KR101092627B1 - 제빙기용 증발기 - Google Patents

Abstract

제빙기용 증발기가 개시된다. 본 실시예에 따른 제빙기용 증발기는, 일측으로부터 유입된 냉매가 유동하도록 유로를 형성하며 타측이 폐쇄된 제1 냉매배관; 상기 제1 냉매배관과 연통하도록 상기 제1 냉매배관에 이격되게 배치되되, 일측으로 냉매가 배출되며 타측이 폐쇄된 제2 냉매배관; 상기 제1 냉매배관 및 상기 제2 냉매배관의 유로와 연통하도록 상기 제1 냉매배관 및 상기 제2 냉매배관의 하부에 구비되는 복수의 제1 및 제2 돌출 냉각관; 및 상기 제1 냉매배관과 제2 냉매배관을 병렬로 연결하는 복수의 연결배관을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 실시예에 의하면, 제1 및 제2 냉매배관을 병렬로 연결하는 연결배관을 구비함으로써, 전체적으로 냉매의 신속하고 균일한 유동을 가능하게 함으로써 제빙 시간을 종래보다 단축하여 제빙 효율을 증대시킬 수 있다.

Description

제빙기용 증발기{EVAPORATOR FOR ICE MAKER}

본 발명은, 제빙기용 증발기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉매의 보다 신속하고 균일한 유동을 유도하여 제빙 시간을 단축할 수 있는 제빙기용 증발기에 관한 것이다.

일반적으로, 냉온 정수기는 정수 탱크, 정수 탱크로부터 공급된 물을 미리 정해진 온도로 냉각된 상태로 저장하는 냉수 탱크, 정수 탱크로부터 공급된 물을 가열된 상태로 저장하는 온수 탱크, 물을 냉각시키기 위한 냉각수단 및 물을 가열하기 위한 가열수단을 포함한다. 현재, 이러한 냉온 정수기 중 일부는 얼음을 공급하는 기능을 구비하고 있다.

이와 같이 제빙 기능을 구비한 냉온 정수기는, 워터 스프레이 타입과 트레이 타입 등으로 얼음을 생성하는 구조를 갖고 있다.

구체적으로, 워터 스프레이 타입은 핑거(finger) 형상의 제빙관을 중심으로 그 동심원 상에 설치된 노즐에서 제빙수가 분사되도록 하고 제빙관을 따라 제빙수가 흘러내리도록 하여 제빙관의 둘레면에 고드름처럼 얼음이 형성되도록 하는 구조를 갖고 있다.

또한, 트레이 타입은, 냉매배관과, 냉매배관에 연결된 침지관이 제빙수에 침지되도록 제빙수가 수용되는 제빙수 케이스를 구비한다. 즉, 제빙수에 침지되는 침지관과 제빙수 사이의 열교환에 의해 제빙수가 결빙되어 얼음을 생성하는 구조를 갖고 있다.

그러나, 종래의 트레이 타입 제빙기용 증발기는, 아래의 특허문헌 한국 등록특허 제10-0995151호의 도 1에 도시한 바와 같이, 냉매배관(3)의 길이방향을 따라 침지관(4)이 직렬로 설치된 구조를 갖고 있다. 이러한 경우, 일측으로부터 유입된 냉매는 냉매배관(3)의 길이 방향을 따라 순차적으로 이동하면서 복수의 침지관(4)에도 순차적으로 수용될 수 밖에 없게 되었다. 즉, 냉매 유입구 근방에 설치된 침지관(4)에 냉매가 수용되는 순간부터 냉매 배출구 근방에 설치된 침지관(4)에 냉매가 수용되기까지 소요되는 시간이 일정 이상 발생할 수 밖에 없다.

도 1의 도면부호 2는 제빙수조이며, 도면부호 5는 제빙수조를 회전하는 모터이며, 도면부호 7은 그릴이며, 도면부호 6은 그릴을 통과한 제빙수가 저장되는 리턴저장부이며, 도면부호 8은 얼음저장부이다.

이에 따라, 신속한 얼음 생성 및 배출을 추구하는 현 시점에서, 제빙 시간이 오래 걸리는 단점으로 인한 사용자의 불만이 발생하게 되었다.

한국 등록특허 제10-0995151호 (2010.11.11 등록)

본 발명의 목적은, 전체적으로 냉매의 신속하고 균일한 유동을 가능하게 하여 제빙 시간을 종래보다 단축함으로써 제빙 효율을 증대시킬 수 있는 제빙기용 증발기를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 일측으로부터 유입된 냉매가 유동하도록 유로를 형성하며 타측이 폐쇄된 제1 냉매배관; 상기 제1 냉매배관과 연통하도록 상기 제1 냉매배관에 이격되게 배치되되, 일측으로 냉매가 배출되며 타측이 폐쇄된 제2 냉매배관; 상기 제1 냉매배관 및 상기 제2 냉매배관의 유로와 연통하도록 상기 제1 냉매배관 및 상기 제2 냉매배관의 하부에 구비되는 복수의 제1 및 제2 돌출 냉각관; 및 상기 제1 냉매배관과 제2 냉매배관을 병렬로 연결하는 복수의 연결배관을 포함하는 제빙기용 증발기를 마련하는 것에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 연결배관은, 상기 제1 냉매배관 및 상기 제2 냉매배관에 구비된 서로 마주보는 한 쌍의 돌출 냉각관을 연결하도록 형성될 수 있다.

상기 연결배관은 하부 영역이 상기 돌출 냉각관 내부에 배치되도록 하향 연장되게 형성될 수 있다.

상기 제2 냉매배관에 구비되는 돌출 냉각관의 내부에 배치되는 상기 연결배관의 하부 영역에는 상대적으로 직경이 감소하도록 직경 감소부가 구비될 수 있다.

상기 제1 및 제2 돌출 냉각관의 상부 영역에는 표면으로부터 냉각핀이 돌출되게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 제빙기용 증발기는 다음과 갖은 효과를 갖는다.

첫째, 제1 및 제2 냉매배관을 병렬로 연결하는 연결배관을 구비함으로써, 전체적으로 냉매의 신속하고 균일한 유동을 가능하게 함으로써 제빙 시간을 종래보다 단축하여 제빙 효율을 증대시킬 수 있다.

둘째, 연결배관의 하부 영역에 직경 감소부를 구비하여 냉매가 더 신속하게 배출되도록 함으로써, 냉매 유동의 사이클 타임을 단축하여 제빙 효율을 증대할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 제빙기용 증발기가 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제빙기용 증발기를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제빙기용 증발기의 제1 냉매배관 측을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제빙기용 증발기의 제2 냉매배관 측을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제빙기용 증발기를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제빙기용 증발기를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제빙기용 증발기의 제1 냉매배관 측을 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제빙기용 증발기의 제2 냉매배관 측을 나타내는 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 제빙기용 증발기는, 제빙기에 구비되어 제빙하고자 하는 제빙수와의 열교환을 통해 제빙수를 냉각하는 것으로서, 일측으로부터 유입된 냉매가 유동하도록 경로를 형성하며 타측이 폐쇄된 제1 냉매배관(100), 제1 냉매배관(100)과 연통하도록 제1 냉매배관(100)에 이격되게 배치되되 일측으로 냉매가 배출되며 타측이 폐쇄된 제2 냉매배관(200), 제1 냉매배관(100) 및 제2 냉매배관(200)의 유로와 연통하도록 제1 냉매배관(100) 및 제2 냉매배관(200)의 하부에 구비되는 복수의 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210), 제1 냉매배관(100)과 제2 냉매배관(200)을 연결하는 복수의 연결배관(300)을 포함한다.

도 2에서 도면부호 600은 제빙수 케이스이다.

본 실시예에서는, 종래보다 냉매의 유동이 더욱 균일하게 이루어지도록 함과 더불어 냉매의 유동시간을 단축하여 제빙 시간을 단축하기 위해, 도 2에 도시한 바와 같이, 연결배관(300)은 제1 냉매배관(100)과 제2 냉매배관(200)을 병렬로 연결한다.

이하 구체적인 설명에 앞서 냉매의 유동 경로를 간략하게 살펴보면, 도 4 및 도 5에서 화살표로 도시한 바와 같이, 먼저 제1 냉매배관(100)의 일측에 연결된 냉매 유입관(400)을 통해 냉매가 제1 냉매배관(100)의 내부로 유입되어 제1 냉매배관(100) 및 제1 돌출 냉각관(110) 내부를 순차적으로 충전한다. 냉매가 제1 냉매배관(100) 및 제1 돌출 냉각관(110) 내부를 완전하게 충전하면 냉매는 복수의 연결배관(300)을 통해 동시에 제2 냉매배관(200) 내부로 이동한 후 제2 냉매배관(200) 및 제2 돌출 냉각관(210) 내부를 충전한다. 이어서, 냉매가 제2 냉매배관(200) 및 제2 돌출 냉각관(210)을 완전하게 충전하게 되면 냉매는 냉매 배출관(500)를 통해 배출된다.

여기서, 냉매 유입관(400) 측에는 팽창밸브(미도시)가 연결되고 냉매 배출관(500) 측에는 압축기(미도시)가 연결되며, 응축기(미도시)는 압축기(미도시)와 팽창밸브(미도시) 사이에 설치된다. 한편, 냉매가 전술한 냉각 사이클을 구성하는 각 구성요소들을 순차적으로 경유하면서 상 변화하는 과정은 본 기술분야의 당업자에게 자명하므로 이하 설명은 생략한다.

이하, 본 실시예에 따른 제빙기용 증발기가 트레이 타입 제빙기에 적용되는 것을 기준으로 설명한다.

본 실시예에서, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)은 제빙수 케이스(600)에 수용된 제빙수에 침지되며, 제빙수와의 상호 열교환에 의해 제빙수를 냉각하게 된다. 여기서, 제1 및 제2 냉매배관(100,200), 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210) 및 연결배관(300)은 전술한 바와 같이 열교환 대상체인 냉매가 유동하는 유로를 형성하므로, 열교환 효율의 상승을 위해서는 열전도성이 우수한 구리, 은 등의 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 연결배관(300)은, 제1 냉매배관(100) 및 제2 냉매배관(200)에 구비된 서로 마주보는 한 쌍의 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)을 연결하도록 형성된다. 예를 들어, 제1 냉매배관(100)과 제2 냉매배관(200)에 각각 5개의 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)이 구비된다면, 연결배관(300)은 마찬가지로 5개가 구비된다.

본 실시예에서, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 연결배관(300)은 하부 영역이 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210) 내부에 배치되도록 하향 연장되게 형성된다. 이와 같이, 연결배관(300)의 하부 영역이 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)에 내부에 위치하면서도 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)의 저면 내벽에 비접촉하도록 형성됨으로써, 냉매의 유동 거리를 증가시켜 열교환 효율의 증대를 가져올 수 있게 된다.

즉, 연결배관(300)은, 제1 냉매배관(100) 및 제2 냉매배관(200)의 상부면에 연결되는 곡선 형상의 절곡관(310)과, 제1 및 제2 냉매배관(100,200) 및 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210) 내부에 배치되는 직선관(320)을 포함한다. 여기서, 절곡관(310)과 직선관(320)은 일체로 형성된다. 한편, 냉매의 유동을 최적화, 즉 제1 냉매배관(100) 및 제1 돌출 냉각관(110)에 냉매가 완전하게 충전된 후 제2 냉매배관(200)의 제2 돌출 냉각관(210) 측으로 균일하게 유입되도록 하기 위해서, 절곡관(310)은 제1 냉매배관(100) 및 제2 냉매배관(200)의 상부면으로부터 상측 방향으로 일정 이상 돌출되도록 절곡 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서, 연결배관(300)은 제1 및 제2 냉매배관(100,200)에 와이어 접합 가열 방식 등을 통해 접합 가능하다. 구체적으로, 연결배관(300)이 결합되기 전 제1 및 제2 냉매배관(100,200)의 상부면에 복수의 관통공을 형성시키고 이러한 관통공에 연결배관(300)의 단부를 각각 삽입한 후, 연결배관(300)과 제1 및 제2 냉매배관(100,200)의 접촉 부위에 와이어 링을 끼운 후 전기 가열로 등을 통과시켜 와이어 접합시킬 수 있다.

도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 제2 냉매배관(200)에 구비된 제2 돌출 냉각관(210)의 내부에 배치되는 연결배관(300)의 하부 영역에는 상대적으로 직경이 감소하도록 직경 감소부(211)가 구비된다. 이러한 직경 감소부(211)는 벤츄리(venturi) 원리를 적용하여 냉매 유동 속도를 일정 이상 증가시키기 위한 것으로서, 제1 냉매배관(100) 및 제1 돌출 냉각관(110)에 완전하게 냉매가 충전된 후, 직경 감소부(211)를 통과하는 냉매는 상대적으로 유동 속도가 증가한 상태로 냉매 배출관(500) 측으로 배출된다. 부연하자면, 직경 감소부(211)는, 제2 돌출 냉각관(210)을 통과한 냉매가 제2 냉매배관(200) 측으로 유입되어 충전되는 과정에서, 유동 속도를 증가시킴과 더불어 유동속도 증가에 따라 제2 돌출 냉각관(210) 내에서 냉매의 엔트로피가 더욱 상승한 상태로 제2 냉매배관(200)에 균일하게 충전되도록 하는 것이다.

여기서, 직경 감소부(211)는 제1 냉매배관(100) 내부에 배치된 제1 돌출 냉각관(110)의 하부 영역에도 마련될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제빙기용 증발기를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210) 및 그 주위에서 발생하는 냉기를 제빙수로 효과적으로 전달시켜 제빙 시간 단축을 더 단축하도록 냉각핀(220)이 더 형성된다.

냉각핀(220)은 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)의 표면으로부터 돌출되고, 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)의 둘레 방향을 따라 연속 또는 비연속적으로 형성된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 냉각핀(220)은 제빙수와 직접적으로 접촉하지 않도록 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)의 상부 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 냉각핀(220)은 제1 및 제2 돌출 냉각관(110,210)에 형성되는 냉기를 제빙수 측으로 발산하게 되며, 이에 따라 제빙 시간의 단축 및 제빙 효율의 증대를 가져올 수 있다.

이상의 설명에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 제빙기용 증발기는 냉기를 발산하는 증발기로서 기능하지만, 반드시 이에 한정되지 않으며 예를 들면 증발기와 달리 열기를 발산하는 응축기로서 기능할 수도 있다. 즉, 본 출원명세서 상에 기재된 "증발기"란 용어는 넓은 의미로 열교환기를 의미한다.

이하, 본 실시예에 따른 제빙기용 증발기 내부의 냉매 흐름 과정을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 냉매 유입관(400)을 경유한 냉매는, 그중 일부가 제1 냉매배관(100)의 길이 방향을 따라 이동하고 나머지 일부는 제1 돌출 냉각관(110) 내부로 하강 이동한다. 이러한 냉매 흐름은 제1 냉매배관(100)의 길이 방향을 따라 서로 이격되게 배치된 복수의 제1 돌출 냉각관(110)에서 동일하게 발생한다.

다음, 이러한 과정이 반복되어 냉매가 제1 냉매배관(100) 및 제1 돌출 냉각관(110) 내부에 완전하게 충전되면 냉매는 제1 돌출 냉각관(110) 내부에 위치하는 연결배관(300)의 하단부 내측으로 유입된 후 상승 이동하게 된다. 예를 들어, 제1 돌출 냉각관(110)이 5개로 구비되는 경우, 5개의 연결배관(300) 내부에 수용된 냉매는 일정한 상태, 즉 연결배관(300)을 따라 냉매가 이동할 때 각각의 연결배관(300) 내에 수용된 냉매의 상승 이동면이 동일한 위치에 형성된 상태로 이동하게 된다.

이어서, 냉매는 연결배관(300)을 따라 이동한 후 제2 냉매배관(200)의 제2 돌출 냉각관(210) 내부에 충전되며, 이때 전술한 바와 유사하게 5개의 제2 돌출 냉각관(210)에서 냉매 상승 이동면의 높이 증가는 균일하게 이루어진다. 여기서, 제2 냉매배관(200)의 제2 돌출 냉각관(210) 내부에 위치하는 연결배관(300)의 하부에는 직경 감소부(211)가 형성됨으로써, 냉매는 유동 속도가 일정 이상 증가한 상태로 연결배관(300)과 제2 돌출 냉각관(210) 사이의 공간으로 유입 가능하다.

이후, 냉매가 제2 돌출 냉각관(210) 내부에 완전하게 충전 완료되면 냉매는 제2 냉매배관(200) 측으로 유입되며, 최종적으로 냉매 배출관(500)으로 배출되어 압축기(미도시) 측으로 이동된다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100: 제1 냉매배관 200: 제2 냉매배관
211: 직경 감소부 300: 연결배관

Claims (5)

1. 일측으로부터 유입된 냉매가 유동하도록 유로를 형성하며 타측이 폐쇄된 제1 냉매배관;
   상기 제1 냉매배관과 연통하도록 상기 제1 냉매배관에 이격되게 배치되되, 일측으로 냉매가 배출되며 타측이 폐쇄된 제2 냉매배관;
   상기 제1 냉매배관 및 상기 제2 냉매배관의 유로와 연통하도록 상기 제1 냉매배관 및 상기 제2 냉매배관의 하부에 구비되는 복수의 제1 및 제2 돌출 냉각관; 및
   상기 제1 냉매배관과 제2 냉매배관을 병렬로 연결하는 복수의 연결배관을 포함하고,
   상기 연결배관은, 상기 제1 냉매배관 및 상기 제2 냉매배관에 각각 구비된 서로 마주보는 한 쌍의 제1 및 제2 돌출 냉각관을 연결하도록 형성되는 제빙기용 증발기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 연결배관은 하부 영역이 상기 제1 및 제2 돌출 냉각관 내부에 배치되도록 하향 연장되게 형성되는 제빙기용 증발기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 냉매배관에 구비되는 상기 제2 돌출 냉각관의 내부에 배치되는 상기 연결배관의 하부 영역에는 상대적으로 직경이 감소하도록 직경 감소부가 구비되는 제빙기용 증발기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 돌출 냉각관의 상부 영역에는 표면으로부터 냉각핀이 돌출되게 형성되는 제빙기용 증발기.
   

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