冰箱以及用於製造冰的製冷劑循環裝置和循環方法與流程

2023-05-19 04:41:39 1

本發明涉及冰箱以及用於製造冰的製冷劑循環裝置和循環方法。

背景技術：

冰箱是用於將食物儲存在較低溫度下的設備，並且可以被構造成在冷凍狀態或冷藏狀態下儲存食物。可以根據要被儲存的食物的種類來決定是在冷凍狀態下還是在冷藏狀態下儲存食物。

通過被提供至冰箱內部的冷空氣對冰箱內部進行冷卻，所述冷空氣通常是通過經歷了包括壓縮、冷凝、膨脹和蒸發的冷卻循環的製冷劑的溫度交換作用而被產生的。已提供至冰箱內部的冷空氣可以通過對流而被分布到冰箱中。因此，冰箱內的物品可以被儲存在所期望的溫度下。

冰箱通常包括具有長方體形狀的主體，該主體的前側是敞開的。在主體內可以設置有冷藏室(例如冷藏空間、冷藏部、冷藏間，等等)和冷凍室(例如冷凍空間、冷凍部、冷凍間，等等)。在主體的前側或前表面上可以設置有冷藏室門和冷凍室門以用於選擇性地關閉/打開冷藏室和冷凍室。在冷藏室和冷凍室的內部儲存空間中可以設置有多個抽屜、擱架和容器盒，以用於把不同種類的食物儲存在所期望的狀態下。

傳統地，主流冰箱是其中冷凍室位於冰箱的上側或上部處而冷藏室位於冰箱的下側或下部處的頂部安裝型(top-mount-type)冰箱。市場上可購得的還有底部冷凍型(bottom-freeze-type)冰箱。更頻繁使用的冷藏室位於冰箱的上部處而不太頻繁使用的冷凍室位於冰箱的下部處的底部冷凍型冰箱能夠提高用戶的使用便利性。這提供了用戶能夠方便地使用冷藏室的優點。然而，底部冷凍型冰箱(其中冷凍室位於冰箱的下部或下側處)引起了如下的不便：當用戶想要使用冷凍室時，用戶通常必須彎腰來打開冷凍室門(例如以便取出冰塊、食物等)。

在解決底部冷凍型冰箱的上述問題時，傳統的嘗試已經包括了在一些實施形式中被安裝在冷藏室或冷藏室門中的冰分配器(ice dispenser)。在這種解決手段中，冷藏室門或冷藏室的內部可設置有用於產生冰的制 冰機。

該製冰機可以包括製冰組件、冰桶和供給器組件(feeder assembly)。製冰組件設置有用於產生冰塊(例如，其呈現為包括立方體、圓柱體、半球體等等的各種形狀)的製冰託盤。冰桶用於儲存上述冰塊。供給器組件將冰桶中所儲存的冰塊供給至分配器。

此外，在冷藏室的左側壁表面部或右側壁表面部上設置有製冰管，以使得在門關閉時能夠使冷空氣從冷凍室流動至製冰室(例如製冰空間、製冰間，等等)。

這樣，當門關閉時，製冰管與製冰室彼此連接；而當門打開時，製冰管與製冰室彼此分離。因此，當門關閉時，冷凍室中的冷空氣通過製冰管而被提供至製冰室並且被用來產生冰。

然而，這些傳統冰箱的實例會有各種各樣的問題。

第一，由於在冷藏室的左側壁表面部或右側壁表面部上可以設置有製冰管，並且還增添了用於使製冰管隔熱的結構，所以冰箱的內部容量被減小了。此外，冰箱的管道系統結構可能是複雜的。

第二，只有當門關閉時才能將冷空氣從冷凍室傳輸至製冰室。此外，當門打開時，流經製冰管的冷空氣被排出到外部，因而能量效率被降低了。

第三，因為以間接冷卻方式來實現製冰，在該間接冷卻方式中，冰是由於經由製冰管提供過來的冷空氣而生成的，所以沒有實現直接冷卻，且製冰速度相對較低。

技術實現要素：

在一個實施例中，本發明提供了一種冰箱，該冰箱儘管把製冰機設置在冷藏室門上，但是並不需要用於傳輸來自冷凍空間的用於製冰的冷空氣的管(duct)。在一個實施例中，這種解決手段有助於採用簡單結構且有助於增大內部容量。該解決手段可以包括用於在這種冰箱中製造冰的製冷劑循環方法。在一個示例性實施方式中，無論門是打開的或是關閉的，冰箱都能夠對製冰室進行冷卻。在一個實施例中，所描述的解決手段能夠具有高的能量效率並且提供了用於在這種冰箱中製造冰的製冷 劑循環方法。

在一個實施例中，本發明提供了能夠在設置於門上的製冰室中以直接冷卻方式製造冰(例如，快速地製造冰，等等)的冰箱以及用於在這種冰箱中製造冰的製冷劑循環方法。

在一個實施例中，冰箱包括：主體，其被構造成具有用於儲存食物的儲存空間；門，其被設置在所述主體上，並且被構造成能夠打開和關閉以便使用所述存儲空間，其中所述門包括製冰室和機械室。所述機械室可以包括壓縮機、冷凝器和膨脹閥。所述製冰室可以包括：製冰機，所述製冰機包括能夠接收且容納水的託盤；以及製冷劑管道，其被連接至所述壓縮機、所述冷凝器、所述膨脹閥和所述託盤，所述製冷劑管道被構造成通過傳導來對所述託盤進行冷卻。

在一個實施例中，在用於在所述製冰機中產生冰的冷卻循環中，所述託盤起到蒸發器的作用。所述製冷劑管道的至少一部分可以被構造成與所述託盤的下表面接觸。在一個示例性實施方式中，所述製冷劑管道的與所述託盤接觸的所述部分被形成為U形。所述門可包括如下的機械室：所述機械室與所述製冰室被絕熱構件彼此分隔開，且所述壓縮機和所述冷凝器被布置在所述機械室中。所述門的用於構成所述機械室的一個表面中具有通孔，所述通孔在所述門的所述表面中被形成得使所述機械室能夠與所述機械室外部進行空氣流通。

在一個實施例中，用於在冰箱中製造冰的製冷劑循環方法包括：通過被設置於所述冰箱的門上的壓縮機來對製冷劑進行壓縮；通過被設置於所述門上且與所述壓縮機連接的冷凝器來使所述製冷劑冷凝；通過被設置於所述門上且與所述冷凝器連接的膨脹閥來使所述製冷劑膨脹；以及通過被設置於所述門上且至少一部分與託盤的一個表面接觸的製冷劑管道的傳導來使所述製冷劑蒸發，由此對所述託盤進行冷卻。

在一個實施例中，在用於在製冰機中產生冰的冷卻循環中，所述託盤起到蒸發器的作用。在所述蒸發步驟中，可以利用經由被形成得能夠讓空氣從所述門的外部流入的通孔而從外部被引入到所述門內的外部空氣，來對所述冷凝器進行冷卻。

附圖說明

根據下面的結合附圖對實施例進行的說明，本發明的目的和特徵將變得更明顯。在附圖中：

圖1是圖示了根據本發明實施例的冰箱當門打開時的狀態的立體圖；

圖2是圖示了圖1中所示的製冰機的正視圖；

圖3是圖示了被設置在圖1中所示的製冰機內部的製冷劑管道和託盤的仰視圖；

圖4是圖示了被設置在圖1中所示的製冰機內部的結構的一部分的剖視圖；以及

圖5是圖示了根據一個實施例的用於在冰箱中製造冰的示例性製冷劑循環方法的流程圖。

具體實施方式

現在將會具體地參照優選實施例，在附圖中圖示了這些優選實施例的實例。雖然將會結合這些優選實施例對本發明進行說明，但應當理解的是，本發明不是受限於這些實施例。相反，本發明旨在涵蓋能夠落入如隨附的權利要求所限定的本發明的精神和範圍內的各種替換、修改和等同物。此外，在下面的對本發明的詳細說明中，為了便於對本發明的透徹理解而闡述了許多的具體細節。然而，對於本領域普通技術人員而言顯然的是，本發明也可以在沒有這些具體細節的前提下而被實施。在其他情況下，沒有詳細地說明眾所周知的方法、過程、部件和電路，以避免多餘地使本發明的各方面變得模糊。

在下文中，將會參照附圖來詳細地說明本發明的實施例，這些附圖構成了本說明書的一部分。在下面的說明中，如果認為本發明所涉及的已知功能或構造的詳細說明會導致本發明的主題變得模糊，那麼將會省略這些詳細說明。

圖1是圖示了根據本發明一個實施例的冰箱當門打開時的狀態的立體圖。冰箱1包括：主體10，其被構造成形成該冰箱的外觀；擋板12，其被構造成將形成在主體10內的食物儲存空間分隔成上側的冷藏室R和 下側的冷凍室F；以及門20，其被設置在主體10的前表面的任一側邊上。門20被構造成通過旋轉運動來選擇性地打開和關閉冷藏室R。冷凍室F也可以具有被構造成選擇性地打開和關閉冷凍室F的門。

此外，門20可以包括製冰室22、機械室24和絕熱構件26。製冰室22設置有用於產生冰的製冰機100。機械室24包括壓縮機242和冷凝器244。絕熱構件26被設置在製冰室22與機械室24之間。絕熱構件26被構造成將製冰室22與機械室24彼此分隔開。

在一個實施例中，製冰室22被設置在主體10的用於打開和關閉冷藏室R的門20上。在另一實施例中，製冰室被設置在用於打開和關閉冷凍室F的門上。

在一個實施例中，製冰室22被形成在門20的上部處，而機械室24形成在門20的下部處。應當理解的是，可以存在著很多種不同的構造和實施形式。在一個實施例中，製冰室22被形成在門20的下部處，而機械室24被形成在門20的上部處。

絕熱構件26可以包括諸如聚氨酯泡沫(urethane foam)等發泡劑(foaming agent)，並且可以被設置成阻止製冰室22(例如，其可以具有相對低的溫度，等等)與機械室24(例如，其可以具有相對高的溫度，等等)之間的熱交換。

門20可包括蓋板構件，該蓋板構件覆蓋住該門的面向主體10的表面，以使得即使當門20打開時，製冰室22和機械室24也不會向外暴露出來。此外，當門20關閉時，蓋板構件可具有使門20的內部空間與主體10及冷藏室R隔熱的功能。蓋板構件可包括與門20的整個表面對應的發泡劑。為了便於說明，在圖1中省掉了對蓋板構件的圖示。

此外，門20可以設置有絕熱材料(例如，在該門的周邊部、周圍部、邊緣部等上)以使得內部的冷空氣不會洩漏到外部，且因此可以與外部隔熱。當門20關閉時，該絕熱材料可以在門20的邊緣部上形成隔熱密封。

門20可以在機械室24的內部設置有壓縮機242和冷凝器244。此外，還可以包括在控制冷凍循環時所要使用的膨脹閥(未圖示)(例如， 其被布置在機械室24的內部，或者其被布置在絕熱構件26的內部，等等)。

壓縮機242可以是比通常設置在冰箱的主體中的壓縮機更小的壓縮機。在一個示例性實施方式中，壓縮機242足夠小以使得能夠被安裝到門20內所包括的機械室24中。在韓國專利申請公開案第10-2013-0048817號中披露了更小的壓縮機的示例。

冷凝器244可利用製冷劑管道248而被連接到壓縮機242的後端部。可把由壓縮機242壓縮後的高溫高壓的製冷劑轉換成中溫高壓的液態製冷劑。此外，冷凝器244的尺寸可被設計成能夠被安裝於門20內所包括的機械室24的內部空間中。

壓縮機242和冷凝器244可以與設置在主體10中的電源裝置(未圖示)連接，以便被提供電力。在一個示例性實施方式中，用於將壓縮機242和冷凝器244與主體10中的電源裝置連接的纜線可以按如下方式設置：該纜線穿過可以被包括在門20的旋轉軸中的鉸鏈管道(hinge pipe)。

在門20的與機械室24對應的一個表面中可以形成有通孔246，以使得：當門20打開時，機械室24能夠與冰箱外部進行空氣流通。在一個實施例中，當門20打開時，可通過從機械室24外部經由通孔246而被引入到機械室24內部的空氣來對冷凝器244進行冷卻。該冷空氣能夠使冷凝器244中的製冷劑被冷凝。在一個示例性實施方式中，冷凝器244可以被設置在機械室24的如下表面上，該表面具有：用於從機械室24外部引入空氣的孔；以及用於製冷劑與經由該孔從機械室24外部引入且可以流入至冷凝器244的空氣之間的熱交換的結構。

製冷劑管道248將壓縮機242和冷凝器244連接起來，並且從冷凝器244的後端部穿過絕熱構件26而延長至門20的上部處的製冰室22。製冷劑管道248還被連接至製冰室22中的製冰機100。

將參照圖2至圖4來說明設置在製冰室22中的製冰機100的具體構造。

圖2是圖示了圖1中所示的製冰機的正視圖。圖3是圖示了設置在圖1中所示的製冰機內部的製冷劑管道和託盤的仰視圖。圖4是圖示了 設置在圖1中所示的製冰機內部的結構的一部分的剖視圖。

在一個實施例中，製冰機100包括：機身或外殼110；製冰組件120；冰桶130；傳輸組件140；以及出口部150。外殼110可以包括用於產生冰的冷卻空間。製冰組件120可以被布置在該冷卻空間中的上側處。冰桶130可以被布置在製冰組件120的下方。

製冰組件120可包括託盤122和旋轉部124。託盤122提供了用於接收水且產生冰的框架。旋轉部124用於將託盤122旋轉，以使託盤122中所產生的冰掉落。

託盤122提供了用於從供水管(未圖示)等接收水並且使該水凍結從而製造冰的空間。託盤122可包括多個空間，這些空間均被形成得能夠容納從上方開口側流入到該空間中的水。所形成的這些空間可以具有根據要被產生的冰的所期望形狀而定的各種形狀。應當理解的是，可以有很多種不同的空間形狀和相應的冰形狀。

託盤122可由具有高熱導率的金屬製成。在一個示例性實施方式中，該金屬是鋁。隨著託盤122具有更高的熱導率，就能夠進一步提高託盤122與沿著製冷劑管道流動的製冷劑之間的熱交換率。

從機械室24延伸的製冷劑管道248可以與託盤122的下表面接觸，其中製冷劑管道248的與託盤122接觸的部分可以被稱為接觸部2482。接觸部2482可以被形成為如圖3所示的U形。具體地，可以按如下方式來形成接觸部2482：接觸部2482從託盤122的一個端部延伸，在託盤122的另一個端部附近彎曲180°，延伸回到託盤122的所述一個端部，然後被連接至機械室24。

可以按如下方式來形成接觸部2482：接觸部2482被彎曲多次，從而在託盤122的下表面上橫穿多次。

在一個實施例中，接觸部2482可以被構造成與託盤122的下表面形成簡單的表面接觸，或者可以被構造成與託盤122的下表面形成牢固的接觸(例如利用粘合劑、連接部件，等等)以便增大熱交換效率。

於是，把經歷了機械室24中的壓縮過程和冷凝過程且接著利用膨脹閥而被膨脹和冷卻的製冷劑傳輸至製冷劑管道248的接觸部2482。傳輸 過來的製冷劑通過接觸部2482和託盤122使容納在託盤122中的水凍結。如上所述被凍結的水發生相變從而產生冰。在一個實施例中，製冷劑管道248的接觸部2482起到冷卻循環中的蒸發器的作用。

一般地，把製冰機設置在門上的傳統冰箱通過製冷劑與空氣之間的熱交換來產生冷空氣，且然後通過鼓風機等將該冷空氣經由冷空氣管提供至託盤，因而通過經歷了氣體與固體之間的熱交換的間接冷卻方式來產生冰。在一些傳統嘗試中，因為氣體與固體之間的熱交換通常被認為表現不佳，所以它會耗費相對長的時間來產生冰。

相比之下，根據本發明的一個實施例，由於通過經歷了製冷劑管道248與託盤122之間的固體與固體間熱交換的直接冷卻方式來產生冰，所以熱交換性能相對較好，因而與傳統手段相比，能夠顯著地減少產生冰時所需要的時間量。

同時，如上所述被製造的冰可以利用旋轉部124而掉落到布置在託盤122下方的冰桶130中。具體地，託盤122的上表面可以根據旋轉部124的旋轉軸(未圖示)的旋轉而被轉動成面向下側的冰桶130，當託盤122被轉動了特定角度以上時，託盤122可以利用預定的幹預構件(未圖示)的幹預而被扭動，而且通過這種扭動，可以使容納在託盤122中的冰塊掉落到冰桶130的內部。

此外，可以在上述旋轉軸的長度方向上設置有多個推出器(ejector)(未圖示)，而且在此情況下，可以僅通過旋轉所述推出器而不用旋轉託盤122就能從託盤122中排出冰。

傳輸組件140執行將冰傳輸至出口部150的功能，並且可以包括螺旋推進器(auger)142、電機外殼144和螺旋推進器電機146。

螺旋推進器142可以是具有螺旋或螺旋狀葉片的旋轉式構件，並且利用螺旋推進器電機146而被旋轉。螺旋推進器142可以被包括在冰桶130中。堆放在冰桶130中的冰塊可以被插入到螺旋推進器142的葉片之間的間隙中，並且可以在螺旋推進器142被旋轉時被傳輸至出口部150。此外，螺旋推進器電機146可以被包括在電機殼體144中。

出口部150可以被連接至設置在門20中的分配器(未圖示)，而且， 通過該分配器，可以將根據用戶的選擇而被傳輸組件140傳輸過來的冰提供給用戶。此外，雖然未被圖示，但是出口部150可以設置有能夠將冰切割成預定大小的切割構件。

在下文中，將會說明根據一個實施例的具有上述構造的冰箱1的操作和效果。

在一個實施例中，可以通過設置在用於打開和關閉主體10的門20中的壓縮機、冷凝器和膨脹閥來對流經製冷劑管道248的製冷劑進行冷卻。把如上所述被冷卻後的製冷劑提供至製冷劑管道248與託盤122接觸的接觸部2482，且因此利用該製冷劑直接地使託盤122冷卻。

可以通過供水裝置(未圖示)將水提供至託盤122，且已提供至託盤122的水可以利用接觸部2482而被冷卻，並且可以因此發生相變從而產生冰。

在一個示例實施方式中，可以通過從壓縮機242提供的壓縮力使製冷劑流動至接觸部2482。

如上所述在託盤122中被製造的冰可以通過旋轉部124的操作而向下掉落，並且被堆放到布置在託盤122下方的冰桶130中。

同時，經由膨脹閥而被傳輸至接觸部2482且然後與託盤122進行了熱交換的製冷劑可以再經由製冷劑管道248而被傳輸至機械室24。已傳輸至機械室24的製冷劑可以被引入到壓縮機242中，以再次開始冷凍循環。

根據一個實施例，簡化了冰箱的管道系統結構(piping structure)，增大了內部容量和空間利用率，提高了冷卻用的能量的效率，且實現了高的製冰速度。

圖5是圖示了根據一個實施例的用於在冰箱中製造冰的示例性製冷劑循環方法的流程圖。在一個實施例中，用於在冰箱中製造冰的製冷劑循環方法包括：通過被設置於冰箱的門上的壓縮機來對製冷劑進行壓縮(例如，S510)；通過被設置於所述門上且與所述壓縮機連接的冷凝器來使所述製冷劑冷凝(例如，S520)；通過被設置於所述門上且與所述冷凝器連接的膨脹閥來使所述製冷劑膨脹(例如，S530)；以及通過被 設置於所述門上且至少一部分與被設置於所述門上的託盤的一個表面接觸的製冷劑管道的傳導來使所述製冷劑蒸發，由此對所述託盤進行冷卻(例如，S540)。在一個實施例中，在用於在製冰機中產生冰的冷卻循環中，託盤起到蒸發器的作用。在上述蒸發步驟中，可以利用經由被形成得能夠讓空氣從門的外部流入的通孔而從門的外部引入到門內的外部空氣，來對冷凝器進行冷卻。

雖然已經針對優選實施例而示出且說明了本發明，但是本發明不限於這些優選實施例。本領域技術人員應當理解的是，可以在不偏離隨附的權利要求所限定的本發明的範圍的前提下進行各種更改和修改。

對本發明的具體實施例的前述說明是為了圖示和解釋的目的而被給出的。這些說明並不是窮盡性的也不是旨在將本發明限制為所披露的精確形式，而是顯然可知，根據上面的教導，可以存在有很多修改和變型。為了最好地解釋本發明的原理及其實際應用，對實施例進行了選擇和說明，由此使得本領域其他技術人員能夠最佳地運用本發明以及具有與所預期的特定用途相適應的各種修改的各種實施例。本發明的範圍應當是由本發明隨附的權利要求及它們的等同物限定的。除非在方法權利要求中進行了明確地表明，否則方法權利要求中的步驟的列出位置並不意味著任何的執行這些步驟的特定順序。

相關申請的交叉參考

本申請基於2015年06月17日提交的韓國專利申請第10-2015-0086080號並且要求享有該專利申請的優先權，這裡，將該韓國專利申請的全部內容以引用的方式併入本文中。