KR20090092383A - 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지방법 - Google Patents

냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지방법

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KR20090092383A
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Abstract

본 발명은 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법에 의하여, 투명빙 생성이 용이하게 이루어지는 장점이 있다.
또한, 제빙을 위한 매 사이클마다 일정량의 급수가 이루어지고, 설치 장소에 따라 수압이 가변되는 지리적 특성에 구애받지 않고 항상 일정한 급수가 이루어지는 장점이 있다. 따라서, 급수 과정에서 물넘침 현상이 방지되어, 냉장고 내부가 결빙되거나 넘친 물이 냉장고 밖으로 흘러나가는 문제점이 해결되는 장점이 있다.

Description

냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법{Ice making assembly for a refrigerator and method for sensing a water level thereof}
본 발명은 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 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 있다.
또한, 최근에는 투명빙 생성에 대한 소비자의 요구가 커지면서 투명빙이 생성되도록 하는 제빙 어셈블리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, 종래의 제빙 어셈블리의 경우, 제빙 트레이에 제빙용 물이 공급되도록 하기 위하여 별도의 워터 탱크가 냉장고 내부 어느 일측에 장착되고, 튜브에 의하여 제빙 트레이와 연결되는 구조와, 수도 직결 방식으로서 수도 꼭지와 제빙 트레이가 튜브에 의하여 직접 연결되는 구조가 제안되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 제빙 어셈블리의 경우, 제빙 어셈블리 자체에 수위 감지 장치가 별도로 마련되지 않고 있다. 따라서, 트레이에 일정 시간 동안 급수하는 방식을 취하고 있는 실정이다. 그런데, 상기와 같은 급수 방식은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 냉장고가 설치되는 지역마다 수압이 달라서, 동일 시간 동안 공급되는 물의 양이 다른 문제점이 있다.
둘째, 1회의 제빙 사이클이 종료되면 트레이에 잔수가 남게 되고, 아이스 트레이에 형성된 복수 개의 아이스 큐브에 남은 잔수의 양이 동일하지 않음에도 불구하고 매번 같은 양의 물이 급수된다. 따라서, 일부 아이스 큐브에서는 물넘침 현상이 발생하는 문제점이 있다. 나아가, 넘친 물이 흘러서 냉장고 내부에 응결되거나 냉장고 도어를 개폐하는 과정에서 실내 바닥으로 물이 흐르는 문제점이 있다.
셋째, 급수 밸브가 고장 난 경우, 트레이에 물이 공급되지 않았음에도 불구하고 제빙 과정이 수행하여 얼음은 만들어지지 않고 불필요한 냉각 및 트레이 가열 동작이 반복되는 문제점이 있다. 즉, 급수 에러를 감지하지 못하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 투명빙 생성이 용이하게 이루어지도록 함과 동시에, 제빙을 위한 매 사이클마다 일정량의 급수가 이루어지도록 하는 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 제빙 트레이에 공급되는 물이 설정 수위에 도달하면 자동으로 급수가 중단되어 물넘침 현상이 방지되는 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 설치 장소에 따라 수압이 가변되는 지리적 특성에 구애받지 않고 항상 일정량의 급수가 이루어지도록 하는 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 급수 밸브의 고장으로 인하여 제빙 트레이로 급수가 이루어지지 않는 경우, 신속하게 급수 에러를 감지할 수 있도록 하여, 불필요한 전력 소모를 최소화할 수 있는 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리에는, 고내에 수용되며, 제빙용 물이 저장되는 복수 개의 아이스 홈이 구비되는 트레이;상기 트레이의 상측에 제공되는 복수 개의 핀; 및 상기 복수 개의 핀을 관통하여 상기 아이스 홈에 저장된 물로 냉기를 전달하는 복수 개의 로드가 포함되고, 상기 로드와 상기 트레이는 각각 전극으로 작용하고, 상기 아이스 홈에 공급되는 물이 설정 수위에 도달하면, 상기 로드와 트레이가 전기적으로 연통되어 수위가 감지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법에는, 로드가 아이스 홈이 형성된 트레이의 직상방에 수직에게 위치되는 단계; 상기 로드가 제빙을 위한 설정 수위에 해당하는 높이까지 상기 아이스 홈 내부로 하강하는 단계; 상기 아이스 홈 내부로 급수가 이루어지는 단계; 및 공급되는 물이 설정 수위에 도달하여 상기 로드와 상기 트레이가 전기적으로 연통되는 단계가 포함된다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리 및 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법에 의하여, 투명빙 생성이 용이하게 이루어지는 장점이 있다.
또한, 제빙을 위한 매 사이클마다 일정량의 급수가 이루어지고, 설치 장소에 따라 수압이 가변되는 지리적 특성에 구애받지 않고 항상 일정한 급수가 이루어지는 장점이 있다. 따라서, 급수 과정에서 물넘침 현상이 방지되어, 냉장고 내부가 결빙되거나 넘친 물이 냉장고 밖으로 흘러나가는 문제점이 해결되는 장점이 있다.
또한, 투명빙 제조 과정에서 제빙 트레이의 아이스 큐브 각각에 남아 있는 잔수의 양이 다르더라도 모든 아이스 큐브에 동일한 수위로 급수가 이루어지는 장점이 있다.
또한, 급수 밸브의 고장으로 인하여 제빙 트레이로 급수가 이루어지지 않는 경우, 이를 신속히 감지하여 불필요한 전력 소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 별도의 수위 감지 센서가 없더라도 제빙 어셈블리의 구성 부품을 이용하여 수위를 정확하게 감지할 수 있어 제조 비용이 절감되는 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 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리 구조에서 아이스 트레이에 제공되는 물의 수위를 감지하는 방법을 보여주는 작동 상태도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리에 구비된 수위 감지 회로도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙 어셈블리에 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, 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 의하여 상기 트레이(21)의 개구된 상부면은 차폐되어, 제빙실(11)로 공급되는 냉기가 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 장치의 경우는 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, 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.
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 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리 구조에서 아이스 트레이에 제공되는 물의 수위를 감지하는 방법을 보여주는 작동 상태도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명은 별도의 수위 감지 센서를 장착하지 않고 로드(23)와 트레이(21)만을 이용하여 수위를 감지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상세히, 상기 로드(23)와 상기 트레이(21)가 각각의 전극으로 작용하도록 하고, 상기 트레이(21)에 물이 차면 상기 로드(23)와 트레이(21) 사이에서 물에 의한 저항이 형성되고, 이 저항을 감지하여 물의 유무를 판단하게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 로드(23)를 상기 트레이(21)의 아이스 홈(211) 내부로 하강시키고, 상기 아이스 홈(211)의 설정 수위에서 멈추도록 한다. 그리고, 상기 아이스 홈(211) 내부로 물이 공급되도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 아이스 홈(211) 내부에 물이 공급되어 설정 수위에 도달하면, 상기 로드(23)의 하단부가 상기 아이스 홈(211)에 공급된 물의 표면에 접촉하게 된다. 그러면, 상기 트레이(21)와 로드(23) 사이에 물에 의한 저항이 형성되어 물의 존재 유무를 판단하게 된다. 즉, 설정 수위까지 물이 정확하게 공급되도돌 할 수 있다. 뿐만 아니라, 물공급이 시작되고 설정 시간이 경과되었음에도 로드(23)와 트레이(21) 사이에서 전기가 흐르지 않으면, 급수 에러로 인식하여 고장 여부를 판단할 수 있는 장점도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리에 구비된 수위 감지 회로도이다.
도 7을 참조하면, 일측에 로드 전극과 트레이 전극이 형성되고, 상기 트레이 전극은 접지된다. 그리고, 상기 로드 전극의 타측에 마이콤이 제공되고, 전원부로부터 기본 전압(Vcc)이 공급되도록 한다. 그리고, 상기 기본 전압(Vcc)단과 마이콤 사이에 저항(R1)이 형성되도록 한다.
상세히, 상기 아이스 홈(211)에 물이 공급되기 전에는 상기 마이콤에서는 기본 전압(Vcc)을 감지하게 된다. 그리고, 상기 아이스 홈(211)에 물이 공급되어 설정 수위에 도달하면, 상기 로드 전극과 트레이 전극이 전기적으로 연결되어 새로운 저항(R2)을 형성하게 된다. 그러면, 상기 마이콤에서 감지하는 전압값(V)이 변화되고, 상기 마이콤에서는 이를 감지하여 설정 수위에 도달하였다고 판단하게 된다.
상기 로드 전극과 트레이 전극이 전기적으로 연결되었을 때 상기 마이콤으로 전달되는 전압(V)은 다음과 같은 식에 의하여 결정된다.
V = Vcc × R2/(R1+R2)
상기와 같은 수식으로부터, 상기 아이스 홈(211)에 물이 채워지지 않은 상태에서는 상기 로드 전극과 트레이 전극 사이에 공기에 의한 저항체가 형성된다. 그리고, 공기의 저항값은 무한대값을 가지므로, V = Vcc가 된다.
그러나, 상기 아이스 홈(211)에 물이 공급되고, 상기 로드(23)가 물과 접촉하면 상기 로드 전극과 트레이 전극 사이에는 물에 의한 저항체가 형성된다. 그리고, 상기 물의 저항값은 공기의 저항값보다 작은 값을 가진다. 따라서, 상기 수식으로부터 상기 마이콤에서 감지하는 전압값(V)이 감소함(V〈Vcc)을 할 수 있고, 상기 마이콤에서는 전압값의 감소를 감지하여 수위를 판단할 수 있게 된다.
한편, 수위가 감지되면 급수가 중단되고, 상기 로드(23)는 상기 아이스 홈(211) 내부로 더 하강하게 된다. 그리고, 상기 로드(23)를 통하여 전달되는 냉기에 의하여 상기 아이스 홈(211)에 공급된 물이 결빙된다. 그리고, 상기 로드(23)의 외주면으로부터 상기 아이스 홈(211)의 내주면 방향으로 얼음의 크기가 증가하게 된다.

Claims (7)

  1. 고내에 수용되며, 제빙용 물이 저장되는 복수 개의 아이스 홈이 구비되는 트레이;
    상기 트레이의 상측에 제공되는 복수 개의 핀; 및
    상기 복수 개의 핀을 관통하여 상기 아이스 홈에 저장된 물로 냉기를 전달하는 복수 개의 로드가 포함되고,
    상기 로드와 상기 트레이는 각각 전극으로 작용하고, 상기 아이스 홈에 공급되는 물이 설정 수위에 도달하면, 상기 로드와 트레이가 전기적으로 연통되어 수위가 감지되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    냉동실 도어에 장착되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 아이스 홈에 공급되는 물이 설정 수위에 도달하면, 상기 로드와 트레이 사이에 물에 의한 저항체가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리.
  4. 로드가 아이스 홈이 형성된 트레이의 직상방에 수직에게 위치되는 단계;
    상기 로드가 제빙을 위한 설정 수위에 해당하는 높이까지 상기 아이스 홈 내부로 하강하는 단계;
    상기 아이스 홈 내부로 급수가 이루어지는 단계; 및
    공급되는 물이 설정 수위에 도달하여 상기 로드와 상기 트레이가 전기적으로 연통되는 단계가 포함되는 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 로드와 상기 트레이가 물에 의하여 전기적으로 연통되면, 물에 의한 저항체가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    수위가 감지되면 급수가 중단되는 단계와,
    상기 로드가 상기 아이스 홈 내부로 더 하강하는 단계가 더 포함되는 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    급수가 시작되고 설정 시간이 경과하여도 수위가 감지되지 않으면 급수 에러 신호가 발생하는 것을 특징으로 하는 냉장고용 제빙 어셈블리의 수위 감지 방법.
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