KR20070084543A - Ｐｔｃ 히터를 가진 냉동기 댐퍼 - Google Patents
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Abstract
통로를 통해 연결 가능한 제 1 저장실과 제 2 저장실을 가진 냉동 시스템 내에 댐퍼가 제공된다. 댐퍼는 댐퍼 도어, 온도 감응 유닛 및 가열 요소를 포함한다. 댐퍼 도어는 개방 위치와 밀폐 위치 사이에서 이동 가능하다. 온도 감응 유닛은 댐퍼 도어로 작동 가능하게 연결된다. 가열 요소는 작동 시 온도 감응 유닛을 가열시키기 위하여 온도 감응 유닛의 한 단부에 결합된다. 온도 감응 유닛은 가열 요소로부터의 가열에 응답하여 댐퍼 도어를 개방 위치로 이동시키기 위해 팽창된다.
Description
본 특허 출원은 2004년 11월 30일에 제출된 미국 특허출원 제 60/632,319호를 우선권 주장하며, 상기 출원의 공개 내용과 지시 사항은 본 발명에 참조 문헌으로 일체로 구성된다.
본 발명은 냉장고(refrigerator)용 댐퍼 제어 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 냉장고용 벨로스 구동 액츄에이터 시스템에 관한 것이다.
일반적인 가전제품에 기초한 냉장 시스템은 냉동 식품 저장실(frozen food compartment)과 신선한 식품 저장실(fresh food compartment)을 포함한다. 상기 2개의 저장실은 통로(passageway)에 의해 상호 연결되고, 상기 통로는 이동식(예를 들어 회전식, 미끄럼 가능한, 등등) 댐퍼 도어를 가진 댐퍼에 의해 조절된다. 신선한 식품 저장실 내의 온도가 미리 결정된 레벨 위로 상승될 때, 댐퍼는 댐퍼 도어를 개방시키기 위해 작동되고, 이에 따라 상대적으로 낮은 온도의 공기가 냉동 식품 저장실로부터 통로를 통해 신선한 식품 저장실로 흐른다. 신선한 식품 저장실 내의 온도가 선호되는 레벨로 떨어질 때, 댐퍼의 작동은 중단되고, 댐퍼 도어는 밀폐되며, 2개의 저장실 사이의 경로가 차단된다.
댐퍼들은 다양한 방법에 따라 구동될 수 있으며, 댐퍼 도어는 다양한 장치와 방법을 이용하여 구동될 수 있다. 종래 기술에 공지된 한 타입의 댐퍼는 자동 댐퍼(motorized damper)이다. 상기 자동 댐퍼는 전압 신호가 액츄에이터에 의해 댐퍼 도어로 작동 가능하게 결합된 모터 또는 솔레노이드로 공급될 때 댐퍼 도어를 개방시키기 위해 작동된다. 전압이 공급된 솔레노이드 또는 모터로 인해 댐퍼 도어는 밀폐 위치로부터 개방 위치로 전환된다. 그 뒤 전압이 제거된 후, 댐퍼는 더 이상 작동되지 않으며, 스프링과 같은 탄성 부재는 댐퍼 도어를 재차 밀폐 위치로 끌어당긴다. 적절한 시간에 댐버 도어를 개방하고 밀폐시키는 것을 보장하기 위하여 자동 댐퍼를 가진 냉장 시스템은 신선한 식품 저장실 내의 온도를 모니터하는 센서를 포함하고, 신선한 식품 저장실 내의 감지된 온도에 기초하여 적절한 위치로 댐퍼 도어를 작동시키기 위하여 전압 신호를 댐퍼로 공급하는 제어 장치를 포함한다.
이러한 타입의 댐퍼 제어 장치로 인해 댐퍼 도어는 신속하게 작동되지만 에너지가 매우 충분하지는 않는다. 따듯한 온도에서 냉장고 도어가 수차례 열리거나 어린이들 또는 그 외의 다른 요인에 의해 오랜 시간 동안 열려진 상태로 유지될 때와 같이 신선한 식품 저장실 내에 상당한 정도의 냉각이 요구된다면, 댐퍼 도어를 여닫는데 소요되는 에너지의 양은 상당할 것이다.
상기 타입의 에너지를 소모하는 댐퍼와 종래 기술로 공지된 댐퍼의 실례는 벨로스(bellows) 또는 냉각제 댐퍼이다. 이러한 타입의 댐퍼는 냉각제로 채워진 벨 로스를 이용한다. 벨로스는 신선한 식품 저장실 내에 배치된다. 냉각제가 신선한 식품 저장실 내의 주위 온도의 증가량에 기초하여 팽창되기 때문에 벨로스는 댐퍼 도어가 개방되도록 액츄에이터를 이동시킨다. 신선한 식품 격실 내의 온도가 떨어짐에 따라 벨로스 내의 냉각제는 수축되거나 또는 응축된다. 이에 따라 벨로스는 댐퍼 도어가 밀폐되도록 수축된다. 스프링과 같은 탄성 부재는 벨로스가 수축함에 따라 댐퍼 도어를 밀폐시키는데 이용될 수 있다.
보다 신속한 제어를 위해, 몇몇 냉각제 댐퍼들은 히터와 일체 구성되며, 이에따라 벨로스는 신선한 식품 저장소의 온도가 설정 온도 위로 상승될 때 보다 신속히 팽창된다. 이러한 시스템에서, 전압이 벨로스 둘레에 감겨진 가열 요소로 공급될 때 냉각제 댐퍼는 작동된다. 공급된 전압으로 인해 가열 요소는 벨로스 내의 냉각제의 온도를 상승시켜 벨로스는 보다 신속히 팽창된다. 상기 기술된 바와 같이, 이에 따라 벨로스는 팽창되고, 댐퍼 도어는 개방 위치로 이동된다. 전압이 히터로부터 제거될 때, 저장실 내의 주위 공기는 냉각제의 온도를 떨어트린다. 냉각제가 냉각됨에 따라 벨로스는 수축되거나 또는 오므라들고, 스프링은 댐퍼 도어를 재차 밀폐 위치로 탄성적으로 편향시킨다. 이러한 시스템은 "냉각기 시스템, 이의 제어 장치 및 이를 제조하기 위한 방법"이라는 명칭으로 Sepso씨의 미국 특허 제 4, 653, 283호에 기술되며, 상기 문헌의 지시 내용 및 공개 내용은 본 발명에 참조 문헌으로써 일체 구성된다.
상기 미국 특허 283호에 기술된 이러한 댐퍼 시스템은 주위 온도 제어식 벨로스-드라이버 댐퍼 시스템에 대한 개별적인 장점을 제공하며, 벨로스 둘레에서 가 열 요소가 변위됨에 따른 비효율성을 가진다.
특히 벨로스가 방해 없이 수축되고 팽창되어 질 수 있어야 하기 때문에, 상기 벨로스에 감겨진 가열 요소는 벨로스의 기계적인 운동에 방해받지 않도록 배치되어져야 한다. 이에 따라 가열 요소는 벨로스로부터 적어도 일정한 거리에 배열되야 한다. 따라서 가열 요소로부터 댐퍼 벨로스까지의 열 전달은 벨로스 내의 냉각제로 영향을 미치기 위해 주변의 차가운 공기를 통해 이루어져야 한다. 이로 인해 상대적으로 낮은 효율의 열 전달이 야기되며, 댐퍼를 구동시키기 위해 보다 큰 전력이 요구되고 댐퍼의 구동에 불필요한 지연이 야기된다. 이러한 문제점은 비용이 절약되고 소음이 감소되는 장점에도 불구하고 모터 또는 솔레노이드를 이용하는 전기 구동식 댐퍼 시스템에 대해 고-하중 작동을 수행함으로써 제거된다.
따라서 댐퍼 시스템은 모터 또는 솔레노이드 타입 액츄에어터에 의해 수행됨에 따라 정밀하게 구동되고 정지될 수 있으며, 상기 문제점들을 극복하는 벨로스 타입 액츄에이터에 의해 제공되는 것과 같이 비용이 저렴하고, 효율적이며, 높은 하중이 제공되고 신뢰성 있는 구동력을 제공할 수 있다. 본 발명은 상기 댐퍼 시스템을 제공한다. 본 발명의 추가적인 특징뿐만 아니라 본 발명의 상기 및 그 외의 다른 장점은 본 명세서에 제공된 본 발명의 기술 내용으로부터 명확해질 것이다.
따라서 본 발명은 종래 기술에 존재하는 하나 이상의 문제점을 극복하기 위한 신규하고 개선된 냉각제 댐퍼 시스템을 제공한다. 특히 본 발명은 댐퍼를 정밀하고 신속하게 구동시키는 신규하고 개선된 냉각제 댐퍼 시스템을 제공한다. 특히, 본 발명은 비용이 절감되고 에너지 효율적인 방법으로 댐퍼를 정밀하게 구동시키는 신규하고 개선된 냉각제 댐퍼 시스템을 제공한다. 본 발명의 한 실시예에서, 댐퍼 시스템은 댐퍼를 구동시키기 위해 냉각제가 채워진 벨로스를 이용한다.
한 특징에서, 본 발명은 통로를 통해 연결 가능한 제 1 저장실과 제 2 저장실을 가진 냉동 시스템 내의 댐퍼를 제공한다. 상기 댐퍼는 댐퍼 도어, 온도 감응 유닛 및 가열 요소를 포함한다. 댐퍼 도어는 개방 위치와 밀폐 위치 사이에서 이동 가능하다. 온도 감응 유닛은 댐퍼 도어에 작동 가능하게 결합된다. 상기 가열 요소는 작동 시 전도 방식으로 온도 감응 유닛을 가열시키기 위하여 온도 감응 유닛의 한 단부에 결합된다. 상기 온도 감응 유닛은 가열 요소로부터의 전도성 가열에 응답하여 댐퍼 도어를 개방 위치로 이동시키기 위해 팽창된다.
다른 특징에 있어서, 본 발명은 댐퍼 조립체를 제공한다. 댐퍼 조립체는 하우징, 댐퍼 도어, 온도 감응 유닛, 터미널 플레이트 및 저항 가열 요소를 포함한다. 댐퍼 도어는 하우징 내에 배열되고, 개방 위치와 밀폐 위치 사이의 하우징 내에서 이동 가능하다. 온도 감응 유닛은 하우징 내에 배열되고 댐퍼 도어에 대해 작동 가능하게 결합된 제 2 단부와 백 플레이트와 열 전도 가능한 상태인 제 1 단부를 가진다. 터미널 플레이트는 백 플레이트에 대해 이격된 상태로 하우징 내에 배열된다. 저항 가열 요소는 백 플레이트와 열적 연통되고, 백 플레이트 및 터미널 플레이트와 전기적으로 연통되며, 이들 사이에 배열된 하우징 내에 배치된다. 온도 감응 유닛은 저항 가열 요소로 전압이 공급될 때 밀폐 위치로부터 개방 위치로 댐퍼 도어를 신속히 이동시키도록 작동된다.
다른 특징에 있어서, 본 발명은 통로를 통해 연결될 수 있는 제 1 저장실과 제 2 저장실을 가진 냉동 시스템 내에 댐퍼를 제공한다. 댐퍼는 하우징, 댐퍼 도어, 가스-충전식 벨로스, 하중 부재, 백 플레이트 및 양의 온도 계수(PTC) 히터를 포함한다. 상기 댐퍼 도어는 통로를 개방시키고 밀폐시키기 위해 이동 가능하고, 하우징 내에 배열된다. 가스-충전식 벨로스는 가열 시 팽창되기에 적합하고, 하우징 내에 배열된다. 하중 부재는 가스-충전식 벨로스와 댐퍼 도어 사이에 작동 가능하게 배열된다. 백 플레이트는 하우징 내에 배열되며, 가스-충전식 벨로스와 인접하게 배치된다. PTC 히터는 백 플레이트와 접촉한다. PTC 히터는 구동 시 백 플레이트를 통해 가스-충전식 벨로스를 전도 방식으로 가열시키며, 가스-충전식 벨로스는 하중 부재를 변형시키기 위해 팽창되어 댐퍼 도어가 개방되고, 제 1 저장실로부터의 차가운 공기는 통로를 통해 제 2 저장소로 흐를 수 있다.
본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 첨부된 도면에 따르는 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 댐퍼의 실례의 실시예를 도시하는 전개된 투시도.
도 2는 커버가 제거된 도 1의 댐퍼를 도시하는 상면도.
도 3은 댐퍼 도어가 개방된 도 1의 댐퍼의 부분적인 횡단면도.
도 4는 댐퍼 도어가 그레이트에 대해 미끄러지는 도 1의 댐퍼의 대안의 실시예를 도시하는 상면도.
본 발명은 특정의 선호되는 실시예에 따라 기술되지만 이러한 실시예에 제한되지 않는다. 역으로 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 정의된 본 발명의 사상과 범위 내에 모든 대체물, 변형물 및 균등물을 포함한다.
도 1에 따라서, 일반적으로 댐퍼(damper, 10)로 언급되는 냉동 제어 장치(refrigeration control device)가 공개된다. 하기에 보다 상세히 기술될 것이며, 댐퍼(10)는 정밀하게 작동되고 중지되며, 상기 댐퍼는 저렴하고, 효율적이며, 높은 하중과 신뢰성 있는 구동 하중(actuating force)을 제공한다. 추가적으로 직접적인 전도성 가열을 제공하는 히터를 사용함으로써 구동되는 댐퍼(10)는 자체-조절식이고, 상대적으로 작은 물리적인 공간이 요구된다. 댐퍼(10)는 하우징(12), 댐퍼 도어(14), 하중 부재(load member, 16), 온도 감응 유닛(temperature responsive unit, 18), 터미널 플레이트(terminal plate, 20), 저항 가열식 요소(22) 및 커버(24)를 포함한다.
댐퍼(10)는 표준 또는 종래의 냉동 시스템(도시되지 않음) 내에 수용되기에 적합하다. 일반적인 냉동 시스템은 냉장/냉동고와 같은 가전제품에 설치될 수 있다. 일반적으로 이러한 냉동 시스템은 통로에 의해 연결된 제 1 저장실(예를 들어 냉동고)과 제 2 저장실(예를 들어 냉장고 또는 신선한 식품 저장실(fresh food compartment))을 포함할 수 있으며 또는 본 발명의 댐퍼와 연결될 수 있다. 신선한 식품 저장실 내의 주위 공기가 선호되는 온도 위로 감지될 때, 댐퍼(10)는 경로를 개방시켜 냉동고 저장실로부터 상대적으로 차가운 공기가 신선한 식품 저장실로 유입된다. 신선한 식품 저장실 내의 주위 온도가 충분히 떨어질 때 댐퍼는 닫혀지고 상대적으로 차가운 공기의 흐름이 차단된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 댐퍼(10)의 하우징(12)은 예를 들어 플라스틱과 같은 적절한 재료로 구성되거나 제조될 수 있다. 선호되는 실시예에서, 하우징(12)은 하나 이상의 그 외의 다른 부품들을 위한 기계적인 지지부를 제공하며, 비-전기적 전도 또는 절연 재료로 제조된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(12)은 댐퍼가 조립될 때 하중 부재(16)의 후방 부분(28), 온도 감응 유닛(18), 터미널 플레이트(20) 및 저항 가열식 요소(22)를 수용하도록 치수가 형성된 저장실(compartment) 또는 공동(cavity, 26)을 포함한다. 공동(26)은 온도 감응 유닛(18)이 냉각제의 온도에 기초한 팽창과 수축을 택일적으로 수행하기에 충분히 크게 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(12)은 왕복운동을 위해 하중 부재(16)의 중앙 부분(32)을 지지하고 수용하도록 치수가 형성된 구멍(30)을 포함한다. 하중 부재(16)의 전방 부분(34)은 구멍(30)을 초과하여 연장되고, 댐퍼 도어(14) 상의 오목부 또는 컵(36) 내에 수용된다. 도시된 바와 같이, 바람직하게 하중 부재(16)의 전방 부분(34)은 원뿔형의 형태로 형성된다. 하중 부재(16)는 푸시 로드, 피스톤, 캠샤프트 및 이와 유사한 것일 수 있다.
종래 기술에 공지된 바와 같이, 하우징(12)의 적어도 일부분은 제 1 저장실 과 제 2 저장실 사이에서 연장된 통로 내에 배치되고 및/또는 위치된다. 이와 같이, 이동 가능한 댐퍼 도어(14)는 2개의 저장실들 사이에서 공기의 흐름을 허용하거나 또는 선택적으로 제한할 수 있다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 댐퍼 도어(14)는 하우징(12) 상의 시트(38)로부터 분리될 때 댐퍼(10)는 한 저장실로부터 그 외의 다른 저장실까지 공기의 흐름을 허용한다. 역으로 댐퍼 도어(14)는 시트(38)와 연결될 때 댐퍼(10)는 저장실들 사이의 공기의 흐름을 차단한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에서, 댐퍼 도어(14)는 하우징(12)에 피벗 회전하도록 고정된 평면 구조물이다. 하중 부재(14)의 전방 부분(34)을 수용하는 컵(36)에 추가적으로 도 3에 도시된 바와 같이 댐퍼 도어(14)는 고정식 구조물(40)(예를 들어 후크)을 추가적으로 포함한다. 또한 하우징(12)은 고정식 구조물(42)(예를 들어 핀)을 포함한다. 탄성 부재(44)(예를 들어 스프링)는 댐퍼 도어(14)를 이동시키기에 충분한 인장력을 제공하고 벨로스(18, bellows) 내의 냉각제가 응축될 때 하우징(12) 상기 시트(38)와 연결되도록 핀(42)과 후크(40) 사이에 부착된다. 한 실시예에서, 감응 유닛(18)의 고유 탄성 특성은 시트(38)와 연결되고 및/또는 시트(38)를 향하여 편향되도록 유지시키는데 의존될 수 있다.
댐퍼 도어(14)가 도 1 내지 도 3의 도시된 실시예에서 피벗팅함으로써 이동되는 동안 댐퍼 도어는 미끄러질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 댐퍼(10)는 종래 기술에 공지된 그레이트 타입(grate type) 또는 그레이트 스타일 댐퍼 도어(grate style damper door, 46)를 수용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 댐퍼 도어(46)는 제 2 그레이트(50)에 대해 미끄럼 가능한 제 1 그레이트(48)를 포함한다. 제 1 및 제 2 그레이트(48, 50)가 일렬로 미끄러질 때, 통로는 개방된다. 역으로, 제 1 및 제 2 그레이트(48, 50)가 각각의 그레이트 내의 구멍이 차단되도록 변환될 때 경로는 밀폐된다. 미끄럼 가능한 댐퍼 도어(46) 또는 피벗 회전식 댐퍼 도어(14)를 수용하는 댐퍼(10)에 추가적으로 댐퍼는 회전식 댐퍼 도어(도시되지 않음)를 적절히 이용할 수 있다.
선호되는 실시예에서, 온도 감응 유닛(18)은 댐퍼 도어(14)를 이동시키기 위해 댐퍼(10)에 의해 수용된다. 즉 온도 감응 유닛(18)은 댐퍼 도어(14) 상의 탄성 부재(44)에 의해 가해진 바이어스(bias)를 상쇄시키거나 또는 극복하기에 필요한 힘을 제공한다. 이를 위해 온도 감응 유닛(18)의 제 1 단부(52)(도 1에 도시)는 하중 부재(16)가 댐퍼 도어(14) 상에 힘을 제공하도록 하중 부재(16)의 후방 부분(28)과 연결된다. 따라서 냉각제가 팽창됨에 따라 댐퍼 도어(14)를 향하는 온도 감응 유닛(18)의 운동은 하중 부재(16)가 댐퍼 도어(14)를 개방시키도록 전환된다.
도시된 실시예에서, 온도 감응 유닛(18)은 가스 충전식 벨로스(gas-charged bellows)이다. 상기 가스-충전식 벨로스는 주름이 형성되는 방식으로 팽창되고 수축되는 구조로 형성된다. 일반적으로 온도 감응 유닛(18)은 가스 상태와 액체 상태 사이를 신속하게 변이될 수 있는 유체를 수용하거나 또는 포함한다. 선호되는 실시예에서, 가스-충전식 벨로스 내의 유체는 종래 기술에 공지된 냉각제이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 온도 감응 유닛(18)은 백 플레이트(back plate, 56)에서 제 2 단부(54)에 작동 가능하게 결합된다. 한 실시예에서, 백 플레이트(56)는 전기 전도 재료로 구성된 정방형의 평면 부재이다. 한 실시예에서, 백 플 레이트(56)는 백 플레이트의 후방 측부(60)에 환형 함몰부(annular indentation, 58)를 포함한다. 상기 환형 함몰부(58)는 백 플레이트(56) 상에 온도 감응 유닛(18)을 배치시키기 위해 이용된다. 상기 백 플레이트(56)는 신장 샤프트(elongate shaft, 62)를 포함할 수 있다. 백 플레이트(56)는 전기적 연결부를 수용하기에 적합한 터미널(terminal, 64)을 포함한다.
도시된 실시예에서, 터미널 플레이트(20)는 전기 전도성 재료로 구성된 정방향 평면 부재이다. 터미널 플레이트(20)는 비-전도성 방식으로 신장 샤프트(62)를 수용하기에 적합한 중앙 구멍(66)을 가진다. 또한 터미널 플레이트(20)는 전기적 연결부를 수용하기에 적합한 터미널(68)을 포함한다.
일반적으로 가열 요소(22)는 터미널 플레이트(20)와 백 플레이트(56) 사이에 배열된다. 특히 가열 요소(22)는 온도 감응 유닛(18)의 제 2 단부(54)에 배치된다. 바람직하게 가열 요소(22)는 백 플레이트(56)의 후방 측부(60)와 접촉하거나 또는 직접적으로 연결된다. 이에 따라 가열 요소(22)는 온도 감응 유닛(18)의 제 2 단부(54)에 인접하고 및/또는 근접하게 배치되고, 효율적이고 효과적인 방법으로 온도 감응 유닛 내에 수용된 유체를 전도 방식으로 가열시키기 위해 배치된다. 이에 따라 댐퍼를 구동시키기 위해 히터를 사용하는 종래의 벨로스 타입 구동기에 비해 상당한 장점이 제공된다.
선호되는 실시예에서, 가열 요소(22)는 전기적 가열 요소이다. 실례의 실시예에서, 가열 요소는 양의 온도 계수(PTC) 가열 요소 또는 히터이다. 종종 세라믹 히터로 불리는 PTC 히터는 일반적으로 작은 세라믹석(ceramic stone)들로 구성된 다. 특히 세라믹석을 구성하기 위해 사용된 재료는 티탄산 바륨에 기초한 다결정성 세라믹으로 도프 처리된다. 금속화 접촉부(metallized contact)들은 상기 세라믹석이 혼합공정(blending), 밀링공정(milling), 건조공정(drying) 및 소결공정을 포함하는 공정을 통해 형성된 후 전기적 전도를 돕기 위해 세라믹석의 표면으로 제공된다. 세라믹석의 형태는 정방형, 직사각형, 원형, 환형, 도넛 형태 및 이와 유사한 형태일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 도시된 실시예는 수용된 중앙 구멍(70)을 가진 환형 형태의 가열 요소(22)를 이용한다. 중앙 구멍(70)은 댐퍼(10)가 조립될 때 신장 샤프트를 적절히 수용하기 위한 치수로 형성된다.
PTC 히터는 표준 온도를 달성하도록 제조된다. 초기에 터미널(64, 68)로 전압이 제공될 때 가열 요소(22)의 저항이 떨어져서 다량의 전류가 가열 요소(22)를 통과할 수 있다. 이러한 다량의 전류로 인해 가열 요소의 온도는 표준 온도에 도달될 때까지 매우 신속히 상승될 수 있다. 가열 요소(22)가 표준 온도에 도달될 때, 온도는 정체되고(plateau) 가열 요소(22)는 자동적으로 자체 조절된다.
하중 부재(16), 온도 감응 유닛(22), 백 플레이트(56), 가열 요소(22) 및 터미널 플레이트(20)가 하우징(1) 내에 배치되고 조립될 때, 커버(24)는 하우징(12)으로 고정된다. 도 2에 도시된 바와 같이 댐퍼(10)가 조립될 때, 바람직하게 하중 부재(16), 온도 감응 유닛(18), 가열 요소(22) 및 백 플레이트(56) 모두는 축방향으로 정렬된다. 그 뒤, 제 1 전기적 연결부(도시되지 않음)가 백 플레이트(56) 상의 터미널(64)(도 1에 도시)에서 형성되고, 제 2 전기적 연결부(도시되지 않음)가 터미널 플레이트(20) 상의 터미널(68)에서 형성된다. 이러한 전기적 연결부는 제어 된 전압원(도시되지 않음)에 결합된다.
작동 시, 신선한 식품 저장실 내의 주위 온도가 설정 지점 또는 목표 온도 위로 상승된 것이 센서(서모스탯 또는 서미스터)에 의해 감지될 때, 온도 제어 회로도는 댐퍼 도어를 개방하도록 본 발명의 시스템(10)을 조절한다(command). 이러한 조절로 인해 전압 신호가 2개의 터미널(64, 68)들 중 한 터미널로 제공된다. 2개의 터미널(64, 68) 사이의 전압 하강으로 인해 전류는 가열 요소(22)를 통해 흐른다(가열 요소를 작동시킴). 상기 기술된 바와 같이 PTC 가열 요소를 이용하는 실시예에서, 온도는 사전 설정 온도로 매우 신속히 상승한다.
가열 요소(22)에 의해 형성된 열은 제 2 단부(54)에서 백 플레이트(56)를 통해 온도 감응 유닛(18) 내의 유체로 전달된다. 상기 열이 벨로스로 전달됨에 따라 냉각제는 가스 상태로 신속히 전이되고(현 상태가 액체라면), 팽창된다. 신속히 팽창되는 가스로 인해 온도 감응 유닛(18)은 이에 따라 팽창된다.
하중 부재(16)가 댐퍼 도어(14)를 향하여 전방으로 이동하기 시작할 때 팽창된 온도 감응 유닛(18)은 하중 부재(16)의 후방 부분(28)과 연결된다. 온도 감응 유닛(16)이 팽창되고 탄성 부재(44)의 바이어스를 극복하기에 충분한 힘을 발생시킬 때, 댐퍼 도어(14)는 개방된다. 댐퍼 도어(14)가 개방 위치에 있을 때 제 1 저장실로부터의 상대적으로 차가운 공기는 통로를 통해 제 2 저장실로 흐른다. 이와 같은 방식으로 상대적으로 차가운 공기가 이송됨에 따라, 제 2 저장실 내의 온도는 선호되는 주변 온도로 떨어진다.
바람직하게, 가열 요소(22)에 의해 냉각제로 제공된 열로 인하여 벨로스가 팽창될 때, 터미널(64, 68)로 제공된 전압 신호가 제거될 수 있다. 벨로스내에서 가열되고 팽창된 가스는 가열 요소(22)의 연속적인 가압(energization) 없이 댐퍼 도어(14)는 개방된 위치에서 유지된다(전압이 개방 상태로 유지시키기 위해 주기적으로 및/또는 산발적으로 제공될 수 있음에도 불구하고). 이에 따라 댐퍼 제어부(100)의 전력 소모가 최소화된다. 가열 요소(22)가 꺼짐에 따라(turn off) 신선한 식품 저장실 내의 온도가 떨어지기 시작하기 때문에 온도 감응 유닛(18) 내의 냉각제는 냉각되기 시작한다. 이에 따라 온도 감응 유닛(18)이 수축되고 및/또는 오므라들도록 냉각제는 응축되기 시작한다.
온도 감응 유닛(18)이 수축됨에 따라 탄성 부재(44)의 힘은 하중 부재(16)에 의해 댐퍼 도어(14)상에 가해진 힘을 극복하기 시작한다. 결국 하중 부재(16)의 힘은 탄성 부재(44)에 의해 완전히 상쇄되고 댐퍼 도어(14)는 밀폐된다. 이에 따라 제 1 저장실로부터 제 2 저장실까지 통로를 통과하는 상대적으로 차가운 공기의 흐름이 차단된다.
상기 기술된 댐퍼(10)가 신속 가열 요소에 의해 전기적으로 구동되기 때문에 댐퍼는 감지된 온도가 목표 설정지점 위로 상승될 때 완전히 개방되도록 정밀하게 제어될 수 있다. 게다가 댐퍼(10)가 벨로스와 같은 온도 감응 유닛(18)을 수용하기 때문에 댐퍼는 저렴하고, 에너지 효율적이며, 높은 힘을 제공하고, 신선한 식품 저장실 내의 온도가 떨어질 때까지 댐퍼 도어(14)를 개방된 상태로 유지시키기 위해 연속적인 가압이 필요치 않는 신뢰성 있는 구동원을 제공한다. 따라서 댐퍼(10)는 종래 기술로 공지된 냉각제와 자동 댐퍼의 문제점 없이 이에 따른 장점을 모두 가 진다.
본 명세서에 언급된 특허, 특허 출원서 및 공보를 포함하는 모든 참조 문헌은 본 명세서에서 전체적으로 참조로 구성된다.본 발명을 기술하기 위해 사용된 “단수" 개념은 특별한 지시가 없는 한 단수 및 복수를 포함하는 것으로 구성된다. 용어”구성되는”, “가진, “포함하는”, “함유하는”은 달리 언급되지 않는 한 제한되지 않는 용어로 구성된다. 달리 언급되지 않는 한 본 명세서에 열거된 값들의 범위는 이러한 범위 내의 각각의 값을 언급하기 위함이고, 개별적인 값은 본 명세서에 구성된다. 본 명세서에 기술된 모든 방법은 달리 지시가 없거나 상반된 지시가 없다면 적절한 순서에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 실시예와 실례의 용어는 본 발명을 제한하지 않으며, 본 발명을 보다 잘 설명하기 위함이다.
본 발명의 선호되는 실시예는 본 발명을 수행하기 위한 최선의 모드를 포함하는 것으로 기술된다. 선호되는 실시예의 변형물은 상기 기술 내용을 읽음으로써 종래 기술의 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부된 청구항에 따른 모든 변형물과 균등물을 포함한다. 게다가 상기 언급된 요소의 조합은 달리 언급되거나 상반되게 언급되지 않는 한 본 발명의 범위 내에 포함된다.
Claims (20)
- -개방 위치와 밀폐 위치 사이에서 이동 가능한 댐퍼 도어,-댐퍼 도어에 작동 가능하게 결합된 온도 감응 유닛 및-작동 시 온도 감응 유닛을 전도 방식으로 가열시키기 위하여 온도 감응 유닛의 한 단부에 결합된 가열 요소를 포함하고, 통로를 통해 연결 가능한 제 1 저장실과 제 2 저장실을 가진 냉동 시스템내의 댐퍼에 있어서,상기 온도 감응 유닛은 가열 요소로부터의 전도성 가열에 따라 댐퍼 도어를 개방 위치로 이동시키기 위해 팽창되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 온도 감응 유닛은 가스-충전식 벨로스인 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 온도 감응 유닛은 하중 부재에 의해 댐퍼 도어로 작동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 온도 감응 유닛은 가열 요소가 작동되지 않고 온도 감응 유닛이 냉각될 때 수축되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 댐퍼는 댐퍼 도어에 결합된 탄성 부재를 추가적으로 포함 하고, 탄성 부재는 댐퍼 도어를 밀폐 위치로 편향시키는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 5 항에 있어서, 가열 요소가 작동되지 않고 온도 감응 유닛이 냉각될 때 탄성 부재는 댐퍼 도어를 밀폐 위치로 이동시키기에 충분한 스프링 힘을 가진 스프링인 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 가열 요소는 세라믹 가열 요소인 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 가열 요소는 양의 온도 계수(PTC) 가열 요소인 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 온도 감응 유닛은 가열 요소가 접촉하는 제 1 단부에 고정되고, 온도 감응 유닛은 개방 위치와 밀폐 위치 사이에서 댐퍼 도어를 이동시키기 위하여 제 1 단부에 대해 선형 이동 가능한 제 2 단부를 가지는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 9 항에 있어서, 백 플레이트는 제 1 단부와 터미널 플레이트에 부착되고, 가열 요소는 백 플레이트와 터미널 플레이트 사이에 배치되고 이와 접촉되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 10 항에 있어서, 각각의 백 플레이트와 터미널 플레이트는 전기적으로 전도되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 댐퍼 도어는 개방 위치와 밀폐 위치 사이에서 선형적으로 미끄럼 가능한 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 1 항에 있어서, 댐퍼 도어는 개방 위치와 밀폐 위치 사이에서 피벗 운동 가능한 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- -하우징,-하우징 내에 배열된 댐퍼 도어,-하우징 내에 배열된 온도 감응 유닛,-백 플레이트에 대해 이격되고 하우징 내에 배열된 터미널 플레이트 및-하우징 내에 배열된 저항 가열 요소를 포함하고, 상기 댐퍼 도어는 개방 위치와 밀폐 위치 사이의 하우징 내에서 이동 가능하며, 온도 감응 유닛은 댐퍼 도어에 작동 가능하게 결합된 제 2 단부와 백 플레이트와 열적 연통되는 제 1 단부를 가지며, 저항 가열 요소는 백 플레이트와 터미널 플레이트 사이에 위치되고 각각의 백 플레이트와 전기적으로 연통되며 백 플레이트와 열적으로 연통되는 댐퍼 조립체에 있어서,상기 온도 감응 유닛은 저항 가열 요소에 전압이 공급될 때 밀폐 위치로부터 개방 위치로 댐퍼 도어를 신속히 이동시키도록 작동되는 것을 특징으로 하는 댐퍼 조립체.
- 제 14 항에 있어서, 온도 감응 유닛은 저항 가열 요소가 온도 감응 유닛을 냉각시키고 수축시키기 위해 전원이 끊어진 후(de-energize) 개방 위치로 댐퍼 도어를 고정시키고, 이에 따라 댐퍼 도어가 밀폐되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 14 항에 있어서, 저항 가열 요소는 양의 온도 계수(PTC) 히터인 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- -하우징,-하우징 내에 배열된 댐퍼 도어,-하우징 내에 배열된 가스-충전식 벨로스,-댐퍼 도어와 가스-충전식 벨로스 사이에 작동 가능하게 결합된 하중 부재,-가스-충전식 벨로스와 인접하고 하우징 내에 배열된 백 플레이트 및-백 플레이트와 접촉하는 양의 온도 계수(PTC) 히터를 포함하고, 상기 댐퍼 도어는 통로를 개방시키고 밀폐시키며, 가스-충전식 벨로스는 가열시 팽창되는 통로룰 통해 연결 가능한 제 1 저장실과 제 2 저장실을 가진 냉동 시스템 내의 댐퍼에 있어서,PTC 히터는 작동 시 백 플레이트를 통해 가스-충전식 벨로스를 가열시키고, 가스-충전식 벨로스는 하중 부재를 변환시키기 위해 팽창되어 차가운 공기가 경로를 통해 제 1 저장실로부터 제 2 저장실까지 흐를 수 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 17 항에 있어서, PTC 히터, 백 플레이트, 가스-충전식 벨로스 및 하중 부재는 축방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 17 항에 있어서, 가스-충전식 벨로스는 저항 가열 요소에 전원이 끊어진 후 댐퍼 도어를 개방 위치로 고정시키는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
- 제 17 항에 있어서, 댐퍼 도어를 밀폐 위치로 편향시키기 위하여 댐퍼 도어와 하우징 사이에 결합된 탄성 부재를 추가적으로 포함하고, 가스-충전식 벨로스는 가스-충전식 벨로스가 냉각되고 수축될 때까지 댐퍼 도어를 개방 위치로 고정시키며, 이에 따라 제 1 저장실로부터의 차가운 공기가 통로를 통해 제 2 저장실로 흐르는 것이 차단되도록 탄성 부재는 하중 부재를 수축시키고 댐퍼 도어를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 댐퍼.
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