KR20000007369A - 냉장고용 증발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 증발기의 설치위치에 따라서 각 냉매관에 착상량에 차이가 발생하더라도 이를 단시간내에 효과적으로 제상하기 위한 냉장고의 증발기에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 냉매가 흐르는 제 1, 2 냉매관과, 상기 두 냉매관 사이에 위치하며 제상모드시 발열하는 제상관과, 상기 두 냉매관과 제상관 사이에 위치하여 방열작용을 하는 휜으로 구성된 트라이 튜브형 증발기가 그릴 플레이트의 뒤쪽에 설치된 냉장고에 있어서; 상기 두 냉매관(60a)(60b)중 그릴 플레이트(2b)와 근접한 냉매관과 제상관(61)의 사이간격을, 그릴 플레이트(2b)와 원접한 다른 냉매관과 제상관(61)의 사이간격보다 좁게 형성하여서 된 것이다.

Description

냉장고용 증발기

본 발명은 냉장고 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉장고의 증발기에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 냉매를 압축 ― 응축 ― 팽창 ― 증발시키는 냉동사이클을 반복함에 따라 고내를 저온화시켜 음식물을 장기간동안 신선하게 보관할 수 있도록 한 냉동 및 냉장기기로서, 요식업소는 물론 일반가정에서도 필수적으로 사용되고 있는 일반화된 가전제품이다.

상기와 같은 냉장고의 기본적인 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

다만, 설명과정에서 포함되는 구성요소들은 일반화된 공지기술이므로 도시는 생략하기로 한다.

냉장고는 저온/저압의 냉매가스를 고온/고압으로 승온/승압시키는 압축기(compressor)와, 상기 압축기로부터 유입되는 고온/고압의 가스냉매를 응축하여 온도:40℃ 압력:9atm의 액냉매로 변환시키는 응축기(condenser)와, 다른 부분의 냉매관 직경에 비해 축관되어 액냉매를 저온/저압으로 감압시키는 모세관(capillary tube)과, 상기 저온/저압의 냉매를 저압상태에서 저온(-30℃)으로 증발시키는 증발기(evaporator)등으로 구성되어 있다.

상기의 장치들을 기본적으로 갖추고 있는 통상적인 냉장고의 구조는 도 1에서와 같이 단열재인 외부케이스(1)와, 상기 외부케이스내의 상부에 형성되며 증발기(6)에 의해 열교환된 저온의 냉기가 직접유입되어 약 18℃의 실내온도를 유지하는 냉동실(2)과, 상기 냉동실의 하부에 형성되어 증발기(6)를 통과한 저온의 냉기가 냉동실(2)을 경유하거나, 일정한 경로를 통해 직접유입되어 약 0∼7℃의 실내온도를 유지하는 냉장실(3)과, 상기 각 실을 개폐할 수 있도록 각 실의 전방에 설치된 도어(2a)(3a)로 구성되어 있다.

따라서, 냉장실(3)에 보관된 냉장식품에 의해 최초 공급된 온도보다 고온으로 열교환된 냉장실의 냉기는 냉동실(2)의 후위에 설치된 흡입 및 송풍팬(4)의 흡인력과 자연적인 대류현상에 의해 냉동실(2)과 냉장실(3)을 구획하고 있는 베리어(7)를 통해 증발기(또는 열교환기)(6)측으로 강제 흡인되고, 계속되는 흡입 및 송풍팬(4)의 회전력에 의해 냉장실 냉기는 증발기(6)를 통과하면서 저온으로 열교환된다.

이와 같이 열교환된 저온냉기는 상기 흡입 및 송풍팬(4)에 의해 일부는 냉동실(2)내로 송풍되고, 나머지 냉기는 냉동실(2)의 뒤쪽에 형성된 냉동실 덕트(도시는 생략함)와 냉장실(3)의 뒤쪽에 형성된 냉장실 덕트(5)를 통해 냉장실내로 강제 송풍되어 냉동실(2)과 냉장실(3)을 저온화시키게 된다.

상기와 같이 고내를 저온화하기 위한 사이클은 고내가 설정온도가 될 때까지 계속되며, 고내가 설정온도에 이르면 냉장고의 가동을 일시적으로 중단하여 (정확하게는 압축기를 “오프”시켜 냉기의 생산을 중단하는 것임) 고내가 설정온도 이하로 내려감에 따른 과냉과 전력낭비를 방지하게 된다.

이후 고내의 온도가 설정된 온도이상으로 상승하게 되면 다시 냉동사이클(refrigerating cycle)을 재개하게 된다.

한편, 도 2a∼2c는 트라이 튜브형(tri-tube type) 증발기를 도시한 것으로서, 이 트라이 튜브형 증발기(이하 “증발기”라 함)(6)는 냉매가 통과하는 제 1, 2 냉매관(60a)(60b)과, 상기 두 냉매관사이의 중앙부에 위치하며 제상모드시 발열하는 열선(61a)이 내장된 제상관(61)과, 상기 두 냉매관(60a)(60b)과 제상관(61) 사이에 위치하여 방열작용을 하는 휜(fin)(62)을 일체로 압출성형하여, 이를 냉장고내에 설치가능하도록 “∪”“∩”모양으로 연속반복되게 밴딩한 것이다.

또한, 상기 제 1, 2 냉매관(60a)(60b)의 냉매유입측과 냉매배출측은 U자관(63a)(63b)에 의해 각각 연결되어 있으며, 상기 냉매유입측의 U자관(63a)에는 유입관(64a)이 연결되어 있고, 상기 냉매배출측의 U자관(63b)에는 배출관(64b)이 각각 연결되어 있다.

따라서, 모세관(도시는 생략함)으로부터 흘러온 냉매는 상기 유입관(64a)을 통해 유입된후 이에 연결된 U자관(63a)에 의해 양분되어 제 1, 2 냉매관(60a)(60b)으로 분할공급된다.

제 1, 2 냉매관(60a)(60b)으로 유입된 냉매는 도 2a에서와 같이 증발기(6)를 정면에서 볼 때 그 우측으로부터 좌측을 향해 유동하며, 좌측의 냉매배출측에 이르면 제 1, 2 냉매관(60a)(60b)내의 냉매가 냉매배출측 U자관(63b)으로 모아져 배출관(64b)을 통해 압축기를 향해 유동된다.

한편, 상기 배출관(64b)상에는 어큐뮤레이터(65)가 설치되어 액냉매 및 오일을 걸러 순수한 기체냉매만이 배출되도록 하였다.

상기와 같은 종래의 증발기(6)는 냉동실(2) 뒤쪽에 설치하였을 때 도 2a에서의 증발기(6) 정면이 그릴 플레이트(2b)와 마주보도록 설치되므로 필연적으로 제 1, 2 냉매관(60a)(60b)중 어느 한 냉매관은 그릴 플레이트(2b)에 근접한 위치에 놓이게 되는 반면 다른 냉매관은 그릴 플레이트(2b)로부터 원접한 위치에 놓이게 된다.

따라서, 그릴 플레이트(2b)의 근방에서는 공기의 유동량이 많음을 감안할 때 그릴 플레이트에 근접한 냉매관에는 습한 유동공기와 냉매관의 접촉에 의해 착상량이 많이 발생하게 되며, 그릴 플레이트(2b)와 원접한 냉매관에는 상대적으로 공기유동량이 적으므로 착상량이 적게 발생하게 된다.

상기와 같이 양 냉매관(60a)(60b)에 발생하는 착상량의 불균형으로 인해 완전한 제상을 위해서는 그릴 플레이트(2b)에 근접한 냉매관의 착상량을 감안하여 과잉 설계를 해야만 했다.

예컨데, 제 1 냉매관(60a)에는 착상량이 적고, 제 2 냉매관(60b)에는 착상량이 많다고 가정하면 제 2 냉매관(60b)의 착상량에 맞추어 제상시간을 설정하게 되는데, 이 경우 제 1 냉매관(60a)의 서리는 제거된다 하더라도 착상량이 많은 제 2 냉매관(60b)에는 제 1 냉매관(60a)의 착상량에 준하는 양 만큼만 제거될 뿐 나머지 서리는 제거되지 않은 상태로 남아있게 되므로 열교환효율을 저하시키게 된다.

특히, 제상관(61)으로부터 제 1, 2 냉매관(60a)(60b)은 등간격으로 구성되어 있으므로 각 냉매관의 착상량이 다를 경우 완전한 제상을 위해서는 착상량이 많은 쪽을 기준으로 제상시간을 설정해야만 했다.

이와 같이 제상시간을 연장설정하게 되면 냉장고의 월간소비전력이 60KWh인 경우 약 8%인 5KWh가 더 소비되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 증발기의 제상시간을 단축하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 냉매가 흐르는 제 1, 2 냉매관과, 상기 두 냉매관 사이에 위치하며 제상모드시 발열하는 제상관과, 상기 두 냉매관과 제상관 사이에 위치하여 방열작용을 하는 휜으로 구성된 트라이 튜브형 증발기가 그릴 플레이트의 뒤쪽에 설치된 냉장고에 있어서; 상기 두 냉매관중 그릴 플레이트와 근접한 냉매관과 제상관의 사이간격을, 그릴 플레이트와 원접한 다른 냉매관과 제상관의 사이간격보다 좁게 형성하여서 됨을 특징으로 하는 냉장고의 증발기를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 냉장고의 일예를 도시한 측단면도

도 2a는 종래 트라이 튜브형 증발기의 정면도

도 2b는 도 2a의 좌측면도

도 2c는 도 2a의 우측면도

도 3은 종래 트라이 튜브의 요부 횡단면도

도 4는 본 발명 트라이 튜브의 요부 횡단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2b : 그릴 플레이트 60a, 60b : 제 1, 2 냉매관

61 : 제상관 62 : 휜

도 4는 본 발명 트라이 튜브의 요부 횡단면도로서, 이를 참조하여 본 발명의 증발기에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 요지를 요약하면, 증발기(6)의 두 냉매관(60a)(60b)중 그릴 플레이트(2b)와 근접하는 냉매관과 제상관(61)의 사이간격을 그릴 플레이트(2b)와 원접하는 다른 냉매관과 제상관의 사이간격보다 좁게 형성한 것이다.

즉, 증발기(6)의 냉장고에 대한 설치위치는 냉동실(2)의 그릴 플레이트(2b)의 뒤쪽에 구비된 냉동실 덕트(8)상에 설치되며, 증발기(6)가 설치된 형태는 증발기의 정면이 그릴 플레이트(2b)와 마주하도록하여 설치되어 있다.

이와 같이 증발기(6)의 설치형태에 의해 제 1, 2 냉매관(60a)(60b)중 어느 하나의 냉매관은 그릴 플레이트(2b)와 근접한 위치에 놓이게 되며, 나머지 냉매관은 상대적으로 원접한 위치에 놓이게 된다.

이 때, 그릴 플레이트(2b)는 냉동실(2)의 후위에 구성되어 증발기(6)에 의해 열교환된 냉기를 냉동실로 공급하기 위한 입구역할을 하므로 그릴 플레이트의 주변에는 공기유동량이 많을 수밖에 없다.

따라서, 그릴 플레이트(2b)에 근접한 냉매관에는 냉매관의 찬기운과 유동공기와의 접촉량이 많으므로 착상량이 많아지게 되는데 반해, 그릴 플레이트(2b)에 원접한 냉매관에는 상대적으로 유동공기량이 적으므로 착상량도 적을 수밖에 없다.

이렇게 두 냉매관(60a)(60b)에 대한 불균형 착상량을 감안하여 그릴 플레이트(2b)에 근접해 있는 냉매관으로 제상관(61)이 근접하게 위치토록 하며, 그릴 플레이트(2b)에 원접해 있는 냉매관으로는 제상관(61)이 원접하게 위치토록 하므로써 제상시 착상량이 많은 냉매관으로 많은량의 제상열 전달되도록하여 제상시간을 단축할 수 있도록 하였다.

예를들어, 도면상 좌측에 위치한 냉매관을 제 1 냉매관(60a)이라하고, 우측에 위치한 냉매관을 제 2 냉매관(60b)이라 한다면 제 2 냉매관이 그릴 플레이트(2b)에 근접하게 위치하고 있으므로 착상량이 많이 발생하게 된다.

이에 따라 제상시 제상열은 제상관(61)으로부터 근거리에 위치한 제 2 냉매관(60b)으로 많이 전달되므로 제 2 냉매관의 제상속도는 빠르게 진행되는 반면, 상대적으로 제상관(61)으로부터 원거리에 위치한 제 1 냉매관(60a)으로는 제상열량이 적게 전달되므로 제상속도는 느리게 진행된다.

이는 제 1, 2 냉매관(60a)(60b)의 착상량에 비례하여 제 1, 2 냉매관의 제상속도를 달리하므로써 제상효율 향상시킬 수 있게 된다.

다시 말해서, 종전에는 착상량이 많이 발생하는 냉매관을 기준으로 제상시간을 설정하였지만 본 발명은 두 냉매관(60a)(60b)의 착상량에 맞게 각 냉매관으로 전달되는 제상열량에 차이를 두어 두 냉매관(60a)(60b)의 제상완료시간이 같도록 하므로써 제상시간을 단축할 수 있게 된다.

제상시간의 단축은 항상 저온을 유지해야하는 냉장고의 특성상 제상열이 부하로 작용하고 있던 점을 감안하면 곧 냉동 및 냉장 효율과 직결되므로 소비전력의 감소로 이어지게 된다.

이상과 같은 본 발명은 제상시간을 약 20%정도 줄이므로써 제상열량이 고내의 냉동 및 냉장효율에 미치는 영향력을 줄일 수 있게 되었으며, 이에 따라 소비전력을 대폭 줄임으로써 냉장고의 냉장 및 냉동 효율성을 배가시키는 효과를 얻을 수 있게 되었다.

Claims (1)

1. 냉매가 흐르는 제 1, 2 냉매관과, 상기 두 냉매관 사이에 위치하며 제상모드시 발열하는 제상관과, 상기 두 냉매관과 제상관 사이에 위치하여 방열작용을 하는 휜으로 구성된 트라이 튜브형 증발기가 그릴 플레이트의 뒤쪽에 설치된 냉장고에 있어서;

   상기 두 냉매관중 그릴 플레이트와 근접한 냉매관과 제상관의 사이간격을, 그릴 플레이트와 원접한 다른 냉매관과 제상관의 사이간격보다 좁게 형성하여서 됨을 특징으로 하는 냉장고의 증발기.