CN1325863C - 冰箱的制冰器 - Google Patents

Abstract

提供了一种冰箱的制冰器，其包括：一冰模，用于接收水并将该水冷冻成冰；一排出器，其被枢轴安装于该冰模上，以将该冰排出该冰模；和一电机，用于操纵该排出器；一加热体，其被置于包围该冰模，以通过均匀加热该冰模来将该冰从该冰模的内表面分离；以及一加热线圈，用于向该加热体施加感应电动力，从而使得该加热体产生热量。

Description

冰箱的制冰器

技术领域

本发明涉及一种冰箱的制冰器，更为具体地，本发明涉及一种冰箱的制冰器，其可通过均匀加热冰块与冰模接触的表面来快速分离冰块。

背景技术

图1示出一种相关技术的冰箱。

参照图1，冰箱包括：一挡板1，用于将内部空间分成冷藏室(chillingcompartment)和冷冻室；一主体2，在其中安装用于将冷藏室和冷冻室保持在低温的冷却循环设备；一冷冻门4，其被枢轴安装在主体2上以打开和关闭该冷冻室；以及一冷藏门6，其被枢轴安装在主体2上以打开和关闭该冷藏室。

应用于该冰箱的冷却循环设备包括：一压缩机(未显示)，用于压缩低温/低压气体制冷剂；一冷凝器(未显示)，其用于冷凝被压缩的制冷剂；一膨胀设备，其用于为被冷凝的制冷剂减压；以及一蒸发器，在吸收冷藏室和冷冻室的热量时其蒸发该被膨胀的制冷剂。

近年来，为了方便用户，一种利用冷冻室中的冷空气制造冰块以及发放冰的自动机器已经被采用。

自动冰机包括：一制冰器7，用于冷冻供入其中的水；和一冰库(icebank)20，用于储存从制冰器7分离的冰块；一送冰器30，其被安装于冷冻门4上以使得即使不打开冷冻门4也可发放冰块；以及一冰槽40，其用于将冰块从冰库20导入除冰器30。

当向制冰器7供应水时，冷冻室中的冷空气冷冻水。当水被冷冻时，冰块就从制冰器7分离。从而，就存在几项技术要求：(a)向制冰器供应适量的水以免水溢出制冰器；(b)供应适量的冷气以快速冷冻水；(c)容易地从该制冰器分离水；以及(d)简易地将冰块导入冰库20。

在这些技术要求中，通过施加适当的热量将冰从该制冰器分离已经得到特别的发展。例如，一加热线圈已按预定形式被布置在制冰器的外表面，其中线以预定间隔彼此间隔。当向该加热线圈施加功率时，该加热线圈产生焦耳热，以在冰与制冰器接触的部分融化部分冰，从而可从该制冰器有效地分离冰。已转让给本发明的申请人的美国专利No.6705091公开了这样一种具有加热线圈的制冰器。

然而，通过利用由加热线圈产生的焦耳热将冰从制冰器分离的方法有以下几个缺点：

1.由于线圈的线彼此间隔，因而热量不能均匀地施加至制冰器与冰接触的整个表面。从而，为了从制冰器分离冰，就必须施加大量的热，从而增加了能耗和制冰时间。

2.由于局部受热，冰块的形状不一致。

发明内容

从而，本发明的目的在于一种冰箱的制冰器，其消除由于相关技术的限制和缺点产生的一个或者更多问题。

本发明的一个目的是提供一种制冰器，其可通过加热冰模表面快速地分离冰块，从而制造形成为相同形状的冰块并且节省制冰时间。

本发明的其他优点、目的和特征将部分地在随后的说明中阐述，部分在随后的研究或者对本发明实践进行认知，本发明对于本领域技术人员将变得明显。本发明的目的和优点可通过具体在书面说明书、其权利要求以及附图中指出的结构来实现和获得。

为了实现这些目的和其他优点并且与本发明的目的一致，在此体现和广义的描述，一种冰箱的制冰器包括：一冰模，用于接收水并将该水冷冻成冰；一排出器，其被转动地安装于该冰模上，以将该冰排出该冰模；和一电机，用于操纵该排出器；其特征在于，所述制冰机包括加热器，该加热器包括加热体和加热线圈，其中所述加热体被置于包围该冰模，以通过均匀加热该冰模而将该冰从该冰模的内表面分离；以及所述加热线圈，用于向该加热体施加感应电动力，从而使得该加热体产生热量，所述加热线圈是以在加热体的整个区域上具有均匀间隔线条的预定图案形成的。

在本发明的另一方面中，提供了一种冰箱的制冰器，其包括：一冰模，其接收水并将水冷冻成冰；以及一加热器，通过由从外侧施加的感应电动力利用感应加热方式均匀加热，冰与冰模内表面接触的表面，而将冰从该冰模的内表面分离。

在本发明的另一方面中，提供了一种冰箱的制冰器，其包括：一冰模，用于接收水并将水冷冻成冰；以及一加热器，用于通过均匀加热冰模的整个表面来将冰从冰模内表面分离。

应该理解的是，本发明的前述总体说明和后述具体说明是示例性和说明性的，并且试图为权利要求的本发明提供进一步解释。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且其被融合并构成本申请的一部分，其用于图解本发明的实施例并和说明书一起解释了本发明的原理。附图中：

图1是一相关技术的冰箱；

图2是根据本发明的一实施例的制冰器的透视图；

图3是根据本发明的一实施例的制冰器的局部分解透视图；

图4是沿图2的线A-A’的剖视图；

图5是示出感应加热原理的视图；

图6是相应于感应加热的磁滞回线；以及

图7和图8是示出利用加热器将冰从制冰器分离的过程的视图。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的优选实施例，在附图中示出了其示例。在尽可能的地方，相同的标记将在全部附图中用于表示相同或者相似的部件。

图2和3示出根据本发明的一实施例的制冰器。

参照图2和3，制冰器10包括：一杯体11，用于储存从供水管(未示出)供给的水；一冰模12，用于从杯体11接收水并利用冷冻室中的冷气冷冻水；一加热器130，用于加热该冰模12以分离冰块，该加热器130被安装于该冰模12上；一排出器14，用于将冰块排出该冰模12，该排出器14被枢轴安装在该冰模12上；一电机(未显示)，用于产生转矩以驱动该排出器14；一滑动件16，用于将由排出器14排出的冰导向冰库20；一检测杆17，用于检测充满冰块的冰库20；一控制器18，用于根据冰库是否被冰块充满，来控制冰模12的温度、加热器130和电机的运行；以及一供水阀，用于控制向杯体11中供应的水。

冰模12具有一空间以及多个隔板121，其中在该空间中水被冷冻，该隔板121用于将该空间分隔成多个冷冻区以制造冰块。在该冰模12后部还配置有连接部122，以将制冰器10安装在冷冻室的后壁上。

排出器14包括：一枢转轴141，其被安装于该冰模12上并被该电机的转矩枢转；多个铲142，其从该枢转轴141延伸。该铲142的数量与由隔板121分隔的冷冻区的数量一致。铲142位于各个冷冻区内，以将相应的冰块铲出冷冻区。该电机被安装在控制器18中并且与枢转轴141相连，该控制器18被置于冰模12的侧部。

该控制器18可配置有一温度传感器和一冰检测传感器，其中温度传感器用于检测冰模12的温度，冰检测传感器用于检测检测杆17的转动位置以确定冰库是否被冰块充满。

加热器130可由可均匀加热该冰模12的一感应加热器形成。

下面简要描述制冰器的操作。

首先，水经由杯体11被供入该冰块12，然后被冷冻，随后冷冻水的表面被加热器130均匀加热，从而冰块可在其与冰模12接触的表面被分离。然后，冰块被排出冰模。也就是，当枢转轴141转动时，冰块被铲142铲走。沿滑动件16，被铲走的冰块被堆积在冰库20中。

图4是沿图2的线A-A’的剖视图。

如图中所示，其中示出了冰模12、排出器14和滑动件16。该加热器130被置于该冰模12的外圆周底部。该加热器130设计为通过感应加热方式加热。

也就是说，加热器130包括：一加热线圈，其由从外侧施加的高频电流生成涡流，以将电能转化为热量；以及一加热体134，其中嵌入了该加热线圈，该加热体134成形为圆弧形以包围该冰模12的外圆周底部。该加热体134利用从加热线圈132感应的感应能量来将冰块21从冰模12的内表面分离。

参照附图，下面将说明感应加热的原理。

图5是示出感应加热原理的示图，图6是相应于感应加热的磁滞回线。

首先，参照图5，沿其流动交流电(高频电流)的线圈中的导电体通过涡流损耗和磁滞损耗(在磁体的情况下)产生热量。也就是说，通过由该涡流损耗和磁滞损耗产生的这种热量来实现感应加热。具体而言，高频感应加热使用高频电流。

在这一点上，如图5所示，交流磁通量(高频磁通量)在线圈中产生，在磁场中的导电体中产生沿该线圈的交流电i1(高频电流)和感应电流(感应电动势)。具体而言，由电动势产生的电流被称为涡流。当涡流沿着具有预定电阻值的导电体(被加热对象)流动时，该导电体产生焦耳热。这就称之为涡流损耗，其将是感应加热中的基本热源。根据焦耳定律，该涡流损耗可由如下公式所示。

We＝nef²Brm²(ne：常数，f：频率，Bm：磁通密度)

如该公式所示，涡流损耗与频率的平方成正比。从而，当频率该与100kHz，加热就由涡流损耗来实现。当频率低于100kHz时，加热由磁滞损耗实现。

当被加热对象由磁性材料形成并且将交流电施加在环绕被加热对象的加热线圈上，该被加热对象就被磁化。在这一点上，当逐渐增大磁场强度，表示磁通密度B变化的曲线与表示磁场强度H的曲线不一致。也就是说，如图6所示，由这些曲线确定了回路形状，其产生磁滞现象。该回路形状被称为磁滞回线。

具体而言，由磁滞回线确定的区域越大，磁滞损耗就越高。也就是说，随着由磁滞回线确定区域的增加，感应加热中该高频感应加热效率就被提高了。这可由如下公式所示。

Wh＝nhfBm1.6(wb/m²)(nh：所采用铁芯的常数，f：频率，以及Bm：磁通密度)

当频率增至大于50kHz时，由于与频率的平方成正比的涡流损耗变得大于该磁滞损耗。此外，当该频率被进一步增加，就可近似忽略磁滞损耗。当诸如Cu或Al的磁性材料或者非磁性材料被加热至高于转化点，则不发生磁滞损耗。也就是，加热仅由涡流损耗实现。

在本发明中，加热体134起导电体的作用，当交流电被施加于该加热线圈132时，沿该导电体流动感应电流。

参照附图，下面将说明将冰从冰模12上分离的过程。

图7显示在排出器14工作前由加热器130进行的加热过程，图8显示在从冰模12内表面上分离冰后由排出器14执行的排出过程。

首先参照图7，当水在冰模12中完全被冷冻成冰21时，冰21就紧密的粘连于冰模12的内表面。为了从冰模12的内表面分离冰12，就向置于冰模12外圆周底部的加热器130施加电力。

也就是说，当电力施加于加热器130时，就由加热器130的加热线圈产生涡流。该涡流沿加热体134流动以将电能转变为热能，从而在加热体134中生成焦耳热。在这一点上，由于涡流流经加热体134的整个区域，该加热体134就在其整个区域上均匀地产生热量。

如图7所示，当冰模12被通过加热体134的整个区域均匀产生的热量均匀加热时，冰与冰模12的内表面粘连的部分就均匀融化，使得便于快速从冰模12上分离冰。如上所述，由于冰模12被感应加热的方式均匀地加热，可更加快速地从冰模12上分离冰21。

如图8所示，当冰与冰模12的内表面的粘连部分融化时，排出器14的轴141就被电机转动，以使得铲142可将冰21铲出冰模12，从而将冰21导向冰库20。

同时，加热线圈132被置于加热体134内。然而，本发明并不局限于这种情况。也就是说，加热线圈132可以预定形式形成于该加热体134的表面。优选地，该加热体134由具有预定电阻值的金属形成，并且加热线圈132是由在加热体134的整个区域上具有均匀间隔线条的预定形式形成的。此外，该加热体134被设计为对应于该冰模12的外圆周底部，从而可快速实现热传导。

当冰模12形成于诸如金属的导体材料时，由感应加热产生的热量就可直接传输至冰，使得可更快速制冰。在此情况下，感应加热线圈可直接形成于冰模12的外表面。

上述制冰器可用于对开门式(side-by-side type)冰箱和顶部冷冻式(freeze-top-type)冰箱。

在本发明的制冰器中，由于冰模12由感应加热方式均匀加热，冰块21可更快捷地从冰模12上分离，并形成一致形状。

此外，可节省用于冰分离的电力和制冰的时间。

对于本领域技术人员来说，对本发明进行各种改进和变化是很明显的。从而，本发明涵盖在所附权利要求及其等同物的范围内的改进和变化。

Claims (4)

1.一种冰箱的制冰器，包括：一冰模，用于接收水并将该水冷冻成冰；一排出器，其被枢轴安装于该冰模上，以将该冰排出该冰模；和一电机，用于操纵该排出器；

其特征在于，所述制冰器包括加热器，该加热器包括加热体和加热线圈；

其中所述加热体被置于包围该冰模，以通过均匀加热该冰模而将该冰从该冰模的内表面分离；以及

所述加热线圈，用于向该加热体施加感应电动力，从而使得该加热体产生热量，所述加热线圈是以在加热体的整个区域上具有均匀间隔线条的预定图案形成的。

2.如权利要求1所述的制冰器，其中该加热线圈被嵌入该加热体内。

3.如权利要求1所述的制冰器，其中该加热线圈形成于该加热体的表面。

4.如权利要求1或2所述的制冰器，其中该加热体由金属形成。

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