KR20180080021A

KR20180080021A - 제빙장치, 이를 구비한 냉장고 및 제빙방법

Info

Publication number: KR20180080021A
Application number: KR1020170000883A
Authority: KR
Inventors: 이관열; 안재국; 조호철; 안혜경
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-01-03
Filing date: 2017-01-03
Publication date: 2018-07-11
Also published as: US20180187941A1; US10928114B2

Abstract

냉장고에 구비되는 제빙장치가 개시된다. 개시된 제빙장치는 제빙트레이와, 이빙을 위해 제빙트레이를 가열하는 히터와, 상기 제빙트레이에서 제빙된 얼음을 배출하는 이젝터를 각각 구비하는 제1 제빙유닛 및 제2 제빙유닛을 포함하고, 상기 제1 제빙유닛의 제빙트레이는 복수의 제1 제빙홈이 형성되고, 상기 제2 제빙유닛의 제빙트레이는 상기 복수의 제1 제빙홈과 형상이 상이한 복수의 제2 제빙홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

제빙장치, 이를 구비한 냉장고 및 제빙방법{ICE MAKER, REFRIGERATOR HAVING THE SAME AND METHOD FOR ICE MAKING}

본 발명은 제빙장치, 이를 구비한 냉장고 및 제빙방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투명하고 다양한 형상의 얼음을 제공할 수 있는 제빙장치, 이를 구비한 냉장고 및 제빙방법에 관한 것이다.

냉장고는 냉동사이클에 의해 생성된 냉기를 저장실로 공급하여 각종 식품의 신선도를 장기간 유지할 수 있도록 하는 장치이다. 냉장고는 각종 식품을 최적의 상태로 장기간 보관할 수 있도록 저장실을 형성하고, 이러한 저장실은 서로 구획되어 마련된 냉장실과 냉동실을 포함한다. 저장실에는 사용자가 편리하게 얼음을 공급받을 수 있도록 자동으로 얼음을 생성하는 제빙장치를 구비한다.

제빙장치는 냉동실을 순환하는 냉기를 이용하여 얼음을 생성하는 간냉식 제빙장치와, 냉동사이클의 냉매관을 이용하여 얼음을 생성하는 직냉식 제빙장치가 있다.

냉장고에 구비된 제빙장치는 통상적으로 단일한 형상을 가지는 얼음을 생산할 수 있었다. 이에 따라 사용자는 냉장고에 구비된 제빙장치를 통해서 다양한 형상의 얼음을 공급받을 수 없었다.

또한, 제빙장치에서 만들어지는 얼음은 통상적으로 그 내부가 백색의 불투명한 상태로 만들어진다. 이는 물이 어는 과정에서 물 속에 용해되어 있던 공기가 밀려 나와 기포가 되고, 이러한 기포가 주위의 얼음에 의해 사방으로 막혀 빠져 나오지 못하면서 얼음의 내부에 갇히기 때문이다. 이와 같이 생성되는 불투명 얼음은 보기에 좋지 않을 뿐만 아니라, 내부가 투명한 얼음보다 용해 속도도 빠른 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각각 형상이 상이한 얼음을 제빙하는 복수의 제빙유닛을 구비하여 다양한 형상의 얼음을 제공할 수 있는 제빙장치 및 이를 갖는 냉장고 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 투명한 얼음을 생산하기 위해 기존에 구비된 이빙용 히터를 활용하여 투명한 얼음을 제공할 수 있는 제빙방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 냉장고에 구비되는 제빙장치에 있어서, 제빙트레이와, 이빙을 위해 제빙트레이를 가열하는 히터와, 상기 제빙트레이에서 제빙된 얼음을 배출하는 이젝터를 각각 구비하는 제1 제빙유닛 및 제2 제빙유닛을 포함하고, 상기 제1 제빙유닛의 제빙트레이는 복수의 제1 제빙홈이 형성되고, 상기 제2 제빙유닛의 제빙트레이는 상기 복수의 제1 제빙홈과 형상이 상이한 복수의 제2 제빙홈이 형성된, 제빙장치를 제공한다.

상기 제1 및 제2 제빙유닛의 히터는 각각, 상기 이빙을 위한 가열 전에 각 제빙트레이에 담긴 제빙수의 냉각속도를 지연하기 위해 적어도 1회 이상 상기 제빙트레이를 가열할 수 있다.

상기 제1 및 제2 제빙유닛의 히터는 서로 다른 타이밍에 구동할 수 있다.

상기 복수의 제1 제빙홈의 크기는 상기 복수의 제2 제빙홈의 크기와 상이하게 형성될 수 있다.

상기 복수의 제1 제빙홈의 개수는 상기 복수의 제2 제빙홈의 개수와 상이하게 형성될 수 있다.

본 발명은 냉동실을 가지는 본체; 및 상기 냉동실에 설치되는 복수의 제빙유닛;을 포함하며, 상기 복수의 제빙유닛은 각각, 제빙수가 담기는 제빙트레이; 상기 제빙트레이의 상측에 회전 가능하게 배치되는 이젝터; 및 이빙을 위해 상기 제빙트레이의 하측에 배치되는 히터를 포함하고, 상기 히터는 제빙 구간에서 제빙수의 냉각 속도를 지연시키기 위해 상기 제빙트레이를 적어도 1회 이상 가열하는, 냉장고를 제공할 수 있다.

상기 복수의 제빙유닛의 제빙트레이는 각각 서로 다른 형상을 갖는 제빙홈이 형성될 수 있다.

상기 제빙 구간에서 상기 복수의 제빙유닛의 히터를 각각 서로 다른 타이밍에 구동시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 제빙 구간에서 상기 복수의 제빙유닛의 히터를 순차적으로 구동시킬 수 있다.

본 발명은 냉장고에 구비된 제빙장치를 이용한 제빙방법에 있어서, 복수의 제빙트레이로 제빙수를 공급하는 단계; 제빙수의 냉각 속도를 지연시키도록 각 제빙트레이를 가열하는 제1 가열단계; 이빙을 위해 상기 복수의 히터를 구동시켜 상기 복수의 제빙트레이를 가열하는 제2 가열단계; 및 각 제빙트레이로부터 제빙된 얼음을 배출하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 가열단계에서 각 히터는 서로 다른 타이밍에 구동하는, 제빙방법을 제공할 수 있다.

상기 제1 가열단계에서, 각 히터를 적어도 1회 이상 구동시킬 수 있다.

상기 제1 가열단계에서, 상기 각 히터를 순차적으로 구동시킬 수 있다.

상기 제빙하는 단계에서, 상기 히터에 의해 상기 제빙트레이는 일정 시간 동안 결빙온도보다 높은 온도로 유지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉동실의 내부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙장치의 제1 및 제2 제빙 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 및 제2 제빙 유닛을 아래쪽에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 4에 표시된 선 A-A를 따라 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 제빙 방법을 시간과 온도 그래프로 나타낸 도면이다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(1)에 대해 개략적으로 설명한 후, 제빙장치(100)에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고의 냉동실의 내부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예 따른 냉장고(1)는 본체(10)와, 식품을 냉장 또는 냉동 보관할 수 있는 저장실을 포함한다. 저장실은 영상의 온도에서 음식물이 차게 보관되는 냉장실(11)과, 영하의 온도에서 각종 음식물이 보관되는 냉동실(12)로 구분된다.

냉장고(1)의 냉동실(12)에는 얼음을 생성하는 제빙장치(20)가 형성된다. 도 1에서 제빙장치(20)는 냉동실(12)의 내부에 배치된 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 냉장실(11)에 배치되거나, 냉장실(11)과 냉동실(12)에 각각 배치될 수 있다.

냉동실(12)에는 얼음이 제조되는 제빙장치(20)와, 상기 제빙장치(20)에서 제조되는 얼음이 축적 보관되는 얼음저장통(50)이 형성된다. 얼음저장통(50)은 그 내부에 상기 제빙장치(20)로부터 이빙된 얼음을 수용하는 공간을 제공한다. 얼음저장통(50)은 제빙장치(20)에서 낙하하는 얼음을 수집하도록 제빙장치(20)의 아래에 배치된다.

제빙장치(20)의 동작을 간단히 설명하면, 제빙장치(20)로 물이 급수된 뒤에, 제빙장치(20)로 냉기가 공급된다. 공급된 냉기에 의해서 제빙장치(20)에서 얼음이 제조되고, 제조된 얼음은 제빙장치(20)에서 분리되어 얼음저장통(50)으로 낙하되어 수용된다. 사용자는 필요할 때마다, 원하는 양만큼 얼음저장통(50)에 수용된 얼음을 사용할 수 있다.

도 1에 도시하지 않았지만, 냉장고(1)에는 냉동 사이클을 이루기 위한 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기 등의 부품이 구비된다.

또한, 상기 냉장실(11) 및 상기 냉동실(12)은 각각 냉장실 도어(13) 및 냉동실 도어(14)에 의해 개폐된다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙장치를 나타내는 사시도와 분해사시도이다.

도 2를 참조하면, 제빙장치(20)는 냉동실의 저장공간(S)과 구획되어 배치된다. 제빙장치(20)는 도 3과 같이 제1 및 제2 제빙유닛(100, 200)이 수용될 수 있는 제빙실(21)을 포함한다. 제빙실(21)은 하우징(22)에 의해 식품이 보관되는 저장공간(S)과 구분된다.

제빙실(21)은 제1 하우징(23)과 제2 하우징(24)으로 형성된다. 제빙실(21)에는 제빙실(21) 내의 공간을 구획하는 격벽(25, 도 3 참조)이 형성된다. 격벽(25)에 의해 제1 및 제2 제빙유닛(100, 200)은 상호 분리된 공간에 배치된다.

도 3을 참조하면, 제빙장치(20)는 제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)을 포함한다. 도 3에서는 제빙장치(20)가 2개의 제빙유닛(100, 200)을 포함하는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 제빙장치(20)의 제빙실(21)의 크기 또는 개수를 늘리면 2개 이상의 제빙유닛을 포함할 수 있다.

제1 및 제2 제빙유닛(200)은 제1 및 제2 하우징(23,24)에 의해 형성되는 각 제빙실(21)에 배치된다.

제빙장치(20)는 제1 하우징(23)의 토출홀(26)을 최소한으로 형성하고, 제1 하우징(23)에 격벽(25)을 형성하여 제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)를 독립적으로 배치할 수 있다. 이러한 구조에 의해 제빙실(21) 내에서 유동하는 공기의 양를 줄일 수 있다. 이에 따라, 제빙수에 포함된 용존 산소가 제빙수로부터 원활하게 빠져나올 수 있다. 따라서, 제빙장치에서 생산되는 얼음은 투명하게 제조될 수 있다.

제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)은 각각 제1 덕트(101, 201)와 제2 덕트(103, 203)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 제1 제빙유닛(100)의 제1 덕트(101)와 제2 덕트(103)는 제2 제빙유닛(200)의 제1 덕트(201)와 제2 덕트(203)와 구조가 동일하므로, 이하에서는 제1 제빙유닛(100)의 제1 덕트(101)와 제2 덕트(103)에 대해서만 설명한다.

제1 덕트(101)는 제1 제빙유닛(100)의 상측에 마련될 수 있다. 제1 덕트(101)는 그 상단이 나사 결합 구조에 의해서 제1 하우징(23)에 결합할 수 있다. 제1 덕트(101)의 하단은 제1 제빙유닛(100)과 결합할 수 있다. 이에 따라 제1 덕트(101)는 제1 제빙유닛(100)을 하우징(22, 도 2 참조) 내에 지지되도록 고정한다.

제2 덕트(103)는 제1 제빙유닛(100)의 하측에 마련될 수 있다. 제2 덕트(103)는 제1 제빙유닛(100)에서 낙하하는 물을 외부로 배수시킬 수 있다. 제2 덕트(103)의 상단은 제1 제빙유닛(100)과 결합한다.

제1 제빙유닛(100)은 제1 제빙유닛(100)이 포함하는 히터(130, 도 5 참조)에 의해 온도가 높아진다. 제1 덕트(101)와 제2 덕트(103)에 의해 온도가 높은 제1 제빙유닛(100)이 하우징(22)의 내측면으로부터 소정간격을 두고 이격되어 배치될 수 있다. 제1 덕트(101)와 제2 덕트(103)는 제1 제빙유닛(100)의 열을 방출하기 위해 각각 복수의 홀(105, 107)이 형성된다.

도 3에서 미설명부호 205, 207은 열 방출을 위한 홀을 나타낸다.

이하, 제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)에 대해 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙장치의 제1 및 제2 제빙 유닛을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제1 및 제2 제빙 유닛을 아래쪽에서 바라본 도면이다.

도 4 및 5를 참조하면, 제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)은 제빙될 물이 담기는 제빙트레이(110, 210)와, 제빙트레이(110, 210)로 물을 공급하기 위한 급수부(120, 220)와, 제빙트레이(110, 210)에서 생성된 얼음을 이빙하기 위하여 제빙트레이(110, 210)를 가열하는 히터(130, 230)와, 제빙트레이(110, 210)에서 제빙된 얼음을 배출하는 이젝터(140, 240)를 포함한다.

이하, 제1 제빙유닛(100)에 대해 먼저 설명하고, 이어서 제2 제빙유닛(200)에 대해 설명한다.

제1 제빙유닛(100)의 제빙트레이(110)는 냉동실(12) 내의 냉기에 의해 얼음을 제조한다. 제빙트레이(210)는 상측이 개방되고 구획리브(111)에 의해 구획된 복수 개의 제1 제빙홈(112)을 가진다. 각각의 제1 제빙홈(112)의 일측에는 이젝터(140)에 의해 제빙트레이(110)에서 분리된 얼음을 얼음저장통(50)으로 안내하는 슬라이더(114)가 설치되고, 제빙트레이(110)의 하면에는 이빙 시에 얼음이 제빙트레이(110)에서 분리될 수 있도록 제빙트레이(110)를 가열하는 히터(130)가 설치된다.

제1 제빙홈(112)은 제빙수를 수용하도록 오목하게 형성된다. 제1 제빙유닛(100)의 제빙트레이(110)에 형성된 복수의 제1 제빙홈(112)은 후술하는 제2 제빙유닛(200)의 제2 제빙홈(212)과 형상이 상이하다.

이러한 제빙트레이(110)는 알루미늄, 구리 등 열전도성이 우수한 재질로 형성될 수 있다.

급수부(120)는 외부 수원에서 제빙트레이(110)로 물을 공급한다. 급수부(120)는 제빙홈(112)에 물을 공급하도록 제빙트레이(110)의 길이 방향 일단에 형성된다. 급수부(120)는 경사지게 형성되고, 급수부(120)를 통해 유입된 물은 급수부(120)에 가장 가까운 제빙홈(112)에서 가장 먼 제빙홈(112)으로 차례로 공급된다.

제빙트레이(110)는 얼음을 형성하기에 많은 물이 제빙홈(112)에 급수되는 경우에 과급수된 물을 제2 덕트(103)로 배출시키는 과급수 배출구(118)를 포함한다. 과급수 배출구(118)는 제빙트레이(110)의 하면에 형성된다.

히터(130)는 제빙트레이(110)의 하부에 대략 U자 형상으로 설치되어, 완성된 얼음이 제빙트레이(110)에서 분리되도록 소량의 열을 가한다. 구체적으로, 히터(130)는 이빙 구간에서 제빙트레이(110)를 가열하여 얼음의 일부를 녹여서 제빙트레이(110)의 내부면과 얼음이 상호 떨어지도록 한다. 히터(130)에 의해 얼음은 제빙트레이(110)로부터 원활하게 이격될 수 있다. 이빙 구간은 제빙트레이(110)에서 얼음이 완성된 후, 완성된 얼음을 제빙트레이(110)에서 분리하는 것을 의미한다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙장치(20)의 히터(130)는 이빙 구간 외에 제빙 구간에서도 구동된다. 제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)의 히터(130)는 각각 이빙을 위한 가열 전에 각 제빙트레이(110)에 담긴 제빙수(W)의 냉각속도를 지연하기 위해 적어도 1회 이상 제빙트레이(110)를 가열한다.

제빙 구간은 제빙트레이(110) 내에 일정 양 급수된 물은 제빙실(21) 내부로 토출되는 냉기를 이용해 제빙되는 시간을 의미한다. 이러한 제빙 구간에서 히터(130)는 제빙트레이(110)를 적어도 1회 이상 가열시키기 위해 구동한다. 제빙 구간에서 제빙트레이(110)를 가열함으로써 제빙트레이(110)의 얼음 표면이 결빙되는 시간을 지연시킬 수 있다. 이에 따라, 제빙수의 냉각 속도가 지연되면 제빙수에 포함된 용존 산소가 빠져나와, 제빙유닛(100)은 투명한 얼음을 제조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제빙장치는 제빙트레이(110)에 투명한 얼음을 제조하기 위해 별도의 히터를 추가하지 않고 이빙을 위한 목적으로 설치된 히터(130)를 이용하므로, 별도의 히터를 추가하는 데 따른 비용을 절약할 수 있고 기존의 냉장고에 적용이 용이한 이점이 있다.

이젝터(140)는 제빙트레이(110)의 상측에 설치되어 제빙트레이(110)에 제빙되어 있는 얼음을 제빙트레이(110)로부터 분리시킨다. 이젝터(140)는 제빙트레이(110)의 길이 방향을 따라 제빙트레이(110)의 상측에 회전 가능하게 설치되는 이젝터 샤프트(142)와, 제빙트레이(110)의 각 제빙홈(112)들에 대응하는 위치에서 이젝터 샤프트(142)로부터 반경방향으로 연장되는 다수 개의 이젝터 암(144)을 포함한다.

이젝터 샤프트(142)는 이젝터 샤프트(142)의 일단에 연결된 모터(146)에 의해 회전된다. 따라서 이젝터 샤프트(142)가 회전하면 이젝터 암(144)이 각 제빙홈(112)내의 얼음을 밀어 낸다. 이에 따라 얼음이 제빙트레이(110)에서 분리되게 된다.

제1 제빙유닛(100)은 얼음저장통(50)에 얼음이 설정된 양만큼 채워졌는지 여부를 판단할 수 있도록 하기 위한 만빙감지레버(150)를 더 포함할 수 있다. 만빙감지레버(150)는 제빙트레이(110)의 일측에 일단이 회전가능하게 설치된다. 만빙감지레버(150)에 의해 얼음저장통(50)이 만빙일 때 제빙장치(20)의 제빙을 정지할 수 있다.

제빙트레이(110)로부터 이빙된 얼음이 만빙감지레버(150)의 이동을 방해하지 않도록 만빙감지레버(150)의 측면을 덮는 가이드커버(160)가 설치된다. 가이드커버(160)는 제빙트레이(110)의 일측으로부터 연장 형성되어 제빙트레이(110)에서 이빙된 얼음이 가이드커버(160)에 의해 얼음저장통(50)으로 안내된다. 제빙트레이(110)의 측면과 가이드커버(160) 사이에 만빙감지레버(150)가 설치될 수 있다. 가이드커버(160)에 의해 이빙된 얼음이 만빙감지레버(150)의 회전을 방해하지 않도록 한다.

이하에서는 제2 제빙유닛(200)에 대해 설명한다. 이상에서 설명한 제1 제빙유닛(100)과 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.

제2 제빙유닛(200)은 제1 제빙유닛(100)과 동일하게 제빙트레이(210), 급수부(220), 히터(230), 이젝터(240), 만빙감지레버(250) 및 가이드커버(260)를 포함한다. 제2 제빙유닛(200)은 제1 제빙유닛(100)의 제빙트레이(110)와 상이한 제빙트레이(210)를 갖는다.

제2 제빙유닛(200)의 제빙트레이(210)는 상측이 개방되고 구획리브(211)에 의해 구획된 다수 개의 제2 제빙홈(212)을 가진다. 각각의 제2 제빙홈(212)의 일측에는 이젝터(240)에 의해 제빙트레이(210)에서 분리된 얼음을 얼음저장통(50)으로 안내하는 슬라이더(214)가 설치되고, 제빙트레이(210)의 하면에는 이빙 시에 얼음이 제빙트레이(210)에서 분리될 수 있도록 제빙트레이(210)를 가열하는 히터(230)가 설치된다.

복수의 제2 제빙홈(212)은 제1 제빙유닛(100)의 복수의 제1 제빙홈(112)과 형상이 상이하다. 제2 제빙홈(212)과 제1 제빙홈(112)은 크기가 상이하고, 복수의 제2 제빙홈(212)의 개수는 복수의 제1 제빙홈(112)의 개수와 상이하다. 구체적으로, 제1 제빙홈(112)은 제2 제빙홈(212)보다 크게 형성되고, 제1 제빙홈(112)은 제2 제빙홈(212)보다 적은 개수로 형성된다.

제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)은 서로 다른 형상을 갖는 제1 및 제2 제빙홈(112, 212)을 갖는 제빙트레이(110, 210)를 포함한다. 이에 따라, 제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)은 서로 다른 형상의 얼음을 형성할 수 있고, 서로 다른 크기의 얼음을 형성할 수 있다. 도시되지 않았지만 얼음은 반달형 형태, 다각형 형태, 원형 형태 이외에도 별모양 등 여러 형태가 될 수 있다. 따라서, 제빙장치(20)는 다른 형상의 얼음을 제조하여 사용자의 기호에 맞게 얼음을 선택할 수 있도록 한다.

제2 제빙유닛(200)의 히터(230)도 제1 제빙유닛(100)의 히터(230)와 마찬가지로, 이빙 구간뿐만 아니라 제빙 구간에서도 구동된다. 히터(230)는 이빙을 위한 가열 전에 각 제빙트레이(210)에 담긴 제빙수(W, 도 6 참조)의 냉각속도를 지연하기 위해 적어도 1회 이상 제빙트레이(210)를 가열한다. 이 때, 제1 및 제2 제빙유닛(100, 200)의 히터(130, 230)는 서로 다른 타이밍에 구동한다. 즉, 제1 제빙유닛(100)의 히터(130)가 구동 시, 제2 제빙유닛(200)의 히터(230)는 구동하지 않는다.

제빙장치(20)는 복수의 제빙유닛(100, 200)의 히터들(130, 230)을 각각 서로 다른 타이밍에 구동시키는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부(미도시)는 제빙 구간에서 복수의 제빙유닛(100, 200)의 히터(130, 230)를 순차적으로 구동시킬 수 있다. 복수의 제빙유닛(100, 200)은 동시에 히터(130, 230)를 구동하지 않고 소정의 시차를 두고 히터(130, 230)를 구동한다. 이에 따라, 냉장고(1)의 최대 전력이 하나의 제빙유닛을 사용하는 경우와 동등하게 유지될 수 있다.

도 4에서 미설명부호 246은 모터를 나타내고, 도 5에서 미설명부호 218은 과급수 배출구를 나타낸다.

도 6은 도 4에 표시된 선 A-A를 따라 나타낸 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙장치(20)의 복수의 제빙유닛(100, 200)은 각 히터(130, 230)가 제빙 구간에서도 구동한다.

제빙트레이(110, 210)가 투명 얼음을 제조하는 것은 제1 제빙유닛(100)과 제2 제빙유닛(200)은 동일하다. 이하에서 제1 제빙 유닛(100)에 대해서만 설명한다.

제1 제빙유닛(100)의 히터(130)는 제빙을 위하여 제빙트레이(110)를 가열한다. 히터(130)는 제빙트레이(110)가 일정 시간 동안 결빙온도보다 높은 온도를 유지하도록 한다. 이는 제빙트레이(110)의 제1 제빙홈(112)에 급수된 물(W)이 그 내부에 용해된 공기가 포함된 상태로 급속하게 결빙됨으로써 불투명한 얼음이 형성되는 현상을 방지하기 위함이다.

제빙 구간에서 히터(130)에 의해 제빙트레이(110)가 일정 시간동안 결빙온도보다 높은 온도로 유지됨으로써 얼음의 형성속도를 늦춰준다. 따라서, 제1 제빙홈(112)에 급수된 물(W)에 용해된 기체가 결빙 전에 외부로 배출됨으로써 제1 제빙유닛(100)은 투명한 얼음을 형성할 수 있다.

히터(130)는 제빙 구간에서 제빙트레이(110)를 적어도 1회 이상 가열하도록 구동한다. 히터(130)가 동작되면 제빙트레이(110)의 온도를 높여 얼음 표면이 결빙되는 시간을 지연시킬 수 있다. 물에서 얼음으로 변하는 상변화 시간을 늘려서 얼음의 냉각속도를 늦출 수 있다. 이에 따라, 제빙트레이(110)의 제빙수의 용존 가스 및 억류 기포들을 얼음 밖으로 배출시킬 수 있다.

얼음 결정(ice crystallization)은 제빙트레이(110)의 바닥면으로부터 수지상 결정(dendrite)의 형태로 성장하면서 물 분자(water molecule)들은 아래 방향으로 산란되면서 이동하고, 용존 기포(bubble)들은 밀도 차에 의해 액체 상태인 상부의 물쪽으로 밀려나오게 된다. 따라서, 제빙 구간에서 제빙수의 냉각 속도를 지연시키면 늘어난 상변화 시간동안 제빙수의 기포들이 물에서 빠져나올 수 있으므로 억류된 기포들을 제거할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제빙방법을 나타내는 흐름도이다.

이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 냉장고(1)를 이용한 제빙방법을 구체적으로 설명한다.

제빙동작이 시작되면, 복수의 제빙트레이(110, 210)의 제1 및 제2 제빙홈(112, 212)으로 일정량의 물(W)이 공급된다(S10, 도 6 참조).

제1 및 제2 제빙홈(112, 212)에 담겨진 물은 냉동실 내의 냉기에 의해 냉각되고, 이와 같은 냉각 과정 중에 제빙트레이(110, 210)의 하면에 장착된 히터(130, 230)가 동작한다(S20). 제빙수(W)의 냉각 속도를 지연시키도록 각 제빙트레이(110, 210)를 제1 가열한다(S20). 이러한 제빙수의 냉각 속도를 지연시키기 위한 가열을 제1 가열이라고 한다. 제1 가열은 제빙 구간에서, 복수의 제빙유닛(100, 200)의 히터(130, 230)에 의해 수행된다. 이와 같은 제1 가열은 적어도 1회 이상 간격을 두고 진행될 수 있다.

히터(130, 230)의 동작 시점은 제빙홈(112, 212)에 담겨진 물의 온도를 측정하거나 물의 냉각 과정이 시작된 후 경과한 시간을 측정하여 결정할 수 있다. 이와 같이 각 히터(130, 230)가 동작하면 제빙수(W)의 냉각 속도를 지연시킬 수 있다. 물에서 얼음으로 변하는 상변화 시간이 길어지면서 제빙수의 냉각 속도가 늦추어져 물 속에 생긴 기포는 얼지 않은 수면을 통해 외부로 방출된다. 이에 따라 제빙장치(20)는 투명한 얼음을 제조할 수 있다.

제1 가열 단계(S20)에서 히터(130, 230)의 구동에 의해 제빙트레이(110, 210)는 일정 시간 동안 결빙온도보다 높은 온도로 유지될 수 있다. 이로 인해, 얼음의 형성속도를 늦춰지고, 제빙홈(112, 212)에 급수된 물에 용해된 기체가 결빙 전에 외부로 배출됨으로써 제빙유닛(100, 200)은 투명한 얼음을 형성할 수 있다.

또한, 제1 가열 단계(S20)에서 복수의 제빙유닛(100, 200)의 각 히터(130, 230)는 서로 다른 타이밍에 구동된다. 각 히터(130, 230)는 소정의 시간 차이를 두고 구동된다. 제빙장치(20)가 복수의 제빙유닛(100, 200)을 포함하더라도 각 히터(130, 230)는 동시에 작동되지 않는다. 이에 따라 하나의 제빙유닛(100, 200)을 구비한 제빙 장치와 최대전력은 차이가 없다.

제1 가열 단계(S20)에서 각 히터(130, 230)는 적어도 1회 이상 구동될 수 있다. 히터(130, 230)의 동작 횟수는 제빙홈(112, 212)에 담겨진 물의 온도를 측정하거나 물의 냉각 과정이 시작된 후 경과한 시간을 측정하여 결정할 수 있다.

제1 가열 단계(S20)에서 히터(130, 230)의 가동에 의해 제빙수의 냉각 속도가 지연되어 물 속의 기포가 외부로 방출되는 시간이 증가하게 된다. 이러한 과정 속에서 물 속의 기포(B)는 계속하여 외부로 방출되어 투명한 얼음을 형성할 수 있다.

제1 가열 단계(S20) 후에 마지막 남은 물도 모두 얼어서 제빙이 완료되면, 이빙을 위해 복수의 히터(130, 230)가 동작하여 복수의 제빙트레이(110, 210)가 가열된다(S30). 상기 단계는 이빙을 위한 가열을 제2 가열(S30)이라고 한다. 제2 가열은 이빙 구간에서 수행된다. 이러한 제2 가열 단계(S30)에 따라 얼음이 각 제빙홈(112, 212)의 내측면으로부터 쉽게 분리될 수 있는 상태가 된다.

제2 가열 단계(S30)에서도 복수의 제빙유닛(100, 200)의 각 히터(130, 230)는 서로 다른 타이밍에 구동된다. 각 히터(130, 230)는 소정의 시간 차이를 두고 구동된다. 즉, 제빙장치(20)가 복수의 제빙유닛(100, 200)을 포함하더라도 각 히터(130, 230)는 동시에 작동되지 않는다. 이에 따라 하나의 제빙유닛(100, 200)을 구비한 제빙 장치와 최대전력은 차이가 없다.

제2 가열 이후 각 제빙트레이(110, 210)로부터 제빙된 얼음을 배출한다(S40). 구체적으로, 이젝터 샤프트(140, 240)가 회전하여 이젝터 암(144, 244)이 얼음을 밀고 그에 따라 얼음이 제빙홈(112, 212)에서 분리되어 얼음저장통(50) 쪽으로 이동된다(S40).

제빙된 얼음을 배출하는 단계(S40) 이후에 얼음저장통(50)의 만빙 여부를 확인한다(S60). 제빙트레이(110, 210)의 일측에 일단이 회전가능하게 설치된 만빙감지레버(150, 250)가 얼음저장통(50)으로 회전한다. 만빙감지레버(150, 250)의 회전을 통해서 얼음저장통(50)이 만빙되었는지 여부를 판단한다(S50).

만빙감지레버(150, 250)에 의해 얼음저장통(50)이 만빙일 때 제빙장치(20)의 제빙 동작은 종료된다.

얼음저장통(50)이 아직 만빙이 아니라면 다시 복수의 제빙트레이(110, 210)로 제빙수를 공급한다(S10). 상기 제빙 동작은 계속해서 반복 수행된다.

제1 가열(S10) 및 제2 가열(S20)은 복수의 제빙유닛(100, 200)에서 서로 다른 타이밍에 구동한다. 즉, 복수의 히터(130, 230)는 소정의 시차를 두고 구동한다.

도 8은 도 7의 제빙 방법을 시간과 온도 그래프로 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 그래프는 시간에 따른 제빙트레이(110, 210)의 온도를 나타낸 그래프이다. 제빙장치(20)에서 얼음이 제조되는 제빙 방법은 제빙트레이(110, 210)에서 얼음이 형성되는 제빙 구간(T10)과 완성된 얼음이 제빙트레이(110, 210)로부터 분리되는 이빙 구간(T20)으로 구성된다.

결빙 구간(T10)에서 복수의 제빙트레이(110, 210)에 상온의 물이 급수(S10)되면 제빙트레이(110, 210)의 온도는 상승한다. 급수 후 일정시간(T1)이 경과하면 제1 가열단계(S20)가 시작된다. 급수(S10) 후 제1 가열단계(S20)가 시작되는 시간(T1)은 급수된 상온의 물이 0°C가 되는 시점이다. T1은 실험결과 약 15분-20분일 수 있다.

1차 가열 단계(S20)는 T2 시간동안 수행될 수 있다. 복수의 히터(130, 230)는 T2시간에 적어도 1회 이상 동작하여 제빙트레이(110, 210)를 가열한다. 바람직하게는 T2는 3시간이고, 히터(130, 230)는 T2시간에 15분 간격으로 10초동안 제빙트레이(110, 210)를 가열할 수 있다. 이에 따라, 제빙트레이(110, 210)의 온도는 0°C ~ -4°C로 유지된다. 제빙수(W)는 급속으로 냉각되지 않고 일정 시간동안 0°C ~ -4°C에서 냉각됨으로 급수된 물(W)이 그 내부에 용해된 공기가 외부로 배출되어 투명한 얼음을 형성할 수 있다. 이 때, 복수의 제빙유닛(100, 200)의 각 히터(130, 230)는 서로 다른 타이밍에 구동된다.

더 투명한 얼음을 제조하기 위해서 1차 가열 단계(S20)를 추가적으로 수행할 수 있다. T2 시간 이외에 T3시간동안 1차 가열 단계(S20)를 추가적으로 수행할 수 있다.

제1 가열 단계(S20) 이후에 얼음이 완성될 때까지 일정 시간(T4)동안 얼음을 냉각한다. 이 시간 동안에는 별도로 히팅하지 않는다.

얼음이 완성되면 결빙 구간(T10)은 종료되고, 제빙트레이(110, 210)로부터 얼음을 분리하는 이빙 구간(T20)이 시작된다. 이빙 구간(T20)에서 히터(130, 230)는 이빙을 위해 제빙트레이(110, 210)를 가열한다(S30). 제2 가열 단계(S30)에서 제빙트레이(110, 210)로부터 분리된 얼음은 얼음저장통(50)으로 저장된다. 상기와 같은 제빙 단계는 얼음저장통(50)이 만빙될 때까지 반복된다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1 : 냉장고 20 : 제빙장치
22 : 하우징 30 : 얼음저장통
100: 제1 제빙유닛 200 : 제2 제빙유닛
110, 210 : 이젝터 트레이 120, 220 : 급수부
130, 230 : 히터 140, 240 : 이젝터
150, 250 : 만빙감지레버 160, 260 : 가이드커버

Claims

냉장고에 구비되는 제빙장치에 있어서,
제빙트레이와, 이빙을 위해 제빙트레이를 가열하는 히터와, 상기 제빙트레이에서 제빙된 얼음을 배출하는 이젝터를 각각 구비하는 제1 제빙유닛 및 제2 제빙유닛을 포함하고,
상기 제1 제빙유닛의 제빙트레이는 복수의 제1 제빙홈이 형성되고, 상기 제2 제빙유닛의 제빙트레이는 상기 복수의 제1 제빙홈과 형상이 상이한 복수의 제2 제빙홈이 형성된, 제빙장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 제빙유닛의 히터는 각각,
상기 이빙을 위한 가열 전에 각 제빙트레이에 담긴 제빙수의 냉각속도를 지연하기 위해 적어도 1회 이상 상기 제빙트레이를 가열하는, 냉장고.
제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2 제빙유닛의 히터는 서로 다른 타이밍에 구동하는, 제빙장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 제빙홈의 크기는 상기 복수의 제2 제빙홈의 크기와 상이한, 제빙장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 제빙홈의 개수는 상기 복수의 제2 제빙홈의 개수와 상이한, 제빙장치.
냉동실을 가지는 본체; 및
상기 냉동실에 설치되는 복수의 제빙유닛;을 포함하며,
상기 복수의 제빙유닛은 각각,
제빙수가 담기는 제빙트레이;
상기 제빙트레이의 상측에 회전 가능하게 배치되는 이젝터; 및
이빙을 위해 상기 제빙트레이의 하측에 배치되는 히터를 포함하고,
상기 히터는 제빙 구간에서 제빙수의 냉각 속도를 지연시키기 위해 상기 제빙트레이를 적어도 1회 이상 가열하는, 냉장고.
제6항에 있어서,
상기 복수의 제빙유닛의 제빙트레이는 각각 서로 다른 형상을 갖는 제빙홈이 형성된, 냉장고.
제6항에 있어서,
상기 제빙 구간에서 상기 복수의 제빙유닛의 히터를 각각 서로 다른 타이밍에 구동시키는 제어부를 더 포함하는, 냉장고.
제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제빙 구간에서 상기 복수의 제빙유닛의 히터를 순차적으로 구동시키는, 냉장고.
냉장고에 구비된 제빙장치를 이용한 제빙방법에 있어서,
복수의 제빙트레이로 제빙수를 공급하는 단계;
제빙수의 냉각 속도를 지연시키도록 각 제빙트레이를 가열하는 제1 가열단계;
이빙을 위해 상기 복수의 히터를 구동시켜 상기 복수의 제빙트레이를 가열하는 제2 가열단계; 및
각 제빙트레이로부터 제빙된 얼음을 배출하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 가열단계에서 각 히터는 서로 다른 타이밍에 구동하는, 제빙방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 가열단계에서, 각 히터를 적어도 1회 이상 구동시키는, 제빙방법.
제10항에 있어서,
상기 제1 가열단계에서, 상기 각 히터를 순차적으로 구동시키는, 제빙방법.
제10항에 있어서,
상기 제빙하는 단계에서, 상기 히터에 의해 상기 제빙트레이는 일정 시간 동안 결빙온도보다 높은 온도로 유지되는, 제빙방법.