KR100936296B1 - 냉장고의 냉기순환장치 및 방법 - Google Patents

냉장고의 냉기순환장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송풍팬의 구동으로 냉기를 흡입하여 고내 냉기순환이 이루어지도록 제어하는 냉장고의 냉기순환장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 열교환챔버에 증발기와 송풍팬이 구비되고, 송풍팬이 구동하여 고내의 냉기가 열교환챔버로 흡입되고, 열 교환챔버로 흡입된 냉기량만큼 증발기를 통과한 냉기가 고내에 토출된다. 이때 송풍팬에 의해서 흡입되는 냉기의 특성은 고온의 냉기로 단시간에 열교환챔버 내로 유입되고, 송풍팬에 의해서 흡입된 양만큼의 증발기를 통과한 저온의 냉기가 상대적으로 느린 속도로 고내에 유입된다. 이에 따라 냉기토출구 측에 구비된 저장물의 과냉현상을 방지할 수 있다.
냉장고, 송풍팬, 냉기공급

Description

냉장고의 냉기순환장치 및 방법{A cool air cycle apparatus and method of refrigerator}
도 1은 종래 기술에 따른 냉장고의 냉기순환구조를 나타내는 개략 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환구조를 나타내는 개략 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉기공급을 위한 동작제어과정을 나타내는 동작제어흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 냉동실 11 : 열교환챔버
12 : 증발기 13 : 냉동실흡입구
14 : 송풍팬 15 : 냉동실토출구
20 : 배리어 60 : 냉장실토출구
62 : 냉기흡입유로 30 : 냉장실
64 : 냉기흡입덕트 64a : 냉장실흡입구
42 : 온도센서 44 : 유입공
50 : 기계실 51 : 압축기
본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송풍팬이 구동하여 고내의 냉기가 순환되도록 제어하는 냉장고의 냉기순환방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉장고의 냉기순환구조를 나타내는 개략 단면도이다.
종래에는 도시된 바와 같이, 냉장고의 내부는 단열재가 충진된 배리어(20)에 의하여 냉동실(10)과 냉장실(30)로 나뉘어져 있다. 상기 냉동실(10)의 후방에 위치하는 열교환챔버(11)에는 저온 저압의 냉매가 내부를 통과하는 증발기(12)가 설치되어 있다. 상기 증발기(12)에서 열 교환된 냉기의 일부는 송풍팬(14)에 의하여 쉬라우드(미도시)를 거쳐 냉동실(10)로 공급되고, 나머지 일부는 상기 쉬라우드(미도시)를 거쳐 냉장실(30)로 공급된다.
상기에서 냉장실(30)로 공급되는 냉기는, 배리어(20)에 형성된 냉기토출유로(26)를 통하여 냉장실(30) 후방에 길이 방향으로 설치되어 있는 냉장실(30)의 냉장실 덕트로 내려온다. 이렇게 공급된 냉기는 상기 냉장실 덕트에서 냉장실(30) 측에 성형된 다수개의 냉기토출공(34a)을 통해 냉장실(30) 내부로 토출된다.
이와 같은 과정을 통하여 냉장실(30)로 공급된 냉기는, 냉장실(30) 내부에 보관중인 식품과의 열교환 과정을 거쳐 상대적으로 고온이 되고, 고온으로 된 공기는 배리어(20)의 내부에 성형된 귀환유로(22)를 통하여 다시 증발기(12) 부근으로 이동하게 된다.
한편, 주위공기와 열 교환된 기체 냉매는 냉장고 후방 하단의 기계실(50)에 설치된 압축기(51)로 유입된다. 압축기(51)에 유입된 냉매는 압축되어 응축기(도시하지 않음)로 보내져 액화되고, 이 저온 고압의 액체 냉매는 모세관(도시하지 않음)에서 압력이 강하되어 냉동실(10)의 증발기(12)로 다시 공급된다. 이후에는 상기에서 언급한 냉동사이클을 반복하게 된다.
온도센서(42)가 냉장실(30) 내부의 현재온도를 측정하기 위해서 구비되어 있고, 하측에는 냉장실(30) 내부를 순환한 냉장실(30) 내부공기가 유입되는 유입공(44)이 성형되어 있다.
그리고 도시하지 않은 마이크로컨트롤러가 상기 온도센서(42)를 통해서 측정된 냉장실(30) 내부 온도를 설정온도와 비교하여, 측정된 현재온도가 설정온도보다 높은 경우에, 고내가 적정온도가 아니라고 판단하여 냉기가 공급될 수 있도록 제어한다.
이하 종래 냉장고의 냉기순환을 위한 동작과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
사용자가 제어패널을 통해서 냉장온도 및 운전종류 등을 선택하고, 선택된 제어신호에 따라 냉장고가 구동된다. 상기 냉장고의 구동으로 고내의 온도상태가 설정온도와 비교하여 적정온도를 유지하고 있다면, 냉매를 압축하는 압축기(51) 및 고내에 냉기를 공급하는 송풍팬(14)의 동작이 정지상태에 있게 된다.
그러나 마이크로컨트롤러(도시하지 않음)가 냉장고의 고내상태를 판단한 결과 현재 고내온도가 설정온도보다 더 높으면, 압축기(51)가 구동되어 열교환사이클을 구동하고, 증발기(12)를 통과해서 발생된 저온의 냉기가 고내에 토출된다. 이 때, 송풍팬(14)이 저온의 냉기가 순환되도록 구동한다.
그러나 종래와 같이 고내에 냉기를 공급함에 있어서 다음과 같은 문제점이 발생되었다.
저온의 냉기가 냉장고내의 후면에 위치한 냉기토출구를 통해서 토출됨에 따라서, 고내의 후방에는 상대적으로 냉기유입속도가 빠르면서 온도가 낮은 냉기가 공급되고, 고내의 전방에는 상대적으로 냉기유입속도가 느리면서 고온의 냉기로 변환하게 된다.
이로 인해서 종래 냉장고는 고내의 후방에 위치한 식품에는 빠르게 저온의 냉기가 유입되면서 과냉이 발생되고, 상대적으로 고내의 전방에 위치한 식품에는 냉기가 효과적으로 전달되지 못하여 약냉현상이 발생되어, 냉장효율이 저하되는 현상이 발생되었다.
따라서 본 발명의 목적은, 고내를 순환한 냉기가 열교환챔버측으로 귀환되는 흡입구측에 팬을 설치하여 고내 냉기 순환을 유도하는 냉장고의 냉기순환장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환장치는, 냉동실과; 냉장실 내의 온도를 감지하는 센서가 장착된 냉장실과; 상기 냉동실의 후방에 설치되며 저온 저압의 냉기를 발생하도록 증발기가 설치된 열교환챔버와; 상기 열교환챔버에서 발생된 냉기가 상기 냉동실 후방에서 토출되게 형성됨과 아울러 소정 유로를 통해 상기 열교환챔버에서 발생된 냉기의 일부가 상기 냉장실 전방에서 토출되게 형성되는 토출구와; 상기 냉동실 및 냉장실 내를 순환한 냉기가 상기 열교환챔버 측으로 귀환되도록 상기 냉동실 및 냉장실 후방에 설치되는 흡입구와; 상기 센서의 감지결과에 따라 상기 냉동실 및 냉장실과 상기 열교환챔버 사이에서 냉기흐름이 순환되도록 상기 열교환챔버의 흡입구 측에 설치되어 구동되는 팬을 포함하여 구성된다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환방법은, 냉동실 후방에 설치되는 열교환챔버에서 발생된 냉기가 상기 냉동실의 후방 및 냉장실 전방으로 토출되게 형성되는 토출구와; 상기 냉동실 및 냉장실 내를 순환한 냉기가 상기 열교환챔버 측으로 귀환하도록 상기 냉동실 및 냉장실 후방에 설치되는 흡입구와; 상기 열교환챔버의 흡입구 측에 설치되어서 상기 냉장실의 내부 온도에 따라 상기 냉동실 및 냉장실로부터 상기 열교환챔버 측으로 냉기흐름이 형성되게 구동되는 팬을 구비한 상태에서, 상기 냉장실의 고내 온도를 감지하는 단계와; 상기 감지된 냉장실의 고내 온도와 미리 설정된 기준온도를 비교하는 단계와; 상기 비교결과 상기 고내 온도가 상기 기준온도보다 높으면 냉기가 순환되도록 상기 팬을 구동시켜 상기 냉동실 및 냉장실의 냉기를 흡입구로 흡입함과 아울러 그 흡입량만큼의 냉기를 상기 냉동실 및 냉장실로 토출하고, 반면 상기 고내 온도가 상기 기준온도보다 낮으면 상기 팬을 정지시키는 단계를 포함한다.
이하 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환장치 및 방법에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환구조를 나타내는 개략 단면도이다.
본 발명은 도면에 도시되고 있는 바와 같이, 냉장고의 내부는 단열재가 충진된 배리어(20)에 의하여 냉동실(10)과 냉장실(30)로 나뉘어져 있다. 상기 냉동실(10)의 후방에 위치하는 열교환챔버(11)에는 저온 저압의 냉매가 내부를 통과하는 증발기(12)가 설치되어 있다. 그리고 상기 냉동실(10)의 후방에 위치하는 열교환챔버(11)에는 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내의 냉기를 흡입하는 송풍팬(14)이 구성되어져 있다.
본 발명에서는 상기 송풍팬(14)이 구동하여, 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내에 있는 냉기를 열교환챔버(11)로 흡입한다. 그 결과, 증발기(12)에서 열교환된 냉기가 냉동실(10)로 전달되어 냉기순환이 이루어지게 된다. 이와 같이 본 발명에서는 고내의 냉기를 순환시키기 위해서, 송풍팬 구동에 의해 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내의 냉기를 흡입하는 방식을 채택하고 있다.
상기 열교환챔버(11)의 하부에는 냉동실흡입구(13)가 형성된다. 상기 냉동실흡입구(13)는 상기 송풍팬(14)에 인접하게 형성된다. 그렇기 때문에 상기 냉동실흡입구(13) 주위의 냉기는 상기 송풍팬(14)의 흡입력이 상대적으로 강하게 작용하여 고속으로 흡입되고, 냉동실흡입구(13)에서 멀리 떨어진 부분의 냉기는 송풍팬(14)의 흡입력이 상대적으로 약하게 작용하여 저속으로 흡입되게 된다. 그리고 상기 열교환챔버(11)의 상부에는 상기 증발기(12)에서 열교환된 냉기가 냉동실(10) 내로 토출되는 냉동실토출구(15)가 형성된다. 이때, 상기 냉동실토출구(15)에서 토출되는 냉기는 저속으로 토출되게 된다. 이는 상기 냉동실토출구(15)가 상기 송풍팬(14)에서 상대적으로 멀리 이격되어 형성되기 때문이다.
한편, 상기 증발기(12)에서 열 교환된 냉기의 일부는, 도면에는 자세하게 도시되지 않았지만, 소정 유로를 통해 유도되어 상기 냉장실(30) 상면 전방에 형성된 냉장실토출구(60)를 통해 냉장실(30)로 유입된다. 이때, 상기 냉장실토출구(60)를 통해 토출되는 냉기는 상기 송풍팬(14)에서 멀리 이격되어 형성되기 때문에, 상대적으로 저속으로 토출되게 된다. 이와 같이 냉장실(30)로 유입된 냉기는, 다시 송풍팬(14)이 구동됨에 의해 냉장실흡입구(64a)를 통해 냉기흡입덕트(64)로 흡입된다. 이때, 상기 냉장실흡입구(64a) 주위에 존재하는 냉기는 상기 송풍팬(14)과 상대적으로 가깝게 위치되고 있어 그 흡입력에 의해 고속으로 흡입된다. 그리고 상기 흡입된 냉기는 냉기흡입유로(62)를 매개하여 열교환챔버(11)로 유입된다. 이에 따라 열교환챔버(11)로 유입된 냉기량만큼 증발기(12)를 통해서 열교환된 냉기가 냉장실(30)에 공급되어, 냉기순환이 이루진다.
이와 같은 과정을 통하여 냉장실(30)로 공급된 냉기는, 냉장실(30) 내부에 보관중인 식품과의 열교환 과정을 거쳐 상대적으로 고온이 되고, 고온으로 된 공기는 상기 송풍팬(14)이 구동됨에 의해 고속으로 흡입되어 다시 증발기(12) 부근으로 이동하게 된다.
한편, 주위공기와 열 교환된 기체 냉매는 냉장고 후방 하단의 기계실(50)에 설치된 압축기(51)로 유입된다. 압축기(51)에 유입된 냉매는 압축되어 응축기(도시하지 않음)로 보내져 액화되고, 이 저온 고압의 액체 냉매는 모세관(도시하지 않음)에서 압력이 강하되어 냉동실(10)의 증발기(12)로 다시 공급된다. 이후에는 이상에서 언급한 사이클을 반복하게 된다.
본 발명에서는 냉장실(30) 내부의 현재온도를 측정하는 온도센서(42)가 구비되어 있고, 하측에는 냉장실(30) 내부를 순환한 냉장실(30) 내부공기가 유입되는 유입공(44)이 성형되어 있다.
이와 같이 본 발명은 종래에 냉기를 각 고내에 토출하는 것과 달리, 송풍팬(14)의 구동으로 고내에 있는 냉기를 흡입구를 통해서 증발기가 구비된 열교환챔버로 흡입함으로서, 고내의 냉기가 순환되도록 유도하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 냉기공급을 위한 동작제어과정을 나타내는 동작제어흐름도이다.
사용자가 제어패널을 통해서 냉장온도 및 운전종류 등을 선택하고, 선택된 제어신호에 따라 냉장고가 구동된다. 그러면, 온도센서(42)는 냉장실(30)의 온도를 감지한다. 그리고 상기 감지된 감지온도와 미리 설정된 설정온도가 비교되어 적정온도가 유지되고 있으면, 냉매를 압축하는 압축기(51) 및 고내에 냉기를 공급하는 송풍팬(14)의 동작이 정지상태에 있게 된다.
그러나 상기 비교결과 상기 냉장실(30)의 감지온도가 설정온도보다 더 높으면, 압축기(51)가 구동되어 열교환사이클을 구동한다. 그리고 증발기(12)를 통과해서 발생된 저온의 냉기가 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내에 효과적으로 공급되도록 송풍팬(14)이 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내의 냉기를 흡입하게 된다. 이에 따라 고내 냉기의 순환이 이루어져, 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내의 온도가 적정온도를 유지하도록 제어한다.
이와 같이 본 발명은, 저온의 냉기가 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내에 순환되도록 제어하기 위해서, 송풍팬(14)이 구동하여 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내의 냉기를 흡입하고, 흡입된 냉기량만큼 증발기(12)를 통해서 열교환된 저온의 냉기가 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내에 공급된다.
이때 냉동실(10) 및 냉장실(30) 내에 존재하는 고온의 냉기를 송풍팬(14)이 구동하여 단시간에 열교환챔버(11)에 흡입하게 된다. 그리고 증발기(12)를 통해서 열교환된 저온의 냉기가 송풍팬(14)에 의해 흡입된 냉기보다 상대적으로 느리게 냉동실(10) 및 냉장실(30)에 공급된다. 이는 송풍팬(14)과의 이격거리, 즉 상기 냉동실흡입구(13) 및 냉장실흡입구(64a)는 송풍팬(14)에 상대적으로 인접하게 위치하고, 상기 냉동실토출구(15) 및 냉장실토출구(60)는 송풍팬(14)에 상대적으로 멀리 떨어져 위치하기 때문에, 송풍팬(14)에 의한 외력이 그 이격거리에 따라 상이하게 영향을 미치기 때문이다.
즉, 고온의 냉기가 송풍팬(14)의 구동으로 단시간에 열교환챔버(11)로 흡입되고, 송풍팬(14)의 구동으로 흡입된 냉기량만큼 증발기(12)를 통과한 저온의 냉기가 고내에 느린 속도로 순환됨으로서,고내의 적정온도를 최대한 오랫동안 유지할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명으로 인해서 고내의 전방부터 후방으로 저온의 냉기가 순환하여, 냉기흡입덕트(64)가 위치한 고내의 후방에 놓인 식품에 발생되는 과냉 현상을 방지할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명은, 송풍팬(14)이 구동하여 고내의 냉기를 흡입하도록 하여, 고내 냉기의 순환이 이루어지도록 제어하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명에 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
따라서 본 발명에 따른 냉장고의 냉기순환장치 및 방법으로 인해서 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명은, 송풍팬을 구동시켜 고내의 냉기를 흡입하는 냉기흡입방식을 사용하여, 고내의 냉기가 순환되도록 제어한다. 이에 따라서, 본 발명은 후방에 위치한 저장물의 과냉현상을 억제하고, 고내의 전방에 위치한 저장물의 약냉현상을 방지하는 효과를 얻게 된다.

Claims (2)

  1. 냉동실과;
    냉장실 내의 온도를 감지하는 센서가 장착된 냉장실과;
    상기 냉동실의 후방에 설치되며 저온 저압의 냉기를 발생하도록 증발기가 설치된 열교환챔버와;
    상기 열교환챔버에서 발생된 냉기가 상기 냉동실 후방에서 토출되게 형성됨과 아울러 소정 유로를 통해 상기 열교환챔버에서 발생된 냉기의 일부가 상기 냉장실 전방에서 토출되게 형성되는 토출구와;
    상기 냉동실 및 냉장실 내를 순환한 냉기가 상기 열교환챔버 측으로 귀환되도록 상기 냉동실 및 냉장실 후방에 설치되는 흡입구와;
    상기 센서의 감지결과에 따라 상기 냉동실 및 냉장실과 상기 열교환챔버 사이에서 냉기흐름이 순환되도록 상기 열교환챔버의 흡입구 측에 설치되어 구동되는 팬을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 냉장고의 냉기순환장치.
  2. 냉동실 후방에 설치되는 열교환챔버에서 발생된 냉기가 상기 냉동실의 후방 및 냉장실 전방으로 토출되게 형성되는 토출구와; 상기 냉동실 및 냉장실 내를 순환한 냉기가 상기 열교환챔버 측으로 귀환하도록 상기 냉동실 및 냉장실 후방에 설치되는 흡입구와; 상기 열교환챔버의 흡입구 측에 설치되어서 상기 냉장실의 내부 온도에 따라 상기 냉동실 및 냉장실로부터 상기 열교환챔버 측으로 냉기흐름이 형성되게 구동되는 팬을 구비한 상태에서,
    상기 냉장실의 고내 온도를 감지하는 단계와;
    상기 감지된 냉장실의 고내 온도와 미리 설정된 기준온도를 비교하는 단계와;
    상기 비교결과 상기 고내 온도가 상기 기준온도보다 높으면 냉기가 순환되도록 상기 팬을 구동시켜 상기 냉동실 및 냉장실의 냉기를 흡입구로 흡입함과 아울러 그 흡입량만큼의 냉기를 상기 냉동실 및 냉장실로 토출하고, 반면 상기 고내 온도가 상기 기준온도보다 낮으면 상기 팬을 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 냉기순환방법.
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