KR101844043B1 - 얼음 생성유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차가운 냉매를 이용하여 트레이 없이 얼음을 생성하는 얼음 생성유닛과 관련되며, 실시예로 내부를 통과하는 냉매에 의해 냉각되어 외부에서 얼음을 생성하는 얼음 생성유닛에 있어서, 일측에 유입구가 형성되어 있으며 타측에 유출구가 형성되어 있는 냉각관체와, 상기 냉각관체의 길이 방향에 따라 상기 냉각관체의 외표면에 복수가 이격되게 결합되는 분리판을 포함하는 얼음 생성유닛을 제공한다.

Description

얼음 생성유닛{ICE MAKER}

본 발명은 차가운 냉매를 이용하여 트레이 없이 얼음을 생성하는 얼음 생성유닛과 관련된다.

사용자가 얼음 트레이를 사용하지 않도록 편의성을 향상시킨 얼음 생성유닛으로써, 널리 사용되는 방식 중 하나는 냉매를 공급하여 차갑게 식힌 복수의 냉각돌기를 구비하는 증발기를 물에 담가 얼음을 성장시켜 생성한 후 이를 물 밖으로 꺼내면서 냉각돌기를 가열하여 얼음을 낙하시켜 수집하는 방식을 주로 사용한다. 이러한 얼음 생성유닛은 냉매 사이클이 구비된 냉장고, 냉온수기나 정수기 등에서 사용되고 있다.

복수의 냉각돌기가 하부로 돌출된 형상의 증발기를 제조하기 위하여, 필수적으로 용접이 행해지며, 용접한 부분을 가리기 위해 증발기의 표면을 도금처리하게 된다. 그러나 얼음을 생성하는 과정 중에 냉매로 인한 급속 냉각과, 얼음을 이탈시키기 위한 급속 가열이 수없이 반복되면서, 증발기의 압축과 팽창이 반복되고 결국 도금층이 모재로부터 벗겨지는 등의 문제가 발생된다. 이로 인해 소비자가 섭취할 얼음에서 중금속 성분이 검출되는 등의 소비자 건강 안전에 심각한 문제가 발생되었다.

냉각돌기를 구비한 종래의 기술의 증발기 형상은 복잡성으로 인하여 제조의 어려움이 있으며, 이는 비용의 상승과 함께 제조 불량의 원인으로 작용된다. 또한 신속한 얼음의 생성을 위해 냉매가 냉각돌기의 내부로 우회하도록 유도하는 막부재를 구비하게 되는데, 이러한 막부재로 냉매가 냉각돌기를 좀 더 빨리 냉각시킬 수는 있지만, 그만큼 냉매가 통과할 경로가 길어져 전체적인 증발기의 냉각 온도가 크게 낮아지지 못하게 되는 기술적 단점이 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0440254호 (2008.05.27) 대한민국 공개특허 제10-2014-0102529호 (2014.08.22)

본 발명은 제조가 간편하면서 용접을 거의 사용하지 아니함으로써 사용 중 반복된 팽창과 수축이 있더라도 종래의 기술이 가진 중금속 노출의 우려가 없는 얼음을 제공할 수 있게 하고자 한다. 또한 냉매의 냉기를 효율적으로 사용하여 단단한 얼음을 얻을 수 있게 하고자 한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 내부를 통과하는 냉매에 의해 냉각되어 외부에서 얼음을 생성하는 얼음 생성유닛에 있어서, 일측에 유입구가 형성되어 있으며 타측에 유출구가 형성되어 있는 냉각관체와, 상기 냉각관체의 길이 방향에 따라 상기 냉각관체의 외표면에 복수가 이격되게 결합되는 분리판을 포함하는 얼음 생성유닛을 제공한다.

이때, 상기 냉각관체는 상면과 이어지는 측면의 상단부는 수직면으로 형성되고, 상기 수직면 아래부터는 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 곡면으로 형성될 수 있다.

또한 상기 분리판에는 상기 냉각관체의 단면 형상에 대응하는 끼움홈이 형성되어 있으며, 상기 수직면에 대응하는 상기 끼움홈의 상단부가 상기 수직면과 억지 끼움 결합됨으로써 상기 냉각관체와 상기 분리판이 결합될 수 있다.

한편 상기 냉각관체의 상면은 평탄면으로 형성되어 있고, 상기 분리판의 상단은 상기 상면과 높이가 같은 평면상에 높일 수 있다.

나아가 상기 냉각관체와 상기 분리판의 재질은 스테인리스일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 억지 끼움 방식으로 조립됨으로써 종래의 기술에서 반드시 사용되는 용접 결합을 하지 않을 수 있게 되고, 그에 따라 용접된 부위에서 발생하는 오염물에 의한 얼음의 오염을 해소할 수 있어 소비자 건강에 해가 없는 깨끗한 얼음을 제공할 수 있다.

또한 냉매가 빠르게 통과할 수 있으므로, 종래의 기술에 비하여 낮은 온도에서 얼음을 생성할 수 있으며, 이로써 단단한 얼음을 신속하게 얻을 수 있는 장점이 있다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 생성유닛의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 일부분을 분리하여 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 측면도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예의 사용 상태를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 얼음 생성유닛의 정면도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 얼음 생성유닛의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 도면들과 실시예들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.

첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 얼음 생성유닛과 관련된다.

본 발명의 실시예에 따른 얼음 생성유닛(100)은 냉매를 통해 외부에서 얼음을 얼리는 방식으로 얼음을 생성하는 것이며, 냉각관체(10)와 복수의 분리판(20)을 포함한다.

냉각관체(10)는 속이 비어 있는 관의 형상을 취하고 있으며, 일측에는 유입구(11)가 형성되고 타측에는 유출구(12)가 형성된다. 유입구(11)로 들어온 냉매는 냉각관체(10)의 내부를 통과한 후 유출구(12)로 빠져나가게 된다.

냉각관체(10)의 단면을 살펴보면, 측면이 수직면(13)과, 수직면(13)의 아래에서 이어지는 곡면(14)으로 형성된다. 수직면(13)은 수직 방향으로 평면을 형성하고 있으며, 곡면(14)은 수직면(13)의 아래에서 시작되어 냉각관체(10)의 하단에까지 이르게 된다. 양 측면에 형성된 곡면(14)은 아래로 갈수록 단면적이 작아지는 형상을 이룸으로써, 곡면(14)과의 접촉면이 일부 녹은 상태에서 얼음이 중력에 의해 자연스럽게 아래로 떨어질 수 있게 한다.

냉각관체(10)의 상면(15)은 평탄한 면으로 형성되어 있다. 도 4를 참고하면, 평탄면 위에 히터(H)가 구비될 수 있는데, 히터(H)는 얼음이 생성된 후 냉각관체(10) 및 분리판(20)을 빠르게 가열하여, 냉각관체(10)와 분리판(20)의 표면에서 얼어붙은 얼음(C)을 살짝 녹임으로써, 생성된 얼음 덩어리가 중력에 의해 자연스럽게 이탈되게 하는데 사용된다. 이러한 실시예에서 히터(H)는 냉각관체(10)의 상면(15)과 면 접촉함으로써, 히터(H)의 열을 빠르게 냉각관체(10)에 전달할 수 있게 된다.

냉각관체(10) 및 분리판(20)의 표면에서 얼음을 살짝 녹이는 다른 방안으로, 얼음 생성이 완료된 후에 냉매를 대신하여 냉각관체(10) 내부에 뜨거운 가스를 주입할 수 있다. 이와 같이, 차가운 냉매를 대신하여 뜨거운 가스를 주입하여, 냉각관체 및 분리판의 온도를 상승시키는 경우에는, 냉각관체의 상면을 평탄한 면으로 구성하지 아니할 수 있다.

한편 분리판(20)은 냉각관체(10)의 길이 방향에 따라 냉각관체(10)의 외표면에 복수 개가 이격되게 결합된다. 분리판들(20)의 간격은 생성할 얼음의 사이즈와 관련되며, 설계시에 다양하게 변경될 수 있다. 나아가 각 분리판들(20)이 이격된 간격이 서로 다를 수도 있다.

분리판(20)은 냉각관체(10)에 접촉된 상태이므로, 냉각관체(10) 안에서 냉매가 흐름에 따라 냉각관체(10)와 함께 냉각된다. 따라서 분리판(20)에서도 얼음이 성장할 수 있다.

도 2와 도 3을 참고하면, 분리판(20)은 냉각관체(10)와 억지 끼움 방식으로 결합될 수 있다. 냉각관체(10)의 측면 상단부에는 수직면(13)이 형성되어 있으며, 이 형상과 대응하여 분리판(20)의 끼움홈(21) 상부에는 끼움면(211)이 형성되어 있다. 여기서 도면 번호 211이 가르키는 부분이 단면은 아니지만, 해당 영역을 명확히 나타내기 위해 해칭 표시를 하였다.

구체적으로 끼움홈(21)의 내측 형상은 냉각관체(10)의 단면 형상에 대응하며, 수직면(13)과 마찬가지로 수직한 평면으로 형성된 끼움면(211)이 형성되어 있다. 또한 끼움면(211) 아래에는 냉각관체(10)의 측면 하단부의 곡면(14)과 동일한 곡률을 가지도록 형성되어 있다.

이로써 분리판(20)을 냉각관체(10)에 결합하였을 때에 끼움홈(21)의 내측이 냉각관체(10)의 외부와 빈틈없이 면접할 수 있다.

끼움홈에 마주보게 형성된 양 끼움면(211)의 간격을 냉각관체(10)의 측면 상단부의 폭보다 좁게 형성함으로써, 분리판(20)이 냉각관체(10)에 억지 끼움되도록 할 수 있다. 이러한 억지 끼움 결합을 위해 프레스 장치를 사용할 수 있다.

도 3에서 도면 부호 T는 억지 끼움 결합이 이루어지는 부위를 나타낸다.

억지 끼움 방식에 의한 냉각관체(10)와 분리판들(20)의 결합은, 종래의 기술에서 냉각돌기를 결합하기 위해 사용하였던 용접을 배제할 수 있게 한다. 따라서 종래의 기술에서 문제되던 용접 부위에서 이물질의 용출, 용접에 사용된 중금속 성분의 유출 문제 등이 해소된다. 또한 용접을 수행하지 아니함으로써 제조 단가가 저감되며, 용접면을 가리기 위한 추가적인 도금이 필요하지 않게 된다.

냉각관체(10)와 분리판들(20)의 재질을 스테인리스로 할 수 있으며, 억지 끼움 방식에 의해 결합이 완료됨으로써, 녹 발생의 우려가 없어 인체에 무해한 사용이 가능하게 된다.

한편 분리판(20)의 상면은 냉각관체(10)의 평탄한 상면과 같은 높이로 맞춰질 수 있다. 이로써 냉각관체(10)의 상면 위에 히터(H)가 장착될 때에, 히터(H)가 분리판(20)의 상단과 면접할 수 있다. 히터(H)에 냉각관체(10) 및 분리판(20)이 함께 가열되면서, 얼음 생성유닛(100)으로부터 얼음이 신속하게 떨어지도록 할 수 있다. 히터의 사용 시간을 줄임으로써 얼음을 효율적으로 얻을 수 있게 한다.

히터를 사용하지 아니하고, 뜨거운 가스를 냉각관체에 주입하는 방식으로 얼음을 탈거시키는 경우에는, 분리판의 상면이 냉각관체의 상면과 같은 평면 상에 놓이도록 구성하지 아니할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 얼음 생성유닛과 관련된다. 여기서 도면 번호 22가 가르키는 부분이 단면은 아니지만, 해당 영역을 명확히 나타내기 위해 해칭 표시를 하였다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 얼음 생성유닛(100)은 냉각관체(10)와 분리판(20)을 포함하고, 이들의 구성과 작용은 이하에서 설명하는 내용과 저촉되지 아니하는 범위 내에서 전술한 실시예의 기술적 특징을 그대로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 얼음 생성유닛의 분리판(20)의 가장자리에는, 분리판의 재질보다 열전도율이 낮은 재질로 이루어진 성장경계부(22)가 형성된다.

예를 들어, 분리판(20)의 재질이 스테인리스 재질인 때에, 성장경계부(22)는 플라스틱 재질이거나 합성 고무 재질일 수 있다. 이러한 성장경계부(22)는 모재인 분리판의 가장자리를 함몰 가공하고, 플라스틱 등을 인서트 성형하여 제조할 수 있다.

성장경계부(22)는 분리판(20)과 사실상 같은 평면을 이루거나, 분리판(20)보다 오목지게 형성할 수 있다. 이로써 얼음의 분리에 성장경계부가 간섭하지 아니하도록 구성한다.

성장경계부(22)는 열전도율이 낮음에 따라 얼음의 성장이 더디게 이루어지도록 함으로써, 얼음이 과도하게 성장하여 분리판(20)을 넘어서지 아니하도록 한다. 구체적으로, 얼음을 성장시키는 시간이 다소 과도하게 세팅될 수 있는데, 이 경우에도 성장경계부이 이르기까지는 정상적인 속도로 얼음이 성장하지만, 성장경계부를 덮는 얼음은 보다 천천히 성장하게 되어, 결과적으로 적정한 사이즈의 얼음으로 성장하는 데에 도움을 준다. 따라서 분리판보다 얼음이 크게 성장하여, 분리된 얼음들이 서로 한 덩어리를 이루는 일이 거의 없게 된다.

이러한 성장경계부는 사용자에게 얼음을 적정 크기로 생성하기 위한 시간 설정 시에 설계 여유를 주며, 얼음 생성유닛의 사용처마다 다양한 환경적 차이에도 불구하고 사용자가 항시 적정 사이즈의 얼음을 얻을 수 있게 한다.

도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 얼음 생성유닛의 사용 상태와 관련된다.

얼음의 생성은 물이 담긴 수조에 얼음 생성유닛의 일부를 담그는 것부터 시작된다. 얼음 생성유닛(100)이 물에 잠길 때에 수위는 냉각관체(10)의 수직면(13) 하단보다 낮게 유지된다. 이는 생성된 얼음(C)이 수직면(13)까지 오르지 아니하도록 하여, 얼음(C)의 이탈이 확실하게 이루어지게 한다.

나아가 냉각관체(10)에 냉매를 공급하거나 배출시키는 유입구(11)와 유출구가 물에 잠기 아니하도록, 전술한 수위보다 유입구(11)와 유출구가 높게 위치시킬 수 있다. 이러한 유입구(11)와 유출구는 대략 수직면(13)과 대등한 높이에 형성할 수 있다.

일정 시간이 흐르면 물에 잠긴 냉각관체(10)의 둘레부터 얼음이 성장하게 된다.

냉매가 냉각관체(10)를 빠르게 통과하면서 냉각관체를 차갑게 유지시킬 수 있다. 종래의 기술에서는 냉매가, 각 냉각돌기를 통과하도록 내부 유로를 복잡하게 설계함으로써 냉매가 빠르게 통과하지 못하고, 이로써 얼음 생성이 낮은 온도에서 이루어지는 단점이 있었으나, 본원은 냉매가 냉각관체를 빠르게 통과함으로써 종래의 기술에서 보다 낮은 온도에서 얼음을 생성할 수 있게 된다. 따라서 단단한 얼음을 얻을 수 있게 된다.

분리판(20)의 가장자리를 넘어 얼음이 성장하기 전에, 수조를 하강시키거나 얼음 생성유닛을 상승시켜, 얼음의 성장을 종료시킨다. 이후 히터나 뜨거운 가스를 통해 얼음 생성유닛(100)의 온도를 상승시켜, 냉각관체(10)나 분리판(20)과의 접촉면에서 얼음을 녹인다. 접촉면에서 얼음이 녹으면, 얼음 덩어리는 중력에 의해 낙하되어 별도 수집된다.

100 : 얼음 생성유닛
10 : 냉각관체
11 : 유입구 12 : 유출구 13 : 수직면
14 : 곡면 15 : 상면
20 : 분리판
21 : 끼움홈 211 : 끼움면 22 : 성장경계부
H : 히터 C : 얼음

Claims (5)

1. 내부를 통과하는 냉매에 의해 냉각되어 외부에서 얼음을 생성하는 얼음 생성유닛에 있어서,
   일측에 유입구가 형성되어 있으며 타측에 유출구가 형성되어 있는 냉각관체와,
   상기 냉각관체의 길이 방향에 따라 상기 냉각관체의 외표면에 복수가 이격되게 결합되는 분리판을 포함하며,
   상기 냉각관체의 단면은 상면과 이어지는 측면의 상단부는 수직면으로 형성되고, 상기 수직면 아래부터는 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 곡면으로 형성되어 있어서,
   상기 냉각관체의 수직면 이하 부분이 물에 담겨 내부에 냉매가 흐르는 상기 냉각관체의 둘레부터 상기 얼음이 생성되어 성장하는 것을 특징으로 하는
   얼음 생성유닛.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 분리판에는 상기 냉각관체의 단면 형상에 대응하는 끼움홈이 형성되어 있으며,
   상기 수직면에 대응하는 상기 끼움홈의 상단부가 상기 수직면과 억지 끼움 결합됨으로써 상기 냉각관체와 상기 분리판이 결합되는 것을 특징으로 하는 얼음 생성유닛.
4. 제1항에서,
   상기 냉각관체의 상면은 평탄면으로 형성되어 있고,
   상기 분리판의 상단은 상기 상면과 높이가 같은 평면상에 놓이는 것을 특징으로 하는 얼음 생성유닛.
5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에서,
   상기 분리판의 가장자리에는 상기 분리판의 재질보다 열전도율이 낮은 재질로 이루어진 성장경계부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 얼음 생성유닛.

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