KR20160097648A - 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 저장 공간이 형성되는 캐비닛; 상기 저장 공간의 내부 일측에 설치되어, 상기 저장 공간을 냉각시키는 메인 증발기; 상기 저장 공간의 내부 타측에 설치되며, 심온 저장실을 정의하는 케이스; 상기 케이스 내부에 인출입 가능하게 수용되고, 음식물이 수납되는 드로어; 및 상기 케이스의 내부 후측에 제공되어, 상기 심온 저장실을 급속 냉각시키는 급속 냉각 모듈을 포함하고, 상기 급속 냉각 모듈은, 저온 저압의 2상 냉매가 흐르는 보조 증발기와, 발열면이 상기 보조 증발기의 표면에 부착되고, 흡열면이 상기 드로어 쪽을 향하여 상기 심온 저장실을 냉각하는 열전 소자를 포함할 수 있다.

Description

냉장고{Refrigerator}
본 발명은 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 도어에 의해 차폐되는 내부의 저장공간에 음식물을 저온 저장할 수 있도록 하는 가전 기기이다. 이를 위해 냉장고는 냉동사이클을 순환하는 냉매와의 열교환을 통해 발생하는 냉기를 이용하여 저장공간의 내부를 냉각함으로써 저장된 음식물들을 최적상태로 보관할 수 있도록 구성된다.
최근의 냉장고는 식생활의 변화 및 제품의 고급화의 추세에 따라 점차 대형화 다기능화되고 있는 추세이며, 사용자의 편의를 고려한 다양한 구조 및 편의장치를 구비한 냉장고가 출시되고 있다.
특히, 고기 또는 생선을 얼릴 때, 세포 내 얼음이 형성되는 빙결점 온도 대역을 빠른 시간 안에 지나가면, 세포 파괴를 최소화하여 해동 후에도 육질이 신선하게 유지되어 맛있는 요리를 할 수 있는 장점이 있다.
이러한 이유로, 냉장실 또는 냉동실 이외에 음식물을 단시간에 냉동실 온도보다 낮은 온도로 냉각시킬 수 있는 별도의 저장 공간에 대한 소비자 요구가 늘어나고 있다.
종래의 급속 냉각 기능이 구비된 냉장고의 경우, 냉동실의 후측에 장착된 냉동실 증발기에 열전 소자의 발열면이 부착되고, 열전 소자의 흡열면이 급냉실을 향하도록 설치하여, 급냉실의 온도를 냉동실 온도보다 더 낮출 수 있다. 이러한 종래의 구조에 의하면, 냉동실 증발기로 열이 전달되기 때문에, 냉동실 냉각에 불리한 단점이 있다.
뿐만 아니라, 냉동실 증발기와 열전 소자가 만들어 낼 수 있는 최대 온도차에 한계가 있어 급냉실의 냉기 토출 온도가 영하 40도 이하로 내려가기 어려운 단점이 있다.
한국공개특허 제10-2013-0049496(2013년 05월 14일)
본 발명은 상기의 종래 기술이 가지는 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 급냉실 온도를 섭씨 영하 50도까지 급속 냉각할 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 저장 공간이 형성되는 캐비닛; 상기 저장 공간의 내부 일측에 설치되어, 상기 저장 공간을 냉각시키는 메인 증발기; 상기 저장 공간의 내부 타측에 설치되며, 심온 저장실을 정의하는 케이스; 상기 케이스 내부에 인출입 가능하게 수용되고, 음식물이 수납되는 드로어; 및 상기 케이스의 내부 후측에 제공되어, 상기 심온 저장실을 급속 냉각시키는 급속 냉각 모듈을 포함하고, 상기 급속 냉각 모듈은, 저온 저압의 2상 냉매가 흐르는 보조 증발기와, 발열면이 상기 보조 증발기의 표면에 부착되고, 흡열면이 상기 드로어 쪽을 향하여 상기 심온 저장실을 냉각하는 열전 소자를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에 의하면, 심온실 전용 증발기를 지나는 냉매의 온도는 섭씨 영하 35도 정도이고, 열전 소자의 흡열면 온도는 섭씨 영하 30도 정도가 된다. 그리고, 열전 소자에 전류가 공급되면 열전 소자의 발열면과 흡열면의 온도차가 약 25도 정도 나게 되어, 열전 소자의 흡열면 온도는 섭씨 영하 55도 정도가 된다. 그리고, 심온실 냉기 온도는 약 섭씨 영하 50도까지 냉각될 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈이 구비된 냉장고의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 심온 저장실 시스템의 외관 사시도.
도 3은 심온 저장실 시스템의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈을 구성하는 보조 증발기의 구조를 보여주는 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 심온 저장실 시스템을 포함하는 냉장고의 냉매 순환 시스템을 개략적으로 보여주는 시스템도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 그리고, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 일예로서 냉동실이 냉장실의 하측에 제공되는 바텀 프리저 타입 냉장고를 설명하고 있으나, 이에 제한되지 않으며, 모든 종류의 냉장고에도 적용 가능함을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈이 구비된 냉장고의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈이 구비된 냉장고(1)는, 냉부에 저장 공간이 구비되는 본체(10)와, 상기 저장 공간을 선택적으로 개폐하는 도어(20) 및 상기 저장 공간에 수용되는 심온 저장실을 포함한다.
상세히, 상기 본체(10)의 내부 공간은 베리어(103)에 의하여 냉장실(12)과 냉동실(13)로 구획된다. 상기 베리어(103)의 연장 방향에 따라 상기 냉장실(12)과 냉동실(13)은 좌우 또는 상하 방향으로 배치된다. 예컨대, 상기 베리어(103)가 가로 방향으로 놓이면 상기 냉동실(13)의 상측 또는 하측에 냉장실(12)이 형성되며, 본 실시예에서는 상기 냉장실(12)이 냉동실(13)의 상측에 배치되는 구조이다. 또는, 상기 베리어(103)가 수직하게 놓이면 상기 냉장실(12)과 냉동실(13)은 좌우측에 나란히 배치될 수 있다.
또한, 상기 심온 저장실은 상기 냉동실(13)의 일측 모서리에 구비될 수 있으며, 상기 심온 저장실에는 음식물을 저장하는 서랍 어셈블리(30)와, 상기 서랍 어셈블리(30)를 급속 냉동하기 위한 급속 냉각 모듈(40: 도 3 참조)이 구비된다. 상기 급속 냉각 모듈(40)은 상기 서랍 어셈블리(30)의 후단에 배치되며, 이에 대해서는 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.
한편, 상기 냉장실(12)은 냉장실 도어(21)에 의하여 선택적으로 개폐되는데, 단일의 도어 또는 도시된 바와 같이 한 쌍의 도어에 의하여 개폐 가능하다. 그리고, 상기 냉장실 도어(21)는 상기 본체(10)에 회동 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 냉동실(13)은 냉동실 도어(22)에 의하여 선택적으로 개폐되며, 바텀 프리저 타입 냉장고의 경우는 도시된 바와 같이 냉동실 도어(22)가 인출입 가능하게 제공될 수 있다. 즉, 냉동실 수납부가 서랍 형태로 제공될 수 있다.
한편, 상기 심온 저장실에는 상기 서랍 어셈블리(30)가 전후 방향으로 인출입 가능하게 수용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 심온 저장실 시스템의 외관 사시도이고, 도 3은 심온 저장실 시스템의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 심온 저장실 어셈블리는, 심온 저장실을 정의하는 서랍 어셈블리(30)와, 상기 심온 저장실 내부를 단시간에 냉동실 온도보다 낮은 온도로 냉각하는 급속 냉각 모듈(40)을 포함할 수 있다.
상세히, 상기 서랍 어셈블리(30)는, 냉장실(12) 또는 냉동실(13) 내부 일측에 고정 장착되고 내부에 심온 저장실을 정의하는 케이스(31)와, 상기 케이스(31) 내부에 인출입 가능하게 결합되는 드로어(32)를 포함한다. 더욱 상세히, 상기 케이스(31)는 적어도 전면이 개구된 육면체 형상으로 이루어질 수 있고, 측벽의 내주면에는 렝리 가이드(311)가 형성되어, 상기 드로어(32)의 인출입을가이드할 수 있다.
또한, 상기 드로어(32)는, 음식물을 수납할 수 있도록 상면이 개구되는 수납 박스(322)와, 상기 수납 박스(322)의 전면에 수직하게 결합되는 박스 도어(321) 및 상기 수납 박스(322)의 양 측벽 외주면에는 레일(323)이 각각 형성될 수 있다. 상기 레일(323)은 상기 레일 가이드(311)를 따라 전후 방향으로 이동하여, 상기 드로어(32)의 슬라이딩 이동을 가능하게 한다.
또한, 상기 수납 박스(322)이 후면에는 다수의 냉기홀(324)이 형성되어, 상기 급속 냉각 모듈(40)로부터 공급되는 냉기가 상기 수납 박스(322) 내부로 공급되고, 상기 수납 박스(322) 내부의 냉기가 상기 급속 냉각 모듈(40) 쪽으로 되돌아가도록 한다.
또한, 상기 박스 도어(321)의 전면에는 손잡이부(325)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 케이스(31)의 후면은 증발실 구획벽(14)에 밀착된다. 상기 증발실 구획벽(14)은, 상기 냉동실(13)의 내부 공간을 냉동 저장실과 증발실이 전후 방향으로 구획되도록 하는 벽으로서, 상기 캐비닛(10)의 후벽과 상기 증발실 구획벽(14) 사이에 형성되는 공간에 냉동실 증발기로 정의되는 메인 증발기(54)가 수용된다.
또한, 상기 급속 냉각 모듈(40)은 상기 케이스(31) 내부에 수용되고, 심온 증발실 커버(33)에 의하여 심온 저장실과 심온 증발실로 구획된다. 상세히, 상기 심온 증발실 커버(33)의 전방에 해당하는 상기 케이스(31)의 내부 공간이 심온 저장실로 정의되고, 상기 심온 증발실 커버(33)의 후방에 해당하는 상기 케이스(31)의 내부 공간이 심온 증발실로 정의될 수 있다.
그리고, 상기 심온 증발실 커버(33)의 전면에는 토출 그릴(331)과 흡입 그릴(332)이 각각 형성될 수 있다. 상기 토출 그릴(331)은 상기 흡입 그릴(332)보다 상측에 위치할 수 있고, 상기 심온 증발실에서 냉동실 온도보다 낮은 온도로 냉각된 냉기가 상기 심온 저장실로 토출되도록 한다. 그리고, 상기 심온 저장실 내부의 냉기는 상기 흡입 그릴(332)을 통하여 상기 심온 증발실로 되돌아 간다.
상기 급속 냉각 모듈(40)은 상기 심온 증발실에 수용된다. 그리고, 상기 급속 냉각 모듈(40)은, 심온 증발기로 정의되는 보조 증발기(45)와, 상기 보조 증발기(45)의 전면에 부착되는 열전 소자(Thermo Electric Metal,41)와, 상기 열전 소자(41)의 전면에 밀착되는 히트 싱크(42) 및 상기 히트 싱크(42)의 전방에 놓여서 냉기를 순환시키는 냉각팬(43)을 포함할 수 있다.
상기 열전 소자(41)는, 전류 공급에 의하여 일면에서는 흡열 현상이 일어나고 타면에서는 발열 현상이 일어나는 펠티어 효과를 이용하는 소자를 포함할 수 있다. 펠티어 효과는 2 종류의 급속 끝을 접속시키고 여기에 전류를 흘려보내면, 전류의 방향에 따라 한쪽 단자에서는 흡열 현상이 일어나고 다른 쪽 단자에서는 발열 현상이 일어나는 효과를 말한다. 그리고, 상기 열전 소자(41)에 공급하는 전류의 흐름 방향을 전환하면 흡열면과 발열면도 전환되며, 공급되는 전류의 양에 따라 흡열량과 발열량의 조절이 가능한 장점이 있다.
본 실시예에 따른 급속 냉각 모듈(40)은, 상기 열전 소자(41)의 흡열면이 상기 심온 저장실의 서랍 어셈블리(30) 쪽을 향하고, 발열면이 상기 보조 증발기(45) 쪽을 향하는 구조를 이룬다. 따라서, 상기 열전 소자(41)에서 발생되는 흡열 현상을 이용하여 상기 서랍 어셈블리(30)에 저장된 음식물을 섭씨 영하 50도 이하의 초저온 상태로 신속하게 냉각시키는데 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈을 구성하는 보조 증발기의 구조를 보여주는 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 급속 냉각 모듈(40)을 구성하는 보조 증발기(45)는 심온실 증발기로 정의될 수 있으며, 내부에 냉매가 흐르는 열교환기일 수 있다.
상세히, 상기 보조 증발기(45)는 프런트 케이스(451)와, 상기 프런트 케이스(451)의 배면에 밀착되어 결합되는 리어 케이스(452)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 프런트 케이스(451)의 배면과 상기 리어 케이스(452)의 전면 중 어느 일측 또는 양측에 구불구불한 미앤더 라인(meander line) 또는 지그재그 라인(zigzag line) 형태의 냉매 유로(455)가 형성될 수 있다. 상기 냉매 유로(455)는 일반 열교환기의 냉매 배관 기능을 수행하는 것으로서, 냉동 사이클의 팽창변을 통과한 저온 저압의 2상 냉매가 흐르게 된다.
또한, 상기 리어 케이스(452)의 일측에는 냉매가 유입되는 흡입 포트(453)가 형성되고 타측에는 냉매가 토출되는 토출 포트(454)가 형성된다. 구체적으로, 상기 흡입 포트(453)와 토출 포트(454)는 서로 마주보는 위치에 형성되되, 상기 리어 케이스(452)의 일측 가장자리에 위치하거나 대각선 방향으로 마주보는 방향에 위치할 수 있다.
예컨대, 도시된 바와 같이, 상기 흡입 포트(453)는 상기 리어 케이스(452)의 상측 모서리에 위치하고, 상기 토출 포트(454)는 상기 리어 케이스(453)의 하측 모서리들 중 상기 흡입 포트(453)와 대각선 방향으로 마주보는 모서리 쪽에 위치할 수 있다. 또는, 상기 흡입 포트(453)와 상기 토출 포트(454)가 대각선 방향으로 마주보는 위치에 형성되고, 상기 흡입 포트(453)가 상기 리어 케이스(452)의 하측에 위치하고, 상기 토출 포트(454)가 상기 리어 케이스(452)의 상측에 위치하는 것도 가능하다.
다른 예로서, 상기 흡입 포트(453)와 토출 포트(454)가 상기 리어 케이스(452)의 좌측 또는 우측 가장자리의 상하 측 모서리 부위에 각각 위치하는 것도 가능하다.
한편, 상기 보조 증발기(45)를 구성하는 상기 프런트 케이스(451)와 상기 리어 케이스(452)는 열전도율이 높은 알루미늄과 같은 금속 소재로 이루어질 수 있고, 브레이징(brazing) 용접에 의하여 서로 결합될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 심온 저장실 시스템을 포함하는 냉장고의 냉매 순환 시스템을 개략적으로 보여주는 시스템도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 심온 저장실 시스템은, 냉동실(13) 및 냉장실(12)로, 또는 냉동실(13)로만 냉기를 공급하기 위한 냉동실 증발기, 즉 메인 증발기(54)와, 상기 심온 저장실을 냉각하기 위한 심온 저장실 증발기, 즉 보조 증발기(45)가 각각 별도로 제공되는 것을 특징으로 한다.
상세히, 본 발명의 실시예에 따르 냉장고(1)의 냉매 순환 시스템은, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하는 압축기(50)와, 상기 압축기(50)를 통과한 냉매를 고온 고압의 액체 상태로 응축시키는 응축기(51)와, 상기 응축기(51)의 출구측에 제공되는 메인 팽창변(53)과, 상기 메인 팽창변(53)의 출구측에 연결되는 상기 메인 증발기(54)와, 상기 메인 팽창변(53)과 응축기(51)를 연결하는 냉매 배관(P)의 어느 지점에서 분지되어 상기 메인 팽창변(53)과 병렬 연결되는 보조 팽창변(55)과, 상기 보조 팽창변(55)의 출구측에 연결되는 상기 보조 증발기(45)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 메인 팽창변(53)과 상기 보조 팽창변(55)이 분지되는 지점에는 밸브(52)가 장착되어, 상기 응축기(51)를 통과하는 냉매가 상기 메인 팽창변(53)과 보조 팽창변(55)으로 나뉘어 흐르거나 어느 한 쪽으로만 흐르도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 캐비닛(10)은, 아우터 캐비닛(101)과, 인너 캐비닛(102) 및 상기 아우터 캐비닛(101)과 인너 캐비닛(102) 사이에 형성되는 단열층(101)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 냉장실(12) 및 상기 냉동실(13)은 상기 인너 캐비닛(102)과 상기 베리어(103)에 의하여 구획 정의된다. 그리고, 상기 인너 캐비닛(12)의 후벽으로부터 전방으로 이격되는 지점에 상기 증발실 구획벽(14)이 설치되어, 상기 심온실 저장 시스템이 놓이는 공간과 상기 메인 증발기(54)가 놓이는 공간이 구획된다. 그리고, 상기 메인 증발기(54)에 의하여 냉각되는 냉기는 상기 냉동실(13)로 공급된 뒤 다시 상기 메인 증발기(54) 쪽으로 되돌아간다. 그리고, 상기 메인 증발기(54)에 의하여 냉각되는 냉기는 상기 서랍 어셈블리(30) 내부로는 공급되지 않는다. 그리고, 상기 케이스(31)는 단열 소재로 이루어져 상기 냉동실(13)과 상기 수납 박스(322) 내부가 서로 열교환하지 못하도록 한다.
또한, 상기 열전 소자(41)의 발열면은 상기 보조 증발기(45)의 표면에 부착되어 냉각되고, 상기 열전 소자(41)의 흡열면에는 상기 히트 싱크(42)가 부착되어, 상기 히트 싱크(42)의 온도가 섭씨 영하 50도 이하로 냉각된다. 그리고, 상기 냉각팬(43)에 의하여 흡입되는 상기 심온 저장실의 냉기는 상기 히트 싱크(42)와 열교환하면서 섭씨 영하 50도까지 신속하게 냉각된다.

Claims (10)

  1. 저장 공간이 형성되는 캐비닛;
    상기 저장 공간의 내부 일측에 설치되어, 상기 저장 공간을 냉각시키는 메인 증발기;
    상기 저장 공간의 내부 타측에 설치되며, 심온 저장실을 정의하는 케이스;
    상기 케이스 내부에 인출입 가능하게 수용되고, 음식물이 수납되는 드로어; 및
    상기 케이스의 내부 후측에 제공되어, 상기 심온 저장실을 급속 냉각시키는 급속 냉각 모듈을 포함하고,
    상기 급속 냉각 모듈은,
    저온 저압의 2상 냉매가 흐르는 보조 증발기와,
    발열면이 상기 보조 증발기의 표면에 부착되고, 흡열면이 상기 드로어 쪽을 향하여 상기 심온 저장실을 냉각하는 열전 소자를 포함하는 냉장고.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 급속 냉각 모듈은,
    상기 열전 소자의 흡열면에 히트 싱크; 및
    상기 히트 싱크의 전방에 제공되는 냉각팬을 더 포함하는 냉장고.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 케이스 내부를 심온 저장실과 심온 증발실로 구획하는 심온 증발실 커버를 더 포함하고,
    상기 드로어는 상기 심온 저장실에 수용되고, 상기 급속 냉각 모듈은 상기 심온 증발실에 수용되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  4. 제 2 항에 있어서,
    압축기;
    상기 압축기의 출구에 연결되는 응축기;
    상기 응축기의 출구측 배관에 제공되는 밸브; 및
    상기 밸브로부터 병렬 연결되는 메인 팽창변 및 보조 팽창변을 더 포함하고,
    상기 메인 증발기는 상기 메인 팽창변의 출구측에 연결되고,
    상기 보조 증발기는 상기 보조 팽창변의 출구측에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메인 증발기의 출구측 배관과 상기 보조 증발기의 출구측 배관은 상기 압축기의 입구측에서 합지되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 저장 공간을 상기 케이스가 놓이는 공간과 상기 메인 증발기가 놓이는 공간으로 구획하는 증발실 구획벽을 더 포함하고,
    상기 케이스는 상기 증발실 구획벽의 전면에 고정되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 증발기는,
    프런트 케이스와,
    상기 프런트 케이스의 배면에 결합되는 리어 케이스를 포함하고,
    상기 프런트 케이스의 배면과 상기 리어 케이스의 전면 중 적어도 어느 일측에는 상기 저온 저압의 냉매가 흐르기 위한 냉매 유로가 형성되고,
    상기 냉매 유로는 구불구불한 미앤더 라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열전 소자의 발열면은 상기 프런트 케이스의 외주면에 밀착 결합되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보조 증발기는,
    상기 리어 케이스의 일측에 형성되는 흡입 포트와,
    상기 리어 케이스의 타측에 설치되는 토출 포트를 더 포함하는 냉장고.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡입 포트와 토출 포트는 상기 리어 케이스의 서로 마주보는 모서리에 각각 형성되거나,
    상기 리어 케이스의 일측 가장자리에서 상하 방향으로 마주보는 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
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