专利名称：制冰机的制作方法
技术领域：
本公开涉及制冰机。更具体地，本公开涉及具有扁平盘旋形蒸发器 的制冰机，其中冰形成于蒸发器中。
背景技术：
在制冰机领域中，期望具有能够生产连续供应的冰同时仍然保持机 械简单性和在制冰过程中对诸如电力和水等资源的有效利用的自动机 器。
现有技术的很多制水机设计成占据大量空间的构造。另外，现有技 术的制水机往往需要碎冰或使冰形成小块的大型和/或昂贵的机械部件。
现有技术的制水机有时还由不准与饮用水一起使用的例如铜的材 料构成。这些蒸发器通常为套管式设计，制冷剂经管间的环形空间流动。 内管通常由棵铜制成，在美国，主管机构不允许在商用制水机中棵铜与 饮用水接触。为了使这些机器获批，铜管必须镀上镍或其它被认可的物 质。该过程困难且昂贵，而且经常导致机器故障.
因此，需要克服现有技术制水机的上述缺点的制冰机。
发明内容
本公开提供了包括扁平盘旋形管式蒸发器的制冰机。该蒸发器具有 设置在蒸发器中的 一个或多个水通道和一个或多个制冷剂通道。将水和 制冷剂供应到蒸发器，于是水在同时设置于蒸发器内的制冷剂的传导作 用下冻结。本公开还提供了一种新的分流装置，以便当蒸发器具有两个 水通道时能够确保水如成功收获冰所需要的那样流动。因此，在一种实施方式中，本公开提供了一种用于制冰机的蒸发器。 该蒸发器包括至少 一个水通道和至少 一个制冷剂通道，其中水通道具有 适于在其上形成冰的内表面，制冷剂通道适于制冷剂从中通过。蒸发器 巻绕成其高度基本不随其每次旋转而增加。
在另一种实施方式中，本公开提供了一种包括蒸发器的制水机，其 中，蒸发器包括两个水通道和一个制冷剂通道，每个水通道具有适于在 其上形成水的内表面，制冷剂通道适于制冷剂从中通过。制冰机还包括 向蒸发器提供水流的水源和设置在蒸发器的氷通道与水源之间的分流 器，其中，分流器使至少一部分水流转向至各个水通道。蒸发器巻绕成 使得其高度基本不随其每次旋转而增加。
图l是本公开的制水机的主视图2是图1的制冰机的俯视立体图3是图1的制冰机的局部俯视图4是图1的制水机的蒸发器的出口的主视图5是图1的制冰机的蒸发器的横截面图6是图1的制冰机的蒸发器的第二实施方式的横截面图7是图1的制冰机的蒸发器的第三实施方式的横截面图8是本公开的分流器的俯视立体图9是图8的分流器的截面图；以及
图IO是本公开的制冰机的第二实施方式的右俯视立体图。
具体实施例方式
参见图1至图3，其中示出了本4S开的制冰机10。制冰机10进一 步包括蒸发器20、 一个或多个制冷剂进入管道25、 一个或多个制冷剂排出管道26、 一个或多个热气进入管道27、水管30、水箱40以及储槽 50。在图1至图3所示的实施方式中，有两个进制冷剂管25和两个出 制冷剂管26。
如图1-3所示，蒸发器20巻绕成盘旋体，使得其呈扁平的且高度基 本不随每次旋转而增加。这代表了超过常规蒸发器的显著优势。先前认 为冰不能经历下文将更详细论述的过程而象其在蒸发器20中通过那样 通过半径逐渐增大的蒸发器。保持蒸发器具有单一半径的螺旋形状被^人 为是使水易于排出所必需的。因此，本公开的盘旋形且扁平的蒸发器20 出乎意料地使在其中形成的水容易排出，同时使得具有所需空间量大为 减少的紧凑定位。本公开还想出了用于蒸发器20的螺旋形状。
蒸发器20可涂覆有绝热材料21。在一种实施方式中，绝热材料21 可以为泡沫材料。绝热材料21可有助于提高制水机10的热效率，消除 结在蒸发器20表面上的冷凝水和霜，而且还有助于在运输期间保护蒸 发器20。
蒸发器20优选由适合与水接触的便宜的导热材料制成。例如，这 种材料可以是导热塑料或诸如黄铜的金属合金。在一种实施方式中，蒸 发器20由铝合金制成。可以进一步给铝合金上涂层和/或进行阳极氧化 以提高抗腐蚀性。可用的涂层材料包括Heresite预和Alcoat预品牌的 涂层。这代表了另一项超过常规蒸发器的显著优势。
在制水机10操作的过程中，水经连接于蒸发器20的第一端部的水 管30供应到蒸发器20。例如，水可通过泵(未示出)经水管30供应。 制冷剂同样通过制冷剂进入管道25供应至蒸发器20。如图4和图5所 示，制冷剂经设置在蒸发器20内的一个或多个制冷剂通道60流动。通 过水管30供应的水经水通道70流动，水通道70同样布置在蒸发器20 内且与制冷剂通道60邻近并热连通。蒸发器20的水通道70和制冷剂 通道60在蒸发器20的单次挤出中成形。这进一步有利于制冰机10的 简单化和成本节约。
经水通道70流动的水是这样被经制冷剂通道60行进的制冷剂冻结 的。水通道70内的水首先在水通道70的外边缘处结冰，然后向水通道 70的中部发展，直至水被冻成固体。这使水通过水通道70的流动停止。 本领域技术人员周知，制冷剂进入管25能够与制冷剂压缩回路连通。在通过蒸发器20的制冷剂通道60之后，制冷剂会由制冷剂排出管26 收集。蒸发器20可在制冷剂通道60上制有铜端头，以易于在制冷剂进 入管道25与制冷剂排出管道26之间进行连接。
控制系统(未示出)能够检测何时水已经停止流出蒸发器20，这表 明水已经在蒸发器20内结水。然后，该控制系统能够经热气进口 27输 送热气，并将热气送入制冷剂通道60。通过制冷剂通道60的热气使位 于水通道70中的水足够松动，使得冰被通过水管30连续地供应至蒸发 器20的水的压力推出。
当水被以这样的方式从蒸发器20的端部22排出时，它们落在可布 置在水箱40上面的遮体43 (图l至图4中示出)上。这样防止排出的 水落入水箱40，而是将水引入储槽50，用户能够从储槽50釆集冰。本 公开再次意外发现即使当蒸发器20设置成扁平盘旋状，水也很容易穿 过蒸发器排出。如上所述，由于蒸发器20的弯曲半径逐渐增大，因此 之前这被认为是不可能的。该特征表明制水机10在占用空间方面明显 节约。
另外，蒸发器20呈扁平盘旋形状能够减少对于将从蒸发器20排出 的冰破碎成小颗粒以便使用的机械碎水器的需求。在蒸发器20中，管 的弯曲半径逐渐增大能够将大量的冰在排出之前进行破碎。然而，本公 开想到了诸如被动破碎器80的外部破碎设备(见图3 )，其进一步有助 于破碎从蒸发器20中排出的冰。本公开还想到了使用主动破碎设备， 例如由齿轮马达驱动的移动破碎器。
蒸发器20挤出成单管，从而将水通道70和制冷剂通道60结合在 单个构件中。再次参见图4,在一种实施方式中，蒸发器20可被挤压成 能够提供大的中央水通道70和紧邻的制冷剂通道60。水通道70还可以 是略微扁平的以提高对从蒸发器20排出的冰的"破碎能力"。
本公开的蒸发器20还提供了一种新颖的且改进的剖面。如图4和 图5所示，在蒸发器20中，水通道70 (进而产生的水的形式)为"花 生形状"。这种花生形状使蒸发器20的横截面能够更大，同时不会产生 太大而无法使用或者要破碎成更小块的冰块。替代地，"花生"可破成 (在花生的细腰部)两个水块。蒸发器20、制冷剂通道60以及水通道 70的这种构形使单位长度水通道70和蒸发器20的内部换热面积的量最圆形尺寸的利用最大化。优化的单位长
度蒸发器20的换热面积也是有利的，因为蒸发器20不必巻绕得太紧以 至于阻碍蒸发器中形成的水顺利排出。
因此，当与例如现有技术的圆形水管蒸发器相比时，该蒸发器20 能够在具有相等的换热面积的情况下具有更短的长度。由于单位长度蒸 发器20的制水产量高，所以蒸发器20的这种改进的剖面还提高了制冰 机IO的制冰能力和能效。因此制水机10是一种高效且成本有效的制冰 机。
参见图6，示出并以附图标记120指示制水机的蒸发器的第二实施 方式的横截面。蒸发器120具有设置在两个卵形水通道170之间的单个 制冷剂通道160。在制水机10的操作过程中，水经水通道170流动而制 冷剂经制冷剂通道160流动。其它的从蒸发器120产生和收获水的方法 与蒸发器20的方法相同。
除蒸发器20的上述优点之外，本公开发现蒸发器120还能够展现 出优于常规蒸发器、甚至优于蒸发器20的良好的性能特点。例如，蒸 发器120的双卵形剖面比蒸发器20的"花生形"剖面更加坚固进而更 能耐受其中形成的冰所产生的很高的内部压力。蒸发器20还保持了与 蒸发器20所具有的水与制冷剂之间的换热面积相同的换热面积。
另外，蒸发器120仅需要两个用于通过制冷剂通道160的制冷剂的 连接装置，相比之下蒸发器20需要的四个。蒸发器120也无需使用将 通过蒸发器20的制冷剂通道60的制冷剂等分为两股所需的制冷剂分配 器。因此蒸发器120的单个制冷剂通道160消除了与具有两个或更多制 冷剂通道的蒸发器相关的额外的人力及装备成本。卵形水通道170也比 现有技术的水通道更易于连接到将水供应至制冰机10的管道系统。
参见图7，示出了以附图标记220所指示的蒸发器20的第三实施方 式的横截面。蒸发器220具有两个大体圆形的水通道270和一个设置在 水通道270之间的制冷剂通道260。有利地，与蒸发器120相同，蒸发 器220仅需要两个制冷剂连接装置，从而简化组装，并确保制冷剂在制 冷剂通道260中平均分配。此外，由于水通道270呈圆形，所以蒸发器 220更易于连接到水管30上。蒸发器220的双圆形剖面的有利之处还在 于当针对由行经水通道270的水和在水通道270内形成的水施加在水通道上内部压力时这种双圆形剖面是最坚固的设计。
当使用包括诸如在蒸发器120和220中那样的两个水通道的蒸发器 时，使用分流器有助于确保足够的水流到各个水通道，即使其中一个水 通道中的冰比另一个水通道中的水收获得快。参见图8和图9，本公开 还提供了能够装配至诸如水管30的管道或管的分流器310。分流器310 包括开口 315、枢轴320、挡板330、弹簧340、底座345、进口 350、 下部352和一对出口 360。因此，在制水机10中，水将通过水管30供 应至进口 315。出口 360将连接至同时将水供应至上述蒸发器120和220 的水通道。
分流器310提供了使进入开口 315的流体能够沿与否则该流体将采 取的自然流向相反的方向转向的机制。在收获过程中一个通道内的水会 在第二个通道还在排冰之前排出的情况在具有包括两个水管道的蒸发 器的制水机中时有发生。在第一通道中的冰收获/排出之后，由于第一 通道内流体的流动阻力小很多，因此进入制冰机的流体自然会倾向于通 过第一通道。这种情况并不合需要，因为如果所有水都流入第一管道， 那么第二管中的水将无法在收获期间完全排出.因而，分流器310通过 以下述方式确保流体流通过第二通道而确保了从第二通道彻底收获水。
挡板330连接或附连于枢轴320。枢轴320也可以与挡板330形成 为一个整体部件。枢轴320可具有能够连接于进口 350的两个枢轴端部 322,使得挡板330能够在进口 350的范围内绕枢轴320旋转。例如， 在图9所示的实施方式中，枢轴端部322坐置在设置于进口 350的内直 径上的切口内。
当流体进入开口 315时，流体可经由一个或两个出口 360转变方向。 在没有分流器的正常情况下，流体将沿阻力最小任意方向流动。然而在 有分流器310的情况下，能够控制流体流沿反方向流动，即朝具有更大 阻力的路径流动。
弹簧340设置在下部352内，且连接于下部352的内壁上。弹簧340 的端部连接于模制在下部352的侧部中的凹穴(未示出)，使得弹簧340 的端部设置在这些凹穴内。当底座345与分流器310附连时，底座345 通过将所述端部保持到位而约束弹簧340的端部。
弹簧340可描述成具有位于挡板330各侧的笫一半342和第二半344。挡板330的端部定位在弹簧340中使得第一半342位于挡板330 的一侧，而第二板344位于挡板330的相对侧。在正常流动情况下，即 在两个出口 360中的压力大小相等的一种情况下，弹簧340将使挡板330 保持在壳体350的中央，4吏得流体能够均等地流向两个出口 360。上述挡板330、弹簧340以及分流器310的其余部件可由适于与饮 用水接触的任意材料制成。在一种实施方式中，挡板330由塑料制成， 而弹簧340由不锈钢制成。
[43参见图10,示出并以附图标记410指示本>^开的制冰机的第二实施 方式。制水机410类似于制冰机10，它们之间最本质的区别在于蒸发器 420具有单个的圆形水通道470和"&置在水通道470各侧的两个制冷剂 通道460。本公开构思的蒸发器的横截面可具有适于以上述方式制冰和 排冰的任意横截面形状。例如，其横截面可呈圆形、卵形、椭圆形或矩 形。
44另外，由于蒸发器占用很少的空间，所以一个本公开的制冰机可包 括两个或更多蒸发器。蒸发器可以彼此叠置并交错使得用于每个蒸发器 的出水口和出冰口处于不同位置，而且每个蒸发器具有各自的用于集水
的储槽和水位传感器。这使得每个蒸发器内的水水冻速度可以不同。
[451尽管已经参照一个或多个示例性的或优选的实施方式描述了本乂> 开，但本领域技术人员应当理解，能够不脱离本公开的范围而对本公开 的元件做出各种改变和以等同物替代。此外，能够不脱离本公开的范围 而做出多种变型以使具体的情况或材料与本公开的教示相适应。因此， 期望本公开不被局限于作为实施本发明所构想出的最佳模式所公开的具体实施方式
，而是本发明将包括落入在此所描述的范围内的所有实施 方式。
权利要求
1.用于制冰机的蒸发器，包括至少一个水通道，所述水通道具有适于在其上形成冰的内表面，以及至少一个制冷剂通道，所述制冷剂通道适于制冷剂从中通过，其中，所述蒸发器通过挤出法制成。
2. 如权利要求l所述的蒸发器，其中，所述蒸发器为扁平的盘旋形蒸 发器。
3. 如权利要求1所述的蒸发器，还包括 绕所述蒸发器i殳置的绝热材料。
4. 如权利要求l所述的蒸发器，其中，所述蒸发器由导热塑料或金属 合金制成。
5. 如权利要求4所述的蒸发器，其中，所述金属合金为铝合金。
6. 如权利要求l所述的蒸发器，其中，所述蒸发器具有一个水通道和 两个制冷剂通道。
7. 如权利要求7所述的蒸发器，其中，所述7jc通道为花生形。
8. 如权利要求l所述的蒸发器，其中，所述蒸发器具有两个水通道和 设置在所述水通道之间的一个制冷剂通道。
9. 如权利要求8所述的制水机，其中，所述水通道大体为卵形。
10. 如权利要求8所述的制水机，其中，所述7jc通道大体为圆形。
11. 如权利要求1所述的制冰机，其中，所述蒸发器涂覆有耐腐蚀材 料层或经过阳极氧化，或者为两者的结合。
12. —种制水机，包括蒸发器，所述蒸发器包括两个水通道和一个制冷剂通道，所述水通道 中的每一个均具有用于在其上形成冰的内表面，所述制冷剂通道用于供制冷剂从中通过；< 水源，所述水源与所述水通道流体连通；以及分流器，所述分流器设置在所述水源与所述7jc通道之间，其中，所述分流器4吏所述水的至少 一部分转向至各个水通道， 其中，所述蒸发器经巻绕而成。
13.如权利要求12所述的制冰机，其中，所述蒸发器通过挤出法制成。
14.如权利要求12所述的制水机，还包括: 绕所述蒸发器设置的绝热材料。
15.如权利要求12所述的蒸发器， 金属合金制成。其中，所述蒸发器由导热塑料或者
16.如权利要求15所述的蒸发器，其中，所述金属合金为铝^^金。
17.如权利要求12所述的制水机，其中，所述水通道大体为卵形。
18.如权利要求12所述的制冰机，其中，所述水通道大体为圆形。
19.如权利要求12所述的制水机，其中,所述蒸发器呈盘旋形巻绕。
20.如权利要求12所述的制冰机，其中， 料层或经过阳极氧化，或者为两者的结合。所述蒸发器涂覆有耐腐蚀材
全文摘要
一种用于制冰机的蒸发器，该蒸发器具有至少一个水通道和至少一个制冷剂通道。通过水通道的水在通过制冷剂通道的制冷剂的传导作用下冻结。蒸发器卷绕成扁平盘旋形的节省空间的设计。还提供了用于具有两个水通道的蒸发器的分流器。
文档编号F25C1/00GK101611276SQ200880003458
公开日2009年12月23日 申请日期2008年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者约翰·A·布罗德本特 申请人:迈尔高装备有限责任公司