KR20000009353A - 냉장고용 응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고용 응축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수개의 냉매관과 냉각핀을 일체로 성형하므로써 용접에 의해 바이핀 관을 조합하였던 기존구조에 비해 응축기의 제작과정을 단순화할 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은 냉매유입구와 냉매배출구를 통해 냉매가 유/출입되는 복수개의 냉매관(111)과, 상기 각 냉매관의 사이사이에 위치하여 응축열을 방열하는 복수개의 냉각핀(112)을 일체로 성형하고, 상기 일체화된 복수개의 냉매관(111)과 냉각핀(112)을 냉장고내에 설치가능한 형태로 성형하여서 된 것이다.

Description

냉장고용 응축기

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉장고용 응축기에 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 18℃ 내외의 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 냉장식품과의 열교환에 의해 최초 공급온도보다 고온으로 변환된 냉장실 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 냉기덕트(8)와 냉장실(3)의 뒤쪽에 형성된 냉장실 냉기덕트(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, 응축기는 냉장고의 하부에 구비된 기계실(9)내에 설치되어 자연냉각과 강제냉각방식에 의해 응축열을 방열하는 작용을 하는데, 종전의 응축기는 냉매가 흐르는 직선형의 강관에 가느다란 핀을 일정간격으로 용접하고, 그 자체를 냉장고내에 설치가능한 크기로 연속반복되게 다단 절곡하여 전체적으로 육면체 형태를 이루고 있었다.

그러나 상기와 같은 응축기는 제작과정에서 부분적으로 수작업을 필요로 하는등 공정과정에서의 효율성이 떨어져 제작시간이 오래 걸림은 물론, 이에 따른 생산성 저하를 초래하게 되어 응축기의 가격을 상승시키는 등의 갖가지 문제점을 안고 있었던 바, 이를 해결하기 위해 최근에 바이핀형(bi-fin type) 응축기가 개발된 바 있다.

상기 바이핀형 응축기(10)는 도 2에서와 같이 냉매가 흐르는 단일의 냉매관(10b)과, 상기 냉매관의 양측에 위치하는 냉각핀(10c)을 압출성형에 의해 일체화한 바이핀 관(10a)을 지그(zig)에 의해 적정형상으로 성형한 것으로서, 상기 바이핀 관(10a)은 재질이 알루미늄(Al)으로 되어 있으므로 성형성이 양호할 뿐만 아니라 응축효율이 뛰어나 그 이전의 응축기(핀&튜브 타입)에 비해 가격경쟁력, 생산성, 성능 등의 여러 측면에서 진보된 제품이라 할 수 있다.

한편, 상기한 바이핀 관(10a)을 적정형상의 응축기로 형상화 하기 위한 성형작업은 바이핀 관(10a)을 일정한 반경으로 연속적으로 감아돌리되, 도 3에서와 같이 인접하는 바이핀 관(10a)의 가장자리가 중첩되도록하여, 이 중첩부위를 스폿용접(spot welding)에 의해 고정하므로써 인접하는 바이핀 관(10a)들이 일체화되도록 하였다.

이와 같은 종래의 바이핀형 응축기(10)는 단일의 냉매관(10b)과 그 양쪽에 위치한 한쌍의 냉각핀(10c)이 기본 단위체를 이루고 있으므로 바이핀형 응축기(10)를 제작하기 위해서는 상기 단일의 냉매관(10b)과 한쌍의 냉각핀(10c)으로 이루어진 단위 바이핀 관(10a)을 여러개 조합하여 소정의 형태로 확장해야 하는데, 이 때 바이핀 관을 서로 조합할때는 용접에 의하게 되므로 작업공수가 증가하여 제조원가를 상승시킬 뿐만 아니라 생산성의 저해요인으로 작용되어 왔다.

또한, 바이핀 관(10a)과 바이핀 관의 용접상태가 부실할 경우에는 압축기 등의 진동에 의해 중첩된 부위에서 충돌소음이 발생됨은 물론, 기계적 강도 측면에서도 취약점이 발생될 소지를 안고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 응축기의 제작작업을 단순화하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 냉매유입구와 냉매배출구를 통해 냉매가 유/출입되는 복수개의 냉매관과, 상기 각 냉매관의 사이사이에 위치하여 응축열을 방열하는 복수개의 냉각핀을 일체로 성형하고, 상기 일체화된 복수개의 냉매관과 냉각핀을 냉장고내에 설치가능한 형태로 성형하여서 됨을 특징으로 하는 냉장고용 응축기를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 냉장고의 종단면도

도 2는 종래 바이핀형 응축기의 일예를 도시한 사시도

도 3은 종래 인접하는 바이핀 관이 용접된 상태를 도시한 요부 단면도

도 4는 본 발명의 멀티튜브를 도시한 요부사시도

도 5는 멀티튜브에 의해 성형된 본 발명의 응축기를 도시한 사시도

도 6a는 본 발명 응축기에 대한 정면도

도 6b는 본 발명 응축기에 대한 배면도

도 6c는 본 발명 응축기에 대한 측면도

도 7a는 본 발명 응축기의 다른 실시예에 대한 측면도

도 7b는 도 7a를 A방향에서 본 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 멀티형 응축기 110 : 멀티튜브

111 : 냉매관 112 : 냉각핀

112a : 루버 112b : 루버핀

113 : 연결관

도 4는 본 발명의 멀티튜브를 도시한 요부사시도이고, 도 5는 멀티튜브에 의해 성형된 본 발명의 응축기를 도시한 사시도이며, 도 6a는 본 발명 응축기에 대한 정면도이고, 도 6b는 본 발명 응축기에 대한 배면도이며, 도 6c는 본 발명 응축기에 대한 측면도이고, 도 7a는 본 발명 응축기의 다른 실시예에 대한 측면도이며, 도 7b는 도 7a를 A방향에서 본 도면으로서, 이들 첨부도면을 참조하여 본 발명의 냉장고용 응축기에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명의 응축기(이하 “멀티형 응축기(11)”라 함)는 도 4 내지 도 6c에서와 같이 냉매가 흐르는 냉매관(111)이 복수개 구성되어 있고, 상기 각 냉매관의 사이사이에는 응축열을 방열하는 복수개의 냉각핀(112)이 일체로 구성된 멀티튜브(multi-tube)(110)를 냉장고내에 설치 가능한 적정의 형태로 성형하여 멀티형 응축기(11)를 이루고 있다.

상기 멀티튜브(110)를 이루고 있는 복수개의 냉매관(111)과 냉각핀(112)은 압출성형에 의해 일체화하였으며, 각 냉각핀(112)에는 루버(louver)(112a)를 형성하여 이 루버를 통해 공기가 통할 수 있도록 하므로써 방열성을 향상 시켰고, 상기 루버(112a)에는 루버에 대해 일정각도를 이루도록 루버핀(112b)을 형성하여 루버를 통과하는 공기에 정체성(停滯性) 및 방향성을 부여하므로써 방열효율을 극대화시켰다.

한편, 상기 냉각핀(112)상에 루버(112a)와 루버핀(112b)을 형성하기 위해서는 냉각핀의 상/하면에 펀치(punch)(도시는 생략함)를 대향되도록 위치시킴과 아울러 형성될 루버의 길이에 해당하는 간격만큼 두 펀치사이에 간격을 둔 상태에서 펀칭을 하면 두 개의 펀치에 의해 펀칭된 냉각핀(112)의 일부분이 절개되면서 루버(112a)를 이루게 되고, 절개부분으로부터 떨어져 나간 절개판은 루버(112a)에 대해 소정간격을 이루면서 루버핀(112b)을 이루게 된다.

상기 루버핀(112b)을 포함한 루버(112a)는 응축기의 기능을 수행하는데 있어서 필수적인 요소는 아니지만 방열효율을 감안한다면 이를 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 압출성형에 의해 냉매관(111)과 냉각핀(112)을 일체화한 직후의 멀티 튜브(110)는 도 4에서와 같이 직선형이므로 이를 냉장고내에 설치가능한 형태로 성형하는 작업을 거쳐야 하는데, 도 5 내지 도 6c에 도시된 형태는 여러 가지 성형 가능한 형태중 그 일실시예를 도시한 것이다.

상기의 형태로 성형하기 위해서는 멀티튜브(112)를 적정길이의“∪”“∩”형상으로 연속반복되게 다단으로 절곡하고, 각 냉매관(111)은 연결관(113)에 의해 연결하여 각 냉매관이 연통되도록 하였다.

또한, 상기 복수개의 냉매관(111)중 일측에 위치한 냉매관으로는 압축기로부터 흘러온 냉매가 유입되도록 하였으며, 냉매가 유입되는 냉매관의 반대쪽 냉매관으로는 각 냉매관을 경유한 냉매가 모세관을 향해 배출되도록 하므로써, 일측 냉매관으로 유입된 냉매가 연결관(113)에 의해 연결된 각 냉매관을 순차적으로 통과하여 최종적으로 타측 냉매관을 통해 배출이 이루어지도록 하였다.

좀더 명확한 설명을 위해 도 6a∼6c를 참조하면, 도 6a의 좌측으로부터 우측으로 배열되어 있는 냉매관들을 제 1, 2, 3, 4 냉매관(111a)(111b)(111c)(111d)이라 지정하면, 제 1, 2 냉매관(111a)(111b)의 상단은 U자형의 제 1 연결관(113a)에 의해 연결되어 있고, 제 2, 3 냉매관(111b)(111c)의 상단은 제 2 연결관(113b)에 의해 연결되어 있으며, 제 3, 4 냉매관(111c)(111d)의 상단은 제 3 연결관(113c)에 의해 각각 연결되어 각 냉매관은 연통된 상태가 된다.

또한, 제 1 냉매관(111a)은 냉매가 유입되는 유입관이 되고, 제 4 냉매관(111d)는 냉매가 배출되는 배출관이 되어, 제 1 냉매관으로 유입된 냉매가 연통되어 있는 각 냉매관을 경유하여 제 4 냉매관(111d)으로 배출되도록 하였다.

상기에서 제 4 냉매관(111d)으로 냉매가 유입되도록 하고, 제 1 냉매관(111a)으로 냉매가 배출되도록 하는 구성도 가능하다.

이와 같은 멀티형 응축기(11)의 냉매순환과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 냉매관(111a)의 전방으로 유입된 냉매는 그 후방을 향해 흘러가게 되는데, 제 1 냉매관의 후방은 제 1 연결관(113a)에 의해 제 2 냉매관(111b)과 연결되어 있으므로 제 1 냉매관(111a)의 냉매가 제 1 연결관(113a)을 통해 제 2 냉매관(111b)의 후방으로 유입되어 그 전방을 향해 흐르게 된다.

상기 제 2 냉매관(111b)의 전방은 제 2 연결관(113b)에 의해 제 3 냉매관(111c)과 연결되어 있으므로 제 2 냉매관의 냉매가 상기 제 2 연결관을 통해 제 3 냉매관(111c)의 전방으로 유입되어 그 후방을 향해 흐르게 된다.

상기 제 3 냉매관(111c)의 후방은 제 3 연결관(113c)에 의해 제 4 냉매관(111d)에 의해 연결되어 있으므로 제 3 냉매관의 냉매가 상기 제 3 연결관을 통해 제 4 냉매관(111d)의 후방으로 유입되어 그 전방의 배출구를 통해 배출이 이루어지게 된다.

한편, 멀티형 응축기(11)는 도 6a의 상태가 냉각팬(12)을 향하도록하여 기계실내에 설치하게 되는데, 이 때 냉매관(111)을 통하는 냉매가 보유하고 있는 응축열은 각 냉각핀(112)을 통해 자연 방열되고, 멀티형 응축기(11)의 일측에 설치된 냉각팬(12)의 회전력에 의해 발생되는 바람이 응축기를 통과함에 따른 강제방열에 의해 응축열을 외부로 발산하게 된다.

이 때, 상기 냉각팬(12)에 의한 바람이 멀티형 응축기(11)를 통과할 때 냉각핀(112)에 형성된 다수개의 루버(112a)를 통과하면서 응축기에 골고루 퍼지게 되므로써 방열효율을 향상시킬 수 있으며, 아울러 루버핀(112b)에 의해 루버(112a)를 통과하는 바람의 순조로운 진행을 방해함에 따라 바람이 응축기내에 머무는 시간이 길어져 강제송풍에 의한 방열효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 멀티형 응축기(11)는 복수개의 냉매관(111)과 냉각핀(112)을 연결하기 위해 스폿용접하였던 공정을 없앨 수 있으므로 제작공정을 줄일 수 있음은 물론 용접을 위한 설비가 필요없으므로 공정설비를 단순화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 7a 및 도 7b는 냉매가 각 냉매관의 일측단으로부터 일괄적으로 유입되고, 배출될때도 각 냉매관의 타측단으로 일괄적으로 배출되도록 한 멀티형 응축기 구조이다.

이를 위해 복수개의 냉매관(111) 일측 끝단과 타측 끝단에는 각 냉매관이 연결될 수 있도록 분지관(114a)(114b)을 연결하여, 일측 분지관으로는 냉매가 유입된후 각 냉매관으로 분배공급되고 타측 분지관으로는 각 냉매관을 일괄적으로 통과한 냉매가 하나의 관으로 모여 유출되도록 하였다.

상기와 같이 냉매관(111)의 양 끝단에 분지관(114a)(114b)을 연결할 경우에는 각 냉매관을 연결하기 위한 연결관(113)이 필요없게 된다.

왜냐하면, 상술한 바 있듯이 일측 분지관을 통한 냉매가 각 냉매관으로 분배공급되어 흐르게 되므로 각 냉매관이 연통되지 않아도 되기 때문이다.

이상과 같은 본 발명은 복수개의 냉매관과 냉각핀을 일체로 성형하므로써 용접에 의해 바이핀 관을 조합하였던 기존구조에 비해 성형과정을 단순화하여 제조원가를 절감할 수 있음은 물론 생산성 향상에도 기여하게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 냉매유입구와 냉매배출구를 통해 냉매가 유/출입되는 복수개의 냉매관과, 상기 각 냉매관의 사이사이에 위치하여 응축열을 방열하는 복수개의 냉각핀을 일체로 성형하고,

   상기 일체화된 복수개의 냉매관과 냉각핀을 냉장고내에 설치가능한 형태로 성형하여서 됨을 특징으로 하는 냉장고용 응축기.
2. 제 1 항에 있어서,

   일체화된 복수개의 냉매관과 냉각핀을 냉장고내에 설치하기 위해, 냉매관과 냉각핀을 적정길이의 “∪”“∩”형상으로 연속반복되게 다단절곡하여서 됨을 특징으로 하는 냉장고용 응축기.
3. 제 1 항에 있어서,

   복수개의 냉매관중 일측 가장자리에 위치한 냉매관으로 냉매가 유입되도록 하고, 타측 가장자리에 위치한 냉매관으로는 각 냉매관을 순차적으로 경유한 냉매관이 유출되도록 한 것을 특징으로 하는 냉장고용 응축기.
4. 제 1 항에 있어서,

   복수개의 냉매관 일측 끝단과 타측 끝단에는 각 냉매관에 연결되도록 분지관을 연결하여, 일측 분지관으로는 냉매가 유입된후 각 냉매관으로 분배공급되고 타측 분지관으로는 각 냉매관을 일괄적으로 통과한 냉매가 모여 유출되도록 한 것을 특징으로 하는 냉장고용 응축기.