(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫であって、
貯蔵室を形成するキャビネットと、
前記貯蔵室を開閉するドアと、
前記キャビネットに備えられて前記貯蔵室を冷却させ、熱電素子と、前記熱電素子と接触する冷却シンクと、前記熱電素子と接触するヒートシンクとを備えた熱電素子モジュールと、
前記冷却シンクに設置され、前記冷却シンクの温度を感知する除霜温度センサを備えたセンサモジュールとを備えてなり、
前記冷却シンクは、ベースと、前記ベースから延長され、複数のフィンが離隔して配列される冷却フィンとを備え、
前記センサモジュールは、前記除霜温度センサを支持し、前記冷却フィンに結合されるセンサホルダーを備え、
前記冷却フィンは、
上下方向に延長され、前記ベースから突出する第１フィンと、
前記ベースからの突出長さが前記第１フィンより短く、水平方向に隔離する第２フィン及び第３フィンと、を備え、
前記センサホルダーは、前記第２フィン及び前記第３フィンに結合される、冷蔵庫。
【請求項２】
前記第３フィンは、前記複数のフィンのうち一番外側に位置する、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記センサホルダーは、前記除霜温度センサを収容するホルダーフレームと、
前記ホルダーフレームから延長される複数のフィン結合部とを備え、
前記複数のフィン結合部が前記第２フィン及び第３フィンに結合される、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記各フィン結合部は、前記ホルダーフレームから垂直に延長される第１延長部と、
前記第１延長部の端部から垂直に延長され、前記ホルダーフレームの側面と対向するように配置される第２延長部とを備え、
前記第２フィン及び第３フィンのそれぞれは、前記ホルダーフレームの側面と前記第２延長部との間に挟まれる、請求項３に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記ホルダーフレームと前記第２延長部のうちの１つ以上には滑り防止突起が形成される、請求項４に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記ホルダーフレームは、前記除霜温度センサが収容されるためのセンサ収容空間と、
前記センサ収容空間に前記除霜温度センサを引入するための引入開口と、
前記センサ収容空間に引入された前記除霜温度センサを弾性支持する支持部と、
前記センサ収容空間に収容された前記除霜温度センサの脱去を防止するための脱去防止突起とを備えてなる、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記ホルダーフレームにおいて、複数の支持部が離隔して配置され、
前記複数の支持部の間の領域には、前記除霜温度センサの移動を制限するためのストッパーが備えられる、請求項６に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記放熱フィンは、前記第２フィンと前記第３フィンとの間に位置し、前記ベースからの突出長さが前記第２フィン及び前記第３フィンより短く、前記除霜温度センサと接触する第４フィンを備えてなる、請求項６に記載の冷蔵庫。
【請求項９】
前記除霜温度センサの一部は、前記センサ収容空間に収容された状態で前記ホルダーフレームの外側に突出し、
前記第４フィンは、前記除霜温度センサの突出した部分に接触する、請求項８に記載の冷蔵庫。
【請求項１０】
前記除霜温度センサは、幅より長さが長い形態に形成され、
前記センサホルダーにおいて前記除霜温度センサが立てられた状態で前記センサホルダーが前記放熱フィンに結合され、
前記ホルダーフレームの上面は、前記除霜温度センサの上面をカバーし、
前記ホルダーフレームの下面には、前記除霜温度センサに連結された電線が引出される引出開口が備えられる、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項１１】
前記センサモジュールは、前記放熱フィンの上部コーナーに設置される、請求項１に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱電素子は、ペルティエ効果(Peltier Effect)を利用して吸熱と発熱を具現する素子をいう。ペルティエ効果は、素子の両端に電圧を印加すると、電流の方向によって一側の面では吸熱現象が発生し、反対側の面では発熱現象が発生する効果をいう。この熱電素子は、冷凍サイクル装置の代わりに冷蔵庫に用いることができる。
【０００３】
一般的に、冷蔵庫は、内部に断熱材で充填されたキャビネットとドアによって、外部から浸透する熱を遮断可能な食品貯蔵空間を形成する。また、前記冷蔵庫は、前記食品貯蔵空間内部の熱を吸収する蒸発器と前記食品貯蔵空間外部へと収集された熱を排出する放熱装置から構成された冷凍装置を備える。前記冷蔵庫は、前記冷凍装置を利用して前記食品貯蔵空間を微生物の生存及び増殖が難しい低温の温度領域となるように維持して、貯蔵された食品を長期間変質なく保管する。
【０００４】
前記冷蔵庫は、零度以上の温度領域で食品を貯蔵する冷蔵室と零度以下の温度領域で食品を貯蔵する冷凍室とに分離されて形成される。前記冷蔵室と冷凍室の配置によって、上部冷凍室と下部冷蔵室を配置したトップフリーザー(Top Freezer)冷蔵庫と下部冷凍室と上部冷蔵室を配置したボトムフリーザー(Bottom Freezer)冷蔵庫、そして左側冷凍室と右側冷蔵室に配置したサイドバイサイド(Side by side)冷蔵庫等に分類することができる。
【０００５】
そして、使用者が前記食品貯蔵空間に貯蔵された食品を便利に積み置いたり、引出すために、冷蔵庫は、多数の棚と引き出し等を前記食品貯蔵空間内部に備えることができる。
【０００６】
食品貯蔵空間を冷却する冷凍装置が圧縮機、凝縮器、膨張器、蒸発器等からなった冷凍サイクル装置として具現されると、圧縮機から発生する振動と騒音を基本的に遮断し難い。
【０００７】
特に、最近では化粧品冷蔵庫等のように、冷蔵庫の設置場所が台所に限定されず、居間や寝室等に拡張されつつあるが、騒音と振動を基本的に遮断できないと、冷蔵庫の使用者に大きな不便を与えることになる。
【０００８】
熱電素子を冷蔵庫に適用すると、冷凍サイクル装置なしにも食品貯蔵空間を冷却することができる。特に、熱電素子は、圧縮機とは違い騒音と振動を発生させない。よって、熱電素子が冷蔵庫に適用されると、台所以外の空間に冷蔵庫を設置しても、騒音と振動の問題を解決することができる。
【０００９】
これに関して、大韓民国公開特許公報第１０‐２０１０‐００５７２１６号(２０１０.０５.３１.)には、熱電素子を利用して製氷室を冷却する構成が開示されている。また、大韓民国公開特許公報特１９９７‐０００２２１５号(１９９７.０１.２４.)には、熱電素子を備える冷蔵庫の制御方法が開示されている。
【００１０】
しかし、熱電素子を利用して得られる冷却能は、冷凍サイクル装置に比べて小さい。また、熱電素子は、冷凍サイクル装置とは区別される固有の特性を有する。よって、冷凍サイクル装置を備える冷蔵庫とは異なる冷却運転方法が熱電素子を備える冷蔵庫に適用される必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の一目的は、冷却シンクに除霜温度センサを形成することで、冷却シンクの温度を正確に測定できる冷蔵庫を提案することにある。
本発明の別の目的は、除霜温度センサを備えるセンサモジュールの装着が容易な冷蔵庫を提案することにある。
本発明のさらに別の目的は、除霜温度センサに連結される電線への液体の流動が最小化される冷蔵庫を提案することにある。
【００１２】
本発明のさらに別の目的は、電圧の極性によって冷却または発熱する熱電素子の特性を考慮して、熱電素子とファンを備える冷蔵庫に適合した制御方法とこの制御方法によって制御される冷蔵庫を提案することにある。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、除霜運転の信頼性を確保するように、熱電素子モジュールの駆動積算時間、冷蔵庫の外部温度、熱電素子モジュールの温度等に基づいて除霜運転を駆動する冷蔵庫を提案することにある。
【００１４】
本発明のさらに別の目的は、自然的に霜を除去する自然除霜運転と熱源を利用した熱源除霜運転を複合的に稼動して、除霜効率を向上させることができる冷蔵庫を提案することにある。
本発明のさらに別の目的は、除霜運転の信頼性を確保するように、温度条件に基づいて除霜運転を終了するように構成される冷蔵庫を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
一側面による冷蔵庫は、貯蔵室を形成するキャビネットと、前記貯蔵室を開閉するドアと、前記キャビネットに備えられて前記貯蔵室を冷却させ、熱電素子と、前記熱電素子と接触する冷却シンクと、前記熱電素子と接触するヒートシンクとを含む熱電素子モジュールと、前記冷却シンクに設置され、前記冷却シンクの温度を感知する除霜温度センサを備えるセンサモジュールとを含む。
【００１６】
前記冷却シンクは、ベースと、前記ベースから延長され、複数のフィンが離隔して配列される冷却フィンとを含み、前記センサモジュールは、前記除霜温度センサを支持し、前記冷却フィンに結合されるセンサホルダーを含む。
前記センサホルダーは、前記冷却フィンの上部コーナーに設置されてもよい。
【００１７】
前記冷却フィンは、上下方向に延長され、水平方向に離隔する複数のフィンを含み、前記複数のフィンのうち離隔して配置される一部のフィンに前記センサホルダーが結合されてもよい。
【００１８】
前記放熱フィンは、前記ベースから突出する第１フィンと、前記ベースから突出長さが前記第１フィンより短い第２フィン及び第３フィンを含み、前記センサホルダーは、前記第２フィン及び第３フィンと結合されてもよい。
前記第３フィンは、前記複数のフィンのうち一番外側に位置することができる。
【００１９】
前記センサホルダーは、前記除霜温度センサを収容するホルダーフレームと、前記ホルダーフレームから延長される複数のフィン結合部とを含み、前記複数のフィン結合部が前記第２フィン及び第３フィンと結合されてもよい。
【００２０】
前記各フィン結合部は、前記ホルダーフレームから垂直に延長される第１延長部と、前記第１延長部の端部から垂直に延長され、前記ホルダーフレームの側面と対向するように配置される第２延長部とを含み、前記第２フィン及び第３フィンは、前記ホルダーフレームの側面と前記第２延長部との間に挟まれてもよい。
前記ホルダーフレームと前記第２延長部のうちの１つ以上には滑り防止突起が形成される。
【００２１】
前記ホルダーフレームは、前記除霜温度センサが収容されるためのセンサ収容空間と、前記センサ収容空間に前記除霜温度センサを引入するための引入開口と、前記センサ収容空間に引入された前記除霜温度センサを弾性支持する支持部と、前記センサ収容空間に収容された前記除霜温度センサの脱去を防止するための脱去防止突起とを含むことができる。
【００２２】
前記ホルダーフレームには複数の支持部が離隔して配置され、前記複数の支持部の間の領域には、前記除霜温度センサの移動を制限するためのストッパーが備えられてもよい。
【００２３】
前記放熱フィンは、前記第２フィンと前記第３フィンとの間に位置し、前記ベースからの突出長さが前記第２フィン及び前記第３フィンより短く、前記除霜温度センサと接触する第４フィンを含むことができる。
【００２４】
前記除霜温度センサの一部は、前記センサ収容空間に収容された状態で前記ホルダーフレームの外側に突出し、前記第４フィンは、前記除霜温度センサの突出した部分に接触することができる。
【００２５】
前記除霜温度センサは、幅より長さが長い形態に形成され、前記センサホルダーにおいて前記除霜温度センサが立てられた状態で前記センサホルダーが前記放熱フィンに結合される。
【００２６】
前記ホルダーフレームの上面は、前記除霜温度センサの上面をカバーし、前記ホルダーフレームの下面には、前記除霜温度センサに連結された電線が引出される引出開口が備えられてもよい。
【００２７】
別の側面による冷蔵庫は、貯蔵室を開閉するように形成されるドアと、前記貯蔵室を冷却するように形成される熱電素子モジュールと、前記熱電素子モジュールに設置され、前記熱電素子モジュールの温度を感知するように形成される除霜温度センサと、前記熱電素子モジュールの出力を制御するように形成される制御部を含む。
【００２８】
前記熱電素子モジュールは、吸熱部と放熱部を備える熱電素子と、前記吸熱部と接触するように配置され、前記貯蔵室の内側と熱交換するように形成される冷却シンクと、前記冷却シンクを対向するように設置され、前記冷却シンクの熱交換を促進するように風を起こす第１ファンと、前記放熱部と接触するように配置され、前記貯蔵室の外側と熱交換するように形成されるヒートシンクと、前記ヒートシンクを対向するように設置され、前記第２ヒートシンクの熱交換を促進するように風を起こす第２ファンを含む。
【００２９】
前記制御部は、前記熱電素子モジュールの駆動積算時間に基づいて予め設定された周期ごとに前記熱電素子モジュールに着霜された霜を除去する自然除霜運転を稼動して、前記除霜温度センサによって測定される前記熱電素子モジュールの温度が基準除霜終了温度に到達すると、前記自然除霜運転を終了するように構成される。
前記自然除霜運転の稼動を決定する前記予め設定された周期は、前記ドアの開放の有無に基づいて変動する。
【００３０】
前記自然除霜運転が稼動されると、前記熱電素子の作動が停止し、前記第１ファンが引き続き回転し、前記第２ファンが一時的に停止し、予め設定された時間が経過した後再回転する。
前記冷蔵庫は、前記冷蔵庫の外部温度を測定するように形成される外気温度センサをさらに含む。
【００３１】
前記制御部は、前記外気温度センサによって測定される外部温度が基準外部温度以下であれば、熱源除霜運転を稼動するように構成され、前記除霜温度センサによって測定される前記熱電素子モジュールの温度が前記基準除霜終了温度に到達すると、前記熱源除霜運転を終了するように構成される。
【００３２】
前記制御部は、前記除霜温度センサによって測定される前記熱電素子モジュールの温度が基準熱電素子モジュールの温度以下であれば、熱源除霜運転を稼動するように構成され、前記除霜温度センサによって測定される前記熱電素子モジュールの温度が前記基準除霜終了温度より予め設定された幅だけ高い温度に到達すると、前記熱源除霜運転を終了するように構成される。
前記熱源除霜運転が稼動されると、前記熱電素子に逆電圧が加えられ、前記第１ファンと前記第２ファンが回転する。
前記ドアが開放されると、前記自然除霜運転の稼動を決定する予め設定された周期が前記ドアの開放時間に反比例して短くなる。
前記自然除霜運転の稼動を決定する予め設定された周期は、前記ドアの開放によって前記ドアの開放前より短い値に減少する。
【００３３】
前記ドアが開閉された後、予め設定された時間内に前記貯蔵室の温度が予め設定された温度だけ上昇した場合、前記制御部は、前記貯蔵室の温度を低くする負荷対応を稼動するように形成され、前記負荷対応運転が稼動されると、前記自然除霜運転の稼動を決定する予め設定された周期が前記負荷対応運転の稼動前より短い値に減少する。
【００３４】
前記冷蔵庫は、前記貯蔵室の温度を測定するように形成される庫内温度センサをさらに含み、前記貯蔵室を冷却する冷却運転時前記第１ファンと前記第２ファンの回転速度は、前記庫内温度センサによって測定される貯蔵室の温度条件に基づいて決定され、前記除霜運転時前記第１ファンの回転速度は、前記冷却運転時前記第１ファンの回転速度以上であり、前記除霜運転時前記第２ファンの回転速度は、前記冷却運転時前記第２ファンの回転速度以上である。
【００３５】
前記除霜運転時前記第１ファンの回転速度と前記冷却運転時前記第１ファンの最高回転速度が同一であり、前記除霜運転時前記第２ファンの回転速度と前記冷却運転時前記第２ファンの最高回転速度が同一である。
【発明の効果】
【００３６】
上記のような構成の本発明によれば、冷却シンクに除霜温度センサを備えるセンサモジュールが設置されるので、除霜温度センサによって冷却シンクの温度を正確に測定できる利点がある。
【００３７】
また、センサホルダーに備えられるフィン結合部に冷却フィンを構成するフィンの一部が挟まれて結合されるので、前記センサホルダーを前記冷却フィンに容易に結合させることができる長所がある。
【００３８】
また、センサホルダーが前記冷却フィンの最上側部に設置されるので、除霜過程で除霜水のような液体が前記センサホルダー内の除霜温度センサに流動することが最小化される。
【００３９】
また、前記ホルダーフレームの下側に電線を引出すための開口が形成され、前記フィン結合部は、前記ホルダーフレームの両側に位置するので、前記フィン結合部に沿って落下する液体が前記電線側に流動することが最小化される。
【００４０】
熱電素子モジュールの駆動積算時間によって除霜運転が稼動され、ドアの開放等に基づいて除霜周期が本来より短くなるように構成されるので、冷蔵庫の作動状況によった除霜周期の変化を通じて除霜運転の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また、熱電素子モジュールの駆動積算時間だけではなく、外気温度センサによって測定される冷蔵庫の外部温度や、除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度に基づいて除霜運転が追加稼動できるように構成されるので、色々な変数に応じて除霜運転が効率的に稼動される。
【００４２】
また、本発明は、迅速な除霜を必要としない場合には、自然除霜運転が稼動されて消費電力を節減することができ、迅速な除霜を必要とする場合には、熱源除霜運転が稼動されて除霜運転の効果を最大化することができる。
【００４３】
また、本発明は、除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度に基づいて除霜運転を終了するので、除霜運転の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
また、過着霜条件においては、除霜運転を終了する本来の基準除霜終了温度より高い温度で除霜運転を終了するように構成されるので、過着霜による冷却シンクの流路閉塞等の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】熱電素子モジュールを備える冷蔵庫の第１実施例を示した概念図である。
【図２】本発明の一実施例に係る熱電素子モジュールの分解斜視図である。
【図３】熱電素子モジュールと除霜温度センサの斜視図である。
【図４】図３に示された熱電素子モジュールと除霜温度センサの平面図である。
【図５】本発明で提案する冷蔵庫の制御方法を示したフローチャートである。
【図６】貯蔵室の温度が第１温度区間〜第３温度区間のうちどの区間に属するのかに基づいた冷蔵庫の制御方法を説明するための概念図である。
【図７】本発明で提案する冷蔵庫の除霜運転制御を示したフローチャートである。
【図８】冷却運転と自然除霜運転による熱電素子の出力、第１ファンの回転速度、第２ファンの回転速度を時間の流れに応じて示した概念図である。
【図９】冷却運転と熱源除霜運転による熱電素子の出力、第１ファンの回転速度、第２ファンの回転速度を時間の流れに応じて示した概念図である。
【図１０】熱電素子モジュールを備える冷蔵庫の負荷対応運転制御を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施例に係る冷蔵庫の斜視図である。
【図１２】図１１でドアが開かれた状態を示す斜視図である。
【図１３】図１１の冷蔵庫の平面図である。
【図１４】本発明の一実施例に係るキャビネットの分解斜視図である。
【図１５】本発明の第２実施例に係るミドルプレートが組立てられる前の状態を示す図面である。
【図１６】本発明の第２実施例に係るミドルプレートが組立て完了した状態を示す図面である。
【図１７】本発明の第２実施例に係る設置ブラケットの斜視図である。
【図１８】本発明の第２実施例に係る冷却装置の斜視図である。
【図１９】図１８の冷却装置の平面図である。
【図２０】図１８の冷却装置の分解斜視図である。
【図２１】図１８の冷却装置の分解斜視図である。
【図２２】本発明の第２実施例に係るセンサモジュールが冷却シンクに設置された様子を示す正面図である。
【図２３】本発明の第２実施例に係るセンサモジュールが冷却シンクに設置された様子を示す斜視図である。
【図２４】本発明の第２実施例に係る冷却シンクの上面図である。
【図２５】本発明の第２実施例に係るセンサモジュールの斜視図である。
【図２６】本発明の第２実施例に係るセンサホルダーの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明に係る冷蔵庫について、図面を参照してより詳しく説明する。本明細書では、相互異なる実施例であっても、同一、類似する構成に対しては、同一、類似する参照番号を付して、その説明は最初の説明で代替する。本明細書で用いる単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。
図１は、熱電素子モジュールを備える冷蔵庫の第１実施例を示した概念図である。
【００４７】
本発明の冷蔵庫１００は、スモールサイドテーブル(small side table)と冷蔵庫１００の機能を同時にするように形成される。スモールサイドテーブルは、本来ベッドの隣や台所の一角に置いて使用する小さいテーブルをいう。スモールサイドテーブルは、その上面にスタンド等を置けるように形成され、その内部には小さな品物を収納できるように形成される。本発明の冷蔵庫１００は、スタンド等を置くことができるスモールサイドテーブル本来の機能をそのまま維持しながら、その内部に食品等を低温で保管できるように形成される。
図１を参照すると、冷蔵庫１００の外観はキャビネット１１０とドア１３０によって形成される。
キャビネット１１０は、インナーケース１１１、アウトケース１１２及び断熱材１１３によって形成される。
【００４８】
インナーケース１１１は、アウトケース１１２の内側に設置され、食品を低温で貯蔵できる貯蔵室１２０を形成する。冷蔵庫１００がスモールサイドテーブルとして使用されるためには、冷蔵庫１００の大きさが制限されるしかないので、インナーケース１１１によって形成される貯蔵室１２０の大きさも約２００Ｌ以下に制限されなければならない。
【００４９】
アウトケース１１２は、スモールサイドテーブル形状の外観を形成する。冷蔵庫１００の前面部はドア１３０が設置されるので、アウトケース１１２は冷蔵庫１００の前面部を除いた残り部分の外観を形成する。アウトケース１１２の上面は、スタンド等の小さな品物を置けるように平たく形成されることが好ましい。
【００５０】
断熱材１１３は、インナーケース１１１とアウトケース１１２との間に配置される。断熱材１１３は、相対的に熱い外部から相対的に冷たい貯蔵室１２０に熱が伝達されることを抑制するように形成される。
【００５１】
ドア１３０は、キャビネット１１０の前面部に装着される。ドア１３０は、キャビネット１１０と一緒に冷蔵庫１００の外観を形成される。ドア１３０は、スライディング移動によって貯蔵室１２０を開閉するように形成される。ドア１３０は、冷蔵庫１００に２つ(１３１、１３２)以上備えられてもよく、図１に示されたようにそれぞれのドア１３０は、上下方向に沿って配置されてもよい。
【００５２】
貯蔵室１２０には、空間の効率的な活用のための引き出し(drawer)１４０が設置されてもよい。引き出し１４０は、貯蔵室１２０内で食品保管領域を形成することになる。引き出し１４０は、ドア１３０に結合され、ドア１３０のスライディング移動によって貯蔵室１２０から引出し可能に形成される。
【００５３】
２つの引き出し１４１、１４２がドア１３０と同様に上下方向に沿って配置されてもよい。１つのドア１３１、１３２ごとに１つずつの引き出し１４１、１４２が結合され、それぞれのドア１３１、１３２をスライディング移動させるたびに各ドア１３１、１３２に結合された引き出し１４１、１４２がドア１３１、１３２について貯蔵室１２０から引出される。
【００５４】
貯蔵室１２０の後には機械室１５０が形成される。機械室１５０を形成するために、アウトケース１１２は隔壁１１２ａを備えることができる。この場合断熱材１１３は、隔壁１１２ａとインナーケース１１１との間に配置される。機械室１５０には、冷蔵庫１００を駆動するための各種電気設備と機械設備等が設置されてもよい。
【００５５】
キャビネット１１０の底面には、支持台１６０が設置されてもよい。支持台１６０は、図１に示されたように、キャビネット１１０を冷蔵庫１００が設置される床から離隔させるように形成される。寝室等に設置される冷蔵庫１００は、台所に設置される冷蔵庫１００より使用者の接近頻度が高い。よって、冷蔵庫１００と床の間に積もるホコリを容易に清掃するためには、冷蔵庫１００が床から離隔することが好ましい。支持台１６０は、冷蔵庫１００が設置される床からキャビネット１１０を離隔させるので、この構造を利用すると清掃を容易にすることができる。
【００５６】
冷蔵庫１００は、家庭内の他の家電製品と違い２４時間ずっと作動する。よって、ベッドの隣に冷蔵庫１００が置かれると、特に夜間に冷蔵庫１００から騒音と振動がベッドで寝ている人に伝達されて睡眠を妨害することになる。よって、冷蔵庫１００がベッドの隣に配置されてスモールサイドテーブルと冷蔵庫１００の機能を同時にするためには、冷蔵庫１００が充分な低騒音及び低振動性能を有する必要がある。
【００５７】
もし冷蔵庫１００の貯蔵室１２０を冷却する用途で圧縮機を含む冷凍サイクル装置が使用されると、圧縮機から発生する騒音と振動を基本的に遮断し難い。よって、低騒音及び低振動性能を確保するために、冷凍サイクル装置は制限的に使用されるべきであり、本発明の冷蔵庫１００は、熱電素子モジュール１７０を利用して貯蔵室１２０を冷却する。
【００５８】
熱電素子モジュール１７０は、貯蔵室１２０の後壁１１１ａに設置されて貯蔵室１２０を冷却するように形成される。熱電素子モジュール１７０は、熱電素子を含み、熱電素子は、発明の背景となる技術項目で説明したように、ペルティエ効果を利用して冷却と発熱を具現する素子をいう。熱電素子の吸熱側が貯蔵室１２０に向かうように配置され、熱電素子の発熱側が冷蔵庫１００の外部に向かうように配置されると、熱電素子の作動によって貯蔵室１２０を冷却できることになる。
【００５９】
制御部１８０は、冷蔵庫１００の全般的な作動を制御するように形成される。例えば、制御部１８０は、熱電素子モジュール１７０に備えられる熱電素子やファンの出力を制御し、その他冷蔵庫１００に備えられる各種構成の作動を制御することができる。制御部１８０は、プリント基板(PCB)とマイコン(microcomputer)からなることができる。制御部１８０は、機械室１５０に設置されるが、必ずこれに限定されるものではない。
【００６０】
制御部１８０が熱電素子モジュール１７０を制御する場合には、貯蔵室１２０の温度、使用者によって入力された設定温度、冷蔵庫１００の外部温度等に基づいて熱電素子の出力を制御することができる。冷却運転、除霜運転、負荷対応運転等は、制御部１８０の制御によって決定され、熱電素子の出力は、制御部１８０によって決定された運転によって可変する。
【００６１】
前記貯蔵室１２０の温度または冷蔵庫の外部温度等は、冷蔵庫に設けられたセンサ部１９１、１９２、１９３、１９４、１９５によって測定することができる。センサ部１９１、１９２、１９３、１９４、１９５は、温度センサ１９１、１９２、１９３、湿度センサ１９４、風圧センサ１９５等物性を測定する少なくとも１つの装置からなることができる。例えば、温度センサ１９１、１９２、１９３は、貯蔵室１２０、熱電素子モジュール１７０、アウトケース１１２にそれぞれ設置され、各温度センサ１９１、１９２、１９３は自体が設置された領域の温度を測定することになる。
【００６２】
庫内温度センサ１９１は、貯蔵室１２０に設置され、貯蔵室１２０の温度を測定するように形成される。除霜温度センサ１９２は、熱電素子モジュール１７０に設置され、熱電素子モジュール１７０の温度を測定するように形成される。外気温度センサ１９３は、アウトケース１１２に設置され、冷蔵庫１００の外部温度を測定するように形成される。
【００６３】
湿度センサ１９４は、貯蔵室１２０に設置され、貯蔵室１２０の湿度を測定するように形成される。風圧センサ１９５は、熱電素子モジュール１７０に設置され、第１ファン１７３(図２参照)の風圧を測定する。
熱電素子モジュール１７０の細部構成に対しては、図２を参照して説明する。
図２は、熱電素子モジュールの分解斜視図である。
【００６４】
熱電素子モジュール１７０は、熱電素子１７１、冷却シンク１７２、第１ファン１７３、ヒートシンク１７５、第２ファン１７６及び断熱材１７７を含む。熱電素子モジュール１７０は、相互区分される第１領域と第２領域の間で作動し、いずれか１つの領域で吸熱し、他の１つの領域で放熱するように形成される。
【００６５】
第１領域と第２領域は、境界によって空間的に相互区分される領域を指す。熱電素子モジュール１７０が冷蔵庫(図１の１００)に適用されると、第１領域は、貯蔵室(図１の１２０)と冷蔵庫(図１の１００)の外部のうのいずれか１つに該当し、第２領域は他の１つに該当する。
熱電素子１７１は、Ｐ型半導体とＮ型半導体でＰＮ接合を形成し、多数のＰＮ接合を直列連結して形成される。
【００６６】
熱電素子１７１は、相互反対方向に向かう吸熱部１７１ａと放熱部１７１ｂを備える。効果的な熱伝達のためには、吸熱部１７１ａと放熱部１７１ｂが面接触可能な形状を有することが好ましい。よって、吸熱部１７１ａは吸熱面と、放熱部１７１ｂは放熱面と命名することができる。また、吸熱部１７１ａと放熱部１７１ｂを一般化して第１部分と第２部分とに命名したり、第１面と第２面とに命名することができる。これは、説明の便宜を図るものであり、発明の範囲を制限するものではない。
【００６７】
冷却シンク１７２は、熱電素子１７１の吸熱部１７１ａと接触するように配置される。冷却シンク１７２は、第１領域と熱交換するように形成される。第１領域は、冷蔵庫(図１の１００)の貯蔵室(図１の１２０)に該当し、冷却シンク１７２の熱交換対象は、貯蔵室(図１の１２０)内部の空気である。
【００６８】
第１ファン１７３は、冷却シンク１７２を対向するように設置され、冷却シンク１７２の熱交換を促進するように風を起こす。熱交換は、自然現象であるので、第１ファン１７３がなくても冷却シンク１７２は貯蔵室(図１の１２０)の空気と熱交換可能である。しかし、熱電素子モジュール１７０が第１ファン１７３を含むことで、冷却シンク１７２の熱交換がより促進される。
【００６９】
第１ファン１７３は、カバー１７４によって取囲まれる。カバー１７４は、第１ファン１７３を取囲む部分１７４ａ以外の他の部分を含むことができる。第１ファン１７３を取囲む部分１７４ａには、貯蔵室(図１の１２０)内部の空気が前記カバー１７４を通過できるように多数のホール１７４ｂが形成される。
【００７０】
また、カバー１７４は、貯蔵室(図１の１２０)の後壁(図１の１１１ａ)に固定され得る構造を有することができる。一例として、図２には、カバー１７４が第１ファン１７３を取囲む部分１７４ａの両側から延長される部分１７４ｃを備え、前記延長される部分１７４ｃにネジを挿入できるなネジ取付孔１７４ｅが形成される構造が図示されている。また、第１ファン１７３を取囲む部分にネジ１７９ｃが挿入されてカバー１７４を後壁(図１の１１１ａ)に追加固定させることができる。前記第１ファン１７３を取囲む部分１７４ａと前記延長される部分１７４ｃに空気が通過できるホール１７４ｂ、１７４ｄが形成される。
【００７１】
ヒートシンク１７５は、熱電素子１７１の放熱部１７１ｂと接触するように配置される。ヒートシンク１７５は、第２領域と熱交換するように形成される。第２領域は、冷蔵庫(図１の１００)の外部空間に該当し、ヒートシンク１７５の熱交換対象は、冷蔵庫(図１の１００)外部の空気である。
【００７２】
第２ファン１７６は、ヒートシンク１７５を対向するように設置され、ヒートシンク１７５の熱交換を促進するように風を起こす。第２ファン１７６がヒートシンク１７５の熱交換を促進することは、第１ファン１７３が冷却シンク１７２の熱交換を促進することと同様である。
【００７３】
第２ファン１７６は、選択的にシュラウド１７６ｃを備えることができる。シュラウド１７６ｃは、風をガイドするように形成される。例えば、シュラウド１７６ｃは、図２に示されたように羽根１７６ｂから離隔した位置で羽根１７６ｂを取囲むように形成される。さらに、シュラウド１７６ｃには第２ファン１７６を固定するためのネジ取付孔１７６ｄが形成される。
【００７４】
冷却シンク１７２と第１ファン１７３は、熱電素子モジュール１７０の吸熱側に該当する。そして、ヒートシンク１７５と第２ファン１７６は、熱電素子モジュール１７０の発熱側に該当する。
【００７５】
冷却シンク１７２とヒートシンク１７５の少なくとも１つは、それぞれベース１７２ａ、１７５ａとフィン(fins)１７２ｂ、１７５ｂを含む。ただし、以下では、冷却シンク１７２とヒートシンク１７５がいずれもベース１７２ａ、１７５ａとフィン１７２ｂ、１７５ｂを含むことを前提に説明する。
【００７６】
ベース１７２ａ、１７５ａは、熱電素子１７１と面接触するように形成される。冷却シンク１７２のベース１７２ａは、熱電素子１７１の吸熱部１７１ａと面接触し、ヒートシンク１７５のベース１７５ａは、熱電素子１７１の放熱部１７１ｂと面接触する。
【００７７】
熱伝達面積が大きくなるほど熱伝導率が増加するので、ベース１７２ａ、１７５ａと熱電素子１７１は、相互面接触することが理想的である。また、ベース１７２ａ、１７５ａと熱電素子１７１の間に微細な間隙を埋めて熱伝導率を増加させるために、熱伝導体(thermal greaseまたはthermal compound)が利用されてもよい。
【００７８】
フィン１７２ｂ、１７５ｂは、第１領域の空気または第２領域の空気と熱交換するようにベース１７２ａ、１７５ａから突出する。第１領域は貯蔵室(図１の１２０)に該当し、第２領域は冷蔵庫(図１の１００)の外部に該当するので、冷却シンク１７２のフィン１７２ｂは貯蔵室(図１の１２０)の空気と熱交換するように形成され、ヒートシンク１７５のフィン１７５ｂは冷蔵庫(図１の１００)の外部空気と熱交換するように形成される。
【００７９】
フィン１７２ｂ、１７５ｂは、相互離隔するように配置される。フィン１７２ｂ、１７５ｂが相互離隔することで熱交換面積が増加できるからである。フィン１７２ｂ、１７５ｂがもし相互密着していると、フィン１７２ｂ、１７５ｂの間に熱交換面積が存在しないことになるが、フィン１７２ｂ、１７５ｂが相互離隔しているので、フィン１７２ｂ、１７５ｂの間にも熱交換面積が存在することができる。熱伝達面積が大きくなるほど熱伝導率が増加するので、ヒートシンクの熱伝達性能を向上させるためには、第１領域と第２領域に露出するフィンの面積が大きくなる必要がある。
【００８０】
また、吸熱側に該当する冷却シンク１７２の充分な冷却効果を具現するためには、発熱側に該当するヒートシンク１７５の熱伝導率が冷却シンク１７２より大きい必要がある。熱電素子１７１の放熱部１７１ｂでより速かに放熱がなされないと、吸熱部１７１ａで充分な吸熱がなされないからである。これは、熱電素子１７１が単純な熱伝導体ではなく、電圧を印加することで一側で吸熱が行われ、他側で放熱が行われる素子であることに起因する。従って、熱電素子１７１の放熱部１７１ｂでより強い放熱がなされないと吸熱部１７１ａで充分な冷却が具現されない。
【００８１】
このような点を考慮するとき、冷却シンク１７２で吸熱が行われ、ヒートシンク１７５で放熱が行われるとすると、冷却シンク１７２の熱交換面積よりヒートシンク１７５の熱交換面積が大きい必要がある。冷却シンク１７２の全ての熱交換面積が全て熱交換に利用されると仮定すると、ヒートシンク１７５の熱交換面積が冷却シンク１７２の熱交換面積より３倍以上であることが好ましい。
【００８２】
これは、第１ファン１７３と第２ファン１７６にも同じく適用される原理である。吸熱側に充分な冷却効果を具現するために、第２ファン１７６によって形成される風量と風速は、第１ファン１７３によって形成される風量と風速より大きいことが好ましい。
【００８３】
ヒートシンク１７５は、冷却シンク１７２より大きい熱交換面積を必要とするので、ベース１７５ａとフィン１７５ｂの面積が冷却シンク１７２の面積(１７２ａ、１７２ｂ)より大きい。さらに、ヒートシンク１７５のベース１７５ａに伝達された熱をフィンに速かに分配するために、ヒートシンク１７５はヒートパイプ１７５ｃを備えることができる。
【００８４】
ヒートパイプ１７５ｃは、内部に熱伝達流体を収容するように形成され、ヒートパイプ１７５ｃの一端はベース１７５ａを貫通し、他端はフィン１７５ｂを貫通する。ヒートパイプ１７５ｃは、内部に収容された熱伝達流体の蒸発を通じて、熱をベース１７５ａからフィン１７５ｂに伝達する装置である。ヒートパイプ１７５ｃがないと、ベース１７５ａの隣接したフィン１７５ｂのみで熱交換が集中することになる。ベース１７５ａから離れて存在するフィン１７５ｂには熱が充分に分配されないからである。
【００８５】
ところで、ヒートパイプ１７５ｃが存在することで、ヒートシンク１７５の全てのフィン１７５ｂにおいて熱交換が行われることになる。ベース１７５ａの熱がベース１７５ａから相対的に遠く配置されたフィン１７５ｂにも均一に分配されることになる。
【００８６】
ヒートシンク１７５のベース１７５ａは、ヒートパイプ１７５ｃを内蔵するために二重(２つのレイヤー)１７５ａ１、１７５ａ２に形成される。ベース１７５ａの第１レイヤー１７５ａ１はヒートパイプ１７５ｃの一側をつつみ、第２レイヤー１７５ａ２はヒートパイプ１７５ｃの他側をつつむように形成され、二重１７５ａ１、１７５ａ２は、相互対向するように配置される。
【００８７】
第１レイヤー１７５ａ１は、熱電素子１７１の放熱部１７１ｂと接触するように配置され、熱電素子１７１と同一ないし類似する大きさを有することができる。第２レイヤー１７５ａ２はフィン１７５ｂと連結され、フィン１７５ｂは第２レイヤー１７５ａ２から突出する。第２レイヤー１７５ａ２は、第１レイヤー１７５ａ１より大きい寸法を有することができる。そして、ヒートパイプ１７５ｃの一端は第１レイヤー１７５ａ１と第２レイヤー１７５ａ２との間に配置される。
【００８８】
断熱材１７７は、冷却シンク１７２とヒートシンク１７５との間に設置される。断熱材１７７は、熱電素子１７１の枠を取囲むように形成される。例えば、図２に示されたように、断熱材１７７には孔１７７ａが形成され、孔１７７ａに熱電素子１７１が配置される。
【００８９】
先述したように、熱電素子モジュール１７０は、熱電素子１７１の一側と他側で行われる吸熱と放熱を通じて貯蔵室(図１の１２０)の冷却を具現する素子であって、単純な熱伝導体ではない。従って、冷却シンク１７２の熱がヒートシンク１７５に直接伝達されるのは好ましくない。直接的な熱伝達によって冷却シンク１７２とヒートシンク１７５の間の温度差が減ると、熱電素子１７１の性能を低下させる原因となるからである。このような現象を防止するために、断熱材１７７は冷却シンク１７２とヒートシンク１７５の間の直接的な熱伝達を遮断するように形成される。
【００９０】
取付プレート１７８は、冷却シンク１７２と断熱材１７７の間またはヒートシンク１７５と断熱材１７７の間に配置される。取付プレート１７８は、冷却シンク１７２とヒートシンク１７５を固定するためのものとして、冷却シンク１７２とヒートシンク１７５は、ネジによって前記取付プレート１７８に螺合される。
【００９１】
取付プレート１７８は、断熱材１７７と一緒に熱電素子１７１の枠を取囲むように形成される。取付プレート１７８は、断熱材１７７と同様に、熱電素子１７１に対応する孔１７８ａを備え、前記孔１７８ａに熱電素子１７１が配置される。ただし、取付プレート１７８は、熱電素子モジュール１７０の必須構成ではなく、冷却シンク１７２とヒートシンク１７５を固定できる他の構成にて代替可能である。
【００９２】
取付プレート１７８には、冷却シンク１７２とヒートシンク１７５を固定するための多数のネジ取付孔１７８ｂ、１７８ｃが形成される。冷却シンク１７２と断熱材１７７には、取付プレート１７８に対応するネジ取付孔１７２ｃ、１７７ｂが形成され、ネジ１７９ａ、が前記３つのネジ取付孔１７２ｃ、１７７ｂ、１７８ｂに順次挿入され、冷却シンク１７２を取付プレート１７８に固定させることができる。ヒートシンク１７５にも取付プレート１７８に対応するネジ取付孔１７５ｄが形成され、ネジ１７９ｂが前記２つのネジ取付孔１７８ｃ、１７５ｄに順次挿入され、ヒートシンク１７５を取付プレート１７８に固定させることができる。
【００９３】
取付プレート１７８には、ヒートパイプ１７５ｃの一側を収容するように形成されるリセス部１７８ｄが形成される。リセス部１７８ｄは、ヒートパイプ１７５ｃに対応するように形成され、部分的につつむように形成される。ヒートシンク１７５がヒートパイプ１７５ｃを備えても、取付プレート１７８がリセス部１７８ｄを備えるので、ヒートシンク１７５が取付プレート１７８に密着し、熱電素子モジュール１７０の全体厚さをより薄くすることができる。
【００９４】
先述された第１ファン１７３と第２ファン１７６の少なくとも１つはハブ１７３ａ、１７６ａと羽根１７３ｂ、１７６ｂを備える。ハブ１７３ａ、１７６ａは回転中心軸(図示されない)に結合される。羽根(vanes)１７３ｂ、１７６ｂはハブ１７３ａ、１７６ａの周りに放射状に設置される。
【００９５】
軸流ファン１７３、１７６は遠心ファンと区分される。軸流ファン１７３、１７６は、回転軸方向に風を起こすように形成され、軸流ファン１７３、１７６の回転軸方向に空気が入って回転軸方向に出る。これに対し、遠心ファンは遠心方向(または円周方向)に風を起こすように形成され、遠心ファンの回転軸方向に空気が入って遠心方向に出る。
【００９６】
除霜温度センサ１９２は、熱電素子モジュールに装着され、熱電素子モジュール１７０の温度を測定するように形成される。図２を参照すると、除霜温度センサ１９２は冷却シンク１７２に結合される。除霜温度センサ１９２の構造に対しては、図３と図４を参照して説明する。
【００９７】
図３は、熱電素子モジュールと除霜温度センサ１９２の斜視図である。図４は、図３に示された熱電素子モジュール１７０と除霜温度センサ１９２の平面図である。
【００９８】
除霜温度センサ１９２は、冷却シンク１７２のフィン１７２ｂに結合される。冷却シンク１７２のフィン１７２ｂはベース１７２ａから突出しているが、そのうちの一部は他のフィンより短い突出長さｐ２を有する。
【００９９】
除霜温度センサ１９２は、センサホルダー１９２ａによって包まれ、センサホルダー１９２ａは、他のフィンより短い突出長さを有するフィンに嵌めることができる形状を有する。図３には、センサホルダー１９２ａの両側脚が２つのフィンに嵌められた構造が図示されている。２つのフィンの外側面の間の距離ｄ１よりセンサホルダー１９２ａの両側脚の間の距離ｄ２が微小に小さいと、センサホルダー１９２ａが２つのフィンに嵌められることができる。
【０１００】
除霜温度センサ１９２の位置は、除霜運転時に前記冷却シンク１７２で温度上昇が最も長くかかる箇所に選定される。そうしないと、除霜運転の信頼性を向上させることができないからある。除霜温度センサ１９２の位置は、センサホルダー１９２ａの位置によって決定される。
【０１０１】
冷却シンク１７２において中心に配置されるフィンは、ベース１７２ａと最も近いので、除霜運転時に温度上昇が速かになされる。反面、冷却シンク１７２において外側に配置されるフィンはベース１７２ａから遠く離れているので、除霜運転時に温度上昇が遅い。
【０１０２】
ただし、一番外側のフィンは、熱電素子モジュール１７０の影響だけではなく、前記熱電素子モジュール１７０の外側の空気による影響も受けることになる。従って、一番外側のフィンよりはその次の内側のフィンにセンサホルダー１９２ａが結合されることが好ましい。また、センサホルダー１９２ａの上下位置は、フィンの最も上側または下側が好ましく、図３ではフィンの最も上側にセンサホルダー１９２ａが結合されたものが図示されている。
【０１０３】
フィンの突出長さが一定であってもセンサホルダー１９２ａがフィンに嵌められることはできる。しかし、フィンの長さが一定であると、除霜温度センサ１９２がベース１７２ａから過度に遠く離隔するので、正確な温度測定が難しくなる。従って、センサホルダー１９２ａが結合されるフィンの突出長さｐ２は、他のフィンの突出長さｐ１より短い長さを有することが好ましい。
図５は、本発明で提案する冷蔵庫の制御方法を示したフローチャートである。
【０１０４】
（Ｓ１００）まず、熱電素子モジュールは、電源最初投入等を理由で電源が供給されると、冷却運転を開始することになる。自然除霜等を理由で熱電素子モジュールの電源が遮断されることもあるので、自然除霜が終了した後に熱電素子モジュールに再び電源が投入されると、熱電素子モジュールが冷却運転を再開することになる。
【０１０５】
（Ｓ２００）続いて、熱電素子モジュールの駆動時間を積算することになる。積算とは、熱電素子モジュールの駆動時間を累積的にカウントすることを意味する。熱電素子モジュールの駆動時間の積算は冷蔵庫の制御過程の間継続し、除霜運転を投入する根拠となる。
【０１０６】
（Ｓ３００）次には、冷蔵庫の外部温度、貯蔵室の温度、熱電素子モジュールの温度を測定することになる。この段階で測定される温度は、使用者によって入力された設定温度と一緒に制御部で熱電素子の出力やファンの出力に制御に利用される。
【０１０７】
（Ｓ４００）負荷対応運転の必要性を判断する。負荷対応運転とは、冷蔵庫の貯蔵室に熱い食物等が投入されたことで、貯蔵室を速かに冷却する運転を指す。負荷対応運転の必要性を判断する根拠に対しては後述する。負荷対応運転が必要であると判断されると、負荷対応運転を稼動して熱電素子が予め設定された出力で運転され、ファンが予め設定された回転速度で回転する。負荷対応運転が不必要であると判断されると、次の段階に進行する。
【０１０８】
（Ｓ５００）除霜運転の必要性を判断する。除霜運転とは、霜が熱電素子モジュールに着霜することを防止したり付いた霜を除去する運転を指す。同じく、除霜運転の必要性を判断する根拠に対しては後述する。除霜運転が必要であると判断されると、除霜運転を稼動して熱電素子が予め設定された出力で運転され、ファンが予め設定された回転速度で回転する。ただし、自然除霜の場合には、熱電素子に供給される電源が遮断されることがある。除霜運転が不必要であると判断されると、次の段階に進行する。
【０１０９】
（Ｓ６００）負荷対応運転と除霜運転は冷却運転に先行するので、負荷対応運転と除霜運転が不必要であると判断された場合に冷却運転が投入される。冷却運転は、貯蔵室の温度と使用者によって入力された温度を根拠に制御される。制御の結果は、熱電素子の出力とファンの出力で表れる。
【０１１０】
本発明では、熱電素子の出力が貯蔵室の温度、使用者によって入力された設定温度、及び冷蔵庫の外部温度に基づいて決定される。また、本発明では、ファンの回転速度が貯蔵室の温度に基づいて決定される。ここで、ファンとは、熱電素子モジュールの第１ファンと第２ファンの少なくとも１つを意味する。
【０１１１】
例えば、図５のフローチャートで貯蔵室の温度が第３温度区間に該当すると、熱電素子は第３出力で運転され、ファンは第３回転速度で回転する。貯蔵室の温度が第２温度区間に該当すると、熱電素子は第２出力で運転され、ファンは第２回転速度で回転する。貯蔵室の温度が第１温度区間に該当すると、熱電素子は第１出力で運転され、ファンは第１回転速度で回転する。
熱電素子の出力とファンの回転速度は相対的な概念として、その細部構成に対しては後述する。
【０１１２】
以下では図６、及び表１を参照して、各温度区間別の熱電素子とファンの制御に対して説明する。ただし、図面と表の数値は、本発明の概念を説明するための一例であるだけで、本発明で提案する制御方法に必ず必要な絶対的な値を意味するものではない。
図６は、貯蔵室の温度が第１温度区間〜第３温度区間のうちどの区間に属するのかに基づいた冷蔵庫の制御方法を説明するための概念図である。
【０１１３】
貯蔵室の温度は、第１温度区間、第２温度区間、第３温度区間に区分される。ここで、第１温度区間は、使用者によって入力された設定温度を含む区間である。第２温度区間は、第１温度区間より高い温度の区間である。第３温度区間は、第２温度区間より高い温度の区間である。従って、第１温度区間から第３温度区間に行くほど温度が順次増加する。
【０１１４】
第１温度区間は、使用者によって入力された設定温度を含むので、貯蔵室の温度が第１温度区間にあると、熱電素子モジュールの作動によって貯蔵室の温度が既に設定温度まで低くなったことを意味する。従って、第１温度区間は、設定温度を満足する区間である。
【０１１５】
第２温度区間と第３温度区間は、使用者によって入力された設定温度より高い温度区間であるので、設定温度を満足できない不満足区間である。従って、第２温度区間と第３温度区間では、熱電素子モジュールが作動して貯蔵室の温度を設定温度まで下げる必要がある。ただし、第３温度区間は、第２温度区間より高い温度に該当するので、より強力な冷却を要求する区間である。第２温度区間と第３温度区間を相互区分するために、第２温度区間は不満足区間、第３温度区間は上限区間と命名することができる。
【０１１６】
各温度区間の境界は、貯蔵室の温度が上昇進入するのか下降進入するのかによって異なる。例えば、図６を基準に、貯蔵室の温度が上昇して第１温度区間から第２温度区間に上昇進入する上昇進入温度はＮ＋０.５℃である。逆に、貯蔵室の温度が下降して第２温度区間から第１温度区間に進入する下降進入温度はＮ‐０.５℃である。従って、上昇進入温度は下降進入温度より高い。
【０１１７】
貯蔵室の温度が第１温度区間から第２温度区間に進入する上昇進入温度(Ｎ＋０.５℃)は、使用者によって入力された設定温度(Ｎ)より高くてもよい。逆に、貯蔵室の温度が第２温度区間から第１温度区間に進入する下降進入温度(N‐０.５℃)は、使用者によって入力された設定温度(Ｎ)より低くてもよい。
【０１１８】
同様に、図６を基準に、貯蔵室の温度が上昇して第２温度区間から第３温度区間に上昇進入する上昇進入温度はＮ＋３.５℃である。逆に、貯蔵室の温度が下降して第３温度区間から第２温度区間に進入する下降進入温度はＮ＋２.０℃である。従って、上昇進入温度は下降進入温度より高い。
【０１１９】
もし、上昇進入温度が下降進入温度と同一であると、貯蔵室が充分に冷却されていないまま熱電素子やファンの制御が再変更される。例えば、第２温度区間から第１温度区間に進入した途端貯蔵室の設定温度が満足されて熱電素子とファンが停止することになると、貯蔵室の温度は直ちに再び第２温度区間に進入することになる。このような現象を防止し、貯蔵室の温度を第１温度区間に充分に留まるようにするためには、必ず下降進入温度が上昇進入温度より低い必要がある。
ここでは、まず任意の設定温度における熱電素子の出力とファンの回転速度に対して説明する。続いて、設定温度に応じた制御の変化に対して説明する。
【０１２０】
任意の設定温度(N１)における熱電素子の出力は表１に示した。表１において、Hot/Cool項目では、冷却シンクと接触する熱電素子の一面が吸熱作用をしている吸熱面に該当するとCoolで表示し、逆に前記一面が放熱作用をしている放熱面に該当するとHotで表示する。また、RTは冷蔵庫の外部温度(room temperature)を示す。
【０１２１】
【表１】
0006845944.tif 000002
熱電素子の出力は、（ａ）貯蔵室の温度が第１温度区間、第２温度区間及び第３温度区間のうちいずれの区間に属するのかに基づいて決定される。
【０１２２】
熱電素子に印加される電圧が高いほど熱電素子の出力が大きくなるので、熱電素子の出力は熱電素子に印加される電圧から分かることができる。熱電素子の出力が大きくなると、熱電素子はより強い冷却を具現することができる。
【０１２３】
一方、ファンの回転速度は、（ａ）貯蔵室の温度が前記第１温度区間、前記第２温度区間及び前記第３温度区間のうちいずれの区間に属するのかに基づいて決定される。ここで、ファンとは、熱電素子モジュールの第１ファン及び/または第２ファンを指す。
【０１２４】
ファンの回転速度は、単位時間当りのファンの回転数(RPM)から分かることができる。ファンのＲＰＭが大きいということは、ファンがより早く回転するということを意味する。ファンがより高い電圧が印加されると、ファンの回転数が増加する。ファンがより早く回転すると、冷却シンク及び/またはヒートシンクの熱交換をより促進することになり、より強い冷却を具現することができる。
【０１２５】
図６を参照すると、貯蔵室の温度が第３温度区間に該当すると、熱電素子は第３出力で運転される。表１において、第３出力は外部温度に関係なく＋２２Vである。従って、第３出力は外部温度に関係なく一定の値である。
【０１２６】
第３出力(＋２２V)は、第１温度区間の第１出力(表１における０V、＋１２V、＋１６V)を超える値である。そして、第３出力は第２温度区間の第２出力(表１における＋１２V、＋１４V、＋１６V、＋２２V)以上の値である。
第３出力は熱電素子の最大出力に該当することができる。この場合、第３温度区間で熱電素子の出力は、前記最大出力で一定に維持される。
【０１２７】
また、貯蔵室の温度が第３温度区間に該当すると、ファンが第３回転速度で回転する。ここで、第３回転速度は、第１温度区間の第１回転速度を超える値である。そして、第３回転速度は第２温度区間の第２回転速度以上の値である。
【０１２８】
貯蔵室の温度が第２温度区間に該当すると、熱電素子は第２出力で運転される。ここで、第２出力は、一定の値ではなく、外気温度センサによって測定される外部温度の増加によって段階的に可変(増加)する値である。表１において、第２出力は外部温度の増加によって＋１２V、＋１４V、＋１６V、＋２２Vと段階的に増加する。
【０１２９】
第２出力は、同じ外部温度条件において第１温度区間の第１出力以上の値である。表１を参照すると、RT<１２℃の条件において第２出力である＋１２Vは、第１出力である０V以上である。RT>１２℃の条件において第２出力である＋１４Vは、第１出力である０V以上である。RT>１８℃の条件において第２出力である＋１６Vは、第１出力である＋１２V以上である。RT>２７℃の条件において第２出力である＋２２Vは、第１出力である＋１６V以上である。
【０１３０】
そして、第２出力は第３温度区間の第３出力以下の値である。表１を参照すると、全ての外部温度条件において、第２出力(＋１２V、＋１４V、＋１６V、＋２２V)は第３出力(＋２２V)以下である。
【０１３１】
一方、貯蔵室の温度が第２温度区間に該当すると、ファンが第２回転速度で回転する。ここで、第２回転速度は第１温度区間の第１回転速度以上の値である。そして、第２回転速度は第３温度区間の第３回転速度以下の値である。
【０１３２】
貯蔵室の温度が第１温度区間に該当すると、熱電素子は第１出力で運転される。ここで、第１出力は、一定の値ではなく、外気温度センサによって測定される外部温度の増加によって段階的に可変(増加)する値である。ただし、第１温度区間で外部温度が基準外部温度より高いとき、第１出力は０V、＋１２V、＋１６Vのように外部温度の増加によって段階的に可変(増加)する。しかし、第１温度区間で外部温度が基準外部温度以下であるときには、第１出力が０に維持される。熱電素子の作動が停止状態に維持されるのである。表１において、前記基準外部温度は、１２℃と１８℃の間の値(例えば１５℃)であるといえる。
【０１３３】
表１の第１温度区間と第２温度区間を比較すると同じ温度範囲で第２出力の段階的な増加回数が第１出力の段階的な増加回数より大きい。第２出力は、＋１２、＋１４、＋１６、＋２２と４段階に変化するが、同じ温度範囲で第１出力は０V、＋１２V、＋１６Vと３段階に変化する。従って、第２温度区間は全体可変区間に該当し、第１温度区間は部分可変区間に該当する。
第１出力は、同じ外部温度条件において第２温度区間の第２出力以下の値である。
【０１３４】
表１を参照すると、RT<１２℃の条件において第１出力である０Vは、第２出力である＋１２V以下である。RT>１２℃の条件において第１出力である０Vは、第２出力である＋１４V以下である。RT>１８℃の条件において第１出力である＋１２Vは、第２出力である＋１６V以下である。RT>２７℃の条件において第１出力である＋１６Vは、第２出力である＋２２V以下である。
【０１３５】
そして、第１出力は第３温度区間の第３出力未満の値である。表１を参照すると、全ての外部温度条件において、第１出力(０V、０V、＋１２V、＋１６V)は第３出力(＋２２V)未満である。
【０１３６】
第１出力は０を含む。出力が０であるということは、熱電素子に電圧が印加されていないので、熱電素子の作動が停止状態であることを意味する。即ち、貯蔵室の温度が使用者によって入力された設定温度まで低くなると、熱電素子の作動が停止することになる。
【０１３７】
一方、貯蔵室の温度が第１温度区間に該当すると、ファンが第１回転速度で回転する。ここで、第１回転速度は第２温度区間の第２回転速度以下の値である。そして、第１回転速度は第３温度区間の第３回転速度未満の値である。
【０１３８】
ファンの第１回転速度は０より大きい値を有する。これは、熱電素子の第１出力が０を含むのと異なる。即ち、熱電素子に電圧が印加されていない状態においても、ファンは引き続き回転できることを意味する。
【０１３９】
例えば、RT<１２℃の条件において貯蔵室の温度が低くなり、第２温度区間から第１温度区間に下降進入する場合、熱電素子に電圧が印加されないことがある。表１において、第１出力が０Vと表示されているからである。しかし、貯蔵室の温度が第２温度区間から第１温度区間に進入しても、ファンの回転速度のみが低くなるだけで、ファンは相変らず回転を継続する。
【０１４０】
その理由は、熱電素子の作動が停止しても、熱電素子が直ちに常温に変化するのではなく、冷たい温度を相当期間維持しているからである。従って、ファンが引き続き回転すると、冷却シンクの熱交換を引き続き促進することができ、貯蔵室の温度を第１温度区間に充分に留まるようにすることができる。
【０１４１】
従来の冷蔵庫は、貯蔵室の温度区間を満足、不満足の２段階に区分し、不満足区間のみで冷凍サイクル装置を稼動して貯蔵室の温度を設定温度に下げるように構成される。特に、冷凍サイクル装置を備える冷蔵庫の場合、貯蔵室の温度を３段階まで区分して段階的に制御できなかった。それは、冷凍サイクル装置に備えられる圧縮機を過度にオン／オフさせると、圧縮機の機械的な信頼性に悪影響を及ぼすためであった。温度区間を拡張することで得る長所より圧縮機の信頼性を失うことがより大きい致命的な問題である。
【０１４２】
これに対して、本発明のように、熱電素子モジュールを備える冷蔵庫は、本発明で提案する制御方法のように貯蔵室の温度を３段階に区分してより細部的な制御を行うことができる。熱電素子モジュールは、電圧の印加によって電気的にオン／オフされるだけであるので、機械的な信頼性と関係がなく、頻繁なオン／オフ動作にも信頼性を失わないからである。
【０１４３】
特に、熱電素子モジュールの冷却性能は、圧縮機を備える冷凍サイクル装置に及ばない。従って、初期電源投入、熱電素子駆動停止、貯蔵室内の食物のような負荷投入等の理由で、貯蔵室の温度が不満足領域に上昇進入することになると、再び満足領域に下降進入することに時間が長く必要とされる。従って、貯蔵室の温度を満足と不満足意外に３段階に追加定義すると、最も温度が高い第３温度区間から最も高い出力で貯蔵室の温度を速かに低くする制御を具現することができる。
【０１４４】
また、第１温度区間と第２温度区間は冷却だけではなく、消費電力の節減とファンの低騒音のためのものである。本発明は、貯蔵室の温度区間を細分化して、貯蔵室の温度が低くなることに応じて熱電素子の出力とファンの回転速度を低くするように構成されるので、消費電力の節減はもちろん、ファンの低騒音を共に具現することができる。
以下では、除霜効率、消費電力の節減を具現できる除霜運転に対して説明する。
図７は、本発明で提案する冷蔵庫の除霜運転制御を示したフローチャートである。
熱電素子モジュールが累積的に作動することになると、冷却シンクと第１ファンには霜が着霜する。除霜運転とは、こと霜を除去する動作をいう。
【０１４５】
本発明で提案する拡張された除霜の概念とは、熱源除霜と自然除霜を条件によって複合的に利用して、迅速な除霜と消費電力の節減を具現することである。熱源除霜運転とは、熱電素子にエネルギーを供給して熱電素子モジュールを除霜することを意味し、自然除霜運転とは、熱電素子にエネルギーを供給せず自然的に除霜することを意味する。ただし、自然除霜運転の場合にも熱源は必要である。自然除霜運転の熱源は、貯蔵室内部の空気とヒートシンクの廃熱である。自然除霜運転の場合にも、第１ファンと第２ファンの少なくとも１つは回転することができる。
【０１４６】
冷蔵庫の消費電力を節減するためには、熱源除霜よりは自然除霜運転が好ましい。従って、平常時には自然除霜運転が基本運転と設定され、迅速な除霜を必要とする特殊な場合のために熱源除霜が特殊運転と設定される。
【０１４７】
（Ｓ５１０）除霜運転の稼動のために先行されるべき動作は、除霜運転の必要性を判断することである。まず、外部温度測定、熱電素子モジュールの駆動時間の積算、除霜温度センサの温度測定等を通じて除霜運転投入の必要性を判断する。
【０１４８】
外気温度センサによって測定される外部温度が低過ぎるか、熱電素子モジュールの駆動時間が予め設定された時間を超過したり、除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度が低過ぎると、冷却シンクと第１ファンに霜が着霜しやすい。従って、これらの場合には、除霜運転が必要である場合と判断することができる。
【０１４９】
このうち、熱電素子モジュールの駆動時間を積算して除霜運転の稼動を決定するのは、時間の自然な流れに応じて周期的な除霜運転を稼動することである。この場合は、相対的に迅速な除霜を必要とする場合であると見ることができない。従って、熱電素子モジュールの駆動を積算して稼動される除霜運転は、自然除霜運転が選択される。
【０１５０】
自然除霜運転が時間を基準として稼動される理由は、除霜運転の信頼性を向上させるためである。もし、自然除霜運転が温度を基準として稼動されると、既に除霜が必要であるにも関わらず、単純に微小な温度差のために除霜運転が稼動されない場合が発生することになる。とはいえ、温度条件をあまり緩和すると、自然除霜運転のみで充分な場合にも熱源除霜が不必要に稼動されて消費電力を悪化させる。
【０１５１】
外部温度が低過ぎるか、熱電素子モジュールの温度が低過ぎると、過着霜の虞があり、迅速な除霜を必要とする。従って、温度を基準として稼動される除霜運転は、熱源除霜運転が選択される。迅速な除霜を必要とする場合は特殊な場合であるので、熱電除霜運転は温度を基準として稼動されてもかまわない。
【０１５２】
（Ｓ５２０）次に、外気温度センサによって測定される外部温度が基準外部温度より高いのか低いのかを判断する。制御部は、外気温度センサによって測定される外部温度が基準外部温度以下であれば、熱源除霜運転を稼動するように構成される。図７を参照すると、基準外部温度の一例として８℃が選択される。
【０１５３】
外部温度が８℃を超過するということは、相対的に暖かいということを意味する。暖かい環境では霜が容易に着霜しない。従って、外部温度が８℃以下である場合(NO)のみ熱源除霜運転が稼動される。
【０１５４】
（Ｓ５３０）続いて、除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度が基準熱電素子モジュールの温度より高いのか低いのかを判断する。制御部は、除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度が基準熱電素子モジュールの温度以下であれば、熱源除霜運転を稼動するように構成される。図７を参照すると、基準熱電素子モジュールの温度の一例として‐１０℃が選択される。
【０１５５】
熱電素子モジュールの温度が‐１０℃を超過するということは、相対的に熱電素子モジュールの温度が低過ぎないということを意味する。熱電素子モジュールの温度が低過ぎると霜が容易に着霜しない。従って、熱電素子モジュールが‐１０℃以下である場合(NO)のみ熱源除霜運転が稼動される。
【０１５６】
（Ｓ５４０）熱源除霜運転が稼動されないと、熱電素子モジュールの駆動時間を積算して予め設定された周期ごとに自然除霜運転が稼動される。制御部は、熱電素子モジュールの駆動積算時間に基づいて予め設定された周期ごとに熱電素子モジュールに着霜された霜を除去する自然除霜運転を稼動するように構成される。ただし、ここで自然除霜運転の稼動を決定する予め設定された周期は、負荷対応運転のようにドアの開放の有無に基づいて変動する。従って、予め設定された周期を決定するためには、自然除霜運転の稼動前に負荷対応運転等のようにドアの開放があったかを先に判断する。
【０１５７】
（Ｓ５４１）負荷対応運転の後ではないか、先行するドアの開放がなかった場合(NO)には、積算時間が基本値と設定された周期に到達したかを判断する。図７には、基本値の一例として９時間が選択されている。積算時間が９時間に到達したら自然除霜運転が稼動される。
【０１５８】
（Ｓ５４２）反面、負荷対応運転の後であれば、積算時間が基本値と設定された周期より短い値に変動する。図７には、基本値より短い時間の一例として１時間が選択されている。積算時間を短い値に変動させる要因は色々なものがありえる。
一番目は、ドアの開放である。自然除霜運転の稼動を決定する予め設定された周期は、ドアの開放によってドアの開放前より短い値に減少する。
【０１５９】
二番目は、ドアの開放時間である。自然除霜運転の稼動を決定する予め設定された周期は、ドアの開放時間に反比例して短くなる。例えば、ドアの開放時間１秒当たり周期が７分ずつ減少する。
【０１６０】
三番目は、負荷対応運転の稼動である。ドアが開閉された後、予め設定された時間内に貯蔵室の温度が予め設定された温度だけ上昇した場合、制御部は貯蔵室の温度を低くする負荷対応運転を稼動するように構成される。そして、負荷対応運転が稼動されると、自然除霜運転の稼動を決定する予め設定された周期が負荷対応運転の稼動前より短い値に減少する。
【０１６１】
このような要因によれば、ドアの開閉後に熱電素子モジュールが最大出力で作動する可能性が高い。ドアの開放や負荷対応運転等は、貯蔵室の温度下げを必要とする場合であるからである。熱電素子モジュールが最大出力で作動した後は霜が着霜しやすいので、迅速な除霜が行われなければならない。従って、これらの要因が自然除霜運転の稼動前に先行して存在すると、自然除霜運転の稼動を決定する積算時間が基本値より短い値に変動されなければならない。
【０１６２】
（Ｓ５５１）自然除霜運転が稼動されると、熱電素子の作動が停止する。熱電素子に供給される電圧が０Vとなる。ただし、熱電素子に供給される電圧が急激に０Vに変動するのではなく、熱電素子モジュールは、予冷(Pre‐cool)運転をする。予冷運転とは、熱電素子モジュールの電源を直ちに遮断するのではなく、熱電素子の出力を順次減少させて０に収束するようにすることを意味する。
【０１６３】
自然除霜運転が稼動されると、第１ファンは引き続き回転し、第２ファンは一時的に停止する。霜は、冷却運転時に低温に維持される冷却シンクと第１ファンに着霜するものであるので、自然除霜運転時に第１ファンの回転はずっと維持されなければならない。冷却シンクの熱交換を促進して霜を除去するためである。
【０１６４】
反面、第２ファンには霜が容易に着霜しない。第２ファンは、熱電素子の放熱側に該当するからである。従って、自然除霜運転の間ずっと第２ファンが回転するのは、特に得る効果なく消費電力を浪費することになる。消費電力を節減するために、霜が溶ける時まで第２ファンの回転が一時的に停止する。
（Ｓ５５２）第２ファンは、予め設定された時間が経過した後再回転する。
【０１６５】
自然除霜運転が稼動された後、霜は３〜４分以内に除去される。霜が溶けながら冷却シンクと第１ファンには凝縮水が生じたり、ヒートシンクと第２ファンには露が生じたりもする。冷却シンクと第１ファンに生じた凝縮水は、第１ファンの回転によって除去される。ヒートシンクと第２ファンに生じた露は、第２ファンの回転によって除去される。
【０１６６】
凝縮水と露は着霜の原因となるので、自然除霜運転の完全な完了のためには、凝縮水と露までも除去されなければならない。従って、霜が３〜４分以内に除去されるとしたら、予め設定された時間とは、例えば５分であってもよい。
【０１６７】
このように、自然除霜運転の間には、熱電素子に電圧が印加されないので、熱電素子に投入される消費電力が節減される。それだけではなく、第２ファンが一時的に停止してから再回転するので、第２ファンの回転が停止期間、消費電力がさらに節減される。
【０１６８】
（Ｓ５６０）除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度が基準除霜終了温度に到達すると、制御部は自然除霜運転を終了するように構成される。図７の図示によれば、基準除霜終了温度は５℃であってもよい。
【０１６９】
自然除霜運転の終了は、温度を基準として決定される。これは後述する熱源除霜運転の場合も同じである。除霜運転の終了が温度を基準とする理由は除霜運転の信頼性を向上させるためである。
【０１７０】
もし除霜運転が時間を基準として終了するとしたら、除霜が完了(completion)する前に除霜運転が終了(end)する虞がある。異なる環境に設置された２つの冷蔵庫が同じ時間条件によって除霜運転を終了しても、いずれか１つの冷蔵庫では除霜が完了し、他の１つの冷蔵庫では除霜が完了しない散布の問題が発生する。従って、このような散布の問題を解決するためには、除霜運転が温度を基準として終了することが好ましい。
【０１７１】
（Ｓ５７０）一方、外部温度が基準外部温度以下であれば、熱源除霜運転が稼動される。制御部は、外気温度センサによって測定される冷蔵庫の外部温度が基準外部温度以下であれば、熱源除霜運転を稼動するように構成される。
【０１７２】
熱源除霜運転が稼動されると、熱電素子に逆電圧が加えられる。例えば、熱電素子に‐１０Vの電圧が加えられる。そして、第１ファンと第２ファンは、熱源除霜運転の稼動の間ずっと回転する。
【０１７３】
熱電素子に逆電圧が加えられると、熱電素子モジュールの吸熱側と放熱側が切り替えられる。例えば、冷却シンクと第１ファンが熱電素子モジュールの放熱側となり、ヒートシンクと第２ファンの熱電素子モジュールの吸熱側となる。冷却シンクが暖かくなるので、冷却シンクと第１に着霜された霜が除去される。
【０１７４】
熱電素子に逆電圧が加えられると、熱電素子の一側と他側に温度差が発生することになる。従って、第１ファンと第２ファンが引き続き回転しながら冷却シンクとヒートシンクの熱交換を促進しないと、霜が速かに除去されない。
【０１７５】
（Ｓ５６０）除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度が基準除霜終了温度に到達すると、制御部は熱源除霜運転を終了するように構成される。図７の図示によれば、基準除霜終了温度は５℃であってもよい。
【０１７６】
（Ｓ５８０）一方、熱電素子モジュールの温度が基準熱電素子モジュールの温度以下であれば、熱源除霜運転が稼動される。制御部は、除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度が基準熱電素子モジュールの温度以下であれば、熱源除霜運転を稼動するように構成される。
【０１７７】
先述したように、熱源除霜運転が稼動されると、熱電素子に逆電圧が加えられる。例えば、熱電素子に‐１０Vの電圧が加えられる。そして、第１ファンと第２ファンは、熱源除霜運転の稼動の間ずっと回転する。
【０１７８】
（Ｓ５９０）除霜温度センサによって測定される熱電素子モジュールの温度が基準除霜終了温度より予め設定された幅だけ高い温度に到達すると、制御部は熱源除霜運転を終了するように構成される。図７の図示によれば、基準除霜終了温度より予め設定された幅だけ高い温度は７℃であってもよい。
【０１７９】
熱電素子モジュールの温度が基準熱電素子モジュールの温度以下であるということは、過着霜が形成されやすい条件であることを意味する。従って、自然除霜運転の終了温度より高い温度で熱源除霜運転が終了するようにしないと、除霜運転の信頼性を向上させることができないからでる。
以下では、自然除霜運転と熱源除霜運転時の熱電素子、第１ファン、第２ファンの動作に対して説明する。
図８は、冷却運転と自然除霜運転による熱電素子の出力、第１ファンの回転速度、第２ファンの回転速度を時間の流れに応じて示した概念図である。
横軸基準線は時間を意味し、縦軸基準線は熱電素子の出力または第１ファンと第２ファンの回転速度を意味する。
【０１８０】
冷却運転には、第３温度区間、第２温度区間、第１温度区間が順次表示されている。冷却運転時の熱電素子の出力、第１ファンと第２ファンの回転速度は、庫内温度センサによって測定される貯蔵室の温度に基づいて決定される。
【０１８１】
第３温度区間では、熱電素子が第３出力で作動し、第１ファンが第３回転速度で回転し、第２ファンも第３回転速度で回転する。ただし、第１ファンの第３回転速度と第２ファンの第３回転速度は相互異なる値であり、第２ファンの回転速度がよりはやい。
【０１８２】
引き続き、第２温度区間では、熱電素子が第２出力で作動し、第１ファンが第２回転速度で回転し、第２ファンも第２回転速度で回転する。ただし、第１ファンの第２回転速度と第２ファンの第２回転速度は相互異なる値であり、第２ファンの回転速度がよりはやい。
【０１８３】
次に、第１温度区間では、熱電素子が第１出力で作動し、第１ファンが第１回転速度で回転し、第２ファンも第１回転速度で回転する。ただし、第１ファンの第１回転速度と第２ファンの第１回転速度は相互異なる値であり、第２ファンの回転速度がよりはやい。
【０１８４】
自然除霜運転が稼動されると、熱電素子の作動は停止する。第１ファンは第３回転速度で回転する。そして、第２ファンの回転は一時的に停止し、予め設定された時間が経過した後第３回転速度で回転する。
【０１８５】
従って、除霜運転時の第１ファンの回転速度は、冷却運転時の第１ファンの回転速度以上である。除霜運転時の第１ファンの回転速度と冷却運転時の第１ファンの最高回転速度は、相互同一であってもよい。
【０１８６】
また、除霜運転時の第２ファンの回転速度は、冷却運転時の第２ファンの回転速度以上である。除霜運転時の第２ファンの回転速度と冷却運転時の第２ファンの最高回転速度は、相互同一であってもよい。
図９は、冷却運転と熱源除霜運転による熱電素子の出力、第１ファンの回転速度、第２ファンの回転速度を時間の流れに応じて示した概念図である。
【０１８７】
冷却運転に対する説明は、図８の説明で代替する。熱電素子の出力とファンの回転速度は、庫内温度センサによって測定される貯蔵室の温度に基づいて決定される。
【０１８８】
熱源除霜運転が稼動されると、熱電素子には逆電圧が加えられる。そして、第１ファンと第２ファンはそれぞれ第３回転速度で回転する。第１ファンの第３回転速度と第２ファンの第３回転速度は相互異なる値であり、第２ファンの回転速度がよりはやい。
【０１８９】
従って、除霜運転時のファンの回転速度は、冷却運転時より除霜運転時によりはやい。除霜運転時のファンの回転速度と冷却運転時のファンの最高回転速度が同一であってもよい。
次に、積算時間の変動根拠となる負荷対応運転に対して説明する。
図１０は、熱電素子モジュールを備える冷蔵庫の負荷対応運転制御を示したフローチャートである。
【０１９０】
（Ｓ４１０）まず、ドアの開閉の有無を感知する。負荷とは、ドアの開放またはドアの開放後の食物投入等によって速かに貯蔵室の冷却を必要とすることを意味する。従って、負荷対応運転を投入するかどうかは、必ずドアの開放後に判断することができる。
【０１９１】
（Ｓ４２０）ドアが開閉されたことが感知されると、負荷対応運転の再投入防止時間が０に到達したのかを判断する。一旦負荷対応運転が完了すると、例え貯蔵室の冷却が必要な状況が再発生したとしても、直ちに負荷対応運転が再稼働されるのではなく、予め設定された時間後に稼動される。これは、過冷を防止するためである。この予め設定された時間をカウントして０に到達した場合に、負荷対応運転が再稼動される。
【０１９２】
（Ｓ４３０）次に、負荷対応判断時間が０より大きいのかを点検する。負荷対応運転は、ドアが開放されてから閉じられた後でないと稼動されない。例えば、ドアが閉じられた後５分以内に貯蔵室の温度が２℃以上上昇した場合、負荷対応運転が稼動されることになる。負荷対応判断時間は、ドアが閉じられた後カウントされるので、例えドアが開放される前より貯蔵室の温度が２℃以上上昇したとしても、まだドアが閉じられる前であれば、負荷対応判断時間が０であるので負荷対応運転は稼動されない。
ドアが開閉された後、予め設定された時間内に貯蔵室の温度が予め設定された温度だけ上昇した場合、制御部は負荷対応運転を稼動するように構成される。
（Ｓ４４０）次に、負荷対応運転の種類を決定する。
【０１９３】
第１負荷対応運転は、貯蔵室内に熱い食物が投入されて迅速な冷却が必要である場合に稼動される。例えば、第１負荷対応運転は、ドアが開閉された後５分以内に貯蔵室の温度が２℃以上上昇した場合に稼動される。
【０１９４】
第２負荷対応運転は、温度はそれほど高くないが熱容量が大きい食物が投入されて持続的な冷却が必要である場合に稼動される。例えば、第２負荷対応運転はドアが開閉された後２０分以内に貯蔵室の温度が使用者によって入力された設定温度より８℃以上上昇した場合に稼動される。もし、第１負荷対応運転に決定されると、第１負荷対応運転は稼動されない。
第１負荷対応運転と第２負荷対応運転のいずれにも該当しないと、制御部は負荷対応運転を稼動しない。
【０１９５】
（Ｓ４５０）負荷対応運転は、前記貯蔵室の温度が前記第１温度区間、前記第２温度区間及び前記第３温度区間のうちのどの区間に属するのかに関係がなく、前記熱電素子が前記第３出力で運転されるように構成される。第３出力は、熱電素子の最大出力に該当することができる。
【０１９６】
負荷対応運転を必要とするということは、既に貯蔵室の温度が第３温度区間に進入したか進入する可能性が非常に高い場合であることを意味するので、迅速な冷却のために熱電素子が第３出力で稼動されるのである。
【０１９７】
また、負荷対応運転は、貯蔵室の温度が前記第１温度区間、前記第２温度区間及び前記第３温度区間のうちのどの区間に属するのかに関係がなく、前記ファンが前記第３回転速度で回転するように構成される。ただし、第１ファンの第３回転速度と第２ファンの第３回転速度は相互相異なり、第２ファンが第１ファンより高速で回転する。
【０１９８】
同様に、負荷対応運転を必要とするということは、既に貯蔵室の温度が第３温度区間に進入したか進入する可能性が非常に高い場合であることを意味するので、迅速な冷却のためにファンが第３回転速度で回転するのである。これは、ファンの騒音を減少させるためのものである。
【０１９９】
（Ｓ４６０）次に、温度または時間を基準として負荷対応運転を完了する。例えば、貯蔵室の温度が設定温度より予め設定された温度だけ低くなったり、負荷対応運転が稼動されてから予め設定された時間が過ぎた場合に負荷対応運転を完了することができる。
（Ｓ４７０）最後に、負荷対応運転の再稼働を防止するための時間を初期化して再カウントする。
【０２００】
図１１は本発明の第２実施例に係る冷蔵庫の斜視図であり、図１２は図１１でドアが開かれた状態を示す斜視図であり、図１３は図１１の冷蔵庫の平面図である。
【０２０１】
図１１〜図１３を参照すると、本実施例に係る冷蔵庫４００は、貯蔵室４１１を備えるキャビネット４１０と、前記キャビネット４１０に連結されて前記貯蔵室５１１を開閉するドア４２０を含むことができる。
【０２０２】
前記キャビネット４１０は、前記貯蔵室５１１を形成するインナーケース５１０と、前記インナーケース５１０を取囲むアウターケース４１１を含むことができる。
【０２０３】
前記アウターケース４１１は、金属材質からなることができる。例えば、アウターケース４１１は、アルミニウム(Al)材質を含むことができる。前記アウターケース４１１は、少なくとも２回折り曲げられて形成される。または、前記アウターケース４１１は、複数の金属プレートが接合されて形成されてもよい。
一例として、前記アウターケース４１１は、一対のサイドパネル(４１２、４１３を含むことができる。
前記インナーケース５１０は、前記一対のサイドパネル４１２、４１３の間に位置された状態で、前記アウターケース４１１に直接または間接的に固定される。
【０２０４】
前記一対のサイドパネル４１２、４１３の前端部４１２ａは、前記インナーケース５１０の前面より前方に位置することができる。そして、前記ドア４２０の左右幅は、前記一対のサイドパネル４１２、４１３の間の距離と同一またはより小さい。
従って、前記一対のサイドパネル４１２、４１３の間には、前記ドア４２０が位置できる空間が形成される。
一例として、前記ドア４２０が前記貯蔵室５１１を閉じた状態で、前記ドア４２０は、前記一対のサイドパネル４１２、４１３の間に位置することができる。
【０２０５】
このとき、前記ドア４２０が前記貯蔵室５１１を閉じた状態で、前記ドア４２０と前記キャビネット４１０の外観が一体感を持てるように、前記ドア４２０の前面は前記各サイドパネル４１２、４１３の前端部４１２ａと同一平面上に位置することができる。
即ち、前記ドア４２０の前面及び前記各サイドパネル４１２、４１３の前端部４１２ａが前記冷蔵庫４００の前面外観を形成することができる。
前記ドア４２０は、前面パネル４２１と、前記前面パネル４２１の背面に結合されるドアライナー４２２を含むことができる。
制限されるものではないが、前記前面パネル４２１はウッド(wood)材質からなることができる。
【０２０６】
前記前面パネル４２１と前記ドアライナー４２２は、一例としてスクリュー(screw)のような取付部材によって取り付けられてもよい。前記前面パネル４２１と前記ドアライナー４２２は発泡空間を形成し、前記発泡空間に発泡液が充填されることで、前記前面パネル４２１と前記ドアライナー４２２の間に断熱材が備えられてもよい。
前記ドア４２０の開放のために使用者が前記ドア４２０を掴めるように、前記ドア４２０は使用者の手が入れるハンドル用空間６９０を定義することができる。
前記ハンドル用空間６９０は、一例として前記ドアライナー４２２の上側一部が下方に凹むことで形成されてもよい。
【０２０７】
前記ハンドル用空間６９０は、前記ドア４２０が前記貯蔵室５１１を閉じた状態で、前記前面パネル４２１と前記キャビネット４１０の間に位置することができる。よって、使用者は、前記ドア４２０が前記貯蔵室５１１を閉じた状態で、前記ハンドル用空間６９０に手をいれて前記ドア４２０を引いて前記ドア４２０を開放させることができる。
本実施例によれば、前記ドア４２０が閉じられた状態で、ハンドルのような構造が外部に突出しないので、冷蔵庫４００の美感が向上する利点がある。
【０２０８】
前記冷蔵庫４００の高さは、制限されるものではないが、一般的な成人の背より低くてもよい。前記冷蔵庫４００の容量が低いほど、前記冷蔵庫４００の高さは低くなってもよい。
【０２０９】
本実施例のように、前記ドア４２０の上側にハンドル用空間６９０が存在する場合、前記冷蔵庫４００の高さが低くなっても、使用者が立っている状態または座っている状態で前記ドア４２０を容易に開放できる利点がある。
一方、前記一対のサイドパネル４１２、４１３のそれぞれの上端部４１２ｂは、前記インナーケース５１０の上端部より高く位置することができる。
【０２１０】
従って、前記インナーケース５１０の上側には空間が形成され、前記空間にはキャビネットカバー５９０が位置することができる。前記キャビネットカバー５９０は、前記キャビネット４１０の上面外観を形成することができる。即ち、前記キャビネットカバー５９０は冷蔵庫４００の上面外観を形成する。
前記キャビネットカバー５９０は、前記インナーケース５１０に直接固定されるか前記インナーケース５１０を取囲むミドルプレート５５０に固定される。
【０２１１】
前記キャビネットカバー５９０が前記インナーケース５１０をカバーした状態で、前記キャビネットカバー５９０は、前記一対のサイドパネル４１２、４１３の間に位置することができる。
【０２１２】
そして、前記キャビネットカバー５９０と前記キャビネット４１０の外観が一体感を持てるように、前記キャビネットカバー５９０の上面は、前記各サイドパネル４１２、４１３の上端部４１２ｂと同一平面または同一高さ上に位置することができる。
前記キャビネットカバー５９０は、一例としてウッド材質からなることができる。
即ち、前記前面パネル４２１と前記キャビネットカバー５９０は、同じ材質からなることができる。
【０２１３】
本実施例によれば、前記ドア４２０の前面パネル４２１及び前記キャビネットカバー５９０がそれぞれウッド材質から形成されるので、前記ドア４２０が閉じられた状態で、前記ドア４２０と前記キャビネットカバー５９０の間に材質の統一性があり美感が向上する利点がある。
【０２１４】
さらに、冷蔵庫４００の高さが低い場合には、使用者が前記キャビネットカバー５９０を肉眼で確認できるが、前記キャビネットカバー５９０がウッド材質で形成されることで、基本的な美感が向上するだけではなく、前記冷蔵庫４００が位置される周辺の家具と一体感を持てる利点がある。
本実施例の冷蔵庫４００は、一例としてスモールサイドテーブル冷蔵庫として使用することができる。
【０２１５】
スモールサイドテーブル冷蔵庫は、食物の貯蔵機能以外にも、スモールサイドテーブルの機能を兼ねることができる。所謂、台所に置かれる一般冷蔵庫とは違い、スモールサイドテーブル冷蔵庫は、寝室のベッドの隣に置かれて用いることができる。本実施例によれば、前記キャビネットカバー５９０及び前面パネル４２１がウッド材質で形成されるので、冷蔵庫４００を寝室に置いても周辺の家具と調和をなすことができる。
【０２１６】
使用者の便宜のために、スモールサイドテーブル冷蔵庫の高さは、一例としてベッドの高さに近いことが好ましく、一般冷蔵庫より高さが低くコンパクトに形成される。
【０２１７】
前記キャビネットカバー５９０の前面５９０ａは、前記インナーケース５１０の前面より前方に位置することができる。よって、前記ドア４２０が前記貯蔵室５１１を閉じた状態で、前記キャビネットカバー５９０が前記ドアライナー４２２の一部を上側でカバーすることができる。
前記冷蔵庫４００は、前記貯蔵室５１１に収容される１つ以上の引き出しアセンブリー４３０、４４０をさらに含むことができる。
収納空間の効率化のために、前記貯蔵室５１１に複数の引き出しアセンブリー４３０、４４０が備えられてもよい。
【０２１８】
前記複数の引き出しアセンブリー４３０、４４０は、上部引き出しアセンブリー４３０と、下部引き出しアセンブリー４４０含むことができる。場合によって、前記上部引き出しアセンブリー４３０は省略されてもよい。
前記ドア４２０は、前後スライディング方式で移動しながら前記貯蔵室５１１を開閉することができる。
【０２１９】
本実施例によれば、前記冷蔵庫４００を台所や居間、部屋等の狭い空間に配置しても、前記ドア４２０がスライディング方式で貯蔵室５１１を開閉するので、周辺構造物と干渉することなく前記ドア４２０の開放が可能な利点がある。
前記ドア４２０のスライディング引出口のために、前記冷蔵庫４００はレールアセンブリー(図示されない)をさらに含むことができる。
前記レールアセンブリー(図示されない)は、一側が前記ドア４２０に連結され、他側が前記下部引き出しアセンブリー４４０に連結される。
図１４は、本発明の一実施例に係るキャビネットの分解斜視図である。
【０２２０】
図１１〜図１４を参照すると、本実施例に係るキャビネット４１０は、アウターケース４１１と、インナーケース５１０、及びキャビネットカバー５９０を含むことができる。
【０２２１】
前記アウターケース４１０は、一対のサイドパネル４１２、４１３を含むことができる。前記一対のサイドパネル４１２、４１３は、前記冷蔵庫４００の側面外観を形成することができる。
前記アウターケース４１１は、前記冷蔵庫４００の背面外観を形成するリアパネル５６０をさらに含むことができる。
【０２２２】
従って、前記ドア４２０を除いた冷蔵庫４００の外観は、前記サイドパネル４１２、４１３、キャビネットカバー５９０及び前記リアパネル５６０によって形成される。
【０２２３】
前記キャビネット４１０は、前記インナーケース５１０を支持するケースサポーター５３０と、前記ケースサポーター５３０の下側に結合されるベース５２０をさらに含むことができる。
【０２２４】
前記キャビネット４１０は、前記インナーケース５１０と一緒に発泡空間を形成するミドルプレート５５０をさらに含むことができる。前記ミドルプレート５５０は、前記インナーケース５１０と離隔した位置で前記インナーケース５１０の上側及び後側をカバーすることができる。
前記ミドルプレート５５０及び前記サイドパネル４１２、４１３のうちの１つ以上にはディスプレイユニット５４０が結合されてもよい。
【０２２５】
前記キャビネット４１０は、前記貯蔵室５１１を冷却するための冷却装置７００をさらに含むことができる。前記冷却装置７００は、熱電モジュールと、冷却フィン及び放熱フィンを含むことができ、熱電素子によって前記冷蔵庫のサイズが減少される。
【０２２６】
前記インナーケース５１０と前記サイドパネル４１２、４１３、ケースサポーター５３０及びミドルプレート５５０によって発泡空間が形成され、前記発泡空間に断熱材を形成するための発泡液が充填される。
【０２２７】
図１５は本発明の第２実施例に係るミドルプレートが組立てられる前の状態を示す図面であり、図１６は本発明の第２実施例に係るミドルプレートが組立て完了した状態を示す図面であり、図１７は本発明の第２実施例に係る設置ブラケットの斜視図である。
図１５〜図１７を参照すると、前記ミドルプレート５５０は、前記インナーケース５１０の後方で前記インナーケース５１０をカバーすることができる。
【０２２８】
前記ミドルプレート５５０は、前記インナーケース５１０の背面をカバーするリアプレート５５２と、前記インナーケース５１０の上面をカバーするアッパープレート５５４を含むことができる。
前記アッパープレート５５４は、前記リアプレート５５２の上端から水平に延長される。よって、前記ミドルプレート５５０は「┐」状を有することができる。
【０２２９】
前記アッパープレート５５４は、前記インナーケース５１０の前面上端に安着される。一例として、前記アッパープレート５５４は、前記インナーケース５１０の前面上端に接着手段によって付着される。
【０２３０】
前記アッパープレート５５４が前記インナーケース５１０の前面上端に安着した状態で、前記アッパープレート５５４は、前記インナーケース５１０の上面と離隔する。よって、前記アッパープレート５５４と前記インナーケース５１０の上面の間に発泡空間５１７が定義される。
前記リアプレート５５２は、前記ケースサポーター５３０に結合される。前記ケースサポーター５３０には、プレート取付リブ５３８が形成される。
前記プレート取付リブ５３８及び前記リアプレート５５２のそれぞれには、ボルトを取り付けるための取付ホール５３８ａ、５５５が形成される。
前記リアプレート５５２は、前記プレート取付リブ５３８の背面に接触した状態でボルトによって前記プレート取付リブ５３８と取り付けられる。
【０２３１】
このとき、前記リアプレート５５２と前記インナーケース５１０の背面の間で設置ブラケット６００が前記リアプレート５５２に取り付けられた状態で前記ミドルプレート５５０が組立てられる。
【０２３２】
前記リアプレート５５２は、前記インナーケース５１０の背面と離隔することができる。よって、前記リアプレート５５２と前記インナーケース５１０の背面の間に発泡空間５１８が定義される。
【０２３３】
前記リアプレート５５２の後側で固定ブラケット５５８が固定され、前記固定ブラケット５５８は各サイドパネル４１２、４１３に固定される。従って、前記固定ブラケット５５８によって前記リアプレート５５２が前記サイドパネル４１２、４１３に固定されるだけではなく、発泡液の充填過程で前記リアプレート５５２の変形が防止される。
前記リアプレート５５２には、発泡液を注入するための注入口５５３が形成される。前記注入口５５３は、図示されていないパッキングによって塞がれる。
前記リアプレート５５２には、前記冷却装置７００が貫通するための通過ホール５５２ａがさらに形成される。
【０２３４】
前記ミドルプレート５５０の組み立てが完了した状態で、前記アッパープレート５５４の上面は、前記各サイドパネル４１２、４１３の上端部４１２ｂより低く位置されることができる。よって、前記アッパープレート５５４の上側に前記キャビネットカバー５９０が位置できる空間が存在することになる。
【０２３５】
また、前記ミドルプレート５５０の組み立てが完了した状態で、前記リアプレート５５２の背面は、前記各サイドパネル４１２、４１３の後段部で内側に離隔して配置される。よって、前記リアプレート５５２の後方に前記冷却装置７００の放熱のための空気が流動できる放熱流路６９０が存在することになる。
【０２３６】
前記設置ブラケット６００は、板状の設置プレート６１０を含むことができる。前記設置プレート６１０は、前記リアプレート５５２にスクリューのような取付部材によって取り付けられてもよい。
前記設置プレート６１０は、第１面６１０ａと、前記第１面６１０ａと対向する第２面６１０ｂを含むことができる。
【０２３７】
前記リアプレート５５２において、前記通過ホール５５２ａには、前記設置ブラケット６００を取り付けるための取付用延長部５５２ｂが形成され、前記延長部５５２ｂに取付ホール５５２ｃが形成される。
前記設置プレート６１０の前記第１面６１０ａは、前記延長部５５２ｂと接触することができる。
【０２３８】
前記設置プレート６１０は、前記冷却装置７００の一部を収容するための収容部６１１を含むことができる。前記収容部６１１は、一例として、前記第１面６１０ａの一部が前記第２面６１０ｂ側に凹むことで形成される。そして、前記収容部６１１の一部は、前記第２面６１０ｂから突出することができる。
前記収容部６１１の底には、後述する冷却シンク２００が貫通するための開口６１２が備えられてもよい。
【０２３９】
前記収容部６１１は、前記開口６１２を貫通する前記冷却シンク２００を取囲む壁６１１ａを含み、前記壁６１１ａの一部または全部には補強リブ６１１ｂが形成される。
【０２４０】
前記設置プレート６１０の第２面６１０ｂには、前記ミドルプレート５５０との取り付けのための取付ボス６２７が形成される。前記取付ボス６２７は、前記第２面６１０ｂから前記第１面６１０ａと離れる方向に突出することができる。
【０２４１】
また、前記設置プレート６１０において、前記第２面６１０ｂには、前記冷却装置７００との取り付けのための複数の第１取付部６２１ａ、６２１ｂが形成される。前記複数の第１取付部６２１ａ、６２１ｂは、前記第２面６１０ｂから前記第１面６１０ａと離れる方向に突出することができる。
【０２４２】
制限されるものではないが、前記冷却装置７００との取り付けが堅固になるように前記開口６１２の両側にそれぞれ複数の第１取付部６２１ａ、６２１ｂが配置される。一例として、前記開口６１２の両側に複数の第１取付部６２１ａ、６２１ｂが上下方向に離隔して配置される。
【０２４３】
前記設置プレート６１０の第１面６１０ａにおいて前記複数の第１取付部６２１ａ、６２１ｂと対応する部分には、後述する冷却装置７００の第１取付突出部７１４、７１５が収容されるための第１突出部収容溝６２１、６２２が形成される。前記第１取付突出部７１４、７１５が前記第１突出部収容溝６２１、６２２に収容されると、前記第１取付突出部７１４、７１５が仮固定されるので、スクリューを容易に前記第１取付突出部７１４、７１５と前記第１取付部６２１ａ、６２１ｂに取り付けることができる。
【０２４４】
前記設置プレート６１０の第２面６１０ｂには、リブ収容溝６２５が形成される。前記リブ収容溝６２５は、前記収容部６１１内の空間と前記各第１突出部収容溝６２１、６２２を結合する。
【０２４５】
前記設置プレート６１０は、前記インナーケース５１０との取り付けのための第２取付部６２３をさらに含むことができる。前記第２取付部６２３は、前記収容部６１１の両側にそれぞれ形成される。
【０２４６】
前記第２取付部６２３は、前記設置プレート６１０の第２面６１０ｂから突出することができる。そして、前記インナーケース５１０には、前記第２取付部６２３と整列されるプレート取付ボス５１６が備えられてもよい。前記プレート取付ボス１１６は、前記インナーケース５１０の背面から突出することができる。
【０２４７】
前記インナーケース５１０と前記設置プレート６１０の間の結合力が最大化するように、前記第２取付部６２３は、前記設置プレート６１０の高さを２等分する地点または前記２等分地点と隣接するように位置することができる。
一例として、前記第２取付部６２３は、前記複数の第１取付部６２１ａ、６２１ｂの間の領域と対応する領域に位置することができる。
【０２４８】
そして、前記設置プレート６１０には、後述する冷却装置７００の第２取付突出部７１８が収容されるための第２突出部収容溝６２４を含むことができる。前記第２突出部収容溝６２４は、前記第２取付部６２３と整列される。
【０２４９】
図１８は本発明の第２実施例に係る冷却装置の斜視図であり、図１９は図１８の冷却装置の平面図であり、図２０及び図２１は図１８の冷却装置の分解斜視図である。
【０２５０】
図１５、図１８〜図２１を参照すると、前記冷却装置７００は、熱電モジュールとを含むことができる。前記熱電モジュールは、熱電素子７２０と、冷却シンク２００と、ヒートシンク７５０及びモジュールフレーム７１０を含むことができる。
【０２５１】
前記熱電モジュールは、ペルティエ効果を活用して前記貯蔵室５１１の温度を低く維持することができる。前記熱電モジュール自体は、周知技術であるので駆動原理に関する詳しい内容は省略する。
前記冷却装置７００は、前記ミドルプレート５５０を貫通でき、前記リアパネル５６０より前方に配置される。
【０２５２】
前記熱電素子７２０は、低温部と高温部を含むことができ、前記低温部と高温部は、前記熱電素子７２０に印加される電圧の方向によって決定される。前記熱電素子７２０の低温部が高温部より前記インナーケース５１０に近く配置される。
【０２５３】
前記低温部は、前記冷却シンク２００と接することができ、前記高温部は、前記ヒートシンク７５０と接することができる。前記冷却シンク２００は、前記貯蔵室５１１を冷却させ、前記ヒートシンク７５０では放熱が行われる。
【０２５４】
前記熱電素子７２０には、フューズ７２５が連結され、前記熱電素子７２０に過電圧が印加される場合、前記フューズ７２５は、前記熱電素子７２０に印加される電圧を遮断することができる。
【０２５５】
前記冷却装置７００は、前記貯蔵室５１１の空気を前記冷却シンク２００に流動させる冷却フィンと、外部の空気を前記ヒートシンク７５０に流動させる放熱フィン７９０をさらに含むことができる。
前記冷却フィンは、前記冷却シンク７３０の前方に配置され、前記放熱フィン７９０は、前記ヒートシンク７５０の後方に配置される。
前記冷却フィンは、前記冷却シンク５３０と対向するように配置され、前記放熱フィン５９０は、前記ヒートシンク５５０と対向するように配置される。
前記冷却フィンは、前記インナーケース５１０の内部に配置される。前記冷却フィンはファンカバーによってカバーされる。
【０２５６】
前記冷却装置７００は、センサモジュール３００をさらに含むことができる。前記センサモジュール３００は、前記冷却シンク２００に配置される。前記センサモジュール３００が前記冷却シンク２００に設置されるための構造に対しては、図面を参照して後述することにする。
【０２５７】
前記冷却装置７００は、前記熱電素子７２０を取囲む断熱部材７７０をさらに含むことができる。前記熱電素子７２０は、前記断熱部材７７０内に位置することができる。
【０２５８】
前記断熱部材７７０には、前後方向に開放された素子装着ホール７７１が設けられる。前記素子装着ホール７７１内に前記熱電素子７２０が位置することができる。
前記断熱部材７７０の前後方向の厚さは、前記熱電素子７７１の厚さより厚い。
【０２５９】
前記断熱部材７７０は、前記熱電素子７２０の熱が前記熱電素子７２０の周りに伝導することを防止し、前記熱電素子７２０の冷却効率を高めることができる。前記熱電素子７２０の周りは、前記断熱部材７７０によってカバーされるので、前記冷却シンク２００から前記ヒートシンク７５０に伝達される熱が周辺に発散されない。
【０２６０】
前記冷却シンク２００は、前記熱電素子７２０と接触するように配置される。前記冷却シンク２００は、前記熱電素子７２０の低温部と接して低温に維持されることができる。
前記冷却シンク２００は、ベース２１０と、冷却フィン２２０を含むことができる。
【０２６１】
前記ベース２１０は、前記熱電素子７２０と接するように配置される。前記ベース２１０の少なくとも一部は、前記断熱部材７７０に形成された素子装着ホール７７１に挿入され、前記熱電素子７２０と接することができる。
一例として、前記ベース２１０は、前記素子装着ホール７７１に挿入されるために突出した形態の突出部２１１ａを含むことができる。
前記ベース２１０は、前記熱電素子７２０の低温部と接して冷気を前記冷却フィン２２０に伝導させることができる。
【０２６２】
前記冷却フィン２２０は、前記ベース２１０と接するように配置される。前記ベース２１０は、前記冷却フィン２２０と前記熱電素子７２０の間に位置でき、前記冷却フィン２２０は、前記ベース２１０の前方に位置することができる。
前記冷却フィン２２０は、前記インナーケース５１０を貫通して前記貯蔵室５１１内に位置することができる。
【０２６３】
前記インナーケース５１０は、冷却流路を形成する流路形成部５１５を含むことができる。前記冷却フィン２２０は、前記冷却流路に位置することができ、前記冷却流路内の空気と熱交換して空気を冷却させることができる。空気との熱交換面積を増やすために、冷却フィン２２０は複数のフィンを含み、複数のフィンが前記ベース２１０に接触することができる。複数のフィンのそれぞれは上下方向に延長され、水平方向に相互離隔するように配列される。
前記モジュールフレーム７１０は、ボックス形状のフレームボディ７１１を含むことができる。
【０２６４】
前記フレームボディ７１１には、前記断熱部材７７０または熱電素子７２０が収容される空間７１２が形成される。前記断熱部材７７０に前記熱電素子７２０が収容されるので、前記空間７１２には、前記熱電素子７２０が位置することができる。
【０２６５】
前記モジュールフレーム７１０は、熱伝導による熱損失を最小化できる材質からなることができる。例えば、前記モジュールフレーム７１０は、プラスチック等の非金属材質を含むことができる。前記モジュールフレーム７１０は、前記ヒートシンク７５０の熱が前記冷却シンク２００に伝導することを防止することができる。
【０２６６】
前記フレームボディ７１１の前面にはガスケット７１９が結合されてもよい。前記ガスケット７１９は、ゴム等のような弾性材質を含むことができる。前記ガスケット７１９は、一例として四角リング状に形成されるが、これに限定されるものではない。前記ガスケット７１９は、シーリング部材であってもよい。前記フレームボディ７１１の前面には、前記ガスケット７１９が収容されるためのガスケット溝７１１ａが形成される。
【０２６７】
前記フレームボディ７１１は、前記設置プレート６１０の収容部６１１に収容される。前記フレームボディ７１１は、前記収容部６１１を形成する壁６１１ａに接触することができる。そして、前記フレームボディ７１１に結合されたガスケット７１９は、前記収容部６１１の底に接触することができる。
【０２６８】
従って、前記ガスケット７１９によって、前記ミドルプレート５５０と前記リアパネル５６０の間に形成される放熱流路６９０と前記冷却流路が連通することが防止される。
【０２６９】
前記モジュールフレーム７１０は、前記フレームボディ７１１から延長される結合プレート７１３をさらに含むことができる。前記結合プレート７１３は、一例として、前記フレームボディ７１１の両側でそれぞれ延長される。前記結合プレート７１３は、前記設置ブラケット６００と結合されるための構成である。
【０２７０】
一例として、前記結合プレート７１３には、前記複数の第１取付部６２１ａ、６２１ｂと取り付けられるための複数の第１取付突出部７１４、７１５が備えられてもよい。前記複数の第１取付突出部７１４、７１５は上下方向に離隔して配置される。
また、前記結合プレート７１３には、前記第２取付部６２３と取り付けられるための第２取付突出部７１８がさらに備えられてもよい。
【０２７１】
前記インナーケース５１０と前記モジュールフレーム７１０及び前記設置ブラケット６００の間の結合力が最大化するように、前記第２取付突出部７１８は、前記モジュールフレーム７１０の高さを２等分する地点または前記２等分地点と隣接するように位置することができる。
取付部材は、前記プレート取付ボス５１６、前記第２取付部６２３及び第２取付突出部７１８を取り付けることができる。
【０２７２】
本実施例で、前記複数の第１取付突出部７１４、７１５に取付部材が取り付けられる過程で、前記結合プレート７１３が前記フレームボディ７１１に対して変形することが最小化されるように、前記結合プレート７１３には、前記フレームボディ７１１と前記各第１取付突出部７１４、７１５を連結する連結リブ７１６が突出することができる。
【０２７３】
前記第２取付突出部７１８に取り付けられる取付部材は、前記フレームボディ７１１のガスケット７１９が前記収容部６１１の底に接触する状態が維持されるようにする。
前記ヒートシンク７５０は、放熱プレート７５３と、放熱パイプ７５２と、放熱フィン７５１を含むことができる。
前記放熱フィン７５１は、一例として上下方向に離隔した状態で積層された複数のフィンを含むことができる。
前記放熱プレート７５３は薄い板形態に形成され、前記放熱フィン７５１と接触するように結合される。
【０２７４】
前記ヒートシンク７５０は、前記熱電素子７２０と接触するための素子接触板７５４をさらに含むことができる。前記素子接触板７５４の面積は、前記放熱プレート７５３の面積より小さく形成される。
【０２７５】
前記素子接触板７５４は、概略的に前記熱電素子７２０と同じ大きさで形成される。前記素子接触板７５４は、前記断熱部材７７０に形成された素子装着ホール７７１内に位置することができる。
【０２７６】
熱伝達面積が大きくなるほど熱伝導率が増加するので、前記素子接触板７５４と前記熱電素子７２０は、相互面接触することが理想的である。また、前記素子接触板７５４と熱電素子７２０の間には、微細な間隙を埋めて熱伝導率を増加させるために、熱伝導体(thermal greaseまたはthermal compound)が塗布される。
前記放熱プレート７５３は、前記熱電素子７２０の高温部と接して熱を前記放熱パイプ７５２及び前記複数の放熱フィン７５１に伝導させることができる。
【０２７７】
前記放熱フィン７５１は、前記ミドルプレート５５０の後方に位置することができる。前記放熱フィン７５１は、前記ミドルプレート５５０と前記リアパネル５６０の間に位置でき、前記放熱フィン７９０によって吸入された外部空気と熱交換して放熱される。
前記放熱フィン７９０は、前記ヒートシンク７５０と対向するように配置され、外部空気を前記ヒートシンク７５０に送風させることができる。
【０２７８】
前記放熱フィン７９０は、ファン７９２と、ファン７９２の外側を取囲むシュラウド７９３を含むことができる。前記ファン７９２は、一例として軸流ファンであってもよい。
【０２７９】
前記放熱フィン７９０は、前記ヒートシンク７５０と離隔するように配置される。これで、前記放熱フィン７９０によって送風された空気の流動抵抗が最小化され、前記ヒートシンク７５０における熱交換効率が増加することができる。
【０２８０】
前記放熱フィン７９０は、固定フィン７８０によって前記ヒートシンク７５０に固定される。一例として、前記固定フィン７８０は、前記複数の放熱フィン７５１に結合される。
【０２８１】
前記固定フィン７８０は、前記シュラウド７９３を貫通することができる。前記シュラウド７９３が前記固定フィン７８０と結合された状態で、前記シュラウド７９３は、前記放熱フィン７５１と離隔することができる。
【０２８２】
前記固定フィン７８０はゴムまたはシリコン等のように熱伝導率が低い材質からなることができる。よって、前記固定フィン７８０に前記放熱フィン７９０が結合されるので、前記ファン７９２の回転過程で発生する振動が前記ヒートシンク７５０に伝達されることが最小化される。
【０２８３】
図２２は本発明の第２実施例に係るセンサモジュールが冷却シンクに設置された様子を示す正面図であり、図２３は本発明の第２実施例に係るセンサモジュールが冷却シンクに設置された様子を示す斜視図である。
【０２８４】
図２４は本発明の別の実施例に係る冷却シンクの上面図であり、図２５は本発明の第２実施例に係るセンサモジュールの斜視図であり、図２６は本発明の第２実施例に係るセンサホルダーの縦断面図である。
【０２８５】
図２２〜図２６を参照すると、本実施例に係るセンサモジュール３００は、除霜温度センサ３５０と、前記除霜温度センサ３５０が装着されるセンサホルダー３０１を含むことができる。
前記センサホルダー３０１は、前記冷却シンク２００に装着される。
【０２８６】
前記冷却シンク２００は、上述したようにベース２１０と、前記ベース２１０から延長される冷却フィン２２０を含むことができる。前記冷却フィン２２０は、複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４を含むことができる。
【０２８７】
制限されるものではないが、前記複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４は、水平方向に離隔した状態で平行するように配置される。本実施例のように、前記複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４が水平方向に離隔すると、前記複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４は上下方向に延長される。
【０２８８】
このような複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４の配置によれば、空気が上下方向のフィンの間を円滑に流動できるだけではなく、除霜水等のような液体が容易に下方に流動できることになる。
【０２８９】
前記センサモジュール３００は、前記複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４のうちの一部フィンに結合される。前記センサモジュール３００が前記複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４のうちの一部フィンに結合されると、前記除霜温度センサ３５０が複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４の温度を正確に測定できる利点がある。
前記複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４は、複数の第１フィン２２１を含むことができる。
前記複数の第１フィン２２１の上下長さは、制限されるものではないが、前記ベース２１０の上下長さと同一であってもよい。
【０２９０】
前記複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４は、前記センサホルダー３０１が結合されるための第２フィン２３１及び第３フィン２３２を含むことができる。
【０２９１】
前記第２フィン２３１と前記第３フィン２３２を総称して結合フィンと称することができる。このとき、前記第２フィン２３１を第１結合フィンといい、前記第３フィン２３２を第２結合フィンということができる。
前記第２フィン２３１及び前記第３フィン２３２は、水平方向に離隔して配置される。
前記ベース２１０からの前記第２フィン２３１及び前記第３フィン２３２のそれぞれの突出長さは、前記第１フィン２２１の突出長さより短い。
前記ベース２１０からの前記第２フィン２３１及び前記第３フィン２３２のそれぞれの突出長さは同一であってもよい。
【０２９２】
前記第２フィン２３１及び前記第３フィン２３２のそれぞれの突出長さが前記第１フィン２２１の突出長さより短く形成される理由は、前記第２フィン２３１及び前記第３フィン２３２に前記センサホルダー３０１が結合された状態で、前記センサホルダー３０１が前記第１フィン２２１の前方に突出する長さを最小化するためである。
前記第３フィン２３２は、前記複数のフィン２２１、２３１、２３２、２３４のうち一番外側に位置することができる。
前記第２フィン２３２の最高点と前記第３フィン２３３の最高点は同じ高さに位置することができる。
【０２９３】
そして、前記センサホルダー３０１は、前記第２フィン２３２と前記第３フィン２３３の最高点または最高点と隣接した位置で、前記第２フィン２３２及び前記第３フィン２３３に結合される。その理由は、前記センサモジュール３００に除霜水のような液体が流動することを最小化するためである。
【０２９４】
前記第３フィン２３２の上下長さは、前記第２フィン２３１の上下長さより短く形成される。これは、前記第３フィン２３２の下側に前記ベース２１０を前記断熱材１１３と取り付けるための取付部材が位置する空間を確保するためである。
【０２９５】
ただし、冷却性能が低下することが防止されるように、前記第３フィン２３２の下方には、前記第３フィン２３２と同じ形態の第５フィン２３３が備えられてもよい。
前記第２フィン２３１と前記第３フィン２３２の間には、１つ以上の第４フィン２３４が備えられてもよい。
【０２９６】
前記第４フィン２３４は、前記第２フィン２３１と前記第３フィン２３２に結合された前記センサモジュール３００を支持する役割をする。よって、前記第４フィン２３４を支持フィンと称することができる。
【０２９７】
前記第４フィン２３４が前記センサモジュール３００を支持するために、前記ベース２１０からの前記第４フィン２３４の突出長さは、前記第２フィン２３１及び前記第３フィン２３２の突出長さより短く形成される。
前記センサモジュール３００の安定した支持のために、複数の第４フィン２３４が前記第２フィン２３１と前記第３フィン２３２の間に位置することができる。
【０２９８】
前記センサモジュール３００は、前記第２フィン２３１と前記第３フィン２３２の前方で前記ベース２１０と近くなる方向に前記第２フィン２３１及び前記第３フィン２３２に結合される。
【０２９９】
前記第２フィン２３１と前記第３フィン２３２に前記センサモジュール３００が結合される過程で、前記センサモジュール３００が前記第４フィン２３４と接触することができる。前記第４フィン２３４に前記センサモジュール３００が接触することになると、前記センサモジュール３００の結合は終了する。
【０３００】
前記センサモジュール３００が前記第４フィン２３４に接触することで、前記センサモジュール３００が結合される過程で、過度な力によって前記第２フィン２３１や前記第３フィン２３２が変形することが防止される。
前記センサホルダー３０１は、前記除霜温度センサ３５０を取囲むホルダーフレーム３１０を含むことができる。
前記ホルダーフレーム３１０は、前記除霜温度センサ３５０を収容するためのセンサ収容空間３１２を含むことができる。
【０３０１】
前記除霜温度センサ３５０は、制限されるものではないが、上下に長く延長される形態に形成され、前記ホルダーフレーム３１０は、前記除霜温度センサ３５０を収容するために、左右幅に比べて長さが長い直六面体形態に形成される。
前記除霜温度センサ３５０の少なくとも一部は円筒形態に形成される。
前記ホルダーフレーム３１０は、前記センサ収容空間３１２に前記除霜温度センサ３５０が収容されるための引入開口３１１を含むことができる。
【０３０２】
前記ホルダーフレーム３１０の引入開口３１１には、前記センサ収容空間３１２に引入された前記除霜温度センサ３５０が外部に外れることを防止するための複数の脱去防止突起３１４が備えられてもよい。
【０３０３】
一例として、前記複数の脱去防止突起３１４は、水平方向に離隔するだけではなく、上下方向に複数個が離隔するように配列される。即ち、前記ホルダーフレーム３１０において左側及び右側のそれぞれに前記複数の脱去防止突起３１４が上下に配列される。
【０３０４】
前記ホルダーフレーム３１０には、前記センサ収容空間３１２に引入された前記除霜温度センサ３５０を弾性支持するための支持部３３２が備えられてもよい。制限されるものではないが、上下に配列される一対の支持部３３２が前記除霜温度センサ３５０を支持することができる。
前記一対の支持部３３２は上下方向に離隔して配列される。
【０３０５】
前記支持部３３２が前記除霜温度センサ３５０を弾性支持するために、前記支持部３３２は、前記ホルダーフレーム３１０において変形可能な形態で備えられる。
一例として、前記ホルダーフレーム３１０にスリット３３０が形成されることで、前記支持部３３２が前記ホルダーフレーム３１０に対して変形可能となる。
制限されるものではないが、前記支持部３３２の両側に前記スリット３３０が形成される。
また、前記支持部３３２によって前記除霜温度センサ３５０の弾性支持が可能なように、前記支持部３３２は凸部３３４を含むことができる。
前記凸部３３４は、前記引入開口３１１を向かって突出する。前記除霜温度センサ３５０は、前記凸部３３４と接触することができる。
【０３０６】
このとき、前記除霜温度センサ３５０が前記凸部３３４を加圧して前記支持部３３２が弾性変形された状態で、前記複数の脱去防止突起３１４が前記除霜温度センサ３５０と接触することができる。このような構造によって前記ホルダーフレーム３１０内で前記除霜温度センサ３５０が動くことが防止される。
【０３０７】
前記ホルダーフレーム３１０において前記一対の支持部３３２の間の領域には、前記除霜温度センサ３５０の移動を制限するためのストッパー３３５、３３６が備えられてもよい。前記ストッパー３３５、３３６は、一例として、前記ホルダーフレーム３１０の内部の両側面で相互近くなる方向に突出することができる。一例として、一対のストッパー３３５、３３６が水平方向に離隔した状態で前記ホルダーフレーム３１０に備えられてもよい。
前記ホルダーフレーム３１０の底には、前記除霜温度センサ３５０に連結された電線３６０が引出されるための引出開口３２６が形成される。
前記除霜温度センサ３５０が立てられた状態で、前記センサホルダー３０１が前記冷却フィン２２０に結合される。
【０３０８】
前記センサホルダー３０１が前記冷却フィン２２０に結合された状態を基準として、前記ホルダーフレーム３１０は、前記除霜温度センサ３５０の上面をカバーすることができる。よって、除霜水のような液体が前記除霜温度センサ３５０の上面に直接落下することが防止される。
【０３０９】
前記センサホルダー３０１は、前記冷却フィン２２０に結合されるためのフィン結合部３４１をさらに含むことができる。前記フィン結合部３４１は、前記ホルダーフレーム３１０の両側に備えられてもよい。
【０３１０】
従って、前記ホルダーフレーム３１０の一側のフィン結合部３４１は、前記第２フィン２３１に結合され、他側のフィン結合部３４１は、前記第３フィン２３２に結合される。
前記第２フィン２３１及び前記第３フィン２３２は、前記フィン結合部３４１に挟まれて結合されることができる。
【０３１１】
このために、前記フィン結合部３４１は、前記ホルダーフレーム３１０から垂直に延長される第１延長部２４２と、前記第１延長部２４２の端部から垂直に延長される第２延長部３４４を含むことができる。
【０３１２】
前記第２延長部３４４は、前記ホルダーフレーム３１０の側面と離隔した状態で対向するように配置される。即ち、前記第１延長部２４２は、前記第２延長部３４４が前記ホルダーフレーム３１０と離隔するようにする役割をする。
従って、前記ホルダーフレーム３１０と前記第２延長部３４４の間に前記結合フィンが挿入される。
【０３１３】
前記ホルダーフレーム３１０と前記第２延長部３４４に前記結合フィンが挿入された状態で、前記センサホルダー３０１が下方に落下することが防止されるように、前記ホルダーフレーム３１０の側面と前記第２延長部３４４のうちの１つ以上には滑り防止突起３２８、３４５が形成される。制限されるものではないが、複数の滑り防止突起３２８、３４５が上下方向に離隔して配列されてもよい。
【０３１４】
使用者は、前記センサホルダー３０１を前記冷却フィン２２０側に向かって移動させる行為だけで、前記センサホルダー３０１を前記冷却フィン２２０に固定させることができる。
【０３１５】
一例として、前記フィン結合部３４１を前記結合フィンと整列させた状態で、前記センサホルダー３０１を前記冷却フィン２２０側に移動させると、前記結合フィンが前記フィン結合部３４１に挟まれて結合される。
【０３１６】
上述したように、前記結合フィンが前記フィン結合部３４１に挟まれて結合された状態では、前記滑り防止突起３２８、３４５によって前記センサホルダー３０１が前記結合フィンに対して下方に滑ることが防止される。
【０３１７】
図２３のように、前記センサホルダー３０１は、前記冷却フィン２２０の上部コーナーに結合されるので、前記除霜水のような液体が前記センサホルダー３１０側に落下することが最小化される。
【０３１８】
前記センサホルダー３０１が前記冷却フィンに結合された状態では、前記支持部３３４によって前記除霜温度センサ３５０が弾性支持され、前記除霜温度センサ３５０が前記第４フィン２３４と接触した状態を維持することができる。
【０３１９】
例えば、前記除霜温度センサ３５０が前記センサ収容空間３１２に収容された状態で、前記除霜温度センサ３５０の一部は、前記ホルダーフレーム３１０の外側に突出し、前記除霜温度センサ３５０の突出した部分が前記第４フィン２３４に接触することができる。
従って、前記除霜温度センサ３５０が冷却フィン２２０の温度を正確に測定でき、これによって除霜必要時点を正確に判断することができる。
【０３２０】
また、前記ホルダーフレーム３１０の下側に電線３６０を引出すための引出開口３２６が形成され、前記フィン結合部３４１は、前記ホルダーフレーム３１０の両側に位置するので、前記フィン結合部３４１に沿って落下する液体が前記電線６０側に流動することが最小化される。
【０３２１】
以上で説明された冷蔵庫は、以上で説明された実施例の構成と方法に限定されるものではなく、以上の実施例は多様な変形ができるように、各実施例の全部または一部を選択的に組合わせて構成されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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