KR100686764B1 - 면상히터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 면상히터에 관한 것으로서, 이는 증발기의 튜브 및 핀 상에 착상된 서리 제거를 위해 상기 증발기의 전/후면에 설치되는 면상히터의 구조 중 서리가 많이 착상되는 증발기의 냉기 유입부에 히터 열이 집중될 수 있도록 상기 냉기 유입부에 위치되는 면상히터의 열선을 조밀하게 배열시키므로서, 동일한 간격으로 열선이 배열된 종래 면상히터와의 동일 발열면적 대비 상기 증발기 각 부분의 제상작용이 균일해지게 되면서 이로 인한 증발기의 제상효율이 향상될 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 증발기의 냉기 유입부 상에 조밀하게 배열된 열선을 포함하여 면상히터 전체로부터 발열되는 히터 열에 의해 상기 증발기 각 부분의 제상작용이 균일해지면서 증발기의 제상시간을 크게 단축시킬 수 있으며, 특히 상기 증발기의 제상시간 단축에 따른 냉장고의 소비전력 역시 저감시킬 수 있는 탁월한 효과도 있다.

냉장고, 증발기, 면상히터, 열선

Description

면상히터{Rexam heater}

도 1 은 일반적인 냉장고의 개략적 단면도.

도 2 는 종래 증발기의 전/후면에 제상히터 중 면상히터가 설치된 개략적 사시도.

도 3 은 종래 면상히터의 열선 배열 상태도.

도 4 는 본 발명의 면상히터가 밀착 고정된 증발기의 개략적 사시도.

도 5 는 본 발명에 따른 면상히터의 열선 배열 상태도.

도 6 은 본 발명의 면상히터를 통해 증발기 상에 착상된 서리를 제거시키기 위한 면상히터의 열전도 특성을 나타낸 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

160, 360. 증발기 161, 361. 튜브

162, 362. 핀 163, 363. 튜브 브라켓

164. 고정수단 165, 365. 면상히터

166, 366. 커버 167, 367. 열선

368. 발열면 369. 단열면

A, A'. 증발기 하단부(냉기 유입부)

B. 증발기 중앙부

C, C'. 증발기 상단부(냉기 유출부)

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증발기의 튜브 및 핀 상에 착상된 서리 제거를 위해 상기 증발기의 전/후면에 설치되는 면상히터의 구조 중 서리가 많이 착상되는 증발기의 냉기 유입부에 히터 열이 집중될 수 있도록 상기 냉기 유입부에 위치되는 열선을 조밀하게 배열시킨 면상히터에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 토출하여 고내의 온도를 저하시켜 음식물 등을 냉동시키거나 냉장 보관하기 위한 것으로서, 이에 대한 구성으로는 도 1 에 도시한 바와 같이, 본체(100)와, 상기 본체(100) 내부에 상하로 양분되어 부하물(음식물)을 냉동, 냉장 보관하는 냉동실(110) 및 냉장실(120)과, 상기 본체(100)의 일측에 장착되어 냉동실(110)과 냉장실(120)을 개폐하는 냉동실 도어(130) 및 냉장실 도어(140)와, 상기 냉동실(110)과 냉장실(120)의 냉각에 필요한 냉기가 생성될 수 있게 냉동 사이클을 이루는 압축기(150) 및 응축기(미도시), 팽창밸브(미도시), 증발기(160)로 이루어진 냉동 사이클 기기들로 이루어져 있다.

또한, 상기 냉동 사이클 기기의 요소들 중 주위 열을 빼앗아 냉매가 기상상태로 증발되는 작용이 이루어지는 증발기(160)를 통해 생성된 냉기가 냉동실(110) 및 냉장실(120)의 각 선반(170)에 토출될 수 있도록 상기 냉동실(110) 및 냉장실(120) 후면 내벽(180)에 냉기 토출구(190)(190a)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 냉장고는 증발기(160)에 의해 저온 저압의 기상상태로 상변화된 냉매가 압축기(150)로 유동되어 상기 압축기(150)를 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 팽창밸브를 통과하면서 상기 증발기(160)에서 열교환에 의해 증발되기 쉬운 상태로 감압(단열팽창)된 다음, 냉매의 증발과정이 이루어지는 증발기(160)로 유동되게 되고, 상기와 같이 증발기(160)로 유입된 냉매는 냉장고 내부 열을 흡열하는 흡열작용을 통해 저온 저압의 기상상태로 상변화되면서 그 주위의 공기를 냉각시킨 후, 다시 압축기(150)로 유입되는 냉동 사이클을 이루게 된다.

이 때, 상기 증발기(160)와의 열교환을 통해 냉매에 열을 빼앗기면서 냉각된 공기(냉기)는 증발기(160) 상단에 설치된 송풍팬(200)의 구동으로 상기 냉동실(110) 및 냉장실(120) 후면 내벽(180)에 형성된 냉기 토출구(190)(190a)를 통해 냉장고 내부로 토출 순환되면서 상기 냉동실(110) 및 냉장실(120)의 온도가 낮아지게 된다.

한편, 주위 공기의 열을 빼앗아 냉매가 기상상태로 증발되는 작용이 이루어지는 상기 증발기(160)의 경우, 도 2 에 도시한 바와 같이, 냉매가 유동하는 다수의 튜브(161)와, 상기 튜브(161)의 표면에 소정간격으로 다수 고정되는 핀(162)과, 상기 튜브(161)의 유동을 방지하기 위해 상기 튜브(161) 양 끝단에 고정되는 튜브 브라켓(163)과, 상기 튜브 브라켓(163)의 전/후면에 설치되며, 고 내를 순환하여 재 유입된 냉기와 냉매의 온도차에 의해 상기 튜브(161) 및 핀(162) 상에 형성된 서리를 제상하기 위한 면상히터(165)로 구성되어 있으며, 특히 상기 면상히터(165)의 경우, 1999년 9월 15일자로 공개된 대한민국 공개실용신안공보 1999-36171호인 냉장고의 제상히터(면상히터)와 같이, 상기 증발기(160)의 구성요소인 튜브 브라켓(163)의 양측 모서리를 절곡 형성시킨 고정수단(164)을 통해 면상히터(165)의 발열면(미도시)이 상기 증발기(160) 측으로 향하도록 삽입되어 상기 증발기(160)의 전면 및 후면에 소정간격으로 이격 설치되어 있다.

이와 같이 설치된 면상히터를 통해 증발기 상에 착상된 서리를 제거하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 냉동실(110) 및 냉장실(120)을 순환하여 온도가 상승된 각각의 냉기(냉장고 도어의 잦은 개폐시 외부공기와 혼합된 저온 다습한 냉기)가 냉기덕트(210)를 통해 다시 증발기(160)로 공급되어 재 냉각될 때, 상기 냉동실(110) 및 냉장실(120)을 순환하여 증발기(160)로 재 유입된 냉기와 상기 증발기(160) 튜브(161) 내부를 유동하는 냉매와의 온도차에 의해 상기 튜브(161) 및 핀(162) 상에 서리가 착상되게 되는데, 상기와 같이 튜브(161) 및 핀(162) 상에 서리가 착상되게 되면, 운전중인 냉장고의 냉동 사이클을 정지시킨 후, 상기 증발기(160)의 전/후면에 설치된 제상히터 즉, 평면형태의 면상히터(165)에 전원을 인가시키므로서, 상기 면상히터(165)의 발열작용을 통해 상기 튜브(161) 및 핀(162) 상에 착상된 서리를 제거하는 제상작업이 이루어지게 된다.

이 때 상기 면상히터(165)의 경우, 종래 시즈히터(미도시)의 표면온도(약 600℃이상)나 또는 국제적으로 냉매(환경 친화적 대체 냉매인 R-600a : 발화온도 494℃)의 발화 안전성을 위해 규제한 온도인 394℃ 보다 크게 낮은 약 80∼100℃이하로만 상승하기 때문에, 이에 따른 증발기(160) 튜브(161) 내의 냉매 폭발 위험성이 제거되는 등, 제상작업에 따른 냉매의 안전성이 크게 확보되는 효과가 있다.

하지만 종래 면상히터(165)의 경우, 도 3 에 도시한 바와 같이 히터의 면적을 3등분(A)(B)(C) 하였을 때, 열선(167)이 증발기(160)의 서리가 많이 착상되는 부위(A)와 서리가 많이 착상되지 않는 부위(B)(C)에 관계없이 동일간격으로 일직선 형태나 또는 지그재그 형태로 배열되어 있어, 상기와 같이 동일간격으로 열선(167)이 배열된 상기 면상히터(165)를 상기 증발기(160)의 전/후면에 설치하여 제상작업을 실행할 경우, 상기 동일간격으로 배열된 열선(167)에 의해 발열된 히터 열이 상기 증발기(160) 상에 균일하게 작용되면서 제상작업이 이루어질 뿐, 상기와 같이 증발기(160) 중 냉기가 유입되면서 서리가 많이 착상되는 증발기(160)의 냉기 유입부(A) 즉, 증발기(160) 하단부의 효율적인 제상작업이 이루어지지 않게 되면서 상기 증발기(160)의 상/하단부(C)(A)및 중앙부(B)의 제상작용이 불균일해지게 되는 커다란 문제점과 함께, 상기한 제상작용의 불균일에 따른 증발기(160)의 제상효율이 크게 저감되게 되는 커다란 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 증발기(160)의 상/하단부(C)(A) 및 중앙부(B)의 불균일한 제상작용에 따른 증발기(160)의 제상시간이 길어지면서 이로 인한 냉장고의 소비전력이 증가하게 되는 커다란 문제점도 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 증발기의 튜브 및 핀 상에 착상된 서리 제거를 위해 상기 증발기의 전/후면에 설치되는 면상히터의 구조 중 서리가 많이 착상되는 증발기의 냉기 유입부에 히터 열이 집중될 수 있도록 상기 냉기 유입부에 위치되는 면상히터의 열선을 조밀하게 배열시키므로서, 동일한 간격으로 열선이 배열된 종래 면상히터와의 동일 발열면적 대비 상기 증발기 각 부분의 제상작용이 균일해지게 되면서 이로 인한 증발기의 제상효율이 향상될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기와 같이 증발기의 냉기 유입부 상에 조밀하게 배열된 열선을 포함하여 면상히터 전체로부터 발열되는 히터 열에 의해 상기 증발기 각 부분의 제상작용이 균일해짐에 따른 증발기의 제상시간을 크게 단축시킴과 동시에, 이로 인한 냉장고의 소비전력 역시 저감시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 서리가 많이 착상되는 증발기의 냉기 유입부에 히터 열이 집중될 수 있도록 상기 냉기 유입부에 위치되는 면상히터의 열선을 조밀하게 배열시킨 본 발명의 면상히터에 의해 해결될 수 있는 바, 이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명의 면상히터가 밀착 고정된 증발기의 개략적 사시도를 나타낸 것이고, 도 5 는 본 발명에 따른 면상히터의 열선 배열 상태도를 나타낸 것이 다.

본 발명의 면상히터는, 열선(367)의 발열작용에 따른 히터 열이 증발기(360)의 전/후면에 동일하게 작용되어 제상작업이 이루어지도록 구성된 면상히터에 있어서;

냉기유동방향을 따라 냉기가 유입되는 증발기(360)의 소정영역인 냉기 유입부(A')에 히터 열이 집중될 수 있도록 상기 냉기 유입부(A')에 위치되는 면상히터(365)의 열선(367)을 상기 냉기 유입부(A') 이외에 위치되는 열선(367)에 비해 조밀하게 배열시킨 구성이다.

이하, 본 발명의 면상히터에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 면상히터는, 종래 면상히터(165)의 동일 발열면적에 대비 증발기(360)의 냉기 유입부(A')와 냉기 유출부(C')(증발기를 상하 2개의 영역으로 구분하여 냉기가 유입되는 측의 영역을 냉기 유입부라 하고, 그 반대측을 냉기 유출부라 함.)의 제상작용이 균일해지면서 이로 인한 증발기(360)의 제상효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위하여, 서리가 많이 착상되는 증발기(360)의 냉기 유입부(A')에 히터 열이 집중될 수 있도록 상기 냉기 유입부(A')에 위치되는 면상히터(365)의 열선(367)을 조밀하게 배열시킨 구성으로서, 이에 대한 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명과 전술한 종래와의 동일 구성에 대해서는 동일부호를 적용하기로 한다.

이 때 본 발명의 면상히터(365)가 설치 고정되는 증발기(360)는, 도 2 에 도시된 종래 증발기 구조인 핀-튜브 형태의 증발기나, 본 출원인의 2003년 3월 19일자 선출원된 형태의 증발기(출원번호 2003-17167) 등을 선택적으로 사용할 수 있으며, 특히 상기 증발기(360)의 경우, 도 4 에 도시한 바와 같이 냉기가 유입되어 냉매와 열교환을 이룬 다음 증발기(360) 외부 유출되는 상태에 의해 2개의 소정영역으로 구분하게 되는데, 이 때 냉기가 유입되는 소정영역을 냉기 유입부(A'), 냉기가 유출되는 소정영역을 냉기 유출부(C')라 하고, 상기 증발기의 냉기 유입부(A')의 경우, 증발기(360) 전체 높이의 1/2 로 이루어져 있다.

그러나, 본 발명의 경우, 상기한 증발기(360)의 균일한 제상작용 및 상기 균일한 제상작용에 따른 제상효율이 향상될 수 있도록 서리가 많이 착상되는 증발기(360)의 냉기 유입부(A')에 위치되는 면상히터(365)의 열선(367)을 조밀하게 배열시켜 구성한 면상히터에 관한 것이기 때문에, 이에 대한 증발기의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 면상히터(365)는, 도 5 에 도시한 바와 같이, 열경화성수지 계열의 커버(366)와; 상기 커버(366) 내에 일직선 형태나 또는 지그재그 형태로 배열되는 열선(367)과; 상기 열선(367)에 전원이 인가되도록 상기 열선(367)에 연결된 전선(미도시)으로 구성되어 있다.

이 때, 상기 커버(366)의 양면 중 열선(367)이 배열되어 상기 증발기(360)의 전/후면에 밀착 고정되는 부위를 발열면(도 6 참조)(368)이라 하고, 상기 발열면(368) 반대측을 단열면(도 6 참조)(369)이라 하며, 특히 상기 단열면(369)에는 열 차단이 큰 단열재(미도시)가 접착 또는 도포되어 있는데, 이는 상기 발열면(368)의 히터 열이 상기 단열면(369)을 통해 면상히터(365) 외부 및 증발기(360) 주위로 전달되지 않도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 발열면(368)에는 상기 증발기(360) 전/후면에 고정된 면상히터(365)의 결합력을 증가시키기 위해 접착부재를 도포시킬 수도 있다.

그리고, 상기 열선(367)의 경우, 상기 커버(366) 내에 일직선 형태나 또는 지그재그 형태로 배열되어 있는데, 특히 서리가 많이 착상되는 증발기(360)의 냉기 유입부(A')에 히터 열을 집중시켜 증발기(360)의 냉기 유입부(A')와 냉기 유출부(C')의 제상작용이 균일해질 수 있도록 하기 위하여, 서리가 많이 착상되는 증발기(360)의 냉기 유입부(A')에 위치하는 면상히터(365)의 열선(367)이 조밀하게 배열되어 있다.

또한, 상기 증발기(360)의 냉기 유입부(A')에 위치하는 면상히터(365)의 열선(367)은 상기 면상히터(365)에 배열된 전체 열선(367)의 60-80% 정도로 조밀하게 배열되어 있다.

상기 증발기 전/후면에 고정된 면상히터로부터 증발기로 열전도되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 6 은 본 발명의 증발기 전/후면에 고정된 면상히터의 열전도 특성을 나타낸 상태도이다.

상기 냉동실(110) 및 냉장실(120)을 순환하여 증발기(360)로 재 유입된 냉기와 상기 증발기(360) 튜브(361) 내부를 유동하는 냉매와의 온도차에 의해 상기 증 발기(360)의 튜브(361) 및 핀(362) 상에 서리가 착상되게 되면, 운전중이던 냉동 사이클 작용을 중단시킨 후, 상기 증발기(360) 전/후면에 밀착 고정된 면상히터(365)에 전원을 인가시키게 되는데, 상기와 같이 면상히터(365)에 전원을 인가시킬 경우, 도 6 에 도시한 바와 같이, 상기 증발기(360)의 냉기 유입부(A') 상에 위치된 면상히터(365)의 열선(367) 즉, 상기 냉기 유입부(A')인 증발기(360) 하단부에 조밀하게 배열된 열선(367)을 통해 히터 열이 전도 및 대류작용을 통해 재 유입된 냉기에 의해 서리가 두껍게 착상된 증발기(360)의 하단부(A')로 집중되면서 두껍게 착상된 서리를 제거함과 동시에, 상기 하단부(A') 이외의 위치에 배열된 열선(367)에서 역시 히터 열이 상기 증발기(360)의 냉기 유출부(C')로 전달되면서 착상된 서리를 제거하는 등, 전체 면상히터(365)로부터 발열되는 히터 열에 의해 상기 증발기(360)의 각 부분에 착상된 서리를 제거하는 제상작용이 균일하게 이루어지게 된다.

특히, 상기와 같은 제상작업의 경우, 상기 증발기(360)의 전/후면에 밀착 고정된 면상히터(365)의 열이 상기 증발기(360)의 튜브(361) 내를 유동하는 냉매에 폭발 위험성을 주지 않으면서 안전하게 제상작업이 이루어지게 된다.

이상에서와 같이 구성된 면상히터는, 냉동실이 상단에 위치하고, 냉장실이 하단에 위치한 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 있음을 밝혀둔다.

본 발명의 면상히터는, 증발기의 튜브 및 핀 상에 착상된 서리 제거를 위해 상기 증발기의 전/후면에 설치되는 면상히터의 구조 중 서리가 많이 착상되는 증발기의 냉기 유입부에 히터 열이 집중될 수 있도록 상기 냉기 유입부에 위치되는 면상히터의 열선을 조밀하게 배열시키므로서, 동일한 간격으로 열선이 배열된 종래 면상히터와의 동일 발열면적 대비 상기 증발기 각 부분의 제상작용이 균일해지게 되면서 이로 인한 증발기의 제상효율이 향상될 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 증발기의 냉기 유입부 상에 조밀하게 배열된 열선을 포함하여 면상히터 전체로부터 발열되는 히터 열에 의해 상기 증발기 각 부분의 제상작용이 균일해지면서 증발기의 제상시간을 크게 단축시킬 수 있으며, 특히 상기 증발기의 제상시간 단축에 따른 냉장고의 소비전력 역시 저감시킬 수 있는 탁월한 효과도 있다.

Claims (2)

1. 열선의 발열작용에 따른 히터 열이 증발기의 전/후면에 동일하게 작용되어 제상작업이 이루어지도록 구성된 면상히터에 있어서;

   냉기유동방향을 따라 냉기가 유입되는 증발기의 소정영역인 냉기 유입부(A')에 히터 열이 집중될 수 있도록, 상기 냉기 유입부에 위치되는 면상히터의 열선 상호간의 간격이 상기 냉기 유입부 이외에 위치되는 열선 상호간의 간격에 비해 조밀하게 배열된 것을 특징으로 하는 면상히터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 증발기의 냉기 유입부(A')에 위치하는 면상히터의 열선은 전체 열선의 60-80% 정도로 조밀하게 배열된 것을 특징으로 하는 면상히터.

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