KR200168019Y1 - 냉장고용 응축기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매가스를 액체상태로 응축시키는 냉장고용 응축기에 관한 것으로, 본 고안의 구성은 일측에 냉매가 유입되는 유입구가 형성된 분기헤더와, 상기 분기헤더로 유입된 냉매가 분기되어 흐르도록 그 일단이 상기 분기헤더의 타측에 연결되며 다수회 절곡된 다수의 세장형(細長形) 응축관과, 상기 다수의 응축관을 따라 흐르는 냉매가 집결되어 배출되도록 일측에 상기 다수의 응축관 타단이 연결되고 타측에 집결된 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 집결헤더를 구비하는 것이다. 따라서 본 고안에 따른 응축기는 다수의 응축관으로 소량의 냉매가 분산되어 흐르기 때문에 각 응축관의 냉각이 용이하고, 각 응축관이 다수회 절곡되어 열교환면적이 클 뿐만 아니라 응축기 주변을 흐르는 공기가 각 응축관의 외면과 직접 열교환을 하기 때문에 열교환효율이 크게 향상된다. 또한 종래 응축기에서 냉각핀을 고정하기 위해 수행하였던 작업공정이 없어지게 되므로 응축기의 제조가 용이한 이점이 있다.

Description

냉장고용 응축기{CONDENSING UNIT FOR REFRIGERATOR}

본 고안은 냉장고용 응축기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉매의 열교환 효율을 높일 수 있고, 제조가 용이한 냉장고용 응축기에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고에 설치되는 냉각장치는 냉매관을 따라 순회하는 냉매의 상변화를 통해 열의 수수(授受)가 이루어지도록 함으로써 냉기를 생성시킨다. 이러한 냉각장치는 통상 압축기, 응축기, 냉매팽창장치, 증발기가 냉매관에 의해 차례로 연결되어 구성되는데, 여기서 응축기는 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매가스를 외부공기와 열교환시켜 액상의 냉매로 바꾸어주는 역할을 한다. 즉 냉매가스에 포함된 열량을 외부로 방출시키는 역할을 한다.

도 1은 이러한 종래 응축기의 구조를 보인 사시도이다. 이를 참조하여 설명하면, 종래의 응축기는 수회 벤딩이 되어 다수 열을 이루는 냉매관(1)이 다시 겹겹이 층을 이루도록 벤딩이 되어 전체적으로 사각의 상자형상을 이루도록 되어 있다. 또한, 이처럼 벤딩된 냉매관(1)의 외면에는 전열면적을 넓힐 수 있도록 다수의 냉각핀(2)이 결합되어 있다. 여기서 부호 3는 압축기를 경유한 냉매가 응축기 내부로 유입되는 입구이고, 부호 4는 응축된 냉매가 토출되는 출구이다.

이와 같이 구성된 종래 응축기는 압축기에서 압축된 냉매가스를 액상의 냉매로 응축시키는데, 입구로 유입된 고온 고압의 냉매가스가 다수회 벤딩된 냉매관(1)을 흐르는 동안 냉매의 열은 냉매관(1)과 냉각핀(2)으로 전열되어 응축기 주위의 외부공기와 열교환을 한다. 즉, 내부의 냉매는 냉각이 되면서 액체상태로 응축된다. 이때 냉매관(1)의 외면에 결합된 다수의 냉각핀(2)은 외부공기와의 열교환 면적을 넓혀주는 역할을 한다.

그러나 이와 같이 구성된 종래의 응축기는 그 제조과정에서 다수의 냉각핀(2)이 초음파 용접기를 통해 냉매관(1)의 외면에 용접되어 부착됨에 따라 응축기를 제조하기 위한 작업공정이 복잡하고 난해하여 제조원가가 높은 문제가 있었다.

또한, 종래의 응축기는 냉매관(1)의 외면으로 전열된 냉매의 열이 다시 냉매관의 외면에 결합된 냉각핀(2)으로 전열되는 수순으로 열교환이 이루어지기 때문에 열교환 효율이 낮은 문제가 있었다. 즉 종래 응축기는 내부의 열기가 냉매관(1)의 외면과 접촉하는 외부공기와 일부 열교환을 하기도 하지만, 대부분은 응축기의 열교환 면적을 실질적으로 넓혀주는 냉각핀(2)에 전열된 후에 외기와 열교환을 하기 때문에 열교환 효율이 낮은 문제가 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 응축기의 제조를 용이하게 하여 제조비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 외부공기와의 열교환효율을 크게 높일 수 있는 냉장고용 응축기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 냉장고용 응축기의 구조를 보인 사시도이다.

도 2는 본 고안이 적용되는 냉장고의 구성을 보인 단면도이다.

도 3은 본 고안이 적용되는 냉장고 기계실 구조를 보인 사시도이다.

도 4는 본 고안에 따른 냉장고용 응축기의 구조를 보인 사시도이다.

도 5는 본 고안에 따른 응축기의 분기헤더 구조를 보인 사시도이다.

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ'선에 따른 단면도이다.

도 7과 도 8은 본 고안에 따른 응축기의 제조과정을 단계적으로 보인 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 본체, 11: 냉동실,

12: 냉장실, 16: 증발기,

17: 냉기공급유로, 18: 냉기복귀유로,

19: 냉기송풍팬, 20: 기계실,

21: 압축기, 23: 냉각팬,

30: 응축기, 31: 분기헤더,

32: 응축관, 33: 집결헤더.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 냉장고용 응축기는, 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매가스를 외부공기와 열교환시켜 액상의 냉매로 응축시키는 냉장고용 응축기에 있어서, 상기 응축기는 일측에 상기 압축기에서 압축된 냉매가 유입되는 유입구가 형성된 분기헤더와, 상기 분기헤더로 유입된 냉매가 분기되어 흐르도록 그 일단이 상기 분기헤더의 타측에 연결된 다수의 세장형(細長形) 응축관과, 상기 다수의 응축관을 따라 흐르는 냉매가 집결되어 배출되도록 일측에 상기 다수의 응축관 타단이 연결되고 타측에 집결된 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 집결헤더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 응축관 내경 단면적의 합은 상기 분기헤더의 유입구 및 상기 집결헤더의 토출구 단면적보다 크거나 같도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 응축관은 외기와의 열교환 면적이 커지도록 다수회 절곡된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안이 적용되는 냉장고에는 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 내부에 음식물이 저장되는 저장실(11,12)이 형성되는데, 이 저장실(11,12)은 상부와 하부공간이 중간벽(13)에 의해 구획되어 상부가 냉동실(11)을 이루고 하부가 냉장실(12)을 이룬다. 그리고 본체(10)의 전면에는 저장실(11,12)의 개방부를 개폐하는 냉동실도어(14)와 냉장실도어(15)가 설치된다.

또한, 냉동실(11)의 후면 벽체에는 냉기를 생성하는 증발기(16)가 내부에 수용되어 설치되고, 증발기(16)의 상·하부로는 증발기(16)에서 생성된 냉기를 냉동실(11)과 냉장실(12)로 안내하는 냉기공급유로(17)가 형성되며, 중간벽(13)에는 냉동실(11)과 냉장실(12)의 냉기가 다시 증발기(16) 쪽으로 복귀할 수 있도록 냉기복귀유로(18)가 형성된다. 또 냉기공급유로(17)의 상부 일측에는 증발기(16)에서 생성된 냉기를 냉동실(11)과 냉장실(12)로 강제 송풍하는 냉기송풍팬(19)이 설치된다.

그리고 본체(10)의 하측 후방에는 별도로 구획된 기계실(20)이 형성되는데, 이 기계실(20)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상술한 증발기(16)와 함께 냉각장치를 구성하는 압축기(21)와 응축기(30), 그리고 이들을 냉각시키는 냉각팬(23)이 설치된다. 좀더 상세히 설명하면, 기계실(20)의 일측에는 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 압축기(21)가 설치되고, 타측에는 압축기(21)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(30)가 설치된다. 이때 압축기(21)와 응축기(30)는 냉매관(24)을 통해 상호 연결된다. 그리고 기계실(20)의 후면커버(25)에는 압축기(21)와 응축기(30)에서 발생되는 열기를 식혀줄 수 있도록 공기가 순환되는 유입구(25a)와 배출구(25b)가 형성되고, 압축기(21)와 응축기(30) 사이에 기계실(20)의 내부 공기를 강제 송풍시키는 냉각팬(23)이 설치된다.

여기서 냉매를 응축시키는 응축기(30)는 본 고안의 특징적인 구성으로 그 제조가 용이하면서도 열교환 효율이 크게 향상될 수 있도록 한 것이다. 아래에서는 이러한 응축기(30)의 구성을 상세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 응축기(30)는 압축기(21)에서 연장된 냉매관(24)에 연결되는 분기헤더(31)가 마련되고, 이 분기헤더(31)에는 냉매가 다수의 유로로 분기되어 흐르도록 다수의 세장형(細長形) 응축관(32) 입구측이 연결된다. 그리고 다수의 응축관(32) 출구측에는 분기헤더(31)와 동일한 구조로 마련되어 냉매를 다시 집결시키는 집결헤더(33)가 연결된다.

분기헤더(31)는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 응축관(32)을 연결할 수 있도록 소정의 두께를 가지며 속이 빈 장방형(長方形)의 평판형상으로 마련된다. 이때 응축관(32)이 연결되는 부분은 좌우로 길게 형성되는 개방부에 응축관(32)이 진입된 상태로 압착된 후 용접 등을 통하여 밀봉이 되고, 반대편 중앙부에는 냉매의 유입을 위한 유입구(31a)가 형성된다. 즉 분기헤더(31)의 유입구(31a)에는 압축기(21)에서 연장된 냉매관(24)이 연결된다. 집결헤더(33)는 기능만 달리할 뿐 분기헤더(31)와 동일한 구조로 마련되며, 집결헤더(33) 일측의 토출구(33a)에는 냉매팽창장치(미도시)를 거쳐 증발기(16) 쪽으로 연장되는 냉매관(26)이 연결된다.

이때 각 냉매관(24,26)과 응축관(32)은 도 6에 도시된 바와 같이, 각 헤더(31,33)의 내부공간(31b)을 통해 상호 연통되도록 구성되고, 냉매관(24) 쪽에서 응축관(32) 쪽으로 갈수록 그 두께가 작아지도록 하는 것이 좋다. 이는 분기헤더(31)의 경우 냉매가 다수의 응축관(32)으로 쉽게 분배되어 흐르도록 하고, 집결헤더의 경우 다수의 응축관(32)을 따라 흘러온 냉매가 쉽게 모아지도록 하기 위함이다. 또한, 이때 다수의 응축관(32) 내경 단면적의 합은 분기헤더(31)의 유입구(31a) 또는 집결헤더(33)의 토출구(33a) 단면적보다 크거나 같도록 하여 내부를 흐르는 냉매의 흐름이 원활하도록 하는 것이 좋다.

한편, 분기헤더(31)와 집결헤더(33)를 연결하는 다수의 응축관(32)은 도 4에 도시된 바와 같이, 일정한 간격으로 다수회 절곡된 후 다시 겹층을 이루도록 접철되어 전체적을 사각의 상자형상을 이루는데, 이는 외부공기와 접촉하는 응축관(32)의 표면적(열교환면적)이 커져서 내부를 흐르는 냉매의 열교환 효율이 높아지도록 한 것이다.

이러한 응축기(30)를 제조하기 위해서는 먼저 도 7에 도시된 바와 같이, 직선형상으로 마련된 다수의 응축관(32)을 등간격으로 배치한 상태에서 그 양단에 분기헤더(31)와 집결헤더(33)를 연결한다. 다음으로 도 8에 도시된 바와 같이, 다수의 응축관(32)을 파도의 형상처럼 반복 절곡한 후, 이를 도 4에 도시된 바와 같이, 겹층을 이루도록 접으면 된다.

다음은 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 냉장고용 응축기의 동작을 설명한다.

압축기(21)에서 압축된 고온 고압의 냉매가스는 냉매관(24)을 통해 응축기(30)의 분기헤더(31)로 공급되고, 분기헤더(31)의 유입구(31a)로 유입된 냉매가스는 굴곡지게 형성된 다수의 응축관(32)으로 분산되어 흐른다. 이와 동시에 냉장고 기계실(20) 내부의 냉각팬(23)이 구동되면서 기계실(20) 내부로 외기가 유입되고, 이 외기는 응축기(30)를 구성하는 다수의 응축관(32) 사이를 통과하여 압축기(21) 쪽으로 송풍된다. 또한, 각 응축관(32) 내부를 흐르는 냉매의 열기는 각 응축관(32)의 외표면으로 전열되고, 응축관(32)의 표면이 외부공기와 열교환을 하여 냉각됨으로써 냉매의 응축이 이루어진다. 즉, 각 응축관(32)으로 분기되어 흐르는 소량의 냉매들이 굴곡진 응축관(32)을 흐르는 동안 외기와 열교환을 하여 액체상태로 응축된다.

이때 본 고안에 따른 응축기(30)는 각 응축관(32)으로 소량의 냉매가 흐르기 때문에 응축관(32)의 냉각이 쉽게 이루어진다. 또한 각 응축관(32)이 다수회 절곡되어 외부 표면적(열교환면적)이 커질 뿐만 아니라 응축기(30) 주변을 흐르는 공기가 각 응축관(32)의 외면과 직접 열교환을 하여 냉매열의 방열속도가 빨라지기 때문에, 종래 냉각핀을 구비한 응축기보다 열교환효율이 크게 향상된다.

그리고 열교환동작을 통해 응축된 냉매는 각 응축관(32)의 출구측에 연결된 집결헤더(33)로 모여들고, 집결헤더(33) 내부의 액체상태 냉매는 집결헤더(33)의 토출구(33a)에 연결된 냉매관(26)을 따라 냉매팽창장치(미도시)로 흘러간다.

한편, 이와같은 구성으로 이루어지는 응축기는 냉매를 응축시키는 용도로 이용한 것이지만, 통상의 열교환기로서 냉기를 생성하는 증발기로도 이용할 수 있을 뿐만아니라, 열교환을 목적으로 하는 다양한 장치에 적용될 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 냉장고용 응축기는 열교환면적을 넓혀주는 구성으로 다수의 응축관이 다수회 절곡되어 이루어지기 때문에, 종래 냉각핀을 구비한 응축기에서 냉각핀을 고정하기 위해 수행하였던 작업공정이 없어지게 되므로 응축기의 제조가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 고안은 다수의 응축관으로 소량의 냉매가 분산되어 흐르기 때문에 각 응축관의 냉각이 용이하고, 각 응축관이 다수회 절곡되기 때문에 열교환면적이 클 뿐만 아니라 응축기 주변을 흐르는 공기가 각 응축관의 외면과 직접 열교환을 하기 때문에 냉매의 열교환효율이 크게 향상되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매가스를 외부공기와 열교환시켜 액상의 냉매로 응축시키는 냉장고용 응축기에 있어서,

   상기 응축기는 일측에 상기 압축기에서 압축된 냉매가 유입되는 유입구가 형성된 분기헤더와, 상기 분기헤더로 유입된 냉매가 분기되어 흐르도록 그 일단이 상기 분기헤더의 타측에 연결된 다수의 세장형(細長形) 응축관과, 상기 다수의 응축관을 따라 흐르는 냉매가 집결되어 배출되도록 일측에 상기 다수의 응축관 타단이 연결되고 타측에 집결된 냉매가 토출되는 토출구가 형성된 집결헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고용 응축기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 응축기의 냉매 흐름이 원활하도록 상기 다수의 응축관 내경 단면적의 합은 상기 분기헤더의 유입구 및 상기 집결헤더의 토출구 단면적보다 크거나 같도록 한 것을 특징으로 하는 냉장고용 응축기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 다수의 응축관은 외기와의 열교환 면적이 커지도록 다수회 절곡된 것을 특징으로 하는 냉장고용 응축기.