KR100446779B1 - 냉장고의 2자유도 냉기공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고의 2자유도 냉기공급장치에 관한 것으로서, 전면에 냉기를 토출할 수 있도록 냉기토출구가 형성되어 있는 노즐과; 상기 냉기토출구영역이 외부에 노출되고 상대운동 가능하게 상기 노즐을 수용지지하는 하우징과; 상기 노즐과 일체로 결합되어 상기 노즐의 전방영역의 온도를 검출하는 온도검출센서와; 상기 하우징의 상하방향을 따라 상기 냉기토출구가 회동되도록 상기 노즐을 회동구동시키는 상하회동구동부와; 상기 하우징의 좌우방향을 따라 상기 냉기토출구가 회동되도록 상기 노즐을 회동구동시키는 좌우회동구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 적은 수의 온도센서로 넓은 영역의 온도를 검출할 수 있으며 온도센서의 검출결과에 기초하여 온도가 상대적으로 높은 영역을 집중 냉각하여 균일한 냉각이 가능하도록 한 냉장고의 2자유도 냉기공급장치가 제공된다.

Description

냉장고의 2자유도 냉기공급장치{TWO DEGREE OF FREEDOM COOL AIR SUPPLY APPARATUS FOR REFRIGERATOR}
본 발명은, 냉장고의 2자유도 냉기공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 적은 수의 온도센서로 넓은 영역의 온도를 검출할 수 있으며 온도센서의 검출결과에 기초하여 온도가 상대적으로 높은 영역을 집중 냉각하여 균일한 냉각이 가능하도록 한 냉장고의 2자유도 냉기공급장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 냉장고의 측단면도이고, 도 2는 도 1의 냉장실의 평단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 냉장고는, 내부에 냉동실(111) 및 냉장실(121)이 형성되어 있는 본체(101)와, 냉동실(111) 및 냉장실(121)의 각 전면 개구를 개폐할 수 있도록 본체(101)에 힌지결합되는 냉동실도어(113) 및 냉장실도어(123)를 구비하고 있다.
본체(101)의 후방 하부영역에는 기계실(105)이 형성되어 있으며, 기계실(105)의 내부에는 냉매를 압축하는 압축기(107)가 수용설치되어 있다.
냉동실(111)의 후방영역에는 공기가 순환하면서 냉각될 수 있도록 순환유로(114)가 형성되어 있으며, 순환유로(114)의 내부에는 공기가 통과하면서 냉각되는 증발기(115)가 설치되어 있다. 증발기(115)의 상측에는 공기를 송풍할 수 있도록 송풍팬(117)이 설치되어 있다.
냉동실(111)과 냉장실(121)을 구획하는 격벽에는 냉동실(111) 및 냉장실(121)의 공기가 순환유로(114)로 복귀될 수 있도록 냉동실복귀유로(103) 및냉장실복귀유로(104)가 각각 형성되어 있으며, 냉동실(111) 및 냉장실(121)의 각 후방영역에는 냉동실(111)로부터 제공된 냉기를 각각 토출할 수 있도록 복수의 냉기토출구(119,127)가 형성되어 있는 냉기토출부재(118,126)가 각각 설치되어 있다. 냉동실(111) 및 냉장실(121)의 내부에는 내부 온도를 검출할 수 있도록 온도검출센서(125)가 구비되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 압축기(107)에 의해 압축된 냉매는 도시 않은 응축기에서 방열되어 응축된다. 응축된 냉매는 도시 않은 모세관 등의 팽창장치를 거치면서 감압팽창된 후 증발기(115)로 유입되어 주위의 증발잠열을 흡수하는 냉각작용을 수행하게 된다. 냉각작용을 수행한 냉매는 다시 압축기(107)로 흡입되어 압축된 후 사이클 내를 반복적으로 순환하게 된다.
송풍팬(117)이 회전되면 증발기(115)의 하측으로부터 송풍팬(117)측으로 공기의 유동이 발생되고, 이 때 공기는 증발기(115)를 통과하면서 열교환되어 냉각된다. 냉각된 공기는 냉동실(111) 및 냉장실(121)의 각 후방영역에 형성된 공기토출구를(119,127) 통해 냉동실(111) 및 냉장실(121)로 토출되어 냉동실(111) 및 냉장실(121)을 냉각시키게 된다. 냉동실(111) 및 냉장실(121)의 공기중 일부는 격벽(102)에 형성된 냉동실복귀유로(103) 및 냉장실복귀유로(104)를 통해 순환유로(114)로 유입되고, 증발기(115)를 통과하면서 냉각된 후 다시 냉동실(111) 및/또는 냉장실(121)로 토출된다.
그런데, 이러한 종래의 냉장고에 있어서는, 소정 개소에 온도검출센서(125)를 배치하고 온도검출센서(125)의 검출결과에 기초하여 후방영역에 형성된 냉기토출구(119,127)를 통해 냉기를 공급하여 내부를 냉각하도록 되어 있어, 온도검출센서(125)로부터 비교적 이격된 영역에 새로운 음식물이 수용될 경우 즉각적인 대응이 곤란하여 음식물 주변의 온도가 상승된다고 하는 문제점이 있다.
또한, 온도검출센서(125) 및 냉기토출구(19,127)는 모두 소정 영역에 고정배치되도록 되어 있어, 각 온도검출센서(125)의 감지영역 이외의 영역, 예를 들면, 냉장실(121)의 전면 개구 영역(S)과 같이 외기의 유입에 기인하여 온도가 상승되는 영역에는 온도편차가 발생되어도 이를 감지하기가 쉽지 아니할 뿐만 아니라 감지한다고 하더라도 냉기가 도달하여 온도편차를 해소하기에는 많은 시간이 소요된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 적은 수의 온도센서로 넓은 영역의 온도를 검출할 수 있으며 온도센서의 검출결과에 기초하여 온도가 상대적으로 높은 영역을 집중 냉각하여 균일한 냉각이 가능하도록 한 냉장고의 2자유도 냉기공급장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 냉장고의 측단면도,
도 2는 도 1의 냉장실의 평단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 2자유도 냉기공급장치의 사용상태를 도시한 도면,
도 4 내지 도 6은 각각 도 3의 냉장고의 2자유도 냉기공급장치의 정면도, 측단면도 및 평단면도,
도 7은 도 4의 하우징의 내부를 도시한 도면,
도 8은 도 7의 노즐의 절취사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
16 : 격벽 18 : 격벽
22 : 측벽냉기유로 31 : 노즐
32a : 냉기토출구 32b : 냉기유로
33 : 센서수용부 34 : 열선
41 : 하우징 43 : 냉기덕트
45 : 온도검출센서 51 : 상하회동구동부
52a : 회동축 52b : 피동기어
52c : 전동기어열 52d : 구동기어
52e : 제1구동모터 61 : 좌우회동구동부
62 : 원형고리부재 63 : 내접기어부
64 : 전동기어 65 : 제2구동모터
상기 목적은, 본 발명에 따라, 전면에 냉기를 토출할 수 있도록 냉기토출구가 형성되어 있는 노즐과; 상기 냉기토출구영역이 외부에 노출되고 상대운동 가능하게 상기 노즐을 수용지지하는 하우징과; 상기 노즐과 일체로 결합되어 상기 노즐의 전방영역의 온도를 검출하는 온도검출센서와; 상기 하우징의 상하방향을 따라 상기 냉기토출구가 회동되도록 상기 노즐을 회동구동시키는 상하회동구동부와;상기 하우징의 좌우방향을 따라 상기 냉기토출구가 회동되도록 상기 노즐을 회동구동시키는 좌우회동구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 상하회동구동부는, 상기 노즐의 외측에 연장형성되는 회동축과, 상기 회동축에 일체로 회전가능하게 결합되는 피동기어와, 상기 피동기어와 맞물림되는 적어도 하나의 전동기어와, 상기 전동기어를 통해 상기 회동축을 회동구동시키는 제1구동모터를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 좌우회동구동부는, 상기 노즐에 비해 확장된 직경을 가지고 상기 노즐의 외측에 배치되어 상기 회동축을 회동가능하게 지지하는 원형고리부재와, 상기 회동축의 직각방향을 따라 형성되는 회전축선을 중심으로 상기 원형고리부재를 회전구동시키는 제2구동모터를 포함하는 것이 효과적이다.
상기 원형고리부재의 내경부에 소정 길이 구간에 걸쳐 형성되는 내접기어부와, 상기 내접기어부에 맞물림되어 상기 제2구동모터의 회전력을 전달하는 전동기어를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 원형고리부재의 외경부에 소정 길이 구간에 걸쳐 형성되는 외접기어부와, 상기 외접기어부에 맞물림되어 상기 제2구동모터의 회전력을 전달하는 전동기어를 더 포함하는 것이 효과적이다.
상기 원형고리부재를 회전가능하게 지지하는 복수의 지지롤러를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 노즐은 적어도 상기 하우징의 외부에 노출되는 영역이 구형상을 이루며, 상기 노즐에는 상기 온도검출센서가 상기 냉기토출구의 전방의 온도를 검출할 수 있게 표면으로부터 함몰된 센서수용부가 형성되어 있는 것이 효과적이다.
상기 하우징의 내부에 수용되어 내부를 가열하는 가열수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 2자유도 냉기공급장치의 사용상태를 도시한 도면이고, 도 4 내지 도 6은 각각 도 3의 냉장고의 2자유도 냉기공급장치의 정면도, 측단면도 및 평단면도이며, 도 7은 도 4의 하우징의 내부를 도시한 도면이며, 도 8은 도 7의 노즐의 절취사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 냉장고는, 상하방향을 따라 형성된 격벽(18)을 사이에 두고 냉동실(미도시) 및 냉장실(16)이 형성되어 있는 본체(11)와, 냉동실 및 냉장실(16)을 각각 개폐할 수 있도록 본체(11)에 결합되는 냉동실도어(미도시) 및 냉장실도어(17)를 구비하고 있다.
본체(11)의 후방 하부영역에는 압축기(21)등이 수용설치될 수 있도록 기계실(20)이 형성되어 있으며, 냉장실(16)의 상부영역에는 냉동실로부터 제공된 냉기를 냉장실(16)의 내부로 토출할 수 있도록 냉기토출부재(19)가 설치되어 있다. 격벽(18)의 내부에는 냉기가 유동할 수 있도록 측벽냉기유로(22)가 형성되어 있으며, 격벽(18)의 냉장실(16)측 벽면에는 측벽냉기유로(22)와 연통되게 본 발명에 따른 냉장고의 2자유도 냉기공급장치(30)가 상하방향을 따라 상호 이격되게 설치되어 있다.
본 냉장고의 2자유도 냉기공급장치(30)는, 전면에 냉기를 토출할 수 있도록 냉기토출구(32a)가 형성되어 있는 노즐(31)과, 노즐(31)을 상대운동 가능하게 수용지지하는 하우징(41)과, 노즐(31)과 일체로 결합되어 노즐(31)의 전방영역의 온도를 검출하는 온도검출센서(45)와, 하우징(41)의 상하방향을 따라 냉기토출구(32a)가 회동되도록 노즐(31)을 회동구동시키는 상하회동구동부(51)와, 하우징(41)의 좌우방향을 따라 노즐(31)이 회동되도록 노즐(31)을 회동구동시키는 좌우회동구동부(61)를 포함하여 구성되어 있다.
하우징(41)은 일측이 개구된 원통형상을 가지는 하우징본체(42a)와, 하우징본체(42a)의 개구영역을 차단하도록 결합되는 하우징커버(42b)를 구비하고 있다. 하우징본체(42a)의 후방영역에는 하우징본체(42a)의 내부로 냉기를 공급할 수 있도록 냉기덕트(43)가 연결되어 있으며, 하우징커버(42b)의 중앙영역에는 노즐(31)의 전면부가 외부에 노출될 수 있도록 노즐수용공(44)이 관통형성되어 있다.
하우징(41)의 내부에는 하우징(41)의 상하방향 및 좌우방향을 따라 냉기토출구(32a)가 회동되도록 노즐(31)을 지지하는 상하회동구동부(51) 및 좌우회동구동부(61)가 구비되어 있다.
상하회동구동부(51)는 하우징(41)의 좌우방향을 따라 노즐(31)의 양측에서 연장된 회동축(52a)과, 회동축(52a)에 일체로 회전가능하게 결합되는 피동기어(52b)와, 피동기어(52b)에 맞물림되어 피동기어(52b)에 회전력을 전달하는 전동기어열(52c)과, 전동기어열(52c)의 입력측에 맞물림되는 구동기어(52d)와, 구동기어(52d)의 회전축에 일체로 회전가능하게 결합되어 구동력을 제공하는 제1구동모터(52e)를 포함하여 구성되어 있다.
좌우회동구동부(61)는, 노즐(31)에 비해 확장된 직경을 가지고 노즐(31)의 외측에 거의 동심적으로 배치되며 내경부에 소정 길이 구간에 걸쳐 내접기어부(63)가 형성되어 있는 원형고리부재(62)와, 내접기어부(63)에 맞물림되는 전동기어(64)와, 전동기어(64)에 구동력을 제공하는 제2구동모터(65)를 구비하고 있다.
원형고리부재(62)의 외측에는 원형고리부재(62)를 회전가능하게 지지할 수 있도록 복수의 지지롤러(67)가 설치되어 있으며, 지지롤러(67)는 상호 등각도 간격, 여기서는 120도를 이루도록 상호 이격배치되어 있다.
한편, 노즐(31)은, 일측이 절단된 구체 형상을 가지며 구면을 이루는 전면부가 하우징(41)의 외부로 노출되도록 수용설치되어 있다. 노즐(31)의 전면에는 냉기를 토출할 수 있도록 냉기토출구(32a)가 형성되어 있으며, 내부에는 냉기토출구(32a)를 통해 냉기를 토출되는 냉기가 유동할 수 있도록 냉기유로(32b)가 형성되어 있다. 냉기유로(32b)의 후방영역은 유동단면적이 확장되도록 형성되어 있다. 노즐(31)의 외면에는 주변영역의 결로를 방지할 수 있도록 가열수단으로서 열선(34)이 구비되어 있다.
하우징(41)의 상하방향을 따라 냉기토출구(32a)의 상측에는 냉기토출구(32a)의 전방영역의 온도를 검출하는 온도검출센서(45)가 수용될 수 있도록 표면으로부터 함몰된 센서수용부(33)가 형성되어 있으며, 온도검출센서(45)는 냉기토출구(32a)의 전방영역의 열원으로부터 복사되는 적외선을 수광하여 온도를 검출하는 적외선 온도 센서로 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 도시 않은 제어부는 열선(34)에 전원을 소정 시간 동안 인가하고, 노즐(31)이 하우징(41)의 상하방향 및 좌우방향을 따라 회전되도록 제1구동모터(52e) 및 제2구동모터(65)를 제어한다. 이 때, 온도검출센서(45)는 냉기토출구(32a)가 향하는 전방영역의 열원으로부터 복사되는 적외선을 수광하여 전방영역의 온도를 검출하게 된다.
온도검출이 완료되면 제어부는 새로운 음식물이 수용된 경우와 같이, 주변 영역에 비해 상대적으로 높은 온도를 가지는 대상영역으로 해당 노즐(31)의 냉기토출구(32a)가 향하도록 제1구동모터(52e) 및 제2구동모터(65)를 제어하게 된다.
격벽(18)에 형성된 측벽냉기유로(22)가 개방되어 냉동실로부터 냉기가 공급되면 해당 노즐(31)의 냉기토출구(32a)를 통해 냉기가 공급된다. 이에 따라 고온 부하영역은 신속하게 냉각되고 온도 편차가 보상되어 조기에 균일한 냉각을 실현할 수 있게 된다.
한편, 주변 영역에 비해 상대적으로 온도가 높은 고온 부하영역을 검출하지 못한 노즐(31)은 냉기토출구(32a)가 차단되는 차단위치에 존재하게 된다.
전술 및 도시한 실시예에서는 원형고리부재의 내경면에 내접기어부를 형성하고, 이 내접기어에 전동기어를 개재하여 제2구동모터에 의해 회전되도록 구성한 경우를 예를 들고 있지만, 원형고리부재의 외경면에 외접기어를 형성하여 회전구동시킬 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 냉기토출구가 형성된 노즐과, 냉기토출구영역이 노출됨과 아울러 상대운동 가능하게 수용지지하는 하우징과, 노즐과 일체로 결합되어 냉기토출구의 전방영역의 온도를 검출하는 온도검출센서와, 노즐의 냉기토출구가 하우징의 상하방향을 따라 회동구동되도록 하는 상하회동구동부와, 냉기토출구가 하우징의 좌우방향을 따라 회동구동되도록 하는 좌우회동구동부를 마련함으로써, 적은 수의 온도검출센서로 상대적으로 넓은 영역의 온도를 검출할 수 있으며 검출결과에 기초하여 주변영역에 비해 상대적으로 높은 부하영역을 신속하게 냉각할 수 있어 조기에 균일한 냉각을 실현할 수 있는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치가 제공된다.

Claims (8)

  1. 전면에 냉기를 토출할 수 있도록 냉기토출구가 형성되어 있는 노즐과; 상기 냉기토출구영역이 외부에 노출되고 상대운동 가능하게 상기 노즐을 수용지지하는 하우징과; 상기 노즐과 일체로 결합되어 상기 노즐의 전방영역의 온도를 검출하는 온도검출센서와; 상기 하우징의 상하방향을 따라 상기 냉기토출구가 회동되도록 상기 노즐을 회동구동시키는 상하회동구동부와; 상기 하우징의 좌우방향을 따라 상기 냉기토출구가 회동되도록 상기 노즐을 회동구동시키는 좌우회동구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상하회동구동부는, 상기 노즐의 외측에 연장형성되는 회동축과, 상기 회동축에 일체로 회전가능하게 결합되는 피동기어와, 상기 피동기어와 맞물림되는 적어도 하나의 전동기어와, 상기 전동기어를 통해 상기 회동축을 회동구동시키는 제1구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 좌우회동구동부는, 상기 노즐에 비해 확장된 직경을 가지고 상기 노즐의 외측에 배치되어 상기 회동축을 회동가능하게 지지하는 원형고리부재와, 상기 회동축의 직각방향을 따라 형성되는 회전축선을 중심으로 상기 원형고리부재를 회전구동시키는 제2구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원형고리부재의 내경부에 소정 길이 구간에 걸쳐 형성되는 내접기어부와, 상기 내접기어부에 맞물림되어 상기 제2구동모터의 회전력을 전달하는 전동기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 원형고리부재의 외경부에 소정 길이 구간에 걸쳐 형성되는 외접기어부와, 상기 외접기어부에 맞물림되어 상기 제2구동모터의 회전력을 전달하는 전동기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 원형고리부재를 회전가능하게 지지하는 복수의 지지롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐은 적어도 상기 하우징의 외부에 노출되는 영역이 구형상을 이루며, 상기 노즐에는 상기 온도검출센서가 상기 냉기토출구의 전방의 온도를 검출할수 있게 표면으로부터 함몰된 센서수용부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치.
  8. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 수용되어 내부를 가열하는 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 2자유도 냉기공급장치.
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