KR20130049495A - 진공 공간부를 구비하는 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공공간부를 구비하는 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본체를 구성하는 외부케이스와 내부케이스 사이에 진공공간부를 형성하여 냉장고의 단열기능을 제고할 수 있는 냉장고에 관한 것이다.
본 발명의 냉장고는, 소정의 저장물이 수용될 수 있는 저장공간을 구비하는 본체를 포함하되, 상기 본체는, 내측으로 상기 저장공간이 형성되는 내부케이스와; 상기 내부케이스가 수용되되, 그 내면이 상기 내부케이스의 외면과 소정간격 이격되게 배치되는 외부케이스와; 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 마련되며, 그 내부가 밀폐되어 진공상태로 유지되어 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이의 단열작용을 수행하는 진공 공간부와; 상기 진공 공간부에 긴 유로를 이루도록 배치되고, 증발기를 지난 저온의 기체 냉매와 증발기로 유입되기 전 상온의 액체 냉매 간에 열교환을 일으키는 액-가스 열교환기(liquid-gas interchanger)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진공 공간부를 구비하는 냉장고{A refrigerator comprising a vacuum space}
본 발명은 진공공간부를 구비하는 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본체를 구성하는 외부케이스와 내부케이스 사이에 진공공간부를 형성하여 냉장고의 단열기능을 제고할 수 있는 냉장고에 관한 것이다.
냉장고는 냉매 사이클을 이용하여 저장실의 온도를 영상 또는 영하의 온도로 유지하여, 저장물을 냉장보관 또는 냉동보관할 수 있는 전기 제품이다.
냉장고의 일반적인 구성을 보면, 저장물을 저장할 수 있는 저장공간이 형성되는 본체와, 상기 본체에 회동가능하게 배치되거나 슬라이드 이동가능하게 배치되어 그 저장공간을 개폐하는 도어를 포함한다.
본체의 경우, 저장공간이 형성되는 내부케이스와, 내부케이스가 수용되는 외부케이스를 포함하는데, 내부케이스와 외부케이스 사이에는 단열재가 배치되어 있다.
이러한 단열재에 의하여 외부 온도에 의하여 저장공간 내의 온도가 영향받는 것이 억제된다.
상기 단열재로는 우레탄 발포재가 많이 사용되는데, 액상의 우레탄을 상기 내부케이스와 외부케이스 사이의 공간에 주입하여 발포 성형하였다.
다만, 단열재를 이용하여 단열효과를 구현하기 위해서는 단열재의 두께가 어느 정도 확보되어야 하고, 이는 그만큼 단열재가 두꺼워지는 것을 의미하며, 자연적으로 내부케이스와 외부케이스 간의 벽 두께가 두꺼워져서 냉장고의 크기가 그만큼 커지게 된다.
그런데, 최근에는 냉장고의 컴팩트화 경향이 대두되어, 내부 저장공간의 용적은 크게 하면서도 외부 크기는 종전보다 감소시킬 수 있는 구조의 필요성이 나타났다.
그래서, 본 발명에서는 냉장고의 내부케이스와 외부케이스 사이에 단열재를 주입하는 것이 아니라, 진공 공간부를 형성하여 단열하는 새로운 구조의 냉장고를 제안한다.
한편, 냉장고에서는 냉동사이클을 이루는 증발기에 수증기가 냉각되어 서리로 되어 붙으므로 이를 가열하여 물로 만든 다음 제거하는 제상장치가 구비된다.
이렇게 제상장치에 의해 융해된 물은 배수관을 통해 냉장고의 외부로 배출되도록 연결되는데, 상기 배수관은 상기 내부케이스와 외부케이스 및 그 사이의 단열재를 관통하여 외부로 연결된다.
또한, 이러한 배수관 외에도 냉장고 내부에서 외부로 배관이 연결되는 경우가 있다.
종래 내부케이스와 외부케이스 사이의 공간에 발포재가 구비되는 냉장고의 경우에, 상기 배관은 상기 내부케이스, 단열재 및 외부케이스를 관통하도록 파이프를 단순히 연결하면 되었다.
그래서, 상기 파이프는 단순히 플라스틱으로 성형한 것을 상기 내부케이스와 외부케이스를 관통하도록 배관한 다음 상기 단열재를 발포 성형하였다.
그러나, 본 발명의 진공 냉장고의 경우, 상기 배관이 진공 공간부를 통과하도록 연결되면서도 진공 공간부의 밀폐 상태를 유지해야 하므로, 플라스틱 파이프를 사용하는 경우 연결 부위의 밀폐가 어려울 뿐만 아니라 진공 공간부의 진공 압력을 견딜 수 없는 문제가 있다.
게다가, 일반적으로 강판으로 형성되는 상기 내부케이스 및 외부케이스와 용접될 수 있는 금속 파이프를 사용하여 상기 배관을 형성하는 경우에는, 상기 배관을 통해 열전달이 이루어져 냉장고의 단열 성능이 저해되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내부케이스와 외부케이스 사이에 진공공간을 형성하여 단열 효과를 높이는 한편, 외부 용적의 컴팩트화를 도모할 수 있는 냉장고를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 내부케이스와 외부케이스 사이에 진공공간이 형성되면서도 상기 내부케이스와 외부케이스가 외부 충격에 의해 변형되지 않고 그 간격을 유지할 수 있는 지지구조를 가진 냉장고를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기 진공공간 내에 액-가스 열교환기를 배치하되 이를 통해 단열성능이 저하되는 것을 최소화할 수 있는 구조를 가진 냉장고를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉장고는, 소정의 저장물이 수용될 수 있는 저장공간을 구비하는 본체를 포함하되, 상기 본체는, 내측으로 상기 저장공간이 형성되는 내부케이스와; 상기 내부케이스가 수용되되, 그 내면이 상기 내부케이스의 외면과 소정간격 이격되게 배치되는 외부케이스와; 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 마련되며, 그 내부가 밀폐되어 진공상태로 유지되어 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이의 단열작용을 수행하는 진공 공간부와; 상기 진공 공간부에 긴 유로를 이루도록 배치되고, 증발기를 지난 저온의 기체 냉매와 증발기로 유입되기 전 상온의 액체 냉매 간에 열교환을 일으키는 액-가스 열교환기(liquid-gas interchanger)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체는, 상기 내부케이스와 외부케이스의 서로 마주보는 표면 중 어느 일면에 구비되는 제1지지판과, 상기 내부케이스와 외부케이스의 서로 마주보는 표면 중 어느 타면에 구비되어 상기 제1지지판과 마주보도록 배치되는 제2지지판과, 상기 제1지지판에 고정 배치되어 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이의 간격을 유지하도록 지지하는 복수의 스페이서를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2지지판은 그 내측면에 상기 복수의 스페이스의 단부가 삽입되도록 형성된 복수의 홈부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 스페이서는 상하 및 좌우로 복수의 열을 지어 배치되는 것이 바람직하다.
상기 액-가스 열교환기는 상기 복수의 스페이스와 접촉하지 않도록 그 사이에 배치되도록 이루어진 것이 바람직하다.
상기 액-가스 열교환기는, 증발기를 지난 저온의 기체 냉매가 압축기로 유동하는 압축기흡입관과 상기 증발기로 유입되기 전 상온의 액체 냉매가 유동하는 모세관이 서로 접하도록 용접되어, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스에 양 단부가 각각 용접되는 것이 바람직하다.
상기 액-가스 열교환기는 그 양 단부의 용접부를 제외하고 상기 내부케이스 및 상기 외부케이스와 각각 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 본체는, 상기 액-가스 열교환기를 둘러싸도록 배치되어 액-가스 열교환기를 상기 내부케이스 및 상기 외부케이스와 각각 이격되도록 지지하는 복수의 가이드링을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 액-가스 열교환기는 구리 재질로 이루어지고, 상기 가이드링은 세라믹 또는 폴리카보네이트(poly carbonate) 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 액-가스 열교환기는, 상기 내부케이스 및 상기 외부케이스와 용접되는 양 단부에서 상기 모세관과 상기 압축기흡입관이 서로 이격된 위치에서 상기 내부케이스 및 상기 외부케이스와 각각 용접되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 상기한 본 발명의 냉장고에 의하면, 내부케이스와 외부케이스 사이에 통상의 단열재가 아닌 진공 공간부를 형성하고, 이러한 진공 공간부에 의하여 내부케이스와 외부케이스 간의 열 전달이 억제되는 단열작용이 이루어진다.
진공 상태의 단열효과가 통상적인 단열재에 의한 단열효과보다 현저하게 우수하기 때문에, 본 발명에 의한 냉장고는 종래의 냉장고보다 단열이 우수하다는 장점이 있다.
한편, 진공 공간부의 경우, 그 두께(내부케이스와 외부케이스 간의 간격)에 무관하게 진공 상태만 유지되면 단열이 되나, 통상의 단열재의 경우, 단열 효과를 높이기 위해서는 단열재의 두께를 두껍게 해야 하고, 이러한 두께의 증가는 곧 냉장고의 크기의 증가로 이어진다.
따라서, 본 발명에 의한 냉장고는 종래의 냉장고와 비교하여, 그 저장공간을 동일하게 유지하면서도, 외부케이스 부분의 크기를 줄일 수 있어서, 냉장고의 컴팩트화에 기여할 수 있다.
또한, 상기 진공 공간부 내에 액-가스 열교환기를 배치하되 이를 통한 열전달을 최소화함으로써 단열 성능이 매우 우수하다.
도 1은 본 발명에 의한 냉장고의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 냉장고의 냉각사이클에서 액-가스 열교환기의 기능을 설명하는 개략도이다.
도 3은 액-가스 열교환기의 기능을 설명하는 몰리에르 선도이다.
도 4는 본 발명에 의한 냉장고에서 내부케이스와 외부케이스 사이의 진공 공간부에 액-가스 열교환기가 구비된 것을 나타내는 일부 절개 투시도이다.
도 5는 내부케이스와 외부케이스 및 그 사이의 스페이서와 그 조립 구조를 나타내는 일부 절개 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 냉장고의 일례가 도시되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 냉장고는 저장실이 형성되는 본체(1)와, 상기 본체(1)의 좌측에 회동가능하게 마련되는 제1도어(4)와, 상기 본체(1)의 우측에 회동가능하게 마련되는 제2도어(5)를 포함한다.
여기서, 상기 제1도어(4)는 저장실 중 냉동실을 개폐하고, 제2도어(5)는 저장실 중 냉장실을 개폐하는 기능을 하지만, 본 발명은 이러한 구조의 냉장고에만 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 1의 냉장고는 냉동실이 좌측에 배치되고 냉장실이 우측에 배치된 소위 사이드 바이 사이드 타입(side-by-side type) 냉장고이나, 본 발명의 냉장고는 냉장실과 냉동실이 어떻게 배치되든지 모든 타입의 냉장고에 적용될 수 있다. 또한, 냉장실 또는 냉동실만 구비된 냉장고나 냉장실 및 냉동실 이외에 별도의 냉각실을 더 포함하는 냉장고에도 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 외부케이스(120)와 내부케이스(110)는 상호 이격되게 배치되어 있으며, 이 공간에는 별도의 단열재가 배치되는 것이 아니라, 오로지 진공 상태로 유지되어 단열작용을 한다.
즉, 상기 외부케이스(120)와 내부케이스(110) 사이에는 진공 공간부(130)가 형성됨으로서, 상기 내부케이스(110)와 상기 외부케이스(120) 간의 열전달을 매개하는 매질이 제거된 상태를 유지한다.
그럼으로써 상기 외부케이스(120) 외부의 더운 공기의 열이 상기 내부케이스(110) 및 그 내부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 1에서는 편의상 후술하는 액-가스 열교환기(200)를 생략한 상태로 상기 본체를 구성하는 상기 내부케이스(110)와 외부케이스(120) 및 스페이서(150)를 도시하였다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 냉장고의 진공 공간부에 구비되는 액-가스 열교환기(200)에 대하여 설명한다.
도 2에는 냉장고의 냉각사이클에서 액-가스 열교환기의 기능을 설명하는 개략도가 도시되어 있고, 도 3에는 액-가스 열교환기의 기능을 설명하는 몰리에르 선도(P-i선도 또는 압력-엔탈피 선도)가 도시되어 있다.
냉각사이클은 냉매가 압축기, 증발기, 팽창밸브, 증발기를 거치면서 외부 공기와 열교환하여 냉기를 공급하는 냉매 순환 사이클을 말한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 증발기(40)에서 기화된 냉매는 압축기(10)로 유입되어 압축된 다음, 응축기(20)에서 응축되어 액체 상태가 된다. 이 액체 상태의 냉매는 팽창밸브(30)를 거치면서 팽창된 후 증발기에서 기화하면서 주위 공기의 열을 흡수하여 냉기를 생성하게 된다.
그런데, 냉장고와 같은 냉동장치에서 응축기(20)를 나온 냉매액을 과냉각시킴과 동시에, 냉매가스를 정확하게 과열시키기 위하여, 도 2와 같이 액-가스 열교환기(liquid-gas interchanger)(200)를 설치할 때가 있다.
액체 상태의 냉매, 즉 냉매액이 거의 포화상태로 있으면, 냉매 배관 통과 중의 저항에 의하여 압력 강하가 있거나, 액관의 입상에 의하여 액압(液壓)의 감소가 있거나, 또는 주위 온도가 높음으로 인한 열 침입이 있어, 냉매액 중에 플래쉬가스(flash gas)가 발생할 수 있다. 이에 의하여 배관 저항이 현저하게 증가하게 되며, 특히 팽창밸브의 능력을 크게 감소시켜 냉동능력을 대폭 저하시킨다.
그래서, 이와 같은 일이 일어나지 않도록, 냉매액을 과냉각시킨다. 즉, 도 3에 있어서 ③의 상태의 응축기를 나온 포화상태에 가까운 냉매액을 ④의 상태까지 과냉각시킨다.
이러한 과냉각에 의하여, 도 3의 몰리에르 선도에서 알 수 있는 바와 같이, 냉매액이 Δia만큼 더 냉각되어 냉매액이 팽창밸브를 거쳐 증발기에서 기화할 때 Δia만큼 냉동 효과가 증가하게 된다.
그리고, 증발기의 종류에 따라서 비등한 냉매가 흡입관에 들어가는 상태에 있어 반드시 완전하게 포화증기 상태가 되어 있다고는 할 수 없고, 액립(液粒)이 남아 있는 상태로 흡입되기 쉬운 구조의 것(만액식 증발기)이 있고, 또한 운전 조건에 따라 습증기의 상태로 흡입되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에 흡입가스에 과열도를 증가시켜 주기 위하여 액-가스 열교환기(200)가 사용된다.
또한, 만액식 증발기에서는 증발기 내부에 냉매와 윤활유가 혼합된 상태에 있으므로, 액면을 비교적 높게 유지하여 증발면에서 냉매와 함께 기름이 흡입관에 흡입되게 하고 있는 경우가 있다.
이와 같은 경우에 액-가스 열교환기(200)를 써서 냉매를 가열하여 적당한 과열도로 흡입관에 흡입되게 함과 동시에, 냉매에서 기름을 분리하여 흡입관을 통하여 압축기로 돌아가게 하고 있다
도 3의 선도에 나타낸 바와 같이, 증발기(40)를 빠져나온 냉매가스는 ①과 같은 엔탈피를 가지나 상기 액-가스 열교환기(200)를 거치면서 과열도가 증가하여 ②와 같은 상태가 되어 Δib만큼 엔탈피가 증가한 상태로 되어 압축기로 유입될 수 있다.
그래서, 본 발명의 냉장고에서도 팽창밸브(30)로 가는 냉매액을 과냉각시킴과 동시에 압축기(10)로 흡입되는 냉매가스를 과열시킴으로써 냉각 사이클의 냉각 효율을 높이기 위해 상술한 액-가스 열교환기(200)를 구비한다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 냉장고에서 상기 액-가스 열교환기(200)를 포함하는 본체(1)의 구조를 상세히 설명한다.
도 4에는 본 발명에 의한 냉장고에서 내부케이스와 외부케이스 사이의 진공 공간부에 액-가스 열교환기가 구비된 것을 나타내는 일부 절개 투시도가 도시되어 있고, 도 5에는 내부케이스와 외부케이스 및 그 사이의 스페이서와 그 조립 구조를 나타내는 일부 절개 사시도가 도시되어 있다.
도 4에서 외부케이스(120)는 불투명하여 진공 공간부(130) 내부가 보이지 않을 것이지만, 편의상 그 내부가 보이도록 투시하여 도시하였다.
본 발명의 냉장고에서 상기 본체(1)는, 내측으로 상기 저장공간이 형성되는 내부케이스(110)와; 상기 내부케이스가 수용되되, 상기 내부케이스와 소정간격 이격되게 배치되는 외부케이스(120)와; 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 마련되며, 그 내부가 밀폐되어 진공상태로 유지되어 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이의 단열작용을 수행하는 진공 공간부(130)와; 상기 진공 공간부에 긴 유로를 이루도록 배치되고, 증발기를 지난 저온의 기체 냉매와 증발기로 유입되기 전 상온의 액체 냉매 간에 열교환을 일으키는 액-가스 열교환기(liquid-gas interchanger)(200)를 포함한다.
종래 내부케이스와 외부케이스 사이의 진공 공간에 발포재가 구비되는 냉장고의 경우에, 상기 액-가스 열교환기는 모세관과 압축기흡입관을 길게 접촉한 상태로 용접한 것을 상기 발포재 내에 매립되도록 설치하면 충분하였다.
하지만, 본 발명의 진공 공간부를 구비하는 냉장고의 경우, 진공 압력을 견딜 수 있도록 하기 위해 액-가스 열교환기(200)의 파이프 양 단부를 내부케이스(110) 및 외부케이스(120)에 용접해야 하는 제약이 있다.
또한, 액-가스 열교환기가 금속 재질로 이루어지므로 이를 통해 열이 전도되는 것을 최소화하기 위해 금속 재질의 파이프가 상기 내부케이스(110) 및 외부케이스(120) 또는 진공 공간부(130) 내의 다른 부품들과 접촉하는 것을 최소화하는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 내부케이스(110)와 상기 외부케이스(120) 사이의 진공 공간부(130)가 그 형태를 유지하기 위해서, 상기 내부케이스(110)와 상기 외부케이스(120) 간의 간격을 유지하게 하는 복수의 스페이서(spacer)(150)가 내부케이스(110)와 외부케이스(120) 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 복수의 스페이서(150)는 상기 내부케이스(110)와 상기 외부케이스(120) 사이의 간격을 유지하도록 다수 개가 배치되어 지지한다.
상기 복수의 스페이서(150)는 상기 내부케이스(110)와 상기 외부케이스(120) 사이에 복수 개가 고정되어야 하는데, 이를 고정하기 위한 구조로서 상기 복수의 스페이서(150)가 상기 제1지지판(160)에 일체로 형성되어 배치된다.
상기 제1지지판(160)은 상기 내부케이스(110)와 외부케이스(120)의 서로 마주보는 표면 중 어느 일면에 접촉되도록 구비될 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 상기 제1지지판(160)이 상기 내부케이스(110)의 외면에 접촉되도록 배치되어 있으나, 상기 제1지지판(160)이 상기 외부케이스(120)의 내면에 접촉되도록 배치될 수도 있다.
또한, 상기 제1지지판(160)이 상기 내부케이스(110)의 외면에 접촉되도록 배치되고 상기 외부케이스(120)의 내면에 접촉되도록 배치되는 제2지지판(170)을 더 구비하여 상기 제1지지판(160)의 스페이서(150)의 단부가 상기 제2지지판(170)의 내면에 접촉하도록 배치될 수도 있다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 본체(1)는, 상기 내부케이스(110)와 외부케이스(120)의 서로 마주보는 표면 중 어느 타면에 구비되어 상기 제1지지판(160)과 마주보도록 배치되는 제2지지판(170)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 5의 실시예에서는, 상기 제2지지판(170)이 상기 외부케이스(120)의 내면에 접촉되도록 배치되어 있고, 상기 복수의 스페이서(150)는 상기 제1지지판(160)에 고정 배치되어 제1지지판(160)과 제2지지판(170) 사이의 간격을 유지하도록 지지한다.
상기 제1지지판(160)은 상기 내부케이스(110)의 외면과 접촉되어 있고, 상기 제2지지판(170)은 상기 외부케이스(120)의 내면과 접촉되어 있으므로, 상기 복수의 스페이서(150)는 결국 상기 내부케이스(110)와 외부케이스(120) 사이의 간격을 유지하도록 지지하는 것이다.
아울러, 도 4와 같이 제2지지판(170)이 없는 경우에는, 상기 복수의 스페이서(150)의 단부가 상기 외부케이스(120)의 내면에 직접 접촉되도록 배치될 것이다.
또한, 도 5의 확대도에 도시한 바와 같이, 상기 제2지지판(170)은 그 내측면에 상기 복수의 스페이스(150)의 단부가 삽입되도록 형성된 복수의 홈부(175)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2지지판(170)에 형성된 복수의 홈부(175)는 상기 제1지지판(160)에 일체로 형성된 복수의 스페이스(150)에 상기 제2지지판(170)을 포갤 때 스페이서(150)들에 대한 상대적인 위치가 고정되도록 한다.
상기 본체(1)를 이루는 내부케이스(110)와 외부케이스(120)는 그 사이에 진공 공간부(130)를 형성해야 하므로, 예를 들어 상기 본체(1)의 일측면을 형성하는 내부케이스(110)와 외부케이스(120)는 그 일측면의 크기에 대응하는 크기를 갖도록 각각 일체로 형성되어야 할 것이다.
반면에, 상기 제1지지판(160)과 제2지지판(170)은 상기 내부케이스(110)와 외부케이스(120)보다 작은 소정 크기를 가진 단위체를 생산한 다음 상기 제1지지판(160)과 제2지지판(170)을 상기 스페이서(150)를 사이에 두고 맞대어 조립한 세트를 복수 개 제작하여 상기 내부케이스(110)와 외부케이스(120) 사이에 삽입하여 조립할 수 있다.
물론, 상기 제1지지판(160)과 제2지지판(170)을 상기 내부케이스(110) 및 외부케이스(120)와 동일한 크기로 제작하여 조립할 수도 있을 것이다.
도 5는 이와 같이 상기 내부케이스(110)와 외부케이스(120) 사이의 조립구조를 나타내기 위하여 그 일부만을 적층 구조로 도시한 것이다.
또한, 상기 복수의 스페이서(150)의 단부는 볼록한 곡면 형태인 것이 바람직하다.
도 5의 확대된 원에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(150)의 단부를 볼록한 곡면 형태로 형성함으로써 조립시 각 스페이서(150)의 단부가 상기 제2지지판(170)에 형성된 홈부(175)에 쉽게 안착되기 때문에 조립작업이 훨씬 용이할 수 있다.
또한, 상기 제2지지판(170)의 복수의 홈부(175)는 상기 복수의 스페이서(150)의 형태에 대응하여 오목한 곡면 형태인 것이 더 바람직하다.
상기 제2지지판(170)의 복수의 홈부(175)가 상기 복수의 스페이서(150)의 형태에 대응하는 형태로 형성됨으로써, 조립시 위치 결정이 용이할 뿐만 아니라 조립 후에도 제2지지판(170)이 그 표면에 평행한 방향으로 움직이지 않도록 고정할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 스페이서(150)는 상하 및 좌우로 복수의 열을 지어 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제1지지판(160)에 일체로 형성되어 배치된 복수의 스페이서(150)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상하방향 및 좌우방향으로 열을 지어 배치되어 있다.
이렇게 복수의 스페이서(150)가 복수의 열을 지어 배치함으로써, 설계 및 성형제작이 용이할 뿐만 아니라 조립작업도 용이하고 조립 후 상기 진공 공간부(130) 내에서 진공 압력이나 외부 충격에 견디는 강도가 더 커질 수 있다.
다시 도 4로 돌아가서, 상기 액-가스 열교환기(200)의 장착 구조에 대하여 상세히 설명한다.
상기 액-가스 열교환기(200)는 상기 복수의 스페이스(150)와 접촉하지 않도록 그 사이에 배치되도록 이루어진 것이 바람직하다.
상기 진공 공간부(130)에 상기 액-가스 열교환기(200)가 배치되고 그 양 단부가 상기 내부케이스(110) 및 외부케이스(120)에 각각 용접되는데, 상기 액-가스 열교환기(200)는 상기 진공 공간부(130)에 배열된 복수의 스페이스(150)와 접촉되거나 간섭되지 않도록 장착된다.
이를 통해, 상기 외부케이스(120) 외부의 열이 상기 액-가스 열교환기(200)와 상기 스페이서(150)를 통해 상기 내부케이스(110) 내부로 전도에 의해 전달되는 것을 방지할 수 있다.
상기 액-가스 열교환기(200)는, 상기 증발기(40)를 지난 저온의 기체 냉매가 압축기(10)로 유동하는 압축기흡입관(220)과 상기 증발기로 유입되기 전 상온의 액체 냉매가 유동하는 모세관(210)이 서로 접하도록 용접되어, 상기 내부케이스(110)와 상기 외부케이스(120)에 그 양 단부가 각각 용접되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 압축기흡입관(220)은 상기 증발기(40)를 지난 저온의 기체 냉매가 압축기(10)로 유동하는 냉매관으로서, 모세관(210)에 비해 큰 직경을 갖도록 형성되어 있다.
상기 모세관(210)은 증발기로 유입되기 전 상온의 액체 냉매가 유동하는 냉매관으로서, 상기 압축기흡입관(220)에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖도록 형성되어 있다.
액-가스 열교환기의 종류로는 압축기흡입관과 모세관의 접합 방식이나 전체 형태에 따라 쉘앤튜브(shell and tube)식, 관접촉식 및 이중관식 액-가스 열교환기 등이 있다.
본 발명에서 사용되는 액-가스 열교환기(200)는 그 중에서 관접촉식 액-가스 열교환기로서, 상기 압축기흡입관(220)과 모세관(210)이 서로 접촉하도록 용접되어 긴 파이프 형태로 이루어진 것이 바람직하다.
왜냐하면, 상기 액-가스 열교환기(200)가 장착되는 진공 공간부(130)는 그 두께가 비교적 얇고 대신 면적이 넓은 형태이기 때문이다.
또한, 상기 액-가스 열교환기(200)의 양 단부(222)는 소정 위치에 각각 배치되는데, 그 직선 거리보다 더 긴 유로를 형성하기 위하여, 상기 액-가스 열교환기(200)를 S-자 형태로 만드는 것이 바람직하다.
그래서, 상기 액-가스 열교환기(200)를 그 형태에 비추어 "S-파이프"라고도 할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 액-가스 열교환기(200)의 일측 단부(222)는 상기 외부케이스(120)에 미리 형성된 연통구(122)에 용접되고, 상기 액-가스 열교환기(200)의 타측 단부(222)는 상기 내부케이스(110)에 미리 형성된 연통구(미도시)에 용접된다.
또한, 상기 제1지지판(160)에서 상기 액-가스 열교환기(200)의 일측 단부(222)가 상기 내부케이스(110)에 용접되는 부위에는, 그와 동심원이고 더 큰 지름을 갖는 연통구(162)가 형성되는 것이 바람직하다.
도 4에서는 제1지지판(160)만 구비되어 있고, 제2지지판(170)은 구비하지 않고 있는데, 도 5와 같이 제2지지판(170)을 함께 구비하는 경우에는 상기 액-가스 열교환기(200)의 타측 단부(222)가 상기 외부케이스(120)에 용접되는 부위에 그와 동심원이고 더 큰 지름을 갖는 연통구가 형성될 것이다.
상기 내부케이스(110) 및 외부케이스(120)는 강판으로 제작되고 상기 제1지지판(160)과 제2지지판(170)은 금속, 세라믹, 강화 플라스틱 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
그래서, 상기 액-가스 열교환기(200)를 상기 내부케이스(110) 및 외부케이스(120)와 용접할 때 상기 복수의 스페이서(150)를 지지하기 위한 구조물인 제1지지판(160)과 제2지지판(170)에 영향을 줄 수 있기 때문에, 상기 케이스의 연통구(162)를 상기 지지판의 연통구(122)보다 더 크게 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 위에서도 언급한 바와 같이, 상기 액-가스 열교환기(200)는 그 양 단부의 용접부를 제외하고 상기 내부케이스(110) 및 상기 외부케이스(120)와 각각 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 금속으로 이루어진 액-가스 열교환기(200)가 상기 내부케이스(110) 또는 외부케이스(120), 또는 상기 제1지지판(160) 또는 제2지지판(170)과 접촉되는 경우, 그 접촉 부위를 통해 열이 전도되어 단열 성능이 저하될 수 있기 때문이다.
이를 방지하기 위해, 상기 본체(1)는, 상기 액-가스 열교환기(200)를 둘러싸도록 배치되어 액-가스 열교환기를 상기 내부케이스(110) 및 상기 외부케이스(120)와 각각 이격되도록 지지하는 복수의 가이드링(250)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 가이드링(250)은 상기 액-가스 열교환기(200), 즉 서로 접합된 상기 압축기흡입관(220)과 모세관(210)을 둘러싸는 링 형태로 이루어져 있다.
이 가이드링(250)은 상기 액-가스 열교환기(200)가 상기 내부케이스(110) 및 상기 외부케이스(120)와 각각 소정 간격 이격되도록 한다.
엄밀하게 말하면, 상기 제1지지판(160)과 제2지지판(170)이 구비되는 경우에, 상기 가이드링(250)은 상기 액-가스 열교환기(200)가 상기 제1지지판(160) 및 제2지지판(170)과 접촉되지 않도록 이격시킨다.
또한, 상기 복수의 가이드링(250)은 상기 액-가스 열교환기(200)의 길이에 따라 서로 소정 간격으로 배치되어 상기 액-가스 열교환기(200)가 상기 진공 공간부(130) 내에 다른 케이스나 지지판과 이격되도록 지지한다.
그리고, 상기 가이드링(250)은, 상기 액-가스 열교환기(200)가 직경을 달리하는 두 파이프가 접합된 형상이므로 그 외주면 형상에 대응하는 내주면 형상을 가진 것이 바람직하다.
한편, 상기 가이드링(250)은 도 4에서 원형의 링 형태인 것으로 도시되어 있으나, 상기 액-가스 열교환기(200)를 끼워서 주위의 케이스나 지지판과 이격되도록 지지할 수 있다면 다른 형태를 가질 수도 있을 것이다.
상기 액-가스 열교환기(200)는 열교환이 활발하게 이루어져야 하므로 열전도율이 큰 구리 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이렇게 구리 재질로 이루어진 액-가스 열교환기(200)의 양 단부는 일반적으로 스테인레스 강판으로 이루어진 내부케이스 및 외부케이스와 용접될 수 있으므로, 상기 진공 공간부(130)의 진공 압력을 견딜 수 있을 정도의 기밀성을 유지할 수 있다.
또한, 상기 액-가스 열교환기(200)의 양 단부가 상기 내부케이스(110) 및 외부케이스(120)와 각각 용접되어 결국 진공 공간부(130)를 관통하는 형태가 되지만, 액-가스 열교환기(200)의 길이가 상당히 길기 때문에 구리 재질의 액-가스 열교환기(200)를 통해 전도되는 열전달량은 미미하여 단열 성능이 크게 저하되지 않는다.
그리고, 상기 가이드링(250)은 세라믹 재질 또는 폴리카보네이트(PC: poly carbonate)로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 가이드링(250)은 상기 액-가스 열교환기(200)를 주위의 케이스 또는 지지판과 이격시키는 것이므로, 열 전도도가 낮은 재질인 세라믹 또는 폴리카보네이트 재질로 형성함으로써 이를 통한 열전달을 최소화할 수 있다.
마지막으로, 상기 액-가스 열교환기(200)는, 상기 내부케이스(110) 및 상기 외부케이스(120)와 용접되는 양 단부에서 상기 모세관(210)과 상기 압축기흡입관(220)이 서로 이격된 위치에서 상기 내부케이스(110) 및 상기 외부케이스(120)와 각각 용접되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 외부케이스(120)의 소정 부위에는 상기 액-가스 열교환기(200)의 모세관(210)과 압축기흡입관(220)이 용접될 수 있도록 서로 이격되어 있는 2개의 연통구(122, 123)가 형성되어 있다.
상기 2개의 연통구(122, 123) 중 제1연통구(122)는 상기 압축기흡입관(220)의 단부와 용접되는 것이고, 제2연통구(123)는 상기 모세관(210)과 용접되는 것이다.
상기 압축기흡입관(220)의 직경이 상기 모세관(210)의 직경보다 크기 때문에, 당연히 상기 제1연통구(122)가 상기 제2연통구(123)보다 더 크게 형성되어 있다.
또한, 도 4를 보면, 상기 액-가스 열교환기(200)의 타측 단부에서도 상기 모세관(210)과 압축기흡입관(220)이 서로 다른 위치에서 용접되어 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에 의하면, 내부케이스와 외부케이스 사이에 종래보다 두께가 얇은 진공 공간부를 형성함으로써 상대적으로 저장실의 용적을 더 크게 만들 수 있을 뿐만 아니라 단열 성능도 더 우수한 냉장고를 제공한다.
또한, 냉각사이클에서 냉각효율 향상을 위한 액-가스 열교환기를 진공 공간부에 설치함에 있어서 단열 성능에 영향을 주지 않으면서도 조립이 용이한 냉장고를 제공한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
1: 본체
4, 5: 도어
10: 압축기
20: 응축기
30: 팽창밸브
40: 증발기
110: 내부케이스
120: 외부케이스
122: 제1연통구
123: 제2연통구
130: 진공 공간부
150: 스페이서
160: 제1지지판
162: 연통구
170: 제2지지판
175: 홈부
200: 액-가스 열교환기
210: 모세관
213: 단부
220: 압축기흡입관
222: 단부

Claims (10)

  1. 소정의 저장물이 수용될 수 있는 저장공간을 구비하는 본체를 포함하되,
    상기 본체는,
    내측으로 상기 저장공간이 형성되는 내부케이스와;
    상기 내부케이스가 수용되되, 그 내면이 상기 내부케이스의 외면과 소정간격 이격되게 배치되는 외부케이스와;
    상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에 마련되며, 그 내부가 밀폐되어 진공상태로 유지되어 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이의 단열작용을 수행하는 진공 공간부와;
    상기 진공 공간부에 긴 유로를 이루도록 배치되고, 증발기를 지난 저온의 기체 냉매와 증발기로 유입되기 전 상온의 액체 냉매 간에 열교환을 일으키는 액-가스 열교환기(liquid-gas interchanger)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 내부케이스와 외부케이스의 서로 마주보는 표면 중 어느 일면에 구비되는 제1지지판과;
    상기 내부케이스와 외부케이스의 서로 마주보는 표면 중 어느 타면에 구비되어 상기 제1지지판과 마주보도록 배치되는 제2지지판과;
    상기 제1지지판에 고정 배치되어 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이의 간격을 유지하도록 지지하는 복수의 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2지지판은 그 내측면에 상기 복수의 스페이스의 단부가 삽입되도록 형성된 복수의 홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 스페이서는 상하 및 좌우로 복수의 열을 지어 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액-가스 열교환기는 상기 복수의 스페이스와 접촉하지 않도록 그 사이에 배치되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액-가스 열교환기는, 증발기를 지난 저온의 기체 냉매가 압축기로 유동하는 압축기흡입관과 상기 증발기로 유입되기 전 상온의 액체 냉매가 유동하는 모세관이 서로 접하도록 용접되어, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스에 양 단부가 각각 용접되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 액-가스 열교환기는 그 양 단부의 용접부를 제외하고 상기 내부케이스 및 상기 외부케이스와 각각 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 액-가스 열교환기를 둘러싸도록 배치되어 액-가스 열교환기를 상기 내부케이스 및 상기 외부케이스와 각각 이격되도록 지지하는 복수의 가이드링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 액-가스 열교환기는 구리 재질로 이루어지고,
    상기 가이드링은 세라믹 또는 폴리카보네이트(poly carbonate) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액-가스 열교환기는, 상기 내부케이스 및 상기 외부케이스와 용접되는 양 단부에서 상기 모세관과 상기 압축기흡입관이 서로 이격된 위치에서 상기 내부케이스 및 상기 외부케이스와 각각 용접되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
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