KR20010017218A - 냉장고의 증발 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음식물을 장기간 신선하게 보관하기 위하여 상기한 음식물에 냉기를 공급하는 냉장고에 관한 것으로서, 특히 냉매가 흐를 수 있도록 내부에 복수개의 채널이 형성되어 세로 방향으로 배열된 다수의 냉매튜브와, 상기한 냉매튜브들의 양끝단에 설치되어 냉매의 유로를 형성하는 동시에 냉동사이클의 냉매배관과 상기 냉매튜브를 연결하는 헤더로 구성된 증발기를 포함하고, 상기 냉매튜브에는 제상을 위한 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터가 설치된 냉장고의 증발 장치를 제공함으로써 냉매 측의 압력 손실이 감소되고 상기 증발기를 완전히 제상시키는데 걸리는 시간이 단축되어 냉장고의 소비 전력이 감소되는 동시에 제상 효율이 대폭 향상되도록 한 것이다.

Description

냉장고의 증발 장치{Evaporation apparatus of refrigerator}

본 발명은 음식물을 장기간 신선하게 보관하기 위하여 상기한 음식물에 냉기를 공급하는 냉장고에 관한 것으로서, 특히 내부에 복수개의 채널이 형성된 냉매튜브를 이용한 패러렐 플로우 타입의 증발기를 사용하는 동시에 상기 증발기의 제상 운전을 위해 순간적으로 높은 열을 발생시키는 PTC 히터를 사용하는 냉장고의 증발 장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 냉장고의 냉동 시스템이 도시된 블록도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 냉장고의 증발 장치가 도시된 구성도이다.

도 1을 참조하여 일반적인 냉장고의 냉동 시스템을 설명하면, 먼저, 압축기(1)에 의해 압축된 냉매가 고온고압의 증기상태로 변화된 후 응축 장치의 응축기(2)로 흡입되면, 상기 응축기(2)는 열을 방출하여 냉매를 상온고압의 액상태로 변화시킨다.

이후, 상기 응축기(2)에 의해 응축된 냉매는 모세관(4)을 지나면서 그중 일부가 감압됨으로써 액체와 기체가 혼합된 2상 상태가 된다.

이후, 상기 모세관(4)을 통과하여 증발 장치의 증발기(11)로 흡입된 냉매는 완전히 기화되면서 주위의 열을 빼앗아 주변을 냉각시키게 되고, 이렇게 상기 증발기(11)에 의해서 냉각된 공기가 냉동실과 냉장실로 각각 제공된다.

상기에서, 응축 장치와 증발 장치는 상기 응축기(2)와 증발기(11)의 방열 작용과 흡열 작용을 돕기 위한 팬(3)(6)을 각각 포함하고 있다.

특히, 종래 기술에 의한 냉장고의 증발 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉동실에 구비된 증발실에 설치되어 냉매와의 열교환을 통해 공기를 냉각시키는 증발기(11)와, 상기 증발기(11)의 상측 중앙에 설치되어 증발기(11)를 통해 냉각된 공기를 상기한 냉동실로 공급하는 동시에 상기 증발기(11)의 흡열 작용을 돕는 팬(13)과, 상기 증발기(11)의 일측면에 장착되어 증발기(11)의 표면에 발생되는 결빙을 방지하는 제상선(15)으로 구성된다.

여기서, 상기 증발기(11)는 냉매가 흐르는 튜브(11a)와, 상기한 냉매와 공기의 열교환 면적을 넓히기 위해 상기 튜브에 장착된 핀(11b)으로 구성되어 있다.

또한, 상기한 증발실에는 증발기(11)와 압축기 사이에 위치되도록 어큐뮬레이터(Accumulator)(17)가 설치되고, 상기 어큐뮬레이터(17)는 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매를 분리하여 상기 압축기를 향해 기체 상태의 냉매만을 보내는 기능을 수행하고 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 증발 장치에서는, 먼저, 증발실로 제공된 공기가 증발기(11)를 통과하면서 상기 증발기(11)의 내부를 흐르는 냉매와 열교환되어 냉각된다.

이후, 상기 증발기(11)를 통해 냉각된 공기는 팬(13)의 회전력에 의하여 냉동실 및 냉장실로 공급되어 상기한 냉동실 및 냉장실에 보관된 음식물이 신선하게 유지되도록 한다.

이와 동시에 상기 증발기(11)를 통과하면서 기화한 냉매는 어큐뮬레이터(17)를 거쳐 압축기로 들어간다.

이후, 상기 냉동실 및 냉장실을 순환하여 온도가 상승된 각각의 냉기는 냉기덕트를 통해 다시 증발기(11)로 공급되어 재 냉각되게 된다. 이후, 상기의 과정이 계속해서 반복된다.

그런데, 상기와 같이 증발기(11)로 제공되는 냉기 중 상기한 냉장실로부터 제공된 냉기는 저온 다습한 상태이기 때문에 상기 증발기(11)의 표면, 즉 튜브(11a)와 핀(11b)의 표면에 결빙이 생기는 착상 현상을 발생시킨다.

따라서, 상기한 착상 현상을 제거하기 위하여 냉장고에서는 증발기(11)에 장착된 제상선(15)을 이용하여 주기적으로 제상 운전을 실시하고 있다. 이때, 즉 증발기(11)의 결빙 방지를 위해 제상 운전을 실시하는 동안에는 냉장고의 냉동 운전이 정지되어 냉동실 및 냉장실로의 냉기 공급이 중단되게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 증발 장치는 튜브(11a)와 핀(11b)으로 이루어진 증발기(11)를 사용하고 있기 때문에 상기 튜브(11a)와 핀(11b)의 접촉성이 불량하여 제상시 증발기(11)가 완전히 제상되는데 걸리는 시간이 길어지고, 이로 인하여 냉장고의 소비 전력이 증가되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 종래 기술은 증발기(11)를 제상하기 위한 시간이 길기 때문에 그 동안 냉동실 및 냉장실로의 냉기 공급이 중단되어 상기한 냉동실 및 냉장실의 온도가 상승되고, 이와 같은 냉장고의 고내 부하가 증가로 인하여 제상 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉매가 흐를 수 있도록 내부에 복수개의 채널이 형성되어 있는 냉매튜브를 이용한 패러렐 플로우(Parallel flow) 타입의 증발기를 사용함으로써 냉매 측의 압력 손실이 대폭 감소되어 압축기 기동 후의 배관 압력 손실이 낮아지고 냉장고의 소비 전력이 감소되도록 하는 냉장고의 증발 장치를 제공하는데 제 1목적이 있다.

또한, 본 발명은 증발기의 제상 운전을 위해 열선과 전압발생기로 구성되어 냉매튜브에 장착된 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터를 사용함으로써 상기 증발기를 완전히 제상시키는데 걸리는 시간이 단축되어 제상 효율이 대폭 향상되도록 하는 냉장고의 증발 장치를 제공하는데 제 2목적이 있다.

도 1은 일반적인 냉장고의 냉동 시스템이 도시된 블록도,

도 2는 종래 기술에 따른 냉장고의 증발 장치가 도시된 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 냉장고용 증발 장치가 도시된 정면도,

도 4는 도 3의 평면도,

도 5는 도 3의 A-A선 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 냉매튜브가 도시된 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

50 : 증발기 51 : 냉매튜브

52 : 채널 55a, 55b : 헤더

59 : 열선

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 증발 장치의 특징은, 냉매가 흐를 수 있도록 내부에 복수개의 채널이 형성되어 세로 방향으로 배열된 다수의 냉매튜브와, 상기한 냉매튜브들의 양끝단에 설치되어 냉매의 유로를 형성하는 동시에 냉동사이클의 냉매배관과 상기 냉매튜브를 연결하는 헤더로 구성된 증발기를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 부가적인 특징은, 상기 냉매튜브에는 제상을 위한 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터가 설치되고, 상기 PTC 히터는 냉매튜브의 앞면과 뒷면에 각각 형성된 열선과, 상기 열선에 전류를 공급하여 온도를 상승시키는 전압발생기로 구성되는데 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 냉매튜브를 이용한 패러렐 플로우 타입의 증발기를 사용하는 동시에 상기 증발기의 제상 운전을 위해 순간적으로 높은 열을 발생시키는 PTC 히터를 사용하므로 냉매 측의 압력 손실이 감소되고 상기 증발기를 완전히 제상시키는데 걸리는 시간이 단축되어 냉장고의 소비 전력이 감소되는 동시에 제상 효율이 대폭 향상되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 증발 장치가 도시된 정면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이고, 도 5는 도 3의 A-A선 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 냉매튜브가 도시된 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 냉장고의 증발 장치는 냉매가 흐를 수 있도록 내부에 복수개의 채널(52)이 형성되어 세로 방향으로 배열된 다수의 냉매튜브(51)와, 상기한 냉매튜브(51)들의 양끝단에 설치되어 냉매의 유로를 형성하는 동시에 냉동사이클의 냉매배관(57)과 상기 냉매튜브(51)를 연결하는 2개의 헤더(55a, 55b)로 구성된 증발기(50)를 포함한다.

여기서, 상기 증발기(50)는 냉동실에 구비된 증발실에 설치되어 냉매와의 열교환을 통해 공기를 냉각시킨 후 이렇게 생성된 냉기를 냉동실과 냉장실로 공급하는 기능을 수행하고 있다.

또한, 상기 냉매튜브(51)는 도 6에 도시된 바와 같이, 내부에 4개 정도의 채널(52)이 세로 방향으로 배열 형성되어 납작한 직사각형 모양으로 형성되어 있으며, 상기한 채널(52)의 형태는 원형, 사각형, 다각형 중 어느 하나를 택일하여 사용하거나 둘 이상의 형태를 병용할 수 있다.

또한, 상기한 각각의 헤더(55a, 55b) 내부에는 상기 냉매튜브(51)를 통해 흐르는 냉매가 지그재그 형태를 이룰 수 있도록 냉매의 흐름이 바뀌는 부분에 차단판(56)이 형성되어 있다.

다른 실시 예에 따르면, 상기 헤더의 내부에 각각의 냉매튜브들을 서로 분리하도록 차단판을 설치하여 상기 냉매튜브를 따라 흐르는 냉매가 같은 방향, 즉 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측 방향으로 일제히 평행하게 흐르도록 할 수도 있다.

또한, 상기 냉매튜브(51)에는 제상을 위한 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터가 설치되고, 상기 PTC 히터는 냉매튜브(51)의 앞면과 뒷면에 각각 형성된 열선(59)과, 상기 열선(59)에 전류를 공급하여 온도를 상승시키는 전압발생기(미도시)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 PTC 히터는 열선(59)이 일정 온도 이상이 되면 자동으로 상기 전압발생기가 동작되어 상기 열선(59)으로 공급되는 전류가 차단되도록 되어 있다.

마지막으로, 상기 냉매튜브(51)와 헤더(55a, 55b)의 재질은 냉매와 공기의 열교환 효율을 높일 수 있도록 열전도도가 좋은 알루미늄으로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉장고의 증발 장치는 다음과 같이 동작된다.

먼저, 냉동실의 증발실로 제공된 공기가 증발기(50)의 냉매튜브(51) 사이를 통과하면서 상기 냉매튜브(51)의 채널(52)을 통해 흐르는 냉매와 열교환되어 냉각된다.

이후, 상기 증발기(50)를 통해 냉각된 공기는 증발기(50)의 상측에 설치된 팬의 회전력에 의하여 냉동실 및 냉장실로 공급되어 상기한 냉동실 및 냉장실에 보관된 음식물이 신선하게 유지되도록 한다.

이와 동시에 상기 증발기(50)를 통과하면서 기화한 냉매는 어큐뮬레이터를 거쳐 압축기로 들어간다. 이때, 상기한 어큐뮬레이터는 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매를 분리하여 압축기를 향해 기체 상태의 냉매만을 보내는 기능을 수행한다.

이후, 상기 냉동실 및 냉장실을 순환하여 온도가 상승된 각각의 냉기는 냉기덕트를 통해 다시 증발기(50)로 공급되어 재 냉각되게 된다.

이후, 상기의 과정을 계속해서 반복하다가 일정 시간이 경과하여 상기 증발기(50)의 표면, 즉 냉매튜브(51)의 표면에 착상이 발생하면 상기 PTC 히터를 작동시켜 제상 운전을 실시한다.

즉, 상기 PTC 히터의 전압발생기를 동작시켜 냉매튜브(51)의 앞, 뒷면에 각각 형성된 열선(59)에 전류를 공급함으로써 상기 열선(59)을 통해 순간적인 높은 열을 발생시켜 상기 냉매튜브(51) 표면의 착상을 신속히 제거한다.

이후, 상기 열선(59)의 온도가 일정 온도 이상이 되어 상기 증발기(50)가 완전히 제상되면 상기 전압발생기가 동작하여 상기 열선(59)으로 공급되는 전류가 자동으로 차단된다.

이와 같이 상기 PTC 히터에 의해 증발기(50)의 제상이 완료되면 다시 냉동실과 냉장실로 냉기가 공급되는 냉동 운전을 실시한다.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 냉장고의 증발 장치는, 냉매가 흐를 수 있도록 내부에 복수개의 채널(52)이 형성되어 있는 냉매튜브(51)를 이용한 패러렐 플로우 타입의 증발기(50)를 사용하므로 냉매 측의 압력 손실이 대폭 감소되어 압축기 기동 후의 배관 압력 손실이 낮아지고 냉장고의 소비 전력이 감소되는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 증발기(50)의 제상 운전을 위해 열선(59)과 전압발생기로 구성되어 냉매튜브(51)에 장착된 PTC 히터를 사용하므로 상기 증발기(50)를 완전히 제상시키는데 걸리는 시간이 단축되어 제상 효율이 대폭 향상되는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 냉매가 흐를 수 있도록 내부에 복수개의 채널이 형성되어 세로 방향으로 배열된 다수의 냉매튜브와, 상기한 냉매튜브들의 양끝단에 설치되어 냉매의 유로를 형성하는 동시에 냉동사이클의 냉매배관과 상기 냉매튜브를 연결하는 헤더로 구성된 증발기를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 증발 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 냉매튜브에는 제상을 위한 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터가 설치되고,

   상기 PTC 히터는 냉매튜브의 앞면과 뒷면에 각각 형성된 열선과, 상기 열선에 전류를 공급하여 온도를 상승시키는 전압발생기로 구성된 것을 특징으로 하는 냉장고의 증발 장치.