KR101502120B1 - 제빙기 - Google Patents

Abstract

침지식 제빙유닛을 갖는 제빙기가 개시된다.
상기 제빙기는, 물탱크로부터 제빙용 원수가 유입되는 물받이 부재; 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 냉각시켜 얼음을 형성하는 제빙유닛; 및 상기 물받이 부재의 제빙용 원수에 침지되어 소정 각도범위 내에서 선회되는 파동발생판과, 상기 파동발생판과 함께 선회하도록 설치되는 영구자석 및, 상기 영구자석에 인력 또는 척력을 가하는 전자석을 구비하여, 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수에 유동을 발생시키는 유동발생부; 를 포함하며, 상기 영구자석은 상기 물받이 부재의 외부에 설치되고, 상기 물받이 부재는 제빙단계에서 제빙용 원수를 수용하는 제빙용 물받이와, 탈빙단계에서 상기 제빙용 물받이에 잔류하는 제빙용 원수를 수용하도록 상기 제빙용 물받이에 연결된 보조 물받이를 구비할 수 있다.
이러한 제빙기에 의하면 제빙단계 초기에 제빙용 물받이에 수용된 제빙용 원수의 온도를 미리 설정된 온도로 상승시킴으로써 얼음 중심부에 불투명층의 형성을 최대한 방지할 수 있다는 효과가 있게 된다.

Description

제빙기{ICE-MAKER}

본 발명은 얼음의 생성이 가능한 제빙기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명한 얼음을 형성시키는 제빙기에 관한 것이다.

일반적으로, 얼음 정수기는 수돗물과 같은 원수를 정수하여 사용자에게 정수와 냉수 및/또는 온수 뿐만 아니라 정수(또는 냉수)를 얼려 얼음을 공급하는 장치이다. 얼음 정수기는 통상적으로 원수를 정수하는 필터부와, 정수를 저장하는 정수 탱크와, 정수를 냉각시켜 저장하는 냉수 탱크와, 얼음을 만드는 제빙 유닛을 구비하며, 정수를 가열하여 저장하는 온수탱크를 구비할 수도 있다.

이러한 얼음 정수기는 냉수탱크나 온수탱크를 구비한다는 점을 제외하고는 통상의 제빙기와 유사한 구성을 갖는다. 즉, 얼음 정수기는 제빙기의 특수한 형태로서 이해될 수 있다.

이하에서는, 얼음 정수기의 예를 들어 제빙기에 대해 살펴본다.

제빙기에서 얼음을 생성하는 방법으로는 공지된 제빙방식 중에서 분사방식과 침지방식을 사용할 수 있다. 상기 분사방식(노즐분사, 셀 분사)은 냉각된 제빙판에 분사펌프를 이용하여 물을 분사하여 얼음을 성장시킴으로써 컵 또는 종 모양의 얼음을 형성하는 제빙방식이고, 침지방식은 제빙용 물받이에 물을 공급한 후 증발기의 침지관을 냉각시켜 중앙에 구멍이 있는 종 모양의 얼음을 형성하는 제빙방식이다. 이 중에서 분사방식의 제빙유닛은 투명얼음이 생성이 가능하지만 상대적으로 고가이며, 침지방식의 제빙유닛은 저가이기는 하지만 얼음에 기포가 혼입되어 불투명한 얼음이 형성된다는 문제점이 있다. 따라서, 통상적인 얼음 정수기에서는 상대적으로 저가이며 구조가 간단하고 얼음생성이 용이한 침지식 제빙유닛이 많이 사용되고 있다.

이와 같이, 침지식 제빙유닛은 증발기에 연결된 침지관을 물받이 부재에 수용된 물에 침지시키고, 침지관 둘레에 얼음을 형성시키게 된다.

그러나, 제빙과정에서 증발기에 유입되는 냉매의 온도가 매우 낮으므로 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수의 온도가 낮은 경우 제빙과정 초기에 침지관 둘레에 순간적으로 얼음이 성장하면서, 이 부분에 기포가 유입되어 불투명층이 발생하게 된다.

특히, 물받이 부재에 냉수를 공급하거나 제빙 과정 종료 후에 남은 제빙용 원수를 다음 번의 제빙과정에 재사용하는 경우 등과 같이 제빙용 원수의 온도가 낮은 경우(예를 들어, 5℃ 이하), 침지관 둘레에 형성되는 얼음의 불투명도가 증가하게 된다.

따라서, 제빙단계 초기에 얼음에 불투명층이 형성되므로 이후에 기포의 혼입을 방지하여도 얼음의 투명도가 낮게 되며 이로 인해 얼음의 질을 저하시킨다는 문제점이 있다.

또한, 침지식 제빙유닛을 구비하는 종래의 제빙기는 기포의 혼입을 방지하기 위한 구조가 복잡하고 그 제어가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위한 것으로서, 얼음의 중심부에 불투명층의 형성을 최대한 방지할 수 있는 제빙기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서 중심부 뿐만 아니라 둘레부에도 기포의 혼입을 방지하여 투명한 얼음을 생성할 수 있는 제빙기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서 기포의 혼입을 방지할 수 있는 기포혼입 방지구조가 간단하고 설치 및 제어가 용이한 제빙기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서 제빙용 원수의 온도를 효율적으로 높일 수 있는 제빙기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서 본 발명은, 물탱크로부터 제빙용 원수가 유입되는 물받이 부재; 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 냉각시켜 얼음을 형성하는 제빙유닛; 및 상기 물받이 부재의 제빙용 원수에 침지되어 소정 각도범위 내에서 선회되는 파동발생판과, 상기 파동발생판과 함께 선회하도록 설치되는 영구자석 및, 상기 영구자석에 인력 또는 척력을 가하는 전자석을 구비하여, 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수에 유동을 발생시키는 유동발생부; 를 포함하며, 상기 영구자석은 상기 물받이 부재의 외부에 설치되고, 상기 물받이 부재는 제빙단계에서 제빙용 원수를 수용하는 제빙용 물받이와, 탈빙단계에서 상기 제빙용 물받이에 잔류하는 제빙용 원수를 수용하도록 상기 제빙용 물받이에 연결된 보조 물받이를 구비하는 것을 특징으로 하는 제빙기를 제공한다.

바람직하게, 상기 영구자석은 상기 파동발생판과 함께 선회하도록 상기 물받이 부재의 외부에 설치되는 고정부재에 고정될 수 있다.

또한, 바람직하게, 상기 고정부재는 상기 파동발생판의 선회축인 축부재의 일측에 고정될 수 있다.

바람직하게, 상기 전자석은 상기 물받이 부재의 외부에 설치될 수 있다.

바람직하게, 상기 전자석은 제빙기의 본체 하우징에 장착되어 상기 영구자석에 인력 또는 척력을 가할 수 있다.

바람직하게, 상기 전자석은 자력전달부를 통하여 상기 영구자석에 인력 또는 척력을 가할 수 있다.

바람직하게, 상기 물받이 부재에 수용된 원수를 가열시키는 가열수단; 및 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 상기 제빙유닛에 의해서 냉각시켜 얼음을 형성하기 이전에 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 가열시키도록 상기 가열수단의 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 가열수단은 상기 제빙유닛 내에 일체로 구비되며 상기 제빙유닛에 포함되는 증발기에 고온의 냉매를 공급하는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 가열수단은 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 가열하도록 상기 제빙유닛과는 별도로 구비되는 히터를 포함하여 이루어질 수 있다.

바람직하게, 상기 가열수단은 상기 제빙용 원수에 침지된 상태에서 제빙용 원수를 가열할 수 있다.

바람직하게, 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수의 온도를 측정하는 온도측정센서; 를 추가로 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도측정센서에서 검출된 온도에 따라 상기 가열수단의 동작을 제어할 수 있다.

바람직하게, 상기 제빙유닛은 상기 물받이 부재에 침지되는 침지관을 갖는 증발기를 포함하며, 상기 침지관 둘레에 얼음을 형성시키거나 상기 침지관으로부터 얼음을 분리시키도록 상기 증발기에는 저온 또는 고온의 냉매가 공급될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제빙단계 초기에 제빙용 물받이에 수용된 제빙용 원수의 온도를 상승시킴으로써 얼음 중심부에 불투명층의 형성을 최대한 방지할 수 있다는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 제빙과정 중에 제빙용 원수를 유동시킴으로써 얼음에 기포가 혼입되는 것을 최대한 방지하여 전체적으로 투명한 얼음을 생성할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면 영구자석과 전자석을 사용하여 유동(파동)을 발생시킴으로써 간단한 구조로서 얼음에 기포의 혼입을 방지할 수 있다는 효과가 있게 된다. 또한, 전자석을 사용함으로써 설치구조가 간단하다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 영구자석을 물받이 부재의 외부에 설치함으로써 영구자석의 녹으로 인한 얼음의 오염을 방지하여 위생성을 유지할 수 있다는 효과가 있게 된다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면 가열된 침지관이나 히터를 제빙용 원수에 침지시킴으로써 제빙용 원수의 온도를 효율적으로 높일 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기를 도시한 부분 절개 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 제빙기의 내부 구조를 도시한 개략도.
도 3은 도 1에 도시된 제빙기의 유동발생부가 장착된 물받이 부재의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 물받이 부재와 유동발생부를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유동발생부의 작용을 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기의 침지식 제빙유닛을 도시한 개략도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기의 구동방법을 순차적으로 도시한 개략도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기의 제어방법을 나타낸 플로우 차트.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기를 도시한 부분 절개 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제빙기의 내부 구조를 도시한 개략도이고, 도 3은 도 1에 도시된 제빙기의 유동발생부가 장착된 물받이 부재의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 물받이 부재와 유동발생부를 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유동발생부의 작용을 나타내는 개략도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기의 침지식 제빙유닛을 도시한 개략도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기의 구동방법을 순차적으로 도시한 개략도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기의 제어방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기에 대해 살펴본다. 일반적으로 얼음 정수기는 냉수탱크나 온수탱크를 구비한다는 점을 제외하고는 통상의 제빙기와 유사한 구성을 갖는다. 즉, 얼음 정수기는 제빙기의 특수한 형태로서 이해될 수 있다. 따라서, 이하에서는 얼음 정수기의 예를 들어 제빙기에 대해 살펴본다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기(100)는 제빙용 원수가 유입되는 물받이 부재(200)와, 상기 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수를 냉각시켜 얼음을 형성하는 제빙유닛(도 6의 300)과, 상기 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수를 가열시키는 가열수단과, 상기 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수를 상기 제빙유닛(300)에 의해 냉각시키기 이전에, 상기 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수를 가열시키도록 상기 가열수단의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하며, 상기 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 유동을 발생시키는 유동발생부(160)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 제빙유닛(300)은 도 6을 참조하면, 상기 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 침지되는 침지관(121)을 갖는 증발기(120)를 포함하며, 상기 제어부는 상기 침지관(121) 둘레에 얼음을 형성시키도록 상기 증발기(120)에 저온의 냉매를 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기(100)는 일반적인 얼음 정수기와 마찬가지로, 필터부(미도시)에서 여과된 정수를 상온 상태로 보관하는 정수탱크(110)와, 제빙유닛(도 6의 300 참조)을 통하여 생성된 얼음(I)을 저장하는 얼음 저장고(140)와, 제빙유닛을 통하여 생성된 얼음(I)을 이용하여 내부에 수용된 물을 냉각하는 냉수탱크(130)와, 제빙유닛에서 생성된 얼음(I)이 상기 얼음 저장고(140) 또는 상기 냉수탱크(130)로 선택적으로 공급되도록 안내하는 가이드 부재(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 도 2을 참조하면 가이드 부재(150)가 "A" 위치에 있는 경우 얼음은 개구부(142)를 통하여 얼음 저장고(140)로 낙하하게 되고, 가이드 부재(150)가축(152)을 기준으로 회전하여 "B" 위치에 있는 경우 얼음은 냉수탱크(130)로 낙하하여 냉수탱크(130)에 수용된 냉수의 온도를 낮추도록 구성될 수 있다. 한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉수탱크(130) 내부에는 수위센서(131)와 온도감지센서(132)가 장착될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 얼음 저장고(140)는 증발기(120)의 침지관(121)에서 탈빙된 얼음을 수용할 수 있도록 물받이 부재(200)보다 낮은 위치에 설치된다. 이러한 얼음 저장고(140)에는 얼음의 추출을 위하여 스크류 등의 얼음 배출수단(141)이 설치될 수 있다. 이러한 얼음배출수단(141)이 구동모터(미도시)의 구동에 의하여 회전축(141a)을 중심으로 정방향으로 회전하게 되면 얼음 저장고(140)에 적재된 얼음은 얼음토출구(미도시)를 통하여 배출된다.

먼저, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기(100)의 물받이 부재(200)의 구성에 대해 자세히 살펴본다.

상기 물받이 부재(200)는 침지식 제빙유닛(도 6의 300)을 통하여 얼음이 생성되도록 냉수탱크(130) 또는 정수탱크(110)와 같은 물탱크로부터 제빙용 원수를 수용하는 제빙용 물받이(210)와, 상기 침지식 제빙유닛(300)에 의해 제빙용 원수를 냉각하여 얼음(I)을 생성한 후 상기 제빙용 물받이(210)를 비우는 과정에서 상기 제빙용 물받이(210)에 잔류하는 제빙용 원수를 수용하도록 상기 제빙용 물받이(210)에 연결된 보조 물받이(220)를 구비할 수 있다.

제빙용 물받이(210)는 도 7(a) 및 도 7(b)에 도시된 제빙 위치에서 제빙용 원수를 수용할 수 있도록 소정크기의 수용공간을 갖는다. 또한, 상기 보조 물받이(220)는 제빙용 물받이(210)의 일측에 연결되어 제빙용 원수를 냉각한 후 상기 제빙용 물받이(210)를 비우는 탈빙 과정에서 제빙용 물받이(210)에 잔류하는 제빙용 원수가 이동하여 수용되도록 구성될 수 있다.

그리고, 보조 물받이(220)의 상부에는 가이드 그릴(230)이 설치될 수 있다. 도 3를 참조하면, 이러한 가이드 그릴(230)은 제빙용 물받이(210)를 비우는 과정인 탈빙 과정에서 제빙용 물받이(210)에 잔류하는 제빙용 원수가 물 유입구(231)를 통하여 보조 물받이(220)의 내부에 유입되도록 하되 얼음은 얼음 저장고(140) 또는 냉수탱크(130) 측으로 낙하하도록 한다.

그러나, 본 발명에 구비되는 물받이 부재(200)는 침지관(121)을 수용하여 얼음을 형성할 수 있는 구조라면 전술한 구조에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제빙과 탈빙위치 사이에서 회동하거나 병진운동하는 단일의 물받이를 구비하는 구성도 가능하다.

다음으로, 도 6을 참조하여 침지식 제빙유닛(300)의 구성에 대해 살펴본다.

상기 침지식 제빙유닛(300)은 통상의 냉각장치에 구비되는 것과 마찬가지로 냉각사이클을 형성한다.

구체적으로, 침지식 제빙유닛(300)은 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각(냉동) 사이클의 압축기(311)가 가동되면서 생성된 고온고압의 가스를 중온고압의 액체냉매로 열교환토록 하기 위한 응축기(312)와, 상기 응축기(312)에서 열교환된 중온고압의 액체냉매를 저온저압의 액체냉매로 변화시키는 모세관(313)과, 상기 모세관(313)을 거친 저온저압의 액체냉매가 순환되는 증발기(120)를 포함한다. 이때, 물받이 부재(200)에 침지되도록 증발기(120)에 연결된 침지관(121)은 물받이 부재(200)에 수용된 물의 온도를 급격하게 떨어뜨리게 되고, 이로 인해 침지관(121) 둘레에 얼음이 형성된다.

이러한 상태에서, 침지식 제빙유닛(300)을 일정시간 동안 구동하면 침지관(121) 둘레에 일정 크기의 얼음이 형성되므로, 미도시된 제어부를 통하여 압축기(311) 등의 구동을 종료하여 제빙유닛(300)의 제빙과정을 종료하게 된다.

제빙과정이 종료되면 증발기(120)의 침지관(121)에서 분리된 얼음이 얼음 저장고(미도시)로 낙하될 수 있도록 물받이 부재(200)를 탈빙위치로 회전시키게 된다[도 7(e) 참조]. 물받이 부재(200)가 탈빙위치로 회전된 상태에서 침지식 제빙유닛(300)의 증발기(120)에는 탈빙을 위한 고온고압의 냉매가스(핫 가스)가 솔레노이드 밸브(316)에 의하여 탈빙라인(315)을 통하여 유입되면서 증발기(120)의 침지관(121)에 매달린 얼음을 순간적으로 탈빙시키게 되고, 이로 인해 증발기(120)의 침지관(121)에 매달린 얼음이 낙하되어 얼음 저장고(140) 또는 냉수탱크(130)에 적재된다.

도 6의 제빙유닛(300)의 경우에는 탈빙을 위하여 고온고압의 냉매가스(핫 가스)가 솔레노이드 밸브(316)를 통해서 증발기(120)의 침지관(121)에 유입되는 구성을 갖지만, 이와는 달리 제빙유닛(300)과는 별도로 구비되는 탈빙용 히터(미도시)를 증발기(120) 또는 침지관(121)과 연결되도록 설치하여 상기 히터에서 발생한 열에 의하여 탈빙이 이루어지도록 구성하는 것도 가능하다.

탈빙이 완료된 이후에는 솔레노이드밸브(316)가 닫히게 되고, 이후 물받이 부재(200)가 도 7(a)의 제빙위치로 원위치되어 제빙 준비가 이루어진다.

이와 같이, 상기 제빙유닛(300)은 증발기(120)에 저온의 냉매를 공급하여 침지관(121) 둘레에 얼음(I)을 형성시키며, 고온의 냉매(핫 가스)를 증발기(120)의 침지관(121)에 공급하거나 증발기(120) 또는 침지관(121)을 가열하는 별도의 탈빙용 히터에 의한 가열에 의해 침지관으로부터 얼음(I)을 분리시키게 한다.

다음으로, 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수를 가열시키는 가열수단 및 이러한 가열수단 및/또는 제빙유닛(300)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)의 구성에 대해 살펴본다.

상기 제어부는 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수를 상기 제빙유닛(300)에 의해 냉각시키기 이전에, 상기 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수를 가열시키도록 가열수단의 동작을 제어하게 된다.

즉, 종래의 제빙기는 제빙과정에서 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수의 온도가 낮은 경우 제빙과정 초기에 침지관 둘레에 순간적으로 얼음이 성장하며 기포가 유입되어 불투명층이 발생한다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 의한 제어부는 제빙과정이 수행되기 이전에 제빙용 원수의 온도를 일정 정도로 상승시키게 된다. 이를 통하여 본 발명에 의한 제빙기(100)는 제빙과정 초기에 침지관(121) 둘레에 순간적으로 기포가 포함된 얼음이 성장하는 것을 방지할 수 있어 얼음의 중앙부, 즉 침지관 둘레에 형성된 얼음 부분에 불투명층이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

특히, 전술한 바와 같이, 제빙 과정 종료 후에 물받이 부재(200)에 잔류하는 제빙용 원수를 다음 번의 제빙과정에 재사용하는 과정를 연속적으로 반복하거나 냉수탱크로부터 차가운 제빙용 원수를 공급받는 경우에는 제빙용 원수의 온도가 낮아지게 되고(예를 들어, 5℃ 이하), 이러한 경우에는 침지관(121) 둘레에 불투명한 얼음이 순간적으로 형성될 수 있게 된다. 그러나, 본 발명에서와 같이 제빙용 원수의 온도를 승온시키는 경우에는 얼음의 중앙부에 불투명층이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 제빙용 원수의 온도를 일정 정도 승온시키기 위해서 가열수단이 사용되며, 상기 제어부는 제빙이 이루어지기 전에 제빙용 원수의 온도를 높이도록 가열수단의 동작을 제어하게 된다.

이러한 가열수단은 일 예로서 제빙유닛(300) 내에 일체로 구비되며 압축기(311)에서 생성된 고온의 냉매를 상기 증발기(120) 및 침지관(121)에 공급하는 솔레노이브 밸브(316)를 포함하여 구성될 수 있다. 일 예로서, 제빙용 원수의 온도를 일정 정도 승온시키기 위해서 증발기(120)에 고온의 냉매(핫 가스)를 일정 시간(예를 들어, 30초 내지 1분 30초) 동안 공급하는 구성을 사용할 수도 있다. 이와 같이, 제빙유닛(300)과 가열수단이 일체로 형성되는 경우에는 간단한 구조로 제빙용 원수를 가열할 수 있게 된다.

이와는 달리, 상기 가열수단은 상기 제빙유닛(300)과는 별도로 구비되는 히터(미도시)를 포함하여 구성될 수도 있다. 일 예로서, 이러한 히터(미도시)는 침지관(121) 또는 증발기(120)를 가열하는 탈빙용 히터로 구성될 수 있으며, 이 경우 가열된 침지관(121)이 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 침지되어 제빙용 원수의 온도를 높일 수 있게 된다. 또한, 상기 가열수단은 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 직접 침지되어 제빙용 원수의 온도를 높이는 침지식 히터가 사용될 수도 있다.

상기와 같이 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 고온의 냉매 또는 탈빙용 히터에 의해 가열된 침지관(121)이나 침지식 히터를 침지시킴으로써 제빙용 원수를 가열하는 구성을 채택하는 경우에는 가열수단과 제빙용 원수가 직접 접촉하여 가열이 이루어지므로 가열효율이 증대될 수 있다.

특히, 제빙용 물받이(200)를 직접 가열하는 경우에는 제빙용 물받이(200)의 중앙부까지 충분한 열이 전달되지 않거나 가열시간이 많이 소요될 수 있으며, 가열이 이루어지더라도 침지관(121)이 침지되는 부분의 온도가 제빙용 물받이(200)의 내면에 인접한 부분의 온도보다 상대적으로 낮을 수 있으므로 제빙용 원수를 가열하는 목적을 충분히 달성할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예와 같이 가열된 침지관(121)이나 별도의 침지식 히터를 침지시키는 경우에는 침지되는 부분의 온도를 빠르게 그리고 충분히 높일 수 있다는 이점을 추가로 얻을 수 있게 된다.

한편, 상기 가열수단을 통해 가열되는 제빙용 원수는 설정온도 이상으로 가열될 필요가 있다.

이러한 설정온도는 일 예로서, 6 내지 25℃ 사이에서 설정될 수 있다. 이때, 설정온도가 25℃ 보다 높은 경우에는 상온과의 온도차이가 많게 되어 가열시간과 열량이 많이 소모된다는 문제점이 있으며, 설정온도가 6℃보다 낮은 경우에는 냉수탱크의 온도(통상 4℃)를 고려할 때 가열하지 않는 것과 차이가 없게 된다.

더욱 바람직하게, 상기 설정온도는 10 내지 15℃ 사이에서 설정되는 것이 바람직하다. 설정온도가 10℃ 보다 높은 경우에는 침지관(121)에 얼음이 순간적으로 형성될 가능성이 거의 없어 얼음 중앙에 내부에 기포를 포함하지 않게 되고, 설정온도가 15℃ 보다 낮은 경우에는 가열 및 얼음 형성에 소요되는 열량 모두를 작게 할 수 있으므로 에너지 효율이 높아지게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수의 온도를 측정하는 온도측정센서(S)를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 온도측정센서(S)를 구비하는 경우에는 온도측정센서(S)에서 검출된 온도를 통하여 증발기(120)에 고온 냉매(핫 가스)의 공급이나 별도로 구비되는 탈빙용 히터 또는 침지식 히터의 동작을 제어함으로써 더욱 정밀한 제어가 가능하게 된다.

마지막으로, 도 2 내지 도 5을 참조하여 유동발생부(160)의 구성에 대해 살펴본다.

상기 유동발생부(160)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 유동을 발생시키게 된다.

구체적으로, 상기 유동발생부(160)는 물받이 부재(200)[제빙용 물받이(210)]의 제빙용 원수에 침지되어 소정 각도범위 내에서 선회되는 파동발생판(161)과, 상기 파동발생판(161)의 일측에 설치된 영구자석(164)과, 상기 영구자석(164)에 인력 또는 척력을 주기적으로 가하는 전자석(166)을 구비할 수 있다.

이때, 파동발생판(161)과, 파동발생판(161)의 선회축이 되는 축부재(162)를 제외한 나머지 부분은 물받이 부재(200)의 외측에 설치된다. 구체적으로, 상기 영구자석(164)은 파동발생판(161)과 함께 선회하도록 축부재(162)의 일측에 고정된 고정부재(163)의 하단에 장착된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영구자석(164)에 자력전달부(167)를 통하여 인력 또는 척력을 가하는 전자석(166)도 물받이 부재(200)의 외부에 설치된다. 특히, 상기 전자석(166)은 제빙기(100)의 본체 하우징(미도시)에 장착되고 물받이 부재(200)와 직접적으로 연결되어 있지 않기 때문에 유동발생부(160)의 설치구조가 간단하게 된다. 또한, 파동발생판(161)을 제외한 나머지 부분을 물받이 부재(200)의 외측에 설치함으로써 영구자석(164)에 발생한 녹(부식)으로 인하여 얼음이 오염되거나 위생성이 불량해지는 것을 방지할 수 있게 된다.

그러나, 본 발명에 의한 유동발생부(160)의 구성은 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 유동을 발생시킬 수 있다면 도 2 내지 도 5에 도시된 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제빙과정 중 물받이 부재(200)를 소정 각도범위 내에서 회동시키거나 물받이 부재(200)의 외면 또는 내부에 장착되어 제빙용 원수에 진동을 가하는 구성을 가질 수도 있다.

이와 같이, 유동발생부(160)를 통하여 제빙과정 중에 제빙용 원수를 유동시킴으로써 얼음에 기포가 혼입되는 것을 최대한 방지하여 전체적으로 투명한 얼음을 생성할 수 있게 된다.

이하, 도 7 및 도 8를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기의 제어방법에 대해 살펴본다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 도 1 내지 도 5에 도시된 제빙기(100)에 대하여 설명하지만, 본 발명에 의한 제빙기의 제어방법은 이러한 제빙기에 한정되는 것은 아니다.

도 7 및 도 8를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 제빙기의 제어방법은 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수를 냉각하여 얼음을 생성하는 제빙기(100)의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 제빙유닛(300)에 구비되는 증발기(120)의 침지관(121)을 침지시키고 상기 침지관(121) 둘레에 얼음을 생성하는 침지식 제빙유닛(300)을 구동하는 방법에 관한 것이다.

먼저, 얼음저장고(140)의 얼음저장량이 적거나 냉수탱크(130)에 구비되는 냉수의 온도가 높은 경우 제빙동작이 필요하게 된다. 이와 같이 제빙이 필요한지 여부를 판단하고(S10), 제빙이 필요한 경우 물받이 부재(200)에 제빙용 원수를 공급하게 된다(S20). 이러한 원수공급단계(S20)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 물받이 부재(200)로서 제빙용 물받이(210)와 보조 물받이(220)를 구비하는 경우에는 이전의 탈빙단계(S50)에서 보조 물받이(220)에 잔류하는 제빙용 원수와 정수탱크(110) 또는 냉수탱크(120)로부터 새롭게 공급되는 제빙용 원수가 제빙용 물받이(210)에 유입됨으로써 수행될 수 있다. 그러나, 제빙용 물받이(200)가 하나의 물받이만을 구비하는 경우, 상기 원수공급단계(S20)는 정수탱크(110) 또는 냉수탱크(120)로부터 새롭게 공급되는 제빙용 원수만이 채워짐으로써 수행될 수도 있다.

다음으로 침지관(121)에 급격한 얼음 형성을 방지하여 투명한 얼음의 생성이 가능하도록 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수의 온도를 상승시키는 승온단계(S30)를 수행하게 된다.

이때, 상기 승온단계(S30)는 상기 원수공급단계(S20)와 동시에 이루어지거나 상기 원수공급단계(S20)가 종료된 이후에 수행될 수 있다. 특히, 상기 승온단계(S30)와 상기 원수공급단계(S20)와 동시에 이루어지는 경우에는 이전의 탈빙단계에서 고온의 냉매 또는 별도의 탈빙용 히터를 통하여 가열된 침지관(121)의 잔열을 제빙용 원수 가열의 일부 열원으로 이용할 수 있으므로 가열에 필요한 에너지 소비를 줄일 수 있게 된다.

상기 승온단계(S30)는 도 7(a)에 도시된 바와 같이 증발기(120)에 고온의 냉매(핫 가스)를 일정시간(예를 들어, 30초 내지 1분 30초) 동안 공급하여 제빙용 원수를 승온시킬 수 있다. 이와는 달리, 상기 제빙유닛(300)과 별도로 구비되어 제빙용 원수에 침지되도록 구성된 침지식 히터(미도시) 또는 침지관(121)이나 증발기(120)와 접촉하여 침지관(121)을 가열하는 탈빙용 히터(미도시) 등과 같은 가열수단을 통하여 물받이 부재(200)[제빙용 물받이(210)]에 수용된 제빙용 원수를 승온시키도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 일정시간 동안 제빙용 원수를 가열하는 경우에는 승온과정을 간단히 구현할 수 있게 된다.

특히, 상기와 같이 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 가열된 침지관(121)이나 별도의 침지식 히터를 침지시킴으로써 제빙용 원수를 가열하는 구성을 채택하는 경우에는 가열수단과 제빙용 원수가 직접 접촉하여 가열이 이루어지므로 가열효율이 증대될 수 있으며, 가열된 침지관(121)이나 침지식 히터가 침지되는 부분의 온도를 빠르게 그리고 충분히 높일 수 있다는 이점이 있게 된다.

한편, 전술한 바와는 달리, 도 7(a)에 도시된 바와 같이 제빙용 원수의 온도를 측정하는 온도측정센서(S)를 구비하는 경우에는 상기 온도측정센서(S)에서 측정된 온도값을 기초로 하여 제빙용 원수의 온도를 제어하는 것도 가능하다.

구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 온도측정센서(S)를 통하여 제빙용 원수의 온도를 측정하고(S31), 제빙용 원수의 온도와 미리 설정된 설정온도를 비교하여(S32) 제빙용 원수의 온도가 설정온도보다 높은 경우에는 제빙과정을 수행하게 된다(S40). 그러나, 제빙용 원수의 온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 불투명한 얼음층이 침지관(121)에 형성되는 것을 방지하기 위하여 전술한 바와 같이 제빙용 원수를 가열하게 된다(S33).

이때, 고온의 냉매 또는 탈빙용 히터에 의해 가열된 침지관(121) 또는 별도로 구비된 침지식 히터와 같은 가열수단을 통해 가열되는 제빙용 원수는 일정한 설정온도 이상으로 가열될 필요가 있다.

이러한 설정온도는 일 예로서, 6 내지 25℃ 사이에서 설정될 수 있다. 이때, 설정온도가 25℃ 보다 높은 경우에는 상온과의 온도차이가 많게 되어 가열시간과 열량이 많이 소모된다는 문제점이 있으며, 설정온도가 6℃보다 낮은 경우에는 냉수탱크의 온도(통상 4℃)를 고려할 때 가열하지 않는 것과 차이가 없게 된다.

더욱 바람직하게, 상기 설정온도는 10 내지 15℃ 사이에서 설정되는 것이 바람직하다. 설정온도가 10℃ 보다 높은 경우에는 침지관(121)에 얼음이 순간적으로 형성될 가능성이 거의 없어 얼음 중앙에 내부에 기포를 포함하지 않게 되고, 설정온도가 15℃ 보다 낮은 경우에는 가열 및 얼음 형성에 소요되는 열량의 균형이 유지될 수 있어 에너지 효율이 높아지게 된다.

다음으로, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 증발기(120)의 침지관(121)이 상기 물받이 부재(200)의 제빙용 원수에 침지된 상태에서 상기 침지관(121)의 둘레에 얼음을 형성시키는 제빙단계(S40)를 수행하게 된다. 상기 제빙단계(S40)는 증발기(120)에 저온의 냉매를 공급하여 수행된다.

이때, 상기 제빙단계(S40)는 제빙용 원수 내에 포함된 기포가 얼음에 포함되어 불투명한 얼음이 형성되지 않도록 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 유동시키는 유동단계를 포함할 수 있다. 이러한 유동단계는 도 7(b)에 도시된 바와 같이 유동발생부(160)에 의해 수행될 수 있다.

이러한 유동발생부(160)는 전술한 바와 같이 물받이 부재(200)의 제빙용 원수에 침지된 파동발생판(도 5의 161)을 소정 각도범위 내에서 선회시킴으로써 수행될 수 있다. 또한, 상기 파동발생판(161)은 전술한 바와 같이 영구자석(164)과 전자석(166) 사이의 주기적으로 발생하는 인력과 척력에 의해 선회되도록 구성될 수 있다.

그러나, 이러한 유동발생부는 전술한 바와 같이 파동발생판(161)을 구비하는 구성으로 한정되지 않으며, 물받이 부재(200)를 물받이 회전축(211)을 중심으로 작은 각도범위 내에서 회동시킴으로써 수행되거나, 물받이 부재(200)에 수용된 제빙용 원수에 진동을 가함으로써 수행될 수도 있다.

이와 같이, 제빙초기 단계에서 제빙용 원수의 온도를 승온시키고 유동발생부(160)를 통하여 얼음이 기포가 혼입되는 것을 방지함으로써 투명얼음의 생성이 가능해진다.

다음으로, 얼음이 소정크기로 형성되면 제빙이 완료되고(S45), 탈빙 과정(S50)을 수행하게 된다.

구체적으로, 제빙작업(얼음 생성작업)이 완료되면 모터 등의 물받이 회전수단(미도시)에 의해 물받이 부재(200)가 도 7(c)에 도시된 바와 같이 물받이 회전축(211)을 중심으로 시계방향으로 회전하게 된다.

도 7(d)와 같이 물받이 부재(200)의 회전이 좀 더 이루어지면 제빙용 물받이(210)에 잔류하는 제빙용 원수는 가이드 그릴(230)의 물 유입구(231)를 통과하여 보조 물받이(220) 측으로 완전히 이동하여 수용된다.

도 7(e)는 물받이 부재(200)가 탈빙위치로 완전히 회동한 상태를 도시하고 있다. 이러한 탈빙위치에서 도 7(f)에 도시된 바와 같이 증발기(120)의 침지관(121)에 고온의 냉매(핫 가스)를 공급하게 되면 냉매의 열에 의하여 얼음(I)의 탈빙이 이루어진다. 이와는 달리, 침지관(121)을 가열하는 별도의 탈빙용 히터를 통해서 탈빙과정이 수행될 수도 있다. 이때, 탈빙된 얼음은 경사진 가이드 그릴(230)의 면을 따라 낙하하여 가이드 부재(150)의 위치에 따라 얼음 저장고(140)(도 2 의 "A" 위치) 또는 냉수탱크(130)(도 2의 "B" 위치)로 이동하게 된다.

이후, 물받이 부재(200)는 다음 제빙작업을 위해 도 7(a)에 도시된 제빙위치로 복귀하게 되며, 이 과정에서 보조 물받이(220)에 잔류하는 차가운 제빙용 원수는 가이드 그릴(230)의 물 유입구(231)를 통과하여 제빙용 물받이(210)로 복귀하게 된다. 이때, 부족한 제빙용 원수의 공급을 위하여 냉수탱크(130)나 정수탱크(110)로부터 추가적인 물의 공급이 이루어진다.

한편, 상기와 같은 승온단계(S30) 및 제빙단계(S40)는 침지관(121) 둘레에 급격히 얼음이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 상온에서 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100... 제빙기 110... 정수탱크
120... 제빙용 증발기 121... 침지관
130... 냉수탱크 140... 얼음 저장고
150... 가이드부재 160... 유동 발생부
161... 파동발생판 162... 축부재
163... 고정부재 164... 영구자석
166... 전자석 200... 물받이 부재
210... 제빙용 물받이 211... 물받이 회전축
220... 보조 물받이 230... 가이드 그릴
231... 물 유입구 300... 침지식 제빙유닛
311... 압축기

Claims (13)

1. 물탱크로부터 제빙용 원수가 유입되는 물받이 부재;
   상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 냉각시켜 얼음을 형성하는 제빙유닛; 및
   상기 물받이 부재의 제빙용 원수에 침지되어 소정 각도범위 내에서 선회되는 파동발생판과, 상기 파동발생판과 함께 선회하도록 설치되는 영구자석 및, 상기 영구자석에 인력 또는 척력을 가하는 전자석을 구비하여, 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수에 유동을 발생시키는 유동발생부; 를 포함하며,
   상기 영구자석은 상기 물받이 부재의 외부에 설치되고,
   상기 물받이 부재는 제빙단계에서 제빙용 원수를 수용하는 제빙용 물받이와, 탈빙단계에서 상기 제빙용 물받이에 잔류하는 제빙용 원수를 수용하도록 상기 제빙용 물받이에 연결된 보조 물받이를 구비하는 것을 특징으로 하는 제빙기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 영구자석은 상기 파동발생판과 함께 선회하도록 상기 물받이 부재의 외부에 설치되는 고정부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정부재는 상기 파동발생판의 선회축인 축부재의 일측에 고정되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전자석은 상기 물받이 부재의 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
5. 제4항에 있어서, 상기 전자석은 제빙기의 본체 하우징에 장착되어 상기 영구자석에 인력 또는 척력을 가하는 것을 특징으로 하는 제빙기.
6. 제5항에 있어서, 상기 전자석은 자력전달부를 통하여 상기 영구자석에 인력 또는 척력을 가하는 것을 특징으로 하는 제빙기.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 물받이 부재에 수용된 원수를 가열시키는 가열수단; 및
   상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 상기 제빙유닛에 의해서 냉각시켜 얼음을 형성하기 이전에 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 가열시키도록 상기 가열수단의 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 가열수단은 상기 제빙유닛 내에 일체로 구비되며 상기 제빙유닛에 포함되는 증발기에 고온의 냉매를 공급하는 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙기.
10. 제8항에 있어서,
    상기 가열수단은 상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수를 가열하도록 상기 제빙유닛과는 별도로 구비되는 히터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제빙기.
11. 제8항에 있어서,
    상기 가열수단은 상기 제빙용 원수에 침지된 상태에서 제빙용 원수를 가열하는 것을 특징으로 하는 제빙기.
12. 제8항에 있어서,
    상기 물받이 부재에 수용된 제빙용 원수의 온도를 측정하는 온도측정센서; 를 추가로 포함하며,
    상기 제어부는 상기 온도측정센서에서 검출된 온도에 따라 상기 가열수단의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 제빙기.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제빙유닛은 상기 물받이 부재에 침지되는 침지관을 갖는 증발기를 포함하며,
    상기 침지관 둘레에 얼음을 형성시키거나 상기 침지관으로부터 얼음을 분리시키도록 상기 증발기에는 저온 또는 고온의 냉매가 공급되는 것을 특징으로 하는 제빙기.

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