KR20110087917A - 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 저장 공간을 구비하는 본체; 상기 본체 내부에 수용되어, 상기 저장 공간으로 공급되는 공기를 냉각하는 증발기를 포함하고, 상기 증발기는 플랫 튜브 열교환기를 포함하며, 상기 플랫 튜브 열교환기는, 서로 마주 보는 한 쌍의 헤더와, 양 단부가 상기 한 쌍의 헤더에 각각 연결되며, 내부에 냉매가 흐르는 다수의 플랫 튜브 및 상기 한 쌍의 헤더 사이에 간격을 두어 배열되고, 상기 다수의 플랫 튜브에 의하여 관통되는 판 형태의 방열핀을 포함하고, 상기 한 쌍의 헤더는 상기 증발기를 통과하는 공기의 흐름 방향과 평행하게 연장되는 것을 특징으로 한다.

Description

냉장고{Refrigerator}

본 발명은 냉장고에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 음식물을 저온 상태로 보관하기 위한 가전 기기이다.

냉장고는 냉장실 및/또는 냉동실의 위치에 따라 탑마운트 방식, 사이드 바이 사이드 방식 및 바텀 프리저 방식으로 나뉜다. 그리고, 냉장고의 내부에는 고내 공기를 냉각하기 위한 냉동 사이클이 설치되며, 냉동 사이클을 구성하는 압축기와 응축기는 기계실에 수용되고, 증발기는 냉장고 본체의 배면에 장착된다.

상세히, 상기 증발기가 냉장고의 본체에 설치되기 위해서는 두께가 얇고, 폭이 좁은 반면 길이가 긴 형태의 증발기가 사용된다. 그리고, 증발기의 길이가 상하 방향으로 연장되는 형태로 냉장고 내부에 장착된다.

종래의 일반적인 냉장고에는 원형 단면을 가지고 다수 회 휘어지는 형태의 냉매 배관으로 이루어지는 형태의 증발기가 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 원형 단면의 열교환기의 경우, 공기가 흘러가는 방향을 기준으로 배관의 후면에는 공동이 형성되어, 공기와의 열교환이 원활하게 이루어지지 못하는 단점이 있다.

한편, 원형 단면의 열교환기 대신에 플랫 튜브(flat tube) 열교환기를 증발기로 사용할 수도 있다. 상기 플랫 튜브 열교환기는 원형 튜브 열교환기에 비하여 열교환 효율이 우수한 장점이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 플랫튜브 열교환기를 보여주는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 플랫 튜브 열교환기(1)는, 한 쌍의 헤더(2)와, 상기 한 쌍의 헤더(2)에 양 단부가 연결되며, 면적이 넓은 면이 상측과 하측을 향하도록 수평하게 놓이는 다수의 납작한 형태의 플랫 튜브(3) 및 상기 다수의 튜브(3) 저면에 장착되는 다수의 방열핀(7)을 포함한다. 그리고, 상기 한 쌍의 헤더(2) 중 어느 하나에는 냉매 입구부(4)와 냉매 출구부(5)가 형성되며, 상기 플랫 튜브(3) 내부에는 다수의 채널(6)이 형성된다. 상기 다수의 채널(6)은 상기 플랫 튜브(3)의 폭 방향으로 배열된다.

상기와 같은 플랫 튜브 열교환기(1)의 경우, 공기의 흐름 방향과 상기 헤더(2)의 연장 방향이 직교하는 형태를 이루므로, 냉장고 내부에 장착하기에는 용이하지 못한 단점이 있다. 다시 말하면, 증발기가 설치되는 공간에서 냉각팬에 의하여 유동하는 공기의 흐름 방향은 증발기의 길이 방향과 동일한 상하 방향이기 때문에, 종래의 플랫 튜브 열교환기(1)를 사용할 경우 열교환 효율이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 수평으로 형성된 플랫 튜브(3)의 상면과, 상기 방열핀(7)의 계곡부에 응축수가 맺혀서 정체되는 경우, 열교환기의 표면이 응결되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 제상 운전의 빈도가 증가하여 열교환 효율이 감소될 뿐 아니라 소비 전력이 증가하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 플랫 튜브 열교환기를 냉장고에 적용하면서, 종래의 플랫 튜브 열교환기에서 발생하는 문제점을 개선하여, 열교환 효율을 높이고, 동시에 증발기 수용 공간을 감소시켜 고내 용적을 높일 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 저장 공간을 구비하는 본체; 상기 본체 내부에 수용되어, 상기 저장 공간으로 공급되는 공기를 냉각하는 증발기를 포함하고, 상기 증발기는 플랫 튜브 열교환기를 포함하며, 상기 플랫 튜브 열교환기는, 서로 마주 보는 한 쌍의 헤더와, 양 단부가 상기 한 쌍의 헤더에 각각 연결되며, 내부에 냉매가 흐르는 다수의 플랫 튜브 및 상기 한 쌍의 헤더 사이에 간격을 두어 배열되고, 상기 다수의 플랫 튜브에 의하여 관통되는 판 형태의 방열핀을 포함하고, 상기 한 쌍의 헤더는 상기 증발기를 통과하는 공기의 흐름 방향과 평행하게 연장되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 플랫 튜브가 수직하게 배열되어 공기 유동 저항이 최소화되고, 열교환 면적이 증가하는 효과가 있다.

둘째, 플랫 튜브 열교환기를 사용함으로써 원형 튜브형 열교환기에 비하여 열교환 효율이 좋아지는 장점이 있다.

세째, 플랫 튜브 열교환기를 사용함으로써 열교환기를 수용하는 공간의 폭이 좁아져서 냉장고 고내 용적이 증가하는 효과가 있다.

넷째, 플랫 튜브 열교환기의 헤어의 연장 방향과 공기의 흐름 방향이 일치하게 되어, 열교환기 수용 면적이 감소됨과 아울러 열교환 효율이 좋아지는 장점이 있다.

도 1은 종래의 일반적인 플랫튜브 열교환기를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 내부 구조를 보여주는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 증발기를 보여주는 외관 사시도.
도 4는 도 3의 I-I를 따라 절개되는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 증발기를 구성하는 플랫 튜브의 내부 구성을 보여주는 절개 사시도.
도 6은 도 3의 II-II를 따라 절개되는 단면도.
도 7은 도 3의 II-II를 따라 절개되는 단면도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고 및 증발기에 대하여 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 내부 구조를 보여주는 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(10)는 냉동실과 냉장실이 좌우에 형성되는 사이드 바이 사이드 타입 냉장고이다.

상세히, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(10)는, 내부에 냉동실(30)과 냉장실(40)이 형성되는 본체(11)와, 상기 냉동실(30)과 냉장실(40)을 각각 개폐하는 냉장실 도어(13) 및 내동실 도어(12)와, 상기 본체(110) 내부에 설치되는 증발기(20)를 포함한다. 상기 냉동실(30)과 냉장실(40)은 베리어(111)에 의하여 구획되며, 상기 증발기(20)는 상기 냉동실(30)을 구성하는 본체(11)의 벽면 내부에 수용된다. 상기 증발기(20)는 길이가 폭보다 더 긴 직 사각형 형태를 이루며, 상기 본체(11) 내부에 세워진 상태로 수용된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 증발기를 보여주는 외관 사시도이고, 도 4는 도 3의 I-I를 따라 절개되는 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 증발기(20)는, 플랫 튜브 열교환기로서, 상하 방향으로 소정 길이 연장되는 한 쌍의 헤더(21)와, 양 단부가 상기 한 쌍의 헤더(21)에 연결되는 다수의 플랫 튜브(22)와, 상기 한 쌍의 헤더(21) 사이에 일정 간격으로 배열되며, 상기 플랫 튜브(22)에 의하여 관통되는 다수의 방열핀(23)을 포함한다.

상세히, 상기 방열핀(23)에는 상기 플랫 튜브(22)가 관통하기 위한 튜브 홀(231:도 6 참조)이 형성되며, 열교환 면적을 늘이기 위하여 주름 형태로 절곡될 수 있다. 그리고, 상기 한 쌍의 헤더(21) 중 어느 하나에는 냉매 입구부(211)와 냉매 출구부(212)가 형성된다. 그리고, 상기 다수의 플랫 튜브(22)는 넓은 면이 전후 방향을 향하도록 세워진 상태로 상기 헤더(21)에 결합된다. 다시 말하면, 상기 플랫 튜브(22)의 넓은 면을 지나는 평면은 상기 헤더(21)의 연장 방향과 동일하다. 그리고, 상기 다수의 플랫 튜브(22)는 상기 헤더(21)의 실이 방향으로 일정 간격으로 배열될 수 있다.

또한, 상기 헤더(21)의 내부에는 다수의 배플(213)이 형성되어, 상기 플랫 튜브(22)를 따라 흐르는 냉매의 유로가 S 형상의 미앤더 라인(meander line)을 이루도록 한다. 상기 플랫 튜브(22)를 따라 흐르는 냉매의 유로가 미앤더 라인을 형성함으로써, 냉매와 공기의 접촉 면적 및 접촉 시간을 증가시켜 주어 열교환 효율을 높일 수 있다.

또한, 상기 플랫 튜브(22)의 넓은 면이 공기의 흐름 방향과 교차하도록 세워진 상태로 상기 헤더(21)에 결합됨으로써, 공기의 유동 방향을 방해하지 않으면서 튜브 표면과 공기의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 플랫 튜브(22)의 넓은 면이 전후 방향을 향하도록 세워진 상태로 결합됨으로써, 흡입되는 공기에 부딪히는 플랫 표면적이 감소되어 공기 저항이 최소화된다. 그리고, 공기 출구부에 해당하는 상기 플랫 튜브(22)의 후방에 형성되는 공동의 면적이 줄어드는 장점이 있다.

한편, 상기 플랫 튜브(22)가 상기 방열핀(23)을 관통하는 형태로 결합된 상태로, 고열의 가열로를 통과시켜 브레이징 접합시킴으로써 방열핀(23)에 형성된 튜브홀(231)과 플랫 튜브(22) 사이에 틈새가 생기지 않게 된다. 상기 플랫 튜브(22) 및 방열핀(23)의 표면이 클래드 코팅(clad cating) 처리되어 있어, 섭씨 450도 이상의 고열을 발산하는 브레이징 로를 통과하는 동안 클래드 코팅된 금속이 고열에 의해 용융되어 각 부재를 자연스럽게 융착시키게 된다. 따라서, 확관 공정에 의하여 방열핀과 배관을 결합하는 원형 튜브 열교환기에서 발생하는 수막 현상이 제거된다. 뿐만 아니라, 배관이 방열핀에 결합된 상태에서 진동에 의하여 요동하는 현상이 방지된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 증발기를 구성하는 플랫 튜브의 내부 구성을 보여주는 절개 사시도이고, 도 6은 도 3의 II-II를 따라 절개되는 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 플랫 튜브(22)의 내부에는 상기 플랫 튜브(22)의 길이 방향으로 연장되는 다수의 마이크로 채널(221)이 형성된다. 그리고, 상기 다수의 마이크로 채널(221)은 상기 플랫 튜브(22)의 폭 방향으로 배열된다. 그리고, 흡입되는 공기는 상기 증발기(20)의 길이 방향으로 흐른다. 즉, 도면에 표시된 바와 같이, 공기의 흐름 방향과 상기 마이크로 채널(221)의 배열 방향이 동일하다. 그리고, 상술한 바와 같이, 상하 방향으로 흐르는 공기가 상기 플랫 튜브(22)의 넓은 면을 타고 흐른다. 그리고, 상기 플랫 튜브(22)의 두께가 얇기 때문에, 공기가 상기 플랫 튜브(22)로부터 분리되는 영역(A)에 형성되는 공동의 크기가 원형 튜브 열교환기에 비하여 작다. 따라서, 열교환 효율이 원형 튜브 열교환기에 비하여 증가하는 효과가 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 플랫 튜브(22)가 상기 열교환핀(23)을 관통하여 가로 방향으로 연장되고, 전후 방향으로 일정 간격을 두고 배열되는 한 쌍의 플랫 튜브(22)군(群)이 상하 방향으로 다수 개가 배열될 수 있다.

도 7은 도 3의 II-II를 따라 절개되는 단면도로서, 다른 실시예에 따른 플랫 튜브 배열 모습을 보여준다.

도 7을 참조하면, 넓은 면이 증발기(20)의 전후 방향을 향하도록 세워져서 가로 방향으로 연장되는 플랫 튜브(22)가 지그 재그 형태로 상하 방향으로 배치되도록 할 수 있다.

상기와 같은 구조를 이루는 플랫 튜브 열교환기가, 고내 바닥 쪽에서 흡입된 냉기가 상승하면서 증발기를 통과하여 고내 상측으로 토출되는 냉기 유로 구조를 가지는 냉장고에 장착되는 경우, 열교환 효율을 극대화할 수 있다. 뿐만 아니라, 증발기를 수용하는 공간의 전후 방향 폭이 감소됨으로써, 고내 용적이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 플랫 튜브(22)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 판 형태의 방열핀(23)이 장착됨으로써, 주름 형태의 핀이 장착되는 종래의 플랫 튜브 열교환기에서 발생하는 응축수 고임 및 결빙 현상이 제거된다. 따라서, 열교환기 표면이 결빙되는 가능성이 현저히 감소되고, 열교환 효율이 증대된다.

또한, 제상 운전의 빈도가 현저히 감소하므로 소비 전력 감소의 효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 판 형태의 방열핀이 장착되므로, 열교환 면적이 증가하는 장점이 있다.

또한, 플랫 튜브(22)와 열교환 핀(231)에 형성된 튜브홀(231)이 브레이징 결합됨으로써, 플랫 튜브(22)가 진동에 의하여 요동하는 현상이 방지되는 효과도 있다.

Claims (7)

1. 저장 공간을 구비하는 본체;
   상기 본체 내부에 수용되어, 상기 저장 공간으로 공급되는 공기를 냉각하는 증발기를 포함하고,
   상기 증발기는 플랫 튜브 열교환기를 포함하며,
   상기 플랫 튜브 열교환기는,
   서로 마주 보는 한 쌍의 헤더와,
   양 단부가 상기 한 쌍의 헤더에 각각 연결되며, 내부에 냉매가 흐르는 다수의 플랫 튜브 및
   상기 한 쌍의 헤더 사이에 간격을 두어 배열되고, 상기 다수의 플랫 튜브에 의하여 관통되는 판 형태의 방열핀을 포함하고,
   상기 한 쌍의 헤더는 상기 증발기를 통과하는 공기의 흐름 방향과 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 플랫 튜브는 상기 헤더의 길이 방향으로 배열되고,
   상기 플랫 튜브의 넓은 면을 지나는 평면은 상기 헤더의 연장 방향과 동일한 것을 특징으로 하는 냉장고.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 다수의 플랫 튜브 각각의 내부에는 냉매가 흐르는 다수의 마이크로 채널이 형성되고,
   상기 다수의 마이크로 채널은 상기 증발기를 통과하는 공기의 흐름 방향과 평행한 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 다수의 플랫 튜브는, 상기 헤더의 연장 방향과 직교하는 방향으로 배열되는 적어도 한 쌍의 플랫 튜브를 포함하는 튜브 군(群)이 상기 헤더의 길이 방향으로 다수 개가 배열되는 형태인 것을 특징으로 하는 냉장고.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 다수의 플랫 튜브는, 상기 헤더의 길이 방향으로 다수 개가 배열되고, 지그재그 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열핀과 플랫 튜브는 브레이징 결합되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열핀의 폭과 길이는 상기 헤더의 폭과 길이에 대응하는 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고.

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