CN111595053A - 一种流动饮用液体制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于制冷设备技术领域，公开了一种流动饮用液体制冷设备，包括设有加液口和供饮口的机壳，所述机壳内部设有存储容器、泵送装置、液体流动管路、半导体制冷芯片和热端散热器；所述存储容器的一侧设有或一体形成有内表面暴露于该存储容器内腔的导冷件，所述导冷件外表面与所述半导体制冷芯片的冷端固定接触，所述泵送装置设在所述存储容器外部，并通过所述液体流动管路与所述存储容器形成闭环的流动液路；所述热端散热器与所述半导体制冷芯片热端固定接触。该制冷设备不仅能够有效地提高制冷效率，提高制冷能力，而且制冷温度均匀，提升用户体验。

Description

一种流动饮用液体制冷设备

技术领域

本发明属于制冷设备技术领域，具体地涉及一种流动饮用液体制冷设备。

背景技术

现有供饮设备的制冷方式通常为半导体制冷，利用半导体制冷芯片在通电后，其两面一面制热(热端)，一面制冷(冷端)的原理，通过其冷端对饮用液体制冷。该制冷方式具有无冷媒更环保，噪音小，重量轻，安装方便，生产工艺高等优点，缺点是制冷能力低下。其制冷能力除了受其本身芯片的特性影响外，还受到冷端换热和热端散热性能的严重影响。比较突出的问题是，现有供饮设备常常不能快速制冷，需要用户等待较长时间。

为了解决这个技术难题，相关领域的技术人员进行了长期的研究和攻关。例如，公开号为CN1093456A的中国发明专利申请公开了一种便携式半导体自循环冷饮机，其为了提高制冷效率，使得冷饮经过一个贮水箱内部的冷室，其中冷泵的涡轮(即进口和出口)均安装在贮水箱的底部，并且冷室的出口也位于贮水箱的底部，从而使得贮水箱内上部温度高，下部温度低，制冷效率低，制冷温度不均匀。且经过实际使用证实，这种冷饮机的制冷效率确实不理想，用户甚至在取用冷饮时，仅取了部分冷饮，其余取出的都是常温或温热的饮用液体，导致口感非常不舒服，难以达到较为良好的用户体验。

上述技术难题长期无法解决，尽管本领域技术人员分析各种半导体制冷供饮设备制冷效率低下的导致因素，但众说纷纭，一直无法有效分析出合理科学的技术方案，以致成为本领域的技术瓶颈之一，甚至一些技术人员放弃半导体芯片制冷技术的上述优点、因无法有效克服转向其他制冷技术。

也就是说，目前半导体制冷技术中，制冷能力低下、制冷不及时、温度不均匀，已经成为比较突出、长期无法解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种流动饮用液体制冷设备，该制冷设备不仅能够有效地提高制冷效率，提高制冷能力，而且制冷温度均匀，提升用户体验。

为了实现上述目的，本发明提供一种流动饮用液体制冷设备，包括设有加液口和供饮口的机壳，所述机壳内部设有存储容器、泵送装置、液体流动管路、半导体制冷芯片和热端散热器；

所述存储容器的一侧设有或一体形成有内表面暴露于该存储容器内腔的导冷件，所述导冷件外表面与所述半导体制冷芯片的冷端固定接触；

所述泵送装置设在所述存储容器外部，并通过所述液体流动管路与所述存储容器形成闭环的流动液路；

所述热端散热器与所述半导体制冷芯片热端固定接触。

优选地，所述流动液路中形成的饮用液体运动轨迹适于引导饮用液体的热对流运动，且饮用液体适于在所述饮用液体运动轨迹的局部区域形成局部紊流。

优选地，所述存储容器上设有进液口和出液口，所述进液口设置在所述存储容器的上部，所述出液口设置在所述存储容器的下部，以能够通过所述进液口与所述出液口之间的高度差产生的饮用液体冲击形成所述局部紊流。

优选地，所述导冷件包括导冷板和位于所述导冷板内表面的扰流翅片，所述扰流翅片凸至所述存储容器内腔内。

优选地，所述扰流翅片的外部罩设有导流板，所述导流板与所述导冷板之间形成导流通道，所述液体流动管路经所述进液口通至所述导流通道。

优选地，所述导流板竖直设置，且所述导流通道形成为漏斗状结构。

优选地，所述存储容器的侧壁上形成有导冷件安装开口，所述导冷件安装到所述存储容器的侧壁上以封闭所述导冷件安装开口。

优选地，所述存储容器外周设有隔热层，所述导冷件和泵送装置均位于所述隔热层内。

优选地，所述机壳上还设有进风口和出风口，所述热端散热器为带有风扇的风冷散热器或水冷散热器或热管散热器，所述风扇设在所述出风口处，所述进风口设在所述机壳底部。

优选地，所述加液口设在所述机壳顶部，所述供饮口设在所述机壳前部，所述供饮口处设有液体控制开关，所述加液口和供饮口均与所述存储容器相连通。

优选地，所述加液口内设有过滤器，所述加液口顶部设有盖体。

本发明的流动饮用液体制冷设备使得待冷却的饮用液体不断运动且与导冷件接触，同时相对精确地控制饮用液体的运动轨迹，使得饮用液体的运动顺应并强化其热对流运动，并在饮用液体的运动轨迹上人为地形成至少一处局部紊流，增强冷能扩散和饮用液体混合，提高了制冷效率，并使得饮用液体温度均匀。经过测试证实，本发明的流动饮用液体制冷设备通过控制存储容器内不同区域的饮用液体不断运动并与导冷件接触，形成并促进饮用液体的强迫对流换热，有效地提高制冷效率，使得饮用液体的温度迅速降低，饮用液体的强迫对流换热系数达到1000～15000W/(m²·℃)，制冷效率显著提高，制冷迅速，并且存储容器内的饮用液体温度保持均匀，不会再产生底部温度低，顶部温度高的现象，有效地提升了用户的使用体验。

本发明的制冷设备简单实用、成本相对较低，能够普遍适用于饮水机、冷饮机、果汁机等供饮设备。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是本发明一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1机壳 11加液口

111盖体 12供饮口

13进风口 14出风口

2存储容器 21进液口

22出液口 3泵送装置

4热端散热器 41风扇

5半导体制冷芯片 6导冷件

61导冷板 62扰流翅片

7导流板 8隔热层

9液体流动管路

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明提供一种流动饮用液体制冷设备，包括设有加液口11和供饮口12的机壳1，所述机壳1内部设有存储容器2、泵送装置3、液体流动管路9、半导体制冷芯片5和热端散热器4；所述存储容器2的一侧设有或一体形成有内表面暴露于该存储容器2内腔的导冷件6，所述导冷件6外表面与所述半导体制冷芯片5的冷端固定接触，所述泵送装置3设在所述存储容器2外部，并通过所述液体流动管路9与所述存储容器2形成闭环的流动液路；所述热端散热器4与所述半导体制冷芯片5热端固定接触。

本发明流动饮用液体制冷设备工作时，通过导冷件6将饮用液体的热量交换给半导体制冷芯片5的冷端，半导体制冷芯片5的冷端吸收饮用液体的热量，并通过与所述半导体制冷芯片5热端接触的热端散热器4将吸收的热量释放出去，同时泵送装置3与存储容器2通过液体流动管路9形成闭环的流动液路，使得存储容器2内的饮用液体从出液口5泵出经液体流动管路2后再从进液口21流进，使存储容器2内的饮用液体处于外部循环流动状态，促进存储容器2内饮用液体的热对流运动，避免出现存储容器2内饮用液体冷却效果不均匀的现象，从而提高饮用液体温度的均匀性。

作为一种精准控制饮用液体运动轨迹的优选具体实施方式，本发明的流动液路中形成的饮用液体运动轨迹适于引导饮用液体的热对流运动，且饮用液体适于在所述饮用液体运动轨迹的局部区域形成局部紊流。

本实施方式中，所述存储容器2上设有进液口21和出液口22，所述进液口21和出液口22的设置，可以是一个进液口21与一个出液口22通过液体流动管路9连通，也可以是一个进液口21通过分流管路与多个出液口22连通，还可以是多个进液口21经液体流动管路9连通至一个出液口22。上述泵送装置3的设置，可以是泵送装置3设于液体流动管路9上，也可以是泵送装置3直接与出液口22连接，而泵送装置3的出口与液体流动管路9连接并通至进液口22。

本实施方式中，所述进液口21设置在所述存储容器2的上部，所述出液口22设置在所述存储容器2的下部，以能够通过所述进液口21与所述出液口22之间的高度差产生的饮用液体冲击形成所述局部紊流。

一般存储容器2内的饮用液体自然热对流运动的结果是上部温度高、下部温度低，本实施方式的这种布置结构使得已经被冷却的饮用液体不断被输入到存储容器2内的上部，同时从存储容器2的下部不断抽出饮用液体进行冷却，如此循环，使得存储容器2内的上部不断填入最新被冷却的饮用液体，下部不断被抽出之前被冷却的饮用液体，人为地形成了一种与自然热对流不同的强迫对流运动，使得存储容器2内的水流动范围更大，同时由于进液口21与存储容器2内的液面之间形成高度差，使得输入的饮用液体冲击液面，形成一处局部紊流，从而使得水温也更加均匀。

本实施方式中，所述导冷件6包括导冷板61和位于所述导冷板61内表面的扰流翅片62，所述扰流翅片62凸至所述存储容器2内腔内。

所述导冷板61的外表面与半导体制冷芯片5的冷端接触以传递热量，扰流翅片62使存储容器2内饮用液体在强制热对流运动的运动轨迹上形成局部紊流，进一步增强冷能扩散和液体混合，提高了制冷效率。

进一步地，所述扰流翅片62的外部罩设有导流板7，所述导流板7与导冷板61之间形成导流通道，所述液体流动管路9经进液口21通至导流通道，存储容器2内的饮用液体经液体流动管路9直接通至导流通道内与导冷件6接触制冷，同时增大了导冷件6附近饮用液体的流动速度，提高了饮用液体与扰流翅片之间的换热系数，提升制冷效率。

其中，所述导流板7为竖直设置，且所述导流通道为漏斗状结构，所述液体流动管路9的进液端插至导冷件6的顶部，饮用液体进入导流通道后通过导流板7引导至其底部流出，漏斗状的导流通道增加了饮用液体与导冷件6的接触时间。为了提高存储容器2内液体流动管路9的结构稳定性，导流板7的顶部可设有供液体流动管路9穿过的通孔。

本实施方式中，所述导冷件6可以与存储容器2可拆卸地密封性连接，例如在存储容器2的侧壁上形成有导冷件安装开口，所述导冷件6安装到所述存储容器2的侧壁上以封闭所述导冷件安装开口。

具体地，所述导冷件6安装开口周围的外侧壁上设有侧壁安装孔，所述导冷板61上设有与侧壁安装孔相互匹配的导冷板安装孔，所述导冷板61通过安装孔安装到存储容器2外侧壁上，以封闭导冷件安装开口，并通过密封圈进行密封安装，并使得所述扰流翅片62通过导冷件安装开口凸出到所述存储容器2内腔内；或者在所述存储容器2外侧壁上设置与所述导冷板61相配合的凹槽，在所述凹槽上开设导冷件安装开口，并在导冷件安装开口周围的凹槽上设侧壁安装孔，在所述导冷板61上设有与侧壁安装孔相互匹配的导冷板安装孔，所述导冷板61通过安装孔安装到凹槽内，以封闭导冷件安装开口，并通过密封圈进行密封安装，并使得所述扰流翅片62通过导冷件安装开口凸出到所述存储容器2内腔内。

采用上述可拆卸的安装形式有利于对存储容器2、导冷板61的清洁与维护，导冷件6也可以是与存储容器2一体形成的。

本实施方式中，所述存储容器2外周设有隔热层8，所述导冷件6和泵送装置3均位于所述隔热层8内。

通过设置隔热层8，能够减少外部热量进入存储容器2和导冷件6，从而提高制冷效果。

本实施方式中，所述机壳1上还设有进风口13和出风口14，所述热端散热器4为带有风扇41的风冷散热器或水冷散热器或热管散热器，所述风扇41设在所述出风口14处，所述进风口13设在所述机壳2底部。

通过风扇41运行将热端散热器4释放出的热量从出风口14排出，机壳1外的气流从进风口13进入机壳1内部源源不断的补充由出风口14排出的气体，从而在出风口14和进风口13之间形成了一个散热风道，可以起到良好的散热效果。

本实施方式中，所述加液口11设在所述机壳1顶部，所述供饮口12设在所述机壳1前部，所述供饮口12处设有液体控制开关，所述加液口11和供饮口12均与所述存储容器2相连通。

通过加液口11可以向存储容器2内加入饮用液体，制冷后的饮用液体通过供饮口12提供饮用。

其中，所述加液口11内设有过滤器，用于对进入存储容器2内的饮用液体进行过滤，所述加液口11顶部设有盖体111，避免外界杂质通过加液口11进入饮用液体。

本实施方式中，所述机壳1上安装有水位表。

通过水位表可以显示存储容器2内的水位，方便在饮用液体不足时及时添加。

综上，本发明的流动饮用液体制冷设备使得待冷却的饮用液体不断运动且与导冷件6接触，同时相对精确地控制饮用液体的运动轨迹，使得饮用液体的运动顺应并强化其热对流运动，并在饮用液体的运动轨迹上人为地形成至少一处局部紊流，增强冷能扩散和饮用液体混合，提高了制冷效率，并使得饮用液体温度均匀。经过测试证实，本发明的流动饮用液体制冷设备通过控制存储容器2内不同区域的饮用液体不断运动并与导冷件6接触，形成并促进饮用液体的强迫对流换热，有效地提高制冷效率，使得饮用液体的温度迅速降低，饮用液体的强迫对流换热系数达到1000～15000W/(m²·℃)，制冷效率显著提高，制冷迅速，并且存储容器2内的饮用液体温度保持均匀，不会再产生底部温度低，顶部温度高的现象，有效地提升了用户的使用体验。

本发明的制冷设备简单实用、成本相对较低，能够普遍适用于饮水机、冷饮机、果汁机等供饮设备。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种流动饮用液体制冷设备，其特征在于，包括设有加液口(11)和供饮口(12)的机壳(1)，所述机壳(1)内部设有存储容器(2)、泵送装置(3)、液体流动管路(9)、半导体制冷芯片(5)和热端散热器(4)；

所述存储容器(2)的一侧设有或一体形成有内表面暴露于该存储容器(2)内腔的导冷件(6)，所述导冷件(6)外表面与所述半导体制冷芯片(5)的冷端固定接触；

所述泵送装置(3)设在所述存储容器(2)外部，并通过所述液体流动管路(9)与所述存储容器(2)形成闭环的流动液路；

所述热端散热器(4)与所述半导体制冷芯片(5)热端固定接触。

2.根据权利要求1所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述流动液路中形成的饮用液体运动轨迹适于引导饮用液体的热对流运动，且饮用液体适于在所述饮用液体运动轨迹的局部区域形成局部紊流。

3.根据权利要求2所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述存储容器(2)上设有进液口(21)和出液口(22)，所述进液口(21)设置在所述存储容器(2)的上部，所述出液口(22)设置在所述存储容器(2)的下部，以能够通过所述进液口(21)与所述出液口(22)之间的高度差产生的饮用液体冲击形成所述局部紊流。

4.根据权利要求1所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述导冷件(6)包括导冷板(61)和位于所述导冷板(61)内表面的扰流翅片(62)，所述扰流翅片(62)凸至所述存储容器(2)内腔内。

5.根据权利要求4所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述扰流翅片(62)的外部罩设有导流板(7)，所述导流板(7)与所述导冷板(61)之间形成导流通道，所述液体流动管路(9)经所述进液口(21)通至所述导流通道。

6.根据权利要求5所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述导流板(7)竖直设置，且所述导流通道形成为漏斗状结构。

7.根据权利要求1所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述存储容器(2)的侧壁上形成有导冷件安装开口，所述导冷件(6)安装到所述存储容器(2)的侧壁上以封闭所述导冷件安装开口。

8.根据权利要求1所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述存储容器(2)外周设有隔热层(8)，所述导冷件(6)和泵送装置(3)均位于所述隔热层(8)内。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述机壳(1)上还设有进风口(13)和出风口(14)，所述热端散热器(4)为带有风扇(41)的风冷散热器或水冷散热器或热管散热器，所述风扇(41)设在所述出风口(14)处，所述进风口(13)设在所述机壳(1)底部。

10.根据权利要求1所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述加液口(11)设在所述机壳(1)顶部，所述供饮口(12)设在所述机壳(1)前部，所述供饮口(12)处设有液体控制开关，所述加液口(11)和供饮口(12)均与所述存储容器(2)相连通。

11.根据权利要求10所述的流动饮用液体制冷设备，其特征在于，所述加液口(11)内设有过滤器，所述加液口(11)顶部设有盖体(111)。

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