CN101371088A - 制冰机和制冰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冰机和一种制冰方法，该制冰机包括：冰盘(51)，用于容纳水以及制作冰；以及至少一个能量发生器(54)，其被设置用以向容纳于所述冰盘中的水和制成于所述冰盘中的冰中至少之一供应能量。

Description

制冰机和制冰方法

技术领域

本发明涉及一种制冰机和一种制冰方法，更具体地，涉及能够使用通过供应诸如电场等能量制成的过冷液体来迅速制作雪泥或冰、并能够通过供应能量而将冰转换到过冷状态来轻松分离冰的制冰机和制冰方法。

背景技术

过冷表示诸如水等液体即使低于转变到固态的状态转变温度时也不转变为固态、而是保持在高温下的状态即液态。水滴能够在自然状态下被过冷。另外，水或饮料在普通冰箱中偶尔会过冷。在日本公布专利公报S59-151834中公开的冷冻方法以及在日本公布专利公报2001-086967中公开的冷冻方法和冰箱都将过冷原理应用到冰箱。对冰箱中的食品施加电场或磁场，使得食品能够维持在低于状态转变温度的过冷状态。在国际公开公报WO/98/41115中公开的静电场处理方法提出了能够用于过冷和解冻食品的多种电极结构。

图1是图示由韩国公布专利正式公报2006-0013721中所公布的透明冰制作机的结构图。该透明冰制作机100包括使用刀片122的过冷装置120。通过将过冷装置120制成的过冷水极少量地供应到制冰装置110来层积出薄片冰，从而制作透明的冰；所述制冰装置110包括冰盘111、制冰室112、旋转轴114、排出器113以及加热器117。在此，加热器117向冰盘111加热，以便从冰盘111上分离冰。冰被轻微解冻以便容易地从冰盘111上分离。此后，通过转动所述旋转轴114由排出器113将冰从冰盘111上分离。

传统的制冰机通过使用刀片的机械方法来使水过冷，并通过供应极少量过冷水来制作薄片冰。因此，该制冰机不能迅速制作雪泥或冰。

此外，传统的制冰机仅使用加热器来解冻冰以利于冰的分离。因此，冰盘111的温度必须被升高到水的状态转变温度。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供利用过冷现象的制冰方法和制冰机。

本发明的另一个目的在于提供能够制作雪泥或冰的制冰方法和制冰机。

本发明的再一个目的在于提供能够迅速制作雪泥或冰的制冰方法和制冰机。

本发明的再一个目的在于提供能够根据需要制作雪泥或冰的制冰方法和制冰机。

本发明的再一个目的在于提供能够利用诸如电场或磁场等能量来制作过冷液体、并通过利用该过冷液体来制作雪泥或冰的制冰方法和制冰机。

本发明的再一个目的在于提供能够通过施加外力的方式将过冷液体转换到固态、并通过利用所生成对象来制作雪泥或冰的制冰方法和制冰机。

本发明的再一个目的在于提供能够利用过冷原理通过降低状态转变温度来迅速分离冰的制冰方法和制冰机。

本发明的再一个目的在于提供能够通过供应由电极产生的电场式能量以及由加热器产生的热量式能量来迅速分离冰的制冰方法和制冰机。

技术方案

为了实现本发明的上述目的，提供了一种制冰机，包括：冰盘，用于容纳水以及制作冰；以及至少一个能量发生器，其设置用以向容纳于冰盘中的水和制成于冰盘中的冰中的至少一个供应能量。此配置用以从过冷水制作冰或者从冰盘上迅速分离冰。

在本发明的另一个方面中，所述至少一个能量发生器是用于以电场和磁场中至少一种的形式供应能量的能量发生器。

在本发明的另一个方面中，所述至少一个能量发生器包括用于供应电能的电极。

在本发明的另一个方面中，所述制冰机包括用于供应待容纳于冰盘中的水的储存容器，且所述至少一个能量发生器被设置用以向所述储存容器中的水供应能量。

在本发明的另一个方面中，所述至少一个能量发生器被设置用以向制成于所述冰盘中的冰供应能量。

在本发明的另一个方面中，所述制冰机包括用于向所述冰盘供应热量的加热器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制冰机，所述制冰机包括:用于容纳过冷液体的盘；以及状态转换器，其用于施加外力以将容纳在所述盘内的过冷液体转换为固态。

根据本发明的再一个方面，提供了一种制冰机，所述制冰机包括：用于储存过冷液体的储存容器；盘，所述盘设置成待被供应以所述储存容器中的过冷液体；以及状态转换器，其用于向容纳于所述盘内的过冷液体施加外力。与利用温度高于冰点的水来制作雪泥或冰的情况相比，通过这种配置能够迅速制作冰或雪泥。通常，冰在所述盘内是从外表面开始冻结的。如果制冰时间短，则冰的内部可能保持为液体状态。根据本发明，在所述过冷液体由所述状态转换器转换成雪泥之后，就能够制作冰以解决上述问题。在此，过冷液体并不一定必须是水，且最终产品也不一定必须是冰(也可以是雪泥)。

在本发明的另一个方面中，所述制冰机包括用于向所述过冷液体供应能量以维持过冷状态的能量发生器。

在本发明的另一个方面中，所述状态转换器为电点火器。

在本发明的另一个方面中，所述盘的至少一部分由传导材料制成。其用于促进热传导并有效地传递所述状态转换器的外力。

在本发明的另一个方面中，所述盘形成为用于所容纳的过冷液体以便相互连通。通过这种配置，能够将所述状态转换器施加到特定位置的外力传递到整个过冷液体(或者，通过由所述状态转换器施加到特定位置的外力所产生的冷冻核(freezing core)能够使整个过冷液体都转换为固态)。

在本发明的另一个方面中，所述制冰机包括储箱，所述储箱被设置用以容纳从所述盘落下的固态过冷液体。具体地，此构造能够被应用于包括制冰机的普通冰箱的结构。

在本发明的另一个方面中，所述制冰机包括附接于所述盘的加热器。

根据本发明的再一个方面，提供了一种制冰机，所述制冰机包括：用于储存过冷液体的储存容器，所述储存容器包括能量发生器，所述能量发生器使用电场和磁场中的至少一种来供应能量以便维持过冷状态；盘，所述盘被设置成待被供应以所述储存容器中的过冷液体；以及储箱，所述储箱被设置用以容纳从所述盘落下的固态过冷液体。通过这种配置，能够使用所述能量发生器在所述制冰机中制作过冷液体，并能够利用所述过冷液体来迅速制作雪泥或冰。

在本发明的另一个方面中，所述盘形成为用于所容纳的过冷液体以便相互连通。

根据本发明的再一个方面，提供了一种制冰方法，包括：第一步骤，用于将过冷液体供应到盘；以及第二步骤，用于向供应到所述盘的所述过冷液体施加外力。所述盘不一定必须要分为多个格子。即，所述盘能够形成为一个格子。当制冰机的最终产品是雪泥时优选这种配置。

在本发明的另一个方面中，所述制冰方法包括第三步骤，所述第三步骤用于从所述盘排出已对其施加了所述外力的固态过冷液体。

在本发明的另一个方面中，所述制冰方法包括在所述第三步骤之前、用于冷冻已对其施加了所述外力的固态过冷液体的步骤。

在本发明的另一个方面中，所述制冰方法包括用于在所述第三步骤之前向所述盘加热的步骤。

在本发明的另一个方面中，所述制冰方法包括在所述第一步骤之前、用于向所述过冷液体供应能量以维持过冷状态的步骤。

根据本发明的再一个方面，提供了一种制冰方法，包括：第一步骤，用于向过冷液体供应能量以维持过冷状态；第二步骤，用于将过冷液体供应到盘；以及第三步骤，用于冷冻所供应的过冷液体。

在本发明的另一个方面中，所述制冰方法包括用于将所述已冷冻的过冷液体排出到储箱的第四步骤。

在此，雪泥的意思是，所述过冷液体已由外力转换为固态。所述液体并不一定必须是水。任何能够由外力过冷处理或转换为雪泥的液体都能被使用。

能够以电场或磁场的形式将能量供应到液体或过冷液体。但是还能够以各种类型(例如，超声波、磁控管等)来供应能量，只要其在低于液体的状态转变温度时维持液态即可。必须认识到，本发明包括这些形式的能量。

根据本发明的再一个方面，提供了一种制冰机，其包括：盘，其具有用于容纳冰的部段；加热器，其用于向所述盘加热以从所述格子轻松分离冰；以及能量发生器，其用于向冰侧供应能量以降低冰的冰点。能够以电场或磁场的形式将能量供应到所述盘或冰。但是，能够以各种形式(例如超声波等)来供应能量，只要其降低物体的状态转变温度即可。必须认识到，本发明包括这些形式的能量。

在本发明的另一个方面中，所述盘由导体制成。

在本发明的另一个方面中，所述制冰机包括设置于所述盘的格子侧的冰分离器，用于从所述格子分离冰。

在本发明的另一个方面中，所述能量发生器是利用电场供应能量的单元。

根据本发明的再一个方面，提供了一种制冰方法，其包括：第一步骤，用于在盘中冷冻冰；以及第二步骤，用于向所述冰侧施加能量以降低所述冰的冰点，并向所述盘施加热量。

在本发明的另一个方面中，所述制冰方法包括用于从所述盘分离冰的第三步骤。

在本发明的另一个方面中，在所述第二步骤中，通过电场和磁场中的至少一种来产生所述能量。

有益效果

根据本发明，制冰机和制冰方法能够通过利用过冷现象来制作和分离冰。

根据本发明，制冰机和制冰方法能够制作雪泥或冰。

根据本发明，制冰机和制冰方法能够迅速制作雪泥或冰。

根据本发明，制冰机和制冰方法能够根据需要制作雪泥或冰。

根据本发明，制冰机和制冰方法能够利用诸如电场或磁场等能量来制作过冷液体、并利用该过冷液体来制作雪泥或冰。

根据本发明，制冰机和制冰方法能够通过施加外力的方式将过冷液体转换到固态、并利用所生成对象来制作雪泥或冰。

根据本发明，制冰机和制冰方法能够利用过冷原理通过降低状态转变温度来迅速分离冰。

根据本发明，制冰机和制冰方法能够通过供应由电极产生的电场式能量以及由加热器产生的热量式能量来迅速分离冰。

附图说明

图1是图示由韩国公布专利公报2006-0013721中所公布的透明冰制作机的结构图；

图2是图示根据本发明的雪泥制作或过冷处理的原理图；

图3是示出根据本发明的实验结果的一个示例的曲线图；

图4是图示根据本发明的一个实施方式的制冰机的结构图；

图5是图示操作根据本发明的制冰机的方法的框图；

图6是示出根据本发明的实验结果的另一个示例的曲线图；以及

图7是图示根据本发明的另一个实施方式的制冰机的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述根据本发明的制冰机和制冰方法。

图2是图示根据本发明的雪泥制作或过冷处理的原理图。参考图2，作为过冷对象的液体41被设置在电极40之间。在供应冷空气42的状态下，使用交流(AC)电源43向液体41施加电场。因此，液体41未被冻结而是被过冷到低于它的状态转变温度(例如，水为1个大气压力下的0℃)。已知诸如电场等能量供应会中断由氧和氢组成的水的氢键，因此，水不会冻结。当由状态转换器44向过冷液体施加外力时，例如，当由电点火器向过冷液体施加电力时，所述力干扰由正被施加到过冷液体的能量或者已被施加到过冷液体的能量所维持的过冷状态(这意味着即使在预定时间之后中断能量供应也仍然能够维持过冷状态)。因此，形成冷冻核，过冷液体迅速转换为固态，从而产生雪泥。这时，过冷液体的温度从过冷状态温度变化为状态转变温度。

现在将说明本发明的实验结果。

1.电极和容器的安装

宽度和长度都是100毫米的两个电极安装成间隔200毫米。容纳有1升水的容器以预定间隔设置在所述两个电极之间。

2.过冷处理

将上述装置放入温度为-6.8℃的冰箱中，并向上述装置施加40千赫和2千伏的电场。在所述装置被放入冰箱后，立即向所述装置施加所述电场。在充分过冷处理之后，使用用于1500伏电引燃器的电点火器将过冷液体转换为固态。结果如图6所示。

图3是示出该实验结果的一个示例的曲线图，具体为示出了所施加的功率与过冷液体的温度之间的相互关系。如图3所示，所施加功率与过冷液体的温度呈现几乎线性比例关系。这意味着，在既定的环境温度下，能够通过调节从能量发生器施加的功率来控制所述过冷液体的设定温度。

图4是图示根据本发明的一个实施方式的制冰机的结构图。水箱21、盘22和储箱23依序安装在冷冻室门20上。水箱21对制作过冷液体来说是必需的。用于施加电场式能量的电极21a被安装用作能量发生器。通道21b连接到水箱21，用于供应水。阀21c控制水向水箱21的供应，阀21d控制过冷水向盘22的供应。温度传感器21e形成于水箱21的一侧，用于测量过冷水的温度。盘22以可转动方式安装，且盘22的转动由马达22a控制。优选地，盘22由诸如铝等传导性材料制成。加热器22b形成于盘22的下部用于冰的分离。另一方面，电点火器22c作为状态转换器安装于盘22的一侧处。电点火器22c设置用以向盘22或盘22中容纳的过冷水施加电击，从而将过冷液体转换为固态，即雪泥。盘22由隔板22d分成多个格子。在连接单元22e上形成有槽以便将过冷液体连接在一起，或者用于过冷液体以便相互连通，使得施加到特定位置的电击能够传递到整个过冷水。储箱23形成于盘22的下部处，用于容纳从转动的盘22供应的雪泥或冰。

图5是图示操作根据本发明的制冰机的方法的框图。当阀21c开启时，水被供应到水箱21。所供应的水由冷冻室的冷空气和由电极21a产生的电场式能量所过冷，并在不发生状态转变的情况下维持低于状态转变温度。根据用户指令或根据温度传感器21e的温度测量值，开启阀21d以将过冷水供应到盘22。过冷水在不操作电点火器22c的情况下被冻结、通过电点火器22c的操作而转换为雪泥且随后冻结、或者通过电点火器22c的操作而转换为雪泥。马达22a的操作使盘22转动，使得雪泥或冰能够被容纳在储箱23中。如图1所示，马达22a用于旋转排出器(未示出)。也可以在不转动盘22的情况下通过排出器的操作来将冰供应到储箱23。当将冰供应到储箱23时，操作加热器22d以便从盘22分离冰。

图7是图示根据本发明的另一个实施方式的制冰机的结构图。制冰机50包括盘51和设置于盘51的上部的冰分离器52。盘51包括多个格子51a。冰51b容纳在各格子51a中。加热器53安装于所述多个格子51a的下部。用于供应电场式能量的电极54形成于盘51的两侧。冰分离器52包括转动轴52a、连接到转动轴52a的排出器52b以及用于使转动轴52a转动的马达52c。优选地，盘51由具有高导电率和高导热率的材料制成，用于热传递和电场式能量的传递。

现在将描述根据本发明的一种制作冰及分离冰的方法。当通过在冷冻室中冷冻容纳在盘51中的水而制成冰51b时，用电极54向冰侧施加能量以降低水的状态转变温度，并且用加热器53对所述冰侧加热。由此，与普通制冰机相比，所述制冰机50能够更迅速地分离冰51b。然后通过驱动马达52c用排出器52b将冰51b从盘51分离。

Claims (30)

1.一种制冰机，包括：

冰盘，用于容纳水以及制作冰；以及

至少一个能量发生器，其设置用以向容纳于所述冰盘中的水和制成于所述冰盘中的冰中的至少一个供应能量。

2.如权利要求1所述的制冰机，其中，所述至少一个能量发生器是用于以电场和磁场中至少一种的形式供应能量的能量发生器。

3.如权利要求1所述的制冰机，其中，所述至少一个能量发生器包括用于供应电能的电极。

4.如权利要求1所述的制冰机，包括用于供应待容纳于所述冰盘中的水的储存容器，

其中，设置有所述至少一个能量发生器以向所述储存容器中的水供应能量。

5.如权利要求1所述的制冰机，其中，设置有所述至少一个能量发生器以向制成于所述冰盘中的冰供应能量。

6.如权利要求1所述的制冰机，包括用于向所述冰盘供应热量的加热器。

7.一种制冰机，包括：

用于容纳过冷液体的盘；以及

状态转换器，其用于施加外力以将容纳在所述盘内的过冷液体转换为固态。

8.一种制冰机，包括：

用于储存过冷液体的储存容器；

盘，所述盘设置成待被供应以所述储存容器中的所述过冷液体；以及

状态转换器，其用于向容纳于所述盘内的过冷液体施加外力。

9.如权利要求8所述的制冰机，包括用于向所述过冷液体供应能量以维持过冷状态的能量发生器。

10.如权利要求8所述的制冰机，其中，所述状态转换器为电点火器。

11.如权利要求8所述的制冰机，其中，所述盘的至少一部分由传导材料制成。

12.如权利要求8所述的制冰机，其中，所述盘形成为用于所容纳的所述过冷液体以便相互连通。

13.如权利要求8所述的制冰机，包括储箱，所述储箱被设置用以容纳从所述盘落下的固态过冷液体。

14.如权利要求8所述的制冰机，包括附接于所述盘的加热器。

15.一种制冰机，包括：

用于储存过冷液体的储存容器，所述储存容器包括能量发生器，所述能量发生器使用电场和磁场中的至少一种来供应能量以便维持过冷状态；

盘，所述盘被设置成待被供应以所述储存容器中的过冷液体；以及

储箱，所述储箱被设置用以容纳从所述盘落下的固态过冷液体。

16.如权利要求15所述的制冰机，其中，所述盘形成为用于所容纳的过冷液体以便相互连通。

17.一种制冰方法，包括：

第一步骤，用于将过冷液体供应到盘；以及

第二步骤，用于向供应到所述盘的所述过冷液体施加外力。

18.如权利要求17所述的制冰方法，包括第三步骤，所述第三步骤用于从所述盘排出已对其施加了所述外力的固态过冷液体。

19.如权利要求18所述的制冰方法，包括在所述第三步骤之前、用于冷冻已对其施加了所述外力的固态过冷液体的步骤。

20.如权利要求18所述的制冰方法，包括用于在所述第三步骤之前向所述盘加热的步骤。

21.如权利要求17所述的制冰方法，包括在所述第一步骤之前、用于向所述过冷液体供应能量以维持过冷状态的步骤。

22.一种制冰方法，包括：

第一步骤，用于向过冷液体供应能量以维持过冷状态；

第二步骤，用于将所述过冷液体供应到盘；以及

第三步骤，用于冷冻所供应的过冷液体。

23.如权利要求22所述的制冰方法，包括第四步骤，所述第四步骤用于将所述已冷冻的过冷液体排出到储箱。

24.一种制冰机，包括：

盘，其具有用于容纳冰的格子；

加热器，其用于向所述盘加热以从所述格子轻松分离所述冰；以及

能量发生器，其用于向所述冰侧供应能量以降低所述冰的冰点。

25.如权利要求24所述的制冰机，其中，所述盘由导体制成。

26.如权利要求24所述的制冰机，包括设置于所述盘的格子侧的冰分离器，用于从所述格子分离所述冰。

27.如权利要求24所述的制冰机，其中，所述能量发生器是利用电场供应能量的单元。

28.一种制冰方法，包括：

第一步骤，用于在盘中冷冻冰；以及

第二步骤，用于向所述冰侧施加能量以降低所述冰的冰点，并向所述盘施加热量。

29.如权利要求28所述的制冰方法，包括第三步骤，所述第三步骤用于从所述盘分离所述冰。

30.如权利要求28所述的制冰方法，其中，在所述第二步骤中，通过电场和磁场中的至少一种来产生所述能量。

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