KR100208088B1 - 냉장고의 오토셔터 제어방법 - Google Patents

Abstract

개시된 냉장고 제어방법은 냉장실의 냉기 토출량을 조절하는 오토셔터를 스테핑 모터로 제어함으로써 개폐 속도 향상 및 정확한 위치 제어가 가능하도록 한 냉장고의 오토셔터 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은, 압축기 및 팬이 온 상태인가를 판단하여 온 상태일 경우 스테핑 모터를 개방 위치 방향으로 회전 제어하여 냉기창을 개방하고, 온 상태가 아닐 경우 스테핑 모터를 폐쇄 위치 방향으로 회전 제어하여 냉기창을 폐쇄하며, 이 냉기창이 개방된 상태에서 냉장고 문이 열릴 경우 스테핑 모터를 폐쇄 위치 방향으로 회전 제어하여 냉기창을 폐쇄하고, 냉장고 문이 열리지 않을 경우 냉기창이 개방된 상태를 계속 유지하도록 한다. 따라서, 본 발명은 양 방향으로 회전 제어되는 스테핑 모터를 통하여 오토셔터의 개방 또는 폐쇄동작을 신속하게 제어할 수 있고, 기어드 모터를 사용할 때 구비되는 리드스위치 및 이에 대응하는 자석 등을 삭제함으로써 제조 공정을 단순화시키며, 아울러 리드스위치에 의한 오동작 등을 방지하여 정확한 위치 제어가 가능하다.

Description

냉장고의 오토셔터 제어방법

본 발명은 냉장고의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉장실의 냉기 토출량을 조절하는 오토셔터를 스테핑 모터로 제어함으로써 개폐 속도 향상 및 정확한 위치 제어가 가능하도록 한 냉장고의 오토셔터 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고의 고내 즉, 냉장실에는 증발기와 팬(fan)이 설치된다. 증발기는 압축기가 작동될 때 냉매의 열 교환으로 주변 공기를 냉각시키고, 팬은 증발기 주위에서 냉각된 공기를 고내로 강제 순환시키기 위한 것이다. 따라서, 이 압축기와 팬을 온도 변화에 따라 적절히 작동시킴으로써 고내의 온도를 유지하게 된다.

이와 같은 일반적인 냉장고 고내의 냉기순환계통을 도 1을 참조하여 설명하면, 먼저 냉장고 몸체(1)에 문(2)이 달려 있고, 이 문(2)이 닫히면 몸체(1) 내의 냉장실(3)은 밀폐된다.

한편, 냉장실(3)은 통상 선반(4)들에 의해 다층으로 구획되는데, 그 최상층의 일측에 별도의 커버(5)에 의하여 증발실(6)로 구획되어 있다.

이 증발실(6)에는 증발기(7)가 홀더(8)에 지지된 채 장착되고, 이 홀더(8)는 증발실 커버(5)와 약간의 간격을 두고 있으며 냉기토출구(9)가 마련된다. 또한, 이 냉기토출구(9)에는 증발기(7)에 의하여 냉각된 공기, 즉 냉기를 토출시키기 위한 팬(10)이 설치된다.

전술한 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.

또한, 덕트(12)는 도시되지 않은 회전날개가 그 내부에서 회전됨으로써 도면에 표시된 화살표와 같이 각층에서 좌우측의 방향으로 냉기를 회전시켜 냉장실(3)의 전공간에 냉기를 순환시키게 된다.

한편, 증발기(7)는 냉장고 몸체(1) 외부에 장착되는 압축기(14) 등과 연결되어 냉매회로를 이루며, 이 압축기(14)가 작동되면 증발기(7)가 냉각되어 증발실(6) 내의 공기가 냉각된다.

이때, 팬(10)이 작동됨으로써 냉각된 공기, 즉 냉기가 냉기토출구(9)로부터 토출되어 냉기창(11,13)을 통해 냉장실(2)로 공급되고, 냉장실(2)에서 더워진 공기는 상승되어 증발실 커버(5)에 형성되어 있는 흡입구(15)로 흡입되며, 이 흡입구(15)는 증발기 홀더(8) 내측으로 직접 통한다.

따라서, 이와 같이 증발실(6) 내로 유입된 공기는 증발기(7)에 의하여 냉각된 후 팬(10)에 의하여 재차 냉장실(3)로 토출된다. 도면으로 예시하지는 않았으나 냉장고의 냉동실도 냉장실과 유사한 형태의 냉기순환계통을 가진다.

또한, 최근에 널리 사용되고 있는 냉장고는 마이크로컴퓨터(microcomputer)와 온도센서를 사용하여 상기한 압축기(14)와 팬(10) 등의 냉장고 부하들을 자동적으로 제어하는 전자제어방식으로 자동 운전되고 있다.

즉, 마이크로컴퓨터가 온도센서로부터 고내온도의 변화를 감지하고, 그 감지된 온도가 사용자에 의하여 설정된 범위 이상으로 상승되면 압축기(14)와 팬(10)을 작동시키고, 이후 고내온도가 설정범위 이하로 하강되면 이 압축기(14)와 팬(10)의 작동을 중지시킨다.

또한, 고내의 온도 변화에 따라 냉기창(13)을 개방 및 폐쇄하여 고내로 토출되는 냉기량을 조절함으로써 고내의 온도를 설정 범위로 제어한다.

도 2a 및 2b는 이와 같은 종래의 냉기창 개폐 상태를 나타낸 냉장고의 오토셔터 개요 단면도이다.

도시된 바와 같이 냉기창(13) 안쪽에 셔터부재(16)를 상하로 움직일 수 있게 설치하고, 이 셔터부재(16)는 냉기창(13)의 창구멍(13a)과 창살(13b)에 대응되는 통기공(16a)과 차단부(16b)를 가진다.

또한, 셔터부재(16)의 구동수단으로서 기어드 모터(17)와 동력변환기(18)를 설치하며, 동력변환기(18)는 기어드 모터(geard motor;17)의 회전운동을 셔터부재(16)의 직선운동으로 바꾸어 전달하는 것으로, 이는 기어나 캠 등의 기계요소로 간단히 구성될 수 있는 통상적인 것이다.

즉, 기어드 모터(17)가 구동되면 동력변환기(18)에 연결된 셔터부재(16)가 승강되고, 셔터부재(16)가 도 2a와 같이 상승되면 그 통기공(16a)이 냉기창(13)의 창구멍(13a)과 일치되어 전면 개방됨으로써 다량의 냉기가 고내로 토출되고, 셔터부재(16)가 도 2b에 도시된 바와 같이 하강되면 그 차단부(16b)가 창구멍(13b)을 폐쇄하여 냉기가 통하지 않게 되는 것이다.

한편, 전술한 셔터부재(16)가 냉기창(13)의 개방 위치와 폐쇄 위치에서 정지되도록 하는 기어드 모터(17)의 제어를 위하여, 셔터부재(16)의 이동위치를 감지하는 자석(19)과 이에 대응하는 리드스위치(reed switch; 20)를 설치한다.

여기서, 자석(19)은 셔터부재(16)와 함께 상하로 이동도록 구성되고, 리드스위치(20)는 이의 위치에 따라 개폐되는 접점을 가짐으로써 셔터부재(16)의 개폐위치를 알리는 신호를 검출한다.

따라서, 이 리드스위치(20)의 신호에 따라 셔터부재(16)의 위치를 인식하고, 기어드 모터(17)를 적절히 제어함으로써 셔터부재(16)를 개폐하였다.

그러나, 이와 같은 종래의 냉장고 제어방법에서는, 한 방향으로만 회전하는 기어드 모터를 사용하여 오토셔터의 개폐동작을 제어함으로써, 이 기어드 모터가 1회전 즉, 360°회전되어야 한번의 개방 및 폐쇄 동작이 이루어짐으로 그 개폐 속도가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 기어드 모터를 제어하기 위하여 리드스위치 및 이에 대응하는 자석 등을 구비함으로써 제조 공정이 복잡하고, 아울러 이 리드스위치 불량시 오토셔터의 위치 제어가 불가능한 다른 문제점도 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 냉장실의 냉기 토출량을 조절하는 오토셔터를 스테핑 모터로 제어함으로써 개폐 속도 향상 및 정확한 위치 제어가 가능하도록 한 냉장고의 오토셔터 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 냉장고의 냉기 순환계통을 보인 일부 절결 사시도,

도 2a 및 2b는 종래의 냉기창 개폐 상태를 나타낸 냉장고의 오토셔터 개요 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어방법을 설명하기 위한 제어블록도,

도 4는 본 발명에 따른 스테핑 모터의 동작 상태도,

도 5는 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어방법을 보인 동작 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 냉장고 몸체 2 : 문

3 : 냉장실 10 : 팬

11,13 : 냉기창 14 : 압축기

16 : 셔터부재 17 : 기어드 모터

21 : 마이크로 컴퓨터 22 : 온도 감지부

23 : 문개폐 감지부 24 : 압축기 구동부

25 : 팬 구동부 26 : 셔터 구동부

27 : 스테핑 모터 28 : 셔터부재

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어방법의 특징은, 냉장실에 마련된 적어도 하나 이상의 냉기창을 개방 또는 차단하기 위하여 마이크로 컴퓨터로 제어되는 스테핑 모터가 마련된 냉장고의 제어방법에 있어서, 압축기 및 팬이 온 상태인가를 판단하여 온 상태일 경우 상기 스테핑 모터를 개방 위치 방향으로 회전 제어하여 상기 냉기창을 개방하고, 온 상태가 아닐 경우 상기 스테핑 모터를 폐쇄 위치 방향으로 회전 제어하여 상기 냉기창을 폐쇄하는 제 1과정과, 상기 제 1과정에 의해 냉기창이 개방된 상태에서 냉장고 문이 열릴 경우 상기 스테핑 모터를 폐쇄 위치 방향으로 회전 제어하여 상기 냉기창을 폐쇄하고, 냉장고 문이 열리지 않을 경우 냉기창이 개방된 상태를 계속 유지하도록 하는 제 2과정으로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 냉장고 오토셔터 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하되, 종래와 동일한 구성요소는 동일 부호로서 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어방법을 설명하기 위한 제어블록도, 도 4는 본 발명에 따른 스테핑 모터의 동작 상태도이다.

도시된 바와 같이 이 제어회로는 통상적인 마이크로컴퓨터(21), 온도감지부(22), 문개폐감지부(23), 압축기구동부(24), 및 팬 구동부(25)를 포함하며, 본 발명을 위해 부가된 스테핑 모터(27) 및 셔터부재(28)를 갖는 셔터 구동부(26)를 구비한다.

여기서 마이크로 컴퓨터(21)는 온도감지부(22)로부터 냉장실(3)의 온도를 감지하여 사용자에 의하여 미리 설정된 온도조건과 비교하고, 그 비교결과에 따라 압축기구동부(24) 및 팬 구동부(25)를 통해 전술한 압축기(14)와 팬(10) 작동을 제어하는 통상적인 제어프로그램을 수행한다.

또한, 마이크로 컴퓨터(21)는 압축기구동부(24) 및 팬 구동부(25)가 동작되는가 또는 냉장고 문(2)이 열렸는가 등의 조건을 판단하여 냉기창(13)을 개방 또는 폐쇄한다. 이때, 마이크로 컴퓨터(21)는 상기 스테핑 모터(27)의 회전수(rpm) 및 회전각도 등을 제어하여 셔터부재(28)의 냉기창(13)을 개방 또는 폐쇄하게 된다.

전술한 스테핑 모터(27)는 도 4에 도시된 바와 같이 회전축(27a)이 형성되고, 이 회전축(27a)에 캠(27b)이 체결되어 연동으로써, 이 캠(27b)을 폐쇄위치(A) 또는 개방위치(B)로 회전 제어하게 된다.

여기서, 캠(27a)이 회전 될 때에 그 위치를 조절하기 위한 일종의 보조장치로서 개방 위치(B) 하단에 멈춤부재(29)를 마련하여, 이 캠(27a)이 멈춤부재(29)에 지지되어 그 후방으로 이탈되지 않도록 함이 바람직하다.

또한, 도 5는 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어방법을 보인 동작 흐름도이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제어방법을 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 마이크로 컴퓨터(21)는 압축기(14) 및 팬(10)이 온 상태인가를 판단하고, 이 압축기(14) 및 팬(10)이 온 상태일 경우 셔터 구동부(26)의 스테핑 모터(27)를 통하여 냉기창(13)을 전면 개방시키고, 냉장실(3)로 다량의 냉기를 토출시키는 제 1과정을 수행한다(S1∼S3).

이를 보다 상세히 설명하면, 마이크로 컴퓨터(21)는 펄스신호로서 스테핑 모터(27)의 회전을 제어하게 되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 회전축(27a)에 체결된 캠(27b)을 폐쇄 위치(A)에서 개방 위치(B) 방향으로 90°(10rpm으로 6초간 동작) 회전시켜 냉기창(13)을 개방하게 된다.

여기서, 전술한 캠(27b)과 셔터부재(28)는 상호 링크 결합되어 스테핑 모터(27)의 회전 운동을 직선운동으로 변환시킴으로 냉기창(13)이 개방되도록 하고, 이 캠(27b)은 멈춤부재(29)에 지지되어 개방 위치(B)를 이탈하지 못하게 된다.

따라서, 이와 같이 냉기창(13)이 전면 개방되면, 이 냉기창(13)을 통하여 다량의 냉기가 냉장실(3)로 공급됨으로써 냉장실(3)의 온도를 낮추게 되는 것이다.

한편, 전술한 제 1과정에서 압축기(14) 및 냉장실 팬(10)이 온 상태가 아닐 경우 셔터 구동부(26)를 동작시켜 냉기창(13)을 폐쇄한다(S5∼S6).

여기서, 마이크로 컴퓨터(21)는 스테핑 모터(27)를 제어하여 도 4에 도시된 바와 같이 회전축(27a)에 체결된 캠(27b)을 개방 위치(B)에서 폐쇄 위치(A) 방향으로 90°회전시킴으로써 셔터부재(28)를 통하여 냉기창(13)을 폐쇄하게 된다.

이때, 상기한 캠(27b)과 셔터부재(28)는 상호 링크 결합되어 스테핑 모터(27)의 회전 운동을 직선운동으로 변환시킴은 전술한 바와 같으며, 이에 따라 냉기창(13)이 폐쇄되도록 하는 것이다.

이후, 상기 제 1과정을 통하여 냉기창(13)이 개방된 상태에서 마이크로 컴퓨터(21)는 문개폐 감지부(23)에 마련된 도어 스위치(미도시)가 온 상태인가 즉, 냉장고 문이 열렸는가를 판단한다(S4).

여기서, 도어 스위치(미도시)가 온 상태일 경우에 마이크로 컴퓨터(21)는 상기 스테핑 모터(27)를 폐쇄 위치(A) 방향으로 회전 제어하여 냉기창(13)을 폐쇄함으로써 냉장실(3) 내의 냉기의 손실을 방지하게 된다.

이때, 마이크로 컴퓨터(21)는 전술한 바와 같이 스테핑 모터(27)를 제어하여 회전축(27a)에 체결된 캠(27b)을 개방 위치(B)에서 폐쇄 위치(A) 방향으로 90°회전시켜 냉기창(13)을 폐쇄한다.

한편, 도어 스위치(미도시)가 오프되었을 경우, 즉 냉장고 문(2)이 닫혀 있을 때에는 냉기창(13)을 개방된 상태로 유지하여 냉장실(3) 내부로 냉기를 계속 공급하는 제 2과정을 수행하게 된다(S4∼S6).

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

이상에 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어방법은 양 방향으로 회전 제어되는 스테핑 모터를 통하여 오토셔터의 개방 또는 폐쇄동작을 신속하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기어드 모터를 사용할 때 구비되는 리드스위치 및 이에 대응하는 자석 등을 삭제함으로써 제조 공정을 단순화시키고, 아울러 리드스위치에 의한 오동작 등을 방지하여 정확한 위치 제어가 가능한 다른 효과도 있다.

Claims (1)

1. 냉장실에 마련된 적어도 하나 이상의 냉기창을 개방 또는 차단하기 위하여 마이크로 컴퓨터로 제어되는 스테핑 모터가 마련된 냉장고의 제어방법에 있어서,

   압축기 및 팬이 온 상태인가를 판단하여 온 상태일 경우 상기 스테핑 모터를 개방 위치 방향으로 회전 제어하여 상기 냉기창을 개방하고, 온 상태가 아닐 경우 상기 스테핑 모터를 폐쇄 위치 방향으로 회전 제어하여 상기 냉기창을 폐쇄하는 제 1과정과,

   상기 제 1과정에 의해 냉기창이 개방된 상태에서 냉장고 문이 열릴 경우 상기 스테핑 모터를 폐쇄 위치 방향으로 회전 제어하여 상기 냉기창을 폐쇄하고, 냉장고 문이 열리지 않을 경우 냉기창이 개방된 상태를 계속 유지하도록 하는 제 2과정으로 구성됨을 특징으로 하는 냉장고의 오토셔터 제어방법.

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