CN1288511A - 热电水冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水冷却器(10),它具有一个用于冷却位于冷却器储水槽(14)内的水的热电传热组件(12)。该水冷却器包括一个传感器(120,222,320—322,420),它被安装在一个可检测在冷却器储水槽内所生成的冰层(2)的位置处,并向一个调节热电组件以防止冰层过分增大的控制器提供一个信号。该水冷却器进一步包括一个空气过滤器(104),用于过滤由一个风扇抽吸的空气,该空气围绕一个与热电组件相关联的吸热器(62)循环,其中,适于快捷容易地接近和取出空气过滤器以便定期地进行清理或更换。热电组件和空气过滤器作为一个冷却器子组件的一部分,该冷却器于组件适于快捷而容易地与一个水冷却器壳体组装在一起以便冷却储水槽内的水,同时也可快捷而容易地从水冷却器壳体上拆卸下来,以便在需要时进行维修或更换。

Description

热电水冷却器

本发明总的来说涉及对用于冷却饮用、烹调等用水的水源的装置和系统的改进。更具体地说，本发明涉及对那种装有一紧凑的热电传热组件的水冷却器的改进，以便无噪声地冷却位于冷却器储水槽内的水。

瓶装水冷却器在本领域中是公知的，它用于以一种方便的方式和位置容纳较纯净的水的水源，以便准备好可基本上即刻供水和使用。这种水冷却器通常包括一个向上开口的储水槽，该储水槽适于接纳和支撑一个倒置的容量通常为3-5加仑的水瓶，从而瓶装水可以向下流入冷却器的储水槽内。可在任何时刻操作冷却器壳体前面的一个出水嘴以便按选定的水量放出水。这种瓶装水冷却器广泛地用于提供一种清洁和安全的引用水源，特别是在当地的水源可能或被怀疑含有某些超标的污染物的区域提供这种清洁而安全的饮用水源。在本领域中另外一种所谓的就地使用的水冷却器(point-of-usewater coolers)也是公知的，其中，该冷却器与供水管路相连并包括水过滤和/或净化装置，例如用于净化供向冷却器储水槽的水的反渗透装置。

在上述类型的许多水冷却器中，需要在冷却器储水槽内将水致冷到一个较低的温度，以提供一个令人感到十分舒适和新鲜的饮用水源。但是，这种水冷却器的致冷设备通常都由传统的压缩机型的机械致冷系统构成，而该系统会不合乎需要地增加总体成本、复杂程度，加大设备尺寸，并增加操作噪音水平以及水冷却器所需的能耗。有人已提出了采用较为紧凑的低噪音热电传热组件的另外的冷却系统方案，例如美国专利5,072,590中所表示和描述的系统。在这些方案中，安装有一个热电组件，其冷端被布置成和冷却器储水槽内的水进行热交换，而其热端则与一个吸热器相联，用于耗散从水中吸收的热量。通常设置一冷却扇以循环吸热器上方的空气，从而改善传热效率。

尽管热电冷却器系统的结构比较简单，操作噪音低，但这类系统显示出十分重要的缺点，这些缺点限制了它们被广泛地采用。更具体地说，与传统的压缩机型致冷系统相比，热电组件的致冷能力较小，从而使得当从储水槽中取出大量的水或连续几次从储水槽中取出水之后，其恢复时间较长。为了弥补这一缺点，通常使热电组件操作以便在储水槽内形成一个冰层，从而在大量地取水后能基本上立即冷却补充的水。然而不幸的是，这种对用于迅速冷却补充水的冰层的依赖要求热电组件基本上不间断地工作，从而造成过多的能量消耗并有使储水槽被冻结的危险。一种试图控制冰层增长的方法包括使用安装在储水槽内某一位置处的挡板以防止储水槽冻结，但使用这种挡板并未解决能耗过大的问题。另一种方案则包括通过控制用于根据周围空气的温度变化来使对流气体循环经过吸热器的冷却风扇的速度而调节与储水槽的传热速度。但是，这后一种方案仍未解决能耗过多的问题，同时它一般也不是很有效的，因为由集聚在温度传感器表面上的污物和灰尘而使得温度读数不够精确。有人建议采用空气过滤器以便控制灰尘和污物向温度传感器表面上的集聚，但这些过滤器很难被触及以便进行清理或更换。

因此，明显需要对具有用于在冷却器储水槽内冷却水的热电传热组件的那种水冷却器进行改进，特别是需要提供一种改进的系统，它用于以防止形成过多的冰层同时降低总能量需求的方式控制热电传热组件。此外，需要进一步改进以便易于接触与吸热器冷却风扇相关联的空气过滤器。本发明能够满足这些要求并可提供进一步的有关优点。

根据本发明，提供了一种改进的水冷却器，它设有一个用于冷却冷却器储水槽内的水的热电传热组件。该热电组件安装在一个导热的冷却器探头的基部上，该探头位于一个与储水槽内的水可进行热交换的位置处，例如可被直接伸入储水槽中。热电组件的冷端被布置成可与冷却器探头进行热交换，而该组件的热端被布置成可与吸热器进行热交换。冷却器探头还带有一个置于储水槽内的传感器，用于检测其中的冰层，并给一个控制器发出信号，该控制器以控制冰层的尺寸及生长的方式调整组件的操作。

在一个优选方案中，传感器包括一个呈小探针形式的电导传感器，它被安装成从在储水槽内的冷却器探头的尖端或末端凸出一小段距离。该电导传感器与一个如美国专利No.5,580,444中所述的那种电导测定线路相关联，构成控制器的一个部分，用于周期性地监测在传感器尖端上的一对暴露电极之间的电导率。因而当所检测到的电阻值显著增大时，该电导传感器可检测到冰层增长到足以覆盖住探头。根据所检测到的冰层已覆盖电导传感器的信息，控制器调整供给热电组件的能量，以避免过度的冰层生长并降低组件的能耗。在一个优选方案中，控制器通过脉冲宽度调制或接通-断开循环来降低供给热电组件的能量。此外，或者按另一种方案，控制器可通过改变冷却风扇的速度来起作用以调节热电组件的操作，所述冷却风扇用于抽取横过或经过吸热器的空气，以便散发由电热组件从储水槽的水中吸取出来的热量。

在吸热器的进气侧设有一个空气过滤器以便滤除对流的空气流中的灰尘和颗粒，从而防止灰尘和颗粒集聚在吸热器的表面上。空气过滤器安装在位于便于触及的冷却器的壳体上，例如在冷却器壳体前方的一个滑动式托盘上，从而能够方便、快捷地将空气过滤器卸下以便清洗和/或更换。

热电组件被牢固地夹持在冷却器探头的下端与吸热器之间，同时这些部件又与冷却风扇和底座组装在一起以提供一个适于快速而容易地安装到水冷却器的壳体上和/或从该壳体上卸下的紧凑的冷却器子组件。在一个优选方案中，该冷却器子组件被设计成可快捷、容易地安装到一个台式水冷却器的紧凑壳体的一个敞开的下端内，其中冷却器子组件及壳体包括有可相互接合的、用于简化连接和拆卸的闩锁构件，例如可通过在其间进行扇形的转动，接合或分离闩锁构件。利用这种结构，当需要时，可很容易并快捷地将整个冷却器子组件从冷却器壳体上拆卸下来以进行修理或维护。

也可以提供其它形式的传感器结构，例如安装在冷却器探头上或之内的温度传感器。温度传感器检测显示冰层生长的温度变化，给控制器发出信号以使之适当地调节热电组件。在另外一种替代方案中，可利用安装在储水槽上或之内的光学检测装置监测冰层的生长。

通过下面结合以举例的方式来说明本发明的原理的附图所进行的详细描述，本发明的其它特征和优点将会变得更加明显。

下面的附图示出了本发明，其中：

图1是说明根据本发明的新颖特征包含有热电冷却器装置的一种台式水冷却器的透视图；

图2是大致沿着图1中的2-2线截取的垂直剖视图；

图3是大致沿着图2中的3-3线截取的横向垂直剖视图；

图4a和4b是表示图1-3所示水冷却器各个部件的组件的分解透视图；

图5是一个示意图，用以说明用于控制水冷却器操作的一个控制器；

图6是用以说明根据本发明的一个替代优选实施方式的冷却器探头的部分垂直剖视图；

图7是一个类似于图6的表示本发明另外一种替代的优选实施方式的部分垂直剖视图；

图8是描述本发明的又一个替代的优选实施方式的示意图；以及

图9是描述本发明的进一步的替代优选实施方式的部分垂直剖视图。

如示范性的附图所示，在图1-4中总的以标号10表示的水冷却器包括一个用于冷却冷却器储水槽14内的水的热电传热组件12。热电传热组件12作为比较紧凑的冷却器子组件16(图4b)的一部分，该子组件16b适于快捷、容易地组装到水冷却器10的壳体18上同时也可很快捷、容易地从该壳体上拆卸下来。此外，冷却器子组件16包括一个传感器，例如一个电导传感器20，它直接配置在冷却器储水槽14内，用于读取反映储水槽内的冰层21(图2-3)的增长情况的电导率读数，它与一个根据电导率读数而动作从而以调整和控制冰层尺寸的方式调整冷却器子组件的动作的控制器22(图5)相结合。

说明图中所描述的水冷却器10包括一个台式冷却器，该冷却器具有一个大小紧凑、形状适合于放置在一个台子顶部(图中未示出)上的壳体18。用于这种台式冷却器的壳体18可具有一个陶瓷的或瓦器的结构，该结构限定出一个敞开的顶部，用于容纳和支撑具有一个安置在冷却器壳体的上沿26上的上凸缘24的向上开口的储水槽14。在一个优选方案中，储水槽14由模塑塑料制成，从而滑动配合地安装到壳体18内并可从壳体18内滑出地卸下，它带有一个安装在壳体内的大致为杯形并向上开口的安装座28，用以将储水槽容纳并支撑在一个正常操作的位置。图2-4示出了一个安装在储水槽14内的传统的挡板30，用于将储水槽的内部空间分隔成一个下部冷却水室32和一个储存一定量的基本上处于室温的水的上室34。分别通过在冷却器壳体18的正面上形成的一对相应的水嘴口40和42装有一对出水嘴36和38，用于分别从下室32和上室34放水。这里，构成挡板30的一部分的送水管44(图4a)提供了一个在上室34和室温出水嘴38之间的水流连接通道，就如同在该领域中所公知的并在美国专利5,192,004和5,370,276中所进一步示出和描述的那样，这些专利在此被引用为参考文献。

所示水冷却器10另外还包括一个进水管适配装置46(图2-4)，用于容纳并支撑在冷却器储水槽上方倒置的一个水瓶48(图2)。在优选实施例中，这种进水管适配装置46如美国专利5,413,152中所表示和描述的那样构造，该专利在这里也被引用为参考文献。进水管适配装置被设计成与水瓶48上的一个带阀门的瓶盖接合并将该阀门打开，以允许水从瓶中向下流入储水槽，同时伴随着补充空气从储水槽向上流入水瓶内部。但是熟悉本领域的人员将会认识到并懂得，进水管适配装置46的采用是任选的，而且在倒置水瓶的肩部可直接固定在冷却器壳体的上沿26上的情况下，可以省略进水管适配装置46。

冷却器储水槽14具有一个在其一个底壁上形成的圆柱形柱环52，以便限定出一个用于滑动配合地接纳安装在冷却器子组件16顶部的冷却器探头56的开口54。特别是，如图2-4所最清楚地表示的那样，储水槽柱环52内部衬有一个或多个密封环58，用于当储水槽14完全安装并固定到冷却器壳体18内时，密封地与冷却器探头56的外周面滑动配合。因而，储水槽柱环52与冷却器探头56协同地密封储水槽的底部，以防止储水槽漏水，同时进而将冷却器探头56直接定位于冷却水室32内并与水直接接触。

冷却器探头56由具有较高的导热率的材料制成，例如由包括不锈钢或铝等在内的合适的金属材料制成，其表面可涂覆以一薄层环氧树脂或聚四氟乙烯以防止锈蚀。冷却器探头56的下端包括一个基本上为平面的表面，该表面保持与热电式传热组件12的冷端直接接触。一种这类传热组件可由Borg-Warner公司获得，其牌号为920-31，该组件采用具有不同特性的、以串联方式进行电连接并以并联方式进行热连接的半导体材料(P-型和N-型材料)。组件12运转以在冷端抽取或取出热能，从而经由冷却器探头56从储水槽14内的水中获得热量，并将所获得的热量在其热端传送给一个由铝等材料制成的导热的吸热器62。

如图所示，吸热器62包括一个基本上为平面的基板64，该基板借助通过基板64向上延伸并紧固到冷却器探头56中的多个螺钉66被牢牢地夹持在组件12的热端上。安装螺钉66最好穿过一个在压力下被保持在冷却器探头56和吸热器62之间的环状安装环68，以便包围热电组件12。这种安装方式有效地将组件12牢固地夹持在传热构件之间，用以高效率地将储水槽中的水的热量传送给吸热器。在组件12与相邻的器件之间可插置导热的膏型涂层或薄片(图中未示出)以增进热交换。

吸热器62包括多个从基板64向下伸出的散热翅70。翅70相互间隔开，以在其间限定出细长的用于循环冷却空气以带走所收集的热能的气流通道。如图2-4所示，一个冷却风扇72直接安装在吸热器62的下方，用于使空气循环通过散热翅70以便散热。

更具体的说，冷却风扇72最好是一个用于在风扇被旋转驱动时同轴地通过空气流的扁平的风扇组件。风扇组件包括一个紧凑的风扇护罩74，它用于将风扇组件夹持在叠置于其上的吸热器62和作为冷却器子组件16的底座78的一部分而形成的进气管76的一个端部之间。多个安装螺钉80穿过底座78上的一个凸出部82(图4b)向上延伸并进而穿过风扇护罩74，以便如图2所示地通过紧固地装配到散热翅之间的空间内而牢固地安装到吸热器62上。

如图4b所示，底座78借助多个螺钉86与一个下部支承盘84组装在一起。当组装好之后，由底座78限定出的进气管76通过一个在支承盘84上形成的开口栅格88向下通向水冷却器10的外部。在支承盘84的下侧上的短支脚90以一定的空隙将该支承盘架在一个支撑台桌的顶面上，以允许被风扇通过栅格88和进气管76向上抽吸的气流与吸热器的散热翅70进行热交换。这种对流的冷却空气流大致水平地通过散热翅70之间，进入底座78上的一个外部出气管92(图3)，在该处空气流被导向下方，以便通过多个出气口94径向地向外排放，这些出气口94是围绕着底座78的外露下周边和支承盘84而形成的。沿上述周边通常排布有多个附加翅96，以便改善热交换。

根据本发明的一个主要方面，冷却器子组件16是一个预先组装好的、用于快速而容易地安装到冷却器壳体18上的单元。即，使热电组件12夹在冷却器探头56和吸热器62之间，接着在底座78和吸热器62之间适当地装上冷却风扇72。然后将下部支承盘84紧固到底座78上，从而提供一个冷却器子组件16。底座78设有多个直立的闩锁片98，用于和在冷却器壳体18的一个敞开的底端处形成于安装环102上的闩锁定位件100接合。该安装环102可被方便地做成一个塑料的模塑件，用于特别是当壳体是用陶瓷或类似材料制成时卡扣配合地安装到一个位于壳体18的敞开下端处的内弯肋103上。这些闩锁片98和闩锁定位件100被设计成当使冷却器子组件16相对于壳体18作扇形的转动时快速地相互接合，从而快捷而容易地将冷却器子组件安装到壳体内。在安装好之后，底座78构成了一个很方便的托板以支承和定位安装座28。当冷却器子组件需要维修和/或更换时，可用相同的速度同样容易地将冷却器子组件拆散并卸下。

沿着进气管76设有空气过滤器104，用于过滤吸入并通过吸热器62的空气。该空气过滤器104包括一个装在一个开口的格式框架108上且用于对流冷空气的竖直流通通道的多孔过滤元件106。在过滤器框架108的前部形成一个牵引凸缘110以利于通过在冷却器前部限定于底座78和下部支承盘84之间的进出狭缝112将过滤器推入就位或拉出卸下。因此，可以很容易地触及空气过滤器104并将其从冷却器壳体18的前方换下。当装入过滤器时，可设置一个具有散热翅的装饰构件114，以借助于一个或多个适于可松开地接合位于支承盘84上的锁销118(图2)的锁紧臂116将进出狭缝112关闭。或者，可用位于出水嘴36,38下方的一个普通接水盘119(图4)来代替带散热翅的装饰构件114。

根据本发明的另一个主要方面，冷却器子组件16包括用于监测在冷却器储水槽14内形成的冰层21存在与否并控制该冰层的生长的电导传感器20。更具体地说，传热组件12的运转用于冷却下部储水室32内的水，并进一步超时运转以便形成一个覆盖冷却器探头56的冷表面的冰膜或冰层。为了能够在从相关出水嘴36放出水之后基本上立即冷却引入下室32内的补充水，形成并维持这个冰层21是很理想的。但是，最好还要调整该冰层21的大小以防止冻结下室32，同时进一步避免热电传热组件12过多地消耗能量。

在优选方式中所示的电导传感器20被安装在冷却器探头56的顶端或末端上，并向储水槽内伸出一小段距离。该传感器包括一个在美国专利5,580,444；5,527,450；和5,435,904中所述的那种电导探测器，这些专利在这里被引用为参考文献，所述探测器包括一对用于与水接触并周期性地读取电导率值的电极120，它们均处于控制器22的操作控制之下，该控制器包括一个在所述参考专利中描述的那种电导率测定电路。在这方面，电极120由穿过形成于冷却器探头56上的一个孔122(图2)的导线121(图5)与控制器22耦合。在本发明中，所测得的电导率的一个明显的阶梯函数式的下降表明冰层21已经长大到足以覆盖传感器20并跨接电极120。或者，将会看到，传感器20也可以安装在储水槽内的其它位置处以检测冰层在冷却器探头56上的生长。

当控制器22辨别出冰层的生长足以覆盖传感器20时，如前所述，控制器起作用以按下述方式调整冷却器子组件16的工作，即达到所需维持的冰层21，而不使冰层过分增长。如图5所示，在一个优选形式中，这种调整可通过根据冰层周期性地生长和溶化从而分别覆盖住传感器20和解除对传感器20的覆盖，使热电组件12周期性地接通-断开来实现。这种循环操作可以在检测到冰层已覆盖传感器20时立即开始，或者在这种检测之后经过一个预定时间的滞后期后开始。或者，也可通过脉冲宽度调制使热电组件12在一个降低的功率水平上工作，从而可使冰层缓慢缩小，直到当由所检测到的电导率数值的增大表明冰层已解除对传感器的覆盖时重新恢复全功率供电。另外一种可单独使用或与前面所述方式结合使用的调整方案包括当传感器20被冰层覆盖时改变冷却风扇72的速度，以降低风扇的速度，从而降低了与储水槽的热交换。不管哪种特定的调整方案或它们的结合，控制器22均对传感器20作出响应，以便当随冰层的增长和溶化而交替地覆盖和暴露传感器电极120时，确保冰层21基本上保持在预先选定的大小范围内。

如果需要，控制器22也可包括或联接一个手动的风扇速度开关23，如图5所示，以便使用者能够有选择地将风扇72的速度设定在高速档或低速档。该风扇速度开关23由此能在需要时，例如在夜间工作时，由使用者将风扇的速度及由此带来的风扇噪音设定在一个降低的水平上。风扇速度开关23可在壳体18上安装于一个方便的通常不会造成妨碍的位置处，例如在壳体18的后部。

图6示出了在另一个优选方案中的冷却器探头56，它带有一个同样安装在其尖端或末端上的传感器20，以用于监视和调整冰层21的增长。在本发明的这个变型中，包括电导传感器电极120的传感器20以一种允许调整电极尖端相对于冷却器探头56的位置的方式安装在冷却器探头56上。更具体地说，图6示出了一个传感器20，它包括一个带有一个O-型密封圈124或类似密封件的短管件123，用于在形成于冷却器探头上的孔126内滑动配合地进行位置调整。利用这种结构，如图6中的箭头128所示，能够可变地设置传感器20的位置，从而选择在传感器20检测到并开始调整冰层尺寸之前允许冰层21生长到多大尺寸。或者，可以理解，也可采用其它的传感器调节结构，例如在短管件123与冷却器探头孔126之间用螺纹形成连接。

图6同时也示出了冷却器探头56的一个优选几何形状，它包括一个安置并密封在储水槽柱环52内的直径较大的基部56′，同时具有一个直径小得多的向上伸出的冷却器探头部件56″。利用这种结构，当冰层21形成时，冰层倾向于从基部56′开始建立起近似为圆柱形的冰层，以便达到冷却器探头在储水槽内的平衡。当冷水通过适当的出水嘴36(图1)从储水槽内放出时，补充水通过挡板30(图2和3)从上室34流向下部冷水室32，与圆柱形冰层21直接接触。结果，使补充的水很快地被冷却，从而可在一个很短的时间里在下部冷水室32内供应冷却至所需低温的冷却水。

图7示出了另一种改型的冷却器探头156，它包括另外一种用于监视和探测冰层的系统。在本实施例中，冰层传感器包括一个如图所示地安装在冷却器探头156顶端上的换能器220，其中，换能器借助适当的导线158与控制器22电连接，并包括一个与储水槽内的水接触的振动杆222。该振动杆222可安装在一个适当的密封圈224内，以防止水通过探头156泄漏。在操作过程中，除非并直到被冰层所覆盖，振动杆222产生一个选定频率的振动信号，该信号由一个安装在储水槽14内的任何一个方便位置处的适当的接收器226来探测。当振动杆222被冰层覆盖时，振动信号被打断。由接收器226检测到振动信号的停止，并通过导线160适当地给控制器22发出信号，以如前所述地开始调整操作。尽管在图7中接收器226被示意地表示成安装在一个远离冷却器探头156的位置处，但可以理解，如果需要的话，该接收器也可直接安装在冷却器探头上。此外，可以理解并认识到，控制器22可被设计成监控输入到振动换能器220中的功率，并探测当冰层覆盖并使振动杆222停止进一步运动时这种功率输入的变化。

图8示出了根据本发明的另外一种冰层传感器的原理，其中，由图1-7表示和描述的在冷却器探头上的传感器由一个光学传感器系统所代替，该光学传感器系统包括一个光源320和一个安装在储水槽的相对侧、一般位于冷却器探头的相对侧的光探测器322。光源和探测器320,322相互对准地定位以便使得从光源320发出的光束能横过冷却器探头56的顶端地被探测器322所接收。当冰层21长大到足够的尺寸时，冰层遮断光束。控制器22与探测器322耦合，从而控制器可根据表示冰层的生长的这个对光束的遮断进行适当的调整操作。在一个优选系统中，光源320和光探测器322是适宜于使光信号通过储水槽14的塑料壁的红外器件。

本发明的另外一种优选方案表示在图9中，其中，传感器包括一个与控制器22耦合并具有一个嵌入冷却器探头56内的传感器球的温度传感器420。这里，传感器420基本上与位于热电组件12的冷端和冰层21和/或在储水槽14内正被冷却的液体之间的热通路在同一直线上。在这种变型中，随着冰层21在冷却器探头上的生长，冰层起将探头56和嵌入其中的传感器420与储水槽的水隔离的作用。因而，降低了热量从水中的传递，而且由传感器420检测到的温度也被降低。在一个预定的低温水平上，传感器420向控制器22发出信号，以如前所述地开始进行调整操作。在一个优选的控制布置中，控制器22以一种接通-断开或类似的循环方式操作热电组件12，使得冰层21溶化到足以脱离探头56并向上飘浮的程度。这将使探测器的基部56暴露在一个较高的温度下，由此也将传感器420暴露在一个较高的温度下，以便进行适当的调整操作。但是，由于挡板30(图9中未示出)邻近冰层21，所以将防止冰层完全脱离冷却器探头，从而组件12的恢复的致冷操作在其基部重新建立起冰层。最终的结果是该系统维持一个从探头56开始向上延伸到一个基本上靠近挡板30的点的细长冰层，以便有效地进行水冷却。尽管冰层的上端逐步地在储水槽内溶化，但冰层的整体尺寸和由此所提供的冷却能力却增加了。

因而，本发明的热电水冷却器10提供了一个包括热电传热组件12的紧凑的冷却器子组件16，用于快捷而容易地安装到水冷却器的壳体18内并从其上卸下。该冷却器组件16包括一个便于从冷却器壳体的前面触及的空气过滤器104。此外，传感器以一种符合最佳水冷却器性能和有效地利用能量的方式将冰层的生长保持并控制在一个预定的尺寸范围内。

对于熟悉本领域的人员来说，本发明的各种进一步的改进和优点将是十分明显的。例如，尽管本发明示出并描述了一种台式水冷却器，但是可以看出并可以理解，本发明同样可适用于具有其它壳体结构的水冷却器。因此前面的描述和附图并非意图对本发明加以限制，只有所附权利要求书才限定了本发明的范围。

Claims (56)

1．一种水冷却器，包括：

一个用于接纳和储存一定量的水的储水槽；

用于从所述储水槽中排放水的排放装置；

安装成可与所述储水槽内的水进行热交换的冷却装置；以及

控制装置，它用于调整所述冷却装置以便在所述储水槽内产生一个尺寸受到控制的冰层，所述控制装置包括安装在所述冷却装置上的用于检测冰层尺寸的传感器装置以及一个控制器，该控制器对所述传感器装置作出响应以便操作所述冷却装置将冰层维持在一个预定的尺寸范围内。

2．如权利要求1所述的水冷却器，其特征在于，所述排放装置包括一个安装在所述储水槽上的出水嘴。

3．如权利要求1所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置包括一个热电传热组件，其冷端被安装成可与位于所述储水槽内的水进行热交换。

4．如权利要求1所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个电导传感器。

5．如权利要求1所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置包括一个位于所述储水槽内并与其中的水接触的冷却器探头，而且所述传感器装置包括一个安装在所述冷却器探头上并由其上伸出以便与所述储水槽内的水接触的传感器，所述控制装置调节所述冷却装置以在所述储水槽内于所述冷却器探头上生产冰层。

6．如权利要求5所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器可调节地安装在所述冷却器探头上，以允许选择所述传感器从所述冷却器探头伸入到所述储水槽内的距离。

7．如权利要求5所述的水冷却器，其特征在于，所述传感装置包括一个电导传感器，它具有一对暴露在所述储水槽内的水中的电极，所述控制器包括用于向所述电极施加电信号以读取电导率数值的装置。

8．如权利要求1所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个温度传感器。

9．如权利要求8所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置包括一个被设置成与所述储水槽内的水具有热交换关系的冷却器探头，而且，所述温度传感器被安装在所述冷却器探头内。

10．如权利要求9所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置进一步包括一个被安装成与所述冷却器探头具有热交换的关系以便冷却所述探头的热电传热组件，所述温度传感器在所述组件与所述储水槽内的水之间热学准直地安装在所述冷却器探头上。

11．如权利要求1所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置包括一个基部，该基部具有一个较大的直径并与一个从所述基部伸入到所述储水槽内的直径较小的冷却器探头器件结合在一起。

12．如权利要求1所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个具有用于向位于所述储水槽内的水发送振动信号的振动部件的换能器，和一个用于检测该振动信号的检测器。

13．如权利要求1所述的水冷却器，进一步包括一个具有将所述储水槽装于其中的壳体，所述冷却装置包括一个用于作为一个预先组装好的单元可拆卸地安装在所述壳体上的冷却器子组件，所述冷却器子组件包括一个位于所述储水槽内并与其中的水接触的冷却器探头、一个吸热器、一个夹在所述冷却器探头和所述吸热器之间的热电传热组件、以及用于以与所述吸热器进行热交换的方式来循环冷空气流的风扇装置。

14．如权利要求13所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个安装在所述冷却器探头上并从其上伸出以便接触所述储水槽内的水的传感器，所述控制装置调节所述冷却装置以便在所述储水槽内于所述冷却器探头上形成冰层。

15．如权利要求13所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个安装在所述冷却器探头内的温度传感器。

16．如权利要求13所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却器子组件进一步包括一个基部，该基部具有一个安装于其上的所述风扇装置并限定出一个进气管和一个出气管，以便允许气流通过冷空气流通道。

17．如权利要求16所述的水冷却器，进一步包括一个沿所述进气管安装的空气过滤器。

18．如权利要求17所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却器子组件的所述基部限定出一个敞开的进出狭缝，用于当所述冷却器子组件安装在所述壳体上时，允许触及并拆卸和更换所述空气过滤器。

19．如权利要求18所述的水冷却器，其特征在于，所述进出狭缝允许从所述壳体的前面触及所述空气过滤器。

20．如权利要求18所述的水冷却器，进一步包括用于可拆卸地关闭所述进出狭缝的装置。

21．如权利要求20所述的水冷却器，其特征在于，所述的用于可拆卸地关闭所述进出狭缝的装置包括一个位于所述排放装置下方的接水盘。

22．如权利要求1所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置包括：一个用于耗散从所述储水槽内的水中吸取的热能的吸热器；用于与所述吸热器形成热交换关系地循环冷空气流的风扇装置；限定出一个进气管和一个出气管从而允许空气通过冷空气流通路流过所述吸热器的装置；一个沿所述进气管安装的空气过滤器；以及限定出一个敞开的进出狭缝以便可触及并拆卸和更换所述空气过滤器的装置。

23．如权利要求22所述的水冷却器，其特征在于，所述进出狭缝允许从储水槽的前侧接近所述空气过滤器。

24．如权利要求23所述的水冷却器，进一步包括一个用于可拆卸地关闭所述进出狭缝的接水盘，所述接水盘位于所述排放装置的下方。

25．如权利要求22所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置包括一个热电传热组件，该组件具有一个被安装成与所述储水槽内的水具有热交换的关系的冷端，及一个被安装成与所述吸热器具有热交换关系的热端。

26．如权利要求22所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个电导传感器。

27．如权利要求22所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个温度传感器。

28．如权利要求27所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置包括一个被设置成与所述储水槽内的水具有热交换关系的冷却器探头，并且，所述温度传感器被安装在所述冷却器探头内。

29．如权利要求28所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却装置进一步包括一个被安装成与所述冷却器探头具有热交换关系以便冷却所述探头的热电传热组件，所述温度传感器被安装在所述冷却器探头上，热学准直地位于所述组件和所述储水槽内的水之间。

30．如权利要求22所述的水冷却器，进一步包括用于控制所述风扇装置的速度的装置。

31．一种水冷却器，包括：

一个壳体；

一个安装在所述壳体内的储水槽，用于接纳和储存一定量的水；

连接到所述储水槽上的出水嘴装置，用于从其中排放水；以及

一个作为预先组装好的部件安装到所述壳体上的冷却器子组件，所述冷却器子组件包括：一个被安装成与所述储水槽内的水具有热交换关系的冷却器探头；一个吸热器；一个夹持在所述冷却器探头与吸热器之间的热电传热组件，其冷端与所述冷却器探头热接触，其热端与所述吸热器热接触；用于循环冷空气流使之与所述吸热器进行热交换的风扇装置；以及底座装置，它具有安装于其上的所述风扇装置并限定出一个进气管和一个出气管，以允许气流通过冷空气流通路流过所述吸热器。

32．如权利要求31所述的水冷却器，其特征在于，所述风扇装置被安装成夹持在所述吸热器与所述进气管之间。

33．如权利要求31所述的水冷却器，进一步包括用于控制所述风扇装置的运转速度的装置。

34．如权利要求31所述的水冷却器，进一步包括一个沿所述进气管安装的空气过滤器。

35．如权利要求34所述的水冷却器，其特征在于，所述底座装置限定出一个敞开的进出狭缝，用于允许当所述冷却器子组件被安装到所述壳体上时，可以接近和移出并更换所述空气过滤器。

36．如权利要求35所述的水冷却器，其特征在于，所述进出狭缝允许从所述壳体的一个前侧接近所述空气过滤器。

37．如权利要求36所述的水冷却器，进一步包括用于可拆卸地关闭所述进出狭缝的装置。

38．如权利要求37所述的水冷却器，其特征在于，所述用于可拆卸地关闭所述进出狭缝的装置包括一个位于所述出水嘴装置下方的接水盘。

39．如权利要求31所述的水冷却器，进一步包括控制装置，它用于调节所述热电组件，以便在所述储水槽内生产一个规定尺寸的冰层，所述控制装置包括安装在所述储水槽内、用于检测冰层尺寸的传感器装置，以及一个控制器，它可响应所述传感器装置以便操作所述热电组件，从而将冰层维持在一个预定的大小范围内。

40．如权利要求39所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个电导传感器。

41．如权利要求39所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个温度传感器。

42．如权利要求39所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却器探头位于所述储水槽内并与其中的水接触，同时其进一步的特征为，所述传感器装置包括一个安装在所述冷却器探头上并从其上伸出以便与所述储水槽内的水接触的传感器，所述控制装置调整所述热电组件以便在位于所述储水槽内的所述冷却器探头上形成冰层。

43．如权利要求42所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器被可调节地安装在所述冷却器探头上，从而允许选择所述传感器从所述冷却器探头伸入到所述储水槽中的距离。

44．如权利要求42所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器包括一个电导传感器，它具有一对暴露在储水槽内的水中的电极，所述控制器包括用于将电信号施加到所述电极上以便读取电导率数值的装置。

45．如权利要求39所述的水冷却器，其特征在于，所述传感器装置包括一个换能器，该换能器具有一个用于向所述储水槽内的水发出振动信号的振动部件；以及用于检测所述振动信号的检测器。

46．如权利要求41所述的水冷却器，其特征在于，所述温度传感器被安装在所述冷却器探头内，热学准直地介于所述吸热器和所述储水槽内的水之间。

47．如权利要求31所述的水冷却器，其特征在于，所述冷却器子组件可拆卸地安装在所述壳体的一个敞开的下端中。

48．如权利要求47所述的水冷却器，其特征在于，所述底座装置限定出一个向下敞开以便使空气进入所述进气管的栅格，以及多个在所述壳体下方绕其周边形成的多个出口，用以从所述出气管排出空气。

49．如权利要求48所述的水冷却器，包括在所述底座装置和所述壳体上的可相互接合的闩锁构件，用于通过相对于所述壳体成扇形地旋转所述冷却器子组件而使它们可松开的接合及分开。

50．一种水冷却器，包括：

一个壳体；

一个安装在所述壳体内的储水槽，用于接纳和储存一定量的水；

连接到所述储水槽上的出水嘴装置，用于从其中排放水；以及

用于冷却位于所述储水槽内的水的冷却装置，所述冷却装置包括：一个被安装成与所述储水槽内的水具有热交换关系的冷却器探头；一个用于耗散来自所述冷却器探头的热能的吸热器；用于以与所述吸热器进行热交换的关系循环冷却空气流的风扇装置；底座装置，它限定出一个进气管和一个出气管，以便允许气流通过冷却气流通路流过所述吸热器；以及一个沿所述进气管安装的空气过滤器；

所述底座装置限定出一个开口的进出狭缝，以允许接近和移出及更换所述空气过滤器。

51．如权利要求50所述的水冷却器，其特征在于，所述风扇装置以被夹在所述吸热器和所述进气管之间的方式安装。

52．如权利要求50所述的水冷却器，其特征在于，所述进出狭缝允许从所述壳体的前侧接近所述空气过滤器。

53．如权利要求52所述的水冷却器，进一步包括用于可拆卸地关闭所述进出狭缝的装置。

54．如权利要求53所述的水冷却器，其特征在于，用于可拆卸地关闭所述进出狭缝的装置包括一个位于所述出水嘴装置下方的接水盘。

55．一种水冷却器，包括：

一个致冷器室；

一个用于接纳和储存一定量的水的储水槽，所述储水槽可拆卸地安装在所述室内；

以与所述储水槽内的水可进行热交换的方式安装的冷却装置；以及

用于调整所述冷却装置以在所述储水槽内生成规定尺寸的冰层的控制装置，所述控制装置包括一个光源和一个光探测器，它们通常被安装在所述储水槽外部并位于所述储水槽的相对侧上，所述光源提供一个穿过所述储水槽、用于被所述光探测器检测的光束，随着冰层在所述冷却器装置上生长到一个预定的尺寸，所述光束被冰层蔽断，同时一个控制器响应于所述控制装置以操作所述冷却器装置，把冰层维持在一个预定的尺寸范围内。

56．如权利要求55所述的水冷却器，其特征在于，所述光源是一个红外光源。

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