CN1432779A - 控制冰箱中的冷空气的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制冷空气从而集中冷却冷却较差或存贮新负载的区域的装置。本发明根据可视图像生成装置产生的存贮负载前、后的可视图像的变化，通过转动驱动体，排出冷空气。本发明基于由温度传感器检测的门筐温度的变化，通过转动冷空气喷嘴，将冷空气排出至特定的存贮空间中。因此，本发明可保持冰箱中的温度分布均匀，从而大大减小功率消耗。
Description
技术领域
本发明涉及冰箱，更具体地说，涉及一种用于控制冷空气以集中冷却冷却较差或存贮新负载的区域的装置。
背景技术
一般，冰箱用于冷冻食物，或在冷冻存贮时保持相同的温度。
冰箱是一种通过由空气压缩、空气冷凝和蒸发步骤组成的致冷循环，从周围环境中夺取热量并进行冷却，以冷冻或冷藏在温暖区域变坏的食物，和诸如要求新鲜的鱼类一类的制品的装置。
由于基于上述原理，冰箱可在任何时候都可方便地存贮食物、鱼类、水果、饮料等，以及将它们冷冻成可食用的冰，因此冰箱成为现代社会中不可缺少的电气设备。
图1为表示一个典型的冰箱结构的透视图。参见图1，冰箱由壳体14的分隔壁1 8分成冷冻室24和冷藏室26。为了将冷冻室24和冷藏室26与外界空气隔开，至少有一扇门(没有示出)安装在冰箱的前面。
同时，冰箱包括有用于进行压缩、冷凝和蒸发步骤的致冷循环的装置，以产生冷却冷冻室24和冷藏室26所必需的冷却空气。另外，冰箱的上部后面区域还有一个吹风室10，它具有一个吹风风扇12，用于强制地将致冷循环产生的冷空气吹入冷冻室24和冷藏室26中。
在与吹风室10互相连通的冷冻室24和冷藏室26之间的分隔壁18的某些位置上，还形成多个冷空气向前排放口20a，用于向前排放冷空气。
另外，在一个确定的位置上设有一个冷空气吸入口22，用于吸入周围的空气。
在上述结构的冰箱中，压缩机将温度和压力低的气态冷却剂，压缩成温度和压力高的状态。当高温和高压的被压缩的气态冷却剂通过冷凝器时，被冷冻和冷凝成压力高的液体状态。高压液态冷却剂在通过一根毛细管(未示出)时，温度和压力降低。然后，在蒸发器中，液体冷却剂从周围环境中吸取热量，使周围空气冷却，同时液体冷却剂转换成温度和压力低的气体状态。接着，由于吹风风扇12的作用，通过蒸发器冷却的空气，通过冷冻室24，再通过冷藏室26循环，从而使冷冻和冷藏室的内部温度降低。
如上所述，冰箱设置有一个冷空气分配系统，用于将在蒸发器周围产生的冷空气均匀地分配至冷冻室和冷藏室的储存空间。当然，根据冰箱种类的不同，冷空气分配系统也多种多样地构成。
现参照图1和图2来说明冷空气分配系统。冷藏室26上端带有一个与吹风室10连通的调节风门20。
在调节风门20的侧面上，设置了冷空气向前排出口20a和用于将冷空气向下排出的冷空气向下排出口20b。
因此，在上述结构的冷空气分配系统中，在蒸发器周围产生并传送至吹风室10中的冷空气由设在吹风室10中的吹风风扇12分配至冷冻室24和调节风门20中。
在这种情况下，送入冷冻室24中的冷空气，在通过在冷冻室底部的冷空气吸入口22再次进入蒸发器中之前，通过冷冻室的内部循环。然后，进入调节风门20中的冷空气，通过在侧面的冷空气向前排出口20a，排出至冷藏室26中。
通过冷空气向前排出口20a排出至冷藏室上部区域中的冷空气被分配至由贮物架16限定的储存空间中，同时通过门15和贮物架16之间的空间向下流动。最后，冷空气引入与蒸发器连接的冷空气吸入口22中。
然而，根据上述的相关技术，从上端的调节风门排出的冷空气不能很好地传送至离调节风门远的冷藏室的中间和下部区域中。因此，不能有效地进行致冷，从而产生一个问题，即冷藏室中的温度分布不均匀。
由于冷空气不能充分地传送至远离上部调节风门的门15周围，因此，贮存在门筐中的食物不能很好地冷却。这已成为一个问题。
同时，如上所述结构的传统冰箱通过检测在冷藏室26中存有新载荷(例如食物)的贮物架16的重量或冷藏室26本身的重量，将冷空气排入冷藏室26或阻止冷空气从冷藏室26排出。另一种方式是，通过利用一个安装在冷藏室26的特定区域上的温度传感器(没有示出)，检测和判断冷藏室26本身的温度，根据温度的波动，冰箱将冷空气送入整个冷藏室26中，或阻止冷空气从整个冷藏室26排出。
但是，根据这种冷空气控制方法，当如上所述，由于如上所述新载荷造成冷藏室的环境温度升高且重量增大时，冷空气要排放到整个冷藏室中一定的时间段，以降低整个冰箱的升高的环境温度，因此会不利地使冰箱的功率消耗增大。
另外，上述整个冷藏室冷却的控制方法是在降低整个冷藏室的温度的同时，冷却新贮存的负载，因此，大大降低了新负载的冷却速度并降低了冷空气冷却冰箱的能力，这是一个缺点。
发明内容
于是，本发明为了解决现有技术的上述问题而提出，其一个目的是要提供一种控制冰箱中冷空气的装置。
本发明的另一个目的是要提供一种用于集中冷却存贮新负载的区域的装置。
为了达到以上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种控制冰箱中的冷空气的装置，它包括：可视图像生成装置，用于当通过冰箱门的开/闭存贮负载时，拍摄负载以形成可视图像；控制装置，用于根据在存贮负载前的第一可视图像和存贮负载后的第二可视图像之间的相互关系，控制驱动体转动；以及排放装置，用于在控制装置的控制下，向负载排出冷空气。
优选地是，用于控制冷空气的装置还包括检测装置，其用于检测冰箱门的开/闭，以将检测信号传送至控制装置中。
优选地是，在用于控制冷空气的装置中，相互关系为用于存贮负载的空间的位置和尺寸大小的变化。
优选地是，在用于控制冷空气的装置中，当冰箱门关闭时，可视图像生成装置拍摄存贮负载的空间。
优选地是，在用于控制冷空气的装置中，驱动体的形状为球形，且排放装置穿过驱动体，并且，驱动体安装在冰箱的内侧壁上，并插入具有球形的内部形状的驱动体壳体中。
优选地是，在用于控制冷空气的装置中，根据用于存贮负载的位置和尺寸，驱动体具有不同的转动度数。
另外，在用于控制冷空气的装置中，优选地是，可视图像生成装置设置在一对一地与驱动体相对应的特定的上部位置上。
为了达到上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种控制冰箱中的冷空气的方法，该方法包括以下步骤：当通过冰箱门的开/闭存贮负载时，拍摄负载以生成可视图像；根据在存贮负载前的第一可视图像和存贮负载后的第二可视图像之间的相互关系，控制驱动体转动；以及向负载排出冷空气。
优选地是，在用于控制冷空气的方法中，当检测到冰箱门开/闭时，生成可视图像。
优选地是，在用于控制冷空气的方法中，根据用于存贮负载的位置和尺寸，驱动体具有不同的转动度数。
为了达到上述目的，根据本发明的再一个方面，提供了一种用于控制冰箱中冷空气的方法，该方法包括以下步骤：根据冰箱门的开/闭，由控制装置将拍摄指令传送至可视图像生成装置；响应拍摄指令，可视图像生成装置将拍摄用于存贮负载的空间而生成的可视图像传送至控制装置；以及根据可视图像的变化，控制装置控制驱动体转动，排出冷空气。
优选地是，在用于控制冷空气的方法中，控制装置可以基于根据冰箱门的开/闭检测出的检测信号，产生拍摄指令。
优选地是，在用于控制冷空气的方法中，可视图像的变化根据在用于存贮负载的空间中负载的存在来确定。
为了达到上述目的，根据本发明的又一个方面，提供了一种控制冰箱中冷空气的装置，包括：在调节风门与吹风室连通的一侧、冷冻室和冷藏室之间的分隔壁上设置的辅助导管；在辅助导管上以一定间隔设置的冷空气喷嘴，用于喷射冷空气；分别设在冰箱门一侧上的门筐中的、用于检测温度的温度传感器；以及控制器，用于根据由温度传感器探测的门筐存贮空间中的温度变化，起动驱动电机，使冷空气喷嘴转动。
优选地是，用于控制冷空气的装置还包括在调节风门一侧上的辅助吹风风扇，用于将冷空气压向辅助导管。
优选地是，在用于控制冷空气的装置中，控制器可以进行控制，以使得冷空气喷嘴的转动度数根据温度变化的存贮空间的位置而彼此不相同。
附图说明
图1为示出一般冰箱结构的透视图；
图2为示出根据传统的冷空气分配系统的冷空气循环的示意性截面图；
图3为示出根据本发明优选实施例的冰箱示意图；
图4为示出具有图3所示的冷空气排出口的旋转元件的截面图；
图5A～5C为示出向存储在根据本发明优选实施例的冰箱中的负载排出的冷空气的透视图；
图6为示出在根据本发明的优选实施例的冰箱中，控制冷空气的过程的流程图；
图7为示出根据本发明另一个优选实施例的冰箱的部分剖开的透视图；
图8A和8B为表示在根据本发明的另一个优选实施例的冰箱中，向着门筐排放冷空气的工作状态的示意性截面图。
具体实施方式
下面将参照附图来说明说明本发明的优选实施例。
图3为示出根据本发明优选实施例的冰箱的示意图。图4为示出具有图3所示的冷空气排出口的旋转元件的截面图。
参见图3和图4可看出，冰箱在由贮物架122限定的存贮空间中的内侧壁127上，设置有多个图像装置110。优选地是，图像装置110为能够拍摄物体的数码相机。物体由图像装置110拍摄，从而物体的图像数据可以输入设置在冰箱中的控制器(未示出)中。在这种情况下，控制器优选地为微控制器，以用于利用从各种传感器和冰箱的电子装置输入的信号使冰箱工作达到最佳。
另外，二个图像装置110分别安装在由贮物架122限定的每一个存贮空间的内侧壁127上。
在每一个图像装置110之下预定距离处，冰箱设置有一个与图像装置110相对应的旋转元件112。在冷藏室120的内侧壁127上，旋转元件112安装在图像装置110下面。旋转元件112设置有一个内部形状为圆形的驱动体壳体114，以便存放在其中转动的一个球形驱动体116。在这种情况下，驱动体116插入驱动体壳体114中，以使驱动体可在控制器控制下转动。
旋转元件112可以设置有一个冷空气排出口118，该排出口118可以在新负载存入冷藏室120中时，将冷空气排放至新负载(例如食物)上。
因此，当新负载存贮在冷藏室120中时，根据每个图像装置110在新负载存贮之前和之后所得到的图像之间的相互关系，通过将该驱动体向着新负载转动，而使得冷空气可以向新负载排放。
这里没有说明的附图标记124和126分别标示用于打开冷冻室和冷藏室的门。
下面将说明利用安装在冰箱的冷藏室的一个特定存贮空间中的内壁上的每个图像装置来控制冷空气的方法。
图5A～5C为示出向存储在根据本发明的优选实施例的冰箱中的负载排放冷空气的透视图。
首先，图像装置110拍摄用于存贮负载128的存贮空间，产生一个在负载(食物)存入冷藏室之前的可视图像。根据冰箱开/闭，起动图像装置以摄取可视图像。例如，当使用者在存贮负载之前开/闭冰箱时，由于冰箱的开/闭而起动图像装置，拍摄存贮负载的空间。在这种情况下，先前由图像装置拍摄的可视图像输入到控制器中(图5A)。
当使用者再次打开/关闭冰箱，以将负载存贮在冰箱中时，图像装置110再次拍摄存贮负载的空间。换句话说，使用者打开冰箱的门，将负载安放在用于存贮负载的冰箱空间中，然后再关闭冰箱门。冰箱的关闭起动图像装置，以拍摄用于存贮负载的特定空间。上述拍摄的可视图像输入到控制器(图5B)中。
控制器比较存入负载前、后的可视图像，用以判断负载的位置和尺寸大小。当判断负载的位置和尺寸时，控制器将旋转元件112的驱动体116转向负载，以便通过冷空气排出口118排出冷空气(图5C)。当然，在这种情况下，为了转动驱动体116，优选地是在控制器和驱动体116之间设置一个电机(未示出)。当控制器操纵电机时，电机将驱动体转向负载，从而，冷空气可以通过冷空气排出口118排出。
参照图6，将详细说明利用上述的图像装置来控制冷空气的方法。
图6为表示在根据本发明的优选实施例的冰箱中，控制冷空气的过程的流程图。
参见图6，确认使用者是否打开/关闭冰箱的门(步骤211)。为了检测冰箱的门的开/闭，优选地是，在冰箱门的一侧上设置一个检测传感器。因此，由于冰箱的开/闭而产生的检测信号输入到控制器中，控制器根据输入的检测信号的数量，可以确认冰箱是否打开或关闭。换句话说，如果从传感器输入一个输入信号，则冰箱是打开的。如果输入二个输入信号，则冰箱是关闭的。
控制器根据冰箱的开/闭，控制图像装置，从而拍摄存贮负载的空间。换句话说，当接收到从检测传感器发出的二个检测信号时，控制器判断冰箱关闭，并将拍摄指令传送至图像装置。然后，响应拍摄指令，图像装置拍摄存贮负载的空间，以产生可视图像(步骤214)。在这种情况下，每一个可视图像为一个三维图像，将要拍摄的物体(例如负载)的位置和尺寸显示成象素的形状。
如果不存贮负载而打开/关闭冰箱，则所产生的可视图像只表示存贮负载的空间的底部。相反，如果存贮负载而打开/关闭冰箱时，则产生包括负载的可视图像。
因此，当任意开/闭冰箱时，在存贮负载前的可视图像被先前产生，并输入控制器中。当开/闭冰箱存贮负载时，产生存贮负载后的可视图像，并输入控制器中。
控制器比较存贮负载前、后的可视图像，以判断负载的位置和尺寸(步骤217)。换句话说，基于存贮负载前的图像，利用存贮负载后的可视图像，控制器识别有关负载与参考位置的距离及其尺寸的信息。
当识别负载的位置和尺寸时，控制器通过操纵每个电机而根据负载的位置和尺寸，控制每个驱动体转动(步骤220)。
当每个驱动体瞄准与负载的尺寸和位置相对应的区域时，在控制器的控制下，冷空气通过布置在每个驱动体中心部分上的冷空气排出口排出(步骤223)。
按照根据上述本发明的优选实施例的利用温度传感器和物体的重量的控制冷空气的方法，可以更集中地冷却新存贮的负载。
在上述本发明的优选实施例中，说明了在冷藏室中存贮负载时，向着负载排放冷空气的方法。
下面将说明控制冷却较差和经常存放负载的门筐中的冷空气的方法。
图7为示出根据本发明的另一个优选实施例的冰箱的部分剖开透视图。图8A和8B为示出在根据本发明的另一个优选实施列的冰箱中，向门筐排放冷空气的工作状态的示意性截面图。
参见图7和图8A可看出，冰箱设置有一个吹风室130和与吹风室130连通的调节风门138。在冷空气通过其进入调节风门138中的冰箱入口处，还设置有一个吹风风扇132，用于将冷空气吹向调节风门138。
冰箱设置有通过冷冻室133和冷藏室135之间的分隔壁134内部的辅助导管142。辅助导管142设置有多个冷空气喷嘴171至174，它们能够转动一定角度，并喷射冷空气。在这种情况下，显然，冷空气喷嘴171～174可以由分别与冷空气喷嘴171～174连接的驱动电机(未示出)驱动转动。
另外，冷藏室135分别设置有温度传感器165～168，这些温度传感器安装在门筐161和164限定的存贮空间中，用于检测温度。每一个温度传感器165～167将从每一个存贮空间检测出的温度送入控制器中，控制器则根据上述检测的温度，控制冷空气的排出。
辅助导管142分成从调节风门138向着冰箱门150平行延伸一定距离的水平部分144；和从水平部分的前端垂直向下延伸的垂直部分146。
冷空气喷嘴171～174以一定间隔排列在辅助导管142的垂直部分146上，并且基本上向着门筐161～164的存贮空间延伸。优选地是，冷空气喷嘴171～174对应于存贮空间而设置。如果存贮空间是4个，则相应地可设置4个冷空气喷嘴。
调节风门138设置有一个辅助的吹风风扇154，用于将冷空气压向辅助导管142。
另外，控制器与驱动电机连接，用于根据通过温度传感器165～168探测的每一个存贮空间的冷却负载变化、即温度变化，来控制驱动电机。
下面将说明在根据上述本发明另一个优选实施例的冰箱中，控制冷空气的方法。
如图8A所示，从吹风室130引入调节风门138中的冷空气随着分流到辅助导管142和调节风门138中而流动，使得辅助导管142的冷空气喷嘴171～174可以连续喷射冷空气。根据冷空气喷嘴171～174的开/闭，可以喷射被引入辅助导管142中的冷空气。优选地是，冷空气喷嘴基本上指向门筐161～164。门筐161～165以一定间隔垂直安装在冰箱门150上。
当由于存入高温负载(例如食物)而使一个特定的存贮空间具有高的冷却负载时，由设置在存贮空间中的温度传感器165～168中的一个传感器检测的温度被传送至控制器中。控制器识别特定存贮空间的温度变化，操纵驱动电机。驱动电机被驱动，以转动与它连接的冷空气喷嘴171～174，使冷空气向着特定的存贮空间喷射。
如果一个特定的存贮空间冷却较差或存入新负载，则控制器控制冷空气喷嘴171～174，朝向特定的存贮空间。例如，如图8B所示，当第四或底部门筐164冷却较差或存入新负载时，控制器控制冷空气喷嘴的旋转方向，使它指向前下方。
在这种情况下，冷空气喷嘴的转动度数可根据冷空气喷嘴的位置而变化。换句话说，与第四门筐164相对应的冷空气喷嘴174朝向前方，而与第一～第三门筐161～163相对应的冷空气喷嘴171～173向前下转动比与第四门筐164相对应的冷空气喷嘴174的转动量大的量。
如上所述，冷空气被设置在调节风门中的辅助风扇压向辅助导管，因此朝向辅助导管传送的冷空气的通道阻力减小，从而加强了从喷嘴喷出的冷空气的压力。
根据上述的本发明的优选实施例，安装在冷藏室的内侧壁上的可视图像装置可以识别新存贮的负载，将冷空气向着该负载排出，因此，新存贮的负载可以快速冷却，以保持冰箱中的温度分布均匀，并大大减小冰箱的功率消耗。
因此，根据本发明的优选实施例，利用温度传感器与物体的重量一起，可集中冷却新存贮的负载，从而改善负载的集中冷却性能。
另外，根据本发明的另一个优选实施例，使用温度传感器，可以使冷空气集中向着一个特定的存贮空间，如比周围环境更温暖的门筐排放，因此可使冰箱中的温度保持均匀。这还可以通过使用户可以亲眼看见集中冷却的机械操作而提高冰箱的商业价值，从而可期望提高冰箱性能。
虽然以上结合如附图所示的并列式冰箱说明了本发明，显然，本发明可以适用于所有形式的冰箱。
Claims (23)
1.一种用于控制冰箱中的冷空气的装置，包括：
可视图像生成装置，用于当通过冰箱门的开/闭存贮负载时，拍摄负载以形成可视图像；
控制装置，用于根据在存贮负载前的第一可视图像和存贮负载后的第二可视图像之间的相互关系，控制驱动体转动；以及
排放装置，用于在控制装置的控制下，向负载排出冷空气。
2.如权利要求1所述的控制冰箱中的冷空气的装置，还包括检测装置，用于检测冰箱门的开/闭，以将检测信号传送至控制装置中。
3.如权利要求1所述的控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，当任意开/闭冰箱门时，生成存贮负载前的第一可视图像。
4.如权利要求1所述的控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，负载放置在用于存贮负载的空间中。
5.如权利要求1所述的控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，所述相互关系为用于存贮负载的空间的位置和尺寸的变化。
6.如权利要求1所述的控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，当冰箱门关闭时，可视图像生成装置拍摄存贮负载的空间。
7.如权利要求1所述的控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，驱动体具有球形形状，而排放装置穿过驱动体。
8.如权利要求7所述的控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，驱动体安装在冰箱的内侧壁上，并插入具有球形的内部形状的驱动体壳体中。
9.如权利要求1所述的控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，驱动体根据用于存贮负载的位置和尺寸而具有不同的转动度数。
10.如权利要求1所述的控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，可视图像生成装置设置在一对一地与驱动体相对应的特定的上部位置上。
11.一种用于控制冰箱中的冷空气的方法，该方法包括以下步骤：
当通过冰箱门的开/闭存贮负载时，拍摄负载以生成可视图像；
根据在存贮负载前的第一可视图像和存贮负载后的第二可视图像之间的相互关系，控制驱动体转动；以及
向负载排出冷空气。
12.如权利要求11所述的用于控制冰箱中的冷空气的方法，其特征在于，当检测到冰箱门开/闭时，生成可视图像。
13.如权利要求11所述的用于控制冰箱中的冷空气的方法，其特征在于，当任意开/闭冰箱门时，生成存贮负载前的第一可视图像。
14.如权利要求11所述的用于控制冰箱中的冷空气的方法，其特征在于，所述相互关系为用于存贮负载的空间的位置和尺寸的变化。
15.如权利要求14所述的控制冰箱中的冷空气的方法，其特征在于，驱动体根据用于存贮负载的位置和尺寸而具有不同的转动度数。
16.一种控制冰箱中冷空气的方法，该方法包括以下步骤：
根据冰箱门的开/闭，由控制装置将拍摄指令传送至可视图像生成装置；
响应拍摄指令，可视图像生成装置将拍摄用于存贮负载的空间而生成的可视图像传送至控制装置；以及
根据可视图像的变化，控制装置控制驱动体转动，排出冷空气。
17.如权利要求16所述的用于控制冰箱中的冷空气的方法，其特征在于，控制装置基于根据冰箱门的开/闭检测出的检测信号，生成拍摄指令。
18.如权利要求16所述的用于控制冰箱中的冷空气的方法，其特征在于，可视图像的变化根据在用于存贮负载空间中负载的存在来确定。
19.如权利要求18所述的用于控制冰箱中的冷空气的方法，其特征在于，如果在用于存贮负载的空间中存在负载，则从可视图像可识别负载的位置和尺寸大小。
20.一种用于控制冰箱中冷空气的装置，包括：
在调节风门与吹风室连通的一侧、冷冻室和冷藏室之间的分隔壁上设置的辅助导管；
在辅助导管上以一定间隔设置的、用于喷射冷空气的冷空气喷嘴；
分别设置在冰箱门一侧上的门筐中、用于检测温度的温度传感器；以及
控制器，用于根据由温度传感器探测的门筐的存贮空间中的温度变化，操纵驱动电机，以使冷空气喷嘴转动。
21.如权利要求20所述的用于控制冰箱中的冷空气的装置，还包括在调节风门一侧上的辅助吹风风扇，用于将冷空气压向辅助导管。
22.如权利要求20所述的用于控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，冷空气喷嘴的数目与门筐的存贮空间数目相对应。
23.如权利要求20所述的用于控制冰箱中的冷空气的装置，其特征在于，控制器进行控制，以使冷空气喷嘴根据具有温度变化的存贮空间的位置而具有彼此不同的转动度数。
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