KR20060063108A - 히트파이프가 설치된 도어 조립체 및 이 도어 조립체를채택한 김치저장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상변화을 통해 열전달하는 히트파이프가 설치된 도어 조립체 및 이 도어 조립체를 채택한 김치저장고에 관한 것이다.

Description

히트파이프가 설치된 도어 조립체 및 이 도어 조립체를 채택한 김치저장고{door assembly with heat pipe and kimchi refrigerator adopted to the door assembly}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 김치 저장고의 도어를 분리 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 일체형 복수 채널 히트파이프를 도시한 평면도.

도 3은 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도.

도 4a 내지 도 4d는 도 2의 히트파이프를 도어에 설치한 상태를 도시한 측단면도.

도 5는 본 발명의 실시예2에 따른 진동 세관형 히트파이프를 도시한 평면도.

도 6은 본 발명의 실시예3에 따른 개별형 복수 용기 히트파이프를 도시한 사시도.

도 7은 열전모듈이 부착된 히트파이프를 도시한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본체 2 : 도어

8 : 저장실 10 : 일체형 복수 채널 히트파이프

10a,10b : 전열판 11 : 증기이동채널

13 : 증발채널 15 : 응축채널

17 : 작동유체주입구 19,39 : 작동유체 경로

30 : 진동 세관형 히트파이프 50 : 개별형 복수 용기 히트파이프

51 : 히트파이프용기 53 : 지지케이스

60 : 돌출증발관 70 : 지지부재

71 : 지지브래킷 73 : 체결요소

80 : 원호절곡부 90 : 열전모듈

HP : 히트파이프 CS : 냉각원

본 발명은 상변화을 통해 열전달하는 히트파이프가 설치된 도어 조립체 및 이 도어 조립체를 채택한 김치저장고에 관한 것이다.

저온 저장실 상부에 도어가 설치된 경우에는 가열 및 냉각열원을 공급하도록 측면에 가열 및 냉각을 위한 열선과 증발관이 설치되어 있다. 가열의 경우에는 측면에서 가열된 공기가 상부 공기 온도에 비하여 높은 온도를 유지함으로써 상부와 하부 공기의 밀도 차이에 의한 부력에 의하여 자연대류 유동에 의한 순환이 발생하나, 냉각의 경우에는 상대적으로 온도가 낮은 하부 공기의 밀도가 상부 공기에 비하여 높기 때문에 공기의 유동은 사라지고 성층을 이루게 된다. 이러한 원인으로 저온 저장실의 상부에 냉각원이 설치되지 못하면, 상하 온도차가 유발되며, 특히 김치저장고와 같은 고정도의 등온성이 요구되는 경우에 해결되어야 할 기술적 과제가 된다.

이러한 문제를 해결하고자 제안된 종래 김치저장고로서, 예컨대 한국공개특허 제2003-41351호 및 제2003-57792호의 공보에 개시되어 있다. 이 공보의 김치저장고는, 저장실 상부의 열을 흡수하는 흡열판과, 내부케이스의 저온부로 열을 방출하는 방출판을 갖는 전열판을 배치하여, 저장실의 상하부 온도편차를 줄이도록 한 것이다.

그런데, 이 전열판은 전도방식으로 열전달 메커니즘을 취하고 있다. 따라서, 흡열판의 양단 사이의 온도차가 커서 저장실 상부의 열을 흡수할 때 큰 열저항에 따라 열수송량이 매우 적어, 저장실 상부와 하부의 온도차 감소에 한계가 있다.

또한, 내부케이스가 방열판과 증발관 사이에 배치되어 있어, 간접 열전달에 따른 열전달 성능이 현저히 떨어지게 된다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하고자 안출된 것으로서, 상변화 열전달 메커니즘을 통해 저장실의 상부와 하부의 온도차를 확실히 줄일 수 있는 히트파이프가 설치된 도어 조립체 및 이 도어 조립체를 채택한 김치저장고를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 김치저장고는 열선과 증발관이 배치 되는 저장실을 포함하는 본체와, 상기 저장실의 상부를 개폐하는 도어와, 냉각원과, 상기 도어에 설치 고정되어 상기 저장실 상부의 열을 상기 냉각원으로 전달하는 히트파이프를 포함하여 이루어진다.

이 구성에 의하면, 상변화을 통한 열전달 메커니즘을 구성하는 히트파이프가 도어에 설치되면, 저장실의 상부와 하부의 온도차를 확실히 줄일 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 히트파이프는 일체형 복수 채널 히트파이프로서, 롤-본드 타입으로 제조되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 일체형 복수 채널 히트파이프가 평판형 열사이폰인 경우에는 응축부가 증발부보다 높은 위치에 있도록 도어에 경사지게 배치되는 것이 작동유체의 귀환을 확실히 행하도록 한다. 다른 한편, 상기 롤-본드 타입 열사이폰을“ㄴ”자 형상으로 절곡 형성하면, 경사지게 배치할 필요가 없다.

또한, 상기 히트파이프는 진동 세관형 히트파이프로서, 롤-본드 타입으로 제조되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히트파이프는 개별형 복수 용기 히트파이프로 구현할 수 있다.

한편, 상기 냉각원은 상기 증발관이 상기 본체 상면에서 연장 돌출한 돌출증발관으로 구현하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 히트파이프의 일단을 상기 돌출증발관에 힌지 가능하게 지지하는 지지부재를 더 포함하면, 돌출증발관이 힌지 지지축 기능을 겸할 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 히트파이프의 응축영역에는, 상기 돌출증발관에 힌지 가능하게 지지되도록, 원호형상으로 절곡한 원호절곡부가 형성되면, 별도의 지지부재가 불필 요하다.

본 발명의 다른 특징에 따른 김치저장고의 도어 조립체는 저장실의 상부를 개폐하는 도어와, 상기 도어에 설치되어, 상기 저장실 상부의 열을 흡수하여 방출하는 히트파이프를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하는데, 본 실시예의 히트파이프는 공지된 바와 같이, 밀폐용기 내부의 작동유체가 연속적으로 기-액간의 상변화 과정을 통하여 용기 양단 사이에 열을 전달하는 장치로 잠열을 이용하여 열을 이동시킴으로써, 단일 상의 작동유체를 이용하는 통상적인 열전달 기기에 비해 매우 큰 열전달 성능을 발휘한다고 정의한다. 이 광의의 히트파이프는 응축액의 귀환이 윅에 의해 이루어지는 경우를‘(협의의) 히트파이프', 중력에 의해 이루어지는 경우를 '열사이폰'이라 한다.

본 실시예에 따른 김치저장고는 도 1에 도시한 바와 같이, 열선과 증발관이 배치되는 저장실(8)을 포함하는 본체(1)와, 저장실(8)의 상부를 개폐하는 도어(2)와, 냉각원(CS)과, 도어(2)에 설치 고정되는 히트파이프(HP)로 구성되어 있다. 또한, 도어(2)와 히트파이프(HP) 사이에는 단열재가 개재되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 도어(2)의 이면에 배치된 히트파이프(HP)가 저장실(8) 상부의 열을 냉각원(CS)으로 확실히 전달하여, 자연대류에 의한 에어커튼이 저장실(8) 내부 전체에 (실질적으로) 균일하게 형성되도록 한다. 따라서, 저장실(8) 상부에 배치된 식품은 하부와 마찬가지로 신선도를 오래 유지시킬 수 있게 된다.

이하, 히트파이프(HP)의 다양한 실시예를 설명한다.

실시예 1 : 일체형 복수 채널 히트파이프(10)

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 복수 채널 히트파이프를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도이고, 도 4a 내지 도 4d는 도 2의 히트파이프를 도어에 설치한 상태를 도시한 측단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예 1의 히트파이프(HP)는 일체형 복수 채널 히트파이프(10)로 구성되어 있다. 이 일체형 복수 채널 히트파이프(10)는 복수의 증기이동채널(11), 이 복수의 증기이동채널(11)의 일단과 타단을 연통시키는 증발채널(13)과 응축채널(15)의 작동유체 경로(19)로 구성된 열전달기구이다. 이러한 일체형 복수 채널 히트파이프(10)는 롤-본드 타입으로 제조되는 것이 생산성 및 경제성 측면에서 바람직하다. 즉, 한 쌍의 전열판(10a,10b)에, 상기 채널들 및 작동유체주입구(17)에 해당하는 작동유체 경로에 필름을 개재한 후, 양 전열판(10a,10b)을 열간압축을 행하면, 작동유체 경로(19)를 제외한 나머지 부분이 상호 접합된다. 이 접합된 전열판(10a,10b)을 가압한 상태에서 작동유체주입구(17)에 고압가스를 주입하면, 팽창하면서 작동유체 경로(19)가 형성된다(한국공개특허 제2002-2873호 공보 참조). 그리고 나서, 작동유체주입구(17)로 소정의 작동유체를 주입한 후 밀봉한다.

이와 같이 롤-본드 타입으로 제조된 히트파이프(10)는 전술한 바와 같이, 응축액의 귀환이 중력에 의해 이루어지는 열사이폰(10)이다.

따라서, 롤-본드 타입 열사이폰(10)이 스트레이트 평판인 경우에는, 도 4a 및 도 4b와 같이 응축채널(15)의 영역이 증발채널(13)의 영역보다 높은 위치에 있 도록 도어(2)에 경사(α)지게 배치하는 것이 바람직하다.

한편, 롤-본드 타입 열사이폰(10)이 “ㄴ”자 형상의 평판인 경우에는 도 4c에 도시한 바와 같이, 응축채널(15)의 영역이 도어(2)의 후방 측면에 위치하도록 하면, 나머지 부분은 경사지게 배치하지 않아도 응축액의 귀환이 이루어진다.

이와 같이 히트파이프가 평판형 또는 "ㄴ"자형으로 구별되는 것은 힌지 위치(도어 하면 또는 도어 뒤쪽 측면)에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.

실시예 2 : 진동 세관형 히트파이프(30)

도 5는 본 발명의 실시예2에 따른 진동 세관형 히트파이프를 도시한 평면도이다. 본 실시예 2의 히트파이프(HP)는 진동 세관형 히트파이프(30)로 구성되어 있다. 이 진동 세관형 히트파이프는 윅(wick)에 의한 증발부로의 작동액 환원 없이 작동유체의 진동에 의해 열을 수송하는 열전달 기구로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 작동유체 경로(39)가 폐루프를 구성하고 있다(한국등록실용신안 제364898호의 공보 참조).

진동 세관형 히트파이프(30)도 전술한 실시예1과 마찬가지로, 롤-본드 타입으로 제조될 수 있다. 그러나, 전술한 실시예1과는 달리, 윅 없이도 응축액의 귀환이 가능하기 때문에, 응축부가 증발부보다 높게 할 필요는 없다는 장점이 있다. 또한, 형상의 자유로운 변화가 가능하고, 저비용으로 소형 제작이 가능하다는 장점도 있다.

실시예 3 : 개별형 복수 용기 히트파이프(50)

도 6은 본 발명의 실시예3에 따른 개별형 복수 용기 히트파이프를 도시한 사 시도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예 3의 히트파이프(HP)는 개별형 복수 용기 히트파이프(50)로 구성되어 있다. 이 개별형 복수 용기 히트파이프(50)는 작동유체가 밀봉된 채널을 갖는 용기(51) 각각이 병렬로 배치된 열전달 기구이다. 이 용기(51)는 한 세트의 히트파이프로 형성하기 위한 지지케이스(53)에 지지되어 있다.

이 개별형 복수 용기 히트파이프(53)는 전형적으로 윅이 있는 히트파이프와, 윅이 없는 열사이폰으로 대별될 수 있다. 후자는 실시예1과 마찬가지로 경사지게 배치하거나 "ㄴ"자형으로 절곡(도 5 참조)하여 배치한다.

이와 같이 구성된 다양한 히트파이프의 설치 및 작동에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 히트파이프(HP)의 냉각원(CS)이 증발관에서 연장하여 본체(1)의 상면에 돌출한 돌출증발관(60)인 경우에 대해 살펴보면 다음과 같다.

히트파이프(HP)의 응축영역이 도 4a 내지 도 4d와 같이 돌출증발관(60)에 근접 또는 접촉하도록 배치될 수 있다. 이때, 돌출증발관(60)이 지지부재(70)에 의해 히트파이프(HP)의 힌지축으로 이용할 수 있다. 즉, 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 힌지 가능한 형상의 지지브래킷(71)을 체결요소(73)로 체결함으로써, 히트파이프(HP)가 고정된 도어(2)가 힌지 가능하게 개폐될 수 있다. 그렇다면, 돌출증발관(60)이 도어(2)의 힌지 지지축 기능을 대신할 수 있다.

또한, 도 4d에 도시한 바와 같이, 별도의 지지부재(70)를 사용하지 않고, 응축영역을 원호형상으로 절곡(컬링)하고, 이 원호절곡부(80)에 돌출증발관(60)을 끼 워 사용할 수 있다.

이와 같은 구성에 의해, 돌출증발관(60)은 힌지축과 냉각원 기능을 동시에 한다. 따라서, 히트파이프는 저장실(8) 상부의 열을 받아 작동유체의 증발, 증기 이동, 돌출증발관(60)으로 열을 방출한 후 응축을 행한 후 증발부로 귀환하는 열전달 메커니즘을 반복적으로 행한다.

한편, 히트파이프(HP)의 냉각원(CS)으로는, 도 7에 도시한 바와 같이, 히트파이프(10)의 응축영역에 부착된 냉각용 열전모듈(Thermo Electric Modules : TEM)(90)이 사용될 수 있다. 이 경우에는 "ㄴ"자형으로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 히트파이프가 설치된 도어 조립체 및 이 도어 조립체를 채택한 김치저장고는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서는 김치저장고에 대해 설명했지만, 김치 이외의 식품 보관 냉장고에도 적용됨은 당업자라면 자명하다 할 것이다.

이상의 설명에서 명백하듯이, 본 발명의 히트파이프가 설치된 도어 조립체 및 이 도어 조립체를 채택한 김치저장고에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 저장실 상부의 열을 냉각원으로 전달하는 히트파이프가 김치저장고의 도어에 설치 고정됨으로써, 상변화을 통해 적은 온도차에서도 열수송량이 매우 크다는 히트파이프의 특성으로 인해, 저장실의 상부와 하부의 온도차를 현저히 줄일 뿐 아니라 상부의 온도분포도 균일하게 유지시킬 수 있다.

둘째, 냉각원이 본체 상면에서 연장 돌출한 돌출증발관으로 구현됨으로써, 히트파이프의 응축을 간단히 행할 수 있다.

셋째, 히트파이프의 일단을 돌출증발관에 힌지 가능하게 지지하는 지지부재를 설치함으로써, 돌출증발관이 냉각원 및 힌지축 기능을 겸할 수 있어 바람직하다.

넷째, 원호형상으로 절곡 형성한 원호절곡부를 히트파이프의 응축영역에 형성함으로써, 별도의 지지부재 없이도 돌출증발관에 힌지 가능하게 지지될 수 있다.

Claims (12)

1. 열선과 증발관이 배치되는 저장실을 포함하는 본체와,

   상기 저장실의 상부를 개폐하는 도어와,

   냉각원과,

   상기 도어에 설치 고정되어, 상기 저장실 상부의 열을 상기 냉각원으로 전달하는 히트파이프와,

   를 포함하여 이루어진 김치저장고.
2. 제 1항에 있어서, 상기 히트파이프는 일체형 복수 채널 히트파이프인 것을 특징으로 하는 김치저장고.
3. 제 2항에 있어서, 상기 일체형 복수 채널 히트파이프는 롤-본드 타입 열사이폰인 것을 특징으로 하는 김치저장고.
4. 제 3항에 있어서, 상기 롤-본드 타입 열사이폰은 응축부가 증발부보다 높은 위치에 있도록 상기 도어에 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 김치저장고.
5. 제 3항에 있어서, 상기 롤-본드 타입 열사이폰은“ㄴ”자 형상으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 김치저장고.
6. 제 1항에 있어서, 상기 히트파이프는 진동 세관형 히트파이프인 것을 특징으로 하는 김치저장고.
7. 제 6항에 있어서, 상기 진동 세관형 히트파이프는 롤-본드 타입 히트파이프인 것을 특징으로 하는 김치저장고.
8. 제 1항에 있어서, 상기 히트파이프는 개별형 복수 용기 히트파이프인 것을 특징으로 하는 김치저장고.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각원은 상기 증발관이 상기 본체 상면에서 연장 돌출한 돌출증발관인 것을 특징으로 하는 김치저장고.
10. 제 9항에 있어서, 상기 히트파이프의 일단을 상기 돌출증발관에 힌지 가능하게 지지하는 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 김치저장고.
11. 제 9항에 있어서, 상기 히트파이프의 응축영역에는, 상기 돌출증발관에 힌지 가능하게 지지되도록, 원호형상으로 절곡 형성한 원호절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는 김치저장고.
12. 저장실의 상부를 개폐하는 도어와,

    상기 도어에 설치되어, 상기 저장실 상부의 열을 흡수하여 방출하는 히트파이프를 포함하여 이루어진 김치저장고의 도어 조립체.

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