KR20170046545A

KR20170046545A - 제상 장치 및 이를 구비하는 냉장고

Info

Publication number: KR20170046545A
Application number: KR1020150147012A
Authority: KR
Inventors: 이종민; 정광수; 강우철; 이근형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-05-02
Also published as: KR102447836B1

Abstract

본 발명은, 증발기에 구비되는 히팅 유닛; 및 양단부가 상기 히팅 유닛의 입구와 출구에 각각 연결되고, 상기 히팅 유닛에 의해 가열되어 이송되는 고온의 작동액에 의해 상기 증발기의 냉각관에 방열하도록 적어도 일부가 상기 냉각관에 인접하게 배치되는 히트 파이프를 포함하며, 상기 히팅 유닛은, 내부에 빈 공간을 구비하고, 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 상기 입구와 상기 출구를 각각 구비하는 히터 케이스; 및 상기 히터 케이스의 외부면에 부착되어 상기 히터 케이스 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하는 제상 장치를 개시한다.

Description

제상 장치 및 이를 구비하는 냉장고{DEFROSTING DEVICE AND REFRIGERATOR HAVING THE SAME}

본 발명은 냉동 사이클에 구비되는 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위한 제상 장치, 그리고 이를 구비하는 냉장고에 관한 것이다.

냉동 사이클에 구비되는 증발기는 냉각관을 유동하는 냉매의 순환에 의해 생성된 냉기를 이용하여 주변의 온도를 낮추게 된다. 이 과정에서, 주변 공기와의 온도차가 발생할 경우, 공기 중의 수분이 냉각관의 표면에 응축 동결되는 현상이 발생한다.

증발기에 착상된 성에를 제거하기 위한 제상 작업으로, 종래에는 통상 전기히터를 이용한 제상 방법이 이용되었다.

최근에는 발열수단으로서 히트 파이프를 이용한 제상 장치가 개발되어 안출되었는데, 이와 관련한 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0469322호 "증발기"가 있다.

상기 "증발기" 특허의 히트 파이프식 제상 장치는 히터가 증발기의 상하방향을 따라 수직으로 배치되고, 작동액이 히터의 저부에만 충진된 구성을 가진다. 상기 구조의 제상 장치는, 신속한 가열에 의해 증발 속도를 높일 수는 있겠지만, 히터가 과열되는 위험을 내포하고 있다.

또한, 히터가 히트 파이프의 내부에 수용되는 구조를 가짐에 따라, 고온의 열이 히트 파이프 내부에 집중되어 히터의 수명이 단축될 수 있으며, 히터의 실링문제가 생길 수 있다.

본 발명의 일 목적은, 보다 저렴한 비용으로 제작 가능하고, 제상시 소비되는 전력이 감소될 수 있으며, 유지 보수가 용이한 새로운 구조의 제상 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 일 목적은, 히터의 열전달 성능을 향상시킬 수 있으며, 히터의 과열을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 제상 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 히터에 작동액이 접촉되는 것을 방지할 수 있는 제상 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 작동액이 효율적으로 순환할 수 있는 제상 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 일 목적은, 히팅유닛이 증발기의 상하방향을 따라 수직으로 배치되는 제상 장치에서, 증발기의 하측 냉각관에 대한 제상이 원활하게 이루어질 수 있는 구조를 제공하는 데에 있다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 제상 장치는, 증발기에 구비되는 히팅 유닛; 및 양단부가 상기 히팅 유닛의 입구와 출구에 각각 연결되고, 상기 히팅 유닛에 의해 가열되어 이송되는 고온의 작동액에 의해 상기 증발기의 냉각관에 방열하도록 적어도 일부가 상기 냉각관에 인접하게 배치되는 히트 파이프를 포함하며, 상기 히팅 유닛은, 내부에 빈 공간을 구비하고, 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 상기 입구와 상기 출구를 각각 구비하는 히터 케이스; 및 상기 히터 케이스의 외부면에 부착되어 상기 히터 케이스 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함한다.

상기 히터는 플레이트 형태를 가지는 판상 히터가 될 수 있다.

상기 히터는, 세라믹 재질로 형성되고, 상기 히터 케이스의 외부면에 부착되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 형성되며, 전원 인가시 발열하도록 구성되는 열선; 및 상기 베이스 플레이트에 구비되어 상기 열선과 전원을 전기적으로 연결하도록 구성되는 터미널을 포함한다.

상기 히터 케이스는, 상기 열선이 배치되는 부분에 대응되는 능동발열부와, 상기 열선이 미배치되는 부분에 대응되는 수동발열부로 구획되고, 상기 히트 파이프를 이동한 후 상기 입구를 통하여 리턴되는 작동액이 재가열되어 역류하는 것을 방지하도록, 상기 입구는 상기 수동발열부에 형성된다.

상기 열선은 상기 입구와 상기 출구 사이의 일 지점으로부터 상기 출구를 향하여 연장 형성된다.

본 발명은 상기 구조를 기초로 하는 제상 장치의 제1 내지 제4실시예에 대하여 개시한다.

제1실시예:

상기 히터는 상기 히터 케이스의 저면에 부착될 수 있다.

상기 히터 케이스의 양측에는 각각 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어 상기 저면에 부착된 히터의 양측면을 덮도록 구성되는 제1 및 제2연장핀이 구비될 수 있다.

상기 히터의 배면과 상기 제1 및 제2연장핀에 의해 형성되는 리세스된(recessed) 공간에는 실링부재가 상기 히터를 덮도록 충진된다.

상기 히터의 배면과 상기 실링부재 사이에는 절연재가 개재된다.

상기 히터 케이스와 상기 히터 사이에는 열전도성 접착제가 개재된다.

상기 히터 케이스는, 내부에 빈 공간을 구비하고, 양단부가 개구된 형태를 가지며, 저면에 상기 히터가 부착되는 메인 케이스; 및 상기 메인 케이스의 개구된 양단부를 각각 덮도록 장착되는 제1커버와 제2커버를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2커버 중 적어도 하나는 상기 메인 케이스의 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어, 상기 제1 및 제2연장핀과 함께 상기 히터를 둘러싸도록 이루어질 수 있다.

상기 히트 파이프가 상기 증발기의 전면부 및 후면부에 2행을 이루도록 각각 배치되는 제1히트 파이프와 제2히트 파이프로 구성되는 경우, 상기 출구는 상기 제1 및 제2히트 파이프의 일단부와 각각 연결되는 제1출구와 제2출구를 포함하며, 상기 입구는 상기 제1 및 제2히트 파이프의 타단부와 각각 연결되는 제1입구와 제2입구를 포함한다.

상기 제1 및 제2출구는, 상기 메인 케이스의 양측에 각각 형성되거나, 상기 제1커버에 서로 나란하게 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2입구는, 상기 메인 케이스의 양측에 각각 형성되거나, 상기 제2커버에 서로 나란하게 형성될 수 있다.

한편, 상기 히터가 미부착된 상기 히터 케이스의 다른 외부면에는 외부핀이 돌출 형성될 수 있다.

상기 히터는 상기 히터 케이스의 저면에 부착되고, 상기 외부핀은 상기 히터 케이스의 상면에 형성될 수 있다.

상기 외부핀은 복수 개로 구비되어, 상호 소정의 이격 간격을 두고 상기 히터 케이스의 길이방향 또는 폭방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 상기 이격 간격은 상기 외부핀의 폭과 같거나 상기 외부핀의 폭보다 넓게 설정된다.

또는, 상기 외부핀은 복수 개로 구비되고, 상기 히터 케이스의 길이방향 및 폭방향을 따라 상호 소정의 이격 간격을 두고 배치되어 행렬(matrix)를 이룰 수 있다.

상기 제1 및 제2출구가 상기 메인 케이스의 일단부에 인접한 양측면에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2입구가 상기 메인 케이스의 타단부에 인접한 양측면에 각각 형성된 구조에서, 상기 외부핀은 상기 메인 케이스의 양측 외부면에도 각각 돌출 형성되되, 상기 제1입구와 상기 제1출구 사이 및 상기 제2입구와 상기 제2출구 사이에서 길게 연장 형성될 수 있다.

상기 외부핀은 상기 제1 및 제2커버 중 적어도 하나의 커버의 외부면에서도 돌출 형성될 수 있다.

한편, 상기 히터가 부착되는 상기 외부면의 내측 내부면에는 내부핀이 돌출 형성될 수 있다.

상기 히터는 상기 히터 케이스의 외부 저면에 부착되고, 상기 내부핀은 상기 히터 케이스의 내부 저면으로부터 돌출 형성될 수 있다.

상기 내부핀은 상기 히터 케이스의 내부 높이 대비 1/2 이하의 길이로 돌출 형성된다.

상기 내부핀은 복수 개로 구비되어, 상호 소정의 이격 간격을 두고 상기 히터 케이스의 길이방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

상기 히터 케이스의 내측벽과 상기 내측벽에 인접한 상기 내부핀까지의 간격은 상기 내부핀의 폭 대비 1배 이상 2배 이하로 형성된다.

상기 복수의 내부핀 상호 간의 이격 간격은 상기 내부핀의 폭 대비 1배 이상 2배 이하로 형성된다.

상기 제1 및 제2출구가 상기 메인 케이스의 일단부에 인접한 양측면에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2입구가 상기 메인 케이스의 타단부에 인접한 양측면에 각각 형성된 구조에서, 상기 내부핀은 상기 제1입구와 상기 제1출구 사이 및 상기 제2입구와 상기 제2출구 사이에서 길게 연장 형성될 수 있다.

한편, 상기 리드 와이어는 상기 증발기의 외측에 인접한 상기 히터의 일단부로부터 외측으로 연장되도록 구성된다.

상기 히팅 유닛이 상기 증발기의 좌측 저부에 배치된 구조에서, 상기 리드 와이어는 상기 증발기의 좌측에 인접한 상기 히터의 좌측 단부로부터 외측으로 연장되도록 구성된다.

이 경우, 상기 리드 와이어와 연결되는 상기 터미널은 상기 히터의 좌측 단부에 위치한다.

상기 히팅 유닛이 상기 증발기의 우측 저부에 배치된 구조에서, 상기 리드 와이어는 상기 증발기의 우측에 인접한 상기 히터의 우측 단부로부터 외측으로 연장되도록 구성된다.

이 경우, 상기 히터의 우측 단부는 상기 히터 케이스의 상기 입구와 상기 출구 사이에 배치되며, 상기 리드 와이어와 연결되는 상기 터미널은 상기 히터 케이스의 상기 입구에 인접한 상기 입구와 상기 출구 사이에 위치한다.

한편, 작동액의 일부가 상기 히터 케이스의 전단부에 머물러 상기 히터와 접촉되도록, 상기 출구는 상기 히터 케이스의 전단으로부터 후방으로 소정 간격을 두고 이격된 위치에 형성될 수 있다.

또한, 상기 히터 케이스의 상기 입구와 연결되는 상기 히트 파이프의 리턴부의 내경은 5mm보다 크고 7mm보다 작게 형성될 수 있다.

한편, 상기 히터 케이스는 상기 입구측 단부가 상기 출구측 단부에 대하여 -90° 이상 2° 이하의 각도 범위를 가지도록 배치된다.

아울러, 작동액의 유동 방향 및 가열된 작동액의 상승 특성을 고려하여, 상기 리턴부는 상기 히터 케이스와 평행하게 배치되거나 상기 히터 케이스의 하측으로 연장 형성될 수 있으며, 상기 히터 케이스의 출구와 연결되는 상기 히트 파이프의 유입부는 상기 히터 케이스와 평행하게 배치되거나 상기 히터 케이스로부터 상측으로 연장 형성될 수 있다.

제2실시예:

상기 히터 케이스는 상기 증발기의 일측에 구비되는 지지대의 외측에 상하방향을 따라 수직으로 배치되고, 상기 히터는 작동액이 모두 액체 상태일 때, 상기 히터 케이스에 충진된 작동액의 수면보다 낮게 위치하도록 구성된다.

상기 히터는 상기 지지대와 마주하는 상기 히터 케이스 일면의 맞은편 면에 부착될 수 있다.

제3실시예:

상기 히트 파이프는 지그재그 형태로 반복적으로 벤딩되어 다열(多列)을 이루며, 상기 히트 파이프의 하부에 배치되는 각 열 간의 간격은 상부에 배치되는 각 열 간의 간격보다 좁게 구성된다.

상기 증발기 전방의 상기 제1히트 파이프의 하부에 배치되는 각 열 간의 간격은 상부에 배치되는 각 열의 간격보다 좁게 형성되고, 상기 증발기 후방의 상기 제2히트 파이프의 상부에 배치되는 각 열 간의 간격은 하부에 배치되는 각 열의 간격보다 좁게 형성될 수 있다.

또는, 상기 증발기 전방의 상기 제1히트 파이프의 하부에 배치되는 각 열 간의 간격은 상부에 배치되는 각 열의 간격보다 넓게 형성되고, 상기 증발기 후방의 상기 제2히트 파이프의 상부에 배치되는 각 열 간의 간격은 하부에 배치되는 각 열의 간격보다 넓게 형성될 수 있다.

제4실시예:

상기 히트파이프는, 상기 히팅유닛의 출구와 연결되고, 상기 냉각관에 대응되도록 배치되어 상기 냉각관에 열을 전달하도록 이루어지는 증발부; 및 상기 증발부에서 연장되어 상기 냉각관의 최저열보다 아래로 배치되며, 상기 히팅유닛의 입구와 연결되는 응축부를 포함한다.

상기 구조에서, 상기 히팅 유닛의 하단은 최저열 냉각관에 인접하여 배치될 수 있다.

또는, 상기 히팅 유닛의 적어도 일부는 최저열 냉각관보다 아래로 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 히터는 히터 케이스의 외부면에 부착되어 히터 케이스 내의 작동액을 가열하도록 구성되므로, 히터가 히터 케이스의 내부에 수용된 구조 대비 히터의 고장시 유지 보수가 용이하다. 또한, 상기 히터로 판상의 세라믹 히터가 적용되는 경우, 보다 저렴한 비용으로 고효율의 제상 장치를 구현할 수 있다.

상기 제상 장치에서, 히터 케이스의 외부면에 외부핀이 형성되는 경우, 히터 케이스의 외부 면적이 증가되어, 주위의 저온 공기와 히터 케이스 간의 열교환 효율이 향상될 수 있다.

아울러, 상기 제상 장치에서, 히터 케이스의 내부에 내부핀이 형성되는 경우, 히터 케이스의 내부에 충진된 작동액과의 접촉 면적이 증가되어, 히터에서 작동액으로 전달되는 열전달량이 증가될 수 있다. 또한, 히터 케이스의 전체 부피가 증가하여, 히터 케이스에서 열을 받아들일 수 있는 열용량이 증가하게 되며, 이에 따라 히터에서 발생되는 열을 보다 더 많이 받아들일 수 있게 된다. 이러한 결과, 제상 성능이 향상될 수 있다.

이와 같이 외부핀 및/또는 내부핀이 형성되는 경우, 히터에서 발생된 열의 상당량이 히터 전방의 히터 케이스로 전달되어 히터의 과열이 방지될 수 있으며, 히터의 후면부 온도가 낮아지게 되어 히터의 신뢰성 및 수명이 향상될 수 있다.

또한, 상기 제상 장치에서, 히터가 히터 케이스의 저면에 부착되고, 히터 케이스의 양측에 제1 및 제2연장핀이 각각 저면으로부터 하측으로 연장 형성되며, 히터의 배면과 제1 및 제2연장핀에 의해 형성되는 리세스된 공간에 실링부재가 충진되는 구조에 의해, 히터의 실링구조가 구현될 수 있다.

아울러, 히팅 유닛의 입구와 연결되는 리턴부는, 5mm보다 크고 7mm보다 작은 내경을 가질 수 있다. 이 경우, 리턴되는 작동액이 히터 케이스 내부로 원활히 유입될 수 있으며, 재가열된 작동액의 역류가 방지될 수 있다.

또한, 가열된 작동액의 상승 특성을 고려하여, 작동액이 유동하기 용이한 히팅 유닛과 히트 파이프 간의 연결 구조를 통하여, 재가열된 작동액의 역류를 방지하면서 히터에 의해 재가열되어 기체 상태로 상승력을 가지고 배출되는 작동액의 흐름이 원활하게 형성될 수 있는 구조가 구현될 수 있다.

그리고, 히팅유닛이 증발기의 상하방향을 따라 수직으로 배치되는 제상 장치에서, 히트파이프의 저온의 응축부가 증발기의 냉각관 최저열보다 아래로 최소 두 열 이상 더 배치되는 경우, 고온의 증발부만이 증발기의 제상에 이용되므로 하측 냉각관에 대한 제상이 원활하게 이루어질 수 있다.

상기 구조에서, 히팅유닛의 적어도 일부는 증발기보다 아래로 배치될 수 있으며, 바람직하게는 히팅유닛의 하단이 히팅유닛의 최저열 수평배관에 인접하게 위치할 수 있다. 이 경우, 작동액의 충진량이 감소될 수 있으며, 이에 따라 히트파이프의 최저열 수평배관의 온도가 제상 가능 수준까지 상승될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도.
도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고에 적용되는 제상 장치의 제1실시예를 보인 정면도 및 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 히팅 유닛의 일 예를 보인 분해 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 히팅 유닛을 길이방향을 따라 취한 단면도.
도 6은 도 4에 도시된 히터의 개념도.
도 7 내지 도 9는 도 4에 도시된 히팅 유닛에서 출구와 입구의 형성 위치가 변형된 예들을 각각 보인 분해 사시도.
도 10 및 도 11은 히터의 작동 전 및 작동 후 상태에서의 작동액의 순환을 설명하기 위한 개념도들.
도 12는 도 3에 도시된 히팅 유닛의 다른 일 예를 폭방향을 따라 취한 단면도.
도 13 및 도 14는 도 12에 도시된 히팅 유닛에서 외부핀의 형상이 변형된 예들을 보인 개념도들.
도 15 및 도 16은 도 3에 도시된 히팅 유닛의 또 다른 일 예를 폭방향 및 길이방향을 따라 취한 단면도들.
도 17은 도 16에 도시된 히팅 유닛에서 내부핀의 형성 위치가 변형된 예를 보인 단면도.
도 18은 도 3에 도시된 히팅 유닛의 또 다른 일 예를 보인 단면도.
도 19 및 도 20은 히팅 유닛의 위치에 따른 리드 와이어의 연결 구조를 설명하기 위한 개념도들.
도 21a 내지 도 21c는 냉동 조건에서 도 4에 도시된 리턴부의 내경 별 히터의 온도 변화를 보인 그래프.
도 22는 도 21c 조건의 리턴부에서의 유체의 흐름을 개념적으로 나타낸 도면.
도 23은 히터 케이스의 입구측 단부가 출구측 단부에 대하여 경사진 각도에 따라 히터 케이스 및 히트 파이프의 각 열의 온도 변화를 보인 그래프들.
도 24 내지 도 26은 도 19 내지 도 20에 적용되는 히팅 유닛에서, 히팅 유닛과 히트 파이프 간의 연결 구조의 변형예를 보인 종단면도들.
도 27 및 도 28은 도 1의 냉장고에 적용되는 제상 장치의 제2실시예를 보인 정면도 및 사시도.
도 29는 도 1의 냉장고에 적용되는 제상 장치에서, 히트 파이프의 상부열과 하부열 간의 폭이 다르게 형성되는 제3실시예를 보인 개념도.
도 30 및 도 31은 도 29에 도시된 제상 장치의 변형예를 보인 개념도들.
도 32 및 도 33은 도 1의 냉장고에 적용되는 제상 장치의 제4실시예를 보인 정면도 및 사시도.
도 34 및 도 35는 도 32 및 도 33에 도시된 제상 장치에서, 히팅 유닛의 형성 위치가 변형된 예를 보인 정면도 및 사시도.

이하, 본 발명에 관련된 제상 장치 및 이를 구비하는 냉장고에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이다.

냉장고(100)는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.

도시된 바와 같이, 냉장고 본체(110)는 내부에 식품의 저장을 위한 저장공간을 구비한다. 상기 저장공간은 격벽(111)에 의해 분리될 수 있으며, 설정 온도에 따라 냉장실(112)과 냉동실(113)로 구분될 수 있다.

본 실시예에서는, 냉동실(113)이 냉장실(112) 위에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고를 보이고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은, 냉장실과 냉동실이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고, 상부에 냉장실이 마련되고 하부에 냉동실이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.

냉장고 본체(110)에는 도어가 연결되어, 냉장고 본체(110)의 전면 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 도면에서는, 냉장실 도어(114)와 냉동실 도어(115)가 각각 냉장실(112)과 냉동실(113)의 전면부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 도어는 냉장고 본체(110)에 회전 가능하게 연결되는 회전형 도어, 냉장고 본체(110)에 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 서랍형 도어 등으로 다양하게 구성될 수 있다.

냉장고 본체(110)에는 내부 저장공간의 효율적인 활용을 위한 수납유닛[180, 예를 들어, 선반(181), 트레이(182), 바스켓(183) 등]이 적어도 하나 이상 구비된다. 예를 들어, 선반(181)과 트레이(182)는 냉장고 본체(110) 내부에 설치될 수 있고, 바스켓(183)은 냉장고 본체(110)에 연결되는 도어(114) 내측에 설치될 수 있다.

한편, 냉동실(113)의 후방측에는 증발기(130) 및 송풍팬(140)이 구비되는 냉각실(116)이 마련된다. 격벽(111)에는 냉장실(112) 및 냉동실(113)의 공기가 냉각실(116) 측으로 흡입 및 복귀될 수 있도록 하는 냉장실 귀환덕트(111a) 및 냉동실 귀환덕트(111b)가 형성된다. 또한, 냉장실(112)의 후방측에는 냉동실(113)과 통하고 전면부에 다수의 냉기토출구(150a)를 갖는 냉기덕트(150)가 설치된다.

냉장고 본체(110)의 배면 하부측에는 기계실(117)이 마련되고, 기계실(117)의 내부에는 압축기(160)와 응축기(미도시) 등이 구비된다.

한편, 냉장실(112) 및 냉동실(113)의 공기는 냉각실(116)의 송풍팬(140)에 의하여 격벽(111)의 냉장실 귀환덕트(111a) 및 냉동실 귀환덕트(111b)를 통해서 냉각실(116)로 흡입되어 증발기(130)와 열교환을 이루게 되고, 다시 냉기덕트(150)의 냉기토출구(150a)를 통하여 냉장실(112) 및 냉동실(113)로 토출되는 과정을 반복적으로 행하게 된다. 이때, 증발기(130)의 표면에는 냉장실 귀환덕트(111a) 및 냉동실 귀환덕트(111b)를 통하여 재유입되는 순환 공기와의 온도차에 의해서 성에가 착상된다.

이러한 성에를 제거하기 위해 증발기(130)에는 제상 장치(170)가 구비되며, 제상 장치(170)에 의해 제거된 물, 즉 제상수는 제상수 배출관(118)을 통하여 냉장고 본체(110)의 하부측 제상수 받이(미도시)에 집수되게 된다.

이하, 제상시의 소비전력이 감소될 수 있고, 열교환 효율이 증대될 수 있는 새로운 형태의 제상 장치(170)에 대하여 설명한다.

도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고(100)에 적용되는 제상 장치(170)의 제1실시예를 보인 정면도 및 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 증발기(130)는 냉각관(131, 쿨링 파이프), 복수의 냉각핀(132) 및 양측의 지지대(133)를 포함한다.

냉각관(131)은 지그재그 형태로 반복적으로 벤딩되어 다열(多列)을 이루며, 내부에는 냉매가 충진된다. 냉각관(131)은 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.

냉각관(131)은 수평배관부와 벤딩배관부의 조합으로 구성될 수 있다. 수평배관부는 상하로 서로 수평하게 배치되어 열을 이루고, 각 열의 수평배관부는 냉각핀(132)을 관통하도록 구성된다. 벤딩배관부는 상측 수평배관부의 단부와 하측 수평배관부의 단부를 각각 연결하여 내부를 상호 연통시키도록 구성된다.

냉각관(131)은 증발기(130)의 양측에 각각 구비되는 지지대(133)를 관통하여 지지된다. 이때, 냉각관(131)의 벤딩배관부는 지지대(133)의 외측에서 상측 수평배관부의 단부와 하측 수평배관부의 단부를 연결하도록 구성된다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 냉각관(131)이 2행을 이루도록 증발기(130)의 전면부 및 후면부에 각각 형성되는 제1냉각관(131')과 제2냉각관(131")으로 구성된 것을 보이고 있다. 참고로, 도 2에서는 전방의 제1냉각관(131')과 후방의 제2냉각관(131")이 서로 동일한 형태로 형성되어, 제2냉각관(131")이 제1냉각관(131')에 의해 가려져 있다.

그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 전방의 제1냉각관(131')과 후방의 제2냉각관(131")은 서로 다른 형태로 형성될 수 있다. 다른 한편으로는, 냉각관(131)은 단일 행을 이루도록 형성될 수도 있다.

냉각관(131)에는 복수의 냉각핀(132)이 냉각관(131)의 연장방향을 따라 소정 간격을 두고 이격되게 배치된다. 냉각핀(132)은 알루미늄 재질의 평판체로 형성될 수 있으며, 냉각관(131)은 냉각핀(132)의 삽입홀에 삽입된 상태에서 확관되어 상기 삽입홀에 견고하게 끼워질 수 있다.

복수의 지지대(133)는 증발기(130)의 양측에 각각 구비되며, 각각은 상하방향을 따라 수직으로 연장되어 관통된 냉각관(131)을 지지하도록 구성된다. 지지대(133)에는 후술하는 히트 파이프(172)가 끼워져 고정될 수 있는 삽입홈 또는 삽입홀이 형성된다.

제상 장치(170)는 증발기(130)에 설치되어, 증발기(130)에서 발생하는 성에를 제거하도록 이루어진다. 제상 장치(170)는 히팅 유닛(171) 및 히트 파이프(172, 전열관)를 포함한다.

히팅 유닛(171)은 증발기(130)의 하부에 구비되며, 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 형성된다. 예를 들어, 상기 제어부는 기설정된 시간 간격마다 히팅 유닛(171)에 구동 신호를 인가하거나, 감지된 냉각실(116)의 온도가 기설정된 온도 이하로 낮아질 경우 히팅 유닛(171)에 구동 신호를 인가하도록 구성될 수 있다.

히트 파이프(172)는 히팅 유닛(171)과 연결되어, 히팅 유닛(171)과 함께 작동액(F, working fluid)이 순환할 수 있는 폐루프 형태의 유로를 형성한다. 히트 파이프(172)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.

히트 파이프(172)는 증발기(130)의 전면부 및 후면부에 2행을 이루도록 각각 배치되는 제1히트 파이프(172')와 제2히트 파이프(172")로 구성될 수 있다. 본 예에서는, 제1히트 파이프(172')가 제1냉각관(131')의 전방에 배치되고, 제2히트 파이프(172")가 제2냉각관(131")의 후방에 배치되어, 2행을 이루도록 형성된 구조를 보이고 있다.

상기 작동액(F)으로는, 냉장고(100)의 냉동 조건에서 액상으로 존재하되, 가열되면 기상으로 상변화하여 열을 수송하는 역할을 하는 냉매(예를 들어, R-134a, R-600a 등)가 이용될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 히팅 유닛(171)의 일 예를 보인 분해 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 히팅 유닛(171)을 길이방향을 따라 취한 단면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 히터(171b)의 개념도이다.

상기 도면들을 참조하여 히팅 유닛(171)에 대하여 상세하게 살펴보면, 히팅 유닛(171)은 히터 케이스(171a) 및 히터(171b)를 포함한다.

히터 케이스(171a)는 내부가 비어있는 형태를 가지며, 히트 파이프(172)의 양단부와 각각 연결되어 히트 파이프(172)와 함께 작동액(F)이 순환할 수 있는 폐루프 형태의 유로를 형성한다. 히터 케이스(171a)는 사각기둥 형태를 가질 수 있으며, 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.

히터 케이스(171a)는 어큐뮬레이터(134)가 위치하는 증발기(130)의 일측, 그 맞은편인 타측, 또는 상기 일측과 상기 타측 사이의 임의의 지점에 배치될 수 있다.

히터 케이스(171a)는 냉각관(131)의 최저열에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 히터 케이스(171a)는 냉각관(131)의 최저열과 동일한 높이에 배치되거나, 냉각관(131)의 최저열보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.

본 실시예에서는, 히터 케이스(171a)가 어큐뮬레이터(134)가 위치하는 증발기(130)의 일측에서, 냉각관(131)의 최저열보다 낮은 위치에, 냉각관(131)과 평행하게 증발기(130)의 수평방향으로 배치된 것을 보이고 있다.

히터 케이스(171a)의 길이방향 상의 양측에는 히트 파이프(172)의 양단부와 각각 연결되는 출구(171c', 171c")와 입구(171d', 171d")가 각각 형성된다.

구체적으로, 히터 케이스(171a)의 일측[예를 들어, 히터 케이스(171a)의 전단부에 인접한 외주면]에는 히트 파이프(172)의 일단부와 연통되는 출구(171c', 171c")가 형성된다. 출구(171c', 171c")는 히터(171b)에 의해 가열 작동액(F)이 히트 파이프(172)로 배출되는 개구를 의미한다.

히터 케이스(171a)의 타측[예를 들어, 히터 케이스(171a)의 후단부에 인접한 외주면]에는 히트 파이프(172)의 타단부와 연통되는 입구(171d', 171d")가 형성된다. 입구(171d', 171d")는 히트 파이프(172)를 지나면서 응축된 작동액(F)이 히터 케이스(171a)로 회수되는 개구를 의미한다.

히터(171b)는 히터 케이스(171a)의 외부면에 부착되어, 제어부로부터 구동 신호를 받으면 열을 발생하도록 구성된다. 히터 케이스(171a) 내의 작동액(F)은 발열되는 히터(171b)에 의해 열을 전달받아 고온으로 가열된다.

히터(171b)는 일방향을 따라 연장 형성되며, 히터 케이스(171a)의 외부면에 부착되어 히터 케이스(171a)의 길이방향을 따라 연장된 형태를 가진다. 히터(171b)로는 플레이트 형태를 가지는 판상 히터(예를 들어, 판상의 세라믹 히터)가 이용된다.

본 실시예에서는, 히터 케이스(171a)가 내부의 빈 공간이 사각 단면 형태를 가지는 사각 파이프 형태로 형성되며, 플레이트 형태의 히터(171b)가 히터 케이스(171a)의 저면에 부착된 것을 보이고 있다. 이처럼, 히터(171b)가 히터 케이스(171a)의 저면에 부착된 구조는, 가열된 작동액(F)에 상측으로의 추진력이 발생하는 데에 유리하며, 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히터(171b)에 직접 떨어지지 않아서 쇼트가 방지될 수 있다.

히터(171b)에는 열선(171b2, 도 6 참조)이 형성되어, 전원 공급시 열을 발생하도록 구성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 히터 케이스(171a)는 열선(171b2)이 배치된 부분에 대응되는 능동발열부(AHP: Active Heating Part)와 열선(171b2)이 미배치된 부분에 대응되는 수동발열부(PHP: Passive Heating Part)로 구획된다. 상기 능동발열부(AHP)와 수동발열부(PHP)에 대해서는 후술하기로 한다.

히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)는 동종 재질(예를 들어, 알루미늄 재질)로 형성될 수 있으며, 이 경우 히트 파이프(172)는 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c") 및 입구(171d', 171d")와 직접 연결될 수 있다.

참고로, 히터(171b)가 카트리지 타입으로 구성되어 히터 케이스(171a)의 내부에 장착되는 경우에는, 히터(171b)와 히터 케이스(171a) 간의 용접 및 실링을 위하여, 알루미늄 재질이 아닌 구리 재질의 히터 케이스(171a)를 사용하게 된다.

이처럼, 히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)가 이종 재질로 형성되는 경우[위의 경우와 같이, 히트 파이프(172)가 알루미늄 재질로 형성되고, 히터 케이스(171a)가 구리 재질로 형성되는 경우]에는, 히트 파이프(172)를 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")와 입구(171d', 171d")에 직접 연결하기가 어렵다. 따라서, 이들 간의 연결을 위하여, 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")에 출구관을 연장 형성하고, 입구(171d', 171d")에 회수관을 연장 형성하여, 히트 파이프(172)를 상기 출구관과 상기 회수관에 연결하게 되며, 이 과정에서 용접 및 실링 공정이 필요하다.

그런데, 본 발명과 같이 히터(171b)가 히터 케이스(171a)의 외부면에 부착되는 구조에서는, 히터 케이스(171a)가 히트 파이프(172)와 동종 재질로 형성될 수 있으므로, 히트 파이프(172)가 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")와 입구(171d', 171d")에 직접 연결될 수 있다.

한편, 히터(171b)에 의해 히터 케이스(171a)의 내부에 충진된 작동액(F)이 고온으로 가열됨에 따라, 작동액(F)은 압력 차이에 의해 유동하여 히트 파이프(172)를 이동하게 된다. 구체적으로, 히터(171b)에 의해 가열되어 출구(171c', 171c")로 배출된 고온의 작동액(F)은 히트 파이프(172)를 이동하면서 증발기(130)의 냉각관(131)에 열을 전달한다. 작동액(F)은 이러한 열교환 과정을 거치면서 점차 냉각되어 입구(171d', 171d")로 유입된다. 냉각된 작동액(F)은 히터(171b)에 의해 재가열된 후 다시 출구(171c', 171c")로 배출되어 위의 과정을 반복 수행한다. 이러한 순환 방식에 의해 냉각관(131)에 대한 제상이 이루어지게 된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 히트 파이프(172)의 적어도 일부는 증발기(130)의 냉각관(131)에 인접하게 배치되어, 히팅 유닛(171)에 의해 가열되어 이송되는 고온의 작동액(F)에 의해 증발기(130)의 냉각관(131)에 열을 전달하여 성에를 제거하도록 구성된다.

히트 파이프(172)는 냉각관(131)과 같이 반복적으로 벤딩된 형태(지그재그 형태)를 가질 수 있다. 이를 위하여, 히트 파이프(172)는 연장부(172a) 및 방열부(172b)를 포함한다.

연장부(172a)는 히팅 유닛(171)에 의해 가열된 작동액(F)을 증발기(130)의 상측으로 이송하는 유로를 형성한다. 연장부(172a)는 증발기(130)의 하부에 구비되는 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c") 및 증발기(130)의 상부에 구비되는 방열부(172b)와 연결된다.

연장부(172a)는 증발기(130)의 상측으로 연장되는 수직연장부를 포함한다. 상기 수직연장부는 증발기(130)의 일측에 구비되는 지지대(133)의 외측에 지지대(133)로부터 이격 배치된 상태로 증발기(130)의 상부까지 연장된다.

한편, 히팅 유닛(171)의 설치 위치에 따라 연장부(172a)는 수평연장부를 더 구비할 수 있다. 일 예로, 히팅 유닛(171)이 수직연장부로부터 이격된 위치에 구비될 경우(도 20 참조), 히팅 유닛(171)과 수직연장부를 연결하기 위한 수평연장부가 추가로 구비될 수 있다.

히팅 유닛(171)에 수평연장부가 연결되어 길게 연장 형성되는 경우, 고온의 작동액(F)이 증발기(130)의 하부를 거쳐가게 되므로, 증발기(130) 하측 냉각관(131)에 대한 제상이 원활하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

방열부(172b)는 증발기(130)의 상부로 연장된 연장부(172a)와 연결되어, 증발기(130)의 냉각관(131)을 따라 지그재그 형태로 연장된다. 방열부(172b)는 열을 이루는 복수의 수평배관(172b') 및 이들을 지그재그 형태로 연결하도록 벤딩된 U자관 형태로 구성되는 연결배관(172b")의 조합으로 구성된다.

연장부(172a) 또는 방열부(172b)는 어큐뮬레이터(134)에 적상된 성에를 제거하기 위하여, 어큐뮬레이터(134)에 인접한 위치까지 연장될 수 있다.

도시된 바와 같이, 수직연장부가 어큐뮬레이터(134)가 위치하는 증발기(130)의 일측에 배치되는 경우에는, 수직연장부가 어큐뮬레이터(134)에 인접한 위치까지 상측으로 연장된 후, 냉각관(131)을 향하여 하측으로 벤딩 및 연장되어 방열부(172b)와 연결되도록 구성될 수 있다.

반면에, 수직연장부가 상기 일측의 반대편인 타측에 배치되는 경우(도 32 참조), 방열부(172b)는 수직연장부와 연결되어 수평으로 연장된 후, 어큐뮬레이터(134)를 향하여 상측으로 연장되었다가 다시 냉각관(131)에 대응되도록 하측으로 연장될 수 있다.

히트 파이프(172)에서, 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")와 연결되는 부분은 고온의 작동액(F)이 유입되는 유입부(172c', 172c")를 구성하며, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")와 연결되는 부분은 냉각된 작동액(F)이 회수되는 리턴부(172d', 172d")를 구성한다.

본 실시예에서, 히터(171b)에 의해 가열된 작동액(F)은 유입부(172c', 172c")로 배출되어 연장부(172a)를 통해 증발기(130)의 상부로 이송된 후, 방열부(172b)를 따라 흐르면서 냉각관(131)에 열을 전달하여 제상을 수행한 뒤, 리턴부(172d', 172d")를 통하여 리턴되며, 다시 히터(171b)에 의해 재가열되어 히트 파이프(172)를 유동하는 순환 루프를 형성한다.

히트 파이프(172)가 제1 및 제2히트 파이프(172', 172")로 구성되는 구조에서, 제1 및 제2히트 파이프(172', 172")는 히팅 유닛(171)의 입구(171d', 171d") 및 출구(171c', 171c")와 각각 연결된다.

구체적으로, 히팅 유닛(171)의 출구(171c', 171c")는 제1출구(171c')와 제2출구(171c")로 구성되고, 제1 및 제2히트 파이프(172', 172") 각각의 일단부는 제1 및 제2출구(171c', 171c")와 각각 연결된다. 상기 연결 구조에 의해, 히팅 유닛(171)에 의해 가열된 기체 상태의 작동액(F)은 제1 및 제2출구(171c', 171c")를 통하여 제1 및 제2히트 파이프(172', 172")로 각각 방출된다.

제1 및 제2출구(171c', 171c")는 히터 케이스(171a)의 외주 양측에 각각 형성되거나, 히터 케이스(171a)의 전단부에 나란하게 형성될 수 있다.

제1 및 제2출구(171c', 171c")와 각각 연결되는 제1 및 제2히트 파이프(172', 172")의 일단부는 그 기능상[히터(171b)에 의해 가열된 고온의 작동액(F)이 유입되는 부분] 제1 및 제2유입부(172c', 172c")로 이해될 수 있다.

또한, 히팅 유닛(171)의 입구(171d', 171d")는 제1입구(171d')과 제2입구(171d")로 구성되고, 제1 및 제2히트 파이프(172', 172") 각각의 타단부는 제1 및 제2입구(171d', 171d")와 각각 연결된다. 상기 연결 구조에 의해, 각각의 히트 파이프(172)를 이동하면서 냉각된 액체 상태의 작동액(F)은 제1 및 제2입구(171d', 171d")를 통하여 히터 케이스(171a)의 내부로 유입된다.

제1 및 제2입구(171d', 171d")는 히터 케이스(171a)의 외주 양측에 각각 형성되거나, 히터 케이스(171a)의 후단부에 나란하게 형성될 수 있다.

제1 및 제2입구(171d', 171d")와 각각 연결되는 제1 및 제2히트 파이프(172', 172")의 타단부는 그 기능상[각각의 히트 파이프(172)를 이동하면서 냉각된 액체 상태의 작동액(F)이 회수되는 부분] 제1 및 제2리턴부(172d', 172d")로 이해될 수 있다.

한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")는 히터 케이스(171a)의 전단으로부터 후방으로 소정 간격을 두고 이격된 위치에 형성될 수 있다. 즉, 히터 케이스(171a)의 전단부는 출구(171c', 171c")를 지나서 전방으로 돌출 형성된 것으로 이해될 수 있다.

히터(171b)의 열선(171b2)은 입구(171d', 171d")와 출구(171c', 171c") 사이의 일 지점으로부터 출구(171c', 171c")를 지난 위치까지 연장 형성될 수 있다. 이에 따으면, 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")는 능동발열부(AHP) 내에 위치하게 된다.

상기 구조에 의해, 작동액(F)의 일부는 히터 케이스(171a)의 전단부[히터 케이스(171a)의 내측 전단과 출구(171c', 171c") 사이의 공간]에 머물러 히터(171b)의 과열을 방지하게 된다.

구체적으로, 능동발열부(AHP)에서 가열된 작동액(F)은 작동액(F)이 순환하는 방향, 즉 히터 케이스(171a)의 전단부를 향하여 이동되는데, 이 과정에서 작동액(F)의 일부는 분지된 출구(171c', 171c")로 배출되지만 나머지는 출구(171c', 171c")를 지나 히터 케이스(171a)의 전단부에 와류를 형성하며 머무르게 된다.

이처럼 가열된 작동액(F)의 전부가 출구(171c', 171c")로 바로 배출되는 것이 아니라, 일부는 출구(171c', 171c")로 바로 배출되지 못하고 히터 케이스(171a) 내에 머물러있게 되므로, 히터(171b)의 과열이 보다 방지될 수 있다.

한편, 히트 파이프(172)는 냉각관(131)의 각 열에 고정되는 복수의 냉각핀(132) 사이에 수용되도록 구성될 수 있다. 상기 구조에 의하면, 히트 파이프(172)는 냉각관(131)의 각 열 사이사이에 배치되게 된다. 이때, 히트 파이프(172)는 냉각핀(132)과 접촉하도록 구성될 수도 있다.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 히트 파이프(172)는 복수의 냉각핀(132)을 관통하도록 설치될 수 있다. 즉, 히트 파이프(172)는 냉각핀(132)의 삽입홀에 삽입된 상태에서 확관되어 상기 삽입홀에 견고하게 끼워질 수 있다. 상기 구조에 따르면, 히트 파이프(172)는 냉각관(131)에 대응되게 배치되게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 히팅 유닛(171)에 적용되는 히터(171b)는 판상 형태로 형성될 수 있으며, 대표적으로는 판상의 세라믹 히터(171b)가 이용될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 히터(171b)는 베이스 플레이트(171b1), 열선(171b2) 및 터미널(171b3)을 포함하여 구성될 수 있다.

베이스 플레이트(171b1)는 세라믹 재질로 형성되고, 일방향을 따라 길게 연장된 판상 형태로 형성된다. 베이스 플레이트(171b1)는 히터 케이스(171a)의 외부면에 부착되어, 히터 케이스(171a)의 길이방향을 따라 배치된다.

베이스 플레이트(171b1)에는 열선(171b2)이 형성되며, 상기 열선(171b2)은 전원 인가시 발열하도록 구성된다. 베이스 플레이트(171b1)가 히터 케이스(171a)의 외부면에 부착된 상태에서, 열선(171b2)은 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")와 출구(171c', 171c") 사이의 일 지점으로부터 출구(171c', 171c")를 향하여 연장된 형태를 가진다.

상기 열선(171b2)은 저항체(예를 들어, 루테늄과 백금이 조합된 분말, 텅스텐 등)가 베이스 플레이트(171b1)에 특정 패턴으로 패터닝되어 형성될 수 있다. 열선(171b2)은 베이스 플레이트(171b1)의 길이방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

베이스 플레이트(171b1)의 일측에는 열선(171b2)과 전원을 전기적으로 연결하도록 구성되는 터미널(171b3)이 구비되며, 상기 터미널(171b3)에는 전원과 전기적으로 연결되는 리드 와이어(173)가 연결된다.

한편, 히터 케이스(171a)는 열선(171b2)이 배치된 부분에 대응되는 능동발열부(AHP)와 열선(171b2)이 미배치된 부분에 대응되는 수동발열부(PHP)로 구획된다.

상기 능동발열부(AHP)는 열선(171b2)에 의해 직접적으로 가열되는 부분으로서, 액체 상태의 작동액(F)은 능동발열부(AHP)에서 가열되어 고온의 기체 상태로 상변화된다.

히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")는 능동발열부(AHP) 내에 위치하거나, 능동발열부(AHP)보다 전방에 위치할 수 있다. 도 5에서는, 히터(171b)의 열선(171b2)이 형성된 부분이 히터 케이스(171a)의 외주에 형성된 출구(171c', 171c") 아래를 지나 전방으로 연장 형성된 것을 예시하고 있다. 즉, 본 실시예에서, 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")는 능동발열부(AHP) 내에 위치한다.

능동발열부(AHP)의 후방에는 수동발열부(PHP)가 형성된다. 수동발열부(PHP)는 능동발열부(AHP)처럼 열선(171b2)에 의해 직접적으로 가열되는 부분은 아니지만, 간접적으로 열을 전달받아 일정 온도 수준으로 가열된다. 여기서, 수동발열부(PHP)는 액체 상태의 작동액(F)에 소정의 온도 상승을 야기할 수 있을 뿐, 작동액(F)을 기체 상태로 상변화시킬 수 있을 만큼 고온을 가지지는 않는다. 즉, 온도 관점에서, 능동발열부(AHP)는 상대적으로 고온부를 형성하고, 수동발열부(PHP)는 상대적으로 저온부를 형성한다.

만일, 작동액(F)이 고온의 능동발열부(AHP) 측으로 바로 리턴되도록 구성된다면, 회수되는 작동액(F)이 다시 가열되어 히터 케이스(171a) 내로 원활하게 귀환되지 못하고 역류하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 이는 히트 파이프(172) 내의 작동액(F)의 순환 유동에 방해가 되어, 히터(171b)가 과열되는 문제를 야기할 수 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여, 히팅 유닛(171)의 입구(171d', 171d")는 수동발열부(PHP) 내에 형성되어, 히트 파이프(172)를 이동한 후 리턴되는 작동액(F)이 능동발열부(AHP)로 바로 유입되지 않도록 구성된다.

본 실시예에서는, 히팅 유닛(171)의 입구(171d', 171d")가 수동발열부(PHP) 내에 위치하여, 히트 파이프(172)를 이동한 후 리턴되는 작동액(F)이 수동발열부(PHP)로 유입되도록 구성된 것을 보이고 있다. 즉, 히팅 유닛(171)의 입구(171d', 171d")는 히터 케이스(171a) 중 열선(171b2)이 미배치되는 부분에 형성된다.

이처럼, 수동발열부(PHP)는 열선(171b2)의 형성 위치에 관계된다. 따라서, 열선(171b2)이 히팅 유닛(171)의 입구(171d', 171d")까지 연장 형성되지만 않는다면, 히터(171b)의 베이스 플레이트(171b1)는 입구(171d', 171d")에 대응되는 부분까지도 연장 형성될 수 있다. 즉, 베이스 플레이트(171b1)는 히터 케이스(171a)의 저면 대부분을 덮도록 배치되되, 열선(171b2)은 입구(171d', 171d")를 벗어난 위치에 형성되어, 입구(171d', 171d")를 통하여 리턴되는 작동액(F)이 역류하는 것이 방지될 수 있다.

이하에서는, 히터 케이스(171a)의 상세 구조 및 히터 케이스(171a)와 히터(171b) 간의 결합 구조에 대하여 보다 상세히 설명한다.

히터 케이스(171a)는 메인 케이스(171a1)와, 메인 케이스(171a1) 양측에 각각 결합되는 제1커버(171a2)와 제2커버(171a3)를 포함한다.

메인 케이스(171a1)는 내부에 빈 공간을 구비하며, 양단부가 개구된 형태를 가진다. 메인 케이스(171a1)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 도 4에서는 내부의 빈 공간이 사각 단면 형태를 가지고 일방향을 따라 길게 연장 형성된 사각기둥 형태의 메인 케이스(171a1)를 보이고 있다.

제1 및 제2커버(171a2, 171a3)는 메인 케이스(171a1)의 개구된 양단부를 덮도록 메인 케이스(171a1)의 양측에 각각 장착된다. 제1 및 제2커버(171a2, 171a3)는 메인 케이스(171a1)와 같은 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.

본 실시예에서는, 메인 케이스(171a1)의 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 출구(171c', 171c")와 입구(171d', 171d")가 각각 구비되며, 상기 출구(171c', 171c")와 입구(171d', 171d")에 히트 파이프(172)의 양단부[출구(171c', 171c")와 연결되는 유입부(172c', 172c") 및 입구(171d', 171d")와 연결되는 리턴부(172d', 172d")]가 연결된 구조를 보이고 있다.

보다 구체적으로, 메인 케이스(171a1)의 일측면에는 제1출구(171c')와 제1입구(171d')가 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 형성되고, 상기 일면과 마주하는 타측면에는 제2출구(171c")와 제2입구(171d")가 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 형성된다. 여기서, 제1출구(171c')와 제2출구(171c")는 서로 마주하도록 배치될 수 있으며, 제1입구(171d')와 제2입구(171d")는 서로 마주하도록 배치될 수 있다.

그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 입구(171d', 171d")와 출구(171c', 171c") 중 적어도 하나는 제1 및/또는 제2커버(171a2, 171a3)에 형성될 수도 있다. 이와 관련한 구조에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

한편, 히팅 유닛(171)은 증발기(130)의 하부에 구비되므로, 그 구조상 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히팅 유닛(171)으로 흘러내릴 수 있다. 히팅 유닛(171)에는 구비되는 히터(171b)는 전자 부품이므로, 이에 제상수가 접촉되면 쇼트가 발생할 수 있다. 이처럼, 제상수를 비롯한 수분이 히터(171b)에 침투되지 않도록 하기 위하여 본 발명의 히팅 유닛(171)은 다음과 같은 실링 구조를 구비할 수 있다.

먼저, 메인 케이스(171a1)의 저면에는 히터(171b)가 부착되며, 메인 케이스(171a1)의 양측에는 제1 및 제2연장핀(171a1a, 171a1b)이 각각 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어 저면에 부착된 히터(171b)의 측면을 덮도록 구성된다. 상기 구조에 의해, 제상으로 인하여 발생된 제상수가 메인 케이스(171a1)에 떨어져 메인 케이스(171a1)의 외부면을 타고 흘러내리더라도, 제1 및 제2연장핀(171a1a, 171a1b) 내측에 수용된 히터(171b)로는 제상수가 침투되지 않는다.

또한, 이처럼 히터(171b)의 배면과 제1 및 제2연장핀(171a1a, 171a1b)에 의해 형성되는 리세스된(recessed) 공간(R)에는 실링부재(171e)가 히터(171b)를 덮도록 충진될 수 있다. 상기 실링부재(171e)로 실리콘, 우레탄, 에폭시 등이 이용될 수 있다. 예를 들어, 액상의 에폭시가 히터(171b)를 덮도록 상기 리세스된 공간(R) 내에 충진된 후 경화 과정을 거쳐, 히터(171b)의 실링 구조가 완성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2연장핀(171a1a, 171a1b)은 실링부재(171e)가 충진되는 리세스된 공간(R)을 한정하는 측벽으로서 기능하게 된다.

히터(171b)의 배면과 실링부재(171e) 사이에는 절연재(171f)가 개재될 수 있다. 상기 절연재(171f)로 운모 재질의 마이카 시트(mica sheet)가 이용될 수 있다. 히터(171b)의 배면에 절연재(171f)가 배치됨으로써, 전원 인가에 따른 열선(171b2)의 발열시 히터(171b) 배면측으로의 열전달이 제한될 수 있다.

아울러, 메인 케이스(171a1)와 히터(171b) 사이에는 열전도성 접착제(171g)가 개재될 수 있다. 열전도성 접착제(171g)는 히터(171b)를 메인 케이스(171a1)에 부착시키면서 히터(171b)에서 발생된 열을 메인 케이스(171a1)에 전달하는 역할을 한다. 상기 열전도성 접착제(171g)로, 고온에 견딜 수 있는 내열 실리콘이 이용될 수 있다.

한편, 제1 및 제2커버(171a2, 171a3) 중 적어도 하나는 상기 메인 케이스(171a1)의 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어, 상기 제1 및 제2연장핀(171a1a, 171a1b)과 함께 상기 히터(171b)를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 상기 구조에 따르면, 실링부재(171e)의 충진이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.

다만, 히터(171b)의 터미널(171b3)에 연결되는 리드 와이어(173)가 히터 케이스(171a)의 일측에서 외부로 연장되는 구조를 고려할 때, 제1 및 제2커버(171a2, 171a3) 중 상기 히터 케이스(171a) 일측에 대응되는 커버는 하측으로 연장 형성되지 않거나, 하측으로 연장 형성되더라도 리드 와이어(173)가 통과할 수 있는 홈 내지는 홀을 구비할 수 있다.

본 실시예에서는, 제2커버(171a3)가 메인 케이스(171a1)의 저면으로부터 하측으로 연장 형성되고, 리드 와이어(173)가 제1커버(171a2) 측으로 연장 형성된 구조를 보이고 있다.

도 7 내지 도 9는 도 4에 도시된 히팅 유닛(171)에서 출구(171c', 171c")와 입구(171d', 171d")의 형성 위치가 변형된 예들을 각각 보인 분해 사시도이다. 본 변형예는 앞선 실시예와 히팅 유닛(171)의 출구(171c', 171c") 및/또는 입구(171d', 171d")의 형성 위치만 상이할 뿐이어서, 이외의 다른 구성들에는 앞선 실시예의 구성들이 동일하게 적용될 수 있다.

먼저, 도 7을 참조하면, 히팅 유닛(271)의 입구와 출구는 제1 및 제2커버(271a2, 271a3)에 각각 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1커버(271a2)에는 히팅 유닛(271)의 제1 및 제2출구가 함께 형성되어, 제1 및 제2출구에 각각 연결되는 제1 및 제2유입부(272c', 272c")가 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 제2커버(271a3)에는 히팅 유닛(271)의 제1 및 제2입구가 함께 형성되어, 제1 및 제2입구에 각각 연결되는 제1 및 제2리턴부(272d', 272d")가 나란하게 배치될 수 있다.

이처럼, 히팅 유닛(271)의 출구와 입구는 메인 케이스(271a1)의 양측면에 형성될 수도 있고, 제1 및 제2커버(271a2, 271a3)에 형성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 상기 구조의 조합도 가능하다.

일 예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 히팅 유닛(371)의 출구는 메인 케이스(371a1)에 형성되고, 히팅 유닛(371)의 입구는 제2커버(371a3)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 메인 케이스(371a1)의 양측면에는 히팅 유닛(371)의 제1 및 제2출구가 서로 마주하도록 형성될 수 있다. 또한, 제2커버(371a3)에는 히팅 유닛(371)의 제1 및 제2입구가 함께 형성되어, 제1 및 제2입구에 각각 연결되는 제1 및 제2리턴부(372d', 372d")가 나란하게 배치될 수 있다.

다른 일 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 히팅 유닛(471)의 출구는 제1커버(471a2)에 형성되고, 히팅 유닛(471)의 입구는 메인 케이스(471a1)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2커버(471a3)에는 히팅 유닛(471)의 제1 및 제2출구가 함께 형성되어, 제1 및 제2출구에 각각 연결되는 제1 및 제2유입부(472c', 472c")가 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 메인 케이스(471a1)의 양측면에는 히팅 유닛(471)의 제1 및 제2입구가 서로 마주하도록 형성될 수 있다.

도 10 및 도 11은 히터(171b)의 작동 전 및 작동 후 상태에서의 작동액(F)의 순환을 설명하기 위한 개념도들이다.

먼저, 도 10을 참조하면, 히터(171b)의 작동 전, 작동액(F)은 액체 상태에 놓이며, 히트 파이프(172)의 하부 최저열을 기준으로 상부의 기설정된 열까지 차오르게 된다. 일 예로, 이 상태에서 작동액(F)은 히트 파이프(172)의 하부 2열까지 충진될 수 있다.

히터(171b)가 작동하면, 히터 케이스(171a) 내의 작동액(F)은 히터(171b)에 의해 가열된다. 도 11을 참조하면, 고온의 기체 상태(F1)로 가열된 작동액(F)은 히트 파이프(172)의 유입부(172c', 172c")로 유입되어 히트 파이프(172)를 흐르면서, 냉각관(131)에 방열하게 된다. 작동액(F)은 상기 방열 과정에서 열을 잃으면서 액체와 기체가 공존하는 상태(F2)로 흐르게 되고, 최종적으로 액체 상태(F3)로 히트 파이프(172)의 리턴부(172d', 172d")를 통해 히팅 유닛(171)으로 유입되게 된다. 히팅 유닛(171)으로 유입된 작동액(F)은 히터(171b)에 의해 재가열되어, 앞서 설명한 바와 같은 흐름을 반복(순환)하게 되며, 이 과정에서 증발기(130)에 열이 전달되어 증발기(130)에 적상된 성에가 제거되게 된다.

이처럼, 작동액(F)은 히팅 유닛(171)에 의해 발생되는 압력 차이에 의해 유동하여 히트 파이프(172)를 빠르게 순환하게 되므로, 히트 파이프(172)의 전 구간이 단시간 내에 안정된 작동 온도에 도달할 수 있고, 이에 따라 제상이 빠르게 이루어질 수 있다.

한편, 유입부(172c', 172c")로 유입되는 작동액(F)은 고온의 기체 상태(F1)로 히트 파이프(172)의 순환 과정 중 가장 높은 온도를 가진다. 따라서, 이러한 고온의 기체 상태(F1)에 놓인 작동액(F)에 의한 열의 대류를 이용하면, 보다 효율적으로 증발기(130)에 적상된 성에를 제거할 수 있다.

일 예로, 유입부(172c', 172c")는 증발기(130)에 구비되는 냉각관(131)의 최저열보다 상대적으로 낮은 위치 또는 최저열과 같은 위치에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 유입부(172c', 172c")를 통하여 유입되는 고온의 작동액(F)이 냉각관(131)의 최저열 가까이에서 열을 전달하게 될 뿐만 아니라, 이러한 열이 상승되어 상기 최저열에 인접한 냉각관(131)으로 전달될 수 있다.

한편, 작동액(F)이 이와 같은 상 변화(phase change)를 이루며 히트 파이프(172)를 순환하기 위해서는, 작동액(F)이 적정량으로 히트 파이프(172)에 충진되어야 한다.

실험 결과, 작동액(F)이 히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)의 총 내부 체적 대비 30% 미만으로 충진된 경우, 시간이 지남에 따라 히팅 유닛(171)의 온도가 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)의 총 내부 체적 대비 작동액(F)이 부족하다는 것을 의미한다.

또한, 작동액(F)이 히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)의 총 내부 체적 대비 40%를 초과하여 충진된 경우, 히트 파이프(172)의 일부 열의 온도가 안정된 작동 온도[50° 이하(냉동 조건)]에 도달하지 못하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 온도 저하는 히트 파이프(172)가 리턴부(172d', 172d")에 가까워질 수록 두드러진다. 이는, 히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)의 총 체적 대비 작동액(F)이 과다하여 작동액(F)이 액체 상태로 흐르는 구간이 많아지는 것을 의미한다고 볼 수 있다.

작동액(F)이 히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)의 총 내부 체적 대비 30% 이상 40% 이하로 충진된 경우, 히팅 유닛(171)의 온도 및 히트 파이프(172)의 각 열의 온도는 시간이 경과함에 따라 안정된 작동 온도에 도달하는 것을 확인할 수 있었다.

이때, 히트 파이프(172)의 각 열의 온도는, 유입부(172c', 172c")에 가까울수록 보다 높은 온도를 보이고, 리턴부(172d', 172d")에 가까울수록 보다 낮은 온도를 보이는 것으로 나타났다. 충진된 작동액(F)의 양이 줄어들수록, 유입부(172c', 172c")에서의 온도(최고 온도)와 리턴부(172d', 172d")에서의 온도(최저 온도) 간의 차이도 줄어들었다.

따라서, 작동액(F)은 히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)의 총 내부 체적 대비 30% 이상 40% 이하로 충진되되, 제상 장치(170)의 열 전달 구조, 안정성 등에 따라 각각의 제상 장치(170) 별로 최적화된 작동액(F)의 충진량이 선정될 수 있다.

한편, 히터(171b)가 히터 케이스(171a)의 외부면에 부착되는 그 구조상, 히터 케이스(171a)에 대한 히터(171b)의 열전달 성능을 향상시키고, 히터(171b)의 과열을 방지하는 구조가 고려되는 것이 바람직하다. 이하에서는, 이러한 사항들이 고려된 히팅 유닛(171)에 대하여 설명한다.

도 12는 도 3에 도시된 히팅 유닛(171)의 다른 일 예(571)를 폭방향을 따라 취한 단면도이다.

도 12를 참조하면, 히터 케이스의 외부면에는 히터 케이스의 방열을 위한 외부핀(571a1c)이 돌출 형성된다. 외부핀(571a1c)은 히터 케이스의 제작시 돌출된 구성으로서 히터 케이스에 일체로 형성되거나(예를 들어, 알루미늄의 압출 성형), 별도의 구성으로서 용접, 접착제 등에 의해 히터 케이스에 부착될 수 있다.

이처럼 히터 케이스의 외부면에 외부핀(571a1c)이 형성되면, 외부핀(571a1c)이 미형성된 구조 대비 히터 케이스의 외부 면적이 증가된다. 그 결과, 주위의 저온 공기와 히터 케이스 간의 열교환 효율이 향상될 수 있다.

상기 구조에 따라, 히터(571b)에서 발생된 열의 상당량이 히터(571b) 전방의(본 도면의 상측 방향) 히터 케이스로 전달되어[상대적으로, 히터(571b) 후방으로의 열전달은 감소], 히터(571b)의 과열이 방지될 수 있다. 또한, 히터(571b)의 후면부 온도가 낮아지게 되어, 히터(571b)의 신뢰성 및 수명이 향상될 수 있다. 아울러, 히터(571b)의 후방에 구비되는 실링부재(571e)로의 열전달이 감소되어, 실링부재(571e)의 용융이 방지될 수 있다.

이하, 외부핀(571a1c)의 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 외부핀(571a1c)은 메인 케이스(571a1)의 상면에 형성될 수 있다. 외부핀(571a1c)은 복수 개로 구비되어, 상호 소정의 이격 간격을 두고 메인 케이스(571a1)의 길이방향 또는 폭방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 외부핀(571a1c)이 메인 케이스(571a1)의 길이방향을 따라 연장 형성된 것을 보이고 있다.

복수의 외부핀(571a1c) 간의 이격 간격은 외부핀(571a1c)의 폭과 같거나 외부핀(571a1c)의 폭보다 넓게 형성될 수 있다. 복수의 외부핀(571a1c) 간의 이격 간격이 외부핀(571a1c)의 폭보다 좁은 경우에는 외부핀(571a1c)에 의한 방열 효과가 외부핀(571a1c)이 미형성된 구조 대비 크지 않기 때문이다.

히터(571b)가 메인 케이스(571a1)의 저면에 부착된 구조에서, 메인 케이스(571a1)의 상부에 형성된 외부핀(571a1c)에 의해, 히터(571b)에서 발생된 열의 상당량은 히터(571b) 전방의 메인 케이스(571a1)로 전달되게 된다. 이러한 열전달에 의해, 히터(571b)의 과열이 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 열전달 과정에서 메인 케이스(571a1) 내부의 작동액(F)에 보다 많은 열이 전달될 수 있다. 즉, 열전달 효율의 향상이 이루어질 수 있다.

한편, 작동액(F)에 최대한 많은 열이 전달될 수 있도록, 작동액(F)이 모두 액체 상태일 때, 작동액(F)은 메인 케이스(571a1)의 내부 빈 공간에 완전히 충진되도록 구성된다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 히터 케이스가 증발기(130)의 하부에 구비되고, 작동액(F)이 히트 파이프와 히터 케이스의 총 내부 체적 대비 30% 이상 40% 이하로 충진된 경우라면, 충족될 수 있다.

도 13 및 도 14는 도 12에 도시된 히팅 유닛(571)에서 외부핀(571a1c)의 형상이 변형된 예들을 보인 개념도들이다.

먼저, 도 13을 참조하면, 외부핀(671a1c)은 메인 케이스(671a1)의 상면뿐만 아니라, 다른 외부면에도 형성될 수 있다.

일 예로, 외부핀(671a1d)은 메인 케이스(671a1)의 양측 외부면에도 각각 돌출 형성될 수 있다. 다만, 히팅 유닛(671)의 출구(671c', 671c") 및 입구(671d', 671d")가 메인 케이스(671a1)의 양측면에 각각 형성되는 경우라면, 외부핀(571a1d)은 출구(671c', 671c") 및 입구(671d', 671d") 사이에서 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다.

다른 일 예로, 외부핀(671a1e)은 제1 및 제2커버(671a2, 671a3) 중 적어도 하나의 커버의 외부면에도 돌출 형성될 수 있다. 다만, 히팅 유닛(671)의 출구(671c', 671c") 및 입구(671d', 671d") 중 하나가 대응되는 커버에 형성된 경우라면, 외부핀(671a1e)은 제1 및 제2커버(671a2, 671a3) 중 출구(671c', 671c") 및 입구(671d', 671d")가 미형성된 적어도 하나의 커버의 외부면에 돌출 형성될 수 있다.

다음으로, 외부핀(771a1c)은 히터 케이스(771a)의 외부면에 돌기 형태로 돌출 형성될 수 있다.

일 예로, 도 14에 도시된 바와 같이, 외부핀(771a1c)은 복수 개로 구비되어, 메인 케이스(771a1)의 길이방향 및 폭방향을 따라 상호 소정의 이격 간격을 두고 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 외부핀(771a1c)은 행렬(matrix)를 이루도록 배치되게 된다.

다른 일 예로, 외부핀(771a1c)은 복수 개로 구비되어, 메인 케이스(771a1)의 외부면 상에서 임의로 돌출된 형태를 가질 수 있다.

상기 구조들에 의하면, 외부핀에 의한 히터 케이스의 외부 면적이 보다 증가될 수 있다. 그 결과, 주위의 저온 공기와 히터 케이스 간의 열교환 효율이 보다 향상될 수 있으며, 히터의 과열 방지로 히터의 신뢰성 및 수명이 보다 향상될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 제1 및 제2연장핀도 히터 케이스에서 돌출 형성되는 구성이라는 점에서, 외부핀의 일종으로 이해될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2연장핀에 의해서도 상기 효과가 달성될 수 있다.

도 15 및 도 16은 도 3에 도시된 히팅 유닛(171)의 또 다른 일 예(871)를 폭방향 및 길이방향을 따라 취한 단면도들이다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 히터 케이스의 내부에는 히터(871b)의 열전달 성능 향상을 위한 내부핀(871a1f)이 돌출 형성된다. 내부핀(871a1f)은 히터 케이스의 제작시 돌출된 구성으로서 히터 케이스에 일체로 형성(예를 들어, 알루미늄의 압출 성형)되거나, 별도의 구성으로서 용접, 접착제 등에 의해 히터 케이스에 부착될 수 있다.

이처럼 히터 케이스의 내부에 내부핀(871a1f)이 형성되는 경우, 히터 케이스와 내부에 충진된 작동액(F)과의 접촉 면적이 증가되어, 히터(871b)에서 작동액(F)으로 전달되는 열전달량이 증가될 수 있다. 또한, 히터 케이스의 전체 부피가 증가하여, 히터 케이스에서 열을 받아들일 수 있는 열용량이 증가하게 되며, 이에 따라 히터(871b)에서 발생되는 열을 보다 더 많이 받아들일 수 있게 된다. 이러한 결과, 제상 성능이 향상될 수 있다.

아울러, 히터(871b)에서 발생된 열의 상당량이 히터(871b) 전방(본 도면의 상측 방향)의 히터 케이스로 전달되어[상대적으로, 히터(871b) 후방으로의 열전달은 감소], 히터(871b)의 과열이 방지될 수 있다. 또한, 히터(871b)의 후면부 온도가 낮아지게 되어, 히터(871b)의 신뢰성 및 수명이 향상될 수 있다. 아울러, 히터(871b)의 후방에 구비되는 실링부재(871e)로의 열전달이 감소되어, 실링부재(871e)의 용융이 방지될 수 있다.

이하, 내부핀(871a1f)의 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 내부핀(871a1f)은 메인 케이스(871a1) 중 히터(871b)가 부착된 외부면의 내측인 내부면에 돌출 형성된다. 본 도면에서는, 히터(871b)가 메인 케이스(871a1)의 외부 저면에 부착되고, 내부핀(871a1f)이 메인 케이스(871a1)의 내부 저면에 돌출 형성된 것을 보이고 있다.

내부핀(871a1f)은 메인 케이스(871a1)의 내부 높이 대비 1/2 이하의 길이로 돌출 형성되는 것이 바람직하다. 내부핀(871a1f)이 메인 케이스(871a1)의 내부 높이 대비 1/2을 초과하는 길이로 돌출 형성되는 경우, 작동액(F)이 원활하게 유동하는 데에 방해가 된다.

내부핀(871a1f)은 복수 개로 구비되어, 상호 소정의 이격 간격을 두고 메인 케이스(871a1)의 길이방향 또는 폭방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 내부핀(871a1f)이 메인 케이스(871a1)의 길이방향을 따라 연장 형성된 것을 보이고 있다. 내부핀(871a1f)이 메인 케이스(871a1)의 압출 성형에 의해 메인 케이스(871a1)와 일체로 형성되는 구조를 가지는 경우, 내부핀(871a1f)은 메인 케이스(871a1)의 길이방향을 따라 연장 형성되는 구조를 가지게 된다.

이때, 복수의 내부핀(871a1f) 상호 간의 이격 간격은 내부핀(871a1f)의 폭 대비 1배 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 복수의 내부핀(871a1f) 상호 간의 이격 간격이 내부핀(871a1f)의 폭보다 좁은 경우에는 복수의 내부핀(871a1f) 사이로의 유동이 현저하게 줄어들게 되기 때문이다. 또한, 내부핀(871a1f)의 형성으로 인한 효과를 만족할만한 수준으로 얻기 위해서는, 복수의 내부핀(871a1f) 상호 간의 이격 간격은 내부핀(871a1f)의 폭 대비 2배 이하로 설정되어, 메인 케이스(871a1) 내에 많은 내부핀(871a1f)이 구비될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 관점에서, 메인 케이스(871a1)의 내측벽과 상기 내측벽에 인접한 내부핀(871a1f)까지의 간격도 내부핀(871a1f)의 폭 대비 1배 이상 2배 이하로 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 작동액(F)에 최대한 많은 열이 전달될 수 있도록, 작동액(F)이 모두 액체 상태일 때, 작동액(F)은 메인 케이스(871a1)의 내부 빈 공간에 완전히 충진되도록 구성된다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 히터 케이스가 증발기(130)의 하부에 구비되고, 작동액(F)이 히트 파이프와 히터 케이스의 총 내부 체적 대비 30% 이상 40% 이하로 충진된 경우라면, 충족될 수 있다.

이하에서는, 내부핀에 의한 상기 효과를 만족할만한 수준으로 얻으면서, 작동액이 원활하게 히터 케이스에서 방출 및 히터 케이스로 유입될 수 있도록 하는 구조에 대하여 살펴본다.

도 17은 도 16에 도시된 히팅 유닛(971)에서 내부핀(971a1f)의 형성 위치가 변형된 예를 보인 단면도이다.

앞선 실시예에서는, 내부핀(871a1f)이 메인 케이스(871a1)의 일단에서 타단에 이르기까지 메인 케이스(871a1)의 길이방향을 따라 연장 형성된 구조를 보였다. 도 16에 도시된 바와 같이, 메인 케이스(871a1)의 양측면에 출구(871c", 반대측 출구 미도시)와 입구(971d", 반대측 입구 미도시)가 각각 메인 케이스(871a1)의 길이방향을 따라 소정 간격을 두고 이격된 위치에 형성된 구조에서, 내부핀(871a1f)은 입구(871d")와 출구(871c")가 형성된 높이까지 돌출 형성된다. 따라서, 도 16에 도시된 바와 같이, 내부핀(871a1f)은 메인 케이스(871a1)의 폭방향을 따라 소정의 이격 간격을 두고 출구(871c")와 입구(871d")의 일부를 가리도록 배치되게 된다.

상기 구조는 내부핀(871a1f)이 메인 케이스(871a1)의 내부 높이 대비 1/2 이하의 길이로 돌출 형성되고, 메인 케이스(871a1)의 내측벽과 상기 내측벽에 인접한 내부핀(871a1f)까지의 간격이 내부핀(871a1f)의 폭 대비 1배 이상으로 형성되는 경우라면, 작동액(F)이 출구(871c")를 통하여 방출되고 입구(871d")를 통하여 회수되는 것에 큰 영향을 미치지는 않지만 어느 정도의 영향을 미치게 되는 것은 사실이다.

이를 개선하기 위하여 본 변형예에서는, 메인 케이스(971a1)의 내부 저면에서 돌출 형성되는 내부핀(971a1f)이 입구(971d", 반대측 입구 미도시)와 출구(971c", 반대측 출구 미도시) 사이에 형성된 것을 보이고 있다. 상기 구조에 따르면, 메인 케이스(971a1)의 폭방향을 따라서는 내부핀(971a1f)이 메인 케이스(971a1)의 출구(971c")와 입구(971d")를 가리지 않게 된다. 따라서, 작동액(F)이 입구(971d")를 통하여 원활하게 회수될 수 있고, 회수된 작동액(F)이 전방으로 유동하면서 히터(971b)에 의해 재가열될 때 내부핀(971a1f)에 의해 보다 많은 열을 전달받게 되며, 재가열된 작동액(F)이 출구(971c")를 통하여 원활하게 방출될 수 있다.

도 18은 도 3에 도시된 히팅 유닛(171)의 또 다른 일 예(1071)를 보인 단면도이다.

도 18에 도시된 구조는 앞서 설명한 외부핀 및 내부핀과 관련된 구조의 조합으로 이해될 수 있다. 즉, 메인 케이스(1071a1)의 외부면에는 메인 케이스(1071a1)의 방열을 위한 외부핀(1071a1c)이 돌출 형성되고, 메인 케이스(1071a1)의 내부에는 히터(1071b)의 열전달 성능 향상을 위한 내부핀(1071a1f)이 돌출 형성된다.

본 예의 구조에는 앞선 실시예들에 대한 구조가 모두 적용될 수 있다. 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

한편, 히터(171b)가 구동되면, 증발기(130)에 착상된 성에가 제거되기 시작한다. 구체적으로, 작동액(F)은 히터(171b)에 의해 가열되어 히트 파이프(172)를 흐르게 되고, 이 과정에서 증발기(130)의 냉각관(131)에 방열이 이루어져, 냉각관(131)에 착상된 성에 내지 얼음이 녹게 된다. 성에 내지 얼음은 제상으로 인해 물, 즉 제상수로 변하여 증발기(130)의 하부로 떨어지게 되는데, 경우에 따라서는 증발기(130)의 하부에 구비되는 히팅 유닛(171)에도 제상수가 떨어질 수 있다.

히터(171b)의 열선(171b2)과 터미널(171b3), 그리고 상기 터미널(171b3)과 연결되는 리드 와이어(173)는 도체를 포함하여 구성되기 때문에, 제상수와 접촉할 경우 쇼트가 발생할 가능성이 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 히터(171b)가 히터 케이스(171a)의 저면에 부착된 구조, 실링부재(171e)가 히터(171b)를 덮도록 배치되는 구조, 그리고 히터 케이스(171a)의 양측에 제1 및 제2연장핀(171a1a, 171a1b)이 돌출 형성되어 내부에 히터(171b)를 수용하는 구조에 의하면, 히터(171b)와 제상수 간의 접촉이 일정 수준 방지될 수 있다.

그러나, 리드 와이어(173)는 히터 케이스(171a)의 외부로 노출되어, 연장된 형태를 가진다. 이러한 구성적 특성상, 리드 와이어(173)에 흘러내린 제상수가 제상 이후 냉각되어 성에 내지는 얼음으로 발전하는 경우, 그에 따른 무게 증가로 터미널(171b3)과의 접촉에 영향을 주거나, 일부 제상수가 리드 와이어(173)를 타고 히터(171b) 내지 전원 측으로 흘러들어가 쇼트를 일으킬 수 있다.

이하에서는, 도 19 및 도 20을 참조하여, 상기 문제점을 방지하기 위한 히팅 유닛(171)의 위치에 따른 리드 와이어(173)의 연결 구조에 대하여 설명한다.

히팅 유닛(171)은 증발기(130)의 일측 저부에 좌우방향을 따라 연장된 형태로 배치된다. 상기 히팅 유닛(171)은 냉각관(131)의 최저열과 동일한 높이 또는 냉각관(131)의 최저열보다 낮은 위치에 증발기(130)의 좌우방향을 따라 연장된 형태로 배치될 수 있다.

상기 배치 상태에서, 히터(171b)와 전원 간을 연결하는 리드 와이어(173)는 증발기(130)의 외측에 인접한 히터(171b)의 일단부로부터 외측으로 연장되도록 구성된다. 즉, 리드 와이어(173)는 증발기(130)의 내측이 아닌 외측을 향해 연장되어 전원과 연결되도록 구성된다. 상기 구조에 의하면, 증발기(130)의 하측으로 리드 와이어(173)가 배치되는 영역이 최소화될 수 있어서, 제상수가 리드 와이어(173)로 떨어지는 것이 최소화될 수 있다.

이에 대한 구체적인 예들을 살펴보면, 먼저 도 19에서는 히팅 유닛(171)이 증발기(130)의 좌측 저부에 배치된 것을 예시하고 있다. 리드 와이어(173)는 증발기(130)의 좌측에 인접한 히터(171b)의 좌측 단부로부터 외측으로 연장되도록 구성된다. 이를 위하여, 리드 와이어(173)와 연결되는 터미널(171b3)은 히터(171b)의 좌측 단부에 위치하는 것이 바람직하다.

도 19와는 반대의 경우로서, 도 20에서는 히팅 유닛(171)이 증발기(130)의 우측 저부에 배치된 것을 예시하고 있다. 리드 와이어(173)는 증발기(130)의 우측에 인접한 히터(171b)의 우측 단부로부터 외측으로 연장되도록 구성된다. 이를 위하여, 리드 와이어(173)와 연결되는 터미널(171b3)은 히터 케이스(171a)의 입구에 인접한, 입구와 출구 사이에 위치하는 것이 바람직하다.

여기서, 히터 케이스(171a)의 우측 단부에 위치하는 입구를 통하여 회수되는 작동액(F)이 재가열되어 역류되지 않도록, 히터(171b)의 우측 단부는 히터 케이스(171a)의 입구와 출구 사이에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 배치에 따르면, 히터 케이스(171a)의 입구에는 열선(171b2)이 미배치되어, 수동발열부(PHP) 내에 입구가 위치하게 된다.

도시된 바와 같이, 히터 케이스(171a)의 입구에 연결되는 리턴부(172d', 172d")가 벤딩된 형태로 형성되는 경우, 리턴되는 작동액(F)은 히터 케이스(171a)로 유입되기 직전에 적어도 한 번 방향이 전환되게 된다. 여기서, 벤딩된 부분에는 유동 저항이 크게 형성되기 때문에, 리턴되는 작동액(F)의 역류가 방지될 수 있다.

참고로, 상기 예들에서는 히터 케이스(171a)가 증발기에 수평하게 배치된 것을 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 히터 케이스(171a)는 입구측 단부가 출구측 단부에 대하여 -90° 이상 2° 이하의 각도 범위 내에 있도록 배치될 수 있다. 이에 대해서는 뒤에서 자세히 다루기로 한다.

도 21a 내지 도 21c는 냉동 조건에서 도 4에 도시된 리턴부(172d', 172d")의 내경 별 히터(171b)의 온도 변화를 보인 그래프이고, 도 22는 도 21c 조건의 리턴부(172d', 172d")에서의 유체의 흐름을 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 21a는 리턴부(172d', 172d")의 내경이 4.75mm인 경우이고, 도 21b는 리턴부(172d', 172d")의 내경이 6.35mm인 경우이며, 도 21c는 리턴부(172d', 172d")의 내경이 7.92mm인 경우이다. 본 실험에서는 적정 작동액(F)의 양을 55g, 60g, 65g으로 각각 설정하여, 리턴부(172d', 172d")의 내경 별 히터(171b)의 온도 변화를 측정하였다.

도 21a에 도시된 바와 같이, 리턴부(172d', 172d")의 내경이 4.75mm인 경우에는 작동액(F)의 양이 55g일 때 히터(171b)의 과열이 발생했다. 이는 리턴부(172d', 172d")의 직경이 작음으로 인해 히터 케이스(171a)로 리턴되는 작동액(F)의 양이 적정량 대비 감소되어, 작동액(F)이 가열되는 히터(171b)를 충분히 접하지 못하게 된 것이 원인이라고 판단된다. 이처럼 리턴부(172d', 172d")의 직경이 5mm 이하인 경우, 히터(171b)가 과열되는 문제가 야기될 수 있다.

도 21c에 도시된 바와 같이, 리턴부(172d', 172d")의 내경이 7.92mm인 경우에는 작동액(F)의 양이 55g, 65g일 때 히터(171b)의 과열이 발생했다. 이처럼, 리턴부(172d', 172d")의 직경이 7mm 이상인 경우에는, 도 22에 도시된 바와 같이, 회수되는 작동액(Fa)이 리턴부(172d', 172d")에 모두 충진된 상태로 히터 케이스(171a) 내부로 회수되지 못하고, 리턴부(172d', 172d") 내의 상부에 공간이 생긴 상태로 흘러 히터 케이스(171a) 내부로 유입되는 현상이 발생하였다.

이때, 히터 케이스(171a) 내부로 유입된 작동액(Fa)은 히터(171b)에 의해 재가열되어 히팅 유닛(171) 내부에서 강하게 유동하게 되는데, 가열된 일부 작동액(Fb)이 리턴부(172d', 172d") 내의 상부 공간으로 배출되어, 결과적으로 리턴부(172d', 172d")로 일부 작동액(Fb)이 역류되는 현상이 일어나게 된다.

이처럼, 리턴부(172d', 172d")의 내경이 달라짐에 따라 위와 같은 현상이 발생하게 된다. 따라서, 히터(171b)의 과열 및 작동액(F)의 역류를 방지하기 위해서는, 입구(171d', 171d")를 수동발열부(PHP) 내에 형성하는 것과 더불어 리턴부(172d', 172d")가 적정 내경을 가지도록 해야 한다.

실험 결과, 도 21b에 도시된 바와 같이, 리턴부(172d', 172d")의 내경이 6.35mm인 경우에는 히팅 유닛(171)의 과열이 발생하지 않음을 확인하였다. 이는 작동액(F)이 원활하게 리턴 및 재가열되어 순환될 수 있음을 의미한다. 참고로, 상기 실험에 이용된 작동액(F)의 양은 55g, 60g이며, 이는 히트 파이프(172)와 히터 케이스(171a)의 총 체적의 30-35%에 대응되는 충진량이다.

살펴본 바와 같이, 리턴부(172d', 172d")의 내경은 5mm보다 크고 7mm보다 작게 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 범위 내의 6.35mm 내경을 가지는 상용관이 리턴부(172d', 172d")로 이용될 수 있다.

참고로, 위의 실험에는 폭방향 단면이 8mm (높이) x 13mm (너비) 사양(spec)을 가지는 히터 케이스(171a)가 사용되었다. 히터 케이스(171a)의 사양(spec)은 실험에 이용된 사양과 다소 달라질 수 있으나, 리턴부(172d', 172d")로는 위의 내경 조건을 가지는 리턴부(172d', 172d")가 동일하게 사용될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 히터 케이스(171a) 내부에서 히터(171b)에 의해 가열되어 증발된 작동액(F)은 히트 파이프(172)의 유입부(172c', 172c")로 유입되고, 히트 파이프(172)를 흐르면서 냉각된 작동액(F)은 히트 파이프(172)의 리턴부(172d', 172d")를 통하여 히터 케이스(171a) 내부로 회수된다. 이러한 일련의 유동 과정에서, 히트 파이프(172)에 대한 히터 케이스(171a)의 설치 각도는 작동액(F)의 순환 여부에 중요한 역할을 한다. 이하, 이에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 23은 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 경사진 각도에 따라 히터 케이스(171a) 및 히트 파이프(172)의 각 열의 온도 변화를 보인 그래프들이다.

참고로, TH는 히터 케이스(171a)의 온도이고, TL은 히트 파이프(172)의 방열부(172b)의 최저열의 온도를 나타낸다. 작동액(F)은 히터(171b)에 의해 가열되어 히트 파이프(172)를 순환한 후 히터 케이스(171a)로 되돌아오게 되므로, 히터 케이스(171a)의 온도(TH)가 가장 높고, 방열부(172b)의 최저열의 온도(TL)가 가장 낮다. 따라서, 히트 파이프(172)의 나머지 열들의 온도는 TH와 TL 사이에 있는 것으로 이해될 수 있다. 도 23에서는 설명의 편의상 TH와 TL에 해당하는 온도 곡선만을 지시선으로 나타내었다.

도면을 참조하면, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 경사진 각도에 따라 작동액(F)의 원활한 순환 여부가 달라질 수 있다. 히터 케이스(171a)가 일방향으로 연장되게 형성되고, 양측에 입구(171d', 171d")와 출구(171c', 171c")가 각각 형성된 구조의 경우, 이는 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 경사진 각도와도 관계된다.

0°는 히터 케이스(171a)가 증발기(130)에 수평하게 배치된 것을 의미하고, 양(+)의 각도는 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 상향으로 배치된 것을 의미하며, 음(-)의 각도는 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 하향으로 배치된 것을 의미한다.

도 23의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 히터 케이스(171a)가 증발기(130)에 수평하게 배치되거나, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 하향으로 배치된 경우[출구(171c', 171c")측이 입구(171d', 171d")측과 동일 높이에 형성되거나, 출구(171c', 171c")측이 입구(171d', 171d")측보다 높은 위치에 형성된 경우], 히터 케이스(171a) 및 히트 파이프(172)의 각 열의 온도는 시간 경과에 따라 유사하게 증가하며, 일정 시간 경과 후에는 안정된 작동 온도에 도달한다. 이는 작동액(F)의 순환이 원활하게 이루어진다는 것을 의미한다.

실험 결과, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 0°에서 -90° 범위 내에 배치되는 경우, 시간 경과에 따른 온도 곡선은 작동액(F)이 히트 파이프(172)를 순환하는 데에 문제가 없다는 것을 알 수 있었다.

반면에, 도 23의 (d) 내지 (f)를 참조하면, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 상향으로 배치된 경우[출구(171c', 171c")측이 입구(171d', 171d")측보다 낮은 위치에 형성된 경우], 히터 케이스(171a) 및 히트 파이프(172)의 각 열의 온도는 각도 별로 큰 차이를 보인다.

구체적으로, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 2° 상향으로 배치된 상태[입구(171d', 171d")측이 출구(171c', 171c")측에 대하여 2° 상향으로 배치된 상태]에서는 앞선 그래프들과 큰 차이를 보이지 않았다.

그러나, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 3° 상향으로 배치된 상태[입구(171d', 171d")측이 출구(171c', 171c")측에 대하여 3° 상향으로 배치된 상태]에서는, 초기에 히터 케이스(171a)의 온도가 갑자기 급격하게 상승 및 하강되는 것을 알 수 있었다. 또한, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 4° 상향으로 배치된 상태[입구(171d', 171d")측이 출구(171c', 171c")측에 대하여 4° 상향으로 배치된 상태]에서는, 히터 케이스(171a)의 온도가 지속적으로 상승하고, 히트 파이프(172)는 초기 온도에서 크게 벗어나지 않는 것을 확인할 수 있었다.

이는 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 3° 이상 상향으로 배치[입구(171d', 171d")측이 출구(171c', 171c")측에 대하여 3° 이상 상향으로 배치]되면, 작동액(F)이 히터(171b)에 의해 가열되더라도, 작동액(F)이 상대적으로 아래에 위치하는 유입부(172c', 172c")를 향하여 내려가기가 어렵다는 것을 의미한다.

특히, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 4° 이상 상향으로 배치[입구(171d', 171d")측이 출구(171c', 171c")측에 대하여 4° 이상 상향으로 배치]되면, 작동액(F)이 유입부(172c', 172c")를 향하여 내려가지 않고 오히려 리턴부(172d', 172d")를 통해 역류하여 순환이 되지 않아 히터 케이스(171a)의 온도가 지속적으로 상승하여 과열되게 된다.

이러한 실험결과를 고려하면, 히터 케이스(171a)는 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 -90° 이상 2° 이하의 각도 범위를 가지도록 배치되는 것이 바람직하다.

참고로, 도 23의 (a) 내지 (c)를 상호 비교하면, 히터 케이스(171a)의 입구(171d', 171d")측 단부가 출구(171c', 171c")측 단부에 대하여 하향 경사지게 배치될수록, 히트 파이프(172)의 방열부(172b)의 최저열의 온도가 보다 빨리 상승하는 것을 확인할 수 있다. 이는 히터(171b)에 의해 가열된 작동액(F)이 상승력을 가지기 때문에, 히터 케이스(171a)의 출구(171c', 171c")측이 입구(171d', 171d")측에 대하여 상향으로 배치될수록 작동액(F)이 유동하기 용이하기 때문이다.

이하에서는, 가열된 작동액(F)의 상승 특성을 고려하여, 작동액(F)이 유동하기 용이한 히팅 유닛(171)과 히트 파이프(172) 간의 연결 구조에 대하여 설명한다.

도 24 내지 도 26은 도 19 내지 도 20에 적용되는 히팅 유닛(171)에서, 히팅 유닛(171)과 히트 파이프(172) 간의 연결 구조의 변형예를 보인 종단면도들이다. 참고로, 본 도면들에서는 설명의 편의를 위하여 히팅 유닛(1171, 1271, 1371)을 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)와 히터(1171b, 1271b, 1371b)만으로 간략히 도시하였다. 히팅 유닛(1171, 1271, 1371)에는 앞서 설명한 상세 구조[제1 및 제2연장핀, 실링부재, 외부핀, 내부핀 등이 형성된 구조]가 적용될 수 있음은 물론이다.

이하에서는, 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)가 증발기에 수평으로 배치된 것을 기초로 하여 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 앞서 설명한 바와 같이, 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)는 입구[1171d", 1271d", 1371d" (반대측 입구 미도시)]측 단부가 출구[1171c", 1271c", 1371c" (반대측 출구 미도시)]측 단부에 대하여 -90° 이상 2° 이하의 각도 범위를 가지도록 배치될 수 있다.

아울러, 이하에서는, 입구(1171d", 1271d", 1371d") 및 출구(1171c", 1271c", 1371c")가 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)의 양측면에 길이방향을 따라 소정 간격을 두고 이격된 위치에 형성된 것(앞선 도 4에 도시된 구조)을 기초로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 히팅 유닛(1171, 1271, 1371)의 입구(1171d", 1271d", 1371d") 및 출구(1171c", 1271c", 1371c") 중 적어도 하나는 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)의 단부(앞선 도 7 내지 도 9에 도시된 구조)에 형성될 수도 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 작동액(F)은 입구(1171d", 1271d", 1371d")를 통하여 회수된 후 히터(1171b, 1271b, 1371b)에 의해 재가열되어 출구(1171c", 1271c", 1371c")로 배출된다. 이러한 작동액(F)의 유동 방향 및 가열된 작동액(F)의 상승 특성을 고려하여, 히트 파이프의 리턴부[1172d", 1272d", 1372d" (반대측 미도시)]는 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)와 평행하게 배치되거나 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)의 하측으로 연장 형성(또는 하측으로 연장되다가 벤딩되어 수평으로 연장 형성)되며, 히트 파이프의 유입부[1172c", 1272c", 1372c" (반대측 미도시)]는 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)와 평행하게 배치되거나 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)로부터 상측으로 연장 형성된다.

여기서, 상측 및/또는 하측으로 연장 형성된다는 의미는 수직하게 연장 형성되는 것뿐만 아니라, 경사지게 연장 형성되는 것을 포함한다.

아울러, 상기 경우의 조합에서, 리턴부(1172d", 1272d", 1372d") 및 유입부(1172c", 1272c", 1372c") 모두가 히터 케이스(1171a, 1271a, 1371a)의 길이방향을 따라 연장 형성될 수도 있으나, 작동액(F)의 상승력을 고려한 유동 설계 관점에서, 리턴부(1172d", 1272d", 1372d") 및 유입부(1172c", 1272c", 1372c") 중 어느 하나만 히터 케이스(171a)의 길이방향을 따라 연장 형성되는 것이 바람직하다.

일 예로, 도 24에서는, 히트 파이프의 리턴부(1172d")가 히터 케이스(1171a)의 길이방향을 따라 연장 형성되고, 히트 파이프의 유입부(1172c")가 히터 케이스(1171a)의 상측으로 연장 형성된 것을 보이고 있다.

다른 일 예로, 도 25에서는, 히트 파이프의 리턴부(1272d")가 히터 케이스(1271a)의 하측으로 연장 형성되고, 히트 파이프의 유입부(1272c', 1272c")가 히터 케이스(1271a)의 상측으로 연장 형성된 것을 보이고 있다.

위의 두 예는 히트 파이프의 유입부(1172c", 1272c")가 증발기의 상측으로 연장 형성된다는 점에서, 도 19에 도시된 바와 같이, 히팅 유닛(171)이 히트 파이프(172)의 수직연장부와 직접 연결되는 구조에 적용될 수 있다. 이 경우, 수직연장부의 하단부는 유입부(1172c", 1272c")를 구성한다.

참고로, 도 19와 관련하여 설명한 바와 같이, 위의 두 예에서 히터(1171b, 1271b)의 터미널(미도시)은 히터 케이스(1171a, 1271a)의 출구(1171c", 1271c")측에 인접하게 형성되며, 리드 와이어(1173, 1273)는 상기 터미널에 연결되어 외측으로 연장되도록 구성된다.

상기 구조에 의하면, 히터(1171b, 1271b)에 의해 가열된 작동액(F)이 상승하여 상측으로 연장 형성된 유입부(1172c", 1272c")로 배출되는 자연스러운 흐름이 형성되므로, 히터 케이스(1171a, 1271a)가 수평으로 배치된 상태에서도 히터(1171b, 1271b)에 의해 가열된 작동액(F)이 유입부(1172c", 1272c")를 통하여 원활하게 배출될 수 있다.

특히, 도 25에 도시된 구조는, 히트 파이프(1272)의 리턴부(1272d")가 히터 케이스(1271a)의 하측으로 연장 형성되는 구조를 가짐에 따라, 가열되어 상승력을 가지는 작동액(F)이 리턴부(1272d")로 역류하기가 어려운 구조이다. 따라서, 가열된 작동액(F)이 리턴부(1272d")로의 역류 없이 유입부(1272c")를 통하여 배출되는 보다 자연스러운 유동이 형성될 수 있다.

또 다른 일 예로, 도 26에서는, 히트 파이프(1372)의 리턴부(1372d")가 히터 케이스(1371a)의 하측으로 연장 형성되고, 히트 파이프(1372)의 유입부(1372c")가 히터 케이스(1371a)의 길이방향을 따라 연장 형성된 것을 보이고 있다.

상기 구조는 히트 파이프(1372)의 유입부(1372c")가 히터 케이스(1371a)의 길이방향을 따라 연장 형성된다는 점에서, 도 20에 도시된 바와 같이, 히팅 유닛(171)이 히트 파이프(172)의 수평연장부와 직접 연결되는 구조에 적용될 수 있다. 이 경우, 수평연장부의 단부는 유입부(1372c")를 구성한다. 참고로, 도 20과 관련하여 설명한 바와 같이, 위의 예에서 히터(1371b)의 터미널(미도시)은 히터 케이스(1371a)의 입구(1371d")와 출구(1371c") 사이에 형성되며, 리드 와이어(1373)는 상기 터미널에 연결되어 외측으로 연장되도록 구성된다.

이는 앞선 구조들에 비하여 가열된 작동액(F)이 상승하는 특성에 적합한 배출 구조는 아니지만, 히트 파이프(1372)의 리턴부(1372d")가 히터 케이스(1371a)의 하측으로 연장 형성되는 구조를 가짐에 따라, 가열되어 상승력을 가지는 작동액(F)이 리턴부(1372d")로 역류하기가 어려운 구조이다. 따라서, 가열된 작동액(F)이 유입부(1372c")를 통하여 배출되는 일련의 유동이 형성될 수 있다.

한편, 히터 케이스(1471a)는 입구(1471d", 반대측 입구 미도시)측 단부가 출구(1471c", 반대측 출구 미도시)측 단부에 대하여 -90°의 각도를 이루도록, 즉 증발기(1430)의 하측에서 상측을 향하는 수직방향으로 연장 형성될 수 있다. 이하에서는, 이와 관련된 구조에 대하여 설명한다.

도 27 및 도 28은 도 1의 냉장고(100)에 적용되는 제상 장치(170)의 제2실시예(1470)를 보인 정면도 및 사시도이다.

도 27 및 도 28을 참조하면, 히팅 유닛(1471)은 제상 장치(1470)의 일측 외곽에 배치될 수 있다. 구체적으로, 히터 케이스(1471a)는 증발기(1430)의 일측에 구비되는 지지대(1433)의 외측에 위치할 수 있으며, 증발기(1430)의 하측에서 상측을 향하는 수직방향으로 연장 형성될 수 있다. 이때, 히터 케이스(1471a)의 적어도 일부는 제1냉각관(1431')과 상기 제2냉각관(1431") 사이에 배치될 수도 있다.

히터 케이스(1471a)는 히트 파이프(1472)와 각각 연결되어, 작동액(F)이 순환할 수 있는 유로를 형성한다. 이를 위하여, 히터 케이스(1471a)의 상측과 하측에 각각 출구(1471c")와 입구(1471d")가 형성된다. 출구(1471c")는 히트 파이프(1472)의 연장부와 연결되며, 입구(1471d")는 히트 파이프(1472)의 방열부(1472b) 최저열과 연결된다.

히터(1471b)는 일방향을 따라 연장 형성되는 판상 히터(1471b)로 구성되며, 히터 케이스(1471a)의 외부면에 부착되어 증발기(1430)의 상하방향으로 수직하게 배치된다. 참고로, 도 27에서는 설명의 편의를 위하여 히팅 유닛(1471)을 히터 케이스(1471a)와 히터(1471b)만으로 간략히 도시하였다. 히팅 유닛(1471)에는 앞서 설명한 상세 구조[제1 및 제2연장핀, 실링부재, 외부핀, 내부핀 등이 형성된 구조]가 적용될 수 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 외부를 향하는 히터 케이스(1471a)의 일면에 히터(1471b)가 부착된 것을 보이고 있다. 상기 배치에 의하면, 제상으로 인하여 발생된 제상수가 히터(1471b)에 접촉되는 것이 일정 수준 방지될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 히터(1471b)는 지지대(133)와 마주하는 히터 케이스(1471a)의 다른 일면에도 부착될 수 있다. 다만, 이 경우에는 히터(1471b)와 제상수 간의 접촉이 방지될 수 있는 구조가 구비되는 것이 바람직하다.

참고로, 외부를 향하는 히터 케이스(1471a)의 일면에 히터(1471b)가 부착된 경우, 외부핀은 지지대(133)와 마주하는 히터 케이스(1471a)의 다른 일면에서 돌출 형성될 수 있으며, 내부핀은 히터(1471b)가 부착된 일면의 내측 내부면에서 돌출 형성될 수 있다.

히터(1471b)의 열선(1471b2)은 입구(1471d")와 출구(1471c") 사이에서 출구(1471c")를 향하여 연장 형성되어, 입구(1471d")를 통하여 회수된 작동액(F)을 재가열하도록 이루어진다. 히터(1471b)의 터미널(미도시)은 입구(1471d")와 출구(1471c") 사이에 위치하는 히터(1471b)의 단부에 형성될 수 있으며, 터미널에는 리드 와이어(1473)가 연결되어 증발기(1430)의 하측을 향하여 연장되도록 구성된다.

한편, 작동액(F)은 히터 케이스(1471a) 내부에 수직방향으로 연장되는 히터(1471b)의 최상단보다 높게 충진되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의하면, 히팅 유닛(1471)이 과열되지 않은 상태로 안전하게 제상 운전이 이루어질 수 있으며, 히트 파이프(1472)에 기체 상태의 작동액(F)의 연속적인 공급이 안정적으로 이루어질 수 있다.

이하에서는, 작동액(F)이 히트 파이프(1572)를 순환할 때, 작동액(F)의 온도에 따른 대류를 고려한 히트 파이프(1572)의 설계 변경에 대하여 설명한다.

도 29는 도 1의 냉장고(100)에 적용되는 제상 장치(170)에서, 히트 파이프(1572)의 상부열과 하부열 간의 폭이 다르게 형성되는 제3실시예(1570)를 보인 개념도이다. 본 도면에서는, 제상 장치(1570)를 정면(a) 및 측면(b)에서 보이고 있다.

참고로, 도 29의 (a)에서는 히트 파이프(1572)의 전체적인 형태가 드러나도록 전방의 제1냉각관(1531')이 생략된 상태로 도시되어 있다. 또한, 후방의 제2냉각관(1531")의 일부가 히트 파이프(1572)와 중첩되어 보이지 않으나, 냉각핀(1532)의 배치 및 도 29의 (b)를 참조하면, 제1 및 제2냉각관(1531', 1531")의 전체적인 형태를 알 수 있다.

도 29를 참조하면, 냉각관(1531) 및 히트 파이프(1572)는 지그재그 형태로 반복적으로 벤딩되어 다열(多列)을 이룬다.

구체적으로, 냉각관(1531)은 수평배관부와 벤딩배관부의 조합으로 구성될 수 있다. 수평배관부는 상하로 서로 수평하게 배치되고 냉각핀(1532)을 관통하도록 구성되며, 벤딩배관부는 상측 수평배관부의 단부와 하측 수평배관부의 단부를 각각 연결하여 내부를 상호 연통시키도록 구성된다. 여기서, 상기 수평배관부는 도시된 바와 같이 각 열이 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.

히트 파이프(1572)는 제1냉각관(1531')과 제2냉각관(1531") 사이에 배치되어, 단일 행을 이루도록 형성된다. 히트 파이프(1572)는 연장부(1572a) 및 방열부(1572b)를 포함한다. 연장부(1572a)에 대한 설명은 앞선 실시예에서의 설명으로 갈음하기로 한다.

방열부(1572b)는 연장부(1572a)에서 증발기(1530)의 냉각관(1531)을 따라 지그재그 형태로 연장되어 히팅 유닛(1571)의 입구로 연결된다. 방열부(1572b)는 열을 이루는 복수의 수평관(1572b') 및 이들을 지그재그 형태로 연결하도록 벤딩된 U자관 형태로 구성되는 연결관(1572b")의 조합으로 구성된다.

상기 구조에서, 하부의 수평관(1572b') 각 열 간의 간격은 상부의 수평관(1572b') 각 열 간의 간격보다 좁게 형성될 수 있다. 이는 작동액(F)이 히트 파이프(1572)을 순환할 때, 작동액(F)의 온도에 따른 대류를 고려한 설계이다.

구체적으로, 히트 파이프(1572)의 유입부를 통하여 유입되는 작동액(F)은 고온의 기체 상태로 히트 파이프(1572)의 순환 과정 중 가장 높은 온도를 가진다. 도시된 바와 같이, 고온의 작동액(F)은 상부에 위치하는 냉각관(1531) 쪽으로 이동되므로, 상부의 냉각관(1531) 주변에서는 대류에 의해 고온의 열이 넓은 영역으로 전달된다.

반면에, 작동액(F)은 점차 열을 잃으면서 액체와 기체가 공존하는 상태로 흐르다가, 결국엔 액체 상태로 리턴부로 유입되는데, 이때의 열은 냉각관(1531)의 성에를 제거하기에는 충분한 온도이지만, 주변으로의 열전달 정도는 앞선 경우에 비하여 떨어질 수밖에 없다.

따라서, 이를 고려하여, 리턴부에 가까운 히트 파이프(1572)의 각 열[즉, 방열부(1572b)의 수평관(1572b')]은 상부에 위치하는 히트 파이프(1572)의 각 열에 비하여 좁은 간격으로 배치된다. 예를 들어, 상부에 위치하는 히트 파이프(1572)의 각 열은 냉각관(1531)의 하나의 열을 사이에 두고 인접한 냉각관(1531)의 열에 대응되게 배치될 수 있으며, 하부에 위치하는 히트 파이프(1572)의 각 열은 냉각관(1531)의 각 열에 대응되게 배치될 수 있다.

상기 구조에 따라, 증발기(1530)의 하부에는 상부보다 상대적으로 더 많은 방열부(1572b)의 수평관(1572b')이 배열되게 된다.

도 30 및 도 31은 도 29에 도시된 제상 장치(1570)의 변형예(1670)를 보인 개념도들이다.

먼저, 도 30에서는 제상 장치(1670)를 정면(a) 및 측면(b)에서 보이고 있다.

본 변형예에서, 히트 파이프(1672)는 제1냉각관(1631') 전방의 제1히트 파이프(1672')와 제2냉각관(1631") 후방의 제2히트 파이프(1672")로 구성되어, 2행을 이루도록 형성된다.

참고로, 도 30의 (a)에서는 제2히트 파이프(1672")가 제1히트 파이프(1672')와 중첩되어 보이지 않으나, 도 30의 (b)를 참조하면 제2히트 파이프(1672")의 전체적인 형태를 알 수 있다.

도시된 바와 같이, 제1 및 제2히트 파이프(1672', 1672")의 하부에 배치되는 수평관(1672b') 각 열 간의 간격은 상부에 배치되는 수평관(1672b') 각 열의 간격보다 좁게 형성될 수 있다. 이는 작동액(F)이 히트 파이프(1672)을 순환할 때, 작동액(F)의 온도에 따른 대류를 고려한 설계이며, 이에 대한 구체적인 설명은 앞선 도 29에 대한 설명으로 갈음한다.

다음으로, 도 31에서는, 이해를 돕기 위하여 제1 및 제2냉각관(1731', 1731")의 일부를 생략하여 도시하였다.

도 31을 참조하면, 증발기(1730) 전방의 제1히트 파이프(1772')의 하부에 배치되는 각 열 간의 간격은 상부에 배치되는 각 열의 간격보다 좁게 형성될 수 있다. 반대로, 증발기(1730) 후방의 제2히트 파이프(1772")의 상부에 배치되는 각 열 간의 간격은 하부에 배치되는 각 열의 간격보다 좁게 형성될 수 있다.

상기 배치 관계에 따르면, 어느 하나의 히트 파이프(1772)의 간격이 넓은 부분에 의한 온도 저하가 다른 하나의 히트 파이프(1772)의 간격이 좁은 부분에 의한 온도 상승에 의해 보상되도록 이루어진다. 따라서, 기본 구조(도 3에 도시된 구조)보다 제1 및 제2히트 파이프(1772', 1772")가 짧게 구성되면서도, 냉각관(1731)으로의 효율적인 열 전달 구조가 구현될 수 있다.

이에 대한 변형 예로서, 증발기(1730) 전방의 제1히트 파이프(1772')의 하부에 배치되는 각 열 간의 간격은 상부에 배치되는 각 열의 간격보다 넓게 형성될 수 있다. 반대로, 증발기(1730) 후방의 제2히트 파이프(1772")의 상부에 배치되는 각 열 간의 간격은 하부에 배치되는 각 열의 간격보다 넓게 형성될 수 있다.

한편, 작동액(F)이 히트 파이프(1872)를 흐르면서 냉각관(1831)에 방열함에 따라, 작동액(F)은 히팅 유닛(1871)의 입구에 가까워갈수록 냉각된다. 따라서, 하측 냉각관(1731)에 대한 제상이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 이하에서는, 이를 개선할 수 있는 구조에 대하여 설명한다.

도 32 및 도 33은 도 1의 냉장고(100)에 적용되는 제상 장치(170)의 제4실시예(1870)를 보인 정면도 및 사시도이다. 도 32에서는 냉각핀(1832)의 일부를 생략하여 표시하였다. 참고로, 증발기(1830)의 상세 구성은 도 33에 보다 상세히 도시되어 있다.

도 32 및 도 33을 참조하면, 히트 파이프(1872)는 순환하는 작동액(F)의 상태에 따른 관점에서 고온의 증발부(E)와 저온의 응축부(C)로 구분될 수 있다.

증발부(E)는 작동액(F)이 고온의 기체 또는 고온의 기체와 액체를 포함하는 상태로 이동되는 부분으로서, 냉각관(1831)의 제상이 가능한 온도를 가진다. 구조적으로, 증발부(E)는 히팅 유닛(1871)의 출구와 연결되고, 증발기(1830)의 냉각관(131)에 대응되도록 배치되어 증발기(1830)의 냉각관(1831)에 열을 전달하도록 이루어진다.

반면에, 응축부(C)는 작동액(F)이 저온의 액체 상태로 흐르는 부분으로서, 냉각관(1831)에 대한 제상이 이루어질 수 있는 온도보다 낮은 온도를 가진다. 따라서, 응축부(C)가 냉각관(1831)에 인접하게 배치되더라도, 냉각관(1831)에 대한 제상은 원활하게 이루어질 수 없다. 응축부(C)는 최종적으로 히팅 유닛(1871)의 입구와 연결된다.

히트 파이프(1872)는 상부에서 하부로 지그재그 형태로 연장되므로, 히트 파이프(1872)가 냉각관(1831)에 대응되게 배열되는 구조라면, 응축부(C)는 하측 냉각관(1831)에 인접하게 배치되게 된다. 이는 하측 냉각관(1831)에 대한 제상이 원활하게 이루어질 수 없음을 의미한다.

이를 해결하기 위하여, 응축부(C)는 증발부(E)에서 연장되어 증발기(1830)의 최저열 냉각관(1831a)보다 아래로 배치된다. 응축부(C)는 최저열 냉각관(1831a)보다 아래로 배치되는 적어도 두 개의 수평배관을 포함하여 구성된다. 본 실시예에서는, 히트 파이프(1872)가 증발기(1830)의 냉각관(1831) 최저열보다 아래로 두 열 더 구비되어 응축부(C)를 구성하는 구조를 보이고 있다.

이와 같이, 히트 파이프(1872)의 저온의 응축부(C)가 증발기(1830)의 최저열 냉각관(1831)보다 아래로 배치되는 경우, 고온의 증발부(E)만이 증발기(1830)의 제상에 이용되므로 하측 냉각관(1831)에 대한 제상이 원활하게 이루어질 수 있다.

상기 구조에서, 히팅 유닛(1871)의 하단은 최저열 냉각관(1831a)에 인접하여 배치된다. 이에 따라, 히트 파이프(1872)의 리턴부는 응축부(C)의 최저열 수평배관에서 히팅 유닛(1871)의 입구까지 상방향으로 벤딩된 형태로 연장되어, 응축된 작동액(F)이 회수될 수 있는 유로를 형성한다.

상기 리턴부에서, 벤딩된 형태를 가지는 부분에서는 유동 저항이 크게 형성되기 때문에, 히팅 유닛(1871)의 입구로 리턴되는 작동액(F)이 역류되는 것을 억제하는 데에 유리한 장점이 있다.

도 34 및 도 35는 도 32 및 도 33에 도시된 제상 장치(1870)에서, 히팅 유닛(1971)의 형성 위치가 변형된 예(1970)를 보인 정면도 및 사시도이다.

도 34 및 도 35를 참조하면, 히팅 유닛(1971)의 적어도 일부는 증발기(1930)의 최저열 냉각관(1931)보다 아래로 배치된다. 일 예로, 히팅 유닛(1971)의 하단은 히트 파이프(1972)의 최저열 수평배관에 인접하게 위치할 수 있으며, 히팅 유닛(1971)의 상단은 증발기(1930)의 최저열 냉각관(1931a)에서 위로 첫번째 냉각관[1931b (즉, 아래에서 두번째 냉각관)] 아래에 위치할 수 있다.

상기 구조에 의하면, 히트 파이프(1972)의 최저열 수평배관과 히팅 유닛(1971)의 입구를 연결하는 리턴부는 앞선 실시예의 리턴부에 비하여 짧게 형성된다.

히트 파이프(1972)의 최저열 수평배관과 히팅 유닛(1971)의 입구가 실질적으로 동일한 층위에 놓이는 경우, 리턴부는 히트 파이프(1972)의 최저열 수평배관에서 수평방향으로 연장되어 히팅 유닛(1971)의 입구에 연결될 수 있다.

또한, 상기 구조에 따르면, 히팅 유닛(1971)이 히트 파이프(1972)의 최저열 수평배관에 인접하게 배치되므로, 앞선 실시예에 비하여 적은양의 작동액(F)으로 히터(1971b)가 작동액(F)의 수면 아래에 위치하도록 구성할 수 있다. 또한, 작동액(F)의 충진량이 감소됨에 따라, 히트 파이프(1972)의 최저열 수평배관의 온도가 보다 상승될 수 있다. 이는 증발부(E)의 하부 온도가 앞선 예에 비하여 상승한다는 것을 의미한다.

Claims

증발기에 구비되는 히팅 유닛; 및
양단부가 상기 히팅 유닛의 입구와 출구에 각각 연결되고, 상기 히팅 유닛에 의해 가열되어 이송되는 고온의 작동액에 의해 상기 증발기의 냉각관에 방열하도록 적어도 일부가 상기 냉각관에 인접하게 배치되는 히트 파이프를 포함하며,
상기 히팅 유닛은,
내부에 빈 공간을 구비하고, 길이방향을 따라 상호 이격된 위치에 상기 입구와 상기 출구를 각각 구비하는 히터 케이스; 및
상기 히터 케이스의 외부면에 부착되어 상기 히터 케이스 내의 작동액을 가열하도록 구성되는 히터를 포함하며,
상기 외부면 내측의 내부면에는 내부핀이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제1항에 있어서,
상기 히터는 상기 히터 케이스의 외부 저면에 부착되고,
상기 내부핀은 상기 히터 케이스의 내부 저면으로부터 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제2항에 있어서,
상기 내부핀은 상기 히터 케이스의 내부 높이 대비 1/2 이하의 길이로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제2항에 있어서,
상기 내부핀은 복수 개로 구비되어, 상호 소정의 이격 간격을 두고 상기 히터 케이스의 길이방향을 따라 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제4항에 있어서,
상기 히터 케이스의 내측벽과 상기 내측벽에 인접한 상기 내부핀까지의 간격은 상기 내부핀의 폭 대비 1배 이상 2배 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제5항에 있어서,
상기 복수의 내부핀 상호 간의 이격 간격은 상기 내부핀의 폭 대비 1배 이상 2배 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제1항에 있어서,
상기 히터 케이스는,
내부에 빈 공간을 구비하고, 양단부가 개구된 형태를 가지는 메인 케이스; 및
상기 메인 케이스의 개구된 양단부를 각각 덮도록 장착되는 제1커버와 제2커버를 포함하며,
상기 히터는 상기 메인 케이스의 외부 저면에 부착되고,
상기 내부핀은 상기 메인 케이스의 내부 저면에 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제7항에 있어서,
상기 메인 케이스의 양측에는 저면으로부터 하측으로 각각 연장 형성되어 상기 저면에 부착된 히터의 양측면을 덮도록 구성되는 제1 및 제2연장핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제8항에 있어서,
상기 히터의 배면과 상기 제1 및 제2연장핀에 의해 형성되는 리세스된(recessed) 공간에는 실링부재가 상기 히터를 덮도록 충진되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제9항에 있어서,
상기 히터의 배면과 상기 실링부재 사이에는 절연재가 개재되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제10항에 있어서,
상기 메인 케이스와 상기 히터 사이에는 열전도성 접착제가 개재되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2커버 중 적어도 하나는 상기 메인 케이스의 저면으로부터 하측으로 연장 형성되어, 상기 제1 및 제2연장핀과 함께 상기 히터를 둘러싸도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제7항에 있어서,
상기 히트 파이프는 상기 증발기의 전면부 및 후면부에 2행을 이루도록 각각 배치되는 제1히트 파이프와 제2히트 파이프를 포함하고,
상기 출구는 상기 제1 및 제2히트 파이프의 일단부와 각각 연결되는 제1출구와 제2출구를 포함하며,
상기 입구는 상기 제1 및 제2히트 파이프의 타단부와 각각 연결되는 제1입구와 제2입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제13항에 있어서,
상기 제1 및 제2출구는, 상기 메인 케이스의 일단부에 인접한 양측면에 각각 형성되고,
상기 제1 및 제2입구는, 상기 메인 케이스의 타단부에 인접한 양측면에 각각 형성되며,
상기 내부핀은 상기 제1입구와 상기 제1출구 사이 및 상기 제2입구와 상기 제2출구 사이에서 길게 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.
제1항에 있어서,
상기 히터가 미부착된 상기 히터 케이스의 다른 외부면에는 외부핀이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 제상 장치.