KR20160029476A - 증발기, 상기 증발기를 이용하는 냉장 장치 및 상기 냉장 장치의 제어 방법 - Google Patents

증발기, 상기 증발기를 이용하는 냉장 장치 및 상기 냉장 장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

증발기, 냉장 장치 및 냉장 장치를 제어하는 방법에 관한 것으로 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부 및 상기 냉매 증발부와 결합되고 상기 냉매가 흡수하는 잠열에 따라 상이 변화되는 상 전이 물질을 수용하는 상 전이 물질 수용부를 포함할 수 있으며, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접할 수 있다.

Description

증발기, 상기 증발기를 이용하는 냉장 장치 및 상기 냉장 장치의 제어 방법{An evaporator, an refrigerator using the evaporator and a method for controlling the refrigerator}
증발기, 증발기를 이용하는 냉장 장치 및 냉장 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
가전 기기(home appliance)란 댁내에서 사용되는 다양한 종류의 전자 제품을 포괄하여 지칭하는 명칭이다. 이와 같은 가전 기기로는 냉장고, 세탁기나 텔레비전 등이 있을 수 있다. 가전 기기에는 가전 기기에 필요한 각종 동작의 제어를 수행하는 제어 장치가 내장될 수 있으며, 제어 장치의 제어에 따라서 가전 기기는 필요한 동작을 수행할 수 있다.
냉장고는 가전 기기의 일종으로 냉장 공간에 배치된 피냉각체를 냉각시킬 수 있는 장치로, 일반적으로 상온에서 변질될 수 있는 음식물 등을 저온에서 보관함으로써 음식물 등의 신선도를 유지할 수 있도록 하는 기능을 제공할 수 있다. 냉장고는 냉매(refrigerant)의 증발 및 압축을 반복함으로써 냉장 공간을 저온으로 유지시킬 수 있다. 이와 같이 냉매의 증발 및 압축이 순환적으로 수행될 수 있도록 냉장고에는 증발기(evaporator), 압축기(compressor), 응축기(condenser) 및 팽창 밸브 등이 마련될 수 있다.
증발 온도를 상승시켜 냉매를 신속하게 냉각시킬 수 있는 증발기, 냉장 장치 및 냉장 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 상 전이 물질(phase change material)을 이용하여 냉장 공간 및 냉동 공간 중 어느 하나를 추가적 또는 보조적으로 냉각할 수 있는 증발기, 냉장 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 증발기, 증발기를 이용하는 냉장 장치 및 냉장 장치의 제어 방법이 제공된다.
증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부, 상기 냉매 증발부에 설치되고, 상 전이 물질을 수용하는 상전이물질수용부 및 상기 유로에 대응하여 상기 상 전이 물질 수용부에 마련되고 외부 방향으로 돌출되어 내측에 공간을 형성하는 돌출부를 포함하되, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접할 수 있다.
상기 상 전이 물질 수용부는 상기 냉매 증발부의 복수의 외면 중 적어도 일 면에 설치될 수 있다.
상기 상 전이 물질 수용부는 상기 돌출부가 형성되는 외면 하우징 및 상기 외면 하우징 내측에 마련되고 상기 상 전이 물질을 수용하는 수용 공간을 포함할 수 있다.
상기 상 전이 물질 수용부는 상기 외면 하우징과 상기 냉매 증발부의 경계 주변에 마련되고, 상기 외면 하우징과 상기 냉매 증발부를 결합시켜 상기 수용 공간을 밀폐시키는 측면 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 상 전이 물질 수용부는 상기 측면 하우징을 관통하여 상기 수용 공간과 연결되고 상기 수용 공간에 주입되는 상기 상 전이 물질이 통과하는 주입구를 더 포함할 수 있다.
상기 상 전이 물질 수용부는 상기 측면 하우징을 관통하여 상기 수용 공간과 연결되고 상기 수용 공간 내부의 공기를 배출하는 공기 배출구를 더 포함할 수 있다.
증발기는 상기 수용 공간에 마련되고 상기 외면 하우징과 상기 냉매 증발부를 결합 및 고정시키는 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 상 전이 물질은 섭씨 0도 이하에서 액체 상태에서 고체 상태로 변화될 수 있다.
증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부 및 상기 냉매 증발부에 설치되고 외면 하우징 및 상기 외면 하우징 내측에 마련되고 상기 상 전이 물질을 수용하는 수용 공간이 마련된 상 전이 물질 수용부를 포함하되, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하고, 상기 외면 하우징은 상기 냉매 증발부의 반대 방향의 외면이 평평한 형상을 갖을 수 있다.
냉장 장치는 냉장 공간, 냉매를 순환시켜 상기 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기 및 상기 냉동기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부, 상기 냉매 증발부에 설치되고 상 전이 물질을 수용하는 상 전이 물질 수용부 및 상기 유로에 대응하여 상기 상 전이 물질 수용부에 마련되고 외부 방향으로 돌출되어 내측에 공간을 형성하는 돌출부를 포함하고, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접할 수 있다.
상기 냉동기는 상기 증발기에서 배출된 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기 및 상기 응축된 냉매를 상기 증발기로 주입하는 팽창 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 상 전이 물질의 상이 변화되는 시점까지 상기 냉동기를 동작시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달하는 시점까지 상기 냉동기를 동작시킬 수 있다.
상기 냉장 공간은 상기 상 전이 물질에 축적된 냉각 에너지에 의해 내부 온도의 상승이 지연될 수 있다.
상기 제어부는 상기 냉장 공간의 온도가 미리 정의된 가동 온도보다 높은 경우 상기 냉동기를 동작시켜 상기 냉장 공간에 냉기를 공급하도록 제어할 수 있다.
냉장 장치는 상기 냉장 공간에 상기 냉기를 송풍시켜 공급하는 냉각팬을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 상기 냉각팬을 동작시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 냉동기의 동작에 따라서 상기 냉각팬을 동작시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 냉동기의 동작이 종료된 후에도 상기 냉각팬을 동작시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 상 전이 물질의 온도가 미리 정의된 온도보다 높은 경우 상기 냉각팬의 동작을 종료시킬 수 있다.
상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 접할 수 있다.
냉장 장치는 냉장 공간, 냉매를 순환시켜 상기 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기 및 상기 냉동기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부 및 상기 냉매 증발부에 설치되고 상기 냉매 증발부의 반대 방향의 외면이 평평한 형상을 갖는 외면 하우징 및 상기 외면 하우징 내측에 마련되고 상기 상 전이 물질을 수용하는 수용 공간이 마련된 상 전이 물질 수용부를 포함하고, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접할 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 냉장 장치의 제어 방법상기 증발기의 냉매 증발부에 냉매가 유입되고 상기 냉매가 증발하는 단계, 상기 냉매가 흡수하는 잠열에 따라 상기 냉매 증발부에 부착된 상 전이 물질 수용부에 수용된 상 전이 물질의 상이 변화하는 단계 및 설정 시점까지 상기 냉동기가 동작하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 설정 시점은 상기 냉매가 잠열을 흡수함에 따라 상 전이 물질의 상이 변화되는 시점 및 상기 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달하는 시점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 상기 냉장 공간의 온도가 미리 정의된 온도보다 높은 경우 상기 냉동기가 동작을 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 상기 냉장 공간에 냉기를 송풍시켜 공급하는 냉각팬이 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 상기 냉각팬이 상기 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 상기 냉동기의 동작이 종료되면 상기 냉각팬이 동작을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 상기 냉동기의 동작이 종료된 후에도 상기 냉각팬이 추가로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 상기 상 전이 물질의 온도가 미리 정의된 온도보다 높은 경우 상기 냉각팬이 동작을 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 냉장 공간 및 상기 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기를 포함하되, 상기 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부, 상기 냉매 증발부에 설치되고 상 전이 물질을 수용하는 상 전이 물질 수용부 및 상기 유로에 대응하여 상기 상 전이 물질 수용부에 마련되고 외부 방향으로 돌출되어 내측에 공간을 형성하는 돌출부를 포함하되, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하는 냉장 장치를 제어하는 방법일 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법은 냉장 공간 및 상기 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기를 포함하되, 상기 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부 및 상기 냉매 증발부에 설치되고 상기 냉매 증발부의 반대 방향의 외면이 평평한 형상을 갖는 외면 하우징 및 상기 외면 하우징 내측에 마련되고 상기 상 전이 물질을 수용하는 수용 공간이 마련된 상 전이 물질 수용부를 포함하고, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하는 냉장 장치를 제어하는 방법일 수 있다.
상술한 바와 같은 증발기, 증발기를 이용하는 냉장 장치 및 냉장 장치의 제어 방법에 의하면 냉매의 증발 온도를 상승시켜 냉매를 신속하게 냉각시킬 수 있게 되므로 냉각 사이클의 효율을 증진 가능하게 되는 효과를 얻을 수 있다.
또한 상술한 바와 같은 증발기, 증발기를 이용하는 냉장 장치 및 냉장 장치의 제어 방법에 의하면 상 전이 물질에 축적된 냉기 에너지를 이용하여 냉장 공간 및 냉동 공간 중 어느 하나를 냉각시킬 수 있게 된다.
또한 상술한 바와 같은 증발기, 증발기를 이용하는 냉장 장치 및 냉장 장치의 제어 방법에 의하면 상 전이 물질에 축적된 냉기 에너지를 이용하여 냉장 공간이나 냉동 공간을 냉각시킬 수 있게 됨으로써 압축기의 운전율을 감소시켜 냉장고 전체 에너지 효율을 개선할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 증발기의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 증발기의 제1 실시예에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 증발기의 제1 실시예에 대한 평면도이다.
도 4는 증발기의 제1 실시예에 대한 저면도이다.
도 5는 증발기의 제1 실시예에 대한 배면도이다.
도 6은 증발기의 제1 실시예에 대한 측단면도이다.
도 7은 증발기의 제1 실시예의 결합부에 대한 측단면도이다.
도 8은 증발기의 제2 실시예에 대한 분해 사시도이다.
도 9는 증발기의 제2 실시예에 대한 평면도이다.
도 10은 증발기의 제2 실시예에 대한 배면도이다.
도 11은 증발기의 제2 실시예에 대한 측단면도이다.
도 12는 증발기의 제2 실시예의 결합부에 대한 측단면도이다.
도 13은 증발기의 제3 실시예에 대한 분해 사시도이다.
도 14는 증발기의 제3 실시예에 대한 평면도이다.
도 15는 증발기의 제3 실시예에 대한 배면도이다.
도 16은 증발기의 제3 실시예의 일부에 대한 측단면도이다.
도 17은 증발기의 제3 실시예의 결합부에 대한 측단면도이다.
도 18은 증발기의 제4 실시예에 대한 평면도이다._양측 배치(평면형)
도 19는 증발기의 제4 실시예에 대한 배면도이다.
도 20은 증발기의 제4 실시예에 대한 측단면도이다.
도 21은 증발기의 제4 실시예의 결합부에 대한 측단면도이다.
도 22는 냉장 장치의 일 실시예의 외형을 도시한 사시도이다.
도 23은 냉장 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 24는 냉장 장치의 배면을 도시한 도면이다.
도 25는 냉장 장치의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 26은 냉장 장치에 다른 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 27은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 28은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 29는 냉장 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 31은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 32는 냉장 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 34는 냉장 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 35는 냉장 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 도 1 내지 도 20을 참조하여 증발기의 일 실시예에 대해서 설명한다.
도 1은 증발기의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바에 의하면 증발기(1)는 유로(3)가 형성된 냉매 증발부(2) 및 상 전이 물질(PCM, phase change material, 6)이 수용되는 수용 공간(5)을 갖는 상 전이 물질 수용부(4)를 포함할 수 있다. 냉매 증발부(2)의 유로(3)로는 일정한 방향으로 액채의 냉매가 유동할 수 있다. 냉매는 암모니아, 플루오르화염화탄화수소(프레온), 공비혼합냉매 또는 클로로메틸 등이 이용될 수 있다. 이외에도 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 냉매가 상술한 냉매로 채용될 수 있다. 유로(3) 내의 액체 냉매는 증발하여 기체가 될 수 있다. 냉매는 증발하면서 주위의 잠열을 흡수하여 주위에 냉기(7 내지 9)를 전달하여 냉각시킬 수 있다.
상 전이 물질 수용부(4)는 냉매 증발부(2)와 결합될 수 있다. 상 전이 물질 수용부(4)는 상 전이 물질(6)이 수용되는 수용 공간(5)을 포함할 수 있다. 수용 공간(5)은 냉매 증발부(2)와 직접 접하여 마련될 수 있다. 예를 들어 수용 공간(5)의 일 면은 전부 또는 일부가 냉매 증발부(2)의 외면의 전부 또는 일부와 접할 수 있다. 수용 공간(5)이 냉매 증발부(2)의 외면에 접하는 이상 수용 공간(5)에 수용된 상 전이 물질 역시 냉매 증발부(2)의 외면의 전부 또는 일부에 직접적으로 접할 수 있다. 상 전이 물질 수용부(4)는 수용 공간(5)을 둘러싸는 외장 하우징(4a)을 포함할 수 있다. 외장 하우징(4a)은 수용 공간(5)을 외부와 차단하여 상 전이 물질(6)이 외부로 누출되지 않도록 할 수 있다. 외장 하우징(4a)은 열을 전달할 수 있는 금속 소재로 형성된 것일 수 있으며, 여기서 금속 소재는 예를 들어 강, 스테인레스 강(STS, stainless steel) 또는 알루미늄 등을 포함할 수 있다.
상 전이 물질(6)은 특정한 조건 하에서 상이 변경되는 물질을 의미한다. 상 전이 물질(6)은 공기에 비해 열 전달 계수가 높은 물질을 포함할 수 있다. 상 전이 물질(6)은 섭씨 0도 이하의 온도에서는 액체에서 고체로 상이 변화되는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 상 전이 물질(6)은 물이나 소금물 등을 포함할 수 있다. 이외에도 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 상 전이 물질이 상 전이 물질 수용부(4)에 수용되는 상 전이 물질(6)로 이용될 수 있다. 상 전이 물질(6)은 수용 공간(5) 내에서 유동할 수도 있고, 유동하지 않을 수도 있다.
유로(3)의 냉매는 주변의 잠열을 흡수하면서 외부로 직접 냉기(7)를 방출할 수도 있다. 유로(3)의 냉매는 상 전이 물질 수용부(4) 방향으로 냉기(8a, 8b)를 방출할 수도 있다. 이 경우 유로(3)에서 방출된 냉기(8a)는 상 전이 물질(6)에 전달되어 축적된 후 상 전이 물질(6)에 의해 방출(9)될 수도 있다. 또한 유로(3)에서 방출된 냉기(8b)는 상 전이 물질(6)을 통하여 직접 외부로 방출될 수도 있다. 상 전이 물질(6)이 공기에 비해 열 전달 계수가 매우 높은 경우 유로(3)의 냉매에 의해 발생한 냉기(8a)는 신속하게 상 전이 물질(6)에 전달될 수 있다. 이에 따라 증발 온도가 상승하므로 증발기(1)의 냉각 효율을 개선될 수 있다. 아울러 상 전이 물질 수용부(4)의 상 전이 물질(6) 역시 축적된 냉기(9)를 방출할 수 있으므로 유로(3)에 냉매가 주입되지 않는 경우에도 증발기(1)가 외부에 냉기(9)를 공급할 수 있게 된다.
이하 도 2 내지 도 8을 참조하여 상술한 증발기의 제1 실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 2는 증발기의 제1 실시예에 대한 사시도이고, 도 3은 증발기의 제1 실시예에 대한 평면도이다. 도 4는 증발기의 제1 실시예에 대한 저면도이고, 도 5는 증발기의 제1 실시예에 대한 배면도이다. 도 6은 증발기의 제1 실시예에 대한 측단면도이다. 도 6은 도 3의 (A)와 (B)를 잇는 선분에 따라 절개된 측단면도이다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바에 의하면 제1 실시예의 증발기(10)는 냉매가 유동하는 유로(14, 14a)가 형성된 냉매 증발부(11)와, 냉매 증발부(11)의 판의 일 면에 부착되고 냉매 증발부(11)의 형상에 대응하는 형상을 가진 상 전이 물질 수용부(10a)를 포함할 수 있다.
냉매 증발부(11)는 대체적으로 평판(平板)의 형상을 가질 수 있다. 평판은 전체적으로 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 그러나 냉매 증발부(11)의 평판의 형상은 직사각형에 제한되지 않으며, 필요에 따라서 원형이나 다른 형태의 다각형 형상을 가질 수도 있다. 냉매 증발부(11)의 평판에는 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 내측으로 휘어져 오목하게 함입된 부분이 마련될 수도 있다. 반대로 냉매 증발부(11)의 평판에는 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 외측으로 휘어져 볼록하게 돌출된 부분이 마련될 수도 있다. 실시예에 따라서 냉매 증발부(11)에는 합입된 부분이나 돌출된 부분이 존재하지 않을 수도 있다.
일 실시예에 의하면 도 6에 도시된 바와 같이 냉매 증발부(11)는 두 개의 판, 일례로 제1 판(12) 및 제2 판(13)이 서로 부착되어 형성된 것일 수도 있다. 제1 판(12) 및 제2 판(13)은 양자 모두 철, 알루미늄 또는 스테인레스 강 등과 같은 금속 재질로 형성된 것일 수 있다. 제1 판(12) 및 제2 판(13)은 접착제(11a) 등의 접착력에 의해 부착될 수 있다. 접착제(11a)는 제1 판(12) 및 제2 판(13)의 성질에 따라 선택된 것일 수 있다. 예를 들어 제1 판(12) 및 제2 판(13)이 모두 금속인 경우 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 금속용 접착제가 상술한 접착제(11a)로 이용될 수 있다. 접착제(11a)는 제1 판(12) 및 제2 판(13)이 서로 맞닿아 접촉한 모든 또는 대부분의 구역에 도포되어 제1 판(12) 및 제2 판(13)을 서로 접착시킬 수 있다. 이에 따라 제1 판(12) 및 제2 판(13)에 의해 생성된 냉매의 유로(14, 14a)에서 냉매가 외부로 누출되지 않게 될 수 있다. 실시예에 따라서 제1 판(12) 및 제2 판(13)은 볼트나 너트 등과 같은 체결구에 의해 결합되어 부착될 수도 있다.
제1 판(12)은 대체적으로 평판의 형상을 구비하나 평판의 일부 구역에서 평판의 대략 법선 방향으로 돌출된 제1 돌출부(12e)가 마련될 수도 있다. 일 실시예에 의하면 제1 판(12)의 제1 돌출부(12e)는 일 방향으로 대략 90도로 절곡(12a)되고, 일 방향의 반대 방향으로 대략 90도로 절곡(12b)되고, 일 방향의 반대 방향으로 대략 90도로 절곡(12c)되고, 일 방향으로 대략 90도로 절곡(12d)된 형상을 가질 수 있다. 다시 말해서 제1 돌출부(12e)는 도 2 내지 도 6에 도시된 것과 같이 사각 기둥의 형상을 구비할 수 있다. 그러나 제1 돌출부(12e)의 형상은 이에 한정되지 않으며 실시예에 따라서 다양한 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어 제1 돌출부(12e)는 반원기둥 또는 거의 반원기둥에 유사한 형상을 구비할 수 있고, 다른 각기둥의 형상을 구비할 수도 있다. 제1 돌출부(12e)는 제1 판(12)의 주형에 마련된 홈에 의해 형성될 수도 있고, 제1 판(12)에 표면에 가해지는 압력에 의해 형성될 수도 있다.
제2 판(13)은 제1 판(12)에 대응하여 대체적으로 평면의 형상을 구비할 수 있다. 제2 판(13)의 일부 구역에는 평면의 대략 법선 방향으로 돌출된 제2 돌출부(13e)가 마련될 수도 있다. 제2 돌출부(13e)의 위치는 제1 돌출부(12e)의 위치에 대응하여 제2 판(13)에 마련될 수 있다. 구체적으로 제2 돌출부(13e)는 제1 판(12)의 제1 돌출부(12e)와 맞닿을 수 있도록 제2 판(13)의 소정의 위치에 마련될 수 있다. 일 실시예에 의하면 제2 돌출부(13e)는 일 방향으로 대략 90도로 절곡(13a)되고, 일 방향의 반대 방향으로 대략 90도로 절곡(13b)되고, 일 방향의 반대 방향으로 90도로 절곡(13c)되고, 일 방향으로 90도로 절곡(13d)된 형상을 가질 수 있다. 여기서 제2 판(13)이 절곡(12a 내지 12d)되는 일 방향은 제1 판(12)이 절곡(13a 내지 13d)되는 일 방향과 반대인 방향일 수 있다. 이에 따라 제2 돌출부(12e) 역시 도 2 내지 도 6에 도시된 것과 같이 사각 기둥의 형상을 구비할 수 있다. 그러나 제2 돌출부(13e)의 형상은 이에 한정되지 않으며 실시예에 따라서 다양한 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어 제2 돌출부(13e)는 반원기둥 또는 거의 반원기둥에 유사한 형상을 구비할 수 있고, 다른 각기둥의 형상을 구비할 수도 있다. 또한 제2 돌출부(13e)는 제1 돌출부(12e)와 동일하거나 또는 유사한 형상을 구비할 수도 있고, 제1 돌출부(12e)와 상이한 형상을 구비할 수도 있다. 제2 돌출부(13e)는 제2 판(13)의 주형에 마련된 홈에 의해 형성될 수도 있고, 제2 판(13)에 표면에 가해지는 압력에 의해 형성될 수도 있다.
제1 판(12) 및 제2 판(13)은 서로 동일한 두께를 가질 수도 있고, 또는 설계자가 선택한 범위 내에서 상이한 두께를 가질 수 있다. 제1 판(12) 및 제2 판(13)의 두께는 1mm 이하일 수도 있다. 이와 같은 두께는 설계자의 선택에 따라 임의적으로 결정될 수 있다.
제1 판(12) 및 제2 판(13)이 접촉하는 경우, 제1 판(12)의 제1 돌출부(12e)와 제2 판(13)의 제2 돌출부(13e)는 서로 맞닿아 냉매가 유동하는 유로(14, 14a)를 형성할 수 있다. 제1 판(12) 및 제2 판(13)의 접촉 부위는 금속용 접착제 등에 의해 접착되어 있으므로, 유로(14, 14a)에서 유동하는 냉매는 외부로 누출되지 않을 수 있다.
도 4에 도시된 바를 참조하면 유로(14, 14a)는 소정의 배치 패턴으로 냉매 증발부(11)에 마련될 수 있다. 제1 판(12) 및 제2 판(13)의 돌출부(12e, 13e)는 유로(14, 14a)의 배치 패턴에 대응하여 마련될 수 있다. 유로(14, 14a)의 배치 패턴은 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 지그재그 형태의 패턴일 수도 있다. 이외에도 증발기(10)를 제조함에 있어서 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 배치 패턴으로 유로(14, 14a)는 배치될 수 있다. 유로(14, 14a)의 양 말단은 냉매 증발부(11)의 외면에서 외부로 노출될 수 있다. 예를 들어 유로(14, 14a)의 양 말단은 냉매 증발부(11)의 평판에서 내측으로 함입된 부분에서 외부로 노출될 수 있다. 외부로 노출된 유로(14, 14a)의 양 말단에는 냉매를 유로(14, 14a)로 주입하기 위한 냉매 주입부(14b) 및 유로(14, 14a)를 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부(14c)가 마련될 수 있다. 증발기(10)가 냉장고나 에어컨에 설치된 경우 냉매 주입부(14b)는 팽창 밸브와 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있고 냉매 배출부(14c)는 압축기에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 냉매 주입부(14b) 및 냉매 배출부(14c)는 금속, 고무 또는 합성 수지 등으로 이루어진 배관 등을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바를 참조하면 냉매 증발부(11)의 일 외면에는 상 전이 물질 수용부(10a)가 설치될 수 있다. 상 전이 물질 수용부(10a)는 외면 하우징(15) 및 외면 하우징(15)에 의해 외부와 격리되는 수용 공간(15b)을 포함할 수 있다. 외면 하우징(15)은 스테인레스 강 등의 금속 소재를 이용하여 제조된 것일 수 있다. 외면 하우징(15)은 냉매 증발부(11)의 제1 판(12) 및 제2 판(13) 중 적어도 하나와 동일한 소재를 이용하여 제조된 것일 수 있다.
외면 하우징(15)은 대체적으로 평판의 형상으로 형성된 것일 수 있다. 이 경우 외면 하우징(15)은 냉매 증발부(11)의 형상에 대응한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 냉매 증발부(11)가 전체적으로 직사각형의 형상을 갖는 경우, 외면 하우징(15) 역시 이와 동일하게 전체적으로 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이 냉매 증발부(11)의 평판에 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 내측으로 휘어져 오목하게 함입된 부분이 형성된 경우, 외면 하우징(15)에도 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 내측으로 휘어져 오목하게 함입된 부분이 마련되어 있을 수 있다.
외면 하우징(15)은 대체적으로 평판의 형상을 가질 수 있으나 평판의 일부 구역에는 돌출된 외부 돌출부(16)가 형성될 수 있다. 외부 돌출부(16)는 냉매 증발부(11)의 돌출부(13e)에 대응하여 마련될 수 있다. 구체적으로 외부 돌출부(16)는 외면 하우징(15)이 부착되는 냉매 증발부(11)의 일 면에 돌출된 돌출부인 제2 돌출부(13e)가 냉매 증발부(11)에 배치된 일 위치에 대응하는 외면 하우징(15)의 일 위치에 형성될 수 있다. 다시 말해서 냉매 증발부(11)에 유로(14, 14a)가 마련된 일 위치에 대응하는 외면 하우징(15)의 일 위치에 외부 돌출부(16)가 형성될 수 있다. 따라서 외부 돌출부(16)는 도 2에 도시된 바와 같이 냉매 증발부(11)의 외면에 배치된 유로(14, 14a)의 배치 패턴과 동일하거나 또는 거의 유사한 패턴으로 외면 하우징(15)에 마련될 수 있다. 물론 실시예에 따라서 외면 하우징(15)의 일부 구역에 형성된 외부 돌출부(16)는 유로(14, 14a)와 동일한 패턴을 갖고, 다른 일부 구역에 형성된 외부 돌출부(16)는 유로(14, 14a)와 상이한 패턴을 가질 수도 있다. 또한 외부 돌출부(16)는 유로(14, 14a)와 상이한 패턴으로 외면 하우징(15)에 마련될 수도 있다.
일 실시예에 의하면 외부 돌출부(16)는 제1 판(12)의 제1 돌출부(12e) 또는 제2판(13)의 제2 돌출부(13e)와 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 일 실시예에 의하면 외면 하우징(15)의 외부 돌출부(16)는 일 방향으로 대략 90도로 절곡(16a)되고, 일 방향의 반대 방향으로 대략 90도로 절곡(16b)되고, 일 방향의 반대 방향으로 대략 90도로 절곡(16c)되고, 일 방향으로 대략 90도로 절곡(16d)된 형상을 가질 수 있다. 다시 말해서 외부 돌출부(16)는 사각 기둥의 형상을 구비할 수 있다. 물론 실시예에 따라서 외부 돌출부(16)의 형상은 반원기둥 또는 거의 반원기둥에 유사한 형상일 수도 있고, 다른 각기둥의 형상일 수도 있다. 외부 돌출부(16)의 형상은 제1 판(12)의 제1 돌출부(12e)의 형상 또는 제2판(13)의 제2 돌출부(13e)의 형상과 상이할 수도 있다. 제1 판(12)의 제1 돌출부(12e) 또는 제2판(13)의 제2 돌출부(13e)의 경우와 동일하게 외부 돌출부(16)의 형상은 상술한 사각 기둥, 반원 기둥 또는 각기둥의 형상에 한정되지 않으며 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다.
상 전이 물질 수용부(10a)에 외부 돌출부(16)가 마련된 경구, 외부 돌출부(16)가 마련된 부분의 내측에는 외부 돌출부(16)가 부재한 경우보다 더 넓은 공간(16e)이 마련될 수 있다. 따라서 상 전이 물질 수용부(10a)는 외부 돌출부(16)가 부재한 경우보다 더 많은 양의 상 전이 물질(99)을 수용할 수 있게 되고, 냉매 증발부(11)의 냉매가 잠열을 흡수하여 생성된 냉기 에너지가 더 많이 축적될 수 있다.
수용 공간(15b)은 외면 하우징(15)의 내측에 마련되고 상 전이 물질(99)을 수용할 수 있다. 수용 공간(15b)은 외면 하우징(15) 및 냉매 증발부(11)에 의해 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로 수용 공간(15b)은 외면 하우징(15)의 내면 및 냉매 증발부(11)의 어느 하나의 판, 일례로 제2 판(13)의 외면에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라 수용 공간(15b) 내부의 상 전이 물질(99)은 냉매 증발부(11)에 직접 접촉할 수 있다. 실시예에 따라서 수용 공간(15b)은 외면 하우징(15), 냉매 증발부(11) 및 외면 하우징(15)과 냉매 증발부(11)를 연결하는 측면 하우징(19)에 의해 형성될 수도 있다.
수용 공간(15b)의 상 전이 물질(99)은 외면 하우징(15)에 의해 외부와 격리되고, 냉매 증발부(11)의 제2 판(13)에 직접 접할 수 있다. 이 경우 수용 공간(15b)의 상 전이 물질(99)은 제2 판(13)의 제2 돌출부(15e)에도 직접 접할 수 있게 되므로 냉매가 유동하는 유로(14, 14a)로 용이하게 열을 전달할 수 있다. 따라서 상 전이 물질(99)은 냉매와 직접적으로 열 교환을 하여 냉각될 수 있게 된다. 이에 따라 냉매에 의해 흡수되는 잠열에 대응하는 냉각 에너지인 냉기가 상 전이 물질(99)에 축적될 수 있다. 상 전이 물질(99)에 축적된 냉기는 외부로 방출될 수 있다. 또한 유로(14, 14a) 내의 냉매는 상 전이 물질(99)과 직접적으로 열 교환을 하면서 신속하게 증발하면서 냉기를 생성 및 전달할 수 있게 된다. 이에 따라 냉매의 증발 효율이 개선될 수 있다. 냉매에 의해 생성된 냉기는 상 전이 물질(99)에 축척되거나 또는 상 전이 물질(99)을 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 만약 상 전이 물질(99)이 공기보다 열 전달 계수가 높은 경우라면 상 전이 물질 수용부(10a)가 부재한 경우보다 냉기가 신속하게 외부로 전달될 수 있다.
수용 공간(15b) 내의 상 전이 물질(99)은 공기에 비해 열 전달 계수가 높은 물질을 포함할 수 있다. 상 전이 물질(99)은 섭씨 0도 이하의 온도에서는 액체에서 고체로 상이 변화되는 물질을 포함할 수 있다. 상 전이 물질(99)은 수용 공간(15b) 내부에서 유동할 수도 있고 유동하지 않을 수도 있다. 수용 공간(15b) 내의 상 전이 물질(99)은 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 물질이 이용될 수 있다.
수용 공간(15b) 내부에는 일정한 시점까지 상이 변화될 수 있도록 적절한 양의 상 전이 물질(99)이 주입되어 있을 수 있다. 일정한 시점은 예를 들어 증발기(10)가 설치될 냉장 장치의 압축기가 동작을 종료하기 이전의 어느 시점일 수 있다. 다시 말해서 압축기가 동작을 종료하기 전에 상 전이 물질(99)의 상이 변화될 수 있도록 수용 공간(15b) 내부에는 적절한 양의 상 전이 물질(99)이 주입되어 있을 수 있다.
냉매 증발부(11)와 상 전이 물질 수용부(10a)는 압연이나 용접 등의 방법에 의해 직접적으로 부착 및 결합될 수도 있다. 또한 냉매 증발부(11)와 상 전이 물질 수용부(10a)는 금속용 접착제에 의해 결합된 것일 수도 있다. 물질 수용부(10a)와 냉매 증발부(11)가 부착된 경계는 상 전이 물질(99)의 누출을 차단하기 위해 완전히 밀봉(sealing)될 수 있다.
냉매 증발부(11)와 상 전이 물질 수용부(10a)는 측면 하우징(19)에 의해 결합될 수도 있다. 측면 하우징(19)은 측면에서 수용 공간(15b)에 수용된 상 전이 물질(99)이 외부로 누출되는 것을 차단할 수 있다. 측면 하우징(19)은 외면 하우징(15)에서 연장된 것일 수도 있고, 외면 하우징(15)의 경계 주변에 부착되어 외면 하우징(15)에 연결된 것일 수도 있다. 측면 하우징(19)은 냉매 증발부(11)의 경계 주변에 부착되어 냉매 증발부(11)와 연결될 수 있다. 구체적으로 측면 하우징(19)은 냉매 증발부(11)의 제2 판(13)의 경계 주변에 부착될 수 있다. 측면 하우징(19)과 냉매 증발부(11)가 부착된 지점 또는 외면 하우징(15)과 측면 하우징(19)이 부착된 지점은 상 전이 물질(99)의 누출을 차단하기 위해 완전히 밀봉될 수 있다. 측면 하우징(19)의 높이는 수용 공간(15b)에 주입될 상 전이 물질(99)의 양에 따라 설계자에 의해 임의적으로 선택될 수 있다. 예를 들어 측면 하우징(19)의 높이는 1mm 내지 4mm 사이의 어느 하나의 값일 수 있다. 측면 하우징(19)의 높이가 높을수록 수용 공간(15b)의 부피가 더 커질 수 있다.
도 3 및 도 5에 도시된 바를 참조하면 상 전이 물질 수용부(10a)와 냉매 증발부(11)가 부착된 경계 또는 측면 하우징(19)에는 수용 공간(15b)에 상 전이 물질(99)을 주입하기 위한 주입구(19a)가 더 마련될 수도 있다. 주입구(19a)는 수용 공간(15b)과 연결되어 있을 수 있다. 주입구(19a)는 상 전이 물질(99)의 주입이 완료되면 밀봉되어 제거될 수도 있다. 주입구(19a)는 상 전이 물질(99) 주입의 편의를 위하여 외부로 노출된 관의 형상을 구비할 수도 있다. 일 실시예에 의하면 물질 수용부(10a)와 냉매 증발부(11)가 부착된 경계 또는 측면 하우징(19)에는 상 전이 물질(99) 주입의 편의를 위하여 수용 공간(15b)과 연결되고 수용 공간(15b) 내부의 공기를 배출하는 공기 배출구(19b)를 더 포함할 수 있다. 공기 배출구(19b)는 수용 공간(15b)에 상 전이 물질(99)이 주입될 때 수용 공간(15b)에 존재하는 공기를 외부로 배출하여 수용 공간(15b)에 상 전이 물질(99)이 신속하고 용이하게 주입되도록 할 수 있다. 공기 배출구(15b)는 외부로 노출된 관의 형상을 구비할 수도 있다. 공기 배출구(15b)는 상 전이 물질(99)의 주입이 완료되면 밀봉되어 제거될 수도 있다.
도 7은 증발기의 제1 실시예의 결합부에 대한 측단면도이다. 도 7은 도 3의 (C)와 (D)를 잇는 선분에 따라 절개된 측단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 수용 공간(15b) 내부에는 외면 하우징(15) 및 냉매 증발부(11)의 제2 판(13)과 결합 및 고정시키는 결합부(15a)가 설치될 수 있다. 결합부(15a)는 상 변화 물질(99)의 무게에 따라 상 변화 물질 수용부(10a)의 형상, 일례로 외면 하우징(15)의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 상 변화 물질(99)이 다량 주입된 경우 상 변화 물질(99)이 외면 하우징(15)에 힘을 인가하여 외면 하우징(15)의 일부가 의도되지 않게 휘어져 돌출될 수 있다. 결합부(15a)는 이와 같이 외면 하우징(15)의 일부가 의도되지 않게 휘어지는 것을 방지하는 기능을 제공할 수 있다. 결합부(15a)는 외면 하우징(15)과 제2 판(13)을 연결하는 지지대를 포함할 수 있으며, 지지대는 외면 하우징(15), 제1 판(12) 또는 제2 판(13)과 동일한 재질로 제작된 것일 수 있다. 실시예에 따라서 지지대는 외면 하우징(15), 제1 판(12) 또는 제2 판(13)보다 더 단단한 소재로 제작된 것일 수도 있다. 결합부(15a)는 도 7에 도시된 바와 같이 유로(14, 14a) 사이에 배치될 수 있다. 실시예에 따라서 증발기(10)는 복수의 결합부(15a)를 포함할 수 있다. 복수의 결합부(15a)는 소정의 패턴으로 배치될 수 있다. 결합부(15a)는 일 실시예에 의하면 증발기(10)의 말단 부위에 증발기(10)의 중심 부위보다 더 많이 배치될 수 있다.
이하 도 8 내지 도 12를 참조하여 상술한 증발기의 제2 실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 8은 증발기의 제2 실시예에 대한 사시도이고, 도 9는 증발기의 제2 실시예에 대한 평면도이다. 도 10은 증발기의 제2 실시예에 대한 배면도이고, 도 11은 증발기의 제2 실시예에 대한 측단면도이다. 도 11은 도 9의 (E)와 (F)를 잇는 선분에 따라 절개된 측단면도이다. 도 8 내지 도 12를 참조하여 증발기의 제2 실시예를 설명함에 있어서 상술한 제1 실시예와 동일하거나 또는 제1 실시예로부터 용이하게 이해될 수 있는 부분의 설명은 설명의 편의를 일부 생략될 수도 있다.
도 8 내지 도 12에 도시된 바에 의하면 제2 실시예의 증발기(20)는 냉매가 유동하는 유로(24, 24a)가 형성된 냉매 증발부(21)와, 냉매 증발부(21)를 이루는 평면판의 양 면에 각각 부착된 복수의 상 전이 물질 수용부(20a, 20b)를 포함할 수 있다. 복수의 상 전이 물질 수용부(20a, 20b) 각각은 상 전이 물질 수용부(20a, 20b)가 부착된 냉매 증발부(21)의 외형에 대응하는 외형을 가질 수 있다.
냉매 증발부(21)는 대체적으로 평판의 형상을 가질 수 있으며, 이 경우 평판은 전체적으로 직사각형의 형상을 가진 것일 수 있다. 그러나 냉매 증발부(11)의 형상은 이에 한정되지 않으며 필요에 따라서 다양한 형상을 가질 수도 있다. 냉매 증발부(21)는 직사각형 형상의 평판에서 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 내측으로 휘어져 오목하게 함입된 부분을 포함할 수도 있고, 반대로 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 외측으로 휘어져 볼록하게 돌출된 부분을 포함할 수도 있다. 이 경우 오목하게 함입된 부분이나 볼록하게 돌출된 부분에는 냉매를 주입하기 위한 냉매 주입부(24b) 및 냉매 배출부(24c)가 마련될 수도 있다.
도 11에 도시된 바를 참조하면 냉매 증발부(21)는 제3 판(22) 및 제4 판(23)이 서로 부착되어 형성된 것일 수도 있다. 제3 판(22) 및 제4 판(23)은 양자 모두 철이나 스테인레스 강 또는 알루미늄 등의 금속 재질로 형성된 것일 수 있다. 제3 판(22) 및 제4 판(23)의 두께는 서로 동일할 수도 있고, 설계자가 선택한 오차 범위 내에서 근사하게 차이가 있을 수 있다. 제3 판(22) 및 제4 판(23)은 제3 판(22) 및 제4 판(23)에 의해 형성된 유로(24, 24a)에서 냉매가 외부로 누출되지 않도록 접착제(21a) 등의 접착력에 의해 부착될 수 있다. 접착제(21a)는 상술한 바와 같이 제3 판(22) 및 제4 판(23)의 성질에 따라 선택된 것일 수 있다. 실시예에 따라서 제3 판(22) 및 제4 판(23)은 볼트나 너트 등과 같은 체결구에 의해 결합되어 부착될 수도 있다.
제3 판(22)은 대체적으로 평면의 형상을 구비할 수 있으며, 일부 구역에는 제3 돌출부(22e)가 마련될 수도 있다. 제3 돌출부(22e)는 다양한 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어 제3 돌출부(22e)는 사각 기둥이나 반원기둥의 형상을 가질 수 있다. 그러나 제3 돌출부(22e)의 형상은 이에 한정되지 않으며 실시예에 따라서 다양한 형상을 가질 수도 있다.
제4 판(23)은 제3 판(22)에 대응하여 대체적으로 평판의 형상을 구비할 수 있다. 또한 제4 판(23)은 제4 돌출부(23e)를 포함할 수 있다. 제4 돌출부(23e)는 제4 판(23)을 이루는 평판의 일부 구역에서 평판의 대략 법선 방향으로 돌출되어 있을 수 있다. 제4 돌출부(23e)의 위치는 제3 돌출부(22e)의 위치에 대응하여 마련될 수 있다. 다시 말해서 제4 돌출부(23e)는 도 11에 도시된 것과 같이 제3 판(22)의 제3 돌출부(22e)와 맞닿을 수 있도록 제4 판(23)에 마련될 수 있다. 제4 판(23)의 제4 돌출부(23e)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 제4 판(23)의 제4 돌출부(23e)는 사각 기둥이나 반원기둥의 형상을 가질 수 있다. 그러나 제4 돌출부(23e)의 형상은 이에 한정되지 않으며 실시예에 따라서 다양한 형상을 구비할 수 있다. 제4 돌출부(23e)는 제3 돌출부(22e)와 동일하거나 또는 유사한 형상을 가질 수도 있고, 제3 돌출부(22e)와 상이한 형상을 가질 수도 있다.
제3 판(22) 및 제4 판(23)이 접촉하는 경우 제3 돌출부(22e)와 제4 돌출부(23e)에 의해 유로(24, 24a)가 형성될 수 있다. 도 8 및 도 11에 도시된 바를 참조하면 유로(24, 24a)는 소정의 배치 패턴으로 냉매 증발부(21)에 배치될 수 있다. 유로(24, 24a)는 예를 들어 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이 지그재그 형태의 패턴으로 냉매 증발부(21)에 마련될 수도 있다. 이외에도 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 배치 패턴으로 유로(24, 24a)는 배치될 수 있다. 유로(24, 24a)의 양 말단은 냉매 증발부(21)의 외면에서 외부로 노출될 수 있다. 예를 들어 유로(24, 24a)의 양 말단은 냉매 증발부(21)에서 내측으로 함입된 부분에서 외부로 노출될 수 있다. 외부로 노출된 유로(24, 24a)의 양 말단에는 냉매를 유로(24, 24a)로 주입하기 위한 냉매 주입부(24b) 및 유로(24, 24a)를 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부(24c)가 마련될 수 있다. 냉매 주입부(24b) 및 냉매 배출부(24c)는 금속, 고무 또는 합성 수지 등으로 이루어진 배관 등을 포함할 수 있다.
도 8 내지 도 11에 도시된 바를 참조하면 냉매 증발부(21)의 일 외면에는 제1 상 전이 물질 수용부(20a)가 설치되고, 냉매 증발부(21)의 타 외면에는 제2 상 전이 물질 수용부(20b)가 설치될 수 있다. 제1 상 전이 물질 수용부(20a)는 제1 외면 하우징(25) 및 제1 외면 하우징(25) 내부에 마련된 제1 수용 공간(25b)을 포함할 수 있다. 제1 수용 공간(25b)는 제1 외면 하우징(25)에 의해 외부와 격리될 수 있다. 또한 제2 상 전이 물질 수용부(20b) 역시 제2 외면 하우징(27) 및 제2 외면 하우징(27) 내부의 제2 수용 공간(27b)을 포함할 수 있으며, 제2 수용 공간(27b) 역시 제2 외면 하우징(25)에 의해 외부와 격리될 수 있다. 제1 외면 하우징(25) 및 제2 외면 하우징(27)은 스테인레스 강 등의 금속 소재를 이용하여 제조된 것일 수 있다. 제1 외면 하우징(25) 및 제2 외면 하우징(27) 중 적어도 하나는 냉매 증발부(21)의 제3 판(22) 및 제4 판(23) 중 적어도 하나와 동일한 소재를 이용하여 제조된 것일 수 있다.
제1 외면 하우징(25) 및 제2 외면 하우징(27)은 양자 모두 동일한 형상을 가질 수도 있고, 서로 상이한 형상을 가질 수도 있다. 제1 외면 하우징(25) 및 제2 외면 하우징(27)은 냉매 증발부(21)의 형상에 대응한 평판의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 냉매 증발부(21)가 전체적으로 직사각형의 형상을 갖는 경우, 제1 외면 하우징(25) 및 제2 외면 하우징(27) 역시 전체적으로 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 상술한 바와 동일하게 냉매 증발부(21)의 평판 중 일부가 오목하게 함입된 경우, 제1 외면 하우징(25) 및 제2 외면 하우징(27)에도 냉매 증발부(21)에 대응하여 오목하게 함입된 부분이 존재할 수 있다.
제1 외면 하우징(25) 및 제2 외면 하우징(27) 각각의 일부에는 외부로 돌출된 제1 외부 돌출부(26) 및 제2 외부 돌출부(28)가 형성될 수 있다. 제1 외부 돌출부(26)는 냉매 증발부(21)의 제3 판(22)의 돌출부(22e)에 대응하도록 제1 외면 하우징(25)에 마련된 것일 수 있다. 구체적으로 제1 외부 돌출부(26)는 제1 외면 하우징(25)이 부착되는 제3 판(22)의 제3 돌출부(22e)가 배치된 위치에 대응하는 제1 외면 하우징(25)의 일 위치에 형성될 수 있으며, 결과적으로 냉매 증발부(21)에 유로(24, 24a)가 마련된 일 위치에 대응하는 제1 외면 하우징(25)의 일 위치에 제1 외부 돌출부(26)가 형성될 수 있다. 따라서 제1 외부 돌출부(26)는 냉매 증발부(21)의 외면에 배치된 유로(24, 24a)의 배치 패턴과 동일하거나 또는 거의 유사한 패턴으로 제1 외면 하우징(25)에 마련될 수 있다. 제2 외부 돌출부(28) 역시 제1 외부 돌출부(26)와 동일하게 제4 판(23)의 제4 돌출부(23e)가 배치된 위치에 대응하는 제2 외면 하우징(27)의 일 위치에 형성될 수 있고, 결과적으로 냉매 증발부(21)에 유로(24, 24a)에 대응하여 마련될 수 있다. 물론 실시예에 따라서 제1 외부 돌출부(26) 및 제2 외부 돌출부(28)는 유로(24, 24a)와 상이한 패턴으로 형성될 수도 있다. 또한 제1 외부 돌출부(26) 및 제2 외부 돌출부(28)는 일부 구역에서는 동일한 패턴을 갖고, 다른 일부 구역에서는 유로(24, 24a)와 상이한 패턴을 갖도록 하는 것도 가능할 것이다.
제1 외부 돌출부(26)는 제3 판(22)의 제3 돌출부(22e)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 또한 제2 외부 돌출부(26)는 제4 판(23)의 제4 돌출부(23e)와 동일하거나 유사한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 제1 외부 돌출부(26) 및 제2 외부 돌출부(28)는 사각 기둥, 반원 기둥 또는 각기둥의 형상을 가질 수 있다. 그러나 제1 외부 돌출부(26) 및 제2 외부 돌출부(28)의 형상은 이에 한정되지 않을 수 있다. 통상의 기술자의 필요에 따라서 제1 외부 돌출부(26) 및 제2 외부 돌출부(28)는 다양한 형상을 가질 수도 있다.
제1 수용 공간(25b) 및 제2 수용 공간(27b)은 각각 별도로 상 전이 물질(99)을 수용할 수 있다. 제1 수용 공간(25b)은 제1 외면 하우징(25)의 내측에 마련될 수 있다. 제1 수용 공간(25b)은 제1 외면 하우징(25) 및 냉매 증발부(21)에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어 제1 수용 공간(25b)은 제1 외면 하우징(25)의 내면 및 냉매 증발부(21)의 제3 판(22)의 외면에 의해 형성될 수 있다. 제2 수용 공간(27b)은 제2 외면 하우징(27)의 내측에 마련될 수 있다. 제2 수용 공간(27b) 역시 제2 외면 하우징(27) 및 냉매 증발부(21)에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어 제2 수용 공간(27b)은 제2 외면 하우징(27)의 내면 및 냉매 증발부(21)의 제4 판(23)의 외면에 의해 형성될 수 있다. 제1 수용 공간(25b) 및 제2 수용 공간(27b) 내부의 상 전이 물질(99)은 상술한 바와 같이 냉매 증발부(21)에 직접 접촉할 수 있다. 실시예에 따라서 제1 수용 공간(25b)은 제1 외면 하우징(25), 냉매 증발부(21) 및 제1 외면 하우징(25)과 냉매 증발부(21)를 연결하는 제1 측면 하우징(29a)에 의해 형성되고, 제2 수용 공간(27b)은 제2 외면 하우징(27), 냉매 증발부(21) 및 제2 외면 하우징(27)과 냉매 증발부(21)를 연결하는 제2 측면 하우징(29b)에 의해 형성될 수도 있다.
제1 수용 공간(25b) 또는 제2 수용 공간(27b) 내에 수용된 상 전이 물질(99)은 냉매 증발부(21)의 제3 판(22) 또는 제4 판(23)에 직접 접할 수 있다. 상술한 바와 동일하게 제1 수용 공간(25b) 또는 제2 수용 공간(27b)의 상 전이 물질(99)은 제3 판(22)의 제3 돌출부(22e) 또는 제4 판(23)의 제4 돌출부(23e)에 직접 접할 수 있다. 따라서 상 전이 물질(99)은 냉매가 유동하는 유로(24, 24a)로 용이하게 열을 전달할 수 있게 된다. 이 경우 유로(24, 24a) 내의 냉매는 양 방향에서 상 전이 물질(99)과 직접적으로 열 교환을 할 수 있게 되므로, 제1 실시예의 경우보다 더욱 신속하게 증발되어 상 전이 물질(99)로 냉기를 전달할 수 있게 된다. 따라서 냉매의 증발 효율이 더욱 개선될 수도 있다. 상 전이 물질(99)로 전달된 냉기는 상 전이 물질(99)에 축적되거나 또는 상 전이 물질(99)을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 만약 상 전이 물질(99)이 공기보다 열 전달 계수가 높은 경우라면 상 전이 물질 수용부(20a, 20b)가 부재한 경우나 또는 일 면에만 마련된 경우(10a)보다 냉기가 신속하게 외부로 전달될 수도 있다.
상술한 바와 동일하게 제1 수용 공간(25b) 또는 제2 수용 공간(27b) 내의 상 전이 물질(99)은 공기에 비해 열 전달 계수가 높은 물질을 포함할 수 있고, 또한 상 전이 물질(99)은 섭씨 0도 이하의 온도에서는 액체에서 고체로 상이 변화되는 물질을 포함할 수 있다.
수용 공간(25b, 27b) 내부에는 일정한 시점까지 상이 변화될 수 있도록 적절한 양의 상 전이 물질(99)이 주입되어 있을 수 있다. 여기서 일정한 시점은 예를 들어 증발기(20)가 설치될 냉장 장치의 압축기가 동작을 종료하기 이전의 어느 시점을 포함할 수 있다. 다시 말해서 압축기가 동작을 종료하기 전에 상 전이 물질(99)의 상이 변화될 수 있도록 수용 공간(25b, 27b) 내부에는 적절한 양의 상 전이 물질(99)이 주입되어 있을 수 있다.
냉매 증발부(21)와 제1 상 전이 물질 수용부(20a) 또는 냉매 증발부(21)와 제2 상 전이 물질 수용부(20b)는 압연이나 용접 등의 방법에 의해 직접적으로 부착 및 결합될 수도 있고, 금속용 접착제 등의 접착력에 의해 결합된 것일 수도 있다. 이 경우 제1 상 전이 물질 수용부(20a) 및 냉매 증발부(21)가 부착된 경계 또는 제2 상 전이 물질 수용부(20b)와 냉매 증발부(21)가 부착된 경계는 상 전이 물질(99)의 누출을 차단하기 위해 완전히 밀봉되어 있을 수 있다.
일 실시예에 의하면 냉매 증발부(21)와 제1 상 전이 물질 수용부(20a) 또는 냉매 증발부(21)와 제2 상 전이 물질 수용부(20b)는 측면 하우징(29a, 29b)에 의해 결합될 수도 있다. 측면 하우징(29a, 29b)은 측면에서 제1 수용 공간(25b) 및 제2 수용 공간(27b)에 수용된 상 전이 물질(99)의 외부 누출을 차단할 수 있다. 측면 하우징(29a, 29b)은 각각의 외면 하우징(25, 27)에서 연장된 것일 수도 있고, 별도로 제작된 후 각각의 외면 하우징(25, 27)의 경계 주변에 부착된 것일 수도 있다. 또한 측면 하우징(29a, 29b)은 냉매 증발부(21)의 제3 판(22) 및 제4 판(23)의 경계 주변에 부착될 수도 있다. 측면 하우징(29a, 29b)과 냉매 증발부(21)가 부착된 지점 또는 제1 상 전이 물질 수용부(20a) 또는 제2 상 전이 물질 수용부(20b)와 냉매 증발부(21)가 부착된 지점은 상 전이 물질(99)의 누출을 차단하기 위해 완전히 밀봉될 수 있다. 측면 하우징(29a, 29b)의 높이는 제1 수용 공간(25b) 및 제2 수용 공간(27b)에 주입 및 수용될 상 전이 물질(99)의 양에 따라 설계자에 의해 임의적으로 선택될 수 있다.
냉매 증발부(21) 및 제1 상 전이 물질 수용부(20a)의 결합 방식과 냉매 증발부(21) 및 제2 상 전이 물질 수용부(20)의 결합 방식은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 예를 들어 냉매 증발부(21)와 제1 상 전이 물질 수용부(20a)는 압연이나 용접 등의 방법에 의해 직접적으로 부착 및 결합되고, 냉매 증발부(21)와 제2 상 전이 물질 수용부(20b)는 측면 하우징(29b)에 의해 결합될 수도 있다.
제1 상 전이 물질 수용부(20a)와 냉매 증발부(21)가 부착된 경계, 제2 상 전이 물질 수용부(20b)와 냉매 증발부(21)가 부착된 경계 또는 측면 하우징(29a, 29b)에는 수용 공간(25b)에 상 전이 물질(99)을 주입하기 위한 주입구(29c, 29e)가 더 마련될 수도 있다. 일 실시예에 의하면 제1 상 전이 물질 수용부(20a)와 냉매 증발부(11)가 부착된 경계 및 제2 상 전이 물질 수용부(20b)와 냉매 증발부(21)가 부착된 경계 각각 마다 별도의 주입구(29c, 29e)가 마련될 수 있다. 동일하게 제1 측면 하우징(29a) 및 제2 측면 하우징(29b) 각각마다 별도의 주입구(29c, 29e)가 마련될 수 있다. 실시예에 따라서 어느 하나의 상 전이 물질 수용부(20a)에는 주입부(29c)가 마련되나 다른 상 전이 물질 수용부(20b)에는 주입구(29e)가 마련되지 않을 수도 있다.
각각의 주입구(29c, 29e)는 각각 대응하는 수용 공간(25b, 27c)과 연결되어 있을 수 있다. 주입구(29c, 29e)는 상 전이 물질(99)의 주입이 완료되면 밀봉되어 제거될 수도 있다. 주입구(29c, 29e)는 상 전이 물질(99) 주입의 편의를 위하여 외부로 노출된 관의 형상을 구비할 수도 있다. 일 실시예에 의하면 주입구(29c, 29e)에 대응하여 제1 상 전이 물질 수용부(20a)와 냉매 증발부(11)가 부착된 경계, 제2 상 전이 물질 수용부(20b)와 냉매 증발부(11)가 부착된 경계 또는 측면 하우징(29a, 29b)에는 각각 대응하는 수용 공간(25b, 27b) 내부의 공기를 배출하는 공기 배출구(29d, 29f)를 더 포함할 수 있다. 공기 배출구(29d, 29f)는 외부로 노출된 관의 형상을 구비할 수도 있다. 공기 배출구(29d, 29f)는 상 전이 물질(99)의 주입이 완료되면 밀봉되어 제거될 수도 있다.
도 12는 증발기의 제2 실시예의 결합부에 대한 측단면도이다. 도 12는 도 9의 (G)와 (H)를 잇는 선분에 따라 절개된 측단면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이 제1 수용 공간(25b) 내부에는 제1 외면 하우징(25) 및 제3 판(22)을 결합 및 고정시키는 제1 결합부(25a)가 설치되고, 제2 수용 공간(27b) 내부에는 제2 외면 하우징(27) 및 제4 판(23)을 결합 및 고정시키는 제2 결합부(27a)가 설치될 수 있다. 제1 결합부(25a) 또는 제2 결합부(27a)는 상 변화 물질(99)의 무게에 따라 제1 상 변화 물질 수용부(20a) 또는 제2 상 변화 물질 수용부(20b)의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 제1 결합부(25a) 또는 제2 결합부(27a)는 제1 외면 하우징(25)과 제3 판(22) 또는 제2 외면 하우징(27)과 제4 판(23)을 연결하는 지지대를 포함할 수 있다. 제1 결합부(25a) 또는 제2 결합부(27a)는 각각 유로(24, 24a) 사이에 배치될 수 있다. 제1 결합부(25a)는 소정의 패턴으로 제1 외면 하우징(25)과 제3 판(22)에 배치될 수 있다. 또는 제2 결합부(27a)는 소정의 패턴으로 제2 외면 하우징(27)과 제4 판(23)에 배치될 수 있다. 제1 결합부(25a)의 배치 패턴과 제2 결합부(27a)의 배치 패턴은 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
이하 도 13 내지 도 17을 참조하여 상술한 증발기의 제3 실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 13은 증발기의 제3 실시예에 대한 분해 사시도이고, 도 14는 증발기의 제3 실시예에 대한 평면도이며, 도 15는 증발기의 제3 실시예에 대한 배면도이다. 도 16은 증발기의 제3 실시예의 일부에 대한 측단면도이다. 도 16은 도 14의 (I)와 (J)를 잇는 선분에 따라 절개된 측단면도이다. 도 13 내지 도 16을 참조하여 증발기의 제3 실시예를 설명함에 있어서 상술한 제1 실시예 및 제2 실시예에 의해 설명된 부분은 일부 생략되었을 수도 있다.
도 13 내지 도 16에 도시된 바에 의하면 제3 실시예의 증발기(30)는 냉매가 유동하는 유로(34, 34a)가 형성된 냉매 증발부(31)와, 냉매 증발부(31)를 이루는 평면판의 일 면에 부착된 하나의 상 전이 물질 수용부(30a)를 포함할 수 있다. 상 전이 물질 수용부(30a)의 외형은 상 전이 물질 수용부(30a)가 부착된 냉매 증발부(31)의 외형에 대응하여 형성된 것일 수 있다.
냉매 증발부(31)는 대체적으로 평판의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 냉매 증발부(31)는 전체적으로 직사각형 평판의 형상을 가질 수 있다. 그러나 냉매 증발부(31)의 형상은 이에 한정되지 않으며 필요에 따라서 다양한 형상을 가질 수도 있다. 냉매 증발부(21)가 직사각형의 평판의 형상을 가진 경우, 냉매 증발부(31)는 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 내측으로 휘어져 오목하게 함입된 부분을 포함하거나, 또는 반대로 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 외측으로 휘어져 볼록하게 돌출된 부분을 포함할 수도 있다. 오목하게 함입된 부분이나 볼록하게 돌출된 부분에는 냉매를 주입하기 위한 냉매 주입부(34b) 및 냉매를 배출하기 위한 냉매 배출부(34c)가 마련될 수도 있다.
도 16에 도시된 바를 참조하면 냉매 증발부(31)는 복수의 판(32, 33)이 서로 부착되어 형성된 것일 수도 있다. 복수의 판(32, 33)은 양자 모두 철이나 스테인레스 강 또는 알루미늄 등의 금속 재질로 형성된 것일 수 있다. 복수의 판(32, 33)의 두께는 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 복수의 판(32, 33)은 복수의 판(32, 33)에 의해 형성된 유로(34, 34a)에서 냉매가 외부로 누출되지 않도록 접착제(31a) 등의 접착력에 의해 부착될 수 있다. 접착제(31a)는 복수의 판(32, 33)의 각각의 성질에 따라 선택될 수 있다. 물론 실시예에 따라서 복수의 판(32, 33)은 볼트나 너트 등과 같은 다양한 종류의 체결구에 의해 결합되어 부착될 수도 있다.
복수의 판(32, 33) 중 제5 판(32)은 대체적으로 평면의 형상을 구비할 수 있으며, 제5 판(32)의 일부 구역에는 제5 돌출부(32e)가 마련될 수도 있다. 제5 돌출부(22e)는 사각 기둥이나 반원기둥 등과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다. 그러나 제5 돌출부(32e)의 형상은 이에 한정되지 않으며 필요에 따라서 다양한 형상을 가질 수도 있다.
복수의 판(32, 33) 중 제6 판(33)은 제5 판(32)의 형상에 대응하여 형상을 가질 수 있다. 다시 말해서 제6 판(33)은 대체적으로 평판의 형상을 가질 수 있다. 제6 판(33)의 일부 구역에는 제6 판(33)의 대략 법선 방향으로 돌출된 제6 돌출부(33e)가 마련될 수도 있다. 제6 돌출부(33e)가 마련된 위치는 제5 돌출부(32e)의 위치에 대응할 수 있다. 따라서 제6 돌출부(33e)는 도 15에 도시된 것과 같이 제5 판(32)의 제5 돌출부(32e)와 맞닿을 수 있다. 제6 판(33)의 제6 돌출부(33e) 역시 사각 기둥이나 반원기둥 등과 같은 형상을 가질 수 있다. 그러나 제6 돌출부(33e)의 형상은 이에 한정되지 않으며 실시예에 따라서 다양한 형상을 구비할 수 있다. 제6 돌출부(33e)의 형상은 제5 돌출부(32e)와 동일하거나 또는 유사할 수도 있고 상이할 수도 있다.
상술한 바와 동일하게 제5 판(32)의 제5 돌출부(32e) 및 제6 판(33)의 제6 돌출부(33e)에 의해 냉매가 유동하는 유로(34, 34a)가 형성될 수 있다. 유로(34, 34a)는 소정의 배치 패턴으로 냉매 증발부(31)에 형성될 수 있다. 유로(34, 34a)는 예를 들어 지그재그 형태의 패턴으로 냉매 증발부(31)에 마련될 수도 있다. 이외에도 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 배치 패턴으로 유로(34, 34a)는 배치될 수 있다. 유로(34, 34a)의 양 말단은 냉매 증발부(31)의 외부로 노출되어 다른 장치와 연결될 수 있다. 외부로 노출된 유로(34, 34a)의 양 말단에는 냉매를 유로(34, 34a)로 주입하기 위한 냉매 주입부(34b) 및 유로(34, 34a)를 통과한 냉매가 배출되는 냉매 배출부(34c)가 형성될 수 있다. 냉매 주입부(34b) 및 냉매 배출부(34c)는 금속, 고무 또는 합성 수지 등의 배관을 포함할 수 있다.
냉매 증발부(31)의 일 외면에는 상 전이 물질 수용부(30a)가 설치될 수 있다. 상 전이 물질 수용부(30a)는 외면 하우징(35) 및 외면 하우징(35) 내측에 마련된 수용 공간(35b)을 포함할 수 있다. 수용 공간(35b)는 외면 하우징(35)에 의해 외부와 격리될 수 있다. 외면 하우징(35)은 강, 알루미늄이나 스테인레스 강 등의 금속 소재를 이용하여 제조된 것일 수 있다. 외면 하우징(35)은 냉매 증발부(31)의 제5 판(32) 및 제6 판(33) 중 적어도 하나와 동일한 소재로 이루어질 수 있다.
외면 하우징(35)의 전체적인 형상은 냉매 증발부(31)의 전체적인 형상에 대응하여 형성된 것일 수 있다. 예를 들어 냉매 증발부(31)가 전체적으로 직사각형의 형상을 갖는 경우, 외면 하우징(35) 역시 전체적으로 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 상술한 바와 동일하게 냉매 증발부(31)에 일부가 오목하게 함입된 부분이 존재하는 경우, 외면 하우징(35)에도 역시 냉매 증발부(31)의 형상에 대응하여 오목하게 함입된 부분이 존재할 수 있다.
증발기(30)의 제3 실시예에 따르면 외면 하우징(35)의 외부로 노출된 면의 모든 지점은 대체적으로 평평하게 형성된 것일 수 있다. 다시 말해서 상술한 제1 실시예 및 제2 실시예의 경우와 상이하게 외면 하우징(35)은 돌출된 부분(16, 26, 28)이 존재하지 않을 수 있다. 외면 하우징(35)의 외부로 노출된 모든 면이 대체적으로 평평하게 형성됨으로써 유로(34, 34a)를 통해 방출된 냉기가 신속하게 상 전이 물질(99)을 통과하여 공기 중에 노출될 수도 있다.
수용 공간(35b)은 외면 하우징(35)의 내측에 마련되고 상 전이 물질(99)을 수용할 수 있다. 수용 공간(35b)은 외면 하우징(35) 및 냉매 증발부(31) 사이에 마련될 수 있다. 구체적으로 수용 공간(35b)은 외면 하우징(35)의 내면 및 냉매 증발부(31)의 제6 판(33)의 외면에 의해서 형성될 수 있다. 실시예에 따라서 수용 공간(35b)은 외면 하우징(35), 냉매 증발부(31) 및 외면 하우징(35)과 냉매 증발부(31)를 연결하는 측면 하우징(39)에 의해 형성될 수 있다.
수용 공간(35b)에 수용된 상 전이 물질(99)은 도 16에 도시된 바와 같이 냉매 증발부(31)의 제6 판(33)에 직접 접촉할 수 있다. 따라서 상 전이 물질(99)은 제6 판(33)의 제4 돌출부(33e)에 직접 접할 수 있다. 이에 따라 유로(34, 34a)를 유동하는 냉매는 증발하면서 상 전이 물질(99)로 용이하게 냉기를 전달할 수 있다. 상 전이 물질(99)로 전달된 냉기는 상 전이 물질(99)에 축적되거나 또는 상 전이 물질(99)을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 만약 상 전이 물질(99)이 공기보다 열 전달 계수가 높다면 냉기가 신속하게 외부로 전달될 수도 있다.
상술한 바와 동일하게 수용 공간(35b)에 수용되는 상 전이 물질(99)은 공기에 비해 열 전달 계수가 높은 물질을 포함할 수도 있다. 또한 상 전이 물질(99)은 섭씨 0도 이하의 온도에서는 액체에서 고체로 상이 변화되는 물질을 포함할 수도 있다.
수용 공간(35b) 내부에는 일정한 시점까지 상이 변화될 수 있도록 적절한 양의 상 전이 물질(99)이 주입되어 있을 수 있다. 일정한 시점은 예를 들어 증발기(30)가 설치될 압축기가 동작을 종료하기 이전의 어느 시점일 수 있다.
냉매 증발부(31)와 상 전이 물질 수용부(30a)는 압연이나 용접 등의 방법에 의해 직접적으로 결합될 수도 있고, 금속용 접착제 등에 의해 결합된 것일 수도 있다. 상 전이 물질 수용부(30a) 및 냉매 증발부(31)가 부착된 경계는 상 전이 물질(99)의 누출을 차단하기 위해 완전히 밀봉되어 있을 수 있다.
일 실시예에 의하면 냉매 증발부(31)와 상 전이 물질 수용부(30a)는 측면 하우징(39)에 의해 결합될 수도 있다. 측면 하우징(39)은 측면에서 수용 공간(35b)에 수용된 상 전이 물질(99)의 외부 누출을 방지할 수 있다. 측면 하우징(39)은 외면 하우징(35)에서 연장된 것일 수도 있다. 또한 측면 하우징(39)은 별도로 마련된 것일 수도 있다. 측면 하우징(39)은 냉매 증발부(31)의 제6 판(33)의 경계 주변과 상 전이 물질 수용부(30a)의 경계 주변에 부착되어 냉매 증발부(31)의 제6 판(33)과 상 전이 물질 수용부(30a)을 연결할 수 있다. 측면 하우징(39)과 냉매 증발부(31)가 부착된 지점 및 측면 하우징(39)과 상 전이 물질 수용부(30a)가 부착된 지점은 완전히 밀봉될 수 있다. 측면 하우징(39)의 높이는 수용 공간(35b)에 주입 및 수용될 상 전이 물질(99)의 양에 따라 설계자에 의해 임의적으로 선택될 수 있다.
상 전이 물질 수용부(30a)와 냉매 증발부(31)가 부착된 경계 또는 측면 하우징(39a)에는 수용 공간(35b)에 상 전이 물질(99)을 주입하기 위한 주입구(39a)가 더 마련될 수도 있다. 주입구(39a)는 수용 공간(35b)과 연결될 수 있다. 주입구(39a)는 상 전이 물질(99)의 주입이 완료되면 제거될 수도 있다. 상 전이 물질 수용부(30a)와 냉매 증발부(31)가 부착된 경계 또는 측면 하우징(39a)에는 수용 공간(35b) 내부의 공기를 배출하는 공기 배출구(39b)가 더 설치될 수도 있다. 공기 배출구(39b)는 상 전이 물질(99)의 주입이 완료되면 밀봉되어 제거될 수도 있다.
도 17은 증발기의 제3 실시예의 결합부에 대한 측단면도이다. 도 17은 도 14의 (K)와 (L)을 잇는 선분에 따라 절개된 측단면도이다. 도 17에 도시된 바와 같이 수용 공간(35b) 내부에는 외면 하우징(35) 및 제6 판(33)을 결합 및 고정시키는 결합부(35a)가 설치될 수 있다. 결합부(35a)는 복수의 유로(34, 34a) 사이에 배치될 수 있다. 결합부(35a)는 소정의 패턴으로 외면 하우징(35)과 제6 판(33)에 배치될 수 있다.
이하 도 18 내지 도 21을 참조하여 상술한 증발기의 제4 실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 18은 증발기의 제4 실시예에 대한 평면도이고, 도 19는 증발기의 제4 실시예에 대한 배면도이며, 도 20은 증발기의 제4 실시예에 대한 측단면도이다. 도 20은 도 18의 (M)와 (N)을 잇는 선분에 따라 절개된 측단면도이다. 도 18 내지 도 21을 참조하여 증발기의 제4 실시예를 설명함에 있어서 상술한 제1 실시예 내지 제3 실시예와 동일하거나 또는 이들로부터 용이하게 이해될 수 있는 부분의 설명은 편의상 일부 생략될 수도 있다.
도 18 내지 도 21에 도시된 바에 의하면 제4 실시예의 증발기(40)는 냉매가 유동하는 유로(44, 44a)가 형성된 냉매 증발부(41)와, 냉매 증발부(41)를 이루는 평면판의 일 면에 부착된 하나의 상 전이 물질 수용부(40a)를 포함할 수 있다. 상 전이 물질 수용부(40a)의 외형은 상 전이 물질 수용부(40a)가 부착된 냉매 증발부(41)의 외형에 대응하여 동일하게 형성된 것일 수 있다.
냉매 증발부(41)는 대체적으로 평판의 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 전체적으로 직사각형 평판의 형상을 가질 수 있다. 그러나 냉매 증발부(41)의 형상은 이에 한정되지 않으며 필요에 따라서 다양한 형상을 가질 수도 있다. 냉매 증발부(41)는 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 내측으로 휘어져 오목하게 함입된 부분을 포함하거나, 또는 반대로 직사각형의 긴 변 또는 짧은 변의 일부가 외측으로 휘어져 볼록하게 돌출된 부분을 포함할 수도 있다. 오목하게 함입된 부분이나 볼록하게 돌출된 부분에는 냉매 주입부(44b) 및 냉매 배출부(44c)가 마련될 수도 있다.
일 실시예에 의하면 냉매 증발부(41)는 복수의 판(42, 43)이 부착되어 형성된 것일 수도 있다. 복수의 판(42, 43)은 양자 모두 철이나 스테인레스 강 또는 알루미늄 등의 금속 재질로 형성된 것일 수 있다. 복수의 판(42, 43)의 두께는 서로 동일할 수도 있고, 서로 상이할 수도 있다. 복수의 판(42, 43)은 복수의 판(42, 43)에 의해 형성된 유로(44, 44a)에서 냉매가 외부로 누출되지 않도록 접착제(41a) 등에 의해 부착될 수 있다.
복수의 판(42, 43) 각각은 대체적으로 평면의 형상을 구비할 수 있고, 복수의 판(42, 43)의 일부 구역에는 돌출부(42e, 43e)가 마련될 수도 있다. 각 판(42, 43)의 돌출부(42e, 43e)는 서로 동일한 형상을 가질 수도 있고, 서로 상이한 형상을 가질 수도 있다. 각 판(42, 43)의 돌출부(42e, 43e)는 사각 기둥이나 반원기둥 등 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다.
제7 판(42)의 돌출부(42e) 및 제8 판(43)의 돌출부(43e)는 서로 맞닿아 있을 수 있다. 상술한 바와 동일하게 제7 판(42)의 돌출부(42e) 및 제8 판(43)의 돌출부(43e)에 의해 냉매가 유동하는 유로(44, 44a)가 형성될 수 있다. 유로(44, 44a)는 소정의 배치 패턴으로 냉매 증발부(41)에 형성될 수 있다. 예를 들어 지그재그 형태의 패턴으로 유로(44, 44a)가 냉매 증발부(41)에 마련될 수도 있다. 이외에도 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 배치 패턴으로 유로(44, 44a)는 배치될 수 있다. 유로(44, 44a)의 양 말단은 냉매 증발부(41)의 외부로 노출되어 다른 장치와 연결될 수 있다. 외부로 노출된 유로(44, 44a)의 양 말단에는 냉매 주입부(34b) 및 냉매 배출부(34c)가 형성될 수 있다. 냉매 주입부(34b) 및 냉매 배출부(34c)는 금속, 고무 또는 합성 수지 등의 배관을 포함할 수 있다.
냉매 증발부(41)의 양 면에는 복수의 상 전이 물질 수용부(40a, 40b)가 설치될 수 있으며 각각의 상 전이 물질 수용부(40a, 40b)는 외면 하우징(45, 47) 및 외면 하우징(45, 47) 내측에 마련된 수용 공간(45b, 47b)을 포함할 수 있다. 각각의 외면 하우징(45, 47)은 강, 알루미늄이나 스테인레스 강 등의 금속 소재를 이용하여 제조된 것일 수 있다. 외면 하우징(45, 47)의 전체적인 형상은 냉매 증발부(41)의 전체적인 형상에 대응하여 형성된 것일 수 있다.
제4 실시예의 증발기(40)에 따르면 외면 하우징(45, 47)의 외부로 노출된 모든 면은 대체적으로 평평하게 형성될 수 있다. 다시 말해서 상술한 제1 실시예 및 제2 실시예의 경우와 상이하게 외면 하우징(45, 47)에는 돌출된 부분(16, 26, 28)이 형성되어 있지 않을 수 있다.
수용 공간(45b, 47b)은 외면 하우징(45, 47)의 내측에 마련되고 상 전이 물질(99)을 수용할 수 있다. 수용 공간(45b, 47b)은 외면 하우징(45, 47) 및 냉매 증발부(41) 사이에 마련될 수 있다. 수용 공간(45b, 47b)은 외면 하우징(45, 47)의 내면 및 냉매 증발부(41)의 제7 판(42) 또는 제8 판(43)의 외면에 의해서 형성될 수도 있고, 외면 하우징(45, 47), 냉매 증발부(41) 및 측면 하우징(49a, 49b)에 의해 형성될 수 있다.
각각의 수용 공간(45b, 47b)에 수용된 상 전이 물질(99)은 냉매 증발부(41)의 제7 판(42) 또는 제8 판(43)의 외면에 직접 접촉하므로, 제7 판(42) 또는 제8 판(43)의 돌출부(42e, 43e)에 직접 접할 수 있다. 이에 따라 유로(44, 44a)를 유동하는 냉매는 증발하면서 상 전이 물질(99)로 용이하게 냉기를 전달할 수 있다. 상 전이 물질(99)로 전달된 냉기는 상 전이 물질(99)에 축적되거나 또는 상 전이 물질(99)을 통하여 외부로 방출될 수 있다. 만약 상 전이 물질(99)이 공기보다 열 전달 계수가 높다면 냉기가 신속하게 외부로 전달될 수도 있다.
상술한 바와 동일하게 각각의 수용 공간(45b, 47b)에 수용되는 상 전이 물질(99)은 공기에 비해 열 전달 계수가 높은 물질을 포함할 수도 있다. 또한 상 전이 물질(99)은 섭씨 0도 이하의 온도에서는 액체에서 고체로 상이 변화되는 물질을 포함할 수도 있다.
수용 공간(45b, 47b) 내부에는 일정한 시점까지 상이 변화될 수 있도록 적절한 양의 상 전이 물질(99)이 주입되어 있을 수 있다. 여기서 일정한 시점은 예를 들어 증발기(20)가 설치될 냉장 장치의 압축기가 동작을 종료하기 이전의 어느 시점을 포함할 수 있다.
냉매 증발부(41)와 상 전이 물질 수용부(40a, 40b)는 압연이나 용접 등의 방법에 의해 직접적으로 결합될 수도 있고, 금속용 접착제 등에 의해 결합된 것일 수도 있다. 상 전이 물질 수용부(40a, 40b) 및 냉매 증발부(41)가 부착된 경계는 상 전이 물질(99)의 누출을 차단하기 위해 완전히 밀봉되어 있을 수 있다.
냉매 증발부(41)와 상 전이 물질 수용부(40a, 40b)는 측면 하우징(49a, 49b)에 의해 결합될 수도 있다. 측면 하우징(49a, 49b)은 상 전이 물질 수용부(40a, 40b)의 외면 하우징(45, 47)에서 연장된 것일 수도 있고, 별도로 마련된 것일 수도 있다. 측면 하우징(49a, 49b)은 냉매 증발부(41)의 제7 판(42)의 경계 주변과 외면 하우징(45)의 경계 주변에 부착되거나 또는 냉매 증발부(41)의 제8 판(43)의 경계 주변과 외면 하우징(47)의 경계 주변에 부착될 수 있다. 측면 하우징(49a, 49b)과 냉매 증발부(41) 또는 상 전이 물질 수용부(40a, 40b)가 서로 부착된 지점은 완전히 밀봉될 수 있다. 측면 하우징(49a, 49b) 각각의 높이는 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있다. 측면 하우징(49a, 49b) 각각의 높이는 수용 공간(45b, 47b)에 주입 및 수용될 상 전이 물질(99)의 양에 따라 설계자에 의해 임의적으로 선택될 수 있다.
냉매 증발부(41)와 상 전이 물질 수용부(40a, 40b)가 부착된 경계 부근이나 측면 하우징(49a, 49b)에는 수용 공간(45b, 47b)에 상 전이 물질(99)을 주입하기 위한 주입구(49c, 49e)가 더 마련될 수도 있다. 주입구(49c, 49e)는 모든 측면 하우징(49a, 49b)에 마련될 수도 있고, 하나의 측면 하우징(49a, 49b)에 마련될 수도 있다. 각각의 주입구(49c, 49e)는 각각의 수용 공간(45b, 47b)과 연결되어 있을 수 있다. 각각의 주입구(49c, 49e)는 상 전이 물질(99)의 주입이 완료되면 제거될 수도 있다. 냉매 증발부(41)와 상 전이 물질 수용부(40a, 40b)가 부착된 경계 부근이나 측면 하우징(49a, 49b)에는 수용 공간(45b, 47b) 내부의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출구(49d, 49f)가 더 설치될 수도 있다. 공기 배출구(49d, 49f)는 모든 측면 하우징(49a, 49b)에 마련될 수도 있고, 하나의 측면 하우징(49a, 49b)에 마련될 수도 있다. 공기 배출구(49d, 49f)는 상 전이 물질(99)의 주입이 완료되면 제거될 수도 있다.
도 21은 증발기의 제4 실시예의 결합부에 대한 측단면도이다. 도 21은 도 18의 (O)와 (P)를 잇는 선분에 따라 절개된 측단면도이다. 각각의 수용 공간(45b, 47b) 내부에는 외면 하우징(45, 47) 및 냉매 증발비(41)를 결합시키는 결합부(45a, 47a)가 설치될 수 있다. 결합부(45a, 47a)는 각각의 수용 공간(45b, 47b) 중 하나의 수용 공간에만 마련될 수도 있고, 양 수용 공간(45b, 47b) 모두에 마련될 수도 있다. 결합부(45a, 47a)는 복수의 유로(44, 44a) 사이에 배치될 수 있다. 결합부(45a, 47a)는 소정의 패턴으로 복수의 유로(44, 44a) 사이에 배치될 수도 있다.
이하 상술한 증발기(1, 10 내지 40)가 적용된 장치의 일례로서 냉장 장치에 대해 설명하도록 한다. 그러나 상술한 증발기(1, 10 내지 40)는 오직 후술하는 냉장 장치에만 적용 가능한 것은 아니다. 냉각 사이클 등을 이용하여 냉기를 획득한 후 획득한 냉기를 이용하여 다양한 피냉각체를 냉각 또는 냉동할 수 있는 다양한 장치에도 적용될 수 있다. 예를 들어 냉각 사이클 등을 이용하여 냉기를 획득한 후 획득한 냉기를 배출하여 실내 공간을 냉각시키는 공조 장치에도 상술한 여러 실시예의 증발기(1, 10 내지 40)가 적용될 수도 있다.
이하 도 22 내지 도 26을 참조하여 냉장 장치의 일 실시예에 대해서 설명한다. 설명되는 냉장 장치는 가정용 냉장 장치뿐만 아니라 의료 분야나 유통 분야, 외식업 분야 등에서도 사용되는 다양한 종류의 산업용 냉장 장치도 포함할 수 있다.
도 22는 냉장 장치의 일 실시예의 외형을 도시한 사시도이다. 도 22에 도시된 바를 참조하면 냉장 장치(100)는 각종 부품을 내장 가능한 외부 하우징(100a)과, 외장 하우징(100a)의 일 측면에 마련된 도어부(105)를 포함할 수 있다. 도어부(105)는 하나 또는 둘 이상의 도어(101, 102)를 포함할 수 있다. 도어(101, 102)는 외장 하우징(100a)과 도어(101, 102) 사이에 마련된 힌지 장치에 의해 개폐 가능하도록 외장 하우징(100a)에 설치될 수 있다. 도어(101, 102)는 수납 공간(103, 104)이 설치되어 있을 수 있다. 도어(101, 102)에 의해 외부에 노출 가능한 외부 하우징(100a)의 내부에는 하나 또는 둘 이상의 냉장 공간(160, 160a 내지 160c)이 마련될 수 있다. 이하 설명되는 냉장 공간(160, 160a 내지 160c)은 냉동 공간을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 냉장 공간(160a 내지 160c)은 외장 하우징(100a)의 내부 공간을 하나 또는 둘 이상의 패널을 이용하여 구획함으로서 구현될 수도 있다.
도 23은 냉장 장치의 일 실시예에 대한 구성도이고, 도 24는 냉장 장치의 배면을 도시한 도면이다. 도 25는 냉장 장치의 일 실시예에 따른 단면도이고, 도 26은 냉장 장치에 다른 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 23에 도시된 바를 참조하면 냉장 장치(100)는 외장 하우징(100a) 내부에 설치되는 냉동기(100b), 냉각팬(115), 냉장 공간(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다. 냉동기(100b)는 냉각 사이클에 따라 냉기를 생성하여 냉장 공간(160)에 공급할 수 있다. 냉동기(100b)는 증발기(110), 압축기(130), 응축기(140), 팽창 밸브(150) 및 이들을 연결하는 냉매 통로(119, 121, 131, 141, 151)를 포함할 수 있다.
증발기(110)는 유로(111a)가 형성된 냉매 증발부(111) 및 상 전이 물질(112)을 수용하는 상 전이 물질 수용부(113)를 포함할 수 있다. 유로(111a)에서는 냉매가 잠열을 흡수하여 증발하면서 냉기를 방출할 수 있다. 상 전이 물질 수용부(113)의 상 전이 물질(112)은 냉매 증발부(111)에 직접 접하면서 냉매의 잠열 흡수에 따라 냉각되면서 상이 변화할 수 있다. 이 경우 상 전이 물질(112)는 방출되는 냉기를 축적할 수도 있다. 유로(111a)에서 방출된 냉기는 상 전이 물질(112)을 통하여 방출되거나 또는 상 전이 물질(112)에 축적된 후 상 전이 물질(112)에 의해 방출될 수 있다.
일 실시예에 의하면 증발기(110)는 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이 냉장 장치(100)의 배면(108)에 설치될 수 있다. 증발기(110)는 냉장 장치(100)의 외부 하우징(100a) 내측면에 설치되어 외부로 노출되지 않을 수 있다. 다른 실시예에 의하면 증발기(110)는 도 26에 도시된 바와 같이 냉장 장치(100)의 상부(108a)에 설치될 수도 있다.
도 23 내지 도 26에 도시된 바와 같이 방출된 냉기는 냉각팬(115)에 의해 유도되어 냉장 공간(160) 내부로 유입될 수 있다. 냉각팬(115)은 냉각팬(115)의 회전 축과 연결된 모터에 의하여 회전 동력을 전달받고, 전달받은 회전 동력에 따라 회전함으로써 냉기를 냉장 공간(160) 내부로 송풍시킬 수 있다. 모터의 회전 속도에 따라 냉각팬(115)의 회전 속도는 변화할 수 있다. 이 경우 모터의 회전 속도를 제어하여 냉장 공간(160)으로 유입되는 냉기의 양이나 냉기의 전달 속도를 제어할 수 있다. 냉각팬(115)을 회전시키는 모터로는 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 종류의 모터가 채용될 수 있다.
냉장 공간(160)은 복수의 외장 프레임(161)으로 둘러싸여 형성될 수 있으며, 냉장 공간(160)에는 물체(98)가 수납될 수 있다. 수납된 물체(98)는 냉기에 의해 냉각 또는 냉동될 수 있다. 냉장 공간(160)에는 냉기가 유입되는 냉기 배출구(163)가 마련될 수 있다. 냉각팬(115)에 의해 유도된 냉기는 냉기 배출구(163)를 통하여 냉장 공간(160) 내부로 유입될 수 있다. 일 실시예에 의하면 냉장 공간(160)에는 제어부(170)의 제어 또는 도어(101, 102)의 개폐 등에 따라 내부 공간(161)에 빛을 조사하는 발광 수단(164)을 포함할 수 있다. 발광 수단(164)으로는 엘이디(LED, light emitting diode) 조명 등과 같은 다양한 종류의 조명 장치가 이용될 수 있다.
냉장 공간(160)에는 냉장 공간(160) 내부의 온도를 측정하기 위한 온도 감지 센서(165)가 설치될 수 있다. 온도 감지 센서(165)는 냉장 공간(160) 내부의 온도에 따라 전기적 신호를 출력하여 제어부(170)로 전달할 수 있다. 이에 따라 제어부(170)는 냉장 공간(160) 내부의 온도에 따라 증발기(110), 압축기(130), 응축기(140) 및 팽창 밸브(150) 등에 의해 구현되는 냉각 사이클을 조절할 수 있다.
도 25 및 도 26에 도시된 바를 참조하면 증발기(110)에서 방출된 냉기는 냉기 통로(116)를 통해 이동하면서 하나 또는 둘 이상의 냉기 배출구(163a, 163b, 163e, 163f)를 통해 제1 냉장 공간(160a)으로 배출될 수 있다. 이 경우 냉기 통로(116)는 제2 냉장 통로(160b)까지 연장되어 있을 수 있으며, 증발기(110)에서 방출된 냉기는 냉기 통로(116) 및 제2 냉장 통로(160b)에 마련된 냉기 배출구(163c, 163d, 163g, 163h, 163i)를 통해 제2 냉장 공간(160b) 내부로 유입될 수도 있다.
도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이 증발기(110)의 유로(111a)를 통과하면서 증발된 냉매는 냉매 통로(119)를 통하여 압축기(130)로 전달될 수 있다. 냉매 통로는 관의 형상을 가질 수 있다. 압축기(130)는 증발된 냉매를 고온 고압의 기체로 만들 수 있다. 이를 위해 압축기(130)는 모터를 포함할 수 있다. 압축기(130)는 제어부(170)의 제어에 따라 동작할 수 있다. 고온 고압의 기체는 압축기와 연결된 냉매 통로(131)를 통하여 응축기(140)로 전달될 수 있다. 압축기(130)는 냉장 장치(100)의 배면(108)에 설치될 수 있다.
응축기(140)는 냉매를 고온 고압의 액체로 액화시키고, 냉매는 액화하면서 열을 외부로 방출하게 된다. 응축기(140) 주변에는 냉매의 액화에 따라 방출되는 열을 분산시키기 위한 팬이 마련될 수 있다. 응축기(140)에서 응축된 냉매는 냉매 통로(141)를 통하여 팽창 밸브(150)로 전달될 수 있다. 응축기(140)는 냉장 장치(100)의 배면(108)에 설치될 수 있다.
팽창 밸브(150)는 냉매의 압력과 온도를 낮추면서 증발기(110)로 유입되는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 팽창 밸브(150)는 제어부(170)의 제어 신호에 따라 증발기(110)로 유입되는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 팽창 밸브(150)에서 토출된 냉매는 냉매 통로(151)를 통하여 증발기(110)로 다시 유입될 수 있다.
제어부(170)는 냉장 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 압축기(130) 또는 팽창 밸브(150) 등으로 제어 신호를 전송하여 냉각 사이클을 제어함으로써 냉장 공간(160) 내부의 온도를 조절할 수 있다. 제어부(170)는 온도 감지 센서(165)에서 전달되는 전기적 신호를 기초로 냉각 사이클과 관련된 제어 신호를 생성함으로써 냉장 공간(160)의 내부 온도에 따라서 냉각 사이클을 제어할 수도 있다. 또한 제어부(170)는 냉각팬(115)과 연결된 모터에 제어 신호를 전달하여 냉각팬(115)의 동작을 제어할 수도 있다.
일 실시예에 의하면 제어부(170)는 상 전이 물질(112)의 상이 변화하는 시점까지 냉동기(100b)가 동작하도록 냉동기(100b)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어 상 전이 물질(112)이 물인 경우, 제어부(170)는 물이 응고될 때까지 냉동기(100b)가 동작하도록 제어할 수 있다. 이 경우 필요에 따라서 상 전이 물질(112)의 상태를 감지하기 위한 별도의 감지 수단이 상 전이 물질 수용부(113)의 외부에 설치될 수도 있다. 여기서 상 전이 물질(112)의 상태는 상 전이 물질(112)의 상, 상 전이 물질(112)의 온도나 부피 등을 포함할 수 있다. 상 전이 물질(112)의 상태를 감지하기 위한 별도의 감지 수단은 온도 센서를 포함할 수도 있다. 물론 제어부(170)는 연산 과정을 통해 상 전이 물질(112)의 상태를 추정하고 추정 결과에 따라서 냉동기(100b)의 동작을 제어할 수도 있다.
다른 실시예에 의하면 제어부(170)는 냉장 공간(160) 내부의 온도에 따라서 냉동기(100b)의 동작을 제어할 수도 있다.
구체적으로 제어부(170)는 냉장 공간(160) 내부의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 냉동기(100b)를 동작하도록 제어 신호를 생성할 수도 있다. 이 경우 제어부(170)는 온도 감지 센서(165)에서 전달된 전기적 신호에 따라 냉장 공간(160) 내부의 온도가 설정 온도에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 설정 온도는 냉장 장치(100)의 설계자에 의해 미리 결정된 것일 수도 있고, 사용자에 의해 미리 결정된 것일 수도 있다. 설정 온도는 필요에 따라 변경될 수도 있다.
또한 제어부(170)는 냉장 공간(160) 내부의 온도가 미리 정의된 가동 온도보다 높은 경우 동작을 중지한 냉동기(100b)가 동작하도록 제어 신호를 생성하여 냉동기(100b)로 전달할 수도 있다. 이 경우 제어부(170)는 온도 감지 센서(165)에서 전달된 전기적 신호에 따라 냉장 공간(160) 내부의 온도가 가동 온도보다 높은지 판단할 수 있다. 가동 온도는 냉장 장치(100)의 설계자에 의해 미리 결정된 것일 수도 있고, 사용자에 의해 미리 결정된 것일 수도 있다. 가동 온도 역시 필요에 따라 변경될 수도 있다.
제어부(170)는 냉동기(100b)의 동작에 따라서 냉각팬(115)의 동작 여부를 결정하고, 결정 결과에 따라 냉각팬(115)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(170)는 냉동기(100b)의 동작이 종료되면 냉각팬(115)의 동작 역시 종료하도록 제어할 수 있다. 실시예에 따라서 제어부(170)는 냉동기(100b)가 동작을 종료하더라도 냉각팬(115)은 계속하여 동작하도록 냉각팬(115)을 제어할 수도 있다.
또한 제어부(170)는 냉장 공간(160) 내부의 온도에 따라서 냉각팬(115)의 동작 여부를 결정하고, 결정 결과에 따라 냉각팬(115)의 동작을 제어할 수도 있다. 예를 들어 제어부(170)는 냉장 공간(160)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하였는지를 판단하고, 냉장 공간(160)의 내부 온도가 설정 온도에 도달하면 냉각팬(115)이 동작을 종료하도록 제어할 수도 있다. 실시예에 따라서 제어부(170)는 냉장 공간(160)의 내부 온도가 설정 온도에 도달한 이후에도 냉각팬(115)이 동작하도록 냉각팬(115)을 제어할 수도 있다.
또한 제어부(170)는 상 전이 물질의 상태에 따라서 냉각팬(115)의 동작 여부를 결정하고, 결정 결과에 따라 냉각팬(115)의 동작을 제어할 수도 있다. 예를 들어 제어부(170)는 상 전이 물질(112)의 온도가 이미 정의된 온도보다 높은 경우 냉각팬(115)의 동작을 종료하도록 제어할 수도 있고, 상 전이 물질(112)의 온도가 미리 정의된 온도보다 낮은 경우 냉각팬(115)이 가동되도록 냉각팬(115)을 제어할 수도 있다. 상 전이 물질(112)의 상태는 상 전이 물질(112)의 상, 상 전이 물질(112)의 온도나 부피 등을 포함할 수 있다.
제어부(170)는 하나 또는 둘 이상의 반도체칩 및 반도체칩이 설치된 기판 등을 이용하여 구현한 것일 수 있다. 제어부(170)는 마이크로 제어 유닛(MCU, micro controller unit)에 의해 구현될 수 있다. 마이크로 제어 유닛은 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit), 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치 및 하나 이상의 포트 등의 여러 모듈을 하나 또는 그 이상의 칩으로 구현한 제어 장치를 의미한다. 마이크로 제어 유닛은 각종 연산을 수행하여 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 가전 기기의 각 부품에 전달하여 가전 기기 전반의 동작을 제어할 수 있다.
입력부(171)는 냉장 장치(100)와 관련된 각종 지시를 사용자로부터 입력받을 수 있다. 입력부(171)는 각종 물리 버튼, 노브, 트랙볼, 트랙패드, 터치 패드 및 터치 스크린 중 적어도 하나를 이용하여 구현된 것일 수도 있다.
표시부(172)는 냉장 장치(100)와 관련된 다양한 정보를 표시하여 사용자에게 제공할 수 있다. 표시부(172)는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널, 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Display, OLED) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Display, LED) 패널 및 터치 패널 중 적어도 하나를 채용한 것일 수 있다.
전원 공급부(173)는 상용 전원을 입력받고 입력받은 상용 전원을 정류하여 냉장 장치(100)에 필요한 전압 및 전류의 전기를 획득하고 획득한 전압 및 전류를 냉장 장치(100)의 각 부품에 전달할 수 있다.
이외에도 냉장 장치(100)는 제어부(170)의 동작을 보조하거나 또는 각종 정보를 저장하기 위한 저장 장치를 더 포함할 수도 있다. 저장 장치는 반도체 저장 장치 및 자기 디스크 저장 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하 냉장 장치를 제어하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
냉장 장치의 제어 방법은 냉장 공간 및 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기를 포함하는 냉장 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 냉장 장치의 제어 방법은 증발기의 냉매 증발부에 냉매가 유입되고 냉매가 증발하는 단계, 냉매가 흡수하는 잠열에 따라 냉매 증발부에 부착된 상 전이 물질 수용부에 수용된 상 전이 물질의 상이 변화하는 단계 및 설정 시점까지 상기 냉동기가 동작하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 설정 시점은 상 전이 물질의 상이 변화하는 시점 및 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달하는 시점 중 적어도 하나일 수 있다.
이하 냉장 장치를 제어하는 방법에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
먼저 도 27 내지 도 29를 참조하여 냉장 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예에 대해서 설명한다. 도 27은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예를 도시한 흐름도이고, 도 28은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 그래프이다. 도 28은 일 순환에 대략 80분이 소요되는 냉장 장치의 제어 방법의 제1 실시예에서의 온도 변화를 그래프로 도시한 것이다. 도 28의 위에 도시된 선은 냉장 공간(160)의 온도 변화를 도시한 것이고, 아래에 도시된 선은 상 전이 물질(112)의 온도 변화를 도시한 것이다. 도 29는 냉장 장치를 제어하는 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 27 및 도 29에 도시된 바와 같이 냉장 장치(100)의 가동에 따라서 냉동기(100b)의 동작이 개시되고(s200), 이에 따라 냉매가 증발기(110)에 유입될 수 있다(s201). 여기서 증발기(110)는 냉매가 증발하는 유로(111a)가 형성된 냉매 증발부(111) 및 냉매 증발부(111)와 결합되고 냉매가 흡수하는 잠열에 따라 상이 변화되는 상 전이 물질(112)을 수용하는 상 전이 물질 수용부(113)을 포함할 수 있다. 또한 상 전이 물질(112)은 유로(111a)와 직접 접촉하고 있을 수 있다.
한편 냉동기(100b)가 동작을 개시(s200)하거나 또는 냉매가 증발기(110)에 유입(s201)되는 경우 도 29에 도시된 바와 같이 냉각팬(115)도 함께 동작을 개시할 수 있다(s201). 냉각팬(115)은 실시예에 따라서 냉매가 증발하는 시점부터 동작할 수도 있다.
냉매는 유로(111a) 내에서 잠열을 흡수하면서 증발하고(s202), 냉매의 증발에 따라 발생된 냉기는 상 전이 물질에 유입되어 축적되거나 또는 외부로 방사될 수 있다(s203). 도 28에 도시된 바를 참조하면 초기에는 상 전이 물질(112)이 냉매로 열을 전달하여 급격히 냉각될 수 있다. 한편 냉장 공간(160)의 온도는 냉매에서 방출된 냉기가 상 전이 물질(112)에 축적되므로 상대적으로 천천히 냉각될 수 있다.
상 전이 물질(112)이 응고되는 것과 같이 상 전이 물질(112)의 상이 변화하면(204, 도 28의 (X)), 냉동기(100b)가 동작을 종료할 수 있다(s205). 이 경우에도 도 29에 도시된 바와 같이 냉각팬(115)은 계속해서 동작하고 있을 수 있다(s206). 따라서 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기는 냉각팬(115)에 의해 계속해서 냉장 공간(160)으로 유입되고, 냉장 공간(160)은 냉동기(100b)가 동작하지 않는 경우에도 냉각될 수 있다(s207).
상 전이 물질(112)이 축적된 냉기를 모두 방출하여 상 전이 물질(112)의 상이 다시 변화하면(도 28의 (Y)), 냉각팬(115)은 동작을 종료할 수 있다(s208). 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기의 소진과 냉각팬(115)의 동작 종료에 따라서 냉장 공간(160) 내부의 온도는 상승하기 시작한다(s216).
만약 냉장 공간 내부의 온도가 미리 정의된 가동 온도에 도달하면(s211), 냉동기(100b)는 도 28 및 도 29에 도시된 바와 같이 다시 동작을 개시하고 냉매가 증발기(110)의 유로(111a)로 유입될 수 있다. 이에 따라 상술한 단계 s200 내지 단계 s210이 반복되면서(s209) 냉장 공간(160) 내부의 온도가 조절될 수 있다.
상술한 순환은 대략 80분 정도의 시간 동안에 수행될 수도 있다. 다시 말해서 냉장 장치의 제어 방법의 제1 실시예의 냉동기의 동작(s210)에서 다시 냉동기가 반복되어 동작할 때까지(209) 약 80분의 시간이 소요될 수 있다. 그러나 일 순환에 소요되는 시간은 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 또는 설계자의 선택, 냉장 장치(100)의 특징, 냉장 장치(100)의 동작 상태 등 다양한 상황에 따라 변경될 수 있다.
이하 도 30 내지 도 32를 참조하여 냉장 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 도 30은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예를 도시한 흐름도이고, 도 31은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 그래프이다. 도 31은 일 순환에 대략 90분이 소요되는 제2 실시예의 냉장 장치의 제어 방법에서의 온도 변화를 그래프로 도시한 것이다. 도 31의 위에 도시된 선은 냉장 공간(160)의 온도 변화를 도시한 것이고, 아래에 도시된 선은 상 전이 물질(112)의 온도 변화를 도시한 것이다. 도 32는 냉장 장치를 제어하는 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 30 내지 도 32에 도시된 바와 같이 냉장 장치(100)의 가동에 따라서 냉동기(100b)의 동작이 개시되고(s220), 냉매가 증발기(110)의 유로(111a)에 유입될 수 있다(s221). 증발기(110)는 냉매가 증발하는 유로(111a)가 형성된 냉매 증발부(111) 및 냉매 증발부(111)와 결합되고 냉매가 흡수하는 잠열에 따라 상이 변화되는 상 전이 물질(112)을 수용하는 상 전이 물질 수용부(113)을 포함할 수 있으며, 상 전이 물질(112)은 유로(111a)와 직접 접촉하고 있을 수 있다.
냉동기(100b)가 동작을 개시(s220)하거나 또는 냉매가 증발기(110)에 유입되는 경우 도 32에 도시된 바와 같이 냉각팬(115)도 함께 동작을 개시할 수 있다(s221).
냉매는 유로(111a) 내에서 잠열을 흡수하면서 증발하고(s222), 냉매의 증발에 따라 발생된 냉기는 상 전이 물질(112)에 유입되어 축적되거나 또는 외부로 방사될 수 있다(s223). 도 31에 도시된 바를 참조하면 초기에는 상 전이 물질(112)이 냉매로 열을 전달하여 급격히 냉각될 수 있다. 한편 냉장 공간(160)의 온도는 냉매에서 방출된 냉기가 상 전이 물질(112)에 축적되므로 초기에는 상대적으로 상 전이 물질(112)보다 천천히 냉각되다가 상 전이 물질(112)의 상 전이에 따라서 급격하게 냉각될 수 있다.
냉동기(100b)는 설정 온도에 도달할 때까지 지속적으로 동작하고 증발기(110)에서는 계속해서 냉기가 방출될 수 있다(224). 냉동기(100b)는 상 전이 물질(112)의 상이 변화하는 경우에도 지속적으로 동작할 수 있다. 상 전이 물질(112)은 상이 변화된 이후에도 냉매에서 방출되는 냉기에 의해 계속해서 냉각될 수 있다.
냉장 공간(160) 내부의 온도가 설정 온도, 일례로 도 28에 도시된 바와 같이 섭씨 1도에 도달하면(s225), 냉동기(100b)는 동작을 종료할 수 있다. 이 경우 도 33에 도시된 바와 같이 냉각팬(115)도 함께 동작을 종료할 수 있다(s226).
냉장 공간(160) 내부의 온도는 냉동기(100b) 및 냉각팬(115)의 동작 종료에 따라 도 31에 도시된 바와 같이 상승할 수 있다(s228). 한편 상 전이 물질(112)에는 냉매로부터 전달된 냉기가 축적되어 있으므로 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기는 냉장 공간(160) 내부로 공급될 수 있다. 따라서 냉장 공간(160) 내부의 온도는 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기가 공급되지 않을 때보다 더욱 느리게 상승할 수 있다. 따라서 냉동기(100b)의 가동 기간이 길어지게 되므로 냉동기(100b)에 소모되는 전력이 감소될 수 있다. 또한 냉동기(100b)의 동작 회수가 상대적으로 감소하므로 냉동기(100b)의 각 부품의 감가 상각 역시 감소될 수 있다.
만약 냉장 공간 내부의 온도가 상승하여 미리 정의된 가동 온도, 일례로 섭씨 5도에 도달하면(s219), 냉동기(100b)와 냉각팬(115)은 도 31 및 도 32에 도시된 바와 같이 다시 동작을 개시하고 냉매가 증발기(110)의 유로(111a)로 유입될 수 있다. 이에 따라 상술한 단계 s220 내지 단계 s228이 반복되면서(s227) 냉장 공간(160) 내부의 온도가 조절될 수 있다.
냉장 장치의 제어 방법의 제2 실시예의 일 순환에 소요되는 시간은 상술한 냉장 장치의 제어 방법의 제1 실시예의 일 순환에 소요되는 시간과 상이할 수 있다. 예를 들어 냉장 장치의 제어 방법의 제2 실시예의 냉동기의 동작(s220)에서 다시 냉동기가 반복되어 동작하기까지(s227) 제1 실시예의 경우보다 더 긴 대략 90분의 시간이 소요될 수 있다. 그러나 일 순환에 소요되는 시간은 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 또는 설계자의 선택, 냉장 장치(100)의 특징, 냉장 장치(100)의 동작 상태 등 다양한 상황에 따라 변경될 수 있다.
이하 도 33 내지 도 35를 참조하여 냉장 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예에 대해서 설명한다. 도 33은 냉장 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예를 도시한 흐름도이고, 도 34는 냉장 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 그래프이다. 도 34는 일 순환에 대략 90분이 소요되는 제3 실시예의 냉장 장치의 제어 방법에서의 온도 변화를 그래프로 도시한 것이다. 도 34의 위에 도시된 선은 냉장 공간(160)의 온도 변화를 도시한 것이고, 아래에 도시된 선은 상 전이 물질(112)의 온도 변화를 도시한 것이다. 도 35는 냉장 장치를 제어하는 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 33을 참조하면 냉장 장치(100)의 가동에 따라서 냉동기(100b)의 동작이 개시되고(s230), 냉매가 증발기(110)의 유로(111a)에 유입될 수 있다(s231). 여기서 증발기(110)는 냉매가 증발하는 유로(111a)가 형성된 냉매 증발부(111) 및 냉매 증발부(111)와 결합되고 냉매가 흡수하는 잠열에 따라 상이 변화되는 상 전이 물질(112)을 수용하는 상 전이 물질 수용부(113)을 포함할 수 있으며, 상 전이 물질(112)은 유로(111a)와 직접 접촉하고 있을 수 있다.
냉동기(100b)가 동작을 개시(s230)하거나 또는 냉매가 증발기(110)에 유입되는 경우 도 35에 도시된 바와 같이 냉각팬(115)도 함께 동작을 개시할 수 있다(s231).
냉매는 유로(111a) 내에서 잠열을 흡수하면서 증발하고, 냉매의 증발에 따라 발생된 냉기는 상 전이 물질(112)에 유입되어 축적되거나 또는 외부로 방사될 수 있다(s232). 도 34에 도시된 바를 참조하면 초기에는 상 전이 물질(112)이 냉매로 열을 전달하여 급격히 냉각될 수 있다. 냉장 공간(160)의 온도는 냉매에서 방출된 냉기가 상 전이 물질(112)에 축적되므로 초기에는 상대적으로 천천히 냉각될 수 있다.
냉동기(100b)는 설계자 또는 사용자가 설정한 설정 온도에 도달할 때까지 지속적으로 동작하고, 증발기(110)는 계속해서 냉기를 방출할 수 있다(233). 상술한 경우와 동일하게 냉동기(100b)는 상 변이 물질(112)의 상이 변화를 개시하거나 또는 변화하는 도중에도 지속적으로 동작하여 냉기를 방출하도록 할 수 있다. 상 전이 물질(112)은 상이 변화된 이후에도 냉동기(100b)의 동작에 따라 냉매에서 방출되는 냉기에 의해 계속해서 냉각될 수 있다.
냉장 공간(160) 내부의 온도가 설정 온도, 일례로 도 34에 도시된 바와 같이 섭씨 1도에 도달하면(s234), 냉동기(100b)는 동작을 종료할 수 있다(s235). 이때 냉동기(100b)의 동작 종료에도 불구하고 도 35에 도시된 바와 같이 냉각팬(115)은 계속해서 동작할 수 있다(s236).
상 전이 물질(112)에는 냉기가 축적되어 있으므로, 냉동기(100b)가 동작을 종료한 이후에도 증발기(110)에서는 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기가 방출될 수 있다(s237). 냉각팬(115)은 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기를 지속해서 냉장 공간(160) 내부로 유입시킬 수 있다. 이 경우 냉각팬(115)이 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기를 냉장 공간(160) 내부로 유입하므로 냉장 공간(160) 내부의 온도는 천천히 상승하거나 또는 일정 기간 동안 상승하지 않을 수도 있다.
냉각팬(115)은 일정한 조건 하에서 동작을 중단할 수 있다(s238, s239). 예를 들어 냉각팬(115)은 상 전이 물질(112)의 온도에 따라 동작을 중단할 수도 있다. 보다 구체적으로 상 전이 물질(112)의 온도가, 설계자 또는 사용자에 의해 미리 정의된 온도보다 상승한 경우(s238) 냉각팬(115)은 동작을 종료할 수 있다(s239). 실시예에 따라서 냉각팬(115)은 일정한 시간이 경과한 후에 동작을 중단할 수도 있고, 냉장 공간(160) 내부의 온도의 변화에 따라서 동작을 중단할 수도 있다. 냉각팬(115)은 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기가 모두 소진된 것으로 판단되는 경우 동작을 중단할 수도 있다.
냉각팬(115)의 동작이 종료되면 냉장 공간(160) 내부의 온도는 도 34에 도시된 바와 같이 보다 급격하게 상승하기 시작한다(s241). 실시예에 따라서 만약 상 전이 물질(112)에 냉매로부터 전달된 냉기가 여전히 축적되어 있다면 상 전이 물질(112)에 축적된 냉기가 냉장 공간(160) 내부로 공급되어 온도 상승 속도를 늦출 수도 있다.
만약 냉장 공간 내부의 온도가 상승하여 미리 정의된 가동 온도, 일례로 섭씨 5도에 도달하면(s242), 냉동기(100b)와 냉각팬(115)은 도 34 및 도 35에 도시된 바와 같이 다시 동작을 개시할 수 있다. 이에 따라 상술한 단계 s230 내지 단계 s242가 반복되면서(s240) 냉장 공간(160) 내부의 온도가 조절될 수 있다.
제3 실시예에 따른 냉장 장치의 제어 방법의 일 순환 동안 소요되는 시간은 상술한 제1 실시예에 따른 냉장 장치의 제어 방법의 일 순환 동안 소요되는 시간과 상이할 수 있다. 예를 들어 제3 실시예에 따른 냉장 장치의 제어 방법의 냉동기의 동작(s230)에서 다시 냉동기가 반복되어 동작할 때까지(s240), 제1 실시예에 따른 냉장 장치의 제어 방법의 일 순환과는 상이하게, 대략 90분의 시간이 소요될 수 있다. 그러나 일 순환에 소요되는 시간은 이에 한정되는 것은 아니며 사용자 또는 설계자의 선택, 냉장 장치(100)의 특징, 냉장 장치(100)의 동작 상태 등 다양한 상황에 따라 변경될 수 있다.
이상 설명된 냉장 장치의 제어 방법은 냉각 사이클을 이용하여 피냉각체를 냉각 또는 냉동시키는 다양한 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어 상술한 냉장 장치의 제어 방법은 공조 장치를 제어하는 방법에도 동일하거나 일부 변형하여 적용될 수도 있다.
1 : 증발기 2 : 냉매 증발부
3 : 유로 4 : 상 전이 물질 수용부
5 : 수용 공간 6 : 상 전이 물질
10, 20, 30, 40 : 증발기
10a, 20a, 20b, 30a, 40a, 40b : 상 전이 물질 수용부
11, 21, 32, 42 : 냉매 증발부 100 : 냉장 장치
110 : 증발기 130 : 압축기
140 : 응축기 150 : 팽창 밸브
160 : 냉장 공간 170 : 제어부

Claims (31)

  1. 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부;
    상기 냉매 증발부에 설치되고, 상 전이 물질을 수용하는 상전이물질수용부; 및
    상기 유로에 대응하여 상기 상 전이 물질 수용부에 마련되고 외부 방향으로 돌출되어 내측에 공간을 형성하는 돌출부;를 포함하되, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하는 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상 전이 물질 수용부는 상기 냉매 증발부의 복수의 외면 중 적어도 일 면에 설치되는 증발기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상 전이 물질 수용부는 상기 돌출부가 형성되는 외면 하우징 및 상기 외면 하우징 내측에 마련되고 상기 상 전이 물질을 수용하는 수용 공간을 포함하는 증발기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상 전이 물질 수용부는 상기 외면 하우징과 상기 냉매 증발부의 경계 주변에 마련되고, 상기 외면 하우징과 상기 냉매 증발부를 결합시켜 상기 수용 공간을 밀폐시키는 측면 하우징을 더 포함하는 증발기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상 전이 물질 수용부는 상기 측면 하우징을 관통하여 상기 수용 공간과 연결되고 상기 수용 공간에 주입되는 상기 상 전이 물질이 통과하는 주입구를 더 포함하는 증발기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상 전이 물질 수용부는 상기 측면 하우징을 관통하여 상기 수용 공간과 연결되고 상기 수용 공간 내부의 공기를 배출하는 공기 배출구를 더 포함하는 증발기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 수용 공간에 마련되고 상기 외면 하우징과 상기 냉매 증발부를 결합 및 고정시키는 결합부;를 더 포함하는 증발기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상 전이 물질은 섭씨 0도 이하에서 액체 상태에서 고체 상태로 변화되는 증발기.
  9. 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부; 및
    상기 냉매 증발부에 설치되고 외면 하우징 및 상기 외면 하우징 내측에 마련되고 상기 상 전이 물질을 수용하는 수용 공간이 마련된 상 전이 물질 수용부;를 포함하되, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하고, 상기 외면 하우징은 상기 냉매 증발부의 반대 방향의 외면이 평평한 형상을 갖는 증발기.
  10. 냉장 공간;
    냉매를 순환시켜 상기 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기; 및
    상기 냉동기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부, 상기 냉매 증발부에 설치되고 상 전이 물질을 수용하는 상 전이 물질 수용부 및 상기 유로에 대응하여 상기 상 전이 물질 수용부에 마련되고 외부 방향으로 돌출되어 내측에 공간을 형성하는 돌출부를 포함하고, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하는 냉장 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉동기는 상기 증발기에서 배출된 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기 및 상기 응축된 냉매를 상기 증발기로 주입하는 팽창 밸브를 더 포함하는 냉장 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상 전이 물질의 상이 변화되는 시점까지 상기 냉동기를 동작시키는 냉장 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달하는 시점까지 상기 냉동기를 동작시키는 냉장 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 냉장 공간은 상기 상 전이 물질에 축적된 냉각 에너지에 의해 내부 온도의 상승이 지연되는 냉장 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉장 공간의 온도가 미리 정의된 가동 온도보다 높은 경우 상기 냉동기를 동작시켜 상기 냉장 공간에 냉기를 공급하도록 제어하는 냉장 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 냉장 공간에 상기 냉기를 송풍시켜 공급하는 냉각팬;을 더 포함하는 냉장 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 상기 냉각팬을 동작시키는 냉장 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉동기의 동작에 따라서 상기 냉각팬을 동작시키는 냉장 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 냉동기의 동작이 종료된 후에도 상기 냉각팬을 동작시키는 냉장 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상 전이 물질의 온도가 미리 정의된 온도보다 높은 경우 상기 냉각팬의 동작을 종료시키는 냉장 장치.
  21. 제10항에 있어서,
    상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 접하는 냉장 장치.
  22. 냉장 공간;
    냉매를 순환시켜 상기 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기; 및
    상기 냉동기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부 및 상기 냉매 증발부에 설치되고 상기 냉매 증발부의 반대 방향의 외면이 평평한 형상을 갖는 외면 하우징 및 상기 외면 하우징 내측에 마련되고 상기 상 전이 물질을 수용하는 수용 공간이 마련된 상 전이 물질 수용부를 포함하고, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하는 냉장 장치.
  23. 냉장 공간 및 상기 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기를 포함하되, 상기 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부, 상기 냉매 증발부에 설치되고 상 전이 물질을 수용하는 상 전이 물질 수용부 및 상기 유로에 대응하여 상기 상 전이 물질 수용부에 마련되고 외부 방향으로 돌출되어 내측에 공간을 형성하는 돌출부를 포함하되, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하는 냉장 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 증발기의 냉매 증발부에 냉매가 유입되고 상기 냉매가 증발하는 단계;
    상기 냉매가 흡수하는 잠열에 따라 상기 냉매 증발부에 부착된 상 전이 물질 수용부에 수용된 상 전이 물질의 상이 변화하는 단계;
    설정 시점까지 상기 냉동기가 동작하는 단계;를 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 설정 시점은 상기 냉매가 잠열을 흡수함에 따라 상 전이 물질의 상이 변화되는 시점 및 상기 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달하는 시점 중 적어도 하나를 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 냉장 공간의 온도가 미리 정의된 온도보다 높은 경우 상기 냉동기가 동작을 개시하는 단계;를 더 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 냉장 공간에 냉기를 송풍시켜 공급하는 냉각팬이 동작하는 단계;를 더 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 냉각팬이 상기 냉장 공간의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 동작하는 단계;를 더 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 냉동기의 동작이 종료되면 상기 냉각팬이 동작을 종료하는 단계;를 더 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 냉동기의 동작이 종료된 후에도 상기 냉각팬이 추가로 동작하는 단계;를 더 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 상 전이 물질의 온도가 미리 정의된 온도보다 높은 경우 상기 냉각팬이 동작을 종료하는 단계;를 더 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
  31. 냉장 공간 및 상기 냉장 공간에 공급되는 냉기를 생성하는 증발기를 포함하는 냉동기를 포함하되, 상기 증발기는 냉매가 증발하는 유로가 형성된 냉매 증발부 및 상기 냉매 증발부에 설치되고 상기 냉매 증발부의 반대 방향의 외면이 평평한 형상을 갖는 외면 하우징 및 상기 외면 하우징 내측에 마련되고 상기 상 전이 물질을 수용하는 수용 공간이 마련된 상 전이 물질 수용부를 포함하고, 상기 상 전이 물질은 상 전이 물질 수용부 내에서 상기 냉매 증발부의 외면에 직접 접하는 냉장 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 증발기의 냉매 증발부에 냉매가 유입되고 상기 냉매가 증발하는 단계;
    상기 냉매가 흡수하는 잠열에 따라 상기 냉매 증발부에 부착된 상 전이 물질 수용부에 수용된 상 전이 물질의 상이 변화하는 단계;
    설정 시점까지 상기 냉동기가 동작하는 단계;를 포함하는 냉장 장치의 제어 방법.
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