KR20120003233A

KR20120003233A - 얼음 저장 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20120003233A
Application number: KR1020100063986A
Authority: KR
Inventors: 이태희; 김영진; 이준성; 정경한
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-01-10
Also published as: WO2012002761A2; KR101658674B1; EP2589902B1; CN103080671A; WO2012002761A3; CN103080671B; EP2589902A2; US9341407B2; US20130167563A1; EP2589902A4

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 얼음 저장 장치 및 그 제어 방법은, 아이스 트레이 및 아이스 트레이의 외주면에 장착되는 증발부와 상기 하우징 내부 공기의 직접 접촉에 의하여 상기 저장 공간이 냉각되되고, 냉각이 필요한 설정 온도(Ta) 이상으로 상기 저장 공간의 온도가 상승하더라도, 상기 아이스 트레이 및/또는 상기 증발기의 표면 온도가 설정 온도(Ta)에 도달한 이후에 상기 아이스 트레이가 냉각되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

얼음 저장 장치 및 그 제어 방법{Ice storing apparatus and control method therof}

본 발명은 얼음 저장 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 얼음 취출이 가능한 정수기 또는 상업용 제빙기의 경우, 직냉식 제빙 및 저빙 시스템을 채용한다.

직냉식 제빙 및 저빙 시스템의 경우, 아이스 트레이의 외주면에 연장되는 냉매 배관으로 얼음을 생성함과 동시에, 상기 냉매 배관 및 상기 아이스 트레이의 열교환에 의하여 상기 아이스 트레이가 수용되는 얼음 저장 공간이 냉각된다. 따라서, 제빙 과정이 수행되지 않더라도, 냉동 사이클 운전이 수행되어, 상기 아이스 트레이의 외주면에 연장되는 냉매 배관을 따라 냉매가 순환되어야 한다.

이 경우, 상기 냉매 배관 및 상기 아이스 트레이의 외주면에는 상기 저장 공간에 있는 수분이 응결되어, 냉매와 저장 공간 내부의 냉기와 열교환이 원활하게 이루어지지 못하게 된다. 그 결과, 아이스 트레이 및 냉매 배관의 열교환 능력이 점차 상실되어 상기 저장 공간의 온도 제어가 불가능한 상태까지 이를 수 있다.

뿐만 아니라, 냉매 배관 및 아이스 트레이의 열교환 능력 저하로 인하여 제빙 능력까지 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 아이스 트레이에 장착되는 냉매 배관을 이용하여 저장 공간을 냉각하는 냉동 시스템에서, 제빙 공간을 냉각하기 위한 냉동 사이클 기동 시간을 제어하여 아이스 트레이 및 냉매 배관에 결빙이 발생하는 것을 방지하는 얼음 저장 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉매 배관으로부터 전달되는 냉기가 저장 공간의 공기와 열교환을 충분히 할 수 있도록 하는 아이스 트레이 구조 및 아이스 트레이의 외주면에서 녹아 내리는 제상수를 처리할 수 있는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 얼음 저장 장치는, 단열 특성을 가지며, 내부에 저장 공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 수용되며, 얼음 제조를 위한 아이스 트레이를 포함하는 아이스 메이커; 상기 아이스 메이커의 하측에 제공되며, 상기 아이스 메이커에서 제조된 얼음을 저장하는 아이스 빈; 상기 아이스 빈 내부에 제공되어, 얼음을 상기 하우징 외부로 배출하기 위하여 이송하는 이송 부재; 상기 하우징 내부로 연장되고, 상기 아이스 트레이의 외주면에 부착되어 상기 아이스 트레이를 냉각하는 증발부를 포함하는 냉동 사이클; 및 상기 냉동 사이클 및 상기 이송 부재의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 저장 공간 내부의 공기는 상기 증발부 및/또는 상기 아이스 트레이와의 접촉에 의하여 직접 냉각되고, 상기 제어부는, 상기 아이스 트레이 및/또는 상기 증발부가 설정 온도(Ta) 이상이 되었을 때, 상기 상기 저장 공간을 냉각하기 위하여 상기 냉동 사이클이 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 얼음 저장 장치의 제어 방법은, 저장 공간을 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용되는 아이스 트레이와, 상기 아이스 트레이의 외주면에 부착되는 증발부를 포함하고, 상기 아이스 트레이 및 상기 증발부와 상기 하우징 내부 공기의 직접 접촉에 의하여 상기 저장 공간이 냉각되는 얼음 저장 장치의 제어 방법에 있어서, 냉각이 필요한 설정 온도(Ta) 이상으로 상기 저장 공간의 온도가 상승하더라도, 상기 아이스 트레이 및/또는 상기 증발기의 표면 온도가 설정 온도(Ta)에 도달한 이후에 상기 아이스 트레이가 냉각되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 얼음 저장 장치 및 그 제어 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 증발부 및/또는 아이스 트레이와 고내 공기가 직접 열교환하는 직접 냉각 방식의 얼음 저장 장치에서, 고내 공기가 설정 온도 이상이더라도 상기 증발부 및/또는 아이스 트레이의 표면 온도가 설정 온도 이상이 된 이후에 냉동 사이클이 구동하도록 함으로써, 아이스 트레이와 증발부에 부착된 얼음이 완전히 제거되는 장점이 있다.

둘째, 고내 냉각 이전에 상기 아이스 트레이와 증발부에 부착된 얼음이 완전히 제거됨으로써, 아이스 트레이 및/또는 증발부와 저장 공간 내부 공기 간의 열교환 효율이 좋아지는 장점이 있다.

셋째, 아이스 트레이의 면적을 넓힘으로써 저장 공간 내부 공기의 냉각에 걸리는 시간이 단축되어 전력 소비가 절감되는 효과가 있다.

셋째, 아이스 트레이와 증발부의 표면에 부착된 얼음이 녹아서 생기는 제상수를 받아서 버릴 수 있는 제상수 트레이가 별도로 제공됨으로써, 저장 공간 내부의 습도가 낮게 유지되는 장점이 있다.

넷째, 저장 공간 내부의 습도가 낮게 유지됨으로써, 아이스 트레이와 증발부의 표면이 결빙되는 현상을 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 외관 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 내부에 제공되는 제빙 어셈블리를 보여주는 외관 사시도.
도 3은 상기 제빙 어셈블리의 외관을 형성하는 하우징을 제거한 상태의 내부 구성을 보여주는 사시도.
도 4는 도 2의 I-I를 따라 절개되는 종단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 내부 구성을 간략하게 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 아이스 메이커의 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉장 장치의 제어 방법을 보여주는 플로차트.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 효율 향상을 위한 아이스 메이커의 구조를 보여주는 분해 사시도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아이스 메이커의 구조를 보여주는 사시도.
도 10은 도 9의 II-II를 따라 절개되는 단면도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 얼음 저장 장치 및 그 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 얼음 생성 및 저장 기능이 구비되는 정수기를 일 실시예로 들어 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상은 이하에서 제시되는 얼음 정수기에 제한되지 않으며, 냉장고, 냉동고 등과 같이 얼음을 만들고 저장하며, 만들어진 얼음을 저장하는 저장 공간이 구비되는 모든 기기에 적용 가능함을 밝혀 둔다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 외관 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정수기(10)는, 캐비닛(11)과, 상기 캐비닛(11)의 개구된 전면에 결합되는 프런트 커버(12)에 의하여 본체 외형이 형성된다. 그리고, 상기 캐비닛(11)과 상기 프런트 커버(12)에 의하여 형성되는 본체 내부에는 정수, 냉수, 온수 및 얼음을 공급하기 위한 수단들이 제공된다. 예를 들어, 제빙을 위한 냉동 사이클과, 온수 생성을 위한 가열 수단과, 물을 정수하는 필터 부재와, 얼음을 만들고 저장하는 아이스 컴파트먼트(ice compartment)와, 물을 저장하는 저수조 및 상기 저수조에 저장된 물을 흡입하여 펌핑하는 펌프 등이 상기 본체 내부에 수용된다. 그리고, 상기 냉동 사이클은, 압축기와, 응축기와, 팽창 부재 및 증발기를 포함한다.

한편, 상기 프런트 커버(12)의 전면 일측에는 각종 기능 및 동작 명령을 입력하기 위한 버튼부와, 상기 정수기(10)의 작동 상태를 보여주는 디스플레이부 등을 포함하는 컨트롤 패널(13)이 형성된다. 그리고, 상기 프런트 커버(12)의 전면에는 물 또는 얼음을 받기 위한 디스펜서(20)가 제공된다.

상세히, 상기 디스펜서(20)는, 물 또는 얼음을 받기 위한 용기를 수용하는 수용부가 상기 프런트 커버(12)의 전면으로부터 후방으로 소정 깊이 함몰된다. 그리고, 상기 함몰부의 상면으로부터 얼음 토출을 가이드 하는 아이스 슈트(21)와, 물 취출을 가이드하는 워터 슈트(23)가 연장될 수 있다. 그리고, 상기 함몰부의 후면에는 얼음 취출 명령을 입력하는 아이스 버튼(22) 및 물취출 명령을 위한 워터 버튼(23)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 함몰부의 바닥에는 잔수를 받기 위한 잔수 트레이(24)가 제공될 수 있다.

상기 정수기(10)의 본체 내부에는 얼음을 만들고 저장하며, 취출하기 위한 각종 구성들이 수용되며, 이들은 상기 정수기(10) 본체의 중심으로부터 상측에 제공된다. 이하에서는, 상기 정수기(10)에 제공되는 얼음 제조, 저장 및 공급 수단에 대하여 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 내부에 제공되는 제빙 어셈블리를 보여주는 외관 사시도이고, 도 3은 상기 제빙 어셈블리의 외관을 형성하는 하우징을 제거한 상태의 내부 구성을 보여주는 사시도이며, 도 4는 도 2의 I-I를 따라 절개되는 종단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리(30)는 크게 얼음을 만드는 제빙부(A)와, 상기 제빙부(A)에서 만들어진 얼음을 저장하는 저빙부(B) 및 냉수를 저장하는 저수부(C)로 구성될 수 있다.

상세히, 상기 제빙 어셈블리(30)는 하우징(31)에 의하여 외관이 형성되며, 대략 육면체 형상을 이룰 수 있다. 그리고, 상기 하우징(31) 내부에 제빙, 저빙 및 저수를 위한 구성이 제공된다. 상기 하우징(31)은 단열 특성을 가지도록, 내부에 단열층이 제공되는 형태로 이루어질 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 하우징(31)의 외측으로 이빙 모터(322)와, 이송 모터(373) 및 댐퍼(35)가 돌출될 있다. 상기 이빙 모터(322)는, 제빙이 완료된 얼음을 제빙 용기로부터 분리하기 위하여 제공되고, 상기 이송 모터(373)는, 상기 저빙부(B)에 저장된 얼음을 외부로 이송하기 위하여 제공된다. 그리고, 상기 댐퍼(35)의 선택적 개폐에 의하여 상기 저빙부(B)에 저장된 얼음이 상기 아이스 슈트(21)를 통하여 외부로 선택적으로 배출된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제빙부(A)는 얼음을 생성하는 아이스 메이커(32)를 포함한다. 그리고, 상기 저빙부(B)는 상기 아이스 메이커(32)에서 만들어진 얼음을 저장하는 아이스 빈(33)과, 상기 아이스 빈(33)에 저장된 얼음을 외부로 이송하기 위한 이송 부재(37)를 포함한다. 그리고, 상기 저수부(C)는 상기 아이스 빈(33)에 저장된 얼음이 투입되어 온도가 낮아진 냉수가 저장되는 냉수조(36)를 포함한다. 사용자가 냉수 버튼을 누르면 상기 냉수조(36)에 저장된 물이 취출된다.

상세히, 상기 아이스 메이커(32)는 제빙용 물이 저장되며, 제조되는 얼음의 크기에 맞게 다수의 공간으로 구획되는 아이스 트레이(321)와, 상기 아이스 트레이(321)에 생성된 얼음을 퍼올려서 상기 아이스 빈(33)으로 낙하시키는 이빙 수단과, 상기 이빙 수단을 구동하는 이빙 모터(322)를 포함한다. 상기 이빙 수단은, 상기 이빙 모터(322)에 의하여 회전하는 이빙축(324:도 6 참조)과, 상기 이빙축(324)의 외주면에 돌출되어 상기 아이스 트레이(321)의 구획된 공간에 형성된 얼음을 퍼올리는 이젝터(325:도 6 참조)를 포함한다.

또한, 상기 이송 수단은, 이송축(371)과, 상기 회전축(372)을 회전시키는 이송 모터(373)와, 상기 이송축(371)의 외주면에 스파이럴 또는 헬리컬 형태로 감겨서 얼음을 밀어내는 오거(372) 및 상기 오거(372)의 단부 쪽에 해당하는 위치에서 상기 이송축(371)에 일체로 결합되는 개폐벽(333)을 포함한다.

한편, 상기 아이스 빈(33)의 상부면은 개구되어, 상기 아이스 트레이(321)에 생성된 얼음이 상기 아이스 빈(33) 내부로 낙하 가능하게 한다. 그리고, 상기 아이스 빈(33)의 일 측면에는 얼음 취출을 위한 제 1 토출구(331)가 형성된다. 그리고, 상기 제 1 토출구(331)에는 얼음의 배출을 가이드하는 디스차지 덕트(34)가 연결되고, 상기 디스차지 덕트(34)의 토출단에는 상기 댐퍼(35)가 회동 가능하게 결합된다. 그리고, 상기 디스차지 덕트(34)의 토출측에 상기 아이스 슈트(21)가 연결되어 서로 연통한다. 따라서, 상기 제 1 토출구(331)를 통해 배출되는 얼음은 상기 디스차지 덕트(34)를 따라 이동한다. 그리고, 상기 댐퍼(35)의 개방에 의하여 상기 디스차지 덕트(34)로 안내된 얼음은 상기 아이스 슈트(21)를 통하여 정수기(10) 외부로 배출된다. 그리고, 상기 제 1 토출구(331)는 상기 아이스 빈(33)의 외주면에 밀착된 상태에서 소정 각도로 선택적으로 회전하는 셔터(38)가 장착된다. 상기 셔터(38)는 정역회전이 가능한 개폐 모터(381)에 의하여 회전할 수 있다.

또한, 상기 제 1 토출구(331)가 형성되는 지점과 반대편에 해당하는 상기 아이스 빈(33)의 다른 일측의 저면에는 상기 냉수조(36)로 공급될 얼음이 배출되는 제 2 토출구(332)가 형성된다. 상세히, 상기 제 2 토출구(332)는 상기 냉수조(36)를 향항여 개구될 수 있다.

또한, 상기 이송축(371)의 외주면에 일체로 결합되는 상기 개폐벽(333)은 원통 형상으로 이루어지며, 상기 원통 형상의 개폐벽(333) 일측면, 즉 상기 오거(372)와 마주보는 면은 개구되고, 그 반대측 면은 폐쇄된다. 그리고, 상기 폐쇄된 반대측 면에는 소정 크기의 통공(333a)이 형성된다. 상기 통공(333a)은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 일례로서 부채꼴 형태를 이룰 수 있다. 상기 이송축(371)이 회전함에 따라 상기 오거(372)와 개폐벽(333)도 함께 회전하게 되고, 상기 통공(333a)이 상기 아이스 빈(33)의 바닥 쪽에 위치하는 각도로 상기 이송축(371)이 회전하면 상기 오거(372)에 의하여 가압되는 얼음이 상기 통공(333a)을 통하여 배출된다. 그리고, 상기 통공(333a)을 통하여 배출되는 얼음은 상기 제 2 토출구(332)를 통하여 상기 냉수조(36)로 낙하한다.

한편, 상기 냉수조(36)는 소정 크기의 부피를 가지는 육면체 형태의 용기일 수 있으며, 상부면에는 얼음을 받기 위한 입구부(361)가 돌출 형성될 수 있다. 상기 입구부(361)는 상기 제 2 토출구(332)의 직하방에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 입구부(361)는 도시된 바와 같이 상기 냉수조(36)의 상부면으로부터 소정 길이 연장되는 리브 형태로 이루어질 수 있으며, 횡단면이 원형, 비원형 또는 다각형으로 이루어질 수 있다.

상기 아이스 메이커(32)와, 아이스 빈(33) 및 상기 냉수조(36)는 상기 하우징(31)에 의하여 형성되는 단일의 저장 공간(300)에 수용된다. 그리고, 상기 저장 공간(300)은 상기 아이스 트레이(321)의 저면에 연장되는 증발부(54:도 5 참조)에 으하여 저온 상태, 예를 들어 섭씨 3도 내외로 유지된다. 상기 증발부는 팽창 부재를 통과한 저온 저압의 2상 냉매가 흐르는 냉매 배관을 의미한다.

또한, 정수된 물을 상기 냉수조(36)로 공급하는 공급관(41)과, 상기 냉수조(36)에 저장된 물이 토출되는 토출관(42)이 상기 하우징(31)의 바닥면을 관통하여 상기 냉수조(36)의 저면과 각각 연통한다.

상기와 같은 구성을 이루는 제빙 어셈블리(30)의 기능을 간단히 설명한다.

먼저, 상기 냉수조(36) 내부에 저장된 물이 상온보다 낮은 냉수 상태로 유지되도록 하기 위해서는 상기 아이스 빈(33)에 저장된 얼음이 상기 냉수조(36)로 공급되어야 한다. 이를 위해서, 상기 이송축(371)이 일 방향으로 회전하게 되고, 상기 이송축(371)의 회전에 따라 상기 오거(372)가 회전하여 상기 통공(333a) 쪽으로 얼음을 가압한다. 그러면, 상기 아이스 빈(33)에 저장된 얼음이 상기 통공(333a)과 상기 제 2 토출구(332)를 통하여 배출되고, 배출된 얼음은 상기 냉수조(36)의 입구부(361)를 통하여 냉수조(36) 내부로 낙하한다.

반대로, 사용자가 얼음 취출 명령을 입력한 경우에는, 상기 이송 모터(371)가 반대 방향으로 회전하게 된다. 그러면, 상기 아이스 빈(33)에 저장된 얼음은 상기 오거(372)에 의하여 상기 제 1 토출구(331) 쪽으로 안내된다. 그리고, 상기 제 1 토출구(331)로 안내된 얼음은 상기 디스차지 덕트(34)와 상기 아이스 슈트(21)를 통하여 디스펜서(20)로 배출된다. 여기서, 얼음 취출 명령이 없는 때에는, 상기 셔터(38)에 의하여 상기 제 1 토출구(331)는 폐쇄되고, 상기 댐퍼(35)에 의하여 상기 디스차지 덕트(34)의 토출구가 폐쇄된다. 따라서, 외부 공기가 상기 하우징(31) 내부로 유입되는 가능성이 이중으로 차단될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 어셈블리의 내부 구성을 간략하게 보여주는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 아이스 메이커의 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 아이스 트레이(321)에 공급된 물을 얼리기 위해서 냉동 사이클이 설치된다. 상세히, 상기 냉동 사이클은, 냉매를 압축하는 압축부(51)와, 상기 압축부(51)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축부(52)와, 상기 응축부(52)를 통과한 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창부(53) 및 상기 팽창부(53)를 통과한 냉매와 상기 하우징(31) 내부의 냉기가 열교환하도록 하는 증발부(54)를 포함한다. 상기 증발부(54)는 상기 냉동 사이클을 폐회로 형태로 연결하는 냉매 배관의 일부(54)로서, 상기 아이스 트레이(321)의 저면에 적어도 1회 이상 만곡되는 형태로 장착된다. 상기 아이스 트레이(321)의 내부에는 다수 개의 격벽에 의하여 다수 개의 얼음 제조 공간으로 구획된다. 그리고, 상기 이빙축(324)이 상기 아이스 트레이(321)의 상측에서 상기 아이스 트레이(321)의 길이 방향으로 연장된다. 그리고, 상기 이빙축(324)의 외주면에는 다수 개의 이젝터(325)가 돌출된다. 상기 이젝터들(325) 각각은 상기 아이스 트레이(321)에 형성된 얼음 생성 공간에 하나씩 위치한다. 따라서, 상기 이빙축(324)이 회전함에 따라 상기 이젝터(325)가 함께 회전하여, 상기 아이스 트레이(321)에 생성된 얼음을 퍼 올리게 된다.

또한, 상기 아이스 트레이(321)의 외주면에는 트레이 온도 센서(60)가 장착되어, 상기 아이스 트레이(321)의 표면 온도를 감지한다. 그리고, 상기 아이스 트레이(321)의 표면 온도값에 따라 제빙 완료 시점이 결정된다.

또한, 상기 이빙축(324)의 단부에는 상기 이빙 모터(322)가 연결되며, 제품에 따라서 상기 이빙 모터(322)와 상기 이빙축(324) 사이에 기어 박스(323)가 개재될 수 있다. 즉, 상기 이빙 모터(322)에서 발생하는 회전력이 상기 기어 박스(323)를 통하여 상기 이빙축(324)으로 간접 전달될 수 있다. 상기 기어 박스(323)는 주로 상기 이빙 모터(322)의 회전수를 감소하는 감속 기어 어셈블리이다.

한편, 상기 하우징(31)에 의하여 형성되는 저장 공간(300)에는 상기 아이스 트레이(321)와, 상기 아이스 트레이(321)의 하측에 놓이는 아이스 빈(33) 및 상기 아이스 빈(33)의 하측에 놓이는 냉수조(36)가 수용된다. 또한, 상기 하우징(31)의 내주면 일측에는 고내 온도 센서(55)가 장착되어, 상기 저장 공간(300)의 내부 온도가 감지된다.

또한, 상기 저장 공간(300)이 일정 온도, 예컨대 섭씨 3도 내외로 유지되도록 제어된다. 이는, 상기 아이스 트레이(321)의 저면에 장착된 증발부(54)와 상기 저장 공간(300) 내부의 공기가 열교환하는 것에 의하여 가능하다. 상세히, 상기 아이스 트레이(321)에 공급된 물은 상기 저장 공간(300) 내부의 냉기에 의하여 얼음으로 변환되는 간접 제빙이 아니라, 상기 증발부(54)와 상기 물 사이에 일어나는 열교환에 의하여 얼음이 생성되는 직접 냉각 방식이 채택된다. 그리고, 상기 저장 공간(300)의 온도 유지는, 상기 저장 공간(300)으로 냉기가 공급됨으로써 이루어지는 간접 냉각이 아니라, 상기 증발부(54)와 상기 저장 공간(300) 내부의 공기가 직접 열교환하는 직접 냉각 방식이 채택된다.

일반적인 얼음 정수기의 경우, 상기 아이스 메이커(32)에서 제빙 과정이 종료되면 상기 냉동 사이클은 중지하게 된다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 상기 아이스 메이커(32)에서 제빙 과정이 종료되더라도, 상기 저장 공간(300)이 설정 온도 이상이 된 경우에는 냉동 사이클의 동작이 계속 수행된다. 다시 말하면, 상기 저장 공간(300)을 설정 온도 이하로 낮추기 위해서는, 상기 아이스 트레이(321)가 비어 있는 상태에서도 상기 아이스 트레이(321)가 계속해서 냉각된다. 그러면, 상기 증발부(54)와 저장 공간 내부 공기와의 열교환 및 상기 아이스 트레이(321)와 저장 공간 내부 공기와의 열교환이 이루어진다. 그리고, 상기 저장 공간(300)이 설정 온도 이하로 떨어지면 상기 냉동 사이클의 운전이 정지된다.

이러한 작동 방식에 의하면, 상기 저장 공간(300)이 냉각되는 과정에서 상기 저장 공간(300) 내부의 공기 중에 포함된 수분이 응결되어 상기 아이스 트레이(321)의 표면과 상기 증발부(54)의 표면에서 결빙되는 현상이 발생한다. 그리고, 시간이 지남에 따라 상기 아이스 트레이(321)와 증발부(54)에 쌓이는 얼음의 두께가 두꺼워진다. 그 결과, 상기 증발부(54) 및 아이스 트레이와 상기 저장 공간(300) 내부 공기와의 열교환이 원활하게 이루어지지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있다.

위와 같이 아이스 트레이(321)와 증발부(54) 표면에 부착되는 얼음에 의한 열교환 능력 저하를 방지하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법이 제안된다. 이하에서는, 상기 제어 방법에 대하여 플로차트를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉장 장치의 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.

이하에서는, 증발부(54) 및 상기 증발부(54)가 장착되는 아이스 트레이(321)와 저장 공간 내부의 공기가 직접 접촉하여 열교환하는 직접 냉각 방식을 사용하는 냉장 장치에 대한 제어 방법으로 한정하여 설명한다.

상기에서 언급한 결빙으로 인한 열교환 능력 저하를 방지하기 위해서는 다음과 같은 제어 방법이 적용된다.

먼저, 제빙이 완료되고, 저장 공간(300)이 설정 온도로 유지되고 있어 상기 아이스 트레이(321)의 냉각이 중지된 상태(S11), 즉 냉동 사이클의 작동이 중지된 상태에서 시작한다.

상기 저장 공간(300)에 설치된 고내 온도 센서(55)에서는 실시간 또는 주기적으로 고내 온도를 감지하여 저장 공간 온도(T1)가 설정 온도(Ta)보다 높아졌는지를 판단한다(S12). 엄밀하게 저장 공간의 온도가 설정 온도보다 높아졌는지는 제어부에서 판단한다고 할 수 있겠다. 만일, 저장 공간 온도(T1)가 설정 온도(Ta) 이하인 경우는 냉동 사이클이 중지된 상태로 유지되고, 설정 온도(Ta)보다 높다고 판단되면 상기 아이스 트레이(321)에 장착된 트레이 온도 센서(60)에서 아이스 트레이(321)의 온도를 감지한다(S13). 아이스 트레이 온도(T2)가 설정 온도(Ta)보다 높다고 판단되면(S14) 아이스 트레이(321)를 냉각한다. 즉, 냉동 사이클이 작동하여 상기 증발부(54)로 저온의 냉매가 공급되도록 한다.

반면에, 아이스 트레이(321)의 온도가 설정 온도(Ta)보다 낮다고 판단되면 냉동 사이클은 여전히 정지한 상태로 유지된다. 다시 말하며, 비록 상기 저장 공간(300)의 온도가 설정 온도(Ta)보다 높다 하더라도, 상기 아이스 트레이(321)의 온도가 설정 온도(Ta)보다 낮은 경우에는 냉동 사이클을 구동하지 않는다. 그 이유는 다음과 같다.

상기 저장 공간(300)의 온도가 설정 온도(Ta)보다 높아서 냉각 운전이 필요하더라도, 상기 아이스 트레이(321)에 붙어 있는 얼음이 녹아서 떨어지지 않는다면 냉각 효율이 좋지 않기 때문에 전력 소비가 증가하게 될 것이다. 따라서, 상기 아이스 트레이(321)의 표면 온도가 설정 온도(Ta) 이상으로 될 때까지 기다린 후에 냉동 사이클을 구동한다. 여기서, 상기 아이스 트레이(321) 뿐 아니라 상기 증발부(54)의 표면 온도도 설정 온도(Ta) 이상이 될 때까지 냉동 사이클의 구동을 지연하도록 프로그램되는 것도 물론 가능하다. 그리고, 상기 설정 온도(Ta)는, 상기 아이스 트레이(321) 표면에 부착된 얼음이 녹아서 떨어질 수 있는 온도를 말하며, 일례로서 섭씨 3도 ~ 4도 정도로 설정할 수 있다.

한편, 상기 아이스 트레이 온도(T2)가 설정 온도(Ta) 이상이 되었다고 판단되면, 냉동 사이클이 구동하여 상기 아이스 트레이(321)를 냉각하도록 한다(S15). 그리고, 저장 공간의 온도(T1)가 설정 온도(Tb) 밑으로 떨어졌는지 여부를 판단하고(S16), 이러한 조건이 만족되면 상기 냉동 사이클이 정지하여 아이스 트레이(321)의 냉각을 중지한다(S17).

상기와 같은 제어 방법에 의하면, 저장 공간의 냉각 효율을 높이기 위하여, 먼저 아이스 트레이(321) 및/또는 증발부(54)의 표면에 부착된 얼음을 제거한 뒤에 냉동 사이클을 구동함으로써, 저장 공간(300)이 설정 온도로 냉각되는데 걸리는 시간이 단축되는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 효율 향상을 위한 아이스 메이커의 구조를 보여주는 분해 사시도이다.

도 8을 참조하면, 직접 냉각 방식을 적용하는 얼음 저장 장치에서 열교환 효율을 높이기 위해서 아이스 트레이(321)의 구조를 개선할 수 있다.

상세히, 본 발명의 실시예에 따른 아이스 메이커는 아이스 트레이(321)와, 상기 아이스 트레이(321)의 저면에 장착되는 이빙 히터(65)와, 상기 이빙 히터(65)의 하측에 장착되는 증발부(54)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 증발부(54)는 별도의 브라켓(66)에 의하여 고정되고, 상기 브라켓(66)의 상면과 상기 아이스 트레이(321)의 저면 사이에 상기 이빙 히터(65)가 장착될 수 있다. 상기 브라켓(66)을 상기 아이스 트레이(321) 저면에 결합하면, 상기 이빙 히터(65)는 상기 브라켓(66)의 상면에 안착되고, 상기 증발부(54)는 상기 브라켓(66)의 저면에 고정되는 형태를 이룬다. 상기 브라켓(66)은 열전도율이 좋은 금속 부재로 이루어져서, 상기 증발부(54)로부터 상기 아이스 트레이(321) 쪽으로 냉기 전달이 신속하게 이루어지도록 하는 것이 좋다.

한편, 상기 아이스 트레이(321)의 일측에 열교환을 위한 열전달부(326)가 형성되도록 할 수 있다. 일례로서, 도시된 바와 같이 상기 아이스 트레이(321)의 후면, 즉 상기 하우징(31)의 내측면에 고정되는 면에 열전달부(326)가 형성되도록 할 수 있다.

상기 열전달부(326)는, 상기 아이스 트레이(321)의 후면 상단으로부터 상측으로 소정 길이 더 연장되는 열전달판(326a)과, 상기 열전달판(326b)의 후면에 돌출되는 다수의 열전달핀(326b)을 포함할 수 있다.

이와 같이, 상기 아이스 트레이(321)의 표면적을 늘이고, 늘어난 부분에 열전달핀이 형성되도록 함으로써, 상기 증발부(54)로부터 상기 아이스 트레이(321)로 전달되는 냉기와 상기 저장 공간(300) 내부 공기의 접촉 면적을 늘일 수 있다. 접촉 면적이 늘어날수록 열교환 시간은 단축되고 열교환량은 증가되는 것은 자명하다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아이스 메이커의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 9의 II-II를 따라 절개되는 단면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에서는 상기 아이스 트레이(321)와 증발부(54)의 표면에 부착된 얼음이 녹으면서 발생하는 제상수를 받기 위한 제상 트레이(70)가 제공되는 것을 특징으로 한다.

도 7에서 설명된 바와 같은 제어 알고리즘의 수행에 의하면, 상기 아이스 트레이(321)와 상기 증발부(54)의 표면에 부착된 얼음이 녹으면서 제상수가 발생하게 된다. 이러한 제상수는 상기 아이스 빈(33)에 저장된 얼음으로 낙하하여 저장된 얼음이 녹아서 서로 엉겨붙는 현상이 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 이러한 제상수가 증발하면서 저장 공간(300) 내부의 습도를 높여서, 냉각 운전 과정에서 상기 아이스 트레이(321)와 증발부(54)에 응결되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 얼음 엉김 현상을 방지하고 고내 습도 상승 현상을 방지하기 위하여, 별도의 제상수 트레이(70)를 설치할 필요가 있다.

상세히, 상기 제상수 트레이(70)는 상기 아이스 트레이(321)의 저면에 장착될 수 있다. 그리고, 상기 제상수 트레이(70)는 바닥부(71)와, 상기 바닥부(71)로부터 상측으로 연장되는 벽부(72)로 이루어져서, 소정량의 제상수를 저장할 수 있는 부피를 가질 수 있다. 그리고, 상기 바닥부(71)는 어느 일측 모서리 쪽으로 경사지도록 하여, 배수가 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 그리고, 상기 바닥부(71)의 일측, 구체적으로는 경사면 중 가장 낮은 부분에 배수홀(73)이 형성될 수 있다. 그리고, 도시되지는 않았으나, 상기 배수홀(73)에는 배수 호스가 연결되고, 상기 배수호스는 상기 제빙 어셈블리(30) 외부로 연장되도록 할 수 있다.

이와 같은 구조에 의하면, 상기 아이스 트레이(321)와 상기 증발부(54)의 표면에서 녹아내리는 제상수는 상기 제상 트레이(70)에 포집될 수 있다. 그리고, 상기 제상 트레이(70)에 포집된 제상수는 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 저장 공간(300) 내부의 습도가 낮게 유지되어, 상기 아이스 트레이(321)와 증발부(54)에 얼음이 부착되는 현상이 방지될 수 있는 장점이 있다.

Claims

단열 특성을 가지며, 내부에 저장 공간을 형성하는 하우징;
상기 하우징 내부에 수용되며, 얼음 제조를 위한 아이스 트레이를 포함하는 아이스 메이커;
상기 아이스 메이커의 하측에 제공되며, 상기 아이스 메이커에서 제조된 얼음을 저장하는 아이스 빈;
상기 아이스 빈 내부에 제공되어, 얼음을 상기 하우징 외부로 배출하기 위하여 이송하는 이송 부재;
상기 하우징 내부로 연장되고, 상기 아이스 트레이의 외주면에 부착되어 상기 아이스 트레이를 냉각하는 증발부를 포함하는 냉동 사이클; 및
상기 냉동 사이클 및 상기 이송 부재의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 저장 공간 내부의 공기는 상기 증발부 및/또는 상기 아이스 트레이와의 접촉에 의하여 직접 냉각되고,
상기 제어부는, 상기 아이스 트레이 및/또는 상기 증발부가 설정 온도(Ta) 이상이 되었을 때, 상기 상기 저장 공간을 냉각하기 위하여 상기 냉동 사이클이 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 얼음 저장 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 저장 공간의 온도가 설정 온도(Ta)보다 높아서 냉각이 필요하더라도 상기 아이스 트레이 및/또는 상기 증발부의 온도가 설정 온도(Ta) 이상이 될 때까지 상기 냉동 사이클의 동작을 지연시키는 것을 특징으로 하는 얼음 저장 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 아이스 빈의 하측에 해당하는 상기 하우징 내부 공간에 수용되는 냉수조를 더 포함하는 얼음 저장 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 하우징을 감싸서 외형을 이루는 캐비닛과,
상기 캐비닛의 전면에 결합되며, 얼음 또는 물 취출을 위한 디스펜서가 구비되는 프런트 커버를 더 포함하는 얼음 저장 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 아이스 트레이의 어느 지점으로부터 더 연장되는 열전달판과, 상기 열전달판의 배면에 돌출되는 다수의 열전달 핀을 가지는 열전달부를 더 포함하는 얼음 저장 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 열전달부는 상기 아이스 트레이와 한 몸으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 얼음 저장 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 아이스 트레이의 하측에 결합되어, 상기 아이스 트레이 및 상기 증발부의 표면으로부터 낙하하는 제상수를 포집하기 위한 제상수 트레이를 더 포함하는 얼음 저장 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제상수 트레이의 바닥면 일측에는 제상수 배출을 위한 홀이 형성되고,
상기 홀에는 제상수를 상기 하우징 외부로 배출하기 위한 배수관이 연결되는 것을 특징으로 하는 얼음 저장 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 아이스 트레이의 표면 온도를 감지하는 온도 센서와,
상기 저장 공간 내부의 온도를 감지하는 온도 센서를 더 포함하는 얼음 저장 장치.
저장 공간을 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용되는 아이스 트레이와, 상기 아이스 트레이의 외주면에 부착되는 증발부를 포함하고, 상기 아이스 트레이 및 상기 증발부와 상기 하우징 내부 공기의 직접 접촉에 의하여 상기 저장 공간이 냉각되는 얼음 저장 장치의 제어 방법에 있어서,
냉각이 필요한 설정 온도(Ta) 이상으로 상기 저장 공간의 온도가 상승하더라도, 상기 아이스 트레이 및/또는 상기 증발기의 표면 온도가 설정 온도(Ta)에 도달한 이후에 상기 아이스 트레이가 냉각되도록 하는 것을 특징으로 하는 얼음 저장 장치의 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 설정 온도(Ta)는 섭씨 3도 ~ 4도 범위 내의 온도를 포함하는 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 설정 온도(Ta)는 섭씨 0도보다 높은 온도인 것을 특징으로 하는 얼음 저장 장치의 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 아이스 트레이에 물이 없는 상태에서도 상기 저장 공간이 설정 온도(Tb)에 도달할 때까지 상기 아이스 트레이의 냉각이 계속되는 것을 특징으로 하는 얼음 저장 장치의 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 아이스 트레이의 냉각은, 상기 증발부를 포함하는 냉동 사이클의 구동에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 얼음 저장 장치의 제어 방법.