KR100755866B1 - 냉각 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제빙 기능을 가진 냉각 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 제빙 알고리즘의 어느 한 과정을 수행하는 단계; 제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고 모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 해당 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어진 냉각 장치의 제어 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 제빙 알고리즘 중 어느 한 과정을 진행한 후 해당 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단하고 그 결과를 제빙 알고리즘에 반영할 수 있다. 따라서, 냉각 장치의 오작동 및 고장을 효과적으로 방지할 수 있다.

냉각 장치, 제빙 장치, 급수, 제빙, 이빙, 제빙 트레이, 회전, 가열

Description

냉각 장치 및 이의 제어 방법{Cooling device and method for controlling the same}

도 1은 본 발명에 따른 냉각 장치를 나타낸 개략도;

도 2는 본 발명에 따른 제빙 장치를 나타낸 사시도;

도 3a 내지 도 3c는 도 2의 제빙 장치의 이빙 과정을 보여주는 개략도들;

도 4는 도 2의 제빙 장치의 제빙 과정 중 제빙 트레이의 온도를 보여주는 그래프;

도 5는 도 2의 제빙 장치의 제빙 과정 중 제빙 트레이의 온도 변화율을 보여주는 그래프;

도 6은 도 2의 제빙 장치의 제빙 과정 중 제빙 트레이의 온도 변화율의 변화율을 보여주는 그래프;

도 7은 본 발명에 따른 냉각 장치의 제어 방법이 이빙 과정에 적용된 예를 보여주는 플로차트; 그리고

도 8은 본 발명에 따른 냉각 장치의 제어 방법이 급수 과정에 적용된 예를 보여주는 플로차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 제어부 100: 제빙 장치

110: 제빙 트레이 120: 아이스 뱅크

130: 낙수 방지 부재 140: 온도 센서

150: 히터

본 발명은 제빙 기능을 가진 냉각 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.

널리 사용되고 있는 대표적인 냉각 장치로는 냉장고가 있다. 일반적인 냉장고는 냉동실과 냉장실로 구분되는데, 상기 냉장실은 음식물과 야채를 신선하고 오래 보관할 수 있도록 대략 3~4℃ 온도로 유지되고, 상기 냉동실은 육고기와 음식물 등을 얼린 상태로 보관할 수 있도록 영하의 온도로 유지된다.

최근 냉장고에는 사용자의 별다른 조작 없이 제빙에 관한 일련의 과정들을 자동적으로 수행하여 편리하게 얼음을 얻을 수 있게 하는 제빙 장치와, 얼음 또는 물을 냉장고 외부에서 이용할 수 있게 하는 디스펜서(dispenser) 등 사용자가 편리하게 이용할 수 있도록 다양한 기능들이 냉장고에 부가되고 있다.

일반적인 제빙 장치는, 얼음이 생성되는 제빙실을 형성하는 제빙 트레이, 상기 제빙실에 물을 공급하는 급수 밸브, 상기 제빙 트레이의 하면에 장착된 히터, 상기 제빙 트레이에서 생성된 얼음을 외부로 취출하기 위한 이젝터, 상기 이젝터를 구동하는 구동 장치, 상기 제빙 트레이에서 생성된 얼음을 받아 저장하는 아이스 뱅크, 그리고 상기 아이스 뱅크에 채워진 얼음의 양을 감지하는 만빙 감지 장치를 포함하여 이루어진다.

상기 급수 밸브가 상기 제빙 트레이 내에 물을 공급한 후 소정 시간이 경과하면, 상기 제빙 트레이 내에 얼음이 만들어진다. 그러면, 상기 히터가 소정 시간 동안 켜져 상기 얼음을 상기 제빙 트레이로부터 분리하고, 상기 이젝터가 회전하면서 상기 얼음을 퍼올려 상기 제빙 트레이 외부로 배출한다. 상기 제빙 트레이로부터 배출된 얼음은 상기 아이스 뱅크에 저장되고, 상기 만빙 감지 장치는 상하 방향으로 움직이면서 상기 아이스 뱅크에 채워진 얼음의 양을 확인한다. 만약, 상기 아이스 뱅크가 얼음으로 가득 차면, 상기 만빙 감지 장치는 충분히 하강하지 못하며, 이에 의해 상기 아이스 뱅크의 만빙 여부가 감지된다.

상술한 일반적인 제빙 장치에서, 제어부는 급수를 위해 소정 시간 동안 상기 급수 밸브를 개방한다. 그런데, 상기 급수 밸브의 고장 및 결빙, 또는 단수 등으로 인해 급수가 제대로 되지 않은 경우에도 상기 제어부는 소정 시간이 지난 다음 급수가 완료되었다고 가정하고 다음 제빙 알고리즘을 진행한다. 이 경우, 상기 제빙 트레이 내에 물이 없음에도 상기 제빙 트레이는 소정 시간 동안 냉각되며, 소정 시간이 경과된 후에는 히터와 이젝터가 순차적으로 작동한다. 따라서, 한 사이클의 제빙 알고리즘이 완료되더라도 정상적으로 얼음이 만들어지지 않을 뿐만 아니라, 많은 에너지가 낭비되는 문제가 있다.

그리고, 일반적인 제빙 장치에서, 상기 히터는 얼음의 이빙을 위해 소정 시 간 동안 작동하게 되며, 소정 시간이 경과된 후에는 상기 이젝터가 회전하면서 상기 얼음을 상기 제빙 트레이로부터 분리시킨다. 그러나, 상기 이젝터의 고장 등에 의해 상기 얼음이 상기 제빙 트레이로부터 배출되지 않더라도 상기 제어부는 소정 시간이 경과한 후에는 상기 얼음이 배출되었다고 가정한 후 상기 급수 밸브를 개방시킨다. 이 경우, 정상적인 제빙 과정이 수행될 수 없고, 제빙 트레이로부터 넘친 물이 상기 아이스 뱅크 내로 떨어지므로, 상기 아이스 뱅크 내의 얼음들 또한 상기 디스펜서에 정상적으로 공급될 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 제빙 알고리즘 중 어느 한 과정을 진행한 후 해당 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단할 수 있는 냉각 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단할 수 있는 냉각 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 급수 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단할 수 있는 냉각 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 제빙 알고리즘의 어느 한 과정을 수행하는 단계; 제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고 모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 해당 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어진 냉각 장치의 제어 방법을 제공한다.

여기서, 해당 과정이 성공적으로 수행된 것으로 판단되면, 상기 제빙 알고리즘의 다음 과정을 수행하고, 그렇지 않으면, 상기 단계들을 다시 수행할 수 있다. 다르게는, 해당 과정이 성공적으로 수행된 것으로 판단되면, 상기 제빙 알고리즘의 다음 과정을 수행하고, 그렇지 않으면, 상기 제빙 알고리즘의 수행을 중단할 수 있다. 또 다르게는, 해당 과정이 성공적으로 수행된 것으로 판단되면, 상기 제빙 알고리즘의 다음 과정을 수행하고, 그렇지 않으면, 기 설정된 비상 과정을 수행할 수도 있다.

상기 데이터는, 소정 시간 동안 측정된 온도 변화의 패턴을 포함하고, 측정된 온도 변화 패턴과 기 설정된 온도 변화 패턴을 비교하여 상기 판단 단계를 수행할 수 있다.

다르게는, 상기 데이터는 소정 시간 동안 연산된 상기 제빙 트레이의 온도 변화율을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 연산된 온도 변화율과 기 설정된 값을 비교하여 상기 판단 단계를 수행할 수 있다.

또 다르게는, 상기 데이터는, 상기 제빙 트레이의 온도 변화율의 변화율을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 온도 변화율의 변화율과 기 설정된 값을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하거나, 상기 온도 변화율의 변화율이 그리는 패턴과 기 설정된 패턴을 비교하여 상기 판단 단계를 수행할 수 있다.

또 다르게는, 상기 데이터는, 상기 제빙 트레이의 온도 변화율과 상기 온도 변화율의 변화율을 포함하며, 상기 판단 단계는 상기 온도 변화율과 상기 온도 변화율의 변화율에 모두 기초하여 수행할 수도 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 형태에 따르면, 제빙 트레이를 가열하는 단계; 제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고 모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어진 냉각 장치의 제어 방법을 제공한다.

여기서, 상기 데이터는, 소정 시간 동안 측정된 온도 변화 패턴을 포함하고, 상기 측정된 온도 변화 패턴과 기 설정된 온도 변화 패턴을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하되, 상기 기 설정된 온도 변화 패턴은, 온도가 급상승하다가 잠시 하락하거나 상승률이 둔화된 후 다시 급상승하는 구간을 포함할 수 있다.

다르게는, 상기 데이터는, 소정 시간 동안 연산된 상기 제빙 트레이의 온도 변화율을 포함하여 이루어지고, 상기 연산된 제빙 트레이의 온도 변화율이 기 설정된 양의 값보다 크면 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단할 수 있다.

또 다르게는, 상기 데이터는, 상기 제빙 트레이의 온도 변화율의 변화율을 포함하여 이루어지고, 상기 온도 변화율의 변화율이 소정 시간 내에 소정의 음의 값을 만족한 후 소정의 양의 값을 만족하면 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 형태에서는, 제빙 트레이에 물을 공급하는 밸브를 개방하는 단계; 제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고 모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 급수 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어 진 냉각 장치의 제어 방법을 제공한다.

여기서, 상기 데이터는, 소정 시간 동안 측정된 온도 변화 패턴을 포함하고, 상기 측정된 온도 변화 패턴과 기 설정된 온도 변화 패턴을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하되, 상기 기 설정된 온도 변화 패턴은, 온도가 급하강하다가 잠시 상승하거나 하강률이 둔화된 후 다시 급하강하는 구간을 포함할 수 있다.

다르게는, 상기 데이터는, 소정 시간 동안 연산된 상기 제빙 트레이의 온도 변화율을 포함하여 이루어지고, 상기 연산된 제빙 트레이의 온도 변화율이 기 설정된 음의 값보다 작으면 상기 급수 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단할 수 있다.

또 다르게는, 상기 데이터는, 상기 제빙 트레이의 온도 변화율의 변화율을 포함하여 이루어지고, 상기 온도 변화율의 변화율이 소정 시간 내에 소정의 양의 값을 만족한 후 소정의 음의 값을 만족하면 상기 급수 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 형태에서는, 냉기가 공급되는 냉각실; 상기 냉각실에 배치되고 물을 받아 얼음을 만드는 제빙 트레이, 상기 제빙 트레이를 가열하는 열원, 그리고 상기 제빙 트레이의 온도를 측정하는 센서를 포함하는 제빙 장치; 그리고 상기 센서의 출력 신호를 받아 상기 제빙 트레이의 온도를 모니터링하고, 모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 제빙 알고리즘 중 어느 한 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하며, 판단 값을 근거로 상기 제빙 장치를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 냉각 장치를 제공한다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1에는 본 발명에 따른 냉각 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 본 발명에 따른 냉각 장치, 예를 들어 냉장고는, 적어도 하나의 냉각실, 예를 들어 냉장실(1)과 냉동실(2)을 가진다. 상기 냉각실들은 증발기(4), 압축기(3), 그리고 상기 증발기(4) 주변의 냉기를 상기 냉각실들에 공급하는 냉각팬(5)을 포함하며 제어부(10)에 의해 제어되는 냉각 시스템에 의해 냉각된다. 여기서, 상기 냉각실들은 하나의 증발기(4)와 하나의 냉각팬(5)에 의해 냉각되거나, 다수의 증발기와 냉각팬에 의해 각각 독립적으로 냉각될 수 있다. 상기 냉동실(2)에는, 얼음을 만들기 위한 본 발명에 따른 제빙 장치(100)가 제공되며, 상기 제빙 장치(100)의 아래에는 상기 제빙 장치(100)에서 만들어진 얼음을 받아 저장하는 아이스 뱅크(120)가 배치된다.

본 발명에 따른 제빙 장치(100)는 일반적인 제빙 장치와는 달리 제빙 트레이가 회전 가능하다. 따라서, 상기 얼음의 자중을 이빙 시에 이용할 수 있으며, 이에 의해 상기 얼음을 상기 제빙 트레이로부터 분리하는데 필요한 에너지를 줄일 수 있다. 상기 본 발명에 따른 제빙 장치(100)에는 상기 제빙 트레이의 회전에 의한 얼음의 배출을 돕는 열원이 구비된다. 상기 열원은, 상기 얼음과 제빙 트레이의 경계에 열 에너지를 가하여 상기 제빙 트레이의 회전 시 얼음의 배출을 효과적으로 돕는다.

도 2 내지 도 3c에는 본 발명에 따른 제빙 장치(100)가 도시되어 있는데, 이하에서는 이를 참조하여 상기 제빙 장치(100)의 구조에 대해 좀더 상세하게 설명한다.

물을 받아 얼음을 생산하는 제빙실(112)은 예를 들어 상부가 개방된 반 원통 형상을 가진다. 상기 제빙실(112)은 하나의 제빙 트레이에 하나가 구비될 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 제빙 트레이(110)에 두 개가 나란히 배치될 수도 있다. 물론, 상기 제빙실(112)은 상기 제빙 트레이(110)에 여러 개가 구비될 수도 있고, 반 원통 형상이 아닌 다른 형상을 가질 수도 있을 것이다.

본 발명에 따른 제빙 장치(100)에는 큰 회전 반경을 요구하는 종래의 만빙 감지 장치와 같은 구성 요소들이 구비되지 않는다. 따라서, 발명에 따른 제빙 장치(100)의 제빙 트레이(110)는 그 폭을 종래보다 훨씬 크게 할 수 있다. 이에 의해, 하나의 제빙 트레이(110)에 여러 열의 제빙실(112)을 나란히 배치할 수 있으며, 따라서 한번에 많은 양의 얼음을 생산할 수 있다.

상기 제빙실(112)은 상기 제빙 트레이(110)의 내주면에서 돌출된 다수의 구획판(114)들에 의해 다수의 단위실(116)로 나뉘어지며, 이에 따라 상기 제빙 트레이(110)는 한번에 여러 개의 얼음 조각을 만들 수 있다. 상기 제빙 트레이(110)의 회전 시 상기 얼음이 원활히 배출될 수 있도록 상기 각 구획판(114)들은 예를 들어 상기 제빙 트레이(110)의 회전 방향을 따라 길게 형성된다.

각 열의 제빙실(112) 사이에는 도 2에 도시된 바와 같이 인접한 두 개의 제빙실을 구획하는 융기부(113)가 형성된다. 그리고, 상기 융기부(113)에는 인접한 두 개의 제빙실의 단위실을 연결하는 유로(115)가 형성된다.

한편, 종래의 제빙 트레이는 이젝터에 의해 배출된 얼음을 제빙 장치 아래에 배치된 아이스 뱅크로 안내하기 위한 슬라이드가 필요하였다. 그러나, 본 발명에 따른 제빙 장치(100)는 상기 제빙 트레이(110)를 회전시켜 상기 제빙 트레이(110) 내의 얼음을 상기 아이스 뱅크(120)로 배출한다. 따라서, 상기 제빙 트레이(110)에는 종래의 슬라이드에 대응하는 구성요소가 제공되지 않아도 무방하므로 제빙 트레이(110)의 구조가 단순하다.

상기 제빙 트레이(110)의 일측에는 상기 제빙실에 물을 공급하기 위한 급수부가 구비된다. 상기 급수부는 외부의 급수원과 연결되고 상기 제어부(10)에 의해 개폐되는 급수 밸브(미도시)를 포함하여 이루어지며, 상기 제빙 트레이(110) 내의 얼음이 이빙된 상태에서 제빙이 요구될 때 상기 제빙실(112)에 소정 량의 물을 공급한다.

상기 제빙 트레이(110)는 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이 그 중심에 배치된 축(102)을 중심으로 회전할 수 있도록 설치되거나, 비록 도시하지는 않았지만 한쪽 변에 배치된 축을 중심으로 회전할 수 있도록 설치될 수 있다. 상기 제빙 트레이(110)의 축이 상기 제빙 트레이(110)의 한쪽 변에 배치된 경우에는 제빙 트레이(110)의 회전 반경이 커지게 된다.

상기 제빙 트레이(110)의 회전을 위해, 상기 제빙 트레이(110)의 일측에는 구동장치(106)가 구비된다. 상기 구동장치(106) 내에는 상기 축(102)과 실질적으로 동축을 이루는 구동축(미도시)과 연결된 부품들이 구비되고, 상기 제빙 트레이 (110)는 상기 구동축과 연결된다. 상기 구동장치(106)는 상기 제빙 트레이(110)를 정방향과 역방향으로 회전시키거나, 일방향으로 연속적으로 회전시키도록 구성될 수 있다.

그런데, 상기 제빙 트레이(110)의 회전에 의해 상기 제빙 트레이(110)에 장착될 수 있는 부품들과 상기 구동장치(106)를 연결하는 배선이 꼬이는 것을 방지하기 위해서는 상기 구동장치(106)의 구동장치(106)는 정/역회전 가능한 것이 바람직하다. 한편, 상기 구동장치(106)는 상기 제빙 트레이(110)를 소정의 각도씩, 예를 들어 180°또는 90°씩 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있도록 구성된 스텝 모터를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제빙 트레이(110)는 상기 구동장치(106)에 탈부착 가능하게 연결될 수 있다. 그러면, 다양한 형상과 제빙 용량을 가진 제빙 트레이를 선택적으로 장착하여 사용할 수 있다. 따라서, 사용자의 기호를 충족시켜줄 수 있을 뿐만 아니라, 1회 제빙 량을 적절히 조정할 수도 있다.

상기 제빙 트레이(110)의 일측에는 도 1 및 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 측정하는 온도 센서(140)가 구비된다. 상기 온도 센서(140)는 예를 들어 상기 제빙 트레이(110)의 온도에 따라 서로 다른 저항값을 가지며, 따라서, 상기 제빙 트레이(110)의 온도에 따라 서로 다른 전압을 출력하여 상기 제어부(10)에 보낸다. 상기 제어부(10)는 예를 들어 상기 온도 센서(140)에서 출력되는 전압에 기초하여 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 알아낸다.

상기 열원은, 상기 제빙 트레이(110) 내의 얼음을 이빙하는 것을 돕기 위해, 상기 제빙 트레이(110)와 상기 얼음의 경계에 열 에너지를 공급한다. 상기 열원으로는, 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이 히터(150)가 사용될 수 있다. 상기 히터(150)는 상기 제빙 트레이(110)에 물리적으로 접촉되도록 장착되거나, 상기 제빙 트레이(110)로부터 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다.

상기 히터(150)는 도 3a에 도시된 바와 같이 선형으로 형성되고 상기 제빙 트레이(110)의 바닥면을 가로지르도록 배치될 수 있다. 다른 예로, 비록 도면에 도시하지는 않았지만 상기 히터(150)는 판형으로 형성되어 상기 제빙 트레이(110)의 바닥면을 감싸도록 배치될 수도 있을 것이다. 이 경우, 상기 히터(150)는 전도성 폴리머(conductive polymer), 판 히터(plate heater with positive thermal coefficient), 알루미늄 박막 필름(AL thin film) 등의 물질 등으로 구현될 수 있을 것이다. 또 다른 예로, 상기 히터(150)는 상기 제빙 트레이(110) 내에 내장되거나, 상기 제빙 트레이(110)의 내면에 구비될 수도 있을 것이다. 나아가, 상기 제빙 트레이(110)의 적어도 일부가 전기가 인가되었을 때 발열 가능한 저항체로 이루어짐으로써 상기 히터의 역할을 수행하도록 구성될 수도 있을 것이다.

상기 열원은, 상기 히터(150)가 아닌 다른 요소로 구성될 수도 있을 것이다. 상기 열원의 다른 예로는, 상기 얼음과 상기 제빙 트레이(110) 중 적어도 하나에 빛을 조사하는 광원이나, 상기 얼음과 상기 제빙 트레이 중 적어도 어느 하나에 마이크로파를 조사하는 마그네트론을 포함하는 장치가 있다.

위와 같이 히터, 광원, 또는 마그네트론과 같은 열원은 상기 얼음과 상기 제빙 트레이(110) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 경계에 직접 열 에너지를 가하여 상기 얼음과 상기 제빙 트레이(110)의 경계면의 적어도 일부를 살짝 녹여준다. 이에 따라, 상기 제빙 트레이(110)가 회전하였을 때 상기 얼음은 비록 경계면이 모두 해빙되지 않은 상태에서도 자중에 의해 상기 제빙 트레이(110)로부터 분리된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 종래의 제빙 장치보다 적은 양의 에너지를 투입하고도 이빙을 수행할 수 있으므로 에너지 소비를 줄일 수 있게 된다. 물론, 해빙되는 양이 적으므로 이빙 시 물이 적게 생성되고 이에 의해 이빙 시 제빙 트레이(110)로부터 상기 아이스 뱅크(120)로 물이 떨어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 히터등의 열원이 상기 제빙 트레이(110)를 가열하도록 배치되는 경우, 상기 제빙 트레이(110)는 서서히 가열되면서 상기 얼음과의 경계면을 녹이게 된다. 그런데, 상기 경계면 중 열원과 인접한 부분은 빨리 그리고 많이 녹는 반면, 상기 열원과 떨어진 부분은 늦게 그리고 적게 녹는다. 따라서, 상기 제빙 트레이(110)를 반전시켜 상기 얼음의 자중을 이용하여 이빙하더라도 상기 경계면에 국부적으로 과도한 해빙이 발생하는 것을 완전히 방지하기는 어렵다.

그러므로, 얼음이 필요 이상 과도하게 녹아서 상기 제빙 트레이(110)의 회전 시 물이 떨어지는 것을 효과적으로 방지하기 위해서는, 상기 얼음과 상기 제빙 트레이(110)의 경계면에 공급되는 열 에너지의 공급 방법 및 시간 등을 적절히 제어하는 것이 바람직할 것이다.

이를 위해, 본 발명에서는 상기 제빙 트레이(110)와 얼음의 경계에 짧은 시간에 높은 에너지를 가할 것을 제안한다. 예를 들어, 상기 제빙 트레이(110)를 가 열하는 히터(150)에 순간적으로 높은 전압을 인가하면, 상기 히터(150)는 순간적으로 고온으로 발열하고 이에 따라 상기 제빙 트레이(110) 또한 순간적으로 가열되면서, 상기 얼음과 상기 제빙 트레이의 경계면을 적어도 일부 녹이게 된다. 이때, 상기 제빙 트레이(110)가 이미 회전한 상태이거나 회전한다면, 상기 경계면이 국부적으로 과도하게 해빙되기 전에 상기 얼음이 자중에 의해 상기 제빙 트레이(110)로부터 분리된다. 따라서, 얼음의 과도한 해빙에 의해 제빙 트레이(110)의 회전 시 물이 떨어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

상기 얼음과 상기 제빙 트레이(110)의 경계면에 짧은 시간에 높은 열 에너지를 가하게 되면, 위에서 설명된 바와 같이 얼음의 자중을 이용한 이빙에 필요한 최소한의 해빙 량으로 상기 얼음을 상기 제빙 트레이(110)로부터 분리시킬 수 있다. 그러나, 상기 열 에너지의 공급 시간을 적절히 제한하지 않으면 상기 얼음이 배출된 다음에도 제빙 트레이(110)가 필요 이상 가열되어 전력의 과다한 소비 및 열 손실을 초래할 수 있다.

따라서, 상기 열 에너지의 공급 시간은, 상기 얼음의 자중에 의한 힘이 상기 제빙실(112)과 결합하려는 결합력을 초과할 때까지로 제한되는 것이 바람직하다. 다른 말로 하면, 상기 얼음과 제빙 트레이(110)의 경계면이 전부 녹지 않더라도 상기 얼음이 자중에 의해 강제로 분리될 때까지로 상기 열 에너지의 공급 시간을 제한하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따라 이빙의 성공 여부를 정확하게 판단할 수 있는 방법이 적용될 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 따른 방법에 의해 이빙이 성공하였다 고 판단할 때까지로 상기 열 에너지의 공급 시간을 제한하는 것이다. 여기서, 본 발명에 따른 이빙의 성공 여부를 판단하는 방법에 대해서는 후술할 것이다. 한편, 상기 히터는 실험적으로 얻은 최적의 열 에너지 공급 시간 동안 작동하도록 제어되거나, 상기 제빙 트레이(110)의 무게 변화가 감지될 때까지 작동하도록 제어될 수도 있을 것이다.

이와 같이, 상기 얼음과 상기 제빙 트레이(110)의 경계에 짧은 시간에 높은 열 에너지를 가하는 시간을 제어하게 되면, 얼음의 자중에 의한 분리에 필요한 최소한의 해빙 량을 얻을 수 있으므로 과도한 해빙에 의한 제빙 트레이(110)의 회전 시의 낙수 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 물론, 열 손실 및 전력의 낭비 또한 방지할 수 있다.

상기 열 에너지의 공급을 최적으로 제어한다고 하더라도 얼음이 다소간 녹아 물이 발생할 수 있다. 그리고, 이렇게 발생한 물은 상기 제빙 트레이(110)가 회전할 때 아이스 뱅크(120)로 떨어질 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 제빙 장치(100)는 제빙실(112)에서 얼음이 녹아 발생한 물이 제빙 트레이(110)의 외부로 떨어지지 않도록 하는 낙수 방지 부재(130)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 낙수 방지 부재(130)는 도 2 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 제빙 트레이(110)의 일측, 좀더 상세하게는 이빙을 위해 상기 제빙 트레이(110)가 회전할 때 아래쪽에 위치하는 측에 구비된다.

제빙이 완료되면, 상기 제빙 트레이(110)는 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이 회전하며, 상기 히터(150)에 의해 경계면이 녹은 얼음은 상기 제빙 트레이 (110)로부터 이빙된다. 상기 얼음이 이빙되면, 상기 제빙실(112) 내에는 약간의 물이 남는데, 이 물은 상기 제빙실(112)의 바닥면을 타고 아래로 흐른다. 이때, 상기 융기부(113)에는 유로(115)가 형성되어 있으므로, 모든 제빙실(112) 내의 물은 상기 아이스 뱅크(120)로 직접 떨어지기보다는 상기 제빙실(112)의 바닥면을 타고 아래로 흐른 뒤 상기 낙수 방지 부재(130) 내에 고인다. 상기 제빙 트레이(110)가 이빙을 완료한 후 도 3a에 도시된 바와 같이 다시 초기 위치로 복귀하면, 상기 낙수 방지 부재(130)에 고인 물은 다시 제빙실(112)로 흘러 내려간다. 따라서, 상기 낙수 방지 부재(130)가 구비되면, 이빙 시 발생한 물이 상기 아이스 뱅크(120)로 떨어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 제빙 장치(100)는 상기 제빙 트레이(110)가 회전하면서 상기 아이스 뱅크(120)의 만빙 여부를 감지한다. 좀더 상세하게는, 상기 제빙 트레이(110)가 상기 아이스 뱅크(120) 내의 얼음의 방해 없이 원활히 회전하면 상기 아이스 뱅크(120)는 만빙 상태가 아니고, 상기 아이스 뱅크(120) 내의 얼음에 의해 제빙 트레이(110)가 회전하지 못하면 상기 아이스 뱅크(120)는 만빙 상태라고 감지하는 것이다.

이를 위해, 예를 들면, 회전 가능한 제빙 트레이(110)에 마그네트를 설치하고, 고정된 다른 부품에 상기 마그네트와 대응하도록 홀 센서를 설치할 수 있다. 그러면, 상기 제빙 트레이(110)가 회전함에 따라 홀 센서와 마그네트 사이의 상대 위치가 변화하고 이에 따라 상기 홀 센서에서 출력되는 전압의 세기를 근거로 상기 아이스 뱅크(120)의 만빙 여부를 판단할 수 있게 된다.

위와 같이 제빙 트레이(110)의 회전에 의해 아이스 뱅크(120)의 만빙 여부를 감지하는 구체적인 방법은 다음과 같다. 먼저, 제빙이 완료되면 상기 히터(150)가 작동하고 상기 제빙 트레이(110)가 도 3a의 초기 위치에서 도 3c의 이빙 위치까지 상기 회전축(102)를 중심으로 회전한다. 상기 제빙 트레이(110) 내의 얼음은 도 3c의 이빙 위치에서 상기 아이스 뱅크(120) 내로 떨어지며, 이에 따라 상기 아이스 뱅크(120) 내에 저장된 얼음의 높이는 높아진다.

만약, 상기 아이스 뱅크(120)가 만빙 상태가 아니라면, 상기 아이스 뱅크(120)는 이빙을 완료한 후 도 3a의 초기 위치로 돌아간다. 그러나, 상기 아이스 뱅크(120)가 만빙 상태라면, 상기 아이스 뱅크(120) 내의 얼음이 상기 제빙 트레이(110)의 회전을 방해하므로 상기 제빙 트레이(110)는 도 3a의 초기 위치로 돌아가지 못하게 된다. 그러면, 상기 제빙 트레이(110)는 회전을 중지하게 되고, 이 정보는 상기 홀 센서에 의해 상기 제어부(10)로 전달되며, 이에 의해 상기 제어부(10)는 상기 아이스 뱅크(120)가 만빙 상태라고 판단하게 되는 것이다.

위와 같이 상기 아이스 뱅크(120)의 만빙 여부를 상기 제빙 트레이(110)의 회전에 의해 감지하는 구조를 가지면, 제빙 장치(100)의 구조가 단순해져 생산비가 절감된다. 그리고, 별도의 만빙 감지 장치의 회전 반경보다 큰 공간을 별도로 확보할 필요가 없으므로 그만큼 제빙 트레이(110)의 크기를 확대하여 제빙량을 증가시킬 수 있다.

한편, 종래의 제빙 장치의 제어부는 제빙 알고리즘 전반을 시간에 따라 자동으로 진행하였다. 좀더 상세하게 설명하면, 종래의 제빙 장치의 제어부는 급수를 위한 상기 급수 밸브의 개방과 이빙을 위한 히터의 작동을 시간에 기초하여 제어하고, 기 설정된 시간이 지나면 해당 과정, 즉 급수 과정 및 이빙 과정이 완료되었다고 가정한 후 다음 과정을 진행하였다. 따라서, 해당 과정이 실제로 성공적으로 수행되지 않았더라도 다음 과정을 자동으로 수행하므로 제빙 장치가 오작동할 우려가 많았다.

반면, 본 발명에 따른 제빙 장치(100)의 제어부(10)는 급수를 위한 상기 급수 밸브의 개방과 이빙을 위한 히터의 작동을 시간에 기초하여 제어하더라도, 해당 과정 즉, 급수 과정 및 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단하는 과정을 진행한다. 그런 다음, 상기 제어부(10)는 그 판단 결과에 기초하여 제빙 알고리즘의 다음 과정을 수행할 것인가?, 중지할 것인가?, 성공할 때까지 해당 과정을 계속 수행할 것인가? 또는 오작동을 보정하기 위한 비상 과정을 수행할 것인가를 결정한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 급수가 완료되지 않거나 이빙이 완료되지 않은 상태에서 제빙 알고리즘의 다음 과정을 수행함으로써 발생할 수 있는 오작동 및 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. 이하에서는, 이러한 본 발명에 따른 제어 방법에 대해 도 4 내지 도 8을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 제빙 장치(100)의 제어부(10)는 제빙 알고리즘 중 어느 하나의 과정을 진행한 후 해당 과정이 성공적으로 완료되었는가를 판단하기 위해, 제빙 트레이(110)의 온도와 관련된 데이터를 이용한다. 즉, 상기 제어부(10)는 제빙 알고리즘 전반에 걸쳐, 또는 어느 한 과정을 수행하면서 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 지속적으로 또는 주기적으로 모니터링하며, 모니터링하여 얻은 데이터를 근거 로 해당 과정이 성공적으로 완료되었는가를 판단한다. 도 4는 한 사이클의 제빙 알고리즘을 수행하면서 측정한 제빙 트레이(110)의 온도를 보여주는 그래프로서, 이하에서는 이를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

도 4에서, 구간 "a"는 제빙 트레이(110)에 급수된 물이 상변화를 일으키면서 결빙되는 구간으로, 제빙 트레이(110) 내의 물은 0℃이하로 과 냉각된 후 상변화를 일으키면서 결빙하게 되므로 상기 제빙 트레이(110)의 온도는 서서히 내려간다. 한편, 제빙 완료 여부는 제빙 시간을 통해 또는 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 통해 확인 가능하다. 예를 들어, 급수 후 소정 시간이 경과 하면 제빙이 완료되었다고 판단하거나, 상기 제빙 트레이(110)에 장착된 상기 온도 센서(140)에서 측정된 온도가 소정 온도 이하, 예를 들면 대략 -9℃ 또는 -10℃정도 이하이면 제빙이 완료되었다고 판단함으로써 제빙 완료 여부를 판단할 수 있게 되는 것이다.

구간 "b"는 제빙이 완료된 후 이빙을 위해 히터(150)가 작동하는 구간으로, 도 7에 도시된 바와 같이 이빙 과정이 시작되고(S 100) 히터(150)가 작동하면(S 110) 상기 제빙 트레이(110)의 온도는 급상승한다. 제빙 트레이(110)의 온도가 상승함에 따라 상기 얼음과 상기 제빙 트레이(110)의 경계면이 녹으며, 상기 제빙 트레이(110)의 회전에 따른 중력의 작용으로 상기 얼음이 상기 제빙 트레이(110)로부터 분리된다. 참고로, 도 4의 실험에서 상기 히터(150)는 소정 시간 동안, 즉 "b" 구간의 시간 동안 작동시키거나 상기 제빙 트레이(110)의 온도가 소정 온도에 이를 때까지 작동시켰고, 상기 얼음은 히터(150)가 작동되는 중간에 상기 제빙 트레이(110)로부터 이빙되었다.

그런데, 이빙 과정 동안 수행된 제빙 트레이(110)의 온도 모니터링(S 120)을 통해 작성된 도 4의 "b" 구간 그래프에서 특이한 지점이 발견되었다. 즉, 히터(150)가 작동되는 동안 제빙 트레이(110)의 온도가 급상승하는데, 어느 한 지점에서는 온도가 잠시 하강한 후 다시 급상승하였다. 여러 번의 실험을 통해 상기 "b" 구간에서 공통되게, 온도가 급상승하다가 잠시 하강하거나 온도 상승률이 둔화된 후 다시 급상승하는 지점이 발견되는 것을 확인하였다.

여러 번의 실험 결과, 위와 같은 공통된 지점은 상기 얼음이 이빙된 직후 발생하고 있음을 알아내었다. 그 이유는 다음과 같이 풀이될 수 있을 것이다. 히터(150)가 가열됨에 따라 제빙 트레이(110)가 가열되고 이에 따라 제빙 트레이(110)의 온도가 급상승한다. 이때, 상기 얼음과 상기 제빙 트레이(110)의 경계면도 녹으며, 따라서 상기 제빙 트레이(110)의 바닥면과 상기 얼음 사이에는 물이 발생한다. 그런데, 상기 제빙 트레이(110)의 반전(S 130)에 의해 상기 얼음이 상기 제빙 트레이(110)로부터 분리되면, 상기 얼음과 함께 물이 상기 제빙 트레이(110)의 바닥면으로부터 제거되고, 냉기가 직접 상기 제빙 트레이(110)의 바닥면을 냉각시킨다. 이에 따라, 이빙 완료 직후 상기 제빙 트레이(110)의 온도는 잠시 하강하거나 상승율이 둔화된 후 다시 히터(150)의 영향에 의해 급상승하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 제빙 장치(100)의 제어부(10)는 상기 "b" 구간, 즉 이빙 과정에서 나타나는 위의 특징을 기초로 이빙이 성공적으로 수행되었는가를 판단 할 수 있다. (S 140) 예를 들어, 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 감시하면서, 소정 시간 동안 측정된 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화 패턴을 주기적으로 읽 어들여(capture) 기 설정된 온도 변화 패턴, 즉 온도가 급상승하다가 잠시 하강하거나 상승율이 둔화된 후 다시 급상승하는 패턴과 비교함으로써 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 것이다. 만약, 제빙 트레이(110)의 온도를 모니터링하면서 읽어들인 온도 변화 패턴이 기 설정된 패턴과 일치하면 상기 제어부(10)는 이빙이 성공적으로 완료되었다고 판단하고, 그렇지 않으면 이빙이 성공적으로 완료되지 않았다고 판단한다.

만약, 이빙이 성공적으로 완료되었다고 판단되면, 상기 제어부(10)는 상기 히터(150)를 끄고(S 150) 제빙 트레이(110)를 원위치시킨 후(S 160) 이빙 과정을 종료하고(S 170) 다음 과정을 진행할 수 있다. 그러면, 상기 에너지의 낭비를 효과적으로 방지할 수 있을 것이다. 그렇지 않으면, 상기 제어부(10)는 이빙이 아직 완료되지 않았다고 판단하고 도 7에 도시된 바와 같이 히터(150)를 계속 작동시키고 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 감시하면서 주기적으로 이빙이 완료되었는지를 판단할 수 있을 것이다.

한편, 상기 제어부(10)는 상기 "b" 구간에서 읽어들인 상기 제빙 트레이(110)의 온도 데이터를 기초로 연산된 온도 변화율에 기초하여 이빙의 완료 여부를 판단할 수도 있다. 도 5에는 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율을 보여주는 그래프가 도시되어 있는데, 이를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이 상기 제빙 트레이(110)에서 과 냉각된 뒤, 상 변화를 시작하는 시점에서 상기 온도 변화율이 약간 높게 나타나며, 상 변화 및 결빙이 진행되는 동안, 즉 상기 "a" 구간에서는 비교적 고른 온도 변화율이 나타난다. 그 러다가 제빙이 완료되고 히터(150)의 작동과 함께 이빙 과정이 시작되는 시점에서 비교적 큰 온도 변화율이 나타나며, 실제 이빙이 일어난 지점에서 온도 변화율이 갑자기 둔화되다가 이빙이 끝나고 제빙 트레이(110)의 온도가 다시 상승하는 시점에서 상당히 큰 온도 변화율(A₁, 양의 값)이 나타난다.

따라서, 상기 제어부(10)는 이빙 과정 동안 제빙 트레이(110)의 온도 변화율과 기 설정된 온도 변화율을 비교하여, 연산된 온도 변화율이 기 설정된 소정 값, 예를 들어 소정의 양의 값(A₁보다 약간 작은 값)보다 크면 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단한다. 다른 예로, 상기 제어부(10)는 연산된 온도 변화율의 패턴을 기 설정된 패턴과 비교하는 방법으로 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단할 수도 있을 것이다.

한편, 상기 제어부(10)는 상기 "b" 구간에서 연산된 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율을 기초로 다시 연산을 수행하여 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율의 변화율에 관한 데이터를 생성하고 이에 기초하여 이빙의 완료 여부를 판단할 수도 있다. 도 6에는 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율의 변화율을 보여주는 그래프가 도시되어 있는데, 이를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이 상기 제빙 트레이(110)에서 과 냉각된 뒤, 상 변화를 시작하는 시점에서 상기 온도 변화율의 변화율이 약간 높게 나타나며, 상 변화 및 결빙이 진행되는 동안, 즉 상기 "a" 구간에서는 온도 변화율의 변화율이 비교적 고르게 나타난다. 그러다가 제빙이 완료되고 히터(150)의 작동과 함께 이빙 과정이 시작되는 시점에서 온도 변화율의 변화율 값이 비교적 크게 나타나며, 실제 이빙이 이루어진 시점에서 온도 변화율의 변화율 값이 "A₂"까지 크게 떨어진 후 다시 "A₃"까지 크게 상승한다. 즉, 상기 온도 변화율의 변화율은 상기 이빙 과정 중 실제로 이빙이 일어나는 시점에서 특정한 변화 패턴을 형성하는 것이다.

따라서, 상기 제어부(10)는 연산된 온도 변화율의 변화율의 패턴과 기 설정된 패턴을 비교함으로써 상기 이빙 과정이 성공적으로 완료되었는가를 판단할 수 있다. 다시 말해, 이빙 과정을 수행하는 동안 상기 온도 변화율의 변화율이 소정 시간 내에 소정의 음의 값, 예를 들어 "A₂"와 유사한 값을 만족한 후 소정의 양의 값, 예를 들어 "A₃"와 유사한 값을 만족하는 패턴을 나타내면 상기 제어부(10)는 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단하는 것이다.

위와는 다르게, 상기 제어부(10)는 기 설정된 값과 연산된 온도 변화율의 변화율을 비교함으로써 이빙 완료 여부를 판단할 수도 있을 것이다. 다시 말해, 상기 이빙 과정 중 연산된 온도 변화율의 변화율이 소정의 값, 예를 들어 "A₃"와 유사한 값을 만족하면 상기 제어부(10)가 이빙이 완료되었다고 판단할 수도 있는 것이다.

한편, 상기 제어부(10)는 도 5에 도시된 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율과, 도 6에 도시된 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율의 변화율에 모두 기초하여 이빙 완료 여부를 판단할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 상기 제어부(10)가 도 5를 참조하여 설명한 방법을 통해 1차로 이빙 완료 여부를 판단하고, 만약 이빙이 성공적으로 수행되었다고 판단하면, 상기 제어부(10)가 도 6을 참조하여 설명한 방법을 통해 2차로 이빙 완료 여부를 판단하는 것이다. 위 두 방법을 통해 판단한 결과가 모두 긍정적인 경우에, 상기 제어부(10)는 완전히 이빙이 이루어진 것으로 판단하면, 오판정을 줄일 수 있을 것이다. 위 두 방법을 이용한 판단 순서는 서로 바뀌어도 무방할 것이다.

위 두 가지 방법과 더불어, 상기 제빙 트레이(110)의 온도 자체도 부가적인 판단 근거가 될 수 있을 것이다. 즉, 상기 제빙 트레이(110)의 온도가 소정 온도에 이른 경우, 위의 두 가지 방법 중 어느 하나 이상을 더 사용하여 이빙 성공 여부를 판단할 수도 있을 것이다.

위에서는, 상기 제어부(10)가 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단하는 방법에 대해 설명하였다. 본 발명은 이에 국한되지 않고, 상기 제어부(10)가 급수 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단하는 방법도 제공해 준다. 이하에서는 이에 대해 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명한다.

도 4의 "c" 구간은 급수 과정 동안의 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화를 보여준다. 도 8에 도시된 바와 같이 급수 과정이 시작되면(S 200) 급수 밸브가 개방된다. (S 210) 그리고, 상기 제어부(10)는 상기 온도 센서(140)에서 보내오는 제빙 트레이(110)의 온도 관련 데이터를 모니터링한다. (S 220) 비록 도 8의 플로차트에는 상기 급수 밸브의 개방 후 상기 제어부(10)가 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 모니터링하는 것으로 도시되어 있으나, 상기 제어부(10)는 상기 제빙 알고리즘 전반에 걸쳐, 또는 상기 급수 밸브의 개방 전부터 모니터링을 할 수 있다.

상기 급수 과정은 상기 히터(150)가 꺼지고 소정 시간이 지난 후 진행되는 것이 일반적이다. 따라서, 상기 히터(150)에 의해 가열된 상기 제빙 트레이(110)는 이빙 과정이 완료된 후 도 4의 "c" 구간에서 보이는 것과 같이 상기 냉각실의 냉기에 의해 냉각되면서 급격히 온도가 하강한다. 그런데, 여러 번의 실험 결과 상기 "c" 구간에서도 상기 "b" 구간과 유사하게 특별한 지점이 공통으로 발견되었다. 즉, 온도가 급하강하는 "c" 구간에서 온도가 잠시 상승하거나 하강률이 둔화된 후 다시 급하강하는 구간이 발생한 것이다. 이와 같이 특이한 온도 변화를 보여주는 지점은 상기 급수 밸브가 개방되어 상기 제빙 트레이(110) 내에 실제로 물이 공급되었을 때 나타나는 것으로 밝혀졌으며, 그 이유는 다음과 같이 풀이될 수 있다.

이빙이 완료되면 제빙 트레이(110)의 바닥면이 냉기에 노출되면서 급속히 제빙 트레이(110)의 온도가 내려간다. 그러나, 상기 제빙 트레이(110)에 냉기보다 따뜻한 물이 공급되면, 잠시 동안 제빙 트레이(110)의 온도가 상승하거나 온도의 하강률이 둔화된다. 참고로, 상기 급수 밸브의 결빙을 방지하기 위해 따뜻한 물이 상기 급수 밸브를 통해 상기 제빙 트레이(110)로 공급될 수 있다. 따라서, 실제로 상기 제빙 트레이(110) 내에 물이 공급된 경우 위에서 설명한 바와 같이 특이한 온도 변화를 나타내는 구간이 나타나는 것이다. 그리고, 급수가 완료되면, 상기 제빙 트레이(110) 내의 물이 냉기에 의해 냉각되므로 상기 제빙 트레이(110)의 온도는 "d" 구간에서 보이는 것과 같이 다시 급하강하게 된다.

따라서, 상기 제어부(10)는 급수 과정 시 발생하는 이와 같은 특이한 온도 변화를 감지하고 이를 근거로 급수 과정이 성공적으로 완료되었는가를 판단한다. (S 230) 예를 들어, 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 감시하면서, 소정 시간 동안 측정된 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화 패턴을 주기적으로 읽어들여(capture) 기 설정된 온도 변화 패턴, 즉 온도가 급하강하다가 잠시 상승하거나 하강률이 둔화된 후 다시 급상승하는 패턴과 비교함으로써 급수 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단한다. 만약, 제빙 트레이(110)의 온도를 모니터링하면서 읽어들인 온도 변화 패턴이 기 설정된 패턴과 일치하면 상기 제어부(10)는 급수 과정이 성공적으로 완료되었다고 판단하고, 그렇지 않으면 급수 과정이 성공적으로 완료되지 않았다고 판단한다.

만약, 급수 과정이 성공적으로 완료되었다고 판단되면, 상기 제어부(10)는 상기 급수 밸브를 닫고(S 240) 급수 과정을 종료한 후(S 250), 다음 과정, 즉 제빙 과정을 진행할 수 있다. 여기서, 상기 급수 밸브는 위 판단 결과와 관계없이 일정 시간 동안 개방되어 있도록 제어되고, 상기 제어부(10)가 주기적으로 모니터링하면서 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화 패턴을 통해 급수 성공 여부를 판단하도록 설계될 수도 있을 것이다.

만약, 상기 급수 과정이 성공적으로 완료되지 않았다고 판단되면, 상기 제어부(10)는 급수 과정을 소정 시간 더 진행하면서 주기적으로 급수 성공 여부를 판단할 수 있다. 한편, 상기 급수 밸브의 고장, 빙결, 그리고 단수 등의 예상치 못한 문제로 인해 급수가 실제로 이루어지지 않는 경우를 대비하여, 상기 제어부(10)는 급수 과정이 성공적으로 완료되지 않았다고 판단되면 급수 과정을 중지하고 그 사실을 시각적 또는 청각적인 방법으로 외부로 출력할 수 있다. 다르게는, 상기 제어부(10)가 상기 급수 밸브에 인접하게 배치된 비상 히터 등을 가동하여 상기 급수 밸브를 해빙(S 260)하는 등의 기 설정된 비상 과정을 수행할 수도 있을 것이다.

한편, 상기 제어부(10)는 상기 "c" 구간에서 읽어들인 상기 제빙 트레이(110)의 온도 데이터를 기초로 연산된 온도 변화율에 기초하여 급수 과정의 완료 여부를 판단할 수도 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율은 이빙이 완료된 "A₁" 점에서부터 실제 급수가 이루어지는 시점 "B₁"까지 급하강한다. 여기서, 실제 급수가 이루어진 시점 "B₁"에서는 최저의 음의 값이 나타난 후 다시 상승한다.

따라서, 상기 제어부(10)는 급수 과정 동안 제빙 트레이(110)의 온도 변화율과 기 설정된 온도 변화율을 비교하여, 연산된 온도 변화율이 기 설정된 소정 값, 예를 들어 소정의 음의 값(B₁보다 약간 큰 값)보다 작으면 상기 급수 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단할 수 있다. 다른 예로, 상기 제어부(10)는 연산된 온도 변화율의 패턴을 기 설정된 패턴과 비교하는 방법으로 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단할 수도 있을 것이다.

한편, 상기 제어부(10)는 상기 "c" 구간에서 연산된 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율을 기초로 다시 연산을 수행하여 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율의 변화율에 관한 데이터를 생성하고 이에 기초하여 급수 과정의 성공적인 완료 여부를 판단할 수도 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 이빙이 완료되고 급수 과정이 시작되면, 제빙 트레이(110)의 온도 변화율의 변화율은 높은 양의 값인 "B₂"까지 상승했다가 낮은 음의 값인 "B₃"까지 하강한 후 다시 정상을 되찾는다. 즉, 상기 온도 변화율의 변화율은 상기 급수 과정 중 실제로 급수가 일어나는 시점에서 특정한 변화 패턴을 형성하는 것이다.

따라서, 상기 제어부(10)는 연산된 온도 변화율의 변화율의 패턴과 기 설정된 패턴을 비교함으로써 상기 급수 과정이 성공적으로 완료되었는가를 판단할 수 있다. 다시 말해, 급수 과정을 수행하는 동안 상기 온도 변화율의 변화율이 소정 시간 내에 소정의 양의 값, 예를 들어 "B₂"와 유사한 값을 만족한 후 소정의 음의 값, 예를 들어 "B₃"와 유사한 값을 만족하는 패턴을 나타내면 상기 제어부(10)는 상기 급수 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단하는 것이다.

위와는 다르게, 상기 제어부(10)는 기 설정된 값과 연산된 온도 변화율의 변화율을 비교함으로써 이빙 완료 여부를 판단할 수도 있을 것이다. 다시 말해, 상기 이빙 과정 중 연산된 온도 변화율의 변화율이 소정의 값, 예를 들어 "B₃"와 유사한 값을 만족하면 상기 제어부(10)가 이빙이 완료되었다고 판단할 수도 있는 것이다.

한편, 상기 제어부(10)는 도 5에 도시된 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율과, 도 6에 도시된 상기 제빙 트레이(110)의 온도 변화율의 변화율에 모두 기초하여 급수의 성공적인 완료 여부를 판단할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 상기 제어부(10)가 도 5를 참조하여 설명한 방법을 통해 1차로 급수 완료 여부를 판단하고, 만약 급수가 성공적으로 수행되었다고 판단하면, 상기 제어부(10)가 도 6을 참조하여 설명한 방법을 통해 2차로 급수 완료 여부를 판단하는 것이다. 위 두 방법을 통해 판단한 결과가 모두 긍정적인 경우에, 상기 제어부(10)는 완전히 급수가 이루어진 것으로 판단하면, 오판정을 줄일 수 있을 것이다. 위 두 방법을 이용한 판단 순서는 서로 바뀌어도 무방할 것이다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명은 제빙 알고리즘의 어느 한 과정을 수행하는 동안 상기 제빙 트레이(110)의 온도를 감시하고, 그 데이터를 기초로 해당 과정이 성공적으로 완료되었는가를 판단한다. 그리고, 판단 결과를 제빙 알고리즘을 수행하는데 반영함으로써 오작동 및 고장에 효과적으로 대응할 수 있게 된다. 이러한 본 발명에 따른 방법은, 위에서 도면을 참조하여 설명한 구조를 가진 제빙 장치(100) 뿐만 아니라, 제빙 시 제빙 트레이의 온도가 변화하는 모든 형태의 제빙 장치에 적용될 수 있을 것이다.

상기에서 몇몇의 실시예가 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서, 상술된 실시예는 제한적인것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

위에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따르면, 제빙 알고리즘 중 어느 한 과정을 진행한 후 해당 과정이 성공적으로 수행되었는가를 판단할 수 있다. 따라서, 예상치 못한 문제에 의해 해당 과정이 성공적으로 수행되지 못한 경우, 그 결과를 제빙 알고리즘에 반영할 수 있다. 따라서, 물이 급수되지 않은 상태에서 히터가 가열되고 이빙 과정이 자동으로 수행되는 것을 방지할 수 있으므로 에너지의 낭비를 줄일 수 있다. 그리고, 이빙이 완료되지 않은 상태에서 재 급수되는 것을 방지할 수 있으므로 제빙 장치 및 디스펜서의 오작동 및 고장을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (20)

1. 제빙 알고리즘의 급수 과정과 이빙 과정 중 어느 한 과정을 수행하는 단계;

   제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고

   모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 급수 과정 또는 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지되,

   상기 데이터는, 소정 시간 동안 측정된 온도 변화의 패턴을 포함하고,

   측정된 온도 변화 패턴과 기 설정된 온도 변화 패턴을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
2. 제빙 알고리즘의 급수 과정과 이빙 과정 중 어느 한 과정을 수행하는 단계;

   제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고

   모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 급수 과정 또는 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지되,

   상기 데이터는 소정 시간 동안 연산된 상기 제빙 트레이의 온도 변화율을 포함하는 냉각 장치의 제어 방법.
3. 제빙 알고리즘의 급수 과정과 이빙 과정 중 어느 한 과정을 수행하는 단계;

   제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고

   모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 급수 과정 또는 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지되,

   상기 데이터는, 상기 제빙 트레이의 온도 변화율의 변화율을 포함하는 냉각 장치의 제어 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 급수 과정 또는 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되지 않으면, 상기 급수 과정 또는 상기 이빙 과정을 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 급수 과정 또는 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되지 않으면, 상기 제빙 알고리즘의 수행을 중단하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 급수 과정 또는 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되지 않으면, 기 설정된 비상 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 연산된 온도 변화율과 기 설정된 값을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
8. 삭제
9. 제 3 항에 있어서,

   상기 온도 변화율의 변화율과 기 설정된 값을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
10. 제 3 항에 있어서,

    상기 온도 변화율의 변화율이 그리는 패턴과 기 설정된 패턴을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
11. 제 2 항에 있어서,

    상기 데이터는, 상기 온도 변화율의 변화율을 더 포함하며,

    상기 판단 단계는 상기 온도 변화율과 상기 온도 변화율의 변화율에 모두 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
12. 제빙 트레이를 가열하는 단계;

    제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고

    모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어진 냉각 장치 의 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 데이터는, 소정 시간 동안 측정된 온도 변화 패턴을 포함하고,

    상기 측정된 온도 변화 패턴과 기 설정된 온도 변화 패턴을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하되,

    상기 기 설정된 온도 변화 패턴은,

    온도가 급상승하다가 잠시 하락하거나 상승률이 둔화된 후 다시 급상승하는 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 데이터는, 소정 시간 동안 연산된 상기 제빙 트레이의 온도 변화율을 포함하여 이루어지고,

    상기 연산된 제빙 트레이의 온도 변화율이 기 설정된 양의 값보다 크면 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 데이터는, 상기 제빙 트레이의 온도 변화율의 변화율을 포함하여 이루어지고,

    상기 온도 변화율의 변화율이 소정 시간 내에 소정의 음의 값을 만족한 후 소정의 양의 값을 만족하면 상기 이빙 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
16. 삭제
17. 제빙 트레이에 물을 공급하는 밸브를 개방하는 단계;

    제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고

    모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 급수 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지되,

    상기 데이터는, 소정 시간 동안 측정된 온도 변화 패턴을 포함하고,

    상기 측정된 온도 변화 패턴과 기 설정된 온도 변화 패턴을 비교하여 상기 판단 단계를 수행하되,

    상기 기 설정된 온도 변화 패턴은,

    온도가 급하강하다가 잠시 상승하거나 하강률이 둔화된 후 다시 급하강하는 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
18. 제빙 트레이에 물을 공급하는 밸브를 개방하는 단계;

    제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고

    모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 급수 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지되,

    상기 데이터는, 소정 시간 동안 연산된 상기 제빙 트레이의 온도 변화율을 포함하여 이루어지고,

    상기 연산된 제빙 트레이의 온도 변화율이 기 설정된 음의 값보다 작으면 상기 급수 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
19. 제빙 트레이에 물을 공급하는 밸브를 개방하는 단계;

    제빙 트레이의 온도를 모니터링하는 단계; 그리고

    모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 급수 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지되,

    상기 데이터는, 상기 제빙 트레이의 온도 변화율의 변화율을 포함하여 이루어지고,

    상기 온도 변화율의 변화율이 소정 시간 내에 소정의 양의 값을 만족한 후 소정의 음의 값을 만족하면 상기 급수 과정이 성공적으로 수행되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치의 제어 방법.
20. 냉기가 공급되는 냉각실;

    상기 냉각실에 배치되고 물을 받아 얼음을 만드는 제빙 트레이, 상기 제빙 트레이를 가열하는 열원, 그리고 상기 제빙 트레이의 온도를 측정하는 센서를 포함하는 제빙 장치; 그리고

    상기 센서의 출력 신호를 받아 상기 제빙 트레이의 온도를 모니터링하고, 모니터링하여 얻은 상기 제빙 트레이의 온도와 관련된 데이터를 근거로 이빙 과정이 성공적으로 수행되었는지를 판단하며, 판단 값을 근거로 상기 제빙 장치를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 냉각 장치.

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