KR102664673B1 - 제빙기 및 이를 포함하는 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물을 얼리는 제빙기에 물과 냉기가 공급되고, 트레이 온도 센서에 의해서 트레이의 온도를 측정해서 섭씨 0도에 해당하는 시점을 측정하는 단계; 상기 트레이 온도 센서에 의해서 추가로 측정된 온도가 특정 온도에 도달하는 시간을 측정하는 단계; 도달한 시간이 특정 시간 보다 짧으면, 과냉각이 발생한 것으로 판단하고 물이 저장된 트레이에 스파크를 발생시키는 단계;를 포함하는 제빙기의 제어 방법을 제공한다.

Description

제빙기 및 이를 포함하는 냉장고{Ice maker and Refrigerator having the same}
본 발명은 제빙기 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구형 형태의 투명한 얼음을 제공할 수 있는 제빙기 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것이다.
물을 얼릴 때에 과냉각이 발생을 하면 급속하게 상변화가 일어나면서 불투명한 얼음이 발생을 한다. 과냉각은 응고점 이하의 온도에서 상변화가 일어나지 않고 잠열도 방출하지 않는 상태를 말한다. 냉동고 내에서 얼음을 얼리면 불투명한 얼음이 쉽게 관찰되는데 이는 과냉각 상태의 물이 급격한 상변화로 인해 뿌옇게 언 결과이다. 얼음의 투명도를 제어하기 위해선 과냉각을 조절하는 것이 중요하다. 투명얼음을 만들기 위해서는 과냉각을 해지하거나 예방하는 방법이 필요하다.
일반적인 냉장고에서 제빙과 관련하여 물의 과냉각을 고려한 기술은 찾아보기 힘들다. 이는 제빙 기술의 발전이 얼음의 품질 보다는 제빙 속도에 초점을 두어 진행되었기 때문으로 생각된다.
과냉각 현상을 줄이는 데에 가장 널리 사용되는 방법은 조핵제 (nucleation agent)의 첨가이다. 조핵제는 핵생성 장벽(nucleation barrier)을 낮추고 결정화 시간을 줄이는 등의 효과를 통하여 물질의 과냉각도를 낮출 수 있다.
그러나 이러한 과냉각 관련 기술은 식음용 얼음 제작에 적용하기 어렵다. 조핵제의 사용은 식음용 얼음 제작에 있어서 여러 제한이 따르고, 때론 부적절할 수 있다. 물 섭취의 연장선에서 깨끗하고 순수한 얼음이 아닌 첨가물을 포함한 얼음은 소비자에게 거부감을 일으킬 수 있다.
또한 과냉각 방지 효과를 확실하게 가지면서 인체에 무해한 첨가제를 찾기란 매우 어려울 것으로 예상되며, 조핵제를 냉장고 내에 저장하고 제빙 시에 주입해야 하는 번거로움이 따른다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 과냉각현상이 발생하지 않거나 과냉각 현상이 발생하더라도 빠르게 과냉각 현상을 벗어날 수 있는 제빙기 및 이를 포함하는 냉장고를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에서는 물의 과냉각을 해지하기 위해서 트레이의 온도를 이용하여 과냉각 상태를 판단하고 과냉각이라고 판단이 되면 하측 트레이를 일정각도 회전하여 과냉각 상태가 해지되도록 한다. 이때 하측 트레이의 회전 각도는 물이 넘치지 않을 정도로 선정하여 수행하여야 하는 것이 바람직하다. 트레이의 회전은 과냉각이 해지될 동안 반복적으로 수행이 될 수가 있다. 트레이의 온도가 갑자기 상승하는 시점은 과냉각이 해지되었다고 판단하고 트레이의 회전을 멈추고 초기 제빙위치로 복귀를 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 셀간 격벽에 과냉각 해지시 결빙되는 결정핵이 전달될 수 있는 작은 홈을 추가하므로써 한쪽 셀에서 발생하는 과냉각해지가 다른 셀로도 전파가 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 트레이를 냉각한 후에 물을 트레이에 공급해서, 트레이와 접촉된 물이 과냉각이 발생되지 않고 얼음이 생성될 수 있도록 한다. 즉 냉각된 트레이의 표면과 물의 접촉을 통해 결정핵을 활성화하고, 접촉면을 따라 얼음이 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 투명한 얼음을 제작하기 위해서 급수를 분할하여 1차 급수에서 얼음 조각을 형성하고, 나머지 물을 마저 급수한 상태로 제빙한다. 초기에 소량으로 급수된 물 속의 얼음을 이용해 결정핵을 활성화하기 때문에, 과냉각이 발생하지 않을 수 있다. 초기에 공급되는 물의 양이 작기 때문에, 물을 한꺼번에 공급하는 방식에 비해서 얼음을 빨리 생성할 수 있다. 따라서, 과냉각이 발생하는 상황을 빨리 종료시키거나, 과냉각이 발생하지 않도록 유도한다.
본 발명의 다른 실시예에서는 고전압에서 방전되는 스파크로 과냉각수를 자극하여, 결빙 핵 생성 및 에너지 불균형을 만들어 과냉각을 해지할 수 있는 방법을 제공한다. 과냉각은 물이 안정된 상태로 냉각되어 빙점 이하의 온도로 낮아져도 얼지않아 물로 남아있는 현상인데, 스파크를 가할 경우에 과냉각상태에서 해지되어 얼음으로 변환될 수 있다.
본 발명은 물을 얼리는 제빙기에 물과 냉기가 공급되고, 트레이 온도 센서에 의해서 트레이의 온도를 측정해서 섭씨 0도에 해당하는 시점을 측정하는 단계; 상기 트레이 온도 센서에 의해서 추가로 측정된 온도가 특정 온도에 도달하는 시간을 측정하는 단계; 도달한 시간이 특정 시간 보다 짧으면, 과냉각이 발생한 것으로 판단하고 물이 저장된 트레이에 스파크를 발생시키는 단계;를 포함하는 제빙기의 제어 방법을 제공한다.
또한 상기 스파크를 발생시킨 후에 상기 트레이 온도를 다시 측정하는 단계;를 더 포함하는 것이 가능하다.
다시 측정된 온도가 이전에 측정된 온도과 동일하거나 하강되면, 스파크를 다시 발생시키는 것이 가능하다.
스파크를 물에 발생하는 전극은 물의 표면 상측에 이격되도록 배치되는 것이 가능하다.
상기 트레이는 상측 트레이와 하측 트레이를 포함하고, 상기 전극은 상기 상측 트레이의 개구부를 관통하도록 배치된 것이 가능하다.
또한 물이 저장되는 트레이; 상기 트레이의 온도를 측정하는 트레이 온도 센서; 물에 이격되도록 배치되는 전극; 및 상기 트레이 온도 센서에서 측정된 온도에 따라, 상기 트레이에 수용된 물이 과냉각 상태라고 판단하면, 상기 전극에서 고전압 스파크를 발생시키는 제어부;를 포함하는 제빙기를 제공한다.
상기 전극은 상기 트레이의 개구부를 관통해서, 물의 표면이 이격되도록 배치되는 것이 가능하다.
상기 전극은 상기 트레이의 개구부의 중앙에 배치되는 것이 가능하다.
본 발명은 물을 얼리는 제빙기에 물과 냉기가 공급되고, 트레이 온도 센서에 의해서 트레이의 온도를 측정해서 섭씨 0도에 해당하는 시점을 측정하는 단계; 상기 트레이 온도 센서에 의해서 추가로 측정된 온도가 특정 온도에 도달하는 시간을 측정하는 단계; 도달한 시간이 특정 시간 보다 짧으면, 과냉각이 발생한 것으로 판단하고 물이 저장된 트레이를 회전시키는 단계;를 포함하는 제빙기의 제어 방법을 제공한다.
상기 트레이를 회전한 후에 상기 트레이 온도를 다시 측정하는 단계;를 더 포함하는 것이 가능하다.
다시 측정된 온도가 이전에 측정된 온도보다 상승되면, 트레이의 회전을 중지하는 것이 가능하다.
다시 측정된 온도가 이전에 측정된 온도과 동일하거나 하강되면, 트레이를 다시 회전하는 것이 가능하다.
상기 트레이는 상측 트레이와 하측 트레이를 포함하고, 상기 상측 트레이는 고정되고, 상기 하측 트레이만 회전되는 것이 가능하다.
이때 상기 특정 온도는 0도 이하인 것이 가능하다.
본 발명은 제빙기로 물을 공급하는 유로를 개폐하는 급수 밸브에서 유로를 차단하는 단계; 상기 제빙기에 물이 공급되지 않은 상태에서 상기 제빙기로 냉기가 공급되어, 상기 제빙기가 냉각되는 단계; 상기 급수 밸브에서 유로를 개방해서, 상기 제빙기로 물이 공급되는 단계; 상기 제빙기에 냉기가 공급되어서, 얼음이 생성되는 단계;를 포함하는 제빙기의 제어 방법을 제공한다.
상기 제빙기는, 얼음이 생성되는 상측 트레이와 하측 트레이를 포함하고, 상기 제빙기가 냉각되는 단계에서는 상기 상측 트레이와 상기 하측 트레이 중 어느 하나가 냉각되는 것이 가능하다.
상기 냉각하는 단계에서는 상기 상측 트레이와 상기 하측 트레이 중에 어느 하나를 0도 이하로 냉각하는 것이 가능하다.
상기 제빙기로 공급되는 물의 온도는 상기 상측 트레이와 상기 하측 트레이의 온도보다 높은 것이 가능하다.
상기 물이 공급되는 단계에서는, 물 공급이 중단되지 않고 설정된 양만큼 공급되는 것이 가능하다.
상기 얼음이 생성되는 단계에서는, 물을 추가공급하지 않고, 냉기가 공급되어 얼음이 생성되는 것이 가능하다.
본 발명은 트레이에 물을 급수하는 제1차 급수 단계; 물을 냉각해서 얼음을 생성하는 단계; 얼음이 생성된 트레이에 물을 급수하는 제2차 급수 단계; 물과 얼음이 혼합된 상태에서 얼음을 생성하는 단계;를 포함하는 제빙기의 제어방법을 제공한다.
상기 제2차 급수 단계이전에 얼음이 생성되었는지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다.
트레이 온도 센서에서 측정된 온도가 특정 온도 이하인 경우에 얼음이 생성되었다고 판단하는 것이 가능하다.
상기 제1차 급수 단계가 완료된 후에 소정 시간이 경과한 경우에 얼음이 생성되었다고 판단하는 것이 가능하다.
상기 제1급수 단계와 상기 제2급수 단계에도 트레이에 냉기를 지속적으로 공급하는 것이 가능하다.
상기 제1급수 단계에서는 상기 제2급수 단계에 비해서 적은 양의 물을 공급하는 것이 가능하다.
본 발명은 반구 형상을 가지는 복수 개의 셀을 구비하는 상측 트레이; 및 반구 형상을 가지는 복수 개의 셀을 구비하고, 인접하게 배치되는 셀을 연결하는 연통공을 구비하는 하측 트레이;를 포함하고, 상기 상측 트레이와 상기 하측 트레이는 서로 회전이 가능하게 배치되고, 상기 상측 트레와 상기 하측 트레이가 결합되어서, 복수 개의 셀이 구형 형상을 이루도록 배치될 때에 상기 연통공은 각각의 셀을 연결하는 것을 특징으로 하는 제빙기를 제공한다.
상기 연통공은 상기 하측 트레이의 상면에 배치되는 것이 가능하다.
상기 연통공은 반원 형상의 단면을 가지는 것이 가능하다.
상기 연통공은 반구 형상의 셀 각각의 중심을 연결하는 연장선 상에 배치되는 것이 가능하다.
상기 연통공은 상기 상측 트레이에 배치되는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 과냉각 발생시 트레이 회전을 통해 과냉각을 해지 할 수 있다. 과냉각 해지를 위한 별도의 장치가 필요없이 트레이를 회전하는 로직만 추가하여 과냉각을 해지 할 수 있다.
실험 결과 약 -3℃근처에서 발생하는 과냉각은 투명도에 큰 영향을 미치지 않으므로 -3℃까지 과냉각 여부를 판단하고 그 이후에도 과냉각이 계속 발생한다면 트레이의 회전을 통해 과냉각을 해지할 수 있다.
나아가 트레이의 온도를 지속적으로 측정하여 과냉각 해지가 확인될 때까지 반복적으로 수행하여 과냉각을 해지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각각의 셀을 서로 연결해서 하나의 셀에 과냉각이 해지되는 효과를 다른 셀에 전달할 수 있다. 셀간 격벽 사이에 작은 홈을 만들어주므로써 한쪽에서 과냉각이 해지되면 다른 셀로 전달이 되면서 결국 모든 셀에서 과냉각이 해지가 될 수 있다. 결국 트레이의 모든 셀의 과냉각을 해지시킬 필요 없이 한 셀의 과냉각만 해지를 하면 모든 셀의 과냉각을 해지할 수가 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제빙 시에 트레이 외에 다른 부품이 물 및 얼음에 닿지 않고, 조핵제와 같은 이물질을 첨가하지 않음으로써 식음에 적절하고 안전한 방안이다. 소비, 마모 되는 구조가 없어 반복 작동에도 효과가 저하되지 않는다. 또한 냉장고 내에서 적용하기에 안전한 방식이다. 작동 시 소음 및 진동이 발생하지 않아 근접해 있는 사용자에게 불편을 끼치지 않는다는 장점이 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 과냉각이 발생되는 초기에 과냉각을 해지할 수 있어서 투명한 얼음을 제공할 수 있다. 특히 어는 온도보다 3도 이상 차이가 나지 않은 상태에서 과냉각이 해지되는 경우에 불투명하게 되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 도시한 도면.
도 2는 제빙기가 설치된 냉장고를 설명한 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기를 도시한 사시도.
도 4는 제빙기를 도시한 정면도.
도 5는 제빙기의 분해 사시도.
도 6 내지 도 11은 제빙기의 일부 구성요가 결합된 상태를 도시한 도면.
도 12 및 도 13은 제빙기에 급수되는 과정을 설명한 도면.
도 14는 제빙기에서 이빙되는 과정을 설명한 도면.
도 15는 일 실시예에 따른 제어 블록도.
도 16은 일 실시예에 따른 과냉각을 해지하는 과정을 설명한 도면.
도 17은 다른 실시예에 따른 하측 트레이 및 관련 부분을 도시한 도면.
도 18은 도 17의 평면도.
도 19는 다른 실시예에 따른 제빙 방법을 설명한 도면.
도 20은 다른 실시예에 따른 제빙 방법을 설명한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고를 도시한 도면이고, 도 2는 제빙기가 설치된 냉장고를 설명한 측단면도이다.
도 1(a)에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고는 저장실을 개폐하는 복수 개의 도어(10, 20, 30)를 포함한다. 상기 도어(10, 20, 30)는 회전되는 방식으로 저장실을 개폐하는 도어(10, 20)와 슬라이딩 방식으로 저장실을 개폐하는 도어(30)를 포함한다.
도 1(b)는 냉장고의 후면에서 바라본 단면도인데, 냉장고 캐비닛(14)는 냉장실(18)과 냉동실(32)을 포함할 수 있다. 상기 냉장실(14)은 상측에 배치되고, 상기 냉동실(32)은 하측에 배치되어서, 각각의 도어에 의해서 각각의 저장실이 개별적으로 개폐가능하다. 본 발명은 본 실시예와는 달리 상측에 냉동실이 배치되고, 하측에 냉장실이 배치된 냉장고에서도 적용가능하다.
상기 냉동실(32)은 상부 공간과 하부 공간이 서로 구분될 수 있고, 하부 공간은 공간으로부터 인출입이 가능한 드로워(40)가 구비된다. 상기 냉동실(32)는 하나의 도어(30)에 의해서 개폐가 가능하더라도, 두 개의 공간으로 분리되도록 구비되는 것이 가능하다.
상기 냉동실(32)의 상부 공간에는 얼음을 제조할 수 있는 제빙기(200)가 구비될 수 있다. 상기 제빙기(200)의 하부에는 상기 제빙기(200)에서 생산된 얼음이 낙하되어 보관되는 아이스 버킷(600)이 마련될 수 있다. 사용자는 상기 아이스 버킷(600)을 꺼내서, 상기 아이스 버킷(600)에 저장된 얼음을 이용할 수 있다. 상기 아이스 버킷(600)은 상기 냉동실(32)의 상부 공간과 하부 공간을 가르는 수평 벽의 상측에 거치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 캐비닛(14)에는 상기 제빙기(200)에 냉기를 공급하는 턱트(50)가 구비된다. 상기 덕트(50)는 압축기에 의해서 압축된 냉매가 증발되는 증발기에서 공급되는 냉기가 토출되어서, 상기 제빙기(200)를 냉각한다. 상기 제빙기(200)에 공급된 냉기에 의해서 상기 제빙기(200) 내부에서 얼음이 생성될 수 있다.
도 2에서 우측은 냉장고의 후방이고, 좌측은 냉장고의 전방 즉 도어가 설치된 부분인 것이 가능하다. 이때 상기 덕트(50)는 상기 캐비닛(14)의 후방에 배치되어서, 상기 캐비닛(14)의 전방을 향해서 냉기를 토출할 수 있다. 상기 제빙기(200)는 상기 덕트(50)의 전방에 배치된다.
상기 덕트(50)의 토출구는 상기 냉동실(32)의 천장에 위치해서, 상기 제빙기(200)의 상측에 냉기를 토출하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙기를 도시한 사시도이고, 도 4는 제빙기를 도시한 정면도이며, 도 5는 제빙기의 분해 사시도이다.
도 3a와 도 4a는 상기 냉동실(32)에 제빙기(200)를 고정하는 브라켓(220)이 포함된 도면이고, 도 3b와 도 4b는 상기 브라켓(220)이 제거된 상태를 표시한 도면이다. 상기 제빙기(200)의 각각의 구성요소는 상기 브라켓(220)의 내부 또는 외부에 구비되어서, 상기 제빙기(200)는 하나의 어셈블리를 구성할 수 있다. 따라서 상기 제빙기(200)가 상기 냉동실(32)의 천장에 설치될 수 있다.
상기 브라켓(200)의 내측면 상측에는 필컵(240)이 설치된다. 상기 필컵(240)은 상측과 하측에 각각 개구부가 마련되어서, 상기 필컵(240)의 상측으로 공급되는 물을 상기 필컵(240)의 하측으로 안내한다. 상기 필컵(240)의 상측 개구부는 하측 개구부보다 커서, 상기 필컵(240)을 통해서 하부로 안내되는 물의 토출 범위를 제한할 수 있다.
상기 필컵(240)의 상측으로는 물이 공급되는 급수 배관이 설치되어서, 상기 필컵(240)으로 물을 공급되고, 하부로 이동될 수 있다. 상기 필컵(240)은 상기 급수 배관에서 토출되는 물이 높은 위치에서 낙하되지 않도록 해서, 물이 튀는 것을 방지할 수 있다. 상기 필컵(240)은 상기 급수 배관보다 아래쪽에 배치되기 때문에, 물이 상기 필컵(240)까지 튀지 않고 안내되고, 낮아진 높이에 의해서 하방으로 이동되더라도 물이 튀는 양을 줄일 수 있다.
상기 제빙기(200)는 상측 트레이(320)와 하측 트레이(380)을 포함한다. 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)은 복수 개의 얼음이 생성될 수 있는 복수 개의 셀을 포함할 수 있다. 상기 상측 트레이(320)에 마련된 셀과 상기 하측 트레이(380)에 마련된 셀이 겹쳐지면, 구형 형상을 이루에 되면서 그 내부에 물이 공급되고 냉각이 이루어지면, 구형 얼음이 생성될 수 있다.
상기 상측 트레이(320)는 상기 상측 트레이(320)의 상측에서 낙하되는 물이 하측으로 이동될 수 있도록 상측과 하측에 각각 개구부가 마련된다.
상기 상측 트레이(320)의 하측에는 상측 트레이 커버(340)가 마련된다. 상기 상측 트레이 커버(340)는 상기 상측 트레이(320)의 각각의 셀 형상에 대응되도록 개구부가 형성되어서, 상기 상측 트레이(320)의 하측면에 결합될 수 있다.
상기 상측 트레이(320)의 상측에는 상측 트레이 케이스(300)가 결합되어서, 상기 상측 트레이(320)의 상측의 외관을 유지할 수 있다. 상기 상측 트레이 케이스(300)에는 상측 히터 케이스(280)가 마련된다. 상기 히터 케이스(280)에는 히터가 구비되어서, 상기 제빙기(200)의 상부에 열을 공급할 수 있다. 상기 히터는 상기 히터 케이스(280)에 매립되거나 일측면에 설치되는 방식으로 구비될 수 있다.
상기 상측 트레이 케이스(300)에는 상측은 경사지고, 하측은 수직하게 연장된 가이드 홈(302)이 구비된다. 상기 가이드 홈(302)은 상기 트레이 케이스(300)의 상측으로 연장된 부재의 내부에 구비될 수 있다.
상기 가이드 홈(302)에는 상측 푸셔(260)의 가이드 돌기(262)가 삽입되어서,상기 가이드 돌기(262)는 상기 가이드 홈(302)을 따라서 안내될 수 있다. 상기 상측 푸셔(260)는 상기 상측 트레이(320)의 각각의 셀의 갯수와 동일하게 연장된 연장부(264)가 구비되어서, 각각의 셀에 위치한 얼음을 밀어낼 수 있다.
상기 상측 푸셔(260)의 상기 가이드 돌기(262)는 상기 푸셔 링크(500)에 결합된다. 이때 상기 가이드 돌기(262)는 상기 푸셔 링크(500)에 회전가능하도록 결합되어서, 상기 푸셔 링크(500)가 움직이면 상기 상측 푸셔(260)도 상기 가이드 홈(302)을 따라서 이동될 수 있다.
상기 하측 트레이(380)의 상측에는 하측 트레이 커버(360)가 구비되어서, 상기 하측 트레이(380)의 외관이 유지될 수 있도록 한다. 상기 하측 트레이(380)는 각각의 개별 얼음이 생성될 수 있는 공간을 이루는 복수 개의 셀이 구분되도록 상측으로 돌출된 형상을 이루는데, 상기 하측 트레이 커버(360)는 상측으로 돌출된 셀을 감쌀 수 있다.
상기 하측 트레이(380)의 하부에는 하측 트레이 케이스(400)가 구비되어서, 상기 하측 트레이(380)의 하부로 돌출된 셀 형상을 유지할 수 있다. 상기 하측 트레이 케이스(400)의 일측에는 스프링(402)이 구비된다.
상기 하측 트레이 케이스(400)의 하측에는 하측 트레이 히터 케이스(420)가 구비된다. 상기 하측 트레이 히터 케이스(420)에는 히터가 마련되어서, 상기 제빙기(200)의 하부에 열을 공급할 수 있다.
상기 제빙기(200)에는 회전력을 제공하는 모터부(480)가 구비된다.
상기 상측 트레이 케이스(300)의 일측에 하방으로 연장된 연장부에는 관통공(282)가 형성된다. 상기 하측 트레이 케이스(400)의 일측에 연장된 연장부에는 관통공(404)가 형성된다. 상기 관통공(282)과 상기 관통공(404)을 함께 관통하는 샤프트(440)이 구비되고, 상기 샤프트(440)의 양단에는 회전 암(460)이 각각 구비된다. 상기 샤프트(440)은 상기 모터부(480)로부터 회전력을 전달받아서, 회전되는 것이 가능하다.
상기 회전 암(460)의 일단은 상기 스프링(402)의 일단에 연결되어서, 상기 스프링(402)이 인장되는 경우 복원력에 의해서 상기 회전 암(460)의 위치가 초기 치로 이동되도록 할 수 있다.
상기 모터부(480)내에는 모터와 복수 개의 기어가 서로 결합될 수 있다.
상기 모터부(480)에는 만빙 감지 레버(520)가 연결되어서, 상기 모터부(480)에서 제공되는 회전력에 의해서 상기 만빙 감지 레버(520)가 회전될 수 있다.
상기 만빙 감지 레버(520)는 전체적으로 'ㄷ'자 형상을 이루어서, 양 단에서 수직하게 연장되는 부분과, 수직하게 연장되는 두 개의 부분을 서로 연결하는 수평하게 배치된 부분을 포함할 수 있다. 수직하게 연장되는 두 개의 부분 중에 어느 하나는 상기 모터부(480)에 결합되고, 다른 하나는 상기 브라켓(220)에 결합되어서, 상기 만빙 감지 레버(520)는 회전되면서 상기 아이스 버킷(600)에 저장된 얼음을 감지할 수 있다.
상기 브레켓(220)의 내부 하측면에는 하측 푸셔(540)가 구비된다. 상기 하측 푸셔(540)는 상기 브라켓(220)에 결합되는 결합편(542)과 상기 결합편(542)에 설치된 복수 개의 연장부(544)가 구비된다. 상기 복수 개의 연장부(544)는 상기 하측 트레이(380)에 구비되는 복수 개의 셀의 갯수와 동일하게 마련되어서, 상기 하측 트레이(380)의 셀에 생성된 얼음이 상기 하측 트레이(380)로부터 분리될 수 있도록 밀어주는 기능을 수행한다.
상기 상측 트레이 케이스(300)와 상기 하측 트레이 케이스(400)은 상기 샤프트(440)에 대해서 서로 회전가능하게 결합되어서, 상기 샤프트(440)를 중심으로 각도가 변화되도록 배치될 수 있다.
상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)은 각각 실리콘과 같이 변형이 용이한 재질로 이루어져서, 각각의 푸셔에 의해서 가압될 때에 순간적으로 변형이 이루어져 생성된 얼음이 트레이로부터 쉽게 분리될 수 있다.
도 6 내지 도 11은 제빙기의 일부 구성요가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 상기 브라켓(220), 상기 필컵(240), 상기 하부 푸셔(540)이 결합된 상태를 설명한 도면이다. 상기 하부 푸셔(540)는 상기 브라켓(220)의 내측면에 설치되되, 상기 하부 푸셔(540)의 연장부가 상기 결합편(542)로부터 연장된 방향이 수직하지 않고 하측으로 기울어지도록 배치된다.
도 7은 상측 히터 케이스(280)와 상측 트레이 케이스(300)가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
상기 상측 히터 케이스(280)는 상기 상측 트레이 케이스(300)의 하측면에서 수평면이 하측으로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 상측 히터 케이스(280)와 상기 상측 트레이 케이스(300)은 상측에 물이 통과할 수 있도록 상기 상측 트레이(320)의 각각의 셀에 대응되는 개구부를 구비하고, 각각의 개구부의 형상은 각각의 셀에 대응되는 형상을 이루는 것이 가능하다.
도 8은 상측 트레이 케이스(300), 상측 트레이(320), 상측 트레이 커버(340)이 결합된 상태를 도시한 도면이다.
상기 트레이 커버(340)은 상기 상측 트레이(320)와 상기 상측 트레이 케이스(300)의 사이에 배치된다.
상기 상측 트레이 케이스(300), 상기 상측 트레이(320), 상기 트레이 커버(340)은 하나의 모듈과 같이 결합되어서, 상기 상측 트레이 케이스(300), 상기 상측 트레이(320), 상기 트레이 커버(340)는 상기 샤트프(440)에 하나의 부재와 같이 함께 회전이 가능하게 배치된다.
도 9는 하측 트레이(380), 하측 트레이 커버(360), 하측 트레이 케이스(400)이 결합된 상태를 도시한 도면이다.
상기 하측 트레이(380)을 사이에 두고, 상기 하측 트레이 커버(360)은 상측에 배치되고, 상기 하측 트레이 케이스(400)은 하측에 배치된다.
상기 하측 트레이(380)의 각각의 셀은 구형 얼음의 하부를 이룰 수 있도록 반구형상을 가진다.
도 10은 하측 트레이 커버(360), 하측 트레이(380), 하측 트레이 케이스(400), 하측 히터 케이스(420)이 결합된 상태를 도시한 도면이다.
상기 하측 히터 케이스(420)는 상기 하측 트레이 케이스의 하면에 배치되면서, 상기 하측 트레이(380)에 열을 공급하는 히터를 고정할 수 있다.
도 11은 도 8과 도 10이 결합되고, 회전암(460), 샤프트(440), 푸셔 링크(500)가 결합된 상태를 도시한 도면이다.
상기 회전 암(460)의 일단은 상기 샤프트(440)에 결합되고, 타단은 상기 스프링(402)에 결합된다. 상기 푸셔 링크(500)의 일단은 상기 상측 푸셔(260)에 결합되고, 타단은 상기 샤프트(440)에 대해서 회전될 수 있도록 배치된다.
도 12 및 도 13은 제빙기에 급수되는 과정을 설명한 도면이다.
도 12는 제빙기를 측면에서 바라보면서, 물이 급수되는 과정을 설명한 도면이고, 도 13은 제빙기를 정면에서 바라보면서 물이 급수되는 과정을 설명한 도면이다.
도 12a와 같이 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)은 서로 벌어진 상태로 배치되다가, 도 12b에서와 같이 상기 하측 트레이(380)이 상기 상측 트레이(320)를 향해서 회전된다. 이때 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380) 일부가 겹쳐지기는 하지만, 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)가 완전히 맞물려서 그 내부 공간이 구형 형상을 이루지는 않는다.
도 12c에서와 같이 상기 필컵(240)을 통해서 물이 트레이 내부로 공급된다. 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)이 완전히 맞물린 상태는 아니기 때문에, 물의 일부는 상기 상측 트레이(320)의 바깥으로 넘어간다. 다만 상기 하측 트레이(380)은 상기 상측 트레이(320)의 상측을 이격되도록 감싸게 형성된 부분이 있기 때문에, 물이 상기 하측 트레이(380)을 넘치지는 않는다.
도 13은 도 12c를 구체적으로 설명한 도면인데, 도 13a와 도 13b의 순서로 상태가 변화된다.
도 12c와 같이 상기 필컵(240)을 통해서 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)로 물이 공급될 때에, 상기 필컵(240)은 트레이의 일측으로 치우치게 배치된다.
즉 상기 상측 트레이(320)에는 복수 개의 독립적인 얼음을 생성하기 위한 복수 개의 셀(322, 324, 326)이 구비된다. 상기 하측 트레이(380)에도 복수 개의 독립적인 얼음을 생성하기 위한 복수 개의 셀(382, 384, 386)이 구비된다. 상기 상측 트레이(320)에 배치된 셀과 상기 하측 트레이(380)에 배치되는 셀이 합쳐지면서 하나의 구형 얼음이 생성될 수 있다.
도 13에서는 각각의 셀에 차 있는 물이 셀 사이를 이동할 수 있도록 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)가 12c에서와 같이 완전히 결합되지 않고, 전방 측이 벌이진다.
도 13a에서와 같이 물이 좌측에 위치한 셀(322, 382)의 상측에 공급되면, 물은 셀(322, 382)의 내부로 이동한다. 이때 하측에 위치한 셀(382)를 넘치면, 물은 좌측에 위치한 셀(384, 486)으로 이동될 수 있다. 복수 개의 셀은 각각 서로 완전히 격리되지 않기 때문에, 셀 내에서 물의 수위가 일정 수준 이상 상승되면 물은 주변의 셀로 이동되면서 각각의 셀에 물을 모두 채울 수 있다.
상기 제빙기(200)의 외부에 마련된 급수 배관에 배치된 급수 밸브에서 정해진 물이 공급된 경우에는 유로를 닫아서, 물이 상기 제빙기(200)로 더 이상 공급되지 않도록 할 수 있다.
도 14는 제빙기에서 이빙되는 과정을 설명한 도면이다.
도 14를 참조해서 설명하면, 도 12c에서 상기 하측 트레이(380)이 도면을 기준으로 반시계 방향으로 더 회전되면 도 14a와 같이 상기 상측 트레이(320)가 상기 하측 트레이(380)와 셀이 구형 형상을 이루도록 배치될 수 있다. 상기 하측 트레이(380)와 상기 상측 트레이(320)가 완전히 결합되어 각각의 셀에 물이 구분되도록 배치될 수 있다.
도 14a의 상태에서 소정 시간 동안 냉기가 공급되면, 트레이의 셀에는 얼음이 생성된다. 냉기에 의해서 물이 얼음으로 변화되는 동안 도 14a와 같이 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)가 서로 맞물려서 물이 이동되지 않는 상태가 유지된다.
트레이의 셀에 얼음이 생성되면, 도 14b와 같이, 상기 상측 트레이(320)는 정지한 상태에서, 상기 하측 트레이(380)를 시계 방향으로 회전시킨다.
이때 얼음은 자체적으로 무게를 가지기 때문에, 상기 상측 트레이(320)로부터는 떨어질 수 있다. 이 경우에 상기 상측 트레이(320)에는 상기 상측 푸셔(260)가 하강하면서 상기 상측 트레이(320)에 얼음이 붙어있는 것을 방지할 수 있다.
상기 하측 트레이(380)는 얼음의 하부를 받치고 있기 때문에, 상기 하측 트레이(380)가 시계 방향으로 이동되더라도 얼음이 상기 하측 트레이(380)에 거치된 상태가 유지된다. 도 14b에서와 같이 상기 하측 트레이(380)가 수직한 각도를 넘길 정도로 회전된 상태에서도 상기 하측 트레이(380)에 얼음이 붙어 있는 경우가 있을 수 있다.
따라서 본 실시예에서는 상기 하측 푸셔(540)가 상기 하측 트레이(380)의 바닥을 변형하고, 상기 하측 트레이(380)가 변형되면서 얼음과 상기 하측 트레이(380)의 접착력이 약화되어서 얼음이 상기 하측 트레이(380)으로부터 떨어질 수 있다.
이후에 얼음은 도 14에는 도시되지 않았지만, 아이스 버킷(600)으로 낙하될 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 제어 블록도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에는 상기 상측 트레이(320) 또는 상기 하측 트레이(380)의 온도를 측정하는 트레이 온도 센서(700)가 구비된다.
상기 트레이 온도 센서(700)에서 측정된 온도는 제어부(800)에 전달된다.
상기 제어부(800)는 상기 모터부(520)를 제어해서, 상기 모터부(520)에서 모터가 회전되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(800)는 상기 제빙기(200)에 공급되는 물의 유로를 개폐하는 급수 밸브(740)를 제어해서, 상기 제빙기(200)로 물이 공급되거나 공급이 중지되도록 할 수 있다.
상기 모터부(520)가 동작되면, 상기 하측 트레이(380) 또는 상기 만빙 감지 레버(520)가 회전될 수 있다.
상기 하측 히터 케이스(420)에는 제1히터(430)가 마련된다. 상기 제1히터(430)는 상기 하측 히터 케이스(420)에 배치되어서, 열을 공급할 수 있다. 상기 제1히터(430)는 트레이의 하부에 배치되기 때문에 하측 히터를 의미할 수 있다.
상기 상측 히터 케이스(280)에는 제2히터(290)가 마련된다. 상기 제2히터(290)는 상기 상측 히터 케이스(280)에 배치되어서, 열을 공급할 수 있다. 상기 제2히터(290)는 트레이의 상부에 배치되기 때문에 상측 히터를 의미할 수 있다.
상기 제1히터(430)와 상기 제2히터(290)에는 상기 제어부(800)의 명령에 따라 전력이 공급되어서, 열을 발생할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 과냉각을 해지하는 과정을 설명한 도면이다.
도 16을 참조하면, 상기 제빙기(200)에 급수 후 상기 제빙기(200)에는 덕트(50)를 통해서 냉기가 공급된다.
트레이에 얼음이 생성되는 동안 상기 트레이 온도 센서(700)에서 온도를 측정한다.
상기 트레이 온도 센서(700)에서 측정된 온도가 섭씨 0도까지 떨어진 이후 일정시간 안에 -3℃까지 내려가는 경우 과냉각이 발생한다고 판단할 수 있다. 즉 상기 제어부(700)에서는 트레이의 온도가 0도까지 떨어진 후에 상대적으로 빠른 속도로 영하 3도까지 내려가면 과냉각이 발생하는 것으로 판단한다.
이때 상기 제어부(800)는 상기 하측 트레이(380)을 회전시킨다. 즉 도 16a와 같이 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)이 서로 맞물려 있는 상태에서, 도 16b와 같이 상기 하측 트레이(380)을 시계 방향으로 회전시켜서, 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)의 일단이 이격되도록 구성할 수 있다. 따라서 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)에 수용된 물에 이동이 발생되면서 과냉각이 해지될 수 있다.
그리고, 상기 하측 트레이(380)는 일정각도까지 회전 후에 도 16a와 같은 위치로 복귀하게 된다.
상기 하측 트레이(380)이 회전한 후에, 상기 트레이 온도 센서(700)에서 측정된 온도가 -3℃이상으로 올라가면 과냉각이 해지되었다고 판단하고 더 이상 회전을 하지 않을 수 있다.
한편, 상기 하측 트레이(380)를 회전한 이후에도 상기 트레이 온도 센서에서 측정된 온도가 계속 떨어지면 과냉각이 해지되지 않았다고 판단하고 상기 하측 트레이(380)를 더 회전시킬 수 있다.
도 17은 다른 실시예에 따른 하측 트레이 및 관련 부분을 도시한 도면이고, 도 18은 도 17의 평면도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 다른 실시예에서는 하측 트레이의 각각의 셀(382, 384, 386)을 연결하는 연통공(390)이 마련된다.
상기 연통공(390)은 각각의 셀(382, 384, 386)과 그 셀에 인접하게 마련된 셀(382, 384, 386)을 서로 연결한다. 상기 연통공(390)을 통해서 물이 자유롭게 각각의 셀(382, 384, 386)의 사이를 이동하기는 쉽지 않지만, 상기 연통공(390)이 있기 때문에 각각의 셀(382, 384, 386)이 완전히 격리되지는 않는다.
셀(382, 384, 386) 중에 어느 하나에서 과냉각이 해지되는 경우에는 상기 연통공(390)을 통해서 상기 셀(382, 384, 386) 중 다른 셀에도 과냉각이 해지되는 효과를 연달아서 발생시킬 수 있다.
상기 연통공(390)을 통해서 복수 개의 셀(382, 384, 386)이 모두 하나로 용기와 같은 효과를 거둘수 있기 때문에, 과냉각 해지의 효과가 다른 셀에도 전달될 수 있다.
상기 연통공(390)은 상기 셀(382, 384, 386)의 크기보다는 작게 마련되되, 단면은 반원 또는 다각형 형상을 이루는 것이 가능하다. 상기 연통공(390)은 각각의 셀(382, 384, 386)이 서로 인접하는 위치에 마련되어서, 상기 연통공(390)의 길이가 가능하면 짧아질 수 있도록 구현할 수 있다.
상기 연통공(390)은 각각의 셀(382, 384, 386)을 직선거리를 가지도록 연결해서, 상기 하측 트레이(380)에 차지하는 체적이 작아질 수 있다. 상기 연통공(390)은 반구 형상의 셀 각각의 중심을 연결하는 연장선 상에 배치될 수 있다.
상기 연통공(390)은 상기 하측 트레이의 상면에 배치될 수 있다. 각각의 셀(382, 384, 386)은 전체적으로 반구 형상을 이루는데, 각각의 셀이 상측 트레이의 셀과 결합되면 전체적으로 구형상을 이루게 된다. 상기 하측 트레이(380)의 상면은 상기 셀(382, 384, 386)을 이루는 반구형상의 상측면을 의미할 수 있다.
상기 연통공(390)은 각각의 셀(382, 384, 386)의 사이에 물이 이동하기 위한 통로는 아니기 때문에, 물을 이동시키는 유로보다는 작은 크기로 형성될 수 있다.상기 연통공(390)을 통해서 복수 개의 셀 중 어느 하나의 셀(382, 384, 386)에서 과냉각 해지시 생성되는 얼음 결정핵이 다른 셀로 전파되어서, 전체 셀에서 과냉각이 해지될 수 있다. 상기 연통공(390)과 상기 셀(382, 384, 386)에 물이 차 있는 상태에서, 어느 하나의 셀에 과냉각이 해지되는 순간, 그러한 효과는 각각의 연통공(390)을 통해서 전체 셀(382, 384, 386)로 전달될 수 있다. 상기 연통공(390)은 상기 하측 트레이(380)에 물이 공급되는 과정에서, 함께 물이 차 있기 때문이다.
상기 연통공(390)은 구형 형상 얼음에 큰 변형을 주지 않을 정도의 단면 크기를 가져서, 사용자에게 최종 얼음이 제공될 때에는 구형 형상 얼음으로부터 분리될 수 있다. 얼음이 이빙되는 과정에서 상기 아이스 버킷(600)으로 낙하하게 되는데, 그때 발생되는 충격으로 상기 연통공(390)으로 인해서 구형 얼음에 생성된 얼음은 구형 얼음으로부터 분리되어, 구형 형상 얼음이 유지될 수 있다.
한편 상기 연통공(390)은 상기 하측 트레이(380)와 상기 상측 트레이(320)이 서로 완전히 결합된 상태에서 상기 제빙기(200)로 냉기가 공급될 때에, 각각의 셀(382, 384, 386)을 서로 연결한 상태를 유지한다.
도 17 및 도 18과는 달리 상기 연통공(390)은 상기 하측 트레이(380)가 아니라 상기 상측 트레이(320)에 배치될 수 있다. 또한 상기 연통공(390)은 상기 하측 트레이(380)와 상기 상측 트레이(320)에 동시에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 도 15를 참조해서 설명한다.
다른 실시예에서는 트레이의 온도를 낮춘 후에, 물을 공급해서 얼음을 소량 생산해서 과냉각을 방지하는 기술이다.
도 15에서와 같이, 다른 실시예에서는 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)에 상기 덕트(50)를 통해서 냉기를 공급한다. 이때 상기 하측 트레이(380)에는 물이 공급되지 않은 상태이다.
즉 상기 급수 밸브(740)에서는 유로를 개방하지 않기 때문에 상기 제빙기(200)로는 물이 공급되지 않는다. 그 상태에서 상기 덕트(50)를 통해서 상기 제빙기(200)에 냉기가 공급되기 때문에 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)는 냉각된다. 즉 상기 하측 트레이(380)는 물이 저장되지 않은 상태에서 냉각되기 때문에, 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)는 물이 있는 상태보다 빨리 0도 이하로 냉각될 수 있다.
상기 상측 트레이(320) 또는 상기 하측 트레이(380)의 온도를 상기 트레이 온도 센서(700)를 통해서 측정한다. 이때 상기 트레이 온도 센서(700)에서 측정된 온도가 설정 온도보다 낮은지를 판단한다.
이때 상기 설정 온도는 0도 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어 섭씨 영하 10도 이하를 의미할 수 있지만, 0도 이하의 온도에서는 얼음이 생성될 수 있기 때문에, 0도 이하는 유지하는 것이 바람직하다.
상기 트레이 온도 센서(700)에서 측정된 온도가 설정 온도보다 낮으면, 상기 급수 밸브(740)에서 유로를 개방해서, 상기 하측 트레이(380)로 물을 공급할 수 있다. 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)의 온도가 상당히 낮기 때문에, 공급되는 물이 상기 상측 트레이(320) 또는 상기 하측 트레이(380)와 열교환되면서 보다 빠르게 온도가 하강할 수 있다. 따라서 보다 빠르게 얼음이 생성되면서 과냉각 상태를 거치지 않고 얼음이 생성될 수 있다.
본 실시예에서는 트레이에 물을 공급하기 전에 트레이를 냉기에 의해서 냉각한다. 물이 공급되지 않은 상태이기 때문에 트레이의 온도는 상대적으로 빨리 낮아지게 되는데, 충분히 트레이의 온도가 낮아진 상태에서 물이 공급되면 물이 빠른 속도로 냉각되어 과냉각을 거치지 않거나, 과냉각에서 빨리 벗어나서 얼음으로 상변화가 이루어질 수 있다.
트레이가 충분히 냉각된 후에 물을 공급하기 시작한다. 물이 공급되기 시작하면, 물 공급을 중단하지 않고 설정된 양 만큼 물을 고급한다. 물 공급이 완료된 후에는 트레이에 냉기를 지속적으로 공급해서, 얼음을 생성한다. 얼음이 생성되는 동안 물을 추가 공급하지 않고, 초기에 공급한 양을 유지한 상태에서, 냉기를 공급해서 최종적으로 얼음을 생성한다.
도 19는 다른 실시예에 따른 제빙 방법을 설명한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에서는 도 15 및 도 19를 참조해서 설명한다.
다른 실시예에서는 도 19a에서와 같이 트레이, 즉 하측 트레이(380)에 1차로 물을 급수한다. 그리고 도 19b에서와 같이 트레이에 냉기를 공급해서 물을 냉각해서 얼음을 생성한다. 이때 상기 트레이 온도 센서(700)에 의해서 트레이의 온도를 측정하거나 특정 시간이 경과했는지를 판단해서 얼음이 얼었는지를 감지할 수 있다.
얼음이 얼었다고 판단하면, 19c에서와 같이, 얼음이 생성된 상기 하측 트레이(380)에 2차로 물을 급수한다. 그러면 물은 얼음보다는 밀도가 크기 때문에 도 19d와 같이 얼음은 상승되고, 물은 하강하게 된다.
이러한 상태에서 상기 제빙기(200)에 냉기를 공급해서 냉각하면 이미 생성된 얼음을 중심으로 결정화가 진행된다. 따라서 2차 급수 후에 얼음을 생성하는 과정에서는 물의 과냉각 현상이 발생하지 않는다. 따라서 투명한 얼음을 생성할 수 있다.
좀더 구체적인 예를 들어서 설명해보면, 물을 대략 10gram 정도 급수하고, 제빙기를 냉각한다. 상기 트레이 온도 센서(700)에서 측정된 트레이의 온도가 섭씨 영하 10도에 도달했거나, 1차 급수를 완료한지 대략 60분 정도가 경과했는지를 감지할 수 있다. 두 가지 조건 중에 하나가 만족하거나, 두 가지 모두 만족한 경우에는 2차 급수를 해서, 트레이로 물을 공급한다. 이때 2차 급수에서는 트레이에서 구형 얼음이 생성될 수 있도록 물을 충분히 급수하고, 얼음이 토출될 때까지 추가 급수는 하지 않는다.
추가 급수를 진행하면서 제빙기에 상기 덕트(50)를 통해서 냉기를 공급해서 냉각할 수 있다. 충분히 냉각하게 되면, 추가 공급된 물도 얼음으로 냉각되어서, 사용자에게 구형 투명얼음이 제공될 수 있다.
본 실시예에서는 물이 단계적으로 급수되기 때문에, 얼음을 생성하기 위해서 물이 한 번에 급수되는 방식에 비해서, 초기에 공급된 물이 빠르게 얼음으로 냉각될 수 있다. 추가 급수에 의해서 얼음을 얼리는 과정에서는, 얼음이 있는 상태에서 물을 공급하는 경우에는 과냉각이 되지 않기 때문에, 과냉각 현상이 발생하지 않아서 투명한 얼음을 사용자에게 제공할 수 있다. 초기에 공급된 물이 얼음으로 변환된 후에, 그 얼음이 결정핵 역할을 수행하기 때문에 추가로 공급된 물은 과냉각되지 않고 얼음으로 상변화가 이루어질 수 있다.
물론, 분할해서 급수를 하는 과정이 아니라, 초기에 얼음을 투입한 상태에서 물을 공급해서, 투명 얼음을 생성하는 것도 가능하다. 초기에 투입된 얼음이 결정핵 기능을 수행해서, 물이 어는 과정에 과냉각 상태를 거치지 않고, 바로 얼음으로 상변화가 이루어지는 것이 가능하다.
한편 분할 급수를 하는 과정은 초기에 물을 공급하는 1차 급수와 추후에 물을 공급하는 2차 급수로 나눌 수 있다. 이때 2차 급수에서는 물을 1차 급수보다 많이 공급해서, 1차 급수에서 얼음을 보다 빨리 생성하는 것이 가능하다.
또한 1차 급수와 2차 급수에서 모두 제빙기에 냉기를 지속적으로 공급해서 물을 공급하는 과정에서 제빙기의 온도가 하강할 수 있도록 구현하는 것도 가능하다.
도 20은 다른 실시예에 따른 제빙 방법을 설명한 도면이다.
도 20을 참조해서 설명하면, 히터에 의해서 물을 가열하면서 얼음을 얼리는 과정에서는 물의 냉각 속도가 늦어지게 된다. 따라서 물은 안정된 상태를 이루면서 천천히 냉각되므로 과냉각이 쉽게 발생할 수 있다.
어는점 이하에서 액체상태로 유지되는 과냉각 상태에서, 과냉각이 해지되어 얼음으로 상변화되는 시간은 매우 짧다. 짧은 시간에 큰 온도차로 상변화가 일어나게 되면 공기가 얼음에서 빠져나가지 못하기 때문에 불투명한 얼음이 생성될 가능성이 크다. 그러므로 투명한 얼음을 만들기 위해서는 과냉각이 발생하지 않도록 하거나, 과냉각이 발생한 초기에 과냉각을 해지시켜야 한다. 본 실시예에서는 고전압에서 방전되는 스파크를 물에 가하여 결빙 핵 생성 및 에너지 불균형을 일으켜서 과냉각을 해지할 수 있다.
서로 맞닿아 있지 않은 도체 사이에 높은 전압을 인가하면 절연체인 공기가 절연성을 잃고 그 속으로 전류가 흐르는 방전현상이 발생한다. 이러한 현상을 이용하여 방전 스파크 발생 장치(900)가 구성될 수 있다.
일반적인 물은 도체로 작용하므로 상기 방전 스파크 발생 장치(900)에서 연결된 전선(910)과 상기 전선의 일단에 연결되는 전극(920)을 이용하여 과냉각된 냉각수 표면에 스파크를 발생시킬 수 있다. 상기 방전 스파크 발생 장치(900)에서 발생된 스파크(Spark)는 과냉각수에 결빙 핵 생성 및 에너지 불균형을 만들어 효과적으로 과냉각을 해지하는 방법이 된다.
상기 방전 스파크 발생 장치(900)는 제빙기의 제어부나 냉장고에 위치할 수 있다. 노출된 물의 상부 표면에 방전 스파크를 인가해야 하므로, 상기 전극(920)을 상기 상측 트레이(320)에 절연되도록 물이 급수되는 위치에 인접하게 고정시킨다. 이 때 물의 상부 표면과 노출된 상기 전극(920)은 닿지 않도록 1~3mm 간격을 유지 한다. 또한 상측 트레이(320)와 노출된 상기 전극(920)은 5mm이상 거리를 확보하여 방전된 스파크가 상기 상측 트레이(320)로 발생하지 않도록 주의한다. 상기 전극(920)은 상기 상측 트레이(320)에 형성된 개구부의 중앙에 배치되어서, 상기 개구부에 접촉하지 않도록 배치된다.
상기 트레이 온도 센서(700)로 물의 온도를 측정하여 과냉각된 임의의 특정온도(-3℃ ~ -1℃)가 되면 상기 전극(920)에서 스파크를 1회 발생시킨다. 임의의 시간(예: 5분) 이후 물의 온도를 측정하여 과냉각이 해지(0℃ 도달)되지 않았을 경우, 과냉각이 해지될 때까지 추가로 스파크를 발생시키는 것이 가능하다. 과냉각이 해지되지 않았음은 상기 트레이 온도 센서(700)에서 측정된 온도에 의해서 판단할 수 있다.
상기 트레이 온도 센서(700)에서 측정된 온도는 트레이에 저장된 물의 온도와 유사하다.
또한, 과냉각이 해지되지 않은 경우에는 특정 주기로 스파크를 지속적으로 발생시키는 것이 가능하다. 이때 특정 주기는 1초 간격일 수 있고, 그 이상의 간격인 것도 가능하다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 물을 얼리는 제빙기에 물과 냉기가 공급되고, 트레이 온도 센서에 의해서 트레이의 온도를 측정해서 기준 온도에 해당하는 시점을 측정하는 단계;
    상기 트레이 온도 센서에 의해서 추가로 측정된 온도가 특정 온도에 도달하는 시간을 측정하는 단계;
    도달한 시간이 특정 시간 보다 짧으면, 과냉각이 발생한 것으로 판단하고 물이 저장된 트레이에 스파크를 발생시키는 단계;를 포함하고,
    상기 트레이와 이격된 위치에 상기 스파크를 발생시키기 위한 전극이 배치되는 제빙기의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스파크를 발생시킨 후에 상기 트레이 온도를 다시 측정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙기의 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    다시 측정된 온도가 이전에 측정된 온도과 동일하거나 하강되면, 스파크를 다시 발생시키는 것을 특징으로 하는 제빙기의 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    스파크를 물에 발생하는 상기 전극은 물의 표면 상측에 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 제빙기의 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트레이는 상측 트레이와 하측 트레이를 포함하고,
    상기 전극은 상기 상측 트레이의 개구부를 관통하도록 배치되고, 상기 개구부와 이격된 것을 특징으로 하는 제빙기의 제어 방법.
  6. 물이 저장되는 트레이;
    상기 트레이의 온도를 측정하는 트레이 온도 센서;
    물에 이격되도록 배치되는 전극; 및
    상기 트레이 온도 센서에서 측정된 온도에 따라, 상기 트레이에 수용된 물이 과냉각 상태라고 판단하면, 상기 전극에서 고전압 스파크를 발생시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 전극은 상기 트레이의 개구부를 관통해서, 물의 표면이 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 트레이를 지지하는 히터 케이스와,
    상기 히터 케이스에 설치되며 제빙 과정에서 상기 트레이로 열을 제공하는 히터를 더 포함하는 제빙기.
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