KR101455392B1 - 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 제어 방법에 의하여, 제빙을 위한 매 사이클마다 일정량의 급수가 이루어지고, 설치 장소에 따라 수압이 가변되는 지리적 특성에 구애받지 않고 항상 일정한 급수가 이루어지는 장점이 있다.

또한, 급수 과정에서 발생할 수 있는 물넘침 현상이 방지되는 효과가 있다.

급수, 제빙, 만수위, 수위 센서

Description

냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법{Ice making assembly for a refrigerator and method for sensing a water level thereof}

본 발명은 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법에 관한 것이다.

냉장고는 음식물을 냉장 또는 냉동 보관하기 위한 가전 기기이다.

최근에는, 다양한 형태와 종류의 냉장고가 출시되고 있으며, 그 예로서 냉장실과 냉동실이 좌우측에 각각 배치되는 사이드 바이 사이드 타입과, 냉장실이 냉동실의 상측에 제공되는 바텀 프리저 타입 및 냉장실이 냉동실의 하측에 제공되는 탑마운트 방식 등이 있다.

또한, 최근에는 냉장실 도어를 열지 않고도 음식물 또는 음료수를 인출할 수 있도록 하는 홈바 구조가 적용되는 냉장고가 많이 출시되고 있다. 그리고, 냉장고 내부에는 냉동 사이클을 구성하는 압축기와 응축기 및 팽창 부재가 제공되고, 냉장고 본체 배면에는 증발기가 제공된다.

또한, 냉장고의 내부에는 제빙 어셈블리가 제공되며, 상기 제빙 어셈블리는 냉동실 또는 냉장실에 장착되거나, 냉동실 도어 또는 냉장실 도어에 장착될 수 있 다.

또한, 최근에는 투명빙 생성에 대한 소비자의 요구가 커지면서 투명빙이 생성되도록 하는 제빙 어셈블리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

한편, 종래의 제빙 어셈블리의 경우, 제빙 트레이에 제빙용 물이 공급되도록 하기 위하여 별도의 워터 탱크가 냉장고 내부 어느 일측에 장착되고, 튜브에 의하여 제빙 트레이와 연결되는 구조와, 수도 직결 방식으로서 수도 꼭지와 제빙 트레이가 튜브에 의하여 직접 연결되는 구조가 제안되고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 제빙 어셈블리의 경우, 제빙 어셈블리 자체에 수위 감지 장치가 별도로 마련되지 않고 있다. 따라서, 트레이에 일정 시간 동안 급수하는 방식을 취하고 있는 실정이다. 그런데, 상기와 같은 급수 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 냉장고가 설치되는 지역마다 수압이 달라서, 동일 시간 동안 공급되는 물의 양이 다른 문제점이 있다.

둘째, 1회의 제빙 사이클이 종료되면 트레이에 잔수가 남게 되고, 아이스 트레이에 형성된 복수 개의 아이스 큐브에 남은 잔수의 양이 동일하지 않음에도 불구하고 매번 같은 양의 물이 급수된다. 따라서, 일부 아이스 큐브에서는 물넘침 현상이 발생하는 문제점이 있다. 나아가, 넘친 물이 흘러서 냉장고 내부에 응결되거나 냉장고 도어를 개폐하는 과정에서 실내 바닥으로 물이 흐르는 문제점이 있다.

셋째, 급수 밸브가 고장 난 경우, 트레이에 물이 공급되지 않았음에도 불구하고 제빙 과정이 수행하여 얼음은 만들어지지 않고 불필요한 냉각 및 트레이 가열 동작이 반복되는 문제점이 있다. 즉, 급수 에러를 감지하지 못하는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 투명빙 생성이 용이하게 이루어지도록 함과 동시에, 제빙을 위한 매 사이클마다 일정량의 급수가 이루어지도록 하는 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 제빙 트레이에 공급되는 물이 설정 수위에 도달하면 자동으로 급수가 중단되어 물넘침 현상이 방지되는 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 설치 장소에 따라 수압이 가변되는 지리적 특성에 구애받지 않고 항상 일정량의 급수가 이루어지도록 하는 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 급수 밸브의 고장으로 인하여 제빙 트레이로 급수가 이루어지지 않는 경우, 신속하게 급수 에러를 감지할 수 있도록 하여, 불필요한 전력 소모를 최소화할 수 있는 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리는, 물공급부 및 복수 개의 아이스 홈이 제공되는 트레이; 상기 트레이의 상측에 제공되는 복수 개의 핀; 상기 복수 개의 냉각핀의 최하측에 제공되는 이빙 히터; 상기 복수 개의 핀을 관통하여 상기 아이스 홈에 삽입되며, 제빙 과정에서 외주면에 얼음이 부착되는 복수 개의 로드; 상기 복수 개의 아이스 홈 중 어느 하나에 제공되고, 공기와 물의 정전 용량의 차이에 따른 정전 용량의 변화를 감지하여 수위를 감지하는 정전 용량 센서; 및 상기 복수 개의 핀 및 상기 복수 개의 로드가 단일체로 형성되도록 지지하는 지지판; 상기 지지판의 일측 가장자리에 연장되는 힌지; 상기 힌지에 연결되는 캠; 및 상기 캠을 구동시키는 구동 모터를 포함하고, 상기 구동 모터와 캠의 작동에 의하여, 이빙 과정에서 상기 복수 개의 로드는 상기 복수 개의 아이스 홈으로부터 상승 후 틸팅되도록 구성되며, 상기 복수 개의 로드가 상승 후 틸팅된 상태에서 상기 이빙 히터로부터 전달되는 열에 의하여 상기 복수 개의 로드에 부착된 얼음이 분리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 딸른 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법은, 로드가 아이스 홈이 형성된 트레이의 직상방에 수직에게 위치되는 단계; 상기 로드가 상기 아이스 홈 내부로 하강하는 단계; 상기 아이스 홈 내부로 급수가 이루어지는 단계; 및 공급되는 물이 수위 센서에 형성된 접지 전극을 포함한 적어도 하나 이상의 전극 높이까지 상승하는 단계; 상기 접지 전극과 다른 어느 하나의 전극 사이에서 일어나는 정전 용량의 변화에 의하여 수위가 감지되는 단계; 제빙이 시작되어, 상기 로드의 외주면에 얼음이 생성되어 부착되는 단계; 제빙이 완료되고, 상기 트레이는 고정된 상태에서 상기 로드가 얼음을 부착한 상태로 설정 높이까지 상승하는 단계; 상기 로드가 설정 높이까지 상승한 다음 설정 각도로 틸팅되는 단계; 및 이빙 히터가 작동하여 상기 로드에 부착된 얼음이 분리되는 단계를 포함한다.

삭제

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법에 의하여, 제빙을 위한 매 사이클마다 일정량의 급수가 이루어지고, 설치 장소에 따라 수압이 가변되는 지리적 특성에 구애받지 않고 항상 일정한 급수가 이루어지는 장점이 있다. 따라서, 급수 과정에서 물넘침 현상이 방지되어, 냉장고 내부가 결빙되거나 넘친 물이 냉장고 밖으로 흘러나가는 문제점이 해결되는 장점이 있다.

또한, 투명빙 제조 과정에서 제빙 트레이의 아이스 큐브 각각에 남아 있는 잔수의 양이 다르더라도 모든 아이스 큐브에 동일한 수위로 급수가 이루어지는 장점이 있다.

또한, 급수 밸브의 고장으로 인하여 제빙 트레이로 급수가 이루어지지 않는 경우, 이를 신속히 감지하여 불필요한 전력 소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

이하에서는 제빙 어셈블리가 냉동실 도어에 장착되는 것을 일 실시예로 들어 설명하도록 한다. 그러나, 상기 제빙 어셈블리는 냉동실 또는 냉장실 및 냉장실 도어에도 장착 가능함을 밝혀 둔다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리 구조를 보여주는 외관 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리는 도어(10)의 배면에 장착되며, 상기 도어(10)의 배면에는 제빙 어셈블리(20)가 수용되는 제빙실(11)이 함몰 형성된다. 그리고, 상기 제빙실(11)의 일측면에는 증발기(미도시)로부터 공급되는 냉기가 유입되는 냉기 공급홀(111)과, 상기 제빙실(11)로 유입된 냉기가 다시 증발기 쪽으로 복귀되도록 하는 냉기 배출홀(112)이 형성된다.

상세히, 상기 제빙실(11)의 상측에는 제빙 어셈블리(20)가 장착되고, 상기 제빙 어셈블리(20)의 하측에는 상기 제빙 어셈블리(20)에서 생성된 얼음이 저장되는 아이스 뱅크(30)가 장착된다. 그리고, 상기 제빙 어셈블리(20)는 제빙 커버(31)에 의하여 보호된다. 뿐만 아니라, 상기 제빙 커버(31)에 의하여 상기 제빙 어셈블 리(20)로부터 분리되는 얼음이 제빙실(11) 밖으로 비산되지 않고 안전하게 상기 아이스 뱅크(30)로 낙하된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 외관 사시도이고, 도 4는 아이스 뱅크로 이빙되기 직전의 제빙 어셈블리의 모습을 보여주는 외관 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(20)에는, 특정 형태의 얼음이 생성되도록 하는 아이스 홈(211)이 다수 개 배열되는 트레이(21)와, 상기 트레이(21)의 상측에 이동 및 회전 가능하게 적층되는 다수 개의 핀(24)과, 상기 핀(24)을 관통하여 상기 아이스 홈(211)에 삽입되는 다수 개의 로드(23)와, 상기 다수 개의 핀(24)의 최하측에 제공되는 이빙 히터(25)와, 상기 이빙 히터(25), 핀(24) 및 상기 로드(23)가 단일체로 형성되도록 지지하는 지지판(27)과, 상기 트레이(21)의 일측 가장자리에 제공되는 물공급부(26)와, 상기 트레이(21)의 타측 가장자리에 제공되는 컨트롤 박스(28)가 포함된다.

상세히, 상기 트레이(21)의 저면에는 히터(미도시)가 장착되어, 상기 트레이(21)가 결빙 온도보다 높은 온도로 유지되도록 한다. 그리고, 상기 지지판(27)의 전단에는 지지 레버(271)가 연장되고, 일측 가장자리에는 힌지(272)가 형성된다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 로드(23)의 외주면에 상기 아이스 홈(211)과 동일한 형상의 얼음(I)이 부착 형성된다.

또한, 상기 컨트롤 박스(28) 내부에는 캠(29)과, 상기 캠(29)을 구동하는 구동 모터가 제공된다. 그리고, 상기 힌지(272)는 상기 캠(29)에 연결되며, 상기 캠(29)의 회전 동작에 따라 상승 및 회전하게 된다. 여기서, 상기 이빙 히터(25) 가 판 형태로 상기 로드(23)와 접하도록 할 수도 있으며, 다른 방법으로서 상기 로드(23) 내부에 히터가 매설되도록 할 수도 있다. 그리고, 상기 지지판(27)에 의하여 상기 트레이(21)의 개구된 상부면은 차폐되어, 제빙실(11)로 공급되는 냉기가 상기 트레이(21)에 공급된 물을 간접적으로 냉각하게 된다.

이하에서는 상기 제빙 어셈블리(20)에서 이루어지는 제빙 및 이빙 과정에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 상기 제빙 어셈블리(20)에 의하여 생성되는 얼음이 투명빙을 형성하도록 하기 위하여, 상기 트레이(21)에 부착된 히터가 구동하여 상기 트레이(21)가 영상의 온도로 유지되도록 한다.

상세히, 종래의 제빙 장치의 경우는 증발기로부터 공급되는 냉기에 의하여 물이 급속도로 결빙되는 구조이기 때문에, 물속에 용해된 공기가 물밖으로 배출되지 못한다. 즉, 물속에 용해된 기체가 포함된 채로 얼음이 형성되기 때문에 투명빙의 생성이 불가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 제빙 어셈블리(20)는 상기 트레이(21)가 결빙 온도 이상으로 유지되도록 하여, 얼음 생성 속도를 늦춤으로써 물속에 녹아있는 공기가 결빙 전에 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에 따른 제빙 어셈블리(20)에 의하여 투명빙이 용이하게 생성된다.

한편, 상기 로드(23)가 상기 아이스 홈(211)에 삽입된 상태에서 급수가 이루어지고, 급수가 완료되면 제빙이 시작된다. 그리고, 제빙이 시작되면 상기 제빙 실(11)로 냉기가 공급된다. 그리고, 공급된 냉기에 의하여 상기 핀(24)이 결빙 온도 이하로 냉각된다. 그리고, 상기 로드(23)는 상기 핀(24)들과 열전도를 통하여 결빙 온도 이하로 냉각된다. 여기서, 상기 로드(23)의 일부분은 상기 트레이(21)의 아이스 홈(211)에 삽입되어 물에 잠긴 상태이다. 그러면, 상기 로드(23)의 외주면에 접촉되는 물은 점진적으로 결빙되어 상기 로드(23)의 외주면에 부착된다. 그리고, 상기 로드(23)의 외주면으로부터 상기 아이스 홈(211)의 내주면으로 결빙이 확산된다.

또한, 제빙이 완료되면, 상기 캠(29)이 회전하여 상기 로드(23)가 아이스 홈(211)으로부터 이탈되도록 한다. 즉, 상기 캠(29)이 회전하여 상기 로드(23)가 상승하도록 하고, 상기 로드(23)가 상승하여 얼음(I)이 상기 아이스 홈(211)으로부터 완전히 이탈하면 상기 캠(29)이 더 회전하여 상기 로드(23)가 소정 각도로 틸팅되도록 한다.

여기서, 제빙 완료 시점은 제빙이 시작된 시점으로부터 설정 시간이 경과 여부에 따라 판단될 수 있다. 즉, 제빙이 시작된 후 설정 시간이 경과하면 제빙이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

다른 방법으로서, 제빙이 시작된 시점으로부터 소정 시간이 경과하면 상기 캠(29)이 구동하여 상기 로드(23)가 소정 높이 상승하도록 한다. 여기서 소정 높이라 함은 상기 로드(23)에 응결된 얼음이 상기 아이스 홈(211)으로부터 완전히 분리되기 전까지의 높이를 말한다. 그리고, 상기 로드(23)가 상승한 상태에서 상기 아이스 홈(211)에 남아 있는 잔수가 설정 양 이하 또는 미만인 경우 제빙이 완료된 것으로 판단될 수 있다. 그리고, 상기 잔수의 양은 상기 트레이(21)에 장착된 수위 센서에 의하여 감지될 수 있다. 반대로, 상기 아이스 홈(211)에 남아 있는 잔수가 설정 양 이상인 경우에는 상기 로드(23)가 다시 원위치로 하강하여 제빙이 계속 수행된다. 상기 수위 센서에 대해서는 하기에서 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

한편, 상기와 같은 판단 방법을 통하여 제빙 완료를 감지하면, 상기 로드(23)는 상승하게 된다. 그리고, 상기 로드(23)가 상승하여 로드(23)에 부착된 얼음이 상기 제빙 트레이(21)로부터 완전히 분리된 상태에서, 상기 힌지(272)가 회전하게 된다. 상기 힌지(272)의 회전은 상기 캠(29)의 구동에 의하여 이루어진다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이 로드(23)가 소정 각도로 회전된 상태를 이루고, 이 상태에서 상기 이빙 히터(25)가 동작하게 된다.

상세히, 상기 히빙 히터(25)가 동작하면 상기 로드(23)의 온도가 상승하면서 상기 로드(23)의 표면과 얼음이 분리된다. 그리고, 분리된 얼음은 상기 아이스 뱅크(30)로 낙하하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리를 구성하는 트레이의 외관 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(20)를 구성하는 트레이(21)에는 복수 개의 아이스 홈(211)이 배열된다. 그리고, 상기 아이스 홈(211)과 아이스 홈(211) 사이에는 소정 깊이의 그루브(213)가 형성된다.

상세히, 상기 그루브(213)를 통하여 인접하는 그루브(213)로 물의 전달이 이 루어진다. 그리고, 상기 그루브(213)는 상기 아이스 홈(211)의 하단으로부터 소정 높이 이격된 지점으로부터 시작하여, 상기 아이스 홈(211)의 상단부까지 연장된다.

또한, 상기 트레이(211)의 일측 가장자리에는 공급되는 물이 상기 아이스 홈(211)으로 안내되도록 하는 가이드(212)가 형성된다. 따라서, 상기 물공급부(26)를 통하여 공급되는 물은 상기 가이드(212)에 의하여 상기 아이스 홈(211)으로 안내된다. 그리고, 상기 가이드(212)에 근접한 아이스 홈(211)으로부터 순차적으로 물이 전달되어, 상기 가이드(212)로부터 가장 멀리 있는 쪽의 아이스 홈(211)까지 채워진다.

또한, 상기 가이드(212)가 형성된 부분의 반대쪽 측면에 형성된 아이스 홈(211)의 측면에는 수위 센서(40)가 장착된다. 그리고, 상기 트레이(21)의 일측에는 온도 센서(50)가 장착되어, 상기 트레이(21)가 일정한 온도로 유지되도록 제어된다. 그리고, 상기 트레이(21)에는 트레이 히터(미도시)가 장착되며, 상기 트레이 히터는 상기 트레이(21)에 매설되는 구조로 장착되거나, 상기 트레이(21)의 외주면에 부착되는 구조로 장착될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리에 장착되는 수위 센서의 외관 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(20)에 제공되는 수위 센서(40)는 상기에서 설명된 바와 같이 아이스 홈(211)의 측면에 장착된다. 그리고, 상기 수위 센서(40)는 정전용량 센서로서, 두 전극 사이에 채워져 있는 매질의 유전율 변화를 감지하여 물체의 유무를 감지하는 현상을 이용하여, 트레 이(21)에 공급된 물의 수위를 감지하게 된다.

상세히, 상기 수위 센서(40)에는 복수 개의 전극이 제공되며, 상기 전극들로부터 각각 연장되는 출력단(41)이 냉장고의 제어부와 연결된다. 그리고, 상기 복수 개의 전극은 방수층(42)에 의하여 덮여서 전극들 사이에 물에 의한 저항체가 형성되지 않도록 한다. 이하에서는 상기 수위 센서(40)에 3개의 전극이 형성되는 것을 실시예로 들어 설명하도록 한다.

상세히, 상기 수위 센서(40)에는, 최상단에 제공되는 전극 A와, 중간 부분에 제공되는 전극 B 및 최하단에 제공되는 전극 C가 포함된다. 그리고, 상기 수위 센서(40)가 트레이(21)에 장착되었을 때, 상기 전극 A는 상기 아이스홈(211)의 만수위보다 약간 낮은 곳에 위치되는 것이 좋다. 그리고, 상기 전극 C는 상기 아이스 홈(211)의 하단부보다 높은 위치에 장착될 수 있으며, 제시 가능한 실시예로는 상기 그루브(213)의 하단부와 동일한 위치에 장착되어, 공급되는 물과 접촉 가능하도록 할 수 있다. 그리고, 상기에서 언급된 바와 같이 상기 전극 A,B 및 C는 방수층(42)에 의하여 물과의 접촉이 차단된다. 그리고, 상기 전극 C는 접지된 상태이고, 상기 전극 A 및 전극 B는 수위에 따라 상기 전극 C와의 사이에 전하가 충전된다.

도 7은 도 5의 I-I'를 따라 절개되는 단면도로서, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 트레이로 물이 공급되면서 수위가 상승하는 모습을 보여주는 단면도이고, 도 8은 수위 상승에 따른 회로 내의 정전 용량 변화를 보여주는 그래프이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 트레이(21)의 아이스 홈(211) 내부에 물이 채워지지 않은 경우에는, 상기 전극 A와 전극 C 또는 전극 B와 전극 C 사이에는 공기의 정전 용량(Ca)을 감지하게 된다. 그리고, 공기의 정전 용량이 감지되는 상태에서는 상기 출력단(41)을 통하여 제어부로 어떠한 신호도 전달되지 않는다. 그리고, 수위가 상기 전극 B와 전극 C 사이에 있는 경우에도 상기 전극 C가 접지된 상태이므로 상기 출력단(41)을 통하여 제어부로 어떠한 신호도 전달되지 않는다.

한편, 상기 트레이(21)로 물이 공급되기 시작하면서 수위가 상기 전극 B가 위치된 지점까지 상승하면 상기 전극 B와 전극 C 사이에 정전 용량의 변화가 일어난다. 즉, 공기의 정전 용량(Ca)에서 물의 정전 용량(Cw)으로 바뀌게 되면서 상기 전극 B의 출력단을 통하여 감지 신호를 전송하게 되고, 이를 상기 제어부에서 감지하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 물의 정전 용량(Cw)은 공기의 정전 용량(Ca)보다 크기 때문에, 수위가 전극 B까지 차게 되면 정전 용량의 변화가 생기게 되고, 제어부에서는 이를 감지하여 수위가 전극 B까지 상승한 것을 감지하게 된다.

또한, 수위가 더 증가하여 상기 전극 A지점까지 상승하게 되면, 전극 A와 전극 C 사이에서 정전 용량의 변화가 발생하게 된다. 다시 말하면, 전극 A와 전극 C 사이의 매질이 공기에서 물로 변화되어, 정전 용량의 변화가 생기게 된다. 그리고, 이러한 변화를 감지하는 신호는 상기 출력단(41), 특히 상기 전극 A에 연결된 출력단을 통하여 감지 신호가 전달되고, 이를 제어부에서 수신하여 수위가 전극 A까지 상승한 것을 감지하게 된다.

도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 트레이로 물을 공급할 때 일어나는 수위 변화를 보여주는 도면이다.

도 9를 참조하면, 급수가 시작되고 일정 시간이 지난 경우 상기 트레이(21)의 가이드(212)가 형성된 측면과 그 반대 측면에서의 수위 차를 보여준다.

상세히, 급수가 시작되면, 상기 가이드(212)로부터 가장 가까이에 있는 아이스 홈(211)부터 물이 채워지게 된다. 그리고, 상기 아이스 홈(211)에 채워지는 물이 상기 그루브(213)를 넘어서기 전까지는 공급되는 물이 인접하는 아이스 홈(211)으로 전달되지 않는다. 그리고, 수위가 상기 그루브(213)의 하단부를 넘어서면서 물이 인접하는 아이스 홈(211)으로 전달된다. 그러나, 폭이 좁은 상기 그루브(213)의 형상과, 물의 표면 장략으로 인하여 다량의 물이 한꺼번에 인접하는 아이스 홈(211)으로 전달되지는 않는다. 즉, 급수 초기에는 상기 가이드(212)에 가까이 있는 아이스 홈(211)의 수위와 상기 수위 센서(40)가 장착된 아이스 홈(211)-상기 가이드(212)로부터 가장 멀리 있는 아이스 홈(211)-에서의 수위 차가 큰폭으로 벌어지게 된다.

도 9에서 보여지는 바와 같이, 전극 B에서 수위를 감지하는 순간 상기 가이드(212)에 가장 가까운 지점에 있는 아이스 홈(211)의 수위(a)와 상기 가이드(212)에서 가장 먼 지점에 있는 아이스 홈(211)의 수위(b) 사이에는 큰 폭의 수위차(h1)를 형성한다. 그리고, 급수 과정에서는 도면과 같이 수위가 기울어진 형태로 나타나게 된다.

이러한 이유로부터, 급수 중단없이 계속 물을 공급하고, 상기 수위 센서(40) 가 장착된 아이스 홈(211)에서 만수위를 감지하는 순간 급수를 중단하는 경우, 물넘침이 발생할 수 있다. 즉, 만수위를 감지하는 순간 급수를 중단하는 경우, 상기 가이드(212)를 통하여 공급된 물이 반대 쪽 아이스 홈(211)까지 전달되어 수위 평형이 이루어지는 경우, 평형 수위가 만수위보다 높아져서 물넘침이 발생하게 된다.

이러한 현상이 발생하는 것을 막기 위하여, 급수가 일정 시간 진행되고 상기 전극 B까지 수위가 차면 급수를 일단 중단한다.

도 10을 참조하면, 상기 전극 B에서 수위를 감지하여 급수가 일시 중단되고, 설정 시간이 경과하면, 평형을 이루는 수위(c)는 상기 전극 B보다 높아지게 된다. 한 뒤의 수위를 보여주는 도면이다.

상세히, 상기 전극 B에서 수위를 감지하는 순간 급수를 중단하고 대기하는 시간을 갖도록 한다. 여기서, 상기 대기 시간은 상기 트레이로 공급되는 물의 수압과, 상기 그루브(213)의 면적에 의하여 적절하게 결정될 수 있다.

한편, 급수 대기 시간 동안 수위 평형이 이루어지게 되고, 평형 상태에서의 수위는 상기 전극 B보다 높게 된다.

도 11을 참조하면, 급수 대기 시간이 지나고 재급수가 시작되면, 상기 가이드(212)에 인접한 아이스 홈(211)과 반대편의 아이스 홈(211) 사이에 수위차(h2)가 발생하게 된다.

그러나, 수위가 일정 높이 이상이 된 상태에서 재급수가 이루어지면, 급수 초기의 경우에 비하여 수위차(h2)는 크게 벌어지지 않는다. 왜냐하면, 중간 수위가 상기 그루브(213)의 하단으로부터 소정 높이 이격된 지점에 형성되므로, 물 전달이 급수 초기에 비하여 원할하게 이루어지기 때문이다. 그리고, 물의 표면 장력에 의한 영향도 급수 초기에 비하여 덜 받기 때문이다.

상세히, 재급수가 이루어지고 소정 시간이 경과하여 수위가 상승하게 되면 상기 전극 A에서 수위를 감지하게 된다. 그러면, 다시 급수를 중단하여 수위 평형이 이루어지도록 한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 수위 평형이 이루어진 상태에서의 최종 수위(d)는 상기 전극 A보다 높은 지점에 형성된다.

이러한 이유로부터, 상기 전극 A는 트레이(21)의 만수위보다 약간 낮은 곳에 위치되도록 하여 급수 종료 후에 물넘침이 방지되도록 하는 것이다.

본 발명의 실시예에서 제시된 바와 같이, 전극이 적어도 두 개 이상 제공되는 것은, 두 개의 전극 사이에 일어나는 정전 용량의 변화를 감지하기 위한 목적과, 중간 수위에서 1차적으로 급수 중단을 하기 위함이다. 따라서, 상기 전극 B의 위치에 따라 급수 중단 시점이 빨라지거나 늦춰지게 된다.

뿐만 아니라, 상기 전극 B의 위치에 따라, 제빙 완료 후의 잔수의 양이 결정된다. 상세히, 상기 아이스 홈(211) 내부에 존재하는 물의 수위가 상기 전극 B의 위치보다 낮은 경우에는, 정전 용량의 변화를 감지하지 못하기 때문에, 제어부에서는 물이 없는 것으로 인식하게 된다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 장치의 경우, 제빙이 시작되고 일정 시간이 경과하면 상기 로드(23)가 약간 상승하여 잔수의 양이 어느 정도 되는지 감지하는 과정을 수행한다. 그리고, 감지되는 잔수가 설정 양 이하가 되면 제빙이 완료된 것으로 판단하여 이빙이 시작되고, 설정 양 보다 많은 경우에는 상기 로드(23)가 다시 하강하여 제빙이 계속해서 수행된다.

이러한 제빙 어셈블리(20)의 특성으로부터, 상기 전극 B의 위치에 따라 잔수의 양이 결정된다. 즉, 상기 전극 B의 위치가 낮을수록 잔수의 양은 적으며, 잔수의 양이 적을수록 얼음의 크기는 클 것이다.

상기와 같이, 정전 용량의 변화를 감지하는 정전용량 센서(40)를 이용함으로써 수위의 정확한 감지가 가능하게되고, 급수가 여러 번에 나누어 이루어지도록 함으로써, 급수 과정에서 물넘침 현상이 일어나는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리 구조를 보여주는 외관 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 외관 사시도.

도 4는 아이스 뱅크로 이빙되기 직전의 제빙 어셈블리의 모습을 보여주는 외관 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리를 구성하는 트레이의 외관 사시도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리에 제공되는 수위 센서의 외관 사시도.

도 7은 도 5의 I-I'를 따라 절개되는 단면도로서, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 트레이로 물이 공급되면서 수위가 상승하는 모습을 보여주는 단면도.

도 8은 수위 상승에 따른 회로 내의 정전 용량 변화를 보여주는 그래프.

도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 트레이로 물을 공급할 때 일어나는 수위 변화를 보여주는 도면.

Claims (11)

1. 물공급부 및 복수 개의 아이스 홈이 제공되는 트레이;

   상기 트레이의 상측에 제공되는 복수 개의 핀;

   상기 복수 개의 냉각핀의 최하측에 제공되는 이빙 히터;

   상기 복수 개의 핀을 관통하여 상기 아이스 홈에 삽입되며, 제빙 과정에서 외주면에 얼음이 부착되는 복수 개의 로드;

   상기 복수 개의 아이스 홈 중 어느 하나에 제공되고, 공기와 물의 정전 용량의 차이에 따른 정전 용량의 변화를 감지하여 수위를 감지하는 정전 용량 센서; 및

   상기 복수 개의 핀 및 상기 복수 개의 로드가 단일체로 형성되도록 지지하는 지지판;

   상기 지지판의 일측 가장자리에 연장되는 힌지;

   상기 힌지에 연결되는 캠; 및

   상기 캠을 구동시키는 구동 모터를 포함하고,

   상기 구동 모터와 캠의 작동에 의하여, 이빙 과정에서 상기 복수 개의 로드는 상기 복수 개의 아이스 홈으로부터 상승 후 틸팅되도록 구성되며,

   상기 복수 개의 로드가 상승 후 틸팅된 상태에서 상기 이빙 히터로부터 전달되는 열에 의하여 상기 복수 개의 로드에 부착된 얼음이 분리되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 정전 용량 센서는 상기 물공급부로부터 가장 멀리 있는 쪽의 아이스 홈 측면에 장착되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서,

   인접하는 두 개의 아이스 홈 경계 부분에는 소정 깊이의 그루브가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 정전 용량 센서에는 접지 전극을 포함하는 다수 개의 전극이 상하 방향으로 소정 간격을 두고 배열되며, 상기 다수 개의 전극은 방수층에 의하여 덮여지는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 접지 전극은 다수 개의 전극들 중 최하측에 제공되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리.
7. 로드가 아이스 홈이 형성된 트레이의 직상방에 수직에게 위치되는 단계;

   상기 로드가 상기 아이스 홈 내부로 하강하는 단계;

   상기 아이스 홈 내부로 급수가 이루어지는 단계; 및

   공급되는 물이 수위 센서에 형성된 접지 전극을 포함한 적어도 하나 이상의 전극 높이까지 상승하는 단계;

   상기 접지 전극과 다른 어느 하나의 전극 사이에서 일어나는 정전 용량의 변화에 의하여 수위가 감지되는 단계;

   제빙이 시작되어, 상기 로드의 외주면에 얼음이 생성되어 부착되는 단계;

   제빙이 완료되고, 상기 트레이는 고정된 상태에서 상기 로드가 얼음을 부착한 상태로 설정 높이까지 상승하는 단계;

   상기 로드가 설정 높이까지 상승한 다음 설정 각도로 틸팅되는 단계; 및

   이빙 히터가 작동하여 상기 로드에 부착된 얼음이 분리되는 단계를 포함하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법.
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 접지 전극과 다른 어느 하나의 전극 사이에서 정전 용량의 변화가 일어나면, 상기 다른 어느 하나의 전극과 연결된 출력단을 통하여 감지 신호가 제어부로 전달되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    공급된 물과 접촉하는 전극이 복수 개인 경우, 상기 접지 전극은 최 상측의 전극과의 사이에서 발생하는 정전 용량 변화에 대한 감지 신호가 제어부로 전달되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 아이스 홈 내의 수위가, 적어도 상기 접지 전극의 직근 상측에 위치한 전극 높이 이상인 경우에 수위가 감지되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법.

Images