KR20200038118A - 제빙기 및 이를 포함하는 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 얼음이 얼려지는 공간의 일부를 형성하는 셀을 구비하는 상측 트레이; 상기 상측 트레이의 하부에 구비되고, 상기 상측 트레이의 셀에 결합해서 얼음이 얼려지는 공간을 형성하는 셀을 구비하는 하측 트레이; 상기 하측 트레이에 배치되는 히터; 및 상기 히터가 결합되는 하측 히터 케이스;를 포함하고, 상기 히터 케이스는 상기 하측 트레이에 이동이 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 제빙기를 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.
일반적인 냉장고에 적용된 제빙기를 이용해서 제조되는 얼음은 사방에서 얼어 들어가는 방식으로 얼려진다. 따라서 얼음의 내부에 공기가 포집이 되고, 어는 속도도 빠르기 때문에 불투명한 얼음이 생성이 된다. 투명한 얼음을 만들기 위해서는 물을 위에서 아래 방향으로 흘리던가 아래에서 위 방향으로 뿌리면서 한쪽 방향으로 얼음을 성장시키면서 만드는 방법도 있다. 그러나 냉장고 내에서는 영하의 온도에서 얼음을 만들어야 하기 때문에 물을 흘리거나 뿌릴 수가 없다.
따라서 얼음이 한 쪽 방향으로 성장되도록 하는 방법을 사용해야 하는데, 좀 더 효율적으로 구현할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 투명하면서 구형 형상의 얼음을 제공할 수 있는 제빙기 및 이를 포함하는 냉장고를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예는 투명 얼음을 제조할 때에, 트레이의 하단에 히터를 설치하는 제빙기와 이를 포함하는 냉장고를 제공한다. 트레이의 복수 개의 셀에 대해서 하나의 히터를 이용해서 열을 공급할 수 있다. 이때 히터는 트레이의 셀의 하단면의 형상에 대응되도록 형상을 변형시켜서, 히터가 트레이에 접촉되는 면적을 증가시킬 수 있다. 또한 복수 개의 셀에 공급되는 열을 균등하게 유지해서, 각각의 셀에 얼려지는 얼음 생성 속도가 균일해질 수 있도록 각 셀과 히터의 접촉 면적을 동일하게 형성할 수 있다.
또한 하측 트레이의 셀 형상(구형, 큐브형)에 따라 히터를 대략 8자로 배열하여 히터 케이스에 부착할 수 있다. 히터와 하측 푸셔의 간섭을 회피할 수 있으면서, 히터가 하측 트레이에 접할 수 있는 면적을 증가시킬 수 있다.
한 개의 히터로 복수 개의 셀의 하단을 가열할 경우, 히터와 트레이의 접촉길이를 동일하게 설계하여, 가열량에 따른 제빙속도편차를 줄일 수 있다. 이빙과정 중 하측 푸셔에 의해 하측 트레이가 변형되므로 히터는 하측 히터 케이스에 고정할 수 있다.
또한 본 실시예는 얼음을 제조할 때에 히터를 이용하는데, 트레이의 상측 또는 하측에 구비해서, 얼음이 상측 방향 또는 하측 방향으로 성장할 수 있도록 한다. 특히 얼음의 결빙 방향을 하측 방향으로 유도하기 위해서 트레이의 하단에 히터를 장착하면, 트레이에 히터를 일체형으로 설치하는 것도 가능하다.
또한 본 발명의 일 실시예에서는 구형 얼음을 제빙할 때에, 얼음이 찌그러지는 현상을 방지하기 위한 구조를 제공할 수 있다. 특히 본 실시예에서는 얼음이 생성되어가는 과정에서 얼음의 부피 팽창으로 인해 얼음 하단부가 볼록해지는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명은 얼음이 얼려지는 공간의 일부를 형성하는 셀을 구비하는 상측 트레이; 상기 상측 트레이의 하부에 구비되고, 상기 상측 트레이의 셀에 결합해서 얼음이 얼려지는 공간을 형성하는 셀을 구비하는 하측 트레이; 상기 하측 트레이에 배치되는 히터; 및 상기 히터가 결합되는 하측 히터 케이스;를 포함하고, 상기 히터 케이스는 상기 하측 트레이에 이동이 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 제빙기를 제공한다.
상기 히터는 상기 하측 트레이의 상면에 노출되게 결합되어서, 상기 하측 트레이가 이동되더라도 상기 하측 트레이와 상기 히터는 지속적으로 접촉되는 것이 가능하다.
상기 셀 내에 물이 얼어가면서 부피가 팽창하면, 상기 하측 히터 케이스는 상기 하측 트레이로부터 멀어지도록 이동되는 것이 가능하다.
상기 히터 케이스에는 개구부가 형성되고, 상기 셀의 일부는 상기 개구부를 통해서 외부에 노출되게 형성된 것이 가능하다.
상기 하측 트레이를 고정하는 하측 트레이 케이스와, 상기 히터 케이스와 상기 하측 트레이 케이스의 간극을 조절하는 스프링을 포함하는 것이 가능하다.
상기 하측 트레이 케이스와 상기 히터 케이스는 볼트에 의해서 결합되고, 상기 스프링은 상기 볼트에 삽입되는 것이 가능하다.
상기 스프링의 일단은 상기 히터 케이스에 지지되고, 상기 스프링의 타단은 상기 볼트에 의해서 지지되는 것이 가능하다.
본 발명은 얼음이 얼려지는 공간의 일부를 형성하는 셀을 구비하는 상측 트레이; 상기 상측 트레이의 하부에 구비되고, 상기 상측 트레이의 셀에 결합해서 얼음이 얼려지는 공간을 형성하는 셀을 구비하는 하측 트레이; 및 상기 상측 트레이 또는 상기 하측 트레이에 배치되는 히터;를 포함하고, 상기 히터는 얼음이 얼려지기 위해서 냉기가 공급되는 동안에 구동되는 것을 특징으로 하는 제빙기를 제공한다.
상기 히터는 상기 상측 트레이 또는 상기 하측 트레이에 매립되어 일체로 형성된 것이 가능하다.
상기 히터가 상기 상측 트레이에 마련되고, 얼음은 하측에서 상측 방향으로 성장하는 것이 가능하다.
상기 히터가 상기 하측 트레이에 마련되고, 얼음은 상측에서 하측 방향으로 성장하는 것이 가능하다.
상기 셀에서 얼음이 생성되고, 트레이로부터 얼음을 분리할 때에 상기 히터가 구동되는 것이 가능하다.
상기 히터는 상기 상측 트레이 또는 상기 하측 트레이 중 어느 하나에만 구비되는 것이 가능하다.
본 발명은 얼음이 얼려지는 공간의 일부를 형성하는 복수 개의 셀을 구비하는 상측 트레이; 상기 상측 트레이의 하부에 구비되고, 상기 상측 트레이의 복수 개의 셀에 결합해서 얼음이 얼려지는 공간을 형성하는 셀을 구비하는 하측 트레이; 및 상기 하측 트레이에 인접하게 배치되는 히터;를 포함하고, 상기 히터는 하나로 연결되어서, 복수 개의 셀에 열을 공급하는 것을 특징으로 하는 제빙기를 제공한다.
상기 히터가 결합되는 하측 히터 케이스를 더 포함하고, 상기 히터 케이스는 상기 하측 트레이의 하부에 배치되는 것이 가능하다.
상기 히터는 상기 하측 트레이의 상측에 배치되어 일부가 외부에 노출되고, 노출된 일부는 상기 하측 트레이에 접촉하게 배열되는 것이 가능하다.
상기 히터는 곡선 형태로 배치되는 곡선부와 직선 형태로 배치되는 직선부가 번갈아가면서 배치된 것이 가능하다.
상측으로 돌출된 하측 푸셔를 더 포함하고, 상기 히터는 상기 하측 푸셔와 간섭되지 않도록 상기 셀의 중앙부위에는 배치되지 않는 것이 가능하다.
상기 히터는 상기 셀의 하부 외주면을 따라 배치되는 것이 가능하다.
상기 하측 푸셔가 상기 하측 트레이를 변형시키면, 상기 히터는 상기 하측 트레이와 접촉되지 않는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하측 트레이의 하단에 히터를 설치하면서 하측 푸셔와의 간섭을 피하면서, 많은 면적으로 하측 트레이와 히터가 접할 수 있다. 따라서 접촉 면적이 증가되어, 효율 개선에 따른 에너지 저감이 가능하며, 과도한 가열에 따라 제빙기의 온도가 상승되는 것을 방지해서 얼음 질 향상에 도움을 준다.
또한 한 개의 히터로 복수 개의 셀의 하단을 가열할 경우, 히터와 트레이와의 접촉되는 길이를 동일하게 설계하여, 가열량에 따른 제빙 속도 편차를 줄일 수 있고, 생성되는 얼음의 투명도의 편차를 감소할 수 있다.
또한 히터를 상기 하측 트레이에 고정하기 위해서 고정 가이드를 구비해서, 하측 푸셔가 하측 트레이를 눌러서 히터와 하측 트레이의 접촉이 해지될 때에도, 히터가 하측 히터 케이스에 계속 고정될 수 있다. 히터가 반복되는 제빙/이빙 과정에도 하측 히터 케이스로부터 탈거되지 않아 가열 편차를 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 트레이 상단 또는 하단을 가열하는 히터를 구성하여 결빙이 상향 또는 하향 중 어느 하나로 일정하게 구현될 수 있다. 따라서 물 속에 공기가 얼음이 생성되면서 외부로 배출되어서 투명한 얼음이 제조될 수 있다.
또한 상측 트레이 또는 하측 트레이에 히터를 일체형으로 삽입해서, 히터의 모든 면이 트레이와 접촉되어, 접촉 면적이 증가될 수 있다. 따라서의 접촉 열효율이 향상될 수 있다. 이 경우 히터가 상측 또는 하측 히터 케이스에 설치되지 않기 때문에, 제빙/이빙 과정을 통해 히터가 히터케이스에서 탈거될 위험이 없으며, 필요에 따라서는 히터 케이스를 생략해서 재료비를 절감할 수 있다.
특히 얼음의 결빙방향을 하측에서 상측으로 유도하기 위해 상측 트레이에 히터를 일체형으로 삽입하는 경우에는 히터를 이빙과 제빙시에 함께 사용할 수 있어서, 여러 개의 히터가 아닌 하나의 히터를 이용하기 때문에 재료비를 절감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구형 형상의 얼음이 얼어가면서 하측의 특정 부위가 볼록해지는 것을 방지할 수 있어서, 구형 형상을 가지는 얼음을 사용자에게 제공할 수 있다. 특히 물에서 얼음으로 변화해가면서 밀도 변화로 부피가 켜져가는 과정에서도, 얼음이 전체적으로 구형 형상을 유지할 수 있게 한다.
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 히터의 배치를 설명한 도면.
도 17은 일 실시예에 따른 히터의 배치를 설명한 개략도.
도 18은 다른 실시예에 따른 히터의 배치를 설명한 도면.
도 19는 다른 실시예에 따른 히터의 배치를 설명한 도면.
도 20은 다른 실시예에 따른 히터의 배치를 설명한 도면.
도 21은 일 실시예에 따른 히터 프레임의 동작을 설명한 도면.
도 22는 다른 실시예에 따른 히터 프레임의 동작을 설명한 도면.
도 23은 다른 실시예에 따른 히터 프레임의 동작을 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 히터의 배치를 설명한 도면이다.
도 16은 하측 트레이와 하측 트레이 케이스에 제2히터가 배치된 상태를 표시하기 위해서 하측 트레이를 아래쪽에서 올려다 본 방식으로 표현한 도면이다. 구체적으로 도 16a는 큐브 형태의 얼음을 얼리는 하측 트레이에 제2히터가 적용된 상태를 표시한 도면이고, 도 16b는 구형 형태의 얼음을 얼리는 하측 트레이에 제2히터가 적용된 상태를 표시한 도면이다.
큐브 형태의 얼음을 얼리는 하측 트레이는 각각의 셀(322, 324, 326)이 큐브 형태의 형상을 가진 반면에, 구형 형태의 얼음을 얼리는 하측 트레이는 각각의 셀(322, 324, 326)이 구 형상을 가진다.
상기 제1히터(430)는 복수 개의 셀에 각각 열을 공급하는데, 하나의 부재로 구성된다.
즉 상기 제어부(800)에 의해서 상기 제1히터(430)에 전력이 인가되면, 상기 제1히터(430)에서 발생되는 열은 각각의 셀에 모두 공급될 수 있다. 즉 도 16에서는 복수 개의 셀에 열을 공급하기 위해 하나의 히터를 배치하는 구성이다.
상기 제1히터(430)는 하나의 와이어로 구성되어서, 두 개의 단자를 통해서 냉장고의 다른 부품 또는 외부 전원으로부터 전류가 인가되어서 열이 발생될 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 히터의 배치를 설명한 개략도이다.
도 17a에서는 히터를 고정하기 위해서 히터 케이스에 안착홈(421)이 마련된 형태이고, 도 17b에서는 히터를 고정하기 우해서 히터 케이스에 안착홈(421)과 고정 가이드(429)가 함께 마련된 예이다.
형성된 얼음을 이빙하는 과정에서 상기 하측 트레이(380)는 회전될 수 있다. 상기 하측 트레이(380)가 일정 각도 이상 회전되면, 상기 하측 트레이(380)는 상기 하측 푸셔(540)에 의해서 눌려져서 변형이 되면서, 얼음이 상기 하측 트레이(380)로부터 분리될 수 있다.
이때 상기 하측 푸셔(540)이 상기 하측 트레이(380)을 변형시킬 때에, 상기 제1히터(430)은 상기 하측 트레이(380)로부터 분리될 수 있다. 즉 도 17a 및 도 17b에 도시된 것처럼, 상기 제1히터(430)는 상기 하측 히터 케이스(420)의 상기 안착홈(421)에 고정되고, 상기 하측 트레이(380)에는 접촉만 된 상태이다. 상기 하측 푸셔(540)이 상기 하측 트레이(380)을 상측으로 눌러서, 상기 하측 트레이(380)가 변형되더라도, 상기 제1히터(430)는 상기 하측 히터 케이스(420)에 고정된 상태가 유지되고, 상기 제1히터(430)는 변형이 발생하지 않는다.
특히 도 17b에 따른 실시예에서는 상기 제1히터(430)을 상기 하측 히터 케이스(420)에 고정하는 고정 가이드(429)가 마련되어서, 상기 제1히터(430)를 상기 하측 히터 케이스(420)에 고정할 수 있다.
따라서 상기 하측 히터 케이스(420)에 형성된 관통공을 통해서 상기 하측 푸셔(540)가 상승하면서, 상기 하측 트레이(380)를 누르는 상황에서도, 상기 하측 히터 케이스(420)는 물론 상기 제1히터(430)에는 변형이 발생하지 않는다.
상기 하측 히터 케이스(420)에는 각각의 셀이 상기 하측 푸셔(540)에 의해서 눌려져서, 셀에 형성된 얼음이 셀로부터 배출될 수 있도록 각각의 셀의 중앙부가 위치하는 부분에 대응되게 관통공이 형성된다. 상기 관통공은 셀의 개수와 동일할 수 있다. 또한 상기 관통공은 하측 푸셔(540)의 연장부(544)의 개수와 동일하게 형성될 수 있다. 또한 복수 개의 관통공은 하나의 큰 관통공을 이루도록 배치되는 것도 가능하다.
도 18은 다른 실시예에 따른 히터의 배치를 설명한 도면이다.
도 16에서와 같이 히터를 배치하면, 즉 상기 제1히터(430)를 U자 방식으로 배열할 경우 한 평면에 위치한 상기 제1히터(430)와 상기 하측 트레이(380)의 접촉 길이는 전체 상기 제1히터(430) 길이의 일부(대략 35%)에 해당되어서, 상기 하측 트레이(380)에 열을 공급하는 면적이 크지 않다. 따라서 제빙시 가열되는 히터의 효율을 저감시켜 에너지 효율이 낮아지며, 제빙기 주변의 온도만 상승시킨다는 문제를 야기할 수 있다.
또한, 각각의 셀 간에 가열 편차가 발생할 수 있다. 상기 하측 트레이(380)의 셀(322, 324, 326)에 히터와의 접촉되는 길이는 서로 차이가 있다. 따라서 셀 에서 상기 제1히터(430)으로부터 전달되는 가열양에 차이가 발생되고, 각각의 셀에서 얼음이 성장하는 데에 차이가 있을 수 밖에 없다. 따라서 만일 최대로 열이 전달되는 셀을 기준으로 트레이에 얼음이 생성되는 속도를 조절하면 제빙 속도가 느려져서, 동일 시간 대비 사용자에게 제공되는 얼음의 양이 줄어든다는 문제가 있다. 반면에 최소로 열이 전달되는 셀을 기준으로 얼음이 생성되는 속도를 조절하면 제빙 속도가 빨라질 수 있다. 그러나 제빙 속도가 빨라지는 경우에는 일부 셀에서는 얼음에 공기가 포집되어서 생산된 얼음이 투명하지 않고 불투명할 가능성이 높다.
따라서, 본 실시예에서는 상기 하측 트레이(380)에 형성된 복수 개의 셀(322, 324, 326)의 하단면의 형상에 따라 대략 8자형으로 상기 제1히터(430)를 배열한다.
상기 제1히터(430)는 직선부(432)와 곡선부(434)를 포함한다. 상기 제1히터(430)는 상기 직선부(432)와 상기 곡선부(434)를 번갈아가면서 포함하고, 상기 제1히터(430)는 상기 셀의 중앙부를 중심으로 대칭으로 배치될 수 있다.
하나의 셀(322, 324, 326)에서 그 하단부를 상기 제1히터(430)의 곡선부(434)가 일부를 둘러싸도록 배치되어서, 각각의 셀에 열을 제공할 수 있다.
도 18에 따른 실시예는 도 16에 따른 실시예에 비해서, 각각의 셀에 열을 균등하게 공급할 수 있다. 각각의 셀에 상기 제1히터(430)의 접촉 면적이 크기 때문에 더 많은 열을 셀에 공급할 수 있어서, 상기 제1히터(430)의 열이 외부로 방출되는 양을 줄여서 에너지 효율이 향상될 수 있다. 따라서 투명얼음 제빙을 위한 하단히터 적용에 따른 하형 제빙방향을 효율적으로 구현할 수 있다.
참고로, 발명자는 도 16b와 같은 형태로 히터를 배치해서 열 전달 효율이 35%이었으나, 도 17b와 같은 형태로 히터를 배치해서 열 전달 효율이 대략 63%로 상승됨을 확인하였다. 따라서, 도 16b에 비해서 도 17b와 같은 실시예에서 동일한 전력이 히터에 공급된 상태에서 히터에서 발생되는 더 많은 열이 상기 하측 트레이의 각각의 셀에 전달될 수 있다.
상기 제1히터(430)의 상기 곡선부(434)는 상기 복수 개의 셀(322, 324, 326) 의 하단부를 일부 감싸서,상기 제1히터(430)에서 발생되는 열은 각각의 셀의 하단을 통해서 얼음의 하부를 가열할 수 있다. 얼음이 생성되는 동안 트레이의 상측에서는 냉기가 공급되고, 트레이의 하측에서는 상기 제1히터(430)에 의해서 열이 공급된다. 따라서, 트레이의 상측은 상대적으로 고온이고, 트레이의 하측은 상대적으로 저온을 이루어서, 트레이의 셀에 형성되는 얼음은 상측에 먼저 형성되고, 시간이 경과할 수록 얼음은 아래쪽으로 향하는 방식으로 성장될 수 있다.
도 19는 다른 실시예에 따른 히터의 배치를 설명한 도면이다.
도 19a는 큐빅 형상의 얼음을 생성하기 위한 셀을 구비하는 하측 트레이(380)에 제1히터(430)가 설치된 상태를 표현한 도면이고, 도 19b는 구 형상의 얼음을 생성하기 위한 셀을 구비하는 하측 트레이(380)에 제1히터(430)가 설치된 상태를 표현한 도면이다.
각각의 셀(322, 324, 326)에 상기 제1히터(430)가 접촉해서 배치되는 부분을 각각 L1, L2, L3으로 구분해 볼 수 있다. 즉 상기 제1히터(430)가 상기 셀(322)에 접하는 히터의 길이를 L1이라고 하고, 상기 제1히터(430)가 상기 셀(324)에 접하는 히터의 길이를 L2라고 하고, 상기 제1히터(430)가 상기 셀(326)에 접하는 히터의 길이를 L3라고 할 수 있다. 즉 L1, L2, L3가 모두 동일하게 해서, 각각의 셀에 상기 제1히터(430)가 접하는 길이를 동일하게 할 수 있다. 따라서, 상기 제1히터(430)가 상기 셀에 열을 전달할 수 있는 길이를 구현해서 가열편차를 줄일 수 있다.
이러한 방식에 의해서 각각의 셀에 하나의 히터에서 동일한 발열량을 제공할 수 있고, 이는 투명빙 제빙속도를 증가시키고, 얼음의 투명도 편차를 줄일 수 있다.
상기 제1히터(430)을 배열하는 방식을 일부 셀은 다른 셀과 다르게 배치할 수 있다.
도 19a에서, 상기 제1히터(430)를 배치할 때에, 셀(322)에 해당하는 부분은 다른 셀에 비해서 긴 곡선부(434)를 배치하고, 셀(324)에서는 변형된 형태의 곡선부(434)를 제공할 수 있으며, 셀(326)에서는 한 쪽에만 곡선부(434)를 배치하는 것이 가능하다. 상기 제1히터(430)가 각각의 셀에 접해서 열을 공급할 수 있는 길이가 서로 동일하게 배치하면, 다른 형태로 변형하는 것도 가능하다.
도 19b에서, 상기 제1히터(430)를 배치할 때에, 셀(322)와 셀(324)에 해당하는 부분은 곡선부(434)와 직선부(432)를 함께 동일하게 배치할 수 있다. 상기 제1히터(430)를 셀(326)에 배치할 때에는 곡선부(434)를 다른 셀에 비해서 길게 배치해서, 하나의 히터로 모든 셀에 열을 공급할 수 있도록 배치할 수 있다.
도 20은 다른 실시예에 따른 히터의 배치를 설명한 도면이다.
본 실시예에서는 상기 제1히터(430)을 상기 하측 트레이(380)에 일체로 배치한다. 상기 제1히터(430)은 상기 하측 트레이(380)를 이루는 부재의 내부로 들어가는 식으로 배치된다.
이빙을 위해서 상기 하측 푸셔(540)이 상기 하측 트레이(380)를 변형하게 될 때에, 상기 제1히터(430)에는 손상되지 않도록, 상기 하측 푸셔(540)의 중심이 누르는 부분으로부터 소정 거리(L) 만큼 떨어진 곳에 상기 제1히터(430)가 배치되는 것이 가능하다. 따라서 상기 하측 푸셔(540)가 상기 하측 트레이(380)를 상측으로 올리면서, 상기 하측 트레이(380)가 변형되더라도 상기 제1히터(430)는 끊어지거나 하는 등의 파손이 방지될 수 있다.
상기 제1히터(430)이 상기 하측 트레이(380)에 마련되기 때문에, 상기 제1히터(430)에서 발생되는 열은 상기 하측 트레이(380)로 효율적으로 전달될 수 있다. 얼음은 상기 하측 트레이(380)의 상측면에 접촉하는데, 상기 제1히터(430)가 상기 하측 트레이(380)에 매립되는 방식으로 설치되기 때문에, 상기 제1히터(430)와 얼음이 가깝게 배치될 수 있다. 또한 상기 제1히터(430)은 상기 하측 트레이(380)에 일체화되기 때문에, 상기 제1히터(430)에서 발생되는 열이 상기 하측 트레이(380)를 거치지 않고 다른 방향으로 배출되는 것이 방지될 수 있어서, 상기 제1히터(430)의 열이 효율적으로 사용될 수 있다. 즉 상기 제1히터(430)에서 더 적은 열을 방출하더라도, 다른 실시예에서 만큼 열을 방출하는 효과를 거둘 수 있어서 에너지 효율이 향상된다. 또한 상기 제1히터(430)에서 발생되는 열이 상기 하측 트레이(380)에 집중되어서, 얼음에 많은 양이 전달될 수 있기 때문에 상기 하측 트레이(380) 외에 다른 부재의 온도가 상승하는 것이 감소되어, 에너지 효율이 향상될 수 있다.
도 20에 도시된 것과 유사한 방식으로 상기 제2히터(290)가 상기 상측 트레이(320)에 일체로 형성되는 것도 가능하다. 상기 제2히터(290)는 제빙 시에는 사용되지 않고, 제빙이 완료된 후에 이빙에만 사용될 수 있다. 이 경우에 상기 제2히터(290)에서 발생되는 열은 상기 상측 트레이(320)에 집중되어서, 얼음이 상기 상측 트레이(320)에 접하는 면에 많이 전달될 수 있다. 따라서 상기 제2히터(290)가 효율적으로 열을 얼음에 전달해서, 얼음이 상기 상측 트레이(320)로부터 분리될 때에 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한 상기 제2히터(290)에서 발생되는 열이 상기 상측 트레이(320)를 거치지지 않고, 다른 부재를 가열하지 않기 때문에 상기 제2히터(290)가 상기 상측 트레이(320)외에 다른 부재의 온도를 높이는 양이 감소되어, 상기 제2히터(290)를 사용할 때에 에너지 효율이 향상될 수 있다.
상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)의 재질은 다양하게 변화될 수 있다. 두 개의 트레이 중 어느 하나는 다른 하나에 비해서 상대적으로 열전도율이 높은 재질로 이루어지거나, 열전도율이 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 또한 두 개의 트레이 중 어느 하나는 금속성 재질로 이루어지고, 다른 하나는 비 금속성 재질로 이루어지거나, 두 개 모두 금속성 재질로 이루어지거나, 비금속 재질로 이루어질 수 있다. 상기 상측 트레이(320)와 상기 하측 트레이(380)은 각각 금속성 재질인 알루미늄으로 이루어지거나, 각각 비금속성 재질인 실리콘 등으로 이루어지는 것이 가능하다. 물론 두 개의 트레이 중 어느 하나는 알루미늄으로 이루어지는 반면에 다른 하나는 실리콘으로 이루어지는 것도 가능하다.
상술한 실시예와 달리, 변형된 실시예에서는 상기 제1히터(430) 또는 상기 제2히터(290) 중에 어느 하나만을 구비하는 것이 가능하다. 즉 상기 제1히터(430)을 구비하는 경우에는 상기 제2히터(290)을 구비하지 않고, 상기 제2히터(290)을 구비하는 경우에는 상기 제1히터(430)을 구비하지 않는 것이 가능하다.
이때 상기 제1히터(430)만을 구비하는 경우에는 제빙을 할 때에는 냉기가 공급되는 도중에 상기 제1히터(430)만을 구동할 수 있다. 따라서 하측에 구비되는 상기 제1히터(430)에 의해서 트레이의 하측은 상측에 비해서 온도가 높다. 따라서 얼음은 초기에 상측에서 생성되어서 하측으로 성장해 나갈 수 있어서, 얼음이 한 방향으로 성장할 수 있다.
그리고 트레이로부터 얼음을 배출할 때에는 상기 제1히터(430)를 구동해서 얼음이 트레이에 접촉된 면을 가열하고, 얼음의 일부를 녹여서 트레이로부터 얼음을 배출할 수 있다. 본 예에서는 상기 제2히터(290) 없이, 상기 제1히터(430)만을 이용해서 제빙과 이빙을 구현할 수 있다.
반면에, 제2히터(290)만을 구비하는 경우에는 제빙을 할 때에는 냉기가 공급되는 도중에 상기 제2히터(290)만을 구동할 수 있다. 따라서, 상측에 구비되는 상기 제2히터(290)에 의해서 트레이의 상측은 하측에 비해서 온도가 높다. 따라서 얼음은 초기에 하측에서 생성되어서 상측으로 성장해 나갈 수 있어서, 얼음이 한 방향으로 성장할 수 있다.
그리고 트레이로부터 얼음을 배출할 때에는 상기 제2히터(430)를 구동해서 얼음이 트레이에 접촉된 면을 가열하고, 얼음의 일부를 녹여서 트레이로부터 얼음을 배출할 수 있다. 본 예에서는 상기 제1히터(430) 없이, 상기 제2히터(290)만을 이용해서 제빙과 이빙을 구현할 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 히터 프레임의 동작을 설명한 도면이다.
도 21을 참조하면, 상기 하측 트레이 케이스(400)의 상측에는 반구형 셀(382)를 가진 하측 트레이(380)의 일부가 거치된다. 한편, 상기 하측 트레이(380)의 셀(382)의 일부는 상기 하측 히터 케이스(420)에 거치되다. 즉 상기 하측 트레이(380)의 복수 개의 셀 중에 하나의 셀은 상기 하측 트레이 케이스, 상기 하측 히터 케이스에 의해서 지지되고, 그 중앙은 별도의 구조물에 의해서 지지되지 않는다. 즉 상기 하측 히터 케이스(430)의 중앙 부위는 개구부가 형성되어서, 상기 하측 트레이(380)의 상기 셀(382)이 그대로 노출된다. 이 부위는 이빙이 이루어질 때에 상기 하측 푸셔(540)에 의해서 관통되면서 상기 하측 트레이(380)를 누르기 위해 형성된 개구부이다.
상기 셀(382)의 구형 형상 중 바깥 부분은 상기 하측 트레이 케이스(400)에 고정되고, 그 안쪽은 상기 하측 히터 케이스(420)에 의해서 고정되며, 그 안쪽인 구 형상의 중앙 부위는 별도의 구조물이 배치되지 않는다.
상기 하측 트레이(380)의 복수 개의 셀(382, 384, 386)은 모두 동일한 방식으로 중앙 부위는 별도의 구조물에 의해서 지지되지 않고 외부에 노출된다. 따라서 편의상 하나의 셀(382)에 국한해서 설명을 하지만, 나머지 셀(384, 386)에도 동일한 내용이 적용된다.
물이 얼어서 얼음이 되는 과정에 부피가 팽창한다. 본 실시예에서는 트레이로 급수가 완료된 후에 물이 완전히 얼기까지 추가 급수가 이루어지거나, 물의 배출이 이루어지지 않는다. 특히 얼음이 상측에서 얼어서 하측으로 성장해 가는 경우에는 하측에 별도의 구조물에 의해서 지지되지 않는 상기 셀(382)의 중앙 부위가 하부로 볼록하게 튀어나와서 구형 형상에 변형이 발생할 수 있다. 특히 상기 셀(382)을 이루는 상기 하측 트레이(380)가 변형이 이루어질 수 있는 실리콘 재질 등으로 이루어지는 경우에는 구형 형상의 변형이 더 크게 발생할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 상기 하측 히터 케이스(420)가 스프링(412)의 압축 또는 인장에 의해서 이동가능하게 마련해서, 구형 형상이 유지될 수 있게 구현한다. 즉 상기 스프링(412)에 의해서 상기 하측 히터 케이스(420)가 이동되면서, 물에서 얼음으로 변환되어 부피가 팽창하면서 가해지는 힘이 전체적으로 분배되어서, 국부적으로 구형 형상이 변형되지 않는다.
상기 하측 히터 케이스(420)는 상기 하측 트레이 케이스(400)에 볼트(410)에 의해서 고정된다. 상기 볼트(410)에는 스프링(412)이 마련되어서, 상기 하측 히터 케이스(420)는 상기 하측 트레이 케이스(400)로부터 이동이 가능하다.
셀에 물이 차 있는 경우에는 도 21a와 같이 상기 스프링(412)이 원래 길이를 가지고 있다가 물이 얼음으로 변환되는 과정에서는 도 21b에서와 같이 상기 스프링(412)이 압축되면서 상기 하측 히터 케이스(420)가 아래쪽으로 이동될 수 있다.따라서, 상기 셀(382)의 중앙 부위가 아래로 볼록하게 팽창되어서, 구형상에서 아래쪽 일부 부위가 돌출된 변형된 구 형상의 얼음이 발생되는 것을 막을 수 있다.
상기 하측 히터 케이스(420)가 아래쪽으로 이동되더라도, 상기 제1히터(430)와 상기 하측 트레이(380)의 상기 셀(382)가 접촉이 유지되기 때문에, 상기 제1히터(430)에서 발생되는 열이 상기 하측 트레이(380)로 지속적으로 전달될 수 있다. 따라서 얼음이 만들어지는 과정에, 히터와 트레이의 접촉이 계속 유지되기 때문에 상측은 온도가 낮은 반면에 하측은 온도가 높은 환경이 유지되어서, 얼음이 지속적으로 하향 방향으로 성장할 수 있다.
셀(382) 내부가 물에서 얼음으로 변화되어 감에 따라, 얼음의 부피가 커져가게 된다. 따라서 상기 셀(382)의 내부에서 바깥쪽을 향해서 밀어내는 힘이 증가되는데, 상기 스프링(412)이 압축되면서 상기 셀(382)의 내부 부피가 커질 수 있다. 이때 셀(382)은 상기 하측 트레이(380)의 일부에 해당되므로, 실리콘으로 형성되어서 일정 수준으로 형상에 변형이 이루어질 수 있다. 따라서 부피가 커져갈 때에 힘이 가해지는 방향이 상기 셀(382)의 내주면에 전체적으로 퍼질수 있기 때문에 구형 형상이 유지될 수 있다.
한편 상기 볼트(410)는 상기 하측 트레이 케이스(400)에 결합된 부분은 나사산에 의해서 결합되기 때문에, 상기 하측 트레이 케이스(400)에 대해서 상기 볼트(410)는 이동이 불가하게 고정된다.
상기 하측 히터 케이스(420)에는 결합홈이 형성되고, 상기 결합홈에는 상기 볼트(410)가 배치되는데, 상기 결합홈의 일단과 상기 볼트(410)의 일단에는 상기 스프링(412)이 삽입된다. 즉 상기 스프링(412)은 상기 결합홈과 상기 볼트(410)에 의해서 지지되되, 외력이 가해지면 상기 스프링(412)은 압축되고, 외력이 제거되면 상기 스프링(412)은 원래 길이로 복원된다. 상기 스프링(412)은 압축 스프링인 것이 가능하다.
참고로 상기 셀(382)는 중앙 하부쪽이 평평한 형상을 이루고 있다가 얼음이 팽창하게 되는 경우에 구형형상을 가지도록 변형되어서, 얼음의 팽창에 따른 추가 공간을 확보할 수 있다. 물론, 상기 셀(382)의 하단부가 평평하지 않고, 도 21b와 같이 구형 형상을 가지고 있다가 얼음으로 변환되면서 부피가 팽창하면, 상기 하측 히터 케이스(420)이 하부로 이동되는 형태로 적용되는 것도 가능하다.
도 22는 다른 실시예에 따른 히터 프레임의 동작을 설명한 도면이다.
도 22는 상술한 일 실시예에서와는 달리, 상기 셀(382)에 얼음이 커져가는 과정에 상기 하측 히터 케이스(420)가 상기 하측 트레이 케이스(400)로부터 이동이 가능한 다른 구조를 가지고 있다. 즉 상기 하측 트레이 케이스(400)의 일단과 상기 하측 히터 케이스(420)의 사이에 스프링(414)가 배치된다. 상기 스프링(414)가 압축되면 상기 하측 히터 케이스(420)은 상기 하측 트레이 케이스(400)에 대해서 하측 방향으로 이동될 수 있다.
상기 하측 트레이 케이스(400)는 하측으로 돌출되고 끝단에 플랜지가 구비되는 돌출부가 마련된다. 상기 스프링(414)은 일단은 상기 플랜지에 지지되고, 타단은 상기 하측 히터 케이스(420)에 의해서 안착되어서, 추가 외력이 가해지지 않으면 상기 하측 히터 케이스(420)가 상기 하측 트레이 케이스(400)으로부터 하방으로 이동되지 않도록 결합할 수 있다.
도 22a에서와 달리, 셀 안에 얼음이 성장해 가면서 셀 내부 체적이 켜져갈 때에는 도 22b에서와 같이 셀이 상기 하측 히터 케이스(420)을 하측으로 밀면서 구형 형상 얼음이 유지될 수 있다.
나머지 구조는 도 21에서 설명한 내용이 동일하게 적용되기 때문에 중복된 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 23은 다른 실시예에 따른 히터 프레임의 동작을 설명한 도면이다,
도 23는 상술한 일 실시예에서와는 달리, 상기 셀(382)에 얼음이 커져가는 과정에 상기 하측 히터 케이스(420)가 상기 하측 트레이 케이스(400)로부터 이동이 가능한 다른 구조를 가지고 있다. 즉 상기 하측 트레이 케이스(400)의 결합홈과 상기 하측 히터 케이스(420)에 형성된 결합홈의 사이에 스프링(416)가 배치된다. 상기 스프링(416)가 인장되면 상기 하측 히터 케이스(420)은 상기 하측 트레이 케이스(400)에 대해서 하측 방향으로 이동될 수 있다.
도 23a에서와 달리, 셀 안에 얼음이 성장해 가면서 셀 내부 체적이 켜져갈 때에는 도 23b에서와 같이 셀이 상기 하측 히터 케이스(420)을 하측으로 밀면서 구형 형상 얼음이 유지될 수 있다.
상기 스프링(416)은 외력이 가해지면 인장되었다가, 외력이 가해지지 않으면 초기 길이로 압축되는 인장 스프링인 것이 가능하다.
나머지 구조는 도 21에서 설명한 내용이 동일하게 적용되기 때문에 중복된 내용에 대한 설명은 생략한다.
도 21 내지 도 23에서 설명된 실시예는 구형 얼음에 국한되는 것이 아니다. 물이 얼음으로 상변화가 이루어질 때에 부피가 팽창하기 때문에, 얼음으로 변화되는 과정에서 얼음이 성장할 수 있는 공간을 확보해서, 특정부위가 변형되지 않고 원하는 형태의 얼음 형상을 제조할 수 있다.
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 (7)

  1. 얼음이 얼려지는 공간의 일부를 형성하는 셀을 구비하는 상측 트레이;
    상기 상측 트레이의 하부에 구비되고, 상기 상측 트레이의 셀에 결합해서 얼음이 얼려지는 공간을 형성하는 셀을 구비하는 하측 트레이;
    상기 하측 트레이에 배치되는 히터; 및
    상기 히터가 결합되는 하측 히터 케이스;를 포함하고,
    상기 히터 케이스는 상기 하측 트레이에 이동이 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 상기 하측 트레이의 상면에 노출되게 결합되어서,
    상기 하측 트레이가 이동되더라도 상기 하측 트레이와 상기 히터는 지속적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셀 내에 물이 얼어가면서 부피가 팽창하면, 상기 하측 히터 케이스는 상기 하측 트레이로부터 멀어지도록 이동되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히터 케이스에는 개구부가 형성되고,
    상기 셀의 일부는 상기 개구부를 통해서 외부에 노출되게 형성된 것을 특징으로 하는 제빙기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하측 트레이를 고정하는 하측 트레이 케이스와,
    상기 히터 케이스와 상기 하측 트레이 케이스의 간극을 조절하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하측 트레이 케이스와 상기 히터 케이스는 볼트에 의해서 결합되고,
    상기 스프링은 상기 볼트에 삽입되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스프링의 일단은 상기 히터 케이스에 지지되고,
    상기 스프링의 타단은 상기 볼트에 의해서 지지되는 것을 특징으로 하는 제빙기.
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