KR100483144B1 - 직냉식 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직냉식 냉장고에 대한 것으로서, 상기 직냉식 냉장고는 외부 케이스와, 내부 케이스와, 금속판과, 기화기와, 절연체와, 제 1 접착 수단과, 제 2 접착 수단을 포함한다. 상기 내부 케이스는 상기 외부 케이스의 내부에 위치하고, 상기 금속판은 상기 내부 케이스에 부착된다. 제 1 접착 수단을 사용하여 상기 금속판을 상기 내부 케이스에 부착시킨다. 제 2 접착 수단을 사용하여 상기 기화기를 상기 금속판 위에 부착시킨다. 상기 절연체는 상기 내부 케이스와 상기 외부 케이스의 사이에 게재된다.

Description

직냉식 냉장고{DIRECT COOLING TYPE REFRIGERATOR}

본 발명은 직냉식 냉장고에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 온도 분포를 고르게 하여 냉각 효율을 높인 직냉식 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 신선도를 장기간 유지하기 위하여 음식물을 냉동된 또는 냉장된 상태로 저장하기 위한 장치이다. 이러한 냉장고는 본질적으로 압축기(Compressor)와, 응축기(Condenser)와, 기화기(Evaporator)를 포함한다. 상기 압축기는 냉매(Refrigerant)를 압축하여 순환시킨다. 상기 응축기는 상기 냉매를 액체 상태로 응축시키는 역할을 하며, 상기 기화기는 상기 액체 상태의 냉매를 기화시킴으로써 차가운 공기를 발생시키는 역할을 한다.

상기 냉장고는 냉동실 및/또는 냉장실을 더욱 포함한다. 상기 냉동실은 육류나 아이스크림과 같은 냉동된 음식을 저장하는 역할을 한다. 상기 냉장실은 실온(Room temperature)보다 낮은 온도에서 음식물을 저장하는 역할을 한다.

다양한 요구를 충족시키기 위하여 많은 종류의 냉장고가 개발되고 있으며, 직냉식 냉장고도 그 중 하나이다. 다른 용어로 자연 순환 방식이라 칭하는 직냉식 냉장고에서는, 냉동실과 냉장실의 온도 차이에 의하여 차가운 공기가 자연적으로 대류한다. 상기 직냉식 냉장고의 기화기는 일반적으로 상기 냉동실 및/또는 냉장실을 형성하는 내부 케이스(Case)를 직적 접촉한다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 종래의 직냉식 냉장고(1)과 그 문제점을 설명할 것이다. 도 1은 상기 종래의 직냉식 냉장고(1)의 평면도를 도시하고 있으며 도 2는 도 1의 "II-II" 선에 따라 절개한 단면을 도시하고 있다.

도 1에서, 상기 직냉식 냉장고(1)는 케비넷(2)과, 상기 케비넷(2)에 조립되는 도어(Door)(50)와, 상기 케비넷(2)의 내부에 위치한 라이너(4)와, 상기 라이너(4)에 의해 한정되는 냉동실 및/또는 냉장실(60)를 포함한다. 상기 라이너(4)는 다른 용어로 내부 케이스라고 칭한다. 기화기(미도시)와, 응축기(미도시)와, 압축기(미도시)도 역시 상기 직냉식 냉장고(1)에 포함된다. 일반적으로 상기 도어(50)와 상기 케비넷(2)은 말하자면 힌쥐(Hinge)(미도시)와 조립됨으로써, 상기 도어(50)는 상기 냉동실 및/또는 냉장실(60)을 개폐할 수 있다. 상기 직냉식 냉장고(1)가 냉장실과 냉동실(60) 모두를 포함할 경우라면, 상기 냉장실은 일반적으로 상기 냉동실과 냉동실(60)의 밑에 위치한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 종래의 직냉식 냉장고(1)는 냉매 파이프(10)와 절연체(20)를 더욱 포함한다. 상기 냉매 파이프(10)는 상기 라이너(4) 상에 위치하며 기화기로서의 역할을 한다. 상기 절연체(20)는 상기 라이너(4)와 상기 케비넷(2)의 사이에 게재되어 상기 냉동실 혹은 냉장실(60)을 절연한다. 상기 절연체(20)는 일반적으로 폴리우레탄(Polyurethane)이며, 상기 라이너(4)는 일반적으로 폴리스티렌(Polystyrene)이다. 상기 라이너(4)는 일반적으로 다수개의 오목부(4a)를 갖으며, 상기 냉매 파이프(10)가 상기 오목부(4a)에 매립되어 상기 라이너(4)와 접촉한다. 상기 냉매는 상기 냉매 파이프(10)의 내부에서 기화됨으로써, 상기 냉동실(60)의 온도를 감소시킨다.

상기 종래의 직냉식 냉장고(1)는 상기 라이너(4)를 따라 온도가 크게 변화한다는 등의 몇가지 문제점을 내재하고 있다. 상기 냉매 파이프(10)가 상기 오목부(4a)에서만 상기 라이너(4)와 직접 접촉하고 있고 상기 라이너(4)가 일반적으로 열저항성인 물질로 만들어지기 때문에, 온도는 파이프 접촉부와 비접촉부 사이에서 급격히 달라진다. 상기 온도 변화는 상기 종래의 직냉식 냉장고(1)의 냉각 효율 저하를 초래한다.

상기 라이너(4)를 형성하는데는 열가소성 판을 열성형하는 기술이 적용되는데, 여기서 또다른 문제점이 발생한다. 상기와 같은 기술은 판의 규격을 제어하기 어렵다는 것 등의 같은 몇가지 단점을 가진다. 즉, 상기 오목부(4a)의 크기, 모양, 깊이, 또는 위치 등이 상기 라이너(4) 전체를 통해 균일하도록 하는 것이 힘들다는 것이다. 만약 상기 오목부(4a)의 위치가 불규칙적으로 형성되면, 상기 냉매 파이프(10)와 상기 라이너(4)의 조립이 어렵고, 따라서 그 사이에 점 접촉이 존재할 수 있다. 상기 점 접촉은 상기 오목부(4a)의 길이 방향을 따라 불규칙적인 온도 변화를 유발한다.

또한, 상기 냉매 파이프(10)와 상기 라이너(4)의 사이에 점 접촉이 존재하는 경우, 상기 점 접촉 때문에 그 사이에 생긴 간극으로 상기 절연체(20)의 일부가 침투할 수 있다. 침투한 상기 절연체(20)의 일부분은 상기 냉매 파이프(10)와 상기 라이너(4) 사이의 열 전달을 방해함으로써, 상기 종래의 직냉식 냉장고(1)의 냉각 효율을 저하시킨다.

한편, 상기 냉매 파이프(10)가 매우 길고 상기 라이너(4)가 열 저항성의 특성을 갖기 때문에, 상기 냉매 파이프(10)를 따라 잠재적인 온도 변화가 존재한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 높은 냉각 효율을 위하여 상대적으로 낮은 온도 변화를 갖는 직냉식 냉장고를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부 케이스와; 상기 외부 케이스 내부에 위치하는 내부 케이스와; 상기 내부 케이스 상에 위치하는 금속판과; 상기 금속판 상에 위치하는 기화기와; 상기 내부 케이스와 상기 외부 케이스 사이를 채우는 절연체와; 상기 금속판을 상기 내부 케이스에 부착시키기 위한 제 1 접착 수단과; 상기 기화기와 상기 금속판을 결합시키기 위한 제 2 접착 수단을 포함하는 직냉식 냉장고를 제공하는데 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3에서, 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고(100)는 케비넷(102)과, 상기 케비넷(102)에 조립되는 도어(Door)(150)와, 상기 케비넷(102)의 내부에 위치한 라이너(104)와, 상기 라이너(104)에 의해 한정되는 냉동실 및/또는 냉장실(160)를 포함한다. 상기 라이너(104)는 다른 용어로 내부 케이스라고 칭한다. 기화기(미도시)와, 응축기(미도시)와, 압축기(미도시)도 역시 상기 직냉식 냉장고(100)에 포함된다. 일반적으로 상기 도어(150)와 상기 케비넷(102)은 말하자면 힌쥐(Hinge)(미도시)와 조립됨으로써, 상기 도어(150)는 상기 냉동실 및/또는 냉장실(160)을 개폐할 수 있다.

상기 냉장고(100)가 상기 냉장실과 냉동실(160) 모두를 포함할 경우라면, 상기 라이너(104)는 일체형의 형상 또는 이중 형상을 취할 수 있다. 이중 형상을 취한 경우에는, 서로 다른 라이너가 형성되어 냉장실과 냉동실(160)을 개별적으로 한정할 수 있다. 일체형의 형상을 취한 경우라면, 상기 라이너(104)가 상기 냉동실및/또는 냉장실(160)을 동시에 한정할 수 있다.

도 4는 도 3의 첫번째 선(IV-IV)을 따라 절개한 부분 단면을 도시한다. 도시하였듯이, POS(Pipe On Sheet) 구조체(106)가 상기 냉동실 및/또는 상기 냉장실(160)을 한정하는 상기 라이너(104) 상에 부착된다. 상기 라이너(104)와 상기 케비넷(102)의 사이에는 절연체(120)가 게재된다. 상기 절연체(120)는 폴리우레탄 (Polyurethane)일 수 있으며, 상기 라이너(104)는 폴리스티렌(Polystyrene)일 수 있다. 상기 POS 구조체(106)는 금속판(108)과 냉매 파이프(110)를 포함하며, 상기 냉매 파이프(110)는 냉매의 순환 경로의 역할을 한다. 상기 냉매 파이프(110)는 기화기로서의 역할을 더욱 수행하며 복수 개의 평행부(110a) 및 곡선부(110b)를 포함한다. 두개의 인접한 평행부(110a)는 하나의 곡선부(110b)에 의해 서로 연결된다.

도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고(100)가 더욱 자세히 설명될 것이다. 도 5는 도 3의 두번째 선(V-V)을 따라 절개한 부분 단면도를 도시하고 있으며 도 4의 "A" 부분에 해당한다.

상기 POS 구조체(106)는 상기 라이너(104)의 외부 표면, 말하자면 상부면(104a), 배부면(104b), 또는 측면(미도시) 등에 선택적으로 부착된다. 즉, 한 개 내지 네 개의 금속판(108)이 상기 POS 구조체(106)에 채택될 수 있다. 네 개의 금속판(108)을 사용한 경우, 상기 라이너(104)의 외부 표면, 말하자면 상부면(104a)과 배부면(104b) 및 측면(미도시)의 각각은 그 위에 하나의 금속판(108)이 부착된다.

상기 라이너(104)와 상기 POS 구조체(106)를 접착하기 위하여 양면 테이프(112)가 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 양면 테이프(112)는 상기 POS 구조체(106)의 금속판(108)과 상기 라이너(104)의 사이에 게재된다. 상기 양면 테이프(112)는 두 개의 접착면을 갖으며, 상기 두 개의 접착면은 상기 라이너(104)와 상기 금속판(108)의 마주 보는 면들을 각각 접착한다. 상기 양면 테이프(112)는 바람직하게는 아크릴 기반의 물질과 같은 내열성 및 내한성의 물질로 만들어진다.

상기 양면 테이프(112)를 사용하여 접착하는 경우, 상기 라이너(104)와 상기 금속판(108)의 사이에는 복수 개의 간극(130)이 형성될 수 있다. 각각의 간극(130)은 상기 라이너(104)와 상기 금속판(108) 사이에서의 열 전달을 방해하는 역할을 한다. 실제 실험을 통해, 상기 간극(130)의 총 면적이 접착되는 금속판(108) 면적의 약 20% 이하라면, 상기 간극(130)은 상기 냉장고(100)의 냉각 효율에 거의 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있다. 바꿔 말하면, 상기 양면 테이프(112)의 총 면적이 상기 접착되는 금속판(108) 면적의 80% 이상인 것이 바람직하다.

상기 양면 테이프(112)를 접착할 때, 상기 양면 테이프(112)와 상기 라이너(104)의 사이 또는 상기 양면 테이프(112)와 상기 금속판(108)의 사이에는 일반적으로 공기가 게재됨으로써, 그 사이에 공간을 형성한다. 상기 공간은 상기 라이너(104)와 상기 금속판(108) 사이의 열 전달을 저하시키는 작용을 한다. 또다른 실제 실험을 통해, 상기 공간이 상기 양면 테이프(112) 면적의 10% 이하라면, 상기 공간의 영향은 무시할수 있다는 것을 알 수 있다.

상기 라이너(104)와 상기 금속판(108)의 마주 보는 면들은 서로 다른 평탄도를 가질 수 있다. 이 경우, 만약 상기 양면 테이프(112)가 매우 얇다면, 상기 양면 테이프(112)의 일부는 상기 라이너(104) 또는 상기 금속판(108)으로부터 들뜨게 됨으로써, 상기 라이너(104)와 상기 금속판(108)의 접착 강도를 약화시킨다. 따라서, 상기 접착 강도의 향상이라는 측면에서 보면 두꺼운 양면 테이프(112)가 얇은 것보다 선호된다. 반대로, 상기 양면 테이프(112)의 두께가 상기 라이너(104)와 상기 POS 구조체(106) 사이의 열 전달률을 결정하기 때문에, 열 전달률의 향상이라는 측면에서 보면 얇은 양면 테이프(112)가 두꺼운 것보다 선호된다. 따라서, 상기 양면 테이프(112)는 최대 두께 또는 최소 두께 보다는 최적 두께를 갖는 것이 바람직하다.

계속하여 도 5에서, 보호 테이프(114)를 상기 금속판(108)에 접착하여 상기 POS 구조체(106)의 상기 냉매 파이프(110)를 덮도록 한다. 상기 보호 테이프(114)는 상기 냉매 파이프(110)를 상기 절연체(120)로부터 분리시킴으로써, 상기 냉매 파이프(110)와 상기 금속판(108)의 사이에 게재 가능한 틈으로 상기 절연체(120)가 침투하는 것을 방지한다. 상기 보호 테이프(114)는 바람직하게는 폴리에틸렌 (Polyethylene)으로 만든다.

상기 절연체(120)를 형성하기 위하여, 절연 포움(Foam)을 상기 라이너(104)와 상기 케비넷(102)(도 4 참조)의 사이에 주입시킨다. 상기 보호 테이프(114)가 상기 냉매 파이프(110)를 덮고 있기 때문에, 상기 냉매 파이프(110)는 상기 절연 포움의 주입 동안에 상기 절연 포움으로부터 보호된다. 상기 절연 포움은 이어서 냉각되어 상기 절연체(120)를 형성한다. 상기 절연체(120)는 바람직하게는 폴리 우레탄(Polyurethane)이다.

도 6 및 도 7을 참조하여, 상기 POS 구조체(106)가 더욱 자세히 설명될 것이다. 도 6은 상기 POS 구조체(106)의 사시도를 도시하고, 도 7은 상기 POS 구조체(106)에 부착된 상기 보호 테이프(114)를 도시한다.

상기 냉매 파이프(110)와 상기 금속판(108)을 결합시키기 위하여 다수 쌍의 제 1 및 제 2 벤딩부(108a)(108b)가 사용될 수 있다. 슬리팅(Slitting)과 벤딩(Bending) 공정을 상기 금속판(108)에 적용시킬 수 있으며, 그럼으로써 상기 제 1 및 제 2 벤딩부(108a)(108b)를 상기 금속판(108)과 일체로 형성한다. 상기 보호 테이프(114)는 상기 금속판(108)과 상기 냉매 파이프(110)를 접착함으로써, 상기 냉매 파이프(110)를 외부 환경으로부터 격리시킨다.

본 발명에 따른 냉장고는 냉동실 또는 냉장실을 형성하는 내부 케이스 상의 온도 편차를 감소시킴으로써 향상된 냉각 효율을 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉장고의 개략적 평면도를 도시하고,

도 2는 도 1의 "II-II" 선을 따라 절개한 부분 단면도를 도시하고,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고의 개략적 평면도를 도시하고,

도 4는 도 3의 "IV-IV" 선을 따라 절개한 부분 단면도를 도시하고,

도 5는 도 3의 "V-V" 선을 따라 절개한 부분 단면도를 도시하고,

도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고의 POS 구조체를 도시한 사시도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100: 직냉식 냉장고 102: 케비넷

104: 라이너 106: POS 구조체

108: 금속판 110: 냉매 파이프

112: 양면 테이프 114: 보호 테이프

120: 절연체 130: 간극

160: 냉동실(냉장실)

Claims (4)

1. 직냉식 냉장고로서,

   외부 케이스와;

   상기 외부 케이스 내부에 위치하는 내부 케이스와;

   상기 내부 케이스 상에 위치하는 금속판과;

   상기 금속판 상에 위치하는 기화기와;

   상기 내부 케이스와 상기 외부 케이스 사이를 채우는 절연체와;

   상기 내부 케이스와 상기 금속판사이의 열전달을 방해하는 복수개의 간극이 형성되도록 상기 금속판을 상기 내부 케이스에 부착시키기 위한 제 1 접착 수단과;

   상기 기화기와 상기 금속판을 결합시키기 위한 제 2 접착 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 직냉식 냉장고.
2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 접착 수단은 양면 테이프인 것을 특징으로 하는 직냉식 냉장고.
3. 제1항에 있어서, 상기 제 2 접착 수단은 상기 금속판과 일체로 형성되는 한 쌍의 벤딩부인 것을 특징으로 하는 직냉식 냉장고.
4. 제1항에 있어서, 상기 기화기를 상기 절연체로부터 격리시키기 위하여 상기 기화기를 덮은 보호 테이프를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 직냉식 냉장고.