KR102330783B1

KR102330783B1 - 냉장고

Info

Publication number: KR102330783B1
Application number: KR1020170068216A
Authority: KR
Inventors: 박유민; 손진호; 송호진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2021-11-25
Also published as: US20200326108A1; EP3410049A3; EP3410049B1; EP3410049A2; KR20180131752A; US20180347871A1; US10718552B2; US11629893B2

Abstract

본 발명의 실시 예에 의한 냉장고는, 저장공간이 형성되는 본체; 상기 저장공간의 내부에 구비되는 심온냉동칸; 상기 심온냉동칸의 일측에 구비되며, 열전소자에 의해 상기 심온냉동칸이 상기 저장공간보다 낮은 온도로 냉각되도록 하는 열전소자모듈조립체;를 포함하며, 상기 심온냉동칸은, 상기 저장공간과 단열되도록 단열재가 충진되며, 내부에 심온냉동 공간을 형성하는 심온 케이스와; 상기 심온 케이스를 개폐하는 케이스 도어; 상기 심온 케이스와 상기 케이스 도어를 연결하며, 상기 케이스 도어의 슬라이딩 인출입을 위해 다단으로 연장 및 수축되는 레일어셈블리;를 포함하며, 상기 레일어셈블리는 상기 심온냉동 공간 외부의 상기 심온 케이스에 장착되는 것이 가능하다.

Description

냉장고 { A Refrigerator }

본 발명은 심온 냉동칸을 구비하는 냉장고에 관한 것이다.

통상적인 냉장고는 저온으로 음식물을 보관하는 가전으로서, 냉장고의 고내에 보관되는 음식물의 온도에 따라 냉장실과 냉동실로 구분할 수 있다. 통상 냉장실은 섭씨 영상 3~4도의 온도를 유지하도록 하는 것이 일반적이며, 냉동실은 섭씨 영하 20도 내외의 온도를 유지하도록 하는 것이 일반적이다.

섭씨 영하 20도 내외의 온도를 가지는 냉동실은 음식물이 결빙된 상태로 보존되는 공간으로서, 소비자들이 음식물을 장기간 보관할 때 주로 사용된다. 그러나 영하 20도 내외를 유지하는 기존의 냉동실은 육류나 해산물 등을 얼릴 때 세포 내에 있는 수분이 빙결될 때 수분이 세포 밖으로 빠져나가는 등의 현상이 발생하여 세포가 파괴되고, 이로 인해 해동 후 조리를 할 때 원래의 맛을 잃어버리거나 식감이 변해버리는 문제가 발생한다.

반면 육류나 해산물 등을 얼릴 때, 세포 내 얼음이 형성되는 빙결점 온도 대역을 빠르게 지나며 냉각이 이루어지면, 세포 파괴를 최소화할 수 있어 해동 후에도 육질과 식감이 신선하게 살아나거나 재현되어 요리를 맛있게 할 수 있는 장점이 있다.

이런 연유로, 고급 음식점에서는 육류나 어류, 해산물 등을 급속하게 얼릴 수 있는 심온 냉동고를 사용하기도 한다. 그러나 대량의 음식을 보존해야 하는 음식점들과 달리, 일반 가정집에서는 심온 냉동고를 항상 사용할 필요가 없기 때문에, 음식점에서 사용되는 것과 같은 심온 냉동고를 별도로 구매하여 사용하기가 수월치 않다.

그러나 삶의 질이 향상되면서, 음식을 보다 맛있게 먹기 위한 소비자들의 욕구도 강해지게 되었고, 이에 따라 심온 냉동고의 사용을 원하는 소비자들이 증가하게 되었다.

이러한 소비자들의 요구를 만족시키기 위해, 냉동실 일부에 심온 냉동칸을 설치한 가정용 냉장고의 개발이 이루어지고 있다. 심온냉동칸은 섭씨 영하 50도 정도의 온도를 만족하는 것이 바람직한데, 이러한 정도의 극저온은 통상적인 냉매를 사용한 냉동사이클 만으로는 도달할 수 없는 온도이다.

이에, 섭씨 영하 20도 정도까지는 냉동사이클을 이용하여 냉각하고, 그보다 더 낮은 심온으로 냉각할 때에는 열전소자(TEM; Thermoelectric Module)를 이용하여 냉각하는 방식으로 냉동실 내에 심온 냉동칸을 별도로 구비하는 가정용 냉장고들이 개발되고 있다.

그러나, 섭씨 영하 20도의 냉동실과 섭씨 영하 50도의 심온 냉동칸 사이의 온도 차는 상당히 크기 때문에, 이에 따라 기존의 냉동실 설계에 적용되던 단열, 제상, 냉기 공급 등의 구조를 심온 냉동칸에 그대로 적용하여서는 섭씨 영하 50도라는 온도를 구현하는 것 자체가 쉽지 않다.

또한 냉동실 자체의 공간을 차지하며 심온냉동칸을 제공할 때에는, 냉동실의 체적 용량이 줄어드는 것을 최소화해야 하므로 심온냉동칸 내부의 냉기를 냉각하고 순환하는 구조가 차지하는 공간을 최소화해야 할 필요가 있다.

특히 열전소자를 이용하여 극저온을 구현하는 경우, 열전소자의 흡열측과 발열측에서 모두 열교환이 원활하게 일어나고, 흡열측에서 열교환을 통해 냉각된 냉기가 원활하게 순환해야 하며, 최대한 간단한 구조를 가지면서도 열교환 손실이나 유동 손실이 발생하여서는 아니 된다.

아울러 극저온을 구현하기 위해 설치되는 열전소자와 관련 구성들이 차지하는 체적으로 인해, 기존의 그릴팬어셈블리 구조의 유속이나 압력 분포가 변화하게 되어 냉동실의 냉동이 원활하게 이루어지지 않을 우려도 있다.

본 발명의 실시 예는 저장공간의 내부에 열전소자에 의해 극저온 상태로 냉각 되는 독립된 심온냉동칸의 심온칸 도어의 슬라이딩 인출입을 원활하게 하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예는 극저온 상태로 냉각될 수 있는 심온냉동칸 내부의 수납 부재가 인출 성능을 향상시켜 수납성 및 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예는 극저온 상태로 냉각될 수 있는 심온냉동칸의 기밀 성능을 향상시킬 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 심온 케이스의 하면에는 상기 레일어셈블리가 고정 장착되는 레일 장착부가 형성되는 것이 가능하다.

상기 케이스 도어의 배면에 고정되며, 상기 레일 어셈블리를 따라 연장되어 상기 상기 레일 어셈블리를 차폐하는 레일 커버가 더 구비되며, 상기 심온 케이스의 하면에는 상기 케이스 도어의 인출입시 상기 레일 커버를 수용하는 커버 안내부를 포함하는 것이 가능하다.

상기 레일 커버는, 상기 케이스 도어의 하단 양측에서 상기 심온 케이스의 전면까지 연장되는 차폐부와; 상기 차폐부의 전단에서 상방으로 절곡되어 상기 케이스 도어의 내측에 결합 고정되는 커버 고정부를 포함하는 것이 가능하다.

상기 차폐부는, 상기 레일 어셈블리와 결합되며, 상기 레일 어셈블리의 인출입에 따라 함께 이동되는 결합면과, 상기 결합면의 외측단에서 절곡되어 상기 레일 어셈블리의 노출부위를 차폐하는 차폐면과, 상기 차폐면과 대향되는 상기 결합면의 외측단에서 상기 차폐면과 반대방향으로 절곡되어 상기 레일 커버의 인출입을 안내하는 가이드면을 포함하는 것이 가능하다.

상기 케이스 도어의 배면에는 식품이 수납되는 서포트 프레임이 구비되며, 상기 서포트 프레임은 상기 케이스 도어의 개폐에 따라 상기 심온 케이스 내부의 상기 심온냉동 공간으로 인출입 되는 것이 가능하다.

상기 서포트 프레임은, 상기 케이스 도어의 배면에 고정되며, 상하로 연장되는 한쌍의 프레임 고정부와; 상기 한쌍의 프레임 고정부 하단에서 후방으로 연장되며, 상기 레일 어셈블리의 상방에서 식품을 지지하는 서포트 플레이트를 포함하는 것이 가능하다.

상기 서포트 플레이트에는 식품이 수납되는 심온 수납부재가 안착되며, 상기 심온 수납부재는 상기 케이스 도어가 최대 개방된 상태에서 상기 심온 케이스의 외측으로 완전히 인출되는 것이 가능하다.

상기 서포트 프레임의 양측면 후단에는, 상기 심온냉동칸의 내측면과 접하여 상기 서포트 프레임의 인출입을 안내하는 스페이서가 장착되는 것이 가능하다.

상기 스페이서는 내마모성과 윤활성능이 우수한 엔지니어링 플라스틱 소재로 형성되는 것이 가능하다.

상기 스페이서는 심온냉동칸의 내측면 하단의 양측 모서리와 접촉상태를 유지하면서 이동되는 것이 가능하다.

상기 스페이서는, 상기 심온냉동칸 내부의 측면과 접하는 측면부와, 상기 측면부의 하단에서 절곡되며, 상기 심온냉동칸 내부의 하면과 접하는 하면부를 포함하는 것이 가능하다.

상기 측면부의 상단에는 상기 서포트 프레임의 관통하여 삽입되는 삽입 고정부가 형성되고, 상기 하면부의 연장된 단부에는 상기 상방으로 절곡되어 상기 서포트 프레임의 단부를 수용하는 절곡부를 포함하는 것이 가능하다.

상기 케이스 도어의 배면 둘레에는 상기 심온 케이스의 전면과 접하는 심온 가스켓이 구비되며, 상기 가스켓은, 상기 케이스 도어의 배면에 장착되는 가스켓 장착부와, 상기 가스켓 장착부에서 돌출되어 상기 심온 케이스와 접하며, 내부에 공간이 형성되는 실링부를 포함하는 것이 가능하다.

상기 실링부의 내부에는 단열성을 가지며 탄성을 가지는 소재로 형성되며, 상기 실링부 내부 공간 적어도 일부를 채우는 단열부재가 구비되는 것이 가능하다.

상기 케이스 도어의 중앙에는 상기 심온 케이스 전면의 개구 내측으로 삽입되는 케이스 돌출부가 형성되며, 상기 케이스 돌출부의 둘레에는 상기 심온 가스켓이 배치되는 것이 가능하다.

상기 실링부에는 상기 케이스 돌출부를 향하여 개구되는 가스켓 개구가 형성되는 것이 가능하다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 상기 심온냉동칸을 냉각하기 위한 열전소자모듈조립체가 히트싱크는 증발기로 공급되는 저온의 냉매가 경유될 수 있도록 함으로써, 상기 열전소자의 흡열면과 발열면의 온도차를 크게 할 수 있으며, 결국 상기 심온냉동칸이 -40℃ ~ -50℃ 가량의 극저온을 구현하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 상기 심온냉동칸은 전면이 개구되며, 슬라이딩 인출입되는 도어에 의해 개구된 전면이 개폐되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 도어의 슬라이딩을 위한 레일어셈블리가 상기 심온냉동칸의 내부가 아닌 외부에 구비된다. 따라서 상기 심온 냉동칸의 극저온 상태에 의해 레일어셈블리가 변형 또는 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 레일어셈블리에 성에가 착상되거나 결빙되어 동작성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기 레일어셈블리를 외측에서 차폐하는 레일 커버가 구비되어 상기 도어가 인출입되는 도중에 상기 레일어셈블리가 외부로 노출되는 것을 방지하여 외관을 개선하고 안전사고가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 레일 커버는 다수회 절곡되는 구조를 가지며, 상기 심온 냉동칸의 심온 케이스와 상기 도어를 연결하도록 구성되어 상기 도어의 인출거리가 늘어나게 되더라도 상기 레일 커버에 의하 보강 지지구조를 가질 수 있게 되어 상기 도어의 처짐이나 유동을 방지할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기 도어의 배면에는 서포트 프레임이 구비되고, 상기 서포트 프레임은 상기 심온 케이스의 내측에 지지될 수 있도록 함으로써 인출거리가 늘어나고 심온 수납부재가 완전히 인출되는 상황에서도 상기 도어에 하중이 가해져 상기 도어가 쳐지거나 유동되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

특히, 상기 레일 커버와 서포트 프레임은 상기 도어와 결합되는 부분이 모두 절곡되는 구조로 형성되며, 상기 도어와 안정적인 결합 구조를 가지게 되어 수직방향 하중에 보자 효과적이고 안정적으로 견딜 수 있는 이점이 있다. 또한 이와 같은 구조로 인해 상기 심온 수납부재가 완전히 인출될 수 있는 구조를 가질 수도 있다.

그리고, 상기 서포트 프레임의 후단 양측에는 내마모성과 윤활성을 가지는 스페이서가 구비될 수 있으며, 상기 심온냉동칸 내부의 하측 좌우측 모서리와 접하게 된다. 따라서 상기 도어의 인출입 과정중에 상기 스페이서에 의한 지지구조가 제공될 수 있어 상기 도어의 보다 원활한 인출입과 보다 안정적인 지지구조를 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 스페이서는 설치 구조의 특성상 설치 및 동작에 필요한 공간이 최소화 될 수 있으며, 상대적으로 롤러 등의 구조물을 장착하는 경우에 비해 상기 심온 냉동칸의 공간의 손실을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기 도어의 배면에는 도어 가스켓이 구비되며, 상기 도어 가스켓의 내부에는 단열 부재가 구비되어 상기 도어와 심온 케이스 사이의 길밀은 물론, 상기 도어 가스켓의 단열 또한 가능하게 되어 극저온 샅애의 상기 심온케이스 내부 온도가 상승되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 도어 가스켓에는 상기 심온냉동칸 내부의 공기가 안내되는 경로상에 가스켓 개구가 형성되어 상기 도어가 완전히 닫히지 않고 일시적으로 이격되더라도 상기 가스켓 개구로 유입된 냉기에 의해 상기 가스켓이 상기 심온 케이스에 밀착되어 상기 도어와 심온 가스켓의 사이가 기밀된 상태를 유지하도록 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 도어가 개방된 사시도이다.
도 2는 상기 냉장고의 이너 케이스 내부의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 그릴팬어셈블리와, 심온냉동칸, 그리고 열전소자모듈조립체의 결합 구조를 전방에서 본 분해 사시도이다.
도 4는 상기 그릴팬어셈블리와, 심온냉동칸, 그리고 열전소자모듈조립체의 결합 구조를 후방에서 본 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 5-5' 단면도이다.
도 6은 상기 냉장고의 냉동사이클 냉각장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.
도 7은 상기 열전소자모듈조립체를 전방에서 본 사시도이다.
도 8은 상기 열전소자모듈조립체의 결합 구조를 전방에서 본 분해 사시도이다.
도 9는 상기 열전소자모듈조립체와 상기 증발기와의 냉매배관 연결 상태를 보인 도면이다.
도 10은 상기 심온 냉동칸의 분해 사시도이다.
도 11은 상기 심온 냉동칸이 개방된 상태에서의 도 3의 11-11' 단면도이다.
도 12는 도 11의 12-12' 단면도이다.
도 13은 상기 심온냉동칸의 스페이서의 접촉 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 상기 스페이서의 결합 구조를 보인 단면도이다.
도 15는 상기 심온냉동칸의 도어 가스켓의 결합 구조를 보인 단면도이다.
도 16은 상기 심온냉동칸이 닫힌 상태의 단면도이다.
도 17은 상기 심온냉동칸이 열린 상태의 단면도이다.
도 18은 상기 심온냉동칸의 냉각을 위한 공기 유동 상태를 보인 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명에서 "심온"이라 함은, 냉동실의 통상적인 냉동 보관 온도인 섭씨 영하 20도보다 더 낮은 온도를 의미하는 것이며, 수치적으로 그 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 심온냉동칸이라 하더라도 그 저장 온도는 섭씨 영하 20도를 포함하며 그보다 더 높을 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고의 도어가 개방된 사시도이다. 그리고, 도 2는 상기 냉장고의 이너 케이스 내부의 구조를 나타낸 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 직육면체 형태의 냉장고 본체(10)와, 상기 본체의 전방에서 본체의 각 공간을 개폐하는 냉장고 도어(20)를 구비한다. 본 발명의 냉장고는 냉장실(30)이 상부에 구비되고 냉동실(40)이 하부에 구비되는 바텀프리저(bottom freezer) 구조로서, 냉장실과 냉동실은 각각 양단부의 힌지(25)를 기준으로 회전하며 개방되는 양문형 도어(21, 22)를 구비한다. 다만 본 발명은 바텀프리저 구조의 냉장고에 한정되는 것은 아니며, 냉동실에 심온 냉동칸을 설치할 수 있는 구조의 냉장고라면, 냉장실과 냉동실이 좌우로 각각 배치되는 사이드 바이 사이드(side by side) 구조의 냉장고, 냉동실이 냉장실의 위쪽에 배치되는 탑 마운트(top mount) 구조의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.

냉장고 본체(10)는 외장을 구성하는 아웃케이스(11)와, 상기 아웃케이스(11)와 소정의 공간을 두고 설치되며 냉장실(30)과 냉동실(40)의 내장을 구성하는 이너케이스(12)를 포함한다. 상기 아웃케이스(11)와 이너케이스(12) 사이의 공간에는 단열재(80)가 발포되어 채워짐으로써 실내공간으로부터 냉장실(30)과 냉동실(40)의 단열이 이루어지게 된다.

냉장실(30)과 냉동실(40)의 저장 공간에는 공간 활용 효율을 높여 음식물을 보관할 수 있도록 선반(13)과 서랍(14)이 설치되어 있으며, 선반과 서랍은 그 좌우에 배치된 케이스 장착부(15)을 따라 가이드 되어 저장 공간 내에 설치될 수 있다. 냉장실 도어(21)와 냉동실 도어(22)의 내측에는 도시된 바와 같이 도어바스켓(27)이 설치되어 있어 음료수 등의 용기를 저장하기에 적합하다.

본 발명에 따른 심온냉동칸(200)은 냉동실(40) 내에 구비된다. 냉동실(40)의 공간은 효율적인 사용을 위해 좌우로 분할되어 있으며, 이는 냉동실의 중앙에서 상하로 연장된 형태의 분할벽(42)에 의해 구획된다. 도 2를 참조하면, 이러한 분할벽(42)은 본체의 전방으로부터 안쪽으로 끼워져 설치되며, 냉장고 바닥에 마련된 설치가이드(42-1)를 통해 냉동실 내에서 지지될 수 있다. 본 발명에 따르면 심온냉동칸(200)이 냉동실(40)의 우측 상부에 위치하는 것이 예시된다. 다만 본 발명의 심온냉동칸(200)이 반드시 냉동실 내에 구비되어야 하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 심온냉동칸(200)은 냉장실(30)에 구비되는 것도 가능하다. 다만 냉동실(40)에 심온냉동칸(200)을 배치하는 경우에는 심온냉동칸의 내부와 외부(냉동실 분위기)의 온도 차이가 더 작으므로, 냉기의 누설 방지나 단열의 관점에서는 냉동실에 설치하는 것이 더 유리하다 할 것이다.

냉동실의 후방 하부에는 냉동실과 격리되어 있는 기계실이 위치하며, 기계실에는 냉매에 의한 냉동사이클 냉각장치(70)의 압축기(71)와 응축기(73)가 배치된다. 냉동실을 이루는 공간과 이너케이스(12)의 후방 벽 사이에는 냉동실의 후 벽면을 규정하는 그릴팬(51)과, 상기 그릴팬(51)의 후방에 결합되어 냉각실 내의 냉기를 분배하는 쉬라우드(56)를 포함하는 그릴팬어셈블리(50)가 설치되어 있다. 그리고 그릴팬어셈블리(50)와 이너케이스(12)의 후방 벽 사이의 소정 공간에는 냉동사이클 냉각장치(70)의 증발기(77)가 설치되어 있다. 증발기(77) 내부의 냉매가 증발될 때 증발하는 냉매는 냉동실 내부 공간을 유동하게 되는 공기와 열 교환을 하고, 이러한 열 교환에 의해 냉각된 공기가 상기 그릴팬(51)과 쉬라우드(56)에 의해 규정되는 냉기 분배 공간 내에서 분배되어 냉동실을 유동함으로써, 냉동실의 냉각이 이루어지게 된다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 그릴팬어셈블리와, 심온냉동칸, 그리고 열전소자모듈조립체의 결합 구조를 전방에서 본 분해 사시도이다. 그리고, 도 4는 상기 그릴팬어셈블리와, 심온냉동칸, 그리고 열전소자모듈조립체의 결합 구조를 후방에서 본 분해 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 일실시 예로서, 심온냉동칸(200)이 적용되기 위한 그릴팬어셈블리(50)는, 냉동실 후방 벽을 규정하는 그릴팬(51) 부분과, 그릴팬(51)의 후면에서 상술한 증발기(77)와 열교환하여 냉각된 냉기를 분배하여 냉동실 내부로 공급하기 위한 쉬라우드(56)를 포함한다.

그릴팬(51)에는, 도시된 바와 같이 전방을 향해 냉기를 토출하는 통로가 되는 냉기토출구들(52)이 마련된다. 도시된 실시 예에서는 냉기토출구(52)가 상단부 좌우 측(521,522), 중앙부 좌우 측(523,524), 그리고 하부 좌우 측(526)에 마련되어 있다(도 3에서는 중앙 좌측 하부 좌측의 냉기토출구가 심온냉동칸에 가려져 있다).

쉬라우드(56)는 상기 그릴팬(51) 후방에 결합되며, 결합된 후에는 상기 그릴팬(51)의 후면과 함께 소정의 공간을 규정하게 된다. 이러한 공간은 그릴팬어셈블리(50) 내지 쉬라우드(56)의 후면에 마련된 증발기(77)에서 냉각된 공기를 분배하는 공간이 된다. 쉬라우드(56)의 대략 중앙 상부에는, 쉬라우드(56) 후방의 공간과, 그릴팬(51) 및 쉬라우드(56) 사이의 공간을 연통하는 냉기흡입공(58)이 마련된다. 그리고 그릴팬(51) 및 쉬라우드(56) 사이의 공간에서 상기 냉기흡입공(58)의 내측에는, 상기 냉기흡입공(58)을 통해 쉬라우드(56) 후방 공간의 냉기를 흡입하여 상기 그릴팬(51) 및 쉬라우드(56) 사이의 공간으로 분배 가압하는 팬(57)이 설치된다.

상기 팬(57)에 의해 가압된 냉기는 그릴팬(51)과 쉬라우드(56) 사이의 공간을 유동하며 적절히 분배되어, 그릴팬(51)의 전방으로 개구된 냉기토출구들(52)을 통해 전방으로 토출된다.

상기 그릴팬(51)의 우측 상부로서, 우측 상단의 냉기토출구(522)와 우측 중앙의 냉기토출구(524) 사이에는, 심온냉동칸(200)의 심온 냉각을 담당하는 열전소자모듈조립체(100)가 설치되는 열전소자모듈 수용부(53)가 마련된다.

열전소자모듈 수용부(53)는 냉동실(40)에서 심온냉동칸(200)이 설치되는 위치에 대응하는 그릴팬(51)의 전면에 마련된다. 열전소자모듈 수용부(53)는, 냉동사이클 냉각장치(70)에 의해 냉각이 이루어지는 저장공간의 하나인 냉동실(40)의 후방 경계를 규정하는 벽체, 즉 그릴팬(51)과 일체로 성형되거나, 상기 벽체와 별도의 부품으로 제작되어 조립되는 방식으로 설치할 수 있다. 예를 들면 그릴팬의 경우 사출 성형에 의해 제작될 수 있는데, 이때 열전소자모듈 수용부(53)에 해당하는 부분을 함께 성형하는 방식이 적용될 수 있다. 반면 저장공간의 후방 경계가 이너케이스(12)에 의해 규정되고, 이너케이스(12)를 성형하는 과정에서 열전소자모듈 수용부(53) 형상을 함께 성형하는 것이 공정 상 어려운 경우에는, 도 21에 도시된 바와 같이 열전소자모듈 수용부(53)를 별도의 부품으로 제작하여 벽체에 고정 조립하는 방식이 적용될 수도 있다.

상기 열전소자모듈 수용부(53)는 그릴팬(51)의 전면에서 전방으로 돌출 연장된 대략 직육면체 형태(후방은 증발기가 마련된 냉각실 쪽으로 개방되어 있음)로서, 전방에서 본 형상은 대략 상하로 더 긴 직사각형 형태가 된다. 전방에서 보았을 때 직사각형 형태의 중앙부에는 열전소자모듈조립체(100)에 의해 냉각된 공기가 토출되는 그릴부(531)가 마련되고, 그 상부와 하부에는 각각 전방으로 개구된 흡입부(533)가 마련된다. 흡입부(533)는 흡입부(533) 외부의 공기를 열전소자모듈 수용부(53)의 내부 공간{즉 그릴부(531)보다 후방의 공간이면서 열전소자모듈 수용부(53)의 외형을 규정하는 직사각형의 외주 벽체의 안쪽 공간}으로 흡입하는 통로가 된다. 상기 열전소자모듈 수용부(53)의 내부 공간은, 상기 그릴부(531) 및 흡입부(533)를 통해 열전소자모듈 수용부(53)보다 전방에 마련된 공간과 연통하는 것 외에는, 그릴팬(51)의 전방에 마련된 공간과 격리되는 공간이 된다.

상기 그릴부(531)와 흡입부(533) 사이에는, 그릴부(531)에서 토출되는 냉기가 그와 가까이 배치된 흡입부(533)로 즉시 재유입되는 현상을 방지하기 위해, 그릴부(531)와 흡입부(533) 사이에서 전방으로 연장되는 격벽 형태의 토출가이드(532)가 마련된다. 그릴부(531)에서 토출된 공기가 흡입부(533)로 즉시 재유입되는 것을 방지하기 위해서는, 그릴부(531)와 흡입부(533)가 인접하고 있는 범위에만 토출가이드(532)를 마련하는 것으로 족하다.

그러나 그릴부(531)에서 토출된 냉기가 전방을 향해 유동하려는 성질, 즉 직진성을 향상시키는 효과를 더욱 누리고자 할 때에는 토출가이드(532)가 도시된 바와 같이 그릴부(531)를 전체적으로 둘러싸는 형태인 것이 바람직하다. 토출가이드(532)의 유동 단면은 도시된 바와 같이 정사각형 형태일 수 있으나, 그릴부(531) 또는 그릴부의 후방에 배치된 팬의 블레이드 형태처럼 원형의 형태를 가질 수도 있다. 이러한 유동 단면 형상은, 그릴부에서 토출된 냉기가 흡입부로 재유입되는 것을 방지하면서 냉기의 직진성을 향상할 수 있는 구조라면 반드시 사각형이나 원형의 유동 단면을 가지는 것은 아니며, 다양한 형태로 변형 가능하다.

또한 흡입부(533)의 형성 위치 역시 반드시 냉각팬(190)의 상부 및 하부의 위치에 한정되어야 하는 것은 아니다. 즉 흡입부는 냉각팬(190)의 좌측과 우측에도 마련될 수 있으며, 이들의 설치 위치는 냉각팬의 상부, 하부, 좌측 및 우측 중에서 하나 또는 둘 이상 선택된 위치에 마련될 수 있다.

상기 열전소자모듈 수용부(53)의 후방은 개방된 형태가 된다. 그리고 열전소자모듈조립체(100)는 상기 그릴팬(51)의 후방으로부터 전방으로 삽입되며 상기 열전소자모듈 수용부(53) 내부에 수용된다.

상기 열전소자모듈 수용부(53)의 일측에는 심온냉동칸(200)의 온도와 습도를 감지하기 위한 센서가 그 내부에 설치되는 센서 설치부(54)가 연설(連設)되는 형태로 마련된다. 상기 센서 설치부(54)에는 제상 센서가 설치되어, 후술할 콜드싱크(120)의 제상이 필요한 시기를 센싱하여 제상 여부를 결정할 수 있다. 센서 설치부(54)는 심온냉동 공간의 상태를 측정할 때 심온냉동 공간의 상태를 대표할 수 있는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 흡입부(533)가 열전소자모듈 수용부(53)의 상부와 하부에 배치되어 있기 때문에, 센서 설치부(54)가 이러한 위치를 회피하여 설치하는 것이 보다 정확한 측정을 위해 유리하다. 이에 본 발명에서는 센서 설치부(54)가 열전소자모듈 수용부(53)의 일측면에 설치되도록 하였다. 그리고 상기 센서 설치부(54)는 전방으로 통공이 마련되어 있어 이를 통해 센서 설치부 전방의 공기 분위기가 센서 설치부(54)의 내부 공간에도 전달되도록 할 수 있다.

열전소자모듈조립체(100)는 상기 그릴팬어셈블리(50)의 후방으로부터 전방으로 삽입되어, 상기 열전소자모듈 수용부(53)에 수용 고정된다. 상세히, 상기 열전소자모듈 수용부(53)의 전방 쪽에는 박스팬 형태의 냉각팬(190)의 외주면이 열전소자모듈 수용부(53)의 내주면에 마주하여 그 위치가 규제된 상태에서, 스크류 등의 고정수단에 의해 열전소자모듈 수용부(53)의 전방 면과 고정된다. 그리고 상기 열전소자모듈조립체(100)는 상기 냉각팬(190)의 후방에 배치되도록 상기 그릴팬어셈블리(50)의 후방으로부터 전방을 향해 삽입되고, 스크류 등의 고정수단으로 상기 그릴팬어셈블리(50)와 체결 고정된다.

한편 후술하겠지만 열전소자모듈조립체(100)의 히트싱크(300)에는 냉매가 지나가는 유로가 마련되고, 히트싱크(300)에는 이러한 냉매의 유입과 유출을 위한 냉매 유입관(360)과 유출관(370)이 구비된다. 냉장고의 조립 과정에서 상기 열전소자모듈조립체의 히트싱크(300)에 마련된 냉매 유입관(360)과 냉매 유출관(370)은 냉장고의 냉동사이클 냉각장치(70)에서 냉매가 흐르는 냉매관과 각각 용접 작업이 이루어져야 한다. 구체적으로, 유입관(360)은 응축기의 후단, 즉 수액기와 캐필러리튜브(모세관) 등의 팽창장치 후방에 연결되고, 유출관(370)은 증발기의 전방에 연결될 수 있다.

이처럼 열전소자모듈조립체(100)는 후술할 도 13에 도시된 각 구성품들(콜트싱크, 열전소자, 히트싱크 및 모듈하우징)이 조립된 모듈 형태로 하우징 지지부(111)에 의해 이너케이스(12)와 소정의 간격을 확보하며 고정되고, 상기 하우징 지지부(111)에 의해 확보되는 공간에서 작업자가 냉매관의 용접 작업을 더욱 수월하게 할 수 있으며, 냉매관 용접 작업 후 그릴팬어셈블리(50)를 냉동실의 후방에 설치하며 그릴팬어셈블리와 열전소자모듈조립체(100)를 고정하는 작업을 할 수 있다. 상기 하우징 지지부(111)는 상기 이너케이스(12)에 스크류 등으로 고정되거나, 이너케이스(12)에 돌출된 돌기에 상기 하우징 지지부(111)의 후방에 마련된 구멍이 끼워 맞춰지는 등의 방식으로 이너케이스(12)에 고정될 수 있다.

도 5는 도 2의 5-5' 단면도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 심온 케이스(210)는 전방이 개구되고, 후방의 일부에 개방구(211)가 형성되며, 대략적으로 직육면체의 형태를 가지는 함체 구조로서, 좌우 측면에 전후 방향으로 연장된 레일 구조가 제공되어 고내측에 고정 장착될 수 있다.

상기 심온 케이스(210)는, 냉동실의 공간과 마주하는 아우터케이스(230), 및 상기 아우터케이스(230) 내부에서 상기 아우터케이스(230)와 결합되며 상기 아우터케이스(230)와의 사이에서 소정의 공간을 규정하는 인사이드케이스(240)를 포함한다. 아우터케이스(230)와 인사이드케이스(240) 사이의 공간에는 단열재(80)가 마련되어 심온냉동칸(200) 내부의 공간과 냉동실(40) 공간 사이를 단열한다. 상기 단열재로는 폴리우레탄 등의 발포단열재(81)가 사용될 수 있으며, 발포단열재는 단열의 기능 외에도 아우터케이스(230)와 인사이드케이스(240)를 고정해주는 기능을 하게 된다. 두께가 얇아야 하는 심온 케이스(210)의 벽체 부분에는 단열 효율이 더 좋은 진공단열패널(82)이 더 적용될 수도 있다.

심온 케이스(210)의 개구된 전방은 케이스 도어(220)에 의해 개폐된다. 케이스 도어(220)는 내부에 소정의 공간을 가지며, 그러한 공간 내에도 마찬가지로 단열재가 마련되어 심온냉동칸(200) 내부의 공간과 냉동실(40) 공간 사이를 단열한다. 케이스 도어(220)는 사용자의 파지감을 위해 어느 정도의 두께를 확보하는 것이 바람직하며, 중공의 내부에 발포단열재를 발포하여 강성을 확보할 수 있다.

케이스 도어(220)의 후방으로는 상기 심온 케이스(210)의 내부 공간에 수용되는 심온 수납부재(226)가 안착될 수 있다. 심온 수납부재(226)는 케이스 도어(220)와 일체로 거동하도록 구성할 수 있으며, 케이스 도어(220)를 전방으로 인출하면, 심온 수납부재(226)는 심온 케이스(210)로부터 전방으로 슬라이드 인출된다. 케이스 도어(220)는 심온 케이스(210)의 하부 또는 저면에 마련된 레일에 의해 안내되어 전후방으로 슬라이드 이동 가능하다.

상기 심온 수납부재(226)의 후방 벽 부분에는, 상기 열전소자모듈조립체(100)에서 심온 냉각된 냉기가 냉각팬(190)에 의해 전방으로 유동할 때 심온 수납부재(226) 내측으로 유입될 수 있도록 개방될 수 있다. 따라서, 심온냉동칸(200)을 냉동실(40) 내에 설치하였을 때 상기 심온 수납부재(226)의 개방된 후면이 열전소자모듈 수용부(53)와 마주하게 됨으로써, 열전소자모듈 수용부(53)에서 냉각팬(190)에 의해 전방으로 공급되는 심온 냉기가 심온 수납부재(226) 내부 공간으로 원활히 유입될 수 있다.

한편, 상기 심온 케이스(210)의 상면은 이너케이스(12)의 상부부재 부분의 저면, 즉 천장면과 약간 이격되어 있다. 본 발명에 따르면 심온 케이스(210)의 상면과 이너케이스(12)의 상부부재 저면이 서로 협력하여 덕트와 같은 구조를 구현하게 되며, 이에 따라 그릴팬(51)의 상단부에 있는 냉기토출구(522)에서 토출된 공기가 상술한 덕트와 같은 구조를 따라 전방으로 안내되어 원활하게 유동한다. 따라서 심온 케이스(210)가 설치되더라도, 냉동실 도어(22)의 내측 상부에 설치된 도어바스켓(27)에도 냉기가 원활하게 도달할 수 있다.

상술한 덕트와 같은 구조를 구현하기 위해서는 심온 케이스(210)의 상부 벽체의 두께를 얇게 해야 한다. 즉 심온 케이스(210)의 상부의 두께가 얇아야만 심온 케이스의 내부 체적도 확보하면서 덕트와 같은 구조도 구현하는 것이 가능하다. 이러한 점에서 본 발명에서는 심온 케이스의 상부 부재의 내부에 진공단열패널(82; vacuum insulated panel)을 내장한 상태에서 나머지 공간에 발포 단열재(81)를 발포함으로써 심온 케이스(210)의 상부 부재의 두께를 얇게 하였다. 발포 단열재는 진공단열패널이 채우지 못하는 아우터케이스(230)와 인사이드케이스(240) 내부의 공간을 채워주게 되고, 이는 단열뿐만 아니라 아우터케이스(230)와 인사이드케이스(240)의 체결력도 더 높여주는 기능을 하게 된다.

아울러 심온 케이스(210)의 하부에는 그릴팬(51)의 중간 높이 부근에 있는 냉기토출구(524)가 배치되므로, 이를 통해 토출되는 냉기 역시 전방으로 원활하게 유동할 수 있다.

상기 열전소자모듈조립체(100)는 콜드싱크(120), 열전소자(130), 단열재(140), 및 히트싱크(300)가 적층되어 모듈하우징(110)에 설치됨으로써 모듈 형태를 이루게 되는 조립체이다. 상기 콜드싱크(120), 열전소자(130)와 단열재(140), 및 히트싱크(300)는 스크류 등의 밀착 수단에 의해 상호 밀착 적층된 상태로 모듈하우징(110)의 수용홈(113)에 삽입 고정된다.

그리고, 상기 열전소자모듈조립체(100)는 상기 모듈하우징(110)이 상기 그릴팬어셈블리(50)의 배면에 밀착 고정되는 것에 의해 장착될 수 있다. 상기 열전소자모듈조립체(100)의 구체적인 구조는 아래에서 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 6은 상기 냉장고의 냉동사이클 냉각장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

본 발명에 따른 냉장고의 냉동사이클 냉각장치(70)는 증발, 압축, 응축, 팽창의 열역학적 사이클을 거치는 냉매를 통해 냉동실 내부의 열을 냉장고 외부로 배출하는 장치이다. 본 발명의 냉동사이클 냉각장치는 저압 분위기의 액체 상의 냉매가 냉각실(그릴팬어셈블리와 이너하우징 사이의 공간) 공기와 열교환하며 증발하는 증발기(77), 증발기에서 기화된 기체 상의 냉매를 가압하여 고온 고압의 기체 냉매로 토출하는 압축기(71), 압축기(71)에서 토출된 고온 고압의 기체 냉매가 냉장고 외부(기계실)의 공기와 열교환하며 응축함으로써 열을 배출하는 응축기(73), 응축기(73)에서 응축된 냉매를 저온의 분위기로 압력 강하시키는 모세관 등의 팽창장치(75)를 포함한다. 팽창장치(75)에서 압력이 낮아진 액체 상의 저온 저압의 냉매는 다시 증발기로 유입된다.

본 발명에 따르면 열전소자모듈조립체(100)의 히트싱크(300)의 열을 빠르게 냉각해야 하기 때문에, 상기 팽창장치(75)를 거친 후 압력과 온도가 낮아진 저온 저압의 액체 상의 냉매가 증발기(77)로 유입되기 전에 먼저 열전소자모듈조립체(100)의 히트싱크(300)를 지나도록 구성한다.

따라서, 모세관을 거쳐 나온 냉매는 상기 냉매 유입관(360)을 통해 히트싱크(300)로 유입되어 열전소자(130)의 발열면의 열을 냉각 내지 흡수하고, 냉매 유출관(370)을 통해 나와 증발기(77)로 유입된다.

액체 상의 냉매는 상기 히트싱크(300)를 지나면서, 열전소자(130)의 발열면(130b)에서 발생하는 열을 히트싱크(300)를 통한 열전도 방식으로 빠르게 흡수하며 지나가게 된다. 따라서 히트싱크(300)의 열은 히트싱크를 순환하는 냉매에 의해 빠르게 냉각된다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 압축기(71)는 저온 저압의 기체 상의 냉매를 가압하여 고온 고압의 기체 상의 냉매를 토출한다. 그리고 이러한 냉매는 응축기(73)에서 발열하며 응축 즉 액화된다. 앞서 설명한 바와 같이 이들 압축기(71)와 응축기(73)는 냉장고의 기계실에 배치된다.

응축기(73)를 거치며 액화된 고온 고압의 액 냉매는 모세관과 같은 팽창밸브 등의 장치(75)를 거치며 압력이 떨어진 채로 증발기(77)에 유입된다. 증발기(77)에서 냉매는 주변의 열을 흡수하며 증발하게 된다. 본 발명의 도 6에 도시된 실시 예에 따르면, 응축기(73)를 거친 냉매가 냉장실측 증발기(77b) 또는 냉동실측 증발기(77a)로 분기되는데, 이때 열전소자모듈조립체(100)의 히트싱크(300)가 냉매의 유동 경로 상 상기 냉동실측 증발기(77a)보다 전방에 구비되고, 팽창장치(75)보다 후방에 배치된다.

심온냉동칸(200)은 최대 섭씨 영하 50도를 유지해야 하는 공간으로서, 열전소자(130)의 발열면(130b)을 매우 차갑게 유지해주어야, 흡열면(130a)이 그보다 더 차가운 상태를 유지하기가 원활하다. 따라서 냉매가 경유하며 지나가는 히트싱크(300) 부분을 냉동실측 증발기(77a)보다 냉매의 유동 상 전방에 둠으로써 가장 차가운 상태를 유지할 수 있도록 하였다. 특히 히트싱크(300)는 열전소자(130)와 직접적으로 접촉하여 금속과 같은 열전도체를 통한 전도 방식으로 열전소자(130)로부터 열을 흡수하기 때문에, 열전소자(130)의 발열면(130b)을 확실히 냉각할 수 있다.

그리고, 상기 심온냉동칸(200)의 냉각이 이루어지고 있는 상태 즉, 상기 히트싱크(150) 내부의 냉매가 상기 열전소자(130)의 발열면(130b)을 냉각하게 되는 상태에서는 상기 압축기(71)가 최대출력 또는 설정된 출력보다 더 높게 운전되도록 하여 냉동실의 냉각 효율이 저하되는 것을 방지하도록 할 수 있다.

한편 심온냉동칸(200)을 섭씨 영하 50도의 심온으로 냉각하지 않고, 통상적인 냉동실처럼 섭씨 영하 20도 정도로 사용하고 싶을 때에는, 단지 열전소자(130)에 전원을 공급하지 않는 것만으로 일반 냉동칸으로 사용하는 것이 가능하다. 이러한 경우에는, 열전소자(130)에 전원을 가하지 않으면, 열전소자의 히트싱크에서는 흡열과 발열이 일어나지 않는다. 따라서 히트싱크(300)를 거치게 되는 냉매는 흡열을 하지 않아 증발하지 않은 액 냉매 상태로 냉동실측 증발기(77a)로 유입된다.

즉 일반적인 압축 방식에 의한 냉동 사이클 냉각장치에서 발생된 냉기는 본 발명의 냉장고의 냉동실(40)과 냉장실(30)에 냉기를 공급하며, 심온냉동칸을 동작시킬 때에는 팽창장치(75)를 거친 냉매가 열전소자모듈조립체(100)의 히트싱크(300)를 지나며 열전소자(130)의 발열면에서 발생하는 열을 빠르게 흡수하여 열전소자(130)의 발열면에서 발생하는 열이 빠르게 배출되도록 한 후 증발기(77a)로 들어가는 것이다.

한편, 본 발명의 실시 예는 증발기(77a,77b)의 개수가 복수개 구비되어 냉장실(30)과 냉동실(40)을 개별적으로 냉각할 수 있도록 하는 냉동사이클 냉각장치(70)를 예를 들어 설명하고 있으나, 하나의 증발기(77a)로 상기 냉장실(30)과 냉동실(40) 모두 냉각할 수 있는 냉동사이클 냉각장치에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

이하에서는, 상기 열전소자모듈조립체(100)의 구조에 관하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 7은 상기 열전소자모듈조립체를 전방에서 본 사시도이다. 그리고, 도 8은 상기 열전소자모듈조립체의 결합 구조를 전방에서 본 분해 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 열전소자모듈조립체(100)는, 열전소자(130)와 콜드싱크(120), 히트싱크(300), 단열재(140) 및 모듈하우징(110)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 열전소자(130)는 펠티어 효과를 이용한 소자이다. 펠티어 효과란 서로 다른 두 개의 소자 양단에 직류 전압을 가했을 때 전류의 방향에 따라 한쪽 면에서는 흡열을 하고 반대 면에서는 발열을 일으키는 현상을 말한다.

열전소자는 전자가 주 캐리어인 n형 반도체 물질과, 정공이 캐리어인 p형 반도채 물질을 교호적으로 직렬로 연결한 구조로서, 전류가 흐르는 어느 일 방향을 기준으로 제1면에는 p형 반도체 물질로부터 n형 반도체 물질로 전류가 흐르도록 하는 전극 부위를 배치하고, 제2면에는 n형 반도체 물질로부터 p형 반도체 물질로 전류가 흐르도록 하는 전극 부위를 배치함으로써, 제1방향으로 전류를 공급하면 제1면이 흡열면이 되고 제2면이 발열면이 되며, 제1방향의 반대방향인 제2방향으로 전류를 공급하면 제1면이 발열면이 되고 제2면이 흡열면이 된다.

본 발명에 따르면 열전소자모듈조립체(100)는 그릴팬어셈블리(50)의 후방에서 전방으로 삽입 고정되며, 열전소자모듈조립체(100)의 전방에 심온냉동칸(200)이 구비되므로, 열전소자의 전방을 이루는 면, 즉 심온냉동칸(200)과 마주하는 면에서 흡열이 일어나고, 열전소자의 후방을 이루는 면, 즉 심온냉동칸(200)을 등지고 있는 면 내지 심온냉동칸(200)을 바라보는 방향의 대향면에서 발열이 일어나도록 구성할 수 있다. 그리고 열전소자에서 심온냉동칸과 마주하는 면에서 흡열이 일어나고 그 대향면에서 발열이 일어나도록 하는 제1방향으로 전류를 공급하면, 심온냉동칸의 냉동이 가능하게 된다.

본 발명의 실시 예에서 열전소자(130)는 전면과 후면을 구비하는 평평한 플레이트와 같은 형태를 가지고, 전면은 흡열면(130a)이 되고 후면은 발열면(130b)이 되는 것이 예시된다. 열전소자(130)에 공급되는 직류 전원은 펠티어 효과를 일으키게 되고, 이에 따라 열전소자(130)의 흡열면(130a)의 열을 발열면(130b) 쪽으로 이동시키게 된다. 따라서 열전소자(130)의 전면은 차가운 면이 되고, 뒷면은 열이 나는 부분이 된다. 즉 이는 심온냉동칸(200)의 내부의 열을 심온냉동칸(200) 외부로 방출시키는 것이라 할 수 있다. 열전소자(130)에 공급되는 전원은 열전소자(130)에 마련된 도선(132)을 통해 열전소자에 인가될 수 있다.

이러한 열전소자(130)의 전면, 즉 심온냉동칸(200)을 바라보는 흡열면(130a)에는 콜드싱크(120)가 접하며 적층된다. 콜드싱크(120)는 열전도도가 높은 알루미늄과 같은 금속 재질 또는 합금 재질로 이루어질 수 있으며, 그 전방 면에는 상하 방향으로 연장된 형태의 열교환핀(122)이 복수 개 좌우로 이격 형성된다.

상기 열전소자(130)의 후면, 즉 심온냉동칸(200)이 배치된 방향과 대향하는 발열면(130b)에는 히트싱크(300)가 접하며 적층된다. 히트싱크(300)는 펠티어 효과에 의해 발열면(130b)에 발생한 열을 빠르게 소산 내지 방출시켜주기 위한 구성으로서, 냉장고의 냉각을 위해 사용되는 냉동사이클 냉각장치(70)의 증발기(77)에 해당하는 부분을 히트싱크(300)로 구성할 수 있다. 즉 히트싱크(300)에서 냉동사이클 상 팽창장치(75)를 거친 저온 저압의 액상의 냉매가 흡열을 하는 과정 또는 흡열을 하며 증발하는 과정이 일어나도록 하면, 열전소자(130)의 발열면(130b)에서 발생한 열을 냉동사이클의 냉매가 흡수하거나 흡수하면서 증발하게 되어, 발열면(130b)의 열을 매우 즉각적으로 냉각할 수 있다.

상술한 콜드싱크(120)와 히트싱크(300)는 납작한 형상의 열전소자(130)를 사이에 두고 서로 적층되어 있기 때문에, 이들 사이의 열을 격리시킬 필요가 있다. 따라서 본 발명의 열전소자모듈조립체(100)는 열전소자(130)의 둘레를 에워싸며 상기 콜드싱크(120)와 히트싱크(300) 사이의 간극을 채워주는 형태의 단열재(140)가 적층된다. 즉 콜드싱크(120)의 면적은 상기 열전소자(130)보다는 크고, 상기 열전소자(130)와 단열재(140)의 면적과는 실질적으로 동일하다. 마찬가지로 상기 히트싱크(300)의 면적도 상기 열전소자(130)보다는 크고, 상기 열전소자(130)와 단열재(140)의 면적과는 실질적으로 동일하다.

한편 콜드싱크(120)와 히트싱크(300)의 크기는 서로 동일한 정도의 크기여야 하는 것은 아니며, 열 배출을 효과적으로 하기 위해 히트싱크(300)를 더 크게 구성하는 것이 가능하다.

다만 본 발명에 따르면, 히트싱크(300)의 열 배출 효율이 즉각적이고 확실하게 일어날 수 있도록 히트싱크를 관통하여 냉동사이클 냉각장치(70)의 냉매가 흐르도록 하되, 냉매의 유동로가 히트싱크의 면적 전체에 걸쳐 배치되도록 함으로써 히트싱크 내에서 냉매가 증발하며 기화열로서 열전소자(130)의 발열면으로부터 열을 빠르게 흡수하도록 하였다. 즉 본 발명에 도시된 히트싱크(300)의 크기는 열전소자(130)에 의해 발생하는 열을 즉각적으로 흡수하여 배출할 수 있을 정도의 크기를 가지도록 설계되었으며, 상기 콜드싱크(120)는 이보다는 작은 크기를 가질 수 있다. 다만, 본 발명에서는, 상기 콜드싱크(120) 쪽이 기체 대 고체 간의 열교환인 반면, 히트싱크(130) 쪽은 액체 대 고체 간의 열교환인 점을 감안하여, 상기 콜드싱크(120)의 크기를 더 키움으로써 상기 콜드싱크(120) 쪽의 열교환 효율도 더욱 높게 한 것임에 주목할 필요가 있다. 이렇게 상기 콜드싱크(120)의 크기를 확대하는 정도에 있어서, 본 발명의 실시 예에서는 열전소자모듈조립체(100)의 컴팩트함을 고려하여 상기 콜드싱크(120)가 히트싱크(130)와 대응하는 크기로 설계된 것을 예시하고 있으나, 상기 콜드싱크(120) 부분의 열교환 효율을 더욱 높이기 위해 히트싱크(130)보다 콜드싱크(120)가 더 크게 구성될 수도 있다.

한편, 상기 모듈하우징(110)은 상기 열전소자모듈조립체(100)가 수용되도록 형성되며, 상기 그릴팬 어셈블리(50)에 고정 장착되어 상기 열전소자모듈조립체(100)의 고정 장착은 물론 효과적으로 상기 심온냉동칸(200)으로 냉기를 공급할 수 있는 구조를 제공하게 된다.

상기 모듈하우징(110)은 수용홈(114)을 포함한다. 상기 수용홈(114)은 상기 열전소자모듈조립체(100)를 구성하는 구성들이 수용되는 공간을 제공할 수 있다. 상기 수용홈(114)은 상기 심온냉동칸(200)을 향하여 개구되며, 상기 열전소자모듈조립체(100)가 상기 그릴팬 어셈블리(50)에 장착되는 것에 의해 상기 수용홈(114)의 전면이 기밀될 수 있게 된다. 따라서, 상기 콜드싱크(120)에서 생성되는 냉기가 효과적으로 상기 심온냉동칸(200)의 내부로 공급될 수 있으며, 상기 히트싱크(300)는 고내측과 상기 심온냉동칸(200)의 온도에 영향을 주지 않고 상기 증발기(77)에 의해 열교환될 수 있다.

그리고, 상기 수용홈(114)의 내측에는 고정보스(114a)가 형성될 수 있다. 상기 고정보스(114a)는 상기 히트싱크(300)와 상기 단열재(140) 및 콜드싱크(120)를 관통하여 연장될 수 있다. 상기 고정보스(114a)의 연장된 단부에는 개구가 형성되며 내부가 중공되도록 형성되어 상기 콜드싱크(120)를 관통하는 고정부재(114b)가 상기 고정보스(114a)의 개구에 체결될 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 고정부재(114b)는 상기 고정보스(114a)에 체결되는 스크류, 볼트 또는 이와 대응하는 구성이 사용될 수 있다.

또한, 상기 수용홈(114)의 테두리에는 상기 냉매 유입관(360)과 냉매 유출관(370)이 통과되는 테두리 홀(115)이 더 형성될 수 있다. 상기 테두리 홀(115)은 상기 냉매 유입관 및 냉매 유출관(370)은 물론 상기 열전소자(130)의 도선(132)이 함께 출입될 수 있도록 한쌍이 이격 형성될 수 있다. 또한, 상기 테두리 홀(115)은 상기 수용홈(114)의 둘레 중 하면 적어도 일부가 개구되도록 형성될 수 있으며, 상기 증발기(77)를 향하여 개구될 수 있다. 따라서, 상기 냉매 유입관(360)과 냉매 유출관(370)은 상기 증발기(77)와 인접한 위치에서 용이하게 서로 연결될 수 있다.

상기 수용홈(114)의 개구된 단부 둘레에는 플랜지(112)가 형성되며, 상기 플랜지(112)는 상기 쉬라우드(56) 또는 그릴팬(51)과 밀착된 상태로 결합될 수 있다. 상기 플랜지(112)는 상기 쉬라우드(56) 또는 그릴팬(51)과의 면접촉을 통해서 냉기의 누설을 차단함은 물론, 상기 열전소자모듈조립체(100)의 전면이 상기 그릴팬 어셈블리(50)에 안정적으로 안착되도록 지지할 수 있다.

상기 플랜지(112)의 양측에는 하우징 결합부(117)가 형성될 수 있다. 상기 하우징 결합부(117)는 상기 그릴팬(51) 또는 상기 쉬라우드(56)의 일측과 스크류와 같은 결합부재에 의해 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 모듈하우징(110)은 상기 그릴팬 어셈블리(50) 상에 고정 장착될 수 있으며, 상기 그릴팬 어셈블리(50)와 밀착되어 상기 열전소자모듈조립체(100) 및 상기 심온냉동칸(200)의 냉기가 상기 플랜지(112)와 상기 그릴팬 어셈블리(50)의 접촉 부위를 통해 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 그릴팬(51)의 후면에는 후방 즉, 상기 이너케이스(12)를 향하여 연장되는 하우징 지지부(111)가 구비될 수 있다. 상기 하우징 지지부(111)는 상기 모듈 하우징(110)이 상기 이너케이스(12)로부터 이격된 상태를 유지할 수 있도록 지지할 수 있다.

상기 모듈하우징(110)의 내측에는 우선 상기 히트싱크(300)가 수용되고, 이어서 상기 단열재(140)가 적층될 수 있다. 상기 단열재(140)는 사각 틀 형상으로 내부에는 상기 열전소자(130)가 배치될 수 있게 된다. 그리고, 상기 열전소자(130)는 양면이 각각 상기 히트싱크(300)와 콜드싱크(120)에 접촉되어 전원의 인가시 상기 히트싱크(300)에서 발열되고, 콜드싱크(120)에서 흡열될 수 있게 된다.

한편, 상기 단열재(140)까지의 적층 후에는 상기 콜드싱크(120)가 장착될 수 있다. 상기 콜드싱크(120)는 전면이 상기 수용홈(114)의 개구된 크기와 대응하며, 상기 수용홈(114)의 개구된 면을 차폐할 수 있다.

또한, 상기 콜드싱크(120)의 후면 중앙에는 상기 단열재(140) 중앙의 열전소자 수용홀(141)의 내측에 삽입될 수 있는 소자 접촉부(124)가 형성될 수 있다. 상기 소자 접촉부(124)는 상기 열전소자 수용홀(141)과 대응하는 크기로 형성되어 상기 단열재(140)의 내측을 기밀시키게 되며, 상기 열전소자(130)의 흡열면(130a)과 실질적으로 접하여 냉각될 수 있다.

상기 콜드싱크(120)는 양측에 형성된 체결홀(123)에 케이스 도어재(114b)가 체결됨으로써 상기 모듈하우징(110)에 결합되고, 상기 콜드싱크(120)의 소자 접촉부(124)가 상기 열전소자(130)의 흡열면(130a)과 밀착 상태를 유지하게 된다.

한편, 상기 콜드싱크(120)의 전면 일측에는 상기 콜드싱크(120)의 온도를 감지하는 온도센서(125)가 구비될 수 있다. 상기 온도센서(125)는 센서 브라켓(126)에 의해 상기 열교환핀(122) 일측에 고정 장착될 수 있다.

상기 온도센서(125)는 상기 콜드싱크(120)의 온도를 감지하여 상기 열전소자(130)의 운전을 제어하도록 할 수 있다. 예컨데, 상기 온도센서(125)는 심온냉동칸(200)의 제상운전시 상기 열전소자(130)에 역전압이 가해질 때 상기 콜드싱크(120)의 온도가 설정온도 이상 상승되지 않도록 하여 과열되는 것을 방지하게 된다.

도 9는 상기 열전소자모듈조립체와 상기 증발기와의 냉매배관 연결 상태를 보인 도면이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 열전소자모듈조립체(100)의 히트싱크(300)측은 상기 증발기(77)로 유입되는 저온의 냉매를 이용하여 냉각될 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 열전소자(130)의 발열면(130b)의 냉각을 위해서 상기 증발기(77)로 유입되는 냉매 배관의 일부가 바이패스되어 상기 히트싱크(300)로 유입될 수 있도록 한다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 증발기(77)는 상기 이너케이스(12)와 상기 그릴팬 어셈블리(50) 사이의 공간에 장착될 수 있다. 그리고, 상기 열전소자모듈조립체(100)는 상기 그릴팬 어셈블리(50)와 상기 이너케이스(12)에 고정 장착될 수 있으며, 상기 증발기(77)의 상방에 위치될 수 있다.

이때, 상기 열전소자모듈조립체(100)의 위치는 상기 증발기(77) 및 배관조립체(78)와 연결이 용이하도록 상기 증발기(77)의 좌우 양측 중 상기 증발기(77)의 말단 배관과 인접하는 일측에 배치될 수 있다. 즉, 상기 증발기(77)로 냉매가 유입되는 증발기 입력관(771)과 증발기 출력관(772)의 단부와 인접하도록 배치되는 것이 가능할 것이다.

이와 같은 상기 열전소자모듈조립체(100)의 배치 구조 및 상기 모듈하우징(110)의 결합구조에 의해서 상기 열전소자(130)와 상기 증발기(77) 및 배관조립체(78)들과의 연결 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 상기 냉매 유입관(360)과 냉매 유출관(370)은 상기 증발기(77)측의 증발기 입력관(771)과 증발기 출력관(772)에 용이하게 연결될 수 있도록 상기 증발기 입력관(771)과 증발기 출력관(772)을 향하여 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 배관조립체(78)는 상기 이너케이스(12)의 외측 보다 상세하게는 상기 냉장고 본체(10)의 후벽면에 배치될 수 있다. 상기 배관조립체(78)는 상기 압축기(71)와 연결되는 압축기 연결부(783) 그리고 상기 증발기 입력관(771)과 연결되는 모세관(781) 및 증발기 출력관(772)과 연결되는 출력 연결부(782)로 구성될 수 있다.

상기 증발기(77)와 열전소자모듈조립체(100)가 고정 장착된 상태에서 상기 열전소자모듈조립체(100)의 냉매 유입관(360)은 상기 모세관(781)과 용접에 의해 연결되며, 상기 냉매 유출관(370)은 상기 증발기 입력관(771)과 용접에 의해 연결될 수 있다. 그리고, 상기 증발기 출력관(772)은 상기 배관조립체(78)의 출력 연결부(782)와 용접에 의해 연결될 수 있다.

이와 같은 배관의 연결 구조에 의한 냉매의 유동 경로를 살펴보면, 상기 모세관(781)을 통해 유입되는 저온의 냉매는 상기 히트싱크(300)를 경유하게 되고, 상기 히트싱크(300)와 접하는 상기 열전소자(130)의 발열면(130b)를 냉각할 수 있게 된다. 그리고, 상기 증발기 입력관(771)을 통해 증발기(77)를 경유하면서 열교환된 냉매는 상기 증발기 출력관(772)과 상기 출력 연결부(782)를 통해 상기 배관조립체(78)로 유입되며, 상기 배관조립체(78)의 압축기 연결부(783)를 따라서 상기 압축기(71) 측으로 공급될 수 있게 된다. 이와 같은 상기 증발기(77)측으로 유입되는 저온 냉매의 바이패스를 통해 상기 히트싱크(300)를 효과적으로 냉각할 수 있게 된다.

상기 히트싱크(300)에 의한 상기 발열면(130b)의 냉각을 통해 상기 열전소자(130)의 흡열면(130a)은 극저온 상태가 되도록 할 수 있다. 이때 상기 흡열면(130a)과 발열면(130b)은 대략 30℃이상의 온도차이가 발생될 수 있게 되어 상기 심온냉동칸(200)의 내부를 -40℃~ `50℃의 극저온으로 냉각하는 것이 가능하게 된다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 의한 심온냉동칸의 구조에 관하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 10은 상기 심온 냉동칸의 분해 사시도이다 . 그리고, 도 11은 상기 심온 냉동칸이 개방된 상태에서의 도 3의 11-11' 단면도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시 예에 의한 심온냉동칸(200) 은 전체적으로 저장공간을 형성하는 심온 케이스(210)와 상기 심온 케이스(210)를 개폐하는 케이스 도어(220) 를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 심온 케이스(210)는 전면이 개구되며 , 상기 케이스 도어(220) 에 의해 개폐될 수 있다 . 그리고, 상기 심온 케이스(210)의 후면 또한 개구될 수 있으며, 상기 열전소자모듈 수용부(53)가 상기 개구의 내측으로 삽입될 수 있도록 형성된다. 따라서, 상기 케이스 도어(220)가 닫힌 상태에서 상기 심온 케이스(210)의 내부 공간으로 냉기가 공급되고 상기 심온냉동칸(200)은 심온 상태로 냉각될 수 있다.

상기 심온 케이스(210)의 구조를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 심온 케이스(210)는 외형을 형성하는 아우터케이스(230)와, 상기 아우터케이스(230)의 내측에 구비치되는 인사이드케이스(240) 그리고, 상기 아우터케이스(230)와 상기 인사이드케이스(240)의 사이에 채워지는 발포 단열재(81)를 포함할 수 있다.

한편, 인사이드케이스(240)는 상면이 개구된 인사이드케이스 바디(241)와, 상기 인사이드케이스 바디(241)의 개구된 상면을 차폐하는 인사이드케이스 커버(242)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 아우터케이스(230)는 상면이 개구된 상기 아우터케이스 바디(231)와, 상기 아우터케이스 바디(231)의 개구된 상면을 차폐하는 아우터케이스 커버(232)를 포함할 수 있다.

상기 인사이드케이스 커버(242)와 아우터케이스 커버(232)의 사이에도 상기 발포 단열재(81)가 충진될 수 있으며, 상기 인사이드케이스 커버(242)와 아우터케이스 커버(232)의 사이에는 진공단열패널(82)이 더 구비될 수 있다. 상기 진공단열패널(82)이 장착되는 경우, 상기 심온 케이스(210)의 상면의 두께를 최소화할 수 있게 된다. 따라서, 상기 심온 케이스(210) 상방의 공간을 확보할 수 있으며, 상기 냉동실(40)로 공급되는 냉기가 상기 심온 케이스(210) 상방을 통해 유동되는 공간을 확보할 수 있다.

한편, 상기 아우터케이스(230)의 외측면에는 상기 심온 케이스(210)가 상기 냉동실(40)의 고내측에 장착될 수 있도록 하는 케이스 장착부(233)가 형성될 수 있다. 상기 케이스 장착부(233)는 전후 방향으로 연장되며, 상기 심온 케이스(210)가 전후 방향으로 이동되면서 장착 또는 분리되도록 구성될 수 있다. 상기 심온 케이스(210)는 도 2에 도시된 것과 같이 장착된 상태에서 상기 심온 케이스(210)의 후면이 상기 그릴팬 어셈블리(50)와 밀착될 수 있으며, 상기 이너 케이스(12)의 내측면에 고정 장착될 수 있다.

그리고, 상기 아우터케이스(230)의 바닥면에는 상기 케이스 도어(220)의 슬라이딩 인출입을 위한 레일어셈블리(250)가 장착되는 레일 장착부(234)가 함몰 형성될 수 있다. 상기 케이스 도어(220)의 개폐를 위해 인출입되는 상기 레일어셈블리(250)는 상기 심온 케이스(210)의 외측에 구비되며, 따라서, 상기 심온냉동칸(200) 내부의 초저온 환경에 영향을 받지 않게 된다.

그리고, 상기 아우터케이스(230)의 바닥면에는 상기 레일어셈블리(250)를 차폐하여 상기 케이스 도어(220)의 개폐시 상기 레일어셈블리(250)의 외부 노출을 방지하는 레일 커버(260)가 수용되는 커버 안내부(235)가 형성될 수 있다. 상기 커버 안내부(235)는 상기 아우터케이스(230)의 바닥면에서 함몰되되 상기 레일 커버(260)가 수용될 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 커버 안내부(235)는 상기 레일 커버(260)와 상기 레일어셈블리(250)의 일부를 수용할 수 있도록 구성된다. 그리고, 상기 커버 안내부(235)는 상기 케이스 도어(220)의 인출입 방향과 대응하는 전후 방향으로 연장될 수 있다. 이때, 상기 레일 커버(260)는 상기 레일어셈블리(250)보다 더 외측에 위치될 수 있으며, 따라서 상기 케이스 도어(220)가 인출입되는 과정에서 상기 레일어셈블리(250)가 측방으로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 심온 케이스(210)의 전면에는 도어 가이드(270)가 구비될 수 있다. 상기 도어 가이드(270)는 상기 심온 케이스(210)의 전면을 형성하는 것으로, 중앙의 개구는 상기 인사이드케이스(240)의 개구된 전면의 크기와 대응하도록 형성되며, 둘레는 상기 아우터케이스(230)의 둘레와 대응하도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 도어 가이드(270)의 전면에는 전방으로 돌출되는 사이드부(271)가 더 형성될 수 있다. 상기 사이드부(271)는 상기 케이스 도어(220)의 좌우 양측면과 접할 수 있으며, 상기 케이스 도어(220)가 닫힌 상태에서 상기 케이스 도어(220)의 전면과 동일한 높이를 가지도록 돌출될 수 있다. 상기 사이드부(271)는 상기 케이스 도어(220)가 완전히 닫힌 상태를 사용자에게 보일 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 사이드부(271)는 상기 케이스 도어(220)의 양측면과 접하게 되어 상기 심온 케이스(210)에서 냉기가 측방으로 누설되는 것을 구조적으로 방지할 수 있으며, 상기 케이스 도어(220)가 닫힌 상태에서 외관이 보다 개선되도록 할 수도 있다

한편, 상기 케이스 도어(220)는 전면 및 둘레 외관을 형성하는 프론트 커버(221)와, 상기 케이스 도어(220)의 배면을 형성하는 도어 케이스(222)로 구성될 수 있다. 상기 프론트 커버(221)와 케이스 도어(220)의 내부에는 발포 단열재(223)가 충전될 수 있으며, 상기 케이스 도어(220)는 단열 구조를 가질 수 있다.

상기 프론트 커버(221)의 전면 하단에는 내측으로 함몰된 손잡이부(221a)가 형성될 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 손잡이부(221a)에 손가락을 넣고 잡은 상태에서 상기 케이스 도어(220)를 밀고 당길 수 있으며, 상기 케이스 도어(220)를 개폐 조작할 수 있게 된다.

상기 케이스 도어(220)의 배면 둘레는 상기 도어 가이드(270)의 전면 둘레와 접할 수 있다. 그리고, 상기 도어 가이드(270)의 둘레와 접하는 상기 케이스 도어(220)의 둘레에는 도어 가스켓(290)이 구비될 수 있다. 상기 도어 가스켓(290)은 상기 심온 케이스(210)와 케이스 도어(220)의 사이를 기밀하기 위한 것으로, 상기 도어 케이스(222)에 함몰 형성되는 가스켓 삽입홈(224)에 고정 장착될 수 있다.

그리고, 상기 케이스 도어(220)의 배면 양측에는 프레임 장착부(225)가 형성될 수 있다. 상기 프레임 장착부(225)는 상기 도어 가스켓(290)의 내측 영역에 해당하는 상기 도어 케이스(222)의 배면에 함몰되며, 상기 케이스 도어(220)와 함께 인출입되는 서포트 프레임(280)이 고정 장착되도록 구성될 수 있다.

상기 서포트 프레임(280)은 상기 케이스 도어(220)의 배면에 고정 장착되며, 상기 심온 수납부재(226)가 안착될 수 있도록 구성된다. 따라서, 상기 케이스 도어(220)의 슬라이딩 인출입시 상기 서포트 프레임(280)은 함께 슬라이딩 인출입될 수 있게 되며, 상기 심온 수납부재(226) 또한 함께 출입될 수 있게 된다.

상기 서포트 프레임(280)은 바닥면을 형성하는 서포트 플레이트(281)와, 상기 케이스 도어(220)에 고정되는 케이스 도어(282)를 포함할 수 있다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 서포트 플레이트(281)는 상기 심온 수납부재(226)가 안착되는 면을 제공하는 것으로, 상기 심온 케이스(210)의 내부 즉, 상기 인사이드케이스(240)의 내측에 삽입 가능한 크기로 형성될 수 있다.

상기 서포트 플레이트(281)의 중앙에는 수납부재 안착부(283)가 함몰 형성될 수 있다. 상기 수납부재 안착부(283)는 상기 심온 수납부재(226)의 바닥면 크기와 대응하는 형상으로 함몰 형성될 수 있으며, 상기 수납부재 안착부(283)의 둘레는 돌출되어 상기 심온 수납부재(226)의 바닥면 적어도 일부가 수용되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 케이스 도어(220)의 슬라이딩 인출입 과정 중에도 상기 심온 수납부재(226)의 안정적인 장착 상태의 유지가 가능하다.

한편, 상기 서포트 플레이트(281)의 후단에는 좌우 양측면이 후방으로 돌출된 한쌍의 플레이트 연장부(284)가 더 형성될 수 있다. 그리고, 상기 한쌍의 플레이트 연장부(284)에는 각각 스페이서(285)가 구비될 수 있다. 상기 스페이서(285)는 상기 케이스 도어(220)의 슬라이딩 인출입을 원활하게 하는 것으로, 상기 서포트 플레이트(281)에 장착된 상태에서 상기 인사이드케이스(240)의 내측면과 접하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 스페이서(285)는 내마모성이 우수하고, 윤활성능이 우수한 엔지니어링 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 케이스 도어(220)의 인출입시 상기 스페이서(285)의 가이드에 의해 상기 서포트 플레이트(281)는 유동되지 않고 부드럽게 슬라이딩 될 수 있다.

그리고, 상기 플레이트 연장부(284)는 하방으로 돌출되는 구조를 가지게 되며, 따라서 상기 케이스 도어(220)가 최대 인출된 상태에서는 상기 인사이드케이스(240)의 바닥면에서 돌출된 스토퍼(243)와 접할 수 있도록 구성된다. 따라서, 상기 케이스 도어(220)의 개방시 상기 케이스 도어(220)의 과도한 인출을 제한할 수 있도록 한다.

상기 프레임 고정부(282)는 상기 서포트 플레이트(281)의 전단 좌우 양측에서 상방으로 연장될 수 있다. 상기 프레임 고정부(282)는 상기 서포트 플레이트(281)로부터 수직하게 절곡 형성될 수 있으며, 상기 도어 케이스(222)의 배면에 형성되는 프레임 장착부(225)에 고정될 수 있다. 상기 프레임 고정부(282)는 스크류와 같은 별도의 결합부재에 의해 상기 프레임 장착부(225)에 결합될 수 있으며, 접착제 또는 결합 구조에 의해 서로 견고하게 결합되는 구조를 가질 수 있다.

그리고, 상기 프레임 고정부(282)가 상기 프레임 장착부(225)에 장착된 상태에서는 상기 프레임 고정부(282)가 상기 케이스 도어(220) 즉, 상기 도어 케이스(222)의 배면과 동일 평면을 이루도록 할 수 있다. 상기 프레임 고정부(282)는 함몰된 프레임 장착부(225)의 내측에 삽입될 수 있으며, 삽입된 상태에서 상기 프레임 장착부(225)와 밀착되고 상기 도어 케이스(222)와 일체화되어 상기 심온 수납부재(226)의 탈착시 간섭되지 않도록 할 수 있다.

한편, 상기 프레임 고정부(282)는 상기 서포트 플레이트(281)의 돌출된 둘레부(286)가 연장되도록 형성될 수 있으며, 따라서 상기 프레임 고정부(282) 및 상기 서포트 플레이트(281)는 구조적으로 보강된 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 케이스 도어(220)의 개방시 상기 심온 수납부재(226)가 완전 인출될 정도로 인출거리를 확보하게 되더라도 안정적인 지지구조를 가질 수 있다.

이를 위해 상기 프레임 고정부(282)와 상기 서포트 플레이트(281)의 둘레부(286)는 단면 구조가 절곡된 구조를 가질 수 있으며, 상기 서포트 프레임(280)에 가해지는 하중을 효과적으로 지지하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 심온 수납부재(226)에 식품이 수납된 상태에서 상기 케이스 도어(220)가 최대 인출되는 경우에도 상기 서포트 프레임(280)은 변형되거나 처지지 않고 상기 케이스 도어(220)와 안정적인 결합 구조를 유지하도록 할 수 있다.

상기 심온 수납부재(226)는 상면이 개구된 바스켓 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 서포트 프레임(280)에 안착된 상태에서 상단이 상기 케이스 도어(220) 상부의 도어 가스켓(290)보다 더 낮은 높이를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 심온 수납부재(226)에 식품이 수납된 상태에서도, 상기 케이스 도어(220)의 개폐시 상기 심온 케이스(210)와 간섭되지 않도록 할 수 있다. 그리고, 상기 케이스 도어(220)가 닫힌 상태 상기 심온 케이스(210) 내부에서 상기 심온 수납부재(226) 상방의 공간을 확보하여 극저온 상태로의 냉각을 위한 냉각 공기의 유동을 원활하게 할 수 있다.

그리고, 상기 심온 수납부재(226)의 후면 즉, 상기 열전소자모듈 수용부(53)와 마주보는 면은 그릴 형상을 개구되는 통기부(226a)가 형성될 수 있다. 상기 통기부(226a)는 상기 심온 수납부재(226)의 후면 전체면에 형성될 수 있으며, 상기 심온 케이스(210) 내부의 공기 흡입 및 상기 열전소자(130)에 의한 극저온 상태의 토출시 공기 유동이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.

상기 심온 수납부재(226)의 바닥면에는 중앙이 돌출되며, 둘레면에는 함몰된 단차부(226b)가 형성될수 있다. 상기 단차부(226b)는 상기 심온 수납부재(226)가 상기 서포트 플레이트(281)에 안착될 때 상기 서포트 플레이트(281)의 둘레부(286)에 안착될 수 있도록 대응하는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 심온 수납부재(226)의 안정적인 장착과, 예상하지 않은 상기 심온 수납부재(226)의 분리를 방지하도록 구성될수 있다.

한편, 상기 심온 수납부재(226)는 상기 서포트 플레이트(281)와 별도로 구성되어 상기 서포트 플레이트(281)에 탈착될 수도 있지만, 상기 서포트 플레이트(281)와 일체로 성형되어 상기 서포트 플레이트(281) 자체가 상기 심온 수납부재(226)와 같이 구성될 수도 있다.

상기 도어 케이스(222)의 하단 양측에는 커버 장착부(226)가 형성될 수 있다. 상기 커버 장착부(226)는 상방으로 함몰 형성될 수 있으며, 상기 프론트 커버(221)와 상기 도어 케이스(222)가 결합되면, 후방으로 개구가 노출되도록 형성될 수 있다. 상기 커버 장착부(226)의 형상은 상기 레일 커버(260)의 단면 형상과 대응하도록 형성될 수 있으며, 따라서, 상기 레일 커버(260)가 상기 커버 장착부(226)를 관통하여 장착도록 구성될 수 있다.

상기 레일 커버(260)는 상기 케이스 도어(220)에 고정 장착되며, 상기 케이스 도어(220)와 함께 인출입되면서 상기 레일어셈블리(250)를 차폐할 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 레일 커버(260)는 상기 레일어셈블리(250)를 차폐하는 차폐부(261)와 상기 레일 커버(260)를 상기 케이스 도어(220)에 고정시키는 커버 고정부(262)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 차폐부(261)는 상기 레일어셈블리(250)의 측방 및 상방 노출을 차폐할 수 있도록 커버하며, 동시에 상기 레일어셈블리(250)와 결합되도록 구성될 수 있다. 상기 차폐부(261)는 상기 케이스 도어(220)가 최대 인출된 상태에서 상기 레일어셈블리(250)를 차폐할 수 있도록 상기 케이스 도어(220)의 인출입 방향으로 연장 형성될 수 있다.

그리고, 상기 차폐부(261)는 상기 차폐부(261)의 연장 방향과 교차되는 방향으로 다수회 절곡 형성될 수 있다. 상세히, 상기 차폐부(261)는 결합면(265)과 차폐면(264), 가이드면(263)을 포함할 수 있다.

상기 결합면(265)은 상기 심온 케이스(210)의 바닥면 및 상기 레일어셈블리(250)의 상면과 평행하게 연장되며, 상기 레일어셈블리(250) 중 가장 외측으로 연장되는 이동 레일(253)과 결합되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 이동 레일(253)은 상기 결합면(265)의 하면과 결합될 수 있으며, 따라서 상기 이동 레일(253)의 연장에 따라 상기 결합면(265) 즉 상기 레일 커버(260) 또한 이동될 수 있으며, 결국 상기 케이스 도어(220) 및 이와 일체로 구성되는 심온 수납부재(226)까지 이동 가능하게 된다.

상기 차폐면(264)은 상기 결합면(265)의 외측단에서 하방으로 수직하게 절곡될 수 있다. 상기 차폐면(264)은 상기 레일어셈블리(250)의 하단 또는 상기 이동 레일(253)의 하단보다 더 하방으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 차폐면(264)은 상기 케이스 도어(220)가 개방되는 과정 중에 상기 레일어셈블리(250)가 측방으로 노출되는 것을 차폐하게 된다.

상기 가이드면(263)은 상기 결합면(265)의 외측단에서 상방으로 수직하게 절곡될 수 있다. 상기 가이드면(263)은 상기 차폐면(264)과 반대측 단부에서 반대 방향으로 수직하게 절곡되는 구조를 가지게 된다. 상기 가이드면(263)은 상기 결합면(265)으로부터 수직하게 형성되어 상기 심온 케이스(210)의 전면을 관통하므로 상기 차폐부(261)의 좌우측 유동 또는 벤딩을 방지할 수 있으며, 상기 케이스 도어(220)의 슬라이딩 인출입을 보조적으로 안내할 수 있다.

그리고, 상기 차폐면(264)과 가이드면(263) 및 차폐면(264)은 연속적인 절곡 구조를 갖게 되며, 이러한 구조를 통해서 상기 차폐부(261)의 강도가 보강될 수 있으며, 상기 케이스 도어(220)의 개방시 가해지는 수직 하중을 견딜 수 있도록 추가적인 보강 구조 및 지지구조를 제공할 수 있게 된다.

상기 차폐부(261)의 전단은 상기 도어 케이스(222)의 배면을 관통하고, 상기 결합면(265)의 후단은 상기 심온 케이스(210)의 전면을 관통하도록 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 케이스 도어(220)의 개방 및 인출 거리에 관계없이 항상 상기 레일어셈블리(250)를 측방 빛 하방에서 차폐하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 케이스 도어(220)의 개폐과정 중 어떤 상태에서도 상기 레일어셈블리(250)가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 차폐부(261)는 상기 심온 케이스(210) 내부의 공간 내측에 배치되는 것이 아니라, 상기 심온 케이스(210) 외부에 구비됨으로써 상기 심온 케이스(210) 내부의 극저온으로 인한 변형 또는 착상 등에 의한 동작 불량 발생을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

상기 커버 고정부(262)는 상기 차폐부(261)의 전단에서 상방으로 절곡 형성될 수 있다. 상기 차폐부(261)의 전단은 상기 도어 케이스(222) 하단의 커버 장착부(226)를 관통하여 상기 케이스 도어(220)의 내측에 위치하게 된다. 그리고, 상기 커버 고정부(262)는 상기 케이스 도어(220)의 내부에서 상방으로 연장될 수 있다.

상기 커버 고정부(262)는 상기 도어 케이스(222)의 내측면 즉, 상기 발포 단열재(81)와 접하는 면에 밀착 고정될 수 있다. 그리고, 스크류와 같은 결합부재에 의해 상기 도어 케이스(222)에 고정 결합될 수 있다. 상기 도어 케이스(222)는 상기 커버 고정부(262)와 결합된 상태로 상기 프론트 커버(221)와 결합되어 상기 케이스 도어(220)를 구성할 수 있으며, 상기 도어 케이스(222)와 상기 프론트 커버(221)가 결합된 상태에서 발포액이 주입되어 상기 발포 단열재(81)를 형성할 수 있다.

한편, 상기 커버 고정부(262)의 장착 위치는 상기 프레임 고정부(282)의 장착 위치와 대응할 수 있다. 따라서, 하나의 상기 결합부재를 이용하여 상기 커버 고정부(262)와 프레임 고정부(282)를 헌꺼번에 고정시킬 수 있다. 상기 케이스 도어(220)가 조립 완료된 상태에서는 상기 도어 케이스(222)를 기준으로 내측에 상기 커버 고정부(262)가 배치되고 외측에 상기 프레임 고정부(282)가 배치되어 상기 케이스 도어(220)가 안정적으로 결합될 수 있다.

도 12는 도 11의 12-12' 단면도이다.

도면을 참조하여 상기 레일어셈블리(250) 구조에 관하여 보다 상세하게 살펴보면, 상기 레일어셈블리(250)는 상기 다단으로 연장 가능한 구조로, 일반적으로 서랍에 많이 사용되는 다단 레일 구조를 가질 수 있다.

본 발명은 다단 인출입 가능한 레일 구조를 가지는 다양한 레일이 사용될 수 있으며, 본 실시 예에서는 설명과 이해의 편의를 위해 3단으로 구성되는 상기 레일어셈블리(250)를 기준으로 설명하기로 한다.

상기 레일어셈블리(250)는 고정 레일(251)과 연결 레일(252) 및 이동 레일(253)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 고정 레일(251)은 상기 레일어셈블리(250)를 상기 심온 케이스(210)의 바닥면 즉, 상기 아우터케이스(231)에 고정 장착하도록 구성될 수 있다.

도 10에 도시된 것과 같이 상기 고정 레일(251)의 전반부와 후반부에는 고정 브라켓(254)이 구비될 수 있다. 상기 고정 브라켓(254)은 상기 아우터케이스(230)의 하면에 형성된 레일 장착부(234)에 결합될 수 있도록 형성된다. 따라서, 상기 고정 브라켓(254)에 의해 상기 고정 레일(251)은 상기 심온 케이스(210)에 고정 장착된 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 고정 레일(251)의 일측에는 상기 케이스 도어(220)가 닫힐 때의 충격을 완화하기 위한 댐핑장치(255)가 구비될 수 있다. 상기 댐핑장치(255)는 일반적인 서랍 도어의 댐핑을 위한 장치로, 다양한 구조가 적용될 수 있을 것이다.

또한, 상기 댐핑장치(255)는 상기 케이스 도어(220)가 닫힐 때에, 외력이 가해지지 않더라도 상기 케이스 도어(220)를 당겨 완전히 닫힐 수 있도록 구성될 수도 있다. 즉, 상기 댐핑장치(255)는 오토클로징(Auto-closing) 기능을 가질 수도 있으며, 상기 케이스 도어(220)가 항상 완전히 닫힌 상태를 유지하여 상기 심온냉동칸(200) 내부의 냉기가 외부로 누설되지 않도록 하게 된다.

상기 이동 레일(253)은 상기 레일 커버(260)의 결합면(265)과 결합되며, 상기 케이스 도어(220)와 함께 전후방으로 인출입되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 이동 레일(253)은 상기 고정 레일(251)의 상방에 배치될 수 있으며, 상기 연결 레일(252)에 의해 연결되어 상기 고정 레일(251)을 기준으로 2단으로 인출될 수 있다.

상기 연결 레일(252)은 상기 고정 레일(251)과 이동 레일(253)의 사이에 배치되며, 상기 고정 레일(251)과 이동 레일(253) 사이의 상기 연결 레일(252)에는 다수의 베어링(252a)이 포함되어 상기 연결 레일(252) 및 이동 레일(253)이 슬라이딩 되면서 인출입 가능하게 된다.

상기 레일어셈블리(250)의 이동 레일(253)은 상기 레일 커버(260)의 결합면(265)에 고정 장착될 수 있으며, 상기 레일어셈블리(250)가 장착된 상태에서 상기 차폐면(264)은 상기 이동 레일(253)을 측방에서 차폐할 수 있도록 연장된다.

이와 같은 구조를 통해서 상기 레일어셈블리(250)는 상기 케이스 도어(220)의 슬라이딩 이동을 안내하게 되며, 상기 레일 커버(260)에 의한 안정적인 지지 구조를 제공함은 물론 상기 레일어셈블리(250)가 측방으로 노출되는 것을 방지하게 된다.

도 13은 상기 심온냉동칸의 케이스 도어의 접촉 상태를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 14는 상기 케이스 도어의 결합 구조를 보인 단면도이다.

도면을 참고하여 상기 스페이서(285)의 결합 구조를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 케이스 도어(220)와 함께 인출입되는 서포트 플레이트(281)의 양측단의 상기 플레이트 연장부(284)에 상기 스페이서(285)가 장착될 수 있다.

상세히, 상기 플레이트 연장부(284)는 상기 스토퍼(243)와의 걸림 구속을 위해 상기 서포트 플레이트(281)의 둘레부(286)가 하방으로 절곡된 향상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 플레이트 연장부(284)의 외측면에는 상기 스페이서(285)의 장착을 위해서 상기 연장부 홀(286a)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 연장부 홀(286a)의 하부는 상기 스페이서(285)가 삽입될 수 있도록 함몰되는 케이스 도어 장착부(286)가 형성될 수 있다.

상기 스페이서(285)는 상기 케이스 도어 장착부(286)에 장착된 상태로 상기 연장부 홀(286a)에 삽입되며, 상기 서포트 플레이트(281)의 전후 방향 인출입에도 장착상태를 유지할 수 있게 된다. 상기 스페이서(285)는 엔지니어링 플라스틱 소재로 사출 형성될 수 있으며, 상기 플레이트 연장부(284)에 고정 장착될 수 있다.

상세히, 상기 스페이서(285)는 상기 인사이드케이스(240)의 내부 측면과 접하는 측면부(285a), 상기 인사이드케이스(240)의 내부 하면과 접하는 하면부(285b), 상기 측면부(285a)에서 연장되어 상기 연장부 홀(286a)에 삽입되는 삽입 고정부(285c), 그리고, 상기 하면부(285b)의 단부에서 절곡되는 절곡부(282d)로 구성될 수 있다.

상세히, 상기 측면부(285a)는 상기 케이스 도어 장착부(286)와 대응하는 형상으로 형성되어 상기 케이스 도어 장착부(286)에 삽입될 수 있다. 그리고, 상기 측면부(285a)는 상기 플레이트 연장부(284)의 측면으로 노출되고 측방으로 다소 돌출되도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 서포트 플레이트(281)의 측면과 상기 인사이드케이스(240)의 내부 측면의 사이 공간을 채울 수 있도록 형성될 수 있다.

도 13에 도시된 것과 같이, 상기 케이스 도어(220)가 상기 심온 케이스와 연결된 상태에서는 상기 스페이서(285)가 상기 인사이드케이스(240)의 내부 측면과 접촉 상태를 유지하게 되며, 접촉 상태로 상기 인사이드케이스(240)의 벽면을 따라서 슬라이딩하게 된다.

상기 측면부(285a)의 상단에는 상기 연장부 홀(286a)을 향하여 절곡되며, 상기 연장부 홀(286a)을 관통하도록 삽입되는 삽입 고정부(285c)가 형성될 수 있다. 상기 삽입 고정부(285c)는 상기 스페이서(285)가 상기 케이스 도어(220)의 인출입 과정에서 탈락되는 것을 방지하며, 상기 스페이서(285)의 상단을 구속하게 된다.

상기 측면부(285a)는 플레이트 연장부(284)의 하단까지 연장될 수 있다. 그리고, 상기 하면부(285b)는 상기 측면부(285a)의 하단에서 절곡되며, 상기 플레이트 연장부(284)의 하단을 지나도록 연장될 수 있다. 이때, 상기 하면부(285b)는 상기 인사이드케이스(240)의 내부 바닥면과 접하게 된다. 즉, 상기 케이스 도어(220)를 슬라이딩 인출입 조작하게 될 경우 상기 측면부(285a)와 하면부(285b)가 모두 상기 인사이드케이스(240)의 내부 모서리와 접하게 되어 상기 케이스 도어(220)가 좌우 유동되지 않고 안정적인 상태로 슬라이딩 인출입될 수 있다.

상기 하면부(285b)의 연장된 단부에는 상방으로 절곡되는 절곡부(282d)가 형성될 수 있다. 상기 절곡부(282d)는 상방으로 연장되되 상기 측면부(285a)와 이격된 공간을 형성하게 된다. 그리고, 상기 측면부(285a)와 상기 절곡부(282d)의 사이에는 하방으로 연장된 상기 플레이트 연장부(284)의 단부가 수용되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 절곡부(282d)는 상기 플레이트 연장부(284)의 내측면을 가압하도록 절곡될 수도 있으며, 상기 측면부(285a)의 하단이 상기 플레이트 연장부(284)에 장착상태를 유지하도록 고정할 수 있다.

이와 같은 구조의 상기 스페이서(285)는 상기 서포트 플레이트(281)와 상기 인사이드케이스(240) 사이에서 최소의 공간을 차지하며, 롤러와 같은 구조물에 비해 현저하게 작은 공간을 차지하게 되어 공간의 손실을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 상기 스페이서(285)는 윤할 성능이 우수한 POM과 같은 엔지니어링 플라스틱으로 형성될 수 있어, 상기 레일어셈블리(250)의 인출입 동작을 저해하지 않으며, 상기 케이스 도어(220)의 슬라이딩 개폐를 보조할 수 있게 된다.

도 15는 상기 심온냉동칸의 도어 가스켓의 결합 구조를 보인 단면도이다.

도면을 참고하여 상기 도어 가스켓(290)의 결합 구조를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 도어 케이스(222)의 배면 가장자리를 따라서 상기 가스켓 삽입홈(224)이 함몰 형성될 수 있다.

그리고, 상기 가스켓 삽입홈(224)의 내측 영역은 돌출된 케이스 돌출부(287)를 형성할 수 있으며, 상기 심온 케이스(210)의 개구된 저면 내측으로 삽입될 수 있다. 따라서 상기 케이스 돌출부(287)와 상기 인사이드케이스(240)의 내측면 사이는 구조적으로 공간이 좁아지게 되어 냉기의 누설을 줄일 수 있는 구조가 제공된다.

그리고, 상기 도어 가스켓(290)은 상기 가스켓 삽입홈(224)에 장착된 상태에서 상기 케이스 도어(220)가 완전히 닫히게 되면, 상기 심온 케이스(210)의 전면 둘레 즉, 상기 도어 가이드(270)의 전면과 접하게 된다. 상기 도어 가스켓(290)과 상기 도어 가이드(270)의 밀착에 의해 상기 심온 케이스(210)는 완전히 기밀될 수 있으며, 상기 도어 가스켓(290) 내부 냉기가 외부로 누설되지 않게 된다.

한편, 상기 도어 가스켓(290)은 극저온의 상태에서도 기밀 성능 및 탄성을 유지할 수 있는 실리콘 소재로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 도어 가스켓(290)은 상기 가스켓 삽입홈(224)에 삽입 장착되는 가스켓 장착부(291)와, 상기 심온 케이스(210) 전면과 접하며, 내부에 단열 공간을 형성하는 실링부(292)를 포함할 수 있다.

상기 가스켓 장착부(291)는 상기 가스켓 삽입홈(224)의 내측에 압입될 수 있도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 가스켓 삽입홈(224) 외측으로 노출된 상기 가스켓 장착부(291)에는 상기 실링부(292)가 형성될 수 있다.

상기 실링부(292)는 상기 내부에 단열 공간(293)을 형성하며, 상기 케이스 돌출부(287)를 향하여 가스켓 개구(295)가 형성될 수 있다. 이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 실링부(292)의 내측은 상기 가스켓 개구(295)와 연통되는 소정의 단열 공간(293)이 형성된다. 그리고, 상기 단열 공간(293)의 내부에는 단열부재(294)가 구비된다.

상기 단열부재(294)는 상기 단열 공간(293)을 따라서 상기 도어 가스켓(290) 전체에 걸쳐 형성될 수 있다. 그리고, 상기 단열부재(294)는 EPDM 폼으로 구성될 수 있으며, 탄성 변형 가능하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 단열부재(294)는 상기 단열 공간(293)의 크기보다는 다소작게 형성될 수 있다. 상기 단열부재(294)는 상기 가스켓 장착부(291)와 접하는 상기 실링부(292) 내측면에 고정될 수 있으며, 반대되는 측면 즉 상기 심온 케이스(210)를 향하는 면의 상기 실링부와는 이격되도록 형성될 수 있다.

따라서, 상기 케이스 도어(220)가 닫힌 상태에서는 상기 실링부(292)가 변형되며, 상기 단열부재(294) 또한 압착되어 상기 심온냉동칸(200)이 기밀될 수 있게 된다. 이때, 상기 도어 가스켓(290) 내부의 단열 공간은 사실상 상기 단열부재(294)에 의해 채워지는 형태가 되어 상기 도어 가스켓(290)은 단열의 기능을 가질 수 있으며, 상기 심온냉동칸(200) 내부의 열교환을 차단하게 된다.

한편, 상기 심온 케이스(210) 내부에 냉각 공기가 공급되고 있는 상태에서는 상기 심온 케이스(210) 내부의 압력이 다소 증가될 수 있다. 이와 같은 상태에서는 압력에 의해 상기 케이스 도어(220)가 미세하게 유동될 수도 있다. 이때, 상기 심온냉동칸(200)의 공기가 상기 케이스 돌출부(287)와 상기 심온 케이스(210)의 내측면 사이로 유동되는 경우, 유동되는 공기는 상기 도어 가스켓(290) 측으로 흐르게 되며, 상기 도어 가스켓(290)의 가스켓 개구(295)로 유입될 수 있다. 상기 가스켓 개구(295)로 냉각 공기가 유입되는 경우 상기 실링부(292)가 팽창되며, 상기 실링부(292)는 상기 심온 케이스(210)의 전면과 보다 밀착되는 상태가 될 수 있다. 따라서, 상기 도어 가스켓(290)에 의해 상기 심온냉동칸(200)의 기밀상태를 유지할 수 있게 된다.

물론, 상기 케이스 도어(220)는 상기 레일어셈블리(250)에 의해 충분한 외력이 가해지지 않는 한 닫혀진 상태를 유지하게 되며, 특히, 댐핑부재(255)에 의한 오토 클로징 작용으로 인해 심온냉동칸(200) 내부의 일시적인 압력 변화만으로 쉽게 개방되지는 않게 된다.

이하에서는 상기와 같은 구조를 가지는 심온냉동칸(200)의 개폐 동작에 관하여 살펴보기로 한다.

도 16은 상기 심온냉동칸이 닫힌 상태의 단면도이다. 그리고, 도 17은 상기 심온냉동칸이 열린 상태의 단면도이다.

상기 심온냉동칸은 도 16에 도시된 것과 같이 상기 케이스 도어(220)가 닫혀있는 상태에서 내부로 공급되는 냉기에 의해 극저온 상태를 유지할 수 있게 된다. 상기 심온냉동칸(200)이 닫혀있는 상태에서는 상기 도어 가스켓(290)이 상기 심온 케이스(210)의 전면 둘레에 가압 밀착된 상태가 된다.

이와 같은 상태에서는 상기 도어 가스켓(290)의 내부가 단열부재(294)에 의해 채워진 상태가 되어 상기 케이스 도어(220)와 상기 심온 케이스(210) 사이의 냉기가 누설되는 것을 방지하는 것은 물론 상기 심온 가스켓(290)을 통해 열전달이 이루어지는 것 또한 방지할 수 있게 된다. 특히, 극저온 상태의 심온냉동칸(200)과 상기 냉동실(40) 사이의 온도차가 크게 되어 열교환이 일어날 수 있으나, 상기 도어 가스켓(290)은 단열구조를 가지게 되어 심온냉동칸(200)의 내부 온도가 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 케이스 도어(220)가 완전히 닫혀있는 상태에서는 상기 케이스 도어(220)와 함께 인출입되는 서포트 플레이트(281) 또한 상기 심온 케이스(210)의 내부에 완전히 인입된 상태를 유지하게 된다.

그리고, 상기 서포트 플레이트(281)에 안착된 심온 수납부재(226) 또한 상기 심온 케이스(210) 내부에 완전히 수용된 상태로 상기 냉각팬(190)에 의해 공급되는 극저온의 냉기가 상기 심온 수납부재(226)의 내부로 유입될 수 있도록 한다.

또한, 상기 레일어셈블리(250)는 완전히 인입된 상태가 되며, 상기 레일 커버(260) 또한 상기 심온 케이스(210)의 하면에 수용된 상태가 되어 외부로 노출되지 않게 된다.

이와 같은 상태에서 사용자가 상기 심온냉동칸(200)에 식품을 수납하기 위해서 상기 케이스 도어(220)를 잡고 전방으로 당기게 되면 상기 케이스 도어(220)는 전방으로 슬라이딩 이동되고 상기 심온냉동칸(200)은 개방 된다.

상기 케이스 도어(220)가 전방으로 이동하게 됨에 따라서 상기 레일어셈블리(250)는 다단으로 연장될 수 있으며, 상기 레일어셈블리(250)의 다단 연장에 따라서 상기 케이스 도어(220) 및 서포트 플레이트(281) 그리고 심온 수납부재(226)가 인출된다. 그리고, 상기 케이스 도어(220)의 인출시 상기 레일 커버(260) 또한 함께 인출될 수 있으며, 상기 레일 커버(260)의 인출에 의해 연장되는 상기 레일어셈블리(250)는 측방 및 상방에서 차폐되어 상기 레일어셈블리(250)가 외부로 노출되는 것을 방지하게 된다

한편, 상기 케이스 도어(220)의 인출시 상기 서포트 플레이트(281)의 플레이트 연장부(284)에 구비된 상기 스페이서(285)는 상기 인사이드케이스(240)의 내측면과 접촉된 상태를 유지하게 되며, 상기 인사이드케이스(240)의 양측면 하단의 모서리를 따라서 이동하면서 상기 케이스 도어(220)의 유동과 처짐을 방지하게 된다.

상기 케이스 도어(220)는 도 17에 도시된 것과 같이 상태로 인출될 수 있다. 상기 케이스 도어(220)의 인출이 완료되면, 상기 레일어셈블리(250)는 최대로 연장될 수 있다. 그리고, 상기 케이스 도어(220)가 최대 인출된 상태에서는 상기 플레이트 연장부(284)의 하방으로 돌출된 전단이 상기 인사이드케이스(240)의 바닥면에 돌출된 상기 스토퍼(243)와 접하여 더 이상 인출되지 않도록 제한될 수 있다.

그리고, 상기 케이스 도어(220)가 최대 인출된 상태에서는 상기 심온 수납부재(226)가 상기 심온 케이스(210)의 내측에서 완전히 인출된 상태가 될 수 있으며, 상기 심온 수납부재(226)는 상기 서포트 플레이트(281)로부터 분리될 수도 있다. 즉, 도 17과 같이 상기 심온 수납부재(226)가 완전히 인출된 상태에서는 식품의 수납이 용이하고 상기 심온 수납부재(226)의 처리가 용이하게 된다.

한편, 도 17과 같이 상기 케이스 도어(220)가 최대 인출된 상태에서도 상기 레일어셈블리(250) 뿐만아니라, 상기 레일 커버(260)에 의한 상기 케이스 도어(220)의 지지구조가 추가로 제공되어 상기 케이스 도어(220)의 처짐을 방지할 수 있으며, 상기 서포트 플레이트(280)에 의해 상기 케이스 도어(220)의 유동 및 처짐을 더 방지할 수 있게 된다.

그리고, 이와 같은 상태에서 식품의 수납 작업이 완료되면, 상기 케이스 도어(220)를 다시 밀어 넣어서 상기 심온냉동칸(200)은 도 16에서와 같이 닫히게 된다.

이하에서는 이와 같은 극저온의 구현이 가능한 심온냉동칸(200)의 동작을 위한 구조 및 동작 상태에 관하여 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.

도 18은 상기 심온냉동칸의 냉각을 위한 공기 유동 상태를 보인 단면도이다. 상기 냉장실(30)의 내측에는 상기 심온냉동칸(200)을 형성하는 심온 케이스(210)가 장착된다. 상기 심온 케이스(210)의 개구된 후면은 상기 그릴팬(51)의 전면과 밀착된다. 그리고, 상기 열전소자모듈조립체(100)와 상기 냉각팬(190)이 장착되는 열전소자모듈 수용부(53)가 상기 심온 케이스(210)의 개구된 후면을 통해 삽입될 수 있으며, 상기 심온냉동칸(200)의 내부로 냉기를 공급할 수 있다.

한편, 상기 열전소자모듈조립체(100)는 상기 냉각팬(190)의 후방에 배치될 수 있으며, 상기 모듈하우징(110)의 내부에 수용되어 조립된 상태로 상기 그릴팬 어셈블리(50) 및 상기 이너케이스(12)에 고정 장착될 수 있다.

이때, 상기 열전소자모듈조립체(100) 중 냉기가 발생되는 부분은 상기 심온냉동칸(200)의 내측에 배치되고, 상기 열전소자모듈조립체(100) 중 열이 발생되는 부분은 상기 증발기(77)가 수용되는 공간의 내측에 구비될 수 있다.

상기 심온냉동칸(200)과 상기 증발기(77)의 수용공간 사이의 경계가 되는 상기 쉬라우드(56)의 전면의 연장선(D_L)으로 정의하여 상기 연전소자모듈조립체의 배치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 연장선(D_L)을 기준으로 할 때, 상기 열전소자모듈조립체(100)의 흡열측은 전방에 배치되고 방열측은 후방에 배치될 수 있다. 이때, 상기 연장선(D_L)은 상기 냉장실(30)과 증발기(77)가 수용되는 공간의 경계가 될 수도 있으며, 쉬라우드(56)의 전면이 아닌 그릴팬(51)의 후면으로 정의될 수도 있다.

즉, 상기 열전소자모듈조립체(100)가 장착된 상태에서 상기 콜드싱크(120)는 상기 연장선(D_L) 보다 전방에 구비될 수 있으며, 상기 콜드싱크(120)의 후면이 상기 연장선(D_L)상에 배치될 수 있다.

따라서, 냉기가 발생되는 콜드싱크(120) 전체는 상기 심온냉동칸(200)의 내측, 보다 상세하게는 상기 열전소자모듈 수용부(53)의 내측에 위치하게 된다. 따라서, 상기 콜드싱크(120)는 히트싱크(300)와 독립되는 공간상에 배치되며, 상기 콜드싱크(120)에서 발생하는 냉기가 온전히 상기 심온냉동칸(200)의 내측으로 공급될 수 있다. 이때, 상기 콜드싱크(120)가 더 후방으로 위치될 경우 상기 콜드싱크(120)의 일부가 상기 심온냉동칸(200)의 영역을 벗어나게 되어 냉각 성능이 저하될 수 있다. 그리고, 상기 콜드싱크(120)가 더 전방으로 위치될 경우 상기 심온냉동칸(200)의 용적이 줄어들게 되는 문제가 있다.

한편, 상기 연장선(D_L)을 기준으로 상기 히트싱크(300)는 물론 상기 단열재(140)와 열전소자(130) 모두 후방에 위치될 수 있으며, 상기 콜드싱크(120) 후면과 접하는 상기 단열재(140)의 전면이 상기 연장선(D_L)상에 위치될 수 있을 것이다. 상기 단열재(140)가 상기 연장선(D_L)상의 개구를 실질적으로 차폐하게 되어 상기 콜드싱크(120)와 히트싱크(300)의 열전달은 완전히 차단될 수 있다.

그리고, 상기 증발기(77)가 수용되는 영역 즉, 상기 그릴팬 어셈블리(50)와 상기 이너케이스(12)의 사이 영역에 상기 히트싱크(300)가 배치되고, 상기 증발기(77)측으로 공급되는 냉매가 상기 히트싱크(300)를 냉각하게 된다. 저온의 냉매를 이용한 히트싱크(300)의 냉각을 통해 사이 열전소자(130)의 냉각 성능을 극대화 할 수 있게 된다. 한편, 상기 이너케이스(12)와 이격 배치되는 상기 모듈하우징(110)에 의해 상기 히트싱크(300)는 추가적으로 상기 증발기(77) 냉기에 의해 냉각될 수도 있다.

이와 같이, 상기 열전소자모듈조립체(100)는 상기 증발기(77)가 배치되는 영역 내측에서 방열작용을 하게 되고, 상기 심온냉동칸(200)의 내측 영역에서 흡열작용을 하여 상기 심온냉동칸(200)을 극저온의 상태로 냉각시킬 수 있게 된다.

Claims

저장공간이 형성되는 본체;
상기 저장공간의 내부에 구비되는 심온냉동칸;
상기 심온냉동칸의 일측에 구비되며, 열전소자에 의해 상기 심온냉동칸이 상기 저장공간보다 낮은 온도로 냉각되도록 하는 열전소자모듈조립체;를 포함하며,
상기 심온냉동칸은,
상기 저장공간과 단열되도록 단열재가 충진되며, 내부에 심온냉동 공간을 형성하는 심온 케이스와;
상기 심온 케이스를 개폐하는 케이스 도어;
상기 심온 케이스와 상기 케이스 도어를 연결하며, 상기 케이스 도어의 슬라이딩 인출입을 위해 다단으로 연장 및 수축되는 레일어셈블리; 및
상기 케이스 도어에 고정되며, 상기 레일 어셈블리를 따라 연장되어 상기 레일 어셈블리를 차폐하는 레일 커버;를 포함하며,
상기 레일어셈블리는 상기 심온냉동 공간 외부의 상기 심온 케이스의 하면에 장착되고,
상기 심온 케이스의 하면에는 상기 케이스 도어의 인출입시 상기 레일 커버를 수용하는 커버 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 심온 케이스의 하면에는 상기 레일어셈블리가 고정 장착되는 레일 장착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 레일 커버는,
상기 케이스 도어의 하단 양측에서 상기 심온 케이스의 전면까지 연장되는 차폐부와;
상기 차폐부의 전단에서 상방으로 절곡되어 상기 케이스 도어의 내측에 결합 고정되는 커버 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 4 항에 있어서,
상기 차폐부는,
상기 레일 어셈블리와 결합되며, 상기 레일 어셈블리의 인출입에 따라 함께 이동되는 결합면과,
상기 결합면의 외측단에서 절곡되어 상기 레일 어셈블리의 노출부위를 차폐하는 차폐면과,
상기 차폐면과 대향되는 상기 결합면의 외측단에서 상기 차폐면과 반대방향으로 절곡되어 상기 레일 커버의 인출입을 안내하는 가이드면을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 케이스 도어의 배면에는 식품이 수납되는 서포트 프레임이 구비되며,
상기 서포트 프레임은 상기 케이스 도어의 개폐에 따라 상기 심온 케이스 내부의 상기 심온냉동 공간으로 인출입 되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 6 항에 있어서,
상기 서포트 프레임은,
상기 케이스 도어의 배면에 고정되며, 상하로 연장되는 한쌍의 프레임 고정부와;
상기 한쌍의 프레임 고정부 하단에서 후방으로 연장되며, 상기 레일 어셈블리의 상방에서 식품을 지지하는 서포트 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 7 항에 있어서,
상기 서포트 플레이트에는 식품이 수납되는 심온 수납부재가 안착되며,
상기 심온 수납부재는 상기 케이스 도어가 최대 개방된 상태에서 상기 심온 케이스의 외측으로 완전히 인출되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 6 항에 있어서,
상기 서포트 프레임의 양측면 후단에는, 상기 심온냉동칸의 내측면과 접하여 상기 서포트 프레임의 인출입을 안내하는 스페이서가 장착되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 9 항에 있어서,
상기 스페이서는 내마모성과 윤활성능이 우수한 엔지니어링 플라스틱 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 9 항에 있어서,
상기 스페이서는 심온냉동칸의 내측면 하단의 양측 모서리와 접촉상태를 유지하면서 이동되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 9 항에 있어서,
상기 스페이서는,
상기 심온냉동칸 내부의 측면과 접하는 측면부와,
상기 측면부의 하단에서 절곡되며, 상기 심온냉동칸 내부의 하면과 접하는 하면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 12 항에 있어서,
상기 측면부의 상단에는 상기 서포트 프레임의 관통하여 삽입되는 삽입 고정부가 형성되고,
상기 하면부의 연장된 단부에는 상방으로 절곡되어 상기 서포트 프레임의 단부를 수용하는 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 케이스 도어의 배면 둘레에는 상기 심온 케이스의 전면과 접하는 심온 가스켓이 구비되며,
상기 가스켓은,
상기 케이스 도어의 배면에 장착되는 가스켓 장착부와,
상기 가스켓 장착부에서 돌출되어 상기 심온 케이스와 접하며, 내부에 공간이 형성되는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 14 항에 있어서,
상기 실링부의 내부에는 단열성을 가지며 탄성을 가지는 소재로 형성되며, 상기 실링부 내부 공간 적어도 일부를 채우는 단열부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 14 항에 있어서,
상기 케이스 도어의 중앙에는 상기 심온 케이스 전면의 개구 내측으로 삽입되는 케이스 돌출부가 형성되며,
상기 케이스 돌출부의 둘레에는 상기 심온 가스켓이 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 16 항에 있어서,
상기 실링부에는 상기 케이스 돌출부를 향하여 개구되는 가스켓 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.