KR100585800B1

KR100585800B1 - 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치

Info

Publication number: KR100585800B1
Application number: KR1020030095695A
Authority: KR
Inventors: 홍상의; 윤동식; 조천수; 김영배; 김경도
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2006-06-07
Also published as: KR20050064337A

Abstract

본 발명은 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치에 관한 것으로, 캐비넷의 외면을 지지하는 지지부와, 상기 캐비넷의 내면을 지지하는 코어부와, 상기 코어부의 배면에 형성된 알루미늄 폼으로 형성된 방열재를 포함하여 구성함으로써, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 코어부의 온도가 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위하여 코어부로부터 열을 효율적으로 배출할 수 있는 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치를 제공한다.

냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치, 코어부, 방열재, 알루미늄 폼

Description

개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치 {CABINET FOAMING APPARATUS IN REFRIGERATOR WITH IMPROVED HEAT DIFFUSION STRUCTURE}

도1 내지 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치에 관한 것으로,

도1은 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 구성을 도시한 사시도

도2는 도1의 코어부의 사시도

도3은 도1의 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 공정 흐름도

도4는 도3의 가열 기구 내에서의 가열 상태를 도시한 개략도

도5는 도2의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 본 발명의 특징부인 코어부의 단면도

도6은 도5의 방열재를 도시한 사시도

도7은 도6의 방열재를 코어부의 배면에 형성하는 방법을 도시한 흐름도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1: 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치 10: 베이스 플레이트

20: 지지부 21: 전면 지지판

22: 후면 지지판 23: 우면 지지판

24: 좌면 지지판 25: 상면 지지판

26: 저면 지지판 30: 코어부

31: 냉동실 코어 32: 냉장실 코어

40: 송풍기 41,42: 송풍 덕트

50: 오븐 단열벽 100: 알루미늄 폼 방열재

200: 방열핀 방열재

본 발명은 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 코어부의 온도가 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위하여 코어부로부터 열을 효율적으로 배출할 수 있는 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치에 관한 것이다.

냉장고는 식품을 저온 저장하기 위한 것으로, 식품을 수납하도록 냉장실이나 냉동실 등과 같은 수납 공간을 형성하는 캐비넷과, 냉장실과 냉동실을 개폐하는 도어와, 냉매 사이클로 구성되어 수납된 식품을 저온 상태로 유지하는 기계부로 구성된다.

여기서, 캐비넷은 외형을 형성하는 외면과 수납 공간을 형성하는 내면 사이에 단열재가 충전되어 보냉 효과를 증대시킨다. 최근에는 가볍고 단열성이 우수한 폴리우레탄이 단열재의 재질로 사용되고 있으며, 조립된 상태의 캐비넷의 내면과 외면 사이에 폴리우레탄 발포액을 주입한 후 가열하여 발포시킴으로써 캐비넷 내부에 단열재를 충전하게 된다.

폴리우레탄 발포액이 화학 반응에 의하여 발포되기 위해서는 폴리우레탄 발포액 주위의 온도가 상온보다 높은 온도인 45℃±5℃의 범위를 유지해야 하므로, 캐비넷이 장착된 발포 성형 장치를 가열하는 가열 공정이 수반된다. 그러나, 상기 가열 공정은 일반적으로 외부로부터 발포 성형 장치를 가열함으로써 이루어지게 되고, 가열 공정 중에 발포 성형 장치의 외부에 비하여 발포 성형 장치의 내부, 즉 냉장고 캐비넷의 내면을 지지하는 코어부는 냉장고 캐비넷의 외면에 비하여 밀폐되어 있으므로, 장시간동안 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치를 가동하여 냉장고 캐비넷을 생산하게 되면, 상대적으로 더 많은 열이 축적되어 폴리우레탄 발포액이 발포 과정에서 냉장고 캐비넷의 내부에 골고루 충진되지 못하거나 충진 밀도가 불균일하여 냉장고의 냉장, 냉동 효율이 저하되는 문제점이 발생된다. 또한, 냉장고 캐비넷의 내면의 재질로 활용되는 에이비에스(ABS)수지는 75℃를 초과하여 온도가 상승하는 경우에는 수축 변형이 발생되는 문제점 또한 발생된다. 따라서, 원활한 발포가 수행되기 위하여 상기 코어부에 집중되어 축적되는 열을 효과적으로 방출한 필요성이 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 성능 신뢰성 측면에서 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 코어부의 온도가 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위하여 코어부로부터 열을 효율적으로 배출할 수 있는 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 캐비넷의 외면을 지지하는 지지부와, 상기 캐비넷의 내면을 지지하는 코어부를 구비한 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치에 있어서, 상기 코어부의 배면에 형성된 방열재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치를 제공한다.

이는, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 코어부의 온도가 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위하여 코어부로부터 열을 효율적으로 배출할 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 방열재는 알루미늄 폼(foam)으로 형성된 것이 효과적이다. 이때, 상기 알루미늄 폼의 다공 밀도는 20 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 알루미늄 폼은 상기 코어부의 배면에 프레스 가공으로 부착됨으로써 형성되거나, 상기 알루미늄 폼은 상기 코어부의 배면에 용접으로 부착될 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도1 내지 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치에 관한 것으로, 도1은 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 구성을 도시한 사시도, 도2는 도1의 코어부의 사시도, 도3은 도1의 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 공정 흐름도, 도4는 도3의 가열 기구 내에서의 가열 상태를 도시한 개략도, 도5는 도2의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 본 발명의 특징부인 코어부의 단면도, 도6은 도5의 방열재를 도시한 사시도, 도7은 도6의 방열재를 코어부의 배 면에 형성하는 방법을 도시한 흐름도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)는, 전체의 하중을 지지하는 베이스 플레이트(10)와, 냉장고 캐비넷이 삽입된 상태에서 상,하,좌,우,전,후를 밀폐시키고 소정의 압력에도 견딜수 있도록 형성된 지지부(20)와, 캐비넷의 내면 형상대로 에이비에스(ABS) 수지로 형성된 코어부(30)와, 코어부(30)가 과열되는 것을 방지하도록 외부의 찬바람을 주입시키는 송풍기(40)를 포함하여 구성된다.

상기 베이스 플레이트(10)는, 상판(11) 및 하판(12)과, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)의 대부분의 지지물을 지지하도록 상판(11)과 하판(12) 사이에 형성된 보강재(13)와, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)를 지게차로 운반하기 용이하도록 지게차의 포크가 삽입되는 보강재(13) 사이의 포크 삽입공(14)과, 지지부(20)를 힌지 기구(15a)로 회전시켜 개폐할 수 있도록 상판(11) 상에 형성된 다수개의 힌지부(15)를 구비한다.

상기 지지부(20)는 냉장고 캐비넷이 코어부(30)를 감싸도록 설치된 상태에서 발포액이 발포되는 압력을 견딜수 있도록 냉장고 캐비넷을 밀폐시키고 충분한 강성을 갖도록 형성된 전,후,좌,우면 지지판(21,22,23,24)과, 후면 지지판(22)과 힌지 기구로 캐비넷의 상면을 밀폐시키도록 형성된 상면 지지판(25)과, 코어부(30)와 일체로 형성되어 바닥면을 형성하는 저면 지지판(26)을 포함하여 구성된다.

여기서, 전,후,좌,우면 지지판(21,22,23,24)은 힌지부(15)에 의하여 캐비넷을 삽입, 발출시킬 수 있도록 오무리고 벌려지도록 작동된다.

상기 코어부(30)는 캐비넷을 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)에 안착시키도록 캐비넷의 냉장실의 내면 형상대로 열전도도가 우수한 알루미늄 재질로 형성된 냉장실 코어(31)와, 캐비넷의 냉동실의 내면 형상대로 알루미늄 재질로 형성된 냉동실 코어(32)를 구비하여, 폴리우레탄의 발포액이 발포될 때에 발생되는 발포압으로부터 냉장고 캐비넷의 내면의 형상을 유지하는 역할을 한다.

여기서, 폴리우레탄 발포액을 발포 반응 온도 범위로 가열하는 공정에서, 밀폐된 구조를 갖는 코어부(30)에 외면보다 더 많은 열이 축적되는 열적 불균형 현상의 발생을 억제하도록, 우수한 열전도도를 갖는 알루미늄 재질로 코어부(30)의 배면(30a)에 알루미늄폼(100)이나 다수의 방열핀(200)으로 형성된 방열재가 장착된다.

알루미늄폼(100)의 방열재가 장착된 경우 다공도(porosity)에 대한 방열량(S/V)의 실험치는 아래의 표와 같다. 아래의 표의 방열량에서 알 수 있듯이, 알루미늄 폼의 다공 밀도에 따라 1.5배 내지 4배 까지 방열 효율의 차이를 보이며, 다공 밀도가 높은 알루미늄폼을 적용하여 코어부(30)의 배면(30a)에 장착함으로써 높은 방열량을 얻을 수 있게 된다.

	다공도	다공 밀도 (Pore density; PPI)	열전도도 [W/mK]	방열량(S/V) [m^-1]
알루미늄폼1	0.92	40	6.01	2740
알루미늄폼2	0.92	20	5.56	1720
알루미늄폼3	0.92	10	5.33	790

한편, 다수개의 방열핀(200)으로 방열재를 형성하는 경우에는 핀의 높이는 9.0mm, 핀의 피치는 3.5mm, 핀의 단면적은 1.8mm x 1.5mm, 다공도는 0.77일 때 방 열량(S/V)은 570[M^-1]정도를 얻을 수 있다.

상기 송풍기(40)는, 캐비넷 내에 주입된 발포액을 발포시키도록 외부에서 가열하는 경우에 코어부(30)가 과열되는 것을 방지하기 위하여, 외부의 송풍 덕트(41)로부터 차가운 공기를 내부의 송풍 덕트(42)를 통해 주입시킴으로써 코어부(30)를 강제 방열시키도록 형성된 것이다.

상기와 같이 구성된 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)를 이용하여 발포하는 공정은, 도3에 도시된 바와 같이, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)가 컨베이어 벨트(51)를 타고 화살표 방향의 공정을 따라 가열 영역을 통과하면서 냉장고 캐비넷을 발포시킨다. 보다 상세히 설명하면, 도면부호 P1으로 표시된 단계에서는, 상면 지지판(25)을 후면 지지판(22)에 대하여 힌지부(27)로 회전시켜 개방시키고, 다시 전,후,좌,우면 지지판(21,22,23,24)을 베이스 플레이트(10)에 대하여 힌지부(15)로 회전시켜 개방시킨다. 그리고 나서, 도3의 화살표 방향으로 1회전되어 냉장고 캐비넷 내의 발포가 완료된 냉장고 캐비넷을 도면부호 P2 단계에서 분리시키고, 도면부호 P3단계에서 발포되지 않은 냉장고 캐비넷을 그 내면의 형상대로 형성된 코어부(30)와 맞물리도록 삽입시키고, 다시 각각의 지지판들 (21,22,23,24,25)을 닫아 냉장고 캐비넷을 밀폐시킨다.

그리고 나서, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)의 발포액 주입구(25a)를 통해 발포액을 주입시킨 후, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)는 가열 영역인 빗금친 B, C 가열 영역으로 들어가게 된다. 도4에 도시된 바와 같이, 가열 기구인 오 븐의 단열벽(50)내에서의 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치(1)는 외부의 히터에 의하여 각 지지부(20)에 열이 가해지면서 가열 영역을 통과하게 된다. 이 과정에서 코어부(30)의 내면에 송풍기(40)로 바람을 불어넣어 줌으로써 코어부(30)의 방열을 촉진하며, 또한 코어부(30)의 배면(30a)에 장착된 방열재(100,200)로 코어부(30)에 열이 축적되지 않고 방출되도록 함으로써 냉장고 캐비넷의 외면과 내면 사이의 열적 불균형 상태를 해소시키게 된다.

따라서, 냉장고 캐비넷의 내면을 지지하는 코어부(30)는 냉장고 캐비넷의 외면에 비하여 밀폐되어 있음에도 불구하고, 상기 방열재(100,200)로 인하여 장시간동안 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치를 가동하여 냉장고 캐비넷을 생산하여도 코어부(30)와 지지부(20) 사이의 열적 불균형 상태가 발생되지 않게 되므로, 냉장고 캐비넷의 내부에 폴리우레탄 발포액이 골고루 충진될 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예의 알루미늄 폼(100)으로 형성된 방열재를 코어부(30)에 형성하는 방법으로는 여러 가지가 있으나, 도7에 도시된 바와 같이, 냉장고 캐비넷의 내면 형상과 동일하게 목형을 제작하고, 제작된 목형으로 알루미늄을 주조하여 코어를 형성한 후에, 미리 제작된 발포 알루미늄폼(100) 시트를 프레스로 내부면에 부착하고, 다듬질 등의 후처리로 코어부(30)를 완성할 수 있다. 여기서, 프레스 접착시에 알루미늄폼(100)의 항복 응력을 고려하여 접착하는 것이 바람직하다.

또한, 코어부(30)에 알루미늄폼(100)을 형성하는 방법으로, 코어부(30)의 배면(30a) 내부에 염을 포함한 알루미늄 주물을 코어 내부에 부은 후, 물을 이용하여 알루미늄 주물을 세척하면, 뜨거운 알루미늄 주물 내에서 물이 증발하면서 기포가 생성되고 동시에 알루미늄 주물이 응고됨으로써 코어부(30)의 배면에 알루미늄 폼(100)을 형성할 수 있으며, 용접으로 직접 접착할 수도 있다.

한편, 다수의 방열핀(200)으로 형성된 방열재를 코어부(30)에 형성하는 방법은 접착 등에 의해서 이루어질 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 캐비넷의 외면을 지지하는 지지부와, 상기 캐비넷의 내면을 지지하는 코어부와, 상기 코어부의 배면에 알루미늄 폼이나 다수의 방열핀들로 형성된 방열재를 포함하여 구성함으로써, 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치의 코어부의 온도가 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위하여 코어부로부터 열을 효율적으로 배출할 수 있는 개선된 방열 구조를 갖는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치를 제공한다.

Claims

캐비넷의 외면을 지지하는 지지부와, 상기 캐비넷의 내면을 지지하는 코어부를 구비한 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치에 있어서,

상기 코어부의 배면에 형성된 방열재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치.
제 1항에 있어서,

상기 방열재는 알루미늄 폼(foam)으로 형성된 것을 특징으로 하는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치.
제 2항에 있어서,

상기 알루미늄 폼의 다공 밀도는 20 이상인 것을 특징으로 하는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치.
제 2항에 있어서,

상기 알루미늄 폼은 상기 코어부의 배면에 프레스 가공으로 부착됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치.
제 2항에 있어서,

상기 알루미늄 폼은 상기 코어부의 배면에 용접으로 부착됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치.
제 2항에 있어서,

상기 알루미늄 폼은, 상기 코어부의 배면에 염을 포함한 액상의 알루미늄 주물을 부은 후에, 물로 상기 코어부에 담겨진 알루미늄 주물을 세척함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치.
제 1항에 있어서,

상기 방열재는 다수의 방열핀으로 형성된 것을 특징으로 하는 냉장고 캐비넷의 발포 성형 장치.