控制固态物质形成的液体冷却系统及其制造方法技术方案

一种液体冷却系统（１０）包括一用于储存一种液体（１３）的容器（１２）和一设置在容器（１２）内用于冷却液体（１３）的冷却元件（１４）。该系统（１０）还包括一用于冷却冷却元件（１４）的热交换系统（１６）和一靠近冷却元件（１４）设置用于控制容器（１２）中的液体（１３）凝固的控制装置（３８）。该控制装置（３８）包括一设置在部分的冷却元件（１４）与部分的液体（１３）之间的一第一隔离区。该第一隔离区由至少一种隔热材料形成。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及液体冷却，尤其涉及一种在一液体容器内用于冷却液体、并控制固态物质形成的系统，以及制造该系统的方法。诸如水冷却器之类的液体冷却器是众所周知的。一种传统的水冷却器包括一储水容器和一种用于冷却容纳在该储水容器内的水的方法。水冷却器一般在例如运动俱乐部、办公室及家庭中使用，并提供冷却液体更新。除了提供液体更新之外，液体冷却器还可用于冷却周围环境，并可应用在例如半导体工业中。液体冷却器可分为两种类型。第一种类型的液体冷却器的特征为可迅速冷却容纳在一相关液体容器内的所有液体的大热容量。这种冷却器可采用例如具有一种简单的开／关控制的压缩机来冷却液体。第二种类型的液体冷却器的特征为与一相关的液体容器的热能需求相比相对较小的致冷能力。这种第二类型的冷却器的一个例子是一种以热电为基础的冷却系统。另一个例子是一种以压缩机为基础的冷却系统，该冷却系统包括一小型压缩机。在具有一相对较小的致冷能力的冷却器中，通常需要形成诸如冰之类的固态物质，作为一种在高峰需求期储存热能的方式。例如，一种水冷却装置可在特殊的日子里满足大于其它的日子所需的冷却量。传统的以热电为基础的冷却器不能冷却由水冷却装置迅速得到的、足以提供整个高峰期间所需的冷却水的水。为了解决这个问题，在非高峰期间，冷却装置在部分的储水容器内形成冰。这种冰的形成可用于储存最后使用在高峰期内的能量，以冷却位于液体容器内的水。在高峰期内，当液体用完时，环境温度水取代了来自于储水容器的已用光的冷水。在高峰期内，该环境温度水通过冰与热电冷却装置的组合作用能够比在无冰的情况下更迅速地冷却。由于从水到冰的状态变化与大量的能量相关，因此冰的形成可以储存大量的能量。因此，在这种方式中，较小容量的冷却器既可在高峰期又可在非高峰期内向用户提供致冷液体。因此，这种系统减小了可能需要或者使得用户使用另一种诸如以热电为基础的系统的冷却系统的压缩机的大小。虽然冰的形成可用于储存供以后使用在高峰期内的能量，但是冰的形成同时也带来了些问题。例如，以一种形成冰的方式来运行一热电冷却装置或者一以压缩机为基础的冷却装置会使得整个液体容器结冰，因此，在用于提供一种冷却的饮用液体的水冷却装置的例子中，这样会限制用户一旦需要即得到液体更新的能力。另外，液体容器的特殊部分可能会结冰，例如靠近液体输出口的部分，这样也会使得用户无法一旦需要即得到液体更新。为了试着克服这些与作为一种储存用于高峰期的能量的方法而形成冰相关的问题，已开发出了几种控制系统。在一种控制系统中，根据所形成的冰量来控制冷却元件的温度。可采用诸如光学传感器之类的传感器来检测冰的形成，并且当已形成所需冰量时，控制系统可适当调节冷却元件的温度。然而，这种系统具有缺陷。例如，一旦冰形成，则要可靠地控制冷却元件的温度及其它冰的形成是很困难的。在另一种控制系统中，光学传感器检测冷却元件上是否有冰存在，并且在冰形成之后，将冰从冷却元件的表面上去除。由于将位于冷却元件上的冰的隔离效应作为一复杂参量消除，因此这种去除可以较好地控制在冷却元件上的冰的形成。然而，这种系统会使容器内充满着冰，这样将会使用户无法一旦需要即得到液体更新，或者对于用于冷却周围环境的液体冷却器的性能产生不利影响。根据本专利技术，提供了一种用于控制液体容器内固态物质形成的液体冷却系统以及一种制造该系统的方法，该系统与方法针对与现有的液体冷却系统有关的缺点及问题提出了建议。根据本专利技术的思想，一种液体冷却系统较佳地包括一用于储存液体的容器和一设置在该容器内用于冷却液体的冷却元件。该系统还包括一用于冷却冷却元件的热交换系统和一靠近该冷却元件布置、用于控制容器中液体凝固的控制装置。该控制装置包括一布置在部分的冷却元件与部分的液体之间的第一隔离区。该第一隔离区由至少一种隔热材料形成。根据本专利技术的思想，一种制造用于冷却液体和用于控制液体凝固的一种液体冷却系统的方法较佳地包括形成一液体容器，和将一冷却元件插入该容器内。该方法还包括将一冷却元件与一设置在容器的外部上的热交换系统相连，以及将一控制装置靠近冷却元件布置，以便至少部分地将容器分隔成一第一区域和一第二区域，第一区域的液体接近冷却元件，第二区域的液体远离冷却元件。本专利技术提供了几方面的技术进步。例如，通过形成诸如冰之类的固态物质来协助冷却液体，以便用一种相对小容量的热交换系统来冷却相对大数量的液体。另外，根据本专利技术，可控制冰的形成以防止阻塞液体的流动。此外，本专利技术可对液体容器中的各个区域进行有选择的隔离。该有选择的隔离防止冰形成在液体容器的特定区域内，并使热量传递至其它区域以促进诸如冰之类的固态物质的形成。该有选择的隔离促进了固态物质形成在液体容器的所需的区域内，并抑制了固态物质形成在液体容器的某些区域内，因为在这些区域内形成固态物质会造成某些问题。本专利技术还使得通过使用低廉的技术即可实现上述优点，而无需昂贵的控制电路或者传感器。此外，根据本专利技术的思想，可简单并有选择地满足以液体冷却器的需要为基础的诸如冰之类的固态物质的形成量。例如，通过在液体容器中提供一相对较大的控制装置可以促进较大量的固态物质形成。为了更彻底地理解本专利技术及其进步之处，现在请结合附图来参阅下文的描述，其中附图说明图1是根据本专利技术思想的一种液体冷却系统的正视图；图2是沿图1中的线2-2剖切的剖视图，示出了图1所示控制装置的补充细节；以及图3是图1所示控制装置的立体图，示出了该控制装置的补充细节。通过参阅图1-3可很好地理解本专利技术的一个较佳实施例及其进步之处，其中相同的数字表示各图中相同及相应的部件。图1所示为根据本专利技术思想的一种液体冷却系统10的正视图。在图1所示的实施例中，液体冷却系统10可包括一用于储存液体13的容器12、一设置在容器12内用于冷却液体13的冷却元件14、一有选择地用于冷却元件14的热交换系统16、以及一靠近冷却元件14设置的用于控制在容器12内的液体13中不形成诸如固态物质42之类固态物质的控制装置38。在图1所示的实施例中，容器12大致呈圆筒形，并包括一底壁68；然而，容器12也可采用其它的结构。容器12还包括一围壁20。热交换系统16可为任何类型的热交换器以冷却一冷却元件。在图1所示的实施例中，热交换系统16采用一热电装置26来冷却冷却元件14。适于使用在本专利技术中的热电装置(某些时候称之为热电冷却器)可从座落于得克萨斯州达拉斯的马娄工业股份有限公司所买到。题为《热电热泵》的第4，855，810号美国专利、以及题为《热电冷却器及其制造方法》的第5，064，476号美国专利揭示了与适于使用在本专利技术中的热电装置的制造有关的各种细节。为了本申请中的所有目的，这些专利被援引在此作参考。热电装置26具有一用于冷却元件14的冷端24以及一热端28。冷端24为了冷却冷却元件14而与冷却元件14热耦合。热端28为了扩散由热电装置26所产生的热量而与一散热器30热耦合。一风扇34可接近散热器30定向，以有有选择地控制来自于散热器30的热量的扩散，并因而可影响冷却元件14的温度。风扇34可为一种多级变速风扇。流体容器12可包括一用于分配液体13的输出口36，以及一用于用另外的液体13来灌满容器12的输入口37。输入口37可与一液体瓶35相连。本专利技术的思想还可与其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体冷却系统，包括：一用于储存一种液体的容器；一设置在所述容器中用于冷却所述液体的冷却元件；一用于冷却所述冷却元件的热交换系统；一靠近所述冷却元件设置、用于控制位于所述容器之中的所述液体凝固的控制装置，所述控制装置包括一 设置在部分的所述冷却元件与部分的所述液体之间的隔离区，所述隔离区至少由一种隔热材料形成；以及其中，所述控制装置还包括一外壳，所述外壳具有至少一个穿过其延伸的开口或者开孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大伦纳德J雷奇恩，詹姆斯L比尔斯切克，
申请(专利权)人：马娄工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]