KR830002974Y1 - 냉동장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉동장치

제1도는 본 고안의 냉동장치의 냉동 사이클을 나타내는 개략도.

제2도 및 제3도는 기포펌프부의 확대도로서, 제2도는 기포펌프부 작동시, 제3도는 기포펌프 작동시를 나타내는 설명도.

제4도는 기포펌프 히이터 부착부의 기립관(起立管)의 형상을 나타내는 일부 단면도.

제5도는 전기 제어 회로도.

제6도는 기포펌프부 등의 배치를 나타내는 개략도.

제7도는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 부분도.

제8도는 제7도의 외관 측면도.

제9도 내지 제11도는 본 고안의 또 다른 실시예를 나타내는 부분도.

제12도는 제11도의 A부 확대 단면도이다.

본 고안은 냉동장치에 관한 것으로, 특히 냉동실과 냉장실과 같은 2개 또는 그 이상의 서로 온도가 다른 실(室)이 있고 그들의 각 실을 각각 독립해서 냉각시킬 수 있는 구조로 한 냉동장치에 관한다.

일반적으로 상술한 바와 같이 각각 다른 온도로 냉각할 필요가 있는 냉동실 및 냉장실이 있는 냉장고 등에 있어서는 상기 각 실을 각각 개별적으로 냉각하기 위해, 각 실에 전용의 냉동실용 증발기 또는 냉장실용 증발기를 설치하고, 그들을 연결하는 배관중에 설치된 전자(電磁)밸브의 개폐에 의하여 상기 양증발기에 냉매를 흘러보내거나, 또는 그중 한쪽에만 냉매를 흘려보내는 등의 제어를 하고 있다.

그런데 이와 같은 것에 있어서는 전자밸브와 같은 기계적인 가동부를 가지는 밸브 장치를 필요로 하고, 더욱 그들의 밸브장치는 단열벽 속에 매몰되는 관계상, 일단 조립이 끝나면 그의 보수점검이 불가능하고, 냉장고로서의 수명과 신뢰성이 반드시 충분하지 못하는 등의 문제점이 있고, 또 구조상으로도 비싸게 되는 등의 불편이 있다.

그래서 최근 기계적 가동부분이없고, 간단한 구조로 냉매의 흐름에 대하여 절환밸브로서의 작용을 하게 하는 기포펌프를 사용한 냉동장치가 제안되고 있다.

본 고안은 상기 기포펌프에 의한 냉매의 절환을 행하도록 고안된 것에 있어서, 그 절환이 확실히 이루어지는 동시에 그 구성이 간단하고, 또한 냉동사이클의 효과도 향상시킬 수 있게 한 냉동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 일실시예에 대하여 설명한다.

제1도에 있어서 부호 (1)은 압축기이고, 그 압축기(1)로 압축된 냉매의 고온가스는 응축기(2)로 응축되어 모세관(3) 및 냉매공급도 관(4)를 지나서 액체탱크(5)에 공급된다.

상기 냉매공급도관(4)의 선단은 액체탱크(5)의 정부벽(頂部壁)을 관통하여 액체탱크(5)내의 소정높이의 위치에 개구하고, 다시 상기 액체탱크(5)에는 그의 정부벽을 관통하여 액체탱크(5)내로 연장하며, 상기 냉매공급도관(4)의 개구위치보다 위쪽에서 개구하는 도관(6)이 장착되어 있다.

상기 도관(6)의 타단은 모세관(7)을 거쳐 냉장실용 증발기(8)에 연결되어 있고 그 냉장실용 증발기(8)에는 다시 연결관(9)를 거쳐냉동실용 증발기(10)이 연결되고, 이 냉동실용 증발기(10)이 압축기(1)의 흡입쪽에 접속되어 하나의 폐(閉)사이클이 구성되어 있다.

한편 액체탱크(5)의 저부에는 U자모양의 도관(11)의 일단이 개구되어 있고, 그 U자모양의 도관(11)의 타단쪽 기립관부(11a)는 액체탱크(5)의 정부에서 위쪽까지 연장하고, 그곳에서 역U자모양으로 굴곡되고, 그 굴곡부(1b)의 선단도 액체탱크(5)의 정부벽을 관통하여 그의 내부까지 들어가 있다.

또, 액체탱크(5)에는 그의 저부벽을 관통하여 액체탱크(5)의 정부벽 근방까지 연장하는 도관(12)가 설치되어 있고, 그 도관(12)의 상단 개구내에 상기 기립관부(11a)의 상부에 형성된 굴곡부(11b)의 선단이 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이 서로 환상간격(13)이 형성되도록 삽입되어 있다. 또, 상기 도관(12)의 하단부는 모세관(14)를 거쳐 냉장실용 증발기(8)과 냉동실용 증발기(10)을 연결하는 연결관(9)의 도중에 접속되어 있다.

그런데 상기 U자모양의 도관(11)의 기립관부(11a)의 하방주 외주에는 기포펌프 히이터(15)가 감겨 설치되어 있고, 또 상기 기립관부(11a)의 내면에는 제4도에 도시된 바와 같이 기포펌프 히이터(15) 부착부의 하반부에만 요철(16)이 형성되어 있다. 또 상기 U자모양의 도관(11)의 액체탱크(5)의 저부에 접속되어 있는 쪽의 기립관부(11c)는 그 기립관부(11c)가 기포펌프 히이터(15) 부착부에서 소정의 거리(예를 들면 80mm)만큼 떨어지도록 굴곡되어 있다.

제5도는 상기 장치의 전기제어회로도로서 서리제거스위치(20)이 접점(a)쪽에 접해 있고, 또 냉동실 제어스위치(21)이 "온"상태의 경우에 압축기(1)이 구동되며, 예를 들면 냉장실의 온도가 소정온도이하가 되어 냉장실 제어스위치(22)가 "온"상태가 되면 기포펌프 히이터(15), 연결관 히이터(23), 홈통 히이터(24)에 통전되어 냉동실이 소정온도로 냉각되고, 제어스위치(21)이 "오프"가 되면 압축기(1)의 구동이 정지된다.

또, 서리제거 스위치(20)은 접점(b)쪽으로 절환하면, 종래의 냉장고와 같이 서리제거 히이터(25) 및 서리제거 감열관 히이터(26)에 통전된다. 또, 도면의 부호 (27)은 서리제거검지 바이메탈, (28)은 도어스위치, (29)는 냉장고내등, (30)은 배수구 히이터, (31)은 냉동실 제어스위치, (32)는 퓨우즈이다.

또, 제6도는 냉장고에 있어서의 냉장실용 증발기(8), 냉동실용 증발기(10) 및 기포펌프 절환장치부등의 개략배치를 나타내는 도면이고, 기포펌프 절환장치부(5), (6), (11a), (15)는 냉동실의 후벽부에 배치된다.

이리하여, 냉장실 및 냉동실의 양실이 각각 소정의 온도에 도달하지 않거나, 소정의 온도 이상의 경우에는 냉동실 제어스위치(21)이 "온"으로 되고 냉장실 제어스위치(22)가 "오프"상태로 된다. 따라서 기포펌프 히이터(15)가 "오프" 상태인때 압축기가 구동된다. 이와 같이 해서 압축기가 구동되면 이 압축기에 의하여 압축되고 그 다음에 응축기(2)에 의하여 응축된 냉매가 액체탱크(5)내에 유입된다.

액체탱크(5)에 액냉매가 괴여, 그 액면이 상승하여 도관(6)의 하단 개구부로부터 약간 위쪽위치가지 오면, 액체탱크(5)내의 액면상에 가해지는 압력 및 냉장실용 증발기(8)쪽의 부압(負壓)으로, 상기 액맹매가 도관(6)내를 상승하여 모세관(7)을 지나서 냉장실용 증발기(8)내에 유입하며, 또 냉동실용 증발기(10)을 순차적으로 유통하여 증발기(8), (10)에 의해 각각 냉장실 및 냉동실의 냉각이 이루어진다(제2도).

이 상태에 있어서는 액체탱크(5)의 저부에 접속된 U자상의 도관(11)내에도 액냉매는 유입하나, 기립관(11a)의 정부에 형성된 역U자상의 굴곡부(11b)의 선단이 도관(12)와의 사이에 환상간격(13)을 형성하도록 상기 도관(12)에 일부 삽입되어 있기 때문에 기립관부(11a)와 액체탱크(5)내 상부가 상기 환상간격(13)을 거쳐 연통되어 균압화(均壓化)되어 있고, 기립관부(11a)내의 액냉매의 액면은 액체탱크(5)내의 액면과 동일면에 유지되고, 액냉매가 굴곡부(11b)를 지나서 도관(12)쪽으로 유입되는 일은 없다.

여기에서, 냉장실이 소정의 온도까지 냉각되면, 냉장실 제어스위치(22)가 "온"쪽으로 절환이 되어 기포펌프 히이터(15)에 통전된다. 따라서 상기 기포펌프 히이터(15)에 의해 기립관부(11a)가 가열되어, 이것으로서 기립관(11a) 내부의 액냉매가 끓어올라서 냉매증기로 구성되는 기포가 발생하고, 그 기포에 의한 펌프작용에 의해 액냉매가 위로압력을 받아(제3도), 기립관부(11a)의 정부로부터 도관(12)내에 유입하며, 다시 그 액냉매가 모세관(14)를 지나서 냉동실쪽 증발기(10)에 유입하여, 냉동실의 냉각작용이 이루어진다. 또 기립관부(11a)에는 기포펌프 히이터(15)가 부착되어있는 범위의 하반부에만 그 내면에 요철부(16)이 형성되어 있으므로 그 요철부(16)에 의하여 기포가 비교적 신속히 또 왕성하게 발생하여, 그것으로 인해 액냉매의 펌핑작용이 촉진된다. 더우기, 상기 기포펌프 히이터(15)의 부착부의 상반부에 있어서는 관내면이 평활하게 되어 있으므로 해당부분에는 순조롭게 기포가 발생하며, 또 관저항도 작기 때문에 상기 하반부에서 발생한 기포는 하등의 저해를 받지 않고 상승하여 이로 인해 펌핑효과가 대폭 향상된다.

또, U자모양의 도관(11)의 액체탱크(5)측의 기립관부(11c)는, 기포펌프 히이터(15)가 감겨있는 부분에서 소정거리만큼 간격을 두고 굴곡되어 있기 때문에, 기포펌프 히이터(15)의 부착작업도 비교적 쉽게 할 수가 있고, 그 작업성을 향상시킬 수가 있다. 또 기포펌프 히이터(15)의 열이 기립관부(11c)에까지 전달되어 해당관부내에서 기포가 발생하여 펌핑효과가 저하되는 일도 없다.

한편, 이때 액체팅크(5)내의 액냉매는 상술한 바와 같이 기포펌프 작용에 의하여 도관(12)쪽에 공급되기 때문에 액체탱크(5)내의 액면이 저하하여 도관(6)의 하단개구부가 액체탱크(5) 내의 기상부(氣相部)로 개방되고, 또한 냉매공급도관(4)의 하단개구부가 도관(6)의 개구위치보다 아래에 있기 때문에, 냉매공급도관에서 분출하는 액냉매가 직접 도관(6)내에 유입하는 일도 없이, 액냉매의 냉장실용 증발기(8)에의 유통은 완전히 정지되고, 냉장실의 냉각은 중단된다.

그 다음에는 냉동실의 온도의 상하에 따라서 압축기(1)의 구동정지가 반복되어 그간 냉장실의 온도가 소정 이상이 되면, 냉장실 제어스위치(22)가 "오프"로 절환되고, 기포펌프의 작동이 정지하고, 전술한 바와 같이 액냉매는 도관(6)을 지나서 양증발기(8), (10)을 순차로 흘러서, 냉장실 및 냉동실의 냉각작용이 행해진다.

그런데 일반적인 냉장고용으로서는 기포펌프 히이터의 출력은 5W 정도의 것이 사용되고, 또 도관(6)의 하단개구부와 U자모양의 도관(11)의 입구부 사이의 액체탱크내 용량을 작게하면, 냉동실용 중발기만 작동중에 냉장실용 증발기측에 필요없이 냉매가 흐르게 되는 일이 있고, 반대로 크게 하면 기포펌프 작동개시시에 일시에 다량의 냉매가 냉동실용 증발기(10)에 보내져서 용량 초과가 되어 압축기에의 역류가 생기는 일 있으므로 보통 상기 액체탱크 용량은 10-50cc로 설정할 필요가 있다.

한편 액체탱크내에 저벽을 관통하여 돌설된 도관의 정부 개구부와 그 개구부내에 삽입되는 기립관부의 상부 선단부로 형성되는 간격(13)의 면적은 액체탱크(5)내와 기립관부(11a)내의 사이에 충분한 균압효과를 주기 위해서는 적어도 10㎟ 이상으로 할 필요가 있다.

따라서, 상기 실시예의 경우에는 액체탱크(5)내에 배설된 도건(12)의 외경이 필요이상으로 커지는 경우가 있고, 그만큼 액체탱크(5)를 대형화해야 할 경우가 있다.

제7도는 이와 같은 점을 고려하여 도관(12)의 외형을 필요이상으로 크게 할 필요를 없게한 실시예로서, 이 경우 기립관부(11a)의 정부에 형성된 굴곡부 선단부가, 예를 들면 스웨이징 가공으로 소직경으로 만들어져서, 그 소직경 선단부(11d)가 도관(12)의 상단개구부내에 삽입되어 상기 간격(13)의 면적을 확보하도록 구성되어 있다. 또, 제8도는 제7도의 외관 측면도이다.

이리하여, 이 경우에는 기립관의 선단부를 소직경화하는 것만으로 액체탱크(5) 내와 기립관부(11a)내와의 사이에 균압작용을 행하기에 충분한 개구면적을 확보할 수 있고, 또한 그것에 따라 도관(12)의 외경을 최저한으로 유지하는 것이 가능하고, 소정의 탱크내 용적을 확보하는 경우에도 상기 액체탱크의 크기를 소형화할 수가 있다.

또, 이 경우에 소직경 선단부(11d)의 내경을 지나치게 작게하면, 기포펌프 작용으로 상승해온 액냉매가 상기 소직경 선단부에 괴어서, 역류하여 도관(12)쪽으로의 공급이 저해되는 일이 있다.

그 때문에 상기 소직경 선단부(11d)의 개구면적을 실험의 결과 3㎟ 이상으로 할 필요가 있다.

또, 상기 실시예에 있어서는 기립관부(11a)의 선단부를 소직경으로 한 것을 지적했으나 도관(12)의 정부만을 소장량만큼 확장시켜도 된다.

제9도는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 액체탱크(5)내에는 그의 정부벽을 관통하여 한줌의 연결파이프(33)이 삽입장치되고, 그 연결파이프(33) 내에, 응축기(2)쪽에 접속된 모세관(3) 및 냉장실용 증발기(8)쪽에 접속된 모세관(7)의 선단부가 각각 삽입 고착되어 있다. 그리고 이 경우, 모세관(3)의 선단개구부는 연결파이프(33)의 하단보다 아래쪽에 돌출되어 있고, 한편 다른 편의 모세관(7)은 연결파이프(33)내에 개구되고, 연결파이프(33)은 그의 상단부에서 밀봉되어 있다. 그밖의 점은 제7도의 것과 동일하다.

이리하여 압축기(1)에서 배출되고 응축기(2)에 의해 응축된 액냉매는 모세관(3)을 지나서 액체탱크(5) 내에 공급되며, 기포펌프 히이터(15)가 "온"상태일때에는 U자모양의 도관(11), 도관(12) 등을 지나서 냉동실용 증발기(10)에 공급되고, 한편 기포펌프 히이터(15)가 "오프"의 경우에는 연결파이프(33) 및 모세관(7)을 거쳐서 냉장실용 증발기(8)로 액냉매의 공급이 행해져서, 제1실시예와 꼭같은 작용이 이루어진다.

또, 이 경우는 액체탱크(5)의 정부벽부에는 기립관부(11a)의 정부 굴곡부와 연결파이프(33)만을 장치하면 되기 때문에 그의 용접이 극히 용이하고, 작업성을 한층 더 향상시킬 수가 있다.

그런데 상기 각 실시예에 있어서는 냉동실용 증발기(10)에만 냉매를 공급하는 도관(12)와 기포펌프를 구성하는 기립관부(11a)를 별개체로 구성한 것을 지적했으나 그것들을 일체적으로 구성해도 된다.

즉, 제10도에서 나타내는 바와 같이, 상기 기포펌프를 구성하는 기립관부(11a)의 상단부를 역 U자모양으로 굴곡하는 동시에, 그 굴곡부쪽을 액체탱크(5)의 정부벽에서 저부벽까지 관통시켜서 냉동실용 증발기(10)에의 도관(12)으로 하고 그 도관(12)의 하단에 냉동실용 증발기쪽 모세관(14)가 연속되어 있다.

또, 이 경우에는 도관(12)의 측벽부에, 액체탱크(5)의 상부의 기상부(氣相部)로 개구하는 1개 이상의 균압구멍(34)가 천공되어 있다.

이리하여 기포펌프 히이터(15)를 "온"상태로 하면 제10도에 도시된 바와 같이 액체탱크(5)내의 액냉매가 기포펌프 작용에 의해 위로 올라가서 굴곡부를 거쳐서 도관(12)내에 낙하하고 다시 모세관(14)를 거쳐서 냉동실용 증발기로 유통한다. 한편 기포펌프 히이터(15)를 "오프"로 하면 펌프작용이 없어지고 액체탱크(5)내의 액면이 상승하여 도관(6)의 개구부에 도달하면 도관(6)내에 흡입되어 냉장실용 증발기(8) 쪽으로 유통된다. 그리고 이 경우, 균압구멍(34)에 의해 액체탱크(5)의 기상부와 기립관부(11a)내의 압력이 같아지므로 기립관부(11a)내의 액냉매가 도관(12)쪽에 유입하는 일은 없다.

또, 제11도는 본 고안의 또다른 실시예이다. 기립관부(11a)를 직접 액체탱크(5)내에 아래쪽에서 관통시킨 것으로서, 이 경우 제12도에 확대되어 도시된 바와 같이, 상기 기립관부(11a)의 상단에서 냉동실용 증발기쪽 모세관(14)의 선단을 그 기립관부(11a)내에 삽입함과 동시에, 그 모세관(14)의 개구단부보다 위쪽에 적어도 1개 이상의 균압구멍(34)가 천공되어 있다.

이리하여 이 경우에도, 상기 각 실시예와 꼭같은 작용을 함과 동시에 기포펌프를 구성하는 기립관부가 액체탱크내에 장착되기 때문에 전체적인 구성을 소형 간결하게 할 수 있다.

이상에 설명한 바와 같이 본 고안에 있어서는 기포펌프 히이터가 "온"의 상태일때만 액냉매를 유통시키는 도관은 액체탱크내에 장착했기 때문에, 기포펌프 작용에 의해 상기 도관내에 보내져온 액냉매는 액체탱크내의 냉매와 열교환되어서 냉각되어 완전히 액화되고, 한편 액체탱크내의 냉매는 가열되어 기포펌프쪽에 보내지므로 기포가 발생하기 쉬워져서, 냉동사이클의 효과가 향상된다.

또한, 기포펌프를 구성하는 기립관부와 연통하는 도관이 액체탱크내에 장착되어 있기 때문에 단순히 상기 도관에 액체탱크내의 기상부와 연통하는 개구부를 설치하는 게으로서 균압효과를 가지게 할 수 있고, 양자간에 특별한 균압관을 설치할 필요가 없고, 구성을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 냉매절환장치 부분의 구성을 간소하게 형성할 수 있다는 등의 효과가 있다.

또, 상기 실시예에 있어서는 기포펌프의 작동시에는 냉동실용 증발기에만 액냉매를 흘러보내도록 한 것을 지적했으나, 기포펌프가 작동했을때에 냉장실용 및 냉동실용의 양증발기에 액냉매를 유입해도 좋다.

또, 상기 실시예에서 냉장고에 대해서 설명했으나, 그밖의 냉동장치에 있어서도 적용할 수 있다.

Claims (1)

1. 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 압축된 냉매를 응축하여 액냉매로 하는 응축기(2)와, 액냉매를 저류하는 탱크(5)와 이 탱크(5)로부터 액냉매가 공급되는 복수개의 증발기(8), (10)와, 그 증발기(8), (10)에의 액냉매의 공급을 선택적으로 행하는 기포펌프 장치(15)를 구비한 냉동장치에 있어서, 상기 탱크(5)의 하부의 접속되고 기포펌프 장치(15)의 동작에 의하여 발생한 냉매가스에 의한 기포로 냉매가 상승하는 기립관부(11a), 이 기립관부(11a)에 연통하고 상승한 냉매를 소정의 증발기(10)에 공급하고 탱크(5)안에 설치되어 그 탱크(5)에 저류된 액냉매와 열교환을 행하도록 한 제1도관(12)과, 탱크(5)의 상부에 접속되고 기포펌프 장치의 부동작시에 탱크(5) 안의 액냉매를 다른 증발기(8)에 공급하는 제2도관(6)을 구비한 것을 특징으로 하는 냉동장치.