KR20050048117A - 제빙기의 제빙사이클 단축방법 - Google Patents

제빙기의 제빙사이클 단축방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 제빙기의 제빙사이클 단축방법은 트레이(110)에서 얼음을 배출시키는 동시에 물수위감지센서(101)의 오작동을 방지하기 위하여 트레이(110)에 열을 공급하는 히터(120)의 전원을 단속적으로 공급하여 트레이(110)가 얼음이 제빙되기 이전 온도인 최소한의 상온온도만을 유지시킬 수 있도록 함으로서 제빙기(100)의 제빙단계 이후 물을 재공급하여 제빙단계를 준비하는 제빙사이클 시간을 대폭적으로 단축시켜 있어 보다 많은 량의 얼음을 짧은 시간에 생산할 수 있도록 함으로서 제빙기(100)의 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히터(120)의 전원을 단속적으로 공급시킴으로서 전원의 소모량을 감소시키는 동시에 얼음 박리를 위한 히팅 온도가 낮기 때문에 냉장고의 냉동실에 악영향을 주지 않아 냉장고의 고장을 최소화하는 효과가 있다.

Description

제빙기의 제빙사이클 단축방법{Ice making cycle shortening method of ice making machine}
본 발명은 냉장고용 제빙기의 히터단속방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제빙기의 제빙단계 이후 물을 재 급수하여 제빙단계를 이루는 제빙기의 사이클시간을 단축시켜 제빙기의 효율을 극대화시킬 수 있는 제빙기의 제빙사이클 단축방법을 제공하는데 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 제빙기(100)의 구성이 도시되어 있고, 이를 참조하여 일반적인 제빙기(100)의 구성에 대하여 살펴보기로 한다.
도 1에서 도시한 바와 같은 제빙기(100)는, 트레이(110)에서 상부로 연장 성형되어 있는 연결브라켓(미부호)을 이용하여 냉동실의 벽면에 고정되는데, 예를 들면 상기 연결브라켓에 형성된 구멍을 이용하여 체결스크류로 냉동실의 벽면에 고정하게 된다.
그리고, 제빙기(100)는, 제빙을 위한 물을 담아서 일정한 형상의 얼음으로 만들기 위한 트레이(110)가 설치되는데, 이때, 트레이(110)는 예컨대 단면이 반달 형상으로 성형되어 있으며, 열전도성이 우수한 재질, 예를 들면 알루미늄으로 성형된다. 상기 트레이(110)로의 물의 공급은 일측에 형성되어 있는 급수튜브연결부(미부호)를 통하여 이루어진다.
상기 트레이(110)의 상부에는 이빙레버(130)가 설치된다. 상기 이빙레버(130)는 케이싱의 내부에 설치되어 있는 구동모터의 회전력을 이용하여 상기 트레이(110)에서 완전하게 제빙된 얼음을 트레이(110)의 외부로 취출하기 위하여 회전하도록 구성되어 있다.
그리고, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 트레이(110)의 하부에는 완성된 얼음이 상기 트레이(110)에서 쉽게 분리되도록 소량의 열을 가하기 위한 히터(120)가 설치되어 있다.
따라서, 일정시간동안 냉기가 공급되어 제빙이 완료되면, 상기 히터(120)가 발열하여 트레이(110)에 붙어 있는 얼음에 열을 가함으로서 표면을 녹여서 이격시키게 된다.
이렇게, 이격되는 반달형 얼음은 상기 이빙레버(130)의 회전에 의하여 트레이(110)에서 분리된다. 그리고, 이렇게 분리되는 얼음은 하방에 위치하는 얼음저장용기로 떨어지게 된다.
이때, 분리되는 얼음이 다시 상기 트레이(110)의 내부로 들어가는 것을 방지하기 위하여 상기 트레이(110)의 전방측 상면에는 스트리퍼가 설치되어 있다.
그리고, 얼음을 트레이(110)에서 분리하기 전에, 하부에 있는 얼음저장용기에 얼음이 가득차 있는가의 여부는 검빙레버(140)에 의하여 감지된다. 상기 검빙레버(140)는 상기 케이싱의 내부에 있는 모터에 의하여 일정한 각도범위 내에서 상하로 이동하면서, 하부의 얼음저장용기에 얼음이 가득 차 있는가를 감지하게 된다.
이러한, 상기 제빙기(100) 자체는 냉장고의 냉동실 내부에 설치되어 있음은 상술한 바와 같다. 그리고, 냉동실 내부에 공급되는 냉기에 의하여, 상기 트레이(110) 내부에 담수되어 있는 물이 얼음으로 만들어지게 된다.
따라서, 냉동실 내부에서 화살표 방향으로 냉기가 공급된다고 할 때, 이러한 냉기는 상기 전면판의 후방을 통하여 트레이(110)에 접촉하는 것에 의하여, 트레이(110)를 저온화 시키게 되고 물에서 응고열을 뺏어 얼림으로서 제빙이 이루어지게 된다.
그리고, 이렇게 제빙된 얼음을 취출하는 이빙(離氷)과정에서 상기 히터(120)가 작동되어 열을 공급하게 된다. 히터(120)가 정상적인 동작 상태에서는 일정 시간 발열하여 트레이(110)에 있는 얼음이 완전히 이빙될 때까지 일정시간동안 발열이 된 후에야 정지하게 된다.
종합적으로 상기와 같은 일반적인 제빙기(100)의 제빙사이클의 단계를 요약해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 트레이(110) 내부공간에 물을 공급하는 급수단계(S1)와,
상기 트레이(110) 내부에 설치시킨 물수위감지센서(101)에 의해 급수되는 양을 센싱하여 물의 공급량을 조절하는 물수위센싱단계(S2)와,
상기 급수단계(S1) 이후 냉기를 공급하여 물을 급냉시켜 얼음을 만드는 제빙단계(S3)와,
상기 제빙단계(S3) 이후 검빙레버(140)에서 얼음통이 빈 것을 감지하면 히터(120)를 통해 트레이(110)측에 일정시간 이상 발열시켜 얼음의 용이한 박리 및 물수위감지센서(101)의 오작동을 방지하기 위한 히팅단계(S4)와,
상기 히팅단계(S4)가 진행되어 얼음의 표면이 녹기 시작하면 이빙레버(130)를 통하여 얼음을 얼음통으로 배출시키는 배출단계(S5)와,
상기 배출단계(S5)가 완료되면 히터(120)를 정지시켜 상승된 온도로 된 트레이(110)의 온도를 낮출 수 있도록 하여 다음 제빙단계를 준비하는 온도하강단계(S6)와,
상기 온도하강단계(S6) 이후 트레이(110)의 표면온도가 내려가면 트레이(110)의 내부에 물을 제 공급하는 재급수단계(S7)로 이루어진다.
여기서 온도하강단계(S6)는 얼음의 배출단계(S6) 이후 재급수단계(S10) 사이에서 상온을 유지하고 있는 트레이(110)의 표면온도를 낮추어 다음 제빙단계(S3)를 준비하는 사이클시간을 말한다.
그러나, 종래 기술에 따른 제빙기의 제빙사이클은 검빙레버(140)를 통하여 얼음이 빈 것을 확인되는 시점에서부터 이빙레버(130)에 의해 배출단계(S5)가 완전히 이루어지는 시점까지 히터(120)를 통하여 트레이(110)를 히팅 시키기 때문에 트레이(110)가 높은 온도로 발열되며, 이때 트레이(110)에서 측정되는 표면온도는 대략 4 ~ 5℃이상까지 발열하게 됨으로서, 다음 제빙단계(S)를 준비하기 위한 온도하강단계의 시간이 길어질 수밖에 없었다.
더욱이, 배출단계(S5)가 완전 이루어지는 시점에서 히터(120)를 작동 정지시켜도 히터(120)에 잔존한 열량에 의해 트레이(110)는 측정온도인 4 ~ 5℃ 보다 더 높은 온도 이상으로 발열한 다음 온도가 내려가기 때문에 온도하강단계 진행시간은 더욱 길어져 대략 5 ~ 10분(min)의 온도하강시간이 소요되게 된다.
따라서, 제빙기(100)에 의해 얼음을 제빙시켜 얼음을 배출하는 제빙사이클이 길어짐에 따라 제빙기(100)의 효율을 떨어뜨리는 문제점과 더불어 히터(120) 및 트레이(110)에서 발열되는 높은 온도에 의해 냉동실 성능에 치명적인 악영향을 미치게 된다.
따라서 본 발명의 주목적은 얼음의 용이한 박리 및 얼음에 의해 영하 이하의 온도를 유지하고 있는 물수위감지센서의 오동작을 방지하는 제빙기의 히팅단계에서 트레이에 최소한의 상승 온도만을 공급시켜 제빙사이클의 시간을 현격하게 줄일 수 있도록 하여 제빙기의 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 제빙기의 제빙사이클 단축방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제빙기의 제빙사이클 단축방법은 반원형상의 트레이 내부공간으로 공급된 물을 급냉시킨 제빙단계 이후 트레이에서 얼음의 원활한 박리가 이루어질 수 있도록 하는 동시에 물수위감지센서의 오작동을 방지하기 위하여 트레이 하부에 설치시킨 히터에서 트레이 측으로 열을 공급시킨 다음 검빙레버에 의해 얼음통 내부에 채워지는 얼음의 잔량이 모자라는 것을 확인하면 이빙레버를 통하여 얼음을 얼음통으로 배출하는 제빙기에 있어서,
상기 이빙레버에 의해 얼음을 완전 취출하기 전 상태인 트레이에서 이빙레버가 회전하여 90°의 위치에 도달될 때 히터의 전원을 오프(OFF)시키도록 이루어지는 것을 본 발명의 기본특징으로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 냉장고용 제빙기의 제빙사이클을 나타낸 공정도이고, 도 6은 본 발명에 따른 냉장고용 제빙기의 얼음박리 온도을 나타낸 개념도이며, 도 7a, b는 본 발명에 따른 냉장고용 제빙기의 얼음박리 온도를 나타낸 그래프이고, 도 8은 본 발명에 따른 제빙기의 제빙단축사이클의 히팅온도에 따른 실험결과를 나타낸 그래프이다.
먼저, 본 발명에 따른 제빙기의 제빙사이클은 도 5내지 도 7a, b에서 도시된 바와 같이, 반원형상의 트레이(110) 내부공간으로 공급된 물을 급냉시킨 제빙단계 이후 트레이(110)에서 얼음의 원할한 박리가 이루어질 수 있도록 하는 동시에 물수위감지센서(101)의 오작동을 방지하기 위하여 트레이(110) 하부에 설치시킨 히터(120)에서 트레이(110)측으로 열을 공급시킨 다음 검빙레버(140)에 의해 얼음의 잔량이 모자라는 것을 확인하면 이빙레버(130)를 통하여 얼음을 얼음통으로 배출하는 제빙기(100)에 있어서,
상기 이빙레버(130)에 의해 얼음을 완전 취출하기 전 상태인 트레이(110)에서 이빙레버(130)가 회전하여 90°의 위치에 도달될 때 히터(120)의 전원을 오프(OFF)시키도록 한다.
상기 트레이(110) 내부에서 회전하여 얼음을 얼음통으로 배출시키는 이빙레버(130)가 트레이(110) 내부에서 90°이상 회전하면서 트레이(110)를 벗어나 얼음을 완전 배출하는 시점까지 히터(120)의 전원을 반으로 줄이도록 한다.
또한. 히터(120)의 전원을 반으로 줄이는 시점에서 히터(120)의 전원을 단속적으로 공급하되 히터(120)의 전원을 연속적 또는 불연속적으로 공급하도록 한다.
위와 같이, 본 발명의 제빙기의 제빙사이클의 단축방법을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5에서 도시한 바와 같이, 트레이(110) 내부공간에 물을 공급하는 급수단계(S1)와,
상기 급수단계(S1)가 진행되는 동안 트레이(110) 내부에 설치시킨 물수위감지센서(101)에 의해 급수되는 양을 센싱하여 물의 공급량을 조절하는 물수위센싱단계(S2)와,
상기 급수단계(S1) 이후 냉기를 공급하여 물을 급냉시켜 얼음을 만드는 제빙단계(S3)와,
상기 제빙단계(S3) 이후 검빙레버(140)에서 얼음통이 빈 것을 감지하면 히터(120)를 통해 상온의 온도를 트레이(110) 측에 공급하되 얼음을 얼음통에 배출시키는 이빙레버(130)가 회전하여 트레이(110) 내부에서 90°로 위치에 도달될 때까지 히터(120)에서 트레이(110)측으로 열을 공급하는 히팅단계(S4)와,
상기 히팅단계(S4) 이후 이빙레버(130)가 트레이(110) 내부에서 회전하여 90° 위치를 벗어나기 시작하는 시점에서부터 이빙레버(130)가 트레이(110)를 벗어나 얼음을 완전 배출시키는 시점까지 히터(120)의 전원을 반으로 줄이는 동시에 히터(120)의 전원을 연속적 또는 불연속적으로 공급하여 최소한의 상온 온도만이 트레이(110)측에 공급되도록 하는 온도단속단계(S5)와,
상기 온도단속단계(S5)가 진행되는 동시에 이빙레버(130)에 의해 얼음을 얼음통으로 완전 배출하는 배출단계(S6)와,
상기 배출단계(S6)가 완료되면 히터(120)를 오프(OFF)시켜 다음 제빙단계를 준비하는 온도하강단계(S6)와,
상기 온도하강단계(S5)가 완료되면 트레이(110)의 내부에 물을 제 공급하는 재급수단계(S6)로 이루어진다.
이와 같이 본 발명의 제빙기의 제빙사이클 단축방법은 도 6에서 보는 바와 같이, 얼음의 표면을 녹여 얼음을 용이하게 배출시킬 수 있도록 하는 동시에 얼음에 직접 마찰되거나 얼음이 배출된 다음 물수위감센서(101)에 묻어 있는 얼음에 의해 영하 이하의 온도를 유지하고 있는 물수위감지센서(101)의 오작동을 방지하기 위한 히팅단계에서 히터(120)는 이빙레버(130)가 회전하기 시작하여 반원형상의 트레이(110)의 중심위치인 90°회전되는 시점까지 트레이(110) 측에 열을 지속적으로 공급하다가 히터(120)의 전원을 오프(OFF)시켜 열의 공급을 차단한다.
이후, 히터(120)를 정지시킨 다음 이빙레버(130)가 트레이(110) 내부에서 90°이상 회전하여 트레이(110)를 벗어나는 시점부터는 히터(120)가 작동되지 않아도 그에 잔존한 열량에 의해 트레이(110)는 일정온도 이상인 한계온도까지만 발열하다 서서히 온도가 내려가게 되고 이때, 히터(120)의 전원을 반으로 줄여 트레이(110)에 최소한의 온도(0∼4℃)만이 유지될 수 있도록 한다.
즉, 이빙레버(130)가 트레이(110)의 중심위치인 90°에서 트레이(110)측에 완전 벗어나는 180°위치까지는 트레이(110)가 얼음이 제빙되기 전 상태인 최소 온도 0℃로 유지될 수 있도록 히터(120) 전원을 반으로 줄이는 온도단속단계를 거치도록 한다.
이때, 도 7a, b에서 보는 바와 같이, 트레이(110)가 얼음이 제빙되기 전 상태인 대략 0℃ 온도로 유지될 수 있도록 히터(120)의 전원을 단속시키되 이를 연속적 또는 불연속적으로 전원을 제공하여 목표한 최소한의 상온 온도가 더욱 용이하게 유지될 수 있도록 한다.
이와 같이, 이빙레버(130)에 의해 얼음을 완전 배출한 후 트레이(110) 온도가 얼음이 제빙되기 전 상태의 최소한의 온도만을 유지할 수 있도록 함으로서 물을 재급수하여 얼음을 얼리는 제빙단계까지의 제빙 사이클시간을 대폭적으로 줄일 수 있게 되는 것이다.
또한, 물수위감지센서(101)는 센서표면의 온도가 0℃이상으로만 유지되면(바람직 하기는 1.5℃ 이상), 센서 표면에 덮인 얼음이 제거되어 물수위를 정확하게 센싱할 수 있기 때문에 물수위감지센서(101)의 원활한 작동과 더불어 얼음을 용이하게 박리시킬 수 있고 동시에 트레이(110)측에는 최소한의 온도만을 유지시킴으로서 제빙사이클을 효과적으로 단축시킬 수 있음으로서 제빙효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
이는 도 8에서 보는 바와 같이, 종래 기술과 본 발명과의 실험결과 그래프를 참조하면, 종래의 히팅온도는 대략 4~5℃이상까지 트레이(110)의 온도가 상승되도록 히팅 함으로서 온도하강단계 시간이 5 ~ 10분(min)정도 소요되는 것을 볼 수 있고, 본 발명은 히팅온도를 대략 1.5℃까지 트레이(110)의 온도가 상승되도록 한 다음 0℃로 유지될 수 있도록 함으로서 온도하강단계 시간이 1 ~ 4분(min)으로 대폭적으로 줄일 수 있어 제빙기의 제빙 사이클의 효율을 극대화 시킬 수 있게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제빙기의 제빙사이클 단축방법은 트레이(110)에서 얼음을 배출시키는 동시에 물수위감지센서(101)의 오작동을 방지하기 위하여 트레이(110)에 열을 공급하는 히터(120)의 전원을 단속적으로 공급하여 트레이(110)가 얼음이 제빙되기 이전 온도인 최소한의 온도만을 유지시킬 수 있도록 함으로서 제빙기(100)의 제빙단계 이후 물을 재공급하여 제빙단계를 준비하는 제빙사이클 시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있어 보다 많은 량의 얼음을 짧은 시간에 생산할 수 있도록 함으로서 제빙기(100)의 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히터(120)의 전원을 단속적으로 공급시킴으로서 전원의 소모량을 감소시키는 동시에 얼음 박리를 위한 히팅 온도가 낮기 때문에 냉장고의 냉동실에 악영향을 주지 않아 냉장고의 냉동 성능을 극대화하면서 고장을 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 냉장고용 제빙기를 나타낸 사시도.
도 2는 일반적인 냉장고용 제빙기를 나타낸 저면사시도.
도 3은 일반적인 냉장고용 제빙기의 제빙사이클을 나타낸 공정도.
도 4는 일반적인 냉장고용 제빙기의 얼음박리 온도를 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 냉장고용 제빙기의 제빙사이클을 나타낸 공정도.
도 6은 본 발명에 따른 냉장고용 제빙기의 얼음박리 온도를 나타낸 개념도.
도 7a, b는 본 발명에 따른 냉장고용 제빙기의 얼음박리 온도를 나타낸 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 제빙기의 제빙단축사이클의 히팅온도에 따른 실험결과를 나탄낸 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 제빙기 110 : 트레이
101 : 물수위감지센서 120 : 히터
130 : 이빙레버 140 : 검빙레버

Claims (3)

  1. 반원형상의 트레이(110) 내부공간으로 공급된 물을 급냉시킨 제빙단계 이후 트레이(110)에서 얼음의 원할한 박리가 이루어질 수 있도록 하는 동시에 물수위감지센서(101)의 오작동을 방지하기 위하여 트레이(110) 하부에 설치시킨 히터(120)에서 트레이(110)측으로 열을 공급시킨 다음 검빙레버(140)에 의해 얼음통 내부에 채워지는 얼음의 잔량이 모자라는 것을 확인하면 이빙레버(130)를 통하여 얼음을 얼음통으로로 배출하는 제빙기(100)에 있어서,
    상기 이빙레버(130)에 의해 얼음을 완전 취출하기 전 상태인 트레이(110)에서 이빙레버(130)가 회전하여 90°의 위치에 도달될 때 히터(120)의 전원을 오프(OFF)시키도록 제어하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제빙기의 제빙사이클 단축방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 트레이(110) 내부에서 회전하여 얼음을 얼음통으로 배출시키는 이빙레버(130)가 트레이(110) 내부에서 90°이상 회전하면서 트레이(110)를 벗어나 얼음을 완전 배출하는 시점까지 히터(120)에 공급되는 전원을 반으로 줄이도록 제어하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제빙기의 제빙사이클 단축방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 히터(120)의 전원을 반으로 줄이는 시점에서 히터(120)의 전원을 단속적으로 공급하되 히터(120)의 전원을 연속적 또는 불연속적으로 공급하도록 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙기의 제빙사이클 단축방법.
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