KR19990068985A - 냉장고용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기의 크기를 설치가능한 범위이내에서 크게 형성하여 공기와의 접촉면적을 넓게 함으로써 열교환효율을 향상시킬 수 있는 냉장고용 열교환기에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 나란한 한쌍의 제 1, 2 냉매관(501)(502)과, 상기 두 냉매관사이에 위치하는 제상관(503)과, 상기 두 냉매관과 제상관 사이에 위치하는 냉각핀(510)을 일체로 형성하여 “S”자형으로 연속반복되게 절곡하고, 상기 냉각핀(510)에는 일정 간격으로 다수개의 루버(513)를 형성하고, 상기 루버에는 루버를 통과하는 공기의 방향을 조절할 수 있도록 소정각도로 경사진 경사판(520)을 형성하여서 된 열교환기에 있어서; 상기 제 1, 2 냉매관(501)(502)의 외주면 일측에 보조냉각핀(513)이 냉매관을 따라 일체로 형성된 것이다.

Description

냉장고용 열교환기

본 발명은 냉장고분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉장고용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 냉매를 압축 ― 응축 ― 팽창 ― 증발시키는 냉동사이클을 반복함에 따라 고내를 저온화시켜 음식물을 장기간동안 신선하게 보관할 수 있도록 한 냉동 냉장장치로서, 요식업소뿐만아니라 일반가정에서도 거의 필수적으로 사용되고 있는 일반화된 가전제품이다.

상기 냉장고의 기본적인 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

다만, 설명과정에서 포함되는 구성요소들은 일반적으로 공지된 사항이므로 도시는 생략하기로 한다.

냉장고는 저온 저압상태의 가스냉매를 고온 고압상태로 승온 승압시키는 압축기(Compressor)와, 상기 압축기로부터 유입되는 고온 고압가스상태의 냉매를 냉각 응축하여 온도 40℃, 압력 9atm의 액체냉매로 변환시키는 응축기(Condenser)와, 다른 부분의 냉매관 직경에 비해 축관되어 유입되는 냉매를 감압시키는 모세관(Capillary tube)과, 상기 모세관을 통한 냉매를 저온 저압상태로 증발하면서 이에 비해 상대적으로 고온인 고내의 공기와 열교환됨에 따라 고내를 저온화시키는 증발기(Evaporator)등으로 구성되어 있다.

상기의 장치들을 필수적으로 갖추고 있는 통상적인 냉장고의 형태는 도 1에서와 같이 냉장고의 외형을 구성하고 있는 단열재인 외부케이스(1)와, 상기 외부케이스의 내측 상부 또는 하부에 위치하며 증발기(이하“열교환기”라 함)(5)에 의해 열교환된 냉기가 직접 유입되어 약 -18℃의 실내온도를 유지하는 냉동실(2)과, 상기 냉동실과 베리어(Barrier)(4)에 의해 구분되며 냉동실측으로부터 냉기가 공급되는 과정에서 열교환됨에 따라 상기 냉동실(2)에 비해 고온(0∼7℃)상태의 실내온도를 유지하는 냉장실(3)로 대별되어 있으며, 상기 냉동실(2)과 냉장실(3)의 전방에는 각 실을 개폐하기 위한 도어(2a)(3a)가 각각 구비되어 있다.

한편, 상기 열교환기(5)는 도 2 에서와 같이 냉매가 흐르는 튜브(50)와, 상기 튜브의 표면에 일정간격으로 무수히 많이 고정되어 증발열을 방열하기 위한 냉각핀(51)과, 상기 냉각핀과 냉각핀사이에 설치되어 튜브(50)와 외기와의 온도차로 인해 발생되는 서리를 제상하기 위한 제상관(52)으로 이루어져 있다.

이와 같이 구성되어 있는 핀 앤드 튜브(Fin & Tube)열교환기(5)는 직선형의 튜브(50) 외주면에 얇은 판으로 된 냉각핀(51)을 일정간격으로 배열한 다음 튜브(50)를 확관하여 고정시킨후 이를 사형으로 다단절곡한 형상을 이루고 있다.

그러나 상기와 같은 열교환기는 튜브(50)와 냉각핀(51)의 접촉저항으로 인하여 제상시간이 지연되는등 제상효율성이 좋지못한 단점이 있으며, 열교환기의 제작시 별개로 분리되어 있는 튜브(50)와 냉각핀(51)을 고정하기 위한 작업이 필수적으로 이루어져야 했기 때문에 작업공수가 증가하고, 이에 따라 수공비가 많이 들게 되므로 가격경쟁력에서 불리한 조건을 갖게 된다.

또한, 냉각핀(51)은 튜브(50)의 외주면에 세워진 상태로 고정되므로 튜브 사이의 상하간격은 냉각핀(51)의 길이를 감안하여 제작해야했다.

이에 따라 열교환기(5)의 전체길이가 길어지는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 열교환기의 형상을 변형하여 열교환효율을 향상시키기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 나란한 한쌍의 제 1, 2 냉매관과, 상기 두 냉매관사이에 위치하는 제상관과, 상기 두 냉매관과 제상관 사이에 위치하는 냉각핀을 일체로 형성하여 “S”자형으로 연속반복되게 절곡하고, 상기 냉각핀에는 일정 간격으로 다수개의 루버를 형성하고, 상기 루버에는 루버를 통과하는 공기의 방향을 조절할 수 있도록 소정각도로 경사진 경사판을 형성하여서 된 열교환기에 있어서; 상기 제 1, 2 냉매관의 외주면 일측에 보조냉각핀이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 냉장고의 측단면도

도 2는 종래 핀 앤드 튜브(Fin & tube)타입의 열교환기를 도시한 정면도

도 3은 본 발명 트라이 튜브(Tri-tube)타입의 열교환기를 도시한 사시도

도 4는 상기 도 3의 일부측면도

도 5a는 상기 도 4의 Ⅰ―Ⅰ선 단면도

도 5b는 상기 도 4의 Ⅱ―Ⅱ선 단면도

도 5c는 상기 도 4의 Ⅲ―Ⅲ선 단면도

도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 열교환기의 평단면도

도 7a는 상기 도 6의 Ⅳ―Ⅳ선 단면도

도 7b는 상기 도 6의 Ⅴ―Ⅴ선 단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

514 : 보조냉각핀 515 : 보조루버

516 : 보조경사판

이하, 첨부된 도 3 내지 도 5c를 참조하여 본 발명의 트라이 튜브(Tri-tube)형 열교환기를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 열교환기(또는 증발기)(50)는 냉매가 흐르는 제 1, 2 냉매관(501)(502)과, 상기 두 냉매관 사이에 배열되고 히터선(도시는 생략함)이 내장된 제상관(503)과, 상기 두 냉매관(501)(502)과 제상관(503)사이에 일체로 형성된 평판형의 냉각핀(Fin)(510)이 일체형으로 구성되어 있다.

한편, 상기 냉각핀(510)상에는 루버(Louvre)(513)가 일정간격으로 무수히 많이 형성되어 있으며, 상기 루버에는 이 루버로 통과하는 공기에 방향성을 부여하기 위해 루버를 가로질러 일정각도로 경사진 경사판(520)이 형성되어 있다.

이때, 상기 경사판(520)의 경사각도는 공기의 방향성과 통기성을 고려하여 설정하며, 이를 위해 경사각도는 루버(513)를 기준으로 30∼60°사이에서 경사각을 설정하는 것이 바람직하다 하겠다.

또한, 도면상 제 1 냉매관(501)과 제상관(503)사이에 위치한 냉각핀을 제 1 냉각핀(511)이라 하고, 제상관(503)과 제 2 냉매관(502)사이에 형성된 냉각핀을 제 2 냉각핀(512)이라 한다면, 제 1 냉각핀(511)측에 위치한 루버(513)에 형성된 경사판(520)의 각도는 +α(30∼60°)로 경사져 있으며, 제 2 냉각핀(512)측에 위치한 루버(513)에 형성된 경사판(520)의 각도는 -α(-30∼-60°)각도로 경사져 있다.

즉, 상기 제 1 냉각핀(511)과 제 2 냉각핀(512)에 형성된 경사판(520)의 경사각은 같으되 서로 상반된 방향으로 경사져 있다.

그 이유는 루버(513)를 통과하는 공기가 서로 다른각도로 유입 및 배출되므로 기류가 발생하게 되어 열교환효율을 배가시킬 수 있기 때문이다.

이상과 같은 트라이 튜브형(Tri-tube) 열교환기의 제작시에는 나란하게 배열된 제 1, 2 냉매관(501)(502)과 그 사이에 배열된 제상관(503)과 상기 두 냉매관과 제상관 사이를 잇는 제 1, 2 냉각핀(511)(512)을 일체로 압출성형한다.

압출성형한 직후의 제 1, 2 냉매관(501)(502)과 제상관(503)과 냉각핀(510)의 형태는 직선형이다.

다음, 상기 제 1, 2 냉각핀(511)(512)으로 공기가 통풍되도록 하기 위해 루버(513)의 상단쪽과 하단쪽으로부터 엇갈린 방향으로 프레싱하면 루버의 중앙부를 중심으로 상하단이 절개됨과 동시에 루버의 중앙부에는 소정각도로 경사진 방향으로 경사판(520)이 형성된다.

이러한 작업을 마치면 직선상태의 제 1, 2 냉매관(501)(502), 제상관(503), 제 1, 2 냉각핀(511)(512)를 상하 또는 좌우방향으로 “S”자형으로 반복되게 절곡함으로써 성형작업이 완료된다.

상기 트라이 튜브형 열교환기의 재질은 알루미늄(Al)으로 되어 있어 성형성이 양호함은 물론, 경량이므로 설치시 냉장고의 중량을 줄일 수 있는 잇점이 있다.

한편, 상기 제 1, 2 냉매관(501)(502)의 외주면 바깥쪽에는 도 5c에서와 같이 평판형의 보조냉각핀(514)이 냉매관을 따라 일체로 형성되어 있다.

상기 보조냉각핀(514)은 열교환효율을 좀더 향상시키기고자 형성된 것으로, 열교환기(50)가 흡입되는 공기와의 접촉면적이 커질수록 이에 비례하여 열교환효율이 향상되므로 이러한 측면에서 보조냉각핀(514)을 부가하여 열교환기의 크기를 확장한 것이다.

즉, 상기 열교환기(50)는 냉장고내의 설치공간상의 문제점등으로 열교환기 크기의 확장범위에는 어느정도 제약이 따르지만 허용 범위내에서 최대한 크기를 확장하면 흡입공기와의 접촉면적이 넓어짐에 따라 흡입량 대비 열교환효율이 향상되므로 이러한 측면에서 상기와 같이 제 1, 2 냉매관(501)(502)에 보조냉각핀(514)을 형성한 것이다.

한편, 도 6내지 도 7b는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 보조냉각핀(514)을 따라 다수개의 보조루버(515)를 형성하고, 상기 보조루버(515)를 통과하는 공기에 방향성을 부여하기 위해 보조루버를 가로질러 일정각도로 경사진 보조경사판(516)을 형성한 것이다.

상기 보조경사판(516)의 경사각은 상술한바 있는 경사판(520)과 같은 30∼60°사이에서 경사각이 설정되며, 제 1 냉매관(501)에 인접한 보조경사판(516)의 경사방향은 제 1 냉각핀(511)에 형성된 경사판(520)과 반대방향으로 형성하고, 제 2 냉매관(502)에 인접한 보조경사판(516)의 경사방향은 제 2 냉각핀(512)에 형성된 경사판(520)과 반대방향으로 형성한다.

그 이유는 열교환기(50)를 통과하는 공기가 기류변화를 일으켜 좀더 열교환효율을 향상시키기 위한 것이다.

이상과 같은 본 발명의 열교환기는 그 크기를 설치가능한 범위이내에서 크게 형성하여 공기와의 접촉면적을 넓게 함으로써 열교환효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 나란한 한쌍의 제 1, 2 냉매관과, 상기 두 냉매관사이에 위치하는 제상관과, 상기 두 냉매관과 제상관 사이에 위치하는 냉각핀을 일체로 형성하여 “S”자형으로 연속반복되게 절곡하고, 상기 냉각핀에는 일정 간격으로 다수개의 루버를 형성하고, 상기 루버에는 루버를 통과하는 공기의 방향을 조절할 수 있도록 소정각도로 경사진 경사판을 형성하여서 된 열교환기에 있어서;

   상기 제 1, 2 냉매관의 외주면 일측에 보조냉각핀이 냉매관을 따라 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   보조냉각핀이 평판형인 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
3. 제 1 항에 있어서,

   보조냉각핀에 다수개의 보조루버를 형성하여 통기되도록 한 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.
4. 제 3 항에 있어서,

   보조루버에 보조루버를 통과하는 공기에 방향성을 부여하기 위해 소정각도로 경사진 보조경사판이 형성된 것을 특징으로 하는 냉장고용 열교환기.