KR100186436B1 - 냉장고의 온도제어방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장실 온도기준 온도제어방식에 따른 냉장고에 있어서의 온도제어방법및 그 장치에 관한 것으로, 주위온도변화에 관계없이 냉동실(7)의 온도가 일정하게 유지되도록 하고 냉장고내에 고온부하가 투입되었을 때는 그 투입위치를 감지한 후 고온부하의 투입위치에 냉기를 집중적으로 공급해주어 신속히 국부 냉각시켜줄 수 있는 수단을 제공하기 위해, 전원을 인가하여 압축기가 가동되는 압축기 가동단계(M)와; 냉장실(1) 온도를 감지하여 설정온도를 초과하면 전개위치까지 싱크로너스 모우터를 회전시키는 냉장실 온도제어단계(R)와; 냉장실(1) 온도가 설정온도 이하일 경우, 냉동실(7) 온도를 감지하여 설정온도 이하이면 압축기의 가동을 정지시키고 설정온도를 초과하면 전폐위치까지 싱크로너스 모우터를 회전시키는 냉동실 온도제어단계(F)와; 상기 냉장실(1)내의 각 부분간에 허용치 이상의 온도차(△r)가 발생될 경우, 이 온도차(△r)를 감지한 후 온도가 높은 부분에 집중적으로 냉기가 공급될 수 있도록 소정각도 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 냉장실(1) 설정온도 이하로 유지될 때까지 소정 냉기유로만을 개방시켜주게 되는 냉장실 집중냉각단계(C);로 구성된 것으로서, 주위온도의 영향에 따라 냉장고의 운전율이 떨어져 냉동실(7)의 온도가 상승하게 될 염려가 없고, 불필요한 전력손실이 방지되며, 고온부하의 투입에 따른 대응능력및 냉각속도가 뛰어나 냉장실의 냉각성능및 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 된 냉장고의 온도제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

냉장고의 온도제어방법 및 그 장치

본 발명은 냉장고의 온도제어방법및 그 장치에 관한 것으로, 특히 냉장실 온도기준 온도제어방식의 냉장고에 있어서 주위온도변화를 감지하여 냉동실 온도가 일정하게 유지되도록 단시간내에 제어해줌으로써 불필요한 전력손실을 막고, 냉장고내에 고온의 음식물 등과 같은 고온부하가 투입되었을 때는 그 투입위치를 감지한 후 이 고온부하의 투입위치에 냉동실의 냉기를 집중적으로 공급해주어 고온이 확산되지 않도록 신속히 국부 냉각시켜줌으로써 고온부하의 투입에 따른 대응능력을 향상시킨 냉장고의 온도제어방법및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래 기술에 의한 냉장고의 온도제어장치는 제5도및 제6도에 도시된 바와같이, 냉장실(1)에 공급되는 냉기량을 조절하기 위한 수동댐퍼(2)와; 냉장실(1)의 온도를 감지하기 위한 냉장실 온도센서(r);로 구성되어 있었다.

이와 같은 종래 냉장고는 증발실(미도시)에서 냉각된 냉기중 일부가 팬(3)의 회전에 의해 슈라우드(4)와, 이 슈라우드(4)하단의 배리어(5)에 관통형성된 냉기유로(6)를 순차적으로 통과하면서 냉장실(1)로 공급되어 상기 냉장실(1)내를 순환한다. 냉장실(1)에 유입된 냉기는 상기 냉장실 온도센서(r)에 의해 온도가 감지되어 상기 냉장실(1)의 온도가 설정온도(3℃)에 도달될 때까지 압축기가 지속적으로 가동되며, 냉장실(1)이 상기 설정온도에 도달하면 냉동실(7)의 온도에 관계없이 가동정지 된다.

이때, 상기 슈라우드(4)의 입구에 개폐 가능하도록 설치된 상기 수동댐퍼(2)가 작동됨으로써 냉장실(1) 전체로 유입되는 냉기의 양을 조절하여주게 된다.

결국, 종래의 냉장실 온도기준 온도제어방식의 냉장고는 냉장실(1)의 온도가 설정온도(3℃)에 도달할 때까지 냉장고가 가동되고 상기의 설정온도를 유지하기 위해 압축기가 가동되는 것이며, 상기 냉동실(7)은 별도의 온도감지센서 없이 단지 냉장실(1)의 온도를 유지하기 위해 압축기가 가동되는 시간동안만 냉동실의 온도가 유지되도록 되어 있다.

그 실예로써, 30℃를 기준하여 주위온도의 변화가 있는 경우에도 냉장실 온도를 냉장실 설정온도인 3℃로 균일하게 유지하기 위한 종래 냉장실 온도기준 온도제어방식의 냉장고에 있어서, 주위온도가 15℃및 5℃로 각각 낮아지게 될 때의 냉동실 온도및 운전율을 각각 비교해 보면, 주위 기준온도 30℃일 때는 냉장실 온도 3℃, 냉동실 온도 -20℃, 운전율 45%로 정상작동 상태를 유지하게 되고, 주위온도가 15℃일 때는 냉장실 온도를 3℃로 유지하기 위해서 25%의 운전율만 유지해도 충분하므로 상대적으로 냉동실 온도는 -17℃ 정도로 높아지게 되며, 또한 주위온도가 5℃일 때는 냉장실 온도를 3℃로 유지하기 위해서 3%의 운전율만 유지해도 충분하므로 냉동실 온도는 더욱 상승하여 -13℃ 정도가 됨을 실험을 통해 알 수 있었다. 특히 점차 주위온도가 저하되어 5℃ 이하로 유지되는 겨울철에는 냉장고의 운전율이 0%에 가까워져 압축기의 가동이 거의 이루어지지 않게 됨으로써 냉동실의 온도는 냉동실 설정온도인 -18℃보다 훨씬 높은 -10℃ 정도를 유지하게 된다.

결과적으로, 상기한 바와 같은 종래의 냉장실 온도기준 온도제어방식의 냉장고는 냉장실(1)의 온도에 따라 압축기(미도시)가 가동및 정지되는데, 즉 냉장실(1)의 온도가 설정온도(3℃)에 도달하면 냉동실(7)의 온도에 관계없이 압축기가 가동정지되며, 이때 냉장고 주위온도가 저온으로 내려가면 냉장고의 운전율이 낮아지면서 냉동실(7)의 온도가 상승하게 됨으로써 냉동실(7)내에 보관된 냉동식품이 해동되어 결국 신선도를 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.

또한, 냉장실(1)의 냉기량을 조절해주는 수동댐퍼(2)의 저항에 의해 냉장실(1)로 유입되는 냉기의 유입량이 감소됨으로써 냉장실(1)의 냉각속도및 냉각성능이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 주위온도변화를 감지하여 냉동실 온도가 일정하게 유지되도록 단시간내에 제어해줌으로써 불필요한 전력손실을 막고, 냉장고내에 고온부하가 투입되었을 때는 이 고온부하 투입위치에 냉동실의 냉기를 집중적으로 공급하여 국부 냉각시킴으로써 고온부하의 투입에 따른 대응능력을 구비하며, 냉장실의 냉각속도및 냉각성능을 향상시킬 수 있도록 된 냉장고의 온도제어방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 본 발명에 따른 냉장고의 온도감지구조를 개략적으로 나타낸 종단면도.

제2도는 본 발명에 따른 냉장고의 냉기유로구조를 보인 종단면도.

제3(a)도 내지 제3(d)도는 제1도에 따른 냉장고의 냉기제어구조를 보인 A부 확대도로서,

제3(a)도는 냉장실 전체에 냉기가 공급되도록 조절된 냉기 차단기의 작동상태도.

제3(b)도는 냉동실을 급속 냉각하기 위하여 냉장실의 냉기유로 입구가 완전 차단되도록 조절된 냉기 차단기의 작동상태도.

제3(c)도는 냉장실의 중앙부가 집중 냉각되도록 조절된 냉기 차단기의 작동상태도.

제3(d)도는 냉장실의 하단부가 집중냉각되도록 조절된 냉기 차단기의 작동상태도.

제4도는 본 발명에 따른 냉장고의 온도제어 흐름도.

제5도는 종래 기술에 따른 냉장고의 온도감지구조를 개략적으로 나타낸 종단면도.

제6도는 제5도에 따른 냉기제어구조를 보인 B부 확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

M : 압축기 가동단계 R : 냉장실 온도제어단계

F : 냉동실 온도제어단계 C : 냉장실 집중냉각단계

C1 : 중앙부 집중냉각단계 C2 : 하단부 집중냉각단계

C3 : 냉장실 온도 최종확인단계 f : 냉동실 온도센서

r,r1,r2,r3,r4 : 냉장실 온도센서 θ : 차단막 회전각

1 : 냉장실 2 : 수동댐퍼

3 : 팬 4 : 슈라우드

5 : 배리어 6 : 냉기유로

7 : 냉동실 8 : 중앙부 집중냉각유로

9 : 하단부 집중냉각유로 10 : 주 냉기유로

11 : 냉기 차단기 11a : 차단막

11b : 리브

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 온도제어방법은 전원을 인가하여 압축기가 가동되는 압축기 가동단계와; 냉장실 온도를 감지하여 설정온도를 초과하면 전개위치까지 싱크로너스 모우터를 회전시키는 냉장실 온도제어단계와; 냉장실 온도가 설정온도 이하일 경우, 냉동실 온도를 감지하여 설정온도 이하이면 압축기의 가동을 정지시키고 설정온도를 초과하면 전폐위치까지 싱크로너스 모우터를 회전시키는 냉동실 온도제어단계와; 상기 냉장실내의 각 부분간에 허용치 이상의 온도차가 발생될 경우, 이 온도차를 감지한 후 온도가 높은 부분에 집중적으로 냉기가 공급될 수 있도록 소정각도 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 냉장실 설정온도 이하로 유지될 때까지 소정 냉기유로만큼 개방시켜주게 되는 냉장실 집중냉각단계; 로 이루어진 것이다.

특히, 상기 냉장실 집중냉각단계는 중앙부의 감지온도가 하단부의 감지온도보다 허용치 이상으로 큰 경우, 소정각도 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 중앙부 집중냉각 유로만을 개방시켜주게 되는 중앙부 집중냉각단계와; 중앙부의 감지온도보다 하단부의 감지온도가 허용치 이상으로 큰 경우, 소정각도 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 하단부 집중냉각유로만을 개방시켜주게 되는 하단부 집중냉각단계와; 중앙부 감지온도와 하단부 감지온도간의 온도차가 허용치내에 있는 경우, 이를 확인하여 상기 압축기의 가동초기화 상태로 복귀시켜주는 냉장실 온도 최종확인단계; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 온도제어방법에 따른 냉장고의 온도제어장치는 냉동실의 온도를 감지하기 위한 냉동실 온도센서와; 냉장실의 온도를 감지하기 위한 냉장실 온도센서와; 상기 냉동실 온도센서및 냉장실 온도센서에 감지된 온도에 의해 작동하는 싱크로너스 모우터와; 이 싱크로너스 모우터를 작동시키기 위한 회로부와; 상기 냉동실과 냉장실 사이에서 냉기의 흐름을 단속해주는 냉기 차단기와; 고온부하 투입위치에 따라 국부 냉각을 실행하기 위한 냉기유로;로 구성된 것이다.

바람직하게는, 상기 냉기 차단기는 상기 싱크로너스 모우터의 구동에 의해 회전 가능하도록 그 구동축에 차단막을 설치하고, 이 차단막이 소정각도 만큼 회전되어 냉기유로 입구를 개방 또는 폐쇄함으로써 냉장실로 유입되는 냉기의 공급방향을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 냉장실내의 상기 냉기유로는 냉동실로부터 유입되는 냉기에 의해 집중 냉각이 가능하도록 중앙부와 하단부로 분기되어 도달하는 별도의 통로를 형성함을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고의 온도제어장치는 냉동실(7)의 온도를 감지하기 위한 냉동실 온도센서(r1)(r2)(r3)(r4)와; 냉장실(1)의 온도를 감지하기 위한 냉장실 온도센서(f)와; 상기 냉동실 온도센서(f)및 냉장실 온도센서(r1)(r2)(r3)(r4)에 감지된 온도에 의해 작동하는 싱크로너스 모우터(미도시)와; 이 싱크로너스 모우터를 작동시키기 위한 회로부(미도시)와; 상기 냉동실(7)과 냉장실(1) 사이에서 냉기의 흐름을 단속해주는 냉기 차단기(11)와; 고온부하 투입위치에 따라 국부 냉각을 실행하기 위한 냉기유로(6);로 구성된 것이다.

바람직하게는, 상기 냉기 차단기(11)는 상기 싱크로너스 모우터의 구동에 의해 회전 가능하도록 그 구동축에 차단막(11a)을 설치하고, 이 차단막(11a)이 소정각도 만큼 회전되어 냉기유로(6) 입구를 개방 또는 폐쇄함으로써 냉장실(1)로 유입되는 냉기의 공급방향을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 냉장실(1)내의 상기 냉기유로(6)는 냉동실(7)로부터 유입되는 냉기에 의해 집중냉각이 가능하도록 중앙부및 하단부로 분기되어 도달하는 중앙부 집중냉각유로(8)및 하단부 집중냉각유로(9)를 각각 형성함을 특징으로 하는 것이다.

상기의 구조에 의해 수행되는 본 발명에 따른 냉장고의 온도제어방법을 제4도의 흐름도에 의거하여 그 작동과정을 단계별로 설명하면 다음과 같다.

[압축기 가동단계(M)]

냉장고에 전원을 인가하여 압축기(미도시)를 가동시킨다. 상기 압축기가 가동되면서 증발실(미도시)에서 냉각된 냉기중 일부가 팬(3)의 회전에 의해 냉기유로(6)를 통과하면서 냉장실(1)로 공급되어 상기 냉장실(1)내를 순환하게 된다.

[냉장실 온도제어단계(R)]

냉장실(1) 온도를 감지하여 냉장실의 설정온도(3℃)를 초과하면 냉기 차단기(11)가 전개(全開) 위치까지 싱크로너스 모우터를 회전시킨다. 즉, 냉장실(1)에 유입된 냉기는 상기 냉장실 온도센서(r1)(r2)(r3)(r4)에 의해 온도가 감지되어 상기 냉장실(1)의 온도가 설정온도(3℃)에 도달될 때까지 압축기가 지속적으로 가동되며, 냉장실(1)이 상기 설정온도에 도달하면 냉동실(7)의 온도감지에 의해 냉장고의 계속 운전여부를 판단한다. 이때, 냉기 차단기(11)는 제3(a)도에 도시된 바와같이 싱크로너스 모우터에 의해 전개위치(차단막 회전각; θ=0° 또는 θ=180°)에 고정되어 모든 냉기유로(8)(9)(10)를 통해 냉기를 유입하여 냉장실(1)을 급속냉각하게 된다.

[냉동실 온도제어단계 (F)]

냉동실 온도센서(f)에 의해 감지된 냉동실(7) 온도가 설정온도(-18℃) 이하이면 압축기의 가동을 정지시키고, 설정온도를 초과하면 전폐(全閉) 위치까지 싱크로너스 모우터를 회전시킨다. 설정온도가 초과된 경우, 냉기 차단기(11)는 제3(b)도에 도시된 바와같이 싱크로너스 모우터에 의해 전폐위치(차단막 회전각; θ=90° 또는 θ=270°)에 고정되어 냉장실(1)로 통하는 모든 냉기유로(8)(9)(10)를 봉쇄하여 냉기를 차단함으로써 냉동실(7)만을 급속냉각하게 된다.

[냉장실 집중냉각단계 (C)]

상기 냉장실(1)내에 고온의 음식물과 같은 고온의 부하가 투입되어 각 부분간에 허용치(α) 이상의 온도차(△r)가 발생될 경우, 이 온도차(△r)를 감지한 후 온도가 높은 부분에 집중적으로 냉기가 공급될 수 있도록 소정각도 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 냉장실 설정온도(3℃) 이하로 유지될 때까지 소정 냉기유로만을 개방시켜주게 된다. 즉, 회로부에 의해 제어되는 싱크로너스 모우터가 작동되어 냉기 차단기(11)의 차단막(11a)을 소정각도(θ=60° 또는 θ=300°)로 회전시킴으로써 특정 냉기유로를 통해 냉장실(1)내의 어느 한부분에만 냉기를 공급할 수 있게 되는 것이다.

특히, 상기 냉장실 집중냉각단계(C)는 냉장실(1) 중앙부의 감지온도가 하단부의 감지온도보다 허용치 이상으로 큰 경우, 다시말해 냉장실(1)의 중앙부에 위치한 온도센서(r3)와 냉장실(1)의 하단부에 위치한 온도센서(r4)에 의해 감지된 온도값 간의 온도차(△r)가 허용치(α) 이상으로 큰 경우에는 제3(c)도에 도시한 바와같이, 소정각도(θ=60°) 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 중앙부 집중냉각유로(8)만을 개방시켜주는 중앙부 집중냉각단계(C1)를 거치게 되고, 한편 중앙부의 감지온도보다 하단부의 감지온도가 허용치 이상으로 큰 경우에는 제3(d)도에 도시한 바와같이, 소정각도(θ=-60° 또는 θ=300°) 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 하단부 집중냉각유로(9)만을 개방시켜 주는 하단부 집중냉각단계(C2)를 거치게 되며, 또한 중앙부 감지온도와 하단부 감지온도간의 온도차가 허용치내에 있는 경우에는 이를 확인하는 냉장실 온도 최종확인단계(C3)를 거쳐 상기 압축기의 가동초기화 상태로 복귀될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따른 냉장고의 온도제어방법 및 그 장치는 기존의 냉장실 온도기준 온도제어방식을 따르되, 냉장실(1)과 냉동실(7)의 각 부분에 전용 온도센서를 부착하여 상기 냉장실(1)및 냉동실(7) 설정온도와 각 부분간의 온도차를 산출하고 그 결과에 따라 냉기 차단기(11)를 적절히 제어하여 특히 냉각이 필요한 고온 부분을 우선적으로 냉각함으로써, 주위온도의 영향에 따라 냉장고의 운전율이 떨어져 냉동실(7)의 온도가 상승하게 될 염려가 없고, 불필요한 전력손실이 방지되며, 고온부하의 투입에 따른 대응능력및 냉각속도가 뛰어나 냉장실의 냉각성능및 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 전원을 인가하여 압축기가 가동되는 압축기 가동단계와; 냉장실 온도를 감지하여 설정온도를 초과하면 전개위치까지 싱크로너스 모우터를 회전시키는 냉장실 온도제어단계와; 냉장실 온도가 설정온도 이하일 경우, 냉동실 온도를 감지하여 설정온도 이하이면 압축기의 가동을 정지시키고 설정온도를 초과하면 전폐위치까지 싱크로너스 모우터를 회전시키는 냉동실 온도제어단계와; 상기 냉장실내의 각 부분간에 허용치 이상의 온도차가 발생될 경우, 이 온도차를 감지한 후 온도가 높은 부분에 집중적으로 냉기가 공급될 수 있도록 소정각도 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 냉장실 설정온도 이하로 유지될 때까지 소정 냉기유로만을 개방시켜주게 되는 냉장실 집중냉각단계; 로 이루어진 냉장고의 온도제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉장실 집중냉각단계는 중앙부의 감지온도가 하단부의 감지온도보다 허용치 이상으로 큰 경우, 소정각도 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 중앙부 집중냉각유로만을 개방시켜주게 되는 중앙부 집중냉각단계와; 중앙부의 감지온도보다 하단부의 감지온도가 허용치 이상으로 큰 경우, 소정각도 만큼 싱크로너스 모우터를 회전시켜 하단부 집중냉각유로만을 개방시켜주게 되는 하단부 집중냉각단계와; 중앙부 감지온도와 하단부 감지온도간의 온도차가 허용치내에 있는 경우, 이를 확인하여 상기 압축기의 가동초기화 상태로 복귀시켜주는 냉장실 온도 최종확인단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어방법.
3. 냉동실의 온도를 감지하기 위한 냉동실 온도센서와; 냉장실의 온도를 감지하기 위한 냉장실 온도센서와; 상기 냉동실 온도센서및 냉장실 온도센서에 감지된 온도에 의해 작동하는 싱크로너스 모우터와; 이 싱크로너스 모우터를 작동시키기 위한 회로부와; 상기 냉동실과 냉장실 사이에서 냉기의 흐름을 단속해주는 냉기 차단기와; 고온부하 투입위치에 따라 국부 냉각을 실행하기 위한 냉기유로;로 구성된 냉장고의 온도제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 냉기 차단기는 상기 싱크로너스 모우터의 구동에 의해 회전 가능하도록 그 구동축에 차단막을 설치하고, 이 차단막이 소정각도 만큼 회전되어 냉기유로 입구를 개방 또는 폐쇄함으로써 냉장실로 유입되는 냉기의 공급방향을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 냉장실내의 상기 냉기유로는 냉동실로부터 유입되는 냉기에 의해 집중 냉각이 가능하도록 중앙부와 하단부로 분기되어 도달하는 별도의 통로를 형성함을 특징으로 하는 냉장고의 온도제어장치.