KR102273285B1 - 냉장고 및 이에 구비되는 진공 단열재 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 사상에 따른 냉장고는 내상과, 내상의 내부에 형성되는 저장실과, 내상의 외측에 마련되는 외상과, 저장실을 단열하도록 내상과 외상의 사이에 마련되는 복수의 진공 단열재 모듈을 포함하고, 복수의 진공 단열재 모듈 각각은 진공 단열재와, 진공 단열재를 수용하고 내상과 상기 외상을 지지하는 카트리지를 포함한다. 카트리지는 인접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 결합되는 상호 결합부를 갖는다. 따라서, 진공 단열재는 별도의 지지 프레임이나, 발포 공정 없이 용이하게 조립될 수 있고, 진공 단열재만으로 충분한 강성과 결합력을 확보할 수 있다.

Description

냉장고 및 이에 구비되는 진공 단열재{REFRIGERATOR AND VACUUM INSULATION MODULE THEREOF}
본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 자세하게는 발포 단열재 없이 진공 단열재로만 이루어진 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 본체와, 본체의 내부에 형성되는 저장실과, 저장실에 냉기를 공급하는 냉기 공급 장치를 구비하여, 식품을 신선하게 보관하는 가전 기기이다.
냉장고의 본체는 저장실을 형성하는 내상과, 내상의 외측에 마련되어 외관을 형성하는 외상과, 저장실을 단열하도록 내상과 외상의 사이에 마련되는 단열재를 포함하고, 일반적으로 단열재로는 우레탄 발포 폼이 사용되고 있다.
우레탄 발포 단열재는 발포 후에 충분한 강성을 제공하고, 자체 접착력에 의해 내상과 외상을 고정하여 주므로 시중의 대다수의 냉장고는 우레탄 발포 단열재를 사용하고 있다.
그러나, 근래에 단열 성능의 향상을 위해 내부가 진공으로 밀봉되는 외피재와, 외피재의 내부에 마련되는 심재로 구성된 진공 단열재를 사용하기도 한다. 다만, 진공 단열재를 사용하는 경우에 있어서도, 강성 및 조립성 유지를 위해 우레탄 발포 단열재와 진공 단열재를 함께 쓰고 있어서 단열 성능 향상에 한계가 있다.
본 발명의 일 측면은 발포 단열재를 배제하고 진공 단열재만으로 구성된 냉장고를 개시한다.
본 발명의 일 측면은 진공 단열재를 보호하고, 냉장고 본체의 강성을 유지하며, 냉기 손실을 최소화하는 진공 단열재 모듈을 개시한다.
본 발명의 사상에 따르면 냉장고는 내상;과, 상기 내상의 내부에 형성되는 저장실;과, 상기 내상의 외측에 마련되는 외상; 및 상기 저장실을 단열하도록 상기 내상과 상기 외상의 사이에 마련되는 복수의 진공 단열재 모듈; 을 포함하고, 상기 복수의 진공 단열재 모듈 각각은, 내부가 진공 상태로 밀봉되는 외피재와, 상기 외피재의 내부에 마련되는 심재를 포함하는 진공 단열재; 및 상기 진공 단열재를 수용하고, 상기 내상과 상기 외상을 지지하는 카트리지로서, 상기 카트리지는 인접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 결합되는 상호 결합부를 갖는 카트리지; 를 포함한다.
상기 상호 결합부는 인접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 맞물리는 볼록부와 오목부를 포함할 수 있다.
상기 볼록부와 상기 오목부는 사각 형상을 가질 수 있다.
상기 볼록부는 외측으로 갈수록 두꺼워지는 도브 테일(Dovetail) 형상을 가질 수 있다.
상기 상호 결합부는 접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 별도의 체결 부재에 의해 결합되도록 체결홀을 포함할 수 있다.
상기 상호 결합부는 동일 평면 상에 인접하게 배치되는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 결합되는 면 결합부를 포함할 수 있다.
상기 상호 결합부는 모서리에 인접하게 배치되는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 결합되는 모서리 결합부를 포함할 수 있다.
모서리에 인접하게 배치되는 진공 단열재 모듈의 카트리지를 상호 결합시키도록 모서리에 마련되는 연결 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 카트리지는 바닥부와, 측벽부와, 상기 진공 단열재를 수용하도록 상기 바닥부와 상기 측벽부에 의해 형성되는 수용 공간을 포함할 수 있다.
상기 카트리지의 측벽부는 상기 내상 또는 상기 외상과 접촉하도록 상기 내상 또는 상기 외상을 향해 돌출되는 접촉 돌기부를 포함할 수 있다.
상기 카트리지의 측벽부는 상기 내상과 상기 외상 간의 열전도 면적을 저감시키는 열전도 저감부를 포함할 수 있다.
상기 열전도 저감부는 상기 카트리지의 측벽부에 형성되는 홈 또는 홀을 포함할 수 있다.
상기 카트리지의 측벽부는 상기 카트리지의 바닥부 보다 큰 두께를 가질 수 있다.
상기 카트리지는 냉매관이 통과하는 냉매관 통과홀을 포함하고, 상기 카트리지의 수용 공간에는 냉매관이 수용될 수 있다.
상기 카트리지는 상기 카트리지의 내부에 내장되는 철심을 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 진공 단열재 모듈은 내부가 진공 상태로 밀봉되는 외피재와, 상기 외피재의 내부에 마련되는 심재를 포함하는 진공 단열재; 및 바닥부와, 측벽부와, 상기 진공 단열재를 수용하도록 상기 바닥부와 상기 측벽부에 의해 형성되는 수용 공간을 포함하는 카트리지; 를 포함하고, 상기 카트리지는 결합을 위한 상호 결합부를 포함한다.
상기 상호 결합부는 인접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 맞물리는 볼록부와 오목부를 포함할 수 있다.
상기 상호 결합부는 인접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 별도의 체결 부재에 의해 결합되도록 체결홀을 포함할 수 있다.
상기 카트리지는 상기 카트리지의 내부에 내장되는 철심을 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명의 사상에 따르면 냉장고는 본체;와, 상기 본체의 내부에 형성되는 저장실; 및 상기 저장실을 개폐하도록 상기 본체에 결합되는 도어; 를 포함하고, 상기 도어는, 전면판;과, 후면판; 및 상기 전면판과 상기 후면판의 사이에 마련되어 상기 저장실을 단열하는 진공 단열재 모듈; 을 포함하고, 상기 진공 단열재 모듈은, 내부가 진공 상태로 밀봉되는 외피재와, 상기 외피재의 내부에 마련되는 심재를 포함하는 진공 단열재; 및 상기 진공 단열재를 수용하고, 상기 전면판과 상기 후면판을 지지하는 카트리지; 를 포함한다.
상기 카트리지는 바닥부와, 측벽부와, 상기 진공 단열재를 수용하도록 상기 바닥부와 상기 측벽부에 의해 형성되는 수용 공간을 포함할 수 있다.
상기 카트리지의 측벽부는 상기 전면판 또는 상기 후면판과 접촉하도록 상기 전면판 또는 상기 후면판을 향해 돌출되는 접촉 돌기부를 포함할 수 있다.
상기 카트리지의 측벽부는 상기 전면판과 상기 후면판 간의 열전도 면적을 저감시키는 열전도 저감부를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 우레탄 발포 단열재를 제외하고 진공 단열재만으로 냉장고 본체를 구성할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 우레탄 발포 단열재 보다 단열 성능이 뛰어난 진공 단열재만으로 냉장고의 본체가 구성되므로 냉장고 본체의 단열 성능이 향상되고, 냉장고 본체의 두께를 줄여서 상대적으로 저장실의 저장 공간의 크기를 확대할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 우레탄 발포 공정 없이 냉장고 본체를 구성할 수 있으므로 냉장고 조립의 편의성이 향상될 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 진공 단열재 모듈은 인접하는 진공 단열재 모듈에 결합되는 상호 결합부를 포함하여 진공 단열재 모듈의 결합이 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 외관을 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 냉장고의 도어를 생략하여 도시한 도면.
도 3은 도 1의 냉장고의 분해 사시도.
도 4는 도 1의 냉장고의 복수의 진공 단열재 모듈만을 도시한 도면.
도 5는 도 1의 냉장고의 내상과 복수의 진공 단열재 모듈의 결합 구조를 도시한 도면.
도 6은 도 1의 냉장고의 평단면도.
도 7은 도 6의 'A' 부분을 확대하여 도시한 도면.
도 8은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈을 발췌하여 도시한 도면.
도 9는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈을 분해하여 도시한 도면.
도 10은 도 1의 냉장고의 진공 단열재의 세부 구성을 도시한 도면.
도 11은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 일부를 확대하여 도시한 도면.
도 12는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 측면도.
도 13은 도 11의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도.
도 14는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 결합 관계를 도시한 도면.
도 15는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 결합 관계를 도시한 다른 도면.
도 16은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 결합 관계의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 17은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 모서리에서의 결합 관계를 도시한 도면으로, 도 4의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도.
도 18은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 모서리에서의 결합 관계를 도시한 다른 도면으로, 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도.
도 19는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 모서리에서의 결합 관계의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 20은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 모서리에서의 결합 관계의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 21은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 22는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 23은 도 1의 냉장고의 도어의 구조를 도시한 도면.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 외관을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 냉장고의 도어를 생략하여 도시한 도면이다. 도 3은 도 1의 냉장고의 분해 사시도이다. 도 4는 도 1의 냉장고의 복수의 진공 단열재 모듈만을 도시한 도면이다. 도 5는 도 1의 냉장고의 내상과 복수의 진공 단열재 모듈의 결합 구조를 도시한 도면이다. 도 6은 도 1의 냉장고의 평단면도이다. 도 7은 도 6의 'A' 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 냉장고(1)는 내부에 저장실(2,3) 갖는 본체(10)와, 저장실(2)을 개폐하는 도어(210,240)와, 저장실(2,3)에 냉기를 공급하는 냉기 공급 장치를 구비한다.
본체(10)는 대략 박스 형상을 가질 수 있다. 본체(10)는 내상(20)과, 외상(40)과, 내상(20)과 외상(40)의 사이에 마련되어 저장실(2,3)을 외부로부터 단열시키는 복수의 진공 단열재 모듈(400)을 포함한다.
저장실(2,3)은 식품을 출납할 수 있도록 전면이 개방되고, 개방된 전면은 도어(210,240)에 의해 개폐될 수 있다. 도어(210,240)는 힌지 부재(14,15,17,18)에 의해 본체(10)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
저장실(2,3)은 중간 격벽(11)에 의해 좌측의 저장실(2)과 우측의 저장실(3)로 구획될 수 있다. 다만, 본 실시예와 달리 저장실은 상하 또는 상하좌우로 구획될 수도 있다. 좌측의 저장실(2)은 좌측 도어(210)에 의해 개폐되고, 우측의 저장실(3)은 우측 도어(240)에 의해 개폐될 수 있다. 좌측의 저장실(2)과 우측의 저장실(3)은 각각 사양에 따라 냉동실 및 냉장실로 사용될 수 있다. 본 실시예에서 좌측의 저장실(2)은 냉동실로 사용되고 우측의 저장실(3)은 냉장실로 사용되며, 이에 따라 좌측의 저장실(2)을 단열시키는 진공 단열재 모듈(400)의 두께는 우측의 저장실(3)을 단열시키는 진공 단열재 모듈(400)의 두께 보다 크게 마련된다(도 6).
냉기 공급 장치는 압축기(50)와, 응축기(51)와, 팽창 장치(미도시)와, 증발기(52,도 6)를 포함하는 냉각 사이클 장치와, 각 냉각 사이클 장치로 냉매를 순환시키는 냉매관(56,57,도 22)과, 공기를 강제 유동시키는 송풍팬(미도시)을 포함하여, 냉기를 생성하고 생성된 냉기를 저장실(2,3)에 공급할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 내부에는 증발기(52)가 배치되는 냉각실(55)이 마련될 수 있다. 냉각실(55)은 저장실(2)의 내부에 증발기 커버(53)에 의해 구획되어 형성될 수 있다. 냉각실(55)의 냉기는 증발기 커버(53)에 형성된 통공(미도시)을 통해 저장실(2)에 공급되고 회수될 수 있다. 도 6에는 좌측의 저장실(2)에만 증발기(52)와 냉각실(55)이 마련된 것으로 도시되었으나, 이와는 달리 우측의 저장실(3)에도 증발기와 냉각실이 마련되고, 따라서, 좌측의 저장실(2)과 우측의 저장실(3)이 독립적으로 냉각될 수 있다.
내상(20)은 전면이 개구된 박스 형상을 가질 수 있다. 내상(20)의 내부에는 저장실(2,3)이 형성될 수 있다. 내상(20)의 후방 하부에는 압축기(50)와 응축기(51) 등이 배치될 수 있는 기계실이 형성될 수 있다. 압축기(50)와 응축기(51)는 기계실 바닥판(58) 위에 설치될 수 있다.
내상(20)은 상벽(21)과, 바닥(22)과, 좌벽(23)과, 우벽(24)과, 후벽(25)과, 기계실 벽(24,25)을 가질 수 있다. 내상(20)은 수지 재질로 진공 성형 또는 사출 성형의 방법으로 형성될 수 있다. 내상(20)은 일체로 형성될 수 있다. 내상(20)의 전면에는 내상(20)과 도어(210,240) 사이를 밀폐하여 냉기 유출을 방지하는 가스켓(12)이 마련될 수 있다.
외상(40)은 전면이 개구된 박스 형상을 갖고 내상(20)을 감싸도록 마련될 수 있다. 외상(40)은 강성과 심미감을 갖도록 금속 재질로 형성될 수 있다. 외상(40)의 상면에는 상힌지(14,15)가 마련되는 힌지 보강판(13)이 결합될 수 있고, 외상(40)의 하면에는 하힌지(17,18)가 마련되는 힌지 보강판(16)이 결합될 수 있다.
복수의 진공 단열재 모듈(400)은 내상(20)의 외면과 외상(40)의 내면에 결합되어 내상(20)과 외상(40)의 사이에 배치될 수 있다.
본체(10)가 상벽체와, 좌벽체와, 우벽체와, 후벽체와, 중간 격벽체와, 하벽체를 포함함다고 하면, 각각의 벽체는 적어도 하나의 진공 단열재 모듈(400)을 포함할 수 있다. 일례로, 도 5에 도시된 본 실시예와 같이, 본체(10)의 상벽체는 4 개의 진공 단열재 모듈(400(e) 내지 400(h))을 포함하고, 본체(10)의 좌벽체는 4 개의 진공 단열재 모듈(400(i) 내지 400(l))을 포함하고, 본체(10)의 우벽체는 4 개의 진공 단열재 모듈(400(a) 내지 400(d))을 포함하고, 본체(10)의 후벽체는 4 개의 진공 단열재 모듈(400(m) 내지 400(p))을 포함하고, 본체(10)의 중간 격벽체는 1 개의 진공 단열재 모듈(400(q))을 포함하고, 본체(10)의 하벽체는 6 개의 진공 단열재 모듈(400(r) 내지 400(w))을 포함할 수 있다. 다만, 이것은 하나의 실시예일 뿐이며, 각각의 벽체에 포함되는 진공 단열재 모듈의 개수에 한정이 있는 것은 아니다.
한편, 이하에서, 각각의 진공 단열재 모듈(400(a) 내지 400(w))을 굳이 구분할 필요가 없을 때에는 진공 단열재 모듈(400)로 통칭하기로 한다.
진공 단열재 모듈(400)은 진공 단열재(410,도 9,도 10)와, 카트리지(420,도 9)의 조립체를 지칭하는 것으로서, 진공 단열재(410)와 카트리지(420)의 구체적인 구성에 대하여는 후술한다.
진공 단열재 모듈(400)은 내상(20)과 외상(40)의 사이에 마련되어 저장실(2,3)을 단열시킬 수 있다. 또한, 진공 단열재 모듈(400)은 내상(20)과 외상(40)을 지지할 수 있다. 즉, 진공 단열재 모듈(400)은 내상(20)과 외상(40)의 휘어짐, 처짐 등을 방지할 수 있다. 진공 단열재 모듈(400)은 내상(20)의 외면에 결합될 수 있고, 외상(40)의 내면에 결합될 수 있다.
진공 단열재 모듈(400)은 다양한 결합 방식을 통해 내상(20)과 외상(40)에 결합될 수 있다. 일례로, 도 7에 도시된 바와 같이, 진공 단열재 모듈(400)은 내(20)과 외상(40)에 별도의 체결 부재(S1,S2)를 통해 결합될 수 있다.
이를 위해, 내상(20)에는 체결 부재(S1)가 체결되는 체결공(28)이 형성되고, 진공 단열재 모듈(400)의 카트리지(420)에는 체결 부재(S1)가 체결되는 체결공(471)이 형성될 수 있다. 또한, 외상(40)에는 체결 부재(S2)가 체결되는 체결공(41)이 형성되고, 진공 단열재 모듈(400)의 카트리지(420)에는 체결 부재(S2)가 체결되는 체결공(472)이 형성될 수 있다. 여기서, 체결 부재(S1,S2)는 스크류, 핀, 리벳, 볼트 등 일체의 기계 결합 요소를 포함한다.
체결 부재(S1)는 내상(20)에서 외상(40)을 향하는 방향으로 체결될 수 있고, 체결 부재(S2)는 외상(40)에서 내상(20)을 향하는 방향으로 체결될 수 있다.
다만, 진공 단열재 모듈(400)이 내상(20)과 외상(40)에 결합되는 방식은 이러한 방식에 한정되는 것은 아니다. 진공 단열재 모듈(400)은 끼워 맞춤 결합(fitting)이나, 슬라이딩 결합이나, 접착 부재를 통한 결합 등 다양한 방식을 통해 내상(20) 및 외상(40)에 결합될 수 있다.
도 8은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈을 발췌하여 도시한 도면이다. 도 9는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈을 분해하여 도시한 도면이다. 도 10은 도 1의 냉장고의 진공 단열재의 세부 구성을 도시한 도면이다. 도 11은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 일부를 확대하여 도시한 도면이다. 도 12는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 측면도이다. 도 13은 도 11의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 진공 단열재 모듈(400)은 진공 단열재(410)와, 진공 단열재(410)가 삽입되는 카트리지(420)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 진공 단열재(410)는 내부가 진공 상태로 밀봉되는 외피재(411)와, 외피재(411)의 내부에 마련되어 대기압을 버티는 심재(412)를 포함할 수 있다. 심재(412)로는 내구성이 좋고 열전도도가 낮은 흄드 실리카(fumed silica)나 유리 섬유(glass fiber) 등이 사용될 수 있다. 외피재(411)로는 가스 및 수분의 투과성이 낮은 금속 및 무기물이 증착된 증착물 또는 알루미늄 호일 등이 사용될 수 있다.
진공 단열재(410)는 외피재(411) 내부의 가스 및 수분을 흡착하여 진공 상태를 장기간 유지할 수 있도록 하는 흡착제(413)를 더 포함할 수 있다. 흡착제(413)로는 생석회(CaO) 등이 사용될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 카트리지(420)는 바닥부(421)과, 측벽부(422)와, 바닥부(421)과 측벽부(422)에 의해 형성되는 수용 공간(427)을 포함할 수 있다. 수용 공간(427)에는 진공 단열재(410)가 삽입 수용될 수 있다. 측벽부(422)는 제 1 벽(423)과, 제 2 벽(424)과, 제 3 벽(425)과, 제 4 벽(426)을 포함할 수 있다. 따라서, 측벽부(422)는 사각 형상을 가질 수 있다. 다만, 측벽부(422)의 형상은 사각 형상에 한정되는 것은 아니고 다른 다각 형상이나 또는 원형을 가질 수도 있다.
카트리지(420)의 상면은 개방되고 개방된 상면을 통해 진공 단열재(410)가 삽입될 수 있다. 카트리지(420)는 개방된 상면을 폐쇄하는 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이러한 구성으로 카트리지(420)는 진공 단열재(410)를 외력으로부터 보호할 수 있다. 나아가, 카트리지(420) 자체가 냉장고 본체(10)의 강성을 보강하는 기능을 수행할 수 있다.
카트리지(420)는 바닥부(421)가 내상(20) 및 외상(40)에 평행하고, 측벽부(422)가 내상(20) 및 외상(40)에 수직하게 배치될 수 있다. 이때, 카트리지(420)의 바닥부(421)가 내상(20) 측을 향하고 개방된 상면이 외상(40) 측을 향하도록 배치될 수도 있고, 반대로 카트리지(420)의 바닥부(421)가 외상(40) 측을 향하고 개방된 상면이 내상(20) 측을 향하도록 배치될 수도 있다.
카트리지(420)는 열전도도가 낮으면서 충분한 강성을 갖도록 폴리카보네이트(PC,polycarbonate) 재질이나, 폴리스티렌(PS,polystyrene) 재질이나, PPS(polyphenylene sulfide) 재질과 같은 엔지니어링 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 또는 카트리지(420)는 스틸(steel) 재질이나 스테인리스(SUS) 재질로 형성될 수 있다.
이러한 카트리지(420)는 내상(20) 및 외상(40)에 접촉하므로 저장실(2,3)과 본체(10) 외부를 연결하는 열교(Heat bridge)로 작용할 수 있는 바, 카트리지(420)의 측벽부(422)에는 내상(20) 또는 외상(40)에 접촉하는 면적을 최소화하도록 내상(20) 또는 외상(40)을 향하여 돌출하는 접촉 돌기부(430)를 가질 수 있다. 즉, 측벽부(422) 중에 접촉 돌기부(430)만 내상(20) 또는 외상(40)에 접촉하고 다른 부분은 접촉하지 않을 수 있다.
접촉 돌기부(430)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 본 실시예에서 접촉 돌기부(430)는 대략 사각 형상을 가져서 내상(20) 또는 외상(40)에 면접촉할 수 있도록 마련되었으나, 이에 한정되는 것은 아니고 접촉 돌기부(430)는 외측으로 갈수록 좁아지는 형상을 가져서 내상(20) 또는 외상(40)에 선접촉 또는 점접촉하도록 마련될 수도 있다.
또한, 카트리지(420)의 측벽부(422)는 내상(20)과 외상(40) 간의 열전도 면적을 저감시키는 열전도 저감부(440)를 가질 수 있다. 여기서, 열전도 면적이란, 내상(20)에서 외상(40)을 향하는 방향을 열전달 방향이라고 하면, 이 열전달 방향에 수직한 단면적을 의미한다.
열전도 저감부(440)는 카트리지(420)의 측벽부(422)에서 내측으로 함몰되게 형성되는 홈(441)을 포함할 수 있다. 또한, 열전도 저감부(440)는 카트리지(420)의 측벽부(422)에 형성되는 홀(442)를 포함할 수 있다. 이러한 홈(441)과 홀(442)의 형상에는 제한이 없으며, 열전도 면적이 축소될 수만 있으면 충분하다.
이와 유사하게, 카트리지(420)의 바닥부(421)에도 군데 군데 개구(480)가 형성되어 내상(20) 또는 외상(40)과의 접촉 면적을 축소하고 내상(20)과 외상(40) 간의 열전도를 저감시킬 수 있다.
카트리지(420)의 측벽부(422) 및 바닥부(421)의 두께(D1,D2,도 13)가 커지면 내상(20)과 외상(40)을 지지하는 강성이 커지지만, 내상(20)과 외상(40) 간의 열전도가 커지게 되고, 반대로 카트리지(420)의 측벽부(422) 및 바닥부(421)의 두께가 줄어들면 내상(20)과 외상(40) 간의 열전도는 줄어드나 내상(20)과 외상(40)을 지지하는 강성이 줄어들 수 있다. 즉, 본체(10)의 강성과, 열전도에 따른 열손실의 관계는 트레이드 오프(trade off) 관계이며, 카트리지(420)의 측벽부(422) 및 바닥부(421)의 두께에 따라 가변할 수 있다.
따라서, 카트리지(420)의 측벽부(422)와 바닥부(421)의 두께는 사양 및 중점 사항에 따라 적절히 설계될 수 있다.
다만, 전술한 바와 같이, 카트리지(420)는 바닥부(421)가 내상(20) 및 외상(40)에 평행하고, 측벽부(422)가 내상(20) 및 외상(40)에 수직하게 배치되므로, 카트리지(420)의 바닥부(421) 보다 카트리지(420)의 측벽부(422)에 더 많은 하중이 작용될 수 있다.
따라서, 카트리지(420)의 측벽부(422)의 두께(D1,도 13)는 카트리지(420)의 바닥부(421)의 두께(D2,도 13) 보다 두껍게 마련되는 것이 바람직할 수 있다.
도 14는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 결합 관계를 도시한 도면이다. 도 15는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 결합 관계를 도시한 다른 도면이다. 도 16은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 결합 관계의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 17은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 모서리에서의 결합 관계를 도시한 도면으로, 도 4의 Ⅱ-Ⅱ 선에 따른 단면도이다. 도 18은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 모서리에서의 결합 관계를 도시한 다른 도면으로, 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다. 도 19는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 모서리에서의 결합 관계의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 20은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 모서리에서의 결합 관계의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 20을 참조하여, 인접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지와의 결합을 위해 카트리지에 마련되는 상호 결합부에 대해 설명한다.
전술한 바와 같이, 진공 단열재 모듈(400)은 내상(20) 및 외상(40)에 결합된다. 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 복수의 진공 단열재 모듈(400) 중에 인접하는 진공 단열재 모듈들(400)은 상호 결합된다. 따라서, 진공 단열재 모듈(400)의 결합력이 더욱 강화되고 조립이 용이해질 수 있다.
구체적으로, 진공 단열재 모듈(400)의 카트리지(420)는 인접하는 진공 단열재 모듈(400)의 카트리지(420)에 결합되는 상호 결합부(510,520,530,540,550,560)를 가질 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상호 결합부(510)는 동일 평면 상에서 인접하는 진공 단열재 모듈(400)과의 결합을 위한 면 결합부를 포함할 수 있다. 면 결합부는 볼록부(511)와 오목부(512)를 포함할 수 있다.
일례로, 도 15에 도시된 바와 같이, 동일 평면 상에서 인접하는 진공 단열재 모듈(400(a))과, 진공 단열재 모듈(400(b))은 각각 상호 결합부(510(a))와, 상호 결합부(510(b))를 가질 수 있다.
상호 결합부(510(a))와, 상호 결합부(510(b))는 서로 맞물리도록 마련될 수 있다. 즉, 상호 결합부(510(a))는 볼록부(511(a))와, 오목부(512(a))를 갖고, 상호 결합부(510(b))는 볼록부(511(b))와 오목부(512(b))를 가질 수 있다.
여기서, 볼록부(511)와 오목부(512)는 각각 사각 형상을 가질 수 있고, 볼록부(511)가 대응되는 오목부(512)에 끼워 맞춤(fitting) 결합될 수 있다. 이러한 볼록부(511)와 오목부(512)는 카트리지(420)의 측벽부(422)에 형성될 수 있다.
다만, 볼록부(511)와 오목부(512)의 형상은 이러한 사각 형상에 한정되는 것은 아니다.
일례로, 도 16에 도시된 바와 같이, 상호 결합부(520(a))의 볼록부(521(a))와, 상호 결합부(520(b))의 볼록부(521(b))는 각각 외측으로 갈수록 폭이 두꺼워지는 도브 테일(Dovetail) 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상을 가짐으로써, 상호 결합부(520) 간의 결합력이 더욱 강해질 수 있다. 도면 부호 522(a)와 522(b)는 각각 상호 결합부(520(a))와, 상호 결합부(520(b))의 오목부이다.
나아가, 볼록부와 오목부가 이러한 도브 테일(Dovetail) 형상 이외에도 곡선 형상이나 기타 다각형 형상을 가질 수도 있으며, 서로 대응되는 볼록부와 오목부가 서로 끼워 맞춤 결합될 수 있으면 충분하다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상호 결합부(530)는 모서리에서 인접하게 마련되는 진공 단열재 모듈에 결합되는 모서리 결합부를 가질 수 있다.
모서리 결합부는 카트리지(420)의 바닥부(421)에서 연장되는 연장부(531)와, 연장부(531)에 형성되는 체결공(532)을 포함할 수 있다. 체결공(532)에는 별도의 체결 부재(S3)가 체결될 수 있다.
따라서, 일례로, 모서리에서 상호 인접하게 마련되는 진공 단열재 모듈(400(a))과 진공 단열재 모듈(400(e))은 체결 부재(S3)에 의해 상호 결합될 수 있다. 여기서, 체결 부재(S3)는 스크류, 핀, 리벳, 볼트 등 일체의 기계 결합 요소를 포함한다.
또한, 도 18에 도시된 바와 같이, 모서리에서 상호 인접하게 마련되는 진공 단열재 모듈은 별도의 연결 부재(600)와 별도의 체결 부재(S4,S5)를 통해 상호 결합될 수도 있다.
일례로, 모서리에서 상호 인접하게 마련되는 진공 단열재 모듈(400(r))과 진공 단열재 모듈(400(d))은 각각 상호 결합부(540)을 포함하고, 상호 결합부(540)는 카트리지(420)의 바닥부(421)에서 연장되는 연장부(541)와, 연장부(541)에 형성되는 체결공(542)을 포함할 수 있다. 체결공(542)에는 체결 부재(S4,S5)가 체결될 수 있다.
연결 부재(600)에도 체결 부재(S4,S5)가 체결되는 체결공(610)이 형성되고, 따라서, 체결 부재(S4,S5)가 체결공(542)과 체결공(610)에 체결됨으로써, 진공 단열재 모듈(400(r))과, 연결 부재(600)와, 진공 단열재 모듈(400(d))이 상호 결합될 수 있다. 여기서, 체결 부재(S4,S5)는 스크류, 핀, 리벳, 볼트 등 일체의 기계 결합 요소를 포함한다.
이와 같이, 모서리에서 인접하는 진공 단열재 모듈들은 별도의 체결 부재 또는 별도의 연결 부재를 통해 상호 결합될 수 있다.
다만, 모서리에서 인접하는 진공 단열재 모듈들도 체결 부재 또는 연결 부재를 통한 결합 방식 이외에 전술한 볼록부와 오목부를 통한 끼워 맞춤 방식을 통해 결합될 수도 있다.
일례로, 도 19에 도시된 바와 같이, 모서리에서 상호 인접하는 진공 단열재 모듈(400(x))과, 진공 단열재 모듈(400(y))은 각각 상호 결합부(550(x))와, 상호 결합부(550(y))를 가질 수 있다.
상호 결합부(550(x))와, 상호 결합부(550(y))는 서로 맞물리도록 마련될 수 있다. 즉, 상호 결합부(550(x))는 볼록부(551(x))와, 오목부(552(x))를 갖고, 상호 결합부(550(y))는 볼록부(551(y))와 오목부(552(y))를 가질 수 있다.
여기서, 볼록부(551)와 오목부(552)는 각각 사각 형상을 가질 수 있고, 볼록부(551)가 대응되는 오목부(552)에 끼워 맞춤(fitting) 결합될 수 있다.
또한, 도 20에 도시된 바와 같이, 상호 결합부(560(x))의 볼록부(561(x))와, 상호 결합부(560(y))의 볼록부(561(y))는 각각 외측으로 갈수록 폭이 두꺼워지는 도브 테일(Dovetail) 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상을 가짐으로써, 상호 결합부(560) 간의 결합력이 더욱 강해질 수 있다. 도면 부호 562(x)와 562(y)는 각각 상호 결합부(560(x))와, 상호 결합부(560(y))의 오목부이다.
도 21은 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 21을 참조하면, 압축기(50), 응축기(51), 팽창 장치(미도시) 및 증발기(52) 등의 냉각 사이클 장치를 연결하고 냉매를 순환시키는 냉매관(56,57)은 카트리지(420)의 측벽부(422)에 형성된 냉매관 통과홀(451,452)을 통과하여, 적어도 일부(57)가 카트리지(420)의 수용 공간에 수용될 수 있다.
카트리지(420)의 측벽부(422)에는 복수의 냉매관 통과홀(451,452)이 형성되고, 따라서, 냉매관(56,57)은 어느 하나의 냉매관 통과홀(451,452)을 통해 카트리지(420)의 내부로 안내되고, 나머지 하나의 냉매관 통과홀(451,452)을 통해 카트리지(420)의 외부로 빠져 나갈 수 있다.
이러한 구성으로, 냉매관(56,57)은 진공 단열재 모듈(400)을 관통하여, 기계실에 배치된 압축기(50) 및 응축기(51)와, 저장실의 내부에 배치된 증발기(52)를 연결할 수 있다.
도 22는 도 1의 냉장고의 진공 단열재 모듈의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 진공 단열재 모듈(400)은 카트리지(420)의 강성을 보강하도록 카트리지(420)의 내부에 내장되는 철심(460)을 더 포함할 수 있다. 철심(460)은 카트리지(420)의 외부에 노출되지 않도록 카트리지(420)의 내부에 내장될 수 있다. 철심(460)은 카트리지(420)의 측벽부(422)를 따라 루프 형상으로 마련될 수 있다. 철심(460)은 스틸(steel), 스테인리스(SUS), 알루미늄(AL) 등의 재질로 형성될 수 있다.
도 23은 도 1의 냉장고의 도어의 구조를 도시한 도면이다.
냉장고의 본체 뿐만 아니라 냉장고의 도어(210,240)도 발포 단열재 없이 진공 단열재 모듈만으로 구성될 수 있다. 좌측 도어(210)와 우측 도어(240)의 구성은 동일하므로 우측 도어(240)에 대하여만 설명한다.
도어(240)는 전면판(241)과, 전면판(241)의 뒤에 결합되는 후면판(249)과, 전면판(241)과 후면판(249)의 사이에 마련되어 저장실(2,3)을 단열시키는 진공 단열재 모듈(250)을 포함할 수 있다.
전면판(241)은 전면(242)과, 상면(243)과, 좌면(244)과, 우면(245)과, 바닥면(246)을 갖는 대략 박스 형상을 가질 수 있고, 전면판(241)과 후면판(249)과의 사이에 진공 단열재 모듈(250)을 수용하는 수용 공간(247)이 형성될 수 있다.
진공 단열재 모듈(250)은 적어도 하나 이상 마련될 수 있다. 진공 단열재 모듈(250)은 저장실(2,3)을 단열시킬 뿐만 아니라, 전면판(241)과 후면판(249)을 지지할 수 있다.
진공 단열재 모듈(250)이 복수 개 마련되는 경우에 진공 단열재 모듈(250)의 사이에는 보조 지지 부재(259)가 배치될 수 있다.
진공 단열재 모듈(250)은 진공 단열재(251)와, 진공 단열재(251)를 수용하는 카트리지(252)를 포함할 수 있다. 카트리지(252)는 바닥부(253)와, 측벽부(254)와, 바닥부(253)와 측벽부(254)에 의해 형성되고 진공 단열재(251)를 수용하는 수용 공간(257)을 가질 수 있다. 카트리지(252)의 상면은 개방되어 개방된 상면을 통해 진공 단열재(251)가 삽입될 수 있다.
카트리지(252)는 바닥부(253)과 전면판(241)을 향하고 측벽부(254)의 상단이 후면판(249)을 향하도록 배치되거나 또는 그 반대로 배치될 수 있다.
카트리지(252)의 측벽부(254)는 전면판(241) 또는 후면판(249)과 접촉되도록 돌출되는 접촉 돌기부(255)와, 열전도 면적을 축소하여 열전도를 저감시키는 개구(256)를 포함할 수 있다.
특정 실시예에 의하여 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니다. 특허청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
1 : 냉장고 2 : 저장실
3 : 저장실 10 : 본체
20 : 내상 40 : 외상
400 : 진공 단열재 모듈 410 : 진공 단열재
411 : 외피재 412 : 심재
420 : 카트리지 421 : 바닥부
422 : 측벽부
510,520,530,540,550,560 : 상호 결합부

Claims (23)

  1. 내상;
    상기 내상의 내부에 형성되는 저장실;
    상기 내상의 외측에 마련되는 외상; 및
    상기 저장실을 단열하도록 상기 내상과 상기 외상의 사이에 마련되는 복수의 진공 단열재 모듈; 을 포함하고,
    상기 복수의 진공 단열재 모듈 각각은,
    내부가 진공 상태로 밀봉되는 외피재와, 상기 외피재의 내부에 마련되는 심재를 포함하는 진공 단열재; 및
    상기 진공 단열재를 수용하고, 상기 내상과 상기 외상을 지지하는 카트리지로서, 상기 카트리지는 인접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 결합되는 상호 결합부를 갖는 카트리지; 를 포함하고,
    상기 카트리지는,
    바닥부;
    상기 바닥부에서 수직하게 연장되는 측벽부; 및
    상기 진공 단열재를 수용하도록 상기 바닥부와 상기 측벽부에 의해 형성되는 수용 공간; 을 포함하고,
    상기 카트리지는 상기 바닥부가 상기 내상 및 상기 외상에 평행하고 상기 측벽부가 상기 내상 및 상기 외상에 수직하도록 상기 내상과 상기 외상의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상호 결합부는 인접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 맞물리는 볼록부와 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 볼록부와 상기 오목부는 사각 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 볼록부는 외측으로 갈수록 두꺼워지는 도브 테일(Dovetail) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상호 결합부는 접하는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 별도의 체결 부재에 의해 결합되도록 체결홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상호 결합부는 동일 평면 상에 인접하게 배치되는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 결합되는 면 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상호 결합부는 모서리에 인접하게 배치되는 진공 단열재 모듈의 카트리지에 결합되는 모서리 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제 1 항에 있어서,
    모서리에 인접하게 배치되는 진공 단열재 모듈의 카트리지를 상호 결합시키도록 모서리에 마련되는 연결 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
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  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지의 측벽부는 상기 내상 또는 상기 외상과 접촉하도록 상기 내상 또는 상기 외상을 향해 돌출되는 접촉 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지의 측벽부는 상기 내상과 상기 외상 간의 열전도 면적을 저감시키는 열전도 저감부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 열전도 저감부는 상기 카트리지의 측벽부에 형성되는 홈 또는 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지의 측벽부는 상기 카트리지의 바닥부 보다 큰 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지는 냉매관이 통과하는 냉매관 통과홀을 포함하고, 상기 카트리지의 수용 공간에는 냉매관이 수용되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지는 상기 카트리지의 내부에 내장되는 철심을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
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