KR20170109941A - 증발기 및 이를 구비하는 냉장고 - Google Patents

증발기 및 이를 구비하는 냉장고 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 양측이 개구된 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스; 상기 증발기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 및 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 포일 히터(foil heater)를 포함하는 증발기를 개시한다.
본 발명에 의하면, 기존의 자연 제상에 비하여 제상 시간이 줄어들어서 식품의 신선도가 유지될 수 있으며, 성에로 인하여 감소되었던 냉각 효율이 증가되어 소비전력이 감소될 수 있다. 아울러, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터를 부착시키는 방식으로 본 발명의 구조를 구현할 수 있으며, 포일 히터가 증발기 케이스에 부착되는 구조상 포일 히터의 유지 보수가 용이하다는 장점이 있다.

Description

증발기 및 이를 구비하는 냉장고{EVAPORATOR AND REFRIGERATOR HAVING THE SAME}
본 발명은 착상된 성에를 제거하는 제상 장치를 구비하는 증발기, 그리고 이를 구비하는 냉장고에 관한 것이다.
냉장고는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.
냉장실 내의 냉동 사이클은, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기로부터 압축된 고온고압상태의 냉매를 방열을 통하여 응축하는 응축기와, 응축기로부터 제공된 냉매가 증발하면서 주위의 잠열을 흡수하는 냉각작용에 의하여 주변의 공기를 냉각하는 증발기를 포함한다. 응축기와 증발기 사이에는 모세관 내지는 팽창밸브가 구비되어, 증발기로 유입되는 냉매의 증발이 쉽게 일어날 수 있도록, 냉매의 유속을 증가시키고 압력을 낮추도록 이루어진다.
냉장고의 냉각 방식은 간냉식과 직냉식으로 나뉠 수 있다.
간냉식은 송풍팬을 이용하여 증발기에서 생성된 냉기를 강제로 순환시킴으로써 저장실 내부를 냉각시키는 방식이다. 일반적으로 간냉식은 증발기가 설치되는 냉각기실과 식품이 저장되는 저장실이 분리된 구조에 적용된다.
직냉식은 증발기에서 생성된 냉기의 자연 대류에 의하여 저장실 내부가 냉각되는 방식이다. 직냉식은 증발기가 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품이 저장되는 저장실을 형성하는 구조에 주로 적용된다.
일반적으로, 직냉식 냉장고에는 패턴부가 개재된 두 케이스 시트 사이를 압접시킨 다음, 압착된 패턴부에 고압공기를 불어넣어 패턴부를 배출시키고 패턴부가 있던 부분을 팽창시킴으로써, 압접된 두 케이스 시트 사이에 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성한 롤 본드(roll-bond) 타입의 증발기가 채용되어 사용되고 있다.
한편, 증발기의 표면과 주위 공기 간의 상대습도의 차이에 의하여, 증발기의 표면에는 습기가 응결되어 성에로 발전하기도 한다. 이러한 증발기의 표면에 착상된 성에는 증발기의 열교환 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다.
간냉식 냉장고의 경우, 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 증발기에 제상히터가 설치된다. 제상히터는 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생함으로써, 증발기에 착상된 성에를 녹여 제거하도록 구성된다.
그러나, 직냉식 냉장고에는 아직까지 증발기에 제상히터가 적용된 구조는 제시된 바가 없다. 따라서, 직냉식 냉장고의 경우 제상을 하기 위해서는 압축기를 강제 오프시킨 후에 소정시간 동안에 걸쳐 자연 제상을 수행하여야 하는 불편함이 있었으며, 이러한 긴 제상 시간으로 인하여 식품의 신선도가 확보되기 어렵다는 문제가 있었다.
본 발명의 첫 번째 목적은, 직냉식 냉장고에 적용되는 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터가 적용된 새로운 구조의 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스를 그대로 이용할 수 있으며, 유지 보수가 용이한 포일 히터를 구비하는 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 포일 히터가 증발기 케이스에 부착되는 구조에서, 포일 히터에 성에가 착상되면 그 무게로 인하여 포일 히터가 증발기 케이스에서 분리되어 제상 신뢰성에 영향을 미치게 됨을 고려하여, 이를 해결하기 위한 구조를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 증발기는, 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스; 상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브; 및 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되고, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 포일 히터(foil heater)를 포함한다.
본 발명의 두 번째 목적은, 기존의 쿨링 유로가 내장된 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터를 부착시킴으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 이탈방지부재 또는 고정부재에 의하여 달성될 수 있다.
상기 이탈방지부재는 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 상기 증발기 케이스에 장착되어 상기 포일 히터의 이탈을 제한한다. 상기 이탈방지부재는 상기 증발기 케이스의 저면부에 구비될 수 있다.
상기 이탈방지부재의 일 예로서, 상기 이탈방지부재는, 상기 포일 히터의 양측에서 각각 돌출 형성되는 제1 및 제2돌출부; 및 상기 제1 및 제2돌출부 간을 연결하여, 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 배치되는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 이탈방지부재의 다른 일 예로서, 상기 이탈방지부재는, 상기 포일 히터의 일측에서 돌출 형성되는 돌출부; 및 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 상기 돌출부에서 벤딩된 형태로 연장되는 연장부를 포함할 수 있다.
상기 고정부재는 상기 증발기 케이스에 형성된 홀과 상기 포일 히터에 형성된 관통홀을 통과하여 상기 증발기 케이스의 외측으로 감겨 묶임으로써, 상기 포일 히터를 증발기 케이스에 고정시킨다.
한편, 상술한 증발기는 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 포일 히터는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착될 수 있다.
상기 증발기 케이스는 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되며, 상기 포일 히터는 상기 저면부, 상기 측면부 및 상기 상면부 각각의 적어도 일부에 면접촉하도록 부착되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 포일 히터는 상호 결합된 상기 두 케이스 시트들의 가장자리를 따라 연장되어 상기 쿨링 튜브를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 포일 히터는 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 배치될 수 있다.
상기 포일 히터는, 마주하는 두 시트가 상호 부착된 형태를 가지는 포일부; 상기 포일부의 마주하는 두 시트 사이에 개재되며, 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 전열선; 및 상기 포일부의 일면에 구비되어 포일부를 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 부착시키는 열전도성 접착제를 포함할 수 있다.
상기 포일 히터는, 상기 전열선과 연결되어 상기 포일부의 외부로 연장되는 리드선을 더 포함하며, 상기 포일부의 외부로 노출되는 상기 리드선에는 보호튜브가 감싸질 수 있다.
상기 증발기는, 상기 리드선이 연장되는 상기 포일부의 단부로의 수분 침투가 방지되도록, 상기 포일부의 단부를 덮도록 배치되는 커버부재를 더 포함할 수 있다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 포일 히터는 증발기 케이스의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되며, 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생하도록 구성된다. 포일 히터에서 발생된 열은 증발기 케이스로 전달되어, 증발기 케이스에 착상된 성에를 녹여 제거하게 된다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 기존의 자연 제상에 비하여 제상 시간이 줄어들어서 식품의 신선도가 유지될 수 있으며, 성에로 인하여 감소되었던 냉각 효율이 증가되어 소비전력이 감소될 수 있다.
둘째, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터를 부착시키는 방식으로 본 발명의 구조를 구현할 수 있다. 또한, 포일 히터가 증발기 케이스에 부착되는 구조상, 포일 히터의 유지 보수가 용이하다는 장점이 있다.
셋째, 포일 히터가 증발기 케이스로부터 분리되더라도 완전히 이탈되는 것이 아니라, 이탈방지부재 또는 고정부재에 의해 증발기 케이스에 인접하게 위치하는 상태가 유지되도록 이루어진다. 따라서, 포일 히터의 분리로 인한 제상 신뢰성과 관련한 문제가 해결될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 보인 개념도.
도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제1실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들.
도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도.
도 5는 도 3에 도시된 B 부분의 확대도.
도 6은 도 5에 도시된 포일 히터의 상세 구조를 보인 개념도.
도 7은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제2실시예를 보인 개념도.
도 8은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제3실시예를 보인 개념도.
도 9는 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제4실시예를 보인 개념도.
도 10 및 도 11은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제5실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들.
이하, 본 발명에 관련된 증발기 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(1)를 보인 개념도이다.
냉장고(1)는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.
도시된 바와 같이, 캐비닛(10)은 내부에 식품의 저장을 위한 저장공간을 구비한다. 상기 저장공간은 격벽에 의해 분리될 수 있으며, 설정 온도에 따라 냉동실(11)과 냉장실(12)로 구분될 수 있다.
본 실시예에서는, 냉동실(11)이 냉장실(12) 위에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고를 보이고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은, 냉동실과 냉장실이 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.
캐비닛(10)에는 도어(20)가 연결되어, 캐비닛(10)의 전면 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 도면에서는, 냉동실 도어(21)와 냉장실 도어(22)가 각각 냉동실(11)과 냉장실(12)의 전면 개구부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 도어(20)는 캐비닛(10)에 회전 가능하게 연결되는 회전형 도어, 캐비닛(10)에 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 서랍형 도어 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
캐비닛(10)에는 기계실(미도시)이 마련되고, 상기 기계실의 내부에는 압축기와 응축기 등이 구비된다. 상기 압축기와 응축기는 증발기(100)와 연결되어 냉동 사이클을 구성한다.
한편, 냉동 사이클을 순환하는 냉매(R)는 증발기(100)에서 주변의 열을 기화열로 흡수하며, 이로 인하여 주변이 냉각 효과를 얻게 된다. 이 과정에서, 주변 공기와의 온도차가 발생할 경우, 공기 중의 수분이 증발기(100)의 표면에 응축 동결되는 현상, 즉 성에 착상이 발생한다. 이러한 증발기(100)의 표면에 착상된 성에는 증발기(100)의 열교환 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다.
간냉식 냉장고의 경우, 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 증발기에 제상히터가 설치된 구조가 이미 많이 공지되어 있다. 그러나, 도시된 실시예와 같은 직냉식 냉장고(1)의 경우에는 아직까지 증발기(100)에 제상히터가 적용된 구조는 제시된 바가 없다.
이에, 본 발명에서는 직냉식 냉장고(1)의 증발기(100)에 제상히터가 적용되어, 제상시의 소비전력이 감소될 수 있는 새로운 형태의 증발기(100)에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(100)의 제1실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 증발기(100)는 증발기 케이스(110), 쿨링 튜브(120), 포일 히터(foil heater, 130)를 포함한다. 증발기(100)의 상기 구성들 중 쿨링 튜브(120)는 냉각을 위한 구성에 해당하며, 포일 히터(130)는 제상을 위한 구성에 해당한다. 참고로, 쿨링 튜브(120)와 포일 히터(130)는 설명의 편의를 위하여 간략하게 도시된 것 일뿐이며, 실제로 상기 구성들은 다양한 형태를 가질 수 있다.
증발기 케이스(110)는 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성한다. 증발기 케이스(110)는 그 자체로 내부에 식품의 저장공간을 형성할 수도 있고, 식품의 저장공간을 형성하도록 별도로 구비되는 하우징(미도시)를 감싸도록 구성될 수도 있다.
증발기 케이스(110)에는 냉각을 위한 냉매(R: Refrigerant)가 흐르는 쿨링 튜브(120)가 형성된다. 쿨링 튜브(120)는 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 내장되어 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로를 형성한다.
쿨링 튜브(120)가 형성된 증발기 케이스(110)의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 증발기 케이스(110)의 재료가 되는 제1케이스 시트(111)와 제2케이스 시트(112)를 준비한다. 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)는 금속 재질(예를 들어, 알루미늄, 스틸 등)로 형성될 수 있으며, 수분과의 접촉에 의한 부식을 방지하기 위하여 표면에 코팅층이 형성될 수 있다.
그리고는 제1케이스 시트(111) 상에 쿨링 튜브(120)에 대응되는 패턴부를 배치한다. 상기 패턴부는 나중에 제거되는 구성으로서, 기설정된 패턴으로 배치되는 흑연 물질이 될 수 있다.
상기 패턴부는 중간에 끊어짐이 없이 연속적으로 이어지도록 형성되며, 적어도 일 부분에서 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 상기 패턴부는 상기 제1케이스 시트(111)의 제1모서리로부터 연장되어 제2모서리까지 연장될 수 있다. 상기 패턴부가 시작되는 제1모서리와 종료되는 제2모서리는 같은 모서리가 될 수도 있고, 서로 다른 모서리가 될 수도 있다.
다음으로, 상기 패턴부를 사이에 두고 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)를 상호 접면시킨 다음, 롤러 장치를 이용하여 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)를 상호 압착하여 일체화시킨다.
그러면 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 일체로 구성된 플레이트 형태의 프레임이 형성되는데, 그 내부에는 상기 패턴부가 위치한다. 이러한 상태에서 제1모서리에 대응되는 상기 프레임의 일측을 통하여 외부로 노출된 상기 패턴부로 고압공기를 분사한다.
분사되는 고압공기에 의해 제1 및 제2케이스 시트(111, 112) 사이에 존재하던 상기 패턴부는 상기 프레임으로부터 배출된다. 이 과정에서 상기 패턴부가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 쿨링 튜브(120)를 형성한다.
상기 고압공기를 분사하여 상기 패턴부를 배출시키는 과정에서, 상기 패턴부가 존재하던 부분은 상기 패턴부의 부피보다 상대적으로 크게 팽창되어 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로를 형성한다.
이러한 제조 방법에 따라, 상기 프레임에는 적어도 일면으로 볼록하게 튀어나온 쿨링 튜브(120)가 형성된다. 일 예로, 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 같은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)는 프레임의 양면으로 돌출 형성된다. 다른 일 예로, 제1케이스 시트(111)가 제2케이스 시트(112)보다 높은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)는 상대적으로 강성이 낮은 제2케이스 시트(112)로 돌출 형성되고, 상대적으로 강성이 높은 제1케이스 시트(111)는 평평하게 유지된다.
이처럼 일체화된 플레이트 형태의 프레임은 벤딩되어, 도시된 바와 같이 빈 박스 형태의 증발기 케이스(110)로 제작된다. 일 예로, 앞선 도 1을 함께 참조하면, 증발기 케이스(110)는 저면부(110a), 상기 저면부(110a)에서 양측으로 연장되는 좌측면부(110b')와 우측면부(110b") 및 상기 좌측면부(110b')와 상기 우측면부(110b")에서 상기 저면부(110a)와 평행하게 연장되는 좌측상면부(110c')와 우측상면부(110c")를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성될 수 있다.
증발기 케이스(110)에 형성된 쿨링 튜브(120)는 쿨링 파이프(30)를 통하여 전술한 응축기 및 압축기와 연결되며, 상기 연결에 의해 냉동 사이클이 형성된다. 쿨링 파이프(30)는 용접에 의해 쿨링 튜브(120)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 쿨링 튜브(120)의 일단(입구)은 쿨링 파이프(30)의 일단(31)과 연결되고, 쿨링 튜브(120)의 타단(출구)은 쿨링 파이프(30)의 타단(32)과 연결되어, 냉매(R)의 순환 루프를 형성한다. 쿨링 튜브(120)의 일단을 통해서는 저온, 저압의 액체 상태의 냉매(R)가 유입되고, 쿨링 튜브(120)의 타단을 통해서는 기체 상태의 냉매(R)가 유출된다.
상기 구조에 따라, 쿨링 튜브(120)에는 냉각을 위한 냉매(R)가 충진되며, 냉매(R)의 순환에 따라 증발기 케이스(110) 및 증발기 케이스(110) 주변의 공기를 냉각시키게 된다.
상기 구조의 증발기(100)는, 롤 본드 타입의 쿨링 튜브(120)가 증발기 케이스(110)에 내장된 형태로 형성되기 때문에, 쿨링 파이프(30)가 별도의 구성으로서 증발기 케이스(110)를 감싸도록 설치되는 구조 대비, 상대적으로 높은 열교환 효율을 가진다. 이에 더하여, 냉매(R)가 유동하는 쿨링유로 구조의 단순화로 인하여 식품의 저장공간이 보다 확대될 수 있다.
이러한 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에는 제상을 위한 포일 히터(foil heater, 130)가 부착되며, 기설정된 조건에 따라 전원이 인가되어 열을 발생하도록 구성된다. 상기 기설정된 조건은, 예를 들어, 온도센서(미도시)에 의해 감지된 온도가 설정된 온도보다 낮은 경우, 습도센서(미도시)에 의해 감지된 습도가 설정된 습도보다 높은 경우 등이 될 수 있다.
포일 히터(130)는, 간냉식 냉장고의 증발기에 적용되는 금속관 형태의 제상히터와는 달리, 연성을 가지는 시트 형태로 형성된다. 따라서, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외형에 대응되는 형태로 변형되어 면접촉될 수 있다.
증발기 케이스(110)의 내부는 식품의 저장공간을 형성하기 때문에, 식품으로의 직접적인 열전달이 방지될 수 있도록, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외부면에 부착되는 것이 바람직하다. 물론, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)의 내부면에 부착되는 구조가 본 발명에서 완전히 배제되는 것은 아니다. 포일 히터(130)와 식품 간의 직접적인 접촉이 방지되는 구조라면[예를 들어, 증발기 케이스(110)의 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 하우징이 별도로 구비되는 경우], 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 내부면에도 부착될 수도 있음은 물론이다.
포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외부면에 부착되어 증발기 케이스(110)를 감싸도록 구성될 수 있다. 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)를 형성하는 각 면부[저면부(110c'), 측면부(110b', 110b"), 상면부(110c', 110c")]의 적어도 일부를 덮도록 부착되며, 이때 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 벤딩된 부분에 대응되게 휘어질 수 있다.
포일 히터(130)는 길게 연장 형성될 수 있으며, 적어도 일 지점에서 벤딩되어 연장되는 방향이 전환된 형태를 가질 수 있다. 증발기 케이스(110) 중 다른 부분보다 제상이 많이 요구되는 부분에는 포일 히터[130, 엄밀히는 포일부(131, 도 6 참조]의 너비가 상대적으로 더 넓게 형성되거나 내부의 전열선(132)이 더 밀도있게 배치될 수 있다.
아울러, 포일 히터(130)는, 쿨링 튜브(120)에 충진된 냉매(R)로의 직접적인 열전달이 방지되도록, 쿨링 튜브(120)와 미중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 포일 히터(130)는 상호 결합된 두 케이스 시트들(111, 112)의 가장자리를 따라 연장되어 쿨링 튜브(120)를 감싸도록 형성될 수 있다.
도면을 참조하면, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 전방측 저면부(110a)에서 좌측면부(110b')를 거쳐 좌측상면부(110c')로 연장된 후에 후방측 좌측상면부(110c')로 연장되어, 상기 후방측 좌측상면부(110c')에서 좌측면부(110b')를 거쳐 저면부(110a)로 연장된다. 이후, 포일 히터(130)는 후방측 저면부(110a)에서 우측면부(110b")를 거쳐 우측상면부(110c")로 연장된 후에 전방측 우측상면부(110c")로 연장되어, 상기 전방측 우측상면부(110c")에서 우측면부(110b")를 거쳐 저면부(110a)로 연장된다. 여기서, 포일 히터(130)의 일단과 타단은 상호 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 구조에 따르면, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)의 전방측과 후방측 모두에 배치되어, 증발기 케이스(110)의 전 영역에 대한 효율적인 열전달이 이루어질 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 쿨링 튜브(120)는 증발기 케이스(110)를 형성하는 상호 접합된 두 케이스 시트들(111, 112)의 모서리로 연장된다. 본 도면에서는, 쿨링 튜브(120)의 입구와 출구가 증발기 케이스(110)의 좌측상면부(110c')의 모서리로 연장된 것을 보이고 있다.
쿨링 튜브(120)의 입구는 쿨링 파이프(30)의 일단(31)과 연결되고, 쿨링 튜브(120)의 출구는 쿨링 파이프(30)의 타단(32)과 연결되어, 냉매(R)의 순환 루프를 형성한다. 쿨링 튜브(120)의 일단을 통해서는 저온, 저압의 액체 상태의 냉매(R)가 유입되고, 쿨링 튜브(120)의 타단을 통해서는 기체 상태의 냉매(R)가 유출된다.
쿨링 튜브(120)가 이러한 배치를 가지는 경우, 포일 히터(130)가 쿨링 튜브(120)와 미중첩되게 배치될 수 있도록, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)에 면접촉되어 쿨링 튜브(120)를 감싸도록 배치되는 제1부분(130a)과 증발기 케이스(110)의 외측으로 연장되는 제2부분(130b)을 포함할 수 있다.
제2부분(130b)은 쿨링 튜브(120)와 쿨링 파이프(30) 간의 연결 부분을 사이에 두고 상호 이격된 상기 제1부분(130a')의 양측을 상기 증발기 케이스(110)의 외측에서 상호 연결하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제2부분(130b)은 증발기 케이스(110)의 우측상면부(110c")를 덮도록 배치될 수 있으며, 상기 우측상면부(110c")에 면접촉하도록 부착되는 포일 히터(130)의 제1부분(130a) 상에 오버랩되도록 배치될 수도 있다.
이하에서는, 포일 히터(130)의 상세 구조에 대하여 설명한다.
도 5는 도 3에 도시된 B 부분의 확대도이고, 도 6은 도 5에 도시된 포일 히터(130)의 상세 구조를 보인 개념도이다.
도 5 및 도 6을 앞선 도 2와 함께 참조하면, 포일 히터(130)는 포일부(131), 전열선(132) 및 열전도성 접착제(133)를 포함한다.
포일부(131)는 마주하는 두 시트(131a, 131b)가 상호 부착된 형태를 가진다. 상기 두 시트(131a, 131b)는 연성을 가지며 열전도성이 큰 금속 재질(예를 들어, 알루미늄 재질)로 형성될 수 있다. 상기 두 시트(131a, 131b)는 접착제(136)에 의해서 상호 부착될 수 있다.
포일부(131)가 시트 형태로 형성되어 증발기 케이스(110)에 면접촉되도록 구성됨에 따라, 전열선(132)에서 발생되는 열이 증발기 케이스(110)로 전달되는 양이 증가될 수 있다. 즉, 증발기 케이스(110)로의 열전달 효율이 향상될 수 있으며, 전열선(132)의 에너지 손실이 감소될 수 있다.
전열선(132)은 포일부(131)의 마주하는 두 시트(131a, 131b) 사이에 개재되며, 전원 인가시에 발열하도록 구성된다. 일 예로, 전열선(132)은 절연성 재질로 형성되는 코어부에, 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 열선부가 감기고, 이들을 내열성 재질의 피복부가 감싼 형태를 가질 수 있다.
전열선(132)은 포일부(131)를 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 전열선(132)이 포일부(131)의 일단부에서 타단부를 향하여 연장되었다가 포일부(131)의 타단부에서 벤딩되어 다시 일단부를 향하여 반대방향으로 연장된 것을 보이고 있다. 상기 배치에 따르면, 전열선(132)의 양단부는 포일부(131)의 일단부에 위치하게 된다.
그러나 전열선(132)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다. 전열선(132)의 양단부가 포일부(131)의 양단부에 각각 위치하도록, 전열선(132)은 포일부(131)의 일단부에서 타단부를 향하여 연장될 수 있다. 또한, 전열선(132)은 포일부(131) 내에서 포일부(131)의 연장 방향과 관계 없이 다수회 벤딩된 형태로 배치될 수 있다.
포일부(131)의 일면에는 열전도성 접착제(133)가 구비되어, 포일부(131)가 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 부착될 수 있도록 한다.
전열선(132)에는 리드선(134)이 연결된다. 리드선(134)은 제어부에 의해 구동이 제어되는 전원 공급부(미도시)와 전기적으로 연결된다. 전열선(132)과 리드선(134)의 연결 부분에는 내열튜브(135)가 상기 연결 부분을 감싸도록 형성될 수 있다.
리드선(134)은 상기 전원 공급부와의 전기적 연결을 위하여 포일부(131)의 외부로 노출된다. 따라서, 제상수를 비롯한 수분과 접촉될 우려가 있다. 이점을 고려하여, 보호튜브(미도시)가 리드선(134)을 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 보호튜브는 내열성을 가지는 합성수지 재질(예를 들어, PVC 등)로 형성될 수 있다.
아울러, 리드선(134)이 연장되는 포일부(131) 단부로의 수분 침투가 방지되도록, 커버부재(140, 도 3 참조)가 포일부(131)의 단부를 덮도록 배치될 수 있다. 커버부재(140)는 체결부재 또는 접착제에 의해 증발기 케이스(110)에 장착될 수 있다.
살펴본 바와 같이, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되며, 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생하도록 구성된다. 포일 히터(130)에서 발생된 열은 증발기 케이스(110)로 전달되어, 증발기(100)에 착상된 성에를 녹여 제거하게 된다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 기존의 자연 제상에 비하여 제상 시간이 줄어들어서 식품의 신선도가 유지될 수 있으며, 성에로 인하여 감소되었던 냉각 효율이 증가되어 소비전력이 감소될 수 있다.
본 발명에 의하면, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터(130)를 부착시키는 방식으로 본 발명의 구조를 구현할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)에 부착되는 구조상, 포일 히터(130)의 유지 보수가 용이하다는 장점이 있다.
한편, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)에 부착되는 구조상, 포일 히터(130)에 성에가 착상되면 그 무게로 인하여 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)에서 분리되어 제상 신뢰성에 영향을 미치게 된다. 이하에서는, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)로부터 완전히 분리되지 않도록 하여, 제상 신뢰성과 관련한 문제를 해결할 수 있는 구조에 대하여 설명한다.
도 7은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(200)의 제2실시예를 보인 개념도이다.
도 7을 참조하면, 증발기 케이스(210)에는 포일 히터(230)의 외측을 덮도록 배치되어 포일 히터(230)의 이탈을 방지하는 이탈방지부재(250)가 구비된다. 포일 히터(230)의 주된 이탈 원인이 증발기(200)에 착상된 성에에 있고, 이로 인하여 증발기 케이스(210)의 저면부에 부착된 포일 히터(230)가 주로 이탈된다는 점을 고려하여, 이탈방지부재(250)는 증발기 케이스(210)의 저면부에 구비될 수 있다.
이탈방지부재(250)는 제1돌출부(251a), 제2돌출부(251b) 및 연결부(252)를 포함하여, 포일 히터(230)를 지지하도록 이루어진다. 이탈방지부재(250)는 금속 재질로 형성되고, 용접에 의해 증발기 케이스(210)에 고정될 수 있다. 이탈방지부재(250)는 복수 개로 구비되어 소정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
제1 및 제2돌출부(251a, 251b)는 포일 히터(230)의 양측에서 각각 돌출 형성되며, 연결부(252)는 제1 및 제2돌출부(251a, 251b) 간을 연결하여 포일 히터(230)의 외측을 덮도록 배치된다.
상기 구성에 의해, 이탈방지부재(250)는 'ㄷ'자 형태를 이루며, 증발기 케이스(210)와 함께 포일 히터(230)를 감싸도록 형성된다. 이에 따라, 포일 히터(230)가 증발기 케이스(210)로부터 분리되더라도, 연결부(252)에 의해 지지되어 증발기 케이스(210)와 인접하게 배치된 상태에 놓일 수 있다. 따라서, 포일 히터(230)의 분리에 의한 제상 기능의 저하가 최소화될 수 있다.
여기서, 이탈방지부재(250)의 연결부(252)가 증발기 케이스(210)에 인접하게 배치될수록 분리된 포일 히터(230)와 증발기 케이스(210) 간의 간격이 짧아져 제상 효율이 포일 히터(230)가 분리되기 전과 유사하게 나타날 수 있다. 연결부(252)가 포일 히터(230)를 가압하도록 구성되는 경우라면, 포일 히터(230)의 분리 자체가 방지될 수 있음은 물론이다.
이하에서는, 이탈방지부재(360)의 다른 일 예에 대하여 설명한다.
도 8은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(300)의 제3실시예를 보인 개념도이다.
도 8을 참조하면, 이탈방지부재(360)는, 앞선 예의 이탈방지부재(250)와 같이, 증발기 케이스(310)의 저면부에 구비될 수 있다.
이탈방지부재(360)는 포일 히터(330)의 일측에서 돌출 형성되는 돌출부(361) 및 상기 돌출부(361)에서 벤딩된 형태로 연장되어 포일 히터(330)의 외측을 덮도록 배치되는 연장부(362)를 포함한다. 이탈방지부재(360)는 금속 재질로 형성되어, 용접에 의해 증발기 케이스(310)에 고정될 수 있다.
상기 구성에 의해, 이탈방지부재(360)는 'ㄴ'자 형태를 이루며, 포일 히터(330)를 지지하도록 구성된다. 이탈방지부재(360)는 복수 개로 구비되어 소정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있으며, 포일 히터(330)의 일측과 타측에 번갈아가며 구비될 수 있다.
상기 이탈방지부재(360)에 의해, 포일 히터(330)는 증발기 케이스(310)로부터 분리되더라도, 연장부(362)에 의해 지지되어 증발기 케이스(310)와 인접하게 배치된 상태에 놓일 수 있다. 따라서, 포일 히터(330)의 분리에 의한 제상 기능의 저하가 최소화될 수 있다.
앞선 예와 같이, 이탈방지부재(360)의 연장부(362)와 증발기 케이스(310) 간의 간격이 적절하게 조절될 수 있음은 물론이다.
도 9는 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(400)의 제4실시예를 보인 개념도이다.
도 9를 참조하면, 증발기 케이스(410)에는 포일 히터(430)를 증발기 케이스(410)에 묶어서 고정하는 고정부재(470)가 구비된다. 고정부재(470)는, 앞선 예의 이탈방지부재(250, 360)와 같이, 증발기 케이스(410)의 저면부에 구비될 수 있다.
포일 히터(430)를 증발기 케이스(410)에 묶기 위하여, 증발기 케이스(410)에는 홀(410')이 형성되고, 포일 히터(430)에는 상기 홀(410')에 대응되는 관통홀(430')이 형성될 수 있다. 이때, 관통홀(430')은 전열선(432)이 미배치된 포일부(431)에 형성된다.
고정부재(470)는 홀(410')과 관통홀(430')을 통과한 후, 증발기 케이스(410)의 외측으로 감겨 묶인다. 이에 따라, 포일 히터(430)의 완전한 분리가 방지될 수 있다. 고정부재(470)로는 주로 배선을 정리하는 데에 이용되는 합성수지 재질의 케이블 타이가 사용될 수 있다.
도 10 및 도 11은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(500)의 제5실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 포일 히터(530)는 복수 개로 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 포일 히터(530)가 제1포일 히터(530') 및 제2포일 히터(530")를 포함하는 것을 예시하고 있다.
제1 및 제2포일 히터(530', 530")는 상호 미중첩되도록 배치되며, 전원 공급부(미도시)와 각각 연결된다. 증발기 케이스(510)에는 전원 공급부와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2포일 히터(530', 530")의 각 단부를 덮어 수분의 침투를 방지하기 위한 커버부재(540', 540")가 장착될 수 있다.
제1 및 제2포일 히터(530', 530")는 쿨링 튜브(520)를 사이에 두고 양측에 각각 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 제1포일 히터(530')가 증발기 케이스(510)의 전방측 저면부에서 좌측면부를 거쳐 좌측상면부로 연장된 후에, 인접한 우측상면부로 연장되어 우측면부를 거쳐 저면부로 되돌아오도록 배치된 것을 보이고 있다. 마찬가지로, 제2포일 히터(530")는 증발기 케이스(510)의 후방측 저면부에서 좌측면부를 거쳐 좌측상면부로 연장된 후에, 인접한 우측상면부로 연장되어 우측면부를 거쳐 저면부로 되돌아오도록 배치된다.
상기 구조에 따르면, 제1 및 제2포일 히터(530', 530")가 증발기 케이스(510)의 전방측과 후방측을 각각 감싸도록 형성되어, 증발기 케이스(110)의 전 영역에 대한 효율적인 열전달이 이루어질 수 있다.
또한, 하나의 포일 히터(130)로 구성되되 그 형상이 복잡했던 제1실시예와 비교하여, 제1 및 제2포일 히터(530', 530")의 형상이 단순화될 수 있다.
아울러, 쿨링 튜브(120)와의 중첩을 회피하기 위하여 증발기 케이스(110)의 외측으로 연장되는 제2부분(130b)이 형성되었던 제1실시예와 달리, 실질적으로 제1 및 제2포일 히터(530', 530")가 증발기 케이스(110)에 면접촉되는 부분만으로 구성된다는 점에서, 제상 효율이 향상될 수 있다는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 양측이 개구된 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스;
    상기 증발기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 및
    상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 포일 히터(foil heater)를 포함하는 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포일 히터는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증발기 케이스는 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되며,
    상기 포일 히터는 상기 저면부, 상기 측면부 및 상기 상면부 각각의 적어도 일부에 면접촉하도록 부착되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 포일 히터는 상호 결합된 상기 두 케이스 시트들의 가장자리를 따라 연장되어 상기 쿨링 튜브를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포일 히터는 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포일 히터는,
    마주하는 두 시트가 상호 부착된 형태를 가지는 포일부;
    상기 포일부의 마주하는 두 시트 사이에 개재되며, 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 전열선; 및
    상기 포일부의 일면에 구비되어 포일부를 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 부착시키는 열전도성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 포일 히터는, 상기 전열선과 연결되어 상기 포일부의 외부로 연장되는 리드선을 더 포함하며,
    상기 포일부의 외부로 노출되는 상기 리드선에는 보호튜브가 감싸지는 것을 특징으로 하는 증발기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리드선이 연장되는 상기 포일부의 단부로의 수분 침투가 방지되도록, 상기 포일부의 단부를 덮도록 배치되는 커버부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 증발기 케이스에는 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 배치되어 상기 포일 히터의 이탈을 제한하는 이탈방지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증발기 케이스는 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되며,
    상기 이탈방지부재는 상기 저면부에 구비되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 이탈방지부재는,
    상기 포일 히터의 양측에서 각각 돌출 형성되는 제1 및 제2돌출부; 및
    상기 제1 및 제2돌출부 간을 연결하여, 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 배치되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 이탈방지부재는,
    상기 포일 히터의 일측에서 돌출 형성되는 돌출부; 및
    상기 포일 히터의 외측을 덮도록 상기 돌출부에서 벤딩된 형태로 연장되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 증발기 케이스에는 홀이 형성되고,
    상기 포일 히터에는 상기 홀에 대응되는 관통홀이 형성되며,
    상기 포일 히터는 상기 홀과 상기 관통홀을 통과하여 상기 증발기 케이스의 외측으로 감겨 묶인 고정부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  14. 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 박스 형태로 형성되는 증발기 케이스;
    상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브; 및
    상기 저면부, 상기 측면부 및 상기 상면부 각각의 적어도 일부에 면접촉하도록 부착되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성되고, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 포일 히터(foil heater)를 포함하는 증발기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 증발기 케이스에는 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 배치되어 상기 포일 히터의 이탈을 제한하는 이탈방지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 증발기.
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