KR100493793B1 - 저장고 및 증발기 일체구조 - Google Patents

Abstract

개시된 발명은 압축기 및 응축기를 구비하는 냉동시스템에 있어서, 저장고; 및 상기 저장고의 측벽 전체를 둘러싸는 증발부재를 포함하고, 상기 증발부재는, 헬리컬 형상으로 상기 저장고의 측벽 둘레에 수회 접촉하는 접촉부; 및 상기 접촉부 사이에 마련되어 냉매를 유동시키는 냉매유동부를 구비한다.

따라서, 저장고의 측벽에 저장고와 일체로 형성된 증발기를 구비함으로써, 냉매의 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 원가절감을 통한 제품 수율을 증대시킬 수 있다.

Description

저장고 및 증발기 일체구조{Integral structure of storage and evaporator}

본 발명은 저장고 및 증발기 일체구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 김치저장고 등의 냉동시스템의 증발기의 효율을 높이기 위해 저장고의 측벽에 증발기를 일체로 성형하는 저장고 및 증발기 일체구조에 관한 것이다.

이하에서는 냉동시스템을 사용하는 제품 중에서, 최근에 가정주부들에게 많이 사용되고 있는 김치저장고를 예를 들어 설명한다.

최근에 가정에서 사용하는 냉장고는 문을 자주 여닫는 과정에서 냉장고 내부 온도가 심하게 변하므로, 이러한 일반 냉장고는 김치의 보존 기간이 짧다.

또한, 김치의 특성 상 알맞은 숙성상태를 유지하기 위한 적정온도는 일반 냉장식품이 필요한 온도보다 저온이므로, 김치를 일반 냉장고에 장기간 보존하기가 어려워, 가정에서 김치만을 위한 전용 냉장고(이하, 김치저장고라 한다)를 사용하고 있는 추세이다.

도 1은 일반적인 김치저장고를 보여주는 사시도이다. 도 1a에 보인 바와 같이, 김치저장고는 본체(4)와 도어(1)로 이루어진다. 본체(4)와 도어(1)는 힌지(3) 결합된다. 본체(4)의 전면에는 제어패널(5)이 구비된다.

또한, 본체의 내부케이스에는 김치 등을 저장하기 위한 저장고(2)가 구비된다. 저장고(2)의 측벽에는 아래에서 설명할 증발관을 구비한 증발기가 구비된다.

도 2는 이러한 김치저장고의 냉동시스템을 개략적으로 보여주는 순환도로서, 증발기(8)를 통해 주변공기와 열교환된 고온의 냉매가스가 기계실에 위치한 압축기(6)로 보내져 압축되고, 압축기(6)를 통해 고온고압으로 기체화된 냉매는 응축기(7)를 거치면서 응축열을 외부로 방열시키면서 액화되고, 이러한 응축기(7)를 거친 액화냉매는 김치저장고의 저장고 측벽에 위치한 증발기(8)로 보내져 주변공기와 열교환되는 증발잠열에 의해 기화되면서 저온저압으로 변화되어, 어큐뮬레이터(9)에서 기체상태의 냉매와 액체상태의 냉매가 분리되어, 다시 압축기(6)로 유입되는 냉매순환이 반복된다.

도 3은 저장고(2)의 측벽에 수회 감겨져 있는 증발관(14)을 구비한 증발기(13)를 개략적으로 보여주는 사시도로서, 이러한 종래의 증발관(14)은 저장고(2)의 측벽에 동 또는 알루미늄관으로 이루어진 배관이 수회 감겨저 형성되어 증발기의 역할을 하도록 구성되었다.

그러나, 종래의 증발기(13)에 있어서, 저장고(2)내로 전열되는 열은 증발관(14)이 저장고(2)의 측벽에 선 접촉 또는 일부의 면 접촉만으로 이루어져 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.

즉, 증발관(14)으로 유입된 저온의 냉매에 의한 열교환 효율이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 고려하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저장고의 측벽에 증발부재를 일체로 구비함으로써, 냉매에 대한 열교환 효율성을 증대시키는 데 있다.

본 발명의 이러한 목적은, 압축기 및 응축기를 구비하는 냉동시스템에 있어서, 저장고; 및 상기 저장고의 측벽 전체를 둘러싸는 증발부재를 포함하고, 상기 증발부재는, 헬리컬 형상으로 상기 저장고의 측벽 둘레에 수회 접촉하는 접촉부; 및 상기 접촉부 사이에 마련되어 냉매를 유동시키는 냉매유동부를 구비함으로써 달성될 수 있다.

이하, 도 4 내지 6을 참조하여 본 발명에 따른 저장고 및 증발기 일체구조에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 저장고 및 증발기 일체구조를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4의 라인 A-A'에서 바라본 단면도이고, 그리고 도 6은 저장고의 측벽과 증발부재가 브레이징용접 결합할 때의 용접방향을 보여주는 전개도이다.

본 발명에 따른 저장고 및 증발기 일체구조가 사용되는 김치저장고는 증발기 및 이와 일체로 형성된 저장고를 제외하고는 종래의 김치저장고와 동일하다. 따라서, 도시하지 않았지만, 김치저장고는 상술한 바와 같이 압축기, 응축기 및 냉매배관 등을 구비한다.

우선, 도 4에 도시된 본 발명에 따른 저장고 및 증발기 일체구조를 설명한다. 상기 증발기는 상기 저장고의 측벽(20)에 일체로 브레이징(brazing)용접 결합되어, 내부에 냉매유동부(40; 도 5 참조)를 구비한 롤본드타입(roll bond type)의 증발부재(10)를 구비한다. 증발부재(10)들의 좌우측에는 브레이징용접 결합에 의해 형성된 롤러압착부(11)가 마련된다.

이하, 증발부재(10)와 저장고의 측벽(20)을 롤본드타입으로 형성하여 증발부재(10)와 저장고의 측벽(20)을 접합하는 방법을 설명한다.

우선, 저장고로 사용할 직사각형의 알루미늄 등의 금속판의 일면에 알루미늄 분말가루를 도포한 후, 증발관(10)으로 사용할 알루미늄 등의 금속판과 저장고로 사용될 금속판의 상기 일면을 포개어, 롤본드타입의 롤러(미도시)로 브레이징용접 결합한다.

여기서, 도 5에 보인 롤러압착부(11)는 브레이징용접 결합시에 롤러가 통과한 부분이다. 또한, 접촉부(12)는 알루미늄 분말이 용융되어 저장고의 측벽(20)과 증발부재(10)가 접합된 부분이다.

이 때, 도 4에 보인 바와 같이, 저장고의 하부에서 상부까지 냉매가 유동하는 냉매유동부(40)가 중간에 단절되지 않고 연결되어야 하기 때문에, 저장고의 측벽(20) 및 내벽(30)이 서로 용접되는 부분인 용접부(25; 도 4 참조)에서의 증발부재(10)의 각각의 종단(b-b', c-c' 및 d-d'; 실선은 냉매유동부(40)를 나타냄; 도 6 참조)이 서로 일치되도록, 저장고의 측벽(20)과 증발부재(10)가 브레이징용접 결합되어야 한다.

이 때, 증발부재(10)가 저장고의 측벽(20)에 헬리컬 형상으로 3회 감기는 것으로 도시하였지만, 증발부재(10)가 감기는 회수는 저장고의 종류에 따라 다르며, 제한이 없다.

이렇게 브레이징용접 결합된 저장고의 측벽(20)과 증발부재(10)는, 도 6에 보인 바와 같이 접힘부(27)를 따라 접힌 후, 저장고의 내벽(30) 및 측벽(20)의 용접부(25)가 아르곤 용접된다.

용접부(25)가 용접된 후, 소정의 공기압을 갖는 공기가 냉매가 유동될 수 있는 냉매유동부(40)의 용적을 넓히기 위해 증발부재(10)의 양 종단(15 및 16)에 유입됨으로써, 도 4 및 5에 보인 바와 같은 구조의 저장고의 측벽(20)과 증발부재(10) 일체로 형성된 저장고 및 증발기 일체구조가 완성된다.

이 때, 증발부재(10)의 양 종단(15 및 16)은 각각 압축기로 냉매를 유동시키고 증발기로부터 냉매를 공급받기 위한 냉매배관(17 및 18)에 용접 결합된다.

한편, 저장고의 두께(t₁)는 증발부재(10)의 두께(t₂)보다 두껍게 형성될 수 있다. 저장고의 두께(t₁)는 김치통 등의 저장물을 저장하기 위한 내구성을 가져야 하기 때문에, 발포액에 의한 압력을 견딜 정도의 내구성이 필요한 증발관(10)의 두께(t₂)보다 상대적으로 두껍게 형성될 필요가 있다.

이렇게 형성된 증발부재(10)가 구비된 저장고는 도 4에 보인 바와 같이 그 하부에 하부플레이트(50)를 구비할 수 있다. 하부플레이트(50)는 저장고의 하부와 아르곤 용접 결합될 수 있다. 도시하지 않았지만, 저장고의 하부에는 얕은 드로잉 금형으로 제조되어 음식물 등을 저장하기 위한 공간을 확보한 플레이트가 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 저장고 및 증발기 일체구조가 사용되는 냉동시스템은 김치저장고에 한정되는 것이 아니라, 당업자의 입장에서 다양한 변형, 변경이 가능하여, 일반 가정용 냉장고 등의 다양한 냉동시스템에 사용될 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 저장고와 증발기를 일체로 형성함으로써, 종래의 증발관을 통한 증발기에 비해 상대적으로 저장고 내부의 음식물 등으로의 전열이 빠르게 이루어져, 열교환의 효율이 개선되고 소비전력이 감소될 수 있다.

둘째, 저장고와 증발기를 일체로 형성함으로써, 원가절감을 통한 제품의 수율을 증대시킬 수 있다.

도 1은 김치저장고의 외형을 보여주는 사시도,

도 2는 김치저장고내의 냉각사이클을 개략적으로 보여주는 순환도,

도 3은 종래의 김치저장고내의 저장고에 증발관이 부착된 증발기를 보여주는 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 저장고 및 증발기 일체구조를 보여주는 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 저장고 및 증발기 일체구조를 보여주는 단면도, 및

도 6은 저장고의 측벽과 증발부재를 헬리컬 형상으로 브레이징용접 결합할 때의 용접방향을 보여주는 전개도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:도어 2:저장고

3:힌지 4:본체

5:제어패널 6:압축기

7:응축기 8,13:증발기

9:어큐뮬레이터 11:롤러압착부

12:접촉부 10,14:증발관

15,16:증발관의 종단 17,18:냉매배관

20:저장고의 측벽 25:용접부

27:접힘부 30:저장고의 내벽

40:냉매유동부 50:하부플레이트

Claims (2)

1. 압축기 및 응축기를 구비하는 냉동시스템에 있어서,

   저장고; 및

   상기 저장고의 측벽 전체를 둘러싸는 증발부재를 포함하고,

   상기 증발부재는, 헬리컬(helical) 형상으로 상기 저장고의 측벽 둘레에 수회 접촉하는 접촉부; 및 상기 접촉부 사이에 마련되어 냉매를 유동시키는 냉매유동부를 구비하는 저장고 및 증발기 일체구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 저장고의 두께는 상기 증발부재의 두께보다 두꺼운 저장고 및 증발기 일체구조.