KR101987697B1 - 증발기 및 이를 구비하는 냉장고 - Google Patents

증발기 및 이를 구비하는 냉장고 Download PDF

Info

Publication number
KR101987697B1
KR101987697B1 KR1020160117506A KR20160117506A KR101987697B1 KR 101987697 B1 KR101987697 B1 KR 101987697B1 KR 1020160117506 A KR1020160117506 A KR 1020160117506A KR 20160117506 A KR20160117506 A KR 20160117506A KR 101987697 B1 KR101987697 B1 KR 101987697B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heater
working fluid
flow path
heating tube
attachment portion
Prior art date
Application number
KR1020160117506A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180029496A (ko
Inventor
정민재
김승윤
조현우
이근형
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020160117506A priority Critical patent/KR101987697B1/ko
Priority to US16/332,443 priority patent/US11313596B2/en
Priority to PCT/KR2017/008513 priority patent/WO2018048102A1/ko
Publication of KR20180029496A publication Critical patent/KR20180029496A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101987697B1 publication Critical patent/KR101987697B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06Removing frost
    • F25D21/12Removing frost by hot-fluid circulating system separate from the refrigerant system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • F25B39/022Evaporators with plate-like or laminated elements
    • F25B39/024Evaporators with plate-like or laminated elements with elements constructed in the shape of a hollow panel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06Removing frost
    • F25D21/08Removing frost by electric heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/02Refrigerators including a heater

Abstract

본 발명은, 쿨링 튜브와 미중첩되도록 증발기 케이스를 형성하는 상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨지고, 제상을 위한 작동액이 유동하는 히팅 유로를 형성하는 히팅 튜브; 및 상기 히팅 튜브에 대응되는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착되어, 상기 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하는 증발기를 개시한다. 히팅 튜브는, 히터 부착부의 길이방향 상의 양측에 입구와 출구가 각각 형성되고, 유로부의 양단부가 상기 입구와 상기 출구에 각각 연결되는 구조를 가지거나, 히터 부착부의 일측에 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 히터에 의해 가열된 작동액이 배출되고 냉각된 작동액이 리턴되는 구조를 가질 수 있다. 상기 구조들에 의하면, 히터 부착부의 일측에 유로부의 양단부와 각각 연결되는 입구와 출구를 나란하게 형성하지 않고도, 작동액이 순환 가능한 히팅 유로가 구성될 수 있다.

Description

증발기 및 이를 구비하는 냉장고{EVAPORATOR AND REFRIGERATOR HAVING THE SAME}
본 발명은 착상된 성에를 제거하는 제상 장치를 구비하는 증발기, 그리고 이를 구비하는 냉장고에 관한 것이다.
냉장고는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.
냉장실 내의 냉동 사이클은, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기로부터 압축된 고온고압상태의 냉매를 방열을 통하여 응축하는 응축기와, 응축기로부터 제공된 냉매가 증발하면서 주위의 잠열을 흡수하는 냉각작용에 의하여 주변의 공기를 냉각하는 증발기를 포함한다. 응축기와 증발기 사이에는 모세관 내지는 팽창밸브가 구비되어, 증발기로 유입되는 냉매의 증발이 쉽게 일어날 수 있도록, 냉매의 유속을 증가시키고 압력을 낮추도록 이루어진다.
냉장고의 냉각 방식은 간냉식과 직냉식으로 나뉠 수 있다.
간냉식은 송풍팬을 이용하여 증발기에서 생성된 냉기를 강제로 순환시킴으로써 저장실 내부를 냉각시키는 방식이다. 일반적으로 간냉식은 증발기가 설치되는 냉각기실과 식품이 저장되는 저장실이 분리된 구조에 적용된다.
직냉식은 증발기에서 생성된 냉기의 자연 대류에 의하여 저장실 내부가 냉각되는 방식이다. 직냉식은 증발기가 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품이 저장되는 저장실을 형성하는 구조에 주로 적용된다.
일반적으로, 직냉식 냉장고에는 패턴부가 개재된 두 케이스 시트 사이를 압접시킨 다음, 압착된 패턴부에 고압공기를 불어넣어 패턴부를 배출시키고 패턴부가 있던 부분을 팽창시킴으로써, 압접된 두 케이스 시트 사이에 냉매가 유동하는 쿨링 유로를 형성한 롤 본드(roll-bond) 타입의 증발기가 채용되어 사용되고 있다.
한편, 증발기의 표면과 주위 공기 간의 상대습도의 차이에 의하여, 증발기의 표면에는 습기가 응결되어 성에로 발전하기도 한다. 이러한 증발기의 표면에 착상된 성에는 증발기의 열교환 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다.
일반적으로, 롤 본드 타입의 증발기가 구비되는 직냉식 냉장고의 경우에는, 성에를 제거하기 위하여, 압축기를 강제 오프시킨 후에 소정시간 동안에 걸쳐 자연 제상을 수행하는 방식이 이용된다. 이러한 자연 제상 방식은 사용자에게 불편함을 초래할 뿐만 아니라, 긴 제상 시간으로 인하여 식품의 신선도가 확보되기 어렵다는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 영국 공개특허 854771 (1960.11.23. 공개)에는 열을 전달하는 관이 증발기 케이스를 감싸도록 형성된 구조가 개시된다. 본 구조에서, 저수조에 담긴 작동액은 히터에 의해 가열되어 관을 따라 이동하면서 증발기 케이스에 착상된 성에를 녹여 제거하게 된다.
그러나 상기 기술은, 관이 증발기 케이스에 장착된 형태를 가지므로, 관과 증발기 케이스 간의 접촉 저항이 커서 제상 효과가 낮다는 근본적인 문제를 가진다. 그리고 저수조 및 히터가 증발기 케이스와는 따로 떨어져 구비됨에 따라, 제상 장치(저수조, 히터 및 관을 포함)를 포함하는 증발기의 전체 부피가 커져서, 냉동실의 용량 확보에 어려움이 있다.
이를 해결하기 위하여, 자사에서는 제상 장치가 증발기 케이스에 구비되는 구조를 개발하였다. 자사에서 개발한 제상 장치는 히팅 튜브가 증발기 케이스에 형성되고 히터가 히팅 튜브에 대응되는 증발기 케이스에 부착되어 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성된다.
한편, 상술한 종래 기술에서는, 발열부(히터 및 저수조를 포함)가 증발기 케이스와는 별도로 구비됨에 따라, 발열부의 구조가 제상 성능에 큰 영향을 미치지는 않았다. 그러나, 자사에서 개발한 제상 장치는 히팅 튜브가 증발기 케이스에 내장된 구조를 가짐에 따라, 제상 성능이 히팅 튜브와 히터의 형상에 따라 달라져, 이를 최적화하기 위한 구조적 설계가 필요하였다.
영국 공개특허 854771 (1960.11.23. 공개)
본 발명의 첫 번째 목적은, 히팅 튜브가 증발기 케이스에 내장된 구조에서, 히터 부착부의 일측에 유로부의 양단부와 각각 연결되는 입구와 출구를 나란하게 형성하는 것이 설계상 어렵다는 점을 고려하여, 히터 부착부와 유로부의 다양한 설계 변형예들을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 히터 부착부에 히터가 부착될 수 있는 히터 부착부의 설계 조건을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 작동액의 순환을 고려하여, 작동액에 방향성을 부여할 수 있는 히터 부착부와 유로부의 배치 구조를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 네 번째 목적은, 히터 부착부에 히터가 부착되어 작동액이 (재)가열된다는 점을 고려하여, 히터의 과열이 방지될 수 있는 구조를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 증발기는, 상호 결합된 제1 및 제2 케이스 시트가 벤딩되어 양측이 개방된 박스 형태를 이루고, 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스; 상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링 유로를 형성하는 쿨링 튜브; 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨지고, 제상을 위한 작동액이 유동하는 히팅 유로를 형성하는 히팅 튜브; 및 상기 히팅 튜브에 대응되는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착되어, 상기 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하며, 상기 히팅 튜브는, 상기 히터가 부착되어 내부의 작동액이 가열되도록 구성되고, 상기 히터에 의해 가열된 작동액이 배출되는 출구와 냉각된 작동액이 리턴되는 입구가 양측에 각각 형성되는 히터 부착부; 및 양단부가 상기 출구와 상기 입구에 각각 연결되어 작동액이 순환하는 유로를 형성하는 유로부를 포함한다.
상기 히터 부착부는 상기 증발기 케이스의 하면에 형성될 수 있다.
상기 히터는 상기 히터 부착부에 대응되는 상기 증발기 케이스의 하면 저부에 부착될 수 있다.
또한, 본 발명의 첫 번째 목적은, 상호 결합된 제1 및 제2 케이스 시트가 벤딩되어 양측이 개방된 박스 형태를 이루고, 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스; 상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링 유로를 형성하는 쿨링 튜브; 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨지고, 제상을 위한 작동액이 유동하는 히팅 유로를 형성하는 히팅 튜브; 및 상기 히팅 튜브에 대응되는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착되어, 상기 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하며, 상기 히팅 튜브는, 상기 히터가 부착되어 내부의 작동액이 가열되도록 구성되며, 일측에 형성된 개구를 통하여 상기 히터에 의해 가열된 작동액이 배출되고 냉각된 작동액이 리턴되는 히터 부착부; 및 상기 개구와 연통되고, 작동액이 순환하는 유로를 형성하는 유로부를 포함하는 증발기에 의해서도 달성될 수 있다.
상기 히터 부착부는 상기 증발기 케이스의 하면에 형성되되, 일측면에 인접하게 배치되고, 가열된 작동액의 상승력에 의한 순환 유동이 형성되도록, 상기 개구에 연통된 상기 유로부는 상기 일측면으로 연장 형성될 수 있다.
상기 히터 부착부는 상기 유로부에 대하여 수직하게 배치될 수 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 상기 히터 부착부의 폭이 10mm 이상 12mm 이하로 형성됨으로써 달성될 수 있다.
여기서, 상기 히터 부착부의 길이는 47mm 이상 80mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 세 번째 목적을 달성하기 위하여, 상기 히터 부착부는 상기 증발기 케이스의 일측면에 인접하게 배치되고, 상기 출구에 연결된 상기 유로부는 상기 일측면으로 연장 형성된다.
본 발명의 네 번째 목적을 달성하기 위하여, 상기 유로부는, 상기 출구와 인접한 위치에 형성되어 상기 출구에서 배출되는 작동액의 유동 방향을 전환시키는 제1벤딩부; 및 상기 입구와 인접한 위치에 형성되어 작동액의 유동 방향을 전환시켜 상기 입구로 유입시키는 제2벤딩부 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 히터 부착부는, 상기 유로부와 같은 폭으로 연장되는 연장 영역; 및 상기 연장 영역의 적어도 일측에 형성되어 상기 연장 영역의 폭을 확장하는 확장 영역을 포함할 수 있다.
또는, 상기 히터 부착부는, 상기 출구를 구비하는 제1부분; 상기 제1부분에서 벤딩된 형태로 연결되는 제2부분; 및 상기 제2부분에서 벤딩된 형태로 연결되어 상기 제1부분에 나란하게 배치되며, 상기 입구를 구비하는 제3부분을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1부분은 상기 유로부의 일단부와 벤딩된 형태로 연결되고, 상기 제3부분은 상기 유로부의 타단부와 벤딩된 형태로 연결될 수 있다.
상기 히터는, 상기 제1부분을 덮도록 배치되는 제1히터부; 상기 제1히터부에서 벤딩된 형태로 연결되어 상기 제2부분을 덮도록 배치되는 제2히터부; 및 상기 제2히터부에서 벤딩된 형태로 연결되어 상기 제3부분을 덮도록 배치되고, 상기 제1히터부와 나란하게 배치되는 제3히터부를 포함할 수 있다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 히팅 튜브의 일 예로, 히터 부착부의 양측에 입구와 출구가 각각 형성되고, 유로부의 양단부가 상기 입구와 상기 출구에 각각 연결되는 구조가 제안될 수 있다. 또는, 히팅 튜브의 다른 일 예로, 히터 부착부의 일측에 개구가 형성되고, 상기 개구를 통하여 히터에 의해 가열된 작동액이 배출되고 냉각된 작동액이 리턴되는 구조가 제안될 수 있다. 상기 구조들에 의하면, 히터 부착부의 일측에 유로부의 양단부와 각각 연결되는 입구와 출구를 나란하게 형성하지 않고도, 작동액이 순환 가능한 히팅 유로를 구성할 수 있다.
둘째, 히터 부착부가 폭이 라운드진 가장자리 부분의 두께를 포함하여 8mm 이상 12mm 이하가 되도록 형성되는 경우, 히터 부착부가 부풀어 오르거나 파손됨이 없이 평탄한 부분이 형성될 수 있으며, 8mm 폭을 가지는 면상 히터가 히터 부착부에 완전히 면접촉될 수 있다.
셋째, 증발기 케이스의 하면에 형성된 히터 부착부가 증발기 케이스의 일측면에 인접하여 배치되고, 히터 부착부의 출구에 연결된 유로부가 일측면으로 연장 형성됨에 따라, 가열된 작동액의 상승력에 의한 순환 유동이 형성될 수 있다.
넷째, 히터 부착부의 출구에 연결되는 유로부가 벤딩된 형태를 가짐으로써, 히터 부착부에 작동액이 일정량 모여있게 되어 히터의 과열이 방지될 수 있다. 또한, 히터 부착부의 입구에 연결되는 유로부가 벤딩된 형태를 가짐으로써, 유동 저항을 형성하여 히터의 역류가 제한될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 보인 개념도.
도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제1실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들.
도 4는 도 2에 도시된 증발기를 라인 A-A를 따라 취한 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 B 부분의 확대도.
도 6은 도 3에 도시된 C 부분(히팅 튜브의 제1실시예)의 확대도.
도 7은 도 6에 도시된 히터의 일 예를 보인 개념도.
도 8은 도 6의 히터 부착부에 히터가 부착된 상태를 보인 개념도.
도 9는 도 6에 도시된 히팅 튜브의 제1변형예를 보인 개념도.
도 10은 도 6에 도시된 히팅 튜브의 제2변형예를 보인 개념도.
도 11 및 도 12는 상기 제1실시예의 변형예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들.
도 13은 도 11에 도시된 D 부분의 확대도.
도 14는 도 12에 도시된 E 부분의 확대도.
도 15는 도 6에 도시된 히팅 튜브의 제2실시예를 보인 개념도.
도 16은 도 15의 히터 부착부에 히터가 부착된 상태를 보인 개념도.
도 17은 도 6에 도시된 히팅 튜브의 제3실시예를 보인 개념도.
도 18은 도 17의 히터 부착부에 히터가 부착된 상태를 보인 개념도.
이하, 본 발명에 관련된 증발기 및 이를 구비하는 냉장고에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(1)를 보인 개념도이다.
냉장고(1)는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.
도시된 바와 같이, 캐비닛(10)은 내부에 식품의 저장을 위한 저장공간을 구비한다. 상기 저장공간은 격벽에 의해 분리될 수 있으며, 설정 온도에 따라 냉동실(11)과 냉장실(12)로 구분될 수 있다.
본 실시예에서는, 냉동실(11)이 냉장실(12) 위에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고를 보이고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은, 냉동실과 냉장실이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고, 상부에 냉장실이 마련되고 하부에 냉동실이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.
캐비닛(10)에는 도어(20)가 연결되어, 캐비닛(10)의 전면 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 도면에서는, 냉동실 도어(21)와 냉장실 도어(22)가 각각 냉동실(11)과 냉장실(12)의 전면 개구부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 도어(20)는 캐비닛(10)에 회전 가능하게 연결되는 회전형 도어, 캐비닛(10)에 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 서랍형 도어 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
캐비닛(10)에는 기계실(미도시)이 마련되고, 상기 기계실의 내부에는 압축기와 응축기 등이 구비된다. 상기 압축기와 응축기는 증발기(100)와 연결되어 냉동 사이클을 구성한다.
한편, 냉동 사이클을 순환하는 냉매(R)는 증발기(100)에서 주변의 열을 기화열로 흡수하며, 이로 인하여 주변이 냉각 효과를 얻게 된다. 이 과정에서, 주변 공기와의 온도차가 발생할 경우, 공기 중의 수분이 증발기(100)의 표면에 응축 동결되는 현상, 즉 성에 착상이 발생한다. 이러한 증발기(100)의 표면에 착상된 성에는 증발기(100)의 열교환 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다.
앞서 발명의 배경이 되는 기술에서 상술한 바와 같이, 직냉식 냉장고의 경우, 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해, 열을 전달하는 관이 증발기를 감싸도록 형성된 구조가 공지되어 있다. 그러나 상기 구조는 열 손실 발생으로 인한 낮은 열 교환 효율, 제상 장치의 부피 차지에 따른 냉동실의 용량 감소 등의 문제점들을 가지고 있다.
이에, 본 발명에서는 상기 문제점들을 해소할 수 있는 새로운 형태의 증발기(100)에 대하여 제안한다.
도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(100)의 제1실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이고, 도 4는 도 2에 도시된 증발기(100)를 라인 A-A를 따라 취한 단면도이며, 도 5는 도 2에 도시된 B 부분의 확대도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 증발기(100)는 증발기 케이스(110), 쿨링 튜브(120), 히팅 튜브(130) 및 히터(140)를 포함한다. 증발기(100)의 상기 구성들 중 쿨링 튜브(120)는 냉각을 위한 구성에 해당하며, 히팅 튜브(130)와 히터(140)는 제상을 위한 구성에 해당한다.
증발기 케이스(110)는 제1 및 제2 케이스 시트(111, 112)가 상호 결합된 플레이트 형태의 프레임이 빈 박스 형태로 벤딩됨에 의해 형성된다. 증발기 케이스(110)는 전후방으로 개방된 사각 박스 형태로 형성될 수 있다.
증발기 케이스(110)는 그 자체로 내부에 식품을 저장하는 저장실을 형성할 수도 있고, 별도로 구비되는 하우징(미도시)을 감싸도록 형성될 수도 있다.
증발기 케이스(110)에는 냉각을 위한 냉매(R: Refrigerant)가 흐르는 쿨링 튜브(120)와 제상을 위한 작동액(W: Working Fluid)이 흐르는 히팅 튜브(130)가 형성된다. 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 형성되며, 상기 적어도 일면의 내부에 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링 유로와 작동액(W)이 흐를 수 있는 히팅 유로를 각각 형성한다.
상술한 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 각각 증발기 케이스(110)에 기설정된 패턴으로 형성되되, 쿨링 튜브(120)를 흐르는 냉매(R)와 히팅 튜브(130)를 흐르는 작동액(W)이 각각 별개의 유로[쿨링 유로 및 히팅 유로]를 형성하도록, 서로 간에 중첩되지 않게 구성된다.
본 제1실시예에서는, 히팅 튜브(130)가 쿨링 튜브(120)의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 것을 예시하고 있다. 즉, 쿨링 튜브(120)에 의해 형성되는 쿨링 유로는 히팅 튜브(130)에 의해 형성되는 루프 형태의 히팅 유로 내에 형성된다. 참고로, 본 제1실시예에서, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 설명의 편의를 위하여 간략하게 도시된 것 일뿐이며, 실제로 상기 구성들은 다양한 형태를 가질 수 있다.
쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 형성된 증발기 케이스(110)의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 증발기 케이스(110)의 재료가 되는 제1케이스 시트(111)와 제2케이스 시트(112)를 준비한다. 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)는 금속 재질(예를 들어, 알루미늄, 스틸 등)로 형성될 수 있으며, 수분과의 접촉에 의한 부식을 방지하기 위하여 표면에 코팅층이 형성될 수 있다.
그리고는 제1케이스 시트(111) 상에 쿨링 튜브(120)에 대응되는 제1패턴부(미도시)와 히팅 튜브(130)에 대응되는 제2패턴부(미도시)를 배치한다. 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 상호 미중첩되도록, 상기 제1 및 제2패턴부는 상호 교차하지 않는 독립된 형태로 패터닝된다. 상기 제1 및 제2패턴부는 나중에 제거되는 구성으로서, 기설정된 패턴으로 배치되는 흑연 물질이 될 수 있다.
상기 제1 및 제2패턴부 각각은 중간에 끊어짐이 없이 연속적으로 이어지도록 형성되며, 적어도 일 부분에서 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2패턴부 각각은 상기 제1케이스 시트(111)의 제1모서리로부터 연장되어 제2모서리까지 연장될 수 있다. 상기 제1 및 제2패턴부 각각이 시작되는 제1모서리와 종료되는 제2모서리는 같은 모서리가 될 수도 있고, 서로 다른 모서리가 될 수도 있다.
다음으로, 상기 제1 및 제2패턴부를 사이에 두고 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)를 상호 접면시킨 다음, 롤러 장치를 이용하여 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)를 상호 압착하여 일체화시킨다.
그러면 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 일체로 구성된 플레이트 형태의 프레임이 형성되는데, 그 내부에는 상기 제1 및 제2패턴부가 위치한다. 이러한 상태에서 제1모서리에 대응되는 상기 프레임의 일측을 통하여 외부로 노출된 상기 제1 및 제2패턴부로 고압공기를 분사한다.
분사되는 고압공기에 의해 제1 및 제2케이스 시트(111, 112) 사이에 존재하던 상기 제1 및 제2패턴부는 상기 프레임으로부터 배출된다. 이 과정에서 상기 제1패턴부가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 쿨링 튜브(120)를 형성하고, 상기 제2패턴부가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 히팅 튜브(130)를 형성한다.
상기 고압공기를 분사하여 상기 패턴부를 배출시키는 과정에서, 상기 제1 및 제2패턴부가 존재하던 부분은 상기 제1 및 제2패턴부의 부피보다 상대적으로 크게 팽창된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2패턴부의 팽창된 부분은 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링 튜브(120)와 작동액(W)이 흐를 수 있는 히팅 튜브(130)를 각각 형성한다.
이러한 제조 방법에 따라, 상기 프레임에는 적어도 일면으로 볼록하게 튀어나온 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 형성된다. 일 예로, 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 같은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 프레임의 양면으로 돌출 형성된다. 다른 일 예로, 제1케이스 시트(111)가 제2케이스 시트(112)보다 높은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 상대적으로 강성이 낮은 제2케이스 시트(112)로 돌출 형성되고, 상대적으로 강성이 높은 제1케이스 시트(111)는 평평하게 유지된다.
이처럼 일체화된 플레이트 형태의 프레임은 벤딩되어, 도시된 바와 같이 빈 박스 형태의 증발기 케이스(110)로 제작된다. 일 예로, 앞선 도 1을 함께 참조하면, 증발기 케이스(110)는 하면(110a), 상기 하면(110a)에서 양측으로 연장되는 좌측면(110b')과 우측면(110b") 및 상기 좌측면(110b')과 상기 우측면(110b")에서 상기 하면(110a)과 평행하게 연장되는 좌측상면(110c')과 우측상면(110c")을 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성될 수 있다.
증발기 케이스(110)에 형성된 쿨링 튜브(120)는 연장관(30)을 통하여 전술한 응축기 및 압축기와 연결되며, 상기 연결에 의해 냉동 사이클이 형성된다. 연장관(30)은 용접에 의해 쿨링 튜브(120)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 쿨링 튜브(120)의 일단(입구, 120a)은 연장관(30)의 일단(31)과 연결되고, 쿨링 튜브(120)의 타단(출구, 120b)은 연장관(30)의 타단(32)과 연결되어, 냉매(R)의 순환 루프를 형성한다. 쿨링 튜브(120)의 일단(120a)을 통해서는 저온, 저압의 액체 상태의 냉매(R)가 유입되고, 쿨링 튜브(120)의 타단(120b)을 통해서는 기체 상태의 냉매(R)가 유출된다.
상기 구조에 따라, 쿨링 튜브(120)에는 냉각을 위한 냉매(R)가 충진되며, 냉매(R)의 순환에 따라 증발기 케이스(110) 및 증발기 케이스(110) 주변의 공기를 냉각시키게 된다.
아울러, 증발기 케이스(110)에 형성된 히팅 튜브(130)에는 제상을 위한 작동액(W)이 충진된다. 이를 위하여, 본 제1실시예에서는, 히팅 튜브(130)의 제1 및 제2개구부(130a, 130b)가 상기 프레임의 일단부로 노출되도록 구성된 것을 보이고 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 히팅 튜브(130)의 제1 및 제2개구부(130a, 130b)는 상기 프레임의 특정 위치에서 일정부분이 절개되었을 때 외부로 노출되는 부분이 될 수도 있다.
작동액(W)은 제1 및 제2개구부(130a, 130b) 중 적어도 하나의 개구부를 통하여 히팅 튜브(130) 내에 충진되며, 작동액(W)의 충진 이후 제1 및 제2개구부(130a, 130b)는 연결배관(150)을 통해 상호 연통되게 구성된다.
본 도면예에서는, 히팅 튜브(130)의 제1 및 제2개구부(130a, 130b)가 연결배관(150)에 의해 상호 연결됨으로써, 히팅 튜브(130)가 연결배관(150)과 함께 작동액(W)이 순환하는 폐루프 형태의 순환 유로를 형성하는 것을 보이고 있다. 연결배관(150)은 용접에 의해 제1 및 제2개구부(130a, 130b)에 각각 연결될 수 있다.
작동액(W)으로는, 냉장고(10)의 냉동 조건에서 액상으로 존재하되, 가열되면 기상으로 상변화하여 열을 수송하는 역할을 하는 냉매(예를 들어, R-134a, R-600a 등)가 이용될 수 있다.
작동액(W)은 히팅 튜브(130)와 연결배관(150)의 총 체적 대비 충진량에 따른 방열 온도를 고려하여, 그 충진량이 적절하게 선택되어야 한다. 실험 결과에 따르면, 작동액(W)은 액체 상태를 기준으로 히팅 튜브(130) 및 연결배관(150)의 총 체적 대비 80% 이상 100% 미만으로 충진되는 것이 바람직하다. 작동액(W)이 80% 미만으로 충진되는 경우에는 히팅 튜브(130)의 과열이 발생할 수 있고, 작동액(W)이 100%로 충진되는 경우에는 작동액(W)이 원활하게 순환되지 않을 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 히팅 튜브(130)에 대응되는 증발기 케이스(110)의 외부면에는 히터(140)가 부착되어, 히팅 튜브(130) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 본 제1실시예에서는, 히터(140)가 히터 부착부(131)를 덮도록 증발기 케이스(110)의 하면(110a) 저부에 부착된 것을 보이고 있다.
히터(140)는 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 형성된다. 예를 들어, 상기 제어부는 기설정된 시간 간격마다 히터(140)에 구동 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 롤 본드 타입으로 증발기 케이스(110)에 형성되며, 쿨링 튜브(120)에 냉매(R)가 충진되고 히팅 튜브에 작동액(W)이 충진된 구조를 가지는 새로운 구조의 증발기(100)가 제공될 수 있다. 본 발명에 의하면, 기존의 자연 제상에 비하여 제상 시간이 줄어들어서 식품의 신선도가 유지될 수 있으며, 성에로 인하여 감소되었던 냉각 효율이 증가되어 소비전력이 감소될 수 있다.
또한, 히팅 튜브(130)가 증발기 케이스(110)에 내장된 형태를 가지므로, 종래의 구조에 비해 제상 열이 제상에 보다 효율적으로 이용될 수 있으며, 제상 장치를 구성하기 위하여 별도로 요구되는 공간이 실질적으로 거의 없게 되어 냉동실(11)의 용량이 최대로 확보될 수 있다.
이하에서는, 증발기(100)의 제상 관련 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 6은 도 3에 도시된 C 부분[히팅 튜브(130)의 제1실시예]의 확대도이다.
도 6을 앞선 도면들과 함께 참조하면, 히팅 튜브(130)는 쿨링 튜브(120)와 미중첩되도록 증발기 케이스(110)에 기설정된 패턴으로 형성되고, 히팅 튜브(130)의 내부에는 제상을 위한 작동액(W)이 충진된다. 히팅 튜브(130)는 히터 부착부(131) 및 유로부(132)를 포함한다.
히터 부착부(131)는 내부에 일정량의 작동액(W)이 충진될 수 있도록 소정 체적을 가지는 빈 공간으로 형성된다. 히터 부착부(131)에는 히터(140)가 부착되어 내부의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다.
앞서 설명한 바와 같이, 히팅 튜브(130)의 일 구성인 히터 부착부(131)는 증발기 케이스(110)를 이루는 제1 케이스 시트(111)와 제2 케이스 시트(112)에 의해 형성된다. 즉, 히터 부착부(131)의 내부 공간은 제1 케이스 시트(111)와 제2 케이스 시트(112)에 의해 한정되는 내부 공간으로 정의된다.
히터 부착부(131)의 양측에는 히터(140)에 의해 가열된 작동액(W)이 배출되는 출구(131a)와, 유로부(132)를 흐르며 냉각된 작동액(W)이 리턴되는 입구(131b)가 각각 형성된다. 본 도면에서는, 히터 부착부(131)가 일방향을 따라 길게 연장 형성되고, 길이방향 상의 양측에 출구(131a)와 입구(131b)가 각각 형성된 것을 보이고 있다.
히터 부착부(131)는 증발기 케이스(110)의 하부에 형성될 수 있다. 일 예로, 도시된 바와 같이, 히터 부착부(131)는 증발기 케이스(110)의 하면(110a)에 형성될 수 있다. 다른 일 예로, 히터 부착부(131)는 증발기 케이스(110)의 좌측면(110b') 하부 또는 우측면(110b") 하부에 형성될 수도 있다.
히터 부착부(131)에 대응되는 증발기 케이스(110)의 외부면에는 히터(140)가 부착되어, 히팅 튜브(130) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 본 실시예에서는, 히터(140)가 히터 부착부(131)를 덮도록 증발기 케이스(110)의 하면 저부에 부착되어, 히터 부착부(131) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된 것을 보이고 있다.
이처럼, 히터(140)가 증발기 케이스(110)의 하면 저부에 부착된 구조는, 가열된 작동액(W)에 상측으로의 추진력이 발생하는 데에 유리하며, 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히터(140)에 직접 떨어지지 않아서 쇼트가 방지될 수 있다.
히터(140)의 작동 및 작동 중지는 시간, 온도 조건 등에 의해 제어될 수 있다. 일 예로, 히터(140)의 작동은 시간 조건에 의해 제어되고, 히터(140)의 작동 중지는 온도 조건에 의해 제어될 수 있다.
구체적으로, 제어부는 증발기(130)와 함께 냉동 사이클을 구성하는 압축기가 작동된 후 일정 시간이 지나면, 압축기의 작동을 중지(OFF)하고 히터(140)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 즉, 히터(140)는 일정 시간마다 전원을 공급받아 발열하게 된다.
아울러, 제어부는 제상센서(미도시)에 의해 감지된 온도가 기설정된 제상 종료 온도에 도달하면, 히터(140)로의 전원 공급을 중지(OFF)시킬 수 있다. 히터(140)로 전원이 공급되지 않으므로, 히터(140)의 능동적인 발열은 중지되고, 점차 온도가 떨어지게 된다.
참고로, 열원으로서의 히터(140)가 히터 부착부(131)에 대응되게 배치되므로, 히터 부착부(131)는 히팅 튜브(130)에서 가장 높은 온도를 가진다. 따라서, 상기 일 예와 같이 히터 부착부(131)가 증발기 케이스(110)의 하면(110a)에 형성되면, 열에 의한 상승 대류 및 증발기 케이스(110)의 좌우 양측면(110b', 110b")으로의 열전달에 의해, 보다 효율적으로 증발기(100)에 적상된 성에가 제거될 수 있다.
또한, 작동액(W)의 대부분은 중력에 의해 증발기 케이스(110)의 하부로 모이게 된다. 따라서, 히터 부착부(131)가 증발기 케이스(110)의 하부에 형성되면, 히터 부착부(131)에 작동액(W)이 충진된 상태로 유지되어, 히터 부착부(131)의 과열이 방지될 수 있다.
또한, 히터(140)와 히터 부착부(131)에서의 고온의 열을 효과적으로 이용하기 위하여, 히터 부착부(131)는 증발기 케이스(110)의 가장자리 부분으로부터 내측으로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 또는, 히터 부착부(131)는 루프 형태의 히팅 유로 내에 형성되는 쿨링 튜브(120)를 향하여 내측으로 연장 형성될 수도 있다.
유로부(132)는, 양단부가 히터 부착부(131)의 출구(131a)와 입구(131b)에 각각 연결되어, 작동액(W)이 순환하는 유로를 형성한다.
유로부(132)는, 히터 부착부(131)와 마찬가지로, 증발기 케이스(110)를 이루는 제1 케이스 시트(111)와 제2 케이스 시트(112)에 의해 형성된다. 즉, 유로부(132)의 내부 공간은 제1 케이스 시트(111)와 제2 케이스 시트(112)에 의해 한정되는 내부 공간으로 정의된다.
가열된 작동액(W)의 상승력에 의한 순환 유동이 형성되도록, 히터 부착부(131)는 증발기 케이스(110)의 일측면에 인접하게 배치되고, 히터 부착부(131)의 출구(131a)와 연결된 유로부(132)는 증발기 케이스(110)의 상측을 향하여 연장 형성될 수 있다.
앞선 도 2와 도 3을 참조하면, 증발기 케이스(110)의 하면에 형성된 히터 부착부(131)는 증발기 케이스(110)의 일측면에 인접하게 배치될 수 있다.
유로부(132)의 양단부는 히터 부착부(131)의 출구(131a)와 입구(131b)에 각각 연결된다. 출구(131a)에 연결된 유로부(132)는 증발기 케이스(110)의 좌우 양측면(110b', 110b") 중 일측면으로 연장된 이후 증발기 케이스(110)의 상면(110c)을 향하여 연장 형성된다. 입구(131b)에 연결된 유로부(132)도 증발기 케이스(110)의 좌우 양측면(110b', 110b") 중 타측면으로 연장된 이후 증발기 케이스(110)의 상면(110c)를 향하여 연장 형성될 수 있다.
여기서, 도시된 바와 같이, 출구(131a)로부터 연장된 유로부(132)가 증발기 케이스(110)의 좌우 양측면(110b', 110b") 중 일측면에 도달하기까지의 거리가 입구(131b)로부터 연장된 유로부(132)가 증발기 케이스(110)의 좌우 양측면(110b', 110b") 중 타측면에 도달하기까지의 거리보다 짧게 형성된다면, 가열된 작동액(W)은 출구(131a)에 연결된 유로부(132)로 흐르게 된다.
이에 따라, 히터(140)에 의해 가열된 작동액(W)이 히터 부착부(131)의 출구(131a)로부터 배출되어, 유로부(132)를 따라 흐르면서 증발기 케이스(110)에 열을 전달하고, 이 과정에서 냉각된 작동액(W)이 입구(131b)를 통해 히터 부착부(131)로 리턴된 후, 히터(140)에 의해 재가열되어 출구(131a)로부터 배출되는 순환 유동이 만들어지게 된다.
본 실시예에서는, 히터 부착부(131)가 증발기 케이스(110)의 우측면(110b")에 인접하게 배치된 것을 보이고 있다. 즉, 히터 부착부(131)와 우측면(110b") 간의 간격은 히터 부착부(131)와 좌측면(110b') 간의 간격보다 짧게 형성된다. 히터 부착부(131)의 출구(131a)에 연결된 유로부(132)는 증발기 케이스(110)의 우측면으로 연장 형성되고, 히터 부착부(131)의 입구(131b)에 연결된 유로부(132)는 증발기 케이스(110)의 좌측면으로 연장 형성된다.
상기 배치 구조에서, 히터 부착부(131)의 출구(131a)에 연결된 유로부(132)가 증발기 케이스(110)의 우측면(110b")에 도달하기까지의 길이는, 히터 부착부(131)의 입구(131b)에 연결된 유로부(132)가 증발기 케이스(110)의 좌측면(110b')에 도달하기까지의 길이보다 짧게 형성된다. 따라서, 가열된 작동액(W)은 출구(131a)에 연결된 유로부(132)로 흐르게 된다.
유로부(132)는 증발기 케이스(110)에 형성된 쿨링 튜브(120)의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 도시된 바와 같이 증발기 케이스(110)의 내측 둘레를 따라 연장 형성될 수 있다.
본 제1실시예에서, 히터 부착부(131)는 증발기 케이스(110)의 하면(110a)에 형성되며, 출구(131a)로부터 연장된 유로부(132)는 증발기 케이스(110)의 일측면[도면상에서 우측면(110b")]으로 연장된 이후, 증발기 케이스(110)의 상면[도면상에서 우측상면(110c")]을 향하여 연장 형성된다. 히터(140)에 의해 가열된 가열된 작동액(W)은 상승력에 의해 상기 히팅 유로를 따라 상승하게 된다.
이후, 유로부(132)는 상기 일측면을 지나 하면(110a)으로 연장 형성되고, 증발기 케이스(110)의 타측면[도면상에서 좌측면(110c')]으로 연장된 이후, 증발기 케이스(110)의 상면[도면상에서 좌측상면(110c')]을 향하여 연장 형성되며, 다시 상기 타측면을 지나 하면(110a)으로 연장 형성되어 최종적으로 히터 부착부(131)의 입구(131b)에 연결되게 된다.
도면상에서, 증발기 케이스(110)의 전방에 형성된 유로부(132)와 후방에 형성된 유로부(132) 사이에는 쿨링 튜브(120)가 배치되고, 전방에 형성된 유로부(132)를 흐르는 작동액(W)의 유동방향과 후방에 형성된 유로부(132)를 흐르는 작동액(W)의 유동방향은 서로 반대된다.
히터(140)는 히터 부착부(131)에 대응되는 증발기 케이스(110)의 외부면에 부착되어, 히팅 튜브(130) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 히터(140)는 판상 형태로 형성될 수 있으며, 대표적으로는 판상의 세라믹 히터(140)가 이용될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 히터(140)의 일 예를 보인 개념도이다.
도 7을 참조하면, 히터(140)는 베이스 플레이트(141), 열선(142) 및 터미널(143)을 포함한다.
베이스 플레이트(141)는 판상 형태로 형성되어 히터 부착부(131)에 부착된다. 베이스 플레이트(141)는 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
베이스 플레이트(141)에는 열선(142)이 형성되며, 상기 열선(142)은 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 구성된다. 열선(142)은 저항체(예를 들어, 루테늄과 백금이 조합된 분말, 텅스텐 등)가 베이스 플레이트(141)에 특정 패턴으로 패터닝되어 형성될 수 있다.
베이스 플레이트(141)의 일측에는 열선(142)과 전기적으로 연결되는 터미널(143)이 구비되며, 상기 터미널(143)에는 제어부와 전기적으로 연결되는 리드 와이어(144)가 연결된다.
상기 구성에 따라, 제어부에서 구동 신호가 발생되면, 상기 구동 신호는 리드 와이어(144)를 통하여 히터(140)로 전달되고, 히터(140)의 열선(142)은 전원 인가에 따라 발열하게 된다. 히터(140)에서 발생된 열은 히터 부착부(131)로 전달되며, 이에 따라 히터 부착부(131) 내의 작동액(W)이 고온으로 가열되게 된다.
한편, 히터 부착부(131)와 히터(140) 사이[구체적으로는, 히터 부착부(131)와 베이스 플레이트(141) 사이]에는 열전도성 접착제(미도시)가 개재될 수 있다. 상기 열전도성 접착제에 의해, 히터(140)가 증발기 케이스(110)에 보다 견고하게 고정될 수 있으며, 히터(140)에서 히터 부착부(131)로의 열전달이 증가할 수 있다. 상기 열전도성 접착제로, 고온에 견딜 수 있는 내열 실리콘이 이용될 수 있다.
히터(140)는 증발기(100)에 장착되므로, 그 구조상 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히터(140)로 유입될 수 있다. 히터(140)에 구비되는 히터(140)는 전자 부품이므로, 이에 제상수가 접촉되면 쇼트가 발생할 수 있다. 이처럼, 제상수를 비롯한 수분이 히터(140)에 침투되지 않도록 하기 위하여, 히터(140)를 덮어 실링하는 실링부재(미도시)가 구비될 수 있다.
히터(140)의 배면과 실링부재 사이에는 절연재(미도시)가 개재될 수 있다. 상기 절연재로 운모 재질의 마이카 시트(mica sheet)가 이용될 수 있다. 히터(140)의 배면에 절연재가 배치됨으로써, 전원 인가에 따른 열선(142)의 발열시 히터(140) 배면측으로의 열전달이 제한될 수 있다. 따라서, 상기 열전달에 의한 실링부재의 용융이 방지될 수 있다.
참고로, 제상 장치에 의해 제거된 물, 즉 제상수는 증발기(100) 하부의 가이드 트레이(미도시)로 유입되고, 제상수 배출관(미도시)을 통해, 최종적으로 냉장고(1) 하부의 제상수 받이(미도시)에 집수되게 된다.
도 8은 도 6의 히터 부착부(131)에 히터(140)가 부착된 상태를 보인 개념도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 히터(140)로 판상의 세라믹 히터가 이용될 수 있으며, 이러한 판상의 세라믹 히터는 8mm(폭)×45mm(길이) 또는 8mm(폭)×65mm(길이)의 사이즈를 가질 수 있다. 이 경우, 증발기(100)를 외부에서 바라보았을 때를 기준으로, 히터 부착부(131)가 형성된 돌출 영역[W1(폭)×L1(길이)]은 10mm 이상 12mm 이하의 폭(W1) 및 47mm 이상 80mm 이하의 길이(L1)를 가지는 것이 바람직하다.
히터 부착부(131)가 형성된 돌출 영역에서 라운드진 가장자리 부분의 두께가 대략적으로 1mm이기 때문에, 상기 돌출 영역은 최소한, 히터(140)의 길이와 폭에, 각각 라운드진 가장자리 부분의 양측 두께 2mm를 더한 길이와 폭을 가져야 한다.
따라서, 상기 돌출 영역의 평탄한 부분[W2(폭)×L2(길이)]에 히터(140)가 왼전히 면접촉할 수 있으려면, 상기 돌출 영역은 폭 10mm 이상, 길이 47mm 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
다만, 상기 돌출 영역의 길이가 47mm 이상으로 설정된 상태에서, 폭이 12mm를 초과하는 경우, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)를 형성하는 과정에서 제1 및 제2 케이스 시트(111, 112) 간의 분리 내지는 파단이 일어날 수 있다. 또한, 상기 돌출 영역의 길이가 80mm를 초과하는 경우, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)를 형성하는 과정에서 제1 및 제2 케이스 시트(111, 112) 간의 분리 내지는 파단이 일어날 수 있다.
따라서, 상기 돌출 영역은 폭 10mm 이상 12mm 이하, 길이 47mm 이상 80mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 히터 부착부(131)는 일정량의 작동액(W)이 머물러 있는 공간을 형성하고 히터(140)가 부착되는 부착면을 구비하여야 하므로, 유로부(132)보다 폭이 넓게 형성된다. 구체적으로, 히터 부착부(131)는 유로부(132)에 대응되는 폭을 가지는 연장 영역(131')과, 연장 영역(131')의 폭을 확장하는 확장 영역(131")으로 구획된다.
연장 영역(131')은 유로부(132)의 양단부와 연결되는 부분으로, 출구(131a)와 입구(131b)는 연장 영역에 위치한다. 확장 영역(131")은 연장 영역(131')의 적어도 일측에 형성되어 연장 영역(131')의 폭을 확장한다. 본 실시예에서는, 확장 영역(131")이 연장 영역(131')의 일측에 형성된 것을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 확장 영역(131")은 연장 영역(131')의 양측에 각각 형성될 수도 있다.
확장 영역(131")이 형성됨으로써, 히터 부착부(131)에 일정량의 작동액(W)이 충진될 수 있다. 또한, 폭이 넓은 확장 영역(131")에서 폭이 좁은 유로부(132)로 작동액(W)이 배출되는 과정, 그리고 폭이 좁은 유로부(132)에서 폭이 넓은 확장 영역(131")으로 작동액(W)이 유입되는 과정에서, 작동액(W)이 와류를 형성하며 머물게 되므로, 히터 부착부(131)에 항상 작동액(W)이 충진된 상태로 유지될 수 있다.
연장 영역(131')과 확장 영역(131")의 폭과 길이는 상술한 히터 부착부(131)의 설계 조건에 의해 제한될 수 있다.
한편, 히터 부착부(131)의 출구(131a)와 입구(131b) 중 적어도 하나에 연결되는 유로부(132)는 벤딩된 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에서는, 출구(131a)에 연결되는 유로부(132)와 입구(131b)에 연결되는 유로부(132) 모두에 벤딩된 부분이 형성된 것을 보이고 있다. 구체적으로, 유로부(132)는, 출구(131a)와 인접한 위치에 형성되어 출구(131a)에서 배출되는 작동액(W)의 유동 방향을 전환시키는 제1벤딩부(132a) 및 입구(131b)와 인접한 위치에 형성되어 작동액(W)의 유동 방향을 전환시켜 입구(131b)로 유입시키는 제2벤딩부(132b)를 포함한다.
히터 부착부(131)에서 가열된 작동액(W)은 출구(131a)를 통하여 배출되며, 이내 제1벤딩부(132a)를 지나게 된다. 이때, 제1벤딩부(132a)에서 작동액(W)의 유동 방향이 전환되므로, 작동액(W)의 일부는 제1벤딩부(132a)에 와류를 형성하며 머무르게 된다.
즉, 제1벤딩부(132a)에 와류를 형성하며 머무르는 작동액(W)이 뒤따라 유입되는 작동액(W)의 유동을 방해하는 저항 역할을 하여, 작동액(W)의 일부가 히터 부착부(131)에 머물러있게 된다. 이처럼, 가열된 작동액(W)의 전부가 바로 배출되는 것이 아니라, 일부는 제1벤딩부(132a)와 히터 부착부(131), 특히 히터(140)가 부착된 히터 부착부(131) 내에 머물러 있게 되므로, 히터(140)의 과열이 방지될 수 있다.
아울러, 유로부(132)를 거치며 냉각된 작동액(W)은 입구(131b)를 통하여 히터 부착부(131)로 리턴되며, 리턴된 작동액(W)은 히터(140)에 의해 재가열되어, 출구(131a)를 통하여 배출됨으로써, 순환 유동이 만들어지게 된다. 그런데, 경우에 따라서는 히터(140)에 의해 재가열된 작동액(W)이 입구(131b)를 통하여 배출되는 역류가 발생할 수 있다.
이러한 역류를 방지하기 위하여, 상술한 바와 같이, 가열된 작동액(W)의 상승력을 이용한 순환 유동 형성 구조[히터 부착부(131)가 증발기 케이스(110)의 일측면에 인접하게 배치되고, 히터 부착부(131)의 출구(131a)와 연결된 유로부(132)가 증발기 케이스(110)의 상측을 향하여 연장 형성되는 구조]가 구비된다. 이에 더하여, 입구(131b)측에 유동 저항을 발생시키는 제2벤딩부(132b)가 형성됨으로써, 재가열된 작동액(W)이 입구(131b)를 향하여 유동하더라도 제2벤딩부(132b)에 와류를 형성하며 머물러 있는 작동액(W)에 의해 가로막혀 가열된 작동액(W)의 역류가 제한될 수 있다.
도 9는 도 6에 도시된 히팅 튜브(130)의 제1변형예를 보인 개념도이다.
도 9를 참조하면, 히터 부착부(231)의 출구(231a)에 연결되는 유로부(232)는 벤딩됨이 없이 일직선으로 곧게 뻗은 형태를 가지고, 히터 부착부(231)의 입구(231b)에 연결되는 유로부(232)는 벤딩된 형태를 가진다.
구체적으로, 유로부(232)는, 출구(231a)에서 배출되는 작동액(W)을 유동 방향의 전환 없이 흐르도록 하는 스트레이트부(232a), 및 입구(231b)와 인접한 위치에 형성되고 작동액(W)의 유동 방향을 전환시켜 입구(231b)로 유입시키는 벤딩부(232b)를 포함한다.
히터 부착부(231)에서 가열된 작동액(W)은 출구(231a)를 통해 배출되어, 스트레이트부(232a)를 지체 없이 바로 빠져나가게 된다. 따라서, 작동액(W)의 빠른 순환을 통한 빠른 제상이 이루어질 수 있다. 다만, 히터의 과열을 방지하기 위해, 작동액이 상술한 실시예에 비하여 많은 양이 충진될 수 있다.
아울러, 입구(231b)에 인접한 위치에 유동 저항을 발생시키는 벤딩부(232b)가 형성됨으로써, 재가열된 작동액(W)이 입구(231b)를 향하여 유동하더라도 벤딩부(232b)에 와류를 형성하며 머물러 있는 작동액(W)에 의해 가로막혀 가열된 작동액(W)의 역류가 제한될 수 있다.
도 10은 도 6에 도시된 히팅 튜브(130)의 제2변형예를 보인 개념도이다.
도 10을 참조하면, 히터 부착부(331)의 출구(331a)에 연결되는 유로부(332)는 벤딩된 형태를 가지고, 히터 부착부(331)의 입구(331b)에 연결되는 유로부(332)는 벤딩됨이 없이 일직선으로 곧게 뻗은 형태를 가진다.
구체적으로, 유로부(332)는, 출구(331a)와 인접한 위치에 형성되고 출구(331a)에서 배출되는 작동액(W)의 유동 방향을 전환시키는 벤딩부(332a), 및 유로부(332)를 흐르며 냉각된 작동액(W)을 유동 방향의 전환 없이 입구(331b)로 유입시키는 스트레이트부(332a)를 포함한다.
히터 부착부(331)에서 가열된 작동액(W)은 출구(331a)를 통하여 배출되며, 이내 벤딩부(332a)를 지나게 된다. 이때, 벤딩부(332a)에서 작동액(W)의 유동 방향이 전환되므로, 작동액(W)의 일부는 벤딩부(332a)에 와류를 형성하며 머무르게 된다.
즉, 벤딩부(332a)에 와류를 형성하며 머무르는 작동액(W)이 뒤따라 유입되는 작동액(W)의 유동을 방해하는 저항 역할을 하여, 작동액(W)의 일부가 히터 부착부(331)에 머물러있게 된다. 이처럼, 가열된 작동액(W)의 전부가 바로 배출되는 것이 아니라, 일부는 벤딩부(332a)와 히터 부착부(331), 특히 히터(340)가 부착된 히터 부착부(331) 내에 머물러 있게 되므로, 히터(340)의 과열이 방지될 수 있다.
아울러, 유로부(332)를 흐르며 냉각된 작동액(W)은 스트레이트부(332a)를 통하여 바로 입구(331b)로 지체 없이 유입되게 된다. 이때, 입구(331b)를 통하여 히터 부착부(331)로 리턴되는 작동액의 유량이 많고 유속이 빠르기 때문에, 히터(340)에 의해 재가열된 작동액(W)이 입구(331b)를 통하여 배출되는 역류가 제한될 수 있다.
도 11 및 도 12는 상기 제1실시예의 변형예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이고, 도 13은 도 11에 도시된 D 부분의 확대도이며, 도 14는 도 12에 도시된 E 부분의 확대도이다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 본 제2변형예는 쿨링 튜브(420)와 히팅 튜브(430)의 형성 위치가 앞선 제1실시예와는 반대된다는 점에서만 제1실시예와 차이가 있다.
쿨링 튜브(420)는 케이스(410)에 기설정된 패턴으로 형성되고, 쿨링 튜브(420)의 내부에는 냉각을 위한 냉매(R)가 충진된다. 히팅 튜브(430)는 쿨링 튜브(420)와 미중첩되도록 케이스(410)에 기설정된 패턴으로 형성되며, 히팅 튜브(430)의 내부에는 제상을 위한 작동액(W)이 충진된다.
본 제2변형예의 증발기(400)에서는, 쿨링 튜브(420)와 히팅 튜브(430) 간의 형성 위치가 앞선 제1실시예와는 반대된다. 도시된 바와 같이, 쿨링 튜브(420)는 히팅 튜브(430)의 적어도 일부를 감싸도록 형성된다. 즉, 히팅 튜브(430)에 의해 형성되는 히팅 유로는 쿨링 튜브(420)에 의해 형성되는 루프 형태의 쿨링 유로 내에 형성된다.
히팅 튜브(430)에 대응되는 케이스(410)의 외부면에는 히터(440)가 부착되어, 히팅 튜브(430) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 본 제2변형예에서는, 히터(440)가 히터 부착부(431)를 덮도록 케이스(410)의 하면 저부에 부착되어, 히터 부착부(431) 내의 작동액(W)을 가열하도록 구성된 것을 보이고 있다.
앞서 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 히팅 튜브(430)는 히터 부착부(431)와 유로부(432)를 포함한다. 히터 부착부(431)는 케이스(410)의 가장자리 부분으로부터 내측으로 이격된 위치에 형성되며, 양측으로는 쿨링 튜브(420)가 배치된다.
유로부(432)는 케이스(410)의 적어도 일면을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 제2변형예에서는, 유로부(432)가 케이스(410)의 하면에서 좌우 양측면으로 연장 형성된 것을 보이고 있다. 유로부(432)는 케이스(410)의 상면까지도 연장 형성될 수 있다. 여기서, 상면으로 연장 형성된 유로부(432)에는 제1 및 제2개구부(430a, 430b)가 형성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2개구부(430a, 430b)는 앞서 제1실시예에서 설명한 바와 같이 연결부재(450)에 의해 상호 연결될 수 있다.
앞선 제1실시예와 같이, 히터 부착부(431)는 하나의 출구(431a)와 하나의 입구(431b)를 구비하고, 유로부(432)의 양단부는 상기 출구(431a)와 상기 입구(431b)에 각각 연결되어, 작동액(W)의 순환을 위한 단일 유로를 형성할 수 있다.
구체적으로, 유로부(432)는 히터 부착부(431)의 출구(431a)와 입구(431b)에 각각 연결되어, 작동액(W)이 유동하는 히팅 유로를 형성한다. 출구(431a)와 연결된 유로부(432)로는 히터 부착부(431)에서 가열된 고온의 작동액(W)이 유입되고, 입구(431)와 연결된 유로부(432)로는 방열을 거치며 냉각된 작동액(W)이 리턴되어 히터 부착부(431)로 유입된다.
도 15는 도 6에 도시된 히팅 튜브(130)의 제2실시예를 보인 개념도이고, 도 16은 도 15의 히터 부착부(531)에 히터(540)가 부착된 상태를 보인 개념도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 히팅 튜브(530)는 쿨링 튜브(520)와 미중첩되도록 증발기 케이스(510)에 기설정된 패턴으로 형성되고, 히팅 튜브(530)의 내부에는 제상을 위한 작동액(W)이 충진된다. 히팅 튜브(530)는 히터 부착부(531) 및 유로부(532)를 포함한다.
히터 부착부(531)는 내부에 일정량의 작동액(W)이 머무를 수 있도록 소정 체적을 가지는 빈 공간으로 형성된다. 히터 부착부(531)는 증발기 케이스(510)의 하면에 형성될 수 있다. 히터 부착부(531)에는 히터(540)가 부착되어 내부의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 히터(540)는 히터 부착부(531)에 대응되는 증발기 케이스(510)의 하면 저부에 부착될 수 있다.
히터 부착부(531)의 양측에는 히터(540)에 의해 가열된 작동액(W)이 배출되는 출구(531a)와, 유로부(532)를 흐르며 냉각된 작동액(W)이 리턴되는 입구(531b)가 각각 형성된다. 본 도면에서는, 히터 부착부(531)가 ‘U'자 형태로 벤딩 형성된 것을 보이고 있다.
구체적으로, 히터 부착부(531)는 출구(531a)를 구비하는 제1부분(531c1), 제1부분(531c1)에서 벤딩된 형태로 연결되는 제2부분(531c2), 및 제2부분(531c2)에서 벤딩된 형태로 연결되어 제1부분(531c1)에 나란하게 배치되며 입구(531b)를 구비하는 제3부분(531c3)을 포함한다. 참고로, 히터(540)는 도시된 바와 같이 제1부분(531c1), 제2부분(531c2) 및 제3부분(531c3)에 각각 대응되는 ‘U'자 형태로 형성될 수 있다.
상기 구조에 의하면, 제1부분(531c1)과 제2부분(531c2)의 연결 부분 및 제2부분(531c2)와 제3부분(531c3)의 연결 부분에서 작동액(W)의 유동 방향이 전환되므로, 상기 연결 부분들에서 작동액(W)의 일부가 와류를 형성하며 머무르게 된다. 상기 연결 부분들에서 와류를 형성하며 머무르는 작동액(W)은 뒤따라 유입되는 작동액(W)의 유동을 방해하는 저항 역할을 하여, 작동액(W)의 일부가 히터 부착부(531)에 머물러있게 된다. 따라서, 히터(540)의 과열이 방지될 수 있다.
제1부분(531c1), 제2부분(531c2) 및 제3부분(531c3)은 유로부(532)와 같은 폭을 가질 수도 있고, 유로부(532)보다 넓은 폭을 가질 수도 있다. 본 도면에서는, 제1부분(531c1), 제2부분(531c2) 및 제3부분(531c3)이 유로부(532)보다 폭이 확장된 형태로 연장 형성된 것을 보이고 있다.
아울러, 제1부분(531c1)은 유로부(531)의 일단부와 벤딩된 형태로 연결되고, 제3부분(531c3)은 유로부(531)의 타단부와 벤딩된 형태로 연결될 수 있다.
상기 연결 구조에 의해, 출구(531a)에서 배출되는 가열된 작동액(W)은 유동 방향이 전환되어 유로부(532)로 유입된다. 출구(531a)에서 작동액(W)의 유동 방향이 전환되므로, 작동액(W)의 일부는 출구(531a)에 와류를 형성하며 머무르게 된다. 즉, 출구(531a)에 와류를 형성하며 머무르는 작동액(W)이 뒤따라 유입되는 작동액(W)의 유동을 방해하는 저항 역할을 하여, 작동액(W)의 일부가 히터 부착부(531)에 머물러있게 된다. 이처럼, 가열된 작동액(W)의 전부가 바로 배출되는 것이 아니라, 일부는 출구(531a) 측에 와류를 형성하며 머무르는 작동액(W)에 가로막혀 히터(540)가 부착된 히터 부착부(531) 내에 머물러 있게 되므로, 히터(540)의 과열이 방지될 수 있다.
아울러, 유로부(532)를 유동하며 냉각된 작동액(W)은 유동 방향이 전환되어 입구(531b)로 유입된다. 입구(531b)에 유동 저항을 발생시키는 벤딩 구조가 형성됨으로써, 재가열된 작동액(W)이 입구(531b)를 향하여 유동하더라도 입구(531b)에 와류를 형성하며 머물러 있는 작동액(W)에 의해 가로막혀 가열된 작동액(W)의 역류가 제한될 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이, 히터(540)도 히터 부착부(531)에 대응되는 ‘U'자 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 히터(540)는 제1부분(531c1)을 덮도록 배치되는 제1히터부(540a), 제1히터부에서 벤딩된 형태로 연결되어 제2부분(531c2)을 덮도록 배치되는 제2히터부(540b), 및 제2히터부(540b)에서 벤딩된 형태로 연결되어 제3부분(531c3)을 덮도록 배치되고 제1히터부(540a)와 나란하게 배치되는 제3히터부(540c)를 포함한다.
히터(540)는 히터 부착부(531)의 평탄한 면에 부착될 수 있다. 히터(540)의 제1부분(531c1), 제2부분(531c2) 및 제3부분(531c3) 각각은 8mm(폭)×65mm(길이) 이하의 사이즈를 가질 수 있다. 이러한 히터(540)의 부착을 위하여, 히터 부착부(531)는 제1실시예와 관련하여 설명한 히터 부착부(531)의 설계 조건을 가질 수 있다. 즉, 제1부분(531c1), 제2부분(531c2) 및 제3부분(531c3) 각각의 돌출 영역은 폭 10mm 이상 12mm 이하, 길이 47mm 이상 80mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
도 17은 도 6에 도시된 히팅 튜브(130)의 제3실시예를 보인 개념도이고, 도 18은 도 17의 히터 부착부(631)에 히터(640)가 부착된 상태를 보인 개념도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 히팅 튜브(630)는 쿨링 튜브(620)와 미중첩되도록 증발기 케이스(610)에 기설정된 패턴으로 형성되고, 히팅 튜브(630)의 내부에는 제상을 위한 작동액(W)이 충진된다. 히팅 튜브(630)는 히터 부착부(631) 및 유로부(632)를 포함한다.
히터 부착부(631)는 내부에 일정량의 작동액(W)이 머무를 수 있도록 소정 체적을 가지는 빈 공간으로 형성된다. 히터 부착부(631)는 증발기 케이스(610)의 하면에 형성될 수 있다. 히터 부착부(631)에는 히터(640)가 부착되어 내부의 작동액(W)을 가열하도록 구성된다. 히터(640)는 히터 부착부(631)에 대응되는 증발기 케이스(610)의 하면 저부에 부착될 수 있다.
히터 부착부(631)의 일측에는, 히터(640)에 의해 가열된 작동액(W)이 배출되고, 유로부(632)를 흐르며 냉각된 작동액(W)이 리턴되는 개구(631a)가 각각 형성된다. 즉, 앞선 실시예들과는 달리 히터 부착부(631)에는 하나의 개구(631a)만이 형성되며, 상기 개구(631a)를 통하여 작동액(W)의 배출과 유입이 함께 이루어진다.
본 도면에서는, 히터 부착부(631)가 직선 형태로 형성된 것을 보이고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 히터 부착부(631)는 적어도 일부분이 벤딩된 형태를 가질 수도 있다.
유로부(632)는 히터 부착부(631)의 개구(631a)와 연통되어 작동액(W)이 순환하는 유로를 형성한다. 히터 부착부(631)는 유로부(632)로부터 분기된 형태를 가지는 것으로 이해될 수 있다. 본 도면에서는, 히터 부착부(631)가 유로부(632)에 대하여 수직하게 연장 형성된 것을 보이고 있다.
상기 구조상, 유로부(632)는 히터 부착부(631)의 개구(631a)를 기준으로 양측으로 연장 형성된 형태를 가진다. 개구(631)를 기준으로 일측으로 연장 형성되는 유로부(632)로는 가열된 작동액(W)이 배출되며, 개구(631)를 기준으로 타측으로 연장 형성되는 유로부(632)로는 유로부(632)를 유동하면서 냉각된 작동액(W)이 리턴된다. 즉, 히터 부착부(631)에 하나의 개구(631a)가 구비되지만, 개구(631a)를 기준으로 양측으로 분기된 유로부(632)에 의해 상기 분기된 유로부(632)로 작동액(W)이 배출 및 유입되는 유동이 자연스럽게 생성된다.
이처럼, 히터 부착부(631)의 개구(631a)에서 작동액(W)의 배출과 유입이 발생하고, 히터 부착부(631)가 유로부(632)에 대하여 수직하게 연장 형성됨으로 인하여 개구(631a)에서는 배출, 유입되는 작동액(W)의 유동 방향의 전환이 일어난다. 이에 따라, 작동액(W)의 일부가 개구(631a)에 와류를 형성하며 머무르게 되므로, 히터(640)의 과열이 방지될 수 있다.
가열된 작동액(W)의 상승력에 의한 순환 유동이 형성되도록, 히터 부착부(631)는 증발기 케이스(610)의 하면에 형성되되 일측면에 인접하게 배치되고, 히터 부착부(631)의 개구(631a)와 연통된 유로부(632)는 증발기 케이스(610)의 상측을 향하여 연장 형성될 수 있다.
구체적으로, 증발기 케이스(610)의 하면에 형성된 히터 부착부(631)는 증발기 케이스(610)의 일측면에 인접하게 배치될 수 있다. 일 예로, 히터 부착부(631)가 증발기 케이스(610)의 우측면에 인접하게 배치되는 경우, 히터 부착부(631)와 우측면 간의 간격은 히터 부착부(631)와 좌측면 간의 간격보다 짧게 형성된다.
히터 부착부(631)의 개구(631a)를 기준으로 양측으로 분기되는 유로부(632)는 증발기 케이스(610)의 좌우 양측면으로 각각 연장되는데, 유로부(632)가 증발기 케이스(610)의 우측면에 도달하기까지의 거리가 유로부(632)가 증발기 케이스(610)의 좌측면에 도달하기까지의 거리보다 짧게 형성된다면, 가열된 작동액(W)은 증발기 케이스(610)의 우측면으로 연장되는 유로부(632)로 흐르게 된다. 이에 따라, 작동액(W)의 순환 유동이 만들어지게 된다.
유로부(632)는 증발기 케이스(610)에 형성된 쿨링 튜브(620)의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 도시된 바와 같이 증발기 케이스(610)의 내측 둘레를 따라 연장 형성될 수 있다.
히터(640)로 판상의 세라믹 히터가 이용될 수 있으며, 이러한 판상의 세라믹 히터는 8mm(폭)×45mm(길이) 또는 8mm(폭)×65mm(길이)의 사이즈를 가질 수 있다. 이 경우, 증발기(600)를 외부에서 바라보았을 때를 기준으로, 히터 부착부(631)가 형성된 돌출 영역[W1(폭)×L1(길이)]은 10mm 이상 12mm 이하의 폭(W1) 및 47mm 이상 80mm 이하의 길이(L1)를 가지는 것이 바람직하다.
히터 부착부(631)가 형성된 돌출 영역에서 라운드진 가장자리 부분의 두께가 대략적으로 1mm이기 때문에, 상기 돌출 영역은 최소한, 히터(640)의 길이와 폭에, 각각 라운드진 가장자리 부분의 양측 두께 2mm를 더한 길이와 폭을 가져야 한다.
따라서, 상기 돌출 영역의 평탄한 부분[W2(폭)×L2(길이)]에 히터(640)가 왼전히 면접촉할 수 있으려면, 상기 돌출 영역은 폭 10mm 이상, 길이 47mm 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
다만, 상기 돌출 영역의 길이가 47mm 이상으로 설정된 상태에서, 폭이 12mm를 초과하는 경우, 쿨링 튜브(620)와 히팅 튜브(630)를 형성하는 과정에서 제1 및 제2 케이스 시트 간의 분리 내지는 파단이 일어날 수 있다. 또한, 상기 돌출 영역의 길이가 80mm를 초과하는 경우, 쿨링 튜브(620)와 히팅 튜브(630)를 형성하는 과정에서 제1 및 제2 케이스 시트 간의 분리 내지는 파단이 일어날 수 있다.
따라서, 상기 돌출 영역은 폭 10mm 이상 12mm 이하, 길이 47mm 이상 80mm 이하로 설정되는 것이 바람직하다.

Claims (15)

  1. 상호 결합된 제1 및 제2 케이스 시트가 벤딩되어 양측이 개방된 박스 형태를 이루고, 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스;
    상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링 유로를 형성하는 쿨링 튜브;
    상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨지고, 제상을 위한 작동액이 유동하는 히팅 유로를 형성하는 히팅 튜브;
    상기 증발기 케이스로부터 돌출된 형태로 상기 히팅 튜브의 제1 및 제2개구부와 연결되어 상기 히팅 튜브와 함께 작동액이 순환하는 폐루프 형태의 순환 유로를 형성하는 연결배관; 및
    상기 히팅 튜브에 대응되는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착되어, 상기 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하며,
    상기 히팅 튜브는,
    상기 히터가 부착되어 내부의 작동액이 가열되도록 구성되고, 상기 히터에 의해 가열된 작동액이 배출되는 출구와 냉각된 작동액이 리턴되는 입구가 양측에 각각 형성되는 히터 부착부; 및
    양단부가 상기 출구와 상기 입구에 각각 연결되어 작동액이 순환하는 유로를 형성하는 유로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히터 부착부는 상기 증발기 케이스의 하면에 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히터는 상기 히터 부착부에 대응되는 상기 증발기 케이스의 하면 저부에 부착되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 히터 부착부는 상기 증발기 케이스의 일측면에 인접하게 배치되고,
    상기 출구에 연결된 상기 유로부는 상기 일측면으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유로부는,
    상기 출구와 인접한 위치에 형성되어 상기 출구에서 배출되는 작동액의 유동 방향을 전환시키는 제1벤딩부; 및
    상기 입구와 인접한 위치에 형성되어 작동액의 유동 방향을 전환시켜 상기 입구로 유입시키는 제2벤딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히터 부착부는,
    상기 유로부와 같은 폭으로 연장되는 연장 영역; 및
    상기 연장 영역의 적어도 일측에 형성되어 상기 연장 영역의 폭을 확장하는 확장 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 히터 부착부의 폭은 10mm 이상 12mm 이하인 것을 특징으로 하는 증발기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 히터 부착부의 길이는 47mm 이상 80mm 이하인 것을 특징으로 하는 증발기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 히터 부착부는,
    상기 출구를 구비하는 제1부분;
    상기 제1부분에서 벤딩된 형태로 연결되는 제2부분; 및
    상기 제2부분에서 벤딩된 형태로 연결되어 상기 제1부분에 나란하게 배치되며, 상기 입구를 구비하는 제3부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1부분은 상기 유로부의 일단부와 벤딩된 형태로 연결되고,
    상기 제3부분은 상기 유로부의 타단부와 벤딩된 형태로 연결되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 제1부분을 덮도록 배치되는 제1히터부;
    상기 제1히터부에서 벤딩된 형태로 연결되어 상기 제2부분을 덮도록 배치되는 제2히터부; 및
    상기 제2히터부에서 벤딩된 형태로 연결되어 상기 제3부분을 덮도록 배치되고, 상기 제1히터부와 나란하게 배치되는 제3히터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  12. 상호 결합된 제1 및 제2 케이스 시트가 벤딩되어 양측이 개방된 박스 형태를 이루고, 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스;
    상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링 유로를 형성하는 쿨링 튜브;
    상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 제1 및 제2 케이스 시트 사이에서 빈 공간으로 남겨지고, 제상을 위한 작동액이 유동하는 히팅 유로를 형성하는 히팅 튜브;
    상기 증발기 케이스로부터 돌출된 형태로 상기 히팅 튜브의 제1 및 제2개구부와 연결되어 상기 히팅 튜브와 함께 작동액이 순환하는 폐루프 형태의 순환 유로를 형성하는 연결배관; 및
    상기 히팅 튜브에 대응되는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착되어, 상기 히팅 튜브 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하며,
    상기 히팅 튜브는,
    상기 히터가 부착되어 내부의 작동액이 가열되도록 구성되며, 일측에 형성된 개구를 통하여 상기 히터에 의해 가열된 작동액이 배출되고 냉각된 작동액이 리턴되는 히터 부착부; 및
    상기 개구와 연통되고, 작동액이 순환하는 유로를 형성하는 유로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 히터 부착부는 상기 증발기 케이스의 하면에 형성되되, 일측면에 인접하게 배치되고,
    가열된 작동액의 상승력에 의한 순환 유동이 형성되도록, 상기 개구에 연통된 상기 유로부는 상기 일측면으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 히터 부착부는 상기 유로부에 대하여 수직하게 배치되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 히터 부착부의 폭은 10mm 이상 12mm 이하인 것을 특징으로 하는 증발기.
KR1020160117506A 2016-09-12 2016-09-12 증발기 및 이를 구비하는 냉장고 KR101987697B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160117506A KR101987697B1 (ko) 2016-09-12 2016-09-12 증발기 및 이를 구비하는 냉장고
US16/332,443 US11313596B2 (en) 2016-09-12 2017-08-07 Evaporator and refrigerator having same
PCT/KR2017/008513 WO2018048102A1 (ko) 2016-09-12 2017-08-07 증발기 및 이를 구비하는 냉장고

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160117506A KR101987697B1 (ko) 2016-09-12 2016-09-12 증발기 및 이를 구비하는 냉장고

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180029496A KR20180029496A (ko) 2018-03-21
KR101987697B1 true KR101987697B1 (ko) 2019-06-11

Family

ID=61562741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160117506A KR101987697B1 (ko) 2016-09-12 2016-09-12 증발기 및 이를 구비하는 냉장고

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11313596B2 (ko)
KR (1) KR101987697B1 (ko)
WO (1) WO2018048102A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800005095U1 (it) * 2018-12-20 2020-06-20 Ali Group Srl Carpigiani Macchina per la realizzazione di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi.
CN111473594A (zh) * 2019-01-23 2020-07-31 海尔智家股份有限公司 加热装置及冰箱
KR20210099265A (ko) * 2020-02-04 2021-08-12 삼성전자주식회사 냉장고

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB854711A (en) * 1956-11-05 1960-11-23 Rudolf Grueter Improvements in or relating to a respooling device for photographic cameras
GB854771A (en) 1957-11-15 1960-11-23 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to refrigerator evaporators and refrigerator evaporator arrangements
JPS5835371A (ja) * 1981-08-24 1983-03-02 株式会社日本アルミ 冷蔵庫等の蒸発器
JPH08313144A (ja) * 1995-05-17 1996-11-29 Fuji Electric Co Ltd 冷凍冷蔵ショーケースの除霜装置
EP0854771B1 (de) 1995-10-10 1999-10-13 Götz GmbH Formspannbacken für eine spannvorrichtung
KR100246378B1 (ko) 1995-11-06 2000-04-01 구자홍 직냉식냉장고의제상장치
KR0126728Y1 (ko) * 1995-12-19 1998-11-02 김광호 냉장고
KR100231642B1 (ko) * 1997-06-12 1999-11-15 오상수 냉각시스템의 증발기
KR20030088657A (ko) * 2002-05-14 2003-11-20 엘지전자 주식회사 직냉식냉장고의 증발기 조립구조
KR20040087645A (ko) * 2003-04-07 2004-10-15 주식회사 성철사 김치 냉장고의 증발기 일체형 인너케이스 구조
CA2552454A1 (en) * 2006-07-17 2008-01-17 W. C. Wood Company Limited Frost management system for a refrigerated cabinet
KR20160046713A (ko) * 2014-10-21 2016-04-29 엘지전자 주식회사 제상 장치 및 이를 구비하는 냉장고

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018048102A1 (ko) 2018-03-15
KR20180029496A (ko) 2018-03-21
US20210278112A1 (en) 2021-09-09
US11313596B2 (en) 2022-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101742587B1 (ko) 증발기 및 이를 구비하는 냉장고
JP6687384B2 (ja) 冷蔵庫
JP5178771B2 (ja) 冷凍冷蔵庫
KR101987697B1 (ko) 증발기 및 이를 구비하는 냉장고
JP5450462B2 (ja) 冷蔵庫
US11073323B2 (en) Evaporator and refrigerator comprising same
JP5369157B2 (ja) 冷凍冷蔵庫
JP2017090017A (ja) 冷蔵庫
JP2007093153A (ja) 冷蔵庫
JP2005156105A (ja) 冷蔵庫
JP4625794B2 (ja) 冷蔵庫
JP2020133933A (ja) 除霜装置およびこれを備えた冷蔵庫
KR102474749B1 (ko) 증발기 및 이를 구비하는 냉장고
JP6940424B2 (ja) 冷蔵庫
CN107816832B (zh) 冰箱
EP3435010B1 (en) A refrigerator comprising an evaporator
JP4837068B2 (ja) 冷凍冷蔵庫
US11852387B2 (en) Refrigerator
JP2019138514A (ja) 冷蔵庫
KR101611274B1 (ko) 냉장고
JP2019027649A (ja) 冷蔵庫
WO2023068023A1 (ja) 冷蔵庫
JP6921309B2 (ja) 冷蔵庫
JP4203662B2 (ja) 冷蔵庫
JP6934433B2 (ja) 冷蔵庫

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant