KR20060039167A - 냉장고의 제상구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉동사이클이 작동됨에 따라 증발기가 직접 접촉되는 냉동실 및/또는 냉장실이 냉각되는 냉장고에 관한 것으로서, 특히 증발기가 접촉되는 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 응축수가 맺히더라도 신속하게 흘러내리도록 하여 제상이 효과적으로 이루어지도록 하는 냉장고의 제상구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 냉장고의 제상구조는 냉동실 및 냉장실이 내부에 형성된 냉장고 본체와, 상기 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 접촉되도록 내장되는 증발기 및 이와 연결되도록 상기 냉장고 본체 일측에 내장된 냉동사이클과, 상기 증발기가 접촉하는 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 형성되어 상기 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 응축된 응축수가 흘러내리도록 하는 친수성 박막을 포함하여 이루어진다.
냉장고, 냉동실, 냉장실, 증발기, 친수성, 알루미늄, 티타늄, 항균성

Description

냉장고의 제상구조 {DEFROSTING STRUCTURE FOR REFRIGERATOR}
도 1은 종래 기술에 따른 냉장고가 도시된 측단면도,
도 2는 종래의 냉장고에 적용된 냉장실 내벽에 친수성이 표시된 도면,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 제상구조가 적용된 냉장고가 도시된 측단면도 및 평단면도,
도 5는 본 발명의 냉장고에 적용된 냉장실 내벽에 친수성이 표시된 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
52 : 냉장고 본체 54a : 냉동실 도어
54b : 냉장실 도어 56 : 압축기
58 : 응축기 60a : 냉동실측 증발기
60b : 냉장실측 증발기 62 : 단열재
64 : 제어부 70 : 덕트
70h : 냉기분배홀 72 : 덕트의 단열재
80 : 송풍장치 82 : 송풍팬
84 : 모터 86 : 팬 하우징
90 : 알루미늄 시트
본 발명은 냉동사이클이 작동됨에 따라 증발기가 직접 접촉되는 냉동실 및/또는 냉장실이 냉각되는 냉장고에 관한 것으로서, 특히 증발기가 접촉되는 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 응축수가 맺히더라도 신속하게 흘러내리도록 하여 제상이 효과적으로 이루어지도록 하는 냉장고의 제상구조에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 냉각방식에 따라 직접냉각방식과, 간접냉각방식으로 나뉘어지는데, 직접냉각방식의 냉장고는 냉동실 및 냉장실 내벽에 증발기가 설치되도록 구성되고, 이러한 증발기 주변에 생성된 냉기가 자연 대류되면서 냉동실 및 냉장실을 냉각시키는 반면, 간접냉각방식의 냉장고는 냉동실 내벽에 증발기가 설치되도록 구성되는 동시에 냉기순환유로 상에 팬이 설치되도록 구성되고, 이러한 증발기 주변에 생성된 냉기가 팬에 의해 강제 송풍되면서 냉동실 및 냉장실을 냉각시키게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉장고가 도시된 측단면도이고, 도 2는 종래의 냉장고에 적용된 냉장실 내벽에 친수성이 표시된 도면이다.
종래의 냉장고는 직접냉각방식이 적용된 것으로써, 도 1에 도시된 바와 같이 외관을 형성하는 아우터 케이스(2a) 및 이너 케이스(2b,2c)로 이루어진 냉장고 본 체(2) 내부에 냉동실(F) 및 냉장실(R)이 상/하로 구분되도록 형성됨과 아울러 전면이 개방되고, 상기 냉장고 본체(2)의 전면에 각각 냉동실 도어(4a) 및 냉장실 도어(4b)가 힌지 연결되어 개폐 가능하도록 설치되며, 상기 냉장고 본체의 이너 케이스(2b,2c) 내벽에는 증발기(10a,10b)를 포함하는 냉동사이클이 내장되도록 구성된다.
물론, 상기 냉동사이클은 냉매가 순환되면서 압축, 응축, 팽창, 증발될 수 있도록 압축기(6), 응축기(8), 모세관(미도시), 증발기(10a,10b)로 이루어진다.
여기서, 상기 증발기(10a,10b)는 대부분이 상기 냉동실의 이너 케이스(2b) 내벽에 밀착되는 동시에 일부분이 상기 냉장실의 이너 케이스(2b) 내벽에 소정의 간격을 두고 내장되도록 설치되고, 상기 증발기(10a,10b)에는 별도의 온도센서(미도시)가 내장되도록 구성되며, 상기 아우터 케이스(2a)와 이너 케이스(2b,2c) 사이에 상기 증발기(10a,10b)가 내장된 상태에서 단열재(12)가 발포 성형되도록 제작된다.
아울러, 상기와 같은 냉장고는 제어부(미도시)가 포함되도록 구성되고, 상기 제어부는 외부로부터 설정 냉동온도(Tf0) 및 설정 냉장온도(Tr0)가 입력되는 동시에 상기 온도센서로부터 상기 증발기(10a,10b)의 온도정보를 입력 받아 판단한 다음, 그 판단결과에 따라 상기 압축기(6)의 작동을 조절한다.
한편, 상기 냉장실(R) 하단에는 상기 냉장실의 이너케이스(2b,2c) 측에 맺히는 응축수를 외부로 안내하는 드레인 배관(14)이 설치되는 동시에 상기 드레인 배관(14)을 따라 유동된 응축수가 모아지는 드레인 팬(16)이 내장되도록 설치된다.
따라서, 상기와 같이 구성된 냉장고의 작동을 살펴보면, 상기 제어부로부터 입력된 설정 냉동온도(Tf0) 및 설정 냉장온도(Tr0)에 따라 상기 압축기(6)의 작동을 조절하되, 상기 압축기(6)가 작동됨에 따라 냉매가 상기 압축기(6), 응축기(8), 모세관, 증발기(10a,10b)를 따라 순환되면서 압축, 응축, 팽창, 증발되고, 상기 증발기(10a,10b)를 통과하는 저온저압의 액체냉매는 상기 냉동실(F) 및 냉장실(R) 내부의 공기와 열교환 작용을 하게 되어 냉기가 생성되며, 이와 같이 생성된 냉기는 상기 냉동실(F) 및 냉장실(R) 내부에서 자연 대류되면서 저온 상태를 유지하게 된다.
이때, 상기 냉장실(R)은 상기 냉동실(F)에 비해 비교적 고내 온도가 높게 유지되는 반면, 상기 냉장실의 이너케이스(2c) 내벽에 증발기가 내장되기 때문에 상기 냉동실의 이너케이스(2b)에 비해 상기 냉장실의 이너케이스(2c) 표면에 서리 또는 응축수가 더 많이 형성된다.
따라서, 상기 냉장실의 이너케이스 표면에 서리가 맺히면, 제상운전이 이루어져 서리가 응축수 방울로 맺히게 되는데, 이러한 응축수 방울이 상기 냉장실의 이너케이스(2c) 표면에 일정크기 이상으로 커지게 되면, 응축수 방울은 그 표면을 따라 흘러내려 상기 드레인 배관(14)을 따라 상기 드레인 팬(16)에 모아져 수거된다.
그러나, 종래의 냉장고는 냉동실 및 냉장실 내벽이 ABS 수지로 이루어지기 때문에 냉동실 및 냉장실 내벽에 응축수 방울이 도 2에 도시된 바와 같이 비교적 크게 맺힐 뿐 아니라 응축수 방울이 흘러내릴 때까지 걸리는 시간이 길어지게 되 고, 이로 인하여 제상운전이 끝난 다음, 냉장운전이 이루어지더라도 냉장실 내벽에응축수 방울이 그대로 맺혀 있어 다시 결빙되고, 서리가 계속 성장하게 될 수 있으므로 열교환 효율이 저감시킬 뿐 아니라 일종의 유로저항으로 작용하여 냉장성능을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제상운전이 이루어지는 동안 냉동실 및 냉장실 내벽에 응축수가 맺히더라도 신속하게 흘러내릴 수 있도록 하여 냉동 및 냉장운전이 이루어지더라도 응축수가 다시 결빙되는 것을 방지할 수 있는 냉장고의 제상구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 제상구조는 냉동실 및 냉장실이 내부에 형성된 냉장고 본체와, 상기 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 접촉되도록 내장되는 증발기 및 이와 연결되도록 상기 냉장고 본체 일측에 내장된 냉동사이클과, 상기 증발기가 접촉하는 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 형성되어 상기 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 응축된 응축수가 흘러내리도록 하는 친수성 박막으로 구성된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 제상구조가 적용된 냉장고가 도시된 측단면도 및 평단면도이고, 도 5는 본 발명의 냉장고에 적용된 냉장실 내벽에 친수성이 표시된 도면이다.
본 발명에 따른 제상구조가 적용된 냉장고는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 전면이 개방된 냉장고 본체(52) 내부에 냉동실(F)이 하측에 형성됨과 아울러 냉장실(R)이 상측에 형성되고, 상기 냉장고 본체(52)의 전면에 냉동실 도어(54a) 및 냉장실 도어(54b)가 힌지 연결되며, 상기 냉장고 본체(52) 내벽에는 증발기(60a,60b)를 포함한 냉동사이클이 내장되도록 설치되되, 상기 증발기(60b)가 접족하는 냉장실 측 이너 케이스(52c) 일부 구간에는 친수성 박막이 코팅되도록 구성된다.
여기서, 상기 냉장고 본체(52)는 외관을 형성하는 아우터 케이스(52a) 및 이너 케이스(52b,52c) 사이에 각종 구성부품이 내장된 상태에서 단열재(62)가 발포 성형되며, 상기 이너 케이스(52b,52c) 내측에 소정의 냉동실(F) 및 냉장실(R)이 형성되도록 구성되며, 상기 냉장실 측 이너케이스(52c)에는 냉기순환유로(A)가 형성될 수 있도록 상하방향으로 길게 냉기순환용 홈(52h)이 형성된다.
다음, 상기 증발기(60a,60b)는 냉매배관 홈이 형성된 두 개의 플레이트가 서로 겹쳐지도록 구성되는데, 상기 냉동실(F) 및 냉장실(R) 측에 별도로 설치되는 냉동실측 증발기(60a) 및 냉장실측 증발기(60b)로 이루어지고, 상기 냉동실측 증발기(60a)와 냉장실측 증발기(60b)가 서로 냉매가 유동될 수 있도록 연결되도록 설치된다.
이때, 상기 냉동실측 증발기(60a)는 상기 냉동실(F) 내부에 음식물 등을 올려놓을 수 있을 뿐 아니라 수납공간을 구획하는 선반(55a)에 내장되는 반면, 상기 냉장실측 증발기(60b)는 상기 냉장실의 이너케이스(52c) 내벽에 밀착되도록 내장되되, 상기 냉장실측 증발기(60b)는 상기 냉장실의 냉기순환용 홈(52h) 내벽에만 밀착되도록 설치되는 것이 바람직하다.
물론, 상기 증발기(60a,60b)는 압축기(56), 응축기(58), 모세관 또는 전자팽창밸브 등과 같은 팽창수단(미도시)과 연결되도록 구성되어 냉매가 순환되면서 냉동사이클을 구성하도록 한다.
아울러, 상기 증발기(60a,60b) 일측에는 온도센서(미도시)가 내장되도록 구성되고, 각 온도센서는 각종 구성부품의 작동을 조절하는 제어부(64)와 서로 연결되도록 구성되어 상기 온도센서로부터 입력되는 온도신호에 따라 상기 제어부(64)는 상기 압축기(56)의 작동을 제어하게 된다.
다음, 상기 냉기순환용 홈(52h)에는 냉기순환유로(A)를 형성할 수 있도록 덕트(70)가 장착되는 동시에 송풍장치(80)가 상기 제어부(64)와 연결되도록 설치되고, 상기 덕트(70)가 냉기순환용 홈(52h)에 장착되더라도 냉장실(R)에 음식물 등을 올려놓기 위한 선반(55b)과 서로 간섭되지 않는다.
구체적으로, 상기 덕트(70)는 플레이트 형상으로 상단에 흡입구가 형성되고, 상기 흡입구 하측 양단에 소정의 간격을 두고 복수개의 냉매분배홀(70h)이 형성되며, 그 양단이 상기 냉기순환용 홈(52h)에 끼움되도록 장착되되, 상기 덕트(70)가 상기 냉기순환용 홈(52h)에 장착된 상태에서 상기 덕트(70)의 전면이 상기 냉장실 측 이너케이스(52c)의 내벽과 동일한 평면을 이루도록 구성하기 때문에 기존의 직냉식 냉장실에 비해 냉장실의 내부 용적이 줄어드는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 흡입구를 통하여 흡입된 공기가 상기 냉기순환유로(A)를 따라 유동되면서 유로저항이 발생되더라도 상기 냉기분배홀들(70h)을 통하여 균일한 유량이 토출되도록 하기 위하여 상기 냉기분배홀들(70h)은 상기 덕트(70)의 상단으로부터 하단으로 갈수록 더 크게 형성되는 것이 바람직하되, 그 크기가 동일하게 형성되어도 무방하다.
아울러, 상기 덕트(70)의 배면에 소정 두께의 단열재(72)가 부착되도록 구성되는데, 이와 같이 덕트(70) 배면에 단열재(72)가 부착되기 때문에 상기 냉장실측 증발기(60b)가 설치된 냉기순환용 홈(52h) 표면에 서리 또는 응축수가 맺히더라도 상기 덕트(70)에 의해 가려질 뿐 아니라 단열작용에 의해 상기 냉장실(R) 측과 맞닿는 덕트(70)의 외측면에 서리 및 응축수가 맺히지 않게 됨으로 위생적인 냉각작용이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 덕트(70)의 하단에는 상기 냉기순환용 홈(52h) 표면에 맺힌 서리가 녹아 내리더라도 외부로 안내될 수 있도록 드레인 파이프(미도시)가 연결되도록 설치되는 동시에 상기 드레인 파이프 끝단 측에는 응축수가 모아지는 드레인 팬(미도시)이 설치되며, 상기 드레인 팬은 외부로 인출될 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 송풍장치(80)는 상기 냉장실(R)을 순환한 냉기를 상기 냉기순환유로(A) 측으로 송풍시키는 송풍팬(82) 및 이를 구동시키는 모터(84)와, 상기 송풍 팬(82) 및 모터(84)가 내장되는 팬 하우징(86)으로 이루어지되, 상기 팬 하우징(86)이 상기 덕트(70)의 흡입구 측에 장착되도록 설치되고, 상기 모터(84)가 상기 제어부(64)와 연결되어 그 작동이 조절된다.
이때, 상기 송풍팬(82)은 축방향으로 냉기를 송풍시키는 축류팬이 적용되는 것이 바람직하며, 상기 팬 하우징(86) 전방에는 소정 간격을 두고 물건을 배치하여 흡입유로저항을 최소화시키는 것이 더욱 바람직하되, 그 간격은 상기 송풍팬(82)의 직경에 따라 결정되는 것이 더욱 바람직하다.
다음, 상기 제어부(64)는 상기 압축기(56) 및 모터(84) 이외에 다른 구성부품의 작동을 제어하되, 상기 온도센서에 의해 측정된 온도가 외부로부터 입력되는 냉동 설정온도(Tf0) 및 냉장 설정온도(Tr0)가 입력되면, 이에 따라 결정된 냉동 설정온도 범위 및 냉장 설정온도 범위에 도달하도록 각 구성부품을 제어한다.
이때, 상기 냉장실(R)의 온도가 냉장 설정온도 범위의 최고온도(TrM) 이상인 경우, 상기 제어부(64)는 상기 압축기(56)를 작동시키는 동시에 상기 송풍팬(82)을 소정의 제1회전속도로 회전시키면서 냉장운전이 이루어지도록 제어한다.
하지만, 상기 냉장실(R)의 온도가 냉장 설정온도 범위의 최저온도(Trm) 이하인 경우, 상기 제어부(64)는 상기 압축기(56)를 정지시켜 비교적 고온의 냉매가 상기 냉장실측 증발기(60b)를 통과하도록 하는 동시에 상기 송풍팬(82)을 상기 제1회전속도보다 빠른 소정의 제2회전속도로 회전시켜 비교적 고온의 공기가 순환되면서 상기 냉장실측 이너케이스(52c) 및 냉장실측 증발기(60b) 표면에 맺힌 서리를 녹이 도록 하는 제상운전이 이루어지도록 제어한다.
특히, 상기 냉기순환용 홈(52c)은 ABS 수지로 이루어지더라도 상기 냉기순환용 홈(52c)에서 상기 냉장실측 증발기(60b)가 직접 접촉하는 일면에 상기 친수성 박막이 코팅되도록 구성되는데, 도 5에 도시된 바와 같이 응축수의 표면장력을 줄일 수 있도록 친수성 처리된 알루미늄 시트(90)가 접착제 또는 양면 테이프 등에 의해 상기 냉장실측 냉기순환용 홈(52h)에 부착되도록 구성할 수도 있다.
물론, 고온의 플라즈마 처리에도 견딜 수 있도록 알루미늄 이외에 다양한 금속 시트가 적용될 수 있다.
구체적으로, 상기 친수성 박막은 티타늄계 화합물의 일종인 Ti-O-C계 화합물을 플라즈마를 이용하여 상기 알루미늄 시트(90) 위에 코팅되도록 구성할 수도 있고, 살균성 및 항균성 기능도 갖도록 티타늄계 화합물 이외에도 Ag,Cu 및/또는 Co 계 화합물을 더 포함되도록 하여 구성할 수도 있다.
또한, 상기 친수성 박막을 별도로 형성하지 않고, 상기 냉장실측 냉기순환용 홈(52h)을 직접 계면활성제가 포함된 수지물로 제작할 수도 있다.
물론, 상기와 같은 친수성 박막은 상기 냉장실측 이너케이스 전면에 모두 형성되도록 구성할 수도 있고, 기존의 직접냉각방식이 적용된 냉동실 및 냉장실측 이너케이스에 모두 형성되도록 구성할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉장고의 제상구조의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
냉동 및 냉장 운전이 이루어지면, 상기 압축기(56)가 작동됨에 따라 냉매가 압축기(56), 응축기(58), 증발기(60a,60b)를 따라 순환되고, 상기 냉동실측 증발기(60a) 주변의 냉기는 자연대류되면서 냉동실(F)을 직접 냉각시키는 반면, 상기 모터(84)가 작동됨에 따라 상기 송풍팬(82)을 제1회전속도로 회전시킴으로 상기 냉장실(R)을 순환한 공기가 상기 냉기순환유로(A)를 따라 강제 송풍되면서 상기 냉장실측 증발기(60b)와 열교환 작용을 통한 다음, 상기 냉기분배홀(70h)을 통하여 냉장실(R)로 토출되어 간접 냉각시키게 된다.
이때, 사용자가 상기 냉장실 도어(54b)를 개방시키거나, 비교적 뜨거운 음식물 등을 상기 냉장실(R)에 투입하면, 상기 냉장실측 증발기(60b)가 직접 접촉하고 있는 냉기순환용 홈(52h)의 온도는 낮은 상태를 유지하는 동안 상기 냉장실(R) 측에 공기의 온도가 급격하게 올라가기 때문에 비교적 고온의 공기 중에 수분이 상기 냉기순환용 홈(52h) 측의 친수성 박막 표면에 응축수 또는 서리로 맺히게 된다.
물론, 상기 친수성 박막에 응축수가 맺히면, 응축수의 표면장력이 줄어들어 신속하게 상기 친수성 박막을 따라 흘러내린다.
또한, 상기 친수성 박막에 서리가 맺히면, 상기 제어부(64)가 제상 운전을 수행하게 되는데, 상기 압축기(56)를 정지시킨 상태에서 상기 송풍팬(84)을 제2회전속도로 회전시킴으로 비교적 고온의 냉장실 공기가 강제 송풍되면서 상기 친수성 박막에 맺힌 서리를 녹이게 되고, 응축수가 신속하게 상기 친수성 박막을 따라 흘러내리게 됨으로 제상 운전에서 냉동 및 냉장 운전으로 전환되더라도 응축수가 다시 결빙되거나, 더 두껍게 성장하는 것을 방지할 수 있다.
물론, 상기 친수성 박막이 상기 냉동실측 이너케이스(52b)에 부착되도록 구 성된 경우에도 상기와 같이 동일한 작용 및 효과를 나타낸다.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 냉장고의 제상구조는 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 친수성 박막이 형성되기 때문에 냉장실 공기 중에 수분이 응축되거나, 서리가 녹아 응축수가 냉동실 또는 냉장식 내벽에 맺히더라도 친수성 박막이 응축수의 표면장력을 저하시켜 신속하게 표면을 따라 흘러내리도록 함으로 효과적인 제상 기능이 이루어지도록 하고, 이로 인하여 열교환 효율을 증대시킬 뿐 아니라 유로저항을 줄일 수 있으므로 냉각성능을 보장할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 냉동실 및 냉장실이 내부에 형성된 냉장고 본체와,
    상기 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 접촉되도록 내장되는 증발기 및 이와 연결되도록 상기 냉장고 본체 일측에 내장된 냉동사이클과,
    상기 증발기가 접촉하는 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 형성되어 상기 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 응축된 응축수가 흘러내리도록 하는 친수성 박막을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 친수성 박막은 상기 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 부착된 알루미늄 시트 위에 형성된 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 친수성 박막은 Ti-O-C계 화합물이 상기 냉동실 및/또는 냉장실 내벽에 코팅되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 친수성 박막은 살/항균성 기능도 갖도록 Ag,Cu 및/또는 Co 계 화합물이 더 포함된 것을 특징으로 하는 냉장고의 제상구조.
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