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是制冷系统的一部分,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,大体位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、隆起或其它凸起,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。