KR20210006740A - 진공단열체, 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 진공단열체에는, 진공공간부를 제공하는 플레이트 부재에 비해서는, 두꺼운 금속재질의 아웃케이스가 포함되고,상기 진공공간부는, 연장방향이 서로 다른 적어도 두 개의 연장모듈을 제공한다. 이에 따르면 냉장고 도어의 단열성능을 향상시킬 수 있다.

Description

진공단열체, 냉장고{Vacuum adiabatic body and refrigerator}
본 발명은 진공단열체 및 냉장고에 관한 것이다.
진공단열체는 몸체의 내부를 진공으로 유지하여 열전달을 억제하는 물품이다. 상기 진공단열체는 대류 및 전도에 의한 열전달을 줄일 수 있기 때문에 온장장치 및 냉장장치에 적용될 수 있다. 한편, 종래 냉장고에 적용되는 단열방식은 냉장과 냉동에 따라서 차이는 있지만 대략 30센티미터가 넘는 두께의 발포 폴리우레탄 단열벽을 제공하는 것이 일반적인 방식이었다. 그러나, 이로써 냉장고의 내부 용적이 줄어드는 문제점이 있다.
냉장고의 내부 용적을 늘리기 위하여 상기 냉장고에 진공단열체를 적용하고자 하는 시도가 있다.
먼저, 본 출원인의 등록특허 10-0343719(인용문헌 1)가 있다. 상기 등록특허에 따르면 진공단열패널(Vacuum adiabatic panel)을 제작하고, 상기 진공단열패널을 냉장고의 벽에 내장하고, 상기 진공단열패널의 외부를 스티로폼인 별도 성형물로 마감하는 방식이다. 상기 방식에 따르면 발포가 필요 없고, 단열성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 이 방식은 비용이 상승하고 제작방식이 복잡해지는 문제가 있다.
다른 예로서 공개특허 10-2015-0012712(인용문헌 2)에는 진공단열재로 벽을 제공하고 그에 더하여 발포 충전재로 단열벽을 제공하는 것에 대한 기술에 제시되어 있다. 이 방식도 비용이 증가하고 제작방식이 복잡한 문제점이 있다.
또 다른 예로서 냉장고의 벽을 전체로 단일물품인 진공단열체로 제작하는 시도가 있었다. 예를 들어, 미국공개특허공보 US2040226956A1(인용문헌 3)에는 진공상태로 냉장고의 단열구조를 제공하는 것에 대하여 개시되어 있다. 그러나 냉장고의 벽을 충분한 진공상태로 제공하여 실용적인 수준의 단열효과를 얻는 것은 어려운 일이다. 상세하게 설명하면, 온도가 서로 다른 외부케이스와 내부케이스와의 접촉부분의 열전달 현상을 막기가 어렵고, 안정된 진공상태를 유지하는 것이 어렵고, 진공상태의 음압에 따른 케이스의 변형을 방지하는 것이 어려운 등의 문제점이 있다. 이들 문제점으로 인하여 인용문헌 3의 기술도 극저온의 냉장장치에 국한하고, 일반 가정에서 적용할 수 있는 수준의 기술은 제공하지 못한다.
더 다른 방식으로서 본 발명의 출원인은 대한민국공개특허공보 10-2017-0016187호(인용문헌 4), 진공단열체 및 냉장고를 출원한 바가 있다. 본 인용발명은 단일의 진공단열체를 이용하여 단일의 냉각공간을 구성하는 것을 제안한다. 그러나 실제 냉장고는 온도가 다른 복수의 저장실이 마련되어야 하는데, 종래문헌에서는 그에 대한 고려가 되지 못한 문제점이 있다.
근래에는 냉장고에 제빙기가 설치되어 소비자가 편리하게 얼음을 얻을 수 있도록 한다. 제빙기 및 제빙기로의 냉기공급과 관련하는 종래기술로는, 냉장고의 냉장실 도어에 제빙기가 설치되는 형태로서 10-2006-0041437호(인용문헌 5) 냉장고의 냉기유로구조, 및 냉장고의 본체 안에 제빙기가 설치되는 10-2006-00764610호(인용문헌 6) 냉장고가 제안된 바가 있다.
상기 종래기술은 냉장고의 벽을 제공하는 발포부재의 내부에 덕트를 매립하고, 매립된 덕트를 경유하여 냉장실 본체에 설치되는 제빙기 또는 냉장실 도어에 설치되는 제빙기로 냉기를 공급하였다.
본 기술에 따르면, 덕트에 대한 단열이 어려워 외부로 소실되는 냉기가 많고, 덕트의 단열을 위해서는 발포부재의 두께가 더 커져야 하기 때문에 전체적으로 고내공간이 줄어드는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 진공단열체의 경우에는 단열공간인 진공공간부의 내부공간이 좁고 얇기 때문에, 덕트를 매립하는 것이 애초에 불가능한 문제점이 있다.
상기 인용문헌 5에 제시되는 도어에 설치되는 제빙기의 경우에는, 제빙기에 대한 단열이 어렵고, 특히, 고내공간을 향하는 내측이 아닌 고외공간을 향하는 외측에 대하여 단열이 어렵다. 제빙기와 고외의 간격사이에 대한 단열을 위하여 두꺼운 부재를 삽입할 수도 있지만, 그 경우에는 고내공간의 손실이 커지는 문제점이 있다.
등록특허 10-0343719 공개특허 10-2015-0012712의 도 7 미국공개특허공보 US2040226956A1 대한민국공개특허공보 10-2017-0016187호 도 2,3,4, 및 8와, 그 관련설명 대한민국공개특허공보 10-2006-0041437 대한민국공개특허공보 10-2006-0076461
본 발명은, 제빙기가 설치되는 도어의 경우에 제빙기의 냉기손실을 저감할 수 있는 진공단열체 및 냉장고를 제안한다.
본 발명은, 제빙공간을 제공하기 위하여 도어에서 필요로 하는 두꺼운 벽으로 인한 공간의 낭비를 줄일 수 있는 진공단열체 및 냉장고를 제안한다.
본 발명은, 냉장고에 적용되는 도어 구조의 복잡한 제작과정을 단순화할 수 있는 진공단열체 및 냉장고를 제안한다.
본 발명에 따른 진공단열체에는, 내부에 진공공간부를 제공하는 제 1, 2 플레이트 부재; 상기 제 2 플레이트 부재와 접촉하고, 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 중의 적어도 하나의 적어도 일부에 비해서는, 두꺼운 금속재질의 아웃케이스가 포함되고, 상기 진공공간부는, 연장방향이 서로 다른 적어도 두 개의 연장모듈을 제공된다. 이에 따르면 좁은 공간에서 진공공간부를 이용하여 단열효율을 높일 수 있다.
상기 적어도 두 개의 연장모듈은 상기 진공공간부를 공유함으로써, 상기 진공단열체의 제작이 간단하고 편리해 질 수 있다.
상기 아웃케이스는 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재에 비하여 두께가 두껍게 제공되어, 상기 아웃케이스에 의한 구조강도를 확보함과 동시에, 플레이트 부재에 의한 열전도저항의 성능을 높일 수 있다.
상기 아웃케이스와 체결되고, 상기 제 1 플레이트 측에 제공되는 비금속재의 이너커버가 포함되어, 진공단열체 자체에 부품이 장착되어 제품의 사용성이 개선되는 이점이 있다.
상기 이너커버와 상기 아웃케이스의 사이 공간에는 발포단열재가 충전되어, 단열성능이 더욱 커질 수 있다.
상기 적어도 두 개의 연장모듈은 절곡되어 연장외어, 진공단열체의 내부에 다각형의 수용 공간을 제공하고, 상기 수용공간이 외부에 대하여 단열되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 서포팅유닛은 상기 연장모듈별로 별도로 마련되어, 상기 진공공간부의 구조강도를 충분히 확보할 수 있다.
다른 측면에 따른 본 발명의 냉장고의 도어에는, 아웃케이스와 이너커버의 사이 간격부에 놓이고, 내부를 진공공간부로 형성하기 위하여 제공되는 제 1 플레이트 부재 및 제 2 플레이트 부재를 가지는 삼차원 진공단열모듈이 포함되고, 상기 삼차원 진공단열모듈은 연장방향이 서로 다르게 제공되는 적어도 두 개의 연장모듈을 포함한다. 이에 따르면 진공단열의 효과를 얻을 수 있는 삼차원의 내부 공간을 제공할 수 있어서 단열효과가 커지는 이점이 있다.
상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 중의 적어도 하나는 상기 아웃케이스보다 두께가 작게 제공되어 플레이트 부재에 의한 열전도저감의 효과를 기대할 수 있다.
상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재가 연결되는 영역에서 열전도량이 크게 증가하고, 해당하는 영역은 상기 가스켓과 인접하여 정렬되어, 외부로의 열전달이 가스켓에 의해서 차폐될 수 있도록 할 수 있다.
상기 삼차원 진공단열모듈의 내부공간에 놓이는 냉기유로가 포함되도록 할 수 있다. 이 경우에는 도어에 마련되는 제빙기에 사용되는 냉기에 대한 단열효과가 커지고, 제빙기의 성능이 향상되더 더 많은 얼음을 얻을 수 있다.
상기 삼차원 진공단열모듈에는, 적어도 어느 일부가 상기 도어의 전면방향을 따라서 연장되는 제 1 연장모듈; 및 적어도 어느 일부가 상기 도어의 측면방향을 따라서 연장되는 제 2 연장모듈이 포함되어, 외부공간과 대비되는 내부에 단열공간을 더 정확하게 제공할 수 있다. 다시 말하면, 측방향 열전도를 차단할 수 있기 때문에, 상기 삼차원 진공단열모듈의 내부 공간에 대한 더 큰 단열성능을 얻을 수 있다.
상기 제 2 연장모듈의 어느 일 측면에는 발포단열재가 충전되어 도어에 대한 단열효과를 더 크게 할 수 있다.
상기 제 2 연장모듈의 양측면에는 발포단열재가 충전되어 기구 구조물의 구조강도를 향상시키고, 더 큰 단열효과를 얻을 수 있다.
상기 제 1 연장모듈 및 상기 제 2 연장모듈은 단일체가 서로 절곡되어 연장되어 내부에 단열공간을 더 정확하게 만들 수 있다.
상기 제 1 연장모듈 및 상기 제 2 연장모듈은 상기 진공공간부를 공유하도록 하여, 간편한 제작공정으로 제작할 수 있다.
상기 제 2 연장모듈의 단부에서 절곡되는 제 3 연장모듈이 더 포함되어, 삼차원 진공단열모듈을 이용하는 더 다양한 형상으로 단열공간을 제공할 수 있다.
상기 제 2 플레이트 부재는 상기 아웃케이스와 접촉하고, 상기 제 2 플레이트 부재의 외측에는 발포단열재가 충전되도록 함으로써, 충분한 강도확보 및 단열성능확보를 할 수 있다.
상기 이너커버는 상기 수용공간으로 연장되어 상기 수용공간벽의 어느 일부를 형성함으로써, 냉장고의 제작시에 부품의 공용화를 이루고, 더 간단한 공정으로 제품을 제작할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 냉장고에는, 수용공간과 상기 수용공간으로의 접근을 허용하는 개구를 가지는 본체; 상기 수용공간을 열고 닫는 도어는 도어가 포함되고, 상기 도어에는, 상기 아웃케이스와 상기 이너커버의 사이 간격부에 놓이고, 내부를 진공공간부로 형성하기 위하여 제공되는 제 1 플레이트 부재 및 제 2 플레이트 부재를 가지는 진공단열모듈이 제공된다. 본 발명에 따르면 진공단열체에 플레이트 부재와 분리되는 별도의 아웃케이스를 구비함으로써, 플레이트 부재에 의해서는 단열효과를 얻을 수 있고, 아웃케이스로는 충분한 구조강도를 얻을 수 있다.
상기 진공단열모듈은 연장방향이 서로 다르게 제공되는 적어두 두 개의 연장모듈을 포함하여, 상기 진공단열모듈을 이용하여 단열되는 공간을 정확하게 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 도어에 설치되는 제빙기에 대한 충분한 단열작용을 수행함으로써, 제빙기의 성능을 향상시켜서, 소비자의 만족을 증진할 수 있다.
본 발명은 냉장고 도어의 단열에 필요한 공간을 더욱 축소할 수 있기 때문에, 도어에 물품이 놓이는 공간을 확장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 아웃케이스의 구조강도 및 플레이트 부재에 의한 열전도저감의 효과를 함께 달성할 수 있어서, 냉장고에 도어 구조를 더욱 간단하게 제작할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 냉장고의 사시도.
도 2는 냉장고의 본체 및 도어에 사용되는 진공단열체를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 진공공간부의 내부구성에 대한 다양한 실시예를 보이는 도면.
도 4는 전도저항쉬트 및 그 주변부의 다양한 실시예를 보이는 도면.
도 5는 시뮬레이션을 적용하여 진공압에 따른 단열성능의 변화와 가스전도도의 변화를 나타내는 그래프.
도 6은 서포팅유닛이 사용되는 경우에 진공단열체의 내부를 배기하는 공정을 시간과 압력으로 관찰하는 그래프.
도 7은 진공압과 가스전도도를 비교하는 그래프.
도 8은 제빙냉기유로를 보이는 개략적인 냉장고의 사시도.
도 9는 냉동실측 제빙냉기유로를 보이는 개략적인 냉장고의 단면도.
도 10은 냉장실측 제빙냉기유로를 보이는 개략적인 냉장고의 단면도.
도 11은 제 1, 2 제빙냉기유로의 연결단을 개시하는 냉장고 전방사시도.
도 12는 제 1, 2 도어측 냉기유로의 연결단을 개시하는 냉장고 후방사시도.
도 13은 제빙냉기유로와 멀리언의 관계를 설명하는 도면.
도 14는 멀리언이 안착되는 구조를 설명하는 도면.
도 15는 제빙냉기유로의 설치와 단열구조를 설명하기 위한 냉장고의 측방사시도.
도 16은 다른 실시예에 따른 제빙냉기유로를 보이는 개략적인 냉장고의 사시도.
도 17은 다른 실시예가 적용되는 멀리언과 도어의 상호관계를 보이는 도면.
도 18과 도 19는 상기 제빙냉기유로의 개폐구조를 설명하는 것으로서, 도 18은 멀리언측을 보이는 도면이고, 도 19는 도어측을 보이는 도면.
도 20은 각각의 진공단열체가 각각의 저장실을 제공하는 실시예에 따른 냉장고의 사시도.
도 21은 진공단열체들의 연결부위에 간격유지부재가 제공되는 상태의 냉장고의 사시도.
도 22는 제빙연결유로를 확대하여 보이는 도면.
도 23은 제빙연결유로의 A-A'의 단면사시도.
도 24 내지 도 27은 도 20 내지 도 23와 같이, 두 개의 진공단열체로 각각 냉동실 및 냉장실이 만들어지는 냉장고로서, 도어하면에 제빙냉기유로가 제공되는 실시예를 보이는 도면.
도 28은 발포재에 매립되는 제빙냉기유로의 도어의 분해사시도.
도 29는 도 28에서 제빙기가 설치되는 공간의 수평단면도.
도 30은 실시예에 따른 도어의 분해사시도.
도 31은 실시예에 따른 제빙기가 설치되는 공간의 수평단면도.
도 32는 실시예에 따른 제 1 진공단열모듈의 사시도.
도 33은 다른 실시예에 따른 도어의 분해사시도.
도 34는 다른 실시예에 따른 제 1 진공단열모듈의 사시도.
도 35내지 도 37은 발포재에 매립되는 제빙냉기유로와 실시예에 따른 제빙냉기유로의 열효율을 보이는 도면으로서, 도 35는 상기 발포매립 제빙냉기유로와 단열패널을 설치하는 경우이고, 도 36은 상기 측면패널 제빙냉기유로와 제 1 진공단열모듈을 설치하는 경우이고, 도 37은 상기 멀리언 제빙냉기유로와 제 2 진공단열모듈을 설치하는 경우를 보이는 도면.
도 38은 제빙기 및 도어측 바스켓이 설치되는 도어의 단면도.
도 39는 도 38의 코너부를 확대한 확대도.
도 40은 다른 실시예에 따른 삼차원 다절곡 진공단열모듈이 적용되는 도어의 단면도.
도 41은 또 다른 실시예에 따른 삼차원 다절곡 진공단열모듈이 적용되는 도어의 단면도
도 42는 더 다른 실시예에 따른 삼차원 진공단열모듈을 이용하는 도어의 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 제안한다. 그러나, 본 발명의 사상이 이하에 제시되는 실시예에 제한되지는 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
이하에 실시예의 설명을 위하여 제시되는 도면은 실제 물품과는 다르거나 과장되거나 간단하거나 세밀한 부품은 간략하게 표시될 수 있으나, 이는 본 발명 기술사상 이해의 편리를 도모하기 위한 것으로서, 도면에 제시되는 크기와 구조와 형상으로 제한되어 해석되지 않아야 한다. 그러나, 가급적 실제의 모양을 나타내기 위하여 노력한다.
이하의 실시예는, 서로 충돌하지 않는다면, 어느 하나의 실시예의 설명이 다른 하나의 실시예의 설명에 적용될 수도 있고, 어느 하나의 실시예의 일부 구성이 다른 하나의 구성에 특정 부분만이 변형된 상태에서 적용될 수 있다.
이하의 설명에서 진공압은 대기압보다 낮은 그 어떤 압력상태를 의미한다. 그리고, A가 B보다 진공도가 높다는 표현은 A의 진공압이 B의 진공압보다 낮다는 것을 의미한다.
도 1은 실시예에 따른 냉장고의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 냉장고(1)에는 저장물을 저장할 수 있는 캐비티(9)가 제공되는 본체(2)와, 상기 본체(2)를 개폐하도록 마련되는 도어(3)가 포함된다. 상기 도어(3)는 회동할 수 있게 배치되거나 슬라이드 이동이 가능하게 배치되어 캐비티(9)를 개폐할 수 있다. 상기 캐티비(9)는 냉장실 및 냉동실 중의 적어도 하나를 제공할 수 있다.
상기 캐비티에 냉기를 공급하는 냉동사이클을 이루는 부품이 마련된다. 상세하게는, 냉매를 압축하는 압축기(4)와, 압축된 냉매를 응축하는 응축기(5)와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기(6)와, 팽창된 냉매를 증발시켜 열을 빼앗는 증발기(7)가 포함된다. 전형적인 구조로서, 상기 증발기(7)가 인접하는 위치에 팬을 설치하고, 팬으로부터 송풍된 유체가 상기 증발기(7)를 통과한 다음에 캐비티(9)로 송풍되도록 할 수 있다. 상기 팬에 의한 송풍량 및 송풍방향을 조정하거나 순환 냉매의 양을 조절하거나 압축기의 압축률을 조정함으로써 냉동부하를 조절하여, 냉장공간 또는 냉동공간의 제어를 수행할 수 있다.
도 2는 냉장고의 본체 및 도어에 사용되는 진공단열체를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 본체 측 진공단열체는 상면과 측면의 벽이 제거된 상태로 도시되고, 도어 측 진공단열체는 전면의 벽 일부가 제거된 상태의 도면이다. 또한, 전도저항쉬트(60)(63)가 제공되는 부분의 단면을 개략적으로 나타내어 이해가 편리하게 되도록 하였다.
도 2를 참조하면, 진공단열체에는, 저온공간의 벽을 제공하는 제 1 플레이트 부재(10)와, 고온공간의 벽을 제공하는 제 2 플레이트 부재(20)와, 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 사이 간격부로 정의되는 진공공간부(50)가 포함된다. 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 간의 열전도를 막는 전도저항쉬트(60)(63)가 포함된다. 상기 진공공간부(50)를 밀폐상태로 하기 위하여 상기 제 1 플레이트 부재(10)와 상기 제 2 플레이트 부재(20)를 밀봉하는 밀봉부(61)가 제공된다. 냉장고 또는 온장고에 상기 진공단열체가 적용되는 경우에는, 상기 제 1 플레이트 부재(10)는 온도를 제어하는 제어공간의 안쪽에 설치되는 이너케이스라고 할 수 있고, 상기 제 2 플레이트 부재(20)는 제어공간의 바깥쪽에 설치되는 아웃케이스라고 할 수 있다. 본체 측 진공단열체의 하측 후방에는 냉동사이클을 제공하는 부품이 수납되는 기계실(8)이 놓이고, 상기 진공단열체의 어느 일측에는 진공공간부(50)의 공기를 배기하여 진공상태를 조성하기 위한 배기포트(40)가 제공된다. 또한, 제상수 및 전기선로의 설치를 위하여 진공공간부(50)를 관통하는 관로(64)가 더 설치될 수 있다.
상기 제 1 플레이트 부재(10)는, 제 1 플레이트 부재 측에 제공되는 제 1 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의할 수 있다. 상기 제 2 플레이트 부재(20)는, 제 2 플레이트 부재 측에 제공되는 제 2 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의할 수 있다. 상기 제 1 공간과 상기 제 2 공간은 온도가 서로 다른 공간으로 정의할 수 있다. 여기서, 각 공간의 위한 벽은, 공간에 직접 접하는 벽으로서의 기능을 수행하는 경우뿐만 아니라, 공간에 접하지 않는 벽으로서의 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어 각 공간에 접하는 별도의 벽을 더 가지는 물품의 경우에도 실시예의 진공단열체가 적용될 수 있는 것이다.
상기 진공단열체가 단열효과의 손실을 일으키는 요인은, 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20) 간의 열전도와, 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20) 간의 열복사, 및 진공공간부(50)의 가스전도(gas conduction)가 있다.
이하에서는 상기 열전달의 요인과 관련하여 단열손실을 줄이기 위하여 제공되는 열저항유닛에 대하여 설명한다. 한편, 실시예의 진공단열체 및 냉장고는 진공단열체의 적어도 어느 한쪽에 또 다른 단열수단을 더 가지는 것을 배제하지 않는다. 따라서, 다른 쪽 일면에 발포 등을 이용하는 단열수단을 더 가질 수도 있다.
도 3은 진공공간부의 내부구성에 대한 다양한 실시예를 보이는 도면이다.
먼저 도 3a를 참조하면, 상기 진공공간부(50)는 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간과는 다른 압력, 바람직하게는 진공 상태의 제 3 공간으로 제공되어 단열손실을 줄일 수 있다. 상기 제 3 공간은 상기 제 1 공간의 온도 및 상기 제 2 공간의 온도의 사이에 해당하는 온도로 제공될 수 있다. 상기 제 3 공간은 진공 상태의 공간으로 제공되기 때문에, 상기 제 1 플레이트 부재(10) 및 상기 제 2 플레이트 부재(20)는 각 공간의 압력차만큼의 힘에 의해서 서로 접근하는 방향으로 수축하는 힘을 받기 때문에 상기 진공공간부(50)는 작아지는 방향으로 변형될 수 있다. 이 경우에는 진공공간부의 수축에 따른 복사전달량의 증가, 상기 플레이트 부재(10)(20)의 접촉에 따른 전도전달량의 증가에 따른 단열손실을 야기할 수 있다.
상기 진공공간부(50)의 변형을 줄이기 위하여 서포팅유닛(30)이 제공될 수 있다. 상기 서포팅유닛(30)에는 바(31)가 포함된다. 상기 바(31)는 제 1 플레이트 부재와 제 2 플레이트 부재의 사이 간격을 지지하기 위하여 상기 플레이트 부재에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 바(31)의 적어도 어느 일단에는 지지 플레이트(35)가 추가로 제공될 수 있다. 상기 지지 플레이트(35)는 적어도 두 개 이상의 바(31)를 연결하고, 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)에 대하여 수평한 방향으로 연장될 수 있다. 상기 지지 플레이트는 판상으로 제공될 수 있고, 격자형태로 제공되어 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)와 접하는 면적이 작아져서 열전달이 줄어들도록 할 수 있다. 상기 바(31)와 상기 지지 플레이트는 적어도 일 부분에서 고정되어, 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 사이에 함께 삽입될 수 있다. 상기 지지 플레이트(35)는 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 중 적어도 하나에 접촉하여 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 변형을 방지할 수 있다. 또한, 상기 바(31)의 연장방향을 기준으로 할 때, 상기 지지플레이트(35)의 총단면적은 상기 바(31)의 총단면적보다 크게 제공하여, 상기 바(31)를 통하여 전달되는 열이 상기 지지 플레이트(35)를 통하여 확산될 수 있다.
상기 서포팅유닛(30)의 재질로는, 높은 압축강도, 낮은 아웃게싱(outgassing) 및 물흡수율, 낮은 열전도율, 고온에서 높은 압축강도, 및 우수한 가공성을 얻기 위하여, PC, glass fiber PC, low outgassing PC, PPS, 및 LCP 중에서 선택되는 수지를 사용할 수 있다.
상기 진공공간부(50)를 통한 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 간의 열복사를 줄이는 복사저항쉬트(32)에 대하여 설명한다. 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)는 부식방지과 충분한 강도를 제공할 수 있는 스테인레스 재질로 제공될 수 있다. 상기 스테인레스 재질은 방사율이 0.16으로서 비교적 높기 때문에 많은 복사열 전달이 일어날 수 있다. 또한, 수지를 재질로 하는 상기 서포팅유닛의 방사율은 상기 플레이트 부재에 비하여 낮고 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 내면에 전체적으로 마련되지 않기 때문에 복사열에 큰 영향을 미치지 못한다. 따라서 상기 복사저항쉬트는 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20) 간의 복사열 전달의 저감에 중점적으로 작용하기 위하여, 상기 진공공간부(50)의 면적의 대부분을 가로질러서 판상으로 제공될 수 있다. 상기 복사저항쉬트(32)의 재질로는, 방사율(emissivity)이 낮은 물품이 바람직하고, 실시예에서는 방사율 0.02의 알루미늄 박판이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 한 장의 복사저항쉬트로는 충분한 복사열 차단작용을 얻을 수 없기 때문에, 적어도 두 장의 복사저항쉬트(32)가 서로 접촉하지 않도록 일정 간격을 두고 제공될 수 있다. 또한, 적어도 어느 한 장의 복사저항쉬트는 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 내면에 접하는 상태로 제공될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 서포팅유닛(30)에 의해서 플레이트 부재 간의 간격을 유지하고, 진공공간부(50)의 내부에 다공성물질(33)을 충전할 수 있다. 상기 다공성물질(33)은 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)의 재질인 스테인레스보다는 방사율이 높을 수 있지만, 진공공간부를 충전하고 있으므로 복사열전달의 저항효율이 높다.
본 실시예의 경우에는, 복사저항쉬트(32)가 없이도 진공단열체를 제작할 수 있는 효과가 있다.
도 3c를 참조하면, 진공공간부(50)를 유지하는 서포팅유닛(30)이 제공되지 않는다. 이를 대신하여 다공성물질(33)이 필름(34)에 싸인 상태로 제공되었다. 이때 다공성물질(33)은 진공공간부의 간격을 유지할 수 있도록 압축된 상태로 제공될 수 있다. 상기 필름(34)은 예시적으로 PE재질로서 구멍이 뚫려있는 상태로 제공될 수 있다.
본 실시예의 경우에는, 상기 서포팅유닛(30)이 없이 진공단열체를 제작할 수 있다. 다시 말하면, 상기 다공성물질(33)은 상기 복사저항쉬트(32)의 기능과 상기 서포팅유닛(30)의 기능을 함께 수행할 수 있다.
도 4는 전도저항쉬트 및 그 주변부의 다양한 실시예를 보이는 도면이다. 도 2에는 각 전도저항쉬트가 구조가 간단하게 도시되어 있으나, 본 도면을 통하여 더 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
먼저, 도 4a에 제시되는 전도저항쉬트는 본체 측 진공단열체에 바람직하게 적용될 수 있다. 상세하게, 상기 진공단열체의 내부를 진공으로 유지하기 위하여 상기 제 2 플레이트 부재(20)와 상기 제 1 플레이트 부재(10)는 밀봉되어야 한다. 이때 두 플레이트 부재는 각각이 온도가 서로 다르므로 양자 간에 열전달이 발생할 수 있다. 종류가 다른 두 플레이트 부재 간의 열전도를 방지하기 위하여 전도저항쉬트(60)가 마련된다.
상기 전도저항쉬트(60)는 상기 제 3 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하고 진공상태를 유지하도록 그 양단이 밀봉되는 밀봉부(61)로 제공될 수 있다. 상기 전도저항쉬트(60)는 상기 제 3 공간의 벽을 따라서 흐르는 열전도량을 줄이기 위하여 마이크로미터 단위의 얇은 박판으로 제공된다. 상기 밀봉부(61)는 용접부로 제공될 수 있다. 즉, 전도저항쉬트(60)와 플레이트 부재(10)(20)가 서로 융착되도록 할 수 있다. 서로 간의 융착 작용을 이끌어내기 위하여 상기 전도저항쉬트(60)와 플레이트 부재(10)(20)는 서로 같은 재질을 사용할 수 있고, 스테인레스를 그 재질로 할 수 있다. 상기 밀봉부(61)는 용접부로 제한되지 않고 코킹 등의 방법을 통하여 제공될 수도 있다. 상기 전도저항쉬트(60)는 곡선 형상으로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 전도저항쉬트(60)의 열전도의 거리는 각 플레이트 부재의 직선거리보다 길게 제공되어, 열전도량은 더욱 줄어들 수 있다.
상기 전도저항쉬트(60)를 따라서 온도변화가 일어난다. 따라서, 그 외부와의 열전달을 차단하기 위하여, 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에는 차폐부(62)가 제공되어 단열작용이 일어나도록 하는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 냉장고의 경우에 제 2 플레이트 부재(20)는 고온이고 제 1 플레이트 부재(10)는 저온이다. 그리고, 상기 전도저항쉬트(60)는 고온에서 저온으로 열전도가 일어나고 열흐름을 따라서 쉬트의 온도가 급격하게 변한다. 그러므로, 상기 전도저항쉬트(60)가 외부에 대하여 개방되는 경우에는 개방된 곳을 통한 열전달이 심하게 발생할 수 있다. 이러한 열손실을 줄이기 위하여 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에는 차폐부(62)가 제공되도록 한다. 예를 들어, 상기 전도저항쉬트(60)가 저온공간 또는 고온공간의 어느 쪽에 노출되는 경우에도, 상기 전도저항쉬트(60)는 노출되는 양만큼 전도저항의 역할을 수행하지 못하기 때문에 바람직하지 않게 된다.
상기 차폐부(62)는 상기 전도저항쉬트(60)의 외면에 접하는 다공성물질로 제공될 수도 있고, 상기 전도저항쉬트(60)의 외부에 놓이는 별도의 가스켓으로 예시가능한 단열구조물로 제공될 수도 있고, 본체 측 진공단열체가 도어 측 진공단열체에 대하여 닫힐 때 대응하는 전도저항쉬트(60)와 마주보는 위치에 제공되는 진공단열체의 일 부분으로 제공될 수도 있다. 상기 본체와 상기 도어가 개방되었을 때에도 열손실을 줄이기 위하여, 상기 차폐부(62)는 다공성물질 또는 별도의 단열구조물로 제공되는 것이 바람직할 것이다.
도 4b에 제시되는 전도저항쉬트는 도어 측 진공단열체에 바람직하게 적용될 수 있고, 도 4a에 대하여 달라지는 부분을 상세하게 설명하고, 동일한 부분은 동일한 설명이 적용되는 것으로 한다. 상기 전도저항쉬트(60)의 바깥쪽으로는 사이드 프레임(70)이 더 제공된다. 상기 사이드 프레임(70)은 도어와 본체와의 실링을 위한 부품과 배기공정에 필요한 배기포트와 진공유지를 위한 게터포트 등이 놓일 수 있다. 이는 본체 측 진공단열체의 경우에는 부품의 장착이 편리할 수 있지만, 도어측은 위치가 제한되기 때문이다.
도어 측 진공단열체의 경우에는 상기 전도저항쉬트(60)는 진공공간부의 선단부, 즉 모서리 측면부에 놓이기 어렵다. 이는 도어(3)의 모서리 에지부는 본체와 달리 외부로 드러나기 때문이다. 더 상세하게 상기 전도저항쉬트(60)가 진공공간부의 선단부에 놓이면, 상기 도어(3)의 모서리 에지부는 외부로 드러나기 때문에, 상기 전도저항쉬트(60)의 단열을 위하여 별도의 단열부를 구성해야 하는 불리함이 있기 때문이다.
도 4c에 제시되는 전도저항쉬트는 진공공간부를 관통하는 관로에 바람직하게 설치될 수 있고, 도 4a 및 도 4b에 대하여 달라지는 부분을 상세하게 설명하고, 동일한 부분은 동일한 설명이 적용되는 것으로 한다. 관로(64)가 제공되는 주변부에는 도 4a와 동일한 형상으로 제공될 수 있고, 더 바람직하게는 주름형 전도저항쉬트(63)가 제공될 수 있다. 이에 따르면 열전달경로를 길게 할 수 있고, 압력차에 의한 변형을 방지할 수 있다. 또한 전도저항쉬트의 단열을 위한 별도의 차폐부재도 제공될 수 있다.
다시 도 4a를 참조하여 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20) 간의 열전달경로를 설명한다. 진공단열체를 통과하는 열에는, 상기 진공단열체의 표면, 더 상세하게 상기 전도저항쉬트(60)를 따라서 전달되는 표면전도열(①)과, 상기 진공단열체의 내부에 제공되는 서포팅유닛(30)을 따라서 전도되는 서포터전도열(②)과, 진공공간부의 내부 가스를 통한 가스전도열(③)과, 진공공간부를 통하여 전달되는 복사전달열(④)로 구분할 수 있다.
상기 전달열은 다양한 설계 수치에 따라서 변형될 수 있다. 예를 들어 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)가 변형되지 않고 진공압에 견딜 수 있도록 서포팅유닛을 변경할 수도 있고, 진공압을 변경할 수 있고, 플레이트 부재의 간격길이를 달리할 수 있고, 전도저항유닛의 길이를 변경할 수 있고, 플레이트 부재가 제공하는 각 공간(제 1 공간 및 제 2 공간)의 온도차를 어느 정도를 하는지에 따라서 달라질 수 있다. 실시예의 경우에는 총열전달량이 종래 폴리우레탄을 발포하여 제공되는 단열구조물에 비하여 열전달량이 작아지도록 하는 것을 고려할 때 바람직한 구성을 알아내었다. 여기서, 종래 폴리우레탄을 발포하는 냉장고에서의 실질열전달계수는 19.6mW/mK으로 제시될 수 있다.
이에 따른 실시예의 진공단열체의 열전달량을 상대적으로 분석하면, 가스전도열(③)에 의한 열전달이 가장 작아지게 할 수 있다. 예를 들어 전체 열전달의 4%이하로 이를 제어할 수 있다. 상기 표면전도열(①) 및 상기 서포터전도열(②)의 합으로 정의되는 고체전도열에 의한 열전달이 가장 많다. 예를 들어 75%에 달할 수 있다. 상기 복사전달열(③)은 상기 고체전도열에 비해서는 작지만 가스전도열에 의한 열전달보다는 크게 된다. 예를 들어, 상기 복사전달열(③)은 전체 열전달량의 대략 20%를 차지할 수 있다.
이러한 열전달분포에 따르면, 실질열전달계수(eK: effective K)(W/mK)는 상기 전달열(①②③④)을 비교할 때 수학식 1의 순서를 가질 수 있다.
Figure pat00001
여기서 상기 실질열전달계수(eK)는 대상 물품의 형상과 온도차를 이용하여 측정할 수 있는 값으로서, 전체 열전달량과 열전달되는 적어도 하나의 부분의 온도를 측정하여 얻어낼 수 있는 값이다. 예를 들어 냉장고 내에 정량적으로 측정이 가능한 가열원을 두고서 발열량을 알고(W), 냉장고의 도어 본체와 도어의 테두리를 통하여 각각 전달되는 열을 도어의 온도분포를 측정하고(K), 열이 전달되는 경로를 환산값으로 확인함으로써(m), 실질열전달계수를 구할 수 있는 것이다.
전체 진공단열체의 상기 실질열전달계수(eK)는 k=QL/A△T로 주어지는 값으로서, Q는 열전달량(W)으로서 히터의 발열량을 이용하여 획득할 수 있고, A는 진공단열체의 단면적(m2)이고, L은 진공단열체의 두께(m)이고, △T는 온도차로서 정의할 수 있다.
상기 표면전도열은, 전도저항쉬트(60)(63)의 입출구의 온도차(△T), 전도저항쉬트의 단면적(A), 전도저항쉬트의 길이(L), 전도저항쉬트의 열전도율(k)(전도저항쉬트의 열전도율은 재질의 물성치로서 미리 알아낼 수 있다)를 통하여 전도열량을 알아낼 수 있다. 상기 서포터전도열은, 서포팅유닛(30)의 입출구의 온도차(△T), 서포팅유닛의 단면적(A), 서포팅유닛의 길이(L), 서포팅유닛의 열전도율(k)을 통하여 전도열량을 알아낼 수 있다. 여기서, 상기 서포팅유닛의 열전도율은 재질의 물성치로서 미리 알아낼 수 있다. 상기 가스전도열(③)과 상기 복사전달열(④)의 합은 상기 전체 진공단열체의 열전달량에서 상기 표면전도열과 상기 서포터전도열을 빼는 것에 의해서 알아낼 수 있다. 상기 가스 전도열과 상기 복사전달열의 비율은 진공공간부의 진공도를 현저히 낮추어 가스 전도열이 없도록 하였을 때의 복사전달열을 구하는 것으로서 알아낼 수 있다.
상기 진공공간부(50)의 내부에 다공성물질이 제공되는 경우에, 다공성물질전도열(⑤)은 상기 서포터전도열(②)과 복사열(④)을 합한 양으로 고려할 수 있다. 상기 다공성물질전도열은 다공성물질의 종류와 양 등의 다양한 변수에 의해서 변경될 수 있다.
실시예에 따르면, 서로 인접하는 바(31)가 이루는 기하학적 중심과 바가 위치하는 곳과의 온도차(△T1)는 0.5도씨 미만으로 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 인접하는 바가 이루는 기하학적 중심과 진공단열체의 에지부와의 온도차(△T2)는 5도씨 미만으로 제공되는 것을 바람직하게 제안할 수 있다. 또한, 상기 제 2 플레이트 부재에 있어서, 상기 전도저항쉬트(60)(63)를 통과하는 열전달 경로가 제 2 플레이트 부재와 만나는 지점에서, 제 2 플레이트 부재의 평균온도와의 온도차이가 가장 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 공간이 상기 제 1 공간에 비하여 뜨거운 영역인 경우에는, 상기 전도저항쉬트를 통과하는 열전달 경로가 제 2 플레이트 부재와 만나는 제 2 플레이트 부재의 지점에서 온도가 최저가 된다. 마찬가지로, 상기 제 2 공간이 상기 제 1 공간에 비하여 차가운 영역인 경우에는, 상기 전도저항쉬트를 통과하는 열전달 경로가 제 2 플레이트 부재와 만나는 제 2 플레이트 부재의 지점에서 온도가 최고가 된다.
이는 전도저항쉬트를 통과하는 표면전도열을 제외하는 다른 곳을 통한 열전달량은 충분히 제어되어야 하고, 표면전도열이 가장 큰 열전달량을 차지하는 경우에 비로소 전체적으로 진공단열체가 만족하는 전체 열전달량을 달성할 수 있는 이점을 얻는 것을 의미한다. 이를 위하여 상기 전도저항쉬트의 온도변화량은 상기 플레이트 부재의 온도변화량보다 크게 제어될 수 있다.
상기 진공단열체를 제공하는 각 부품의 물리적 특징에 대하여 설명한다. 상기 진공단열체는 진공압에 의한 힘이 모든 부품에 가하여진다. 따라서, 일정한 수준이 강도(strength)(N/m2)를 가지는 재료가 사용되는 것이 바람직하다.
이러한 배경하에서, 상기 플레이트 부재(10)(20)와 상기 사이드 프레임(70)은 진공압에도 불구하고 파손되지 않는 충분한 강도(strength)가 있는 재질로 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어 서포터전도열을 제한하기 위하여 바(31)의 개수를 작게 하는 경우에는 진공압에 의한 플레이트 부재의 변형이 발생하여 외관이 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 상기 복사저항쉬트(32)는 방사율이 낮으면서 용이하게 박막가공이 가능한 물품이 바람직하고, 외부충격에 변형되지 않은 정도의 강도가 확보되어야 한다. 상기 서포팅유닛(30)은 진공압에 의한 힘을 지지하고 외부충격에 견딜 수 있는 강도로 제공되고 가공성이 있어야 한다. 상기 전도저항쉬트(60)는 얇은 판상이면서도 진공압을 견딜 수 있는 재질이 사용되는 것이 바람직하다.
실시예에서는 상기 플레이트 부재, 사이드 프레임, 및 전도저항쉬트는 동일한 강도인 스테인레스 재질을 사용할 수 있다. 상기 복사저항쉬트는 스테인레스보다는 약한 강도인 알루미늄을 사용할 수 있다. 상기 서포팅유닛은 알루미늄보다 약한 강도인 수지를 그 재질로 사용할 수 있다.
상기되는 바와 같은 재질의 측면에서 바라본 강도와 달리, 강성 측면에서의 분석이 요청된다. 상기 강성(stiffness)(N/m)은 쉽게 변형되지 않는 성질로서 동일한 재질을 사용하더라도 그 형상에 따라서 강성이 달라질 수 있다. 상기 전도저항쉬트(60)(63)는 강도가 있는 재질을 사용할 수 있으나, 열저항을 높이고 진공압이 가하여질 때 거친면이 없이 고르게 펼쳐져 방사열을 최소화하기 위하여 강성이 낮은 것이 바람직하다. 상기 복사저항쉬트(32)는 변형으로 다른 부품에 닿지 않도록 하기 위하여 일정 수준의 강성이 요청된다. 특히, 상기 복사저항쉬트의 테두리 부분은 자중에 따른 처짐이 발생하여 전도열을 발생시킬 수 있다. 그러므로, 일정 수준의 강성이 요청된다. 상기 서포팅유닛(30)은 플레이트 부재로부터의 압축응력 및 외부충격에 견딜 수 있는 정도의 강성이 요청된다.
실시예에서는 상기 플레이트 부재, 및 사이드 프레임은 진공압에 의한 변형을 방지하도록 가장 강성이 높은 것이 바람직하다. 상기 서포팅유닛, 특히 바는 두번째로 큰 강성을 가지는 것이 바람직하다. 상기 복사저항쉬트는 서포팅유닛보다는 약하지만 전도저항쉬트보다는 강성을 가지는 것이 바람직하다. 마지막으로 상기 전도저항쉬트는 진공압에 의한 변형이 용이하게 일어나는 것이 바람직하여 가장 강성이 낮은 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 진공공간부(50) 내부를 다공성물질(33)로 채우는 경우에도 전도저항쉬트가 가장 강성이 낮도록 하는 것이 바람직하고, 플레이트 부재 및 사이드 프레임이 가장 큰 강성을 가지는 것이 바람직하다.
이하에서는 진공단열체의 내부 상태에 따라서 바람직하게 제시되는 진공압을 설명한다. 이미 설명된 바와 같이 상기 진공단열체의 내부는 열전달을 줄일 수 있도록 진공압을 유지해야 한다. 이때에는 가급적 낮은 진공압을 유지하는 것이 열전달의 저감을 위해서 바람직한 것은 용이하게 예상할 수 있을 것이다.
상기 진공공간부는, 서포팅유닛(30)에 의해서만 열전달에 저항할 수도 있고, 진공공간부(50)의 내부에 서포팅유닛과 함께 다공성물질(33)이 충전되어 열전달에 저항할 수도 있고, 서포팅유닛은 적용하지 않고 다공성물질로 열전달에 저항할 수도 있다.
서포팅유닛만이 제공되는 경우에 대하여 설명한다.
도 5는 시뮬레이션을 적용하여 진공압에 따른 단열성능의 변화와 가스전도도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 진공압이 낮아질수록 즉, 진공도가 높아질수록 본체만의 경우(그래프 1) 또는 본체와 도어를 합한 경우(그래프 2)의 열부하는, 종래의 폴리우레탄을 발포한 물품과 비교하여 열부하(heat load)가 줄어들어서 단열성능이 향상되는 것을 볼 수 있다. 그러나, 단열성능이 향상되는 정도는 점진적으로 낮아지는 것을 볼 수 있다. 또한, 진공압이 낮아질수록 가스전도도(그래프 3)가 낮아지는 것을 볼 수 있다. 그러나, 진공압이 낮아지더라도 단열성능 및 가스전도도가 개선되는 비율은 점진적으로 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 가급적 진공압을 낮추는 것이 바람직하지만, 과도한 진공압을 얻기 위해서는 시간이 많이 들고, 과도한 게터(getter)사용으로 비용이 많이 드는 문제점이 있다. 실시예에서는 상기 관점에서 최적의 진공압을 제안한다.
도 6은 서포팅유닛이 사용되는 경우에 진공단열체의 내부를 배기하는 공정을 시간과 압력으로 관찰하는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 상기 진공공간부(50)를 진공상태로 조성하기 위하여, 가열하면서(baking) 진공공간부의 부품에 남아있는 잠재적인 기체를 기화시키면서 진공펌프로 진공공간부의 기체를 배기한다. 그러나, 일정 수준 이상의 진공압에 이르면 더 이상 진공압의 수준이 높아지지 않는 지점에 이르게 된다(△t1). 이후에는 진공펌프의 진공공간부의 연결을 끊고 열을 가하여 게터를 활성화시킨다(△t2). 게터가 활성화되면 일정 시간 동안은 진공공간부의 압력이 떨어지지만 정상화되어 일정 수준의 진공압을 유지한다. 게터 활성화 이후에 일정수준의 진공압을 유지할 때의 진공압은 대략 1.8×10-6Torr이다.
실시예에서는 진공펌프를 동작시켜 기체를 배기하더라도 더이상 실질적으로 진공압이 낮아지지 않는 지점을 상기 진공단열체에서 사용하는 진공압의 하한으로 설정하여 진공공간부의 최저 내부 압력을 1.8×10-6Torr로 설정한다.
도 7은 진공압과 가스전도도(gas conductivity)를 비교하는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 상기 진공공간부(50) 내부의 사이 갭의 크기에 따라서 진공압에 따른 가스전도열(gas conductivity)을 실질열전달계수(eK)의 그래프로 나타내었다. 상기 진공공간부의 갭은 2.76mm, 6.5mm, 및 12.5mm의 세 가지 경우로 측정하였다. 상기 진공공간부의 갭은 다음과 같이 정의된다. 상기 진공공간부의 내부에 상기 복사저항쉬트(32)가 있는 경우는 상기 복사저항쉬트와 인접한 플레이트 사이의 거리이고, 상기 진공공간부의 내부에 복사저항쉬트가 없는 경우는 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 사이의 거리이다.
폴리우레탄을 발포하여 단열재를 제공하는 종래의 실질열전달계수 0.0196 W/mk과 대응되는 지점은 갭의 크기가 작아서 2.76mm인 경우에도 2.65×10-1Torr인 것을 볼 수 있었다. 한편, 진공압이 낮아지더라도 가스전도열에 의한 단열효과의 저감효과가 포화되는 지점은 대략 4.5×10-3Torr인 지점인 것을 확인할 수 있었다. 상기 4.5×10-3Torr의 압력은 가스전도열의 저감효과가 포화되는 지점으로 확정할 수 있다. 또한, 실질열전달계수가 0.1 W/mk일때에는 1.2×10-2Torr이다.
상기 진공공간부에 상기 서포팅유닛이 제공되지 않고 상기 다공성물질이 제공되는 경우에는, 갭의 크기가 수 마이크로미터에서 수백 마이크로미터이다. 이 경우에는, 다공성물질로 인하여 비교적 진공압이 높은 경우에도, 즉 진공도가 낮은 경우에도 복사열전달은 작다. 따라서 그 진공압에 맞는 적절한 진공펌프를 사용한다. 해당하는 진공펌프에 적정한 진공압은 대략 2.0×10-4Torr이다. 또한, 가스 전도열의 저감효과가 포화되는 지점의 진공압은 대략 4.7×10-2Torr이다. 또한, 가스전도열의 저감효과가 종래의 실질열전달계수 0.0196 W/mk에 이르는 압력은 730Torr이다.
상기 진공공간부에 상기 서포팅유닛과 상기 다공성물질이 함께 제공되는 경우에는 상기 서포팅유닛만을 사용하는 경우와 상기 다공성물질만을 사용하는 경우의 중간 정도의 진공압을 조성하여 사용할 수 있다. 상기 다공성물질만이 사용되는 경우에는 가장 낮은 진공압을 조성하여 사용할 수 있다.
상기 진공단열체는, 제 1 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 1 플레이트 부재와, 상기 제 1 공간과 온도가 다른 제 2 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 2 플레이트 부재를 포함할 수 있다. 상기 제 1 플레이트 부재는 복수의 층을 포함할 수 있다. 상기 제 2 플레이트 부재는 복수의 층을 포함할 수 있다
상기 진공단열체는, 상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도의 사이 온도이며 진공 상태의 공간인 제 3 공간을 제공할 수 있도록, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 중 어느 하나가, 상기 제 3 공간의 내측공간에 위치할 경우, 그 플레이트 부재는 내측 플레이트 부재로 표현될 수 있다. 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 중 다른 하나가, 상기 제 3 공간의 외측 공간에 위치할 경우, 그 플레이트 부재는 외측 플레이트 부재로 표현될 수 있다. 일 예로, 상기 제 3 공간의 내측공간은 냉장고의 저장실일 수 있다. 상기 제 3 공간의 외측공간은 냉장고의 외부공간일 수 있다.
상기 진공단열체는, 상기 제 3 공간을 유지하는 서포팅유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 진공단열체는, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 간의 열전달량을 감소시키기 위하여, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 서로 연결하는 전도저항쉬트를 더 포함할 수 있다.
상기 전도저항쉬트의 적어도 일부는, 상기 제 3 공간을 마주보도록 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트는 상기 제 1 플레이트 부재의 에지와 상기 제 2 플레이트 부재의 에지 사이에 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트는, 상기 제 1 플레이트 부재가 상기 제 1 공간을 마주보는 면과 상기 제 2 플레이트 부재가 상기 제 2 공간을 마주보는 면 사이에 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트는 상기 제 1 플레이트 부재의 측면부와 상기 제 2 플레이트 부재의 측면부 사이에 배치될 수 있다.
상기 전도저항쉬트의 적어도 일부는, 상기 제 1 플레이트 부재가 연장되는 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
상기 전도저항쉬트의 두께는, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 중 적어도 하나보다 얇도록 구성될 수 있다. 상기 전도저항쉬트의 두께가 얇을수록 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 사이에 발생하는 열전달을 더 저감할 수 있다.
상기 전도저항쉬트가 얇을수록 열전달을 저감할 수 있는 장점이 있지만, 상기 전도저항쉬트를 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 사이에 결합하는데 어려움이 있을 수 있다.
상기 전도저항쉬트의 일단은 상기 제 1 플레이트 부재와 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 이는 상기 전도저항쉬트의 일단과 상기 제 1 플레이트 부재를 결합하기 위한 공간을 마련하기 위해서이다. 여기서, 상기 결합방식은 용접을 포함할 수 있다.
상기 전도저항쉬트의 타단은 상기 제 2 플레이트 부재와 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 이는 상기 전도저항쉬트의 타단과 상기 제 2 플레이트 부재를 결합하기 위한 공간을 마련하기 위해서이다. 여기서, 상기 결합방식은 용접을 포함할 수 있다.
상기 전도저항쉬트를 대체하는 다른 실시예로서, 상기 전도저항쉬트를 삭제하고, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 중 어느 하나의 두께가 다른 하나보다 얇도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 상기 어느 하나의 두께는 상기 전도저항쉬트보다 두꺼울 수 있다. 이 경우, 상기 어느 하나의 길이는 상기 전도저항쉬트의 길이보다 길 수 있다. 이 구성은, 상기 전도저항쉬트를 삭제하는 것에 따라서 열전달이 증가하는 것을 저감할 수 있다. 또한, 이 구성은, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 결합하는데 어려움을 줄일 수 있다.
상기 제 1 플레이트 부재의 적어도 일부와 상기 제 2 플레이트 부재의 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 이는 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 결합하기 위한 공간을 제공하기 위해서이다. 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 중 두께가 얇은 어느 하나의 위에는, 추가적인 커버가 배치될 수 있다. 이는 얇아진 플레이트 부재를 보호하기 위해서이다.
상기 진공단열체는, 상기 진공공간의 기체를 배출하는 배기포트를 추가로 포함할 수 있다.
이하에서는 어느 한 실시예로서 상기 진공단열체가 적어도 본체에 적용되는 냉장고의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 본 실시예는 냉장실 도어에 제빙기가 설치되는 경우를 예시한다.
상기 제빙기는 영하의 낮은 냉기와 물을 공급받아 얼음을 제공하는 협의의 제빙기 뿐만 아니라, 상기 협의의 제빙기와, 얼음을 꺼내는 취출구조, 얼음을 부수는 크러셔, 얼음을 담는 아이스빈, 및 얼음을 배출하는 슈트 등을 모두 포함하는 광의의 제빙기를 포함할 수 있다.
본 실시예는 상냉장 하냉동 방식의 냉장고의 냉장실 도어에 제빙기가 설치되는 것을 예시한다. 상기 제빙기는 상기 냉장실 도어의 상부에 제공되어, 제빙기의 하방에 놓이는 디스펜서틀 통하여 얼음이 하방으로 낙하하여 서비스되도록 할 수 있다.
본 실시예는 상기되는 범위에 제한되지 않고, 다양한 변형가능한 적용예를 가질 수 있다.
도 8은 제빙냉기유로를 보이는 개략적인 냉장고의 사시도이다.
도 8을 참조하면, 상기 본체(2) 및 상기 도어(3)가 제공되고, 상기 본체(2) 및 상기 도어(3)는 진공단열체로 제공될 수 있다. 상기 본체(2)는 멀리언(300)에 의해서 상하로 구획되고, 구획된 하측의 수용공간은 냉동실(F), 구획된 상측의 수용공간은 냉장실(R)이 될 수 있다. 상기 냉동실(F) 내부의 일면, 바람직하게 후면을 따라서 증발기(7)가 놓인다.
상기 도어에는, 제빙기(81), 및 상기 제빙기(81)의 얼음을 사용자에게 서비스하는 디스펜서(82)가 마련된다.
상기 증발기(7)와 상기 제빙기(81)를 서로 연결하여 증발기의 냉기가 제빙기(81)로 공급되도록 하기 위하여, 제 1 제빙냉기유로(100), 및 제 2 제빙냉기유로(200)가 마련된다. 상기 제 1 제빙냉기유로(100)에는, 증발기에서 제빙기로 향하는 냉기가 흐를 수 있다. 상기 제 2 제빙냉기유로(200)에는, 제빙기에서 토출되어 증발기쪽으로 회귀하는 냉기가 흐를 수 있다.
상기 도어(3)에는 도어측 냉기유로(도 15의 105참조)(도 15의 205참조)가 마련되어, 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)와 함께 작용하여 제빙기를 연결하는 냉기유입 및 냉기유출을 수행할 수 있다.
상기 제 1 제빙냉기유로(100) 및 상기 제 2 제빙냉기유로(200)는 멀리언을 통과한다. 다시 말하면, 상기 제빙냉기유로(100)(200)는 상기 진공단열체의 내부, 즉 단열공간으로 작용하는 진공공간부의 내부로 진입하지 않을 수 있다. 이에 따르면 진공단열체 자체의 단열 손실이 발생하지 않도록 할 수 있다.
상기 멀리언을 통과한 상기 제빙냉기유로는 측면패널(800)의 내부를 통과할 수 있다. 상기 측면패널(800)은 고내의 선반을 가이드하거나 부품을 고정하는 기능을 수행하는 것으로서, 고내의 측면에 마련될 수 있다. 상기 측면패널(800)은 판상의 커버로 제공될 수도 있고, 상기 커버의 내부 공간이 단열공간으로 제공될 수 있고, 상기 단열공간의 내부에는 발포부재 등에 의해서 단열될 수 있다. 상기 측면패널은, 상기 커버, 상기 커버와 상기 단열공간 모두, 및 상기 커버와 상기 단열공간과 상기 발포부재 모두 중의 어느 것이라도 지칭할 수 있다. 바람직하게 상기 측면패널(800)은 상기 커버를 지칭할 수 있다.
상기 측면패널의 내부 공간은 고내의 공간과는 차폐되어, 고내의 온도분위기와 상기 제빙냉기유로(100)(200)가 서로 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
구체적으로 설명한다.
상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 냉기가 냉장실 내부와 열교환하여 냉기를 잃고, 제빙기의 제빙능력을 떨어뜨리지 않도록 할 수 있다. 상기 제빙냉기유로(100)의 냉기가 냉장실로 무단히 공급되어 냉장실의 보관품을 과냉시키지 않을 수 있다. 불필요한 열교환에 의해서 비가역 손실을 줄일 수 있는 것도 물론이다.
상기 제 2 제빙냉기유로(200)의 냉기가 냉장실 내부와 열교환하여 냉장실의 보관품을 과냉시키지 않을 수 있고, 불필요한 열교환에 의한 비가격 손실을 줄일 수 있다.
상기 제 1 제빙냉기유로(100)와 상기 제 2 제빙냉기유로(200)는 소정 거리만큼 이격되도록 함으로써, 상기 제빙냉기유로(100)(200) 간에도 열교환이 일어나지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 증발기와 제빙기를 연결하는 유로로서, 단열손실을 줄이기 위하여 최단거리로 제공되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 수직 및 수평과는 차이나는 일정각도를 가지는 경사구간을 가지는 것이 바람직하다.
도 9는 냉동실측 제빙냉기유로를 보이는 개략적인 냉장고의 단면도이고, 도 10은 냉장실측 제빙냉기유로를 보이는 개략적인 냉장고의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 증발기(7), 송풍팬(150), 및 제 1 제빙냉기유로(100)가 개시된다. 상기 증발기(7)는 냉동실 내부 후면을 따라서 놓여 냉기를 발생시킨다. 상기 증발기(7)와 인접하는 일 측부에 송풍팬(150)이 놓이고, 상기 송풍팬(150)은 증발기에서 발생한 냉기를 제 1 제빙냉기유로(100)의 입구측으로 송풍한다.
상기 제 2 제빙냉기유로(200)는 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 앞쪽에 놓일 수 있다. 다시 말하면, 상기 증발기(7)를 기준으로 할 때, 상기 제 2 제빙냉기유로(200)의 토출단은 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 입구단보다 멀리 위치할 수 있다. 이를 통하여 송풍된 냉기의 역류 또는 송풍압의 손실을 방지할 수 있다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 냉동실 측에서 단열공간인 상기 진공단열체의 진공공간부에 놓이거나 통과하지 않는다. 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 냉동분위기가 조성되는 냉동실(F)의 내부공간에 놓인다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 좁고 넓은 채널단면을 가질 수 있고, 상기 채널의 넓은 면이 냉동실의 고내 측면을 바라보고 놓일 수 있다. 이에 따르면 보다 넓은 냉동실 내부 공간을 얻을 수 있다.
상기 송풍팬(150)은 증발기(7)의 냉기를 직접 흡입하는 것이 바람직하고, 이를 위하여 상기 증발기(7)의 인접위치에 놓일 수 있다. 상기 송풍팬(150)은 고내의 다른 송풍목적, 예를 들어 고내의 공기순환과 함께 제어될 수도 있지만, 상기 제빙냉기유로의 채널이 좁은 것을 감안하여 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 입구측으로의 송풍만을 목적으로 별도로 마련될 수 있다. 상기 송풍팬(150)의 토출단은 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 입구단과 서로 실링되어 관로손실을 감안하여 고압으로 송풍되도록 할 수도 있다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 상기 냉동실의 고내에서는 별도의 단열구조에 의해서 단열되지 않을 수 있다. 물론 냉기의 유로구조에 따라서 제빙냉기유로(100)(200) 내부의 냉기와 냉동실 고내의 온도분위기의 차이가 크면, 제빙냉기유로를 위한 별도의 단열구조가 설치되는 것을 배제하지는 않는다.
도 10을 참조하면, 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는, 냉장실(R)의 측면을 따라서 이동하고, 채널의 넓은 면이 냉장실의 측면에 놓이는 등, 냉동실(F)에서의 설명이 마찬가지로 적용될 수 있다. 냉동실에서의 설명과 다른 부분에 대하여 설명한다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는, 상기 측면패널(800)의 내부공간에 놓일 수 있다. 상기 측면패널은 고내에 놓이는 선반 등의 고정위치선정 및 선반 등의 동작허용을 위한 부재이다. 상기 측면패널에는 레일(810)이 설치되어 상기 선반 등의 슬라이드 동작을 허용할 수 있다.
상기 제 1 제빙냉기유로(100)는 도어측을 향하여 일정거리 연장되는 것을 볼 수 있다. 상기 제 1 제빙냉기유로(100)는 도어측을 향할 수 있도록 경사지게 제공되고, 상기 제 2 제빙냉기유로(200)도 정도는 작지만, 경사지게 제공될 수 있다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 진공단열체의 내면에 접촉할 수 있다. 이에 따르면, 단열효과가 높은 진공단열체를 이용한 단열효과를 얻을 수 있고, 측면패널의 두께를 가급적 얇게 함으로써 더 넓은 고내 공간을 얻을 수 있다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 냉장실 측에서 단열공간인 상기 진공단열체의 진공공간부에 놓이거나 통과하지 않는다. 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 냉장 분위기가 조성되는 냉장실(R)의 내부공간에 놓인다.
이하에서는 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)가 상기 도어측 냉기유로(105)(205)와 접속되는 부분에 대하여 설명한다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)의 연결단과 상기 제 1, 2 도어측 냉기유로(105)(205)의 연결단은, 도어닫힘 시에는 서로 맞닿아 제빙냉기의 유입 유출이 가능하여 제빙냉기를 공급하고, 도어열림 시에는 서로 이격되어 제빙냉기가 공급되지 않는다.
도 11은 상기 제 1, 2 제빙냉기유로의 연결단을 개시하는 냉장고 전방사시도이고, 도 12는 상기 제 1, 2 도어측 냉기유로의 연결단을 개시하는 냉장고 후방 사시도이다.
도 11을 참조하면, 상기 측면패널(800)의 앞부분의 안쪽 측면에는 제 1 도킹부(104) 및 제 2 도킹부(204)가 상하로 배치될 수 있다.
상기 제 1 도킹부(104)는 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 출구단이 될 수 있고, 상기 제 2 도킹부(204)는 상기 제 2 제빙냉기유로(200)의 입구단이 될 수 있다. 상기 제 1 도킹부(104)는 상기 제 2 도킹부(204)의 상측에서 상기 제 2 도킹부(204)와 이격하여 놓일 수 있다.
상기 제빙냉기유로(100)(200)의 좁고 넓은 채널이 상하방향으로 세워져 놓이고, 상기 제빙냉기유로(100)(200)의 두 채널은 서로 직렬로 배치될 수 있다.
상기 도킹부(104)(204)의 상하위치관계는, 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 입구단이 상기 제 2 제빙냉기유로(200)의 입구단 보다 뒤에 있고, 제빙냉기유로가 앞으로 갈수록 상방으로 경사지는 구조이기 때문이다.
상기 도킹부(104)(204)의 상하관계가 반대로 되기 위해서는 두 제빙냉기유로가 연장되는 중에 경로가 꼬이거나 꺽이는 일이 발생하여야 하는데, 이는 고내의 공간손실로 이어지기 때문이다. 무거운 냉기가 제빙기의 윗쪽에 공급된 다음에 제빙기의 하측으로 이동하여 배출되는 냉기의 자연스런 순환이, 유로의 꼬임이 없이 제공되기 위하여 도킹부(104)(204)는 제시하는 바와 같은 구성이 바람직하다.
상기 제 1, 2 도킹부(104)(204)는 상기 측면패널(800)의 전방 단부의 내측면에 형성될 수 있다. 상기 전방 단부의 내측면은 본체의 바깥으로 갈수록 넓어지도록 경사지게 제공될 수 있다. 이로써, 상기 도어의 여닫이 동작 중에, 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)의 연결단과 상기 제 1, 2 도어측 냉기유로(105)(205)의 연결단이 서로 간섭되지 않고, 부드럽게 개방 및 실링되도록 할 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 도킹부(104(204)와 대응되는 도어(3)의 측면부에 개구(811)(812)가 형성된다. 상기 개구의 위치관계도 상기 도킹부(104)(204)와 마찬가지로 경사지고, 상하로 직렬로 배치될 수 있다.
상기 도킹부과 상기 개구가 서로 맞닿아, 냉기의 유동경로를 제공할 수 있고, 양자의 접촉면에서 연질의 실링재가 개입되어 냉기의 유출을 막을 수 있다.
도 13은 제빙냉기유로와 멀리언의 관계를 설명하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 상기 멀리언(300)은 발포부재가 케이스의 내부에서 발포되는 합체부재로 제공되고, 고내 공간을 구획할 수 있다. 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 상기 멀리언(300)을 통과하고, 상기 멀리언(300)에 지지될 수 있다.
상기 제 1 제빙냉기유로(100)에는, 입구단이 냉동고의 공간 안에 놓이는 제 1 냉동고내 부분(101), 멀리언을 통과하고 멀리언의 내부에 적어도 일부분이 위치하는 제 1 멀리언 부분(102), 및 상기 측면패널(800)에 놓이는 제 1 측면패널내 부분(103)이 포함될 수 있다. 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 출구단은 상기 측면패널의 내부 및 표면에 놓일 수도 있고, 상기 측면패널의 외부로 돌출되어 있을 수도 있다.
마찬가지로, 상기 제 2 제빙냉기유로(200)에는, 출구단이 놓이는 제 2 냉동고내 부분(201), 멀리언을 통과하고 멀리언의 내부에 적어도 일부분이 위치하는 제 2 멀리언 부분(202), 및 상기 측면패널(800)에 놓이는 제 2 측면패널내 부분(203)이 포함될 수 있다. 상기 제 2 제빙냉기유로(200)의 입구단은 상기 측면패널의 내부 및 표면에 놓일 수도 있고, 상기 측면패널의 외부로 돌출되어 있을 수도 있다.
상기 제 1 제빙냉기유로(100)는 고내에 설치되기 때문에, 좁고 넓은 채널이 진공단열체의 내면에 근접하여 설치된다. 이는 상기 제 2 제빙냉기유로(200)의 경우에도 마찬가지이다. 따라서, 유로의 원활한 흐름을 확보하기 위하여, 상기 도어와의 연결부에서 상기 제빙냉기유로(100)(200)는 도어측으로 절곡된다. 도어 방향으로 절곡된 단부는 상기 도킹부(104)(204)를 제공한다. 상기 제빙냉기유로(100)(200)는 냉장고의 전방을 기준으로 할 때, 전후와 상하방향으로 꺾일뿐만 아니라, 상기 도킹부(104)(204)에서는 측방향으로도 꺾여서 원활한 공기의 흐름을 안내할 수 있다.
도 14는 멀리언이 안착되는 구조를 설명하는 도면이다.
도 14를 참조하면, 상기 멀리언(300)은 진공단열체의 내부에 고정될 수 있다. 상기 멀리언(300)을 진공단열체의 내부에 고정시키기 위한 바람직한 일 예로, 멀리언 안착 프레임(130)이 제공된다. 상기 멀리언(300)은, 멀리언 패널(321)의 내부에 멀리언 단열재(320)가 제공됨으로써, 전체로서 멀리언(300)에 의한 냉장공간 및 냉동공간의 원활히 단열작용이 달성될 수 있다.
상기 멀리언 안착 프레임(130)은 진공단열체의 내면을 따라서 연장되는 진공단열체 연장부와, 상기 멀리언(300)측으로 연장되는 멀리언 연장부를 가질 수 있다. 상기 진공단열체 연장부는 도면에서 수직으로 연장되는 부분이고, 상기 멀리언 연장부는 도면에서 수평으로 연장되는 부분일 수 있다.
바람직한 일 예로, 상기 멀리언 안착 프레임(130)은 한차례 절곡된 단면구조의 프레임이 진공단열체의 내면에서 양측면과 후면을 따라서 적어도 부분적으로 체결될 수 있다.
상기 멀리언 안착 프레임(130)에 상기 멀리언(300)이 놓이고, 그 어느 일부분을 통과해 나온 제빙냉기유로(100)(200)는 측면패널(800)의 내부를 지날 수 있다. 상기 측면패널(800)의 내부에는 단열재가 놓여서 상기 제빙냉기유로(100)(200)가 냉장공간의 상대적인 고온분위기에 대하여 단열될 수 있다.
상기 제빙냉기유로(100)(200)가, 상기 멀리언(300) 및 상기 측면패널(800)에 대하여 체결되는 구조 및 체결방법에 대하여 설명한다. 한편, 이미 설명한 바와 같이, 상기 측면패널(800)의 내부에는 측면패널단열재(820)가 제공되어 측면패널의 내부가 고내공간에 대하여 단열되도록 한다. 상기 멀리언(300)은 멀리언 패널(321)의 내부에 멀리언 단열재(320)가 제공되어 공간을 단열구획할 수 있다. 상기 멀리언 단열재(320) 및 상기 측면패널단열재(820)는 발포 단열재를 바람직하게 예시할 수 있다.
상기 제빙냉기유로(100)(200), 상기 멀리언(300), 상기 측면패널(800), 멀리언 단열재(320), 및 상기 측면패널단열재(820)의 체결방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 상기 부분들은 부재간의 간격을 가급적 작게함으로써, 단열효율을 높이는데 기여할 수 있다.
먼저, 상기 제빙냉기유로(100)(200)는 상기 측면패널단열재(820)와 체결된 상태로 고내에 배치되고, 상기 진공단열체의 내면에 결합될 수 있다. 여기서 고내에 배치된다는 것은, 설계에 따른 고내의 고정위치에 놓여서 뒤에 이어지는 결합공정을 준비하거나 대기한다는 것을 의미할 수 있다.
더 구체적인 예로서, 상기 제빙냉기유로(100)(200)를 상기 멀리언패널(321) 및 상기 측면패널(800)에 결합한다. 이후에, 상기 측면패널단열재(820)를 상기 측면패널(800)의 내부에 발포하여, 발포재를 이용하여 모든 부재가 서로 결합되도록 할 수 있다. 이후에는 진공단열체의 내면에 고정되도록 할 수 있다.
다른 예로서, 상기 제빙냉기유로(100)(200)를 진공단열체의 내면에 조립한 다음에, 상기 멀리언패널(321) 및 상기 측면패널(800)를 결합해 놓을 수 있다. 이후에는 상기 측면패널단열재(820)를 발포하여, 상기 멀리언패널(321) 및 상기 측면패널(800)이 서로 한 몸으로 체결될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제빙냉기유로(100)(200)의 외부에 별도의 거푸집을 이용하여 상기 측면패널단열재(820)를 발포하여 일체화 해 놓을 수 있다. 이후에, 상기 제빙냉기유로(100)(200)와 상기 측면패널단열재(820) 어셈블리를, 상기 멀리언패널(321) 및 상기 측면패널(800)에 결합할 수 있다. 이후에는 상기 진공단열체의 내면에 고정할 수 있다.
상기 모든 예에서, 상기 멀리언 단열재(320)의 발포공정은 상기 측면패널단열재(820)의 발포공정과 함께 수행될 수 있고, 발포부재에 의한 체결작용 또한 함께 수행될 수 있다.
한편, 또 다른 방법으로서, 상기 제빙냉기유로(100)(200)가 놓인 상태에서 상기 멀리언 단열재(320)를 발포해 두고, 그 어셈블리를 상기 측면패널(800) 및 상기 멀리언 패널(321)에 결합할 수 있다. 이후에는 상기 측면패널단열재(820)를 발포하여 양자를 결합할 수 있다. 모든 결합이 완료된 다음에는 진공단열체의 내면에 체결할 수 있다.
상기 제빙냉기유로(100)(200)가 상기 멀리언패널(321) 및 상기 측면패널(800)에 고정될 때에는, 상기 제빙냉기유로(100)(200)가 상기 멀리언패널(321) 및 상기 측면패널(800)를 통과하여 배치될 수 있다. 이 경우에 각각의 패널은 발포커버가 되어 상기 발포커버의 내부에 발포부재가 발포작업에 의해서 채워질 수 있다. 상기 발포부재에 의해서 모든 부재들은 체결될 수 있다. 체결된 상태에서 진공단열체의 내면에 안착될 수 있다.
상기 제빙냉기유로(100)(200)를 고정하는 부분은, 상기 멀리언패널(321), 상기 측면패널(800), 상기 멀리언단열재(320), 및 상기 측면패널단열재(820)의 모든 부분에 해당할 수 있고, 경우에 따라서는 상기 네 부재 중에서 선택되는 하나 또는 두 개이상의 부재일 수 있다.
상기 멀리언패널(321) 및 상기 측면패널(800)은 한몸으로 제공될 수 있고, 한 몸으로 제공되어 단일의 구조물이 편리하게 발포공정에 사용되는 발포커버로서 제공될 수 있다.
상기 제빙냉기유로(100)(200)가 상기 멀리언 안착 프레임(130)과 간섭되지 않도록 하기 위하여, 상기 제빙냉기유로(100)(200)에는 α의 각도만큼 꺾이는 부분이 발생할 수 있다. 상기 α의 각도는 멀리언 안착 프레임의 멀리언 연장부를 타고 넘어가기 위한 목적이다. 또 다른 경우로 상기 멀리언 안착 프레임(130)에 절개부를 제공하여 상기 제빙냉기유로(100)(200)가 지나가는 부분은 절개될 수도 있다.
이하에서는 상기 제빙냉기유로의 다른 실시예를 설명한다.
본 실시예는 상기 제빙냉기유로의 많은 부분이 멀리언에 수용되는 것이, 상기 제빙냉기유로의 이전 실시예와 차이가 난다.
다시 말하면, 이전 실시예에서는 상기 제빙냉기유로가 멀리언을 통과하기는 하지만, 많은 부분은 측면패널의 내부에 놓인다. 이에 반하여, 본 실시예에서는 상기 제빙냉기유로가 상기 멀리언을 통하여 도어측, 즉 전방으로 안내되는 것이 다르다.
이에 따라서, 이전 실시예의 제빙냉기유로는 측면패널측 제빙냉기유로라고 하고, 이하의 실시예의 제빙냉기유로는 멀리언측 제빙냉기유로라고 할 수도 있다. 다만, 지나친 용어의 번잡함을 피하기 위하여 글의 각 부분에서 이해가 가능한 부분에서는 제빙냉기유로라가 칭하고 설명을 행한다. 그러나, 특별히 구분이 필요한 부분에 있어서는 서로 다른 명칭을 부여하여 설명한다.
이하의 실시예의 설명에 있어서, 이전 실시예의 내용이 그대로 적용될 수 있는 부분은 이전 실시예의 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다. 도면번호도 동일한 작용을 수행하는 경우에는 동일한 번호를 부여한다.
도 16은 다른 실시예에 따른 제빙냉기유로를 보이는 개략적인 냉장고의 사시도이다. 도 17은 다른 실시예가 적용되는 멀리언와 도어의 상호 관계를 보이는 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 송풍팬(150)은 증발기에서 발생한 냉기를 제 1 제빙냉기유로(100)의 입구측으로 냉기를 보낸다. 상기 제 1 제빙냉기유로(100)는 상기 멀리언의 안에서 상기 멀리언을 따라서 연장된다. 본 실시예에서는 상기 제 2 제빙냉기유로(200)는 멀리언을 따라서 이동하지 않고 도어의 하단에서 바로 냉동실로 안내될 수 있다. 이를 통하여 필요없는 멀리언의 내부단열공간의 낭비를 막을 수 있다.
상기 제 2 제빙냉기유로(200)는 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 일측에 놓일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 제빙냉기유로(200)의 토출단과 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 입구단은 멀리언의 앞단부에서 서로 좌우로 놓일 수 있다.
상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 냉동실 측에서 단열공간인 상기 진공단열체의 진공공간부에 놓이거나 통과하지 않는다. 상기 제 1, 2 제빙냉기유로(100)(200)는 냉동분위기가 조성되는 냉동실(F)의 내부공간에 놓인다.
상기 제 1 제빙냉기유로(100)는 좁고 넓은 납작한 채널단면을 가질 수 있고, 상기 채널의 넓은 면이 냉동실의 멀리언의 평면을 따라서 놓일 수 있다. 이에 따르면 멀리언의 두께를 더 작게 하고 보다 넓은 고내 공간을 얻을 수 있다.
상기 제 1 제빙냉기유로(100)는 상기 멀리언의 내부에 전방으로 연장된다. 상기 제 1 제빙냉기유로(100)는, 상기 멀리언(300)의 내부에서 놓이고 편평하게 뉘어진 상태로 멀리언의 전후방으로 연장되는 연장부(133), 상기 연장부(133)의 뒷 부분에서 증발기(7) 측을 향하여 아래쪽으로 경사지는 하방경사부(132), 상기 하방경사부(132)에서 냉동실의 고내로 연장되는 냉동고내부분(131), 및 상기 연장부(133)의 앞 부분에서 도어측을 향하여 상방으로 경사지는 상방경사부(134)를 가질 수 있다.
상기 경사부(132)(134)는, 유로가 완만하게 경사지게 제공되도록 함으로써, 채널의 좁은 내부공간으로 인한 유동손실을 줄이기 위해서이다. 도면에서는 경사부가 α만큼 경사지는 것으로 표시되어 있다.
상기 냉동고내부분(131)은 가급적 저온의 증발기 토출공기를 흡입하여 제빙기의 제빙성능을 향상시키기 위하여 제공될 수 있다.
상기 상방경사부(134)의 출구는 멀리언 앞쪽단부에서 상면에서, 도어 하면과 정렬되는 부분에 제공될 수 있다. 상기 도어 하면은 제빙기에서 연장되는 냉기유로가 연결될 수 있다.
상기 제 2 제빙냉기유로(200)는 상기 제 1 제빙냉기유로(100)의 출구와 좌우로 정렬될 상태로 마련될 수 있다. 상기 제빙냉기유로(100)(200)는 모두 좁은 채널이 좌우로 길게 마련될 수 있다. 이는 상기 도어의 전후폭이 좁은 것을 고려하여,상기 제빙냉기유로(100)(200)가 최대한 단열된 상태로 유지되도록 하기 위한 것이다. 상기 제 2 제빙냉기유로(200)는 상기 상방경사부(134)와 유사한 구조물로 제공될 수 있다.
상기 도어측 냉기유로(105)(205)는, 제빙기와 연결되는 유로의 단부가 도어의 하단면에서 인출되고, 단부가 상하방향정렬이 아니라 좌우방향정렬인 것을 제외하고는 이전의 실시예와 동일하고 동일한 설명이 적용될 수 있다.
상기 멀리언(300)의 내부에서 상기 제빙냉기유로(100)(200)는 냉기손실을 방지하기 위하여, 가급적 상기 냉동실(F)에 가깝게 놓일 수 있을 것이다.
상기 제빙냉기유로의 입출구단은 도어의 개방시에 외부에 보일 수 있고, 냉동실과 연결되는 개구된 구조이기 때문에 개폐구조가 마련되는 것이 바람직하다.
도 18과 도 19는 상기 제빙냉기유로의 개폐구조를 설명하는 것으로서, 도 18은 멀리언측을 보이는 도면이고, 도 19는 도어측을 보이는 도면이다.
도 18을 참조하면, 상기 제빙냉기유로의 단부에는 개폐도어구조가 마련될 수 있다. 상기 개폐도어구조에는, 상기 상방경사부(134)의 개구를 개폐할 수 있는 유로도어(135), 상기 유로도어의 회전동작을 안내하는 스프링(136), 및 상기 스프링(36)의 힘에 의해서 회전하는 도어의 회전을 정지시키는 스토퍼(137)가 포함될 수 있다.
상기 상방경사부(134)의 단부는 경사지게 제공됨으로써 도어의 닫힘동작시에 어느 일 부분이 접하게 하여 상기 유로도어(135)가 자동으로 열리도록 할 수 있다. 도어의 열림동작시에는 서로 걸리는 부분이 해제되어 상기 유로도어(135)가 자동으로 닫히도록 할 수 있다. 상기 유로도어(135)가 닫힐 때에는 도어가 스토퍼(137)에 걸려서 닫히는 한계가 설정되도록 할 수 있다.
도 19를 참조하면, 상기 도어의 하면에서 상기 도어측 냉기유로(105)(205)의 출구측 개구단부에 인접하는 곳에 푸셔(1351)가 마련될 수 있다. 상기 푸셔(pusher)는 상기 유로도어(135)를 밀어서 유로도어를 개방할 수 있다.
상기 푸셔(1351)와 상기 유로도어(135)의 위치관계는, 상기 도어(3)가 상기 본체(2)에 대하여 닫힐 때, 양자가 서로 정렬되는 위치에 놓이도록 하는 것이 바람직하다. 상기 푸셔(1351)과 상기 유로도어(135)의 형상은 도시되는 날카로운 형상외에 다양한 변형을 가질 수 있을 것이다.
상기 개폐도어구조에 따르면, 본체(2)에 대한 도어(3)의 개방/폐쇄와 함께 제빙냉기유로의 개방/폐쇄가 서로 반대로 수행될 수 있다. 즉, 도어가 닫히면 제빙냉기유로를 개방되고, 도어가 열리면 제빙냉기유로는 폐쇄되는 것이다. 이에 따르면, 제빙에 소용되는 강한 냉기의 유출을 차단하여 열성능을 향상시킬 수 있다. 외부에서 이물질이 유입되는 것을 애초에 차단할 수 있다.
상기 개폐도어구조는 서로 상반되는 구조가 더 마련될 수 있다. 다시 말하면, 상기 도어측 냉기유로의 단부에 유로도어, 스토퍼, 스프링이 마련되고, 제빙냉기유로의 단부에 푸셔가 마련될 수 있다. 이에 따르면 도어측 냉기유로에서의 냉기손실이 줄어들 수 있다.
상기 개폐도어구조는 서로 쌍을 이루는 개폐구조가 각각 제빙냉기유로의 단부 및 상기 도어측 냉기유로의 단부에 모두 마련될 수 있는 것이다. 이로써, 상기 제빙냉기유로의 단부 및 상기 도어측 냉기유로의 단부에 모두 도어가 마련되어 냉기유출이 방지되고, 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
이하에서는 진공단열체가 서로 분리되는 실시예의 냉장고의 경우에 제빙냉기유로의 구조에 대하여 설명한다. 구체적인 설명이 없는 부분에 대해서는 이전에 제시한 실시예의 내용이 그대로 적용되는 것으로 한다. 한편, 이하의 내용에서는 도어는 편의를 위하여 제시되지 않았으나, 제시되는 것을 당연히 이해할 수 있다.
도 20은 각각의 진공단열체가 각각의 저장실을 제공하는 실시예에 따른 냉장고의 사시도이다. 도 21은 진공단열체가 들의 연결부위에 간격유지부재가 제공되는 상태의 냉장고의 사시도이다.
실시예에 따른 냉장고에서는, 일 예로 아래쪽은 냉동실 윗쪽은 냉장실을 저장실로 제공할 수 있다.
도 20을 참조하면, 제 1 본체(2a)과 제 2 본체(2b)는 독립적인 진공단열체에 의해서 제공될 수 있다. 상기 본체(2a)(2b) 간의 서로 이격되어 있을 수 있다. 이격된 사이 간격부에는 냉장고의 동작에 필요한 부품이 수용될 수 있다.
상기 진공단열체 간의 간격부에는 간격유지부재(590)가 마련되어 상하 두 개의 진공단열체를 견고하게 한 몸으로 만들어 내충격성을 높일 수 있다. 상기 간격부유지부재(590)에 의해 제공되는 두 진공단열체 사이에는 냉장고의 동작에 필요한 부품이 수용될 수 있다.
상기 제 2 본체(3b)에 마련되는 증발기에서는 제 1 본체(2a)로 제빙에 필요한 내용을 공급할 수 있다. 이를 위하여 제 1 본체(2a)에는 제 1 제빙연결유로(511) 및 제 2 제빙연결유로(512)가 제공되어 있을 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 제 2 본체(2b)에도 동일한 구조의 제빙연결유로가 연장될 수 있다. 상기 제빙연결유로에는 제빙냉기유로가 삽입될 수 있다.
상기 제빙냉기유로를 이용하여 증발기로부터 제빙기로 냉기를 공급하기 위하여, 상기 제빙냉기유로(100)(200)는 상기 간격유지부재(590)에 의해서 발생하는 간격부를 통과하여야 하고, 상기 진공단열체의 벽을 통과하여야 한다.
이미 설명한 바와 같이 냉기의 공급경로를 따라서 열손실이 발생하고, 특히, 상기 진공단열체의 외부, 즉, 상기 간격유지부재(590)에 의해서 제공되는 두 진공단열체의 간격부는 외부공간으로서 상온의 공간이다. 상기 상온의 공간은 제빙에 소요되는 냉기를 빼앗는 주요한 경로가 되고, 그 경로에서의 단열은 제빙기에 냉기를 공급하는데 있어서 주요문제이다.따라서 이 문제를 해결이 되어야만 한다.
도 22는 상기 제빙연결유로를 확대하여 보이는 도면이고, 도 23은 상기 제빙연결유로의 A-A'의 단면사시도이다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 본 경우는 냉장고의 측면을 따라서 제빙냉기가 안내되는 경우(도 8참조)에 대응하는 것을 확인할 수 있다.
상기 본체(2a)(2b)의 내부공간을 연결하는 제빙연결유로(511)(512)는 서로 이격된다. 상기 제빙연결유로가 통과하는 각 진공단열체의 벽면에는 전도저항쉬트(60)가 제공되어 열전도를 줄이는 것이 바람직하다.
상기 제빙연결유로(511)(512)의 외면에는 제빙유로단열재(513)이 제공될 수 있다. 상기 제빙유로단열재(513)로는 단열을 위하여 다공성물질이 제공될 수 있다. 상기 제빙유로단열재(513)는 상기 간격유지부재(590)가 수행하는 진공단열체의 충격흡수기능, 제 1 본체(2a)의 무게를 지지하는 역할, 및 파손방지역할을 함께 수행할 수도 있을 것이다.
도 24 내지 도 27은 두개의 진공단열체로 각각 냉동실 및 냉장실이 만들어지는 냉장고에서 도어하면에 제빙냉기유로가 제공되는 실시예를 보이는 도면이다. 설명이 없는 부분은 도 20에서 도 23과 관련되는 내용이 그대로 적용될 수 있다.
도 24 및 도 25를 참조하면, 두 개의 본체(2a)(2b)가 간격유지부재(590)에 의해서 서로 체결되고, 상기 본체(2a)(2b)의 앞쪽부분에는 좌우 한 쌍으로 제빙연결유로(521)(522)가 마련된다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 상기 제빙연결유로(521)(522)에는 제빙냉기유로(100)(200)가 통과하고, 상기 제빙연결유로가 제공되는 각 진공단열체의 노출벽면에는 전도저항쉬트가 마련되어 전도연손실을 줄일 수 있다. 상기 제빙유로단열재(513)는 진공단열체의 충격흡수기능, 제 1 본체의 하중지지, 및 본체의 파손방지역할을 함께 수행할 수 잇을 것이다.
본 실시예에 따른 냉장고에는, 상기 제빙냉기유로가 수용될 수 있는 멀리언에 상응하는 부분이 마련되어 있지 않다. 다시 말하면, 상기 간격유지부재(590)가 놓이는 곳의 내부공간은 상온으로서, 제빙기의 아주 차가운 공기가 통과하기에 적합하지 않다. 이를 반영하여, 상기 간격유지부재(590) 사이 간격부에는 제빙냉기유로가 놓이지 않도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
다만, 상기 간격유지부재(590)가 놓이는 곳에 제빙냉기유로가 위치하는 것을, 본 특허의 권리측면에서 배제하는 것은 아니다. 충분한 단열작용이 수행된다면 상기 간격유지부재 안에 제빙냉깅유로가 놓이는 것은 당연이 가능한 일이다. 그럼에도 불구하고, 단열손실로 인한 에너지효율의 저하는 발생할 수 있을 것이다. 한편 이 경우에 각각의 상기 본체(2a)(2b)에서 상기 제빙냉기유로가 통과하기 위하여 절개되는 부분은 서로 달라질 수 있을 것이다.
이하에서는 다양한 구조의 제빙냉기유로를 사용하여 공급받는 냉기를 활용하여 제빙을 수행하는 도어의 구조를 함께 고찰하여 실시예에 따른 제빙냉기유로의 효과를 살펴보도록 한다.
제빙냉기유로가 단열공간인 발포부재에 매립되는 기술을 발포매립 제빙냉기유로라고 하고, 도 8에 제시되는 고내공간인 측면패널측에 매립되는 실시예를 측면패널 제빙냉기유로라고 하고, 도 16에 제시되는 고내공간인 멀리언 측에 실시예를 멀리언측 제빙냉기유로라고 한다.
첫번째, 상기 발포매립 제빙냉기유로의 경우를 설명한다.
도 28은 도어의 분해사시도이고, 도 29는 제빙기가 설치되는 공간의 수평단면도이다. 도 28 및 도 29를 참조하면, 상기 발포매립 제빙냉기유로를 가지고, 냉장실의 도어에 제빙기를 가지고, 제빙기의 바깥쪽에 사각형 단열패널을 설치된 것을 볼 수 있다.
도어의 단열구조는, 전체적으로 아웃케이스(603)와 이너커버(602)의 사이 간격부에 발포단열재(606)가 개입되어 전체로서 도어의 단열성능을 향상시킨다. 상기 이너커버(602)의 안에는 제빙기(81), 바스켓(604)이 마련된다.
상기 제빙냉기유로는 도어 측면을 따라서 유입유출되고 도어 측면의 상하방향으로 연장될 수 있다.
상기 발포단열재(606)와 아웃케이스(603)의 사이 간격부에는 단열패널(601)이 삽입되어 도어의 단열성능향상에 기여할 수 있다.
상기 아웃케이스(603)는 양측단이 안쪽으로 절곡된 형상으로서 하측에는 디스펜서(82)를 위한 개구가 제공되어 있다.
두번째, 상기 측면패널 제빙냉기유로의 경우를 설명한다.
도 30은 도어의 분해사시도이고, 도 31은 제빙기가 설치되는 공간의 수평단면도이고, 도 32는 제 1 진공단열모듈의 사시도이다.
도 30 내지 도 32를 참조하면, 상기 측면패널 제빙냉기유로를 가지고, 냉장실의 도어에 제빙기를 가지고, 제빙기의 바깥쪽에 제 1 진공단열모듈이 삼차원 진공단열모듈로서 설치된 것을 볼 수 있다. 상기 제 1 진공단열모듈은 도 1 내지 도 4에 제시되는 다양한 진공단열체의 부분기술이 적용될 수 있을 것이고, 다만, 삼차원으로 굴곡지는 형상으로 제공될 수 있는 것이 특징적으로 다르다.
상기 삼차원 진공단열모듈은 어느 일 방향에 대한 열전달만이 아니라, 다방향으로의 열전달을 막을 수 있다는 것으로서, 상기 제 1 진공단열모듈(610)은 냉장고 도어를 기준으로 전방뿐만 아니라, 좌우방향으로도 열전달을 막을 수 있다.
상기 제 1 진공단열모듈(610)은 상측에 상측열림부(616)가 열려서 제공되어, 도어측으로의 물유입 및 배선통과의 기능을 제공할 수 있다. 상기 제 1 진공단열모듈(610)의 하측에는 하측열림부(615)가 열려서 제공되어, 도어측으로의 배선이나 열음이나 물의 디스펜서 기능을 제공할 수 있다.
도어의 단열구조는, 상기 제 1 진공단열모듈(610)이 도어의 전면부 및 도어의 측면부를 이용하여 감싸서 단열할 수 있고, 상기 제 1 진공단열모듈의 측면부에서 바깥쪽에 발포단열재(606)가 제공된다. 상기 제 1 진공단열모듈(610)의 안쪽으로 상기 이너커버(602), 제빙기(81), 바스켓(604), 및 도어측 냉기유로(105)(205)가 놓이게 된다. 이는 상기 첫번째 경우에서 측방향의 열전도를 막지 않은 것과는 차별된다고 할 수 있다.
상기 도어측 냉기유로(105)(205)가 상기 제 1 진공단열모듈(610)에 의해서 외부와는 다시 한번 차폐된다. 다시 말하면, 상기 제 1 진공단열모듈(610)와 고내공간에 의해서 정의되는 공간의 내부에 상기 도어측 냉기유로(105)(205)가 놓이고, 상기 상기 도어측 냉기유로(105)(205)는 실질적으로 냉기 손실이 발생하지 않을 수 있다.
상기 제빙냉기유로는 도어 측면을 따라서 유입유출되고 도어 측면의 상하방향으로 연장될 수 있다. 상기 아웃케이스(603)는 양측단이 안쪽으로 절곡된 형상으로서 하측에는 디스펜서(82)를 위한 개구가 제공될 수 있다.
세번째, 멀리언측 제빙냉기유로의 경우를 설명한다.
도 33은 도어의 분해사시도이고, 도 34는 도 32는 제 1 진공단열모듈의 사시도이다. 도어의 단면도의 경우에는 도 31과 마찬가지이다.
상기 멀리언측 제빙냉기유로의 경우, 도 16과 같이 멀리언의 내부에 제빙냉기유로를 가진다. 그리고, 도어에 있어서는 상기 두번째 경우와 비교할 때, 삼차원 진공단열모듈이 제 2 진공단열모듈(620)로 달라지는 것이 특징적으로 다르다.
구체적으로, 상기 아웃케이스(603)에 있어서, 디스펜서(82)가 놓이는 부분을 하측부분(L), 그 위의 부분을 상측부분(U)라고 하자. 이때, 상기 측면패널측 제빙냉기유로의 경우에는 상측부분만을 단열하고, 상기 멀리언측 제빙냉기유로는 상측부분 및 하측부분을 모두 단열할 수 있다.
상기 제 2 진공단열모듈(620)은 상하측 열림부(615)(616)에 더해서 전면부가 창의 형태로 개방되어 제공되는 윈도우 디스펜서(621)을 더 가진다. 상기 윈도우 디스펜서는 얼음 디스펜서 구조에 사용자가 접근할 수 있도록 한다. 상기 윈도우 디스펜서(621)의 테두리부에는 전도저항쉬트가 추가로 마련되어 내외측 플레이트 부재 간의 열젼도가 작게 일어나도록 할 수 있다.
상기 도어측 냉기유로(105)(205)가 진공단열모듈에 의해서 단열되는 것은 상기 제 2 진공단열모듈(620)의 경우에 있어서도 마찬가지이다.
상기 세 가지의 경우에 대하여 실험을 수행한 결과를 설명한다.
도 35내지 도 37은 위 세가지 경우의 제빙냉기유로의 열효율을 보이는 도면이다. 도 35는 상기 발포매립 제빙냉기유로와 단열패널을 설치하는 경우이고, 도 36은 상기 측면패널 제빙냉기유로와 제 1 진공단열모듈을 설치하는 경우이고, 도 37은 상기 멀리언 제빙냉기유로와 제 2 진공단열모듈을 설치하는 경우이다.
각 실험은 유입공기는 영하20도씨로 하고, 유량 0.2CMM으로 하였고, 그리고, 외기온도 20도씨, 냉장실온도 3.6도씨, 냉동실온도 18도씨로 설정하여 운전을 수행한 결과이다.
도 35 내지 도 37을 참조하면, 각 지점에서의 냉기의 온도상승이 수치로서 나타나는 것을 볼 수 있고, 세번째 경우의 온도상승이 가장 작은 것을 볼 때 가장 단열효과가 우수한 것으로서 생각할 수 있다.
표 1은 냉기손실을 실험한 결과표이고, 열침투량은 와트(W)이고 압력손실은 (MPa)를 단위로 한다.
열침투량 압력손실 열침투량 압력손실 열침투량 압력손실
제빙유로입구 4.55 21.9 3.42 18.6 1.46 14.5
도어유입덕트 1.74 17.9 1.75 21.3 2.42 27.9
제빙실 5.78 4.0 5.33 5.7 5.05 3.3
도어토출덕트 0.61 14.3 0.94 14.2 0.92 11.7
제빙유로토출 2.12 14.5 1.86 15.0 0.14 3.7
합계 14.81 72.6 13.30 74.8 9.99 61.2
상기 표 1을 참조로 하면, 첫번째 경우에 비하여 두번째 경우에는 대략 10% 정도의 제빙량증가, 세번째 경우에는 대략 20% 정도의 제빙량증가의 효과를 가져올 수 있었다.
이하에서는 삼차원 진공단열모듈의 예를 제시하고, 상기 삼차원 진공단열모듈이 적용되는 도어에 대하여 더 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 설명되는 도어는, 상기 삼차원 진공단열모듈이 적용되는 또 다른 진공단열체라고 정의할 수 있다.
이하의 설명에서 설명되는 도어는 냉장고의 개구를 개방 또는 밀폐하는 도어에 적용되어 냉장고의 일부 구성요소가 될 수 있는 것도 물론이다.
도 38은 상기 제빙기 및 도어측 바스켓이 설치되는 도어의 단면도이고, 도 39는 도 38의 코너부를 확대한 확대도이다. 도 38은 강조하여 표시하는 것으로서 구체적인 구성에 있어서는 달라질 수 있다.
도 38 및 도 39를 참조하면, 상기 삼차원 진공단열모듈(610)이 도어의 전면부 및 양측면부를 단열한다. 상기 삼차원 진공단열모듈(610)에 의해서 단열이 되는 내부구역안에서 상기 도어측 냉기유로(105)(205), 및 제빙기가 놓인다. 이와 같은 구성에 따르면 단열효율을 높고, 도어의 강도도 개선될 수 있다.
상기 도어의 구성을 더 자세하게 설명한다.
상기 도어는, 제품의 외관을 형성하는 금속재질의 아웃케이스(603)와, 가스켓(690)이 안착되고 상기 아웃케이스(603)로부터의 열전달을 저감하기 위하여 바람직하게 비금속을 재질로 하는 이너커버(602)가 단일체로 도어의 외형을 이루게 된다. 상기 도어의 외형을 따라서 단열구조를 제공하기 위하여 상기 삼차원 진공단열모듈이 제공된다. 상기 삼차원 진공단열모듈(610)에 따르면, 상기 도어의 전면 및 측면이 단열될 수 있다. 상기 아웃케이스(603)와 상기 이너커버(602)는 그 단부가 서로 체결될 수 있다.
상기 이너커버(602)에 체결되는 제빙기와 상기 이너커버에 체결되는 바스켓 등은 또 다른 도어의 부가물이 될 수 있고, 도어의 사용성을 한층 더 높일 수 있다. 상기 이너커버는 냉장고의 고내로 연장되어 고내공간을 제공할 수 있다.
상기 이너커버(602)는 강도가 큰 ABS수지를 사용하여, 내부의 발포부재와 함께 얇은 전도저항쉬트를 보호할 수 있다.
상기 이너커버(602)와 아웃케이스(603)의 사이의 적어도 일부는 폴리우레탄을 재질로 하는 발포 단열재가 충전될 수 있다. 상기 발포 단열재는 도어의 테두리 부분에 마련되어 도어의 외력에 대한 변형강도를 크게 할 수 있다.
상기 삼차원 진공단열모듈(610)의 진공공간부를 형성하기 위해 제 1 플레이트 부재(10)와 제 2 플레이트 부재(20)를 구비할 수 있다. 상기 제 2 플레이트 부재(20)는 상기 아웃케이스(603)와 접촉할 수 있고, 상기 제 2 플레이트 부재(20)의 외면은 발포부재가 채워질 수 있다.
상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 중의 적어도 하나는 아웃케이스(603)보다 두께가 얇게 제공될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1, 2 플레이트 부재 중에서 D, E, 및 F 영역을 포함하는 상기 제 1, 2 플레이트 부재 중에서 하나는 아웃케이스에 비하여 얇게 제공될 수 있다. 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20)가 서로 접촉되어 상기 밀봉부(61)를 제공할 수도 있다.
상기 제 1, 2 플레이트 부재 중의 적어도 하나는 상기 아웃케이스에 비하여 얇게 제공되는 이유에 대하여 설명한다.
상기 전도저항쉬트를 별도의 부재로서 제 1, 2 플레이트 부재의 접속부에 사용하면, 상기 전도저항쉬트에서 극심하게 이슬이 발생할 수 있고, 이에 대응하기 위하여 주변부에 단열재를 두껍게 해야 해서 도어의 두께가 커질 수 있기 때문이다.
상기 전도저항쉬트가 형성하는 열전도 패스의 길이가 길어질 수록 상기 전도저항쉬트를 두께를 두껍게 할 수 있다. 상기 전도저항쉬트가 형성하는 열전도 패스의 길이가 짧을 수록 상기 전도저항쉬트를 두께를 얇게 하는 것이 좋다. 한편, 상기 전도저항쉬트의 두께가 얇을 수록 상기 전도저항쉬트를 상기 제 1, 2 플레이트 부재에 용접하는데에 어려움이 커질 수 있다.
이 문제를 해소하기 위하여 실시예에서는, 상기 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 중에서 적어도 하나의 적어도 일부를 그 자체로서 상기 아웃케이스보다 얇게 제공하여 전도저항쉬트의 기능이 수행되도록 할 수 있다. 이로써, 열전도 패스가 길게 연장된 전도저항쉬트를 제공할 수 있게 됨으로써, 전도저항쉬트가 놓인 부근에서 열전달량을 최소화하여 이슬발생을 최소화할 수 있다.
이 경우에는, 상기 도어의 주변부 단열재의 두께를 Y축 방향(도어의 전후방향)으로 최소화 할 수 있고, Y축 방향으로의 도어두께를 저감할 수 있다.
상기 삼차원 진공단열모듈(610)은 X축 방향으로 연장되는 제 1 연장모듈(6101)과 Y축 방향으로 도어의 측면방향을 따라서 연장되는 제 2 연장모듈(6102)이 한 몸으로 제공될 수 있다. 상기 연장모듈(6101)(6102)은 진공공간부를 공유하고 실질적으로 90도로 절곡되어 연장된다. 상기 삼차원 진공단열모듈(610)은 서로 다른 연장모듈(6101)(6102)이 연통되는 단일의 진공공간부를 가지는 것으로서, 서포팅 유닛(30)과 복사저항유닛(32)이 내부에 제공될 수 있다. 상기 서포팅 유닛과 상기 복사저항유닛은 별도의 부재가 상기 연장모듈별로 사용될 수 있다.
이에 따르면, X축 방향(도어의 좌우방향)으로만 형성한 진공공간부를 다른 축방향으로(예를 들어, 상기 Y축 방향) 연장 형성함으로써, 도어의 측면방향(X축 방향)으로의 열손실을 저감할 수 있다. 따라서, 발포단열재를 사용했을 때와 비교할 때, 도어의 주변부 단열재의 두께를 X축 방향으로 저감하여, X축 방향으로의 도어 두께를 저감시킬 수 있다.
결국, 상기 삼차원 진공단열모듈에 따르면 도어의 두께를 저감할 수 있기 때문에, 냉장고의 도어의 크기를 더 작게 제공할 수 있고, 도어의 내부 공간을 더 크게 할 수 있다.
상기 삼차원 진공단열모듈의 특징은, 진공도가 높지 않고 다공성 물질의 단열재가 내부에 있고 외피를 금속 또는 비금속으로 가지는 진공단열패널(Vacuum Insulation Panel)과의 비교를 통해서 이해할 수 있다.
먼저, 외피가 금속이 진공단열패널의 경우에는, 다공성물질을 내부에 지지하면서 절곡된 형태로 패널을 만드는 것이 어려운 문제점, 및 절곡된 외피의 내외가 서로 연통됨으로써 냉기누설 및 그에 따른 이슬발생이 극심해진다.
외피가 비금속으로 제공되는 진공단열패널의 경우에는, 아웃게싱이 지나치게 커서 진공유지가 어렵고, 아웃게싱을 막기 위해서는 별도의 코팅이 필요하게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 상기 삼차원 진공단열모듈은 해결할 수 있는 장점이 있다. 특히, 냉장고의 도어에 적용되는 경우에는 냉장고 도어의 벽면두께를 축소하고 그에 따라서 냉장고 도어의 크기를 크게 얻을 수 있다.
상기 E영역에는 적어도 상기 아웃케이스(603)보다 얇은 쉬트가 사용될 수 있고, 경우에 따라서는 제 1, 2 플레이트 부재(10)(20) 보다 얇은 전도저항쉬트가 사용될 수 있다. 그 이유는 상기 E영역은 상기 가스켓(690)이 차지하는 영역과 중첩되고, 가스켓을 기준으로 상기 도어의 외부와 내부는 온도가 크기 때문이다. 고내 공간의 열전달을 가급적 줄이기 위하여 가스켓(690)의 내부에는 에너지 노드(608)가 마련되는 것을 볼 수 있다.
상기 E영역은 플레이트 부재가 연결되는 부위로서, 플레이트 부재의 길이방향으로 열전도량이 증가하는 영역으로 정의할 수 있다.
상기 D영역의 바깥쪽에는 이미 설명한 바와 같이 발포단열재(606)가 제공되어 도어의 강도를 보강하도록 한다.
상기 진공단열모듈(610)의 각각의 연장모듈(6101)(6102)을 제공하기 위하여, 상기 제 2 플레이트 부재(20)는 삼차원의 모든 면을 정의하는 면을 가질 수 있다. 예를 들어, 도면으로 기준으로 할 때, 도어의 외면과 평행한 방향으로 연장되는 면은 Y축에 대한 수직면이고, 그 면에 대하여 안쪽으로 절곡되는 네 면은 X축 및 Z축에 대한 수직면이 될 것이다. 결국, 상기 제 2 플레이트 부재는 도어의 외면과 평행한 제 1 면과 상기 제 1 면에 대하여 수직한 제 2 면을 가질 수 있다.
한편, 상기 윈도우가 있는 상기 제 2 진공단열모듈(620)의 기술내용이 본 실시예의 도어에 함께 적용될 수도 있다.
상기 삼차원 진공단열모듈이 적용되는 도어의 다른 실시예를 설명한다. 특별한 언급이 없고 적용이 가능한 경우에 위의 설명은 이하의 설명에 대해서도 적용이 되는 것으로 한다.
도 40은 다른 실시예에 따른 삼차원 다절곡 진공단열모듈이 적용되는 도어의 단면도이다.
도 40을 참조하면, 본 실시예에서 삼차원 다절곡 진공단열모듈에는 연장방향이 서로 다른 다수개의 연장모듈이 포함된다. 따라서 본 실시예에서의 삼차원 다절곡 진공단열모듈을 제 1 다절곡 진공단열모듈(630)이라고 할 수 있다.
상기 제 1 다절곡 진공단열모듈(630)에는, 상기 도어의 전면부에 전면부의 연장방향을 따라서 연장되는 제 1 연장모듈(6301)과, 상기 제 1 연장모듈(6301)의 바깥단부에서 고내쪽으로 도어의 측면을 따라서 연장되는 제 2 연장모듈(6302), 및 상기 제 2 연장모듈(6302)에서 도어의 안쪽을 향하여 연장되는 제 3 연장모듈(6303)이 포함된다.
상기 제 1 연장모듈(6301)은 도어 전면부의 적어도 어느 일단까지 연장될 수 있다. 상기 도어의 전면부에서 이어지는 측면부의 입구단까지 단열효과를 얻을 수 있다.
상기 제 1, 2, 연장모듈(6301)(6302)은 도어의 앞쪽부분을 감싸서 단열시킬 수 있는 것이 된다. 따라서, 도어의 앞쪽부분을 더욱 견고한 강도로 유지할 수 있다. 도어의 단열효율을 높일 수 있는 것도 물론이다.
상기 제 3 연장모듈(6303)은 도어의 안쪽으로(X축 방향) 절곡되어 연장된다. 상세하게 설명하면, 상기 제 1 다절곡 진공단열모듈(630)의 오른쪽 단부의 제 2 연장모듈(6302)은 왼쪽으로 절곡되어 도어의 안쪽으로 들어가 연장된다. 마찬가지로, 제 1 다절곡 진공단열모듈(630)의 왼쪽 단부의 제 2 연장모듈(6302)은 오른쪽으로 절곡되어 도어의 안쪽으로 들어가 연장된다.
상기 제 3 연장모듈(6303)은 X축 방향으로 단열효과를 증진하여 도어의 벽두께를 줄이고, 도어의 내부공간을 증가시킬 수 있다.
상기 제 1 다절곡 진공단열모듈(630)은 세 군데에서 절곡되는 구조로 제공되어 자체적인 구조강도를 커질 수 있다. 동일한 규격의 도어라면, 상기 제 1 다절곡 진공단열모듈(630)가 사용되는 경우에, 도어의 크기를 더욱 줄일 수 있다.
상기 제 3 연장모듈(6303)의 단부에는 전도저항쉬트가 마련되고, 상기 발포단열재(606)에 의해서 단열될 수 있으므로, 진공단열모듈(630)의 단열손실을 줄일 수 있다.
도 41은 또 다른 실시예에 따른 삼차원 다절곡 진공단열모듈이 적용되는 도어의 단면도이다. 본 실시예는 상기 제 1 다절곡 진공단열모듈(630)에 비하여 제 2, 3 연장모듈(6302)(6303)의 연장의 구체적인 태양이 다른 것에서 차이가 있고, 다른 부분에 있어서는 동일하다. 따라서 구체적으로 개시되지 않은 부분은 이미 제시된 다른 실시예의 설명이 그대로 적용될 수 있고, 그 기재를 생략한다.
도 41을 참조하면, 본 실시예에서 삼차원 다절곡 진공단열모듈에는 연장방향이 서로 다른 다수개의 연장모듈이 포함된다. 본 실시예에서의 삼차원 다절곡 진공단열모듈을 제 1 다절곡 진공단열모듈(630)과 구분하여 제 2 다절곡 진공단열모듈(640)이라고 할 수 있다.
상기 제 2 다절곡 진공단열모듈(640)에는, 상기 도어의 전면부에서 전면부의 연장방향을 따라서 연장되는 제 1 연장모듈(6401)과, 상기 제 1 연장모듈(6401)에서 고내쪽으로, 즉 Y축 방향으로 연장되는 제 2 연장모듈(6402), 및 상기 제 2 연장모듈(6402)에서 도어의 바깥쪽, 즉 X축 방향을 향하여 연장되는 제 3 연장모듈(6403)이 포함된다.
본 실시예에서는, 상기 제 1 연장모듈(6401)의 바깥쪽 단부가 상기 도어의 수용공간의 측면과 정렬될 수 있다. 이에 따르면 상기 제 2 연장모듈(6402)은 상기 도의 수용공간의 경계면을 제공할 수 있다.
상기 제 3 연장모듈(6403)은 상기 제 2 연장모듈(6402)의 안쪽 단부에서 바깥쪽으로 절곡되어 연장될 수 있다. 상기 제 3 연장모듈(6403)은 상기 제 2 다절곡 진공단열모듈(640)의 관성모멘트를 증가시켜 높은 강도를 가지도록 할 수 있다.
물론, 그 외에도 다른 실시예를 통하여 설명된 다양한 장점이 본 실시예에서도 그대로 포함될 수 있다.
도 42는 더 다른 실시예에 따른 삼차원 진공단열모듈을 이용하는 도어의 단면도이다. 본 실시예는 도 38에 제시되는 삼차원 진공단열모듈(610)과 유사하고 제 2 연장모듈(6102)이 연장되는 태양이 특징적으로 다르다. 따라서 구체적인 설명이 없는 부분은 관련되는 설명이 그대로 적용되는 것으로 한다.
도 42를 참조하면, 본 실시예에 따른 상기 삼차원 진공단열모듈(610)에는 제 1 연장모듈(6101) 및 제 2 연장모듈(6102)이 포함된다. 상기 제 2 연장모듈(6102)은 상기 제 2 다절곡 진공단열모듈(640)의 제 2 연장모듈(6402)과 유사하게 도어의 내부 수용공간을 따라서 연장되고, 상기 수용공간의 경계벽을 제공할 수 있다.
상기 제 2 연장모듈(6402)은 실질적으로 도어의 내부 끝까지 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 이너커버(603)의 안쪽 단부까지 연장될 수 있다. 이에 따르면 진공단열체를 이용하는 단열효과가 극대화되는 장점을 얻을 수 있다.
도 42를 참조하여 본 실시예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
상기 냉장고는 수용공간과 그 수용공간으로의 접근을 허용하는 개구를 가지는 본체와 상기 수용공간을 열고 닫는 도어를 포함할 수 있다. 상기 도어는 상기 도어의 외측과 대응하는 아웃케이스(603)를 포함할 수 있다. 상기 아웃케이스는 금속재질일 수 있다. 상기 도어는 상기 도어의 내측과 대응하는 이너커버(602)를 포함할 수 있다. 상기 이너커버(602)에는 가스켓이 안착될 수 있다. 상기 이너커버는 상기 아웃케이스(603)으로부터의 열전달을 저감하기 위하여 비금속 재질일 수 있다.
상기 냉장고는 상기 아웃케이스와 상기 이너커버의 사이 간격부에 놓이는 제1 단열모듈(650), 및 제 2 단열모듈(660)울 포함할 수 있다. 상기 제 1 단열모듈은 상기 삼차원 진공단열모듈로 제공될 수 있고, 예를 들어 상기 제 1 진공단열모듈(610)이 적용될 수 있다.
상기 제 1 단열모듈은, 제 1 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 1 플레이트 부재(10)와 상기 제 1 공간과 온도가 다른 제 2 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 2 플레이트 부재(20)를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 제 1 플레이트 부재는 복수의 층을 포함할 수 있다. 본 발명에서, 상기 제 2 플레이트 부재는 복수의 층을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 이너커버(602)는 두번째 제 1 플레이트로 이해할 수 있다. 상기 아웃케이스(603)는 두번째 제 2 플레이트로 이해할 수 있다.
상기 냉장고는 상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도의 사이 온도이며 진공 상태의 공간인 제 3 공간을 제공할 수 있도록 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다.
상기 냉장고는 상기 제 3 공간을 유지하는 서포팅유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 단열모듈(650)은, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재간의 열전달량을 감소시키기 위하여, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 서로 연결하는 전도저항쉬트를 더 포함할 수 있다.
상기 전도저항쉬트의 적어도 일부는 상기 제 3 공간을 마주보도록 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트는 상기 제 1 플레이트 부재의 에지와 상기 제 2 플레이트 부재의 에지 사이에 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트는 상기 제 1 플레이트 부재가 상기 제 1 공간을 마주보는 면과 상기 제 2 플레이트 부재의 상기 제 2 공간을 마주보는 면 사이에 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트는 상기 제 1 플레이트 부재의 측면부와 상기 제 2 플레이트 부재의 측면부 사이에 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트의 적어도 일부는, 상기 제 1 플레이트 부재가 연장되는 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
상기 전도저항쉬트의 두께는 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 중 적어도 하나보다 얇도록 구성될 수 있다. 상기 전도저항쉬트의 두께가 얇을수록 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재사이에 발생하는 열전달을 저감할 수 있다. 상기 전도저항쉬트의 일단은 상기 제 1 플레이트 부재와 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트의 일단과 상기 제 1 플레이트 부재를 결합하기 위한 공간을 마련하기 위해서이다. 상기 결합방식은 용접을 포함할 수 있다. 상기 전도저항쉬트의 타단은 상기 제 2 플레이트 부재와 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 전도저항쉬트의 타단과 상기 제 2 플레이트 부재를 결합하기 위한 공간을 마련하기 위해서이다. 상기 결합방식은 용접을 포함할 수 있다.
상기 전도저항쉬트가 얇을수록 열전달을 저감할 수 있는 장점이 있지만, 상기 전도저항쉬트를 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 사이에 겹합하는데 어려움이 있을 수 있다. 상기 전도저항쉬트를 대체하는 다른 실시예로, 상기 전도저항쉬트를 삭제하고, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 중 어느 하나의 두께가 다른 하나보다 얇도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 어느 하나의 두께는 상기 전도저항쉬트보다 두꺼울 수 있다. 이 경우, 상기 어느 하나의 길이는 상기 전도저항쉬트의 길이보다 길 수 있다. 이와 같은 구성은, 상기 전도저항쉬트를 삭제하면서, 열전달이 증가되는 것을 저감할 수 있다. 또한, 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 결합하는데 어려움을 줄일 수 있다.
상기 제 1 플레이트 부재의 적어도 일부와 상기 제 2 플레이트 부재의 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 결합하기 위한 공간을 제공하기 위해서이다. 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 중 두께가 얇은 어느 하나의 위에 추가적인 커버가 배치될 수 있다. 얇아진 커버를 보호하기 위해서 이다.
본 발명에서, 상기 제 2 단열모듈(660)은 상기 제 1 단열모듈보다 단열도가 낮을 수 있다. 상기 제 2 단열모듈(660)은 발포단열재(606)로 제공될 수 있다.
상기 제 2 단열모듈(660)은 그 내부의 진공도가 상기 제 1 단열모듈보다 낮을 수 있다. 상기 제 2 단열모듈(660)은 비진공 단열모듈이거나 비금속으로 제작될 수 있다. 상기 제 2 단열모듈은 수지이거나 발포가 가능한 PU로 제작될 수 있다. 상기 제 2 단열모듈(660)은 상기 제 1 단열모듈(610)에 비해 부품을 장착하거나 체결하는데 편리할 수 있다. 상기 제 1 단열모듈은 그 내부에 진공공간부가 형성되어 있어서, 부품을 장착하거나 체결하는데 어려움이 있을 수 있다.
상기 제 2 단열모듈은 상기 복수의 제 1 단열모듈 사이에 배치되거나 상기 제 1 단열모듈의 위에 배치될 수 있다. 상기 제 2 단열모듈(660)은 복수의 제 1 단열모듈을 연결하는 벽의 적어도 일부를 정의하도록 제공될 수 있다. 상기 제 2 단열모듈은 상기 복수의 제 1 단열모듈의 측면부에 접촉하도록 배치될 수 있다.
상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 간의 열전달량을 감소시키기 위하여 상기 제 1 플레이트 부재는 상기 제 2 플레이트 부재보다 두께가 작게 제공될 수 있다. 이러한 구성은, 전술한 Y축 방향으로 제 1 단열모듈(610)의 두께를 저감할 수 있다.
상기 제 2 단열모듈(660)은, 부품이 안착되는 벽의 적어도 일부를 정의하도록 상기 이너커버(602)와 접촉하도록 배치될 수 있다.
상기 제 1 단열모듈(650)은, 적어도 일부가 X축 방향으로 연장되는 제 1 연장모듈(6101)과, 적어도 일부가 Y축 방향으로 연장되는 제 2 연장모듈(6102)을 포함할 수 있다. 이러한 구성은, X축 방향으로 제 1 단열모듈(610)의 두께를 저감할 수 있다.
상기 제 1 플레이트 부재(10) 및 상기 제 2 플레이트 부재(20) 중의 적어도 하나는 상기 아웃케이스(603)보다 두께가 작게 제공될 수 있다.
상기 제 1 연장모듈(6101)은 적어도 어느 일부가 상기 도어의 전면방향을 따라서 연장될 수 있다. 상기 제 2 연장모듈(6102)은 적어도 어느 일부가 상기 도어의 측면방향을 따라서 연장될 수 있다. 상기 제 1 연장모듈 및 상기 제 2 연장모듈은 단일체가 서로 절곡되어 연장될 수 있다.
상기 제 1, 2 연장모듈이 형성하는 내부공간에 도어 측 냉기유로(105)(205)가 배치될 수 있다.
상기 제 1, 2 연장모듈이 형성하는 내부공간에 제빙기 (81)가 배치될 수 있다.
본 발명은 냉장고의 도어에 적용되는 진공단열모듈의 최적화 함으로써, 더욱 얇고 작은 단열공간을 이용하여 도어를 진공시킬 수 있다. 이는 결국, 도어에 제공되는 수용공간을 더욱 크게하는 효과로 이어진다.
본 발명에 따르면 도어에 장착되는 제빙기의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 삼차원 진공단열모듈에 의해서 도어의 단열공간을 더 효과적으로 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고진공을 활용하는 냉장고의 제작에 한층 더 접근하고, 산업적으로 이용할 수 있는 기술이 될 수 있다.
610, 620, 630, 640: 삼차원 진공단열모듈

Claims (20)

  1. 제 1 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 1 플레이트 부재;
    상기 제 1 공간과 온도가 다른 제 2 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 2 플레이트 부재;
    상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도의 사이 온도이며 진공 상태의 공간인 진공공간부를 제공할 수 있도록 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부;
    상기 진공공간부의 간격을 유지하는 서포팅유닛; 및
    상기 제 2 플레이트 부재와 접촉하고, 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 중의 적어도 하나의 적어도 일부에 비해서는, 두꺼운 금속재질의 아웃케이스가 포함되고,
    상기 진공공간부는, 연장방향이 서로 다른 적어도 두 개의 연장모듈을 제공하는 진공단열체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 연장모듈은 상기 진공공간부를 공유하는 진공단열체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 아웃케이스는 상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재에 비하여 두께가 두꺼운 진공단열체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 아웃케이스와 체결되고, 상기 제 1 플레이트 측에 제공되는 비금속재의 이너커버가 포함되는 진공단열체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이너커버와 상기 아웃케이스의 사이 공간에는 발포단열재가 충전되는 진공단열체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 연장모듈은 절곡되어 연장되는 진공단열체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서포팅유닛은 상기 연장모듈별로 별도로 마련되는 진공단열체.
  8. 수용공간과 그 수용공간으로의 접근을 허용하는 개구를 가지는 본체;
    상기 수용공간을 열고 닫는 도어는 도어가 포함되고,
    상기 도어에는,
    금속재질로 상기 도어의 외측과 대응하는 아웃케이스;
    가스켓이 안착되고 상기 아웃케이스로부터의 열전달을 저감하기 위하여 비금속을 재질로 하고 상기 도어의 내측과 대응하는 이너커버; 및
    상기 아웃케이스와 상기 이너커버의 사이 간격부에 놓이고, 내부를 진공공간부로 형성하기 위하여 제공되는 제 1 플레이트 부재 및 제 2 플레이트 부재를 가지는 삼차원 진공단열모듈이 포함되고,
    상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 중의 적어도 하나는 상기 아웃케이스보다 두께가 작게 제공되고,
    상기 삼차원 진공단열모듈은 연장방향이 서로 다르게 제공되는 적어도 두 개의 연장모듈을 포함하는 냉장고.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 삼차원 진공단열모듈의 내부공간에 놓이는 도어측 냉기유로가 포함되는 냉장고.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 삼차원 진공단열모듈에는,
    적어도 어느 일부가 상기 도어의 전면방향을 따라서 연장되는 제 1 연장모듈; 및
    적어도 어느 일부가 상기 도어의 측면방향을 따라서 연장되는 제 2 연장모듈이 포함되는 냉장고.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 연장모듈의 적어도 어느 일 측면에는 발포단열재가 충전되는 냉장고.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 연장모듈 및 상기 제 2 연장모듈은 단일체가 서로 절곡되어 연장되는 냉장고.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 연장모듈의 단부에서 절곡되는 제 3 연장모듈이 더 포함되는 냉장고.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트 부재는 상기 아웃케이스와 접촉하고,
    상기 제 2 플레이트 부재의 외측에는 발포단열재가 충전되는 냉장고.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 이너커버는 상기 수용공간으로 연장되어 상기 수용공간벽의 어느 일부를 형성하는 냉장고.
  16. 수용공간과 그 수용공간으로의 접근을 허용하는 개구를 가지는 본체; 및
    상기 수용공간을 열고 닫는 도어가 포함되고,
    상기 도어는,
    - 금속재질로 상기 도어의 외측과 대응하는 아웃케이스;
    - 가스켓이 안착되고 상기 아웃케이스로부터의 열전달을 저감하기 위하여 비금속을 재질로 하고 상기 도어의 내측과 대응하는 이너커버; 및
    - 상기 아웃케이스와 상기 이너커버의 사이 간격부에 놓이는 제 1 단열모듈, 및 제 2 단열모듈울 포함하고,
    상기 제 1 단열모듈은,
    - 제 1 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 1 플레이트 부재;
    - 상기 제 1 공간과 온도가 다른 제 2 공간을 위한 벽의 적어도 일부를 정의하는 제 2 플레이트 부재;
    -상기 제 1 공간의 온도와 상기 제 2 공간의 온도의 사이 온도이며 진공 상태의 공간인 제 3 공간을 제공할 수 있도록 상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재를 밀봉하는 밀봉부;
    - 상기 제 3 공간을 유지하는 서포팅유닛을 포함하고,
    상기 제 2 단열모듈은, 상기 제 1 단열모듈보다 단열도가 낮도록 제공되고, 부품이 안착되는 벽의 적어도 일부를 정의하도록, 상기 이너커버와 접촉하도록 배치되고,
    상기 제 1 플레이트 부재와 상기 제 2 플레이트 부재 간의 열전달량을 감소시키기 위하여 상기 제 1 플레이트 부재는 상기 제 2 플레이트 부재보다 두께가 작게 제공되고,
    상기 제 1 단열모듈은 적어도 일부가 X축 방향으로 연장되는 제 1 연장모듈과 적어도 일부가 Y축 방향으로 연장되는 제 2 연장모듈을 포함하는 냉장고.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트 부재 및 상기 제 2 플레이트 부재 중의 적어도 하나는 상기 아웃케이스보다 두께가 작게 제공되는 냉장고.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 연장모듈은 적어도 어느 일부가 상기 도어의 전면방향을 따라서 연장되고,
    상기 제 2 연장모듈은 적어도 어느 일부가 상기 도어의 측면방향을 따라서 연장되며,
    상기 제 1 연장모듈 및 상기 제 2 연장모듈은 단일체가 서로 절곡되어 연장되는 냉장고.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 연장모듈, 및 상기 제 2 연장모듈이 형성하는 내부공간에 제빙기가 배치되는 냉장고.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 연장모듈, 및 상기 제 2 연장모듈이 형성하는 내부공간에 도어 측 냉기유로가 배치되는 냉장고.
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