KR20240044264A - 열교환기 및 이를 포함하는 냉장고 - Google Patents

Abstract

열교환기가 개시된다. 열교환기는 냉매가 유동하도록 마련되는 냉매관 및 각각 상하 방향으로 연장되고, 냉매관이 관통하도록 마련되는 관통홀을 각각 포함하며 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 냉각핀을 포함한다. 냉매관은, 관통홀에 외주가 접촉되어 냉각핀에 결합되는 냉각관을 포함하고. 냉각관에 냉매를 공급하도록 냉각관과 연통되는 유입관을 포함한다. 또한, 냉매관은 냉각관에 유입된 냉매가 배출될 수 있도록 냉각관과 연통되는 배출관을 포함하며, 배출관은, 하방으로 연장되는 제1 배출관 및 제1 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제2 배출관을 포함한다.

Description

열교환기 및 이를 포함하는 냉장고 {HEAT EXCHANGER AND REFRIGERATOR HAVING THE SAME}

본 개시는 열교환기 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것이다.

냉장고는 저장실을 갖는 본체와, 상기 저장실에 냉기를 공급하는 냉기 공급 시스템을 구비하여 식품을 신선하게 보관하는 기기이다. 저장실은 대략 섭씨 0 ~ 5 도로 유지되어 식품을 냉장 보관하는 냉장실과, 대략 섭씨 0 ~ 영하 30도로 유지되어 식품을 냉동 보관하는 냉동실을 포함한다. 일반적으로, 저장실은 식품 출납을 위해 전면이 개방되도록 마련되고, 저장실의 개방된 전면은 도어에 의해 개폐된다.

냉장고는 압축기, 응축기, 팽창기, 열교환기를 이용하여 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발되는 냉각 사이클을 반복한다. 열교환기는 증발기로 마련될 수 있다. 이때 냉동실 측에 구비된 하나의 열교환기에 의해 냉동실과 냉장실이 모두 냉각될 수 있고, 냉동실과 냉장실에 각각 열교환기가 구비되어 독립적으로 냉각이 이루어질 수도 있다.

열교환기에서는 열교환을 통해 냉매가 주위의 열을 흡수하여 증발하게 된다. 따라서 냉매의 양이 많을수록 더 많은 열을 흡수할 수 있어 냉장고의 냉각성능이 향상될 수 있다. 이때, 냉매의 양이 과다하여 냉매가 전부 증발하지 못하는 경우, 압축기로 액체상태의 냉매가 유동하는 현상이 발생할 수 있다.

일례에 따르면, 높은 효율을 갖는 열교환기를 제공한다.

일례에 따르면, 유동할 수 있는 냉매의 양이 증가된 열교환기를 제공한다.

일례에 따르면, 압축기의 고장을 예방할 수 있는 열교환기를 제공한다.

일례에 따르면, 기화되지 않은 액체상태의 냉매가 압축기로 유동하지 않도록 하는 구조를 갖는 열교환기를 제공한다.

일 실시예에 따른 열교환기는, 냉매가 유동하도록 마련되는 냉매관 및 각각 상하 방향으로 연장되고, 상기 냉매관이 관통하도록 마련되는 관통홀을 각각 포함하며 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 냉각핀을 포함한다. 상기 냉매관은, 상기 관통홀에 외주가 접촉되어 상기 냉각핀에 결합되는 냉각관을 포함한다. 상기 냉매관은 상기 냉각관에 냉매를 공급하도록 상기 냉각관과 연통되는 유입관을 포함한다. 상기 냉매관은 상기 냉각관에 유입된 상기 냉매가 배출될 수 있도록 상기 냉각관과 연통되는 배출관을 포함한다. 상기 배출관은, 하방으로 연장되는 제1 배출관을 포함한다. 상기 배출관은 상기 제1 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제2 배출관을 포함한다.

상기 냉각관은, 상기 복수의 냉각핀이 배열되는 방향과 나란한 방향으로 각각 연장되며 상하 방향으로 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 냉각관을 포함할 수 있다. 상기 냉각관은 상하 방향으로 인접한 상기 복수의 제1 냉각관을 서로 연결시키는 제2 냉각관을 포함할 수 있다.

상기 열교환기는, 상기 제2 냉각관을 서로 연결하여 고정하는 고정판을 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 냉각핀은, 상기 복수의 제1 냉각관 중 일부가 장착되는 복수의 제1 냉각핀을 포함할 수 있다. 상기 복수의 냉각핀은 상기 복수의 제1 냉각관 전부가 장착되는 복수의 제2 냉각핀을 포함할 수 있다.

상기 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 외측에 마련될 수 있다.

상기 배출관은, 상기 제2 배출관으로부터 절곡되어 하방으로 연장되는 제3 배출관을 포함할 수 있다. 상기 배출관은 상기 제3 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제4 배출관을 더 포함할 수 있다.

상기 배출관은 상기 복수의 냉각핀 중 일단에 배열되는 냉각핀과 타단에 배열되는 냉각핀의 사이에 위치하도록 마련될 수 있다.

상기 제1 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 후방에 위치될 수 있다. 상기 제2 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 전방에 위치될 수 있다. 상기 배출관은 상기 제1 배출관과 상기 제2 배출관을 연결시키도록 상기 복수의 냉각핀의 하측에 마련되어 후방에서 전방으로 연장되는 연결관을 더 포함할 수 있다.

상기 냉매관은, 상기 냉매관의 내면에서 함몰되며, 상기 냉매관의 길이방향을 따라 연장되는 그루브를 더 포함할 수 있다.

상기 그루브는 상기 냉매관의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 그루브를 포함할 수 있다.

상기 그루브는 상기 냉매관의 길이방향으로 상기 냉매관의 내면을 따라 나선형으로 연장될 수 있다.

일 실시예에 따른 열교환기는, 냉매를 증발시키도록 마련되고, 증발된 상기 냉매를 압축기로 공급하도록 상기 압축기에 연결된다. 상기 열교환기는, 냉매가 유동하도록 마련되는 냉매관을 포함한다. 상기 열교환기는 각각 상하 방향으로 연장되고, 상기 냉매관이 관통하도록 마련되는 관통홀을 각각 포함하며 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 냉각핀을 포함한다. 상기 냉매관은, 상기 관통홀에 외주가 접촉되어 상기 냉각핀에 장착되는 냉각관을 포함한다. 상기 냉매관은 상기 냉각관에서 유동하는 상기 냉매가 상기 압축기로 유동할 수 있도록 상기 냉각관과 상기 압축기에 연결되는 배출관을 포함한다. 상기 배출관은, 하방으로 연장되는 제1 배출관을 포함한다. 상기 배출관은 상기 제1 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제2 배출관을 포함한다.

상기 냉각관은, 상기 복수의 냉각핀이 배열되는 방향과 나란한 방향으로 각각 연장되며 상하 방향으로 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 냉각관을 포함할 수 있다. 상기 냉각관은 상하 방향으로 인접한 상기 복수의 제1 냉각관을 서로 연결시키는 제2 냉각관을 포함할 수 있다.

상기 복수의 냉각핀은, 상기 복수의 제1 냉각관 중 일부가 장착되는 복수의 제1 냉각핀을 포함할 수 있다. 상기 복수의 냉각핀은 상기 복수의 제1 냉각관 전부가 장착되는 복수의 제2 냉각핀을 포함할 수 있다.

상기 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 외측에 마련될 수 있다.

상기 배출관은, 상기 제2 배출관으로부터 절곡되어 하방으로 연장되는 제3 배출관을 포함할 수 있다. 상기 배출관은 상기 제3 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제4 배출관을 더 포함할 수 있다.

상기 배출관은 상기 복수의 냉각핀 중 일단에 배열되는 냉각핀과 타단에 배열되는 냉각핀의 사이에 위치하도록 마련될 수 있다. 상기 제1 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 후방에 위치될 수 있다. 상기 제2 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 전방에 위치될 수 있다. 상기 배출관은 상기 제1 배출관과 상기 제2 배출관을 연결시키도록 상기 복수의 냉각핀의 하측에 마련되어 후방에서 전방으로 연장되는 연결관을 더 포함할 수 있다.

상기 냉매관은, 상기 냉매관의 내면에서 함몰되며, 상기 냉매관의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 그루브를 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 그루브는 상기 냉매관의 길이방향을 따라 연장되도록 마련될 수 있다.

상기 복수의 그루브는 상기 냉매관의 길이방향으로 상기 냉매관의 내면을 따라 나선형으로 연장될 수 있다.

일 실시예에 따른 냉장고는, 냉매를 압축시키는 압축기, 상기 압축기와 연통되어 상기 냉매를 응축시키는 응축기 및 상기 응축기와 연통되어 상기 냉매를 증발시키고, 상기 냉매를 상기 압축기에 다시 공급하는 열교환기를 포함한다. 상기 열교환기는, 상기 냉매가 유동하도록 마련되는 냉매관을 포함한다. 상기 열교환기는 각각 상하 방향으로 연장되고, 상기 냉매관이 관통하도록 마련되는 관통홀을 각각 포함하며 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 냉각핀을 포함한다. 상기 냉매관은, 상기 관통홀에 외주가 접촉되어 상기 냉각핀에 장착되는 냉각관을 포함한다. 상기 냉매관은 응축기와 연통되고, 상기 응축기에서 유동하는 상기 냉매를 상기 냉각관에 유입할 수 있도록 상기 냉각관과 연통되는 유입관을 포함한다. 상기 냉매관은 상기 냉각관과 연통되고, 상기 냉각관에서 유동하는 상기 냉매를 상기 압축기로 배출할 수 있도록 상기 압축기와 연통되는 배출관을 포함한다. 상기 배출관은, 하방으로 연장되는 제1 배출관을 포함한다. 상기 배출관은 상기 제1 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제2 배출관을 포함한다. 상기 냉매관은, 상기 냉매관의 내면에서 함몰되며, 상기 냉매관의 길이방향을 따라 연장되는 그루브를 더 포함한다.

일례에 따르면, 배출관의 형태에 의해 액체상태의 냉매가 압축기로 유동하지 않을 수 있다.

일례에 따르면, 냉매관에 형성되는 그루브에 냉매가 모세관 현상에 의해 고여있게 되어 액체상태의 냉매가 압축기로 유동하지 않을 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 냉장고를 도시한 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 냉장고를 도시한 측 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 압축기, 응축기 및 열교환기가 포함된 냉장고의 내부를 도시한 간략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 5는 도 4의 구성 중 냉매관의 분해도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 냉매관의 사시도이다.
도 9는 도 8의 냉매관의 A부분에 대한 사시도이다.
도 10은 도 9의 냉매관의 B부분에 대한 확대도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 냉매관의 B부분에 대한 확대도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 냉매관의 B부분에 대한 확대도이다.

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.

또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

또한, 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.

또한, 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. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

한편, 하기의 설명에서 사용된 "전", "후", "좌", "우", "상" 및 "하" 등의 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합", "지지" 또는 "접촉"되어 있다고 할 때, 이는 구성요소들이 직접적으로 연결, 결합, 지지 또는 접촉되는 경우뿐 아니라, 제3 구성요소를 통하여 간접적으로 연결, 결합, 지지 또는 접촉되는 경우를 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 존재하는 경우도 포함한다.

회전 방향을 지칭함에 있어, 시계방향은 제1 방향, 제1 방향의 반대방향인 반시계 방향은 제2 방향으로 표현될 수 있다. 이러한 표현은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명함에 있어 통용될 수 있으나, 이 용어에 의해 본 발명의 구성요소들의 회전방향이 제한되는 것은 아니다.

이하에서는 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 냉장고를 도시한 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 냉장고를 도시한 측단면도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 냉장고(1)는 본체(10)와, 본체(10)의 내부에 형성된 저장실(20)과, 저장실(20)을 개폐하는 도어(30)와, 저장실(20)에 냉기를 공급하는 냉기공급장치를 포함할 수 있다.

본체(10)는 저장실(20)이 형성되는 내상(11)과, 내상(11)의 외측에 결합되어 외관을 형성하는 외상(13)과, 저장실(20)을 단열하여 냉기 유출이 방지되도록 내상(11)과 외상(13)의 사이에 발포되는 단열재(15)를 포함할 수 있다.

저장실(20)은 격벽(17)에 의해 본체(10)의 상부에 마련되는 상부 저장실인 냉장실(21)과, 본체(10)의 하부에 마련되는 하부 저장실인 냉동실(23)로 구획될 수 있다. 즉, 본체(10) 내부의 상부에는 냉장실(21)이 마련되고, 냉장실(21) 하부에는 냉동실(23)이 마련될 수 있다.

저장실(20) 내부에는 수납의 편의성을 위해 상부에 음식물 등을 적층하여 보관할 수 있는 복수개의 선반(70)이 마련될 수 있다. 또한, 저장실(20)의 내부에는 수납되는 식품이 수분을 함유한 상태로 보관될 수 있도록 식품 등을 넣어 보관할 수 있는 드로워(80)가 마련될 수 있다.

드로워(80)는 선반(70)의 하부에 마련될 수 있다. 드로워(80)는 저장실(20) 내부에 인입 및 인출 가능하게 마련될 수 있다.

드로워(80)는 예를 들면, 야채와 과일 등과 같이 수분을 함유한 상태로 보관해야 신선함을 유지할 수 있는 식품을 보관하기 위한 야채 박스일 수 있다.

냉장실(21)과 냉동실(23)은 각각 본체(10)에 회동 가능하게 결합되는 냉장실 도어(31)와 냉동실 도어(33)에 의해 개폐되며, 도어(30)의 배면에는 음식물 등을 수납할 수 있는 도어가드(35)가 복수 개 설치될 수 있다. 냉장실 도어(31)와 냉동실 도어(33)는 각각 냉장실(21)과 냉동실(23)의 전방에 마련될 수 있다.

냉장고(1)는 저장실(20)에 냉기를 공급하는 냉기공급장치를 포함할 수 있다. 냉기공급장치는 기계실(25)에 설치되어 냉매를 압축시키는 압축기(41)와, 기계실(25)에 설치되어 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(42)와, 응축기(42)에 의해 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(미도시)와, 저장실(20)의 후면에 설치되어 냉기를 생성하는 열교환기(43, 44)와, 열교환기(43, 44)에서 생성된 냉기가 저장실(20)로 공급되도록 유도하는 팬(45, 46)을 포함할 수 있다. 열교환기(43, 44)는 증발기로 마련될 수 있다.

열교환기(43, 44)는 냉장실(21)의 후방에 배치되는 제1열교환기(43)와, 냉동실(23)의 후방에 배치되는 제2열교환기(44)를 포함할 수 있다.

팬(45, 46)은 냉장실(21)의 후방에서 제1열교환기(43)의 상부에 배치되는 제1팬(45)과, 냉동실(23)의 후방에서 제2열교환기(44)의 상부에 배치되는 제2팬(46)을 포함할 수 있다.

또한, 냉기공급장치는 팬(45)에 의해 유도된 냉기를 저장실(20)로 안내하여 저장실(20)로 토출시키는 냉기덕트(50, 60)를 포함할 수 있다. 냉기덕트(50, 60)는 냉장실(21)의 후방에 배치되는 냉장실 냉기덕트(50)를 포함할 수 있다. 냉장실 냉기덕트(50)는 제1열교환기(43)에 의해 생성된 냉기를 냉장실(21) 내부로 토출하는 복수개의 냉기 토출홀(51)을 포함할 수 있다. 즉, 냉기 토출홀(51)을 통해 냉장실(21) 내부로 냉기가 공급될 수 있다.

냉기덕트(50, 60)는 냉동실(23)의 후방에 배치되는 냉동실 냉기덕트(60)를 포함할 수 있다. 냉동실 냉기덕트(60)는 제2열교환기(44)에 의해 생성된 냉기를 냉동실(23) 내부로 토출하는 복수개의 냉기 토출홀(61)을 포함할 수 있다. 즉, 냉기 토출홀(61)을 통해 냉동실(23) 내부로 냉기가 공급될 수 있다.

상기에서는 제1 열교환기(43)와 제2 열교환기(44)가 각각 냉장실(21)과 냉동실(23)에 공급되는 냉기를 생성하는 것으로 도시되고 설명되었으나, 하나의 열교환기가 냉장실(21)과 냉동실(23) 모두에 공급될 냉기를 생성하는 경우 또한 가능함은 물론이다.

도 3은 일 실시예에 따른 압축기, 응축기 및 열교환기가 포함된 냉장고의 내부를 도시한 간략도이다.

도 3을 참조하면, 냉매는 제1 유동경로(91)와 제2 유동경로(92)를 통해 유동하며 냉장고(1) 내부에 냉기를 공급할 수 있다. 이하에서는 냉매가 제1 유동경로(91)와 제2 유동경로(92)를 통해 유동하며 냉장고(1) 내부에 냉기를 공급하는 일련의 과정들을 간략하게 살펴본다.

저압의 액체상태의 냉매는 제2 유동경로(92)를 통해 열교환기(100)로 유입될 수 있다. 열교환기(100)는 증발기로 마련될 수 있다.

열교환기(100)로 유입된 냉매는 주위의 열을 흡수하여 저압의 액체상태에서 기체상태로 상변화 할 수 있다. 이를 통해, 열교환기(100) 주위의 공기의 온도를 낮출 수 있게 되어 냉기를 공급할 수 있다.

상변화한 기체상태의 냉매는 배출관(113)을 통해 열교환기(100)로부터 배출되고 제1 유동경로(91)를 통해 열교환기(100)에서 압축기(41)로 유동할 수 있다. 압축기(41)로 유동한 기체상태의 냉매는 압축기(41)에 의해 압력이 증가할 수 있다. 이후 냉매는 압축기(41)와 연통되어 냉매를 응축시키는 응축기(42)로 이동하여 고압의 기체상태에서 고압의 액체상태로 상변화 할 수 있다.

고압의 액체상태의 냉매는 이후 팽창밸브(미도시)로 이동하게 되어 압력이 낮아질 수 있다. 팽창밸브(미도시)로 이동한 냉매는 저압의 액체상태로서 제2 유동경로(92)를 통해 다시 압축기(41)로 유입될 수 있다. 상기 과정들이 반복되면서 냉장고(1) 내부에는 지속적으로 냉기가 공급될 수 있다.

열교환기(100)에서 유동하는 냉매의 경우, 냉매의 양이 많을수록 주위의 공기의 열을 많이 흡수할 수 있다. 따라서, 열교환기(100)의 냉각성능이 향상될 수 있다. 하지만, 냉매의 양이 필요 이상으로 많을 경우, 주위의 열을 충분히 흡수하였음에도 열교환기(100)에서 유동하는 일부 냉매가 상변화 하지 못하고 액체상태로 남아있을 수 있다. 액체상태로 남아있는 냉매가 제1 유동경로(91)를 통해 압축기(41)로 유동하는 경우, 압축기(41) 고장의 원인이 될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다. 도 5는 도 4의 구성 중 냉매관의 분해도이다.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 열교환기(100)는 냉매가 유동하도록 마련되는 냉매관(110)을 포함할 수 있다. 열교환기(100)는 각각 상하 방향으로 연장되고, 냉매관(110)이 관통하도록 마련되는 관통홀(123)을 각각 포함하며 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 냉각핀(120)을 포함할 수 있다. 복수의 냉각핀(120)은 이하에서 설명할 복수의 제1 냉각관(112a) 중 일부만이 장착되는 제1 냉각핀(121)을 포함할 수 있고, 복수의 제1 냉각관(112a) 전부가 장착되는 제2 냉각핀(122)을 포함할 수 있다.

냉매관(110)은, 관통홀(123)에 외주가 접촉되어 냉각핀(120)에 결합되는 냉각관(112)을 포함할 수 있다. 냉각관(112)은 복수의 냉각핀(120)이 배열되는 방향과 나란한 방향으로 각각 연장되며 상하 방향으로 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 냉각관(112a)을 포함할 수 있다. 냉각관(112)은 상하 방향으로 인접한 복수의 제1 냉각관(112a)을 서로 연결시키는 제2 냉각관(112b)을 포함할 수 있다.

열교환기(100)는 제2 냉각관(112b)을 서로 연결하여 고정하는 고정판(130a, 130b)을 더 포함할 수 있다.

냉매관(110)은 냉각관(112)에 냉매를 공급하도록 냉각관(112)과 연통되는 유입관(111)을 포함할 수 있다.

냉매관(110)은 냉각관(112)에 유입된 냉매가 배출될 수 있도록 냉각관(112)과 연통되는 배출관(113)을 포함할 수 있다. 따라서 냉매는 유입관(111)을 통해 열교환기(100)로 유입되어 냉각관(112)에서 유동하며 주위의 열을 흡수하여 액체상태에서 기체상태로 상변화 하고 배출관(113)을 통해 열교환기(100)의 외부로 배출될 수 있다.

배출관(113)은 하방으로 연장되는 제1 배출관(113a)을 포함할 수 있다. 배출관(113)은 제1 배출관(113a)으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제2 배출관(113b)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 배출관(113a)과 제2 배출관(113b)은 서로 연결되어 일종의 U-trap shape을 형성할 수 있다.

제1 배출관(113a)과 제2 배출관(113b)에 의해 형성되는 U-trap shape의 구조에 의해, 냉각관(112)에서 유동하는 냉매 중 액체상태로 남아있는 냉매는 중력에 의해 제2 배출관(113b)으로는 유동하지 못할 수 있다. 즉, 제1 배출관(113a)과 제2 배출관(113b)에 의해 형성되는 절곡부에 액체상태의 냉매는 머무르게 될 수 있다. 결국 액체상태의 냉매가 열교환기(100) 외부로 유동하지 않게 되므로 압축기(41)에 액체상태의 냉매가 유입되지 않고, 압축기(41)에 고장이 발생하지 않을 수 있다.

액체상태의 냉매가 압축기(41)로 유동하는 것을 방지하는 방식이 별도의 유동방지구조물을 부착하는 방식이 아니므로, 이를 위한 별도의 공간이 필요하지 않게 되어 열교환기(100)의 전체 부피를 줄일 수 있다. 따라서, 냉장고(1)에서 열교환기(100)가 설치되는 공간의 부피가 줄어들게 되어 효율적인 공간활용이 가능할 수 있다.

배출관(113)은 복수의 냉각핀(120)의 외측에 마련될 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.

이하에서, 상기한 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면, 배출관(213)은 제2 배출관(213b)으로부터 절곡되어 하방으로 연장되는 제3 배출관(213d)을 포함할 수 있다. 배출관(213)은, 제3 배출관(213d)으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제4 배출관(213e)을 더 포함할 수 있다.

제1 배출관(213a)과 제2 배출관(213b)이 형성하는 U-trap shape에 의해 액체상태의 냉매는 중력에 의해 상방으로 연장되는 제2 배출관(213b) 측으로 유동하지 못하고, 제1 배출관(213a)과 제2 배출관(213b)이 형성하는 절곡부에 머무를 수 있다. 이때, 제3 배출관(213d)과 제4 배출관(213e)을 통해 형성되는 추가적인 U-trap shape에 의해, 액체상태의 냉매가 열교환기(200) 외부로 유동하는 것을 더 확실하게 방지할 수 있다. 그러므로, 압축기(41)의 고장을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 열교환기의 사시도이다.

도 7을 참조하면, 배출관(313)은 복수의 냉각핀(320) 중 일단에 배열되는 냉각핀(320a)과 타단에 배열되는 냉각핀(320b)의 사이에 위치하도록 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 배출관(313a)은 복수의 냉각핀(320)의 후방에 위치할 수 있다. 제2 배출관(313b)은 복수의 냉각핀(320)의 전방에 위치할 수 있다.

배출관(313)은 제1 배출관(313a)과 제2 배출관(313b)을 연결시키도록 복수의 냉각핀(320)의 하측에 마련되어 후방에서 전방으로 연장되는 연결관(313d)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 배출관(313)에서 유동하는 냉매는 제1 배출관(313a), 연결관(313d), 제2 배출관(313b) 순서로 유동할 수 있다. 이를 통해 냉매는 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열된 복수의 냉각핀(320)을 감싸는 형태로 유동할 수 있다.

배출관(313)이 복수의 냉각핀(320) 외측에 마련되지 않고 복수의 냉각핀(320)을 감싸는 형태로 마련되므로, 열교환기(300)의 전체 부피를 더욱 줄일 수 있다. 따라서, 열교환기(300)가 설치되는 공간을 줄일 수 있게 되어 공간을 더욱 효율적으로 활용할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 냉매관의 사시도이다. 도 9는 도 8의 냉매관의 A부분에 대한 사시도이다. 도 10은 도 9의 냉매관의 B부분에 대한 확대도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 냉매관(110)은 내면에서 함몰되며, 냉매관(110)의 길이방향을 따라 연장되는 그루브(G1)를 포함할 수 있다. 그루브(G1)는 냉매관(110)의 길이방향으로 냉매관(110)의 내면을 따라 나선형으로 연장될 수 있다(도 9의 C 참조).

냉매관(110)의 내면에 그루브(G1)가 마련됨에 따라 상대적으로 냉매관(110) 내측에서 돌출되어 보이는 돌출부(P1)가 형성될 수 있다. 돌출부(P1)가 돌출되는 형태는 대략 반원의 모양일 수 있다.

그루브(G1)는 복수로 마련되어 냉매관(110)의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.

냉매관(110)의 내면에 마련되는 복수의 그루브(G1)에 의해, 액체상태의 냉매는 그루브(G1)로 모세관현상에 의해 머무를 수 있다. 따라서, 냉매의 양이 과다하여 액체상태의 냉매가 제1 배출관(113a)과 제2 배출관(113b)에 의해 형성되는 절곡부에 머무르지 못하는 경우가 발생하더라도, 모세관 현상에 의해 그루브(G1)에 추가적으로 머무를 수 있게 되어, 기체 상태의 냉매만이 압축기(41)로 유동할 수 있다.

결과적으로, 냉각성능을 향상시키기 위해 많은 양의 냉매를 사용하여 일부 액체상태의 냉매가 잔존하더라도, 압축기(41)의 고장을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

냉매관(110) 내면에 복수의 그루브(G1)가 마련됨에 따라 추가적으로 냉매관(110) 내측의 열교환 효율이 개선될 수 있다.

도 8 에서는 제1 배출관(113a) 측의 냉매관(110)을 예로 들어 상기와 같은 구조를 설명하였으나, 상기 구조는 냉매관(110)의 일부분만이 아니라 전체에서도 형성될 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 냉매관의 B부분에 대한 확대도이다. 도 12은 일 실시예에 따른 냉매관의 B부분에 대한 확대도이다.

도 11을 참조하면, 냉매관(110)은 냉매관(110)의 내면에서 함몰되는 그루브(G2)를 포함할 수 있다. 냉매관(110)의 내면에 그루브(G2)가 마련됨에 따라 상대적으로 냉매관(110) 내측에서 돌출되어 보이는 돌출부(P2)가 형성될 수 있다. 해당 돌출부(P2)의 형태는 대략 삼각형의 모양일 수 있다.

도 12를 참조하면, 돌출부(P3)의 형태는 대략 사각형의 모양일 수 있다.

즉, 냉매가 모세관력에 의해 그루브에 머무를 수만 있다면, 그루브의 형태나 돌출부의 형태는 도 11 내지 12의 도시에 한정되지 않고 다양하게 마련될 수 있다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

1: 냉장고
10: 본체
11: 내상
13: 외상
15: 단열재
17: 격벽
20: 저장실
21: 냉장실
23: 냉동실
25: 기계실
30: 도어
31: 냉장실 도어
33: 냉동실 도어
35: 도어가드
41: 압축기
42: 응축기
43: 열교환기
44: 열교환기
45: 제1팬
46: 제2팬
50: 냉장실 냉기덕트
51: 냉기 토출홀
60: 냉동실 냉기덕트
61: 냉기 토출홀
70: 선반
80: 드로워
91: 제1 유동경로
92: 제2 유동경로
100: 열교환기
110: 냉매관
111: 유입관
112: 냉각관
112a: 제1 냉각관
112b: 제2 냉각관
113: 배출관
113a: 제1 배출관
113b: 제2 배출관
113c: 수평관
120: 냉각핀
121: 제1 냉각핀
122: 제2 냉각핀
130a: 고정판
130b: 고정판
200: 열교환기
210: 냉매관
211: 유입관
212a: 제1 냉각관
212b: 제2 냉각관
213a: 제1 배출관
213b: 제2 배출관
213c: 수평관
213d: 제3 배출관
213e: 제4 배출관
220: 냉각핀
300: 열교환기
311: 유입관
312a: 제1 냉각관
312b: 제2 냉각관
313a: 제1 배출관
313b: 제2 배출관
313c: 수평관
313d: 연결관
320: 냉각핀
330a: 고정판
330b: 고정판
G1, G2, G3: 그루브
P1, P2, P3: 돌출부

Claims (20)

1. 냉매가 유동하도록 마련되는 냉매관; 및
   각각 상하 방향으로 연장되고, 상기 냉매관이 관통하도록 마련되는 관통홀을 각각 포함하며 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 냉각핀; 을 포함하고,
   상기 냉매관은,
   상기 관통홀에 외주가 접촉되어 상기 냉각핀에 결합되는 냉각관;
   상기 냉각관에 냉매를 공급하도록 상기 냉각관과 연통되는 유입관; 및
   상기 냉각관에 유입된 상기 냉매가 배출될 수 있도록 상기 냉각관과 연통되는 배출관; 을 포함하고,
   상기 배출관은,
   하방으로 연장되는 제1 배출관; 및
   상기 제1 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제2 배출관; 을 포함하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각관은,
   상기 복수의 냉각핀이 배열되는 방향과 나란한 방향으로 각각 연장되며 상하 방향으로 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 냉각관; 및
   상하 방향으로 인접한 상기 복수의 제1 냉각관을 서로 연결시키는 제2 냉각관을 포함하는 열교환기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열교환기는, 상기 제2 냉각관을 서로 연결하여 고정하는 고정판을 더 포함하는 열교환기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 냉각핀은,
   상기 복수의 제1 냉각관 중 일부가 장착되는 복수의 제1 냉각핀 및
   상기 복수의 제1 냉각관 전부가 장착되는 복수의 제2 냉각핀을 포함하는 열교환기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 외측에 마련되는 열교환기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 배출관은,
   상기 제2 배출관으로부터 절곡되어 하방으로 연장되는 제3 배출관; 및
   상기 제3 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제4 배출관을 더 포함하는 열교환기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 배출관은 상기 복수의 냉각핀 중 일단에 배열되는 냉각핀과 타단에 배열되는 냉각핀의 사이에 위치하도록 마련되는 열교환기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 후방에 위치되고,
   상기 제2 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 전방에 위치되며,
   상기 배출관은 상기 제1 배출관과 상기 제2 배출관을 연결시키도록 상기 복수의 냉각핀의 하측에 마련되어 후방에서 전방으로 연장되는 연결관을 더 포함하는 열교환기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 냉매관은, 상기 냉매관의 내면에서 함몰되며, 상기 냉매관의 길이방향을 따라 연장되는 그루브를 더 포함하는 열교환기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 냉매관의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 그루브를 포함하는 열교환기.
11. 제9항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 냉매관의 길이방향으로 상기 냉매관의 내면을 따라 나선형으로 연장되는 열교환기.
12. 냉매를 증발시키도록 마련되고, 증발된 상기 냉매를 압축기로 공급하도록 상기 압축기에 연결되는 열교환기에 있어서,
    상기 열교환기는,
    냉매가 유동하도록 마련되는 냉매관; 및
    각각 상하 방향으로 연장되고, 상기 냉매관이 관통하도록 마련되는 관통홀을 각각 포함하며 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 냉각핀; 을 포함하고,
    상기 냉매관은,
    상기 관통홀에 외주가 접촉되어 상기 냉각핀에 장착되는 냉각관; 및
    상기 냉각관에서 유동하는 상기 냉매가 상기 압축기로 유동할 수 있도록 상기 냉각관과 상기 압축기에 연결되는 배출관; 을 포함하고,
    상기 배출관은,
    하방으로 연장되는 제1 배출관; 및
    상기 제1 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제2 배출관; 을 포함하는 열교환기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각관은,
    상기 복수의 냉각핀이 배열되는 방향과 나란한 방향으로 각각 연장되며 상하 방향으로 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 냉각관; 및
    상하 방향으로 인접한 상기 복수의 제1 냉각관을 서로 연결시키는 제2 냉각관을 포함하는 열교환기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 냉각핀은,
    상기 복수의 제1 냉각관 중 일부가 장착되는 복수의 제1 냉각핀 및
    상기 복수의 제1 냉각관 전부가 장착되는 복수의 제2 냉각핀을 포함하는 열교환기.
15. 제12항에 있어서,
    상기 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 외측에 마련되는 열교환기.
16. 제12항에 있어서,
    상기 배출관은,
    상기 제2 배출관으로부터 절곡되어 하방으로 연장되는 제3 배출관; 및
    상기 제3 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제4 배출관을 더 포함하는 열교환기.
17. 제12항에 있어서,
    상기 배출관은 상기 복수의 냉각핀 중 일단에 배열되는 냉각핀과 타단에 배열되는 냉각핀의 사이에 위치하도록 마련되고,
    상기 제1 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 후방에 위치되고,
    상기 제2 배출관은 상기 복수의 냉각핀의 전방에 위치되며,
    상기 배출관은 상기 제1 배출관과 상기 제2 배출관을 연결시키도록 상기 복수의 냉각핀의 하측에 마련되어 후방에서 전방으로 연장되는 연결관을 더 포함하는 열교환기.
18. 제12항에 있어서,
    상기 냉매관은, 상기 냉매관의 내면에서 함몰되며, 상기 냉매관의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 그루브를 더 포함하고,
    상기 복수의 그루브는 상기 냉매관의 길이방향을 따라 연장되도록 마련되는 열교환기.
19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 그루브는 상기 냉매관의 길이방향으로 상기 냉매관의 내면을 따라 나선형으로 연장되는 열교환기.
20. 냉매를 압축시키는 압축기;
    상기 압축기와 연통되어 상기 냉매를 응축시키는 응축기; 및
    상기 응축기와 연통되어 상기 냉매를 증발시키고, 상기 냉매를 상기 압축기에 다시 공급하는 열교환기; 를 포함하고,
    상기 열교환기는,
    상기 냉매가 유동하도록 마련되는 냉매관; 및
    각각 상하 방향으로 연장되고, 상기 냉매관이 관통하도록 마련되는 관통홀을 각각 포함하며 상하 방향과 교차되는 방향으로 배열되는 복수의 냉각핀; 을 포함하고,
    상기 냉매관은,
    상기 관통홀에 외주가 접촉되어 상기 냉각핀에 장착되는 냉각관;
    상기 응축기와 연통되고, 상기 응축기에서 유동하는 상기 냉매를 상기 냉각관에 유입할 수 있도록 상기 냉각관과 연통되는 유입관; 및
    상기 냉각관과 연통되고, 상기 냉각관에서 유동하는 상기 냉매를 상기 압축기로 배출할 수 있도록 상기 압축기와 연통되는 배출관; 을 포함하고,
    상기 배출관은,
    하방으로 연장되는 제1 배출관; 및
    상기 제1 배출관으로부터 절곡되어 상방으로 연장되는 제2 배출관; 을 포함하며,
    상기 냉매관은, 상기 냉매관의 내면에서 함몰되며, 상기 냉매관의 길이방향을 따라 연장되는 그루브를 더 포함하는 냉장고.
    

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