CN110114625A - 清洁的蒸发器总成 - Google Patents

Abstract

一种制冰机蒸发器总成，其包括蒸发器盘，该蒸发器盘具有后壁和从后壁延伸的左侧壁、右侧壁、顶侧壁、底侧壁，并包括冻结板，其位于所述蒸发器盘内。蛇形管热连接至蒸发器盘的后壁，并与左侧壁、右侧壁、顶侧壁、底侧壁相对。在该蛇形管上形成第一隔热层。蒸发器壳体具有壳体后壁以及从后壁延伸的壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁、壳体底侧壁，蒸发器壳体附接至该蒸发器盘并覆盖蛇形管。在该第一隔热层的顶部上形成第二隔热层。

Description

清洁的蒸发器总成

技术领域

本申请大体上涉及制冰器，尤其是涉及制冰器的蒸发器总成。

背景技术

制冰机或制冰器，通常包括制冷制冰系统，其采用制冷剂源连续流过压缩机、排热式换热器(例如，冷凝器)、制冷剂膨胀装置和包括具有格栅式立方体模型的冻结板的蒸发器总成(evaporator assembly)。此外，典型的制冰器采用众所周知并广泛使用的重力水流和集冰系统(ice harvest systems)。具有这种制冷制冰系统的制冰器通常放置在贮冰器的顶部，其中所收集的冰被存储直到其被需要时。这种制冰器也是“独立”型，其中制冰器和贮冰器被包含在单个单元中。这种制冰器已被广泛接受，在商业设施中尤为适合，例如，餐厅、酒吧、酒店和各种饮料零售商对新鲜的冰有高持续需求。

在这些制冰器中，水被供应至蒸发器总成的顶部，蒸发器总成将弯曲通道中水引导至水泵。冻结板收集一部分供应的水，将其冻结成冰，并通过合适的方法确认水已经足够冻结，在冻结板上解冻从而使得冰稍微融化并排出至贮冰器中。通常，可以根据所制造冰的类型，将这些制冰器分类。一种类型是网格式制冰器，其通常制造在冻结板的单个格子中形成的方形冰块，然后随着冰的厚度增加至超过冻结板的厚度，形成连续的冰块片。在收集后，当落入贮冰器时，该冰块片将破碎为单个冰块。另一种制冰器是单个冰块制冰器，其在冻结板的各个格子中形成大体方形的冰块，而不是形成连续的冰块片。因此，收集的各个冰块从冻结板落入贮冰器。控制方法被提供用于来控制制冰器的操作以保证冰的持续供应。本发明的各种实施例不能够应用于上述任何一种类型的制冰器，在不偏离本发明范围的前提下，也可适用于其他未指出的制冰器。

典型的制冰器在蒸发器总成的背面具有外部热传递器，其移除的能量或热能来自制冰器的空气中，而不是来自待冻结成冰的水中。该外部热传递器呈现了典型制冰器中的低效。此外，典型制冰器中的蒸发器总成将凝结并冻结制冰器中空气的水分和/或在蒸发器总成露铜的背面结霜。这是外部热传递器的另一个路径，能量被传递用于凝结和冻结空气中的水或结霜，而不是用于冷却待冻结成冰的水。然后，当热的制冷剂通过典型的蒸发器的蛇形管引至蒸发器收集的冰，原本用来融化冰的一部分能量被蒸发器背面上的霜吸收。因此，这种外部热传递器降低了典型的制冰器的效率。

一些制冰器，尤其是那些片状、粒状和块状连续挤压型制冰器，在制冷剂管的周边可包括泡沫绝缘材料。然而，不能简单使用吹制的绝缘材料，这是因为聚氨酯仅仅是90％闭合单元。其余10％可被额外的水分(moisture overtime)填充，最终分解整个泡沫。浸水的泡沫(现在冻结了)将潜在地致使制冰器不能收集，导致灾难性故障。

典型的制冰器的另一个问题是蒸发器的背面上接触的或留存的水(例如，来自渗水、冷凝和/或结霜)，由于水的冻结和融化引起的膨胀和压缩，对蒸发器造成了潜在的损害。水的存在也增加了腐蚀蒸发器的可能性。

而且，典型的制冰器中的空气可以被来自周围环境(例如，餐厅、酒吧、酒店等)的大气污染物污染。在典型的制冰器中，蒸发器的背面暴露于这些污染物中，而由于缺少途径和缺少如何清洁蒸发器背面的指导，蒸发器的背面通常不会得到清洁。因此，在典型的蒸发器的背面可形成生物污染物。当蒸发器的背面后续凝结水分并滴入制冰器时，滴水凝结在蒸发器下面的污水坑和/或制冰器下面的贮冰器中，其可含有生物污染物，从而可污染冰形成的水和/或制造的冰。因此，另外由于蒸发器的背面被认为处于典型的制冰器的食品区，蒸发器的背面应当定期清洁。该清洁步骤困难、昂贵和/或不受欢迎的。因此，即使曾经有过，这种对典型的制冰器的蒸发器背面的清洁也是很少的。

发明内容

本发明的一个方面涉及制冰器的蒸发器总成，该蒸发器总成具有蒸发器、蒸发器盘和蒸发器壳体。蒸发器具有前面和背面，并包括矩形蒸发器盘，其包括后壁和从后壁延伸的左侧壁、右侧壁、顶侧壁、底侧壁。附接该蒸发器盘的后壁的是蛇形管，冷的制冷剂通过该蛇形管流入以降低蒸发器的温度，从而能够在其中形成冰。在该蛇形管上形成第一隔热层。蒸发器壳体具有壳体后壁以及从壳体后壁延伸的壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁，蒸发器壳体附接至该蒸发器盘并覆盖蛇形管。在该第一隔热层的顶部上形成第二隔热层，例如，通过在蛇形管上倾倒柔韧液态涂料并将该涂料固化并充分覆盖该蛇形管。蒸发器总成还包括蒸发器壳体，其具有壳体后壁以及从壳体后壁延伸的壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁，从而使得壳体覆盖蛇形管并在其中形成腔体。该腔体可被第二隔热材料填充。

附图说明

通过下面详细的描述、所附技术方案和附图，本发明的这些和其他特征、方面和优点将会更加明显，其中附图示出了根据本发明示例性实施例的特征，且其中：

图1是根据本发明一个实施例的蒸发器总成的右视立体图；

图2是根据本发明一个实施例的蒸发器总成的右视立体爆炸图(exploded rightperspective view)；

图3是根据本发明一个实施例的蒸发器盘的前视图；

图4是根据本发明一个实施例的蒸发器的后视图；

图5是根据本发明一个实施例的蒸发器的右视图；

图6是根据本发明一个实施例的蒸发器壳体的后视图；

图7示出了根据本发明一个实施例的第一可浇注隔热层覆盖的制冷剂管；

图8是根据本发明一个实施例的蒸发器总成的后视立体图；

图9是根据本发明一个实施例的蒸发器壳体后壁的立体图；

图10是根据本发明一个实施例的蒸发器壳体后壁的立体爆炸图；

图11是根据本发明一个实施例的蒸发器壳体的立体爆炸图；

图12是根据本发明一个实施例的蒸发器壳体部分的立体爆炸图；以及

图13是根据本发明一个实施例的蒸发器壳体后侧的立体图。

相同的附图标记在附图的几个视图中表示对应的部件。

具体实施方式

在对本发明的任意实施例进行详细描述之前，需要理解的是，本发明并不将其应用限于如下描述规定的或如下附图表示的组件结构和布置的细节。本发明能够具有其他实施例并能够以各种方式应用或实施。而且，需要理解的是，本文所使用的词组或术语是为了描述的目的，并不理解为一种限制。本文所使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变型旨在包含其后列举的项目及其等同物以及另外的项目。说明书和权利要求书中使用的所有表示测量等的数字被理解为在所有情况下通过术语“大约”修正。还需要注意的是，本文中前后、左右、顶底和上下的参照关系旨在方便描述，并不限制本文公开的发明或将其组件限制为一个位置的或空间的定向。

如本文所述，本发明的实施例涉及一种蒸发器总成，其中蒸发器的后侧不受美国国家卫生基金会(NSF(National Sanitation Foundation))规定的限制，被覆盖、隔热并被保护免受热损失以及水和腐蚀的损害效应。由于蒸发器的后侧被覆盖，其不需要被电镀(例如，采用化学镀镍)，节省了相当大的成本且不污染冰形成的水。

参照图1至图6，描述了蒸发器总成100的实施例。蒸发器总成100包括蒸发器110和由壳体顶部140、底部150、侧边160和170以及后壁180形成的壳体。优选地，蒸发器壳体的顶部140、底部150、侧边160和170以及后壁180是塑料的。蒸发器壳体的顶部140、底部150、侧边160和170以及后壁180所具有的特征(包括扣合特征、螺栓和螺母等)使得它们以各种方式组装在一起。顶部140、底部150、侧边160和170的内表面可包括用于密封蒸发器壳体水密性的垫片材料。蒸发器110包括蒸发器盘120，其包括后壁300以及从后壁300向蒸发器110的前侧延伸的左侧壁310、右侧壁320、顶侧壁330和底侧壁340。左、右和前侧壁310、320、330大体上垂直于后壁300，而底侧壁340的角度优选地稍微向下。蒸发器盘120包括一连串的螺柱，其可用于将蒸发器总成100安装在制冰器(未示出)的内部结构上。蒸发器壳体可具有相应的接合口190，螺柱130可穿过这些接合口。

很多竖直和水平的条240、250固定在蒸发器盘120中形成一格格的冰块“模具”。具有竖直和水平的条240、250的蒸发器盘120也可被称为冻结板。附接至蒸发器盘120的后壁300的后侧的是蛇形管200，冷的制冷剂从该蛇形管流过以降低蒸发器110的温度，从而能够在其中形成冰。蛇形管200包括贯穿蒸发器总成100的入口管220和出口管210，在本文的其他地方将会更详细地描述。将入口管220位于蒸发器总成100的底部，确保整个蒸发器温度的均匀分布。蛇形管200可以很多常规方式附接至蒸发器盘120的后壁300的后侧，包括使用焊接或钎焊工艺。

蒸发器110的部件优选地由铜形成。为了满足NFC对商业制冰器的水接触清洁度要求，蒸发器110的所有区域被认为是处于制冰器的“食品区”，蒸发器110不能是裸铜线，于是必须电镀。可能将水滴入食品区的蒸发器110的任一部分被认为是食品区的内部，且必须符合该要求。由于该要求，典型的制冰机蒸发器必须被完全电镀，因而没有未电镀、裸铜线的表面被暴露。典型的蒸发器暴露所有的侧边，于是典型的蒸发器的整个表面-前后-必须电镀。这种电镀，通常是化学镀镍(EN)薄层，非常昂贵，花费大约与蒸发器的其余部分一样多。如本文其他部分所充分描述的，由于蒸发器110的后侧被蒸发器壳体覆盖，蒸发器110的后侧不需要电镀。这样，仅需要电镀蒸发器盘120的后壁300、侧壁310、320、330和340的前侧。后壁300的后侧以及蛇形管200不需要电镀。

参照图6，两个通道610、620贯穿蒸发器壳体的后壁180。通道610、620使得蛇形管200的入口管和出口管220、210分别贯穿蒸发器壳体的后壁300，从而使得蛇形管200能够与制冰器(未示出)的制冷系统的其他部件连接。通道610、620优选地为圆形，然而，在不偏离本发明范围的前提下，通道可以是矩形、方形、卵形等。可将橡皮垫圈(未示出)插入通道610、620以分别密封通道610、620与蛇形管200的入口管220和出口管210之间的缝隙。在特定实施例中，防渗材料或密封剂可用于除垫圈之外或者代替垫圈密封通道610、620与入口管220和出口管210之间的缝隙。

如下所述，可在后壁180中设置第三通道630，以将隔热材料注入蒸发器壳体组件100的内部。

如图7所示，蒸发器总成100还包括隔热材料710，其层铺在蛇形管200长度的至少大部分上。隔热材料710最小化了蛇形管200散失的热量，并提供不透水密封。优选地，隔热材料710是浓稠的、水溶性、乙烯丙烯酸酯、多用途胶粘剂，通常用在隔热系统的内外。隔热材料710的示例包括两部分的硅胶材料，诸如，购自弗吉尼亚州里士满市的量子硅树脂有限责任公司(Quantum Silicones LLC of Richmond)的QSil 550。

优选地，隔热材料710以液体的形式应用在蛇形管200上至接近约5mm至约12mm的厚度。隔热材料710然后固化，形成不透水的完整隔热层。此外，该整体隔热层没有水能够渗透的接合点，不会生锈，并增加了刚性和强度。随着隔热材料710以液体形式倾倒，其固化为与蛇形管200的几何结构匹配的模具，并填充蒸发器盘后侧中的缝隙。

在将蛇形管200附接至蒸发器盘120以及将隔热材料710围绕蛇形管200后，可以组装蒸发器总成100。于是，蒸发器壳体的五个部件，即壳体顶部140、底部150、侧边160和170以及后壁180围绕蒸发器盘120共同组装，以形成完整的总成100。总成的形成导致在蒸发器110的后侧(固定蛇形管200)与蒸发器壳体的后壁180的前侧之间形成腔体，腔体进一步被壳体顶部140、底部150以及侧边160和170包围。

如图8至图13所示，在一些实施例中，后壁180可包括一个或多个凸起的边缘182、184、186和188。如图9和图10所示，凸起的边缘182、184、186和188优选地围绕后壁180的周边。凸起的边缘182、184、186和188从后壁180的内表面(即，朝向蛇形管200的表面)向外延伸。如图11和图12所示，凸起的边缘182、184、186和188最初放置在顶部140、底部150、侧边160和170内形成的凹槽172、174、176和178中。

如图13所示，后壁180然后可超声焊接至顶部140、底部150、侧边160和170，以将整个组件密封在一起。凸起的边缘182、184、186和188，其可以是在后壁180的表面上模塑的材料的凸起三角珠(triangular bead)，集中超声能量以快速启动后壁180以及凹槽172、174、176和178的表面的软化和熔化，这对于超声焊接领域的技术人员来说是已知的。在焊接的过程中，凸起的边缘182、184、186和188熔扁以将后壁180密封至凹槽172、174、176和178中。

在各种实施例中，在组装蒸发器总成100后，可在腔体中填充泡沫。该泡沫可以是开孔或闭孔泡沫，例如，包括聚苯乙烯或聚氨酯等。优选地，该泡沫是能够通过管道630喷入腔体的膨胀式泡沫。该泡沫优选地符合蒸发器110的后壁，从而能够覆盖蒸发器盘120所有的或者大体所有的后壁以及隔热蛇形管200，并填充整个或大体整个腔体。在蒸发器100和蒸发器壳体组装在一起之后，将泡沫喷入腔体。另一种可接收的方式是Ecomate品牌出售的两部分液体形式，其中两部分在适当的位置混合并固化。在腔体被填充足够量的泡沫后，插接头(未示出)可插入或填入通道630并可在腔体中通过泡沫固定和密封在适当的位置。此外或可选地，插接头可通过任何类型的密封剂和/或粘合剂固定，包括但不限于硅树脂。

填充腔体为蒸发器110的后壁提供隔热，从而减少或消除与通常蒸发器一样的蒸发器110后壁上的热传递，如本文如下所详细描述的那样。因此，采用泡沫填充腔体减少或消除了蒸发器110的后壁上形成凝结或结霜的可能性，减少或消除蒸发器110后壁腐蚀的可能性，并由于基本上消除了蒸发器110后壁上多余的热量，从而增加从蒸发器盘120形成和收集冰块的效率。而且，腔体中的泡沫被隔热材料710完全保护，防止蛇形管200上的任何水分冷凝。作为将泡沫填充腔体的替代，隔热材料710可被用于更厚的层。或者，在隔热材料710的适当位置使用单层标准吹泡沫(blown foam)，尤其是如果闭孔吹泡沫(大约99.5％是闭孔的)是市场上可以买到的。

增加隔热能够有效地减少蒸发器110的尺寸，于是最小化对于相同制冰能力所需的压缩机和冷凝器的尺寸。在本文描述的实施例的测试中，制冰器能够使用少得多的能量制造稍微多的冰。

于是，本文展示和描述了一种新颖的制冰器的蒸发器总成，与分批式制冰器使用时尤其有用。然而，很明显，对于熟知本领域的技术人员来说，主题装置和方法的很多改变、变型、修改以及其他使用和应用是可能的。

Claims (19)

1.一种制冰器的蒸发器总成，包括：

蒸发器盘，包括后壁以及从所述后壁延伸的左侧壁、右侧壁、顶侧壁和底侧壁；

冻结板，位于所述蒸发器盘中；

蛇形管，热连接至所述蒸发器盘的所述后壁，并与所述左侧壁、右侧壁、顶侧壁和底侧壁相对；

第一隔热层，在所述蛇形管上形成；

第二隔热层，在所述第一隔热层的顶部上形成；以及

蒸发器壳体，包括壳体后壁以及从所述壳体后壁延伸的壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁，其中，所述蒸发器壳体附接至所述蒸发器盘并且覆盖所述蛇形管以及所述第一隔热层和所述第二隔热层。

2.如权利要求1所述的蒸发器总成，其中，所述蒸发器盘和所述蒸发器壳体形成腔体，且其中，所述第二隔热层填充在所述腔体中。

3.如权利要求1所述的蒸发器总成，其中，所述第一隔热层包括液体形态隔热材料，所述液体形态隔热材料固化为与所述蛇形管的几何结构大体匹配的模具。

4.如权利要求3所述的蒸发器总成，其中，所述第一隔热层以液体形态被倾倒在所述蛇形管上并固化为固体形态。

5.如权利要求1所述的蒸发器总成，其中，所述第一隔热层包括喷涂的胶粘剂隔热材料。

6.如权利要求1所述的蒸发器总成，其中，所述第一隔热层包括缠带式的胶粘剂隔热材料。

7.如权利要求1所述的蒸发器总成，其中，所述蒸发器盘的所述后壁未被电镀。

8.如权利要求1所述的蒸发器总成，其中，所述壳体后壁经由超声焊接工艺附接至所述壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁。

9.如权利要求8所述的蒸发器总成，其中，所述壳体后壁包括凸起的边缘，所述凸起的边缘在所述超声焊接工艺过程中熔化，以将所述壳体后壁密封至所述壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁。

10.一种制冰器的蒸发器总成，包括：

蒸发器盘，包括后壁以及从所述后壁延伸的左侧壁、右侧壁、顶侧壁和底侧壁；

冻结板，位于所述蒸发器盘中；

蛇形管，热连接至所述蒸发器盘的所述后壁，并与所述左侧壁、右侧壁、顶侧壁和底侧壁相对；

第一隔热层，在所述蛇形管上形成；

蒸发器壳体，形成为附接至所述蒸发器盘并覆盖所述蛇形管和所述第一隔热层，所述蒸发器壳体采用超声工艺形成并包括：

壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁，其中，所述壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁中的每个均包括凹槽；

壳体后壁，坐落于所述壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁的凹槽中，所述壳体后壁包括凸起的边缘，所述凸起的边缘在超声焊接工艺过程中熔化，以将所述壳体后壁密封至所述壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁。

11.如权利要求10所述的蒸发器总成，其中，所述蒸发器盘和所述蒸发器壳体形成腔体，且其中，在所述第一隔热层的顶部上形成的第二隔热层填充在所述腔体中。

12.一种形成制冰器的蒸发器总成的方法，包括如下步骤：

形成蒸发器盘，所述蒸发器盘包括后壁以及从所述后壁延伸的左侧壁、右侧壁、顶侧壁和底侧壁；

形成冻结板，并将所述冻结板置于所述蒸发器盘中；

将用于热冷却所述蒸发器盘的蛇形管附接至所述蒸发器盘的所述后壁，从而使得所述蛇形管热连接至所述蒸发器盘的所述后壁，并与所述左侧壁、右侧壁、顶侧壁和底侧壁相对；

将液体形态的第一隔热层倾倒在所述蛇形管上，从而大体覆盖所述蛇形管；

形成蒸发器壳体，所述蒸发器壳体包括壳体后壁以及从所述壳体后壁延伸的壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁；

等待直到所述第一隔热层大体上固化成固体形态；

将所述蒸发器壳体附接至所述蒸发器盘，其中，所述壳体后壁以及壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁形成包围所述蛇形管的腔体；以及

在所述蒸发器壳体的所述腔体中添加第二隔热层。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述第一隔热层包括液体形态的隔热材料，所述液体形态的隔热材料固化为与所述蛇形管的几何结构大体匹配的模具。

14.如权利要求12所述的方法，其中，所述蒸发器壳体还包括一个或多个孔，通过所述一个或多个孔能够将所述第二隔热层加入所述蒸发器壳体的所述腔体中。

15.如权利要求12所述的方法，其中，通过经由所述蒸发器壳体的所述一个或多个孔吹入聚氨酯混合物，添加所述第二隔热层。

16.如权利要求12所述的方法，其中，所述蒸发器盘的所述后壁未被电镀。

17.如权利要求12所述的方法，还包括将所述壳体后壁超声焊接至所述壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁的步骤。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述壳体后壁包括凸起的边缘，所述凸起的边缘在所述超声焊接的过程中熔化，以将所述壳体后壁密封至所述壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁。

19.一种制冰器的蒸发器总成，包括：

蒸发器盘，包括后壁以及从所述后壁延伸的左侧壁、右侧壁、顶侧壁和底侧壁；

冻结板，位于所述蒸发器盘中；

蛇形管，热连接至所述蒸发器盘的所述后壁，并与所述左侧壁、右侧壁、顶侧壁和底侧壁相对；

第一隔热层，在所述蛇形管上形成；以及

蒸发器壳体，包括壳体后壁以及从所述壳体后壁延伸的壳体左侧壁、壳体右侧壁、壳体顶侧壁和壳体底侧壁，其中，所述蒸发器壳体附接至所述蒸发器盘并且覆盖所述蛇形管以及所述第一隔热层和所述第二隔热层。