本申請要求2015年6月16日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.10-2015-0085276的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冰箱的制冰系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

冰箱單元是起到在低溫下儲存食物的功能的設(shè)備。冰箱單元根據(jù)要被儲存食物的類型可以在冷凍狀態(tài)下或在冷藏狀態(tài)下儲存食物。

冰箱單元的內(nèi)部被連續(xù)供給到冰箱單元的冷空氣冷卻。冷空氣通過在制冷循環(huán)中進(jìn)行的空氣和制冷劑之間的熱交換操作連續(xù)產(chǎn)生。該循環(huán)包括依次進(jìn)行的壓縮、冷凝、膨脹和蒸發(fā)的過程。被供給到冰箱單元內(nèi)部的冷空氣由于空氣的對流被均勻地分布，從而冷空氣可以在所希望的溫度下在冰箱單元內(nèi)儲存食物、飲料和其他物品。

通常，冰箱單元的主體具有在前面開口的矩形的六面體形狀。前面可以提供對冰箱單元主體內(nèi)限定的冷藏室和冷凍室的訪問。此外，鉸鏈門可被裝配到冰箱主體的前側(cè)，從而選擇性地打開和/或關(guān)閉冷藏室和冷凍室的開口。此外，冰箱單元的冷藏室和冷凍室內(nèi)部所限定的儲存空間可以設(shè)有多個抽屜、架子和盒子，它們被配置用于最佳地儲存各種食物、飲料和其他物品。

在相關(guān)技術(shù)中，冰箱單元被配置為頂置式冰箱，其中冷凍室位于冰箱主體的上部，冷藏室位于冰箱主體的下部。近年來，為了增強(qiáng)使用者便利性，底部冷凍式冰箱單元將冷凍室定位在冷藏室下方。在底部冷凍式冰箱單元中，更頻繁使用的冷藏室有利地定位在冰箱主體的上部，從 而使用者可以方便地訪問冷藏室，而無需如頂置式冰箱單元先前所要求的彎腰。不常使用的冷凍室定位在冰箱主體的下部。

然而，當(dāng)使用者希望比預(yù)期更頻繁地訪問下部的冷凍室時(如取出冰塊)，其中冷凍室設(shè)置在下部的底部冷凍式冰箱單元可能會失去它的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。在底部冷凍式冰箱單元中，為了打開冷凍室門并訪問冰塊，使用者將不得不彎腰。

為了解決這種問題，底部式冰箱可以包括設(shè)置在冷藏室門中的用于分配冰塊的冰分配器。在這種情況下，冰分配器也放置在底部冷凍式冰箱的上部，更具體地，位于冷凍室上方。在這種冰箱單元中，用于制造冰塊的制冰裝置可以設(shè)置在冷藏室門中或設(shè)置在冷藏室的內(nèi)部。

例如，在冷藏室門中具有制冰裝置的底部冷凍式冰箱中，已經(jīng)由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷空氣被分割并排出到冷凍室和冷藏室。特別地，被排出到冷凍室內(nèi)的冷空氣經(jīng)由配置在冰箱單元的主體的側(cè)壁中的冷空氣供應(yīng)管道流向制冰裝置，然后在制冰裝置內(nèi)部流通的同時冷凍水。其后，冷空氣從制冰裝置經(jīng)由配置在冰箱單元的主體的側(cè)壁中的冷空氣返回管道排出到冷藏室內(nèi)，從而冷空氣可以降低冷藏室內(nèi)部的溫度。

然而，由于當(dāng)在上述冰箱中使用制冰裝置制造冰塊時冷空氣流過多個管道，因此冰箱單元的效率可能會變小。即，由于冷空氣經(jīng)由冷空氣供給管道流向制冰裝置，然后從制冰裝置經(jīng)由冷空氣返回管道流向冷藏室，因此冰箱單元的供給冷空氣的效率可能小于最佳。

此外，由于冷空氣的原因，霜可能會在冷空氣供應(yīng)管道和冷空氣返回管道中產(chǎn)生。當(dāng)冷空氣供應(yīng)管道和冷空氣返回管道不能充分除霜時，冷空氣可能不能有效地供給到制冰裝置和冷藏室，部分原因是由于堵塞。這可能會引起以下問題，在冰箱單元的操作期間過量電力被浪費(fèi)以克服結(jié)霜的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，鑒于上述情況，本發(fā)明的實(shí)施方案提供了冰箱單元的制冰系統(tǒng)和方法，其中從冷卻管道產(chǎn)生的冷空氣可以有效地用于制造冰塊，并 且從冷卻管道產(chǎn)生的除霜水可以有效地從其排放到外部。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，提供了一種冰箱單元的制冰系統(tǒng)，包括：制造冰塊的制冰單元；將冷卻管道內(nèi)的空氣冷卻以產(chǎn)生冷空氣的冷空氣發(fā)生器；冷空氣流通單元，其將冷空氣從所述冷空氣發(fā)生器供給到所述制冰單元，并將冷空氣從所述制冰單元排出到所述冷空氣發(fā)生器；和將從所述冷卻管道產(chǎn)生的除霜水排放到外部的排放單元。

在另一個實(shí)施方案中，公開了一種冰箱用的制冰方法，包括：使用冷卻管道冷卻空氣，從而產(chǎn)生冷空氣；將冷空氣供給到制冰單元，從而制造冰塊；將冷空氣從制冰單元排出到冷卻管道；在冷卻管道中再次冷卻排出的冷空氣；通過加熱冷卻管道使所述冷卻管道除霜，從而產(chǎn)生除霜水；和將除霜水排放到外部。

在另一個實(shí)施方案中，公開了一種冰箱，包括：位于冰箱的主體內(nèi)的冷凍室；位于冰箱的主體內(nèi)的冷藏室，其中所述冷凍室位于所述冷藏室下方；制造冰塊的制冰單元；將冷卻管道內(nèi)的空氣冷卻以產(chǎn)生冷空氣的冷空氣發(fā)生器；冷空氣流通單元，其將冷空氣從所述冷空氣發(fā)生器供給到所述制冰單元并將冷空氣從所述制冰單元排出到所述冷空氣發(fā)生器；和將從所述冷卻管道產(chǎn)生的除霜水排放到外部的排放單元。

本發(fā)明實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)包括冰箱單元有效地使冷卻管道除霜并有效地將除霜過程中產(chǎn)生的除霜水排放到冷卻管道的外部的能力。

本發(fā)明實(shí)施方案的另一個優(yōu)點(diǎn)包括冰箱單元使用從冷卻管道直接產(chǎn)生的冷空氣制造冰塊從而增大制冰和冷空氣供給效率的能力。

本發(fā)明實(shí)施方案的另一個優(yōu)點(diǎn)包括與其中從冰箱單元的下部產(chǎn)生的冷空氣流到在位于冰箱單元上部的冷藏室門中限定的制冰空間的傳統(tǒng)技術(shù)相比，冰箱單元在冷卻管道和冷藏室門之間限定的制冰空間內(nèi)使冷空氣僅流通很短距離的能力。由此，當(dāng)通過減小冷空氣的行進(jìn)距離而制冰時，本發(fā)明的實(shí)施方案可以減少冷空氣的損失，從而提高制冰單元的效率，并且冰箱單元的操作期間的用電節(jié)約。

附圖說明

本發(fā)明的上述和其他目的以及特征從下面結(jié)合附圖的示例性實(shí)施方案的說明將變得顯而易見，附圖組合在本說明書中并構(gòu)成它的一部分，其中相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的冰箱單元的制冰系統(tǒng)的立體圖；

圖2是示出在根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的冰箱單元的制冰系統(tǒng)中制冰單元和冷空氣發(fā)生器的冷卻管道之間的連接的圖；

圖3是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的冰箱單元的制冰系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖4是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的冰箱單元的制冰系統(tǒng)的冷空氣發(fā)生器的方塊圖；

圖5是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的冰箱單元的制冰系統(tǒng)的制冰管道的圖；和

圖6是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案在冰箱單元中制冰的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施方案，以便它們可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地實(shí)現(xiàn)。在結(jié)合這些實(shí)施方案描述的同時，應(yīng)該理解的是，它們不意圖將本公開限制到這些實(shí)施方案。相反，本公開旨在覆蓋可以包含在所附權(quán)利要求限定的本公開精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等同物。此外，在下面的本公開具體實(shí)施方案中，許多具體的細(xì)節(jié)被闡述，以便提供對本公開的徹底理解。然而，應(yīng)該理解的是，本公開可以無需這些具體細(xì)節(jié)來實(shí)施。在其他情況下，公知的方法、功能、成分、過程和部件沒有被詳細(xì)描述，以免不必要地模糊本公開的各方面和/或特征。

圖1是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的冰箱單元的制冰系統(tǒng)的立體圖。圖2是示出在根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的在圖1的冰箱單元的制冰系統(tǒng)中制冰單元和冷空氣發(fā)生器的冷卻管道之間的連接的圖。圖3是示 出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的圖1的冰箱單元的制冰系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖。

如圖1～3所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的冰箱單元的制冰系統(tǒng)可以通過使用從冷卻管道210產(chǎn)生的冷空氣冷凍水來制造冰塊，并且可以高效地將從冷卻管道210產(chǎn)生的除霜水排放到外部。

特別地，冰箱單元1可以包括限定外觀或外部的冰箱主體10。隔板20被配置用于將冰箱主體10的內(nèi)腔分成在頂部的冷藏室和在底部的冷凍室。一個或多個門可以被配置以選擇性地將各室內(nèi)部與周圍環(huán)境分離。例如，一對冷藏室門30可以鉸接到冷藏室前部的相對邊緣，并被配置成通過旋轉(zhuǎn)以選擇性地打開和關(guān)閉冷藏室。冷凍室門40可以鉸接到冷凍室前部的邊緣，并被配置成通過旋轉(zhuǎn)以選擇性地打開和關(guān)閉冷凍室。

盡管本發(fā)明示例性實(shí)施方案的冰箱單元1是其中冷凍室設(shè)置在冰箱主體的下部的底部冷凍式冰箱，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的實(shí)施方案可以適用于各種類型的冰箱，而不限于底部冷凍式冰箱。

本發(fā)明的制冰系統(tǒng)包括制冰單元100、冷空氣發(fā)生器200、冷空氣流通單元300和排放單元600。

詳細(xì)地說，制冰單元100使用冷空氣改變水的相態(tài)。制冰單元100可以設(shè)置在冷藏室門30的內(nèi)表面上。盡管本實(shí)施方案的制冰單元100設(shè)置在冷藏室門30的上部，但是其位置僅用于說明的目的。應(yīng)該理解的是，制冰單元100可以設(shè)置在冷藏室門30的其他位置、在冷藏室內(nèi)部的不同位置等。

制冰單元100可以包括制冰柜110、制冰機(jī)120和儲冰盒130。

特別地，制冰柜110可以設(shè)置在冷藏室門30的內(nèi)側(cè)面上，并且可以限定在其內(nèi)產(chǎn)生冰塊的制冰空間111。制冰機(jī)120可以使用流入到制冰空間111內(nèi)的冷空氣來冷凍水，如當(dāng)制造冰塊時。制冰機(jī)120可以將冰塊排出到儲冰盒130中。儲冰盒130設(shè)置在制冰機(jī)120下方的位置，并被配置成接收從制冰機(jī)120排出的冰塊。儲冰盒130可以儲存從制冰機(jī)120排出的冰塊，并且可以使用冰分配器單元(未示出)將冰塊分配給使用者。

冷空氣流通單元300起到將冷空氣從冷空氣發(fā)生器200引入到制冰 單元100的制冰空間111內(nèi)的作用。冷空氣流通單元300也可以被配置成將冷空氣從制冰空間111排出到冷空氣發(fā)生器200，從而經(jīng)歷新的制冷循環(huán)。

例如，冷空氣流通單元300可以包括設(shè)置在制冰單元100的上部的入口孔310和設(shè)置在制冰單元100的下部的出口孔320。制冰單元100中的入口孔310可以設(shè)置在對應(yīng)于冷卻管道210的第一管道孔212的位置。出口孔320可以設(shè)置在對應(yīng)于冷卻管道210的第二管道孔213的位置。流通風(fēng)扇330可被配置成將冷空氣從入口孔310通過制冰單元100流通到出口孔320。

因此，當(dāng)冷藏室門30關(guān)閉在冰箱主體10上時，冷卻管道210內(nèi)的冷空氣經(jīng)由第一管道孔212流入制冰單元100的入口孔310。在制冰單元100中，通過流通風(fēng)扇330的操作，使從冷卻管道210引入的冷空氣在制冰空間111內(nèi)流通。按這種方式，包含在制冰空間111內(nèi)的水逐漸冷凍，并且如果制冷循環(huán)足夠，則可以形成冰塊。其后，在制冰單元100內(nèi)流通的冷空氣可經(jīng)由出口孔320排出到冷卻管道210的第二管道孔213。從制冰單元100排出的冷空氣在冷卻管道210內(nèi)再次冷卻，然后經(jīng)由第一管道孔212再次引入到制冰單元100的入口孔310。

排放單元600可以有效地將從冷卻管道210產(chǎn)生的除霜水排放到外部。

特別地，排放單元600可以包括中空排放軟管610，除霜水可以通過它從冷卻管道210排放。排放軟管610可以連接到冷卻管道210的最下彎曲部。除霜水托盤50被配置成收集從排放軟管610排放的除霜水。具體地，排放軟管610可以連接到U形冷卻管道210的下部彎曲部，使得排放軟管610的上端與冷卻管道210連通和/或連接。因此，排放軟管610可以有效地將從冷卻管道210排出的除霜水排放到除霜水托盤50上。

圖4是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的圖1～3的冰箱單元1的制冰系統(tǒng)的冷空氣發(fā)生器200的方塊圖。圖5是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案的圖1～3的冰箱單元1的制冰系統(tǒng)的制冰管道的圖。

如圖4和圖5所示，冷空氣發(fā)生器200可以冷卻流經(jīng)冷卻管道210 的空氣，從而產(chǎn)生冷空氣。冷空氣發(fā)生器200可以將冷空氣供給到制冰單元100。冷空氣發(fā)生器200可以設(shè)置在冰箱單元1的冰箱主體10的內(nèi)部。更具體地，在一個實(shí)施方案中，冷空氣發(fā)生器200可以設(shè)置在冰箱主體10的側(cè)壁上。在另一個實(shí)施方案中，冷空氣發(fā)生器200可以設(shè)置在冰箱主體10的下部。

冷空氣發(fā)生器200包括設(shè)置在冰箱主體10的側(cè)壁中的冷卻管道210。冷卻管道210被配置成形成空氣從其流過的冷卻線路。蒸發(fā)盤管220被配置成圍繞冷卻管道210纏繞，使得冷卻管道內(nèi)部和流過的空氣通過空氣和制冷劑之間的熱交換操作冷卻。壓縮機(jī)230被配置成壓縮從蒸發(fā)盤管220排出的制冷劑，從而將制冷劑變成高溫高壓的蒸汽或氣體制冷劑。冷凝器240被配置成冷凝氣體制冷劑，從而將氣體制冷劑變成高壓的液體制冷劑。膨脹閥250被配置成進(jìn)行液體制冷劑的絕熱膨脹，并將制冷劑供給到蒸發(fā)盤管220。加熱器290被配置成通過加熱管道210使冷卻管道210除霜，從而產(chǎn)生除霜水。

特別地，第一管道孔212可以設(shè)置在冷卻管道210的上端，使得當(dāng)冷藏室門30關(guān)閉時第一管道孔212可以與制冰單元100的入口孔310連通或與其連接。第二管道孔213可以設(shè)置在冷卻管道210的下端，使得當(dāng)冷藏室門30關(guān)閉時第二管道孔213可以與制冰單元100的出口孔320連通或與其連接。此外，加熱器290可以包括覆蓋冷卻管道210的外表面而向冷卻管道210供熱的傳熱帶。

在一些實(shí)施方案中，壓縮機(jī)230、冷凝器240、膨脹閥250和蒸發(fā)盤管220被配置成實(shí)施制冷循環(huán)，以供給冷空氣。進(jìn)行由四個過程(例如，壓縮、冷凝、膨脹和蒸發(fā))構(gòu)成的制冷循環(huán)，其中進(jìn)行空氣和制冷劑之間的熱交換操作。因此，通過在冷卻管道210內(nèi)的空氣和蒸發(fā)盤管220內(nèi)的制冷劑之間進(jìn)行的熱交換操作，冷卻管道210內(nèi)的空氣可以冷卻而成為冷空氣。特別地，蒸發(fā)盤管220通過熱傳導(dǎo)冷卻冷卻管道210。此外，由冷卻管道210限定并在其內(nèi)的冷卻線路足夠長，使得冷卻線路內(nèi)的空氣可以被有效地冷卻而成為冷空氣。由此，當(dāng)空氣流經(jīng)冷卻線路預(yù)定時間(部分地取決于冷卻管道210的長度和通過的空氣的流動)時，空氣可以冷卻到冷空氣能夠有效地制造冰塊的預(yù)定溫度(例如，零下14°F以下)。

在一個實(shí)施方案中，壓縮機(jī)230、冷凝器240和膨脹閥250可以形成能夠被實(shí)施以將冷空氣供給到冰箱1的冷藏室和冷凍室的制冷循環(huán)。

圖6是示出根據(jù)本公開一個實(shí)施方案在冰箱單元中制冰的方法的流程圖。

如圖6所示，冰箱用的制冰方法可以包括以下步驟：使用冷卻管道冷卻空氣，從而產(chǎn)生冷空氣(S100)；將冷空氣供給到制冰單元，從而制造冰塊(S200)；將冷空氣從制冰單元排出到冷卻管道(S300)；在冷卻管道中再次冷卻排出的冷空氣(S400)；通過加熱冷卻管道使冷卻管道除霜，從而產(chǎn)生除霜水(S500)；和將除霜水排放到冷卻管道的外部(S600)。

在使用冷卻管道冷卻空氣從而產(chǎn)生冷空氣的步驟(S100)中，通過使空氣流過其上纏繞蒸發(fā)盤管的冷卻管道將空氣冷卻成為冷空氣。在這種情況下，使冷卻管道內(nèi)部的空氣流過冷卻線路預(yù)定時間，同時由于在蒸發(fā)盤管中流動的制冷劑而失去熱量。按這種方式，從冷卻線路排出的空氣可以冷卻到冷空氣能夠有效地制造冰塊的預(yù)定溫度(例如，零下14°F以下)。

在將冷空氣供給到制冰單元從而制造冰塊的步驟(S200)中，在冷卻管道中冷卻的冷空氣通過制冰單元的入口孔供給到制冰單元的制冰空間。特別地，供給到制冰空間的冷空氣通過流通風(fēng)扇的操作在制冰空間中流通，并且可以冷凍包含在制冰空間內(nèi)的水，從而制造冰塊。

在將冷空氣從制冰單元排出到冷卻管道的步驟(S300)中，將冷空氣從制冰空間通過制冰單元的出口孔排出到冷卻管道中。

在在冷卻管道中再次冷卻排出的冷空氣的步驟(S400)中，排出到冷卻管道中的冷空氣流過冷卻管道的冷卻線路預(yù)定時間，從而被冷卻到冷空氣能夠冷凍水而制造冰塊的預(yù)定溫度以下。

在通過加熱冷卻管道使冷卻管道除霜從而產(chǎn)生除霜水的步驟(S500)中，加熱器被操作以使冷卻管道除霜。特別地，加熱器可以被配置為覆蓋蒸發(fā)盤管的表面的傳熱帶。然而，應(yīng)該理解的是，被配置成加熱冷卻管道的各種加熱單元可以用作加熱器，而不限于覆蓋蒸發(fā)盤管的表面的傳熱帶。

在將除霜水排放到外部的步驟(S600)中，從使冷卻管道除霜的步驟產(chǎn)生的除霜水被排放到外部。特別地，從除霜的冷卻管道產(chǎn)生的除霜水經(jīng)由從冷卻管道的下端伸出的排放軟管被排放到設(shè)置在冰箱單元的機(jī)械室中的除霜水托盤。

盡管結(jié)合示例性實(shí)施方案示出并說明了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種變化和變形。

出于解釋的目的，已經(jīng)結(jié)合制冰機(jī)和其用的方法的實(shí)施方案給出了前述說明。然而，上述闡述性討論不意圖窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制于所公開的精確形式。應(yīng)該解釋為，本發(fā)明在符合本發(fā)明公開的基本構(gòu)思的情況下具有最寬的范圍。根據(jù)上面的教導(dǎo)，可以有許多變型和修改。盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員可以組合并替代公開的實(shí)施方案以實(shí)施本發(fā)明未具體公開的其他類型，但是它們也不脫離本發(fā)明的范圍。實(shí)施方案是為了最好地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用而被選出且被說明的，以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠最好地應(yīng)用本發(fā)明。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行各種變化和變形。

這里說明和/或示出的方法參數(shù)和步驟順序僅是示例性的并且可以根據(jù)需要變化。例如，盡管以特定順序示出或討論了這里說明和/或示出的步驟，但是這些步驟不必須以示出或討論的順序進(jìn)行。這里說明和/或示出的各種例示方法也可以省略這里說明和/或示出的一個或多個步驟，或者包括除了所公開那些之外的額外步驟。

由此，說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案。盡管本公開已經(jīng)具體地說明了實(shí)施方案，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不應(yīng)被解釋為受到這些實(shí)施方案的限制。