专利名称：冰块制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冰块制造装置，特别是将该装置设计为一种台式和/或独立单元而用于消费市场。
例如，从美国专利US-A-4,055,053中可了解具有这种性质的装置，在该专利的图8中显示了这种装置的一个壳体，壳体中布置有一个模腔。模腔的基座是由多个模盘大规模形成，其下侧与热电元件相连接。模腔与水系统持久地相连且在浮动系统的帮助下一直完全充满水。因此，模盘总是自动充水。在装置转换至冰冻位置后，热电元件确保将模盘中的水冰冻。然后，切断至热电元件的电力供应，或选择性地将这些元件暂时转换至加热状态，这样，将热量供应至模盘达较短的一段时间。结果，最外层的冰融化，冰块就在模腔中自由上浮。在具有铲刀片的链驱动器的帮助下，可将冰块从模腔的顶侧铲出而送入冰桶中。
这种已知装置的缺陷在于在装置启动和第一组冰块制备之间所耗费的时间比较长。此外，该装置包括大量的机械部件，因此，该装置的制造价格较昂贵且很笨重。另外，由于上浮的冰块若不能被铲出该装置，该装置就只能用作为完全充满的模腔。为此，模腔必须长久地与一个供应系统相连接。制造的冰块仍漂浮在水中并慢慢融化，此外，应用这种装置很不卫生，因为任何污染物仍存留在模腔中且连续地与新鲜水相混合。
从FR-A-2,747,769中可知根据权利要求1的前序部分的一种装置，在
图1和图2中显示了用于制备冷水和冰的一种装置。在环境温度下将水从放置在装置顶部上的水容器，输送到位于装置内部的集聚箱中。在一种变更情况下，装置也可直接与水供应系统相连。在水容器或水供应系统和收集盘之间布置一个可控制的阀。从收集盘开始，水可穿过一个泵、一个管道系统和一个控制阀，至外部的龙头或位于装置中的一个分配管道。分配管道上布置有位于一个冷却体正上方的大量喷嘴。冷却体是由一个倾斜的、具有横向隔板的长盘形成。喷嘴在冷却体上方将水雾化。冷却体的一端与一个热电耦合元件相连。在热电耦合元件的冰冻位置处，到达冷却体的少量水可在所述冷却体上冰冻，并以层状成长至一有限的程度。没有冰冻的水立即作为冷却水滴从冷却体下落而进入集聚箱。在设定的次数时，至热电耦合元件的电流方向反过来，致使冷却体底层的冰融化，置于冷却体上方的冰盘从倾斜盘上滑落，掉入悬吊在集聚盘上方的集聚格中。在集聚格上，冰盘开始融化，融化的水滴入集聚盘中。
应认识到这种装置特别是用于冷却水的制备。形成冰盘只是一个副产品。在冷却体上只能冰冻最大为几毫米厚的冰。在冰冻周期开始时，在冷却体上冰冻成的冰的第一层绝热性很强，这样冰就不可能进一步继续成长。因此，只能形成薄冰盘。集聚格上的冰盘会迅速融化，且当最后使用时，冰盘也迅速融化。对于这种类型的组合装置，由于较冷的融化水有助于降低集聚箱中的水的温度，因此其优点多于缺点，所述融化水可作为冷水通过水龙头而排放入玻璃杯中。但是，冰盘的迅速融化对根据本发明的制冰装置来说是很不利的。这是因为在这种情况下，较冷的融化水是一种不需要的副产品。主要产品为冰块。
因此，FR-A-2,747,769中所述的装置的缺点在于只有少量供应的水可有效地被转换为冰。此外，冰的质量较低，也就是说，在没有释放较多冷气的情况下，它就迅速融化。另一个缺点在于该装置只能与专用容器相结合使用，所述专用容器放置在装置的顶部或总是与水供应系统相连通。所述容器限制了装置的通用性，此外，所述容器也使该装置变得笨重及不稳定。水供应系统也限制了装置的通用性，即装置必须保持在一个位置。制造第一组一定数量的薄冰盘需要较长的一段时间。该装置的启动时间较长。水在环境温度下流出容器且直接进入集聚箱，通过与利用冷却体冷却的水或融化水相混合而将其慢慢冷却。在集聚箱中的水达到足够低的温度之后只可制造某种厚度的冰盘。由于经常与已在装置中存留了较长时间的水相混合，因此，所述的混合不仅较慢而且不卫生。所以，薄冰盘在较大程度上是由旧水形成的。
本发明的目的为提供一种装置，其主要产品为冰块，且消除了上述缺陷。具体地说，本发明的目的是提供一种冰块制备装置，该装置具有成本低廉、结构紧凑且可迅速及卫生操作的特点，它特别适用于那些想在较短时间内利用新鲜水来制造少量冰块的单个消费者。
根据本发明，该目的是通过根据权利要求1的一种冰块制造装置来达到的。该装置包括一个热电元件和一个冰块盘，冰块盘以热传导的方式与热电元件相连。该装置本身具有内置水箱，在开始生产循环时，水箱可一次充注所需量的水。来自水箱的水可在水计量装置如一个压力泵的帮助下进行计量而进入冰块盘的模腔。模腔至少为1厘米深，因此，它适于生产厚度大于1厘米的冰块。具有计时单元的控制装置可保证热电元件供应确定的设定冰冻时间的电流，通过这种方式就可从冰块盘上提取出热量。在热电元件的另一侧，将该热量再释放到环境中。在冰冻时间耗尽之后，用于从冰块盘上释放冰块的释放装置开始运行。冰块被集聚并通过布置在冰块盘之下或邻近的移动装置移开。该装置可包括其自身的电池电源或配置一个与电栅极相连的柱塞。因此，本发明提供的制冰装置可完全独立运行。在水箱充注一定量的水之后，仅需要简单地接通该装置。水的量应与所需冰块的量相适应。然后，该装置将以一连续的过程连续生产大量的冰块，所述冰块被集聚并通过移动装置移开。该装置结构简单、制造便宜且应用卫生。不同的部件在无噪声情况下相互作用，这样可构成一种具有较小尺寸的装置，例如，该装置的用于容纳不同部件的壳体的尺寸为15×15×25cm，因此，该装置特别适用于家庭及宾馆房间等。应用的机械部件如控制阀是有限的，这样就增大了装置的可靠性，也意味着保养费用可限制至最小。令人惊奇是已发现利用本发明的装置生产一组标准尺寸如约为8cm3的冰块需要的时间少于10分钟，具体地说，只需要几分钟。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。
参考附图，下面将对本发明进行详细描述，其中图1显示了根据本发明的冰块制备装置的第一个实施例的示意性透视图，图中省略了外围的壳体；图2显示了与图1中所示的冰块制备装置的一个优选实施例处于冰冻位置相应的视图；图3显示了图2中的装置处于释放位置的部分视图；图4显示了冰块盘的分解部件的透视图，该冰块盘具有圆筒形部分和一个插入元件，该插入元件具有活塞部分；图5显示了通过图4中处于释放位置的组合部件的剖视图。
在图1中，为清楚显示冰块制备装置的目的而未显示其外围壳体。外围壳体可根据需要的外观而定型，例如，与其他消费电器和/或厨房设备相配合。该装置包括具有充注口3的水箱1。充注口3最好利用一个盖子来关闭。水箱1与水计量装置相连，在这种情况下，水计量装置是由一个泵单元形成的。在泵的一侧，泵单元与充注管5相连，充注管5从水箱1的底部向上延伸，并开口入具有四个喷嘴7的计量单元6。在该装置的顶部中布置有一个冰块盘10，在冰块盘10中布置有四个模腔11，在开始冰冻时，模腔11可通过喷嘴7充注水。
在冰块盘10的两相反侧，冰块盘10受到热电元件15的限制，在这种情况下，热电元件15是由电热耦合(peltier)元件形成的。如果电热耦合元件与一个直流(DC)电源相连，这样，将根据电流的方向而从电热元件的一侧提取热量而在电热元件的另一侧散发热量。因此，该电热元件可用作为一个热泵，通过它就可从冰块盘10中提取足够多的热量，将模腔11中的水冰冻以形成冰块。
该装置的各个部件均安装在壁盘19上，电缆20也从壁盘19延伸出来，且可插入到一个壁插座中，以向泵单元和电热耦合元件供应电流。在该装置中，控制装置21包括一个用于以确定的顺序和确定的时间启动装置的各个部件的计时单元。
两个热电元件15及支撑在它们之间的冰块盘10一起以这种方式布置，即它们可围绕一个枢轴销22进行转动。枢轴销22与一个驱动器23相连，驱动器23是由例如一个电动马达形成的。驱动器23由控制装置21启动，并可保证冰块盘10以设定的次数翻转，这样，在模腔11中形成的冰块就可掉落下来。
一个漏斗状的集聚容器25布置在冰块盘10的下面。集聚容器25最好足够大以容纳与完全充满的水箱1相应的大量冰块。在集聚容器25的下侧布置有一个滑动抽屉26用以移去冰块。在抽屉26的基座部分中布置有一个或多个可使融化水流出的泄漏口。泄漏口开口于一个漏水集聚箱28上方。任何融化水及在冰块盘10的充注过程中溅出的水均自动流入漏水集聚箱28中，可从装置中将漏水集聚箱28移开并倒空，或在漏水集聚箱28的下侧布置一个可关闭的排出口。漏水集聚箱28、集聚容器25和冰块盘10的柱状排列布置具有的优势在于在断电的情况下，从已制造的冰块释放出的所有融化水均可被收集到漏水集聚箱28中。漏水集聚箱28可有利地确保冰块只是由新鲜水制成。这对冰块的味道有益，另外，也对卫生情况有利。
在应用过程中，水箱1充注例如半公升龙头水。然后，通过按压开关30可启动该装置。控制装置21通过启动泵单元而开始运行一确定的时间，充注时间精确地足够向模腔11充注水。关闭泵单元并将热电元件15切换至冰冻位置达到确定的冰冻时间，其中，以一种方式向热电元件15供应电流而在冰块盘10的一侧提取热量。冰块盘10以有效而非常迅速的方式同时从两侧降温至低于冰冻点，从而将模腔11中的水冰冻。在冰冻过程中，从与冰块盘10相对放置的热电元件15的那些表面上释放出的热量就散失了。为达到此目的，这些表面上设置冷却肋。在冰冻过程中，利用一个风扇32沿着冷却肋释放空气流。空气流通过外围壳体中的一个格子排放到大气中。在耗尽冰冻时间之后，将供至热电元件15的电流断开一段确定的释放时间。然后，仍储存在冷却肋中的热量回流到冰块盘10中，这样，冰块的外层融化，冰块就可自由地存放在模腔11中。在一种变型中，将供应至热电元件15的电流方向反过来，其结果为这些元件开始在冰块盘10的侧面上释放热量。然后，启动释放装置，即该实施例中的驱动器23，将冰块盘10翻转，从而将其倒空而将冰块倒入集聚容器25中。然后开始一个新的冰冻循环。冰块盘10回复至其初始位置，再次向模腔11充注水等等。用以冰冻四个冰块的冰冻循环将继续自动重复进行，直至水箱1变空或集聚容器25完全充满冰块。水箱1或集聚容器25的一端可安装适当的位置检测器，用以向控制装置21发出一个信号。
水箱1布置有一个用以指示水量以及用这些量的水所生产的冰块的数量的刻度尺35。刻度尺也可包括所需生产时间的标识。将要生产的冰块的量可由使用者自己通过向水箱1充注或多或少的水来决定。水箱1的容积最好为0.1-1.5公升，具体为0.5-1.0公升。这与对冰块的平均需求相对应，且可保证装置的结构紧凑及易控制性。
对于生产基本体积约为8cm3的冰块，已证明可在约1小时的时间内可生产大约60块冰。对于生产4块冰为一组且每块冰的体积约为8cm3的冰块来说，所需的生产时间小于10分钟，具体地说，只需要几分钟的时间。
生产的冰块在约为0℃的温度下保存在集聚容器25中。集聚容器25应是绝热的或从热电元件15向其供应冷气。因此，生产的冰块可被保存一段时间。
冰块盘10最好用铝制作，铝是一种良好的热导体。为进一步减小生产时间和所需的能量，设计的冰块盘10的壁应尽可能薄。在一个特殊的实施例中，冰块盘10的模腔11布置一层特氟隆，这样就可更容易地从模腔11中释放出冰块。
在一个未显示的变型实施例中，冰块制备装置包括冰块盘，冰块盘具有可滑动或倾斜的底部，在释放操作中，冰块盘在适当的驱动器的帮助下可移动入一个开启位置。然后，冰块就可自由地掉入布置在下面的一个集聚容器中。
图2显示了冰块制备装置的一个变型实施例。在该图中为清楚显示的目的也省略了外围壳体。该装置包括一个具有充注漏斗41的水箱40和泵单元42，泵单元42与水箱相连，且通过一个充注管43与具有两个模腔46的冰块盘45相连。冰块盘45的两侧受到具有冷却肋48的两个电热耦合元件47的限制。在冰块盘45的下面布置有一个集聚容器49，在这种情况下，集聚容器49是由一个斜道形成的，该斜道开口入一个可关闭的分配口中。
冰块盘45包括一个插入元件50，插入元件50可在一个底部位置(图2)和一个顶部位置(图3)之间上下移动。插入元件50包括一个提升部分，在底部位置中，该提升部分压靠在模腔44的基座上。在冰冻之后的释放操作过程中，如果插入元件50向上移动入顶部位置，该提升部分就向上推动冰块，直至冰块最终在冰块盘45的边缘上方倾斜并落入集聚容器49中。
插入元件50可利用任何适当的驱动器上下运动。但是，利用来自泵单元48的水压力是很有优势的。在这种情况下，在插入元件50向上运动的同时就可将水充注模腔46。在这种方式中，冰块的释放与模腔的充注操作相结合，从而节省了时间，并消除了对释放装置进行单独驱动的需要。下面参考图4和图5中所示的具有插入元件的冰块盘的变型实例，对上述释放原理进行详细描述。
在图4和图5中，在设计为立方体形的冰块盘60的基座上布置有环形凹槽。具有圆筒形部分61的一个填充件从下面布置到冰块盘60中。插入元件62设置在圆筒形部分61的顶部上方，这样它就可上下滑动。插入元件62包括一个可放置在圆筒形部分61内的活塞部件63。以这种方式形成的活塞-气缸系统可通过一个连接口64、与如图2中所示的冰块装置的泵单元42的填充管43相连。当泵单元开始运行时，积聚的水压力可保证将活塞部分63与插入元件62的其余部分一起，相对于圆筒形部分61和冰块盘60向上推动。向上的运动受到安装在活塞部分63中的止动销68的限制，或受到插入元件62的顶侧与一个弹性装置或止动壁相接触的限制。
从图5中可看到，在圆筒形部分61的顶侧布置有两个入口65，在插入元件62处于顶部位置时，所述的两个入口65由活塞部分63中的较窄部分69来开启。从那一时刻起，水就可流入模腔。当模腔充满水时就可切断泵单元，这样使水压降低，插入元件62就可在如弹性装置或重力的作用下回复至其底部位置。
插入元件62具有一个垂直壁部分70，垂直壁部分70在冰块盘60中的模腔之间形成一个隔板。此外，插入元件62包括两个在垂直壁部分70上延伸的提升部分71。这两个提升部分71是倾斜的，这样可保证在插入元件处于顶部位置处时，在冰块盘60的侧面上方向外推动两个冰块。特别是如果冰块盘60和插入元件62的组合被夹持在两个热电元件之间这是很有优势的，因为在两个热电元件之间可引导冰块的释放方向。
可将提升部分71和垂直壁70制作为任何需要的形状是有利的。以这种方式可确定冰块的最终形状，因此冰块就可给予吸引人的外观。此外，由于插入元件62的更换比较容易，因此冰块制备装置就可容易而迅速地适应所需的冰块形状，如具有连锁宾馆的徽标的冰块。
图2中所显示的释放原理也可良好地应用于图1中所示的结构，反之亦然，因此，在这种情况下，可将新鲜水与已用过的水或回复至水箱待重新利用的水相分离。
因此，本发明提供了一种冰块制备装置，其操作简单、迅速、高效且具有令人接受的较小尺寸，这样可使该装置作为一个独立单元而特别适用于如家庭或宾馆。除了所显示的实施例之外，可构想出多种变型结构。例如，水箱可拆卸地布置在壳体中，这样可将其从装置中取出并在一个水龙头下充注水。也可安装一个可拆卸地的集聚容器。为收集融化水，在移动装置下也可布置一个独立的漏水集聚箱。在这种方式中，使融化水保持在水箱之外，可有利的确保只利用新鲜水来制作冰块。
权利要求
1.用于制造冰块的装置，包括一水箱(1)；一壳体；与水箱(1)相分离的一冰冻元件；用于将水箱(1)中的水供应至冰冻元件的泵装置；至少一个与冰冻元件以热传导方式相连的热电元件(15)；具有计时单元的控制装置(21)，控制装置(21)以确定的冰冻时间向热电元件(15)供应电流，通过这种方式，热电元件(15)就提取冰冻元件侧面上的热量；用于收集来自冰冻元件的冰的移动装置；其特征在于水箱完全位于壳体之内，并包括一充注口(3)，通过该充注口可向水箱(1)充注所需量的水，冰冻元件是一冰块盘(10)，它包括至少一组基座部分和垂直壁部分，基座部分和垂直壁部分一起限定了一个深度大于或等于1cm的模腔(11)，设计的泵装置将一定量的水供应至模腔(11)，在冰冻周期开始时，来自于水箱(1)的水量与模腔(11)的容积基本相一致，布置的释放装置用于在冰冻时间以后从模腔(11)中释放冷冻的冰块。
2.根据权利要求1所述的装置，其中水箱(1)包括一个用于指示充注的水量的刻度尺(35)，充注的水量与所需生产的冰块的数量相对应。
3.根据上述权利要求之一所述的装置，其中水箱(1)的容积至少为0.1公升，具体是至少为0.5公升。
4.根据上述权利要求之一所述的装置，其中水箱(1)的容积最多为1.5公升，具体是最多为1.0公升。
5.根据上述权利要求之一所述的装置，其中控制装置(21)包括位于水箱(1)中的一个位置检测器，如果水箱(1)是空的，就关闭该装置。
6.根据上述权利要求之一所述的装置，其中布置的两个热电元件(15)在基本相对的两侧上限定冰块盘(10)。
7.根据上述权利要求之一所述的装置，其中还布置有一个用于收集融化水的漏水集聚箱(28)，如果需要的话，也可收集装置中应用的其他废水，漏水集聚箱(28)与水箱(1)相分离。
8.根据上述权利要求7所述的装置，其中漏水集聚箱(28)以柱列的方式布置在集聚容器(25)和冰块盘(10)的下面。
9.根据上述权利要求之一所述的装置，其中冰块盘(60)的顶部是开口的，冰块盘(60)包括一个可在模腔中上下移动的插入元件(62)，插入元件(62)具有一个提升部分(71)，在底部位置处，提升部分(71)压靠在模腔的基座上，释放装置包括一个在释放操作中用于向上移动插入元件(62)的驱动器，在顶部位置处，提升部分(71)使已制造的冰块在冰块盘(60)的边缘上方倾倒。
10.根据权利要求9所述的装置，其中提升部分(71)朝着所需的冰块倾倒方向倾斜。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其中用于向上移动插入元件(62)的驱动器由泵装置形成。
12.根据权利要求11所述的装置，其中插入元件(62)包括一个活塞部分(63)，而冰块盘(60)包括一个圆筒形部分(61)，活塞部分(63)和圆筒形部分(61)所形成的活塞-气缸系统与泵装置相连。
13.根据权利要求9-12之一所述的装置，其中冰块盘(60)布置有一个进入口(65)，该进入口(65)可由与泵装置相配合的插入元件(62)关闭，在插入元件(62)向上运动过程中，为向模腔充注水而将进入口(65)打开。
全文摘要
一种用于制造冰块的装置,它包括:具有充注口(3)的水箱(1),水箱(1)可充注需要量的水;与水箱相分离的冰块盘(10),冰块盘(10)具有至少一个模腔(11);用于将计量的水从水箱供应至模腔的水计量装置;将模腔中的水进行冰冻的至少一个热电元件(15);具有一个计时单元的控制单元(21),控制单元(21)以已确定的冰冻时间向热电元件供应电流,用这种方式,该热电元件就可提取冰块盘侧面上的热量;在冰块冰冻时间之后,用于从冰块盘释放冰块的释放装置;以及用于收集和排放从冰块盘释放的冰块的排放装置。
文档编号F25C5/06GK1348539SQ00806704
公开日2002年5月8日 申请日期2000年4月26日 优先权日1999年4月28日
发明者罗洛夫·科斯特 申请人:威尔托伊诺维特公司