된 액체 냉매는 상기 기액 분리부로 안내될 수 있다.
물론 상기 기액 분리부의 용량은 상기 액체 냉매 제거부의 용량보다 작은 것이 바람직하다.
나아가 상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리되는 기체 냉매의 이동에 따른 압력변화를 완충할 수 있다.
또한 상기 제1증발부를 통과한 냉매가 안내되는 제2압축부를 더 포함하고, 상기 제1압축부에는 상기 제2압축부를 통과한 냉매와 상기 액체 냉매 제거부를 통과한 냉매가 안내될 수 있다.
그리고 상기 기액 분리부로부터 분리된 액체 냉매가 통과하는 제2모세관부를 더 포함하고, 냉매는 상기 제2모세관부를 통과한 후에 상기 제1증발부로 안내되는 것이 가능하다.
나아가 상기 제1모세관부를 통과한 냉매가 안내되는 제2증발부를 더 포함하고, 냉매는 상기 제2증발부를 통과한 후에 상기 기액 분리부로 안내되는 것이 가능하다.
물론 상기 기액 분리부와 상기 제1압축부의 사이에는 밸브가 설치되는 것도 가능하다.
그리고 본 발명은 응축부를 통과한 냉매가 안내되는 제1모세관부; 상기 제1모세관부를 통과한 냉매를 액체 냉매와 기체 냉매로 분리하는 기액 분리부; 상기 기액 분리부에서 분리된 액체 냉매가 안내되는 제1증발부; 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매가 안내되는 액체 냉매 제거부; 및 상기 액체 냉매 제거부에서 안내된 기체 냉매가 인입되는 제1압축부;를 포함하고, 상기 액체 냉매 제거부는 상기 제1압축부에 액체 냉매가 공급되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 구비하는 냉장고를 제공한다.
이때 상기 액체 냉매 제거부에 수용된 액체 냉매는 상기 응축부의 열을 전달받아 기체로 상변화할 수 있다.
물론 상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리할 수 있다.
특히 상기 기액 분리부의 내부 용량은 상기 액체 냉매 제거부의 내부 용량보다 작은 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 냉동 사이클 및 냉동 사이클을 포함하는 냉장고의 운전 효율이 향상되어서 에너지를 절약할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 압축기로 공급되는 액체 냉매의 양을 줄일 수 있어서, 압축기 구동시 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 4(a)는 기액 분리부를 도시한 개략도.
도 4(b)는 액체 냉매 제거부를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 제1실시예를 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2실시예를 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제3실시예를 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제1실시예를 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제2실시예를 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 제3실시예를 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제1실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 제2실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 제3실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 제1실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 제2실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 제3실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 제1실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 18은 본 발명의 제2실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 19는 본 발명의 제3실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉동 사이클을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 참조해서 설명한다.
본 발명에 따른 제1실시예는 냉매를 압축하는 제1압축부(10), 상기 제1압축부(10)에서 압축된 냉매가 이동되는 응축부(20), 상기 응축부(20)를 통과한 냉매가 안내되는 제1모세관부(30) 및 상기 제1모세관부(30)를 통과한 냉매가 안내되는 제1증발부(50)를 포함한다.
이때 상기 제1모세관부(30)와 상기 제1증발부(50)의 사이에는 유입되는 냉매 중에 기체 냉매와 액체 냉매를 분리하는 기액 분리부(40)가 구비된다. 즉 상기 제1모세관부(30)에서 상기 기액 분리부(40)로 안내된 냉매는 상기 기액 분리부(40)에 의해서 액체 냉매는 상기 제1증발부(50)로 이동되고, 기체 냉매는 상기 제1압축부(10)를 향해서 이동된다.
통상적으로 상기 제1모세관부(30)와 상기 제1증발부(50)의 사이에 상기 기액 분리부(40)를 설치해서, 상기 기액 분리부(40)에 의해서 기체 냉매와 액체 냉매를 서로 분리한다고 하더라도, 기체 냉매가 이동되는 부분에 상당수의 액체 냉매가 함께 이동하게 된다. 왜냐하면, 상기 기액 분리부(40)는 액체는 자중으로 인해서 하강하고, 기체는 액체보다 상대적으로 가볍다는 특성을 이용해서 액체 냉매와 기체 냉매를 서로 분리하는데, 상기 제1모세관부(30)를 통과한 냉매의 압력에 변화가 있기 때문에, 순간적인 압력 상승으로 인해 액체 냉매가 기체 냉매의 토출구로 배출될 수 있기 때문이다.
물론 상기 기액 분리부(40)의 용량을 크게 설계해서, 기체 냉매와 액체 냉매의 분리 효과를 향상시키는 것도 가능하다. 그러나 상기 기액 분리부(40)의 용량을 크게 증가시킬 경우에 다양한 설계상의 변화가 필요할 뿐 아니라, 상기 기액 분리부(40)로 안내되는 냉매가 상기 기액 분리부(40)에서 열 교환이 이루어져, 전체적으로 운전 효율이 감소되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 상기 기액 분리부(40)는 기체 냉매와 액체 냉매를 분리하는 분리 효과를 증가시키는데에 한계를 가진다.
따라서 본 발명에서는 상기 기액 분리부(40)에서 분리된 기체 냉매를 한 번더 필터링하는 액체 냉매 제거부(60)를 더 포함한다. 상기 액체 냉매 제거부(60)는 상기 제1압축부(10)에 액체 냉매가 공급되는 것을 방지할 수 있다.
상기 액체 냉매 제거부(60)는 상기 기액 분리부(40)에서 공급되는 기체 냉매와 액체 냉매 중에서 액체 냉매의 양을 줄일 수 있기 때문에, 최종적으로 상기 제1압축부(10)에 액체 냉매가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 액체 냉매 제거부(60)에서는 액체 냉매의 양을 줄일 수 있기 때문에, 기체 냉매의 비율을 증가시킬 수 있다. 마찬가지로 상기 액체 냉매 제거부(60)에서는 기체 냉매의 양을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서는 상기 액체 냉매 제거부(60)는 상기 응축부(20)와 열교환이 가능하도록 배치된 덕트(62)를 더 포함한다. 이때 상기 덕트(62)는 상기 응축부(20)에 물리적으로 인접하게 배치되고, 상기 응축부(20)를 통과하는 냉매와 열교환을 할 수 있다.
상기 응축부(20)에는 상기 제1압축부(10)에서 압축된 고온의 냉매가 통과하기 때문에 상대적으로 고온을 유지한다. 따라서 상기 덕트(62)와 열교환이 이루어지면서, 상기 덕트(62) 내에 수용된 액체 냉매에 열을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 덕트(62) 내의 액체 냉매는 열에 의해서 기체 냉매로 상변화가 이루어질 수 있다.
따라서 상기 덕트(62) 내의 액체 냉매의 양은 감소되고, 기체 냉매의 양은 증가되어, 기체 냉매가 차지하는 비율이 증가된다.
상기 액체 냉매 제거부(60)에서는 잘못 유입된 액체 냉매의 양을 줄일 수 있기 때문에, 상기 제1압축부(10)로 액체 냉매가 유입되어 상기 제1압축부(10)에 과부하가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이때 상기 덕트(62)는 상기 응축부(20)와 열교환 효율이 향상될 수 있도록, 복수 개의 핀(fin)을 구비할 수 있다.
이와는 달리 상기 덕트(62)는 상기 응축부(20)를 둘러싸는 관의 형태로 이루어지는 것도 가능하다. 물론 상기 응축부(20)에 송풍팬이 구비되는 경우에는 상기 응축부(20)와 상기 덕트(62)의 열교환 효율이 향상될 수 있다.
한편 제1실시예에서는 상기 덕트(62)를 통과하는 냉매가 상기 응축부(20)를 통과하는 냉매로부터 열을 흡수하기 때문에, 상기 응축부(20)를 통과하는 냉매의 온도가 하강할 수 있다. 즉 상기 응축부(20) 내부를 이동하는 냉매가 냉각될 수 있기 때문에, 냉동 사이클의 운전 효율이 향상될 수 있다. 즉 상기 응축부(20)의 응축 온도가 저하될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉동 사이클을 도시한 도면이다. 이하 도 2를 참조해서 설명한다.
설명의 편의상 본 발명의 제2실시예에서는 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다. 따라서 제1실시예에서 설명한 내용은 제2실시예에 동일하게 적용가능하다.
제2실시예에서는 상기 액체 냉매 제거부(60)는 기액 분리부(40)에서 분리된 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 추가적으로 분리하는 것이 가능하다. 이때 상기 액체 냉매 제거부(60)는 내부에 소정 공간을 구비하는 하우징(64)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(64)에는 상기 기액 분리부(40)에서 유입되는 냉매를 인입시키는 인입관을 구비할 수 있다. 또한 상기 하우징(64)에는 기체 냉매가 토출되는 기체 냉매 토출관과 액체 냉매가 토출되는 액체 냉매 토출관을 구비할 수 있다.
즉 상기 액체 냉매 제거부(60)에서 분리된 기체 냉매는 상기 제1압축부(10)로 안내되고, 상기 액체 냉매 제거부(60)에서 분리된 액체 냉매는 상기 기액 분리부(40)로 다시 안내될 수 있다. 이때 상기 기액 분리부(40)로 안내된 액체 냉매는 상기 제1증발부(50)로 안내되어서 상기 제1증발부(50) 내에서 증발될 수 있다.
상기 액체 냉매 토출관에는 체크 밸브(70)를 구비할 수 있다. 상기 체크 밸브(70)는 일 방향으로만 유체를 이동시키는 기능을 수행한다.
따라서 상기 체크 밸브(70)는 상기 하우징(64)에서 토출되는 액체 냉매가 상기 하우징(64)으로 역류하는 것을 방지할 수 있어서, 냉동 사이클 내에서 냉매의 흐름에 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편 상기 액체 냉매 제거부(60)의 상기 하우징(64)은 유체가 통과하는 파이프 형태의 관과는 달리 내부에 소정 공간을 구비하기 때문에, 기체 냉매가 이동할 때에 발생되는 압력 변화를 완충(buffering)할 수 있다. 상기 제1압축부(10)의 구동에 의해서 냉매가 이동하게 되는 경우, 상기 제1모세관부(30)를 통과한 기체 냉매의 압력은 소정 범위 내에서 진동할 수 있다.
압력 변화가 있는 기체 냉매가 상기 제1압축부(10)로 공급되면, 상기 제1압축부(10)에 과부하가 발생할 수 있다. 따라서 기체 냉매가 이동하는 경로를 기준으로,상기 하우징(64)이 상기 제1압축부(10)의 전단에 배치되기 때문에, 기체 냉매의 압력 변화가 완충될 수 있어서, 상기 제1압축부(10)에는 상대적으로 압력 변화가 작은 기체 냉매가 공급될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉동 사이클을 도시한 도면이다. 이하 도 3을 참조해서 설명한다.
설명의 편의상 본 발명의 제3실시예에서는 제1실시예 및 제2실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다. 따라서 제1실시예 및 제2실시예에서 설명한 내용은 이하 서술하는 제3실시예에 동일하게 적용가능하다.
제3실시예는 상술한 제1실시예와 제2실시예를 혼합한 형태이다. 즉 제3실시예에서는 상기 응축부(20)에 인접하게 마련된 상기 덕트(62)를 포함하고, 상기 기액 분리부(40)에서 공급되는 냉매를 한 번 더 기체 냉매와 액체 냉매로 분리하는 상기 하우징(64)을 함께 포함한다.
제3실시예에서는 상기 제1압축부(10)로 액체 냉매가 공급되는 것을 추가적으로 방지할 수 있다.
한편 상기 하우징(64)에 의한 압력 변화에 대한 완충 효과 뿐 만 아니라, 상기 덕트(62)에 의해 상기 응축부(20)를 통과하는 냉매의 냉각 효과도 거둘 수 있다.
도 4(a)는 기액 분리부를 도시한 개략도이고, 도 4(b)는 액체 냉매 제거부를 도시한 개략도이다. 이하 도 4를 참조해서 설명한다.
도 4(a)를 참조하면, 상기 기액 분리부(40)는 유입되는 냉매 중, 액체 냉매와 기체 냉매를 분리할 수 있는 공간을 구비하는 케이스(44)를 포함한다.
상기 케이스(44)의 일 측에는 상기 제1모세관부(30)로부터 유입되는 냉매 유입관과, 상기 케이스(44)의 상측에 마련된 기체 냉매 토출관, 상기 케이스(44)의 하측에 마련된 액체 냉매 토출관을 포함한다.
도 4(b)를 참조하면, 상기 액체 냉매 제거부(60)는 내부 공간을 구비하는 하우징(64)과 냉매 유입관, 기체 냉매 토출관, 액체 냉매 토출관을 포함한다.
도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 상기 하우징(64)의 내부 공간 용량은 상기 케이스(44)의 내부 공간 용량에 비해서 큰 것이 바람직하다. 즉 상기 하우징(64)의 내부 직경은 상기 케이스(44)의 내부 직경에 비해서 크거나, 상기 하우징(64)의 전체 길이는 상기 케이스(44)의 전체 길이에 비해서 길 수 있다.
상기 기액 분리부(40)는 상기 제1모세관부(30)를 통과한 냉매를 액체 냉매와 기체 냉매로 분리하는데, 내부 용량이 커질수록 액체 냉매와 기체 냉매를 분리하는 분리 효과는 향상될 수 있다. 그러나 상기 케이스(44)의 용량이 커지면, 상기 케이스(44) 내부에서 냉매가 열교환이 이루어져, 액체 냉매가 불필요하게 기체 냉매로 상변화를 할 수 있다. 이렇게 액체 냉매가 기체 냉매로 변환되는 과정에서 냉력의 유출이 발생하기 때문에, 냉동 사이클의 운전 효율이 저하된다는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 상기 케이스(44)는 가능하면 작은 용량을 사용해서, 상기 케이스(44) 내부에서 불필요한 열교환이 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
반면에 상기 하우징(64)은 냉동 사이클의 주요한 냉매 이동 유로는 아니기 때문에, 가능하면 기체 냉매와 액체 냉매를 정확하게 분리하는 것이 바람직하다. 따라서 열교환의 문제를 고려하기 보다는 상기 제1압축부(10)로 액체 냉매가 유입되지 않도록 하는 점에 주요한 기능을 둘 수 있다. 따라서 상기 하우징(64)에서의 기체 냉매와 액체 냉매를 분리하는 효율은 상기 케이스(44)에서 액체 냉매와 기체 냉매를 분리하는 효율보다 큰 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제1실시예를 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 제2실시예를 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 제3실시예를 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이다. 이하 도 5 내지 도 7을 참조해서 설명한다.
각각의 실시예를 변형한 예에서는 냉매를 압축하는 기능을 수행하는 제2압축부(12)를 더 포함한다.
상기 제2압축부(12)는 상기 제1증발부(50)를 통과한 기체 냉매가 유입되어, 압축이 이루어질 수 있다.
이때 상기 제1압축부(10)에는 상기 제2압축부(12)를 통과한 냉매와 상기 액체 냉매 제거부(60)를 통과한 냉매가 안내될 수 있다.
즉 본 실시예에서는 제1압축부(10)와 제2압축부(12)에 의해서 냉매를 단계적으로 압축할 수 있다. 상기 제2압축부(12)에 의해서 냉매가 압축되고, 압축된 냉매는 파이프를 통해서 상기 제1압축부(10)로 안내된다. 이때 냉매가 파이프 내부를 통과하면서 이동이 이루어지기 때문에 외부와의 열교환에 의해서 냉매의 온도는 하강할 수 있다. 온도가 하강한 냉매는 다시 상기 제1압축부(10)에 의해서 압축이 되어, 상기 응축부(20)로 안내되게 된다.
상기 제1압축부(10)와 상기 제2압축부(12)의 사이를 통과하면서 냉매의 온도가 하강할 수 있기 때문에, 전체적인 냉동 사이클의 운전 효율이 향상될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1실시예를 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예를 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 제3실시예를 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이다.
이하 도 8 내지 도 10을 참조해서 설명한다.
본 실시예에서는 상기 기액 분리부(40)로부터 분리된 액체 냉매가 통과하는 제2모세관부(32)를 더 포함한다. 이때 냉매는 상기 제2모세관부(32)를 통과한 후에 상기 제1증발부(50)로 안내될 수 있다.
즉 본 실시예에서는 상기 제1증발부(50)로 냉매가 유입되기 이전에, 냉매를 상기 제2모세관부(32)를 통과시켜서, 상기 제1증발부(50)에서 냉매가 용이하게 열교환이 이루어질 수 있도록 하여, 전체적인 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이며, 도 13은 본 발명의 제3실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이다.
이하 도 11 내지 도 13을 참조해서 설명한다.
본 실시예에서는 상기 제1모세관부(30)를 통과한 냉매가 안내되는 제2증발부(52)를 더 포함한다.
한편 상기 제1모세관부(30)와 상기 제2증발부(52)의 사이에는 이동하는 냉매의 유로를 우회시킬 수 있는 유로 제어 밸브(80)를 구비하는 것이 가능하다. 상기 유로 제어 밸브(80)에 의해서 상기 제2증발부(52)로 냉매를 공급할 지 또는 냉매가 상기 제2증발부(52)를 통과하지 않고, 상기 기액 분리부(40)로 바로 공급할 지 여부를 제어할 수 있다.
이때 상기 제1증발부(50)는 냉동실에 냉기를 공급하기 위한 냉동실용 증발부이고, 상기 제2증발부(52)는 냉장실에 냉기를 공급하기 위한 냉장실용 증발부인 것이 가능하다. 즉 상기 제1증발부(50)와 상기 제2증발부(52)는 다른 저장 공간에 냉기를 공급하도록 구분할 수 있다.
예를 들어, 냉동실에만 냉기를 공급하기를 원하는 경우에는 상기 유로 제어 밸브(80)에서 냉매를 우회시켜, 상기 제2증발부(52)에 냉매가 공급되지 않도록 할 수 있다. 즉 냉매는 상기 제1압축부(10), 상기 응축부(20), 상기 제1모세관부(30)를 거친 후에 상기 유로 제어 밸브(80)를 통해서 상기 기액 분리부(40)로 안내될 수 있다.
반면에 냉동실과 냉장실에 함께 냉기를 공급하기를 원하는 경우에 상기 유로 제어 밸브(80)에서 냉매를 우회시키지 않고, 상기 제2증발부(52)로 냉매가 공급되도록 할 수 있다. 이때 냉매는 상기 제1압축부(10), 상기 응축부(20), 상기 제1모세관부(30)를 거친후 상기 유로 제어 밸브(80)를 통해서 상기 제2증발부(52)로 안내되고, 이어서 상기 기액 분리부(40)로 공급될 수 있다.
한편 상기 제2증발부(52)로 냉매가 공급되는 경우에는 상기 제2증발부(52)에서 다수의 냉매가 열교환에 의해서 액체에서 기체로 상변화될 수 있다. 상기 제2증발부(52)에서 기화된 기체 냉매는 상기 기액 분리부(40)에서 상기 액체 냉매 제거부(60)로 안내되게 된다.
따라서 상기 제1증발부(50)로 공급되는 냉매 중에서 액체 냉매의 비중이 증가될 수 있다. 즉 상기 제1증발부(50)에 액체 냉매가 안내되기 때문에, 상기 제1증발부(50)에서의 열교환 효율이 향상될 수 있기 때문에 냉동실로 효율적인 냉기가 공급될 수 있다.
도 14는 본 발명의 제1실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 제2실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이며, 도 16은 본 발명의 제3실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이다.
본 실시예에서는 제2압축부(12)를 더 포함하기 때문에, 냉매를 압축할 때에 상기 제2압축부(12) 및 상기 제1압축부(10)에서 단계적인 압축이 가능하다. 따라서 상기 제1압축부(10) 하나만을 구비할 때에 비해서, 상기 제1압축부(10)에 가해지는 부하가 감소될 수 있다.
도 17은 본 발명의 제1실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이고, 도 18은 본 발명의 제2실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이며, 도 19는 본 발명의 제3실시예를 또 다르게 변형한 냉동 사이클을 도시한 도면이다.
이하 도 17 내지 도 19를 참조해서 설명한다.
본 실시예에서는 상기 기액 분리부(40)와 상기 제1압축부(10)의 사이에 냉매의 이동을 조절할 수 있는 밸브(90)가 구비된다.
상기 밸브(90)는 상기 기액 분리부(40)에서 상기 제1압축부(10)로 이동되는 냉매의 양을 조절할 수 있어서, 상기 제1압축부(10)에 냉매가 과도하게 이동하는 것을 방지할 수 있다.
한편 상술한 제1실시예 내지 제3실시예는 통상적으로 적용되는 냉장고에 그대로 적용될 수 있다.
도면에 구체적으로 기재하지 않았지만, 즉 본 발명에 따른 냉장고는 상기 응축부(20)를 통과한 냉매가 안내되는 제1모세관부(30), 상기 제1모세관부(30)를 통과한 냉매를 액체 냉매와 기체 냉매로 분리하는 기액 분리부(40), 상기 기액 분리부(40)에서 분리된 액체 냉매가 안내되는 제1증발부(50), 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매가 안내되는 액체 냉매 제거부(60) 및 상기 액체 냉매 제거부(60)에서 안내된 기체 냉매가 인입되는 제1압축부(10)를 포함하는 것이 가능하다.
마찬가지로 상기 액체 냉매 제거부(60)는 상기 제1압축부(10)에 액체 냉매가 공급되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
10: 제1압축부 12: 제2압축부
20: 응축부 30: 제1모세관부
40: 기액 분리부 50: 제1증발부
60: 액체 냉매 제거부
62: 덕트 64: 하우징
70: 체크 밸브 80: 유로 제어 밸브
90: 밸브

Claims (19)

  1. 응축부를 통과한 냉매가 안내되는 제1모세관부;
    상기 제1모세관부를 통과한 냉매를 액체 냉매와 기체 냉매로 분리하는 기액 분리부;
    상기 기액 분리부에서 분리된 액체 냉매가 안내되는 제1증발부;
    상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매가 안내되는 액체 냉매 제거부; 및
    상기 액체 냉매 제거부에서 안내된 기체 냉매가 인입되는 제1압축부;를 포함하고,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 제1압축부에 액체 냉매가 공급되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매와 함께 이동된 액체 냉매의 양을 감소시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매의 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매의 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 응축부와 열교환이 가능하도록 배치된 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부에 수용된 액체 냉매는 상기 응축부의 열을 전달받아 기체로 상변화하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 응축부에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부에서 분리된 기체 냉매는 상기 제1압축부로 안내되고,
    상기 액체 냉매 제거부에서 분리된 액체 냉매는 상기 기액 분리부로 안내되는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 기액 분리부의 용량은 상기 액체 냉매 제거부의 용량보다 작은 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리되는 기체 냉매의 이동에 따른 압력변화를 완충하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1증발부를 통과한 냉매가 안내되는 제2압축부를 더 포함하고,
    상기 제1압축부에는 상기 제2압축부를 통과한 냉매와 상기 액체 냉매 제거부를 통과한 냉매가 안내되는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기액 분리부로부터 분리된 액체 냉매가 통과하는 제2모세관부를 더 포함하고,
    냉매는 상기 제2모세관부를 통과한 후에 상기 제1증발부로 안내되는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1모세관부를 통과한 냉매가 안내되는 제2증발부를 더 포함하고,
    냉매는 상기 제2증발부를 통과한 후에 상기 기액 분리부로 안내되는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 기액 분리부와 상기 제1압축부의 사이에는 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클.
  16. 응축부를 통과한 냉매가 안내되는 제1모세관부;
    상기 제1모세관부를 통과한 냉매를 액체 냉매와 기체 냉매로 분리하는 기액 분리부;
    상기 기액 분리부에서 분리된 액체 냉매가 안내되는 제1증발부;
    상기 기액 분리부에서 분리된 기체 냉매가 안내되는 액체 냉매 제거부; 및
    상기 액체 냉매 제거부에서 안내된 기체 냉매가 인입되는 제1압축부;를 포함하고,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 제1압축부에 액체 냉매가 공급되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클을 구비하는 냉장고.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부에 수용된 액체 냉매는 상기 응축부의 열을 전달받아 기체로 상변화하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 액체 냉매 제거부는 상기 기액 분리부에서 분리된 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기액 분리부의 내부 용량은 상기 액체 냉매 제거부의 내부 용량보다 작은 것을 특징으로 하는 냉장고.
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