KR20180090057A

KR20180090057A - 차량용 냉장고, 및 차량

Info

Publication number: KR20180090057A
Application number: KR1020170014983A
Authority: KR
Inventors: 김대웅; 이장석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2018-08-10
Anticipated expiration: 2037-02-02
Also published as: EP3576981A4; CN110248840B; US20220001786A1; US20190381923A1; KR102658453B1; US11148574B2; EP3576981A1; EP3576981B1; CN110248840A; WO2018143690A1; KR20240055706A

Abstract

본 발명에 따른 차량용 냉장고에는, 물품을 수용할 수 있는 캐비티; 캐비티의 옆에 놓이는 기계실; 상기 기계실의 내부 구역 중에서 앞쪽에 놓여 냉매를 압축하는 압축기; 상기 기계실의 내부 구역 중에서 뒷쪽에 놓여 냉매를 응축하는 응축모듈; 상기 응축모듈에서 응축된 냉매가 공급되어 증발되고, 상기 캐비티의 안에 놓이는 증발모듈; 및 상기 기계실을 덮고 후방으로부터의 공기흡입을 허용하는 기계실 커버가 포함된다.

Description

차량용 냉장고, 및 차량{refrigerator for vehicle, and vehicle}

본 발명은 차량용 냉장고, 및 차량에 대한 것이다.

냉장고는, 내부에 수용되는 음식 등의 물품을, 영하를 포함하는 저온의 온도로 보관하는 장치이다. 이 작용으로서 사용자의 물품에 대한 취감을 증진하거나 물품의 보관기간을 길게 할 수 있는 장점이 있다.

상기 냉장고로는, 상용 전원을 사용하는 건물 내부용 또는 휴대 전원을 사용하는 야외용이 있다. 이와 함께 근래에는 차량에 고정형으로 탑재한 후 사용하는 차량용 냉장고의 보급도 늘고 있다. 상기 차량용 냉장고는 차량의 보급증가 및 프리미엄급 차량의 증가로 인하여 그 수요가 더욱 늘어나고 있다.

상기 차량용 냉장고의 종래 형태를 소개한다.

먼저, 열전소자를 이용하여 고내의 열을 고외의 강제로 배출하는 예가 있다. 그러나, 열전소자의 낮은 열효율로 인하여 냉각속도가 늦어 사용자의 만족감이 떨어지는 문제점이 있다.

다른 예로서 차량 실내 전체를 공조하기 위하여 장착되는 공조시스템로부터 냉매 또는 냉기를 끌어와서 차량용 냉장고의 냉각원으로 사용하는 예가 있다.

본 예에서는 차량의 공조시스템으로부터 공기나 냉매를 끌어오기 위하여 공기나 냉매의 별도 유동경로가 필요한 단점이 있다. 또한 상기 유동경로의 이동 중에 저온 에너지가 손실되는 문제점이 있다. 또한, 이들 문제점으로 인하여 차량용 냉장고를 설치할 수 있는 위치도 차량 공조시스템과 인접하는 위치로 제한되는 문제점이 있었다.

또 다른 예로 냉매를 이용하는 냉동사이클을 적용하는 예가 있다. 그러나, 이 예에서는, 상기 냉동사이클을 구성하는 부품의 부피가 크기 때문에, 트렁크에 대부분의 부품을 탑재하고 냉장고의 도어 만을 차량 내부로 개방하는 구성으로 제공된다. 이 경우에는 차량용 냉장고를 설치할 수 있는 위치가 제한되는 문제점이 있다. 도한, 트렁크의 부피가 현저하게 줄어들어 트렁크의 내부에 적재할 수 있는 화물의 양이 줄어드는 문제점이 있다.

상기 또 다른 예의 대표적인 예로서 미국등록특허 4,545,211호가 있다. 상기 인용문헌의 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 기계실의 큰 용적으로 인하여 차량용 냉장고의 내부 용적이 작아지는 문제점이 있다. 뒷좌석에 설치됨으로 인하여 운전자가 혼자 운전하는 경우에 운전을 정지하지 않고는 사용할 수 없는 문제점이 있고, 뿐만 아니라 도어의 개폐도 전방으로 열리기 때문에 앞쪽에 물건을 두지 못하는 불편함이 있다. 고내의 냉각은 직접냉각방식, 즉 자연대류로 이루어지기 때문에 물품의 냉각에 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 기계실이 외부로 직접 개방되어 있어 내부로 이물질이 혼입되어 고장이 발생할 우려가 높다. 기계실의 배기와 흡기가 구분되지 않아서 흡기된 공기가 재혼입될 우려가 높아서 열효율이 낮은 문제점이 있다. 압축기의 사용에 따른 기계실의 소음으로 인하여 사용자에게 불편함을 야기하는 문제점이 있다.

미국등록특허 4,545,211

본 발명은 냉동 사이클을 이용하면서 운전자의 직접 접근할 수 있는 차량용 냉장고, 및 차량을 제안한다.

본 발명은 고내 용량을 크게 하는 차량용 냉장고, 및 차량을 제안한다.

본 발명은 고내의 수용물품이 늦게 냉각되는 문제점을 개선하는 차량용 냉장고, 및 차량을 제안한다.

본 발명은 에너지 효율을 개선할 수 있는 차량용 냉장고, 및 차량을 제안한다.

본 발명은 이물질의 접근을 차단할 수 있는 차량용 냉장고, 및 차량을 제안한다.

본 발명에 따른 차량용 냉장고는 물품을 수용할 수 있는 캐비티; 캐비티의 옆에 놓이는 기계실; 상기 기계실의 내부 구역 중에서 앞쪽에 놓여 냉매를 압축하는 압축기; 상기 기계실의 내부 구역 중에서 뒷쪽에 놓여 냉매를 응축하는 응축모듈; 상기 응축모듈에서 응축된 냉매가 공급되어 증발되고, 상기 캐비티의 안에 놓이는 증발모듈; 및 상기 기계실을 덮고 후방으로부터의 공기흡입을 허용하는 기계실 커버가 포함된다.

본 발명에 따르면, 효율이 높고, 고내 용량을 크게 할 수 있고, 신속하게 냉각이 가능하고, 이물질의 접근이 차단되고, 소음이 적은 차량용 냉장고 및 차량을 얻을 수 있다.

도 1은 실시예가 적용되는 차량의 사시도.
도 2는 차량의 콜솔을 확대하는 사시도.
도 3은 차량용 냉장고의 대략적인 내부를 보이는 사시도.
도 4는 기계실과 캐비티의 연결관계를 보이는 도면.
도 5는 차량용 냉장고의 좌측면도.
도 6은 기계실의 구성도,
도 7은 냉매의 유동을 중심으로 기계실의 각 부품을 관찰하는 분해 사시도.
도 8은 기계실과 캐비티만을 보이는 사시도.
도 9는 차량용 냉장고의 좌측을 개략적으로 살피는 도면.
도 10은 응축모듈의 분해 사시도.
도 11은 응축모듈의 측면도.
도 12는 응축팬의 크기 및 간격부의 길이에 따른 유량변화를 측정한 선도.
도 13은 진공단열체의 내부구성에 대한 다양한 실시예를 보이는 도면.
도 14는 전도저항쉬트 및 그 주변부의 실시예를 보이는 도면.
도 15는 서포팅유닛이 사용되는 경우에 진공단열체의 내부를 배기하는 공정을 시간과 압력으로 관찰하는 그래프.
도 16은 진공압과 가스전도도를 비교하는 그래프.

이하 도면을 참조하는 실시예의 설명에 있어서, 같은 구성요소의 경우에는 서로 다른 도면에도 같은 도면번호를 부여한다.

또한, 각 도면의 설명에 있어서 특별한 언급이 없는 경우에는, 차량의 진행방향을 기준으로 운전자가 바라보는 정면이 아니라, 차량의 앞쪽에서 차량을 바라보는 방향을 기준으로 설명한다. 예를 들어, 운전자 쪽이 우측이 되고 보조 운전자 쪽이 좌측이 된다.

도 1은 실시예가 적용되는 차량의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 차량(1)에는 사용자가 앉을 수 있는 좌석(2)이 마련된다. 상기 좌석(2)은 좌우측으로 서로 이격되고 적어도 한 쌍이 마련될 수 있다. 상기 좌석(2)의 사이에는 콘솔(console)이 제공되고, 운전자가 운전에 필요한 물품을 두거나 차량의 조작에 필요한 부품이 놓인다. 상기 좌석(2)으로는 운전자 및 보조 운전자가 앉을 수 있는 앞좌석을 바람직하게 예시할 수 있다.

상기 차량에는, 도시되는 바와 같이 바퀴와 같은 이동장치와, 엔진과 같은 구동장치와, 핸들과 같은 조향장치와 같은 차량의 주행에 필요한 다양한 구성요소 들은 포함되어 있는 것으로 이해하여야 한다.

실시예의 차량용 냉장고는 상기 콘솔에 바람직하게 놓일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 아니하고, 다양한 공간에 설치될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 뒷좌석 사이공간, 도어, 글로브박스, 및 센터페시아에 설치될 수도 있다. 이는 실시예의 차량용 냉장고는 전원만이 공급되고, 최소한의 공간이 확보되면 설치될 수 있는 것이 그 일요인이 된다. 그러나, 차량의 설계상 제약으로 인하여 공간이 제한되는 좌석 사이의 콘솔에도 설치될 수 있는 것이 실시예의 큰 장점이라고 할 수 있다.

도 2는 차량의 콘솔을 확대하는 사시도이다.

도 2를 참조하면, 콘솔(3)은 수지 등을 재질로 하는 별도의 부품으로 제공될 수 있다. 상기 콘솔(3)의 하측에는 철제 프레임(98)이 더 제공되어 차량의 강도를 유지할 수 있도록 하고, 센서 등과 같은 센서 부품(99)이 콘솔(3)과 상기 철제 프레임(98)의 사이 간격부에 놓일 수 있다. 상기 센서 부품(99)은 정확한 외부신호의 센싱 및 운전자의 위치에서의 신호 측정이 필요한 부품이 해당할 수 있다. 예를 들어 운전자의 생명에 직결되는 에어백 센서가 장착될 수 있다.

상기 콘솔(3)은 내부의 내부에 콘솔공간(4)을 가지고, 상기 콘솔공간(4)은 콘솔커버(300)에 의해서 덮일 수 있다. 상기 콘솔커버(300)는 콘솔(3)에 고정형으로 고정될 수 있다. 이로써, 외부의 이물질이 콘솔커버(300)를 통하여 콘솔 내부로 들어가기가 어렵다. 상기 콘솔공간(4)의 내부에는 차량용 냉장고(7)가 안착된다.

상기 콘솔(3)의 우측면에는 흡기구(5)가 마련되어 차량내부의 공기가 콘솔공간(4)의 안으로 유입될 수 있다. 상기 흡기구(5)는 운전자 측을 바라볼 수 있다. 상기 콘솔(3)의 좌측면에는 배기구(6)가 마련되어 콘솔공간(4)의 내부에서 차량용 냉장고의 동작 중에 더워진 공기가 배기될 수 있다. 상기 배기구(6)는 보조운전자 측을 바라볼 수 있다. 상기 흡기구(5) 및 상기 배기구(6)에는 그릴이 제공되어 사용자의 손이 들어가기가 어렵게 하여 안전하게 하고, 위로부터 낙하한 물건이 안으로 들어가지 않도록 하고, 배기되는 바람의 방향을 하방으로 하여 사람에게 직접 향하지 않도록 할 수 있다.

도 3은 차량용 냉장고의 대략적인 내부를 보이는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 차량용 냉장고(7)에는, 부품을 지지하는 냉장고 바닥 프레임(8), 상기 냉장고 바닥 프레임(8)의 좌측에 제공되는 기계실(200), 및 상기 냉장고 바닥 프레임(8)의 우측에 제공되는 캐비티(100)가 포함된다. 상기 기계실(200)은 기계실 커버(700)에 의해서 덮일 수 있고, 상기 캐비티(100)의 상측은 콘솔커버(300) 및 도어(800)에 의해서 덮일 수 있다.

상기 기계실 커버(700)는, 냉각공기의 유로를 안내하는 것과 함께 기계실 내부로의 이물질유입을 차단할 수 있다.

상기 기계실 커버(700)의 상측에는 제어기(900)가 놓여, 차량용 냉장고(7)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어기(900)가 상기 위치에 설치됨으로써, 차량용 냉장고(7)가 콘솔공간(4) 내부의 좁은 공간에서 적정한 온도범위에서 문제없이 동작될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제어기(900)는, 상기 기계실 커버(700)와 콘솔커버(300) 사이 간격을 유동하는 공기에 의해서 냉각될 수 있고, 기계실 커버(700)에서 의해서 기계실(200)의 내부 공간과는 분리되기 때문에 기계실(200) 내부의 열이 영향을 미치지 않을 수 있다.

상기 콘솔커버(300)는 콘솔공간(4) 상부의 개구된 부분을 차폐할 뿐만 아니라, 캐비티(100)의 상측 테두리를 차폐할 수 있다. 상기 캐비티(100)로의 물품 취출을 허용하는 개구를 사용자가 차폐할 수 있도록 하기 위하여, 상기 콘솔커버(300)에는 도어(800)가 더 설치될 수 있다. 상기 도어(800)는 상기 콘솔커버(300) 및 캐비티(100)의 뒷 부분을 힌지점으로 개방할 수 있다. 여기서, 콘솔커버(300)와 도어(800)와 캐비티(100)의 개구는 사용자가 볼 때 수평으로 놓이고 콘솔의 뒷부분에 위치하여 사용자가 편리하게 도어를 조작할 수 있다.

상기 기계실(200)의 내부에는, 냉각공기의 유동방향을 따라서 응축모듈(500)과 드라이어(630)와 압축기(201)가 순차적으로 설치되어 있다. 상기 기계실의 내부에는 냉매의 흐름을 원활히 하기 위하여 냉매관로(600)가 마련된다. 상기 냉매관로(600)의 중의 어느 하나는 상기 캐비티(100)의 안으로 연장되어 냉매를 공급할 수 있다. 상기 냉매관로(600)는 상기 캐비티의 물품 취출을 허용하는 상부 개구를 통하여 상기 캐비티(100)의 안으로 연장될 수 있다.

상기 캐비티(100)는 상면이 개구되고 나머지 다섯면은 진공단열체(101)에 의해서 막혀서 제공될 수 있다. 상기 진공단열체(101)에는, 저온의 캐비티(100) 내부공간의 경계를 제공하는 제 1 플레이트 부재(10)와, 고온의 외부공간의 경계를 제공하는 제 2 플레이트 부재(20)가 포함되고, 상기 플레이트 부재(10)(20) 간의 열전도를 막는 전도저항쉬트(60)가 포함될 수 있다. 상기 진공단열체(101)는 얇은 단열 두께로 최대의 단열효율을 얻을 수 있기 때문에, 큰 용적의 캐비티(100)를 구현할 수 있다.

상기 진공단열체(101)의 내부 공간에 대한 배기 및 진공상태의 유지를 위한 게터의 설치를 위한 배기 및 게터포크(40)가 일 측면에 제공될 수 있다. 상기 배기 및 게터포트(40)는 배기 및 게터(getter)를 함께 제공하여 차량용 냉장고(7)의 소형화에 더욱 기여할 수 있다.

상기 캐비티(100)의 내부에는 증발모듈(400)이 설치되고, 상기 증발모듈(400)은 상기 냉매관로(600)를 통하여 캐비티(100)의 내부로 유입된 냉매의 증발열을 캐비티(100) 내부로 강제로 송풍할 수 있다. 증발모듈은 상기 캐비티(100)의 내부에서 뒷부분에 놓일 수 있다.

도 4는 기계실과 캐비티의 연결관계를 보이는 도면이다.

도 4를 참조하면, 캐비티(100)의 내부에는 증발모듈(400)이 수용된다. 다시 말하면, 진공단열체(101)를 외벽으로 가지는 캐비티의 내부 공간에 증발모듈(400)이 놓이는 것이다. 이로써, 기계실의 공간효율을 높이고 캐비티(100)의 내부 공간을 크게 할 수 있다.

상기 증발모듈(400)로 냉매를 안내하는 냉매관로(600)는, 상기 캐비티(100)의 상면을 타고 넘어서 증발모듈(400)로 안내된다. 냉매관로(600)가 진공단열체(101)를 관통하여 용적을 작게하는 것을 고려할 수도 있다. 그러나, 차량은 진동이 많고, 진공단열체(101)는 내부가 상당히 높은 진공상태를 유지하기 때문에, 냉매관로(600)와 진공단열체(101)의 접촉부위의 기밀이 파손될 수 있다. 따라서, 상기 진공단열체(101)를 상기 냉매관로(600)가 관통하는 것은 바람직하지 않다.

상기 증발모듈(400)은 상기 캐비티(100)의 내부에서 도어의 힌지점, 즉 캐비티 내부의 뒷면에 설치되는 바람직하다. 이는 상기 냉매관로(600)가 증발모듈(400)까지 연장되기 위하여 필요한 경로가 최대한 짧은 것이 캐비티 내부용적 확보에 바람직하기 때문이다. 상기 진공단열체(101)를 타고 넘는 냉매관로(600)는 도어의 힌지점을 통과하는 것이 더욱 바람직하다. 만약 증발모듈이 도어의 힌지점을 벗어나면 냉매관로(600)의 연장 및 관로의 단열로 인하여 캐비티의 용량손실 및 저온에너지 손실이 발생할 수 있다.

상기 응축모듈(500)은 기계실 바닥 프레임(210)의 뒷쪽 체결수단에 의해서 체결될 수 있다. 응축모듈(500)을 통하여 흡입된 공기는 압축기(201)를 냉각시킨 다음에 압축기(201)의 하방으로 유출된다.

상기 기계실 커버(700)는 캐비티의 좌측에 체결되어, 상기 기계실(200)을 커버할 수 있다. 상기 기계실 커버(700)의 상측에는 냉각을 위한 공기유동이 발생하고, 냉각유로 상에는 제어기(900)가 제공되어 충분한 냉각작용이 수행되도록 할 수 있다.

도 5는 차량용 냉장고의 좌측면도이다.

도 5를 참조하면, 흡기구(5)로 유입된 공기는 캐비티의 앞쪽 진공단열체(101)의 외면과 콘솔공간(4)의 앞쪽 내면의 사이 간격부를 통하여 기계실(200)쪽으로 이동한다. 좌측방향으로 이동하는 것으로 볼 수 있다.

이후에는 기계실 커버(700) 상면과 콘솔커버(300) 하면의 사이 간격부를 통하여 후방으로 이동한 다음, 아래로 꺽여 기계실 커버(700)의 안으로 들어간다. 이를 위하여 상기 기계실 커버(700)의 후방에는 큰 개구가 형성될 수 있다.

공기는, 상기 기계실 커버(700)의 안에서는 응축모듈(500), 드라이어(630), 및 압축기(201)의 순서로 부품을 냉각시키고, 압축기(201)의 하측에 베공되는 유로 가이드(81)을 통하여 차량용 냉장고(7)의 외부로 토출된다. 상기 유로 가이드(81)의 직근에는 상기 배기구(6)가 위치하여 유로 가이드(81)를 통하여 토출된 공기는 상기 콘솔공간(4)의 내부에 머물러 순환하지 않도록 할 수 있다. 이로써 높은 냉각효율을 얻을 수 있다.

도 6은 기계실의 구성도이고, 도 7은 냉매의 유동을 중심으로 기계실의 각 부품을 보는 분해 사시도이고, 도 8은 기계실과 캐비티만을 보이는 사시도이다. 본 도면들 중에서 어느 도면에는 이해의 편의를 위하여 도시되지 않은 부품도 있다.

도 6, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 상기 응축모듈(500)은, 응축기(510)가 기계실 바닥 프레임(210)에 체결되고, 상기 응축기(510)에 응축기 스페이서(도 10의 505참조)가 체결되고, 상기 응축기 스페이서에 응축팬(도 10의 501)에 체결되는 방식으로 고정된다. 상기 구성에 따른 응축모듈(500)에 의하면 좁은 공간에 부품을 설치할 수 있고, 상기 응축기 스페이서(505)에 의해서 응축팬(501)에 의한 소음 발생을 저감할 수도 있다.

상기 응축팬(501)은 소음의 영향으로 인하여 회전속도를 무한정 높일 수 없다. 실험에 따르면 대략 2,000rpm의 수준이면 운전자에게 소음의 영향을 미치지 않는 수준임을 확인할 수 있었다.

상기 응축기 스페이서(505)는, 팬 날개의 회전, 공기의 슬립, 및 공기를 통해 전파되는 충격파로 인한 소음의 문제를 개선하는 것과, 공기의 유량확보, 및 기계실 내부의 컴팩트화를 달성할 수 있다.

공기의 유동을 중심으로 하여 기계실의 내부 동작을 설명한다.

상기 응축팬(501)의 흡입공기가 상기 응축기(510)를 통과하며 냉매를 응축시킨다. 기계실(200)의 내부로 흡입된 공기는 이후에는 드라이어(630) 및 팽창밸브(640)를 통과하고, 마지막으로 상기 압축기(201)를 냉각시키고 외부로 배출된다. 이때, 상기 공기의 유동은 기계실(200)의 뒷쪽에서 전방을 향한 유동이다.

응축모듈에서 충분한 응축성능을 확보하기 위하여 상기 기계실(200)로 유입된 공기는 가장 먼저 응축기(510)를 냉각시킨다. 또한, 압축기의 운전 조건은 비교적 높은 온도에서도 허용되므로 기계실의 유입공기는 마지막으로 압축기(201)를 냉각시킨다. 상기 응축기(510)와 상기 압축기(201)의 사이에는 드라이어(630)와 팽창밸브(640)가 놓여 각 부품의 사용온도에 대응할 수 있다.

상기 압축기(201)를 냉각시킨 공기는 기계실 바닥 프레임(210)에 제공되는 기계실 배출구(220)를 통하여 배출될 수 있다. 상기 기계실 배출구(220)를 통하여 배출된 공기는 냉장고 바닥 프레임(8)의 유로 가이드(81)를 통하여 차량용 냉장고(7)의 외부로 배출될 수 있다.

상기 압축기에 전원을 공급하는 단자는 압축기의 앞쪽, 다시 말하면 기계실 내부에서 공기 유동의 영향이 작은 가장 기계실 앞쪽에 놓인다. 이는 공기유동에 의한 먼지가 전기계통에 가급적 접근하기 어렵도록 하여 제품의 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다. 상기 압축기 단자는 압축기 단자 커버(230)에 의해서 외부에 대하여 차폐될 수 있다.

냉매의 유동을 중심으로 기계실의 동작을 설명한다. 도면에는 각 부품이 연결되는 지점의 연결은 같은 원형 번호를 사용하여 이해의 편의를 도모하였다.

상기 압축기(201)에서 압축된 냉매는 제 1 유로(610)를 통하여 응축기(510)의 상방으로 유입된 다음에 외기에 의해서 응축된다. 냉매의 압축과 응축효율은 냉동사이클의 전체 냉각성능을 좌우하는 주요한 인자이다.

실시예의 차량용 냉장고(7)에 있어서는, 상기 압축기(201)는 과도한 소음발생을 억제하기 위하여 최고 60Hz로 운전되도록 한다. 또한, 차량의 운행시의 진동으로 인한 오일공급의 문제를 막기 위하여 압축기(201) 내부로의 오일은 가장 많은 수준으로 공급해 두는 것이 바람직하다. 상기 응축팬(501)은 과도한 소음발생을 억제하기 위하여 2000rpm으로 제한하는 것이 바람직하다.

실시예는 이러한 냉동 사이클의 운전 조건하에서도 충분한 냉각성능을 발휘하는 것을 확인하였다.

응축된 냉매는 제 2 유로(620)을 통하여 드라이어(630)으로 유입된다. 상기 드라이어는 리시버 드라이어로서 드라이어의 기능 및 리시버로서의 기능이 함께 수행되도록 한다. 이로써 기계실(200)의 내부 공간을 더욱 줄일 수 있다.

상기 드라이어(630)로부터 공급되는 냉매는 팽창밸브(640)를 거쳐서 증발모듈(400)로 공급될 수 있다. 상기 증발모듈에서 증발된 냉매는 제 4 유로(650)을 통하여 상기 압축기(201)로 다시 유입한다.

상기 팽창밸브(640)와 상기 제 4 유로(650)는 서로 열교환에 의해서 열이 재생되도록 할 수 있다. 이를 위하여 상기 두 관로(640)(650)는 서로 접촉하도록 같은 모양으로 서로 굴곡된다. 그리고, 재생 단열재(651)가 두 관로(640)(650)를 함께 감싸고 외부로부터 단열시킬 수 있다. 상기 재생 단열재(651)는 압축기의 입구단부터 상기 증발모듈까지 연장되어 상기 두 관로(640)(650) 간에 충분한 열재생이 일어나도록 할 수 있다.

상기 재생 단열재(651)는 상기 증발모듈(400)의 내부로까지 더 연장되도록 할 수 있다. 이로써 상기 두 관로(640)(650) 간의 열교환 작용과 차가운 공기에 의해서 맺힌 이슬이, 캐비티(100)의 외부로 누설되지 않도록 한다. 이로써, 기계실(200) 내부의 고장발생을 방지할 수 있다.

상기 기계실(200) 내부의 각 부품은 기계실 바닥 프레임(210)에 의해서 일차로 지지된다. 상기 기계실 바닥 프레임(210)은 냉장고 바닥 프레임(8)에 체결된다. 상기 기계실 바닥 프레임(210)은 강도보강 및 진동저감을 위하여 포밍부가 제공된다.

상기 포밍부에는, 상기 응축모듈(500)이 놓이는 부분과 상기 압축기(201)가 놓이는 부분 사이에 형성되어, 서로 다른 동작 주파수가 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 비교적 깊에 포밍되는 제 2 포밍부(212)와, 각 부품 및 차량에서 발생하는 진동을 저감하는 제 1 포밍부(211)가 포함된다. 상기 포밍부(211)(212)는 기계실 바닥 프레임(210)의 관성모멘트를 크게 하여 강도를 크게 하는 것도 물론이다.

상기 압축기(201)는 압축기 바닥 프레임(293)에 고정된 상태로 기계실 바닥 프레임(210)에 체결된다. 상기 압축기 바닥 프레임(293)과 상기 기계실 바닥 프레임(210)의 접촉부에는 댐퍼(203)가 개입되어 압축기의 진동이 가급적 기계실의 다른 부품 및 외부로 전달되지 않도록 한다.

도 9는 차량용 냉장고의 좌측면을 개략적으로 살피는 도면이다.

도 9를 참조하면, 기계실(300) 후방에 응축모듈(500)이 놓이고 전방에 압축기(201)가 놓인다. 압축기(201)의 흡입측 관로는 압축기의 자리를 조절함으로서 기계실의 전방에 놓이는 것을 볼 수 있다. 이에 따르면, 상기 제 4 유로(650) 및 상기 팽창밸브(640)의 열재생 경로를 최대한 길게 할 수 있다.

상세하게 설명하면, 좁은 기계실(200)의 내부에는 열재생을 위한 별도의 루핑를 만드는 것은 어렵다. 이를 극복하기 위하여 실시예에서는 증발모듈(400)로의 흡입측에서 가장 먼 쪽에 압축기의 흡입측을 위치시켜서, 열 재생이 수행되는 관로를 가급적 길게 할 수 있다. 도면에서 L은 그 거리를 나타낸다. 제 4 유로 및 팽창밸브를 길게 함으로써, 압축기의 진동이 증발모듈(400) 측으로 전달되는 것을 최대한 억제할 수 있다.

상기 재생단열재(651)는 캐비티(100)를 이루는 진공단열체(101)의 외벽을 따라서 연장된다. 이는 관로가 별도의 기계실 내부 공간을 차지하지 않아, 기계실 커버(700)와 콘솔커버(300)의 간격을 가급적 크게 함으로써, 공기유동에 장애를 주지 않는 효과를 얻을 수 있다.

상기 응축모듈(500)에는, 응축기(510)과 응축팬(501)의 사이에 응축기 스페이서(505)가 개입되는 구성으로 이루어진다. 이로써 충분한 풍량확보 및 소음발생저감이라는 효과를 달성할 수 있다.

도 10은 응축모듈의 분해 사시도이다.

도 10을 참조하면, 응축기(510)에는, 열교환을 위한 핀(515)이 촘촘하게 배치되고 상기 핀(515) 배열구조의 양단에 응축기 프레임(512)이 마련된다. U자관(513)이 상기 핀(515)과 상기 응축기 프레임(512)은 관통하고 그 내부를 냉매가 통과할 수 있다. 상기 응축기 프레임(512)의 하단에는 응축기 체결편(511)이 제공되어 기계실 바닥 프레임에 응축기(510)가 체결될 수 있다.

상기 응축기(510)와 상기 응축기 스페이서(505)와 상기 응축팬(501)에는 서로 정렬되는 홀이 마련되고 단일의 체결부재에 의해서 체결될 수 있다.

상기 응축기 스페이서(505)에는, 상기 응축기(510)의 상측부에 자리잡는 스페이서 놓임부(523)과, 상기 스페이서 놓임부(523)의 하부로 연장되는 스페이서부(522)가 마련된다. 상기 스페이서부(522)는 소정 길이의 폭을 가져서 응축기(510)와 응축팬(501)이 일정 간격을 유지하도록 한다.

상기 스페이서부(52)의 전면에는 응축실링부(506)가 제공되어, 응축팬(501)이 빈틈이 없이 정확하게 응축기 스페이서(505)에 자리잡을 수 있다. 따라서, 응축팬(501)으로 흡입되는 공기는 상기 응축실링부(506) 내부의 원형의 홀을 통해서만 유동할 수 있다. 이와 달리, 상기 스페이서부(522)의 후면은 상기 핀(515)의 설치면적과 대응되는 사각형의 흡입면적을 가질 수 있다.

본 구성에 따르면, 핀(515)을 통과하는 많은 공기가 넓은 스페이서부(522)를 통하여 흡입되기 때문에 핀(515)을 전체적으로 활용하여 응축효율을 높일 수 있다. 사각형 면적을 통하여 흡입된 공기는 스페이서부(522)의 간격 범위 내에서 원형으로 정렬된 다음에 응축실링부(506)의 원형 홀을 통과할 수 있다. 이로써 슬립현상에 의한 소음발생을 줄일 수 있고, 공기유량을 크게 할 수 있다. 상기 응축팬(501)이 콘솔공간(4)의 내벽과 더 멀어지도록 하여 공기의 유동저항을 줄이는 것도 공기유량 증대에 기여할 수 있다.

도 11은 응축모듈의 측면도이다.

도 11을 참조하면, 응축모듈은 응축기(510)과 응축팬(501)의 사이에 응축기 스페이서(505)가 개입되어 소정길이의 간격부(W)를 제공하는 것을 볼 수 있다. 상기 간격부(W)는 유동의 정렬로 인한 소음저감, 대용량의 공기흡입, 및 충격파의 저감을 가능하게 한다.

도 12는 응축팬의 크기 및 상기 간격부의 길이에 따른 유량변화를 측정한 선도로서, 도 12를 참조하면, 실험은 팬의 크기가 92mm와 120mm인 경우, 두 가지로 수행하였다. 팬의 크기가 120mm는 소음이 크기 때문에, 소음 발생이라는 측면에 있어서, 팬의 크기가 92mm인 경우와 대략 비슷해지는 수준으로 회전수를 조절하여 실험을 수행하였다. 팬의 크기가 92mm인 경우에는 2000rpm으로 수행하였다.

실험의 결과, 팬의 크기가 92mm인 경우에는, 상기 간격부가 5~15mm에 이르면 풍량 확보 측면에 있어서 문제가 없는 것을 볼 수 있었다. 상세하게 설명하면, 상기 간격부가 20mm에서 풍량의 향상효과가 거의 수렴하고, 5mm인 경우에는 20mm인 경우의 95%수준에 이르고, 15mm인 경우에는 99%에 이르는 것을 볼 수 있었다. 바람직한 실시예의 경우에는 10mm를 적용할 수 있다.

팬의 크기가 120mm인 경우에는, 상기 간격부를 줄일수록 풍량 저하가 더 크게 나타나고, 풍량이 수렴하는 수치가 30mm이상으로 보이므로 풍량확보 및 소음저감의 측면에 있어서 바람직하지 않다. 또한, 기계실(200) 내부이 공간활용의 측면에 있어서도 적용하기가 어렵다.

도 13은 진공단열체의 내부구성에 대한 다양한 실시예를 보이는 도면이다.

먼저 도 13a를 참조하면, 진공공간부(50)는 제 1 공간 및 상기 제 2 공간과는 다른 압력, 바람직하게는 진공 상태의 제 3 공간으로 제공되어 단열손실을 줄일 수 있다. 상기 제 3 공간은 상기 제 1 공간의 온도 및 상기 제 2 공간의 온도의 사이에 해당하는 온도로 제공될 수 있다.

상기 제 3 공간은 진공 상태의 공간으로 제공된다. 따라서, 상기 제 1 플레이트 부재(10) 및 상기 제 2 플레이트 부재(20)는 각 공간의 압력차 만큼의 힘에 의해서 서로 접근하는 방향으로 수축하는 힘을 받기 때문에, 상기 진공공간부(50)는 작아지는 방향으로 변형될 수 있다. 이 경우에는 진공공간부의 수축에 따른 복사전달량의 증가, 상기 플레이트 부재(10)(20)의 접촉에 따른 전도전달량의 증가에 따른 단열손실을 야기할 수 있다.

상기 진공공간부(50)의 변형을 줄이기 위하여 서포팅유닛(30)이 제공될 수 있다. 상기 서포팅유닛(30)에는 바(31)가 포함된다. 상기 바(31)는 제 1 플레이트 부재와 제 2 플레이트 부재의 사이 간격을 지지하기 위하여 상기 플레이트 부재에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 바(31)의 적어도 어느 일단에는 지지 플레이트(35)가 추가로 제공될 수 있다. 상기 지지 플레이트(35)는 적어도 두 개 이상의 바(31)를 연결하고, 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)에 대하여 수평한 방향으로 연장될 수 있다.

상기 지지 플레이트는 판상으로 제공될 수 있고, 격자형태로 제공되어 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)와 접하는 면적이 작아져서 열전달이 줄어들도록 할 수 있다. 상기 바와 상기 지지 플레이트는 적어도 일 부분에서 고정되어, 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 사이에 함께 삽입될 수 있다. 상기 지지 플레이트(35)는 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 중 적어도 하나에 접촉하여 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 상기 바(31)의 연장방향을 기준으로 할 때, 상기 지지플레이트(35)의 총단면적은 상기 바(31)의 총단면적보다 크게 제공하여, 상기 바(31)를 통하여 전달되는 열이 상기 지지 플레이트(35)를 통하여 확산될 수 있다.

상기 서포팅유닛(30)의 재질로는, 높은 압축강도, 낮은 아웃게싱(outgassing) 및 물흡수율, 낮은 열전도율, 고온에서 높은 압축강도, 및 우수한 가공성을 얻기 위하여, PC, glass fiber PC, low outgassing PC, PPS, 및 LCP 중에서 선택되는 수지를 사용할 수 있다.

상기 진공공간부(50)를 통한 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 간의 열복사를 줄이는 복사저항쉬트(32)에 대하여 설명한다. 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)는 부식방지과 충분한 강도를 제공할 수 있는 스테인레스 재질로 제공될 수 있다. 상기 스테인레스 재질은 방사율이 0.16으로서 비교적 높기 때문에 많은 복사열 전달이 일어날 수 있다. 또한, 수지를 재질로 하는 상기 서포팅유닛의 방사율은 상기 플레이트 부재에 비하여 낮고 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 내면에 전체적으로 마련되지 않기 때문에 복사열에 큰 영향을 미치지 못한다. 따라서 상기 복사저항쉬트는 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20) 간의 복사열 전달의 저감에 중점적으로 작용하기 위하여, 상기 진공공간부(50)의 면적의 대부분을 가로질러서 판상으로 제공될 수 있다.

상기 복사저항쉬트(32)의 재질로는, 방사율(emissivity)이 낮은 물품이 바람직하고, 실시예에서는 방사율 0.02의 알루미늄 박판이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 적어도 한 장의 복사저항쉬트(32)가 서로 접촉하지 않도록 일정 간격을 두고 제공될 수 있다. 적어도 어느 한 장의 복사저항쉬트는 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 내면에 접하는 상태로 제공될 수 있다. 상기 진공공간부(50)의 높이가 낮은 경우에는 한 장의 복사저항쉬트가 삽입될 수도 있다. 차량용 냉장고(7)의 경우에는 진공단열체(101)의 두께를 얇게 하고 캐비티(100)의 내부 용적을 확보하기 위하여 한 장의 복사저항쉬트를 삽입할 수 있다.

도 13b를 참조하면, 서포팅유닛(30)에 의해서 플레이트 부재 간의 간격을 유지하고, 진공공간부(50)의 내부에 다공성물질(33)을 충전할 수 있다. 상기 다공성물질(33)은 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 재질인 스테인레스보다는 방사율이 높을 수 있지만, 진공공간부를 충전하고 있으므로 복사열전달의 저항효율이 높다.

본 실시예의 경우에는, 복사저항쉬트(32)가 없이도 진공단열체를 제작할 수 있는 효과가 있다.

도 13c를 참조하면, 진공공간부(50)를 유지하는 서포팅유닛(30)이 제공되지 않는다. 이를 대신하여 다공성물질(33)이 필름(34)에 싸인 상태로 제공되었다. 이때 다공성물질(33)은 진공공간부의 간격을 유지할 수 있도록 압축된 상태로 제공될 수 있다. 상기 필름(34)은 예시적으로 PE재질로서 구멍이 뚫려있는 상태로 제공될 수 있다.

본 실시예의 경우에는, 상기 서포팅유닛(30)이 없이 진공단열체를 제작할 수 있다. 다시 말하면, 상기 다공성물질(33)은 상기 복사저항쉬트(32)의 기능과 상기 서포팅유닛(30)의 기능을 함께 수행할 수 있다.

도 14는 전도저항쉬트 및 그 주변부의 실시예를 보이는 도면이다.

먼저 도 14a를 참조하면, 상기 진공단열체의 내부를 진공으로 유지하기 위하여 상기 제 2 플레이트 부재(20)와 상기 제 1 플레이트 부재(10)는 밀봉되어야 한다. 이때 두 플레이트 부재는 각각이 온도가 서로 다르므로 양자 간에 열전달이 발생할 수 있다. 종류가 다른 두 플레이트 부재 간의 열전도를 방지하기 위하여 전도저항쉬트(60)가 마련된다.

상기 전도저항쉬트(60)는 상기 제 3 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하고 진공상태를 유지하도록 그 양단이 밀봉되는 밀봉부(61)로 제공될 수 있다. 상기 전도저항쉬트(60)는 상기 제 3 공간의 벽을 따라서 흐르는 열전도량을 줄이기 위하여 마이크로미터 단위의 얇은 박판으로 제공될 수 있다. 상기 밀봉부(61)는 용접부로 제공될 수 있다. 즉, 전도저항쉬트(60)와 플레이트 부재(10)(20)가 서로 융착되도록 할 수 있다. 서로 간의 융착 작용을 이끌어내기 위하여 상기 전도저항쉬트(60)와 플레이트 부재(10)(20)는 서로 같은 재질을 사용할 수 있고, 스테인레스를 그 재질로 할 수 있다. 상기 밀봉부(61)는 용접부로 제한되지 않고 코킹 등의 방법을 통하여 제공될 수도 있다. 상기 전도저항쉬트(60)는 곡선 형상으로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 전도저항쉬트(60)의 열전도의 거리는 각 플레이트 부재의 직선거리보다 길게 제공되어, 열전도량은 더욱 줄어들 수 있다.

상기 전도저항쉬트(60)를 따라서 온도변화가 일어난다. 따라서, 그 외부와의 열전달을 차단하기 위하여, 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에는 차폐부(62)가 제공되어 단열작용이 일어나도록 하는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 차량용 냉장고(7)의 경우에, 제 2 플레이트 부재(20)는 고온이고 제 1 플레이트 부재(10)는 저온이다. 그리고, 상기 전도저항쉬트(60)는 고온에서 저온으로 열전도가 일어나고 열흐름을 따라서 쉬트의 온도가 급격하게 변한다. 그러므로, 상기 전도저항쉬트(60)가 외부에 대하여 개방되는 경우에는 개방된 곳을 통한 열전달이 심하게 발생할 수 있다.

이러한 열손실을 줄이기 위하여 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에는 차폐부(62)가 제공되도록 한다. 예를 들어, 상기 전도저항쉬트(60)가 저온공간 또는 고온공간의 어느 쪽에 노출되는 경우에도, 상기 전도저항쉬트(60)는 노출되는 양만큼 전도저항의 역할을 수행하지 못하기 때문에 바람직하지 않게 된다.

상기 차폐부(62)는 상기 전도저항쉬트(60)의 외면에 접하는 다공성물질로 제공될 수도 있고, 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에 놓이는 별도의 가스켓으로 예시가능한 단열구조물로 제공될 수도 있고, 전도저항쉬트(60)와 마주보는 위치에 제공되는 상기 콘솔커버(300)가 될 수도 있다.

상기 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20) 간의 열전달경로를 설명한다.

진공단열체를 통과하는 열에는, 상기 진공단열체의 표면, 더 상세하게 상기 전도저항쉬트(60)를 따라서 전달되는 표면전도열(①)과, 상기 진공단열체의 내부에 제공되는 서포팅유닛(30)을 따라서 전도되는 서포터전도열(②)과, 진공공간부의 내부 가스를 통한 가스전도열(③)과, 진공공간부를 통하여 전달되는 복사전달열(④)로 구분할 수 있다.

상기 전달열은 다양한 설계 수치에 따라서 변형될 수 있다. 예를 들어 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)가 변형되지 않고 진공압에 견딜 수 있도록 서포팅유닛을 변경할 수도 있고, 진공압을 변경할 수 있고, 플레이트 부재의 간격길이를 달리할 수 있고, 전도저항유닛의 길이를 변경할 수 있고, 플레이트 부재가 제공하는 각 공간(제 1 공간 및 제 2 공간)의 온도차를 어느 정도를 하는지에 따라서 달라질 수 있다. 실시예의 경우에는 총열전달량이 종래 폴리우레탄을 발포하여 제공되는 단열구조물에 비하여 열전달량이 작아지도록 하는 것을 고려할 때 바람직한 구성을 알아내었다. 여기서, 종래 폴리우레탄을 발포하는 냉장고에서의 실질열전달계수는 19.6mW/mK으로 제시될 수 있다.

이에 따른 실시예의 진공단열체의 열전달량을 상대적으로 분석하면, 가스전도열(③)에 의한 열전달이 가장 작아지게 할 수 있다. 예를 들어 전체 열전달의 4%이하로 이를 제어할 수 있다. 상기 표면전도열(①) 및 상기 서포터전도열(②)의 합으로 정의되는 고체전도열에 의한 열전달이 가장 많다. 예를 들어 75%에 달할 수 있다. 상기 복사전달열(③)은 상기 고체전도열에 비해서는 작지만 가스전도열에 의한 열전달보다는 크게 된다. 예를 들어, 상기 복사전달열(③)은 전체 열전달량의 대략 20%를 차지할 수 있다.

이러한 열전달분포에 따르면, 실질열전달계수(eK: effective K)(W/mK)는 상기 전달열(①②③④)을 비교할 때 수학식 1의 순서를 가질 수 있다.

여기서 상기 실질열전달계수(eK)는 대상 물품의 형상과 온도차를 이용하여 측정할 수 있는 값으로서, 전체 열전달량과 열전달되는 적어도 하나의 부분의 온도를 측정하여 얻어낼 수 있는 값이다. 예를 들어 냉장고 내에 정량적으로 측정이 가능한 가열원을 두고서 발열량을 알고(W), 냉장고의 도어 본체와 도어의 테두리를 통하여 각각 전달되는 열을 도어의 온도분포를 측정하고(K), 열이 전달되는 경로를 환산값으로 확인함으로써(m), 실질열전달계수를 구할 수 있는 것이다.

전체 진공단열체의 상기 실질열전달계수(eK)는 k=QL/A△T로 주어지는 값으로서, Q는 열전달량(W)으로서 히터의 발열량을 이용하여 획득할 수 있고, A는 진공단열체의 단면적(m²)이고, L은 진공단열체의 두께(m)이고, △T는 온도차로서 정의할 수 있다.

상기 표면전도열은, 전도저항쉬트(60)(63)의 입출구의 온도차(△T), 전도저항쉬트의 단면적(A), 전도저항쉬트의 길이(L), 전도저항쉬트의 열전도율(k)(전도저항쉬트의 열전도율은 재질의 물성치로서 미리 알아낼 수 있다)를 통하여 전도열량을 알아낼 수 있다. 상기 서포터전도열은, 서포팅유닛(30)의 입출구의 온도차(△T), 서포팅유닛의 단면적(A), 서포팅유닛의 길이(L), 서포팅유닛의 열전도율(k)을 통하여 전도열량을 알아낼 수 있다. 여기서, 상기 서포팅유닛의 열전도율은 재질의 물성치로서 미리 알아낼 수 있다. 상기 가스전도열(③)과 상기 복사전달열(④)의 합은 상기 전체 진공단열체의 열전달량에서 상기 표면전도열과 상기 서포터전도열을 빼는 것에 의해서 알아낼 수 있다. 상기 가스 전도열과 상기 복사전달열의 비율은 진공공간부의 진공도를 현저히 낮추어 가스 전도열이 없도록 하였을 때의 복사전달열을 구하는 것으로서 알아낼 수 있다.

상기 진공공간부(50)의 내부에 다공성물질이 제공되는 경우에, 다공성물질전도열(⑤)은 상기 서포터전도열(②)과 복사열(④)을 합한 양으로 고려할 수 있다. 상기 다공성물질전도열은 다공성물질의 종류와 양 등의 다양한 변수에 의해서 변경될 수 있다.

상기 제 2 플레이트 부재에 있어서, 상기 전도저항쉬트(60)를 통과하는 열전달 경로가 제 2 플레이트 부재와 만나는 지점에서, 제 2 플레이트 부재의 평균온도와의 온도차이가 가장 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 공간이 상기 제 1 공간에 비하여 뜨거운 영역인 경우에는, 상기 전도저항쉬트를 통과하는 열전달 경로가 제 2 플레이트 부재와 만나는 제 2 플레이트 부재의 지점에서 온도가 최저가 된다. 마찬가지로, 상기 제 2 공간이 상기 제 1 공간에 비하여 차가운 영역인 경우에는, 상기 전도저항쉬트를 통과하는 열전달 경로가 제 2 플레이트 부재와 만나는 제 2 플레이트 부재의 지점에서 온도가 최고가 된다.

이는 전도저항쉬트를 통과하는 표면전도열을 제외하는 다른 곳을 통한 열전달량은 충분히 제어되어야 하고, 표면전도열이 가장 큰 열전달량을 차지하는 경우에 비로소 전체적으로 진공단열체가 만족하는 전체 열전달량을 달성할 수 있는 이점을 얻는 것을 의미한다. 이를 위하여 상기 전도저항쉬트의 온도변화량은 상기 플레이트 부재의 온도변화량보다 크게 제어될 수 있다.

상기 진공단열체를 제공하는 각 부품의 물리적 특징에 대하여 설명한다. 상기 진공단열체는 진공압에 의한 힘이 모든 부품에 가하여진다. 따라서, 일정한 수준의 강도(strength)(N/m²)를 가지는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

도 14b를 참조하면, 14a와 동일하고, 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20)와 전도저항쉬트(60)가 체결되는 부분에 있어서만 차이가 있다. 따라서, 동일한 부분은 그 설명을 생략하고 특징적으로 달라지는 부분만을 상세히 설명한다.

상기 플레이트 부재(10)(20)의 끝단부는, 고온의 제 2 공간측으로 벤딩되어 플랜지부(65)를 형성할 수 있다. 상기 플랜지부(65)의 상면에 용접부(61)가 형성되 전도저항쉬트(60)와 플랜지부(65)가 체결되도록 할 수 있다. 본 실시예의 경우에는 작업자가 어느 일면 만을 바라보며 용접을 수행할 수 있다. 따라서, 두 번의 작업이 필요치 않고 작업이 더 편리해 질 수 있다.

차량용 냉장고(7)와 같이 진공공간부(50)의 간격이 좁아서 도 14a와 같은 안쪽과 바깥쪽의 용접이 어려운 경우에는 더욱 바람직하게 적용할 수 있다.

도 15는 서포팅유닛이 사용되는 경우에 진공단열체의 내부를 배기하는 공정을 시간과 압력으로 관찰하는 그래프이다.

도 15를 참조하면, 상기 진공공간부(50)를 진공상태로 조성하기 위하여, 가열하면서 진공공간부의 부품에 남아있는 잠재적인 기체를 기화시키면서 진공펌프로 진공공간부의 기체를 배기한다. 그러나, 일정 수준 이상의 진공압에 이르면 더 이상 진공압의 수준이 높아지지 않는 지점에 이르게 된다(△t₁). 이후에는 진공펌프의 진공공간부의 연결을 끊고 열을 가하여 게터를 활성화시킨다(△t₂). 게터가 활성화되면 일정 시간 동안은 진공공간부의 압력이 떨어지지만 정상화되어 일정 수준의 진공압을 유지한다. 게터 활성화 이후에 일정수준의 진공압을 유지할 때의 진공압은 대략 1.8×10^-6Torr이다.

실시예에서는 진공펌프를 동작시켜 기체를 배기하더라도 더이상 실질적으로 진공압이 낮아지지 않는 지점을 상기 진공단열체에서 사용하는 진공압의 하한으로 설정하여 진공공간부의 최저 내부 압력을 1.8×10^-6Torr로 설정한다.

도 16은 진공압과 가스전도도(gas conductivity)를 비교하는 그래프이다.

도 16을 참조하면, 상기 진공공간부(50) 내부의 사이 갭의 크기에 따라서 진공압에 따른 가스전도열(gas conductivity)을 실질열전달계수(eK)의 그래프로 나타내었다. 상기 진공공간부의 갭은 2.76mm, 6.5mm, 및 12.5mm의 세 가지 경우로 측정하였다. 상기 진공공간부의 갭은 다음과 같이 정의된다. 상기 진공공간부의 내부에 상기 복사저항쉬트(32)가 있는 경우는 상기 복사저항쉬트와 인접한 플레이트 사이의 거리이고, 상기 진공공간부의 내부에 복사저항쉬트가 없는 경우는 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 사이의 거리이다.

폴리우레탄을 발포하여 단열재를 제공하는 종래의 실질열전달계수 0.0196 W/mk과 대응되는 지점은 갭의 크기가 작아서 2.76mm인 경우에도 2.65×10^-1Torr인 것을 볼 수 있었다. 한편, 진공압이 낮아지더라도 가스전도열에 의한 단열효과의 저감효과가 포화되는 지점은 대략 4.5×10^-3Torr인 지점인 것을 확인할 수 있었다. 상기 4.5×10^- ³Torr의 압력은 가스전도열의 저감효과가 포화되는 지점으로 확정할 수 있다. 또한, 실질열전달계수가 0.1 W/mk일때에는 1.2×10^-2Torr이다.

상기 진공공간부에 상기 서포팅유닛이 제공되지 않고 상기 다공성물질이 제공되는 경우에는, 갭의 크기가 수 마이크로미터에서 수백 마이크로미터이다. 이 경우에는, 다공성물질로 인하여 비교적 진공압이 높은 경우에도, 즉 진공도가 낮은 경우에도 복사열전달은 작다. 따라서 그 진공압에 맞는 적절한 진공펌프를 사용한다. 해당하는 진공펌프에 적정한 진공압은 대략 2.0×10^-4Torr이다. 또한, 가스 전도열의 저감효과가 포화되는 지점의 진공압은 대략 4.7×10^-2Torr이다. 또한, 가스전도열의 저감효과가 종래의 실질열전달계수 0.0196 W/mk에 이르는 압력은 730Torr이다.

상기 진공공간부에 상기 서포팅유닛과 상기 다공성물질이 함께 제공되는 경우에는 상기 서포팅유닛만을 사용하는 경우와 상기 다공성물질만을 사용하는 경우의 중간 정도의 진공압을 조성하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 외부로부터 전원만을 공급받고, 독립된 장치로서 차량용 냉장고를 효율적으로 구현할 수 있다.

100: 캐비티
101: 진공단열체
200: 기계실

Claims

물품을 수용할 수 있는 캐비티;
캐비티의 옆에 놓이는 기계실;
상기 기계실의 내부 구역 중에서 앞쪽에 놓여 냉매를 압축하는 압축기;
상기 기계실의 내부 구역 중에서 뒷쪽에 놓여 냉매를 응축하는 응축모듈;
상기 응축모듈에서 응축된 냉매가 공급되어 증발되고, 상기 캐비티의 안에 놓이는 증발모듈; 및
상기 기계실을 덮고 후방으로부터의 공기흡입을 허용하는 기계실 커버가 포함되는 차량용 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 응축모듈은 유동방향을 기준으로 응축기, 스페이서, 및 응축팬 세 개로 분리되는 차량용 냉장고.
제 2 항에 있어서,
상기 스페이서의 흡입부는 사각형이고 토출부는 원형인 차량용 냉장고.
제 2 항에 있어서,
상기 스페이서의 폭은 5-10mm인 차량용 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기와 상기 응축모듈의 사이 간격부에 드라이어와 팽창밸브가 놓이는 차량용 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 드라이어는 리시버 드라이어 인 차량용 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 캐비티의 벽은 진공단열체인 차량용 냉장고.
제 8 항에 있어서,
상기 진공단열체의 내부 압력은 1.8×10-6Torr이상 4.5×10-3Torr이하인 차량용 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 증발모듈은 상기 캐비티의 뒷부분에 수용되는 차량용 냉장고.
사용자가 착석하기 위하여 서로 이격되는 적어도 한 쌍의 좌석;
상기 좌석의 사이 간격부에 제공되고 내부에 콘솔공간을 가지는 콘솔;
상기 콘솔의 운전자를 바라보는 쪽에 형성되는 흡기구;
상기 콘솔의 보조운전자를 바라보는 쪽에 형성되는 배기구;
상기 콘솔공간의 하부에 놓이는 냉장고 바닥 프레임;
상기 냉장고 바닥 프레임 상의 상기 흡기구를 바라보는 쪽에 제공되고 물품을 수용할 수 있는 캐비티;
상기 냉장고 바닥 프레임 상의 상기 배기구를 바라보는 쪽에 제공되는 기계실;
상기 캐비티의 내부에 수용되는 증발모듈;
상기 기계실에 놓이는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축모듈;
상기 응축모듈에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및
상기 압축기와 상기 응축모듈과 상기 팽창밸브와 상기 증발모듈을 연결하는 냉매관로가 포함되는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 기계실을 덮는 기계실 커버가 포함되는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 응축모듈은 상기 기계실의 뒷쪽, 상기 압축기는 상기 기계실의 앞쪽에 놓이는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 응축모듈은 기계실 커버와 접하는 응축기;
상기 응축기의 앞쪽에 놓이는 응축팬; 및
상기 응축팬과 응축기의 사이 간격을 제공하는 응축기 스페이서가 포함되는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 기계실의 부품을 하측에서 지지하는 기계실 바닥 프레임이 더 포함되는 차량.
제 14 항에 있어서,
상기 기계실 바닥프레임은 포밍되는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 냉매관로는 상기 캐비티 벽면을 따라서 연장되고, 상기 캐비티 벽면의 대각을 서로 연결하는 방향으로 연장되는 차량.
제 10 항에 있어서,
상기 압축기의 앞쪽에 압축기 단자 커버가 놓이는 차량.
물품을 수용할 수 있는 캐비티;
캐비티의 옆쪽에 놓이는 기계실;
상기 기계실의 내부 구역 중에서 앞부분에 놓여 냉매를 압축하는 압축기;
상기 기계실에 놓여 냉매를 응축하는 응축모듈;
상기 응축모듈에 응축된 냉매가 공급되어 증발되고, 상기 캐비티의 뒷부분에 놓이는 증발모듈;
상기 증발모듈와 상기 압축기를 잊는 냉매의 유로를 제공하기 위하여, 상기 기계실의 후방 윗쪽과 전방 아래쪽으로 연장되는 제 4 유로; 및
상기 기계실을 덮는 기계실 커버가 포함되는 차량용 냉장고.
제 18 항에 있어서,
상기 제 4 유로는 상기 캐비티 벽을 따라서 연장되는 차량용 냉장고.
제 18 항에 있어서,
상기 제 4 유로는 적어도 두 개의 곡선구간을 가지는 차량용 냉장고.