KR20050042153A

KR20050042153A - 냉장고

Info

Publication number: KR20050042153A
Application number: KR1020057002439A
Authority: KR
Inventors: 쯔또무 사꾸마; 미노루 뎀묘오
Original assignee: 도시바 가덴세이조 가부시끼가이샤; 가부시끼가이샤 도시바; 도시바 콘슈머 마케팅 가부시끼 가이샤
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2005-05-04
Also published as: CN1675510A; KR100639716B1; TW200402523A; WO2004016999A1; TW574493B; JP2004077000A; CN100370198C

Abstract

본 발명은 냉장고 본체(1)에 설치된 저장실(2, 3, 4, 5)과, 압축기(20), 응축기(27), 증발기(14, 16)를 구비하여 가연성 냉매가 봉입된 냉동 사이클과, 상기 냉장고 본체에 설치된 고전압 전기 부품(23)과, 상기 압축기를 구동함으로써 상기 저장실을 냉각하는 냉각 운전 수단(7O)과, 상기 냉동 사이클의 저압측으로부터 상기 냉매가 누설된 것 또는 상기 냉매가 누설되는 전조를 검출하는 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)과, 상기 저압측 냉매 누설 검출 수단에 의해 상기 냉매가 누설된 것 또는 상기 냉매가 누설되는 전조가 검출되었을 때에 상기 냉각 운전 수단에 계속해서 냉각 운전을 실행시키는 동시에 상기 고전압 전기 부품을 일시적으로 정지시키는 오검지 방지 제어 수단(70)을 구비한 냉장고이다.

Description

냉장고{REFRIGERATOR}

본 발명은, 냉동 사이클에 가연성 냉매를 이용한 냉장고에 관한 것이다.

최근, 오존층의 보호, 지구 온난화 문제에 대한 관심이 세계적으로 높아지고 있고, 냉장고나 에어컨 등의 냉동 사이클에 사용되는 냉매가 재평가되어 있다. 예를 들어, 현재 시판되고 있는 냉장고의 대다수는 오존층을 파괴하지 않은 HFC(하이드로플루오카본)를 냉매로서 사용하고 있다. 그런데, HFC 냉매는 지구 온난화 계수가 자연 냉매에 비해 높다. 이로 인해, 오존층을 파괴하지 않고, 또한 지구 온난화 계수가 낮은 HC(하이드로카본)를 냉매로서 사용하는 것이 요구되고, 그와 같은 냉장고가 제품화되어 있다. 그러나, HC 냉매는 가연성을 갖고 있으므로 냉매가 누설되었을 때의 안전성의 확보가 과제로 되어 있다.

그래서, 본 출원인은 냉매의 누설을 검출하는 수단을 구비하고, 냉매의 누설을 검출하였을 때에 그 취지를 통지하는 동시에 운전을 정지하도록 구성된 냉장고를 앞서 출원하고 있다(일본국 특허 출원 제2001-336602호 등). 상기 특허 출원은 압축기의 부하, 예를 들어 압축기 모터의 듀티(duty)치의 변화율을 기초로 하여 냉매의 누설을 검출하고 있다.

그런데, 압축기에 가해지는 부하는 냉각이 정상적으로 행해져 있을 때라도 도어의 개폐 동작이나 비교적 온도가 높은 식품이 고 내로 투입됨에 의하거나 냉매의 흐름이 불안정하게 되었을 때 등에 크게 변동되는 경우가 있다.

예를 들어, 도8은 냉장용 증발기(이하, R 증발기)와 냉동용 증발기(이하, F 증발기)를 구비하고, 이들 증발기에 교대로 냉매를 흐르게 하여 고 내를 냉각하는 냉장고에 있어서의 압축기 모터의 듀티치의 변화를 나타내고 있다.

도8 중「R 냉각」은 R 증발기에 냉매를 공급하여 냉장실 또는 야채실을 냉각하는 운전 모드를 나타내고 있다. 「F 냉각」은 F 증발기에 냉매를 공급하고 냉동실 등을 냉각하는 운전 모드를 나타내고 있다. 「정지」는 고 내가 냉각 정지 온도에 도달한 경우 등에 압축기 등의 운전을 정지한 상태를 나타내고 있다. 또한,「개방 도어 중」이라 함은, 냉장실의 도어를 개방한 상태를 나타내고 있다.

도8에 도시한 바와 같이, F 냉각 모드로부터 R 냉각 모드로, 또는 R 냉각 모드로부터 F 냉각 모드로 절환한 직후에는 각 실 및 증발기의 온도가 비교적 높기 때문에 압축기에 부하가 가해져 압축기 모터의 듀티치는 급격히 상승한다. 그 후, 고 내 및 증발기의 온도가 저하되어 안정되면, 압축기에 가하는 부하도 감소하여 듀티치가 저하되어 안정된다.

한편, 냉각 운전 중에 도어가 개방되면 고 내의 냉기가 외부로 누설된다. 그래서, 개방 도어 중에는 증발기의 근방에 배치되어 있는 냉기 순환용 팬이 정지된다. 이로 인해, 증발기의 열교환이 억제되어 압축기에 가하는 부하가 일시적으로 감소되어 듀티치가 저하된다.

따라서, 압축기 모터의 듀티치의 모든 변동을 기초로 하여 일률적으로 냉매 누설의 발생을 판단하면, 실제로는 냉매 누설이 발생하고 있지 않음에도 불구하고 냉장고의 운전을 불필요하게 정지시켜 버리게 된다. 단, 가연성 냉매를 채용하는 냉장고에서는, 냉매 누설의 검지의 지연은 화재의 발생으로 연결될 우려가 있어 검출 시기는 빠른 쪽이 바람직하다.

본 발명의 목적은 가연성 냉매를 냉동 사이클에 사용한 냉장고에 있어서, 냉동 사이클로부터 냉매가 누설되는지 여부를 가능한 한 빨리 검출할 수 있는 냉장고를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것이고, 냉동 사이클에서 냉매 누설이 발생한 것 또는 냉매 누설의 전조를 검출하기 위한 제어 장치의 제어 내용을 나타내는 흐름도의 일부를 도시하는 도면이다.

도2는 도1의 흐름도의 계속을 도시하는 도면이다.

도3은 냉장고의 전체 구성을 도시하는 종단측면도이다.

도4는 냉동 사이클을 도시하는 도면이다.

도5는 냉장고의 개략적인 전기적 구성을 도시하는 블럭도이다.

도6은 냉동 사이클의 저압측에서 냉매 누설이 발생하였을 때의 압축기 모터의 듀티치의 변동을 나타내는 도면이다.

도7은 냉동 사이클의 고압측에서 냉매 누설이 발생하였을 때의 압축기 모터의 듀티치의 변동을 나타내는 도면이다.

도8은 도어를 개방하였을 때의 압축기 모터의 듀티치의 변동을 나타내는 도면이다.

본 발명은 가연성 냉매를 봉입하여 이루어지는 냉동 사이클을 구비한 냉장고에 있어서, 상기 냉동 사이클에 냉매가 누설되는 손상이 발생한 것이 검출된 경우에, 냉매가 누설되었을 때에 일어날 수 있는 위험성을 회피하기 위한 처리를 행하도록 구성한 것이다. 즉, 냉동 사이클의 저압측에서 냉매가 누설되는 손상이 발생하면 손상 발생 부위로부터 냉동 사이클 내로 외기가 진입한 후, 서서히 냉동 사이클 내의 냉매가 누출된다. 따라서, 냉동 사이클의 저압측으로부터 상기 냉매가 누설된 것 또는 상기 냉매가 누설되는 전조가 검출되었을 때에는, 냉각 운전을 계속해서 실행하는 동시에 냉장고 본체에 설치된 고전압 전기 부품을 일시적으로 정지시키도록 구성하고 있다.

또한, 냉동 사이클의 고압측에서 냉매가 누설되는 손상이 발생하면, 손상 발생 부위로부터 냉동 사이클 내의 냉매가 급속히 누출된다. 따라서, 냉동 사이클의 고압측으로부터 냉매가 누설된 것 또는 상기 냉매가 누설되는 전조가 검출되었을 때에는 상기 냉동 사이클을 구성하는 압축기의 운전을 정지하고 상기 압축기의 방열 팬을 소정 시간 회전시킨 후, 상기 압축기의 운전을 재개시키도록 구성하고 있다.

이와 같은 구성에 의해, 냉동 사이클로부터 냉매가 누설된 것, 또는 냉매가 누설되는 전조를 빠른 시기에 검출하는 것이 가능해져 안전성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 검출 시기를 빠르게 하면, 냉동 사이클의 냉매가 실제로 누설되었는지 여부가 불확실한 상태에서 손상의 발생의 유무를 판단하게 되고, 그만큼 오검출할 가능성이 높아진다. 그러나, 본 발명에서는 안전성을 확보할 수 있는 범위에서 냉각 운전을 계속시키도록 구성하였으므로, 냉매가 누설되는 손상이 발생하지 않았을 때에도 냉장고 내의 식품이 받는 악영향을 최대한 작게할 수 있다.

냉동 사이클로부터 냉매가 누설되는 손상이 발생하면 그 손상 발생 부위로부터 공기가 진입하거나 냉매가 누출되거나 함으로써 압축기의 부하가 크게 변화된다. 그리고, 냉동 사이클의 압축기의 구동원이 펄스 폭 변조에 의해 인버터 제어되는 모터로 구성되어 있는 경우, 상기 압축기의 부하가 변동하는 것에 수반하여 상기 모터의 듀티치가 변동된다. 따라서, 상기 모터의 듀티치를 기초로 하여 냉동 사이클로부터 냉매가 누설되고 있는 것 또는 냉매가 누설되는 전조를 검출할 수 있다.

본 발명을 보다 상세하게 서술하기 위해, 첨부한 도면에 따라서 이를 설명한다.

도1 내지 도7은 본 발명의 일실시예를 나타내고 있다. 본 실시예에 관한 냉장고의 전체 구성을 도시하는 도3에 있어서, 단열 상자 부재로 이루어지는 냉장고 본체(1) 내에는 저장실로서의 냉장실(2), 야채실(3), 절환실(4), 냉동실(5)이 상부로부터 차례로 설치되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, 상기 절환실(4)의 이웃에는 자동 제빙 장치를 구비한 제빙실이 가로로 늘어서도록 배치되어 있다.

냉장실(2), 야채실(3) 사이는 플라스틱제의 구획판(10)에 의해 구획되어 있다. 야채실(3)과 절환실(4) 및 제빙실 사이는 단열 구획벽(11)에 의해 구획되어 있다. 또한, 절환실(4) 및 제빙실 사이는 도시하지 않은 단열 구획벽에 의해 구획되어 있다. 이에 의해, 야채실(3), 절환실(4), 제빙실을 흐르는 냉기는 서로 독립된다.

냉장실(2)의 전방면에는 단열성을 갖는 힌지 개폐식 도어(6)가 설치되어 있다. 야채실(3), 절환실(4), 냉동실(5)의 전방면에는 단열성을 갖는 서랍식 도어(7, 8, 9)가 각각 설치되어 있다.

냉장실(2) 내의 바닥부의 안측부에는 고전압에 의해 광촉매를 활성화시켜 고 내 공기를 탈취하는 탈취 장치(23)가 배치되어 있다. 냉장실(2) 내의 상부, 절환실(4) 내의 상부, 냉동실(5) 내의 상부에는 각각 도어(6, 8, 9)의 개폐 동작을 검지하는 도어 스위치(57)가 설치되어 있다. 또한, 냉장실(2) 내의 상부에는 고 내 등(17)이 설치되어 있다.

상기 도어(6)의 전방면에는 조작 패널(60)이 설치되어 있다. 상기 조작 패널(60)은 이상이 발생한 내용을 음성으로 통지하는 음성부(61), 냉장고의 운전 상태나 온도를 표시하는 표시부(62), 고 내 온도를 조절하거나 운전 모드나 상기 표시부(62)의 표시를 절환하거나 하기 위한 조작부(63)(모두 도5에만 도시됨)를 구비하고 있다.

상기 냉장고 본체(1)의 상부에는 전동 개방 도어 장치(25)가 설치되어 있다. 도시되지 않았지만, 상기 개방 도어 장치(25)는 통전되었을 때에 상기 도어(6)를 개방시키는 방향으로 플런저를 이동시키는 전자 솔레노이드와, 상기 플런저와 일체로 이동하여 상기 도어(6)를 압박하는 푸쉬 로드를 구비하고 있다. 상기 개방 도어 장치(25)는 조작부(63)나 도어(6)에 설치된 스위치를 조작함으로써 구동되어 상기 도어(6)를 개방하도록 되어 있다.

냉장고 본체(1) 내부 중 냉장실(2)의 후방부에는 덕트(12)가 설치되어 있다. 또한, 냉장고 본체(1) 내부 중 야채실(3)의 후방부에는 냉장용 증발기실(이하, R 증발기실)(100)이 설치되어 있다. R 증발기실(100) 내에는 냉장용 냉기 순환 팬(이하, R 팬)(13), 냉장실(2) 및 야채실(3)의 냉각기를 구성하는 냉장용 증발기(이하, R 증발기)(14) 등이 배치되어 있다. R 팬(13)이 구동되면 R 증발기(14)에 의해 냉각된 냉기는 덕트(12)를 거쳐서 냉장실(2) 내로 공급된 후, 야채실(3)을 경유하여 R 증발기실(100)로 복귀되는 순환을 반복한다. 이에 의해, 냉장실(2) 및 야채실(3)이 냉각된다.

냉장고 본체(1) 내의 내측 절환실(4), 제빙실, 냉동실(5)의 후방부에는 냉동용 증발기실(이하, F 증발기실)(101)이 설치되어 있다. 상기 F 증발기실(101)에는 냉동용 냉기 순환 팬(이하, F 팬)(15), 절환실(4), 제빙실 및 냉동실(5)의 냉각기를 구성하는 냉동용 증발기(이하, F 증발기)(16), 밀봉 히터로 이루어지는 제상 히터(18) 등이 배치되어 있다.

F 팬(15)이 구동되면 F 증발기(16)에 의해 냉각된 냉기는 절환실(4), 냉동실(5), 제빙실에 공급된 후, F 증발기실(101)로 복귀된다는 순환을 반복한다. 이에 의해, 절환실(4), 냉동실(5), 제빙실이 냉각된다.

또한, 냉장고 본체(1)의 후방 하부에는 기계실(22)이 형성되어 있다. 상기 기계실(22) 내에는 압축기(20), 와이어 핀 튜브로 이루어지는 응축기(27), 압축기(20) 및 응축기(27)를 냉각하기 위한 방열 팬(이하, C 팬)(19) 등이 배치되어 있다.

도4는 본 실시예에 관한 냉장고의 냉동 사이클의 구성을 도시하고 있다. 본 실시예에 관한 냉동 사이클은 냉매로서 가연성 냉매, 예를 들어 HC 냉매가 사용되고 있다.

도4에 도시한 바와 같이 압축기(20)의 토출구(20a)는 응축기(27)에 접속되어 있다. 상기 응축기(27)의 출구는 절환 밸브(26)의 입구 포트에 접속되어 있다. 상기 절환 밸브(26) 중 2개의 출구 포트 중 한 쪽은 냉장용 모세관 튜브(이하, R 모세관 튜브)(29)를 거쳐서 R 증발기(14)의 입구에 접속되어 있다. 또한, 상기 절환 밸브(2)의 다른 쪽의 출구 포트는 냉동용 모세관 튜브(이하, F 모세관 튜브)(30)를 거쳐서 F 증발기(16)의 입구에 접속되어 있다. 또한, 상기 R 증발기(14)의 출구는 F 증발기(16)의 입구에 접속되어 있다. 그리고, F 증발기(10)의 출구는 어큐뮬레이터(34)를 거쳐서 압축기(20)의 흡입구(20b)에 접속되어 있다.

상기 절환 밸브(26)는, 예를 들어 모터 구동식의 것으로, 입구 포트를 2개의 출구 포트 중 어느 하나에 연통시키는 상태, 양쪽에 연통시키는 상태(전체 개방 상태), 어느 쪽에도 연통시키지 않는 상태(전체 폐쇄 상태)로 절환 가능하게 구성되어 있다.

후술하는 바와 같이, 냉장실(2) 및 야채실(3)을 냉각하는 냉장 냉각 모드에서는 냉매 유로 중 R 모세관 튜브(29), R 증발기(14)를 통해 F 증발기(16)를 향하는 제1 경로를 냉매가 유통하도록 절환 밸브(26)는 절환된다. 또한, 냉동실(5), 절환실(4), 제빙실을 냉각하는 냉동 냉각 모드에서는 F 모세관 튜브(30)를 통해 F 증발기(16)를 향하는 제2 경로를 냉매가 유통하도록 절환 밸브(26)는 절환된다.

도5는, 본 실시예에 관한 냉장고의 전기적 구성을 도시하고 있다. 제어 장치(70)에는 도어 스위치(57), 복수의 실내 온도 센서(58), 외기온 센서(71), 복수의 증발기 온도 센서(59), 조작 패널(60)의 음성부(61), 표시부(62), 조작부(63), 압축기(20)의 구동원인 압축기 모터(200), R 팬(13), F 팬(15), C 팬(19), 제상 히터(18), 고 내 등(17), 탈취 장치(23), 개방 도어 장치(25), 절환 밸브(26) 등이 접속되어 있다.

도어 스위치(57)는 냉장실(2)의 도어(6)의 개폐를 검출하기 위한 것이다. 제어 장치(70)는 도어 스위치(57)로부터의 검출 신호를 기초로 하여 도어(6)의 개방을 검출하면 고 내 등(17)을 점등한다.

실내 온도 센서(58)는 각 저장실의 고 내 온도를 검출하는 것이고, 증발기 온도 센서(59)는 각 증발기(14, 16)의 온도를 검출하는 것이다. 외기온 센서(71)는 고 외의 온도(실온)를 검출하는 것이다. 제어 장치(70)는 이들 온도 센서(58, 59, 71)의 검출 온도나 조작부(63)로부터의 조작 신호 등을 기초로 하여 압축기 모터(200), R 팬(13), F 팬(15), C 팬(19), 제상 히터(18), 탈취 장치(23), 개방 도어 장치(25), 절환 밸브(26)를 제어한다.

싱세한 설명은 생략하지만, 상기 제어 장치(70)는 펄스 폭 변조에 의한 인버터 제어에 의해 상기 압축기 모터(200)를 구동하도록 구성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 제어 장치(70)는 펄스 폭 변조의 듀티치를 기초로 하여 압축기(20)의 부하를 검출하고, 냉동 사이클에 있어서의 손상의 유무 및 손상이 발생한 부위가 냉동 사이클의 저압측인지 고압측인지를 검출한다. 그리고, 그 검출 결과를 기초로 하여 냉동 사이클에 있어서의 냉매 누설의 발생 또는 냉매 누설의 발생의 전조를 검출하도록 되어 있다.

여기서, 압축기(20)의 부하와 압축기 모터(200)의 듀티치와의 관계에 대해 도6 및 도7을 참조하면서 설명한다. 도6 및 도7은 각각 냉동 사이클의 저압측 및 고압측에 손상이 발생하였을 때의 압축기 모터(200)의 듀티치의 변화를 조사한 실험 결과이다. 여기서는 냉동 사이클의 관로에 핀 홀을 개방함으로써 손상이 발생한 것으로 하고 있다. 또한, 냉동 사이클의 저압측이라 함은, 모세관 튜브(29, 30)로부터 압축기(20)의 흡입구(20b)까지의 사이이고, 냉동 사이클의 고압측이라 함은, 압축기(20)의 토출구(20a)로부터 모세관 튜브(29, 30)까지의 사이이다.

도6 및 도7에 있어서,「R 냉각」이라 함은, 냉장 냉각 모드를,「F 냉각」이라 함은, 냉동 냉각 모드를 나타내고 있다. 「정지」라 함은, 압축기 모터(200)를 단전한 상태를,「운전 정지」라 함은, 압축기 모터(200)를 단전하는 동시에 절환 밸브(26)를 폐쇄하고, 또한 R 팬(13), F 팬(15), C 팬(19)은 온(ON) 상태에서 그 밖의 전기 부품을 오프(OFF)한 상태를 도시하고 있다. 또한, 냉동 사이클의 관로에 핀 홀을 개방하였을 때를 화살표 A로, 냉매가 누설된 것 또는 냉매가 누설되는 전조를 검출하였을 때를 화살표 B로 나타내고 있다. 또한, 도6에 있어서, 압축기(20)가 이상 정지하였을 때를 화살표 C로 나타내고 있다.

도6에 도시한 바와 같이, 냉동 사이클의 저압측의 관로에 핀 홀이 개방되면 압축기 모터(200)의 듀티치가 상승한다. 이는 핀 홀이 개방된 관로 내가 저압이므로 상기 핀 홀로부터 외기가 흡입되고, 압축기(20)에 부하가 가해졌기 때문이라 생각된다. 또한, 도6에 도시한 바와 같이 압축기 모터(200)의 듀티치가 상승을 계속하면, 회전수 명령에 합치한 속도로 압축기 모터(200)의 회전자를 회전시킬 수 없게 되므로, 제어 장치(70)는 상기 압축기 모터(70)를 강제적으로 정지시킨다(이상 정지).

한편, 냉동 사이클의 저압측에서 손상이 발생해도 잠시 동안은 외기를 흡입할 뿐 냉매는 누설되지 않는다. 그리고, 압축기 모터(200)가 정지된 후나 냉각 모드를 교대로 1, 2회 반복한 후, 서서히 냉매가 누출된다.

한편, 도7에 도시한 바와 같이 냉동 사이클의 고압측의 관로에 핀 홀이 개방되면 압축기 모터(200)의 듀티치가 감소된다. 이는 핀 홀이 개방된 관로 내가 고압이므로, 핀 홀이 개방하면 동시에 또한 급격히 냉매가 누설되기 시작하고, 압축기(20)의 부하가 경감하기 때문이라 생각된다.

이에 대해, 냉동 사이클에 손상이 발생하기 전의 정상 상태에 있어서도 운전 모드가 절환함으로써 압축기 모터(200)의 듀티치가 변동된다. 또한, F 냉각 모드로부터 R 냉각 모드로 절환한 직후에는 펌프 다운(냉동용 증발기 내의 냉매를 압축기로 흡입하여 회수함) 운전이 행해지므로, 압축기 모터(200)의 듀티치가 일시적으로 상승한다. 또한, 압축기(20)를 정지시킨 후의 F 냉각 모드 개시시에는 압축기(20)가 안정적으로 되지 않고, 압축기 모터(200)의 듀티치가 일시적으로 상승한다. 또한, 도어(6)가 개방됨으로써도 압축기 모터(200)의 듀티치가 크게 변동된다(도8 참조).

이상으로부터, 제어 장치(70)는 폐쇄 도어 중이고 또한 동일 운전 모드 중의 듀티치의 변동을 기초로 하여 냉매 누설의 발생 또는 냉매 누설이 발생하는 전조를 검출하도록 되어 있다.

다음에, 본 실시예의 작용에 대해 설명한다. 우선, 냉각 운전 실행 수단으로서의 제어 장치(70)가 실행하는 냉각 운전에 대해 설명한다. 제어 장치(70)는 절환 밸브(26)를 절환함으로써 냉장실(2) 및 야채실(3)을 냉각하는 냉장 냉각 모드, 냉동실(5), 절환실(4), 제빙실을 냉각하기 위한 냉동 냉각 모드를 교대로 실행한다.

냉장 냉각 모드에서는, 제어 장치(70)는 냉매가 R 모세관 튜브(29), R 증발기(14)를 통해 F 증발기(16)를 향하도록 절환 밸브(R26)를 절환한다. 이 때, R 팬(13) 및 C 팬(19)이 구동된다. 이에 의해, R 증발기(14)에 의해 냉각된 공기는 냉장실(2)이나 야채실(3)에 공급되고, 따라서 냉장실(2) 및 야채실(3)이 냉각된다.

냉동 냉각 모드에서는, 제어 장치(7)는 냉매가 F 모세관 튜브(30)를 통해 F 증발기(16)를 향하도록 절환 밸브(26)를 절환한다. 이 때, F 팬(15) 및 C 팬(19)이 구동된다. 이에 의해 F 증발기(16)에 의해 냉각된 공기는 냉동실(5)이나 절환실(4), 제빙실에 공급되고, 따라서 냉동실(5), 절환실(4), 제빙실이 냉각된다. 또한, 절환실(4)은 설정된 온도가 되도록 댐퍼(도시하지 않음) 등에 의해 냉기의 공급량이 조절되도록 구성되어 있다.

또한, 냉동 냉각 모드에서는, 제어 장치(70)는 R 팬(13)도 구동한다. 이는 R 증발기(14)에 부착된 서리를 녹여 제상을 촉진하기 위해서이다. 이에 의해, 냉장실(5) 내를 순환하는 공기에 포함되는 수분량이 많아져 냉장실(5) 내의 습도를 높게 할 수 있다.

또한, 냉장 냉각 모드와 냉동 냉각 모드를 절환하는 타이밍은 각 모드의 실행 시간이나 냉장실(2) 및 냉동실(5)의 온도 등에 의해 미리 정해져 있다.

예를 들어, 냉장 냉각 모드가 소정 시간(예를 들어 20분간) 경과하였을 때, 또는 냉장실(2)이 냉각 정지 온도에 도달하고, 또한 냉동실(5)이 목표 온도에 대해 소정 온도(예를 들어 2℃) 이상 상승하였을 때에 냉장 냉각 모드로부터 냉동 냉각 모드로 절환된다.

또한, 상술한 냉각 운전과는 별도로 제어 장치(70)는 압축기(20)의 적산 운전 시간이, 예를 들어 8시간 경과하면 제상 히터(18)에 통전하여 제상 운전을 실행한다. 이에 의해, F 증발기(16)에 부착된 서리가 녹게 된다. 그리고, F 증발기(16)의 온도가 소정 온도, 예를 들어 3℃에 도달하면 제상 운전을 종료하고, 통상의 냉각 운전을 재개한다.

다음에, 냉매 누설의 발생 및 냉매 누설의 발생의 전조를 검출하기 위해 제어 장치(70)가 실행되는 처리 내용에 대해 도1 및 도2의 흐름도를 참조하면서 설명한다.

제어 장치(70)는 통상의 냉각 운전이 실행되어 있는 것 및 고전압의 전기 부품이 온 상태에 있는 것(스텝 1에서 예)을 조건으로 스텝 2로 이행한다.

스텝 2에서는 도어(6)가 폐쇄되어 있는지 여부를 판단한다. 그리고, 도어(6)가 폐쇄되어 있을 때에는(예), 스텝 3으로 이행한다.

또한, 폐쇄 도어된 직후에도 압축기 모터(200)의 듀티치에 큰 변동을 볼 수 있으므로, 제어 장치(70)는 도어 스위치(57)에 의해 폐쇄 도어가 검지된 후 소정 시간, 예를 들어 5분간은 폐쇄 도어되어 있지 않다고 판단한다. 또한, 압축기(20)의 정지 중, 제상 운전 중, R 냉각 전의 펌프 다운[냉동용 증발기(16) 내의 냉매를 압축기(20)로 흡입하여 회수하는 동작]을 행하고 있을 때 등은 압축기(20)의 듀티치가 적절하지 않으므로, 제어 장치(70)는 상기 타이밍에서는 듀티치의 검출을 행하지 않도록 하고 있다.

스텝 3에서는 냉각 모드를 절환하였는지 여부, 또는 압축기 모터(200)의 회전수를 변경하였는지 여부가 판단된다. 그리고, 냉각 모드의 절환 및 압축기 모터(200)의 회전수의 변경이 모두 없을 때에는(아니오), 스텝 4로 이행하고, 냉각 모드의 절환 등이 있으면(예), 스텝 5로 이행한다.

스텝 4에서는 기준 듀티치가 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 그리고, 기준 듀티치가 설정되어 있을 때에는 스텝 6으로 진행하고, 기준 듀티치가 설정되어 있을 때에는 스텝 2로 복귀된다. 스텝 3 및 4의 처리에 의해, 압축기(20)가 안정적이지 않은, 예를 들어 냉장고의 전원 투입시에 기준 듀티치가 설정되는 것이 방지된다.

스텝 5에서는, 제어 장치(70)는 압축기 모터(200)의 듀티치를 검출하여 기준 듀티치로서 기억한다. 이는 냉각 모드를 절환하면, 또한 압축기 모터(200)의 회전수를 변경하면 듀티치가 크게 변동되므로, 기준 듀티치를 다시 설정할 필요가 있기 때문이다. 이 경우, 냉각 모드의 절환 직후나 압축기 모터(200)의 회전수의 변경 직후에는 듀티치가 안정되지 않는다. 따라서, 냉각 모드를 절환한 후, 또는 압축기 모터(200)의 회전수를 변경한 후 소정 시간, 예를 들어 2분간 경과한 후의 듀티치가 기준 듀티치로서 기억된다.

스텝 6에서는, 제어 장치(70)는 도어(7)가 폐쇄되어 있는지 여부를 판단한다. 그리고, 도어(7)가 폐쇄되어 있으면 스텝 7로 진행한다. 스텝 7에서는, 제어 장치(70)는 압축기 모터(200)의 듀티치를 검출한다. 그리고, 검출된 듀티치와 스텝 5에서 기억한 기준 듀티치를 비교하여 검출된 듀티치가 기준 듀티치보다도 증가되어 있을 때에는(스텝 8에서 예), 스텝 9로 진행한다.

스텝 9에서는, 제어 장치(70)는 검출된 듀티치의 기준 듀티치에 대한 증가율이 소정치, 예를 들어 10％ 이상인지 여부를 판단한다. 그리고, 증가율이 10％ 이상이면 스텝 10으로 진행하고, 10％ 미만이면 스텝 1로 복귀된다.

스텝 8 및 스텝 9는 냉동 사이클의 저압측에 손상이 발생하고 있는지 여부, 다시 말해서 냉동 사이클의 저압측에서 냉매 누설이 발생하는지 또는 발생할 우려가 있는지 여부를 판단하는 처리에 상당한다. 따라서, 본 실시예에서는 제어 장치(70)가 저압측 냉매 누설 검출 수단으로서 기능한다.

스텝 10에서는, 제어 장치(70)는 고전압의 전기 부품의 운전을 정지한다. 여기서, 고전압의 전기 부품이라 함은, 배선이 절단되어 고장난 경우 등에 불꽃 방전이 발생하는 전기 부품의 것이고, 본 실시예에서는 탈취 장치(23)가 고전압의 전기 부품에 상당한다.

압축기 모터(200)의 듀티치의 상승은 냉동 사이클의 저압측에서 손상이 발생한 경우 외에, 냉동 사이클의 상태가 불안정하게 된 경우나 비교적 온도가 높은 식품이 투입된 경우 등에도 일어난다. 따라서, 듀티치의 일시적인 상승만으로는 냉매 누설이 발생하는지 여부를 정확하게 판단할 수 없다. 그래서, 스텝 10에서는 냉매 누설이 발생하는지 여부가 불확실한 상태이지만, 만일 냉매 누설이 발생하면 발화될 우려가 있는 고전압의 전기 부품만을 정지시키도록 하고 있다.

또한, 상기 탈취 장치(23)는 방폭 구조를 갖고 있고, 냉매 누설이 발생해도 발화되지 않도록 구성되어 있다. 그러나, 여기서는 안전성을 보다 확실한 것으로 하기 위해 정지시키고 있다. 또한, 개방 도어 장치(25)도 고전압의 전기 부품이지만, 고 외에 배치되어 있고 냉매 누설이 발생해도 발화될 우려가 적다. 또한, 개방 도어 장치(25)는 탈취 장치(23)와 달리 정지한 것을 사용자가 알기 쉽다. 따라서, 냉매 누설이 발생하는지 여부가 불확실한 상태에서 정지시키면, 냉매가 누설되어 있지 않았던 경우에 사용자에게 불신감을 주게 된다. 이로 인해, 본 실시예에서는 개방 도어 장치(25)를 정지시키지 않고, 신뢰성의 향상을 도모하고 있다. 단, 개방 도어 장치(25)는 냉각 성능에 영향을 미치게 하지 않으므로, 정지시켜도 좋다.

스텝 11에서는 압축기(20)가 이상 정지하였는지 여부가 판단된다. 그리고, 이상 정지하고 있지 않으면 스텝 12로 진행하고, 이상 정지하고 있으면 스텝 13으로 진행한다.

스텝 12에서는 듀티치의 변동이 검출된 후 소정 시간(예를 들어 1시간) 경과하였는지, 또는 냉각 모드의 절환이 소정 횟수(예를 들어 3회) 행해졌는지 여부가 판단된다. 그리고, 냉매 누설이 발생한 후 소정 시간 경과할 때, 또는 냉각 모드의 절환이 소정 횟수 행해졌을 때에는 스텝 1로 복귀된다. 한편, 냉매 누설이 발생한 후 소정 시간 경과할 때까지, 또는 냉각 모드의 절환이 소정 횟수 행해질 때까지는 스텝 11의 처리를 반복한다.

상술한 바와 같이, 냉매가 누설되어 있지 않은 상태에서 압축기 모터(200)의 듀티치에 변동이 있었다고 해도 어느 정도의 시간이 경과하면 안정된 상태로 복귀된다. 그러나, 실제로 냉매 누설이 발생한 경우에는, 압축기 모터(200)의 듀티치는 증가를 계속하고, 곧 압축기(20)는 이상 정지한다.

따라서, 듀티치의 변동이 검출되어도 압축기(20)가 이상 정지하는 일 없이 소정 시간이 경과하였을 때에는 손상의 발생, 냉매 누설의 발생과는 다른 요인으로 듀티치가 변동한 것이라 판단하여 스텝 1로 복귀된다. 이 때, 고전압의 전기 부품의 정지 상태는 해제된다.

한편, 스텝 13에서는 절환 밸브(26)를 전체 폐쇄 상태로 절환한 후, 압축기 모터(200)를 단전한다. 여기서는, 냉동 사이클의 저압측에 있어서 손상이 발생한 것이라 판단하여 손상 발생 부위로부터 냉매가 누설되는 것을 방지하기 위한 처리가 실행된다.

또한, R 팬(13), F 팬(15), C 팬(19) 이외의 전기 부품이 정지된다. 이에 의해, 고 내에 있어서의 착화 원인이 모두 배제된다. 또한, R 팬(13), F 팬(15), C 팬(19)의 구동에 의해, 만일 냉매가 누출되는 경우라도 저장실 내 등에 냉매가 체류되어 발화 한계 농도에 도달하는 것이 방지된다. 또한, 각 팬은 방폭 구조를 채용하거나, 또는 무브러시 모터를 채용하여 착화 원인이 되지 않도록 구성한다.

스텝 14에서는 스텝 13의 처리를 개시한 후 소정 시간, 예를 들어 3시간 경과하였는지 여부가 판단된다. 그리고, 3시간 경과하면 스텝 15로 이행하고 R 팬(13), F 팬(15), C 팬(19)을 정지시켜 처리를 종료한다. 또한, 제어 장치(70)는 모든 처리가 종료된 단계에서 냉동 사이클에 손상이 발생한 내용의 메시지를 표시부(62) 또는 음성부(61)를 통해 통지한다.

이에 대해, 스텝 8에서 검출된 듀티치가 기준 듀티치보다도 증가하지 않는다고 판단되면(아니오), 스텝 16으로 이행한다.

스텝 16에서는, 제어 장치(70)는 검출된 듀티치의 기준 듀티치에 대한 감소율이 소정치, 예를 들어 10％ 이상인지 여부를 판단한다. 그리고, 감소율이 10％ 이상이면 스텝 17로 진행하고, 10％ 미만이면 스텝 1로 복귀된다.

스텝 8 및 스텝 16은 냉동 사이클의 고압측에 손상이 발생하고 있는지 여부, 환언하면 냉동 사이클의 고압측에서 냉매 누설이 발생하는지 또는 발생할 우려가 있는지 여부를 판단하는 처리에 상당한다. 따라서, 본 실시예에서는, 제어 장치(70)는 고압측 냉매 누설 검출 수단으로서 기능한다.

스텝 17에서는, 제어 장치(70)는 절환 밸브(26)를 전체 폐쇄 상태로 절환하여 압축기 모터(200)를 정지시키는 동시에 C 팬(19)을 구동한다. 여기서는, 냉동 사이클의 고압측에 손상이 발생한 것이라 판단하여 손상 발생 부위로부터 누출된 냉매를 빠르게 확산시키는 처리가 실행된다. 전술한 바와 같이, 냉동 사이클의 고압측에 손상이 발생하면 냉동 사이클 내의 냉매는 단시간에 모두 누출되기 때문이다.

스텝 18에서는 스텝 17의 처리를 개시한 후 소정 시간, 예를 들어 8분간 경과하였는지 여부가 판단된다. 그리고, 8분간 경과하면 스텝 19로 진행하여 통상의 냉각 운전을 재개한다.

스텝 16에서 기준 듀티치에 대한 검출 듀티치의 감소율이 10％ 이상이라 판단되어 냉동 사이클의 고압측에서 손상이 발생한 것이 검출된 경우라도 실제로는 손상이 발생하지 않은 경우도 있다. 그래서, 제어 장치(70)는 냉매를 확산시키는 처리(스텝 17)를 행한 후에는 통상의 냉각 운전을 재개하여 처리를 종료하도록 되어 있다.

이와 같은 구성에 의해, 냉동 사이클의 고압측에 손상이 발생하지 않음에도 불구하고 장시간, 냉각 운전이 정지되는 일이 없다. 또한, 만일 냉동 사이클의 고압측에서 손상이 발생하고 있던 경우라도 냉동 사이클 내의 거의 모든 냉매는 누출되고 있으므로, 냉각 운전이 재개됨으로써 누출되는 냉매가 발화될 가능성은 없다.

또한, 냉동 사이클의 고압측에서 손상이 발생하고 있는 경우에는 냉각 운전을 재개해도 저장고 내는 냉각되지 않는다. 따라서, 고 내 온도의 상승에 의해 이상이 발생한 내용이 통지되게 된다.

이상의 처리 중 스텝 10 내지 15, 스텝 17 내지 19는 오검지 방지 제어 수단으로서의 처리에 상당한다. 즉, 제어 장치(70)는 오검지 방지 제어 수단으로서 기능한다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 냉동 사이클에 냉매 누설이 발생하는 것을 초기의 스텝에서 검출하기 때문에, 냉동 사이클의 냉매로서 가연성 냉매를 이용한 경우라도 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 냉동 사이클에 손상이 발생한 부위가 저압측인지 고압측인지를 판단하여 손상 발생 부위에 따른 처리를 행하도록 구성하였다. 따라서, 냉매 누설이 발생하였을 때에 일어날 수 있는 위험성을 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 냉동 사이클의 냉매가 실제로 누설되었는지 여부가 불확실한 상태에서는 냉각 운전을 계속시켜 냉매가 누설된 것이 판명되었을 때에 냉각 운전을 정지시키도록 구성하였다. 따라서, 냉각 운전이 불필요하게 정지되는 것을 최대한 피할 수 있어 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 다음과 같은 변형이 가능하다.

냉매 누설 검출 수단은 냉동 사이클을 구성하는 증발기나 압축기, 응축기가 이상한 온도 상승을 기초로 하여 냉동 사이클로부터 냉매가 누설된 것 또는 냉매가 누설되는 전조를 검출하도록 구성해도 좋다. 또한, 저장실 내나 기계실 내의 냉매 농도를 검출하는 센서를 설치하고, 상기 센서의 검출 결과를 기초로 하여 냉동 사이클로부터 냉매가 누설된 것 또는 냉매가 누설되는 전조를 검출하도록 구성하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 냉장고는 오존 파괴 계수가 작고 또한 지구 온난화 계수가 작은 가연성 냉매를 채용함으로써 지구 환경에 배려한 냉동 사이클을 구비한 냉장고로서 유용하다.

Claims

냉장고 본체(1)와,

상기 냉장고 본체에 설치된 저장실(2, 3, 4, 5)과,

압축기(20), 응축기(27), 증발기(14, 16)를 구비하고 가연성 냉매가 봉입된 냉동 사이클과,

상기 냉장고 본체(1)에 설치된 고전압 전기 부품(23)과,

상기 압축기(20)를 구동함으로써 상기 저장실을 냉각하는 냉각 운전 수단(70)을 갖는 냉장고에 있어서,

상기 냉동 사이클의 저압측으로부터 상기 냉매가 누설되는 전조를 검출하는 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)과,

상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)에 의해 상기 냉매가 누설되는 전조가 검출되었을 때에 상기 냉각 운전 수단(70)에 계속해서 냉각 운전을 실행시키는 동시에 상기 고전압 전기 부품(23)을 일시적으로 정지시키는 오검지 방지 제어 수단(70)을 구비하고,

상기 압축기(20)의 구동원은 펄스 폭 변조에 의해 인버터 제어되는 모터(200)로 구성되고,

상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)은 기준 듀티치에 대한 상기 모터(200)의 듀티치의 증가율이 소정치 이상인 것을 기초로 하여 냉매가 누설되는 전조를 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서, 상기 저장실은 냉장실(2) 및 냉동실(5)을 구비하도록 구성되고,

상기 냉동 사이클은 상기 냉장실(2)을 냉각하기 위한 냉장용 증발기(14)와, 상기 냉동실(5)을 냉각하기 위한 냉동용 증발기(16)와, 주로 상기 냉장용 증발기(14)에 상기 냉매를 공급하는 제1 경로 및 주로 상기 냉동용 증발기(16)에 상기 냉매를 공급하는 제2 경로로 이루어지는 냉매 유로와, 상기 냉매가 유통하는 경로를 절환하는 절환 밸브(26)를 구비하도록 구성되고,

상기 냉각 운전 수단(70)은 상기 절환 밸브(26)의 동작을 제어함으로써 상기 냉매를 상기 제1 경로에 유통시켜 상기 냉장실을 냉각시키는 냉장 냉각 모드와, 상기 냉매를 상기 제2 경로에 유통시켜 상기 냉동실을 냉각시키는 냉동 냉각 모드가 서로 실행되도록 구성되어 있는 냉장고.
제1항에 있어서, 상기 오검지 방지 제어 수단(70)은 상기 고전압 전기 부품(23)을 정지시킨 후, 소정 시간 경과 후에 상기 저압측 냉매 누설 검출 수단이 상기 냉매가 누설되는 전조를 검출하지 않을 때에는 상기 고전압 전기 부품의 정지를 해제하도록 구성되어 있는 냉장고.
제2항에 있어서, 상기 오검지 방지 제어 수단(70)은 상기 고전압 전기 부품(23)을 정지시킨 후, 상기 냉각 운전 수단(70)이 냉각 모드를 소정 횟수 절환한 후에 상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)에 의해 상기 냉매가 누설되는 전조가 검출되지 않을 때에는 상기 고전압 전기 부품의 정지를 해제하도록 구성되어 있는 냉장고.
제1항에 있어서, 상기 냉장고 본체(1)에 설치된 팬 장치(13, 15, 19)를 포함하는 비고전압 전기 부품을 구비하고,

상기 오검지 방지 제어 수단(70)은 상기 고전압 전기 부품(23)을 정지시킨 후, 소정 시간 경과할 때까지 상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)에 의해 상기 냉매가 누설되는 전조가 검출되었을 때에는 상기 팬 장치 이외의 비고전압 전기 부품을 정지시키도록 구성되어 있는 냉장고.
제2항에 있어서, 상기 냉장고 본체(1)에 설치된 팬 장치(13, 15, 19)를 포함하는 비고전압 전기 부품을 구비하고,

상기 오검지 방지 제어 수단(70)은 상기 고전압 전기 부품(23)을 정지시킨 후, 상기 냉각 운전 수단(7O)이 냉각 모드를 소정 횟수 절환하는 동안에 상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)에 의해 상기 냉매가 누설되는 전조가 검출되었을 때에는 상기 팬 장치(13, 15, 19) 이외의 비고전압 전기 부품을 정지시키도록 구성되어 있는 냉장고.
제1항에 있어서
제1항에 있어서, 상기 냉장고 본체(1)에 설치되어 상기 저장실을 개폐하기 위한 도어(6)를 구비하고,

상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)은 상기 도어의 폐쇄 중에 있어서의 상기 모터(200)의 듀티치를 기초로 하여 기준 듀티치를 설정하는 냉장고.
제7항에 있어서, 상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)은 상기 모터(200)의 회전수가 변경된 후, 소정 시간 경과 후의 상기 모터(200)의 듀티치를 기초로 하여 기준 듀티치를 설정하는 냉장고.
제7항에 있어서, 상기 냉장고 본체(1)에 설치되어 상기 저장실을 개폐하기 위한 도어(6)를 구비하고,

상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)은 상기 기준 듀티치에 대한 상기 도어(6)의 폐쇄 중에 있어서의 상기 모터(200)의 듀티치의 증가율을 기초로 하여 냉동 사이클의 저압측으로부터 상기 냉매가 누설되는 전조를 검출하도록 구성되어 있는 냉장고.
제2항에 있어서, 상기 압축기(20)의 구동원은 펄스 폭 변조에 의해 인버터 제어되는 모터(200)로 구성되고,

상기 저압측 냉매 누설 검출 수단(70)은 상기 냉각 운전 수단(70)이 냉각 모드를 절환한 후, 소정 시간 경과 후의 상기 모터(200)의 듀티치를 기초로 하여 기준 듀티치를 설정하는 동시에, 상기 기준 듀티치에 대한 상기 모터(200)의 듀티치의 증가율을 기초로 하여 상기 냉동 사이클의 저압측으로부터 상기 냉매가 누설되는 전조를 검출하도록 구성되어 있는 냉장고.