KR20240024506A - 제빙 모듈, 이를 포함하는 정수기 및 이를 이용한 제빙 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구형 얼음 생성을 위한 제빙 모듈, 이를 포함하는 정수기 및 이를 이용한 제빙 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따른 제빙 모듈은, 구 형상의 얼음을 제조하기 위한 제빙 모듈로서, 내측에 반구형으로 형성된 복수 개의 제1 공간을 구비하는 하부틀; 상기 하부틀의 상부에 배치되며, 상기 제1 공간과 함께 상기 구 형상을 이루도록 반구형으로 형성된 복수 개의 제2 공간을 구비하고, 일측에 제빙수를 공급하기 위한 급수구가 형성되는 상부틀; 상기 급수구를 통해 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간 측으로 상기 제빙수를 공급하는 급수 부재; 상기 하부틀 상에 소정 높이 돌출되어 형성되며 상기 복수 개의 제1 공간 중 적어도 하나를 둘러싸도록 배치되는 벽 부재; 상기 하부틀에 고정되며, 상기 제1 공간 또는 상기 제2 공간을 냉각시키도록 냉매가 순환되는 모세관 및 내측에 상기 모세관이 배치되도록 중공이 형성되고 열전도성 소재로 이루어지는 증발관을 구비하는 냉각 부재; 상기 상부틀에 고정되며 상기 제2 공간의 내면으로부터 상기 얼음을 분리시키도록 열에너지를 공급하는 상부 탈빙 부재; 상기 상부틀 및 하부틀이 서로 인접하거나 멀어지도록 상기 상부틀 및 하부틀 중 어느 하나를 이동시키는 이동 부재; 및 상기 각 부재의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 공간에 상기 제빙수를 채운 상태에서 수행되는 1차 제빙 및 상기 1차 제빙에 의해 형성된 반구형 얼음 상의 상기 제2 공간 내에 상기 제빙수를 마저 채운 상태에서 수행되는 2차 제빙을 포함한 다단 제빙을 제어하며, 상기 벽 부재는, 상기 1차 제빙을 위한 상기 제빙수 공급 시 상기 제1 공간 및 제2 공간 사이에 형성된 미세홈을 통해 유출된 제빙수 중 적어도 일부를 가두어 상기 1차 제빙 수행 시 상기 미세홈에 실링이 형성되도록 유도할 수 있다.

Description

제빙 모듈, 이를 포함하는 정수기 및 이를 이용한 제빙 방법{Ice making module, water purifier including same, and ice making method using same}

본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구형 얼음 생성을 위한 제빙 모듈, 이를 포함하는 정수기 및 이를 이용한 제빙 방법에 관한 것이다.

제빙기는 물을 빙점인 0℃ 이하로 냉각하여 얼음을 만들고 사용자에게 공급하는 장치이다. 이러한 제빙기는 얼음이 필요한 냉장고나 얼음 정수기 등에 구비된다. 제빙기에는 냉매가 유동하는 침지부재가 물에 잠기도록 하여 침지부재에 얼음이 생성되도록 하는 침지식 제빙기나, 냉매가 유동하는 증발기 등의 냉각유닛이 구비된 제빙틀에 물이 분사되도록 하여 제빙틀에 얼음이 생성되도록 하는 분사식 제빙기, 또는 물이 냉매가 유동하는 증발기 등의 냉각유닛이 구비된 제빙틀을 흐르도록 하여 제빙틀에 얼음이 생성되도록 하는 유수식 제빙기 등이 있다.

엘지전자의 대한민국등록특허공보 제2373978 호에는 종래의 제빙기가 개시된다. 구체적으로 상기 제빙기는 반구 형상으로 형성된 상부 트레이와 하부 트레이를 서로 마주보도록 배치시켜 구 형상의 얼음을 제빙하는 것에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이러한 구조의 제빙기는 상하 분리되는 트레이 구조의 특성 상 트레이 외측으로 제빙수가 유출되는 것을 방지하기 위하여 상부 트레이와 하부 트레이가 완전히 밀착된 상태에서 제빙이 진행되어야 한다. 이 경우, 상부 트레이와 하부 트레이를 완전 밀착시키는 과정에서 상, 하부 트레이 측으로 과도한 힘이 반복 인가됨에 따라 장치의 내구성이 약화될 우려가 있다. 또한, 상술한 완전 밀착 구조를 형성하기 위하여 하부 트레이가 트레이 바디, 상부 프레임 및 하부 프레임을 포함하는 다소 복잡한 구조로 형성될 수밖에 없으며, 그 결과 제작 시 조립 공정에 소요되는 기간을 증가시키고 다수의 부품을 생산하는 데 소요되는 비용을 증가시키는 문제가 있다.

다음으로, 출원인 김대영의 대한민국등록특허공보 제1644181 호에는 또 다른 형태의 종래 제빙기가 개시된다. 이때, 제1644181 호에 개시된 제빙기는 전술한 제빙기와 유사하게 상부에 배치된 제1 반구형 제빙용기와 하부에 배치된 제2 반구형 제빙용기를 이용하면서도, 제1 반구형 제빙용기와 제2 반구형 제빙용기 사이에 유출되는 물을 가둘 수 있도록 돌기부를 배치하여 상기 돌기부 내측에 가두어진 물을 얼려 물리적인 실링을 형성하는 것에 대하여 개시하고 있다. 이처럼 제1644181 호에 개시된 제빙기는 상부 제빙용기와 하부 제빙용기를 완전 밀착시키기 위한 가압 부재 대신 제빙수 자체를 이용하여 실링을 형성함으로써 비교적 간단한 구조만으로도 구 형상의 얼음을 용이하게 제빙할 수 있다.

그러나, 대한민국등록특허공보 제1644181 호의 제빙기는 단수 개의 구형 얼음을 제빙하는 것에 대해서만 개시하고 있으며, 만약 이러한 제빙용기를 복수 개 마련한다 하더라도 제1 반구형 제빙용기와 제2 반구형 제빙용기의 각 표면을 따라 개별적으로 배치되는 가열라인 및 냉각라인 구조를 고려하였을 때, 규모의 확장이 용이하지 않은 문제가 있다. 따라서, 제1644181 호에 개시된 제빙기 만으로는 다수 개의 얼음을 효과적으로 제빙하기는 어려워 사용자의 니즈를 충분히 만족시키기 어려운 문제가 있다.

대한민국등록특허공보 제2373978 호 대한민국등록특허공보 제1644181 호

상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 제빙 모듈은 복수 개의 반구형 제1 공간을 구비하는 하부틀 및 제1 공간과 함께 구 형상을 이루는 복수 개의 제2 공간을 구비하는 상부틀을 포함하되, 하부틀 상에 소정 높이 돌출되어 형성되는 벽 부재를 배치하고 제1 공간 및 제2 공간 사이에 형성된 미세홈을 통해 유출된 제빙수를 통해 실링을 형성함으로써, 복수 개의 구형 얼음을 효과적으로 제빙할 수 있으면서도, 상부틀과 하부틀을 가압하기 위한 별도의 기구적 구성을 배제하여 제작 비용 및 공정을 최소화하고 기기의 내구성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 하부틀에 구비되는 복수 개의 제1 공간 및 이에 대응되도록 상부틀에 구비되는 복수 개의 제2 공간이 각각 일렬로 배치됨으로써 복수의 제1 공간 및 제2 공간에 영향을 미치는 냉각 부재 및 탈빙 부재의 배치를 용이하게 하며, 수처리 장치 내 장착이 용이하도록 공간 효율성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 냉각 부재가 제1 공간에 대하여 3점 접촉을 형성하도록 제1 공간의 외면 각 부분에 나란하게 배치되는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 포함함으로써, 상기 단일한 구조의 증발기만으로도 충분한 냉각 효율을 확보하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 제1 부분과 제2 부분이 제3 부분을 기준으로 대칭이 되도록 배치되되, 소정의 곡률 반경을 갖는 제1 전환부분과 제2 전환부분을 통해 연결됨으로써 한계 곡률 반경을 갖는 전환부분의 배치를 최소화하여 설계의 편의성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 한계 곡률 반경의 제한 없이 자유롭게 증발관을 배치할 수 있도록 제2 전환부분과 제3 전환부분을 원통 형상의 커넥터를 매개로 연결시킴으로써 제품의 제작성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 별도 탈빙 부재의 배치를 최소화할 수 있도록 탈빙 시 냉각 부재를 통해 핫가스가 유동되도록 함으로써, 공정 효율성 및 제작 편의성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 제어부는 제빙수가 벽 부재의 상부를 넘치지 않도록 급수 부재를 제어함으로써 제빙수의 낭비 또는 제빙수 회수를 위한 별도의 유로 설계를 최소화하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 하부틀이 반구형 제1 공간 부재 외에 별도로 평판 부재를 구비하고 제1 공간 부재 및 벽 부재가 상기 평판 부재에 의해 지지됨으로써 제1 공간 부재 및 벽 부재에 대한 지지력을 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 상부틀이 반구 형상으로 형성된 복수 개의 제2 공간 부재를 포함하되, 복수 개의 제2 공간 부재가 상부 탈빙 부재와 일체로 이동 가능하도록 탈빙 부재에 직접 고정됨으로써 별도의 지지 부재를 생략하여 비용 절감 및 장치 구조의 소형화를 도모하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 벽 부재의 내측에 복수 개의 제1 공간이 모두 배치되도록 벽 부재가 단일 폐곡선 형상으로 형성됨으로써 실링에 소요되는 제빙수의 통합 관리가 가능하여 제빙수의 유출량 제어의 정밀도를 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 상부틀 및 상기 하부틀 사이에 배치되는 가이드 부재가 상부틀로부터 낙하된 구 형상의 얼음의 이동을 가이드함으로써 탈빙 시 얼음의 이동 경로를 안정적으로 확보하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 정수기는 상술한 제빙 모듈을 포함함으로써 제품의 제작성 및 경제성을 제고함과 동시에 사용자의 만족도를 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 방법은, 별도의 가압 부재 없이도 용이하게 구 형상의 얼음을 제빙할 수 있도록 제1 공간 및 제2 공간 내의 제빙수를 각각 시차를 두고 개별적으로 제빙함으로써 구 형상의 제빙의 편의성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 제빙 모듈은, 구 형상의 얼음을 제조하기 위한 제빙 모듈로서, 내측에 반구형으로 형성된 복수 개의 제1 공간을 구비하는 하부틀; 상기 하부틀의 상부에 배치되며, 상기 제1 공간과 함께 상기 구 형상을 이루도록 반구형으로 형성된 복수 개의 제2 공간을 구비하고, 일측에 제빙수를 공급하기 위한 급수구가 형성되는 상부틀; 상기 급수구를 통해 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간 측으로 상기 제빙수를 공급하는 급수 부재; 상기 하부틀 상에 소정 높이 돌출되어 형성되며 상기 복수 개의 제1 공간 중 적어도 하나를 둘러싸도록 배치되는 벽 부재; 상기 하부틀에 고정되며, 상기 제1 공간 또는 상기 제2 공간을 냉각시키도록 냉매가 순환되는 모세관 및 내측에 상기 모세관이 배치되도록 중공이 형성되고 열전도성 소재로 이루어지는 증발관을 구비하는 냉각 부재; 상기 상부틀에 고정되며 상기 제2 공간의 내면으로부터 상기 얼음을 분리시키도록 열에너지를 공급하는 상부 탈빙 부재; 상기 상부틀 및 하부틀이 서로 인접하거나 멀어지도록 상기 상부틀 및 하부틀 중 어느 하나를 이동시키는 이동 부재; 및 상기 각 부재의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 공간에 상기 제빙수를 채운 상태에서 수행되는 1차 제빙 및 상기 1차 제빙에 의해 형성된 반구형 얼음 상의 상기 제2 공간 내에 상기 제빙수를 마저 채운 상태에서 수행되는 2차 제빙을 포함한 다단 제빙을 제어하며, 상기 벽 부재는, 상기 1차 제빙을 위한 상기 제빙수 공급 시 상기 제1 공간 및 제2 공간 사이에 형성된 미세홈을 통해 유출된 제빙수 중 적어도 일부를 가두어 상기 1차 제빙 수행 시 상기 미세홈에 실링이 형성되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 복수 개의 제1 공간 및 제2 공간은 각각 일렬로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 냉각 부재는, 상기 복수 개의 제1 공간의 배열 방향을 따라 제1 방향으로 연장되며 상기 복수 개의 제1 공간의 외면 일측에 고정되는 제1 부분; 상기 제1 부분과 연결되며 제1 곡률 반경을 가지는 제1 전환부분; 상기 제1 전환부분과 연결되되 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 연장되고 상기 복수 개의 제1 공간의 외면 타측에 고정되는 제2 부분; 상기 제2 부분과 연결되며 제2 곡률 반경을 가지는 제2 전환부분; 및 상기 제2 전환부분과 연결되되 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 복수 개의 제1 공간의 외면의 다른 타측에 고정되는 제3 부분;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 제3 부분은 상기 제1 공간의 외면의 중심부에 배치되며, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 제3 부분을 기준으로 대칭이 되도록 배치되고, 상기 제1 곡률 반경은 상기 제2 곡률 반경보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 제2 전환부분 및 상기 제3 부분은 원통 형상의 커넥터를 매개로 연결되고, 상기 제2 전환부분은 상기 커넥터의 측면에 결합되고, 상기 제3 부분은 상기 커넥터의 내측에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 냉각 부재는 상기 제1 공간의 내면으로부터 상기 얼음을 분리시키기 위하여 상기 모세관을 통해 핫가스를 유동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 제어부는 상기 제빙수가 상기 벽 부재의 상부를 넘치지 않도록 상기 급수 부재를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 하부틀은, 내측에 상기 제1 공간에 대응되는 크기를 가지는 복수 개의 원형 중공이 형성된 평판 부재; 및 반구 형상으로 형성되며 상기 복수 개의 원형 중공의 테두리에 각각 고정되는 복수 개의 제1 공간 부재;를 포함하고, 상기 벽 부재는 상기 평판 부재 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 상부틀은 반구 형상으로 형성되는 복수 개의 제2 공간 부재를 포함하고, 상기 복수 개의 제2 공간 부재는 상기 상부 탈빙 부재에 직접 고정되어 상기 상부 탈빙 부재와 일체로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 벽 부재는 내측에 상기 복수 개의 제1 공간이 모두 배치되도록 단수 개가 폐곡선 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 상부틀 및 상기 하부틀이 서로 멀어진 상태에서 상기 상부틀 및 상기 하부틀 사이에 배치되는 가이드 부재를 더 포함하고, 상기 가이드 부재는 상기 상부틀로부터 낙하된 상기 구 형상의 얼음의 이동을 가이드 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈에 있어서, 상기 이동 부재는 상기 상부틀이 상기 하부틀에 대하여 소정 경사를 이루도록 상기 상부틀의 연장 방향과 평행한 회전축을 중심으로 상기 상부틀 및 상기 하부틀 중 어느 하나를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 정수기는, 원수를 여과해서 정수를 생성하는 여과부; 및 상기 여과부로부터 정수를 공급받아서 구 형상의 얼음을 생성하는 제빙 모듈; 을 포함하고, 상기 제빙 모듈은, 내측에 반구형으로 형성된 복수 개의 제1 공간을 구비하는 하부틀; 상기 제1 공간과 함께 상기 구 형상을 이루도록 반구형으로 형성된 복수 개의 제2 공간을 구비하며, 일측에 제빙수를 공급하기 위한 급수구가 형성되는 상부틀; 상기 급수구를 통해 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간 측으로 상기 제빙수를 공급하는 급수 부재; 상기 하부틀 상에 소정 높이 돌출되어 형성되며 상기 복수 개의 제1 공간 중 적어도 하나를 둘러싸도록 배치되는 벽 부재; 상기 하부틀에 고정되며, 상기 제1 공간 또는 상기 제2 공간을 냉각시키도록 냉매가 순환되는 모세관 및 내측에 상기 모세관이 배치되도록 중공이 형성되고 열전도성 소재로 이루어지는 증발관을 구비하는 냉각 부재; 상기 상부틀에 고정되며 상기 제2 공간의 내면으로부터 상기 얼음을 분리시키도록 열에너지를 공급하는 상부 탈빙 부재; 상기 상부틀 및 하부틀이 서로 인접하거나 멀어지도록 상기 상부틀 및 하부틀 중 어느 하나를 이동시키는 이동 부재; 및 상기 각 부재의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 공간에 상기 제빙수를 채운 상태에서 수행되는 1차 제빙 및 상기 1차 제빙에 의해 형성된 반구형 얼음 상의 상기 제2 공간 내에 상기 제빙수를 마저 채운 상태에서 수행되는 2차 제빙을 포함한 다단 제빙을 제어하며, 상기 벽 부재는, 상기 1차 제빙을 위한 상기 제빙수 공급 시 상기 제1 공간 및 제2 공간 사이에 형성된 미세홈을 통해 유출된 제빙수 중 적어도 일부를 가두어 상기 1차 제빙 수행 시 상기 미세홈에 실링이 형성되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 방법은, 전술한 제빙 모듈을 이용하여 구 형상의 얼음을 제빙하는 방법으로서, 상기 하부틀의 상기 제1 공간 및 상기 벽 부재 주변으로 상기 제빙수를 공급하는 단계; 상기 냉각 부재를 구동시켜 상기 반구형 얼음을 제빙하고 상기 하부틀과 상기 상부틀 사이의 실링을 수행하는 단계; 상기 반구형 얼음 상의 상기 제2 공간 내에 상기 제빙수를 공급하는 단계; 상기 냉각 부재를 구동시켜 상기 구 형상의 얼음을 완성하는 단계; 및 상기 상부틀 및 상기 하부틀로부터 상기 구 형상의 얼음을 탈빙하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 방법에 있어서, 상기 구 형상의 얼음을 탈빙하는 단계는, 상기 제1 탈빙 부재를 구동시켜 상기 하부틀로부터 상기 구 형상의 얼음을 분리시키는 단계; 상기 상부틀을 상기 하부틀로부터 멀어지도록 이동시키는 단계; 및 상기 제2 탈빙 부재를 구동시켜 상기 상부틀로부터 상기 구 형상의 얼음을 분리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 제빙 모듈은, 본 발명에 따른 제빙 모듈은 복수 개의 반구형 제1 공간을 구비하는 하부틀 및 제1 공간과 함께 구 형상을 이루는 복수 개의 제2 공간을 구비하는 상부틀을 포함하되, 하부틀 상에 소정 높이 돌출되어 형성되는 벽 부재를 배치하고 제1 공간 및 제2 공간 사이에 형성된 미세홈을 통해 유출된 제빙수를 통해 실링을 형성함으로써, 복수 개의 구형 얼음을 효과적으로 제빙할 수 있으면서도, 상부틀과 하부틀을 가압하기 위한 별도의 기구적 구성을 배제하여 제작 비용 및 공정을 최소화하고 기기의 내구성을 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 하부틀에 구비되는 복수 개의 제1 공간 및 이에 대응되도록 상부틀에 구비되는 복수 개의 제2 공간이 각각 일렬로 배치됨으로써 복수의 제1 공간 및 제2 공간에 영향을 미치는 냉각 부재 및 탈빙 부재의 배치를 용이하게 하며, 수처리 장치 내 장착이 용이하도록 공간 효율성을 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 냉각 부재가 제1 공간에 대하여 3점 접촉을 형성하도록 제1 공간의 외면 각 부분에 나란하게 배치되는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 포함함으로써, 상기 단일한 구조의 증발기만으로도 충분한 냉각 효율을 확보하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 제1 부분과 제2 부분이 제3 부분을 기준으로 대칭이 되도록 배치되되, 소정의 곡률 반경을 갖는 제1 전환부분과 제2 전환부분을 통해 연결됨으로써 한계 곡률 반경을 갖는 전환부분의 배치를 최소화하여 설계의 편의성을 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 한계 곡률 반경의 제한 없이 자유롭게 증발관을 배치할 수 있도록 제2 전환부분과 제3 전환부분을 원통 형상의 커넥터를 매개로 연결시킴으로써 제품의 제작성을 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 별도 탈빙 부재의 배치를 최소화할 수 있도록 탈빙 시 냉각 부재를 통해 핫가스가 유동되도록 함으로써, 공정 효율성 및 제작 편의성을 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 제어부는 제빙수가 벽 부재의 상부를 넘치지 않도록 급수 부재를 제어함으로써 제빙수의 낭비 또는 제빙수 회수를 위한 별도의 유로 설계를 최소화하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 하부틀이 반구형 제1 공간 부재 외에 별도로 평판 부재를 구비하고 제1 공간 부재 및 벽 부재가 상기 평판 부재에 의해 지지됨으로써 제1 공간 부재 및 벽 부재에 대한 지지력을 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 상부틀이 반구 형상으로 형성된 복수 개의 제2 공간 부재를 포함하되, 복수 개의 제2 공간 부재가 상부 탈빙 부재와 일체로 이동 가능하도록 탈빙 부재에 직접 고정됨으로써 별도의 지지 부재를 생략하여 비용 절감 및 장치 구조의 소형화를 도모하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 벽 부재의 내측에 복수 개의 제1 공간이 모두 배치되도록 벽 부재가 단일 폐곡선 형상으로 형성됨으로써 실링에 소요되는 제빙수의 통합 관리가 가능하여 제빙수의 유출량 제어의 정밀도를 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 모듈은, 상부틀 및 상기 하부틀 사이에 배치되는 가이드 부재가 상부틀로부터 낙하된 구 형상의 얼음의 이동을 가이드함으로써 탈빙 시 얼음의 이동 경로를 안정적으로 확보하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 정수기는 상술한 제빙 모듈을 포함함으로써 제품의 제작성 및 경제성을 제고함과 동시에 사용자의 만족도를 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 방법은, 별도의 가압 부재 없이도 용이하게 구 형상의 얼음을 제빙할 수 있도록 제1 공간 및 제2 공간 내의 제빙수를 각각 시차를 두고 개별적으로 제빙함으로써 구 형상의 제빙의 편의성을 제고하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈을 도시한 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈을 분해하여 도시한 분해사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈의 하부틀 및 냉각 부재를 분리하여 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈의 상부틀 및 상부 탈빙 부재를 분리하여 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈 중에서 벽 부재와 인접한 일부를 확대하여 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈의 단면도로서, 제어부의 1차 제빙 및 2차 제빙을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈의 탈빙 과정을 설명하기 위한 도면.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 방법의 각 단계를 도시한 순서도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈 및 정수기에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈을 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈을 분해하여 도시한 분해사시도이다. 그리고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈의 하부틀 및 냉각 부재를 분리하여 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈의 상부틀 및 상부 탈빙 부재를 분리하여 도시한 도면이다. 다음으로 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈 중에서 벽 부재와 인접한 일부를 확대하여 도시한 도면이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈의 단면도로서, 제어부의 1차 제빙 및 2차 제빙을 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈의 탈빙 과정을 설명하기 위한 도면이다. 마지막으로, 도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 구(sphere) 형상의 얼음을 제조하기 위한 장치로서, 예를 들면 제빙기, 정수기 또는 냉온수기 내에 설치될 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 구 형상의 얼음(이하, '구형 얼음'이라 함)을 2차에 걸친 다단 공정을 통해 나누어 제빙하되, 자연적으로 형성되는 실링 얼음(C)만으로 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이에 안정적인 실링을 형성할 수 있어 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이의 밀폐를 위한 별도의 가압부재를 생략할 수 있으면서도, 냉각 부재(30) 및 상부 탈빙 부재(50) 등과 같은 열교환 부재를 효율적으로 배치시킴으로써 복수 개의 구형 얼음을 효과적으로 제빙할 수 있다. 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)의 각 구성을 설명하고 상술한 효과에 대하여 자세히 기술하기로 한다.

도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 하부틀(10), 상부틀(40), 급수 부재(60), 벽 부재(20), 냉각 부재(30), 상부 탈빙 부재(50), 이동 부재(70) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

먼저, 하부틀(10)은 구형 얼음(B)의 하부를 형성하기 위한 부재로서, 내측에 반구형으로 형성된 복수 개의 제1 공간(13)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 제1 공간(13) 내에 제빙수(A)가 공급된 후, 후술될 냉각 부재(30)에 의해 냉각되어 구형 얼음의 하부가 형성될 수 있다.

구체적인 일례로서, 도 4를 참조하면, 하부틀(10)은 평판 부재(11), 제1 공간 부재(12)를 포함할 수 있다. 이때, 평판 부재(11)는 소정 두께를 가지는 평판 형상으로 형성되되, 제1 공간 부재(12)가 고정되었을 경우 상부가 개방될 수 있도록 내측에 제1 공간(13)에 대응되는 크기를 가지는 원형 중공을 구비할 수 있다. 이러한 평판 부재(11)의 상부 중에서 제1 공간(13)의 외측에는 벽 부재(20)가 배치될 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다. 이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)의 하부틀(10)은 평판 부재(11)를 통해 제1 공간 부재(12)와 벽 부재(20)를 효과적으로 지지할 수 있다.

다음으로, 제1 공간 부재(12)는 제빙수가 수용되는 공간을 형성하기 위한 부재로서, 반구 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 공간 부재(12)는 전술된 평판 부재(11)와 별도로 형성된 후 평판 부재(11) 측에 고정되는 일 부재를 지칭하거나, 전체가 일체로 형성된 하부틀(10) 중에서 제1 공간(13)을 구획하는 일부분을 지칭하는 것일 수 있다. 이때, 제1 공간 부재(12)는 냉각 부재(30)로부터 공급된 냉열을 전달하여 내측에 수용된 제빙수를 얼릴 수 있도록 금속성 소재와 같이 열전도율이 우수한 소재로 형성될 수 있다. 그리고, 제1 공간 부재(12)는 복수 개의 구형 얼음을 한번에 제빙할 수 있도록 하부틀(10)에 복수 개가 구비될 수 있다. 이때, 제1 공간 부재(12)는 도면에 도시된 바와 같이 일 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 또한, 제1 공간 부재(12)는 전술한 평판 부재(11)에 상부가 개방된 형태로 고정될 수 있다. 이를 위해, 제1 공간 부재(12)는 주조 공정을 통해 평판 부재(11)와 일체로 형성되거나, 평판 부재(11)와 별도로 제작된 후에 용접 또는 접착 공정 등에 의해 평판 부재(11)에 고정될 수 있다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 하부틀(10)의 일측에는 하부틀(10)의 제1 공간(13) 또는 상부틀(40)의 제2 공간(43) 내에 수용된 제빙수를 냉각시킬 수 있도록 냉각 부재(30)가 배치될 수 있다. 이때, 냉각 부재(30)가 상부틀(40)이 아닌 하부틀(10)에 배치되는 것은, 하부틀(10)의 제1 공간(13) 내에 제빙수가 최초로 수용된 후 냉각이 시작되기 때문이다. 관련하여, 냉각 부재(30)는 제1 공간(13) 내부의 제빙수 뿐만 아니라, 제1 공간(13)의 상부에 위치하는 제2 공간(43) 내부의 제빙수까지 전체적으로 냉각시킬 수 있다. 다시 도 5를 참조하여 냉각 부재(30)의 구체적인 예시를 살펴보면, 냉각 부재(30)는 냉매가 순환되는 모세관(31)과, 내측에 모세관(31)이 배치되도록 중공이 형성되는 증발관(32)을 포함하는 이중 구조로 형성될 수 있다. 이때, 증발관(32)은 하부틀(10)과 직접 접촉하여 냉매로부터 전달받은 냉열을 하부틀(10) 측으로 전달하도록 열교환할 수 있으며, 이를 위해 증발관(32)은 열전도성이 우수한 소재로 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)의 냉각 부재(30)의 배치 구조가 도면에 도시된 예로 한정되는 것은 아니며, 냉각 부재(30)는 다양한 구조로 배치될 수 있음을 밝혀 둔다.

본 발명의 일 실시예에서, 냉각 부재(30)는 하부틀(10)의 제1 공간(13)과 다점 접촉(multi-point contact)을 형성하기 위하여 도면에 도시된 바와 같이 연장 및 전환을 반복하며 연장될 수 있다. 보다 상세하게, 냉각 부재(30)는 복수 개의 제1 공간(13)의 배열 방향을 따라 제1 방향(도면 상 Y축 방향)으로 연장되어 복수 개의 제1 공간(13)의 일측에 고정되는 제1 부분(30a), 제1 부분(30a)과 연결되며 제1 곡률 반경을 가지며 연장되는 제1 전환부분(30b), 제1 전환부분(30b)과 연결되되 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 연장되고 복수 개의 제1 공간(13)의 외면 타측에 고정되는 제2 부분(30c) 및 제2 부분(30c)과 연결되며 제2 곡률 반경을 가지는 제2 전환부분(30d) 및 제2 전환부분(30d)과 연결되되 다시 제1 방향으로 연장되어 복수 개의 제1 공간(13)의 외면의 다른 타측에 고정되는 제3 부분을 포함하여 제1 부분(30a) - 제1 전환부분(30b) - 제2 부분(30c) - 제2 전환부분(30d) - 제3 부분(30e) 순으로 연장될 수 있다. 이 경우, 냉각 부재(30)는 하부틀(10)에 구비된 복수 개의 제1 공간(13)과 모두 인접하도록 길게 연장되는 제1 부분(30a), 제2 부분(30c) 및 제3 부분(30e)을 구비하되, 제1 부분(30a), 제2 부분(30c) 및 제3 부분(30e)이 서로 평행한 상태로 연장되어 하부틀(10)의 각 부분에 접촉됨으로써 단일한 냉각 부재(30) 만으로도 냉각에 유리한 3점 점촉을 용이하게 형성할 수 있다.

보다 구체적인 일례로서, 다시 도 5를 참조하면, 냉각 부재(30)의 제1 부분(30a)은 제1 공간 부재(12)의 일측부에 배치되고, 제2 부분(30c)은 제1 공간 부재(12)의 타측부에 제1 부분(30a)과 배치될 수 있다. 이러한 제1 부분(30a)과 제2 부분(30c)을 연결하는 제1 전환부분(30b)이 일렬로 배치된 복수 개의 제1 공간 부재(12) 중에서 최외측에 배치되는 제1 공간 부재(12)를 감싸듯이 연장됨으로써, 제1 부분(30a), 제1 전환부분(30b) 및 제2 부분(30c)이 전체적으로 U자 형상을 이룰 수 있다. 이를 통해 제1 전환부분(30b)은 제작이 유리하도록 충분한 곡률 반경을 확보할 수 있다. 마지막으로, 제3 부분(30e)은 제1 공간 부재(12)의 중심부에 배치되어 제1 부분(30a)과 제2 부분(30c) 사이에 위치할 수 있으며, 그 결과 제1 부분(30a)과 제2 부분(30c)은 제3 부분(30e)을 기준으로 대칭이 되도록 배치될 수 있다. 이를 통해 냉각 부재(30)는 복수 개의 제1 공간 부재(12)에 대하여 어느 일측으로 편중됨이 없이 전체적으로 균일하게 냉열을 전달할 수 있다.

한편, 제2 부분(30c)과 제3 부분(30e)을 연결하는 제2 전환부분(30d)의 경우, 배치 구조 상 제1 전환부분(30b)과 비교하여 그 곡률 반경이 작을 수 있으며, 그 결과 제작이 용이하지 않을 수 있다. 이를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 별도의 커넥터(33)를 매개로 하여 제2 전환부분(30d)과 제3 부분(30e)을 연결할 수 있다. 이 경우, 커넥터(33)는 증발관(32) 형상에 대응되도록 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 이를 통해 제2 전환부분(30d)은 원통 형상의 커넥터(33)의 측부(34)에 결합되고, 제3 부분(30e)은 커넥터(33)의 일단부(35)에 삽입되어 결합될 수 있다. 이처럼 원통 형상의 커넥터(33)를 도입함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 냉각 부재(30)의 제작성을 제고하면서도, 균일한 냉열 전달 효과를 확보할 수 있다.

그리고, 상술한 제1 부분(30a), 제1 전환부분(30b), 제2 부분(30c), 제2 전환부분(30d) 및 제3 부분(30e)은 모두 일체로 형성된 상태에서, 제1 전환부분(30b) 또는 제2 전환부분(30d)과 같이 굽힘 가공을 요하는 일부에 대하여 부분적으로 외력을 가하여 형성하거나, 또는 어느 일부를 별도로 가공하여 용접 또는 접착 공정을 통해 일체화 하는 등 다양한 방식으로 제작될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 냉각 부재(30)는 상술한 바와 같이 모세관(31)을 통해 유동되는 냉매를 통해 제1 공간(13)을 냉각시키는 기능을 수행함과 동시에 제1 공간(13)의 내면으로부터 구형 얼음(B)을 분리시키는 탈빙 부재로서 기능할 수도 있다. 이를 위해 냉각 부재(30)는 구형 얼음(B)의 탈빙을 필요로 하는 경우, 모세관을 통해 냉매 대신 핫 가스(hot gas)를 유동시킬 수 있다. 이때, 모세관(31)을 통해 냉매 또는 핫 가스의 선택적 유동은 후술될 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 다기능을 수행하는 냉각 부재(30)를 통해 하부틀(10)에 별도의 탈빙 부재를 설치하는 것을 생략할 수 있어 공간 효율성을 확보하는 한편 제작 비용을 절감하고 공정을 단순화시킬 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 냉각 부재(30)의 하부에는 냉각 부재(30)가 외부로 노출되지 않도록 감싸는 커버(37)가 배치될 수 있다. 이러한 커버(37)는 내면 상에 단열 소재를 배치하여 냉각 부재(30)로부터 발산되는 냉열 또는 열이 제1 공간(13)이 아닌 방향으로 유출되어 낭비되는 것을 방지하되 제1 공간(13) 측으로 집중적으로 전달되도록 가이드 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상부틀(40)은 다시 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 구형 얼음(B)의 상부를 제빙하기 위하여 하부틀(10)의 상부에 배치되는 부재이다. 이때, 상부틀(40)은 제1 공간(13)과 함께 구 형상의 공간을 구획할 수 있도록 반구형으로 형성된 복수 개의 제2 공간(43)을 구비할 수 있다. 이와 관련된 예시적인 일례로서, 도 6을 참조하면, 상부틀(40)은 복수 개의 제1 공간 부재(12)에 대응되도록 복수 개의 제2 공간 부재(42)를 구비할 수 있다. 이 경우, 제2 공간(43)을 구획하기 위한 최소한의 부재만을 구비함으로써 상부틀(40)의 회전 또는 이동이 용이하도록 상부틀(40)을 경량화 할 수 있으며, 상부틀(40)이 차지하는 부피를 최소화하여 제빙 모듈(100)의 설치와 관련된 공간 효율을 극대화할 수 있다. 다만, 도면에는 각각 이격된 형태로 개별적으로 존재하는 제2 공간 부재(42)에 대하여 예시되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)의 상부틀(40)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 상부틀 전체가 일체형으로 형성되되, 그 내측에 복수 개의 제2 공간(43)이 구비될 수도 있다. 그리고, 상부틀(40)은 전술한 냉각 부재(30) 또는 후술될 상부 탈빙 부재(50)로부터의 열전달이 용이하도록 하부틀(10)과 마찬가지로 금속성 소재로 형성될 수 있다. 이를 통해, 냉각 부재(30)가 하부틀(10)을 냉각시킬 경우, 냉열은 상부틀(40) 측으로 전달되어 구형 얼음(B)의 상부를 냉각시킬 수 있으며, 상부 탈빙 부재(50)가 열을 가할 경우, 제2 공간(43)의 내면 측으로 열이 전달되어 구형 얼음이 순간적으로 융해되면서 구형 얼음이 탈빙될 수 있다.

한편, 상부틀(40)의 일측에는 제2 공간(43) 측으로 제빙수를 공급할 수 있도록 급수구(44)가 형성될 수 있다. 이러한 급수구(44)는 도 6에 도시된 바와 같이 제2 공간(43)의 일측을 관통하는 형태로 형성될 수 있다. 일례로, 급수구(44)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수 개의 제2 공간 부재(42)의 최상부에 후술될 급수 부재(60)와의 결합이 용이하도록 상측으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다.

이와 관련하여, 상부틀(40)의 상부에는 급수구(44) 측으로 제빙수를 공급하는 급수 부재(60)가 배치될 수 있다. 이때, 급수 부재(60)는 제빙수를 이송하기 위한 유로, 유로 내의 제빙수 공급을 통제하기 위한 밸브 및 급수구(44)와 결합되는 복수 개의 노즐을 구비할 수 있으며, 급수구(44)를 통해 공급된 제빙수는 제2 공간(43) 및 제2 공간(43)의 하측에 위치하는 제1 공간(13)으로 공급될 수 있다. 이때, 급수 부재(60)의 일측은 예를 들어 정수기에서 정수를 생성하는 여과부와 유체 연통되어 제빙수를 공급받을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상부틀(40)의 일측에는 제2 공간(43)의 내면으로부터 구형 얼음(B)을 분리시키도록 열에너지를 공급하는 상부 탈빙 부재(50)가 고정될 수 있다. 이때, 상부 탈빙 부재(50)는 전기에너지를 공급받아 발열하는 공지의 발열히터 또는 내측에 핫 가스가 유동되는 유로 등 공지의 탈빙 수단으로 이루어질 수 있다. 관련하여, 상부 탈빙 부재(50)는 열전달이 용이하도록 금속성 소재로 형성될 수 있다. 예시적인 일례로서, 상부 탈빙 부재(50)는 전체적으로 U자 형상으로 형성되어, 도 6에 도시된 바와 같이 복수 개의 제2 공간 부재(42)에 대하여 대칭적으로 배치될 수 있다. 이를 통해, 상부 탈빙 부재(50)는 복수 개의 제2 공간 부재(42)에 대하여 어느 일측으로 편중됨이 없이 균일하게 열을 전달할 수 있다. 한편, 상부 탈빙 부재(50)는 발열 기능 외에 복수 개의 제2 공간 부재(42)를 고정시키는 고정 부재로서 기능할 수도 있다. 이 경우, 복수 개의 제2 공간 부재(42)는 도 6에 도시된 바와 같이 상부 탈빙 부재(50)에 용접 등의 결합 공정을 통해 직접 고정되어 상부 탈빙 부재(50)와 일체로 이동 가능할 수 있다. 이를 통해 상부틀(40)은 하부틀(10)의 평판 부재(11)와 같은 별도의 지지 부재를 생략한 채 제2 공간 부재(42)와 같이 제빙을 위해 필수적으로 요구되는 부재만을 포함할 수 있어 비용 절감 및 장치의 소형화 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 상술한 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이의 밀착을 위한 별도의 가압 부재를 생략한 상태에서 구형 얼음을 안정적으로 제빙하기 위하여 벽 부재(20)를 포함한다.

구체적으로, 도 2 및 도 7을 참조하면, 벽 부재(20)는 하부틀(10)의 평판 부재(11) 상에 배치되되, 소정 높이 돌출되어 형성될 수 있다. 이를 통해 벽 부재(20)는 도 8과 같이 상부틀(40)과 하부틀(10)이 서로 마주보도록 배치되어 구 형상의 공간을 형성한 상태에서 급수구(44) 측으로 제빙수가 공급될 경우, 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이에 형성된 미세홈(21)을 통해 유출된 제빙수의 일부를 벽 부재(20)의 내측 영역에 가둘 수 있다. 이처럼 벽 부재(20)의 내측 영역에 제빙수가 가두어진 상태에서 냉각 부재(30)가 제1 공간(13)을 냉각시킬 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 벽 부재(20) 내측 영역에 가두어진 제빙수(C)가 얼게 되어 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이에 실링을 형성하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 이와 같이 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이에 얼음으로 실링을 형성하고 다단 제빙을 수행함으로써 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이의 완전 밀착을 위한 별도의 가압 부재를 생략할 수 있게 된다. 이에 대해서는 제어부의 다단 제빙과 관련된 설명을 통해 보다 상세히 기술하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 벽 부재(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수 개의 제1 공간(13)를 전체적으로 감싸도록 단일 폐곡선 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 단일한 벽 부재(20)의 내측에 복수 개의 제1 공간(13)이 모두 배치되므로 개별 제1 공간(13)를 개별 벽 부재(20)에 의해 감싸는 경우와 비교하여 실링에 소요되는 제빙수를 통합적으로 관리할 수 있어 보다 정밀하게 제빙수의 유출량을 제어할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)의 벽 부재(20)가 도시된 예로 한정되는 것은 아니며, 설계에 따라 복수 개의 제1 공간(13)을 개별적으로 감싸도록 복수 개의 벽 부재(20)를 포함할 수도 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 상부틀(40)과 하부틀(10)이 서로 인접하거나 멀어지도록 상부틀(40) 또는 하부틀(10)을 이동시키는 이동 부재(70)를 포함한다.

이때, 이동 부재(70)는 공지의 액추에이터일 수 있으며, 상부틀(40) 또는 하부틀(10)의 일측에 고정되어 정해진 경로를 따라 상부틀(40) 또는 하부틀(10)을 이동 또는 회전시킬 수 있다. 일례로, 이동 부재(70)는 도 10에 도시된 바와 같이 상부틀(40)이 하부틀(10)로부터 멀어지도록 제2 공간(43)의 배열 방향을 따라 연장되는 회전축을 중심으로 상부틀(40)을 전체적으로 피벗 회전시켜 상부틀(40)이 하부틀에 대하여 소정 경사를 이루도록 배치시킬 수 있다. 이처럼 이동 부재(70)가 상부틀(40) 또는 하부틀(10)을 이동시키는 이유를 살펴보면 다음과 같다. 도 9에 도시된 바와 같이 상부틀(40) 및 하부틀(10)이 마주보도록 배치된 상태에서 구형 얼음의 제빙이 완료된 후에는 상부틀(40) 및 하부틀(10)로부터 구형 얼음을 분리시키는 탈빙 공정을 필요로 한다. 이와 관련된 일례로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 먼저 냉각 부재(30)에 핫 가스를 공급하여 제1 공간(13)의 내면으로부터 구형 얼음(B)을 일차적으로 탈빙시킨 후에, 상부틀(40)에 연결된 이동 부재(70)를 구동시켜 상부틀(40)을 하부틀(10)로부터 이격시킬 수 있다. 이 경우, 구형 얼음(B)의 입자들이 아직 제2 공간(43)의 내면에 들러붙어 있는 상태에 있으므로 상부틀(40)을 이동시킬 경우, 구형 얼음(B)도 함께 이동되게 된다. 이처럼 구형 얼음(B)이 하부틀(10)로부터 멀어진 상태에서 상부 탈빙 부재(50)를 통해 제2 공간(43) 측으로 열을 전달하면, 구형 얼음(B)이 상부틀(40)로부터 완전히 탈빙 할 수 있게 된다. 한편, 이상의 설명에서는 이동 부재(70)가 상부틀(40)을 이동시키는 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 이동 부재(70)는 하부틀(10)을 상부틀(40)로부터 멀어지도록 이동시킬 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 위와 같이 이동 부재(70)에 의해 이동된 상태에서 상부틀(40) 또는 하부틀(10)로부터 최종적으로 탈빙되는 구형 얼음(B)의 이동을 안정적으로 가이드 하기 위하여 가이드 부재(80)를 포함할 수 있다.

다시 도 10을 참조하면, 가이드 부재(80)는 이동 부재(70)에 의한 상부틀(40) 또는 하부틀(10)의 이동이 완료된 후에, 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이에 개재되도록 이동되어 구형 얼음(B)과 인접 배치될 수 있다. 이를 위해 가이드 부재(80)를 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이로 이동시키기 위한 별도의 이동 부재(미도시)가 추가적으로 구비될 수 있다. 이러한 가이드 부재(80)는 일례로 상부틀(40)로부터 낙하된 구형 얼음(B)이 얼음 저장 트레이(82) 측으로 안정적으로 이동되도록 가이드 할 수 있다. 이를 위해 가이드 부재(80)는 내측에 상기 구형 얼음(B)의 이동 경로를 고려하여 설계된 홈(미도시)을 구비할 수 있다. 그리고, 가이드 부재(80)는 구형 얼음(B)의 이동을 가이드한 후에는 상부틀(40)과 하부틀(10)이 다시 마주볼 수 있도록 이동 부재에 의해 원래 위치로 복귀할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 앞서 설명한 각 부재의 작동을 전체적으로 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. 특히, 제어부는 제빙 모듈(100)이 제1 공간(13) 및 제2 공간(43)을 단계적으로 제빙하여 최종적으로 구형 얼음(B)을 형성하도록 이동 부재(70), 급수 부재(60), 냉각 부재(30) 및 상부 탈빙 부재(50) 등의 작동 또는 이동을 통합적으로 제어할 수 있다. 이하, 제어부의 구체적인 작동에 대하여 살펴보되, 도 11 및 도 12의 순서도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)을 이용하여 구형 얼음을 제빙 방법(S10)에 대해서도 함께 설명하기로 한다.

상세하게, 제어부는 도 8에 도시된 바와 같이 이동 부재(70)를 작동시켜 상부틀(40)과 하부틀(10)이 서로 마주 보도록 배치시켜 복수 개의 구 형상의 공간(제1 공간(13) 및 제2 공간(43)이 서로 연통되어 형성됨)을 형성할 수 있다.

그 후, 제어부는 급수 부재(60)를 상부틀(40)의 급수구(44)에 접근시킨 후에 제2 공간(43) 측으로 제빙수를 공급하여 하부틀(10)의 제1 공간(13)을 채울 수 있다. 이때, 제빙수는 제1 공간(13) 뿐만 아니라, 제1 공간(13)과 제2 공간(43) 사이에 형성된 미세홈(21)을 통해 유출되어 벽 부재(20)의 내측 영역까지 채워지도록 충분히 공급될 수 있다. (S11) 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 전술한 바와 같이 상부틀(40) 및 하부틀(10)의 완전 밀착을 위한 별도의 가압 부재를 포함하지 않으므로 제1 공간(13)과 제2 공간(43) 사이에 미세홈(21)이 형성될 수 있으며, 이를 통해 제빙수가 제1 공간(13)의 외부로 유출될 수 있다.

한편, 제어부는 제빙수가 미세홈(21)을 통해 유출될 수 있도록 충분한 양의 제빙수를 공급하되, 벽 부재(20)의 상부를 넘치지 않는 범위 내에서 제빙수를 공급하도록 급수 부재(60)를 제어할 수 있다. 이것은 제빙수를 계속적으로 공급한다 할지라도 수두차에 의하여 제1 공간(13)의 상부에는 최대 벽 부재(20)의 높이(h)까지만 제빙수가 채워질 수 있을 뿐, 그 이상의 제빙수는 벽 부재(20)를 넘어 유출되어 제빙수의 낭비를 초래할 수 있기 때문이다. 이와 관련하여, 벽 부재(20)의 상부를 넘치지 않도록 하면서도 벽 부재(20)의 내측 영역을 충분히 채울 수 있는 최적의 제빙수 공급량을 도출하기 위하여 상부틀(40)과 하부틀(10)이 서로 치합된 상태에서 반복적인 실험이 수행될 수 있다.

다음으로, 제어부는 냉각 부재(30)의 모세관(31)을 따라 냉매가 이동되도록 하여 증발관(32)과 제1 공간(13) 사이의 열교환이 이루어지도록 할 수 있다. 이 경우, 냉각 부재(30)로부터 전달된 냉열은 제1 공간(13)의 제빙수(A) 뿐만 아니라 벽 부재(20)의 내측 영역에 가두어진 제빙수(C)까지 냉각시킬 수 있으며, 이를 통해 더 이상 미세홈(21)을 통한 제빙수의 유출이 불가하도록 물리적인 실링이 형성될 수 있다. (S12)

그리고, 제어부는 벽 부재(20) 내측 영역에 대한 냉각이 충분히 이루어져 미세홈(21)에 대한 실링이 형성된 후에, 급수 부재(60)를 통해 추가적인 제빙수를 공급할 수 있다. 이때, 추가적으로 공급된 제빙수는 도 9에 도시된 바와 같이 제2 공간(43)을 채울 수 있다. (S13) 이처럼 추가 제빙수가 더 이상 미세홈(21)을 통해 유출되지 않고 제2 공간(43)을 채울 수 있는 것은 전술한 바와 같이 미세홈(21)에 대하여 실링이 형성되었기 때문이다.

그 후, 제어부는 제2 공간(43)의 제빙수를 냉각시켜 완전한 구형 얼음(B)을 형성하기 위하여 냉각 부재를 다시 구동시킬 수 있다. (S14) 즉, 제어부는 모세관(31)을 따라 냉매가 흐르도록 냉매의 이동을 조절할 수 있다.

마지막으로, 제어부는 상부틀(40) 및 하부틀(10)로부터 구형 얼음을 탈빙시킬 수 있다. (S15) 도 10 및 도 12를 참조하여 탈빙 방법의 구체적인 일 예시를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제어부는 하부 탈빙 부재(미도시)를 구동시켜 하부틀(10)로부터 구형 얼음을 분리시킬 수 있다. (S151) 여기서, 하부 탈빙 부재란 상부 탈빙 부재(50)에 대응되는 부재로서 하부틀(10)에 고정되어 제1 공간(13) 측으로 열을 전달하는 부재를 지칭할 수 있다. 일례로, 하부 탈빙 부재는 상부 탈빙 부재와 같이 발열 히터일 수 있으며, 또는 전술한 바와 같이 냉각 부재(30)의 모세관(31)을 통해 핫가스가 유동될 경우 냉각 부재(30)를 지칭하는 것일 수도 있다. 이처럼 하부 탈빙 부재에 의해 제1 공간(13)으로 열이 공급될 경우, 제1 공간(13)의 내면과 접하는 구형 얼음(B)의 표면이 융해되면서 구형 얼음(B)이 하부틀(10)로부터 분리될 수 있다.

다음으로, 제어부는 상부틀(40)을 하부틀(10)로부터 멀어지도록 이동시킬 수 있다. (S152) 이때, 상부틀(40)은 이동 부재(70)에 의해 이동될 수 있으며, 구형 얼음(B)과 제2 공간(43)의 내면 사이에는 아직 열이 전달되지 않았으므로 도 10에 도시된 바와 같이 구형 얼음(B)과 상부틀(40)이 일체로 이동될 수 있다. 이처럼 상부틀(40)과 하부틀(10)이 서로 이격된 상태에서 전술한 가이드 부재(80)가 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이에 개재될 수 있다.

그 후, 제어부는 상부 탈빙 부재(50)를 구동시켜 상부틀로부터 구형 얼음(B)을 최종적으로 분리시킬 수 있다 (S153) 이때, 상부 탈빙 부재(50)에 의해 제2 공간(43)으로 열이 전달될 경우, 제2 공간(43)의 내면과 접하는 구형 얼음(B)의 표면이 융해되어 구형 얼음(B)이 상부틀(40)로부터 분리될 수 있다. 이때, 상부틀(40)로부터 분리된 구형 얼음(B)은 중력에 의해 상부틀(40) 하부의 가이드 부재(80) 측으로 낙하될 수 있으며, 가이드 부재(80)를 따라 얼음 저장 트레이(82) 측으로 이동될 수 있다.

살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 상부틀(40)과 하부틀(10) 사이에 물리적인 실링을 형성함으로써 별도의 가압 부재 없이도 구형 얼음을 용이하게 제빙할 수 있으며 이를 통해 장치의 내구성을 제고하면서도 구조를 간소화할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 모듈(100)은 상부틀(40)과 하부틀(10) 내에 배치된 복수의 공간 구조를 통해 복수의 구형 얼음을 동시에 제빙할 수 있으면서도 냉각 부재(30) 및 상부 탈빙 부재(50)와 같은 열교환 부재의 배치를 최적화하여 공간 설계를 최적화하여 균일하고 충분한 열교환 효율을 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 하부틀 20: 벽 부재
30: 냉각 부재 40: 상부틀
50: 상부 탈빙 부재 60: 급수 부재
70: 이동 부재 80: 가이드 부재
100: 제빙 모듈

Claims (15)

1. 구 형상의 얼음을 제조하기 위한 제빙 모듈로서,
   내측에 반구형으로 형성된 복수 개의 제1 공간을 구비하는 하부틀;
   상기 하부틀의 상부에 배치되며, 상기 제1 공간과 함께 상기 구 형상을 이루도록 반구형으로 형성된 복수 개의 제2 공간을 구비하고, 일측에 제빙수를 공급하기 위한 급수구가 형성되는 상부틀;
   상기 급수구를 통해 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간 측으로 상기 제빙수를 공급하는 급수 부재;
   상기 하부틀 상에 소정 높이 돌출되어 형성되며 상기 복수 개의 제1 공간 중 적어도 하나를 둘러싸도록 배치되는 벽 부재;
   상기 하부틀에 고정되며, 상기 제1 공간 또는 상기 제2 공간을 냉각시키도록 냉매가 순환되는 모세관 및 내측에 상기 모세관이 배치되도록 중공이 형성되고 열전도성 소재로 이루어지는 증발관을 구비하는 냉각 부재;
   상기 상부틀에 고정되며 상기 제2 공간의 내면으로부터 상기 얼음을 분리시키도록 열에너지를 공급하는 상부 탈빙 부재;
   상기 상부틀 및 하부틀이 서로 인접하거나 멀어지도록 상기 상부틀 및 하부틀 중 어느 하나를 이동시키는 이동 부재; 및
   상기 각 부재의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 제1 공간에 상기 제빙수를 채운 상태에서 수행되는 1차 제빙 및 상기 1차 제빙에 의해 형성된 반구형 얼음 상의 상기 제2 공간 내에 상기 제빙수를 마저 채운 상태에서 수행되는 2차 제빙을 포함한 다단 제빙을 제어하며,
   상기 벽 부재는, 상기 1차 제빙을 위한 상기 제빙수 공급 시 상기 제1 공간 및 제2 공간 사이에 형성된 미세홈을 통해 유출된 제빙수 중 적어도 일부를 가두어 상기 1차 제빙 수행 시 상기 미세홈에 실링이 형성되도록 유도하는, 제빙 모듈.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 제1 공간 및 제2 공간은 각각 일렬로 배치되는, 제빙 모듈.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 냉각 부재는,
   상기 복수 개의 제1 공간의 배열 방향을 따라 제1 방향으로 연장되며 상기 복수 개의 제1 공간의 외면 일측에 고정되는 제1 부분;
   상기 제1 부분과 연결되며 제1 곡률 반경을 가지는 제1 전환부분;
   상기 제1 전환부분과 연결되되 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 연장되고 상기 복수 개의 제1 공간의 외면 타측에 고정되는 제2 부분;
   상기 제2 부분과 연결되며 제2 곡률 반경을 가지는 제2 전환부분; 및
   상기 제2 전환부분과 연결되되 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 복수 개의 제1 공간의 외면의 다른 타측에 고정되는 제3 부분;을 포함하는, 제빙 모듈.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제3 부분은 상기 제1 공간의 외면의 중심부에 배치되며, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 상기 제3 부분을 기준으로 대칭이 되도록 배치되고,
   상기 제1 곡률 반경은 상기 제2 곡률 반경보다 큰, 제빙 모듈.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제2 전환부분 및 상기 제3 부분은 원통 형상의 커넥터를 매개로 연결되고,
   상기 제2 전환부분은 상기 커넥터의 측면에 결합되고,
   상기 제3 부분은 상기 커넥터의 내측에 삽입되는, 제빙 모듈.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 냉각 부재는 상기 제1 공간의 내면으로부터 상기 얼음을 분리시키기 위하여 상기 모세관을 통해 핫가스를 유동시키는, 제빙 모듈.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제빙수가 상기 벽 부재의 상부를 넘치지 않도록 상기 급수 부재를 제어하는, 제빙 모듈.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 하부틀은,
   내측에 상기 제1 공간에 대응되는 크기를 가지는 복수 개의 원형 중공이 형성된 평판 부재; 및
   반구 형상으로 형성되며 상기 복수 개의 원형 중공의 테두리에 각각 고정되는 복수 개의 제1 공간 부재;를 포함하고,
   상기 벽 부재는 상기 평판 부재 상에 배치되는, 제빙 모듈.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 상부틀은 반구 형상으로 형성되는 복수 개의 제2 공간 부재를 포함하고,
   상기 복수 개의 제2 공간 부재는 상기 상부 탈빙 부재에 직접 고정되어 상기 상부 탈빙 부재와 일체로 이동 가능한, 제빙 모듈.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 벽 부재는 내측에 상기 복수 개의 제1 공간이 모두 배치되도록 단수 개가 폐곡선 형상으로 형성되는, 제빙 모듈.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 상부틀 및 상기 하부틀이 서로 멀어진 상태에서 상기 상부틀 및 상기 하부틀 사이에 배치되는 가이드 부재를 더 포함하고,
    상기 가이드 부재는 상기 상부틀로부터 낙하된 상기 구 형상의 얼음의 이동을 가이드 하는, 제빙 모듈.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 이동 부재는 상기 상부틀이 상기 하부틀에 대하여 소정 경사를 이루도록 상기 상부틀의 연장 방향과 평행한 회전축을 중심으로 상기 상부틀 및 상기 하부틀 중 어느 하나를 회전시키는, 제빙 모듈.
13. 원수를 여과해서 정수를 생성하는 여과부; 및
    상기 여과부로부터 정수를 공급받아서 구 형상의 얼음을 생성하는 제빙 모듈; 을 포함하고,
    상기 제빙 모듈은,
    내측에 반구형으로 형성된 복수 개의 제1 공간을 구비하는 하부틀;
    상기 제1 공간과 함께 상기 구 형상을 이루도록 반구형으로 형성된 복수 개의 제2 공간을 구비하며, 일측에 제빙수를 공급하기 위한 급수구가 형성되는 상부틀;
    상기 급수구를 통해 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간 측으로 상기 제빙수를 공급하는 급수 부재;
    상기 하부틀 상에 소정 높이 돌출되어 형성되며 상기 복수 개의 제1 공간 중 적어도 하나를 둘러싸도록 배치되는 벽 부재;
    상기 하부틀에 고정되며, 상기 제1 공간 또는 상기 제2 공간을 냉각시키도록 냉매가 순환되는 모세관 및 내측에 상기 모세관이 배치되도록 중공이 형성되고 열전도성 소재로 이루어지는 증발관을 구비하는 냉각 부재;
    상기 상부틀에 고정되며 상기 제2 공간의 내면으로부터 상기 얼음을 분리시키도록 열에너지를 공급하는 상부 탈빙 부재;
    상기 상부틀 및 하부틀이 서로 인접하거나 멀어지도록 상기 상부틀 및 하부틀 중 어느 하나를 이동시키는 이동 부재; 및
    상기 각 부재의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 공간에 상기 제빙수를 채운 상태에서 수행되는 1차 제빙 및 상기 1차 제빙에 의해 형성된 반구형 얼음 상의 상기 제2 공간 내에 상기 제빙수를 마저 채운 상태에서 수행되는 2차 제빙을 포함한 다단 제빙을 제어하며,
    상기 벽 부재는, 상기 1차 제빙을 위한 상기 제빙수 공급 시 상기 제1 공간 및 제2 공간 사이에 형성된 미세홈을 통해 유출된 제빙수 중 적어도 일부를 가두어 상기 1차 제빙 수행 시 상기 미세홈에 실링이 형성되도록 유도하는, 정수기.
14. 제1 항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 제빙 모듈을 이용하여 구 형상의 얼음을 제빙하는 방법으로서,
    상기 하부틀의 상기 제1 공간 및 상기 벽 부재 주변으로 상기 제빙수를 공급하는 단계;
    상기 냉각 부재를 구동시켜 상기 반구형 얼음을 제빙하고 상기 하부틀과 상기 상부틀 사이의 실링을 수행하는 단계;
    상기 반구형 얼음 상의 상기 제2 공간 내에 상기 제빙수를 공급하는 단계;
    상기 냉각 부재를 구동시켜 상기 구 형상의 얼음을 완성하는 단계; 및
    상기 상부틀 및 상기 하부틀로부터 상기 구 형상의 얼음을 탈빙하는 단계;를 포함하는, 제빙 방법.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 구 형상의 얼음을 탈빙하는 단계는,
    상기 제1 탈빙 부재를 구동시켜 상기 하부틀로부터 상기 구 형상의 얼음을 분리시키는 단계;
    상기 상부틀을 상기 하부틀로부터 멀어지도록 이동시키는 단계; 및
    상기 제2 탈빙 부재를 구동시켜 상기 상부틀로부터 상기 구 형상의 얼음을 분리시키는 단계;를 포함하는, 제빙 방법.

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