KR100379387B1 - 분리냉각형 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분리냉각형 냉장고에 관한 것으로, 냉장실과 냉동실의 냉기 유동을 독립적으로 수행함으로써 냉장실과 냉동실의 분리냉각이 가능하며 제상성능이 더욱 향상되도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 냉장고의 상부에 구획된 냉동실과, 냉장고의 하부에 구획된 냉장실과, 상기 냉동실과 냉장실의 상부면 사이에 형성된 순환냉기유로와, 상기 냉동실의 후방에서 상기 순환냉기유로와 연통되어 냉기가 유동하도록 형성된 제 1배면유로와, 상기 냉장실의 후방에서 상기 순환냉기유로와 연통되어 냉기가 유동하도록 형성된 제 2배면유로와, 상기 냉동실 내의 냉기를 상기 순환냉기유로 및 상기 제 1배면유로를 통해 강제 순환시키기 위해 상기 제 1배면유로 상에 설치된 제 1송풍팬과, 상기 냉장실 내의 냉기를 상기 순환냉기유로 및 상기 제 2배면유로를 통해 강제 순환시키기 위해 상기 제 2배면유로 상에 설치된 제 2송풍팬과, 상기 순환냉기유로를 상하로 구획하여 상측이 상기 제 1배면유로와 연통되고 하측이 상기 제 2배면유로와 연통하도록 상기 순환냉기유로 상에 설치되는 증발기를 포함하여 이루어진 분리냉각형 냉장고를 제공한다.

Description

분리냉각형 냉장고{Refrigerator with seperational cooling system}

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 특히 냉장실과 냉동실의 냉기 유동을 독립적으로 수행함으로써 냉장실과 냉동실의 분리냉각이 가능하며 제상성능이 더욱 향상되도록 한 분리냉각형 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 냉매를 압축 ― 응축 ― 팽창 ― 증발시키는 냉동사이클을 반복함에 따라 고내를 저온화시켜 음식물을 장기간동안 신선하게 보관할 수 있도록 한 냉동 냉장장치로서, 요식업소뿐만 아니라 일반가정에서도 거의 필수적으로 사용되고 있는 일반화된 가전제품이다.

상기와 같은 냉장고의 기본적인 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

냉장고는 저온 저압상태의 가스냉매를 고온 고압상태로 승온 승압시키는 압축기(Compressor)와, 상기 압축기로부터 유입되는 고온 고압가스 상태의 냉매를 냉각 응축하여 온도 40℃, 압력 9atm의 액체 냉매로 변환시키는 응축기(Condenser)와, 다른 부분의 냉매관 직경에 비해 축관되어 유입되는 냉매를 감압시키는 모세관(Capillary tube)과, 상기 모세관을 통한 냉매를 저온 저압 상태로 증발하면서 이에 비해 상대적으로 고온인 고내의 공기와 열교환되어 고내를 저온화시키는 증발기(Evaporator)등으로 구성되어 있다.

상기의 장치들을 필수적으로 갖추고 있는 통상적인 냉장고는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉장고의 외형을 구성하고 있는 단열재인 외부케이스(1)의 내측 상부에는 증발기(5)에 의해 열교환된 냉기가 직접 유입되어 약 -18℃의 실내온도를 유지하는 냉동실(2)이 구획되어 있으며, 상기 외부케이스(1)의 하부에는 상기 냉동실측으로부터 냉기가 공급되는 과정에서 열교환됨에 따라 상기 냉동실(2)에 비해 고온(0∼7℃)상태의 실내온도를 유지하는 냉장실(3)이 구획되어 있다.

상기 냉동실(2)과 냉장실(3) 사이에는 냉기가 순환하기 위한 순환냉기유로(4)가 형성되어 있고, 상기 냉동실(2)과 냉장실(3) 후방에는 상기 순환냉기유로(4)와 각각 연통되는 냉동실측 배면유로(5)와 냉장실측 배면유로(6)가 형성되어 있다.

상기 냉동실측 배면유로(6) 상에는 냉동실(2)로부터 순환되는 공기를 냉각시켜 다시 냉동실(2)로 유동시키는 증발기(7)와 송풍팬(8)이 설치되어 있다.

따라서, 상기 송풍팬(8)의 작동에 의해 냉동실(2) 및 냉장실(3) 내의 공기가 상기 순환냉기유로(4)의 전면에서부터 유입되어 일부의 공기는 상기 증발기(7)를 거쳐 재냉각되어 다시 냉동실(2)로 유입되고, 일부의 공기는 순환냉기유로(4) 후방에 연통된 냉장실측 배면유로(6)로 유입된 후 냉장실(3) 후벽에 형성된 냉기토출공(3b)을 통해 냉장실(3)의 각 칸으로 유입된다.

한편, 상기 증발기(7)는 도 2에 도시된 바와 같이 모세관(미도시)을 통해 감압되어 저온 저압으로 된 냉매가 유동하는 냉매관(71)과, 이 냉매관(71)이 관통하며 장착되도록 냉매관에 대해 수직하게 배열된 다수의 냉각핀(72;fin)으로 구성된 핀-튜브형 열교환기로 되어 있다.

한편, 상기와 같은 핀-튜브형 증발기(7)는 주지된 바와 같이 액체 상태의 냉매가 저온 저압의 기체상태로 증발되면서 주위의 잠열을 흡수하는 열교환에 의해 주위를 냉각시키게 되는데, 이 때, 주변의 공기가 이슬점 이하로 되면서 방출되는 수분은 영하 30℃ 정도로 유지되는 증발기 표면에서 성애로 발달하여 냉각효율을 저하시킨다.

따라서, 일반적인 냉장고의 증발기(7)에서는 도 3에 도시된 바와 같이 냉각핀(72) 주변부에 전기적으로 작동하는 제상선히터(75)를 장착하여 일정시간마다 가열하여 제상을 수행하도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 증발기(7)에서는 상기 제상선히터(75)가 상기 냉각핀(72)에 선접촉하고 있는 상태이므로 제상효율이 그다지 높지 않은 결점을 가지고 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 냉장고는 전술한 바와 같이 냉동실(2) 및 냉장실(3)의 공기가 동시에 증발기(7)로 유입되어 증발기에 열과 수분을 전달한 후 냉동실로 유입되도록 되어 있는 바, 냉장실 내의 공기가 상대적으로 많은 수분을 포함하고 있음으로 인해 상기 증발기에서는 지속적으로 두꺼운 성에층이 형성되고, 이에 따라 상기 제상선히터(75)로 자주 제상을 해주어야 하고 이는 소비전력의 증가와 증발기의 효율저하라는 문제점을 수반하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 증발기를 분리냉각을 위한 구조로 개선하여 냉장실과 냉동실을 분리하여 냉각함으로써 증발기에서 발생하는 성에를 줄이고, 제상장치로서 PTC(Positive Temperature Coefficient) 제상면히터를 사용하여 제상효율을 향상시킬 수 있도록 된 분리냉각형 냉장고를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술로서 일반적인 냉장고의 구성을 나타낸 요부 종단면도

도 2는 도 1의 냉장고에서 사용되는 일반적인 증발기의 형태를 나타낸 정면도

도 3은 종래의 증발기에서 제상작용을 수행하는 제상선히터의 설치구조를 나타낸 도 2의 증발기의 측면도

도 4는 본 발명에 따른 분리냉각형 냉장고의 구성을 나타낸 요부 종단면도

도 5는 도 4의 분리냉각형 냉장고를 구현하기 위한 증발기의 사시도

도 6은 본 발명의 증발기에서 제상을 수행하기 위한 제상면히터가 장착된 상태를 나타낸 도 5의 증발기의 정면도

도 7은 도 6의 증발기에 제상작용을 위해 장착되는 PTC 제상면히터의 정면도

도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명

10 - 외부케이스 20 - 냉동실

22 - 냉동실측 배면유로 24 - 제 1송풍팬

30 - 냉장실 32 - 냉장실측 배면유로

34 - 제 2송풍팬 40 - 순환냉기유로

51 - 압축기 700 - 증발기

710 - 냉매관 720 - 수평방열판

730 - 상부방열판 732 - 냉동실측 순환덕트

740 - 하부방열판 742 - 냉장실측 순환덕트

750 - 제상면히터

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 냉장고의 상부에 구획된 냉동실과, 냉장고의 하부에 구획된 냉장실과, 상기 냉동실과 냉장실의 상부면 사이에 형성된 순환냉기유로와, 상기 냉동실의 후방에서 상기 순환냉기유로와 연통되어 냉기가 유동하도록 형성된 제 1배면유로와, 상기 냉장실의 후방에서 상기 순환냉기유로와 연통되어 냉기가 유동하도록 형성된 제 2배면유로와, 상기 냉동실 내의 냉기를 상기 순환냉기유로 및 상기 제 1배면유로를 통해 강제 순환시키기 위해 상기 제 1배면유로 상에 설치된 제 1송풍팬과, 상기 냉장실 내의 냉기를 상기 순환냉기유로 및 상기 제 2배면유로를 통해 강제 순환시키기 위해 상기 제 2배면유로 상에 설치된 제 2송풍팬과, 상기 순환냉기유로를 상하로 구획하여 상측이 상기 제 1배면유로와 연통되고 하측이 상기 제 2배면유로와 연통하도록 상기 순환냉기유로 상에 설치되는 증발기를 포함하여 이루어진 분리냉각형 냉장고를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 냉장고의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 직냉실을 구비한 냉장고는, 냉장고의 외형을 구성하고 있는 단열재인 외부케이스(10)와, 상기 외부케이스(10)의 내측 상부에 구획된 냉동실(20)과, 상기 외부케이스(10)의 하부에 다수의 칸으로 구획된 냉장실(30)을 구비하며, 상기 냉동실(20)과 냉장실(30)의 전방에는 각 실을 개폐하기 위한 도어(21)(31)가 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 외부케이스(10) 내의 하단부에는 냉각사이클을 구성하는 압축기(51)와 응축기(미도시) 및 송풍팬(미도시)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 냉동실(20)의 후방에는 상기 냉동실 내의 냉기가 순환할 수 있도록 냉동실측 배면유로(22)가 형성되어 있으며, 상기 냉장실의 후방에도 냉장실 내의 냉기가 순환할 수 있도록 냉장실측 배면유로(32)가 형성되어 있다.

상기 냉동실(20)의 하부와 냉장실(3)의 상부면 사이에는 상기 냉동실(20)과 냉장실(30) 내의 냉기가 전방에서부터 유입되어 후방쪽으로 유통될 수 있도록 순환냉기유로(40)가 형성되어 있으며, 이 순환냉기유로(40)는 그 후방측에서 상기 냉동실측 배면유로(22)와 냉장실측 배면유로(32)와 연통되어 있다.

그리고, 상기 냉동실측 배면유로(22)와 냉장실측 배면유로(32) 각각에는 상기 냉동실(20)과 냉장실(30) 내의 공기를 강제 순환시키기 위한 소형의 제 1송풍팬(24) 및 제 2송풍팬(34)이 설치되어 있다.

한편, 상기 순환냉기유로(40)상에는 냉동실(20) 내의 공기와 냉장실(30)내의 공기를 분리하여 순환시키기 위하여 상기 순환냉기유로(40)를 상하로 분리되게 구획하도록 소정의 구조로 이루어진 증발기(700)가 설치된다.

상기 증발기(700)는, 도 5에 도시된 바와 같이 냉각사이클 중 모세관(미도시)을 통해 감압되어 저온 저압으로 된 냉매액이 유동하는 다단 절곡된 냉매관(710)과, 상기 다단 절곡된 냉매관(710)들을 차례로 수평하게 가로지르는 형태로 배치되어 상기 순환냉기유로(40)를 상하로 분리되게 구획하는 수평방열판(720)을 구비한다.

그리고, 상기 순환냉기유로의 전후방향을 따라 유로를 형성하도록 상기 냉매관(710)에는 길이방향을 따라서 상하로 수직하게 연장된 상부방열판(730)과 하부방열판(740)이 형성되어 있는데, 상기 상부방열판(730)과 하부방열판(740)은 증발기에서 열교환이 원활히 일어나도록 하는 냉각핀의 역할을 함과 더불어, 증발기(700)가 순환냉기유로(40)에 장착되었을 때 상기 상부방열판(730)들의 사이는 냉동실(20)로부터 유입된 냉기가 유동하는 냉동실측 순환덕트(732)를 형성하며, 상기 하부방열판(740)들 사이는 냉장실(30)로부터 유입된 냉기가 유동하는 냉장실측 순환덕트(742)를 형성하게 된다.

한편, 상기 증발기(700)는 상기 냉동실측 순환덕트(732)를 통해 냉동실 냉기가 유동하므로 증발기 하부에서보다 열교환이 활발히 일어나야하는 바, 이에 따라 상기 하부방열판(740)은 상부방열판(730)의 개수의 약 1/2정도가 되도록 냉매관(710) 마다 하나 건너 뛰어 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 증발기에서는 주로 냉장실 냉기가 유동하는 냉장실측 순환덕트(742) 쪽에서 착상이 발생하게 되므로, 상기 하부방열판(740)의 높이는 상기 상부방열판(730) 높이의 약 1.2배 내지 2배정도로 형성되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.

그리고, 상기 증발기(700)의 하단부에는 전술한 바와 같은 착상으로 인하여 도 6에 도시된 것과 같이 상기 하부방열판(740)과 접촉하여 열을 전달하도록 제상면히터(750)가 설치되며, 이 제상면히터(750)는 일정시간 주기로 전기적으로 작동하며 제상을 수행하도록 되어 있다.

참고로, 상기 제상면히터(750)는 도 7에 도시된 것과 같이 플레이트 형상으로 이루어진 PTC(Positive Temperature Coefficient) 제상면히터를 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 분리냉각형 냉장고의 작동에 대해 설명한다.

일반적인 냉각사이클은 종래의 냉각사이클 구성및 작동과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

사용자가 전원을 인가하면 냉장고 내의 냉각사이클이 구동되고, 상기 냉동실측 배면유로(22)에 설치된 제 1송풍팬(24)과 제 2송풍팬(34)이 작동하며 냉동실 내의 냉기와 냉장실 내의 냉기를 순환시키게 된다.

먼저, 냉동실(20)에서의 냉기 순환에 대해 설명하면, 상기 제 1송풍팬(24)의 작동에 의해 냉동실 하부의 냉기는 순환냉기유로(40) 전면을 통해 증발기(700)의 상부방열판(730)에 의해 구획된 냉동실측 순환덕트(732)들로 유입된 후, 이 냉동실측 순환덕트(732)를 따라 유동하면서 열교환되어 냉각된다.

상기 냉동실측 순환덕트(732)를 통과하여 냉각된 냉기는 상기 냉동실측 배면유로(22)를 통과한 후 제 1송풍팬(24)에 의해 다시 냉동실(20) 내로 유입된다.

다음으로, 냉장실측에서의 냉기 순환에 대해 설명하면, 상기 제 2송풍팬(34)의 작동에 의해 냉장실(30) 내의 냉기는 냉장실 상부의 순환냉기유로(40) 전면으로 유입되어 증발기(700)의 하부에서 하부방열판(740)에 의해 구획된 냉장실측 순환덕트(742)들로 유입된다.

상기 냉장실측 순환덕트(742)로 유입된 냉기는 이 냉장실측 순환덕트(742)를 통과하면서 열교환되어 냉각된 후 후방의 냉장실측 배면유로(32)로 유입되고, 이렇게 냉장실측 배면유로(32)로 유입된 냉기는 냉장실의 각 칸에 형성된 냉기토출구멍(33)을 통해 냉장실의 각 칸으로 공급된다.

한편, 상기 증발기(700)의 냉장실측 순환덕트(742)에는 이 순환덕트(742)를 통과하게 되는 냉장실 냉기가 수분을 많이 포함하고 있음으로 인해 열교환과정에서 성에가 발생하게 되고, 이에 따라 상기 냉장실측 순환덕트(742)의 하부에 설치된 제상면히터(750)가 주기적으로 작동하면서 제상을 수행하게 된다.

그리고, 상기 증발기(700)에서 성애가 발생하는 정도를 기존의 증발기와 비교해볼 때, 증발기(700)의 상부보다 열교환이 상대적으로 적게 일어나는 증발기(700) 하부에서 주로 성에가 발생하게 되므로 기존보다 착상이 덜 발생하게 되고 이에 따라 제상주기도 길어지게 됨을 알 수 있을 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 냉동실의 공기와 냉장실의 공기가 분리되어 독립적으로 순환하게 되므로, 기존보다 냉장실 공기가 유동하는 증발기 부분에서 착상이 덜 발생하게 되고, 이에 따라 제상주기가 길어지고 적은 열량으로도효과적인 제상성능을 기대할 수 있게 되어 소비전력이 줄어들뿐만 아니라 열교환기의 효율도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 냉장고의 상부에 구획된 냉동실과, 냉장고의 하부에 구획된 냉장실과, 상기 냉동실과 냉장실의 상부면 사이에 형성된 순환냉기유로와, 상기 냉동실의 후방에서 상기 순환냉기유로와 연통되어 냉기가 유동하도록 형성된 제 1배면유로와, 상기 냉장실의 후방에서 상기 순환냉기유로와 연통되어 냉기가 유동하도록 형성된 제 2배면유로와, 상기 냉동실 내의 냉기를 상기 순환냉기유로 및 상기 제 1배면유로를 통해 강제 순환시키기 위해 상기 제 1배면유로 상에 설치된 제 1송풍팬과, 상기 냉장실 내의 냉기를 상기 순환냉기유로 및 상기 제 2배면유로를 통해 강제 순환시키기 위해 상기 제 2배면유로 상에 설치된 제 2송풍팬을 포함하여 구성된 냉장고에 있어서,

   상기 순환냉기유로 상에 이 순환냉기유로를 상하로 분리되게 구획함과 더불어 상측이 상기 제 1배면유로와 연통되고 하측이 상기 제 2배면유로와 연통되는 증발기가 설치되어, 상기 냉동실의 냉기는 상기 증발기의 상부를 통과하며 열교환되면서 제 1배면유로 및 냉동실로 순환하고, 상기 냉장실의 냉기는 증발기의 하부를 통과하며 열교환되면서 제 2배면유로 및 냉장실로 순환하도록 된 것을 특징으로 하는 분리냉각형 냉장고.
2. 제 1항에 있어서, 상기 증발기는,

   저온 저압의 냉매가 유동하는 다단 절곡된 냉매관과,

   상기 냉매관들을 수평하게 가로지르며 상기 순환냉기유로를 상하로 분리되게 구획하도록 설치된 수평방열판과,

   상기 순환냉기유로의 전후방향을 따라 유로를 형성하도록 상기 다단 절곡된 각 냉매관의 길이방향을 따라 각 냉매관에 상부 및 하부에 수직하게 부착된 다수의 상부방열판 및 하부방열판을 포함하여 이루어진 분리냉각형 냉장고.
3. 제 2항에 있어서, 상기 수직방열판은 상부방열판이 하부방열판보다 개수가 많도록 된 것을 특징으로 하는 분리냉각형 냉장고.
4. 제 2항에 있어서, 상기 증발기의 하단부에는 상기 각 하부방열판과 접촉하도록 된 플레이트 형상의 제상면히터가 설치된 것을 특징으로 하는 분리냉각형 냉장고.