KR20130048475A - 냉각장치와 보조저장실을 구비하는 냉장고 - Google Patents

냉각장치와 보조저장실을 구비하는 냉장고 Download PDF

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KR20130048475A
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Abstract

본 발명은 냉장고 내부에서의 특정 보관실의 보관온도를 다른 저장실의 온도에 비하여 현저하게 낮게 유지하면서도, 온도의 하강이 신속하게 이루어질 수 있는 냉장고를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적은 저장실을 구비하는 본체와; 상기 저장실 내부에 상기 저장실과 구획되며 그 내부 온도가 상기 저장실의 온도보다 낮게 형성될 수 있는 보조저장실과, 상기 보조저장실에 마련되며, 상기 보조저장실 내부온도가 상기 저장실보다낮게 형성될 수 있도록 냉기를 발생시키며, 발생된 냉기를 상기 보조저장실 내부에서 순환시키는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.

Description

냉각장치와 보조저장실을 구비하는 냉장고{ A refrigerator comprising a sub-stroage chamber and a cooling device }
본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 상세하게는 열전소자를 이용하여 보관온도를 현저하게 낮게 유지할 수 있는 냉장고에 관한 것이다.
냉장고는 냉매싸이클을 이용하여 식품 기타 저장물을 냉동보관 또는 냉장보관할 수 있는 제품이다.
통상적인 냉장고의 구성을 보면, 저장실을 구비하는 본체와, 본체에 마련되어 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매를 응축하는 응축기, 팽창밸브, 증발기 등을 구비하고 있다.
증발기에서 발생되는 냉기가 저장실로 유입되어 저장물을 냉장보관 또는 냉동보관할 수 있으며, 본체에는 저장실을 개폐할 수 있는 도어가 마련되고 있다.
통상적인 저장실 내에는 선반 및 서랍과 같은 저장공간이 마련되는데, 최근에 들어서 저장실에 별도의 특선실 또는 급냉실을 마련하여 특정한 저장물의 보관온도를 일반적인 저장실의 보관온도보다 낮게 하는 구조가 도입되고 있다.
이와 같은 특선실 또는 급냉실의 경우에는 증발기의 냉기를 별도의 송풍구조를 이용하여 유입시키는 특징이 있으나, 증발기의 냉기의 온도의 하한선이 시장에서 요구하는 만큼 낮아지지 않아서 본래의 취지를 충족시키지 못한다는 문제점이 있었다.
한편, 대한민국공개특허 10-2010-0121334호 등에서 나타난 바와 같이, 냉장고에 열전소자를 적용하여 냉장고의 소형화를 구현하면서, 저장온도를 낮추는 방법도 제시되었으나, 이러한 경우에도, 저장온도를 낮추는데 한계가 있었고, 그 온도를 충족시키기 위한 시간도 많이 소요된다는 문제점이 있었다.
본 발은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉장고 내부에서의 특정 보관실의 보관온도를 다른 저장실의 온도에 비하여 현저하게 낮게 유지하면서도, 온도의 하강이 신속하게 이루어질 수 있는 냉장고를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 저장실을 구비하는 본체와; 상기 저장실 내부에 상기 저장실과 구획되며 그 내부 온도가 상기 저장실의 온도보다 낮게 형성될 수 있는 보조저장실과, 상기 보조저장실에 마련되며, 상기 보조저장실 내부온도가 상기 저장실보다낮게 형성될 수 있도록 냉기를 발생시키며, 발생된 냉기를 상기 보조저장실 내부에서 순환시키는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체에 마련되며 증발기가 마련되는 냉기 발생실과; 상기 냉기발생실과 상기 보조저장실을 구획하는 구획벽을 더 포함하되, 상기 보조저장실은 내부는 상기 구획벽에 의하여 냉기발생실과 격리된 상태로 유지되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각장치는;상기 냉기발생실과 상기 보조저장실 사이에 마련되고 방열부와 흡열부를 구비하는 열전소자와; 상기 열전소자의 방열부에 마련되어 상기 냉기발생실 방향으로 상기 열전소자의 열을 방열하는 방열부재와; 상기 열전소자의 흡열부에 마련되어 상기 보조저장실 내부의 공기로부터 열을 흡수하여 공기를 냉각시키는 냉각부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각장치는 상기 냉각부재와 인접하게 마련되고 상기 냉기발생실 내부에 마련되어, 상기 냉각부재 방향으로 상기 냉기발생실의 공기를 안내하는 송풍팬유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각부재와 상기 송풍팬 유닛은 상기 보조저장실 내부 후방에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 송풍팬 유닛은 상기 보조저장실 내부의 공기가 상기 냉각부재를 거치고 상기 냉각부재 주위로 배출될 수 있도록, 상기 보조저장실 내부의 공기를 흡입하여 상기 냉각부재 방향으로 배출하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각부재 주위에 마련되어 상기 냉각부재로부터 배출되는 공기를 안내하는 안내부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 안내부재는 상기 보조저장실의 후면으로부터 전방으로 연장되게 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 송풍팬은 상기 보조저장실 내부의 공기가 상기 냉각부재를 거치고 상기 송풍팬을 통과하여 배출될 수 있게 상기 냉각부재를 통과한 공기를 흡입하여 상기 보조저장실로 배출하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 방열부재는 상기 증발기에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 구획벽에 마련되어 상기 열전소자가 장착되는 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각부재는 평판핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
상기 냉각부재 또는 상기 방열부재 중 적어도 하나의 면적은 상기 열전소자의 면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 보조저장실은 상기 저장실 내부에 슬라이드 이동가능하게 착탈되는 서랍으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 보조저장실 후면에 마련되어 상기 보조저장실 착탈시 상기 냉각장치가 통과할 수 있는 관통공을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각장치는; 상기 증발기와 상기 보조저장실 사이에 마련되고 방열부와 흡열부를 구비하는 열전소자와; 상기 열전소자의 방열부 및 상기 증발기에 접촉하도록 마련되는 방열부재와; 상기 열전소자의 흡열부에 접촉하도록 마련되고 상기 보조저장실 내부에 마련되는 냉각부재와; 상기 냉각부재의 전방에 마련되고 보조저장실 내부에 마련되며 공기를 상기 냉각부재 방향으로 보내거나 상기 냉각부재 방향으로부터 흡입하는 송풍팬 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조저장실 후벽에 마련되고 상기 냉각부재 주위를 둘러싸도록 배치되어, 상기 냉각부재를 통과하여 배출되는 공기를 상기 보조저장실 방향으로 안내하는 안내부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보조저장실은 상기 보조저장실은 상기 저장실 내부에 슬라이드 이동가능하게 착탈되는 서랍으로 구성되며,
상기 보조저장실은 그 후벽에 마련되어, 상기 보조저장실이 슬라이드 이동하는 경우, 상기 냉각장치가 통과할 수 있도록 마련되는 관통공을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉각부재 및 상기 송풍팬은 상기 보조저장실의 후벽보다 전방으로 돌출되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명의 동작에 의하여, 보조저장실 내부가 저장실과 상기 냉기 발생실과 구획되어 격리된 상태에서, 냉기가 보조저장실 내부에서 폐순환할 수 있다.
그리하여, 보조 저장실 내부를 극저온으로 냉각시키고, 또한 그 냉각도 신속하게 이루어지도록 유도할 수 있다.
특히, 열전소자의 방열부와 연결된 방열부재가 상기 냉기발생실 및 상기 증발기에 대하여 방열작용을 하기 때문에, 상기 열전소자의 냉각부와 연결되는 상기 냉각부재에서 냉기발생실 및 증발기보다 현저하게 낮은 온도를 구현할 수 있다.
증발기와 별도 마련되는 냉각장치가 상기 보조저장실 내부만 냉각함으로써, 냉각속도가 현저하게 빨라지고, 그 냉각온도도 현저하게 낮아질 수 있다.
따라서, 급냉이 필요하거나 극저온의 보관이 필요한 저장물을 보관할 수 있는 편리함이 있다.
이를 위하여, 열전소자보다 그 면적이 큰 방열부재와 냉각부재를 사용함으로써 보조저장실 내부에 대한 냉각효과 및 상기 냉기발생실 및 상기 증발기에 대한 방열효과를 극대화 시킬 수 있다.
한편, 보조저장실을 구성하는 서랍의 후방에 냉각장치가 통과할 수 있는 관통공을 마련함으로써, 서랍의 인출 또는 장착시 서랍과 냉각장치 간의 간섭을 회피할 수 있는 장점도 있다.
도1은 본 발명에 의한 냉장고의 측단면도이다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 보조저장실의 측단면도이다.
도3는 본 발명의 제2실시예에 의한 보조저장실의 측단면도이다.
도4는 본 발명에 의한 냉각장치의 결합사시도 및 분해사시도이다.
도5는 본 발명의 제1실시예에 의한 보조저장실의 분해사시도이다.
도6는 본 발명의 제2실시예에 의한 보조저장실의 분해사시도이다.
도7은 본 발명의 제1실시예에 의한 보조저장실 내에서의 공기의 흐름을 도시한의 측단면도이다.
도8는 본 발명의 제2실시예에 의한 보조저장실 내에서의 공기의 흐름을 도시한의 측단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보도록 하겠다.
도1에서 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 냉장고는 저장실이 구비되는 본체(1)와, 상기 저장실(2) 후방에 마련되는 냉기발생실(3)을 구비한다.
상기 냉기발생실(3)과 상기 저장실(2)은 구획벽(4)에 의하여 구획된다.
상기 냉기발생실(3)에는 증발기(31)와, 증발기(31)에서 발생하는 냉기를 상기 저장실로 이동시키는 냉기팬(32)이 마련된다.
상기 저장실(2) 내부에는 소정의 저장물을 수납할 수 있는 선반(21)과, 상기 선반 하부에 마련되는 보조저장실(200)이 마련된다.
상기 보조저장실(200)은 상기 저장실(2)과 구획되어 마련되며, 상기 보조저장실(200)의 내부 온도는 상기 저장실보다 현저하게 낮게 유지되는 것이 바람직하다.
즉, 저장실(2)이 냉동실을 구성하고, 그 내부 온도가 -18~-20℃정도 유지되는 경우, 상기 보조저장실(200)의 온도는 -50~-60℃정도를 유지시키는 것이다.
이와 같이 상기 보조저장실(200)의 온도가 극저온이 될 수 있도록 상기 보조저장실(200)에는 상기 냉기발생실(3)에 마련되는 증발기(31)와 별도로 마련되는 냉각장치(300)가 배치된다.
상기 냉각장치(300)는 상기 구획벽(4)을 관통하여 배치되고 일단부는 상기 보조저장실(200) 내부에 배치되고, 타단부는 상기 증발기(31)에 연결되어 배치된다.
후술하겠지만, 상기 냉각장치(300)는 열전소자(310)를 구비함으로써, 상기 보조저장실(200)에 대해서는 흡열작용 또는 냉각작용을 하고, 상기 증발기(3) 및 상기 냉기발생실(3)에 대해서는 방열작용을 한다.
열전소자(310)의 방열부의 온도가 낮아질 수록 흡열부 또는 냉각부의 온도도 낮아지는 특성을 이용하여, 상기 보조저장실(200)의 온도를 극저온 상태로 유지하기 위하여, 방열부 인근의 온도가 대략 -30℃ 내외가 되도록 하고, 흡열부 또는 냉각부 인근의 온도가 -60℃ 내외가 되도록 하는 것이다.
상기 보조저장실(200)은 상기 냉기 발생실(3)이나 상기 저장실(2)과 구획되어 있어서, 상기 냉기 발생실(3)의 냉기 또는 저장실(2)의 냉기에 의한 영향이 제한된다.
상기 보조저장실(200) 내부는 폐쇄된 상태가 되고, 그 내부의 공기는 상기 냉각장치(300)에 의하여 냉각되어, 순환될 수 있다.
상기 보조저장실(200)은 상기 저장실(2) 내부에 마련되는 하우징(210)과, 상기 하우징(210)에 슬라이드 이동가능하게 마련되는 서랍(220)으로 구현될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도2에서 도시한 바와 같이, 상기 냉각장치(300)는 상기 서랍(220)과 상기 하우징(210), 그리고 상기 구획벽(4)을 관통하여 상기 열교환기(31)까지 연결된다.
상기 냉각장치(300)는 방열부와 흡열부(냉각부)를 갖는 열전소자(310)와, 상기 열전소자(310)가 장착되어 고정되는 장착부재(320)와, 상기 열전소자의(310) 흡열부(냉각부)에 면접하도록 마련되는 냉각부재(330)와, 상기 열전소자(310)의 방열부와 면접하도록 마련되고, 상기 증발기(31)에 연결되는 방열부재(340)와, 상기 냉각부재(330)의 전방에 마련되고, 공기를 흡입하여 상기 냉각부재(330) 방향으로 공기를 이동시키고, 상기 냉각부재(330)와 열교환된 공기를 다시 송풍시키는 송풍팬 유닛(350)을 구비한다.
본 냉각장치에서, 상기 냉각부재(330)는 상기 서랍 내측으로 돌출되도록 마련되고, 상기 방열부재(340)는 상기 냉기발생실(3)의 증발기(31) 방향으로 돌출되어 상기 증발기(31)와 연결되도록 마련된다.
다만, 상기 방열부재(340)에 상기 증발기(31)와 연결되지 않고, 상기 냉기발생실(3) 방향으로 돌출되어 상기 냉기발생실(3) 내부의 공기와 열교환 될 수 있는 경우도 가능하다.
상기 송풍팬 유닛(350)은 상술한 바와 같이 상기 냉각부재(330)의 전방에 장착되어, 상기 냉각부재(330)와 같이 상기 서랍(220) 내측에 돌출되도록 마련된다.
상기 송풍팬 유닛(350)과 상기 냉각부재(330)가 상기 서랍(220) 내부로 돌출되도록 마련됨으로써, 상기 송풍팬 유닛(350)에 의하여 이동하는 상기 서랍(220) 내부의 공기가 상기 냉각부재(330)로 유동하여, 상기 냉각부재(330)와 열교환작용을 한 뒤에 상기 서랍(220) 내부로 다시 토출될 수 있다.
상기 서랍(220)은 상기 하우징(210)에 의하여 상기 저장실(2)과 구획되기 때문에, 상기 서랍(220) 내부의 공기의 온도는 상기 저장실(2) 내부의 공기의 온도에 의하여 영향받는 것이 제한된다.
한편, 상기 서랍(220)은 상기 구획벽(4)에 의하여 상기 냉기발생실(3)과 구획되기 때문에, 상기 냉기발생실(3)의 냉기가 상기 서랍(220)으로 유입되는 것을 예방할 수 있다.
상기 냉각장치(300)에 의하여 냉각되는 상기 서랍(220) 내부의 공기의 온도는 상기 냉기발생실(3)의 공기의 온도보다 현저하게 낮기 때문에, 상기 냉기발생실(3)의 공기가 유입되면 상기 서랍(220) 내부의 공기 온도가 높아질 수 있다.
그런데, 본 발명과 같이, 상기 서랍(220) 내부와 상기 냉기발생실(3) 내부의 연통이 차단되면, 상기 서랍(220) 내부의 온도가 오로지 상기 냉각장치(300)에 의하여 냉각될 수 있기 때문에 본 발명에 추구하는 극저온 및 급속 냉각을 수행할 수 있다.
이와 같이, 상기 서랍(220) 내부 공간이 상기 저장실(2)과 상기 냉기 발생실(3)과 구획되기 때문에, 상기 열전소자(310)에 의하여 냉각된 상기 냉각부재(330)를 통한 서랍(220) 내부의 공기에 대한 냉각이 보다 효과적으로 이루어지며, 서랍(220) 내부공간이 상기 저장실(2) 또는 상기 냉기 발생실(3)과 연통되는 경우와 비교하여 열손실도 줄일 수 있다.
도3은 본 발명의 제2실시예를 도시한 것이다.
여기서, 상기 도3에서 나타난 제2실시예와 상기 도2에서 나타난 제1실시예와의 차이점은 상기 냉각장치(300)가 설치되는 서랍의 후벽에 상기 냉각장치(300)와 열교환 한 냉기를 안내하는 안내부재(225)가 마련된다는 점이다.
상기 안내부재(225)는 리브 또는 쉬라우드 형태로 상기 서랍(220) 후벽에 마련되는 것이 바람직하다.
제2실시예에서도 상기 냉각부재(330)와 상기 송풍팬 유닛(350)은 상기 서랍(220) 내측으로 돌출되도록 마련되는 것은 상기 제1실시예와 유사하다.
상기 안내부재(225)는 상기 냉각부재(330) 및 상기 송풍팬 유닛(350)의 주위에 배치되되, 상기 냉각부재(330) 및 상기 송풍팬 유닛(350)의 측면으로부터 일정 거리만큼 이격되는 것이 바람직하다.
상기 안내부재(225)의 역할은 상기 송풍팬 유닛(350)에 의하여 흡입되는 공기가, 상기 냉각부재(330)를 거치면서 냉각된 이후, 상기 냉각부재(330)로부터 토출될 때, 보다 원활하게 토출되어 상기 서랍(220) 내부 전방으로 이동할 수 있도록 안내하는 것이다.
즉, 상기 냉각부재(330)로 유입되는 공기의 흐름이 상기 냉각부재(330) 및 상기 송풍팬 유닛(350)의 중심방향이라면, 상기 냉각부재(330)로부터 토출되는 공기의 흐름은 상기 냉각부재(330)의 상하 좌우 방향이 된다.
이와 같이 토출되는 공기가 상기 보조저장실(200)의 전방 방향으로 향할 수 있도록 상기 안내부재(225)를 설치한 것이다.
이를 통하여 폐쇄된 보조 저장실(200) 내부에서 공기가 순환하여 지속적인 극저온 냉각보관활동을 수행할 수 있는 것이다.
상기 안내부재(225)의 구성을 제외한 나머지 구성은 도2와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 하겠다.
도4는 본 발명에 의한 냉각장치(300)의 결합사시도와 분해사시도이다.
도4(a)에서 도시한 바와 같이, 상기 냉각장치(300)는 상기 송풍팬 유닛(350)과, 상기 냉각부재(330), 상기 장착부재(320) 및 상기 장착부재(320)에 장착되는 열전소자(310)와, 상기 방열부재(340)를 포함한다.
상기 냉각부재(330)는 상기 장착부재(320) 및 상기 열전소자(310)의 전면 또는 일면에 부착되고, 상기 방열부재(340)는 상기 장착부재(320) 및 상기 열전소자(310)의 후면 또는 타면에 부착된다.
상술한 바와 같이, 상기 냉각부재(330) 및 상기 송풍팬 유닛(350)은 상기 보조 저장실(도2참조, 200) 내측으로 돌출되어 배치되고, 상기 방열부재(340)는 상기 냉기발생실(도2참조, 3) 방향으로 돌출되어 배치된다.
상기 방열부재(340)의 측면에는 상기 증발기(도3참조, 31)의 냉매관이 삽입되어 고정될 수 있는 삽입공(341)이 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 열전소자(310)가 장착되는 장착부재(320)는 상기 구획벽(도2참조, 4)에 설치되어 고정된다.
도4(b)에서 도시한 바와 같이, 상기 송풍팬 유닛(350)은 팬 모터(미도시)를 구비하는 팬 하우징(351)과, 상기 팬 하우징(351)에 회동가능하게 마련되는 송풍팬(352)을 포함하고 있다.
그리고, 상기 팬 하우징(351)에는 체결부재(360)가 삽입되는 체결공(353)이 마련된다.
상가 냉각부재(330)는 플레이트 부(331)와, 상기 플레이트부(331)에 형성되는 복수의 일자형 핀(332)으로 구성된다. 상기 핀(332)과 핀(332) 사이에는 소정의 간격이 형성되어 공기가 유동하고, 유동과정에서 핀(332)과 열교환을 할 수 있다.
다만, 핀(332)의 형상은 이에만 국한되지 않으며 다양한 형상이 가능하다.
상기 냉각부재(330)의 후방에는 상기 장착부재(320)가 설치되고, 상기 장착부재(320)에는 장착공(321)이 형성되는데, 상기 장착공(321)에 상기 열전소자(310)가 배치된다.
다만, 상기 장착부재(320) 없이 상기 열전소자(310)만 상기 냉각부재와 면접할 수 있다.
열전소자(Thermoelectric module)는 N, P 타입 열전쌍(Thermo couple)을 전기적으로는 직렬로 열적으로는 병렬이 되도록 연결한 모듈의 형태로 구성되어 있다.
직류 전류를 흘렸을 때는 열전효과에 의해서 모듈의 양면에 온도차가 발생하게 된다. 이는 일반적으로 Peltier 현상에 의해 나타나는 냉각효과를 이용하는 고체식 힛펌프(solid state heat pump)를 말한다.
냉매를 순환시키기 위해 압축기를 가동시키는 기존의 냉각방식을 탈피한 차세대 환경친화적인 냉각방식으로서 전극전환을 통해 어디든지 간단하게 냉각과 가열이 동시에 가능하여 상온의 대상물을 -30～+180℃ 까지 냉각과 가열을 통해 일정 온도로 유지되도록 할 수 있다.
방열부의 온도가 낮아질 수록 상기 흡열부(냉각부)의 온도는 더 낮아질 수 있기 때문에, 본 발명과 같이 방열부의 온도가 -30℃ 내외의 분위기에 노출되는 경우, 흡열부의 온도는 -60℃ 내외까지 이를 수 있다.
상기 장착부재(320)를 둔 이유는 상기 열전소자(320)가 상기 냉각부재(330) 또는 방열부재(340)의 크기에 비하여 작게 형성되기 때문에, 상기 냉각부재(330) 또는 상기 방열부재(340)의 크기에 대응되는 장착부재(320)를 두어서 상기 냉각장치(300)의 결합이 용이하게 이루어지도록 하기 위함이다.
또한, 상기 장착부재(320)를 둠으로써 상기 냉각부재(330)와 상기 방열부재(340)간의 직접적인 열교환을 방지하고, 또한 상기 냉기발생실(3)과 상기 보조저장실(200)간의 열교환도 방지한다.
이를 위하여 상기 장착부재(320)를 단열재질로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 열전소자(310)의 크기보다 상기 방열부재(340) 또는 상기 냉각부재(330)의 크기를 크게 한 이유는, 상기 열전소자(310)로 부터 상기 방열부재(340) 또는 냉각부재(330)로 이동한 열 또는 냉기가 상기 보조 저장실(도2참조, 200) 내부 공간이나 상기 증발기(도2참조, 31)가 설치되는 상기 냉기발생실(도2참조, 3) 방향으로 보다 효과적으로 전달되도록 하기 위함이다.
상기 열전소자(310)의 일측에는 전원이 공급될 수 있도록 전선이 연결되는 커넥터(미도시) 등이 연결될 수 있는데, 상기 커넥터는 상기 열전소자(310)에 직접 연결될 수 도 있고, 상기 장착부재(320)에 매립되는 형태로 배치될 수도 있다.
상기 장착부재(320) 및 상기 열전소자(310)의 후방에는 상기 증발기(도2참조, 31)와 결합되는 상기 방열부재(340)가 마련된다.
상기 방열부재(340)도 플레이트 모양으로 배치되며, 열전달을 위하여 알루미늄이나 구리와 같은 열전도성이 좋은 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 방열부재(340)는 상기 열전소자(310)와 면접하여 상기 열전소자(310)로부터 전달받은 열을 상기 증발기(31) 및 상기 냉기발생실(3)로 전달하는 역할을 한다.
상술한 바와 같이, 상기 방열부재(340)의 측면에는 상기 증발기(3)의 냉매관이 삽입되어 결합될 수 있는 삽입공(341)이 형성된다.
상기 송풍팬 유닛(350)과, 상기 방열부재(340)와, 상기 장착부재(320)와, 상기 냉각부재(330)는 나사와 같은 체결부재(360)가 관통함으로서 결합되고, 이러한 결합에 의하여 상기 냉각장치(300)가 구성된다.
상기 체결부재(360)의 결합을 위하여 상기 송풍팬 유닛(350)과, 상기 방열부재(340)와, 상기 장착부재(320)와, 상기 냉각부재(330)에는 각각 체결공(323,333,343,353)이 형성된다.
한편, 상기 장착부재(320) 없이 상기 열전소자(310)가 상기 방열부재(340) 및 상기 냉각부재(330)와 직접 연결되는 경우에는 상기 열전소자(310)에 상기 체결공이 형성될 수 있다.
도5는 상기 보조저장실(200)의 구성을 도시한 것이다.
상기 보조저장실(200)은 상술한 바와 같이 상기 저장실(도2참조, 2) 내에 설치되며, 상기 저장실(2) 내부공간과 구획되는 하우징(210)과, 상기 하우징(210) 내부에 슬라이드 이동가능하게 마련되는 서랍(220)을 포함한다.
상기 하우징(220) 내부에는 롤러(211)가 마련되고, 상기 서랍(210)의 양측에는 상기 롤러(211)와 접촉하여 상기 서랍(220)의 슬라이드 이동을 가이드 하는 가이드 레일(222)이 마련된다.
상기 가이드 레일(222)과 상기 롤러(211)의 위치는 서로 바뀔 수 있으며, 상기 가이드 레일(222)과 상기 롤러(211) 이외에도 슬라이드 이동을 가이드 할 수 있는 부재라면 무엇이든지 본 발명에 적용될 수 있다.
상기 하우징(210)의 전면과 후방은 개방되어 있는 상태로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 하우징(210)의 후방은 상기 구획벽(4)의 전면에 결합될 수 있고, 상기 하우징(210)의 전방은 상기 서랍(220)의 전방에 의하여 개폐될 수 있다.
따라서, 상기 하우징(210)의 내부 공간은 상기 저장실(도2참조, 2) 및 상기 냉기 발생실(도2참조, 3)과 구획될 수 있는 것이며, 상기 하우징(210) 및 상기 서랍(220) 내부에서의 공기의 폐순환을 유지시킬 수 있다.
상기 서랍(220)의 전면에는 사용자가 파지할 수 있는 손잡이부(221)가 마련되고, 상기 서랍(220)의 후면에는 상기 냉각장치(300)가 관통하여 노출될 수 있는 관통공(223)이 마련된다.
상기 관통공(223)은 상기 냉각장치(300)의 크기에 대응되는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 관통공(223)에 의하여 사용자가 상기 서랍을 잡아당기거나 서랍을 밀어넣는 경우에도 상기 냉각장치(300)가 상기 서랍(220)으로부터 이탈하거나 또는 상기 서랍(220) 내부로 돌출될 수 있다.
상기 냉각장치(300)는 도4에서 설명한 바와 같이, 상기 송풍팬 유닛(350)과, 상기 냉각부재(330), 상기 장착부재(320) 및 상기 장착부재(320)에 장착되는 열전소자(310)와, 상기 방열부재(340)를 포함한다.
상기 냉각부재(330)는 상기 장착부재(320) 및 상기 열전소자(310)의 전면 또는 일면에 부착되고, 상기 방열부재(340)는 상기 장착부재(320) 및 상기 열전소자(310)의 후면 또는 타면에 부착된다.
상술한 바와 같이, 상기 냉각부재(330) 및 상기 송풍팬 유닛(350)은 상기 보조 저장실(200) 내측으로 돌출되어 배치되고, 상기 방열부재(340)는 상기 냉기발생실(3) 측으로 돌출되어 배치된다.
상기 장착부재(320)의 외측 테두리는 상기 구획벽(4)에 마련되는 개구부(41)의 내측테두리에 끼워맞춤되어 상기 냉기발생실(3) 공간과 상기 보조저장실(200) 내부 공간 간의 공기 이동을 방지한다.
여기서, 상기 장착부재(320)는 단열부재로 마련됨으로써, 상기 냉기발생실(3)과 상기 보조저장실(200) 내부 공간 간의 열교환을 방지한다.
그리고, 상기 방열부재(340)는 상기 장착부재(320) 및 상기 열전소자(310) 후방에 마련되고, 상기 냉기발생실(3) 방향으로 돌출되면서, 상기 증발기(31)의 냉매관(31a)에 결합되어 상기 증발기(31) 및 상기 냉기발생실(3)의 공기에 대해서 방열작용을 수행한다.
도6은 본 발명의 제2실시예의 분해사시도이다.
여기서, 상기 서랍(220)의 후방에는 상기 안내부재(225)가 마련된다.
상기 안내부재(225)는 상기 서랍(220)의 후벽으로부터 전방으로 소정 길이만큼 연장되도록 마련된다.
상기 안내부재(225)의 연장길이는 상기 송풍팬 유닛(350) 및 상기 냉각부재(330)의 돌출길이에 대응되는 것이 바람직하다.
본 도면에서는 상기 안내부재(225)가 상기 관통공(223)의 상부와 하부에 배치되며 상기 관통공(223) 및 상기 냉각장치(300)와 소정길이 만큼 이격되어 있는 것을 도시하였다.
상기 냉각장치(300)의 냉각부재(330)의 핀(332)이 상하방향으로 배치되어 있고, 상기 냉각부재(330)를 통과한 공기의 흐름이 상하방향으로 이동하기 때문에, 이러한 공기를 전방으로 안내하기 위하여 상기 안내부재(225)가 리브 형태로 상기 냉각장치(300)의 상하부에 배치되는 것이다.
만약에 냉각부재(330)의 핀이 좌우 방향으로 배치되면, 상기 안내부재(225)는 상기 냉각장치(300) 및 상기 관통공(223)의 좌우 방향에 배치되어, 상기 냉각장치(300) 및 상기 관통공(223)으로부터 소정간격 이격되어 있도록 배치될 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예의 동작에 대하여 알아보도록 하겠다.
도7에서 도시한 바와 같이, 냉매의 흐름에 의하여 상기 증발기(31)에 냉매가 유입되면, 상기 냉기발생실(3) 공기는 상기 증발기(31)와 열교환 하여 냉각된다.
상기 증발기(31)와 열교환 된 공기는 상기 냉기 발생실(3)의 송풍팬(도1참조, 32)에 의하여 상기 저장실(2) 방향으로 이동한다.
한편, 상기 냉각장치(300)의 열전소자(310)에 전력이 공급되면, 상기 열전소자(310)의 냉각부에서는 냉각작용이 수행되어 낮은 온도(약 -60 ℃내외)가 유지되고, 상기 열전소자(310)의 방열부에서는 방열작용이 수행되어 상기 냉각부보다는 높은 온도( 약 -30℃)가 유지된다.
상기 냉각부는 상기 냉각부재(330)를 냉각시키는데, 상기 송풍팬 유닛(350)이 동작을 하여 상기 보조저장실(200) 내부의 공기를 상기 냉각 부재(330) 방향으로 유입시킨다.
도7에서의 송풍팬 유닛(350)은 상기 냉각부재(330)로부터 공기를 끌어내는 동작을 수행한다. 따라서, 상기 송풍팬 유닛(350)의 동작에 의하여 상기 보조저장실(200)의 공기는 상기 냉각부재(330)의 주변으로 이동하고, 그 이후 상기 냉각부재(330)로 유입된다.
상기 냉각부재(330)로 유입된 공기는 상기 냉각부재(330)와 열교환하여, 그 온도가 냉각부재(330)의 표면온도에 근접하는 온도까지 떨어진다.
그리고, 상기 송풍팬 유닛(350)에 의하여 상기 냉각부재(330)로부터 토출되고, 상기 송풍팬 유닛(350)을 거친 이후에, 상기 보조 저장실(200) 내부로 유입된다.
상기 냉각부재(330)로 유입되는 공기는 상기 냉각부재(330)의 주변으로 이동하여 상기 냉각부재(330)로 유입되고, 냉각부재(330)를 거친 후, 상기 냉각부재(330)의 전방에 마련되는 송풍팬 유닛(350)으로 이동하여, 상기 송풍팬 유닛(350의 전방으로 토출된다.
그리고 토출된 공기는 순환하여, 이동하다가 다시 상기 냉각부재(330)의 주변으로 이동하여 상기 냉각부재(330)로 유입될 수 있다.
이와 같이, 상기 보조저장실(200)의 공기는 상기 보조저장실(200) 내에서 폐순환 하면서, 냉각되고, 상기 보조저장실(200)의 내부 온도를 극저온 상태로 유지하며, 급냉시킬 수 있다.
그리고, 상기 보조저장실(200)이 개방되지 않는다면 상기 보조저장실(200) 외부의 공기 유입이 제한되므로, 좁은 공간 내에서 상기 냉각장치(300)의 급냉작용으로 인하여 신속하게 그 온도가 떨어질 수 있고, 떨어진 온도도 큰 변화 없이 유지될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시예의 동작에 대하여 알아보면, 도8에서 도시한 바와 같이, 냉매의 흐름에 의하여 상기 증발기(31)에 냉매가 유입되면, 상기 냉기발생실(200) 공기는 상기 증발기(31)와 열교환 하여 냉각된다.
상기 증발기(31)와 열교환 된 공기는 상기 냉기 발생실(200)의 송풍팬 유닛(350)에 의하여 상기 저장실(2) 방향으로 이동한다.
한편, 상기 냉각장치(300)의 열전소자(310)에 전력이 공급되면, 상기 열전소자(310)의 냉각부에서는 냉각작용이 수행되어 낮은 온도(약 -60 ℃내외)가 유지되고, 상기 열전소자의 방열부에서는 방열작용이 수행되어 상기 냉각부보다는 높은 온도( 약 -30℃)가 유지된다.
상기 냉각부는 상기 냉각부재(330)를 냉각시키는데, 상기 송풍팬 유닛(350)이 동작을 하여 상기 보조저장실(200) 내부의 공기를 상기 냉각 부재(330) 방향으로 유입시킨다.
도8에서의 송풍팬 유닛(350)은 공기를 흡입하여 상기 냉각부재(330) 방향으로 밀어내는 동작을 수행한다.
따라서, 상기 송풍팬 유닛(350)의 동작에 의하여 상기 보조저장실(200)의 공기는 상기 송풍팬 유닛(350)으로 이동하고, 상기 송풍팬 유닛(350)을 거친 후, 상기 냉각부재(330)로 유입된다.
상기 냉각부재(330)로 유입된 공기는 상기 냉각부재(330)와 열교환하여, 그 온도가 냉각부재(330)의 표면온도에 근접하는 온도까지 떨어진다.
그리고, 상기 송풍팬 유닛(350)의 배출압에 의하여 상기 냉각부재(330)로부터 토출되고, 상기 보조 저장실(200) 내부로 유입된다.
상기 냉각부재(330)로부터 토출된 공기는 상기 냉각부재(330) 주변부, 특히 상하방향 또는 좌우방향으로 이동한다.
이와 같이 토출된 공기는 상기 안내부재(225)를 만나서, 그 이동방향이 변환된다.
상기 안내부재(225)는 상기 서랍(220)의 후면에서 전방으로 연장되어 있기 때문에, 상기 안내부재(225)를 만난 공기는 상기 안내부재(225)에 의하여 전방으로 이동한다.
전방으로 이동한 공기는 상기 보조저장실(200) 내부를 냉각시킨 이후 다시 상기 송풍팬 유닛(250)으로 흡입되어 다시 상기 냉각부재(330)를 거쳐 냉각되는 폐순환을 수행한다.
도7과 도8의 차이를 보면 다음과 같다.
상기 도7에서는 냉각 전의 공기가 상기 냉각부재(330)의 주변부로 흡입된 후, 상기 냉각부재(330)와 상기 송풍팬 유닛(350)을 거친 후, 상기 보조 저장실(200)의 중앙부로 토출된 후, 다시 상기 냉각부재(330)의 주변부로 이동하는 순환절차를 거친다.
상기 도8에서는 냉각 전의 공기가 보조저장실(200)의 후면 중심방향으로 이동하여, 상기 송풍팬 유닛(350)으로 흡입된 후, 상기 송풍팬 유닛(350)과 냉각부재(330)를 순차적으로 거친 후, 상기 냉각부재(330)의 주변부로 토출된다.
그리고 상기 냉각부재(330)의 주변부에서 토출되는 공기는 상기 안내부재(225)를 만나서 그 진행방향이 전환되면서, 상기 보조저장실(200)의 전방으로 이동하는 순환절차를 거친다.
이와 같이 본 발명의 제1,2실시예의 동작에 의하여, 상기 보조저장실(200) 내부가 상기 저장실(2)과 상기 냉기 발생실(3)과 구획되어 격리된 상태에서, 냉기가 상기 보조저장실(200) 내부에서 폐순환 하여, 상기 보조 저장실(200) 내부를 극저온으로 냉각시키고, 또한 그 냉각도 신속하게 이루어지도록 유도할 수 있다.
특히, 열전소자(310)의 방열부와 연결된 상기 방열부재(340)가 상기 냉기발생실(3) 및 상기 증발기(31)에 대하여 방열작용을 하기 때문에, 상기 열전소자(310)의 냉각부와 연결되는 상기 냉각부재(330)에서 상기 냉기발생실(3) 및 상기 증발기(31)보다 현저하게 낮은 온도를 구현할 수 있다.
200: 보조저장실 210: 하우징
220: 서랍 300: 냉각장치
310: 열전소자 320: 장착부재
330: 냉각부재 340: 방열부재
350: 송풍팬 유닛

Claims (19)

  1. 저장실을 구비하는 본체와;
    상기 저장실 내부에 상기 저장실과 구획되며 그 내부 온도가 상기 저장실의 온도보다 낮게 형성될 수 있는 보조저장실과,
    상기 보조저장실에 마련되며, 상기 보조저장실 내부온도가 상기 저장실보다낮게 형성될 수 있도록 냉기를 발생시키며, 발생된 냉기를 상기 보조저장실 내부에서 순환시키는 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체에 마련되며 증발기가 마련되는 냉기 발생실과;
    상기 냉기발생실과 상기 보조저장실을 구획하는 구획벽을 더 포함하되,
    상기 보조저장실은 내부는 상기 구획벽에 의하여 냉기발생실과 격리된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각장치는;
    상기 냉기발생실과 상기 보조저장실 사이에 마련되고 방열부와 흡열부를 구비하는 열전소자와;
    상기 열전소자의 방열부에 마련되어 상기 냉기발생실 방향으로 상기 열전소자의 열을 방열하는 방열부재와;
    상기 열전소자의 흡열부에 마련되어 상기 보조저장실 내부의 공기로부터 열을 흡수하여 공기를 냉각시키는 냉각부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각장치는 상기 냉각부재와 인접하게 마련되고 상기 냉기발생실 내부에 마련되어, 상기 냉각부재 방향으로 상기 냉기발생실의 공기를 안내하는 송풍팬유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 냉각부재와 상기 송풍팬 유닛은 상기 보조저장실 내부 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 송풍팬 유닛은 상기 보조저장실 내부의 공기가 상기 냉각부재를 거치고 상기 냉각부재 주위로 배출될 수 있도록, 상기 보조저장실 내부의 공기를 흡입하여 상기 냉각부재 방향으로 배출하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉각부재 주위에 마련되어 상기 냉각부재로부터 배출되는 공기를 안내하는 안내부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 안내부재는 상기 보조저장실의 후면으로부터 전방으로 연장되게 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 송풍팬은 상기 보조저장실 내부의 공기가 상기 냉각부재를 거치고 상기 송풍팬을 통과하여 배출될 수 있게 상기 냉각부재를 통과한 공기를 흡입하여 상기 보조저장실로 배출하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 방열부재는 상기 증발기에 장착되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 구획벽에 마련되어 상기 열전소자가 장착되는 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 냉각부재는 평판핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 냉각부재 또는 상기 방열부재 중 적어도 하나의 면적은 상기 열전소자의 면적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 보조저장실은 상기 저장실 내부에 슬라이드 이동가능하게 착탈되는 서랍으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 보조저장실 후면에 마련되어 상기 보조저장실 착탈시 상기 냉각장치가 통과할 수 있는 관통공을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 냉각장치는;
    상기 증발기와 상기 보조저장실 사이에 마련되고 방열부와 흡열부를 구비하는 열전소자와;
    상기 열전소자의 방열부 및 상기 증발기에 접촉하도록 마련되는 방열부재와;
    상기 열전소자의 흡열부에 접촉하도록 마련되고 상기 보조저장실 내부에 마련되는 냉각부재와;
    상기 냉각부재의 전방에 마련되고 보조저장실 내부에 마련되며 공기를 상기 냉각부재 방향으로 보내거나 상기 냉각부재 방향으로부터 흡입하는 송풍팬 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 보조저장실 후벽에 마련되고 상기 냉각부재 주위를 둘러싸도록 배치되어, 상기 냉각부재를 통과하여 배출되는 공기를 상기 보조저장실 방향으로 안내하는 안내부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 보조저장실은 상기 보조저장실은 상기 저장실 내부에 슬라이드 이동가능하게 착탈되는 서랍으로 구성되며,
    상기 보조저장실은 그 후벽에 마련되어, 상기 보조저장실이 슬라이드 이동하는 경우, 상기 냉각장치가 통과할 수 있도록 마련되는 관통공을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 냉각부재 및 상기 송풍팬은 상기 보조저장실의 후벽보다 전방으로 돌출되게 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
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