冰箱的制冰系统和方法与流程

本申请要求2015年6月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0085275的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种冰箱的制冰系统和方法。

背景技术：

冰箱单元是起到在低温下储存食物的功能的设备。冰箱单元根据要被储存食物的类型可以在冷冻状态下或在冷藏状态下储存食物。

冰箱单元的内部被连续供给到冰箱单元的冷空气冷却。冷空气通过在制冷循环中进行的空气和制冷剂之间的热交换操作连续产生。该循环包括依次进行的压缩、冷凝、膨胀和蒸发的过程。被供给到冰箱单元内部的冷空气由于空气的对流被均匀地分布，从而冷空气可以在所希望的温度下在冰箱单元内储存食物、饮料和其他物品。

通常，冰箱单元的主体具有在前面开口的矩形的六面体形状。前面可以提供对冰箱单元主体内限定的冷藏室和冷冻室的访问。此外，铰链门可被装配到冰箱主体的前侧，从而选择性地打开和/或关闭冷藏室和冷冻室的开口。此外，冰箱单元的冷藏室和冷冻室内可以设有多个抽屉、架子、搁架、储物盒等，它们被配置用于在冰箱单元的储存空间内最佳地储存各种食物、饮料和其他物品。

常规地，冰箱单元被配置为顶置式冰箱，其中冷冻室位于冷藏室的上方。近年来，为了增强使用者便利性，底部冷冻式冰箱单元将冷冻室定位在冷藏室下方。在底部冷冻式冰箱单元中，更频繁使用的冷藏室有利地定位在上部，从而使用者可以方便地访问冷藏室，而无需如顶置式 冰箱单元先前所要求的弯腰。不常使用的冷冻室定位在下部。

然而，当使用者希望更频繁地访问下部的冷冻室时，底部冷冻式冰箱单元可能会失去它的设计优点。例如，在冷冻室中储存的制好的冰块可能是特定使用者频繁访问的常用物品。在底部冷冻式冰箱单元中，由于冷冻室位于冷藏室的下方，所以为了打开冷冻室门以访问冰块，使用者将不得不弯腰。

为了解决这种问题，底部式冰箱可以包括设置在冷藏室门中的用于分配冰块的分配器。在这种情况下，冰分配器也放置在冰箱单元的上部，更具体地，位于冷冻室上方。在这种情况下，用于制造冰块的制冰装置可以设置在冷藏室门中或设置在冷藏室的内部。

例如，在冷藏室门中具有制冰装置的底部冷冻式冰箱中，已经由蒸发器产生的冷空气被分割并排出到冷冻室和冷藏室。这里，被排出到冷冻室内的冷空气经由配置在冰箱单元的主体的侧壁中的冷空气供应管道流向制冰装置，然后在制冰装置内部流通的同时冷冻水。其后，冷空气从制冰装置经由配置在冰箱单元的主体的侧壁中的冷空气返回管道排出到冷藏室内，从而冷空气可以降低冷藏室内部的温度。

然而，由于当在上述冰箱中使用制冰装置制造冰块时冷空气流过多个管道，因此冰箱单元的效率可能会变小。即，由于冷空气经由冷空气供给管道流向制冰装置，然后从制冰装置经由冷空气返回管道流向冷藏室，因此冰箱单元的供给冷空气的效率可能小于最佳。

此外，由于冷空气的原因，霜可能会在冷空气供应管道和冷空气返回管道中产生。当冷空气供应管道和冷空气返回管道不能充分除霜时，冷空气可能不能有效地供给到制冰装置和冷藏室，部分原因是由于堵塞。这可能会引起以下问题，在冰箱的操作期间过量电力被浪费以克服结霜的效果。

技术实现要素：

因此，鉴于上述情况，本发明的实施方案提供了冰箱单元的制冰系统和方法，其中从冷却管道产生的冷空气可以有效地用于制造冰块，并 且从冷却管道产生的除霜水可以有效地从其排放到外部。

本发明的实施方案还可以提供使用冷却管道的打开/关闭单元能够有效地截断外部热空气并且通过将产生的除霜水排放到冷却管道的外部而能够提高冰箱单元的冷却效率的冰箱单元的制冰系统和方法。

在本发明的一个实施方案中，提供了一种冰箱单元的制冰系统，包括：制造冰块的制冰单元；将冷却管道内的空气冷却以产生冷空气的冷空气发生器；冷空气流通单元，其将冷空气从所述冷空气发生器供给到所述制冰单元并将冷空气从所述制冰单元排出到所述冷空气发生器；和将从所述冷却管道产生的除霜水排出到外部的打开/关闭单元。

在本发明的另一个实施方案中，提供了一种冰箱用的制冰方法，所述方法包括：使用冷却管道冷却空气，从而产生冷空气；将冷空气供给到制冰单元，从而制造冰块；将冷空气从制冰单元排出到冷却管道；在冷却管道中再次冷却排出的冷空气；通过加热冷却管道使所述冷却管道除霜，从而产生除霜水；打开设置在所述冷却管道的最下部的打开/关闭单元；和将从所述打开/关闭单元排出的除霜水排放到外部。

在本发明的另一个实施方案中，提供了一种冰箱，包括：位于冰箱的主体内的冷冻室；位于冰箱的主体内的冷藏室，其中所述冷冻室位于所述冷藏室下方；制造冰块的制冰单元；将冷却管道内的空气冷却以产生冷空气的冷空气发生器；冷空气流通单元，其将冷空气从所述冷空气发生器供给到所述制冰单元并将冷空气从所述制冰单元排出到所述冷空气发生器；和将从所述冷却管道产生的除霜水排出到外部的打开/关闭单元。

本发明实施方案的优点包括冰箱单元有效地使冷却管道除霜并有效地将除霜过程中产生的除霜水排放到冷却管道的外部的能力。

本发明实施方案的另一个优点包括冰箱单元使用冷却管道的打开/关闭单元有效地截断外部热空气并且通过将从冰箱产生的除霜水排放到外部而提高冰箱单元的冷却效率的能力。

本发明实施方案的另一个优点包括冰箱单元使用从冷却管道直接产生的冷空气制造冰块从而增大制冰和冷空气供给效率的能力。

本发明实施方案的另一个优点包括与其中从冰箱单元的下部产生的冷空气流到在位于冰箱单元上部的冷藏室门中限定的制冰空间的传统技术相比，冰箱单元在冷却管道和冷藏室门之间限定的制冰空间内使冷空气仅流通很短距离的能力。由此，当通过减小冷空气的行进距离而制冰时，本发明的实施方案可以减少冷空气的损失，从而提高制冰单元的效率，并且冰箱单元的操作期间的用电节约。

附图说明

附图组合在本说明书中并构成它的一部分，其中相同的附图标记指代相同的元件，附图阐明本公开的实施方案，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是示出根据本公开一个实施方案的冰箱单元的制冰系统的立体图；

图2是示出在根据本公开一个实施方案的冰箱单元的制冰系统中制冰单元和冷空气发生器的冷却管道之间的连接的图；

图3是示出根据本公开一个实施方案的冰箱单元的制冰系统的内部结构的截面图；

图4是示出根据本公开一个实施方案的实施冰箱单元的制冰系统的冷空气发生器的制冷循环的方块图；

图5是示出根据本公开一个实施方案的冰箱单元的制冰系统的打开/关闭单元的立体图；

图6是示出根据本公开一个实施方案的沿着图5的线A-A的截面图；

图7是示出根据本公开一个实施方案的制冰系统的打开/关闭单元的操作基于图5的线A-A的截面图；

图8是示出根据本公开一个实施方案的冰箱单元的制冰系统的另一个打开/关闭单元的立体图；

图9是示出根据本公开一个实施方案的沿着图8的线A-A的截面图；和

图10是示出根据本公开一个实施方案在冰箱单元中制冰的方法的流程图。

具体实施方式

下面详细参照本公开的各实施方案，其例子示于附图中。在结合这些实施方案描述的同时，应该理解的是，它们不意图将本公开限制到这些实施方案。相反，本公开旨在覆盖可以包含在所附权利要求限定的本公开精神和范围内的替换、修改和等同物。此外，在下面的本公开具体实施方案中，许多具体的细节被阐述，以便提供对本公开的彻底理解。然而，应该理解的是，本公开可以无需这些具体细节来实施。在其他情况下，公知的方法、功能、成分、过程和部件没有被详细描述，以免不必要地模糊本公开的各方面和/或特征。

图1是示出根据本公开一个实施方案的冰箱单元的制冰系统的立体图。图2是示出根据本公开一个实施方案的在图1的冰箱单元的制冰系统中制冰单元和冷空气发生器的冷却管道之间的连接的图。图3是示出根据本公开一个实施方案的图1的冰箱单元的制冰系统的内部结构的截面图。

如图1～3所示，根据本发明示例性实施方案的冰箱单元的制冰系统可以通过使用从冷却管道210产生的冷空气冷冻水来制造冰块，并且可以高效地将从冷却管道产生的除霜水排放到外部。

特别地，冰箱单元1可以包括限定外观或外部的冰箱主体10。隔板20被配置用于将冰箱主体10的内腔分成在顶部的冷藏室和在底部的冷冻室。一个或多个门可以被配置以选择性地将各室内部与周围环境分离。例如，一对冷藏室门30可以铰接到冷藏室前部的相对边缘，并被配置成通过旋转以选择性地打开和关闭冷藏室。冷冻室门40可以铰接到冷冻室前部的边缘，并被配置成通过旋转以选择性地打开和关闭冷冻室。

尽管本发明示例性实施方案的冰箱单元1是其中冷冻室设置在冰箱主体的下部的底部冷冻式冰箱，但是应该理解的是，本发明可以适用于各种类型的冰箱，而不限于底部冷冻式冰箱。

本发明的制冰系统包括制冰单元100、冷空气发生器200、冷空气流通单元300、排放单元600和打开/关闭单元700。

详细地说，制冰单元100使用冷空气改变水的相态。制冰单元可以设置在冷藏室门30的内表面上。尽管本实施方案的制冰单元100设置在冷藏室门30的上部，但是其位置仅用于说明的目的。应该理解的是，制冰单元100可以设置在冷藏室门30的其他位置、在冷藏室内部的不同位置等。

制冰单元100可以包括制冰柜110、制冰机120和储冰盒130。

特别地，制冰柜110可以设置在冷藏室门30的内侧面上，并且可以限定在其内产生冰块的制冰空间111。制冰机120可以使用流入到制冰空间111内的冷空气来冷冻水，如当制造冰块时。制冰机120可以将冰块排出到储冰盒130中。储冰盒130设置在制冰机120下方的位置，并被配置成接收从制冰机120排出的冰块。储冰盒130可以储存从制冰机120排出的冰块，并且可以使用冰分配器单元(未示出)将冰块分配给使用者。

冷空气流通单元300起到将冷空气从冷空气发生器200引入到制冰单元100的制冰空间111内的作用。冷空气流通单元300也可以被配置成将冷空气从制冰空间111排出到冷空气发生器200，从而经历新的制冷循环。

例如，冷空气流通单元300可以包括设置在制冰单元100的上部的入口孔310和设置在制冰单元100的下部的出口孔320。制冰单元100中的入口孔310可以设置在对应于冷却管道210的第一管道孔212的位置。出口孔320可以设置在对应于冷却管道210的第二管道孔213的位置。流通风扇330可被配置成将冷空气从入口孔310通过制冰单元100流通到出口孔320。

因此，当冷藏室门30关闭在冰箱主体10上时，冷却管道210内的冷空气经由第一管道孔212流入制冰单元100的入口孔310。在制冰单元100中，通过流通风扇330的操作，使从冷却管道210引入的冷空气在制冰空间111内流通。按这种方式，包含在制冰空间111内的水逐渐冷冻，并且如果制冷循环足够，则可以形成冰块。其后，在制冰单元100内流 通的冷空气可经由出口孔320排出到冷却管道210的第二管道孔213。从制冰单元100排出的冷空气在冷却管道210内再次冷却，然后经由第一管道孔212再次引入到制冰单元100的入口孔310。

排放单元600可以有效地将从冷却管道210产生的除霜水排放到外部。

为此，排放单元600可以包括中空排放软管610，除霜水可以通过它从冷却管道210排放。除霜水托盘50被配置成收集从排放软管610排放的除霜水。特别地，排放软管610可以连接到U形冷却管道210的下部弯曲部，使得排放软管610的上端与冷却管道210连通和/或连接。因此，排放软管610可以有效地将从冷却管道210排出的除霜水排放到除霜水托盘50上。

图4是示出根据本公开一个实施方案的图1～3的冰箱单元1的制冰系统的冷空气发生器200的方块图。

如图4所示，冷空气发生器200可以冷却流经冷却管道210的空气，从而产生冷空气。冷空气发生器200可以将冷空气供给到制冰单元100。冷空气发生器200可以设置在冰箱单元1的冰箱主体10的内部。更具体地，在一个实施方案中，冷空气发生器200可以设置在冰箱主体10的侧壁上。在另一个实施方案中，冷空气发生器200可以设置在冰箱主体10的下部。

冷空气发生器200包括设置在冰箱主体的侧壁中的冷却管道210。冷却管道被配置成形成空气从其流过的冷却线路。蒸发盘管220被配置成围绕冷却管道210缠绕，使得冷却管道内部和流过的空气通过空气和制冷剂之间的热交换操作冷却。压缩机230被配置成压缩从蒸发盘管220排出的制冷剂，从而将制冷剂变成高温高压的蒸汽或气体制冷剂。冷凝器240被配置成冷凝气体制冷剂，从而将气体制冷剂变成高压的液体制冷剂。膨胀阀250被配置成进行液体制冷剂的绝热膨胀，并将液体制冷剂供给到蒸发盘管220。加热器(未示出)被配置成通过加热管道210使冷却管道210除霜，从而产生除霜水。

特别地，第一管道孔212可以设置在冷却管道210的上端，使得当 冷藏室门30关闭时第一管道孔212可以与制冰单元100的入口孔310连通或与其连接。第二管道孔213可以设置在冷却管道210的下端，使得当冷藏室门30关闭时第二管道孔213可以与制冰单元100的出口孔320连通或与其连接。此外，加热器可以包括覆盖冷却管道210的外表面而向冷却管道210供热的传热带。

在一些实施方案中，压缩机230、冷凝器240、膨胀阀250和蒸发盘管220被配置成实施制冷循环，以供给冷空气。进行由四个过程(例如，压缩、冷凝、膨胀和蒸发)构成的制冷循环，其中进行空气和制冷剂之间的热交换操作。因此，通过在冷却管道210内的空气和蒸发盘管220内的制冷剂之间部分地进行的热交换操作，冷却管道210内的空气可以冷却而成为冷空气。特别地，蒸发盘管220通过热传导冷却冷却管道210。此外，由冷却管道210限定并在其内的冷却线路足够长，使得冷却线路内的空气可以被有效地冷却。由此，当空气流经冷却线路预定时间(部分地取决于冷却管道210的长度和通过的空气的流动)时，空气可以冷却到冷空气能够有效地制造冰块的预定温度(例如，零下14°F以下)。

在一个实施方案中，压缩机230、冷凝器240和膨胀阀250可以形成能够被实施以将冷空气供给到冰箱单元1的冷藏室和冷冻室的制冷循环。

图5是示出根据本公开一个实施方案的图1～3的冰箱单元1的制冰系统的打开/关闭单元的结构的立体图。图6是示出根据本公开一个实施方案的沿着图5的线A-A的截面图。图7是示出根据本公开一个实施方案的打开/关闭单元700的操作沿着图5的线A-A的截面图。

如图5～7所示，打开/关闭单元700被配置成截断外部热空气。打开/关闭单元700被配置成将从冷却管道210产生的除霜水排放到外部。特别地，打开/关闭单元700被配置成将从冰箱单元1的内部产生的除霜水排放到冷却管道210的外部，从而提高冰箱单元1的冷却效率。

具体地，打开/关闭单元700可以包括设置在冷却管道210的最下部的帽套710，使得帽套710与冷却管道210连通和/或与其连接。盖子720连接到帽套710的预定部分。特别地，帽套710的盖子720由从冷却管 道210排放的除霜水的重量打开。在排出除霜水后，盖子720可以弹性地返回到其初始位置，从而关闭帽套710。

特别地，在帽套710的内周和盖子720的外周之间可以形成间隙。当冷却管道210内的冷空气被冷却时，该间隙可能会结霜，所以冷空气可能不能通过结霜的间隙有效和/或有效率地排出。为了使间隙除霜，冷却管道210被加热器加热。因此，从冷却管道210产生除霜水。

尽管示例性实施方案的打开/关闭单元700被配置为与排放软管610的上端组合和/或连接的帽套，但是应该注意的是，打开/关闭单元700的结构可以变化，而不限于在其他实施方案中的帽套结构。在这些其他实施方案中，打开/关闭单元700可以被配置成使得单元700可以使用弹性元件弹性地返回到其初始形状。

此外，打开/关闭单元700可以被配置为构造成打开或关闭在冷却管道210的最下部形成的孔的可打开帽套。按这种方式，打开/关闭单元700被配置成与冷却管道210连通。例如，打开/关闭单元700可以被配置为设置在冷却管道210的最下部的帽套，从而与冷却管道210连通和/或连接。连接到帽套的盖子被配置成响应于除霜水的重量选择性地打开帽套。在这种情况下，打开/关闭单元700可以设有排放软管。

图8是示出根据本公开一个实施方案的图1～3的冰箱单元1的制冰系统的打开/关闭单元的可选结构的立体图。图9是示出根据本公开一个实施方案的沿着图8的线B-B的截面图。

如图8和图9所示，在打开/关闭单元700'中，帽套710'可以设置有从帽套710'的外侧边缘径向向内突出的止动凸缘711。

特别地，盖子720'可以设置在打开/关闭单元700'中，使得盖子720'的边缘与帽套710'的止动凸缘711重叠。此外，被配置成在其内暂时收集除霜水的集水空间712可以限定在盖子720'的上表面上。当预定量的除霜水收容在集水空间712中时，盖子720'由于除霜水的重量而打开帽套710'，因此排出除霜水。在排出除霜水后，盖子720'弹性地返回到初始位置，从而关闭帽套710'。

图10是示出根据本公开一个实施方案在冰箱单元中制冰的方法的流程图。

如图10所示，冰箱用的制冰方法可以包括以下步骤：使用冷却管道冷却空气，从而产生冷空气(S100)；将冷空气供给到制冰单元，从而制造冰块(S200)；将冷空气从制冰单元排出到冷却管道(S300)；在冷却管道中再次冷却排出的冷空气(S400)；通过加热冷却管道使冷却管道除霜，从而产生除霜水(S500)；打开设置在冷却管道的最下部的打开/关闭单元(S600)；和将从打开/关闭单元排出的除霜水排放到冷却管道的外部(S700)。

在使用冷却管道冷却空气从而产生冷空气的步骤(S100)中，通过使空气流过其上缠绕蒸发盘管的冷却管道将空气冷却成为冷空气。在这种情况下，使冷却管道内部的空气流过冷却线路预定时间，同时由于在蒸发盘管中流动的制冷剂而失去热量。按这种方式，从冷却线路排出的空气可以冷却到冷空气能够有效地制造冰块的预定温度(例如，零下14°F以下)。

在将冷空气供给到制冰单元从而制造冰块的步骤(S200)中，在冷却管道中冷却的冷空气通过制冰单元的入口孔供给到制冰单元的制冰空间。特别地，供给到制冰空间的冷空气通过流通风扇的操作在制冰空间中流通，并且可以冷冻包含在制冰空间内的水，从而制造冰块。

在将冷空气从制冰单元排出到冷却管道的步骤(S300)中，将冷空气从制冰空间通过制冰单元的出口孔排出到冷却管道中。

在在冷却管道中再次冷却排出的冷空气的步骤(S400)中，排出到冷却管道中的冷空气流过冷却管道的冷却线路预定时间，从而被冷却到冷空气能够冷冻水而制造冰块的预定温度以下。

在通过加热冷却管道使冷却管道除霜从而产生除霜水的步骤(S500)中，加热器被操作以使冷却管道除霜。特别地，加热器可以被配置为覆盖蒸发盘管的表面的传热带。然而，应该理解的是，被配置成加热冷却管道的各种加热单元可以用作加热器，而不限于覆盖蒸发盘管的表面的传热带。

在打开设置在冷却管道的最下部的打开/关闭单元的步骤(S600)中，通过除霜水的重量打开打开/关闭单元的盖子。当通过打开/关闭单元的帽套排出除霜水时，盖子弹性地返回到其初始位置，从而关闭帽套。

在将从打开/关闭单元排出的除霜水排放到外部的步骤(S700)中，从打开/关闭单元排出的除霜水被排放到冷却管道的外部。这里，从除霜的冷却管道产生的除霜水经由从冷却管道的下端伸出的排放软管被排放到设置在冰箱单元的机械室中的除霜水托盘。

出于解释的目的，已经结合制冰机和其除臭方法的具体实施方案给出了前述说明。然而，上述阐述性讨论不意图穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。应该解释为，本发明在符合本发明公开的基本构思的情况下具有最宽的范围。根据上面的教导，可以有许多变型和修改。尽管本领域技术人员可以组合并替代公开的实施方案以实施本发明未具体公开的其他类型，但是它们也不脱离本发明的范围。实施方案是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用而被选出且被说明的，以使得本领域技术人员能够最好地应用本发明。此外，本领域技术人员能够理解的是，在不背离所附权利要求限定的本发明范围的情况下可以进行各种变化和变形。

这里说明和/或示出的方法参数和步骤顺序仅是示例性的并且可以根据需要变化。例如，尽管以特定顺序示出或讨论了这里说明和/或示出的步骤，但是这些步骤不必须以示出或讨论的顺序进行。这里说明和/或示出的各种例示方法也可以省略这里说明和/或示出的一个或多个步骤，或者包括除了所公开那些之外的额外步骤。

由此，说明了根据本发明的实施方案。尽管本公开已经具体地说明了实施方案，但是应该理解本发明不应被解释为受到这些实施方案的限制。