KR20140054596A

KR20140054596A - 냉장고

Info

Publication number: KR20140054596A
Application number: KR1020120120276A
Authority: KR
Inventors: 정명진; 김경윤; 한준수; 이장석; 허주영; 서창호; 김경석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-09

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것이다. 본 발명은 냉매를 압축하는 압축부; 상기 압축부를 통과한 냉매가 응축되는 응축부; 상기 응축부를 통과한 냉매의 온도와 압력을 낮추는 모세관부; 상기 모세관부를 통과한 냉매를 기화시키는 증발부; 상기 압축부와 상기 응축부를 연결하는 제1연결관; 상기 증발부와 상기 압축부를 연결하는 제2연결관; 및 상기 제1연결관과 상기 제2연결관이 서로 열교환되도록 접촉시키는 열교환부;를 포함하는 냉장고를 제공한다.
본 발명에 따르면, 냉장고의 운전 효율이 향상되어서 에너지를 절약할 수 있다.

Description

냉장고{Refrigerator}

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전 효율이 향상된 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.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 운전 효율이 향상된 냉장고를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 냉동 사이클을 순환하는 냉매끼리 열교환이 이루어질 수 있도록 해서, 압축부에 들어가는 냉매의 온도가 상승되고, 응축부에 들어가는 냉매의 온도를 하강시킬 수 있도록 하는 냉장고를 제공하는 것이다.

본 발명은 냉매를 압축하는 압축부; 상기 압축부를 통과한 냉매가 응축되는 응축부; 상기 응축부를 통과한 냉매의 온도와 압력을 낮추는 모세관부; 상기 모세관부를 통과한 냉매를 기화시키는 증발부; 상기 압축부와 상기 응축부를 연결하는 제1연결관; 상기 증발부와 상기 압축부를 연결하는 제2연결관; 및 상기 제1연결관과 상기 제2연결관이 서로 열교환되도록 접촉시키는 열교환부;를 포함하는 냉장고를 제공한다.

또한 상기 제1연결관에는 상대적으로 온도가 높은 기체 상태의 냉매가 존재하고, 상기 제2연결관에는 상대적으로 온도가 낮은 기체 상태의 냉매가 존재하는 것이 가능하다.

한편 상기 열교환부는 상기 압축부가 설치되는 기계실에 마련될 수 있고, 상기 열교환부는 상기 기계실에 수용되는 공기와 접촉하도록, 상기 기계실 내에서 노출되는 것이 가능하다.

특히 상기 제2연결관의 일부는 상기 기계실의 외부에 설치될 수 있다.

상기 열교환부는 상기 제1연결관에 연결되는 외측부와, 상기 제2연결관에 연결되는 내측부를 포함하고, 상기 외측부는 상기 내측부를 둘러싸도록 마련되는 것이 가능하다.

상기 외측부에서의 냉매 흐름과 상기 내측부에서의 냉매 흐름은 반대 방향일 수 있다.

상기 외측부는 상기 압축부가 설치된 기계실 내에 노출되어, 기계실 내부의 공기와 열교환이 이루어질 수 있다.

상기 외측부와 상기 내측부는 동일한 중심을 갖는 것이 가능하다.

상기 제2연결관은 상기 외측부에 대해서 수직하게 연결될 수 있다.

상기 제1연결관에는 상기 압축부에서 압축되어 상기 응축부로 이동되는 냉매가 수용될 수 있고, 상기 제2연결관에는 상기 증발부에서 기화되어 상기 압축부로 이동되는 냉매가 수용될 수 있다.

또한 상기 열교환부는 상기 압축부에서 상기 응축부로 안내되는 냉매와 상기 증발부에서 상기 압축부로 안내되는 냉매가 서로 열교환되는 것이 가능하다.

상기 압축부는, 상기 증발부에서 안내되는 냉매를 1차로 압축하는 제1압축부와, 상기 제1압축부에서 압축된 냉매를 2차로 압축해서 상기 응축부로 안내하는 제2압축부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 냉장고의 운전 효율이 향상되어서 에너지를 절약할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 증발부에서 외부를 냉각하고 압축부로 들어가는 냉매의 냉기를 이용해서 압축부로부터 응축부로 안내되는 냉매를 냉각할 수 있어서, 냉매의 버려지는 냉기를 효율적으로 이용할 수 있다.

또한 본 발명은 압축부로 들어가는 냉매를 기계실 내부의 공기에 의해서 냉각할 수 있어서, 압축부가 고열로 인해서 과부하가 걸리는 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 기계실의 구성을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 사시도.
도 4는 열교환부를 구체적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 냉동 사이클을 도시한 도면.
도 6은 도 5에서 기계실의 구성을 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 발명에 따른 냉장고의 냉동 사이클을 도시한 도면이다. 이하 도 1을 참조해서 설명한다.

본 발명에 따른 냉장고는 냉매를 압축하는 압축부(10), 상기 압축부(10)를 통과한 냉매가 응축되는 응축부(20), 상기 응축부(20)를 통과한 냉매의 온도와 압력을 낮추는 모세관부(30), 상기 모세관부(30)를 통과한 냉매를 기화시키는 증발부(40)를 포함한다. 냉매는 상기 압축부(10), 상기 응축부(20), 상기 모세관부(30)를 차례로 통과한 후에 상기 증발부(40)에서 외부에 냉기를 공급한 후에 상기 압축부(10)에서 다시 압축이 이루어지는 냉동 사이클이 구현된다.

또한 본 발명은 상기 압축부(10)와 상기 응축부(20)를 연결하는 제1연결관(50), 상기 증발부(40)와 상기 압축부(10)를 연결하는 제2연결관(60)을 포함한다. 냉매는 상기 제1연결관(50)을 통해서 상기 압축부(10)에서 상기 응축부(20)로 안내되고, 상기 제2연결관(60)을 통해서 상기 증발부(40)에서 상기 압축부(10)로 안내된다.

본 발명은 상기 제1연결관(50)과 상기 제2연결관(60)이 서로 열교환되도록 접촉시키는 열교환부(70)를 포함한다. 상기 열교환부(70)는 상기 제1연결관(50)을 통과하는 냉매와 상기 제2연결관(60)을 통과하는 냉매가 서로 열교환이 이루어질 수 있도록, 상기 제1연결관(50)과 상기 제2연결관(60)이 접촉될 수 있도록 구성된다.

즉 냉매는 상기 제1연결관(50), 상기 제2연결관(60), 상기 열교환부(70)에서 c에서 d로, a에서 b로 이동되면서, 열교환이 이루어질 수 있다. 물론 상기 열교환부(70)를 통과하는 냉매는, 상기 제1연결관(50), 상기 제2연결관(60) 내에서 개별적이고, 독립적으로 안내되기 때문에, 상기 열교환부(70)내에서 혼합되지 않고 이동될 수 있다. 즉 상기 제1연결관(50) 및 상기 제2연결관(60)을 통과하는 냉매는 서로 독립적으로 안내되지만, 상기 열교환부(70)를 통해서 서로의 이동에 영향을 주지 않고 열교환이 이루어질 수 있다.

상기 제1연결관(50)에는 상대적으로 온도가 높은 기체 상태의 냉매가 존재하고, 상기 제2연결관(60)에는 상대적으로 온도가 낮은 기체 상태의 냉매가 존재할 수 있다.

통상적으로 상기 제1연결관(50) 내에 위치하며 상기 압축부(10)로부터 상기 응축부(20)로 안내되는 냉매는 기체 상태를 이루면서, 냉매가 대략 50℃로 냉동 사이클을 순환하는 경로에서 가장 높은 온도에 해당된다. 왜냐하면 냉매는 상기 압축부(10)에서 압축이 이루어지면서 온도가 상승하게 되는데, 상기 제1연결관(50)은 상기 압축부(10)에서 바로 나오는 상태의 냉매가 이동하는 유로를 제공하기 때문이다. 전체적으로 상기 제1연결관(50)을 통해서 냉매가 순환되면서 냉매의 온도는 하강할 수 있다.

반면에 상기 제2연결관(60) 내에 위치하며 상기 증발부(40)로부터 상기 압축부(10)로 안내되는 냉매는 기체 상태를 이루면서, 냉매가 대략 -10℃를 띈다. 상기 제2연결관(60)은 상기 증발부(40)를 통해서 외부에 냉기를 공급한 후에, 상기 압축부(10)로 인입되어 재압축된다. 따라서 냉동 사이클의 전체적인 측면에서 보면 상기 제2연결관(60)을 통과한 냉매의 남은 냉기는 외부에 공급되지 않고 실질적으로 버려지는 에너지에 해당된다. 즉 상기 제2연결관(60)을 통과해서 상기 압축부(10)로 안내되는 냉매는 상기 제2연결관(60)을 통과하면서 외부에 냉기를 공급하지 못하고, 온도가 상승될 수 밖에 없다. 상기 제2연결관(60)을 통해서 이동하는 냉매는 외부에 일을 하지 못하고, 냉기를 낭비할 뿐이다.

따라서 본 발명에서는 상기 제2연결관(60)을 통과하는 냉매의 버려지는 냉기를 이용해서, 냉동 사이클에서 온도가 가장 높은 제1연결관(50)을 통과하는 냉매의 온도를 하강시켜, 전체적인 냉동 사이클의 운전 효율을 향상시킬 수 있다. 즉 상기 제1연결관(50)을 통과하는 냉매의 온도가 낮아져서, 상기 증발부(40)로 안내되는 냉매의 온도가 낮아지게 되고, 최종적으로 상기 증발부(40)에서 외부로 공급되는 냉기의 양이 증가될 수 있다.

도 2는 도 1에서 기계실의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 사시도이다. 이하 도 2 및 도 3을 참조해서 설명한다. 도 2 및 도 3에서는 도면을 간략하게 하기 위해서, 냉매가 이동하는 배관이나 기타 다른 불필요한 구성은 생략하고 간략하게 도시하였다.

냉장고는 상기 압축부(10), 상기 응축부(20) 등이 설치되는 기계실(2)을 포함할 수 있다. 상기 기계실(2)은 냉장고의 본체의 하부에 마련될 수 있지만, 도 2 및 도 3과 달리 냉장고의 상측에 마련되는 것도 가능하다. 상기 기계실(2)은 냉장고에 설치되는 다양한 구성 부품이 설치되는 공간으로, 냉장실 또는 냉동실과 달리 냉장고의 외부에서 자유롭게 공기가 유입되거나 배출될 수 있는 구성을 가진다.

상기 기계실(2)이 냉장고의 본체의 하부에 마련되는 경우, 상기 기계실(2)의 상측에는 냉장실, 냉동실 등의 저장실이 마련될 수 있다. 또한 상기 냉장실, 상기 냉동실에 냉기를 공급하는 증발부(40)는 상기 기계실(2)이 아닌 상기 냉장실, 상기 냉동실에 인접하게 설치될 수 있고, 상기 증발부(40)로 냉매가 안내되도록 하는 배관은 상기 기계실(2)에서 벗어나 상기 냉장실, 상기 냉동실로 향하도록 연장될 수 있다. 이때 일부 배관은 냉장고 본체의 인너 케이스와 아우터 케이스 내부에 매립될 수 있다. 인너 케이스와 아우터 케이스의 사이에는 단열을 위해서 발포제가 투입된 후에 발포되어, 인너 케이스와 아우터 케이스 내부에 매립된 배관은 외부의 공기와 열교환이 이루어질 수 없다.

상기 기계실(2)에는 냉동 사이클을 통해서 냉매가 순환될 수 있도록, 냉매의 유로를 안내하는 다수의 배관이 설치될 수 있고, 상기 압축부(10) 및 상기 응축부(20)를 냉각할 수 있는 팬(80)이 마련될 수 있다.

상기 팬(80)은 상기 압축부(10)와 상기 응축부(20)의 사이에 배치되어, 하나의 팬(80)에 의해서 상기 압축부(10)와 상기 응축부(20)를 냉각할 수 있다. 즉 상기 팬(80)이 구동되면, 상기 팬(80)으로 유입되는 공기에 의해서 상기 압축부(10) 또는 상기 응축부(20) 중 어느 하나가 냉각될 수 있고, 상기 팬(80)에서 배출되는 공기에 의해서 상기 압축부(10) 또는 상기 응축부(20) 중 다른 하나가 냉각될 수 있다. 이때 상기 팬(80)은 상기 압축부(10)가 구동될 때에만 동작될 수 있고, 별개의 온도 센서에 의해서 구동 여부가 판단될 수 있다.

상기 기계실(2)의 내부에 설치된 상기 압축부(10)에서 상기 제1연결관(50)을 통해서 냉매가 상기 열교환부(70)로 안내될 수 있다. 이때 냉매는 상기 열교환부(70)를 통과하게 되는데, 냉매는 c에서 d로 안내된 후에, 상기 응축부(20)로 이동하게 된다.

한편 증발부(40)를 통과한 후에, 냉매는 상기 제2연결관(60)을 통해서 상기 압축부(10)로 안내된다. 이때 냉매는 상기 열교환부(70)를 통과하게 되는데, 냉매는 a에서 b로 안내된 후에, 상기 압축부(10)로 이동하게 된다.

상기 열교환부(70)는 상기 압축부(10)가 설치되는 상기 기계실(2)에 마련된다. 상기 열교환부(70)는 상기 기계실(2)에 수용되는 공기와 접촉하도록 상기 기계실(2) 내에서 노출되도록 설치될 수 있다. 상기 기계실(2)은 통상적으로 상온에서 대략 32℃를 이루는 것이 일반적이다. 따라서 상기 열교환부(70)가 상기 기계실(2) 내부에 노출되기 때문에, 상기 제1연결관(50)을 통과하는 상대적으로 뜨거운 냉매, 즉 대략 50℃를 이루는 냉매가 상기 기계실 내부의 공기와 열교환이 이루어져 냉각될 수 있다.

한편 상기 제2연결관(60)의 일부는 상기 기계실(2)의 외부에 설치될 수 있다. 즉 상기 제2연결관(60)은 상기 증발부(40)와 상기 압축부(10)를 연결해서 냉매가 이동될 수 있도록 하는 구성요소인데, 상기 증발부(40)는 상기 기계실(2)이 아닌 냉장실 또는 냉동실에 인접하게 설치되기 때문이다. 따라서 상기 기계실(2)에 설치된 상기 제2연결관(60)은 그 일부가 상기 기계실(2)의 바깥에서 연장되는 관이다.

도 4는 열교환부를 구체적으로 도시한 도면이다. 이하 도 4를 참조해서 설명한다.

상기 열교환부(70)는 상기 제1연결관(50)에 연결되는 외측부(74)와, 상기 제2연결관(60)에 연결되는 내측부(72)를 포함하고, 상기 외측부(74)는 상기 내측부(72)를 둘러싸도록 마련될 수 있다.

상기 외측부(74)는 상대적으로 고온의 냉매가 통과하는 상기 제1연결관(50)과 연결되어서, 상기 외측부(74)는 상대적으로 고온을 띈다.

반면에 상기 내측부(72)는 상대적으로 저온의 냉매가 통과하는 상기 제2연결관(60)과 연결되어서, 상기 내측부(72)는 상대적으로 저온을 띈다.

이때 상기 외측부(74)의 단면적은 냉매의 이동에 영향을 주지 않도록 상기 제1연결관(50)의 단면적과 동일할 수 있다. 상기 제1연결관(50)을 통해서 안내되는 냉매가 상기 외측부(74)로 진입할 때에, 단면적이 달라지게 되면 압력이 달라지게 되어서, 냉매의 이동에 영향이 발생할 수 있기 때문이다.

마찬가지로 상기 내측부(72)의 단면적은 냉매의 이동에 영향을 주지 않도록 상기 제2연결관(60)의 단면적과 동일할 수 있다. 상기 제2연결관(60)을 통해서 안내되는 냉매가 상기 내측부(72)로 진입할 때에, 단면적이 달라지게 되면 압력이 달라지게 되어서, 냉매의 이동에 영향이 발생할 수 있기 때문이다.

상기 열교환부(70)는 기계실 내에 공기와 접촉되도록 설치되기 때문에, 상기 외측부(74)는 내측으로는 상기 내측부(72)와 열교환이 되고, 외측으로는 기계실 내부의 공기와 열교환이 될 수 있다. 따라서 상기 제1연결관(50)을 통과하는 냉매는 효율적으로 온도가 하강될 수 있다. 즉 상기 외측부(74)는 상기 내측부(72)와 기계실 내부의 공기에 의해서 동시에 열교환이 이루어지게 된다.

또한 상기 내측부(72)는 상대적으로 온도가 낮은데, 기계실 내부의 공기에 의해서 열교환이 이루어지지 않기 때문에, 상기 내측부(72)의 냉기는 보다 많은 양이 상기 외측부(74)로 전달될 수 있다.

만약 상기 외측부(74)의 온도가 상대적으로 낮다면 냉기가 기계실 내부 공기로 전달될 수 있게 된다. 그러나 본 발명에서는 상기 제1연결관(50)을 통과하는 냉매의 온도를 낮추고자 하는 데에 주요한 특징이 있기 때문에, 상기 제2연결관(60)을 통과하는 냉매의 냉기가 외부로 방출되는 낭비 없이, 가능하면 상기 제1연결관(50)에 최대한 전달되도록 할 필요가 있다. 따라서 상기 제2연결관(60)은 기계실 내부 공기에 노출되지 않는 것이 바람직하다.

한편 상기 외측부(74)와 기계실 내부의 공기는 도 2 및 도 3에서 설명한 팬(80)에 의해서 강제 대류가 발생되기 때문에, 상기 외측부(74)의 냉매를 냉각하는 효율이 향상될 수 있다.

상기 외측부(74)는 상기 내측부(72)와 전도에 의해서 열교환이 이루어지고, 상기 외측부(74)는 기계실 내부의 공기와 대류에 의해서 열교환이 이루어지게 된다.

상기 외측부(74)에서의 냉매 흐름과 상기 내측부(72)에서의 냉매 흐름은 반대 방향인 것이 가능하다. 상기 외측부(74)와 상기 내측부(72)에서의 냉매가 다른 방향으로 이동되기 때문에, 상기 외측부(74)와 상기 내측부(72)에서의 열교환이 보다 잘 이루어질 수 있다.

특히 상기 외측부(74)와 상기 내측부(72)는 동일한 중심을 가지는 동심 형태로 이루어질 수 있다. 즉 상기 내측부는 중공이 형성된 원통으로 이루어지고, 상기 외측부(74)는 상기 내측부(72)가 중앙에 마련되는 반지름이 보다 큰 원통으로 이루어질 수 있다. 동일한 단면적에 대해서 상기 외측부(74)와 상기 내측부(72)가 접하는 면적이 커질 수 있도록 하는 구성으로 변형하는 것도 가능하다.

상기 제2연결관(60)은 상기 외측부(74)에 대해서 수직하게 연결될 수 있다. 즉 도 4에서 확인할 수 있듯이, 상기 외측부(74)에서 이동하는 냉매의 유로와, 상기 외측부(74)로 인입되거나 상기 외측부(74)에서 배출되는 냉매의 유로는 서로 수직하게 마련될 수 있다. 즉 상기 외측부(74)로 인입되는 냉매는 수직하게 절곡된 부분이 있기 때문에, 상기 외측부(74)의 외관을 이루는 면과 다양한 형태의 흐름으로 인해서 충분한 열교환이 이루어질 수 있다.

상기 열교환부(70) 내에서는 상기 제1연결관(50)을 이동하는 냉매와 상기 제2연결관(60)을 이동하는 냉매가 서로 다수 개의 점에서 접촉하거나 면접촉을 하기 때문에 상기 제1연결관(50)으로 이동되는 냉매와 상기 제2연결관(60)으로 이동하는 냉매들 사이에 열교환 효율이 향상될 수 있다.

또한 상기 열교환부(70)는 하나의 구성 부품을 이루기 때문에, 상기 제1연결관(50)과 상기 제2연결관(60)이 용접 등에 의해서 부착되는 방식에 비해서 냉매의 이동에 의해서 발생될 수 있는 진동으로 인해 발생될 수 있는 탈락의 위험을 방지할 수 있다. 또한 상기 제1연결관(50), 상기 제2연결관(60)이 서로 탈거되어서 발생될수 있는 미세한 진동으로 인한 소음 등이 발생될 위험도 제거된다.

본 발명에 따른 냉매의 이동을 바탕으로 상기 열교환부의 작용에 대해서 설명한다.

우선 상기 압축부(10)에서 압축된 고온의 냉매는 상기 제1연결관(50)으로 안내된다. 이때 냉매는 상기 제1연결관(50)을 따라가서 상기 열교환부(70)의 상기 외측부(74)를 통과하게 된다. 이때 냉매는 c의 위치에서 d의 위치로 안내될 수 있다. 따라서 상기 외측부(74)는 냉매의 온도로 인해서 온도가 상승되고, 상기 기계실(2) 내부의 공기 온도에 의해서 일부 하강될 수 있다.

이때 상기 팬(80)이 구동되면서 상기 기계실(2) 내부와 상기 외측부(74) 사이에 강제 대류가 발생되면서 상기 외측부(74)는 대류에 의한 냉각이 이루어질 수 있다.

상기 외측부(74)로부터 배출된 냉매는 상기 제1연결관(50)을 거치면서 상기 응축부(20)로 안내되면서 응축이 이루어질 수 있다. 그리고 냉매는 상기 모세관부(30) 및 상기 증발부(40)를 통과하면서 냉장실 또는 냉동실에 냉기를 공급할 수 있다. 냉매는 상기 증발부(40)에서 대략 -20℃까지 하강되면서 외부에 냉기를 공급할 수 있다.

상기 증발부(40)에서 배출되는 냉매는 상기 제2연결관(60)을 통과하면서 상기 열교환부(70)의 내측부(72)로 안내된다. 이때 냉매는 a의 위치에서 b의 위치로 안내될 수 있다.

냉매가 상기 증발부(40)를 통과하면서 외부에 냉기를 공급하더라도, 냉매의 온도는 상대적으로 낮다. 따라서 상기 내측부(72)를 통과하면서, 냉매는 상기 외측부(74)를 통과하는 냉매를 냉각할 수 있다.

특히 상기 내측부(72)와 상기 외측부(74)는 면접촉에 의해서 다수의 점에서 접촉을 하기 때문에, 상기 내측부(72)를 통과한 냉매는 상기 외측부(74)를 통과한 냉매를 효율적으로 냉각할 수 있다. 예를 들어, 상기 열교환부(70)가 없다면 상기 제2연결관(60)으로 안내되는 냉매가 가지는 냉기는 사용되지 않고 소멸될 것이다. 반면에 본 발명에서는 상기 증발부(40)를 통과한 후에 남겨진 냉기를 이용해서, 냉동 사이클을 순환하는 냉매의 온도를 냉각할 수 있기 때문에, 전체적인 냉동 사이클의 효율이 향상될 수 있다.

나아가 본 발명에서는 상기 내측부(72)와 상기 외측부(74)의 내부를 흐르는 냉매의 유동 방향이 서로 반대 방향이기 때문에, 냉매의 유동에 열전달이 다르게 이루어질 수 있어서 열교환 효율이 향상될 수 있다.

본 발명에서는 상기 열교환부(70)를 채택해서 실험한 결과 대략 2.5%의 소비 전력 개선 효과를 얻었다. 구체적으로 상기 열교환부를 채택하지 않은 경우에 냉동 사이클을 구현하기 위해서는 60.1와트(W)를 필요로 했으나, 상기 열교환부를 채택한 경우에 냉동 사이클을 구현하기 위해서 58.7와트(W)가 소모되었다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예의 냉동 사이클을 도시한 도면이다. 이하 도 5를 참조해서 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 도 1의 실시예와 달리 상기 압축부가 두 개의 압축부로 구성된다. 상기 압축부가 두 개로 구성되어 있다는 차이를 빼고는 도 1에서 설명한 실시예와 동일하기 때문에, 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략한다.

즉 상기 압축부는 상기 증발부(40)에서 안내되는 냉매를 1차로 압축하는 제1압축부(12)와, 상기 제1압축부(12)에서 압축된 냉매를 2차로 압축해서 상기 응축부(20)로 안내하는 제2압축부(14)를 포함할 수 있다.

냉매는 상기 제1압축부(12)에서 압축된 후에, 상기 제2압축부(14)를 통과하면서 추가로 압축되어서 상기 응축부(20)로 압축된 기체 상태의 냉매가 공급될 수 있다. 냉매는 상기 제2압축부(14)를 통과하면서 압력이 증가되기 때문에 상기 제2압축부(14)에서 상기 응축부(20)로 안내되는 냉매의 온도는 냉동 사이클의 다른 구성요소에 위치하는 것보다 상대적으로 높아지게 된다.

도 6은 도 5에서 기계실의 구성을 도시한 도면이다. 이하 도 6을 참조해서 설명한다. 도 6에서는 도면을 간략하게 하기 위해서, 냉매가 이동하는 배관이나 기타 다른 불필요한 구성은 생략하고 간략하게 도시하였다.

또한 도 6에서는 간략하게 도시하기 위해서, 상기 제1압축부(12)에서 배출되는 냉매가 상기 제2압축부(14)로 안내되는 냉매가 이동할 수 있는 배관에 관련된 구성은 생략하였고, 도 2와는 달리 상기 응축부(20)는 상기 기계실(2)이 아닌 다른 곳에 배치하였다.

상기 제1압축부(12) 및 상기 제2압축부(14)에서 압축된 냉매는 상기 제1연결관(50)을 통해서 상기 열교환부(70)로 안내된다. 이때 냉매는 상기 열교환부(70)를 통과할 때에 c의 위치에서 d의 위치로 안내될 수 있다. 그리고 냉매는 상기 열교환부(70)를 통과해서 나간 후에 상기 제1연결관(50)을 통해서 상기 응축부(20)로 안내된다.

반면에 상기 증발부(40)를 통과한 냉매는 상기 제2연결관(60)을 통해서 상기 열교환부(70)로 안내된다. 냉매는 상기 열교환부(70)를 통과할 때에 a의 위치에서 b의 위치로 안내될 수 있다. 그리고 냉매는 상기 열교환부(70)를 통과해서 나간 후에 상기 제2연결관(60)을 통해서 상기 제1압축부(12)로 안내될 수 있다.

즉 상기 열교환부(70) 내에서 냉매의 하나의 흐름은 a의 위치에서 b의 위치로 안내되고, 다른 흐름은 c의 위치에서 d의 위치로 안내된다.

마찬가지로 본 발명의 다른 실시예에서도 상기 열교환부(70)의 형상과 작용은 도 4에서 설명한 형태가 그대로 적용될 수 있다. 상기 열교환부(70)에서 상기 외측부(74)는 상기 기계실 내부 공기와 대류에 의해서 열교환이 이루어지고, 상기 외측부(74)는 상기 내측부(72)와 전도에 의해서 열교환이 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 열교환부(70)의 작용은 본 발명의 실시예와 동일하기 때문에, 구체적인 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

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.

2: 기계실
10: 압축부 20: 응축부
30: 모세관부 40: 증발부
50: 제1연결관 60: 제2연결관
70: 열교환부
72: 내측부 74: 외측부
80: 팬

Claims

냉매를 압축하는 압축부;
상기 압축부를 통과한 냉매가 응축되는 응축부;
상기 응축부를 통과한 냉매의 온도와 압력을 낮추는 모세관부;
상기 모세관부를 통과한 냉매를 기화시키는 증발부;
상기 압축부와 상기 응축부를 연결하는 제1연결관;
상기 증발부와 상기 압축부를 연결하는 제2연결관; 및
상기 제1연결관과 상기 제2연결관이 서로 열교환되도록 접촉시키는 열교환부;를 포함하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 제1연결관에는 상대적으로 온도가 높은 기체 상태의 냉매가 존재하고,
상기 제2연결관에는 상대적으로 온도가 낮은 기체 상태의 냉매가 존재하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 열교환부는 상기 압축부가 설치되는 기계실에 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제3항에 있어서,
상기 열교환부는 상기 기계실에 수용되는 공기와 접촉하도록, 상기 기계실 내에서 노출되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제3항에 있어서,
상기 제2연결관의 일부는 상기 기계실의 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 열교환부는 상기 제1연결관에 연결되는 외측부와,
상기 제2연결관에 연결되는 내측부를 포함하고,
상기 외측부는 상기 내측부를 둘러싸도록 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제6항에 있어서,
상기 외측부에서의 냉매 흐름과 상기 내측부에서의 냉매 흐름은 반대 방향인 것을 특징으로 하는 냉장고.
제6항에 있어서,
상기 외측부는 상기 압축부가 설치된 기계실 내에 노출되어,
기계실 내부의 공기와 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제6항에 있어서,
상기 외측부와 상기 내측부는 동일한 중심을 갖는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제6항에 있어서,
상기 제2연결관은 상기 외측부에 대해서 수직하게 연결되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 제1연결관에는 상기 압축부에서 압축되어 상기 응축부로 이동되는 냉매가 수용되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 제2연결관에는 상기 증발부에서 기화되어 상기 압축부로 이동되는 냉매가 수용되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 열교환부는 상기 압축부에서 상기 응축부로 안내되는 냉매와 상기 증발부에서 상기 압축부로 안내되는 냉매가 서로 열교환되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,
상기 압축부는,
상기 증발부에서 안내되는 냉매를 1차로 압축하는 제1압축부와,
상기 제1압축부에서 압축된 냉매를 2차로 압축해서 상기 응축부로 안내하는 제2압축부를 포함하는 냉장고.