KR20170096382A - 얼음생성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 얼음을 제빙하기 위한 물이 저장되는 물탱크와, 상기 물탱크의 일측에 구비되는 열전소자와, 상기 열전소자와 열교환하기 위하여 상기 열전소자의 일측에 구비되는 열교환부를 포함하며, 상기 열교환부는 상기 열전소자에 접촉하는 제1열교환기와, 상기 제1열교환기에 연결되어 상측으로 연장되는 열교환 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치에 관한 것이다.

Description

얼음생성장치{Ice Generating Device}

본 발명은 얼음생성장치에 관한 것이다.

얼음생성장치란 물을 상변화시켜서 얼음을 생성하는 장치를 말한다.

종래의 얼음생성장치는 물을 저장하는 물탱크와, 물탱크에 구비되어 물을 냉각시키는 증발기와, 증발기에 연결된 압축기와, 압축기에 연결된 응축기, 응축기에 연결된 팽창장치를 이용하여 물탱크에서 얼음을 생성하였다.

그러나, 종래의 얼음생성장치에 사용되는 냉동사이클을 이용하는 경우 냉동사이클을 구성하는데 비용이 많이 들며, 제빙을 위해 냉매를 순환시켜야 하므로 제빙시간이 많이 소요되고, 제빙된 얼음을 저장해야 하는 얼음저장고가 필수적으로 필요한 문제가 있다.

또한, 종래의 얼음생성장치는 냉동사이클을 이용하므로 압축기의 소음이 컸으며, 부피가 커서 얼음생성장치를 콤팩트하게 만들기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 냉동사이클을 이용하지 않아 제빙에 들어가는 단가를 절감하고, 제빙시간을 단축할 수 있어, 바로 얼음을 추출하여 얼음저장고가 필요 없는 얼음생성장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 냉동사이클을 이용하지 않으므로 제품의 사이즈를 컴팩트 하게 줄일 수 있는 얼음생성장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 얼음을 제빙시에 소음이 거의 없는 얼음생성장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위하여, 얼음을 제빙하기 위한 물이 저장되는 물탱크와, 상기 물탱크의 일측에 구비되는 열전소자와, 상기 열전소자와 열교환하기 위하여 상기 열전소자의 일측에 구비되는 열교환부를 포함하며, 상기 열교환부는 상기 열전소자에 접촉하는 제1열교환기와, 상기 제1열교환기에 연결되어 상측으로 연장되는 열교환 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 물탱크에 인입/인출되며, 각얼음을 생성할 수 있는 각얼음생성케이스를 포함하는 얼음생성장치를 제공한다.

상기 물탱크는 전도성이 있는 금속재질로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 열전소자는 상기 물탱크와 면접촉하는 일면과, 상기 열교환부에 면접촉하는 타면을 포함한다.

제빙시, 상기 열전소자는 상기 일면을 통해 흡열과 동시에 상기 타면으로 방열을 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이빙시, 상기 열전소자는 상기 일면을 통해서 방열하는 동시에 상기 타면으로 흡열을 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상기 열교환 파이프의 끝단에 연결되는 제2열교환기와, 상기 제2열교환기에 외부 공기를 공급하는 열교환팬을 포함하는 얼음생성장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 각얼음생성케이스에 수직으로 연결되는 랙기어와, 상기 랙기어에 맞물려 회전하는 피너언기어와, 상기 피니언기어에 회전력을 제공하는 모터를 포함하는 얼음생성장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 각얼음생성케이스 내부에 생성된 각얼음을 외부로 배출하기 위한 탈빙모듈을 포함하는 얼음생성장치를 제공할 수 있다.

상기 탈빙모듈은 일측이 각얼음생성케이스의 내부에 인입되어 구비되고, 타측은 고정되되, 상하로 탄성력을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 물탱크로 연결된 급수유로를 개폐하는 솔밸브와, 상기 솔밸브에 연결되어 상기 물탱크로 공급되는 물의 양을 측정하는 유량센서를 포함하는 얼음생성장치를 제공할 수 있다.

상기 열교환 파이프는 상기 제1열교환기의 측면에서 연장되어 상측으로 절곡되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 물탱크는 상측으로 개구된 물탱크 개구부를 포함하여, 상기 각얼음생성케이스는 상기 물탱크 개구부를 통해서 인출입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 냉동사이클을 이용하지 않아 제빙에 들어가는 단가를 절감하고, 제빙시간을 단축할 수 있어, 바로 얼음을 추출하여 얼음저장고가 필요 없는 얼음생성장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 냉동사이클을 이용하지 않으므로 제품의 사이즈를 컴팩트 하게 줄일 수 있는 얼음생성장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 얼음을 제빙시에 열전소자를 이용하므로 소음이 거의 없는 얼음생성장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 열전소자를 이용하여 냉각(제빙)과 가열(이빙)이 동시에 해결되는 얼음생성장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 열교환부를 통해서 열전소자에서 방출되는 열을 얼음생성장치의 외부로 방열할 수 있는 얼음생성장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 급수, 제빙, 이빙, 탈빙이 자동적으로 이뤄져 각얼음이 생성되는 얼음생성장치를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 얼음제빙방치에서 제빙된 얼음이 탈빙되는 모습을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 얼음생성장치의 단면의 일측을 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명의 얼음생성장치의 분해 사시도 이다.
도 4은 본 발명의 얼음생성장치의 단면도 이다.
도 5는 본 발명의 열교환부의 단면도 이다.
도 6은 본 발명의 제2열교환기와 열교환팬의 단면도 이다.
도 7은 본 발명의 솔밸브와 유량센서의 사시도 이다.
도 8은 본 발명의 얼음생성장치에서 탈빙모듈에 의해 얼음이 탈빙되는 모습을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 열음제빙장치의 블록도 이다.
도 10은 본 발명의 얼음생성장치에서 물탱크로 급수되기 전 모습을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 얼음생성장치에서 얼음이 제빙되는 모습을 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 통상의 기술자가 이해하는 해당 용어의 일반적 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에 사용된 용어가 해당 용어의 일반적 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

도 1에 도시된 직교좌표계를 참조하면, X축의 양의 방향을 전방, X축의 음의 방향을 후방, Z축의 양의 방향을 상방, Z축의 음의 방향을 하방, Y축의 양의 방향을 우방, Y축의 음의 방향을 좌방으로 정의한다.

도 1은 본 발명의 얼음생성장치에서 제빙된 얼음이 탈빙되는 모습을 나타낸 것이다. 도 2는 본 발명의 얼음생성장치의 단면의 일측을 나타낸 것이다. 도 3는 본 발명의 얼음생성장치의 분해 사시도 이다. 도 4은 본 발명의 얼음생성장치의 단면도 이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 얼음생성장치(1)에 대하여 설명한다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 얼음생성장치(1)는 제빙시, 열전소자를 사용하여 제빙시간을 단축하고, 제빙된 각 얼음을 바로 추출하여 얼음저장고를 제거하였으며, 얼음저장고에서 얼음이 녹는 문제를 해결하고 신선한 얼음을 제공한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 얼음생성장치(1)는 얼음을 제빙하기 위한 물이 저장되는 물탱크(100)와, 물탱크(100)의 일측에 구비되는 열전소자(200)와, 열전소자(200)의 일측에 구비되는 열교환부(300)를 포함한다.

물탱크(100)는 물이 저장되는 저장공간(102)을 내부에 포함하는 직육면체 형상으로 구비된다. 물탱크(100)는 전방면(110), 후방면(111), 상면(112), 하면(113), 좌측면(114), 우측면(115)으로 구비되며, 전방면(110)과 후방면(111)은 다른 면들에 비하여 넓게 구비된다. 이에 대해서는 후술하겠지만, 전방면(110)과 후방면(111)을 통해서 열전소자(200)와 연교환이 용이하게 되도록 하기 위함이다.

물탱크(100)는 열전도성이 좋은 금속재질로 구비된다. 물탱크(100)는 상측으로 개구된 물탱크 개구부(104)를 포함한다. 즉, 물탱크 개구부(104)는 물탱크(100)의 상면(112)에 구비된다. 따라서, 저장공간(102)은 물탱크 개구부(104)를 통해서 물탱크(100)의 외부에 연통한다.

물탱크(100)는 물을 공급받기 위하여 급수구(106)를 포함한다. 급수구(106)는 물탱크(100)의 측면, 좌측면(114) 또는 우측면(115),에 구비된다. 이는 물탱크(100)의 일측에 구비되는 열전소자(200)와 간섭을 최소화 하기 위함이다.

또한, 급수구(106)는 물탱크(100)의 측면, 좌측면(114) 또는 우측면(115),의 상측에 구비된다. 이는 물탱크(100)에 급수될 수 있는 최대 수위는 급수구(106)의 위치에 의해 결정되므로 급수구(106)를 물탱크(100)의 상측에 구비하여 물탱크(100)에 저장되는 물의 양을 최대로 하기 위함이다.

한편, 본 발명의 얼음생성장치는 물탱크(100)를 감싸는 단열재(400)를 포함한다.

단열재(400)는 열전도도가 낮은 플라스틱 재질로 구비된다. 단열재(400)는 물탱크(100)의 좌측면(114)과 우측면(115), 그리고 하면(113)을 감싸도록 구비된다. 왜냐하면, 물탱크(100)의 전방면(110)과 후방면(111)은 열전소자(200)에 의해 감싸지기 때문에 물탱크(100)의 좌측면과 우측면, 하면을 감싸서 물탱크(100)와 외부 공기가 열교환하는 것을 제한한다.

한편, 본 발명은 각얼음을 생성하기 위하여 물탱크(100)에 인입/출입되는 각얼음생성케이스(500)를 포함한다.

각얼음생성케이스(500)는 물탱크 개구부(104)를 통해서 인출입된다.

각얼음생성케이스(500)는 제빙시 물탱크(100)의 저장공간(102)에 구비되며, 물탱크(100)에 저장된 물을 구획하여, 구획된 형상에 따라 얼음을 만들 수 있도록 한다.

도 4를 참조하면, 각얼음생성케이스(500)의 전후방길이(l2)는 물탱크(100)의 전후방길이(l1)보다 작게 구비된다. 즉, 각얼음생성케이스(500)와 물탱크(100)의 내측벽 사이에는 간극(l3)이 존재한다. 왜냐하면, 물탱크(100)에 물(W)이 저장된 상태에서 각얼음생성케이스(500)는 물탱크(100) 내부로 인입되며, 각얼음생성케이스(500)의 내측으로 물이 인입되기 위해서는 각얼음생성케이스(500)와 물탱크(100) 내측면 사이에 간극(l3)이 필요하기 때문이다.

다시 도 3을 참조하면, 각얼음생성케이스(500)는 전방과 후방으로 개구된 사각틀(502)과, 사각틀(502)의 내부를 좌우로 구획하는 제1구획벽(504)과, 상하로 구획하는 제2구획벽(506)을 포함한다.

사각틀(502)은 물탱크 저장공간(102)에 대응하는 형상으로 구비되며, 제1구획벽(504)와 제2구획벽(506)은 1회 제빙시 만들고자 하는 얼음의 개수에 따라 다수개로 구비될 수 있다. 본 발명에서는 제1구획벽(504)을 3개로 구비하고, 제2구획벽(506)은 1개로 구비하여 1회 제빙시 각얼음 8개가 생성된다.

각얼음생성케이스(500)는 열 전도성이 좋은 금속재질로 구비된다.

열전소자(200)란 전자가 전위차가 있는 두 금속 사이을 움직이기 위해서 에너지를 필요로 하는데, 이 때 필요한 에너지를 금속이 가지는 에너지에서 뺏아가는 펠티어 효과를 이용한 소자이다.

펠티어 효과를 이용하여 열전소자(200)는 열을 방출/흡수할 수 있는 소자로 이용 가능하다. 예를 들어, 열전소자(200)에 일방향으로 전류를 흘려주면 일면은 차가워지며(흡열), 타면은 뜨거워진다(방열). 반대로, 열전소자(200)에 다른 방향으로 전류를 흘려주면 일면은 뜨거워지고(방열), 타면은 차가워진다(흡열).

열전소자(200)로는 TEM(ThermoElectric Module)이 많이 사용되며, 본 발명의 열전소자(200)도 TEM으로 구비될 수 있다. TEM은 공지된 내용으로 자세한 설명은 생략한다.

열전소자(200)는 판형으로 이뤄지며, 물탱크(100)의 일면에 면 접촉한다. 구체적으로는 열전소자(200)는 물탱크(100)의 전방면(110) 또는 후방면(111)에 면접촉하는 일면(202)과, 열교환부(300)에 면접촉하는 타면(204)을 포함한다.

물탱크(100)의 전방면(110)에 면접촉하는 열전소자를 전방 열전소자라 하고, 후방면(111)에 면접촉하는 열전소자를 후방 열전소자라 한다. 이후 전방 열전소자와 후방 열전소자는 동일한 소재이므로 전방 열전소자를 기준으로 설명하되, 후방 열전소자에도 전방 열전소자에 대한 설명이 그대로 적용될 수 있다.

제빙시에 열전소자(200)는 일면(202)을 통해서 흡열을 하고, 동시에 타면(204)으로 방열을 한다. 따라서, 일면(202)에 접촉된 물탱크(100)의 온도는 내려가고, 물탱크(100) 내부에 물은 얼음으로 상변화 한다.

반대로, 이빙시에는 열전소자(200)는 일면(202)을 통해서 방열하고, 동시에 타면(204)으로 흡열한다. 따라서, 일면(202)에 접촉된 물탱크(100)의 온도를 살짝 높여서 물탱크(100)의 내측면의 얼음을 녹이고, 물탱크(100)에서 얼음이 용이하게 인출될 수 있다.

열전소자(200)은 물탱크(100)의 일면과 동일한 면적으로 구비된다. 만약, 열전소자(200)의 면적이 물탱크(100)의 일면보다 작다면, 물탱크(100)로부터 충분히 흡열을 하지 못해서 물탱크(100)의 물이 얼음으로 상변화 하지 못하는 문제가 생길 수 있다. 또한, 열전소자(200)의 면적이 물탱크(100)의 일면보다 크다면, 물탱크(100)에 접촉하지 못하는 열전소자(200)의 부분에서 에너지가 낭비되는 문제가 생긴다.

도 5는 본 발명의 열교환부의 단면도 이다. 도 6은 본 발명의 제2열교환기와 열교환팬의 단면도 이다. 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 열교환부에 대하여 설명한다.

열교환부(300)는 열전소자(200)에 접촉하여 열전소자(200)와 열교환 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 열교환부(300)는 열전소자(200)에 접촉하는 제1열교환기(302)와, 제1열교환기(302)에 연결되어 상측으로 연장되는 열교환 파이프(304)를 포함한다.

즉, 열교환 파이프(304)를 중력방향으로 배치하여, 내부에 구비된 냉매가 중력에 영향을 받도록 한다.

열교환 파이프(304)는 내부에 냉매를 포함한다. 열교환 파이프(304)가 제1열교환기(302)와 열교환하여 열을 전달받으면, 열교환 파이프(304) 내부의 냉매는 기화하여 기체상태로 상변화 한다.

제1열교환기(302)와 열교환 파이프(303)은 열 전도성이 좋은 금속재질로 구비된다.

제1열교환기(302)는 판형으로 구비되며, 열전소자(200)의 타면(204)에 면 접촉하는 제1면(302a)과, 상기 제1면(302a)에 나란하게 구비된 제2면(302b)과, 제1면(302a)과 제2면(302b) 사이에 구비되되 상측을 이루는 제3면(302c)과, 하측을 이루는 제4면(302d)과, 좌측을 이루는 제5면(302e)과, 우측을 이루는 제6면(302f)을 포함한다.

제1열교환기(302)의 제1면(302a)은 열전소자(200)의 타면(204)과 동일한 면적으로 구비됨이 바람직하다. 왜냐하면, 열전소자(200)의 타면(204)의 면적보다 작게 제1열교환기(302)가 구비되면, 열전소자(200)에서 제빙시 발생되는 열이 충분히 제1열교환기(302)를 통해서 방출되지 못하게 되어 열전소자(200)의 효율이 떨어지게 되고, 열전소자(200)의 일면(202)에서 충분한 흡열을 하지 못하여 물탱크(100)에서 얼음이 생성되는 온도까지 하강하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

반대로, 열전소자(200)의 타면(204)의 면적보다 크게 제1열교환기(302)가 구비되면, 열전소자(200)에서 제빙시 발생되는 열이 제1열교환기(302)로 전달되더라도, 열전소자(200)와 접촉하지 않은 제1열교환기(302)의 부분으로 제1열교환기(302) 내부의 열이 방출되어 물탱크(100)를 가열할 수 있어 물탱크(100)에서 얼음이 생성되지 못할 수 있기 때문이다.

제1열교환기(302)는 열교환 파이프(304)가 관통할 수 있는 파이프홀(303)을 포함한다. 파이프홀(303)은 제1열교환기(302)의 좌우 측면인 제5면(302e)과 제6면(302f)을 관통하도록 구비된다.

제1열교환기(302)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1플레이트(3021)와 제2플레이트(3022)로 구비되며, 파이프홀(303)은 제1플레이트(3021)와 제2플레이트(3022) 사이에 구비된다. 즉, 열교환 파이프(304)는 제1플레이트(3021)와 제2플레이트(3022)에 의해 구비된 파이프홀(303)에 구비된다.

열교환 파이프(304)는 제1열교환기(302) 내부에 구비되는 제1열교환 파이프(304a)와, 제1열교환 파이프(304a)에 연결되고 공기에 노출되는 제2열교환 파이프(304b)를 포함한다.

제1열교환 파이프(304a)는 일단이 폐쇄되며, 제1열교환기(302)에 수평하게 구비된다. 따라서, 열교환 파이프(304) 내부에 냉매는 액체상태에서 제1열교환 파이프(304a)에 고여있게 된다.

제2열교환 파이프(304b)는 제1열교환 파이프(304a)에 연결되되, 제1열교환기(302)의 제5면(302e) 또는 제6면(302f) 방향으로 연결된다. 제2열교환 파이프(304b)는 제1열교환 파이프(304a)에서 연결된 후 바로 상측으로 절곡되어 상측으로 연장된다. 따라서, 열교환 파이프 내부의 냉매가 기화된 경우에 제2열교환 파이프(304b)를 통해서 상측으로 상승한다. 제2열교환 파이프(304b) 내부에서 있는 기화된 냉매는 제2열교환 파이프(304b)를 통해서 외부 공기와 열교환한다.

한편, 도 6을 참조하면, 본 발명 얼음생성장치는 열교환 파이프(304)의 끝단에 연결되는 제2열교환기(306)와, 제2열교환기(306)에 외부 공기를 공급하는 열교환팬(308)을 포함한다.

제2열교환기(306)는 열교환 파이프(304)에 의해 관통되는 다수개의 열교환 핀(307)을 포함한다. 열교환 핀(307)은 수평하게 소정 거리를 두며 이격되게 상측으로 적층되어 구비되며, 열교환 파이프(304)는 상측으로 다수개의 열교환 핀(307)을 관통하고, 최상층의 열교환 핀(307)을 관통하여 외부로 돌출된다. 열교환 핀(307)을 관통하여 외부로 돌출된 열교환 파이프(304)는 폐쇄되게 구비된다.

다시 말해, 열교환 파이프(304)는 제2열교환 파이프(304b)에 일측이 연결되고, 다수개의 열교환 핀(307)을 관통하는 제3열교환 파이프(304c)를 포함한다. 제3열교환 파이프(304c)의 타측은 폐쇄되어 막히게 구비된다. 따라서, 기화된 냉매가 제2열교환 파이프(304b)와 제3열교환 파이프(304c)를 통해서 상측으로 이동한다고 하더라도, 폐쇄된 제3열교환 파이프(304c)에서 이동이 제한된다.

열교환팬(308)은 다수개의 열교환 핀(307) 사이에 외부 공기를 공급한다. 즉, 열교환팬(308)은 다수개의 열교환 핀(307)의 측면에서 연결되어 외부 공기를 공급한다.

정리하면, 제1열교환기(302)에 의해 열교환 파이프(304) 내부의 액체상태의 냉매는 기체상태로 기화하고, 상측으로 연장된 열교환 파이프(304)를 통해서 상승한다. 열교환 파이프(304)의 끝단에 구비된 제2열교환기(306)와 열교환팬(308)에 의해 기화된 냉매는 다시 액화상태로 상변화 하게 되며, 액화된 냉매는 중력에 의하여 열교환 파이프(304)를 통해서 다시 하강한다. 그리고, 하강한 액체 냉매는 제1열교환기(302)와 열교환하여 기화되는 과정을 반복한다.

본 발명에서 열교환부(300)는 전방 열전소자에 면접촉하는 전방 제1열교환기와, 전방 제1열교환기에서 연결되어 상측으로 연장되는 전방 열교환 파이프와, 후방 열전소자에 면접촉하는 후방 제1열교환기와, 후방 제1열교환기에서 연결되어 상측으로 연장되는 후방 열교환 파이프를 포함하며, 전방 열교환 파이프와 후방 열교환 파이프는 하나의 제2열교환기 및 열교환팬에 연결되어 외부 공기와 열교환 한다.

본 발명에서 전방 열교환 파이프는 전방 제1열교환기의 좌측과 우측으로 각각 3개씩 연결되어 총 6개가 구비될 수 있으며, 후방 열교환 파이프도 후방 제1열교환기의 좌측과 우측으로 각각 3개씩 연결되어 총 6개 구비될 수 있다. 따라서, 제2열교환기에는 전방 및 후방 열교환 파이프 12개가 연결될 수 있다.

한편, 본 발명의 얼음생성장치는 단열재(400), 제1열교환기(302), 열전소자(200), 물탱크(100)를 내부에 구비할 수 있는 수용공간(606)을 형성하는 전면 하우징(602)과 후면 하우징(604)을 포함할 수 있다. (도 3 참조) 따라서, 제빙시에 열전소자(200)에 의해 발생되는 열은 제1열교환기(302)에서 모두 흡수하고, 물탱크(100)의 열은 열전소자(200)에서만 흡수하도록 하되, 물탱크(100), 열전소자(200), 제1열교환기(302)가 외부 공기와 열교환하는 것을 방지한다.

전면 하우징(602)는 각얼음생성케이스(500)에서 탈빙되는 얼음이 인출되는 각얼음 탈빙구(608)을 포함한다. 각얼음 탈빙구(608)은 제1열환기(302) 보다 상측에 구비된다. 왜냐하면, 각얼음생성케이스(500)는 물탱크(100)에서 상측으로 인출되며, 후술되는 탈빙모듈(900)에 의해 각얼음이 각얼음생성케이스(500)에서 탈빙되는 부분이 제1열교환기(302)의 상측이기 때문이다.

도 7은 본 발명의 솔밸브와 유량센서의 사시도 이다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 얼음생성장치는 외부 급수원(700)에 연결되어 물탱크(100)에 물을 급수하는 급수유로(710)와, 급수유로(710)를 개폐하는 솔밸브(720)와, 급수되는 물의 양을 측정하는 유량센서(730)를 포함하여, 물탱크(100)에 일정한 물을 급수하여야 한다.

급수유로(710)는 외부 급수원(700)과 물탱크(100)의 급수구(106) 사이에 연결되어 물탱크(100)에 물을 공급한다.

솔밸브(720) 솔레노이드 밸브를 말하며, 전기적인 스위치의 변화에 의해 전자적으로 급수유로(710)를 개폐할 수 있는 밸브이다. 급수유로(710)에 의해 물이 유입되는 유입단(722)와, 배출되는 배출단(724)을 포함한다.

또한, 유량센서(730)는 솔밸브(720)에 연결되며, 유량센서(730)를 통과하는 물의 양을 측정한다. 유량센서(730)도 급수유로(710)에 의해 물이 유입되는 유입단(732)와, 배출되는 배출단(734)를 포함한다.

솔밸브(720)의 유입단(722)에 유량센서(730)의 배출단(734)이 연결되고, 솔밸브(720)의 배출단(724)와 유량센서(730)의 유입단(732)에 급수유로가 연결된다.

이하에서 각얼음생성케이스(500)를 물탱크(100)에서 인출입하기 위한 구조에 대하여 살펴본다. 각얼음생성케이스(500)는 물탱크 개구부(104)를 통해서 상하로 인출입된다.

이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 얼음생성장치는 각얼음생성케이스(500)에 연결되는 랙기어(800)와, 랙기어(800)에 맞물려 회전하는 피니언기어(802)와, 피니언기어(802)에 회전력을 제공하는 모터(804)를 포함할 수 있다.

랙기어(800)는 각얼음생성케이스(500)를 상하방향으로 이동시키기 위하여 각얼음생성케이스(500)에 수직으로 연결된다. 다시 말해, 랙기어의 기어가 수직으로 연결된다.

구체적으로, 랙기어(800)는 각얼음생성케이스(500)에서 수평하게 연장된 수평부재(806)의 끝단에서 연결되고, 수평부재(806)의 끝단에서 하측으로 수직하게 구비된다.

본 발명은 랙기어(800)의 이동을 가이드하는 가이드부재(808)와, 가이드부재(808)가 구비된 베이스(810)를 포함할 수 있다.

가이드부재(808)는 베이스(810)에서 상측으로 돌출된 기둥으로, 랙기어(800)의 저면에 구비된 가이드홈(801)에 끼워지며, 랙기어(800)의 상하 이동을 가이드 한다.

베이스(810)는 얼음생성장치의 바닥면을 말하며, 단열재(400)가 안착되는 단열재 안착부(812)를 포함한다.

본 발명은 도 1과 같이, 모터(804)가 전력을 공급받아 일방향으로 회전하면, 피니언기어(802)도 일방향으로 회전하고, 랙기어(800)는 상측으로 이동하므로 각얼음생성케이스(500)도 함께 상측으로 이동한다. 반대로, 모터(804)가 전력을 공급받아 타방향으로 회전하면, 피니언기어(802)도 타방향으로 회전하고, 랙기어(800)는 하측으로 이동하므로 각얼음생성케이스(500)도 함께 하측으로 이동한다.

도 8은 본 발명의 얼음생성장치에서 탈빙모듈에 의해 얼음이 탈빙되는 모습을 나타낸 것이다. 이하에서 본 발명의 각얼음생성케이스(500)에서 각얼음을 탈빙시키는 구조에 대하여 설명한다.

본 발명의 얼음생성장치는 각얼음생성케이스 내부에 생성된 각얼음을 외부로 배출하기 위한 탈빙모듈(900)을 포함한다.

탈빙모듈(900)은 상하로 회전 가능하게 탄성력을 가지도록 구비된다. 구체적으론, 탈빙모듈(900)의 일측은 각얼음생성케이스(500)의 내측으로 인입되고, 그 타측은 고정되되, 탄성력을 가지도록 구비될 수 있다. 이 경우 탈빙모듈(900)의 타측은 후면 하우징(604)에 고정된다.

또는 탈빙모듈(900)은 일측은 각얼음생성케이스(500)의 내측으로 인입되고, 그 타측은 회전 가능하게 고정되되, 탄성력을 가지는 토션스프링(미도시)를 포함한다. 이 경우 탈빙모듈(900)의 타측은 후면 하우징(604)에 회전 가능하게 고정된다.

각얼음생성케이스(500)가 상측으로 이동하면(도8a), 탈빙모듈(900)의 일측은 제1구획벽(504)에 의해 상측으로 힘을 받고, 탈빙모듈(900)은 상측으로 회전 이동하게 된다(도8b). 그리고, 제1구획벽(504)이 상측으로 이동하여 탈빙모듈(900)에 작용하는 힘이 사라지면, 탈빙모듈(900)은 자체의 탄성력 또는 탈빙모듈(900)에 연결된 토션스프링의 탄성력에 의하여 하측으로 회전 이동하게 된다. 그러면, 탈빙모듈(900)의 일측은 제1구획벽(504)의 하측에 생성된 얼음을 치게 되어(도8c), 각얼음은 각얼음생성케이스(500)에서 탈빙되어 전방으로 떨어진다. 이러한 과정은 반복되어 각얼음생성케이스(500)에 생성된 모든 각얼음을 탈빙시킨다.

도 9는 본 발명의 얼음생성장치의 블록도 이다. 도 10은 본 발명의 얼음생성장치에서 물탱크로 급수되기 전 모습을 나타낸 것이다. 도 11은 본 발명의 얼음생성장치에서 얼음이 제빙되는 모습을 나타낸 것이다.

도 9 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 얼음생성장치에 대한 동작을 살펴본다.

본 발명의 얼음생성장치는 솔밸브(720), 유량센서(730), 모터(804), 열전소자(200), 열교환팬(308)에 연결된 제어부(920)를 포함한다.

제어부(920)는 물탱크(100)에 물을 공급하는 급수단계와, 급수된 물을 제빙하는 제빙단계와, 제빙된 얼음을 이빙하는 이빙단계와, 이빙된 얼음을 물탱크(100)에서 탈빙하는 탈빙단계를 수행한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 급수단계에서 제어부(920)는 물탱크(100)에 물을 급수하기 위하여 솔밸브(720)를 개방한다. 솔밸브(720)의 개방으로 급수유로는 개방되며, 급수유로(710)를 통해서 물탱크(100)의 급수구(106)를 통해서 물탱크(100) 내부로 물이 급수된다.

기설정된 수위까지만 물을 공급하기 위하여 제어부(920)는 유량센서(730)를 이용하여 급수유로(710)를 통과하는 물의 양을 측정하고, 기설정된 양의 물이 공급되었다고 판단되면 솔밸브(720)를 폐쇄하여 급수유로(710)를 페쇄한다.

도 10에서는 각얼음생성케이스(500)가 물탱크(100) 외부에 인출된 상태이지만, 만약 각얼음생성케이스(500)가 물탱크(100) 내부에 인입된 상태라면, 바로 제빙단계에 돌입된다.

각얼음생성케이스(500)가 물탱크(100)의 외부에 인출된 상태에는 제어부(920)는 모터(804)를 제어하여 일방향으로 회전시켜서 피니언기어(802), 랙기어(800)를 통해서 각얼음생성케이스(500)를 하측으로 이동시킨다. (도 11 참조)

제빙단계에서 제어부(920)는 열전소자(200)에 전류를 일방향으로 흘려주어 물탱크(100)에 면 접촉하는 열전소자(200)의 일면이 차가워지고, 물탱크(100)에서는 물이 얼음으로 변화한다. 이 경우, 열전소자(200)의 타면은 뜨거워지고, 열전소자(200)에 면접촉하는 제1열교환기(302)에 열이 전달된다. 열교환 파이프(304) 내부의 냉매는 기화하여 상측으로 이동하게 되며, 열교환 파이프(304)의 끝단에 연결된 제2열교환기(306) 및 열교환팬(308)에 의해 외부 공기와 열교환하여 기화된 냉매는 액화되어 열교환 파이프(304)의 내부에서 하측으로 이동한다.

제빙단계에서 제빙의 완료 시점은 제어부(920)에서 열전소자(200)에 전류를 공급한 시간을 카운트 하여 판단하거나, 물탱크(100)에 구비된 온도센서(922)에서 측정된 온도를 기반으로 판단할 수 있다.

이빙단계에서 제어부(920)는 물탱크(100)의 내측면에 들어붙은 얼음을 떼어내기 위하여 열전소자(200)에 다른 방향으로 전류를 흘려주어 물탱크(100)에 면 접촉한 열전소자(200)의 일면이 뜨거워지게 하여 물탱크(100)를 가열한다. 따라서, 물탱크(100)의 내측면에 들러붙었던 얼음이 녹는다.

제어부(920)는 이빙단계와 비교하여 제빙단계에서 열전소자(200)에 전류를 공급하는 시간을 더 길게 한다. 즉, 제어부(920)는 이빙단계에서 열전소자에 전류를 공급하는 시간을 수초 내외로 짧게 하여 물탱크(100) 내부의 얼음이 녹는 것을 최소화 한다.

탈빙단계에서 제어부(920)는 모터(804)를 제어하여 다른 방향으로 회전시켜서 피니언기어(802), 랙기어(800)를 통해서 각얼음생성케이스(500)를 상측으로 이동시킨다. 각얼음생성케이스(500)가 상측으로 이동하면, 탈빙모듈(900)은 각얼음생성케이스(500)의 후방에서 각얼음생성케이스(500)의 내부에 생성된 각얼음을 쳐서, 각얼음생성케이스(500)의 전반으로 탈빙되도록 한다. (도 1 참조)

한편, 본 발명은 솔밸브(720)를 개방 또는 폐쇄할 수 있는 급수스위치(924)를 포함할 수 있다. 따라서 사용자는 수동으로 물탱크(100)에 급수하기 위하여 급수스위치(924)를 누르면 솔밸브(720)는 개방하고, 급수유로(710)을 통해서 물탱크(100)에 물을 급수한다. 또한, 급수스위치(924)를 다시 누르면 솔밸브(720)는 폐쇄되어 급수유로(710)은 폐쇄된다.

한편, 본 발명은 각얼음생성케이스(500)를 상하로 이동시킬 수 있는 이동스위치(926)를 포함할 수 있다. 따라서, 사용자는 수동으로 이동스위치(926)를 누르면 각얼음생성케이스(500)는 상측으로 이동하여 물탱크(100)에서 인출되며, 다시 이동스위치(926)를 누르면 각얼음생성케이스(500)는 하측으로 이동하여 물탱크(100)로 인입된다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

물탱크(100)
저장공간(102)
물탱크 개구부(104)
급수구(106)
열전소자(200)
일면(202)
타면(204)
열교환부(300)
제1열교환기(302)
제1플레이트(3021)
제2플레이트(3022)
파이프홀(303)
열교환 파이프(304)
제2열교환기(306)
열교환 핀(307)
열교환팬(308)
단열재(400)
각얼음생성케이스(500)
사각틀(502)
제1구획벽(504)
제2구획벽(506)
전면 하우징(602)
후면 하우징(604)
수용공간(606)
외부 급수원(700)
급수유로(710)
솔밸브(720)
유량센서(730)
랙기어(800)
피니언기어(802)
모터(804)
탈빙모듈(900)
제어부(920)

Claims (12)

1. 얼음을 제빙하기 위한 물이 저장되는 물탱크;
   상기 물탱크의 일측에 구비되는 열전소자;
   상기 열전소자와 열교환하기 위하여 상기 열전소자의 일측에 구비되는 열교환부;를 포함하며,
   상기 열교환부는 상기 열전소자에 접촉하는 제1열교환기;
   상기 제1열교환기에 연결되어 상측으로 연장되는 열교환 파이프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 물탱크에 인입/인출되며, 각얼음을 생성할 수 있는 각얼음생성케이스를 포함하는 얼음생성장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 물탱크는 전도성이 있는 금속재질로 구비되는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 열전소자는 상기 물탱크와 면접촉하는 일면과, 상기 열교환부에 면접촉하는 타면을 포함하며,
   제빙시, 상기 열전소자는 상기 일면을 통해 흡열과 동시에 상기 타면으로 방열을 하는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치.
5. 제4항에 있어서,
   이빙시, 상기 열전소자는 상기 일면을 통해서 방열하는 동시에 상기 타면으로 흡열을 하는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 열교환 파이프의 끝단에 연결되는 제2열교환기;
   상기 제2열교환기에 외부 공기를 공급하는 열교환팬;을 포함하는 얼음생성장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 각얼음생성케이스에 수직으로 연결되는 랙기어;
   상기 랙기어에 맞물려 회전하는 피너언기어;
   상기 피니언기어에 회전력을 제공하는 모터;를 포함하는 얼음생성장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 각얼음생성케이스 내부에 생성된 각얼음을 외부로 배출하기 위한 탈빙모듈을 포함하는 얼음생성장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 탈빙모듈은 일측이 각얼음생성케이스의 내부에 인입되어 구비되고, 타측은 고정되되, 상하로 탄성력을 가지는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 물탱크로 연결된 급수유로를 개폐하는 솔밸브;
    상기 솔밸브에 연결되어 상기 물탱크로 공급되는 물의 양을 측정하는 유량센서를 포함하는 얼음생성장치.
11. 제2항에 있어서,
    상기 열교환 파이프는 상기 제1열교환기의 측면에서 연장되어 상측으로 절곡되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치.
12. 제2항에 있어서,
    상기 물탱크는 상측으로 개구된 물탱크 개구부를 포함하여, 상기 각얼음생성케이스는 상기 물탱크 개구부를 통해서 인출입되는 것을 특징으로 하는 얼음생성장치.
    

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