CN107305081A - 用于冰箱的制冰装置和包括制冰装置的冰箱 - Google Patents

用于冰箱的制冰装置和包括制冰装置的冰箱 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于冰箱的制冰装置，还提供了一种包括该制冰装置的冰箱，该冰箱除了具有冰箱储存室蒸发器之外还具有制冰装置蒸发器。所述制冰装置包括冰盘和与所述冰盘的外表面接触的冷却管。制冷剂在所述冷却管中流动并且直接冷却所述冰盘。所述制冰装置蒸发器接收来自冷凝器的制冷剂并且将该制冷剂供应到所述冷却管。隔热构件包覆在所述冷却管周围，并且所述隔热构件能够防止所述冷却管与环境空气进行热交换。

Description

用于冰箱的制冰装置和包括制冰装置的冰箱
技术领域
本发明的实施例涉及冰箱，并且更具体地，涉及冰箱中的制冰和分配机构。
背景技术
冰箱是一种被用来例如以冷冻状态或冷藏状态将食物或其它物品储存在低温下的电器。冰箱的内部是通过在该冰箱中循环的冷空气而被冷却的。
冰箱包括热交换器，该热交换器被配置成将冷空气供应到冰箱中。随着制冷剂以经历了压缩、冷凝、膨胀和蒸发的方式重复循环，能够连续不断地产生冷空气。冰箱中所供应的冷空气通过对流而被均匀分布。
热交换器可以被安装在冰箱的一侧处并且与诸如冷藏室和冷冻室等储存空间隔离开。例如，压缩过程和冷凝过程可以由布置在机械室内的压缩机和冷凝器来执行，所述机械室位于冰箱的后部下侧。凭借制冷剂的蒸发，该制冷剂可以从包围着蒸发器的环境空气吸收热量，且由此产生冷空气。
冰箱包括主体，该主体具有长方体形状并且具有前开口。冷藏室和冷冻室可以被布置在主体中。冷藏室门和冷冻室门可以盖住主体的前部。在冰箱的内部储存空间中，可以布置有用于分类和保存不同种类物品的抽屉、搁物架和储物盒等。
通常，顶装式(top-mount-type)冰箱具有位于冷藏室顶部上的冷冻室。相反，底部冷冻室式(bottom-freezer-type)冰箱具有位于冷藏室下方的冷冻室。这使得用户能够方便地使用冷藏室。另一方面，对于想要使用冷冻室的用户而言，如果用户例如必须弯腰或蹲身才能触及冷冻室从而取出冰块，则这就会是不方便的。
某些底部冷冻室式冰箱具有冰分配器，该冰分配器被布置在位于冰箱的上侧处的冷藏室门中。在这种情况下，用于供应冰的制冰装置可能被布置在冷藏室门中或冷藏室的内部中。
制冰装置可以归类为间接冷却型制冰装置(其使用冷空气来将水冻结成冰)和直接冷却型制冰装置(其依靠制冷剂管与冰盘之间的热传递来将水冻结)。直接冷却型制冰装置具有高得多的冷却效率。
然而，在直接冷却型制冰装置中，令人们不满意的是，在制冷剂管和冰盘上常常会形成霜冻。霜冻会损害制冰装置的性能和效率。
发明内容
本发明的实施例提供了这样一种制冰装置，其能够减少或防止在制冰装置的部件上形成霜冻。
根据本发明的一个实施例，用于冰箱的制冰装置包括：冰盘；冷却管，所述冷却管接触所述冰盘的外表面，所述冷却管被配置成直接冷却所述冰盘；以及隔热构件，其被配置成包围所述冷却管并防止所述冷却管与环境空气进行热交换。
进一步，所述制冰装置包括加热单元，所述加热单元被布置在所述冰盘周围并且被配置成加热所述冰盘。所述隔热构件包围所述加热单元并且防止所述加热单元与环境空气进行热交换。所述制冰装置包括储冰部，所述储冰部被配置成储存冰块。
所述制冰装置包括制冰装置蒸发器，所述制冰装置蒸发器被配置成冷却所述储冰部。所述制冰装置蒸发器是与冰箱室蒸发器分开的单元，所述冰箱室蒸发器被用来产生要在冰箱储存室中循环的冷空气。
所述储冰部具有排出路径，所述排出路径用于从所述储冰部排出凝结水(watercondensation)。
所述制冰装置蒸发器被配置成接收来自所述冰箱中的冷凝器的制冷剂。所述制冷剂在冷却所述储冰部之后被输送到所述冷却管。
进一步，所述制冰装置包括风扇，所述风扇被配置成吹送在所述制冰装置蒸发器中被冷却的空气。
根据本发明的另一个实施例，用于冰箱的制冰装置包括：冰盘，所述冰盘被配置成接纳水，该水在所述冰盘中冻结成冰；冷却管，所述冷却管被配置成引导制冷剂的流动，并且所述冷却管被布置得靠近所述冰盘；储冰部，所述储冰部被配置成储存所述冰盘中的所产生的冰；以及制冰装置蒸发器，所述制冰装置蒸发器被配置成冷却所述储冰部且将制冷剂供应到所述冷却管。
另一方面，本发明提供了一种冰箱，其包括：储存室；制冰装置，所述制冰装置被配置成接纳水且利用该水来产生冰；制冰装置蒸发器，所述制冰装置蒸发器被布置在所述制冰装置中，并且所述制冰装置蒸发器被配置成将制冷剂供应到所述制冰装置以将水冻结成冰；以及冰箱室蒸发器，所述冰箱室蒸发器被配置成产生要在所述储存室中循环的冷空气。
附图说明
图1是图示了根据本发明一个实施例的设置有制冰装置的示例性冰箱的构造的立体图。
图2是图1所示的冰箱的侧视图。
图3是图示了用于图1所示的冰箱的示例性制冰装置的构造的图。
图4是图3所示的示例性制冰装置的分解立体图。
图5是图3所示的示例性制冰装置的底部分解立体图。
图6是图3所示的示例性制冰装置的侧视图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，将会参照构成了本说明书的一部分的附图。在详细说明、附图和权利要求中所描述的解释性实施例不意味着限制。在不偏离本文所提出的主题的主旨或范围的情况下，可以采用其它实施例，且可以做出其它变化。
在下文中，将会参照附图更加充分地说明本发明的一个或多个示例性实施例，这样，本领域技术人员就能够容易地确定本发明的一个或多个示例性实施例。本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的主旨或范围的前提下，可以以各种不同的方式来修改所说明的各示例性实施例，并且本发明不限于本文中所说明的各示例性实施例。
需要注意的是，附图是示意性的，并且不一定是按照实际尺度而被图示的。附图中的部件的相对尺寸和比例可能在实际大小上有所放大或有所缩小，并且预定尺寸只是示例性的而不是限制性的。两幅以上的附图中所示的相同的结构、元件或部件由相同的附图标记标示，以表明它们具有类似的特性。
本发明的示例性附图更加详细地图示了本发明的理想的示例性实施例。于是，附图的各种变型是可以预期的。因此，各示例性实施例不限于所图示出来的区域的具体形式，并且例如可以包括由于制造而引起的在形式上的变型。
下面参照图1至图6来说明示例性制冰装置的构造和相关的示例性冰箱的构造。
图1是图示了根据本发明一个实施例的设置有制冰装置的示例性冰箱的构造的立体图。图2是图1所示的冰箱的侧视图。图3是图示了用于图1所示的冰箱的示例性制冰装置的构造的图。图4是图3所示的示例性制冰装置的分解立体图。图5是图3所示的示例性制冰装置的底部分解立体图。图6是图3所示的示例性制冰装置的侧视图。
参照图1至图6，根据本发明一个实施例的冰箱1可以包括冰箱室10、蒸发器20、压缩机30、冷凝器40和用于冰箱的制冰装置50。
冷空气是通过制冷剂的压缩、冷凝、膨胀和蒸发的重复循环而产生的。更具体地，具有低温和低压的气体制冷剂通过压缩机30而被压缩成具有高温和高压的气态。具有高温和高压的气体制冷剂通过冷凝器40而被冷凝成具有高温和高压的液态。在膨胀机(未图示)中，具有高温和高压的液体制冷剂被膨胀成具有低温和低压的液体制冷剂。然后，具有低温和低压的液体制冷剂被送到蒸发器20。在蒸发器20中，具有低温和低压的液体制冷剂通过从环境空气吸收热量而被蒸发，由此将环境空气转换成冷空气以便供应到储存空间。蒸发后的制冷剂又被引入到压缩机30中。蒸发器20周围的冷空气被供应到冰箱室10中，由此冷却冰箱室10。
蒸发器20可以将制冷剂供应到制冰装置50。冰箱1可以包括多个蒸发器20，这些蒸发器包括：被配置成将冷空气供应到冰箱室10中的冰箱室蒸发器21；和被配置成将制冷剂供应到制冰装置50的制冰装置蒸发器220。
制冰装置50可以包括制冰单元100和储冰单元200。
制冰单元100可以包括冰盘110、冷却管120、加热单元130和隔热构件140。
冰盘110被配置成接纳水。冰盘110中的水能够利用冷空气而被冻结成冰块。冰盘110可以包括隔离壁111、冰释放构件112和冰释放构件引导件113，隔离壁111被配置成把单独的冰块分隔开，冰释放构件112被配置成从冰盘110排出冰块，冰释放构件引导件113被配置成引导冰释放构件112。隔离壁111在不同的实施例中可以具有各种不同的形状和数量。冰释放构件112可以是可旋转的，并且冰释放构件112可以被诸如电机等驱动设备驱动。
冰盘110可以包括传热构件。该传热构件可以有效地将从冷却管120接收的冷空气传递给水。该传热构件可以被布置在冰盘110外部并且可以具有与冰盘110的形状相同的形状。然而，本发明不一定受限于此。
冷却管120可以冷却冰盘110。此外，冰盘110中的水可以通过与冷却管120的热交换而被冻结成冰块。制冷剂可以流过冷却管120。冷却管120中的制冷剂可以是从冷凝器40供应到制冰装置蒸发器220的制冷剂的至少一部分。然而，在一些其它实施例中，冷却管120中的制冷剂可以不是来自冷凝器40而是来自另一不同的源头。在这种情况下，在冷却管120中流过的制冷剂可以是由制冰装置蒸发器220冷却的。为了这个目的，冷凝器40的制冷剂流动路径可以被布置在冷却管120的制冷剂流动路径内，或者反过来也行。可以使用诸如阀等打开/关闭装置和诸如泵等增压装置来调节通过冷却管120的制冷剂流量。该打开/关闭装置和该增压装置可以由控制单元300控制。
冷却管120可以被布置在冰盘110外部且在冰盘110周围。例如，冷却管120可以直接接触冰盘110的外表面并且冷却管120与冰盘110之间没有间隙。这使得冷却管120能够有效地吸收冰盘110的热量。
加热单元130被配置成加热冰盘110。为了从冰盘110中释放冰块的目的，冰盘110中的冰块可以被加热单元130部分地融化。加热单元130可以被布置在冰盘110周围。例如，加热单元130可以直接接触冰盘110。加热单元130可以包括允许热介质流过的管道。然而，本发明不一定受限于此。例如，加热单元130可以包括从电能产生热量的电线。
隔热构件140可以包围冷却管120。换言之，冷却管120的一部分可以被隔热构件140包围，并且冷却管120的另一部分可以被冰盘110包围。此外，隔热构件140可以被配置成包围冰盘110的至少一部分。隔热构件140可以防止冷却管120和冰盘110与具有相对高温的环境空气进行热交换。因此，隔热构件140可以减少或防止在冷却管120的表面上和在冰盘110的表面上产生霜冻。
此外，隔热构件140还可以包围加热单元130。因此，加热单元130的一部分可以被隔热构件140包围，并且加热单元130的另一部分可以被冰盘110包围。隔热构件140可以抑制去往除了冰盘110以外的部件的热传递。例如，隔热构件140可以防止由加热单元130产生的热量被传递至储冰部210。而且，隔热构件140可以位于加热单元130与冷却管120之间。隔热构件140可以防止去往冷却管120的热传递，由此保持冷却管120的冷却效率。
隔热构件140可以与由冰盘110、冷却管120和加热单元13界定的轮廓共形(conformal)。在隔热构件140与冰盘110之间、在隔热构件140与冷却管120之间、以及在隔热构件140与加热单元130之间，没有形成间隙或仅形成有小的间隙。这能够减少隔热构件140与冰盘110之间、隔热构件140与冷却管120之间、以及隔热构件140与加热单元130之间的空气量，且因此能够减小隔热构件140与冰盘110之间、隔热构件140与冷却管120之间以及隔热构件140与加热单元130之间的空气水分含量。结果，隔热构件140可以防止在冰盘110的表面和冷却管120的表面上从水分形成霜冻。此外，隔热构件140可以由具有低热导率的材料制成。例如，隔热构件140可以是但并不限于泡沫聚苯乙烯(styrofoam)或其它合适材料。
储冰单元200可以包括储冰部210、制冰装置蒸发器220和排冰部230。
储冰部210被配置成利用冰释放构件112的操作而从冰盘110接收冰块。储冰部210可以从制冰装置蒸发器220接收冷空气。储冰部210可以是例如具有顶部开口的容器。
在储冰部210的下部中可以布置有排出路径211。在储冰单元200内可能会产生霜冻，但是该霜冻能够融化成水且然后残留在储冰部210的底部处。该水能够从制冰装置50通过排出路径211而被排出。排出路径211可以是(但并不限于)被设置在制冰装置50的下部中的导管。
制冰装置蒸发器220可以冷却制冰单元100和储冰单元200。而且，制冰装置蒸发器220可以接收来自冷凝器40的制冷剂。
制冰装置蒸发器220可以被接合至制冰单元100的冷却管120。因为冷却管120被布置在冰盘110周围，所以制冰装置蒸发器220可以利用在冷却管120中流过的制冷剂来冷却冰盘110。换言之，制冰装置蒸发器220可以经由冷却管120来吸收制冰单元100的热量。
制冰装置蒸发器220被配置成冷却周围的空气。制冰装置蒸发器220可以接收来自冷凝器40的制冷剂。该制冷剂从制冰装置蒸发器220周围的空气吸收热量。换言之，从冷凝器40输送过来的制冷剂将制冰装置蒸发器220周围的环境空气冷却成冷空气。该冷空气可以利用风扇221而在储冰单元200中循环从而冷却储冰部210。制冰装置蒸发器220与用于冷却冰箱室10的冰箱室蒸发器21是分开的。
制冷剂可以在平行路径中流过制冰装置蒸发器220和冰箱室蒸发器21。制冰装置可以接收来自冷凝器40的制冷剂。从冷凝器40供应过来的制冷剂可以吸收存在于制冰装置蒸发器220周围的空气的热量，然后可以被送到冷却管120。然而，本发明不一定受限于此。例如，冷凝器40中的制冷剂可以首先通过冷却管120，然后可以流入制冰装置蒸发器220中。制冰装置50可以包括制冰装置蒸发器220。作为另一个示例，冷却管120中的制冷剂可以不同于冷凝器40中的制冷剂。在这种情况下，冷凝器40中的制冷剂可以从冷却管120的制冷剂吸收热量，由此冷却冷却管120的制冷剂。
排冰部230可以从储冰部210排出所储存的冰块。排冰部230可以包括输送构件231、驱动装置232和破碎构件233。一旦输送构件231被驱动装置232旋转，输送构件231周围的冰块就会朝着出口移动，然后被破碎构件233压碎成更小块以便有效地排出。
控制单元300可以控制制冰装置蒸发器220来冷却冷却管120。控制单元300可以被接合至感测装置。该感测装置可以感测是否已经有水被引入冰盘110中。此外，控制单元300可以通过控制安装在冷却管120中的打开/关闭装置和增压装置来控制冷却管120内的制冷剂的循环。例如，一旦感测装置感测到水的引入，控制单元300就可以打开该打开/关闭装置并且可以启动该增压装置以使得制冷剂能够循环通过冷却管120。控制单元300可以包括微处理器。控制单元300能够以现有技术中众所周知的任何合适的方式而被实施。
在下文中，将会说明制冰装置50和冰箱的操作和效果。在将水从外部引入冰盘110中之后，冰盘110中的水能够利用来自冷却管120的冷却效果而冻结成冰块。当制冷剂在冷却管120中流过时，冷却管120可以快速地冷却冰盘110。在这种手段中，不再需要对冰盘110进行空气冷却时所需的诸如导管和风扇等各种部件，因此有利地简化了冰箱1的结构。
此外，制冰单元100中的隔热构件140可以起到把冰盘110和冷却管120与周围的通常具有相对高温的空气隔离开的作用。因此，隔热构件140可以抑制在冰盘110和冷却管120上产生霜冻等。此外，隔热构件140可以提高制冰单元100的冷却效率。
当水在冰盘110中完全冻结成冰块之后，冰盘110中的冰块可以被传送到储冰部210。为了释放冰块，冰释放构件112和加热单元130可以被启动。例如，加热单元130可以在释放冰块之前将冰盘110加热。冰块可以利用加热单元130的加热而部分地融化，以便容易与冰盘110分离。随后，冰释放构件112被驱动以将冰块从冰盘110排出到外部。
送到储冰部210的冰块可以利用制冰装置蒸发器220而被保持为冻结状态。与制冰装置蒸发器220相邻的风扇221可以将制冰装置蒸发器220周围的冷空气供应到储冰部210。由于制冰装置蒸发器220的冷却作用，在储冰部210上可能凝结有水。这样的水分可以通过排出路径211而被排出到制冰装置50外。储存在储冰部210中的冰块可以通过排冰部230而被移动到外面。
为了使上述一系列过程能够实施，控制单元300可以控制制冰单元100的操作和储冰单元200的操作。例如，控制单元300可以控制冰释放构件112的操作和制冰装置蒸发器220的操作。
尽管上面已经参照附图说明了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在不改变本发明的必要特征或主旨的情况下，可以以各种各样的方式来实施本发明。
因此，应当理解的是，上述的示例性实施例不是限制性的，而是在所有方面仅仅是示例。本发明的范围不是由本文的详细说明而是由随附的权利要求表达的，且还应当认为，从权利要求及其等同概念的含义和范围而得到的所有变化和修改都被涵盖在本发明的范围内。
综上，需要理解的是，为了解释的目的而在本文中已经说明了本发明的各种实施例，并且可以在不偏离本发明的范围和主旨的情况下做出各种变型。本发明的说明书中所公开的示例性实施例并不限制本发明。本发明的范围将由随附的权利要求来阐明，并且需要理解的是，与权利要求等同的范围内的所有技术也属于本发明的范围。
相关申请的交叉引用
本申请以2016年4月22日提交的韩国专利申请第10-2016-0049634号为基础并且要求该韩国专利申请的优先权，在此为了所有的目的而将该韩国专利申请的全部内容以引用的形式并入本文中。

Claims (15)

1.一种用于冰箱的制冰装置，所述制冰装置包括：
冰盘，所述冰盘被配置成接纳水，该水在所述冰盘中冻结成冰；
冷却管，所述冷却管被配置成引导制冷剂的流动，并且所述冷却管被布置得靠近所述冰盘；以及
隔热构件，所述隔热构件包围所述冷却管，并且所述隔热构件能够工作以减少环境空气与所述冷却管之间的热传递。
2.根据权利要求1所述的制冰装置，其中所述冷却管的一部分直接接触所述冰盘。
3.根据权利要求1所述的制冰装置，其还包括：
加热器，所述加热器被布置在所述冰盘周围，并且所述加热器被配置成加热所述冰盘，
其中所述隔热构件包围所述加热器，并且所述隔热构件能够工作以减少所述加热器与环境空气之间的热传递。
4.根据权利要求3所述的制冰装置，其还包括储冰部，所述储冰部被配置成储存所述冰盘中的所产生的冰。
5.根据权利要求4所述的制冰装置，其还包括：
制冰装置蒸发器，所述制冰装置蒸发器被配置成冷却所述储冰部，并且
其中所述制冰装置蒸发器与冰箱室蒸发器是分开的，所述冰箱室蒸发器被配置成产生要在冰箱储存室中循环的冷空气。
6.根据权利要求4所述的制冰装置，其中所述储冰部包括排出路径，所述排出路径用于排出所述储冰部中的凝结水。
7.根据权利要求5所述的制冰装置，其还包括冷凝器，并且
其中所述制冰装置蒸发器被配置成接收来自所述冷凝器的制冷剂。
8.根据权利要求7所述的制冰装置，其中所述制冷剂能够工作以冷却所述储冰部，然后所述制冷剂流向所述冷却管。
9.根据权利要求5所述的制冰装置，其还包括：
风扇，所述风扇被配置成使空气在所述储冰部中循环。
10.一种用于冰箱的制冰装置，所述制冰装置包括：
冰盘，所述冰盘被配置成接纳水，该水在所述冰盘中冻结成冰；
冷却管，所述冷却管被配置成引导制冷剂的流动，并且所述冷却管被布置得靠近所述冰盘；
储冰部，所述储冰部被配置成储存所述冰盘中的所产生的冰；以及
制冰装置蒸发器，所述制冰装置蒸发器被配置成冷却所述储冰部且将制冷剂供应到所述冷却管。
11.根据权利要求10所述的制冰装置，其还包括：
隔热构件，所述隔热构件包围所述冷却管，并且所述隔热构件能够工作以抑制所述冷却管与环境空气进行热交换。
12.一种冰箱，其包括：
储存室；
制冰装置，所述制冰装置被配置成接纳水且利用该水来产生冰；
制冰装置蒸发器，所述制冰装置蒸发器被布置在所述制冰装置中，并且所述制冰装置蒸发器被配置成将制冷剂供应到所述制冰装置以将水冻结成冰；以及
冰箱室蒸发器，所述冰箱室蒸发器被配置成产生要在所述储存室中循环的冷空气。
13.根据权利要求12所述的冰箱，其还包括：
压缩机，所述压缩机被配置成压缩从所述冰箱室蒸发器和所述制冰装置蒸发器中的至少一者供应过来的制冷剂；以及
冷凝器，所述冷凝器被配置成在使压缩后的制冷剂的至少一部分液化的同时进行散热。
14.根据权利要求13所述的冰箱，其中，所述制冰装置包括：
冰盘；
冷却管，所述冷却管直接接触所述冰盘，所述冷却管被配置成利用在所述冷却管中流动的制冷剂来冷却所述冰盘；以及
储冰部，所述储冰部被配置成储存所述冰盘中的所产生的冰，
其中所述制冰装置蒸发器被配置成冷却所述储冰部且将制冷剂供应到所述冷却管。
15.根据权利要求14所述的冰箱，其中所述制冰装置还包括隔热构件，所述隔热构件包围所述冷却管，并且所述隔热构件能够工作以抑制所述冷却管与环境空气进行热交换。
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