KR20140124682A - 냉각팬 운전속도 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각팬 운전속도 제어 방법에 관한 것으로, 냉장고의 각 룸에 냉기를 공급하는 복수개의 팬 모터, 팬 모터의 회전수를 제어하기 위한 적어도 하나 이상의 미리 설정된 회전수를 저장하는 회전수 테이블, 및 회전수 테이블에 미리 설정된 회전수 중 어느 하나를 선택하여 상기 팬 모터의 회전수를 각기 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

냉각팬 운전속도 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING ROTATION SPEED OF COOLING FAN}

본 발명은 냉각팬 운전속도 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 룸을 가진 냉장고의 냉각팬 운전속도를 제어하여 맥놀이 소음을 개선할 수 있도록 하는 냉각팬 운전속도 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 최근에 출시되는 냉장고는 수용하는 용적이 수십 ℓ~수백 ℓ인 가정용 냉장고에서 수십 kℓ인 업무용 냉장고까지 있다. 이러한 냉장고는 그 냉각방식에 따라 전기냉장고, 가스냉장고, 얼음냉장고, 및 전자냉장고 등이 있는데, 그 중 가장 많이 보급되어 있는 것은 전기냉장고이다.

상기 냉장고는 아래와 같이 다양하게 분류할 수 있다.

예컨대 상기 냉장고는 크기에 따라 손(팔)을 뻗어서 냉장고 안의 물건을 넣고 뽑을 수 있는 소형, 및 걸어 들어가 물건을 저장하거나 가지고 나올 수 있는 대형이 있다. 또한 상기 냉장고는 온도에 따라 야채, 달걀, 과일 등 섭씨 영상 5도 정도에 저장하는 상온 냉장고, 육류, 생선 등을 저장하는 섭씨 영하 15도 정도에 저장하는 저온 냉장고, 섭씨 영하 40도에서 60도 정도의 초저온 냉장고, 섭씨 영하 200도 내지 300도의 극저온 냉장고 등이 있다.

또한 상기 냉장고는 사용용도에 따라 일반 주방에서 사용하는 음식용 냉장고, 김치 냉장고, 육류보관 냉장고, 농산물 보관 냉장고, 어류보관 냉장고, 화장품 보관 냉장고, 와인 보관 냉장고 등이 있으며, 냉장고 문의 형태에 따라서도 원 도어, 더블 도어, 슬라이딩 도어, 커튼 도어 등으로 분류할 수 있다.

더구나 최근에는 가정용 냉장고도 점차 대형화되고 있는 추세에 있으며, 그에 따라 냉동실(또는 냉각룸)과 냉장실(또는 냉장룸)을 각각 하나씩 구비한 것부터 두 개 이상 복수개의 냉동실과 냉장실을 구비한 냉장고가 출시되고 있는 상황이다. 상기와 같이 복수의 냉동실(또는 냉장실)을 구비할 경우 각 냉동실(또는 냉장실)에 냉기를 공급하기 위해서 그 룸(예 : 냉각룸, 냉장룸)의 수만큼 냉각팬을 구비하여 사용하게 된다.

이때 상기 냉각팬의 회전수(RPM)는 피드백 제어 방식을 통해 목표 회전수로 일정하게 운전하도록 제어하며, 동일한 냉각 조건을 가진 룸의 냉각팬 모터는 거의 유사한 형태로 설계하여 각 룸의 일측에 설치하게 된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0203072호(1999.06.15. 등록, 냉장고의 냉각팬구동제어장치 및 방법)에 개시되어 있다.

그런데 상기와 같이 각 룸마다 설치된 냉각팬이 만약 한 치의 오차도 없이 동일한 회전수로 운전할 경우에는 맥놀이 소음이 발생하지 않겠지만, 실질적으로는 냉각팬 모터의 회전수 오차, 피드백 제어 방식의 오차 등으로 인하여 모터의 회전수가 정속으로 운전되지 않는 상황이 발생할 수 있다.

상기와 같이 각 룸에 설치된 냉각팬 모터의 회전수가 오차 범위 내에서 차이가 발생할 경우 맥놀이 현상에 의한 소음이 발생하게 된다.

여기서 상기 맥놀이(Beating) 현상에 의한 소음(즉, 맥놀이 소음)은 진동수(또는 주파수)가 비슷한 두 파동이 만날 경우, 소리의 세기가 뚜렷하게 증가하거나 감소하면서 두 진동수의 차이로 생성되는 소음을 의미한다.

상기와 같이 맥놀이 소음이 주기적으로 반복해서 발생할 경우 사용자에게 정신적 스트레스를 유발시킬 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 복수개의 룸을 가진 냉장고의 냉각팬 운전속도를 제어하여 맥놀이 소음을 개선할 수 있도록 하는 냉각팬 운전속도 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 냉각팬 운전속도 제어 방법은 동시에 구동되는 팬 모터들을 검출하는 제1 단계; 상기 팬 모터들 중 미리 설정된 방식으로 어느 하나를 선택하는 제2 단계; 상기 선택된 어느 하나의 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 어느 하나의 회전수로 구동하는 제3 단계; 및 상기 동시에 구동되는 모든 팬 모터에 대하여 상기 제2 단계 내지 제3 단계를 반복 수행하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 어느 하나의 팬 모터가 먼저 구동되고 다른 하나의 팬 모터가 나중에 구동되는 경우, 상기 먼저 구동된 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 어느 하나의 회전수로 구동하는 단계; 및 나중에 구동되는 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 다른 어느 하나의 회전수로 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 복수개의 룸을 가진 냉장고의 냉각팬 운전속도를 제어하여 맥놀이 소음을 개선함으로써 사용자에게 정신적 스트레스의 유발을 최소화할 수 있다. 또한 맥놀이 소음이 냉장고의 고장으로 발생되는 소음으로 오인되지 않도록 함으로써 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 또한 청각적으로 불쾌감을 유발하는 맥놀이 소음을 개선함으로써 사용자의 제품 만족도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 운전속도 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 운전속도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉각팬 운전속도 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 운전속도 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 운전속도 제어 장치는 복수개의 팬 모터(110), 제어부(120), 및 회전수 테이블(130)을 포함한다.

상기 팬 모터(110)의 개수는 냉장고에 구비된 룸의 개수에 따라 더 증가하거나 감소할 수 있다. 또한 상기 각 팬 모터(111~114)는 모두 동일한 규격의 모터이거나, 적어도 하나 이상의 규격이 다른 모터를 사용할 수 있다. 또한 동일한 규격의 팬 모터를 두 개씩 조합하여 사용할 수도 있고, 동일한 규격의 팬 모터 세 개를 조합하여 사용할 수도 있다.

상기 제어부(120)는 상기 각 팬 모터(111~114)의 회전수를 각기 제어한다.

또한 상기 제어부(120)는 상기 팬 모터 구동을 위해서 모터 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 편의상 본 실시예에서는 모터 구동부에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 상기 제어부(120)에서 팬 모터를 구동하는 것으로 가정하여 그 제어 동작을 설명한다.

상기 제어부(120)는 회전수 테이블(130)에 미리 저장된 회전수를 이용하여, 상기 복수의 팬 모터들(111~114) 중 적어도 두 개 이상이 동시에 동작할 경우, 그 동시에 동작하는 각 팬 모터의 회전수를 각기 제어한다.

상기 각 팬 모터의 회전수는 각 이음(즉, 팬 모터의 구동 시 발생하는 이상소음)에 의한 맥놀이 소음이 발생하지 않는 범위내의 회전수이다. 예컨대 상기 맥놀이 소음은 상기 이음간의 진동수 차이가 특정 진동수(예 : 6Hz, 10Hz, 20Hz 등) 이내일 경우에 주로 발생되는 경향이 있다. 이때 상기 두 이음간의 진동수 차이는 비율(예 : 5%, 10%, 15% 등)로 나타낼 수도 있으며, 상기 특정 진동수도 비율(예 : 5%, 10%, 15% 등)로 나타낼 수 있다.

한편 상기 특정 진동수는 설명의 편의상 기재한 값으로, 청각의 예민한 정도에 따라 더 작은 진동수 차이에서 발생되는 맥놀이 소음이 감지되거나, 더 큰 진동수 차이에서 발생되는 맥놀이 소음이 감지될 수 있다. 따라서 상기 특정 진동수는 얼마든지 다른 값으로 변경할 수 있다.

다시 말해 상기 팬 모터1(111)의 회전수에서 발생하는 이음의 진동수를 300Hz라고 가정하고, 상기 팬 모터2(112)의 회전수에서 발생하는 이음의 진동수를 310Hz라고 가정할 경우, 두 이음간의 진동수 차이(예 : 6Hz, 10Hz, 20Hz 등)로부터 맥놀이 소음이 발생하게 된다.

따라서 상기 제어부(120)는 상기 두 이음간의 진동수 차이가 상기 특정 진동수(예 : 6Hz, 10Hz, 20Hz 등) 이상이 되도록 각 팬 모터의 회전수를 제어한다. 즉, 상기 제어부(120)는 팬 모터1(111)의 회전수를 더 감소시키거나, 팬 모터2(112)의 회전수를 더 증가시킨다. 또는 그 반대로 팬 모터1(111)의 회전수를 더 증가시키거나, 팬 모터2(112)의 회전수를 더 감소시킨다.

상기와 같이 각 팬 모터의 회전수를 더 증가시키거나 감소시킴에 따라 그때 발생하는 이음의 진동수도 더 증가하거나 감소하게 되고, 결국 그 진동수 차이가 상기 맥놀이 소음을 발생시키는 특정 진동수(예 : 6Hz, 10Hz, 20Hz 등) 보다 더 커지는 경우에 맥놀이 소음이 제거되는 것이다.

한편 상기 팬 모터의 회전수에 따라 발생하는 각 이음의 진동수는 팬 모터의 규격이나 재질, 또는 팬 모터 체결부(또는 체결수단)의 규격이나 재질에 따라 달라질 수 있다.

따라서 상기 회전수 테이블(130)은, 제1 실시예로서, 팬 모터의 규격이나 재질, 또는 팬 모터 체결부(또는 체결수단)의 규격이나 재질에 따라 각 회전수에서 발생하는 이음의 진동수를 테스트하여 테이블 형태로 저장한다. 이때 상기 회전수 테이블(130)을 저장하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 운전속도 제어 장치는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다.

예컨대 상기와 같이 각 팬 모터의 회전수에 대응하는 이음의 진동수가 테이블 형태로 저장되어 있을 경우, 상기 제어부(120)는 처음 팬 모터를 구동한 후 다음 팬 모터를 구동할 때, 상기 처음 팬 모터의 회전수에 대응하는 진동수보다 상기 특정 진동수 이상 차이가 나는 회전수를 산출하여 다음 팬 모터를 구동한다. 이때 다음 팬 모터의 회전수는 이전 팬 모터의 회전수보다 많거나 적을 수 있다.

또한 상기 회전수 테이블(130)은, 제2 실시예로서, 한 개의 팬 모터만 구동할 때의 회전수, 및 적어도 두 개 이상의 팬 모터를 동시에 구동할 때 각 팬 모터에 적용할 회전수를 미리 설정하여 저장할 수 있다. 이때 상기 미리 설정되는 팬 모터의 회전수는 상기 이음의 진동수가 특정 진동수 이상 차이날 수 있도록 하는 회전수이다. 또한 상기 회전수 테이블에 저장되는 상기 회전수는 각 팬 모터의 구동 오차까지 고려하여 충분한 간격으로 설정하는 것이 바람직하다.

예컨대 한 개의 팬 모터만 구동할 때의 회전수를 100rpm 으로 설정했다고 가정할 경우, 상기 복수개의 팬 모터 중 어느 하나의 팬 모터만 구동할 때는 100rpm으로 구동시킨다. 그러나 어느 하나의 팬 모터(예 : 팬 모터1)가 구동되고 있는 상태에서 다른 팬 모터(예 : 팬 모터2)가 추가로 구동될 경우, 상기 팬 모터1은 100rpm으로 구동시키고, 상기 팬 모터2는 상기 특정 진동수(예 : 6Hz, 10Hz, 20Hz 등) 이상 차이날 수 있도록 설정된 다른 회전수(예 : 95rpm, 105rpm 등)로 구동시키는 것이다.

또한 적어도 둘 이상의 팬 모터(예 : 팬 모터1, 팬 모터2, 팬 모터3, 팬 모터4)가 동시에 구동되는 경우에도 이전 팬 모터의 회전수와 다음 팬 모터의 회전수가 상기 특정 진동수(예 : 6Hz, 10Hz, 20Hz 등) 이상 차이날 수 있도록 설정된 회전수들 중 어느 하나를 인출하여 구동시키는 것이다. 즉, 상기 회전수 테이블(130)에 95rpm, 100rpm, 105rpm, 110rpm이 저장되어 있다고 가정하고, 팬 모터1을 95rpm으로 구동할 경우, 팬 모터2를 100rpm으로 구동하고, 팬 모터3을 105rpm으로 구동하고, 팬 모터4를 110rpm으로 구동시키는 것이다.

상기 회전수 테이블에 저장된 어느 하나의 회전수로 팬 모터를 구동하기 위한 순서는 랜덤이거나, 테이블에 저장된 순서이거나, 구동되는 팬 모터의 순서를 따를 수 있다.

다만 상기 특정 진동수 이상 차이가 날 수 있도록 설정된 회전수는 각 팬 모터에 대하여 고정적으로 지정된 것이 아님에 유의한다. 예컨대 팬 모터1은 항상 95rpm으로 구동하고, 팬 모터2는 항상 100rpm으로 구동하는 것이 아니라, 팬 모터2가 먼저 구동되고 팬 모터1이 나중에 구동될 경우, 팬 모터2를 95rpm으로 구동하고 팬 모터1을 100rpm으로 구동할 수 있다.

다시 말해 상기 회전수 테이블(130)에는 복수개의 팬 모터를 동시에 구동하더라도 맥놀이 소음이 발생하지 않는 복수개의 회전수(팬 모터의 개수에 대응하는 회전수)를 미리 저장하고, 팬 모터가 구동되는 순서에 따라, 상기 회전수 테이블(130)에 저장된 회전수를 순차로 인출하거나 또는 랜덤으로 인출하여 해당 팬 모터를 구동하는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각팬 운전속도 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 제어부(120)는 복수개의 팬 모터 중 적어도 두 개 이상이 동시에 구동되는지 검출한다(S101). 상기 적어도 두 개 이상의 팬 모터는 동시에 구동되거나, 어느 하나의 팬 모터가 먼저 구동되고 다른 팬 모터가 나중에 구동될 수 있다.

상기와 같이 적어도 두 개 이상의 팬 모터가 구동되는 것을 검출하는 이유는 각 팬 모터의 구동 시 발생되는 이음의 진동수가 비슷할 경우 맥놀이 소음이 발생되기 때문이다.

먼저, 적어도 두 개 이상의 팬 모터가 동시에 구동되는 경우, 그 팬 모터들 중 어느 하나를 미리 설정된 방식으로 선택한다(S102).

여기서 미리 설정된 방식이란, 랜덤 방식, 기설정된 팬 모터 순서를 이용한 방식을 포함한다.

그리고 상기 선택된 어느 하나의 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 어느 하나의 회전수(예 : 제1 회전수)로 구동한다(S103).

그리고 상기 동시에 구동되는 두 개 이상의 팬 모터들 중, 상기 선택된 어느 하나를 제외한 나머지 팬 모터에서 미리 설정된 방식으로 다른 하나의 팬 모터를 선택하고, 그 선택된 다른 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 다른 하나의 회전수(예 : 제2 회전수 내지 제4 회전수 중 하나의 회전수)를 선택하여 구동한다.

이때 상기 동시에 구동되는 팬 모터들 중 어느 하나를 선택하는 과정(S102)과 복수개의 회전수 중 어느 하나를 선택하여 상기 선택된 팬 모터를 구동하는 과정(S103)은 상기 동시에 구동되는 팬 모터들 중 선택할 팬 모터가 남아있지 않을 때까지 모든 팬 모터들에 대해서 반복 수행한다(S104).

이때 상기 복수개의 회전수(예 : 제1 회전수 ~ 제4 회전수)는 냉장고에 설치된 팬 모터의 개수만큼 미리 설정되어 테이블 형태로 저장될 수 있으며, 또한 상기 미리 설정되는 팬 모터의 회전수는 상기 각 팬 모터의 구동 시 발생하는 이음의 진동수가 특정 진동수(즉, 맥놀이 소음이 발생하지 않을 정도의 차이가 있는 진동수) 이상 차이날 수 있도록 하는 회전수이다.

만약, 어느 하나의 팬 모터가 먼저 구동되고 다른 하나의 팬 모터가 나중에 구동되는 경우, 상기 먼저 구동된 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 어느 하나의 회전수(예 : 제1 회전수)로 구동하고, 나중에 구동되는 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 다른 하나의 회전수(예 : 제2 회전수 내지 제4 회전수 중 하나의 회전수)로 구동한다.

한편 상기 회전수 테이블(130)에 저장되는 복수개의 회전수는 반드시 냉장고에 설치된 팬 모터의 개수만큼 설정되어야 하는 것은 아니며, 그 팬 모터의 개수보다 더 적거나 더 많게 설정될 수 있다.

또한 상기 팬 모터들의 거리가 맥놀이 소음이 발생하지 않을 정도로 충분히 떨어져 설치되어 있거나, 팬 모터나 체결수단의 규격 또는 재질의 차이에 의해 발생되는 이음이 다를 경우 동일한 회전수로 구동할 수도 있다. 따라서 상기 회전수 테이블(130)에는 상기 정보들이 반영된 회전수들이 저장된다.

상술한 바와 같이 냉장고의 각 룸에 동일 팬 모터(즉, 냉각팬 모터)와 그 팬 모터의 체결부가 동일 재질인 경우, 팬 모터의 회전에 의해 비슷한 주파수 대역의 이음(즉, 이상소음)이 발생한다. 그리고 상기 이음의 주파수가 팬 모터의 회전수 차이로 인해서 약간씩 다르게 운전될 경우 맥놀이 소음이 발생한다.

이를 피하기 위해 본 발명의 실시예에서는 동일한 모터 체결부를 가진 룸의 팬 모터 회전수를 소정 간격으로 차이를 주어 이음(즉, 이상소음)의 주파수가 서로 근접하지 않도록 함으로써 맥놀이 소음을 제거한다. 즉, 본 발명은 기존의 팬 모터 제어 방법, 또는 피드백 제어 방법을 대체하는 방법을 제공하는 것이 아니라, 복수개의 팬 모터들 중 적어도 두 개 이상이 동시에 동작할 경우에 발생되는 맥놀이 소음을 제거하기 위한 기술을 추가적으로 제공하는 것임에 유의한다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

110 ~ 114 : 팬 모터
120 : 제어부
130 : 회전수 테이블

Claims (2)

1. 동시에 구동되는 팬 모터들을 검출하는 제1 단계;
   상기 팬 모터들 중 미리 설정된 방식으로 어느 하나를 선택하는 제2 단계;
   상기 선택된 어느 하나의 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 어느 하나의 회전수로 구동하는 제3 단계; 및
   상기 동시에 구동되는 모든 팬 모터에 대하여 상기 제2 단계 내지 제3 단계를 반복 수행하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각팬 운전속도 제어 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   어느 하나의 팬 모터가 먼저 구동되고 다른 하나의 팬 모터가 나중에 구동되는 경우, 상기 먼저 구동된 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 어느 하나의 회전수로 구동하는 단계; 및
   나중에 구동되는 팬 모터를 미리 설정된 복수개의 회전수 중 다른 어느 하나의 회전수로 구동하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각팬 운전속도 제어 방법.

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