KR200302862Y1 - 냉장고의 온도 제어용 온도 센서 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉장고 온도 제어용 온도 센서 조립체에 관한 것으로, 냉장실의 고내 온도를 감지하여 전기 신호를 발생시켜 상기 온도 조절기로 전달하도록 상기 온도 조절기와 전기적으로 연결되며 내측에 공동이 제공된 감열 코일로 된 감열부와, 전류가 인가되면 발열하여 상기 감열 코일을 가열하도록 상기 감열 코일의 공동에 삽입된 전기 저항체로 된 발열부를 포함하여 구성됨으로써, 가 온도 센서의 감열코일 내측에 위치되므로 상기 발열부에 의해 발생된 열이 용이하게 상기 감열 코일측으로 전달되며, 이때, 상기 감열 코일이 튜브내에 내장되므로 상기 발열부의 열은 냉장실 고내측으로 전달되지 않아 상기 발열부의 열효율을 높일 수 있어 전력소모를 줄일 수 있는 장점이 있다.

Description

냉장고의 온도 제어용 온도 센서 조립체{AN ASSEMBLY OF TEMPERATURE SENSOR FOR CONTROLLING TEMPERATURE OF A REFRIGERATOR}

본 고안은 냉장고의 온도 제어용 온도 센서 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉동실의 고내 온도에 의해 냉각 장치가 가동되는 냉장고가 냉동실의 온도를 냉장고 외부 온도와 냉장실 고내 온도차이가 작은 상태에서도 적정온도로 유지할 수 있게 한 냉장고의 온도 제어용 온도 센서 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 영하의 온도를 유지하는 냉동실과, 대략 0℃내지 영상 10℃의 온도를 유지하는 냉장실이 구비된다. 냉장고의 냉각 작용은 냉매관에 의해 서로 연결된 냉각장치, 즉 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 냉매가 순차적으로 돌면서 고내의 열을 외부로 방출함으로써 실시된다. 이때, 냉장고의 냉동실과 냉장실이 별도의 냉각 시스템에 의해 냉각되도록 상기된 냉각장치들이 별도로 구비된 냉장고가 최근들어 보급되고 있지만, 대부분의 냉장고는 1개의 냉각 시스템에 의해 냉각된다.

그러나, 상기된 1개의 냉각시스템이 제공된 냉장고의 경우, 통상적으로 증발기가 냉동실의 고내측에 설치된 상태에서 냉동실과 냉장실을 서로 연통시키는 냉기통로를 통해 냉기가 냉장실측으로 유입됨으로써 냉장실이 냉각된다.

도 1은 통상적인 1개의 증발기를 가진 냉각 시스템에 의해 냉각되는 냉장고의 구성이 도시된 측단면도이다.

냉장고는 냉장고 캐비넷(1)에 물품을 보관하기 위한 저장 공간으로서 냉동실(3)과 냉장실(4)이 구비되고, 냉장고 캐비넷(1)은 단열재를 내장하여 냉동실과 냉장실이 외부로부터 단열되게 한다. 또한, 냉동실과 냉장실의 전면부에는 냉장고 도어(3a, 4a)가 장착되며, 냉동실의 내측에는 증발기(5)가 설치된다. 증발기(5)는 냉장고 하단부에 설치된 압축기(2)에 의해 압축된 후 팽창 밸브를 통해 팽창한냉매가 냉동실 고내의 열을 흡수하여 증발됨으로써 냉동실을 냉각시킨다. 또한, 냉동실과 냉장실 사이에 공기가 유체 소통하도록 냉기 통로(6)가 형성되며, 상기 냉기 통로(6)에는 냉동실과 냉장실의 고내 공기를 강제 순환시키도록 팬(7)이 설치된다. 더욱이, 상기 팬(7)은 냉동실의 차가운 공기를 냉장실 측으로 보내기 위해 유입구가 냉동실 측으로 유출구가 냉장실 측을 향하도록 설치되어 냉장실과 냉장실의 공기는 화살표(A) 방향으로 순환된다. 또한, 냉장실 온도 센서(8)는 냉장실의 온도 측정을 위해 냉장실의 내측에 설치되며, 통상적으로 온도 조절 노브(미도시)는 냉장실의 온도 설정을 위해 설치된다.

상기 구성에 의해, 증발기(5)는 냉장실 온도 센서(8)에서 측정된 감지 온도가 온도 조절 노브를 돌려 설정한 설정온도에 도달할 때까지 작동된다.

그러나, 냉장고 고내 온도는 일반적으로 냉장고 외부보다 낮기 때문에 냉장고 캐비넷(1)이 비록 단열재가 내장되었을지라도 냉장고의 외부로부터 냉장고 고내로 열이 계속적으로 전달됨으로써 증발기가 가동하지 않게 되면 지속적으로 상승하게 된다. 따라서, 외부로부터 전달된 열을 추가적으로 냉장고 외부로 방출하여 냉장고 고내측이 일정 온도를 유지하도록 냉장실 온도 센서(8)에 의해 감지된 냉장실 온도는 냉장실 설정 온도와 비교되며, 이때 감지 온도가 설정온도보다 낮거나 높을 경우 증발기가 가동과 가동 중지를 계속적으로 반복함으로써 냉장고 고내의 온도를 일정하게 유지하였다.

따라서, 냉장고 외부 온도가 예를 들어, 0℃∼10℃와 같이 냉장실의 설정 온도에 근접하게 되면, 냉장실과 냉장고 외부 사이의 열 유동은 미미하여 증발기(5)가 장시간동안 가동되지 않아도 냉장실의 고내 온도가 일정상태를 유지하게 된다. 그러나, 상기된 바와 같이, 증발기의 가동이 멈춘 상태가 장시간 지속되면 냉장실은 비록 설정 온도를 유지할지라도 냉동실은 적정 온도를 유지하지 못하여 냉동실에 저장된 냉동식품이 녹거나 상하는 문제가 있었다.

따라서, 상기된 바와 같은 문제를 해결하기 위해 냉장고 외부 온도가 냉장실 설정 온도에 근접하게되더라도 증발기가 가동되어 냉동실이 적정온도를 유지하도록 냉장실 발열체(9)가 온도 센서(8) 부근에 설치되었다. 상기 발열체(9)는 온도 센서(8)의 주위 공기를 가열하는데 사용됨으로써 온도 센서(8)에 의해 감지된 감지 온도가 냉장실의 실제 온도보다 높게 나타나게 하였다.

이에 의해, 냉장실의 고내 온도와 냉장고 외부 온도가 서로 비슷한 경우에도 온도 센서에 의해 감지된 온도는 실제 냉장고 고내 온도보다 높게 나타남에 따라 감지온도가 설정온도에 도달되도록 증발기가 가동됨으로써 냉동실은 설정온도로 유지되게 하였다.

그러나, 상기된 바와 같은 발열체는 온도센서로부터 이격하게 설치되어 있어 온도 센서에 의해 감지된 온도를 높이기 위해 발열체의 발열량을 높여야하므로 전력이 과도하게 소모되며 이때, 발열체의 발열에 의해 온도 센서뿐 아니라 냉장실의 고내 온도가 상승하게 되는 문제가 있었다.

상기된 바와 같은 문제점을 해결하도록, 본 고안은 냉장고 외부 온도가 낮은 상태, 즉 냉장고 외부 온도가 냉장실의 설정온도에 근접한 경우 냉장실에 설치된센서에 의해 감지된 온도를 상승시켜 냉각 장치를 강제 동작시키도록 온도 센서에 히터가 제공되되, 상기 히터에 의해 용이하게 상기 온도센서가 가열되고 그 열이 냉장실 고내 온도를 상승시키지 않는 구조를 갖는 냉장고 온도 제어용 온도 센서 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래에 냉장고의 온도 제어 장치가 구비된 냉장고의 개략적인 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 온도 센서 조립체의 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 고안에 따른 온도 센서 조립체의 조립 과정이 도시된 도면.

도 4는 본 고안에 따른 온도 센서 조립체에 구비된 발열부의 다른 실시예가 도시된 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 온도 센서 조립체 20: 감열 코일

30: 전기 저항체 40: 튜브

50: 열 경화성 수지 60: 온도 조절기

61: 단자

상기된 바와 같와 같은 목적을 달성하도록, 본 고안에 따른 온도 센서 조립체는 냉장실의 고내 온도를 감지하여 전기 신호를 발생시켜 온도 조절기로 전달하도록 상기 온도 조절기와 전기적으로 연결되며 내측에 공동이 제공된 감열 코일로 된 감열부와, 전류가 인가되면 발열하여 상기 감열 코일을 가열하도록 상기 감열 코일의 내측 공동에 삽입된 전기 저항체로 된 발열부를 포함하여 구성된다.

또한, 본 고안의 다른 실시예는 상기 감열 코일이 튜브에 내장되며, 상기 전기 저항체가 열경화성 수지 내에 내장되어 구성된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 고안에 따른 구성과 동작을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 온도 센서 조립체가 개략적으로 도시되며, 도 3은 감열코일의 내측에 전기 저항체가 조립된 상태를 도시한다.

도 2와 도 3을 참조하면, 온도 센서 조립체(10)는 감열 코일(20)이 나선형으로 감겨 내측에 공동이 제공된 감열부와, 상기 감열 코일의 공동에 내장된 전기 저항체(20)로 된 발열부를 포함하여 구성된다.

상기 온도 센서 조립체(10)는 냉장실의 고내측에 설치되며, 냉장실의 고내온도를 설정하기 위한 온도 조절기(60)와 전기적으로 연결된다.

통상적으로, 상기 온도 조절기(60)는 냉장실의 고내에 설치되며 온도를 조절하기 위한 미도시된 온도 조절용 노브 또는 버튼이 제공되며, 일측에 압축기를 포함하는 냉장고의 냉각 장치(미도시)와 전기적으로 연결된 단자(60)들이 제공되어 상기 온도 센서 조립체(10)를 통해 감지된 온도와 상기 온도 조절기를 통해 입력된 설정 온도에 의해 온/오프됨으로써 상기 냉각 장치를 구동시키거나 작동 정지하게 된다.

더욱이, 통상적인 온도 센서를 살펴보면, 온도에 따라 백금의 저항치가 변하는 원리를 이용하며 절연물질이 충진된 보호관에 내장된 백금저항온도센서와, 온도에 따라 물질의 저항치가 변하는 특성을 이용하며 금속산화물을 소결하여 제작된 써미스터와, 2 종류 금속선의 접합점 양단에서 발생하는 기전력변화를 이용한 열전대가 있다.

따라서, 감열 코일(20)은 나선형으로 감긴 형상으로 제공되므로 가장 바람직하게는 열전대를 이용하여 제작된다.

또한, 상기 발열부는 전기 저항체(30)로 이루어지며, 상기 전기 저항체는 전기가 인가될 때 발열하도록 바람직하게는 전기 열선으로 구성된다. 더욱이, 상기 전기 저항체가 발열함에 따라 감열부의 감열 코일(20)은 가열되어 그 감지온도가 냉장실의 실제 온도보다 높게 감지되는데, 상기 전기 저항체(30)의 열을 단열시키도록 감열 코일은 튜브(40)에 밀폐되어 내장되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 튜브(40)는 전기 저항체의 열이 냉장실측으로 전달되는 것을 차단하되 감열코일(20)이 냉장실의 온도를 측정하기 용이하도록 바람직하게는 유연 재질로 된 것이 바람직하다. 따라서, 상기 튜브에 의해 냉장실의 냉기가 상기 전기 저항체측으로 유입되는 것은 차단되며, 상기 감열 코일의 온도 감지는 튜브를 통한 열전도에 의해 실행된다.

도 4를 참조하면, 전기 저항체(30)는 바람직하게는 열경화성 수지(50)로 된 피복제에 내장되어 감열 코일(20)의 내측에 삽입된다.

상기 피복제는 예를 들면, 에폭시와 같은 열경화성 수지로 제공되며 상기 전기 저항체가 발열할 때, 그 외주면에 걸쳐 동일한 복사열이 방출되도록 상기 전기 저항체와 일체 성형된다. 따라서, 상기 피복제(50)에 의해 전기 저항체가 감싸여 있으므로, 상기 감열 코일은 전체면에 걸쳐 동일한 온도가 감지되게 한다.

상기 구성을 갖는 온도 센서 조립체의 동작을 살펴보면, 냉장고 외부 온도가 예를 들면, 영상 10℃의 온도여서 냉장실의 온도에 근접하게 되면, 냉장고 외측에 설치된 온도 센서가 그 외부온도를 감지하여 상기 전기저항체로 전류를 인가시키며, 상기 인가된 전류에 의해 전기 저항체가 발열하게됨에 따라 상기 감열 코일은 실제 냉장고의 고내 온도보다 상승된 온도를 감지하게된다.

따라서, 상기 감지 온도는 조절기를 통해 냉장실 고내 온도로 설정된 설정온도보다 높게 되어 냉장고의 상기 온도 센서 및 온도 조절기와 전기적으로 연결된 냉장고의 냉각 장치는 구동하게 된다.

상기된 바와 같이, 본 고안에 따른 온도 센서 조립체는 히터가 온도 센서의감열코일 내측에 위치되므로 상기 히터에 의해 발생된 열이 용이하게 상기 감열 코일측으로 전달되며, 이때, 상기 감열 코일이 튜브내에 내장되므로 상기 히터의 열은 냉장실 고내측으로 전달되지 않아 상기 히터의 열효율을 높일 수 있어 전력소모를 줄일 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 냉장고의 고내 온도를 감지하여 온도 조절기에 입력된 설정온도로 냉장실의 온도를 유지시키도록 냉장실에 설치된 냉장고의 온도 제어용 온도 센서 조립체에 있어서,

   냉장실의 고내 온도를 감지하여 전기 신호를 발생시켜 상기 온도 조절기로 전달하도록 상기 온도 조절기(60)와 전기적으로 연결되며 내측에 공동이 제공된 감열 코일(20)로 된 감열부;

   전류가 인가되면 발열하여 상기 감열 코일을 가열하도록 상기 감열 코일의 공동에 삽입된 전기 저항체(30)로 된 발열부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉장고 온도 제어용 온도 센서 조립체(10).
2. 제 1항에 있어서, 상기 온도 센서 조립체(10)는 상기 감열 코일(20)이 튜브(40)에 내장된 것을 특징으로 하는 냉장고 온도 제어용 온도 센서 조립체.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 온도 센서 조립체(10)는 상기 전기 저항체(30)가 열경화성 수지(50)로 감싸여 일체 성형된 것을 특징으로 하는 냉장고 온도 제어용 온도센서 조립체.