BRPI0611593A2 - Máquina de fabricação de gelo, conjunto evaporador para uma máquina de fabricação de gelo e método de fabricação da mesma - Google Patents

Abstract

MAQUINA DE FABRICAçAO DE GELO, CONJUNTO DE EVAPORADOR PARA UMA MAQUINA DE FABRICAçAO DE GELO E METODO DE FABRICAçAO DA MESMA. Uma máquina de fabricação de gelo que tem uma superfície de formação de gelo sobre a qual gelo é formado, um sistema de refrigeração incluindo um evaporador de microcanal que resfria a superfície de formação de gelo e um sistema de suprimento de água. O evaporador de microcanal inclui um tubo de microcanal que facilita um efeito de resfriamento distribuído em uma área de contato entre o tubo de microcanal e a superfície de formação de gelo. Em algumas modalidades, o tubo de microcanal inclui uma série de porções em recesso que definem regiões isoladas e dividem o tubo em regiões não isoladas. As regiões isoladas e não isoladas podem ser dimensionadas para a formação de cubos de gelo individuais na superfície de formação de gelo. Em outras modalidades, os espaços entre tubos de microcanal e/ou espaços entre a superfície de formação de gelo e os tubos de microcanal podem formar regiões isoladas pelo menos parcialmente definindo o tamanho e o formato de gelo produzido pela máquina de fabricação de gelo. A superfície de formação de gelo pode ser afixada aos tubos de microcanal por um material de ligação adesivo e/ou coesivo (tal como cola, epóxi, ou um outro adesivo).

Description

MAQUINA DE FABRICAÇAO DE GELO, CONJUNTO DE EVAPORADOR PARAUMA MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE GELO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DA MESMA

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

A prioridade pelo presente é reivindicada para oPedido de Patente Provisória U.S. Número de Série60/693.123 depositado em 22 de junho de 2005, Pedido dePatente Provisória U.S. Número de Série 60/709.325depositado em 18 de agosto de 2005, Pedido de PatenteProvisória U.S. Número de Série 60/753.429 depositado em 23de dezembro de 2005, e Pedido de Patente Provisória U.S.Número de Série 60/789.099, depositado em 4 de abril de2006, cujos conteúdos inteiros são incorporados aqui comoreferência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

As máquinas de fabricação de gelo são de uso amplopara o suprimento de cubos de gelo em operações comerciais.Tipicamente, as máquinas de fabricação de gelo produzem umagrande quantidade de gelo limpo pelo fluxo de água sobreO uma superfície esfriada. A superfície esfriada étermicamente acoplada a serpentinas de evaporador que, porsua vez, são acopladas a um sistema de refrigeração. Asuperfície esfriada comumente contém um grande número dereentrâncias em sua superfície, onde a água fluindo sobre asuperfície pode se coletar. Conforme a água flui sobre asreentrâncias, ela congela em um cubo de gelo.

Para se coletar o gelo, as serpentinas de evaporadorsão aquecidas por um refrigerante comprimido quente fluindoatravés das bobinas de evaporado^, por elementos deaquecimento localizados próximos do gelo e/ou de outrasmaneiras. O calor pode ser transferido para a superfícieesfriada até ela ser aquecida para uma temperaturasuficiente para se coletar o gelo da superfície. Uma vezliberados da superfície, os cubos de gelo caem em um cestode armazenamento de gelo. Os cubos de gelo produzidos poruma máquina de fabricação de gelo típica são pré-formadosou de formato regular, e, em algumas modalidades, têm umperfil geralmente fino. Em algumas máquinas de fabricaçãode gelo, os cubos são liberados da superfície esfriada comocubos individuais, enquanto em outras máquinas defabricação de gelo, os cubos são conectados por uma pontefina de gelo que é comumente fraturada sobre o gelo caindono cesto de armazenamento.

Os evaporadores são comumente feitos usando-se umatubulação de cobre em contato térmico com a superfícieesfriada. Um refrigerante expandido à baixa pressão épassado através da tubulação de cobre para esfriar oevaporador. A tubulação de cobre pode ser presa (porexemplo, tipicamente soldada ou brasada) a uma placa decobre que distribui o efeito de esfriamento a partir datubulação de cobre. Devido ao fato de a tubulação ser deformato cilíndrico, e devido ao fato de a placa de cobretipicamente ser substancialmente plana, há um contato delinha entre as duas partes, o que pode reduzir a eficiênciae a velocidade de transferência de calor entre as duaspartes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em algumas modalidades, um evaporador de máquina defabricação de gelo para formação de gelo é provido, ecompreende um tubo de microcanal que tem paredes internasdefinindo uma pluralidade de percursos de fluxo através dotubo de microcanal; uma folha que tem uma primeirasuperfície sobre a qual a água flui durante uma operação defabricação de gelo, a folha acoplada ao tubo de microcanalpara condutância térmica com ele; e pelo menos um dentre umadesivo e um material de ligação coesivo acoplando aprimeira superfície e o tubo ι de microcanal.

Algumas modalidades da presente invenção provêem ummétodo de fabricação de um conjunto de evaporador para umamáquina de fabricação de gelo, onde o método compreende oposicionamento de um tubo de microcanal que tem umapluralidade de percursos de fluxo de refrigerante adjacentea uma superfície de uma folha de material termicamentecondutivo; a prensagem do tubo de microcanal e da folha dematerial termicamente condutivo em conjunto; e oacoplamento do tubo de microcanal e da folha de materialtermicamente condutivo com pelo menos um dentre um adesivoe um material de ligação coesivo.

Em algumas modalidades, um conjunto evaporador parauma máquina de fabricação de gelo é provido, e compreendeuma folha de formação de gelo definindo uma pluralidade delocalizações de formação de gelo, cada uma da pluralidadede localizações de formação de gelo tendo uma largura; umapluralidade de tubos de evaporador de microcanal, cada umda pluralidade de tubos de evaporador de microcanal tendouma pluralidade de passagens internas de refrigerante etendo uma largura substancialmente igual à largura de cadauma da pluralidade de localizações de formação de gelo;primeiras regiões de isolamento definidas entre tubosadjacentes da pluralidade de tubos de evaporador demicrocanal; e segundas regiões de isolamento definidasentre localizações de formação de gelo ao longo de cada umda pluralidade de tubos de evaporador de microcanal.

Outros aspectos da invenção tornar-se-ão evidentesmediante uma consideração da descrição detalhada e dosdesenhos associados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A FIG. 1 é um esquema de uma máquina de fabricação degelo de acordo com uma modalidade da presente invenção,incluindo um conjunto de evaporador de microcanal e osoutros componentes de um sistema de refrigeração.

A FIG. 2 é uma vista em perspectiva em corte parcialdo conjunto de evaporador da FIG. 1.

A FIG. 3 é uma seção transversal do conjunto deevaporador da FIG. 2 tomada ao longo da linha 3-3.

A FIG. 4 é uma seção transversal do conjunto deevaporador da FIG. 2 tomada ao longo da linha 4-4.

A FIG. 5 é um esquema de uma máquina de fabricação degelo de acordo com uma modalidade alternativa da presenteinvenção, incluindo um conjunto de evaporador de microcanale outros componentes de um sistema de refrigeração.

A FIG. 6 é uma vista em perspectiva em corte parcialdo conjunto de evaporador da FIG. 5.

A FIG. 7 é uma vista em perspectiva explodida doconjunto de evaporador da FIG. 5.

A FIG. 8 é um esquema de uma máquina de fabricação degelo de acordo com uma modalidade alternativa da presenteinvenção, incluindo um conjunto de evaporador de microcanale outros componentes de um sistema de refrigeração.

A FIG. 9 é uma vista em perspectiva em corte parcialdo conjunto de evaporador da FIG. 8.

A FIG. 10 é uma vista em perspectiva explodida doconjunto de evaporador da FIG. 8.

A FIG. 11 é uma vista em perspectiva em corte parcialde um conjunto de evaporador de microcanal de acordo comuma outra modalidade alternativa da presente invenção.

A FIG. 12 é uma vista em perspectiva em corte parcialde um conjunto de evaporador de microcanal de acordo aindacom uma outra modalidade alternativa da presente invenção.

A FIG. 13 é uma vista em perspectiva de um evaporadorde acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

A FIG. 14 é uma vista em perspectiva explodida doevaporador ilustrado na FIG. 13.

Antes de quaisquer modalidades da invenção seremexplicadas em detalhes, é para ser compreendido que ainvenção não está limitada em sua aplicação aos detalhes daconstrução e ao arranjo de componentes estabelecidos nadescrição a seguir ou ilustrados nos desenhos a seguir. Ainvenção é capaz de outras modalidades e de ser praticadaou de ser realizada de várias formas. Também, é para sercompreendido que a fraseologia e a terminologia usadas aquisão para fins de descrição e não devem ser consideradascomo limitantes. O uso de "incluindo", "compreendendo" ou"tendo" e de variações aqui tem por significado englobar ositens listados depois disso e equivalentes dos mesmos, bemcomo itens adicionais. A menos que especificado ou limitadode outra forma, os termos "montado", "conectado","suportado" e variações dos mesmos são usados amplamente eenglobam montagens, conexões, suportes e acoplamentosdiretos e indiretos. Ainda, "conectado" e "acoplado" nãoestão restritos a conexões ou acoplamentos físicos oumecânicos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência à FIG. 1, a máquina de fabricação degelo ilustrada 10 inclui um sistema de refrigeração que temum compressor 14, um condensador 18 e um conjunto deevaporador de microcanal 22. 0 sistema de refrigeraçãoainda inclui uma válvula solenóide 26, um secador 30, umtrocador de calor 34, uma válvula de expansão 38 e um bulbode detecção de temperatura 42. Um controle de feedback éusado para modulação da válvula de expansão 3 8 em respostaa uma informação do bulbo 42. A água é provida para oconjunto de evaporador 22 através de um sistema desuprimento de água incluindo janelas de suprimento de água.

Com referência às FIG. 2 e 3, o conjunto de evaporador22 inclui um coletor de entrada 50, um coletor de saída 54e uma pluralidade de tubos de microcanal 58 em comunicaçãode fluido com o coletor de entrada 50 e o coletor de saída54. Os tubos 58 são substancialmente chatos e têm umapluralidade de microcanais 62 formados ali (veja a FIG. 3) .Na construção ilustrada, os microcanais 62 têm formatos deseção transversal substancialmente retangulares, com cadamicrocanal 62 tendo uma dimensão de largura de em torno de1,4 mm e uma dimensão de altura de em torno de 1,0 mm.Alternativamente, os microcanais 62 podem ter formatos deseção transversal diferentes (por exemplo, circulares,triangulares, ovulares, trapezoidais, etc.) e podem ter umadimensão de largura maior ou menor do que 1 mm e umadimensão de altura maior ou menor do que 0,5 mm. Os tubos58 podem ser feitos de um metal tendo uma condutividadetérmica alta, tal como alumínio. Contudo7 os tubos 58 podemser feitos a partir de outros materiais tendo umacondutividade térmica relativamente alta, tal como cobre ou aço.

Conforme mostrado nas FIG. 2 e 4, os tubos 58 sãoformados ou flexionados para incluírem porções em recesso68 que se estendem ao longo da largura dos tubos 58. Asporções em recesso são espaçadas umas das outras por umadistância que se aproxima do comprimento dos cubos a seremproduzidos, o qual é de em torno de 20 mm na modalidadeilustrada.

O conjunto de evaporador 22 também inclui membros deisolamento 66 posicionados em e presos às porções emrecesso 68 dos tubos 58. Na construção ilustrada, osmembros de isolamento 66 são configurados como hastessubstancialmente cilíndricas. Alternativamente, os membrosde isolamento 66 podem ser configurados para terem qualquerum de vários formatos diferentes. Por exemplo, os membrosde isolamento 66 poderiam ter um formato que combinasse como formato das porções em recesso. Os membros de isolamento66 preferencialmente são feitos a partir de um materialtendo uma condutividade térmica relativamente baixa, talcomo qualquer um de vários plásticos incluindo PVC,polipropileno ou polietileno.

As porções em recesso 68 são dimensionadas econfiguradas para receberem os membros de isolamento 66, demodo que nenhuma porção dos membros de isolamento 66 seestenda acima das superfícies de topo dos respectivos tubos58 (veja a FIG. 4). Na construção ilustrada, os membros deisolamento 66 são acoplados aos tubos 58 por um materialadesivo ou coesivo 74, tal como cola, epóxi ou um outroadesivo, o qual preenche o vazio entre os membros deisolamento 66 e as superfícies de topo dos tubos 58. 0material adesivo ou coesivo 74 preferencialmente também temuma condutividade térmica relativamente baixa.

Com referência às FIG. 2 e 3, o conjunto de evaporador22 ainda inclui uma base 78 tendo projeções verticais 82a,82b configuradas para suportarem os microcanais 58.Particularmente, pares de projeções verticais 82a, 82b sãoconfigurados para suportarem bordas laterais de tubosadjacentes 58. Conforme mostrado na FIG. 3, os pares deprojeções verticais 82a, 82b incluem superfícies superiores86a, 86b para suporte dos tubos 58. Conforme mostrado nasFIG. 2 e 4, a base 78 também inclui entalhes 90 formadosentre as projeções 82a, 82b ao longo do comprimento da base78. Os entalhes 90 na base 78 são dimensionados parareceberem as porções em recesso 68 dos tubos 58.

O conjunto de evaporador 22 também inclui trilhos 94configurados para se encaixarem nos pares de projeçõesverticais 82a, 82b, de modo que os tubos 58 sejam presosentre os trilhos 94 e os pares de projeções verticais 82a,82b. Na construção ilustrada (veja a FIG. 3) , cada um dospares de projeções verticais 82a, 82b define uma fenda 102,e cada um dos trilhos 94 inclui pelo menos uma porção deencaixe ou nervura 98 configurada para se encaixar nasprojeções verticais 82a, 82b. Na construção ilustrada, asprojeções 82a, 82b e a nervura 98 incluem bordas projetadas106, 110 que se encaixam umas nas outras. Alternativamente,as projeções 82a, 82b e os trilhos 94 podem incorporar umaestrutura diferente para se permitir que os trilhos 94 seencaixem nas projeções 82a, 82b.

Mediante o acoplamento dos trilhos 94 às projeções82a, 82b, os tubos 58 são intercalados ou presos entre asbordas laterais dos trilhos 94 e os pares de projeçõesverticais 82a, 82b. Uma conexão como essa é suficiente parase prenderem os microcanais 58 à base 78.

Com referência às FIG. 2 e 3, o conjunto de evaporador22 também inclui uma película de metal ou folha 114sobrepondo-se aos tubos 58 e aos trilhos 94. Embora apenasuma porção da folha 114 seja mostrada nas FIG. 2 e 3, afolha 114 pode se sobrepor à superfície superior doconjunto de evaporador 22. Na construção ilustrada, a folha114 está em contato direto com porções dos tubos 58 parafacilitação da transferência de calor por condução entre afolha 114 e os tubos 58 em localizações em que um cubo degelo é para ser formado. Alternativamente, um material deligação adesivo e/ou coesivo pode estar entre a folha 114 eos tubos 58 e permitir uma transferência de calor porcondução através dali. As porções da folha 114 não emcontato direto com os tubos 58 (isto é, nas porções emrecesso 68) facilitam uma redução na transferência de calorentre a folha 114 e os tubos 58 em localizaçõescorrespondentes aos membros de isolamento 66 em contatodireto com a folha 114. Na modalidade ilustrada, a folha114 é feita de aço inoxidável, mas poderia ser feita, aoinvés disso, de outros materiais (tal como plástico) ou decombinações de materiais (por exemplo, laminados e/oudispostos de outra maneira).

A folha 114 pode ter uma espessura a qual não é maiordo que em torno de 0,010 polegadas (254 μιη) em algumasmodalidades. Em algumas modalidades, a espessura da folha114 não é menor do que em torno de 0,003 polegadas (76,2μm) e/ou não é maior do que em torno de 0,005 polegadas(127 μm) . A folha 114 é construída, em algumas modalidades,para ser afixada aos tubos de microcanal 58 por um processonão aquecido (isto é, não na ou próximo da temperatura defusão da folha 114) pelo uso de um material de ligaçãoadesivo ou coesivo, conforme descrito acima e em maioresdetalhes abaixo com respeito à modalidade das FIG. 8 a 10.Este processo de ligação também pode ser provido semqualquer atividade de fusão do material de ligação adesivoou coesivo (um processo típico para operações de soldagemou brasagem), desse modo se simplificandosignificativamente o processo de montagem.

Com referência à FIG. 1, durante uma operação damáquina de fabricação de gelo 10 e do sistema derefrigeração em um "ciclo de resfriamento", no qual cubosde gelo são produzidos, o compressor 14 recebe umrefrigerante substancialmente gasoso à baixa pressão apartir do conjunto de evaporador 22, pressuriza orefrigerante, e descarrega um refrigerante substancialmentegasoso à alta pressão para o condensador 18. Desde que aválvula solenóide 26 esteja fechada, o refrigerantesubstancialmente gasoso à alta pressão é direcionadoatravés do condensador 18. No condensador 18, o calor éremovido do refrigerante, fazendo com que o refrigerantesubstancialmente gasoso condense em um refrigerantesubstancialmente líquido.

Após sair do condensador 18, o refrigerantesubstancialmente líquido à alta pressão é secado pelosecador 30 e é direcionado através do trocador de calor 34.Enquanto passa através do trocador de calor 34, orefrigerante substancialmente líquido à alta pressãoabsorve calor do refrigerante substancialmente gasoso ãbaixa pressão passando através do trocador de calor 34 emrota para a entrada do compressor 14. Após sair do trocadorde calor 34, o refrigerante líquido à alta pressão encontraa válvula de expansão 38, a qual reduz a pressão dorefrigerante substancialmente líquido para introdução noconjunto de evaporador 22. Especificamente, o refrigerantelíquido à baixa pressão entra no coletor de entrada 50 enos tubos 58. 0 refrigerante absorve calor dos tubos 58 evaporiza conforme o refrigerante passa através dos tubos58. 0 refrigerante substancialmente gasoso à baixa pressãoé descarregado a partir do coletor de saída 54 parareintrodução na entrada do compressor 14.

Conforme mostrado na FIG. 1, o conjunto de evaporador22 inclui defletores 120 que configuram o conjunto como umevaporador de passe múltiplo. Neste projeto, o refrigeranteé direcionado para trás e para frente entre o coletor deentrada 50 e o coletor de saída 54. Na construçãoilustrada, o conjunto de evaporador 22 é configurado comoum evaporador de 3 passes. Alternativamente, o conjunto deevaporador 22 pode incluir mais ou menos do que trêspasses.

Com referência à FIG. 2, a folha 114 e os trilhos 94definem uma pluralidade de canais de fluxo de fluido 118 noconjunto de evaporador 22. Os membros de isolamento 66 e ostrilhos 94 dividem os canais de fluxo de fluido 118 emregiões isoladas 122a, 122b e regiões não isoladas 126(veja as FIG. 3 e 4). Conforme usado aqui, "região isolada"e "região não isolada" sobre a qual a água flui durante umaoperação de fabricação de gelo da folha acoplada ao tubo demicrocanal para condutância térmica em relação a ele, ondea folha de formação de gelo tem uma espessura não maior doque em torno de 0,010 polegadas (254 pm) são termosrelativos usados para indicarem que uma região (sito é, aregião não isolada) é mais fria durante o ciclo deresfriamento, de modo que o gelo se forme mais prontamentenaquela região, se comparada com a região isolada. Estestermos não devem ser interpretados como significando queuma região deve ser isolada e a outra não isolada, ou queuma região deve incluir um material de isolamento dedicado.As regiões não isoladas 126 são regiões sobre a folha 114que são dispostas para uma condução térmica suficiente comos tubos 58 para a formação de gelo sobre a folha 114, aopasso que as regiões isoladas 122a, 122b são regiões nafolha 114 que são suficientemente isoladas termicamente dostubos 58 de modo que o gelo não se forme nas regiõesisoladas 122a, 122b. Nesse sentido, as regiões isoladaspodem ser isoladas por um material de isolamento, ar, umacombinação adequada de resistência térmica e distância esimilares.

Deve ser compreendido que as regiões isoladas 122a,122b e as regiões não isoladas 126 podem ser criadas devárias formas diferentes. Por exemplo, os tubos 58 podemter uma espessura de parede mais fina nas regiões nãoisoladas 126, se comparadas com as regiões isoladas 122a,122b, de modo a se aumentar a taxa na qual o gelo é formadonas regiões não isoladas 126. Se a espessura de parede nasregiões isoladas 122a, 122b for espessa o bastante, haverápouca ou nenhuma necessidade das porções em recesso 68 edos membros de isolamento 66. Alternativamente, osmateriais usados nas duas regiões podem ter coeficientes detransferência de calor diferentes, desse modo resultando emcapacidades diferentes de resfriamento da superfície sobrea qual a água flui.

Durante uma operação da máquina de fabricação de geloilustrada 10 no ciclo de resfriamento, a água é direcionadaatravés de cada um dos canais de fluxo de fluido 118 aolongo de superfícies externas dos mesmos. A água congela emporções da folha 114 correspondentes a porções dos tubos58, os quais estão em contato direto com a folha 114 (istoé, as "regiões não isoladas 126"). Os membros de isolamento66 inibem o congelamento da água em porções da folha 114espaçadas ao longo dos canais de fluxo de fluido 118 (istoé, as "regiões isoladas 122a"), de modo que cubos de geloseparados e distintos se formem nos canais de fluxo defluido 118. Os espaços entre os tubos adjacentes 58 e ostrilhos 94 ocupando aqueles espaços inibem o congelamentode água em porções da folha 114 entre os tubos adjacentes58 (isto é, as "regiões isoladas 122b").

Para a coleta dos blocos de gelo ou dos cubos de gelo,o ciclo de resfriamento é parado e a água é parada de fluiratravés dos canais de fluxo de fluido 118. A válvulasolenóide 26 então é aberta para se permitir que umrefrigerante gasoso substancialmente quente à alta pressãodescarregado a partir do compressor 14 entre no conjunto deevaporador 22. 0 refrigerante gasoso substancialmentequente à alta pressão "descongela" os tubos 58 no conjuntode evaporador 22 para facilitação da liberação de gelo dafolha 114. Os cubos de gelo individuais eventualmentedeslizarão para baixo pelos canais de fluxo de fluido 118 ecairão em uma prateleira de gelo (não mostrada) em um cestode armazenamento (não mostrado). Neste momento, o ciclo decoleta é parado, e o ciclo de resfriamento é recomeçadopara a criação de mais cubos de gelo.

As FIG. 5 a 7 ilustram uma outra máquina de fabricaçãode gelo 210 de acordo com uma modalidade da presenteinvenção. Os elementos e os recursos desta modalidade sãosimilares em muitas formas aos elementos e recursos nasmodalidades descritas acima e ilustradas nas FIG. 1 a 4.Assim sendo, a descrição a seguir se concentraprimariamente naqueles elementos e recursos que sãodiferentes das modalidades descritas acima. Uma referênciadeve ser feita à descrição acima para uma informaçãoadicional referente aos elementos, recursos e possíveisalternativas aos elementos e recursos da máquina defabricação de gelo 210 ilustrada nas FIG. 5 a 7 e descritasabaixo.

Com referência à FIG. 5, a máquina de fabricação degelo 210 ilustrada inclui um sistema de refrigeração quetem um compressor 214, um condensador 218 e um conjunto deevaporador de microcanal 222. 0 sistema de refrigeraçãoainda inclui uma válvula solenóide 226, um secador 230, umtrocador de calor 234, uma válvula de expansão 23 8 e umbulbo de detecção de temperatura 242. Um controle defeedback é usado para modulação da válvula de expansão 23 8em resposta a uma informação a partir do bulbo 242. A águaé provida para o conjunto de evaporador 222 através de umsistema de suprimento de água incluindo janelas desuprimento de água.

Com referência às FIG. 6 e 7, o conjunto de evaporador222 da modalidade ilustrada inclui um coletor de entrada250, um coletor de saída 254 e uma pluralidade de tubos demicrocanal 254. O formato de seção transversal dos tubos258 é substancialmente idêntico àquele dos tubos 58ilustrados nas FIG. 2 e 3, e pode assumir qualquer uma dasoutras formas descritas acima com referência à modalidadedas FIG. 1 a 4.

Em uma operação do conjunto de evaporador ilustrado222, um refrigerante substancialmente líquido à baixapressão entra no coletor de entrada 250 próximo do topo daFIG. 6, passa através dos tubos de microcanal 258, conformemostrado pelas setas pontilhadas na FIG. 6, e sai doconjunto de evaporador 222 como um refrigerantesubstancialmente gasoso através do coletor de saída 254próximo do fundo da FIG. 6. 0 fluxo de refrigerante atravésdo coletor de entrada 250, dos tubos de microcanal 258 e docoletor de saída 254 é determinado por defletores 230 noscoletores de entrada e de saída 250, 254 (veja as FIG. 5 e6).

O conjunto de evaporador 222 ainda inclui um quadro228 adaptado para suportar os tubos de microcanal 258 epara manter os tubos de microcanal 258 entre os primeiro esegundo lados do conjunto de evaporador 222, e mantém ostubos de microcanal 258 em uma configuraçãosubstancialmente paralela e espaçada (descrita em maioresdetalhes abaixo).

O quadro 22 8 na modalidade ilustrada inclui váriostrilhos 294 correndo através do conjunto de evaporador 222e atravessando os tubos de microcanal 258. OS trilhos 294se estendem de uma maneira substancialmente perpendicularcom respeito aos tubos de microcanal 258, e enquadram oslados de uma série de canais de fluxo de fluido 318 nosquais gelo é produzido pelo conjunto de evaporador 222. Ostrilhos 294 na modalidade ilustrada se estendem para longedos tubos de microcanal 2 58 em ambos os lados do conjuntode evaporador 222, desse modo definindo uma estrutura decanais de fluxo de fluido 318 em ambos os lados do conjuntode evaporador 222. 0 quadro 228 ainda inclui pedaços deentrada e de saída de água 319, 321 em extremidades opostasdo quadro 228, ambos os quais tendo superfícies através dasquais a água flui no caminho para dentro e para fora doscanais de fluxo de fluido 318, respectivamente.

Os canais de fluxo de fluido 318 podem ser revestidoscom um material termicamente condutivo, incluindo qualquerum dos materiais descritos acima com referência àmodalidade ilustrada das FIG. 1 a 4. Por exemplo, os canaisde fluxo de fluido 318 no conjunto de evaporador 222ilustrado nas FIG. 5 a 7 são revestidos com uma folha 314,tal como uma folha de aço inoxidável, uma folha de outromaterial metálico ou uma folha termicamente condutiva nãometálica. A folha 314 na modalidade ilustrada das FIG. 5 a7 cobre os trilhos 2 94 e as faces dos tubos de microcanal258, desse modo se definindo os canais de fluxo de fluido318 descritos acima. Cada canal de fluxo de fluido 318,portanto, pode ter uma seção transversal geralmente emformato de U. Um material de ligação adesivo ou coesivopode ser usado para a afixação da folha 314 aos tubos demicrocanal 258. Os materiais de ligação e os usos dosmesmos para esta e outras modalidades da presente invençãodescritas e ilustradas aqui são discutidos em maioresdetalhes abaixo.

A folha 314 pode ter uma espessura a qual não é maiordo que em torno de 0,010 polegadas (254 μm) em algumasmodalidades. Em algumas modalidades, a espessura da folha314 não é menor do que em torno de 0,003 polegadas (76,2μm) e/ou não é maior do que em torno de 0,005 polegadas(127 μm) . A folha 314 é construída, em algumas modalidades,para ser afixada aos tubos de microcanal 258 por umprocesso não aquecido (isto é, não na ou próximo datemperatura de fusão da folha 314) pelo uso de um materialde ligação adesivo ou coesivo, conforme descrito acima e emmaiores detalhes abaixo com respeito à modalidade das FIG.8 a 10. Este processo de ligação também pode ser providosem qualquer atividade de fusão do material de ligaçãoadesivo ou coesivo (um processo típico para operações desoldagem ou brasagem), desse modo se simplificandosignificativamente o processo de montagem.

Os fundos dos canais de fluido 318 em ambos os ladosdo conjunto de evaporador 222 estão em contato com os tubosde microcanal 258 em várias localizações. Nestaslocalizações, a folha 314 revestindo os canais de fluxo defluido 318 está em comunicação de condução térmica com ostubos de microcanal 258. Portanto, estas localizaçõesdefinem regiões não isoladas 326 dos canais de fluxo defluido 318. Cubos de gelo podem ser formados nestas regiõesnão isoladas 326 durante uma operação do conjunto deevaporador 222.Os canais de fluxo de fluido 318 do conjunto deevaporador 222 ilustrados nas FIG. 5 a 7 também têm váriasregiões isoladas 322 para fins de produção de gelo em áreasselecionadas dos canais de fluxo de fluido 318. Embora asregiões isoladas 322 possam ser criadas de qualquer uma dasmaneiras descritas acima (por exemplo, por elementos deisolamento localizados adjacentes aos tubos de microcanal258 e similares), as regiões isoladas 322 são definidas noconjunto de evaporador 222 por espaços 224 entre tubos demicrocanal adjacentes 258. Estes espaços 224 podem serdeixados vazios ou podem ser parcial ou inteiramenteocupados por outra(s) estrutura(s) de isolamento doconjunto de evaporador 222. Em qualquer caso, os espaços224 entre os tubos adjacentes 258 inibem a condução decalor das áreas dos canais de fluxo de fluido 318adjacentes aos espaços 224 para os tubos de microcanal 258.Os trilhos 294 podem constituir regiões isoladas adicionaisao longo do comprimento de cada tubo de microcanal 258, jáque eles dividem o comprimento de cada tubo de microcanal258 em várias localizações de formação de gelo ou regiõesnão isoladas 326.

Os espaços 224 entre os tubos de microcanal adjacentes258 podem ser definidos de várias formas diferentes em umconjunto de evaporador 222. A título de exemplo apenas, ostubos de microcanal 258 na modalidade ilustrada das FIG. 5a 7 são dispostos em um arranjo substancialmente paralelo eespaçado para a criação dos espaços 224. Conforme descritoacima, os tubos de microcanal 258 na modalidade ilustradadas FIG. 5 a 7 são dispostos em uma direção perpendicularaos canais de fluxo de fluido 318, desse modo definindo asregiões não isoladas 326 dos canais de fluxo de fluido 318.

Com referência de novo à modalidade ilustrada das FIG.5 a 7, durante uma operação da máquina de fabricação degelo 210 no ciclo de resfriamento, a água é direcionadaatravés de cada um dos canais de fluxo de fluido 318. Aágua congela em localizações nos canais de fluxo de fluido318 correspondentes a porções dos tubos de microcanal 258em contato com a folha 314 que reveste os canais de fluxode fluido 318 (isto é, as "regiões não isoladas 326")· Osespaços entre tubos de microcanal adjacentes 258 inibem ocongelamento da água em porções dos canais de fluxo defluido 318 (isto é, as regiões isoladas 322b), de modo quecubos de gelo separados e distintos se formem nos canais defluxo de fluido 318. Os trilhos 294 através de cada tubo demicrocanal 258 dividem os canais de fluxo de fluido 318(isto é, com as "regiões isoladas 322a") e suas respectivaslocalizações de formação de gelo (isto é, as "regiões nãoisoladas 326") . 0 gelo pode ser coletado de uma maneirasimilar àquela da primeira modalidade ilustrada nas FIG. 1 a 4.

Na modalidade ilustrada das FIG. 5 a 7, os canais defluxo de fluido 318 estão localizados em ambos os lados doconjunto de evaporador 222. Em outras modalidades, oscanais de fluxo de fluido 318 estão localizados em apenasum lado do conjunto de evaporador 222.

O conjunto de evaporador 222 pode ter qualquerorientação desejada, dependendo pelo menos parcialmente daposição e da orientação dos canais de fluxo de fluido 318descritos acima e do percurso de fluxo de água através doconjunto de evaporador 222. Por exemplo, um conjunto deevaporador 222 tendo canais de fluxo de fluido 318 em ambosos lados do conjunto de evaporador 222 (veja as FIG. 6 e 7)pode ser orientado de forma substancialmente vertical ou emum ângulo relativamente agudo, ao passo que um conjunto deevaporador 222 tendo canais de fluxo de fluido 318 emapenas um lado do conjunto de evaporador 222 pode serorientado em um ângulo relativamente pequeno com respeito aum plano horizontal.

As FIG. 8 a 10 ilustram uma máquina de fabricação degelo 410 de acordo com uma outra modalidade da presenteinvenção. Os elementos e os recursos desta modalidade sãosimilares em muitas formas aos elementos e recursos nasmodalidades descritas acima em relação às FIG. 1 a 7. Assimsendo, a descrição a seguir se concentra primariamentenaqueles elementos e recursos que são diferentes dasmodalidades descritas acima (exceto onde citado de outraforma). Uma referência deve ser feita à descrição acimapara uma informação adicional com referência aos elementos,recursos e possíveis alternativas para os elementos erecursos da máquina de fabricação de gelo 410 ilustrada nasFIG. 8 a 10 e descrita abaixo.

Com referência à FIG. 8, a máquina de fabricação degelo 410 ilustrada inclui um sistema de refrigeração quetem um compressor 414, um condensador 418 e um conjunto deevaporador de microcanal 422. 0 sistema de refrigeraçãoainda inclui uma válvula solenóide 426, um secador 430, umtrocador de calor 434, uma válvula de expansão 438 e umbulbo de detecção de temperatura 442. Um controle defeedback é usado para modulação da válvula de expansão 438em resposta a uma informação a partir do bulbo 442. A águaé provida para o conjunto de evaporador 4 22 através de umsistema de suprimento de água incluindo janelas desuprimento de água. Com exceção do conjunto de evaporador(descrito em maiores detalhes abaixo), o sistema derefrigeração é substancialmente não modificado em relaçãoàquele das modalidades descritas previamente.

Com referência adicional às FIG. 9 e 10, o conjunto deevaporador 422 ilustrado inclui um coletor de entrada 450,um coletor de saída 454 e uma pluralidade de tubos demicrocanal 458 entre eles. O conjunto de evaporador 422provê um exemplo de um tipo diferente de percurso de fluxode refrigerante através do coletor de entrada 450, docoletor de saída 454 e dos tubos de microcanal 458, onde opercurso em serpentina de refrigerante através do conjuntode evaporador 4 22 é um percurso único, ao invés de umpercurso em serpentina em paralelo duplo, conformeilustrado nas modalidades anteriores. Assim sendo, oscoletores de entrada e de saída 450, 454 na modalidade dasFIG. 8 a 10 são providos com defletores adicionais 520 pararesultarem no percurso em serpentina único mostrado. Aindaoutros tipos de percursos de refrigerante através doconjunto de evaporador 422 são possíveis e caem no espíritoe no escopo da presente invenção.

Uma folha 514 de material tendo os recessos 518 éposicionada em cada lado dos tubos de microcanal 458, dessemodo permitindo a produção de gelo em ambos os lados doconjunto de evaporador 422, conforme será descrito emmaiores detalhes abaixo. Em outras modalidades, apenas umlado do conjunto de evaporador 4 22 é provido com uma folhasobre a qual gelo é formado. Cada folha 514 pode serformada a partir de uma folha única de material, de modoque os recessos 518 possam ser completamente definidos pelafolha 514 (por exemplo, tal como por matriz, prensa,fundição, molde, etc.). Em algumas modalidades, váriosdesses recessos 518 podem ser definidos em e pela mesmafolha. Por exemplo, em algumas modalidades, alguns dosrecessos 518 em um lado do evaporador 518 são definidospela mesma folha 514. Cada recesso pode ser completamentedefinido pela mesma folha 514. Desta maneira, assuperfícies de formação de gelo para cada cubo individualnão precisam necessariamente ser construídas de múltiplospedaços montados em conjunto como é comum na técnica.

Entre cada folha 514 e os tubos de microcanal 458 estáum material de ligação 437. O material de ligação 437 éposicionado para ligar cada folha 514 aos tubos demicrocanal 458. Em algumas modalidades (por exemplo, emalguns casos em que o material de ligação 437 é aplicadoapenas aos tubos de microcanal 458 durante a montagem) , omaterial de ligação 437 apenas contata o fundo de cadarecesso 518. Em outras modalidades (por exemplo, em algunscasos em que o material de ligação 437 é aplicado apenas aolado de baixo da folha 514 durante a montagem) , o materialde ligação 437 pode contatar o fundo de cada recesso 518 eas áreas circundando cada recesso 518. O material deligação 437 acopla os fundos dos recessos 518 aos tubos demicrocanal 458. Em virtude do formato chato dos tubos demicrocanal 458 e o formato não plano de cada folha 514,várias regiões isoladas 522a são definidas entre as folhas514 e os tubos de microcanal 458. Regiões isoladasadicionais 522b são definidas entre os tubos de microcanaladjacentes 458. Um ou ambos os tipos de regiões isoladaspodem estar vazios ou podem ser parcial ou inteiramentepreenchidos com qualquer material termicamente isolantedesejado para se evitar a formação de gelo entre osrecessos 518. Da mesma forma, os fundos dos recessos 518estão em comunicação de condução térmica com os tubos demicrocanal 458 e, desse modo, definem localizações sobre asquais o gelo se forma durante uma operação do sistema derefrigeração, conforme descrito com referência àsmodalidades prévias da invenção.

O material de ligação 437 usado para conexão dasfolhas 514 aos tubos de microcanal 458 pode incluir epóxi,cola, fita ou um outro material de ligação adesivo oucoesivo. Em algumas modalidades, o material de ligação 437é uma fita de dupla face. O material de ligação 437 podeser termicamente condutivo ou relativamente não condutivotermicamente. Em algumas modalidades, o material de ligação437 inclui um material de ligação adesivo ou coesivo.Nessas modalidades, o material de ligação pode ser umaespuma de célula fechada. Também, o material de ligação 437pode compreender uma espuma viscoelástica, e pode sersubstancialmente resistente à umidade ou impermeável àágua. Uma fita resistente à umidade ou impermeável à águapode ser usada para se evitar que a água entre nos espaçosentre a(s) folha (s) 514 e os tubos de microcanal 458, oque, em alguns casos, pode encurtar a vida do conjunto deevaporador 422 e/ou reduzir sua eficiência. O material deligação 437 na modalidade ilustrada das FIG. 8 a 10 é umafita de dupla face de espuma de acrílico viscoelástica 3-M™ VHB™, é resistente à umidade, e pode ser obtida emvariedades adequadas para aplicações de baixa temperatura,tais como temperaturas na ou abaixo de 0 grau Celsius. Ummaterial de ligação adesivo e/ou coesivo pode ser providode acordo com a descrição dada acima em outras modalidadesestruturais da invenção.

Com referência continuada à modalidade ilustrada dasFIG. 8 a 10, a folha 514 compreende uma camada fina dematerial termicamente condutivo, tal como aço inoxidável.Em outras modalidades, a folha 514 pode compreender outrosmateriais termicamente condutivos. Em algumas modalidades,a folha 514 pode ter uma espessura não maior do que 0,010polegadas (254 pm). Em algumas modalidades, a folha 514pode ter uma espessura não menor do que em torno de 0,003polegadas (76,2 μm) e não maior do que em torno de 0,005polegadas (127 μm) . A espessura de folha fina pode tornarprocessos de soldagem, brasagem e/ou outros de calorintensivo ou fusão inaceitáveis para acoplamento das folhas514 aos tubos de microcanal 458. Assim, um processo deligação o qual forma uma ligação entre os tubos demicrocanal 458 e as folhas 514 sem se aproximar datemperatura de fusão dos tubos 458 ou das folhas 514 podeser utilizado. Este processo de ligação também pode serprovido sem qualquer atividade de fusão do material deligação adesivo ou coesivo (um processo típico paraoperações de soldagem ou brasagem), desse modo sesimplificando significativamente o processo de montagem. Asespessuras de folha e os processos de ligação descritosacima também podem ser aplicados a qualquer uma das outrasmodalidades da presente invenção.

Os recessos 518 na modalidade ilustrada têm um formatosubstancialmente quadrado com bordas biseladas, embora emoutras modalidades os recessos 518 possam ter lados quesejam substancialmente ortogonais aos fundos dos recessos518. As bordas biseladas dos recessos na modalidadeilustrada ajudam na liberação do gelo durante o processo decoleta. Alguém de conhecimento comum na técnica apreciaráque muitos formatos diferentes de recessos 518 podem serempregados, incluindo redondos, ovais, trapezoidais,irregulares e outros formatos. Os recessos 518 namodalidade ilustrada das FIG. 8 a 10 são dispostos emfileiras ao longo do comprimento de cada tubo de microcanal458. As regiões isoladas 522a entre recessos adjacentes 518em uma dada fileira impedem uma formação de gelo localizadae, desse modo, criam uma divisão entre cubos de geloadjacentes ao longo de cada tubo de microcanal 458. Entreos recessos 518 de fileiras adjacentes, as regiões isoladas522b realizam uma função similar. Também, os espaços 424entre tubos de microcanal adjacentes 458 realizam umafunção similar. Também, os espaços 424 entre tubos demicrocanal 4 58 provêem um isolamento adicional nas regiõesisoladas 522b.

A FIG. 11 ilustra um conjunto de evaporador demicrocanal 622 de acordo com uma outra modalidade dapresente invenção. Os elementos e os recursos destamodalidade são similares de muitas formas aos elementos erecursos nas modalidades descritas acima em relação às FIG.1 a 10. Assim sendo, a descrição a seguir se concentraprimariamente naqueles elementos e recursos que sãodiferentes das modalidades descritas acima. Uma referênciatambém deve ser feita à descrição acima para uma informaçãoadicional com referência aos elementos, recursos epossíveis alternativas aos elementos e recursos do conjuntode evaporador de microcanal 622 ilustrado na FIG. 11 edescrito abaixo.

O conjunto de evaporador 622 ilustrado na FIG. 11inclui as folhas 714 de material termicamente condutivosobrepondo-se a vários tubos de microcanal 658. As folhas714 podem ser similares na construção àquelas descritas emdetalhes acima, mas sendo conformadas de uma formadiferente. Cada folha 714 é formada com canais 718 correndoao longo de uma direção substancialmente perpendicular aostubos 658. De modo similar às modalidades previamentedescritas, o conjunto de evaporador 622 é provido comregiões isoladas 722a, 722b e regiões não isoladas 726. Namodalidade mostrada na FIG. 11, as regiões isoladas 722acorrem entre e são paralelas a canais adjacentes 718. Asregiões isoladas 722a provêem um efeito de isolamento pelacriação de uma lacuna entre cada folha 714 e os tubos demicrocanal 658, significativamente reduzindo a quantidadede calor transferido entre eles. Em algumas modalidades, asregiões isoladas 722a criam uma lacuna apenas acima dostubos de microcanal 658, de modo que as regiões isoladas722a sejam periodicamente interrompidas entre os tubos demicrocanal 658. As regiões isoladas 722b são mantidas,conforme nas modalidades prévias, por espaços 624 entretubos adjacentes 658. Conforme descrito em modalidadesanteriores, todas ou quaisquer das regiões isoladas 722a,722b podem ser parcial ou inteiramente preenchidas com ummaterial de isolamento, ou podem ser, ao invés disso,vazias, conforme mostrado na FIG. 11. Um material deligação 637 (descrito em maiores detalhes acima comreferência à modalidade das FIG. 8 a 10) é provido entre ostubos 658 e cada folha 714, de modo a acoplar as folhas 714aos tubos de microcanal 658. Em algumas modalidades, apenasum lado do conjunto de evaporador 622 é provido com umafolha 714 de material termicamente condutivo.

Deve ser notado que as folhas 714 na modalidadeilustrada na FIG. 11 são suficientemente rígidas paramanutenção do formato de cada canal 718 (ciclos de formaçãode gelo e de coleta repetidos seguindo-se) sem anecessidade de um quadro ou uma base para integridadeestrutural do conjunto. Também, o uso de material deligação 637 para acoplamento às folhas 714 aos tubos demicrocanal 658 provê uma resistência estrutural suficientepara retenção dos tubos de microcanal 658 nas posiçõesespaçadas desejadas com respeito uns aos outros.

A FIG. 12 ilustra um outro conjunto de evaporador demicrocanal 822 de acordo ainda com uma outra modalidade dapresente invenção. Os elementos e os recursos destamodalidade são similares de muitas formas aos elementos erecursos nas modalidades descritas acima em relação às FIG.1 a 11. Assim sendo, a descrição a seguir se concentraprimariamente naqueles elementos e recursos que sãodiferentes das modalidades descritas acima. Uma referênciadeve ser feita à descrição acima para uma informaçãoadicional referente aos elementos, recursos e possíveisalternativas para os elementos e recursos do conjunto deevaporador de microcanal 822 ilustrado na FIG. 12 edescrito abaixo.

O conjunto de evaporador 822 ilustrado na FIG. 12inclui as folhas 914 de material condutivo de calorsobrepondo-se a vários tubos de microcanal 858. Ambas asfolhas 914 são substancialmente chatas. Os tubos demicrocanal 858 são posicionados entre um coletor de entrada850 e um coletor de saida 854. Conforme ilustrado, os tubosde microcanal 858 são substancialmente não planos, de modoque cada tubo 858 inclua porções superiores 858a e porçõesinferiores 858b alternadas (superior e inferior sendotermos relativos usados apenas para a descrição daorientação, conforme ilustrado na FIG. 12) . As folhas 914são posicionadas em lados opostos dos tubos de microcanal858, e são acopladas aos tubos de microcanal 858 por ummaterial de ligação 837. Em virtude dos formatos dos tubosde microcanal 858, as regiões isoladas 922a, 922b e asregiões não isoladas 926 existem em localizações diferentesao longo da folha 914. As regiões não isoladas 926 existemem localizações em que a folha 914 é acoplada às porçõessuperiores 858a dos tubos de microcanal 858, enquanto asregiões isoladas 922a, 922b existem em localizações em quea folha 914 não é ligada aos tubos 858 (isto é, adjacentesa cada porção inferior 858b) e espaços adjacentes 824 entreos tubos adjacentes 858, respectivamente. Em algumasmodalidades, apenas um lado do conjunto de evaporador 822 éprovido com uma folha 914 de material termicamentecondutivo.

As folhas 914 na modalidade ilustrada da FIG. 12 sãosuficientemente rígidas para manterem o formato chato dasfolhas 914, sem a necessidade de um quadro ou de uma basepara integridade estrutural do conjunto. Também, o uso domaterial de ligação 83 7 para acoplamento das folhas 914 aostubos de microcanal 858 provê uma resistência estruturalsuficiente para retenção dos tubos de microcanal 858 nasposições espaçadas desejadas com respeito uns aos outros.

As FIG. 13 e 14 ilustram um conjunto de evaporador demicrocanal 1022 de acordo com uma outra modalidade dapresente invenção. Os elementos e os recursos destamodalidade são similares de muitas formas aos elementos erecursos nas modalidades descritas acima em relação às FIG.1 a 12. Assim sendo, a descrição a seguir se concentraprimariamente naqueles elementos e recursos que sãodiferentes das modalidades descritas acima. Uma referênciatambém deve ser feita à descrição acima para uma informaçãoadicional com referência aos elementos, recursos epossíveis alternativas aos elementos e recursos do conjuntode evaporador de microcanal 1022 ilustrado nas FIG. 13 e 14e descrito abaixo.

O conjunto de evaporador 1022 ilustrado nas FIG. 13 e14 provê um exemplo da maneira pela qual os tubos demicrocanal 1058 e as folhas 1014 podem ser orientados edispostos diferentemente, enquanto ainda caem no espírito eescopo da presente invenção. Por exemplo, o conjunto deevaporador 1022 ilustrado nas FIG. 13 e 14 utiliza váriasfolhas 1014 definindo porções diferentes do conjunto deevaporador 1022. Também, as FIG. 13 e 14 provêem um exemplode como o conjunto de evaporador 1022 pode ter duas ou maisfolhas coplanares 1014 acopladas em localizações diferentesao longo do comprimento de um ou mais tubos de microcanal1058.

O conjunto de evaporador 1022 ilustrado nas FIG. 13 e14 inclui um alojamento 1028 e folhas 1014 de materialtermicamente condutivo sobrepondo-se aos tubos demicrocanal 1058. O alojamento 1028 da modalidade ilustradaé substancialmente retangular e inclui membros de suporteopostos 1031. O alojamento 1028 inclui nervuras 1032 que seestendem entre primeiro e segundo lados opostos 1035, 1036.Colunas de suporte 103 9 se estendem substancialmente deforma vertical a partir das nervuras 1032. Os membros desuporte 1031 são substancialmente idênticos e compreendem amaioria dos primeiro e segundo lados opostos 1035, 1036. Osmembros de suporte 1031 definem uma pluralidade deaberturas substancialmente verticais 1040. 0 alojamento1028 é adaptado para receber os membros de suporte 1031 demodo que as aberturas 104 0 dos membros de suporte 1031 pelomenos parcialmente recebam as colunas de suporte 103 9 doalojamento 1028. Os membros de suporte 1031 também incluemabas 1043 que suportam os membros de suporte 1031 comrespeito ao alojamento 1028.

Em outras modalidades, o alojamento 1028 pode terqualquer outro formato adaptado para suportar os tubos demicrocanal 1058. Por exemplo, o alojamento 1028 pode sermais longo ou mais largo do que aquilo mostrado nas FIG. 13e 14, de modo a acomodar mais passes do tubo de microcanal1058 ou de modo a acomodar passes mais longos do tubo demicrocanal 1058, respectivamente. Como um outro exemplo, oalojamento 1028 pode ser mais espesso do que aquilomostrado nas FIG. 13 e 14, de modo a acomodar um tubo demicrocanal mais largo 1058. Em outras modalidades, nãoexiste nenhum alojamento 1028, em cujo caso o tubo demicrocanal 1058 e as folhas 1014 podem ser suportados comrespeito a uma estrutura (por exemplo, em uma máquina defabricação de gelo) de qualquer outra maneira adequada.

Os tubos de microcanal 1058 da modalidade ilustradanas FIG. 13 a 14 são dispostos em uma configuração deserpentina não plana entre uma entrada 1050 e uma saída1054. A configuração em serpentina pode prover um pedaçoúnico de tubo de microcanal 1058 para fluxo de refrigeranteatravés do conjunto de evaporador 1022. Em outrasmodalidades, esta configuração em serpentina é definida pordois ou mais pedaços de tubulação de microcanal 1058conectados extremidade com extremidade (isto é, em série)de qualquer maneira.

Com referência continuada à modalidade ilustrada nasFIG. 13 a 14, a configuração em serpentina pode ser formadapela flexão da tubulação de microcanal 1058.Alternativamente, uma ou mais das porções flexionadas datubulação de microcanal 1058 ilustrada nas FIG. 13 a 14podem ser substituídas por um outro tubo (por exemplo, ummanifold separado ou um outro tubo de conexão, um outropedaço de tubulação de microcanal, e similar) acoplado àsoutras porções ilustradas da tubulação de microcanal 1058.Se empregados, os manifolds de entrada e de saída (ououtros tubos de conexão) podem ser usados, conformedescrito, para a definição de um fluxo em serpentina, umfluxo em paralelo ou outros percursos de fluxo através dostubos 1058.

Os tubos 1058 ilustrados nas FIG. 13 a 14 sãoadaptados para se estenderem através das aberturas 104 0 dosmembros de suporte 1031, e para se apoiarem sobre ascolunas de suporte 1039. Os tubos 1058 se estendem atravésdo alojamento 1028 quatro vezes. Em algumas modalidades, ostubos 1058 se estendem através de um alojamento maior oumenor um número maior ou menor de vezes, dependendo dacapacidade de saída requerida do conjunto de evaporador1022.

As folhas 1014 de material termicamente condutivopodem incluir regiões substancialmente chatas 1118configuradas para troca de calor com os tubos de microcanal1058 e regiões isoladas 1122 configuradas para evitarem umatransferência de calor entre as folhas 1014 e os tubos demicrocanal 1058. Conforme descrito em modalidadesanteriores, todas ou quaisquer das regiões isoladas 1122podem ser parcial ou inteiramente preenchidas com ummaterial de isolamento, ou podem ser desprovidas, de outraforma, de um material termicamente condutivo. Um materialde ligação 103 7 (descrito em maiores detalhes acima emrelação à modalidade das FIG. 8 a 10) é provido entre ostubos 1058 e cada folha 1014, de modo a se acoplarem asfolhas 1014 aos tubos de microcanal 1058. Na modalidadeilustrada das FIG. 13 a 14, as folhas 1014 são dobradas nametade, de modo que elas circundem substancialmente ostubos de microcanal 1058 e permitam uma formação de gelo emambos os lados dos tubos 1058. Alternativamente, as folhas1014 em lados opostos do tubo de microcanal 1058 podemdefinir uma ou mais luvas circundando o tubo de microcanal1058, tal como pelo deslizamento de uma luva até umalocalização desejada ao longo do tubo de microcanal 1058,antes da flexão do tubo de microcanal 1058, conformedescrito acima. Em algumas modalidades, folhas separadas1014 podem ser acopladas aos lados opostos dos tubos demicrocanal 1058.Deve ser notado que as folhas 1014 na modalidadeilustrada das FIG. 13 a 14 são suficientemente rígidas paramanterem o formato de cada região isolada 1122 (ciclos deformação de gelo e coleta repetidos seguindo-se) sem anecessidade de um quadro ou de uma base para integridadeestrutural do conjunto. Também, o uso de um material deligação 1037 para acoplamento das folhas 1014 aos tubos demicrocanal 1058 provê uma resistência estrutural suficientepara retenção das folhas 1014 com respeito aos tubos demicrocanal 1058. As regiões isoladas 1122 na modalidade dasFIG. 13 a 14 são definidas por projeções formadas nasfolhas 1014. Em algumas modalidades, as regiões isoladas1122 podem ser de qualquer formato desejado para alteraçãodo formato do gelo formado nas regiões chatas 1118. Namodalidade ilustrada das FIG. 13 a 14, bocais (nãomostrados) são posicionados para aspersão de água sobre asfolhas 1014 para a formação de gelo. Em algumasmodalidades, a água pode fluir sobre as folhas 1014 para aformação de gelo, conforme descrito em modalidadesanteriores.

O conjunto de evaporador 1022 ilustrado nas FIG. 13 a14 inclui um pedaço em serpentina de tubulação demicrocanal 1058 sobreposto por folhas 1014 de material emfaces opostas da tubulação de microcanal 1058. Em algumasmodalidades, dois ou mais pedaços de tubulação demicrocanal 1058 podem ser posicionados em uma configuraçãoverticalmente alinhada e empilhada para aumento dacapacidade de saída do conjunto de evaporador 1022. Assimsendo, um ou mais tubos de microcanal em formato deserpentina adicionais 1058 sobrepostos com folhas 1014podem ser posicionados acima ou abaixo da tubulação demicrocanal 1058 e das folhas 1014 ilustradas nas FIG. 13 a14, segundo o que a água fluindo sobre as regiões chatas1118 de uma folha 1014 então flui sobre uma outra regiãochata 1118 de uma folha adjacente 1014, desse modo provendouma capacidade de fabricação de gelo adicional, conformedesejado. Pela utilização de duas ou mais dessas "camadas"de conjunto de microcanal e tubo, porções diferentes doconjunto de evaporador 1022 podem ser operadasindependentemente uma da outra. Portanto, porçõesdiferentes de um conjunto de evaporador 1022 como essepodem ser seletivamente ativadas, de modo a se ajustar ataxa de produção de gelo do conjunto de evaporador 1022.

Cada passe da tubulação de microcanal 1058 ilustradanas FIG. 13 a 14 produz uma fileira única de gelo em cadalado da tubulação de microcanal 1058. Em outrasmodalidades, dois ou mais tubos de microcanal paralelos eespaçados 1058 são intercalados entre as mesmas folhas1014, desse modo se permitindo que duas fileiras de gelosejam produzidas em cada lado da tubulação de microcanal1058.

Na modalidade ilustrada nas FIG. 13 a 14, a água éaspergida sobre as folhas 1014, de modo a se formar gelosobre elas. Em outras modalidades, a água pode fluir sobreas folhas 1014 a partir de um manifold de água aéreo, umapingadeira ou uma outra fonte de água.

O conjunto de evaporador 1022 ilustrado nas FIG. 13 a14 tem várias regiões não isoladas 1118 sobre as quais ogelo se forma e várias regiões isoladas 1122 sobre as quaiso gelo não se forma. As regiões isoladas 1122 ilustradasnas FIG. 13 a 14 são definidas por nervuras, conformedescrito acima. Contudo, qualquer uma das várias maneirasdescritas aqui para a definição de regiões isoladas e nãoisoladas pode ser usada, também ou ao invés disso. Porexemplo, folhas substancialmente chatas 1014 (por exemplo,sem nervuras ou outros recursos de isolamento) podem seracopladas a uma tubulação de microcanal não plana 1058, talcomo qualquer uma das tubulações de microcanal não planas1058 mostradas acima em relação à modalidade da FIG. 12.Nessas modalidades, as regiões isoladas podem ser definidaspelo menos em parte por um espaço entre as folhas chatas1014 e a tubulação de microcanal não plana.

Como um outro exemplo, as folhas 1014 ilustradas nasFIG. 13 a 14 podem ter outros recursos de isolamento, talcomo qualquer um dos formatos de recesso descritos acima emrelação à modalidade das FIG. 8 a 10. Ainda como um outroexemplo, a tubulação de microcanal 1058 pode ser conformadapara receber pelo menos parcialmente qualquer um dos tiposde membros de isolamento descritos acima em relação àmodalidade das FIG. 1 a 4. Em resumo, qualquer um dosrecursos de qualquer um dos conjuntos de evaporadormostrados aqui pode ser combinado com qualquer um dosrecursos de um outro dos conjuntos de evaporador, desde quetais recursos não sejam mutuamente exclusivos ouinconsistentes uns com os outros.

As modalidades descritas acima e ilustradas nasfiguras são apresentadas a título de exemplo apenas, e nãosão pretendidas como uma limitação quanto aos conceitos eprincípios da presente invenção. Como tal, será apreciadopor alguém tendo um conhecimento comum na técnica quevárias mudanças nos elementos e sua configuração e arranjosão possíveis, sem se desviar do espírito e do escopo dapresente invenção, conforme estabelecido nos desenhos emapenso. Vários recursos e vantagens da invenção sãoestabelecidos nas reivindicações a seguir.

Claims (26)

1. Evaporador de máquina de fabricação de gelo para aformação de gelo, o conjunto de evaporador caracterizadopor compreender:um tubo de microcanal que tem paredes internas quedefinem uma pluralidade de percursos de fluxo através dotubo de microcanal;uma folha que tem uma primeira superfície sobre a quala água flui durante uma operação de fabricação de gelo, afolha acoplada ao tubo de microcanal para condutânciatérmica com ele; epelo menos um material de ligação adesivo e coesivoacoplando a primeira superfície e o tubo de microcanal.

2. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deuma pluralidade de recessos ser definida na folha e definirpelo menos parcialmente localizações de formação de gelo dafolha.

3. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato deuma pluralidade de recessos ser integralmente formada com afolha.

4. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato dosrecessos serem substancialmente retangulares.

5. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato depelo menos um de um material de ligação adesivo e coesivoser uma fita.

6. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato dafita ser uma fita de espuma.

7. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato dafita ser uma fita de espuma viscoelástica.

8. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dafolha ser uma primeira folha, o evaporador de máquina defabricação de gelo compreendendo ainda uma segunda folhasobre a qual a água flui durante uma operação de fabricaçãode gelo, a segunda folha acoplada ao tubo de microcanal emum lado do tubo de microcanal oposto à primeira folha, asegunda folha acoplada ao tubo de microcanal paracondutância térmica com ele.

9. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dafolha ter uma espessura não maior do que em torno de 0,010polegadas (254 μπι) .

10. Evaporador de máquina de fabricação de gelo, deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dafolha ter uma espessura não maior do que em torno de 0,005polegadas (127 μπι).

11. Método de fabricação de um conjunto de evaporadorpara uma máquina de fabricação de gelo, o métodocaracterizado por compreender:o posicionamento de um tubo de microcanal tendo umapluralidade de percursos de fluxo de refrigerante adjacentea uma superfície de uma folha de material termicamentecondutivo;a prensagem do tubo de microcanal e da folha dematerial termicamente condutivo em conjunto; eo acoplamento do tubo de microcanal e da folha dematerial termicamente condutivo com pelo menos um de ummaterial de ligação adesivo e coesivo.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado por compreender ainda a formação de umapluralidade de recessos na folha de material termicamentecondutivo, nos quais se forma gelo durante uma operação defabricação de gelo da máquina de fabricação de gelo.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato dos recessos serem substancialmenteretangulares e substancialmente similares no tamanho aogelo formado durante operações de fabricação de gelo damáquina de fabricação de gelo.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do acoplamento do tubo demicrocanal e da folha de material termicamente condutivocompreender o acoplamento do tubo de microcanal e da folhade material termicamente condutivo com fita.

15. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato da fita ser uma fita de espuma.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato da fita ser uma fita de espumaviscoelástica.

17. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato da folha de material termicamentecondutivo ser uma primeira folha de material termicamentecondutivo, o método compreendendo ainda:o posicionamento de uma segunda folha de materialtermicamente condutivo adjacente ao tubo de microcanal emum lado do tubo de microcanal oposto à primeira folha dematerial termicamente condutivo;a prensagem do tubo de microcanal e da segunda folhade material termicamente condutivo em conjunto; eo acoplamento do tubo de microcanal e da segunda folhade material termicamente condutivo com pelo menos um de ummaterial de ligação adesivo e coesivo.

18. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do material termicamente condutivoter uma espessura não maior do que em torno de 0,010polegadas (254 μπι) .

19. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do material termicamente condutivoter uma espessura não maior do que em torno de 0,005polegadas (127 μτη) .

20. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado por compreender ainda porções de isolamentodo material termicamente condutivo a partir do tubo demicrocanal, enquanto se mantêm outras porções do materialtermicamente condutivo em comunicação condutiva de calorcom o tubo de microcanal.

21. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do acoplamento do tubo demicrocanal e da folha de material termicamente condutivoser realizado a uma temperatura substancialmente abaixo datemperatura de fusão do material em folha.

22. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado por compreender ainda a flexão do tubo demicrocanal a partir de um formato substancialmente planopara um formato não plano.

23. Conjunto de evaporador para uma máquina defabricação de gelo, o conjunto de evaporador caracterizadopor compreender:uma folha de formação de gelo que define umapluralidade de localizações de formação de gelo, cada umada pluralidade de localizações de formação de gelo tendouma largura;uma pluralidade de tubos de evaporador de microcanal,cada um da pluralidade de tubos de evaporador de microcanaltendo uma pluralidade de passagens internas de refrigerantee tendo uma largura substancialmente igual à largura decada uma da pluralidade de localizações de formação degelo;primeiras regiões de isolamento definidas entre tubosadjacentes da pluralidade de tubos de evaporador demicrocanal; esegundas regiões de isolamento definidas entrelocalizações de formação de gelo adjacentes ao longo decada um da pluralidade de tubos de evaporador demicrocanal.

24. Conjunto de evaporador, de acordo com areivindicação 23, caracterizado pelo fato das segundasregiões de isolamento serem definidas pelo menos em partepor respectivos espaços entre a folha de formação de gelo eos tubos de evaporador de microcanal nas segundas regiõesde isolamento.

25. Conjunto de evaporador, de acordo com areivindicação 24, caracterizado pelo fato dos espaços seremdefinidos pelo menos parcialmente por recessos na folha deformação de gelo.

26. Conjunto de evaporador, de acordo com areivindicação 24, caracterizado pelo fato dos espaços serempelo menos parcialmente definidos pelos recessos nos tubosde evaporador de microcanal.