KR0149927B1 - 공기조화기의 자동셔터 제어장치 및 방법 - Google Patents

공기조화기의 자동셔터 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본발명은 공기조화기의 자동셔터 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 공기조화기의 자동셔터 제어장치는 실내공기를 흡입하여 열교환시킨 후에 본체의 상방으로 강제토출시키는 공기조화기에 있어서, 전면에 토출구로 기능하는 개방부가 형성되고, 본체의 상단을 개방 또는 폐쇄하는 위치사이를 이동하도록 설치되는 자동셔터, 상기 자동셔터를 개폐하는 주개폐수단, 상기 주개폐수단의 이상발생시에 상기 주개폐수단 협동하여 상기 자동셔터를 개폐하는 보조개폐수단 및 상기 주개폐수단 및 보조개폐수단을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 자동셔터 제어장치 및 방법
제1도는 종래의 공기조화기의 자동셔터장치를 보인 개략사시도.
제2도의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 공기조화기의 자동셔터장치의 개폐상태를 보인 개략사시도.
제3도는 본 발명의 공기조화기의 자동셔터장치의 개폐기구를 보인 배면사시도.
제4도는 제3도에서 보조모터의 이송메카니즘을 설명하기 위한 개략사시도.
제5도는 본 발명의 공기조화기의 자동셔터장치의 제어블록도.
제6도는 본 발명의 공기조화기의 자동셔터 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 공조기본체 102 : 흡입그릴
104 : 조작판넬 106 : 자동셔터
106a : 토출구 108 : 풍향조절날개
110 : 개폐기구 111 : 주개폐모터
112 : 주피니언 113 : 주래크
113a : 우측기어 113b : 좌측기어
115U : 상한위치센서 115L : 하한위치센서
115R : 기준위치센서 116 : 체결부재
117 : 보조개폐모터 117a : 보조피니언
118 : 이송부재 118a : 이송래크
119 : 이송모터 119a : 이송피니언
120 : 제어부 121 : 전원공급부
122 : 키이입력부 123 : 상한위치감지부
124 : 기준위치감지부 125 : 하한위치감지부
126 : 주모터구동부 127 : 보조모터구동부
128 : 이송모터구동부 129 : 부하구동부
본 발명은 공기조화기의 자동셔터 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 자동셔터를 개폐하는 주개폐모터의 성능저하시에 보조개폐모터를 함께 동작시키므로써 개폐동작이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 공기조화기의 자동셔터 개폐장치 및 방법에 관한 것이다.
근래 들어, 토출부를 자동적으로 개폐할 수 있는 공기조화기가 개발되고 있다. 이러한 공기조화기는 별도의 셔터를 마련하여 사용시에는 토출부를 노출시키고, 불사용시에는 토출부를 막아 이물질의 침투를 방지함과 동시에 외관상의 미려함을 제공한다.
제1도는 종래의 공기조화기의 자동셔터장치를 보인 개략사시도이다. 제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 공기조화기의 자동셔터장치는 본체(1)의 전면판(1a)에 토출부(2)와 흡입부(3)가 상하로 소정간격 이격되어 배치된다. 토출부(2)의 전방에는 셔터(4)가 설치되며, 토출부(2)의 양측에는 셔터(4)의 승강운동을 안내하기 위한 가이드(5)가 설치된다. 이 셔터(4)를 자동적으로 승강시키기 위해 본체(1)에는 모터(6)와 피니언(7)이 설치되고, 셔터(4)에는 피니언(7)과 이물림운동하는 래크(8)가 설치된다. 따라서 래크(8)가 설치된 셔터(4)는 래크(8)과 피니언(7)의 이물림운동에 의해 승강하는 것이다.
또한 셔터(4)의 승강운동을 자동적으로 제어하기 위해 셔터(4)의 상단과 하단, 가이드(5)의 상단과 하단에는 광센서(4a)(5a)가 설치된다. 이 광센서들(4a)(5a)은 셔터(4)의 상한이동 및 하단이동을 각각 감지하여 제어부(도시않됨)에 제공하고, 제어부는 상기 제공된 감지신호에 따라 모터(6)의 구동을 제어한다.
그러나, 전술한 종래의 공기조화기의 자동셔터장치는 토출부의 개폐가 가능한 이점은 있으나 본체의 내부에 실내기팬 및 열교환기등이 장착되고 토출부는 이들의 상측에 위치고정되므로 전체적으로 제품의 상하길이가 길어지는 문제점이 있었다. 따라서 제품의 운반작업이 힘들고 많은 설치공간을 차지하였다. 나아가, 셔터의 상하한이동을 각각 감지하는 광센서가 토출부에 인접하여 장착되기 때문에 공조운전중에 발생한 습기로 인하여 광센서가 오동작할 가능성이 상존하여 왔다. 더 나아가, 모터의 성능저하나 고장시에는 자동셔터가 전혀 개폐될수 없어서 공기조화기자체를 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.
본발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동셔터의 상하한위치를 안정적으로 감지하는 이외에 제품의 상하길이를 가변시킬 수 있는 공기조화기의 자동셔터 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 주 목적이 있다.
본발명의 다른 목적은 자동셔터를 개폐시키는 주개폐모터의 성능저하나 고장시에 이를 감지하여 보조개폐모터를 함께 구동시키므로써 자동개폐동작을 항상 가능하게 하는 공기조화기의 자동셔터 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본발명의 공기조화기 자동셔터 제어장치는 크게 실내공기를 흡입하여 열교환시킨 후에 본체의 상방으로 강제토출시키는 공기조화기에 있어서, 전면에 토출구로 기능하는 개방부가 형성되고, 본체의 상단을 개방 또는 패쇄하는 위치사이를 이동하도록 설치되는 자동셔터, 상기 자동셔터를 개폐하는 주개폐수단, 상기 주개폐수단의 이상발생시에 상기 주개폐수단과 협동하여 상기 자동셔터를 개폐하는 보조개폐수단 및 상기 주개폐수단 및 보조개폐수단을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
한편, 본발명의 공기조화기의 자동셔터 제어방법은 전면에 토출구로 기능하는 개방부가 형성되며, 주개폐모터 또는 보조개폐모터의 구동력에 의해 열교환기된 공기가 토출되는 본체의 상단을 개방 또는 폐쇄하는 위치사이를 이동하도록 설치되는 자동셔터를 구비한 공기조화기에 있어서, 주개폐모터의 정상동작여부를 판단하는 단계; 주개폐모터가 정상동작하는 경우에는 주개폐모터만을 사용하여 자동셔터를 개폐시키는 단계 및 주개폐모터가 이상동작하는 경우에는 주개폐모터 및 보조개폐모터를 함께 사용하여 자동셔터를 개폐시키는 단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에서, 주개폐모터의 이상여부의 판단은 소정의 기준위치사이를 이동하는데 소요되는 시간에 의거하여 판단한다.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본발명의 양호한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.
제2도의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 공기조화기의 자동셔터장치의 개폐상태를 보인 개략사시도이다. 제2도에 도시한 바와 같이, 본발명이 적용되는 공기조화기에서는 본체(100)의 전면하부에 실내의 공기를 흡입하는 흡입그릴(102)이 형성되고, 본체(100)의 중앙부분에는 흡입그릴(102)을 통하여 흡입된 실내공기를 열교환하기 위한 실내열교환기(미도시)가 배치된다. 실내열교환기(102)에 인접한 위치에는 열교환된 공기를 본체(100)의 상방을 향하여 강제로 배출시키는 실내기팬(미도시)이 장착된다. 본체(100)의 상단은 개구되어 열교환된 공기의 토출구로서 기능한다. 한편, 본체(100)의 상부에는 자동셔터(106)가 상하로 이동가능하도록 설치되는데, 이 자동셔터(106)는 하부 및 전면이 각각 소정부분 개방된 함체형상으로 이루어진다. 자동셔터(106)의 전면 토출구(106a)에는 풍향을 조절하는 풍향조절날개(108)가 회동가능하게 장착된다. 따라서, 공기조화기를 사용하지 않는 동안에는 자동셔터(106)가 제2도의 (a)에 도시한 바와 같이 하방으로 이동되어 자동셔터(106)의 상벽이 본체(100)의 토출구를 막게 되며, 반면에 공기조화기를 사용중인 동안에는 자동셔터(106)가 제2도의 (b)에 도시한 바와 같이 상방으로 이동되어 본체(100)의 토출구를 개방하므로써 상기 토출구를 통하여 토출된 공기가 자동셔터(106)의 전면토출구(106a) 및 풍향조절날개(108)를 순차적으로 경유하여 실내로 토출되게 된다.
제3도는 본 발명의 공기조화기의 자동셔터장치의 개폐기구를 보인 배면사시도이고, 제4도는 제3도에서 보조모터의 이송메카니즘을 설명하기 위한 개략사시도이다. 제3도에 도시한 바와 같이, 본체(100)의 배면에는 자동셔터(106)를 개폐하는 주개폐모터(111)가 고정장착되고, 상기 주개폐모터(111)의 샤프트에는 주피니언(112)이 축결합된다. 주피니언(112)은, 그 상단이 자동셔터(106)의 배면에 체결부재(116)에 의하여 고정되고 나아가 좌우 양측에 각각 기어(113a,113b)가 형성된 주래크(113)의 우측기어(113a)에 치합되므로써 주개폐모터(111)의 회전운동을 상하 직진운동으로 변환시키고, 이에 의해 자동셔터(106)가 개폐된다. 한편, 제4도에 도시한 바와 같이 주래크(113)의 좌측기어(113b)에서 조금 떨어진 위치에는 주개폐모터(111)의 성능저하시에 주개폐모터(111)와 협동하여 상기 주래크(111)를 이동시키는 보조피니언(117a)이 보조개폐모터(117)의 샤프트에 축결합되어 위치한다. 이 보조개폐모터(117)는 상단에 좌우의 길이방향으로 래크기어(118a)가 형성된 이송부재(118)에 의해 지지된다. 한편, 상기 이송래크(118a)에는 이송부재(118: 또는 보조개폐모터(117))를 우측으로 이송하는 이송모터(119)의 샤프트에 축결합된 이송피니언(119a)이 치합되어 주개폐모터(111)의 성능저하시에 보조피니언(117a)을 주래크(113)의 좌측으로 이송시켜서 보조피니언(117a)이 주래크(113)의 좌측기어(113b)에 치합되게 한다. 주래크(113)의 이동경로상에는 각각 주래크(113)의 하단의 이동위치를 하한, 기준 및 상한위치로 구분하여 감지하기 위한 위치감지센서(115L,115R,115U)가 차례로 장착되는데, 상기 위치감지센서(115L,115R,115U)는 포토인터럽트로 양호하게 구현된다.
제5도는 본 발명의 공기조화기의 자동셔터장치의 제어블록도이다. 제5도에 도시한 바와 같이, 본발명의 공기조화기의 자동셔터의 제어장치는 크게 자동셔터(106)의 개페동작뿐만 아니라 공기조화기의 전반적인 공조운전을 제어하는 제어부(120), 제어부(120)에 동작전원을 공급하는 전원입력부(121), 공기조화기의 원하는 기능을 선택하기 위한 키이입력부(122), 주래크(113)의 하단의 위치, 즉 자동셔터(106)의 상한위치, 기준위치 및 하한위치로의 이동을 각각 감지하는 상한위치 감지부(123), 기준위치감지부(124) 및 하한위치감지부(125), 상기 주개폐모터(111)와 그 구동부(126), 상기 보조개폐모터(127)와 그 구동부(117), 상기 이송모터(119)와 그 구동부(128), 공기조화기의 냉각사이클에 관련된 부하들을 비롯한 각종 전기부하를 구동하는 부하구동부(129)로 이루어진다. 전술한 구성에서, 제어부(120)는 마이크로프로세서로 양호하게 구현되고, 부하구동부(130)는 압축기와 실내기팬 및 이들에 전원을 단속시키는 스위칭소자들로 양호하게 구현된다. 상기 각각의 위치감지부(123-125)는 전술한 위치감지센서(115U,115R,115L) 및 그 주변회로소자를 포함하여 이루어진다.
이하에는 본발명의 공기조화기의 자동셔터 제어장치의 동작을 그 제어방법과 함께 상세하게 설명한다.
제6도는 본 발명의 공기조화기의 자동셔터 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 제6도에 도시한 바와 같이, 공기조화기가 운전되지 않는 동안에는 자동셔터(106)가 그 하한위치에 있게 되어 본체(100)의 토출구가 막히게 되는데, 이 상태에서 사용자가 공기조화기의 운전을 온시키면 단계(S2)에서는 주개폐모터(111)에 제어신호를 출력하여 주개폐모터(111)를 정구동(개방방향의 회전을 정구동으로 정의한다)시킨다. 다음 단계(S4)에서는 상기 정구동시점부터의 시간을 카운트하고, 단계(S6)에서는주래크(113)의 하단이 기준위치에 도달하였는 지를 기준위치감지부(124)로부터 제공된 신호에 의거하여 판단한다. 단계(S8)에서는 주래크(113)의 하단이 상기 기준위치에 도달하기까지 소요된 시간(td)이 소정의 기준시간(tref)과 실질적으로 동일한지를 판단하는데, 동일한 경우에는 주개폐모터(111)의 성능이 이상이 없다고 판단하고 단계(S20)로 진행하여 주개폐모터(111)를 계속해서 정구동시킨다. 다음, 단계(S22)에서는 주래크(111)의 하단이 상한위치에 도달하였는 가를 판단하여 도달한 경우에는 단계(S24)로 진행하여 주개폐모터(111)의 구동을 중지시키고, 단계(S26)에서는 선택된 공조운전을 개시한다. 이렇게 하여 공조운전이 수행되는 중에 단계(S28)에서 사용자로부터 운전오프명령이 입력되면 단계(S30) 및 단계(S32)를 순차적으로 수행하여 주래크(113)의 하단이 하한위치에 도달할 때까지 주개폐모터(111)를 역구동시켜서 자동셔터(106)를 폐쇄시킨 후에 운전대기모드로 돌입한다.
한편, 모종의 원인으로 인하여 주개폐모터(111)의 성능이 저하된 경우에는 주래크(113)의 하단이 기준위치에 도달하는 시간(td)이 증가하여 상기 기준시간(tref)을 초과하게 되는데, 이 경우에는 단계(S10)로 진행하여 이송모터(119)를 구동시켜서 보조개폐모터(117)를 우측으로 수평이동시키므로써 보조피니언(117a)을 주래크(113)의 좌측기어(113b)에 치합시킨다. 이렇게 하여 보조피니언(117a)이 주래크(113)의 좌측기어(113b)에 치합된 상태에서, 단계(S12)에서는 보조개폐모터(117)를 정구동시켜 주개폐모터(111)와 보조개폐모터(117)를 함께 구동시켜서 자동셔터(106)를 개방시킨다. 이 경우에 보조개폐모터(117)의 회전속도는 주개폐모터(111)의 회전속도와 동일하게 설정하여야 한다. 다음, 단계(S14)에서는 주래크(113)의 하단이 상기 상한위치에 도달하였는 가를 판단하여 도달한 경우에는 단계(S16)로 진행하여 주개폐모터(111) 및 보조개폐모터(117)의 구동을 모두 중지시키고, 단계(S18)에서는 선택된 공조운전을 개시한다. 이렇게 하여 공조운동이 수행되는 중에 단계(S36)에서 사용자로부터 운전오프명령이 입력되면 단계(S38) 및 단계(S40)를 순차적으로 수행하여 주래크(113)의 하단이 하한위치에 도달할 때까지 주개폐모터(111) 및 보조개폐모터(117)를 역구동시켜서 자동셔터(106)를 폐쇄시킨 후에 운전대기모드로 돌입한다. 이상의 실시예에서는 자동셔터(106)의 개방동작시에 주개폐모터(111)의 성능을 체크하는 것으로 하여 설명을 진행하였지만, 이에 국한되는 것은 아니고 폐쇄동작시에 수행할 수도 잇고, 더 나아가 개방 및 폐쇄동작시에 모두 체크할 수도 있다. 나아가, 전술한 실시예에서는 기준위치센서(115R)를 구비시켜 주개폐모터(111)의 성능을 체크하는 것으로 설명을 진행하였지만, 이에 국한되는 것은 아니고 정상적인 동작시에 하한위치에서 상한위치까지의 도달시간을 미리 저장시켜 두고, 이 시간의 경과시까지 주래크(111)의 하단이 상한위치(또는 하한위치)까지 도달하지 아니하는 경우에는 보조개폐모터(117)를 추가로 투입하는 것으로 변경할 수도 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본발명의 공기조화기의 자동셔터 제어장치 및 방법에 따르면, 자동셔터의 상하한위치를 안정적으로 감지하는 이외에 제품의 상하길이를 가변시킬 수 있어서 보관이나 이동이 편리해지며, 나아가 주개폐모터의 성능저하나 고장시에 이를 감지하여 보조개폐모터를 함께 구동시키므로써 자동개폐동작을 항상 가능하게 하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 실내공기를 흡입하여 열교환시킨 후에 본체의 상방으로 강제토출시키는 공기조화기에 있어서, 전면에 토출구로 기능하는 개방부가 형성되고, 본체의 상단을 개방 또는폐쇄하는 위치사이를 이동하도록 설치되는 자동셔터; 상기 자동셔터를 개폐하는 주개폐수단, 상기 주개폐수단의 이상발생시에 상기 주개폐수단과 협동하여 상기 자동셔터를 개폐하는 보조개폐수단 및 상기 주개폐수단 및 보조개폐수단을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 자동셔터 제어장치.
  2. 전면에 토출구로 기능하는 개방부가 형성되며, 주개폐모터 또는 보조개폐모터의 구동력에 의해 열교환기된 공기가 토출되는 본체의 상단을 개방 또는 폐쇄하는 위치사이를 이동하도록 설치되는 자동셔터를 구비한 공기조화기에 있어서, 주개폐모터의 정상동작여부를 판단하는 단계; 주개폐모터가 정상동작하는 경우에는 주개폐모터만을 사용하여 자동셔터를 개폐시키는 단계 및 주개폐모터가 이상동작하는 경우에는 주개폐모터 및 보조개폐모터를 함께 사용하여 자동셔터를 개폐시키는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 자동셔터 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 주개폐모터의 이상동작여부의 판단은 소정의 기준위치사이를 이동하는데 소요되는 시간에 의거하여 수행되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 자동셔터 제어방법.
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KR100688182B1 (ko) * 2004-04-23 2007-03-02 엘지전자 주식회사 공기조화기의 실내기
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KR100743705B1 (ko) * 2004-04-23 2007-07-30 엘지전자 주식회사 공기조화기의 실내기
KR100748960B1 (ko) * 2004-03-12 2007-08-13 엘지전자 주식회사 공기조화기

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