KR100389418B1 - 자동제빙기의 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동제빙기의 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제빙용기에 물을 급수하는 것에서부터 제빙된 얼음을 저장용기에 밀어내기까지 완전 자동으로 제어하는 자동제빙기의 제어장치에 관한 것이다. 본 발명은 작동오차가 적은 써미스터를 이용하여, 냉각 완료에 따른 불량을 최소화시키고, 물공급여부와 물급수시간을 마이크로컴퓨터에 의해서 제어하므로서, 물공급관련 불량을 최소화시킨다. 또한, 본 발명은 제어장치 내부의 회로부품들을 몰딩처리하여, 습기나 물방울에 의해서 발생될 누전을 방지하는 효과를 얻게 된다.

Description

자동제빙기의 제어장치{Control device for ICE maker apparatus}

본 발명은 자동제빙기의 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제빙용기에 물을 급수하는 것에서부터 제빙된 얼음을 저장용기에 밀어내기까지 완전 자동으로 제어하는 자동제빙기의 제어장치에 관한 것이다.

공기조화기, 냉장고, 김치전용냉장고 등과 같은 냉장기기 및 냉동기기들은 기기 내부에서 필요로 하는 차가운 냉기를 발생하기 위하여 냉각사이클을 구동하고 있다. 상기 냉각사이클은, 압축기로부터 응축기 그리고 증발기로 연결되는 냉매 유로 내부에 흐르고 있는 냉매와 공기와의 열교환에 의해서 기기에서 필요로 하는 냉기를 발생시키게 된다.

자동제빙기는, 상기와 같은 냉각사이클의 운전에 의해 공급되는 냉기에 의해서 얼음을 자동으로 제빙하는 장치를 말한다. 따라서 상기 자동제빙기는, 냉동/냉장기기의 일정부분에 설치되어진다.

도 1은 일반적인 자동제빙기를 도시하고 있다.

일반적으로 제빙기(118)는 냉장장치의 챔버 내에 설치되어진다. 상기 챔버는 공기나 열전달장치에 의해서 냉장되어진다. 즉, 캐비닛 벽 안에 있는 증발기에 의해서 냉장되어지며, 상기 증발기의 구동을 위한 냉각사이클은 앞서 언급한 바와 같이, 압축기, 응축기, 모세관 그리고 증발기 등으로 구성되며, 상기 증발기에서 다시 증발기까지 냉매를 운반하는 냉매유로를 포함한다.

상기 제빙기(118)는, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이 제빙용기(126)를 포함한다. 상기 제빙용기는, 트레이의 캐비티가 칸막이로 나누어져 있는 형태의 아이스 바디를 형성한다. 그리고 배출 사이클 동안 제빙용기에 있는 얼음을 긁어내는이젝터(131)에 의해 저장용기에 얼음을 모으도록 구성된다. 상기 제빙용기의 일측에는 컵(127)이 형성되어서, 상기 제빙용기의 캐비티에 물을 받는 것을 도와준다.

상기 이젝터의 주기적인 동작은 제어장치(130)에 의해서 자동적으로 제어된다. 상기 제어장치(130)는, 제빙용기(126)의 앞쪽 끝부분에 설치된다.

이와 같이 구성된 제빙기는 다음과 같은 과정으로 얼음이 만들어진다.

물은 컵(127)을 통해서 각각의 캐비티에 물이 찰때까지 각각의 제빙용기 칸막이 벽을 넘어 끝에 있는 캐비티까지 흘러갈 수 있도록 공급된다. 이후, 제빙용기에 차가운 냉기가 공급되면서 제빙이 이루어지고, 상기 제어장치(130)에서 아이스 바디의 냉동완료가 감지되면, 이젝터(131)가 회전하면서 캐비티에서 얼음들을 아래에서 위로 긁어내어 아래에 있는 저장용기로 밀어내게 된다.

이와 같이 동작하는 종래의 자동제빙기에서 캐비티에 물을 공급하고, 공급된 물이 얼어서 냉동완료가 감지되면, 이젝터를 동작시켜서 얼음을 저장용기로 밀어내기까지 동작을 제어하기 위해서 상기 제어장치(130) 내부와 외부에 여러 감지수단이 구비되고 있다.

도 2는 종래 자동제빙기의 동작 제어를 위한 제어장치의 구성도를 도시하고 있다.

우선, 상기 제빙용기(126)의 저면부에 히터(207)가 설치되고 있다. 상기 히터(207)는 제빙된 얼음을 제빙용기로부터 쉽게 분리하도록 도와준다.

상기 제어장치(130)는 이젝터(131)에 필요한 배출 힘을 공급하는 모터(204)를 포함한다. 상기 모터(204)는 캠 축(189)을 통해서 이젝터(131)에 동력을 전달하도록 구성된다. 즉, 캠 축(189)에 의해서 움직이는 이젝터(131)의 날개(188)가 얼음을 제빙용기 밖으로, 스트립퍼 날개(208)에 반해서 밀어낸다. 상기 스트립퍼 날개(208)는 이젝터(131)로부터 얼음을 효과적으로 벗기는 역할을 한다.

상기 제어장치(130)는 써모스탯(254)를 포함한다. 상기 써모스탯은, 바이메탈 타입이고, 아이스 바디 냉각 완료를 결정하기 위해서 제빙용기(126)의 온도를 감지한다. 그리고 감지된 값에 따라서 배출 사이클을 제어하게 된다. 상기 써모스탯(254)은 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 제빙용기(126)의 뒷벽에 설치되어진다.

또한, 상기 제어장치(130)는 상기 캠 축(189)과 연결된 검빙 레버(261)와, 상기 검빙레버(261)의 운동시 접촉된 스위치의 동작여부에 의해서 만빙을 감지하는 만빙 감지 마이크로 스위치(290)를 포함한다. 상기 검빙 레버(261)는, 상기 캠 축(189)과 연결되어 운동하고, 제빙기의 하부에 있는 저장용기에 얼음이 꽉찼음을 감지한다. 따라서 저장용기에 얼음이 꽉 차면, 상기 검빙 레버(261)가 더 이상 운동하지 못하면서, 상기 만빙 감지 마이크로 스위치(290)는 오픈된다. 상기 만빙 감지 마이크로 스위치(290)가 오픈 상태가 되면, 제빙기는 더 이상 얼음을 만들기 위한 동작을 멈추게 된다.

그리고 종래 자동제빙기는 캠의 간격으로 물 공급시간을 결정하고 있다. 즉, 컵(127)을 통해서 제빙용기(126)에 물이 공급될 때, 캠의 기구적인 동작 간격에 의해서 물 공급시간을 결정하고, 그에 따라서 물이 급수되도록 하고 있다.

이상에서 설명된 종래의 자동제빙기는, 미국 특허 3,362,181에 개시되고 있다.

그러나 상기 종래의 자동제빙기의 제어장치는 다음의 문제점을 가지고 있다.

첫째, 아이스 바디 냉각 완료를 결정하기 위해서 제빙용기(126)의 온도를 바이 메탈형 써모스탯에 의해서 감지하고, 감지된 값에 따라서 얼음의 배출 사이클을 제어하고 있다. 그러나 상기 써모스탯은 미국 특허 3,362,181에서도 지적되고 있는 바와 같이, 작동오차가 매우 높다. 따라서 불량이 많고, 제빙량이 작은 문제점이 있다.

둘째, 제빙용기에 물을 공급하는 물공급시간을 캠의 기구적인 동작 간격에 의해서 결정되고 있다. 따라서 상기 캠의 기구적인 동작오차로 인해서 물공급시간에 오차가 많이 발생되고, 따라서 정확한 물공급이 어렵고, 그에 따라 물공급 관련된 불량이 발생되었다.

셋째, 상기 제어장치 내에는 여러 구성요소들을 제어하기 위해서 많은 회로부품들이 포함되고 있다. 이러한 회로부품들은 습기와 물방울에 대해서 민감하게 반응한다. 그러나 제어장치가 설치된 냉장기기의 도어가 열리고 닫힘 동작을 반복하게 되면서 온도차가 발생되고, 이러한 온도차에 의해서 회로부품들이 연결되고 있는 단자 사이에 결빙이나 물방울이 발생되게 된다. 이러한 물방울은 회로부품의 누전과 발화를 야기시킬 수 있고, 결과적으로 회로부품의 동작상에 문제를 발생시키면서 정상적인 제어가 어렵고, 안전에 문제를 발생시킬 수 있다.

결국 종래 자동제빙기의 제어장치는, 상기와 같은 문제점들에 의해서 얼음을 제빙함에 있어서 소비자의 만족을 이끌어내지 못하였다.

따라서 본 발명의 첫번째 목적은 제빙용기에 정확한 물공급으로 적정 크기의 제빙을 제어할 수 있는 자동제빙기의 제어장치를 제공함에 있다.

본 발명의 두번째 목적은 자동제빙기 제어장치 내부의 회로부품들에게 습기가 침투되는 것을 방지할 수 있는 자동제빙기의 제어장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 자동제빙기의 구성도,

도 2는 종래 자동제빙기의 제어장치의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 자동제빙기의 제어장치의 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

504 : 모터 5077 : 히터

526 : 제빙용기 527 : 컵

530 : 제어장치 531 : 이젝터

550 : 마이크로컴퓨터 554 : 써미스터

558 : 전원스위치 561 : 검빙레버

589 : 캠 축 590 : 만빙감지부

553 : PCB 기판

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동제빙기의 제어장치는, 캐비티가 칸막이로 나누어져 있는 형태의 제빙용기와, 상기 제빙용기에 붙어 있는 얼음을 분리시켜서 저장용기로 배출하는 배출수단을 포함하여 구성되는 제빙기의 제어장치에 있어서: 상기 배출수단의 회전동력을 제공하기 위한 모터와; 상기 제빙용기의 온도를 감지하는 저항식 온도감지수단과; 상기 제빙용기로의 물급수시점과 물공급시간을 조절하고, 상기 저항식 온도감지수단의 감지값으로부터 냉각완료를 판단해서 상기 모터의 구동을 제어하여, 제빙된 얼음을 저장용기로 밀어내도록 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성되고, 상기 마이크로컴퓨터가 장착된 PCB 기판을 몰딩처리하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동제빙기의 제어장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동제빙기의 제어장치의 구조도이다.

본 발명의 자동제빙기는 트레이의 캐비티가 칸막이로 나누어져 있는 형태의 제빙용기(526)를 갖는다. 상기 제빙용기(526)의 저면에는 얼음의 분리를 도와주는 히터(507)가 설치되어 있다. 그리고 상기 제빙용기(526)의 상부에 제빙된 얼음을 긁어내는 이젝터(531)가 상기 제빙용기(526) 내부에서 회전될 수 있도록 설치되고 있다. 그리고 상기 제빙용기(526)의 일측에는 컵(527)이 형성되어서, 상기 제빙용기(526)에 물을 받는 것을 도와준다.

상기 이젝터(531)는 주기적으로 회전하도록 제어되며, 상기 이젝터(531)의 동작은 제어장치(530)에 의해서 제어된다. 상기 제어장치(530)는 상기 제빙용기(526)의 앞쪽 끝부분에 설치된다.

상기 제어장치(530)는, 제빙기의 제빙동작을 제어하기 위한 마이크로컴퓨터(550)를 포함한다. 상기 마이크로컴퓨터(550)는 PCB 기판(553) 상에 설치되어지고, 전원스위치(558)의 온/오프 동작에 의해서 동작 제어가 이루어질 수 있도록 한다.

그리고 상기 PCB 기판(553)에는, 상기 제어장치(530) 내에 설치되고 있는 각종 전자부품들과 회로적으로 연결시키는 단자부를 포함한다. 즉, 후술되는 각 라인 와이어(L1 ~ L7)가 상기 PCB 기판(553)에 접점 처리되고, 상기 PCB 기판(553)의 내부 동선을 통해서 상기 마이크로컴퓨터(550)에 신호가 전달되도록 구성된다.

상기 마이크로컴퓨터(550)가 설치되고 있는 PCB 기판(553)은 도 3에 부호 555로 표시하고 있는 바와 같이, 몰딩 처리된다. 즉, 습기 또는 물방울이 상기 몰딩 처리된 부분(555)을 통과하지 못하도록 하여, 상기 PCB 기판(553) 상에 도달하는 것을 방지하는 것이다.

그리고 상기 마이크로컴퓨터(50)는 제빙용기(526)로 물이 공급되는 시점과, 물공급량을 시간에 의해서 조정한다. 이때의 조정값은, 실험치에 근거해서 정확한 물공급이 이루어질 수 있도록 제어한다.

상기 제어장치(530)는, 이젝터(531)에서 필요한 얼음 배출 힘을 공급하는 모터(504)를 포함한다. 상기 모터(504)는 캠 축(589)을 통해서 이젝터(531)에 동력을 전달하도록 구성된다. 상기 모터(504)의 동작 제어는, 마이크로컴퓨터(550)에 의해서 이루어진다. 따라서 상기 모터(504)는 상기 마이크로컴퓨터(550)와 리드 와이어(L1)를 통해서 연결되고 있다.

상기 제어장치(530)는, 저장용기에 담긴 얼음의 만빙을 감지하는 만빙 감지부(590)를 포함한다. 상기 만빙 감지부(590)는, 상기 캠 축(589)에 연결되어 운동하는 검빙 레버(561)의 운동량에 따라서 만빙을 감지하고, 감지된 신호를 리드 와이어(L2)를 통해서 상기 마이크로컴퓨터(550)에 전달한다.

상기 제어장치(530)는, 상기 제빙용기(526)의 뒷벽에 설치되어서, 상기 제빙용기(526)의 온도를 감지하는 저항식 온도감지기인 써미스터(554)를 포함한다. 상기 써미스터(554)의 검출온도는 리드 와이어(L3)를 통해서 마이크로컴퓨터(550)에 전달된다. 따라서 상기 마이크로컴퓨터(550)는, 상기 써미스터(554)의 검출온도에 기초해서 제빙완료를 결정하고, 그에 따른 배출 사이클을 제어하게 된다.

그리고 상기 마이크로컴퓨터(550)는 리드 와이어(L4,L5)를 통해서 상기히터(507)와 연결되고, 상기 히터(507)의 동작을 제어한다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 자동제빙기의 제어동작에 대해서 설명한다.

상기 마이크로컴퓨터(550)는 제빙용기(526)에 물 급수시점과 물 공급시간을 제어한다. 즉, 상기 써미스터(554)의 검출온도와 이젝터(531)의 동작 등, 여러가지 동작상황을 고려하여, 제빙용기(526)에 물이 공급되야 하는 시점을 판단한다.

일 예로, 상기 써미스터(554)의 검출온도에 기초해서, 제빙 완료됨을 감지하고, 이젝터(531)의 동작 제어에 의해서 제빙된 얼음이 저장용기로 배출됨을 감지할 수 있다. 이러한 감지동작 후, 제빙용기(526)와 물공급수단 사이에 연결되어 있는 밸브(도시하지 않음)를 열도록 제어한다. 그리고 상기 밸브가 열려있는 시간을 상기 설정값으로 제어하여, 제빙용기(526)에 물공급시간을 제어한다.

따라서 상기 마이크로컴퓨터(550)는, 제빙용기(526)로의 물공급여부와 물공급시간을 적정한 값으로 설정하고, 그에 따라서 제빙용기(526)로의 물공급을 제어한다. 이때, 물공급시간의 제어에 의해서 제빙되는 얼음의 크기를 가변적으로 조절하는 것이 가능하게 된다.

그리고 상기 물공급여부와 물공급시간만이 상기 마이크로컴퓨터(550)을 통해서 제어될 뿐이다. 따라서 물은 종래와 같이 컵(527)을 통해서 각각의 캐비티에 물이 찰때까지 각각의 제빙용기 칸막이 벽을 넘어 끝에 있는 캐비티까지 흘러갈 수 있도록 공급된다.

이러한 동작으로 물이 제빙기에 공급되면, 차가운 냉기가 공급되면서 제빙이이루어진다. 상기와 같은 동작 중에, 써미스터(554)는 제빙용기(526)의 온도를 계속해서 검출하고, 검출된 온도는 마이크로컴퓨터(550)에 전달된다. 상기 마이크로컴퓨터(550)는, 상기 써미스터(554)의 검출온도에 기초해서 제빙의 완료 여부를 판단한다.

상기 써미스터(554)의 검출온도로부터 얼음의 냉각 완료를 판단하면, 마이크로컴퓨터(550)는, 모터(504)를 구동시킨다. 또한, 마이크로컴퓨터(550)는 히터(507)를 동작시킨다.

이때, 상기 히터(507)의 구동에 의해서 발생된 열이 제빙된 얼음을 살짝 녹히면서 제빙용기(526)에서 분리될 수 있도록 도와준다. 그리고 모터(504)의 구동에 의해서 발생된 모터(504)의 동력이 캠 축(589)을 통해서 이젝터(531)에 전달된다. 이때, 캠 축(589)에 의해서 회전하는 이젝터(531)의 날개가 제빙용기(526)와 분리된 얼음을 제빙기 밖으로 스트립터 날개에 반해서 밀어낸다.

이렇게 해서 제빙기 밖으로 밀어낸 얼음은 제빙기 저면에 위치한 저장용기에 담기게 된다.

한편, 상기 검빙레버(561)는, 저장용기에 담겨 있는 얼음의 양을 판단하게 된다. 만일, 더 이상 저장용기에 얼음이 담길 수 없을만큼, 저장용기에 얼음이 꽉 차게 되면, 상기 검빙레버(561)의 운동범위가 일정부분에서 차단된다. 즉, 꽉 찬 얼음에 의해서 더 이상 하부로 운동하는 것이 불가능하게 된다. 이때 상기 검빙레버(561)와 연결된 만빙감지부(590)가 저장용기의 만빙을 감지하고, 감지된 신호를 마이크로컴퓨터(550)로 전달한다.

상기 마이크로컴퓨터(550)는, 상기 만빙감지부(590)의 만빙 감지신호에 의해서 더 이상 제빙기의 제빙동작을 종료시킨다. 즉, 상기 만빙감지부(590)의 만빙 감지신호가 해제될때까지 제빙동작을 더 이상 수행하지 않는 것이다.

또한, 상기 마이크로컴퓨터(550) 내부에는 각 구성요소들의 정상동작 여부를 판단하는 값이 설정되고 있다. 따라서 상기 마이크로컴퓨터(550)는, 각 구성부로의 전원공급을 차단한 후, 각 구성요소와 연결된 리드 와이어를 통해서 입력되는 신호에 의해서 정상동작 여부를 판단할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은, 제빙기의 제빙동작 제어를 마이크로컴퓨터에 의해서 전체적으로 제어한다. 특히, 물 급수시점의 판단에서부터 물급수량을 물급수시간에 의해서 조절하고 있다. 또한, 제빙 동작 완료 여부를 판단하는 온도 검출을 작동오차가 적은 저항식 온도감지부인 써미스터를 이용하고 있다.

따라서 본 발명은 작동오차가 적은 써미스터를 이용하여, 냉각 완료에 따른 불량을 최소화시키고, 물공급여부와 물급수시간을 마이크로컴퓨터에 의해서 제어하므로서, 물공급관련 불량을 최소화시킨다. 또한, 본 발명은 제어장치 내부의 회로부품들을 몰딩처리하여, 습기나 물방울에 의해서 누전이 발생되지 않도록 하고 있다.

이상에서 설명된 본 발명은 제빙기의 제빙동작 제어를 위해서 마이크로컴퓨터에 의해서 물급수시점, 물공급시간을 설정하여 급수하고, 냉각 완료를 저항식 온도감지기를 사용하여 회로를 제어한다. 그리고 본 발명은 제어부 내의 회로부품들을 몰딩처리하므로서, 회로부품에 습기가 침투하지 못하도록 하는 것을 기본적인기술적 사상으로 하고 있다.

그리고 이와 같은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

위에서 설명된 본 발명은 다음의 효과를 갖는다.

첫째, 얼음의 냉각여부 판단을 위해서 작동오차가 적은 저항식 온도감지부인 써미스터를 사용하므로서, 불량을 최소화하는 것이 가능하다.

둘째, 물 공급여부와 물 공급시간을 마이크로컴퓨터에 의해서 결정하므로, 시간오차 없이 정확한 물공급을 수행하는 것이 가능하여, 물공급관련 불량을 최소화시킬 수 있다.

셋째, 물공급시간의 제어와 더불어 제빙시간을 조절함에 따른 조합된 제빙방법으로 제빙량을 많게 하는 것이 가능하다.

넷째, 제어장치 내에 장착된 회로부품들에 습기 침투를 방지하므로서, 냉동실 내에 자동제빙기의 제어장치가 장착된 상태에서 정상적인 제어가 가능한 효과를 얻게 된다.

다섯째, 회로부품에 습기 침투를 방지하므로서, 누전이나 발화 등으로 인한 회로부품들의 손상 및 위험발생을 미연에 방지하는 효과를 얻게 된다.

여섯째, 특히 본 발명의 제어장치는 저온의 조건에서 설치되고, 이러한 제어장치의 PCB 소자에 몰딩처리하고 있다. 통상적으로 일반 상온에서 PCB소자에 몰딩처리를 하게 되면, 방열이 안되기 때문에 소자에 치명적인 손상을 입힐 수 있다. 그러나 본 발명은 저온의 조건에서 몰딩 처리가 이루어지고 있으므로, 보온의 효과를 더불어 발생시키는 것이 가능하다.

Claims (1)

1. 캐비티가 칸막이로 나누어져 있는 형태의 제빙용기와, 상기 제빙용기에 붙어 있는 얼음을 분리시켜서 저장용기로 배출하는 배출수단을 포함하여 구성되는 제빙기의 제어장치에 있어서:

   상기 배출수단의 회전동력을 제공하기 위한 모터와;

   상기 제빙용기의 온도를 감지하는 저항식 온도감지수단과;

   상기 제빙용기로의 물급수시점과 물공급시간을 조절하고, 상기 저항식 온도감지수단의 감지값으로부터 냉각완료를 판단해서 상기 모터의 구동을 제어하여, 제빙된 얼음을 저장용기로 밀어내도록 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성되고, 상기 마이크로컴퓨터가 장착된 PCB 기판을 몰딩처리하는 자동제빙기의 제어장치.