KR950002332Y1 - 스터링 사이클 냉장고의 제상장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스터링 사이클 냉장고의 제상장치

제1도는 종래 스터링 사이클 냉장고의 구성을 보인 종단면도.

제2도는 종래 제상장치의 구성도.

제3도는 본 고안에 의한 제상장치의 구성을 보인 계통도.

제4도는 제3도의 A부 상세도로서 모터하우징 내에 형성된 냉각수 통로 구조를 보인 도면.

제5도는 본 고안의 요부 구성인 제1, 제2냉각수 저장탱크의 상세단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 스터링쿨러 20a : 냉각부

20b : 방열부 21, 22 : 제1, 제2냉각수저장탱크

21a : 경사면 23 : 자동2방밸브

24 : 히트파이프 24a, 24b : 증발부 및 응축부

25, 26, 28 : 제1, 제2, 제3자동3방밸브 27 : 순환펌프

29 : 모터하우징 29a : 나선형냉각수통로

30 : 제어수단

본 고안은 스터링 사이클을 이용한 냉장고의 제상장치에 관한 것으로, 특히 스터링쿨러의 냉기발생부(냉각부)에 생성된 서리를 방열부에서 발생하는 열을 이용하여 간단하게 제거함과 아울러 구동모터의 성능을 향상시키도록 한 스터링 사이클 냉장고의 제상장치에 관한 것이다.

일반적인 냉장고는 랭킨사이클(Rankine cycle)을 이용하여 밀폐된 배관에 냉매를 순환시켜 공기를 냉각하고 있는 바, 압축기에서 압축된 냉매를 응축기에서 응축시키고, 팽창밸브와 증발기를 통과시키면서 증발시킴으로써 증발기를 냉각시키는 한편, 증발기 주위에서 열교환되어 차거워진 공기를 공기순환용 팬에 의하여 냉동실과 냉장실에로 순환시키는 과정으로 냉각이 행하여지며, 이때 증발기 주위의 공기는 증발기를 지나면서 냉매에 증발열을 제공하고 자기자신은 냉각된다.

상기한 바와 같은 일반적인 냉장고는 냉매(CFC계열의 R-12)가 대기오존층을 파괴하는 등 대기오염에 심각한 악영향을 끼치게 되므로 최근 이러한 냉매의 사용을 규제하고 있고, 이에 따라 새로운 방식의 냉장고가 필요로 하게 되었다.

따라서 본 고안 출원인은 스터링 사이클 모듈(stirling cycle module)을 냉각기로 이용하여 공기를 냉각시키고 냉각된 공기를 냉기순환용 팬으로 물품 저장실에 순환시키어 식품등의 물품을 냉각시킴으로써 냉매가 필요없게 되는 스터링 사이클 방식 냉장고를 개발하여 특허출원 제90-22023호, 제22305호, 제22308호에 선출원한 바 있다.

그러나, 상기한 종래의 스터링 사이클 냉장고는 냉기를 발생시키는 스터링모듈, 즉 스터링쿨러가 장시간 가동되면 냉기발생부인 냉각부에 서리가 끼어 전열효과를 저하시키는 결함이 유발되었다.

따라서 냉기발생부인 냉각부의 서리를 녹이기 위한 제상장치가 필요하게 되었다.

제1도는 종래의 제상장치가 설치된 스터링 사이클 냉장고의 종단면도이고, 제2도는 제상히터의 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 일반적인 스터링 사이클 냉장고는 냉장고 본체(1)에 냉동실(2)과 냉장실(3)이 마련되고, 냉기를 발생시키기 위한 스터링쿨러(4)와 냉기를 순환시키기 위한 냉기순환용팬(5)이 설치되어 있다.

상기 스터링쿨러(4)는 냉기발생부인 냉각부(6)와 방열부(7)를 가지고 있으며, 방열부(7)에는 방열튜브(8)가 연결되어 있고, 냉각부(6)에는 제상용히터(9)가 권회되어 있으며, 상기 제상용히터(9)는 제상타이머(10)에 의하여 작동이 제어되도록 구성되어 있다.

또한, 스터링쿨러(4)의 하부에는 제상작용에 의하여 녹은 서리의 물을 모으기 위한 물받침대(11)가 설치되어 있다.

도면중 미설명 부호 8a, 8b는 냉각수입·출구를 보인 것이고, 12는 단열판, 13은 구동모터, 14는 모터하우징을 각각 보인 것이다.

이와 같이 구성된 일반적인 스터링 사이클 냉장고는 구동모터(13)를 구동시킴에 따라 스터링쿨러(4)의 냉각부(6)에서 냉기가 발생하게 되고, 이 냉기는 냉기순환용팬(5)에 의하여 냉동실(3)과 냉장실(4)로 순환되며, 방열부(7)에서 방출되는 열은 냉각수에 의하여 냉각된다.

한편, 스터링쿨러(4)가 작동됨에 따라 냉각부(6)에는 서리가 생기게 되는데, 일정의 시간이 되어 서리가 일정두께로 형성되면, 스터링쿨러(4)는 가동이 정지되고, 제상타이머(10)에 의하여 냉각부(6) 표면에 장착된 제상용히터(9)가 가동되어 서리를 녹이게 되며, 녹은 물은 하부에 위치한 물받침대(11)에 모이게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이 시도되어진 종래 스터링 사이클 냉장고의 제상장치는 냉각부(6)에 끼이는 서리제거를 위하여 전력소모가 많고 비용이 비싼 전기열히터를 제상히터(9)로 사용함으로써 매우 비경제적인 단점이 있었다.

이를 감안하여 안출한 본 고안의 주목적은 냉각부에 끼이는 서리를 스터링쿨러의 방열부에서 발생되는 열을 이용하여 간단하면서도 효과적으로 제거하도록 한 스터링 사이클 냉장고의 제상장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 모터하우징 내에 나선형 냉각수 유로를 형성하여 모터의 과열을 방지함으로써 구동모터의 성능을 보다 향상시키도록 한 스터링 사이클 냉장고의 제상장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 스터링쿨러에 인접하게 냉각수를 저장하기 위한 별도의 제1, 제2냉각수저장탱크를 자동2방밸브를 매개로 연통되게 연결설치하여 상기 제1냉각수 저장탱크와 스터링쿨러의 냉각부를 적어도 하나이상의 히트파이프로 연결하고, 상기 제1냉각수 저장탱크에서 시작되어 제1자동3방밸브, 제2자동3방밸브, 순환펌프, 스터링쿨러의 방열부, 제3자동3방밸브 및 모터하우징을 지나 다시 제1냉각수저장 탱크로 연결되는 폐쇄회로라인과, 상기 제2냉각수저장탱크에서 시작되어 제1자동3방밸브, 제2자동3방밸브, 순환펌프, 스프링쿨러의 방열부, 제3자동3방밸브 및 모터하우징을 지나 제1냉각수저장탱크로 연결되는 개방회로 라인을 구비함과 아울러, 상기 자동2방밸브 및 제1, 제2, 제3자동3방밸브의 동작을 제어하기 위한 제어수단을 구비하여, 스터링쿨러의 방열부 열을 냉각수를 이용하여 제1냉각수저장탱크에 모으고, 그 열이 히트파이프를 통해 스터링쿨러의 냉각부로 전달되도록 구성함을 특징으로 하는 스프링 사이클 냉장고의 제상장치가 제공된다.

상기 제1냉각수저장탱크의 바닥면은 소정의 각도로 경사져 있고, 이에는 수개의 히트파이프증발부가 상기 경사면을 따라 서로 다른 길이로 계단식으로 위치하여 스터링쿨러의 냉각부를 경사지게 감싸고 있는 히트파이프의 응축부와 각각 개별적으로 연결되어 있으며, 상기 제1냉각수저장탱크의 하부에는 일정량의 냉각수가 충진되어 있는 제2냉각수저장탱크가 연통연결되어 있다.

또한 상기 모터하우징의 외면에는 나선형 구조의 냉각수통로가 형성되어 모터를 냉각시키도록 구성되어 있다.

상기와 같은 본 고안에 의한 스터링 사이클 냉장고의 제상장치를 냉각수를 이용하여 스터링쿨러의 방열부열을 제1냉각수저장탱크에 모아서 이 열을 제1냉각수저장탱크와 스터링쿨러의 냉각부사이에 연결설치된 수개의 히트파이프를 이용, 냉각부로 전달시킴으로써 스터링쿨러의 냉각부에 생성된 서리를 제거하는 것으로, 종래 전기히터를 이용한 서리제거에 비하여 경제적으로 매우 유리하게 되고, 또한 모터하우징 내에 나선형 냉각수통로를 형성하여 이 통로로 냉각수를 흘려보냄으로써 모터의 과열을 방지할 수 있으므로 모터의 성능을 유지시킬 수 있다는 부수적인 효과도 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 스터링 사이클 냉장고의 제상장치를 첨부도면에 도시한 실시예를 따라서 보다 상세히 설명한다.

제3도는 본 고안 스터링 사이클 냉장고 제상장치의 계통도이고, 제4도는 제3도의 A부상세도이며, 제5도는 본 고안 장치의 요부인 제1, 제2냉각수저장탱크의 상세단면도로서 이에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의한 스터링 사이클 냉장고의 제상장치는 스터링쿨러(20)에 인접하게 냉각수(C)를 저장하기 위한 별도의 제1, 제2냉각수저장탱크(21), (22)를 자동2방밸브(23)를 매개로 연통되게 연결설치하여 상기 제1냉각수저장탱크(21)와 스터링쿨러(20)의 냉각부(20a)를 적어도 하나이상(도시예에는 3개)의 히트파이프(24)로 연결하고, 상기 제1냉각수저장탱크(21)에서 시작되어 제1, 제2자동3방밸브(25), (26), 순환펌프(27), 스터링쿨러(20)의 방열부(20b), 제3자동3방밸브(28) 및 모터하우징(29)을 지나 다시 제1냉각수저장탱크(21)로 연결되는 폐쇄회로라인과, 제2냉각수저장탱크(22)에서 시작되어 상기 한 과정, 즉, 제1, 제2자동3방밸브(25), (26), 순환펌프(27), 스프링쿨러(20)의 방열부(20b), 제3자동3방밸브(28) 및 모터하우징(29)을 지나 제1냉각수저장탱크(21)로 연결되는 개방회로 라인을 구비함과 아울러 상기 자동2방밸브(23) 및 제1, 제2, 제3자동3방밸브(25), (26), (28)들을 제어하기 위한 타이머장치등과 같은 제어수단(30)을 구비하여, 스터링쿨러(20)의 방열부(20b) 열을 냉각수(C)를 이용하여 한곳, 예컨대 제1냉각수저장탱크(21)에 모으고, 그 열이 히트파이프(24)를 통해 스터링쿨러(20)의 냉각부(20a)로 전달되도록 구성한 것으로, 도면에서 미설명 부호 31은 물받침대, 32는 방열튜브를 각각 보인 것이다.

부연하면, 스터링쿨러(20)의 방열부(20b)는 방열튜브(32)에 의해 냉각수저장탱크(21)와 연결되고, 방열부(20b)의 냉각수 입구측 순환펌프(27)의 앞과 출구측에는 제2, 제3자동3방밸브(26), (28)가 각각 위치하게 되며, 제1자동3방밸브(25)는 제2냉각수저장탱크(22)와 상기 제2자동3방밸브(26) 사이의 연결라인 도중에 위치하게 된다.

또한, 상기 제1냉각수저장탱크(21)는 제2냉각수저장탱크(22)보다 높은 곳에 위치하게 되고, 이 두 개의 냉각수저장탱크(21), (22)는 자동2방밸브(23)에 의하여 연통되게 연결된다.

또한, 상기 제3자동3방밸브(28)의 출구중 하나는 방열튜브(32)측이고, 다른 하나는 모터하우징(29)에 연결되며, 그것은 다시 제1냉각수저장탱크(21)의 상단에 연결된다.

그리고, 순환펌프(27) 앞의 제2자동3방밸브(26) 입구중 한쪽은 방열튜브(32)와, 또다른 쪽은 2개의 입구가 제1, 제2냉각수저장탱크(21), (22)의 하단부에서 나온 라인과 연결되어 있는 제1자동3방밸브(25)의 출구측과 연결된다.

즉, 상기한 바와 같은 연결구조로 제1냉각수저장탱크(21)를 중심으로 한 냉각수폐쇄회로라인과, 제2냉각수 저장탱크(22)에서 시작되어 제1냉각수저장탱크(21)에서 끝나는 냉각수개방회로라인, 2개의 냉각수라인을 구성하게 되는 것이다.

또한, 상기 제1냉각수저장탱크(21)의 바닥면은 소정의 각도로 경사져 있고, 이 예는 수개의 히트파이프(24) 증발부(24a)가 상기 경사면(21a)을 따라 서로 다른 길이를 갖고 계단식으로 위치하여 스터링쿨러(20)의 냉각부(20a)를 경사지게 감싸고 있는 히트파이프(24)의 응축부(24b)와 각각 개별적으로 연결되어 있다.

즉 스터링쿨러(20)의 냉각부(20a)에 위치한 히트파이프응축부(24b)는 맨위에 위치하는 것이 제1냉각수저장탱크(21)의 가장 깊은 곳에 위치한 증발부(24a)와 연결되며(이는 저장탱크 내에 냉각수가 조금 있어도 증발부의 일부가 잠기도록 하기 위한 것이다) 나머지 것도 서로 다른 높이와 깊이에 따라 연결되어 있다.

또한, 상기한 모터하우징(29) 내에는 나선형 구조의 냉각수통로(29a)가 형성되어 이 통로(29a)로 냉각수(C)가 지나감으로써 모터의 파열을 방지하도록 구성되어 있다.

여기서, 구동모터 및 각각의 자동방향설정밸브(23), (25), (26), (28)들은 제어수단(30)에 연결되어 제어수단의 컨트롤에 따라 동작하도록 되어 있고, 상기 제2냉각수저장탱크(22)는 제1냉각수저장탱크(21)의 냉각수(C)를 전부 수용할 수 있는 크기로 형성되어 있다.

이하 상기한 바와 같은 본 고안 제상장치의 작용 및 효과를 설명한다.

스터링쿨러(20)가 정상상태로 운전될때의 냉각수는 방열부(20b)와 방열튜브(32)사이의 폐회로라인에서 이동하게 된다. 이때 냉각부(20a)의 온도는 냉장고의 냉동실 및 냉장실(제1도 참조)에 비하여 낮기 때문에 냉장고 내의 고온다습한 공기에 의해 냉각부(20a)의 표면에 서리가 생기게 되는데, 스터링쿨러(20)가 어느 일정시간동안 운전을 하게 되며, 제어수단(30)에 의해 제2, 제3자동3방밸브(26), (28)의 방향이 모터하우징(29)과 냉각수저장탱크(21), (22)쪽으로 변경되며, 자동2방밸브(23)는 닫히게 되어 방열부(20b)를 통한 냉각수는 모터하우징(29)에 설치된 냉각수통로(29a)를 지나 제2냉각수 저장탱크(21)에 모이게 된다.

다시 어느 일정시간〔제2냉각수저장탱크(22)의 수위가 낮아지고 제1냉각수저장탱크(21)에 있는 히트파이프(24) 증발부(24a)가 잠겨질 정도의 시간, 예컨대 미리 조정된 시간〕이 지나면, 제어수단(30)에 의해 제1자동3방밸브(25)의 위치가 라인A에서 라인B로 변하면서 하나의 폐회로를 구성하게 된다.

이에 따라 제1냉각수저장탱크(21)의 냉각수는 스터링쿨러(20)의 방열부(20b)와 모터하우징(29)의 냉각수통로(29a)를 지나면서 온도가 상승하게 되고, 그 내부에서 고온의 냉가수에 잠기어 있는 히트파이프(24)의 증발부(24a)도 온도가 상승하여 스터링쿨러(20)의 냉각부(20a)에 위치한 응축부(24b)와 열교환이 이루어지는 것이다.

즉, 스터링쿨러(20)의 방열부(20b) 열을 냉각수를 이용하여 한곳(제1냉각수저장탱크 : 21)에 모으고 그 열로 히트파이프(24)를 통하여 냉각부(20a)의 서리를 제거하게 되는 것이다.

이때 구동모터는 운전정지상태이다.

이와 같은 작용으로 서리제거가 완료되면, 구동모터는 운전을 하게 되고, 제2, 제3자동3방밸브(26), (28)는 냉각수회로를 방열튜브쪽으로 형성하게 되며, 제1자동3방밸브(25)도 원위치되어 라인A에 연결되고, 자동2방밸브(23)는 오픈되어 제1냉각수저장탱크(21)내의 냉각수는 제2냉각수저장탱크(22)로 흘러 저장된다.

이때, 제1냉각수저장탱크(21)의 밑면은 경사져 있으므로 그 탱크(21) 내부에는 냉각수가 하나도 남아 있지 않게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 스터링 사이클 냉장고의 제상장치는 냉각수를 이용하여 스터링쿨러의 방열부 열을 제1냉각수저장탱크로 모으고, 이 열을 상기 저장탱크와 스터링쿨러의 방열부 사이에 연결설치된 히트파이프를 이용하여 냉각부로 전달시킴으로써 스터링쿨러의 냉각부에 생성된 서리를 제거하는 것으로, 종래 전기히터를 이용한 서리제거에 비하여 경제적으로 매우 유리하다는 효과가 있고, 또한 모터하우징내에 나선형냉각수 통로를 형성하여 이 통로로 냉각수를 흘려 보내 모터의 과열을 방지할 수 있게 되므로 모터의 성능을 유지시킬 수 있다는 부수적인 효과도 있다.

Claims (3)

1. 스터링 사이클 냉장고의 제상장치에 있어서, 스터링쿨러(20)에 인접하게 냉각수를 저장하기 위한 별도의 제1, 제2냉각수저장탱크(21), (22)를 자동2방밸브(23)를 매개로 연결설치하여 상기 제1냉각수저장탱크(21)와 스터링쿨러(20)의 냉각부(20a)를 적어도 하나이상의 히트파이프(24)로 연결하고, 상기 제1냉각수저장탱크(21)와 스터링쿨러(20)의 냉각부(20a)를 적어도 하나이상의 히트파이프(24)로 연결하고, 상기 제1냉각수저장탱크(21)에서 시작되어 제1, 제2자동3방밸브(25), (26), 순환펌프(27), 스터링쿨러(20)의 방열부(20b), 제3자동3방밸브(28) 및 모터하우징(29)을 지나 다시 제1냉각수저장탱크(21)로 연결되는 냉각수폐쇄회로라인과 제2냉각수저장탱크(22)에서 시작되어 제1, 제2자동3방밸브(25), (26), 순환펌프(27), 스터링쿨러방열부(20b), 제3자동3방밸브(28) 및 모터하우징(29)을 지나 제1냉각수저장탱크(21)로 연결되는 냉각수개방회로라인을 구비함과 아울러 상기 자동2방밸브(23) 및 제1, 제2, 제3자동3방밸브(25), (26), (28)를 제어하는 제어수단(30)을 구비하여 스터링쿨러(20)의 방열부(20b)열을 이용하여 스터링쿨러냉각부(20a)의 서리를 제거하도록 구성함을 특징으로 하는 스터링 사이클 냉장고의 제상장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1냉각수저장탱크(21)의 바닥면은 소정각도로 경사져 이에는 수개의 히트파이프 증발부(24a)가 상기 경사면(21a)을 따라 서로다른 길이로 계단식으로 위치하여 스터링쿨러(20)의 냉각부(20a)를 경사지게 감싸고 있는 히트파이프(24)의 응축부(24b)와 각각 개별적으로 연결되고, 상기 제1냉각수저장탱크(21)의 하부에는 제2냉각수저장탱크(22)가 연통되게 연결설치되어 구성됨을 특징으로 하는 스터링 사이클 냉장고의 제상장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 모터하우징(29)내에는 구동모터의 냉각을 위한 나선형 냉각수통로(29a)가 형성됨을 특징으로 하는 스터링 사이클 냉장고의 제상장치.