KR101037651B1 - Defrost Heater of Surface Type - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온도 응답성이 빠르고 열밀도가 낮은 금속 박막의 조온 발열 면상 발열체를 채용함에 따라 친환경 냉매의 사용이 가능하고, 제상 사이클의 가동시에 승온과 냉각이 빠르게 이루어짐에 따라 냉동 사이클이 신속하게 재개될 수 있어 제상 사이클의 소요시간을 크게 단축할 수 있는 제상용 면상 히터에 관한 것이다. According to the present invention, it is possible to use an eco-friendly refrigerant by adopting a heat generating planar heating element of a metal thin film having a high temperature response and low heat density, and a refrigeration cycle can be rapidly performed as the temperature rising and cooling are performed quickly during the operation of the defrost cycle. The present invention relates to a surface heater for defrosting, which can be resumed and can greatly shorten the time required for the defrost cycle.

상기 본 발명은 냉동장치의 증발기에 착상(着霜)된 성에를 제거하기 위한 제상 히터에 있어서, 금속 박판을 슬리팅 가공하여 얻어진 다수의 스트립으로 이루어지며, 전원이 스트립의 양단부에 인가될 때 발열이 이루어지고 다수의 스트립이 간격을 두고 평행하게 배열되며 인접된 각 스트립의 양측단부는 선택적으로 상호 연결되는 스트립형 면상 발열체와, 상기 스트립형 면상 발열체가 일측면에 결합되고, 상기 스트립형 면상 발열체의 외주를 피복하기 위한 절연층이 형성된 방열판과, 상기 방열판의 타측면에 부착된 파형 방열핀을 포함하며, 상기 파형 방열핀은 그의 일측면이 증발기의 튜브가 통과되도록 형성된 다수의 증발기 핀에 탄성적으로 선접촉되어 상기 스트립형 면상 발열체에서 발생된 열을 상기 증발기 핀을 통해 상기 증발기로 전달하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a defrost heater for removing frost formed on the evaporator of the refrigerating device, comprising a plurality of strips obtained by slitting a metal thin plate, and generates heat when power is applied to both ends of the strip. And a plurality of strips arranged in parallel and spaced apart from each other, and both side ends of adjacent strips are selectively interconnected with each other, and the strip-shaped planar heating elements are coupled to one side, and the strip-shaped planar heating elements are coupled to one side. And a heat dissipation plate having an insulating layer formed to cover the outer circumference of the heat dissipation plate, and a corrugated heat dissipation fin attached to the other side of the heat dissipation plate. It is in line contact to transfer heat generated in the strip-like planar heating element to the evaporator through the evaporator fin. Characterized in that.

제상 히터, 면상 발열체, 방열판, 방열핀, 친환경 냉매, 제상 사이클 Defrost Heater, Planar Heating Element, Heat Sink, Heat Sink, Eco-Friendly Refrigerant, Defrost Cycle

Description

제상용 면상 히터{Defrost Heater of Surface Type}Defrost Heater of Surface Type

본 발명은 제상용 면상 히터에 관한 것으로서, 특히, 냉장고 등의 증발기에 착상(着霜)된 성에를 제거할 수 있는 스트립형 면상 발열체를 이용한 제상용 면상 히터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defrosting planar heater, and more particularly, to a defrost planar heater using a strip-like planar heating element capable of removing frost formed on an evaporator such as a refrigerator.

일반적으로 냉장고는 냉동실 및 냉장실로 구획된 본체와, 냉동실 및 냉장실의 전면 개구를 회동 개폐하는 도어와, 냉동실 및 냉장실의 내부를 냉각시키기 위한 냉동장치를 포함한다. In general, a refrigerator includes a main body partitioned into a freezer compartment and a refrigerating compartment, a door for rotating opening and closing the front openings of the freezer compartment and the refrigerating compartment, and a freezing device for cooling the inside of the freezer compartment and the refrigerating compartment.

상기 냉동장치는 기체상태의 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 압축기로부터 압축된 기체상태의 냉매를 액체상태로 응축하는 응축기와, 액화된 냉매를 저온 저압의 상태로 변환시키는 모세관과, 모세관으로부터 저온 저압으로 액화된 냉매를 기화시켜 증발 잠열을 흡수함으로써 주위의 공기를 냉각시키는 증발기를 포함한다. 상기 냉동장치는 블로워를 사용하여 증발기 주위의 냉각된 공기를 냉동실 및 냉장실의 내부에 공급함으로써, 냉동실 및 냉장실의 내부를 냉각시킬 수 있다.The refrigeration apparatus includes a compressor for compressing a gaseous refrigerant at high temperature and high pressure, a condenser for condensing the gaseous refrigerant compressed from the compressor into a liquid state, a capillary tube for converting the liquefied refrigerant into a low temperature low pressure state, and a capillary tube. And an evaporator that vaporizes the refrigerant liquefied at low temperature and low pressure to absorb latent heat of evaporation to cool the surrounding air. The refrigerating apparatus may cool the inside of the freezing compartment and the refrigerating compartment by supplying cooled air around the evaporator to the inside of the freezing compartment and the refrigerating compartment using a blower.

이러한 냉장고의 냉동장치에 마련된 증발기의 표면 온도는 냉장고 내의 온도보다 낮으므로, 냉장고 내의 공기 중에 존재하는 수분이 증발기 표면에 서리 형태 의 성에로 부착되게 된다. 이러한 성에는 증발기의 열교환 능력을 감소시키는 원인이 되므로 증발기에 착상된 성에를 제거하기 위해 전기히터와 같은 제상 히터가 설치된다.Since the surface temperature of the evaporator provided in the refrigerator of the refrigerator is lower than the temperature in the refrigerator, moisture present in the air in the refrigerator is attached to the frost-shaped frost on the surface of the evaporator. Since the frost causes a decrease in the heat exchange capacity of the evaporator, a defrost heater such as an electric heater is installed to remove the frost formed on the evaporator.

도 1 및 2를 참고하여, 종래 기술에 따른 제상 히터를 설명한다. 도 1과 같이, 냉장고의 증발기(1)는 냉매가 흐르는 지그재그 형상으로 절곡된 튜브(2)와 열 교환이 이루어지도록 튜브(2)를 둘러싸는 다수의 핀(3)으로 이루어지며, 상기 다수의 핀(3)은 튜브(2)의 각 수평 라인별로 다수 개씩 형성되거나 전체의 수평 라인을 둘러싸도록 수직방향의 다수의 핀이 하나의 핀으로 형성된 구조를 가지고 있다. 상기 다수의 핀(3)은 중앙부에 튜브(2)가 통과되도록 형성되는 것으로 이 증발기(1)의 열 교환 특성을 향상시킨다.1 and 2, a defrost heater according to the prior art will be described. As shown in FIG. 1, the evaporator 1 of the refrigerator includes a plurality of fins 3 surrounding the tube 2 to exchange heat with a tube 2 bent in a zigzag shape in which a refrigerant flows. The fin 3 has a structure in which a plurality of fins in each horizontal line of the tube 2 is formed or a plurality of fins in the vertical direction are formed as one fin so as to surround the entire horizontal line. The plurality of fins 3 are formed such that the tube 2 passes through the center portion, thereby improving heat exchange characteristics of the evaporator 1.

이러한 냉장고의 증발기(1)를 제상하기 위한 종래의 제상 히터는 증발기(1)의 전면과 후면에 지그재그 형상으로 절곡되어 핀(3)과 선접촉이 이루어지도록 장착된 제1 및 제2 제상 히터(4,5)와, 상기 증발기(1)의 하측에 장착된 제3 제상 히터(6)로 구성되어 있으며, 상기 제1 내지 제3 제상 히터(4,5,6)를 통해 증발기(1)에 형성된 성에를 제거하는 제상운전이 주기적으로 실시되도록 되어 있다. Conventional defrost heaters for defrosting the evaporator (1) of the refrigerator are bent in a zigzag shape on the front and rear of the evaporator (1) and the first and second defrost heaters mounted to make a line contact with the pin (3) 4,5 and a third defrost heater 6 mounted below the evaporator 1, and are provided to the evaporator 1 through the first to third defrost heaters 4,5,6. The defrosting operation for removing the formed frost is performed periodically.

상기한 종래의 제상 히터에서 제1 및 제2 제상 히터(4,5)는 증발기(1)와 선 접촉 상태로 설치되며, 제3 제상 히터(6)는 증발기(1)의 하부에 간격을 두고 설치되어 있다.In the conventional defrost heater, the first and second defrost heaters 4 and 5 are installed in line contact with the evaporator 1, and the third defrost heater 6 is spaced at a lower portion of the evaporator 1. It is installed.

이 경우, 상기 제1 내지 제3 제상 히터(4,5,6)는 시즈 히터(Sheath heater) 또는 글래스 히터 등으로 형성될 수 있다. 상기에서 시즈 히터 및 글라스 히터에서 발생된 열은 복사 또는 대류 방식으로 증발기(1)에 착상된 성에를 녹여 제상한다.In this case, the first to third defrost heaters 4, 5 and 6 may be formed of a sheath heater or a glass heater. The heat generated from the sheath heater and the glass heater is defrosted by melting frost formed on the evaporator 1 in a radiation or convection manner.

상기와 같이 종래에는 증발기(1)의 전면과 후면에 제1 제상 히터(4)와 제2 제상 히터(5)가 장착되고, 제3 제상 히터(6)가 하측에 장착되므로 위치에 따른 온도 차이로 인하여 각각의 발열 온도를 증가시켜야 한다.As described above, since the first defrost heater 4 and the second defrost heater 5 are mounted on the front and the rear of the evaporator 1 and the third defrost heater 6 is mounted on the lower side, the temperature difference according to the position is different. Each exothermic temperature must be increased.

그러나, 상술한 종래 기술에 따른 제1 내지 제3 제상 히터(4,5,6)가 증발기(1)와 선접촉 또는 이격되게 형성되므로 제상 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 제상 성능을 향상시키기 위해서는 히터 용량이 큰 제1 내지 제3 제상 히터(4,5,6)가 필요하므로 소비 전력이 증가되는 문제점이 있었다.However, since the first to third defrost heaters 4, 5, and 6 according to the related art are formed to be in line contact or spaced apart from the evaporator 1, there is a problem in that defrosting efficiency is lowered. In addition, since the first to third defrost heaters 4, 5 and 6 having a large heater capacity are required to improve the defrosting performance, power consumption is increased.

일반적으로 시즈 히터(Sheath heater)는 파이프 내부에 열선을 코일링하고 절연성과 열전도성이 뛰어난 고순도 산화마그네슘을 고압으로 충진하여 제작한 것으로서, 외부의 기계적 충격이나 진동에 견고하여 수명이 길고 고온 사용에도 절연 저하가 없어 전기적으로 매우 안전한 것으로 알려져 있다. 그러나, 제상 히터에 적용된 시즈 히터는 공간상의 제약으로 인해 그 발열 부위가 제한되고 히터의 전력 밀도(Watt Density)가 높기 때문에 표면 온도가 매우 높은 것이 특징이다.In general, a sheath heater is a product made by coiling a hot wire inside a pipe and filling high-purity magnesium oxide with excellent insulation and thermal conductivity at high pressure. It is known to be electrically safe with no insulation degradation. However, the sheath heater applied to the defrost heater is characterized by a very high surface temperature because the heat generation area is limited due to space constraints and the power density (Watt Density) of the heater is high.

한편, 제상 히터를 시즈 히터로 사용하는 경우, 약 600℃까지 발열이 이루어지는데, 이와 관련하여, 현재 비 친환경적 냉매인 R11 또는 R22의 경우에는 발화점이 높기 때문에 시즈 히터를 사용하여도 크게 문제가 되지 않고 있으나, 2010년 1월 1일부터는 제작하는 제품에는 비 친환경적인 냉매는 채택할 수 없으며, 기존에 비 환경적인 냉매가 채택된 제품의 경우에도 2020년 이후부터는 우루과이라운드 협정에 따라 R22의 사용이 금지되고 UL(Underwriters Laboratories Inc) 250 제5장의 제상히터 요구조건인 SA5.3에 의해 R600a(이소부탄; CH(CH3)3; 냉매 비점: 460℃) 등의 환경 친화적 냉매에 대해서만 사용이 허용될 예정이다. On the other hand, when the defrost heater is used as a siege heater, heat is generated up to about 600 ° C. In this regard, the use of a siege heater is not a problem since the ignition point is high in the case of R11 or R22, which is currently a non-environmental refrigerant. However, from January 1, 2010, non-environmental refrigerants cannot be adopted for manufactured products.In the case of products using non-environmental refrigerants, the use of R22 will not be available under the Uruguay Round Agreement after 2020. Permitted to be used only for environmentally friendly refrigerants such as R600a (isobutane; CH (CH 3 ) 3 ; refrigerant boiling point: 460 ° C) in accordance with SA5.3, the prohibited defrost heater requirements of Chapter 5 of Underwriters Laboratories Inc (UL) 250 Will be.

UL 250 규격의 정의에 따르면 냉매가 누출되었을 때 냉매의 발화를 방지하기 위해 사용하는 제상히터의 표면온도의 규제를 냉매의 발화점 보다 100 oC 낮도록 제한하고 있다. 그런데, 기존의 냉매의 경우와는 달리 R600a, R600(n-부탄; CH3CH2CH2CH3; 냉매 비점: 365 oC) 및 R290(프로판; CH3CH2CH3; 냉매 비점: 470 oC)과 같은 새로운 냉매를 사용할 경우는 기존의 시즈 히터 혹은 글라스 히터를 사용할 경우는 이들 히터가 전력밀도가 높기 때문에, 제상 중 시즈 히터 혹은 글라스 히터의 표면온도가 새로운 냉매의 발화점에 대한 UL 250 규격이 지정하는 제한온도 즉, 냉매의 발화점 보다 100 oC 낮은 조건을 충족시키기가 어려우며, 이 경우 온도가 높아지게 되면 누출된 냉매에 의해 인화가 발생되는 등의 화재의 위험성이 내재되어 있다.According to the definition of the UL 250 standard, the surface temperature of the defrost heater used to prevent the ignition of the refrigerant when the refrigerant leaks is limited to 100 o C lower than the ignition point of the refrigerant. However, unlike conventional refrigerants, R600a, R600 (n-butane; CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 ; refrigerant boiling point: 365 o C) and R290 (propane; CH 3 CH 2 CH 3 ; refrigerant boiling point: 470 o In case of using new refrigerants such as C), when using conventional sheath heaters or glass heaters, these heaters have high power density, so that the surface temperature of the sheath heater or glass heater during defrosting is UL 250 for the ignition point of the new refrigerant. It is difficult to meet the limit temperature specified by the standard, that is, 100 ° C lower than the ignition point of the refrigerant, and in this case, a fire risk such as ignition occurs due to leaked refrigerant when the temperature increases.

한편, 한국특허 제584274호에는 이러한 시즈 히터를 사용한 제상 히터의 문제점을 개선하기 위하여, 핀-튜브를 갖는 증발기와; 증발기의 표면 서리층을 제거하기 위해 절연필름 및 절연필름에 피복된 히터 선으로 갖고 표면이 파면으로 이루어져 증발기의 전면 및 배면에 부착되는 제1 및 제2 제상히터를 포함하는 제상히터를 구비하고, 상기 제상히터가 증발기의 양측면 및 이에 대향하는 냉장실 내측 고정물 사이에 상기 제상히터의 파면에 의해 압착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 제상장치를 제안하고 있다.On the other hand, Korean Patent No. 584274, In order to improve the problem of the defrost heater using the sheath heater, the evaporator having a fin-tube; In order to remove the surface frost layer of the evaporator is provided with a defrost heater including a first and second defrost heater having an insulating film and a heater wire coated on the insulating film and the surface is made of a wave surface attached to the front and rear of the evaporator, The defrost heater is proposed to be pressed and fixed by the wavefront of the defrost heater between the both sides of the evaporator and the inner fixture of the refrigerating compartment opposite to it.

상기 제상 히터는 튜브가 핀의 외측에 배치된 증발기 구조에 적용되도록 지그재그 형상의 히터선이 요철파면을 갖는 절연필름으로 피복되어 있고, 이러한 제상 히터의 양측에 수직으로 설치된 튜브 브라켓과 튜브에 접착제 등을 이용하여 장착되는 것으로 개시되어 있다. The defrost heater is coated with an insulation film having a zigzag-shaped heater wire having an uneven wave surface so that the tube is applied to an evaporator structure disposed outside the fin, and the tube bracket and the tube are vertically installed on both sides of the defrost heater. It is disclosed to be mounted using.

그러나, 상기 튜브 브라켓이 "S"자형 튜브 좌/우측에서 직선과 곡선의 교차 지점에서 다수개의 수직 배열 및 수평 배열되는 튜브들이 삽입 관통되도록 사다리꼴 구조를 갖고 증발기 전체를 지지하는 구조를 이루고 있으므로 파면 형상의 제상히터는 양측단부가 우선적으로 양측의 튜브 브라켓과 접촉하기 때문에 이에 따라 튜브와는 실직적인 직접 접촉이 이루어지기 어려운 구조를 가지고 있다.However, since the tube bracket has a trapezoidal structure to support a plurality of vertically and horizontally arranged tubes at the intersections of straight and curved lines at the left and right sides of the "S" shaped tube and supports the entire evaporator, the wavefront shape The defrost heater of has a structure that it is difficult to make a direct direct contact with the tube because both ends of the tube contact with both sides of the tube preferentially.

또한, 상기 제상 히터의 히터선은 열밀도가 높고 고가인 니크롬으로 이루어진 와이어를 사용하는 것이므로 1차로 와이어 외주를 절연 피복한 구조를 채용하여야 하므로 열전달 효율이 낮고, 또한 두꺼운 절연필름을 사용하여야 하므로 이 또한 열전달 효율이 낮아지게 된다. In addition, since the heater wire of the defrost heater uses a wire made of nichrome which is high in heat density and expensive, a heat insulating efficiency is low and a thick insulating film must be used since a structure in which the outer circumference of the wire is first applied. In addition, the heat transfer efficiency is lowered.

한편, 공개특허공보 제2003-6262호에는 제상히터가 증발기의 열교환핀을 따라 배치되는 메인히팅부와, 이 메인 히팅부의 중도에서 벤딩 연장되어 증발기 냉매관의 연결부 주변에까지 열원이 전달되도록 하는 서브 히팅부로 이루어진 제상히터를 갖춘 냉장고를 개시하고 있다. On the other hand, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-6262 discloses a main heating unit in which a defrost heater is disposed along a heat exchange fin of an evaporator, and a sub-heating which extends by bending in the middle of the main heating unit so that a heat source is transmitted around the connection part of the evaporator refrigerant pipe. Disclosed is a refrigerator having a negative defrost heater.

상기 제상히터의 메인히팅부는 파이프 타입으로 이루어진 것으로 열교환핀의 양측에 형성된 요홈에 배치된 냉매관을 따라 이에 근접하여 요홈에 배치되어 있으 며, 예를 들어, 시즈 히터를 사용하여 구현될 수 있는 것이다. 따라서, 메인히팅부가 다수의 열교환핀과 직접적인 면접촉 또는 선접촉에 의한 열전달이 이루어지는 것이 아니라, 거의 점접촉 또는 비접촉 상태로 배치되어 실질적으로 대류방식으로 열전달이 이루어지고 있다. 그 결과, 상기 제상히터는 종래의 대류를 이용하는 시즈 히터와 마찬가지로 성애의 제거가 신속하게 이루어지지 못하고 있어 열전달 효율의 극대화를 기대하기 어려운 구조이다.The main heating part of the defrost heater is made of a pipe type and is disposed in the groove in close proximity thereto along the refrigerant pipe disposed in the grooves formed on both sides of the heat exchange fin, and can be implemented using, for example, a sheath heater. . Therefore, the main heating portion is not directly heat-transferred by surface contact or line contact with a plurality of heat exchange fins, but is disposed in almost point-contact or non-contact state, and heat transfer is substantially performed in a convection manner. As a result, the defrost heater has a structure in which defrost is not removed quickly as in the sheath heater using a conventional convection, and thus, the defrost heater is difficult to expect to maximize the heat transfer efficiency.

더욱이, 상기한 시즈 히터와 같은 관형 히터를 사용한 제상히터에서는 공통적으로 고온 발열이 이루어지기 때문에 안전성에 문제가 발생할 수 있고, 제상동작이 완료됨과 동시에 제상히터의 전원이 턴-오프되고 콤프레셔가 작동되어 실질적으로 냉동장치의 냉동사이클이 재가동되는 시점, 즉 0℃까지 냉매관의 온도가 낮아지는 냉각시간이 길어(즉, 히터의 온도 응답성이 느림), 전체적인 제상 사이클이 길어지는 문제가 있다. 즉, 제상 사이클이 길어지면 제상 종료 후 바로 냉동 사이클로 전환할 수 없기 때문에 냉동 성능이 떨어지는 문제가 발생하게 된다. Furthermore, in the defrost heater using the tubular heater such as the sheath heater, since high temperature heat is commonly generated, safety problems may occur, and as the defrosting operation is completed, the power of the defrost heater is turned off and the compressor is operated. Substantially, there is a problem in that the cooling time when the refrigeration cycle of the refrigerating device is restarted, that is, the temperature of the refrigerant pipe is lowered to 0 ° C. (ie, the temperature responsiveness of the heater is slow), leads to a long defrost cycle. In other words, if the defrost cycle is long, the refrigeration performance is deteriorated because it is not possible to switch to the refrigeration cycle immediately after the end of the defrost.

따라서, 본 발명의 목적은 온도 응답성이 빠르고 열밀도가 낮은 금속 박막의 면상 발열체를 채용함에 따라 히터의 표면온도가 친환경 냉매의 발화점 보다 충분히 낮아 안전성이 우수하고, 제상 사이클의 가동시에 승온이 빠르게 이루어지고 제상완료시에는 빠르게 냉각이 이루어짐에 따라 냉동 사이클이 신속하게 재개될 수 있어 제상 사이클의 소요시간을 크게 단축할 수 있는 제상용 면상 히터를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is that the surface temperature of the heater is sufficiently lower than the ignition point of the eco-friendly refrigerant by adopting a planar heating element of a metal thin film having a fast temperature response and low heat density, and thus the temperature rises during operation of the defrost cycle. When the defrosting is completed and the defrosting is completed quickly, the refrigeration cycle can be quickly resumed as the cooling is made to provide a surface heater for defrosting which can greatly reduce the time required for the defrost cycle.

본 발명의 다른 목적은 열밀도가 낮은 금속 박막의 면상 발열체를 채용하여 저온 발열이 이루어지므로 절연층의 두께도 박막화하는 것이 가능하여 슬림형 히터를 구현할 수 있고 열전달 효율이 높아 전력/열 변환 효율의 극대화를 도모할 수 있는 슬림형 제상용 면상 히터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to adopt a planar heating element of a metal thin film having a low thermal density, so that the low temperature heat is generated, so that the thickness of the insulating layer can be thinned to realize a slim heater and maximize the power / heat conversion efficiency due to high heat transfer efficiency. The present invention provides a slim type defrost surface heater.

본 발명의 또 다른 목적은 스트립형 면상 발열체를 다수의 증발기 핀 전체에 대해 균일하게 직접 접촉하여 열을 전달함으로써 제상 효율을 향상시키며 소비 전력을 감소시킬 수 있는 제상용 면상 히터를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a defrosted planar heater which can improve defrosting efficiency and reduce power consumption by transferring heat by uniformly directly contacting strip-like planar heating elements to a plurality of evaporator fins.

본 발명의 다른 목적은 기존의 증발기의 크기 및 형태를 변형시키지 않고 착탈식으로 부착되어 사용되는 제상용 면상 히터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a defrosted surface heater that is detachably attached and used without modifying the size and shape of the existing evaporator.

본 발명의 또 다른 목적은 증발기의 크기 및 형태에 따라 자유롭게 제작이 용이하게 이루어질 수 있으며, 구조가 간단하고 제조가 용이하여 비용절감을 도모할 수 있는 제상용 면상 히터를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a defrosting surface heater that can be freely manufactured easily according to the size and shape of the evaporator, the structure is simple and can be easily manufactured to reduce costs.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉동장치의 증발기에 착상(着霜)된 성에를 제거하기 위한 제상 히터에 있어서, 금속 박판을 슬리팅 가공하여 얻어진 다수의 스트립으로 이루어지며, 전원이 스트립의 양단부에 인가될 때 발열이 이루어지고 다수의 스트립이 간격을 두고 평행하게 배열되며 인접된 각 스트립의 양측단부는 상호 연결되는 스트립형 면상 발열체와, 상기 스트립형 면상 발열체가 일측면에 결합되고, 상기 스트립형 면상 발열체의 외주를 피복하기 위한 절연층이 형성 된 방열판을 포함하며, 상기 방열판은 그의 일측면이 증발기의 튜브가 통과되도록 형성된 다수의 증발기 핀에 선접촉되어 상기 스트립형 면상 발열체에서 발생된 열을 상기 증발기 핀을 통해 증발기로 전달하는 것을 특징으로 하는 제상용 면상 히터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a defrost heater for removing frost formed on the evaporator of the refrigerating device, comprising a plurality of strips obtained by slitting a metal thin plate, the power source of the strip When applied to both ends, heat is generated and a plurality of strips are arranged in parallel at intervals, and both end portions of adjacent strips are connected to each other by a strip-like planar heating element, and the strip-like planar heating element is coupled to one side, And a heat sink having an insulating layer formed to cover the outer circumference of the strip-shaped planar heating element, wherein the heat sink is linearly contacted with a plurality of evaporator fins formed so that one side of the strip-shaped planar heating element passes through the tube of the evaporator. It provides a defrost type surface heater, characterized in that for transferring heat to the evaporator through the evaporator pin.

본 발명은 또한 상기 방열판의 타측면에 부착된 파형 방열핀을 더 포함하며, 상기 파형 방열핀은 판상의 주름형상을 가지며, 상기 다수의 증발기 핀에 탄력적으로 접촉하도록 상기 증발기 핀 측으로 가압 배치되는 것이 바람직하다.The present invention further includes a corrugated radiation fin attached to the other side of the heat sink, wherein the corrugated radiation fin has a plate-like corrugation shape and is preferably pressurized toward the evaporator fin to elastically contact the plurality of evaporator fins. .

상기 제상용 면상 히터는 증발기의 전체 튜브 라인에 대응하도록, 다수 개를 간격을 두고 동일 평면상에 고정 배치하고 서로 인접한 면상 히터의 스트립형 면상 발열체의 일단을 상호 연결하여 단일 유닛으로 형성하는 것도 가능하다.The defrosted planar heater may be formed in a single unit by fixing a plurality of the planar heaters on the same plane at intervals and interconnecting one end of the strip-shaped planar heating elements of adjacent planar heaters so as to correspond to the entire tube line of the evaporator. Do.

상기 스트립형 면상 발열체는 상기 절연층 내부에 간격을 두고 평행하게 배열된 다수의 스트립을 일측단에서 인접하는 스트립을 직렬 접속시키기 위한 직렬접속수단을 더 포함할 수 있다.The strip type planar heating element may further include serial connection means for serially connecting adjacent strips at one end with a plurality of strips arranged in parallel at intervals in the insulating layer.

상기 절연층은 합성수지 또는 실리콘으로 이루어진 것이 바람직하다.The insulating layer is preferably made of synthetic resin or silicon.

상기 다수의 스트립은 직렬 접속, 병렬 접속 및 직렬과 병렬 접속의 조합 중 어느 하나의 방식으로 접속될 수 있다.The plurality of strips may be connected in any one of a series connection, a parallel connection and a combination of series and parallel connections.

본 발명은 상기 인접된 각 스트립의 단부를 직렬 접속할 때 미리 설정된 온도 범위에서 동작이 이루어지는 전류차단수단을 사용하여 연결하는 것도 가능하다.The present invention can also be connected using a current interrupting means that operates in a preset temperature range when the ends of the adjacent strips are connected in series.

상기 스트립형 면상 발열체는 10~50㎛ 두께로 설정되고, 상기 히터는 5mm 두께로 이루어지는 것이 바람직하다.The strip-like planar heating element is set to a thickness of 10 ~ 50㎛, the heater is preferably made of 5mm thickness.

상기 방열판은 Cu, Ag, Au 및 Al 중의 적어도 1종으로 형성될 수 있고, 상기 스트립형 면상 발열체는 Fe계 비정질 스트립 또는 FeCrAl로 이루어지는 것이 바람직하다.The heat sink may be formed of at least one of Cu, Ag, Au, and Al, and the strip-shaped planar heating element is preferably made of an Fe-based amorphous strip or FeCrAl.

상기 스트립형 면상 발열체는 온도 응답성이 빠르고 열밀도가 낮은 특성을 갖도록 히터의 형상과 재료가 선택된다.The strip-shaped planar heating element is selected from the shape and material of the heater to have a fast temperature response and low thermal density.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 본 발명은 냉동장치의 증발기에 착상(着霜)된 성에를 제거하기 위한 제상 히터에 있어서, 지그재그형 패턴으로 성형되며 온도 응답성이 빠르고 열밀도가 낮은 금속 박판 스트립으로 이루어지고 외주면에 판형상으로 절연필름이 라미네이트된 면상 발열체와, 상기 면상 발열체가 일측면에 접합되며, 열전달이 빠른 재료로 이루어진 방열판을 포함하는 것을 특징으로 하는 제상용 면상 히터를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention is a defrost heater for removing the frost formed on the evaporator of the refrigerating device, formed in a zigzag pattern, a metal sheet strip having a high temperature response and low thermal density Comprising a planar heating element made of a laminated film in the form of a plate on the outer circumferential surface, and the planar heating element is bonded to one side, and provides a defrosting surface heater comprising a heat sink made of a fast heat transfer material.

이 경우, 상기 방열판은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 애노다이징 처리되어 표면에 산화 방지용 절연막이 형성되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the heat sink is made of aluminum or an aluminum alloy, and anodized to form an insulating film for oxidation prevention.

더욱이, 상기 제상용 면상 히터는 방열판의 타측면에 부착되며 상기 증발기의 다수의 핀과 탄력적으로 접촉이 이루어지도록 파형(corrugation type)으로 이루어지는 방열핀을 더 포함할 수 있다.Further, the defrosting surface heater may further include a heat radiation fin that is attached to the other side of the heat sink and has a corrugation type to elastically contact the plurality of fins of the evaporator.

또한, 상기 면상 발열체는 Fe계 비정질 스트립 또는 FeCrAl로 이루어지며, 저온 발열 특성을 나타내도록 성형되는 것이 바람직하다.In addition, the planar heating element is made of an Fe-based amorphous strip or FeCrAl, it is preferable that the shape is formed to exhibit low-temperature heating properties.

더욱이, 상기 제상용 면상 히터는 증발기의 전체 튜브 라인에 대응하도록, 다수 개를 간격을 두고 평면형상으로 조합하는 것도 가능하다.Further, the defrosted surface heaters may be combined in a planar shape at a plurality of intervals so as to correspond to the entire tube line of the evaporator.

상기와 같은 본 발명에 있어서는, 온도 응답성이 빠르고 열밀도가 낮은 금속 박막의 면상 발열체를 채용함에 따라 히터의 표면온도가 친환경 냉매의 발화점 보다 충분히 낮아 안전성이 우수하고, 제상 사이클의 가동시에 승온이 빠르게 이루어지고 제상완료시에는 빠르게 냉각이 이루어짐에 따라 냉동 사이클이 신속하게 재개될 수 있어 제상 사이클의 소요시간을 크게 단축할 수 있다.In the present invention as described above, the surface temperature of the heater is sufficiently lower than the ignition point of the eco-friendly refrigerant by adopting the planar heating element of the metal thin film having a fast temperature response and low thermal density, which is excellent in safety and increases in temperature during the defrost cycle operation. When the defrosting is completed and the defrosting is completed, the refrigeration cycle can be quickly resumed as the cooling is performed rapidly, thereby greatly reducing the time required for the defrosting cycle.

또한, 본 발명에서는 열밀도가 낮은 금속 박막의 면상 발열체를 채용하여 저온 발열이 이루어지므로 절연층의 두께도 박막화하는 것이 가능하여 슬림형 히터를 구현할 수 있고 열전달 효율이 높아 전력/열 변환 효율의 극대화를 도모할 수 있다.In addition, in the present invention, since the low-temperature heat is generated by adopting the planar heating element of the metal thin film having low thermal density, the thickness of the insulating layer can be thinned, so that a slim heater can be realized and the heat transfer efficiency is high, thereby maximizing power / heat conversion efficiency. We can plan.

더욱이, 본 발명에서는 금속 박막의 스트립형 면상 발열체에서 발생된 열은 핀을 통해 증발기에 손실되지 않고 균일하게 직접 전달되므로 제상 효율이 극대화되고 소비 전력이 감소되는 이점이 있다.Further, in the present invention, since heat generated in the strip-shaped planar heating element of the metal thin film is directly and uniformly transferred directly to the evaporator without being lost, the defrosting efficiency is maximized and power consumption is reduced.

아울러, 본 발명은 증발기의 크기 및 형태에 구애 받지 않고 자유롭게 제작이 용이하게 이루어질 수 있으며, 구조가 간단하고 제조가 용이하여 비용절감을 도모할 수 있다.In addition, the present invention can be easily made freely regardless of the size and shape of the evaporator, the structure is simple and can be easily manufactured to reduce the cost.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스트립형 면상 발열체를 이용한 제상용 면상 히터를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3에 표시된 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 나타낸 단면도, 도 5는 제1실시예에 따른 한쌍의 제상용 면상 히터를 증발기 양측에 배치하는 상태를 나타내는 사시도, 도 6은 증발기 양측이 한쌍의 제상용 면상 히터를 밀착 배치한 상태에서 도 5에 도시된 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 나타낸 단면도, 도 7은 제1실시예에 따른 제상용 면상 히터를 다수 개 연결하여 하나의 유닛으로 구성한 도면이다.3 is a plan view showing a surface heater for defrost using a strip-like planar heating element according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV shown in Figure 3, Figure 5 is a first embodiment Is a perspective view showing a state where a pair of defrosting planar heaters are arranged on both sides of the evaporator, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI shown in FIG. 5 in a state where both sides of the evaporator closely arrange a pair of defrosting planar heaters. FIG. 7 is a view illustrating a configuration of a single unit by connecting a plurality of defrosting surface heaters according to the first embodiment.

먼저, 도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 스트립형 면상 발열체를 이용한 제상용 면상 히터(10a)는 소정 크기를 갖는 직사각형의 알루미늄 방열판(11), 양 단부에 제1 및 제2 전극단자(15a,15b)를 구비한 스트립형 면상 발열체(13), 및 스트립형 면상 발열체(13)의 외측면을 둘러싸는 절연층(17)을 포함한다. First, referring to Figures 3 and 4, the defrosted surface heater 10a using the strip-shaped surface heating element of the present invention is a rectangular aluminum heat sink 11 having a predetermined size, the first and second electrode terminals at both ends A strip type planar heating element 13 having 15a and 15b and an insulating layer 17 surrounding the outer surface of the strip type planar heating element 13 are included.

또한, 본 발명의 제상용 면상 히터(10a)는 도 4와 같이 다수의 증발기 핀(23)과 탄력적으로 접촉이 이루어지도록 방열판(11)의 외측면에 파형(corrugation type) 방열핀(19)을 더 포함할 수 있다.In addition, the defrost heater 10a of the present invention further has a corrugation type heat radiation fin 19 on the outer surface of the heat sink 11 so as to be in elastic contact with the plurality of evaporator fins 23 as shown in FIG. 4. It may include.

방열판(11)은 판형상으로 이루어지며 양단이 동일 방향으로 절곡되어 마감처리되는 것도 가능하다. 이러한 방열판(11)은 스트립형 면상 발열체(13)에서 발생된 열을 외부로 방열(즉, 전달)하는 역할을 한다.The heat sink 11 may be formed in a plate shape and both ends may be bent in the same direction and finished. The heat sink 11 serves to heat (ie transfer) heat generated from the strip-shaped planar heating element 13 to the outside.

따라서, 방열판(11)은 열 전달 특성이 우수한 Al, Cu, Ag 및 Au 중의 하나 또는 그의 합금 재료로 형성되며, 바람직하게는 가격이 저렴한 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고 이 경우 애노다이징 처리되어 표면에 산화 방지용 절연막을 형성할 수 있다.Therefore, the heat sink 11 is formed of one of Al, Cu, Ag, and Au or an alloy material thereof having excellent heat transfer properties, preferably made of inexpensive aluminum or an aluminum alloy, in this case anodized to give a surface An insulating film for preventing oxidation can be formed.

스트립형 면상 발열체(13)는 소정 두께의 금속 박막을 슬리팅하여 스트립(13a~13d)이 지그재그로 연속되는 일정한 패턴으로 형성되고, 그 외측면은 방습, 내열 및 전기 절연 기능을 하는 절연층(17)이 피복되어 있다. The strip-shaped planar heating element 13 is formed in a predetermined pattern in which strips 13a to 13d are zigzag continuous by slitting a metal thin film having a predetermined thickness, and an outer side of the strip-shaped planar heating element 13 is provided with an insulating layer having moisture-proof, heat-resistant and electrical insulation functions. 17) is covered.

이 경우, 스트립형 면상 발열체(13)는 상측 및 하측 절연성 필름 사이에 패턴 형성된 다수의 스트립(13a-13c)을 배열한 상태로 라미네이팅하여 스트립형 면상 발열체의 외주에 판형상으로 피복된 절연층(17)을 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the strip-like planar heating element 13 is laminated with a plurality of patterned strips 13a-13c arranged between the upper and lower insulating films in an arrayed state, and has an insulating layer coated on the outer circumference of the strip-shaped planar heating element. It is preferable to form 17).

상기 다수의 스트립(13a-13c)의 양단부는 히터에 요구되는 저항값을 맞추도록 직렬 접속, 병렬 접속 및 직렬과 병렬 접속의 조합 중 어느 하나의 방식으로 접속된다.Both ends of the plurality of strips 13a-13c are connected in any one of a series connection, a parallel connection, and a combination of series and parallel connections so as to match the resistance value required for the heater.

이와 같은 스트립형 면상 발열체(13)는 Fe, Al, Cu 등의 단원소 금속 박판, 철계(Fe-X), 철크롬계(Fe-Cr) 금속 박판, Fe-(14~21%)Cr-(2~10%)Al와 같은 FeCrAl 합금 박판, Ni(77%~), Cr(19~21%) 및 Si(0.75~1.5%)로 이루어지거나 Ni(57%~), Cr(15~18%), Si(0.75~1.5%) 및 Fe(잔부)로 이루어진 니크롬 열선 재료, 비정질 박판(리본) 중 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다.The strip-like planar heating element 13 is formed of a single metal thin plate such as Fe, Al, Cu, iron-based (Fe-X), iron chromium-based (Fe-Cr) metal thin plate, and Fe- (14-21%) Cr-. FeCrAl alloy sheets such as (2-10%) Al, Ni (77%-), Cr (19-21%) and Si (0.75-1.5%), or Ni (57%-), Cr (15-18) %), Si (0.75 to 1.5%) and Fe (nitrogen) may be made of any one material of the nichrome hot wire material, amorphous thin plate (ribbon).

상기 FeCrAl 합금 박판의 바람직한 합금 재료는 Fe-15Cr-5Al 비율로 합성된 페칼로이 합금(일명, 칸탈(KANTHALTM)선) 또는 Fe-20Cr-5Al-REM(희토류 금속)(여기 서, REM(Y, Hf, Zr) 1% 정도 포함)을 사용할 수 있다.Preferred alloying materials for the FeCrAl alloy sheet are pecaloy alloys (also known as KANTHAL ™ wires) or Fe-20Cr-5Al-REM (rare earth metals) synthesized at a ratio of Fe-15Cr-5Al (here, REM (Y , Hf, Zr) 1%) can be used.

또한, 상기 비정질 박판은 Fe계 또는 Co계 비정질 재료로 이루어지며, Fe계 비정질 재료가 상대적으로 저렴하므로 바람직하다.In addition, the amorphous thin plate is made of an Fe-based or Co-based amorphous material, it is preferable because the Fe-based amorphous material is relatively inexpensive.

상기 Fe계 비정질 재료는 예를 들어, Fe100-u-y-z-w Ru Tx Qy Bz Siw, 여기서, R은 Ni 및 Co 중의 적어도 1종이고, T는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo 및 W 중의 적어도 한 종이며, Q는 Cu, Ag, Au, Pd 및 Pt 중의 적어도 1종이고, u는 0~10, x는 1~5, y는 0~3, z는 5~12, 그리고 w는 8~18이다.The Fe-based amorphous material is, for example, Fe 100-uyzw R u T x Q y B z Si w, wherein R is at least one of Ni and Co, T is Ti, Zr, Hf, V, Nb, At least one of Ta, Mo and W, Q is at least one of Cu, Ag, Au, Pd and Pt, u is 0 to 10, x is 1 to 5, y is 0 to 3, z is 5 to 12 and w are 8-18.

상기 Co계 비정질 재료는 예를 들어, Co1-x1-x2Fex1Mx2)x3Bx4, 여기서, M은 Cr, Ni, Mo 및 Mn에서 선택된 1종류 이상의 원소이고, x1, x2, x3은 각각 0≤x1≤0.10, 0≤x2≤0.10, 70≤x3≤79로 되는 비정질합금에 있어서, B의조성비 x4는 11.0≤x4≤13.0이다. The Co-based amorphous material is, for example, Co 1-x1-x2 Fe x1 M x2 ) x3 B x4 , wherein M is at least one element selected from Cr, Ni, Mo, and Mn, and x1, x2, x3 is In the amorphous alloys of 0≤x1≤0.10, 0≤x2≤0.10, and 70≤x3≤79, respectively, the composition ratio x4 of B is 11.0≤x4≤13.0.

상기 스트립형 면상 발열체(13) 재료 중에서 가장 바람직한 재료는 Fe-15Cr-5Al 또는 Fe계 비정질 재료이고, Fe-15Cr-5Al는 열처리가 이루어지는 경우 표면에 Al2O3(알루미나) 절연막이 형성되어 고온 내식성을 갖게 되어 철계 재료의 산화 문제를 저렴하게 해결하는 이점이 있게 된다.The most preferable material among the strip-like planar heating element 13 is Fe-15Cr-5Al or Fe-based amorphous material, and Fe-15Cr-5Al has a high temperature because an Al 2 O 3 (alumina) insulating film is formed on the surface when the heat treatment is performed. Corrosion resistance has the advantage of solving the problem of oxidation of iron-based material at low cost.

또한, 잘 알려진 고온 열선 재료 중 니크롬(NiCr) 열선의 니크로탈(NIKROTHALTM(Ni: 80)은 비저항이 1.09Ωmm2/m, KANTHALTM D는 비저항이 1.35Ωmm2/m인 것으로 알려져 있다. 그런데, Fe계 비정질 박판(리본)은 상기 KANTHALTM선 과 유사한 1.3~1.4Ωmm2/m의 비저항을 가지고 있어 열선 재료로서 양호한 특성을 가지고 있는 것을 알 수 있으며, 더욱이 KANTHALTM선 보다 상대적으로 저렴하므로 본 발명에서는 이를 스트립형 면상 발열체(13) 재료로 사용한다.In addition, among the well-known high temperature hot wire materials, the NiCROTHAL TM (Ni: 80) of the NiCr hot wire is known to have a specific resistance of 1.09 Ωmm 2 / m, and KANTHAL TM D has a specific resistance of 1.35 Ωmm 2 / m. , Fe-based amorphous thin plate (ribbon) has a specific resistance of 1.3 ~ 1.4Ωmm 2 / m similar to the KANTHAL TM wire, it can be seen that it has a good characteristics as a hot wire material, and because it is relatively cheaper than the KANTHAL TM wire In the present invention, it is used as a strip-shaped planar heating element 13 material.

그러나, 상기 스트립형 면상 발열체(13) 재료는 열선 재료의 특성으로 요구되는 비저항값이 크지 않고 저렴하게 입수 가능하다면 어떤 금속재 또는 합금 재료도 사용 가능하다.However, the strip-like planar heating element 13 material may be any metal or alloy material as long as the specific resistance value required for the properties of the hot wire material is not large and can be obtained inexpensively.

한편, 상기 비정질 박판(리본)은 예를 들어, 액체급냉법에 의해 비정질 합금의 용융합금을 고속 회전되는 냉각롤에 분사하여 106K/sec의 냉각속도로 냉각시켜 박리함에 의해 얻어지는 것으로 10∼50㎛의 두께로 이루어지며, 20mm∼200mm 폭으로 제조된다. 또한, 비정질 재료는 일반적으로 고강도, 고내식성, 고연자성 등의 우수한 재료 특성을 가지고 있고, Fe계 비정질 리본은 종래의 실리콘 히터와 비교할 때 약 1/2 정도로 저렴하게 구입할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, the amorphous thin plate (ribbon) is obtained by, for example, by spraying the molten alloy of the amorphous alloy on the cooling roll is rotated at high speed by the liquid quenching method to cool at a cooling rate of 10 6 K / sec and peeled off It has a thickness of 50 μm and is manufactured in a width of 20 mm to 200 mm. In addition, the amorphous material generally has excellent material properties such as high strength, high corrosion resistance, high soft magnetic properties, and the Fe-based amorphous ribbon has an advantage that it can be purchased at about 1/2 cheaper than that of a conventional silicon heater.

상기와 같이, 본 발명의 스트립형 면상 발열체(13)는 히터 재료로서 10~50㎛의 금속 박판을 사용하므로 동일한 단면적을 갖는 다른 코일형 열선과 비교할 때 10~20배 이상의 표면적을 가지게 되어 동일한 전력을 사용하여 발열이 이루어질 때 넓은 면적에서 저온 발열이 이루어지므로 저온 히팅 재료로 적합하다. 즉, 스트립형 면상 발열체(13)는 금속 박판으로 이루어져 있기 때문에 1㎠당 발생하는 열밀도가 낮아 열량도 낮게 된다. As described above, since the strip-shaped planar heating element 13 of the present invention uses a metal sheet of 10 to 50 µm as a heater material, the strip-like planar heating element 13 has a surface area of 10 to 20 times or more as compared to other coil type heating wires having the same cross-sectional area, thereby providing the same electric power. When heat is generated by using the low temperature heat is generated in a large area is suitable as a low temperature heating material. That is, since the strip-shaped planar heating element 13 is made of a thin metal plate, the heat density generated per 1 cm 2 is low, so that the amount of heat is also low.

그 결과, 본 발명에서 박판으로 이루어진 리본을 가공하여 제작되는 스트립 형 면상 발열체(13)는, 종래의 니크롬선으로 이루어지는 코일형 열선과 비교할 때, 상대적으로 과다 및/또는 고온 열 발생을 고려하여 발열체 외주에 두꺼운 내열성 피복층을 형성할 필요가 없게 된다. 따라서, 높은 열전달 효율을 도모할 수 있게 된다.As a result, the strip-like planar heating element 13 produced by processing a ribbon made of a thin plate in the present invention is relatively heat generating element in consideration of excessive and / or high temperature heat generation, as compared with a conventional coil type heating element made of nichrome wire. There is no need to form a thick heat resistant coating layer on the outer circumference. Therefore, high heat transfer efficiency can be attained.

또한, 본 발명의 스트립형 면상 발열체(13)는 히터의 표면 온도가 시즈 히터와 같이 600~800℃의 고온으로 상승하지 않고 110℃를 넘지 않기 때문에 별도의 컨트롤러를 사용한 온도 제어가 요구되지 않는다.In addition, in the strip type planar heating element 13 of the present invention, since the surface temperature of the heater does not rise to a high temperature of 600 to 800 ° C. like the sheath heater and does not exceed 110 ° C., temperature control using a separate controller is not required.

한편, 본 발명에서 채택하고 있는 히터 재료는 금속 박판이므로 예를 들어, 증발기의 크기에 따라 제상용 면상 히터의 미리 설정된 폭과 길이 및 면적이 결정되고 제상에 필요한 미리 설정된 온도로 발열이 이루어지도록 할 때 이에 적합한 저항값을 갖도록 하기 위해서 광폭의 리본을 적절한 폭을 갖는 스트립으로 슬리팅하여 폭을 좁게 하고 발열체의 전체 길이를 길게 형성하여 히터에 요구되는 저항값을 같도록 패터닝하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 발명의 스트립형 면상 발열체(13)에 사용되는 히터, 즉 스트립(13a-13c)은 25㎛의 두께에 1-2mm의 폭을 갖도록 슬리팅될 수 있다.Meanwhile, since the heater material employed in the present invention is a thin metal plate, for example, a predetermined width, length, and area of the surface heater for defrosting are determined according to the size of the evaporator, and heat is generated at a predetermined temperature required for defrosting. At this time, in order to have a suitable resistance value, it is preferable to slitting the wide ribbon to a strip having an appropriate width to narrow the width and to form the entire length of the heating element to be patterned to have the same resistance value required for the heater. For example, the heaters used in the strip-shaped planar heating element 13 of the present invention, that is, the strips 13a-13c, may be slit to have a width of 1-2 mm at a thickness of 25 μm.

제1 및 제2 전극단자(15a,15b)는 일단이 전원 케이블(16a,16b)을 통하여 전원 플러그에 각각 접속되고, 타단이 각각 스트립형 면상 발열체(13)의 양단에 스폿 용접 또는 솔더링되고, 연결부분을 실링하도록 절연 필름을 사용하여 인서트 몰딩방법으로 코팅하는 것이 바람직하다.One end of each of the first and second electrode terminals 15a and 15b is connected to the power plug through the power cables 16a and 16b, and the other end is spot welded or soldered to both ends of the strip-shaped planar heating element 13, respectively. It is preferable to coat by insert molding method using an insulating film to seal the connection part.

또한, 제1 및 제2 전극단자(15a,15b)의 타단과 스트립형 면상 발열체(13)의 양단 사이에는 쇼트에 의해 과전류가 흐르는 경우 단선이 이루어지도록 소정의 퓨즈(미도시)를 삽입할 수 있다. 이러한 퓨즈(미도시)는 스트립(13a,13b,13c)을 이어주는 다른 연결 스트립(13e,13f) 대신에 사용하는 것도 물론 가능하다. 더욱이, 본 발명의 스트립형 면상 발열체(13)에서는 특수한 온도 제어장치를 사용하지 않고 설정온도 이상으로 상승하는 경우 전원을 차단하도록 서머 스탯을 사용하여 안전성을 확보하는 것도 가능하다.In addition, a predetermined fuse (not shown) may be inserted between the other ends of the first and second electrode terminals 15a and 15b and both ends of the strip-shaped planar heating element 13 so that a disconnection occurs when an overcurrent flows due to a short. have. Such a fuse (not shown) may of course be used in place of the other connecting strips 13e, 13f connecting the strips 13a, 13b, 13c. Furthermore, in the strip type planar heating element 13 of the present invention, it is also possible to secure safety by using a thermostat to cut off the power when rising above the set temperature without using a special temperature control device.

한편, 상기 스트립형 면상 발열체(13)의 외주에 판형상으로 피복되는 절연층(17)은 바니쉬(vanish) 또는 실리콘(silicon)과 같은 접착제를 사용하여 알루미늄 방열판(11)에 본딩 고정된다. 상기 스트립형 면상 발열체(13)의 외표면에 코팅되어 방습, 내열 및 전기 절연 기능을 하는 절연층(17) 재료로는 내열성과 전기 절연성이 우수한 합성수지를 사용할 수 있으며, 예를 들어, PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), TPA(Terephthalic Acid)와 MEG(Mono-ethylene Glycol)을 중합하여 얻어지는 PET(Polyethylene Terephthalate), 폴리이미드(Polyimide)나, 또는 실리콘 등의 각종 전기 절연용 필름 재료를 사용할 수 있다. 상기 절연층(17) 재료로 사용되는 합성수지는 일반적으로 비교적 염가이며 전기절연성, 열안정성, 내수성이 우수한 특성을 가지며, 실리콘 또한 내열성, 인장강도, 신축율 및 내마모성이 우수하다. 따라서, 스트립형 면상 발열체(13)의 외표면에 상기 특성의 절연층(17)이 코팅되어 있으므로 습도가 높은 환경에서도 단락현상이 발생하지 않게 되어 안전성을 도모할 수 있다.On the other hand, the insulating layer 17 coated in a plate shape on the outer circumference of the strip-shaped planar heating element 13 is bonded and fixed to the aluminum heat sink 11 using an adhesive such as vanish or silicon. As a material of the insulating layer 17 coated on the outer surface of the strip-shaped planar heating element 13 and having a moisture-proof, heat-resistant and electrical insulation function, a synthetic resin having excellent heat resistance and electrical insulation may be used, for example, polyethylene (PE) ), PP (Polypropylene), TPA (Terephthalic Acid) and MEG (Mono-ethylene Glycol) can be used for various electrical insulation film materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyimide, or silicone have. Synthetic resin used as the insulating layer 17 material is generally relatively inexpensive and has excellent electrical insulation, thermal stability, and water resistance, and silicone also has excellent heat resistance, tensile strength, stretch rate, and wear resistance. Therefore, since the insulating layer 17 having the above characteristics is coated on the outer surface of the strip-shaped planar heating element 13, short-circuit phenomenon does not occur even in a high humidity environment, thereby achieving safety.

상기 파형 방열핀(19)은 도 4와 같이 방열판(11)과 동일하게 열 전달 특성이 우수한 재료로 이루어지며, 요철이 반복적으로 형성된 주름형상으로 이루어지며 알루미늄 방열판(11)의 타측면에 부착된다.The corrugated heat dissipation fin 19 is made of a material having excellent heat transfer characteristics similar to the heat dissipation plate 11 as shown in FIG. 4, and has a corrugated shape in which irregularities are repeatedly formed and is attached to the other side of the aluminum heat dissipation plate 11.

이하에 상기한 본 발명의 제1실시예에 따른 제상용 면상 히터를 냉장고의 증발기에 결합하는 구조를 도 5 및 도 6을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a structure of coupling the defrosting surface heater according to the first embodiment of the present invention described above with the evaporator of the refrigerator will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 제1실시예에 따른 한쌍의 제상 히터를 증발기 양측에 배치하는 상태를 나타내는 사시도, 도 6은 증발기 양측이 한쌍의 제상 히터를 밀착 배치한 상태에서 도 5에 도시된 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 나타낸 단면도이다.5 is a perspective view showing a state in which a pair of defrost heaters are arranged on both sides of the evaporator according to the first embodiment, and FIG. 6 is a line VI-VI shown in FIG. 5 in a state in which both sides of the evaporator closely arrange a pair of defrost heaters. It is a cross-sectional view shown.

먼저, 도 5와 같이, 냉매가 흐르는 지그재그 형상으로 절곡된 튜브(21)에 전체의 수평 라인을 둘러싸도록 수직방향으로 길게 형성된 다수의 핀(23)이 형성된 구조를 가지는 냉장고의 증발기(20)에, 본 발명에 따른 제상용 면상 히터(10a)를 양측에 부착시킬 때, 파형 방열핀(19)은 도 6과 같이, 증발기 핀(23)과 상호 선접촉이 이루어진다. 이때, 한쌍의 제상용 면상 히터(10a)를 증발기(20)에 소정 압력으로 밀착 배치하는 경우, 파형 방열핀(19)의 탄력에 의해 다수의 증발기 핀(23)의 높이가 다소 일치되지 않더라고 파형 방열핀(19)의 주름형상에 의해 모든 증발기 핀(23)과 접촉할 수 있어 알루미늄 방열판(11)으로부터 전달되는 열을 손실 없이 효과적으로 증발기(20)의 핀(23)으로 전달할 수 있게 된다.First, as shown in FIG. 5, in the evaporator 20 of the refrigerator having a structure in which a plurality of fins 23 are formed long in a vertical direction to surround the entire horizontal line in a tube 21 bent in a zigzag shape in which a refrigerant flows. When attaching the defrost heater 10a according to the present invention on both sides, the corrugated radiation fin 19 is in line contact with the evaporator fin 23 as shown in FIG. At this time, when the pair of defrosting planar heaters 10a are arranged in close contact with the evaporator 20 at a predetermined pressure, the heights of the plurality of evaporator fins 23 do not coincide somewhat due to the elasticity of the corrugated radiation fins 19. The corrugated shape of the heat dissipation fins 19 makes it possible to contact all the evaporator fins 23 so that heat transferred from the aluminum heat sink 11 can be effectively transmitted to the fins 23 of the evaporator 20 without loss.

따라서, 본 발명에서는 제상용 면상 히터(10a)가 다수의 핀(23)에 선접촉되어 직접 전도방식으로 히터의 열을 전달하게 된다.Accordingly, in the present invention, the defrost heater 10a is in line contact with the plurality of fins 23 to transfer heat of the heater in a direct conduction method.

상술한 제1실시예에 따른 제상용 면상 히터(10a)는 다음과 같은 단계를 거쳐 제작된다. The defrost surface heater 10a according to the first embodiment described above is manufactured through the following steps.

먼저, 예를 들어, 박막의 비정질 리본 또는 FeCrAl 합금 박판을 설정된 저항값을 갖도록 1~2mm의 폭을 갖는 스트립(13a∼13c) 패턴으로 슬리팅하여 폭을 좁게 하고 직렬 접속된 구조로 발열체의 전체 길이를 길게 형성하여, 일측 및 타측에 2 전극단자가 배치된 패턴으로 성형한 스트립형 면상 발열체(13)를 제작한다. First, for example, a thin amorphous ribbon or a thin FeCrAl alloy sheet is slit into a strip pattern 13a to 13c having a width of 1 to 2 mm so as to have a set resistance value, thereby narrowing the width of the thin film. By forming the length long, the strip-shaped planar heating element 13 formed in a pattern in which two electrode terminals are arranged on one side and the other side is manufactured.

그 후, 길이방향으로 한쌍의 절연 필름을 사용하여 면상 발열체(13)의 외부를 코팅함에 의해 절연층(17)을 형성하고, 알루미늄 방열판(11)의 일면에 접착제를 사용하여 부착시키며, 알루미늄 방열판(11)의 타면에 파형 방열핀(19)을 부착한다. 이렇게 파형 방열핀(19)을 구비하여 제작된 면상 히터(10a)의 최종 두께는 4.35mm 이내로 이루어지며, 파형 방열핀(19)을 부착하지 않는 경우 1.35mm의 슬림형으로 제작될 수 있다.Thereafter, the insulating layer 17 is formed by coating the outside of the planar heating element 13 using a pair of insulating films in the longitudinal direction, and is attached to one surface of the aluminum heat sink 11 with an adhesive, and the aluminum heat sink The corrugated radiation fins 19 are attached to the other surface of (11). Thus, the final thickness of the planar heater 10a manufactured with the corrugated radiation fins 19 is made within 4.35 mm, and when the corrugated radiation fins 19 are not attached, the final thickness of the planar heater 10a may be 1.35 mm.

이와 같이 구성된 제상용 면상 히터(10a)는 증발기의 면적에 비례하여 도 7과 같이, 소정 공간(S)을 두고 한쌍의 결합프레임(21a,21b)에 의해 다수 개를 연결하여 단일 유닛으로 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 다수의 제상용 면상 히터(10a)는 서로 인접한 제상용 면상 히터(10a)가 연결선(23)을 통해 각각 일단이 접속되고, 제일 양측에 배치된 제상용 면상 히터(10a)의 타단은 각각 전원케이블(25a,25b)에 연결된다. 이처럼 본 발명의 제상용 면상 히터(10a)는 증발기의 용량이나 크기에 따라 적정 개수로 연결하여 단일 유닛으로 사용할 수 있다.The defrost heater 10a configured as described above is used in a single unit by connecting a plurality of pairs of coupling frames 21a and 21b with a predetermined space S as shown in FIG. 7 in proportion to the area of the evaporator. It is also possible. In this case, the plurality of defrosted planar heaters 10a are connected to one end of the defrost planar heaters 10a adjacent to each other through a connecting line 23, and the other ends of the defrost planar heaters 10a disposed on both sides are Respectively connected to the power cables 25a and 25b. As described above, the surface heater 10a for defrosting of the present invention can be used as a single unit by connecting an appropriate number according to the capacity or size of the evaporator.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 스트립형 면상 발열체를 이용한 제상용 면상 히터를 나타낸 평면도이다.8 is a plan view illustrating a surface heater for defrosting using a strip type plane heater according to a second embodiment of the present invention.

제2실시예에 따른 제상용 히터(10b)는 상술한 제1실시예에 따른 제상용 면상 히터(10a)와 대부분의 구성이 동일하며, 다만, 도 8과 같이, 스트립형 면상 발열체(13)의 양단에 연결된 제1 및 제2 전극단자(15a,15b)의 배치방향이 제1실시예의 제상용 면상 히터(10a)와 서로 상이하다. 즉, 제1 및 제2 전극단자(15a,15b)는 그 배치방향이 서로 평행하게 배치된 스트립(13a,13b,13c)의 개수에 따라 결정되며, 제1실시예의 제상용 면상 히터(10a)와 같이 서로 평행하게 배치된 스트립의 개수가 홀수개일 경우 제1 및 제2 전극단자(15a,15b)는 도 3과 같이 서로 반대방향으로 배치되지만, 도 8과 같이 짝수개일 경우 서로 동일 방향으로 배치된다. 단, 이는 다수의 스트립(13a,13b,13c)을 직렬접속 구조로 패터닝한 경우에 해당된다. 도 8에서 미설명 부재번호 13e, 13f 및 13g는 각각 연결 스트립을 나타낸다.The defrost heater 10b according to the second embodiment has the same configuration as that of the defrost heater 10a according to the first embodiment described above. However, as shown in FIG. 8, the strip-like planar heating element 13 is provided. The arrangement directions of the first and second electrode terminals 15a and 15b connected to both ends of the first and second electrode terminals 15a and 15b are different from those of the defrost surface heater 10a of the first embodiment. That is, the first and second electrode terminals 15a and 15b are determined according to the number of strips 13a, 13b, and 13c arranged in parallel with each other, and the defrost surface heater 10a of the first embodiment. As shown in FIG. 3, the first and second electrode terminals 15a and 15b are arranged in opposite directions when the number of strips arranged in parallel to each other is odd, as shown in FIG. 8. do. However, this is the case when a plurality of strips (13a, 13b, 13c) is patterned in a series connection structure. In FIG. 8, reference numerals 13e, 13f, and 13g denote connection strips, respectively.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 스트립형 면상 발열체를 이용한 제상용 면상 히터를 나타낸 평면도이고, 도 10은 도 9에서 직렬접속장치가 결합된 것을 자세하게 나타낸 평면도이고, 도 11은 도 10에 표시된 ⅩⅠ-ⅩⅠ선을 따라 나타낸 단면도이다.9 is a plan view showing a surface heater for defrost using a strip-like planar heating element according to a third embodiment of the present invention, FIG. 10 is a plan view showing in detail that the series connection device is coupled in FIG. 9, and FIG. 11 is FIG. This is a cross-sectional view taken along the line II-XI shown in the figure.

도 9를 참고하면, 제3실시예에 따른 제상용 히터(10c)는 다수, 예를 들어 4개의 선형 제1 내지 제4 스트립(13a∼13d)을 제작한 후, 일측에는 제2 및 제3 스트립(13b,13c)의 단부는 바이메탈(bimetal)(31)을 사용하여 연결하고 면상 발열체(13)의 외부를 코팅함에 의해 절연층(17)을 형성하며, 타측에는 제1 및 제2 스트립(13a,13b)의 단부와 제3 및 제4 스트립(13c,13d)의 단부를 각각 연결하는 직렬접속장치(33)의 도전성 연결구(33a,33b)를 사용하여 연결함에 의해 상술한 제1 및 제2실시예와 동등한 직렬 접속된 면상 발열체(13) 구조를 형성한다.Referring to FIG. 9, a plurality of defrost heaters 10c according to the third embodiment may be manufactured, for example, four linear first to fourth strips 13a to 13d, and then the second and third sides may be disposed on one side thereof. The ends of the strips 13b and 13c are connected using bimetals 31 and form an insulating layer 17 by coating the outside of the planar heating element 13, and on the other side the first and second strips ( The above-mentioned first and second parts are connected by using the conductive connectors 33a and 33b of the series connection device 33 connecting the ends of the 13a and 13b and the ends of the third and fourth strips 13c and 13d, respectively. The structure of the planar heating element 13 connected in series as in the second embodiment is formed.

상기 직렬접속장치(33)는 도 10 및 도 11과 같이, 면상 발열체(13)의 외측에 절연층(17)이 형성된 상태에서 단순히 그의 외측면에 끼우는 구조로 절연층(17) 내부에 매입되어 있는 제1 및 제2 스트립(13a,13b)의 단부와 제3 및 제4 스트립(13c,13d)의 단부를 각각 연결할 수 있는 구조를 가지고 있다. 즉, 직렬접속장치(33)는 인접한 제1 및 제2 스트립(13a,13b)의 단부와 제3 및 제4 스트립(13c,13d)의 단부를 각각 연결하기 위한 도전성 연결구(33a,33b)가 일측으로 직사각형의 요홈(33d) 구조를 갖는 하우징(33c)의 요홈 상측면에 일체로 형성되어 있고, 각각의 도전성 연결구(33a,33b)는 제1 및 제2 스트립(13a,13b)과, 제3 및 제4 스트립(13c,13d)에 대응하여 입구측으로부터 요홈 방향으로 선단부가 뾰족한 4개의 스토퍼(41∼44)가 일체로 돌출 형성되어 있다. 10 and 11, the series connection device 33 is embedded in the insulating layer 17 in a state in which the insulating layer 17 is formed on the outer side of the planar heating element 13 and simply inserted on the outer side thereof. It has a structure capable of connecting the ends of the first and second strips (13a, 13b) and the ends of the third and fourth strips (13c, 13d), respectively. That is, the serial connection device 33 has conductive connectors 33a and 33b for connecting the ends of the adjacent first and second strips 13a and 13b and the ends of the third and fourth strips 13c and 13d, respectively. It is integrally formed on the upper surface of the groove of the housing 33c having a rectangular groove 33d structure on one side, and each of the conductive connectors 33a and 33b includes the first and second strips 13a and 13b, and Corresponding to the third and fourth strips 13c and 13d, four stoppers 41 to 44, each of which has a pointed tip in the groove direction from the inlet side, are integrally formed.

따라서, 면상 발열체(13)의 외측에 절연층(17)이 형성된 히터를 직렬접속장치(33)의 요홈(33d)에 삽입한 후 약간의 길이만큼 후퇴시키면 도전성 연결구(33a,33b)의 스토퍼(41,42)는 절연층(17)을 파고들어 제1 및 제2 스트립(13a,13b)에 연결되고, 스토퍼(43,44)는 제3 및 제4 스트립(13c,13d)에 연결되어 직렬접속이 이루어지며, 상기 히터는 스토퍼(41∼44)의 저지에 의해 어느 이상의 후퇴는 이루어지지 않게 된다.Therefore, when the heater in which the insulating layer 17 is formed on the outer side of the planar heating element 13 is inserted into the groove 33d of the series connection device 33, and retracted by a slight length, the stoppers of the conductive connectors 33a and 33b ( 41 and 42 penetrate the insulating layer 17 and are connected to the first and second strips 13a and 13b, and the stoppers 43 and 44 are connected to the third and fourth strips 13c and 13d in series. The connection is made, and the heater does not retreat any more by blocking the stoppers 41 to 44.

이 경우, 상기 직렬접속장치(33) 대신에 직렬로 바이메탈(31)을 연결 설치하여 주변 온도가 설정온도 이상으로 올라간 경우 자동으로 제1 및 제2 전극단자(15a,15b)에 인가되는 전원을 차단하고 설정온도 이하로 내려간 경우 자동으로 전원을 연결시키는 방식으로 제어하는 것도 가능하다.In this case, the bimetals 31 are connected in series instead of the serial connection device 33 to automatically supply power to the first and second electrode terminals 15a and 15b when the ambient temperature rises above the set temperature. It is also possible to control the system by automatically connecting the power when shut off and lowered below the set temperature.

상기와 같이 제1 및 제2 전극단자(15a,15b) 중 어느 하나와 발열체(13) 사이에 바이메탈(bimetal)(31)이나 퓨즈(fuse) 등으로 이루어지는 전류차단수단을 구비하는 경우 일정한 온도범위 내에서만 발열체(13)에 전원이 공급되도록 하거나 과전류가 흐르는 경우 퓨즈를 용융시켜 전원을 차단함에 의해 화재발생을 예방할 수 있다.As described above, when one of the first and second electrode terminals 15a and 15b and the heating element 13 are provided with a current blocking means made of a bimetal 31 or a fuse, a constant temperature range is provided. When the power is supplied to the heating element 13 only, or when an overcurrent flows, it is possible to prevent the occurrence of fire by melting the fuse to cut off the power.

도 12는 본 발명에 따른 제상용 면상 히터가 냉장고의 증발기에 적용된 상태를 도시하는 정면도이다.12 is a front view illustrating a state in which a defrost heater according to the present invention is applied to an evaporator of a refrigerator.

도 12에 도시된 냉장고의 증발기(20)는 냉매가 흐르는 지그재그 형상으로 절곡된 튜브(21)에 각각의 수평 라인마다 둘러싸도록 다수의 핀(23)이 각 수평 라인마다 결합된 구조를 가지고 있다.The evaporator 20 of the refrigerator illustrated in FIG. 12 has a structure in which a plurality of fins 23 are coupled to each horizontal line so as to surround each horizontal line in the tube 21 bent in a zigzag shape in which a refrigerant flows.

본 발명에 따른 제상용 면상 히터(100a∼100d)는 각각의 수평라인마다 증발기(20)의 전면 및 후면에 각각 대응하여 설치되고, 방열핀(19)이 증발기(20)의 튜브(21)가 통과되도록 형성된 다수의 핀(23)에 선접촉되어 직접 전도방식으로 히터의 열을 전달하게 된다.The defrost heater 100a to 100d according to the present invention is installed to correspond to the front and rear surfaces of the evaporator 20 for each horizontal line, and the heat dissipation fin 19 passes through the tube 21 of the evaporator 20. Line contact with a plurality of fins 23 formed so as to transfer the heat of the heater in a direct conduction method.

상기한 실시예에 따른 제상용 면상 히터(100a∼100d)는 증발기 각각의 수평라인마다 전면 및 후면에 대응하여 설치되는 것이므로 상기한 도 3에 도시된 실시예의 면상 히터(10a)와 비교할 때 면상 발열체(13)에 포함되는 스트립(13a∼13d)의 수가 작고, 폭이 좁다는 것을 제외하고 도 3의 면상 히터(10a)와 동일한 구조를 갖는다.Defrost heater 100a to 100d according to the above embodiment is installed in correspondence with the front and rear for each horizontal line of the evaporator, so compared with the planar heater 10a of the embodiment shown in FIG. It has the same structure as the planar heater 10a of FIG. 3 except that the number of strips 13a-13d contained in (13) is small and its width is narrow.

제상용 면상 히터(100a∼100d)는 다수 개로 분할되어 있는 점을 제외하고 도 2의 실시예와 동일하므로 제상용 면상 히터는 다수의 증발기 핀(23)과 접촉하는 부분이 선접촉으로 이루어지므로 스트립형 면상 발열체(13)에서 발생된 열을 원활하게 전달하며, 다수의 증발기 핀(23)으로 전달된 열은 증발기(20)의 튜브(21)에 전달된다. Since the defrosted planar heaters 100a to 100d are the same as the embodiment of FIG. 2 except that they are divided into a plurality of defrosted planar heaters, the part contacting the plurality of evaporator fins 23 is made of a line contact and thus strips. The heat generated from the planar heating element 13 is smoothly transferred, and the heat transferred to the plurality of evaporator fins 23 is transferred to the tube 21 of the evaporator 20.

따라서, 제상용 면상 히터는 스트립형 면상 발열체(13)에서 발생된 열은 파형 방열핀(19)에서 다수의 핀(23)을 통해 증발기(20)의 튜브(21)에 손실 없이 균일하게 전달되므로 제상 효율이 향상되고 소비 전력을 감소시킬 수 있다.Therefore, the defrosted planar heater is defrosted because heat generated from the strip-shaped planar heating element 13 is uniformly transmitted to the tube 21 of the evaporator 20 through the plurality of fins 23 from the corrugated radiation fin 19 without loss. Efficiency can be improved and power consumption can be reduced.

또한, 도시된 실시예에 따른 제상용 면상 히터는 금속 박막을 슬리팅한 스트립형 면상 발열체(13)를 열원으로 사용하므로 제상 사이클이 개시되어 전원이 공급되면 온도 응답성이 빠른 금속 박막의 스트립형 면상 발열체(13)는 설정된 온도까지 빠른 온도 상승이 이루어져서 증발기(20) 표면의 성애를 녹여주며, 바이메탈(31) 또는 온도센서를 통하여 설정된 온도 이하로 주변온도가 하강하면 면상 발열체(13)에 대한 전원공급이 차단되어 빠르게 면상 발열체(13)의 온도가 하강하게 된다. 그 결과 냉장고 또는 냉동장치는 냉동 사이클이 신속하게 재개될 수 있게 되어 제상 사이클로 인하여 떨어졌던 냉동 성능을 빠르게 회복하여 냉장고 또는 냉동장치에 보관된 각종 보관물품의 설정된 상태로 보존할 수 있게 된다.In addition, the defrosted planar heater according to the illustrated embodiment uses the strip-shaped planar heating element 13 slitting the metal thin film as a heat source. The planar heating element 13 melts the frost on the surface of the evaporator 20 by a rapid temperature rise up to the set temperature, and when the ambient temperature falls below the set temperature through the bimetal 31 or the temperature sensor, the planar heating element 13 The power supply is cut off and the temperature of the planar heating element 13 is quickly lowered. As a result, the refrigerator or the freezing device can quickly resume the freezing cycle, so that the refrigerating performance that has been degraded due to the defrosting cycle can be quickly restored, and the refrigerator or the freezing device can be stored in a set state of various stored items stored in the freezer or the freezing device.

도 13a는 시즈 히터를 사용하여 대류방식으로 제상을 행하는 종래의 제상 히터의 제상 사이클을 보여주는 그래프이고, 도 13b 내지 도 13d는 본 발명의 실시예에 따른 제상용 면상 히터(전력소모량이 각각 100watt, 120watt, 180watt)의 제상 사이클을 보여주는 그래프이다.13A is a graph showing a defrost cycle of a conventional defrost heater that performs defrost in a convection manner using a sheath heater, and FIGS. 13B to 13D are planar heaters for defrosting according to an embodiment of the present invention (power consumption of 100 watt, It is a graph showing the defrost cycle of 120watt, 180watt).

상기 본 발명에 따른 제상용 면상 히터와 종래의 제상 히터의 제상 사이클 동안 각 부분의 온도를 나타낸 도 13a 내지 도 13d의 그래프와 하기의 표 1을 함께 참고하여 제상 사이클을 설명한다.The defrost cycle will be described with reference to the graphs of FIGS. 13A to 13D showing the temperature of each part during the defrost cycle of the defrost planar heater and the conventional defrost heater according to the present invention.


종래(225watt)Conventional (225 watts) 본 발명(100watt)Invention (100watt) 본 발명(120watt)Invention (120watt) 본 발명(180watt)Invention (180watt) 제상 전Before defrost 제상 중During defrost 제상 전Before defrost 제상 중During defrost 제상 전Before defrost 제상 중During defrost 제상 전Before defrost 제상 중During defrost 히터 표면온도(T11)Heater surface temperature (T11) -12.9-12.9 321321 -19.1-19.1 75.475.4 -21.8-21.8 87.787.7 -21.7-21.7 112.9112.9 증발기 핀 온도(T13)Evaporator Fin Temperature (T13) -20.9-20.9 38.638.6 -19.5-19.5 25.025.0 -22.5-22.5 23.823.8 -21.1-21.1 32.332.3 증발기 핀 사이 공간온도(T12)Space temperature between evaporator fins (T12) -21.0-21.0 39.739.7 -15.4-15.4 7.57.5 -18.2-18.2 11.711.7 -17.4-17.4 14.714.7 증발기 튜브온도(T14)Evaporator Tube Temperature (T14) -22.6-22.6 38.038.0 -25.1-25.1 6.76.7 -28.1-28.1 2.52.5 -24.3-24.3 3.43.4 냉장고 룸 온도(T15)Refrigerator Room Temperature (T15) -10-10 -0.1-0.1 -11.1-11.1 0.30.3 -14.4-14.4 -3.3-3.3 -13.3-13.3 -3.8-3.8 소요시간Time 12분12 minutes 18분18 minutes 9분9 minutes 1분1 minute 9분9 minutes 1분1 minute 6분6 minutes 1분1 minute

(단, 상기 표 1에서 온도는 ℃임.)(However, the temperature in Table 1 is ℃.)

먼저, 종래의 제상 히터를 사용한 경우, 도 13a와 같이, 제상을 위해 블로워 팬을 오프(off)하고 제상 히터를 온(on)하는 T1으로부터 팬을 온하고 제상 히터를 오프하는 T2까지의 히터 가동구간에서, T2 시점에서의 히터 표면의 온도(T11)는 321℃였고 T1에서 T2까지 소요된 시간은 약 12분으로 나타났다.First, in the case of using a conventional defrost heater, as shown in FIG. 13A, the heater is operated from T1 which turns off the blower fan for defrost and turns on the defrost heater to T2 which turns on the fan and turns off the defrost heater. In the section, the temperature (T11) of the heater surface at time T2 was 321 ° C and the time taken from T1 to T2 was about 12 minutes.

이에 반해 본 발명의 제상용 면상 히터를 사용한 경우, 각각 100watt, 120watt, 180watt 히터의 T2 시점에서의 히터 표면 온도(T11)는 각각 75.4℃, 87.7℃, 112.9℃ 였고, T1에서 T2까지 소요된 시간은 각각 9분, 8분, 6분으로 나타났다. 즉, 종래의 제상 히터는 T1에서 T2까지 소요된 히터 가동시간이 본 발명의 면상 히터에 비해 최소 3분 또는 최대 6분이 더 걸렸으며, 종래의 제상 히터의 온도 또한 본 발명의 면상 히터에 비해 최대 245.6℃ 또는 최소 208.1℃까지 대략 200℃ 이상 더 높은 온도를 유지하였다.In contrast, in the case of using the defrosted surface heater of the present invention, the heater surface temperature (T11) at the time T2 of the 100 watt, 120 watt, and 180 watt heaters was 75.4 ° C., 87.7 ° C., and 112.9 ° C., respectively, and the time taken from T1 to T2. Were 9, 8 and 6 minutes respectively. That is, in the conventional defrost heater, the heater operation time required from T1 to T2 took at least 3 minutes or up to 6 minutes longer than the planar heater of the present invention, and the temperature of the conventional defrost heater is also higher than that of the planar heater of the present invention. The temperature was maintained at least about 200 ° C. to 245.6 ° C. or at least 208.1 ° C.

이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 종래의 제상 히터는 공기 가열방식이고 온도 응답성이 느린 시즈 히터를 사용하여 승온시간이 긴 반면, 본 발명의 면상 히터는 온도 응답성이 빠른 면상 히터를 사용하며 직접 전도방식으로 승온시간이 짧다. As can be seen through this, while the conventional defrost heater uses a siege heater with air heating and a slow temperature response, the temperature rise time is long, whereas the planar heater of the present invention uses a planar heater with a high temperature response and directly The temperature rise time is short due to the conduction method.

그 결과 종래의 제상 히터는 히터에 대한 전원공급이 오프된 이후 콤프레셔가 작동함에도 불구하고 오랜 시간 동안 증발기 핀 사이 공간 온도(T12), 증발기 핀 온도(T13), 증발기 튜브 온도(T14)는 약 39℃까지 상승하여 이를 유지하다가 하강하는 형태를 나타내고 있으나, 본 발명에서는 전원공급이 오프되고 콤프레셔가 작동함과 동시에 증발기 핀 사이 공간 온도(T12)와, 증발기 튜브 온도(T14)는 바로 하강을 시작하여 1분 이내에 0℃까지 하강하고, 증발기 핀 온도(T13)도 2-3분 이내에 0℃까지 하강하는 것을 알 수 있다.As a result, the conventional defrost heater has a space temperature (T12), an evaporator fin temperature (T13), and an evaporator tube temperature (T14) of about 39 for a long time even though the compressor is operated after the power supply to the heater is turned off. In the present invention, the power supply is turned off and the compressor is operated, and the space temperature (T12) between the evaporator fins and the evaporator tube temperature (T14) immediately start to fall. It turns out that it descends to 0 degreeC within 1 minute, and evaporator fin temperature T13 also falls to 0 degreeC within 2-3 minutes.

또한, 종래의 제상 히터는 냉장고 룸온도(T15)가 제상 후에 0℃ 이상으로 상승하는 구간이 발생하고 있으나, 본 발명에서는 냉장고 룸온도(T15)가 제상 후에 0℃ 이상으로 상승하는 구간이 발생되지 않고 항상 영하에 머무르고 있으므로 냉동실이나 냉장실에 보관중인 제품의 선도가 떨어지는 것을 막을 수 있게 된다.In addition, the conventional defrost heater has a section in which the refrigerator room temperature T15 rises to 0 ° C. or more after defrosting, but in the present invention, a section in which the refrigerator room temperature T15 rises to 0 ° C. or more after defrosting does not occur. It always stays below freezing, which prevents the freshness of products stored in the freezer or refrigerating chamber from falling.

더욱이, 종래의 제상 히터는 상기와 같이 히터 표면온도(T11)가 321℃로 높기 때문에 발화점이 낮은 환경 친화적인 냉매, 예를 들어, R600a(냉매 비점: 460℃)를 사용하기 위해서는 (냉매 비점-100℃), 즉 360℃ 이상이면 발화가 일어날 수 있으므로 필히 히터의 온도를 제어해주어야 하는 반면, 본 발명의 면상 히터를 사용할 경우 제상을 위한 히터 표면의 최대 상승온도(약 113℃)는 냉매의 발화점보다 낮아 히터의 온도제어가 불필요한 이점이 있다.Furthermore, in the conventional defrost heater, since the heater surface temperature T11 is as high as 321 ° C as described above, in order to use an environmentally friendly refrigerant having a low flash point, for example, R600a (refrigerant boiling point: 460 ° C), 100 ° C), that is, 360 ° C or more, so that ignition may occur, so the temperature of the heater must be controlled. On the other hand, when using the surface heater of the present invention, the maximum rise temperature (about 113 ° C) of the heater surface for defrosting is the ignition point of the refrigerant. Lower advantage is that the temperature control of the heater is unnecessary.

한편, 종래의 제상 히터를 사용한 경우, T2에서 T3 시점 즉, 제상이 완료되어 냉동으로 전환할 수 있는 시점(0℃까지 하강하는 시점)까지 소요된 시간(이는 증발기 튜브의 온도를 기준으로 하였다)은 약 18분으로 나타났으나, 본 발명의 면상 히터는 모두 1분 미만으로 나타났다. 결국, 종래 제상 히터의 제상을 위한 1 사이클(제상을 위한 히터 가동시간과 제상완료 후 콤프레셔를 가동하여 증발기 튜브가 0℃로 하강하는 데 까지 걸리는 시간)은 총 30분이 소요되는 반면에 본 발명의 면상 히터는 10분, 9분, 7분으로 종래 제상 히터의 1 사이클 당 소요되는 시간의 약 1/3 이하로 단축시킬 수 있다는 것을 확인하였다.On the other hand, in the case of using a conventional defrost heater, the time required from T2 to T3, that is, the time when defrosting is completed and can be converted to refrigeration (at the time of falling to 0 ° C) (this is based on the temperature of the evaporator tube). Was about 18 minutes, but the surface heaters of the present invention were all less than 1 minute. As a result, one cycle for defrosting the conventional defrost heater (heating time for defrosting and the time it takes for the evaporator tube to descend to 0 ° C. after the defrost is completed) takes a total of 30 minutes, whereas It was confirmed that the planar heater can be shortened to about 1/3 or less of the time required per cycle of the conventional defrost heater in 10 minutes, 9 minutes, and 7 minutes.

따라서, 본 발명은 종래 제상 히터를 채용하는 경우에 비해 제상 사이클을 크게 줄일 수 있어 그 결과 냉장고 또는 냉동장치는 냉동 사이클이 신속하게 재개될 수 있게 되어 제상 사이클로 인하여 저하되었던 냉동성능을 빠르게 회복할 수 있다.Therefore, the present invention can significantly reduce the defrost cycle compared to the case of employing a conventional defrost heater, so that the refrigerator or the freezing device can be quickly resumed the refrigeration cycle can be quickly recovered the freezing performance that was degraded due to the defrost cycle have.

상기한 실시예 설명에서는 냉장고의 증발기를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 제상 사이클이 요구되는 증발기를 사용하는 장치라면 공업용 또는 가정용 냉동장치 또는 설비에도 적용 가능하다.In the above description of the embodiment, the evaporator of the refrigerator has been described as an example. However, the present invention may be applied to an industrial or domestic refrigeration apparatus or equipment as long as the apparatus uses an evaporator requiring a defrost cycle.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명의 제상용 면상 히터는 온도 응답성이 빠르고 열밀도가 낮은 금속 박막의 면상 발열체를 채용함에 따라 히터의 표면온도가 친환경 냉매의 발화점 보다 충분히 낮아 친환경 냉매의 사용이 가능하고, 제상 사이클 시에 히터의 승온과 냉각이 조속히 이루어짐에 따라 제상 사이클의 소요시간을 크게 단축할 수 있는 제상 히터에 적용될 수 있다.The defrosted planar heater of the present invention adopts a planar heating element of a metal thin film having a high temperature response and low thermal density, so that the surface temperature of the heater is sufficiently lower than the ignition point of the eco-friendly refrigerant, and thus, the eco-friendly refrigerant can be used during the defrost cycle. As the temperature rising and cooling of the heater is performed quickly, it may be applied to a defrost heater that can greatly shorten the time required for the defrost cycle.

도 1은 종래 기술에 따른 제상 히터를 갖는 증발기의 정면도,1 is a front view of an evaporator having a defrost heater according to the prior art,

도 2는 도 1에 도시된 제상 히터의 측면도,2 is a side view of the defrost heater shown in FIG.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 스트립형 면상 발열체를 이용한 제상 히터를 나타낸 평면도,3 is a plan view illustrating a defrost heater using a strip type plane heater according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 도 3에 표시된 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 나타낸 단면도,4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 3;

도 5는 제1실시예에 따른 한쌍의 제상 히터를 증발기 양측에 배치하는 상태를 나타내는 사시도,5 is a perspective view showing a state in which a pair of defrost heaters according to the first embodiment are arranged on both sides of the evaporator;

도 6은 증발기 양측이 한쌍의 제상 히터를 밀착 배치한 상태에서 도 5에 도시된 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 나타낸 단면도,6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI shown in FIG. 5 in a state in which both sides of the evaporator closely arrange a pair of defrost heaters;

도 7은 제1실시예에 따른 제상 히터를 다수 개 연결하여 하나의 유닛으로 구성한 도면,7 is a view illustrating a configuration in which a plurality of defrost heaters according to the first embodiment are connected to one unit;

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 스트립형 면상 발열체를 이용한 제상 히터를 나타낸 평면도,8 is a plan view illustrating a defrost heater using a strip type plane heater according to a second embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 스트립형 면상 발열체를 이용한 제상 히터를 나타낸 평면도,9 is a plan view illustrating a defrost heater using a strip type plane heater according to a third embodiment of the present invention;

도 10은 도 9에서 직렬접속장치가 결합된 것을 자세하게 나타낸 평면도이고,FIG. 10 is a plan view showing in detail that the serial connection device is coupled to FIG.

도 11은 도 10에 표시된 ⅩⅠ-ⅩⅠ선을 따라 나타낸 단면도,FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XXXI-XI shown in FIG. 10;

도 12는 본 발명에 따른 제상 히터가 냉장고의 증발기에 적용된 상태를 도시하는 정면도,12 is a front view illustrating a state in which a defrost heater according to the present invention is applied to an evaporator of a refrigerator;

도 13a는 시즈 히터를 통한 대류를 이용하여 제상을 행하는 종래의 제상 히터의 제상 사이클을 보여주는 그래프,13A is a graph showing a defrost cycle of a conventional defrost heater that performs defrost using convection through a sheath heater,

도 13b 내지 도 13d는 본 발명의 실시예에 따른 제상 히터(전력소모량이 각각 100watt, 120watt, 180watt)의 제상 사이클을 보여주는 그래프이다.13B to 13D are graphs showing a defrost cycle of a defrost heater (power consumption of 100 watts, 120 watts, and 180 watts, respectively) according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

11: 방열판 13: 면상 발열체11: heat sink 13: planar heating element

13a~13e: 스트립 15a: 제1 전극단자13a to 13e: strip 15a: first electrode terminal

15b: 제2 전극단자 17: 절연층15b: second electrode terminal 17: insulating layer

19: 파형 방열핀 20: 증발기19: corrugated heat sink fin 20: evaporator

21: 튜브 23: 증발기 핀21: Tube 23: Evaporator Fin

Claims (19)

냉동장치의 증발기에 착상(着霜)된 성에를 제거하기 위한 제상용 면상 히터에 있어서,In the defrost type surface heater for removing frost formed on the evaporator of the refrigerating device, 금속 박판을 슬리팅 가공하여 얻어진 다수의 스트립으로 형성되고, 전원이 스트립의 양단부에 인가될 때 발열이 이루어지도록 상기 다수의 스트립이 간격을 두고 평행하게 배열되며 인접하는 스트립의 양측단부는 상호 연결되는 스트립형 면상 발열체와,Formed of a plurality of strips obtained by slitting a thin metal plate, the plurality of strips arranged in parallel and spaced apart so that heat is generated when power is applied to both ends of the strip, and both ends of adjacent strips are interconnected. Strip-shaped planar heating element, 상기 스트립형 면상 발열체의 외주를 피복하는 절연층과,An insulating layer covering an outer circumference of the strip type planar heating element; 상기 절연층으로 피복된 상기 스트립형 면상 발열체가 일측면에 결합되는 방열판을 포함하며;A heat sink configured to couple the strip-shaped planar heating element coated with the insulating layer to one side; 상기 방열판은 그 일측면이 증발기의 튜브가 통과하도록 형성된 다수의 증발기 핀에 선접촉되어 상기 스트립형 면상 발열체에서 발생된 열을 전달하며,The heat sink transmits heat generated from the strip-shaped planar heating element by having one side thereof in line contact with a plurality of evaporator fins formed so that the tube of the evaporator passes therethrough. 상기 인접된 각 스트립의 단부를 직렬 접속할 때 미리 설정된 온도 범위에서 동작이 이루어지는 전류차단수단을 사용하여 연결하고, When the end of each adjacent strip in series connection using a current blocking means that is operated in a predetermined temperature range, 상기 스트립형 면상 발열체는 Fe계 비정질 스트립 또는 FeCrAl로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제상용 면상 히터.The strip type plane heater is a defrost plane heater, characterized in that consisting of Fe-based amorphous strip or FeCrAl. 제1항에 있어서, 상기 방열판의 타측면에 부착되며 상기 다수의 증발기 핀과 탄력적으로 접촉이 이루어지도록 파형(corrugation type)으로 이루어지는 방열핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제상용 면상 히터.The defrost heater according to claim 1, further comprising a heat dissipation fin attached to the other side of the heat dissipation plate and having a corrugation type to elastically contact the plurality of evaporator fins. 제2항에 있어서, 상기 파형 방열핀은 상기 다수의 증발기 핀에 탄력적으로 접촉하도록 상기 증발기 핀 측으로 가압 배치되는 것을 특징으로 하는 제상용 면상 히터.The defrost heater according to claim 2, wherein the corrugated heat dissipation fin is pressurized to the evaporator fin side to elastically contact the plurality of evaporator fins. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 스트립형 면상 발열체는 상기 절연층 내부에 간격을 두고 평행하게 배열된 다수의 스트립을 일측단에서 인접하는 스트립을 직렬 접속시키기 위한 직렬접속수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제상용 면상 히터.The method of claim 1, wherein the strip-like planar heating element further comprises a serial connection means for connecting a plurality of strips arranged in parallel at intervals in parallel in the insulating layer in series at adjacent ends; Surface heater for defrosting. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 스트립형 면상 발열체는 온도 응답성이 빠르고 열밀도가 낮은 것을 특징으로 하는 제상용 면상 히터.The planar heater for defrosting according to claim 1, wherein the strip-shaped planar heating element is fast in temperature response and low in heat density. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 방열판은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 애노다이징 처리되어 표면에 산화 방지용 절연막이 형성된 것을 특징으로 하는 제상용 면상 히터.The defrost heater according to claim 1, wherein the heat dissipation plate is made of aluminum or an aluminum alloy, and anodized to form an insulating film for preventing oxidation. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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