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WO2017164532A1 - 증발기 및 이를 구비하는 냉장고 - Google Patents

증발기 및 이를 구비하는 냉장고 Download PDF

Info

Publication number
WO2017164532A1
WO2017164532A1 PCT/KR2017/002268 KR2017002268W WO2017164532A1 WO 2017164532 A1 WO2017164532 A1 WO 2017164532A1 KR 2017002268 W KR2017002268 W KR 2017002268W WO 2017164532 A1 WO2017164532 A1 WO 2017164532A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
evaporator
foil
foil heater
case
evaporator case
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/002268
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
조현우
강우철
이근형
황귀난
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to EP17770503.5A priority Critical patent/EP3435003A4/en
Priority to US16/086,724 priority patent/US11408663B2/en
Publication of WO2017164532A1 publication Critical patent/WO2017164532A1/ko

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    • F25D21/06—Removing frost
    • F25D21/08—Removing frost by electric heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2339/023—Evaporators consisting of one or several sheets on one face of which is fixed a refrigerant carrying coil
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    • F25B2347/00—Details for preventing or removing deposits or corrosion

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 structure in which the defrost heater is applied to the evaporator has not yet been proposed in the direct cooling refrigerator. Accordingly, in the case of the direct-cooling refrigerator, there is an inconvenience in that natural defrosting is performed for a predetermined time after the compressor is forcibly turned off in order to defrost, and there is a problem that food freshness is difficult to be secured due to such a long defrosting time.
  • a second object of the present invention is to provide an evaporator having a foil heater that can be used as it is, an existing roll bond type evaporator case, and is easy to maintain.
  • the third object of the present invention in the structure that the foil heater is attached to the evaporator case, considering that frost is formed on the foil heater due to its weight, the foil heater is separated from the evaporator case to affect the defrost reliability, solve this It is to provide a structure for.
  • the evaporator of the present invention is formed by bending two mutually coupled case sheets to form a storage space for food therein; A cooling tube left in the empty space between the two case sheets to form a cooling flow path through which the refrigerant flows; And a foil heater attached to at least one surface of the evaporator case and generating heat upon application of power so that heat for defrost is transferred to the evaporator case.
  • the second object of the present invention can be achieved by attaching a foil heater to a roll bond type evaporator case in which an existing cooling flow path is incorporated.
  • the third object of the present invention can be achieved by a separation preventing member or a fixing member.
  • the separation preventing member is mounted to the evaporator case to cover the outside of the foil heater to limit the separation of the foil heater.
  • the release preventing member may be provided at a bottom surface of the evaporator case.
  • the separation preventing member includes: first and second protrusions protruding from both sides of the foil heater; And a connection part connected to the first and second protrusion parts to cover an outer side of the foil heater.
  • the detachment preventing member includes a protrusion protruding from one side of the foil heater; And it may include an extension extending in the form bent from the protrusion to cover the outside of the foil heater.
  • the fixing member is wound around the outside of the evaporator case by passing through the hole formed in the evaporator case and the through hole formed in the foil heater, thereby fixing the foil heater to the evaporator case.
  • the above-described evaporator may be configured as follows.
  • the foil heater may be attached to an outer surface of the evaporator case.
  • the evaporator case is formed in the shape of a rectangular box having two sides of the case sheets are coupled to each other bent to have a bottom portion, a side portion and an upper surface portion, the foil heater is at least of each of the bottom portion, the side portion and the top surface portion. It may be attached to the surface contact portion to surround the evaporator case.
  • the foil heater may be formed to extend along the edges of the two case sheets coupled to each other to surround the cooling tube.
  • the foil heater may be disposed so as not to overlap with the cooling tube.
  • the foil heater may include a foil part having a form in which two sheets facing each other are attached to each other; A heating wire interposed between the two facing sheets of the foil part and configured to generate heat when power is applied; And a thermally conductive adhesive provided on one surface of the foil part to attach the foil part to at least one surface of the evaporator case.
  • the foil heater may further include a lead wire connected to the heating wire and extending to the outside of the foil part, and a protection tube may be wrapped around the lead wire exposed to the outside of the foil part.
  • the evaporator may further include a cover member disposed to cover an end portion of the foil portion to prevent moisture penetration into an end portion of the foil portion from which the lead wire extends.
  • the foil heater is attached to at least one surface of the evaporator case, and is configured to be driven (on / off) to generate heat according to a predetermined condition. Heat generated from the foil 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 structure of the present invention can be implemented by attaching a foil heater to an existing roll bond type evaporator case.
  • the foil heater is attached to the evaporator case, there is an advantage that the maintenance of the foil heater is easy.
  • the foil heater is not completely separated, but is maintained such that the foil heater is positioned adjacent to the evaporator case by the release preventing member or the fixing member.
  • the problem related to defrost reliability due to separation of the foil heater can be solved.
  • FIG. 1 is a conceptual view showing a refrigerator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 and 3 are conceptual views of a first embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1 viewed from different directions.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion A shown in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. 3.
  • FIG. 6 is a conceptual view showing a detailed structure of the foil heater shown in FIG.
  • FIG. 7 is a conceptual view illustrating a second embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a conceptual view illustrating a third embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1.
  • FIG. 9 is a conceptual view illustrating a fourth embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1.
  • FIG. 10 and 11 are conceptual views of a fifth embodiment of an evaporator applied to the refrigerator of FIG. 1 viewed from different directions.
  • 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 and 3 are conceptual views of a first embodiment of the evaporator 100 applied to the refrigerator 1 of FIG. 1 viewed from different directions.
  • the evaporator 100 of the present invention includes an evaporator case 110, a cooling tube 120, and a foil heater 130.
  • the cooling tube 120 corresponds to a configuration for cooling
  • the foil heater 130 corresponds to a configuration for defrosting.
  • the cooling tube 120 and the foil heater 130 are only shown briefly for convenience of description, and in fact, the components may have various 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 therein, 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 (R) for cooling flows.
  • the cooling tube 120 is embedded in at least one surface of the evaporator case 110 to form a cooling flow path through which the refrigerant R can flow.
  • the manufacturing method of the evaporator case 110 in which the cooling tube 120 is 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 pattern portion corresponding to the cooling tube 120 is disposed on the first case sheet 111.
  • the pattern portion may be removed later, and may be a graphite material disposed in a predetermined pattern.
  • the pattern portion may be continuously formed without interruption in the middle, and may have a shape bent at least at one portion.
  • the pattern portion may extend from the first edge of the first case sheet 111 to the second edge.
  • the first corner at which the pattern portion starts and the second corner at the end may be the same corner or may be different corners.
  • first and second case sheets 111 and 112 are brought into contact with each other with the pattern portion interposed therebetween, and then the first and second case sheets 111 and 112 are compressed and integrated with each other using a roller device. .
  • the pattern part that existed between the first and second case sheets 111 and 112 is discharged from the frame by the injected high pressure air. In this process, the space where the pattern portion existed is left as an empty space to form the cooling tube 120.
  • the portion where the pattern portion was present is expanded relatively larger than the volume of the pattern portion to form a cooling flow path through which the refrigerant (R) can flow.
  • the cooling tube 120 protrudes convexly to at least one surface is formed.
  • the cooling tube 120 protrudes from both sides of the frame.
  • the cooling tube 120 protrudes into the second case sheet 112 having a relatively low rigidity, and is relatively
  • the first case sheet 111 having a 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 foil heater 130 for defrosting is attached to at least one surface of the evaporator case 110, and 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 foil heater 130 is formed in a sheet form having ductility, unlike a defrost heater in the form of a metal tube applied to an evaporator of an intercooled refrigerator. Therefore, the foil heater 130 may be deformed into a shape corresponding to the outer shape of the evaporator case 110 to be in surface contact.
  • the foil heater 130 is preferably attached to the outer surface of the evaporator case 110 to prevent direct heat transfer to the food.
  • the structure in which the foil heater 130 is attached to the inner surface of the evaporator case 110 is not completely excluded from the present invention. If the direct contact between the foil heater 130 and the food is prevented (for example, when the housing is formed separately to form a food storage space inside the evaporator case 110), the foil heater 130 is evaporator Of course, it may be attached to the inner surface of the case 110.
  • the foil heater 130 may be attached to an outer surface of the evaporator case 110 to surround the evaporator case 110.
  • the foil heater 130 is attached to cover at least a portion of each surface portion (bottom portion 110c ', side portions 110b', 110b ") and upper surface portions 110c ', 110c" forming the evaporator case 110.
  • the foil heater 130 may be bent to correspond to the bent portion of the evaporator case 110.
  • the foil heater 130 may be elongated and may have a shape in which a direction in which the foil heater 130 is bent and extended at least one point is changed.
  • the portion of the evaporator case 110 that requires more defrost than the other portion is formed with a relatively wider width of the foil heater [130, rigid foil portion 131, see Fig. 6] or the heating wire 132 therein is more dense Can be arranged.
  • the foil heater 130 may be disposed so as not to overlap the cooling tube 120 to prevent direct heat transfer to the refrigerant R filled in the cooling tube 120.
  • the foil heater 130 may be formed to extend along the edges of the two case sheets 111 and 112 coupled to each other to surround the cooling tube 120.
  • the foil heater 130 extends from the front bottom surface portion 110a of the evaporator case 110 to the left upper surface portion 110c 'via the left surface portion 110b' and then the rear left upper surface portion ( 110c ', and extends from the rear left upper surface portion 110c' to the bottom surface portion 110a via the left surface portion 110b '. Thereafter, the foil heater 130 extends from the rear bottom surface portion 110a to the right upper surface portion 110c "through the right surface portion 110b" and then to the front right upper surface portion 110c ", thereby extending the front side. It extends from the side right upper surface portion 110c "to the bottom surface portion 110a via the right surface portion 110b".
  • one end and the other end of the foil heater 130 may be disposed to face each other.
  • the foil heater 130 is disposed on both the front side and the rear side of the evaporator case 110, it is possible to achieve efficient heat transfer to the entire area of the evaporator case 110.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion A shown in FIG. 2.
  • the cooling tube 120 extends to the edges of the two bonded case sheets 111 and 112 forming the evaporator case 110.
  • the inlet and the outlet of the cooling tube 120 is shown to extend to the edge of the upper left surface portion 110c 'of the evaporator case 110.
  • An inlet of the cooling tube 120 is connected to one end 31 of the cooling pipe 30, and an outlet of the cooling tube 120 is connected to the other end 32 of the cooling pipe 30 to circulate the refrigerant R.
  • An outlet of the cooling tube 120 is connected to the other end 32 of the cooling pipe 30 to circulate the refrigerant R.
  • Form a loop 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 foil heater 130 is in surface contact with the evaporator case 110 so that the foil heater 130 may be disposed without overlapping with the cooling tube 120. It may include a first portion 130a disposed to surround the 120 and a second portion 130b extending out of the evaporator case 110.
  • the second portion 130b interconnects both sides of the first portion 130a 'spaced apart from each other with a connection portion between the cooling tube 120 and the cooling pipe 30 interposed outside of the evaporator case 110. It is configured to. As shown, the second portion 130b may be disposed to cover the upper right surface portion 110c ′′ of the evaporator case 110, and may be attached to the surface of the foil heater 110 so as to be in surface contact with the upper right surface portion 110c ′′. It may be disposed to overlap on the first portion 130a of the 130.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion B shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a conceptual view illustrating a detailed structure of the foil heater 130 illustrated in FIG. 5.
  • the foil heater 130 includes a foil part 131, a heating wire 132, and a thermally conductive adhesive 133.
  • the foil part 131 has a form in which two sheets 131a and 131b facing each other are attached to each other.
  • the two sheets 131a and 131b may be formed of a metal material (for example, aluminum material) having ductility and high thermal conductivity.
  • the two sheets 131a and 131b may be attached to each other by an adhesive 136.
  • the amount of heat generated from the heating wire 132 may be increased to the evaporator case 110. That is, heat transfer efficiency to the evaporator case 110 may be improved, and energy loss of the heating wire 132 may be reduced.
  • the heating wire 132 is interposed between the two sheets 131a and 131b facing the foil part 131 and is configured to generate heat when power is applied.
  • the heating wire 132 may have a core portion formed of an insulating material, and a heating portion configured to generate heat when power is applied, and wrap the coating portion of the heat resistant material.
  • the heating wire 132 may extend along the foil part 131.
  • the heating wire 132 extends from one end of the foil portion 131 toward the other end, and is bent from the other end of the foil portion 131 to extend in the opposite direction toward one end again. According to the arrangement, both ends of the heating wire 132 is located at one end of the foil portion 131.
  • the arrangement of the heating wire 132 is not limited thereto.
  • the heating wire 132 may extend from one end of the foil part 131 toward the other end such that both ends of the heating wire 132 are respectively positioned at both ends of the foil part 131.
  • the heating wire 132 may be arranged in a form bent a plurality of times irrespective of the direction in which the foil part 131 extends in the foil part 131.
  • One surface of the foil portion 131 is provided with a thermally conductive adhesive 133, so that the foil portion 131 can be attached to at least one surface of the evaporator case (110).
  • the lead wire 134 is connected to the heating wire 132.
  • the lead wire 134 is electrically connected to a power supply unit (not shown) whose driving is controlled by the controller.
  • the heat-resistant tube 135 may be formed at the connection portion of the heating wire 132 and the lead wire 134 to surround the connection portion.
  • the lead wire 134 is exposed to the outside of the foil part 131 for electrical connection with the power supply. Therefore, there is a fear of contact with moisture, including defrosting water.
  • a protective tube (not shown) may be formed to surround the lead wire 134.
  • the protective tube may be formed of a synthetic resin material (for example, PVC) having heat resistance.
  • cover member 140 (see FIG. 3) may be disposed to cover the end portion of the foil portion 131 to prevent moisture penetration into the end portion of the foil portion 131 from which the lead wire 134 extends.
  • the cover member 140 may be mounted to the evaporator case 110 by a fastening member or an adhesive.
  • the foil heater 130 is attached to at least one surface of the evaporator case 110 and is configured to be driven (on / off) to generate heat according to a predetermined condition.
  • the heat generated from the foil heater 130 is transferred to the evaporator case 110 to remove and remove frost formed on the evaporator 100.
  • 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 structure of the present invention can be implemented by attaching the foil heater 130 to the existing roll bond type evaporator case.
  • the foil heater 130 is attached to the evaporator case 110, there is an advantage that the maintenance of the foil heater 130 is easy.
  • the foil heater 130 is attached to the evaporator case 110, when the frost on the foil heater 130 is implanted due to its weight, the foil heater 130 is separated from the evaporator case 110 to affect the defrost reliability. Get mad.
  • a structure in which the foil heater 130 is not completely separated from the evaporator case 110 and the problem related to defrost reliability will be described.
  • FIG. 7 is a conceptual view illustrating a second embodiment of an evaporator 200 applied to the refrigerator 1 of FIG. 1.
  • the evaporator case 210 is provided to prevent the detachment of the foil heater 230 and is disposed to cover the outside of the foil heater 230.
  • the foil heater 230 attached to the bottom of the evaporator case 210 is mainly separated, thereby preventing the departure.
  • the member 250 may be provided at the bottom of the evaporator case 210.
  • the separation preventing member 250 includes the first protrusion 251a, the second protrusion 251b, and the connection part 252 to support the foil heater 230.
  • the separation preventing member 250 may be formed of a metal material and fixed to the evaporator case 210 by welding.
  • the separation preventing member 250 may be provided in plurality and spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • the first and second protrusions 251a and 251b protrude from both sides of the foil heater 230, respectively, and the connection part 252 connects the first and second protrusions 251a and 251b to the foil heater 230. It is arranged to cover the outside of the.
  • the separation preventing member 250 forms a 'c' shape, and is formed to surround the foil heater 230 together with the evaporator case 210. Accordingly, even if the foil heater 230 is separated from the evaporator case 210, the foil heater 230 may be supported by the connector 252 and placed in a state adjacent to the evaporator case 210. Therefore, deterioration of the defrost function due to separation of the foil heater 230 can be minimized.
  • connection portion 252 of the separation preventing member 250 is disposed closer to the evaporator case 210, the distance between the separated foil heater 230 and the evaporator case 210 is shortened, so that the defrosting efficiency is increased. May appear similar to before separation. If the connecting portion 252 is configured to pressurize the foil heater 230, the separation itself of the foil heater 230 may be prevented.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a third embodiment of an evaporator 300 applied to the refrigerator 1 of FIG. 1.
  • the separation preventing member 360 may be provided on the bottom surface of the evaporator case 310 like the separation preventing member 250 of the previous example.
  • the separation prevention member 360 may include a protrusion 361 protruding from one side of the foil heater 330 and an extension part extending in a bent form from the protrusion 361 to cover the outside of the foil heater 330 ( 362).
  • the separation preventing member 360 may be formed of a metal material and fixed to the evaporator case 310 by welding.
  • the separation prevention member 360 forms a 'b' shape, it is configured to support the foil heater 330.
  • the separation prevention member 360 may be provided in plurality and spaced apart from each other at predetermined intervals, and may be alternately provided on one side and the other side of the foil heater 330.
  • the foil heater 330 is separated from the evaporator case 310 by the release preventing member 360, the foil heater 330 may be supported by the extension part 362 and placed in a state adjacent to the evaporator case 310. Therefore, deterioration of the defrost function due to separation of the foil heater 330 can be minimized.
  • the distance between the extension portion 362 of the separation preventing member 360 and the evaporator case 310 can be appropriately adjusted.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a fourth embodiment of an evaporator 400 applied to the refrigerator 1 of FIG. 1.
  • the evaporator case 410 is provided with a fixing member 470 for fixing the foil heater 430 to the evaporator case 410.
  • the fixing member 470 may be provided at the bottom surface of the evaporator case 410 like the separation preventing members 250 and 360 of the previous example.
  • a hole 410 ′ is formed in the evaporator case 410, and a through hole 430 ′ corresponding to the hole 410 ′ in the foil heater 430. ) May be formed.
  • the through hole 430 ′ is formed in the foil part 431 in which the heating wire 432 is not disposed.
  • the fixing member 470 After the fixing member 470 passes through the hole 410 ′ and the through hole 430 ′, the fixing member 470 is wound and tied to the outside of the evaporator case 410. Accordingly, complete separation of the foil heater 430 can be prevented.
  • a cable tie made of synthetic resin which is mainly used for arranging wiring, may be used.
  • FIG. 10 and 11 are conceptual views of a fifth embodiment of the evaporator 500 applied to the refrigerator 1 of FIG. 1 viewed from different directions.
  • the foil heater 530 includes a first foil heater 530 'and a second foil heater 530 ".
  • the first and second foil heaters 530 ′ and 530 ′′ are arranged so as not to overlap each other, and are respectively connected to a power supply unit (not shown).
  • the evaporator case 510 is first and second electrically connected to the power supply unit.
  • Cover members 540 ′ and 540 ′′ may be mounted to cover respective ends of the two foil heaters 530 ′ and 530 ′′ to prevent penetration of moisture.
  • the first and second foil heaters 530 ′ and 530 ′′ may be disposed at both sides with the cooling tube 520 interposed therebetween.
  • the first foil heater 530 ′ is an evaporator case 510. After extending from the front bottom surface portion to the upper left portion through the left side portion, it is shown to extend to the adjacent upper right portion and to return to the bottom portion through the right side portion.
  • the second foil heater 530 &quot After extending from the rear bottom surface portion of the rear side of 510 to the left upper surface portion, it is disposed to extend to the adjacent upper right surface portion and return to the bottom surface portion through the right surface portion.
  • the first and second foil heaters 530 ′ and 530 ′′ are formed to surround the front side and the rear side of the evaporator case 510, respectively, so that efficient heat transfer to the entire area of the evaporator case 110 is achieved. This can be done.
  • first and second foil heaters 530 ′ and 530 ′′ may be simplified as compared with the first embodiment having one foil heater 130 but its shape is complicated.
  • the first and second foil heaters 530 are substantially different. ', 530 ") is composed of only the portion that is in surface contact with the evaporator case 110, there is an advantage that the defrosting efficiency can be improved.

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Abstract

본 발명은, 양측이 개구된 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스; 상기 증발기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 및 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 포일 히터(foil heater)를 포함하는 증발기를 개시한다. 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. 아울러, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터를 부착시키는 방식으로 본 발명의 구조를 구현할 수 있으며, 포일 히터가 증발기 케이스에 부착되는 구조상 포일 히터의 유지 보수가 용이하다는 장점이 있다.

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.
그러나, 직냉식 냉장고에는 아직까지 증발기에 제상히터가 적용된 구조는 제시된 바가 없다. 따라서, 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.
본 발명의 첫 번째 목적은, 직냉식 냉장고에 적용되는 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터가 적용된 새로운 구조의 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스를 그대로 이용할 수 있으며, 유지 보수가 용이한 포일 히터를 구비하는 증발기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 포일 히터가 증발기 케이스에 부착되는 구조에서, 포일 히터에 성에가 착상되면 그 무게로 인하여 포일 히터가 증발기 케이스에서 분리되어 제상 신뢰성에 영향을 미치게 됨을 고려하여, 이를 해결하기 위한 구조를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 증발기는, 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스; 상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브; 및 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되고, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 포일 히터(foil heater)를 포함한다.
본 발명의 두 번째 목적은, 기존의 쿨링 유로가 내장된 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터를 부착시킴으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 세 번째 목적은, 이탈방지부재 또는 고정부재에 의하여 달성될 수 있다.
상기 이탈방지부재는 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 상기 증발기 케이스에 장착되어 상기 포일 히터의 이탈을 제한한다. 상기 이탈방지부재는 상기 증발기 케이스의 저면부에 구비될 수 있다.
상기 이탈방지부재의 일 예로서, 상기 이탈방지부재는, 상기 포일 히터의 양측에서 각각 돌출 형성되는 제1 및 제2돌출부; 및 상기 제1 및 제2돌출부 간을 연결하여, 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 배치되는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 이탈방지부재의 다른 일 예로서, 상기 이탈방지부재는, 상기 포일 히터의 일측에서 돌출 형성되는 돌출부; 및 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 상기 돌출부에서 벤딩된 형태로 연장되는 연장부를 포함할 수 있다.
상기 고정부재는 상기 증발기 케이스에 형성된 홀과 상기 포일 히터에 형성된 관통홀을 통과하여 상기 증발기 케이스의 외측으로 감겨 묶임으로써, 상기 포일 히터를 증발기 케이스에 고정시킨다.
한편, 상술한 증발기는 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 포일 히터는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착될 수 있다.
상기 증발기 케이스는 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되며, 상기 포일 히터는 상기 저면부, 상기 측면부 및 상기 상면부 각각의 적어도 일부에 면접촉하도록 부착되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 포일 히터는 상호 결합된 상기 두 케이스 시트들의 가장자리를 따라 연장되어 상기 쿨링 튜브를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 포일 히터는 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 배치될 수 있다.
상기 포일 히터는, 마주하는 두 시트가 상호 부착된 형태를 가지는 포일부; 상기 포일부의 마주하는 두 시트 사이에 개재되며, 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 전열선; 및 상기 포일부의 일면에 구비되어 포일부를 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 부착시키는 열전도성 접착제를 포함할 수 있다.
상기 포일 히터는, 상기 전열선과 연결되어 상기 포일부의 외부로 연장되는 리드선을 더 포함하며, 상기 포일부의 외부로 노출되는 상기 리드선에는 보호튜브가 감싸질 수 있다.
상기 증발기는, 상기 리드선이 연장되는 상기 포일부의 단부로의 수분 침투가 방지되도록, 상기 포일부의 단부를 덮도록 배치되는 커버부재를 더 포함할 수 있다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 포일 히터는 증발기 케이스의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되며, 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생하도록 구성된다. 포일 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, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터를 부착시키는 방식으로 본 발명의 구조를 구현할 수 있다. 또한, 포일 히터가 증발기 케이스에 부착되는 구조상, 포일 히터의 유지 보수가 용이하다는 장점이 있다.
셋째, 포일 히터가 증발기 케이스로부터 분리되더라도 완전히 이탈되는 것이 아니라, 이탈방지부재 또는 고정부재에 의해 증발기 케이스에 인접하게 위치하는 상태가 유지되도록 이루어진다. 따라서, 포일 히터의 분리로 인한 제상 신뢰성과 관련한 문제가 해결될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 보인 개념도.
도 2 및 도 3은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제1실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들.
도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도.
도 5는 도 3에 도시된 B 부분의 확대도.
도 6은 도 5에 도시된 포일 히터의 상세 구조를 보인 개념도.
도 7은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제2실시예를 보인 개념도.
도 8은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제3실시예를 보인 개념도.
도 9는 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제4실시예를 보인 개념도.
도 10 및 도 11은 도 1의 냉장고에 적용되는 증발기의 제5실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들.
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 제시된 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 2 및 도 3은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(100)의 제1실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 증발기(100)는 증발기 케이스(110), 쿨링 튜브(120), 포일 히터(foil heater, 130)를 포함한다. 증발기(100)의 상기 구성들 중 쿨링 튜브(120)는 냉각을 위한 구성에 해당하며, 포일 히터(130)는 제상을 위한 구성에 해당한다. 참고로, 쿨링 튜브(120)와 포일 히터(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)을 감싸도록 구성될 수도 있다.
증발기 케이스(110)에는 냉각을 위한 냉매(R: Refrigerant)가 흐르는 쿨링 튜브(120)가 형성된다. 쿨링 튜브(120)는 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 내장되어 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로를 형성한다.
쿨링 튜브(120)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 패턴부를 배치한다. 상기 패턴부는 나중에 제거되는 구성으로서, 기설정된 패턴으로 배치되는 흑연 물질이 될 수 있다.
상기 패턴부는 중간에 끊어짐이 없이 연속적으로 이어지도록 형성되며, 적어도 일 부분에서 벤딩된 형태를 가질 수 있다. 상기 패턴부는 상기 제1케이스 시트(111)의 제1모서리로부터 연장되어 제2모서리까지 연장될 수 있다. 상기 패턴부가 시작되는 제1모서리와 종료되는 제2모서리는 같은 모서리가 될 수도 있고, 서로 다른 모서리가 될 수도 있다.
다음으로, 상기 패턴부를 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 패턴부가 위치한다. 이러한 상태에서 제1모서리에 대응되는 상기 프레임의 일측을 통하여 외부로 노출된 상기 패턴부로 고압공기를 분사한다.
분사되는 고압공기에 의해 제1 및 제2케이스 시트(111, 112) 사이에 존재하던 상기 패턴부는 상기 프레임으로부터 배출된다. 이 과정에서 상기 패턴부가 존재하던 공간은 빈 공간으로 남겨져 쿨링 튜브(120)를 형성한다.
상기 고압공기를 분사하여 상기 패턴부를 배출시키는 과정에서, 상기 패턴부가 존재하던 부분은 상기 패턴부의 부피보다 상대적으로 크게 팽창되어 냉매(R)가 흐를 수 있는 쿨링유로를 형성한다.
이러한 제조 방법에 따라, 상기 프레임에는 적어도 일면으로 볼록하게 튀어나온 쿨링 튜브(120)가 형성된다. 일 예로, 제1 및 제2케이스 시트(111, 112)가 같은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)는 프레임의 양면으로 돌출 형성된다. 다른 일 예로, 제1케이스 시트(111)가 제2케이스 시트(112)보다 높은 강성을 가지는 경우, 쿨링 튜브(120)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.
이러한 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에는 제상을 위한 포일 히터(foil heater, 130)가 부착되며, 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.
포일 히터(130)는, 간냉식 냉장고의 증발기에 적용되는 금속관 형태의 제상히터와는 달리, 연성을 가지는 시트 형태로 형성된다. 따라서, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외형에 대응되는 형태로 변형되어 면접촉될 수 있다.
증발기 케이스(110)의 내부는 식품의 저장공간을 형성하기 때문에, 식품으로의 직접적인 열전달이 방지될 수 있도록, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외부면에 부착되는 것이 바람직하다. 물론, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)의 내부면에 부착되는 구조가 본 발명에서 완전히 배제되는 것은 아니다. 포일 히터(130)와 식품 간의 직접적인 접촉이 방지되는 구조라면[예를 들어, 증발기 케이스(110)의 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 하우징이 별도로 구비되는 경우], 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 내부면에도 부착될 수도 있음은 물론이다.
포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 외부면에 부착되어 증발기 케이스(110)를 감싸도록 구성될 수 있다. 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)를 형성하는 각 면부[저면부(110c'), 측면부(110b', 110b"), 상면부(110c', 110c")]의 적어도 일부를 덮도록 부착되며, 이때 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 벤딩된 부분에 대응되게 휘어질 수 있다.
포일 히터(130)는 길게 연장 형성될 수 있으며, 적어도 일 지점에서 벤딩되어 연장되는 방향이 전환된 형태를 가질 수 있다. 증발기 케이스(110) 중 다른 부분보다 제상이 많이 요구되는 부분에는 포일 히터[130, 엄밀히는 포일부(131, 도 6 참조]의 너비가 상대적으로 더 넓게 형성되거나 내부의 전열선(132)이 더 밀도있게 배치될 수 있다.
아울러, 포일 히터(130)는, 쿨링 튜브(120)에 충진된 냉매(R)로의 직접적인 열전달이 방지되도록, 쿨링 튜브(120)와 미중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 포일 히터(130)는 상호 결합된 두 케이스 시트들(111, 112)의 가장자리를 따라 연장되어 쿨링 튜브(120)를 감싸도록 형성될 수 있다.
도면을 참조하면, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 전방측 저면부(110a)에서 좌측면부(110b')를 거쳐 좌측상면부(110c')로 연장된 후에 후방측 좌측상면부(110c')로 연장되어, 상기 후방측 좌측상면부(110c')에서 좌측면부(110b')를 거쳐 저면부(110a)로 연장된다. 이후, 포일 히터(130)는 후방측 저면부(110a)에서 우측면부(110b")를 거쳐 우측상면부(110c")로 연장된 후에 전방측 우측상면부(110c")로 연장되어, 상기 전방측 우측상면부(110c")에서 우측면부(110b")를 거쳐 저면부(110a)로 연장된다. 여기서, 포일 히터(130)의 일단과 타단은 상호 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 구조에 따르면, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)의 전방측과 후방측 모두에 배치되어, 증발기 케이스(110)의 전 영역에 대한 효율적인 열전달이 이루어질 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 A 부분의 확대도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 쿨링 튜브(120)는 증발기 케이스(110)를 형성하는 상호 접합된 두 케이스 시트들(111, 112)의 모서리로 연장된다. 본 도면에서는, 쿨링 튜브(120)의 입구와 출구가 증발기 케이스(110)의 좌측상면부(110c')의 모서리로 연장된 것을 보이고 있다.
쿨링 튜브(120)의 입구는 쿨링 파이프(30)의 일단(31)과 연결되고, 쿨링 튜브(120)의 출구는 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.
쿨링 튜브(120)가 이러한 배치를 가지는 경우, 포일 히터(130)가 쿨링 튜브(120)와 미중첩되게 배치될 수 있도록, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)에 면접촉되어 쿨링 튜브(120)를 감싸도록 배치되는 제1부분(130a)과 증발기 케이스(110)의 외측으로 연장되는 제2부분(130b)을 포함할 수 있다.
제2부분(130b)은 쿨링 튜브(120)와 쿨링 파이프(30) 간의 연결 부분을 사이에 두고 상호 이격된 상기 제1부분(130a')의 양측을 상기 증발기 케이스(110)의 외측에서 상호 연결하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제2부분(130b)은 증발기 케이스(110)의 우측상면부(110c")를 덮도록 배치될 수 있으며, 상기 우측상면부(110c")에 면접촉하도록 부착되는 포일 히터(130)의 제1부분(130a) 상에 오버랩되도록 배치될 수도 있다.
이하에서는, 포일 히터(130)의 상세 구조에 대하여 설명한다.
도 5는 도 3에 도시된 B 부분의 확대도이고, 도 6은 도 5에 도시된 포일 히터(130)의 상세 구조를 보인 개념도이다.
도 5 및 도 6을 앞선 도 2와 함께 참조하면, 포일 히터(130)는 포일부(131), 전열선(132) 및 열전도성 접착제(133)를 포함한다.
포일부(131)는 마주하는 두 시트(131a, 131b)가 상호 부착된 형태를 가진다. 상기 두 시트(131a, 131b)는 연성을 가지며 열전도성이 큰 금속 재질(예를 들어, 알루미늄 재질)로 형성될 수 있다. 상기 두 시트(131a, 131b)는 접착제(136)에 의해서 상호 부착될 수 있다.
포일부(131)가 시트 형태로 형성되어 증발기 케이스(110)에 면접촉되도록 구성됨에 따라, 전열선(132)에서 발생되는 열이 증발기 케이스(110)로 전달되는 양이 증가될 수 있다. 즉, 증발기 케이스(110)로의 열전달 효율이 향상될 수 있으며, 전열선(132)의 에너지 손실이 감소될 수 있다.
전열선(132)은 포일부(131)의 마주하는 두 시트(131a, 131b) 사이에 개재되며, 전원 인가시에 발열하도록 구성된다. 일 예로, 전열선(132)은 절연성 재질로 형성되는 코어부에, 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 열선부가 감기고, 이들을 내열성 재질의 피복부가 감싼 형태를 가질 수 있다.
전열선(132)은 포일부(131)를 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 전열선(132)이 포일부(131)의 일단부에서 타단부를 향하여 연장되었다가 포일부(131)의 타단부에서 벤딩되어 다시 일단부를 향하여 반대방향으로 연장된 것을 보이고 있다. 상기 배치에 따르면, 전열선(132)의 양단부는 포일부(131)의 일단부에 위치하게 된다.
그러나 전열선(132)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니다. 전열선(132)의 양단부가 포일부(131)의 양단부에 각각 위치하도록, 전열선(132)은 포일부(131)의 일단부에서 타단부를 향하여 연장될 수 있다. 또한, 전열선(132)은 포일부(131) 내에서 포일부(131)의 연장 방향과 관계 없이 다수회 벤딩된 형태로 배치될 수 있다.
포일부(131)의 일면에는 열전도성 접착제(133)가 구비되어, 포일부(131)가 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 부착될 수 있도록 한다.
전열선(132)에는 리드선(134)이 연결된다. 리드선(134)은 제어부에 의해 구동이 제어되는 전원 공급부(미도시)와 전기적으로 연결된다. 전열선(132)과 리드선(134)의 연결 부분에는 내열튜브(135)가 상기 연결 부분을 감싸도록 형성될 수 있다.
리드선(134)은 상기 전원 공급부와의 전기적 연결을 위하여 포일부(131)의 외부로 노출된다. 따라서, 제상수를 비롯한 수분과 접촉될 우려가 있다. 이점을 고려하여, 보호튜브(미도시)가 리드선(134)을 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 보호튜브는 내열성을 가지는 합성수지 재질(예를 들어, PVC 등)로 형성될 수 있다.
아울러, 리드선(134)이 연장되는 포일부(131) 단부로의 수분 침투가 방지되도록, 커버부재(140, 도 3 참조)가 포일부(131)의 단부를 덮도록 배치될 수 있다. 커버부재(140)는 체결부재 또는 접착제에 의해 증발기 케이스(110)에 장착될 수 있다.
살펴본 바와 같이, 포일 히터(130)는 증발기 케이스(110)의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되며, 기설정된 조건에 따라 구동(온/오프)되어 열을 발생하도록 구성된다. 포일 히터(130)에서 발생된 열은 증발기 케이스(110)로 전달되어, 증발기(100)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.
본 발명에 의하면, 기존의 롤 본드 타입의 증발기 케이스에 포일 히터(130)를 부착시키는 방식으로 본 발명의 구조를 구현할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)에 부착되는 구조상, 포일 히터(130)의 유지 보수가 용이하다는 장점이 있다.
한편, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)에 부착되는 구조상, 포일 히터(130)에 성에가 착상되면 그 무게로 인하여 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)에서 분리되어 제상 신뢰성에 영향을 미치게 된다. 이하에서는, 포일 히터(130)가 증발기 케이스(110)로부터 완전히 분리되지 않도록 하여, 제상 신뢰성과 관련한 문제를 해결할 수 있는 구조에 대하여 설명한다.
도 7은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(200)의 제2실시예를 보인 개념도이다.
도 7을 참조하면, 증발기 케이스(210)에는 포일 히터(230)의 외측을 덮도록 배치되어 포일 히터(230)의 이탈을 방지하는 이탈방지부재(250)가 구비된다. 포일 히터(230)의 주된 이탈 원인이 증발기(200)에 착상된 성에에 있고, 이로 인하여 증발기 케이스(210)의 저면부에 부착된 포일 히터(230)가 주로 이탈된다는 점을 고려하여, 이탈방지부재(250)는 증발기 케이스(210)의 저면부에 구비될 수 있다.
이탈방지부재(250)는 제1돌출부(251a), 제2돌출부(251b) 및 연결부(252)를 포함하여, 포일 히터(230)를 지지하도록 이루어진다. 이탈방지부재(250)는 금속 재질로 형성되고, 용접에 의해 증발기 케이스(210)에 고정될 수 있다. 이탈방지부재(250)는 복수 개로 구비되어 소정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
제1 및 제2돌출부(251a, 251b)는 포일 히터(230)의 양측에서 각각 돌출 형성되며, 연결부(252)는 제1 및 제2돌출부(251a, 251b) 간을 연결하여 포일 히터(230)의 외측을 덮도록 배치된다.
상기 구성에 의해, 이탈방지부재(250)는 'ㄷ'자 형태를 이루며, 증발기 케이스(210)와 함께 포일 히터(230)를 감싸도록 형성된다. 이에 따라, 포일 히터(230)가 증발기 케이스(210)로부터 분리되더라도, 연결부(252)에 의해 지지되어 증발기 케이스(210)와 인접하게 배치된 상태에 놓일 수 있다. 따라서, 포일 히터(230)의 분리에 의한 제상 기능의 저하가 최소화될 수 있다.
여기서, 이탈방지부재(250)의 연결부(252)가 증발기 케이스(210)에 인접하게 배치될수록 분리된 포일 히터(230)와 증발기 케이스(210) 간의 간격이 짧아져 제상 효율이 포일 히터(230)가 분리되기 전과 유사하게 나타날 수 있다. 연결부(252)가 포일 히터(230)를 가압하도록 구성되는 경우라면, 포일 히터(230)의 분리 자체가 방지될 수 있음은 물론이다.
이하에서는, 이탈방지부재(360)의 다른 일 예에 대하여 설명한다.
도 8은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(300)의 제3실시예를 보인 개념도이다.
도 8을 참조하면, 이탈방지부재(360)는, 앞선 예의 이탈방지부재(250)와 같이, 증발기 케이스(310)의 저면부에 구비될 수 있다.
이탈방지부재(360)는 포일 히터(330)의 일측에서 돌출 형성되는 돌출부(361) 및 상기 돌출부(361)에서 벤딩된 형태로 연장되어 포일 히터(330)의 외측을 덮도록 배치되는 연장부(362)를 포함한다. 이탈방지부재(360)는 금속 재질로 형성되어, 용접에 의해 증발기 케이스(310)에 고정될 수 있다.
상기 구성에 의해, 이탈방지부재(360)는 'ㄴ'자 형태를 이루며, 포일 히터(330)를 지지하도록 구성된다. 이탈방지부재(360)는 복수 개로 구비되어 소정 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있으며, 포일 히터(330)의 일측과 타측에 번갈아가며 구비될 수 있다.
상기 이탈방지부재(360)에 의해, 포일 히터(330)는 증발기 케이스(310)로부터 분리되더라도, 연장부(362)에 의해 지지되어 증발기 케이스(310)와 인접하게 배치된 상태에 놓일 수 있다. 따라서, 포일 히터(330)의 분리에 의한 제상 기능의 저하가 최소화될 수 있다.
앞선 예와 같이, 이탈방지부재(360)의 연장부(362)와 증발기 케이스(310) 간의 간격이 적절하게 조절될 수 있음은 물론이다.
도 9는 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(400)의 제4실시예를 보인 개념도이다.
도 9를 참조하면, 증발기 케이스(410)에는 포일 히터(430)를 증발기 케이스(410)에 묶어서 고정하는 고정부재(470)가 구비된다. 고정부재(470)는, 앞선 예의 이탈방지부재(250, 360)와 같이, 증발기 케이스(410)의 저면부에 구비될 수 있다.
포일 히터(430)를 증발기 케이스(410)에 묶기 위하여, 증발기 케이스(410)에는 홀(410')이 형성되고, 포일 히터(430)에는 상기 홀(410')에 대응되는 관통홀(430')이 형성될 수 있다. 이때, 관통홀(430')은 전열선(432)이 미배치된 포일부(431)에 형성된다.
고정부재(470)는 홀(410')과 관통홀(430')을 통과한 후, 증발기 케이스(410)의 외측으로 감겨 묶인다. 이에 따라, 포일 히터(430)의 완전한 분리가 방지될 수 있다. 고정부재(470)로는 주로 배선을 정리하는 데에 이용되는 합성수지 재질의 케이블 타이가 사용될 수 있다.
도 10 및 도 11은 도 1의 냉장고(1)에 적용되는 증발기(500)의 제5실시예를 서로 다른 방향에서 바라본 개념도들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 포일 히터(530)는 복수 개로 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 포일 히터(530)가 제1포일 히터(530') 및 제2포일 히터(530")를 포함하는 것을 예시하고 있다.
제1 및 제2포일 히터(530', 530")는 상호 미중첩되도록 배치되며, 전원 공급부(미도시)와 각각 연결된다. 증발기 케이스(510)에는 전원 공급부와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2포일 히터(530', 530")의 각 단부를 덮어 수분의 침투를 방지하기 위한 커버부재(540', 540")가 장착될 수 있다.
제1 및 제2포일 히터(530', 530")는 쿨링 튜브(520)를 사이에 두고 양측에 각각 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 제1포일 히터(530')가 증발기 케이스(510)의 전방측 저면부에서 좌측면부를 거쳐 좌측상면부로 연장된 후에, 인접한 우측상면부로 연장되어 우측면부를 거쳐 저면부로 되돌아오도록 배치된 것을 보이고 있다. 마찬가지로, 제2포일 히터(530")는 증발기 케이스(510)의 후방측 저면부에서 좌측면부를 거쳐 좌측상면부로 연장된 후에, 인접한 우측상면부로 연장되어 우측면부를 거쳐 저면부로 되돌아오도록 배치된다.
상기 구조에 따르면, 제1 및 제2포일 히터(530', 530")가 증발기 케이스(510)의 전방측과 후방측을 각각 감싸도록 형성되어, 증발기 케이스(110)의 전 영역에 대한 효율적인 열전달이 이루어질 수 있다.
또한, 하나의 포일 히터(130)로 구성되되 그 형상이 복잡했던 제1실시예와 비교하여, 제1 및 제2포일 히터(530', 530")의 형상이 단순화될 수 있다.
아울러, 쿨링 튜브(120)와의 중첩을 회피하기 위하여 증발기 케이스(110)의 외측으로 연장되는 제2부분(130b)이 형성되었던 제1실시예와 달리, 실질적으로 제1 및 제2포일 히터(530', 530")가 증발기 케이스(110)에 면접촉되는 부분만으로 구성된다는 점에서, 제상 효율이 향상될 수 있다는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 양측이 개구된 빈 박스 형태로 형성되어 내부에 식품의 저장공간을 형성하는 증발기 케이스;
    상기 증발기 케이스에 기설정된 패턴으로 형성되고, 내부에 냉각을 위한 냉매가 충진되는 쿨링 튜브; 및
    상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 면접촉하도록 부착되며, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 포일 히터(foil heater)를 포함하는 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포일 히터는 상기 증발기 케이스의 외부면에 부착되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증발기 케이스는 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되며,
    상기 포일 히터는 상기 저면부, 상기 측면부 및 상기 상면부 각각의 적어도 일부에 면접촉하도록 부착되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 포일 히터는 상호 결합된 상기 두 케이스 시트들의 가장자리를 따라 연장되어 상기 쿨링 튜브를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포일 히터는 상기 쿨링 튜브와 미중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포일 히터는,
    마주하는 두 시트가 상호 부착된 형태를 가지는 포일부;
    상기 포일부의 마주하는 두 시트 사이에 개재되며, 전원 인가시에 발열하도록 구성되는 전열선; 및
    상기 포일부의 일면에 구비되어 포일부를 상기 증발기 케이스의 적어도 일면에 부착시키는 열전도성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 포일 히터는, 상기 전열선과 연결되어 상기 포일부의 외부로 연장되는 리드선을 더 포함하며,
    상기 포일부의 외부로 노출되는 상기 리드선에는 보호튜브가 감싸지는 것을 특징으로 하는 증발기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리드선이 연장되는 상기 포일부의 단부로의 수분 침투가 방지되도록, 상기 포일부의 단부를 덮도록 배치되는 커버부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 증발기 케이스에는 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 배치되어 상기 포일 히터의 이탈을 제한하는 이탈방지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증발기 케이스는 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 사각 박스 형태로 형성되며,
    상기 이탈방지부재는 상기 저면부에 구비되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 이탈방지부재는,
    상기 포일 히터의 양측에서 각각 돌출 형성되는 제1 및 제2돌출부; 및
    상기 제1 및 제2돌출부 간을 연결하여, 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 배치되는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 이탈방지부재는,
    상기 포일 히터의 일측에서 돌출 형성되는 돌출부; 및
    상기 포일 히터의 외측을 덮도록 상기 돌출부에서 벤딩된 형태로 연장되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 증발기 케이스에는 홀이 형성되고,
    상기 포일 히터에는 상기 홀에 대응되는 관통홀이 형성되며,
    상기 포일 히터는 상기 홀과 상기 관통홀을 통과하여 상기 증발기 케이스의 외측으로 감겨 묶인 고정부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 증발기.
  14. 상호 결합된 두 케이스 시트들이 벤딩되어 저면부, 측면부 및 상면부를 구비하는 양측이 개구된 박스 형태로 형성되는 증발기 케이스;
    상기 두 케이스 시트들 사이에서 빈 공간으로 남겨져 냉매가 유동하는 쿨링유로를 형성하는 쿨링 튜브; 및
    상기 저면부, 상기 측면부 및 상기 상면부 각각의 적어도 일부에 면접촉하도록 부착되어 상기 증발기 케이스를 감싸도록 형성되고, 상기 증발기 케이스에 제상을 위한 열이 전달되도록 전원 인가시에 열을 발생하는 포일 히터(foil heater)를 포함하는 증발기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 증발기 케이스에는 상기 포일 히터의 외측을 덮도록 배치되어 상기 포일 히터의 이탈을 제한하는 이탈방지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 증발기.
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