KR890003979B1 - 강제순환식 냉장고 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강제순환식 냉장고

제1도는 본 발명의 강제 순환식 냉장고용 열 교환기의 일실시예를 냉동실에 설치한 상태를 도시하는 종단면도.

제2도는 제1도의 상부 및 하부 문짝을 제거한 상태를 도시하는 정면도.

제3도는 제1도의 열 교환기만을 표시하는 정면도.

제4도는 제3도의 열 교환기의 평면도.

제5도는 제3도의 열 교환기의 측면도.

제6도는 제3도의 6-6선에 따라서 절단한 단면을 일부 확대하여 도시하는 단면도.

제7도는 열 교환기의 다른 실시예를 도시하는 정면도.

제8도는 제7도의 8-8선에 따라서 절단한 단면의 일부를 확대하여 도시하는 단면도.

제9도는 제7도의 9-9선에 따라서 절단한 단면의 일부를 확대하여 도시하는 단면도.

제10도는 제7도의 열 교환기의 평면도.

본 발명의 냉장고의 냉동실 등에 사용되는 냉장고의 냉각 기능을 향상시켜서 급속 냉동실을 형성할 수가 있는 열 교환기를 구비하는 강제 순환식 냉장고에 관한 것이다.

일반인에게 널리 보급하고 있는 냉장고 예컨데, 냉기 강제 순환식의 냉장고는 냉동실의 가장 안쪽에 냉각실을 설치하고, 이 냉각실에 일차 냉각기, 팬 등을 수납하고, 냉각실의 상부에 설치한 냉각 공기 취출구를 통해 펜의 회전에 의해서 1차 냉각기에서 냉각된 공기가 취출되도록 되어 있다. 이렇게 취출된 냉각공기는 냉동실의 하부에 설치된 냉각 공기 흡입구에서 흡입하여서, 재차 냉각한 후 냉각 공기 취출구에서 취출하고 있다. 이와같이 냉기의 강제순환에 의해서만 냉동실을 냉각하기 때문에 냉각시간이 길게 걸린다는 결점이 있었다. 예컨데, 냉동실에 상온의 물을 넣은 제빙접시를 놓고 냉각할 경우, 얼음이 될때까지 약2시간이나 걸린다. 그러므로, 종래보다 냉각시간을 단축하기 위한 각종의 개량이 제안 되고 있는데, 그 하나로서 열 교환기를 개량한 것이 있다. 그 일예로서 일본 실용신안 공보제 53-52684호에는 상기 1차 냉각기 이외에 열 교환기인 2차 냉각기를 설치하는 것이 제안되고 있다 이 2차 냉각기는 수평부와 직립부로 구성되는 중공용기내에 냉매를 봉입한 것으로서 직립부를 1차 냉각기에 접촉시켜 수평부를 저부로 하는 급속 냉동실을 형성하고 있다. 그러나, 냉매와 중공 용기 내벽과의 실질적인 접촉면적이 작기 때문에 열교환율이 나쁜 결점이 있다. 또한 피냉각 물체로 부터 열량을 흡수하는 수평부와 이 흡수열량을 방출하는 직립부가 같은 구조로 되어 있으므로 피냉각물체로부터 효율좋게 열량을 흡수하여 이를 효율좋게 방출할 수 없다는 결점이 있었다.

본 발명의 목적은 간단한 구성으로도 열교한 효율이 뛰어난 열 교환기를 구비하는 강제순환식 냉장고를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 흡열측의 냉매통로를 방열측의 냉매통로보다 조밀하게 설치함과 동시게 방열측에 방열판을 설치하여 흡열 효율 및 방열효율을 향상시킨, 설치 및 제거 가능한 열 교환기를 구비하는 강제수순환식 냉장고를 제공하는 것이다. 본 발명의 강제 순환식 냉장고용 열 교환기는 냉장고의 냉기공급원 근방에 설치되는 열 교환기로서, 열전도성이 좋은 2매의 판재를 압연 용착하여 적어도 수평부와 이 수평부의 일단에서 거의 수직으로 연장되는 직립부를 일체적으로 형성한 본체판과 수평부의 2매의 판재 사이에 형성된 다수의 제1냉매통로와, 직립부의 2매의 판재 사이에 제1냉매통로와 통하도록 형성된 다수의 제2냉매통로와, 제1 및 제2냉매통로내를 순환하도록 봉입된 냉매를 구비하여, 직립부가 냉기 공급원과 마주보도록 위치한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 수평부의 제1냉매통로를 직립부의 제2냉매통로와 조밀히 형성되며, 직립부에는 제2냉매 통로사이에 간격을 두고 다수의 통기공이 설치되고, 각 통기공의 일측면는 수평방향으로 돌출하는 방열핀이 설치되어 있다 또한, 제2냉매로는 간격을 두고 형성된 다수의 수직 냉매통로와 이들 수직 냉매통로의 상단으로 통하는 1개의 연결 냉매통로로 구성되고 이 연결 냉매통로는 일단에서 타단으로 향하여 경사를 이룬다.

본 발명의 구성에 의해 냉매와 냉매통로 내벽과의 접촉면이 커지고 실질적인 흡열 면적과 실질적인 흡열 면적과 방열 면적을 크게 할 수 있어 열교환율을 향상시킬 수가 있다. 또한, 피 냉각물체로 부터 열량을 흡수화는 측의 수평부 제1냉매통로는 조밀히 형성되고 이 흡수열량을 방출하는 측의 직립부 제2냉매통로는 드문드문 형성되므로 피 냉각물체를 수평부의 어디에 두어도, 또 많이 두어도 효율이 좋은 열교환이 될 수 있다. 또, 제2냉매통로의 연결 냉매통로에 경사를 줌으로써 이 연결통로내에서 응축 액화한 냉매가 직립부의 제2냉매통로로 쉽게 이동할 수 있어 냉매의 순환이 촉진되고, 열교환율을 또한 향상 시킬 수 가 있다.

본 발명의 냉장고용 열 교환기는 냉장고의 냉동실의 측면에 지지돌기를 설치하고 이 지지돌기로 열 교환기의 수평부 양단하면을 지지하도록 하면, 소망시에만 열 교환기를 냉동실내에 설치하여 급속냉동실을 형성할 수가 있다.

제1도 밑 제2도에서 냉장고 본체(11)는 중간 간막이판(12)에 의해 상부의 냉동실(13)과 하부의 냉장실(14)로 구분되어 있다. 이들 냉동실(13)과 냉장실(14)의각전면에는 상부문짝(15), 하부문짝(16)이 개폐할 수 있도록 부착되어 있다. 냉동실(13)의 배면에는 냉장고 본체(11)의 배판(17)과 이 배판(17)과 간격을 두고 위치하는 배면 간막이판(18)에 의해 냉각실(19)이 형성된다. 이 냉각실(19)내에는 1차 냉각기(21), 이 1차 냉각기(21)에서의 냉기를 냉동실(13)내에 강제순환시키는 팬(22)을 회전 구동시키는 모우터(23)가 수납되어 있다.

1차 냉각기(21)는 압축기나 모세관(도시되지 않음)에 의해서 냉각작용을 행하는 것으로서, 그 구조는 종래부터 공지되어있으므로 상세히도시되지는 않는다. 냉각실(19)내에는 또 축열기(도시되지 않음)도 수납되어 있다. 배면 간막이판(18)의 상부의팬(22)에 대향한 부분에는 선단이 냉동실(13)쪽으로 돌출하는 안내날개(24)를 다수 보유하는 냉기 취출구(25)가 일체적으로 형성되어 있다.

이 안내 날개(24)를 지니는 냉기 취출구(25)는 도시되고 있지 않지만 냉동실(13)의 개구방향에 복수개 설치하여 냉기가 냉동실(13)로 구석구석에 취출되도록 하는 것이 바람직하다. 배면 간막이판(18)의 하단은 중간 간막이판(12)의 상면과 간격을 두고 위치하고 있고, 그 하단에는 저면 간막이판(26)이 중간 간막이판(12)과 간격을 두고 냉기통로(27)로 되고, 그 전단은 냉동실(13)로 통한다. 또, 냉기 통로(27)의 후단은 냉각실(19)로 통한다. 중간 간막이판(12)에는 제1도의 점선으로 도시하는 바와같이 냉기통로(27)로 부터 냉장실(14)로 통하는 냉기 송출구(28)가 설치되고, 또 1차 냉각기(21)측으로 부터 냉장실(14)의 하부문짝(16) 측으로 통하는 냉기 흡인구(29)가 설치되어 있다. 따라서, 냉기 취출구(25)로 부터의 냉기는 냉동실(13)내를 통과하고 그 뒤냉기통로(27)에서는 일부가 냉기 송출구(28)를 통하여 냉장실(14)로 공급되고, 일부는 1차 냉각기(21)에 의해 재냉각된다. 또, 냉각실(14)내에서 따뜻해져 상승한 냉기도 냉기흡인구(29)를 통해 냉각실(19)로 흘러들어가 재냉각된다.

냉동실(13)내의 중간에는 냉기가 통과될 수 있도록 다수의 구멍(31)이 형성된 선반(32)이 부착되어 있다. 선반(32)상에는 제2동에 표시하는 바와같이 상단이 냉장고 본체(11)의 천정판(33)에 부착된 수직 간막이판(34)에 의해 제빙실(35)과 급속냉동실(36)이 형성된다. 따라서, 냉동실(13)내는 위에서 부터 급속 냉동실(36), 이 급속냉동실(36)과 선반(32)사이의 중부 냉동실(37), 그리고 선반(32)과 저면 간막이판(26)사이에 하부 냉동실(38)의 3개의 냉동실로 간막이 되어 있다. 급속냉동실(36)과 하부 냉동실(38)에는 각기 중간문짝(39), (40)이 부착되어 있다.

급속 냉동실(36)은열 사이폰식의 히이트 파이프로 구성된 열 교환기(41)에 의해 구성되어 있다. 이 열 교환기(41)는 수평부(42)와 직립부(43)가 일체적으로 형성되고 단면이 거의 L자형이며, 직립부(43)는 배면 간막이판(18)의 냉기 취출구(25)과, 간극(44)를 두고 위치하고 있다. 또한, 이 간극(44)없이 냉기 취출구(25)부분의 배면 간막이판(18)에 밀접하게 설치하여도 좋다. 열 교환기(41)는, 그 수평부(42)의 길이방향 일단이 수직간막이판(34)의 하부에 설치된 지지돌기(45)에 의해 또 타단은 제2도에서 냉동실(13)의 우측 내측면에 설치된 지지돌기(46)에 의해 착탈가능하게 또한, 수평부(42)가 거의 수평으로 되도록 지지되고 있다.

열 교환기(41)는 제3도 내지 제6도에 상세히 도시되어 있다.

열 교환기(41)는 알루미늄이나 구리 등과 같이 열전도성이 좋은 재료로된 2매의 구형판재를 대향면에 카본분말 등을 도포하여 중첩시킴을써 냉매통로(47)로 되는 폐회로망을 만든다. 다음에 이 2매의 구형판재를 고온하에서 압연용착하면서 수평부(42)와 직립부(43)을 구성하는 L자형으로 절곡한다. 이어서, 카본 분말을 도포한 폐회로망 부분을 팽창시켜 냉매통로(47)를 형성한다. 이 냉매통로(47)내에는 R12와 같은 프레온계 냉매등의 냉매(50)가 봉입된다. 직립부(43)의 제2냉매통로는 직립부의 폭방향으로 수평으로 상부에 형성되는 수평냉매통로(48)와, 이 수평냉매통로(48)에서 수직방향으로 적당한 간격을 두고 설치되는 다수의 수직 냉매통로(51)와, 이들 종방향 냉매통로(51)를 3열의 구형 파상으로 연결시키는 횡방향 냉매통로(52), (53), (54)와, 그 종방향 냉매통로(51)의 선단부를 1열로 연결시키는 1개의 횡단 냉매통로(55)로 구성되어 있다.

이와같이 열 교환기(41)은 냉매통로(47)가 수평부(42)가 수평부(42)에서는 조밀 상태로 형성되고 직립부(43)에서는 드문드문한 상태로 형성되어 있다. 그리고 수평부(42)에서 냉미(50)가 냉동 부하로 부터 열을 흡수하여 기화하면, 이 기화한 냉매(50)가 직립부(43)로 이동하고, 이 직립부(43)에는 냉매(50)가 냉기 취출구(25)로 부터의 냉기에 의해 응축 액화한다. 그리고 이 액화한 냉매(50)는 그 중력에 의해 수평부(42)로 되돌아오게 되는, 소위 열 사이폰의 작용을 이용하고 있다.

또한, 열 교환기(41)의 직립부(43)에는 냉매통로(47)가 존재하지 않는 장소인 각 수직냉매통로(49)의 거의 중간에 다수의 통기공(56)이 형성되어 있다. 이 각통기공(56)의 하부에는 간극(44)쪽으로 돌출하는 방열핀(57)이 일체적으로 형성되어 있다. 이 방열핀(57)은, 제6도에서 일점 쇄선으로 표시하는 바와같이, 급속냉동실(36)내로 돌출하도록 설치하여도 좋은 것은 물론이다.

다음에는 이와같은 구성의 작용에 대하여 설명한다. 냉각실(19)의 1차 냉각기(21)로 냉각된 냉기는 팬(22)에 의해 상방으로 흡인되고 냉기 취출구(25)에서 냉동실(13)로 보내진다. 이 냉기는 간극(44)를 통하여 일부는 열 교환기(41)의 직립부(43)의 방열핀(57)쪽으로 안내되고 통공(56)을 개재하여 급속냉동실(36)을 통과한 후 중부 냉동실(37)로 인도된다. 나머지의 냉기는 직립부(43)의 방열핀(57)이나 냉매통로(47)등에 부딪쳐서 그곳을 냉각한 다음 중부 냉동실(37)에 인도된다. 중부 냉동실(37)에 인도된 냉기는 하부 냉동실(38)과 냉기통로(27)를 거쳐서 냉각실(19)내의 1차 쟁각기(21)로 되돌아간다. 이와같이 1차 냉각실(21)로 냉각된 냉기는 팬(22)에 의해서 냉동실(13)내를 강제순환한다. 이와같이 급속 내동실(36)에는 냉각도가 높은 냉기가 인도되므로 급속냉동실(36)내는 급속히 냉각된다. 또한 급속냉동실(36)에 냉동부하, 예컨데, 제빙접시(58)가 수용되어 있으면 열 교환기(41)의 수평부(42)의 냉매통로(47)내에 봉입되어 있는 냉매(50)가 제빙접시(58)의 온도에 의해서 증발되고, 그 기화열이 제빙접시(58)의 온도를 탈취함과 동시에 기화한 냉매(50)는 직립부(43)의 냉매통로(47)로 상승하여 이동한다. 그리고 이 직립부(43)의 방열핀(57)과 냉매통로(47)등에는 냉기 취출구(25)에서 보내진 냉각도가 높은 냉기가 충돌하게 되며, 동시에 통기공(56)을 통과하고 있으므로, 그곳 냉매통로(47)에 상승 하여온 기화냉매(50)는 효율좋게 냉각되어 액화되고, 수평부(42)의 냉매통로(47)로 되돌아온다. 상술한 바와같이 급속냉동실(36)내의 제빙접시(58)는 통기공(56)을 거쳐서 인도된 냉기와 열 교환기(41)의 쌍방에 의해서 급속히 냉각된다. 예컨데, 상온의 물을 제빙하는 경우, 열 교환기(41)가 없는 종래의 냉장고로서는 2시간 가까이 걸렸던 것이 이 열교환기(41)를 설치하는 것에 의해 30분 밖에 안걸렸다. 또 열 교환기(41)은 그 수평부(42)가 지지돌기(45), (46)에 찰탁가능하게 설치되어 있을뿐이므로, 제거하여 청소를 간단히 할 수 있음과 동시에 제빙접시(58)와 같은 냉동부하의 출입이 간단하게 된다.

제7도는 열 교환기(41)의 냉매통로(47)의 다른 실시예를 표시하는 것으로서, 이 실시예에 있어서는 상술한 실시예에서의 직립부(43)의 수평 냉매통로(48)를 중앙부 보다 양측으로 경사한 완만한 산형을 한 산형 냉매통로(61)로 한 것이다. 이와같이 경사로 형성한 경우에는 이 냉매통로(61)내에서 응측액화한 냉매는 수평부(42)의 냉매통로(47)내에서의 이동이 보다 촉진된다. 수평부(42)의 냉매통로(47)는 제10도에 표시하는 바와같이 수평부(42)의 길이 방향 전단부 및 후단부에 각각 직선상의 횡방향 냉매통로(62), (63)를 형성하고, 후단부의 횡방향 냉매통로(62)를 직립부(43)의 수직 냉매통로(49)롤 통하게 한다. 횡방향 냉매통로(62), (63)사이에는 수직냉매통로(49)로 보다 더 많은 수의 종방향 냉매통로(64)가 다수 형성되어 수평부(42)의 냉매통로가 조밀상태로 형성된다. 또, 이 실시예에 있어서는 제7도에서 2개의 상이한 형성방법으로 구성된 방열핀을 도시하고 있다.

즉, 제7도에 있어서 좌측반분의 방열핀(65)의 각 통기공(56)의 좌측에 일체적으로 형성한 경우에 나타내고, 우측반부분의 방열핀(66)은 각 통기공(56)의 하부에 일체적으로 형성한 경우를 나타내고 있다. 또한, 직립부(43)의 산형 냉매통로(61) 대신 직립부(43)의 정면폭 방향 일단에서 타단으로 향하여 직선상으로 경사하는 경사냉매통로로 하여도 된다.

상술한 실시예에서는 열 교환기(41)의 직립부(43)에 통기공(56) 및 방열핀(57), (65), (66)을 설치하고 있으나, 이들 통기공 및 방열핀은 냉각 효과를 향상시키기 위해 설치한 것이며, 이들은 설치하지 않아도 본 발명의 목적을 달성할 수가 있다. 냉각 효과의 향상은 통기공만을 설치하여도 향상시킬 수가 있다. 통기공을 설치하여 않은 경우는 직립부(43)를 배면 간막이판(18)로 부터 간극을 두고 위치시킴과 동식에 제1도에 도시하는 바와같이 직립부(43)의 상단과 천정판(33)과의 사이에 간극을 설치하면 급속냉동실(36)에 냉기를 공급할 수가 있다.

상술한 실시예에 있어서는, 냉동실(13)뒤에 설치된 1차 냉각기(21)의 냉기를팬(22)으로 강제적으로 순환시켜서 냉각하는 소위 냉기 강제 순환방식(팬식)의 냉장고에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 냉동실(13)을 증발기로 둘러싸서 열전도 및 대류에 의해 냉각하는 소위 냉기 자연대류 방식(직류식)의 냉장고에도 응용될수 있다. 즉, 냉동실내의 증발기의 수직벽면에 열 교환기(41)의 직립부(43)를 밀착시키도록 설치하면, 상술한 것과 동일한 효가가 얻어진다. 상술한 실시예에서의 열 교환기는 열사이폰식의 하이트파이프로 하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 냉매통로의 내벽에 윅(wick ; 예컨대 다수의 금망층을 중첩시켜 모세관의 작용을 크게한 구조체)을 장착한 모세관식 하이트파이프라도 좋다.

Claims (9)

1차 냉각기(21)에서 냉각된 공기를 냉동실(13)에 설치된 냉기 취출구(25)를 거쳐 냉동실(13)로 송출시킴으로써 냉기를 강제적으로 순환시키는 강제순환식 냉장고에 있어서 ; 열전도성이 좋은 2매의 판재를 압연용착하여 적어도 수평부(42)과, 그 수평부(42)의 일단에서 거의 수직으로 연장되는 직립부(43)를 일체로 형성한 본체판고, 수평부(42)의 2매의 판재 사이에 형성되는 다수의 제1냉매통로와, 그 제1냉매통로로 통하고 직립부(43)의 2매의 판재 사이에 형성되는 다수의 제2냉매통로와, 그 제1 및 제2냉매통로 내를 순환하도록 봉입된 냉매(50)를 구비하는 열 교환기(41)와 ; 직립부(43)가 냉기취출구(25)와 마주 대하도록 냉동실(13)내에 상기 열 교환기(43)를 지지하는 지지수단이 제공된 것을 특징으로하는 강제순환식 냉장고.

제1항에 있어서, 수평부(42)의 제1냉매통로가 직립부(43)의 제2냉매통로 보다 조밀하게 형성된 것을 특징으로하는 강제순환식 냉장고.

제1항에 있어서, 직립부(43)에는 인접 제2냉매통로 사이 부분에 다수의 통기공(56)을 구비하는 것을 특징으로 강제순환식 냉장고.

제3항에 있어서, 통기공(56)의 일측면에는 수평방향으로 돌출하는 방열핀(65)(66)이 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 강제 순환식 냉장고.

제1항에 있어서, 직립부(43)는 상기 냉기 취출구(25)와 간격(44)을 두고 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 강제순환식 냉장고.

제1항에 있어서, 지지수단은 상기 냉동실(13)의 측벽에 부착되고, 그 상면에서 수평부(42)의 하면을 지지하는 돌기(45)(46)를 구비하고 있는 것을 특징으로하는 강제순환식 냉장고.

제1항에 있어서, 열 교환기(41)는 상기 직립부(43)에서 응축 액화한 냉매(50)를 중력에 의해 수평부(42)에 이동시키는 열 사이폰식 하이트 파이프로 구성되어 있는 것을 특징으로하는 강제순환식 냉장고.

제1항에 있어서, 제2냉매통로는 간격을 두고 형성된 다수의 수직 냉매통로(49)와, 이 수직냉매통로(49)의 상단으로 통하는 하나의 연결냉매통로(48)로 구성되어 있는 것을 특징으로하는 강제순환식 냉장고.

제8항에 있어서, 연결 냉매통로(48)는 경사부(61)를 구비하는 것을 특징으로하는 강제순환식 냉장고.

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