KR101821097B1 - 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 저장 공간이 형성되는 본체; 상기 저장 공간을 개폐하는 도어; 상기 본체 내부에 제공되는 증발기; 상기 저장 공간의 일측에 제공되는 심온 저장실; 상기 증발기의 냉매 배관 일부에 접촉되며, 상기 심온 저장실 내부로 냉기를 공급하는 급속 냉각 모듈을 포함하고, 상기 급속 냉각 모듈은, 전류가 공급되면 상기 증발기의 냉매 배관에 접촉된 면이 발열면이 되고, 상기 심온 저장실을 향하는 면이 흡열면이 되는 열전 소자를 포함한다.

Description

냉장고 {Refrigerator}
본 발명은 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 도어에 의해 차폐되는 내부의 저장공간에 음식물을 저온 저장할 수 있도록 하는 가전 기기이다. 이를 위해 냉장고는 냉동사이클을 순환하는 냉매와의 열교환을 통해 발생하는 냉기를 이용하여 저장공간의 내부를 냉각함으로써 저장된 음식물들을 최적상태로 보관할 수 있도록 구성된다.
최근의 냉장고는 식생활의 변화 및 제품의 고급화의 추세에 따라 점차 대형화 다기능화되고 있는 추세이며, 사용자의 편의를 고려한 다양한 구조 및 편의장치를 구비한 냉장고가 출시되고 있다.
특히, 냉장실 또는 냉동실 이외에 음식물을 급속 냉동시킬 수 있는 별도의 저장 공간에 대한 소비자 요구가 증가하고 있는 추세에 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성을 만족시키기 위하여 제안된 것으로서, 냉장실 또는 냉동실과 별도로 음식물을 급속 냉동할 수 있는 공간이 구비된 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 외관을 이루는 아우터 케이스와, 상기 아우터 케이스의 내측에 제공되는 인너 케이스와, 상기 아우터 케이스와 인너 케이스 사이에 채워지는 단열 부재와, 상기 인너 케이스의 전방에 배치되는 덕트 부재와, 상기 덕트 부재와 상기 인너 케이스 사이에 정의되는 열교환 챔버와, 상기 열교환 챔버의 전방에 배치되는 냉동실과, 상기 냉동실과 구획되어 형성되는 냉장실, 및 상기 냉동실 내부에 배치되고 상기 냉동실 온도보다 낮은 온도로 유지되는 심온 저장실을 포함하는 본체; 상기 열교환 챔버 내에 놓이고, 냉기 순환팬에 의하여 상기 냉동실과 상기 냉장실 중 적어도 어느 일측으로 공급되는 냉기를 생성하는 증발기; 상기 증발기에서 토출되는 냉매를 압축하는 압축기; 상기 심온 저장실 내에 수용되는 드로어 어셈블리; 및 상기 드로어 어셈블리 내의 냉기를 냉동실 냉기보다 낮은 온도로 냉각하기 위하여 제공되고, 흡열면과, 상기 흡열면의 반대면에 정의되는 발열면을 포함하는 열전 소자와, 상기 열전 소자의 흡열면에 접촉하는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크에 인접하게 배치되어 상기 심온 저장실 냉기가 상기 히트 싱크와 열교환하도록 하는 흡열측 송풍팬, 및 상기 증발기에 연결되고, 일 면이 상기 열전 소자의 발열면에 접촉하여, 상기 열전 소자의 발열면과 상기 증발기의 냉매가 열교환하도록 하는 열전도 유닛을 포함하는 급속 냉각 모듈을 포함하고, 적어도 상기 흡열측 송풍팬은 상기 심온 저장실 냉기에 노출되며, 상기 열전도 유닛은 상기 열교환 챔버 내에 놓이고, 상기 심온 저장실 냉기는, 상기 냉기 순환 팬에 의하여 상기 냉동실로 공급되는 냉기 및 상기 열전 소자의 히트 싱크와의 열교환에 의하여, 상기 냉동실 온도와 같거나 더 낮은 온도로 냉각되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 냉장고에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 냉동실의 내부에 구비되며 냉동실의 온도보다 더 낮은 온도로 냉동될 수 있는 서랍 어셈블리가 제공됨으로써, 보다 다양한 온도에서의 저장을 요하는 식품을 효과적으로 저장할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 급속 냉동을 위한 별도의 수단이 제공될 뿐 아니라, 서랍 어셈블리의 내부가 열교환실과 연통되어 냉기를 공급받을 수 있으므로, 빠른 속도로 내부 공간의 온도를 낮출 수 있는 장점이 있다.
셋째, 급속 냉동을 위한 열전 소자를 포함하는 급속 냉동 수단은 증발기에 직접 장착되므로, 증발기의 제상 운전 기능도 함께 수행할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 증발기의 제상 운전을 위하여 냉동 사이클을 중단하거나 역사이클 운전을 수행할 필요성이 낮아지는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈이 구비된 냉장고의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 심온 저장실에 제공되는 서랍 어셈블리 및 급속 냉각 모듈의 구조를 보여주는 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 급속 냉각 모듈 및 서랍 어셈블리의 설치 모습을 보여주는 도 1의 I-I를 따라 절개되는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 급속 냉각 모듈 및 서랍 어셈블리의 설치 모습을 보여주는 도 1의 I-I를 따라 절개되는 단면도.
도 5는 제 3 실시예에 따른 급속 냉각 모듈 및 서랍 어셈블리의 설치 모습을 보여주는 도 1의 I-I를 따라 절개되는 단면도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 급속 냉각 모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서랍의 측단면도.
도 8은 본 발명의 더 다른 실시예에 따른 서랍을 보여주는 사시도.
도 9는 도 8의 II-II를 따라 절개되는 측단면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서랍 어셈블리와 급속 냉각 모듈의 구성을 보여주는 냉장고의 측단면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈이 구비된 냉장고의 제어 구성을 개략적으로 보여주는 블럭도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈을 이용한 급속 냉각 모드 운전 제어 방법을 보여주는 플로차트.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고로서 바텀 프리저 타입 냉장고를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 탑마운트 타입 냉장고 및 사이드 바이 사이드 타입 냉장고에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈이 구비된 냉장고의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈이 구비된 냉장고(1)는, 내부에 저장 공간이 구비되는 본체(10)와, 상기 저장 공간을 선택적으로 개폐하는 도어(20) 및 상기 저장 공간에 수용되는 심온 저장실을 포함한다.
상세히, 상기 본체(10)의 내부 공간은 베리어(103)에 의하여 냉장실(12)과 냉동실(13)로 구획된다. 상기 베리어(103)의 연장 방향에 따라 상기 냉장실(12)과 냉동실(13)은 좌우 또는 상하 방향으로 배치된다. 예컨대, 상기 베리어(103)가 가로 방향으로 놓이면 상기 냉동실(13)의 상측 또는 하측에 냉장실(12)이 형성되며, 본 실시예에서는 상기 냉장실(12)이 냉동실(13)의 상측에 배치되는 구조이다. 또는, 상기 베리어(103)가 수직하게 놓이면 상기 냉장실(12)과 냉동실(13)은 좌우측에 나란히 배치될 수 있다.
또한, 상기 심온 저장실은 상기 냉동실(13)의 일측 모서리에 구비될 수 있으며, 상기 심온 저장실에는 음식물을 저장하는 서랍 어셈블리(30)와, 상기 서랍 어셈블리(30)를 급속 냉동하기 위한 급속 냉각 모듈(40: 도 2 참조)이 구비된다. 상기 급속 냉각 모듈(40)은 상기 서랍 어셈블리(30)의 후단에 배치되며, 이에 대해서는 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.
한편, 상기 냉장실(12)은 냉장실 도어(21)에 의하여 선택적으로 개폐되는데, 단일의 도어 또는 도시된 바와 같이 한 쌍의 도어에 의하여 개폐 가능하다. 그리고, 상기 냉장실 도어(21)는 상기 본체(10)에 회동 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 냉동실(13)은 냉동실 도어(22)에 의하여 선택적으로 개폐되며, 바텀 프리저 타입 냉장고의 경우는 도시된 바와 같이 냉동실 도어(22)가 인출입 가능하게 제공될 수 있다. 즉, 냉동실 수납부가 서랍 형태로 제공될 수 있다.
한편, 상기 심온 저장실에는 상기 서랍 어셈블리(30)가 전후 방향으로 인출입 가능하게 수용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 심온 저장실에 제공되는 서랍 어셈블리 및 급속 냉각 모듈의 구조를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 심혼 저장실에는 서랍 어셈블리(30)와 급속 냉각 모듈(40)이 제공된다.
상세히, 상기 급속 냉각 모듈(40)은 상기 서랍 어셈블리(30)의 후단에 위치하며, 상기 본체(10)에 고정 장착되거나 상기 서랍 어셈블리(30)와 함께 이동 가능하게 제공될 수 있다.
상기 급속 냉각 모듈(40)은, 상기 본체(10) 내부에 설치되는 증발기(E)에 결합되는 열전도 유닛(44)과, 상기 열전도 유닛(44)의 전면에 부착되는 열전 소자(41)와, 상기 열전 소자(41)의 전면에 결합되는 히트 싱크(42) 및 상기 히트 싱크(42)의 전면에 결합되는 흡열측 송풍팬(43)을 포함한다.
상세히, 상기 열전 소자(41)는, 전류 공급에 의하여 일면에서는 흡열 현상이 일어나고 타면에서는 발열 현상이 일어나는 펠티어 효과를 이용하는 소자를 포함한다. 펠티어 효과는 2 종류의 급속 끝을 접속시키고 여기에 전류를 흘려보내면, 전류의 방향에 따라 한쪽 단자에서는 흡열 현상이 일어나고 다른 쪽 단자에서는 발열 현상이 일어나는 효과를 말한다. 그리고, 상기 열전 소자(41)에 공급하는 전류의 흐름 방향을 전환하면 흡열면과 발열면도 전환되며, 공급되는 전류의 양에 따라 흡열량과 발열량의 조절이 가능한 장점이 있다.
본 실시예에 따른 급속 냉각 모듈(40)은, 상기 열전 소자(41)의 흡열면이 상기 심온 저장실의 서랍 어셈블리(30) 쪽을 향하고, 발열면이 상기 증발기(E) 쪽을 향하는 구조를 이룬다. 따라서, 상기 증발기(E)에서 공급되는 냉기 외에 상기 열전 소자(41)에서 발생되는 흡열 현상을 이용하여 상기 서랍 어셈블리(30)에 저장된 음식물을 초저온으로 신속하게 냉각시키는데 사용될 수 있다.
한편, 상기 서랍 어셈블리(30)는 서랍(32)과, 상기 서랍(32)이 인출입 가능하게 수용되는 케이스(31)를 포함한다. 제품의 구조에 따라서 상기 서랍(32)만이 상기 심온 저장실에 수납되거나, 상기 케이스(31)와 서랍(32)이 모두 상기 심온 저장실에 수납되는 것이 가능하다.
상세히, 상기 서랍 어셈블리(30)의 후면은 상기 급속 냉각 모듈(40)의 전면, 즉 상기 흡열측 송풍팬(43)에 맞닿아서, 상기 흡열측 송풍팬(43)에 의하여 강제 유동되는 냉기가 상기 서랍 어셈블리(30) 내부로 공급되도록 한다.
또한, 상기 열전도 유닛(44), 알루미늄 플레이트와 같이 열전도율이 높은 금속 판재일 수 있다. 그리고, 상기 열전도 유닛(44)은 하나 또는 한 쌍의 판이 상기 증발기(E)의 냉매 배관에 밀착 결합된다. 본 실시예에서는 한 쌍의 열전도 판이 상기 증발기(E) 냉매 배관의 일부분을 감싸는 형태로 제시된다. 그리고, 상기 냉매 배관과 상기 열전도 유닛(44)과의 접촉 면적을 최대화하기 위해서, 상기 냉매 배관과 접촉하는 상기 열전도 유닛(44)의 표면에는 상기 냉매 배관이 안착되는 홈이 형성될 수 있다.
상기 서랍(32)은 상면이 개구된 육면체 형태를 이룰 수 있으며, 양 측면에는 슬라이딩 가이드(321)가 전후 방향으로 연장되며, 상기 슬라이딩 가이드(321)에는 다수의 롤러(323)가 구비된다. 그리고, 상기 서랍(32)의 후면에는 상기 흡열측 송풍팬(43)으로부터 공급되는 냉기가 상기 서랍(32) 내부로 전달되도록 하기 위한 흡입 그릴(322)이 형성된다. 상기 흡입 그릴(322)은, 상기 서랍(32)의 후면 대략 중앙에 형성되는 센터 그릴(322a)과, 상기 센터 그릴(322a)의 주위에 형성되는 사이드 그릴(322b)을 포함한다. 상기 서랍(32)이 완전히 인입되었을 때 상기 센터 그릴(322a)은 상기 흡열측 송풍팬(43)의 전면에 위치된다. 그 결과, 상기 열전 소자(41)의 흡열면을 지나면서 냉각된 공기 및/또는 상기 증발기(E)를 통과한 공기가 상기 서랍(32) 내부로 공급된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 급속 냉각 모듈 및 서랍 어셈블리의 설치 모습을 보여주는 도 1의 I-I를 따라 절개되는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 심온 저장실 내부로 상기 서랍(32)만이 수용되는 구조를 보여준다.
상세히, 상기 심온 저장실은 상기 냉동실(13)의 일측 모서리에 형성될 수 있으며, 단열 케이스(104)에 의하여 냉동실(13)과 구획되는 독립적인 저장 공간이 형성된다.
그리고, 상기 서랍(32)은 상기 단열 케이스(104)에 의하여 형성되는 저장 공간 내부로 수납될 수 있다.
한편, 상기 본체(10)는, 외관을 이루는 아우터 케이스(102)와, 상기 아우터 케이스(102)의 내측에 제공되는 인너 케이스(101)로 이루어진다. 그리고, 상기 아우터 케이스(102)와 인너 케이스(101) 사이에는 단열재가 발포 충진된다. 그리고, 상기 아우터 케이스(102)와 인너 케이스(101) 사이에는 상기 증발기(E)가 수용되기 위한 열교환 챔버(105)가 형성된다.
다른 방법으로, 종래의 냉장고에서와 같이, 상기 인너 케이스(101)의 전방에 세워지는 별도의 덕트 부재에 의하여 상기 열교환 챔버(105)가 형성될 수 있으며, 상기 열교환 챔버(105) 내에 상기 증발기(E)가 수용되는 구조도 가능하다. 그리고, 상기 단열 케이스(104)는 상기 열교환 챔버를 형성하는 덕트 부재의 전면에 밀착될 것이다.
또한, 상기 심온 저장실의 후면에 해당하는 상기 냉동실의 벽면에는 냉기 슬리브(101a)가 돌출되고, 상기 냉기 슬리브(101a)의 내부에 형성되는 연통홀(101b)은 상기 열교환 챔버(105)와 연통하게 된다. 여기서, 상기 냉기 슬리브(101a)가 돌출되는 냉동실의 벽면은 상기 인너 케이스(101) 또는 상기 덕트 부재의 전면일 수 있다. 그리고, 상기 냉기 슬리브(101a)의 전면에는 상기 서랍(32)의 후면이 밀착된다. 즉, 상기 서랍(32)이 상기 심온 저장실 내부로 완전히 인입되면, 상기 서랍(32)의 후면은 상기 냉기 슬리브(101a)의 전면에 밀착된다.
상세히, 상기 냉기 슬리브(101a)의 내측 공간, 즉 상기 연통홀(101b)에는 상기 급속 냉각 모듈(40)이 수용된다. 그리고, 상기 급속 냉각 모듈(40)의 흡열측 송풍팬(43)은 상기 서랍(32)의 후면에 형성되는 상기 센터 그릴(322a)에 밀착된다. 그리고, 상기 열전 소자(41)의 발열면은 상기 열전도 유닛(44)의 전면에 밀착되어, 상기 발열면에서 방출되는 열이 상기 열전도 유닛(44)을 통하여 상기 증발기(E)의 냉매 배관으로 전달되도록 한다. 그리고, 상기 열전 소자(41)의 흡열면에 부착된 상기 히트 싱크(42)는 저온으로 냉각된다. 그리고, 냉각된 공기는 상기 흡열측 송풍팬(43)에 의하여 상기 서랍(32) 내부로 공급된다. 여기서, 상기 서랍(32) 내부에 존재하는 공기는 순환하여 상기 사이드 그릴(322b)을 통하여 상기 히트 싱크(42) 쪽으로 다시 흐르게 된다. 여기서, 상기 연통홀(101b)을 통하여 상기 증발기(E)를 통과한 냉기의 일부분이 상기 서랍(32) 내부로 공급될 수도 있다.
이와 같은 구조에 의하여, 상기 심온 저장실에 저장된 음식물은 상기 열전 소자(41)에 의하여 발생하는 냉기뿐만 아니라, 상기 증발기(E)에서 생성되는 냉기에 의하여 단시간에 저온으로 급속 냉동될 수 있다.
그리고, 상기 열전 소자(41)는 상기 증발기(E)가 동작할 때에만 작동하도록 하여, 급속 냉동 효과를 극대화할 수 있다. 즉, 냉동 사이클이 동작하여 증발기(E)로 냉매가 순환되는 동안에만 상기 열전 소자(41)로 전류가 인가되도록 하여, 급속 냉동이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
뿐만 아니라, 냉장실과 냉동실이 설정 온도로 충분히 냉각되어 냉동 사이클이 동작하지 않는 상태, 즉 상기 증발기(E)의 작동이 정지한 상태에서도 상기 급속 냉각 모듈(40)을 이용하여 상기 심온 저장실을 독립적으로 운전할 수 있는 장점이 있다. 즉, 냉동 사이클이 정지한 상태에서 심온 저장실의 급속 냉동이 필요한 경우, 상기 급속 냉각 모듈(40)로 전류를 인가하면, 상기 열전 소자(41)가 작동하여 냉기가 생성된다. 그리고, 상기 흡열측 송풍팬(43)의 작동에 의하여 상기 열전 소자(41)에서 생성된 냉기가 상기 서랍(32)으로 공급될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 열전 소자(41)의 발열면은 상기 열전도 유닛(44)을 매개체로 하여 상기 증발기(E)에 부착된 상태이므로, 상기 증발기(E)에 결빙 현상이 발생한 경우 제상 기능으로 사용될 수 있다. 즉, 증발기(E)에 부착된 얼음을 제거하기 위하여 상기 열전 소자(41)에 전류를 공급하면, 상기 열전 소자(41)의 발열면으로부터 방출되는 열이 상기 열전도 유닛(44)을 통하여 상기 증발기(E)의 냉매 배관으로 전달된다. 그 결과, 상기 증발기(E)에 부착된 얼음이 분리되어, 별도의 제상 운전이 필요하지 않게 된다.
나아가, 상기 열전 소자(41)로 공급하는 전류의 흐름 방향을 전환하면, 상기 열전 소자(41)의 전면부가 발열면이 되므로, 상기 심온 저장실은 해동실로 기능할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 급속 냉각 모듈 및 서랍 어셈블리의 설치 모습을 보여주는 도 1의 I-I를 따라 절개되는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 상기 심온 저장실 내부에 상기 서랍(32)과 케이스(31)가 함께 수용되는 것과, 냉동실(13)의 벽면에 별도의 냉기 슬리브(101a)가 필요하지 않는 것에 있어서 제 1 실시예와 차이가 있고, 나머지 구성에 있어서는 제 1 실시예와 동일하다. 따라서, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 중복 설명을 생략하기로 한다.
상세히, 상기 단열 케이스(104)에 의하여 형성되는 심온 저장실의 내부에는 서랍 어셈블리(30)가 수용된다. 그리고, 상기 서랍 어셈블리(30)를 구성하는 케이스(31)의 후면은 상기 냉동실(13)의 후면에 완전히 밀착된다. 그리고, 상기 냉동실(13) 후벽면, 즉 인너 케이스(101)에는 연통홀(101b)이 형성되고, 상기 급속 냉각 모듈(40)은 상기 연통홀(101b) 내부에 수용된다. 그리고, 상기 케이스(31)의 후면, 구체적으로는 상기 서랍(32)의 센터 그릴(322a)에 대응하는 위치에 냉기홀이 형성되고, 상기 급속 냉각 모듈(40)의 흡열측 송풍팬(43)이 상기 냉기홀에 위치된다. 그리고, 제 1 실시예와 마찬가지로, 상기 급속 냉각 모듈(40)의 열전 소자(41)는 상기 열전도 유닛(44)을 매개로 상기 증발기(E)의 냉매 배관에 고정된다.
도 5는 제 3 실시예에 따른 급속 냉각 모듈 및 서랍 어셈블리의 설치 모습을 보여주는 도 1의 I-I를 따라 절개되는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에서는 급속 냉각 모듈(40)을 구성하는 열전도 유닛(44)이 상기 열전 소자(41)로부터 분리되는 구조에 있어서 제 1 및 제 2 실시예와 차이가 있다.
상세히, 본 실시예에 따른 급속 냉각 모듈(40)은, 열전 소자(41)와, 상기 열전 소자(41)의 흡열면에 부착되는 히트 싱크(42)와, 상기 히트 싱크(42)의 전면에 결합되는 흡열측 송풍팬(43)과, 상기 열전 소자(41)의 발열면에 부착되는 열전도 판(46)과, 상기 증발기(E)의 냉매 배관 일부를 감싸는 열전도 유닛(44) 및 상기 열전도 유닛(44)과 상기 열전도판(46)을 열전달 가능하게 연결하는 히트 파이프(45)를 포함한다.
더욱 상세히, 상기 열전도 유닛(44)이 부착된 상기 증발기(E)는 상기 열교환 챔버(105)에 수용되고, 상기 열전도 판(46)은 상기 냉동실(13)의 후벽면에 부착된다. 그리고, 상기 히트 파이프(45)에 의하여 상기 열전도판(46)으로부터 상기 열전도 유닛(44)으로 열이 전달된다. 본 실시예의 구조에서는 상기 열교환 챔버(105)와 상기 심온 저장실이 분리되어 냉기 이동이 차단된다. 즉, 상기 심온 저장실은 상기 급속 냉각 모듈(40)에 의해서만 냉각된다.
또한, 상기 급속 냉각 모듈(40)의 일부 구성은 상기 케이스(31) 내부에 놓인다. 따라서, 상기 서랍(32)의 전후 방향 길이는 상기 케이스(31)의 전후 방향 길이보다 짧게 형성된다.
본 실시예에 의하면, 급속 냉동 과정에서 상기 열전 소자(41)에서 발생하는 열은 상기 열전도 판(46)으로 전달된다. 그리고, 상기 열전도 판(46)으로 전달된 열은 상기 히트 파이프(45)를 따라 상기 열전도 유닛(44)으로 전달된다. 여기서, 상기 열전도판(46)은 상기 열전도 유닛(44)과 동일한 재질의 판재일 수 있다.
그리고, 상기 열전 소자(41)는 상기 열전도판(46)이 아닌 상기 히트 파이프(45)에 직접 부착될 수도 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 상기 열전 소자(41)의 발열면에서 발생하는 열이 상기 심온 저장실로 재유입되는 현상이 원천적으로 차단된다. 따라서, 심온 저장실로 공급되는 냉기의 온도가 상기 제 1 또는 제 2 실시예의 경우보다 더 낮아질 수 있으며, 실제로 약 -45℃ ~ -50℃ 까지 냉각될 수 있음을 확인하였다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 급속 냉각 모듈의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 급속 냉각 모듈은, 열전도 유닛의 구성에 있어서 제 1 실시예에 따른 급속 냉각 모듈과 차이가 있다.
상세히, 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈(40)은, 제 1 실시예와 동일한 열전 소자(41)와, 히트 싱크(42)와, 흡열측 송풍팬(43)을 포함한다. 그리고, 본 실시예에 따른 열전도 유닛(47)의 내부는 냉매가 흐르기 위한 냉매 유로(471)가 형성된다. 그리고, 상기 증발기(E)의 냉매 배관의 일부가 단절되고, 단절된 배관의 일측 단부는 상기 냉매 유로(471)의 입구측에 연결되고, 타측 단부는 상기 냉매 유로(471)의 출구측에 연결된다. 따라서, 상기 냉매 배관을 따라 흐르던 냉매는 상기 냉매 유로(471)를 따라 흐르면서 상기 열전도 유닛(47)을 냉각시킨다.
상기 열전 소자(41)의 발열면은 상기 열전도 유닛(47)의 외측면에 부착되어, 상기 발열면으로부터 방출되는 열은 상기 열전도 유닛(47)을 통하여 상기 냉매로 전달된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서랍의 측단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 서랍(32)의 바닥면에는 열전도율이 높은 냉각판(cold plate)(33)이 놓일 수 있다.
상세히, 상기 냉각판(33)은 이전 실시예에서 제시된 열전도 유닛(44,47) 또는 열전도 판(46)과 동일한 재질의 금속판일 수 있다. 상기 서랍(32)의 바닥면에 상기 냉각판(33)이 설치됨으로써, 서랍(32)에 수납된 음식물의 바닥부를 함께 냉각하게 된다. 따라서, 상기 서랍(32) 내부의 냉기에 접촉하는 음식물의 표면을 냉각시킴과 동시에, 상기 서랍(32)의 바닥면에 밀착된 음식물의 표면도 함께 냉각할 수 있다. 그 결과, 음식물의 전체 면을 골고루 냉각할 수 있는 효과가 있을 뿐 아니라, 음식물 냉각 시간이 단축되는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 더 다른 실시예에 따른 서랍을 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 8의 II-II를 따라 절개되는 측단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서랍(32)의 후면에는 센터 그릴(322a)과 사이드 그릴(322b)를 포함하는 흡입 그릴(322)이 형성되는 것에 있어서는 이전 실시예에 따른 서랍의구조와 동일하다.
반면, 본 발명의 실시예에 따른 서랍(32)의 바닥면에는 다수의 냉각 돌기(324)가 돌출 형성되는 것에 있어서 이전 실시예와 차이가 있다.
상세히, 상기 서랍(32)의 바닥면에 엠보싱 형태의 냉각 돌기(342)가 돌출됨으로써, 상기 서랍(32)에 수납된 음식물로의 냉기 전달을 촉진시킬 수 있을 뿐 아니라, 음식물과 서랍(32)의 바닥면이 접촉되는 부분에 냉기 유로를 형성시켜준다. 따라서, 서랍(32) 내부에서 냉기의 유동 및 순환을 촉진하므로, 식품의 냉동 속도를 증가시켜 냉동 시간이 단축되는 장점이 있다. 이는, 열전도를 이용한 냉각뿐 아니라 대류를 이용한 냉각이 동시에 수행되기 때문이라고 할 수 있다.
경우에 따라서, 상기 냉각 돌기(324) 위에 상기 냉각판(33)이 얹어질 수도 있을 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서랍 어셈블리와 급속 냉각 모듈의 구성을 보여주는 냉장고의 측단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에서는 상기 급속 냉각 모듈(40)이 상기 서랍 어셈블리(30)에 한 몸으로 결합되어, 상기 서랍 어셈블리(30)의 인출 시 상기 심온 저장실로부터 분리되는 것을 보여준다.
상세히, 본 실시예에 따른 급속 냉각 모듈(40)은, 열전 소자(41)와, 상기 열전 소자(41)의 흡열면에 장착되는 히트 싱크(42)와, 상기 히트 싱크(42)의 전면에 결합되는 흡열측 송풍팬(43)과, 상기 열전 소자(41)의 발열면에 장착되는 히트 싱크(48)와, 상기 히트 싱크(48)의 후면에 장착되는 발열측 송풍팬(49)을 포함한다.
또한, 상기 케이스(31)의 내부에는 상기 서랍(32)이 수용되는 공간과 상기 급속 냉각 모듈(40)이 수용되는 공간을 구획하는 구획벽(313)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 구획벽(313)과 상기 서랍(32)의 후면에는 냉기 홀이 형성되는 것은 물론이다.
또한, 상기 급속 냉각 모듈(40)이 수용되는 상기 케이스(31)의 내부에는 상기 급속 냉각 모듈(40)을 지지하는 지지벽(314)이 형성될 수 있다. 상기 지지벽(314)에는 상기 열전 소자(41)가 장착된다. 따라서, 상기 지지벽(314)의 전방 공간에는 상기 열전 소자(41)의 흡열면이 노출되고, 후방 공간에는 발열면이 노출된다. 그러면, 상기 열전 소자(41)의 발열면에서 발생되는 열이 상기 서랍(32) 내부로 유입되지 못하므로, 냉각 효율이 좋아진다.
또한, 상기 냉동실(13)의 벽면, 구체적으로는 상기 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이 인너 케이스(101) 또는 덕트에는 상기 열교환 챔버(105)와 연통하는 연통홀(101b)이 형성되고, 상기 발열측 송풍팬(49)은 상기 연통홀(101b)에 위치된다. 따라서, 상기 발열측 히트 싱크(48)로부터 방출되는 열은 상기 열교환 챔버(105)로전달된다.
한편, 상기 급속 냉각 모듈(40)은 상기 케이스(31)와 한 몸으로 상기 심온 저장실로 인입 또는 인출되므로, 상기 송풍팬들(43,49)과 열전 소자(41)로 전류 공급이 선택적으로 이루어져야 할 필요가 있다. 즉, 상기 케이스(31)가 인출될 때에는 전류 공급이 차단되고, 상기 케이스(31)가 심온 저장실에 인입된 상태에서는 전류 공급이 가능한 상태가 되어야 한다. 유선을 통한 전력 전송 방식을 사용할 경우, 서랍 형태의 수납 장치로 전류를 공급하기 위해서는 전선 처리에 어려움이 존재한다. 이러한 조건 하에서, 전력 공급을 원할하게 할 수 있는 수단이 필요하게 된다.
본 실시예는 이러한 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 상기 서랍 어셈블리(30)의 후면과 상기 냉장고 본체(10)의 벽면에 무선 전력 전송 수단(50)이 장착되는 것을 특징으로 한다.
상세히, 상기 냉장고 본체(10)의 벽면에는 무선 전력 송신부(52)가 장착되고, 상기 케이스(31)의 후벽에는 무선 전력 수신부(51)가 장착된다. 그리고, 상기 무선 전력 송신부(52)와 무선 전력 수신부(51)는 최대 15mm 이하의 간격이 유지도되도록 한다. 이격 거리가 15mm를 초과하면 전력 손실이 커져 에너지 손실을 야기한다. 그리고, 상기 무선 전력 송신부(52)는 상기 본체(10)의 상면에 설치된 주제어부에 연결되어 전력을 공급받는다. 그리고, 상기 무선 전력 수신부(51)는 상기 송풍팬들(43,49)과 상기 열전 소자(41)와 전기적으로 연결된다.
더욱 상세히, 상기 무선 전력 전송 수단(50)은 전자기 유도 방식을 이용하는 것일 수 있다. 전자기 유도 현상은 전류가 흐르는 주변에 자기장이 발생하고 이 자기장을 이용해서 전기를 전달하는 방식을 말한다. 현재 전자기 유도 방식을 이용한 무선 전력 전송 수단(50)은 전동 칫솔에 처음을 적용되고 있고, 최근에는 휴대 전화 등의 가전 기기에도 적용되고 있다. 그 외에 공진을 이용한 무선 전력 전송 수단이 본 발명에 적용될 수도 있음을 밝혀 둔다.
이와 같이, 무선 전력 전송 수단이 적용되면, 본체(10)로부터 분리되는 구성에 전기를 효과적으로 공급할 수 있으며, 서랍 어셈블리(30)가 본체(10)로부터 분리되면 자동으로 전력 공급이 차단되므로, 전력 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 서랍 어셈블리(30)와 본체(10)를 연결하는 전선 부분이 제거되므로, 전선 처리 문제가 제거되는 장점이 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈이 구비된 냉장고의 제어 구성을 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 금속 냉각 모듈을 이용한 급속 냉각 모드는 사용자의 선택에 의하여 선택적으로 수행되도록 할 필요가 있다.
즉, 심온 저장실 내부에 급속 냉각을 필요로 하는 물품이 수납되고, 사용자가 급속 냉각된 음식물 기타 물품을 소비 또는 사용하고자 할 경우에만, 사용자의 선택에 의하여 급속 냉각 모드가 수행되어야, 전력 소비를 최소화할 수 있을 것이다.
이를 위해서, 냉장고의 도어(20) 또는 서랍 어셈블리(30)의 전면부에 급속 냉각 모드 선택을 위한 입력부가 구비될 수 있다. 예를 들어, 냉장고의 도어(20) 전면에 구비되는 디스플레이부(미도시) 또는 컨트롤 패널(미도시) 일측에 입력 버튼이 구비되도록 하여, 사용자가 상기 입력 버튼을 누르는 동작에 의하여 급속 냉각 모듈(40)이 작동하도록 할 수 있다.
상세히, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 제어부(600)와, 적어도 급속 냉각 모드 선택 버튼 또는 급속 냉각 모드 운전 시간 입력 버튼 등을 포함하는 입력부(610)와, 상기 입력부(600)를 통한 구동 명령이 입력되면 작동하는 구동부(620) 및 적어도 급속 냉각 모드 운전을 위해 필요한 정보가 저장되는 메모리(630)를 포함한다.
더욱 상세히, 상기 구동부(620)는, 상기 열전 소자(41)와, 흡열측 및 발열측 송풍팬(43,49) 및 냉장실 또는 냉동실 냉각을 위한 냉동 사이클을 구성하는 압축기(C)를 포함한다.
이하에서는 급속 냉각 모드의 동작을 위한 제어 방법에 대하여 플로차트를 이용하여 상세히 설명하도록 한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈을 이용한 급속 냉각 모드 운전 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.
도 12를 참조하면, 먼저 사용자가 급속 냉각 모드의 구동이 필요하다고 판단되면, 상기 입력부(610)를 통하여 급속 냉각 모드를 선택한다(S110). 그리고, 급속 냉각 모드를 선택한 후 급속 냉각 운전 시간을 입력한다(S120). 다른 방법으로, 급속 냉각 모드 선택과 동시에 운전 시간이 자동으로 설정되도록 할 수도 있다.
급속 냉각을 위한 운전 조건 입력이 완료되고, 동작 버튼 등을 통하여 동작 명령이 입력된다(S130). 그러면, 상기 열전 소자(43)가 작동하게 되며(S140), 열전 소자(43)가 작동한다는 것은 상기 열전 소자(43)로 전원이 인가되어, 일면이 냉각되고 타면이 발열되는 것을 의미한다.
상기 열전 소자(43)의 작동이 개시되면 상기 압축기(C)가 함께 구동되어야 한다. 따라서, 급속 냉각 모드가 작동하면 상기 제어부(600)에서는 현재 냉장실 및/또는 냉동실 냉각을 한 냉동 사이클이 구동하고 있는지를 판단한다(S150). 그리고, 현재 냉동 사이클이 구동하고 있는 상태라고 판단되면 급속 냉각 운전을 위한 설정 시간이 경과되었는지 여부를 판단한다(S160). 반면, 현재 냉동 사이클이 구동하고 있지 아니한 상태이면 상기 압축기(C)가 구동하도록 제어 명령을 송출(S151)한 뒤에 설정 시간이 경과되었는지 여부를 판단하도록 한다.
한편, 설정 시간이 경과되었다고 판단되면, 열전 소자(43)로의 전원 인가가 중단되도록 하여 열전 소자(43)의 작동이 중지된다(S170). 그리고, 상기 제어부(600)에서는 냉동 사이클의 운전이 계속해서 유지되어야 하는지 여부를 판단한다(S180). 즉, 냉장실 또는 냉동실 온도가 설정 온도에 도달하지 못하여 계속해서 압축기(C)가 구동될 필요가 있는지 여부를 판단한다. 만일, 냉동 사이클 운전이 더이상 필요하지 않다고 판단되면 상기 압축기의 구동이 정지(S181)하도록 한 다음 급속 냉각 모드가 정지하도록 한다(S190). 반면, 냉동 사이클이 계속해서 구동할 필요가 있다고 판단되면 압축기(C)는 계속해서 작동하도록 하고 급속 냉각 모드가 정지하도록 한다.
이와 같이, 급속 냉각 모드는 사용자의 선택에 의하여 수행되도록 하고, 급속 냉각 모드의 수행을 위하여 열전 소자(43)가 작동할 때에는 상기 압축기(C)도 동시에 구동하도록 하여, 급속 냉각 효율을 높임과 동시에 전력 소비를 최소화할 수 있다.

Claims (13)

  1. 외관을 이루는 아우터 케이스와, 상기 아우터 케이스의 내측에 제공되는 인너 케이스와, 상기 아우터 케이스와 인너 케이스 사이에 채워지는 단열 부재와, 상기 인너 케이스의 전방에 배치되는 덕트 부재와, 상기 덕트 부재와 상기 인너 케이스 사이에 정의되는 열교환 챔버와, 상기 열교환 챔버의 전방에 배치되는 냉동실과, 상기 냉동실과 구획되어 형성되는 냉장실, 및 상기 냉동실 내부에 배치되고 상기 냉동실 온도보다 낮은 온도로 유지되는 심온 저장실을 포함하는 본체;
    상기 열교환 챔버 내에 놓이고, 냉기 순환팬에 의하여 상기 냉동실과 상기 냉장실 중 적어도 어느 일측으로 공급되는 냉기를 생성하는 증발기;
    상기 증발기에서 토출되는 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 심온 저장실 내에 수용되는 드로어 어셈블리; 및
    상기 드로어 어셈블리 내의 냉기를 냉동실 냉기보다 낮은 온도로 냉각하기 위하여 제공되고, 흡열면과, 상기 흡열면의 반대면에 정의되는 발열면을 포함하는 열전 소자와, 상기 열전 소자의 흡열면에 접촉하는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크에 인접하게 배치되어 상기 심온 저장실 냉기가 상기 히트 싱크와 열교환하도록 하는 흡열측 송풍팬, 및 상기 증발기에 연결되고, 일 면이 상기 열전 소자의 발열면에 접촉하여, 상기 열전 소자의 발열면과 상기 증발기의 냉매가 열교환하도록 하는 열전도 유닛을 포함하는 급속 냉각 모듈을 포함하고,
    적어도 상기 흡열측 송풍팬은 상기 심온 저장실 냉기에 노출되며,
    상기 열전도 유닛은 상기 열교환 챔버 내에 놓이고,
    상기 심온 저장실 냉기는, 상기 냉기 순환 팬에 의하여 상기 냉동실로 공급되는 냉기 및 상기 열전 소자의 히트 싱크와의 열교환에 의하여, 상기 냉동실 온도와 같거나 더 낮은 온도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기는 냉매 배관을 포함하고,
    상기 열전도 유닛은, 상기 냉매 배관의 일부를 감싸는 한 쌍의 열전도판을 포함하는 냉장고.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기는 냉매 배관을 포함하고,
    상기 냉매 배관의 일부는 상기 열전도 유닛을 관통하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도 유닛은 냉매가 흐르는 냉매 유로를 포함하는 냉장고.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 드로어 어셈블리는,
    상기 심온 저장실 내에 놓이는 케이스와,
    상기 케이스에 인출입 가능하게 제공되는 드로어를 포함하는 냉장고.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 드로어의 배면에 제공되는 냉기 이동부를 더 포함하고,
    상기 냉기 이동부는,
    상기 히트 싱크와 열교환된 냉기가 드로어 내부로 공급되도록 하는 냉기 흡입홀과,
    상기 드로어 내부의 냉기가 상기 히트 싱크로 배출되도록 하는 냉기 배출홀을 포함하는 냉장고.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉기 흡입홀은 상기 드로어의 배면 중앙에 형성되고,
    상기 냉기 배출홀은 상기 냉기 흡입홀의 주변에 다수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 드로어의 바닥면으로부터 돌출되는 다수의 냉각 돌기들을 더 포함하는 냉장고.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다수의 냉각 돌기들의 상단에 놓이는 냉각판을 더 포함하는 냉장고.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    급속 냉각 운전 명령이 입력되어 상기 급속 냉각 모듈이 동작 상태에 있을 때, 상기 제어부는 상기 냉장실 또는 냉동실을 냉각하기 위하여 상기 냉기 순환팬과 상기 압축기가 구동하는 냉동 사이클이 현재 운전 중인지 여부를 판단하고,
    상기 냉동 사이클의 운전이 정지된 상태라고 판단되면, 상기 제어부는 상기 압축기의 구동 명령을 출력하여,
    상기 심온 저장실 냉기가 상기 히트 싱크 및 상기 증발기에 의하여 냉각된 냉기와 열교환하여, 상기 심온 저장실 온도가 상기 냉동실 온도보다 낮은 온도로 냉각되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는, 급속 냉각 운전 시간이 설정 시간에 도달하면 상기 열전 소자의 작동을 중단하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 열전 소자의 작동이 중지된 상태에서, 상기 냉장실 또는 냉동실의 온도가 설정 온도에 도달하지 아니하여 상기 냉동 사이클의 운전이 지속될 필요가 있다고 상기 제어부에서 판단되면, 상기 제어부는 상기 압축기의 구동을 유지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 열전 소자의 작동이 중지된 상태에서, 상기 냉장실 또는 냉동실의 온도가 설정 온도에 도달하여 상기 냉동 사이클의 운전이 지속될 필요가 없다고 상기 제어부에서 판단되면, 상기 제어부는 상기 압축기의 구동을 중지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
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