本發(fā)明涉及一種用于通過(guò)熱交換產(chǎn)生冷水的冷水產(chǎn)生罐和具有該冷水產(chǎn)生罐的水冷卻器，并且更具體地，涉及一種用于使用冰蓄冷方案產(chǎn)生冷水的冷水產(chǎn)生罐和具有該冷水產(chǎn)生罐的水冷卻器。

背景技術(shù)：

通常，水冷卻器是用于冷卻從水龍頭或水分配器供應(yīng)的水，并將水提供給用戶的裝置。這樣的水冷卻器可主要安裝以在凈水器、水碳酸化器、冷熱水分配器等中冷卻飲用水。然而，水冷卻器可用于需要產(chǎn)生冷水的各種領(lǐng)域。

一種用于產(chǎn)生冷水的方法包括直接冷卻方法和冰蓄冷方法，在直接冷卻方法中，使用冷水罐直接冷卻容納在冷水罐中的水，在冰蓄冷方法中，使用與冰或冷流體的熱交換產(chǎn)生冷水。

在這里，在冰蓄冷方法中，通過(guò)在儲(chǔ)冰罐中容納的冷熱傳遞材料與安裝在儲(chǔ)冰罐中的熱交換管(冷水管)中流動(dòng)的水之間的熱交換，產(chǎn)生冷水。

就這一點(diǎn)而言，正常的儲(chǔ)冰(冰蓄冷)冷卻系統(tǒng)包括容納儲(chǔ)冰液體的儲(chǔ)冰罐，連接到冷卻單元以冷卻或冷凍儲(chǔ)冰液體的制冷劑管(冷卻管)，以及通過(guò)水與具有由制冷劑管降低的溫度的儲(chǔ)冰液體之間的熱交換而產(chǎn)生冷水的熱交換管。

通過(guò)在制冷劑管中流動(dòng)的低溫制冷劑在制冷劑管周圍形成一定厚度的冰，并且由于儲(chǔ)冰液體在該過(guò)程期間循環(huán)，均勻地降低儲(chǔ)冰液體的溫度。同時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)冰液體的溫度達(dá)到預(yù)定值或更小時(shí)，可停止連接到制冷劑管的冷卻單元(壓縮機(jī))的動(dòng)作。

當(dāng)冷水被抽取時(shí)，在熱交換管中流動(dòng)的水與待冷卻的儲(chǔ)冰液體進(jìn)行熱交換，由于熱交換引起的溫度升高的儲(chǔ)冰液體熔化在制冷劑管周圍形成的冰，從而通過(guò)潛熱具有降低的溫度。

在熱交換過(guò)程期間，因?yàn)闊峤粨Q管周圍的儲(chǔ)冰液體的溫度由于熱交換而降低，所以需要儲(chǔ)冰液體的充分循環(huán)以使用熱交換管平穩(wěn)地產(chǎn)生冷水。

然而，即使正常的蓄冰冷卻系統(tǒng)使用循環(huán)泵以進(jìn)行儲(chǔ)冰液體的循環(huán)(對(duì)流)，由于其中儲(chǔ)冰液體的循環(huán)不足的結(jié)構(gòu)的限制，也不可獲得足夠的冷卻效率。

(專利文獻(xiàn)1)

韓國(guó)未經(jīng)審查的專利公布第2013-0035888號(hào)(2013年4月9日出版)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

【技術(shù)問(wèn)題】

本公開的一個(gè)方面是提供一種具有最大的冷卻效率以抽取大量冷水的冷水產(chǎn)生罐，以及具有該冷水產(chǎn)生罐的水冷卻器。

本公開的一個(gè)方面是提供一種具有能夠最大化冷卻效率的結(jié)構(gòu)的冷水產(chǎn)生罐和具有該冷水產(chǎn)生罐的水冷卻器。

本公開的一個(gè)方面是提供一種具有能夠最小化由儲(chǔ)冰液體引起的冷凝的發(fā)生的結(jié)構(gòu)的冷水產(chǎn)生罐和具有該冷水產(chǎn)生罐的水冷卻器。

【技術(shù)方案】

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，一種冷水產(chǎn)生罐包括罐主體，其容納由冷卻單元冷卻的儲(chǔ)冰液體；冷卻管，其包括在罐主體中，并且被配置成冷卻容納在罐主體中的儲(chǔ)冰液體；以及冷水產(chǎn)生單元，其包括熱交換管和延伸構(gòu)件，所述熱交換管被配置成形成流動(dòng)路徑，通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換，流入的水在所述流動(dòng)路徑上變成冷水，所述延伸構(gòu)件位于熱交換管的外圓周表面中，并且被配置成增加與儲(chǔ)冰液體的接觸面積。

根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐還可包括循環(huán)單元，該循環(huán)單元被配置成使容納在罐主體中的儲(chǔ)冰液體循環(huán)。

冷水產(chǎn)生單元可安裝在罐主體的內(nèi)側(cè)以圍繞冷卻管的圓周。此外，循環(huán)單元可在從冷卻管朝向冷水產(chǎn)生單元的方向上噴射儲(chǔ)冰液體。

此外，冷卻管可具有三維的螺旋形狀，并且熱交換管可具有圍繞冷卻管的圓周的三維的螺旋形狀。

在這里，熱交換管在縱向方向上的高度可大于由冷卻管形成的螺旋的直徑。例如，熱交換管在縱向方向上的高度可以是由冷卻管形成的螺旋的直徑的1.5倍至10倍。

此外，由熱交換管形成的螺旋的直徑與由冷卻管形成的螺旋的直徑之間的差值是由冷卻管形成的螺旋的直徑的0.5倍至4倍。

此外，冷卻管和熱交換管具有一種形狀，其中在縱向方向上的每個(gè)間隙中形成空間。

此外，循環(huán)單元可被配置成從冷卻管的螺旋形狀的中心部分噴射儲(chǔ)冰液體，使得儲(chǔ)冰液體經(jīng)由在冷卻管上形成的冰流到冷水產(chǎn)生單元。

同時(shí)，循環(huán)單元可包括：噴射構(gòu)件和泵送構(gòu)件，所述噴射構(gòu)件在冷卻管的縱向方向上被布置在冷卻管的螺旋形狀的中心部分中，并且將儲(chǔ)冰液體噴射到冷卻管，所述泵送構(gòu)件被配置成吸入罐主體中的儲(chǔ)冰液體，以被供應(yīng)到噴射構(gòu)件。循環(huán)單元還可包括吸入構(gòu)件，所述吸入構(gòu)件被配置成將罐主體中的儲(chǔ)冰液體供應(yīng)到泵送構(gòu)件。

在這里，吸入構(gòu)件可設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元的圓周與罐主體之間的空間中，并且多個(gè)吸入構(gòu)件可以以預(yù)定間隔設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元的圓周上。

在這里，吸入構(gòu)件在冷卻管的縱向方向上延伸，并且包括多個(gè)噴射孔。

此外，泵送構(gòu)件可設(shè)置在罐主體的內(nèi)側(cè)，以最小化由在泵送構(gòu)件中流動(dòng)的儲(chǔ)冰液體引起的冷凝的發(fā)生。

同時(shí)，循環(huán)單元可包括阻擋構(gòu)件，該阻擋構(gòu)件被配置成限制噴射構(gòu)件和泵送構(gòu)件之間的流動(dòng)，以防止從噴射構(gòu)件噴射的儲(chǔ)冰液體直接流入泵送構(gòu)件。阻擋構(gòu)件的直徑可大于由冷卻管形成的螺旋的直徑。

此外，冷卻管和冷水產(chǎn)生單元可形成圓形的螺旋形狀，并且在兩者間保持恒定的距離。

此外，冷卻管的節(jié)距可與冷水產(chǎn)生單元的節(jié)距相同，或者是冷水產(chǎn)生單元的節(jié)距的倍數(shù)，并且冷水產(chǎn)生單元可設(shè)置成對(duì)應(yīng)于冷卻管的間隙。

此外，設(shè)置在根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐中的延伸構(gòu)件可具有從熱交換管的外圓周表面突出的形狀，并且由冰接觸構(gòu)件組成，所述冰接觸構(gòu)件被配置成與在冷卻管的圓周上形成的冰接觸。

在這里，冷水產(chǎn)生單元可安裝在罐主體的內(nèi)側(cè)，以圍繞冷卻管的圓周，并且冰接觸構(gòu)件可與在冷卻管的圓周上形成的冰接觸。

此外，冷卻管可形成三維的螺旋形狀，并且熱交換管可形成圍繞冷卻管的圓周的螺旋形狀。在這里，冷卻管和冷水產(chǎn)生單元可具有圓形螺旋形狀，并且在兩者間保持恒定的距離。

此外，熱交換管在縱向方向上的高度可大于由冷卻管形成的螺旋的直徑。此外，熱交換管在縱向方向上的高度可以是由冷卻管形成的螺旋的直徑的1.5倍至10倍。

作為本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例，冷水產(chǎn)生單元可包括圍繞冷卻管的圓周的第一部分和穿過(guò)冷卻管的內(nèi)側(cè)的第二部分，并且冰接觸構(gòu)件可在冷卻管的內(nèi)側(cè)和外側(cè)與冷卻管的圓周上形成的冰接觸。

作為本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例，冷卻管和冷水產(chǎn)生單元可在罐主體內(nèi)側(cè)在豎直方向上分層和堆疊。在這里，設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元中的冰接觸構(gòu)件的至少一部分可在其兩個(gè)側(cè)面上與冷卻管上形成的冰接觸。

作為本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例，冷卻管可設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元上方，并且冷水產(chǎn)生單元的冰接觸構(gòu)件可與形成在冷卻管上的冰接觸。在這里，冷水產(chǎn)生單元的兩個(gè)或更多個(gè)層在冷卻管的下方堆疊，并且冷水產(chǎn)生單元的冰接觸構(gòu)件可連接到冷水產(chǎn)生單元的兩個(gè)或更多個(gè)層。

同時(shí)，冷水產(chǎn)生單元的延伸構(gòu)件(冰接觸構(gòu)件)可包括多個(gè)翅片構(gòu)件，所述翅片構(gòu)件與熱交換管的圓周上的熱交換管的外圓周表面整體地形成，或者安裝在熱交換管的外圓周表面上。

此外，熱交換管可具有整體形成的圓形螺旋形狀，并且翅片構(gòu)件可以預(yù)定間隔設(shè)置在熱交換管的外圓周表面上。

另選地，熱交換管可形成整體形成的z字形圖案，并且翅片構(gòu)件可以預(yù)定間隔設(shè)置在熱交換管的外圓周表面上。

作為本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例，通過(guò)連接包括熱交換管的多個(gè)分段的熱交換管單元和翅片構(gòu)件，可形成所述冷水產(chǎn)生單元。在這里，多個(gè)分段的熱交換管單元可通過(guò)連接構(gòu)件來(lái)連接，所述連接構(gòu)件連接分段的熱交換管單元的端部。連接構(gòu)件可由柔性材料形成的管材組成。

此外，翅片構(gòu)件可具有同時(shí)連接多個(gè)熱交換管的結(jié)構(gòu)。

此外，通過(guò)連接多個(gè)分段的熱交換管單元，冷水產(chǎn)生單元可整體上形成三維的螺旋形狀。

此外，通過(guò)連接多個(gè)分段的熱交換管單元，冷水產(chǎn)生單元可整體上形成z字形圖案。

此外，通過(guò)在冷卻管的上方或下方布置單元層，冷水產(chǎn)生單元可包括多個(gè)層，其中通過(guò)連接多個(gè)分段的熱交換管單元，單元層可整體上形成z字形圖案。

同時(shí)，翅片構(gòu)件可具有矩形、圓形或橢圓形的橫截面，并且可由包括鋁或不銹鋼的材料形成。

此外，翅片構(gòu)件可具有一種結(jié)構(gòu)，其中與冷卻管相鄰的部分的寬度大于高度，并且朝向冷卻管延伸。

此外，冰接觸構(gòu)件的面向冷卻管的一部分可具有大于熱交換管的外徑的從熱交換管的外圓周表面突出的長(zhǎng)度。在這里，在冰接觸構(gòu)件的面向冷卻管的部分中，從熱交換管的外圓周表面突出的長(zhǎng)度可以是熱交換管的外徑的五倍或更少。

此外，冰接觸構(gòu)件的面向冷卻管的部分可具有一種結(jié)構(gòu)，其中從熱交換管的中心突出的長(zhǎng)度為冷卻管的中心與熱交換管之間的距離的三分之一或更多。

此外，冰接觸構(gòu)件可具有一種結(jié)構(gòu)，其中在朝向冷卻管的方向上的寬度大于垂直于朝向冷卻管的方向的寬度。

根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，一種水冷卻器包括如上所述的冷水產(chǎn)生罐，連接到冷卻管以冷卻容納在罐主體中的儲(chǔ)冰液體的冷卻單元；以及出水口，其被配置成打開和關(guān)閉以抽取在冷水產(chǎn)生單元中產(chǎn)生的冷水。

冷卻單元可形成包括壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹器的冷卻循環(huán)。冷卻管可對(duì)應(yīng)于冷卻循環(huán)的蒸發(fā)器。

此外，水冷卻器還可包括傳感器單元和控制器，所述傳感器單元被配置成測(cè)量容納在罐主體中的儲(chǔ)冰液體的溫度和在冷卻管上形成的冰的尺寸中的至少一個(gè)，所述控制器被配置成使用由傳感器單元測(cè)量的值來(lái)控制冷卻單元和/或循環(huán)單元的操作。

當(dāng)從出水口輸入水輸出信號(hào)時(shí)，控制器可控制循環(huán)單元以使儲(chǔ)冰液體循環(huán)。

同時(shí)，容納在罐主體中的儲(chǔ)冰液體可以是具有低于0℃的凝固點(diǎn)的水性溶液。

【有益效果】

如上所述，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于在設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元中的熱交換管的外圓周表面上安裝延伸構(gòu)件(翅片構(gòu)件)，所以可大大地提高儲(chǔ)冰液體與在熱交換管中流動(dòng)的水之間的熱交換效率。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于冷水產(chǎn)生單元被布置成圍繞冷卻管，并且/或者在從冷卻管朝向冷水產(chǎn)生單元的方向上噴射儲(chǔ)冰液體，所以通過(guò)最大限度地利用在冷卻管上形成的冰的潛熱，可實(shí)現(xiàn)與冷水產(chǎn)生單元的充分的熱交換。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于在設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元中的熱交換管的外圓周表面上安裝冰接觸構(gòu)件(翅片構(gòu)件)，并且冰接觸構(gòu)件與在冷卻管上形成的冰接觸，所以在熱交換管中流動(dòng)的水可通過(guò)傳導(dǎo)與形成在冷卻管周圍的冰交換熱量，從而顯著地提高熱交換效率。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于冷水產(chǎn)生單元被布置成圍繞冷卻管，并且在冷卻管周圍形成的冰的冷度通過(guò)傳導(dǎo)被傳遞到在熱交換管中流動(dòng)的水，所以可充分地和有效地利用容納在罐主體中的儲(chǔ)冰液體的熱容量，從而提高產(chǎn)生冷水的效率。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于實(shí)現(xiàn)了冰與儲(chǔ)冰液體之間通過(guò)直接傳導(dǎo)的熱傳遞，因此有可能減小儲(chǔ)冰液體的總體積。此外，因?yàn)橛锌赡苡捎诳焖贌峤粨Q和高的熱交換效效率而減小熱交換管的長(zhǎng)度，所以可最小化由于熱交換管的長(zhǎng)度增加而導(dǎo)致的流率的減小。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于通過(guò)利用說(shuō)明書和權(quán)利要求中描述的各種結(jié)構(gòu)特征而最大化冷卻效率，因此可抽取低于預(yù)定溫度的大量冷水。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于熱交換管布置在冷卻管周圍，所以可增加由熱交換管形成的螺旋的直徑。因此，甚至當(dāng)熱交換管具有與正常熱交換管相同的長(zhǎng)度時(shí)，也有可能減小熱交換管的厚度，從而提高在熱交換管內(nèi)流動(dòng)的水與儲(chǔ)冰液體之間的熱交換效率。正常的熱交換管可能需要用于彎曲熱交換管的大的角度，以便在罐主體的預(yù)定內(nèi)部空間中為熱交換管固定預(yù)定長(zhǎng)度或更長(zhǎng)的長(zhǎng)度。然而，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于由熱交換管形成的螺旋的直徑減小，所以可充分利用罐主體的內(nèi)部空間，并且可減小彎曲角度。因此，與正常的熱交換管相比，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的熱交換管可形成為薄的。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于泵送構(gòu)件容納在罐主體中，因此可防止在泵送構(gòu)件上發(fā)生冷凝。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，基于具有相同體積的儲(chǔ)冰液體，通過(guò)使用具有低于0℃的凝固點(diǎn)的水性溶液，可進(jìn)一步提高冷卻效率。

附圖說(shuō)明

圖1是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器的示意圖；

圖2是示出圖1所示的冷水產(chǎn)生罐的示例的剖視圖；

圖3是圖2所示的冷水產(chǎn)生罐的透視圖、部分剖面圖和分解圖；

圖4是示出圖3所示的冷水產(chǎn)生單元的結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖5是示出翅片構(gòu)件的修改示例的剖視圖；

圖6是示出根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐的透視圖；

圖7是示出圖6所示的冷水產(chǎn)生單元的結(jié)構(gòu)的平面圖；

圖8至圖10是示出根據(jù)本公開的其他示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生單元的結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖11和圖12是示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐的功能的剖視圖，即圖11示出了其中在冷卻管上形成冰的狀態(tài)，并且圖12示出了在抽取冷水期間儲(chǔ)冰液體的循環(huán)狀態(tài)。

圖13是示出了根據(jù)抽取杯的數(shù)量的抽取的水的溫度變化的圖，其被示出用于將本公開的示例性實(shí)施例的冷卻效果與正常產(chǎn)品進(jìn)行比較；

圖14是示出當(dāng)從根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐連續(xù)抽取冷水時(shí)儲(chǔ)冰液體與冷水之間的溫度關(guān)系的圖；

圖15是示出根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的水冷卻器的示意圖；

圖16是示出圖15所示的冷水產(chǎn)生罐的示例的剖視圖；

圖17是圖16所示的冷水產(chǎn)生罐的透視圖、部分剖面圖和分解圖；

圖18是示出圖17所示的冷水產(chǎn)生單元的結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖19是圖16所示的冷水產(chǎn)生罐的修改示例的剖視圖；

圖20是示出根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生單元和冷卻管的結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖21是示出圖20所示的冷水產(chǎn)生單元和冷卻管的前視圖的示意圖；

圖22是示出圖20所示冷水產(chǎn)生單元的組合結(jié)構(gòu)的示意平面圖；

圖23是示出圖20所示的冷水產(chǎn)生單元和冷卻管的結(jié)構(gòu)的修改示例的透視圖；

圖24是示出圖23所示的冷水產(chǎn)生單元和冷卻管的前視圖的示意圖；

圖25是示出圖20所示的冷水產(chǎn)生單元和冷卻管的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)修改示例的透視圖；

圖26是示出根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生單元和冷卻管的結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖27是示出圖26所示的冷水產(chǎn)生單元和冷卻管的前視圖的示意圖；

圖28是示出圖27所示的示例性實(shí)施例的修改示例的示意圖；以及

圖29是被示出以說(shuō)明根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生單元和冷卻管的功能的示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，如下參照附圖將描述本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以許多不同的形式來(lái)例示，并且不應(yīng)被解釋為限于本文所闡述的具體實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本公開的范圍。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，可夸大部件的尺寸和形狀。

如本文所使用的，單數(shù)形式“一個(gè)(a)”，“一種(an)”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確指示。

在本說(shuō)明書中，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的圖1至圖29所示的水冷卻器200可用于各種水處理設(shè)備，諸如冷熱水分配器，用于產(chǎn)生諸如碳酸水的功能水的功能水產(chǎn)生器，以及一般的凈水器。因此，除了稍后將描述的過(guò)濾器單元210等的組合物之外，可根據(jù)水處理設(shè)備的目的或性能來(lái)添加各種組合物。此外，顯而易見(jiàn)的是，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200和冷水產(chǎn)生罐100可應(yīng)用于還包括圖1至圖29中未示出的各種部件的水處理設(shè)備。

在下文中，將參考圖1至圖14描述根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200。

如圖1所示，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200可包括根據(jù)冰蓄冷方案產(chǎn)生冷水的冷水產(chǎn)生罐100，用于冷卻容納在冷水產(chǎn)生罐100中的儲(chǔ)冰液體的冷卻單元220，以及打開或關(guān)閉以抽取在冷水產(chǎn)生單元130中產(chǎn)生的冷水的出水口230。根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200還可包括感測(cè)儲(chǔ)冰液體的溫度等的傳感器單元180，以及根據(jù)通過(guò)傳感器單元180感測(cè)的值來(lái)控制冷卻單元220的操作的控制器c。此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200還可包括在冷水產(chǎn)生罐100的前面的過(guò)濾器單元210，以便過(guò)濾原水。

首先，過(guò)濾器單元210可對(duì)原水進(jìn)行過(guò)濾并將過(guò)濾水供應(yīng)給用戶，并且根據(jù)水處理設(shè)備的規(guī)格可包括多個(gè)過(guò)濾器或各種類型的過(guò)濾器的組合。然而，由于在一些水處理設(shè)備(諸如使用天然水的冷熱水分配器)中不一定需要過(guò)濾器單元210，所以可不將過(guò)濾器單元210設(shè)置為根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200的基本部件。

接下來(lái)，通過(guò)將容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體過(guò)冷到低于其凝固點(diǎn)的溫度，冷卻單元220可在冷卻管120周圍形成冰i。就這一點(diǎn)而言，冷卻單元220可包括用于根據(jù)一般冷卻循環(huán)壓縮制冷劑的壓縮機(jī)，用于冷凝在壓縮機(jī)中壓縮的制冷劑的冷凝器，用于蒸發(fā)在冷凝器中冷凝的制冷劑的蒸發(fā)器，用于使在蒸發(fā)器中蒸發(fā)的制冷劑膨脹的膨脹器。在這里，容納在冷水產(chǎn)生罐100中的冷卻管120可對(duì)應(yīng)于一般冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)器。但是，只要通過(guò)冷卻儲(chǔ)冰液體而在冷卻管120周圍形成冰i，如后面所述的，諸如電子冷卻裝置的公知的冷卻裝置可用作冷卻單元220。

同時(shí)，盡管冷卻管120的入口121和出口122被示出為穿過(guò)罐主體110的一個(gè)側(cè)面，以便連接到圖3中的冷卻單元220(其與在后面描述的圖17中相同)，但是可以各種方式修改冷卻管120的路徑。例如，如圖10所示，冷卻管120的入口121和出口122可被安裝成穿過(guò)罐主體110的底表面。在這里，冷卻管120的出口122的位置在圖1中(其與要在后面描述的圖15中相同)不同地示出，以便于說(shuō)明冷卻單元220和冷卻管120的連接。

此外，可設(shè)置出水口230以向用戶供給冷水。出水口230可包括根據(jù)用戶選擇而打開或關(guān)閉的關(guān)閉閥(未示出)。在這里，關(guān)閉閥可以是通過(guò)用戶選擇按鈕等操作的電子閥，或者可以是機(jī)械閥。然而，當(dāng)出水口230包括機(jī)械閥時(shí)，可需要向控制器c提供閥打開信號(hào)或閥關(guān)閉信號(hào)的單獨(dú)裝置?？赏ㄟ^(guò)出水口旋塞(cock)向用戶供給從關(guān)閉閥排出的冷水。

此外，可設(shè)置傳感器單元180以測(cè)量容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體的溫度和圍繞冷卻管120形成的冰i的尺寸中的至少一個(gè)。傳感器單元180可包括一個(gè)傳感器或兩個(gè)或更多個(gè)傳感器，以便測(cè)量在罐主體110的各個(gè)點(diǎn)處的儲(chǔ)冰液體的溫度，或者單獨(dú)地測(cè)量在冷卻管120周圍形成的冰i的尺寸(厚度)。例如，儲(chǔ)冰液體的溫度可根據(jù)罐主體120的內(nèi)部中液體的高度而變化，由于取決于溫度的密度差，用于感測(cè)儲(chǔ)冰液體的溫度的傳感器可被設(shè)置成對(duì)應(yīng)于不同的高度。此外，傳感器單元180可與冷卻管120相鄰地安裝，以便當(dāng)在冷卻管120周圍形成冰i時(shí)，感測(cè)在與冰i直接接觸或相鄰的點(diǎn)處的溫度。

同時(shí)，控制器c可被配置成使用由傳感器單元180測(cè)量的值來(lái)控制冷卻單元220和循環(huán)單元140的驅(qū)動(dòng)。

也就是說(shuō)，當(dāng)由傳感器單元180感測(cè)到的儲(chǔ)冰液體的溫度低于設(shè)定溫度，或者在冷卻管120周圍形成的冰i的尺寸(厚度)小于設(shè)定厚度時(shí)，控制器c可驅(qū)動(dòng)冷卻單元220以降低容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體的溫度，并且使在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i增加。

因此，當(dāng)儲(chǔ)冰液體的溫度達(dá)到設(shè)定溫度，或者在冷卻管120周圍形成的冰i的尺寸(厚度)變成等于或大于一定厚度時(shí)，控制器c可停止驅(qū)動(dòng)冷卻單元220。

此外，當(dāng)從出水口230輸入水輸出信號(hào)時(shí)，控制器c可控制循環(huán)單元140以使儲(chǔ)冰液體循環(huán)。

也就是說(shuō)，當(dāng)從安裝在出水口230中的關(guān)閉閥(未示出)向控制器c輸入打開信號(hào)時(shí)，控制器c可驅(qū)動(dòng)安裝在循環(huán)單元140中的泵送構(gòu)件150，以使儲(chǔ)冰液體循環(huán)。根據(jù)出水口230的打開，在冷水產(chǎn)生單元130中流動(dòng)的水可通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換而被冷卻，并且通過(guò)出水口旋塞被供應(yīng)給用戶。在該過(guò)程中，當(dāng)由傳感器單元180感測(cè)到的溫度低于設(shè)定溫度，或者在冷卻管120周圍形成的冰i的尺寸(厚度)小于設(shè)定厚度時(shí)，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)冷卻單元220。同時(shí)，當(dāng)用戶關(guān)閉關(guān)閉閥時(shí)，可向控制器c輸入關(guān)閉信號(hào)，由此控制器c可停止驅(qū)動(dòng)泵送構(gòu)件150。

同時(shí)，泵送構(gòu)件150的驅(qū)動(dòng)可在通過(guò)關(guān)閉閥輸入關(guān)閉信號(hào)之后立即停止，或者可繼續(xù)一段時(shí)間，以便使儲(chǔ)冰液體的溫度均勻。此外，甚至當(dāng)通過(guò)關(guān)閉閥輸入關(guān)閉信號(hào)時(shí)，控制冷卻單元220的驅(qū)動(dòng)可被控制以繼續(xù)，直到儲(chǔ)冰液體的溫度達(dá)到設(shè)定值，或者在冷卻管12的周圍形成的冰i的尺寸變成等于或大于一定厚度。

接下來(lái)，將參考圖1至圖5描述根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的設(shè)置在水冷卻器200中的冷水產(chǎn)生罐100。

如圖1至圖3所示，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐100可包括罐主體110、冷卻管120、冷水產(chǎn)生單元130和循環(huán)單元140，罐主體110具有預(yù)定尺寸的內(nèi)部空間并容納儲(chǔ)冰液體，冷卻管120安裝在罐主體110的內(nèi)部空間中，以冷卻容納在罐主體110內(nèi)的儲(chǔ)冰液體，在冷水產(chǎn)生單元130中，流入的水通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換而變成冷水，循環(huán)單元140使容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體循環(huán)。

罐主體110可容納由冷卻單元220冷卻的儲(chǔ)冰液體，并且包括在其內(nèi)側(cè)形成空間的罐主體111和覆蓋罐主體111的開口的罐覆蓋件115。罐主體110可具有如圖3所示的圓柱形狀，但不限于此。罐主體110可具有如圖6所示的六面體形狀。

此外，冷卻管120可對(duì)應(yīng)于上述冷卻單元220的蒸發(fā)器。冷卻管120可具有三維的螺旋形狀，并且可被布置成在罐主體110的內(nèi)側(cè)在豎直方向上伸長(zhǎng)，如圖3所示。同時(shí)，盡管基于說(shuō)明書中的附圖和權(quán)利要求，冷卻管120和熱交換管131被描述為布置成在豎直方向上伸長(zhǎng)，但是冷卻管120和熱交換管131可沿水平方向進(jìn)行布置。就這一點(diǎn)而言，在說(shuō)明書和權(quán)利要求中，豎直方向可具有與冷卻管120和熱交換管131的縱向方向相同的含義。

制冷劑可在冷卻管120的內(nèi)側(cè)流動(dòng)，并且當(dāng)冷卻單元220操作時(shí)，儲(chǔ)冰液體可被冷凍以在冷卻管120的外圓周表面上形成冰i。

通過(guò)傳感器單元180可測(cè)量冰i的厚度，傳感器單元180感測(cè)儲(chǔ)冰液體的溫度，并且/或者與冰i接觸。當(dāng)形成具有預(yù)定厚度的冰i時(shí)，冷卻單元220可被控制以停止其操作。

此外，冷水產(chǎn)生單元130可包括熱交換管131和延伸構(gòu)件135，熱交換管131形成流動(dòng)路徑，通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換，流入的水在該流動(dòng)路徑上變成冷水，延伸構(gòu)件135位于熱交換管131的外圓周表面上，以增加與儲(chǔ)冰液體的接觸面積。

熱交換管131可被布置在罐主體110中以圍繞冷卻管120的圓周。也就是說(shuō)，如圖3所示，熱交換管131可圍繞具有三維的螺旋形狀的冷卻管120進(jìn)行布置，以圍繞冷卻管120的圓周。

同時(shí)，在圖3中，盡管熱交換管131的水流入孔131a和水流出孔131b被示為穿過(guò)罐主體110的一個(gè)側(cè)面，但可對(duì)熱交換管131的路徑進(jìn)行各種修改。例如，為了便于說(shuō)明，熱交換管131的水流出孔131b的位置在圖1和圖2中與在圖3中不同地示出。

熱交換管131可像冷卻管120一樣具有三維的螺旋形狀。

同時(shí)，在說(shuō)明書和權(quán)利要求中描述的“三維的螺旋形狀”可包括其中在圖6所示的平面圖中熱交換管131或冷卻管120整體上具有多邊形結(jié)構(gòu)的形狀，以及在圖3和圖4所示的平面圖中，熱交換管131或冷卻管120整體上具有圓形結(jié)構(gòu)的形狀。也就是說(shuō)，在說(shuō)明書和權(quán)利要求中描述的“三維的螺旋形狀”可指像螺紋一樣的連續(xù)形成和卷繞的三維的形狀，而不管在平面圖中該形狀具有多邊形結(jié)構(gòu)還是圓形結(jié)構(gòu)。

由于熱交換管131被布置在冷卻管120周圍，因此由熱交換管131形成的螺旋的直徑(圖11中的d2)可大于由冷卻管120形成的螺旋的直徑。(圖11中的d1)。因此，熱交換管131可具有優(yōu)異的可加工性和成型性。

例如，韓國(guó)未經(jīng)審查的專利公布第2013-0035888號(hào)公開了以幾乎180度彎曲熱交換管，以便在罐主體的狹窄的內(nèi)部空間中安裝具有一定長(zhǎng)度(例如，5米)或更長(zhǎng)的熱交換管。在這種情況下，因?yàn)橛捎诖蟮膹澢嵌榷趶澢恐锌砂l(fā)生爆裂，所以熱交換管的厚度增加(sus材料大約為0.7mm)。然而，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于熱交換管131布置在冷卻管120的周圍，所以由熱交換管131形成的螺旋的直徑(圖11中的d2)可增大，并且由此熱交換管131的厚度可減小(對(duì)于sus材料，其厚度減少到大約0.2mm至0.3mm)。同樣，當(dāng)熱交換管131的厚度減小時(shí)，在熱交換管131中流動(dòng)的水與儲(chǔ)冰液體之間的熱交換效率可增加，并且冷卻效率(產(chǎn)生冷水的效率)也可增加。

此外，韓國(guó)未經(jīng)審查的專利公布第2013-0035888號(hào)公開了一種結(jié)構(gòu)，其中冷卻管設(shè)置在罐主體上方，并且熱交換管設(shè)置在罐主體下方。在這種情況下，由于管的密度在罐主體的下部部分為高的，而在罐主體的上部部分為低的，所以儲(chǔ)冰液體的空間利用效率降低，并且難以有效地利用儲(chǔ)冰液體。然而，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于熱交換管131設(shè)置在冷卻管120周圍，所以管的密度在罐主體110的上部部分和下部部分處都可以是均勻的。因此，不僅儲(chǔ)冰液體的空間利用效率可增加，而且可在罐主體110的上部部分和下部部分處有效地使用儲(chǔ)冰液體。也就是說(shuō)，由于熱交換管131和冷卻管120之間的距離在熱交換管131的整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)是均勻的，所以可有效地使用具有相對(duì)較低的溫度的在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i，以及在冷卻管120的周圍具有低溫的儲(chǔ)冰液體。具體地，由于在韓國(guó)未經(jīng)審查的專利公布第2013-0035888號(hào)中公開的熱交換管131具有致密的結(jié)構(gòu)，所以儲(chǔ)冰液體的流動(dòng)或混合是不充分的，導(dǎo)致儲(chǔ)冰液體的溫度不均勻。然而，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于冷卻管120和熱交換管131被布置成整體上彼此相鄰，因此可提高冷卻效率。

同時(shí)，如后面所描述的，循環(huán)單元140可具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中在從冷卻管120朝向冷水產(chǎn)生單元130的方向上，即在從罐主體110的中心向外的方向上噴射儲(chǔ)冰液體。

因此，因?yàn)楫?dāng)由于在冷卻管120周圍形成的冰i的熔化，儲(chǔ)冰液體的溫度降低時(shí)，儲(chǔ)冰液體朝向冷水產(chǎn)生單元130移動(dòng)，以與在熱交換管131中流動(dòng)的水交換熱，所以可大大地提高冷水產(chǎn)生效率。

具體地，當(dāng)調(diào)整冷卻管120和熱交換管131的節(jié)距(相鄰管之間的中心距離)以形成管之間的預(yù)定空間時(shí)，可在冷卻管120的縱向方向上的間隙中形成空間。此外，可在熱交換管131的縱向方向上的間隙中形成儲(chǔ)冰液體流過(guò)的空間。因此，在冷卻管120周圍流動(dòng)期間冷卻的儲(chǔ)冰液體可通過(guò)在冷卻管120的間隙中形成的空間容易地到達(dá)熱交換管131。此外，到達(dá)熱交換管131的儲(chǔ)冰液體也可在交換熱量之后通過(guò)在熱交換管131的間隙中形成的空間在罐主體110的向內(nèi)方向上移動(dòng)。由于這樣的流動(dòng)在從冷卻管120和熱交換管131的頂部到底部的整個(gè)長(zhǎng)度上均勻地進(jìn)行，所以冷卻效率在熱交換管131的整個(gè)長(zhǎng)度上可以是均勻的，并且可實(shí)現(xiàn)足夠的冷卻。

就這一點(diǎn)而言，冷卻管120的節(jié)距可以是冷卻管120的外徑的1.2倍至5倍，以便形成在冷卻管120的縱向方向上的間隙中的空間。在這里，當(dāng)冷卻管120的節(jié)距小于冷卻管120的外徑的1.2倍時(shí)，在冷卻管120的間隙中形成的空間的尺寸可小于冷卻管120的外徑的0.2倍，從而顯著地增加在儲(chǔ)冰液體通過(guò)期間的阻力。此外，當(dāng)冷卻管120的節(jié)距比冷卻管120的外徑大5倍時(shí)，在冷卻管120的間隙中形成的空間的尺寸可比冷卻管120的外徑大4倍，由此不僅降低了空間效率，而且縮短了預(yù)定體積中的冷卻管120的長(zhǎng)度。因此，不可進(jìn)行熱交換。

此外，冷卻管120的節(jié)距和冷水產(chǎn)生單元130的節(jié)距可相同，或者具有倍數(shù)關(guān)系，并且在這種情況下，冷水產(chǎn)生單元130可被布置成對(duì)應(yīng)于在冷卻管120的間隙中形成的空間。也就是說(shuō)，如圖2所示，當(dāng)冷水產(chǎn)生單元130的熱交換管131被布置成對(duì)應(yīng)于在冷卻管120的間隙中形成的空間時(shí)，儲(chǔ)冰液體可容易地穿過(guò)在冷卻管120的間隙中形成的空間，以到達(dá)熱交換管131。為了形成這樣的交錯(cuò)布置，冷卻管120的節(jié)距和冷水產(chǎn)生單元130的節(jié)距可相同，或者具有倍數(shù)關(guān)系。然而，甚至當(dāng)冷卻管120的節(jié)距與冷水產(chǎn)生單元130的節(jié)距不同時(shí)，也可不限制儲(chǔ)冰液體的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樵诶鋮s管120的間隙中，并且在冷水產(chǎn)生單元130的熱交換管131的間隙中形成空間。因此，本發(fā)明構(gòu)思可不限于具有上述節(jié)距方案的結(jié)構(gòu)。

此外，如圖2和圖3所示，冷水產(chǎn)生單元130的冷卻管120和熱交換管131可被構(gòu)造成在寬度方向(或直徑方向)上具有均勻的距離，并且由此冷卻效率在從冷卻管120和熱交換管131的頂部到底部的整個(gè)長(zhǎng)度上可以是均勻的。

同時(shí)，熱交換管131在縱向方向上的高度(圖11中的h)可被設(shè)定為大于由冷卻管120形成的螺旋的直徑(圖11中的d1)。因此，可減小冷卻管120的內(nèi)部空間，并且熱交換管131可與流過(guò)冷卻管120的儲(chǔ)冰液體充分接觸。

在這里，熱交換管131在縱向方向在圖11中的高度h可以是由冷卻管120形成的螺旋的直徑(圖11中的d1)的1.5倍至10倍，優(yōu)選地為1.5倍至5倍。當(dāng)熱交換管131的縱向高度h小于由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1時(shí)，由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1可變得相對(duì)較大。因此，不可有效地利用冷卻管120的內(nèi)部空間。另一方面，當(dāng)熱交換管131的縱向高度h比由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1大10倍時(shí)，罐主體110的長(zhǎng)度可變得過(guò)大，由此限制了水冷卻器200中的罐主體110的安裝，并且由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1可變得過(guò)小，從而限制了冷卻管120的模制。

此外，熱交換管131和冷卻管120可優(yōu)選地被布置成彼此相鄰，使得儲(chǔ)冰液體通過(guò)與冰i接觸而被充分冷卻，同時(shí)穿過(guò)冷卻管的間隙之間的空間120的儲(chǔ)冰液體與在熱交換管131中流動(dòng)的水交換熱量，同時(shí)不受周圍的儲(chǔ)冰液體的影響。就這一點(diǎn)而言，由熱交換管131形成的螺旋的直徑d2與由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1之間的差值(圖11中的2*l)可優(yōu)選為由冷卻管120形成的螺旋直徑d1的0.5倍至4倍。當(dāng)直徑d1和d2的差值2*l小于由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1的0.5倍時(shí)，冷卻管120和熱交換管131可非常接近彼此，在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i可延伸到熱交換管131。因此，在熱交換管131中流動(dòng)的水可凍結(jié)，并且熱交換管131可凍結(jié)并爆裂。另一方面，當(dāng)直徑d1和d2的差值2*l比由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1的大4倍時(shí)，冷卻管120和熱交換管131可非常接近彼此，熱交換管131與冷卻管120的管中心之間的距離(圖11中的l)可變成由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1的兩倍或更多。因此，可在熱交換管131和冷卻管120之間形成過(guò)大的空間，并且空間利用可不是有效的。此外，因?yàn)樵诖┻^(guò)冷卻管120的間隙中形成的空間期間由于與冰i的接觸而被冷卻并且通過(guò)與周圍的儲(chǔ)冰液體的熱交換而被再次加熱的儲(chǔ)冰液體到達(dá)熱交換管131，所以可不獲得足夠的冷卻效率。

同時(shí)，冷水產(chǎn)生單元130的延伸構(gòu)件135可包括多個(gè)翅片構(gòu)件，這些翅片構(gòu)件在熱交換管131的周圍與熱交換管131的外圓周表面整體地形成，或者安裝在熱交換管131的外圓周表面上(在下文中，延伸構(gòu)件和翅片構(gòu)件將由附圖標(biāo)記135表示)。如圖4所示，翅片構(gòu)件135可以預(yù)定間隔布置在具有螺旋形狀的熱交換管131的外圓周表面上。同時(shí)，雖然翅片構(gòu)件135在圖3和圖4中被示意性地示為與彼此接觸，但是可在翅片構(gòu)件135之間形成預(yù)定間隔，使得儲(chǔ)冰液體可通過(guò)翅片構(gòu)件135之間的空間與熱交換管131接觸，如圖4的放大視圖所示。在這里，翅片構(gòu)件135可被布置成具有預(yù)定間隔，但是不限于此。此外，翅片構(gòu)件135可安裝在與冷卻管120相鄰的熱交換管131的整個(gè)區(qū)域處，但是不限于此。當(dāng)多個(gè)分段熱交換管單元130u通過(guò)連接構(gòu)件137連接到彼此時(shí)，翅片構(gòu)件135可安裝在熱交換管131的一部分處，如圖6和圖7所示。

這種翅片構(gòu)件135可具有如圖5(a)所示的多邊形(矩形)橫截面，或者如圖5(b)所示的圓形橫截面。此外，如圖8所示，翅片構(gòu)件135可有具有大于高度的寬度的矩形形狀，以及一種結(jié)構(gòu)，其中僅僅相對(duì)于熱交換管131的面向冷卻管120的部分的寬度被伸長(zhǎng)。

翅片構(gòu)件135可由包括鋁或不銹鋼(sus)的材料形成。也就是說(shuō)，翅片構(gòu)件135可由與熱交換管131相同的材料的不銹鋼或鋁形成，以提高熱交換效率。此外，可在熱交換管131上進(jìn)行防腐蝕涂覆以防止其腐蝕。

接下來(lái)，將描述循環(huán)單元140。

如上所述，循環(huán)單元140可從冷卻管120的螺旋的中心噴射儲(chǔ)冰液體，以使儲(chǔ)冰液體經(jīng)過(guò)在冷卻管120上形成的冰i流到冷卻水產(chǎn)生單元130。

就這一點(diǎn)而言，循環(huán)單元140可包括噴射構(gòu)件160和泵送構(gòu)件150，噴射構(gòu)件160在冷卻管120的縱向方向上被布置在冷卻管120的螺旋形狀的中心部分中，并且朝向冷卻管120噴射儲(chǔ)冰液體，泵送構(gòu)件150吸入罐主體110中的儲(chǔ)冰液體，以將儲(chǔ)冰液體供給到噴射構(gòu)件160。循環(huán)單元140可附加包括將罐主體110中的儲(chǔ)冰液體供應(yīng)到泵送構(gòu)件150的吸入構(gòu)件141。

噴射構(gòu)件160可在冷卻管120的縱向方向(豎直方向)上延伸，并且具有多個(gè)噴射孔161。在這里，多個(gè)噴射孔可在噴射構(gòu)件的縱向方向上形成，如圖2和圖3所示。因此，可通過(guò)噴射構(gòu)件160在冷卻管120的縱向方向上的整個(gè)部分上噴射儲(chǔ)冰液體。

此外，泵送構(gòu)件150可由諸如泵的吸入和/或加壓裝置組成。在這里，泵送構(gòu)件150可安裝在罐主體110中，以最小化在泵送構(gòu)件150中流動(dòng)的儲(chǔ)冰液體在其上的冷凝的發(fā)生。也就是說(shuō)，當(dāng)泵送構(gòu)件150安裝在罐主體110的外部時(shí)，由于與外部空氣的溫度差，在泵送構(gòu)件150的外表面上可發(fā)生冷凝。由于冷凝而引起的水滴可導(dǎo)致觸電和短路。然而，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，通過(guò)將泵送構(gòu)件150安裝在罐主體110的內(nèi)部可基本上阻止冷凝的發(fā)生。泵送構(gòu)件150可使用能夠以浸沒(méi)在儲(chǔ)冰液體中的狀態(tài)操作的浸沒(méi)泵。

同時(shí)，多個(gè)吸入構(gòu)件141可以預(yù)定間隔布置在冷水產(chǎn)生單元130的圓周上。也就是說(shuō)，吸入構(gòu)件141可優(yōu)選地布置在冷水產(chǎn)生單元130和罐主體110之間的空間中，以便將儲(chǔ)冰液體重新供應(yīng)到泵送構(gòu)件150，該儲(chǔ)冰液體從噴射構(gòu)件160噴射，然后在穿過(guò)冷卻管120期間被冷卻，然后通過(guò)與熱交換管131的熱交換而被加熱。此外，由于多個(gè)吸入構(gòu)件141以預(yù)定的間隔布置在冷水產(chǎn)生單元130的圓周上，所以可從冷水產(chǎn)生單元130和罐主體110之間的整個(gè)空間吸入儲(chǔ)冰液體。雖然在圖3中以預(yù)定間隔將四個(gè)吸入構(gòu)件141布置成與彼此間隔開，但是吸入構(gòu)件141的數(shù)量可不限于此。此外，如圖2所示，吸入構(gòu)件141的入口可延伸到罐主體110的下部部分，但是入口的位置不限于此。此外，吸入構(gòu)件141的至少一部分的入口可設(shè)置在不同的高度。

如圖2和圖3所示，多個(gè)吸入構(gòu)件141可按順序通過(guò)將吸入構(gòu)件141連接到彼此的歧管143和供給管142連接到泵送構(gòu)件150。同時(shí)，盡管吸入構(gòu)件141被示出為穿過(guò)圖2和圖3中的罐覆蓋件115，但是吸入構(gòu)件141可穿過(guò)罐主體111，或者可連接到罐主體110內(nèi)側(cè)的泵送構(gòu)件150。

接下來(lái)，將參考圖6和圖7描述根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐100。

像圖2至圖4所示的冷水產(chǎn)生罐100一樣，圖6和圖7所示的冷水產(chǎn)生罐100可包括罐主體110、冷卻管120、冷水產(chǎn)生單元130、和循環(huán)單元140，罐主體110將儲(chǔ)冰液體容納在其內(nèi)側(cè)的預(yù)定尺寸的空間中，冷卻水管120安裝在罐主體110中，以冷卻容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體，在冷水產(chǎn)生單元130中，流入的水通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換而變成冷水，循環(huán)單元140使容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體循環(huán)。

然而，圖6和圖7所示的冷水產(chǎn)生罐100的冷水產(chǎn)生單元130具有與圖2至圖4所示的不同的結(jié)構(gòu)和形狀，并且因此罐主體110具有六面體形狀。因此，將省略對(duì)相同或相似構(gòu)造的詳細(xì)描述，以避免重復(fù)描述，并且將描述冷水產(chǎn)生單元130的不同構(gòu)造。

如圖6和圖7所示，冷水產(chǎn)生單元130可包括熱交換管131和延伸構(gòu)件(翅片構(gòu)件)135，熱交換管形成流動(dòng)路徑，通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換，流入的水在該流動(dòng)路徑上變成冷水，延伸構(gòu)件(翅片構(gòu)件)135位于熱交換管131的外圓周表面上，以增加與儲(chǔ)冰液體的接觸面積。熱交換管131可以圍繞冷卻管120的圓周的方式布置在罐主體110中。也就是說(shuō)，如圖6和圖7所示，熱交換管131可以圍繞冷卻管120的圓周的方式布置在具有三維的螺旋形狀的冷卻管120的周圍。

在這里，為了便于制造，冷水產(chǎn)生單元130可具有一種結(jié)構(gòu)，其中包括熱交換管131和翅片構(gòu)件135的多個(gè)分段熱交換管單元130u連接到彼此。

如圖7所示，分段熱交換管單元130u可具有一種結(jié)構(gòu)，其中翅片構(gòu)件135布置在分段的熱交換管131u的外圓周表面上。雖然分段的熱交換管131u在圖7中被示為具有線性形狀，但是其也可具有圓弧形狀。

在這里，多個(gè)分段的熱交換管單元130u可通過(guò)將分段的熱交換管131u的端部連接到彼此的連接構(gòu)件137來(lái)連接。這種連接構(gòu)件137可由例如由柔性材料形成的管材組成，但不限于此。也就是說(shuō)，金屬連接管可通過(guò)焊接等附接到分段的熱交換管131u的端部。

此外，可使用夾緊構(gòu)件138以將連接構(gòu)件137緊密地附接到分段的熱交換管單元131u的端部。

分段的熱交換管單元130u可通過(guò)連接構(gòu)件137連接到彼此并堆疊。因此，冷水產(chǎn)生單元130可形成三維的螺旋形狀，如圖6所示。也就是說(shuō)，如圖7的平面圖中所示，通過(guò)堆疊具有基本上矩形形狀的分段的熱交換管單元130u，冷水產(chǎn)生單元130可被構(gòu)造成形成如圖6所示的三維的螺旋形狀。為了容納冷水產(chǎn)生單元130，罐主體110也可具有六面體結(jié)構(gòu)。

此外，吸入構(gòu)件141可位于罐主體110的四個(gè)角部處，如圖6所示。

接下來(lái)，將參考圖8描述根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐100。

與圖2所示的冷水產(chǎn)生罐相比，圖8所示的冷水產(chǎn)生罐100可具有一種結(jié)構(gòu)，其中翅片構(gòu)件135朝向冷卻管120延伸，并且由此在冷卻管120的圓周表面上形成的冰i延伸到翅片構(gòu)件135。也就是說(shuō)，翅片構(gòu)件135可具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中與冷卻管120相鄰的部分的長(zhǎng)度(寬度)大于翅片構(gòu)件135的高度。因此，翅片構(gòu)件135可具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中在朝向冷卻管120的方向上的長(zhǎng)度長(zhǎng)于在垂直于冷卻管120的方向上的高度。

以這種方式，當(dāng)在冷卻管120的圓周表面上形成的冰i延伸到翅片構(gòu)件135時(shí)，冰i的冷度可通過(guò)直接傳導(dǎo)傳遞到翅片構(gòu)件135。因此，在熱交換管131中流動(dòng)的水的熱量可借助傳導(dǎo)通過(guò)熱交換管131和翅片構(gòu)件135傳遞到在翅片構(gòu)件135上形成的冰i。因此，可進(jìn)一步提高冷水產(chǎn)生效率。

在這里，當(dāng)產(chǎn)生延伸到熱交換管131的冰i時(shí)，在熱交換管131中流動(dòng)的水可凍結(jié)，并且熱交換管131可凍結(jié)并爆裂。為了防止這種情況，翅片構(gòu)件135可優(yōu)選地具有一種結(jié)構(gòu)，其中與冷卻管120相鄰的各部分朝向冷卻管120延伸，并且由此熱交換管131與冷卻管120間隔開。盡管與圖2所示的翅片構(gòu)件相比，盡管圖8所示的翅片構(gòu)件135具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中與冷卻管120相鄰的部分的長(zhǎng)度(寬度)長(zhǎng)于相對(duì)部分的長(zhǎng)度(寬度)，但是翅片構(gòu)件135的兩個(gè)部分可在寬度方向上延伸。

接下來(lái)，將參考圖9和圖10描述根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐100。

圖9所示的冷水產(chǎn)生罐100可不同于圖2至圖4所示的冷水產(chǎn)生罐100，其中阻擋件190安裝在循環(huán)單元140中，并且吸入構(gòu)件155不延伸到罐主體110的下部部分。

阻擋構(gòu)件190可限制噴射構(gòu)件160和泵送構(gòu)件150之間的流動(dòng)，以便防止從噴射構(gòu)件160噴射的儲(chǔ)冰液體直接流入泵送構(gòu)件150。

也就是說(shuō)，當(dāng)吸入構(gòu)件155的長(zhǎng)度短時(shí)，或者當(dāng)泵送構(gòu)件150具有入口151并且沒(méi)有吸入構(gòu)件155時(shí)，從噴射構(gòu)件160噴射的儲(chǔ)冰液體可回流到泵送構(gòu)件150中，而不會(huì)在罐主體110中循環(huán)或充分混合。在這種情況下，罐主體110中的溫度可變得不均勻，從而降低冷水產(chǎn)生單元130的冷水產(chǎn)生效率。因此，從泵送構(gòu)件150噴射的儲(chǔ)冰液體可需要在穿過(guò)冷卻管120后之被吸入泵送構(gòu)件150。就這一點(diǎn)而言，阻擋構(gòu)件190的直徑可大于由冷卻管120形成的螺旋的直徑(圖11中的d1)。此外，當(dāng)從泵送構(gòu)件150噴射的儲(chǔ)冰液體在穿過(guò)冷卻管120和熱交換管131之后流回到泵送構(gòu)件150中時(shí)，可進(jìn)一步提高循環(huán)效率。因此，阻擋構(gòu)件190的直徑可類似于或大于由冷水產(chǎn)生單元130形成的螺旋的直徑(圖11中的d1)。在這里，阻擋構(gòu)件190可不限于圓形形狀。阻擋構(gòu)件190可具有矩形形狀。當(dāng)阻擋構(gòu)件190的形狀不是圓形時(shí)，阻擋構(gòu)件190的直徑基于其短邊的長(zhǎng)度。

此外，盡管吸入構(gòu)件155被示為附接到圖9中的泵送構(gòu)件150的入口151，但是當(dāng)安裝阻擋構(gòu)件190時(shí)，吸入構(gòu)件155可不是必需的。此外，甚至當(dāng)安裝阻擋構(gòu)件190時(shí)，吸入構(gòu)件155也可具有延伸到罐主體110的下部部分一定程度的結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

同時(shí)，在圖10中示出了包括圖9所示的阻擋構(gòu)件190的冷水產(chǎn)生罐100的結(jié)構(gòu)。在這里，包括泵送構(gòu)件150的循環(huán)單元140可安裝在罐主體110的下部部分中。也就是說(shuō)，雖然根據(jù)圖2至圖9所示的示例性實(shí)施例，循環(huán)單元140安裝在罐主體110的上部部分中，但是當(dāng)泵送構(gòu)件150使用如圖10所示的浸沒(méi)馬達(dá)時(shí)，包括循環(huán)單元140的阻擋構(gòu)件190、泵送構(gòu)件150等可安裝在罐主體110的下部部分中。此外，盡管冷卻管120的入口121和出口122設(shè)置在如圖10所示的罐主體110的底部處，但是連接到罐主體110的冷卻管120的入口121和出口122的位置可不限于此，如上所述。

同時(shí)，容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體可利用具有為0℃的凝固點(diǎn)的水，或具有低于0℃的凝固點(diǎn)的水性溶液，以增加儲(chǔ)冰液體的熱容量(熱含量)。

在這里，儲(chǔ)冰液體可優(yōu)選地由對(duì)人體傷害較小并且不會(huì)引起冷卻管120或熱交換管131的腐蝕的材料形成。

就這一點(diǎn)而言，用作面包的增量劑和保濕劑和縮短的增量劑，并且被美國(guó)食品和藥物管理局(fda)批準(zhǔn)用作食品的溶劑的丙二醇可形成在水性溶液中，并且用作儲(chǔ)冰液體。因此，不僅可增加罐主體110的整體熱容量(熱含量)，還可最小化對(duì)人體的傷害。

此外，由于丙二醇水溶液不是腐蝕性的，所以可抑制罐主體110或其中安裝的金屬管的腐蝕。

在這里，通過(guò)調(diào)整用來(lái)形成丙二醇水溶液的丙二醇的量，可控制儲(chǔ)冰液體的冰點(diǎn)下降的溫度。

然而，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的儲(chǔ)冰液體可不限于上述水或丙二醇水溶液，并且可使用諸如糖水的各種類型的水溶液。

接下來(lái)，將參考圖1和圖11至圖14描述使用根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200和冷水產(chǎn)生罐100產(chǎn)生冷水的過(guò)程。

參考圖1和圖11，當(dāng)由傳感器單元180感測(cè)到的儲(chǔ)冰液體的溫度低于設(shè)定溫度，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸(厚度)小于設(shè)定厚度時(shí)，控制器c可驅(qū)動(dòng)冷卻單元220以降低容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體的溫度，并且使在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i增加。

因此，如圖11所示，可在冷卻管120的外圓周表面上形成預(yù)定尺寸(厚度)的冰i。當(dāng)儲(chǔ)冰液體的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，或者在冷卻管120上的形成冰i的尺寸變成預(yù)定尺寸或更大時(shí)，控制器c可停止驅(qū)動(dòng)冷卻單元220。

同時(shí)，當(dāng)用戶操作出水口230以打開關(guān)閉閥時(shí)，關(guān)閉閥的打開信號(hào)可傳送到控制器c，并且控制器c可驅(qū)動(dòng)循環(huán)單元140的泵送構(gòu)件150以產(chǎn)生冷水。

當(dāng)由泵送構(gòu)件150通過(guò)噴射構(gòu)件160的噴射孔161噴射儲(chǔ)冰液體時(shí)，儲(chǔ)冰液體可與在冷卻管120周圍形成的冰i接觸。因此，由于在冷卻管120周圍形成的冰i熔化，所以可在冷卻管120的間隙中形成儲(chǔ)冰液體流過(guò)的空間。在圖11中，盡管在冷卻管120周圍形成的冰i被示出為整體地形成為圖11中貫穿冷卻管120具有恒定的厚度，但是根據(jù)冷卻管120的節(jié)距或冰的受控尺寸(厚度)，在冷卻管120的周圍形成的冰i的形狀可變化。另外，甚至當(dāng)在冷卻管120上形成管狀冰i時(shí)，也可通過(guò)噴射儲(chǔ)冰液體在部分移除冰之后在冰i之間形成儲(chǔ)冰液體流過(guò)的空間。

如圖12所示，當(dāng)噴射的儲(chǔ)冰液體與在冷卻管120上的形成冰i接觸時(shí)，冰i之間的空間可逐漸變寬，并且冷卻的儲(chǔ)冰液體可與在冷水產(chǎn)生單元130中流動(dòng)的水交換熱量。在這里，由于翅片構(gòu)件135安裝在冷水產(chǎn)生單元130中，所以可增加與儲(chǔ)冰液體接觸的面積，從而引起儲(chǔ)冰液體與在熱交換管131中流動(dòng)的水之間更平穩(wěn)的熱交換。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與當(dāng)翅片構(gòu)件135未安裝在熱交換管131周圍時(shí)相比，當(dāng)翅片構(gòu)件135安裝在熱交換管131周圍時(shí)獲得的熱交換效率增加了大約2.5倍或更多。

此外，如上所述，當(dāng)熱交換管131的厚度減小時(shí)，可進(jìn)一步提高熱交換效率(冷水產(chǎn)生效率)。

此外，由于冷水產(chǎn)生單元130具有三維的螺旋形狀，因此可在翅片構(gòu)件135之間以及熱交換管131的間隙中形成空間。因此，從冷卻單元220向冷水產(chǎn)生單元130流動(dòng)的儲(chǔ)冰液體可通過(guò)在冷水產(chǎn)生單元130中形成的空間容易地移動(dòng)到冷水產(chǎn)生單元130和罐主體110之間的空間。

然后，儲(chǔ)冰液體可通過(guò)安裝在冷水產(chǎn)生單元130和罐主體110之間的空間中的吸入構(gòu)件141(圖9和圖10中的155)被吸入，以便通過(guò)泵送構(gòu)件150被再次供應(yīng)到噴射構(gòu)件160。因此，可形成流動(dòng)路徑，其中儲(chǔ)冰液體從罐主體110的中心部分(徑向向外)移動(dòng)到罐主體110的內(nèi)圓周表面，并且通過(guò)泵送構(gòu)件150向回移動(dòng)到罐主體110的中心部分。具體地，由于噴射構(gòu)件160、冷卻管120和冷水產(chǎn)生單元130在豎直方向上縱向安裝，所以可在罐主體110的整個(gè)上部部分和下部部分容易地進(jìn)行儲(chǔ)冰液體的循環(huán)和混合，導(dǎo)致儲(chǔ)冰液體的溫度均勻分布。同時(shí)，在圖9和圖10中，由于從噴射構(gòu)件160噴射的儲(chǔ)冰液體在穿過(guò)冷卻管120和/或冷水產(chǎn)生單元130之后通過(guò)阻擋構(gòu)件190被吸入泵送構(gòu)件150，所以可保持上述循環(huán)方案。

同時(shí)，在產(chǎn)生冷水的過(guò)程中，當(dāng)通過(guò)傳感器單元180感測(cè)到的溫度低于設(shè)定溫度，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸(厚度)小于設(shè)定厚度時(shí)，冷卻單元220可同時(shí)操作。此外，當(dāng)用戶關(guān)閉關(guān)閉閥時(shí)，向控制器c輸入關(guān)閉信號(hào)，因此控制器c可立即或在預(yù)定時(shí)間之后停止驅(qū)動(dòng)泵送構(gòu)件150。

以這種方式，在熱交換管131中流動(dòng)的水可與儲(chǔ)冰液體充分交熱交換量以產(chǎn)生冷水，并且由此可大大提高冷水產(chǎn)生效率。

圖13是示出根據(jù)抽取杯(1杯：120ml)的數(shù)量抽取的水的溫度的變化的圖，其被提供以將本公開的示例性實(shí)施例的冷卻效果與現(xiàn)有技術(shù)的冷卻效果進(jìn)行比較。

參考圖13，作為在市場(chǎng)上目前的產(chǎn)品的比較例1-3中，溫度為10℃或更低的抽取的冷水的杯的數(shù)量?jī)H為5-7。然而，當(dāng)基于如圖6所示的本公開的示例性實(shí)施例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于相同的體積(大約2升)的儲(chǔ)冰液體，具有10℃或更低的溫度的抽取的冷水的杯的數(shù)量為20至21。示例性實(shí)施例1使用水作為儲(chǔ)冰液體，并且示例性實(shí)施例2使用凝固點(diǎn)降低至-0.5℃的儲(chǔ)冰液體。在這里，與示例性實(shí)施例1相比，在示例性實(shí)施例2中，抽取的冷水的杯的數(shù)量稍微增加。然而，當(dāng)儲(chǔ)冰液體的凝固點(diǎn)低于示例性實(shí)施例2中的儲(chǔ)冰液體的冰點(diǎn)時(shí)，抽取的冷水的杯的數(shù)量可進(jìn)一步增加。

同時(shí)，圖14是示出在從如圖6所示的根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐100連續(xù)抽取期間儲(chǔ)冰液體和冷水之間的溫度的關(guān)系的圖表。

參考圖14，甚至在連續(xù)抽取冷水的情況下，與參考圖13描述的不連續(xù)抽取相比，在噴射構(gòu)件160中的儲(chǔ)冰液體的流入溫度和吸入構(gòu)件141中的儲(chǔ)冰液體的流出溫度之間可有小的差異，從而確認(rèn)儲(chǔ)冰液體在罐主體110中有效地循環(huán)。

當(dāng)以1lpm(升/分鐘)的流率進(jìn)行連續(xù)抽取時(shí)，抽取溫度為10℃或更低的冷水116秒，這對(duì)應(yīng)于1.93升。與圖13相比，甚至當(dāng)進(jìn)行連續(xù)抽取時(shí)，抽取的冷水的杯的數(shù)量為16或更多(基于130ml)時(shí)，這表示與現(xiàn)有技術(shù)相比顯著地提高了冷卻效率。

接下來(lái)，將參考圖15至圖29描述根據(jù)本公開的其它示例性實(shí)施例的水冷卻器200。

如圖15所示，根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的水冷卻器200可包括根據(jù)冰蓄冷方案產(chǎn)生冷水的冷水產(chǎn)生罐100，用于冷卻容納在冷水產(chǎn)生罐100中的儲(chǔ)冰液體的冷卻單元220，以及打開或關(guān)閉以抽取在冷水產(chǎn)生單元130中產(chǎn)生的冷水的出水口230。根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200還可包括感測(cè)儲(chǔ)冰液體的溫度等的傳感器單元180，以及根據(jù)通過(guò)傳感器單元180感測(cè)的值來(lái)控制冷卻單元220的操作的控制器c。此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200還可包括在冷水產(chǎn)生罐100前面的過(guò)濾器單元210，以便過(guò)濾原水。

如圖1所示的水冷卻器200，圖15所示的水冷卻器200可包括冷水產(chǎn)生罐100、冷卻單元220和出水口230，并且還包括傳感器單元180、控制器c和過(guò)濾器單元210。然而，冷水產(chǎn)生罐100和控制器c的構(gòu)造與參考圖1至14描述的那些不同。

因此，為了避免重復(fù)的描述，冷卻單元220、出水口230、傳感器單元180和過(guò)濾器單元210的構(gòu)造的詳細(xì)描述可用圖1所示的描述代替，并且將主要提供與圖1所示的那些不同的構(gòu)造。

根據(jù)圖15至圖29所示的示例性實(shí)施例，控制器c可根據(jù)在傳感器單元180中測(cè)量的值來(lái)控制冷卻單元220的操作。

也就是說(shuō)，當(dāng)由傳感器單元180感測(cè)到的儲(chǔ)冰液體的溫度低于設(shè)定溫度，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸(厚度)小于設(shè)定厚度時(shí)，控制器c可驅(qū)動(dòng)冷卻單元220以降低容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體的溫度，并且使在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i增加。

因此，當(dāng)儲(chǔ)冰液體的溫度達(dá)到設(shè)定溫度，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸變成等于或大于一定的值時(shí)，控制器c可停止驅(qū)動(dòng)冷卻單元220。

同時(shí)，當(dāng)從出水口230輸入水輸出信號(hào)時(shí)，可打開安裝在出水口230中的關(guān)閉閥(未示出)以抽取冷水。

以這種方式，根據(jù)出水口230的打開，在冷水產(chǎn)生單元130中流動(dòng)的水可通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換而被冷卻，并且通過(guò)出水口旋塞被供應(yīng)給用戶。在該過(guò)程中，當(dāng)由傳感器單元180感測(cè)到的溫度低于設(shè)定溫度，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸(厚度)小于設(shè)定厚度時(shí)，冷卻單元220可操作。

此外，當(dāng)用戶完成冷水抽取，并且關(guān)閉信號(hào)被輸入到控制器c時(shí)，控制器c可關(guān)閉關(guān)閉閥。在這里，冷卻單元220的操作可在輸入關(guān)閉信號(hào)之后立即停止，或者可繼續(xù)，直到儲(chǔ)冰液體的溫度達(dá)到設(shè)定溫度，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸變成等于或大于一定的值。

接下來(lái)，將參考圖15至19描述根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的安裝在水冷卻器200中的冷水產(chǎn)生罐100。

如圖15至圖17和圖19所示，冷水產(chǎn)生罐100可包括罐主體110、冷卻管120和冷水產(chǎn)生單元130，罐主體110具有預(yù)定尺寸的內(nèi)部空間并容納儲(chǔ)冰液體，冷卻管120安裝在罐主體110的內(nèi)部空間中，以冷卻容納在罐主體110內(nèi)的儲(chǔ)冰液體，在冷水產(chǎn)生單元130中，流入的水通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換而變成冷水。

罐主體110可分別包括容納由冷卻單元220冷卻的儲(chǔ)冰液體并在其內(nèi)側(cè)形成空間的罐主體111，以及覆蓋罐主體111的開口的罐覆蓋件115。罐主體110可具有如圖17所示的圓柱形狀，但是不限于此。罐主體110可具有六面體形狀。

此外，冷卻管120可對(duì)應(yīng)于上述冷卻單元220的蒸發(fā)器。冷卻管120可具有被構(gòu)造成在罐主體110中在豎直方向上伸長(zhǎng)的三維的螺旋形狀，如圖17所示。同時(shí)，雖然在說(shuō)明書和權(quán)利要求中冷卻管120和熱交換管131被描述為布置成基于圖16至圖19在豎直方向上伸長(zhǎng)，但是冷卻管120和熱交換管131可沿水平方向進(jìn)行布置。就這一點(diǎn)而言，在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求中，根據(jù)圖16至圖19所示的示例性實(shí)施例描述的豎直方向可具有與冷卻管120和熱交換管131的縱向方向相同的含義。

制冷劑可在冷卻管120的內(nèi)側(cè)流動(dòng)，并且當(dāng)冷卻單元220操作時(shí)，儲(chǔ)冰液體可被冷凍以在冷卻管120的外圓周表面上形成冰i。

通過(guò)傳感器單元180可測(cè)量冰i的厚度，傳感器單元180感測(cè)儲(chǔ)冰液體的溫度，并且/或者與冰i接觸。當(dāng)形成預(yù)定厚度的冰i時(shí)，可控制冷卻單元220以停止其操作。

此外，冷水產(chǎn)生單元130可包括熱交換管131和延伸構(gòu)件135，熱交換管131形成流動(dòng)路徑，通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換，流入的水在該流動(dòng)路徑上變成冷水，延伸構(gòu)件135在熱交換管131的外圓周表面上突出，并且與在冷卻管120周圍形成的冰i接觸。在下文中，為了清楚地示出圖1至圖14中所示的示例性實(shí)施例中描述的延伸構(gòu)件135與冰i接觸，延伸構(gòu)件135將被稱為冰接觸構(gòu)件135。

熱交換管131可以圍繞冷卻管120的圓周的方式布置在罐主體110中。也就是說(shuō)，如圖17所示，熱交換管131可以圍繞冷卻管120的圓周的方式布置在具有三維的螺旋形狀的冷卻管120的周圍。

同時(shí)，在圖17中，盡管熱交換管131的水流入孔131a和水流出孔131b被示為穿過(guò)罐主體110的一側(cè)，但可對(duì)熱交換管131的路徑進(jìn)行各種修改。例如，為了便于說(shuō)明，在圖15中，熱交換管131的水流出孔131b的位置被示為與圖17中的位置不同。

熱交換管131可像冷卻管120一樣具有三維的螺旋形狀。

如圖1至圖14所示的示例性實(shí)施例所述，在說(shuō)明書和權(quán)利要求中描述的“三維的螺旋形狀”可包括其中熱交換管131或冷卻管120在平面圖中整體上具有多邊形結(jié)構(gòu)的形狀，以及其中熱交換管131或冷卻管120在圖17和圖18所示的平面圖中整體上具有圓形結(jié)構(gòu)的形狀。也就是說(shuō)，“三維的螺旋形狀”可指像螺紋一樣的連續(xù)形成和卷繞的三維的形狀，而不管在平面圖中該形狀具有多邊形結(jié)構(gòu)還是圓形結(jié)構(gòu)。

由于熱交換管131被布置在冷卻管120周圍，因此由熱交換管131形成的螺旋的直徑(圖16中的d2)可大于由冷卻管120形成的螺旋的直徑(圖16中的d1)。因此，熱交換管131可具有優(yōu)異的可加工性和成型性。

例如，如上所述，韓國(guó)未經(jīng)審查的專利公布第2013-0035888號(hào)公開了以幾乎180度彎曲熱交換管，以便在罐主體的狹窄的內(nèi)部空間中安裝具有一定長(zhǎng)度(例如，5米)或更長(zhǎng)的熱交換管。在這種情況下，因?yàn)橛捎诖蟮膹澢嵌榷趶澢恐锌砂l(fā)生爆裂，所以熱交換管的厚度增加(sus材料大約為0.7mm)。然而，根據(jù)如圖16至圖19所示的本公開的示例性實(shí)施例，由于熱交換管131布置在冷卻管120周圍，所以由熱交換管131形成的螺旋的直徑(圖16中的d2)可增大，并且由此熱交換管131的厚度可減小(對(duì)于sus材料，其厚度減小到約0.2至0.3mm)。同樣，當(dāng)熱交換管131的厚度減小時(shí)，在熱交換管131中流動(dòng)的水與儲(chǔ)冰液體之間的熱交換效率可增加，并且冷卻效率(產(chǎn)生冷水的效率)也可增加。

此外，韓國(guó)未經(jīng)審查的專利公布第2013-0035888號(hào)公開了一種結(jié)構(gòu)，其中冷卻管設(shè)置在罐主體上方，并且熱交換管設(shè)置在罐主體下方。在這種情況下，由于管的密度在罐主體的下部部分為高的，而在罐主體的上部部分為低的，所以儲(chǔ)冰液體的空間利用效率降低，并且難以高效地利用儲(chǔ)冰液體。然而，根據(jù)如圖16至圖19所示的本公開的示例性實(shí)施例，由于熱交換管131設(shè)置在冷卻管120周圍，管的密度在罐主體110的上部部分和下部部分處均可均勻。因此，不僅儲(chǔ)冰液體的空間利用效率可增加，而且可在罐主體110的上部部分和下部部分處有效地使用儲(chǔ)冰液體。也就是說(shuō)，由于熱交換管131和冷卻管120之間的距離在熱交換管131的整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)是均勻的，所以可有效地使用具有相對(duì)較低的溫度的在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i，以及在冷卻管120的周圍具有低溫的儲(chǔ)冰液體。具體地，由于在韓國(guó)未經(jīng)審查的專利公布第2013-0035888號(hào)中公開的熱交換管131具有致密的結(jié)構(gòu)，所以儲(chǔ)冰液體的流動(dòng)或混合是不充分的，導(dǎo)致儲(chǔ)冰液體的溫度不均勻。然而，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于冷卻管120和熱交換管131被布置成整體上彼此相鄰，并且在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i與冰接觸構(gòu)件135直接接觸，所以可提高冷卻效率。

根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i的冷借助傳導(dǎo)通過(guò)冰接觸構(gòu)件135被直接傳遞到熱交換管131，以及傳遞到在熱交換管131的內(nèi)側(cè)流動(dòng)的水，可提高冷水產(chǎn)生效率。

此外，如圖16和圖17所示，冷水產(chǎn)生單元130的冷卻管120和熱交換管131可被構(gòu)造成在寬度方向(或直徑方向)上保持恒定的距離，并且因此可確保一種結(jié)構(gòu)，其中冰接觸構(gòu)件135與在冷卻管120上形成的冰i容易地接觸。具體地，當(dāng)冷卻管120與熱交換管131的距離不恒定時(shí)，需要根據(jù)冷卻管120和熱交換管131之間的距離來(lái)調(diào)整冰接觸構(gòu)件135的長(zhǎng)度(寬度)，使得冰接觸構(gòu)件135與在冷卻管120周圍形成的冰i接觸。然而，當(dāng)冷卻管120和熱交換管131保持恒定的距離時(shí)，由于不需要調(diào)整冰接觸構(gòu)件135的長(zhǎng)度(寬度)，所以冷水產(chǎn)生單元130的制造可更容易。

以這種方式，由于冷水產(chǎn)生單元130的冰接觸構(gòu)件135與在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i接觸，所以熱交換管131在縱向方向上的高度(圖16中的th)可被設(shè)定為大于冷卻管120的螺旋的直徑(圖16中的d1)，以便延伸冷水產(chǎn)生單元130的長(zhǎng)度，在冷水產(chǎn)生單元130中冰接觸構(gòu)件135與冰i接觸。通過(guò)這樣，冷卻管120的內(nèi)部空間可減小，并且冰接觸構(gòu)件135可在豎直方向(縱向方向)上與在冷卻管120上形成的冰i充分接觸。

在這里，熱交換管131在縱向方向的高度th可以是由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1的1.5倍至10倍，優(yōu)選地為1.5倍至5倍。當(dāng)熱交換管131在縱向方向上的高度th比由冷卻管120形成的螺旋線的直徑d1小1.5倍時(shí)，可不有效地使用冷卻管120的內(nèi)部空間，因?yàn)橛衫鋮s管120形成的螺旋的直徑d1變得相對(duì)較大。相反，當(dāng)熱交換管131在縱向方向的高度th比由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1大10倍時(shí)，不僅罐主體110的長(zhǎng)度變得過(guò)大，從而限制了罐主體110在水冷卻器200中的安裝，而且由冷卻管120形成的螺旋的直徑d1也可變得過(guò)小，從而限制冷卻管120的模制。

同時(shí)，參考圖16，冰接觸構(gòu)件135的面向冷卻管120的一部分可以被構(gòu)造成使得從熱交換管131的外圓周表面突出的部分的寬度w1大于熱交換管131的外徑。在這里，當(dāng)冰i與熱交換管131直接接觸時(shí)，在熱交換管131的內(nèi)側(cè)流動(dòng)的水可凍結(jié)，并且熱交換管131可凍結(jié)并爆裂。因此，可控制冰i的產(chǎn)生厚度或儲(chǔ)冰液體的溫度，使得在冷卻管120上形成的冰i不會(huì)增加到熱交換管131。此外，為了確保更穩(wěn)定的冰接觸結(jié)構(gòu)，冰接觸構(gòu)件135可優(yōu)選地伸長(zhǎng)一定程度。就這一點(diǎn)而言，從熱交換管131的外圓周表面突出的冰接觸構(gòu)件135的長(zhǎng)度w1可大于熱交換管131的外徑。

然而，當(dāng)冰接觸構(gòu)件135的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，因?yàn)橛捎诒佑|構(gòu)件135引起的冷卻管120和熱交換管131之間的距離變得過(guò)遠(yuǎn)，冷卻管120與熱交換管131之間的空間利用低效率可增加。此外，由于其中冰接觸構(gòu)件135與儲(chǔ)冰液體而不是冰i接觸的面積增大，因此可降低通過(guò)傳導(dǎo)的熱傳遞效率。就這一點(diǎn)而言，冰接觸構(gòu)件135的面向冷卻管120的部分可被構(gòu)造成使得從熱交換管131的外圓周表面突出的部分的長(zhǎng)度w1為熱交換管131的外徑的5倍或更小。

此外，如上所述，為了防止冰i與熱交換管131直接接觸，冰接觸構(gòu)件135的面向冷卻管120的部分可被構(gòu)造成使得從熱交換管131的中心突出的長(zhǎng)度w2為冷卻管120和熱交換管131的中心之間的距離dl的三分之一或更多。在這種情況下，從熱交換管131的外圓周表面突出的部分的長(zhǎng)度w1也可以是熱交換管131的外徑的大約5倍或更小。

此外，如圖16所示，當(dāng)冷水產(chǎn)生單元130具有螺旋形狀時(shí)，冰接觸構(gòu)件135可能需要在朝向冷卻管120的方向上的寬度w大于在垂直于其的方向上的高度h。也就是說(shuō)，形成為與冷卻管120接觸的冰接觸構(gòu)件135的寬度w可優(yōu)選地增加，同時(shí)在垂直于朝向冷卻管120的方向的方向上保持冰接觸構(gòu)件135的高度h，以便最小化設(shè)置在具有螺旋形狀的熱交換管131的上部部分和下部部分上的冰接觸構(gòu)件135之間的干擾。

此外，盡管冰接觸構(gòu)件135在圖16中被示為具有面向冷卻管120的部分的寬度w，該寬度w大于其相對(duì)部分的寬度，但是冰接觸構(gòu)件135不限于此。面向冷卻管120的部分和與其相對(duì)的部分都可具有增加的寬度。

同時(shí)，雖然基于冰接觸構(gòu)件135的寬度w、w1、w2和冰接觸構(gòu)件135的h和冷卻管120與熱交換管131的中心之間的距離dl，限制冰接觸構(gòu)件135的形狀，但是根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐100和水冷卻器200可不限于冰接觸構(gòu)件135的那些具體形狀。應(yīng)當(dāng)理解，其中冰接觸構(gòu)件135與在冷卻管120上形成的冰i接觸以冷卻在熱交換管131中流動(dòng)的水的任何冷水產(chǎn)生罐和水冷卻器可在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。

此外，冷水產(chǎn)生單元130的冰接觸構(gòu)件135可包括多個(gè)翅片構(gòu)件，這些翅片構(gòu)件與熱交換管131的外圓周表面整體地形成，或者在熱交換管131周圍安裝在熱交換管131的外圓周表面上(在下文中，冰接觸構(gòu)件135和翅片構(gòu)件由相同的附圖標(biāo)記135來(lái)表示)。

如圖18所示，翅片構(gòu)件135可以預(yù)定間隔布置在螺旋形熱交換管131的外圓周表面上。雖然翅片構(gòu)件135在圖17和圖18中被示意性地示為與彼此接觸，但是翅片構(gòu)件135可以預(yù)定間隔布置，如圖18的左上角的放大視圖中所示，使得儲(chǔ)冰液體可通過(guò)翅片構(gòu)件135之間的空間與熱交換管131接觸。在這里，翅片構(gòu)件135可以預(yù)定間隔布置，但是不限于此。此外，翅片構(gòu)件135可安裝在其中熱交換管131與冷卻管120相鄰的整個(gè)區(qū)域中，但是不限于此。當(dāng)冷水產(chǎn)生單元130通過(guò)使用連接構(gòu)件137將多個(gè)分段的熱交換管單元130u連接到彼此而形成時(shí)，翅片構(gòu)件135可部分地安裝在熱交換管131上，如稍后描述的圖22中所示。

翅片構(gòu)件135可形成為具有矩形橫截面或圓形或橢圓形橫截面。

此外，翅片構(gòu)件135可由包括鋁或不銹鋼(sus)的材料形成。也就是說(shuō)，翅片構(gòu)件135可由與熱交換管131相同的材料的不銹鋼或鋁形成，以提高熱交換效率。此外，可在熱交換管131上進(jìn)行防腐蝕涂覆以防止其腐蝕。

同時(shí)，如圖19所示，冷水產(chǎn)生單元130可包括在冷卻管120的外側(cè)圍繞冷卻管120的圓周的第一部分(即，安裝在冷卻管120外側(cè)的部分)，以及穿過(guò)冷卻管120的螺旋內(nèi)側(cè)的第二部分(即，設(shè)置成安裝在冷卻管120的螺旋內(nèi)側(cè)的部分)。也就是說(shuō)，形成冷水產(chǎn)生單元130的熱交換管131可包括第一部分和第二部分，所述第一部分被安裝成以螺旋形狀圍繞冷卻管120的，所述第二部分從第一部分延伸或連接到第一部分，并且穿過(guò)冷卻管120的螺旋的中心。此外，由于冰接觸構(gòu)件135在熱交換管131的外圓周表面上形成，所以冰接觸構(gòu)件135可在冷卻管120的內(nèi)側(cè)和外側(cè)與冷卻管120的圓周上形成的冰i接觸。因此，根據(jù)圖19所示的修改實(shí)施例的冰i和冰接觸構(gòu)件135之間的接觸面積可大于根據(jù)圖16所示的示例性實(shí)施例的i和冰接觸構(gòu)件135之間的接觸面積，可大大地提高冷卻效率。

接下來(lái)，將參考圖20至圖25描述根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐100。

像參考圖16至圖19描述的冷水產(chǎn)生罐100一樣，參考圖20至圖25描述的冷水產(chǎn)生罐100可包括罐主體110、冷卻管120和冷水產(chǎn)生單元130，罐主體110具有預(yù)定尺寸的內(nèi)部空間并容納儲(chǔ)冰液體，冷卻管120安裝在罐主體110的內(nèi)部空間中，以冷卻容納在罐主體110內(nèi)的儲(chǔ)冰液體，在冷水產(chǎn)生單元130中，流入的水通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換而變成冷水。冷水產(chǎn)生單元130可包括熱交換管131和冰接觸構(gòu)件135。

但是，不同之處在于圖20至圖25所示的冷水產(chǎn)生罐100具有一種結(jié)構(gòu)，其中冷卻管120和冷水產(chǎn)生單元130在罐主體110中在豎直方向上分層和堆疊。

更具體地，在圖20至圖25所示的冷水產(chǎn)生罐100中，以z字形圖案形成的冷卻管120可形成層120′、層120″和層120″′，并且冷水產(chǎn)生單元130也可在冷卻管120的層120′、層120″和層120″′之間形成層130′和層130″。

雖然冷卻管120形成三個(gè)層120′、層120″和層120″′，并且冷水產(chǎn)生單元130在圖20至圖22中的冷卻管120的層120′、層120″和層120″′之間形成兩個(gè)層130′和層130″，但是應(yīng)當(dāng)理解，其中冷卻管120和冷水產(chǎn)生單元130具有分層結(jié)構(gòu)的任何冷水產(chǎn)生罐可在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。

冷卻管120可在層120′、層120″和層120″′的每一個(gè)中形成z字形圖案，并且層120′、層120″和層120″′連接。冷卻管120可通過(guò)焊接整體地形成或完全地組合，以便防止制冷劑的泄漏。

此外，像冷卻管120一樣，冷水產(chǎn)生單元130的熱交換管131可以z字形圖案整體地形成，并且翅片構(gòu)件135可以預(yù)定間隔布置在熱交換管131的外圓周表面上。

或者，通過(guò)連接包括熱交換管131和翅片構(gòu)件135的多個(gè)分段的熱交換管單元130u，可形成冷水產(chǎn)生單元130。在這里，冷水產(chǎn)生單元130可具有形成整體上的z字形圖案的結(jié)構(gòu)，如圖20所示。然而，只要冷水產(chǎn)生單元130形成分層結(jié)構(gòu)，冷水產(chǎn)生單元130的結(jié)構(gòu)可被不同地修改為具有例如平面上的螺旋圖案而不是z字形圖案。

如圖22所示，分段的熱交換管單元130u可具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中翅片構(gòu)件135布置在分段的熱交換管131u的外圓周表面上。

在這里，通過(guò)連接分段的熱交換管131u的端部的連接構(gòu)件137可連接多個(gè)分段的熱交換管單元130u。連接構(gòu)件137可由例如由柔性材料形成的管材組成，但是不限于此。也就是說(shuō)，金屬連接管可通過(guò)焊接等附接到分段的熱交換管131u的端部。

此外，可使用夾緊構(gòu)件138以將連接構(gòu)件137緊密地附接到分段的熱交換管單元131u的端部。

此外，分段的熱交換管單元130u可通過(guò)連接構(gòu)件137彼此連接以形成單元層130'和單元層130″，該單元層130'和單元層130″形成z字形圖案，并且單元層130'和單元層130”可布置在冷卻管120的上方或下方，以形成具有多個(gè)層的冷水產(chǎn)生單元130。也就是說(shuō)，單元層130'和單元層130″可分別包括熱交換管131'和熱交換管131″與翅片構(gòu)件135'和翅片構(gòu)件135″，并且單元層130'和單元層130”可交替地設(shè)置在冷卻管120的單元層120'、單元層120″和單元層120″′之間，以形成層壓結(jié)構(gòu)。

參考圖21，由于層疊結(jié)構(gòu)，包括在冷水產(chǎn)生單元130中的延伸構(gòu)件135的至少一部分可與在冷卻管120的兩側(cè)上與冷卻管120上形成的冰i接觸。也就是說(shuō)，如圖21所示，在單元層130'中形成的翅片構(gòu)件135'可與在單元層130'的兩側(cè)(上側(cè)和下側(cè))上設(shè)置在單元層130'的上方和下方的冷卻管120的單元層120'和單元層120″上形成的冰i接觸，并且在其它單元層130″中形成的翅片構(gòu)件135″可與在單元層130″的兩側(cè)(上側(cè)和下側(cè))上設(shè)置在單元層130″的上方和下方的冷卻管120的其它單元層120″和單元層120″上形成的冰i接觸。同時(shí)，盡管冷水產(chǎn)生單元130的單元層130'和單元層130″在圖21中被示為設(shè)置在冷卻管120的單元層120'、單元層120″和單元層120″′之間，但是延伸構(gòu)件135的一部分可被構(gòu)造成根據(jù)冷水產(chǎn)生單元130和冷卻管120的單元層的數(shù)量、最外面的單元層的類型等等與在冷卻管120的一個(gè)側(cè)面上與冷卻管120上形成的冰i接觸。

同時(shí)，盡管根據(jù)圖20和圖21所示的示例性實(shí)施例，冷卻管120的z字形圖案的方向平行于冷水產(chǎn)生單元130的z字形圖案的方向，但是，根據(jù)圖23和圖24所示的修改實(shí)施例，冷卻管120的z字形圖案的方向可垂直于冷水產(chǎn)生單元130的z字形圖案的方向。甚至在這種情況下，像圖24所示的延伸構(gòu)件135一樣，設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元130中的延伸構(gòu)件135的至少一部分也可被構(gòu)造成在冷卻管120的兩側(cè)上與形成在冷卻管120上的冰i接觸。

此外，根據(jù)圖25所示的修改實(shí)施例，設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元130的單元層120′、單元層120″中的翅片構(gòu)件135′和翅片構(gòu)件135″連接多個(gè)熱交換管131′和熱交換管131″。盡管在圖25中未示出，但是上述連接構(gòu)件137可用來(lái)連接單元層120′、單元層120″。

根據(jù)圖25所示的修改實(shí)施例，由于設(shè)置在單元層130′和單元層130″中的熱交換管131′和熱交換管131″可被集成，因此冷水產(chǎn)生單元130的制造可變得更容易，并且可均勻地進(jìn)行從冰i的熱傳遞。

同時(shí)，根據(jù)圖20至圖25所示的示例性實(shí)施例和修改實(shí)施例，冰接觸構(gòu)件135的面向冷卻管120的一部分可被構(gòu)造為具有從熱交換管131的外圓周表面突出的長(zhǎng)度(參考圖16中的w1)，該長(zhǎng)度大于熱交換管131的外徑，即為熱交換管131的外徑的5倍或更小。此外，在冰接觸構(gòu)件135的面向冷卻管120的一部分中，從熱交換管131的中心突出的長(zhǎng)度(參考16中的w2)可以是冷卻管120的中心與熱交換管131的中心之間的距離dl的三分之一或更多。

接下來(lái)，將參考圖26至圖28描述根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的冷水產(chǎn)生罐100。

圖26和圖27所示的冷水產(chǎn)生罐100可被構(gòu)造成具有一種結(jié)構(gòu)，其中冷卻管120設(shè)置在冷水產(chǎn)生單元130上方，并且冷水產(chǎn)生單元130的冰接觸構(gòu)件135可與在冷卻管120上形成的冰i接觸。

也就是說(shuō)，如圖27所示，布置在冷水產(chǎn)生單元130的熱交換管131的外圓周表面上的冰接觸構(gòu)件135可與在冷卻管120的下部部分上形成的冰i接觸。在這種情況下，與本公開的其它示例性實(shí)施例中所描述的冰接觸構(gòu)件相比，冰接觸構(gòu)件135可朝向冷卻管120充分地延伸，以便增加冰接觸構(gòu)件135和冰i之間的接觸面積。

此外，根據(jù)圖28所示的修改實(shí)施例，可在冷卻管120的下方堆疊冷水產(chǎn)生單元130的兩個(gè)或更多個(gè)層。這里，冰接觸構(gòu)件135可連接到分層的冷水產(chǎn)生單元130的熱交換管131，以便通過(guò)與冰i接觸而將熱量傳遞到遠(yuǎn)離冷卻管120的冷水產(chǎn)生單元130。

同時(shí)，如圖1至圖14所示的示例性實(shí)施例中所述，容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體可由具有為0℃的凝固點(diǎn)的水，或具有低于0℃的凝固點(diǎn)的水性溶液形成，以增加儲(chǔ)冰液體的熱容量(熱含量)。其詳細(xì)描述可由上述描述來(lái)代替。

接下來(lái)，將參考圖15、圖16和圖29描述通過(guò)根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的水冷卻器200和冷水產(chǎn)生罐100產(chǎn)生冷水的過(guò)程。

參考圖15、圖16和圖29，當(dāng)由傳感器單元180測(cè)量的儲(chǔ)冰液體的溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸(厚度)小于設(shè)定厚度時(shí)，控制器c可驅(qū)動(dòng)冷卻單元220以降低容納在罐主體110中的儲(chǔ)冰液體的溫度，并且使在冷卻管120的外圓周表面上形成的冰i增加。同時(shí)，盡管在圖16、圖19和圖24中，冷卻管120上形成的冰i被示為在整個(gè)冷卻管120上方具有均勻的厚度，但是在冷卻管120上形成的冰i的形狀可根據(jù)冷卻管120的節(jié)距或冰i的受控尺寸(厚度)變化。

因此，冰i的預(yù)定尺寸(厚度)可在冷卻管120的外圓周表面上形成，并且當(dāng)儲(chǔ)冰液體的溫度達(dá)到設(shè)定溫度，或者如圖16和圖29所示，在冷卻管120上形成的冰i的尺寸達(dá)到或超過(guò)預(yù)定尺寸(厚度)時(shí)，控制器c可停止驅(qū)動(dòng)冷卻單元220。

同時(shí)，當(dāng)從出水口230輸入水輸出信號(hào)時(shí)，控制器c可打開安裝在出水口230中的關(guān)閉閥(未示出)以抽取冷水。

以這種方式，當(dāng)出水口230打開時(shí)，在冷水產(chǎn)生單元130中流動(dòng)的水可通過(guò)與儲(chǔ)冰液體的熱交換而被冷卻，以通過(guò)出水口旋塞被供應(yīng)給用戶。

在抽取冷水的過(guò)程期間，由于在冷水產(chǎn)生單元130的熱交換管131中流動(dòng)的水通過(guò)接收與冰接觸構(gòu)件135接觸的冰i的冷度交換熱量，所以熱交換效率可以是極高的。結(jié)果，可縮短熱交換管131的長(zhǎng)度，從而根據(jù)熱交換管131的長(zhǎng)度的增加來(lái)最小化流量的減少。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)施例，雖然在冷卻管120上的形成冰i和與冰i直接接觸的冰接觸構(gòu)件135的表面溫度為0℃，但是在與冰i的界面附近的冰接觸構(gòu)件135的溫度被測(cè)量為約0.6℃至0.8℃，并且熱交換管131的表面溫度被測(cè)量為1℃至2℃。因此，通過(guò)與冰i接觸的冰接觸構(gòu)件135顯著地影響熱交換管131的表面溫度，引起與在熱交換管131中流動(dòng)的水的主動(dòng)熱交換。因此，產(chǎn)生冷水的效率大大提高。

具體地，冰接觸構(gòu)件135的長(zhǎng)度越大，冰接觸構(gòu)件135和冰i之間的初始接觸面積越寬。因此，可增加冰i的熱容量。也就是說(shuō)，冰接觸構(gòu)件135和冰i之間的接觸面積越寬，甚至當(dāng)冰通過(guò)熱交換而熔化時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間段和在低于預(yù)定溫度的溫度下增加抽取的冷水的量的效果就越大。

以這種方式，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，通過(guò)在熱交換管131的外圓周表面上形成冰接觸構(gòu)件135，其構(gòu)造冷水產(chǎn)生單元130并允許冰接觸構(gòu)件135與冰i接觸，在不使用泵送裝置或用于儲(chǔ)冰液體的循環(huán)的攪拌器的情況下，可產(chǎn)生足夠量的冷水。雖然在說(shuō)明書中未示出用于儲(chǔ)冰液體的循環(huán)結(jié)構(gòu)或攪拌結(jié)構(gòu)，但是顯然可采用這種用于儲(chǔ)冰液體的循環(huán)結(jié)構(gòu)或攪拌結(jié)構(gòu)，以便根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例進(jìn)一步提高產(chǎn)生冷水的效率。在這種情況下，除了冰接觸構(gòu)件135之外，用于儲(chǔ)冰液體的循環(huán)結(jié)構(gòu)和/或攪拌結(jié)構(gòu)可在本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)。

此外，根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例，由于實(shí)現(xiàn)了通過(guò)冰i和冰接觸構(gòu)件135之間的直接傳導(dǎo)的熱傳遞，所以由于快速熱交換和高熱交換效率，可減小儲(chǔ)冰液體的總體積，并且可縮短熱交換管131的長(zhǎng)度。因此，可最小化熱交換管131的長(zhǎng)度增加引起的流率的減小。

同時(shí)，在抽取冷水的過(guò)程期間，當(dāng)由傳感器單元180感測(cè)到的溫度低于設(shè)定溫度，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸(厚度)小于設(shè)定厚度時(shí)，冷卻單元220可操作。

此外，當(dāng)用戶完成抽取冷水的過(guò)程，并且因此向控制器c輸入關(guān)閉信號(hào)時(shí)，控制器c可關(guān)閉關(guān)閉閥。在這里，冷卻單元220的操作可被控制以在輸入關(guān)閉關(guān)閉閥的關(guān)閉信號(hào)之后立即停止，或者繼續(xù)，直到儲(chǔ)冰液體的溫度達(dá)到設(shè)定值，或者在冷卻管120上形成的冰i的尺寸變成一定尺寸或更大。

雖然上面已經(jīng)示出和描述了示例性實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，在不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可進(jìn)行修改和變化。

具體地，在圖1至圖14所示的示例性實(shí)施例中，以及在圖15至圖29中所示的示例性實(shí)施例中，冰接觸構(gòu)件135可用作延伸構(gòu)件135。此外，在圖15至圖29所示的示例性實(shí)施例中，以及在圖1至圖14所示的示例性實(shí)施例中，可提供循環(huán)單元140和阻擋構(gòu)件190。

附圖標(biāo)記

100冷水產(chǎn)生罐

110罐主體

120冷卻管

130冷水產(chǎn)生單元

130u浸沒(méi)的熱交換管單元

131熱交換管

135延伸構(gòu)件(冰接觸構(gòu)件，翅片構(gòu)件)

137連接構(gòu)件

140循環(huán)單元

141吸入構(gòu)件

142供給管

143歧管

150泵送構(gòu)件

155吸入構(gòu)件

160噴射構(gòu)件

180傳感器單元

190阻擋構(gòu)件

200水冷卻器

210過(guò)濾器單元

220冷卻單元

230出水口

c控制器