CN102959349A - 能够去除包含石灰水的重水的制冰设备和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种能够净化水的制冰设备和方法，其通过利用供水的流动提供用于从供水去除包含石灰水的重水的水净化功能，并且由于其简单的结构所以便宜。该制冰设备和方法可在不利用过滤器的情况下净化水，其可生产过去不曾有的冰形的冰，其中该冰在最初可迅速地融化，从而增强冷度，并且冰在其融化至一定的程度时可长时间地维持冷度。

Description

能够去除包含石灰水的重水的制冰设备和方法

技术领域

本发明涉及一种制冰设备和方法，尤其涉及一种能够去除诸如包含在原水（供水）中的石灰水的异物的制冰设备和方法。

背景技术

在过去，基本上不存在可用于水净化的制冰设备，并且制冰设备仅用于在不参与净化水的情况下生产冰。也就是说，传统的制冰设备典型地为置于静水中的浸入型，其将一根或多根制冷剂管浸入静止的供水中，使得水可通过浸入水中的制冷剂管变成冰，从而仅在不直接净化供水的情况下生产冰。

如上所述，由于传统的制冰设备不参与净化水，所以不可能通过这样的传统制冰设备获得纯冰。

另外，传统的制冰设备可以是水流型或注水型，其仅通过使水溢出或者通过注入水进行制冰。

因此，由于该传统的水流型或注水型制冰方法不是能够去除包含在水中的异物的水净化型制冰方法，所以不可能生产纯冰。

近来，已公开了一种附上过滤器的制冰设备，其设置有用于净化供水的过滤器。

然而，采用这样的附上过滤器的制冰设备，需要周期性地更换过滤器。结果，无疑将引起与过滤器更换有关的费用和不便。

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题作出本发明，并且本发明提供了一种制冰设备和方法，其利用供水的流动给予用于从供水去除包含石灰水的重水的净化功能。

另外，本发明提供一种能够净化水的制冰设备和利用所述制冰设备的制冰方法，所述制冰设备由于其简单的结构所以便宜。

另外，本发明提供一种在不利用过滤器的情况下能够净化水的制冰设备和方法。

此外，本发明提供一种能够净化水并且能够生产在形状上新颖独特的冰的制冰设备和方法，其中冰在最初能迅速地融化，从而提供增强的冷度，并且冰在融化至一定程度之后能够尽可能长时间地维持冷度。

问题的解决方案

根据本发明的方面，提供一种用于从供水去除重水的制冰方法，该方法包括步骤：提供制冷剂通过其循环的冷凝器管路和制冷剂管路；使供水旋转并下落；将制冷剂的温度设定至供水的冰点；以及允许制冷剂穿过冷凝器管路和制冷剂管路，使得制冷剂在供水旋转和下落的同时与供水交换热。

根据本发明的示例性实施例，使供水旋转和下落的步骤包括使供水沿着制冰单元管的壁下落的步骤，并且其中制冰方法还可包括通过使由于与制冷剂的热交换生产的冰自由下落来分离的步骤。

此外，根据本发明的另一示例性实施例，制冰方法还可包括：将进入制冰单元的制冷剂入口管和离开制冰单元的制冷剂出口管安装成使得制冷剂入口和出口管的中心彼此偏离以使在制冰中未使用的供水再循环的步骤。

此外，根据本发明的另一示例性实施例，制冰方法还可包括允许冰形成为沙漏形状的步骤。

根据本发明的另一方面，提供一种能够净化供水的制冰设备，该制冰设备包括：冷凝器，其用于冷凝制冷剂；压缩机，其用于压缩气化的制冷剂；供水供给装置，其用于供给供水；供水旋转装置，其用于使供水旋转；以及热交换部，其具有自流管道，制冷剂流过热交换部，用于使旋转的供水冰冻。

根据本发明的示例性实施例，供水旋转装置允许供水沿着制冰单元的壁旋转和下落。另外，制冰设备还可包括进入制冰单元的制冷剂入口管和离开制冰单元的制冷剂出口管，制冷剂入口和出口管布置成使得制冷剂入口和出口管的中心彼此偏离。在这种情况下，制冷剂入口与出口管的中心之间的偏差可在0.3cm至10cm的范围内。

此外，根据本发明的另一示例性实施例，制冰设备还可包括用于安装旋转装置和具有水位控制功能的喷嘴的装置。由制冰设备形成的冰具有沙漏形状。

此外，根据本发明的另一示例性实施例，制冰设备可设置有布置成多排的多个热交换部。

最后，根据本发明的另一示例性实施例，供水供给装置、供水旋转装置和热交换单元配备成使得它们可安装在现有的制冷机、冷冻机或制冰净水器中。

本发明的有益效果

如上所述，本发明可提供水净化功能，用于仅通过利用供水的流动去除包含石灰水并被包括在供水中的重水。另外，本发明通过以简单的结构构成制冰设备和方法提供一种能够净化水的便宜的制冰设备和方法。

另外，本发明如上所述利用供应流制造冰。结果，本发明提供一种在不利用过滤器的情况下能够净化水的制冰设备和方法。

另外，本发明提供具有不以在过去的冰形的形态存在的形状的冰，其中冰在其初始融化时可迅速融化，从而增强冷度，并且冰在其融化至一定的程度时可长时间维持冷度。

也就是说，根据本发明，冰形成为沙漏形状。结果，冰在其初始融化时可迅速融化，从而增强冷度，并且冰在其融化至一定的程度时可长时间维持冷度，并且可由于冰的独特形状刺激人们的兴趣。

另外，发明的制冰单元系统可配备成使得其可简单地安装在当前使用的制冷机、冷冻机或制冰净水器中。此外，通过如此安装制冰单元系统，由于可按照现在的样子使用当前使用的制冷机、冷冻机或制冰净水器，所以能够节省费用。同样地，由于能够减少浪费，所以还能够获得有利于环境的效果。

附图说明

本发明的前述及其他的目的、特征和优点在结合附图时将从以下的详细说明变得更明显，附图中：

图1是示出根据本发明的能够净化水的制冰系统的示意图；

图2是示出根据本发明的用于使供水旋转的供水旋转装置的透视图；

图3是示出能够净化水的发明的制冰系统中的热交换部的横截面视图；

图4是示出能够净化水的发明的制冰系统中的另一热交换部的横截面视图；

图5是示出能够净化水的发明的制冰系统中的另一热交换部的横截面视图；

图6是示意性地示出由用于使能够净化水的发明的制冰系统中的供水旋转的装置致使的水的旋转的视图；

图7a至7c是示出在能够净化水的发明的制冰系统中的冰成形过程的横截面视图；

图8a和8b是由能够净化水的发明的制冰系统制成的冰的横截面视图；以及

图9a至9c是由能够净化水的发明的制冰系统生产的冰的透视图和照片。

具体实施方式

以下，将参照附图描述本发明的示例性实施例。

和本发明的部件的实际尺寸不同，附图中的每张附图为了清楚以缩小或放大的比例尺示出所述部件。

在此使用的术语并非是用于限制本发明，而是仅描述特定的实施例。除非在从上下文的含意中明显以另外的方式使用，否则在此用单数表示的文字包括对应的复数文字。在本申请中应指出的是，术语“包括”或“具有”仅用于指示在此描述的特征、数字、步骤、动作、部件、部分或它们的组合的存在，而不是预先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、部件、部分或它们的组合的存在或附加的可能。

对于本发明的实施例，仅例证了在此公开的特定结构或功能说明，以描述本发明的实施例。本发明的实施例可以各种形式实现，并且不应被解释成局限于在此描述的实施例。

也就是说，在附图和说明书中详细例证描述了特定的实施例，但本发明可具有各种形式，并且可对本发明作出各种变型和改变。然而，应指出的是，本发明并不局限于在此公开的特定形式，而是包括在本发明的精神和技术范围内的所有改变、等同和替换。

图1是示出能够净化水的本发明的制冰系统的示意图。如图1所示，供水（原水）被供给至储水罐1，并且供水通过泵3泵送至制冰单元供水供给装置6。

供给至制冰单元供水供给装置6的供水通过喷嘴7发送至一个或多个制冰单元9和10。借助于通常形成为管形的喷嘴7，供水被发送至制冰单元9和10。尽管喷嘴7被描述成管状的，但显然喷嘴7的形状并不局限于此。

然后，供水通过喷嘴7被引入制冰单元9和10。尽管制冰单元中的每个制冰单元在图1中被示出为分成上制冰单元9和下制冰单元10，但上制冰单元9与下制冰单元10可一体地形成在一个单元中。如果上制冰单元9与下制冰单元10彼此分开，则将用于安装水旋转装置13的紧固装置14附接至上制冰单元9。

更具体地说，由于制冰单元为长管形，所以难以将紧固装置14安装在这样的长管中。因此，将制冰单元分成上分离单元9与下分离单元10，并且将紧固装置14设置在上制冰单元9中。

参照图1和2，形成在水旋转装置13上的凹槽13-4与设置在上制冰单元9中的紧固装置14接合。结果，水旋转装置13可牢固地安装在上制冰单元9中。

也就是说，紧固装置14形成为突起形状，并且例如通过焊接牢固地结合至上制冰单元9。水旋转装置13的凹槽13-4与紧固装置14接合，使得水旋转装置13可牢固地坐落于上制冰单元9中。

尽管在上文中已描述水旋转装置13通过将紧固装置14设置在上制冰单元9中，并且通过将形成在水旋转装置13上的凹槽13-4联结至紧固装置14来固定，但本发明不局限于上述结构。也就是说，本领域的普通技术人员应意识到的是，在本发明中可采用能够将水旋转装置13保持在制冰单元9和10内的任何方法或装置。

在水旋转装置13固定地联结至紧固装置14上之后，上制冰单元9与下制冰单元10彼此结合。可使用焊接来使上下制冰单元9与10结合。然而，上下制冰单元9与10可通过除焊接之外的任何方法彼此结合。

然后，被引入上制冰单元9的供水在通过水旋转装置13旋转的同时往下落。以下将参照图2详细描述水旋转装置13。

如图2所示，水旋转装置13包括上体13-1、一个或多个间隙13-3和一个或多个凹槽13-4。在被引入如此构成的水旋转装置13时，供水通过下体13-2旋转并通过间隙13往下落。另外，如图2所示，由于间隙13-3形成在制冰单元的壁的附近，所以供水沿着制冰单元的壁旋转并下落。

尽管以上示出并描述了水旋转装置13，但本发明显然不局限于上述结构。也就是说，可将任何系统用作水旋转装置，只要其可使供水沿着制冰单元的壁旋转。

例如，水旋转装置可形成为推进器形状，使得在其旋转的同时能够使供水旋转。替代性地，在较大的制冰单元中，在不固定水旋转装置的情况下，能够通过外部动力（马达）强制性地使供水旋转，使得供水可旋转地通过制冰单元。

如图1所示，间隙8作为水位控制装置设置在上制冰单元9的顶部。间隙8简单地形成在喷嘴7与上制冰单元9之间，并且未穿过上旋转装置13的供水可通过间隙8溢出，由此可控制水位。

然而，水位控制装置显然不局限于间隙8，并且能够由现有的各种装置控制供水的水位。

在如上所述穿过水旋转装置13之后，供水沿着制冰单元9和10的壁旋转，并往下落。旋转并往下落的供水穿过设置有热交换部11的下单元10。

此时，参照图1描述制冷剂管路和冷凝器管路。

制冷剂管路和冷凝器管路根据与用于传统的制冷机和冷冻机的相同的原理操作。制冷剂在穿过冷凝器管路时通过冷凝器4液化。然后，液化的制冷剂在流过定位在本发明的热交换部11内的制冷剂自流管道12时施加制冰效应。这将参照图3得到更详细地描述。

随后，制冷剂在施加制冰效应的同时被气化，然后通过制冷剂管路被引入压缩机5，气化的制冷剂通过被压缩机5压缩再次变成液体。

上述制冷剂管路和冷凝器管路是传统的制冷机、冷冻机中用于制冰的以及用于净水器的制冰设备中的典型制冷剂管路和冷凝器管路。

如图1所示，流过冷凝器4的制冷剂通过制冷剂入口管17被引入热交换部11，并通过制冷剂出口管18从热交换部11排出。制冷剂入口管17与制冷剂出口管18彼此偏离（偏差P），而不是同轴地布置成一直线。

上述结构参照图3a和3b得到更详细地描述。图3a是更详细地示出本发明制冰单元系统中的热交换部的视图，图3b是沿着线A-A的横截面视图。

如图3a所示，在本发明的制冰单元中，在用于热交换部11的制冷剂入口管17与制冷剂出口管19之间设置有小的偏差P。尽管本发明不受该偏差P的限制，但该偏差在大约0.2mm至30cm的范围内，并且优选地在0.3mm至10cm的范围内。

提供偏差P可使制冷剂在热交换部的制冷剂自流管道12中更平稳地流动，并且可延长制冷剂在制冷剂自流管道12内的驻留时间。

也就是说，由于根据本发明可通过提供偏差P来延长制冷剂的驻留时间，所以可实现有效的热交换。

再次参照图3a，在被引入制冷剂入口管13之后，制冷剂驻留在制冷剂自流入口中并冷冻下落到下制冰单元10的供水。形成制冷剂自流管道12的热交换部11与下制冰单元10同轴，并且热交换部11的顶部和底部连接至下制冰单元10。热交换部11的顶部和底部通过焊接连接至下制冰单元10，但本发明不局限于此。

借助于驻留在热交换部11内的制冷剂自流管道12中的制冷剂，在下制冰单元10中形成冰。

此时，在本发明的制冰单元系统中，制冷剂的温度维持在-3℃至-45℃的范围内，优选地在-8℃至-18℃的范围内。因此，在本发明的制冰单元系统中，水通过水旋转装置13旋转并往下落。此时，尽管水通过维持在-8℃至-18℃的范围内的制冷剂温度在制冷剂的效应下冰冻，但包含石灰水的重水不冰冻。也就是说，由于石灰水的冰点在大约-50℃，所以只有水在本发明的制冰单元系统中冰冻，而包含石灰水的重水按照现在的样子向下流动并排出。排出的水从而可用于另一目的。

在本发明的制冰单元系统中，旋转装置13使供水沿着下制冰单元的圆柱壁旋转和下落，并且通过与热交换部11的制冷剂自流管道12中的制冷剂的热交换在下制冰单元10的圆柱壁上进行制冰。然而，如上所述，由于制冷剂的温度在本发明中维持在-8℃至-18℃的范围内，所以只有水被冰冻，而包含石灰水的重水不会冰冻，其下落并向下排出。

在此，由于还向供水施加张力，所以如果水在不旋转的情况下下落，则和表面积接触的表面积在发明的制冰单元系统中受限制。然而，通过使水旋转，可增加和水接触的表面积。也就是说，如果水在不旋转的情况下下落，则由于向水施加张力，所以水接触表面积不超过和流动的水接触的面积。

然而，如果水旋转，则自然会相对增大水接触表面。因此，由于在本发明中供水在旋转的同时沿着制冰单元下落，所以可显著增大供水和制冰单元接触的表面积，并且制冰效应极好。

接下来，参照图4和5描述发明的制冰系统，其中图4示出了能够净化水的本发明的制冰系统，图5示出了另一热交换部。

图4示出了布置成两排的本发明的热交换部11，图5示出了布置成三排的本发明的热交换部11。采用这些布置，与图1所示布置成一排的热交换部11比较起来，能够提高产冰量。另外，本领域的普通技术人员应意识到的是，除了将热交换部11布置成两排或三排意外，还能够将热交换部11布置成多排，以满足利用制冰系统的目的。

另外，本领域的普通技术人员应意识到的是，尽管制冰单元9和10分别以四个一组的形式提供，但能够提供更多的制冰单元9和10。也就是说，可根据制冰单元的制冰状况确定制冰单元的数量。

图6示出了本发明的制冰系统中的水的旋转。根据本发明，从喷嘴下落的水通过水旋转装置3旋转，并沿着制冰单元9和10的壁下落。由于水以沿着制冰单元9和10的壁的方式下落，所以可通过热交换部11中的制冷剂自流管道12提高制冰效率。

图7a至7c示出了在本发明的能够净化水的制冰系统中形成冰20的步骤。即，图7a示出了在热交换部11的制冷剂自流管道中形成冰的初始步骤，并且图7a和7b示出了形成冰的后续步骤。

接下来，参照示出了本发明的能够净化水的制冰系统生产冰的图8和图9进行说明。

如图8a和8b所示，由本发明的能够净化水的制冰系统生产的冰可以是如图8b所示的沙漏形。生产出来的冰为沙漏形的原因是因为制冷剂入口管17和制冷剂出口管18中的温度在本发明的制冰单元中是最低的。

沙漏形的冰非常独特，并且不同于现有的冰形。也就是说，在现有的冰形当中，矩形是普通的一种形状，圆柱形是稍微特殊的一种形状。完全不同于现有冰形的沙漏形冰仅可由本发明的能够净化水的制冰系统来生产。

如附图所示，沙漏形冰具有同其中间部分比较起来非常薄的顶部部分和底部部分。结果，当将沙漏形冰浸入水中时，由于顶部部分和底部部分非常薄，所以其在水中首先而且迅速地融化，从而冷却水。然而，冷却至一定的程度的水由于沙漏形冰的中间部分而可相当长时间的维持冷却。

像这样，由于冰的相对薄的底部部分和底部部分融化相对迅速，所以由本发明形成的沙漏形冰可迅速冷却水，但在一定的时间之后，沙漏形冰的相对厚的中间部分可长时间的维持冷度，。

另外，本发明的能够净化水的制冰系统可仅通过将制冰单元9和10设置在当前使用的制冷机、冷冻机或制冰设备的制冷剂管路和冷凝器管路上来操作。

也就是说，本发明的能够净化水的制冰系统可通过配备制冰单元9和10并简单地将所述制冰单元9和10安装在当前使用的制冷机、冷冻机或制冰设备的制冷剂管路和冷凝器管路上来操作。因此，本发明的能够净化水的制冰系统易于安装和操作。另外，由于本发明的能够净化水的制冰系统可按照现在那样适用于当前使用的制冷剂管路和冷凝器管路，所以可明显降低制冰系统的价格。

另外，由本发明的能够净化水的制冰系统生产的冰具有沙漏形状。结果，当该制冰系统安装在普通家庭中时，由于其独特形状而能够提供对小孩相当大的吸引力的冰。

尤其地，如果将本发明的系统安装在鸡尾酒吧中，则能够在商业上获得相当大的效应。更具体地说，如果将本发明的制冰系统安装在鸡尾酒吧中，使得顾客按动制冰系统的按钮，并且沙漏形冰在按下按钮后的约10分钟之后下落并用于鸡尾酒等，则顾客会给予非常好的声誉。

图9a至9c示出了如上所述制成的沙漏形冰。

如图9b和9c的照片所示，本发明的能够净化水的制冰系统生产的独特沙漏形冰，当置于水中时，其薄的顶部部分和底部部分首先非常迅速地融化，从而迅速冷却水，并且冷却至一定的程度的水由沙漏形冰的中间部分维持非常长的时间，由此可充分地表现冰的原始效应。另外，由于由发明的制冰系统生产的冰具有未曾用作冰的形状的诸如沙漏形的独特形状，所以其可具有来自人们的非常好的声誉。此外，由于本发明的制冰系统不仅生产冰，而且在不利用过滤器的情况下仅通过使水旋转和利用水与异物之间的冰点差异来净化水，所以可加强本发明的效应。

现在，再次参照图1描述用于分离在本发明的能够净化水的制冰系统中形成的冰的过程。实际上，在制冰过程中即开始冰的分离。在过去，通过冷冻包含在塑料容器中的水来制冰，然后通过物理地扭转塑料容器将冰与容器分离。结果，在没有合适地形成为完整形状的情况下频繁地分离冰。

然而，根据本发明的能够净化水的制冰系统，当冰生成并形成特定尺寸时，可通过自由下落将沿着热交换部11的制冷剂自流管道12而形成在下制冰单元10中的冰分离。因此，根据本发明，由于当冰生成并形成为具有预定重量时，通过自由下落自然地执行冰分离，所以可保持冰的现状。当然，为了支撑冰以维持其形状，能够在储冰单元2中提供减震材料，从而在吸收震动的同时接纳冰。另外，在储冰单元2中可提供能够保存冰的贮藏装置等（未示出）。

工业实用性

尽管为说明性目的已描述了本发明的多个示例性实施例，但本领域的技术人员应意识到的是，在不偏离如所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，可能有各种变型、添加和替换。

Claims (15)

1.一种能够从供水中去除重水的制冰方法，所述方法包括步骤：

提供使制冷剂在其中循环的冷凝器管路和制冷剂管路；

使所述供水旋转和下落；

将所述制冷剂的温度设定至所述供水的冰点；以及

使所述制冷剂通过所述冷凝器管路和所述制冷剂管路，使得所述制冷剂在所述供水旋转和下落时与所述供水交换热。

2.根据权利要求1所述的制冰方法，其中使所述供水旋转和下落的步骤包括使所述供水沿着制冰单元管的壁下落的步骤。

3.根据权利要求1所述的制冰方法，还包括通过使由于与所述制冷剂的热交换生产的冰自由下落而分离的步骤。

4.根据权利要求1所述的制冰方法，还包括将进入所述制冰单元的制冷剂入口管和离开所述制冰单元的制冷剂出口管安装成使得所述制冷剂入口管和出口管的中心彼此偏离的步骤。

5.根据权利要求1所述的制冰方法，还包括使在制冰中未使用的供水再循环的步骤。

6.根据权利要求1所述的制冰方法，还包括使冰形成为沙漏形的步骤。

7.一种能够净化供水的制冰设备，所述制冰设备包括：

冷凝器，其用于冷凝制冷剂；

压缩机，其用于压缩气化的制冷剂；

供水供给装置，其用于供给供水；

供水旋转装置，其用于使所述供水旋转；以及

热交换部，其具有自流管道，所述制冷剂流过所述热交换部，用于使所述旋转的供水冰冻。

8.根据权利要求7所述的设备，其中所述供水旋转装置使所述供水沿着所述制冰单元的壁旋转和下落。

9.根据权利要求7所述的设备，还包括进入所述制冰单元的制冷剂入口管和离开所述制冰单元的制冷剂出口管，所述制冷剂入口管和出口管布置成使得所述制冷剂入口管和出口管的中心彼此偏离。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述制冷剂入口管与出口管的中心之间的偏差在0.3cm至10cm的范围内。

11.根据权利要求7所述的设备，还包括用于安装所述旋转装置的装置。

12.根据权利要求7所述的设备，还包括具有水位控制功能的喷嘴。

13.根据权利要求7所述的设备，其中由所述制冰设备形成的冰为沙漏形。

14.根据权利要求7所述的设备，其中提供布置成多排的多个热交换部。

15.根据权利要求7所述的设备，其中所述供水供给装置、所述供水旋转装置和所述热交换单元配备成使得它们可安装在现有的制冷机、冷冻机或制冰净水器中。

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