KR102428781B1 - 증발기 및 이를 구비하는 냉장고 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 냉동실과 냉장실이 상하로 마련되는 캐비닛; 및 상기 냉동실에 설치되는 증발기를 포함하고, 상기 증발기는, 양측이 개구된 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스; 상기 증발기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 및 상기 증발기 케이스 외측에서 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 인접하게 배치되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 시즈 히터(sheath heater)를 포함하는 냉장고를 개시한다.
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. 아울러, 반사부재에 의해 시즈 히터에 의한 제상 효율이 향상될 수 있으며, 단열부재에 의해 제상시 발생되는 열의 냉장실로의 유입이 방지될 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. 아울러, 반사부재에 의해 시즈 히터에 의한 제상 효율이 향상될 수 있으며, 단열부재에 의해 제상시 발생되는 열의 냉장실로의 유입이 방지될 수 있다.
Description
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 쿨링유로를 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.
간냉식 냉장고의 경우, 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 증발기에 제상히터가 설치된다. 제상히터는 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생함으로써, 증발기에 착상된 성에를 녹여 제거하도록 구성된다.
그러나, 직냉식 냉장고에는 아직까지 증발기에 제상히터가 적용된 구조는 제시된 바가 없다. 따라서, 직냉식 냉장고의 경우 제상을 하기 위해서는 압축기를 강제 오프시킨 후에 소정시간 동안에 걸쳐 자연 제상을 수행하여야 하는 불편함이 있었으며, 이러한 긴 제상 시간으로 인하여 식품의 신선도가 확보되기 어렵다는 문제가 있었다.
본 발명의 첫 번째 목적은, 직냉식 냉장고에 적용되는 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 시즈 히터가 적용된 새로운 구조의 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스를 그대로 이용할 수 있는 시즈 히터가 적용된 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 시즈 히터에서 발생된 열을 증발기에 착상된 성에를 제거하는 데에 효율적으로 이용하고, 시즈 히터에서 발생된 열이 냉장실로 전달되는 것을 방지할 수 있는 구조를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 냉장고는, 냉동실과 냉장실이 상하로 마련되는 캐비닛; 및 상기 냉동실에 설치되는 증발기를 포함하고, 상기 증발기는, 양측이 개구된 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스; 상기 증발기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 및 상기 증발기 케이스 외측에서 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 인접하게 배치되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 시즈 히터(sheath heater)를 포함한다.
본 발명의 두 번째 목적은, 기존의 쿨링 유로가 내장된 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 인접하게 시즈 히터를 장착함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 반사부재 및 단열부재에 의하여 달성될 수 있다.
상기 반사부재는 상기 시즈 히터를 사이에 두고 상기 증발기 케이스와 마주하도록 배치되어, 상기 시즈 히터에서 발생된 열을 반사시키도록 형성된다.
상기 반사부재는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
상기 반사부재는 상기 시즈 히터와 상기 냉장실 사이에 배치될 수 있다.
상기 반사부재는 상기 냉동실의 바닥면에 부착될 수 있다.
상기 단열부재는 상기 반사부재의 배면에 배치되어, 제상시 발생되는 열이 상기 냉장실로 유입되는 것을 방지하도록 이루어진다.
한편, 상술한 냉장고는 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 증발기 케이스에는 상기 시즈 히터가 기설정된 위치에 고정될 수 있도록 상기 시즈 히터가 걸림 가능하게 구성되는 고정부재가 구비될 수 있다.
상기 고정부재는 상기 증발기 케이스에서 돌출되어 상기 증발기 케이스와 함께 상기 시즈 히터를 감싸도록 형성되며, 상기 시즈 히터는 상기 고정부재에 지지되어 상기 증발기 케이스로부터 일정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
상기 고정부재는, 상기 증발기 케이스의 일부가 절개되어 외측으로 벤딩되는 벤딩부; 및 상기 벤딩부에서 내측으로 리세스되게 형성되어 상기 시즈 히터가 수용 가능한 공간을 마련하는 리세스부를 포함할 수 있다.
상기 시즈 히터는, 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 인접하게 배치되는 금속관; 상기 금속관에 내장되어 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 전열선; 및 상기 금속관 내부의 상기 전열선이 미배치된 빈 공간에 충진되어, 상기 금속관과 상기 절연선을 절연하는 절연재를 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명은, 냉동실을 구비하는 캐비닛; 및 상기 냉동실에 설치되는 증발기를 포함하고, 상기 증발기는, 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되는 증발기 케이스; 상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브; 및 상기 저면부로부터 외측으로 일정 간격을 두고 이격되게 배치되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 시즈 히터(sheath heater)를 포함하는 냉장고를 개시한다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 시즈 히터는 증발기 케이스의 외측에서 증발기 케이스의 적어도 일면에 인접하게 배치되며, 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생하도록 구성된다. 시즈 히터에서 발생된 열은 증발기 케이스로 전달되어, 증발기 케이스에 착상된 성에를 녹여 제거하게 된다. 이와 같이, 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.
둘째, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 인접하게 시즈 히터를 장착하는 방식으로 본 발명의 구조를 구현할 수 있어서, 기 생산된 증발기 케이스 및 이를 제조하는 생산 설비를 활용할 수 있다는 점에서 이점이 있다.
셋째, 반사부재가 시즈 히터를 사이에 두고 증발기 케이스와 마주하도록 배치됨으로써, 시즈 히터에서 발생된 열의 일부가 증발기 케이스가 아닌 반대 방향으로 향하더라도 반사부재에 의해 반사되어 증발기 케이스에 전달되도록 이루어지므로, 시즈 히터에서 발생된 열이 제상에 효율적으로 이용될 수 있다.
아울러, 단열부재가 반사부재의 배면에 배치되어 냉동실과 냉장실을 구획하는 격벽을 덮도록 배치됨으로써, 제상시 발생되는 열이 냉장실로 전달되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 보인 개념도.
도 2는 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들의 제1실시예를 보인 개념도.
도 3은 도 2에 도시된 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들을 정면에서 바라본 도면.
도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도.
도 5는 도 2에 도시된 시즈 히터의 상세 구조를 보인 개념도.
도 6은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들의 제2실시예를 보인 개념도.
도 7은 도 6에 도시된 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들을 Ⅶ 방향에서 바라본 도면.
도 8은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들의 제3실시예를 보인 개념도.
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도 3은 도 2에 도시된 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들을 정면에서 바라본 도면.
도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도.
도 5는 도 2에 도시된 시즈 히터의 상세 구조를 보인 개념도.
도 6은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들의 제2실시예를 보인 개념도.
도 7은 도 6에 도시된 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들을 Ⅶ 방향에서 바라본 도면.
도 8은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기 및 증발기의 제상과 관련된 구성들의 제3실시예를 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.
간냉식 냉장고의 경우, 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 증발기에 제상히터가 설치된 구조가 이미 많이 공지되어 있다. 그러나, 도시된 실시예와 같은 직냉식 냉장고(1)의 경우에는 아직까지 증발기(100)에 제상히터가 적용된 구조는 공지된 바가 없다.
이에, 본 발명에서는 직냉식 냉장고(1)의 증발기(100)에 제상히터가 적용되어, 제상시의 소비전력이 감소될 수 있는 새로운 형태의 증발기(100)에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(100) 및 증발기(100)의 제상과 관련된 구성들의 제1실시예를 보인 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 증발기(100) 및 증발기(100)의 제상과 관련된 구성들을 정면에서 바라본 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 증발기(100)는 증발기 케이스(110), 쿨링 튜브(120), 시즈 히터(sheath heater, 130)를 포함한다. 증발기(100)의 상기 구성들 중 쿨링 튜브(120)는 냉각을 위한 구성에 해당하며, 시즈 히터(130)는 제상을 위한 구성에 해당한다. 참고로, 쿨링 튜브(120)와 시즈 히터(130)는 설명의 편의를 위하여 간략하게 도시된 것 일뿐이며, 실제로 상기 구성들은 다양한 형태를 가질 수 있다.
증발기 케이스(110)는 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성한다. 증발기 케이스(110)는 그 자체로 내부에 식품의 저장공간을 형성할 수도 있고, 식품의 저장공간을 형성하도록 별도로 구비되는 하우징(미도시)를 감싸도록 구성될 수도 있다.
증발기 케이스(110)에는 냉각을 위한 냉매(R: Refrigerant)가 흐르는 쿨링 튜브(120)가 형성된다. 쿨링 튜브(120)는 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 내장되어 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로를 형성한다.
쿨링 튜브(120)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 패턴부를 배치한다. 상기 패턴부는 나중에 제거되는 구성으로서, 기설정된 패턴으로 배치되는 흑연 물질이 될 수 있다.
상기 패턴부는 중간에 끊어짐이 없이 연속적으로 이어지도록 형성되며, 적어도 일 부분에서 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 상기 패턴부는 상기 제1케이스 시트(111)의 제1모서리로부터 연장되어 제2모서리까지 연장될 수 있다. 상기 패턴부가 시작되는 제1모서리와 종료되는 제2모서리는 같은 모서리가 될 수도 있고, 서로 다른 모서리가 될 수도 있다.
다음으로, 상기 패턴부를 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 패턴부가 위치한다. 이러한 상태에서 제1모서리에 대응되는 상기 프레임의 일측을 통하여 외부로 노출된 상기 패턴부로 고압공기를 분사한다.
분사되는 고압공기에 의해 제1 및 제2케이스 시트(111, 112) 사이에 존재하던 상기 패턴부는 상기 프레임으로부터 배출된다. 이 과정에서 상기 패턴부가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 쿨링 튜브(120)를 형성한다.
상기 고압공기를 분사하여 상기 패턴부를 배출시키는 과정에서, 상기 패턴부가 존재하던 부분은 상기 패턴부의 부피보다 상대적으로 크게 팽창되어 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로를 형성한다.
이러한 제조 방법에 따라, 상기 프레임에는 적어도 일면으로 볼록하게 튀어나온 쿨링 튜브(120)가 형성된다. 일 예로, 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 같은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)는 프레임의 양면으로 돌출 형성된다. 다른 일 예로, 제1케이스 시트(111)가 제2케이스 시트(112)보다 높은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)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 저면부(110a), 상기 저면부(110a)에서 양측으로 연장되는 좌측면부(110b')와 우측면부(110b") 및 상기 좌측면부(110b')와 상기 우측면부(110b")에서 상기 저면부(110a)와 평행하게 연장되는 좌측상면부(110c')와 우측상면부(110c")를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성될 수 있다.
증발기 케이스(110)에 형성된 쿨링 튜브(120)는 쿨링 파이프(30)를 통하여 전술한 응축기 및 압축기와 연결되며, 상기 연결에 의해 냉동 사이클이 형성된다. 쿨링 파이프(30)는 용접에 의해 쿨링 튜브(120)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 쿨링 튜브(120)의 일단(입구)은 쿨링 파이프(30)의 일단(31)과 연결되고, 쿨링 튜브(120)의 타단(출구)은 쿨링 파이프(30)의 타단(32)과 연결되어, 냉매(R)의 순환 루프를 형성한다. 쿨링 튜브(120)의 일단을 통해서는 저온, 저압의 액체 상태의 냉매(R)가 유입되고, 쿨링 튜브(120)의 타단을 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.
상기 구조의 증발기(100)는, 롤 본드 타입의 쿨링 튜브(120)가 증발기 케이스(110)에 내장된 형태로 형성되기 때문에, 쿨링 파이프(30)가 별도의 구성으로서 증발기 케이스(110)를 감싸도록 설치되는 구조 대비, 상대적으로 높은 열교환 효율을 가진다. 이에 더하여, 냉매(R)가 유동하는 쿨링유로 구조의 단순화로 인하여 식품의 저장공간이 보다 확대될 수 있다.
이러한 증발기 케이스(110) 외측에는 제상을 위한 시즈 히터(sheath heater, 130)가 인접하게 배치되며, 기설정된 조건에 따라 전원이 인가되어 열을 발생하도록 구성된다. 상기 기설정된 조건은, 예를 들어, 온도센서(미도시)에 의해 감지된 온도가 설정된 온도보다 낮은 경우, 습도센서(미도시)에 의해 감지된 습도가 설정된 습도보다 높은 경우 등이 될 수 있다.
시즈 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외부면들 중 적어도 하나의 외부면에 인접하게 배치될 수 있다. 시즈 히터(130)는 길게 연장 형성될 수 있으며, 적어도 일 지점에서 벤딩되어 연장되는 방향이 전환된 형태를 가질 수 있다.
본 실시예에서는, 시즈 히터(130)가 증발기 케이스(110)의 좌측면부(110b')와 저면부(110a)로부터 외측으로 소정 간격을 두고 이격되게 배치된 것을 보이고 있다. 구체적으로, 시즈 히터(130)는 좌측면부(110b')에 인접하게 배치된 상태로 하측으로 연장되어 저면부(110a) 아래로 벤딩된 후 우측으로 연장되었다가 벤딩되어 반대 방향으로 나란하게 연장되어 되돌아오는 형태를 가진다. 이와 같은 형태에 의해, 도 3에 도시된 바와 같이, 시즈 히터(130)는 증발기(100)를 전면에서 바라보았을 때 'ㄴ'자 형태를 가질 수 있다.
상기 구조에 따라, 시즈 히터(130)에서 발생된 열은 증발기 케이스(110)의 좌측면부(110b')와 저면부(110a)로 전달되며, 증발기 케이스(110)로 전달된 열에 의해 증발기 케이스(110)에 착상된 성에가 녹아 제거되게 된다.
한편, 시즈 히터(130)에서 증발기 케이스(110)의 좌측면부(110b')에 인접하게 배치된 부분은 전원 공급부(미도시)와의 배선 연결을 위한 부분으로서 상대적으로 짧게 구성될 수 있다. 따라서, 이 경우, 주된 열전달은 증발기 케이스(110)의 저면부(110a)에 인접하게 배치되는 부분에서 발생한다고 할 수 있다. 이는 시즈 히터(130)에서 발생된 열이 대류에 의해 상승하는 특성을 고려할 때, 효율적인 열전달을 구현하는 합리적인 배치가 될 수 있다.
시즈 히터(130)에서 증발기 케이스(110)의 저면부(110a) 아래에 배치되는 부분은 증발기 케이스(110)의 우측면부(110b') 아래까지 연장될 수 있다. 이에 따르면, 시즈 히터(130)의 벤딩된 부분은 증발기 케이스(110)의 우측면부(110b') 아래에 위치하게 된다.
참고로, 본 실시예에서는 시즈 히터(130)의 전체적인 형상이 보여질 수 있도록 시즈 히터(130)가 증발기 케이스(110)의 전방측 저면부(110a)에 인접하게 배치된 것으로 도시하였으나, 시즈 히터(130)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다. 시즈 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 후방측 저면부(110a)에 인접하게 배치될 수도 있고, 증발기 케이스(110) 전 영역에 대한 효율적인 열전달을 위하여 증발기 케이스(110)의 중앙측 저면부(110a)에 인접하게 배치될 수도 있다.
한편, 본 실시예와 달리, 시즈 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외부면을 감싸도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 시즈 히터(130)는 증발기 케이스(110)를 형성하는 각 면부[저면부(110c'), 측면부(110b', 110b"), 상면부(110c', 110c")]와 소정 간격을 두고 이격되게 배치되며, 이때 시즈 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 벤딩된 부분에 대응되게 휘어진 형태를 가질 수 있다. 증발기(100)를 전면에서 바라본다면, 시즈 히터(130)는 'ㅁ'자 형태를 가지게 될 것이다.
아울러, 시즈 히터(130)는, 쿨링 튜브(120)에 충진된 냉매(R)로의 직접적인 열전달이 방지되도록, 쿨링 튜브(120)와 미중첩되게 배치될 수 있다.
살펴본 바와 같이, 시즈 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외측에서 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 인접하게 배치되며, 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생하도록 구성된다. 시즈 히터(130)에서 발생된 열은 증발기 케이스(110)로 전달되어, 증발기 케이스(110)에 착상된 성에를 녹여 제거하게 된다. 이와 같이, 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.
본 발명에 의하면, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 인접하게 시즈 히터(130)를 장착하는 방식으로 본 발명의 구조를 구현할 수 있어서, 기 생산된 증발기 케이스 및 이를 제조하는 생산 설비를 활용할 수 있다는 점에서 이점이 있다.
한편, 시즈 히터(130)에서 발생된 열의 대부분은 인접한 증발기 케이스(110)로 전달되어 증발기 케이스(110)에 착상된 성에를 제거하도록 이루어지지만, 일부의 열은 앞선 경우와는 반대 방향으로 전달되기도 한다. 이는 일종의 열손실로서, 시즈 히터(130)의 제상 효율을 낮추는 요인으로 작용한다. 뿐만 아니라, 상기 일부의 열을 포함한 제상시 발생되는 열이 냉동실(11)에 인접한 냉장실(12)로 전달되는 경우, 냉장실(12)의 냉각 성능에 영향을 미칠 수 있다.
이하에서는, 시즈 히터(130)에서 발생된 열을 증발기(100)에 착상된 성에를 제거하는 데에 효율적으로 이용하고, 시즈 히터(130)에서 발생된 열이 냉장실(12)로 전달되는 것을 방지할 수 있는 구조에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3을 앞선 도 1과 함께 참조하면, 반사부재(40)는 시즈 히터(130)를 사이에 두고 증발기 케이스(110)와 마주하도록 배치되어, 시즈 히터(130)에서 발생된 열을 반사시키도록 형성된다. 즉, 시즈 히터(130)에서 발생된 열 중 증발기 케이스(110)를 향하는 방향의 반대 방향으로 전달되는 열은 반사부재(40)에 의해 대부분 반사되어, 증발기 케이스(110)를 향하도록 전달된다.
반사부재(40)는 시즈 히터(130)와 소정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 반사부재(40)가 증발기 케이스(110)의 저면부(110a) 아래에 위치하는 시즈 히터(130)의 아래에 배치된 것을 보이고 있다.
또한, 반사부재(40)는 시즈 히터(130)와 냉장실(12) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 도시된 바와 같이, 냉장실(12)이 냉동실(11)의 아래에 위치하고 시즈 히터(130)가 증발기 케이스(110)의 아래에 위치하는 경우, 반사부재(40)는 시즈 히터(130)의 아래 그리고 냉장실(12)의 위에 위치할 수 있다. 이에 따르면, 시즈 히터(130)에서 발생된 열 중 증발기 케이스(110)를 향하는 방향의 반대 방향으로 전달되는 열은 반사부재(40)에 의해 대부분 반사되어, 냉장실(12)로의 열전달이 감소될 수 있다.
상기 구조를 구현하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 반사부재(40)는 냉동실(11)의 바닥면에 장착될 수 있다. 또는, 반사부재(40)는 냉동실(11)의 바닥면 상에 위치하는 별도의 장착 구조물에 장착될 수도 있다.
그러나 반사부재(40)의 장착 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 반사부재(40)는 증발기(100)에 장착되어, 쿨링 튜브(120)가 내장된 증발기 케이스(110), 시즈 히터(130), 반사부재(40)가 모듈화된 구조를 가질 수도 있다. 이를 위하여 반사부재(40)를 증발기(100)에 고정하기 위한 브래킷(미도시)이 구비될 수 있다. 또는, 후술하는 고정부재(140)의 연결부(142)에 반사부재(40)가 장착될 수도 있다.
한편, 반사부재(40)는 증발기 케이스(110)의 좌측면부(110b')의 좌측에 위치하는 시즈 히터(140)의 좌측에도 구비될 수 있다. 이 경우, 반사부재(40)는 시즈 히터(140)를 사이에 두고 증발기 케이스(110)의 저면부(110a) 및 좌측면부(110b')를 덮도록 'ㄴ'자의 벤딩된 형태로 형성될 수 있다.
반사부재(40)는 시즈 히터(130)에서 전달되는 열을 반사하도록 열 반사율이 높은 금속 재질(예를 들어, 알루미늄 재질)로 형성될 수 있다. 반사부재(40)는 상기 금속 재질의 플레이트로 형성되거나 상기 금속 재질을 포함하는 필름으로 형성될 수 있다.
반사부재(40)의 배면에는 단열부재(50)가 배치될 수 있다. 단열부재(50)는 제상시 발생되는 열이 냉장실(12)로 유입되는 것을 차단하도록 이루어진다. 단열부재(50)는 도시된 바와 같이 반사부재(40)의 배면에 부착될 수도 있고, 반사부재(40)와는 별도로 구비될 수도 있다.
살펴본 바와 같이, 반사부재(40)는 시즈 히터(130)를 사이에 두고 증발기 케이스(110)와 마주하도록 배치됨으로써, 시즈 히터(130)에서 발생된 열의 일부가 증발기 케이스(110)가 아닌 반대 방향으로 향하더라도 반사부재(40)에 의해 반사되어 증발기 케이스(110)에 전달되도록 이루어지므로, 시즈 히터(130)에서 발생된 열이 제상에 효율적으로 이용될 수 있다.
아울러, 단열부재(50)가 반사부재(40)의 배면에 배치되어 냉동실(11)과 냉장실(12)을 구획하는 격벽을 덮도록 배치됨으로써, 제상시 발생되는 열이 냉장실(12)로 전달되는 것이 방지될 수 있다.
이하에서는, 시즈 히터(130)가 증발기 케이스(110)에 설치되는 구조에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
도 4를 참조하면, 증발기 케이스(110)에는 시즈 히터(130)가 기설정된 위치에 고정될 수 있도록 시즈 히터(130)가 걸림 가능하게 구성되는 고정부재(140)가 구비된다. 고정부재(140)는 복수 개로 구비되어 소정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
본 실시예의 고정부재(140)는 금속 재질로 형성되어, 용접에 의해 증발기 케이스(110)에 결합된다. 도 2를 참조하면, 증발기 케이스(110)의 저면부(110a)에는 복수의 고정부재(140)가 소정 간격을 두고 이격되게 구비된다. 고정부재(140)는 증발기 케이스(110)의 좌측면부(110b')에도 추가로 구비될 수 있다.
고정부재(140)는 제1돌출부(141a), 제2돌출부(141b) 및 연결부(142)를 포함하여, 시즈 히터(130)를 지지하도록 이루어진다.
제1 및 제2돌출부(141a, 141b)는 증발기 케이스(110)로부터 시즈 히터(130)의 양측에서 각각 돌출 형성되며, 연결부(142)는 제1 및 제2돌출부(141a, 141b) 간을 연결하여 시즈 히터(130)의 외측을 덮도록 배치된다.
상기 구성에 의해, 고정부재(140)는 'ㄷ'자 형태를 이루며, 증발기 케이스(110)와 함께 시즈 히터(130)를 감싸도록 형성된다. 이에 따라, 시즈 히터(130)는 고정부재(140)에 지지되어 증발기 케이스(110)로부터 일정 간격을 두고 이격되게 배치된 상태에 놓일 수 있다.
이하에서는, 시즈 히터(130)의 상세 구조에 대하여 설명한다.
도 5는 도 2에 도시된 시즈 히터(130)의 상세 구조를 보인 개념도이다.
도 5를 참조하면, 시즈 히터(130)는 금속관(131), 전열선(132) 및 절연재(133)를 포함한다.
금속관(131)은 시즈 히터(130)의 외형을 형성하는 부분으로서, 증발기 케이스(110)의 외부면 중 적어도 일면에 인접하게 배치된다. 금속관(131)은 증발기 케이스(110)의 상기 적어도 일면을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 금속관(131)은 스테인리스 스틸 재질, 알루미늄 재질 등으로 형성될 수 있다.
금속관(131)의 내부에는 전열선(132)이 삽입되어 전원 인가시에 발열하도록 구성된다. 전열선(132)으로 니켈-크롬 계열의 전열선이 이용될 수 있다.
전열선(132)은 금속관(131)을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 전열선(132)이 금속관(131)의 일단부에서 타단부를 향하여 연장되며, 단위 면적당 발열 온도를 향상시키기 위하여 전열선(132)이 금속관(131)에 코일과 같이 밀도있게 감긴 형태를 가지는 것을 보이고 있다.
전열선(132)에는 터미널핀(134)이 연결되고, 상기 터미널핀(134)은 금속관(131)의 외부로 연장되어 전원 공급부(미도시)와 전기적으로 연결된다. 터미널핀(134)은 금속관(131)의 외부로 노출되므로, 제상수를 비롯한 수분과 접촉될 우려가 있다. 이점을 고려하여, 보호튜브(미도시)가 터미널핀(134)을 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 보호튜브는 내열성을 가지는 합성수지 재질(예를 들어, PVC 등)로 형성될 수 있다.
금속관(131) 내부의 전열선(132)이 미배치된 빈 공간에는 절연재(133)가 충진되어, 금속관(131)과 전열선(132)을 절연하도록 이루어진다. 절연재(133)는 산화 마그네슘 또는 산화 알루미늄 분말을 포함할 수 있다.
참고로, 상기 구조의 히터가 시즈 히터(130)로 이름 지어진 이유는 금속관(131)이 전열선(132)을 보호하고 있는 구조가 날을 보호하는 칼집과 유사하기 때문이다.
이하에서는, 고정부재(240, 250, 313, 340)의 다른 예들에 대하여 설명한다.
도 6은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(200) 및 증발기(200)의 제상과 관련된 구성들의 제2실시예를 보인 개념도이고, 도 7은 도 6에 도시된 증발기(200) 및 증발기(200)의 제상과 관련된 구성들을 Ⅶ 방향에서 바라본 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 고정부재(250)는 증발기 케이스(210)의 저면부로부터 시즈 히터(230)의 일측에서 돌출 형성되는 돌출부(251) 및 상기 돌출부(251)에서 벤딩된 형태로 연장되어 시즈 히터(230)의 외측을 덮도록 배치되는 연장부(252)를 포함한다. 고정부재(250)는 금속 재질로 형성되어, 용접에 의해 증발기 케이스(210)에 고정될 수 있다.
상기 구성에 의해, 고정부재(250)는 'ㄴ'자 형태를 이루며, 시즈 히터(230)를 지지하도록 구성된다. 고정부재(250)는 복수 개로 구비되어 소정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있으며, 시즈 히터(230)의 일측과 타측에 번갈아가며 구비될 수 있다.
한편, 증발기 케이스(210)의 좌측면부에는 앞선 실시예의 고정부재(140)와 같은 'ㄷ'자 형태의 고정부재(240)가 구비되어, 증발기 케이스(210)와 함께 시즈 히터(230)를 감싸도록 구성될 수 있다. 물론, 상기 고정부재(240)는 상술한 'ㄴ'자 형태의 고정부재(250)와 같은 형태를 가질 수도 있다.
도 8은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(300) 및 증발기(300)의 제상과 관련된 구성들의 제3실시예를 보인 개념도이다.
도시된 바와 같이, 증발기 케이스(310)는 일부분이 절개 및 벤딩되어 고정부재(313)를 형성할 수도 있다. 본 도면에서는, 증발기 케이스(310)의 저면부의 일부분이 절개 및 벤딩되어 시즈 히터(330)를 상기 저면부 아래에 고정시킬 수 있는 구조를 형성하는 것을 보이고 있다.
고정부재(313)는 벤딩부(313a) 및 리세스부(313b)를 포함한다.
벤딩부(313a)는 증발기 케이스(310)의 일부가 절개되어 외측으로 벤딩되는 부분에 해당하며, 리세스부(313b)는 시즈 히터(330)를 수용하도록 벤딩부(313)에 형성된 리세스된 공간에 해당한다.
상기 구조에 의해, 시즈 히터(330)는 리세스부(313b) 내에 수용 및 지지되어 증발기 케이스(310)로부터 소정 간격을 두고 이격된 상태로 고정될 수 있다. 상술한 고정부재(313)는 시즈 히터(330)의 연장 방향에 대응되는 증발기 케이스(310)의 적어도 일면을 따라 복수의 개소에 구비될 수 있다.
한편, 증발기 케이스(310)의 좌측면부에는 앞선 실시예의 고정부재(140)와 같은 'ㄷ'자 형태의 고정부재(340)가 구비되어, 증발기 케이스(310)와 함께 시즈 히터(330)를 감싸도록 구성될 수 있다. 물론, 상기 고정부재(340)는 상술한 증발기 케이스(310)의 좌측면부의 일부가 절개되어, 고정부재(313)와 같은 형태를 가질 수도 있다.
Claims (15)
- 냉동실과 냉장실이 상하로 마련되는 캐비닛; 및
상기 냉동실에 설치되는 증발기를 포함하고,
상기 증발기는,
양측이 개구된 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스;
상기 증발기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브;
상기 증발기 케이스 외측에서 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 인접하게 배치되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 시즈 히터(sheath heater);
상기 시즈 히터를 사이에 두고 상기 증발기 케이스와 마주하도록 배치되고, 상기 시즈 히터에서 발생된 열을 반사시키도록 형성되는 반사부재; 및
상기 반사부재의 배면에 배치되어, 제상시 발생되는 열이 상기 냉장실로 유입되는 것을 방지하도록 이루어지는 단열부재를 포함하고,
상기 증발기 케이스는 저면부, 상기 저면부에서 양측으로 연장되는 좌측면부와 우측면부 및, 상기 좌측면부와 우측면부에서 상기 저면부와 평행하게 연장되는 좌측상면부와 우측상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되고,
상기 쿨링 튜브의 일단(입구)은 쿨링 파이프의 일단과 연결되고, 상기 쿨링 튜브의 타단(출구)은 상기 쿨링 파이프의 타단과 연결되어, 상기 냉매의 순환 루프를 형성하고,
상기 쿨링 튜브는 상기 증발기 케이스에 기 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 쿨링 튜브의 일단(입구)과 타단(출구)은 상기 증발기 케이스의 좌측상면부 또는 우측상면부에 배치되고,
상기 쿨링 튜브와 시즈 히터는 상기 증발기 케이스의 두께방향으로 미중첩되게 배치되며,
상기 시즈 히터는 상기 증발기 케이스의 저면부로부터 외측으로 일정 간격을 두고 이격되게 배치되고, 상기 시즈 히터는 길게 연장 형성되고 적어도 일 지점에서 벤딩되어 연장되는 방향이 전환된 형태를 가지는 냉장고. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 일면은 상기 증발기 케이스의 외측 저면을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 반사부재는 알루미늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사부재는 상기 시즈 히터와 상기 냉장실 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제5항에 있어서,
상기 반사부재는 상기 냉동실의 바닥면에 부착되는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 증발기 케이스에는 상기 시즈 히터가 기설정된 위치에 고정될 수 있도록 상기 시즈 히터가 걸림 가능하게 구성되는 고정부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제8항에 있어서,
상기 고정부재는 상기 증발기 케이스에서 돌출되어 상기 증발기 케이스와 함께 상기 시즈 히터를 감싸도록 형성되며,
상기 시즈 히터는 상기 고정부재에 지지되어 상기 증발기 케이스로부터 일정 간격을 두고 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제8항에 있어서,
상기 고정부재는,
상기 증발기 케이스의 일부가 절개되어 외측으로 벤딩되는 벤딩부; 및
상기 벤딩부에서 내측으로 리세스되게 형성되어 상기 시즈 히터가 수용 가능한 공간을 마련하는 리세스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 제1항에 있어서,
상기 시즈 히터는,
상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 인접하게 배치되는 금속관;
상기 금속관에 내장되어 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 전열선; 및
상기 금속관 내부의 상기 전열선이 미배치된 빈 공간에 충진되어, 상기 금속관과 상기 전열선을 절연하는 절연재를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고. - 냉동실을 구비하는 캐비닛; 및
상기 냉동실에 설치되는 증발기를 포함하고,
상기 증발기는,
상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되는 증발기 케이스;
상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브;
상기 저면부로부터 외측으로 일정 간격을 두고 이격되게 배치되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 시즈 히터(sheath heater);
상기 시즈 히터를 사이에 두고 상기 증발기 케이스와 마주하도록 배치되고, 상기 시즈 히터에서 발생된 열을 반사시키도록 형성되는 반사부재; 및
상기 반사부재의 배면에 배치되어, 제상시 발생되는 열이 상기 반사부재의 배면 상에 위치하는 냉장실로 유입되는 것을 방지하도록 이루어지는 단열부재를 포함하며,
상기 쿨링 튜브의 일단(입구)은 쿨링 파이프의 일단과 연결되고, 상기 쿨링 튜브의 타단(출구)은 상기 쿨링 파이프의 타단과 연결되어, 상기 냉매의 순환 루프를 형성하고,
상기 쿨링 튜브는 상기 증발기 케이스에 기 설정된 패턴으로 형성되며, 상기 쿨링 튜브의 일단(입구)과 타단(출구)은 상기 증발기 케이스의 상면부에 배치되고,
상기 쿨링 튜브와 시즈 히터는 상기 증발기 케이스의 두께방향으로 미중첩되게 배치되며,
상기 시즈 히터는 길게 연장 형성되고, 적어도 일 지점에서 벤딩되어 연장되는 방향이 전환된 형태를 가지는 냉장고. - 삭제
- 삭제
- 제 12 항에 있어서,
상기 증발기 케이스에는 상기 시즈 히터가 기설정된 위치에 고정될 수 있도록 상기 시즈 히터가 걸림 가능하게 구성되는 고정부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
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