一种制冰机的制作方法

1.本发明涉及制冰设备领域，尤其涉及一种制冰机。


背景技术：

2.制冰机是一种常见的制冰设备。由于制冰过程需要低温冷冻，所需制冷量大、制冷温度低，因此目前制冰机大多采用机械压缩制冷方式，其优点则是制冰速度快、制冰量大等，但体积大、成本高等则是其不足。
3.当今社会随着人们生活水平的不断提高，个性化需求不断涌现，同样对制冰机提出了小型化、制冰快、体积小、使用方便灵活、成本低等特殊需求。现有技术中出现了采用半导体制冷的制冰机(简称半导体制冰机)，半导体制冰机利用半导体材料珀尔帖效应实现温差制冷，由于半导体制冰机的制冷量小，制冷体结构存在缺陷，使得现有的半导体制冰机的制冰制冰时间长、成冰效果差。
4.因此，现有技术存在缺陷，有待改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制冰机，旨在解决现有技术中半导体制冰机的制冰时间长，成冰效果差的问题。
6.本发明解决技术问题所采用的一技术方案如下：
7.一种制冰机，包括：机体外壳，风扇、散热器、半导体制冷器、制冷体、冰盒以及控制电路板，其特征在于，所述散热器位于所述半导体制冷器上端，并与所述半导体制冷器的热端面结合，所述制冷体位于所述半导体制冷器的下端，并与所述半导体制冷器的冷端面结合，所述控制电路板与所述半导体制冷器和所述风扇电连接。
8.进一步的，所述制冷体由基板及第一凸起部组成。
9.进一步的，所述第一凸起部的侧壁面形成凹槽，所述冰盒位于所述制冷体下方，与所述制冷体扣合后密闭所述凹槽形成镂空空间。
10.进一步的，所述凹槽横向宽度平均值为10毫米～25毫米。
11.进一步的，所述凹槽内设有第二凸起部。
12.进一步的，所述第二凸起部与所述第一凸起部的高度比为0.3～0.95。
13.进一步的，其特征在于，所述冰盒上设有凸起。
14.进一步的，所述第一凸起部上设有排气槽。
15.进一步的，所述制冰机还包括：温度传感器，所述温度传感器设于所述制冷体，并与所述控制电路板电连接。
16.进一步的，所述制冷体与所述半导体制冷器可拆卸连接。
17.由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：
18.本发明中，存在多个发明点：
19.发明点一，散热器设于半导体制冷器的热端，制冷体设于半导体制冷器的冷端，由
于热端位于冷端的上方，因此，当制冰机工作时，在半导体制冷器的作用下，热量向上传递，冷量向下传递，符合冷热量自然传导规律，有利于冷量、热量传导，降低了半导体制冷器冷端冷量、热端热量传导热阻，提高了传导效率，从而提高制冰效果。
20.发明点二，通过在制冷体的凹槽内设置第二凸起部，不仅增加了制冷体与水之间的冷交换面积，而且也缩短了冷传导距离，从而最终缩短制冰时间，加快制冰速度。
附图说明
21.图1是本发明一实施例中制冰机的立体图。
22.图2是本发明一实施例中制冰机的剖视图。
23.图3是本发明一实施例中制冰机的局部结构示意图。
24.图4是本发明一实施例中制冰机的制冷体与冰盒扣合的结构示意图。
25.图5是本发明一实施例中制冰机的制冷体与冰盒分离的结构示意图。
26.图6是本发明一实施例中制冰机的制冷体的结构示意图。
27.图7是本发明一实施例中制冰机的冰盒的结构示意图。
28.附图标记说明：
29.100、制冰机；1、半导体制冷器；11、冷端；12、热端；2、散热器；21、散热翅片；3、风扇；4、制冷体；41、基板；42、第一凸起部；43、第二凸起部；44、凹槽；45、排气槽；5、冰盒；51、凸起；6、机体外壳；61、穿孔；62、取冰舱门；63、安装腔；64、隔热层。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.请参阅图1至图3，提供了一种制冰机100，制冰机100包括半导体制冷器1、散热器2、风扇3、制冷体4、冰盒5、以及控制电路板(图未示)，控制电路板与风扇3及半导体制冷器1电连接。为便于描述，本文中宽度方向为图2中的x轴所在的方向，竖直方向或高度方向为y轴所在的方向为。
32.具体的，半导体制冷器1(又叫tec，thermo electric cooler)是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的热泵。半导体制冷器1包括热端12和冷端11，且冷端11位于热端12的上方，当半导体制冷器1通电时，冷端11温度会降低，并且热端12温度会升高。
33.散热器2用于给热端12散热。散热器2设于热端12，即散热器2位于半导体制冷器1的上方，使得热端12的热量通过散热器2向上传递，热量持续从冷端11正向传递到热端12。因此，设置散热器2给热端12散热，可使冷端11的温度进一步降低，有利于加快制冰机100制冰。
34.散热器2设于热端12包括但不限于散热器2直接和热端12接触、散热器2和热端12间隔设置以及散热器2和热端12通过散热硅胶、散热硅脂等间接接触。
35.制冷体4设于半导体制冷器1的冷端11，即制冷体4位于半导体制冷器1的下方，因此，半导体制冷器1冷端11产生的冷量向下传递至制冷体4，从而降低制冷体4的温度。
36.制冷体4设于冷端11包括但不限于制冷体4直接和冷端11接触、制冷体4和冷端11
间隔设置。
37.另一实施例，制冷体4与半导体制冷器1为可拆卸的连接方式，制冷体可从半导体制冷器1上取出来，用户可以根据自身的喜好，更换不同形状的制冷体4，从而优化用户体验。
38.本发明中，当制冰机100工作时，在半导体制冷器1的作用下，热量向上传递，冷量向下传递，符合冷热量自然传导规律，有利于冷量、热量传导，降低了半导体制冷器1冷端11冷量、热端12热量传导热阻，提高了传导效率，从而提高制冰效果。并且，由于半导体制冷器1相较于压缩机体积较小，可实现制冰机100的小型化，可便于家庭或个人使用。
39.请参阅图4至图7，制冷体4包括基板41和第一凸起部42。
40.具体的，第一凸起部42的侧壁面形成凹槽44，冰盒5设置在制冷体4的下方，与制冷体4扣合后，使得凹槽44形成密闭的镂空空间，用于储水，制冷体4在半导体制冷器1的作用下温度降低，凹槽44内储存的水变成冰，从而实现制冰。
41.请参阅图6，凹槽44数量为多个。
42.具体的，各凹槽44沿制冷体4朝向冰盒5的方向并排间隔设置，因此，可实现同时制作多个冰块。
43.各个凹槽44的形状完全相同，或者，各个凹槽44的形状不完全相同，即至少存在两个形状不一样的凹槽44。
44.凹槽44的形状即为冰块的形状，凹槽44的形状可以为圆形、柱形、圆锥形、方形、梯形或不规则形状，凹槽44的数量对应制冰冰块数，各凹槽44之间可独立也可以相互连接。
45.完整冰块制作过程以冷量传导划分，可细分为两个过程，具体地，第一过程：冷量由制冷体4传导至凹槽44中与其接触的水(即位于凹槽44最外侧的水)。第二过程：冷量在凹槽44内的水中传导。为快速制冰，则需半导体制冷器1在制冷体4上产生足够的冷量，并将冷量尽快传导至与其接触的水，并以水作为冷传导介质，将冷量传导至三维水体，使整个水体尽快降低至冰点温度以下，从而完成快速结冰。根据上述过程可知，凹槽44内的水是由第一凸起部42的侧壁面向内逐渐结冰的。
46.对于第一过程，根据冷量传导公式q＝hsδt，其中，q,h,s,δt分别为传导冷量、表面换热系数、换热面积及温度差，为提高传导冷量，使与制冷体4接触的水快速降温结冰(即减小制冷体4与水之间的温度差)，根据可知，增大制冷体4与水的接触面积可快速减小制冷体4与水之间的温度差，从而使与制冷体4接触的水结冰。
47.对于第二过程，可通过降低冷量在水中的传导热阻来降低第二过程的时间。根据传导热阻计算公式其中，l、s、κ分别冷量传导距离、冷量传导截面面积、水与冰导热系数比，因此，可通过增加冷量传导截面s、减小冷量传导距离l来降低冷量在水中的传导热阻，以缩短第二过程的时间，从而实现快速制冰。
48.请参阅图5和图6，凹槽44设有第二凸起部43。
49.具体的，沿垂直于制冷体4朝向冰盒5的方向(x轴所在的方向)，凹槽44的尺寸平均值为10毫米～25毫米，即沿宽度方向，凹槽44的平均尺寸10毫米～25毫米。由于冰块体积越大，制冰所需的时间越久，当凹槽44沿宽度方向的平均尺寸为10毫米～25毫米时，可使冰块具有合适的体积且可获得相对较快的制冰速度。
50.在凹槽44内设置第二凸起部43，可增大凹槽44内的水与制冷体4的接触面，可减少第一过程所需的时间，进而加快制冰速度。并且，在凹槽44内设置第二凸起部43，冷量由第二凸起部43的侧壁面和第一凸起部42的侧壁面同时向三维水体传递，相对于现有技术中冷量从制冷体4第一凸起部42的侧壁面向凹槽44的中心传递冷量，可缩短冷传导距离，进而可降低冷量在水中的传导热阻，可减少第二过程所需的时间，进而加快制冰速度。由于在凹槽44内设置第二凸起部43对第一过程和第二过程均具有正向促进作用，因此，相对于仅缩短第一过程所需的时间或仅缩短第二过程所需的时间，在凹槽44内设置第二凸起部43可显著加快制冰速度，以提高制冰效率，并且还具有结构简单的优点。
51.第二凸起部43的形状包括但不限于柱形、圆锥形、方形、梯形或不规则形状。
52.第二凸起部43的高度小于第一凸起部42的高度，第二凸起部42与第一凸起部42高度比为0.3～0.95，即沿高度方向，第二凸起部43与第一凸起部42的尺寸之比为0.3～0.95，以获得较好的制冰效果。
53.冰块与制冷体4的分离过程为脱冰，脱冰可直接将半导体制冷器1断电，此时热端12的热量逆向传递至冷端11，再传递至制冷体4，冰块与制冷体4的接触面融化，以使冰块与制冷体4分离，脱离制冷体4的冰块被冰盒5承托。
54.脱冰还可采用将半导体制冷器1直流输入正、负极性倒换，半导体制冷器1由制冷变为制热状态，热量从半导体制冷器1传递至制冷体4，冰块与制冷体4接触的表面融化，以使冰块与制冷体4分离，脱离制冷体4的冰块被冰盒5承托。
55.基于上述两种脱冰方法，冰块完成从制冷体上分离后，被冰盒5所承托，用户从制冷体4上取下冰盒5即可实现取冰。
56.请参阅图6和图7，冰盒5上设置有凸起51。
57.具体的，为加快冰块从制冷体4上脱落，冰盒5上还可以设置凸起51，凸起51与凹槽44一一对应，即一个冰块对应一个凸起51，最优方案为，凸起51设置在冰块的中心部分，凸起51的设置使得冰块与冰盒5更好地融为一体，在制冰完成后，冰盒5更容易将冰块从制冷体4上脱离出来。
58.冰盒5采用橡胶或者塑料材质，该类材质更容易通过变形，使冰块快速的脱离冰盒5。
59.请参阅图6，第一凸起部42上还设置有排气槽45。
60.具体的，因为冰块与制冷体4结合面积过大(主要是兼顾制冰速度)，造成冰块虽然与制冷体4结合面融化，但冰块与制冷体4周边壁面形成闭合张力，使冰块依旧难以脱离制冷体4，为兼顾制冰速度及脱冰的要求，第一凸起部42上设有排气槽45，从而第一凸起部42形成非完全闭合的结构，破坏冰块与制冷体4周边壁面形成的闭合张力，最终使得冰块更容易脱落。
61.请参阅图2和图3，风扇3设于散热器2的散热翅片21端。
62.具体的，风扇2的风向与半导体制冷器1朝向散热器2的方向一致，因此，散热器2附近的大部分热量被风扇3带走，以加块散热器2的散热。
63.半导体制冰机100还包括设于制冷体4上的温度传感器(图未示)，温度传感器用于感应制冷体4，或冰块，或冰盒5的温度，当温度传感器测得制冷体4，或冰块，或冰盒5的温度达到设定的温度阈值，即可提示制冰结束。温度传感器与控制电路板电连接，通过程序控
制，可选择将制作好的冰块脱离制冷体4或进入保冷状态，保持冰块处于冰冻状态。
64.请参阅图1和图2，制冰机100还包括机体外壳6。
65.具体的，机体外壳6围合形成安装腔63，半导体制冷器1、散热器2、风扇3、制冷体4、冰盒5、控制电路板(图未示)均设于安装腔63内。机体外壳6的顶部对应风扇3处设有穿孔61，使得风扇3输出的热空气能通过穿孔61排至机体外壳6外。
66.机体外壳6还包括取冰舱门62，待制冰结束后，旋开舱门，再将冰盒5从制冷体4上分离，即可取出冰块。
67.综上所述，本发明提供了一种制冰机100，本发明中，散热器2设于半导体制冷器1的热端12，制冷体3设于半导体制冷器1的冷端11，由于热端12位于冷端11的上方，因此，当制冰机100工作时，在半导体制冷器1的作用下，热量向上传递，冷量向下传递，符合冷热量自然传导规律，有利于冷量、热量传导，降低了半导体制冷器1冷端11冷量、热端12热量传导热阻，提高了传导效率，从而提高制冰效果。
68.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
69.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
70.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
71.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
72.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
73.当然，本发明上述实施例的描述较为细致，但不能因此而理解为对本发明的保护范围的限制，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围，本
发明的保护范围以所附权利要求书为准。