KR20070119271A

KR20070119271A - 냉장고와 이를 이용한 제빙방법

Info

Publication number: KR20070119271A
Application number: KR1020060053669A
Authority: KR
Inventors: 알렉세이 티호노프; 민준기; 조명훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2007-12-20

Abstract

본 발명은 간단한 구성을 통해 투명 얼음을 만들 수 있도록 개선된 냉장고를 개시한다. 본 발명에 따른 냉장고의 제빙장치는 제빙될 물이 담겨지는 제빙트레이;와 이빙을 위해 제빙트레의 상측에 회전 가능하게 설치되는 이젝터 샤프트;와 제빙트레이에 담겨진 물의 수면을 가열할 수 있도록 이젝터 샤프트의 하면에 설치되는 적어도 하나 이상의 히터를 구비한다. 히터는 제빙트레이에 담겨진 물의 수면이 제빙이 완료되는 시점까지 얼지 않도록 함으로서 제빙되는 물 속에서 발생하는 기포가 얼음 속에 갇히지 않고 계속하여 방출될 수 있도록 한다.

Description

냉장고와 이를 이용한 제빙방법{REFRIGERATOR AND METHOD FOR ICE MAKING USING THE SAME}

도 1은 본 발명에 따른 냉장고를 나타낸 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 냉장고에서 제빙장치의 일부 구성을 발췌하여 나타낸 사시도.

도 3은 도 2에서 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 제빙방법을 하나의 제빙 셀에 대해 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 본체 30 : 얼음공급장치

100 : 제빙장치 110 : 제빙트레이

112 : 제빙 셀 114 : 이빙용 히터

120 : 급수부 122 : 온수공급유닛

130 : 이젝터 131 : 이젝터 샤프트

140 : 히터 150 : 단열커버

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 특히 투명 얼음을 만들 수 있는 제빙장치를 가지는 냉장고에 관한 것이다.

냉장고는 냉동사이클에 의해 생성된 냉기를 저장실로 공급하여 각종 식품의 신선도를 장기간 유지할 수 있도록 하는 장치이다. 냉장고에는 사용자가 편리하게 얼음을 공급받을 수 있도록 자동 제빙장치가 설치되기도 하는데, 이러한 제빙장치는 보통 일정량의 물이 담겨 얼음이 제조되는 제빙트레이와, 제빙트레이의 상측에 회전 가능하게 설치되어 제빙트레이 내의 얼음을 이빙시키는 이젝터와, 이빙 시 제빙트레이를 가열하기 위한 이빙용 히터를 포함하여 구성된다.

이와 같은 제빙장치에서 만들어지는 얼음은 통상적으로 그 내부가 백색으로 탁한 불투명 얼음이 되는데, 이는 물이 얼음으로 되는 과정에서 물 속에 용해되어 있던 공기가 밀려 나와 기포가 되고, 이러한 기포가 주위의 얼음에 의해 사방으로 막혀 빠져 나오지 못하면서 얼음의 내부에 갇히기 때문이다. 이와 같이 생성되는 불투명 얼음은 보기에 좋지 않을 뿐만 아니라, 투명한 얼음보다 용해 속도도 빠른 결점이 있다.

이와 관련하여 한국 공개특허 제2006-7510호에는 제빙장치의 제빙트레이 내에 급수된 물을 결빙, 용융 그리고 재 결빙하는 과정을 일정 횟수 동안 반복하여 물에 남아있는 용존가스 및 억류 기포들을 제거한 후 최종적으로 결빙시킬 수 있도록 한 제빙장치의 제빙방법이 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 제빙방법은 물을 여러 차례 얼리고 녹이는 과정을 반복하기 때문에 제빙 시간이 길어질 뿐만 아니라 제빙장치의 제어가 복잡해지는 문제점이 있다.

또 미국 공개특허 제2006/0016207호에는 제빙 과정에서 이젝터가 제빙트레이 내의 물을 휘젓도록 하여 투명한 얼음을 만드는 제빙장치가 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 제빙방법에서는 이젝터가 물에 잠긴 채로 얼음이 어는 것을 방지하기 위해 얼음이 어는 시점을 정확하게 측정하기 위한 구성과 이젝터 암의 위치를 정확하게 제어하기 위한 구성이 요구되므로 제빙장치의 구성 및 그 제어가 복잡해지는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구성을 통해 투명 얼음을 만들 수 있도록 개선된 냉장고와 이를 이용한 제빙방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉장고는 냉동실을 가지는 본체와, 상기 냉동실에 설치되는 제빙장치를 구비하는 냉장고에 있어서, 상기 제빙장치는 제빙될 물이 담겨지는 제빙트레이;와 이빙을 위해 상기 제빙트레의 상측에 회전 가능하게 설치되는 이젝터 샤프트;와 상기 제빙트레이에 담겨진 물의 수면을 가열할 수 있도록 상기 이젝터 샤프트의 하면에 설치되는 적어도 하나 이상의 히터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제빙트레이는 분리된 공간으로 구획된 다수 개의 제빙 셀을 가지고, 상기 적어도 하나 이상의 히터는 상기 제빙 셀 각각에 대응하도록 설치된다. 이 때 상기 히터는 상기 제빙 셀의 중앙부에 대응하도록 위치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 냉장고는 상기 냉동실 내의 냉기가 상기 제빙트레이에 담겨진 물과 수면에서 열교환하는 것을 차단할 수 있도록 상기 제빙트레이를 덮는 단열커버와, 상기 제빙트레이로 온수가 공급되도록 상기 제빙트레이로 공급되는 물을 가열하는 온수공급장치를 더 구비할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 냉장고를 이용한 제빙방법은 제빙될 물이 담겨지는 제빙트레이와, 상기 제빙트레의 상측에 회전 가능하게 설치되고 이빙을 위한 이젝터 암을 가지는 이젝터 샤프트를 구비하는 냉장고를 이용한 제빙방법에 있어서, (a)상기 제빙트레이로 온수를 공급하는 단계; (b)상기 이젝터 샤프트의 하면에 설치된 히터를 동작시켜 상기 제빙트레이에 담겨진 물의 수면이 얼지 않도록 가열하면서 상기 제빙트레이 내의 물을 제빙하는 단계;와 (c)제빙이 완료되는 시점에서 상기 히터의 동작을 정지시키는 단계;와 (d)상기 이젝터 샤프트를 회전시켜 상기 제빙트레이로부터 얼음을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 (d)단계는 상기 이젝터 샤프트를 회전시키기 전에 상기 히터를 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 냉장고를 나타낸 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉장고에서 제빙장치의 일부 구성을 발췌하여 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에서 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉장고는 식품을 냉동 보관하기 위한 냉동실(11)을 가지는 본체(10)와, 얼음을 만들기 위해 냉동실(11)에 설치되는 제빙장치(100)와, 본체(10)에 힌지 결합되어 냉동실(11)을 개폐하는 도어(20)를 가진다.

본체(10)는 그 외면을 형성하는 외상(12)과, 이 외상(12)과 일정한 간격을 두고 배치되어 그 내부에 냉동실(11)을 형성하는 내상(13)을 포함하여 구성된다.

외상(12)과 내상(13) 사이의 공간에는 냉기가 소실되는 것을 방지하기 위한 단열재(14)가 발포 형성된다.

냉동실(11)의 후방에는 냉동실(11)로 공급될 냉기가 생성되는 냉기생성실(15)이 마련된다. 냉기생성실(15)에는 주위의 공기와 열교환하여 냉기를 생성하는 증발기(16)가 설치되고, 증발기 근처에는 냉기를 냉동실(11)로 공급하기 위한 순환팬(17)이 설치된다.

제빙장치(100)의 하부에는 제조된 얼음을 보관하다가 필요할 경우 얼음을 외부로 배출하도록 얼음공급장치(30)가 설치된다. 얼음공급장치(30)는 제빙장치(100)의 하부에 배치되어 제빙장치(100)에서 제조된 얼음들을 저장하는 얼음저장통(31)과, 얼음저장통(31) 내에 저장된 얼음을 이송시키기 위한 이송유닛(32)과, 이송유닛(32)에 의해 이송된 얼음을 분쇄하여 조각얼음으로 만들기 위한 분쇄유닛(33)을 포함하여 구성될 수 있다.

한편 도어(20)의 전면에는 사용자가 도어(20)를 열지 않고도 얼음공급장치(30)로부터 얼음을 인출할 수 있도록 디스펜서(21)가 설치된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제빙장치(100)는 제빙될 물이 담겨져서 냉동실(11) 내의 냉기에 의해 제빙되는 제빙트레이(110)와, 제빙트레이(110)로 물 을 공급하기 위한 급수부(120)와, 제빙트레이(110)의 상측에 설치되어 제빙트레이(110)에 제빙되어 있는 얼음을 제빙트레이(110)로부터 분리시키는 이젝터(130)를 포함하여 구성된다.

제빙트레이(110)는 상측이 개방되고 구획리브(111)에 의해 구획된 다수 개의 제빙 셀(112)을 가진다. 각각의 제빙 셀(112)의 일측에는 이젝터(130)에 의해 제빙트레이(110)에서 분리된 얼음을 얼음저장통(31)으로 안내하는 슬라이더(113)가 설치되고, 제빙트레이(110)의 하면에는 이빙 시에 얼음이 제빙트레이(110)에서 분리될 수 있도록 제빙트레이(110)를 가열하는 이빙용 히터(114)가 설치된다.

급수부(120)는 외부 수원에서 제빙트레이(110)로 물을 공급하기 위한 급수관(121)과 제빙트레이(110)에 뜨거운 물을 공급할 수 있도록 제빙트레이(110)로 공급되는 물을 가열하는 온수공급유닛(122)을 가질 수 있다. 온수공급유닛(122)은 기체의 용해도는 온도가 올라갈수록 낮아진다는 것을 고려하여 구비되는 것으로서, 이와 같이 온수공급유닛(122)을 통해 제빙트레이(110)에 뜨거운 물을 공급하면 보다 투명한 얼음을 얻을 수 있다.

이젝터(130)는 제빙트레이(110)의 길이 방향을 따라 제빙트레이(110)의 상측에 회전 가능하게 설치되는 이젝터 샤프트(131)와, 제빙트레이(110)의 각 셀들에 대응하는 위치에서 이젝터 샤프트(131)로부터 반경방향으로 연장되는 다수 개의 이젝터 암(132)과, 이젝터 샤프트(131)의 일단에 연결되어 이젝터 샤프트(131)를 회전시키는 이젝터 모터(133)를 포함한다. 따라서 이젝터 모터(133)에 의해 이젝터 샤프트(131)가 회전하면 이젝터 암(132)이 각 셀(112) 내의 얼음을 밀어 내고, 이 에 따라 얼음이 제빙트레이(110)에서 분리되게 된다.

특히 이젝터 샤프트(131)의 하면에는 제빙트레이(110)에서 물이 얼려질 때 수면에 근접하여 위치되는 적어도 하나 이상의 히터(140)가 설치된다. 히터(140)는 제빙 시 제빙트레이(110)의 담겨진 물의 수면을 가열하여 제빙이 거의 완료되는 시점까지 히터(140)와 인접한 수면이 얼지 않도록 한다. 그러면 물 속에 용해되어 있던 공기가 얼음 내에 갇히지 않고 얼지 않은 수면을 통해 외부로 계속 방출될 수 있으므로 투명한 얼음이 만들어지게 된다.

히터(140)의 사용으로 인한 전력 소비를 최소로 하면서도 투명한 얼음을 효과적으로 제조할 수 있도록 히터(140)는 도 2 및 도 3과 같이 제빙 셀(112) 각각에 대응하도록 설치되는 것이 바람직하며, 또 제빙 셀(112)의 중앙부에 대응하도록 위치되는 것이 바람직하다. 또한 히터(140)는 제빙 셀(112)에 담겨진 물의 수면으로부터 0.5 ~ 10mm 정도 이격되도록 설치되는 것이 좋고, 히터(140)를 제빙 셀(112)의 수면 쪽으로 투영한 면적은 수면의 면적의 10%정도가 되도록 하는 것이 좋다.

한편 제빙트레이(110)와 상부에는 제빙트레이(110)를 덮는 단열커버(150)가 구비될 수 있는데, 단열커버(150)는 냉동실(11) 내의 냉기가 제빙트레이(110)에 담겨진 물과 수면에서 열교환하는 것을 차단하여 냉기에 의해 제빙트레이(110)에 담겨진 물의 수면이 먼저 어는 것을 방지하기 위한 것이다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 냉장고를 이용한 제빙방법을 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 제빙방법을 하나의 제빙 셀에 대해 나타낸 도면이다. 제빙동작이 시작되면, 제빙트레이(110)의 제빙 셀(112)로 일정량의 물(W)이 공급된다(도 4(a) 참조). 이 때 온수공급유닛(122)을 통해 일정 온도 이상의 온수(60˚C 이상의 온수)가 공급되는 것이 투명한 얼음을 만드는 측면에서는 보다 바람직하다.

제빙 셀(112)에 담겨진 물은 냉동실 내의 냉기에 의해 냉각되고, 이와 같은 냉각 과정 중에 이젝터 샤프트(131)의 하면에 장착된 히터(140)가 동작하기 시작한다. 히터(140)의 동작 시점은 제빙 셀(112)에 담겨진 물의 온도를 측정하거나 물의 냉각 과정이 시작된 후 경과한 시간을 측정하여 결정할 수 있다. 이와 같이 히터(140)가 동작하면 히터(140)와 인접한 수면은 얼지 않고 제빙 셀(112)의 내측면부터 중앙 쪽을 향해 얼음(I)이 얼고, 물 속에 생긴 기포(B)는 얼지 않은 수면을 통해 외부로 방출된다(도 4(b), 4(c) 참조).

이와 같은 제빙 과정이 일정 시간 진행된 후에는 히터(140)의 발열량을 점차적으로 감소시킨다. 그러면 도 4(d) 내지 4(f)에 도시된 바와 같이 히터(140)의 아래에서 얼지 않고 물로 남아 있는 부분(W)은 점점 줄어들어 히터(140)의 바로 아래 부분 만이 얼지 않은 상태에 있게 된다. 이러한 과정 속에서도 물 속의 기포(B)는 계속하여 외부로 방출된다.

제빙이 거의 끝나는 시점, 다시 말해 도 4(f)와 같이 히터(140)의 바로 아래 부분에만 물이 남아 있는 시점에서 히터(140)의 동작을 정지시킨다. 그러면 마지막 남은 물도 모두 얼어서 도 4(g)와 같이 제빙이 완료된다.

제빙이 완료되면, 이빙용 히터(114)가 동작하여 제빙트레이(110)가 가열되고, 이에 따라 얼음이 제빙 셀(112)의 내측면으로부터 쉽게 분리될 수 있는 상태가 된다. 그러면 이젝터 샤프트(131)가 회전하여 이젝터 암(132)이 얼음을 밀고 그에 따라 얼음이 제빙 셀(112)에서 분리되어 얼음저장통(31) 쪽으로 이동된다.

도 4(g')는 급수량 제어가 잘못되거나 얼음의 팽창으로 인해 히터(140)가 얼음에 갇힌 예를 보인 것이다. 이와 같은 경우에 이젝터 샤프트(131)를 그대로 회전시키면 이젝터 샤프트(131)나 히터(140)가 파손될 수 있으므로, 보다 안전한 이빙 동작을 위해 이젝터 샤프트(131)를 회전시키기 앞서 히터(140)를 일정 시간 작동시키는 것이 바람직하다. 그러면 도 4(g')와 같이 히터(140)가 얼음에 갇힌 경우에도 히터(140)가 동작함에 따라 히터(140) 주위의 얼음이 녹아 히터(140)가 빠져 나오게 되므로 히터(140)나 이젝터 샤프트(131)의 파손을 방지할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 이빙을 위해 설치되는 이젝터 샤프트에 히터를 설치하여 간단한 구성 및 방법으로 투명얼음을 만들 수 있는 효과가 있다. 특히 히터의 설치를 위해 별도의 구조물을 채용하는 대신에 제빙트레이의 상측에 설치되는 이젝터 샤프트를 이용하므로 투명얼음을 제조하기 위해 제빙장치의 구조가 복잡해지는 것을 최소화하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 투명한 얼음을 만들기 위해 필요한 최소한의 부분만 제빙을 지연시키므로 제빙 시간이 길어지는 것을 최소화하는 효과가 있다.

Claims

냉동실을 가지는 본체와, 상기 냉동실에 설치되는 제빙장치를 구비하는 냉장고에 있어서,

상기 제빙장치는 제빙될 물이 담겨지는 제빙트레이;와 이빙을 위해 상기 제빙트레의 상측에 회전 가능하게 설치되는 이젝터 샤프트;와 상기 제빙트레이에 담겨진 물의 수면을 가열할 수 있도록 상기 이젝터 샤프트의 하면에 설치되는 적어도 하나 이상의 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,

상기 제빙트레이는 분리된 공간으로 구획된 다수 개의 제빙 셀을 가지고, 상기 적어도 하나 이상의 히터는 상기 제빙 셀 각각에 대응하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,

상기 히터는 상기 제빙 셀의 중앙부에 대응하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,

상기 냉동실 내의 냉기가 상기 제빙트레이에 담겨진 물과 수면에서 열교환하 는 것을 차단할 수 있도록 상기 제빙트레이를 덮는 단열커버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제1항에 있어서,

상기 제빙트레이로 온수가 공급되도록 상기 제빙트레이로 공급되는 물을 가열하는 온수공급장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
제빙될 물이 담겨지는 제빙트레이와, 상기 제빙트레의 상측에 회전 가능하게 설치되고 이빙을 위한 이젝터 암을 가지는 이젝터 샤프트를 구비하는 냉장고를 이용한 제빙방법에 있어서,

(a)상기 제빙트레이로 온수를 공급하는 단계; (b)상기 이젝터 샤프트의 하면에 설치된 히터를 동작시켜 상기 제빙트레이에 담겨진 물의 수면이 얼지 않도록 가열하면서 상기 제빙트레이 내의 물을 제빙하는 단계;와 (c)제빙이 완료되는 시점에서 상기 히터의 동작을 정지시키는 단계;와 (d)상기 이젝터 샤프트를 회전시켜 상기 제빙트레이로부터 얼음을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고를 이용한 제빙방법.
제6항에 있어서,

상기 (d)단계는 상기 이젝터 샤프트를 회전시키기 전에 상기 히터를 동작시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고를 이용한 제빙방법.