KR20210001150A - 열교환기 및 이를 포함하는 냉장고 - Google Patents

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KR20210001150A
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배정욱
서국정
김명훈
노희열
민슬기
신동우
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삼성전자주식회사
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Abstract

냉장고는 저장실 및 상기 저장실에 냉기를 공급하는 냉기공급장치를 포함한다. 상기 냉기공급장치는 냉기를 생성하는 열교환기, 상기 열교환기를 수용하고 상기 열교환기를 통과하는 공기의 유동 통로를 형성하는 덕트, 및 상기 덕트 내부에 공기의 유동을 형성하는 팬을 포함한다. 상기 열교환기는 냉매가 흐르는 튜브 및 상기 튜브의 외면에 결합되는 핀을 포함한다. 상기 튜브는 상기 덕트의 일측으로 편심되어 배치된다.

Description

열교환기 및 이를 포함하는 냉장고 {HEAT EXCHANGER AND REFRIGERATOR HAVING THE SAME}
본 발명은 열교환기 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 저장실과, 저장실에 냉기를 공급하는 냉기공급장치를 구비하여 식품을 신선하게 보관하는 장치이다. 저장실의 온도는 식품을 신선하게 보관하는데 요구되는 일정 범위 내의 온도로 유지된다. 냉장고의 저장실은 그 전면이 개방되도록 마련되고, 개방된 전면은 평상시 저장실의 온도 유지를 위해 도어에 의해 폐쇄된다. 저장실은 벽에 의해 냉동실과 냉장실로 구획되며, 냉동실과 냉장실은 각각 냉동실 도어와 냉장실 도어에 의해 개폐된다.
저장실은 냉기공급장치에 의해 냉기를 공급받아 내부의 온도를 일정 범위 내로 유지한다. 냉기공급장치는 냉기를 생성하는 열교환기와, 열교환기를 수용하고 공기의 유동 통로를 형성하는 덕트, 덕트의 내부에 공기의 유동을 형성하고, 열교환기에 의해 생성된 냉기가 저장실로 공급될 수 있도록 유도하는 팬을 포함한다.
열교환기는 냉매가 흐르는 튜브와, 튜브의 외면에 결합되는 복수개의 핀을 포함한다. 튜브 내부를 흐르는 냉매는 튜브의 외면에 접한 복수개의 핀을 통하여 튜브 외부의 공기와 열교환을 한다. 냉매는 공기로부터 열을 흡수하고, 공기는 온도가 내려간다. 따라서, 열교환기의 효율은 냉매와 공기 사이의 열교환이 효율적으로 이루어지는 것이 중요하다.
본 발명의 일 측면은 효율이 향상된 열교환기 및 이를 포함하는 냉장고를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 냉장고는 저장실 및 상기 저장실에 냉기를 공급하는 냉기공급장치를 포함한다. 상기 냉기공급장치는 냉기를 생성하는 열교환기, 상기 열교환기를 수용하고 상기 열교환기를 통과하는 공기의 유동 통로를 형성하는 덕트, 및 상기 덕트 내부에 공기의 유동을 형성하는 팬을 포함한다. 상기 열교환기는 냉매가 흐르는 튜브 및 상기 튜브의 외면에 결합되는 핀을 포함한다. 상기 튜브는 상기 덕트의 일측으로 편심되어 배치된다.
상기 튜브는 상기 팬에 의해 상기 덕트 내에서 형성되는 공기의 유동이 상대적으로 빠르게 형성되는 측으로 편심되어 배치될 수 있다.
상기 덕트는 일측에 상기 저장실의 공기가 유입되는 유입구를 포함할 수 있다. 상기 열교환기의 상기 튜브는 상기 덕트의 상기 유입구가 마련된 측의 반대측으로 편심되어 배치될 수 있다.
상기 열교환기 및 상기 덕트는 상기 저장실의 후방에 배치될 수 있다. 상기 열교환기의 상기 튜브는 상기 덕트의 후방으로 편심되어 배치될 수 있다.
상기 핀은 상기 튜브가 관통하는 홀을 포함할 수 있다. 상기 홀은 상기 핀의 중심으로부터 일측으로 편심되어 배치될 수 있다.
상기 핀은 상기 홀이 마련된 측의 반대측에 형성된 컷아웃을 더 포함할 수 있다.
상기 핀은 굴곡부를 포함하는 판 형상으로 형상으로 형성될 수 있다.
상기 굴곡부는 상기 핀의 상기 홀이 형성되지 않은 위치에 마련될 수 있다.
상기 굴곡부는 상기 홀이 마련된 측과 같은 측으로 편심되어 마련될 수 있다.
상기 냉기공급장치는 상기 열교환기에 생기는 성에를 제거하기 위한 히터를 더 포함할 수 있다. 상기 히터는 상기 열교환기의 측부 및 하부를 지나도록 배치될 수 있다.
상기 냉기공급장치는 상기 열교환기 및 상기 히터를 지지하기 위한 브래킷을 포함할 수 있다. 상기 브래킷은 측부 및 하부에 상기 히터를 지지하기 위한 홈을 포함할 수 있다.
상기 브래킷은 측부에 상기 히터를 지지하기 위한 복수 개의 홈을 포함할 수 있다.
상기 냉기공급장치는 상기 열교환기에 생기는 성에를 제거하기 위한 히터를 더 포함할 수 있다. 상기 히터는 상기 컷아웃을 통과하도록 배치될 수 있다.
상기 열교환기는 상기 공기의 유동 방향과 나란한 방향으로 배열되는 복수의 핀을 포함할 수 있다. 상기 복수의 핀의 각각은 일 측 코너에 상기 컷아웃을 포함할 수 있다. 상기 히터는 상기 복수의 핀 중 서로 인접한 두 핀의 두 컷아웃에 의해 형성되는 공간을 통과할 수 있다.
상기 열교환기는 상기 공기의 유동 방향에 수직인 방향으로 배열되는 복수의 핀을 포함할 수 있다. 상기 복수의 핀의 각각은 일 측 변에 복수의 컷아웃을 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 냉장고는 저장실 및 상기 저장실의 후방에 배치되고, 복수의 핀 및 냉매가 흐르는 튜브를 포함하는 열교환기를 포함한다. 상기 튜브는 상기 복수의 핀의 후방 측으로 편심되어 배치된다.
상기 열교환기의 하부 및 전방부에 배치되는 히터를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 핀의 각각은 상기 히터가 지나갈 수 있도록 전방측에 형성되는 컷아웃을 포함할 수 있다.
상기 복수의 핀의 각각은 상기 튜브가 지나가지 않는 위치에 마련되는 굴곡부를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 열교환기는 공기의 유동 통로를 형성하는 덕트, 냉매가 흐르는 튜브, 및 상기 튜브가 관통하는 홀을 포함하는 핀을 포함한다. 상기 홀은 상기 덕트 내에서 공기의 유동이 상대적으로 빠르게 형성되는 측으로 편심되어 배치된다.
상기 핀은 상기 홀이 마련된 측의 반대 측에 형성되는 컷아웃을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 튜브 내부를 흐르는 냉매와 외부 공기 사이의 열교환 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 측단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도,
도 4는 도 3의 열교환기에서 트레이를 분리하여 도시한 분해 사시도,
도 5는 도 4의 열교환기에서 브래킷을 분리하여 도시한 분해 사시도,
도 6은 도 5의 열교환기의 핀을 도시한 도면,
도 7은 도 5의 열교환기의 측면도,
도 8는 도 5의 열교환기의 정면도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 도시한 도면,
도 11은 도10의 핀을 포함하는 열교환기에서 브래킷을 분리하여 도시한 분해 사시도,
도 12는 도 11의 열교환기의 정면도,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 열교환기에서 트레이를 분리하고 도시한 사시도,
도 14는 도 13의 열교환기의 측면도,
도 15는 도 13의 열교환기의 제1 핀을 도시한 도면,
도 16은 도 13의 열교환기의 제2 핀을 도시한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등의 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
일반적으로 냉장고는 저장실과 도어의 형태에 따라 그 종류가 구분될 수 있다. 저장실이 수평격벽에 의해 상하로 구획되어 상측에 냉동실이 형성되고 하측에 냉장실이 형성되는 TMF(Top Mounted Freezer)형 냉장고와, 상측에 냉장실이 형성되고 하측에 냉동실이 형성되는 BMF(Bottom Mounted Freezer)형 냉장고가 있다.
또한, 저장실이 수직격벽에 의해 좌우로 구획되고 일 측에 냉동실이 형성되며 타 측에 냉장실이 형성되는 SBS(Side By Side)형 냉장고가 있으며, 저장실이 수평격벽에 의해 상하로 구획되고 상측에 냉장실이 형성되고 하측에 냉동실이 형성되되 상측의 냉장실은 한 쌍의 도어에 의해 개폐되는 FDR(French Door Refrigerator)형 냉장고가 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의상 SBS 형 냉장고에 대해서 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 측단면도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 냉장고는 외관을 형성하는 본체(10)와, 본체(10)의 내부에 전면이 개방되도록 마련된 저장실(20)과, 저장실(20)의 개방된 전면을 개폐하도록 본체(10)에 회동 가능하게 결합되는 도어(30)와, 도어(30)가 본체(10)에 회전 가능하게 결합되도록 하는 힌지(40)를 포함한다.
본체(10)는 저장실(20)을 형성하는 내상(11)과, 외관을 형성하는 외상(13)을 포함하며, 내상(11)과 외상(13) 사이에는 저장실(20)의 냉기 유출을 방지하도록 단열재(15)가 발포된다. 본체(10)는 저장실(20)을 좌우측의 냉장실(21)과 냉동실(23)로 구획하는 격벽(17)을 포함하며, 본체(10)의 후방 하측에는 냉매를 압축하는 압축기(51)와 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(미도시)가 설치되는 기계실(29)이 마련된다.
저장실(20)은 격벽(17)에 의해 좌우로 구획되며, 본체(10)의 우측에는 냉장실(21)이 마련되고, 본체(10)의 좌측에는 냉동실(23)이 마련된다. 저장실(20) 내부에는 음식물 등을 저장할 수 있도록 복수개의 선반(25) 및 저장용기(27)가 마련될 수 있다.
저장실(20)은 본체(10)에 회동 가능하게 결합되는 도어(30)에 의해 개폐되며, 격벽(17)에 의해 좌우로 구획되는 냉장실(21)과 냉동실(23)은 각각 냉장실 도어(31)와 냉동실 도어(33)에 의해 개폐된다. 냉장실 도어(31)와 냉동실 도어(33)의 배면에는 음식물 등을 수납할 수 있도록 복수개의 도어 선반(35)이 마련된다.
냉장고는 저장실(20)에 냉기를 공급하는 냉기공급장치(50)를 포함할 수 있다. 냉기공급장치(50)는 증발기(100), 압축기(51), 응축기 및 팽창밸브로 구성된 냉동 사이클과, 증발기(100)에서 생성된 냉기를 저장실(20)로 유동시키기 위한 팬(53)과, 공기의 유동 통로를 형성하는 덕트(60, 70) 등을 포함할 수 있다.
냉기공급장치(50)는 기계실(29)에 설치되는 압축기(51), 응축기 등을 제외하고, 냉기 공급과 직접적인 관계가 있는 증발기(100), 팬(53), 덕트(60, 70) 등을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 따라서, 이하에서 설명되는 냉기공급장치(50)에 포함되는 열교환기(100)는 증발기(100)를 의미한다.
도 2에서는 저장실(20)의 후방 또는 후면에 냉기공급장치(50)가 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
냉기공급장치(50)는 냉기를 생성하는 열교환기(100), 냉기공급장치(50)의 내부에서 공기의 유동 통로를 형성하는 덕트(60, 70), 덕트(60, 70)의 내부에 공기의 유동을 형성하는 팬(53)을 포함할 수 있다.
덕트(60, 70)는 저장실(20)의 공기가 유입되어 열교환기(100)를 통과하는 공기 유입 통로(61)를 형성하는 흡기 덕트(60)와 열교환기(100)를 통과한 냉기를 저장실(20)로 공급하기 위한 공기의 배출 통로(71)를 형성하는 배기 덕트(70)를 포함할 수 있다. 흡기 덕트(60)는 팬(53)의 상류에 배치되고, 배기 덕트(70)는 팬(53)의 하류에 배치된다.
흡기 덕트(60)의 단부에는 저장실(20)의 공기가 유입되는 유입구(55)가 마련될 수 있고, 배기 덕트(70)에는 저장실(20)로 냉기가 분산될 수 있도록 복수의 유출구(57)가 마련될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도, 도 4는 도 3의 열교환기에서 트레이를 분리하여 도시한 분해 사시도, 도 5는 도 4의 열교환기에서 브래킷을 분리하여 도시한 분해 사시도, 도 6은 도 5의 열교환기의 핀을 도시한 도면, 도 7은 도 5의 열교환기의 측면도, 도 8는 도 5의 열교환기의 정면도이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 냉기공급장치(50)는 냉기를 생성하는 열교환기(100)와, 열교환기(100)에 생기는 성에를 제거하기 위한 히터(150), 열교환기(100)와 히터(150)를 지지하기 위한 브래킷(140, 141), 열교환기(100)의 일부를 감싸는 트레이(130) 등을 포함할 수 있다. 트레이(130)는 열교환기(100)에 맺힌 성에가 녹아 물방울이 되어 열교환기(100)의 밑으로 떨어지면 이를 모아서 배출하도록 구성될 수 있다.
트레이(130)는 열교환기(100)를 통과하는 공기의 유동 통로를 형성하는 흡기덕트(60)의 일부를 형성할 수 있다. 이하에서 설명되는 덕트(60)는 열교환기(100)를 수용하고 열교환기를 통과하는 공기의 유동 통로를 형성하는 흡기덕트(60)의 전부 또는 일부를 의미한다.
열교환기(100)는 냉매가 흐르는 튜브(110)와 튜브(110)의 외면에 결합되는 핀(120)을 포함할 수 있다. 열교환기(100)는 복수개의 핀(120)을 포함할 수 있다. 핀(120)은 튜브(110)의 외면에 접촉하여 튜브(110) 내에 흐르는 냉매와 열교환기(100)를 지나는 공기 사이의 열교환을 돕는다. 열교환기(100)는 냉기의 생성과 직접적인 관계가 있는 핀(120), 튜브(110), 덕트(60) 등을 포함하는 것으로 정의될 수도 있다.
핀(120)은 열전도율이 높은 알루미늄을 포함한 여러 금속재질로 만들어질 수 있다. 핀(120)은 판형으로 형성될 수 있다. 복수개의 핀(120)은 공기가 흐르는 방향의 수직 방향인 열교환기(100)의 좌우 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다. 복수개의 핀(120)의 간격이 좁을수록 더 많은 수의 핀(120)을 배치할 수 있지만, 간격이 지나치게 좁아질 경우에는 열교환기(100)를 통과하는 공기에 저항으로 작용하여 압력손실의 우려가 있으므로 간격을 적절하게 조절할 필요가 있다.
복수개의 핀(120)은 공기가 흐르는 방향인 상하 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다. 공기가 하측에서 상측으로 상향 이동 하는 경우, 공기 저항을 고려하여, 하측에 배치된 복수의 핀(120)의 좌우 간격은 상측에 배치된 복수의 핀(120)의 좌우 간격에 비하여 넓을 수 있다.
튜브(110)는 공기가 흐르는 방향의 수직 방향인 열교환기(100)의 좌우 방향으로 수평하게 복수개의 핀(120)을 통과하도록 배치될 수 있다. 복수개의 핀(120)이 공기의 유동방향을 따라 상하 방향으로 배치되어 있는 경우, 튜브(110)도 공기의 유동 방향을 따라 여러 번 가로지를 수 있도록 절곡되어 마련될 수 있다.
열교환기(100)의 튜브(110)는 덕트(60)에 의해 형성되는 공기 유동 통로(61)의 공기의 유동 방향의 중심으로부터 일측으로 편심되어 배치될 수 있다. 핀(120)은 튜브(110)가 관통하는 홀(121)을 포함할 수 있고, 홀(121)은 핀(120)의 일측으로 편심되어 배치될 수 있다. 튜브(110)는 핀(120)을 여러 번 통과할 수 있고, 핀(120)은 튜브(110)가 통과하는 복수개의 홀(121)을 포함할 수 있다. 복수개의 홀(121)은 복수개의 홀(121)의 중심이 핀(120)의 중심으로부터 일측으로 편심되도록 마련될 수 있다.
덕트(60)의 내부에 핀(120)과 튜브(110) 등이 배치되지 않은 상태에서 팬(53)에 의해 공기를 유동시키면, 팬(53)에 의해서 덕트(60)의 내부에 형성되는 공기의 유동은 고르게 분포되지 않을 수 있다. 다시 말해, 공기의 유동 통로(61) 내의 공기의 유동 속도는 공기 유동 방향의 중심으로부터 일측이 타측에 비하여 상대적으로 빠르게 형성될 수 있다.
튜브(110)는 팬(53)에 의해 덕트(60) 내에서 형성되는 공기의 유동 속도가 상대적으로 빠른 측으로 편심되어 배치될 수 있다. 이로 인하여, 튜브(110)에 의해 발생하는 공기 저항에 의해 공기 유동 통로(61) 내의 공기의 유동 속도가 균일하게 되고, 열교환기(100)는 핀(120)의 열교환 면적을 효율적으로 사용할 수 있다.
공기의 유입구(55)가 덕트(60)의 일측에 마련되는 경우, 유입구(55)가 마련된 측의 반대측의 공기의 유동 속도가 유입구(55)가 마련된 측의 공기의 유동 속도보다 빠르게 형성될 수 있다. 이 경우, 튜브(110)는 덕트(60)의 유입구(55)가 마련된 측의 반대측으로 편심되어 배치될 수 있다.
냉기공급장치(50)가 저장실(20)의 후방에 배치되어, 덕트(60)의 유입구(55)가 냉기공급장치(50)의 전방에 배치되는 경우, 공기의 흐름은 덕트(60)의 후방으로 쏠리게 되고, 공기의 유동 통로(61)의 후방의 공기의 유동 속도가 빨라지게 된다. 이 경우, 튜브(110)는 덕트(60)의 후방으로 편심되어 배치될 수 있다.
튜브(110)가 통과하도록 핀(120)에 마련된 홀(121)이 핀(120)의 중심으로부터 일측으로 편심되어 마련된 경우, 핀(120)의 홀(121)이 마련된 측의 반대측에는 핀(120)의 일부가 제거된 컷아웃(123)이 형성될 수 있다. 핀(120)의 홀(121)이 마련된 측 부분은 열교환 효율이 상대적으로 높은 반면에, 그 반대 측은 열교환 효율이 상대적으로 낮다. 핀(120)에서 열교환 효율이 낮은 일부를 제거하여도 핀(120)의 전체적인 열교환 효율은 차이가 없다. 이렇게 함으로써, 핀(120)의 무게를 가볍게 하고, 원가를 절감할 수 있다.
컷아웃(123)은 대략적으로 사각 평판 형상인 핀(120)의 코너에 형성될 수 있다. 컷아웃(123)은 핀(120)의 일 측의 양 코너 혹은 한 코너에 형성될 수 있다. 도면에 도시되어 있지 않으나, 컷아웃(123)은 대략적으로 사각 평판 형상인 핀(120)의 일 측 변(edge)에 형성될 수 있다.
냉기공급장치(50)는 열교환기(100)에 생기는 성에를 제거하기 위한 히터(150)를 포함할 수 있다. 히터(150)는 열을 수송하는 파이프 형태로 형성될 수 있다. 히터(150)는 열교환기(100)의 측부 및 하부를 지나도록 배치될 수 있다. 냉기공급장치(50)가 저장실(20)의 후방에 배치되는 경우, 히터(150)는 열교환기(100)의 전방부 및 하부를 지나도록 배치될 수 있다. 히터(150)는 열교환기(100)의 측부 또는 전방부를 가로지르도록 좌우 방향으로 놓일 수 있다.
핀(120)에 마련된 컷아웃(123)은 히터(150)가 배치되는 측에 마련될 수 있다. 냉기공급장치(50)가 저장실(20)의 후방에 배치되는 경우, 컷아웃(123)은 핀(120)의 전방측에 형성될 수 있다. 컷아웃(123)은 히터(150)의 일부를 배치할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 열교환기(100)의 측부 또는 전방부에 배치되는 히터(150)의 일부는 핀(120)의 컷아웃(123)에 의해 형성된 공간을 통과하도록 배치될 수 있다.
복수개의 핀(120)이 공기의 유동방향과 나란하게 배열되는 경우, 공기의 유동방향을 따라 서로 인접한 두 핀(120)은 서로 마주한 코너에 각각 컷아웃(123)을 포함할 수 있다. 컷아웃(123)의 높이는 히터(150)의 두께의 절반에 대응하도록 마련될 수 있다. 따라서, 히터(150)는 서로 인접한 두 핀(120)의 두 컷아웃(123)에 의해 형성되는 공간을 통과하도록 배치될 수 있다.
히터(150)를 열교환기(100)의 하부 및 측부에 배치함으로써 제상 시에 온도 분포를 개선하여 제상에 소요되는 시간 및 에너지를 줄일 수 있다. 그리하여, 제상 열이 저장실 내에 침투하지 않게 하여 식품을 보다 신선하게 보관할 수 있다.
냉기공급장치(50)는 열교환기(100) 및 히터(150)를 지지하기 위한 브래킷(140, 141)을 포함할 수 있다. 브래킷(140, 141)은 열교환기(100) 및 히터(150)의 양측에 배치될 수 있다. 브래킷(140, 141)은 튜브(110)가 통과하는 복수개의 홀(143)과 히터(150)가 통과하는 복수개의 홈(145, 147)을 포함할 수 있다.
히터(150)는 브래킷(140, 141)의 하부에 형성된 홈(145)과 측부에 형성된 홈(147)에 지지될 수 있다. 히터(150)는 열교환기(100)의 양측에 배치되는 두 브래킷(140, 141)에 마련된 총 네 지점에서 지지되어, 보다 견고하게 지지될 수 있다.
두 브래킷(140, 141)은 각각 측부에 형성된 복수의 홈(147)을 포함할 수 있다. 브래킷(140, 141)이 측부에 높이에 따라 복수개의 홈(147)을 포함함으로써, 히터(150)는 필요에 따라 적절한 높이 배치될 수 있고, 필요에 따라 열교환기(100)의 측부를 여러 번 가로지르도록 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 판 형상으로 형성된 핀(220)은 열교환 면적이 늘어나도록 굴곡부(225)를 포함할 수 있다. 핀(220)은 튜브(110)가 관통할 수 있는 홀(221)을 포함할 수 있다. 굴곡부(225)는 핀(220)의 홀(221)이 형성되지 않은 위치에 마련될 수 있다. 열교환 효율을 높이기 위하여, 굴곡부(225)는 핀(220)에 홀(221)이 마련된 측과 같은 측으로 편심되어 마련될 수 있다. 굴곡부(225)는 홀(221)이 편심된 측의 모서리(edge)에 마련될 수 있다.
핀(220)은 복수개의 굴곡부(225)를 포함할 수 있다. 핀(220)이 복수개의 홀(221)을 포함하고, 복수개의 굴곡부(225)를 포함하는 경우, 굴곡부(225)는 복수개의 홀(221) 사이에 마련될 수 있고, 복수개의 홀(221)이 편심된 측의 모서리(edge)에 마련될 수 있다.
핀(220)에 마련된 굴곡부(225)가 핀(220)의 중심으로부터 일측으로 편심되어 마련된 경우, 핀(220)의 굴곡부(225)가 마련된 측의 반대측에는 핀(220)의 일부가 제거된 컷아웃(223)이 형성될 수 있다. 굴곡부(225)와 컷아웃(223)을 포함하는 핀(220)은 도 3 내지 도 8에 도시된 열교환기(100)에 포함된 핀(120)을 대체할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환기의 핀을 도시한 도면, 도 11은 도10의 핀을 포함하는 열교환기에서 브래킷을 분리하여 도시한 분해 사시도, 도 12는 도 11의 열교환기의 정면도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 열교환기(200)의 핀(320)은 핀(320)의 중심으로부터 일측으로 편심되어 마련되는 홀(321)을 포함할 수 있다. 핀(320)은 별도의 컷아웃을 포함하지 않을 수 있다.
열교환기(200)를 포함하는 냉기공급장치는 열교환기(200)에 생기는 성에를 제거하기 위한 히터(250)를 포함할 수 있다. 히터(250)는 열교환기(250)의 하부에 배치되고, 대류에 의하여 열교환기(200)에 열을 전달하도록 구성된다.
냉기공급장치는 열교환기(200) 및 히터(250)를 지지하기 위한 브래킷(240, 241)을 포함할 수 있다. 브래킷(240, 241)은 열교환기(200) 및 히터(250)의 양측에 배치될 수 있다. 브래킷(240, 241)은 튜브(110)가 통과하는 복수개의 홀(243)과 히터(250)가 통과하는 복수개의 홀(245) 또는 홈(245)을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시에에 따른 열교환기에서 트레이를 분리하여 도시한 사시도, 도 14는 도 13의 열교환기의 측면도, 도 15는 도 13의 열교환기의 제1 핀을 도시한 도면, 도 16은 도 13의 열교환기의 제2 핀을 도시한 도면이다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 열교환기(300)는 냉매가 흐르는 튜브(110)와 튜브(110)의 외면에 결합되는 제1 핀(420)과 제2 핀(421)을 포함할 수 있다. 열교환기(300)는 복수의 제1 핀(420)과 복수의 제2 핀(421)을 포함할 수 있다. 제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 튜브(110)의 외면에 접촉하여 튜브(110) 내에 흐르는 냉매와 열교환기(300)를 지나는 공기 사이의 열교환을 돕는다.
제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 열전도율이 높은 알루미늄을 포함한 여러 금속재질로 만들어질 수 있다. 제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 판형으로 형성될 수 있다. 복수개의 제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 공기가 흐르는 방향의 수직 방향인 열교환기(300)의 좌우 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다. 복수개의 제1 핀(420)과 제2 핀(421)의 간격이 좁을수록 더 많은 수의 제1 핀(420)과 제2 핀(421)을 배치할 수 있지만, 간격이 지나치게 좁아질 경우에는 열교환기(300)를 통과하는 공기에 저항으로 작용하여 압력손실의 우려가 있으므로 간격을 적절하게 조절할 필요가 있다.
제1 핀(420)은 제2 핀(421)에 비하여 짧은 길이의 판형으로 형성될 수 있다. 공기가 하측에서 상측으로 상향 이동 하는 경우, 공기 저항을 고려하여, 공기가 흐르는 방향의 수직방향인 열교환기(300)의 좌우 방향으로 제1 핀(420)과 제2 핀(421)이 번갈아 배치될 수 있다. 열교환기(300)의 하측에는 복수의 제2 핀(421)이 배치되고 상측에는 복수의 제1 핀(420)과 복수의 제2 핀(421)이 번갈아 배치되므로, 열교환기(300)의 하측의 핀의 좌우 간격이 상측의 핀의 좌우 간격에 비하여 넓을 수 있다.
튜브(110)는 공기가 흐르는 방향의 수직 방향인 열교환기(100)의 좌우 방향으로 수평하게 복수개의 제1 핀(420)과 제2 핀(421) 또는 복수개의 제2 핀(421)을 통과하도록 배치될 수 있다. 또한, 튜브(110)는 공기의 유동 방향을 따라 여러 번 가로지를 수 있도록 절곡되어 마련될 수 있다.
열교환기(300)의 튜브(110)는 덕트(60, 도 2 참조)에 의해 형성되는 공기 유동 통로(61, 도 2 참조)의 공기의 유동 방향의 중심으로부터 일측으로 편심되어 배치될 수 있다. 제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 튜브가 관통하는 홀(423, 424, 426)을 포함할 수 있다.
제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 제1 핀(420)과 제2 핀(421)의 중심에 배치된 제1 홀(423)과 일측으로 편심된 제2 홀(424)을 포함할 수 있다. 제1 홀(423)과 제2 홀(424)은 공기가 흐르는 방향을 따라 번갈아 배치될 수 있다. 제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 제1 홀(423)과 제2 홀(424)이 연결된 형태인 제3 홀(426)을 포함할 수도 있다.
튜브(110)가 공기가 흐르는 방향을 따라 번갈아 배치된 제1 홀(423)과 제2 홀(424)을 통과하도록 배치되면, 튜브(110)가 공기와 접촉이 용이해지며, 열교환기(300)의 효율이 향상될 수 있다. 제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 수평 방향으로 복수의 제1 홀(423) 및 복수의 제2 홀(424)을 포함할 수 있다. 제1 핀(420)과 제2 핀(421)은 수평 방향으로 복수의 제3 홀(426)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 홀(424) 또는 복수의 제3 홀(426)은 복수의 제2 홀(424) 또는 복수의 제3 홀(426)의 중심이 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 중심으로부터 일측으로 편심되도록 마련될 수 있다.
튜브(110)가 통과하도록 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)에 마련된 제2 홀(424) 또는 제3 홀(426)이 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 중심으로부터 일측으로 편심되어 마련된 경우, 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 제2 홀(424) 또는 제3 홀(426)이 마련된 측의 반대측에는 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 일부가 제거된 컷아웃(425)이 형성될 수 있다. 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)이 제1 홀 (423) 및 제2 홀(424)을 포함하는 경우, 컷아웃(425)은 제2 홀(424)과 나란하게 마련될 수 있다. 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)이 제3 홀(426)을 포함하는 경우, 컷아웃(425)은 제3 홀(426)의 후단부와 나란하게 마련될 수 있다. 컷아웃(425)은 대략적으로 사각 평판 형상인 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 일 측 변(edge)에 형성될 수 있다. . 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)은 상하 방향으로 복수개의 컷아웃(425)을 포함할 수 있다.
제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 의 제2 홀(424) 또는 제3 홀(426)이 마련된 측 부분은 열교환 효율이 상대적으로 높은 반면에, 그 반대 측은 열교환 효율이 상대적으로 낮다. 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)에서 열교환 효율이 낮은 일부를 제거하여도 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 전체적인 열교환 효율은 차이가 없다. 이렇게 함으로써, 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 무게를 가볍게 하고, 원가를 절감할 수 있다.
히터(350)는 열교환기(300)의 측부 및 하부를 지나도록 배치될 수 있다. 냉기공급장치(50, 도 2 참조)가 저장실(20, 도2 참조)의 후방에 배치되는 경우, 히터(350)는 열교환기(300)의 전방부 및 하부를 지나도록 배치될 수 있다. 히터(350)는 열교환기(300)의 측부 또는 전방부를 가로지르도록 좌우 방향으로 놓일 수 있다.
제1 핀(420) 및 제2 핀(421)에 마련된 컷아웃(425)은 히터(350)가 배치되는 측에 마련될 수 있다. 냉기공급장치(50, 도2 참조)가 저장실(20, 도2 참조)의 후방에 배치되는 경우, 컷아웃(425)은 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 전방측에 형성될 수 있다. 컷아웃(425)은 히터(150)의 일부를 배치할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 열교환기(300)의 측부 또는 전방부에 배치되는 히터(350)의 일부는 제1 핀(420) 및 제2 핀(421)의 컷아웃(425)에 의해 형성된 공간을 통과하도록 배치될 수 있다.
이상에서는 특정 실시예에 의하여 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니다. 특허청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
10: 본체 20: 저장실
30: 도어 40: 힌지
50: 냉기공급장치 60: 덕트
100, 200, 300: 열교환기 110: 튜브
120, 220, 320, 420, 421: 핀 121, 221, 321, 423, 424, 426: 홀
123, 223, 425: 컷아웃 130: 트레이
140, 141, 240, 241: 브래킷 145, 147, 245: 홈
150, 250, 350: 히터 225: 굴곡부

Claims (20)

  1. 저장실; 및
    상기 저장실에 냉기를 공급하는 냉기공급장치;를 포함하고,
    상기 냉기공급장치는,
    냉기를 생성하는 열교환기;
    상기 열교환기를 수용하고 상기 열교환기를 통과하는 공기의 유동 통로를 형성하는 덕트; 및
    상기 덕트 내부에 공기의 유동을 형성하는 팬;을 포함하고,
    상기 열교환기는,
    냉매가 흐르는 튜브; 및
    상기 튜브의 외면에 결합되는 핀;을 포함하고,
    상기 튜브는 상기 덕트의 일측으로 편심되어 배치되는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는 상기 팬에 의해 상기 덕트 내에서 형성되는 공기의 유동이 상대적으로 빠르게 형성되는 측으로 편심되어 배치되는 냉장고.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 덕트는 일측에 상기 저장실의 공기가 유입되는 유입구를 포함하고,
    상기 열교환기의 상기 튜브는 상기 덕트의 상기 유입구가 마련된 측의 반대측으로 편심되어 배치되는 냉장고.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기 및 상기 덕트는 상기 저장실의 후방에 배치되고,
    상기 열교환기의 상기 튜브는 상기 덕트의 후방으로 편심되어 배치되는 냉장고.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 핀은 상기 튜브가 관통하는 홀을 포함하고,
    상기 홀은 상기 핀의 중심으로부터 일측으로 편심되어 배치되는 냉장고.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 핀은 상기 홀이 마련된 측의 반대측에 형성된 컷아웃을 더 포함하는 냉장고.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 핀은 굴곡부를 포함하는 판 형상으로 형상으로 형성되는 냉장고.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 굴곡부는 상기 핀의 상기 홀이 형성되지 않은 위치에 마련되는 냉장고.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 굴곡부는 상기 홀이 마련된 측과 같은 측으로 편심되어 마련되는 냉장고.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 냉기공급장치는 상기 열교환기에 생기는 성에를 제거하기 위한 히터를 더 포함하고,
    상기 히터는 상기 열교환기의 측부 및 하부를 지나도록 배치되는 냉장고.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉기공급장치는 상기 열교환기 및 상기 히터를 지지하기 위한 브래킷을 포함하고,
    상기 브래킷은 측부 및 하부에 상기 히터를 지지하기 위한 홈을 포함하는 냉장고.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 브래킷은 측부에 상기 히터를 지지하기 위한 복수 개의 홈을 포함하는 냉장고.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 냉기공급장치는 상기 열교환기에 생기는 성에를 제거하기 위한 히터를 더 포함하고,
    상기 히터는 상기 컷아웃을 통과하도록 배치되는 냉장고.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 공기의 유동 방향과 나란한 방향으로 배열되는 복수의 핀을 포함하고,
    상기 복수의 핀의 각각은 일 측 코너에 상기 컷아웃을 포함하고,
    상기 히터는 상기 복수의 핀 중 서로 인접한 두 핀의 두 컷아웃에 의해 형성되는 공간을 통과하는 냉장고.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 열교환기는 상기 공기의 유동 방향에 수직인 방향으로 배열되는 복수의 핀을 포함하고,
    상기 복수의 핀의 각각은 일 측 변에 복수의 컷아웃을 포함하는 냉장고.
  16. 저장실; 및
    상기 저장실의 후방에 배치되고, 복수의 핀 및 냉매가 흐르는 튜브를 포함하는 열교환기;를 포함하고,
    상기 튜브는 상기 복수의 핀의 후방 측으로 편심되어 배치되는 냉장고.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 열교환기의 하부 및 전방부에 배치되는 히터를 더 포함하고,
    상기 복수의 핀의 각각은 상기 히터가 지나갈 수 있도록 전방측에 형성되는 컷아웃을 포함하는 냉장고.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 핀의 각각은 상기 튜브가 지나가지 않는 위치에 마련되는 굴곡부를 포함하는 냉장고.
  19. 공기의 유동 통로를 형성하는 덕트;
    냉매가 흐르는 튜브; 및
    상기 튜브가 관통하는 홀을 포함하는 핀;을 포함하고,
    상기 홀은 상기 덕트 내에서 공기의 유동이 상대적으로 빠르게 형성되는 측으로 편심되어 배치되는 열교환기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 핀은 상기 홀이 마련된 측의 반대 측에 형성되는 컷아웃을 포함하는 열교환기.
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