KR0171526B1 - 단일팬을 이용한 냉동냉장 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고의 냉동 및 냉장 제어효율을 향상시킬 수 있는 냉장고 고내온도 제어기술을 제안한다.
본 발명의 특징은 냉각기에서의 열교환에 의해 만들어져 냉각팬에 의해 강제 송풍되어오는 냉기를 냉동실과 냉장실로 안내하는 냉동덕트 및 냉장덕트와, 상기 냉각팬에 마주하는 냉동덕트 및 냉장덕트의 분기점을 회전축으로 하여 좌우 회동하게 설치되는 유로판과, 상기 유로판의 위치를 한정하기 위해 냉동덕트의 입구와 냉장덕트의 입구에 각각 설치되는 지지판 및 지지턱과, 상기 회전축에 제어모터의 동력을 전달하기 위한 기어블록과, 상기 제어모터의 구동시점을 판단하여 이를 제어하는 모터 제어회로를 포함하는 냉동냉장 제어장치에 있다.

Description

단일팬을 이용한 냉동 냉장 제어장치
본 발명은 냉장고의 냉동실 및 냉장실의 온도 제어에 관한 것으로, 특히 냉동실과 냉장실의 온도조절을 단일 팬을 이용하여 효율적으로 수행할 수 있게 되는 단일팬을 이용한 냉동냉장 제어장치에 관한 것이다.
일반적인 냉장고에서의 냉동 냉각 사이클은 다음과 같다.
먼저 컴프레서에서 압축된 고온냉매는 이 컴프레서에 연결되고 있는 보조 방열 파이프를 통하여 핫 파이프와 후판 파이프와 와이어 콘덴서 파이프를 차례로 거치면서 냉각된 후 드라이어로 공급되게 연결되어 있다.
또 상기 드라이어를 거친 냉매는 캐피라리 튜브를 거쳐 냉각기에서 열 교환되게 연결되어 있다.
상기 열 교환기를 거친 냉매는 어큐물레이터를 거쳐 다시 컴프레서로 회수되도록 회수 파이프를 컴프레서에 연결되고 있다.
이러한 냉장고에서의 냉동 사이클을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 컴프레서에서는 프레온 가스등과 같은 냉매를 고온·고압으로 압축하여 보조 방열 파이프로 내보낸다.
상기 보조방열 파이프는 냉장고의 하단에 설치되는 제상수 저수용 증발그릇 내에 배치되고 있다.
이 보조방열 파이프는 그의 내부를 흐르는 고온(70℃∼80℃)의 냉매에 의하여 증발그릇 내로 모아지게 되는 제상수를 증발시키게 된다.
이때 고온의 냉매가 다소 냉각되는 이중효과를 얻게 된다.
상기 보조방열파이프를 거친 냉매는 핫파이프를 관통하게 된다.
핫파이프는 냉장고의 도어측 캐비네트 내부 앞부분을 지나가도록 설치되는데, 이 핫파이프의 기능은 도어오픈에 따른 냉장고 실내 외기 교환시 고내온도와 외부 온도차에 의해 발생되는 이슬 맺힘 현상을 제거하는데 있다.
이후, 냉매는 후판파이프와 와이어 콘덴서 파이프를 더 거치면서 충분히 냉각되어 액화상태가 된 후 드라이어를 통과하게 된다.
와이어 콘덴서 파이프까지 통과하면서 고온으로부터 냉각된 냉매는 그 냉매가 흐르게 되는 파이프에서의 내외기 온도차에 따라 수분이 생성되어 액상의 냉매에 포함되게 되는데, 이를 그대로 열 교환시키게 되면 냉매와 물의 열 교환 계수 차에 의해 냉각효율의 현저한 저하를 가져오게 된다.
이러한 현상에 대한 대책으로 드라이어를 와이어 콘덴서 파이프 후단에 설치하여, 액상의 냉매에 포함된 수분 성분이 여기에서 제거되게 하고 있다.
상기 드라이어를 거치면서 수분이 제거된 저온 고압의 냉매는 모세관 (캐피라리 튜브)에 공급된다.
이 모세관에서는 냉매의 압력을 급격히 고압에서 저압으로 단열 팽창시켜 냉매를 저온저압으로 만들어 약 -30℃ 정도의 온도강하를 만들어 내게 된다.
이렇게 모세관까지 거치면서 저온 저압화된 액상의 냉매는 냉각기에서 급속히 기상화되면서 주위의 온도를 빼앗아 냉동실용 냉기를 만들게 된다.
어큐물레이터는 냉각기에서 충분히 기화되지 못한 액상의 냉매를 분리해 내 컴프레서측으로 순수한 기상의 냉매만 공급되게 하는 역할을 한다.
이와 같은 냉동 사이클에 의해서 냉각기의 온도는 매우 낮은 온도로 내려가게 되며, 이렇게 냉각기에서 만들어진 냉기는 주로 냉동실 팬(이하 F 팬 이라 약한다) 에 의해서 냉동실로 투입되고 또한 그 일부는 냉장실 팬(이하 R 팬이라 약한다)에 의해서 냉장실로 투입되게 된다.
이에 따라서 냉동실의 실내온도는 약 마이너스 25도 정도로 냉각되게 되고, 냉장실의 실내온도는 마이너스1, 2도에서 플러스 4,5도 사이의 온도로 냉각되게 된다.
이와 같은 냉장고의 냉동실 및 냉장실의 온도조절은 온도설정 기능키 입력신호와 냉장실의 온도를 감지하게 되는 냉장실 센서의 검온신호에 기초하여 이루어지게 된다.
통상적인 냉장고의 냉동실 및 냉장실의 냉각온도 자동조절은 냉장실의 고내 온도는 설정온도값을 시간축으로 하여 상/하로 이동하게 되는 온도특성곡선 상의 상한 및 하한 값에 기초하여 수행된다.
냉동실의 고내 온도가 상승하게 되면 고내 온도분포 특성곡선의 온도상승 상한치에서 컴프레서에 구동전압이 투입되게 되며 동시에 냉각 팬모터에도 구동전압이 투입되게 된다.
이에 따라 냉동실의 고내온도는 컴프레서 및 팬모터의 구동에 의해 온도하한치를 향해 하강하게된다.
고내온도가 하강하여 온도강하 하한치에 도달하게 되면 컴프레서에 공급되던 구동전압은 차단되게 되며 이와 동시에 냉각 팬모터에도 구동전압의 투입이 차단되게 된다.
그러나 기존의 냉동실 냉기공급팬은 냉장실의 온도조절 스위치의 조작에 연동하여 작동하게된다.
즉,냉동실 팬은 냉동실의 온도변화에 대해 전혀 무관하게 작동되는 것이다.
본 발명의 목적은 하나의 냉각팬과 냉기 유로판을 가지는 스위치 덕트를 이용하여 냉동실 및 냉장실의 온도 제어를 효율적으로 제어할수 있는 단일팬을 이용한 냉동 냉장 제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 특징은 냉각기에서의 열교환에 의해 만들어져 냉각팬에 의해 강제 송풍되어오는 냉기를 냉동실과 냉장실로 안내하는 냉동덕트 및 냉장덕트와, 상기 냉각팬에 마주하는 냉동덕트 및 냉장덕트의 분기점을 회전축으로하여 좌우 회동하게 설치되는 유로판과, 상기 유로판의 위치를 한정하기 위해 냉동덕트의 입구와 냉장덕트의 입구에 각각 설치되는 지지판 및 지지턱과, 상기 회전축에 제어모터의 동력을 전달하기 위한 기어블록과, 상기 제어모터의 구동시점을 판단하여 이를 제어하는 모터제어회로를 포함하는 냉동냉장 제어장치에 있다.
도 1은 일반적인 냉장고에서의 냉기유로를 설명하기 위한 냉장고의 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 스위치 덕트 구조를 설명하기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 제어 회로 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 스위치 덕트의 상세 구조도.
＊＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＊＊
9 : 냉각기 10 : 냉각팬
11 : 냉장덕트 12 : 냉동덕트
13 :회전축 14 : 유로판
15 : 저지판 16 : 저지턱
21 : 냉동센서 25,35 : 비교기
22,23,24,27,32,33,34 : 저항
26 : 낸드게이트 28 : 파워트랜지스터
29 : 릴레이 31 : 냉장센서
36 : 제어모터 37 : 서어미스터
38 : 기어블록
첨부한 도면에 기초하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 장치의 개략적인 설명도이고 도 4는 그의 상세한 입체 구조도 이다.
여기에서 참고되는 바와 같이, 본 발명 장치의 구조는 냉각기(9)에서의 열교환에 의해 만들어져 냉각팬(10)에 의해 강제 송풍되는 냉기를 각각 냉동실과 냉장실로 안내하는 냉동덕트(12)및 냉장덕트(11)와, 상기 냉각팬(10)에 마주하게 되는 냉동덕트(12)및 냉장덕트(11)의 분기점을 회전축(13)으로하여 좌우 회동하게 설치되는 유로판(14)과, 상기 유로판(14)의 위치를 한정하기 위해 냉동덕트의 입구와 냉장덕트의 입구에 각각 설치되는 지지판(15)및 지지턱(16)과, 상기 회전축(13)에 제어모터(36)의 동력을 전달하기 위한 기어블록(38)과, 상기 제어모터(36)의 구동시점을 고내온도 검출을 통해 판단하여 이 제어모터(36)를 제어하는 모터제어회로를 포함하고 있다.
또한 상기 모터제어회로는 제3도에서 나타내고 있는 바와 같이, 냉장고의 냉장실과 냉동실의 온도를 검출하는 냉장센서(31)및 냉동센서(21)와, 상기 각 센서에 의한 냉장실 및 냉동실의 검온값을 각각의 기준값에 비교하여 로직레벨 출력을 만드는 비교기(25,35)와, 상기 비교기(25,35)의 출력을 조합한 낸드게이트 (26)의 출력에 의해 구동하는 파워 트랜지스터(28)와, 상기 파워 트랜지스터(28)의 온에 의해 구동하여 제어모터(36)에 공급되는 작동전압의 극성을 스위치하는 릴레이(29)를 포함하고 있다.
여기에서 설명되지 않은 참조부호 22-24,27,32-34 는 저항소자이고, 30은 릴레이의 접점이고, 37은 제어모터 보호용 서어미스터이다.
이와 같이 구성된 본발명 장치의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
냉장고 후방측의 냉각실에 설치되고 있는 냉각기(9)에서는 열교환에 의해 냉기가 만들어지게 된다.
이렇게 만들어진 냉기는 냉각팬(10)에 의해서 강제로 냉동실과 냉장실에 냉기를 안내하는 냉동덕트(12)및 냉장덕트(11)측으로 공급되게 된다.
상기 냉각팬(10)에 마주하게 되는 냉동덕트(12)및 냉장덕트(11)의 분기점 상에 설치되며 또한 이 분기점을 회전축(13)으로하여 좌우 회동하게 설치되는 유로판(14)은 상기 냉동덕트(12)의 입구와 냉장덕트(11)의 입구에 각각 설치되고 있는 지지판(15)및 지지턱(16)에 의해서 그의 회전이동 위치의 범위가 한정되게 된다.
이 유로판(14)은 그의 축이되는 회전축(13)상에 결합된 기어블록(38)을 통하여 제어모터(36)의 회전동력을 전달받아 좌측 또는 우측으로 회전하게 되는 것으로 냉기의 흐름을 제한하게 된다.
상기 제어모터(36)의 구동시점은 제3도의 제어회로에 의한 고내온도에 의해 결정되게 된다.
일예로 냉동실의 온도가 상승하게 되면 냉동센서(21)에 의한 온도검출 전압값이 저항(23,24)으로 분압된 Vcc전압의 기준 전압값보다 높아져 비교기(25)에서는 하이레벨 로직신호가 발생하게 된다.
또 냉장실의 온도가 상승하게 되면 냉장센서(31)에 의한 온도검출 전압값이 저항(33,34)으로 분압된 Vcc전압의 기준 전압값보다 높아져 비교기(35)에서도 하이레벨 로직신호가 발생하게 된다.
따라서 낸드게이트(26)의 출력레벨은 로우레벨이 되기 때문에 릴레이(29)는 오프상태가 되어 그의 상시 온 접점을 통해 제어모터(36)에는 정회전 방향의 B+전압이 투입되게 된다.
이에 따라 유로판(14)은 냉동덕트(12)상의 저지판(15)에 접촉하게 되어 냉각팬(10)에 의한 냉기는 전부 냉장실 측으로 투입되게 되므로 냉장실의 급속냉각이 이루어 지게 된다.
본 발명에서 냉동실의 냉각 보다는 냉동실의 냉각이 우선적으로 이루어지도록 설계하고 있는 이유는 냉장고의 냉장실이 실제 사용에 있어 주로 많이 사용 되고 있기 때문이다.
다음의 표 1 에서는 냉동실 및 냉동실의 온도 조건에 따른 유로판의 위치 및 그때의 냉장고 냉각 모드를 나타내었다.
비교기(25)의 출력 비교기(35)의 출력 게이트(26)의 출력 유로판의 위치 냉장고의 제어모드
L L H 냉장실 냉동냉장혼용모드
H L H 냉장실 냉동냉장혼용모드
L H H 냉장실 냉동냉장혼용모드
H H L 냉동실 냉장전용 모드
이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 제어모터에 의한 동력에 의해 냉기 유로 스위치용 유로판이 고내 온도 조건에 따라 적절히 조절되게 함으로써, 단일의 냉각팬을 이용하여 냉동실과 냉장실의 고내 온도를 효율적으로 조절할수 있게 되는 특유의 효과가 나타나게 된다.
특히 본 발명은 냉장고 냉각 제어시 냉장실의 온도를 우선적으로 냉각 시킴으로써 실 사용상 빈번한 여닫음이 일어나게 되는 냉장실의 온도 적정화에 크게 기여하게 될 것이다.

Claims (2)

  1. 냉장고에서의 냉동냉장실의 고내온도 조절 장치에 있어서,
    냉각기(9)에서의 열교환에 의해 만들어져 냉각팬(10)에 의해 강제 송풍되는 냉기를 각각 냉동실과 냉장실로 안내하는 냉동덕트(12)및 냉장덕트(11)와,
    상기 냉각팬(10)에 마주하게 되는 냉동덕트(12)및 냉장덕트(11)의 분기점을 회전축(13)으로하여 좌우 회동하게 설치되는 유로판(14)과,
    상기 유로판(14)의 위치를 한정하기 위해 냉동덕트의 입구와 냉장덕트의 입구에 각각 설치되는 지지판(15)및 지지턱(16)과,
    상기 회전축(13)에 제어모터(36)의 동력을 전달하기 위한 기어블록(38)과,
    상기 제어모터(36)의 구동시점을 고내온도 검출을 통해 판단하여 이 제어모터(36)를 제어하는 모터제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일팬을 이용한 냉동냉장 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 모터제어회로는 냉장고의 냉장실과 냉동실의 온도를 검출하는 냉장센서(31)및 냉동센서(21)와, 상기 각 센서에 의한 냉장실 및 냉동실의 검온값을 각각의 기준값에 비교하여 로직레벨 출력을 만드는 비교기(25,35)와, 상기 비교기(25,35)의 출력을 조합한 낸드게이트(26)의출력에 의해 구동하는 파워트랜지스터(28)와, 상기 파워트랜지스터(28)의 온에 의해 구동하여 제어모터(36)에 공급되는 작동전압의 극성을 스위치하는 릴레이(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일팬을 이용한 냉동냉장 제어장치.
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