KR100547324B1 - 냉장고의 제상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제상 장치에 있어서, 특히 냉장고의 증발기를 제상시켜 주기 위해 증발기 하부의 제상히터와 제상히터 발열을 증발기 측면에서 전도하는 전도판을 구비함으로써, 제상시의 제상 효율 및 냉각시의 냉각 효율 향상을 위한 제상 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉장고의 제상장치는 핀-튜브를 갖는 증발기와; 증발기의 표면 서리층을 제거하기 위해 상기 증발기 하부에 설치된 관 형상의 제상히터와; 상기 증발기의 측면 제상을 위해 상기 제상히터로부터 발생되는 열을 전도받아 증발기 일측면으로 전달하는 전도판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

냉장고, 제상히터, 전도판

Description

냉장고의 제상장치{Defrost apparatus of refrigerator}

도 1은 냉장고의 개략 단면도.

도 2는 종래 냉장고의 제상장치를 나타낸 도면.

도 3은 종래 제상히터를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명 실시 예에 따른 냉장고의 제상장치를 나타낸 냉장고의 측 단면도.

도 5는 본 발명 실시 예에 따른 냉장고의 제상장치의 분해 사시도.

도 6은 본 발명 실시 예에 따른 제상히터의 전개 전의 도면.

도 7은 본 발명 실시 예에 따른 냉장고의 제상장치의 결합 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110...증발기 111...튜브

112...핀 113...튜브 브라켓

113a...히터 고정홈 113b...전도판 고정돌기

120...송풍팬 130...냉동실

140...순환덕트 210...제상히터

211...제상히터 관 212...고정캡

213...전도판 214...고정돌기 홈

본 발명은 제상 장치에 있어서, 특히 냉장고의 증발기를 제상시켜 주기 위해 증발기 하부의 제상히터와 제상히터 발열을 증발기 측면에서 전도하는 전도판을 구비함으로써, 제상시의 제상 효율 및 냉각시의 냉각 효율 향상을 위한 제상 장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 냉장고의 구조가 도시된 구성도로서, 이를 참조하면 상기한 냉장고에서는 압축기, 응축기, 모세관을 차례로 거친 냉매가 증발기(1)로 흡입되면 상기 증발기(1)를 통과하는 동안 완전히 기화되면서 주위의 열을 빼앗아 주변을 냉각시키게 된다.

이후, 상기 증발기(1)에 의해서 냉각된 공기는 냉동실(U)과 냉장실(L)로 제공되며, 이렇게 제공되어 냉장고 내부를 냉각시킨 후 온도가 상승된 냉기는 상기 냉동실(U)과 냉장실(L)의 경계를 이루는 베리어(3)의 냉각 통로(3a)에서 합쳐져서 증발기(1) 측으로 유입된다.

그런데, 상기 증발기(1) 측으로 유입된 공기는 냉동실(U)과 냉장실(L)을 거치면서 고온 다습한 공기로 변화되어 있는 상태이기 때문에 이 공기가 영하 30도 이하의 온도를 유지하고 있는 증발기(1)의 표면을 유동하면서 상기 증발기(1)의 내부를 유동하는 영하 32도의 냉매와 열교환되면 공기 중의 수분이 순간적으로 고화되어 증발기(1)의 표면에 서리층이 형성되게 된다.

이와 같이 증발기(1)의 표면에 형성된 서리층은 시간이 경과될수록 딱딱한 얼음으로 변하면서 공기와 냉매 사이에 이루어지는 열전달의 저항 요소로 작용하여 상기 증발기(1)의 열교환 효율을 떨어뜨리게 된다.

따라서, 상기와 같이 서리층으로 인하여 발생되는 증발기(1)의 성능 저하를 방지하기 위하여 상기 증발기(1)에는 주기적으로 제상운전을 실시하는 제상 장치가 설치되어 있다.

도 2는 종래 냉장고의 제상 장치가 설치된 개념도이고, 도 3은 도 2에 설치된 증발기 및 제상히터를 나타낸 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 냉장고에는 냉동실(13) 및 냉장실의 냉각에 필요한 냉기가 생성될 수 있게 냉동 사이클을 이루는 기기들이 포함하는데, 이러한 냉동 사이클 기기의 요소들 중 주위 열을 빼앗아 냉매가 기상상태로 증발되는 작용이 이루어지는 증발기(11)를 통해 생성된 냉기가 송풍팬(12)에 의해 냉동실(13) 및 냉장실의 각 선반에 토출된다.

또한, 냉장고는 증발기(11)에 의해 저온 저압의 기상상태로 상변화된 냉매가 압축기(미도시)로 유동되어 상기 압축기를 통해 저온 저압에서 고온 고압으로 압축되고, 상기 압축된 고온 고압의 기상 냉매는 응축기를 지나는 과정에서 냉각 응축되어 고압의 액상상태로 상변화되며, 상기와 같이 고압의 액상상태로 상변화된 냉매는 팽창밸브(미도시)를 통과하면서 상기 증발기(11)에서 열교환에 의해 증발되기 쉬운 상태로 감압(단열팽창)된 다음, 냉매의 증발과정이 이루어지는 증발기(11)로 유동되게 되고, 상기와 같이 증발기(110)로 유입된 냉매는 냉장고 내부 열을 흡열 하는 흡열작용을 통해 저온 저압의 기상상태로 상변화되면서 그 주위의 공기를 냉각시킨 후, 다시 압축기로 유입되는 냉동 사이클을 이루게 된다.

이때, 상기 증발기(11)와의 열 교환을 통해 냉매에 열을 빼앗기면서 냉각된 공기(냉기)는 증발기(11) 상단에 설치된 송풍팬(12)의 구동으로 상기 냉동실(13) 및 냉장실 후면 내벽에 형성된 냉기 토출구를 통해 냉장고 내부로 토출 순환되면서 상기 냉동실(13) 및 냉장실의 온도가 낮아지게 된다.

한편, 냉동실(13) 및 냉장실을 순환하여 온도가 상승된 각각의 냉기가 냉기덕트(14)를 통해 다시 증발기(11)로 공급되어 재 냉각될 때, 상기 증발기(11)의 튜브(11a) 내부를 유동하는 냉매와 상기 냉동실(11) 및 냉장실을 순환하여 증발기(11)로 재 유입된 냉기와의 온도차에 의해 상기 증발기(11) 표면에 서리가 착상되게 되며, 증발기(11) 표면에 착상된 서리를 제상히터(15)로 제상시켜 준다.

상기 증발기(11)는 도 3에 도시된 바와 같이, 튜브(11a), 핀(11b), 튜브 브라켓(11c)으로 구성되며, 증발기 하단에 글라스관 히터(Glass-Tube Heater) 또는 시즈히터(Sheath Heater)인 제상히터(15)가 설치된다. 여기서, 냉장고 증발기의 성에(또는 서리)를 제거하기 위해서 주기적으로 제상운전을 수행하는 제상용 히터는 R-134a 냉매용으로서, L-코드히터, 시즈 히터, 그래스 튜브 히터형이 이용되고 있다.

상기한 제상히터(15)의 경우, 발열시 히터 열이 증발기(11) 전체로 골고루 작용되는 것이 아니라, 증발기(11) 하단부위로만 작용되는 등 상기 증발기(11)의 제상부위 제한에 따른 제상효율이 크게 저하되는 커다란 문제점과 함께, 상기 히터 열이 증발기(11) 전체로 작용되기까지는 일정시간이 소요되게 되는 등, 이에 따른 냉장고의 소비전력이 크게 증가하게 되는 커다란 문제점이 있었다.

또한, 상기 증발기(11) 하단에 제상히터(15)를 설치하기 위해서는 상기 제상히터(15)의 설치공간만큼 증발기(11)의 하단을 길게 형성시켜야 하기 때문에, 이로 인한 냉장고의 공간활용에 제한적 요소로 작용되는 커다란 문제점도 있었다.

더욱이, 상기 제상히터(15) 중 시즈히터의 경우, 전력밀도(Watt Density)가 높기 때문에, 이로 인한 표면온도가 약 600℃이상으로 올라가게 되면서, 상기 시즈히터의 온도에 의해 증발기(11)의 튜브(11a) 내의 냉매(환경 친화적 대체 냉매인 R-600a : 발화온도 494℃)가 폭발하게 되는 등의 위험성이 내재되어 있는 등의 커다란 문제점도 있었다.

이를 해결하기 위해서는, 냉매의 발화점보다 충분히 낮게 히터의 표면 온도를 유지해야 하는데, 이에 대응할 수 있는 히터는 기존의 L-코드 히터와 새롭게 시도되는 이중관 히터가 있다. 그 중에서 L-코드 히터는 전도 방식으로 열전달을 수행하므로, 낮은 표면 온도를 갖고 있지만, 제작 및 조립 공정 증가에 따른 가격이 문제된다. 또한 이중관 히터는 기존의 유리관 히터에 유리 또는 기타 금속 재질의 튜브로 한 겹 덧 씌운 형태를 가지고 있어서, 히터의 표면에서의 단위 면적당 발열량을 낮춘 것을 특징으로 한다. 그러나, 두 종류의 히터 모두 가격이 높고 제조, 결합 상에 불편한 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 증발기 하부에 설 치된 제상 히터의 발열지로부터 증발기 일측면으로 열을 전도시켜 줄 수 있는 전도판을 이용한 제상장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 제상히터 관에 원통을 끼우고 원통에 일체로 롤링된 전도판이 증발기 측면 상단까지 풀려서 고정될 수 있도록 함으로써, 제상히터의 발열이 증발기 하부 및 증발기 측면에서 발열되어 제상이 이루어질 수 있도록 한 제상장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 제상장치는,

핀-튜브를 갖는 증발기와;

증발기의 표면 서리층을 제거하기 위해 상기 증발기 하부에 설치된 관 형상의 제상히터와;

상기 증발기의 측면 제상을 위해 상기 제상히터로부터 발생되는 열을 전도받아 증발기 일측면으로 전달하는 전도판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전도판은 일단의 원통이 제상히터 관의 둘레면에 끼워지고, 중심부가 원통에 일체로 하여 풀리면서 증발기 일측면에 밀착되며, 타단이 상기 증발기의 튜브를 지지하는 튜브 브라켓과 코킹되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명 실시 예에 따른 냉장고의 제상장치를 나타낸 개념도이다.

도 4를 참조하면, 냉기를 생성하는 증발기(110)와, 생성된 냉기를 토출하는 송풍팬(120)과, 냉동실(130)과 냉장실과, 냉기의 귀환을 위한 순환덕트(140)와, 제상시 증발기 측면에 전도열로서 제상시키는 전도판(213)을 갖고 열을 발생하는 제상히터(210)로 구성된다.

상기 증발기(110)는 튜브(111), 핀(112), 튜브 브라켓(113)으로 구성되며, 튜브 브라켓(113)에는 제상히터 고정을 위한 하부에 히터 고정홈(113a) 및 상단 외측으로 전도판 고정돌기(113b)를 포함한다.

그리고, 제상히터(210)는 히터 관(211), 히터 관을 보호하는 고정캡(212), 히터 관(211) 외주변에 둘러싸이는 원통에 롤링되어 증발기 측면에 밀착 고정되는 전도판(213)과, 전도판(213)의 양 단부에 가공된 고정돌기 홈(214)을 포함하는 구성이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 냉장고의 제상장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4를 참조하면, 냉장고에는 냉동실(130) 및 냉장실의 냉각에 필요한 냉기가 생성될 수 있게 냉동 사이클을 이루는 기기들이 포함하는데, 이러한 냉동 사이클 기기의 요소들 중 주위 열을 빼앗아 냉매가 기상상태로 증발되는 작용이 이루어지는 증발기(110)를 통해 생성된 냉기가 송풍팬(120)에 의해 냉동실(130) 및 냉장실의 각 선반에 토출된다.

또한, 냉장고는 증발기(110)에 의해 저온 저압의 기상상태로 상변화된 냉매가 압축기(미도시)로 유동되어 상기 압축기를 통해 저온 저압에서 고온 고압으로 압축되고, 상기 압축된 고온 고압의 기상 냉매는 응축기를 지나는 과정에서 냉각 응축되어 고압의 액상상태로 상변화되며, 상기와 같이 고압의 액상상태로 상변화된 냉매는 팽창밸브(미도시)를 통과하면서 상기 증발기(110)에서 열교환에 의해 증발되기 쉬운 상태로 감압(단열팽창)된 다음, 냉매의 증발과정이 이루어지는 증발기(110)로 유동되게 되고, 상기와 같이 증발기(110)로 유입된 냉매는 냉장고 내부 열을 흡열하는 흡열작용을 통해 저온 저압의 기상상태로 상변화되면서 그 주위의 공기를 냉각시킨 후, 다시 압축기로 유입되는 냉동 사이클을 이루게 된다.

이때, 상기 증발기(110)와의 열교환을 통해 냉매에 열을 빼앗기면서 냉각된 공기(냉기)는 증발기(110) 상단에 설치된 송풍팬(120)의 구동으로 상기 냉동실(130) 및 냉장실 후면 내벽에 형성된 냉기 토출구를 통해 냉장고 내부로 토출 순환되면서 상기 냉동실(130) 및 냉장실의 온도가 낮아지게 된다.

한편, 냉동실(130) 및 냉장실을 순환하여 온도가 상승된 각각의 냉기가 순환덕트(140)를 통해 다시 증발기(110)로 공급되어 재 냉각될 때, 상기 증발기(110) 튜브(111) 내부를 유동하는 냉매와 상기 냉동실(110) 및 냉장실을 순환하여 증발기(110)로 재 유입된 냉기와의 온도차에 의해 상기 증발기(110) 표면에 서리가 착상되게 되며, 증발기(110) 표면에 착상된 서리를 제상히터(210)로 증발기(110)의 하부 및 일측면에서 제상시켜 준다.

이를 위해서, 증발기(110)는 튜브(111), 핀(112), 튜브 브라켓(113)으로 구성되며, 튜브 브라켓(113)의 하부에는 히터 고정홈(113a)을 가공하고 상단 일측에는 전도판 고정돌기(113b)를 형성시켜 준다. 그리고, 제상히터(210)는 히터 관(211), 고정캡(212), 전도판(213)으로 구성된다. 여기서 히터는 시즈히터 또는 글라스 관 히터로 구성될 수도 있다.

상기 증발기(110)에 제상히터(210)를 결합하기 위해서, 제상히터(210)는 제상히터 관(211)의 둘레면으로 전도판(213)의 일측에 원통이 삽입되고, 상기 전도판(213)의 원통이 삽입된 상태로 제상히터 관(211)의 양측에 고정 캡(212)이 끼워진다. 이러한 전도판(213)은 도 5 및 도 6과 같이 일측이 제상히터 관(211)의 반경 보다 큰 원통 구조로 제상히터 관(211)에 끼워지며, 그 중심부에 원통에 전도를 위한 몸체가 펼쳐지며, 펼쳐진 상태에서 타측이 증발기의 튜브 브라켓(113)에 고정되는 구조이다. 이러한 전도판(213)은 열에 강하고 열 전도율이 좋은 철판 등의 재질이다.

구체적으로, 제상히터(210)의 양단에 위치한 고정갭(212)의 둘레면에 횡으로 가공된 끼움홈(212a)을 튜브 브라켓(113)의 히터 고정홈(113a)에 끼워 고정시키면 제상히터(210)가 증발기(110)의 하부에 고정된다.

이때, 제상히터 관(211)의 원통을 시점으로 하여 전도판(213)을 증발기(110)의 일측면 상단까지 잡아당기고 튜브 브라켓(113)의 외향 돌출된 전도판 고정돌기(113b)에 전도판(213)의 끝단에 가공된 고정돌기 홈(214)을 끼워 결합한다. 그러면, 도 7과 같이 전도판(213)이 증발기(110)의 일측면으로 밀착되어 펼쳐진 상태로 고정된다. 실시 예로서, 제상히터(210)의 전도판(213)은 면적 및 대치가 가능할 뿐만 아니라, 증발기(110)와 코킹 방법에 의해 고정되므로, 견고한 결합력을 유지할 수도 있다.

이러한 제상히터(210)는 상기 증발기(110) 하단에 글라스관히터(Glass-Tube Heater) 또는 시즈히터(Sheath Heater)로서, 그 둘레면에 전도판(213)을 결합하여 증발기 일측면으로 열을 전달하게 된다. 여기서, 전도판으로 떨어지는 제상수가 고이지 않는 구조이다.

즉, 제상시 제상히터(210)에서 발생되는 높은 히터 열이 원통에 일차로 전달되고, 원통은 증발기(110) 일측면으로 펼쳐지는 전도판(213)에 열을 전달함으로써, 제상히터(210)의 하부 및 증발기 측면으로 전달되는 히터 열로 인해 제상효율을 높일 수 있게 된다.

또한 제상시가 아닌 일반 냉동 운전시에는 상기 전도판(210)이 증발기 측면에서 냉각을 위한 열전달 면적으로 작용하므로, 냉각성능 향상에도 효과가 있다.

실시 예로서, 본 발명은 증발기의 제상을 위해 제상 히터와 상기 제상히터의 발열에 전도되어 직접 및 간접적으로 제상하고, 냉각시에는 냉각판으로 기능하는 부재를 포함하는 제상 장치이다.

이상에서와 같이 구성된 제상히터의 고정구조는, 본 발명에서 실시예로 적용한 탑형 타입(Top-Type)의 냉장고뿐만 아니라, 이와 반대로 냉장실이 상단에 위치하고 냉동실이 하단에 위치한 바텀 타입(Bottom-Type)의 냉장고 및 냉동실과 냉장실이 본체 좌/우측에 위치된 사이드 바이 사이드 타입(Side By Side-Type)의 냉장고에도 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고용 제상장치에 의하면, 증발기의 하부에 위치하는 히터 관을 이용한 제상시, 상기 히터 관에서 발생되는 열을 전도하 는 전도판을 이용하여, 증발기의 하부 및 일측면에서 표면 서리층을 제상시켜 줄뿐만 아니라, 냉각시 냉각을 위한 열 전달면적으로 작용될 수 있도록 함으로써, 증발기의 제상 효율 및 냉각 효율을 향상시켜 주는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 핀-튜브를 갖는 증발기와;

   증발기의 표면 서리층을 제거하기 위해 상기 증발기 하부에 설치된 관 형상의 제상히터와;

   상기 증발기의 측면 제상을 위해 상기 제상히터로부터 발생되는 열을 전도받아 증발기 일측면으로 전달하는 전도판을 포함하고,

   상기 전도판은 일단의 원통이 제상히터 관의 둘레면에 끼워지고, 중심부의 몸체가 원통에 일체로 하여 풀리면서 증발기 일측면 전체에 밀착되는 것을 특징으로 하는 제상장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전도판은 그 타단이 상기 증발기의 튜브를 지지하는 튜브 브라켓과 코킹되어 고정되는 것을 특징으로 하는 제상장치.

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