KR19990012783A - 냉장고의 냉기공급구 개폐제어장치 및 개폐작동 제어방법 - Google Patents

냉장고의 냉기공급구 개폐제어장치 및 개폐작동 제어방법 Download PDF

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Abstract

개시된 냉장고의 오토셔터는 냉기를 토출하는 오토셔터의 개폐속도를 향상시키고 아울러 고내 온도에 따라 그 개방위치를 조절할 수 있도록 한 냉장고의 오토셔터 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 제로크로싱 검출부로부터 교류전원의 제로크로싱을 검출하여 마이크로 컴퓨터에 인가하고, 이 마이크로 컴퓨터의 출력신호에 따라 트라이액 제어부를 통하여 기어드 모터의 회전 속도를 제어하되, 압축기 및 냉장실 팬이 온된 상태에서 복수개의 온도센서를 통하여 냉장실의 평균온도를 검출하고, 검출된 평균온도와 팬 오프 온도의 차를 구하여 임의의 버퍼에 저장하며, 이 버퍼의 저장값이 클수록 오토셔터의 개방크기를 크게하고, 버퍼의 저장값이 적을수록 오토셔터의 개방크기를 작게 조절하여, 신속하게 오토셔터를 개폐하여 외부로 냉기가 손실되는 것을 방지하고, 아울러 오토셔터의 개방크기를 고내의 온도에 따라 조절함으로써 적절한 냉기 토출량을 조절할 수 있다.

Description

냉장고의 오토셔터 제어장치 및 방법
본 발명은 냉장고의 오토셔터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉기를 토출하는 오토셔터의 개폐속도를 향상시키고 아울러 고내 온도에 따라 그 개방위치를 조절할 수 있도록 한 냉장고의 오토셔터 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고의 고내(냉동실 및 냉장실)에는 증발기와 팬(fan)이 설치된다. 증발기는 압축기가 작동될 때 냉매의 열 교환으로 주변 공기를 냉각시키고, 팬은 증발기 주위에서 냉각된 공기를 고내로 강제 순환시키기 위한 것이다. 따라서, 이 압축기와 팬을 온도 변화에 따라 적절히 작동시킴으로써 고내의 온도를 유지하게 된다.
또한, 최근에 널리 사용되고 있는 냉장고는 마이크로컴퓨터(microcomputer)와 온도센서를 사용하여 상기한 압축기와 팬 등의 냉장고 부하들을 자동적으로 제어함으로서 온도조절 기능을 수행하는 전자제어방식으로 운전되고 있다.
도 1은 이러한 종래 냉장고의 오토셔터 제어장치를 나타낸 블록구성도로서, 도시된 바와 같이 복수개의 온도센서(31)(32)를 통하여 냉장실의 온도를 감지하는 온도 감지부(30)와, 이 온도 감지부(30)로부터 감지된 냉장실의 온도에 따라 오토셔터 구동부(10)의 동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터(20)가 마련된다.
전술한 오토셔터 구동부(10)는 교류전원(AC)으로 구동되는 기어드 모터(geard motor;17)와, 마이크로 컴퓨터(20)의 제어신호에 따라 상기 기어드 모터(17)를 온/오프시키는 릴레이부(11)로 구성된다. 여기서, 기어드 모터(17)란 모터와 감속기어가 하나로 조합된 것을 말하여 이 기어드 모터(17)의 회전에 의해 후술할 냉기창(13)이 개방 또는 폐쇄된다.
도 2a 및 2b는 종래 오토셔터의 열림 및 닫힘 상태를 나타낸 개요 단면도이다.
도시된 바와 같이 냉기창(13) 안쪽에 셔터부재(16)를 상하로 움직일 수 있게 설치하고, 이 셔터부재(16)는 냉기창(13)의 창구멍(13a)과 창살(13b)에 대응되는 통기공(16a)과 차단부(16b)를 가진다.
또한, 셔터부재(16)의 구동수단으로서 전술한 기어드 모터(17)와 동력변환기(18)를 설치하며, 동력변환기(18)는 기어드 모터(17)의 회전운동을 셔터부재(16)의 직선운동으로 바꾸어 전달하는 것으로, 이는 기어나 캠 등의 기계요소로 간단히 구성될 수 있는 통상적인 것이다.
즉, 기어드 모터(17)가 구동되면 동력변환기(18)에 연결된 셔터부재(16)가 승강되고, 셔터부재(16)가 도 2a와 같이 상승되면 그 통기공(16a)이 냉기창(13)의 창구멍(13a)과 일치되어 전면 개방됨으로써 다량의 냉기가 고내로 토출되고, 셔터부재(16)가 도 2b에 도시된 바와 같이 하강되면 그 차단부(16b)가 창구멍(13b)을 폐쇄하여 냉기가 통하지 않게 되는 것이다.
한편, 전술한 셔터부재(16)가 냉기창(13)의 개방 위치와 폐쇄 위치에서 정지되도록 하는 기어드 모터(17)의 제어를 위하여, 셔터부재(16)의 이동위치를 감지하는 자석(19)과 이에 대응하는 리드스위치(reed switch; 12)를 설치한다.
여기서, 자석(19)은 셔터부재(16)와 함께 상하로 이동되도록 구성되고, 리드스위치(12)는 이의 위치에 따라 개폐되는 접점을 가짐으로써 셔터부재(16)의 개폐위치를 알리는 신호를 검출한다.
따라서, 마이크로 컴퓨터(20)는 이 리드스위치(12)의 신호에 따라 셔터부재(16)의 개방 및 폐쇄위치를 인식하고, 아울러 온도 감지부(30)의 온도센서(31)(32)로부터 검출되는 고내 온도에 따라 냉기창(13)을 개방 또는 폐쇄하였다.
즉, 고내 온도가 소정온도 이하일 경우 냉기창(13)을 개방하여 냉기를 고내로 토출시킴으로서 고내의 온도를 강하시키고 또는, 도시되지 않은 냉장고 문이 열릴 경우 외부로 유출되는 냉기의 손실을 줄이도록 전술한 냉기창(13)을 폐쇄하였다. 이를 위하여 마이크로 컴퓨터(20)는 오토셔터 구동부(10)의 릴레이부(11)를 통하여 모터(17)를 적절히 온/오프 제어함으로써 셔터부재(16)를 개폐하였다.
그러나, 이와 같은 종래 냉장고는 냉기창의 개방 또는 폐쇄 동작이 늦기 때문에 냉장고 문이 열렸을 경우 신속하게 냉기를 차단하지 못하여 외부로 냉기가 손실되는 문제점이 있었다.
또한, 냉기창을 개방 또는 폐쇄시키는 동작을 통하여 단순히 냉기를 토출 또는 차단시키는 것만이 가능함으로, 고내의 온도에 따라 적절한 냉기 토출량을 조절할 수 없는 다른 문제점도 있었다.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 냉기를 토출하는 오토셔터의 개폐속도를 향상시켜 냉기의 손실을 방지하고, 아울러 고내 온도에 따라 그 개방위치를 조절할 수 있도록 한 냉장고의 오토셔터 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 냉장고의 오토셔터 제어장치를 나타낸 블록구성도,
도 2a 및 2b는 종래 오토셔터의 열림 및 닫힘 상태를 나타낸 개요 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록구성도,
도 4는 도 3의 교류전압 입력에 따른 제로크로싱 검출부의 출력을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어방법을 나타낸 제어흐름도,
도 6은 도 5의 냉장실의 온도에 따른 오토셔터의 개방 및 폐쇄위치를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 오토셔터 구동부 101 : 제로크로싱 검출부
102 : 트라이액 제어부 103 : 기어드 모터
110 : 마이크로 컴퓨터 120 : 온도 감지부
121 : 제 1온도센서 122 : 제 2온도센서
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어장치의 특징은, 복수개의 온도센서를 통하여 냉장실의 온도를 감지하는 온도 감지부와, 상기 온도 감지부로부터 감지된 온도에 따라 냉기창을 개폐하도록 오토셔터 구동부의 동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터가 구비된 제어장치에 있어서, 상기 오토셔터 구동부는 교류전원의 제로크로싱을 검출하여 상기 마이크로 컴퓨터에 인가하는 제로크로싱 검출부와, 상기 마이크로 컴퓨터의 출력신호에 따라 기어드 모터의 회전 속도를 제어하는 트라이액 제어부를 포함하여 구성된다.
또한, 냉장고의 오토셔터 제어방법에 있어서, 압축기 및 냉장실 팬이 온된 상태에서 복수개의 온도센서를 통하여 냉장실의 평균온도를 검출하는 제 1과정과, 상기 제 1과정에서 검출된 평균온도와 팬 오프 온도의 차를 구하여 임의의 버퍼에 저장하는 제 2과정과, 상기 버퍼의 저장값에 따라 오토셔터의 개방위치를 조절하는 제 3과정으로 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하되, 종래와 동일한 구성요소는 동일부호를 사용하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어장치의 바람직한 실시예를 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 도 3의 교류전압 입력에 따른 제로크로싱 검출부의 출력을 나타낸 도면이다.
온도 감지부(120)는 복수개의 온도센서(121)(122)를 통하여 냉장실의 온도를 감지하고, 마이크로 컴퓨터(110)는 상기 온도 감지부(120)로부터 감지된 온도에 따라 전술한 냉기창(13)을 개폐하도록 오토셔터 구동부(100)의 동작을 제어한다.
여기서, 상기 오토셔터 구동부(100)는 교류전원(AC)의 제로크로싱(zero crossing)을 검출하여 상기 마이크로 컴퓨터(110)에 인가하는 제로크로싱 검출부(101)와, 상기 마이크로 컴퓨터(110)의 출력신호에 따라 기어드 모터(103)의 회전 속도를 제어하는 트라이액 제어부(102)로 구성된다.
또한, 도 5는 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어방법을 나타낸 제어흐름도, 도 6은 도 5의 냉장실의 온도에 따른 오토셔터의 개방 및 폐쇄위치를 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이 압축기 및 팬이 온되어 냉장고의 정상적인 냉각작용이 수행되는 상태에서 마이크로 컴퓨터(110)는 온도 감지부(120)의 복수개로 구성된 제 1 및 제 2온도센서(121)(122)를 통하여 냉장실의 온도를 감지하고, 이를 통하여 평균온도를 검출하는 제 1과정을 수행한다(S1∼S2).
또한, 마이크로 컴퓨터(110)는 상기 제 1과정에서 검출된 평균온도와 팬 오프 온도의 차를 구하여 임의의 버퍼에 저장하는 제 2과정을 수행한다(S3).
여기서, 팬 오프 온도는 도 6에 도시된 바와 같이 마이크로 컴퓨터(110)에 미리 저장된 온도값으로서, 즉 냉장실의 온도가 소정의 팬 온 온도 이상일 경우에는 전술한 압축기 및 팬이 온되어 냉장실로 냉기를 공급하고, 팬 오프 온도 이하일 경우에는 압축기 및 팬이 오프되어 냉기가 차단되는 것이다.
이후, 마이크로 컴퓨터(110)는 상기 버퍼의 저장값에 따라 오토셔터의 개방위치를 조절하는 제 3과정(S4)을 수행하는데, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제로크로싱 검출부(101)는 도 4에 도시된 바와 같이 교류전원(AC)의 +전압과 -전압이 교차되는 점에서 5V의 전압을 발생시켜 이를 마이크로 컴퓨터(110)에 출력한다. 여기서, 통상적인 교류전원(AC)은 초당 60㎐의 주파수를 갖음으로 마이크로 컴퓨터(110)는 이를 검출하여 트라이액 제어부(102)를 정확히 1초간 구동시킨다.
따라서, 예로서 6rpm의 회전속도를 갖는 기어드 모터(103)를 적용할 경우, 전술한 바와 같이 트라이액 제어부(102)를 1초동안 구동시킴에 따라 이 기어드 모터(103)는 36°를 이동하게 되는 것이다.
여기서, 기어드 모터(103)의 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 오토셔터를 개폐시키는 것은 기어나 캠 등의 기계요소로 간단히 구성될 수 있는 통상적인 것임으로 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 버퍼의 저장값에 따른 오토셔터의 개방위치의 결정은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 버퍼의 저장값이 클수록, 즉 냉장실의 평균온도와 팬 오프 온도의 차가 클수록 오토셔터의 개방크기를 크게하고, 상기 버퍼의 저장값이 적을수록 오토셔터의 개방크기를 작게하여 냉기 토출량을 조절함이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉장고의 오토셔터 제어장치 및 방법은 트라이액 제어부를 통하여 신속하게 오토셔터를 개폐하여 냉기를 차단함으로써 냉장고 문이 열렸을 경우 외부로 냉기가 손실되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 오토셔터의 개방크기를 고내의 온도에 따라 조절함으로써 적절한 냉기 토출량을 조절할 수 있는 다른 효과도 있다.

Claims (3)

  1. 복수개의 온도센서를 통하여 냉장실의 온도를 감지하는 온도 감지부와, 상기 온도 감지부로부터 감지된 온도에 따라 냉기창을 개폐하도록 오토셔터 구동부의 동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터가 구비된 제어장치에 있어서,
    상기 오토셔터 구동부는 교류전원의 제로크로싱을 검출하여 상기 마이크로 컴퓨터에 인가하는 제로크로싱 검출부와,
    상기 마이크로 컴퓨터의 출력신호에 따라 기어드 모터의 회전 속도를 제어하는 트라이액 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 냉장고의 오토셔터 제어장치.
  2. 냉장고의 오토셔터 제어방법에 있어서,
    압축기 및 냉장실 팬이 온된 상태에서 복수개의 온도센서를 통하여 냉장실의 평균온도를 검출하는 제 1과정과,
    상기 제 1과정에서 검출된 평균온도와 팬 오프온도의 차를 구하여 임의의 버퍼에 저장하는 제 2과정과,
    상기 버퍼의 저장값에 따라 오토셔터의 개방위치를 조절하는 제 3과정으로 구성됨을 특징으로 하는 냉장고의 오토셔터 제어방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 3과정은;
    상기 버퍼의 저장값이 클수록 오토셔터의 개방크기를 크게하고, 상기 버퍼의 저장값이 적을수록 오토셔터의 개방크기를 작게함을 특징으로 하는 냉장고의 오토셔터 제어방법.
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