KR100797472B1

KR100797472B1 - 냉장고

Info

Publication number: KR100797472B1
Application number: KR1020060025403A
Authority: KR
Inventors: 박은영; 김정연; 김철환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2008-01-24
Also published as: KR20070095117A

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것이다. 본 발명은 냉동실 및 냉장실의 최소한 한 곳에 위치되어 보관 온도를 급속히 강하시키는 급속실과, 응축부는 증발기에 위치하며, 증발부는 상기 급속실에 위치하는 히트파이프를 포함하는 냉장고를 제공한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 냉장고의 각종 성능 및 사용의 편의성이 향상된다.

냉장고, 히트파이프

Description

냉장고{Refrigerator}

도 1은 종래의 냉장고를 도시한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도

도 3은 도 2의 히트파이프를 개략적으로 도시한 단면도

도 4는 종래 기술과 본 발명의 효과를 비교한 그래프

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >

100: 냉장고 118 : 야채실

110 : 냉동실 120 : 냉장실

1 : 히트파이프 10 : 본체

20 : 위크 12 : 응축부

14 : 증발부 3 : 방열핀

5 : 차단부재 112, 114 : 급속실

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉장고의 성능 및 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 냉동실 및 냉장실을 구비하며, 냉동실 및 냉장실의 위치에 따라서 구분될 수 있다. 예를 들어, 냉동실이 상부에 위치하고 냉장실이 하부에 위치하는 탑 마운트(Top Mount) 방식, 냉장실이 상부에 위치하고 냉동실이 하부에 위치하는 프렌치 스타일(French Style) 방식, 냉동실 및 냉장실이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드(Side-by-Side) 방식의 냉장고 등이 있을 수 있다.

도 1을 참조하여, 종래의 사이드 바이 사이드 방식의 냉장고를 설명하면 다음과 같다.

냉장고(100)는 냉동실(110)과 냉장실(120)을 구비하며, 상기 냉동실(110)과 상기 냉장실(120)은 좌우에 각각 위치한다. 냉장실(120)의 소정 위치에는 채소류와 과실류 등(이하 총칭하여 "야채"라 함)을 보다 신선하게 보관하기 위한 야채실(118)이 별도로 구비될 수 있으며, 야채실(118)은 보통 냉장실(120)의 하단에 위치한다. 또한, 냉장실(120) 및 냉동실(110)에는 보관 식품 등을 급속하게 냉장 또는 냉동시킬 수 있는 급속 냉장실(114) 및/또는 급속 냉동실(112)이 구비될 수 있다.

한편, 냉동실(110)과 냉장실(120)은 통상 배리어라 불리우는 일종의 단열벽(130)에 의하여 서로 분리되며, 상기 단열벽(130)에는 냉기 덕트(미도시), 댐퍼(미도시) 등이 형성된다. 사이드 바이 사이드 방식의 냉장고에서는 단열벽(130)이 대략 냉장고(100)의 중앙에 수직 방향으로 위치하게 된다.

냉동 사이클의 일부를 이루는 증발기(미도시)는 통상 냉동실(110)의 후면에 위치하며, 상기 증발기가 설치된 영역 즉 열교환부(200)에서 열교환되어 냉각된 공기(이하 "냉기"라 함)는 냉동실(110) 및 냉장실(120)으로 각각 공급되어, 상기 냉 동실(110) 및 상기 냉장실(120)을 소정의 온도로 제어하게 된다. 도 1의 화살표는 냉기의 흐름을 나타낸다.

일반적으로 냉동실(110)의 온도를 만족시킨 뒤에, 팬(미도시)을 이용하여 열교환부(200)의 냉기를 냉장실(120)로 공급하게 된다. 이때, 냉장실(120)로의 냉기의 공급의 단열벽(130)에 형성된 냉기 덕트를 통하여 이루어 지며, 냉장실(120)에서 보관된 식품 등과 열교환되어 온도가 상대적으로 상승한 냉기는 냉장실(120)의 하부에 형성된 덕트를 통하여 다시 증발기쪽 즉 열교환부(200)로 유입되게 된다. 이때, 냉장실(120)로 냉기의 유입여부는 냉기 덕트의 소정 위치에 설치된 냉장실용 댐퍼(미도시)에 의하여 제어된다.

상술한 종래의 냉장고 특히 급속 냉장실 및 급속 냉동실에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 종래의 냉장고에서는 급속 냉장실 및 급속 냉동실의 온도가 열교환부에서 생성된 냉기에 의하여 제어되므로, 보관되는 식품의 보관 기간이 길지 않다는 문제점이 있다. 그 이유는 다음과 같다. 도 4에 도시한 바와 같이, 급속 냉장실 및 급속 냉동실에 비교적 온도가 높은 식품이 투입되면, 급속 냉장실 및 급속 냉동실의 온도가 갑자기 높아졌다가 낮아지면서 급속 냉장실 및 급속 냉동실의 목표 보관 온도에 도달하게 된다. 그런데, 식품 투입에서 목표 보관 온도 사이의 시간이 길면 식품의 품질 변화가 일어나 식품의 보관 기간을 단축시키게 되기 때문이다.

둘째, 종래의 냉장고에는 냉동실의 냄새와 특히 급속 냉장실의 냄새가 섞인다는 문제점이 있다. 왜냐하면, 상술한 바와 같이, 증발기가 설치되며 통상 냉동실 에 위치한 열교환부에서 형성된 냉기가 냉기 덕트를 통하여 급속 냉장실로 유입되고, 급속 냉장실에서 열교환되어 상대적으로 온도가 상승한 냉기는 다시 열교환부로 유입되기 때문이다. 즉, 냉기가 냉동실과 급속 냉장실을 순환하기 때문이다.

셋째, 종래의 냉장고에서는 급속 냉동실 특히 급속 냉장실이 건조해져, 상기 급속 냉장실에 보관된 식품도 건조해진다는 문제가 있다. 왜냐하면, 상술한 바와 같이, 급속 냉장실에서 열교환된 냉기는 다시 열교환부로 유입되어 다시 냉각되는데, 급속 냉장실의 냉기가 냉동실의 열교환부로 순환할 때 급속 냉장실의 수분을 포함하게 되고 이러한 수분은 열교환부의 증발기에 착상하기 때문이다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 냉장고의 성능 및 사용의 편의성을 향상시킬 수 있는 냉장고를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉동실 및 냉장실의 최소한 한 곳에 위치되어, 보관 온도를 급속히 강하시키는 급속실과; 응축부는 증발기에 위치하며, 증발부는 상기 급속실에 위치하는 히트파이프를 포함하는 냉장고를 제공한다. 상기 히트파이프의 응축부는 상기 증발기와 접촉하는 것이 바람직하다.

상기 히트파이프의 응축부와 증발부 사이의 열전달을 선택적으로 차단하는 차단부재를 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 히트파이프와 상기 증발기 사이의 열전달 및 상기 히트파이프와 상기 급속실 사이의 열전달 중 최소한 하나를 선 택적으로 차단하는 차단부재를 더욱 포함할 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 냉장고의 각종 성능 및 사용의 편의성을 향상시키는 것이 가능하다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 종래 기술과 동일한 부분은 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 냉장고의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 편의상 사이드 바이 사이드 방식의 냉장고를 예로 들어 본 발명을 설명한다.

종래 기술과 유사하게, 본 발명에 따른 냉장고도 냉동실과 냉장실을 구비한다. 그리고, 냉장실 및 냉동실에는 급속 냉장실(114) 및/또는 급속 냉동실(112)이 구비될 수 있다. 냉장고의 후면에는 증발기(202)에 의하여 열교환되는 열교환부가 위치한다.

다만, 본 발명은 종래와는 달리 급속 냉동실(112) 및 급속 냉장실(114)(이하 편의상 총칭하여 "급속실"이라 함)에는 냉기 덕트가 연통되지 않는다. 그리고, 증발기(202)과 급속실(112, 114)의 사이에는 히트파이프(1)가 설치되어, 냉기의 순환 대신에 상기 히트파이프(1)에 의하여 열교환이 되게 된다.

상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 냉동실 특히 열교환부와 급속실(112, 114)이 냉기 덕트을 이용하여 연통되지 않는다. 즉, 열교환기의 냉기가 직접 급속실(112, 114)로 유입되 지는 않는다. 그리고, 히트파이프(1)의 일측은 증발기(202)에 위치하며 타측은 급속실(112, 114)에 위치한다. 즉, 증발기(202) 측의 히트파이프(1)에서는 열을 방출하고, 급속실(112, 114) 측의 히트파이프(1)에서는 열을 흡수함으로써 상기 급속실(112, 114)의 온도를 낮추게 된다. 여기서, 히트파이프(1)의 일측이 증발기(202)에 위치한다는 것은 상기 히트파이프(1)가 열전달이 효과적으로 가능할 정도로 증발기(202)에 부분에 배치된다는 의미이다. 즉, 히트파이프(1)의 일측은 증발기(202)에 가급적 인접하여 위치하는 것이 바람직하고, 증발기(202)에 직접 접촉하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 급속실(112, 114)에 보관되는 식품(6)도 직접 히트파이프(1)의 일측에 접하게 할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 히트파이프의 일 예를 상세히 설명한다.

히트파이프(1)는 밀폐된 용기내에 작동유체를 주입한 후에 진공 배기한 것이며, 일반적으로 작동 유체의 이동을 위한 물질이 그 내부에 삽입되는 것이 바람직하다. 즉, 히트 파이프(1)는 내부에 작동 유체를 가지는 대략 중공관인 본체(10)와, 상기 본체(10)의 내벽에 구비되며 작동 유체의 이동을 위한 위크(wick)(20)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 본체(10)의 재료는 구리, 스테인레스강, 세라믹스, 텅스텐 등이 사용될 수 있으며, 위크(20)는 다공질의 지료가 될 수 있으며, 내부의 작동 유체는 메탄올, 아세톤, 물, 수은 등이 될 수 있다.

히트파이프(1)를 이용한 열전달을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3의 화살표는 작동 유체의 흐름을 표시한 것이며, 이를 참조하여 설명한다. 히트파이프(1)의 응축부(12)는 증발기(110)에 위치하며, 증발부(14)는 급속실 (112, 114)에 위치한다. 따라서, 응축부(12)에서 작동 유체가 증발기(202)와 열교환하여 냉각되어 응축액이 된다. 응축액 상태의 작동 유체는 모세관 작용에 의하여 위크(20)를 따라 히트파이프(1)의 증발부(14)로 이동된다. 히트파이프(1)의 증발부(14)에서 응축액 상태의 작동 유체는 급속실(112, 114)과 열교환 즉 급속실(112, 114)의 열을 흡수하여 증발되어 기체의 상태로 다시 응축부(12)쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 급속실(112, 114)의 온도가 낮아지게 된다. 그리고, 히트파이프(1)의 양단 즉 응축부(12) 및 증발부(14) 중 최소한 한 곳에는 열교환을 더욱 효과적으로 하기 위하여 방열핀(3)이 구비될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 히트파이프(1)를 이용하면 증발기(110)과 급속실(112, 114)의 사이에 열교환이 매우 빠르다. 따라서, 도 4에 도시한 바와 같이, 급속실(112, 114)에 식품이 투입되더라도 보다 빠른 시간에 목표 보관 온도가 도달할 수 있으므로, 식품의 품질 변화를 일으키는 시간을 줄일 수 있다.

한편, 급속실(112, 114)의 온도 조건이 만족하는 경우에 증발기(202)과 급속실(112, 114) 사이의 열교환을 차단하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 히트파이프(1)의 내부의 열전달을 선택적으로 차단하는 차단부재(5)가 구비되는 것이 바람직하다. 차단부재(5)는 상하로 이동하면서 히트파이프(1) 내부를 관통하여, 작동 유체의 이동을 선택적으로 차단할 수 있다. 차단부재(5)는 단열벽(130)에 설치되는 것이 바람직하다.

상술한 실시예에서는 차단부재(5)가 히트파이프(1)의 응축부(12)와 증발부(14) 사이의 열전달을 차단하는 것을 도시 및 설명하였다. 그러나, 차단부재(5)는 이러한 것에 한정되지 않으며, 여러 형태로 구현될 수 있다. 차단부재(5)는 히트파이프(1)와 증발기(202) 사이의 열전달 및/또는 히트파이프(1)와 급속실(112, 114) 사이의 열전달을 선택적으로 차단하여도 된다.

한편, 상술한 실시예는 히트파이프(1)가 냉장고의 중앙 단열벽(130)을 관통하는 것을 도시 및 설명하였지만 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 증발기(202) 및 급속실(112, 114)의 위치에 따라서 냉장고의 다른 단열벽 예를 들어 후벽 등을 이용하여 히트파이프(1)를 설치하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 실시예는 히트파이프로서 전통적 방식의 히트파이프(conventional heatpipe)를 도시 및 설명하였지만 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 써모싸이펀 방식(Thermosyphon), 증기 챔버 방식(Vapor chamber), 펄세이팅 방식(Pulsating heatpipe), 루프 방식(Looped heatpipe) 등을 사용하는 것이 가능하다. 물론, 이러한 경우에는 히트파이프의 형상, 설치 방식 등을 적절히 변경하여 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 루프형 히트 파이프는 증발부와 응축부를 증기 유동관과 액체 유동관으로 연결하여 폐루프를 형성하는 것이다. 즉, 증기 유동관 및 액체유동관의 길이를 길게 함으로써 대용량과 원거리 열이송에 효율적으로 이용될 수 있으며, 설계에 따라 기존의 히크파이프 보다 2배 이상의 성능을 낼 수 있다. 따라서, 루프형 히트파이프를 이용한다면, 열전달 효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 또한 증발기의 설치 위치 등에 제한받지 않고 사용할 수 있다.

한편, 히트파이프 대신에 증발기의 배관의 일부를 연장하여 급속실에 위치하게 하는 것도 가능하다.

한편, 상술한 실시예에서는 냉장실과 냉동실이 우측과 좌측으로 구분되는 사이드 바이 사이드 방식의 냉장고를 도시 및 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 냉동실이 상측, 냉장실이 하측에 위치하는 탑 마운트 방식 냉장고나, 냉장실이 상측, 냉동실이 하측에 위치하는 프렌치 스타일 냉장고에 적용하는 것도 물론 가능하다.

상술한 본 발명에 따른 냉장고의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 따르면, 히트파이프를 이용하여 증발기와 급속실 사이에서 직접 열교환을 시키므로 열교환이 매우 빠르다. 따라서, 급속실에 온도 변화가 일어나도 보다 빠른 시간에 급속실의 목표 보관 온도가 도달할 수 있으므로, 식품의 품질 변화를 일으키는 시간을 줄일 수 있다. 따라서, 식품의 보관 기간을 연장하는 것이 가능하다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명에서는 냉장고의 다른 부분의 냄새와 급속실의 냄새가 섞이지 않는다. 따라서, 본 발명에서는 사용의 편의성이 향상된다는 이점이 있다.

셋째, 본 발명에서는 급속실의 냉기가 냉동실로 유입되지 않으므로 급속실이 건조해지는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 급속실을 상대적으로 높은 습도로 유지할 수 있으므로 식품 보관 성능이 향상된다.

Claims

냉동실 및 냉장실의 최소한 한 곳에 위치되어, 보관 온도를 급속히 강하시키는 급속실과;

응축부는 증발기에 위치하며, 증발부는 상기 급속실에 위치하는 히트파이프; 및

상기 증발기와 상기 급속실 사이의 열교환을 선택적으로 차단하는 차단부재를 포함하는 냉장고.
제1항에 있어서, 상기 히트파이프의 응축부는 상기 증발기와 접촉하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차단부재는 상기 히트파이프의 응축부와 증발부 사이의 열전달을 선택적으로 차단하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차단부재는 상기 히트파이프와 상기 증발기 사이의 열전달 또는 상기 히트파이프와 상기 급속실 사이의 열전달을 차단하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.