KR100220397B1 - 냉장고의 냉기제어방법 및 냉기제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 육류보관실 등과 같은 특정 수납공간의 온도변화에 대하여 냉기의 공급을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 냉기제어장치는, 외부케이싱과, 상기 외부케이싱의 내부 일측을 밀폐 공간으로 성형하면서 일정 간격 유동 가능한 이동판과, 상기 이동판에 의한 밀폐 공간을 냉장고 내부의 일부분에 연통시키는 연통수단, 그리고 상기 이동판의 상하 이동을 전기적 신호로 변환하기 위한 변환수단을 포함하여 구성된다. 그리고 본 발명에 의한 방법은, 냉장고의 특정부분의 온도 변화에 의한 압력변화를 감지하는 과정과, 상기 제1과정에 의한 압력변화를 기계적 운동으로 변환하는 과정, 그리고 기계적 운동을 전기적 신호로 변환하는 과정, 그리고 상기 전기적 신호에 기초하여, 냉기의 공급여부를 결정하는 과정으로 구성된다.

Description

냉장고의 냉기제어방법 및 냉기제어장치

제1도는 일반적인 냉장고의 종단면도.

제2도는 종래의 냉기조절장치의 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 냉장고의 도어가 열린 상태의 사시도.

제4도는 본 발명에 의한 감지장치의 단면도.

제5도는 본 발명에 의한 제어방법의 플로챠트.

제6도는 주파수와 압력과의 관계를 보인 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

26 : 육류보관실 30 : 센서장치

31 : 외부케이싱 36 : 이동판

37 : 탄성부재 40 : 코일어셈블리

본 발명은 냉장고의 냉기공급 제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 냉장고의 온도 변화에 따른 압력차에 기인하는 주파수의 변화를 이용하여 냉기의 공급을 제어하는 제어방법 및 장치에 관한 것이다.

먼저 제1도 및 제2도를 참조하면서 종래의 냉기공급장치에 대하여 설명한다.

제1도에 도시한 바와 같이, 일반적인 냉장고는 냉동실(1)과 냉장실(2)로 구분된다. 액상의 냉매가 내부를 흐르는 증발기(3)의 부근에서 열교환된 냉기의 일부는 냉동실(1)로, 그리고 다른 일부는 냉장실(2)로 공급된다.

냉장실(2)의 온도 제어는, 상부에서 내려오는 냉기가 통과하는 냉기조절장치(10)를 개폐하는 것에 의하여, 냉장실(2)의 냉기제어가 이루어진다. 즉, 제어박스(12)이 일측에 부착된 조절노브(11)를 원하는 온도로 세팅해 놓으면, 냉장실(2) 내부의 온도가 정해진 조건에 맞춰서 일정한 상태를 유지하게 된다. 예를 들어, 냉장실(2)의 온도가 설정된 온도 이상으로 올라가면 제어박스(12)의 후방에 연결되어 있는 온도조절기(13)가 이를 감지하여 내부의 압력이 변하게 된다. 온도조절기(13) 내부의 압력 변화는, 냉동실(1)과 온도조절기(13)와 연통되는 냉기공급관(11)의 단부를 개폐하는 댐퍼판(14)과 연결되는 판스프링(15)을 밀어내는 힘으로 작용하여, 상기 판스프링(15)이 냉기공급관(11)을 여는 방향으로 이동하게 된다. 그러면 상기 댐퍼판(14)에 의하여 차단된 상태의 냉기공급관(11)은 열리게 되고, 냉장실(2)로 냉기가 공급되는 것이다. 그리고 냉장실(2) 내부의 온도가 설정된 온도로 내려가게 되면, 상기와는 반대로 작동하여, 냉장실(2)로의 냉기공급을 차단하게 된다.

그리고 이와 같이, 냉장실 내부의 온도를 설정하는 것은, 냉장실 내부의 전체적인 온도를 감지하여 동작하도록 되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 냉기공급 제어방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 지적된다.

먼저 상술한 바와 같이, 냉기조절장치(10)에 의해서만 냉기가 공급되기 위한 압축기의 구동이 이루어지기 때문에, 별도로 냉기의 공급을 위한 압축기를 구동하거나 별도의 온도제어를 위한 장치가 구비되어 있지 않다. 즉, 냉장실의 온도제어가 전체적인 온도를 기준으로 하여 수행되고 있다.

그러나 실제로 냉장실의 내부에는, 육류보관실 또는 신설실 등과 같이, 용도에 따라 제어되는 온도를 달리할 필요가 있는 부분이 있다. 그러나 상술한 바와 같이, 냉장실의 온도제어는 냉장실 전체의 온도에 기초하여 제어되고 있기 때문에 보관되는 음식물의 종류에 따른 특성에 맞는 신선도의 제어가 안되는 단점이 있다. 이러한 점은 실질적으로 불필요한 압축기의 운전에 의한 소비전력량을 증대시키거나, 상하기 쉬운 음식물을 신선하게 제어하는 것이 힘들게 되는 단점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 음식물의 특성에 맞는 냉장고의 냉기공급 제어방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 장치는, 외부케이싱과, 상기 외부케이싱의 내부 일측을 밀폐 공간으로 성형하면서 일정 간격 유동 가능한 이동판과, 상기 이동판에 의한 밀폐 공간을 냉장고 내부의 일부분에 연통시키는 연통수단, 그리고 상기 이동판의 상하 이동을 전기적 신호로 변환하기 위한 변환수단을 포함하여 구성된다.

상기 변환수단에 대한 일실시예에 의하면, 변환수단은, 이동판의 상하이동에 대응하는 주파수로 변환하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 변환수단은, 상기 이동판의 상하 이동에 연동하는 코어와, 상기 코어의 외주연에 설치되어, 코어의 이동에 의하여 상이한 주파수를 발생하는 코일어셈블리로 구성되는 실시예를 보이고 있다.

그리고 본 발명에 의한 냉기제어방법은, 냉장고의 특정부분의 온도 변화에 의한 압력변화를 감지하는 제1과정과, 상기 제1과정에 의한 압력변화를 전기적 신호로 변화시키는 제2과정, 그리고 상기 전기적 신호에 기초하여, 냉기의 공급여부를 결정하는 제3과정을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 제2과정은, 제1과정에 의한 압력변화를 기계적 운동으로 변환하는 과정과, 기계적 운동을 전기적 신호로 변환하는 과정으로 구성될 수 있다.

다음에는 첨부된 도면에 기초하면서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

제3도는 본 발명에 의한 냉장고에서 도어가 열린 상태를 도시하고 있는 사시도이며, 본 발명에 의한 냉기 제어장치에 관한 구성은 도시되어 있지 않다. 도시된 바와 같이, 상기 냉장고는 냉동실(2))과 냉장실(24)로 구분되어 있고, 예를 들어 냉장실(24)에는 육류보관실(26)이 격실된 상태로 설치되어있다.

이하의 본 발명의 설명에 있어서는, 상기 육류보관실(26)에 실시된 냉기제어장치를 통하여 설명하기로 한다. 즉, 본 발명에 의한 냉기제어방법 및 그 장치는, 상기 육류보관실(26)에 구현된 예를 통하여 설명할 것이나. 이러한 육류보관실에 한정되는 것은 아니고, 육류보관실과 같이 냉장실 또는 냉동실 내부에 격실된 공간으로 별도의 식품을 보관할 수 있는 장소에는 어디든지 실시할 수 있을 것이다.

본 발명은, 상기 육류보관실(26)의 압력 변화를 감지할 수 있는 센서장치(30)를 연결한다. 그리고 육류보관실(26)의 온도변화에 의한 압력변화를 따라, 상이한 주파수로 출력하는 센서장치(30)를 이용하여, 냉기공급을 위한 냉동싸이클을 동작시키는 것을 기술적 요지로 하고 있다.

제4도에 도시한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 센서장치(30)는, 냉장실(24)에 별도로 격실된 육류보관실(26)의 온도에 따라 냉기의 공급을 제어하는 것으로 사용된다. 즉, 상기 센서장치(30)는, 육류보관실(26)과 연결파이프(28)을 통하여 연결되어 있다.

그리고 상기 센서장치(30)는, 하부케이싱(31a)과 상부케이싱(31b)로 구성되는 밀폐되는 하나의 케이싱(31)과, 상기 케이싱(31) 내부에서 일부분을 밀폐시키는 이동판(36)과 상기 이동판(36)을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(37)과, 상기 탄성 부재(37)를 감싸는 형태의 코어(36)와, 상기 코어(36)의 외주연에 설치되는 코일어셈블리(40)를 포함하여 구성된다.

상기 케이싱(31)은 고무와 같은 탄성부재로 만들어지는 이동판(36)에 의하여 적어도 한 부분이 밀폐되도록 구성되어 있고, 이렇게 밀폐된 부분(34)은 육류보관실(26)과 연통하도록 파이프(28)에 의하여 연결되어 있다. 따라서 상기 육류보관실(26) 내부의 압력과 동일한 압력을 유지하면서, 육류보관실(26)의 온도 저하에 따라 압력이 감소하면, 상기 밀폐된 부분(34)의 압력도 동일하게 강하하게 된다. 그리고 상기 고무재의 이동판(36)은 상기 케이싱(31)의 내부에서 일부를 밀폐시키고 있음과 동시에 밀폐된 부분(34)을 계속적으로 밀폐 상태로 유지하면서 일정 구간 상하로 이동 가능하게 구성되어져 있다.

따라서 상기 센서장치(30)의 밀폐된 부분(34)의 압력이 떨어지면, 그러한 압력변화에 대응하여, 상기 이동판(34)은 상하로 이동하게 된다. 상기 이동판(34)은 탄성부재(37)에 의하여 탄성적으로 지지되기 때문에, 항상 원래의 위치로 복귀되는 탄성복원력을 잠재적으로 가지고 있게 된다.

상기 탄성부재(37)의 외측에는 코어(39)가 장착되어 있고, 상기 코어(39)는 이동판(36)과 같이 상하로 이동되도록 구성되어 있다. 상기 이동판(36)은 상술한 케이싱(31)의 내부에서 적어도 한 부분을 밀폐된 부분(34)으로 만들고, 상기 밀폐상태를 유지하면서 일정구간 상하로 이동 가능하게 구성되어져 있다.

상기 밀폐 부분(34)는, 냉장실(24)의 육류보관실(26)과 파이프(28)로 연결되어 있기 때문에, 온도 변화에 기인하는 육류보관실(26)의 압력변화와 동일한 압력을 가지게 된다. 이 때 압력변화에 따라서 상기 이동판(36)이 상하로 이동하면서 동일한 압력을 가지도록 구성된다.

다음에는 상기 코어(39)와 그 외주면에 설치되어 있는 코일어셈블리(40)의 관계에 대하여 설명한다. 상기 코일어셈블리(40)는, 코어(39)의 상하 방향의 위치 변환에 기인하여, 서로 다른 전기적 신호를 발생하기 위한 것이다. 코어(39)의 위치에 따라 서로 다르게 발생하는 전기적 신호를 주파수를 예로 들어 설명한다.

상기 코일어셈블리(40)의 코일은, 상기 코어의 상대적인 위치에 따라서, 코일의 인덕턴스가 변화하게 된다. 이러한 인덕턴스와 주파수는 다음과 같은 관계에 있음을 알 수 있다.

상기 수식 및 제6도에 도시한 바와 같이, 주파수와 압력은 서로 반비례하는 관계에 있음을 알 수 있다. 따라서 육류저장실(26) 내부의 압력변화와 상기 코일의 주파수는 상기 관계에 있기 때문에 압력이 낮은 경우, 예를 들어 제6도의 그래프에서, 상기 코일어셈블리(40)를 통하여 검출되는 주파수가, 압력 구간(a)에 해당한다고 판단되면, 온도가 충분히 낮은 것이라고 판단한다. 그리고 검출되는 주파수가 압력구간(b)에 해당하면 냉기가 부족한 상태로 판단하고, 압력구간(c)에 해당하면 육류등과 같이 상하기 쉬운 음식물이 이미 부패되었다고 판단하게 된다.

여기서 상기 코일어셈블리(40)에서 발생하는 주파수는, 냉장고의 제어장치(도시 생략)에 의하여 검지된다. 따라서 검출되는 주파수가 압력구간(b)에 해당하는 것이라고 판단되면, 제어부는 냉장고의 냉동싸이클을 구동시켜 냉기를 공급하게 된다.

다음에는 상기와 같이 구성되는 센서장치의 전체적인 동작을 간단하게 살펴보기로 한다.

냉동실(24)의 육류보관실(26)의 온도가 상승하게 되면(이 때 육류보관실(26)의 내부온도 상승은 냉장실 전체의 온도상승과는 무관하게 발생할 경우도 있다.), 내부의 압력도 같이 상승하게 된다.

육류보관실(26)의 온도상승 때문에, 밀폐부분(34)의 내부압력도 같이 상승하게 된다. 그러면 상승된 압력은 파이프(28)를 통하여 센서장치(30)의 이동판(36)에 전달되어, 이동판(36)도 같이 상승하게 된다. 즉, 밀폐부분(34)의 압력이 상승하면, 밀폐부분 상부의 이동판(36)도 상부로 이동하게 되는 것이다.

이동판(36)의 상부 이동에 따라, 코어(39)고 같이 상부로 이동하기 때문에, 코일어셈블리(40)에서 발생하는 주파수의 변화가 생긴다. 이때 발생되는 주파수는, 제6도를 참조하면, 고온상태에서는 저온상태의 주파수에 비하여 낮은 대역의 주파수가 발생하게 된다. 따라서 제어장치(도시 생략)는 육류보관실(26)의 내부의 온도가 올라갔음을 감지하고 냉동싸이클을 구동시켜 냉기를 공급하게 된다.

이상과 같은 작동원리로 전체적인 냉동실의 온도와는 달리, 별개로 격실된 공간, 예를 들면 육류보관실(26)등에 특히 적합한 냉기제어구조를 제공하고 있다.

그리고 상술한 본 발명에 의하면 냉장실의 온도가 높아감에 따라 변화하는 압력을, 전기적 신호로 변환하여 냉동싸이클을 동작시키는 점에 기초하고 있다. 그리고 전기적 신호의 일실시예로서, 주파수를 이용하고 있으며, 전기적 신호로 변환하기 위한 센서장치의 일실시예로서 코어와 코일어셈블리로 구성되는 센서장치를 들고 있음을 알 수 있다.

다음에는 제5도에 기초하면서 본 발명에 의한 냉기제어방법에 대하여 살펴본다.

본 발명에 의한 제어방법은, 예를 들어 육류보관실의 온도변화에 따른 압력을 측정(제110단계)하여, 현재의 압력상태를 판단한다. 압력의 측정은, 상술한 바와 같이, 육류보관실(26)의 온도변환에 따른 압력변화를 센서장치(30)에 의하여 현재의 압력에 대응하는 주파수를 검출하는 것에 의하여 달성될 것이다.

따라서 현재의 압력이 어떠한 구간에 해당하는 것인가를 판단하게 된다(제112단계, 제114단계 그리고 제116단계). 만일 현재의 압력(주파수)가 상술한 바와 같은 구간(a)에 해당하는 것이라고 판단되면, 현재 육류보관실(26)의 온도는 적정한 것이라고 판단하게 되어, 냉동싸이클을 동작시키지 않게 될 것이다. 그러나 현재의 압력(주파수)이 단계(b)라고 판단되면 육류보관실(26)의 온도는 요구되는 온도보다 높다고 판단하여 냉기를 공급하게 된다(제118단계). 또한 현재의 압력(주파수)이 단계(c)에 해당하는 것이라고 판단되면, 현재의 온도는 이미 요구되는 온도를 초과하여, 음식물이 부패되거나 부패될 가능성이 현저한 것으로 판단하여 이러한 경고 메시지를 송출하는 제120단계를 수행하게 될 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 사용상의 장점이 지적된다.

먼저 본 발명에 의한 센서장치를 포함하는 냉장고에 의하면, 특히 육류저장실의 온도를, 항상 요구되는 온도범위로 유지할 수 있는 장점이 있기 때문에 보관되는 식품의 신선도를 유지할 수 있게 되는 것이다. 이러한 점은, 특히 상하기 쉬운 식품의 보관등에 유리할 것이다.

또한 상술한 센서장치를, 육류보관실등과 같은 특정한 식품을 보관하는 장소에 설치함으로써 각각의 보관 식품의 특성에 따라 최적의 보관상태를 유지하는 것이 가능하여, 냉장고의 사용효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 외부케이싱과; 상기 외부케이싱의 내부 일측을 밀폐 공간으로 성형하면서 일정 간격 유동 가능한 이동판과; 상기 이동판에 의한 밀폐 공간을 냉장고 내부의 일부분에 연통시키는 연통수단; 그리고 상기 이동판의 상하 이동을 전기적 신호로 변환하기 위한 변환수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 변환수단은 이동판의 상하이동에 대응하는 주파수로 변환하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 변환수단은, 상기 이동판의 상하 이동에 연동하는 코어와; 상기 코어의 외주연에 설치되어, 코어의 이동에 의하여 상이한 주파수를 발생하는 코일어셈블리로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기제어장치.
4. 냉장고의 특정부분의 온도 변화에 의한 압력변화를 감지하는 제1과정과; 상기 제1과정에 의한 압력변화를 전기적 신호로 변화시키는 제2과정; 그리고 상기 전기적 신호에 기초하여, 냉기의 공급여부를 결정하는 제3과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기제어방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2과정은, 제1과정에 의한 압력변화를 기계적 운동으로 변환하는 과정과; 기계적 운동을 전기적 신호로 변환하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기제어방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 전기적 신호는 주파수인 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기제어방법.

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