KR20180093666A - 냉장고 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20180093666A
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송명섭
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Abstract

냉장고는 물을 저수하여 얼음을 제조하는 제빙 트레이; 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 냉각시키는 냉각 장치; 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반기; 상기 교반기를 스윙시키거나 회전시키는 교반 모터; 및 상기 제빙 트레이에 저수된 물이 냉각되는 중에 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.

Description

냉장고 및 그 제어 방법{REFRIGERATOR AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
개시된 발명은 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 얼음을 제조할 수 있는 제빙 장치를 포함한 냉장고 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
일반적으로 냉장고는 저장실과, 저장실에 냉기를 공급하는 냉기 공급 장치를 구비하여 식품을 신선하게 보관하는 장치이다. 냉장고에는 얼음을 제조하기 위한 제빙 장치가 더욱 구비되기도 한다.
자동식 제빙 장치는 얼음을 제조하는 제빙(製氷)기와, 제빙기에 의하여 제조된 얼음을 저장하는 저빙(貯氷)기 등을 포함한다.
물을 얼리는 제빙 방식 중 직냉 방식은 물을 얼리기 위해 제빙실의 내부로 냉매관이 연장되고, 냉매관이 제빙 트레이에 직접 접촉하도록 마련된다. 이러한 직냉 방식에서 제빙 트레이는 냉매관으로부터 열전도 방식으로 냉각 에너지를 전달 받을 수 있다.
따라서, 직냉 방식에 의하면 제빙을 위한 물의 냉각 속도가 빠르고, 제빙이 빠르게 수행될 수 있다. 다만, 직냉 방식에 의하면 물에 용행된 기체가 과포화되어 기포가 발생될 수 있으며, 기포로 인하여 얼음이 불투명해질 수 있다.
개시된 바의 일 측면은 투명한 얼음을 제조할 수 있는 제빙 장치를 포함하는 냉장고를 제공하고자 한다.
개시된 바의 일 측면에 따른 냉장고는 물을 저수하여 얼음을 제조하는 제빙 트레이; 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 냉각시키는 냉각 장치; 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반기; 상기 교반기를 구동하는 교반 모터; 및 상기 제빙 트레이에 저수된 물이 냉각되는 중에 상기 교반기의 적어도 일부가 상기 제빙 트레이에 저수된 물에 잠겨 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
상기 교반기는 샤프트; 상기 샤프트로부터 돌출되어 상기 얼음을 제조하는 중에 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반 부재; 및 상기 샤프트로부터 돌출되어 상기 얼음의 제조가 완료되면 상기 얼음을 제빙 트레이로부터 분리시키는 이빙 부재를 포함할 수 있다.
상기 교반 부재는 적어도 하나의 교반 블레이드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 교반 블레이드는 상기 이빙 부재와 다른 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 교반 부재는 복수의 교반 블레이드를 포함하고, 상기 복수의 교반 블레이드는 상기 샤프트의 외면을 따라 나선형으로 배치될 수 있다.
상기 교반 부재는 복수의 교반 블레이드를 포함하고, 상기 복수의 교반 블레이드의 돌출 길이는 서로 상이할 수 있다.
상기 교반기는 상기 샤프트의 내부에 마련되는 제빙 히터를 더 포함하고, 상기 제빙 트레이에 저수된 물이 냉각되는 중에 상기 제어기는 상기 제빙 히터를 가동할 수 있다.
상기 제빙 트레이는 상기 물을 저수하고 제1 열 전도율을 갖는 제1 제빙 트레이와, 상기 제1 제빙 트레이의 저면에 접촉되고 제2 열 전도율을 갖는 제2 제빙 트레이를 포함하고, 상기 제2 열 전도율은 상기 제1 열 전도율보다 클 수 있다.
상기 제빙 트레이는 상기 물을 저수하는 제빙 셀을 형성하고, 상기 제빙 트레이는 상기 제빙 셀의 측벽을 형성하고 제1 열 전도율을 갖는 제1 제빙 트레이와, 상기 제빙 셀의 저면을 형성하고 제2 열 전도율을 갖는 제2 제빙 트레이를 포함하고, 상기 제2 열 전도율은 상기 제1 열 전도율보다 클 수 있다.
상기 제어기는 상기 교반기 제1 속도로 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하고, 상기 교반기 제2 속도로 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하고, 상기 제1 속도는 제2 속도보다 클 수 있다.
상기 교반기는 샤프트와, 상기 샤프트로부터 제1 방향을 돌출된 제1 블레이드와, 상기 샤프트로부터 제2 방향으로 돌출된 제2 블레이드를 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1 블레이드가 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하고, 상기 제2 블레이드가 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하고, 상기 제1 블레이드의 돌출 길이는 상기 제2 블레이드의 돌출 길이보다 클 수 있다.
상기 제어기는 상기 교반기가 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제1 속도로 회전시키고, 상기 교반기가 상기 제빙 트레이로부터 얼음을 분리하도록 상기 교반 모터를 제2 속도로 회전시키고, 상기 제1 속도는 상기 제2 속도보다 클 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 냉장고의 제어 방법은 제빙 트레이에 물을 공급하는 과정; 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 냉각하는 과정; 적어도 일부가 상기 제빙 트레이에 저수된 물에 잠긴 교반기를 이용하여 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정; 및 상기 제빙 트레이에 얼음이 제조되면 상기 교반기를 이용하여 상기 얼음을 상기 제빙 트레이로부터 분리시키는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제어 방법은 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 냉각하는 중에 상기 교반기에 포함된 히터를 이용하여 상기 제빙 트레이에 저수된 물의 상부를 가열하는 과정을 더 포함할 수 있다.
상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정은 상기 교반기 제1 속도로 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정; 및 상기 교반기 제2 속도로 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정을 포함하고, 상기 제1 속도는 제2 속도보다 클 수 있다.
상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정은 상기 교반기에 포함된 제1 블레이드를 이용하여 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정; 및 상기 교반기에 포함된 제2 블레이드를 이용하여 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정을 포함하고, 상기 제1 블레이드의 길이는 상기 제2 블레이드의 길이보다 클 수 있다.
개시된 발명의 다른 일 측면에 따른 냉장고는 물을 저수하여 얼음을 제조하고 제1 열 전도율을 갖는 제1 제빙 트레이; 상기 제1 제빙 트레이의 저면에 접촉되고 제2 열 전도율을 갖는 제2 제빙 트레이; 상기 제2 제빙 트레이와 접촉되어 상기 제2 제빙 트레이를 냉각시키는 냉각 장치; 상기 제1 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반기; 및 상기 교반기를 구동하기 위한 회전력을 생성하는 교반 모터를 포함하고, 상기 제2 열 전도율은 상기 제1 열 전도율보다 클 수 있다.
상기 교반기는 샤프트; 상기 샤프트의 내부에 마련되는 제빙 히터; 상기 샤프트로부터 돌출되어 상기 얼음을 제조하는 중에 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반 부재; 및 상기 샤프트로부터 돌출되어 상기 얼음의 제조가 완료되면 상기 얼음을 제빙 트레이로부터 분리시키는 이빙 부재를 포함할 수 있다.
상기 제2 제빙 트레이가 냉각되는 동안 상기 제1 제빙 트레이에 저수된 물은 하부부터 동결될 수 있다.
상기 교반 모터에 의하여 생성된 회전력을 상기 교반기로 전달하는 회전력 전달기를 더 포함하고, 상기 회전력 전달기는 상기 교반 모터의 회전력을 감속하여 출력하는 복수의 감속 기어들; 및 상기 복수의 감속 기어들 중 어느 하나의 기어의 회전을 선택적으로 상기 교반기로 전달하는 클러치 장치를 포함할 수 있다.
상기 클러치 장치는 상기 교반기가 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터의 회전을 상기 교반기에 그대로 전달하고, 상기 교반기가 상기 제빙 트레이로부터 얼음을 분리하도록 상기 교반 모터의 회전을 감속하여 상기 교반기에 전달할 수 있다.
개시된 바의 일 측면에 따르면, 투명한 얼음을 제조할 수 있는 제빙 장치를 포함하는 냉장고를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 냉장고의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 냉장고의 전면을 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 냉장고의 측면 수직 단면을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙 장치의 측면 단면을 간략히 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙기의 상측 외관을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙기를 분해 도시한다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙 커버, 슬라이더, 제1 및 제2 제빙 트레이를 확대 도시한다.
도 9은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙기의 하측 외관을 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 교반기를 확대 도시한다.
도 11은 도 5에 도시된 A-A` 방향의 단면을 도시한다.
도 12는 일 실시예에 의한 냉장고의 제어 블록도를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 냉장고의 제빙 동작의 일 예를 도시한다.
도 14는 도 13에 도시된 제빙 동작에 의한 물 또는 얼음의 온도 변화를 도시한다.
도 15 및 도 16은 도 13에 도시된 제빙 동작에 따라 물을 교반하는 것을 도시한다.
도 17은 도 13에 도시된 제빙 동작에 따라 제빙기의 내부 공기를 가열하는 것을 도시한다.
도 18은 일 실시예에 의한 냉장고의 제빙 동작의 다른 일 예를 도시한다.
도 19a, 도 19b, 도 20a, 도 20b, 도 21a, 도 21b, 도 22a, 도 22b, 도 23a 및 도 23b은 도 10에 도시된 교반기의 대체 가능 예를 도시한다.
도 24는 도 23에 도시된 교반기를 이용한 냉장고의 제빙 동작을 도시한다.
도 25, 도 26 및 도 27은 도 24에 도시된 제빙 동작에 따라 물을 교반하는 것을 도시한다.
도 28, 도 29, 도 30, 도 31, 도 32 및 도 33은 도 11에 도시된 제빙 트레이의 대체 가능 예를 도시한다.
도 34은 일 실시예에 의한 냉장고의 제빙 동작의 다른 일 예를 도시한다.
도 35 및 도 36은 일 실시예에 의한 냉장고가 제빙 능력을 조절하는 일 예를 도시한다.
도 37 및 도 38은 일 실시예에 의한 냉장고가 제빙 능력을 조절하는 다른 일 예를 도시한다.
도 39 및 도 40은 일 실시예에 의한 냉장고가 제빙기의 온도를 영상으로 유지하는 것을 도시한다.
도 41은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 교반 모터, 회전력 전달기 및 교반기의 일 예를 도시한다.
도 42은 도 41에 도시된 회전력 전달기를 분해 도시한다.
도 43 및 도 44는 도 41에 도시된 회전력 전달기의 동작을 도시한다.
도 45 및 도 46은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 회전력 전달기의 다른 일 예를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 냉장고의 외관을 도시한다. 도 2는 일 실시예에 의한 냉장고의 내부를 도시한다. 또한, 도 3은 일 실시예에 의한 냉장고의 측면 수직 단면을 도시한다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 냉장고(1)는 전면(前面)이 개방된 본체(10)와, 본체(10) 내부에 형성되며 식품이 냉장 및/또는 냉동 보관되는 저장실(20)과, 본체(10)의 개방된 전면을 개폐하는 도어(30)와, 저장실(20)을 냉각시키는 냉각 장치(50)와, 얼음을 제조하는 제빙 장치(100)를 포함할 수 있다.
본체(10)는 냉장고(1)의 외관을 형성한다. 본체(10)는 저장실(20)을 형성하는 내상(11)과, 내상(11)의 외측에 결합되는 외상(12)을 포함한다. 본체(10)의 내상(11)과 외상(12) 사이에는 저장실(20)의 냉기 유출을 방지할 수 있는 단열재(13)가 충진된다.
저장실(20)은 수평 격벽(21)과 수직 격벽(22)에 의해 복수 개로 구획될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 저장실(20)은 상부 저장실(20a)과, 제1 하부 저장실(20b)과, 제2 하부 저장실(20c)로 구획될 수 있다. 또한, 상부 저장실(20a)은 식품을 냉장 저장할 수 있으며, 하부 저장실(20b, 20c)은 식품을 냉동 저장할 수 있다.
저장실(20)에는 식품을 올려 놓을 수 있는 선반(23)이 마련된다.
저장실(20)은 도어(30)에 의하여 개폐될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 상부 저장실(20a)은 제1 상부 도어(30aa)와 제2 상부 도어(30ab)에 의하여 개폐될 수 있다. 또한, 제1 하부 저장실(20b)은 제1 하부 도어(30b)에 의하여 개폐될 수 있으며, 제2 하부 저장실(20c)은 제2 하부 도어(30c)에 의하여 개폐될 수 있다.
도어(30)를 용이하게 개폐할 수 있도록 도어(30)에는 핸들(31)이 마련될 수 있다. 핸들(31)은 제1 상부 도어(30aa)와 제2 상부 도어(30ab)의 사이와 제1 하부 도어(30b)와 제2 하부 도어(30c)의 사이를 따라 상하방향으로 길게 형성될 수 있다. 그로 인하여, 도어(30)가 폐쇄된 경우, 핸들(31)은 일체로 마련될 것과 같이 보여질 수 있다.
도어(30)의 일측에는 디스펜서(40)가 마련될 수 있다. 디스펜서(40)는 사용자 입력에 따라 물 또는 얼음을 배출할 수 있다. 다시 말해, 사용자는 디스펜서(40)를 통하여 도어(30)를 개방하지 않고도 물 또는 얼음을 외부로 직접 취출할 수 있다.
디스펜서(40)는 사용자의 배출 명령이 입력되는 디스펜서 레버(41)와, 제빙 장치(100)로부터 얼음이 배출되는 디스펜서 슈트(42)와, 디스펜서(40)의 작동상태를 표시하는 디스펜서 표시 패널(43)를 포함한다.
디스펜서(40)는 도어(30) 또는 본체(10)의 외측에 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 디스펜서(40)는 제1 상부 도어(30aa)에 설치될 수 있다. 다만, 디스펜서(40)가 제1 상부 도어(30a)에 설치되는 것에 한정되는 것은 아니며 디스펜서(40)는 제2 상부 도어(30ab), 제1 하부 도어(30b), 제2 하부 도어(30c) 및 본체(10)의 외상(12) 등 사용자가 물 또는 얼음을 취출할 수 있는 위치라면 어디든지 설치될 수 있다.
냉각 장치(50)는 냉매를 고압으로 압축하는 압축기(51)와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(52)와, 냉매를 저압으로 팽창시키는 팽창기(54, 55)와, 냉매를 증발시키는 증발기(56, 57)과, 냉매를 안내하는 냉매관(58)을 포함한다.
압축기(51)과 응축기(52)는 본체(10)의 후방 하부에 마련되는 기계실(14)에 마련된다.
증발기(56, 57)는 상부 저장실(20a)에 냉기를 공급하는 제1 증발기(56)와, 하부 저장실(20b, 20c)에 냉기를 공급하는 제2 증발기(57)를 포함할 수 있다. 제1 증발기(56)는 상부 저장실(20a)의 후방에 마련되는 제1 냉기 덕트(56a)에 마련되며, 제2 증발기(57)는 하부 저장실(20b, 20c)의 후방에 마련되는 제2 냉기 덕트(57a)에 마련된다.
제1 냉기 덕트(56a)에는 제1 증발기(56)에 의하여 생성된 냉기를 상부 저장실(20a)로 공급하기 위한 제1 송풍 팬(56b)이 마련되며, 제2 냉기 덕트(57a)에는 제2 증발기(57)에 의하여 생성된 냉기를 하부 저장실(20b, 20c)로 공급하기 위한 제2 송풍 팬(57b)이 마련된다.
냉매관(58)은 압축기(51)에 의하여 압축된 냉매를 제1 증발기(56) 또는 제2 증발기(56)/제빙 장치(100)로 안내할 수 있다. 냉매관(58)에는 냉매를 제1 증발기(56) 또는 제2 증발기(56)/제빙 장치(100)로 분배하는 전환 밸브(53)가 마련된다.
냉매관(58)의 일부(59)(이하 "제빙 냉매관"이라 한다)는 제빙 장치(100) 내부로 연장될 수 있으며, 제빙 장치(100) 내부에 배치되는 제빙 냉매관(59)은 제빙 장치(100)의 물을 냉각시켜 얼음을 제조하기 위하여 이용될 수 있다.
제빙 장치(100)는 제빙 냉매관(59)의 냉기를 이용하여 얼음을 제조할 수 있으며, 저장실(20)의 일측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 제빙 장치(100)는 제1 상부 도어(30aa)에 설치된 디스펜서(40)에 대응하여 상부 저장실(20a)의 좌측 상부에 마련될 수 있다. 다만, 제빙 장치(100)의 위치는 도 2에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 하부 저장실(20b, 20c)에 마련되거나, 상부 저장실(20a)과 하부 저장실(20b, 20c) 사이의 수평 격벽(21) 상에 마련될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙 장치의 측면 수직 단면을 간략히 도시한다.
도 4를 참조하면, 제빙 장치(100)는 얼음을 제조하는 제빙(製氷)기(110)와, 제빙기(110)에 의하여 제조된 얼음을 저장하는 저빙(貯氷)기(120)를 포함할 수 있다.
제빙기(110)는 제빙을 위한 물을 저수하는 제빙 트레이(111)와, 제빙 트레이(111)에 저수된 물을 교반(stirring)하거나 제빙 트레이(111)의 얼음을 분리시키는 교반기(stirrer) (112)와, 교반기(112)를 스윙 또는 회전시키는 교반 모터(stirring motor) (113)를 포함할 수 있다.
제빙 트레이(111)는 복수의 제빙 셀(111a)을 포함할 수 있으며, 각각의 제빙 셀(111a)에는 제빙을 위한 물을 저장할 수 있다. 또한, 제빙 트레이(111)의 하부에는 제빙 냉매관(59)이 마련되며, 제빙 냉매관(59)에 의하여 제빙 트레이(111)는 물의 어는 점(섭씨 0도) 미만으로 냉각될 수 있다. 제빙 트레이(111)의 제빙 셀(111a)에 저수된 물이 얼어, 얼음을 제조될 수 있다.
교반기(112)는 제빙 트레이(111)의 상부에 마련되며, 얼음이 제조되는 중에 제빙 트레이(111)에 저수된 물을 교반하고 얼음이 제조된 이후 제빙 트레이(111)의 얼음을 분리시킨다.
교반기(112)는 회전 가능하게 마련되는 샤프트(shaft) (112a)와, 제빙 트레이(111)에 저수된 물을 교반하거나 젓는 교반 블레이드(stirring blade) (112b)와, 샤프트(112a)의 측벽으로부터 돌출되어 얼음을 제빙 트레이(111)로부터 분리시키는 이빙 블레이드(scooping blade) (112c)를 포함한다.
교반 블레이드(112b)는 샤프트(112a)의 측벽으로부터 돌출되어 형성될 수 있으며, 제빙 트레이(111)의 물이 냉각되는 중에 제빙 트레이(111)의 물을 저어 교반할 수 있다. 예를 들어, 교반 블레이드(112b)는 샤프트(112a)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 스윙 또는 회전할 수 있으며, 스윙 또는 회전하는 중에 제빙 트레이(111)의 물을 교반할 수 있다.
이빙 블레이드(112c)는 샤프트(112a)의 측벽으로부터 돌출되어 형성될 수 있으며, 제빙 트레이(111)의 물이 동결된 이후 제빙 트레이(111)의 얼음을 제빙 트레이(111)로부터 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 이빙 블레이드(112c)는 샤프트(112a)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있으며, 회전하는 중에 제빙 트레이(111)로부터 얼음을 분리시킬 수 있다.
이처럼, 교반 블레이드(112b)와 이빙 블레이드(112c)는 샤프트(112a)의 측벽으로부터 돌출되어 형성되며, 샤프트(112a)를 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
교반 블레이드(112b)의 경도(hardness)와 이빙 블레이드(112c)의 경도는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제빙 트레이(111)의 물을 젓는 교반 블레이드(112b)보다 얼음을 이동시키는 이빙 블레이드(112c)가 더욱 단단할 수 있다.
교반 블레이드(112b)의 형상(shape)과 이빙 블레이드(112c)의 형상은 서로 상이하거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 교반 블레이드(112b)와 이빙 블레이드(112c)는 동일한 판 형상을 가지거나, 이빙 블레이드(112c)는 판 형상을 가지고 교반 블레이드(112b)는 나선 형상을 가질 수 있다.
교반 모터(113)는 교반기(112)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 스윙 또는 회전시킨다. 교반 모터(113)는 교반기(112)의 샤프트(112a)와 연결될 수 있으며, 교반 모터(112)의 회전력이 교반기(112)의 샤프트(112a)로 전달될 수 있다.
교반 모터(113)는 제빙 시와 이빙 시에 서로 다른 속도로 회전할 수 있다. 예를 들어, 얼음을 제조하는 중에 교반 모터(113)는 교반 블레이드(112b)가 제빙 트레이(111)의 물을 젓도록 대략 60rpm (revolution per minute)으로 회전할 수 있다. 또한, 얼음이 제조된 이후 교반 모터(113)는 이빙 블레이드(112c)가 제빙 트레이(111)로부터 얼음을 분리시키도록 대략 6rpm으로 회전할 수 있다.
교반 모터(113)는 미리 정해진 각도 범위 이내에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 스윙 또는 회전할 수 있다. 예를 들어, 얼음을 제조하는 중에 교반 블레이드(112b)가 제빙 트레이(111) 안에서 스윙(swing)하도록 교반 모터(113)는 대략 180도 범위 내에서 시계 방향과 반시계 방향으로 교대로 회전할 수 있다. 또한, 얼음이 제조된 이후 이빙 블레이드(112c)가 제빙 트레이(111) 내에서 회전하도록 교반 모터(113)는 대략 360도 범위 내에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
이러한 교반 모터(113)는 직류 전력의 공급에 응답하여 회전하는 직류 모터(DC motor), 교류 전력의 공급에 응답하여 회전하는 교류 모터(AC motor) 또는 복수의 펄스의 공급에 응답하여 회전하는 스텝 모터(step motor)를 채용할 수 있다.
저빙기(120)는 제빙기(110)에 의하여 제조된 얼음을 저장하는 얼음 용기(121)와, 얼음 용기(121)에 저장된 얼음을 배출구(121a)로 이송하는 이송기(122)와, 이송기(122)를 구동하는 이송 모터(123)와, 배출구(121a)로 배출되는 얼음을 분쇄하는 분쇄기(124)와, 제빙 냉매관(57)의 냉기를 얼음 용기(121)로 제공하기 위한 냉기 덕트(125)과, 저빙기(120) 내부의 공기를 순환시키는 저빙 팬(126)를 포함할 수 있다.
얼음 용기(121)는 제빙 트레이(111)의 하부에 마련되며, 교반기(121)에 의하여 제빙 트레이(111)로부터 분리된 얼음을 저장할 수 있다. 얼음은 교반기(121)에 의하여 제빙 트레이(111)로부터 분리되고, 얼음 용기(121)로 낙하될 수 있다. 얼음 용기(121)로 낙하된 얼음은 사용자의 얼음 배출 명령이 입력될 때까지 얼음 용기(121)에 저장될 수 있다.
이송기(122)는 얼음 용기(121)에 저장된 얼음을 얼음 용기(121)의 배출구(121a)로 이송할 수 있다. 예를 들어, 이송기(122)는 도 4에 도시된 바와 같이 나선 형상을 가질 수 있으며, 나선 형상의 이송기(122)가 회전하는 동안 얼음 용기(121)의 얼음은 배출구(121a)로 이송될 수 있다.
이송 모터(123)는 나선 형상의 이송기(122)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 디스펜서 레버(41, 도 1 참조)의 눌려지는 것에 응답하여 이송 모터(123)가 회전할 수 있으며, 이송 모터(123)의 회전에 의하여 나선 형상의 이송기(122)는 얼음 용기(121)의 얼음을 배출구(121a)로 이송할 수 있다. 또한, 배출구(121a)로 이송된 얼음은 얼음 용기(123)로부터 디스펜서 슈트(42)를 통과하여 배출될 수 있다.
분쇄기(124)는 배출구(121a)를 통과하여 배출되는 얼음을 분쇄할 수 있다. 예를 들어, 얼음이 얼음 용기(121)에 오랜 시간 저장되면, 얼음과 얼음 사이의 마찰에 의하여 얼음의 외면이 녹을 수 있다. 또한, 얼음이 제빙 트레이(111)로부터 원활하게 분리되도록 제빙 트레이(111)가 가열되고, 얼음의 외면이 녹을 수 있다. 외면에 녹은 얼음이 얼음 용기(121)에서 냉각되면, 얼음들이 서로 붙을 수 있다.
분쇄기(124)는 서로 붙은 얼음들을 분리시킬 수 있다. 분쇄기(124)는 복수의 분쇄 블레이드(124a)를 포함할 수 있다. 이송 모터(123)의 회전에 의하여 분쇄 블레이드(124a)가 회전하며, 분쇄 블레이드(124a)가 회전하는 동안 분쇄 블레이드(124a)는 서로 붙은 얼음들을 분쇄하여 서로 붙은 얼음들을 분리시킬 수 있다.
냉기 덕트(125)는 제빙 트레이(111)의 하부에 마련될 수 있으며, 제빙 냉매관(59)의 냉기가 얼음 용기(121)로 제공될 수 있도록 냉기가 유동하는 냉기 유로(125a)를 형성할 수 있다.
냉매관(59) 및/또는 제빙 트레이(111)에 의하여 냉기 덕트(125) 내부의 공기가 냉각될 수 있다. 냉매관(59) 및/또는 제빙 트레이(111)에 의하여 냉각된 공기는 냉기 덕트(125) 내부 즉 냉기 유로(125a)를 따라서 유동할 수 있다. 특히, 냉각된 공기는 냉기 유로(125a)를 따라서 얼음 용기(121)로 유동할 수 있다. 냉각된 공기에 의하여 얼음 용기(121)의 온도가 영하로 유지될 수 있으며, 얼음 용기(121)에 저장된 얼음이 녹지 않을 수 있다.
저빙 팬(126)은 냉기 덕트(125)의 공기와 얼음 용기(121)의 공기를 순환시킬 수 있다. 예를 들어, 저빙 팬(126)은 도 4에 도시된 바와 같이 얼음 용기(121)의 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 냉기 덕트(125)로 배출할 수 있다. 그 결과, 공기는 냉기 덕트(125) 내부에서 냉매관(59) 및/또는 제빙 트레이(111)에 의하여 냉각될 수 있으며, 냉각된 공기는 얼음 용기(121)으로 유동할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙기의 상측 외관을 도시한다. 도 6은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙기를 분해 도시한다. 도 7 및 도 8은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙 커버, 슬라이더, 제1 및 제2 제빙 트레이를 확대 도시한다. 도 9은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 제빙기의 하측 외관을 도시한다. 도 10은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 교반기를 확대 도시한다. 또한, 도 11은 도 5에 도시된 A-A` 방향의 단면을 도시한다.
제빙기(110)는 냉매가 통과하는 제빙 냉매관(59)과, 제빙을 위한 물을 저수하는 제1 제빙 트레이(210)와, 제빙 냉매관(59)과 접촉하는 제2 제빙 트레이(220)와, 제1 제빙 트레이(210)에 저수된 물을 교반하거나 제1 제빙 트레이(210)에 제조된 얼음을 분리시키는 교반기(230)와, 교반기(230)를 스윙 또는 회전시키는 교반 모터(240)와, 교반기(230)에 의하여 제1 제빙 트레이(210)로부터 분리된 얼음을 얼음 용기(121, 도 4 참조)으로 안내하는 슬라이더(250)와, 교반기(230)에 의하여 제1 제빙 트레이(210)로부터 분리된 얼음을 슬라이더(250)로 안내하는 제빙 커버(260)와, 얼음을 제1 제빙 트레이(210)로부터 원활하게 분리하기 위한 이빙 히터(270)를 포함할 수 있다.
제1 제빙 트레이(210)에는 제빙을 위한 물을 저수할 수 있는 복수의 제빙 셀(211)이 형성될 수 있다. 복수의 제빙 셀(211)에 저수된 물은 냉각되어 얼음이 될 수 있다.
제1 제빙 트레이(210)는 복수의 제빙 셀(211)이 형성되는 제1 베이스(212)와, 복수의 제빙 셀(211)이 형성되도록 제1 베이스(212)를 구획하는 복수의 제1 격벽(213)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 제1 베이스(212)와 복수의 제1 격벽에 의하여 복수의 제빙 셀(211)이 형성될 수 있다.
제1 제빙 트레이(210)는 외부로부터 공급되는 물을 복수의 제빙 셀(211)로 안내하는 급수 가이드(214)와, 급수 가이드(214)에 의하여 안내된 물이 복수의 제빙 셀(211)로 유입되는 급수구(215)를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 제1 격벽(213) 각각에는 복수의 제빙 셀(211)을 연결하는 관통홀(213a)이 형성될 수 있다. 급수구(215)를 통하여 공급된 물은 복수의 제1 격벽(213) 각각에 형성된 관통홀(213a)을 통하여 복수의 제빙 셀(211)에 순차적으로 공급될 수 있다.
제1 제빙 트레이(210)는 복수의 제빙 셀(211)로부터 분리된 얼음을 안내하는 제1 이빙 가이드(216)를 포함한다. 제1 이빙 가이드(216)는 교반기(230)에 의하여 제빙 셀(211)로부터 분리된 얼음을 슬라이더(250)로 안내할 수 있다.
제1 제빙 트레이(210)는 얼음을 복수의 제빙 셀(211) 별로 분리하는 커팅 리브(217)를 포함한다. 복수의 제빙 셀(211)은 복수의 제1 격벽(213)의 관통홀(213a)을 통하여 연결되므로, 복수의 제빙 셀(211)에서 제조된 얼음들은 서로 연결될 수 있다. 커팅 리브(217)는 얼음이 복수의 제빙 셀(211)로부터 분리되는 중에 서로 연결된 얼음들 사이의 링크를 자를 수 있다.
제1 제빙 트레이(210)는 교반기(230)를 지지하는 교반기 관통홀(218a, 218b)을 포함할 수 있다. 교반기(230)는 교반기 관통홀(218a, 218b)을 통과하여 제1 제빙 트레이(210)와 결합할 수 있다. 교반기 관통홀(218a, 218b)은 제1 제빙 트레이(210)의 갈이 방향 전단과 후단에 각각 마련될 수 있다.
제1 제빙 트레이(210)는 물 또는 얼음의 온도를 측정하는 제빙 온도 센서(322, 도 12 참조)를 수용하는 센서 수용부(219)를 포함한다. 센서 수용부(219)는 제1 제빙 트레이(210)의 길이 방향 일단에 형성될 수 있다. 센서 수용부(219)에 설치된 제빙 온도 센서(322, 도 12 참조)는 복수의 제빙 셀(211) 중 어느 하나에 수용된 물 또는 얼음의 온도를 측정할 수 있다.
제2 제빙 트레이(220)는 제1 제빙 트레이(210)의 하측에 마련되어 제1 제빙 트레이(210)를 수용할 수 있다. 제1 제빙 트레이(210)는 제2 제빙 트레이(220) 상에 놓여지거나, 제2 제빙 트레이(220)에 결합될 수 있다.
제2 제빙 트레이(220)의 상면에는 제1 제빙 트레이(210)의 복수의 제빙 셀(211)을 수용하는 복수의 셀 수용부(221)가 형성된다. 제1 제빙 트레이(210)의 복수의 제빙 셀(211)은 복수의 셀 수용부(221)에 각각 안착될 수 있다. 복수의 셀 수용부(221)는 복수의 제빙 셀(212)에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 복수의 제빙 셀(212)의 개수만큼 마련될 수 있다.
제2 제빙 트레이(220)는 복수의 셀 수용부(221)가 형성되는 제2 베이스(222)와, 복수의 셀 수용부(221)가 형성되도록 제2 베이스(222)를 구획하는 복수의 제2 격벽(223)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 제2 베이스(222)와 복수의 제2 격벽(223)에 의하여 복수의 셀 수용부(221)가 형성될 수 있다.
제2 제빙 트레이(220)의 하면에는 열 교환 리브(224)가 형성된다. 열 교환 리브(224)는 제2 제빙 트레이(220)와 냉기 덕트(125, 도 4 참조)의 내부 공기 사이의 열 교환을 촉진할 수 있다.
제2 제빙 트레이(220)의 하면에는 제빙 냉매관(59)을 수용하는 냉매관 수용부(225)와, 이빙 히터(270)를 수용하는 히터 수용부(226)가 형성된다. 냉매관 수용부(225)와 히터 수용부(226)는 각각 제빙 냉매관(59)과 이빙 히터(270)를 수용하기 위하여 오목한 형상을 가질 수 있으며, 열 교환 리브(224) 사이에 형성될 수 있다.
제빙 냉매관(59)은 대략 영문자 'U'자 형상을 가지며, 제빙 냉매관(59)이 수용되는 냉매관 수용부(225) 역시 대략 영문자 'U'자 형상을 가질 수 있다. 제빙 냉매관(59)은 제2 제빙 트레이(220)의 냉매관 수용부(225)에 직접 접촉될 수 있다. 또한, 제2 제빙 트레이(220)는 제빙 냉매관(59)과 직접 접촉되어 빠르게 냉각될 수 있다.
이빙 히터(270)는 대략 영문자 'U'자 형상을 가지며, 이빙 히터(270)이 수용되는 히터 수용부(226) 역시 대략 영문자 'U'자 형상을 가질 수 있다. 이빙 히터(270)는 제2 제빙 트레이(220)의 히터 수용부(226)에 직접 접촉될 수 있다. 또한, 제2 제빙 트레이(220)는 이빙 히터(270)와 직접 접촉되어 빠르게 가열될 수 있다.
이처럼, 제2 제빙 트레이(220)는 제빙 냉매관(59)에 의하여 직접 냉각될 수 있으며, 제1 제빙 트레이(210)는 제2 제빙 트레이(220)에 의하여 냉각될 수 있다.
제2 제빙 트레이(220)는 제1 제빙 트레이(220)를 빠르게 냉각시키고 냉기 덕트(125, 도 4 참조)의 내부 공기를 냉각시키기 위하여 열 전도율이 높은 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 제빙 트레이(220)는 알루미늄 등 금속 재질로 구성될 수 있다.
물이 급격하게 냉각되어 얼면, 물에 용해된 기체가 과포화되어 얼음이 불투명해질 수 있다. 이를 방지하기 위하여 제1 제빙 트레이(210)는 제2 제빙 트레이(220) 보다 열 전도율이 낮은 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 제빙 트레이(220)는 합성수지(resin) 재질로 구성될 수 있다.
또한, 제2 제빙 트레이(220)는 제1 제빙 트레이(210)의 하면의 일부와 접촉한다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 셀 수용부(221)는 제빙 셀(211)의 일부를 수용하고, 제빙 셀(211)의 일부가 셀 수용부(221)와 접촉된다. 그 결과, 제빙 셀(211)은 셀 수용부(221)와 접촉된 하부부터 상부를 향하여 순차적으로 냉각될 수 있다.
이와 같이, 제빙 셀(211)이 하부부터 순차적으로 냉각되면, 제빙 셀(211)에 저수된 물은 하부부터 서서히 동결될 수 있다. 물이 하부부터 동결되는 동안, 물과 얼음 경계에는 기체가 과포화되어 기포가 발생할 수 있으며, 기포는 물의 상부로 유동할 수 있다. 그 결과, 얼음의 투명도가 향상될 수 있다.
슬라이더(250)는 슬라이더 본체(251)와, 슬라이더 본체(251)로부터 돌출되는 복수의 가이드 돌기(252)를 포함한다.
슬라이더 본체(251)는 제1 제빙 트레이(210)에 결합되며, 슬라이더(250)를 제1 제빙 트레이(210)에 고정시킬 수 있다.
복수의 가이드 돌기(252)는 슬라이더 본체(251)로부터 교반기(230)를 향하여 돌출될 수 있다.
복수의 가이드 돌기(252) 각각의 폭은 제1 제빙 트레이(210)의 제1 격벽(213)의 두께보다 클 수 있으며, 복수의 가이드 돌기(252) 사이의 거리는 제1 제빙 트레이(210)의 제빙 셀(211)의 폭보다 작을 수 있다.
복수의 가이드 돌기(252)는 교반기(230)에 의하여 제1 제빙 트레이(210)로부터 분리된 얼음이 제1 제빙 트레이(210)로 되돌아 가는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해, 복수의 가이드 돌기(252)는 교반기(230)에 의하여 제1 제빙 트레이(210)로부터 분리된 얼음을 얼음 용기(121, 도 4 참조)으로 안내할 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바를 기준으로 교반기(230)가 시계 방향으로 회전하면, 제1 제빙 트레이(210)의 얼음은 교반기(230)를 중심으로 시계 방향으로 회전 이동할 수 있다. 교반기(230)의 회전에 의하여 얼음은 제1 제빙 트레이(210)를 이탈하며, 교반기(230)의 회전에 따라 슬라이더(240)까지 회전 이동할 수 있다. 이후, 얼음은 슬라이더(240)의 복수의 가이드 돌기(252)와 충돌하게 되며, 제1 제빙 트레이(210)로 복귀하지 못하고 외부 즉 얼음 용기(121, 도 4 참조)으로 낙하될 수 있다.
이처럼, 슬라이더(250)는 교반기(230)에 의하여 제1 제빙 트레이(210)로부터 분리된 얼음을 얼음 용기(121, 도 4 참조)으로 안내할 수 있다.
제빙 커버(260)는 제1 제빙 트레이(210)로부터 분리된 얼음을 안내하는 제2 이빙 가이드(261)을 포함한다. 제2 이빙 가이드(261)는 교반기(230)에 의하여 제2 제빙 트레이(210)로부터 분리된 얼음을 슬라이드(250)로 안내할 수 있다.
제2 이빙 가이드(261)는 도 11에 도시된 바와 같이 제빙 셀(211)의 내면과 제1 이빙 가이드(216)으로부터 연장될 수 있으며, 얼음을 슬라이더(250)로 안내하기 위한 곡면을 가질 수 있다.
제빙 셀(211)로부터 분리된 얼음은 제1 이빙 가이드(216)와 제2 이빙 가이드(261)를 따라서 슬라이더(250)로 안내될 수 있으며, 슬라이드(250)에 의하여 얼음 용기(121, 도 4 참조)으로 안내될 수 있다.
교반기(230)는 제1 제빙 트레이(210)에 회전 가능하게 설치되는 샤프트(231)와, 샤프트(231)로부터 제1 방향으로 돌출되는 교반 부재(232)와, 샤프트(231)로부터 제2 방향으로 돌출되는 이빙 부재(233)와, 교반기(230) 주변의 공기를 가열하는 제빙 히터(234)를 포함한다.
샤프트(231)는 제1 제빙 트레이(210)의 교반기 관통홀(218a, 218b)을 관통하여, 제1 제빙 트레이(210)의 상측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 교반 부재(232)의 일부와 이빙 부재(231)의 일부가 제빙 셀(211)에 저수된 물에 잠기도록 샤프트(231)는 제1 제빙 트레이(210)의 상측에 마련될 수 있다.
샤프트(231)는 교반 모터(240)와 연결될 수 있으며, 교반 모터(240)로부터 회전력을 제공받아 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 또한, 샤프트(231)는 교반 모터(240)에 의하여 특정 각도 범위 내에서 스윙할 수 있다.
교반 부재(232)는 샤프트(231)로부터 돌출되어 형성되거나, 샤프트(231)의 외면에 부착될 수 있다.
교반 부재(232)는 샤프트(231)로부터 반경 방향으로 외측으로 돌출되는 복수의 교반 블레이드(232a)를 포함할 수 있다. 복수의 교반 블레이드(232a) 각각은 도 10에 도시된 바와 같이 샤프트(231)의 외면을 따라 나선형으로 배치될 수 있다.
교반 부재(232)는 샤프트(231)의 회전에 의하여 샤프트(231)를 중심으로 회전하거나 스윙할 수 있으며, 교반 부재(232)의 적어도 일부가 제빙 셀(211)에 저수된 물에 잠길 수 있다. 따라서, 회전하거나 스윙하는 동안 교반 부재(232)는 제빙 셀(211)에 저수된 물을 교반하거나 저을 수 있다.
회전하거나 스윙하는 동안 교반 부재(232)가 슬라이더(250)를 통과할 수 있도록, 교반 부재(232)의 폭은 슬라이더(250)의 가이드 돌기(252) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 또한, 교반 부재(232)가 제빙 셀(211)에 저수된 물을 교반하거나 저을 수 있도록, 교반 부재(232)의 폭은 제빙 셀(211)의 폭보다 작을 수 있다.
교반 부재(232)는 샤프트(231)의 축 방향을 따라 복수개가 마련될 수 있다. 복수의 교반 부재들(232)의 개수는 제1 제빙 트레이(210)의 복수의 제빙 셀들(211)의 개수와 동일할 수 있으며, 복수의 교반 부재들(232)의 위치는 복수의 제빙 셀들(211)의 위치에 대응될 수 있다.
회전하거나 스윙하는 동안 교반 부재(232)가 슬라이더(250)를 통과할 수 있도록, 교반 부재들(232) 사이의 거리는 슬라이더(250)의 가이드 돌기(252)의 폭보다 클 수 있다.
회전하거나 스윙하는 동안 교반 부재(232)가 제빙 셀(211)의 얼음을 타격할 수 있다. 교반 부재(232)가 제빙 셀(211)의 얼음을 타격할 때 얼음이 제빙 셀(211)로부터 이탈하지 않도록 교반 부재(232)는 유연한(flexible) 재질로 구성될 수 있다.
이빙 부재(233)는 샤프트(231)로부터 돌출되어 형성되거나, 샤프트(231)의 외면에 부착될 수 있다.
이빙 부재(233)가 교반 부재(232)의 동작을 방해하지 않고 교반 부재(232)가 이빙 부재(233)의 동작을 방해하지 않도록 이빙 부재(233)는 샤프트(231)를 중심으로 교반 부재(232)와 반대편에 마련될 수 있다.
이빙 부재(233)는 샤프트(231)의 회전에 의하여 샤프트(231)를 중심으로 회전할 수 있으며, 이빙 부재(233)의 적어도 일부가 제빙 셀(211)에 저수된 물의 수면 아래까지 연장될 수 있다.
따라서, 회전하는 동안 이빙 부재(233)는 제빙 셀(211)에 수용된 얼음을 밀어낼 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 교반기(230)가 시계 방향으로 회전하는 경우, 이빙 부재(233)는 제빙 셀(211)을 통과할 수 있다. 이빙 부재(233)가 제빙 셀(211)을 통과하는 동안 이빙 부재(233)는 제빙 셀(211)에 수용된 얼음을 시계 방향으로 밀어 올릴 수 있다. 이빙 부재(233)에 의하여 얼음은 제빙 셀(211)로부터 분리되고, 제빙 셀(211)의 내벽, 제1 이빙 가이드(216) 및 제2 이빙 가이드(261)를 따라서 슬라이더(250)까지 안내될 수 있다. 또한, 얼음은 슬라이더(250)의 가이드 돌기(252)에 걸려 얼음 용기(121, 도 4 참조)으로 낙하될 수 있다.
회전하는 동안 이빙 부재(233)가 슬라이더(250)를 통과할 수 있도록 이빙 부재(233)의 폭은 슬라이더(250)의 가이드 돌기(252) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 또한, 이빙 부재(233)가 제빙 셀(211)에 수용된 얼음을 들어올릴 수 있도록, 이빙 부재(233)의 폭은 제빙 셀(211)의 폭보다 작을 수 있다.
이빙 부재(233)는 샤프트(231)의 축 방향을 따라 복수개가 마련될 수 있다. 복수의 이빙 부재들(233)의 개수는 제1 제빙 트레이(210)의 복수의 제빙 셀들(211)의 개수와 동일할 수 있으며, 복수의 이빙 부재들(233)의 위치는 복수의 제빙 셀들(211)의 위치에 대응될 수 있다.
회전하는 동안 이빙 부재(233)가 슬라이더(250)를 통과할 수 있도록, 이빙 부재들(233) 사이의 거리는 슬라이더(250)의 가이드 돌기(252)의 폭보다 클 수 있다.
회전하는 동안 이빙 부재(233)가 제빙 셀(211)의 얼음을 들어올릴 수 있도록 이빙 부재(233)는 단단한(hard) 재질로 구성될 수 있다.
이처럼, 교반기(230)는 얼음이 제조되는 동안 제빙 셀(211)의 물을 교반하거나 저을 있으며, 얼음이 제조된 이후 제빙 셀(211)의 얼음을 분리시킬 수 있다. 특히, 교반기(230)는 얼음이 제조되는 동안 제빙 셀(211)의 물을 교반하거나 저어줌으로써, 물과 얼음 경계에서 발생하는 기포가 얼음에 포집되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 얼음의 투명도가 향상될 수 있다.
제빙 히터(234)는 샤프트(231) 내부에 마련될 수 있으며, 얼음을 제조하는 동안 교반기(230) 주변의 공기를 가열할 수 있다. 특히, 제빙 히터(234)는 제빙 셀(211)에 저수된 물의 상부의 온도를 물의 어는점 이상으로 유지시킬 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 제빙 셀(211)에 저수된 물은 하부부터 서서히 동결되면 얼음의 투명도가 향상될 수 있다. 물의 상부가 동결되는 것을 방지하기 위하여 제빙 히터(234)는 물의 상부를 가열하고, 물의 상부의 온도를 물의 어는점 이상으로 유지시킬 수 있다. 그 결과, 기포는 얼음에 포집되지 않고 물의 상부로 유동할 수 있으며, 얼음의 투명도가 향상될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 제빙기(110)는 제빙 셀(211)의 하부부터 물을 동결시키는 것과, 얼음이 제조되는 중에 제빙 셀(211)의 물을 교반하는 것을 이용하여 투명한 얼음을 제조할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 의한 냉장고의 제어 블록도를 도시한다.
도 12를 참조하면, 냉장고(1)는 앞서 설명된 구성과 함께 저장실(20)의 온도를 측정하는 저장실 온도 센서(320), 제빙 장치(100)의 온도를 측정하는 제빙 온도 센서(330), 저장실(20)을 냉각시키는 냉각 장치(50), 얼음을 제조하는 제빙 장치(100) 및 저장실 온도 센서(320)의 출력에 따라 냉각 장치(50)를 제어하고 제빙 온도 센서(330)의 출력에 따라 제빙 장치(100)를 제어하는 제어기(310)를 포함한다.
저장실 온도 센서(320)는 상부 저장실(20a, 도 3 참조)의 온도를 측정하는 상부 저장실 온도 센서(321)와, 하부 저장실(20b, 도 3 참조)의 온도를 측정하는 하부 저장실 온도 센서(322)를 포함할 수 있다.
상부 저장실 온도 센서(321)는 상부 저장실(20a, 도 3 참조) 내에 마련될 수 있으며, 상부 저장실(20a, 도 3 참조)의 온도를 측정하고 상부 저장실(20a, 도 3 참조)의 온도에 대응하는 전기적 신호를 제어기(310)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상부 저장실 온도 센서(321)는 온도에 따라 전기적 저항값이 변화하는 서미스터(thermistor)를 포함할 수 있다.
하부 저장실 온도 센서(322)는 하부 저장실(20b, 도 3 참조) 내에 마련될 수 있으며, 하부 저장실(20b, 도 3 참조)의 온도를 측정하고 하부 저장실(20b, 도 3 참조)의 온도에 대응하는 전기적 신호를 제어기(310)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 하부 저장실 온도 센서(322)는 온도에 따라 전기적 저항값이 변화하는 서미스터를 포함할 수 있다.
제빙 온도 센서(322)는 제빙 장치(100) 내에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제빙 온도 센서(322)는 얼음을 제조하기 위한 물이 저수되는 제빙 트레이(111)에 설치될 수 있다.
제빙 온도 센서(322)는 제빙 트레이(111)에 수용된 물 또는 얼음의 온도를 측정하고, 물 또는 얼음의 온도에 대응하는 전기적 신호를 제어기(310)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제빙 온도 센서(322)는 온도에 따라 전기적 저항값이 변화하는 서미스터를 포함할 수 있다.
냉각 장치(50)는 도 3에서 설명한 바와 같이 압축기(51), 응축기(52, 도 3 참조), 팽창기(54, 55, 도 3 참조), 증발기(56, 57, 도 3 참조), 냉매관(58, 도 3 참조) 및 전환 밸브(53)를 포함할 수 있다.
압축기(51)는 제어기(310)의 제어 신호에 응답하여 냉매를 고압으로 압축하고 응축기(52, 도 3 참조)로 토출할 수 있다. 또한, 전환 밸브(53)는 제어기(310)의 제어 신호에 응답하여 상부 저장실(20a, 도 3 참조)의 증발기(56, 도 3 참조)와 하부 저장실(20b, 도 3 참조)의 증발기(57, 도 3 참조) 중 적어도 하나로 냉매를 공급할 수 있다. 다시 말해, 제어기(310)의 제어 신호에 응답하여 압축기(51)는 냉매의 흐름을 생성하고, 전환 밸브(53)는 냉매의 유로를 제어할 수 있다.
제빙 장치(100)는 도 4 내지 도 11에서 설명한 바와 같이 제빙 트레이(210, 220), 교반기(230), 교반 모터(240), 얼음 용기(121, 도 3 참조), 이송기(122, 도 3 참조), 이송 모터(123, 도 3 참조), 제빙 히터(234), 이빙 히터(270)를 포함할 수 있다.
제어기(110)의 제어 신호에 응답하여 교반 모터(240)는 물을 교반하거나 젓는 교반기(230)를 구동할 수 있다. 제어기(110)의 제어 신호에 응답하여 이송 모터(123)는 저빙기(120)의 얼음을 토출시키는 이송기(122)를 구동할 수 있다.
제빙기(110) 내부의 온도를 영상으로 유지시키는 제빙 히터(234)와, 얼음을 제빙기(110)로부터 분리하기 위하여 제빙기(110)를 가열하는 이빙 히터(270)를 포함할 수 있다.
제어기(310)는 냉장고(1)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 기억하는 메모리(312)와, 메모리(312)에 기억된 프로그램 및 데이터에 따라 냉장고(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 프로세서(311)를 포함할 수 있다. 프로세서(311)와 메모리(312)는 별도의 칩으로 구현되거나, 단일의 칩으로 구현될 수 있다.
메모리(312)는 냉장고(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터와, 사용자 입력에 따라 다양한 기능을 수행하는 다양한 어플리케이션 프로그램 및 어플리케이션 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(312)는 저장실 온도 센서(320)와 제빙 온도 센서(330)의 출력을 임시로 기억할 수 있다.
메모리(312)는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM), D-램(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(112)는 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(311)는 각종 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있으며, 메모리(312)로부터 제공된 프로그램에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(311)는 저장실 온도 센서(320)의 출력을 처리하고, 냉각 장치(50)의 압축기(51)와 전환 밸브(53)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 프로세서(311)는 제빙 온도 센서(330)의 출력을 처리하고, 제빙 장치(100)의 교반 모터(240), 이송 모터(123), 제빙 히터(234) 및 이빙 히터(270)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
이처럼, 제어기(310)는 저장실(20)의 온도와 제빙 장치(100)의 온도에 따라 냉장고(1)에 포함된 각 구성을 제어할 수 있다.
또한, 아래에서 설명되는 냉장고(1)의 동작은 제어기(310)의 제어에 의한 것으로 볼 수 있다.
도 13은 일 실시예에 의한 냉장고의 제빙 동작의 일 예를 도시한다. 도 14는 도 13에 도시된 제빙 동작에 의한 물 또는 얼음의 온도 변화를 도시한다. 도 15 및 도 16은 도 13에 도시된 제빙 동작에 따라 물을 교반하는 것을 도시한다. 또한, 도 17은 도 13에 도시된 제빙 동작에 따라 제빙기의 내부 공기를 가열하는 것을 도시한다.
도 13, 도 14, 도 15, 도 16 및 도 17과 함께, 냉장고(1)의 제빙 동작(1000)이 설명된다.
냉장고(1)는 제빙기(110)에 물을 공급한다(1010).
냉장고(1)의 제어기(310)는 제빙기(110)로 물을 공급하기 위하여 급수 밸브(미도시)를 개방할 수 있다.
제빙기(110)에 물이 공급되면, 물은 도 4 내지 도 11에 도시된 급수 가이드(214)를 따라 급수구(215)까지 안내될 수 있다. 또한, 물은 급수구(215)를 통하여 복수의 제빙 셀(211)로 공급될 수 있다. 특히, 복수의 제빙 셀(211) 사이에는 관통홀(213a)이 형성되며, 물은 관통홀(213a)을 통하여 복수의 제빙 셀(211)에 순차적으로 공급될 수 있다.
냉장고(1)는 제빙기(110)를 냉각한다(1020).
냉장고(1)의 제어기(310)는 냉매의 흐름이 발생하도록 냉각 장치(50)의 압축기(51)를 가동하고, 제빙 냉매관(59)로 냉매가 공급되도록 전환 밸브(53)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 압축기(51)는 기체 상태의 냉매를 압축하여 토출할 수 있으며, 압축기(51)로부터 토출된 냉매는 응축기(52)를 거쳐 전환 밸브(53)로 유입될 수 있다. 전환 밸브(53)에 의하여 냉매는 제빙 냉매관(59)으로 안내될 수 있으며, 제빙 냉매관(59)으로 안내된 냉매는 팽창기(55)를 거쳐 제빙 냉매관(59)으로 유입될 수 있다. 제빙 냉매관(59)에서 냉매의 일부가 증발되며, 냉매의 증발에 의하여 제빙기(110)(예를 들어, 제2 제빙 트레이(220)와 제1 제빙 트레이(210))가 냉각될 수 있다. 이후, 냉매는 하부 저장실(20b)의 증발기(57)를 거쳐 압축기(51)로 유입될 수 있다.
이처럼, 압축기(51)에 의하여 냉매가 순환하며, 냉매가 순환하는 동안 냉매는 제빙기(110)로부터 열 에너지를 흡수하고, 제빙기(110)를 냉각시킬 수 있다.
제빙기(110)가 냉각되는 동안 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1030).
제빙기(110)의 냉각에 의하여 제빙기(110)에 저수된 물 역시 함께 냉각될 수 있다. 예를 들어, 제빙 냉매관(59)에 의하여 제빙 냉매관(59)과 접촉된 제2 제빙 트레이(220)가 냉각되고, 제2 제빙 트레이(220)와 접촉된 제1 제빙 트레이(210)가 냉각될 수 있다. 또한, 제1 제빙 트레이(210)의 제빙 셀(211)에 저수된 물이 냉각될 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물이 냉각되는 동안 냉장고(1)의 제어기(310)는 제빙 온도 센서(320)를 통하여 제빙기(110)에 저수된 물의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 제어기(310)는 제빙기(110)에 저수된 물의 온도와 제1 기준 온도를 비교할 수 있다.
제1 기준 온도는 물의 어는점보다 약간 높은 대략 섭씨 5도 내지 섭씨 1도의 온도일 수 있다. 물이 냉각되는 동안 물 또는 얼음의 온도는 도 14에 도시된 바와 같이 변화할 수 있다. 물의 어는점(섭씨 0도)에 도달할 때까지 물의 온도는 계속적으로 낮아지며, 물의 온도가 섭씨 0도에 도달하면 물의 온도가 일정하게 유지될 수 있다. 물의 온도가 일정하기 유지되는 동안 물이 얼음으로의 변환되는 상변화가 발생된다.
물로부터 얼음으로의 상변화가 시작되었는지를 판단하기 위하여 제1 기준 온도는 물의 어는점보다 대략 섭씨 1도 내지 2도 높은 온도로 설정될 수 있다. 다시 말해, 제1 기준 온도는 대략 섭씨 영상 1도 내지 2도로 설정될 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮지 않으면(1030의 아니오), 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 온도를 측정하는 것을 반복할 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮으면(1030의 예), 냉장고(1)는 제빙기(110)의 물을 교반한다(1040).
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮으면 제빙기(110)의 물이 동결되기 시작하는 것으로 판단될 수 있다.
물이 급속히 동결되면 물에 용해된 기체가 과포화되어 기포가 발생할 수 있다. 기포가 제거되지 않은 상태로 물이 동결되면, 얼음에 포집된 기포로 인하여 얼음이 불투명해질 수 있다.
냉장고(1)는 투명한 얼음을 제조하기 위하여 물이 동결되는 동안 물을 교반하여 기포를 제거할 수 있다.
냉장고(1)의 제어기(310)는 물을 교반하기 위하여 제빙기(110)의 교반 모터(240)에 제어 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제어기(310)의 제어 신호에 응답하여, 교반 모터(240)는 교반기(230)가 스윙하거나 회전하도록 교반기(230)에 회전력을 제공할 수 있다.
물이 제조되는 동안 스윙하거나 회전함으로써 교반기(230)는 물을 교반하거나 저을 수 있으며, 물의 기포를 제거할 수 있다. 교반기(230)는 교반 부재(232)와 이빙 부재(233)를 포함할 수 있으며, 교반기(230)는 교반 부재(232)를 이용하여 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 교반하거나 저을 수 있다.
제어기(310)는 교반기(230)가 정해진 각도 범위에서 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다. 정해진 각도 범위에서 스윙하는 동안 교반기(230)는 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 교반할 수 있다.
제어기(310)는 도 15에 도시된 바와 같이 교반기(230)가 반시계 방향으로 회전하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있으며, 교반기(230)의 회전에 따라 교반 부재(232)는 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물 안에서 우측으로 이동할 수 있다.
교반 부재(232)가 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물 밖으로 이탈하기 전에 제어기(310)는 교반기(230)의 반시계 방향 회전을 중지할 수 있다. 얼음 용기(121, 도 4 참조)로 얼음을 낙하시키기 위하여 제빙 트레이(210, 220)의 우측은 개방된다. 따라서, 교반 부재(232)가 제빙 트레이(210, 220)의 물 밖까지 스윙하면, 물이 교반 부재(232)에 의하여 얼음 용기(121, 도 4 참조)로 튈 수 있다.
제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 얼음 용기(121, 도 4 참조)로 튀는 것을 방지하기 위하여, 교반 부재(232)가 제빙 트레이(210, 220)의 물 밖으로 이탈하기 전에 제어기(310)는 교반기(230)의 스윙이 중지되도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
이후, 제어기(310)는 도 16에 도시된 바와 같이 교반기(230)가 시계 방향으로 회전하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있으며, 교반기(230)의 회전에 따라 교반 부재(232)는 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물 안에서 좌측으로 이동할 수 있다.
교반 부재(232)가 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물 밖으로 이탈한 직후 제어기(310)는 교반기(230)의 시계 방향 회전을 중지할 수 있다. 얼음을 분리하기 위하여 제빙 트레이(210, 220)의 좌측은 제1 제빙 트레이(210)와 제빙 커버(260)에 의하여 폐쇄된다. 따라서, 교반 부재(232)가 물 밖까지 스윙하더라도 제빙 트레이(210, 220)의 물이 얼음 용기(121, 도 4 참조)로 튀지 않는다.
따라서, 제빙 트레이(210, 220)의 물을 충분히 교반하기 위하여, 교반 부재(232)가 제빙 트레이(210, 220)의 물 밖으로 이탈한 직후 제어기(310)는 교반기(230)의 스윙이 중지되도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
이처럼, 교반기(230)가 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 교반함으로써, 냉장고(1)는 물이 동결되는 동안 발생되는 기포를 제거할 수 있다. 그 결과, 냉장고(1)는 투명한 얼음을 제조할 수 있다.
또한, 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 상부를 가열한다(1050).
앞서 설명된 바와 같이, 물이 급속히 동결되면 얼음이 불투명해질 수 있다.
냉장고(1)는 투명한 얼음을 제조하기 위하여 제빙 트레이(210, 220)의 물을 하부부터 동결시킬 수 있다. 제빙 트레이(210, 220)의 물이 하부부터 동결되면 과포화된 기체로 인한 기포가 물의 상부로 이동할 수 있으며, 냉장고(1)는 교반 동작을 통하여 기포를 제거할 수 있다. 더욱이, 제빙 트레이(210, 220)의 물이 하부부터 동결되면 냉장고(1)가 제빙 트레이(210, 220)의 물을 원활하게 교반할 수 있다.
제빙 트레이(210, 220)의 물을 하부부터 동결시키기 위하여 냉장고(1)는 제빙 트레이(210, 220)의 상측 공기의 온도를 영상으로 유지시킬 수 있다. 제빙 트레이(210, 220)의 상측 공기의 온도가 영상으로 유지되도록 냉장고(1)의 제어기(310)는 교반기(230)의 제빙 히터(234)를 가동할 수 있다.
제빙 히터(234)는 교반기(230)의 샤프트(231) 내에 마련되며, 교반기(230)는 제빙 트레이(210, 220)의 상측에 마련된다. 따라서, 제빙 히터(234)는 도 17에 도시된 바와 같이 제빙 트레이(210, 220)의 상측에 열을 방사할 수 있다.
제빙 히터(234)의 동작에 의하여, 제빙 트레이(210, 220) 상측의 온도는 영상으로 유지될 수 있으며, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물은 하부부터 동결될 수 있다.
이처럼, 제빙 히터(234)가 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물의 상측을 가열함으로써, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물은 하부부터 동결될 수 있다. 그 결과, 냉장고(1)는 투명한 얼음을 제조할 수 있다.
냉장고(1)는 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되는 동안 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물의 교반과, 제빙 트레이(210, 220)의 상측에 대한 가열을 계속할 수 있다.
제빙기(110)의 물이 동결되는 동안, 냉장고(1)는 제빙기(110)의 물 또는 얼음의 온도가 제2 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1060).
도 14에 도시된 바와 같이 물이 얼음으로 상변화되는 동안 물 또는 얼음의 온도는 물의 어는점(섭씨 0도)로 일정하게 유지될 수 있다. 물 또는 얼음의 온도가 물의 어는점(섭씨 0도) 이하로 낮아지면 물이 동결된 것이 판단될 수 있다.
물이 동결되었는지를 판단하기 위하여 제2 기준 온도는 물의 어는점보다 대략 섭씨 1도 내지 2도 낮은 온도로 설정될 수 있다. 다시 말해, 제2 기준 온도는 대략 섭씨 영하 1도 내지 2도로 설정될 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제2 기준 온도보다 낮지 않으면(1060의 아니오), 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물 또는 얼음의 온도를 측정하는 것을 반복할 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제2 기준 온도보다 낮으면(1060의 예), 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 교반과, 제빙기(110)의 상측의 가열을 중지한다(1070).
도 14에 도시된 바와 같이 물이 얼음으로 상변화되면 얼음의 온도는 물의 어는점(섭씨 0도)보다 낮아진다. 물 또는 얼음의 온도가 물의 어는점(섭씨 0도) 이하로 낮아지면 제빙 온도 센서(330) 주변의 물이 동결된 것이 판단될 수 있다.
특히, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물의 교반과 제빙 트레이(210, 220) 상측의 가열로 인하여, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 하부부터 동결될 수 있다. 다시 말해, 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 위치한 물이 제빙 트레이(210, 220)의 상부에 위치한 물보다 먼저 동결되고, 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 위치한 물 또는 얼음의 온도가 제빙 트레이(210, 220)의 상부에 위치한 물의 온도보다 낮다.
물 또는 얼음의 온도를 측정하는 제빙 온도 센서(330)는 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 마련될 수 있으며, 제빙 온도 센서(330)는 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 위치한 물 또는 얼음의 온도를 측정할 수 있다. 제어기(310)는 제빙 온도 센서(330)의 출력을 기초로 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 위치한 물의 동결을 감지할 수 있다.
제빙 온도 센서(330)의 출력에 의한 온도가 제2 기준 온도보다 낮으면 다시 말해 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 위치한 물의 동결이 감지되면, 제어기(310)는 제빙기(110)에 저수된 물의 교반과, 제빙기(110)의 상측의 가열을 중지한다.
제빙 트레이(210, 220)의 상부에 위치한 물까지 동결되면 교반기(230)가 제빙 트레이(210, 220)의 물 또는 얼음을 교반하기 어려우며, 제빙 트레이(210, 220)의 물 또는 얼음을 교반하는 동안 손상될 수 있다. 따라서, 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 위치한 물의 동결이 감지되면, 제어기(310)는 제빙기(110)에 저수된 물의 교반을 중지할 수 있다.
또한, 제빙기(110)의 상측의 가열이 계속되면 제빙 트레이(210, 220)의 상부에 위치한 물의 동결이 지연될 수 있다. 따라서, 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 위치한 물의 동결이 감지되면, 제어기(310)는 제빙기(110)에 저수된 물의 상측에 대한 가열을 중지할 수 있다.
이후, 냉장고(1)는 제빙기(110)의 물 또는 얼음의 온도가 제3 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1080).
도 14에 도시된 바와 같이 물이 동결되어 얼음이 제조되면 얼음의 온도는 지속적으로 낮아질 수 있다. 얼음의 온도가 충분히 낮아지면(대략 섭씨 영하 10 내지 영하 20도), 주변 온도 변화에도 얼음이 쉽게 녹지 않을 수 있다.
물이 충분히 동결되었는지를 판단하기 위하여 제3 기준 온도는 대략 섭씨 영하 10 내지 영하 20도로 설정될 수 있다.
제빙기(110)의 얼음의 온도가 제3 기준 온도보다 낮지 않으면(1080의 아니오), 냉장고(1)는 제빙기(110)의 얼음의 온도를 측정하는 것을 반복할 수 있다.
제빙기(110)의 얼음의 온도가 제3 기준 온도보다 낮으면(1080의 예), 냉장고(1)는 얼음을 제빙기(110)로부터 분리한다(1090).
얼음의 온도가 충분히 낮아지면(대략 섭씨 영하 10 내지 영하 20도), 얼음의 제조가 완료된 것이 판단될 수 있다.
얼음의 제조가 완료되면, 냉장고(1)의 제어기(310)는 제조된 얼음을 저빙기(120)에 저장하고 새로운 얼음을 제조하기 위하여 얼음을 제빙기(110)로부터 분리할 수 있다.
제빙 트레이(210, 220)로부터 얼음을 분리하기 위하여 제어기(310)는 이빙 히터(270)를 가동할 수 있다. 이빙 히터(270)는 제빙 트레이(210, 220)를 가열할 수 있으며, 제빙 트레이(210, 220)가 가열되면 얼음의 제빙 트레이(210, 220)와 접촉하는 부분이 녹는다. 그 결과, 얼음과 제빙 트레이(210, 220) 사이에 수막이 형성되며, 얼음이 제빙 트레이(210, 220) 위에서 이동할 수 있게 된다.
이후, 제어기(310)는 교반기(230)의 이빙 부재(233)가 얼음을 제빙 트레이(210, 220) 밖으로 밀어내도록 교반 모터(240)에 제어 신호를 출력할 수 있다.
제어기(310)의 제어 신호에 응답하여, 교반 모터(240)는 이빙 부재(233)가 얼음을 제빙 트레이(210, 220) 밖으로 밀어내도록 교반기(230)를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 도 15를 기준으로 교반 모터(240)는 교반기(230)를 시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 교반기(230)의 이빙 부재(233)는 제빙 트레이(210, 220)의 얼음을 좌측으로 들어올릴 수 있으며, 얼음은 제1 제빙 트레이(210)의 제1 이빙 가이드(216)과 제빙 커버(260)의 제2 이빙 가이드(261)를 따라 슬라이더(250)까지 안내될 수 있다. 또한, 얼음은 슬라이더(250)에 의하여 저빙기(120)의 얼음 용기(121)로 낙하될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 얼음을 제조하는 동안 냉장고(1)는 물이 하부부터 동결되도록 물을 냉각할 수 있으며, 물을 교반할 수 있다. 그 결과, 냉장고(1)는 물이 동결되는 중에 발생하는 기포를 제거하고, 투명한 얼음을 제조할 수 있다.
이상에서 냉장고(1)는 물 또는 얼음의 온도에 의존하여 물을 교반하고, 물의 상부를 가열하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 냉장고(1)는 시간에 의존하여 물을 교반하고, 물의 상부를 가열할 수 있다.
냉장고(1)는 제빙기(110)에 물을 공급한 이후 특정 시간이 경과할 때까지 물을 교반하고, 물의 상부를 가열할 수 있다. 구체적으로, 제빙기(110)에 물을 공급한 이후 특정 시간이 경과할 때까지 제어기(310)는 교반 모터(240)와 제빙 히터(234)를 가동할 수 있으며, 특정 시간이 경과하면 제어기(310)는 교반 모터(240)와 제빙 히터(234)의 가동을 중지할 수 있다. 여기서, 특정 시간은 물의 하부가 동결되기까지의 시간이며, 사전의 실험 등에 의하여 정해질 수 있다.
또한, 냉장고(1)는 제빙기(110)에 물을 공급한 이후 제1 시간이 경과하면 물을 교반하고, 물의 상부를 가열할 수 있다. 여기서, 제1 시간은 물이 동결되기 시작하는 시간이며, 사전의 실험 등에 의하여 정해질 수 있다. 또한, 교반과 가열이 개시된 이후 제2 시간이 경과하면 냉장고(1)는 물의 교반과 물의 상부 가열을 중지할 수 있다. 여기서, 제2 시간은 물이 동결되기 시작한 이후 물의 하부가 동결되기까지의 시간이며, 사전의 실험 등에 의하여 정해질 수 있다.
도 18은 일 실시예에 의한 냉장고의 제빙 동작의 다른 일 예를 도시한다.
도 18과 함께, 냉장고(1)의 제빙 동작(1100)이 설명된다.
냉장고(1)는 제빙기(110)에 물을 공급하고, 제빙기(110)를 냉각할 수 있다. 이러한 동작은 도 13 도시된 동작 1010과 동작 1020와 동일할 수 있다.
제빙기(110)가 냉각되는 동안 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1110).
제2 기준 온도는 대략 섭씨 영상 1도 내지 2도로 설정될 수 있으며, 동작 1110은 도 13 도시된 동작 1030과 동일할 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮으면(1110의 예), 냉장고(1)는 교반기(230)를 이용하여 제빙기(110)의 물을 제1 속도로 교반한다(1120).
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮으면 제빙기(110)의 물이 동결되기 시작하는 것으로 판단될 수 있으며, 냉장고(1)의 제어기(310)는 제빙기(110)에 저수된 물에 발생하는 기포를 제거하기 위하여 제빙기(110)에 저수된 물을 교반할 수 있다.
제어기(310)는 교반기(230)가 미리 정해진 제1 속도로 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어기(310)는 교반기(230)가 대략 60rpm의 속도로 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
교반기(230)가 제1 속도로 스윙하는 동안, 교반기(230)의 교반 부재(232)는 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 저어줄 수 있으며, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물에 발생된 기포를 제거할 수 있다.
교반기(230)가 제1 속도로 스윙하는 동안 냉장고(1)는 미리 정해진 제1 시간이 경과하였는지를 판단한다(1130).
제1 시간은 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되기까지의 시간에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 시간은 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되기까지의 시간의 3분의 1일 수 있다.
교반기(230)가 제1 속도로 스윙한 이후 제1 시간이 경과하면(1130의 예), 냉장고(1)는 교반기(230)를 이용하여 제빙기(110)의 물을 제2 속도로 교반한다(1140).
냉장고(1)의 제어기(310)는 제1 시간 동안 교반기(230)가 제1 속도로 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있으며, 제1 시간이 경과하면 제어기(310)는 교반기(230)가 미리 정해진 제2 속도로 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다. 여기서, 제2 속도는 제1 속도보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제어기(310)는 교반기(230)가 대략 30rpm의 속도로 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
교반기(230)가 제2 속도로 스윙하는 동안 교반기(230)의 교반 부재(232)는 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 저어줄 수 있으며, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물에 발생된 기포를 제거할 수 있다.
교반기(230)가 제2 속도로 스윙하는 동안 냉장고(1)는 미리 정해진 제2 시간이 경과하였는지를 판단한다(1150).
제2 시간은 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되기까지의 시간에 따라 정해질 수 있으며, 제2 시간은 제1 시간과 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 시간은 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되기까지의 시간의 3분의 1일 수 있다.
교반기(230)가 제2 속도로 스윙한 이후 제2 시간이 경과하면(1150의 예), 냉장고(1)는 교반기(230)를 이용하여 제빙기(110)의 물을 제3 속도로 교반한다(1160).
냉장고(1)의 제어기(310)는 제2 시간 동안 교반기(230)가 제2 속도로 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있으며, 제2 시간이 경과하면 제어기(310)는 교반기(230)가 미리 정해진 제3 속도로 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다. 여기서, 제3 속도는 제2 속도보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제어기(310)는 교반기(230)가 대략 10rpm의 속도로 스윙하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
교반기(230)가 제3 속도로 스윙하는 동안 교반기(230)의 교반 부재(232)는 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 저어줄 수 있으며, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물에 발생된 기포를 제거할 수 있다.
교반기(230)가 스윙하는 동안 냉장고(1)는 제빙기(110)의 물 또는 얼음의 온도가 제2 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1170).
제2 기준 온도는 대략 섭씨 영하 1도 내지 2도로 설정될 수 있으며, 동작 1170은 도 13 도시된 동작 1060과 동일할 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제2 기준 온도보다 낮으면(1170의 예), 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 교반을 중지한다(1180).
제빙 트레이(210, 220)의 하부에 마련된 제빙 온도 센서(330)에 의하여 측정된 온도가 제2 기준 온도(대략 섭씨 영하 1도 내지 2도)보다 낮으면 제빙 트레이(210, 220)의 하부에 위치한 물의 동결이 판단되며, 제어기(310)는 제빙기(110)에 저수된 물의 교반을 중지할 수 있다.
이후, 냉장고(1)는 얼음을 제빙기(110)로부터 분리한다(1190).
제빙기(110)의 물 또는 얼음의 온도가 제3 기준 온도보다 낮으면 냉장고(1)의 제어기(310)는 제조된 얼음을 저빙기(120)에 저장하고 새로운 얼음을 제조하기 위하여 얼음을 제빙기(110)로부터 분리할 수 있다. 예를 들어, 제빙 트레이(210, 220)로부터 얼음을 분리하기 위하여 제어기(310)는 이빙 히터(270)를 가동하고, 교반기(230)의 이빙 부재(233)가 얼음을 제빙 트레이(210, 220) 밖으로 밀어내도록 교반 모터(240)에 제어 신호를 출력할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 동결이 진행됨에 따라 냉장고(1)는 교반기(230)의 스윙 속도(교반 부재의 교반 속도)를 점점 낮출 수 있다. 동결이 진행됨에 따라 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 점점 동결될 수 있으며, 얼음과 교반 부재(232) 사이의 충돌이 발생할 수 있다. 얼음과 교반 부재(232) 사이의 충돌로 인하여 얼음이 제빙 트레이(210, 220) 밖으로 이탈하거나 교반 부재(232)가 손상될 수 있다. 얼음의 손실 또는 교반 부재(232)의 손상을 방지하기 위하여 제어기(310)는 동결이 진행됨에 따라 교반기(230)의 스윙 속도(교반 부재의 교반 속도)가 작아지도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
도 19a, 도 19b, 도 20a, 도 20b, 도 21a, 도 21b, 도 22a, 도 22b, 도 23a 및 도 23b은 도 10에 도시된 교반기의 대체 가능 예를 도시한다.
앞서, 도 10은 제빙 장치(100)에 포함된 교반기(230)를 도시하였다. 그러나, 교반기(230)의 형상은 도 10에 도시된 바에 한정되지 않으며, 교반기(230)는 다양한 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 제빙 장치(100)는 도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같은 교반기(400)를 포함할 수 있다.
교반기(400)는 제빙 트레이(210, 220)에 회전 가능하게 설치되는 샤프트(401)와, 샤프트(401)로부터 돌출되어 형성된 교반/이빙 부재(402)를 포함한다.
샤프트(401)는 도 10에 도시된 샤프트(231)과 동일할 수 있다. 다만, 도 10에 도시된 교반기(230)가 교반 부재(232)와 이빙 부재(233)를 별도로 포함하는 것과 달리, 교반기(400)는 하나의 교반/이빙 부재(402)를 포함할 수 있다.
교반기(400)는 교반 모터(240)에 의하여 스윙 또는 회전할 수 있다. 얼음을 제조하는 중에 교반기(400)는 교반 모터(240)에 의하여 미리 정해진 각도 범위 안에서 스윙할 수 있으며, 교반기(400)가 스윙하는 동안 교반/이빙 부재(402)가 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 교반할 수 있다.
또한, 얼음의 제조가 완료된 이후 교반기(400)는 교반 모터(240)에 의하여 회전할 수 있으며, 교반기(400)가 회전하는 동안 교반/이빙 부재(402)가 얼음을 제빙 트레이(210, 220)로부터 분리시킬 수 있다.
이처럼, 교반기(400)의 교반/이반 부재(232a)는 제빙 트레이(210, 220)의 물을 교반하는 것과 얼음을 제빙 트레이(210, 220)로부터 분리시키는 것을 모두 수행할 수 있다.
다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같은 교반기(410)를 포함할 수 있다.
교반기(410)는 샤프트(411)와, 샤프트(411)로부터 제1 방향으로 돌출되어 형성된 교반 부재(412)와 샤프트(411)로부터 제2 방향으로 돌출되어 형성된 이빙 부재(413)를 포함한다.
샤프트(411) 및 이빙 부재(413)는 도 10에 도시된 샤프트(231) 및 이빙 부재(233)과 동일할 수 있다.
도 10에 도시된 교반 부재(232)는 나선 형상으로 배치된 복수의 교반 블레이드(232a)를 포함하는 것과 달리, 교반 부재(412)는 판 형상을 갖는다. 판 형상을 갖는 교반 부재(412)는 샤프트(411)로부터 반경 방향으로 외측으로 돌출되고, 샤프트(411)의 축 방향을 따라 연장될 수 있다. 다시 말해, 판 형상의 교반 부재(412)의 가로 방향이 샤프트(411)의 축 방향과 일치할 수 있다. 다만, 판 형상의 교반 부재(402)의 가로 방향이 샤프트(411)의 축 방향과 일치하는 것에 한정되는 것은 아니며, 판 형상의 교반 부재(412)의 가로 방향은 샤프트(411)의 축 방향으로부터 어긋날 수 있다.
교반 부재(412)와 이빙 부재(413)는 서로 간섭을 피하기 위하여 샤프트(411)를 중심으로 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 다만, 교반 부재(412)와 이빙 부재(413)가 서로 반대 방향으로 돌출되는 것에 한정되는 것은 아니며, 교반 부재(412)와 이빙 부재(413)는 반대 방향이 아닌 다른 방향으로 돌출될 수 있다.
교반 부재(402)는 유연할 재질로 구성되어, 얼음을 제조하는 중에 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 교반할 수 있다. 또한, 이빙 부재(403)는 단단한 재질로 구성되어 얼음의 제조가 완료된 이후 얼음을 제빙 트레이(210, 220)로부터 분리시킬 수 있다.
또 다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 21a 및 도 21b에 도시된 바와 같은 교반기(420)를 포함할 수 있다.
교반기(420)는 샤프트(421)와, 샤프트(421)로부터 제1 방향으로 돌출되어 형성된 교반 부재(422)와 샤프트(421)로부터 제2 방향으로 돌출되어 형성된 이빙 부재(423)를 포함한다.
샤프트(411) 및 이빙 부재(413)는 도 20a 및 도 20b에 도시된 샤프트(411) 및 이빙 부재(413)과 동일할 수 있다.
도 20a 및 도 20b에 도시된 교반 부재(412)과 달리, 교반 부재(422)는 판 형상을 가지며, 판 형상의 교반 부재(422)에 관통홀(422a)이 형성될 수 있다. 교반 부재(422)가 제빙 트레이(210, 220)의 물을 교반하는 동안, 물 또는 얼음은 교반 부재(422)의 관통홀(422a)을 통과할 수 있다. 특히, 얼음이 교반 부재(422)의 관통홀(422a)을 통과함으로 인하여, 얼음과 교반 부재(422)가 충돌하는 것이 방지될 수 있다. 그 결과, 교반 부재(422)는 이빙 부재(423)와 마찬가지로 단단한 재질로 구성될 수 있다.
판 형상의 교반 부재(422)의 가로 방향이 샤프트(421)의 축 방향과 일치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 교반 부재(422)와 이빙 부재(423)는 서로 간섭을 피하기 위하여 샤프트(421)를 중심으로 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 22a 및 도 22b에 도시된 바와 같은 교반기(430)를 포함할 수 있다.
교반기(430)는 샤프트(431)와, 샤트프(431)로부터 제1 방향으로 돌출되어 형성되는 제1 교반 부재(432a)와, 샤프트(431)로부터 제2 방향으로 돌출되어 형성되는 제2 교반 부재(432b)와, 샤프트(431)로부터 제3 방향으로 돌출도어 형성되는 이빙 부재(433)를 포함한다.
샤프트(431) 및 이빙 부재(433)는 도 20a 및 도 20b에 도시된 샤프트(411) 및 이빙 부재(413)과 동일할 수 있다.
도 20a 및 도 20b에 도시된 교반기(410)는 하나의 교반 부재(412)를 포함하는 것과 달리, 교반기(430)는 제1 교반 부재(432a)와 제2 교반 부재(432b)를 포함할 수 있다. 교반기(430)가 제1 교반 부재(432a)와 제2 교반 부재(432b)를 포함함으로 인하여, 교반기(430)의 스윙에 의하여 제1 교반 부재(432a)와 제2 교반 부재(432b)가 각각 제빙 트레이(210, 220)를 교반할 수 있다. 다시 말해, 교반기(430)는 도 20에 도시된 교반기(410)와 비교하여 대략 2배의 교반 효과를 나타낼 수 있다.
교반기(410)는 2개의 교반 부재(432a, 432b)를 포함하나, 교반 부재(432a, 432b)의 개수는 2개에 한정되는 것이 아니며 교반기(430)는 3개 이상의 교반 부재를 포함할 수 있다.
제1 교반 부재(432a)와 제2 교반 부재(432b)는 각각 판 형상을 가지며, 제1 교반 부재(432a)와 제2 교반 부재(432b)는 동일한 형상을 가질 수 있다.
제1 교반 부재(432a)의 가로 방향과 제2 교반 부재(432b)의 가로 방향은 샤프트(431)의 축 방향과 일치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 교반 부재(432a), 제2 교반 부재(432b) 및 이빙 부재(433)는 서로 간섭을 피하기 위하여 서로 멀어지도록 샤프트(431)로부터 돌출될 수 있다. 예를 들어, 제1 교반 부재(432a)의 돌출 방향과 제2 교반 부재(432b)의 돌출 방향과 이빙 부재(433)의 돌출 방향은 서로 120도의 차이를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 교반 부재(432a)의 돌출 방향과 제2 교반 부재(432b)의 돌출 방향과 이빙 부재(433)의 돌출 방향이 서로 상이하면 충분하다.
또 다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 23a 및 도 23b에 도시된 바와 같은 교반기(440)를 포함할 수 있다.
교반기(440)는 샤프트(441)와, 샤트프(441)로부터 제1 방향으로 돌출되어 형성되는 제1 교반 부재(442a)와, 샤프트(441)로부터 제2 방향으로 돌출되어 형성되는 제2 교반 부재(442b)와, 샤프트(441)로부터 제3 방향으로 돌출도어 형성되는 이빙 부재(443)를 포함한다.
샤프트(441) 및 이빙 부재(443)는 도 22a 및 도 22b에 도시된 샤프트(431) 및 이빙 부재(433)과 동일할 수 있다.
도 22a 및 도 22b에 도시된 교반기(430)는 동일한 형상의 제1 교반 부재(432a)와 제2 교반 부재(432b)를 포함하는 것과 달리, 교반기(440)는 서로 상이한 형상의 제1 교반 부재(442a)와 제2 교반 부재(442b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 교반 부재(442a)는 샤프트(441)로부터 제1 길이(L1) 만큼 돌출되고, 제2 교반 부재(442b)는 샤프트(441)로부터 제1 길이(L1)보다 큰 제2 길이(L2) 만큼 돌출될 수 있다. 또한, 이빙 부재(443)는 샤프트(441)로부터 제2 길이(L2)보다 큰 제3 길이(L3) 만큼 돌출될 수 있다.
제1 교반 부재(442a)와 제2 교반 부재(442b)는 각각 판 형상을 가지며, 제1 교반 부재(442a)의 가로 방향과 제2 교반 부재(442b)의 가로 방향은 샤프트(441)의 축 방향과 일치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 교반 부재(432a)의 돌출 방향과 제2 교반 부재(432b)의 돌출 방향과 이빙 부재(433)의 돌출 방향은 서로 120도의 차이를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이처럼, 제1 교반 부재(442a), 제2 교반 부재(442b) 및 이빙 부재(443)가 서로 다른 길이 가짐으로 인하여, 제1 교반 부재(442a), 제2 교반 부재(442b) 및 이빙 부재(443)는 서로 다른 깊이까지 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물을 교반할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 제빙 장치(100)는 제빙기(110)에 저수된 물을 교반하기 위하여 다양한 형상의 교반기를 포함할 수 있다.
도 24는 도 23에 도시된 교반기를 이용한 냉장고의 제빙 동작을 도시한다. 도 25, 도 26 및 도 27은 도 24에 도시된 제빙 동작에 따라 물을 교반하는 것을 도시한다.
도 24, 도 25, 도 26 및 도 27과 함께, 제1 교반 부재(442a), 제2 교반 부재(442b) 및 이빙 부재(443)를 포함하는 교반기(440)를 이용한 냉장고(1)의 제빙 동작(1200)이 설명된다.
냉장고(1)는 제빙기(110)에 물을 공급하고, 제빙기(110)를 냉각할 수 있다. 이러한 동작은 도 13 도시된 동작 1010과 동작 1020와 동일할 수 있다.
제빙기(110)가 냉각되는 동안 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1210).
제2 기준 온도는 대략 섭씨 영상 1도 내지 2도로 설정될 수 있으며, 동작 1210은 도 13 도시된 동작 1030과 동일할 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮으면(1210의 예), 냉장고(1)는 교반기(440)의 이빙 부재(443)를 이용하여 제빙기(110)의 물을 교반한다(1220).
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮으면 제빙기(110)의 물이 동결되기 시작하는 것으로 판단될 수 있으며, 냉장고(1)의 제어기(310)는 제빙기(110)에 저수된 물에 발생하는 기포를 제거하기 위하여 제빙기(110)에 저수된 물을 교반할 수 있다.
제어기(310)는 교반기(440)의 이빙 부재(443)가 제빙 트레이(210, 220)의 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물은 하부부터 동결될 수 있다. 다시 말해, 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물은 교반기(440)로부터 먼 위치에서부터 동결되기 시작한다.
물의 동결 초기에는 제1 길이(L1)을 갖는 이빙 부재(443)가 물을 교반하더라도 이빙 부재(443)가 얼음과 충돌하지 않을 수 있다. 따라서, 제빙 트레이(210, 220)의 물을 충분히 교반하기 위하여 제어기(310)는 이빙 부재(443)가 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이 제어기(310)는 이빙 부재(443)가 아래를 향하도록 교반 모터(240)를 제어하고, 교반기(440)가 미리 정해진 제3 각도(A3) 범위 내에서 스윙하도록 교반 모터(440)를 제어할 수 있다. 제어기(310)는 교반기(440)가 140도 범위 내에서 스윙하도록 교반 모터(440)를 제어할 수 있다.
교반기(440)가 제3 각도(A3) 범위 내에서 스윙하는 동안, 이빙 부재(443)는 제3 각도(A3) 범위 내에서 왕복 이동하며 물을 교반할 수 있다.
이빙 부재(443)가 물을 교반하는 동안, 냉장고(1)는 미리 정해진 제1 시간이 경과하였는지를 판단한다(1230).
제1 시간은 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되기까지의 시간에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어, 제1 시간은 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되기까지의 시간의 3분의 1일 수 있다.
이빙 부재(443)가 물을 교반한 이후 제1 시간이 경고하면(1130의 예), 냉장고(1)는 교반기(440)의 제2 교반 부재(442b)를 이용하여 제빙기(110)의 물을 교반한다(1240).
냉장고(1)의 제어기(310)는 제1 시간 동안 이빙 부재(443)가 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있으며, 제1 시간이 경과하면 제어기(310)는 교반기(440)의 제2 교반 부재(442b)가 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물은 하부부터 동결되므로, 물의 동결이 진행될수록 얼음의 높이가 증가할 수 있다. 따라서, 이빙 부재(443)와 얼음의 사이의 충돌을 피하기 위하여, 제어기(310)는 이빙 부재(443) 보다 짧은 제2 길이(L2)를 갖는 제2 교반 부재(442b)가 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이 제어기(310)는 제2 교반 부재(442b)가 아래를 향하도록 교반 모터(240)를 제어하고, 교반기(440)가 미리 정해진 제2 각도(A2) 범위 내에서 스윙하도록 교반 모터(440)를 제어할 수 있다. 제2 각도(A2)는 도 25의 제3 각도(A3)보다 작을 수 있다. 제어기(310)는 교반기(440)가 120도 범위 내에서 스윙하도록 교반 모터(440)를 제어할 수 있다.
교반기(440)가 제2 각도(A2) 범위 내에서 스윙하는 동안, 제2 교반 부재(442b)는 제2 각도(A2) 범위 내에서 왕복 이동하며 물을 교반할 수 있다. 제2 교반 부재(442b)는 이빙 부재(443)에 보다 짧으므로 제2 교반 부재(442b)는 제2 각도(A2) 범위 안에서 충분히 물을 교반할 수 있다.
제2 교반 부재(442b)가 물을 교반하는 동안, 냉장고(1)는 미리 정해진 제2 시간이 경과하였는지를 판단한다(1250).
제2 시간은 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되기까지의 시간에 따라 정해질 수 있으며, 제2 시간은 제1 시간과 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 시간은 제빙 트레이(210, 220)에 저수된 물이 동결되기까지의 시간의 3분의 1일 수 있다.
제2 교반 부재(442b)가 물을 교반한 이후 제2 시간이 경과하면(1250의 예), 냉장고(1)는 교반기(440)의 제1 교반 부재(442a)를 이용하여 제빙기(110)의 물을 교반한다(1260).
냉장고(1)의 제어기(310)는 제2 시간 동안 제2 교반 부재(442b)가 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있으며, 제2 시간이 경과하면 제어기(310)는 교반기(440)의 제1 교반 부재(442a)가 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
물의 동결이 진행될수록 얼음의 높이가 증가할 수 있다. 따라서, 제2 교반 부재(442b)와 얼음의 사이의 충돌을 피하기 위하여, 제어기(310)는 제2 교반 부재(442b) 보다 짧은 제1 길이(L1)를 자는 제1 교반 부재(442a)가 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 27에 도시된 바와 같이 제어기(310)는 제1 교반 부재(442a)가 아래를 향하도록 교반 모터(240)를 제어하고, 교반기(440)가 미리 정해진 제1 각도(A1) 범위 내에서 스윙하도록 교반 모터(440)를 제어할 수 있다. 제1 각도(A1)는 도 26의 제2 각도(A2)보다 작을 수 있다. 제어기(310)는 교반기(440)가 100도 범위 내에서 스윙하도록 교반 모터(440)를 제어할 수 있다.
교반기(440)가 제1 각도(A1) 범위 내에서 스윙하는 동안, 제1 교반 부재(442a)는 제1 각도(A1) 범위 내에서 왕복 이동하며 물을 교반할 수 있다. 제1 교반 부재(442a)는 제2 교반 부재(442b)에 보다 짧으므로 제1 교반 부재(442a)는 제1 각도(A1) 범위 안에서 충분히 물을 교반할 수 있다.
교반기(440)가 스윙하는 동안 냉장고(1)는 제빙기(110)의 물 또는 얼음의 온도가 제2 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1270).
제2 기준 온도는 대략 섭씨 영하 1도 내지 2도로 설정될 수 있으며, 동작 1170은 도 13 도시된 동작 1060과 동일할 수 있다.
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제2 기준 온도보다 낮으면(1270의 예), 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 교반을 중지한다(1280).
동작 1280은 도 18의 동작 1180과 동일할 수 있다.
이후, 냉장고(1)는 얼음을 제빙기(110)로부터 분리한다(1290).
동작 1290는 도 18의 동작 1190과 동일할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 동결이 진행됨에 따라 냉장고(1)는 점점 짧은 돌출 부재(이빙 부재, 제2 교반 부재, 제1 교반 부재)를 이용하여 물을 교반할 수 있다. 동결이 진행됨에 따라 제빙 트레이(210, 220) 하부의 얼음의 높이가 증가할 수 있으며, 돌출 부재와 얼음 사이의 충돌이 발생할 수 있다. 돌출 부재와 얼음 사이의 충돌을 방지하기 위하여 제어기(310)는 동결이 진행됨에 따라 점점 짧은 돌출 부재가 물을 교반하도록 교반 모터(240)를 제어할 수 있다.
도 28, 도 29, 도 30, 도 31, 도 32 및 도 33은 도 11에 도시된 제빙 트레이의 대체 가능 예를 도시한다.
앞서, 도 11은 제빙 장치(100)에 포함된 제빙 트레이(210, 220)를 도시하였다. 도 11에 도시된 제빙 트레이(210, 220)는 제빙 셀(211)을 형성하는 제1 제빙 트레이(210)와 제빙 냉매관(59)과 접촉되는 제2 제빙 트레이(220)를 포함하며, 제1 제빙 트레이(210)의 열전도율은 제2 제빙 트레이(220)의 열전도율보다 작다.
그러나, 제빙 트레이(210, 220)의 형상은 도 11에 도시된 바에 한정되지 않으며, 제빙 트레이(210, 220)는 다양한 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 제빙 장치(100)는 도 28에 도시된 바와 같은 제빙 트레이(500)를 포함할 수 있다.
제빙 트레이(500)는 제빙을 위한 물을 저수할 수 있는 제빙 셀(500a)을 형성할 수 있다. 제빙 셀(500a)에 저수된 물은 냉각되어, 얼음이 될 수 있다.
제빙 트레이(500)는 제빙 셀(500a)의 측벽을 형성하는 제1 제빙 트레이(501)와 제빙 셀(500a)의 바닥을 형성하는 제2 제빙 트레이(502)를 포함한다. 다시 말해, 제1 제빙 트레이(501)와 제2 제빙 트레이(502)에 의하여 제빙 셀(500a)이 형성된다.
제2 제빙 트레이(502)는 제1 제빙 트레이(501)의 하부에 결합되며, 제2 제빙 트레이(502)의 하부에는 제빙 냉매관(59)을 수용하는 냉매관 수용부(502a)와, 이빙 히터(270)를 수용하는 히터 수용부(502b)가 형성된다. 제2 제빙 트레이(502)는 제빙 냉매관(59)과 직접 접촉되며, 열전도율이 큰 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있다.
제1 제빙 트레이(501)는 제2 제빙 트레이(501)의 상부에 결합된다. 제1 제빙 트레이(501)는 제2 제빙 트레이(502)보다 열전도율이 작은 합성 수지 등의 물질로 구성될 수 있다.
이처럼, 제빙 셀(500a)의 하부를 형성하는 제2 제빙 트레이(502)는 열전도율이 큰 물질로 구성되고, 제빙 셀(500a)의 상부를 형성하는 제1 제빙 트레이(501)는 열전도율이 작은 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 제빙 셀(500a)에 수용된 물의 하부는 빠르게 냉각되고 상부는 비교적 천천히 냉각되며, 또한 제빙 셀(500a)에 수용된 물의 하부가 물의 상부보다 먼저 동결될 수 있다. 다시 말해, 제빙 셀(500a)에 수용된 물을 아래부터 동결될 수 있다.
다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 29에 도시된 바와 같은 제빙 트레이(510)를 포함할 수 있다.
제빙 트레이(510)는 제빙을 위한 물을 저수할 수 있는 제빙 셀(510a)을 형성할 수 있다.
제빙 트레이(510)는 제빙 셀(510a)을 형성하는 제1 제빙 트레이(511)와, 제1 제빙 트레이(511)의 상부에 부착되는 단열 필름(512)을 포함할 수 있다.
제1 제빙 트레이(511)의 하부에는 제빙 냉매관(59)을 수용하는 냉매관 수용부(511a)와, 이빙 히터(270)를 수용하는 히터 수용부(511b)가 형성된다. 제1 제빙 트레이(511)는 제빙 냉매관(59)과 직접 접촉되며, 열전도율이 큰 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있다.
단열 필름(512)은 제1 제빙 트레이(511)의 상부 내측에 부착된다. 다시 말해, 제빙 트레이(510)에 저수된 물의 상부는 단열 필름(512)과 접촉하며 제1 제빙 트레이(511)와 접촉하지 아니한다. 또한, 단열 필름(512)은 열전도율이 작은 합성 수지 등의 물질로 구성될 수 있으며, 물로부터 제1 제빙 트레이(511)로의 열 전달을 방해할 수 있다. 다시 말해, 제1 제빙 트레이(511)에 의한 물의 냉각을 방해할 수 있다.
이처럼, 제빙 셀(510a)를 형성하는 제1 제빙 트레이(511)는 열전도율이 큰 물질로 구성되고, 제빙 셀(510a)의 상부에 부착되는 단열 필름(512)은 열전도율이 작은 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 제빙 셀(510a)에 수용된 물의 하부는 빠르게 냉각되고 상부는 비교적 천천히 냉각되며, 또한 제빙 셀(510a)에 수용된 물의 하부가 물의 상부보다 먼저 동결될 수 있다.
또 다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 30에 도시된 바와 같은 제빙 트레이(520)를 포함할 수 있다.
제빙 트레이(520)는 일체로 마련될 수 있으며, 제빙을 위한 물을 저수할 수 있는 제빙 셀(520a)을 형성할 수 있다.
제빙 트레이(520)의 두께(W1, W2)는 상측에서 하측으로 갈수록 점점 얇아진다. 예를 들어, 제빙 트레이(520)의 최상부의 두께(W1)는 제빙 트레이(520)의 저면의 두께(W2)보다 두껍다.
또한, 제빙 트레이(521)의 하부에는 제빙 냉매관(59)을 수용하는 냉매관 수용부(521a)와, 이빙 히터(270)를 수용하는 히터 수용부(521b)가 형성된다. 제빙 트레이(511)는 제빙 냉매관(59)과 직접 접촉할 수 있으며, 제빙 냉매관(59)에 의하여 냉각될 수 있다.
이처럼, 제빙 트레이(521)는 그 하부가 제빙 냉매관(59)과 접촉하며, 하부의 두께(W2)는 상부의 두께(W1) 보다 얇다. 따라서, 제빙 셀(520a)에 수용된 물의 하부는 빠르게 냉각되고 상부는 비교적 천천히 냉각되며, 또한 제빙 셀(520a)에 수용된 물의 하부가 물의 상부보다 먼저 동결될 수 있다.
또 다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 31에 도시된 바와 같은 제빙 트레이(530)를 포함할 수 있다.
제빙 트레이(530)는 제빙을 위한 물을 저수할 수 있는 제빙 셀(530a)을 형성할 수 있다.
제빙 트레이(530)는 제빙 셀(530a)을 형성하는 제1 제빙 트레이(531)와, 제빙 냉매관(59)과 접촉된 제2 제빙 트레이(532)와, 제1 제빙 트레이(531)의 상부를 가열하는 필름 히터(533)를 포함한다.
제2 제빙 트레이(532)는 제1 제빙 트레이(531)의 하부와 접촉되며, 제2 제빙 트레이(532)의 하부에는 제빙 냉매관(59)을 수용하는 냉매관 수용부(532a)와, 이빙 히터(270)를 수용하는 히터 수용부(532b)가 형성된다. 제2 제빙 트레이(532)는 제빙 냉매관(59)과 직접 접촉되며, 열전도율이 큰 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있다.
제1 제빙 트레이(531)의 하부는 제2 제빙 트레이(532)와 접촉되며, 제1 제빙 트레이(531)의 내측에는 물을 저수하는 제빙 셀(530a)이 형성된다. 또한, 제1 제빙 트레이(531)는 제2 제빙 트레이(532)보다 열전도율이 작은 합성 수지 등의 물질로 구성될 수 있다.
필름 히터(533)는 제1 제빙 트레이(531)의 상부 외측에 부착되며, 제1 제빙 트레이(531)의 상부를 가열할 수 있다. 필름 히터(533)의 가열에 의하여 제1 제빙 트레이(531)의 상부는 제1 제빙 트레이(531)의 하부보다 천천히 냉각될 수 있다.
이처럼, 제1 제빙 트레이(531)의 하부는 제2 제빙 트레이(531)에 의하여 냉각되고, 제1 제빙 트레이(531)의 상부는 필름 히터(533)에 의하여 가열될 수 있다. 따라서, 제빙 셀(530a)에 수용된 물의 하부는 빠르게 냉각되고 상부는 비교적 천천히 냉각되며, 또한 제빙 셀(530a)에 수용된 물의 하부가 물의 상부보다 먼저 동결될 수 있다.
또 다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 32에 도시된 바와 같은 제빙 트레이(540)를 포함할 수 있다.
제빙 트레이(540)는 제빙을 위한 물을 저수할 수 있는 제빙 셀(540a)을 형성할 수 있다.
제빙 트레이(540)는 제빙 셀(540a)을 형성하는 제1 제빙 트레이(541)와, 제빙 냉매관(59)과 접촉된 제2 제빙 트레이(542)를 포함한다.
제2 제빙 트레이(542)는 제1 제빙 트레이(541)의 하부부터 측벽까지 제1 제빙 트레이(541)의 저면 전체와 접촉된다. 또한, 제2 제빙 트레이(542)의 하부에는 제빙 냉매관(59)을 수용하는 냉매관 수용부(542a)와, 이빙 히터(270)를 수용하는 히터 수용부(542b)가 형성된다. 제2 제빙 트레이(542)는 제빙 냉매관(59)과 직접 접촉되며, 열전도율이 큰 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있다.
제1 제빙 트레이(541)의 저면은 제2 제빙 트레이(542)와 접촉되며, 제1 제빙 트레이(541)의 내측에는 물을 저수하는 제빙 셀(540a)이 형성된다. 또한, 제1 제빙 트레이(541)는 제2 제빙 트레이(542)보다 열전도율이 작은 합성 수지 등의 물질로 구성될 수 있다.
제빙 중에 냉매는 제빙 냉매관(59)을 통과하며, 제빙 냉매관(59)은 제2 제빙 트레이(542)를 냉각시킬 수 있다.
또한, 제빙 중에 이빙 히터(270)가 가동될 수 있다. 이빙 히터(270)는 제빙 이후 얼음을 제빙 트레이(540)로부터 분리하기 위하여 마련되나, 제빙 중에 제빙 트레이(540)의 상부를 가열할 수 있다. 예를 들어, 이빙 히터(270)는 제빙 중에 이빙을 위한 열량보다 작은 열량을 방출할 수 있으며, 제빙 중에 제빙 트레이(540)의 상부가 제빙 트레이(540)의 하부보다 천천히 냉각되도록 할 수 있다.
이처럼, 제빙 중에 이빙 히터(270)가 제빙 트레이(540)의 상부를 가열함으로써, 제빙 트레이(540)의 상부는 하부보다 천천히 냉각될 수 있다. 따라서, 제빙 셀(540a)에 수용된 물의 하부는 빠르게 냉각되고 상부는 비교적 천천히 냉각되며, 또한 제빙 셀(540a)에 수용된 물의 하부가 물의 상부보다 먼저 동결될 수 있다.
또 다른 예로, 제빙 장치(100)는 도 33에 도시된 바와 같은 제빙 트레이(550)를 포함할 수 있다.
제빙 트레이(550)는 제빙을 위한 물을 저수할 수 있는 제빙 셀(550a)을 형성할 수 있다.
제빙 트레이(550)는 제빙 셀(550a)을 형성하는 제1 제빙 트레이(551)와, 제빙 냉매관(59)과 접촉된 제2 제빙 트레이(552)와, 이빙 히터(270)와 접촉된 제3 제빙 트레이(553)를 포함한다.
제2 제빙 트레이(552)는 제1 제빙 트레이(551)의 하부와 접촉된다. 제2 제빙 트레이(552)의 하부에는 제빙 냉매관(59)을 수용하는 냉매관 수용부(552a)가 형성되며, 제2 제빙 트레이(542)는 제빙 냉매관(59)과 접촉되며, 열전도율이 큰 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있다.
제3 제빙 트레이(553)는 제빙 셀(550a)을 형성하는 제1 제빙 트레이(551)의 측벽과 접촉된다. 제3 제빙 트레이(553)의 하부에는 이빙 히터(270)를 수용하는 히터 수용부(553a)가 형성되며, 제3 제빙 트레이(553)는 이빙 히터(270)와 접촉되며, 열전도율이 큰 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있다.
제1 제빙 트레이(551)의 하부 저면은 제2 제빙 트레이(552)와 접촉되며, 제1 제빙 트레이(551)의 측면 외부는 제3 제빙 트레이(553)와 접촉된다. 또한, 제1 제빙 트레이(551)는 제2 및 제3 제빙 트레이(552, 553)보다 열전도율이 작은 합성 수지 등의 물질로 구성될 수 있다.
제빙 중에 제3 제빙 트레이(553)는 제1 제빙 트레이(551)로부터 이격될 수 있다. 예를 들어, 제빙 중에 제3 제빙 트레이(553)는 아래로 이동할 수 있다. 그 결과, 제빙 중에 제1 제빙 트레이(551)의 하부는 제2 제빙 트레이(552)에 의하여 냉각되며, 제1 제빙 트레이(551)의 상부는 하부로부터의 열전달에 의하여 냉각될 수 있다.
이빙 중에 제3 제빙 트레이(553)는 제1 제빙 트레이(551)와 접촉될 수 있다. 예를 들어, 이빙 중에 제3 제빙 트레이(553)는 위로 이동할 수 있다. 그 결과, 이빙 중에 제1 제빙 트레이(551)는 제3 제빙 트레이(553)에 의하여 가열될 수 있다.
이처럼, 제빙 중에 제3 제빙 트레이(553)는 제1 제빙 트레이(551)로부터 이격됨으로써, 제빙 트레이(550)의 상부는 하부보다 천천히 냉각될 수 있다. 따라서, 제빙 셀(550a)에 수용된 물의 하부는 빠르게 냉각되고 상부는 비교적 천천히 냉각되며, 또한 제빙 셀(550a)에 수용된 물의 하부가 물의 상부보다 먼저 동결될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 제빙 장치(100)는 제빙기(110)에 저수된 물의 하부를 상부보다 먼저 동결시키기 위하여 다양한 형상의 제빙 트레이를 포함할 수 있다.
도 34은 일 실시예에 의한 냉장고의 제빙 동작의 다른 일 예를 도시한다. 도 35 및 도 36은 일 실시예에 의한 냉장고가 제빙 능력을 조절하는 일 예를 도시한다. 또한, 도 37 및 도 38은 일 실시예에 의한 냉장고가 제빙 능력을 조절하는 다른 일 예를 도시한다.
앞서 도 14에 도시된 바와 같이, 얼음의 제조는 물의 냉각 단계, 물로부터 얼음으로 상변화 단계 및 얼음의 냉각 단계를 포함한다. 투명한 얼음을 제조는 물로부터 얼음으로 상변화 단계와 관련된다. 물로부터 얼음으로 상변화하는 중에 물과 얼음의 경계에서 과포화 기체에 의한 기포가 발생하며, 기포로 인하여 얼음이 불투명해질 수 있다.
따라서, 투명한 얼음을 제조하기 위하여 냉장고(1)는 물로부터 얼음으로 상변화 단계는 서서히 진행하고, 빠른 제빙을 위하여 냉장고(1)는 물의 냉각 단계와 얼음의 냉각 단계는 빠르게 진행할 수 있다.
도 34, 도 35, 도 36, 도 37 및 도 38과 함께, 냉장고(1)의 제빙 동작(1300)이 설명된다.
냉장고(1)는 제빙기(110)에 물을 공급한다(1310).
냉장고(1)는 제빙기(110)를 냉각한다(1320).
제빙기(110)가 냉각되는 동안 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1330).
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제1 기준 온도보다 낮으면(1330의 예), 냉장고(1)는 제빙기(110)의 물을 교반한다(1340).
동작 1310, 동작 1320, 동작 1330 및 동작 1340은 도 13에 도시된 동작 1010, 동작 1020, 동작 1030 및 동작 1040과 동일할 수 있다.
냉장고(1)는 제빙기(110)에 대한 냉각 능력을 저하시킨다(1350).
물로부터 얼음으로의 상변화 중에 냉장고(1)는 제빙기(110)를 서서히 냉각시킬 수 있다. 상변화 중에 냉장고(1)는 제빙 냉매관(59)에 공급되는 냉매의 양을 감소시키거나, 제빙 냉매관(59)과 제빙 트레이(210, 220) 사이의 열 교환을 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 냉장고(1)는 도 35 및 도 36에 도시된 바와 같은 냉매 순환 유로를 포함할 수 있다. 냉장고(1)는 압축기(51), 응축기(52), 전환 밸브(53), 팽창기(54, 55) 및 증발기(56, 57)를 포함할 수 있다. 압축기(51), 응축기(52), 전환 밸브(53), 팽창기(54, 55) 및 증발기(56, 57)은 냉매관(58)에 의하여 연결되며, 제빙 냉매관(59)은 제빙 장치(100)에 마련되어 제빙기(110)를 냉각시킬 수 있다.
전환 밸브(53)는 4방 밸브를 채용할 수 있으며, 응축기(52)로부터 냉매가 유입되는 유입구(53a)와, 제1 증발기(56)로 냉매를 유출하는 제1 유출구(53b)와, 제빙 장치(100)와 제2 증발기(57)로 냉매를 유출하는 제2 유출구(53c)와, 제2 증발기(57)로 냉매를 유출하는 제3 유출구(53d)를 포함할 수 있다.
물의 냉각 단계에서 냉장고(1)의 제어기(310)는 냉매가 제2 유출구(53c)로 유출되도록 전환 밸브(53)를 제어할 수 있다. 구제적으로, 제어기(310)는 제2 유출구(53c)를 개방하고 제3 유출구(53d)를 폐쇄하도록 전환 밸브(53)를 제어할 수 있다.
그 결과, 냉매는 도 35에 도시된 바와 같이 제빙 장치(100)와 제2 증발기(57)에 순차적으로 공급될 수 있다.
상변화 단계에서 제어기(310)는 제2 유출구(53c)와 제3 유출구(53d)로 교대로 유출되도록 전환 밸브(53)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어기(310)는 제2 유출구(53c)와 제3 유출구(53d)를 교대로 개폐하도록 전환 밸브(53)를 제어할 수 있다. 제2 유출구(53c)가 폐쇄되고 제3 유출구(53d)가 개방되면 도 36에 도시된 바와 같이 냉매는 제2 증발기(57)에만 공급될 수 있다.
그 결과, 제2 증발기(57)에 공급되는 냉매의 양은 증가하고, 제빙 장치(100)에 공급되는 냉매의 양은 감소할 수 있다. 또한, 제빙기(110)에 대한 냉각 능력이 저하될 수 있다.
다른 예로, 도 37 및 도 38에 도시된 바와 같이 제빙 냉매관(59)는 단열 커버(59a)를 포함할 수 있다.
단열 커버(59a)는 원주 방향을 따라 제빙 냉매관(59)의 일부를 커버할 수 있다. 제빙 냉매관(59)은 원주 방향을 따라 일부가 외부로 노출되고, 다른 일부가 단열 커버(59a)에 의하여 커버된다.
물의 냉각 단계에서 제어기(310)는 제빙 냉매관(59)이 제빙 트레이(210, 220)와 접촉시킬 수 있다. 구체적으로, 도 37에 도시된 바와 같이 제어기(310)는 단열 커버(59a)를 제빙 냉매관(59)의 하부로 이동시킬 수 있다.
그 결과, 제빙 트레이(210, 220)과 제빙 냉매관(59) 사이에 직접적으로 열 교환이 이루어질 수 있다.
상변화 단계에서 제어기(310)는 단열 커버(59a)를 제빙 냉매관(59)과 제빙 트레이(210, 220) 사이에 위치시킬 수 있다. 구체적으로, 도 38에 도시된 바와 같이 제어기(310)는 단열 커버(59a)를 제빙 냉매관(59)의 상부로 이동시킬 수 있다.
그 결과, 단열 커버(59a)에 의하여 제빙 트레이(210, 220)과 제빙 냉매관(59) 사이의 열 교환이 방해될 수 있다. 또한, 제빙기(110)에 대한 냉각 능력이 저하될 수 있다.
냉각 능력이 저하된 동안, 냉장고(1)는 제빙기(110)의 물 또는 얼음의 온도가 제2 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1360).
제빙기(110)에 저수된 물의 온도가 제2 기준 온도보다 낮으면(1360의 예), 냉장고(1)는 제빙기(110)에 저수된 물의 교반을 중지한다(1370).
동작 1360 및 동작 1370은 도 13의 동작 1060 및 동작 1070과 동일할 수 있다.
또한, 냉장고(1)는 제빙기(110)에 대한 냉각 능력을 증가시킨다(1380).
물로부터 얼음으로의 상변화가 완료되면, 냉장고(1)는 빠른 제빙을 위하여 제빙기(110)를 빠르게 냉각시킬 수 있다.
예를 들어, 도 35에 도시된 바와 같이 냉장고(1)의 제어기(310)는 냉매가 제2 유출구(53c)로 유출되도록 전환 밸브(53)를 제어할 수 있다. 그 결과, 냉매는 제빙 장치(100)와 제2 증발기(57)에 순차적으로 공급되며, 제빙기(110)에 대한 냉각 능력이 증가된다.
다른 예로, 도 37에 도시된 바와 같이 제어기(310)는 제빙 냉매관(59)이 제빙 트레이(210, 220)와 접촉시킬 수 있다. 그 결과, 제빙 트레이(210, 220)과 제빙 냉매관(59) 사이에 직접적으로 열 교환이 이루어지며, 제빙기(110)에 대한 냉각 능력이 증가된다.
이후, 냉장고(1)는 제빙기(110)의 물 또는 얼음의 온도가 제3 기준 온도보다 낮은지를 판단한다(1380)
제빙기(110)의 얼음의 온도가 제3 기준 온도보다 낮으면(1080의 예), 냉장고(1)는 얼음을 제빙기(110)로부터 분리한다(1390).
동작 1380 및 동작 1390은 도 13에 도시된 동작 1080 및 동작 1090과 동일할 수 있다.
도 39 및 도 40은 일 실시예에 의한 냉장고가 제빙기의 온도를 영상으로 유지하는 것을 도시한다.
제빙기(110)에 저수된 물이 하부부터 동결되도록 냉장고(1)는 제빙기(110)의 상측 공기를 영상으로 유지시킬 수 있다. 제빙기(110)의 상측 공기를 영상으로 유지시키기 위하여 냉장고(1)는 제빙기(110)의 상부 공간을 저빙기(120)의 저빙 공간으로부터 단열시킬 수 있다.
예를 들어, 냉장고(1)는 도 39 및 도 40에 도시된 바와 같은 제빙 장치(100)를 포함할 수 있다.
제빙 장치(100)는 얼음을 제조하는 제빙기(110)와, 얼음을 저장하는 얼음 용기(121)와, 사용자 명령에 따라 얼음을 배출시키는 이송기(122)와, 제빙기(110)에 의하여 냉각된 공기를 얼음 용기(121)로 안내하는 냉기 덕트(125)를 포함할 수 있다. 또한, 제빙 장치(100)의 내부는 제빙기(110)의 상측에 형성된 제빙 공간(110a)과, 얼음 용기(121)가 얼음을 저장하는 저빙 공간(121a)과, 제빙기(110)에 의하여 냉각된 공기가 유동하는 냉기 유로(125a)로 구획될 수 있다.
제빙기(110)에 의하여 냉각된 공기는 냉기 유로(125a)를 통하여 저빙 공간(121a)으로 안내되며, 저빙 공간(121a)은 영하의 온도로 유지될 수 있다.
단열 댐퍼(130)가 제빙 공간(110a)과 저빙 공간(121a) 사이에 마련될 수 있다. 단열 댐퍼(130)는 제빙 공간(110a)과 저빙 공간(121a) 사이를 단열할 수 있다. 제빙 공간(110a)과 저빙 공간(121a)이 단열됨으로 인하여, 저빙 공간(121a)의 온도가 영하로 유지되더라도 제빙기(110) 상측의 제빙 공간(110a)의 온도는 영상으로 유지될 수 있다.
단열 댐퍼(130)는 제빙 공간(110a)과 저빙 공간(121a) 사이를 단열할 수 있는 다양한 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 39에 도시된 바와 같이 단열 댐퍼(130)는 제빙기(110)의 개방된 측면에 수직 방향으로 위치할 수 있다. 또한, 도 40에 도시된 바와 같이 단열 댐퍼(130)는 얼음 용기(121)의 상측에 수평으로 위치할 수 있다.
제빙 중에 냉장고(1)의 제어기(310)는 제빙 공간(110a)의 온도가 영상으로 유지되도록 단열 댐퍼(130)를 폐쇄할 수 있다. 또한, 제빙이 완료되면 제어기(310)는 이빙을 위하여 단열 댐퍼(130)를 개방할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 제빙기(110)에 저수된 물이 하부부터 동결되도록 냉장고(1)는 제빙기(110) 상측의 온도를 영상으로 유지시킬 수 있으며, 제빙기(110) 상측의 온도를 영상으로 유지시키기 위하여 제빙 공간(110a)과 저빙 공간(121a) 사이를 단열할 수 있다.
도 41은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 교반 모터, 회전력 전달기 및 교반기의 일 예를 도시한다. 도 42은 도 41에 도시된 회전력 전달기를 분해 도시한다. 또한, 도 43 및 도 44는 도 41에 도시된 회전력 전달기의 동작을 도시한다.
냉장고(1)는 투명한 얼음을 제조하기 위하여 제빙기(110)에 저수된 물을 교반할 수 있으며, 얼음이 제조된 이후 얼음을 제빙기(110)로부터 분리할 수 있다. 물의 교반과 얼음의 분리를 위하여 냉장고(1)는 교반기(230)와, 교반 모터(240)를 포함할 수 있다.
교반기(230)는 제빙 중에 물을 교반하는 교반 부재(232)와 제빙 이후 얼음을 분리하는 이빙 부재(233)를 포함할 수 있다.
제빙 중에 교반 모터(240)는 물을 교반하기 위하여 교반기(230)를 대략 60 rpm의 회전 속도로 회전시킬 수 있으며, 물을 교반하기 위한 작은 토크를 출력할 수 있다. 반면, 제빙 이후 교반 모터(240)는 얼음을 분리하기 위하여 교반기(230)를 대략 6 rpm의 회전 속도 회전시킬 수 있으며, 얼음을 제빙기(110)로부터 분리하기 위한 큰 토크를 출력할 수 있다. 다시 말해, 제빙 중에 교반 모터(240)는 저토크/고속으로 동작하고, 제빙 이후 교반 모터(240)는 고토크/저속으로 동작할 수 있다.
제빙 중에 저토크/고속 동작과 제빙 이후 고토크/저속 동작을 모두 만족시키기 위하여 냉장고(1)는 도 41에 도시된 바와 같이 교반기(230) 및 교반 모터(240)와 함께, 토크와 회전 속도를 조절할 수 있는 회전력 전달기(280)를 더 포함할 수 있다.
제빙 중에 회전력 전달기(280)는 교반 모터(240)의 회전력을 그대로 교반기(230)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 교반 모터(240)는 대략 60 rpm의 회전 속도로 회전할 수 있으며, 교반기(230) 역시 대략 60 rpm의 회전 속도로 회전할 수 있다.
이빙을 위하여 회전력 전달기(280)는 교반 모터(240)의 회전력을 감속하여 교반기(230)로 전달할 수 있다. 회전력 전달기(280)에 의하여 회전 속도가 감소되는 동안 토크는 향상될 수 있다. 예를 들어, 교반 모터(240)는 대략 60 rpm의 회전 속도로 회전할 수 있으며, 회전력 전달기(280)는 회전 속도를 대략 6 rpm으로 감소시킬 수 있다. 회전 속도가 1/10로 감소하는 동안 회전력 전달기(280)가 출력하는 토크는 대략 10배가 될 수 있다. 다시 말해, 교반기(230)에 전달되는 토크는 교반 모터(240)가 출력하는 토크의 대략 10배가 될 수 있다.
회전력 전달기(280)는 교반 모터(240)의 구동 샤프트(241)로부터 회전력을 제공받고, 커플링 샤프트(288)와 커플링 유닛(289)를 통하여 교반기(230)로 회전력을 제공할 수 있다.
회전력 전달기(280)는 회전의 회전 속도를 감속하거나 그대로 전달하는 클러치 장치(281, 282, 283, 284)와, 회전력을 감속 전달하는 감속 기어들(285, 286, 287)와, 클러치 장치(281, 282, 283, 284) 및 감속 기어들(285, 286, 287)을 지지하는 지지 부재들(280a, 280b)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 회전력 전달기(280)는 교반 모터(240)로부터 회전력을 입력받는 입력 기어 유닛(285)와, 입력 기어 유닛(285)로부터 감속된 회전력을 제공받는 전달 기어 유닛(286)와, 전달 기어 유닛(286)로부터 감속된 회전력을 제공받고 회전력을 출력하는 출력 기어 유닛(287)와, 교반기(230)와 결합되는 커플링 유닛(289)와, 클러치 유닛(284)과 커플링 유닛(289)을 연결하는 커플링 샤프트(288)를 포함한다.
또한, 회전력 전달기(280)는 입력 기어 유닛(285) 및 출력 기어 유닛(287) 중 어느 하나로부터 회전력을 제공받는 클러치 유닛(284)과, 클러치 유닛(284)을 이동시키는 클러치 레버(282)와, 클러치 레버(282)에 장력을 인가하는 탄성 부재(283)와, 클러치 레버(282)를 구동하는 솔레노이드 코일(281)을 포함한다.
클러치 유닛(284), 입력 기어 유닛(285) 및 출력 기어 유닛(287)의 회전축은 교반 모터(240) 및 교반기(230)의 회전축과 동일선 상에 위치할 수 있다.
입력 기어 유닛(285)는 교반 모터(240)의 구동 샤프트(241)와 결합되는 구동 샤프트 홀(285c)와, 회전력을 전달 기어 유닛(286)으로 감속 전달하는 입력 기어(285a)와, 클러치 유닛(284)과 결합되기 위한 제1 결합 홈(285b)를 포함한다. 입력 기어 유닛(285)은 구동 샤프트 홀(285c)을 통하여 교반 모터(240)의 구동 샤프트(241)와 결합되며, 교반 모터(240)로부터 회전력을 제공받을 수 있다.
전달 기어 유닛(286)은 입력 기어 유닛(285)의 입력 기어(285b)와 맞물리는 제1 전달 기어(286b)와, 회전력을 출력 기어 유닛(287)으로 감속 전달하는 제2 전달 기어(286c)와, 제1 전달 기어(286b)과 제2 전달 기어(286c)를 연결하는 전달 샤프트(286a)을 포함한다.
출력 기어 유닛(286)은 전달 기어 유닛(286)의제2 전달 기어(286c)와 맞물리는 출력 기어(287a)와, 커플링 샤프트(288)가 통과하는 샤프트 관통 홀(287c)과, 클러치 유닛(284)과 결합되기 위한 제2 결합 홈(287b)를 포함한다. 커플링 샤프트(288)는 샤프트 관통 홀(287c)을 통과하며, 출력 기어 유닛(286)은 커플링 샤프트(288)에 회전 가능하게 설치된다.
커플링 유닛(289)은 커플링 샤프트(288)와 결합되는 커플링 홀(289a)을 포함한다. 커플링 유닛(289)은 커플링 홀(289a)을 통하여 커플링 샤프트(288)와 결합되며, 커플링 샤프트(288)로부터 회전력을 제공받을 수 있다. 또한, 커플링 유닛(289)은 교반기(230)에 회전력을 전달할 수 있다.
클러치 유닛(284)은 제1 결합 홈(285b)에 삽입될 수 있는 제1 결합 돌기(284d)가 형성된 제1 결합 플레이트(284c)와, 제2 결합 홈(287b)에 삽입될 수 있는 제2 결합 돌기(284f)가 형성된 제2 결합 플레이트(284e)와, 제1 결합 플레이트(284c)와 제2 결합 플레이트(284e)를 연결하고 클러치 레버(282)와 연결되는 클러치 샤프트(284b)와, 커플링 샤프트(288)와 결합되는 샤프트 결합 홈(284a)를 포함한다.
솔레노이드 코일(281)은 전류가 공급되면 자기장을 생성하고, 클러치 레버(282)를 이동시킬 수 있다.
클러치 레버(282)는 솔레노이드 코일(281)의 중심에 삽입되는 아마추어(282a)와, 클러치 유닛(284)의 클러치 샤프트(284a)에 연결되는 클러치 결합 홈(282b)를 포함한다.
냉장고(1)의 제어기(310)는 제빙 중에 솔레노이드 코일(281)에 전류 공급을 중지할 수 있다.
솔레노이드 코일(281)에 전류가 공급되지 않으면, 도 43에 도시된 바와 같이 탄성 부재(283)의 장력에 의하여 클러치 레버(282)는 제1 자세(P1)를 유지할 수 있다.
제1 자세(P1)에서 클러치 레버(282)는 클러치 유닛(284)을 입력 기어 유닛(285)에 결합시킬 수 있다. 구체적으로, 클러치 레버(282)에 의하여 클러치 유닛(284)은 입력 기어 유닛(285)을 향하여 이동하며, 클러치 유닛(284)의 제1 결합 돌기(284d)는 입력 기어 유닛(285)의 제1 결합 홈(285b)에 삽입될 수 있다.
교반 모터(240)가 회전하면 회전력은 구동 샤프트(241)을 통하여 입력 기어 유닛(285)으로 전달될 수 있다. 입력 기어 유닛(285)의 회전력은 제1 결합 돌기(284d)와 제1 결합 홈(285b)의 결합에 의하여 클러치 유닛(284)으로 전달될 수 있다. 클러치 유닛(284)의 회전력은 커플링 샤프트(288)를 통하여 커플링 유닛(289)으로 전달될 수 있다.
이처럼, 제빙 중에 교반 모터(240)에 의하여 생성된 회전력은 입력 기어 유닛(285)과 클러치 유닛(284)을 거쳐 커플링 유닛(289)으로 전달될 수 있으며, 커플링 유닛(289)은 교반 모터(240)와 동일한 속도로 회전할 수 있다.
커플링 유닛(289)으로부터 회전력을 제공받는 교반기(230)는 교반 모터(240)와 동일한 회전 속도로 회전하며, 교반 모터(240)가 출력하는 토크와 대략 동일한 토크를 출력할 수 있다.
제어기(310)는 이빙을 위하여 솔레노이드 코일(281)에 전류를 공급할 수 있다.
솔레노이드 코일(281)에 전류가 공급되면, 도 44에 도시된 바와 같이 아마추어(282a)는 자기장에 의하여 솔레노이드 코일(281)을 향하여 이동하며, 클러치 레버(282)는 제2 자세(P2)로 변경될 수 있다.
제2 자세(P2)에서 클러치 레버(282)는 클러치 유닛(284)을 출력 기어 유닛(287)에 결합시킬 수 있다. 구체적으로, 클러치 레버(282)에 의하여 클러치 유닛(284)은 출력 기어 유닛(287)을 향하여 이동하며, 클러치 유닛(284)의 제2 결합 돌기(284f)는 출력 기어 유닛(287)의 제2 결합 홈(287b)에 삽입될 수 있다.
교반 모터(240)가 회전하면 회전력은 구동 샤프트(241)을 통하여 입력 기어 유닛(285)으로 전달될 수 있다. 입력 기어 유닛(285)의 회전력은 입력 기어(285a)와 제1 전달 기어(286b)을 통하여 전달 기어 유닛(286)에 전달될 수 있다. 이때, 입력 기어(285a)의 톱니의 개수가 제1 전달 기어(286b)의 톱니의 개수보다 작으므로, 입력 기어 유닛(285)으로부터 전달 기어 유닛(286)으로 전달되는 회전력의 회전 속도는 감소될 수 있다.
또한, 전달 기어 유닛(286)의 회전력은 제2 전달 기어(286c)와 출력 기어(287a)를 통하여 출력 기어 유닛(287)로 전달될 수 있다. 이때, 제2 전달 기어(286c)의 톱니의 개수가 출력 기어(287a)의 톱니의 개수보다 작으므로, 전달 기어 유닛(286)으로부터 출력 기어 유닛(287)으로 전달되는 회전력의 회전 속도는 감소될 수 있다.
또한, 출력 기어 유닛(287)의 회전력은 제2 결합 홈(287b)과 제2 결합 돌기(284f)의 결합에 의하여 클러치 유닛(284)으로 전달될 수 있다. 클러치 유닛(284)의 회전력은 커플링 샤프트(288)를 통하여 커플링 유닛(289)로 전달될 수 있다.
이처럼, 이빙 중에 교반 모터(240)에 의하여 생성된 회전력은 입력 기어 유닛(285), 전달 기어 유닛(286), 출력 기어 유닛(287)과 클러치 유닛(284)을 거쳐 커플링 유닛(289)으로 전달될 수 있다. 또한, 교반 모터(240)의 회전력은 커플링 유닛(284)으로 감소되어 전달되며, 커플링 유닛(284)의 회전 속도는 교반 모터(240)의 회전 속도보다 느리다. 반면, 커플링 유닛(284)이 출력하는 토크는 교반 모터(240)이 출력하는 토크보다 클 수 있다.
커플링 유닛(289)으로부터 회전력을 제공받는 교반기(230)는 교반 모터(240)의 회전 속도보다 느린 회전 속도로 회전하며, 교반 모터(240)가 출력하는 토크보다 큰 토크를 출력할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 제빙 중에 회전력 전달기(280)는 교반 모터(240)의 회전력을 교반기(230)에 그대로 제공할 수 있다. 또한, 이빙 중에 회전력 전달기(280)는 교반 모터(240)의 회전력을 감소하여 교반기(230)에 제공할 수 있으며, 교반기(230)는 교반 모터(240)의 출력 토크보다 큰 토크를 출력할 수 있다.
또한, 회전력 전달기(280)에 의하면, 교반 모터(240)의 회전축과 교반기(230)의 회전축이 동일선 상에 위치하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 45 및 도 46은 일 실시예에 의한 냉장고에 포함된 회전력 전달기의 다른 일 예를 도시한다.
회전력 전달기(290)는 교반 모터(240)의 구동 샤프트(241)로부터 회전력을 제공받고, 커플링 샤프트(298)와 커플링 유닛(299)를 통하여 교반기(230)로 회전력을 제공할 수 있다.
회전력 전달기(290)는 회전력을 차단하거나 전달하는 클러치 장치(291, 292, 293)와, 회전력을 감속 전달하는 감속 기어들(294, 295, 296, 297)와, 클러치 장치(291, 292, 293) 및 감속 기어들(294, 295, 296, 297)을 지지하는 지지 부재들(290a, 290b)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 회전력 전달기(290)는 교반 모터(240)로부터 회전력을 입력받는 입력 기어 유닛(294)와, 입력 기어 유닛(294)로부터 회전력을 제공받는 전달 기어 유닛(295)와, 전달 기어 유닛(295)로부터 회전력을 제공받아 회전력을 출력하는 제1 출력 기어 유닛(296)와, 입력 기어 유닛(294)로부터 회전력을 제공받아 회전력을 출력하는 제2 출력 기어 유니(297)와, 교반기(230)와 결합되는 커플링 유닛(299)와, 클러치 유닛(292)과 커플링 유닛(299)을 연결하는 커플링 샤프트(298)를 포함한다.
또한, 회전력 전달기(280)는 제1 출력 기어 유닛(296) 및 제2 출력 기어 유닛(297) 중 어느 하나로부터 회전력을 제공받는 클러치 유닛(292)과, 클러치 유닛(292)을 이동시키는 솔레노이드 코일(291)과, 클러치 유닛(292)에 장력을 인가하는 탄성 부재(293)을 포함한다.
클러치 유닛(292), 제1 출력 기어 유닛(296) 및 제2 출력 기어 유닛(297)의 회전축은 교반기(230)의 회전축과 동일선 상에 위치할 수 있으며, 입력 기어 유닛(293)의 회전축은 교반 모터(240)의 회전축과 동일선 상에 위치할 수 있다.
클러치 유닛(292)은 제1 출력 기어 유닛(296)의 제1 결합 홈(296a)에 삽입될 수 있는 제1 결합 돌기(292a)와, 제2 출력 기어 유닛(297)의 제2 결합 홈(297a)에 삽입될 수 있는 제2 결합 돌기(292b)를 포함한다.
또한, 클러치 유닛(292)은 커플링 샤프트(298)와 결합되며, 클러치 유닛(292)의 회전력은 커플링 샤프트(298)에 전달된다.
반면, 커플링 샤프트(298)은 제1 및 제2 출력 기어 유닛(296, 297)을 관통하며, 제1 및 제2 출력 기어 유닛(296, 297)에 결합되지 않는다. 다시 말해, 제1 및 제2 출력 기어 유닛(296, 297)의 회전력은 커플링 샤프트(298)에 전달되지 않는다.
솔레노이드 코일(291)은 전류가 공급되면 자기장을 생성하고, 클러치 유닛(292)를 이동시킬 수 있다.
냉장고(1)의 제어기(310)는 제빙 중에 솔레노이드 코일(291)에 전류 공급을 중지할 수 있다.
솔레노이드 코일(291)에 전류가 공급되지 않으면, 도 45에 도시된 바와 같이 탄성 부재(293)의 장력에 의하여 클러치 유닛(292)은 제1 자세(P1)를 유지할 수 있다.
제1 자세(P1)에서 클러치 유닛(292)은 제1 출력 기어 유닛(296)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 탄성 부재(293)의 장력에 의하여 클러치 유닛(292)은 제1 출력 기어 유닛(296)을 향하여 이동하며, 클러치 유닛(292)의 제1 결합 돌기(292a)는 제1 출력 기어 유닛(296)의 제1 결합 홈(296a)에 삽입될 수 있다.
교반 모터(240)가 회전하면 회전력은 구동 샤프트(241)을 통하여 입력 기어 유닛(294)으로 전달될 수 있다. 입력 기어 유닛(294)의 회전력은 전달 기어 유닛(295)으로 전달되며, 전달 기어 유닛(295)의 회전력은 제1 출력 기어 유닛(296)으로 전달될 수 있다. 전달 기어 유닛(295)과 제1 출력 기어 유닛(296) 사이의 기어 비에 의하여, 전달 기어 유닛(295)로부터 제1 출력 기어 유닛(296)로 전달되는 회전의 회전 속도는 제1 비율(대략 1:12의 비율)로 감소될 수 있다.
제1 출력 기어 유닛(296)의 회전력은 제1 결합 돌기(292a)와 제1 결합 홈(296a)의 결합에 의하여 클러치 유닛(292)으로 전달될 수 있다. 클러치 유닛(292)의 회전력은 커플링 샤프트(298)를 통하여 커플링 유닛(299)으로 전달될 수 있다.
이처럼, 제빙 중에 교반 모터(240)에 의하여 생성된 회전력은 입력 기어 유닛(294), 전달 기어 유닛(295), 제1 출력 기어 유닛(296) 및 클러치 유닛(292)을 거쳐 커플링 유닛(289)으로 전달될 수 있다. 또한, 교반 모터(240)의 회전은 제1 비율(대략 1:12의 비율)로 감속되어 커플링 유닛(289)으로 전달될 수 있다.
제어기(310)는 이빙을 위하여 솔레노이드 코일(291)에 전류를 공급할 수 있다.
솔레노이드 코일(291)에 전류가 공급되면, 도 46에 도시된 바와 같이 클러치 유닛(292)은 자기장에 의하여 솔레노이드 코일(291)을 향하여 이동하며, 클러치 유닛(292)은 제2 자세(P2)로 변경될 수 있다.
제2 자세(P2)에서 클러치 유닛(292)은 제2 출력 기어 유닛(297)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 솔레노이드 코일(291)의 인력에 의하여 클러치 유닛(292)은 제2 출력 기어 유닛(297)을 향하여 이동하며, 클러치 유닛(292)의 제2 결합 돌기(292b)는 제2 출력 기어 유닛(297)의 제1 결합 홈(297a)에 삽입될 수 있다.
교반 모터(240)가 회전하면 회전력은 구동 샤프트(241)을 통하여 입력 기어 유닛(294)으로 전달될 수 있다. 입력 기어 유닛(294)의 회전력은 제2 출력 기어 유닛(297)으로 전달될 수 있다. 입력 기어 유닛(294)과 제2 출력 기어 유닛(297) 사이의 기어 비에 의하여, 입력 기어 유닛(294)로부터 제2 출력 기어 유닛(297)로 전달되는 회전의 회전 속도는 제2 비율(대략 1:120의 비율)로 감소될 수 있다.
제2 출력 기어 유닛(297)의 회전력은 제2 결합 돌기(292b)와 제2 결합 홈(297a)의 결합에 의하여 클러치 유닛(292)으로 전달될 수 있다. 클러치 유닛(292)의 회전력은 커플링 샤프트(298)를 통하여 커플링 유닛(299)으로 전달될 수 있다.
이처럼, 이빙 중에 교반 모터(240)에 의하여 생성된 회전력은 입력 기어 유닛(294), 제2 출력 기어 유닛(297) 및 클러치 유닛(292)을 거쳐 커플링 유닛(289)으로 전달될 수 있다. 또한, 교반 모터(240)의 회전은 제2 비율(대략 1:120의 비율)로 감속되어 커플링 유닛(289)으로 전달될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 제빙 중에 회전력 전달기(290)는 교반 모터(240)의 회전을 제1 비율(대략 1:12)의 비율로 감속하여 교반기(230)에 제공할 수 있다. 또한, 이빙 중에 회전력 전달기(290)는 교반 모터(240)의 회전을 제2 비율(대략 1:120)의 비율로 감속하여 교반기(230)에 제공할 수 있다. 따라서, 제빙 중의 교반기(230)의 회전 속도는 이빙 중의 교반기(230)의 회전 속도보다 빠르고, 이빙 중의 교반기(230)의 출력 토크는 제빙 중의 교반기(230)의 출력 토크보다 클 수 있다.
또한, 회전력 전달기(290)에 의하면 교반 모터(240)의 회전축과 교반기(230)의 회전축이 평행하다. 다시 말해, 교반 모터(240)의 회전축과 교반기(230)의 회전축이 일치하지 않는다. 따라서, 회전력 전달기(290)에 의하면, 교반 모터(240)과 교반기(230)의 배치가 자유로울 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 게시된 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 게시된 실시예의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 냉장고 10: 본체
50: 냉각 장치 51: 압축기
52: 응축기 53: 전환 밸브
54, 55: 팽창기 56, 57: 증발기
58: 냉매관 59: 제빙 냉매관
100: 제빙 장치 110: 제빙기
111: 제빙 트레이 112: 교반기
113: 교반 모터 120: 저빙기
121: 얼음 용기 122: 이송기
123: 이송 모터 124: 분쇄기
125: 냉기 덕트 126: 저빙 팬
130: 단열 댐퍼 210: 제1 제빙 트레이
211: 제빙 셀 212: 제1 베이스
213: 격벽 214: 급수 가이드
215: 급수구 216: 제1 이빙 가이드
217: 커팅 리브 218a, 281b: 교반기 관통홀
219: 센서 수용부 220: 제2 트레이
221: 셀 수용부 222: 제2 베이스
223: 제2 격벽 224: 열 교환 리브
225: 냉매관 수용부 226: 히터 수용부
230: 교반기 231: 샤프트
232: 교반 부재 233: 이빙 부재
234: 제빙 히터 240: 교반 모터
241: 구동 샤프트 250: 슬라이더
251: 슬라이더 본체 252: 가이드 돌기
260: 제빙 커버 261: 제2 이빙 가이드
270: 이빙 히터 280: 회전력 전달기
281: 솔레노이드 코일 282: 클러치 레버
283: 탄성 부재 284: 클러치 유닛
285: 입력 기어 유닛 286: 전달 기어 유닛
287: 출력 기어 유닛 288: 커플링 샤프트
289: 커플링 유닛 290: 회전력 전달기
291: 솔레노이드 코일 292: 클러치 유닛
293: 탄성 부재 294: 입력 기어 유닛
295: 전달 기어 유닛 296: 제1 출력 기어 유닛
297: 제2 출력 기어 유닛 298: 커플링 샤프트
299: 커플링 유닛 310: 제어기
320: 저장실 온도 센서 330: 제빙 온도 센서

Claims (20)

  1. 물을 저수하여 얼음을 제조하는 제빙 트레이;
    상기 제빙 트레이에 저수된 물을 냉각시키는 냉각 장치;
    상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반기;
    상기 교반기를 구동하는 교반 모터; 및
    상기 제빙 트레이에 저수된 물이 냉각되는 중에, 상기 교반기의 적어도 일부가 상기 제빙 트레이에 저수된 물에 잠겨 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하는 제어기를 포함하는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교반기는
    샤프트;
    상기 샤프트로부터 돌출되어 상기 얼음을 제조하는 중에 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반 부재; 및
    상기 샤프트로부터 돌출되어 상기 얼음의 제조가 완료되면 상기 얼음을 제빙 트레이로부터 분리시키는 이빙 부재를 포함하는 냉장고.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 교반 부재는 적어도 하나의 교반 블레이드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 교반 블레이드는 상기 이빙 부재와 다른 방향으로 돌출되는 냉장고.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 교반 부재는 복수의 교반 블레이드를 포함하고, 상기 복수의 교반 블레이드는 상기 샤프트의 외면을 따라 나선형으로 배치되는 냉장고.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 교반 부재는 복수의 교반 블레이드를 포함하고, 상기 복수의 교반 블레이드의 돌출 길이는 서로 상이한 냉장고.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 교반기는 상기 샤프트의 내부에 마련되는 제빙 히터를 더 포함하고,
    상기 제빙 트레이에 저수된 물이 냉각되는 중에 상기 제어기는 상기 제빙 히터를 가동하는 냉장고.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제빙 트레이는 상기 물을 저수하고 제1 열 전도율을 갖는 제1 제빙 트레이와, 상기 제1 제빙 트레이의 저면에 접촉되고 제2 열 전도율을 갖는 제2 제빙 트레이를 포함하고,
    상기 제2 열 전도율은 상기 제1 열 전도율보다 큰 냉장고.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제빙 트레이는 상기 물을 저수하는 제빙 셀을 형성하고,
    상기 제빙 트레이는 상기 제빙 셀의 측벽을 형성하고 제1 열 전도율을 갖는 제1 제빙 트레이와, 상기 제빙 셀의 저면을 형성하고 제2 열 전도율을 갖는 제2 제빙 트레이를 포함하고,
    상기 제2 열 전도율은 상기 제1 열 전도율보다 큰 냉장고.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 교반기 제1 속도로 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하고, 상기 교반기 제2 속도로 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하고,
    상기 제1 속도는 제2 속도보다 큰 냉장고.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 교반기는 샤프트와, 상기 샤프트로부터 제1 방향을 돌출된 제1 블레이드와, 상기 샤프트로부터 제2 방향으로 돌출된 제2 블레이드를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 제1 블레이드가 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하고, 상기 제2 블레이드가 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제어하고,
    상기 제1 블레이드의 돌출 길이는 상기 제2 블레이드의 돌출 길이보다 큰 냉장고.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 교반기가 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터를 제1 속도로 회전시키고, 상기 교반기가 상기 제빙 트레이로부터 얼음을 분리하도록 상기 교반 모터를 제2 속도로 회전시키고,
    상기 제1 속도는 상기 제2 속도보다 큰 냉장고.
  12. 제빙 트레이에 물을 공급하는 과정;
    상기 제빙 트레이에 저수된 물을 냉각하는 과정;
    적어도 일부가 상기 제빙 트레이에 저수된 물에 잠긴 교반기를 이용하여 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정; 및
    상기 제빙 트레이에 얼음이 제조되면 상기 교반기를 이용하여 상기 얼음을 상기 제빙 트레이로부터 분리시키는 과정을 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제빙 트레이에 저수된 물을 냉각하는 중에 상기 교반기에 포함된 히터를 이용하여 상기 제빙 트레이에 저수된 물의 상부를 가열하는 과정을 더 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정은
    상기 교반기 제1 속도로 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정; 및
    상기 교반기 제2 속도로 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정을 포함하고,
    상기 제1 속도는 제2 속도보다 큰 냉장고의 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정은
    상기 교반기에 포함된 제1 블레이드를 이용하여 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정; 및
    상기 교반기에 포함된 제2 블레이드를 이용하여 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 과정을 포함하고,
    상기 제1 블레이드의 길이는 상기 제2 블레이드의 길이보다 큰 냉장고의 제어 방법.
  16. 물을 저수하여 얼음을 제조하고 제1 열 전도율을 갖는 제1 제빙 트레이;
    상기 제1 제빙 트레이의 저면에 접촉되고 제2 열 전도율을 갖는 제2 제빙 트레이;
    상기 제2 제빙 트레이와 접촉되어 상기 제2 제빙 트레이를 냉각시키는 냉각 장치;
    상기 제1 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반기; 및
    상기 교반기를 구동하기 위한 회전력을 생성하는 교반 모터를 포함하고,
    상기 제2 열 전도율은 상기 제1 열 전도율보다 큰 냉장고.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 교반기는
    샤프트;
    상기 샤프트의 내부에 마련되는 제빙 히터;
    상기 샤프트로부터 돌출되어 상기 얼음을 제조하는 중에 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하는 교반 부재; 및
    상기 샤프트로부터 돌출되어 상기 얼음의 제조가 완료되면 상기 얼음을 제빙 트레이로부터 분리시키는 이빙 부재를 포함하는 냉장고.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 제빙 트레이가 냉각되는 동안 상기 제1 제빙 트레이에 저수된 물은 하부부터 동결되는 냉장고.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 교반 모터에 의하여 생성된 회전력을 상기 교반기로 전달하는 회전력 전달기를 더 포함하고,
    상기 회전력 전달기는
    상기 교반 모터의 회전력을 감속하여 출력하는 복수의 감속 기어들; 및
    상기 복수의 감속 기어들 중 어느 하나의 기어의 회전을 선택적으로 상기 교반기로 전달하는 클러치 장치를 포함하는 냉장고.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 클러치 장치는 상기 교반기가 상기 제빙 트레이에 저수된 물을 교반하도록 상기 교반 모터의 회전을 상기 교반기에 그대로 전달하고, 상기 교반기가 상기 제빙 트레이로부터 얼음을 분리하도록 상기 교반 모터의 회전을 감속하여 상기 교반기에 전달하는 냉장고.
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