KR20070103127A - 제빙장치 및 그의 제빙방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제빙장치 및 그의 제빙방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기장을 이용하여 제빙을 위해 급수된 물 안에 있는 기포를 효과적으로 제거함으로써 투명한 얼음을 만들 수 있는 제빙장치 및 그의 제빙방법에 관한 것이다.

간단하고 효과적으로 투명한 얼음을 만들기 위해 본 발명의 제빙장치는 냉매와 열교환을 통해 저온으로 유지되는 저장실과, 상기 저장실에 마련되어 급수원으로부터 제빙을 위해 급수되는 물을 담는 얼음 트레이와, 물이 담긴 상기 얼음 트레이에 전기장을 인가하는 전극부과, 상기 얼음 트레이에 인가되는 전기장을 형성하기 위해 상기 전극부에 일정 전위차의 전원을 공급하는 전원공급부를 포함한다.

Description

제빙장치 및 그의 제빙방법{Ice maker and Method for making ice thereof}

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 제빙장치가 포함된 냉장고의 개략적인 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 제빙장치를 나타내는 개략도이다.

도 3a는 얼음 트레이에 급수된 물에 기포가 포함된 것을 나타내는 그림이고, 도 3b는 기포가 주변의 물분자와 결합되어 있는 것을 나타내는 그림이고, 도 3c는 전기장이 인가되어 기포와 물분자의 결합이 끊어지는 것을 나타내는 그림이다.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예인 제빙방법의 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

20 : 제빙장치 22 : 얼음 트레이

30 : 냉동실 26a, b : 전극부

50 : 전원공급부 60 : 기포

65 : 물분자

본 발명은 제빙장치 및 그의 제빙방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 장을 이용하여 제빙을 위해 급수된 물 안에 있는 기포를 효과적으로 제거함으로써 투명한 얼음을 만들 수 있는 제빙장치 및 그의 제빙방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 토출하여 고내의 온도를 저하시켜 음식물 등을 냉동시키거나 냉장 보관하게 된다. 또한 냉장고에는 얼음을 제조하기 위한 제빙장치가 구비되고, 사용자에게 제빙된 얼음을 제공해 주게 된다.

일반적인 냉장고의 제빙장치는 일정한 트레이 내부에 얼음 크기로 물을 받은 다음 냉동실 냉기로 제빙을 수행하게 된다. 순수한 물은 온도에 따라 밀도가 달라지는데 4℃에서 물의 밀도가 가장 크게 되어 4℃보다 온도가 낮아져도 더 이상 대류가 일어나지 않아 표면부터 얼기 시작한다. 따라서 얼음이 제빙될 때 표면의 얼음에 의해 물 안에 용해되어 있는 기체들이 미처 빠져나가지 못하여 불투명한 얼음이 만들어지게 된다. 하지만 사용자들은 투명빙을 선호가기 때문에 투명빙을 만들기 위해 종래에는 다양한 방법으로 투명빙을 만들었다.

종래의 투명빙 제조장치는 제빙을 위한 물을 가열하여 기포를 없애거나 진동, 음파 등을 이용하여 용존기체를 제거하여 투명빙을 만들었다. 이러한 종래의 투명빙 제조장치는 투명빙을 만들기 위해 물을 가열하거나 진동 등을 이용하게 되어 얼음을 만드는데 시간이 길어지고 전력의 낭비가 생기고 소음 등이 심하게 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전기장을 이용하여 간편하고 효율적으로 투명빙을 만들 수 있는 제빙장치 및 제빙방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제빙장치는 냉매와 열교환을 통해 저온으로 유지되는 저장실과, 상기 저장실에 마련되어 급수원으로부터 제빙을 위해 급수되는 물을 담는 얼음 트레이와, 물이 담긴 상기 얼음 트레이에 전기장을 인가하는 전극부과, 상기 얼음 트레이에 인가되는 전기장을 형성하기 위해 상기 전극부에 일정 전위차의 전원을 공급하는 전원공급부를 포함한다.

또한, 상기 전극부는 상기 얼음 트레이를 사이에 두고 상부와 하부에 각각 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원공급부는 상기 전극부에 수 킬로볼트의 직류전압을 인가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원공급부는 상기 전극부에 얼음 트레이에 얼음이 형성되기 시작하는 일정시간동안 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제빙방법은 고내에 제빙장치가 마련된 냉장고에 있어서, 제빙을 위해 얼음 트레이에 물을 급수하는 단계; 물이 급수된 상기 얼음 트레이에 일정시간동안 전기장을 인가하는 단계; 상기 얼음 트레이에 급수된 물이 제빙되는 시간 동안 대기하는 단계를 통해 얼음을 만든다.

또한, 상기 전기장을 인가하는 단계에서 상기 전기장은 수 킬로볼트의 직류전압에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전기장을 인가하는 단계에서 일정시간은 상기 얼음 트레이에 물을 급수한 후 급수된 물이 얼기 시작할 때까지 소요되는 시간인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 제빙장치가 포함된 냉장고의 개략적인 사시도이다. 본 발명에 따른 냉장고(10)는 냉동실(30)과 냉장실(40)로 크게 구획된다. 냉동실(30)에는 얼음을 만들기 위한 제빙장치(20)과 제빙장치(20)내에 제빙을 위한 물을 담는 얼음 트레이(22)가 마련된다. 제빙된 얼음은 냉동실(30)을 개폐하는 냉동실 도어(12)에 마련된 디스팬서(14)를 통해 사용자에게 제공된다.

냉동실(30)은 압축기(미도시), 응축기(미도시)를 통해 응축된 냉매가 증발기(미도시)에서 팽창되어 저온의 냉매로 되고 냉동실(30) 내의 공기와 열교환을 한다. 열교환을 통해 형성된 냉기는 팬(미도시) 등에 의해 냉동실(30)로 고르게 퍼지게 된다.

제빙을 위해서 제빙장치(20)에는 얼음 트레이(22)에 물을 급수하기 위한 급수장치(미도시)가 마련되고 냉동실(30)내의 냉기에 의해 결빙되고 완전히 결빙된 얼음은 이빙과정을 거쳐 얼음 트레이(22)에서 디스팬서(14)내의 얼음저장고 등에 저장된 후 사용자에게 제공된다.

얼음 트레이(22)에 급수되는 물에는 용존기체 등 기포가 포함되는데 이 상태로 제빙을 하면 앞서 언급한 바와 같이 표면부터 얼기 시작하므로 기포가 포함된 상태로 얼게 되어 불투명한 얼음이 만들어지게 된다. 따라서 투명한 얼음을 만들기 위해서는 표면이 얼기 전에 최대한 기포 등을 제거한 후 제빙되도록 하여야 하는데 이를 위해 종래에는 기체의 용해도가 온도에 반비례하는 특성을 이용하여 히터 등으로 물을 가열하거나 진동, 초음파 등을 이용하여 물리적으로 기포를 제거하였다.

이러한 종래의 제빙장치의 문제점은 앞서 언급한 바와 같다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 제빙장치를 나타내는 개략도이다. 도 2의 제빙장치는 얼음 트레이(22)를 사이에 두고 상부와 하부에 얼음 트레이(22)에 전기장을 인가하기 위해 전극부(26a, 26b)가 각각 마련된다. 전기장을 인가하기 위해 마련된 전극부는 반드시 도 2에서 같이 상부와 하부에 위치할 필요는 없고 좌우측, 앞쪽과 뒷쪽 등 얼음 트레이(22)에 전기장이 인가되도록 설치되면 된다. 다만, 상부와 하부에 설치하는 것이 얼음 트레이(22)에 가장 효율적으로 전기장을 인가하게 된다. 전원 공급부(50)는 냉장고(10)에 공급되는 가정용전원을 승압하여 전극부(26a, 26b)에 일정전위차의 전압을 공급한다. 효과적인 기포의 제거를 위해서는 킬로볼트 정도(1kV~10kV)의 전압을 공급하는 것이 바람직하다. 다만, 급수되는 물의 상태에 따라 전압은 변경될 수 있는데 기포와 물분자 사이의 결합상태가 달라지기 때문에 그 결합을 끊을 수 있을 정도의 전압도 달라지기 때문이다. 또한, 전기장에 의해 물분자가 정렬되게 되어 어는점이 낮아지는 효과도 얻을 수 있다. 어는점이 낮아짐에 따라 기포가 자연적으로 배출되는 시간이 길어지게 되어 상대적으로 투명한 얼음이 만들어지게 된다. 이런 효과만을 위해서는 킬로볼트보다 낮은 전압이 인가되어도 무방하다.

도 3a, 3b, 3c 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 제빙장치를 이용한 제빙과정을 이하에서 설명한다.

얼음을 만들기 위해 급수장치(미도시)를 이용하여 제빙장치(20) 내에 마련된 얼음 트레이(22)에 물을 급수한다.(S410단계) 얼음트레이(22)에는 다수의 구획부(22a)가 형성되어 있는데 급수된 물은 구획부(22a)에 고르게 담겨진다. 구획부(22a)에 담겨진 물에는 기포(60) 등이 포함되는데 그 기포(60)는 물분자(65)들과 약한 결합을 형성한 상태로 존재하게 된다. 즉, 도 3b에서와 같이 일예로 기포가 +전기를 띠고 있는 경우 극성분자인 물분자(65)의 산소부분과 전기적인 힘에 의해 약하게 결합하고 있다. 이처럼 기포(60)는 물분자(65)에 의해 포획되어 외부에서 물리적인 힘을 가하지 않으면 좀처럼 물 밖으로 배출되지 않는다. 얼음 트레이(22)에 급수가 완료되면 전원공급부(50)는 전극부(26a, 26b)에 일정 전위차의 전압을 인가하여 전기장을 형성한다. 얼음 트레이(22)에 형성된 전기장에 의해 극성분자인 물분자(65)는 전기장의 방향으로 정렬되는데 그에 따라 물분자(65)와 기포(60) 사이의 결합이 끊어지게 되어 기포가 물과의 밀도차에 의해 외부로 배출되게 된다.

즉, 도 3c에 도시한 바와 같이 윗 방향으로 전기장(E)이 형성되면 그 방향으로 물분자(65) 들이 정렬되어 기포(60)와의 결합이 끊어진다. 또한, 전기장(E)을 인가하게 되면 물이 일정한 방향으로 정렬되어 물의 어는점이 낮아지는 효과가 생기고 그에 따라 상대적으로 투명한 얼음이 만들어짐은 앞서 언급한 바와 같 다.(S420단계) 이렇게 전기장을 인가하여 기포(60)를 제거하는 것은 얼음 트레이(22)에 저수된 물이 표면부터 얼기 시작할 때까지 이루어지게 된다. 그 이후에는 기포(60)가 빠져나갈 수 없어 얼음을 투명하게 하는 효과가 떨어지게 된다. 따라서 실험 등에 의해 적절한 시간(T)을 찾아내고 그 시간(T) 동안 전기장을 인가하고 이 후에는 전기장의 인가를 중단하고 완전히 결빙될 때까지 제빙과정을 지속한다.(S430, S440단계)

전기장은 제빙을 위한 물의 표면이 얼기 시작할 때까지 인가되는 것이 소비전력의 측면에서도 바람직한데 꼭 시간을 기준으로 할 필요는 없고 다른 수단을 이용하여 전기장의 인가여부를 판단하여도 무방하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 간단한 구성으로 투명한 얼음을 효과적으로 만들 수 있는 효과가 있다.

또한, 작은 소비전력으로 투명한 얼음을 간편하게 만들 수 있는 효과가 있다.

또한, 무소음 무진동으로 투명한 얼음을 만들 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 냉매와 열교환을 통해 저온으로 유지되는 저장실과,

   상기 저장실에 마련되어 급수원으로부터 제빙을 위해 급수되는 물을 담는 얼음 트레이와,

   물이 담긴 상기 얼음 트레이에 전기장을 인가하는 전극부과,

   상기 얼음 트레이에 인가되는 전기장을 형성하기 위해 상기 전극부에 일정 전위차의 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 제빙장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전극부는 상기 얼음 트레이를 사이에 두고 상부와 하부에 각각 마련되는 것이 특징인 제빙장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원공급부는 상기 전극부에 수 킬로볼트의 직류전압을 인가하는 것이 특징인 제빙장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원공급부는 상기 전극부에 얼음 트레이에 얼음이 형성되기 시작하는 일정시간동안 전원을 공급하는 것이 특징인 제빙장치.
5. 고내에 제빙장치가 마련된 냉장고에 있어서,

   제빙을 위해 얼음 트레이에 물을 급수하는 단계;

   물이 급수된 상기 얼음 트레이에 일정시간동안 전기장을 인가하는 단계;

   상기 얼음 트레이에 급수된 물이 제빙되는 시간 동안 대기하는 단계를 포함하는 제빙방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 전기장을 인가하는 단계에서 상기 전기장은 수 킬로볼트의 직류전압에 의해 형성되는 것이 특징인 제빙방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 전기장을 인가하는 단계에서 일정시간은 상기 얼음 트레이에 물을 급수한 후 급수된 물이 얼기 시작할 때까지 소요되는 시간인 것이 특징인 제빙방법.

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