KR0140416Y1 - 냉장고의 온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉장고의 온도 조절장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 냉장고의 온도 제어가 연속적으로 가변될 수 있도록 소정의 가변저항값을 출력함으로써 냉장고의 정온성능이 향상되도록 한 냉장고의 온도 조절장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 고안은, 냉장고 고내의 온도를 감지하는 온도감지수단에 연결되어 수축/팽창되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈와 이격 설치되어 회전조작되는 캠을 구비하여 냉장고의 고내 온도를 조절하는 온도 조절장치에 있어서, 상기 벨로우즈의 수축/팽창 운동 및 상기 캠의 조절에 따라 슬라이드 가변되어 소정의 가변 저항값을 선형적으로 출력하는 가변저항 수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다. 이로써, 본 고안은 냉장고의 정온성능을 향상시키는 이점과 원가를 절감시키는 이점을 제공한다.

Description

냉장고의 온도 조절장치

본 고안은 냉장고의 온도 조절장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 냉장고의 온도 제어가 연속적으로 가변될 수 있도록 소정의 가변저항값을 출력함으로써 냉장고의 정온성능이 향상되도록 한 냉장고의 온도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고의 고내 온도는 식품의 양이나 문의 개폐등에 따라서 변화하게 된다. 이 때문에 냉장고의 고내를 적정한 온도로 유지할 필요가 있는데, 그 방법으로서는 압축기의 운전을 제어하는 방법과 냉장고 고내에서 냉기 유량을 제어하는 방법 등이 있다. 이와 같은 냉장고의 온도를 제어하는 방법을 구현하는 장치가 서머스탯(thermostat;온도 조절기)인데, 이것은 증발기 냉동실 또는 냉장실의 온도를 감지하여 냉장고 고내를 식품의 보존에 적당한 온도로 유지시키는 작용을 한다. 도 1에 일반적인 서머스탯의 구성을 나타내 보였다.

도 1을 참조하면, 종래 냉장고의 온도 조절장치인 서머스탯(50)은 외관 케이스(1)와, 소정의 냉매 가스에 의해 수축/팽창하는 벨로우즈(3)와, 벨로우즈(3)에 그 일측이 부착된 작동판(5), 작동판(5)의 타측에 접촉되어 작동판(5)과 연동하여 움직이는 누름봉(7), 벨로우즈(3)의 수축/팽창에 따라 회동하는 조절판(9), 조절판(9)과 작동판(5) 사이에 개재되어 작동판(5)의 동작에 의해 수축/팽창하는 조절스프링(11), 누름봉(7)의 동작에 의해 그 접점이 온/오프(ON/OFF)되는 고정접점(13)과 가동접점(15)를 포함하여 이루어진다. 미설명 부호 17은 상기 냉매가스를 벨로우즈(2)에 유입시키는 모세관이고, 19, 21, 23 각각은 캠과 캠축 및 캠 스프링판이고, 25와 27은 고정접점(13)과 가동접점(15)에 각각 연결되어 소정의 외부장치와 접속되는 터미날 단자들이고, 29는 가동접점(15)과 단자(27)을 연결하며 누름봉(7)에 접촉되는 접점판이고, 31은 접점판(29)과 관련되어 접점판의 움직임을 토글(toggle)시키는 토글 스프링이다.

상기와 같이 구성된 종래의 서머스탯(50)에 있어서, 냉장고 고내의 온도 상승에 의하여 냉매 가스가 팽창하면, 상기 냉매가스를 포함하고 있는 벨로우즈(3)도 팽창하게 된다. 벨로우즈(3)가 팽창하게 되면, 작동판(5)은 회동점(29)을 회전축으로 하여 상향으로 회동하여 누름봉(7)을 누른다. 작동판(5)에 의해 누름봉(7)이 눌러지면, 접점판(29)과 토글 스프링(31)에 의해 고정접점(13)과 가동접점(15)이 온(ON)되어 외부단자(25,27)를 통해 미도시된 팬 모터에 전원이 인가되도록 함으로써 냉장고 고내의 온도를 저하시킨다.

그리고, 냉장고 고내의 온도 저하에 의하여 냉매 가스가 수축하면, 상기 냉매가스를 포함하고 있는 벨로우즈(3)도 수축하게 된다. 벨로우즈(3)가 수축하게 되면, 작동판(5)은 상기 벨로우즈(3)가 팽창할 때의 반대방향으로 회동하게 되기 때문에 누름봉(7)은 작동판(5)쪽으로 돌출하게 된다. 따라서, 누름봉(7)의 돌출에 따라 고정점접(13)과 가동접점(15)이 오프(OFF)되어 외부단자(25,27)를 통해 미도시된 팬 모터에 전원이 인가되지 않아 냉장고 고내의 온도가 상승하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 서머스탯은 단순한 온/오프동작을 통해 냉장고 고내의 온도를 제어하기 때문에 온/오프 동작시 온도차가 발생하여 냉장고 고내의 정온 유지를 어렵게 하는 문제점이 있었다. 즉, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 서머스탯의 온 동작시의 고내 온도와 서머스탯 오프 동작시의 고내 온도 사이에 상당한 온도 차이가 발생하여 냉장고 고내의 정온 유지, 즉 설정온도 유지가 어려웠다.

또한, 종래 서머스탯의 온/오프 동작에 의해 제어되는 냉장고용 모터도 온/오프 동작을 해야 하기 때문에 과도한 전력이 소모되는 문제점이 있있고, 더욱이 상기와 같은 이유로 인해 식품의 신선도까지 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 제어회로가 부가되지 않도록 고내 온도에 따라 연속적인 가변저항값을 출력하여 이 가변저항값에 따라 소정의 모터(예를 들면, 고내 팬 모터)가 속도 제어되어 고내 온도의 정온이 효율적으로 유지되도록 하는 냉장고의 온도 조절장치(서머스탯)를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 온도 조절장치(서머스탯)를 도시한 구성도,

도 2는 종래의 온도 조절장치에 의해 온도 제어되는 형태를 도시한 그래프도,

도 3은 본 고안에 따른 온도 조절장치의 외관을 도시한 외관 형태도,

도 4는 본 고안 온도 조절장치의 내부구조를 도시한 구성도,

도 5 (A), (B)는 본 고안 온도 조절장치에 적용되는 캠의 구조와 그 동작 범위를 각각 도시한 구조도 및 그래프도,

도 6은 본 고안 온도 조절장치가 응용되는 형태를 도시한 회로 구성도,

도 7은 본 고안 온도 조절장치에 의해 온도 제어되는 상태를 도시한 그래프도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 가변저항부 51 : 가동판

52 : 가동접점 54 : 조절판

55 : 저항판 61, 63 : 외부단자

70 : 벨로우즈 72 : 모세관

80 : 감지봉 90 : 캠

110 : 무정류자 직류모터

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 냉장고의 온도 조절장치는,

냉장고 고내의 온도를 감지하는 온도감지수단에 연결되어 수축/팽창되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈와 이격 설치되어 회전조작되는 캠을 구비하여 냉장고의 고내 온도를 조절하는 온도 조절장치에 있어서,

상기 벨로우즈의 수축/팽창 운동 및 상기 캠의 조절에 따라 슬라이드 가변되어 소정의 가변 저항값을 선형적으로 출력하는 가변저항 수단을 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.

본 고안의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 가변저항 수단은, 상기 벨로우즈에 면접하여 가동되는 가동수단과, 상기 캠의 회전에 따라 상하 이동하는 조절수단과, 상기 조절수단에 결합되어 그 길이에 비례하는 저항값을 갖는 저항판 수단과, 그 일측은 상기 가동수단에 결합되며 그 타측은 상기 저항판 수단에 접하여 슬라이딩되는 가동접점 수단 및 상기 가동수단과 조절수단 사이에 설치되어 상기 가동접점 수단이 상기 벨로우즈의 수축/팽창에 따라 상기 저항판 수단에서 슬라이딩되도록 하는 스프링 수단을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 저항판 수단의 양단 및 상기 가동접점 수단에는 외부로 가변저항값을 제공하는 외부단자가 바람직하게 연결되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 냉장고의 온도 조절장치(서머스탯)의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 고안에 따른 냉장고의 온도 조절장치는 이 장치에 접속 구동되어 냉장고의 온도가 효과적으로 조절될 수 있도록 하는 소정의 모터, 예를 들면 고내 팬 모터에 고내 온도변화에 따른 가변 저항값을 제공하는 것으로서, 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 그 일단이 냉장고 고내의 온도를 감지하는 온도감지봉(60)에 연결된 모세관(72)의 타측단에 연결되어 수축/팽창되는 벨로우즈(70)와, 벨로우즈(70)의 대향부에 설치되어 회전조작되며 도 5에 도시된 바와 같이 그 원주면이 그 중심에서 선형적으로 편심가공되어 있는 캠(90)을 포함하여 이루어지는데, 특히 본 고안의 주요한 특징으로서 벨로우즈(70)의 수축/팽창 운동과 캠(90)의 조작에 따라 슬라이드 가변되어 소정의 가변 저항값을 선형적으로 출력하는 가변저항부(50)을 포함하여 구성된다. 여기서, 가변저항부(50)는, 도 4에 상세하게 도시된 바와 같이 벨로우즈(70)에 면접하여 가동되는 가동판(51)과, 캠(90)의 회전조작에 따라 상하 이동하는 조절판(54)과, 조절판(54)에 결합되어 그 길이에 비례하는 저항값을 갖는 저항판(55)과, 그 일측은 가동판(51)에 결합되며 그 타측은 저항판(55)에 접하여 슬라이딩되는 가동접점(52) 및 가동판(51)과 조절판(54) 사이에 설치되어 가동접점(52)이 벨로우즈(70)의 수축/팽창에 따라 저항판(55)에서 슬라이딩되도록 하는 스프링부재(57)를 포함하여 이루어진다. 저항판(55)의 양단 및 가동접점(52) 각각에는 외부로 가변저항값을 제공하는 외부단자(61,62,63)가 바람직하게 연결되어 있다. 미설명 부호 82는 서머스탯의 외관 케이스이고, 92는 캠축이다. 상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 냉장고의 온도 조절장치의 작용을 도 3 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.

먼저, 본 고안의 서머스탯은 도 6에 도시되어 있는 바와 같은 가변저항(실질적으로 가변제어전압)에 의해 그 회전속도(rpm)가 제어되는 무정류자(brushless) 직류모터와 같은 고내 팬 모터(110)에 적용되는 것으로 한정한다. 즉, 본 고안 서머스탯의 가변저항부(50)는 캠(90)의 조작과 고내온도의 변화에 따라 수축/팽창하는 벨로우즈(70)의 작동에 따라 상기 무정류자 직류모터와 같은 제어용 모터(110)에 가변저항값을 연속적으로 제공하여 상기 제어용 모터(110)를 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 그 회전속도(rpm)를 제어하고, 이로써 고내 온도가 정온 제어되도록 한다. 도 7을 참조하면, A 구간은 서머스탯의 캠(90)을 조작하여 고내온도를 조절하는 경우이고, B 구간은 상기 캠(90)에 의해 조절된 A 구간의 고내온도 조절상태에서 가변 저항부(50)의 가변저항값에 의해 고내 팬 모터(110)의 회전속도에 의해 고내온도가 제어되는 경우를 도시한 것이다. 고내온도를 저온으로 이동시키기 위하여는 A구간에서와 같이 도 5(A)에 도시된 바와 같은 캠(90)을 도 5(B)에 도시된 바와 같은 강 위치로 하여 서머스탯 내부의 스프링부재(57)와 조절판(54)의 위치변화 및 감지봉(80)의 온도변화에 의한 벨로우즈(70)의 내부 압력변화를 통해 가변저항부(50)의 저항값을 가변시켜 이 저항값이 모터(110)의 제어전압값에 영향을 주도록 함으로써 회전속도(rpm)를 고속으로 가변시키고, 이로써 고내온도를 강하시킨다. 그리고, 상기와 같은 A 구간상태에서 온도가 상승하면, 고내온도 변화에 따른 벨로우즈(70)의 작용에 따라 가변저항부(50)의 가변저항값이 가변되며, 이 가변저항값에 의해 고내 팬 모터(110)가 고내온도를 강하시키기 위해 B 구간에 도시된 바와 같이 고속회전하게 된다. 또한, 고내온도가 저하되게 되면, 마찬가지로 가변저항부(50)의 가변저항값이 변화되고, 이로 인해 고내 팬 모터(110)가 저속회전되어 고내온도를 상승시키게 된다.

상기와 같이 고내온도를 승하강시키는 고내 팬 모터(110)에 가변저항값을 제공하는 본 고안 서머스탯 가변저항부(50)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 감지봉((80)에 의해 감지된 온도는 모세관(72) 내부의 냉매가스에 영향을 주어 모세관(72)에 접속된 벨로우즈(70)를 수축 또는 팽창시킨다. 고내온도가 저온인 경우 벨로우즈(70)는 수축하여 가동판(51)을 벨로우즈(70)쪽으로 이동시킨다. 가동판(51)이 벨로우즈(70)쪽으로 이동되면, 가동판(51)이 스프링부재(57)에 의해 이동되고, 이때 가동판(51)에 결합된 가동접점(52)은 저항판(55)과 접촉하면서 상승하여 단자(62)를 통해 출력되는 저항값을 가변시킨다. 즉, 가동접점(52)은 고내온도의 변화에 따라 수축 또는 팽창되는 벨로우즈(70)의 이동거리에 비례하여 이동되어 단자(62)를 통해 출력되는 저항값을 가변시킨다.

그리고, 고내온도가 고온인 경우에는 저온인 경우와 반대로 벨로우즈(70)는 팽창하여 가동판(51)을 벨로우즈(70) 반대쪽으로 이동시킨다. 가동판(51)이 벨로우즈(70) 반대쪽으로 이동되면, 가동판(51)이 스프링부재(57)에 의해 이동되고, 이때 가동판(51)에 결합된 가동접점(52)은 저항판(55)과 접촉하면서 하강하여 단자(62)를 통해 출력되는 저항값을 가변시킨다.

상기와 같이 해서 가변되어 출력되는 서머스탯의 저항값은 무정류자 직류모터와 같은 고내 팬 모터(110)에 입력되어 상술한 바와 같이 고내 온도가 제어되도록 작용하는 것이다.

지금까지 본 고안의 온도 조절장치(서머스탯)는 냉장고에 적용되어 사용되는경우로 한정하여 설명되었지만, 본 고안의 온도 조절장치는 온도 조절을 위해 가변저항의 출력을 필요로 하는 모든 장치에 사용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 냉장고의 온도 조절장치는, 냉장고의 온도 제어가 연속적으로 가변조절될 수 있도록 소정의 가변저항값을 출력함으로써 냉장고의 정온성능을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 본 고안에 의하면 모터의 회전제어를 위한 제어장치가 간단하게 구성될 수 있기 때문에 냉장고의 원가를 절감시키는 효과도 있게 된다. 더욱이, 본 고안에 의하면 냉장고의 소비전력이 감소될 수 있으며, 저장식품의 신선도가 장기간 유지될 수 있다.

Claims (5)

1. 냉장고 고내의 온도를 감지하는 온도감지수단에 연결되어 수축/팽창되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈와 이격 설치되어 회전조작되는 캠을 구비하여 냉장고의 고내 온도를 조절하는 온도 조절장치에 있어서,

   상기 벨로우즈의 수축/팽창 운동 및 상기 캠의 조절에 따라 슬라이드 가변되어 소정의 가변 저항값을 선형적으로 출력하는 가변저항 수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가변저항 수단은,

   상기 벨로우즈에 면접하여 가동되는 가동수단과, 상기 캠의 회전에 따라 상하 이동하는 조절수단과, 상기 조절수단에 결합되어 그 길이에 비례하는 저항값을 갖는 저항판 수단과, 그 일측은 상기 가동수단에 결합되며 그 타측은 상기 저항판 수단에 접하여 슬라이딩되는 가동접점 수단 및 상기 가동수단과 조절수단 사이에 설치되어 상기 가동접점 수단이 상기 벨로우즈의 수축/팽창에 따라 상기 저항판 수단에서 슬라이딩되도록 하는 스프링 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도 조절장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 저항판 수단의 양단 및 상기 가동접점 수단 각각에는 외부로 가변저항값을 제공하는 외부단자가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도 조절장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 가변저항 수단에서 출력되는 가변저항값은 상기 냉장고의 고내 팬 모터에 입력되어 이 모터의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도 조절장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 고내 팬 모터는 무정류자 직류모터인 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도 조절장치.