KR100301451B1 - 음압을이용한자동제빙장치 - Google Patents

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Abstract

음압을 이용하여 불활성 가스를 압축 팽창시킴으로써 발생된 증발열로 제빙트레이내의 물을 제빙시키는 음압을 이용한 자동제빙 장치에 대해 개시한다. 이러한 음압을 이용한 자동제빙 장치는, 소정량의 물을 저장하기 위한 제빙트레이와; 제빙트레이로 일정량의 물을 공급하기 위한 급수수단과; 제빙트레이에 근접되게 마련되어 급수수단으로부터의 물 공급유무에 따라 음압을 선택적으로 전달시키고, 그 음압의 전달에 따라 열 교환되는 불활성가스로부터 발생된 증발열로 제빙트레이내의 물을 제빙시키는 소정의 제빙수단과; 제빙된 제빙트레이내의 얼음을 외부로 인출시키기 위한 이빙수단을 구비한다. 이 자동제빙 장치는, 음압을 이용하여 발생된 냉기로 제빙트레이내의 얼음을 제빙시킴으로써 빠른 시간 내에 손쉽게 얼음을 추출할 수 있으며, 단위시간당 추출할 수 있는 얼음의 갯수 또한 증가하게 된다.

Description

음압을 이용한 자동제빙 장치
본 발명은 음압을 이용하여 불활성 가스를 압축 팽창시킴으로써 발생된 증발열로 제빙트레이내의 물을 제빙시키는 음압을 이용한 자동제빙 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고에서의 자동 제빙기는 사용자의 편리함을 도모하기 위하여 얼음을 얼리는 제빙 동작 및 얼음을 제빙 용기에서 꺼내주는 이빙 동작과, 제빙용기에 물을 공급하는 급수 동작까지를 자동으로 순환 반복하여 얼음을 만드는 장치이다.
이러한 통상의 냉장고 제빙기의 제빙모드는, 도1을 참조하면, 다음과 같은 동작과정을 갖는다.
먼저, 얼음이 만들어지는 제빙모드에서는 전원이 공급된 후 또는 급수 후 2.4시간(144분, 충분한 제빙시간)이 경과되었는지를 판단하고,(단계100) 경과되었을 경우 I-센서가 감지한 고내 온도가 -12.5℃(충분한 제빙온도, 외부에서 조절가능)이하이면(단계200) 제빙이 완료된다.
그리고, I-센서가 감지한 고내 온도가 -12.5℃ 이상이어도 15분 동안(단계600) 연속적으로 I-센서 온도가 -9.5℃이하이면(단계500) 제빙이 완료된다.
또한, 전원이 공급된 후 또는 급수 후 2.4시간(144분, 충분한 제빙시간)이 경과되지 않았을 경우 I-센서가 감지한 고내 온도가 -12.5℃이하였다가(단계300) 2.4시간 경과시 I-센서가 감지한 고내 온도가 -7℃이하이면(단계400) 제빙이 완료된다.
다음에, 이빙 모드에서는, 도2를 참조하면, 제빙명을 비틀어 얼음을 떨어뜨리게 되는데, 초기전원이 투입되면 제빙명이 수평상태로 되고, 마이컴으로부터 출력된 각 구간마다(구간1-구간5)의 이빙 모터 회전(구동) 신호를 감지하게된다.
이어서, 이빙 후 급수 모드에 돌입하면 0.4초 동안 2초 간격으로 2회 공운전 후 10초 경과시 급수동작(9초)을 실시하게 되는데, 만빙시와 급수시에는 급수 대기상태가 되고, 만빙해제시에는 도어 스위치와 관련하여 급수를 제어하게 된다.
또한, 급수확인모드에서는 물감지봉에 의해 제대로 급수가 되었는지를 체크하게 된다.
한편, 도3을 참조하면, 이러한 통상의 자동 제빙기 이빙모터(10)는 정회전시 15V가 인가되고, 역회전시 -15V가 감지되는데, 마이컴(60)으로부터의 출력신호가 인가되고 제1구동부(20)의 제어신호에 따라 구동하게 된다.
또한, 이빙모터(10)의 구동 신호는 마이컴(60)의 출력단(A포트,B포트)에서 감지되어 제2구동부(30)에 의해 마이컴(60)으로(E포트,F포트) 인가되게 된다.
실제 이빙모터(10)의 구동시 수평 스위치(40) 및 검빙 스위치(50)의 제어신호가 변화되는데, 수평 스위치(40)와 검빙 스위치(50)의 동작 신호에 따라 마이컴은 이빙모터(10) 실제 구동여부를 검출하게 된다.
그런데, 이러한 통상의 자동 제빙기에서는 얼음을 얼리기 위한 시간이 많이 소비되므로, 빠른 시간 내에 많은 얼음을 추출하지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 음압을 이용하여 불활성 가스를 압축 팽창시킴으로써 발생된 증발열로 제빙트레이내의 물을 제빙시키도록 하는 음압을 이용한 자동제빙 장치를 제공하는데 있다.
도1은 통상적인 자동 제빙기의 제빙모드에 관한 플로우챠트,
도2는 통상적인 자동 제빙기의 이빙모드에 관한 동작도,
도3은 통상적인 자동 제빙기의 개략적인 회로도,
도4는 본 발명에 따른 음압을 이용한 자동제빙 장치에 관한 구성도,
도5는 본 발명의 개략적인 회로도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...제1제빙트레이 110...제2제빙트레이
120...급수부 130...불활성 기체
140...제1스피커 150...제2스피커
160...파이프 170...회전모터
180...제1열교환기 190...제2열교환기
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 음압을 이용한 자동제빙 장치는, 소정량의 물을 저장하기 위한 제빙트레이와; 제빙트레이로 일정량의 물을 공급하기 위한 급수수단과; 제빙트레이에 근접되게 마련되어 급수수단으로부터의 물 공급유무에 따라 음압을 선택적으로 전달시키고, 그 음압의 전달에 따라 열 교환되는 불활성가스로부터 발생된 증발열로 제빙트레이의 물을 제빙시키는 소정의 제빙수단과;제빙된 제빙트레이내의 얼음을 외부로 인출시키기 위한 이빙수단을 구비하여서 된 것을 특징으로 한다.
그리고, 제빙수단은 급수수단으로부터의 물 공급 유무를 판단하여 이에 따라 음압의 제어신호를 선택적으로 출력하는 마이컴과; 마이컴으로부터 제어신호의 인가시 음압을 출력하는 스피커와; 스피커로부터 음압의 출력시 압축 팽창되어 증발열을 생성하는 불활성 기체와; 스피커와 연결되고 제빙트레이가 외부에 부착되며 그 내부에 불활성 기체가 충전된 파이프를 구비한다.
또한, 이빙수단은 제빙트레이내의 제빙 완료시 소정의 각도로 회전하는 회전모터와; 회전모터의 회전시 연동하여 동작하는 파이프 내부의 온도 변화를 제빙트레이의 표면으로 전달하는 열교환기를 구비한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명에 따른 음압을 이용한 자동제빙 장치는, 음압을 이용하여 불활성 가스를 압축 팽창시키고, 이로 인하여 발생된 증발열로 제빙트레이내의 물을 제빙시킴으로써, 단위시간당 제빙되는 얼음의 갯수를 증가시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 음압을 이용한 자동제빙 장치를 상세히 설명한다.
본 발명에 다른 음압을 이용한 자동제빙 장치는, 도4 및 도5를 참조하면, 소정량의 물을 저장하기 위한 제1(100), 제2제빙트레이(110)와; 제1(100), 제2제빙트레이(110)로 일정량의 물을 공급하기 위한 급수부(120)와; 제1(100), 제2제빙트레이(110)에 근접되게 마련되어 급수부(120)로부터의 물 공급유무에 따라 음압을 선택적으로 전달시키고, 그 음압의 전달에 따라 열 교환되는 불활성 가스(130)로부터 발생된 증발열로 제1(100), 제2제빙트레이(110)의 물을 제빙시키는 소정의 제빙수단과; 제빙된 제1(100), 제2제빙트레이(110)내의 얼음을 외부로 인출시키기 위한 이빙수단을 구비한다.
상술된 제빙수단은 급수부(120)로부터의 물 공급 유무를 판단하여 이에 따라 음압의 제어신호를 선택적으로 출력하는 마이컴(200)과; 마이컴(200)으로부터 제어신호의 인가시 제1(100), 제2제빙트레이(110)내로 각각 음압을 출력하는 제1(140), 제2스피커(150)와; 제1(140), 제2스피커(150)로부터 음압의 출력시 압축 팽창되어 증발열을 생성하는 불활성 기체(130)와; 제1(140), 제2스피커(150)와 연결되고 제1(100), 제2제빙트레이(110)가 외부에 부착되며 그 내부에 불활성 기체(130)가 충전된 파이프(160)를 구비한다.
그리고, 이빙수단은 제1(100), 제2제빙트레이(110)내의 제빙 완료시 소정의 각도로 회전하는 회전모터(170)와; 회전모터(170)의 회전시 연동하여 동작하는 파이프(160) 내부의 온도 변화를 제1(100), 제2제빙트레이(110)의 표면으로 각각 전달하는 제1(180), 제2열교환기(190)를 구비하여 이루어진다.
더욱 상세히 설명하면, 먼저, 급수부(120)를 통하여 제1제빙트레이(100)에 급수를 하고, 앰프(Amp;210)를 통하여 제1스피커(140)에 약 400㎐정도의 음압(Sound pressure)을 출력하는데, 음압은 공기 따위의 음을 전달하는 매질 속을 음파가 이동할 때 매질 내에 생기는 진동적인 압력 변화를 말한다.
제1스피커(140)로부터 음압의 출력시 파이프(160) 내부에 충전된 헬륨(He, He-Ar) 등의 불활성 기체(Non-active gas;10atm)(130)가 압축/팽창되어 증발열을 생성하게 된다.
다음에, 제1열교환기(180)에 의해 열교환된 냉기가 제1제빙트레이(100) 표면으로 전달되어 온도가 -293℃로 급하강됨으로써 제1제빙트레이(100)내의 얼음이 제빙된다.
그리고, 마이컴(200)은 제빙시 일정시간이 경과하였을 경우 또는 I-센서(220)가 감지한 제1제빙트레이(100) 온도가 소정 온도 이하일 경우를 판단하여 제빙완료 시점을 결정하게 된다.
이어서, 제빙이 완료되면 제1스피커(140)가 오프되고, 마이컴(200)의 제어신호에 의해 회전모터(170)가 180°회전하게 된다.
회전모터(170)의 회전 위치는 제1제빙트레이(100) 외측면에 마련되어 자계의 위치를 감지하는 홀센서(Hall sensor;230)에 의해 판단하게 된다.
홀센서(230)의 위치감지 신호가 마이컴(200)으로 입력되면 이에 따라 드라이브 회로(240)가 구동하여 회전모터(170)를 180°회전시키게 된다.
다음에, 급수부(120)를 통하여 제2제빙트레이(110)에 급수를 하고, 앰프(210)를 통하여 제2스피커(150)에 약 400㎐정도의 음압(Sound pressure)을 출력하게 된다.
이때, 제1열교환기(180)에 의해 열교환된 따뜻한 공기가 제1제빙트레이(100) 표면으로 전달되어 제1제빙트레이(100)내의 제빙된 얼음이 얼음 그릇으로 자유낙하 하게 된다.
한편, 제2스피커(150)로부터 음압의 출력시 파이프(160) 내부에 충전된 헬륨(He, He-Ar) 등의 불활성 기체(Non-active gas;10atm)(130)가 압축/팽창되어 증발열을 생성하게 된다.
다음에, 제2열교환기(190)에 의해 열교환된 냉기가 제2제빙트레이(110) 표면으로 전달되어 온도가 -293℃로 급하강됨으로써 제2제빙트레이(110)내의 얼음이 제빙된다.
그리고, 마이컴(200)은 제빙시 일정시간이 경과하였을 경우 또는 I-센서(220)가 감지한 제2제빙트레이(110) 온도가 소정 온도 이하일 경우를 판단하여 제빙완료 시점을 결정하게 된다.
이어서, 제빙이 완료되면 제2스피커(150)가 오프되고, 마이컴(200)의 제어신호에 의해 회전모터(170)가 180°회전하게 된다.
홀센서(230)의 위치감지 신호가 마이컴(200)으로 입력되면 이에 따라 드라이브 회로(240)가 구동하여 회전모터(170)를 180°회전시키게 된다.
이때, 제2열교환기(190)에 의해 열교환된 따뜻한 공기가 제2제빙트레이(110) 표면으로 전달되어 제2제빙트레이(110)내의 제빙된 얼음이 얼음 그릇으로 자유낙하 하게 된다.
이상과 같이 설명한 본 발명은 음압을 이용하여 불활성 가스를 압축 팽창시킴으로써 발생된 증발열로 제빙트레이내의 물을 제빙시키도록 한 것인바, 이에 따르면 본 발명 음압을 이용한 자동제빙 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 급속 제빙을 위한 냉각 시간단축 및 전력 에너지 소모가 절감되는 효과를 갖는다.
둘째, 제빙시 별도의 제빙장치가 불필요하므로 환경친화적이고 경제적인 효과를 갖는다.
셋째, 급속냉각에 의하여 단위시간당 추출할 수 있는 얼음의 갯수를 증가시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 제빙트레이의 내부 공간으로 정량의 물을 공급시키는 급수수단(120)을 구비하고, 제빙트레이를 회전시키는 회전모터(170)를 구비한 제빙장치에 있어서, 상기 급수수단(120)에 의한 물의 공급 유무를 판단하여 이에 따라 음압의 제어신호를 선택적으로 출력하는 마이컴(200); 상기 마이컴(200)으로부터 제어신호의 인가시 음압을 출력하는 제 1스피커(140) 및 제 2스피커(150); 상기 제 1스피커(140) 및 제 2스피커(150)가 결합되며, 내부에는 상기 제 1스피커(140) 및 제 2스피커(150)의 동작에 따른 음압에 의해 압축 팽창되는 불활성 기체가 충전된 U자 형상의 파이프(160); 상기 파이프(160)의 선단 상부 및 하부로부터 각각 대칭된 상태로 결합되는 제 1제빙트레이(100) 및 제 2제빙트레이(110)로 이루어진 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 자동제빙 장치.
  2. 제1항에 있어서, 파이프(160)는, 제 1제빙트레이(100) 및 제 2제빙트레이(110)와 인접한 내부에 불활성 기체의 온도 변화를 상기 제 1제빙트레이(100) 및 제 2제빙트레이(110)의 표면으로 전달하는 제 1열교환기(180) 및 제2 열교환기(190)를 각각 구비한 것을 특징으로 하는 음압을 이용한 자동제빙 장치.
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