冰箱的制冰管道和使用它的制冰方法与流程

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.10-2015-0085277的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及冰箱的制冰管道和使用它的制冰方法。

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。冰箱单元可以在降低食物中细菌的繁殖率所需的温度下保持食物。易腐烂食物可以在37°F～41°F下被最佳地冷藏，从而允许食物比没有冷藏储存更长的时间。冰箱单元还可以在单独隔室中在低于约0°F的温度下冷冻食物无限期，而不变质。

冰箱单元的内部通过被供给在制冷循环中进行的空气和制冷剂之间的热交换操作产生的所需温度的冷空气而冷却。该循环包括压缩、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转移，从而在所希望的温度下在冰箱内储存食物。

冰箱单元的冰箱主体通常具有在前面开口的矩形形状，前面可以提供对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面，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可以设有多个抽屉、搁架、储物盒等，以最佳地保持各种食物。

常规地，冰箱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，底部冷冻式冰箱将冷冻室定位在冷藏室下方。在底部冷冻式冰箱中，更频繁使用的冷藏室的位置使得使用者 可以方便地访问冷藏室，而无需如顶置式冰箱先前所要求的弯腰。

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。对于频繁的冰块使用者，多次不舒服地访问冷冻室可能超过提供易于访问冷藏室的好处。

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，在制冰装置安装在冷藏室门中的底部冷冻式冰箱中，由蒸发器冷却的空气(冷空气)被排出到冷冻室和冷藏室。更具体地，被排出到冷冻室侧的冷空气的一部分沿着埋在冰箱主体的侧壁中的冷空气供应管道流向制冰装置。然后，冷空气在制冰装置内部流动的同时冷冻水。其后，制冰装置内部的冷空气经由埋在冰箱主体的侧壁中的冷空气返回管道排出到冷藏室内。然后，排出的冷空气用于降低冷藏室内部的温度。

然而，由于冷冻室的排出的冷空气首先在制冰装置中用于使冰，随着冷空气通过冷空气供应管道和冷空气返回管道移动到冷藏室以降低其温度，排出的冷空气的供给效率可能降低。

此外，当制冰装置位于经常访问的冷藏室中时，可能是低效的。即，用于冷冻冰块的冷冻室侧的冷空气的温度每当冷藏室门打开时不希望地升高。因此，用于降低冷藏室的温度的排出的冷空气也不希望地升高。由此，与位于冷冻室中的制冰装置相比，在位于冷藏室门中的制冰装置中，需要多个冷却循环来制冰，特别是当冷藏室被频繁访问时。此外，由于排出的冷空气的温度可能由于频繁地访问冷藏室而不希望地升高，因此也需要更多的冷却循环来降低冷藏室的温度。所有的上述效果导致冰箱单元的功耗增加。

需要一种更有效的方式在底部冷冻式冰箱中制冰。

技术实现要素：

因此，鉴于上述情况，本发明的实施方案提供一种冰箱的制冰管道和使用它的制冰方法，其中冷空气管道中的冷空气可以直接用于制冰。

根据本发明的一个实施方案，公开了一种冰箱单元的制冰管道。所述制冰管道包括用于使冷空气在纵向方向上移动的冷却管道。所述冷却管道的两端连接到制冰室，使得冷空气流通通过所述制冰室。所述制冰管道包括围绕所述冷却管道缠绕设置的蒸发盘管，其中所述蒸发盘管通过与制冷剂的热交换过程冷却在所述冷却管道中的空气以产生冷空气。所述制冰管道包括加热在所述冷却管道中产生的霜而形成除霜水的加热器。

根据本发明的另一个实施方案，公开了一种使用冰箱的制冰管道的制冰方法。所述方法包括将空气供给到冷却管道，其中所述冷却管道被配置成蒸发盘管卷绕在其周围。所述方法包括将制冷剂供给到蒸发盘管。所述方法包括通过空气和制冷剂之间的热交换过程将冷却管道内的空气冷却以产生冷空气。所述方法包括将冷空气供给到制冰室以制冰。所述方法包括将制冰室内的冷空气排出到冷却管道。所述方法包括在冷却管道内再次冷却排出的冷空气。

根据本发明的一个实施方案，公开了一种冰箱。所述冰箱包括位于冰箱的主体内的冷冻室。所述冰箱包括位于冰箱的主体内的冷藏室。所述冰箱包括至少一个冷藏室门，其将所述冷藏室与周围环境分离并提供对所述冷藏室的访问。所述冰箱包括设置在第一冷藏室门内的制冰室。所述冰箱包括位于所述冷藏室的主体内的制冰管道。所述制冰管道包括用于使冷空气在纵向方向上移动的冷却管道，其两端连接到所述制冰室，使得冷空气流通通过所述制冰室。所述制冰管道包括围绕所述冷却管道缠绕设置并通过与制冷剂的热交换过程冷却在所述冷却管道中的空气以产生冷空气的蒸发盘管。

根据本发明，可以提供其中冷空气管道中的冷空气可以直接用于制冰的冰箱的制冰管道和使用它的制冰方法。

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是示出根据本发明一个实施方案的冰箱单元的制冰管道的结构的图；

图2是根据本发明一个实施方案的制冰管道沿着图1的线A-A的截面图；

图3是示出根据本发明一个实施方案的冰箱单元的制冰管道的制冷循环的方块图；

图4是示出根据本发明一个实施方案的冰箱单元的立体图；

图5是示出在根据本发明一个实施方案的冰箱单元中制冰室和冷却管道之间的连接状态的图；

图6是示出根据本发明一个实施方案的冰箱单元的制冰室的内部结构的图；和

图7是示出根据本发明一个实施方案的使用冰箱单元的制冰管道的制冰方法的流程图。

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、过程、成分和电路没有被详细描述，以免不必要地模糊本公开的各方面。

图1是示出根据本发明一个实施方案的冰箱单元的制冰管道的结构的图；图2是根据本发明一个实施方案的制冰管道沿着图1的线A-A的截面图；图3是示出根据本发明一个实施方案的利用图1的制冰管道的冰箱单元的制冷循环的方块图；图4是示出根据本发明一个实施方案的利用图1的制冰管道的冰箱单元的立体图。

如图1～4所示，根据本发明的实施方案，冰箱单元1的制冰管道200包括冷却管道210。冰箱单元1可以使用在冷却管道210中冷却的冷空气制冰。

如图1～4所示，冰箱单元1可以包括可以包括一个或多个内室的主体10。隔板20将冰箱主体10的内腔分成冷藏室和冷冻室。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，冷藏室门30被配置成用于通过接触主体10的前表面的边缘选择性地关闭冷藏室的前面开口。冷冻室门40被配置成用于关闭冷冻的前面开口。根据本实施方案的冰箱单元1是其中冷冻室设置在下部的底部冷冻式冰箱。尽管本发明的一些实施方案针对底部冷冻式冰箱说明，但是本发明的其他实施方案不限于此，可以适用于各种类型的冰箱。

冰箱单元1包括配置成用于移动空气的制冰管道200。制冰管道200可以包括冷空气可在其中沿着长度方向移动的冷却管道210、用于通过传导冷却冷却管道210的蒸发盘管220和用于加热冷却管道210的加热器230。

更具体地，冷却管道210可以包括冷却线路211、第一管道孔212和第二管道孔213。

冷却线路211是冷空气在其内移动的通道，可以在冷却管道210内在纵向方向上延伸。特别地，冷却线路211具有足以产生冷空气的长度。在冷却线路211内移动预定时间的空气可以冷却产生具有足以制冰的温度(例如，零下14°F以下)的冷空气。

此外，第一管道孔212可以设置在冷却线路211的一端以将冷空气供给到制冰室110。第二管道孔213可以设置在冷却线路211的另一端以从制冰室110接收冷空气。例如，供给冷空气的第一管道孔212可以连 接到制冰室110的上部，排出冷空气的第二管道孔213可以连接到制冰室110的下部。冷却管道210内的冷空气可以从与第二管道孔213相关联的冷却管道210的下端移动到与第一管道孔212相关联的上端。

冷却管道210可以在主体10的垂直方向上弯曲延伸(例如，在侧壁中)，使得在冰箱单元1内制冰管道200的冷却管道210在主体10的前进方向上是倾斜的。例如，冷却管道210可以弯曲而在主体10的前进方向上具有形状或“C”形状。

按这种方式，由于冷却管道210弯曲而具有形状或“C”形状，因此当在冷却管道210内产生除霜水时，除霜水可以移动到冷却管道210的最下部，并且随后可以通过单独的排放装置(未示出)排放到外部。

冷却管道210安装在冰箱单元1的主体10中，制冰室110设置在冰箱单元1的冷藏室门30中。这里，当冷藏室门30处于关闭位置时，冷却管道210的第一管道孔212和第二管道孔213可以选择性地分别连接到制冰室110的入口310和出口320。

即，当冷藏室门30关闭并靠在主体10上时，冷却管道210内的冷空气可以通过第一管道孔212引入到制冰室110的入口310。引入到制冰室110的冷空气可以在制冰室110内流通，从而冷冻制冰室110内的水而制冰。其后，制冰室110内的冷空气可以通过出口320排出到冷却管道210的第二管道孔213。从制冰室110排出的冷空气可以随着其流过冷却管道210而再次冷却，然后通过入口310再次引入到制冰室110。

蒸发盘管220可以随着其流过冷却管道210的长度而冷却空气，从而通过利用制冷剂的热交换过程而产生冷空气。为此，蒸发盘管220配置成围绕冷却管道210缠绕。因此，当制冷剂根据制冷循环而流通通过蒸发盘管220时，蒸发盘管220可以通过传导冷却冷却管道210。

蒸发盘管220可以用作制冷循环的蒸发器。例如，蒸发盘管220可以连同压缩机11、冷凝器12和膨胀阀13实施包括压缩-冷凝-膨胀-蒸发过程的制冷循环。

在一些实施方案中，压缩机11、冷凝器12、膨胀阀13和蒸发盘管220被配置为实施用于将冷空气供给到制冰室110的制冷循环，在其他实 施方案中，压缩机11、冷凝器12、膨胀阀13和蒸发盘管220的配置也可以将冷空气供给到冰箱单元1的冷藏室和冷冻室，以及供给到制冰室110。此外，压缩机11、冷凝器12和膨胀阀13的配置也可以与用于将冷空气供给到冷藏室和冷冻室的蒸发器(未示出)共用制冷剂。

加热器230可以加热在冷却管道210中产生的霜，形成可通过单独的排放装置(未示出)从冷却管道210排出的除霜水。为此，加热器230可以是传热带(例如，铝传热带)，其附着到制冰管道200或冷却管道210上，以向冷却管道210提供热源。

尽管结合附着到制冰管道200或冷却管道210的表面上的传热带说明了本发明一些实施方案的加热器230，但不限于此。例如，在其他实施方案中，加热器230也可以由允许围绕制冰管道200或冷却管道210周围缠绕的加热线圈(未示出)形成。

在一个实施方案中，由单独计时器(未示出)控制加热器230的操作，，在预定时间间隔除去霜。此外，在另一个实施方案中，当由单独的温度传感器(未示出)感测到的冷却管道210的温度降到低于预定温度时，加热器230被操作，从而除去霜。

图5是示出在根据本发明一个实施方案的冰箱单元1中制冰室110和冷却管道210之间的连接状态的立体图。图6是示出根据本发明一个实施方案的冰箱单元1的制冰室的内部结构的截面图。

如图5和图6所示，制冰室110可以设置在冰箱单元1的冷藏室门30中。尽管在本发明的实施方案中制冰室110位于冷藏室门30的上部，但是这仅是说明性的。即，在其他实施方案中，制冰室110可以安装在冷藏室门30内部和外部的其他位置。

制冰室110可以提供在其内制冰的制冰空间111。此外，制冰机120、用于储冰冰块的储冰盒130和流通风扇330可以设置在制冰室110内。

制冰器120可以使用引入到制冰空间111的冷空气将水冷却成冰，并将形成的冰分配到储冰盒130。储冰盒130可以位于从其分配冰的制冰机120的下方。冰盒130可以储存分配的冰并通过分配器单元(未示出)将冰提供给使用者。流通风扇330可以经由制冰室110将冷空气从入口 310移到出口320。

图7是示出根据本发明一个实施方案的使用冰箱单元的制冰管道的制冰方法的流程图。例如，图7所示的方法可以通过图1～6的冰箱单元1的制冰管道200实施。

如图7所示，根据本发明一个实施方案的冰箱用的制冰方法可以包括以下步骤：将空气供给到蒸发盘管卷绕在其周围的冷却管道(步骤S100)，将制冷剂供给到蒸发盘管(步骤S200)，通过空气和制冷剂之间的热交换将冷却管道内的空气冷却以产生冷空气(步骤S300)，将冷空气供给到制冰室以制冰(步骤S400)，将制冰室内的冷空气排出到冷却管道(步骤S500)，在冷却管道内再次冷却排出的冷空气(步骤S600)，通过设置在冷却管道中的加热器除去在冷却管道中产生的霜(步骤S700)，和将除霜水排放到外部(步骤S800)。

更具体地，在将空气供给到蒸发盘管卷绕在其周围的冷却管道的步骤S100中，空气可以被供给到冷却管道，以随着其流过冷却管道来冷却空气。例如，最终供给到冷却管道内部的空气可以从冷却管道的下端移动到上端，但是在其他实施例中可以在相反方向上移动。

在步骤S200中，制冷循环的制冷剂可以被供给到蒸发盘管。在这种情况下，蒸发盘管连同压缩机、冷凝器和膨胀阀可以形成包括压缩-冷凝-膨胀-蒸发过程的制冷循环。

在通过空气和制冷剂之间的热交换过程产生冷空气的步骤S300中，空气在周围缠绕有蒸发盘管的冷却管道内移动。随着，空气沿着冷却管道的长度行进，空气被冷却成冷空气。这里，冷却管道内的空气沿着冷却线路移动，同时来自空气的热量可以与蒸发盘管的制冷剂交换或转移到制冷剂预定时间。由此，从冷却管道排出并进入制冰室的空气可以冷却成具有足以制冰的温度(例如，零下14°F以下)的冷空气。

在将冷空气供给到制冰室以制冰的步骤S400中，在冷却管道中冷却的冷空气可以通过制冰室的入口供给到制冰室的制冰空间。引入到制冰空间的冷空气可以通过流通风扇的操作在制冰空间中流通，从而将制冰空间内的水冷冻成冰。

在将冷空气从制冰室排出到冷却管道的步骤S500中，制冰空间内的冷空气可以通过制冰室的出口被排出到冷却管道。

在在冷却管道内再次冷却排出的冷空气的步骤S600中，引入到冷却管道的排出的冷空气沿着冷却管道的冷却线路再次移动。排出的冷空气或者空气沿着冷却线路的长度移动预定时间，从而被再次冷却，产生具有比足以制冰的温度更低温度的冷空气。

在通过设置在冷却管道中的加热器除去在冷却管道中产生的霜的步骤S700中，在一个实施方案中，通过使用计时器在预定时间间隔操作加热器以除去霜。在另一个实施方案中，当通过温度传感器感测到的冷却管道的温度低于预定温度时，加热器被操作，从而除去霜。

在将除霜水排放到外部的步骤S800中，当加热冷却管道中的霜时产生的除霜水可被排放到冰箱单元的外部。例如，通过加热在冷却管道中产生的除霜水可以通过连接到冷却管道最下部的排放装置(未示出)排出到设置在冰箱单元的机械室中的除霜托盘(未示出)。

根据本发明的实施方案，由于使用在冷却管道中直接冷却的来自制冰室的空气制冰，因此冰箱单元的制冰的冷却效率可以提高，并且冷空气的供给效率可以提高。

此外，根据本发明的实施方案，由于冷却管道与制冰空间接近，因此冷空气在冷却管道和冷藏室门的制冰空间之间流通很短时间，特别是与其中在冰箱单元的下部冷冻室中冷却的冷空气移动到位于上部冷藏室门中的制冰空间的相关技术相比。由此，冷空气中的冷却能量的损失可以有效地减小，并且取决于冰箱单元操作的功耗也可以减少，因为制冰需要的冷却循环的数量减少。结果，本发明的实施方案提供了一种在制冰时更有效的冰箱单元。

因此，根据本发明的实施方案，公开了使用制冰管道的制冰方法和系统。

出于解释的目的，已经结合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。根据上面的教导，可以有许多变型和修改。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。