KR100229640B1 - 냉장고의 냉기토출 제어방법 - Google Patents

Abstract

개시된 냉장고 제어방법은 냉장실로 토출되는 냉기량을 조절하여 과냉을 억제함으로써 그 내부에 보관된 식품이 동결되는 것을 방지한 냉장고의 냉기토출 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 냉장실의 온도를 감지하는 복수개의 온도센서를 구비하고, 상기 냉장실의 온도를 조절하기 위해 냉기창을 통하여 냉장실로 토출되는 냉기를 공급 또는 차단시키도록 제어하는 방법에 있어서, 전술한 복수개의 온도센서를 통하여 냉장실의 온도값을 검출하고 평균 온도값을 계산하고, 이렇게 계산된 평균 온도값이 소정 온도 이하일 경우 냉기창을 완전 개방하며, 이 계산된 평균 온도값이 소정 온도 이하가 아닐 경우 제어 사이클 진행방향에 따라 완전 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하는 구간에서 냉기창을 일부 개방한다. 따라서, 냉장실에 보관된 식품이 동결되는 것을 방지하고 아울러 냉기창 차단시 신속하게 냉기창을 폐쇄하여 냉기가 외부로 손실되는 것을 방지하게 된다.

Description

냉장고의 냉기토출 제어방법

본 발명은 냉장고의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉장실로 토출되는 냉기량을 조절하여 과냉을 억제함으로써 그 내부에 보관된 식품이 동결되는 것을 방지한 냉장고의 냉기토출 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 작동시킴과 아울러 냉기창을 개폐함으로써 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.

그러나, 이와 같은 종래의 냉장고 제어방법에서는, 압축기 및 팬의 작동시 전술한 냉기창이 완전 개방되어 일정 거리의 공간에만 집중적으로 냉기를 토출시킴으로 냉장실의 전방 및 후방이 서로 다른 온도값을 가져 고내의 온도 분포가 고르지 못하게 된다.

따라서, 냉장실의 내부 공간 중에 온도가 높은 위치에서 온도 검출이 이루어 질 경우 고내 온도를 설정 범위까지 낮추기 위하여 계속적으로 냉기를 토출함으로써 이 보다 온도가 낮은 냉기창 근방의 식품이 동결되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 냉장실로 토출되는 냉기량을 조절하여 과냉을 억제함으로써 그 내부에 보관된 식품이 동결되는 것을 방지한 냉장고의 냉기토출 제어방법을 제공하는데 있다.

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

도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 냉기창의 완전개방, 폐쇄 및 절반개방 상태를 나타낸 개요 단면도,

도 3은 제어 사이클 진행 방향에 따른 냉기창의 개방 및 폐쇄 상태도,

도 4는 본 발명에 따른 냉장고의 냉기토출 제어방법을 보인 동작 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 냉장고 몸체 3 : 냉장실

6 : 증발실 7 : 증발기

11,13 : 냉기창 14 : 압축기

16 : 셔터부재 17 : 모터

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 냉장실의 온도를 감지하는 복수개의 온도센서를 구비하고, 냉장실의 온도를 조절하기 위해 냉기창을 통하여 냉장실로 토출되는 냉기를 공급 또는 차단시키도록 제어하는 방법에 있어서, 상기 복수개의 온도센서를 통하여 냉장실의 온도값을 검출하고 평균 온도값을 계산하는 제 1과정과, 상기 제 1과정에서 계산된 평균 온도값이 소정 온도 이하일 경우 냉기창을 완전 개방하는 제 2과정 및 상기 제 1과정에서 계산된 평균 온도값이 소정 온도 이하가 아닐 경우 냉기창을 일부 개방하는 제 3과정을 포함하여 구성된다.

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

도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 냉기창의 완전개방, 폐쇄 및 절반개방 상태를 나타낸 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 모터(17)와 동력변환기(18)를 설치하며, 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 승강되고, 셔터부재(16)가 도 2a와 같이 상승되면 그 통기공(16a)이 냉기창(13)의 창구멍(13a)과 일치되어 전면 개방됨으로써 다량의 냉기가 고내로 토출되며, 도 2c와 같이 하강되면 그 차단부(16b)가 창구멍(13a)의 일부를 폐쇄하여 소량의 냉기가 고내로 토출된다.

또한, 셔터부재(16)가 도 2b에 도시된 바와 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 위치와 폐쇄하는 위치에서 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 움직이는 자석(19)과, 이의 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.

또한, 도 3은 제어 사이클 진행 방향에 따른 냉기창의 개방 및 폐쇄 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 냉장고의 냉기토출 제어방법을 보인 동작 흐름도이다.

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

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 냉장고의 압축기(14) 및 냉장실 팬(10)이 온 상태가 아닐 경우에는 도 2b에 도시된 바와 같이 냉기창(13)을 폐쇄하여 고내로 토출되는 냉기를 차단한다(S1∼S2).

여기서, 냉기창(13)이 폐쇄되는 상태로 하강되면 셔터부재(16)에 달린 자석(19)이 리드스위치(20)와 근접하게 되며, 도시되지 않은 마이크로컴퓨터는 리드스위치(20)의 검출신호를 근거로 그 냉기창(13)이 폐쇄되었음을 인식하고 모터(17)의 구동을 멈추도록 제어한다.

한편, 압축기(14) 및 냉장실 팬(10)이 온 상태일 경우에는 복수개의 온도센서(미도시)를 통하여 냉장실(3)의 온도값을 검출하는데, 이때 냉장실(3) 내부의 서로 다른 위치에 마련된 각각의 온도센서(미도시)로부터 그 위치에서 감지된 고내의 온도값(R1, R2)을 검출하고, 아울러 이 온도의 평균값(X)을 계산하는 제 1과정을 수행한다(S3∼S4).

이후, 상기한 제 1과정에서 계산된 평균 온도값(X)이 소정 온도 이하일 경우 도 2a에 도시된 바와 같이 냉기창(13)을 완전 개방하여 다량의 냉기가 냉장실(3)로 토출되도록 하는 제 2과정을 수행한다(S5∼S6).

이를 좀더 상세히 설명하면, 도 2a에 도시된 바와 같이 모터(17)가 구동되면 셔터부재(16)가 상승하고 이에 따라 통기공(13a)과 창구멍(16a)이 서로 대응되어 냉기창이 완전 개방됨으로써 다량의 냉기가 토출된다.

한편, 상기 제 1과정에서 계산된 평균 온도값(X)이 소정 온도 이하가 아닐 경우 냉기창(13)을 일부만 개방하여 소량의 냉기를 냉장실(3)로 토출하는 제 3과정을 수행한다(S7).

즉, 도 2c에 도시된 바와 같이 셔터부재(16)의 차단부(16b)가 통기공(13a)의 일부를 폐쇄함으로써, 소량의 냉기만이 냉기창(13)을 통해 냉장실(3)로 토출되고, 이때 냉기창(13)은 통상적으로 절반(1/2) 정도를 개방시킴이 그 효율 면에서 매우 바람직한 것이다.

여기서, 전술한 냉기창(13)은 모터(17)의 일 방향 회전에 의해 그 개폐 상태가 제어되는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 제어 사이클 진행 방향을 따라 냉기창(13)이 개방 또는 폐쇄된다.

따라서, 냉기창(13)은 제어 사이클의 폐쇄 위치에서 닫히고, 완전 개방 위치에서 열리게 되는 것이다. 이때, 전술한 냉기창(13)의 일부 개방 위치는 냉기창(13)이 폐쇄 위치로부터 완전 개방 위치로 진행되는 A구간 또는, 완전 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 진행되는 B 구간에서 각각 일부 개방 상태가 된다.

여기서, 전술한 냉기창(13)은 A구간, 즉 폐쇄 위치로부터 완전 개방위치로 진행되는 구간에서 일부 개방 상태가 되었을 때에 이 냉기창(13)을 폐쇄시킬 경우에는 제어 사이클 진행 방향을 따라 냉기창(13)이 완전 개방되었다가 다시 폐쇄위치로 이동하게 됨으로 신속한 냉기창 폐쇄되지 못하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명의 제어방법은 냉기창(13)의 일부 개방시, 제어 사이클 진행방향에 따라 완전 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하는 구간 즉, B구간에서 항상 냉기창(13)을 일부 개방함으로써, 냉기창(13) 차단시 즉시 이 냉기창(13)을 폐쇄하여 냉기가 외부로 손실되는 것을 방지하게 되는 것이다.

이후, 압축기(14) 및 냉장실 팬(10)이 온 상태인가를 재차 판단하여 전술한 바와 같은 단계를 반복 수행한다.

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 냉기토출 제어방법은 냉장실의 평균온도가 소정온도 이하가 아닐 경우 냉기창을 일부만 개방시킴으로써, 냉장실에 보관된 식품, 특히 냉기창 근방에 보관된 식품이 동결되는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 냉기창 일부 개방시 완전 개방 위치로부터 폐쇄위치로 이동되는 구간에서 이 냉기창을 일부 개방시킴으로써 냉기창 차단시 신속하게 냉기창을 폐쇄하여 냉기가 외부로 손실되는 것을 방지하는 다른 효과도 있다.

Claims (2)

1. 냉장실의 온도를 감지하는 복수개의 온도센서를 구비하고, 상기 냉장실의 온도를 조절하기 위해 냉기창을 통하여 냉장실로 토출되는 냉기를 공급 또는 차단시키도록 제어하는 방법에 있어서,

   상기 복수개의 온도센서를 통하여 냉장실의 온도값을 검출하고 평균 온도값을 계산하는 제 1과정;

   상기 제 1과정에서 계산된 평균 온도값이 소정 온도 이하일 경우 냉기창을 완전 개방하는 제 2과정; 및

   상기 제 1과정에서 계산된 평균 온도값이 소정 온도 이하가 아닐 경우 냉기창을 일부 개방하는 제 3과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 냉장고의 냉기토출 제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 3과정은;

   제어 사이클 진행방향에 따라 완전 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하는 구간에서 냉기창을 일부 개방하게 됨을 특징으로 하는 냉장고의 냉기토출 제어방법.

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