KR20160008770A - 열전모듈이 적용된 제빙기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에 관한 것으로, 본 발명에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기는, 케이싱의 내부에 구비된 물탱크 상측에 탈착식으로 구비되어 제빙된 얼음이 보관되는 아이스 박스; 상기 물탱크에 저장된 물이 공급되어 얼음이 얼려지며, 제빙 완료시 배출된 얼음을 회전 동작에 의해 상기 아이스 박스로 이동시키는 얼음 트레이; 상기 얼음 트레이 내부에 침지된 냉각봉을 열전냉각시키도록 상기 냉각봉이 냉각면에 구비되는 열전모듈; 상기 열전모듈의 방열면에 설치되어 상기 방열면을 방열시키는 방열모듈; 및 상기 열전모듈의 전원 인가 여부, 전원 인가 시간, 온도, 전류 방향을 제어하는 컨트롤러;를 포함한다.
본 발명에 의하면 열전모듈을 통해 물을 열전냉각시켜 제빙하므로 기존의 냉매를 이용한 제빙 방식에 비해 제빙기 부피가 감소되고, 소음이 적으며, 소비전력 또한 낮아 경제적이면서, 얼음의 이빙(離氷)시 열전모듈에 전류의 방향을 반대로 인가하여 발생되는 열을 통해 실시하거나, 기계식에 의해 구현 가능하므로 얼음의 원활한 분리가 가능한 효과가 있다.

Description

열전모듈이 적용된 제빙기 {ICE MAKER FOR THERMOELECTRIC MODULE}

본 발명은 열전모듈이 적용된 제빙기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인가 전원을 통해 물을 열전냉각시켜 얼음을 얼리는 제빙기에 관한 것이다.

일반적으로 제빙이라 함은 얼음을 제조하는 것으로, 보통 암모니아를 기화(氣化)시켜 그 당시 빼앗기는 기화열을 이용하며, 종류로는 투명한 얼음 덩어리 만드는 빙괴식(氷塊式)과 쇄빙식이 있다.

이러한 제빙을 하기 위한 제빙기와 관련된 기술이 공개특허 제1997-0059654호 및 공개실용신안 제2010-0008770호에 제안된 바 있다.

이하에서 종래기술로서 공개특허 제1997-0059654호 및 공개실용신안 제2010-0008770호에 개시된 제빙기 및 제빙장치를 간략히 설명한다.

도 1은 공개특허 제1997-0059654호(이하 '종래기술 1'이라 함)에서 제빙기를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에서 보는 바와 같이 종래기술 1의 제빙기는 냉매가스를 고온 고압으로 압축하는 압축기(2)와, 상기 압축기(2)에서 배출되니까 고오는 고압을 냉매가스를 공기흐름과 냉매가스의 흐름을 역방향으로 흐르게 하여 공냉시켜서 저온고압을 냉매액으로 열교환시키는 응축기(4)와, 상기 응축기(4)에서 저온으로 열교환된 냉매가스를 받아 가스와 냉매액을 분리하여 순수한 냉매액만을 배출하는 수액기(6)와, 상기 수액기(6)에서 배출되는 냉매액중에 함유되어 있는 이물질을 필터링하는 필터(8)와, 상기 필터(8)로부터 도입되는 이물질이 제거된 냉매액을 저온 저압을 냉매액으로 낮추는 팽창밸브(10)와, 상기 팽창밸브(10)에서 배출되는 저온저압을 냉매액을 받아차게 냉각되는 증발기(11)와, 상기 증발기(11)에 부착되어 얼음을 결빙하는 제빙플레이트(12)와 상기 증발기(11)의 온도를 검출하는 온도센서(13)와, 제빙시에는 폐쇄되며, 상기 온도센서(13)에 의해 검출한 온도가 -15°일 경우에 상기 제빙플레이트에 결빙된 얼음이 상기 제빙플레이트로부터 떨어지도록 그것이 압축기(2)로부터 상기 증발기(11)에 고온고압의 냉매가스를 공급하도록 개방되는 냉매절환수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

도 2는 공개실용신안 제2010-0008770호(이하 '종래기술 2'라 함)에서 원수 유입구에 통상적인 방법의 정수장치가 설치된 음용수 급수를 겸하는 제빙창치를 나타내는 개략도이다. 도 2에서 보는 바와 같이 종래기술 2의 제빙장치는 하부에는 제빙기에 있어서, 상·하방향으로 배치된 실린더(220)와, 실린더(220)의 외주면에 면접촉시켜 감아 장착한 증발기(310)와, 이 실린더(220)내에서 구동모터(250)에 의해 회전하는 나선날(241)을 갖는 스크류(240)와, 증발기(310)를 외기로부터 차단하도록 실린더(220) 전체를 피복하는 냉동 케이싱(210)으로 이루어진 제빙부(200); 압축기(360), 응축기(330), 응축기(330)의 냉각용 팬(341)을 구동하는 휀모터(340), 팽창밸브(320), 증발기(310) 및 냉매통로(350)로 이루어져 냉매통로를 따라 냉매가 순환되는 냉동사이클부(300); 및 침전필터(410)와, 카본필터(420)와, 중공사막멤브레인 필터(430)으로 이루어진 정수부(400)를 포함한다.

그러나 종래기술 1, 2에 의한 제빙기(제빙 장치)는, 냉매가 유동하는 관 및 제빙을 위한 제반시설이 내부에 구비되어 제빙기의 부피가 커지고, 압축기 등에 의한 소음이 증가하며 소비전력 또한 높은 문제점이 있었다.

KR 1997-0059654 A KR 2010-0008770 U

본 발명의 목적은 열전모듈을 통해 물을 열전냉각시켜 제빙하므로 기존의 냉매를 이용한 제빙 방식에 비해 제빙기 부피가 감소되고, 소음이 적으며, 소비전력 또한 낮아 경제적인 열전모듈이 적용된 제빙기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 얼음의 이빙(離氷)시 열전모듈에 전류의 방향을 반대로 인가하여 발생되는 열을 통해 실시하거나, 기계식에 의해 구현 가능하므로 얼음의 원활한 분리가 가능한 열전모듈이 적용된 제빙기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기는, 외부 케이싱의 내부에 구비된 물탱크 상측에 탈착식으로 구비되어 제빙된 얼음이 보관되는 아이스 박스; 상기 물탱크에 저장된 물이 공급되어 얼음이 얼려지며, 제빙 완료시 배출된 얼음을 회전 동작에 의해 상기 아이스 박스로 이동시키는 얼음 트레이; 상기 얼음 트레이 내부에 침지된 냉각봉을 열전냉각시키도록 상기 냉각봉이 냉각면에 구비되는 열전모듈; 상기 열전모듈의 방열면에 설치되어 상기 방열면을 방열시키는 방열모듈; 및 상기 열전모듈의 전원 인가 여부, 전원 인가 시간, 온도, 전류 방향을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 열전모듈이 적용된 제빙기를 통해 달성된다.

또한, 본 발명에서는 상기 열전모듈의 전류 방향을 상기 컨트롤러에 의해 반대로 제어하여 얼음을 이빙시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 냉각봉에 얼음을 기계식으로 분리시키도록 이빙(離氷)모듈이 구비될 수 있다.

또한, 본 발명에서의 상기 이빙모듈은, 상기 얼음이 얼려지는 얼음 트레이의 회전축에 구비되는 피니언; 상기 피니언과 치합되는 래크; 및 상기 냉각봉을 따라 승강하도록 구멍이 관통 형성되고, 상기 래크의 배면에 일단이 고정되어 상기 피니언의 회전에 의해 하강하는 이빙부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 얼음 트레이의 회전축과 평행하게 이격된 종동축에 상기 피니언과 대향되게 구비되는 보조 피니언; 및 상기 보조 피니언과 치합되며, 상기 이빙부재의 타단에 배면이 고정되는 보조 래크를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 보조 피니언이 구비된 종동축에 항시 이빙부재가 하강되게 하여 탄성력을 부여하도록 토션스프링이 구비될 수 있다.

또한, 본 발명에서의 상기 얼음 트레이는 금속, 비금속 및 합성수지 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에서의 상기 방열모듈은 수냉 방식에 의한 워터 재킷 또는 공냉 방식에 의한 히트 싱크와 팬을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 열전모듈을 통해 물을 열전냉각시켜 제빙하므로 기존의 냉매를 이용한 제빙 방식에 비해 제빙기 부피가 감소되고, 소음이 적으며, 소비전력 또한 낮아 경제적이면서, 얼음의 이빙(離氷)시 열전모듈에 전류의 방향을 반대로 인가하여 발생되는 열을 통해 실시하거나, 기계식에 의해 구현 가능하므로 얼음의 원활한 분리가 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래기술 1에 따른 제빙기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술 2에 따른 원수 유입구에 통상적인 방법의 정수장치가 설치된 음용수 급수를 겸하는 제빙창치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기를 도시한 측단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기에 의해 제빙 과정을 도시한 작동도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기에서 얼음 트레이에 물 공급관이 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기의 구성인 이빙모듈의 작동 전후 상태를 도시한 개략도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기의 구성인 이빙모듈의 작동 전후 상태를 도시한 개략도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기의 구성인 이빙모듈의 작동 전후 상태를 도시한 개략도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 일실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 일실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 3에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기가 사시도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기가 측단면도로 도시되어 있고, 도 5a 내지 도 5e에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기에 의해 제빙 과정이 작동도로 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기에서 얼음 트레이에 물 공급관이 설치된 상태가 사시도로 도시되어 있다.

이들 도면에 의하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기(100)는 내부 케이싱(110), 아이스 박스(120), 얼음 트레이(130), 제빙유닛(140) 및 컨트롤러를 포함하며, 상기 내부 케이싱(110)을 감싸는 외부 케이싱(도면에 미도시)의 표면에 작동 상태 등을 출력하는 디스플레이와 각종 제빙 조건을 설정하는 조절기 등이 구비될 수 있다. 이때, 상기 열전모듈이 적용된 제빙기(100)는 아이스 박스(120)가 위치된 외부 케이싱의 외벽이 전면이고, 얼음 트레이(130)가 위치된 외부 케이싱의 외벽이 후면이다.

내부 케이싱(110)은 그 내부에 아이스 박스(120), 얼음 트레이(130), 제빙유닛(140) 및 컨트롤러 등이 수용되어 있다.

더욱이, 상기 내부 케이싱(110)은 상면 일단에 외부 케이싱을 통과하여 후술할 아이스 박스(120)의 탈착이 가능하도록 회전 가능한 개폐문(111)이 구비되고, 얼음 트레이(130)의 하측에 얼려진 얼음이 낙하하면서 수집되는 "Y" 자 형상의 수집 몸체(112)가 구비되며, 상기 아이스 박스(120)의 하부에 구비되어 얼릴 물이 저장되는 물탱크(113)가 구비된다. 여기서, 상기 물탱크(113)는 서랍식으로 내부 케이싱(110)에서 구비되어 분리될 수 있다.

한편, 상기 수집 몸체(112)는 상기 내부 케이싱(110)의 바닥면에서 연장되는 수직벽을 기준으로 안쪽에 물탱크(113)가 구비되며, 상기 수직벽의 바깥쪽에 상기 물탱크(113)의 물을 후술할 얼음 트레이(130)로 공급하는 배수펌프(114)가 구비된다.

그리고 상기 수집 몸체(112)는 상기 내부 케이싱(110)의 바닥면에서 연장되는 수직벽과 상기 수직벽에서 오목한 곡면으로 연장되어 얼음 트레이(130)에서 얼려진 얼음이 낙하하여 수집되는 수집부로 구성되며, 상기 수집부에는 얼음이 녹을 때 발생하는 물을 물탱크(113)로 낙하시켜 재사용할 수 있도록 길이 방향의 홀이 나란하게 다수 형성된다.

이때, 상기 배수펌프(114)에는 물탱크 연결관(115)과 물 공급관(116)이 연결된다. 상기 물탱크 연결관(115)은 물탱크(113)와 배수펌프(114)를 연결하는 관이고, 상기 물 공급관(116)은 상기 물탱크(113)에서 얼음 트레이(130)로 상기 물탱크(113)의 물을 공급하도록 상기 얼음 트레이(130)의 내부까지 연장되는 관이다.

또한, 상기 물탱크(113)에는 남은 물을 외부로 배출시킬 수 있도록 배수관(117)이 내부 케이싱(110)까지 연장된다.

아이스 박스(120)는 물탱크(113) 상측에 탈착식으로 구비되어 제빙된 얼음이 보관되며, 내부 케이싱(110)의 내벽면과 이와 대향되도록 아이스 박스(120)측 수집부에 직립하게 형성되는 하우징의 대향면에 상기 아이스 박스(120)가 안착되는 안착 돌기가 형성된다.

그리고 상기 아이스 박스(120)의 바닥면은 다수의 구멍이 형성되어 상기 구멍을 통해 물탱크(113)에 얼릴 물을 공급하게 된다.

더욱이, 상기 아이스 박스(120)에는 바닥이 경사지게 형성될 수 있으므로 얼음이 녹았을 때 고여있지 않고 경사면을 따라 아래로 흘러내리게 되어 아이스 박스(120) 내에 잔류하는 물이 없게 된다.

또한, 상기 아이스 박스(120)의 상단에는 상기 아이스 박스(120) 내에 얼음이 가득 찰 경우 이를 센싱한 후 결과를 컨트롤러에 송신하여 제빙을 중지시킬 수 있도록 하는 센서가 구비된다.

얼음 트레이(130)는 물탱크(113)에 저장된 물이 배수펌프(114)에 의해 공급되어 얼음이 얼려지도록 물이 수용되는 제빙 홈이 형성되며, 제빙 완료시 구동부(M)에 연결된 회전축(131)에 의해 회전되면서 얼려진 얼음이 수집 몸체(112)의 수집부로 낙하한 후 배출된 얼음을 회전 동작에 의해 아이스 박스(120)로 이동시킨다.

즉, 상기 얼음 트레이(130)는 상면에 제빙 홈이 형성되며, 열전달율이 우수한 금속, 비금속, 합성수지 재질 중 어느 하나로 제조된다. 이때, 상기 얼음 트레이(130)의 재질이 금속일 경우, 구리, 알루미늄 및 그 합금 등으로 제조되며, 재질은 이에 한정하지 않고 열전달율이 우수한 재질로의 변경 실시가 가능하다. 더욱이, 얼음 트레이(130)의 재질이 금속 또는 비금속 중 특히 알루미늄으로 제작된 경우에는 재질특성에 따른 유해 독성이 존재하므로 이를 차단하기 위해 인체에 무해한 성분으로 전체 또는 제빙 홈을 표면 처리하거나 표면을 코팅할 수 있으며, 물속에 장기간 노출 시에도 인체에 무해하다고 알려진 테플론 코팅, 실리콘 코팅, 세라믹 코팅, 분체 도장 등이 사용되어 질 수 있다.

또한, 상기 얼음 트레이(130)는 회전 기점의 반대쪽 단부에 수집 몸체(112)의 수집부에 위치된 얼음을 아이스 박스(120)로 이동시키는 이동판(132)이 회전 가능하게 구비된다.

이때, 상기 이동판(132)은 상기 얼음 트레이(130)의 상향 회전시 수집 몸체(112)의 수집부에 위치된 얼음을 밀면서 아이스 박스(120) 내부로 이동시키게 된다.

제빙유닛(140)은 내부 케이싱(110)의 상면 후단에 구비되어 얼음 트레이(130) 내부에 침지된 냉각봉(141)을 열전냉각시켜 얼음을 얼리는 기능을 하며, 냉각봉(141), 콜드블록(142), 열전모듈(143) 및 방열모듈(144)을 포함한다.

냉각봉(141)은 얼음 트레이(130)의 내부에 다수개가 위치되어 얼음 트레이(130)의 제빙 홈에 저장된 물에 침지된 상태에서 물을 냉각시켜 얼리게 한다.

콜드블록(Cold block: 142)은 저면에 다수개의 냉각봉(141)이 구비되며 열전달율이 우수한 재질로 제조된다. 이때, 상기 콜드블록(142)은 냉각봉(141)과 일체 또는 분리 형태로 결합시켜 사용한다.

열전모듈(Thermoelectric Module, TEM: 143)은 콜드블록(142)의 상면에 냉각면이 접하도록 구비되고 방열모듈(144)의 저면에 방열면이 접하도록 설치되어 전원 인가 여부, 전원 인가 시간, 온도, 전류 방향 등을 제어하는 컨트롤러(도면에 미도시)의 제어를 통해 전원을 인가시켜 얼음이 얼도록 상기 콜드블록(142)을 열전냉각시킨다. 여기서, 열전모듈(143)은 2개의 서로 다른 금속으로 된 회로에 전류가 흐를 때 한쪽 접합부는 냉각되고, 다른 부위는 가열되는 펠티어(Peltier) 효과를 통해 실시할 수 있다.

이때, 열전모듈(143)은 일반적으로 콜드블록(142)을 냉각시키고 그 반대 방향인 방열모듈(144)에서 열전모듈(143)의 열을 방열시키지만, (+),(-)극을 바꿔 전류의 인가 방향을 반대로 하면, 상기 방열모듈(144)을 냉각시키고 상기 콜드블록(142)에서 열전모듈(143)의 열을 방열시키게 된다.

이렇게, 컨트롤러는 제어를 통해 열전모듈(143)에 설정 시간(약 1~10초) 동안 전류 방향을 다르게 할 경우, 얼음 트레이(130)에서 얼려진 얼음을 이빙시킬 때 콜드블록(142)이 가열되면서 이와 연결된 냉각봉(141)의 열을 통해 얼음의 분리가 용이하게 된다.

방열모듈(144)은 열전모듈(143)의 방열면에 설치되어 상기 방열면을 냉각시키며, 공냉 방식에 의한 히트 싱크(Heat sink)와 팬(Fan) 또는 수냉 방식에 의한 워터 재킷(Water jacket) 등을 포함한다. 이때, 본 실시예에서는 공냉 방식에 의한 히트 싱크(144a)와 팬(144b)을 포함하는 것으로 예시한다.

컨트롤러는 도면에는 도시하지 않았지만, 열전모듈(143)의 전원 인가 여부, 전원 인가 시간, 온도, 전류 방향을 제어하되, 제빙유닛(140)에 공급하는 물의 유량 및 인가되는 전압 조절 등을 제어한다. 즉, 상기 컨트롤러는 열전모듈(143)에 전류량 및 전류 인가 여부 등을 제어함과 동시에 유입되는 물의 유량을 제어할 수 있도록 유입관에 설치된 자동 밸브의 작동을 제어하고, 배출관에 설치된 온도 센서의 결과값에 따라 사용자가 원하는 냉수의 온도 조절이 상기 열전모듈(143) 등을 제어하여 가능케 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기(100)의 작동 과정은 다음과 같다.

우선, 내부 케이싱(110)의 개폐문(111)을 개방한 후 얼음이 얼려질 물을 주입하면 아이스 박스(120)의 바닥면에 형성된 다수 구멍을 통해 물탱크(113)로 낙하한다.

다음으로, 사용자의 선택에 의해 제빙 기능이 실행되면, 컨트롤러의 제어에 의해 배수펌프(114)가 작동하여 물탱크(113)에 저장된 물이 물탱크 연결관(115)을 통해 상기 배수펌프(114)로 공급되고, 상기 배수펌프(114)에서 펌핑한 물이 물 공급관(116)을 통해 얼음 트레이(130)로 공급된다.

이때, 배수펌프(114)에 의해 공급된 물이 얼음 트레이(130)에 일정량 받아지고 넘치게 되면 하측의 물탱크(113)로 낙하하여 재사용이 가능하다.

다음으로, 컨트롤러를 통한 제어에 의해 열전모듈(143)에 전원이 인가된다. 이때, 얼음 트레이(130)의 제빙 홈 내에는 냉각봉(141)이 저장된 물에 침지된 상태이다.

다음으로, 열전모듈(143)의 아래쪽에 구비되는 콜드블록(142)이 냉각되면서 상기 콜드블록(142)의 저면에 구비된 냉각봉(141) 역시 냉각되고, 상기 냉각봉(141) 주변부터 얼기 시작하여 제빙 홈의 내부의 물이 얼게 된다.

특히, 제빙시 얼음 트레이(130)의 제빙 홈 주변의 수면은 얼지 않도록 하면서 중심 쪽의 냉각봉(141)에서부터 얼기 시작하므로 상기 냉각봉(141) 주변에서 얼음이 얼면서 물속에 포함된 염소나 기포가 신속하게 배출될 수 있고 이를 통해 기포가 남지 않은 투명한 얼음이 만들어지게 된다.

다음으로, 제빙이 완료되면 얼음 트레이(130)를 구동부(M)의 구동에 의해 하향 회전시켜 대기 상태로 전환되게 하고, 얼음을 냉각봉(141)과 얼음 트레이(130)의 제빙 홈에서 분리시킨다. 이는 냉각봉(141)에서 얼음을 분리할 때 컨트롤러의 제어를 통해 열전모듈(143)에 인가되는 전류 방향을 설정 시간 동안 다르게 하면 상기 냉각봉(141) 쪽으로는 열이 발생하고, 방열모듈(144) 쪽으로는 냉각되는 원리를 이용하는 것이다. 이때, 상기 얼음 트레이(130)의 제빙 홈에 잔류수는 상기 얼음 트레이(130)가 하향 회전하면서 낙하하여 물탱크(113)에 저장된다.

다음으로, 얼음 트레이(130)에서 분리된 얼음이 수집 몸체(112)의 수집부에 낙하하면 얼음 트레이(130)가 상향 회전되면서 상기 수집부에 구비된 얼음을 밀면서 아이스 박스(120) 내부로 이동시킨다.

이때, 아이스 박스(120)에 얼음이 가득 차면 센서의 센싱에 의해 제빙이 중지되며, 만약 상기 아이스 박스(120)에 보관된 얼음이 미사용 등으로 인해 녹으면 하측의 물탱크(113)로 낙하하여 재빙시 재활용된다.

다음으로, 아이스 박스(120)가 내부 케이싱(110)에서 분리되어 얼음 사용이 용이하며, 남은 물은 배수관(117)을 통해 외부로 배출시킬 수 있다.

도 7 및 도 8에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기의 구성인 이빙모듈의 작동 전후 상태가 개략도로 도시되어 있다.

이들 도면에 의하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기는 내부 케이싱, 아이스 박스, 얼음 트레이(230), 제빙유닛(240) 및 컨트롤러를 포함하며, 상기 제빙유닛(240)을 제외하고 나머지 구성요소는 앞선 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 제빙유닛(240)은 냉각봉(241), 콜드블록(242), 열전모듈(243), 방열모듈(244) 및 이빙모듈(245)을 포함하며, 상기 이빙모듈(245) 이외의 나머지 구성은 앞선 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 이빙모듈(245)은 냉각봉(241)에 제빙된 얼음을 기계식으로 분리시켜 이빙(離氷)하는 구성요소로, 피니언(pinion: 246), 래크(rack: 247) 및 이빙부재(248)를 포함한다.

피니언(246)은 얼음이 얼려지는 얼음 트레이(230)의 회전축(231)에 냉각봉(241) 방향으로 기어이가 설정 각도만큼 형성되게 한다. 래크(247)는 피니언(246)과 전면에서 치합되도록 구비된다.

이빙부재(248)는 냉각봉(241)을 따라 승강하도록 구멍이 관통 형성되고, 래크(247)의 배면에 일단이 고정되어 피니언(246)의 회전에 의해 하강하는 수평 방향의 플레이트이다. 이때, 상기 이빙부재(248)는 래크(247)의 양측면에서 지지하는 가이드(도면에 미도시)를 따라 승강하게 된다.

한편, 상기 피니언(246), 래크(247) 및 이빙부재(248) 외에 상기 이빙모듈(245)에 보조 피니언(246a), 보조 래크(247a) 및 토션스프링(248)이 더 구비될 수 있다.

즉, 보조 피니언(246a)은 얼음 트레이(230)의 회전축(231)과 평행하게 이격된 종동축(231a)에 피니언(246)과 대향되어 냉각봉(241) 방향으로 기어이가 설정 각도만큼 형성된다.

상기 보조 래크(247a)는 보조 피니언(246a)과 치합되며, 이빙부재(248)의 타단에 배면이 고정된다.

토션스프링(248)은 보조 피니언(246a)이 구비된 종동축종동축(231a)에 항시 이빙부재(248)가 하강되도록 탄성력을 부여하며, 일단은 보조 피니언(246a)에 지지되고 타단은 내부 케이싱의 내벽면에 지지된다.

여기서, 설명하지 않은 부호 244a는 히트 싱크이고, 244b는 팬이다.

그러므로 본 발명의 제2 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기에서 제빙된 얼음을 이빙모듈(245)에 의해 이빙시키는 과정은 다음과 같다.

우선, 얼음 트레이(230)의 제빙 홈 내에 얼음이 얼려지면 얼음 트레이(230)를 구동부(M)의 구동에 의해 하향 회전시켜 대기 상태로 전환되게 하고, 얼음을 냉각봉(241)과 얼음 트레이(230)의 제빙 홈에서 분리시킨다. 이때, 냉각봉(241)에서 얼음을 분리할 때 컨트롤러의 제어를 통해 구동부(M)가 구동되어 회전축(231)을 하향 회전시키면, 상기 회전축(231)에 구비된 피니언(246)이 회전되면서 상기 피니언(246)과 치합된 래크(247)가 하강하고 상기 래크(247)에 고정된 이빙부재(248)가 하강하면서 냉각봉(241)에 제빙된 얼음의 상면을 밑으로 밀어 분리시킨다.

이와 함께 보조 피니언(246a), 보조 래크(247a) 및 토션스프링(248)이 더 구비되는 경우 이빙 과정이 더욱 용이해진다. 즉, 회전축(231)의 하향 회전에 의해 상기 회전축(231)에 구비된 피니언(246)이 회전되면서 상기 피니언(246)과 치합된 래크(247)에 의해 이빙부재(248)가 하강하면 상기 이빙부재(248)의 반대측에 구비된 보조 래크(247a)가 보조 피니언(246a)을 연동시킨다. 이렇게 이빙부재(248)의 양쪽면에 래크(247)와 보조 래크(247a)를 구비하고, 상기 래크(247)와 상기 보조 래크(247a)에 피니언(246)과 보조 피니언(246a)이 각각 치합되도록 구비되므로 구동부(M)의 구동력이 피니언(246)에서 보조 피니언(246a)까지 전달된다.

결국, 구동부(M)의 구동력에 의해 피니언(246)을 따라 보조 피니언(246a)을 연동시키게 하고 이에 치합되는 상기 래크(247)를 따라 상기 보조 래크(247a)을 연동시켜 상기 래크(247)와 상기 보조 래크(247a)의 사이에 배치된 이빙부재(248)의 하강 및 상승이 원활하게 이루어진다.

도 9 및 도 10에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기의 구성인 이빙모듈의 작동 전후 상태가 개략도로 도시되어 있다.

이들 도면에 의하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기는 내부 케이싱, 아이스 박스, 얼음 트레이(330), 제빙유닛(340) 및 컨트롤러를 포함하며, 상기 제빙유닛(340)을 제외하고 나머지 구성요소는 앞선 제1, 2 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 제빙유닛(340)은 냉각봉(341), 콜드블록(342), 열전모듈(343), 방열모듈(344) 및 이빙모듈(345)을 포함하며, 상기 이빙모듈(345) 이외의 나머지 구성은 앞선 제1, 2 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 이빙모듈(345)은 냉각봉(341)에 제빙된 얼음을 기계식으로 분리시켜 이빙하는 구성요소로, 다수의 기어군(346, 347) 및 이빙부재(348)를 포함한다.

즉, 상기 다수의 기어군(346, 347)은 구동부(M)의 구동축(331)에 연결된 구동기어(346)와, 상기 구동기어(346)와 치합되면서 이빙부재(348)의 일측 회전축을 상기 구동기어(346)의 회전방향과 동일하게 회전시키는 종동기어(347)를 포함한다.

이빙부재(348)는 냉각봉(341)이 위치되도록 홈 또는 구멍이 관통 형성된 수평 방향의 플레이트로 내부 케이싱에 지지되는 후방 종동기어(347)의 회전축에 결합되어 상기 후방 종동기어(347)가 회전되면 연동되면서 얼음의 상단을 하방으로 밀어 냉각봉(341)으로부터 상기 얼음을 분리시킨다.

여기서, 설명하지 않은 부호 344a는 히트 싱크이고, 344b는 팬이다.

그러므로 본 발명의 제3 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기에서 제빙된 얼음을 이빙모듈(345)에 의해 이빙시키는 과정은 다음과 같다.

얼음 트레이(330)의 제빙 홈 내에 얼음이 얼려지면 얼음 트레이(330)를 구동부(M)의 구동에 의해 하향 회전시켜 대기 상태로 전환되게 하고 얼음을 냉각봉(341)과 얼음 트레이(330)의 제빙 홈에서 분리시킨다. 이때, 냉각봉(341)에서 얼음을 분리할 때 컨트롤러의 제어를 통해 구동부(M)가 구동되어 회전축(331)을 하향 회전시키면, 상기 회전축(231)에 구비된 구동기어(346)가 하향 회전되면서 상기 구동기어(346)와 치합된 전방 종동기어(347)를 상향 회전시키고, 상기 선방 종동기어(347)와 치합된 후방 종동기어(347)를 하향 회전시키면서 상기 후방 종동기어(347)의 회전축에 연결된 이빙부재(348) 역시 하향 회전하면서 냉각봉(341)에 제빙된 얼음의 상면을 밑으로 밀어 분리시킨다.

도 11 및 도 12에는 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기의 구성인 이빙모듈의 작동 전후 상태가 개략도로 도시되어 있다.

이들 도면에 의하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기는 내부 케이싱, 아이스 박스, 얼음 트레이(430), 제빙유닛(440) 및 컨트롤러를 포함하며, 상기 제빙유닛(440)을 제외하고 나머지 구성요소는 앞선 제1, 2, 3 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 제빙유닛(440)은 냉각봉(441), 콜드블록(442), 열전모듈(443), 방열모듈(444) 및 이빙모듈(445)을 포함하며, 상기 이빙모듈(445) 이외의 나머지 구성은 앞선 제1, 2, 3 실시예의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 이빙모듈(445)은 냉각봉(441)에 제빙된 얼음을 기계식으로 분리시켜 이빙하는 구성요소로, 링크부재(446, 447) 및 이빙부재(348)를 포함한다.

즉, 상기 링크부재(446, 447) 중 제1 링크부재(446)는 선단이 구동부(M)에 연결된 얼음 트레이(430)의 회전축(431)과 편심되게 연결되고 후단은 제2 링크부재(447)의 선단과 연결되며, 제2 링크부재(447)는 후단이 이빙부재(348)의 회전축과 편심되게 연결된다.

이빙부재(448)는 냉각봉(441)이 위치되도록 홈 또는 구멍이 관통 형성되고 내부 케이싱에 지지되며, 제2 링크부재(447)의 후단에 편심되게 연결되어 얼음 트레이(430)가 회전하면 편심 연결된 제1 링크부재(446)가 이빙부재(448)의 편심 연결된 제2 링크부재(447)를 연동시켜 상기 이빙부재(448)를 하방으로 회전시키면서 얼음의 상단을 하방으로 밀어 냉각봉(441)으로부터 상기 얼음을 분리시킨다.

여기서, 설명하지 않은 부호 444a는 히트 싱크이고, 444b는 팬이다.

그러므로 본 발명의 제4 실시예에 따른 열전모듈이 적용된 제빙기에서 제빙된 얼음을 이빙모듈(445)에 의해 이빙시키는 과정은 다음과 같다.

얼음 트레이(430)의 제빙 홈 내에 얼음이 얼려지면 얼음 트레이(430)를 구동부(M)의 구동에 의해 하향 회전시켜 대기 상태로 전환되게 하고, 얼음을 냉각봉(441)과 얼음 트레이(430)의 제빙 홈에서 분리시킨다. 이때, 냉각봉(441)에서 얼음을 분리할 때 컨트롤러의 제어를 통해 구동부(M)가 구동되어 회전축(431)을 하향 회전시키면, 상기 회전축(431)과 편심 연결된 제1 링크부재(446)가 이빙부재(448)의 회전축과 편심 연결된 제2 링크부재(447)를 링크 운동시켜 상기 이빙부재(448)를 하향 회전시켜 냉각봉(441)에 제빙된 얼음의 상면을 밑으로 밀어 분리시킨다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110: 내부 케이싱
120: 아이스 박스
130, 230, 330, 430: 얼음 트레이
140, 240, 340, 440: 제빙유닛
141, 241, 341, 441: 냉각봉
142, 242, 342, 442: 콜드블록
143, 243, 343, 443: 열전모듈
144, 244, 344, 444: 방열모듈
245, 345, 445: 이빙모듈

Claims (8)

1. 케이싱의 내부에 구비된 물탱크 상측에 탈착식으로 구비되어 제빙된 얼음이 보관되는 아이스 박스;
   상기 물탱크에 저장된 물이 공급되어 얼음이 얼려지며, 제빙 완료시 배출된 얼음을 회전 동작에 의해 상기 아이스 박스로 이동시키는 얼음 트레이;
   상기 얼음 트레이 내부에 침지된 냉각봉을 열전냉각시키도록 상기 냉각봉이 냉각면에 구비되는 열전모듈;
   상기 열전모듈의 방열면에 설치되어 상기 방열면을 방열시키는 방열모듈; 및
   상기 열전모듈의 전원 인가 여부, 전원 인가 시간, 온도, 전류 방향을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 열전모듈이 적용된 제빙기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 열전모듈의 전류 방향을 상기 컨트롤러에 의해 반대로 제어하여 얼음을 이빙시키는 열전모듈이 적용된 제빙기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉각봉에 얼음을 기계식으로 분리시키도록 이빙(離氷)모듈이 구비되는 열전모듈이 적용된 제빙기.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 이빙모듈은,
   상기 얼음이 얼려지는 얼음 트레이의 회전축에 구비되는 피니언;
   상기 피니언과 치합되는 래크; 및
   상기 냉각봉을 따라 승강하도록 구멍이 관통 형성되고, 상기 래크의 배면에 일단이 고정되어 상기 피니언의 회전에 의해 하강하는 이빙부재를 포함하는 열전모듈이 적용된 제빙기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 얼음 트레이의 회전축과 평행하게 이격된 종동축에 상기 피니언과 대향되게 구비되는 보조 피니언; 및
   상기 보조 피니언과 치합되며, 상기 이빙부재의 타단에 배면이 고정되는 보조 래크를 포함하는 열전모듈이 적용된 제빙기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 보조 피니언이 구비된 종동축에 항시 이빙부재가 하강되게 하여 탄성력을 부여하도록 토션스프링이 구비되는 열전모듈이 적용된 제빙기.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 얼음 트레이는 금속, 비금속 및 합성수지 중 어느 하나의 재질로 형성되는 열전모듈이 적용된 제빙기.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 방열모듈은 수냉 방식에 의한 워터 재킷 또는 공냉 방식에 의한 히트 싱크와 팬을 포함하는 열전모듈이 적용된 제빙기.

Images