KR19980018136U - 냉장실 에어커튼 출력 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉장고의 빈번한 도어 오픈에 의한 고내식품의 보존성을 고려하여 도어 오픈 시에는 냉기샤워가 일어나게 하는 내장고의 온도제어시의 고내 과냉 방지 기술을 제안한다.

본 고안의 특징은 냉장고의 냉동실과 냉장실을 구획하는 사절판의 냉장실측 상단에는 도어 측으로 전면부 상단을 따라 냉기샤워부(29)를 가지는 냉기통로(27)를 설치하고, 상기 냉기통로(27)의 내측에는 냉각기(17)로부터 만들어지는 냉기를 도어 측 전면부 상단의 냉기샤워부(29)에 강제 이송하기 위한 에어커튼 팬(21)을 설치하고, 냉장고의 냉동실도어의 오픈 및 클로즈시의 도어스위치(26)의 온/오프 접점 신호를 입력하는 마이컴(20)을 통하여 상기 에어커튼 팬(21)을 구동 제어할 때, 도어클로즈 시에는 도어 오픈시보다 냉기출력을 낮추기 위해 파워 트랜스(37)의 입력측 하이 전압단에 접속된 에어커튼 팬(21)을 파워 트랜스(37)서 입력측 로우 전압단으로 스위치하여 그의 RPM을 낮추기 위한 전압선택 스위치(35)를 설치하고, 이 전압선택 스위치(35)는 마이컴으로 부터의 도어클로즈 감지 출력으로 제어되게 연결하여 구성함에 있다.

Description

냉장실 에어커튼 출력 조절장치

본 고안은 냉장고 도어의 빈번한 오픈/클로즈에 기인하는 도어 내측부근에서의 온도 편차를 줄일 수 있고 또한 도어오픈시 고내 냉기의 외부 유출을 최소화 시킬 수 있는 냉장실 에어 커튼 장치에 관한 것으로, 특히 이러한 냉기 에어커튼을 이용하여 도어클로즈시에 고내온도를 안정화 시키고자할 때 과냉 현상을 방지할수 있는 냉장실 에어커튼 출력조절 장치에 관한 것이다.

일반적인 냉장고의 냉동을 위한 냉매의 흐름과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 컴프레서에서는 프레온 가스등과 같은 냉매를 고온· 고압으로 압축하여 보조 방열 파이프로 내보낸다.

상기 보조방열 파이프는 냉장고의 하단에 설치되는 제상수 저수용 증발그릇 내에 배치되고 있다.

이 보조방열 파이프는 그의 내부를 흐르는 고온(70℃∼80℃) 의 냉매에 의하여 증발그릇 내로 모아지게 되는 제상수를 증발시키게 된다.

이때 고온의 냉매가 다소 냉각되는 이중효과를 얻게 된다.

상기 보조방열파이프를 거친 냉매는 핫파이프를 관통하게 된다.

핫파이프는 냉장고의 도어측 캐비네트 내부 앞부분을 지나가도록 설치되는데, 이 핫파이프의 기능은 도어오픈에 따른 냉장고 실내 외기 교환시 고내온도와 외부 온도차에 의해 발생되는 이슬 맺힘 현상을 제거하는데 있다.

이후, 냉매는 후판 파이프와 와이어 콘덴서 파이프를 더 거치면서 충분히 냉각되어 액화상태가 된 후 드라이어를 통과하게 된다.

와이어 콘덴서 파이프까지 통과하면서 고온으로부터 냉각된 냉매는 그 냉매가 흐르게 되는 파이프에서의 내외기 온도차에 따라 수분이 생성되어 액상의 냉매에 포함되게 되는데, 이를 그대로 열 교환시키게 되면 냉매와 물의 열 교환 계수 차에 의해 냉각효율의 현저한 저하를 가져오게 된다.

이러한 현상에 대한 대책으로 드라이어를 와이어 콘덴서 파이프 후단에 설치하여, 액상의 냉매에 포함된 수분 성분이 여기에서 제거되게 하고 있다.

상기 드라이어를 거치면서 수분이 제거된 저온 고압의 냉매는 모세관 (캐피라리 튜브)에 공급된다.

이 모세관에서는 냉매의 압력을 급격히 고압에서 저압으로 단열 팽창시켜 냉매를 저온저압으로 만들어 약 -30℃ 정도의 온도강하를 만들어 내게 된다.

이렇게 모세관까지 거치면서 저온 저압화된 액상의 냉매는 냉각기에서 급속히 기상화되면서 주위의 온도를 빼앗아 냉동실용 냉기를 만들게 된다.

어큐물레이터는 냉각기에서 충분히 기화되지 못한 액상의 냉매를 분리해 내 컴프레서측으로 순수한 기상의 냉매만 공급되게 하는 역할을 한다.

이와 같은 냉동 사이클에 의해서 냉각기의 온도는 대략 마이너스 40도 정도로 내려가게 되며, 이렇게 냉각기에서 만들어진 냉기는 주로 냉동실 팬(이하 F 팬 이라 약한다) 에 의해서 냉동실로 투입되고 또한 그 일부는 냉장실 팬(이하 R 팬이라 약한다)에 의해서는 냉장실로 투입되게 된다.

이에 따라서 냉동실의 실내온도는 약 마이너스 25도 정도로 냉각되게 되고, 냉장실의 실내온도는 마이너스1, 2도에서 플러스 4,5도 정도로 냉각되게 된다.

그러나 이와 같은 냉장고의 고내온도의 유지는 온도센서의 온도감지 출력에 기초하여 마이컴이 컴프레서 및 냉각 팬 등을 제어하는 것으로 달성되게 되기 때문에, 고내온도는 실제로 고내온도를 감지하게 되는 온도센서의 설치 점의 온도로 특정하는 것일뿐 고내온도의 전체 평균값이 되는 것은 아니라는 문제점을 가지게 되는 것이다.

냉장고의 고내온도 분포를 보면 비교적 공간부 좁게 설계되고 있고 또한 도어의 오픈 회수가 적은 냉동실에서는 그 편차가 낮기 때문에 전체적으로 고른 온도 분포로 유지되고 있지만, 상대적으로 넓은 공간부로 설계되고 있으며 빈번한 도어 오픈이 일어나게 되는 냉장실에서는 그 온도편차가 크게 나타날 수밖에 없다.

특히 냉장실의 도어의 빈번한 오픈은 결국 도어 내측근방의 고내온도를 냉장실의 다른 부위의 온도 보다 훨씬 높게 만들기 때문에 이 부위에 위치하게되는 음식들은 그 보존기간이 짧아질 수 밖에 없는 것이다.

본 고안의 목적은 냉장고의 냉장실의 고내온도를 설정온도까지 냉각시키는데 걸리는 시간을 단축 시킬 수 있고 또한 도어의 빈번한 오픈에 대해서도 고내 온도의 위치간 부분적인 온도 편차를 최소화 시킬 수 있게되는 냉장실 에어커튼 시스템이 적용된 냉장고에서 이 에어커튼의 동작에 따른 고내과냉을 방지하기 위한 에어커튼 냉기출력 제어장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 특징은 냉장고에서 냉동실과 냉장실을 구획하는 사절판을 따라서 도어측 전면부 상단에는 냉기샤워부(슬리트 또는 다수의 오프닝)를 가지는 냉기통로를 형성하고, 상기 냉기통로의 내측에는 냉각기로부터 만들어지는 냉기를 도어측 전면부 상단의 냉기샤워부에 강제 이송하기 위한 에어커튼 팬을 형성하고, 냉장고의 냉동실도어의 오픈 및 클로즈시의 도어스위치의 온/오프 접점 신호를 입력하는 마이컴에 의해 상기 에어커튼 팬을 구동 제어할 때 도어클로즈 시에는 도어 오픈시보다 냉기출력을 낮추어 제어하도록 구성하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따라 냉장실에 설치된 에어커튼 장치를 설명하기 위한 냉장고의 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 에어커튼 조절장치의 회로 구성도.

도 3은 본 고안 장치를 설명하기 위한 흐름도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **

20 : 마이컴 21 : 에어커튼 팬

22 : R(냉장) 팬 23,24 : 증폭기

25 : 포토커플러 26 : 도어스위치

27 : 냉기통로 28 : F(냉동) 팬

29 : 냉기샤워부 30 : 보호회로

31 : 정류회로 32 : 상용전원

33,34 : 릴레이 35 : 전압선택스위치

37 : 파워 트랜스

첨부한 도면에 기초하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 에어커튼 장치의 개략적인 구조를 보인 냉장고의 단면 구조도 이다.

여기에서 보인 바와 같이, 냉장고의 냉동실과 냉장실을 구획하는 사절판의 냉장실측 상단에는 도어 측으로 전면부 상단을 따라 냉기샤워부(29)를 가지는 냉기통로(27)를 설치한다.

상기 냉기통로(27)의 내측에는 냉각기(17)로부터 만들어지는 냉기를 도어측 전면부 상단를 따라 형성되고 있는 냉기샤워부(29)에 강제로 이송시키기 위한 에어커튼 팬(21)을 설치한다.

상기 에어커튼 팬(21)은 아래에서 설명하게될 냉장고의 냉동실도어 오픈시의 도어스위치(26)의 온 접점 신호를 받아 들이게되는 마이컴(20)에 의해 구동 제어되게 구성한다.

도 2는 본 고안 에어커튼 장치를 구동 제어하기 위한 회로구성도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 냉장고의 시스템 제어용 마이컴(20)의 입력단자(I1)에는 냉장고의 냉장실 도어스위치로 부터 발생되는 도어오픈 감지 신호가 인가되게 한다.

그 회로 구성을 구체적으로 살펴보면, 도어 스위치(26)가 냉장고의 도어 오픈을 감지할 때 발생하는 스위치 온 접점에 의해서는 상용 교류 전원(32)의 전압이 정류회로(31)를 거쳐 정류된 후 포토커플러(25)의 입력단자측(포토 다이오드 측)으로 인가되게 연결한다.

상기 포토 커플러(25)의 출력단자측(포토 트랜지스터 측)에 나타나게 되는 Vcc레벨의 로직 신호출력은 CR 보호회로(30)를 거쳐 상기 마이컴(20)의 입력단자에 인가되게 연결하여 구성한다.

또한 상기 마이컴(20)의 제1,2 출력단자(O1,O2)에서 출력되는 각각의 에어커튼 팬 제어신호와 냉장실 팬 제어신호는 각각 제1,2증폭기(23,24)를 통하여 제1,2 릴레이(33,34) 구동신호로 제공되게 연결하고, 상기 제1,2릴레이(33,34)의 접점에 의해서는 에어커튼(AC)팬 (21)과 R팬(22)측으로 구동전압이 인가되게 연결하되 상기 에어커튼 팬(21)에는 전압 선택 스위치(35)에 의해 선택된 파워트랜스(37) 입력측의 220V와 240V의 전압이 선택적으로 인가되게 연결하여 구성한다.

이와 같이 구성된 본 고안장치의 회로구성에 따른 냉장고 에어커튼 시스템의 작동관계를 앞의 도 1 및 도 2와 도 3에서 보이고 있는 흐름도에 기초하여 설명하면 다음과 같다.

냉장실 도어 스위치(26)는 냉동실과 냉장실의 격판인 사절판상에 설치되고 있어 냉장고의 냉장실 도어를 열게 되면 스위치 온 접점을 발생하게 된다.

이때의 온접점 신호는 상용전원(32)의 교류전압을 정류회로(31)에 입력되게 하여 직류전압으로 바뀌게 한 다음 포토커플러(25)의 입력 측으로 입력되게 한다.

상기 포토커플러(25)의 입력 측은 포토다이오드로 만들어지고 그의 출력 측은 포토트랜지스터로 만들어지고 있기 때문에, 이 포토커플러(25)의 출력 단에서는 입력단측의 전압 레벨과는 전기적으로 분리된 Vcc 레벨의 로직 출력값이 얻어지게 된다.

이러한 포토커플러(25)의 로직출력값은 CR 보호회로(30)를 통하여 마이컴(20)의 입력단자(I1)에 인가되게 될 것이다.

이에 따라서 냉장실의 도어 오픈여부를 도어스위치(26)의 접점발생 유무로 판단하는 제1단계가 마이컴(20)에서 실행하게 된다.

상기 제1단계에서 도어오픈에 의한 도어스위치(26)의 온이 감지되면 마이컴(20)은 미리 설정한 제1작동시간(T1) 동안 증폭회로(23)를 통하여 제1릴레이(33)를 구동시키기 위한 신호를 발생한다.

상기 제1릴레이(33)의 구동에 의해 그의 접점이 온 되면 에어커튼 팬(21)에는 전압선택 스위치(35)를 통한 구동전압이 인가되게 되는데, 이때(도어오픈시)에는 상기 마이컴의 제3출력단자(O3)의 출력에 의해 상기 전압선택 스위치(35)는 파워 트랜스(37) 입력측 240V 단자인 하이 전압 단자위치를 선택하게 된다.

따라서 에어커튼 팬(21)은 높은 RPM 으로 회전하게 되므로 내기토출부로 부터의 냉기 토출 출력이 증가하게 된다.

상기 제1작동시간(T1)은 30초 정도로 설정하는 것이 바람직하며 필요에 따라서 또는 계절별로 달리 설정될 수도 있다.

이러한 과정을 통해 에어커튼 팬(21)이 제1설정시간 동안 가동하고 나면 냉장실 도어의 클로즈여부에 상관하지 않고 에어커튼팬의 작동은 그대로 종료하게 된다.

이는 사용자의 실수로 인하여 냉장고 도어가 완전히 닫히지 않은 경우에 무한정 에어커튼 기능이 실행됨에 따른 컴프레서 등의 고장발생을 방지하기 위함이다.

한편, 상기 제1단계에서 도어오픈 조건이 아니면 이때 도어 닫힘이 일어난 것이므로 마이컴은 냉장 팬(22)의 작동여부를 판단하는 제3단계를 실행한다.

여기에서 냉장 팬(22)이 작동중임이 감지되면 마이컴(20)은 에어커튼 팬(21)을 오프하고 에어커튼 작동 모드를 종료하는 제4단계를 실행하게된다.

그러나 상기 제3단계에서 냉장팬 작동중이 아니면 마이컴은 미리 설정한 제2작동시간(T2) 동안 상기 에어커튼 팬을 가동하는 제5단계를 실행한다.

이때 마이컴(20)의 제3출력단자(O3)의 출력레벨이 스위치되게 되므로 전압선택 스위치(35)는 파워 트랜스(37)의 입력측 220V 단자인 로우 전압단자를 선택하게 된다.

그러므로 이 조건에서는 에어커튼 팬의 RPM 이 낮아져 냉기의 토출 출력이 감소하게 된다.

상기 제2작동시간(T2)은 2분 정도로 설정하는 것이 바람직하며 필요에 따라서 또는 계절별로 달리 설정될 수도 있다.

제5단계에 의한 제2설정시간(T2) 동안의 에어커튼 팬(21) 가동도중 냉장팬(22) 작동신호 온 여부를 판단하여 여기에서 R 센서에 기초한 냉장팬 작동신호가 발생되면 즉시 에어커튼 팬의 작동을 오프하고 냉장팬 작동신호가 없으면 정해진 제2작동시간 동안 에어커튼 팬을 가동한 후 오프하고 종료하는 제6단계를 실행하는 것으로 냉장고의 에어커튼 방식을 이용하여 고내온도를 설정온도까지 신속하게 도달시킬 수 있게 한다.

이상에서 설명하고있는 본 고안은 냉장고의 냉동실 도어의 빈번한 여닫음에 기인하여 냉장고의 도어 측에 배치된 식품이 그 내측에 배치된 식품에 비하여 상대적으로 열악한 온도조건에 놓여있게 되는데, 이에 따른 식품의 보존성이 떨어지게 되는 문제를 해결하기 위해서 에어커튼 장치를 고내 상단부의 사절판측에 마련하여놓고 냉장고 이용자가 도어를 열게 되면 일정시간동안 냉기가 별도의 팬에 의해 샤워처럼 뿜어져 내리게 함으로써 이때 형성되는 에어커튼에 의한 고내 분위기 온도와 외기 온도와의 교류 차단을 통하여, 도어 오픈에 따른 고내온도 변화를 최소화 시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 본 고안은 도어오픈에 이어 도어 닫힘이 일어나게 되면 고내온도가 오픈이전보다 필연적으로 상승하게 되는데, 이때에는 도어 닫힘 직후 냉각 팬이 가동하지 않고 있는 범위 내에서 상기의 에어커튼에 의한 냉기 샤워가 실행되게 함으로써 고내온도를 매우 빠른시간내에 이전의 온도 값으로 신속하게 도달시킬 수 있어 냉장식품의 보존성을 높일 수 있게 된다.

특히 본 고안은 도어의오픈 및 클로즈 여부를 판단하는 것으로 냉장실 냉각과 에어커튼 기능을 스위치 시킬때,동일한 냉기토출 출력을 이용하게 됨에 따른 고내 과냉현상을 방지할수 있게 한다.

Claims (1)

1. 냉장고에서의 식품 보존성능을 향상시키기 위해 고내온도를 안정화 시키기 위한 장치에 있어서, 냉장고의 냉동실과 냉장실을 구획하는 사절판의 냉장실측 상단에는 도어 측으로 전면부 상단을 따라 냉기샤워부(29)를 가지는 냉기통로(27)를 설치하고,

   상기 냉기통로(27)의 내측에는 냉각기(17)로부터 만들어지는 냉기를 도어 측 전면부 상단의 냉기샤워부(29)에 강제 이송하기 위한 에어커튼 팬(21)을 설치하고,

   냉장고의 냉동실도어의 오픈 및 클로즈시의 도어스위치(26)의 온/오프 접점 신호를 입력하는 마이컴(20)을 통하여 상기 에어커튼 팬(21)을 구동 제어할 때, 도어클로즈 시에는 도어 오픈시보다 냉기출력을 낮추기 위해 파워 트랜스(37)의 입력측 하이 전압단에 접속된 에어커튼 팬(21)을 파워 트랜스(37)서 입력측 로우 전압단으로 스위치하여 그의 RPM을 낮추기 위한 전압선택 스위치(35)를 설치하고,

   이 전압선택 스위치(35)는 마이컴으로 부터의 도어클로즈 감지 출력으로 제어되게 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 냉장실 에어커튼 출력조절 장치.