KR20220039409A - 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 저온의 저장 공간과, 압축기가 배치되는 기계실을 각각 형성하는 캐비닛; 및 상기 기계실에 배치되는 응축기를 포함하며, 상기 응축기는, 서로 이격 구비되는 제 1 헤더 및 제 2 헤더를 포함하는 헤더; 상기 제 1 헤더 및 상기 제 2 헤더의 사이를 연결하는 다수의 튜브; 및 서로 이격 배치된 상기 튜브들의 사이를 따라 배치되는 열교환 핀을 포함하고, 상기 헤더는, 냉매의 유동 방향을 가이드하도록 상기 헤더의 내부 공간을 구획하는 배플을 포함하고, 상기 튜브는, 냉매가 흐를 수 있도록 내부가 중공되어 형성되는 유로를 포함하고, 상기 유로는, 냉매의 유동 경로에 따라 순차적으로 체적이 작아질 수 있다.

Description

냉장고{REFRIGERATOR}
본 발명은 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 도어에 의해 차폐되는 내부의 저장공간에 음식물을 저온 저장할 수 있도록 하는 가전 기기이다. 이를 위해 냉장고는 냉동사이클을 순환하는 냉매와의 열교환을 통해 발생하는 냉기를 이용하여 저장공간의 내부를 냉각함으로써 저장된 음식물들을 최적상태로 보관할 수 있도록 구성된다.
상기 냉동 사이클은 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 과포화 기상 냉매로 압축하는 압축기, 상기 압축기의 출구 측에 배치되어 고온 고압의 과포화 기상 냉매를 고온 고압의 포화 액상 냉매로 응축하는 응축기, 상기 응축기의 출구 측에 배치되어 고온 고압의 포화 액상 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창장치 및 상기 팽창장치의 출구 측에 배치되어 저온 저압의 2상 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 증발시키는 증발기를 포함할 수 있다.
최근, 마이크로채널 냉매 튜브를 가지는 열교환기가 다른 형태의 열교환기에 비해 열전달 특성이 우수한 것으로 알려져, 냉장고의 응축기로 사용되고 있다.
도 7은 종래 기술에 따른 응축기의 마이크로채널 응축기의 튜브의 단면을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로채널 냉매 튜브(51)는, 외관을 형성하는 튜브 바디(57), 상기 튜브 바디(57)의 내부에 냉매가 흐르도록 중공되어 형성되는 다수의 유로(58) 및 다수의 상기 유로(58)를 구획하는 격벽(59)을 포함한다.
그러나, 종래의 마이크로채널 냉매 튜브(51) 구조에서는, 상기 마이크로채널 냉매 튜브(51)를 흘러가며 상변화를 하는 냉매로 인한 압력 강하를 고려하지 않고 다수의 상기 유로(58)가 모두 동일한 체적으로 설계되어 효과적인 냉매 분배가 이루어지지 않아 방열 성능이 저해되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 실시예는 마이크로 채널 냉매 튜브 내부에 형성되는 유로의 체적을 달리 하여 효과적인 냉매 분배를 통한 방열 성능이 개선된 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명에 따른 실시예는 마이크로 채널 냉매 튜브 내부에 형성되는 유로의 체적을 상기 유로를 통과하는 냉매의 상태에 따라 달리 하여 효과적인 냉매 분배를 통한 방열 성능이 개선된 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 저온의 저장 공간과, 압축기가 배치되는 기계실을 각각 형성하는 캐비닛; 및 상기 기계실에 배치되는 응축기를 포함하며, 상기 응축기는, 서로 이격 구비되는 제 1 헤더 및 제 2 헤더를 포함하는 헤더; 상기 제 1 헤더 및 상기 제 2 헤더의 사이를 연결하는 다수의 튜브; 및 서로 이격 배치된 상기 튜브들의 사이를 따라 배치되는 열교환 핀을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 헤더는, 냉매의 유동 방향을 가이드하도록 상기 헤더의 내부 공간을 구획하는 배플을 포함하고, 상기 튜브는, 냉매가 흐를 수 있도록 내부가 중공되어 형성되는 유로를 포함하고, 상기 유로는, 냉매의 유동 경로에 따라 순차적으로 체적이 작아질 수 있다.
상기 튜브는, 상기 배플에 의해, 상기 제 1 헤더에서 상기 제 2 헤더를 향하는 제 1 방향 또는 상기 제 2 헤더에서 상기 제 1 헤더를 향하는 제 2 방향으로 냉매를 유동시키는 상호 인접한 복수의 그룹으로 구분될 수 있다.
상기 배플은, 상기 제 1 헤더의 내부에 설치되는 제 1 배플; 상기 제 1 헤더의 내부에 설치되며, 상기 제 1 배플과 이격되어 설치되는 제 2 배플; 및 상기 제 2 헤더의 내부에 설치되는 제 3 배플을 포함하고, 냉매가 상기 제 1 헤더와 상기 제 2 헤더를 번갈아 가며 이동하도록 상기 제 3 배플은 상기 제 1 배플 및 상기 제 2 배플의 사이에 위치할 수 있다.
상기 제 1 헤더는, 냉매가 유입되는 입력 연결부; 및 상기 입력 연결부의 하측에 이격되어 배치되고, 냉매가 토출되는 출력 연결부를 포함하고, 상기 제 1 배플 및 상기 제 2 배플은 상기 입력 연결부와 상기 출력 연결부의 사이의 위치에 설치되고, 상기 제 1 배플은, 상기 제 2 배플의 상측에 이격되어 설치되는 냉장고.
상기 튜브는, 상기 입력 연결부를 통해 유입된 냉매가 상기 제 1 방향을 따라 유동하는 제 1 튜브; 상기 제 1 튜브를 통과한 냉매가 상기 제 2 방향을 따라 유동하는 제 2 튜브; 상기 제 2 튜브를 통과한 냉매가 상기 제 1 방향을 따라 유동하는 제 3 튜브; 및 상기 제 3 튜브를 통과한 냉매가 상기 제 2 방향을 따라 상기 출력 연결부로 유동하는 제 4 튜브를 포함할 수 있다.
상기 제 1 튜브는, 상기 제 1 배플의 상측에 위치하고, 상기 제 2 튜브는, 상기 제 1 배플과 상기 제 3 배플의 사이에 위치하고, 상기 제 3 튜브는, 상기 제 3 배플과 상기 제 2 배플의 사이에 위치하고, 상기 제 4 튜브는, 상기 제 2 배플의 하측에 위치할 수 있다.
상기 튜브는, 외관을 형성하며, 내부에 상기 유로가 형성되는 튜브바디를 더 포함하고, 상기 유로는, 상기 제 1 튜브에 형성되는 제 1 유로; 상기 제 2 튜브 및 상기 제 3 튜브에 형성되는 다수의 제 2 유로; 상기 제 4 튜브에 형성되는 다수의 제 3 유로를 포함하고, 상기 제 1 유로의 체적은, 상기 제 2 유로 및 상기 제 3 유로의 체적보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제 2 튜브 및 상기 제 3 튜브는, 다수의 상기 제 2 유로를 구획하는 제 1 격벽을 더 포함하고, 상기 제 4 튜브는, 다수의 상기 제 3 유로를 구획하는 제 2 격벽을 더 포함하고, 상기 제 2 유로의 체적은, 상기 제 3 유로의 체적보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제 1 격벽은, 상기 제 2 격벽의 수보다 적게 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 의하면, 마이크로 채널 냉매 튜브 내부에 형성되는 유로의 체적을 달리 하여 효과적인 냉매 분배를 통한 방열 성능이 개선된 냉장고를 제공할 수 있다.
특히, 상기 마이크로 채널 냉매 튜브 내부에 형성되는 유로의 체적을 상기 유로를 통과하는 냉매의 상태에 따라 달리 하여 효과적인 냉매 분배를 통한 방열 성능이 개선된 냉장고를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고 후면의 기계실이 개방된 모습을 보인 사시도이다.
도 2는 상기 기계실의 내부 구조를 보인 사시도이다.
도 3은 상기 기계실의 공기 유동 상태를 보인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상기 응축기의 사시도이다.
도 5는 도 4의 5-5를 기준으로 절개한 단면을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5에서 제 1 헤더 내의 튜브의 구성을 간략하게 도시한 도면이다.
도 7은 종래 기술에 따른 마이크로 채널 응축기의 튜브 단면을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고 후면의 기계실이 개방된 모습을 보인 사시도이고, 도 2는 상기 기계실의 내부 구조를 보인 사시도이고, 도 3은 상기 기계실의 공기 유동 상태를 보인 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 냉장고(1)는 저장 공간을 형성하는 캐비닛(10)과, 상기 저장 공간을 개폐하는 도어(20)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 이해의 편의를 위해 상기 도어(20)측을 향하는 방향을 전방으로, 후술하는 기계실 개구(101a)를 차폐하는 기계실 커버(12)를 향하는 방향을 후방으로 정의하여 설명한다.
상기 저장 공간은 상하 또는 좌우로 구획되어 다수의 공간으로 구성될 수 있으며, 서로 다른 온도로 냉각되어 냉장실 또는 냉동실로 이용될 수 있다.
그리고, 상기 도어(20)는 다수의 저장 공간을 각각 개폐할 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 도어(20)는 상기 캐비닛(10)에 회전 또는 슬라이딩 인출입 가능하게 장착될 수 있으며, 각각의 저장 공간을 독립적으로 개폐할 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 저장 공간이 상하로 구획되고, 상기 도어(20) 또한 상부 도어(21)와 하부 도어(22)로 구성된 것을 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 캐비닛(10)은 외관을 형성하는 아웃 케이스(101)와, 상기 아웃 케이스(101) 내측에서 상기 저장 공간을 형성하는 이너 케이스를 포함할 수 있다. 그리고 상기 아웃 케이스(101)와 이너 케이스의 사이에는 단열재가 채워지게 되어 상기 저장 공간이 단열되도록 할 수 있다.
상기 캐비닛(10)의 후면 하단에는 기계실(11)이 형성될 수 있다. 상기 기계실(11)은 상기 저장 공간의 냉각을 위한 냉동 사이클을 구성하는 구성들을 포함하여 다수의 전장 부품들이 배치되는 공간을 형성하며, 상기 저장 공간과 구획되어 독립된 공간을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 기계실(11)은 외부 공간과 연통되어 상기 기계실(11) 내부의 구성들이 냉각 또는 열교환되도록 할 수 있다.
상세히, 상기 기계실(11)의 바닥면은 바텀 플레이트(111)에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 상기 바텀 플레이트(111)에는 냉매를 고온 고압으로 압축 공급하는 압축기(30)와, 상기 압축기(30)로부터 공급되는 고온 고압의 냉매를 방열시키는 응축기(50), 그리고, 상기 기계실(11) 내부의 공기를 강제 유동시키는 송풍팬 유닛(60)이 구비될 수 있다. 상기 압축기(30)와 응축기(50) 및 송풍팬 유닛(60)은 상기 바텀 플레이트(111)에 직접 또는 간접적으로 장착될 수 있다.
상기 송풍팬 유닛(60)을 기준으로 상기 기계실(11)의 내부는 좌우로 구획될 수 있으며, 도 1을 기준으로 우측에 응축기(50)가 배치되고, 좌측에 압축기(30)가 배치될 수 있다. 상기 응축기(50)가 배치되는 우측의 영역은 외기가 흡입되는 흡입부(11a)라 할 수 있고, 상기 압축기(30)가 배치되는 좌측의 영역은 외기가 토출되는 토출부(11b)라 할 수 있다.
상기 기계실(11)의 후면에 형성되는 기계실 개구(101a)에는 기계실 커버(12)가 장착될 수 있다. 상기 기계실 커버(12)는 상기 기계실(11)의 후면 및 상기 냉장고(1)의 후면 일부의 외관을 형성할 수 있으며, 상기 기계실 개구(101a)를 차폐하여 상기 기계실(11) 내부의 구성들이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기계실 개구(101a)의 높이(H)는 상기 응축기(50)의 상단 높이와 대응하는 높이를 가질 수 있다. 상기 기계실(11)의 하면은 바텀 플레이트(111)에 의해 형성되고, 상기 기계실(11)의 전면을 포함한 상면은 탑 플레이트(112)에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 상기 기계실(11) 개구의 높이(H)는 상기 바텀 플레이트(111) 후단과 상기 탑 플레이트(112) 후단의 사이 거리에 의해 정의될 수 있으며, 상기 응축기(50)의 높이와 같거나 사실상 동일하게 형성될 수 있다.
즉, 상기 기계실 커버(12)를 개방하게 되면 상기 기계실 개구(101a)가 외부로 노출될 수 있으며, 이때, 상기 응축기(50)는 전방을 향해 슬라이딩 인출입되면서 장착 및 분해 가능하게 되고, 상기 응축기(50)는 상기 기계실 개구(101a)를 통해 분리 및 장착 가능하게 된다. 따라서, 상기 기계실 개구(101a)의 높이(H)는 실질적으로 상기 응축기(50)의 높이와 동일하여도 서비스를 위한 조립 및 분해 시 간섭되지 않고 상기 기계실(11)의 높이 및 공간을 최소화할 수 있게 된다.
한편, 상기 기계실 커버(12)에는 외부 공기가 흡입되는 흡입구(121)와, 기계실(11) 내부의 공기가 외부로 토출되는 토출구(122)가 각각 형성될 수 있다. 상기 흡입구(121)는 상기 응축기(50)와 대응하는 위치에 형성될 수 있으며, 상기 토출구(122)는 상기 압축기(30)와 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 상기 토출구(122)와 흡입구(122)는 다수의 홀들로 이루어진 그릴 형상으로 형성될 수 있으며, 흡입 및 토출되는 공기가 방향성을 가질 수 있도록 경사 또는 라운드지게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 기계실(11)의 양측면과 대응하는 상기 캐비닛(10)의 양측면에는 캐비닛 흡입구(미도시)와 캐비닛 토출구(101b)가 형성될 수 있다. 상기 캐비닛 흡입구는 외기가 흡입되는 통로로 상기 흡입부(11a) 즉, 상기 응축기(50)가 배치되는 영역과 연통되도록 형성될 수 있다. 상기 캐비닛 토출구(101b)는 상기 기계실(11) 내부의 공기가 외부로 토출되는 통로로 상기 토출부(11b) 즉, 상기 압축기(30)가 배치되는 영역과 연통되도록 형성될 수 있다.
상기 바텀 플레이트(111)의 좌우 양측면에는 기계실(11)의 측면을 형성하는 사이드 프레임(113)이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 사이드 프레임(113)에는 프레임 흡입구(113a)와 프레임 토출구(113b)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 프레임 흡입구(113a)는 상기 캐비닛 흡입구(미도시)와 대응하는 위치에 개구되어 서로 연통될 수 있으며, 상기 프레임 토출구(113b)는 상기 캐비닛 토출구(101b)와 대응하는 위치에 개구되어 서로 연통될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기계실(11)의 바닥면을 형성하는 바텀 플레이트(111)에는 플레이트 흡입구(111a)와 플레이트 토출구가 형성될 수 있다. 상기 플레이트 흡입구(111a)는 상기 흡입부(11a)의 영역에 형성될 수 있으며, 상기 바텀 플레이트(111)의 전단에 가로로 길게 배치될 수 잇다. 또한, 상기 플레이트 토출구(111b)는 상기 토출부(11b)의 영역에 형성될 수 있으며, 상기 바텀 플레이트(111)의 전단에 가로로 길게 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 상기 기계실(11)의 내부는 전체적으로 상기 송풍팬 유닛(60)에 의해 좌우측에 각각 흡입부(11a)와 토출부(11b)가 배치되고 공기의 흡입과 토출이 입체적으로 이루어질 수 있다.
상세히, 상기 응축기(50)를 기준으로 전방의 흡입구(121)와, 후방의 플레이트 흡입구(111a), 그리고 측방의 캐비닛 흡입구(미도시)를 통해서 외부 공기가 강제 흡입되어 상기 흡입부(11a) 내측으로 유입되며, 상기 흡입부(11a) 내측 둘레를 따라 형성된 응축기(50)의 전면과 후면 측면을 통과할 수 있도록 한다. 즉, 상기 응축기(50)를 기준으로 전체 면에 걸쳐 고르게 외부 공기가 통과하게 되어 상기 응축기(50)의 효과적인 방열이 이루어질 수 있도록 한다.
그리고, 상기 압축기(30)를 기준으로 전방의 토출구(122)와, 후방의 플레이트 토출구(111b), 그리고 측방의 캐비닛 토출구(101b)를 통해서 상기 기계실(11) 내부의 공기가 상기 압축기(30)를 냉각시킨 후 외부로 토출될 수 있다. 즉, 상기 송풍팬 유닛(60)에 의해 토출되는 공기는 측방의 압축기(30)를 지나면서 상기 압축기(30)를 냉각시키고 상기 토출부(11b)의 전방 및 후방 그리고 측방으로 토출될 수 있다.
이처럼, 상기 송풍팬 유닛(60)의 동작에 의해 상기 흡입부(11a)로 외기가 입체적으로 공급되면서 상기 응축기(50)는 방열되고, 상기 압축기(30)를 입체적으로 냉각시킨 후 상기 토출부(11b)를 통해 외부로 공기가 배출될 수 있다.
한편, 상기 기계실(11)의 내부에는 상기 냉장고(1)에 구비되는 아이스 메이커 또는 디스펜서로 물을 공급하기 위한 워터 밸브(71)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 응축기(50)로부터 토출된 냉매를 증발을 위해 감압시키는 팽창수단(74)(팽창밸브, 전자 팽창밸브, 모세관 중 적어도 어느 하나)이 더 구비될 수도 있다.
또한, 상기 바텀 플레이트(111)에는 상기 응축기(50)가 장착되는 베이스 팬(40)이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 베이스 팬(40)의 수직 상방에는 상기 증발기 또는 상기 증발기가 배치된 공간에서 발생된 제상수를 상기 베이스 팬(40)으로 배출하기 위한 드레인 호스(72,73)가 구비될 수 있다.
상기 드레인 호스(72,73)는 증발기의 개수에 따라 복수개가 구비될 수 있으며, 상기 증발기의 위치와 대응하는 위치에서 상기 베이스 팬(40)의 상면까지 연장될 수 있다. 상기 베이스 팬(40)은 상기 드레인 호스(72,73)에 의해 배출되는 제상수가 저장되므로 드레인 팬이라 부를 수도 있다.
일 실시예에서, 상기 응축기(50)와 베이스 팬(40)은 상기 기계실(11)이 상기 캐비닛(10)에 조립 장착된 후에도 서비스를 위해 상기 기계실 개구(101a)를 통해서 용이하게 분리 장착될 수 있도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 응축기(50)와 상기 베이스 팬(40)은 상기 기계실 개구(101a)를 통해 전방을 향해 이동되면서 상기 기계실(11)을 출입할 수 있다. 따라서, 상기 기계실(11)은 상기 응축기(50)와 송풍팬 유닛(60)의 분리 장착을 위한 별도의 여유 공간이 상방에 필요로 하지 않게 되며, 따라서 기계실(11)을 최소 높이 및 최소 용적을 가지도록 구성할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 응축기의 구조를 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상기 응축기의 사시도이고, 도 5는 도 4의 5-5를 기준으로 절개한 단면을 보여주는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 응축기(50)는 상기 흡입부(11a)의 전면과 후면 및 측면을 따라 배치되는 형상으로 벤딩 형성될 수 있다. 상기 응축기(50)는 상기 기계실(11)의 후면 즉, 상기 기계실 커버(12)와 마주보는 위치에서 상기 기계실 커버(12)와 수평하게 연장되는 제 1 직선부(501)와, 상기 제 1 직선부(501)와 이격된 위치에서 상기 제 1 직선부(501)와 나란히 배치되는 제 2 직선부(502), 그리고 상기 제 1 직선부(501)와 제 2 직선부(502)의 단부를 연결하며, 상기 기계실(11)의 측면과 마주보는 위치에 형성되는 벤딩부(503)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 응축기(50)는 상하 방향으로 상기 베이스 팬(40)에서 상기 기계실(11)의 상단까지 연장 형성된다. 따라서, 상기 흡입부(11a)의 내측으로 각 방향에서 흡입되는 공기가 모두 상기 응축기(50)를 통과하여 상기 송풍팬 유닛(60)을 향하도록 구성될 수 있다.
상세히, 상기 응축기(50)는 한 쌍의 헤더(53,55), 한 쌍의 상기 헤더(53,55) 사이를 연결하는 튜브(51) 그리고, 상하 배치되는 튜브(51)의 사이를 연결하는 열교환 핀(52)을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 구성은 통상 마이크로 채널 응축기(micro channel condenser)라고 불리는 구조로 비교적 컴팩트한 크기로 구성되며 우수한 열교환 성능을 가질 수 있다.
한편, 한 쌍의 상기 헤더(53,55)는, 서로 전후 방향으로 서로 이격 배치되는 제 1 헤더(53)와 제 2 헤더(55)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제 1 헤더(53)의 전방에 상기 제 2 헤더(55)가 이격 배치될 수 있다. 한 쌍의 상기 헤더(53,55)는, 동일한 높이로 상하 방향으로 길게 연장될 수 있다.
상기 제 1 헤더(53)와 상기 제 2 헤더(55)는 다수의 상기 튜브(51)들의 양단과 각각 연결될 수 있다.
다수의 상기 튜브(51)들의 사이 공간에는 상기 열교환 핀(52)이 구비될 수 있다. 일 예로, 상기 열교환 핀(52)은 지그재그 형상으로 연속으로 절곡되면서 상기 튜브(51)들 사이 공간을 따라 형성될 수 있다.
상기 열교환 핀(52)의 장착에 의해 상기 열교환 핀(52)의 절곡된 부분과 상기 튜브(51)들의 사이에는 핀 개구(521)들이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 열교환 핀(52)에 의해 형성되는 핀 개구(521)들을 통과하는 공기의 접촉 면적을 높일 수 있으며, 상기 튜브(51) 내부의 냉매와의 열교환 효율을 높일 수 있다.
한편, 상기 제 1 헤더(53)에는 상기 응축기(50)측으로 냉매를 공급하는 입력 연결부(531)와, 상기 응축기(50) 측에서 냉매가 토출되는 출력 연결부(532)가 상하 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 입력 연결부(531)는 상기 출력 연결부(532)의 상측에 이격되어 배치될 수 있다.
그리고, 상기 입력 연결부(531)에는 상기 압축기(30)와 연결되는 입력관(54)이 연결되고, 상기 출력 연결부(532)에는 상기 팽창수단(74)과 연결되는 출력관(56)이 연결될 수 있다.
상기 입력 연결부(531)를 통해 유입되는 고온 고압의 냉매는 제 1 헤더(53)를 통해 다수의 상기 튜브(51)들을 지나 상기 제 2 헤더(55)로 유동될 수 있다. 그리고, 제 2 헤더(55)로 유입된 냉매는 상기 제 2 헤더(55)에 의해 방향 전화된 후 다수의 다른 상기 튜브(51)들을 지나 상기 제 1 헤더(53)로 유동될 수 있으며, 최종적으로 상기 출력 연결부(532) 및 출력관(56)을 통해 팽창수단(74)으로 향하게 된다.
상기 튜브(51)는 하나의 튜브(51)가 복수의 채널 또는 유로가 가로방향으로 연속 배치되는 구조로 형성될 수 있으며, 양단이 상기 제 1 헤더(53)와 제 2 헤더(55)를 연결하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 튜브(51)는 동일한 구조와 형상을 가지며, 상기 제 1 헤더(53)와 제 2 헤더(55)를 따라서 상하 방향으로 일정 간격으로 연속 배치될 수 있다.
한편, 상기 헤더(53,55)의 내부에는 배플(53a,53b,55a)이 설치될 수 있다. 상기 배플(53a,53b,55a)은 상기 헤더(53,55) 내의 냉매 유로를 구획하여, 상기 다수의 튜브(51)들을 따라 상기 제 1 헤더(53) 및 상기 제 2 헤더(55)로 유동되는 냉매의 유동 경로를 결정할 수 있다. 즉, 상기 헤더(53,55)는, 냉매의 유동 방향을 가이드하도록 상기 헤더(53,55)의 내부 공간을 구획하는 배플(53a,53b,55a)을 포함할 수 있다.
상기 배플(53a,53b,55a)은, 상기 헤더(53,55)의 내부를 흐르는 냉매의 길이 방향 유동을 제한하도록 적어도 하나가 설치될 수 있다. 상기 배플(53a,53b,55a)은, 상기 1 헤더(53)와 상기 제 2 헤더(55)의 내부에 임의의 간격을 두고 설치될 수 있다.
상기 1 헤더(53)와 상기 제 2 헤더(55)에 위치한 상기 배플(53a,53b,55a)은 복수의 임의의 개수와 임의의 위치에 마련될 수 있다. 다만, 냉매가 상기 튜브(51)를 통해 상기 1 헤더(53)와 상기 제 2 헤더(55)를 번갈아가며 이동할 수 있도록 상기 제 1 헤더(53) 및 상기 제 2 헤더(55)에 번갈아 가며 마련될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배플(53a,53b,55a)은, 상기 제 1 헤더(53)의 내부에 설치되는 제 1 배플(53a)과 제 2 배플(53b) 및 상기 제 2 헤더(55)의 내부에 설치되는 제 3 배플(55a)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 배플(53a) 및 상기 제 2 배플(53b)은, 상기 제 1 헤더(53)의 내부에서, 상기 입력 연결부(531)와 상기 출력 연결부(532)의 사이의 위치에 상하 이격되어 형성될 수 있다.
일 예로, 상기 제 1 배플(53a)은 상기 제 2 배플(53b)의 상부에 이격되어 형성될 수 있다. 따라서, 상기 입력 연결부(531)가 상기 출력 연결부(532)의 상측에 이격되어 배치되는 경우, 상기 제 1 배플(53a) 및 상기 제 2 배플(53b)은 상기 입력 연결부(531)와 상기 출력 연결부(532)의 사이의 위치에 설치되며, 제 1 배플(53a)은 상기 입력 연결부(531)에 가깝게 설치될 수 있고, 상기 제 2 배플(53b)은 상기 출력 연결부(532)에 가깝게 설치될 수 있다.
이 경우, 상기 입력 연결부(531)는 상기 제 1 배플(53a)의 상부에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 출력 연결부(532)는 상기 제 2 배플(53b)의 하부에 위치할 수 있다.
그리고, 상기 제 3 배플(55a)은, 상기 제 2 헤더(55)의 내부에서 상기 제 1 배플(53a) 및 상기 제 2 배플(53b)의 사이의 위치에 설치될 수 있다.
냉매의 방향을 변경시키는 상기 배플(53a,53b,55a)로 인해 다수의 상기 튜브(51)는 동일한 방향으로 냉매를 유동시키는 상호 인접한 복수의 그룹으로 구분될 수 있다. 상기 튜브(51)는, 상기 제 1 헤더(53)에서 상기 제 2 헤더(55)를 향하는 제 1 방향 또는 상기 제 2 헤더(55)에서 상기 제 1 헤더(53)를 향하는 제 2 방향으로 냉매가 흐르는 복수의 그룹을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 튜브(51)는, 상기 입력 연결부(531)을 통해 유입된 냉매가 상기 제 1 방향을 따라 흐르는 제 1 튜브(51a), 상기 냉매가 상기 제 2 방향을 따라 흐르는 제 2 튜브(51b), 상기 냉매가 상기 제 1 방향을 따라 흐르는 제 3 튜브(51c) 및 상기 냉매가 상기 제 2 방향을 따라 상기 출력 연결부(532)로 흐르는 제 4 튜브(51d)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 입력 연결부(531)를 통해 유입된 냉매는 상기 제 1 튜브(51a) 내지 상기 제 4 튜브(51d)를 순차적으로 통과하여 상기 출력 연결부(532)를 통해 배출될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 튜브(51a)는, 상기 제 1 배플(53a)의 상측에 위치한다. 상기 제 1 튜브(51a)를 통해 상기 입력 연결부(531)로부터 유입된 냉매가 상기 제 1 방향을 따라 유동될 수 있다. 상세히, 상기 입력 연결부(531)를 통해 상기 제 1 헤더(53)로 유입된 냉매는, 상기 제 1 배플(53a)에 의해 유입 방향이 변경되지 않고 같은 방향인, 상기 제 1 방향을 따라 유동될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 튜브(51b)는 상기 제 1 튜브(51a)와 상기 제 1 배플(53a)을 기준으로 구분될 수 있다. 상세히 상기 제 2 튜브(51b)는, 상기 제 1 배플(53a)의 하측에 위치하며, 상기 제 3 배플(55a)의 상측에 위치할 수 있다. 상기 제 2 튜브(51b)에서 상기 냉매는 상기 제 2 방향을 따라 흐를 수 있다.
그리고, 상기 제 3 튜브(51c)는 상기 제 2 튜브(51b)와 상기 제 3 배플(55a)을 기준으로 구분될 수 있다. 상세히 상기 제 3 튜브(51c)는, 상기 제 3 배플(55b)의 하측에 위치하며, 상기 제 2 배플(53b)의 상측에 위치할 수 있다. 상기 제 3 튜브(51c)에서 상기 냉매는 상기 제 1 방향을 따라 흐를 수 있다.
그리고, 상기 제 4 튜브(51d)는 상기 제 3 튜브(51c)와 상기 제 2 배플(53b)을 기준으로 구분될 수 있다. 상기 제 4 튜브(51d)는, 상기 제 2 배플(53b)의 하측에 위치할 수 있다. 상기 제 4 튜브(51d)에서 상기 냉매는 상기 제 2 방향을 따라 흐를 수 있다. 상기 제 2 방향으로 상기 제 4 튜브(51d)를 통과한 상기 냉매는, 같은 방향으로 상기 출력 연결부(532)를 통해 유출될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 입력 연결부(531)를 통해 상기 제 1 헤더(53)로 유입된 냉매는, 유입 방향과 같은 방향인, 상기 제 1 방향으로 상기 제 1 튜브(51a)를 통과한다. 상기 제 1 헤더(53)에 위치한 제 1 배플(53a)으로 인해 상기 냉매는 상기 제 1 헤더(53)의 하부로 흐르지 않고, 상기 제 1 튜브(51a)를 상기 제 1 방향으로 통과할 수 있다.
그리고, 상기 제 2 헤더(55)를 향해 유동된 상기 냉매는 압력에 의해 상기 제 2 헤더(55)의 내부로 유동된다. 그리고, 상기 냉매는 상기 제 3 배플(55b)에 의해, 상기 제 2 방향으로 상기 제 2 튜브(51b)를 통과한다. 이 때, 상기 제 1 배플(53a)에 의해 상기 냉매는 상기 제 1 헤더(53)의 상부로 흐르지 않고, 상기 제 2 튜브(51b)를 상기 제 2 방향으로 통과할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 헤더(53)의 내부에서 상기 제 1 배플(53a)의 하부에 위치한 상기 제 2 배플(53b)은 상기 제 3 튜브(51c)에서의 상기 냉매 방향을 상기 제 1 방향으로 변경할 수 있다. 즉, 상부는 상기 제 1 배플(53a)에 의해 폐쇄되고, 하부는 상기 제 2 배플(53b)에 의해 폐쇄된 상기 제 1 헤더(53)의 내부 공간에서, 상기 냉매는 상기 제 2 방향으로 들어와 상기 제 1 방향으로 다시 나가게 된다.
상기 제 1 방향으로 흘러간 상기 냉매는 다시 제 1 헤더(55)로 유동되고 제 2 배플(53b)에 의해 상부로 흐르지 못한다. 제 2 헤더(55)의 패쇄된 단부에 의해 방향이 변경된 냉매는 상기 제 2 방향으로 상기 제 4 튜브(51d)를 통과하여 상기 출력 연결부(532)를 통해 나가게 된다.
한편, 상기 냉매가 상기 입력 연결부(531)를 통해 유입되어 상기 튜브(51)를 통과하여 상기 출력 연결부(532)로 유출되는 경우, 유동 과정에서 상변화하며 유동된다. 상세히, 상기 냉매는, 상기 입력 연결부(531)를 통해 상기 튜브(51) 내부에 고온 고압의 과포화 기상 냉매로 유입되어, 2 상 냉매로 상변화 후 최종적으로 고온 고압의 포화 액상 냉매로 상변화되어 상기 출력 연결부(532)로 유출된다.
즉, 상기 튜브(51)의 내부에는 유동 순서에 따라 기상 냉매, 2 상 냉매 및 액상 냉매가 흐르게 된다. 따라서, 상기 제 1 튜브(51a)에는 기상 냉매가, 상기 제 2 튜브(51b) 및 상기 제 3 튜브(51c)에는 2 상 냉매가, 상기 제 4 튜브(51d)에는 액상 냉매가 주로 흐르게 된다.
보다 상세하게는, 상기 입력 연결부(531)를 통해 유입된 고온 고압의 과포화 기상 냉매는 상기 제 1 튜브(51a)를 통과한다. 그리고, 상기 기상 냉매는 유동 과정에서 상변화하는 바, 상기 제 2 튜브(51b) 및 상기 제 3 튜브(51c)에서는 2 상 냉매가 주로 되어 통과한다. 그리고, 상기 2 상 냉매는 유동 과정에서 상변화하는 바, 상기 제 4 튜브(51d)에서는 액상 냉매가 주로 되어 통과하며, 상기 출력 연결부(532)로 유출된다.
그런데, 기상 냉매는 같은 질량의 액상 냉매에 비하여 큰 체적을 갖기 때문에, 상기 기상 냉매가 흐르는 유로의 체적이 상기 액상 냉매와 동일할 경우, 효과적인 냉매 분배가 이루어지지 않아 방열 성능이 극대화되지 못하는 문제점이 있었다.
이하에서는 상기 튜브의 내부 유로에 관하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 6은 도 5에서 제 1 헤더 내의 튜브의 구성을 간략하게 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면 상기 튜브(51)는, 외관을 형성하는 튜브바디(57) 및 상기 냉매가 흐를 수 있도록 상기 튜브바디(57) 내부가 중공되어 형성되는 유로(58)를 포함할 수 있다.
상기 유로(58)는, 상기 튜브바디(57)의 내부에 형성되며 상기 튜브(51a,51b,51c,51d)를 통과하는 냉매의 상태에 따라 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유로(58)는, 상기 제 1 튜브(51a)에 형성되는 제 1 유로(58a), 상기 제 2 튜브(51b) 및 상기 제 3 튜브(51c)에 형성되는 제 2 유로(58b), 상기 제 4 튜브(51d) 에 형성되는 제 3 유로(58c)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 튜브(51a)를 통과하는 냉매는, 주로 기상 상태로 흐를 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 튜브(51a)는 외관을 형성하는 튜브바디(57) 및 상기 기상 냉매가 흐를 수 있도록 상기 튜브바디(57) 내부가 중공되어 형성되는 제 1 유로(58a)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 튜브(51b) 및 상기 제 3 튜브(51c)를 통과하는 냉매는, 주로 2 상 상태로 흐를 수 있다. 상세히, 상기 제 2 튜브(51b) 및 상기 제 3 튜브(51c)에는 상기 기상 냉매가 상변화된 2 상 냉매가 흐를 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 튜브(51b) 및 상기 제 3 튜브(51c)는 외관을 형성하는 튜브바디(57) 및 상기 2 상 냉매가 흐를 수 있도록 상기 튜브바디(57) 내부가 중공되어 형성되는 다수의 제 2 유로(58b)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 2 튜브(51b) 및 상기 제 3 튜브(51c)는, 다수의 상기 제 2 유로(58b)를 구획하는 제 1 격벽(59a)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 격벽(59a)을 통해 다수의 상기 제 2 유로(58b)는 상기 튜브 바디(57)의 폭 방향으로 이격 배치될 수 있다.
상기 2 상 냉매는, 같은 질량의 상기 기상 냉매에 비해 작은 체적을 갖는다. 상기 제 1 격벽(59a)을 통해 다수의 상기 제 2 유로(58b)의 체적이 상기 제 1 유로(58a)의 체적보다 작게 형성될 수 있다.
상기 제 4 튜브(51d)를 통과하는 냉매는, 주로 액상 상태로 흐를 수 있다. 상세히, 상기 제 4 튜브(51d)에는 상기 2 상 냉매가 상변화된 액상 냉매가 흐를 수 있다. 이에 따라, 상기 제 4 튜브(51d)는 외관을 형성하는 튜브바디(57) 및 상기 액상 냉매가 흐를 수 있도록 상기 튜브바디(57) 내부가 중공되어 형성되는 다수의 제 3 유로(58c)를 포함할 수 있다.
그리고, 제 4 튜브(51d)는, 다수의 상기 제 3 유로(58c)를 구획하는 제 2 격벽(59b)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 격벽(59b)을 통해 다수의 상기 제 3 유로(58c)는 상기 튜브 바디(57)의 폭 방향으로 이격 배치될 수 있다.
상기 액상 냉매는, 같은 질량의 상기 2 상 냉매에 비해 작은 체적을 갖는다. 상기 제 2 격벽(59b)을 통해 다수의 상기 제 3 유로(58c)의 체적이 상기 제 2 유로(58b)의 체적보다 작게 형성될 수 있다.
상기 튜브(51a,51b,51c,51d)들의 상기 튜브바디(57)의 형상은 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 튜브바디(57)에 형성되는 격벽(59a,59b)의 수에 의해 상기 유로(58a,58b,58c)의 체적이 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상술한 바와 같이 상기 제 1 튜브(51a)에는 별도의 격벽이 형성되지 않을 수 있다. 이에 따라, 기상 냉매가 흐르는 상기 제 1 유로(58a)의 체적이 상기 제 2 유로(58b) 및 상기 제 3 유로(58c)의 체적보다 크게 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 제 1 유로(58a)의 체적이 상기 제 2 유로(58b) 및 상기 제 3 유로(58c)의 체적보다 크게 형성된다면, 상기 제 1 튜브(51a)에는 격벽이 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 제 2 유로(58b)를 구획하는 상기 제 1 격벽(59a)의 수는, 상기 제 3 유로(58c)를 구획하는 제 2 격벽(59b)의 수보다 적게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 유로(58b)의 체적은, 상기 제 3 유로(58c)의 체적보다 크게 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 튜브(51) 내부에 형성되는 유로(58)의 체적을 상기 유로(58)를 통과하는 냉매의 상태에 따라 달리 하여 효과적인 냉매 분배를 통한 방열 성능이 개선된 냉장고를 제공할 수 있다.
1: 냉장고
10: 캐비닛
11: 기계실
50: 응축기
51: 튜브
53: 제 1 헤더
55: 제 2 헤더
58: 유로
59: 격벽

Claims (9)

  1. 저온의 저장 공간과, 압축기가 배치되는 기계실을 각각 형성하는 캐비닛; 및
    상기 기계실에 배치되는 응축기를 포함하며,
    상기 응축기는,
    서로 이격 구비되는 제 1 헤더 및 제 2 헤더를 포함하는 헤더;
    상기 제 1 헤더 및 상기 제 2 헤더의 사이를 연결하는 다수의 튜브; 및
    서로 이격 배치된 상기 튜브들의 사이를 따라 배치되는 열교환 핀을 포함하고,
    상기 헤더는,
    냉매의 유동 방향을 가이드하도록 상기 헤더의 내부 공간을 구획하는 배플을 포함하고,
    상기 튜브는, 냉매가 흐를 수 있도록 내부가 중공되어 형성되는 유로를 포함하고,
    상기 유로는, 냉매의 유동 경로에 따라 순차적으로 체적이 작아지는 냉장고.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브는, 상기 배플에 의해, 상기 제 1 헤더에서 상기 제 2 헤더를 향하는 제 1 방향 또는 상기 제 2 헤더에서 상기 제 1 헤더를 향하는 제 2 방향으로 냉매를 유동시키는 상호 인접한 복수의 그룹으로 구분되는 냉장고.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배플은,
    상기 제 1 헤더의 내부에 설치되는 제 1 배플;
    상기 제 1 헤더의 내부에 설치되며, 상기 제 1 배플과 이격되어 설치되는 제 2 배플; 및
    상기 제 2 헤더의 내부에 설치되는 제 3 배플을 포함하고,
    냉매가 상기 제 1 헤더와 상기 제 2 헤더를 번갈아 가며 이동하도록 상기 제 3 배플은 상기 제 1 배플 및 상기 제 2 배플의 사이에 위치하는 냉장고.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 헤더는,
    냉매가 유입되는 입력 연결부; 및
    상기 입력 연결부의 하측에 이격되어 배치되고, 냉매가 토출되는 출력 연결부를 포함하고,
    상기 제 1 배플 및 상기 제 2 배플은 상기 입력 연결부와 상기 출력 연결부의 사이의 위치에 설치되고,
    상기 제 1 배플은, 상기 제 2 배플의 상측에 이격되어 설치되는 냉장고.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 튜브는,
    상기 입력 연결부를 통해 유입된 냉매가 상기 제 1 방향을 따라 유동하는 제 1 튜브;
    상기 제 1 튜브를 통과한 냉매가 상기 제 2 방향을 따라 유동하는 제 2 튜브;
    상기 제 2 튜브를 통과한 냉매가 상기 제 1 방향을 따라 유동하는 제 3 튜브; 및
    상기 제 3 튜브를 통과한 냉매가 상기 제 2 방향을 따라 상기 출력 연결부로 유동하는 제 4 튜브를 포함하는 냉장고.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 튜브는, 상기 제 1 배플의 상측에 위치하고,
    상기 제 2 튜브는, 상기 제 1 배플과 상기 제 3 배플의 사이에 위치하고,
    상기 제 3 튜브는, 상기 제 3 배플과 상기 제 2 배플의 사이에 위치하고,
    상기 제 4 튜브는, 상기 제 2 배플의 하측에 위치하는 냉장고.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 튜브는,
    외관을 형성하며, 내부에 상기 유로가 형성되는 튜브바디를 더 포함하고,
    상기 유로는,
    상기 제 1 튜브에 형성되는 제 1 유로;
    상기 제 2 튜브 및 상기 제 3 튜브에 형성되는 다수의 제 2 유로; 및
    상기 제 4 튜브에 형성되는 다수의 제 3 유로를 포함하고,
    상기 제 1 유로의 체적은, 상기 제 2 유로 및 상기 제 3 유로의 체적보다 크게 형성되는 냉장고.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 튜브 및 상기 제 3 튜브는,
    다수의 상기 제 2 유로를 구획하는 제 1 격벽을 더 포함하고,
    상기 제 4 튜브는,
    다수의 상기 제 3 유로를 구획하는 제 2 격벽을 더 포함하고,
    상기 제 2 유로의 체적은, 상기 제 3 유로의 체적보다 크게 형성되는 냉장고.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 격벽은, 상기 제 2 격벽의 수보다 적게 형성되는 냉장고.
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