KR101467272B1

KR101467272B1 - 냉장고

Info

Publication number: KR101467272B1
Application number: KR1020130015274A
Authority: KR
Inventors: 마사노부 오가와; 다쿠마 이케다
Original assignee: 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2014-12-01
Also published as: KR20140016798A; CN103575032A; JP5750085B2; CN103575032B; JP2014029226A

Abstract

본 발명은 광촉매를 활성화하는 조명 수단을 효율적으로 발광 제어함으로써 소비 전력을 저감할 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 저장실 내에 유기 가스나 악취 성분 등의 광촉매를 이용하여 처리해야 할 대상 가스의 가스 농도를 검지하는 가스 센서를 설치하여, 가스 센서의 검출값에 의해 저장실 내의 상태를 판정하고, 대상 가스 농도가 소정의 값보다 낮은 경우는 광촉매를 활성화하기 위한 조명 수단의 발광을 억제 또는 정지한다. 검출한 대상 가스의 가스 농도에 의해 광촉매의 활성화의 필요성을 판정하고, 이에 따라 광촉매를 활성화하는 조명 수단을 효율적으로 제어함으로써, 쓸데없는 전력의 사용을 억제해서 에너지 절약성을 향상시킬 수 있다.

Description

냉장고{REFRIGERATOR}

본 발명은 식품이나 음료수 등을 저장하는 냉장고에 관한 것이며, 특히 저장실에 광촉매를 설치한 냉장고에 관한 것이다.

최근, 냉장고의 대용량화에 수반하여 다양한 식품을 수납하게 되어, 냉장고 내의 위생, 제균, 탈취로의 관심이 높아져 있다. 예를 들면, 냉장고내를 제균·탈취하는 구성으로서는, 제균·탈취 기능을 갖는 광촉매를 냉기 통로에 배치하여, 순환하는 냉기 중의 악취나 균을 제거하는 구성이 알려져 있다.

예를 들면, 일본국 특개2003-322460호 공보(특허문헌 1)에는, 자외선 발광 다이오드 및 이산화티탄 등의 광탈취 촉매를 냉기 통로에 배치한 구성이 기재되어 있다. 이 구성에 있어서, 냉기 중의 악취 성분이 광촉매에 흡착하여, 자외선 발광 다이오드로부터 조사되는 자외선에 의해 광촉매가 활성화되고, 촉매 표면에 흡착한 악취는 산화 분해되어 탈취되는 것이다.

또한, 냉장고의 조명 장치에는 백열 전구 등이 이용되어 왔지만, 백열 전구는 발광시의 열량이 크고 냉각 효율이 악화되는 과제가 있다. 그래서, 백열 전구를 대체하는 고내(庫內) 조명으로서, 발광 다이오드가 이용되게 되어 왔다. 발광 다이오드는 발열량이 적고, 에너지 절약성이 높다.

일본국 특개 2008-75887호 공보(특허문헌 2)에는, 냉장고 내의 램프 커버 등에 광촉매를 도포하여, 발광 다이오드에 의한 광의 조사에 의해, 고내의 방오성(防汚性)·항균성을 향상시키는 구성이 기재되어 있다.

또한, 이외에 밀폐된 저장실에 광촉매와 발광 다이오드를 배치하고, 저장실 내의 유기 가스나 그 중의 악취 성분을 광촉매에 의해 탈취하는 구성도 제안되어 있다.

일본국 특개2003-322460호 공보 일본국 특개2008-075887호 공보

한편, 상기한 광촉매를 활성화하기 위해서는 광을 조사하기 위한 조명 수단, 예를 들면 발광 다이오드로의 전력 공급이 필요해지지만, 에너지 절약성의 관점에서는 사용 전력은 가능한 적게 억제될 필요가 있다. 그러나, 지금까지의 광촉매를 활성화하는 조명 수단인 발광 다이오드의 발광 제어는 고내의 유기 가스나, 그 중의 악취 성분의 상태에 상관없이, 일정량의 광조사를 계속해서 행하는 구성으로 되어 있었다.

이 때문에, 예를 들면, 냉장고 내에 유기 가스나 악취 성분을 발생시키는 식품이 없거나, 또는 적다고 했을 경우 등과 같이, 요(要)는 광촉매를 활성화할 필요가 없는데도, 일률적으로 발광 다이오드를 발광시켜서 필요 없는 전력을 낭비하고 있어서 비효율적이었다.

본 발명은, 광촉매를 활성화하는 조명 수단을 효율적으로 발광 제어함으로써 소비 전력을 저감할 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 특징은, 저장실 내에 유기 가스나 악취 성분 등의 광촉매를 이용하여 처리해야 할 대상 가스의 가스 농도를 검지하는 가스 센서를 설치하여, 가스 센서의 검출값에 의해 저장실 내의 상태를 판정하고, 대상 가스 농도가 소정의 값보다 낮은 경우는 광촉매를 활성화하기 위한 조명 수단의 발광을 억제, 또는 정지하는 발광 제어를 행하는 것에 있다.

본 발명에 의하면, 검출된 대상 가스의 가스 농도에 의해 광촉매의 활성화의 필요성을 판정하고, 이에 의해 광촉매를 활성화하는 조명 수단을 효율적으로 제어함으로써, 쓸데없는 전력의 사용을 억제해서 에너지 절약성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 냉장고의 중앙 종단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 되는 저장실의 하나인 냉장실의 최하단 공간부의 단면 사시도.
도 3은 도 2에 나타낸 냉장실에 형성된 밀폐 저장실의 종단면도.
도 4는 도 1에 나타낸 냉장실의 배면 패널의 정면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예가 되는 냉장고의 제어 블록도.
도 6은 대상 가스의 하나의 성분인 이산화탄소(CO₂)를 측정하는 CO₂센서의 CO₂농도와 출력 전압의 특정을 설명하는 특성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예가 되는 광촉매의 조명 수단의 동작 타이밍을 설명하는 타이밍 차트도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예가 되는 광촉매의 조명 수단의 동작 타이밍을 설명하는 타이밍 차트도.

이하, 본 발명의 실시형태에 관하여 도면을 이용하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적인 개념 중에서 다양한 변형예나 응용예를 그 범위에 포함하는 것이다.

(실시예 1)

이하에 본 발명의 제 1 실시형태에 관하여 설명하지만, 우선, 도 1 및 도 2를 참조하면서 냉장고의 구성에 관하여 설명한다. 또한, 도 1은 냉장고의 중앙 종단면도이며, 도 2는 도 1에 나타낸 냉장실의 최하단 공간부의 단면 사시도이다.

이들 도면으로부터도 분명한 바와 같이, 냉장고는, 냉장고 본체(1)와, 그 전면(前面)에 설치된 복수의 문(6), 문(7), 문(9), 및 문(10)을 구비해서 구성되어 있다. 냉장고 본체(1)는, 강판제의 외측 케이스(11)와, 수지제의 내측 케이스(12), 그것들 사이에 충전된 우레탄 발포 단열재(13) 및/또는 진공 단열재(도시 생략)로 구성되어 있고, 도면의 위로부터, 냉장실(2), 냉동실(3), 냉동실(4), 그리고, 야채실(5)의 순서대로, 복수의 저장실이 형성되어 있다.

바꿔 말하면, 최상단에는 냉장실(2)이, 그리고, 최하단에 야채실(5)이, 각각, 구획되어 배치되어 있고, 냉장실(2)과 야채실(5) 사이에는, 이것들 양실(兩室)로부터 열적(熱的)으로 칸막이된 냉동실(3), 냉동실(4)이 배설(配設)되어 있다. 냉장실(2) 및 야채실(5)은 냉장 온도대의 저장실이며, 냉동실(3), 냉동실(4)은 0℃이하의 냉동 온도대(예를 들면, 약 -20℃∼-18℃의 온도대)의 저장실이다. 이들 저장실(2∼5)은 칸막이 벽(34, 35, 36)에 의해 구획되어 있다.

냉장고 본체(1)의 전면에는, 전술한 바와 같이, 냉장실(2), 냉동실(3), 냉동실(4), 그리고, 야채실(5)의 전면 개구부를 폐쇄하기 위해서, 각각, 문(6), 문(7), 문(9), 및 문(10)이 설치되어 있다. 냉장실 문(6)은 냉장실(2)의 전면 개구부를 폐쇄하는 문, 냉동실 문(7)은 냉동실(3)의 전면 개구부를 폐쇄하는 문, 냉동실 문(9)은 냉동실(4)의 전면 개구부를 폐쇄하는 문, 그리고, 야채실 문(10)은 야채실(5)의 전면 개구부를 폐쇄하는 문이다. 또한, 냉장실 문(6)은 좌우 여닫이식의 양쪽 열림문으로 구성되고, 냉동실 문(7), 냉동실 문(9), 야채실 문(10)은 인출식 문으로 구성되며, 인출 문과 함께, 저장실 내의 용기가 인출되는 구조로 되어 있다.

상술한 구조의 냉장고 본체(1)에는, 냉동 사이클이 설치되어 있다. 이 냉동 사이클은, 압축기(14), 응축기(도시 생략), 캐필러리 튜브(도시 생략) 및 증발기(15), 그리고, 재차 압축기(14)가, 그 순서대로 접속되어서 구성되어 있다. 압축기(14)와 응축기는, 냉장고 본체(1)의 배면 하부에 설치된 기계실 내에 설치되어 있다. 증발기(15)는 냉동실(3, 4)의 후방에 설치된 냉각기실 내에 설치되고, 이 냉각기실에 있어서의 증발기(15)의 상방에는, 송풍팬(16)이 설치되어 있다.

증발기(15)에 의해 냉각된 냉기는, 여기서는 도시하지 않은 냉기 통로를 통해서, 송풍팬(16)에 의해 냉장실(2), 냉동실(3, 4) 및 야채실(5) 등, 각 저장실로 보내진다. 구체적으로는, 송풍팬(16)에 의해 보내지는 냉기는, 개폐 가능한 댐퍼를 통해서, 그 일부가 냉장실(2) 및 야채실(5)의 냉장 온도대의 저장실로 보내지고, 또한 나머지의 일부가 냉동실(3, 4)의 냉동 온도대의 저장실로 보내진다.

송풍팬(16)에 의해 냉장실(2), 냉동실(3, 4) 및 야채실(5)의 각 저장실로 보내지는 냉기는, 각 저장실 내를 냉각한 후, 냉기 반환 통로를 통과하여, 냉각기실로 돌아온다. 이렇게, 본 실시형태가 되는 냉장고는, 냉기의 순환 구조를 갖고 있고, 그리고, 각 저장실(2~5)을 적절한 온도로 유지한다.

또한, 냉장실(2) 내에는, 투명한 수지판으로 구성되는 복수단의 선반(17~20)이 분리 가능하게 설치되어 있다. 최하단의 선반(20)은, 내측 케이스(12)의 배면 및 양측면에 접하도록 설치되어, 그 하방 공간인, 소위, 최하단 공간(21)을 상방 공간으로부터 구획하고 있다. 또한, 각 냉장실 문(6)의 내측에는 복수단의 문 포켓(25~27)이 설치되고, 이들 문 포켓(25~27)은, 냉장실 문(6)이 닫힌 상태에서, 냉장실(2) 내로 돌출하도록 설치되어 있다. 냉장실(2)의 배면에는, 송풍팬(16)으로부터 공급된 냉기를 통과시키는 통로를 형성하는 배면 패널(30)이 설치되어 있다.

최하단 공간부(21)에는, 도 2에도 분명한 바와 같이, 좌로부터 순서대로, 냉동실(3)의 제빙 그릇에 제빙수를 공급하기 위한 제빙수 탱크(22), 실내를 밀폐(추가적으로는, 감압)해서 식품의 선도 유지 및 장기 보존하기 위한 밀폐 저장실(24)이, 각각 설치되어 있다. 밀폐 저장실(24)은, 냉장실(2)의 가로 폭보다 좁은 가로 폭을 갖고 있고, 냉장실(2)의 측면에 인접해서 배치되어 있다.

이 밀폐 저장실(24)에는 본 발명이 대상으로 하는 광촉매와 그 조명 수단인 발광 다이오드가 설치되어 있고, 밀폐 저장실(24) 내의 식품으로부터 발생되는 악취 성분이나 유기 가스를 광촉매에 의해 탈취하는 구성으로 되어 있다.

이 밀폐 저장실(24)은, 도 3으로부터도 분명한 바와 같이, 그 주위를 벽이나 문으로 둘러싸서 기밀하게 형성되어 있고, 그 때문에, 그 내부의 기체와 외부의 기체의 이동을 억제할 수 있다. 또한, 감압 수단을 접속함으로써 내부 압력을 대기압보다 저압으로 할 수 있다.

밀폐 용기의 상면에는 개구부를 설치하고, 그 개구부를 산화 텅스텐 등의 가시광으로 활성화되는 광촉매 도료를 도포한 투명한 평면판(52)을 개재해서 덮고, 개스킷(53)으로 밀봉한다. 그 외측에는 가시광(백색)을 조사하는 발광 다이오드(46)를 탑재한 기판을 조립한 덮개 부재(51)를 설치하고, 덮개 부재(51)는 평면판(52)을 가압함으로써 개구부를 밀봉하는 역할을 달성하고 있다.

다음으로, 도 4를 이용하여 도 1에 나타낸 배면 패널(30)의 상세에 관하여 설명한다. 이 배면 패널(30)에는, 냉장실(2)에 냉기를 공급하는 냉장실 냉각용 냉기 토출구(제 1 냉기 토출구)(31)와, 냉장실(2)의 최하단 공간(21)에 냉기를 공급하는 밀폐 저장실 냉각용 냉기 토출구(제 2 냉기 토출구)(32)와, 그리고 냉기 반환구(33)가 설치되어 있다. 냉기 반환구(33)는, 밀폐 저장실(24)의 배면 후방에 있어서, 냉장실(2)의 측면에 가까운 측에 위치해서 설치되어 있다.

또한, 냉기 토출구(31)는 밀폐 저장실(24)의 상면과 선반(20)의 하면의 극간을 향해서 설치되어 있다. 냉기 토출구(32)로부터 토출된 냉기는, 밀폐 저장실(24)의 상면과 선반(20)의 하면의 극간을 흘러, 밀폐 저장실(24)을 상면으로부터 냉각한다. 따라서, 밀폐 저장실(24) 내를 간접 냉각한다.

또한, 냉기 토출구(32)보다 상류 측에는, 밀폐 저장실(24) 내로의 냉기의 흐름을 제어하기 위한 댐퍼 장치(41)가 설치되어 있다. 이 댐퍼 장치(41)의 개폐는, 도시하지 않은 제어 장치에 의해 제어되고 있으며, 이에 따라 밀폐 저장실(24)로의 냉기 공급량이 제어된다.

또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 밀폐 저장실(24) 내의 온도를 상승시키기 위해서, 예를 들면 히터(43)가 설치되어 있다. 이 히터(43)는, 밀폐 저장실(24) 내의 하방 투영면에 설치되어 있고, 본 예에서는, 밀폐 저장실(24) 내의 저면과 거의 같은 정도의 면적의 히터로 하고 있다.

또한, 여기서는, 밀폐 저장실(24)을 냉장실(2)의 우측면에 근접해서 배치해서 밀폐 저장실(24)의 우측의 극간을 없앰과 함께, 밀폐 저장실(24)의 상면의 좌단부에는 도시하지 않은 선반(칸막이 벽)을 설치해서 밀폐 저장실(24)의 좌측 상부의 극간을 없애고 있으므로, 냉기 토출구(32)로부터 토출된 냉기는, 밀폐 저장실(24)의 좌우의 측방으로 분류되지 않고, 밀폐 저장실(24)의 상면을 흐른다.

이에 따라, 밀폐 저장실(24)의 상면을 냉각하는 냉기량을 증대함으로써, 밀폐 저장실(24) 내를 빠르게 냉각할 수 있다. 이 밀폐 저장실(24)의 상면을 냉각한 냉기는, 밀폐 저장실(24)의 전방으로부터 밀폐 저장실(24)의 좌측면을 통과하여 냉기 반환구(33)로 흡입되고, 냉기 반환 통로를 통과하여 냉각기실로 돌아온다. 냉기 반환구(33)는 밀폐 저장실(24)의 배면 후방에서 냉장실(2)의 측면에 가까운 측에 위치해서 설치되어 있기 때문에, 냉기는 밀폐 저장실(24)의 배면 및 좌측면에 접촉해서 냉각한다.

이렇게, 밀폐 저장실(24)은, 냉기가 그 외부를 통과함으로써 간접적으로 냉각된다. 따라서, 감압 상태로 함으로써 냉기의 대류를 억제하고, 또한 밀폐 용기 내에서 간접 냉각을 행함으로써 압축기의 온·오프에 의한 영향이나, 냉장고의 문의 개폐나 서리 제거 등의 온도 상승에 대하여도, 그 내부 온도로의 악영향을 억제하고, 따라서 항온에서 고습한 상태를 유지하는 것이 가능해진다. 한편, 냉장실(2)의 전체를 냉각한 냉기도, 또한 냉기 반환구(33)로 흡입된다.

또한, 제빙수 탱크(22)의 후방에는, 제빙수 펌프(28)가 설치되어 있다. 인출 케이스(23)의 후방, 또한 밀폐 저장실(24)의 후부(後部) 측방의 공간에는, 밀폐 저장실(24)을 감압하기 위한 감압 장치의 일례인 부압 펌프(29)가 배치되어 있다. 이 부압 펌프(29)는, 수납 케이스(도시 생략)에 수납되어 있고, 수납 케이스 내에는 부압 펌프(29) 이외에, 주위의 CO₂농도에 따라 그 전기적 출력이 변화되는 CO₂센서(45)(도시 생략)가 수납되어 있다.

이 CO₂센서는 반도체식, 고체 전해질식, 적외선식 중 어느 것을 사용해도 되지만, 본 실시예에서는 반도체식을 사용하고 있다.

본 실시예에 있어서는, 밀폐 저장실(24) 내의 공기를 부압 펌프(29)로 흡인하고, 수납 케이스 내의 CO₂센서(45)의 주변으로 확산시키도록 배치되어 있으며, CO₂센서(45)의 전기적 출력은 부압 펌프(29)가 온 했을 때에 검출 동작을 행하게 되어 있다. 또한, 부압 펌프(29)는 밀폐 저장실(24)의 측면에 설치된 펌프 접속부에 도관를 통해서 접속되어 있다.

또한, 상술한 밀폐 저장실(24)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 식품의 출입용 개구부(식품 출입용 개구부)를 갖는 박스 형상의 밀폐 저장실 본체(40)와, 밀폐 저장실 본체(40)의 식품 출입용 개구부를 개폐하는 밀폐 저장실 도어(50)와, 식품을 그 내부에 수납하고, 밀폐 저장실 도어(50)를 통하여, 밀폐 저장실(24) 내에 출입하는 식품 트레이(60)를 구비해서 구성되어 있다. 즉, 밀폐 저장실 본체(40)에서는, 그 밀폐 저장실 도어(50)의 식품 출입용 개구부를 닫음으로써, 밀폐 저장실 본체(40)와 밀폐 저장실 도어(50)로 둘러싸인 공간이 감압되는 저압 공간으로서 형성된다. 또한, 식품 트레이(60)는, 밀폐 저장실 도어(50)의 배면 측에 부착되어 있고, 밀폐 저장실 도어(50)의 이동에 수반하여 전후로 이동 가능하다.

밀폐 저장실(24)은, 그 식품 트레이(60)에 식품을 두고 밀폐 저장실 도어(50)를 닫음으로써, 그 내부가 밀폐 상태가 되고, 또한 냉장실 문의 개폐를 검지하는 문 개폐 스위치가 온되어서 부압 펌프(29)가 구동되어, 밀폐 저장실(24)이 대기압보다 낮은 상태로 감압된다. 이에 따라, 밀폐 저장실(24) 내의 산소 농도가 저하해서 식품 중의 영양 성분의 열화를 방지할 수 있다.

또한, 밀폐 저장실(24)이 밀폐되어서 감압된 상태가 된 후, 천장부에 설치한 발광 다이오드(46)를 점등시킴으로써 평면판(52)에 도포된 광촉매가 활성화된다. 그 결과, 식품 중의 악취 성분이나 유기 가스는 CO₂로 변화되어, 밀폐 용기 내를 탈취할 수 있다. 또한, 밀폐 용기 내를 CO₂농도가 높은 불활성 분위기로 함으로써 고기나 야채 등의 식품의 효소나 세포의 활성을 억제할 수 있다.

그리고, 밀폐 저장실 도어(50)를 전방으로 당김으로써, 밀폐 저장실 도어(50)의 일부에 설치된 압력 해제 밸브가 동작해서 밀폐 저장실(24)의 감압 상태가 해제되며, 그 결과, 대기압의 상태가 되고, 밀폐 저장실 도어(50)를 열 수 있다. 이에 따라, 간단하게 밀폐 저장실 도어(50)를 열고, 식품의 출입이 가능해진다.

다음으로, 도 5를 이용하여, 본 실시예의 냉장고에 있어서의 온도 전환의 제어 방법에 관하여 설명한다. 또한, 도 5는 본 실시예의 냉장고의 제어 방법을 설명하기 위한 제어 블록도이다.

도 5에 있어서, 예를 들면 마이크로 컴퓨터 등에 의해 구성되는 제어 장치(46)는, 냉장실(2)의 온도를 검출하는 온도 센서(42)에 의해 검출되는 온도와, 저장실인 냉장실(2), 냉동실(3), 냉동실(4), 야채실(5)의 온도가 설정되는 온도 조절부(44)에 의해 설정된 온도를 입력으로 해서, 그들 온도에 의거하여, 댐퍼 장치(41) 및 히터(43)로의 제어 신호를 출력한다. 또한, 밀폐 저장실(24)은 빙온 온도대, 또는 칠드 온도대 사이에서 그 온도가 전환 가능하게 되어 있다.

제어 장치(46)는 상술한 바와 같이 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되어 있으므로, 온도 제어(댐퍼 제어, 히터 제어, 압축기 제어 등)나 발광 다이오드의 발광 제어 등의 다양한 제어는, 내장되어 있는 불휘발성 메모리, 예를 들면 플래시 메모리에 기억된 프로그램에 의해 실행되는 것이다.

구체적으로는, 온도 센서(42)에서의 검출 온도가 어느 기준 온도(A)보다 낮을 경우에는, 댐퍼 장치(41)의 개도(開度)를 작게 하고, 또는 완전히 닫음으로써, 냉기량을 제어(억제)한다. 또한, 온도가 지나치게 낮아진 경우에는, 히터(43)를 통전시켜서 온도를 상승시키는 제어를 행하는 것이다.

반대로 온도 센서(42)의 검출 온도가 기준 온도(A)보다 높을 경우에는, 댐퍼 장치(41)의 개도를 크게 하여, 밀폐 저장실(24) 내의 냉기 유통 공간으로 냉기를 공급해서 밀폐 저장실(24) 내의 온도를 내리는 제어를 행하는 것이다.

또한, 본 실시예에 있어서는 온도 조정부(44)에는, 빙온 온도대와 칠드 온도대의 전환을 자동으로 행하는 「오토 모드」설정이 가능하며, 식품의 보존 온도대의 전환은 CO₂센서(45)의 전기적 출력에 의거하여 결정되는 구성으로 되어 있다.

예를 들면, 발광 다이오드(46)에 의한 조명을 행하지 않고 광촉매에 의한 촉매 기능을 발휘하지 않는 상태에 있어서, 밀폐 저장실(24) 내에 야채가 수납되어 있을 경우, 미리 정한 소정의 시간 내에 야채의 호흡 작용에 의해 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도가 상승한다. 이 상태에서 부압 펌프(29)가 온함으로써 밀폐 저장실(24)의 공기가 수납 케이스 내로 안내되어서, CO₂센서(45)의 주변에 확산되어, CO₂센서(45)의 전기적 출력이 저하된다. 한편, 고기나 생선이 보존되었을 경우에는 야채와 같이 호흡 작용이 없기 때문에, 소정 시간 내의 CO₂농도가 거의 변화하지 않으므로 전기적 출력은 그다지 변화되지 않는다. 이때, 촉매 기능이 작용하지 않으므로 고기나 생선으로부터의 유기 가스나 악취 성분은 CO₂로 변환되어 있지 않다.

이 특성을 이용함으로써 식품의 속성, 예를 들면 고기나 생선과, 야채의 구별을 행할 수 있다. 즉, 발광 다이오드(46)에 의한 조명을 행하지 않는 상태에서 CO₂센서(45)의 전기적 출력이 저하했을 경우에는, 야채가 보존되어 있다고 판단하여 칠드 온도대로 전환, 전기적 출력이 그다지 변화하지 않을 경우에는 고기나 생선이 보존되어 있다고 판단하여 빙온 온도대로 자동으로 전환하는 제어를 행한다. 이에 따라, 빙온 온도대와 칠드 온도대의 전환을 자동으로 행하는 「오토 모드」설정이 가능해져 있다.

다음으로, 식품의 판정을 완료한 후, 발광 다이오드(46)로의 통전을 개시하고, 평면판(52)에 도포된 광촉매를 활성화한다. 전술한 바와 같이, 식품이 들어 있으면 광촉매의 탈취 작용에 의해 CO₂가 발생하기 때문에, 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도는 상승한다. 발광 다이오드(46)로의 통전은 밀폐 저장실(24) 내의 밀폐가 유지되고 있는 한 계속된다.

밀폐 저장실(24) 내가 계속적으로 장시간 밀폐 상태에 있을 경우, 밀폐 용기의 미소한 누출에 의한 압력 상승분을 보정하기 위해서, 정기적으로 부압 펌프를 온하고, 밀폐 용기 내의 감압을 행한다. 이때, 식품이 들어 있으면 이에 의거하는 유기 가스나 악취 성분이 광촉매의 작용에 의해 CO₂로 변환되어 있으므로, 밀폐 용기 내의 CO₂농도는 상승해 있어, 밀폐 용기 내의 공기가 수납 케이스 내에 안내되면 CO₂센서의 전기적 출력은 저하하게 된다. 이 경우, 고기나 생선으로부터의 유기 가스나 악취 성분은 광촉매에 의해 CO₂로 변환되므로 그 농도는 시간과 함께 증가하는 경향이 된다.

단, 밀폐 저장실(24) 내에 식품이 수납되어 있지 않은 경우는, 유기 가스나 악취 성분이 애당초 존재하고 있지 않으므로 발광 다이오드(46)에 의해 광촉매를 활성화해도 CO₂농도는 변화하지 않고, CO₂센서의 전기적 출력은 변화하지 않는 상태를 유지한다.

이 특성을 이용함으로써 밀폐 저장실(24) 내에 식품(예를 들면, 고기나 생선, 야채 등)이 들어 있는지, 그렇지 않은지의 구별을 행할 수 있다. 즉, CO₂센서(45)의 전기적 출력이 저하했을 경우에는, 저장실(24) 내에 식품이 수납되어 있다고 판단하여, 발광 다이오드(46)로의 통전을 계속함으로써 광촉매에 의한 탈취 작용을 계속적으로 유효화하도록 제어한다.

한편, CO₂센서(45)의 전기적 출력이 변화하지 않을 경우에는 식품이 수납되어 있지 않다고 판단하여, 발광 다이오드(46)로의 통전을 정지함으로써 광촉매의 촉매 기능을 무효화해서 소비 전력을 억제하도록 제어한다.

여기서, 본 실시예는 발광 다이오드(46)의 발광 제어를 CO₂센서(45)에 의해 행하고 있지만, 요는 광촉매의 촉매 기능을 활성화할지, 또는 무효화할지의 판단을 할 수 있다면 충분하며, CO₂센서(45)가 아니어도 지장이 없다.

다음으로, 도 6 및 도 7을 이용하여 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도의 변화를 CO₂센서(45)에 의해 검출하고, 또한 발광 다이오드(46)를 제어하는 방법에 관하여 설명한다. 또한, 도 7에 있는 동작 타이밍 차트에 의한 부압 펌프(29)나 발광 다이오드(46)의 제어는 마이크로 컴퓨터의 플래시 메모리에 기억된 프로그램에 의해 실행되는 것이다.

도 6에 있는 바와 같이, CO₂센서(45)는 주위의 CO₂의 농도(ppm)에 의해 0∼5V의 전기적 출력을 발생시키는 반도체식 CO₂센서를 이용한 모듈이며, 예를 들면 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도가 Cx(ppm)였을 경우, CO₂센서(45)로부터 전압(Vx(V))이 출력된다. 이 전압(Vx)의 값에 의해, 제어 장치(46)가 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도를 검출해서 온도 제어나, 발광 다이오드(46)의 제어를 행하는 구성으로 되어 있다.

한편, 밀폐 저장실(24) 내에는 원래 대기 중에 포함되는 CO₂, 식품으로부터 발생된 CO₂, 식품을 수납할 때에 들어가는 사람의 날숨에 포함되는 CO₂ 등이 혼재해 있다. 이 때문에 전압(Vx)을 측정하는 것만으로는, 식품으로부터 발생된 CO₂나 광촉매의 촉매 작용에 의해 증가한 CO₂를 판단해서 검출할 수 없다.

이러한 CO₂의 발생 요인을 판단하는 방법을 도 7에 나타내는 동작 타이밍 차트에 의해 설명한다.

우선, 도 7의 (a)에 있는 바와 같이 냉장실 문(6)이 「폐」→「개」→「폐」가 되었을 때, 식품이 수납되었을 가능성이 있다고 판단하여, 도 7의 (b)에 있는 바와 같이 「폐」가 되었음과 동시에, 또는 소정 시간의 경과 후에 부압 펌프(29)를 Ta시간만큼 구동한다. 이때, 도 7의 (c)에 있는 바와 같이 발광 다이오드(46)의 구동은 정지되어 있으므로, 광촉매는 그 촉매 기능을 정지하고 있는 상태이다.

그리고, 이 상태에서는 도 7의 (d)에 있는 바와 같이 부압 펌프에 29에 의해 흡입되는 밀폐 용기 내의 공기는 대기나 사람의 날숨에 의한 CO₂가 섞인 것으로, 농도는 Ca(ppm)가 되어 있다.

따라서, 도 7의 (e)에 있는 바와 같이 CO₂센서(45)로 검출되는 전압은 CO₂농도가 그 정도로 높지 않으므로, 부압 펌프(29)가 구동되고 있는 기간 내에서의 전압은 최소값(Va)이 되어 있다.(부압 펌프(29)가 작동함에 따라서 CO₂센서(45)에 흘러 오는 CO₂농도가 높아지므로 CO₂센서(45)로 검출되는 전압은 낮아진다.) 이때 검출되는 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도 Ca는, 상술한 바와 같이 대기 중에 포함되는 CO₂나, 수납할 때에 유입한 사람의 날숨 등에 포함되는 CO₂가 혼재한 것이다. 이에 따라, 저장실(24) 내의 분위기가 초기의 상태로 설정된 것이 되어, 이때의 CO₂농도가 이하의 판정의 기준이 되는 것이다.

그 후, 도 7의 (b)에 있는 바와 같이 T1시간(예를 들면, 수 십분)의 대기 시간을 두고 재차 부압 펌프(29)를 Tb시간만큼 구동하고, 이 부압 펌프(29)가 구동되고 있는 기간 내에서의 전압은 최소값이 Vb가 된다.(부압 펌프(29)가 작동함에 따라서 CO₂센서(45)에 흘러 오는 CO₂농도가 높아지므로 CO₂센서(45)로 검출되는 전압은 낮아진다.) 이때도 발광 다이오드(46)의 구동은 정지되어 있으므로, 광촉매는 그 촉매 기능을 정지하고 있는 상태이다.

여기서, 밀폐 저장실(24)에 야채가 수납되어 있었을 경우, T1시간 동안에 야채의 호흡 작용에 의해 밀폐 용기 내부의 CO₂농도가 상승한다. 한편, 고기나 생선 등 CO₂를 발생시키지 않는 식품이 보존되었을 경우는, CO₂농도가 거의 변화하지 않는다. 이 이유는 악취 성분이나 유기 가스가 발생해도 광촉매에 의한 촉매 기능이 정지되어 있기 때문이다. 이때의 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도는 도 7의 (d)에 있는 바와 같이 농도 Cb(ppm)로 높아져 있다.

따라서, 제어 장치(46) 내부에서는, Vb=Va일 때에는 고기나 생선, Va>Vb일 때에는 야채가 수납되었다고 판단(추정)하는 것이 가능해진다.

또한, 식품으로부터 발생한 CO₂농도는 Va-Vb로 나타나며, Va-Vb의 값이 클수록 CO₂농도의 상승률이 높다. 즉, 보다 많은 야채가 수납되었다고 판단할 수 있다.

여기서, 부압 펌프(29)의 구동 시간인 Ta시간과 Tb시간의 관계는, Ta시간<Tb시간의 관계를 갖고 있다. 이 이유는, 최초의 부압 펌프(29)의 구동시(Ta시간)는 냉장실 문(6)이 「폐」→「개」→「폐」로 동작된 후이므로 밀폐 저장실(24) 내의 공기압이 높고, 다음 부압 펌프(29)의 구동시(Tb시간)에는 이미 밀폐 저장실(24) 내의 공기가 감압되어 있는 것에 기인하고 있다. 즉, 이 기압의 고저에 따라 CO₂센서(45)에 흘러 오는 공기량의 차가 나므로 검출 정밀도를 높이기 위해서 Tb시간을 길게 하고 있다.

다음으로, 도 7의 (b)에 있는 바와 같이 Tb시간 동안만큼 부압 펌프(29)를 동작시키고, 그 후에 도 7의 (c)에 있는 바와 같이 부압 펌프(29)를 정지시킴과 동시에, 또는 소정 시간의 경과 후에 발광 다이오드(46)로의 통전을 개시하여 광촉매에 광에너지를 공급해서 촉매 기능을 활성화하도록 한다. 이 상태에서는 야채, 고기, 생선 등으로부터 발생된 유기 가스나 악취 성분은 광촉매의 촉매 기능에 의해 CO₂로 변환되게 된다. 이때의 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도는 도 7의 (d)에 있는 바와 같이 농도 Cc(ppm)로 높아져 있다.

그 후, 도 7의 (b)에 있는 바와 같이 T2시간(수 시간)을 두고, 재차 부압 펌프(29)를 Tc시간만큼 구동하고, 도 7의 (e)에 있는 바와 같이 이 부압 펌프(29)가 구동되고 있는 기간 내에서의 전압은 최소값이 Vc가 된다.(부압 펌프(29)가 작동함에 따라서 CO₂센서(45)에 흘러 오는 CO₂농도가 높아지므로 CO₂센서(45)로 검출되는 전압은 낮아진다.)

여기서, 밀폐 저장실(24) 내에 식품이 수납되어 있었을 경우, 발광 다이오드(46)로부터의 광의 조사에 의해 광촉매의 촉매 기능에 의해 밀폐 저장실(24)의 내부의 CO₂농도가 상승하고, 반대로 식품이 수납되어 있지 않은 경우는 CO₂농도가 거의 변화하지 않는다. 즉, 제어 장치(46) 내부에서는, Vc=Vb일 때에는 식품이 수납되어 있지 않고, Vb>Vc일 때에는 야채, 고기, 생선 등의 식품이 수납되어 있다고 판단하는 것이 가능해진다. 또한, 도 7의 상태는 식품이 수납되어 있다고 하여, 발광 다이오드(46)에 통전을 계속하고 있다.

따라서, 식품이 수납되어 있다고 판단된 경우는 발광 다이오드(46)의 통전을 유지해서 광촉매에 광에너지를 공급하고, 식품이 수납되어 있지 않다고 판단된 경우는 발광 다이오드(46)의 통전을 정지해서 광촉매에 광에너지를 공급하는 것을 정지하도록 하고 있다.

이렇게, 광촉매를 활성화하지 않는 상태에서 부압 펌프(29)를 T1시간의 간격을 두고 2회 구동하고, 이때의 CO₂의 농도 변화로부터 어떤 식품으로부터 CO₂가 발생한 것인지 판단(추정)하는 것이 가능해진다.

또한, 광촉매를 활성화한 상태에서, T2시간의 간격을 두고 재차 부압 펌프(29)를 구동하고, 이때의 CO₂의 농도 변화로부터 광촉매의 촉매 기능에 의해 증가한 CO₂가 있는지의 여부를 검출하고, 저장실(24) 내의 식품의 유무를 판정하는 것이 가능해진다. 그리고, 저장실(24) 내에 식품이 없다고 판단되면 발광 다이오드(46)의 통전을 정지함으로써 광촉매의 촉매 기능을 무효화하여 소비 전력을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는 저장실(24) 내에 식품이 없다고 판단되면 발광 다이오드(46)의 통전을 정지하도록 하고 있지만, 통전 정지하는 것이 아니라, 통전량을 저감해서 광에너지의 발생량을 적게 함으로써 소비 전력을 억제하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예에 있어서는 T2시간을 두고 Tb시간과 Tc시간 동안에 부압 펌프(29)를 구동해서 밀폐 저장실(24) 내의 식품의 유무를 판단하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 이 동작을 더 추가해서 밀폐 저장실(24) 내의 식품의 유무를 판단하도록 해도 된다.

(실시예 2)

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관하여 도 8을 이용하여 설명하지만, 도 7과 많은 부분에서 중복되고 있으므로, 중복된 부분에 관하여는 설명을 생략한다.

상기의 실시예 1에서 설명한 냉장고에 이용되는 반도체식 CO₂센서(45)는, 센서 주위의 온도나 습도에 의해 센서 감도가 변화되어서 그 전기적 출력도 변화하게 되는 특성을 갖고 있다.

그 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이 온도나 습도가 변화되면, CO₂농도가 증가했음에도 불구하고, 1회째의 측정값(Va)과 2회째의 측정값(Vb)이 가까운 값이 되고, CO₂농도가 상승해 있지 않은 것으로 오검출할 경우가 있다.

그래서, 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도를 주위의 온도나 습도가 변화한 경우에도 정확하게 측정하기 위한 방법에 관하여 설명한다. 여기서, 도 8에 있어서 냉동실 문의 개폐, 부압 펌프(29)의 동작, 발광 다이오드(46)의 통전 상태 등은 도 7과 마찬가지이다.

우선, 도 8의 (a)에 있는 바와 같이 부압 펌프(29)의 구동 시간인 Ta시간의 기간 내에, CO₂센서(45)의 전기적 출력의 최대값(Vamax)과 최소값(Vamin)을 측정한다. 또한, 이 측정값으로부터 그 변화량ΔVa=(Vamax-Vamin)을 구한다.

이때의 CO₂센서(45)의 전기적 출력의 변화량ΔVa은 Ta시간 내에서의 온도, 습도에 있어서의 CO₂농도의 검출값이라고 간주한다.

마찬가지로 Tb시간, 및 Tc시간의 기간 내에서의 CO₂센서(45)의 전기적 출력의 최대값(Vbmax, Vcmax)과 최소값(Vbmin, Vcmin)을 측정한다. 또한, 이 측정값으로부터 그 변화량ΔVb=(Vbmax-Vbmin)을 구한다. 또한, 이 측정값으로부터 그 변화량ΔVc=(Vcmax-Vcmin)을 구한다.

이때의 전기적 출력의 변화량ΔVb 및 변화량ΔVc은 각각 Tb시간, 및 Tc시간의 기간 내에서의 온도, 습도에 있어서의 CO₂농도의 검출값이라고 간주한다.

여기서, ΔVa, ΔVb, ΔVc은 각각의 측정 환경에 있어서의 측정값이기 때문에, 온도, 습도의 영향에 의한 전기적 출력의 변화를 배제하고, CO₂농도의 증감에 의한 전기적 출력의 변화를 포착하고 있다고 할 수 있다.

따라서, ΔVa=ΔVb의 경우는 밀폐 저장실(24)에 고기나 생선, 또는 아무것도 보존되어 있지 않다고 판단하고, ΔVb>ΔVa의 경우는 T1시간 중에 밀폐 저장실(24) 내의 CO₂농도가 상승해 있어, 야채가 수납되었다고 판정할 수 있다. 또한, ΔVb=ΔVc의 경우는 밀폐 저장실 내에 식품은 수납되어 있지 않고, ΔVc>ΔVb의 경우는, T2시간 중에 밀폐 저장실 내에 식품이 수납되어 있다고 판정할 수 있다.

또한, ΔVb=ΔVc은 반드시 같은 것을 조건으로 하지 않고, 소정의 폭의 범위이면 거의 같다고 판단하는 것을 포함하는 것이다.

이상과 같은 측정 방법에 의해 CO₂센서(45)의 검출 정밀도를 보다 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태가 되는 본 실시예에 있어서는 밀폐 저장실에 광촉매와 발광 다이오드를 설치한 냉장고에 관하여 설명했지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 종래 기술에서 설명한 바와 같은 냉장고에 관하여도 적용할 수 있는 것이다. 요는, 광촉매를 조명 수단으로 조명해서 활성화하는 장치를 구비한 냉장고에 관하여 적용할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 저장실 내에 유기 가스나 악취 성분 등의 광촉매를 이용하여 처리해야 할 대상 가스의 가스 농도를 검지하는 가스 센서를 설치하고, 가스 센서의 검출값에 의해 저장실 내의 상태를 판정하며, 대상 가스 농도가 소정의 값보다 낮은 경우는 광촉매를 활성화하기 위한 조명 수단의 발광을 억제, 또는 정지하는 발광 제어를 행하도록 하고 있다.

이러한 본 발명에 의하면, 검출한 대상 가스의 가스 농도에 의해 광촉매의 활성화의 필요성을 판정하고, 이에 따라 광촉매를 활성화하는 조명 수단을 효율적으로 제어함으로써, 쓸데없는 전력의 사용을 억제해서 에너지 절약 성능을 향상시킬 수 있다.

1…냉장고 본체, 2…냉장실, 3, 4…냉동실, 5…야채실, 6…냉장실 문, 7, 9…냉동실 문, 10…야채실 문, 11…외측 케이스, 12…내측 케이스, 13…발포 단열재, 14…압축기, 15…증발기, 16…송풍팬, 24…밀폐 저장실, 25~27…문 포켓, 28…제빙수 펌프, 30…배면 패널, 31…제 1 냉기 토출구, 32…제 2 냉기 토출구, 33…냉기 반환구, 34~36…칸막이 벽, 37…냉기 반환 통로, 40…밀폐 저장실 본체, 41…댐퍼 장치, 42…온도 센서, 43…히터, 44…온도 조절부, 45…CO₂센서, 46…발광 다이오드, 47…제어 장치, 50…밀폐 저장실 도어, 51…덮개부, 52…평면판, 53…개스킷, 60…식품 트레이.

Claims

냉장고 본체 내에 설치된 복수의 저장실과,
상기 복수의 저장실에 냉기를 보내는 냉기 통로와,
상기 저장실을 개폐하는 저장실 문과,
상기 복수의 저장실, 및 상기 냉기 통로 중 적어도 하나에 설치된 광촉매와,
상기 광촉매를 활성화하기 위해서 상기 광촉매에 광에너지를 공급하는 조명 수단과,
상기 복수의 저장실, 및 상기 냉기 통로 중 적어도 하나에 존재하는 적어도 하나의 가스 성분의 가스 농도를 소정의 시간 간격을 두고 적어도 2회 검지하는 가스 센서와,
상기 가스 센서에 의해서 검지된 복수의 검출값의 차분값에 의거하여 상기 저장실 내의 식품의 존재 유무를 판단하고, 상기 판단의 결과에 의거하여 상기 조명 수단의 광에너지를 제어하는 조명 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 냉장고.
냉장고 본체 내에 설치된 복수의 저장실과,
상기 복수의 저장실에 냉기를 보내는 냉기 통로와,
상기 저장실을 개폐하는 저장실 문과,
상기 복수의 저장실 중 하나에 설치된 밀폐 저장실과,
상기 밀폐 저장실 내의 기체를 외부에 배출하는 진공 펌프와,
상기 밀폐 저장실에 설치된 광촉매와,
상기 광촉매를 활성화하기 위해서 상기 광촉매에 광에너지를 공급하는 상기밀폐 저장실에 설치된 조명 수단과,
상기 밀폐 저장실에 존재하는 적어도 하나의 가스 성분의 가스 농도를 소정의 시간 간격을 두고 적어도 2회 검지하는 가스 센서와,
상기 가스 센서에 의해서 검지된 복수의 검출값의 차분값에 의거하여 상기 저장실 내의 식품의 존재 유무를 판단하고, 상기 판단의 결과에 의거하여 상기 조명 수단의 광에너지를 제어하는 조명 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조명 제어 수단은, 상기 가스 센서의 검출값에 의해 가스 농도가 상승해 있다고 판단했을 경우에는 상기 조명 수단에 의한 광에너지의 공급을 계속하고, 가스 농도가 상승해 있지 않다고 판단했을 경우에는, 상기 조명 수단에 의한 광에너지의 공급을 정지하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 2 항에 있어서,
상기 조명 제어 수단은, 상기 가스 센서에 의한 가스 농도의 검출을 소정 시간의 간격을 두고 적어도 2회 행하고, 1회째의 검출값과 2회째의 검출값의 차분에 의해 가스 농도의 증감을 검출하고, 이 차분이 소정값 이상이면 상기 밀폐 저장실에 식품이 있는 것으로 해서 상기 조명 수단에 의한 광에너지의 공급을 행하고, 상기 차분이 소정값 미만이면 상기 밀폐 저장실에 식품이 없는 것으로 해서 상기 조명 수단에 의한 광에너지의 공급을 정지 또는 억제하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 2 항에 있어서,
상기 조명 제어 수단은, 상기 가스 센서에 의한 가스 농도의 검출을 제 1 소정 시간 내에 있어서의 검출값의 최대값과 최소값의 제 1 변화량과, 상기 제 1 소 정 시간으로부터 소정의 시간을 경과한 제 2 소정 시간 내에 있어서의 상기 가스 센서의 검출값의 최대값과 최소값의 제 2 변화량을 비교하여, 상기 제 2 변화량이 상기 제 1 변화량보다 클 경우에는 상기 밀폐 저장실에 식품이 있는 것으로 해서 상기 조명 수단에 의한 광에너지의 공급을 행하고, 상기 제 2 변화량이 상기 제 1 변화량과 같을 경우에는 상기 밀폐 저장실에 식품이 없는 것으로 해서 상기 조명 수단에 의한 광에너지의 공급을 정지 또는 억제하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 가스 센서는, CO₂농도에 따라 센서 검출값이 증감하는 CO₂센서이며, 반도체식, 고체 전해질식, 적외선식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 냉장고.