KR100246409B1 - 냉장고의 집중 냉각장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 집중냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 종래에는 냉장실이 여러 칸으로 구획되어 있음에도 불구하고 냉장실의 냉기량을 일괄적으로 조절하거나 또는 상칸을 제외한 나머지 칸만을 조절하도록 되어 각 칸마다의 식품에 대한 부하대응능력이 저하되므로, 식품손상 및 전력손실을 초래하게 되는 문제점이 있었던 바, 본 발명에서는 냉장실의 각 칸마다에 온도센서를 장착하고, 냉기가 발생되는 냉각실과 냉장실의 각 칸이 독립적으로 연통되도록 수 개의 냉기유로가 구비된 멀티덕트를 냉장실 벽면에 장착하며, 상기 온도센서에 의해 동작되는 마이콤에 연결되어 각운동을 하면서 멀티덕트의 각 냉기유로를 필요에 따라 독립적으로 개폐시키는 냉기차단판 및 탄성부재를 상기한 멀티덕트의 입구측에 설치함으로써, 상기 각 온도센서의 감지내용에 따라 어느 한 칸을 독립적으로 집중냉각하거나 또는 모든 칸을 균일하게 냉각하는 일반냉각을 실시할 수 있어 각 칸마다의 식품부하에 따른 대응능력이 향상되고, 이로 인해 칸칸마다의 온도편차에 따른 식품손실 및 전력낭비를 미연에 방지할 수 있다.

Description

냉장고의 집중냉각장치 및 그 제어방법{CONCENTRATION COOLING DEVICE AND ITS CONTROL MATHOD FOR REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고의 집중냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 냉장실의 각 칸을 독립적으로 제어하여 칸 별 식품부하 대응능력을 향상시킬 수 있는 냉장고의 집중냉각장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉기 강제순환식 냉장고는 도 1에 도시된 바와 같이, 중간벽(B)에 의해 냉동실(F)과 냉장실(R)로 구획되어 있고, 상기 냉동실(F)의 후측에는 증발기(1)를 포함하는 냉각실(미부호)이 형성되어 있다.

상기 냉장실(R)은 그 후벽에 설치된 멀티덕트(10)에 의해 냉각실과 연통되어 있고, 상기 멀티덕트(10)의 전면(前面)에는 통상 칸칸마다 냉기를 공급하기 위한 냉기토출구(11a,11b,11c)가 층별로 형성되어 있으며, 그 중 상부층에는 냉기의 유통량을 조절하기 위한 댐퍼(20)가 설치되어 있다.

상기 댐퍼(20)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 전체적으로는 상자형으로 형성되어 그 전방벽(21)에 상칸용 냉기토출구(11a)가 형성되어 있고, 그 후방벽(22)에는 냉각실과 연통되는 냉기유입구(22a)가 형성되어 있으며, 상기 후방벽(22)의 내측면에는 냉각실로부터 유입되는 냉기의 양을 조절하기 위한 냉기차단기(23)가 설치되어 있다. 또한, 상기 댐퍼(20)의 저벽(24)에는 냉기유입구(22a)로 흘러들어오는 냉기를 냉장실(R)의 각 칸으로 유도하기 위한 냉기유출구(24a)가 형성되어 있다.

상기 냉기차단기(23)는 냉장실의 온도에 의해 수축 또는 팽창을 반복하는 작동가스가 충진된 벨로우즈 몸체(미부호)와, 그 벨로우즈 몸체(미부호)에 하단이 결합되어 작동가스의 팽창시 댐퍼(20)의 후방벽으로부터 젖혀져 냉기유입구(22a)가 열리도록 하였다가 작동가스의 수축시 댐퍼(20)의 후방벽쪽으로 복원되면서 냉기유입구(22a)가 닫히도록 하는 탄성부재(23a)와, 그 탄성부재(23a)의 상단에 결합되어 냉기유입구(22a)를 개폐하는 냉기차단막(Baffle)(23b)으로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 2는 송풍팬, 3,4는 수납선반, 5,6은 냉장실 온도센서, C는 냉장고 인너케이스이다.

상기와 같이 구성된 종래의 냉장고에 있어서의 냉기흐름은 다음과 같다.

즉, 상기 냉각실에서 생성되는 냉기가 쉬라우드 및 그릴팬(미도시)에 의해 중간벽(B)을 거치면서 댐퍼(20)의 냉기유입구(22a)로 유도되고, 그 냉기유입구(22a)로 유도된 냉기는 냉기차단막(23b)의 개방시 댐퍼910) 내부로 유입되었다가 일부는 전방벽(21)의 상칸용 냉기토출구(11a)를 통해 냉장실(R)의 상칸으로 흘러드는 반면, 나머지는 상기 댐퍼(20)의 저벽(24)에 형성된 냉기유출구(24a)를 통해 멀티덕트(10)의 하방으로 흘러내려와 냉장실(R)의 중간칸 또는 하칸에 각각 형성된 냉기토출구(11b,11c)로 흘러나가게 되는 것이었다.

이때, 상기 냉장실(R)의 중칸 및 하칸마다의 일측벽에 장착된 온도센서(5,6)가 냉장실(R)의 실제온도를 감지하여 마이콤(미도시)에 전달하게 되면, 그 신호를 받은 냉기차단막(23b)이 개폐량을 조절하여 냉장실(R)의 온도가 지나치게 하강 도는 상승하는 것을 방지하도록 하게 된다.

이처럼, 상기 냉기차단막(23b)이 댐퍼(20)의 냉기유입구(22a)의 개폐량을 적절하게 조절하게 되면, 그 냉기차단막(23b)의 개폐정도에 따라 멀티덕트(10)로 유입되는 냉기의 양이 조절되어 결국 냉장실(R)의 온도를 적정하게 유지할 수 있게 된다.

한편, 별도로 도면에 도시하지는 않았으나, 최근에는 냉장실의 각 칸을 독립적으로 냉각시키기 위하여 통상 2개의 냉기차단막이 구비된 댐퍼를 장착함과 아울러 중간칸과 하칸에 각각 온도센서를 장착하여, 그 각 온도센서로부터 전달되는 신호에 따라 적절한 냉기를 필요한 칸에다만 공급하도록 함으로써, 식품부하 대응능력을 향상시키도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 냉장고의 냉기조절장치는, 냉장실(R)이 통상 상,중,하칸으로 구획되어 있음에도 불구하고 냉장실(R)의 냉기량을 조절하는 냉기차단기(23)가 하나만이 설치되어 각 칸에 냉기를 일괄적으로 공급하거나 또는 상칸을 제외한 중,하칸용 냉기차단기를 각각 별개로 설치하여 중,하칸에만 냉기를 독립적으로 공급하나, 이는 냉장실의 모든 칸에 대한 식품부하 대응능력의 저하를 초래하여 각 칸마다의 온도편차에 의한 식품손상 및 전력손실을 야기시키는 문제점이 있었다.

즉, 상기 냉기차단기(23)가 하나만 설치되는 경우에는 냉장실(R)로 유입되는 냉기를 일괄적으로 조절하게 되어 식품부하에 따른 온도제어가 불가능하게 되는 반면, 통상 중,하칸만을 차별 조절하기 위하여 두 개의 냉기차단기(23)가 댐퍼(20)에 설치되는 경우에는, 중칸 또는 하칸 냉각용 냉기차단기(23)의 어느 하나만 열리더라도 상기 상칸은 같이 열리게 되어 그 상칸에 대한 온도제어가 불가능하게 되는 것이었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 냉장고의 냉기조절장치가 가지는 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 냉장실의 각 칸에 대한 냉기를 항상 독립적으로 공급할 수 있도록 하여 식품부하에 따른 대응능력을 향상시킴으로써, 각 칸마다의 온도편차에 따른 식품손실 및 전력낭비를 미연에 방지할 수 있는 냉장고의 집중냉각장치 및 그 제어방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 냉장고의 개략적인 구성을 보인 정면도.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 'A'부에 대한 상세도로서, 종래 냉장고의 집중냉각장치를 보인 종단면도 및 정면도.

도 3은 본 발명에 의한 냉장고의 개략적인 구성을 보인 정면도.

도 4는 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치에 있어서, 그 내부를 보인 정면도.

도 5a 도 5b는 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치에 있어서, 댐퍼부를 상세히 보인 종단면도 및 정면도.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치에 있어서, 일반냉각시 각 칸에 대한 댐퍼부의 동작을 보인 정면도.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치에 있어서, 집중냉각시 각 칸에 대한 댐퍼부의 동작을 보인 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

R1,R2,R3 : 냉장실의 상,중,하칸 S1,S2,S3,S4,S5,S6 : 온도센서

100 : 멀티덕트 110,120,130 : 각 칸의 냉기유로

111,121,131 : 각 칸의 냉기유입구 112,122,132 : 각 칸의 냉기토출구

211,221,231 : 각 칸의 냉기차단막 212,222,232 : 각 칸의 판스프링

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉장실 내벽에 설치되어 그 냉장실을 냉각실에 연통시키되 상기 냉각실의 냉기가 냉장실의 각 칸에 독립적으로 안내되도록 냉기유로가 칸별로 분리 형성되는 멀티덕트와 ; 상기 냉장실의 각 칸마다에 장착되어 그 각 칸마다의 평균온도를 감지하는 온도센서와, 그 각각의 온도센서에 의해 감지된 값에 따라 어느 한 칸에만 냉기를 집중 공급하는 집중냉각을 실시할 것인지 또는 모든 칸에 균일하게 냉기를 공급하는 일반냉각을 실시할 것인지를 판단하도록 구비되는 마이콤과, 그 마이콤에 연결되어 상기 멀티덕트의 각 냉기유로를 상호 독립적으로 개폐시키는 냉기차단부로 이루어진 냉기유로 개폐수단을 포함한 냉장고의 집중냉각장치가 제공된다.

또한, 냉장실의 각 칸마다의 온도를 감지하여 각 칸마다의 평균온도를 구하는 단계와, 그 어느 한 칸을 제외한 나머지 다른 칸들의 평균온도를 구하는 단계와, 상기 어느 한 칸의 평균온도와 그 칸을 제외한 다른 칸들의 평균온도를 비교하여 어느 한 칸의 평균온도가 나머지 칸들의 평균온도에다 임의온도를 더한 온도보다 높거나 같은 경우에는 그 한 칸에만 냉기를 집중적으로 공급하는 집중냉각을 실시하는 단계와, 상기 어느 한 칸의 평균온도가 냉장실 설정온도보다 높거나 같은 경우 또는 그 어느 한 칸의 평균온도가 냉장실 설정온도보다는 높지만 나머지 칸들의 평균온도에다 임의온도를 더한 온도보다는 낮은 경우에는 냉장실 전체에 고르게 냉기를 공급하는 일반냉각을 실시하는 단계로 수행함을 특징으로 하는 냉장고의 집중냉각 제어방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 냉장고의 개략적인 구성을 보인 정면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치에 있어서 그 내부를 보인 정면도이며, 도 5a 도 5b는 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치에 있어서 댐퍼부를 상세히 보인 종단면도 및 정면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치는, 냉장실(R) 각 상,중,하칸(R1,R2,R3)마다의 실제온도를 감지하기 위하여 그 각 칸마다의 좌우측벽에 각각 온도센서(S1,S2)(S3,S4)(S5,S6)가 장착되고, 그 각 칸(R1,R2,R3)의 온도센서(S1,S2)(S3,S4)(S5,S6)와 연결된 마이콤(미도시)에 의해 각 칸이 냉각실과 독립적으로 연통되도록 멀티덕트(100)에 상,중,하칸용 냉기유로(110,120,130)가 형성되며, 그 멀티덕트(100)의 각 냉기유로(110,120,130)가 상기 냉각실과 서로 독립적으로 연통되도록 멀티덕트(100)의 상단에는 상,중,하칸용 냉기유입구(111,121,131)가 각각 형성되는 반면에 하단에는 상,중,하칸용 냉기토출구(112,122,132)가 각각 형성된다.

또한, 상기 각 칸(R1,R2,R3)의 온도센서(S1,S2)(S3,S4)(S5,S6)로부터 감지된 신호를 전달받는 마이콤에 의해 상기 냉기유입구(111,121,131)를 독립적으로 개폐하는 차단부재인 냉기차단막(211,221,231)이 멀티덕트(100)의 각 냉기유입구 일측에 각각 장착되고, 상기 각각의 냉기차단막(211,221,231)이 마이콤의 제어에 따라 동심상에서 각운동을 하면서 각각의 냉기유입구(111,121,131)를 개별적으로 차단하도록 각각의 냉기차단막(211,221,231)을 탄력적으로 지지하는 탄성부재인 판스프링(212,222,232)이 멀티덕트(100)의 내벽에 설치되어 마이콤의 제어내용을 전달하는 전달부재(미도시)에 결합된다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 C는 냉장고 인너케이스, F는 냉동실이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치는 다음과 같이 동작된다.

즉, 냉동실의 각 칸(R1,R2,R3)에 장착된 온도센서(S1,S2)(S3,S4)(S5,S6)중에서 그 평균온도가 적어도 냉장실 설정온도보다 높은 칸에 대하여는 냉기를 집중적으로 공급하게 되는데, 이때 상기 각 온도센서에 의해 감지된 내용을 받아 어느 칸에 집중냉각을 하여야 하는지를 마이콤(미도시)이 판단하고, 그 마이콤에서 판단된 내용은 전달부재(미도시) 및 이 전달부재에 결합된 어느 하나의 판스프링(212)에 의해 각각의 냉기차단막(211)으로 최종 전달되며, 이 전달된 내용에 따라 해당되는 냉기유입구(111)를 차단하고 있던 냉기차단막(211)이 젖혀지면서 냉각실과 냉장실의 해당 칸을 독립적으로 개방 연통시켜 냉기를 그 해당 칸에만 집중적으로 공급하게 되는 반면, 여타의 냉기차단막(221)(231)은 그대로 해당되는 냉기유입구(121)(131)를 차단하게 된다.

이렇게 하여, 그 칸의 평균온도가 냉장실 설정온도와 같아지거나 또는 낮게 되면, 상기 냉기차단막(211),(221),(231)이 판스프링(212),(222),(232)에 의해 원위치로 복원되어 냉기유입구(111,121,131)를 차단하게 되는 일련의 과정을 반복하면서 냉장실에 수납된 식품들의 신선도를 유지하게 된다.

한편, 상기 냉장고가 일반냉각을 실시하는 경우는 다음과 같다.

즉, 일반냉각의 경우는 통상 해당칸의 평균온도가 냉장고의 설정온도보다 높거나 같은 경우 또는 그 해당칸의 평균온도가 냉장실 설정온도보다는 높지만 그 평균온도에 3℃를 더한 온도보다는 낮은 경우에 실시하는 것으로, 그 일례들이 도 6a 내지 도 6e에 도시되어 있다.

먼저, 도 6a는 고내의 온도가 안정되었을 경우, 즉 냉장실의 사용이 뜸한 야간이나 식품의 부하투입이 없어 고내온도가 각 칸에서 일정한 분포를 유지하게 되는 경우에는, 상기 멀티덕트(100)의 상,중,하칸의 냉기유입구(111,121,131) 모두를 개방하여 냉각실로부터 유도되는 냉기를 각 칸(R1,R2,R3)에 골고루 공급하게 된다. 이때, 고내의 온도는 각 칸의 평균온도가 냉장실 설정온도에 비해 높거나 또는 같을 경우이다.

또한, 도 6b는 각 칸(R1,R2,R3)의 평균온도가 냉장실 설정온도보다 모두 낮은 경우로서, 이때에는 각 냉기차단막(211,221,231)이 각 냉기유입구를 폐쇄시키게 되어 냉기의 유입을 차단한다.

또한, 도 6c 내지 도 6e는 상,중,하칸중의 어느 한 칸의 평균온도가 냉장실 설정온도보다 높은 반면에, 나머지 두 칸의 각 평균온도는 냉장실 설정온도보다 낮은 경우에 해당하는 것으로, 상기 평균온도가 냉장실 설정온도보다 높은 칸에 대하여만 냉기차단막을 개방시켜 냉기를 독립적으로 공급하게 되는 것이다.

반면, 고내의 온도가 불안정하게 되는 경우, 즉 냉장실의 사용이 많은 주간의 경우에는 투입되는 식품의 부하온도 및 투입위치에 따라 냉기의 공급량을 달리하여야 하는데, 특히 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 상,중,하칸(R1,R2,R3)으로 구획되어 있는 경우에 어느 한 칸의 평균온도가 나머지 두 칸의 평균온도에다 3℃를 더한 온도보다 높거나 같은 경우에는 그 해당칸에 대해 집중냉각을 실시하는 것으로, 이 때에는 다른 칸의 냉기토출구(미도시)와 연통되는 냉기유입구는 냉기차단막으로 차단하는 한편, 해당칸의 냉기토출구와 연통되는 냉기유입구는 개방시켜 냉각실로부터 유도되는 냉기를 그 해당칸으로만 집중 공급함으로써, 높은 부하의 식품을 빠르게 냉각시키게 된다.

이러한 상기의 집중냉각은 그 해당칸의 평균온도가 냉장고의 설정온도보다 0.35℃ 이하에 도달하게 되면 자동으로 해제되어 일반냉각으로 전환되도록 한다.

참고로, 도 6c는 중칸냉각, 도 6d는 상칸냉각, 도 6e는 하칸냉각을 각각 보인 것이며, 도 7a는 중칸집중냉각, 도 7b는 상칸집중냉각, 도 7c는 하칸집중냉각을 각각 보인 것이다.

또한, 도면중에서 T1,T2,T3,T4,T5,T6는 각각 각 칸의 온도센서(S1,S2,S3,S4,S5,S6)에서 감지된 냉장실 온도이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 냉장고의 집중냉각장치 및 그 제어방법은 냉장실의 각 칸마다에 온도센서를 장착하고, 냉기가 발생되는 냉각실과 냉장실의 각 칸이 독립적으로 연통되도록 수 개의 냉기유로가 구비된 멀티덕트를 냉장실 벽면에 장착하며, 상기 온도센서에 의해 동작되는 마이콤에 연결되어 각운동을 하면서 멀티덕트의 각 냉기유로를 필요에 따라 독립적으로 개폐시키는 냉기차단막 및 탄성부재를 상기한 멀티덕트의 입구측에 설치함으로써, 상기 각 온도센서의 감지내용에 따라 어느 한 칸을 독립적으로 집중냉각하거나 또는 모든 칸을 균일하게 냉각하는 일반냉각을 실시할 수 있어 각 칸마다의 식품부하에 따른 대응능력이 향상되고, 이로 인해 칸칸마다의 온도편차에 따른 식품손실 및 전력낭비를 미연에 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 냉장실 내벽에 설치되어 그 냉장실을 냉각실에 연통시키되 상기 냉각실의 냉기가 냉장실의 각 칸에 독립적으로 안내되도록 냉기유로가 칸별로 분리 형성되는 멀티덕트와 ;

   상기 냉장실의 각 칸마다에 장착되어 그 각 칸마다의 평균온도를 감지하는 온도센서와, 그 각각의 온도센서에 의해 감지된 값에 따라 어느 한 칸에만 냉기를 집중 공급하는 집중냉각을 실시할 것인지 또는 모든 칸에 균일하게 냉기를 공급하는 일반냉각을 실시할 것인지를 판단하도록 구비되는 마이콤과, 그 마이콤에 연결되어 상기 멀티덕트의 각 냉기유로를 상호 독립적으로 개폐시키는 냉기차단부로 이루어진 냉기유로 개폐수단을 포함한 냉장고의 집중냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉기차단부는 멀티덕트의 각 냉기유로 입구측을 개별적으로 여닫도록 설치되는 각각의 차단부재와, 그 각각의 차단부재가 동심상에서 각운동을 하도록 각각 결합되어 지지하는 각각의 탄성부재와, 그 각 탄성부재의 타단에 각각 결합됨과 아울러 상기한 마이콤에 연결되어 그 마이콤의 제어에 따라 각각의 탄성부재를 개별적으로 동작시키는 각각의 전달부재로 구성된 것을 특징으로 하는 냉장고의 집중냉각장치.
3. 냉장실의 각 칸마다의 온도를 감지하여 각 칸마다의 평균온도를 구하는 단계와,

   그 어느 한 칸을 제외한 나머지 다른 칸들의 평균온도를 구하는 단계와,

   상기 어느 한 칸의 평균온도와 그 칸을 제외한 다른 칸들의 평균온도를 비교하여 어느 한 칸의 평균온도가 나머지 칸들의 평균온도에다 임의온도를 더한 온도보다 높거나 같은 경우에는 그 한 칸에만 냉기를 집중적으로 공급하는 집중냉각을 실시하는 단계와,

   상기 어느 한 칸의 평균온도가 냉장실 설정온도보다 높거나 같은 경우 또는 그 어느 한 칸의 평균온도가 냉장실 설정온도보다는 높지만 나머지 칸들의 평균온도에다 임의온도를 더한 온도보다는 낮은 경우에는 냉장실 전체에 고르게 냉기를 공급하는 일반냉각을 실시하는 단계로 수행함을 특징으로 하는 냉장고의 집중냉각 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 집중냉각단계는 그 집중냉각이 진행되는 칸의 평균온도가 냉장고의 설정온도보다 0.35℃ 이하가 되는 경우에 해제되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기제어방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 임의온도는 3℃인 것을 특징으로 하는 냉장고의 집중냉각 제어방법.

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