KR101538165B1 - 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명빙 제작을 위한 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 구성을 이루는 냉장고용 제빙 어셈블리의 트레이 온도 제어 방법에 의하여, 영하의 온도로 유지되는 제빙실 내부에서도 투명빙의 제작이 가능해지는 효과가 있다.

제빙 어셈블리, 트레이, 투명빙

Description

냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법{Controlling method of an ice making assembly for refrigerator}

본 발명은 투명빙 제작을 위한 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 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.

상세히, 기존의 상업용 제빙기는 영상 온도에 노출이 가능하기 때문에 투명빙을 제조할 수 있다. 즉, 제빙 트레이가 주위 공기에 노출되기 때문에 얼음이 생성되는 시간이 길어지므로, 물속에 녹아 있는 공기가 물이 얼기 전에 빠져나올 수 있게 된다.

그러나, 냉장고의 내부에 장착되는 제빙 어셈블리, 특히 냉동실 내부에 장착되는 제빙 어셈블리 또는 냉장실 내부에 장착되지만 증발기로부터 공급되는 냉기를 직접 받는 제빙 어셈블리의 경우, 제빙실 온도가 영하의 온도로 유지된다. 따라서, 제빙 트레이는 제빙실 온도와 거의 같은 온도로 유지되어, 제빙 속도가 상업용 제빙기에 비하여 매우 빠르다.

그 결과, 물속에 녹아있는 공기가 밖으로 채 빠져나가기도 전에 얼음이 얼어버리기 때문에, 투명빙 제작이 매우 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하여 냉장고 내부에 장착된 제빙 어셈블리에서도 투명빙 제작이 가능한 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법은, 트레이에 형성된 아이스 홈에 물이 공급되는 과정; 로드가 상기 아이스 홈 내부로 하강하는 과정; 제빙실 내부로 냉기가 공급되어, 상기 로드가 냉각되는 과정; 및 상기 로드의 냉각 후 설정시간이 경과되면 상기 로드가 상방으로 이동된 후 제빙 완료 여부를 판단하고, 제빙 완료 판단시 상기 로드가 틸팅된 후 트레이 외측으로 얼음을 이빙시키는 과정을 포함하며, 투명빙 생성을 위하여, 제빙 과정에서 상기 트레이가 결빙 온도 이상으로 유지되도록 상기 트레이에 구비되는 히터를 이용하여 트레이를 가열하는 것을 특징으로 한다.
상기 트레이가 결빙 온도 이상으로 유지되도록 상기 히터가 단속적으로 온오프되는 것을 특징으로 한다.
상기 제빙실 내부로 공급되는 냉기는 상기 로드를 통하여 상기 아이스 홈에 저장된 물을 간접적으로 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제빙 완료 여부의 판단시, 상기 로드가 상방으로 이동된 후 상기 트레이에 구비되는 수위센서에 의해 상기 트레이 내부의 수위가 설정수위 이상인 경우, 제빙 미완료로 판단하며, 상기 로드는 다시 하강하여 설정시간동안 더 제빙을 지속하는 것을 특징으로 한다.
상기 트레이는 제빙 과정에서 0℃ 이상으로 유지되는 것을 특징으로 한다.
상기 트레이는 제빙 과정에서 1℃ ~ 2℃ 범위 내로 유지되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 냉장고용 제빙 어셈블리의 트레이 온도 제어 방법에 의하여, 영하의 온도로 유지되는 제빙실 내부에서도 투명빙의 제작이 가능해지는 효과가 있다.

즉, 제빙 과정에서 트레이가 영상의 온도로 유지되도록 함으로써, 제빙 속도를 늦추고, 로드에서 아이스 홈의 내주면 방향으로 퍼지면서 얼음이 형성되도록 한다. 그러면, 제빙이 확산되는 과정에서 물속에 녹아 있는 공기가 얼음에 갇히기 전에 신속히 배출되어, 투명빙이 형성되도록 할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법에 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 어셈블리(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, 제빙이 완료되면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 로드(23)의 외주면에 상기 아이스 홈(211)과 동일한 형상의 얼음(24)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 의하 여 상기 트레이(21)의 개구된 상부면은 차폐된다. 그리고, 상기 제빙실(11)로 공급되는 냉기는 상기 로드(23)를 통하여 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 장치는 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 제빙실(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(24)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 이루어진다. 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 어셈블리에서 투명빙이 형성되는 과정을 보여주는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(20)를 구성하는 트레이(21)에는 트레이 히터(60)가 장착된다. 그리고, 상기 트레이(21)에 함몰 형성되는 아이스 홈(21)에는 제빙용 물이 채워지고, 상기 로드(23)는 하강하여 상기 상기 아이스 홈(21)에 채워진 물에 잠기게 된다.

이 상태에서, 제빙이 시작되면 냉기가 상기 복수 개의 핀(24)에 부딪히고, 열전도에 의하여 냉기가 상기 핀(24)으로부터 상기 로드(23)로 전달된다. 그리고, 상기 로드(23)의 온도가 결빙 온도 이하로 하강하면 상기 로드(23) 주위에 얼음이 생성된다. 그리고, 상기 트레이 히터(60)가 구동하여 상기 트레이(21)는 영상의 온도로 유지된다. 제시 가능한 실시예로서, 상기 트레이(21)는 영상 1℃ ~ 2℃로 유지되도록 할 수 있다. 그리고, 헨리의 법칙에 의하여, 물의 온도가 높을수록 기체 용해도는 낮아지므로, 상기 트레이 히터(60)가 작동하면 물속에 녹아 있는 공기가 밖으로 빠져나가게 된다. 그리고, 상기 로드(23) 주위로부터 상기 트레이(21) 쪽으로 얼음이 성장하게 된다.

여기서, 상기 트레이(21)는 결빙 온도 이상으로 유지되기 때문에, 제빙이 완료되더라도 얼음이 상기 트레이(21)의 내주면에 부착되지 않는다. 뿐만 아니라, 제빙이 완료되더라도 상기 아이스 홈(211) 내부에는 소정 량의 물이 남아 있게 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 트레이 온도 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.

도 7을 참조하면, 먼저 사용자에 의하여 또는 냉장고 제어부의 자체 판단에 의하여 제빙 모드가 ON 된다(S11).

상세히, 상기 냉장고 제어부의 자체 판단이라고 하면, 상기 아이스 뱅크(30) 내부에 저장된 얼음의 양이 적어서 만빙 감지 수단에 의하여 감지되지 않으면 자동으로 제빙이 수행되도록 하는 것이 여기에 포함될 수 있다.

제빙 모드가 시작되면 상기 냉장고 제어부에서는 트레이 온도(T)가 설정 온도(T0)로 유지되는지, 즉 설정 온도보다 낮은지 여부를 판단하게 된다(S12).

상세히, 트레이 온도(T)가 설정 온도(T0)보다 낮은 경우에는 상기 트레이 히 터(60)가 온되어(S13), 트레이(21)의 온도를 높인다. 반대로, 트레이 온도(T)가 설정 온도(T0) 이상이라고 판단되는 경우에는 트레이 히터(60)가 오프된다(S14). 여기서, 트레이 히터(60)가 오프된다는 의미에는, 이전부터 오프 상태였던 히터가 계속하여 오프 상태로 유지되는 것도 포함됨을 밝혀 둔다.

한편, 상기와 같이 트레이 히터(60)의 동작이 제어되는 과정에서, 상기 냉장고 제어부에서는 제빙이 완료되었는지 여부를 판단하게 된다(S15). 여기서, 제빙의 완료 여부를 판단하기 위한 방법은 상기에서 설명하였으므로 생략하기로 한다.

상세히, 제빙이 완료되었다고 판단되면 제빙 모드가 오프되고(S16), 제빙 과정이 종료하게 된다. 반대로, 제빙이 미완료 상태라고 판단되면 트레이 온도를 감지하여 히터의 온오프를 제어하는 과정(S12 이하 과정)이 반복 수행된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 제빙 과정에서 트레이(21)가 결빙 온도보다 높은 상태로 유지되도록 함으로써, 투명빙 제작이 가능해지는 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 어셈블리에서 투명빙이 형성되는 과정을 보여주는 단면도.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 트레이 온도 제어 방법을 보여주는 플로차트.

Claims (6)

1. 트레이에 형성된 아이스 홈에 물이 공급되는 과정;

   로드가 상기 아이스 홈 내부로 하강하는 과정;

   제빙실 내부로 냉기가 공급되어, 상기 로드가 냉각되는 과정; 및

   상기 로드의 냉각 후 설정시간이 경과되면 상기 로드가 상방으로 이동된 후 제빙 완료 여부를 판단하고, 제빙 완료 판단시 상기 로드가 틸팅된 후 트레이 외측으로 얼음을 이빙시키는 과정을 포함하며,

   투명빙 생성을 위하여, 제빙 과정에서 상기 트레이가 결빙 온도 이상으로 유지되도록 상기 트레이에 구비되는 히터를 이용하여 트레이를 가열하되,

   상기 제빙 완료 여부의 판단시,

   상기 로드가 상방으로 이동된 후 상기 트레이에 구비되는 수위센서에 의해 상기 트레이 내부의 수위가 설정수위 이상인 경우,

   제빙 미완료로 판단하며, 상기 로드는 다시 하강하여 설정시간동안 더 제빙을 지속하는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 트레이가 결빙 온도 이상으로 유지되도록 상기 히터가 단속적으로 온오프되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제빙실 내부로 공급되는 냉기는 상기 로드를 통하여 상기 아이스 홈에 저장된 물을 간접적으로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 트레이는 제빙 과정에서 0℃ 이상으로 유지되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 트레이는 제빙 과정에서 1℃ ~ 2℃ 범위 내로 유지되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 제어 방법.

Images