CN1124461C - 带有制冷系统的冰箱 - Google Patents

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Abstract

一种改进了制冷效果的冰箱。该冰箱具有一个箱体，其包括一个冷藏室、一个冷冻室和一个位于冷冻室的后部的蒸发室，放置在蒸发室中的蒸发器盘绕成螺旋形，在其内形成一个锥形空间，一个同轴安装在蒸发器后部的鼓风装置将空气吹向蒸发器，一个安装在蒸发器的锥形空间中的加热器能除去附着在蒸发器上的霜。该冰箱能够使蒸发器和空气间进行有效的热交换，从而使制冷效率改进。由于紊流空气流被引入到冷冻室中，冷冻室可被均匀制冷。

Description

带有制冷系统的冰箱
本发明涉及冰箱，尤其涉及带有可以提高制冷效果的制冷系统的冰箱。
通常，冰箱是一种在冷冻或冷藏条件下存储各种食物的器具，以将食物长期保鲜。这样的冰箱包括一个将制冷剂压缩并使其循环的压缩机、一个使制冷剂冷凝成液相的冷凝器和一个使液相制冷剂蒸发而产生冷气的蒸发器。
冰箱有一个用于储存冷冻食品如肉或冰淇淋的冷冻室和一个用于在较低温度下储存食品的冷藏室。由蒸发器产生的冷气通过风机吹入冷藏室和冷冻室。
图1示出传统冰箱100。如图1所示，冰箱100有一个冷藏室2，该室由一个隔板3将其与冷冻室1分开。蒸发器4安装在蒸发室7内，该室位于冷冻室1的后部，压缩机6安装在冷藏室2的下面。冷凝器(未示出)放置在蒸发器4与压缩机6之间。
压缩机6使制冷剂受压而成为高压高温制冷剂，而冷凝器是使该高压高温制冷剂排放热量后降至液相温度。将液相制冷剂提供给蒸发器4，并由蒸发器蒸发，由此产生冷气。此外，一个加热器9安装在蒸发器4之下，以便除去附着在蒸发器上的霜。
在蒸发器4之上安装着一台风机5用于将空气吹向蒸发器4。风机5通过形成在冷冻室后壁的第一冷气入口41使冷气进入冷冻室1。此外，一些冷气通过在蒸发室7后部形成的冷气通道45和在冷藏室2后壁上形成的第二冷气入口42进入冷藏室2。已进入冷冻室1和冷藏室2的冷气，通过分别在冷冻室1底部和冷藏室2顶部形成的冷气第一和第二回流通路43和44重新回流到蒸发室7中。
图2是图1所示的蒸发器4的放大图。如图2所示，蒸发器4包括一个弯管46和附着在弯管46上部的散热片47。
送入弯管46的制冷剂在此处蒸发，因而吸收周围的热量。因此，在蒸发器4周围产生冷气。此时，在蒸发器4和空气之间的热交换区域因散热片47而增大，致使热交换效率提高。
然而，在传统冰箱100中，冷气的流动方向是沿散热片47的纵向恒定不变地形成的，以致冷气不能与周围空气广泛接触，因而降低了热交换效率。
换句话说，由于散热片47的作用使风机5吹向蒸发器4的空气只沿着蒸发室7的纵向流动，因而空气不能与弯管46均匀接触，致使空气和蒸发器4之间的热交换效率下降。
为了解决上述问题，已经提出了各种类型的旨在改进热交换效率的蒸发器，但是这些蒸发器还是存在有问题。
例如，Kennedy的5,241,838号美国专利描述了一种可以改进热交换效率的制冷装置。Kennedy的制冷装置包括一个放置在制冷管周围的脊形散热片，并且与制冷管形成热交换关系。
然而，在Kennedy的制冷装置中，由于风机放置在蒸发器之上，因此由风机吹出的空气不能与蒸发器广泛接触，以致相对降低了热交换效率。
本发明是为了克服现有技术的上述问题而做出的。因此，本发明的一个目的是提供一个带有制冷系统的冰箱，其中蒸发器可以与空气进行有效的热交换，因此改进了制冷效率。
为了实现本发明的目的，所提供的冰箱包括：
一个箱体，该箱体带有一个冷藏室、一个冷冻室，和一个蒸发室，其中冷冻室置于冷藏室之上，并通过第一隔板将其与冷藏室分开，蒸发室位于冷冻室的后部，并通过第二隔板与冷冻室分开；
产生冷气的第一装置，第一装置放置在蒸发室之内，并且有一个螺旋形状，其内部形成一个锥形空间；
用于将空气吹向第一装置的第二装置，第二装置与第一装置同轴安装，第二装置安装在第一装置的后部；以及
用于去除附着在第一装置上的霜的第三装置，第三装置安装在锥形空间之中。
根据本发明的最佳实施例，第一装置有一个蒸发器，该蒸发器包括一个螺旋形盘绕的制冷管，其较大的一端朝向第二隔板，至少有一个上支架与制冷管的上部连接以支撑制冷管，至少有一个下支架与制冷管下部连接以支撑制冷管，和多个沿纵向围绕制冷管放置的热交换刺片。
第二装置包括一个带有旋转轴的电动机和一个与旋转轴连接并由电动机驱动的风机。
第三装置包括一个与蒸发器同轴安装的加热器。
当冰箱接通电源时，液相制冷剂被送进蒸发器。液相制冷剂在制冷管中蒸发，因此吸收了周围的热量。结果，冷气在蒸发器周围产生。
与此同时，风机将空气吹向蒸发器。由风机吹来的空气与蒸发器广泛地接触，同时，由于蒸发器的锥形空间，一些空气可以围绕制冷管的中心轴旋转。因此，当空气经过蒸发器时产生紊流空气流，以使空气与蒸发器310的接触更为均匀。
结果，由蒸发器和空气之间的热交换产生的冷气被送入冷冻室。此时，由于将紊流冷气送入冷冻室，因而冷冻室可被均匀制冷。
在制冷循环期间，如果需要除去附着在蒸发器上的霜时，由电控装置给加热器发出一个操作信号，以使加热器开启。由于加热器与蒸发器同轴安装，加热器可以向蒸发器均匀供热，以使附着在蒸发器上的霜有效地除去。
如上所述，根据本发明的制冷系统可以在蒸发器和空气之间有效地进行热交换，从而使制冷效率提高。
此外，由于紊流空气流引入冷冻室，冷冻室可被均匀制冷。另外，由于加热器与蒸发器同轴安装，加热器可均匀加热蒸发器，从而使蒸发器的除霜工作有效地进行。
本发明的上述目的和其他优点将在参照附图对最佳实施例进行详述后变得更为明朗，其中：
图1是传统冰箱的结构剖面图；
图2是传统蒸发器的剖面图；
图3是具有根据本发明第一实施例的制冷系统的冰箱的剖面图；
图4是图3所示的制冷系统的放大剖面图；
图5是根据本发明第一实施例的蒸发器的立体图；
图6是图5所示的M部分的放大立体图，其中根据本发明第一实施例的热交换刺片安装在制冷管的周围；以及
图7是根据本发明第二实施例的制冷系统的立体图。
下文将参照附图对本发明的一最佳实施例进行详细解释。
图3示出具有一个制冷系统300的冰箱200。如图3所示，冰箱200包括一个箱体110，该箱体具有一个冷藏室130和一个冷冻室120，冷冻室120借助于第一隔板125与冷藏室130分开。蒸发器172位于冷冻室120后部，通过第二隔板175使其与冷冻室120分开。本发明的制冷系统300安装在蒸发室172中。下面将参照图4至图6对制冷系统300进行详细地解释。
第二隔板175上形成有第一冷气入口141，用于将蒸发室172产生的冷气引入冷冻室120。此外，冷气还通过在蒸发室172后部形成的冷气通道150和冷藏室130后壁上形成的第二冷气入口142引入冷藏室130。引入冷冻室120和冷藏室130的冷气通过分别在冷冻室120底部和冷藏室130顶部形成的第一和第二冷气回流通路143和144再回流到蒸发室172。
另一方面，用于将制冷气体压缩成高压高温制冷气体的压缩机140位于冷藏室130之下。用于使制冷气体冷凝的冷凝器连接在压缩机140和制冷系统300之间。
下文将对照图4至图6解释根据本发明第一实施例的制冷系统300。
如图4所示，制冷系统300包括一个安装在蒸发室172之中用于产生冷气的蒸发器310，一个与蒸发器310同轴安装以将空气吹向蒸发器310的鼓风装置320，和一个用于除去附着在蒸发器310上霜的加热器330。鼓风装置320位于蒸发器310之后。蒸发器310为螺旋形，其内形成一锥形空间，加热器330与其同轴安置在锥形空间之中。
正如图5所详尽示出的，蒸发器310包括一个具有螺旋形盘绕的制冷管316，其大的一端朝向第二隔板175、至少有一个支架314与制冷管316的上下部分连接以支撑制冷管316，和多个环绕制冷管316并沿其纵向安装的热交换刺片312。
制冷管316沿整个支架314盘绕，并且盘绕成螺旋形的制冷管316受到支架314的支撑。制冷管316的第一端与冷凝器连接，第二端与压缩机140连接，由此形成了制冷气体循环回路。
热交换刺片312增加了空气和蒸发器310之间的热交换面积。如图6所示，每个热交换刺片312包括一个安装在制冷管316周围的环形部分313和多个放射状的并与环形部分313一个端部形成一体的窄条311。
再参照图4，第一悬挂杆315安装在支撑支架314和蒸发室172上壁之间，第二悬挂杆317安装在支撑支架314和蒸发室172下壁之间。蒸发器310通过第一和第二悬挂杆315和317悬挂在蒸发室172之中。
鼓风装置320包括一个带有转动轴324的电动机322和连接在转动轴324上以便被其转动的风扇326。为了使电动机322稳定地安装在蒸发室172中，在蒸发室172后壁的一个预定部分处形成一个与之为一体的壁架部分328。电动机322安装在壁架部分328上。
此外，从蒸发室172底壁延伸至蒸发器310的锥形空间部分的支撑杆324固定在蒸发室172的底壁上，一个支撑板332安装在支撑杆334的上端与之形成一体。加热器330安装在支撑板332之上。
结构如上所述的带有制冷系统300的冰箱200的运转方式如下。
首先，当冰箱200接通电源时，压缩机140通过压缩制冷气体使之循环并进入冷凝器。此后，当制冷气体通过冷凝器时转变成液相制冷剂供给蒸发器310。液相制冷剂在制冷管316中蒸发，因此从周围吸取热量。结果，在蒸发器310周围产生冷气。
与此同时，鼓风装置320将空气吹向蒸发器310。由于鼓风装置320同轴安装在蒸发器310的后部，因此由鼓风装置320送来的空气将与蒸发器310广泛接触。同时，由于蒸发器310的螺旋形状，有些空气可以环绕制冷管316的中心轴线旋转。因此，当这些空气通过蒸发器310时将会产生一股紊流空气流，从而使空气与蒸发器310的接触更为均匀，致使热交换效率提高。
此外，安装在制冷管316上的热交换刺片312不仅增加了蒸发器310与空气之间的接触面积，而且还分散了紊流空气流，使热交换效率进一步提高。
结果，通过蒸发器310和空气之间的热交换产生的冷气通过在第二隔板175上形成的第一冷气入口141进入冷冻室120。与此同时，由于将紊流冷气提供给冷冻室120，因而冷冻室120可被均匀制冷。
另一方面，一些冷气通过冷气通道150和第二冷气入口142进入冷藏室130。已经进入冷冻室120和冷藏室130的冷气通过在冷冻室120底部和冷藏室130顶部形成的第一和第二冷气回流通路143和144重新回流到蒸发室172。
在制冷循环期间，如果需要去除附着在蒸发器310上的霜时，一个电控装置(未示出)给加热器330发出一个操作信号，以使加热器330开启。由于加热器330与蒸发器310同轴安装，加热器330可以均匀地向蒸发器310提供热量，从而有效地除去附着在蒸发器310上的霜。
图7示出了根据本发明第二实施例的制冷系统500。在这个实施例中，蒸发室172被第三隔板575分为第一和第二蒸发室472和572。结构与第一实施例的制冷系统300相似的第一和第二制冷装置301和302分别安装在第一和第二蒸发室472和572中。第一制冷装置301包括一个第二蒸发器410、一个第二鼓风装置420和一个第二加热器430；第二制冷装置302包括一个第三蒸发器510、一个第三鼓风装置520和一个第三加热器530。
第二蒸发器410包括一个呈螺旋形盘绕的第二制冷管416、至少有一个支撑制冷管416的第二支架414，和环绕安装在第二制冷管416周围的多个第二热交换刺片412。每个热交换刺片412包括一个环形部分和多个放射状的并与环形部分的一个端部形成一体的窄条。第二蒸发器410还进一步包括安装在第二支架414和第一蒸发室472上壁之间的第三悬挂杆415和安装在支架414和第一蒸发室472下壁之间的第四悬挂杆417。第二蒸发室410通过第三和第四悬挂杆415和417悬挂在第一蒸发室472中。
第二鼓风装置420包括一个带有第二转动轴424的第二电动机422，和连接在第二转动轴424上以便被第二电动机422驱动的第二风扇426。第二壁架部分428在第一蒸发室472后壁的一个预定部分处形成。并与之为一体，以便将第二电动机422安装在其上。
第二加热器430安装在与第二支撑杆434一端形成一体的第二支撑板432上。
第三蒸发器510包括一个呈螺旋形盘绕的第三制冷管516、至少有一个支撑第三制冷管516的第三支架514，和环绕安装在第三制冷管516周围的多个第三热交换刺片512。每个第三热交换刺片512包括一个环形部分和多个放射状的并与环形部分的一个端部形成一体的窄条。第三蒸发器510进一步包括安装在第三支架514和第二蒸发室572上壁之间的第五悬挂杆515和安装在第三支架514和第二蒸发室572下壁之间的第六悬挂杆517。第三蒸发器510通过第五和第六悬挂杆515和517悬挂在第二蒸发室572中。
第三鼓风装置520包括一个带有第三转动轴524的第三电动机522，和连接在第三转动轴524上以便被第三电动机522驱动的第三风扇526。第三壁架部分528在第二蒸发室572后壁的一个预定部分处形成，并与之为一体，以便将第三电动机522安装在其上。
第三加热器530安装在与第三支撑杆534一端形成一体的第三支撑板532上。
第一和第二制冷装置301和302的上述部件的结构和布局与根据本发明的第一实施例的制冷系统300各部件的结构和布局相同。因此，下文将不再描述第一和第二制冷装置301和302的结构和布局。
制冷系统500进一步包括一个阀门装置304，该装置在除霜期间允许制冷气体选择性地流入第一和第二蒸发器410和510中的一个里。
阀门装置304包括一个接收来自电控装置操作信号的电磁阀550、一个第一端部与冷凝器连接及第二端部与电磁阀550连接的第一制冷剂管道552、一个第三端部与电磁阀550连接及第四端部与第一蒸发器410连接的第二制冷剂管道554和一个第五端部与电磁阀550连接及第六端部与第二蒸发器510连接的第三制冷剂管道556。
当电控装置发出操作信号时，电磁阀550选择性地关闭第二和第三制冷剂管道554和556中的一个。与此同时，只有接收制冷气体的蒸发器在运转。此后，电控装置给安装在没有运转的蒸发器锥形空间中的加热器发出开启信号，以使加热器产生的热量除去附着在该蒸发器上的霜。除霜操作在一个蒸发器中进行的同时，制冷系统500的制冷操作仍在通过另一个蒸发器继续进行，从而使制冷效果改善。
如上所述，根据本发明的制冷系统500可以在蒸发器和空气之间进行有效的热交换，因而使制冷效果提高。
此外，由于将紊流空气流引入到冷冻室，因而冷冻室可被均匀制冷。进一步说，由于加热器与蒸发器同轴安装，加热器可均匀加热蒸发器，因此除去蒸发器霜的除霜工作可有效地进行。
虽然已对本发明的最佳实施例进行了描述，但是应当理解，本发明并非仅限于最佳实施例，对本行业熟悉的人在不违背下述的本发明权利要求的精神和范围的情况下可进行各种改变和修改。

Claims (17)

1.一种冰箱，包括：
一个箱体，该箱体带有一个冷藏室、一个冷冻室，其中冷冻室置于冷藏室之上，并通过第一隔板将其与冷藏室分开，和一个蒸发室，该室位于冷冻室的后部，并通过第二隔板与冷冻室分开；
产生冷气的第一装置，第一装置放置在蒸发室之内并且具有一个盘绕成使内部成为一个锥形空间的螺旋形状；
用于将空气吹向第一装置的第二装置，第二装置与第一装置同轴放置，第二装置放置在第一装置的后部；以及
用于去除附着在第一装置上的霜的第三装置，第三装置安装在锥形空间部分。
2.如权利要求1所述的冰箱，其中第一装置有一个蒸发器，所述蒸发器包括一个螺旋形盘绕的制冷管，其较大的一端朝向第二隔板，至少有一个上支架与制冷管的上部连接以支撑制冷管，至少有一个下支架与制冷管下部连接以支撑制冷管，和多个沿纵向围绕制冷管放置的热交换刺片。
3.如权利要求2所述的冰箱，其中每个热交换刺片包括一个安装在制冷管周围的环形部分和多个放射状的并与环形部分的一个端部形成一体的窄条。
4.如权利要求2所述的冰箱，进一步包括一个安装在上支架和蒸发室上壁之间的第一悬挂杆，和一个安装在下支架和蒸发室下壁之间的第二悬挂杆，蒸发器通过第一和第二悬挂杆悬挂在蒸发室之中。
5.如权利要求2所述的冰箱，其中第二装置包括一个带有旋转轴的电动机和与旋转轴连接并由电动机驱动的风扇。
6.如权利要求5所述的冰箱，进一步包括一个在蒸发室后壁的一个预定部分处形成并与之为一体的壁架部分，电动机安装在该壁架部分上。
7.如权利要求5所述的冰箱，其中第三装置包括一个与蒸发器同轴安装的加热器。
8.如权利要求7所述的冰箱，进一步包括从蒸发室底壁延伸至蒸发器的锥形空间部分的一个支撑杆，和在支撑杆的上端并与之形成一体的一个支撑板，加热器安装在支撑板上。
9.一种冰箱，包括：
一个箱体，该箱体带有一个冷藏室、一个冷冻室，其中冷冻室置于冷藏室之上，和一个蒸发室，该室位于冷冻室的后部，蒸发室通过第一隔板与冷冻室分开，并且由第二隔板将蒸发室分割成第一蒸发室和第二蒸发室；
一个用于压缩制冷气体，并且此后使制冷气体循环的压缩机，压缩机放置在箱体的下部；
一个用于使制冷气体冷凝的冷凝器，冷凝器与压缩机连接；
用于产生冷气的第一和第二蒸发器，第一和第二蒸发器分别呈螺旋形盘绕，从而在其内形成第一和第二锥形空间；
用于将空气分别吹向第一和第二蒸发器的第一和第二鼓风装置，第一和第二鼓风装置分别与第一和第二蒸发器同轴安装，第一和第二鼓风装置分别位于第一和第二蒸发器的后面；
用于除去附着在第一和第二蒸发器上的霜的第一和第二加热器，第一和第二加热器分别安置在第一和第二锥形空间中；以及
一个阀门装置，当除霜操作时允许制冷气体选择性地流入第一和第二蒸发器中的一个里。
10.如权利要求9所述的冰箱，其中阀门装置包括一个接收来自电控装置的操作信号的电磁阀、一个第一端部与冷凝器连接及第二端部与电磁阀连接的第一制冷剂管道、一个第三端部与电磁阀连接及第四端部与第一蒸发器连接的第二制冷剂管道，和一个第五端部与电磁阀连接及第六端部与第二蒸发器连接的第三制冷剂管道，当电控装置发出操作信号时，电磁阀选择性地关闭第二和第三制冷剂管道中的一个。
11.如权利要求10所述的冰箱，其中第一和第二蒸发器各包括一个螺旋形盘绕的制冷管，其较大的一端朝向第二隔板，至少有一个上支架与制冷管的上部连接以支撑制冷管，至少有一个下支架与制冷管下部连接以支撑制冷管，和多个沿纵向围绕制冷管放置的热交换刺片，第二制冷剂管道的第四端部与第一蒸发器的制冷管连接，第三制冷剂管道的第六端部与第二蒸发器的制冷管连接。
12.如权利要求11所述的冰箱，其中每个热交换刺片包括一个安装在制冷管周围的环形部分和多个放射状的并与环形部分的一个端部形成一体的窄条。
13.如权利要求11所述的冰箱，其中第一和第二蒸发器各包括安装在上支架与蒸发室上壁之间的第一悬挂杆，和安装在下支架与蒸发室下壁之间的第二悬挂杆，第一和第二蒸发器分别通过第一和第二悬挂杆悬挂在第一和第二蒸发室中。
14.如权利要求11所述的冰箱，其中第一和第二鼓风装置各包括一个带有旋转轴的电动机和与旋转轴连接并由电动机驱动的风扇。
15.如权利要求14所述的冰箱，进一步包括第一和第二壁架部分，这两个壁架部分分别在第一和第二蒸发室后壁的一个预定部分处形成并与之形成一体，第一鼓风装置的电动机安装在第一壁架部分上，第二鼓风装置的电动机安装在第二壁架部分上。
16.如权利要求5所述的冰箱，其中第一和第二加热器分别与第一和第二蒸发器同轴安装。
17.如权利要求14所述的冰箱，进一步包括第一支撑杆从第一蒸发室的底壁延伸到第一蒸发器的第一锥形空间处，第二支撑杆从第二蒸发室的底壁延伸到第二蒸发器的第二锥形空间处，第一支撑板在第一支撑杆的上端并与之形成一体，第二支撑板在第二支撑杆的上端并与之形成一体，第一和第二加热器分别安装在第一和第二支撑板上。
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