KR20000020426A - 다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 냉기를 발생시키는 증발기(3), 이 증발기(3)에 의해 냉각된 냉기를 냉장실(5) 및 냉동실(7)로 순환시키는 송풍팬(9), 냉장실(5)로부터 냉기가 흡인되는 흡기덕트(11), 냉장실(5)로 냉기를 배출하는 배기덕트(13)로 이루어진 냉장고의 냉기순환 시스템에 있어서, 흡기덕트(11)의 하부면에는 다수개의 소직경 제습구멍(23)을 가진 평판 형태의 다공 착상판(20)이 설치되어 있으며, 다공 착상판(20) 하부면에는 증발기(3)와 연결된 냉각용 제습관(21)이 다공 착상판(20) 전면에 걸쳐 부착 설치되어 있는 다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치에 관한 것으로, 증발기를 통과한 냉매의 냉기를 이용하여 제습하도록 증발기를 지난 냉각파이프로 제습관을 형성하여 흡기덕트에 설치된 다공 착상판을 냉각시킴으로써 흡기덕트를 지나는 다습한 냉기 중의 수분이 다공 착상판과 제습구멍에 응축되도록 하여 흡인 냉기를 증발기에 이르기 전에 건조시켜 증발기에 과도한 착상이 일어나는 것을 방지할 뿐만 아니라 냉장실 전체의 습기를 제거하도록 한 것이다.

Description

다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치(humidity removing device for refrigerator using the frosting plate having a plurality of holes)

본 발명은 냉장고 제습장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉장고의 냉장실을 냉각하는 냉기가 유동하도록 되어 있는 냉장실 냉기덕트에 다수의 소직경 제습구멍을 갖는 다공 착상판을 장착하고 이 다공 착상판에 증발기와 압축기를 연결하는 파이프를 절곡하여 형성한 제습관을 접촉시켜 냉장실에 분무되어 냉장실 냉기를 따라 냉장실 냉기덕트를 통과하는 수분을 제거함으로써 냉장실 냉기에 포함된 수분으로 인해 증발기의 냉각성능이 저하되는 방지하도록 한 다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 냉장 및 냉동에 필요한 냉기를 만들기 위해 도 1에 도시된 냉각 시스템을 채용하고 있으며, 이러한 냉각 시스템(101)은 도시된 바와 같이 저압의 냉매를 압축하는 압축기(103), 방열 파이프(105)(107)(109)에 의해 고온의 냉매로부터 열을 방출시킨 다음 액화시키는 응축기(111), 드라이어(113)를 거쳐 유입되는 냉매를 저압상태로 팽창시키는 팽창밸브(115) 및, 팽창밸브(115)로부터 어큐물레이터(117)를 거쳐 유입된 냉매를 이용하여 저열원으로부터 열을 흡수하는 증발기(119)로 이루어져 있다.

이에 따라, 냉장고의 냉각 시스템(101)은 냉장고 동작시 압축기(103)에서 프레온 가스 등과 같은 냉매가 고온 고압의 상태로 압축되어 보조 방열 파이프(105)로 공급된다. 이때, 보조 방열 파이프(105)는 통상적으로 냉장고의 하단부에 설치되므로 증발기(119)에서 제상된 물을 압축기(103)에서 전달되는 75 ℃ 내외의 고온으로 증발시키도록 되어 있다. 이 과정에서 고온의 냉매는 제상된 물을 증발시키는 데 필요한 열을 빼앗기게 되므로 일정 수준 냉각되는 부차적인 효과를 누리게 된다.

다음에, 보조 방열 파이프(105)를 거친 냉매는 핫 파이프(107)를 거치게 되는데, 핫 파이프(107)는 일반적으로 냉장고의 도어측 캐비넷에 앞부분을 지나가도록 설치되어 있으므로 냉장고 도어를 여닫을 때 발생되는 냉장고 내부의 온도와 외부의 온도차로 인한 이슬맺침현상을 방지하도록 되어 있는 것으로, 이 경우에도 발생된 수적을 증발시키기 위해 일정량의 열을 빼앗기는 냉매는 다시 한번 냉각이 이루어진다.

이렇게 해서 핫 파이프(107)를 경유한 냉매는 후판 파이프(109) 또는 응축기(111)를 거치면서 충분히 냉각되어 액화상태로 된 다음 드라이어(113)로 공급된다. 이때 드라이어(113)는 응축기(111)까지 거치면서 통과하면서 고온상태에서 저온상태로 냉각된 냉매속에 생성되어 잔류할 수 있는 수분을 냉매로부터 완전히 제거하는 역할을 하도록 되어 있다. 이는 위에서와 같이 수분이 잔류하는 냉매를 그대로 증발기(119)에 공급하여 열교환시킬 경우 냉매와 물의 열전도도에 의해 냉각효율이 현저히 저하되는 것을 방지하기 위해서 이다.

드라이어(113)를 거치면서 수분이 제거된 고온 고압의 냉매는 모세관 형태로 되어 있는 팽창밸브(115)에 유입된다. 팽창밸브(115)에서는 냉매는 고압에서 저압으로 급격히 단열 팽창되어 저온 저압 상태로 되며 약 -30 ℃ 정도로 온도가 저하된다. 팽창밸브(115)에 의해 저온 저압 상태로 된 액상의 냉매는 증발기(119)에서 급격하게 기화되어 주위의 공기로부터 온도를 빼앗음으로써 냉동실 및 냉장실로 공급되는 냉기를 발생시키게 된다. 이때 증발기(119)에서 충분히 기화되지 못한 액상의 냉매는 어큐물레이터(117)로 분리되어 들어가게 되므로 흡입 파이프(120)를 통해 압축기(103)로 공급되는 냉매는 순수한 액체상태가 된다.

이와 같이 냉매의 기화열에 의해 냉기를 만드는 증발기(119)는 도 2에 도시된 바와 같이 냉장고(100)의 냉동실(130) 후방의 냉기덕트(131) 상에 장착된다. 따라서 증발기(119)에 의해 냉각된 차가운 공기는 냉동실(130) 후방에 관통 형성된 냉기 송풍공(133)과 인접하여 설치된 냉기 순환팬(135)에 의해 강제 송풍되어 냉기덕트(131)를 따라 냉장실(137)과 냉동실(130)을 순환하면서 보관된 음식물을 신선한 상태로 유지하게 된다.

이때 냉장실(137)과 냉동실(130)을 거쳐 증발기(119)로 순환되는 공기에는 보관된 음식물에서 증발된 수분과 냉장고 도어(141,143) 개폐시 유입되는 수분 등이 함유되므로 순환공기는 위에서와 같이 증발기(119)를 통과하는 동안에 함유 수분을 증발기(119)에 결상시키게 된다.

이와 같이 증발기(119)에 착상된 성에는 증발기(119)와 순환공기의 직접적인 접촉을 차단하는 보온재의 작용을 하게 되므로 냉장실(137) 및 냉동실(130)로 공급될 공기를 충분히 냉각시키지 못하게 되며, 특히 냉장실 내부를 가습장치로 가습하는 경우 증발기로 유도되는 수분의 양이 더욱 증대되어 증발기의 성능을 급격히 악화시키는 문제점이 있었다.

이에 따라, 증발기(119)에 착상되는 성에를 일정 수준에 이르면 제거하도록 되어 있는 다양한 종류의 제상수단이 제공되고 있으며, 그 일반적인 형태의 하나로 도 4에 도시된 바와 같은 제상히터(139)를 들 수 있다.

이러한 제상히터(139)는 증발기(119)의 연속가동시간, 냉장고내 온도변화 등의 데이터에 기초하는 소정의 제어장치에 의해 구동되고, 또한 증발기(119)내에 설치된 성에 감지센서(도시생략)에서의 제상 검출신호에 의해 구동이 정지되며, 증발기(119)의 하단에 설치되어 증발기(119)의 냉각핀에 착상되는 성에를 하방에서 상방으로 점진적으로 제거하도록 되어 있다.

그러나, 기존의 냉장고는 제상히터(139)를 사용하여 증발기(119)의 성에를 제상시키고 있지만, 냉장실(137)과 냉동실(130)로부터 회수되는 공기를 직접적으로 증발기(119)에 공급하게 되어 있어 증발기(119)에 발생되는 성에의 양은 짧은 시간내에 증가되어 냉매 파이프와 공기 사이의 열전달율이 급속히 저하되는 것을 방지할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 증발기(119)의 급속한 착상현상을 지연시키기 위해서, 냉동실(130) 및 냉장실(137)의 각 냉기 흡입구(131a)(131b)로 흡입된 회수 냉기를 착상판(145) 주변으로 통과시켜 일차적인 착상을 유도함으로써 증발기(119)로 공급되는 공기에 함유된 수분을 저감시키는 방법이 사용되고 있다.

여기서, 상기 착상판(145)의 설치상태는 보통 냉동실(130)에서 회수되는 냉기와 냉장실(137)에서 회수되는 냉기가 착상판(145)에 의해 구분된 상태로 서로 맞은편의 면을 따라 증발기(119)쪽으로 이동되도록 되어 있다.

그러나, 착상판(145)에서의 착상량은 냉동실(130)과 냉장실(137)에서 회수되는 냉기의 온도차(ΔT)가 클 경우 착상판(145) 양측면의 온도차가 커져서 착상량이 많아지지만, 냉동실(130)과 냉장실(137)에서 회수되는 온도차가 작을 경우 착상판(145) 양측면의 온도차가 작아져서 그 착상량이 줄게 되어 상대적으로 증발기(119)의 착상량을 증가시키게 됨은 물론 제상주기를 단축시켜 이에 따른 소비전력을 증가시키는 문제점이 있었다.

또한, 흡기덕트를 통과하는 냉기 중의 수분을 제거함으로써 증발기에 착상되는 성에의 양을 줄이는 방식이 제안되었는 바, 그 하나의 예로서 국내 실용신안 공고공보 제96-2857호에 개시된 착상전용 증발기를 구비한 냉장고(201)를 들 수 있다.

이 냉장고(201)는 도 3에 도시된 바와 같이 냉동실(230)을 순환한 냉기가 냉각전용 증발기(219)에 이르는 유동로를 형성하고 있는 덕트(211) 중에 냉각 전용 증발기와 독립된 별도의 착상전용 증발기(210)를 설치함으로써 덕트(211)로부터 유입되는 냉기로부터 사전에 수분을 제거하여 냉각 전용 증발기(219)에 착상되는 성에의 양을 줄이도록 되어 있는 것이다. 그런데, 이와 같은 착상전용 증발기(210)에 의한 사전 제습방식은 착상전용 증발기(210)도 역시 제상을 해주어야 하기 때문에 이중의 제상작용으로 인해 냉장고의 효율을 저하시키는 또다른 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제습장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 냉장실을 순환하면서 가습에 의해 다량의 수분을 함유하게 된 냉기를 증발기에 다다르기 전에 다공 착상판에 의해 일차적으로 냉각하여 냉기 중에 포함된 수분을 응축시키고, 응축된 물방울이 다공 착상판의 소직경 제습구멍에 맺히게 한 다음, 제습구멍에 맺힌 물방울에 의해 냉기로부터 수분을 효율적으로 제거함으로써 증발기가 과도하게 착상되는 것을 방지하고 이에 따라 냉장고의 냉각성능을 정상적으로 유지하며, 증발기 과착상으로 인한 불필요한 소비전력의 손실을 방지하고자 하는 데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 일반적인 냉장고의 냉각 시스템을 보인 개략 구성도.

도 2는 도 1에 도시된 냉각 시스템이 채용된 냉장고의 내부 구조를 보인 개략 단면도.

도 3은 착상 전용 증발기를 구비한 냉장고의 측단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다공 착상판이 냉장고 냉각 시스템에 적용된 예를 보인 개략 구성도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 내부구조를 보인 개략 단면도.

도 6은 도 5에 도시된 다공 착상판의 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 냉각 시스템 3 : 증발기

5 : 냉장실 7 : 냉동실

9 : 송풍팬 10 : 가습기

11 : 흡기덕트 20 : 다공 착상판

21 : 제습관 23 : 제습구멍

본 발명은 위에서 언급한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 순환냉기를 발생시키는 증발기, 이 증발기에 의해 냉각된 냉기를 냉장실 및 냉동실로 순환시키는 송풍팬, 냉장실로부터 냉기가 흡인되는 흡기덕트, 냉장실로 냉기를 배출하는 배기덕트로 이루어진 냉장고의 냉기순환 시스템에 있어서, 흡기덕트의 하부면에는 다수개의 소직경 제습구멍을 가진 평판 형태의 다공 착상판이 설치되어 있으며, 다공 착상판 하부면에는 증발기와 연결되어 0 내지 1℃를 유지하고 있는 냉각용 제습관이 다공 착상판 전면에 걸쳐 부착 설치되어 있는 다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치를 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치는 도 4에 도시된 바와 같이 냉장고의 냉각 시스템(1)에 적용된다. 이러한 냉각 시스템(1)은 저압의 냉매를 압축하는 압축기(33), 방열 파이프(35)(37)(39)에 의해 고온의 냉매로부터 열을 방출시킨 다음 액화시키는 응축기(31), 드라이어(43)를 거쳐 유입되는 냉매를 저압상태로 팽창시키는 팽창밸브(45) 및, 팽창밸브(45)로부터 어큐물레이터(47)를 거쳐 유입된 냉매를 이용하여 저열원으로부터 열을 흡수하는 증발기(3)로 이루어지는 것은 기존과 같고, 다만 증발기(3)를 통과한 냉매를 압축기에 전달하는 흡입 파이프(50)의 일부분에 다공 착상판(20)이 구비되는 차이점이 있다.

여기에서 다공 착상판(20)은 도 5에 도시된 바와 같이 냉기 순환 시스템의 흡기덕트(11)의 바닥면에 부착 설치되어 있는데, 이 냉기 순환 시스템은 종래의 그것과 마찬가지로 크게 증발기(3), 송풍팬(9), 흡기덕트(11), 배기덕트(13)로 이루어져 있으며, 증발기(3)는 냉장고의 냉기를 발생시키는 역할을 하며, 송풍팬(9)은 증발기(3)에서 발생된 냉기를 흡기덕트(11)와 배기덕트(13)를 통해 냉장실(5)로부터 흡인하거나 냉장실(5) 내부로 송풍하게 된다.

이때, 본 발명이 적용된 냉장고에서와 같이 냉장실 내부에 가습기(10)가 장착되어 가습을 통해 냉기에 다량의 수분이 포함되어 있는 경우에는 특히 흡기덕트(11)를 통해 증발기(3)로 흡인되는 냉기가 과도한 수분을 포함하고 있으므로 다습한 냉기가 증발기(3)로 접근하기 전에 미리 다공 착상판(20)에 의해 냉기 중의 수분을 응축시킨다.

이를 위해, 다공 착상판(20)에는 도 6에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 증발기(3)와 압축기를 연결하는 냉매 파이프를 ㄹ자 형태로 절곡하여 형성한 제습관(21)이 하부면 전면에 걸쳐 부착 설치되어 있으며, 따라서 흡기덕트(11)를 통과하는 다습한 냉기 중의 수분이 다공 착상판(20)과 접하면서 냉각되어 다공 착상판(20)의 표면에서 응축되도록 한다.

그리고, 다공 착상판(20)에는 제습관(21)과 겹치지 않는 위치에 종횡방향으로 정렬된 다수개의 소직경 제습구멍(23)을 관통 형성하여, 이 제습구멍(23)에 응축되어 생성된 수분이 모이게 한다. 이때, 증발기(3)에서 통상 -30℃로 유지되며, 냉동실(7)을 통과하는 동안 -5 내지 -8℃로 상승하는 냉매의 온도를 제습관(21)에서 -1 내지 0℃로 유지할 수 있도록 통상 8.4㎜의 직경을 갖는 증발기 파이프에 비해 제습관(21) 입구측 파이프의 직경을 6.3㎜로 축소시켜 동일한 냉매 유량의 조건에서 냉매의 유동속도를 증대시킴으로써 베루누이 원리에 따라 냉매의 온도를 떨어뜨린다.

이에 따라 다공 착상판(20)의 제습구멍(23)에 모이는 수분이 동결되지 않고 물방울 상태로 응집되므로 물방울의 표면장력에 의해 착상판(20) 위로 지나가는 냉기 중의 수분이 건조한 상태의 착상판에서 보다 휠씬 더 효과적으로 물방울에 응결되어 제거된다. 따라서, 냉기 중의 수분의 응축속도를 배가시키므로 보다 효율적으로 냉기 중의 수분을 제거할 수 있게 된다. 이와 같이 응결 생성된 물방울은 적정 무게 이상이 되면 제습 구멍(23)으로부터 낙하되어 물받이부로 집수된 다음 제거되거나 필요에 따라 가습기의 가습수로 사용될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치에 의하면, 냉장실의 냉기가 흡인되는 흡기덕트 중에 증발기와 연결된 제습관에 의해 냉각되는 다공 착상판을 부착 설치함으로써 다습한 냉기가 증발기에 이르기 전에 일차적으로 냉기 중의 수분을 응축 제거할 수 있게 되므로 냉장실과 냉동실의 온도차가 작은 상태에서도 가습으로 인해 냉기가 다량의 수분을 포함하게 되어도 증발기가 과착상되는 것을 방지할 수 있게 된다. 아울러 증발기와 무관하게 냉장실을 순환하는 냉기로부터 과도하게 함유되어 있는 수분을 일정부분 제거하게 되므로 냉장실 내부가 지나치게 다습해지는 것을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 가습기를 이용해 냉장실을 가습하더라도 본 발명의 제습장치에 의해 냉기 중의 수분량을 적정하게 유지함으로써 냉장실의 습도를 적정하게 유지할 수 있게 되므로 저장된 음식물을 보다 신선하게 보관할 수 있을 뿐만 아니라 증발기의 과도착상을 방지하게 되므로 냉각성능 저하로 인한 소비전력의 증대를 억제할 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 순환냉기를 냉각시키는 증발기(3), 상기 증발기(3)를 통과하여 냉각된 냉기를 냉장실(5) 및 냉동실(7)로 순환시키는 송풍팬(9), 상기 냉장실(5)로부터 냉기가 흡인되는 흡기덕트(11), 상기 냉장실(5)로 냉기를 배출하는 배기덕트(13)로 이루어진 냉장고의 냉기순환 시스템에 있어서, 상기 흡기덕트(11)의 하부면에는 다수개의 소직경 제습구멍(23)이 관통 형성되어 있는 평판 형태의 다공 착상판(20)이 설치되어 있으며, 상기 다공 착상판(20) 하부면에는 상기 증발기(3)와 연결되어 0 내지 1℃를 유지하고 있는 냉각용 제습관(21)이 상기 다공 착상판(20) 전면에 걸쳐 부착 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 다공 착상판(20)은 상기 흡기덕트(11)의 하부면에 수평으로 배열되어 설치되어 있으며, 상기 제습구멍(23)은 4 내지 7㎜의 직경을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 다공 착상판을 이용한 냉장고 제습장치.