WO2017164465A1 - 증발기 및 이를 구비하는 냉장고 - Google Patents

증발기 및 이를 구비하는 냉장고 Download PDF

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WO2017164465A1
WO2017164465A1 PCT/KR2016/008440 KR2016008440W WO2017164465A1 WO 2017164465 A1 WO2017164465 A1 WO 2017164465A1 KR 2016008440 W KR2016008440 W KR 2016008440W WO 2017164465 A1 WO2017164465 A1 WO 2017164465A1
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evaporator
case
heating
hot wire
wire heater
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PCT/KR2016/008440
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English (en)
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김정웅
강우철
이근형
황귀난
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엘지전자 주식회사
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    • F25D23/061—Walls with conduit means

Definitions

  • the present invention relates to an evaporator having a defrosting device for removing frosted frost, and a refrigerator having the same.
  • a refrigerator is a device for low temperature storage of food stored therein by using cold air generated by a refrigeration cycle in which a process of compression, condensation, expansion and evaporation is performed continuously.
  • the refrigerating cycle in the refrigerating chamber includes a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant in a high temperature and high pressure state compressed by the compressor, and a cooling action for absorbing latent heat while the refrigerant provided by the condenser evaporates.
  • An evaporator for cooling the air. Capillary or expansion valves are provided between the condenser and the evaporator to increase the flow rate of the refrigerant and lower the pressure so that evaporation of the refrigerant entering the evaporator can occur easily.
  • the cooling method of the refrigerator may be divided into a simple cooling method and a direct cooling method.
  • the inter-cooling method is a method of cooling the inside of the storage compartment by forcibly circulating cold air generated in the evaporator using a blower fan.
  • intercooling is applied to a structure in which a cooler chamber in which an evaporator is installed and a storage chamber in which food is stored are separated.
  • Direct cooling is a method in which the inside of the storage compartment is cooled by natural convection of cold air generated in the evaporator. Direct cooling is mainly applied to the structure in which the evaporator is formed into an empty box to form a storage compartment in which food is stored.
  • a direct-cooling refrigerator is press-bonded between two case sheets with a pattern portion, and then blows high-pressure air into the compressed pattern portion to discharge the pattern portion and expands the portion having the pattern portion, thereby allowing refrigerant to be compressed between the two case sheets.
  • the roll-bond type evaporator which formed the flowing cooling flow path is employ
  • frost formed on the surface of the evaporator acts as a factor to lower the heat exchange efficiency of the evaporator.
  • a defrost heater is installed in the evaporator to remove frost formed on the evaporator.
  • the defrost heater is configured to be driven (on / off) according to a predetermined condition to generate heat, thereby melting and removing the frost formed on the evaporator.
  • the prior art has a fundamental problem that the cooling effect is low because the contact resistance between the refrigerant tube and the heat exchange plate in the form of attaching the refrigerant tube to the heat exchange plate.
  • the heat exchange plate-type evaporator has difficulty in securing the freezer compartment capacity of the small refrigerator, which is difficult to design the zone of the freezer compartment in multiple stages.
  • the food on the heat exchanger plate has a lower cooling effect than the food in the lower part, which makes it difficult to maintain a low temperature.
  • the welding site of the refrigerant tube is increased when the heat exchange plate is installed in multiple stages, which is not suitable for mass production of the evaporator.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 10-2005-0043463 (published May 11, 2005)
  • a first object of the present invention is to provide a new structure of an evaporator in which a hot wire heater is built in a roll bond type evaporator case applied to a direct cooling refrigerator.
  • the evaporator case is formed in the form of a box in which both sides of the two mutually coupled case sheets are opened; A cooling tube left in the empty space between the two case sheets to form a cooling flow path through which the refrigerant flows; A heating tube that is left as an empty space between the two case sheets so as not to overlap with the cooling tube; And a heating wire heater inserted into the heating tube to surround the evaporator case and generating heat when power is applied to transfer heat for defrost to the evaporator case.
  • a second object of the present invention can be achieved by being embedded in the roll bond type evaporator case such that the hot wire heater is not overlapped with the cooling flow path.
  • the hot wire heater may be configured to be inserted into the heating channel and embedded in the evaporator case.
  • the hot wire heater may be disposed between the two case sheets before mutual coupling of the two case sheets. By doing so, it may be configured in a form embedded in the evaporator case.
  • the third object of the present invention is that the method of forming the heating tube is substantially the same as the method of forming the cooling tube, and can be achieved by forming them in the same manufacturing process.
  • the above-described refrigerator may be configured as follows.
  • the heating tube may include a first heating channel and a second heating channel which are respectively disposed at both sides of the cooling tube and open at both ends of the evaporator case.
  • the first and second heating passages may extend along both sides of the two case sheets coupled to each other.
  • the evaporator case includes a bottom surface portion, a left surface portion and a right surface portion extending from the bottom portion to both sides, and a left upper surface portion and a right upper surface portion extending from the left side portion and the right side portion to face the bottom portion. Open ends of each of the first and second heating passages may be arranged to face each other at the top of the evaporator case.
  • the hot wire heater, the first portion is inserted into the first heating passage; A second portion inserted into the second heating channel; And a connecting portion configured to interconnect the first portion and the second portion at an outer side of the evaporator case.
  • the first portion may be formed to surround the front portion of the evaporator case
  • the second portion may be formed to surround the rear portion of the evaporator case.
  • the evaporator may further include a heat resistant tube formed to surround the connection portion and formed of a heat resistant material.
  • Fillers for heat transfer may be filled in the inner spaces of the first and second heating passages except for the hot wire heater.
  • Packing members for preventing leakage of the filler may be mounted at both ends of the first and second heating passages.
  • the hot wire heater the core portion formed of an insulating material; A hot wire part wound around the core part and configured to generate heat when power is applied; And a coating part formed of a heat resistant material to surround the hot wire part.
  • the heating tube may be formed to be in close contact with the outer circumferential surface of the hot wire heater.
  • the hot wire heater may have a bent shape at least in part.
  • the present invention comprises the steps of arranging the first pattern portion and the second pattern portion to overlap each other between the two case sheets; Bonding the two case sheets to each other; High pressure air is injected into the first pattern portion and the second pattern portion exposed to the outside from the two case sheets bonded to each other to heat the cooling tube corresponding to the first pattern portion and the second pattern portion.
  • the heating tube includes a first heating channel and a second heating channel respectively disposed on both sides of the cooling tube, and the hot wire heater passes through the first heating channel and extends outwardly of the evaporator case. It may be configured to pass through the second heating passage.
  • the present invention the step of placing the pattern portion and the hot wire heater to overlap each other between the two case sheets; Bonding the two case sheets to each other; Spraying high pressure air from the two case sheets bonded together to the pattern portion exposed to the outside to form a cooling tube corresponding to the pattern portion; And bending the two case sheets bonded to each other to form a box-shaped evaporator case having both sides opened.
  • the cooling tube and the heating tube are formed in the evaporator case in the form of a roll bond
  • the refrigerant is filled in the cooling tube and the hot wire heater is inserted into the heating tube, and thus the roll bond type evaporator case is applied to the direct cooling refrigerator.
  • New evaporators with built-in hot wire heaters can be provided.
  • the hot wire heater is configured to be driven (on / off) to generate heat according to a predetermined condition, and the heat generated from the hot wire heater is transferred to the evaporator case to melt and remove frost formed on the evaporator case.
  • the defrosting time is reduced compared to the existing natural defrosting to maintain the freshness of the food, and the cooling efficiency, which has been reduced due to frost, may be increased to reduce power consumption.
  • the hot wire heater has a built-in form in the evaporator case, compared to the structure in which the defrost heater is disposed adjacent to the outside of the evaporator case, the heat generated from the hot wire heater can be used more efficiently in the defrost, and the defrost heater There is substantially no space required to configure the freezer can be secured to the maximum capacity.
  • the hot wire heater is configured to surround the front portion and the rear portion of the evaporator case, there is an advantage that the defrost can be evenly formed over the entire area of the evaporator case.
  • the manufacturing method of the cooling tube and the heating tube is substantially the same, and part of the manufacturing process (formation of the heating tube, etc.) can be made together, a simple process in the manufacture of the conventional roll bond type evaporator case (heating wire By inserting a heater, etc.), there is an advantage in that mass production of an evaporator in which a hot wire heater is incorporated.
  • FIG. 1 is a conceptual view showing a refrigerator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual view illustrating a first embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of the evaporator shown in FIG.
  • FIG. 4 is a conceptual view showing an unfolded state before the evaporator case shown in FIG. 2 is bent;
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 2;
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a conceptual view showing a detailed structure of the hot wire heater shown in FIG.
  • FIG. 8 and 9 are conceptual views illustrating a second embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the evaporator of the first and second embodiments.
  • FIG. 11 is a conceptual view illustrating a third embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1.
  • FIG. 11 is a conceptual view illustrating a third embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the evaporator of the third embodiment.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a refrigerator 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the refrigerator 1 is a device for low temperature storage of food stored therein by using cold air generated by a refrigeration cycle in which compression, condensation, expansion, and evaporation processes are continuously performed.
  • the cabinet 10 has a storage space for storing food therein.
  • the storage space may be separated by a partition wall, and may be divided into a freezing chamber 11 and a refrigerating chamber 12 according to a set temperature.
  • the freezer compartment 11 shows a top mount type refrigerator in which the freezer compartment 11 is disposed on the refrigerating compartment 12, but the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can also be applied to a side by side type refrigerator in which a freezer compartment and a refrigerating compartment are disposed left and right, a bottom freezer type refrigerator in which a refrigerating compartment is provided at an upper portion and a freezer compartment at a lower portion thereof. Can be.
  • the door 20 is connected to the cabinet 10 to open and close the front opening of the cabinet 10.
  • the freezing compartment door 21 and the refrigerating compartment door 22 are configured to open and close the front openings of the freezing compartment 11 and the refrigerating compartment 12, respectively.
  • the door 20 may be variously configured as a rotatable door rotatably connected to the cabinet 10, a drawer-type door connected to the cabinet 10 so as to be slidably movable.
  • the cabinet 10 is provided with a machine room (not shown), and a compressor, a condenser, and the like are provided inside the machine room.
  • the compressor and the condenser are connected to the evaporator 100 to form a refrigeration cycle.
  • the refrigerant R circulating in the refrigerating cycle absorbs heat from the evaporator 100 as vaporization heat, thereby obtaining a cooling effect.
  • a phenomenon in which moisture in the air is condensed and frozen on the surface of the evaporator 100, that is, an frost is generated.
  • the frost formed on the surface of the evaporator 100 acts as a factor to lower the heat exchange efficiency of the evaporator 100.
  • a defrost heater is applied to the evaporator 100 of the direct-cooling refrigerator 1, thereby describing a new type of evaporator 100 in which power consumption during defrosting can be reduced.
  • FIG. 2 is a conceptual view illustrating a first embodiment of an evaporator 100 applied to the refrigerator 1 of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the evaporator 100 shown in FIG. 2 along a line III-III.
  • the evaporator 100 of the present invention includes an evaporator case 110, a cooling tube 120, a heating tube 130, and a heating wire heater 140.
  • the cooling tube 120 corresponds to a configuration for cooling
  • the heating tube 130 and the hot wire heater 140 correspond to a configuration for defrosting.
  • the cooling tube 120 and the heating tube 130 is only shown for simplicity for convenience of description, in fact the configuration may have a variety of forms.
  • the evaporator case 110 is formed in the form of an empty box to form a storage space for food therein.
  • the evaporator case 110 may itself form a storage space for food, or may be configured to surround a housing (not shown) that is separately provided to form a food storage space.
  • the evaporator case 110 is formed with a cooling tube 120 through which a refrigerant for cooling (R) flows and a heating tube 130 for receiving a heating wire heater 140 for defrosting.
  • the cooling tube 120 and the heating tube 130 are embedded in at least one surface of the evaporator case 110 to form a heating flow path in which a cooling flow path through which the refrigerant R may flow and the heating wire heater 140 are disposed.
  • the cooling tube 120 and the heating tube 130 are formed in a predetermined pattern in the case 110, respectively, and the cooling tube 120 and the heating tube 130 are separate flow paths [cooling channel and heating channel], respectively. So as not to overlap each other.
  • the heating tube 130 is formed to surround the cooling tube 120. That is, the cooling tube 120 is formed in the heating path of the open loop shape formed by the heating tube 130.
  • the manufacturing method of the evaporator case 110 in which the cooling tube 120 and the heating tube 130 are formed is as follows.
  • first case sheet 111 and the second case sheet 112 serving as the material of the evaporator case 110 are prepared.
  • the first and second case sheets 111 and 112 may be formed of a metal material (eg, aluminum, steel, etc.), and a coating layer may be formed on the surface to prevent corrosion due to contact with moisture. .
  • the first pattern portion corresponding to the cooling tube 120 and the second pattern portion corresponding to the heating tube 130 are disposed on the first case sheet 111.
  • the first and second pattern parts are patterned in independent forms not intersecting with each other.
  • the first and second pattern portions may be removed later, and may be graphite materials disposed in a predetermined pattern.
  • Each of the first and second pattern parts may be continuously formed without being interrupted in the middle, and may have a shape bent at at least one portion.
  • Each of the first and second pattern portions may extend from a first edge of the first case sheet 111 to a second edge.
  • the first and second edges at which each of the first and second pattern parts start and end may be the same corners or may be different corners.
  • first and second case sheets 111 and 112 are brought into contact with each other with the first and second pattern portions interposed therebetween, and then the first and second case sheets 111 and 112 are moved using a roller device. Compress and integrate with each other.
  • a plate-shaped frame in which the first and second case sheets 111 and 112 are integrally formed is formed, and the first and second pattern parts are located therein.
  • high pressure air is injected to the first and second pattern parts exposed to the outside through one side of the frame corresponding to the first edge.
  • the first and second pattern parts existing between the first and second case sheets 111 and 112 are discharged from the frame by the injected high pressure air.
  • the space in which the first pattern portion is present is left as an empty space to form the cooling tube 120
  • the space in which the second pattern portion is present is left as an empty space to form the heating tube 130.
  • a portion where the first and second pattern portions exist is expanded relatively larger than the volume of the first and second pattern portions. Accordingly, the expanded portions of the first and second pattern portions form a cooling flow path through which the refrigerant R can flow and a heating flow path in which the hot wire heater 140 is disposed.
  • the cooling tube 120 and the heating tube 130 protruding convexly on at least one surface is formed.
  • the cooling tube 120 and the heating tube 130 protrude to both sides of the frame.
  • the first case sheet 111 has a higher rigidity than the second case sheet 112
  • the cooling tube 120 and the heating tube 130 have a relatively low rigidity of the second case sheet 112.
  • the first case sheet 111 which is formed to protrude and has a relatively high rigidity is kept flat.
  • the integrated plate-shaped frame is bent and manufactured as an evaporator case 110 in the form of an empty box as shown.
  • the evaporator case 110 may include a bottom surface portion 110a, a left surface portion 110b ′ and a right surface portion 110b ′′ extending to both sides from the bottom surface portion 110a, and the left side.
  • a rectangular box shape having both sides having a left upper surface portion 110c 'and a right upper surface portion 110c "extending from the surface portion 110b' and the right surface portion 110b" in parallel with the bottom surface portion 110a. It can be formed as.
  • the cooling tube 120 formed on the evaporator case 110 is connected to the condenser and the compressor described above through the cooling pipe 30, and a refrigeration cycle is formed by the connection.
  • the cooling pipe 30 may be connected to the cooling tube 120 by welding.
  • one end (inlet) of the cooling tube 120 is connected to one end 31 of the cooling pipe 30, and the other end (outlet) of the cooling tube 120 is connected to the other end 32 of the cooling pipe 30.
  • Low temperature, low pressure liquid refrigerant R is introduced through one end of the cooling tube 120, and gaseous refrigerant R flows out through the other end of the cooling tube 120.
  • the cooling tube 120 is filled with a refrigerant R for cooling, and cools the air around the evaporator case 110 and the evaporator case 110 according to the circulation of the refrigerant R.
  • the cooling pipe 30 surrounds the evaporator case 110 as a separate configuration. Compared with the structure installed so as to have a relatively high heat exchange efficiency. In addition, the storage space of the food may be further expanded due to the simplification of the cooling flow path in which the refrigerant R flows.
  • a heating wire 130 for defrosting is inserted into the heating tube 130 formed in the evaporator case 110, and is configured to generate heat by applying power according to a predetermined condition.
  • the preset condition may be, for example, when the temperature detected by the temperature sensor (not shown) is lower than the set temperature, or when the humidity detected by the humidity sensor (not shown) is higher than the set humidity. .
  • the hot wire heater 140 inserted into the heating tube 130 is formed to surround the evaporator case 110.
  • the heating heater 140 is a heating tube 130 formed on each surface portion (bottom portion 110c ', side portion (110b', 110b "), upper surface portion (110c ', 110c") of the evaporator case 110). Built in).
  • the hot wire heater 140 is formed to surround the front and rear portions of the evaporator case 110, respectively. According to the above structure, the heat generated from the hot wire heater 140 may be evenly transferred to the entire region of the evaporator case 110.
  • the cooling tube 120 and the heating tube 130 are formed in the evaporator case 110 in a roll bond type, and the refrigerant R is filled in the cooling tube 120 and the heating tube 130 is provided.
  • the hot wire heater 140 is inserted into the evaporator case 110 of the roll bond type evaporator case 110 applied to the direct cooling refrigerator 1, a new evaporator 100 having the hot wire heater 140 embedded therein may be provided.
  • the hot wire heater 140 is configured to be driven (on / off) to generate heat according to a predetermined condition, the heat generated from the hot wire heater is transferred to the evaporator case 110, and implanted in the evaporator case 110.
  • the frost will melt and remove.
  • the defrosting time is reduced compared to the existing natural defrosting to maintain the freshness of the food, and the cooling efficiency, which has been reduced due to frost, may be increased to reduce power consumption.
  • the hot wire heater 140 has a form embedded in the evaporator case 110, compared to the structure in which the defrost heater is disposed adjacent to the outside of the evaporator case 110, the heat generated from the hot wire heater 140 is The defroster can be used more efficiently, and the space required for configuring the defrost heater is substantially eliminated, thereby ensuring the maximum capacity of the freezing compartment 11.
  • the manufacturing method of the cooling tube 120 and the heating tube 130 is substantially the same, and part of the manufacturing process (formation of the heating tube 130, etc.) can be made together, the conventional roll bond type of By the addition of a simple process (insertion of the hot wire heater 140, etc.) in the manufacture of the evaporator case 110, there is an advantage that it is possible to mass-produce the evaporator 100 in which the hot wire heater 140 is built.
  • the heating tube 130 and the hot wire heater 140 which are components related to defrost will be described in more detail.
  • FIG. 4 is a conceptual view illustrating an unfolded state before the evaporator case 110 illustrated in FIG. 2 is bent.
  • the heating wire 130 may be heated within the heating tube 130. 140) is inserted.
  • the heating tube 130 includes a first heating channel 130a and a second heating channel 130b disposed at both sides of the cooling tube 120, respectively.
  • the first and second heating passages 130a and 130b have open shapes at both ends of the evaporator case 110, respectively.
  • the inner diameters of the first and second heating passages 130a and 130b are larger than the diameter of the hot wire heater 140.
  • an empty space 131 is formed in the first and second heating passages 130a and 130b. You can see what's left.
  • the empty space 131 may be filled with an air layer or may be in a vacuum state. To this end, both ends of the first and second heating passages 130a and 130b may be open or closed.
  • the first and second heating passages 130a and 130b are preferably formed in a straight line shape extending in one direction so that the hot wire heater 140 can be easily inserted for mass production. In this figure, it is shown that the first and second heating passages 130a and 130b extend along both sides of the first and second case sheets 111 and 112 coupled to each other.
  • the hot wire heater 140 may be configured to sequentially pass through the first and second heating passages 130a and 130b. To this end, the hot wire heater 140 may include a first portion 140a, a second portion 140b and a connection portion 140c.
  • the portion inserted into the first heating passage 130a constitutes the first portion 140a
  • the portion inserted into the second heating passage 130b constitutes the second portion 140b
  • the evaporator case The portion connecting the first portion 140a and the second portion 140b to the outside of the 110 constitutes the connecting portion 140c.
  • the hot wire heater 140 includes a first portion 140a, a connection portion 140c, and a second portion 140b
  • the first portion 140a is the first heating passage 130a.
  • the direction in which the second portion 140b is inserted into and extends in the second heating channel 130b is opposite to each other.
  • the connecting portion 140c When the connecting portion 140c is positioned on one side of the first and second case sheets 111 and 112, on the other side of the first and second case sheets 111 and 112, the first extension portion 140a ′ extending outward from the first portion 140a.
  • the second extension part 140b 'extending outward from the second part 140b is configured to be electrically connected to a power supply (not shown).
  • the hot wire heater 140 is formed to generate heat when power is applied through the power supply unit.
  • one hot wire heater 140 is disposed in the first and second heating passages 130a and 130b as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the hot wire heater 140 may be configured of first and second hot wire heaters corresponding to the first and second heating passages 130a and 130b, respectively.
  • the heating tube 130 extends from one end of the first and second case sheets 111 and 112 toward the other end, the first and second case sheets 111 and 112 are bent to form a box.
  • the hot wire heater 140 inserted into the heating tube 130 is formed to surround the evaporator case 110.
  • the first and second heating passages 130a and 130b extend along both sides of the first and second case sheets 111 and 112, respectively, the first heating passage 130a.
  • the first portion (140a) is inserted into the encapsulated front portion of the evaporator case 110
  • the second portion (140b) inserted into the second heating passage 130b encloses the rear portion of the evaporator case 110 It is formed to.
  • the hot wire heater 140 is configured to surround the front part and the rear part of the evaporator case 110, there is an advantage that the defrost can be uniformly formed in the entire region of the evaporator case 110.
  • the heating tube 130 may be formed in the central portion of the evaporator case 110, or may be formed in the front portion or the rear portion of the evaporator case 110.
  • the cooling tube 120 may be patterned on the evaporator case 110 in a shape that is deformed so as not to overlap with the heating tube 130.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 2, and FIG. 6 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. 5.
  • the first and second case sheets 111 and 112 are bent to open both sides.
  • the evaporator case 110 in the form of a box is formed.
  • the evaporator case 110 includes a bottom surface portion 110a, a left surface portion 110b 'and a right surface portion 110b', and a left surface portion 110b 'and a right surface portion that extend from the bottom portion 110a to both sides, respectively.
  • a left upper surface portion 110c ′ and a right upper surface portion 110c ′′ extending to face the bottom surface portion 110a at 110b ′′ may be provided.
  • each of the first and second heating passages 130a and 130b is opened at the upper left portion 110c 'of the evaporator case 110, and the other end of each of the first and second heating passages 130a and 130b.
  • the end portion is opened at the upper right surface portion 110c ′′ of the evaporator case 110.
  • the first extension portion 140a is formed through one end of each of the first and second heating passages 130a and 130b.
  • the second extension part 140b' may be extended to the outside to be electrically connected to a power supply unit (not shown), and hot wire heater 140 is provided at the other end of each of the first and second heating passages 130a and 130b.
  • the thermally-coupled portion 140c may be located.
  • each of the first and second heating passages 130a and 130b may be disposed to face each other at the top of the evaporator case 110.
  • the first and second heating passages 130a and 130b extend in parallel along both sides of the first and second case sheets 111 and 112 for easy insertion of the hot wire heater 140. Is done.
  • First and second heating passages 130a and 130b to prevent interference between portions extending through one end and the other end of the first and second heating passages 130a and 130b, respectively. Both open ends may be spaced apart from each other along the width direction of the evaporator case 110.
  • the width direction of the evaporator case 110 is a direction from the front portion of the evaporator case 110 toward the rear portion, or the direction in which the gap between the upper left surface portion 110c 'and the upper right surface portion 110c "extends.
  • the connecting portion 140c of the hot wire heater 140 is positioned at the other end side of each of the first and second heating passages 130a and 130b, and the connecting portion 140c is disposed at the rear portion of the front of the evaporator case 110.
  • One end of each of the first and second heating passages 130a and 130b in consideration of being formed in an extending direction (or extending along a gap between the upper left surface portion 110c 'and the upper right surface portion 110c ").
  • the part may be positioned to be spaced apart from the other end of the evaporator case 110 (ie, adjacent front and rear sides).
  • the first and second heating passages 130a and 130b are formed of the first and second case sheets 111 and 112 coupled to each other. It may be formed to be inclined with respect to both sides.
  • connection part 140c of the hot wire heater 140 is configured to interconnect the first part 140a and the second part 140b at the outside of the evaporator case 110. As such, since the connection portion 140c is exposed to the outside of the evaporator case 110, there is a risk of physical and electrical damage due to repeated frosting and defrosting.
  • the heat resistant tube 150 may be formed to surround the connection portion 140c.
  • Heat-resistant tube 150 is formed of a heat-resistant material is configured not to be damaged by the high temperature connection portion 140c.
  • the connection portion 140c exposed to the outside of the evaporator case 110 can be protected from the external environment, as a result defrost reliability can be improved.
  • packing members may be installed at both ends of the first and second heating passages 130a and 130b to prevent inflow of defrost water.
  • the packing member may be configured to be in close contact with the heat resistant tube 150 to prevent defrost water from flowing into the heat resistant tube 150. That is, the first and second heating passages 130a and 130b and the heat resistant tube 150 may be sealed by the packing member.
  • FIG. 7 is a conceptual view illustrating a detailed structure of the hot wire heater 140 illustrated in FIG. 2, and a portion of the hot wire heater 140 is cut away.
  • the hot wire heater 140 has high heat resistance and is freely bent.
  • the hot wire heater 140 includes a core part 140d1, a hot wire part 140d2, and a coating part 140d3.
  • the core portion 140d1 is a wick portion to which the hot wire portion 132 is wound and is formed of an insulating material.
  • the core part 140d1 may be formed of glass fiber.
  • the hot wire part 140d2 is wound around the outer circumference of the core part 140d1, and is electrically connected to a power supply unit (not shown), and configured to generate heat when power is applied.
  • Nickel-chromium-based heating wire may be used as the heating wire portion 140d2.
  • the hot wire part 140d2 may be formed to extend along the longitudinal direction of the core part 140d1. In this embodiment, in order to improve the heat generation temperature per unit area, it is shown that the hot wire portion 140d2 has a form in which the core portion 140d1 is densely wound like a coil.
  • the coating part 140d3 is formed of an insulating material and is formed to surround the hot wire part 140d2.
  • the coating part 140d3 may be formed of a synthetic resin material (eg, silicone rubber, PVC, etc.) having heat resistance.
  • the above-described structure is an example of the hot wire heater 140, and the hot wire heater 140 of the present invention is not necessarily limited thereto. If the configuration is formed in the form of a cable to generate heat when the power is applied, any one may be employed as the hot wire heater 140.
  • FIG. 8 and 9 are conceptual views illustrating a second embodiment of the evaporator 200 applied to the refrigerator 1 of FIG. 1.
  • the inner diameters of the first and second heating passages 230a and 230b are larger than the diameter of the hot wire heater 240 for the insertion of the hot wire heater 240.
  • the heating wire heater 140 is inserted into the first and second heating passages 130a and 130b, and the remaining space is left as the empty space 131. Filler is filled in the empty space.
  • the filler 260 for heat transfer is filled in the internal spaces other than the hot wire heater 240 in the first and second heating passages 230a and 230b.
  • a refrigerant for example, R-134a, R-600a, etc.
  • a refrigerant for example, R-134a, R-600a, etc.
  • Packing members 270 for preventing leakage of the filler 260 may be mounted at both ends of the first and second heating passages 230a and 230b. To this end, the packing member 270 is inserted into both ends of the first and second heating passages 230a and 230b at least partially opened to seal the both ends.
  • connection portion 240c of the hot wire heater 240 is configured to interconnect the first portion 240a and the second portion 240b at the outside of the evaporator case 210.
  • the connection part 240c may be wrapped by the heat-resistant tube 250.
  • the packing member 270 may be configured to be in close contact with the heat resistant tube 250 to prevent defrost water from flowing into the heat resistant tube 250. That is, the first and second heating passages 230a and 230b and the heat resistant tube 250 may be sealed by the packing member 270.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the evaporators 100 and 200 of the first and second embodiments.
  • the evaporators 100 and 200 of the first and second embodiments have an evaporator having a defrost function by inserting hot wire heaters 140 and 240 into the heating tubes 130 and 230. It is mutually common in the point of manufacturing (100,200). However, whether they are left in the remaining space of the heating tube (130, 230 except the hot wire heaters 140, 240) to the empty space 131, or whether the filler 260 for heat transfer is filled in the remaining internal space. There is a difference.
  • the manufacturing methods of the evaporators 100 and 200 of the first embodiment and the second embodiment have a partly common manufacturing method.
  • first, the first pattern portion and the second pattern portion are disposed so as not to overlap each other between the first and second case sheets 111, 112/211 and 212 (S310).
  • the portion where the first pattern portion is disposed later forms the cooling tubes 120 and 220
  • the portion where the second pattern portion is disposed later forms the heating tubes 130 and 230.
  • first and second case sheets 111, 112/211 and 212 are bonded to each other (S320).
  • first and second case sheets 111, 112/211 and 212 are brought into contact with each other with the first and second pattern portions interposed therebetween, and then the first and second case sheets 111, 112/211 and 212 may be contacted using a roller device.
  • a method of pressing together to integrate can be used (hot press bonding).
  • a plate-shaped frame in which the first and second case sheets 111, 112/211 and 212 are integrally formed is formed, and the first and second pattern parts are located therein.
  • high-pressure air is injected from the first and second case sheets 111, 112/211 and 212 that are bonded to each other to the outside to expose the cooling tubes 120 corresponding to the first pattern parts. 220 and heating tubes 130 and 230 corresponding to the second pattern portion are formed (S330).
  • the hot wire heaters 140 and 240 are inserted into the heating tubes 130 and 230 (S340). Since the frame has a plate shape and the heating tubes 130 and 230 extend in one direction, the hot wire heaters 140 and 240 may be easily inserted into the heating tubes 130 and 230.
  • the hot wire heaters 140 and 240 extend through the first heating passages 130a and 230a disposed on one side of the cooling tubes 120 and 220 to the outside of the evaporator cases 110 and 210. It may be configured to pass through the second heating passage (130b, 230b) disposed on the other side of the cooling tube (120, 220).
  • the heat resistant tubes 150 and 250 may be fitted into the hot wire heaters 140 and 240.
  • the hot wire heaters 140 and 240 bend the plate-shaped frames inserted into the heating tubes 130 and 230, thereby manufacturing evaporator cases 110 and 210 having empty boxes in both sides (S350). .
  • the hot wire heaters 140 and 240 inserted into the heating tubes 130 and 230 are formed to surround the evaporator cases 110 and 210.
  • the filler 260 for heat transfer is filled in the remaining internal space of the heating tube 230 except for the hot wire heater 240.
  • the packing member 270 is mounted at both ends of the heating tube 230 to prevent leakage of the filler 260.
  • the cooling tubes 120 and 220 formed in the evaporator cases 110 and 210 are connected to the cooling pipe 30 to configure the refrigerant R to circulate the cooling tubes 120 and 220.
  • the evaporators 100, 200 are connected with the condenser and the compressor to constitute a refrigeration cycle.
  • the manufacturing methods of the cooling tubes 120 and 220 and the heating tubes 130 and 230 are substantially the same, and a part of the manufacturing process (formation of the heating tubes 130 and 230, etc.) is Since it can be made together, through the addition of a simple process (insertion of the hot wire heaters 140, 240, etc.) during the manufacture of the conventional roll bond type evaporator case 110, the evaporator with the hot wire heaters 140, 240 ( 100, 200) has the advantage that can be mass-produced.
  • FIG. 11 is a conceptual view illustrating a third embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the evaporator of the third embodiment.
  • the evaporator 300 of the present embodiment is formed such that the heating tube 330 is in close contact with the outer circumferential surface of the hot wire heater 340. That is, the inner circumference of the heating tube 330 is formed to correspond to the diameter of the hot wire heater 340.
  • the present embodiment has a difference in that the internal space is not formed.
  • the first and second case sheets 311 and 312 constituting the heater case 310 are configured to be in contact with the hot wire heater 340, the heat generated from the hot wire heater 340 is transferred to the heater case ( 310 can be passed directly. Therefore, the heat transfer amount of the hot wire heater 340 is increased (heat loss is reduced), so that the defrosting efficiency can be improved.
  • the structure is not a structure in which the heating wire heater 340 is inserted into the heating tube 330, the heating tube 330 wraps around the heating wire heater 340, the evaporator 100 of the first and second embodiments described above , 200) and its manufacturing method is different.
  • the pattern unit and the hot wire heater 340 are disposed to overlap each other between the first and second case sheets 311 and 312 (S410).
  • the portion where the pattern portion is disposed later forms the cooling tube 320, and the portion where the hot wire heater 340 is disposed is later covered by the heating tube 330.
  • first and second case sheets 311 and 312 are bonded to each other (S420).
  • first and second case sheets 311 and 312 are brought into contact with each other with the pattern portion and the hot wire heater 340 interposed therebetween, and then the first and second case sheets 311 and 312 are pressed together using a roller device.
  • a plate-shaped frame in which the first and second case sheets 311 and 312 are integrally formed is formed, and the pattern portion and the hot wire heater 340 are located therein.
  • the heating tube 330 may be formed to surround the hot wire heater 340.
  • the heating tube 330 is configured to be in direct contact with the hot wire heater 340. That is, the inner circumferential surface of the heating tube 330 and the outer circumferential surface of the hot wire heater 340 are in contact with each other.
  • the hot wire heater 340 bends the frame in the form of a plate embedded in the heating tube 330 to produce an empty box-type evaporator case 310 having both sides opened (S440). By bending the frame, the hot wire heater 340 embedded in the heating tube 330 may be formed to surround the evaporator case 310.
  • the cooling tube 320 formed on the evaporator case 310 is connected to the cooling pipe 30 to configure the refrigerant R to circulate the cooling tube 320.
  • the evaporator 300 is connected with the condenser and the compressor to constitute a refrigeration cycle.
  • the evaporator case 310 in which the hot wire heater 340 is built may be manufactured by a simple process of disposing the hot wire heater 340 between the 311 and 312.
  • the hot wire heater 340 should be able to withstand the high temperature heat generated when the first and second case sheets 311 and 312 are mutually bonded.
  • the coating part of the hot wire heater 340 may be formed of a material having heat resistance at a temperature at the time of hot bonding of the first and second case sheets 311 and 312.
  • the heating tube 330 since the hot wire heater 340 is inserted into the heating tube 330, the heating tube 330 has a straight shape for easy insertion of the hot wire heater 340.
  • the hot wire heater 340 since the hot wire heater 340 is disposed before the first and second case sheets 311 and 312 are bonded to each other, the hot wire heater 340 may have a bent shape in at least one portion. There is an advantage that it can. Therefore, since the heating wire heater 340 does not need to extend to the outside at both ends of the first and second case sheets 311 and 312, respectively, there is an advantage that the design freedom of the heating wire heater 340 may be increased.

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Abstract

본 발명은, 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 양측이 개구된 박스 형태로 형성되는 증발기 케이스; 상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브; 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨지는 히팅 튜브; 및 상기 히팅 튜브 내에 삽입되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성되고, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 열선 히터(heating wire heater)를 포함하는 증발기를 개시한다.

Description

증발기 및 이를 구비하는 냉장고
본 발명은 착상된 성에를 제거하는 제상 장치를 구비하는 증발기, 그리고 이를 구비하는 냉장고에 관한 것이다.
냉장고는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.
냉장실 내의 냉동 사이클은, 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기로부터 압축된 고온고압상태의 냉매를 방열을 통하여 응축하는 응축기와, 응축기로부터 제공된 냉매가 증발하면서 주위의 잠열을 흡수하는 냉각작용에 의하여 주변의 공기를 냉각하는 증발기를 포함한다. 응축기와 증발기 사이에는 모세관 내지는 팽창밸브가 구비되어, 증발기로 유입되는 냉매의 증발이 쉽게 일어날 수 있도록, 냉매의 유속을 증가시키고 압력을 낮추도록 이루어진다.
냉장고의 냉각 방식은 간냉식과 직냉식으로 나뉠 수 있다.
간냉식은 송풍팬을 이용하여 증발기에서 생성된 냉기를 강제로 순환시킴으로써 저장실 내부를 냉각시키는 방식이다. 일반적으로 간냉식은 증발기가 설치되는 냉각기실과 식품이 저장되는 저장실이 분리된 구조에 적용된다.
직냉식은 증발기에서 생성된 냉기의 자연 대류에 의하여 저장실 내부가 냉각되는 방식이다. 직냉식은 증발기가 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품이 저장되는 저장실을 형성하는 구조에 주로 적용된다.
일반적으로, 직냉식 냉장고에는 패턴부가 개재된 두 케이스 시트 사이를 압접시킨 다음, 압착된 패턴부에 고압공기를 불어넣어 패턴부를 배출시키고 패턴부가 있던 부분을 팽창시킴으로써, 압접된 두 케이스 시트 사이에 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성한 롤 본드(roll-bond) 타입의 증발기가 채용되어 사용되고 있다.
한편, 증발기의 표면과 주위 공기 간의 상대습도의 차이에 의하여, 증발기의 표면에는 습기가 응결되어 성에로 발전하기도 한다. 이러한 증발기의 표면에 착상된 성에는 증발기의 열교환 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다.
간냉식 냉장고의 경우, 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 증발기에 제상히터가 설치된다. 제상히터는 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생함으로써, 증발기에 착상된 성에를 녹여 제거하도록 구성된다.
직냉식 냉장고와 관련하여서는, 일정 각도로 기울어진 열교환 플레이트의 하부에 냉매 튜브와 제상용 히터가 배치되는 구조가 제시되어 있다(아래의 선행기술문헌 참조).
그러나 상기 선행기술은 냉매 튜브를 열교환 플레이트에 부착하는 형태로 냉매 튜브와 열교환 플레이트 간의 접촉 저항이 커서 냉각 효과가 낮다는 근본적인 문제가 있었다.
또한, 상기 열교환 플레이트 형태의 증발기는 냉동실을 다단으로 구역 설계하기 어려운 소형 냉장고의 냉동실 용량 확보에 어려움이 있었다. 이와 관련하여, 열교환 플레이트를 1단으로 설계시 대류의 영향으로 냉기가 아래로 하강하므로, 열교환 플레이트 상부의 식품은 하부의 식품보다 냉각 효과가 떨어져 저온 유지에 어려움이 있었다. 아울러, 열교환 플레이트를 다단으로 설치시 냉매 튜브의 용접 부위가 늘어나게 되어, 증발기의 대량생산에 적합하지 않다는 문제가 있었다.
이러한 문제점은 롤 본드 타입의 증발기에 의해 해소될 수 있으나, 상기 롤 본드 타입의 증발기에 제상히터가 적용된 구조는 아직까지 제시된 바가 없다.
따라서, 롤 본드 타입의 증발기가 구비되는 직냉식 냉장고의 경우, 제상을 하기 위해서는 압축기를 강제 오프시킨 후에 소정시간 동안에 걸쳐 자연 제상을 수행하여야 하는 불편함이 있었으며, 이러한 긴 제상 시간으로 인하여 식품의 신선도가 확보되기 어렵다는 문제가 있었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0043463호 (2005.05.11. 공개)
본 발명의 첫 번째 목적은, 직냉식 냉장고에 적용되는 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 열선 히터가 내장된 새로운 구조의 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 열선 히터에서 발생된 열이 증발기 케이스에 착상된 성에를 제거하는 데에 효율적으로 이용될 수 있는 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 롤 본드 타입의 증발기 케이스의 제조시 간단한 공정의 추가를 통하여 열선 히터가 내장된 증발기를 대량 생산할 수 있는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 냉장고는, 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 양측이 개구된 박스 형태로 형성되는 증발기 케이스; 상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브; 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨지는 히팅 튜브; 및 상기 히팅 튜브 내에 삽입되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성되고, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 열선 히터(heating wire heater)를 포함한다.
본 발명의 두 번째 목적은, 상기 열선 히터가 상기 쿨링 유로와 미중첩되도록 롤 본드 타입의 상기 증발기 케이스에 내장됨으로써 달성될 수 있다. 일 예로, 상기 열선 히터는 상기 히팅 유로에 삽입되어 상기 증발기 케이스에 내장된 형태로 구성될 수도 있고, 다른 일 예로, 상기 열선 히터는 상기 두 케이스 시트들의 상호 결합 전에 상기 두 케이스 시트들 사이에 배치됨으로써 상기 증발기 케이스에 내장된 형태로 구성될 수도 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 상기 히팅 튜브의 형성 방법이 상기 쿨링 튜브의 형성 방법과 실질적으로 동일하며, 이들이 동일 제조 공정에서 형성됨으로써 달성될 수 있다.
한편, 상술한 냉장고는 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 히팅 튜브는, 상기 쿨링 튜브를 기준으로 양측에 각각 배치되어 상기 증발기 케이스의 양단에서 각각 개방되는 제1히팅유로와 제2히팅유로를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2히팅유로는 상호 결합된 상기 두 케이스 시트들의 양측을 따라 각각 연장 형성될 수 있다.
상기 증발기 케이스는 저면부, 상기 저면부에서 양측으로 각각 연장되는 좌측면부와 우측면부 및 상기 좌측면부와 상기 우측면부에서 상기 저면부와 마주하도록 연장되는 좌측상면부와 우측상면부를 구비하며, 상기 제1 및 제2히팅유로 각각의 개방된 양단부는 상기 증발기 케이스의 상부에서 상호 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 열선 히터는, 상기 제1히팅유로에 삽입되는 제1부분; 상기 제2히팅유로에 삽입되는 제2부분; 및 상기 증발기 케이스의 외측에서 상기 제1부분과 상기 제2부분을 상호 연결하도록 구성되는 연결부분을 포함할 수 있다.
상기 제1부분은 상기 증발기 케이스의 전방부를 감싸도록 형성되고, 상기 제2부분은 상기 증발기 케이스의 후방부를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 증발기는, 상기 연결부분을 감싸도록 형성되고 내열성 재질로 형성되는 내열 튜브를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2히팅유로에서 상기 열선 히터를 제외한 나머지 내부 공간에는 열전달을 위한 충진제가 충진될 수 있다.
상기 제1 및 제2히팅유로의 양단에는 상기 충진제의 누설을 방지하기 위한 패킹부재가 장착될 수 있다.
상기 열선 히터는, 절연성 재질로 형성되는 코어부; 상기 코어부에 감기며, 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 열선부; 및 내열성 재질로 형성되어, 상기 열선부를 감싸도록 형성되는 피복부를 포함할 수 있다.
상기 히팅 튜브는 상기 열선 히터의 외주면에 밀착되도록 형성될 수 있다.
상기 열선 히터는 적어도 일부분에서 벤딩된 형태를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은, 두 케이스 시트들 사이에 제1패턴부와 제2패턴부를 상호 미중첩되도록 배치하는 단계; 상기 두 케이스 시트들을 상호 접합하는 단계; 상호 접합된 상기 두 케이스 시트들에서 외부로 노출된 상기 제1패턴부와 상기 제2패턴부로 고압공기를 분사하여, 상기 제1패턴부에 대응되는 쿨링 튜브와 상기 제2패턴부에 대응되는 히팅 튜브를 형성하는 단계; 상기 히팅 튜브에 제상을 위한 열선 히터를 삽입하는 단계; 및 상호 접합된 상기 두 케이스 시트들을 벤딩하여 양측이 개구된 박스 형태의 증발기 케이스를 형성하는 단계를 포함하는 증발기의 제조 방법을 개시한다.
상기 히팅 튜브는 상기 쿨링 튜브를 기준으로 양측에 각각 배치되는 제1히팅유로와 제2히팅유로를 포함하며, 상기 열선 히터는 상기 제1히팅유로를 통과하여 상기 증발기 케이스의 외측으로 연장되었다가 상기 제2히팅유로를 통과하도록 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명은, 두 케이스 시트들 사이에 패턴부와 열선 히터를 상호 미중첩되도록 배치하는 단계; 상기 두 케이스 시트들을 상호 접합하는 단계; 상호 접합된 상기 두 케이스 시트들에서 외부로 노출된 상기 패턴부로 고압공기를 분사하여, 상기 패턴부에 대응되는 쿨링 튜브를 형성하는 단계; 및 상호 접합된 상기 두 케이스 시트들을 벤딩하여 양측이 개구된 박스 형태의 증발기 케이스를 형성하는 단계를 포함하는 증발기의 제조 방법을 개시한다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 쿨링 튜브와 히팅 튜브가 롤 본드 타입으로 증발기 케이스에 형성되며, 쿨링 튜브에 냉매가 충진되고 히팅 튜브에 열선 히터가 삽입된 구조를 가지므로, 직냉식 냉장고에 적용되는 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 열선 히터가 내장된 새로운 증발기가 제공될 수 있다. 여기서, 열선 히터는 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생하도록 구성되며, 열선 히터에서 발생된 열은 증발기 케이스로 전달되어, 증발기 케이스에 착상된 성에를 녹여 제거하게 된다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 기존의 자연 제상에 비하여 제상 시간이 줄어들어서 식품의 신선도가 유지될 수 있으며, 성에로 인하여 감소되었던 냉각 효율이 증가되어 소비전력이 감소될 수 있다.
둘째, 열선 히터가 증발기 케이스에 내장된 형태를 가지므로, 제상히터가 증발기 케이스의 외부에 인접하게 배치되는 구조에 비해, 열선 히터에서 발생된 열이 제상에 보다 효율적으로 이용될 수 있으며, 제상히터를 구성하기 위하여 요구되는 공간이 실질적으로 없게 되어 냉동실의 용량이 최대로 확보될 수 있다. 아울러, 열선 히터가 증발기 케이스의 전방부 및 후방부를 각각 감싸도록 구성되는 경우, 제상이 증발기 케이스의 전 영역에 골고루 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
셋째, 쿨링 튜브와 히팅 튜브의 제조 방법이 실질적으로 동일하며, 이들의 제조 공정의 일부(히팅 튜브의 형성 등)가 함께 이루어질 수 있으므로, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스의 제조시 간단한 공정(열선 히터의 삽입 등)의 추가를 통하여, 열선 히터가 내장된 증발기를 대량 생산할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 보인 개념도.
도 2는 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제1실시예를 보인 개념도.
도 3은 도 2에 도시된 증발기를 라인 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 증발기 케이스가 벤딩되기 전의 펼쳐진 상태를 보인 개념도.
도 5는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도.
도 6은 도 5에 도시된 B 부분의 확대도.
도 7은 도 2에 도시된 열선 히터의 상세 구조를 보인 개념도.
도 8 및 9는 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제2실시예를 보인 개념도들.
도 10은 상기 제1실시예와 제2실시예의 증발기의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 11은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제3실시예를 보인 개념도.
도 12는 상기 제3실시예의 증발기의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 본 발명에 관련된 증발기 및 이를 구비하는 냉장고에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(1)를 보인 개념도이다.
냉장고(1)는 압축-응축-팽창-증발의 과정이 연속적으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 이용하여 내부에 저장된 식품을 저온 보관하는 장치이다.
도시된 바와 같이, 캐비닛(10)은 내부에 식품의 저장을 위한 저장공간을 구비한다. 상기 저장공간은 격벽에 의해 분리될 수 있으며, 설정 온도에 따라 냉동실(11)과 냉장실(12)로 구분될 수 있다.
본 실시예에서는, 냉동실(11)이 냉장실(12) 위에 배치되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고를 보이고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은, 냉동실과 냉장실이 좌우로 배치되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고, 상부에 냉장실이 마련되고 하부에 냉동실이 마련되는 바텀 프리저 타입(bottom freezer type)의 냉장고 등에도 적용될 수 있다.
캐비닛(10)에는 도어(20)가 연결되어, 캐비닛(10)의 전면 개구부를 개폐하도록 이루어진다. 본 도면에서는, 냉동실 도어(21)와 냉장실 도어(22)가 각각 냉동실(11)과 냉장실(12)의 전면 개구부를 개폐하도록 구성된 것을 보이고 있다. 도어(20)는 캐비닛(10)에 회전 가능하게 연결되는 회전형 도어, 캐비닛(10)에 슬라이드 이동 가능하게 연결되는 서랍형 도어 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
캐비닛(10)에는 기계실(미도시)이 마련되고, 상기 기계실의 내부에는 압축기와 응축기 등이 구비된다. 상기 압축기와 응축기는 증발기(100)와 연결되어 냉동 사이클을 구성한다.
한편, 냉동 사이클을 순환하는 냉매(R)는 증발기(100)에서 주변의 열을 기화열로 흡수하며, 이로 인하여 주변이 냉각 효과를 얻게 된다. 이 과정에서, 주변 공기와의 온도차가 발생할 경우, 공기 중의 수분이 증발기(100)의 표면에 응축 동결되는 현상, 즉 성에 착상이 발생한다. 이러한 증발기(100)의 표면에 착상된 성에는 증발기(100)의 열교환 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다.
간냉식 냉장고의 경우, 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 증발기에 제상히터가 설치된 구조가 이미 많이 공지되어 있다. 그러나, 도시된 실시예와 같은 직냉식 냉장고(1)의 경우에는 아직까지 증발기(100)에 제상히터가 적용된 구조는 공지된 바가 없다.
이에, 본 발명에서는 직냉식 냉장고(1)의 증발기(100)에 제상히터가 적용되어, 제상시의 소비전력이 감소될 수 있는 새로운 형태의 증발기(100)에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(100)의 제1실시예를 보인 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 증발기(100)를 라인 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 증발기(100)는 증발기 케이스(110), 쿨링 튜브(120), 히팅 튜브(130) 및 열선 히터(heating wire heater, 140)를 포함한다. 증발기(100)의 상기 구성들 중 쿨링 튜브(120)는 냉각을 위한 구성에 해당하며, 히팅 튜브(130)와 열선 히터(140)는 제상을 위한 구성에 해당한다. 참고로, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 설명의 편의를 위하여 간략하게 도시된 것 일뿐이며, 실제로 상기 구성들은 다양한 형태를 가질 수 있다.
증발기 케이스(110)는 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성한다. 증발기 케이스(110)는 그 자체로 내부에 식품의 저장공간을 형성할 수도 있고, 식품의 저장공간을 형성하도록 별도로 구비되는 하우징(미도시)를 감싸도록 구성될 수도 있다.
증발기 케이스(110)에는 냉각을 위한 냉매(R: Refrigerant)가 흐르는 쿨링 튜브(120)와 제상을 위한 열선 히터(140)가 수용되는 히팅 튜브(130)가 형성된다. 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 내장되어, 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로와 열선 히터(140)가 배치되는 히팅 유로를 형성한다.
상술한 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 각각 케이스(110)에 기설정된 패턴으로 형성되되, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 각각 별개의 유로[쿨링유로 및 히팅유로]를 형성하도록, 서로 간에 중첩되지 않게 구성된다.
본 실시예에서는, 히팅 튜브(130)가 쿨링 튜브(120)를 감싸도록 형성된 것을 예시하고 있다. 즉, 쿨링 튜브(120)는 히팅 튜브(130)에 의해 형성되는 개방된 루프 형태의 히팅유로 내에 형성된다.
쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 형성된 증발기 케이스(110)의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 증발기 케이스(110)의 재료가 되는 제1케이스 시트(111)와 제2케이스 시트(112)를 준비한다. 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)는 금속 재질(예를 들어, 알루미늄, 스틸 등)로 형성될 수 있으며, 수분과의 접촉에 의한 부식을 방지하기 위하여 표면에 코팅층이 형성될 수 있다.
그리고는 제1케이스 시트(111) 상에 쿨링 튜브(120)에 대응되는 제1패턴부와 히팅 튜브(130)에 대응되는 제2패턴부를 배치한다. 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 상호 미중첩되도록, 상기 제1 및 제2패턴부는 상호 교차하지 않는 독립된 형태로 패터닝된다. 상기 제1 및 제2패턴부는 나중에 제거되는 구성으로서, 기설정된 패턴으로 배치되는 흑연 물질이 될 수 있다.
상기 제1 및 제2패턴부 각각은 중간에 끊어짐이 없이 연속적으로 이어지도록 형성되며, 적어도 일 부분에서 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2패턴부 각각은 상기 제1케이스 시트(111)의 제1모서리로부터 연장되어 제2모서리까지 연장될 수 있다. 상기 제1 및 제2패턴부 각각이 시작되는 제1모서리와 종료되는 제2모서리는 같은 모서리가 될 수도 있고, 서로 다른 모서리가 될 수도 있다.
다음으로, 상기 제1 및 제2패턴부를 사이에 두고 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)를 상호 접면시킨 다음, 롤러 장치를 이용하여 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)를 상호 압착하여 일체화시킨다.
그러면 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 일체로 구성된 플레이트 형태의 프레임이 형성되는데, 그 내부에는 상기 제1 및 제2패턴부가 위치한다. 이러한 상태에서 제1모서리에 대응되는 상기 프레임의 일측을 통하여 외부로 노출된 상기 제1 및 제2패턴부로 고압공기를 분사한다.
분사되는 고압공기에 의해 제1 및 제2케이스 시트(111, 112) 사이에 존재하던 상기 제1 및 제2패턴부는 상기 프레임으로부터 배출된다. 이 과정에서 상기 제1패턴부가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 쿨링 튜브(120)를 형성하고, 상기 제2패턴부가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 히팅 튜브(130)를 형성한다.
상기 고압공기를 분사하여 상기 패턴부를 배출시키는 과정에서, 상기 제1 및 제2패턴부가 존재하던 부분은 상기 제1 및 제2패턴부의 부피보다 상대적으로 크게 팽창된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2패턴부의 팽창된 부분은 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로와 열선 히터(140)가 배치되는 히팅 유로를 각각 형성한다.
이러한 제조 방법에 따라, 상기 프레임에는 적어도 일면으로 볼록하게 튀어나온 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 형성된다. 일 예로, 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 같은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 프레임의 양면으로 돌출 형성된다. 다른 일 예로, 제1케이스 시트(111)가 제2케이스 시트(112)보다 높은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)는 상대적으로 강성이 낮은 제2케이스 시트(112)로 돌출 형성되고, 상대적으로 강성이 높은 제1케이스 시트(111)는 평평하게 유지된다.
이처럼 일체화된 플레이트 형태의 프레임은 벤딩되어, 도시된 바와 같이 빈 박스 형태의 증발기 케이스(110)로 제작된다. 일 예로, 앞선 도 1을 함께 참조하면, 증발기 케이스(110)는 저면부(110a), 상기 저면부(110a)에서 양측으로 연장되는 좌측면부(110b')와 우측면부(110b") 및 상기 좌측면부(110b')와 상기 우측면부(110b")에서 상기 저면부(110a)와 평행하게 연장되는 좌측상면부(110c')와 우측상면부(110c")를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성될 수 있다.
증발기 케이스(110)에 형성된 쿨링 튜브(120)는 쿨링 파이프(30)를 통하여 전술한 응축기 및 압축기와 연결되며, 상기 연결에 의해 냉동 사이클이 형성된다. 쿨링 파이프(30)는 용접에 의해 쿨링 튜브(120)에 연결될 수 있다.
구체적으로, 쿨링 튜브(120)의 일단(입구)은 쿨링 파이프(30)의 일단(31)과 연결되고, 쿨링 튜브(120)의 타단(출구)은 쿨링 파이프(30)의 타단(32)과 연결되어, 냉매(R)의 순환 루프를 형성한다. 쿨링 튜브(120)의 일단을 통해서는 저온, 저압의 액체 상태의 냉매(R)가 유입되고, 쿨링 튜브(120)의 타단을 통해서는 기체 상태의 냉매(R)가 유출된다.
상기 구조에 따라, 쿨링 튜브(120)에는 냉각을 위한 냉매(R)가 충진되며, 냉매(R)의 순환에 따라 증발기 케이스(110) 및 증발기 케이스(110) 주변의 공기를 냉각시키게 된다.
상기 구조의 증발기(100)는, 롤 본드 타입의 쿨링 튜브(120)가 증발기 케이스(110)에 내장된 형태로 형성되기 때문에, 쿨링 파이프(30)가 별도의 구성으로서 증발기 케이스(110)를 감싸도록 설치되는 구조 대비, 상대적으로 높은 열교환 효율을 가진다. 이에 더하여, 냉매(R)가 유동하는 쿨링유로 구조의 단순화로 인하여 식품의 저장공간이 보다 확대될 수 있다.
아울러, 증발기 케이스(110)에 형성된 히팅 튜브(130)에는 제상을 위한 열선 히터(heating wire heater, 140)가 삽입되며, 기설정된 조건에 따라 전원이 인가되어 열을 발생하도록 구성된다. 상기 기설정된 조건은, 예를 들어, 온도센서(미도시)에 의해 감지된 온도가 설정된 온도보다 낮은 경우, 습도센서(미도시)에 의해 감지된 습도가 설정된 습도보다 높은 경우 등이 될 수 있다.
히팅 튜브(130)에 삽입된 열선 히터(140)는 증발기 케이스(110)를 감싸도록 형성된다. 구체적으로, 열선 히터(140)는 증발기 케이스(110)의 각 면부[저면부(110c'), 측면부(110b', 110b"), 상면부(110c', 110c")]에 형성된 히팅 튜브(130)에 내장된다.
본 도면에서는, 열선 히터(140)가 증발기 케이스(110)의 전방부 및 후방부를 각각 감싸도록 형성된 것을 보이고 있다. 상기 구조에 따르면, 열선 히터(140)에서 발생된 열이 증발기 케이스(110)의 전 영역에 골고루 전달될 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본 발명은 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 롤 본드 타입으로 증발기 케이스(110)에 형성되며, 쿨링 튜브(120)에 냉매(R)가 충진되고 히팅 튜브(130)에 열선 히터(140)가 삽입된 구조를 가지므로, 직냉식 냉장고(1)에 적용되는 롤 본드 타입의 증발기 케이스(110)에 열선 히터(140)가 내장된 새로운 증발기(100)가 제공될 수 있다. 여기서, 열선 히터(140)는 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생하도록 구성되며, 열선 히터에서 발생된 열은 증발기 케이스(110)로 전달되어, 증발기 케이스(110)에 착상된 성에를 녹여 제거하게 된다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 기존의 자연 제상에 비하여 제상 시간이 줄어들어서 식품의 신선도가 유지될 수 있으며, 성에로 인하여 감소되었던 냉각 효율이 증가되어 소비전력이 감소될 수 있다.
또한, 열선 히터(140)가 증발기 케이스(110)에 내장된 형태를 가지므로, 제상히터가 증발기 케이스(110)의 외부에 인접하게 배치되는 구조에 비해, 열선 히터(140)에서 발생된 열이 제상에 보다 효율적으로 이용될 수 있으며, 제상히터를 구성하기 위하여 요구되는 공간이 실질적으로 없게 되어 냉동실(11)의 용량이 최대로 확보될 수 있다.
아울러, 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)의 제조 방법이 실질적으로 동일하며, 이들의 제조 공정의 일부[히팅 튜브(130)의 형성 등]가 함께 이루어질 수 있으므로, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스(110)의 제조시 간단한 공정[열선 히터(140)의 삽입 등]의 추가를 통하여, 열선 히터(140)가 내장된 증발기(100)를 대량 생산할 수 있다는 이점이 있다.
이하에서는, 제상과 관련된 구성인 히팅 튜브(130)와 열선 히터(140)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 2에 도시된 증발기 케이스(110)가 벤딩되기 전의 펼쳐진 상태를 보인 개념도이다.
도 4를 참조하면, 상호 결합된 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)의 내부에 쿨링 튜브(120)와 히팅 튜브(130)가 형성된 상태에서, 히팅 튜브(130) 내에는 열선 히터(140)가 삽입된다.
히팅 튜브(130)는 쿨링 튜브(120)를 기준으로 양측에 각각 배치되는 제1히팅유로(130a)와 제2히팅유로(130b)를 포함한다. 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)는 증발기 케이스(110)의 양단에서 각각 개방된 형태를 가진다.
열선 히터(140)의 삽입을 위하여, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)의 내경은 열선 히터(140)의 직경보다 크게 형성된다. 앞선 도 3을 참조하면, 열선 히터(140)가 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 내에 삽입된 상태에서, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 내에 빈 공간(131)이 남아있는 것을 확인할 수 있다. 상기 빈 공간(131)은 공기층으로 채워지거나 진공 상태가 될 수 있다. 이를 위하여, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)의 양단부는 개방 또는 밀폐될 수 있다.
아울러, 만일 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)가 벤딩된 형태를 가진다면, 열선 히터(140)의 삽입이 불가능하거나, 가능하다고 하더라도 삽입에 상당한 노력과 시간이 소요될 수 있다. 따라서, 대량생산을 위해서는 열선 히터(140)의 삽입이 용이하게 이루어질 수 있도록, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 각각은 일방향을 따라 연장되는 직선 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 본 도면에서는, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)가 상호 결합된 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)의 양측을 따라 각각 연장 형성된 것을 보이고 있다.
열선 히터(140)는 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)를 순차적으로 통과하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 열선 히터(140)는 제1부분(140a), 제2부분(140b) 및 연결부분(140c)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1히팅유로(130a)에 삽입되는 부분은 제1부분(140a)을 구성하고, 제2히팅유로(130b)에 삽입되는 부분은 제2부분(140b)을 구성하며, 증발기 케이스(110)의 외측에서 제1부분(140a)과 제2부분(140b)을 상호 연결하는 부분은 연결부분(140c)을 구성한다. 삽입 순서상으로 볼 때, 열선 히터(140)는 제1부분(140a), 연결부분(140c) 및 제2부분(140b)으로 구성되며, 제1부분(140a)이 제1히팅유로(130a)에 삽입되어 연장되는 방향과 제2부분(140b)이 제2히팅유로(130b)에 삽입되어 연장되는 방향은 상호 반대된다.
연결부분(140c)이 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)의 일측에 위치할 때, 이의 반대편인 타측에서, 제1부분(140a)으로부터 외부로 연장되는 제1연장부분(140a')과 제2부분(140b)으로부터 외부로 연장되는 제2연장부분(140b')은 전원 공급부(미도시)와 전기적으로 연결되도록 구성된다. 열선 히터(140)는 전원 공급부를 통한 전원 인가시에 열을 발생하도록 형성된다.
이상에서는, 하나의 열선 히터(140)가 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)에 배치된 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 열선 히터(140)는 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)에 각각 대응되는 제1 및 제2열선히터로 구성될 수도 있다.
한편, 히팅 튜브(130)는 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)의 일단부에서 타단부를 향하여 연장 형성되므로, 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 벤딩되어 박스 형태의 증발기 케이스(110)를 형성하는 상태에서, 히팅 튜브(130)에 삽입된 열선 히터(140)는 증발기 케이스(110)를 감싸도록 형성된다.
예를 들어, 도시된 바와 같이, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)가 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)의 양측을 따라 각각 연장 형성되는 경우, 제1히팅유로(130a)에 삽입되는 제1부분(140a)은 증발기 케이스(110)의 전방부를 감싸도록 형성되고, 제2히팅유로(130b)에 삽입되는 제2부분(140b)은 증발기 케이스(110)의 후방부를 감싸도록 형성된다. 이와 같이, 열선 히터(140)가 증발기 케이스(110)의 전방부 및 후방부를 각각 감싸도록 구성되는 경우, 제상이 증발기 케이스(110)의 전 영역에 골고루 이루어질 수 있다는 장점이 있다.
그러나 본 발명이 상기 구조에 한정되는 것은 아니다. 히팅 튜브(130)는 증발기 케이스(110)의 중앙 부분에 형성될 수도 있고, 증발기 케이스(110)의 전방부 또는 후방부에 형성될 수도 있다. 물론, 이러한 구조에 따를 때 쿨링 튜브(120)는 히팅 튜브(130)와 미중첩되도록 변형된 형태로 증발기 케이스(110)에 패터닝될 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이고, 도 6은 도 5에 도시된 B 부분의 확대도이다.
본 5 및 도 6을 앞선 도면들과 함께 참조하면, 히팅 튜브(130)에 열선 히터(140)가 삽입된 상태에서, 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)는 벤딩되어 양측이 개구된 박스 형태의 증발기 케이스(110)를 형성한다. 일 예로, 증발기 케이스(110)는 저면부(110a), 저면부(110a)에서 양측으로 각각 연장되는 좌측면부(110b')와 우측면부(110b"), 그리고 좌측면부(110b')와 우측면부(110b")에서 저면부(110a)와 마주하도록 연장되는 좌측상면부(110c')와 우측상면부(110c")를 구비할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 각각의 일단부는 증발기 케이스(110)의 좌측상면부(110c')에서 개방되고, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 각각의 타단부는 증발기 케이스(110)의 우측상면부(110c")에서 개방된다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 각각의 일단부를 통해서는 상술한 제1연장부분(140a')과 제2연장부분(140b')이 외부로 연장되어 전원 공급부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 각각의 타단부 측에는 열선 히터(140)의 열결부분(140c)이 위치할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 각각의 개방된 양단부는 증발기 케이스(110)의 상부에서 상호 마주하도록 배치될 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 열선 히터(140)의 용이한 삽입을 위하여 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)를 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)의 양측을 따라 평행하게 연장 형성함에 따라 이루어진다.
열선 히터(140) 중 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)의 일단부와 타단부를 통하여 각각 연장되는 부분들 간의 간섭을 방지하기 위하여, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 각각의 개방된 양단부는 증발기 케이스(110)의 폭방향을 따라 상호 이격되게 위치할 수 있다. 여기서, 증발기 케이스(110)의 폭방향이라 함은, 증발기 케이스(110)의 전방부에서 후방부를 향하는 방향, 또는 좌측상면부(110c')와 우측상면부(110c") 간의 틈이 연장되는 방향에 해당한다.
제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 각각의 타단부 측에 열선 히터(140)의 연결부분(140c)이 위치하고, 상기 연결부분(140c)이 증발기 케이스(110)의 전방부에서 후방부를 향하는 방향으로 연장 형성[또는 좌측상면부(110c')와 우측상면부(110c") 간의 틈을 따라 연장 형성]되는 것을 고려하여, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)의 각각의 일단부는 상기 타단부 대비 증발기 케이스(110)의 외측[즉, 인접한 전방부 및 후방부 측]으로 이격되게 위치할 수 있다.
이 경우, 앞선 도 4와 같이 증발기 케이스(110)가 벤딩되기 전의 펼쳐진 상태에서, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)는 상호 결합된 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)의 양측에 대하여 경사지게 연장 형성될 수 있다.
열선 히터(140) 중 연결부분(140c)은 증발기 케이스(110)의 외측에서 제1부분(140a)과 제2부분(140b)을 상호 연결하도록 구성된다. 이처럼 연결부분(140c)은 증발기 케이스(110)의 외부로 노출되므로, 성에의 착상과 제상의 반복에 의해 물리적으로나 전기적으로 손상될 염려가 있다.
이를 고려하여, 내열 튜브(150)가 연결부분(140c)을 감싸도록 형성될 수 있다. 내열 튜브(150)는 내열성 재질로 형성되어 고온의 연결부분(140c)에 의해 열손상을 입지 않도록 구성된다. 이러한 내열 튜브(150)에 의해, 증발기 케이스(110)의 외부로 노출되는 연결부분(140c)이 외부 환경으로부터 보호될 수 있으며, 그 결과 제상 신뢰성이 향상될 수 있다.
참고로, 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)의 양단에는 제상수의 유입을 방지하기 위한 패킹부재(미도시)가 장착될 수 있다. 상기 패킹부재는 내열 튜브(150)에 밀착되어 제상수가 내열 튜브(150)로 유입되는 것을 방지하도록 구성될 수도 있다. 즉, 상기 패킹부재에 의해 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b) 및 내열 튜브(150)가 실링될 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 열선 히터(140)의 상세 구조를 보인 개념도로서, 열선 히터(140)의 일부를 절개하여 보이고 있다.
도 7을 참조하면, 열선 히터(140)는 고 내열성을 가지고, 자유자재로 휘어짐이 가능하게 형성된다. 열선 히터(140)는 코어부(140d1), 열선부(140d2) 및 피복부(140d3)를 포함한다.
코어부(140d1)는 열선부(132)가 감기는 심지 부분으로서, 절연성 재질로 형성된다. 예를 들어, 코어부(140d1)는 유리 섬유(glass fiber)로 형성될 수 있다.
코어부(140d1)의 외주에는 열선부(140d2)가 감기며, 전원 공급부(미도시)와 전기적으로 연결되어 전원 인가시에 발열하도록 구성된다. 열선부(140d2)로 니켈-크롬 계열의 전열선이 이용될 수 있다. 열선부(140d2)는 코어부(140d1)의 길이 방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 단위 면적당 발열 온도를 향상시키기 위하여, 열선부(140d2)가 코어부(140d1)에 코일과 같이 밀도있게 감긴 형태를 가지는 것을 보이고 있다.
피복부(140d3)는 절연성 재질로 형성되어, 열선부(140d2)를 감싸도록 형성된다. 피복부(140d3)는 내열성을 가지는 합성수지 재질[예를 들어, 실리콘 고무(silicone rubber), PVC 등]로 형성될 수 있다.
상술한 구조는 열선 히터(140)의 일 예로서, 본 발명의 열선 히터(140)가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 케이블 형태로 형성되어 전원 인가시 발열하도록 이루어지는 구성이라면, 어떠한 것이든지 열선 히터(140)로 채용될 수 있다.
도 8 및 9는 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(200)의 제2실시예를 보인 개념도들이다.
앞선 증발기(100)의 제1실시예와 같이, 열선 히터(240)의 삽입을 위하여 제1 및 제2히팅유로(230a, 230b)의 내경은 열선 히터(240)의 직경보다 크게 형성된다. 다만, 앞선 증발기(100)의 제1실시예에서는 제1 및 제2히팅유로(130a, 130b)에서 열선 히터(140)가 삽입되고 남은 공간이 빈 공간(131)으로 남겨졌으나, 본 실시예에서는 상기 빈 공간에 충진제가 충진된다. 다시 말해서, 제1 및 제2히팅유로(230a, 230b)에서 열선 히터(240)를 제외한 나머지 내부 공간에 열전달을 위한 충진제(260)가 충진된다.
상기 충진제(260)로는, 냉장고(10)의 냉동 조건에서 액상으로 존재하되, 가열되면 기상으로 상변화하여 열을 수송하는 역할을 하는 냉매(예를 들어, R-134a, R-600a 등)가 이용될 수 있다.
제1 및 제2히팅유로(230a, 230b)의 양단에는 충진제(260)의 누설을 방지하기 위한 패킹부재(270)가 장착될 수 있다. 이를 위하여, 패킹부재(270)는 적어도 일부가 개구된 제1 및 제2히팅유로(230a, 230b)의 양단에 삽입되어 상기 양단을 실링하도록 구성된다.
열선 히터(240) 중 연결부분(240c)은 증발기 케이스(210)의 외측에서 제1부분(240a)과 제2부분(240b)을 상호 연결하도록 구성된다. 앞선 증발기(100)의 제1실시예와 같이 연결부분(240c)에 대한 보호를 위하여, 연결부분(240c)은 내열 튜브(250)에 의해 감싸질 수 있다.
여기서, 상술한 패킹부재(270)는 내열 튜브(250)에 밀착되어 제상수가 내열 튜브(250)로 유입되는 것을 방지하도록 구성될 수도 있다. 즉, 패킹부재(270)에 의해 제1 및 제2히팅유로(230a, 230b) 및 내열 튜브(250)가 실링될 수 있다.
도 10은 상기 제1실시예와 제2실시예의 증발기(100, 200)의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10을 앞선 도면들과 함께 참조하면, 제1실시예와 제2실시예의 증발기(100, 200)는 히팅 튜브(130, 230)에 열선 히터(140, 240)를 삽입하여 제상 기능을 가지는 증발기(100, 200)를 제조한다는 점에서는 상호 공통된다. 다만, 이들은 히팅 튜브(130, 230)에서 열선 히터(140, 240)를 제외한 나머지 내부 공간이 빈 공간(131)으로 남겨지느냐, 아니면 상기 나머지 내부 공간에 열전달을 위한 충진제(260)가 충진되느냐에 차이가 있다고 할 것이다.
따라서, 제1실시예와 제2실시예의 증발기(100, 200)의 제조 방법은 일정 부분 공통된 제조 방법을 가진다고 할 수 있다.
이에 대하여 살펴보면, 먼저 제1 및 제2케이스 시트(111,112/211,212) 사이에 제1패턴부와 제2패턴부를 상호 미중첩되도록 배치한다(S310). 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1패턴부가 배치된 부분은 후에 쿨링 튜브(120, 220)를 형성하고, 상기 제2패턴부가 배치된 부분은 후에 히팅 튜브(130, 230)를 형성한다.
다음으로, 제1 및 제2케이스 시트(111,112/211,212)를 상호 접합시킨다(S320). 일 예로, 상기 제1 및 제2패턴부를 사이에 두고 제1 및 제2케이스 시트(111,112/211,212)를 상호 접면시킨 다음, 롤러 장치를 이용하여 제1 및 제2케이스 시트(111,112/211,212)를 상호 압착하여 일체화시키는 방법이 이용될 수 있다(열간 프레스 접합).
그러면 제1 및 제2케이스 시트(111,112/211,212)가 일체로 구성된 플레이트 형태의 프레임이 형성되는데, 그 내부에는 상기 제1 및 제2패턴부가 위치한다. 이러한 상태에서 상호 접합된 제1 및 제2케이스 시트(111,112/211,212)에서 외부로 노출된 상기 제1 및 제2패턴부로 고압공기를 분사하여, 상기 제1패턴부에 대응되는 쿨링 튜브(120, 220)와 상기 제2패턴부에 대응되는 히팅 튜브(130, 230)를 형성한다(S330).
이후, 히팅 튜브(130, 230)에 열선 히터(140, 240)를 삽입한다(S340). 상기 프레임이 플레이트 형태를 가지며, 히팅 튜브(130, 230)가 일방향을 따라 연장된 형태를 가지므로, 열선 히터(140, 240)는 히팅 튜브(130, 230) 내에 용이하게 삽입될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 열선 히터(140, 240)는 쿨링 튜브(120, 220)의 일측에 배치되는 제1히팅유로(130a, 230a)를 통과하여 증발기 케이스(110, 210)의 외측으로 연장되었다가 쿨링 튜브(120, 220)의 타측에 배치되는 제2히팅유로(130b, 230b)를 통과하도록 구성될 수 있다. 여기서, 열선 히터(140, 240)가 증발기 케이스(110, 210)의 외측으로 연장된 상태에서, 열선 히터(140, 240)에는 내열 튜브(150, 250)가 끼워질 수 있다.
다음으로, 열선 히터(140, 240)가 히팅 튜브(130, 230) 내에 삽입된 플레이트 형태의 프레임을 벤딩하여, 양측이 개구된 빈 박스 형태의 증발기 케이스(110, 210)를 제작한다(S350). 상기 프레임의 벤딩에 의해, 히팅 튜브(130, 230)에 삽입된 열선 히터(140, 240)는 증발기 케이스(110, 210)를 감싸도록 형성된다.
여기서, 제2실시예의 증발기(200)를 제조하기 위해서, 히팅 튜브(230)에서 열선 히터(240)를 제외한 나머지 내부 공간에는 열전달을 위한 충진제(260)를 충진한다. 충진제(260)의 충진 후에는 히팅 튜브(230)의 양단에 패킹부재(270)를 장착하여, 충진제(260)의 누설이 방지되도록 한다.
이후, 증발기 케이스(110, 210)에 형성된 쿨링 튜브(120, 220)를 쿨링 파이프(30)와 연결시켜, 냉매(R)가 쿨링 튜브(120, 220)를 순환할 수 있도록 구성한다. 상기 연결에 의해, 증발기(100, 200)가 응축기 및 압축기와 연결되어 냉동 사이클을 구성하게 된다.
이처럼, 본 실시예들에서는 쿨링 튜브(120, 220)와 히팅 튜브(130, 230)의 제조 방법이 실질적으로 동일하며, 이들의 제조 공정의 일부[히팅 튜브(130, 230)의 형성 등]가 함께 이루어질 수 있으므로, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스(110)의 제조시 간단한 공정[열선 히터(140, 240)의 삽입 등]의 추가를 통하여, 열선 히터(140, 240)가 내장된 증발기(100, 200)를 대량 생산할 수 있다는 이점이 있다.
도 11은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제3실시예를 보인 개념도이고, 도 12는 상기 제3실시예의 증발기의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 실시예의 증발기(300)는 히팅 튜브(330)가 열선 히터(340)의 외주면에 밀착되도록 형성된다. 즉, 히팅 튜브(330)의 내주는 열선 히터(340)의 직경에 대응되게 형성된다.
이처럼, 히팅 튜브(130, 230)에서 열선 히터(140, 240)를 제외한 나머지 내부 공간이 빈 공간(131)으로 남겨지거나, 상기 나머지 내부 공간에 열전달을 위한 충진제(260)가 충진되는 제1 및 제2실시예의 증발기(100, 200)와는 달리, 본 실시예에서는 상기 내부 공간이 미형성되는 점에 차이가 있다.
상기 구조에 의하면, 히터 케이스(310)를 구성하는 제1 및 제2케이스 시트(311, 312)가 열선 히터(340)와 접촉되도록 구성되므로, 열선 히터(340)에서 발생된 열이 히터 케이스(310)로 바로 전달될 수 있다. 따라서, 열선 히터(340)의 열전달량이 증가하여(열손실 감소), 제상 효율이 향상될 수 있다.
아울러, 상기 구조는 열선 히터(340)가 히팅 튜브(330)에 삽입되는 구조가 아닌, 히팅 튜브(330)가 열선 히터(340)를 감싸는 구조로서, 앞선 제1 및 제2실시예의 증발기(100, 200)와는 그 제조 방법이 상이하다.
구체적으로, 제1 및 제2케이스 시트(311,312) 사이에 패턴부와 열선 히터(340)를 상호 미중첩되도록 배치한다(S410). 상기 패턴부가 배치된 부분은 후에 쿨링 튜브(320)를 형성하고, 상기 열선 히터(340)가 배치된 부분은 후에 히팅 튜브(330)에 의해 덮이게 된다.
다음으로, 제1 및 제2케이스 시트(311,312)를 상호 접합시킨다(S420). 일 예로, 상기 패턴부와 열선 히터(340)를 사이에 두고 제1 및 제2케이스 시트(311,312)를 상호 접면시킨 다음, 롤러 장치를 이용하여 제1 및 제2케이스 시트(311,312)를 상호 압착하여 일체화시키는 방법이 이용될 수 있다(열간 프레스 접합).
그러면 제1 및 제2케이스 시트(311,312)가 일체로 구성된 플레이트 형태의 프레임이 형성되는데, 그 내부에는 상기 패턴부와 열선 히터(340)가 위치한다.
이러한 상태에서 상호 접합된 제1 및 제2케이스 시트(311,312)에서 외부로 노출된 상기 패턴부로 고압공기를 분사하여, 상기 패턴부에 대응되는 쿨링 튜브(320)를 형성한다(S430).
여기서, 제1 및 제2케이스 시트(311, 312) 중 열선 히터(340)에 대응되는 부분은 열선 히터(340)의 외형에 대응되게 변형된다. 일 예로, 도시된 바와 같이, 제1케이스 시트(311)는 열선 히터(340)의 일부를 감싸도록 형성되고, 제2케이스 시트(312)는 열선 히터(340)의 다른 일부를 감싸도록 형성되어, 전체로서 열선 히터(340)를 감싸는 히팅 튜브(330)를 형성할 수 있다. 히팅 튜브(330)는 열선 히터(340)와 직접적으로 접촉하도록 구성된다. 즉, 히팅 튜브(330)의 내주면과 열선 히터(340)의 외주면은 상호 접촉된다.
다음으로, 열선 히터(340)가 히팅 튜브(330)에 내장된 플레이트 형태의 프레임을 벤딩하여, 양측이 개구된 빈 박스 형태의 증발기 케이스(310)를 제작한다(S440). 상기 프레임의 벤딩에 의해, 히팅 튜브(330)에 내장된 열선 히터(340)는 증발기 케이스(310)를 감싸도록 형성될 수 있다.
이후, 증발기 케이스(310)에 형성된 쿨링 튜브(320)를 쿨링 파이프(30)와 연결시켜, 냉매(R)가 쿨링 튜브(320)를 순환할 수 있도록 구성한다. 상기 연결에 의해, 증발기(300)가 응축기 및 압축기와 연결되어 냉동 사이클을 구성하게 된다.
상기 제조 방법에 의하면, 히팅 튜브(330)의 형성을 위한 패턴부 배치 및 고압공기의 분사 공정 대신에, 제1 및 제2케이스 시트(311, 312)의 상호 접합 전 제1 및 제2케이스 시트(311, 312) 사이에 열선 히터(340)를 배치하는 간단한 공정만으로 열선 히터(340)가 내장된 증발기 케이스(310)를 제조할 수 있다. 다만, 이를 위해서는, 열선 히터(340)가 제1 및 제2케이스 시트(311, 312)의 상호 접합시 발생되는 고온의 열을 견딜 수 있어야 한다. 일 예로, 열선 히터(340)의 피복부는 제1 및 제2케이스 시트(311, 312)의 열간 접합시의 온도에서 내열성을 가지는 재질로 형성될 수 있다.
아울러, 앞선 제1 및 제2실시예에서는, 열선 히터(340)가 히팅 튜브(330)에 삽입되는 구조를 가지므로, 열선 히터(340)의 용이한 삽입을 위하여 히팅 튜브(330)는 직선 형태를 가져야 한다. 그러나 본 실시예에서는, 열선 히터(340)가 제1 및 제2케이스 시트(311, 312)의 상호 접합 전 배치되는 구조를 가지므로, 열선 히터(340)가 적어도 일 부분에서 벤딩된 형태를 가질 수 있다는 이점이 있다. 따라서, 열선 히터(340)가 제1 및 제2케이스 시트(311, 312)의 양단에서 외부로 각각 연장되지 않아도 되므로, 열선 히터(340)의 설계 자유도가 증가할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (15)

  1. 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 양측이 개구된 박스 형태로 형성되는 증발기 케이스;
    상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브;
    상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨지는 히팅 튜브; 및
    상기 히팅 튜브 내에 삽입되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성되고, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 열선 히터(heating wire heater)를 포함하는 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히팅 튜브는, 상기 쿨링 튜브를 기준으로 양측에 각각 배치되어 상기 증발기 케이스의 양단에서 각각 개방되는 제1히팅유로와 제2히팅유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2히팅유로는 상호 결합된 상기 두 케이스 시트들의 양측을 따라 각각 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 증발기 케이스는 저면부, 상기 저면부에서 양측으로 각각 연장되는 좌측면부와 우측면부 및 상기 좌측면부와 상기 우측면부에서 상기 저면부와 마주하도록 연장되는 좌측상면부와 우측상면부를 구비하며,
    상기 제1 및 제2히팅유로 각각의 개방된 양단부는 상기 증발기 케이스의 상부에서 상호 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 열선 히터는,
    상기 제1히팅유로에 삽입되는 제1부분;
    상기 제2히팅유로에 삽입되는 제2부분; 및
    상기 증발기 케이스의 외측에서 상기 제1부분과 상기 제2부분을 상호 연결하도록 구성되는 연결부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1부분은 상기 증발기 케이스의 전방부를 감싸도록 형성되고,
    상기 제2부분은 상기 증발기 케이스의 후방부를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 연결부분을 감싸도록 형성되고, 내열성 재질로 형성되는 내열 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2히팅유로에서 상기 열선 히터를 제외한 나머지 내부 공간에는 열전달을 위한 충진제가 충진되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2히팅유로의 양단에는 상기 충진제의 누설을 방지하기 위한 패킹부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열선 히터는,
    절연성 재질로 형성되는 코어부;
    상기 코어부에 감기며, 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 열선부; 및
    내열성 재질로 형성되어, 상기 열선부를 감싸도록 형성되는 피복부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 히팅 튜브는 상기 열선 히터의 외주면에 밀착되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열선 히터는 적어도 일부분에서 벤딩된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 증발기.
  13. 두 케이스 시트들 사이에 제1패턴부와 제2패턴부를 상호 미중첩되도록 배치하는 단계;
    상기 두 케이스 시트들을 상호 접합하는 단계;
    상호 접합된 상기 두 케이스 시트들에서 외부로 노출된 상기 제1패턴부와 상기 제2패턴부로 고압공기를 분사하여, 상기 제1패턴부에 대응되는 쿨링 튜브와 상기 제2패턴부에 대응되는 히팅 튜브를 형성하는 단계;
    상기 히팅 튜브에 제상을 위한 열선 히터를 삽입하는 단계; 및
    상호 접합된 상기 두 케이스 시트들을 벤딩하여 양측이 개구된 박스 형태의 증발기 케이스를 형성하는 단계를 포함하는 증발기의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 히팅 튜브는 상기 쿨링 튜브를 기준으로 양측에 각각 배치되는 제1히팅유로와 제2히팅유로를 포함하며,
    상기 열선 히터는 상기 제1히팅유로를 통과하여 상기 증발기 케이스의 외측으로 연장되었다가 상기 제2히팅유로를 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 증발기의 제조 방법.
  15. 두 케이스 시트들 사이에 패턴부와 열선 히터를 상호 미중첩되도록 배치하는 단계;
    상기 두 케이스 시트들을 상호 접합하는 단계;
    상호 접합된 상기 두 케이스 시트들에서 외부로 노출된 상기 패턴부로 고압공기를 분사하여, 상기 패턴부에 대응되는 쿨링 튜브를 형성하는 단계; 및
    상호 접합된 상기 두 케이스 시트들을 벤딩하여 양측이 개구된 박스 형태의 증발기 케이스를 형성하는 단계를 포함하는 증발기의 제조 방법.
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