一种一体式制冰机

技术领域

本发明涉及制冷机技术领域，具体为一种一体式制冰机。

背景技术

随着生产生活的不断提高，制冷设备已融入了千家万户的生活之中，制冷机是将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器，从较低温度物体转移的热量习惯上称为冷量，制冷的温度范围通常在120K以上，120K以下属深低温技术范围，制冷机广泛应用于工农业生产和日常生活中。

目前市面上，特别是小型化的一些制冰机装置都有使用半导体制冷技术，但是这些装置在制冰时，由于制冰盒的结构仅为常见的凹槽，热交换面仅为凹槽面，且制冰盒与制冷芯片接合结构设计不合理，导致制冷片所产生冷量无法高效、快速传导，实现制冰盒中的水制成冰块，即使能制成冰块，也需要很长的时间才能制成。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种一体式制冰机，以解决上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种一体式制冰机，包括机体外壳、风扇、散热器、制冷芯片、控制主板、保温层、制冰盒及顶盖，所述制冰盒与所述制冷芯片的一面接合，所述散热器与所述制冷芯片的另一面接合，所述风扇与所述散热器的翅片端接合，所述制冷芯片与所述控制主板电连接，所述制冰盒外围设置有所述保温层，所述制冰盒设有凹槽，所述凹槽内设有凸起部。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括绝热连接件，所述散热器通过所述绝热连接件与所述制冰盒相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括温度传感器，所述温度传感器与所述制冰盒接合，或嵌于所述制冰盒内，并且所述温度传感器与所述控制主板电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述机体外壳的前后两侧设有进风孔，所述机体外壳的底部设有散热孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述机体外壳内设有放置仓，所述控制主板位于所述放置仓内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述保温层的底部设有开口，所述制冷芯片位于所述开口中。

作为本发明的一种优选技术方案，所述保温层的底部设置有密封垫，且所述密封垫覆盖于所述保温层和所述制冰盒的缝隙处。

作为本发明的一种优选技术方案，所述制冰盒的底部设有连接孔，所述绝热连接件通过所述连接孔与所述制冰盒相连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述绝热连接件为塑料螺栓，或者所述绝热连接件包括金属螺栓与绝热套垫，所述绝热套垫套接在所述金属螺栓上。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种一体式制冰机，具备以下有益效果：

1、该一体式制冰机，采用面与面的贴合方式，即通过将制冰盒直接与制冷芯片的冷端面进行低热阻接合，可确保制冷芯片产生的冷量高效传导至制冰盒中，最终实现快速制冰的效果，同时保温层可确保冷量的散失。

2、该一体式制冰机，通过制冰盒的凹槽中设置的凸起部，对凹槽中液体形成立体传冷结构，增加换热面积，大幅降低冷量传输距离，减小冷量从壁面到液体的传导热阻，使制冰盒的冷量快速、高效传导至凹槽中待冻冰的液体。

3、该一体式制冰机，通过绝热连接件将制冰盒、制冷芯片及散热器连接起来，以确保制冷芯片的冷热端面分别与制冰盒、散热器有效贴合，使冷、热量得到有效传导，散热器、绝热连接件以及制冰盒间无任何金属连接，有效降低了热短路造成的冷量损失，增大了制冷芯片传导至制冰盒的冷量，加快了制冰速度。

附图说明

图1为本发明提出的一种一体式制冰机的结构示意图；

图2为本发明提出的一种一体式制冰机的顶罩盖取下示意图；

图3为本发明提出的一种一体式制冰机的局部剖视图；

图4为本发明提出的一种一体式制冰机的机体外壳的上壳取下示意图；

图5为本发明提出的一种一体式制冰机的分解图；

图6为本发明提出的一种一体式制冰机的绝热连接件结构示意图。

图中：1、机体外壳；2、风扇；3、散热器；4、制冷芯片；5、控制主板；6、保温层；7、制冰盒；8、顶盖；9、凹槽；10、凸起部；11、绝热连接件；12、温度传感器；13、进风孔；14、散热孔；15、放置仓；16、开口；17、密封垫；18、连接孔；19、金属螺栓；20、绝热套垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，一种一体式制冰机，包括机体外壳1、风扇2、散热器3、制冷芯片4、控制主板5、保温层6、制冰盒7及顶盖8，所述制冰盒7与所述制冷芯片4的一面接合，所述散热器3与所述制冷芯片4的另一面接合，所述风扇2与所述散热器3的翅片端接合，所述制冷芯片4与所述控制主板5电连接，采用面与面的贴合方式，即通过将制冰盒7直接与制冷芯片4的冷端面进行低热阻接合，可确保制冷芯片4产生的冷量高效传导至制冰盒7中，最终实现快速制冰的效果，同时保温层6可确保冷量的散失，所述制冰盒7外围设置有所述保温层6，所述制冰盒7设有凹槽9，所述凹槽9内设有凸起部10，通过制冰盒7的凹槽9中设置的凸起部10，对凹槽9中液体形成立体传冷结构，增加换热面积，大幅降低冷量传输距离，减小冷量从壁面到液体的传导热阻，使制冰盒7的冷量快速、高效传导至凹槽9中待冻冰的液体，通过绝热连接件11将制冰盒7、制冷芯片4及散热器3连接起来，以确保制冷芯片4的冷热端面分别与制冰盒7、散热器3有效贴合，使冷、热量得到有效传导，散热器3、绝热连接件11以及制冰盒7间无任何金属连接，有效降低了热短路造成的冷量损失，增大了制冷芯片4传导至制冰盒7的冷量，加快了制冰速度。

作为本实施例的一种具体技术方案，还包括绝热连接件11，所述散热器3通过所述绝热连接件11与所述制冰盒7相连接。

本实施方案中，通过绝热连接件11将制冰盒7、制冷芯片4及散热器3连接起来，以确保制冷芯片4的冷热端面分别与制冰盒7、散热器3有效贴合，使冷、热量得到有效传导。

作为本实施例的一种具体技术方案，还包括温度传感器12，所述温度传感器12与所述制冰盒7接合，或嵌于所述制冰盒7内，并且所述温度传感器12与所述控制主板5电连接。

本实施方案中，通过设置的温度传感器12感知制冰盒7的温度，当低于某个设定的温度阈值时，判定制冰完成，并可进行报警提示。

作为本实施例的一种具体技术方案，所述机体外壳1的前后两侧设有进风孔13，所述机体外壳1的底部设有散热孔14。

本实施方案中，风扇2经进风孔13引入新风，经散热孔14引出热风。

作为本实施例的一种具体技术方案，所述机体外壳1内设有放置仓15，所述控制主板5位于所述放置仓15内。

本实施方案中，控制主板5用于与风扇2、制冷芯片4及温度传感器12电性连接并进行控制。

作为本实施例的一种具体技术方案，所述保温层6的底部设有开口16，所述制冷芯片4位于所述开口16中。

本实施方案中，使得制冷芯片4的冷端面直接与制冰盒7相接触，进行低热阻接合。

作为本实施例的一种具体技术方案，所述保温层6的底部设置有密封垫17，且所述密封垫17覆盖于所述保温层6和所述制冰盒7的缝隙处。

本实施方案中，密封垫17起到密封的作用，以减少较多的冷量流失。

作为本实施例的一种具体技术方案，所述制冰盒7的底部设有连接孔18，所述绝热连接件11通过所述连接孔18与所述制冰盒7相连接。

本实施方案中，绝热连接件11通过连接孔18与制冰盒7相连接，以确保制冷芯片4的冷热端面分别与制冰盒7、散热器3有效贴合，制冰盒7中由凹槽9及凸起部10结构组成，为便于冷量传导，本体材质选择为金属，如铝、铜等，凹槽9中盛放用于制冰的水，通常制冰盒7的底面为平面，用于接收制冰所需的冷量，凹槽9的壁面及凸起部10的表面与水接合，实现制冰盒7冷量向水的冷量传导，冷量从制冰盒7的外底部传导至金属材质的制冰盒7中后，由凹槽9的内壁面传导至用于制冰的水，冷量传导距离为四周内壁面至凹槽9的中心，整个制冰过程则是通过壁面向水传导冷量，使凹槽9中的水降温、制冷，随着水温的逐步降低，首先在内壁面冷冻成冰，再在此基础上，一层一层逐渐叠加冻冰，直至凹槽9中心，从而完成整个制冰过程，凹槽9制冰过程是由外壁面至中心，由于冰的导热系数约在2.22W/m k，与金属导体相比，导热系数较小，即冷量传导热阻较大，而制冰过程则是冷量穿透已冷冻的冰一层层凝结，相对凹槽9的壁面，随着冰一层一层凝结厚度增加，冷量传导热阻也逐渐增大，每层冰的凝结时间会逐步加长，特别是接近凹槽9的中心，即冰块中心部位的水凝结成冰的时间非常长，而通过在凹槽9内设置凸起部10，产生了两个积极效果，第一，增加了冷量与水热交换的壁面面积，假设凹槽9的内壁面积为S

作为本实施例的一种具体技术方案，所述绝热连接件11为塑料螺栓，或者所述绝热连接件11包括金属螺栓19与绝热套垫20，所述绝热套垫20套接在所述金属螺栓19上。

本实施方案中，由于金属螺栓19连接了最低温度部件与最高温度部件，即制冰盒7和散热器3，因此，两个部件会通过金属螺栓19形成热短路，为减小热短路造成的冷量损失，在金属螺栓19上套接绝热套垫20，对制冰盒7与散热器3之间进行隔热，同时，根据安装需要，可置入弹片或弹簧，一方面用于平衡多个金属螺栓19对散热器3的拉紧力，另一方面吸收不同温度材料形变产生的应力变化，最终确保制冷芯片4的冷热端面分别与制冰盒7、散热器3有效贴合，使冷、热量得到有效传导。

本发明的工作原理及使用流程：在使用时，制冰启动后，制冷芯片4开始通电工作，制冷芯片4的热端产生的热量通过散热器3结合风扇2，实现与环境间的热交换达到向四周环境空间的散热，而制冷芯片4的冷端产生的冷量通过与制冰盒7的面与面的直接接合，将冷量传导至制冰盒7上，再通过制冰盒7的凹槽9壁面及凸起部10壁面传导至凹槽9中的液体，对液体进行制冷降温，在凹槽9及凸起部10壁面一层一层冷冻结冰，直至整个凹槽9中的液体全部冷冻成冰块，通过设置的温度传感器12感知制冰盒7的温度，当低于某个设定的温度阈值时，判定制冰完成，并可进行报警提示。

综上所述，该一体式制冰机，采用面与面的贴合方式，即通过将制冰盒7直接与制冷芯片4的冷端面进行低热阻接合，可确保制冷芯片4产生的冷量高效传导至制冰盒7中，最终实现快速制冰的效果，同时保温层6可确保冷量的散失；通过制冰盒7的凹槽9中设置的凸起部10，对凹槽9中液体形成立体传冷结构，增加换热面积，大幅降低冷量传输距离，减小冷量从壁面到液体的传导热阻，使制冰盒7的冷量快速、高效传导至凹槽9中待冻冰的液体；通过绝热连接件11将制冰盒7、制冷芯片4及散热器3连接起来，以确保制冷芯片4的冷热端面分别与制冰盒7、散热器3有效贴合，使冷、热量得到有效传导，散热器3、绝热连接件11以及制冰盒7间无任何金属连接，有效降低了热短路造成的冷量损失，增大了制冷芯片4传导至制冰盒7的冷量，加快了制冰速度。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。