KR20020038005A - 증발기의 전열핀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발기의 전열핀에 관한 것으로, 본 발명은 냉매의 유로를 형성하는 전열관의 전열면적을 확장하도록 그 전열관에 공기의 유동방향과 나란하게 결합되되, 중력방향을 기준으로 밑단부 표면은 소수성(疏水性) 처리면이 형성되는 반면 그 이외의 표면은 친수성(親水性) 처리면이 형성됨과 아울러 밑단부에 폭이 점점 좁아져 그 끝에 정점이 형성되어 이루어짐으로써, 상기 전열핀의 표면에 맺히는 수분의 뭉침성이 좋아져 물방울의 자중이 커짐에 따라 전열핀으로부터 쉽게 떨어지게 되는 것은 물론 전열핀의 도입단이 경사지게 형성되어 공기의 유동에 대한 유동저항이 감소됨에 따라 증발기 성능이 향상된다.

또한, 상기 전열핀의 정점을 기준으로 제상히터의 위치를 조절하여 낙하되는 제상수가 제상히터에 접촉되지 않도록 함으로써 제상히터의 수명단축을 미연에 방지할 수 있다.

Description

증발기의 전열핀{CONDUCTIBLE FIN FOR EVAPORATOR}

본 발명은 증발기의 전열핀에 관한 것으로, 특히 냉장고용 증발기의 전열핀에 관한 것이다.

일반적으로 냉동사이클 장치는 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기에서 압축된 기체냉매를 액상으로 응축시키는 응축기와, 응축기를 거친 액냉매를 저온저압으로 팽창시키는 팽창기구와, 팽창기구를 거친 액냉매를 다시 기체냉매로 증발시키는 증발기로 이루어져 있다.

상기 증발기는 에어콘의 실내기 또는 냉장고의 냉각실에 장착되어 주위의 더운 공기와 열교환되면서 찬공기를 발생시키게 되는데, 이러한 증발기가 특히 영하의 운전조건을 갖는 냉장고에 사용되는 경우 고내를 순환하는 공기중에 함유된 다량의 수분이 증발기 표면에 착상되어 공기의 유통을 방해하게 되므로 통상 냉장고용 증발기에는 착상된 수분을 제거하기 위한 제상히터가 별도로 구비되어 있다.

도 1은 종래 증발기가 장착된 냉장고를 보인 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래 냉장고는, 그 후벽부에 냉동실(F) 및 냉장실(R)의 냉기귀환유로(미부호)와 연통되는 냉각실(미부호)이 형성되어 있고, 그 냉각실에는 각 실의 냉기귀환유로를 통해 반입되는 더운 공기를 통과시켜 찬 공기로 만드는 증발기(1) 및 그 증발기(1)로 더운 공기를 유도하여 차가워진 공기를 다시 냉동실(F) 및 냉장실(R)로 토출시키는 송풍팬(2)이 구비되어 있다.

상기 증발기(1)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 양측에 기립 배치된 한 쌍의 홀더부재(1a)에 결합 지지되고 상하 방향을 따라 지그재그 형상으로 형성되어 냉매의 유로를 형성하는 복수개의 전열관(1b)과, 그 전열관(1b)에 소정의 피치를 갖도록 공기의 유동방향에 대해 수평으로 결합되는 다수개의 전열핀(1c)으로 이루어져 있다.

상기 전열관(1b)은 동일한 직경으로 이루어져 공기유동방향을 기준으로 도입측 배열의 간격과 도출측 배열의 간격이 서로 동일하게 유지되도록 배열되어 있다

상기 전열핀(1c)은 직사각형 모양의 사각판상으로 이루어져 공기의 유동방향을 기준으로 전열관(1b)의 도입측 배열과 도출측 배열에 서로 다른 피치를 갖도록 낱장으로 형성되어 있다. 또, 상기 전열핀(1c)의 도입측 피치가 도출측 피치 보다 넓게 형성되도록 결합되어 있다.

상기와 같은 종래의 증발기가 구비된 냉장고에서 냉기가 순환되는 과정은 다음과 같다.

먼저, 상기 송풍팬(2)이 작동하여 냉기를 냉동실(F) 및 냉장실(R)로 토출시키게 되면, 이 냉기들은 각 실(F,R)을 순환하면서 그 안에 수납되어 있던 식품들을 적절하게 냉각시키게 되고, 이 과정에서 더워진 냉기는 각 실(F,R)에 구비된 냉기귀환유로(미부호)를 통해 냉각실(미부호)로 반입되었다가 상기한 송풍팬(2)으로 흡입되면서 그 중간에 마련된 증발기(1)를 통과하는 중에 다시 차가운 냉기로 변화된다.

이때, 상기 냉기귀환유로를 통해 반입되는 더운 냉기에는 각 실(F,R)의 식품들과 접촉되면서 흡수한 다량의 수분을 함유되어 있어 이 수분이 차가운 증발기(1)의 전열핀(1c)에 겹겹이 착상되나, 이후 제상운전시 제상히터(미도시)로부터 가해지는 복사열 또는 전도열에 의해 액상으로 녹은 다음에 전열핀(1c)을 따라 제상수받이로 흘러내리게 되는 것이었다.

이러한 착상현상은 공기가 그 유동방향을 기준으로 도입측 전열핀(1c)에 먼저 접촉되므로 인해 최초의 도입측 전열핀(1c)에 가장 많이 형성되었다가 도출측 전열핀(1c)으로 갈수록 점차 적어지게 되는데, 이를 감안하여 종래에는 도 2에서와 같이 도입측 전열핀(1c)의 피치를 도출측 전열핀(1c)의 피치 보다 점진적으로 넓게 형성하여 그 도입측 전열핀(1c)과 도출측 전열핀(1c) 사이의 착상량의 차이를 보상함으로써 공기의 유동을 원활하게 유도하고 있었으나, 이는 도입측 전열관(1b)과 도출측 전열관(1b)에 결합되는 전열핀(1c)을 각각의 낱장으로 구비하는 동시에 각 전열핀(1c)간 피치를 달리 조립하여야 하므로 증발기(1)의 전체적인 조립공정이 난해하게 되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 냉장고의 제상운전시 녹으면서 생긴 얼음 알갱이나 작은 물방울들이 표면장력에 의해 각 전열핀(1c)의 표면에 잔류하게 되고, 이러한 얼음 알갱이나 작은 물방울들은 냉장고의 제상종료후 재기동시 응결핵으로 작용하게 되어 전열핀(1c)의 착상을 더욱 촉진시키게 됨으로써 제상주기를 짧게 하는 동시에 제상시간을 길게 하여 냉장고 성능을 저하시키는 문제점도 있었다.

또한, 상기 증발기(1)를 통과하는 공기의 유동방향에 대해 각각의 전열핀(1c)이 평행하게 배치되기는 하나 그 전열핀(1c)의 도입측 단면이 측면 투영시 공기유동 방향에 수직으로 배치됨에 따라 유동저항이 증가하게 되는 문제점도 있었다.

또한, 공기의 도입측에 다량의 착상이 형성됨에 따라 제상히터(미도시)를 도입측 전열관(1b)의 하단에 구비하는 경우 전열관(1b) 또는 전열핀(1c)에서 떨어지는 제상수가 제상히터에 접촉되어 그 제상히터의 수명을 단축시키는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 증발기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 조립공정이 용이하면서도 그 표면에 맺히는 수분의 양을 최소화할 수 있는 증발기의 전열핀을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 접촉되는 공기의 유동저항을 최소화할 수 있는 증발기의 전열핀을 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

또한, 제상시 낙하되는 제상수가 제상히터에 접촉되는 것을 방지할 수 있는 증발기의 전열핀을 제공하려는데도 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 냉장고의 일례를 후측에서 개략적으로 보인 사시도.

도 2는 종래 증발기의 일례를 보인 사시도.

도 3은 종래 증발기의 일례에 대한 평면도.

도 4는 본 발명 증발기의 일례를 보인 사시도.

도 5는 본 발명 증발기의 전열핀을 보인 정면도.

도 6은 본 발명 증발기의 변형예를 보인 사시도.

도 7은 본 발명 증발기의 전열핀에 대한 다른 변형예들을 보인 정면도.

도 8은 본 발명 증발기에서 비접촉식 제상히터가 장착된 상태의 증발기를 보인 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10,20 : 증발기 11,21 : 홀더부재

12,22 : 전열관 13,23 : 전열핀

13a,23a : 정점(頂點) 13b,23b : 친수성(親水性) 처리면

13c,23c : 소수성(疏水性) 처리면 H : 제상히터

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매의 유로를 형성하는 전열관의 전열면적을 확장하도록 그 전열관에 공기의 유동방향과 나란하게 결합되되,

중력방향을 기준으로 밑단부 표면은 소수성(疏水性) 처리면이 형성되는 반면 그 이외의 표면은 친수성(親水性) 처리면이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 증발기의 전열핀이 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 증발기의 전열핀을 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 종래 증발기의 일례에 대한 평면도이고, 도 4는 본 발명 증발기의 일례를 보인 사시도이며, 도 5는 본 발명 증발기의 전열핀을 보인 정면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 전열핀이 구비된 증발기(10)는, 양측에 기립 배치된 한 쌍의 홀더부재(11)에 결합 지지되고 상하 방향을 따라 지그재그 형상으로 형성되어 냉매의 유로를 형성하는 복수개의 전열관(12)과, 그 전열관(12)에 소정의 피치를 갖도록 공기의 유동방향에 대해 수평으로 나란하게 결합되는 다수개의 전열핀(13)으로 이루어진다.

상기 전열관(12)은 동일한 직경으로 이루어져 공기유동방향을 기준으로 도입측 배열의 간격과 도출측 배열의 간격이 서로 동일하게 유지되도록 배열된다.

상기 전열핀(13)은 본 실시예에서와 같이 공기유동방향을 기준으로 전열관(12)의 도입측에서 도출측까지 일괄 결합되도록 종방향으로 길게 형성될 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 6에 도시된 바와 같이 도입측 전열관(22)에서 도출측 전열관(22)까지 각 전열관마다 전열핀(23)이 낱장으로 형성되어 독립적으로 결합될 수도 있다.

또한, 상기 전열핀(13,23)은 중력방향을 기준으로 그 밑단부가 중력방향으로 갈 수록 전열핀(13,23)의 표면적이 점차 작아지도록 폭이 좁아지게 형성되고, 그 끝단에 적어도 한 개 이상의 꼭지점(또는 정점)(13a,23a)이 형성된다.

또한, 상기 전열핀(13,23)은 그 표면에 접촉되는 수분이 전열핀(13,23)의 상반부에서는 표면에 넓게 퍼지면서 큰 물방울로 뭉쳐 흘러내리도록 친수성 처리면(13b,23b)을 형성하는 반면, 그 밑단부에서는 상기한 응축수 물방울이 전열핀으로부터 용이하게 떨어져 제거되도록 소수성 처리면(13c,23c)이 형성된다.

도면중 미설명 부호인 13d 및 23d는 전열관 관통공, C_L은 전열핀의 중심선이다.

상기와 같은 본 발명의 전열핀이 구비된 증발기를 냉장고에 장착하였을 경우 그 작용효과는 다음과 같다.

즉, 상기 냉장고의 냉각실에 구비된 송풍팬(도 1에 도시)(2)이 작동하여 냉기를 냉동실(도 1에 도시)(F) 및 냉장실(도 1에 도시)(R)로 토출시키게 되면, 이 냉기들은 각 실(F,R)을 순환하면서 그 안에 수납되어 있던 식품들을 적절하게 냉각시키게 되고, 이 과정에서 더워진 냉기는 각 실(F,R)에 구비된 냉기귀환유로(미부호)를 통해 냉각실(미부호)로 반입되었다가 상기한 송풍팬(2)으로 흡입되면서 그 중간에 마련된 증발기(10,20)를 통과하는 중에 다시 차가운 냉기로 변하여 상기 냉동실(F) 및 냉장실(R)로 유입되는 일련의 과정을 반복하게 된다.

여기서, 상기 증발기(10,20)를 지나는 공기중의 수분은 상대적으로 저온인 전열관(12,22) 또는 전열핀(13,23)의 표면에 착상되므로 상기한 냉각운전중에 일정시간 동안 제상히터(미도시)를 가동시켜 착상된 서리를 녹여 제거하는 제상운전을 실시하게 되는데, 이러한 제상운전중에 상기 전열관(12,22) 및 전열핀(13,23)의 표면에서 생성되는 제상수는 전열핀(13,23)을 따라 흘러내려 제상수받이(미도시)로모이게 된다.

이때, 상기 전열핀(13,23)의 상반부는 친수성 처리면(13b,23b)으로 이루어져 수분이 상반부 표면에 넓게 퍼지면서 서로 엉겨붙어 큰 덩어리의 물방울을 형성하게 되고, 이 큰 물방울은 자중이 무거워짐에 따라 전열핀(13,23)의 밑단부까지 쉽게 흘러내리게 된다.

이후, 상기 전열핀(13,23)의 밑단부까지 용이하게 흘러내린 큰 덩어리의 물방울은 상기한 전열핀(13,23)의 밑단부가 물과 친하지 않은 소수성 처리면(13c,23c)으로 이루어짐에 따라 큰 덩어리의 물방울이 전열핀(13,23)으로부터 쉽게 이격되면서 자연낙하하게 된다.

더욱이, 상기 각 전열핀(13,23)의 밑단부가 정점(13a,23a)을 갖는 중력방향으로 '쐐기'형상으로 형성됨에 따라 상반부에서부터 흘러내린 물방울이 밑단부로 갈수록 더욱 큰 물방울로 모이다가 결국 그 끝단의 정점(13a,23a)에 가장 큰 자중을 갖는 물방울로 뭉쳐지게 됨과 아울러 그 정점(13a,23a)을 포함하는 밑단부가 전술한 바와 같이 소수성 처리됨에 따라 큰 자중을 갖는 물방울이 더욱 쉽게 전열핀(13,23)으로부터 떨어져 제거된다.

또한, 상기 각 전열핀(13,23)의 밑단부가 측면투영시 공기의 유동방향에 대해 도입측으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 사선모양으로 형성됨에 따라 흡입되는 공기가 밑단부의 사선방향으로 매끄럽게 유입되어 공기의 유로저항이 현저하게 저감된다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 전열핀(13)의 밑단부가 측면투영시 일측단으로 하향 경사져 그 정점(13a)이 질량중심 방향으로 중심선의 일측에 위치하는 반면 제상히터(H)가 그 중심선의 다른 쪽에 위치함에 따라 상기한 정점에 고인 물방울의 낙하시 제상히터(H)로 직접 낙하하지 않게 되어 물접촉에 의한 제상히터(H)의 파손이 미연에 방지된다.

한편, 상기 전열핀의 밑단부는 전술한 일례에서와 같이 "쐐기"모양으로 형성할 수도 있으나, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 전열핀(33)의 밑단부를 일측으로 경사지게 하여 그 끝단에 정점(33a)을 형성할 수도 있고 또는 (c) 내지 (f)에 도시된 바와 같이 전열핀(33)의 밑단부에 복수개의 정점(33a)을 형성할 수도 있으며 또는 (g) 및 (h)에 도시된 바와 같이 정점(33a)이 없이 밑단부를 전열핀(33)의 하부로부터 하향 만곡되거나 자유곡선 형태로 형성될 수도 있다. 여기서도, 제상히터의 위치를 감안하여 그 정점이 제상히터와 측면투영시 질량중심 방향의 중심선을 기준으로 일정한 위상차를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 도 7과 관련하여 설명한 각 실시예들은 도 3 및 도 4와 같이 각 전열관에 동시에 결합되도록 구성할 수도 있으며, 도 5 및 도 6과 같이 각 전열관에 상호 다른 피치를 가지고 결합되도록 구성할 수도 있다.

본 발명에 의한 증발기의 전열핀은, 중력방향을 기준으로 밑단부 표면은 소수성(疏水性) 처리면이 형성되는 반면 그 이외의 표면은 친수성(親水性) 처리면이 형성됨과 아울러 밑단부에 폭이 점점 좁아져 그 끝에 정점이 형성되어 이루어짐으로써, 상기 전열핀의 표면에 맺히는 수분의 뭉침성이 좋아져 물방울의 자중이 커짐에 따라 전열핀으로부터 쉽게 떨어지게 되는 것은 물론 전열핀의 도입단이 경사지게 형성되어 공기의 유동에 대한 유동저항이 감소됨에 따라 증발기 성능이 향상된다.

또한, 상기 전열핀의 정점을 기준으로 제상히터의 위치를 조절하여 낙하되는 제상수가 제상히터에 접촉되지 않도록 함으로써 제상히터의 수명단축을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 냉매의 유로를 형성하는 전열관의 전열면적을 확장하도록 그 전열관에 공기의 유동방향과 나란하게 결합되되,

   중력방향을 기준으로 밑단부 표면은 소수성(疏水性) 처리면이 형성되는 반면 그 이외의 표면은 친수성(親水性) 처리면이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 증발기의 전열핀.
2. 제1항에 있어서, 상기 밑단부는 중력방향으로 갈 수록 표면적이 점차 작아지도록 폭이 좁아져 그 끝단에 정점(頂點)이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 증발기의 전열핀.