KR100193707B1 - 증발실 차단장치와 이를 갖는 냉장고의 제어방법 - Google Patents

Abstract

냉장고에 있어서의 증발실 차단장치와 그 제어방법으로서, 냉장고 문 개폐에 따른 냉기유실을 막고 증발기를 외부의 더운 공기로부터 보호하기 위한 것이다. 개시된 증발실 차단장치는 냉장고 고내와 증발실 사이로 냉기가 통하는 통로를 개폐할 수 있는 셔터부재와 이의 구동수단으로 구성되며, 그 제어에 있어서는 냉장고 문 개폐에 따라 냉기순환용 팬 작동을 제어하는 단계(S7,S11;S7',S11') 그리고 셔터부재로 냉기통로를 폐쇄 또는 개방하는 단계(S8,S10;S8,S10')를 포함한다. 이 장치 및 방법에 따르면, 냉장고 문이 열려 있는 동안 증발실 내의 냉기가 문 밖으로 유실되는 것이 방지되는 동시에 외부의 더운 공기가 그 증발실로 유입되는 것도 방지되므로 그 외부의 더운 공기에 의한 수분 형성이 방지되므로 그만큼 성에가 생기는 현상을 줄일 수 있다. 따라서 제상운전 횟수를 줄일 수 있어서 전력소모를 낮추고 증발기를 최적의 상태로 유지하여 냉장고의 성능을 강화시키는데 효과적이다.

Description

증발실 차단장치와 이를 갖는 냉장고의 제어방법

본 발명은 냉장고 등 공기를 냉각시키기 위한 냉각기(예: 증발기)를 가지는 제품에 적용될 수 있는 증발실 차단장치와 이를 갖는 냉장고의 제어방법에 관한 것으로서, 특히 냉장고에 있어서 문이 열렸을 때 유입되는 외부의 더운 공기에 증발기가 노출되지 않도록 증발실을 차단하는 장치와 이를 갖는 냉장고의 운전을 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고 고내(냉장실 및 냉동실)에는 증발기와 팬(fan)이 설치된다. 증발기는 압축기가 작동될 때 냉매의 열교환으로 주변 공기를 냉각시키고, 팬은 증발기 주위에서 냉각된 공기를 고내로 강제순환시키기 위한 것이다. 따라서 고내 온도는 그 압축기와 팬을 그 온도 변화에 따라 적절히 작동시킴으로써 유지된다. 한 예로써 도 1을 참조하여 고내의 냉기순환계통을 설명하면, 냉장고 몸체(1)에 문(2)이 달려 있고, 이 문(2)이 닫히면 몸체(1) 내의 냉장실(3)은 밀폐된다. 냉장실(3)은 통상 선반(4)들에 의해 다층으로 구분되는데, 그 최상층의 한쪽 귀퉁이가 별도의 커버(5)에 의하여 증발실(6)로 구획되어 있다. 증발실(6)에는 증발기(7)가 홀더(8)에 지지된 채 장착된다. 이 증발기 홀더(8)는 증발실 커버(5)와 약간의 간격을 두고 있으며 냉기토출구(9)를 가진다. 냉기토출구(9)에는 증발기(7)에 의하여 냉각된 공기, 즉 냉기를 토출시키기 위한 팬(10)이 설치된다. 이 냉기토출구(9)는 증발실 커버(5)와 증발기 홀더(8) 사이의 간격을 통해 그 커버(5)에 형성된 냉기창(11) 그리고 아래쪽에 연결된 덕트(12)의 그릴형 냉기창(13)과 연결되어 냉장실(3)로 통하는 것이다. 덕트(12)는 도면에 나타나지 않은 회전날개가 그 내부에서 회전됨으로써 도면에 표시된 화살표와 같이 각층에서 여러방향으로 냉기를 회전시켜 냉장실(3)의 전공간에 냉기를 순환시키기 위해 설치되고 있다. 한편, 증발기(7)는 냉장고 몸체(1) 외부에 장착되는 압축기(14) 등과 연결되어 냉매회로를 이룬다. 이 압축기(14)가 작동되면 증발기(7)가 냉각되어 증발실(7) 내의 공기가 차가와진다. 이때 팬(10)이 작동되면 그 차가와진 공기, 즉 냉기가 냉기토출구(9)로부터 토출되어 냉기창(11,13)을 통해 냉장실(2)로 공급된다. 냉장실(2)에서 더워진 공기는 상승되어 증발실 커버(5)에 형성되어 있는 흡입구(15)로 흡입된다. 이 흡입구(15)는 증발기 홀더(8) 내측으로 직접 통한다. 따라서 그 유입된 공기는 증발기(7)에 의하여 차가와진 후 팬(10)에 의하여 다시 토출된다. 도면으로 예시하지는 않았으나 냉장고의 냉동실도 냉장실과 유사한 형태의 냉기순환계통을 가진다.

한편, 냉장고는 최근에 마이크로컴퓨터(microcomputer)와 온도센서를 사용하여 상기한 압축기와 팬 모터 등의 냉장고 부하들을 자동적으로 제어하는 전자제어방식으로 자동운전되고 있다. 마이크로컴퓨터가 온도센서로부터 고내온도의 변화를 리얼타임(realtime)으로 감지하여 그 감지된 온도가 사용자에 의하여 설정된 범위 이상으로 상승되면 압축기와 팬을 작동시키고 그 후 고내온도가 설정범위 이하로 하강되면 그 압축기와 팬의 작동을 중지시킨다. 냉장고 운전중, 사용자가 냉장고 사용을 위해 도 1의 문(2)을 열면, 순간적으로 외부의 더운 공기가 고내로 유입됨과 동시에 고내의 냉기가, 특히 팬 작동시 많은 량의 냉기가 문 밖으로 빠져 나가 유실된다. 따라서 문이 개폐되는 횟수에 따라서 증발기의 부하 부담이 커진다. 때문에 종래에는 문이 열렸을 때 유실되는 냉기량을 줄이기 위해 도 2에 도시된 바와 같은 수순으로 냉장고 운전이 제어되게 하여 왔다. 즉, 문 열림 감지 단계(S1)에서 문이 열린 것이 감지되면 팬을 작동불가 상태(OFF)로 전환(단계 S2)하고, 그 이후에 문 닫힌 것이 감지(단계 S3)되면 그 팬을 작동가능 상태(ON)로 복귀(단계 S4)시키는 것이다. 물론 문의 개폐상태는 통상 문과 연동하여 접점을 개폐하는 도시되지 않은 스위치의 신호로부터 간단히 인식할 수 있다.

그러나 이와 같은 종래의 냉장고 제어방법에서는, 비록 팬이 정지되어도 전술한 냉기토출구와 냉기창 그리고 흡입구 등의 냉기통로가 그대로 개방되어 있어, 문이 열려 있는 동안 외부의 더운 공기가 고내로 유입된 후 그 냉기통로들을 통해 증발실로 유입되는 문제가 있다. 더욱이 외부보다는 고내가 그리고 고내보다는 증발실의 압력이 대체로 낮아서 그 외부의 더운 공기가 증발실로 잘 유입된다. 이같이 증발실에 더운 공기가 유입되면, 증발기가 온도상승되어 그 운전률이 높아지는 것은 말할 것도 없고, 더운 공기가 증발기 표면에서 냉각되므로 수분이 형성되고 이후에 그 수분이 증발기 표면에 얼어붙음으로써 성에가 끼이는 현상의 주요 원인이 된다. 이 때문에 증발기의 성능이 떨어지고 냉장고 부하운전률이 높아져 전력소모가 커지고 아울러 소음도 많이 발생되는 것이다.

본 발명의 목적은 냉장고 문이 열렸을 때 외부의 더운 공기가 증발실로 유입되는 문제를 해결하기 위하여, 문이 열려있는 동안 증발실을 차단하여 외부의 더운 공기로부터 증발기가 노출되지 않게 하는 증발실 차단장치와 이를 갖는 냉장고의 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 냉장고 고내(냉장실)의 냉기 순환계통을 설명하기 위해 나타낸 부분 절제 사시도.

도 2는 종래의 냉장고 문 개폐에 따른 냉장고 제어방법을 나타낸 동작 흐름도.

도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 증발실 냉기차단장치의 개방 및 폐쇄상태를 나타낸 개요 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 증발실 냉기차단장치가 적용되어 있는 냉장고 제어회로를 나타낸 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 증발실 냉기차단장치를 갖는 냉장고의 제어방법을 보인 동작 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 냉장고 몸체2 : 냉장고 문

3 : 냉장실6 : 증발실

7 : 증발기11,13 : 냉기창

16 : 셔터부재17 : 모터

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 냉장고 고내에 증발기를 수용하는 증발실이 구획되어 있고, 고내와 증발실 사이에 냉기가 통하는 적어도 하나의 통로가 형성되어 있으며, 고내 온도에 따라 그 통로로 냉기를 순환시키도록 작동되는 팬이 구비된 냉장고 등의 증발실 차단장치를 구성함에 있어서, 상기한 적어도 하나의 통로를 개방 또는 차단할 수 있게 된 셔터부재를 설치하고, 동력을 발생하는 동력원(예: 모터)을 포함하여 그 구동원으로부터 통로가 개방 또는 차단되게 셔터부재를 구동하는 구동수단을 구비하는 것이다.

한편, 본 발명은 상기한 셔터부재와 그 구동수단을 포함하여 되는 증발실 차단장치를 갖는 냉장고의 운전을 제어함에 있어서, 냉장고 문이 열리면 상기한 팬을 작동 중지시키는 동시에 상기한 증발실 차단장치로 상기한 고내와 증발실 사이의 냉기 통로를 폐쇄하고, 냉장고 문이 닫히면 그 통로를 개방하고 팬을 작동상태로 복귀시키는 단계를 포함하는 것이다.

본 발명에 따르면, 냉장고 문이 열려있는 동안 증발실이 완전히 차단됨으로써 그 증발실에 있는 냉기가 고내를 경유하여 문 밖으로 유실되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 외부로부터 고내로 유입된 더운 공기가 증발실로 들어오는 것도 방지된다. 따라서 증발실의 증발기가 외기에 의하여 더워지는 것을 방지할 수 있고 거기에 외기에 의하여 수분 내지 성에가 형성되는 것도 방지된다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3a 및 도 3b에 본 발명에 따른 냉장고의 증발실 차단장치가 도시되어 있다. 부호 13은 전술한 그릴형 냉기창이다. 본 발명은 냉기창(13) 안쪽에 셔터부재(16)를 상하로 움직일 수 있게 설치한다. 셔터부재(16)는 냉기창(13)의 창구멍(13a)과 창살(13b)에 대응되는 통기공(16a)과 차단부(16b)를 가진다. 본 발명은 셔터부재(16)의 구동수단으로서 모터(17)와 동력변환기(18)를 설치한다. 동력변환기(18)는 모터(17)의 회전운동을 셔터부재(16)의 직선운동으로 바꾸어 전달하는 것으로, 이는 기어나 캠 등의 기계요소로 간단히 구성될 수 있는 통상적인 것이다. 즉 모터(17)가 구동되면 동력변환기(18)에 연결된 셔터부재(16)가 승강된다. 셔터부재(16)가 도 3a와 같이 상승되면 그 통기공(16a)이 냉기창(13)의 창구멍(13a)과 일치되어 냉기가 통하며, 도 3b와 같이 하강되면 그 차단부(16b)가 창구멍(13b)을 폐쇄하여 냉기가 통하지 않게 되는 것이다. 한편, 본 발명은 셔터부재(16)가 냉기창(13)을 개방하는 위치(도 3a)와 폐쇄하는 위치(도 3b)에서 정지되도록 하는 모터(17)의 제어를 위하여, 그 셔터부재(16)의 이동위치를 감지하는 자석(19)과 리드스위치(reed switch; 20)를 설치한다. 여기서 리드스위치(20)는 셔터부재(16)와 함께 움직이게 되는 자석(19)의 위치에 따라 개폐되는 접점을 가짐으로써 그 셔터부재(16)의 개폐위치를 알리는 신호를 검출한다. 따라서 리드스위치(20)의 신호를 근거로 셔터부재(16)의 위치를 인식함으로써 모터(17)를 적절히 제어할 수 있는 것이다. 이러한 신호검출수단에 대하여는 상기한 자석(19)과 리드스위치(20)와는 다른 형식의 것도 가능하며, 또한 제어용 모터를 사용할 경우 삭제될 수도 있는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 냉장실차단장치가 적용된 냉장고의 제어회로를 보인다. 이 제어회로는 통상적인 마이크로컴퓨터제어부(21), 온도감지부(22), 문개폐감지부(23), 압축기구동부(24), 및 팬구동부(25)를 포함하며, 본 발명을 위해 부가된 셔터감지부(26), 그리고 셔터구동부(27)를 구비하여 된다. 여기서 마이크로컴퓨터제어부(21)는 온도감지부(22)로부터 고내(냉동실 및 냉동실)의 온도를 실시간 감지하여 도시되지 않은 온도설정부로부터 사용자에 의하여 설정된 온도조건과 비교하고 그 비교결과에 따라 압축기구동부(24) 및 팬구동부(25)를 통해 전술한 압축기와 팬 작동을 제어하는 통상적인 제어프로그램을 수행한다. 한편, 본 발명에 따른 냉장실 차단장치가 적용되어 있는 냉장고의 제어방법은 마이크로컴퓨터제어부(21)가 도 5와 같은 수순의 프로그램을 수행하게 함으로써 달성된다. 이하 도 5에 도시된 본 발명의 제어방법을 상기한 도 3a와 3b 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 문열림 감지단계(S5)에서 도 4의 마이크컴퓨터제어부(21)가 문개폐감지부(23)로부터 문열림 상태를 실시간 감지한다. 문열림이 감지되면 냉동실 문인지 아니면 냉장실 문인지를 판단(단계 S6)하며, 냉동실 문이라고 판단되면 그 즉시 냉동실에 있는 팬을 작동가능 상태(ON)에서 작동불가 상태(OFF)로 전환(단계 S7)하는 동시에 그 냉동실과 증발실로 통하는 냉기통로, 즉 전술한 냉기토출구와 냉기창 및 또는 흡입구들을 폐쇄(단계 S8)한다. 이 단계(S8)에서는 도 4의 마이크로컴퓨터제어부(21)가 셔터구동부(27)를 통해 도 3a 및 3b에 도시된 모터(17)를 구동한다. 모터(17)가 구동되면 셔터부재(16)가 도 3a 상태에서 하강되는데, 도 3b와 같이 냉기창(13)이 폐되는 상태로 하강되면 셔터부재(16)에 달린 자석(19)이 리드스위치(20)와 근접하게 되며 이때 도 4의 마이크로컴퓨터제어부(21)는 셔터감지부(26)로부터 리드스위치(20)의 검출신호를 근거로 그 냉기창(13)이 폐쇄되었음을 인식하고 그때 모터(17)의 구동을 멈추도록 제어한다. 이와 같이 하여 상기한 냉기창(13)을 포함한 증발실의 냉기통로가 폐쇄되면 그 증발실 내의 냉기가 고내를 통해 문 밖으로 유실될 염려가 없음은 물론 외부의 더운 공기가 그 증발실로 유입되는 일도 없게 된다. 이러한 상태는 이후에 문이 닫혔나를 감지하는 단계(S9)에서 문이 닫힌 것이 감지될 때까지 유지되며, 문이 닫히면 냉기통로를 다시 개방(단계 S10)시키고 냉동실 팬을 작동가능 상태(ON)로 복귀(단계 S11)시킨다. 한편, 상기한 문열림 감지 단계(S5) 이후의 냉장실 문인지 아닌지를 판단하는 단계(S6)에서 냉동실 문이 아니라고 판단되면, 즉 냉장실 문이라고 판단된 경우에는 냉장실 측에 구비되는 팬과 증발실 냉기통로에 대하여 전술한 냉장실과 마찬가지로 각 단계 S7' 내지 S11'를 똑같은 방법으로 수행하는 것이다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면으로 예시된 것에 의하여 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 특허청구의범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능하다.

이상에 설명한 바와 같이 본 발명은 냉장고 또는 이와 유사한 냉매싸이클을 가지는 각종 제품에 적용되어 냉각기(증발기)로부터 냉기가 유실됨으로써 그 부하부담이 커지는 것을 방지하고 또한 외부의 더운 공기가 그 증발기로 유입됨으로써 발생될 수 있는 수분 및 성에를 방지한다. 즉, 본 발명이 적용된 냉장고에 있어서는 문 개폐에 따른 부하운전율 상승을 방지하는 동시에 성에가 잘 끼이지 않으므로 성에제거를 위한 제상운전 횟수를 줄일 수 있다. 따라서 본 발명은 냉장고 등의 제품에 대하여 소비전력을 낮추고 소음을 줄이는데 효과적이며, 또한 증발기의 양호한 성능을 유지함으로써 제품의 성능강화 및 신뢰성 향상에도 기여할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 냉장고 고내에 증발기를 수용하는 증발실이 구획되어 있고, 고내와 증발실 사이에 냉기가 통하는 적어도 하나의 통로가 형성되어 있으며, 고내 온도에 따라 그 통로로 냉기를 순환시키도록 작동되는 팬이 구비된 냉장고의 증발실 차단장치에 있어서,

   상기한 적어도 하나의 통로를 개방 또는 차단할 수 있게 설치된 셔터부재, 그리고 동력을 발생하는 동력원을 포함하여 그 구동원으로부터 상기한 통로가 개방 또는 차단되게 그 셔터부재를 구동하는 구동수단이 구비된 것을 특징으로 하는 증실 차단장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기한 셔터부재가 상기한 통로를 개방 또는 차단하는 위치를 알리는 신호를 검출하는 신호검출수단이 더 구비되고, 그 신호검출수단에 의하여 검출된 신호를 근거로 상기한 구동수단의 동력원이 제어되게 구성된 것을 특징으로 하는 증발실 차단장치.
3. 냉장고 고내에 증발기를 수용하는 증발실이 구획되고, 고내와 증발실 사이에 냉기가 통하는 적어도 하나의 통로가 형성되며, 고내 온도에 따라 그 통로로 냉기를 순환시키도록 작동되는 팬, 그리고 그 적어도 하나의 통로를 개방 또는 차단할 수 있게 설치된 셔터부재와 이의 구동수단을 포함하는 증발실 차단장치를 갖는 냉장고의 제어방법에 있어서,

   냉장고 문이 열리면 상기한 팬을 작동 중지시키는 동시에 상기한 증발실 차단장치로 상기한 고내와 증발실 사이의 냉기 통로를 폐쇄하고, 냉장고 문이 닫히면 그 통로를 개방하고 팬을 작동상태로 전환하는 것을 특징으로 하는 증발실 차단장치를 갖는 냉장고의 제어방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기한 셔터부재를 움직여서 상기한 통로를 폐쇄 또는 개방하는 단계에서 상기한 셔터부재의 이동위치를 감지하여 그 폐쇄위치 또는 개방위치가 감지될 때까지 상기한 구동수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 증발실 차단장치를 갖는 냉장고의 제어방법.

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