CN101903718A - 冰箱用制冰机 - Google Patents

Abstract

公开了一种冰箱用制冰机。除了用于冷却冷藏室或冷冻室的蒸发器之外，该制冰机还设有制冰蒸发器，并且该制冰蒸发器浸没在水中以生成冰，从而快速形成透明冰。该制冰机也能布置在冷藏室或冷藏室门中，因而防止在水中残留有气泡的情况下生成冰，从而提高冰的透明度。此外，即使该制冰机布置在冷藏室门中，也不需要从冷冻室中导入冷气，这允许冷冻室和制冰机的独立运行，从而提高了能量效率。

Description

冰箱用制冰机

技术领域

本发明涉及一种在冰箱中使用的制冰机。

背景技术

近来，大型冰箱中设有用于制造冰块的制冰机。该制冰机构造为使得通过施加冷气来使供应到制冰托盘中的一定量的水结冰，然后将托盘中的冰输送到储冰容器，用于储存。

在此制冰机中，制冰托盘布置在具有低于0℃的冰点(凝固点)的状态下，例如布置在冷冻室中，以便通过冷气使水冻结。因此，冷气首先到达的部分开始结冰，并且此结冰朝着中心方向前进。例如，水的与其周围的冷气首先接触的表面开始结冰而形成冰芯。一旦冰芯形成，则此结冰朝着水的中心前进，从而最终生成冰。

然而，相关技术的制冰机构造为布置在冷冻室中以使用使冷冻室冷却的冷气来使水冻结或者构造为即使制冰机安装在冷藏室门中也通过将冷冻室的冷气导向至冷藏室门中来使水冻结。因此，由于对流热传递而出现损失，这降低了结冰速度。

此外，供应到制冰托盘的水包含一定量的空气。此空气在使制冰托盘中的水冻结的过程期间与水分离，从而以气泡的形式存在。然而，如上所述，在结冰过程期间，水表面首先因冷冻室的冷气冻结。结果，水中的此气泡不向外排出，而是停留在水中，这导致产生不透明的冰。

发明内容

技术方案

因此，为了解决现有技术的冰箱用制冰机的问题，本发明的目的是提供一种能够提高结冰速度的冰箱用制冰机。

本发明的另一目的是提供一种能够通过使与水分离的气泡能在结冰过程期间迅速从水中排出而便于产生透明冰的冰箱用制冰机。

为了实现这些及其它优点并且根据本发明的目的，如此处体现和广泛描述的，提供一种冰箱，该冰箱包括：冰箱主体，其具有至少一个室和用于打开/关闭该至少一个室的至少一个门；压缩机，其布置在该冰箱主体中；冷凝器，其布置在该冰箱主体中并连接到该压缩机；冷却蒸发器，其布置在冰箱主体中并连接到该冷凝器以便将冷气供应到该室中；以及制冰蒸发器，其布置在冰箱主体中并连接到冷凝器以便使制冰托盘中的水冻结。

在本发明的另一方面中，提供一种冰箱，该冰箱包括：外壳，该外壳具有允许将制冷剂引入和排出的入口和出口；以及至少一个或多个冰芯部，所述冰芯部从该外壳的一侧突出以浸没在制冰托盘中的水中。

除了用于冷却冷藏室或冷冻室的蒸发器之外，根据本发明的冰箱还设有制冰蒸发器并允许该制冰蒸发器浸没在用于结冰的水中，以便实现透明冰的快速生成。此外，制冰机能布置在冷藏室中或布置在冷藏室门中，因而防止在水中残留有气泡的情况下生成冰，从而增强了冰的透明度。此外，即使该制冰机布置在冷藏室门中，也不必从冷冻室中导入冷气，这实现了冷冻室和制冰机的独立运行，从而提高能量效率。

附图说明

图1是显示具有根据本发明的制冰机的三门底部冷冻室式冰箱的透视图；

图2到图5是显示应用于图1中显示的冰箱的制冷循环的实施例的框图；

图6是显示图1中显示的冰箱的制冰机的透视图；

图7和图8是显示图6中显示的制冰机中的制冰蒸发器的水平剖视图和纵向剖视图；

图9和图10是显示图1所示的冰箱的制冰机与供水/排水单元之间的关系的示意图；以及

图11到图16是显示应用于图1中显示的冰箱的制冷循环的其它实施例的框图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图给出根据本发明的冰箱的详细描述。

图1是显示具有根据本发明的制冰机的三门底部冷冻室式冰箱的透视图。

如图1中所示，根据本发明的冰箱可包括冷藏室2和冷冻室3，该冷藏室2布置在冰箱主体1的上侧，用于将食物储存在新鲜状态下，而该冷冻室3布置在冰箱主体1的下侧，用于将食物储存在冷冻状态下。冰箱主体1设有分别用于打开/关闭冷藏室2的冷藏室门4和用于打开/关闭冷冻室3的冷冻室门5。压缩机10(图2等中所示)和冷凝器20(图2等中所示)布置所在的机器室(未示出)形成在冰箱主体1的后表面的下端部。冷却蒸发器30(图2等中所示)连接到冷凝器20和压缩机10，用于向冷藏室2或冷冻室3供应冷气，该冷却蒸发器30安装在冰箱主体1的后表面、侧表面或上表面处或者安装在将冷藏室2和冷冻室3分开的分隔壁内。可仅设置一个冷却蒸发器30以便向冷藏室2和冷冻室3分配冷气。可替代地，冷却蒸发器30可通过将其分成冷藏室蒸发器31(图3等中所示)和冷冻室蒸发器32(图3等中所示)来设置，使得冷气能独立供应到冷藏室2和冷冻室3。

冷藏室2设有用于生成冰的制冰机100，而用于储存由制冰机100生成的冰的储冰箱200安装在冷藏室门4中。尽管未在图中显示，但制冰机100可在冷藏室门4中安装在储冰箱200上方。

如图2到图5中所示，制冰机100可包括制冰蒸发器110、制冰托盘120和容器驱动单元，该制冰蒸发器110与压缩机10、冷凝器20和冷却蒸发器30一起构成制冷循环装置，该制冰托盘120用于容纳待结冰的水，该水量能使制冰蒸发器110浸没其中，而所述容器驱动单元用于使制冰托盘120以一定角度转动，以便使所生成的冰掉落。

如前所述，制冰蒸发器110连接到由压缩机10、冷凝器20和冷却蒸发器30构成的用于冷却冰箱的制冷循环装置，以便一起构成制冷循环装置。例如，如图2中所示，该制冷循环装置能由一个压缩机10、连接到压缩机10的排出侧的一个冷凝器20、连接到该一个冷凝器20的冷却蒸发器30以及与冷却蒸发器30一起并联连接到冷凝器20的制冰蒸发器110构成。此外，还设置有膨胀阀40，该膨胀阀40布置在冷凝器20与冷却蒸发器30之间，更具体地，在比冷却蒸发器30与制冰蒸发器110之间的分叉点更低的部分处，以便使高压制冷剂膨胀。实施为三通阀的第一制冷剂切换阀51安装在压缩机10的排出侧与冷凝器20的入口之间。第一制冷剂切换阀51的第一出口允许压缩机10与冷凝器20之间的连接，而第一制冷剂切换阀51的第二出口连接到从主管61分叉的旁通管，用于将压缩机10的排出侧连接到制冰蒸发器110的入口。

第一切换阀55和第二切换阀56分别安装在制冰蒸发器110的入口侧和出口侧。因此，第一切换阀55和第二切换阀56在结冰时打开以便允许制冷剂经由主管61引入到制冰蒸发器110中，而在冰分离或非结冰操作时关闭以便阻止制冷剂经由旁通管62引入到制冰蒸发器110中。可替代地，在制冰蒸发器110的入口侧，可仅安装第一切换阀和第二切换阀56中的一个，尤其是第一切换阀55。

这里，如图2所示。可仅安装一个冷却蒸发器30。可替代地，如图3中所示，冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32可独立地安装。在此情形中，冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32独立设置为彼此并联连接。实施为三通阀的第二制冷剂切换阀52安装在冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32的入口处，该第二制冷剂切换阀52用于分配所供应的制冷剂。第二制冷剂切换阀52的第一出口连接到冷藏室蒸发器31，而第二制冷剂切换阀52的第二出口连接到冷冻室蒸发器32。膨胀阀41和42独立地布置在第二制冷剂切换阀52与冷藏室蒸发器31之间以及第二制冷剂切换阀52与冷冻室蒸发器32之间。可替代地，可将一个整体式膨胀阀安装在第二制冷剂切换阀52与冷藏室蒸发器31之间以及第二制冷剂切换阀52与冷冻室蒸发器32之间。

另一方面，如图4中所示，冷却蒸发器30可构造为使得冷藏室蒸发器31与冷冻室蒸发器32串联连接。在此情形中，实施为两通阀的第三切换阀57安装在冷凝器20的出口侧与制冷剂专用蒸发器30之间，制冷剂选择性地流过该第三切换阀57。膨胀阀40安装在第三切换阀57与制冷剂专用蒸发器，即在第三切换阀57与冷藏室蒸发器31之间。然而，如图5中所示，实施为三通阀的用于允许制冷剂选择性地流向冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32的第二制冷剂切换阀52安装在冷凝器20的出口侧。第二制冷剂切换阀52的第一出口可顺序地串联连接到冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32，而第二制冷剂切换阀52的第二出口可直接连接到冷冻室蒸发器32。在此情形中，膨胀阀41和42分别安装在第二制冷剂切换阀52的第一出口与冷藏室蒸发器31的入口侧之间以及安装在第二制冷剂切换阀52的第二出口与冷冻室蒸发器32之间。可替代地，该膨胀阀可作为一个整体式装置安装。

未说明的附图标记70表示干燥器，而80表示蓄能器。

现在将对根据本发明的具有此构造的冰箱的运行和效果进行描述。

也就是说，压缩机10开始运行以压缩制冷剂。所压缩的制冷剂经由主管61流入冷凝器20中。流过冷凝器20的制冷剂经由膨胀阀40引入到冷却蒸发器30中。引入到冷却蒸发器30中的制冷剂被重新收集到压缩机10中，以生成冷气。在冷却蒸发器30中生成的冷气分别供应到冷藏室2和冷冻室3，以便使冰箱中的食物保持在新鲜状态下。

这里，在冷却蒸发器30由彼此并联或串联连接的冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32构成的情形中，制冷剂可分别或顺序供应到冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32中，以便独立地冷却冷藏室2和冷冻室3。

同时，在冰箱的制冷循环装置执行制冰操作的情形中，第一切换阀55和第二切换阀56打开。因此，经由第一切换阀55流过冷凝器20的制冷剂经由主管61部分地引入到制冰蒸发器110中。引入到制冰蒸发器110中的制冷剂在流过制冰蒸发器110的同时使容纳在制冰托盘120中的水快速冻结，以便快速制造具有高透明度的冰。

这里，制冰蒸发器110可设有用于形成冰芯的冰芯部。

为此，如图6到图8中所示，制冰蒸发器110可包括外壳111和至少一个或多个冰芯部112，该外壳111在沿纵向方向的两端处具有入口和出口并以‘∏’形状弯曲，而所述冰芯部112从外壳111的下表面突出一定长度。冰芯部112的长度可形成为只要其下部能够浸没在容纳于制冰托盘120中的水中即可。

在制冷剂流动方向上分隔每个冰芯部112的制冷剂导向板113在冰芯部112中形成为从外壳111的内周面的上侧延伸到下侧。制冷剂导向板113可形成为比冰芯部112的长度更短，使得每个冰芯部112的前侧和后侧能在制冷剂导向板113的下端处彼此连通。因此，制冷剂能通过制冷剂导向板113引导而在整个冰芯部112中均匀循环。

冰芯部112可与制冰蒸发器110的外壳111分开制造，以组装到该外壳111的外表面。在此情形中，冰芯部112可优选实施为由铜或具有高热导率的材料制成的热管或杆。

制冰托盘120可由具有高热导率的材料形成，然后联接到容器驱动单元130，该容器驱动单元130用于以一定速度摇动制冰托盘120，这使气泡能在结冰过程期间从水中离开。例如，容器驱动单元130可构造为使得制冰托盘120连接到向前和向后转动的分离马达，因而在制冰时段中，制冰托盘120在近似一定的角度内缓慢地双向转动。可替代地，容器驱动单元130可构造为使得：用于使制冰托盘120转动以便将冰与制冰容器120分开的冰分离马达即使在如前所述的制冰期间也用于允许制冰托盘120双向转动。

利用具有此构造的制冰蒸发器，当引入到外壳111的入口中的制冷剂朝着外壳111的出口流动时，该制冷剂通过布置在每个冰芯部112内的制冷剂导向板113而在每个冰芯部112的纵向方向上作曲折运动。因此，制冷剂在每个冰芯部112中均匀循环，这使每个冰芯部112均能在短时间内冷却到凝固点以下。冰芯部112的表面温度变得低于外围温度，即低于冷藏室2的温度。因此，每个冰芯部112的表面开始冻结。此冻结部分用作冰芯以便使其周围的水冻结。此外，由于制冰托盘120布置在冷藏室2或冷藏室门4中，所以水表面的温度能保持高于凝固点，由此，其中产生气泡的水表面仍不冻结。因此，在制冰托盘120的水中产生的气泡朝着未冻结的水表面移动以便排出，从而产生其中不含有气泡的透明冰。

此结果能从将热管或热传递杆用作冰芯部112的情形中获得。也就是说，由于热管或热传递杆的一端与冰冷的制冰蒸发器110形成接触，所以热管或热传递杆在短时间内冷却。热管或热传递杆的表面因而冻结，以便使制冰托盘120中的水快速冻结。此外，由于制冰托盘120的水中产生的气泡从未冻结的水表面排出，所以，所产生的冰能具有高透明度。此外，在制冰托盘120中的水结冰期间，使容器驱动单元130运行以连续摇动制冰托盘120，这使气泡快速有效地排出，从而进一步提高冰的透明度。

接下来，当冰芯部112的表面冻结时，改变第一制冷剂切换阀51的方向使得压缩机10的制冷剂经由第二出口朝着旁通管62导向。导向至旁通管62的高温制冷剂被引入到制冰蒸发器110的入口中。然后该高温制冷剂通过制冷剂导向板113在每个冰芯部112内循环，从而在短时间内提高冰芯部112的表面温度。因此，冰芯部112的表面和冰彼此迅速分开，从而冰掉落在制冰托盘120中。在此过程之前，通过移除制冰托盘120中的水，当掉落在制冰托盘120中的冰被收集在布置于制冰托盘120下方的储冰容器200中时，能防止水不能与储冰容器200中的冰一起倒出。

为此，如图9中所示，冷藏室门4设有用于供应或排出制冰托盘120中的水的供应/排水单元300。供应/排水单元300可包括水箱310、供水/排水管线320和水泵330，该水箱310安装在冷藏室门4中，用于储存一定量的水，而该供水/排水管线320和水泵330用于在冻结水箱310中的水时向制冰容器120泵送和供应水，并用于在分离冰时泵送和排出制冰托盘120中的水。此外，用于过滤新引入的水的滤水器340设置在水箱310的入口处。另外，用于向分配器供应水的分配器管线350可连接在供水/排水管线320的中间。用于将储存在储冰容器200的底部中的冰融化时产生的水排出的排水管360可连接到水箱310或排水托盘(未示出)。

同时，现在将对根据本发明的冰箱中的制冷循环装置的其它实施例进行描述。

也就是说，上述实施例实施为使得冷却蒸发器30与制冰蒸发器110并联连接；然而，这些实施例实施为使得冷却蒸发器30与制冰蒸发器110串联连接。

例如，如图11中所示，压缩机10、冷凝器20、冷却蒸发器30和制冰蒸发器110顺序布置以构成闭环。第一制冷剂切换阀51布置在压缩机10与冷凝器20之间。第一制冷剂切换阀51的第二出口从主管61分叉以经由旁通管62连接到制冰蒸发器110的入口。膨胀阀40安装在冷凝器20与冷却蒸发器30之间。

即使在此情形中，形成为只要能够浸没在制冰托盘120的水中的冰芯部112也从制冰蒸发器110的下表面突出，如图6到图8中所示。每个冰芯部112均设有制冷剂导向板113，从而允许制冷剂的均匀循环。如前述实施例中所示，制冰托盘120可联接到容器驱动单元130并同时联接到供应/排水单元300。

在根据上述实施例的制冷剂中，从压缩机10排出的制冷剂经由冷凝器20引入到制冷剂蒸发器30中以产生冷气。此冷气分别供应到冰箱主体1的冷藏室2和冷冻室3，以便使储存在每个室中的食物保持新鲜状态。同时，经由制冷剂蒸发器30引入到制冰蒸发器110中的制冷剂在短时间内冷却制冰蒸发器110的冰芯部112，以便形成冰，由此能显著缩短制冰时间，并且由于除去了气泡而能产生透明的冰。另一方面，在分离冰时，第一制冷剂切换阀51用于经由旁通管62将高温制冷剂引入到制冰蒸发器110中，从而对制冰蒸发器110的冰芯部112进行加热以使所产生的冰能快速分离，从而便于冰的分离。包括冰芯部112在内的其它部件及其操作效果与前述实施例相同或相似，因而将省略其详细说明。

此外，根据此实施例的冷却蒸发器可由冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器构成。在此情形中，冷藏室蒸发器31可与冷冻室蒸发器32并联连接，如图12和图13中所示。

可替代地，根据本发明的冰箱中的制冷循环装置的冷却蒸发器30和制冰蒸发器110可以彼此串联连接。在此情形中，如图14中所示，能使用一个冷却蒸发器来向冷藏室和冷冻室分配冷气，用于进行供应。另外，如图15和图16中所示，冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32独立布置，以便将冷藏室蒸发器31和冷冻室蒸发器32彼此串联连接。

根据这些实施例的制冷循环装置的构造、包括冰芯部在内的其它构造及其操作效果与前述实施例相同或相似，因而将省略其详细说明。

本发明已从应用于底部冷冻室式冰箱的示例的角度进行了实施，在该底部冷冻室式冰箱中，冷藏室布置在上侧，而冷冻室布置在下侧。然而，本发明能适用于冷藏室布置在冷冻室下方的顶部安装式冰箱或者冷藏室和冷冻室并排布置的并排式冰箱。此外，除了冰箱之外，本发明也能适用于其它类型的使用制冷循环装置的制冰机。

[关键词]

冷却蒸发器、制冰蒸发器、冰芯部、制冰托盘。

Claims (31)

1.一种冰箱，包括：

冰箱主体，所述冰箱主体具有至少一个室和用于打开/关闭所述至少一个室的至少一个门；

压缩机，所述压缩机布置在所述冰箱主体中；

冷凝器，所述冷凝器布置在所述冰箱主体中并连接到所述压缩机；

冷却蒸发器，所述冷却蒸发器布置在所述冰箱主体中并连接到所述冷凝器，用于将冷气供应到所述至少一个室中；以及

制冰蒸发器，所述制冰蒸发器布置在所述冰箱主体中并连接到所述冷凝器，用于使容纳在制冰托盘中的水冻结。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其中所述冷却蒸发器与所述制冰蒸发器并联连接。

3.根据权利要求2所述的冰箱，其中所述冷却蒸发器设置成多个，并且所述多个冷却蒸发器彼此并联连接。

4.根据权利要求2所述的冰箱，其中所述冷却蒸发器设置成多个，并且所述多个冷却蒸发器彼此串联连接。

5.根据权利要求4所述的冰箱，其中所述多个冷却蒸发器彼此并联连接。

6.根据权利要求3所述的冰箱，其中在所述冷却蒸发器中的每一个与所述冷凝器之间布置有多个膨胀阀。

7.根据权利要求2所述的冰箱，其中，在所述冷凝器与所述制冰蒸发器之间或在所述制冰蒸发器与所述压缩机之间的至少一个部分处布置有用于限制制冷剂流动的阀。

8.根据权利要求1所述的冰箱，其中所述冷却蒸发器与所述制冰蒸发器串联连接。

9.根据权利要求8所述的冰箱，其中所述冷却蒸发器设置成多个，并且所述多个冷却蒸发器彼此串联连接。

10.根据权利要求9所述的冰箱，其中所述多个冷却蒸发器彼此并联连接。

11.根据权利要求8所述的冰箱，其中所述冷却蒸发器设置成多个，并且所述多个冷却蒸发器彼此并联连接。

12.根据权利要求11所述的冰箱，其中所述制冰蒸发器与所述多个冷却蒸发器中的一个冷却蒸发器串联连接。

13.根据权利要求8所述的冰箱，其中所述制冰蒸发器布置在所述冷却蒸发器的下游。

14.根据权利要求8所述的冰箱，其中所述制冰蒸发器布置在所述冷却蒸发器的上游。

15.根据权利要求8所述的冰箱，其中在所述冷却蒸发器中的每一个与所述冷凝器之间布置有多个膨胀阀。

16.根据权利要求1所述的冰箱，其中所述冷却蒸发器和所述制冰蒸发器连接到一个冷凝器。

17.根据权利要求16所述的冰箱，其中与所述冷却蒸发器和所述制冰蒸发器相连的所述一个冷凝器连接到一个压缩机。

18.根据权利要求1所述的冰箱，其中制冷剂切换阀布置在所述压缩机的排出侧，并且，用于在分离冰时引导高温制冷剂的旁通管连接在所述制冷剂切换阀与所述制冰蒸发器的入口之间。

19.根据权利要求1到18中的任一项所述的冰箱，其中所述制冰蒸发器包括：外壳，所述外壳具有允许将制冷剂引入和排出的入口和出口；以及至少一个或多个冰芯部，每个所述冰芯部均从所述外壳的一侧突出一定长度，该长度使所述冰芯部能够浸没在所述制冰托盘的水中。

20.根据权利要求19所述的冰箱，其中所述外壳形成为管的形状，所述外壳在其两侧处具有入口和出口，并且所述冰芯部沿所述外壳的纵向方向分别形成。

21.根据权利要求20所述的冰箱，其中所述外壳在一个平面上至少弯曲一次以上。

22.根据权利要求19所述的冰箱，其中所述冰芯部一体地形成在所述外壳的一个侧面处。

23.根据权利要求22所述的冰箱，其中制冷剂导向板在每个冰芯部内沿纵向方向延伸，以在与制冷剂的流动方向近似垂直的方向上分隔所述冰芯部，使得每个冰芯部的被分隔部分在所述冰芯部的下端处彼此连通。

24.根据权利要求19所述的冰箱，其中所述冰芯部附接到所述外壳的外表面。

25.根据权利要求24所述的冰箱，其中所述冰芯部构造为由具有高热导率的材料形成的热管或杆。

26.根据权利要求19所述的冰箱，其中所述制冰托盘联接到容器驱动单元，所述容器驱动单元摇动所述制冰托盘。

27.根据权利要求19所述的冰箱，其中所述制冰托盘构造为联接到供水/排水单元，以在使水结冰时向所述制冰托盘供应水，并在分离冰时排出所述制冰托盘中的水。

28.根据权利要求27所述的冰箱，其中所述供水/排水单元包括水箱、以及供水/排水管线和水泵，所述供水/排水管线和水泵用于泵送所述水箱中的水，以便将所泵送的水供应到所述制冰托盘或将所泵送的水从所述制冰托盘中排出。

29.根据权利要求28所述的冰箱，其中，在所述制冰托盘的一侧还设置有用于储存形成在所述制冰托盘中的冰的储冰容器，而用于将冰融化时产生的水排出的排水管连接到所述储冰容器。

30.根据权利要求29所述的冰箱，其中所述排水管连接到所述水箱。

31.根据权利要求1所述的冰箱，其中所述制冰蒸发器布置在所述冰箱主体的冷藏室中或布置在冷藏室门中。

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