KR100203072B1 - 냉장고의 냉각팬구동제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 냉각팬구동제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 압축기가 구동된 다음 냉각팬의 일정 구동조건이 만족되면, 일정속도로 회전시키고, 압축기 주변온도감지부를 통해 상기 압축기의 주변온도를 감지한 다음, 감지된 상기 압축기의 주변온도에 따라 제어부가 펄스폭변조신호의 듀티비를 조절하면, 냉각팬구동부가 상기 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 조절함으로써, 상기 압축기의 압축효율이 향상되어 상기 압축기의 구동시간이 감소되고, 불필요한 상기 냉각팬의 구동이 생략되어, 소비전력이 감소될 수 있도록 한 것이다.

Description

냉장고의 냉각팬구동제어장치 및 방법

본 발명은 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 압축기의 주변온도에 따라 냉각팬의 회전속도를 조절하여 압축기를 효과적으로 냉각시킴으로써, 압축기의 압축효율을 향상시켜 소비전력을 감소시킬 수 있는 냉장고의 냉각팬구동제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는, 제1도에 도시한 바와 같이 그 캐비넷(10)의 내부 중간측에 중간부재(20)를 매개로 상부 및 하부에 냉동 및 냉장에 필요한 피물체(예컨대, 저장식품 및 저장용기 등)를 저장하여 냉동 및 냉장시킬 수 있도록 냉동 및 냉장실(30)(40)이 일정공간으로 구획되어 있고, 상기 냉동실(30)내의 후측에는 냉동 및 냉장실(30)(40)내부의 기류(공기)를 강제적으로 순환시킬 수 있도록 냉기순환수단(50)이 설치되어 있으며, 상기 캐비넷(10)의 후측벽과 일정간격을 두고 상기 냉동실(30)내의 후측에는 상기 냉기순환수단(50)의 가동에 따라 송풍되는 냉기의 흐름을 안내함과 동시에 그 냉기가 냉동실(30)의 상측으로 토출되어 하측으로 흡입되는 냉기순환경로를 형성하도록 냉기토출 및 흡입구멍(61)(62)이 형성된 댐퍼카바(60)가 설치되어 있다.

이때, 상기 냉기순환수단(50)은 전원을 인가받아 구동되는 송풍팬모터(51)와, 상기 송풍모터(51)의 구동에 따라 회전되는 송풍팬(52)과, 상기 송풍팬모터(51)를 상기 캐비넷(10)에 고정하는 브라켓(53)으로 이루어져 있다.

그리고, 상기 댐퍼카바(60)와 상기 캐비넷(10)과의 사이에 대하여 상기 냉기순환수단(50)의 하부에는 냉기순환수단(50)의 송풍력에 의해 순환되는 냉동 및 냉장실(30)(40)내의 냉기를 재차 차가운 냉기로 열교환시키도록 증발기(70)가 설치되어 있고, 상기 증발기(70)의 하부에는 증발기(70)가 장시간 동작될 때 증발기(70)의 표면에 형성되는 서리를 제거하도록 전원을 인가받아 일정시간을 주기로 온, 오프되는 제상히터(80)가 설치되어 있으며, 상기 제상히터(80)의 하부에는 제상히터(80)가 온동작될 때 증발기(70)의 표면의 서리가 녹아내리는 제성과정에서 발생되는 제성수를 배수시키도록 상기 캐비넷(10)의 후측벽을 따라 그 내부에 배수호스(90)가 설치되어 있다.

상기 배수호스(90)의 하부에는 배수호스(90)를 따라 배수된 제상수를 집수함과 동시에 그 집수된 제상수가 후술하는 압축기의 압축열에 의해 증발되도록 상기 캐비넷(10)의 외부 하단 후측에 형성된 기계실(100)내의 상부에 증발접시(110)가 설치되어 있고, 상기 증발접시(110)의 하부에는 순환냉매를 고온 고압으로 압축시키도록 압축기(120)가 설치되어 있으며, 상기 캐비넷(10)의 외부 후측벽에는 상기 압축기(120)의 압축작용에 의해 고온 고압으로 압축된 기계냉매를 공급받아 자연대류방식에 의해 응축시키도록 응축기(130)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 중간부재(20)의 후측에는 상기 증발기(70)를 통과하면서 차갑게 열교환된 냉기가 냉장실(40)로 토출되도록 냉기흐름안내판(140)에 의해 일정간격의 제1냉기통로(150)가 형성되어 있고, 상기 중간부재(20)의 또 다른 후측에는 냉장실(40)내의 냉기가 증발기(70)를 통과하도록 일정간격의 제2냉기통로(160)가 형성되어 있으며, 상기 제1냉기통로(150)를 통해 냉장실(40)로 토출되는 냉기의 공급량을 다단계(예컨대, 강냉 또는 약냉 등)로 조절하도록 냉장실(40)의 상단 후측에 온도조절기(170)가 설치되어 있다.

도면 중 미설명 부호 180 및 181은 상기 냉동 및 냉장실(30)(40)의 전면 개구를 여닫이방식으로 개폐하도록 일측이 힌지결합된 냉동 및 냉장실도어이고, 190은 상기 냉장실(40)내의 소정높이에 선택적으로 상하이동되면서 피물체를 적재시킬 수 있는 선반수단이다.

한편, 상기 압축기(120)는 제2도에 도시된 바와 같이 고정부재(121)의 상부면에 다수개의 체결볼트(122)를 매개로 고정 결합되어 있는데, 상기 압축기(120)의 후측에는 압축기냉각수단(200)이 설치되어 있다.

상기 압축기냉각수단(200)은 고정부재(121)의 상부면에 다수개의 체결볼트(122)를 매개로 세워지게 고정 결합된 지지부재(201)와, 상기 지지부재(201)의 상부측에 고정 결합되어 전원을 인가받아 회전력을 발생하도록 되어 있는 송풍팬모터(202), 송풍팬모터(202)에서 발생된 회전력을 전달받아 회전되면서 외부의 공기를 압축기(120)에 송풍함으로써, 상기 압축기(120)를 냉각하도록 송풍팬모터(202)의 회전축에 연결되어 있는 냉각팬(203)으로 이루어진다.

여기서, 상술한 냉각팬모터(202)를 구동시켜 냉각팬(203)을 회전시키기 위한 냉각팬구동제어장치는, 제3도에 도시된 바와 같이 도시생략된 제어부로부터 인가되는 제어신호에 따라 릴레이(205)를 온 또는 오프시켜 외부로부터 입력되는 소정레벨의 교류전압(VAC)을 냉각팬모터(202)에 인가하는 릴레이구동소자(204)로 구성된다.

상기한 바와 같이 이루어진 냉장고의 동작과정은 하기와 같다.

우선, 사용자가 도시생략된 고내온도선택부의 키를 조작하여 고내의 온도 즉, 냉동실(30) 및 냉장실(40)의 온도를 설정하면, 도시생략된 제어부가 도시생략된 고내온도감지부를 통해 고내의 온도를 감지하여, 압축기(120)의 온 조건 즉, 사용자가 설정한 온도보다 고내의 온도가 높을 경우에 도시생략된 압축기(120)를 구동시키게 된다.

이와 같이 압축기(120)가 구동되면 냉매가 고온고압의 기체로 압축되어 도시생략된 콘덴서를 통과하면서 증발접시(110)에 모여진 제상수를 증발시키고, 상기 콘덴서를 통과한 냉매는 응축기(130)로 유입되면서 외부공기와의 자연대류나 강제대류현상에 의해 열교환되어 저온고압의 냉매로 냉각되어 액화한다.

상기 응축기(130)에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력에 도달하도록 팽창시키는 도시생략된 모세관을 통과하면서 증발하기 쉬운 저온고압의 무상냉매로 감압되어 증발기(70)에 유입된다.

이에 따라 증발기(70)에서는 상기 모세관에서 감압된 저온저압의 냉매가 증발기(70)를 이루는 여러 개의 파이프를 통과하는 도중에 증발하여 기화하면서 고내공기를 찬공기로 열교환시키고, 증발기(70)에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 다시 압축기(120)로 흡입되면서 반복적으로 순환하는 냉동싸이클을 형성한다.

이때, 상기 제어부가 송풍팬(52) 및 냉각팬(203)을 구동시키기 위한 제어신호를 발생하여 도시생략된 송풍팬구동부 및 릴레이구동소자(204)에 입력한다.

이에 따라 상기 송풍팬구동부가 송풍팬모터(51)에 소정의 구동전원을 인가하고, 상기 구동전원의 인가에 따라 송풍팬모터(51)가 동작하여 그 축에 연결된 송풍팬(52)을 연동하여 회전시키게 되며, 회전동작하는 송풍팬(52)이 냉기토출구멍(61)과 제1냉기통로(150)를 통해 증발기(70)에서 열교환된 냉기를 고내 즉, 냉동실(30) 및 냉장실(40)로 토출시킴으로써, 냉동실(30)과 냉장실(40)을 냉각시킨다.

그와 동시에 릴레이구동소자(204)가 릴레이(205)를 동작시켜 외부로부터 입력되는 소정레벨의 교류전압(VAC)을 냉각팬모터(202)에 인가한다.

그리고, 상기 교류전압(VAC)을 인가받은 냉각팬모터(202)가 동작하여 그 축에 연결된 냉각팬(203)을 연동하여 회전시키게 되며, 회전동작하는 냉각팬(203)이 외부의 공기를 압축기(120)에 송풍함으로써, 압축기(120)를 냉각시키게 된다.

여기서, 압축기(120)가 구동을 시작한 초기에는 압축기(120)의 온도가 비교적 낮은 상태이기 때문에 압축기(120)를 냉각시킬 필요가 발생하지 않으며, 압축기(120) 주변의 온도가 낮은 경우에는 압축기(120)의 온도가 낮은 상태이거나 외부공기의 기온이 낮은 경우이므로 상기 냉각팬(203)을 저속으로 회전시키더라도 압축기(120)를 충분하게 냉각시킬 수 있고, 압축기(120) 주변의 온도가 높은 경우에는 압축기(120)의 온도가 높거나 외부공기의 기온이 높은 경우이므로 상기 냉각팬(203)을 고속으로 회전시켜야만 압축기(120)를 충분하게 냉각시킬 수 있게 된다.

그러나, 상술한 바와 같이 종래의 냉장고에서는, 압축기(120)를 구동시킨 후 냉각팬(203)의 구동이 필요치 않거나 저속으로 회전시켜도 충분한 경우와, 냉각팬(203)을 고속으로 회전시켜야 할 경우에도 냉각팬(203)이 일정한 속도로 회전되도록 되어 있었기 때문에, 냉각팬(203)이 불필요한 시간에도 구동되었고, 압축기(120)가 효율적으로 냉각되지 못한 결과 그 압축효율이 저하되어 압축기(120)를 장시간동안 구동시키게 됨에 따라서, 소비전력이 상승되고 소음이 심해지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 압축기의 주변온도에 따라 냉각팬의 회전속도를 조절함으로써, 냉각팬의 불필요한 구동을 생략하고, 압축기를 효과적으로 냉각시켜 압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있는 냉장고의 냉각팬구동제어장치 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 냉각팬구동제어장치는, 증발기에서 냉기가 발생되도록 냉매를 순환시키는 압축기와, 외부공기를 송풍하여 상기 압축기를 냉각시키도록 되어 있는 냉각팬 및, 상기 압축기의 주변온도를 감지하여 그에 상응하는 온도신호를 발생하는 압축기 주변온도감지부가 구비되어 있는 냉장고에 있어서, 소정의 구동조건이 만족되면, 상기 냉각팬을 소정의 속도로 회전시키기 위한 속도제어신호를 지속적으로 발생하며, 상기 온도신호를 통해 감지되는 상기 압축기의 현재 주변온도에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 조절하기 위하여 상기 속도제어신호를 단위시간별로 반복 조절하는 제어부 및, 상기 제어부로부터 인가되는 속도제어신호에 따라 그에 상응하는 속도로 상기 냉각팬을 회전시키는 냉각팬구동부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 냉각팬구동제어방법은, 증발기에서 냉기가 발생되도록 냉매를 순환시키는 압축기 및, 외부공기를 송풍하여 상기 압축기를 냉각시키도록 되어 있는 냉각팬이 구비되어 있는 냉장고에 있어서, 상기 압축기를 구동시켜 냉매를 순환시키는 압축기구동스텝과, 상기 냉각팬을 회전시켜 외부공기를 송풍함으로써 상기 압축기를 냉각하는 압축기냉각스텝 및, 온도감지수단을 이용하여 상기 압축기의 주변온도를 감지하고, 감지된 상기 압축기의 주변온도에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 조절하는 냉각팬속도조절스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래의 냉장고를 도시한 전체 종단면도.

제2도는 제1도에 도시된 압축기 및 냉각수단의 장착상태를 설명하기 위한 도면.

제3도는 종래의 냉각팬구동회로를 도시한 도면.

제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 냉각팬구동제어장치에 대한 개략적인 블록구성도.

제5도는 제4도에 도시된 냉각팬구동부의 회로구성도.

제6도는 제4도에 도시된 제어부의 동작예를 설명하기 위한 플로우챠트.

제7도는 제4도에 도시된 제어부와 냉각팬구동부간의 입출력관계를 설명하기 위한 파형도.

제8도는 제4도에 도시된 제어부의 다른 동작예를 설명하기 위한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

210 : 온도설정부 220 : 고내 온도감지부

230 : 압축기 주변온도감지부 240 : 제어부

250 : 압축기구동부 260 : 냉각팬구동부

270 : 송풍팬구동부 261 : 신호변환부

262 : 구동소자 263 : 브러시레스 직류전동기

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고의 냉각팬구동제어장치에 대한 개략적인 블록구성도로서, 동도면을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명의 냉각팬구동제어장치는 온도설정부(210)와, 고내 온도감지부(220), 압축기 주변온도감지부(230), 제어부(240), 압축기구동부(250)와, 냉각팬구동부(260) 및, 송풍팬구동부(270)로 이루어진다.

제4도에 있어서, 온도설정부(210)는 고내의 온도 즉, 냉동실(제1도의 30 참조) 및 냉장실(제1도의 40 참조)의 온도를 설정하기 위한 다수의 설정키를 구비하고, 사용자가 해당키를 조작하면 그에 상응하는 키신호를 발생하여 제어부(240)에 인가하며, 고내 온도감지부(220)는 고내의 온도를 감지하여 그에 상응하는 온도신호를 발생하여 제어부(130)에 인가한다.

그리고, 압축기 주변온도감지부(230)는 압축기(제1도의 120 참조)의 주변온도를 감지하여 그에 상응하는 온도신호를 발생하여 제어부(240)에 인가하며, 제어부(240)는 상기 사용자가 온도설정부(210)를 통해 설정한 고내의 온도와 상기 고내 온도감지부(220)를 통해 감지되는 현재의 고내온도를 비교하고, 비교결과에 따라 압축기(제1도의 120 참조)를 구동시키기 위한 구동신호를 발생하여 압축기구동부(250)에 인가한다.

또한, 제어부(240)는 상기 압축기 주변온도감지부(220)를 통해 감지되는 상기 압축기의 주변온도에 따라 냉각팬(제2도의 203 참조)을 구동시키기 위한 소정듀티비의 펄스폭변조신호를 지속적으로 발생하여 냉각팬구동부(260)에 인가한 다음, 상기 압축기의 주변온도 및 냉각팬구동부(260)로부터 피드백되는 상기 냉각팬의 현재 회전속도에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 조절하기 위하여 냉각팬구동부(260)에 인가하는 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 조절한다.

그리고, 압축기구동부(250)는 도시생략된 압축기구동용 모터와 압축기(제1도의 120 참조)를 포함하여 이루어지며, 상기 제어부(240)의 구동신호에 따라 상기 압축기구동용 모터에 전원을 인가하여 구동시킴으로써, 상기 압축기구동용 모터의 도시생략된 회전축에 연결되어 있는 상기 압축기를 연동하여 구동시킨다.

또한, 냉각팬구동부(260)는 제5도에 도시된 바와 같이, 저항(R) 및 캐패시터(C11, C12, C13)로 이루어진 신호변환부(261)와, 구동소자(262), 브러시레스 직류전동기(263) 및 상기 송풍팬을 포함하여 이루어져 있으며, 상기 신호변환부(261)는 제어부(240)로부터 인가되는 펄스폭변조신호를 직류로 평활하여 상기 펄스폭변조신호의 듀티비에 상응하는 전압값을 가지는 전압신호를 출력하는 것으로, 저항(R) 및 캐패시터(C11)가 제어부(240)에서 출력된 펄스폭변조신호를 평활시켜 상기 펄스폭변조신호의 듀티비에 상응하는 전압값을 가지는 직류신호로 변환하고, 캐패시터(C12, C13)가 상기 직류신호를 더욱 안정화시킨다.

그리고, 구동소자(262)는 신호변환부(261)에서 출력된 직류신호의 전압값에 따라 브러시레스 직류전동기(263)의 각 상 코일에 전류를 순차 공급하여 상기 브러시레스 직류전동기(263)을 구동시킴과 동시에 그의 현재 회전속도신호를 제어부(240)로 피드백시키며, 브러시레스 직류전동기(240)는 구동소자(262)로부터 각 상의 코일에 순차적으로 인가되는 전류에 의하여 회전력을 발생하고, 도시생략된 그 회전축에 연결되어 있는 상기 송풍팬을 연동하여 회전시킨다.

또한, 송풍팬구동부(270)는 송풍팬모터(제1도의 51 참조)와 송풍팬(제1도의 52 참조)를 포함하여 이루어지며, 상기 제어부(240)의 구동신호에 따라 상기 송풍팬모터에 전원을 인가하여 구동시킴으로써, 상기 송풍팬모터의 회전축에 연결되어 있는 상기 송풍팬을 연동하여 회전시킨다.

이하, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작예를 제4도 내지 제7도를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 냉장고에 외부로부터 상용교류전원이 인가되면, 제어부(240)가 냉장고를 냉각제어기능에 맞게 초기화시키고(스텝310), 온도설정부(210)는 사용자가 설정키를 조작하여 고내의 온도를 설정하면 그에 상응하는 키신호를 발생하여 제어부(240)에 인가한다(스텝320).

이때, 고내 온도감지부(220)와 압축기 주변온도감지부(230)는 각기 고내 즉, 냉동실(제1도의 30 참조)과 냉장실(제1도의 40 참조)의 온도 및, 상기 압축기의 주변온도를 감지하고, 그에 상응하는 온도신호를 발생하여 제어부(240)에 지속적으로 입력하며, 제어부(240)는 고내 온도감지부(220)를 통해 감지되는 현재의 고내온도와 상기 스텝(320)에서 사용자가 설정한 고내온도를 비교하여 압축기(제1도의 120 참조)의 온 조건인지를 반복적으로 판단한다(스텝330).

여기서, 상기 압축기의 온 조건은, 고내 온도감지부(220)에 의해 감지된 현재 고내온도가 사용자가 설정한 고내온도보다 높은 경우에, 고내 즉, 냉동실(제1도의 30)과 냉장실(제1도의 40)을 냉각시키도록 상기 압축기를 구동하여 냉매를 순환시키기 위한 운전조건이다.

이때, 상기 스텝(330)의 판단결과에 의거하여 상기 압축기의 온 조건이 만족되면 현재의 고내온도가 상기 스텝(220)에서 사용자가 설정한 고내온도보다 높은 경우이므로, 제어부(240)가 상기 압축기를 구동시키기 위한 구동신호를 발생하여 압축기구동부(250)에 인가한다(스텝340).

이로서, 압축기구동부(250)가 외부로부터 인가되는 소정의 구동전원을 도시생략된 압축기구동용 모터에 인가하여 상기 압축기구동용 모터를 구동시킴으로써, 그 회전축에 연결되어 있는 상기 압축기를 구동시키게 되고, 상기 압축기가 냉매를 고온고압의 기체로 압축하여 도시생략된 콘덴서를 통과시킴으로써, 증발접시(제1도의 110 참조)에 모여진 제상수를 증발시키며, 상기 콘덴서를 통과한 냉매가 응축기(제1도의 130 참조)로 유입되면서 외부공기와의 자연대류나 강제대류현상에 의해 열교환되어 저온고압의 냉매로 냉각되어 액화한다.

그리고, 상기 응축기에서 액화된 저온고압의 액상냉매는 증발압력에 도달되도록 팽창시키는 도시생략된 모세관을 통과하면서 증발하기 쉬운 저온고압의 무상냉매로 감압되어 증발기(제1도의 70 참조)에 유입되고, 상기 증발기에 유입된 저온저압의 냉매가 상기 증발기를 이루는 여러 개의 파이프를 통과하면서 기화하여 주변의 공기를 찬공기로 열교환시키고, 상기 증발기에서 냉각된 저온저압의 기체냉매는 다시 상기 압축기로 흡입되면서 반복적으로 순환하는 냉동싸이클을 형성한다.

그 다음, 제어부(240)는 압축기 주변온도감지부(230)로부터 인가되는 온도신호를 통해 상기 압축기의 주변온도를 감지하고(스텝350), 감지된 상기 압축기의 주변온도에 따라 상기 냉각팬의 온 조건인지를 판단한다(스텝360).

여기서, 상기 냉각팬의 온 조건은 상기 압축기의 온도가 상승하여 압축기 주변온도감지부(230)에 의해 감지된 상기 압축기의 주변온도가 소정의 설정치 이상인 경우에, 상기 냉각팬을 회전시켜 상기 압축기를 냉각시키기 위한 운전조건이다.

상기 스텝(360)에서 판단결과에 의거하여 상기 냉각팬의 온 조건이 만족되지 않으면 상기 압축기의 온도가 비교적 낮은 상태이므로, 제어부(240)가 압축기의 오프 조건인지를 판단하는 하기의 스텝(390)으로 진행하고, 상기 스텝(360)의 판단결과에 의거하여 냉각팬의 온 조건이 만족되면 상기 압축기의 온도가 비교적 높은 상태이므로, 제어부(240)가 상기 냉각팬을 일정속도(예를 들면, 700 r.p.m 정도)로 회전시키기 위하여 그에 상응하는 듀티비의 펄스폭변조신호를 냉각팬구동부(260)에 인가한다(스텝370).

이때, 상기 펄스폭변조신호는 냉각팬구동부(260)의 신호변환부(261)에서 평활되어 그 듀티비에 상응하는 전압레벨의 직류신호로 변환된 다음 구동소자(262)의 제어단자(CON.)에 입력되는데, 예를 들어, 제7도에 도시된 바와 같이 제어부(240)에서 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 25%인 경우에 냉각팬구동부(260)의 신호변환부(261)에서 구동소자(262)의 제어단자(CON.)로 인가되는 직류신호의 전압레벨은 1볼트[V]이고, 제어부(240)에서 출력되는 펄스폭변조신호의 듀티비가 50%인 경우에 신호변환부(261)에서 구동소자(262)의 제어단자(CON.)로 인가되는 직류신호의 전압레벨은 1.3볼트[V]이며, 상기 펄스폭변조신호의 듀티비가 75%인 경우에 신호변환부(261)에서 구동소자(262)의 제어단자(CON.)로 인가되는 직류신호의 전압레벨은 1.8볼트[V]이다.

그리고, 냉각팬구동부(160)의 구동소자(262)가 신호변환부(261)로부터 제어단자(CON.)로 입력되는 직류신호의 전압레벨에 따라 그에 상응하는 회전속도로 브러시레스 직류전동기(263)를 구동시키게 된다.

이에 따라 브러시레스 직류전동기(263)의 도시생략된 회전축에 연결되어 있는 상기 냉각팬이 상기 브러시레스 직류전동기(263)에 연동하여 일정속도로 회전함으로써, 외부의 공기를 상기 압축기에 송풍하여 상기 압축기를 냉각시키게 된다.

이후, 제어부(240)는 냉각팬구동부(260)의 구동소자(262)로부터 피드백되는 브러시레스 직류전동기(263)의 현재 회전속도를 회전시키고자 하는 소정의 설정속도와 비교하여 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 조절하게 된다.

즉, 브러시레스 직류전동기(263)의 현재 회전속도가 소정의 설정속도보다 높으면, 제어부(240)가 상기 브러시레스 직류전동기(263)의 회전속도를 낮추도록 듀티비가 낮은 펄스폭변조신호를 출력하고, 브러시레스 직류전동기(263)의 현재 회전속도가 소정의 설정속도보다 낮으면 브러시레스 직류전동기(263)의 회전속도를 높이도록 듀티비가 높은 펄스폭변조신호를 출력하여 직류전동기(263)의 회전속도를 소정의 설정속도로 유지하는 것이다.

그 다음, 제어부(240)가 압축기 주변온도감지부(230)로부터 인가되는 온도신호를 통해 감지되는 상기 압축기의 주변온도에 따라 상기 냉각怯의 회전속도를 조절하기 위하여 냉각팬구동부(260)에 인가되고 있는 펄스폭변조신호의 듀티비를 조절한다(스텝380).

이때, 상기 펄스폭변조신호는 상기 감지된 압축기의 주변온도가 높을수록 그 듀티비가 높아지도록 되어 있고, 이럴 경우 냉각팬구동부(260)의 신호변환부(261)로부터 구동소자(262)의 제어단자(CON.)에 입력되는 직류신호의 전압레벨이 높아지므로 브러시레스 직류전동기(263)의 회전속도가 상승되고, 그와 연동되는 상기 냉각팬의 회전속도가 상승된다.

그리고, 상기 펄스폭변조신호는 상기 감지된 압축기의 주변온도가 낮을수록 그 듀티비가 낮아지도록 되어 있어서, 이럴 경우 송풍팬구동부(260)의 신호변환부(261)로부터 구동소자(262)의 제어단자(CON.)에 입력되는 직류신호의 전압레벨이 낮아지므로 브러시레스 직류전동기(263)의 회전속도가 하강하게 되고, 그와 연동되는 상기 냉각팬의 회전속도가 하강하게 된다.

또한, 상기 감지된 압축기의 온도가 소정의 최저치에 도달하면 제어부(240)가 상기 펄스폭변조신호의 출력을 중단하게 되어 있어서, 이럴 경우 냉각팬구동부(260)의 신호변환부(261)로부터 구동소자(262)의 제어단자(CON.)에 입력되는 직류신호의 전압레벨이 0[V]가 되므로 브러시레스 직류전동기(263)가 회전을 중단하게 되고, 그와 연동되는 상기 냉각팬 역시 회전을 중단하게 된다.

그 다음, 제어부(240)가 고내 온도감지부(220)로부터 인가되는 온도신호를 통해 현재의 고내온도를 감지하고, 감지된 현재의 고내온도와 상기 스텝(320)에서 사용자가 설정한 고내온도를 비교하여 상기 압축기의 오프 조건인지를 판단한다(스텝390).

여기서, 상기 압축기의 오프조건은, 고내 온도감지부(220)를 통해 감지되는 현재의 고내온도가 상기 스텝(320)에서 사용자가 설정한 고내온도의 미만일 때 고내의 냉방을 중단하기 위하여 상기 압축기의 구동을 중지시켜 냉매의 순환을 중단하기 위한 운전조건이다.

이때, 상기 스텝(390)의 판단결과에 의거하여 상기 압축기의 오프 조건이 만족되지 않는 경우에는, 현재의 고내온도가 상기 스텝(320)에서 사용자가 설정한 고내온도보다 높은 경우이므로 상기 스텝(350)으로 진행하여, 그 이후의 스텝(350 ~ 390)을 반복적으로 수행한다.

즉, 상기 감지된 압축기의 주변온도가 높은 경우에는 상기 압축기의 온도가 높은 상태이거나 외부공기의 기온이 높은 경우이므로, 상기 냉각팬을 고속으로 회전시켜야만 상기 압축기를 충분하게 냉각시킬 수 있기 때문에, 상기 냉각팬을 상기 압축기의 주변온도에 상응하는 고속으로 회전시키고, 상기 감지된 압축기의 주변온도가 낮은 경우에는 상기 압축기의 온도가 낮은 상태이거나 외부공기의 기온이 낮은 경우이므로, 상기 냉각팬을 저속으로 회전시켜도 상기 압축기를 충분하게 냉각시킬 수 있기 때문에, 상기 냉각팬을 상기 압축기의 주변온도에 상응하는 저속으로 냉각팬을 회전시키다가 상기 감지된 압축기의 주변온도가 소정의 최저치에 도달되면, 상기 압축기를 냉각시킬 필요가 없으므로 상기 냉각팬의 구동을 중지시키는 것이다.

만약, 상기 스텝(390)의 판단결과에 의거하여 상기 압축기의 오프 조건이 만족되는 경우에는, 현재의 고내온도가 상기 스텝(320)에서 사용자가 설정한 고내온도보다 높은 경우이므로 제어부(260)가 상기 냉각팬 및 상기 송풍팬의 회전이 중단되도록 냉각팬구동부(260)에 인가하던 펄스폭변조신호 및 상기 송풍팬구동부(270)에 인가하던 구동신호의 출력한다(스텝400).

이로서, 냉각팬구동부(260)의 신호변환부(261)로부터 직류신호의 출력이 중단되고, 이에 따라 구동소자(262)가 부러시레스 직류전동기(263)의 각 상에 전류의 입력을 중단함으로써, 브러시레스 직류전동기(263)가 회전을 중단하게 되고, 그와 연동되는 상기 냉각팬의 회전이 중지됨과 동시에, 송풍팬구동부(270)가 상기 구동신호의 입력중단에 따라 상기 송풍팬모터에 인가하던 구동전원을 차단하여 그와 연동되는 상기 송풍팬의 회전을 중지시키게 된다.

그 다음, 제어부(240)가 상기 압축기의 구동을 중지하기 위한 구동중지신호를 발생하여 압축기구동부(250)에 인가하며(스텝410), 압축기구동부(250)가 상기 구동중지신호에 따라 도시생략된 압축기구동용 모터에 입력되는 전원을 차단하여 구동을 중지시킴으로써, 그와 연동되는 상기 압축기의 구동을 중지시키며, 그에 따라 냉매의 순환이 중단되어 상기 증발기에서는 열교환이 이루어지지 않게 됨으로써, 냉장고의 고내에 대한 냉방이 중단된다.

한편, 본 발명의 다른 동작예를 제8도를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

제8도에 있어서, 제6도와 동일한 부호로 표기되어 있는 스텝(310 ~ 340)과, 스텝(350) 및, 스텝(390)은 상술한 제6도와 동작과정과 실질적으로 동일하므로, 그에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 제어부(240)가 스텝(310) ~ 스텝(340)을 수행함으로써, 상기 압축기가 구동되어 냉매가 순환되고, 상기 증발기에서 열교환이 이루어지며, 상기 송풍팬이 회전되고 있는 상태에서, 제어부(240)는 내장된 타이머를 구동하여 시간을 계수한 다음 소정의 설정시간(예를 들면, 1분 정도)이 경과되면, 제어부(240)가 상기 냉각팬을 일정속도(예를 들면, 700 r. p. m 정도)로 회전시키기 위하여 그에 상응하는 듀티비의 펄스폭변조신호를 냉각팬구동부(260)에 인가한다(스텝510).

여기서, 상기 설정시간은 일반적인 조건에서 상기 압축기의 온도가 구동을 개시한 후 냉각팬의 회전에 의한 냉각이 필요한 정도의 온도까지 상승되기까지 소요되는 통상적인 시간을 산정한 값이다.

이때, 상기 펄스폭변조신호는 냉각팬구동부(260)의 신호변환부(261)에서 평활되어 그 듀티비에 상응하는 전압레벨의 직류신호로 변환된 다음 구동소자(262)의 제어단자(CON.)에 입력되고, 구동소자(262)가 신호변환부(261)로부터 제어단자(CON.)로 입력되는 직류신호의 전압레벨에 따라 상기 일정속도로 브러시레스 직류전동기(263)을 구동시키게 된다.

이에 따라 브러시레스 직류전동기(263)의 도시생략된 회전축에 연결되어 있는 상기 냉각팬이 상기 브러시레스 직류전동기(263)에 연동하여 상기 일정속도로 회전함으로써, 외부의 공기를 상기 압축기에 송풍하여 상기 압축기를 냉각시키게 된다.

이후, 제어부(240)는 냉각팬구동부(260)의 구동소자(262)로부터 피드백되는 브러시레스 직류전동기(263)의 현재 회전속도를 회저시키고자 하는 소정의 설정속도와 비교하여 상기 펄스폭변조신호의 듀티비를 조절하게 된다.

그리고, 제어부(240)가 상술한 본 발명의 동작예에서 설명한 바와 같이, 스텝(350)을 수행하여, 상기 압축기의 주변온도를 감지한 다음, 상술한 본 발명의 동작예에서 설명한 바와 같이, 스텝(380 ~ 390)을 수행하여 상기 감지된 압축기의 주변온도에 따라 냉각팬의 회전속도를 조절한 다음, 상기 압축기의 오프조건이 만족되는지를 판단하여, 상기 압축기의 오프조건이 만족되지 않으면, 상기 스텝(350)으로 진행한 다음 그 이후의 스텝(350-380 ~ 390)을 반복적으로 수행하게 된다.

즉, 상기 압축기가 구동을 시작한 초기에는 상기 압축기의 온도가 비교적 낮은 상태로서, 냉각팬의 구동이 필요치 않기 때문에, 상기 압축기의 온도가 일정온도까지 상승되는 소정의 시간이 경과된 후 냉각팬을 구동시키고, 그 이후는 상기 압축기의 주변온도를 감지하여 감지된 상기 압축기의 주변온도에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 단위시간별로 반복적으로 조절하는 것이다.

그 다음, 상기 스텝(350-380~390)을 반복적으로 수행하던 중 상기 스텝(390)에서 압축기의 오프 조건이 만족되는 것으로 판단되면, 제어부(240)가 상기 송풍팬 및 압축기를 구동중지시키기 위하여 송풍팬구동부(270) 및 압축기구동부(250)에 인가하던 구동중지신호를 출력한다(스텝520).

이로서, 송풍팬구동부(270)가 상기 구동중지신호에 따라 상기 송풍팬모터에 인가하던 구동전원을 차단하여 그와 연동되는 상기 송풍팬의 회전을 중지시키게 되며, 압축기구동부(250)가 상기 구동중지신호에 따라 도시생략된 압축기구동용 모터에 입력되는 전원을 차단하여 구동을 중지시킴으로써, 그와 연동되는 상기 압축기의 구동을 중지시키며, 그에 따라 냉매의 순환이 중단되어 상기 증발기에서는 열교환이 이루어지지 않게 됨으로써, 냉장고의 고내에 대한 냉방이 중단된다.

그리고, 제어부(240)가 내장된 타이머를 구동하여 시간을 계수한 다음 소정의 설정시간이 경과되면, 상기 냉각팬의 회전을 중단시키기 위하여 냉각팬구동부(260)에 인가하던 펄스폭변조신호의 출력을 중단하게 되고, 냉각팬구동부(260)의 신호변환부(261)가 상기 펄스폭변조신호의 입력중단에 따라 직류신호의 출력이 중단함에 따라, 구동소자(262)가 부러시레스 직류전동기(263)의 각 상에 전류의 입력을 중단하여 브러시레스 직류전동기(263)가 회전을 중단하게 되고, 그와 연동되는 상기 냉각팬의 회전이 중지된다.

즉, 상기 압축기의 구동이 중지된 후에도 압축기의 온도는 높은 상태를 유지하기 때문에, 상기 냉각팬을 압축기가 구동을 중단한 이후에도 소정시간동안 상기 냉각팬을 회전시켜 상기 압축기의 잔류열을 냉각시킴으로써, 상기 압축기가 다시 동작할 때 상기 압축기의 압축효율을 향상시키게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 상기 압축기가 구동된 다음 상기 냉각팬을 일정조건이 만족되면, 일정속도로 회전시키고, 압축기 주변온도감지부(230)를 통해 상기 압축기의 주변온도를 감지한 다음, 감지된 상기 압축기의 주변온도에 따라 제어부가 펄스폭변조신호의 듀티비를 조절하면, 냉각팬구동부(260)가 상기 펄스폭변조신호의 듀티비에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 조절함으로써, 상기 압축기의 압축효율이 향상되어 상기 압축기의 구동시간이 감소되고, 불필요한 상기 냉각팬의 구동이 생략되어, 소비전력이 감소될 수 있도록 한 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명을 이용하면, 압축기의 주변온도에 따라 냉각팬의 회전속도를 조절함으로써, 압축기의 압축효울이 향상되어 구동시간이 감소되며, 냉각팬의 불필요한 구동이 생략되어, 소비전력이 감소되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 증발기에서 냉기가 발생되도록 냉매를 순환시키는 압축기와, 외부공기를 송풍하여 상기 압축기를 냉각시키도록 되어 있는 냉각팬 및, 상기 압축기의 주변온도를 감지하여 그에 상응하는 온도신호를 발생하는 압축기 주변온도감지부가 구비되어 있는 냉장고에 있어서, 소정의 구동조건이 만족되면, 상기 냉각팬을 소정의 속도로 회전시키기 위한 속도제어신호를 지속적으로 발생하며, 상기 온도신호를 통해 감지되는 상기 압축기의 현재 주변온도에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 조절하기 위하여 상기 속도제어신호를 단위시간별로 반복 조절하는 제어부 및, 상기 제어부로부터 인가되는 속도제어신호에 따라 그에 상응하는 속도로 상기 냉각팬을 회전시키는 냉각팬구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬구동제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각팬구동부는, 상기 제어부의 속도제어신호를 그에 상응하는 전압레벨로 변환하는 신호변환부 및, 상기 신호변환부에서 변환된 전압레벨에 상응하는 속도로 상기 냉각팬을 회전시키는 모터구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬구동제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 신호변환부는, 저항과 캐패시터를 병렬로 연결하여 이루어진 평활회로인 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬구동제어장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 모터구동부는, 상기 신호변환부에서 변환된 전압레벨에 상응하는 회전속도로 상기 냉각팬에 연동가능하도록 연결되어 있는 브러시레스 직류전동기를 회전시키는 구동소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬구동제어장치.
5. 증발기에서 냉기가 발생되도록 냉매를 순환시키는 압축기 및, 외부공기를 송풍하여 상기 압축기를 냉각시키도록 되어 있는 냉각팬이 구비되어 있는 냉장고에 있어서, 상기 압축기를 구동시켜 냉매를 순환시키는 압축기구동스텝과, 상기 냉각팬을 회전시켜 외부공기를 송풍함으로써 상기 압축기를 냉각하는 압축기냉각스텝 및, 온도감지수단을 이용하여 상기 압축기의 주변온도를 감지하고, 감지된 상기 압축기의 주변온도에 따라 상기 냉각팬의 회전속도를 조절하는 냉각팬속도조절스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬구동제어방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 압축기냉각스텝은, 상기 압축기구동스텝에서 상기 압축기가 구동을 개시한 후 소정의 설정시간이 경과되면 상기 냉각팬을 회전시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬구동제어방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 냉각팬속도조절스텝 다음으로, 소정의 압축기구동중지조건이 만족되면 상기 압축기의 구동을 중지시킨 후, 소정의 설정시간이 경과될 때까지 상기 냉각팬의 회전을 유지시키는 스텝이 추가로 진행되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉각팬구동제어방법.

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