KR20060007245A

KR20060007245A - 냉장고의 제빙 제어 장치

Info

Publication number: KR20060007245A
Application number: KR1020040056023A
Authority: KR
Inventors: 김성재; 이명렬
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-07-19
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2006-01-24

Abstract

본 발명은 냉장고에 있어서, 특히 냉매의 순환 유로와 연결된 제빙 증발기를 아이스 메이커 하단에 구비하고, 제빙 증발기로 유동하는 저온 저압 또는 고온고압의 냉매를 이용하여 제빙 동작 또는 이빙 동작을 선택적으로 제어할 수 있도록 한 제빙 제어 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉장고의 제빙 제어 장치는, 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 이용하여 냉동 사이클로 동작하는 냉장고에 있어서, 냉장실 및 냉동실을 구획하는 베리어와; 상기 냉장실 내부에 개방되고 공급된 용수를 제빙하고 제빙된 얼음을 이빙하기 위한 아이스 메이커와; 상기 아이스 메이커의 몰드부 저면에 설치되며, 상기 아이스 메이커의 제빙 또는 이빙 모드를 위한 냉매가 유동되는 제빙 증발기와; 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축기 및 팽창밸브를 거쳐 제빙 증발기로 유동시켜 주기 위한 제빙 유로 및 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 직접 제빙 증발기로 유동시켜 주기 위한 이빙 유로를 선택적으로 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

냉장고, 제빙장치

Description

냉장고의 제빙 제어 장치{Control apparatus for ice manufacture of the refrigerator}

도 1은 종래 냉장실에 제빙장치를 구비한 바텀 프리저 타입 냉장고를 나타낸 사시도.

도 2는 종래 도 1의 측 단면도.

도 3은 종래 다른 예에 따른 냉장실에 제빙장치를 구비한 바텀 프리저 타입 냉장고를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명 제 1실시 예에 따른 냉장고의 제빙 제어장치를 나타낸 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 아이스 메이커의 상세 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 아이스 메이커 저면에 제빙 증발기의 설치 전 상태를 나타낸 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 아이스 메이커 저면에 제빙 증발기가 설치된 상태의 배면도.

도 8은 본 발명 제 1실시 예에 따른 냉장고의 제빙 제어 방법을 나타낸 흐름도.

도 9는 본 발명 제 2실시 예에 따른 냉장고의 제빙 제어 장치를 나타낸 구성 도.

도 10은 본 발명 제 2실시 예에 따른 냉장고의 제빙 제어 방법을 나타낸 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300...냉장고 301,302...도어

303...베리어 304...제빙 증발기

305...냉매 배관 311...기계실

312...압축기 314...응축기

316...드라이어 318...팽창밸브

320...분배밸브 322,330,332...바이패스밸브

324...메인 증발기 326...송풍팬

340...아이스 메이커 350...아이스 뱅크

351...오거 모터 352...오거

353...아이스 슈트 354...디스펜서

R...냉장실 F...냉동실

일반적으로 냉장고는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 토출하여 고내의 온도를 저하시켜 음식물 등을 냉동시키거나 냉장 보관하기 위한 것으로서, 냉동실과 냉장실이 상/하로 구획된 탑 마운트 타입(Top Mount-Type)과, 냉장실과 냉동실이 상/하로 구획된 바텀 프리저 타입(Bottom Freezer-Type)과, 냉동실과 냉장실이 좌/우측으로 구획된 사이드 바이 사이드 타입(Side By Side-Type)으로 나뉘어진다.

상기와 같은 냉장고에는 얼음의 제빙 및 이빙된 얼음을 보관하는 제빙장치가 냉동실에 설치된다. 하지만 최근에는 냉동실의 용적을 증가시켜 주기 위해, 사용의 편리성을 위해 냉장실에 설치하는 경우도 있다.

도 1 및 도 2는 종래 바텀 프리저 타입의 냉장고에 있어서, 냉장실 도어에 제빙장치를 설치한 구조이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 베리어(11)에 의해 냉장실(R)과 냉동실(F)이 상/하측으로 구획된 냉장고 본체(1)와; 상기 냉장고 본체(1)를 개폐하는 냉장실 도어(3) 및 냉동실 도어(4)와; 상기 냉동실(F) 냉기와 냉장실(R) 냉기가 상호 단열되도록 냉장실 도어(3)의 내측에 설치된 소정크기의 단열 케이스(110)와; 상기 단열 케이스(110) 내부의 단열된 제빙실에 설치되며, 상기 냉동실(F)로부터 단열 케이스(110) 내로 공급된 냉기를 이용해 공급 용수를 제빙하는 아이스 메이커(120) 와; 상기 아이스 메이커(120)에서 이빙된 얼음을 수용하는 아이스 뱅크(130)와; 취출레버(미도시) 작동을 통해 상기 아이스 뱅크(130) 내에 수용된 얼음이 냉장고 외부로 취출되도록 상기 냉장실 도어(103) 전면에 설치된 취출구(107) 및 디스펜서(108)와; 상기 냉동실(F)과 냉장실(R)의 냉각에 필요한 냉기가 생성될 수 있게 냉동 사이클을 이루는 압축기(6) 및 응축기(미도시), 팽창밸브(미도시), 증발기(7) 및 송풍팬(8)으로 이루어진 냉동 사이클 기기들을 포함하여 구성되어 있다.

이때, 상기 냉장실 도어(3) 내측에 설치된 단열 케이스(110) 내부는 단열 도어(111)에 의해 밀폐되는 구조로 이루어지며, 상기 단열 케이스(110) 및 단열 도어(111)는 상기 냉동실(F) 내의 냉기 온도 보다 높은 냉장실(R) 내의 냉기가 상기 냉장실 도어(3) 내측에 설치된 아이스 메이커(120)로 유입되지 않도록 단열재로 형성된다.

그리고, 상기 단열 케이스(110)는 도어 라이너의 연장선상 내부에 형성되며, 일측으로 제빙용 냉기가 유입되는 냉기 유입구(105) 및 제빙용으로 사용된 냉기가 배출되는 냉기 배출구(106)가 형성된다.

또한, 상기 냉장실(R)과 냉동실(F)을 상하로 구획하는 베리어(11) 또는 냉장고 본체(1) 측벽에는 상기 냉기 유입구(105)와 상호 연통되는 냉기공급덕트(102)가 매설되어 있으며, 상기 냉기 배출구(106)와 연통되어 제빙실 내의 제빙냉기가 냉장실(R)로 환원되도록 하는 냉기환원덕트(104)가 형성된다. 여기서, 냉기 환원덕트(104)는 냉동실로 환원되도록 덕트를 구성할 수도 있다.

이와 같이 구성된 바텀 프리져형 냉장고는, 압축기(6)를 통해 저온 저압에서 고온 고압으로 압축되고, 상기 압축된 고온 고압의 기상 냉매는 응축기를 지나는 과정에서 냉각 응축되어 고압의 액상상태로 상변화되며, 상변화된 냉매는 팽창밸브를 통과하면서 상기 증발기(7)에서 열 교환에 의해 증발되기 쉬운 상태로 감압(단열팽창)된 다음, 냉매의 증발과정이 이루어지는 증발기(7)로 유동되게 된다.

상기와 같이 증발기(7)로 유입된 냉매는 냉장고 내부 열을 흡열하는 흡열작용을 통해 저온 저압의 기상상태로 상변화되면서 그 주위의 공기를 냉각시킨 후, 다시 압축기(6)로 유입되는 냉동 사이클을 이루게 된다.

이때, 상기 증발기(7)와의 열 교환을 통해 냉매에 열을 빼앗기면서 냉각된 공기(냉기)는 증발기(7) 상단에 설치된 송풍팬(8)에 의해 냉기가 고내로 토출된다. 상기 송풍팬(8)의 구동에 의해 토출된 냉기는 댐퍼 작동에 따라 냉동실(F)과 냉장실(R)로 각기 분기 토출된다.

그리고, 상기 냉동실(F) 측으로 토출되는 냉기는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 단열 케이스(110)의 냉기 유입구(105)와 상호 연통되도록 상기 베리어(11) 또는 냉장고 본체(1) 측벽에 매설된 냉기공급덕트(102)를 따라 상기 단열 케이스(110) 측까지 유동한 다음, 냉기 유입구(105)를 통해 상기 단열 케이스(110) 내부의 제빙장치(100)로 공급된다.

이때, 제빙장치(100)의 아이스 메이커(120)는 유입된 냉기를 이용하여 공급 용수를 얼리는 제방 작용을 수행하고, 제빙된 얼음은 히터 및 취출 레버(미도시) 등에 의해 취출되어 아이스 뱅크(130)로 수납된다. 필요시 사용자에 의해 상기 수납된 얼음이 이송부재(미도시)에 의해 이송되고 분쇄되어 취출구(107) 및 디스펜서(108)로 보내어진다.

그리고, 제빙용으로 사용된 냉기는 상기 단열 케이스(110)의 일측면 소정위치에 형성된 냉기 배출구(106)를 통해 냉장실(R)로 토출되어 냉장실(R)의 내부 온도를 저하시키게 된다.

도 3은 종래 바텀 프리저 타입의 냉장실 내에 제빙장치를 설치한 구성이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 냉장실 내부에 단열 케이스(211)로 단열된 제빙실(F1)에 아이스 메이커(220), 아이스 뱅크(230)를 구비하고, 상기 제빙실(F1)의 전면을 단열 도어인 냉장실 도어(4)로 개폐시켜 주는 구조이다.

이러한 구조에서는 이빙된 얼음을 취출을 위해 제빙실 하단에 아이스 슈트(207)를 형성하고, 냉장실 도어 내부에 디스펜서부(208)를 형성시켜 주는 구조이다.

이와 같이 최근의 냉장고는 냉동실 영역을 증대시켜 주기 위해 제빙장치를 냉동실에 설치하지 않고, 냉장실 도어 내부에 설치하게 되므로, 냉장실 도어 내부에서의 제빙장치의 사이즈가 클 경우 냉장실 도어 내부 공간이 절대적으로 부족한 문제가 발생하게 된다.

예컨대, 도 1 및 도 2와 같은 구조에서는 냉장실 도어 내부에 별도의 단열 공간이 형성되며, 도 3과 같은 구조에서는 냉장실 내에 별도의 단열 공간을 형성시켜 줌으로써, 상대적으로 냉장실 고내의 용적이 크게 감소하게 되는 문제가 있다.

다시 말하면, 냉장실 도어 제빙실의 경우 1Cuft(28.3Liter) 내외의 고내 용적을 차지하고, 또 냉장실 도어 제빙실의 경우 문을 열었을 때 지나치게 부피가 커(bulky) 보이는 문제가 있다. 또 제빙장치를 단열하는 경우 일정 두께 이상을 단열벽으로 형성해야 하기 때문에 냉장고 전체 용적에서는 많은 공간을 차지하는 문제가 된다.

본 발명의 제 1목적은 아이스 메이커의 하단에 냉매 유로와 연결된 제빙 증발기를 설치하고, 상기 냉매 유로의 변경을 통해 제빙 동작 또는 이빙 동작이 선택적으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 아이스 메이커를 단열시키지 않고 제빙 모드 및 이빙 모드로 제어할 수 있도록 한 냉장고의 제빙 제어 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제 2목적은 제빙시 압축기-응축기-팽창밸브를 통과한 냉매가 아이스 메이커의 몰드부를 경유하여 압축기로 흡입되는 제 1냉기 사이클과, 이빙시 압축기-아이스메이커의 몰드를 경유하여 압축기로 흡입되는 제 2냉기 사이클의 선택적인 제어를 통해서, 아이스 메이커에서의 제빙 및 이빙 동작을 가능케 하는 냉장고의 제빙 제어 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 냉장고의 제빙 제어 장치는,

압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 이용하여 냉동 사이클로 동작하는 냉장고에 있어서,

냉장실 및 냉동실을 구획하는 베리어와;

상기 냉장실 내부에 개방되고 공급된 용수를 제빙하고 제빙된 얼음을 이빙시켜 주기 위한 아이스 메이커와;

상기 아이스 메이커의 몰드부 저면에 설치되며, 상기 아이스 메이커의 제빙모드 또는 이빙 모드를 위한 냉매가 유동되는 제빙 증발기와;

상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축기 및 팽창밸브를 거쳐 제빙 증발기로 유동시켜 주기 위한 제빙 유로 및 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 직접 제빙 증발기로 유동시켜 주기 위한 이빙 유로를 선택적으로 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제빙 유로 및 이빙 유로를 제어하는 수단은 상기 이빙 유로 상에 설치되는 바이패스 밸브를 포함하며, 상기 바이패스 밸브는 제빙 모드시 클로즈되어 압축기로부터 토출된 냉매를 응축기 및 팽창밸브로 유동되도록 하고, 이빙 모드시 오픈되어 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 이빙 유로를 통해 제빙 증발기로 유동될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제빙 유로에는 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 병렬 연결된 제빙 증발기 및 상기 증발기로 분배시켜 주는 분배밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제빙 유로 또는 이빙 유로를 따라 제빙 증발기로 유동하는 냉매를 압축기로 다시 귀환시켜 주는 귀환 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 귀환 유로는 제빙 증발기의 토출단과 압축기 흡입단이 연 결된 제 1귀환 유로와, 상기 제빙 증발기와 증발기를 직렬로 연결시키고 상기 증발기와 압축기 흡입단에 연결된 제 2귀환유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제 2귀환 유로에는 제빙 증발기와 증발기 사이, 증발기와 압축기 사이에 상기 이빙 모드시 제빙 증발기로부터 압축기로 유동하는 냉매의 유입을 차단하기 위한 바이패스 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 냉장실 내에는 아이스 메이커로부터 취출된 얼음을 보관하는 아이스 뱅크를 더 포함하며, 상기 아이스 뱅크는 단열재로 냉동실과 단열되며 상기 증발기에 의해 냉동실로 토출되는 냉기를 냉기공급덕트를 통해 공급받아 일정 온도로 유지하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 제 1실시 예로서, 냉장실에 제빙장치를 구비한 냉장고에 있어 제빙 및 이빙 냉기 유로를 나타낸 구성도이다.

도 4를 참조하면, 냉장실(R) 및 냉장실(F)를 개폐하는 도어(301,302)와, 냉장실(R) 및 냉동실(F)을 상하로 구획하는 베리어(303)와, 냉동실 후방의 기계실(311)에 위치한 압축기(312)와, 상기 압축기(312)에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(314)와, 상기 응축기(314)에 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(318)와, 상기 팽창밸브(318)로부터 팽창된 저온저압의 냉매를 저온저압의 기체 냉매로 변화시키는 메인 증발기(324) 및 제빙 증발기(304)와, 상기 팽창밸브(318)에 의해 팽창된 냉매의 경로(P21,P22)로 분배시키는 분배밸브(320)와, 상기 압축기(312)에 의해 토출된 고온고압의 냉매가 이빙 경로(P1)로 상기 아 이스 메이커(340)에 전달되는 것을 클로즈/오픈시키는 바이패스밸브(322)와, 상기 제빙 증발기(304)에 의해 공급된 용수를 제빙하고 제빙된 얼음을 이빙시키는 아이스 메이커(340)로 구성된다.

상기 아이스 메이커(340)는 저면에 제빙 증발기(304)가 설치되고, 냉장실(R)에 설치되며 공급된 용수를 냉매 배관(304)에 의해 제빙시키고 제빙된 얼음을 이빙시키며, 아이스 메이커(340)에 의해 이빙된 얼음을 보관하는 아이스 뱅크(350)와, 아이스 슈트(353) 및 디스펜서(354)로 구성된다.

또한, 아이스 메이커(340)는 냉장실(R)에 개방되며, 아이스 뱅크(350)는 냉장실과 단열되며 상기 냉동실 냉기를 냉장고 측벽에 형성된 냉기공급덕트(328)를 통해서 공급받는 구성이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 바텀 프리저 타입의 냉장고를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 냉장고(300)는 베리어(303)에 의해 냉장실(R) 및 냉동실(F)이 상/하로 구획되며, 냉장실 및 냉동실 도어(302,303)가 개폐된다.

상기 냉동실 후벽에는 메인 증발기(324) 및 송풍팬(326)이 설치되며, 냉장실(R) 내에는 제빙장치의 아이스 메이커(340) 및 아이스 뱅크(350)가 구비된다.

상기 아이스 메이커(340)는 냉장실 내에서 개방되므로 고내 용적 감소 요인을 제거하게 되며, 아이스 뱅크(350)는 일정 온도 이하로 유지하도록 소정 두께로 단열시켜 준다. 상기 아이스 뱅크(350)에는 오거(Auger) 모터(351)에 의해 회전하는 오거(352)로 인해 보관된 얼음이 아이스 슈트(353) 및 디스펜서(354)로 추출된다.

이러한 제빙 장치의 제빙 동작 및 이빙 동작은 냉동 사이클의 냉매 순환 경로를 바꾸어 순환시켜 줌으로써, 제빙 동작과 이빙 동작이 차례대로 이루어지도록 한다.

먼저, 제빙 동작을 설명하면, 기계실(311)에 설치된 압축기(312)로부터 고온고압의 토출 냉매는 분기되어 응축기(314) 및 바이패스 밸브(322)로 유입된다. 이때, 제빙 모드시 상기 바이패스 밸브(322)는 클로즈된다.

상기 응축기(314)로 유동하는 냉매는 응축되고 드라이어(316)를 거쳐 팽창밸브(318)에 의해 팽창된 후 메인 증발기(324)와 제빙 증발기(304)로 공급된다.

이때, 팽창밸브(318)에 의해 팽창된 냉매는 냉매 배관(325)의 분기를 통해 메인 증발기(324)와 아이스 메이커(340)로 분기되어 흐르게 되는데, 상기 메인 증발기(324)와 제빙 증발기(304)가 서로 병렬로 연결되므로, 냉매를 분배시켜 주는 것이 바람직하다. 이에 따라 팽창밸브(318)의 토출단에 분배밸브(320)를 구비하여 메인 증발기(324)와 제빙 증발기(304)로 냉매가 분배되어 흐르도록 해 준다.

상기 제빙 증발기(304)는 아이스 메이커(340)의 트레이 하단을 지나면서 공급된 용수를 저온저압의 냉매에 의해 제빙시켜 준다. 여기서, 제빙 증발기(304)는 도 5 내지 도 7과 같이, 제빙 트레이 몰드 하단에 설치되는 냉매 배관으로서 트레이 몰드와 배관이 면 접촉되어 공급 용수를 제빙시켜 주게 된다.

한편, 아이스 메이커(340)는 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 이에 도시된 바와 같이, 아이스 메이커(340)는 급수호스(미도시)를 통해 공급된 물이 담겨진 후 물을 공급하는 용수 공급부(341)과, 상기 용수 공급부(341)에서 공급된 물이 담겨져서 냉동실(F) 내의 냉기에 의해 제빙되는 제빙 트레이 몰드부(이하, 몰드부라 함)(342)와, 상기 몰드부(342) 상측에 회동 가능하게 배치되어 제빙된 얼음을 퍼올리는 이젝터(344)와, 상기 이젝터(344)를 회동시키는 구동력을 발생하는 모터(345)와, 상기 이젝터(344)에 의해 취출된 얼음을 상기 아이스 뱅크(350)의 내부로 안내하는 슬라이더(346)와, 상기 아이스 뱅크(350)의 만빙을 감지하는 만빙 감지 레버(347)와, 상기 몰드부(342)의 온도와 상기 아이스 뱅크(350)의 만빙 여부에 따라 바이패스 밸브(도 4의 322) 및 모터(345)를 제어하는 제빙 제어부(348)로 구성된다.

상기 몰드부(342)에는 물이 결빙되는 제빙 공간이 형성되고, 상기 제빙 공간에는 복수개의 얼음이 분리 생성될 수 있도록 제빙 공간을 나누는 복수개의 구획 돌기(342a)가 형성된다.

또한, 상기 몰드부(342)에는 상기 냉동실(F)의 상측 배면에 고정되기 위한 연결부(342b)가 형성된다.

그리고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 몰드부(342) 내에서 용수의 제빙과 제빙된 얼음의 이빙을 위해 몰드부(342)의 저면(349)에 부착된 냉매 배관인 제빙 증발기(304)의 경우, 상기 몰드부(342)의 저면에 균일하게 일정 형상 예컨대, U자 형상으로 배치된다. 여기서, 몰드부(342)의 저면(349)와 제빙 증발기(304)는 면접촉될 수 있도록 일체로 설치하거나 브레이징(Brazing) 또는 열접촉 촉진물로 접합시켜 줄 수 있다.

또한, 상기 이젝터(344)의 경우, 모터(345)에 연동되어 회전되는 축(344a)이 상기 제빙 공간의 상측에 위치되고, 상기 축(344a)의 측면에는 다수개의 핀(344b)이 상기 구획 돌기(342a)에 의해 복수개로 구획된 제빙 공간의 개수만큼 형성되어 있다.

상기 모터(345)의 경우, 상기 몰드부(342)의 일측면에 설치된 제빙 제어부(348) 내측에 장착되어 있는데, 이 때 상기 제빙 제어부(348)에는 상기 몰드부(342)의 온도를 감지하는 온도 센서(미도시)와, 상기 만빙 감지 레버(347)의 회동 위치를 검출하여 상기 아이스 뱅크(340)의 만빙 여부를 감지하는 만빙 감지 센서(미도시)가 구비된다.

한편, 이빙 모드시 바이패스 밸브(322)가 개방되므로, 상기 압축기(312)로부터 토출된 고온고압의 냉매는 바이패스 밸브(322)를 통해서 제빙 증발기(304)로 전달되는 유로(P1)를 갖고 다시 압축기(312)로 유동하는 순환 사이클을 갖는다.

상기 고온고압의 냉매에 의해 아이스 메이커(340)에 제빙된 얼음이 트레이 몰드부에서 이격되는 이빙상태가 되며, 이빙 상태가 되면 이젝터로 아이스 뱅크로 취출하여 보관하게 된다.

이러한 수순으로 냉매의 순환 사이클을 이용하여 제빙 동작과 이빙 동작을 반복하게 된다.

상기와 같은 제빙장치의 제빙 동작과 이빙 동작에 따른 냉매의 순환 사이클 에 대한 동작을 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 제빙 모드시 바이패스 밸브(322)를 크로즈(Close)시켜 압축기에 의해 압축된 냉매의 유입을 차단시켜 준다.

그리고, 압축기(312)에서 토출된 고온고압의 냉매는 응축기(314)를 거쳐 중온고압의 냉매로 변환된 후, 드라이어(316)를 지나 팽창밸브(318)를 통해서 저온저압의 냉매로 변환된다.

이때, 팽창밸브(318)를 통과하는 저온저압의 냉매는 분배밸브(320)에 의해 분기되어 아이스 메이커(340)의 하단에 위치한 제빙 증발기(304) 및 메인 증발기(324)의 유로(P22,P21)로 유동하게 된다.

그리고, 제빙 유로(P22)를 따라 제빙 증발기(304)로 유동하는 냉매는 아이스 메이커(340) 내부에 저수된 용수를 제빙시키고, 제빙에 사용된 냉매는 다시 귀환 유로(P3)를 따라 압축기(312)로 흡입된다.

그리고, 팽창밸브(318)를 통과한 냉매 중 일부는 메인 증발기(324)로 유동하며, 메인 증발기(324)에 의해 증발되어 저온저압의 기체 냉매로 변환된 후 압축기(312)로 흡입되며, 메인 증발기(324) 상부에 위치한 송풍팬(326)의 송풍으로 냉기를 토출하게 된다.

이때, 토출되는 냉기는 냉동실(F) 및 냉기공급덕트(328)를 통해서 아이스 뱅크(350)로 공급됨으로써, 아이스 뱅크(350) 내부의 온도를 일정 온도 이하로 유지시켜 준다. 여기서, 아이스 뱅크(350)는 단열재로 단열된 구조이다.

한편, 이빙모드이면 바이패스 밸브(322)를 개방시켜 주게 된다. 이에 따라 압축기(312)에서 토출된 고온고압의 냉매는 바이패스 밸브(322)를 따라 이빙 유로(P1)로 유동하여 제빙 증발기(304)를 경유하게 되므로, 상기 아이스 메이커(340)의 트레이 몰드부에 고온의 열을 전달하여, 제빙된 얼음을 이빙시켜 주게 된다.

상기 제빙 증발기(304)는 응축기로 사용되며, 제빙에 사용된 냉매는 다시 압축기(312)로 흡입된다. 여기서, 압축기(312)의 토출 냉매는 응축기(314)로 유동하지 않게 되는데, 이는 유로 저항이 크기 때문에 유동하지 않게 된다.

상기 아이스 메이커(340)에 제빙된 얼음이 이빙되면 이젝터(344b)에 의해 취출된 후 아이스 뱅크(350)로 보관하고, 만빙이 아닐 경우 다시 아이스 메이커(340)에 용수를 공급하여 상술한 바와 같은 제빙 모드 및 이빙 모드 수행, 그리고 얼음 취출 동작을 반복하게 된다.

여기서, 이젝터(344b)에 의해 얼음이 냉장실(R)과 단열된 아이스 뱅크(350)로 취출됨과 동시에, 바이패스 밸브(322)는 클로즈되고, 냉동 사이클은 제빙용 냉동 사이클로 순환하게 된다.

그리고, 아이스 뱅크(350)에 보관되는 얼음이 일정 온도로 보관될 수 있도록 아이스 뱅크(350)는 소정의 두께로 단열된 상태이며, 냉기공급덕트(328)로 유입되는 냉동실 냉기에 의해 일정 온도로 유지할 수 있게 된다.

여기서, 제빙 장치를 동작시키지 않을 경우 제빙 증발기(304)로 유동하는 냉매를 분배 밸브(320)에서 차단하여 줌으로써, 기존과 같은 냉동 사이클을 유지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 도 4와 같은 제빙 제어 장치에서의 제빙 및 이빙 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 제빙 모드 여부를 확인한 후(S101), 제빙 모드이면 바이패스 밸브를 클로즈시키고(S103,S105), 압축기의 고온 고압의 냉매를 저온 저압의 냉매로 변환시켜 주기 위해 응축기, 팽창밸브로 거쳐 제빙 증발기로 유동시킨 후 다시 압축기로 유동하는 제빙 유로로 순환하게 된다(S107).

여기서, 상기 제빙 증발기로 유동하는 저온저압의 냉매는 아이스 메이커의 내부에 공급된 용수를 제빙시켜 준다.

그리고, 제빙 모드가 아닌 이빙 모드이면(S109), 바이패스 밸브를 오픈시키고(S111), 압축기의 고온고압의 냉매를 이빙 유로로 유동시켜 준다(S113). 이때 이빙 유로는 압축기, 바이패스밸브, 그리고 제빙 증발기를 거친 후 다시 압축기로 유동하는 순환 사이클이다.

여기서, 상기 제빙 증발기로 고온의 냉매가 유동하게 되므로, 아이스 메이커 내부에 제빙된 얼음은 이빙되고, 이빙된 얼음은 취출되어 아이스 뱅크에 보관된다(S115).

도 9는 본 발명의 제 2실시 예이다. 제 2실시 예는 제 1실시 예와 동일 구성요소에 대해서는 동일 부호로 처리하며 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 제빙시에는 이빙 유로(P1) 상에 존재하는 바이패스 밸브 1(322)은 클로즈시키고, 바이패스 밸브 2,3(330,332)은 오픈(Open)시켜 준다. 이 때, 압축기(312)에 의해 토출된 고온고압의 냉매는 응축기(314), 드라이어(316), 팽창밸브(318), 그리고 제빙 증발기(204)로 유동하게 된다. 그리고, 제빙 증발기(204)를 경유하는 냉매는 귀환 유로(P4) 상에 위치한 다시 바이패스 밸브 2(330)를 거쳐 메인 증발기(324)에서 저온저압의 액체 냉매로 변환된 후 바이패스 밸브 3(332)을 지나 다시 압축기(312)로 흡입된다.

여기서, 제빙 증발기(304)와 메인 증발기(324)는 냉기 순환 사이클 상에서 직렬로 연결된 구조이다.

그리고, 이빙시에는 바이패스 밸브 1(322)은 오픈시키고, 바이패스 밸브 2,3(230,332)은 클로즈시켜 준다. 이에 따라 압축기(312)에서 토출된 고온고압의 냉매는 바이패스 밸브 1(322)을 통해서 제빙 증발기(304)를 경유하게 되며, 제빙 증발기(304)를 경유한 냉매는 메인 증발기(304)를 경유하지 않고 귀환유로(P3)를 통해서 압축기(312)로 흡입된다.

여기서, 바이패스 밸브 2,3(330,332)을 차단시키는 이유는 제빙 증발기(304)를 경유한 고온고압의 냉매가 메인 증발기(324)로 유동하는 것을 차단하기 위함이다.

그리고, 아이스 메이커(340)의 내에 제빙된 얼음이 이빙되고 이젝터에 의해 얼음이 냉장실과 단열된 아이스 뱅크(350)로 취출된 후, 바이패스 밸브 1(322)은 클로즈되고, 다시 냉동 사이클로 동작하게 된다.

한편, 본 발명은 냉장실의 제빙 장치로 순환되는 냉매 배관을 제빙 유로만 사용하고 이빙시에는 아이스 메이커(340)의 몰드부 하단에 별도로 설치된 히터를 이용할 수도 있다. 이러한 경우 바이패스 밸브(322)로 연결된 배관을 제거할 수 있다. 또한, 상기의 반대 사이클로서, 제빙 유로를 제거하고 이빙 유로만을 구비할 수도 있으며, 이때에는 아이스 메이커를 단열시키고 냉동실 냉기를 공급하면 된다.

도 10은 도 9에 따른 제빙 제어 장치에서의 제빙 및 이빙 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 제빙 모드 여부를 확인한 후(S121), 제빙 모드이면 이빙 유로 상에 위치한 바이패스 밸브 1은 클로즈시키고, 제 1귀환 유로 상에 위치한 바이패스 밸브 2,3은 오픈시켜 준다(S123).

그리고, 압축기로 압축된 냉매는 응축기, 팽창밸브를 거쳐 저온저압의 냉매로 변환된 후, 저온저압의 냉매는 제빙 증발기를 거쳐 메인 증발기, 다시 압축기로 순환하는 유로의 사이클로 동작하게 된다(S125).

이때, 제빙 증발기로 유동하는 저온저압의 냉매를 이용하여 아이스 메이커는 공급된 용수를 제빙하게 된다.

그리고, 제빙 모드가 아닌 이빙 모드이면, 이빙 유로 상에 위치한 바이패스 밸브 1은 오프시키고, 제 1귀환 유로 상에 위치한 바이패스 밸브 2,3은 클로즈시켜 준다(S127). 그리고, 압축기로 압축된 냉매는 바이패스 밸브1을 거쳐서 제빙 증발기에 고온고압의 냉매를 전달하게 된다. 그리고, 제빙 증발기를 거친 냉매는 제 2귀환 유로를 따라 다시 압축기로 흡입된다(S129).

이때, 제빙 증발기로 유동하는 고온고압의 냉매를 이용하여 아이스 메이커의 내부에 제빙된 얼음은 이빙되고, 얼음이 이빙되면 이젝터를 이용하여 아이스 뱅크 로 취출하여 보관하게 된다(S131). 상기의 얼음 이빙과 동시에 상기 이빙 유로 상의 바이패스 밸브 1은 차단시키고, 바이패스 밸브 2,3은 소정 시간 간격을 두어 오픈시켜 주게 된다.

따라서, 본 발명은 냉장실 내측에 제빙장치를 설치하고, 냉매의 유로를 변경하여 제빙과 이빙을 선택적으로 제어하기 위한 것으로서, 바텀 프리저 타입 냉장고뿐만 아니라, 냉동실과 냉장실이 상/하로 구획된 탑 마운트 타입(Top Mount-Type)과, 냉동실과 냉장실이 좌/우측으로 구획된 사이드 바이 사이드 타입(Side By Side-Type)의 냉장실에도 적용이 가능하다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시 예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 냉장고의 제빙 제어 장치에 의하면, 아이스 메어커에 제빙 증발기를 설치하여, 아이스 메이커에 공급되는 용수를 제빙 증발기로 유동하는 저온 저압의 냉매로 제빙시키고, 또 제빙 증발기로 유동하는 고온고압의 냉매에 의해 이빙시켜 줌으로써, 아이스 메이커를 개방시켜 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한 아이스 메이커를 개방함으로써, 냉장실의 용적이 감소되는 것을 최소화시켜 주는 효과가 있다.

Claims

압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 이용하여 냉동 사이클로 동작하는 냉장고에 있어서,

냉장실 및 냉동실을 구획하는 베리어와;

상기 냉장실 내부에 개방되고 공급된 용수를 제빙하고 제빙된 얼음을 이빙하기 위한 아이스 메이커와;

상기 아이스 메이커의 몰드부 저면에 설치되며, 상기 아이스 메이커의 제빙모드 또는 이빙 모드를 위한 냉매가 유동되는 제빙 증발기와;

상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축기 및 팽창밸브를 거쳐 제빙 증발기로 유동시켜 주기 위한 제빙 유로 및, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 직접 제빙 증발기로 유동시켜 주기 위한 이빙 유로를 선택적으로 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제빙 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제빙 유로 및 이빙 유로를 제어하는 수단은 상기 이빙 유로 상에 설치되는 바이패스 밸브를 포함하며,

상기 바이패스 밸브는 제빙 모드시 클로즈되어 압축기로부터 토출된 냉매를 응축기 및 팽창밸브로 유동되도록 하고, 이빙 모드시 오픈되어 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 이빙 유로를 통해 제빙 증발기로 유동될 수 있도록 한 것을 특징으 로 하는 냉장고의 제빙 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제빙 유로에는 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 병렬 연결된 제빙 증발기 및 상기 증발기로 분배시켜 주는 분배밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제빙 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제빙 유로 또는 이빙 유로를 따라 제빙 증발기로 유동하는 냉매를 압축기로 다시 귀환시켜 주는 귀환 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제빙 제어 장치.
제 4항에 있어서,

상기 귀환 유로는 제빙 증발기의 토출단과 압축기 흡입단이 연결된 제 1귀환 유로와, 상기 제빙 증발기와 증발기를 직렬로 연결시키고 상기 증발기와 압축기 흡입단에 연결된 제 2귀환유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제빙 제어 장치.
제 5항에 있어서,

상기 제 2귀환 유로에는 제빙 증발기와 증발기 사이, 증발기와 압축기 사이 에 상기 이빙 모드시 제빙 증발기로부터 압축기로 유동하는 냉매의 유입을 차단하기 위한 바이패스 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제빙 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 냉장실 내에는 아이스 메이커로부터 취출된 얼음을 보관하는 아이스 뱅크를 더 포함하며, 상기 아이스 뱅크는 단열재로 냉동실과 단열되며 상기 증발기에 의해 냉동실로 토출되는 냉기를 냉장고 측벽의 냉기공급덕트를 통해 공급받아 일정 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제빙 제어 장치.