KR940009225B1 - Refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래 스터링 모듈을 사용한 냉장고의 단면도.1 is a cross-sectional view of a refrigerator using a conventional sterling module.
제2도는 종래 스터링 모듈의 내부 구성도.2 is an internal configuration diagram of a conventional sterling module.
제3도는 스터링 싸이클 선도.3 is a stirring cycle diagram.
제4도 내지 제6도는 본 발명에 의한 스터링 모듈을 사용한 냉장고를 보인 도면으로서, 제4도는 전체 종단면도, 제5도는 요부 확대도, 제6도는 격막을 보인 평면도.4 to 6 is a view showing a refrigerator using a sterling module according to the present invention, Figure 4 is a full longitudinal cross-sectional view, Figure 5 is a main portion enlarged view, Figure 6 is a plan view showing a diaphragm.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 냉장고 본체 2 : 스터링 모듈1: refrigerator body 2: Stirling module
2′ : 저온부 2″ : 고온부2 ′: Low temperature part 2 ″: High temperature part
20 : 냉동실 21 : 냉장실20: freezer 21: cold storage room
22 : 스터링 모듈 설치실 23 : 단열판22: Sterling module installation room 23: insulation board
24 : 격막 30 : 수냉식 방열기24: diaphragm 30: water-cooled radiator
31 : 1차 방열기 32 : 2차 방열기31: Primary radiator 32: Secondary radiator
33 : 냉각수 펌프 40 : 냉각수 순환관33: cooling water pump 40: cooling water circulation pipe
41 : 냉기순환팬41: cold air circulation fan
본 발명은 스터링 모듈을 사용한 냉장고에 관한 것으로, 특히 스터링 모듈에 있어서, 팽창실과 압축실의 온도차를 크게 함으로써 냉장실의 온도를 기존 냉장실의 온도보다 크게 낮추며, 효율을 증가시키고 이때 발생되는 압축실내 작동유체의 냉각문제를 개선할 수 있도록 한 스터링 모듈을 사용한 냉장고에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigerator using a stirling module. In particular, in a stirling module, by increasing the temperature difference between the expansion chamber and the compression chamber, the temperature of the refrigerating chamber is significantly lower than that of the existing refrigerating chamber. It relates to a refrigerator using a sterling module to improve the cooling problem of the.
스터링 모듈은 모터에 의한 압력에 의해 팽창실의 작동유체는 주위로 부터 열을 흡수하게 되고, 압축실의 작동유체는 쿨러를 통해 열을 주위에 방출하게 되며, 이와 같은 팽창부에서 열을 주위로 부터 흡수함으로써 생기는 주위의 온도강하를 이용하여 식품등을 냉각시킬 수 있다. 따라서 본 출원인이 선출원한 특허출원 제90-22459호에는 상기한 스터링 모듈을 냉각기로 채용한 냉장고가 소개되어 있다.The stirling module absorbs heat from the working fluid in the expansion chamber by the pressure of the motor, and the working fluid in the compression chamber releases heat to the surroundings through the cooler. Food can be cooled by using the ambient temperature drop generated by absorption. Therefore, Patent Application No. 90-22459, filed by the present applicant, introduces a refrigerator employing the Stirling module as a cooler.
이와 같이 스터링 모듈을 사용한 냉장고는 스터링 모듈의 압축실에 있는 작동유체의 냉각이 필수적이며 이를 위해서는 냉각수를 이용한 수냉식 또는 공냉식을 이용할 수 있다.As described above, in the refrigerator using the Stirling module, it is necessary to cool the working fluid in the compression chamber of the Stirling module. For this purpose, a water cooling or air cooling using cooling water may be used.
제1도는 선출원한 스터링 모듈을 사용한 냉장고의 구성을 보인 것으로 이에 도시한 바와 같이, 냉장고 본체(1)의 하부일측부에 스터링 모듈(2)이 설치되어 있으며, 스터링 모듈(2)의 팽창실 근방에서 생기는 냉기를 냉장고에 순환시키기 위한 냉기유입부(3)와 냉기배출부(4)가 형성되고 냉기의 순환을 돕는 시로코팬(5)이 설치되어 있다.1 shows a configuration of a refrigerator using a pre- filed sterling module. As shown in FIG. 1, a sterling module 2 is installed at a lower side of the refrigerator main body 1 and near the expansion chamber of the sterling module 2. The cold air inlet portion 3 and the cold air discharge portion 4 are formed to circulate the cold air generated in the refrigerator to the refrigerator, and a sirocco fan 5 is provided to assist the circulation of the cold air.
또 저온부인 팽창실과 고온부인 압축실을 구성하는 실린더 외벽 주위에서의 열교환(즉, 냉기손실)을 막아 주는 단열판(6)이 설치되고 압축실내 작동유체의 온도를 떨어뜨리기 위한 쿨러(7)를 냉각시키기 위한 시로코팬(8)이 설치되어 있다. 도면에서 9는 공기입구, 10은 공기출구를 보인 것이다.In addition, an insulating plate 6 is provided to prevent heat exchange (i.e., loss of cold air) around the outer wall of the cylinder constituting the expansion chamber, which is a low temperature part, and the compression chamber, which is a high temperature part, and cools the cooler 7 for lowering the temperature of the working fluid in the compression chamber. The sirocco fan 8 for making it work is provided. In the figure, 9 is an air inlet and 10 is an air outlet.
제2도는 스터링 모듈(2)의 내부 구성 및 작용을 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 실린더(11) 내부에 운동부위로서 디스플레이서(12), 커넥팅로드(13) 및 피스톤(14)이 설치되고 열의 재생역할을 하는 재생기(15)와, 열을 흡수하는 흡열기(16)와, 방출하는 발열기(16′)가 설치되며, 피스톤(14)의 직선왕복운동을 회전운동으로 바꾸기 위한 크랭크축(17)이 설치되어 있다. 도면에서 18은 팽창실 19는 압축실을 보인 것이다.2 shows the internal configuration and operation of the sterling module 2, and as shown therein, the displacer 12, the connecting rod 13, and the piston 14 are installed in the cylinder 11 as a moving part. And a regenerator 15 for regenerating heat, a heat absorber 16 for absorbing heat, and a heat generator 16 'for releasing heat, and a crank shaft for converting the linear reciprocating motion of the piston 14 into a rotary motion. (17) is provided. 18, expansion chamber 19 shows a compression chamber.
제3도는 스터어링 싸이클 선도를 보인 것으로, 도면에서 a-b 구간은 등온팽창과정, b-c 구간은 정적과정, c-d는 등온압축과정, d-a는 정적과정을 보이고 있다.FIG. 3 shows a steering cycle diagram, in which the a-b section is an isothermal expansion process, the b-c section is a static process, c-d is an isothermal compression process, and d-a is a static process.
이와 같은 종래의 스터링 모듈을 사용한 냉장고는 대기 오존층의 파괴 및 지구의 온난화를 일으키는 CFC 문제를 해결하기 위하여 스터링 모듈을 사용한 것인바, 상기한 냉장고는 압축실의 냉각을 공냉식으로 함으로써 냉각효과를 저하시킴은 물론 방안 주방등 실내공기의 온도를 상승시켰으며, 압축실을 충분히 냉각시키지 못함으로써 냉장고에 필요한 냉기 생성부인 팽창실의 온도가 충분히 강하되지 않아 압축실과 팽창실의 온도차이가 작아짐에 따라 냉각능력이 떨어졌다. 또 방열기(condensor)를 사용하는 수냉식의 경우도 물의 순환이 폐회로 내에서 이루어지기 때문에 압축실을 충분히 냉각시키지 못하여 냉각능력이 저하되는 결함이 발생하였다.The refrigerator using the conventional sterling module uses a sterling module to solve the CFC problem causing the destruction of the atmospheric ozone layer and global warming. The refrigerator reduces the cooling effect by cooling the compression chamber by air cooling. Of course, the temperature of indoor air, such as kitchens, was raised.Because the temperature of the expansion chamber, which is the cold air generating unit required for the refrigerator, was not sufficiently lowered because the temperature of the indoor air was not sufficiently cooled, the cooling capacity was reduced as the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber was reduced. fell. In addition, in the case of water-cooling using a condenser, the water circulation is performed in a closed circuit, so that the compression chamber cannot be sufficiently cooled, resulting in a decrease in cooling capacity.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 결함을 해소하기 위하여, 냉장고의 상부 일측에 스터링 모듈을 설치하여 그의 저온부(팽창실부, 냉기발생부)에서 발생된 냉매가 자연대류에 의하여 냉동실과 냉장실로 순환되게 하고, 스터링 모듈의 고온부(압축실부)를 수냉식방열기로 냉각시키는 동시에 방열기의 냉각수를 대기와 냉장실의 일부 순환냉기로 냉각시켜 고온부를 충분히 냉각시킴으로서 저온부의 온도강하를 크게 하여 냉기 발생능력을 향상하도록 창안한 것인바, 이러한 본 발명을 첨부도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention provides a sterling module on the upper side of the refrigerator in order to solve the above-mentioned conventional defects such that the refrigerant generated in the low temperature part (expansion chamber part, cold air generating part) is circulated to the freezer compartment and the refrigerator compartment by natural convection. In addition, the high temperature part (compression chamber part) of the sterling module is cooled by a water-cooled radiator, and the coolant of the radiator is cooled by some circulation cooler in the air and the refrigerating chamber to sufficiently cool the high temperature part to increase the temperature drop of the low temperature part to improve the ability to generate cold air. It will be described in detail with reference to the embodiments of the present invention bar as follows.
제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이 본 발명은 냉장고 본체(1)의 상부에 스터링 모듈(2)을 그의 저온부(팽창실 부위)(2′)가 냉동실(20)에 근접하게 위치하도록 설치하고, 스터링 모듈(2)의 고온부(2″)에는 1, 2차 방열기(31)(32)로 된 수냉식 방열기(30)의 유입관(30a)과 유출관(30b)을 연결하여 된 것을 특징으로 하고 있다.As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the present invention provides the Stirling module 2 at the top of the refrigerator main body 1 so that its low temperature part (expansion chamber part) 2 'is located close to the freezer compartment 20. As shown in FIG. The inlet pipe 30a and the outlet pipe 30b of the water-cooled radiator 30 made of the primary and secondary radiators 31 and 32 are connected to the high temperature portion 2 ″ of the stirling module 2. It features.
그리고, 상기 냉장고 본체(1)의 스터링 모듈 설치실(22)에는 스터링 모듈(2)의 저온부(2′)와 고온부(2″)를 분리시키는 단열판(23)을 설치하여 냉기손실을 줄이도록 하였으며, 냉동실(20) 측에는 다수의 구멍(24a)을 가진 격막(24)을 설치하여 냉기가 고루 분산되게 하였다.In addition, in the Stirling module installation chamber 22 of the refrigerator main body 1, a heat insulation plate 23 separating the low temperature part 2 'and the high temperature part 2 ″ of the stirling module 2 is installed to reduce cold air loss. On the freezer compartment 20 side, a diaphragm 24 having a plurality of holes 24a was provided to distribute the cold air evenly.
상기 수냉식 방열기(30)는 스터링 모듈(2)의 고온부(2″)를 냉각시키기 위한 것으로 고온부(2″)의 열을 빼앗아 대기중으로 열을 방출하는 1차 방열기(31)와, 냉기순환관(40)을 통과하는 냉기를 이용하여 스터링 모듈(2)의 고온부(2″)로 유입되는 냉각수의 온도를 강하시키는 2차 방열기(32)로 구성된다.The water-cooled radiator 30 is for cooling the high temperature portion 2 ″ of the stirling module 2 and takes out the heat of the high temperature portion 2 ″ and releases heat to the atmosphere, and a cold air circulation tube ( It consists of a secondary radiator 32 for lowering the temperature of the coolant flowing into the high temperature portion 2 ″ of the stirling module 2 by using the cold air passing through 40.
또한 상기 수냉식 방열기(30)의 2차 방열기(32)의 내측으로 냉장실(21)의 냉기를 재냉각시키기 위하여 순환시키는 냉기순환관(40)을 삽입하여 그 냉기순환관(40)의 하단부는 냉장실(21) 내측으로 노출시키고, 상단부는 스터링 모듈(2)의 저온부(2′) 측으로 근접하게 위치시키었다.In addition, a cold air circulation tube 40 is inserted into the secondary radiator 32 of the water-cooled radiator 30 to re-cool the cold air of the refrigerating chamber 21, and a lower end of the cold air circulation tube 40 is inserted into the refrigerating chamber. (21) It was exposed inward, and the upper end was positioned close to the low temperature part 2 'side of the sterling module 2.
상기 수냉식 방열기(30)의 유입관(30a) 측에는 냉각수 펌프(33)가 설치되고, 상기 냉기순환관(40)에는 냉기순환팬(41)이 설치되어 있다.A cooling water pump 33 is installed at the inlet pipe 30a side of the water-cooled radiator 30, and a cold air circulation fan 41 is installed at the cold air circulation pipe 40.
상기 수냉식 방열기(30)의 2차 방열기(32)는 냉기순환관(40)이 삽입될 정도로 원통형 스프링 형상으로 권회되어 있어 냉기 순환관(40)과의 인접 면적이 넓어져 열전달이 효과적으로 이루어지도록 되어 있다.The secondary radiator 32 of the water-cooled radiator 30 is wound in a cylindrical spring shape to the extent that the cold air circulation tube 40 is inserted, so that the adjacent area with the cold air circulation tube 40 is widened, so that heat transfer is effectively performed. have.
이와 같이 된 본 고안은 스터링 모듈(2)을 가동시키면 저온부(2′)가 냉각되어 주위에 생성된 냉기가 냉동실(20)로 유입되며, 이에 따라 가열된 고온부(2″)는 수냉식 방열기(30)에 의해 냉각된다. 즉 냉각수 펌프(33)를 통해 고온부(2″)로 유입되는 냉각수는 고온부(2″)를 냉각시키고 1차방열기(31)로 유입되며, 1차방열기(31)의 열은 대기중으로 방출된다. 또한 냉장실(21)의 냉기는 재냉각되기 위하여 냉기순환관(40)을 통하여 스터링 모듈(2)의 저온부(2′) 측으로 흐르게 되며, 상기 수냉식 방열기(30)의 1차방열기(31)에서 2차방열기(32)로 흐르는 냉각수는 냉기순환관(40)과 열교환하여 냉각된 상태로 스터링 모듈(2)의 고온부(2″)로 유입된다.According to the present invention as described above, when the sterling module 2 is operated, the low temperature portion 2 'is cooled, and cold air generated around the inflow is introduced into the freezing chamber 20. Accordingly, the heated high temperature portion 2 ″ is a water-cooled radiator 30. Cooling by). That is, the coolant flowing into the hot portion 2 ″ through the coolant pump 33 cools the hot portion 2 ″ and flows into the primary radiator 31, and the heat of the primary radiator 31 is discharged into the atmosphere. In addition, the cold air of the refrigerating chamber 21 flows to the low temperature part 2 'side of the Stirling module 2 through the cold air circulation tube 40 to be re-cooled, and 2 in the primary radiator 31 of the water-cooled radiator 30. Cooling water flowing to the heat shield 32 is introduced into the hot portion 2 ″ of the stirling module 2 in a state of being cooled by heat exchange with the cold air circulation tube 40.
이때, 상기 1차방열기(31)의 냉기순환관(40)을 통과하는 냉기는 냉장실(21)을 순환한 후 다시 스터링 모듈(2)이 저온부(2′)로 유입되는 냉기로서 수냉방열기(30) 내를 순환하는 냉각수의 온도보다 낮은 온도로서 스터링 모듈(2)의 고온부(2″)를 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 또한 상기 2차방열기(32)는 원통형 스프링 형상으로 형성되어 있음으로 냉매순환관(40)과 인접하는 면적이 넓게 되어 열교환 효율이 높아진다.At this time, the cold air passing through the cold air circulation tube 40 of the primary heat radiator 31 circulates through the refrigerating chamber 21, and then the water cooling radiator 30 as the cold air introduced into the low temperature part 2 'again. The temperature higher than the temperature of the cooling water circulating in the inside) makes it possible to effectively cool the high temperature portion 2 ″ of the stirling module 2. In addition, since the secondary radiator 32 is formed in a cylindrical spring shape, an area adjacent to the refrigerant circulation tube 40 is widened, thereby increasing heat exchange efficiency.
이와 같은 본 발명은 스터링 모듈을 냉장고 상부에 설치한 것으로서, 차가운 냉기는 밀도가 커서 중력방향으로 힘을 받아 하측으로 자연대류함으로 냉동실에서 냉장실에로의 냉기순환이 원활하게 이루어지며, 스터링 모듈의 고온부를 수냉식으로 냉각시키는 것으로 공냉식 보다 냉각효과가 우수하다. 그리고 폐회로를 구성하는 수냉식으로 냉장고내의 냉기와 열교환하는 것이므로 스터링 모듈 압축실에 대한 냉각효율이 크게 향상된다. 더욱이 스터링 모듈의 팽창실(저온부)의 온도와 압축실(고온부)의 온도차가 클수록 냉각효율이 상승되는데 본 발명은 수냉식에 의해 압축실을 충분히 냉각할 수 있으므로 팽창실의 온도강하를 크게 하여 매우 낮은 온도를 높은 효율로 얻을 수 있다. 즉 본 발명은 스터링 모듈의 작동조건을 만족시켜 냉기발생능력을 크게 향상시키는 이점이 있다.As described above, the present invention has a sterling module installed on an upper portion of a refrigerator, and the cold cold air has a high density, so that the cold air circulation from the freezer to the refrigerating compartment is smoothly performed due to natural convection to the lower side. Cooling effect is better than air-cooling by cooling to water. In addition, the cooling efficiency for the Stirling module compression chamber is greatly improved since the heat exchange with the cold inside the refrigerator is performed by the water cooling system constituting the closed circuit. Furthermore, as the temperature difference between the expansion chamber (low temperature part) and the compression chamber (high temperature part) of the sterling module increases, the cooling efficiency increases. However, the present invention can sufficiently cool the compression chamber by water cooling, so that the temperature drop of the expansion chamber is increased to be very low. The temperature can be obtained with high efficiency. That is, the present invention satisfies the operating conditions of the sterling module and has an advantage of greatly improving the ability to generate cold air.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070927 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |