KR20020086143A - 냉장고용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고용 열교환기에 관한 것으로, 본 발명은 양측 엔드 플레이트의 사이에 다수 개의 핀 플레이트가 냉각관에 관통되어 적층되되 각 핀 플레이트의 길이를 서로 다르게 형성하여 이웃하는 핀 플레이트와 도입측의 단부가 수평선 상으로 상이하도록 배열함과 아울러 각 핀 플레이트에 슬릿 또는 러버 또는 슬릿과 러버를 함께 형성하여 구성함으로써, 상기 핀 플레이트의 도입측 피치와 도출측 피치를 서로 상이하게 조립하기가 용이하여 생산성이 향상된다. 또한, 상기 도입측 피치가 도출측 피치에 비해 상대적으로 넓어져 공기의 유동이 원활하게 됨과 아울러 각 핀 플레이트에 슬릿 등이 형성됨에 따라 공기가 난류화되면서 핀 플레이트와의 접촉면적이 넓어지게 되어 열교환 효율이 향상된다.

Description

냉장고용 열교환기{EVAP0RATOR FOR REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고용 열교환기에 관한 것으로, 특히 핀 플레이트의 조립이 용이하면서도 공기와 핀 플레이트의 접촉면적을 넓힐 수 있는 냉장고용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 냉동사이클 장치는 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기에서 압축된 기체냉매를 액상으로 응축시키는 응축용 열교환기와, 응축용 열교환기를 거친 액냉매를 저온저압으로 팽창시키는 팽창기구와, 팽창기구를 거친 액냉매를 다시 기체냉매로 증발시키는 증발용 열교환기로 이루어져 있다.

이 중에서 증발용 열교환기는 에어콘의 실내기 또는 냉장고의 냉각실에 장착되어 주위의 더운 공기와 열교환되면서 찬공기를 발생시키게 되는데, 이러한 증발용 열교환기가 특히 영하의 운전조건을 갖는 냉장고에 사용되는 경우 고내를 순환하는 공기중에 함유된 다량의 수분이 증발용 열교환기의 표면에 착상되어 공기의 유통을 방해하게 된다. 이로 인해 통상 냉장고에는 증발용 열교환기에 착상된 서리를 제거하기 위한 제상히터가 별도로 구비되어 있다.

도 1은 종래 증발용 열교환기가 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 증발용 열교환기(1) 및 그 증발용 열교환기(1)로 더운 공기를 유도하여 차가워진 공기를 다시 냉동실(F) 및 냉장실(R)로 토출시키는 송풍팬(2)이 구비되어 있다.

상기 증발용 열교환기는 도 2에 도시된 바와 같이, 양측 끝에 기립 배치된 한 쌍의 엔드 플레이트(end plate)(1a)와, 상기 엔드 플레이트(1a)의 사이에 등간격으로 적층되는 다수 개의 핀 플레이트(fin plate)(1b)와, 상기 엔드 플레이트(1a)와 다수 개의 핀 플레이트(1b)를 관통하여 결합되는 냉매관(1c)으로 이루어져 있다.

상기 엔드 플레이트(1a)는 상하로 긴 직사각형의 사각판상으로 형성되고, 핀 플레이트(1b)의 두께 보다는 두껍게 이루어져 냉매관(1c)이 관통 삽입되도록 수 개의 관통공(미도시)이 형성되어 있다.

상기 핀 플레이트(1b)는 엔드 플레이트(1a)의 폭과 동일한 폭을 갖도록 좌우로 긴 직사각형 모양의 사각판상으로 형성되고, 공기의 유동방향을 기준으로 도입측에서의 배열과 도출측에서의 배열이 서로 다른 피치를 갖도록 냉매관(1c)에 각각 낱장으로 결합되며, 도입측의 피치가 도출측의 피치 보다 넓게 형성되도록 결합되어 있다.

상기 냉매관(1c)은 동일한 직경을 갖도록 형성되어 공기의 도입측에서 도출측까지 동일한 간격을 갖도록 배열되어 있다.

상기와 같은 종래의 증발용 열교환기가 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 공기는 각 실(F,R)에 구비된 냉기귀환유로를 통해 냉각실로 반입되었다가 상기한 송풍팬(2)으로 흡입되면서 그 중간에 마련된 차가운 증발용 열교환기(1)를 통과하는 중에 다시 차가운 공기로 변화된다.

이때, 상기 냉기귀환유로를 통해 반입되는 더운 공기에는 각 실(F,R)의 식품들과 접촉되면서 흡수한 다량의 수분이 차가운 증발용 열교환기(1)의 핀 플레이트(1b) 및 냉매관(1c)에 겹겹이 착상되고, 이후 제상운전시 제상히터(미도시)로부터 가해지는 복사열 또는 전도열에 의해 액상으로 녹은 다음에 핀 플레이트(1b) 및 냉매관(1c)을 따라 제상수받이(미도시)로 흘러 내리게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 제상운전을 실시함에도 불구하고 냉장고 도어를 자주 여닫거나 또는 오랜 시간 동안 열어 놓게 되는 이른바 비정상적인 과혹조건에서는 다량의 수분이 냉장고의 내부로 유입되어 증발용 열교환기(1)에 많은 양의 착상이 발생되고, 특히 공기의 도입측 부위에 상당량의 착상이 집중적으로 발생되어 심할 경우 공기의 흐름을 완전히 차단하여 증발용 열교환기(1)의 성능을 현저하게 저하시킬 우려가 있었다.

이를 감안하여 종래의 증발용 열교환기(1)에서는 전술한 바와 같이 열교환기의 핀 플레이트(1b)를 낱장으로 장착하는 것은 물론 도입측 핀 플레이트(1b)의 핀간 간격은 넓게 배열하고 도출측 핀 플레이트(1b)의 핀간 간격은 상대적으로 조밀하게 배열하여 도입측에서의 유로막힘을 최소한으로 억제하도록 하였으나, 이는 각 핀 플레이트(1b)를 낱장으로 장착함에 따라 제조공정이 복잡하게 될 뿐만 아니라 조립시 많은 시간이 소요되어 결국 제조원가는 상승하면서도 생산성은 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 냉장고의 증발용 열교환기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 다수 장의 핀 플레이트를 적층하되 제조 및 조립이 용이하면서도 공기의 도입측 간격은 넓고 도출측 간격은 상대적으로 좁게 배열할 수 있는 냉장고용 열교환기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 냉장고의 일례를 개략적으로 보인 사시도.

도 2는 종래 냉장고용 증발기의 일례를 보인 정면도.

도 3은 본 발명 냉장고용 증발기의 일례를 보인 사시도.

도 4 및 도 5는 본 발명 냉장고용 증발기에서 핀 플레이트의 배열상태를 보인 정면도.

도 6은 본 발명 냉장고용 증발기의 일례에 대한 공기흐름을 보인 개략도.

도 7은 본 발명 냉장고용 증발기에서 핀 플레이트의 변형예를 보인 사시도.

도 8 내지 도 11은 본 발명 냉장고용 증발기의 핀 플레이트의 각 변형예에 대한 공기흐름을 보인 개략도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 엔드 플레이트12 : 핀 플레이트

12a : 슬릿12b : 러버

13 : 냉매관I : 착상덩어리

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 양단에 배치되는 한 쌍의 엔드 플레이트와, 상기 엔드 플레이트의 사이에 적층되는 다수 개의 핀 플레이트와, 상기 엔드 플레이트와 다수 개의 핀 플레이트를 관통하여 상호 연통되는 냉매관으로 이루어진 냉장고용 열교환기에 있어서, 상기 핀 플레이트는 각각의 길이가 서로 다르게 형성되어 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기가 제공된다.

또한, 상기 핀 플레이트에는 절개된 다수 개의 슬릿(slit) 또는 러버(louver)가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기가 제공된다.

이하,본 발명에 의한 냉장고용 열교환기를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 냉장고용 증발기의 일례를 보인 사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명 냉장고용 증발기에서 핀 플레이트의 배열상태를 보인 정면도이며, 도 6은 본 발명 냉장고용 증발기의 일례에 대한 공기흐름을 보인 개략도이고, 도 7은 본 발명 냉장고용 증발기에서 핀 플레이트의 변형예를 보인 사시도이며, 도 8 내지 도 10은 본 발명 냉장고용 증발기의 핀 플레이트의 각 변형예에 대한 공기흐름을 보인 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 증발용 열교환기(10)는, 양측 끝에 기립 배치된 한 쌍의 엔드 플레이트(11)와, 상기 엔드 플레이트(11)의 사이에 등간격으로 적층되는 다수 개의 핀 플레이트(12)와, 상기 엔드 플레이트(11)와 다수 개의 핀 플레이트(12)를 관통하여 상호 연통되는 냉매관(13)으로 구성된다.

상기 엔드 플레이트(11)는 상하로 긴 직사각형의 사각판상으로 형성되고, 핀 플레이트(12)의 두께 보다는 두껍게 이루어져 냉매관(13)이 관통 삽입되도록 수 개의 관통공(미부호)이 형성된다.

상기 핀 플레이트(12)는 엔드 플레이트(11)와 마찬가지로 상하로 긴 직사각형 모양의 사각판상으로 형성되고, 공기의 유동방향을 기준으로 도입측에서의 배열과 도출측에서의 배열이 서로 다른 피치를 갖도록 그 길이가 이웃하는 다른 핀 플레이트(12)와 서로 다르게 형성된다.

상기 핀 플레이트(12)는 그 각각의 도출단이 서로 일치하는 반면 그 각각의 도입단은 서로 불일치하도록 배열되되, 도 4에 도시된 바와 같이 그 길이가 가장 긴 것으로부터 가장 짧은 것까지 순서대로 반복해서 배열되거나 또는 도 5에 도시된 바와 같이 그 길이가 가장 긴 것으로부터 가장 짧은 것까지 순으로 배열됨과 아울러 그 길이가 가장 짧은 것으로부터 가장 긴 것까지 순으로 배열되는 것이 반복적으로 이루어진다.

또한, 도 7 내지 도 11에서와 같이 상기 각각의 핀 플레이트(12)에는 절개되어 눌린 다수 개의 슬릿(slit)(12a)이 형성되거나 또는 절개되어 꺾인 러버(louver)(12b)가 형성되거나 또는 다수 개의 슬릿(12a)과 러버(12b)가 모두 형성되어 이루어진다.

여기서, 상기 슬릿(12a)과 러버(12b)는 서로 다른 수평선 상에 배치되거나, 또는 상기 슬릿(12a)은 이웃하는 다른 핀 플레이트(12)의 러버(12b)와 동일 수평선 상에 배치됨과 아울러 러버(12b)는 이웃하는 다른 핀 플레이트(12)의 슬릿(12a)과 동일 수평선 상에 배치될 수 있는 등 그 슬릿(12a)과 러버(12b)의 배열형태는 다양하게 적용할 수 있다.

상기 냉매관(13)은 각각의 핀 플레이트(12)에 관통되는 관통횟수가 각 핀 플레이트(12)의 길이마다 서로 다르도록 동일한 직경을 갖도록 형성되어 공기의 도입측에서 도출측까지 동일한 간격을 갖도록 배열된다.

도면중 미설명 부호인 I는 착상덩어리이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 냉장고용 열교환기를 조립하는 과정은 다음과 같다.

즉, 상기 각각의 엔드 플레이트(11)를 양측 단에 위치시키고, 상기 양측 엔드 플레이트(11)의 사이에 도입측의 길이가 서로 상이하게 배치되도록 다수 개의핀 플레이트(12)를 각각 소정 간격을 두고 적층하며, 상기 엔드 플레이트(11)와 핀 플레이트(12)를 냉매관(13)으로 차례대로 관통시켜 냉장고용 열교환기의 조립을 완성하게 된다.

이렇게 하여, 상기 엔드 플레이트(11)와 핀 플레이트(12)를 한번에 조립하면서도 도입측의 피치간 간격과 도출측의 피치간 간격을 서로 상이하게 배열할 수 있으므로 각각의 냉매관에 낱장의 핀 플레이트를 일일이 끼워 조립하던 것에 비해 그 생산성이 현저하게 향상되고 이에 따라 높은 제조비용의 절감효과를 기대할 수 있다.

한편, 본 발명의 냉장고용 열교환기가 냉장고에 증발용 열교환기로 장착되는 경우 그 작용효과는 다음과 같다.

즉, 상기 냉장고의 냉동실(도 1에 도시)(F)과 냉장실(도 1에 도시)(R)을 순환한 다음 복귀하는 공기가 냉각실로 유입되어 본 발명의 증발용 열교환기(10)를 지나면서 냉각되고, 이 냉기는 다시 냉동실(F)과 냉장실(R)에 골고루 분배 공급되어 각 실(F)(R)에 수납된 식품을 신선하게 보관할 수 있게 된다.

이때, 상기 냉각실로 복귀하는 공기에는 다량의 수분이 함유되어 있어 이 수분이 증발용 열교환기(10)의 표면에 착상되면서 공기의 흐름을 방해할 수 있으나, 도 6에서와 같이 상기 핀 플레이트(12)의 길이가 서로 상이한 경우 그 중에서도 특히 공기의 흐름을 기준으로 할 때 도입측에 해당되는 부위의 핀 간 피치가 넓게 형성되는 경우에는 도입측에서의 공기와 증발용 열교환기(10)와의 접촉면적이 좁아 수분이 각 핀 플레이트(12)에 착상되더라도 공기의 유로를 완전히 차단하는 것이미연에 방지되고, 공기가 도입측에서 도출측까지 골고루 접촉됨에 따라 착상정도도 일정 정도는 균일하게 형성되어 공기가 원활하게 유동될 수 있다.

또한, 도 7 내지 도 11에서와 같이, 상기 각 핀 플레이트(12)에 다수 개의 슬릿(12a) 또는 러버(12b) 또는 슬릿(12a)과 러버(12b)가 함께 형성됨에 따라 공기가 도입측에서 도출측으로 유동을 하다가 상기한 각각의 슬릿(12a) 또는 러버(12b) 또는 슬릿(12a)과 러버(12b)에 부딪혀 화살표 모양으로 난류를 형성하게 되고, 이 공기는 각 핀 플레이트(12)의 사이에서 복잡하게 유동하면서 핀 플레이트(12)와 폭넓게 접촉되어 열교환 효율이 향상된다.

또한, 공기중의 수분이 각 핀 플레이트(12)에 접촉 응결되어 제상운전시 녹아 흘러 내리더라도 슬릿(12a)이나 러버(12b)가 형성된 중간 에지(edge)에서 미리 여러 개의 작은 물방울 모양으로 착상됨에 따라 최종 에지(edge)에서의 착상크기가 작아져 핀 간 유로가 완전히 차단되는 것이 방지된다.

또한, 상기 슬릿(12a)이 이웃하는 핀 플레이트(12)의 슬릿(12a)과 상이한 수평선 상에 배치됨에 따라 상기한 슬릿(12a)의 에지에 수분이 응결되더라도 이웃하는 핀 플레이트(12)의 동일한 수평선 상에는 수분이 응결되지 않아 공기가 유동될 수 있는 간격을 유지할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 냉장고용 열교환기는, 각 핀 플레이트의 길이를 서로 다르게 형성하여 이웃하는 핀 플레이트와 도입측의 단부가 수평선 상으로 상이하도록 배열함과 아울러 각 핀 플레이트에 슬릿 또는 러버 또는 슬릿과 러버를 함께 형성하여구성함으로써, 상기 핀 플레이트의 도입측 피치와 도출측 피치를 서로 상이하게 조립하기가 용이하여 생산성이 향상된다.

또한, 상기 도입측 피치가 도출측 피치에 비해 상대적으로 넓어져 공기의 유동이 원활하게 됨과 아울러 각 핀 플레이트에 슬릿 등이 형성됨에 따라 공기가 난류화되면서 핀 플레이트와의 접촉면적이 넓어지게 되어 열교환 효율이 향상된다.

Claims (10)

1. 양단에 배치되는 한 쌍의 엔드 플레이트와,

   상기 엔드 플레이트의 사이에 적층되는 다수 개의 핀 플레이트와,

   상기 엔드 플레이트와 다수 개의 핀 플레이트를 관통하여 상호 연통되는 냉매관으로 이루어진 냉장고용 열교환기에 있어서,

   상기 핀 플레이트는 각각의 길이가 서로 다르게 형성되어 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 핀 플레이트는 각각 이웃하는 핀 플레이트와 서로 다른 길이로 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
3. 제1항에 있어서, 상기 핀 플레이트는 어느 한 개의 일측 선단이 이웃하는 다른 한 개의 일측 선단과 일치하는 반면 타측 선단은 이웃하는 다른 한 개의 타측 선단과 불일치하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
4. 제1항에 있어서, 상기 핀 플레이트는 어느 한 개의 핀 플레이트를 관통하는 냉매관의 개수가 그 핀 플레이트와 이웃하는 다른 핀 플레이트를 관통하는 냉매관의 개수와 불일치하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
5. 제1항에 있어서, 상기 핀 플레이트는 그 길이가 가장 긴 것으로부터 가장 짧은 것까지 순서대로 반복해서 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
6. 제1항에 있어서, 상기 핀 플레이트는 그 길이가 가장 긴 것으로부터 가장 짧은 것 순으로 배열됨과 아울러 그 길이가 가장 짧은 것으로부터 가장 긴 것까지 순으로 배열되는 것이 반복적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 핀 플레이트에는 절개된 다수 개의 슬릿(slit) 또는 절개되어 굽혀진 러버(louver)가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
8. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 핀 플레이트에는 절개된 다수 개의 슬릿과 절개되어 굽혀진 다수 개의 러버가 모두 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
9. 제8항에 있어서, 상기 슬릿과 러버는 서로 다른 수평선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
10. 제8항에 있어서, 상기 슬릿은 이웃하는 다른 핀 플레이트의 러버와 동일 수평선 상에 배치됨과 아울러 러버는 이웃하는 다른 핀 플레이트의 슬릿과 동일 수평선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.