CN101929774B - 制冰单元和具有所述制冰单元的制冷机 - Google Patents

Abstract

这里公开了一种制冰单元和具有所述制冰单元的制冷机，所述制冰单元使用容纳制冷剂管的冷却单元。冷却单元包括用于传导冷量的冷却器，冷却器的内表面直接接触制冷剂管，实现直接冷却型制冰操作。可旋转托盘设置在冷却单元之下，从而在托盘旋转时使附着到冷却单元的冰分离构件推动冰，使冰沿与托盘的旋转方向相反的方向排出。

Description

制冰单元和具有所述制冰单元的制冷机

技术领域

各实施例涉及一种包括直接冷却型制冰单元的制冷机，所述制冷机可以增强制冰性能并减少在制冰操作期间引起的能量损失。

背景技术

通常，制冷机包括冷藏室和冷冻室，所述冷藏室和冷冻室彼此分开以最有利地长时间保鲜贮藏各种食物。冷藏室用来在稍高于冰点的温度保存诸如蔬菜、水果等的食物。冷冻室用来在冰点温度或更低的温度保存诸如肉、鱼等的食物。

制冰机安装在冷冻室并用来利用在冷冻室内循环的冷空气将水冷冻成冰。

制冰机包括托盘和存储冰的存储容器，水在所述托盘中冷冻成冰。

基于制冰机的制冰方法，可将制冰机分类为：间接冷却型制冰机和直接冷却型制冰机。所述间接冷却型制冰机的托盘由供应到制冰机的冷空气的强制对流来冷却从而使托盘中容纳的水冷冻成冰。直接冷却型包括托盘。该托盘或者该托盘中容纳的水直接接触用来制冰的制冷剂管。通常，家用制冷机的自动制冰机是间接冷却型，在间接冷却型中，基于托盘的温度自动执行供水、制冰和冰分离操作。

上述间接冷却型制冰器采用相对简单的冰分离机构、简单方便的冷却方法并且容易制造。然而，由于用于冰分离操作的高能加热器的使用，这种类型的制冰器可能消耗相当多的电能并增加制冰室或冷冻室的温度。此外，由于通过风机的操作强制通过蒸发器的热交换产生的冷空气循环来冷却托盘，所以间接冷却型制冰器可能效率低且制冰速度缓慢。

发明内容

因此，本发明的一方面在于提供制冰单元以实现增强的制冰性能和减少的能量损失以及具有所述制冰单元的制冷机。

其他的方面将在随后的说明书中阐述一部分，另外的部分从说明书明显得出或者可通过实施本发明来了解。

通过提供制冰单元来实现前述内容和/或多个方面，所述制冰单元包括：制冷剂管，制冷剂移动通过所述制冷剂管；冷却单元，所述冷却单元容纳制冷剂管的至少一部分；托盘，所述托盘具有容纳水或冰的容纳区域，冷却单元的至少一部分放置在所述容纳区域中以接触容纳在托盘中的水，从而将水冷冻成冰。

冷却单元可包括限定冷却单元的外观的壳体和将冷量传导到容纳区域的冷却器，冷却器的内表面可直接接触布置在冷却器中的制冷剂管。

冷却器可位于冷却单元的下端，托盘可位于冷却器之下。

布置在冷却单元中的制冷剂管可被卷绕成多层以在冷却单元内部盘绕。

布置在冷却单元中的制冷剂管具有蛇形循环的样式。

冷却单元的至少一部分可具有曲率。冷却器可包含高热导率的金属和塑料中的至少一种。金属可包括铝和铜中的至少一种。冷却器可包括涂覆层以容易地分离冰。

冷却单元还可包括设置在它的一侧的冰分离构件以排出冰。冷却单元可从假想垂直平面向给定方向倾斜。

托盘可被可旋转地设置。冰分离构件可被布置成接触冰以通过托盘的旋转推动冰，使得冰沿与托盘的旋转方向相反的方向排出。冷却单元相对垂直面的倾角范围可以是约30°到60°。托盘的旋转角度的范围可以是约0°到约150°。

容纳区域可包括由多个分隔件分开的多个块，位于容纳区域相对的末端的两个块可具有比其他块更窄的水容纳空间。容纳区域可具有与冷却器的曲率相近的曲率。

冷却单元可包括用于使冰容易地分离的加热器。

冷却单元可包括填充在内部的隔热材料。

制冰单元还可包括托盘电动机以旋转托盘和检测存储容器是否充满冰的冰满杠杆，从制冰单元排出的冰存储在所述存储容器中，托盘电动机的操作可关联到冰满杠杆的操作。

通过提供制冷机来实现前述内容和/或其他方面，所述制冷机包括制冰的制冰单元和存储从制冰单元排出的冰的制冰容器，所述制冰单元包括：制冷剂管，通过制冷循环而循环的制冷剂移动经过所述制冷剂管；冷却单元，所述冷却单元包围制冷剂管的一部分；可旋转的托盘，所述托盘具有容纳水或冰的容纳区域，浸入容纳在容纳区域中的水中的冷却单元的下部将水冷冻成冰。

冷却单元的下部可包括高热导率的金属和塑料中的至少一种。

冷却单元可包括限定冷却单元的外观的壳体和将冷量传导到容纳区域的冷却器，所述壳体可包括固定到壳体一侧的冰分离构件用于排出冰。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面将会变得清楚和更容易理解，其中：

图1是示出根据一个实施例的制冷机的整体构造的透视图；

图2是示出根据所述实施例的制冷机的冷冻室的侧视剖视图；

图3是示出根据所述实施例的制冰单元的透视图；

图4是示出图3的制冰单元的分解透视图；

图5是沿图3的线I-I截得的剖视图；

图6是沿图3的线II-II截得的剖视图；

图7是根据另一实施例的冷却单元的俯视剖视图；

图8是示出根据又一实施例的制冷机的内部的透视图。

具体实施方式

现在将详细说明各实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同的元件。

图1是示出根据一个实施例的制冷机的整体构造的透视图，图2是示出根据所述实施例的制冷机的冷冻室的侧视剖视图。

如图1和2所示，制冷机包括：主体10，其限定制冷机的外观；储藏室20和30，所述储藏室20和30在竖直方向上纵长地限定在主体10内且具有敞开的前侧；门11和12，用于打开或关闭储藏室20和30的敞开的前侧；制冰器100，其设置在储藏室20和30中的一个(即冷冻室30)中；分配器40，其将制冰器100中制造的冰排出到冷冻室30的门12的的前表面。

用于制造冷空气的蒸发器13安装在主体10的后壁上，机械室14被限定在主体10的后侧底部区域中。另外，用于隔热的泡沫材料57填充在主体10的外壳10b和内壳10a之间。

诸如压缩机16等的电元件被布置在主体10中限定的机械室14中。储藏室20和30均位于机械室14上方。

主体10还包含制冷循环的多个构成元件，诸如，冷凝器(未示出)和蒸发器。为实现制冷循环，制冷剂循环通过压缩机16、冷凝器、蒸发器和制冰器单元105，将在下文中描述制冰单元105。

垂直分隔壁17将储藏室20和30彼此水平地分开。位于图右侧的冷藏室20以冷藏状态保藏食物，位于图左侧的冷冻室30以冷冻状态保藏食物。

内面板19竖立在储藏室20和30的后部区域中，以限定制造将要供应到储藏室20和30中的冷空气的冷空气制造室23。蒸发器13设置在冷空气制造室23中，用于通过与空气的热交换来制造冷空气。

以预定间隔在内面板19上打上多个排出孔19a，以让冷空气均匀地分配和排放到储藏室20和30。内面板19还限定冷空气路径19b以将冷空气导向排放孔19a。循环风扇18被设置成向冷空气路径19b和排放孔19a吹送冷空气，所述冷空气在经过蒸发器13时进行过热交换。

储藏室20和30包括用于食物存储的架子21和31以及盒子22和31。

提供一对门11和12以分别打开或关闭冷藏室20和冷冻室30。具体地说，门11和12包括可旋转地结合到主体10以打开或关闭冷藏室20的冷藏室门11和可旋转地结合到主体10以打开或关闭冷冻室30的冷冻室门12。

用于存储食物的多个门架11a和12a设置在冷藏室门11和冷冻室门12的内表面。

分配器40设置在冷冻室门12处以允许用户不打开门12而排出诸如水或冰的物质。制冰器100安置在冷冻室30的顶部区域并用于将冰供应到分配器40。

分配器40包括：排放区域42，其形式为冷冻室门12的前表面向内缩进的空间；排放口41，其位于排放区域42的一侧以使物质通过所述排放口41排放；打开/关闭构件43，用于打开或关闭排放口41；操作杆44，其布置在排放区域42中，且不仅用于操作打开/关闭构件43而且用于操作设置在冷冻室30中的制冰器100；冰排放通道45，其从冷冻室门12的后表面延伸到前表面以将冰从制冰器100引导到排放口41。

设置在冷冻室30的顶部区域的制冰器100可包括：制冰单元，其制造冰；存储容器180，其设置在制冰单元105下方，在所述存储容器180中存储制冰单元105制成的冰；传送单元190，其传送存储在存储容器180中的冰；破碎器200，从传送单元190传送的冰在所述破碎器200中被破碎成碎冰。

以下将详细描述制冰单元105。

存储容器180设置在制冰单元105下方。存储容器180包括：容纳区域181，所述容纳区域181从前部到后部纵长延伸且具有敞开的上侧以容纳从制冰单元105落下的冰；冰出口183，其穿孔于存储容器的前部底侧位置以排出冰；盖185，其结合到存储容器180的前端以覆盖制冰器100的前侧。

存储容器180采用抽屉的形式以被推入冷冻室30或从冷冻室30拉出。盖185具有用于使冷冻室30的冷空气和制冰器100的冷空气之间进行交换的通风孔186。

传送单元190包括螺旋传送构件191和传送电动机193。螺旋传送构件191可旋转地安装在存储容器180中并用于向冰出口183传送存储容器180里面的冰。传送电动机193固定在存储容器180的后部位置，用于旋转螺旋传送构件191。当存储容器180与冷冻室30分开时，螺旋传送构件191与传送电动机193的轴分开；当存储容器180安装到冷冻室30中时，螺旋传送构件191结合到传送电动机193的轴。

破碎器200向着存储容器180中的冰出口183定位。如图2中所示，破碎器200包括：静止刀片201，其被保持在冰出口183附近的固定位置；多个旋转刀片203，其被安装成相对静止刀片201旋转。旋转刀片203结合到从传送单元190的螺旋传送构件191延伸的轴205。因此，当通过传送电动机193的操作旋转螺旋传送构件191时，破碎器200的旋转刀片203旋转。

破碎器200还可包括开闭器(未示出)，所述开闭器被设计成部分地关闭或打开冰出口183以排放冰块或碎冰。开闭器的构造是众所周知的，因此在图中省略对它的图示。

例如，开闭器可包括：可旋转地结合到冰出口183的打开/关闭构件，启用打开/关闭构件的打开/关闭操作的螺线管驱动装置，以及将螺线管驱动装置和打开/关闭构件彼此连接的连接构件。

以下，将参照附图详细描述根据该实施例的制冰单元105。

图3是示出根据该实施例的制冰单元的透视图，图4是示出图3的制冰单元的分解透视图，图5是沿图3的线I-I截得的剖视图，图6是沿图3的线II-II截得的剖视图；

如在图3到6中所示，制冰单元105包括：冷却单元110，其用于制冰；托盘150，其位于冷却单元110之下，存储水或冰的容纳区域155被限定在所述托盘150中；冰满杠杆175，其检测存储容器180是否充满了冰；固定构件177，其将制冰单元105固定地安装到主体10中。

冷却单元110包括：壳体120，其限定冷却单元110的外观；冷却器115，其设置在壳体120的下端以传导冷量；多个冰分离构件130，其设置在壳体120的一侧上并用于将冰排放到存储容器180中。从蒸发器13延伸的制冷剂管13a连接到冷却单元110的上侧位置。

如在图4和5中所示，冷却单元110以预定角度X1从假想垂直面向图的右侧倾斜。连接到蒸发器13的制冷剂管13a穿透冷却单元110以在冷却单元110的内部盘绕。

冷却单元110的倾角X1在30°到60°的范围内，更具体地说，可以是45°。倾斜冷却单元110的原因是：在冰通过托盘150的旋转排出时，辅助附着在冷却单元110上的冰分离构件130的排冰功能，这将在下文描述。

冷却单元110内包含单个制冷剂管112。制冷剂管112被卷绕成多层并盘绕遍及冷却单元110的内部。具体地说，冷却器115内的制冷剂管112直接接触冷却器115，从而制冷剂管112的所述卷绕的多层彼此密集地叠置。采用该布置以使冷量易于通过冷却器115传导。隔热材料125填充在冷却单元110内除布置制冷剂管112的区域之外的内部区域。

冷却器115具有曲率，更具体地说，常曲率。即，冷却器115具有恒定弯曲度的曲面。另外，冷却器115可具有与容纳区域155的曲率中心相同的曲率中心O，这将在下文描述。另外，为了增强冷量传导效率，用高热导率材料构成冷却器115是有效的。冷却器115含有高热导率的金属或塑料，从而，可由铝或铜构成。在实施例中，冷却器115可采用弯曲的铝板124的形式。

涂覆层126可设置在冷却器115的外表面上，以确保容易地分离托盘150中制造的冰A。

另外，加热器122可附着在冷却器115的内表面，以容易地分离冰A。

托盘150可旋转地设置在冷却单元110的底部。为了使其旋转，托盘150连接到安装在固定构件177中的托盘电动机170。

托盘150包括容纳区域155以轮流存储水或冰，容纳区域155通过多个分隔壁163分成多个块160。虽然使用了术语“冰块”，但是应当理解，这是通用术语，形成的冰不需要必须是立方体。容纳区域155可具有曲率，具体地说，常曲率。容纳区域155具有与冷却器115的曲率中心相同的曲率中心O，这样的构造用于使通过托盘150的旋转进行的冰分离操作变得容易。

位于容纳区域155的相对的末端的一对块165a和165b，提供比其他块160更窄的水容纳空间。如图6所示，虽然制冷剂管112接触冷却器115，制冷剂管112的末端部分112a和112b均远离冷却器115的表面，因而存在冷量传导效率的减小。因此，通过减少设置在容纳区域155的相对末端的块165a和165b的宽度以实现更窄的水容纳空间，可以实现各个块160均匀的制冰速度。

托盘150在冰分离操作期间通过托盘电动机170旋转以从容纳区域155将冰A排放到存储容器180中。托盘150的旋转角X2在0°到150°的范围。旋转角X2的范围可以考虑到冷却单元110的倾角X1而进行各种改变。托盘150可被旋转直到托盘150接触冷却单元110的壳体120的表面为止。

冰满杠杆175附着在固定构件177的侧表面并且用于感测存储容器180是否充满冰。冰满杠杆175可垂直移动以感测在存储容器180中的冰的存在，且该感测的信息发送到控制器(未示出)。控制器(未示出)基于所述信息控制托盘电动机170的操作，使得托盘150沿冷却单元110的倾斜方向旋转。即，托盘电动机170的操作关联到冰满杠杆175的操作。

固定构件177结合到制冷机的主体10并且不仅用于在其中容纳托盘电动机170而且用于支撑冰满杠杆175。

以下，将描述根据实施例的制冰单元的操作。

通过供水管15将水注入托盘150的容纳区域155，并且流经制冷剂管13a的制冷剂移动到冷却单元110。具体地说，随着制冷剂管112接触冷却单元110的冷却器115的内表面时，制冷剂管112的冷量直接传导到外部，用于冷冻容纳区域155中的水。冷量的直接传导防止热和流量损失，实现增强的制冰性能。此外，冰径向地连续形成在冷却单元110的周围，使得水中溶解的气体易于排出并使得冰的透明度得到改善。

在如上所述地制成冰A时，操作加热器122并驱动托盘电动机170以使托盘150沿冷却单元110的倾斜方向旋转。当容纳区域155中的冰接触保持在冷却单元110的固定位置的冰分离构件130时，冰分离构件130推动冰A，从而冰在与托盘150的旋转方向相反的方向被推出并落入到存储容器180中以装入存储容器180中。

一旦存储容器180充满了冰A，冰满杠杆175检测装在存储容器180中的冰的存在，进而冰分离操作完成。

然后，如果用户尝试经由分配器40移除冰，传送单元190和打开/关闭装置(未示出)被操作为通过冰出口183和冰排放通道45将冰排放到排放区域42中。由于排放了存储在存储容器180中的冰，因此存储容器180不再充满冰，将水再次供应到托盘150中以准备制造冰。上述制冰和排放操作在控制器(未示出)的控制下执行。

以下，将参照附图详细描述根据另一实施例的制冰单元。将省略对与第一实施例的部件相同的部件的描述。

图7是根据另一实施例的冷却单元的俯视剖视图。

除了与冷却器215的内表面接触的制冷剂管212的布置以外，描述的第二实施例中的冷却单元210具有与第一实施例相同的构造。制冷剂管212连接到蒸发器13并且以蛇形循环的样式(serpentine circulating pattern)放置在冷却器215的内表面上。制冷剂管212的布置用于确保经由冷却器215进行冷量的有效传导。

根据第二实施例的冷却单元210的操作与第一实施例的相同。

以下，将描述根据又一实施例的制冷机。对与第一实施例中的部件相同的部件的描述将省略。

图8是示出根据又一实施例的制冷机的内部的透视图。

如在图8中所示，制冷机包括分离地限定在冷藏室20中的制冰室500以及放置在制冰室500中的制冰器600。

与第一实施例相似，制冰器600可包括制冰单元105、存储容器180、传送单元190以及破碎器200，它们的构造和功能可与第一实施例中的那些相同。

具体地说，传统的间接冷却型制冰方法受到外部空气的温度的极大影响。因此，即使制冰器安置在冷藏室中，在冷藏室20的温度的影响下，制冰器也可能在制冰性能上表现相当程度的劣化。然而，图8的实施例使用了直接冷却型制冰方法，因此没有受到外部空气温度的很大影响。

因此，制冰器600可被安装在冷藏室20中，使用制冰单元105的有效制冰可以在冷藏室20和冷冻室30中实现。

从上面的描述明显得知，根据图8的实施例的制冷机被构造为设置有制冷剂管的冷却器直接接触水以将水冷冻成冰。直接冷却型制冰构造可改善制冰性能(即，更高的制冰能力和更快的制冰速度)。

进一步，根据实施例的制冷机可不与蒸发器进行热交换而完成制冰操作，实现提高的操作效率而没有热量和流量损耗。

虽然已经示出和描述了一些实施例，但本领域技术人员将认识到：在不脱离各实施例的原理和精神的情况下，可以在这些实施例中作出改变，实施例的范围在权利要求和它们的等同物中限定。

Claims (15)

1.一种具有制冷循环的制冰单元，所述制冷循环用于制冷剂的循环，所述制冰单元包括：

制冷剂管，通过制冷循环而循环的制冷剂移动通过所述制冷剂管；

冷却单元，在所述冷却单元中容纳制冷剂管的至少一部分；

托盘，所述托盘具有容纳水的容纳区域，

其中，冷却单元的至少一部分放置在所述容纳区域中并接触容纳在容纳区域中的水以制冰，冷却单元从假想垂直平面向给定方向倾斜并保持在倾斜姿态，以有助于通过使托盘旋转来将冰从容纳区域排出。

2.根据权利要求1所述的制冰单元，其中，

所述冷却单元包括限定冷却单元的外观的壳体和将冷量传导到容纳区域的冷却器，制冷剂管设置在冷却器内。

3.根据权利要求2所述的制冰单元，其中，冷却器位于冷却单元的下端，托盘位于冷却器之下。

4.根据权利要求1所述的制冰单元，其中，

布置在冷却单元中的制冷剂管被卷绕成多层以在冷却单元内部盘绕。

5.根据权利要求3所述的制冰单元，其中，

冷却器和容纳区域均具有曲率；冷却器的曲率与容纳区域的曲率相近，从而使冷却器接触制冷剂管以将冷量传导到容纳区域。

6.根据权利要求3所述的制冰单元，其中，

冷却器和容纳区域均具有曲率；冷却器和容纳区域具有相同的曲率中心。

7.根据权利要求1所述的制冰单元，其中，布置在冷却单元中的制冷剂管具有蛇形循环的样式。

8.根据权利要求2所述的制冰单元，其中，冷却器包括高热导率的金属和塑料中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的制冰单元，其中，所述金属包括铝或铜中的至少一种。

10.根据权利要求2所述的制冰单元，其中，冷却器包括涂覆层以容易地分离冰。

11.根据权利要求1所述的制冰单元，所述制冰单元还包括托盘电动机以可旋转地驱动托盘。

12.根据权利要求11所述的制冰单元，所述制冰单元还包括控制器，以为了进行冰分离操作而使托盘沿着冷却单元的倾斜方向旋转。

13.根据权利要求12所述的制冰单元，其中，冰分离构件设置在冷却单元的冷却器的上侧。

14.根据权利要求10所述的制冰单元，其中，

冷却单元，包括冰分离构件以排出冰；

冰分离构件被布置为通过托盘的旋转而接触冰；

当托盘旋转时，冰被冰分离构件推动并沿与托盘的旋转方向相反的方向排出。

15.根据权利要求1所述的制冰单元，其中，

容纳区域包括由多个分隔件分开的多个块；位于容纳区域相对的末端的两个块具有比其他块更窄的水容纳空间。