CN101606031A - 制冰机和制冰方法 - Google Patents

Abstract

实施例中设置了冰障和具有冰障的制冰机，其中冰障可以在第一取向和第二取向之间移动，在第一取向时来自冰形成表面的液态水被引到液体容器中，在第二取向时冰障阻挡来自冰形成表面的冰进入到冰被捕获在冰障和相邻表面之间的位置。此外，实施例中提供了在制冰机中制冰的方法，其中冰障使将来自冰形成表面的液态水流转向离开冰收集贮存器，并且其中冰障向将冰引向冰收集贮存器且还阻挡冰进入在冰障和相邻表面之间被捕获的位置的取向移动。

Description

制冰机和制冰方法

技术背景

许多自动制冰机具有用于引导水和冰在制冰机内移动的移动部件。在许多情况中，这些移动部件会被由这种移动部件和/或者在这种移动部件内捕获的冰堵塞。需要相应的维护来清除被捕获的冰的堵塞部分，这给制冰机带来不必要的花费和维护。同样，通常需要使用一个或多个传感器基于制冰机的可移动部件的位置来控制制冰机的运行，这可能产生错误的信号或不能为正常的机器运行产生必要的信号。结果，制冰机可能生产太多的冰，可能过早地停止制冰，或者以其它的方式出现故障。很清楚，对于现有制冰机出现的这些或其它问题，本领域中很需要新的制冰机和制冰方法。

发明内容

本发明的一些实施例提供了一种制冰装置，包括：冰形成表面，其具有多个冰形成位置，并用于在液态水流过冰形成表面时形成冰块；冰收集贮存器，其位于冰形成表面的下方；液体容器，其位于冰形成表面的下方，并用于收集来自冰形成表面的液态水；以及冰障，其与液体容器相邻，冰障能在第一取向和第二取向之间移动，在第一取向来自冰形成表面的液态水被引到液体容器中，在第二取向冰障阻挡来自冰形成表面的冰进入到冰被捕获在冰障和相邻表面之间的位置。

在一些实施例中，本发明提供一种冰障，其能在具有冰收集贮存器的制冰装置内在第一取向和第二取向之间移动，所述冰障包括：第一表面，其用于在冰障处于第一取向时将冰引入冰收集贮存器，并且在冰障处于第二取向时引导液态水远离冰收集贮存器；以及第二表面，其相对于第一表面定位，以在冰障处于第一取向时阻挡由制冰装置产生的冰运动到冰障和制冰装置的另一个部分之间的捕获位置。

本发明的一些实施例提供了一种在制冰机中生产冰的方法，所述方法包括：使液态水流过冰形成表面；激冷冰形成表面，以使流过冰形成表面的液态水的至少一部分冻结；将冰障定向在第一取向；利用冰障使从冰形成表面接收的液态水流转向远离冰收集贮存器，在冰收集贮存器中收集由制冰机生产的冰；使冰障向第二取向移动；并且在冰障处于第二取向时将从冰形成表面接收到的冰引向冰收集贮存器，同时还在冰障处于第二取向时阻挡冰进入到在冰障和相邻表面之间被捕获的位置。

通过详细说明和附图，本发明的其他方面都是明显的。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的制冰机的立体图；

图2是图1中的制冰机中的蒸发器组件的立体图，示出制机机的冰障处于第一取向；

图3是图2中的蒸发器组件的立体图，示出冰障处于第二取向；

图4是图1至3中的冰障的立体图；以及

图5是沿图4中的线5-5所取的图1至3中的冰障的截面图。

具体实施方式

在详细描述本发明的任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于以下说明中阐述的或以下附图中示出的构件的结构和布置的细节。本发明适于其他实施例，并适于用不同的方式来实行或实施。还应该理解，其中使用措辞和术语的目的在于描述，并且不能认为是限制。其中的“包括”、“包含”或“具有”以及其变形旨在包括其后列出的、与之相当的项目以及附加的项目。除非另有规定或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”、“耦合”以及其变形被广义地使用，并且包括直接和间接地安装、连接、支撑、耦合。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械的连接或者耦合。

图1示出了根据本发明的一个实施例的制冰机20，其包括一对蒸发器组件24、水泵28、水池32和排冰道(ice flute)36，冰块38通过排冰道36被排出到用于收集和贮存的储冰器(未图示)。尽管图1所示的制冰机20适于形成不连在一起的枕形冰块，然而应注意本发明的各方面可以应用到这样的制冰机，其适于在任意类型的冰形成表面(例如，单独的凹处或其它容器、一个或多个槽沟、平坦或大体上平坦的冰形成板等等)上生产不连在一起或者连在一起组合形成的其它任意形状(例如立方体)的冰。继续参照图1的实施例，所示的制冰机20的每个蒸发器组件24包括冰形成表面40。

所示的实施例的每个蒸发器组件24具有与冰形成表面40相邻的护罩(shield)44。尽管不需要，护罩44可以在制冰机20的收获周期中用于控制冰从冰形成表面40的排出。冰形成表面40和护罩44的方向基本上竖直，并且相隔相对较小的距离，不过应该理解，冰形成表面40和/或护罩44可以在仍执行其各自功能的同时以其它的方式定向。

在一些实施例中，柔性幕帘46可以被安装到护罩44，并且可以从护罩的底部延伸。例如，所示实施例中的每个蒸发器组件24具有被安装到护罩44的柔性幕帘46。柔性幕帘46以静止状态朝向冰形成表面40呈角度或弯曲，但是它是柔软的，并且在接触冰块38时容易向外偏离冰形成表面40。在其它实施例中，柔性幕帘可以具有还能在与从冰形成表面40落下的冰接触时偏离的其它形状。

继续参照所示的实施例，每个蒸发器组件24的护罩44被蒸发器组件24的侧板47支撑(参见图2和图3)。具体地，护罩44具有与蒸发器组件24的侧板47中的开口匹配的突出。护罩44可以通过不使用工具而被移开，例如通过将护罩44从图1至图3所示的位置提起。在其它的实施例中，护罩44可以通过其它方式可移开地连接到每个蒸发器组件24的侧板47，其它方式例如通过使侧板47的突出可移开地容纳在护罩44上的开口内，通过销和孔的连接，通过其它配合元件的连接或者以任意其它适当的方式。

蒸发器48被连接到所示制冰机20的每个冰形成表面40，以激冷冰形成表面40。蒸发器48是制冷***的一部分，并通过制冷循环使制冷剂循环，以激冷每个冰形成表面40。

如图1所示，排冰道36位于蒸发器组件24之间以从蒸发器组件24接收冰块38。一个蒸发器组件24位于水泵28附近(靠近制冰机20的第一端51)，并且另一个蒸发器组件24大体远离水泵28(靠近制冰机20的第二端52)。水池32包括邻近制冰机20的第一端51和第二端52的部分，以从下文更详细描述的相邻蒸发器组件24接收水。水池32在排冰道36的两侧的周围延伸，使得水池32邻近制冰机20的第二端52的部分与水池32邻近第一端51的部分相通。水泵28与制冰机20的第一端51处的水池32流体相通。在其它实施例中，水可以被接收在具有期望的任何其它的形状和尺寸的水池32(例如，大***于一个或多个蒸发器组件24之下的盘，定位成从一个或多个蒸发器组件24接收水的一个或者多个沟槽等等)内。

除非另有说明，这里对蒸发器组件24(以及其部件)的描述适用于两个蒸发器组件24，其在所示实施例中具有基本相同的结构和操作。任何数目的蒸发器组件24(例如，一个、三个或更多个蒸发器组件24)可以设置为制冰机20的一部分。图2和3示出了一个蒸发器组件24，为了简洁省略了其它的蒸发器组件24。

如图1所示，冰障(ice barrier)52沿着将水池32和排冰道36分开的边界壁54定位在蒸发器组件24的底部。所示实施例的冰障52位于水池32和排冰道36的竖直上方，但是基本上在冰形成表面40下方。冰障52被可转动地安装，并且可围绕枢轴线A在第一取向(图2所示)和第二取向(图3所示)之间移动。在一些实施例中，冰障52被可转动地安装到蒸发器组件24，而在其它实施例中，冰障52也或替代地被可转动地安装到制冰机20的其它结构上。

在图2所示的第一取向中，冰障52允许冰形成表面40和水池32之间的流体相通。在冰障52的第一取向，从冰形成表面40流下的未冰冻的水被冰障52引导流向水池32。在第二取向，冰障52将冰块38从冰形成表面40引导到排冰道36，并且基本上阻断冰块到水池32的路径。

具体如图4和5所示，所示的冰障52包括第一端部分52A和第二端部分52B，以及在第一端部分52A和第二端部分52B之间延伸的第一部分52C。冰障52还包括波形部分52D和配重部分52E。波形部分52D在冰障52的第二部分52F处接触配重部分52E。波形部分52D被形成为包括一系列通道56，通道56以一系列脊60间隔开，并且波形部分52D可以被限定为波形状或皱折状。通道56凹入以在上述冰障52的第一取向上收集和引导水沿冰障52(基本上垂直于枢轴线A)流入水池32。每个脊60凸起以将水引导到相邻的通道56。当在图2所示的第一取向时，入射到冰障52的水沿着一系列限定的流路(即，通道56)被引向水池32。尽管已经发现在许多情况下波形部分52D的半圆或圆形通道56和脊60的执行方式最好，也可以考虑其它轮廓形状，如V形通道56和/或脊60。在其它的实施例中，冰障52的第一部分52C可以具有肋、***或其它凸起，以及/或槽、孔、凹痕或其它凹部，以将水引导至一系列限定的流路中。可选地，第一部分52C可以基本上平坦而没有这样的特征。

仍参照图4和5，冰障52的配重部分52E包括配重68。配重68可以是任何形状，并且可以由一个元件或多个元件所限定。例如，在所示的实施例中，配重68大体上为圆柱形。所示的实施例中的配重68位于接收槽70中，接收槽70被固定到接收槽70的开口端的盖72覆盖。在一些实施例中，盖72保持配重68并且/或密封接收槽70以防制冰机20中的水。在其它实施例中，配重68可以与冰障52一体地形成(例如，成型或铸造到冰障52的材料中)，可以可滑动地被接收在冰障52端部52A和/或52B处的细长孔中，或者可以通过其它任意其它方式安装到冰障52。配重68的位置和重力将冰障52朝向第一取向偏置，但是当冰块38落到第一部分52C上时允许冰障52朝向第二取向枢转。偏置力(朝向第一取向)受冰障52和配重68的材料特性、配重68相对于枢轴线A的位置以及冰障52相对于枢轴线A的形状和尺寸的影响。

尽管所示的实施例使用配重68来使冰障52朝向图2所示的第一取向偏置，也可以使用其它装置来执行该功能。例如，冰障52可以被一个或多个弹簧(包括但不限于抗扭弹簧、盘簧、弹性带等)、磁体、致动器(例如螺线管)、连接到枢轴线A处的轴或连接到与冰障52连接的适合的传动装置的驱动器等偏置。

冰障52包括两个枢销64(在每个端部52A和52B处一个)，其被容纳在蒸发器组件24的侧板47中。或者，侧板47或制冰机20的其它部分上的枢销可以被容纳在冰障52的孔中。通过这种方式，冰障52可以围绕轴线A枢转。

现在参照所示实施例的图4，冰障52在其第一端部52A上带有磁体76。磁体76位于冰障52上，因此当冰障52在第一取向上时(参见图2和3)，磁体76非常接近开关80，该开关80位于邻近第一端部52A的侧板47上。当冰障52基本上枢转离开第一取向时(例如，朝向图3所示的第二取向)，磁体76基本上离开了开关80。开关80感测磁体76的出现或消失，并且至少部分基于冰障52的取向来控制制冰机20的运行(例如接通或关闭模式)。大体上，当冰障52在第一取向时制冰机20是接通的，并且当冰障52在第二取向时制冰机20被开关80关闭。在一些实施例中，开关80包括霍尔效应传感器以检测磁体76的出现或消失。所示的实施例中的开关80被构造为通过停止水流过冰形成表面40(由水泵28驱动)并/或停止使冰形成表面40激冷的制冷循环来中断制冰机20的制冰能力。为此，开关80可以耦合到与水泵28与/或制冷循环通信的控制器(未图示)。

尽管在所示的实施例中使用了磁体和磁场感应传感器来检测冰障52的取向，但是可以根据需要替代地使用其它任意类型的位置与取向检测装置。仅通过示例的方式，冰障52的取向可以被一个或多个光学传感器、机械跳闸开关、旋转编码器等检测。

在运行中，制冰机20通过使水流过激冷的冰形成表面40来生产冰块38。水通过水泵28从水池32抽到蒸发器组件24的顶部。水从上方被排出到冰形成表面40上。在其它实施例中，水以其它方式被提供到冰形成表面40上，例如通过一个或多个喷洒器将水喷到冰形成表面40上。在任何情况下，被提供到冰形成表面40的水在重力的作用下沿冰形成表面40流下。射在冰形成表面40上的一些水在到达底部之前冻结。射在冰形成表面40上的其余水落到冰障52的第一部分52C上，并将水引向用于再循环的水池32。冰逐渐在冰形成表面40上堆积，形成一系列冰块38，该系列冰块38可以被连接成一块板，或者可以被独立地形成且彼此分离。当完成了制冰循环(以冰形成表面40上没有冰开始，到具有完整形成的冰块38结束)，冰块38从冰形成表面40上脱离，朝向冰障52落下。冰块38使柔性幕帘46偏离离开冰形成表面40，并且落到冰障52的第一部分52C上。冰块38的重力(一些情况下，下落力)使冰障52围绕轴线A朝着图3所示的第二取向枢转，克服配重部分52E的偏置。相应地，冰障52的第一部分52C用作用于将冰障52从第一取向向第二取向移动的杠杆臂。

通过冰障52离开第一取向并朝向第二取向移动，冰块38被阻止进入水池32，而被引导到排冰道36。当冰障52在如图3所示的第二取向时，冰障52的第二部分52F抵靠在蒸发器48上。沿第二部分52F的接触不仅防止了冰块38进入水池32，而且还关闭了蒸发器48和冰障52之间的间隙，以防止冰块38容纳在其间。

在冰块38从冰形成表面40上脱落的同时，冰障52可以保持在第二取向上。当冰块38从冰形成表面40上完成脱落时，冰障52回到第一取向，柔性幕帘46回到静止位置，并且新的制冰循环可以开始。在一些实施例中，在新的制冰循环开始(只要开关80检测到冰障52在第一取向)之前，控制器以“排冰模式”操纵蒸发器组件24达设定的时间量。排冰模式可以包括停止制冷循环、降低制冷循环的激冷效果，和/或使制冷剂在制冷循环中的反向流动以对蒸发器48和冰形成表面40提供加热的效果。然而，可以采用使冰块38从冰形成表面40排出的任意适当的方法。

在一些实施例中，当排冰道36下方的储冰器足够满时，由于冰块38在第一部分52D的顶部的堆积，冰障52在排冰结束时可以不从第二取向回到第一取向。例如，在所示的实施例中，开关80保持打开(向控制器发送排冰道36已满的信号)，并且随后的制冰循环不会开始。这种情况可能在制冰机20的生产率大于冰从储冰器移去的速率时发生。因此，开关80基于冰障52的取向来防止储冰器过满。

继续对照所示的实施例，当排冰完成后并且/或当排冰道36足够空以将冰障52从第二取向(图3)释放时，配重部分52E使冰障52回到第一取向(图2)。为了避免一个或多个冰块堵塞在冰障52和相邻的表面(例如，相邻的蒸发器组件24、制冰机20的框元件或制冰机20的另一个相邻的部件)之间间隙中的可能性，冰障52成形为关闭该间隙。在此处，“堵塞”指的是一个或多个冰块38留在冰障52附近的情形。如果冰块38留在冰障52和相邻的结构之间，则即使排冰道36是空的，所示的实施例中的开关80继续无期限地指示“储冰器满”。然而，基于所示的实施例中冰障52的形状，基本上消除了堵塞的可能。

更具体地，在一些实施例中，冰障52具有从冰障52的旋转轴线A径向延伸的两个部分52C、52F。两个部分52C、52F可以如图4和5所示连续，或者可通过另一个元件或间隙而彼此分离。冰障52的两个部分52C、52F相对彼此定向为使得：当冰障52在第二取向时，冰障52第二部分52F抵靠在蒸发器48(或其它相邻的结构)上，以防止冰块38被送入水池32中或留在冰障52和蒸发器48(或其它相邻的结构)之间；当冰障52在第一取向时，在冰障52和护罩44之间限定间隙G。具体地，间隙G是波形部分52D和柔性幕帘46的底边缘88之间沿着冰障52的整个第一部分52C的未被占据的空间的宽度。间隙G至少和其中的一个冰块38一样大(如果不是立方体，则大于其最大直径)。因此，即使当冰块38处于可能堵塞制冰机20的位置处时(例如，当冰障52从第二取向向第一取向移动时，冰块38可能在冰障52上)，冰块38也不会留在冰障52和相邻的结构之间。在配重部分52E将冰障52移到第一取向之前，冰块38落入排冰道36。冰块38不会中断制冰机20的正常运行(因为留下的冰块可能指示来自开关80的“储冰器满”的错误信号)。

在可选实施例中，制冰机20包括全长可枢转水幕帘，来代替护罩44和柔性幕帘46。该水幕帘可以类似于美国专利No.6,993,929和/或美国专利No.6,907,744中所示和描述的，但是不必具有波形底边缘来将水引导到水池32中(因为冰障52被构造为从冰形成表面40接收水)。如果被使用，该水幕帘可以被构造为在冰块38被排出时从冰形成表面40向外摆动，允许冰块38向排冰道36落下。落在冰障52上的冰块38可以引起冰障52从第一取向向第二取向转动。

在第二取向，冰障52的第二部分52F抵靠在蒸发器48(或相邻的结构)，以防止冰块38被送入水池32或留在冰障52和蒸发器(或相邻的结构)48之间。在其它实施例中，第二部分52F不必抵靠在蒸发器48或其它相邻的结构上，而是充分靠近蒸发器48或其它相邻的结构以防止冰块进入其间的堵塞位置。当冰障52在第一取向时，在冰障52和水幕帘之间限定间隙。间隙是冰障52的波形部分52D和水幕帘的底边缘之间沿着冰障52的整个第一部分52C的未被占据的空间的宽度。间隙至少和其中的一块冰块38一样大(如果不是立方体，大于其最大直径)。因此，即使当冰块38位于可能堵塞制冰机20的位置(例如，当冰障52从第二取向向第一取向移动时，冰块38在冰障52上)，冰块38不会实际留在冰障52和相邻的结构之间。在冰障52到达第一取向之前，冰块38落入排冰道36。因此，冰块38不会轻易地中断制冰机20的正常运行。

以上所描述并在附图所示出的实施例只是以示例的方式提出，并不意在对本发明的构思和原理进行限制。因此，本领域的技术人员应理解，只要不背离所附权利要求中指出的本发明的精神和范围，可以对单元及其结构和布置的进行各种改变。在权利要求中指出了本发明的各种特点和优势。例如，尽管图1所示的制冰机20被示出具有两个蒸发器组件24，但是此处公开的发明的各种方面可以用在具有其它任意其它数量的同类型或不同类型的蒸发器组件的制冰机20中。

Claims (23)

1.一种制冰装置，包括：

冰形成表面，具有多个冰形成位置，并用于在液态水流过所述冰形成表面时形成冰块；

冰收集贮存器，其位于所述冰形成表面的下方；

液体容器，其位于所述冰形成表面的下方，并定位成收集来自所述冰形成表面的液态水；以及

冰障，其与所述液体容器相邻，所述冰障能在第一取向和第二取向之间移动，在所述第一取向来自所述冰形成表面的液态水被引到所述液体容器中，在所述第二取向所述冰障阻挡来自所述冰形成表面的冰进入到冰被捕获在所述冰障和相邻表面之间的位置。

2.根据权利要求1所述的制冰装置，其中，在所述第二取向，所述冰障阻挡来自所述冰形成表面的冰进入到冰被捕获在所述冰障和所述液体容器之间的位置。

3.根据权利要求1所述的制冰装置，其中，所述冰障能围绕轴线在所述第一取向和所述第二取向之间枢转。

4.根据权利要求3所述的制冰装置，其中，所述冰障具有从所述轴线向不同方向径向延伸的第一部分和第二部分。

5.根据权利要求4所述的制冰装置，其中，所述第一部分是杠杆臂，其与从所述冰形成表面落下的冰接触，以使所述冰障在所述第一取向和所述第二取向之间枢转。

6.根据权利要求4所述的制冰装置，其中，第二臂是壁，在所述冰障处于所述第一取向时所述壁将来自所述冰形成表面的液态水引向所述容器，在所述冰障处于所述第二取向时阻挡来自所述冰形成表面的冰进入到所述位置。

7.根据权利要求1所述的制冰装置，其中：

在所述冰障处于所述第一取向时，所述冰障和所述制冰装置的相邻表面之间存在间隙，以允许水流入所述容器中；并且

在所述冰障处于所述第二取向时，所述间隙基本上被关闭。

8.根据权利要求1所述的制冰装置，其中，所述流体容器至少部分由用于液态水的再循环的液体池所限定。

9.根据权利要求3所述的制冰装置，其中：

所述冰障具有从所述轴线径向延伸并限定杠杆臂的部分，来自所述冰形成表面的冰作用在所述杠杆臂上以使所述冰障围绕所述轴线枢转；并且

在所述冰障处于所述第二取向时，所述部分大体上在远离所述液体容器的方向上引导冰。

10.根据权利要求9所述的制冰装置，其中，所述冰障的所述部分具有波形表面。

11.一种冰障，所述冰障能在具有冰收集贮存器的制冰装置内在第一取向和第二取向之间移动，所述冰障包括：

第一表面，其用于在所述冰障处于所述第一取向时将冰引入冰收集贮存器，并在所述冰障处于所述第二取向时引导液态水远离所述冰收集接收器；以及

第二表面，其相对于所述第一表面定位以在所述冰障处于所述第一取向时阻挡由所述制冰装置产生的冰运动到所述冰障和所述制冰装置的另一个部分之间的捕获位置。

12.根据权利要求11所述的冰障，其中，所述第一表面和所述第二表面是连接的。

13.根据权利要求11所述的冰障，其中，所述冰障能围绕轴线在所述第一取向和所述第二取向之间枢转。

14.根据权利要求11所述的冰障，其中，在所述冰障处于所述第二取向时所述第二表面还将液态水引导远离所述冰收集贮存器。

15.根据权利要求11所述的冰障，其中，所述捕获位置在所述制冰装置的所述冰障和蒸发器之间。

16.根据权利要求13所述的冰障，其中：

所述冰障具有从所述轴线径向延伸的第一部分和第二部分；并且

所述第一部分限定杠杆，由所述制冰装置生产的下落的冰作用在所述杠杆上以使所述冰障从所述第二取向向所述第一取向枢转。

17.根据权利要求13所述的冰障，其中，所述第二表面由从所述轴线径向延伸的壁限定。

18.根据权利要求13所述的冰障，其中，所述第一表面由波形壁限定。

19.一种用于在制冰机中生产冰的方法，所述方法包括：

使液态水流过冰形成表面；

激冷所述冰形成表面，以使流过所述冰形成表面的液态水的至少一部分冻结；

将冰障定向在第一取向；

利用所述冰障使从所述冰形成表面接收到的液态水流转向远离冰收集贮存器，在所述冰收集贮存器中收集由所述制冰机生产的冰；

使所述冰障向第二取向移动；并且

在所述冰障处于所述第二取向时，将从所述冰形成表面接收到的冰引向所述冰收集贮存器，同时还在所述冰障处于所述第二取向时阻挡冰进入到冰被捕获在所述冰障和相邻表面之间的位置。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，移动所述冰障包括使所述冰障围绕轴线枢转。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，移动所述冰障包括利用从所述冰形成表面落下的冰来移动所述冰障。

22.根据权利要求19所述的方法，其中，使液态水流转向并引导从所述冰形成表面接收到的冰是由所述冰障的相同表面来执行的。

23.根据权利要求19所述的方法，还包括将被所述冰障转向的液态水再循环回所述冰形成表面。

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