本出願は、その全開示が全ての目的のために完全に引用される、「製氷のための方法および装置」と題する、2012年1月20日に出願された米国仮特許出願第61/588954号、および「氷採取のための方法および装置」と題する、2012年9月14日に出願された米国特許出願第13/618799号の非仮特許出願であり、それに優先権を主張するものである。
本開示の態様において、「要求に応じた氷」製造を提供するために、全体寸法が減少し、角氷の凍結時間が低減した、製氷機が提供されるであろう。
ある態様において、型内の水からの熱流はその型に向かって増加させてもよい。その熱流は、型と水の界面の面積を増加させることによって向上するであろう。
ある態様において、所定の角氷形状を使用して、凍結時間を低減させてもよい。この所定の角氷形状は、立方体角氷と類似の切頂角錐の形状を有してもよい。
ある態様において、複数のセルおよび冷却剤用の複数の流路を備えた型を使用してよい。セルの開放側にある水表面を凍結するために、蒸発器を使用してもよい。前記製氷機は、複数の角氷型から実質的に等しい熱除去を行う冷却剤用経路を提供するように構成された冷却剤分配システムを備えてもよい。
本開示の態様において、製氷装置が提供されるであろう。この製氷装置は、角氷のための第1の体積を画成する型であって、内周囲を有する底面および側面を含む型を含んでよい。この型の各側面は、対応する内周囲、対応する上縁、および対応する底縁を有してよい。各側面の対応する上縁は、対応する底縁よりも長くてよい。各側面は、対応する上縁から対応する底縁まで内側に延在してよい。この型は三次元形状を含み、この三次元形状は第1の体積内に位置し、第2の体積を含んでよい。この第2の体積は、三次元形状の上部外周囲、底部外周囲、および少なくとも突出部により画成されてよい。この突出部は、底部外周囲および上部外周囲の間で上方に延在してよい。この突出部は、三次元形状の底部外周囲および上部外周囲の間で上方に延在しながら、先細になってよい。この型は、第1の体積と第2の体積との間に第3の体積をさらに画成してよく、この型は、第3の体積内に水を受け入れるように構成されている。前記装置は、第3の体積内の水を冷却して、その水を十分に凍結させるように構成された冷却装置を含んでよい。
本開示の1つの態様において、型を含む製氷装置が提供されるであろう。この型は、上層部分と下層部分を備えてよい。これらの部分の各々は、他方の型部分の複数の角氷型セルに対応する複数の角氷型セルを備えてよい。この型は、型の下層部分の第1の型セルおよび型の上層部分の対応する第2のセルが、ただ1つの囲いを構成するように構成されてよい。ただ1つの囲いは、ただ1つの角氷の体積を画成してよい。第1の流路は、第1の型セルおよび対応する第2の型セルに水を注入するように構成されてよい。第2の流路は、第1の型セルおよび第2の型セルが水で満たされたときに、ただ1つの囲いから空気を逃がすように構成されてよい。複数の通路は、冷却剤を受け入れ、型セル内の水から型セルに十分な熱伝達を提供し、型セル内の水を凍結させるように構成されてよい。
ある態様において、蒸発器を備えた製氷装置が提供されるであろう。この蒸発器は型とは別であってよい。蒸発器および型は、型内で蒸発が行われるように組み合わされてよい。二重すなわち2ループシステムを用いてよい。2ループシステムにおいて、蒸発は蒸発器内で行われる、例えば、蒸発器内で熱媒体が冷却される。蒸発器内で冷却された後、熱媒体は、型と熱伝達接触した状態に置かれ、熱媒体は型を冷却する。ある態様において、熱媒体は型の一部分の中を流れて、型を冷却する。
本開示の1つの態様において、型およびプレートを備えた製氷装置が提供されるであろう。この型はプレート上に配置されてよい。この型は複数の角氷型セルを備えてよく、各角氷型セルは、セルの底部に開口を、セルの上部に空気逃がし流路を備えて、プレートが水で満たされたときに、角氷型セルから空気が逃げられるようにしてよい。型とプレートの各々は複数の通路を備えてよく、各通路は、冷却剤を受け入れ、角氷型セル内の水から角氷型セルに十分な熱伝達を提供し、角氷型セル内の水を凍結させるように構成されている。各角氷型セルは、プレートが水で満たされたときに、角氷型セルから空気が逃げられるようにする対応する流路を備えてよい。
本開示の1つの態様において、複数の角氷を製造する方法が提供されるであろう。この方法は、プレート上に型を配置する工程を含んでよい。この型は複数のセルを備えてよい。各セルは、セルの底部に開口を、セルの上部に空気逃がし流路を備えてよい。この方法は、プレートを水で満たすことによって、複数のセルの各々を満たし、複数のセル内の水から型セルに熱を伝達し、セル内の水を凍結させる各工程を含んでよい。
本開示の1つの態様において、複数のセルを備えてよい型を含む製氷装置が提供されるであろう。各セルは、各セルの上部に開口を備えてよい。型は、冷却剤のための複数の通路、および上層部分を備えてよい。この上層部分は、カバーで気密に包囲されてもよい。この上層部分は真空槽を備えてよい。型から湿り空気をポンプでくみ出すように構成された真空ポンプが設けられてよい。型の真空槽から真空ポンプまで延在する管が設けられてよい。真空槽内の圧力が減少し始めたときに、溶解ガスが各セル内の水全体から放出され始める。真空ポンプは、真空槽内の圧力が610.5Pa(32°F(0℃)で(Hg0.18インチ(4.572mm)))未満に低下するように、型から湿り空気をポンプでくみ出すように構成されてよい。
本開示の1つの態様において、角氷が提供される。その角氷は、外周囲を有する上面、外周囲を有する底面、および側面を含んでよい。各側面は、対応する外周囲、対応する上縁、および対応する底縁を含んでよく、各側面の対応する上縁は対応する底縁より長く、各側面は、対応する上縁から対応する底縁まで内側に延在する。上面、底面および側面は、第1の体積を画成してよい。ある実施の形態において、第1の体積内に位置する三次元形状を提供してよい。この三次元形状は第2の体積を含んでよい。この第2の体積は、上部外周囲、底部外周囲、および少なくとも突出部により画成されてよい。この突出部は、三次元形状の底部外周囲と上部外周囲の間で上方に延在してよい。この突出部は、三次元形状の底部外周囲および上部外周囲の間で上方に延在しながら、先細になってよい。角氷は、第1の体積と第2の体積との間に第3の体積を画成してよく、この第3の体積は氷を含み、第2の体積は、未凍結液体または空気、もしくは未凍結液体と空気の組合せを含む。
ある態様において、冷却剤分配装置が提供されるであろう。この冷却剤分配装置は、入口、出口、および分配器を備えてよい。この入口は、冷却剤を受け入れるように構成されてよい。分配器は、入口から冷却剤を受け入れるように構成されてよい。この分配器は、冷却剤が、冷却剤により冷却すべき液体を含む複数の型に実質的に等しいまたは均等な冷却を提供する様式で冷却剤を分配するように構成されてよい。
ある態様において、従来の製氷機よりも速く氷を製造するように構成された製氷機が提供されるであろう。飲料ディスペンサ用の氷を製造するために使用される製氷装置などの従来の製氷装置は、典型的に、約10〜15分の製氷サイクル、すなわち、毎時約4〜6サイクルを有する。本開示の1つの態様において、1分未満で、すなわち、毎時60サイクル超で氷を製造する製氷機が提供されるであろう。本開示の1つの態様において、約30秒で、すなわち、毎時約120サイクルで氷を製造する製氷機が提供されるであろう。本開示の1つの態様において、約17秒以下で、すなわち、毎時約212サイクル以上で氷を製造する製氷機が提供されるであろう。本開示の1つの態様において、約15秒で、すなわち、毎時約240サイクルで氷を製造する製氷機が提供されるであろう。上記の30秒および17秒の時間は、凍結時間である。セルに水を満たし、水を凍結し、型から氷を外し、氷を採取するのに時間が必要である。したがって、製氷サイクルは、30秒の凍結時間を含み約70〜90秒であり、製氷サイクルは、17秒間の凍結時間を含み約60〜80秒である。
ある態様において、氷採取装置を含む製氷機が提供されるであろう。この氷採取装置は、型から角氷を脱氷するのを促進させるための様々な構造を備えてよい。氷採取装置は、製氷機に組み込まれるおよび/またはここに開示された製氷機と協働するように構成されてよい。
本開示の1つの態様において、型を含む製氷装置が提供される。この装置は、アーム、および複数の角氷型セルを含む角氷型を備えている。角氷型は、角氷が各角氷型セル内で形成されるように、角氷型セル内の液体を十分に冷却するように構成されている。この装置は、アームに沿って動くように構成された注水システムを備えている。この注水システムは注水ディスペンサを備えている。各注水ディスペンサは、凍結すべき液体を、対応する角氷型セル中に分注するように構成されている。各注水ディスペンサは、注水システムが角氷型から遠ざかるときに、対応する角氷型セル内に形成された角氷をその対応する角氷型セルから遠ざけるように構成されている。さらに、その装置は角氷取出機を備えている。この角氷取出機は、注水システムがアームに沿って角氷取出機に向かって動くときに、角氷を注水ディスペンサから落とすように構成されてよい。
本開示の1つの態様において、製氷装置は、高速(要望に応じた)製造のための条件を提供するように構成されている。このことは、水と型の界面の表面積を増加させる特別に設計されたセルによって達成される水と型との間の熱交換の増加した強度によって達成される。
図1Aは、本開示の態様による実施の形態を示している。より詳しくは、図1Aは、型と水の界面の面積が増加した角氷100の形状を示している。角氷100は、対応する角氷型126を使用して形成してよい。角氷100は、上面102、底面101、および4つの側面105、106、107および108を含む。実施の形態において、上面102、底面101、および4つの側面105、106、107および108は、平行四辺形であってもよい。上面102は外周囲112を有してよく、底面101は外周囲111を有してよい。各側面の外周囲114は上縁116および底縁118を有してよい。実施の形態において、各側面105、106、107および108の上縁116は、各側面105、106、107および108の底縁118より長くてよい。実施の形態において、側面105、106、107および108の各々は、各側面の上縁116から内側に延在または傾斜してよい。
本開示の態様において、型126が提供される。型126は、角氷100などの角氷の第1の体積を画成してよい。型126は、内周囲を有する底面を含んでよい。型126は側面も含んでよい。型の各側面は、対応する内周囲、対応する上縁、および対応する底縁を有してよい。各側面の対応する上縁は、対応する底縁よりも長くてよく、各側面は、対応する上縁から対応する底縁まで延在する。型126の底面と側面は、それぞれ、角氷100の底面101、および側面105、106、107および108に対応してよい。型126は、内径を有する上面を含んでもよい。型126の上面は、角氷100の上面102に対応してよい。
本開示の実施の形態において、三次元形状122が提供される。実施の形態において、三次元形状122は、概して三次元「U」字形120であってよい。このU字形120は、上部外周囲103、および底部外周囲104、および側部フィン124を有してよい。実施の形態において、上部外周囲103は、底部外周囲104よりも小さくてよい。実施の形態において、側部フィン124は、底部外周囲104から上部外周囲103まで上方に延在しながら、先細になってよい。
図1B、1C、1Dおよび1Eは、角氷100の様々な図を示している。図1Bは、図1Aに示された型126から取り出された後の角氷100の斜視図である。角氷100は、以下の寸法を有してよい:各上縁116は長さL1(図1Cおよび1E参照)を有してよく、各底縁118は長さL2(図1E参照)を有してよく、上面102の面と底面101の面との間の長さL3(図1E参照)。実施の形態において、角氷100は傾斜した外側壁を有してよく、長さL1は長さL2より長くてよい。実施の形態において、長さL1は21mmであってよく、長さL2は19mmであってよく、長さL3は20mmであってよい。図1Cに示されるように、三次元形状122が角氷100から取り除かれた後、空隙128が角氷100により画成される。空隙128は、互いに面する脚部130および132、並びに各脚部に接続された接続部分134を含んでよい。実施の形態において、脚部130と132の間の距離D1は、底面101での距離D2よりも、上面102でのほうが大きくてよい。例えば、距離D1は5mmであってよく、距離D2は3mmであってよい。長さL1と長さL2との間の角氷100の先細のために、長さL1と長さL2との間の長さの差が、長さL2の各端部で距離D3として示されている。実施の形態において、D3は1mmであってよい。
図1F、1G、1Hおよび1Iは、角氷100’の実施の形態の様々な図を示している。図1Fから1Iに示された実施の形態において、長さL1は23mmであってよく、長さL2は21mmであってよく、長さL3は22mmであってよく、距離D1は5mmであってよく、距離D2は3mmであってよい。角氷100’は、L1、L2および/またはL3の寸法が異なるが、角氷100と類似の形状を有してよい。長さL1と長さL2との間の角氷100’の先細のために、長さL1と長さL2との間の長さの差が、長さL2の各端部で距離D3として示されている。実施の形態において、D3は1mmであってよい。
図1J、1Kおよび1Jは、垂直壁を有する角氷150を示している。角氷150は空隙152を有してよい。角氷150は、以下の寸法を有してよい:各上縁154は長さL1を有してよく、各底縁156は長さL2を有してよく、上面158の面と底面160の面との間の長さL3。実施の形態において、長さL1は20mmであってよく、長さL2は20mmであってよく、長さL3は20mmであってよい。図1Kに示されるように、空隙152に対応する三次元形状(図示せず)が角氷150からから取り除かれた後、空隙152が角氷150により画成される。空隙152に対応する三次元形状は、図1Aに関して論じられた三次元形状122と類似する形状を有してよいが、傾斜壁ではなく垂直壁を有する。空隙152は、互いに面する脚部162および164、並びに各脚部に接続された接続部分166を含んでよい。実施の形態において、脚部162と164の間の距離D1は、4mmであってよい。脚部162は幅W1を有してよく、脚部164は幅W2を有してよく、接続部分166は幅W3を有してよい。実施の形態において、W1、W2およびW3の各々は4mmであってよい。
角氷150は、以下の手順にしたがって形成してよい。空の型を、型の底部から約−30から約−35度に冷却する。シリンジを使用して、室温の水で型を満たす。約30〜35秒で、角氷150は約95体積%まで凍結し、約45秒で100%凍結するであろう。図8Aは、時間に対する角氷150の体積パーセントを示している。
角氷150と同じ寸法を有する角氷は、以下の手順にしたがって形成される。空の型を、型の底部から約−30から約−35℃に冷却する。シリンジを使用して、室温の水で型を満たす。約17秒で、未凍結水を型から吸い出し、型表面に氷の層を残してもよい。17秒の凍結後に、平均壁厚は約2mmであってよい。凍結時間を30秒まで延ばすと、平均壁厚は約3mmであった。図8Bは、時間に対してmmで表した角氷の壁厚を示している。
図9Aは、上記手順にしたがう30秒間の凍結後の、水からなる角氷150の部分、および氷からなる角氷150の部分を示している。図9Bは、図8Aに関して先に記載した手順にしたがう30秒間の凍結後の、角氷150の温度(℃で表されている)を示している。
図1Bから1Eに関して記載された角氷100は、以下の手順にしたがって形成してよい。空の型を約−35℃に冷却する。シリンジを使用して、室温の水で型を満たす。図9Cは、上記手順にしたがう30秒間の凍結後の、水からなる角氷100の部分、および氷からなる角氷100の部分を示している。図9Dは、先に記載した手順にしたがう30秒間の凍結後の、角氷100の温度(℃で表されている)を示している。
図1Fから1Iに関して記載された角氷100’は、以下の手順にしたがって形成してよい。空の型を約−35℃に冷却する。シリンジを使用して、室温の水で型を満たす。図9Eは、上記手順にしたがう30秒間の凍結後の、水からなる角氷100’の部分、および氷からなる角氷100’の部分を示している。図9Fは、先に記載した手順にしたがう30秒間の凍結後の、角氷100’の温度(℃で表されている)を示している。
図2は、本開示の少なくとも1つの態様による型200の実施の形態を示している。型200は、図1に示された角氷に対応するように構成されてもよい。型本体201は、複数の個々の角氷型セル202を備えてもよい。各型セルは、型本体201に接続されたフィン203を含んでよい。型セル202内の水を凍結するのに効率的な熱伝達を提供するために、冷却剤用流路204がセル202に近接して配置されてもよい。
本開示の態様において、図1に示された角氷形状を使用すると、同じ外寸のモノリス角氷と比べて、角氷の凍結時間が約10分の1に減少するであろう。
本開示による他の実施の形態が、図3A、3Bおよび3Cに示されている。図3A、3Bおよび3Cに示されるように、突出部および/またはフィンは、異なる形状を有してよく、型と水の界面の面積を増加させるように構成されてもよい。
図3Aは、本開示の少なくとも1つの態様による型と水の界面の面積が増加した、角氷300の形状を示している。図3Aに示されるように、角氷300は、上面302、底面301、および側面305、306、307および308を含んでよい。実施の形態において、上面302、底面301、および4つの側面305、306、307および308は、平行四辺形であってもよい。角氷300は、図1に示された型126などの、対応する角氷型を使用して形成してよい。上面302は外周囲312を有してよく、底面301は外周囲311を有してよい。4つの側面305、306、307および308の各々は、外周囲314を有してよい。各側面の外周囲314は上縁316および底縁318を有してよい。実施の形態において、各側面305、306、307および308の上縁316は、各側面305、306、307および308の底縁318より長くてよい。実施の形態において、側面305、306、307および308の各々は、各側面の上縁316から内側に延在または傾斜してよい。実施の形態において、型320が提供される。型320は、三次元形状322を含んでよい。実施の形態において、三次元形状322は、概して、三次元切頂「M」字形であってよい。三次元形状322は、上部外周囲303、底部外周囲304、および側部フィン324を有してよい。実施の形態において、上部外周囲303は、底部外周囲304よりも小さくてよい。実施の形態において、側部フィン324は、底部外周囲304から上部外周囲303まで上方に延在しながら、先細になってよい。
図3Bは、本開示の少なくとも1つの態様による、型と水の界面の面積が増加した角氷340の形状を示している。図3Bに示されるように、角氷340は、上面342、底面341、および側面345、346、347および348を含んでよい。実施の形態において、上面342、底面341、および4つの側面345、346、347および348は、平行四辺形であってもよい。角氷340は、対応する角氷型を使用して形成してよい。上面342は外周囲352を有してよく、底面341は外周囲351を有してよい。4つの側面345、346、347および348の各々は、外周囲354を有してよい。各側面の外周囲354は上縁356および底縁358を有してよい。実施の形態において、各側面345、346、347および348の上縁356は、各側面345、346、347および348の底縁358より長くてよい。実施の形態において、側面345、346、347および348の各々は、各側面の上縁356から内側に延在または傾斜してよい。実施の形態において、型360が提供される。型360は、三次元形状362を含んでよい。実施の形態において、三次元形状362は、概して、一連の三次元「L」字形であってよく、この2つの三次元L字形(363,364)は互いに鏡像である。第3の三次元形状365が、三次元L字形(363,364)の間に位置し、それらを接合してもよい。三次元形状362は、上部外周囲366、底部外周囲367、および側部フィン368を有してよい。実施の形態において、上部外周囲366は、底部外周囲367よりも小さくてよい。実施の形態において、側部フィン368は、底部外周囲367から上部外周囲366まで上方に延在しながら、先細になってよい。
図3Cは、本開示の少なくとも1つの態様による型と水の界面の面積が増加した、角氷380の形状を示している。図3Cに示されるように、角氷380は、上面382、底面381、および側面385、386、387および388を含んでよい。実施の形態において、上面382、底面381、および4つの側面385、386、387および388は、平行四辺形であってもよい。角氷380は、対応する角氷型を使用して形成してよい。上面382は外周囲389を有してよく、底面381は外周囲390を有してよい。4つの側面385、386、387および388の各々は、外周囲391を有してよい。各側面の外周囲391は上縁392および底縁393を有してよい。実施の形態において、各側面385、386、387および388の上縁392は、各側面385、386、387および388の底縁393より長くてよい。実施の形態において、側面385、386、387および388の各々は、各側面の上縁392から内側に延在または傾斜してよい。実施の形態において、型394が提供されてもよい。型394は、三次元形状395を含んでよい。実施の形態において、三次元形状395は、概して、角氷380と同じ形状を要してよいが、サイズがより小さい。実施の形態において、三次元形状395は、角氷380の、体積が減少した逆さまの鏡像であってよい。三次元形状395は、上部外周囲396および底部外周囲397を有してよい。実施の形態において、上部外周囲396は、底部外周囲397よりも小さくてよい。実施の形態において、三次元形状395は側面398を有してよい。側面398は、底部外周囲397から上部外周囲396まで上方に延在しながら、先細になってよい。
本開示の様々な態様による型400の実施の形態が、図4に示されている。型400は、第1の部分401および第2の部分402を備えてよい。それらの部分の各々は、複数の角氷型セル410を有してよい。これらのセルは、第1の部分401の1つのセルおよび第2の部分402の1つのセルがただ1つの囲い403を形成して、ただ1つの角氷を製造するように配置されてよい。囲い403を、流路405を通じて水411で満たしてもよい。流路406は、囲い403が水411で満たされているときに、その囲いから空気を逃がすであろう。この型の各部分401および402は、冷却剤407のための複数の通路409も備えてよい。囲い403を封止するために、第1の部分401および/または第2の部分402は、第1の部分401が第2の部分402と接触する表面区域で、封止被覆408で被覆されてもよい。
図5は、本開示の態様による角氷の形状を図解している。角氷500を使用して凍結時間を減少させてもよい。この形状において、角氷500は、立方体角氷と類似の切頂角錐の形状を有してもよい。しかしながら、立方体角氷とは異なり、角氷500は、完全には凍結されていない内部体積502を画成し、それゆえ、角氷壁501の構造を提供する。この角氷壁501は、水で満たされた内部体積502を取り囲む。
角氷500内の氷の体積は、同じ外寸のモノリス角氷の体積より著しく小さいので、角氷500を形成するための角氷凍結時間は、同じ外寸のモノリス角氷を形成するための角氷凍結時間と比べて約20分の1未満であろう。
図6は、図5に示された角氷500を製造するであろう型設計を図解している。型600は、型601およびプレート602を備えてよい。型601およびプレート602の各々は、冷却剤(図示せず)のための複数の通路606を有してよい。型601はまた、複数の角氷セル603を含んでよい。各セル603は、プレート602に水604が満たされたときに、セルから空気を逃がすために対応する流路605を有してよい。
凍結時間は、結果として得られる角氷の壁厚が、角氷の要求される機械的強度を提供するのに十分であるように選択してよい。角氷500内の氷の体積は、同じ外寸の角氷構造のものより著しく小さいので、角氷500の角氷構造、すなわち、角氷壁501を凍結するのに要する時間は、約2〜3mmの壁厚について、約20分の1に減少するであろう。
本開示の少なくとも1つの態様による、角氷の製造のための代わりの手法が図7に示されている。製氷装置700は型701を備えてよい。型701は、複数のセル702および冷却剤703のための複数の通路710を備えてよい。セル702の開放側の水面を凍結させるために、水蒸発を利用してよい。型701の上層部分712はカバー704で気密に取り囲まれてよい。上層部分712は管705により真空ポンプ706に接続されてよく、このポンプは、型701から湿り空気を吸い出すように構成されてよい。
水面上(例えば、真空槽707)の圧力が低下し始めたときに、溶解ガスが水全体から放出され始める。圧力が水蒸気の分圧のある点(610.5Pa(32°F(0℃)で(Hg0.18インチ(4.572mm))))未満に低下したときに、水/氷が激しく蒸発し始める。これにより、残留する液体の水から著しい熱エネルギーが除去される。
図10A、10B、10Cおよび10Dは、角氷1000を示している。これらの図に示されるように、角氷1000は、三次元形状1002を使用して形成してもよい。三次元形状1002は、垂直壁1004を備えてよく、正方形である上面1006と底面1008を有してよい。角氷1000の各外壁1010は正方形であってよい。各外壁1010は長さL1を有してよい。実施の形態において、L1は20mmであってよい。各外壁1010は幅W4を有してよい。実施の形態において、幅W4は4mmであってよい。各外壁1010の厚さまたは幅は4mmであってよく、三次元形状1002が取り除かれた後の角氷1000内に画成された空隙1012は、角氷1000の対向する内面1014と1016の間に12mmの距離を有してよい。
角氷1000は、以下の手順にしたがって形成してよい。角氷1000の形状に対応する空の型を約−35℃に冷却してよい。シリンジを使用して、室温の水で型を満たす。
図11A、11B、11Cおよび11Dは、図3Cに示された角氷380を示している。三次元形状395が図11Cに示されている。角氷380は以下の寸法を有してよい:各上縁392は長さL1を有してよく、各底縁393は長さL2を有してよく、上面382の面と底面381の面との間の長さL3。実施の形態において、L1は21mmであってよく、L2は19mmであってよく、L3は20mmであってよい。図11Bに示されるように、角氷380から三次元形状395から取り除かれた後、角氷380により空隙399が画成される。図3Cに関して論じたように、実施の形態において、三次元形状395は、角氷380の、体積が減少した鏡像であってよい。三次元形状395は、上部外周囲396および底部外周囲397を有してよい。実施の形態において、上部外周囲396は、底部外周囲397よりも小さくてよい。実施の形態において、三次元形状395は側面398を有してよい。側面398は、底部外周囲397から上部外周囲396まで上方に延在しながら、先細になってよい。空隙399から上縁392までの幅は幅W5であってよい。実施の形態において、幅W5は5mmであってよい。空隙399から底縁393までの幅は幅W6であってよい。実施の形態において、幅W6は3mmであってよい。長さL1と長さL2の間の長さの差は、長さL2の各端部で距離D3として示されている。実施の形態において、D3は1mmであってよい。
図12A、12B、12Cおよび12Dは、角氷1200を示している。角氷1200は、丸まった外角1202を有するが、その他の点では、図11A、11B、11Cおよび11Dに示された角氷380と似ている。
図13A、13B、13Cおよび13Dは、角氷1300を示している。角氷1300は、角氷1300が角氷1200とは異なる寸法を有することを除いて、図12A、12B、12Cおよび12Dに示された角氷1200と類似の形状を有する。例えば、図13Aから13Dにおいて、長さL1は23mmであってよく、長さL2は21mmであってよく、長さL3は22mmであってよい。図13Aから13Dにおいて、幅W5は5mmであってよく、幅W6は3mmであってよく、距離D3は1mmであってよい。
図14は、それぞれ、角氷150、100、100’、1000、380、1200および1300を95体積%凍結する時間およびそれらの角氷の完全な凍結を達成する時間を示している。
図15A、図15B、図15C、および図15Dは、本開示の少なくとも1つの態様による冷却剤分配装置1500を示している。この装置1500は、入口1502、出口1504、および分配器1506を備えてよい。入口1502は、第1の温度を有する冷却剤の流れを受け入れるように構成されてよい。分配器1506は、入口1502から冷却剤の流れを受け入れるように構成されてよい。装置1500は受け皿1508をさらに備えてよい。分配器1506は、冷却剤が、冷却剤により冷却すべき液体を含んでよい複数の型1502を実質的に均等にまたは均一に冷却するような様式で、冷却剤を分配するように構成されてよい。分配器1506は、受け皿1508および分配本体1510を備えてよい。本体1510は、入口1502から冷却剤の流れを受け入れるように構成されてよい。受け皿1508は、冷却剤が本体1510から流れ、冷却剤が受け皿1508から出口1504に流動するときに複数の型1512を冷却するときに、本体1510から冷却剤の流れを受け入れるように構成されてよい。冷却剤は出口1504で第2の温度を有してよい。出口1504での冷却剤の第2の温度は、入口1502での冷却剤の第1の温度とは異なってもよい。例えば、出口1504での冷却剤の第2の温度は、入口1502での冷却剤の第1の温度より高いであろう。
分配器1506は、冷却剤により冷却すべき液体を含んでよい複数の型1512を実質的に均等にまたは均一に冷却するために受け皿1508に冷却剤を提供するための受け皿形状と本体形状のどのような適切な組合せを含んでもよい。図15B、図15C、および図15Dに示されるように、分配器1506が本体を含んでも、または管1510が引き伸ばされていてもよい。本体1510は棒形であってよい。本体1510は、第1の区域1514、第2の区域1516、および第3の区域1518を含んでよい。第1の区域1514は、第2の区域1516よりも入口1502に近くてよく、第2の区域1516は第3の区域1518よりも入口1502に近くてよい。第2の区域1516は第1の区域1514よりも出口1504に近くてよい。第3の区域1518は第1の区域1514と第2の区域1516より出口1504に近くてよい。それゆえ、第2の区域1516は、第1の区域1514と第3の区域1518の間の中間区域であってよい。実施の形態において、本体1510は、受け皿1508の表面1542上に置かれてよい。別の実施の形態において、本体1510は、受け皿1508の表面1542上に延在するが、その上に置かれていなくてよい。図15B、図15C、および図15Dに示されるように、本体1510は、受け皿1508の対応する長さ、幅、および高さよりもそれぞれ小さい長さ、幅および高さを有してよい。
実施の形態において、本体1510は、第1の端部1520、第2の端部1522、上面1524、および底面1526を備えてよく、この底面1526は上面1524の反対にある。本体1510の底面1526は、受け皿1508の表面1542上に置かれていてよい。本体1510は、第1の側面1528および第2の側面1530を備えてよく、第2の側面1530は第1の側面1528の反対にある。第1の端部1520は入口1502と流体連通していてよい。第2の端部1522は第3の区域1518の端部にあってよい。
第1の区域1514は第1組の孔1532を画成してよい。第1組の孔1532は、第1の側面1528に2つの孔を、第2の側面1530に2つの孔を備えてよく、第2の側面1530の2つの孔は第1の側面1528の2つの孔の反対にある。
第2の区域1516は第2組の孔1534を画成してよい。第2組の孔1534は、上面1524に1つの孔を、第1の側面1528に1つの孔を、第2の側面1530に1つの孔を備えてよい。
第3の区域1518は第3組の孔1536を画成してよい。第3組の孔1536は、上面1524に2つの孔を、第1の側面1528に3つの孔を、第2の側面1530に3つの孔を備えてよい。
図15Dは、第1組、第2組、および第3組の孔からの受け皿1508への冷却剤の流れを示す矢印を図示している。受け皿1508は端部1538を有してよい。端部1538は1つ以上の孔1540を画成してよい。孔1540は、図15Dに示されるように、複数の孔であってよい。図15Dに示されるように、冷却剤の流れは、受け皿1508から孔1540を通り、出口1504に出てもよい。孔1540の代わりに、または孔1540に加えて、端部1538は、受け皿1508から冷却剤の流れを受け入れ、その冷却剤の流れを出口1504に運ぶように構成された漏斗形または円錐台形を含んでよい。
当業者には、本開示によれば、冷却剤が本体1510から受け皿1508に流れ、次いで、出口1504に向かって流れながら、冷却剤が、複数の型1512内に配置されるであろう液体を、その液体から熱を除去することによって冷却することが認識されよう。当業者には、本開示によれば、第1組、第2組、および第3組の孔の各孔の配置、数、およびサイズは、冷却剤が、冷却剤により冷却すべき液体を含んでよい複数の型1512を実質的に均等にまたは均一に冷却する様式で、冷却剤を分配するように変えてもよいことが認識されよう。当業者には、本開示によれば、複数の型内の液体の均等なまたは均一な冷却により、ほぼ同じ速度で各型内の液体を凍結し、それによって、各型内に角氷をほぼ同時に形成するであろうことが認識されよう。
当業者には、本開示によれば、ここに開示された角氷、例えば、角氷100(図1Aから1Eに示された)、角氷100’(図1Fから1Iに示された)、角氷150(図1Jから1Kに示された)、角氷型セル202(図2)内で形成された角氷、角氷300(図3Aに示された)、角氷340(図3Bに示された)、角氷380(図3C、および図11Aから11Dに示された)、角氷型セル(図4参照)内に形成された角氷、角氷500(図5参照)、角氷型セル603(図6参照)内に形成された角氷、角氷型セル702(図7参照)内に形成された角氷、角氷1000(図10Aから10Dに示された)、角氷1200(図12Aから13Dに示された)、および角氷1300(図13Aから13Dに示された)などの角氷を製造するために、冷却剤分配装置1500および/または分配器1506を使用してよいことが認識されよう。
型1512からの角氷の取外しを促進するためにも、装置1500を使用してよい。例えば、角氷が型1512内に形成された後、冷却剤の流れを停止してよく、高温冷却剤とも称される加温剤(warming agent)の流れを冷却剤と同じ経路に通して送ってよい、すなわち、加温剤を、入口1502、分配器1506、受け皿1508、および出口1504に通して送ってよい。加温剤は、入口1502で第1の温度を、出口1504で第2の温度を有してもよい。出口1504での加温剤の第2の温度は、入口1502での加温剤の第1の温度と異なってもよい。例えば、出口1504での加温剤の第2の温度は、入口1502での加温剤の第1の温度より低くてもよい。加温剤が受け皿1508に流れるにつれて、加温剤は氷と型の界面を加熱し、それによって、角氷を型1512から緩める。
氷採取装置は2つの型を備えてもよい。各型は複数の型セルを備えてもよい。2つの型は、互いに対して、逆位相であり、回転性であってよい。
図16Aおよび16Bは、背合わせ式角氷型1602および1604を備えてよい型装置1600を示している。図16Aは、組み立てたときの型装置1600の斜視図である。図16Bは、図16Aに示された型装置1600の分解図である。型1602は、型1602の一方の側に第1の複数の型セル1606、例えば、45個の型セルを、第1の複数の型セル1606の反対側に第1の熱伝達装置1610を備えてよい。型1604は、型1604の一方の側に第2の複数の型セル1608、例えば、45個の型セルを、第2の複数の型セル1608の反対側に第2の熱伝達装置1612を備えてよい。
型装置1600は第1の部品アセンブリ1614を備えてよい。第1の部品アセンブリ1614は、型1602、第1の型カバー1616、第1の熱伝達装置1610、および第1の熱伝達装置カバー1618を備えてよい。第1の型カバー1616は、断熱カバーを含んでもよい、および/または断熱材料からなってもよい。第1の型カバー1616は第1の開口1634を画成してよい。第1の型カバー1616は、型1602上に置かれたときに、第1の開口1634により、型1602が上向きの位置にあるときに、複数の型セル1606を液体、例えば、水で満たせるように構成されていてよい。型1602は、第1の熱伝達装置1610が第1の熱伝達装置カバー1618の区画1636内に配置できるように構成されていてよい。
型装置1600は、第2の部品アセンブリ1620を備えてよい。第2の部品アセンブリ1620は、型1604、第2の型カバー1622、第2の熱伝達装置1612、および第2の熱伝達装置カバー1624を備えてよい。第2の型カバー1622は第2の開口1640を画成してよい。第2の型カバー1624は、型1604上に置かれたときに、第2の開口1640により、型1604が上向きの位置にあるときに、複数の型セル1608を液体、例えば、水で満たせるように構成されていてよい。型1604は、第2の熱伝達装置1612が第2の熱伝達装置カバー1624の区画1642内に配置できるように構成されていてよい。
型装置1600は筐体1626を備えてよい。筐体1626は、断熱されていてよい、および/または断熱材料からなってもよい。型装置1600は、入口冷却剤管1628、出口冷却剤管1628’、シャフト1630およびシャフト支持体1632を備えてよい。入口冷却剤管1628および出口冷却剤管1628’は柔軟性であってよい。入口冷却剤管1628は、第1の熱伝達装置1610が上向き位置にあるときに、冷却剤を少なくとも第1の熱伝達装置1610に供給するか、または第2の熱伝達装置1612が上向き位置にあるときに、冷却剤を少なくとも第2の熱伝達装置1612に供給するように構成されていてよい。シャフト1630はシャフト支持体1632により支持されてよい。シャフト1630は、第1の部品アセンブリ1614および第2の部品アセンブリ1620が位置を変えられるように、軸A−Aの周りで回転するように構成されていてよい。例えば、第1の部品アセンブリ1614は、図16Aに示された上向き位置から下向き位置に回転されてよく、第2の部品アセンブリ1620は、図16Bに示された下向き位置から上向き位置に回転されてもよい。
第1の部品アセンブリ1614および第2の部品アセンブリ1620は、筐体1626内に配置されたときに、背合わせであってよい。言い換えると、第1の熱伝達装置カバー1618の背面1644が、第2の熱伝達装置カバー1624の背面1646と面していてよい。
当業者には、本開示によれば、第1の熱伝達装置1610および第2の熱伝達装置1612が、以下に限られないが、冷却フィン1648を備えた熱伝達装置を含む、どのような適切な熱伝達装置であってもよいことが認識されよう。
図17Aおよび図17Bは、第1の熱伝達装置1610および第1の熱伝達装置カバー1618と連通した型1602を示している。図17Aはその組合せの斜視図であり、図17Bはその組合せの分解図である。仕切板1650を、第1の熱伝達装置カバー1618の各端部に使用してよい。仕切板1650は、入口管1628(図16B参照)から第1の熱伝達装置1610への、および第1の熱伝達装置1610から出口管1628’(図16B参照)への冷却剤の所望の流れを得るように構成されていてよい。図16Bに示されるように、型1604、第2の熱伝達装置1612、および第2の熱伝達装置カバー1624は、それぞれ、型1602、第1の熱伝達装置1610、および第1の熱伝達装置カバー1618の構造と類似または同じ構造を有してよい。
図18Aは、先に記載された型1602および第1の熱伝達装置1610の側面図を示している。図18Bは、第1の熱伝達装置1610の底面図である。型1604および第2の熱伝達装置1612は、それぞれ、型1602および第1の熱伝達装置1610の構造と類似のまたは同じ構造を有してよい。冷却フィン1648は、図18Aに示されるような半径R1を有してよい。図18Aに示されるように、型1602および第1の熱伝達装置1610の寸法は、距離A、B、Cとして示されている。距離Aは冷却フィン1648の高さである。距離Bは第1の熱伝達装置1610の高さである。距離Cは型1602および第1の熱伝達装置1610の組合せの高さである。
図19は、先に記載したような第1の熱伝達装置カバー1618の底面図である。第2の熱伝達装置カバー1624は類似のまたは同じ構造を有してよい。
図20A、図20B、および図20Cは、筐体1626内に配置されたときの第1の部品アセンブリ1614を示している。図20Aは斜視図であり、図20Bは分解図であり、図20Cは上面図である。第1の部品アセンブリの位置を筐体1626内で維持するために、クリップ2002を使用してよい。第2の部品アセンブリ1620は、筐体1626内に配置されたときに、第1の部品アセンブリ1614の構造と類似のまたは同じ構造を有してよい。
図21は、完全なアセンブリの断面図で型装置1600を示している。
図22Aは、型1602の上面斜視図を示している。図22Bは、型1602の底面斜視図を示している。
図23A、23B、23C、23D、23E、23F、23Gおよび23Hは、複数の角氷を採取するために使用できる、様々な氷採取手順を示している。
図23Aは、氷採取手順2310を示している。以下が手順2310の説明である。手順2310の工程2311において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2311における凍結は約30秒であってよい。工程2311における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2310の工程2312において、型2300は、角氷2315の上部2317が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。また、工程2312において、角氷2315を型2300から緩めるように型2300を加熱するために、高温冷却剤とも称される加温剤2314も使用してよい。加温剤2314を流路2304に通過させてもよい。加温剤2314の流路2304の通過は、型2300の回転中またはその直後に行ってよい。手順2310の工程2313において、角氷2315は、重力、および採取支援ロッド2303を使用することによって、型2300から脱氷してよい。工程2313において、角氷2315の型2300からの取外しは、加温剤2314を流路2304に通すことによって促進してもよい。
図23Bは、氷採取手順2320を示している。以下が手順2320の説明である。手順2320の工程2321において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2321における凍結は約30秒であってよい。工程2321における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2320の工程2322において、型2300は、角氷2315の上部2317が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。手順2320の工程2323において、角氷2315を型2300から緩めるように型2300を加熱するために、薄い電熱器2306を使用してもよい。薄い電熱器2306は、氷と型の各界面を取り囲んでも、各界面にあってもよい。また、手順2320の工程2323において、角氷2315は、重力、および採取支援ロッド2303を使用することによって、型2300から脱氷してよい。手順2320は、氷と型の界面の迅速な加熱を提供するであろう。
図23Cは、氷採取手順2330を示している。以下が手順2330の説明である。手順2330の工程2331において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2331における凍結は約30秒であってよい。工程2331における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2330の工程2332において、型2300は、角氷2315の上部2317が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。手順2330の工程2333において、光源2335のスイッチを入れ、光源2335から放射された光は、型2300上の光吸収被覆2334により吸収され、それによって、角氷2315を型2300から緩めるように型2300を加熱する。また、手順2330の工程2333において、角氷2315は、重力、および採取支援ロッド2303を使用することによって、型2300から脱氷してよい。手順2330は、氷と型の界面の迅速な加熱を提供するであろう。
図23Dは、氷採取手順2340を示している。以下が手順2340の説明である。手順2340の工程2341において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2341における凍結は約30秒であってよい。工程2341における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2340の工程2342において、型2300は、角氷2315の上部2317が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。手順2340の工程2343において、重力と組み合わされた型2300上の低接着被覆2344により、角氷2315が型2300から緩むことができる。また、手順2340の工程2343において、角氷2315は、重力、および採取支援ロッド2303を使用することによって、型2300から脱氷してよい。低接着被覆2344を使用することによって、氷と型の界面の加熱の必要性が低減するかなくなるであろう。
図23Eは、氷採取手順2350を示している。以下が手順2350の説明である。手順2350の工程2351において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2351における凍結は約30秒であってよい。工程2351における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。凍結前に、角氷を形成するために凍結される水の中に引抜具(extractor)2355を配置してもよい。手順2350の工程2352において、型2300は、流路2304に通される加温用冷却剤2314を使用して加熱し、それによって、角氷2315を型2300から緩めてもよい。手順2350の工程2353において、角氷2315は、図23Eに矢印で示されるように、引抜具2355を上昇させることによって、および/または型2300を引抜具2355から離れるように降下させる(矢印により示されていない)ことによって、型2300から取り外してもよい。引抜具2355は、引抜棒2356上にあってよい。工程2353において、型2300からの角氷2315の取外しは、流路2304に加温用冷却剤2314を通過させることによって促進してもよい。手順2350の工程2354において、角氷2315は、引抜具2355を加熱することによって引抜具2355から開放してもよい。
図23Fは、氷採取手順2360を示している。以下が手順2360の説明である。手順2360の工程2361において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2361における凍結は約30秒であってよい。工程2361における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。凍結前に、角氷を形成するために凍結される水の中に引抜具2355を配置してもよい。手順2360の工程2362において、薄膜電熱器2306を使用して、氷と型の界面を迅速に加熱し、それによって、角氷2315を型2300から緩めてもよい。この薄膜電熱器2306は、氷と型の各界面を取り囲んでも、各界面にあってもよい。手順2360の工程2363において、角氷2315は、図23Fに矢印で示されるように、引抜具2355を上昇させることによって、および/または型2300を引抜具2355から離れるように降下させる(矢印により示されていない)ことによって、型2300から取り外してもよい。引抜具2355は、引抜棒2356上にあってよい。手順2360の工程2364において、角氷2315は、引抜具2355を加熱することによって引抜具2355から開放してもよい。
図23Gは、氷採取手順2370を示している。以下が手順2370の説明である。手順2370の工程2371において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2371における凍結は約30秒であってよい。工程2371における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。凍結前に、角氷を形成するために凍結される水の中に引抜具2355を配置してもよい。手順2370の工程2372において、光源2335を使用して、氷と型の界面を迅速に加熱してもよい。光源2335から放射された光は、光吸収被覆2334により吸収され、それによって、角氷2315を型2300から緩めてもよい。手順2370の工程2373において、角氷2315は、図23Gに矢印で示されるように、引抜具2355を上昇させることによって、および/または型2300を引抜具2355から離れるように降下させる(矢印により示されていない)ことによって、型2300から取り外してもよい。引抜具2355は、引抜棒2356上にあってよい。手順2370の工程2374において、角氷2315は、引抜具2355を加熱することによって引抜具2355から開放してもよい。
図23Hは、氷採取手順2380を示している。以下が手順2380の説明である。手順2380の工程2381において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2381における凍結は約30秒であってよい。工程2381における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。凍結前に、角氷を形成するために凍結される水の中に引抜具2355を配置してもよい。手順2380の工程2382において、角氷2315は、図23Hに矢印で示されるように、引抜具2355を上昇させることによって、および/または型2300を引抜具2355から離れるように降下させる(矢印により示されていない)ことによって、型2300から取り外してもよい。引抜具2355は、引抜棒2356上にあってよい。角氷2315の型2300からの取外しは、低接着被覆2344を使用することにより支援してもよい。型2300から離れる引抜具2355の動きと組み合わされた、図23Hに示されるような型2300上の低接着被覆2344により、角氷2315が型2300から緩むことができる。低接着被覆2344を使用することによって、氷と型の界面の加熱の必要性が低減するかなくなるであろう。手順2380の工程2383において、角氷2315は、引抜具2355を加熱することによって引抜具2355から開放してもよい。
図24A、24B、24C、24D、および24Eは、複数の角氷を採取するために使用できる、様々な氷採取手順を示している。
図24Aは、氷採取手順2410を示している。以下が手順2410の説明である。手順2410の工程2411において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2411における凍結は約17秒であってよい。工程2411における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。型2300は、形成すべき角氷の底部の下に流路2304の第1組の流路2408を備えてよい。流路2304の第2組の流路2409を、形成すべき角氷の上部の上に設けてもよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2410の工程2412において、型2300は、角氷の上部が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。工程2412の回転前または後に、第2組の流路2409を角氷2315から離れるように取り外してもよい。工程2412に示されるように、角氷2315から第2組の流路2409を含むプレート2419の取外しは、第2組の流路2409の流路2304に加温剤2314を通過させることにより促進してもよい。工程2412において、角氷2315を型2300から緩めるように型2300を加熱するために、高温冷却剤とも称される加温剤2314も使用してよい。加温剤は、第1組の流路2408の流路2304に通過させてもよい。加温剤の第1組の流路2408の流路2304の通過は、型2300の回転中またはその直後に行ってよい。手順2410の工程2413において、角氷2315は、重力、および採取支援ロッド2303を使用することによって、型2300から脱氷してよい。工程2413において、角氷2315の型2300からの取外しは、加温剤2314を第1組の流路2408の流路2304に通すことによって促進してもよい。
図24Bは、氷採取手順2420を示している。以下が手順2420の説明である。手順2420の工程2421において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2421における凍結は約17秒であってよい。工程2421における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。型2300は、形成すべき角氷の底部の下に流路2304の第1組の流路2408を備えてよい。流路2304の第2組の流路2409を、形成すべき角氷の上部の上に設けてもよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2420の工程2422において、型2300は、角氷の上部が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。工程2422の回転前または後に、第2組の流路2409を角氷2315から取り外してもよい。工程2422に示されるように、角氷2315から第2組の流路2409の取外しは、薄い電熱器2306の一部2307を使用して促進してもよい。工程2422において、角氷2315を型2300から緩めるように型2300を加熱するために、薄い電熱器2306を使用してもよい。薄い電熱器2306は、氷と型の各界面を取り囲んでも、各界面にあってもよい。代わりに、または工程2422における加熱に加え、加熱器2306は、手順2420の工程2423に使用して、角氷2315を型2300から緩めてもよい。工程2423において、角氷2315は、重力、および採取支援ロッド2303を使用することによって、型2300から脱氷してよい。手順2420は、氷と型の界面の迅速な加熱を提供するであろう。
図24Cは、氷採取手順2430を示している。以下が手順2430の説明である。手順2430の工程2431において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2431における凍結は約17秒であってよい。工程2431における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。型2300は、形成すべき角氷の底部の下に流路2304の第1組の流路2408を備えてよい。流路2304の第2組の流路2409を、形成すべき角氷の上部の上に設けてもよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2430の工程2432において、型2300は、角氷2315の上部2317が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。工程2432の回転前または後に、第2組の流路2409を角氷2315から取り外してもよい。手順2430の工程2432において、重力と組み合わされた型2300上の低接着被覆2344により、角氷が型2300から緩むことができる。手順2430の工程2433において、角氷2315の型2300からの取外しは、型2300を加熱することによって促進し、それによって、角氷の採取時間を減少させてもよい。工程2433において、角氷を型2300から緩めるように型2300を加熱するために、高温冷却剤とも称される加温剤2314を使用してよい。加温剤2314は、第1組の流路2408の流路2304に通過させてもよい。
図24Dは、氷採取手順2440を示している。以下が手順2440の説明である。手順2440の工程2441において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2441における凍結は約17秒であってよい。工程2441における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。型2300は、形成すべき角氷の底部の下に流路2304の第1組の流路2408を備えてよい。流路2304の第2組の流路2409を、形成すべき角氷の上部の上に設けてもよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2440の工程2442において、型2300は、角氷2315の上部2317が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。工程2442の回転前または後に、第2組の流路2409を角氷2315から離れるように取り外してもよい。手順2440の工程2443において、角氷を型2300から緩めるように型2300を加熱するために、薄い電熱器2306を使用してもよい。薄い電熱器2306は、氷と型の各界面を取り囲んでも、各界面にあってもよい。また、手順2440の工程2443において、角氷は、重力を使用することによって、型2300から取り外してもよい。角氷の取外しは、先に論じた採取支援ロッド2303などの、採取支援ロッド(図24Dには示されていない)を使用することによって、促進してもよい。手順2440は、氷と型の界面の迅速な加熱を提供するであろう。
図24Eは、氷採取手順2450を示している。以下が手順2450の説明である。手順2450の工程2451において、型2300内の水は凍結し、角氷の上面の上部が上向きに形成されている。工程2451における凍結は約17秒であってよい。工程2451における水が角氷を形成する凍結は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってよい。型2300は、形成すべき角氷の底部の下に流路2304の第1組の流路2408を備えてよい。流路2304の第2組の流路2409を、形成すべき角氷の上部の上に設けてもよい。流路2304は、図2に関して先に記載した流路204、もしくは図4に関して先に記載した通路409と同じまたは類似であってもよい。型2300は、先に記載した、型1602の構造と類似のまたは同じ構造を有してもよい。手順2450の工程2452において、型2300は、角氷2315の上部2317が下向きになるように、回転される、例えば、180度回転される。工程2452の回転前または後に、第2組の流路2409を角氷2315から離れるように取り外してもよい。第2組の流路2409の取外しは、角氷の上部2317、および第2組の流路2409での氷と型の界面に低接着被覆2344を使用することによって促進してもよい。手順2450の工程2452において、重力と組み合わされた型2300上の低接着被覆2344により、角氷2315が型2300から緩むことができる。また、手順2450の工程2453においても、重力、および採取支援ロッド2303を使用することによって、角氷2315を型2300から取り外してもよい。手順2450に低接着被覆2344を使用することによって、氷と型の界面の加熱の必要性が低減するかなくなるであろう。
図25は、氷採取手順2500を示している。以下が手順2500の説明である。2つの背合わせ式型2502および2504を提供してよい。型2502および2504の各々は、45個の立方体型を備えてよい。型2502および2504は、先に記載した型1602および1604と同じまたは類似であってよい。先に記載した型装置1600は、型2502および2504を備えてよい。型装置1600を使用して手順2500を行ってよい。型2502および2504の各々を使用して、40秒ごとに45個の角氷を製造してよく、これは、毎分1.4ポンド(635g)の角氷に相当する。型2502および2504は、組合せで、80秒の角氷製氷サイクルを提供し、これは、型2502および2504から、合計で、90個の角氷の凍結と採取を含む。
手順2500の工程2511において、型2502の立方体型2506に水を満たす。工程2511中に、流路2304に冷却剤2302を通すことによって、型2502の冷却を行ってよい。工程2511中に、型2504の加熱が始まり、型2504の立方体型2508内で先に凍結された角氷が緩み始める。型2504の加熱は、型2504の流路2305に加温剤2314を通すことによって行ってよい。工程2511は約10秒かかるであろう。
工程2511において型2502の立方体型2506に水を満たした後、続いて、工程2512が行われる。工程2512において、流路2304に冷却剤2302を通し続けることによって、型2502の冷却が継続し、それによって立方体型2506内の水の凍結が始まることができる。工程2512において、型2504の加熱は、型2504の流路2305に加温剤2314を通し続けることによって、継続してよい。角氷を立方体型2506から押す出すまたは払い落とすための採取支援ロッド2303の使用および重力との組合せで、型2504を加熱することにより、工程2512において角氷2550が型2504から採取される。工程2512には約20秒かかるであろう。
工程2513において、型2502の冷却は、流路2304に冷却剤2302を通し続けることによって継続し、それによって、立方体型2506内の水を凍結し続けてよい。工程2513において、型2504の冷却は、流路2305に冷却剤2302を通すことによって始めてよい。工程2513には約10秒かかるであろう。
工程2514において、型2502および対応する流路2304が、型2504および対応する流路2305に取って代わるように、型2502および2504を180度回転させる。工程2511にしたがって、型2502の立方体型2506の代わりに、型2504の立方体型2508に水を満たすことから始め、また型2502を加熱する(工程2513において型2502の立方体型2506内において先に凍結した角氷を緩めるため)、例えば、流路2304に加温剤2314を通すことによって型2502を加熱することから始めて、手順2500を繰り返してよい。
図26は、氷採取手順2600を示している。以下が手順2600の説明である。2つの型2602および2604を提供してよい。型2602および2604の各々は、45個の立方体型を備えてよい。型2602および2604は、先に記載した型1602および1604と同じまたは類似であってよい。先に記載した型装置1600は、型2602および2604を備えてよい。型装置1600を使用して手順2600を行ってよい。型2602および2604の各々を使用して、40秒ごとに45個の角氷を製造してよく、これは、毎分1.4ポンド(635g)の角氷に相当する。型2602および2604は、組合せで、80秒の角氷製氷サイクルを提供し、これは、型2602および2604から、合計で、90個の角氷の凍結と採取を含む。
手順2600の工程2611において、型2602の立方体型2606に水を満たす。水は、注水針2620を使用して注水してよい。型2602の冷却も工程2611の最中に始まってよい。工程2611中、型2602の冷却は、流路2304に冷却剤2302を通すことによって行ってもよい。工程2611中、型2604内に先に形成された角氷2640を緩めるために、型2604を加熱してよい。例えば、この加熱は、図26の工程2611に示されるように、型2604の流路2304に加温剤2314を通すことにより、または薄膜電熱器、例えば、図23B、図24B、および図24Dに関して論じられたような薄膜電熱器2306を使用することにより、または図23Cおよび23Gに関して論じられたような光吸収被覆2334および光源2335を使用することにより、行ってもよい。
工程2612において、型2602の冷却を継続して、型2602内の水を凍結させる。工程2612中、引抜棒2656を型2604から離すように動かし、それによって、注水針2630および角氷2640を型2604から離れるように動かしてよい。角氷2640を型2604から離す動作は、型2604を加熱し続け、それによって、氷と型の界面を加熱することによって促進してもよい。
工程2613において、型2602の冷却を継続して、型2602内の水を凍結する。工程2613中、引抜棒2656を角氷取外具2650に向かって移動させてよい。角氷取外具2650はロッドまたは棒であってよい。角氷2640が角氷取外具2650と接触したときに、角氷取外具2650は角氷2640を注水針2630から押し出すか払い落とす。工程2613中、型2604を冷却し始めるために、冷却剤2302を型2604の流路2304に通し始めてもよい。
工程2614は、工程2611の鏡像である。工程2614中、引抜棒2656を型2604に戻し、注水針2630で型2604に水を満たし始める。工程2614中、型2602内に先に形成された角氷2660を緩めるために、型2602を加熱してよい。工程2614中の型2602の加熱は、工程2611に関して先に論じたような型2604の加熱と類似であってよい。図26に示されるように、工程2614中、角氷2660を型2602から緩めるために、型2602の流路2304に加温剤2314を通す。工程2614中、型2604を冷却し始めるために、型2604の流路2304に冷却剤2302を通し続けてよい。型2604内の水の凍結は、工程2614において始まってよい。
工程2615は、工程2612の鏡像である。工程2615中、流路2304に冷却剤2302を通し続け、それゆえ、型2604の冷却および型2604内の水の凍結を継続する。工程2615中、引抜棒2658を型2602から離すように動かし、それによって、引抜棒2658および角氷2660を型2602から離れるように動かしてよい。角氷2660を型2602から離す動作は、型2602を加熱し続け、それによって、氷と型の界面を加熱することによって促進してもよい。
工程2616において、型2604を加熱し始めて、氷と型の界面を加熱してよい。工程2616において、引抜棒2658を角氷取外具2652に向かって移動させてよい。角氷取外具2652はロッドまたは棒であってよい。角氷2660が角氷取外具2652と接触したときに、角氷取外具2652は角氷2660を注水針2620から押し出すか払い落とす。工程2616中、型2602を冷却し始めるために、冷却剤2302を型2602の流路2304に通し始めてもよい。
型2602および2604の各々は、手順2600によれば、80秒の角氷製氷サイクルを有してよい。
図27A、27Bおよび27Cは、本開示の少なくとも1つの態様による注水システム2700を示している。図27Aは注水システム2700の側面図であり、図27Bは底面図であり、図27Cは正面図である。注水システム2700は、給水針2702、水口2704、および槽2706を備えている。水は、水口2704を通って入り、槽2706に流入する。水は、給水針2702を通って槽2706から出る。針2702は、先に記載された針2620および2630と同じであってよい。
図28A、28B、28C、および28Dは、氷採取装置2800を示している。氷採取装置は、注水システム2700、および注水針2702を備えてもよい。図28Aに示されるように、水が型2802に満たされ、冷却剤(図示せず)を使用して凍結される。水が凍結した後、注水針2702を含む注水システム2700は、図28Bに示されるように、型2802から離れるように動かされ、それによって、針2702に付着した角氷2830を取り出してよい。この注水システム2700は、アーム2804に保持されてもよい。アーム2804は支持体2820により支持されてよい。アーム2804は、図28Bに示されるように、型2802から上に離れるように上に旋回されまたは傾けられ、アーム2804で、注水システム2700および針2702に付着した角氷を搬送してよい。モータ2816がアーム2804を傾けるための動力を提供してよい。当業者には、本開示によれば、モータ2816は、以下に限られないが、油圧モータを含むどのような適切なモータであってよいことが認識されよう。アーム2804は、支持体2820の旋回軸2818で旋回されてよい。
注水システム2700は、図28Cに示されるように、角氷取外具2806に向かってアーム2804に沿って動かしてよい。針2702に付着した角氷2830が取外具2806と接触したときに、角氷は、図28Cおよび図28Dに示されるように、針2702から払い落とされるか押し出され、氷ホッパー2808中に落下する。注水システム2700は、引抜棒、例えば、先に記載された引抜棒2656または2658を備えてもよい。あるいは、引抜棒2656または2658は、注水システム、例えば、注水システム2700を備えてもよい。角氷取外具2806は、先に記載した角氷取外具2650または2652と同じまたは類似していてよい。
注水システム2700は、エクステンションアーム2810に接続されてもよい。エクステンションアーム2810は、筐体2812から伸縮するように構成されてよい。モータ2814は、エクステンションアーム2810の遠位端2822を筐体2812から離れるように動かし、それによって、注水システム2700を角氷取外具2806に向かって動かすための動力を提供するように構成されてよい。角氷2830が角氷取外具2806によって針2720から取り外された後、モータ2814は、エクステンションアーム2810の遠位端2822を筐体2812に向かって戻るように動かし、それによって、注水システム2700を型2802に戻すように動かすための動力を提供してよい。注水システム2700がアーム2804に沿って型2802に移動した後、次いで、アーム2804は、アーム2804が床2824に対して水平になるように旋回または下に傾けられ(モータ2816により作動される)、その際に、注水システム2700が型2802を水で満たし、角氷製造および角氷採取手順を繰り返してよい。当業者には、本開示によれば、モータ2814は、以下に限られないが、油圧モータを含むどのような適切なモータであってよいことが認識されよう。
図29Aから29Iは、図28A、28B、28C、および28Dに示された装置による氷採取をさらに示している。図29A、29Dおよび29Gは、注水システム2700、アーム2804、および角氷取外具2806の側面図、図29B、29Eおよび29Hは底面斜視図であり、図29C、29Fおよび29Iは正面図である。説明目的のために、これらの図面に、合計で10個の角氷2830について、2列の角氷2830が示されているが、注水システムは、9×5の配列で45個の注水針を有する。角氷取外具2806は、溝2912を備えてよい。溝2912は、針2702が溝に入り、その中を移動できるように構成されてよい。角氷取外具2806は、アーム2902および2904に取り付けられていてよい。角氷取外具2806は、アーム2902および2904のループ2908から下方に延在する支柱2914を有してよい。角氷取外具2806は、支柱2914からある角度で下方に傾斜したグリッド2916を有してよい。グリッド2916が溝2912を画成してよい。
図29Aから29Iに示されるように、注水システム2700は、引抜棒2656、および針2702も備えている。図示した実施の形態において、アーム2804は第1のアーム2902および第2のアーム2904を備えている。各アーム2902および2904は、ほぞ穴2906および細長ループ2908を画成してよい。ほぞ穴2906は旋回軸2818を受け入れるように構成されてよい。ホイール2910は、回転し、各アーム2902および2904の細長ループ2908に沿って動くように構成されてよい。ホイール2910は、注水システム2700がアーム2804、すなわち、アーム2902および2904に沿って動かされるときに回転してよい。
図29Aから29Iに示されるように、角氷2830は、角氷取外具2806によって針2702から払い落とされるまたは押し出されるまで、角氷取外具2806に対して動かされてよい。
図27Aから27C、図28Aから28D、および図29Aから29Iに示され記載された装置は、30秒の採取操作で使用されてよい。
以下は、30秒未満であってよい採取操作に使用してよい装置の説明である。より詳しくは、図30から32Lに関して下記に説明される装置は、約17秒の採取操作に使用してよい。
図30は、注水システム3000の側面図を示している。注水システム3000は、注水槽3002、冷却カバー3004、および断熱水流路3006を備えてよい。図30に、角氷型3008も示されている。角氷型3008は、先に記載された型1602または2802と同じまたは類似していてよい。水は、注水槽2002から、冷却カバー3004により冷却されている断熱水流路3006を通って流れ、それゆえ、水が冷却される。この水は、断熱水流路3006から注水ノズル3014を通り、角氷型3008に流れ込んでよい。冷却剤3010が冷却流路3012を通って流れてもよい。冷却流路3012は、断熱水流路3006に対して垂直であってよい。水が角氷型3008内で氷に変わるまで、水は角氷型3008によりさらに冷却されてよい。
図31A、31B、31Cおよび31Dは、氷採取装置3100を示している。氷採取装置3100は、先に記載された氷採取装置2800と類似であってよい。氷採取装置3100は、注水システム3000、関節式冷却剤供給ライン3102、および角氷取外具3104を備えてよい。他の点で、氷採取装置3100は、氷採取装置2800と類似しても同じであってもよい。前述したように、型3008は、先に記載された型1602または2802と同じまたは類似していてよい。説明目的のために、角氷3106は、図31Aおよび図31Dのみに示されている。
図30に示されるように、水は、型3008内に満たされ、型3008内で凍結されてよい。水が型3008内で凍結された後、氷と型の界面は、ここに先に論じられた型の加温または加熱にしたがって型3008に加えられる熱によって緩んでよく、または氷と型の界面は、型3008上の低接着被覆のために緩んでよい。一旦、氷と型の界面が十分に緩んだら、注水ノズル3014を含む注水システム3000は、図31Aに示されるように、型3008から離れるように動かされ、それによって、注水ノズル3014に付着した角氷3106が取り出される。この注水システム3000は、アーム2804上に保持されてよい。アーム2804は支持体2820により支持されてよい。アーム2804は、図31Aに示されるように、型3008から離れるように上に旋回されまたは傾けられ、アーム2804で、注水システム3000および注水ノズル3014に付着した角氷を搬送してよい。モータ2816がアーム2804を傾けるための動力を提供してよい。当業者には、本開示によれば、モータ2816は、以下に限られないが、油圧モータを含むどのような適切なモータであってよいことが認識されよう。アーム2804は、支持体2820の旋回軸2818で旋回されてよい。
注水システム3000は、図31Bに示されるように、角氷取外具3104に向かってアーム2804に沿って動かされてよい。ノズル3014に付着した角氷3106が取外具3104と接触したときに、角氷3106は、図28Cおよび図28Dに示されるように、ノズル3014から払い落とされるか押し出され、氷ホッパー2808などの氷ホッパー中に落下する。注水システム3000は、引抜棒、例えば、先に記載された引抜棒2656または2658を備えてもよい。あるいは、引抜棒2656または2658は、注水システム、例えば、注水システム3000を備えてもよい。角氷取外具3104は、先に記載した角氷取外具2650または2652と同じまたは類似していてよい。
注水システム3000は、エクステンションアーム2810に接続されてもよい。エクステンションアーム2810は、筐体2812から伸縮するように構成されてよい。モータ2814は、エクステンションアーム2810の遠位端2822を筐体2812から離れるように動かし、それによって、注水システム3000を角氷取外具3104に向かって動かすための動力を提供するように構成されてよい。角氷3106が角氷取外具3104によってノズル3014から取り外された後、モータ2814は、エクステンションアーム2810の遠位端2822を筐体2812に向かって戻るように動かし、それによって、注水システム3000を型3008に戻すように動かすための動力を提供してよい。注水システム3000がアーム2804に沿って型3008に移動した後、次いで、アーム2804は、アーム2804が床2824に対して水平になるように旋回または下に傾けられ(モータ2816により作動される)、その際に、注水システム3000が型3008を水で満たし、角氷製造および角氷採取手順を繰り返してよい。当業者には、本開示によれば、モータ2814は、以下に限られないが、油圧モータを含むどのような適切なモータであってよいことが認識されよう。
図32Aから32Lは、図31A、31B、31C、および31Dに示された装置による氷採取をさらに示している。図32A、32D、32Gおよび32Jは、注水システム3000、アーム2804、および角氷取外具3104の側面図、図32B、32E、32Hおよび32Kは底面斜視図であり、図32C、32F、32Iおよび32Lは正面図である。この実施の形態に示されるように、各列に9個の角氷がある、5列の角氷3106が、採取のための合計で45個の角氷(9×5の配列)を提供する。角氷取外具3104は、角氷取外棒3200を備えている。角氷取外具3104は、アーム2902および2904に取り付けられていてよい。角氷取外具3104は、旋回軸3204の周りに旋回するように構成されてよいブラケット3202を有し、角氷取外棒3200を所望のように昇降させてよい。
図32Aから32Cは、角氷3106がアーム2902および2904に沿ってブラケット3202に向かって動かされる前の、ブラケット3202に対する角氷3106の位置を示している。図32Dから32Fは、角氷が角氷取外棒3200の上に留まるようにアーム2902および2904に沿って動かされた後の、角氷の位置を示している。図32Gから32Hは、角氷取外棒3200が角氷3106の間の空間に旋回して入った後の、角氷取外棒の位置を示している。図32Jから32Kは、角氷取外棒3200が旋回軸3204の周りにさらに旋回されるにつれて、棒3200が角氷3106をノズル3014から払い落とすまたは押し出すことを示している。それと同時に、または代わりの実施の形態において、棒3200が角氷3106の間の空間に旋回して入れられた後、注水システム3000が、角氷が棒3200によりノズルから払い落とされるまたは押し出されるまで、アーム2804に沿ってさらに動かされてもよい。
本開示の態様において、製氷装置が提供される。この製氷装置は、角氷の第1の体積を画成する型であって、内周囲を有する底面および側面を備えた型を含んでよい。型の各側面は、対応する内周囲、対応する上縁、および対応する底縁を有してよい。各側面の対応する上縁は、対応する底縁よりも長くてよい。各側面は、対応する上縁から対応する底縁まで内側に延在してよい。この型は三次元形状を含んでよく、この三次元形状は第1の体積内に位置し、第2の体積を含む。この第2の体積は、三次元形状の上部外周囲、底部外周囲、および少なくとも突出部により画成されてよい。この突出部は、底部外周囲および上部外周囲の間で上方に延在してよい。この突出部は、三次元形状の底部外周囲および上部外周囲の間で上方に延在しながら、先細になってよい。この型は、第1の体積と第2の体積との間に第3の体積をさらに画成してよく、この型は、第3の体積内に水を受け入れるように構成されている。前記装置は、第3の体積内の水を、その水を凍結させるのに十分に冷却するように構成された冷却装置を含んでよい。当業者には、本開示によれば、型内の水を凍結するために、どのような適切な冷却装置を使用してもよいことが認識されよう。例えば、その冷却装置は、十分に低い温度を有する冷却剤を受け入れるように構成された1つ以上の通路を備えてよく、その冷却剤が1つ以上の通路を流通したときに、型内の水が凍結するように型内の水と型との間で熱伝達が行われる。適切な冷却装置は蒸発器を含んでよい。
ある態様において、型の底面と側面は平行四辺形を含む。ある態様において、前記製氷装置は蒸発器を含んでよく、その蒸発器は、冷却装置に冷却剤を提供するように構成され、その冷却剤は、第3の体積内の水を凍結させるのに十分な温度を有する。ある態様において、前記型は型本体を含んでよい。この型本体は複数の型セルを含んでよい。ある態様において、各型セルはフィンを含んでよい。各フィンは型本体に接続されてよい。ある態様において、型は複数の通路を含んでよい。各通路は、冷却剤を受け入れ、型セル内の水から型セルへの十分な熱伝達を提供し、型セル内の水を凍結するように構成されてよい。
ある態様において、前記三次元形状は、実質的に三次元のU字形を含んでよい。ある態様において、三次元形状は、実質的に三次元の切頂M字形を含んでよい。ある態様において、三次元形状は、一組の少なくとも2つの三次元のL字形を含んでよい。ある態様において、少なくとも2つの三次元のL字形は、互いに鏡像であってよい。ある態様において、三次元形状は、第3の三次元形状をさらに含んでよい。第3の三次元形状は、少なくとも2つの三次元のL字形の間にそれらを接続するように配置されてよい。ある態様において、前記突出部が少なくとも2つのフィンを含んでよい。ある態様において、突出部は4つの側面を含んでよい。ある態様において、4つの側面は平行四辺形であってよい。
本開示の態様によれば、型を含む製氷装置が提供される。この型は、上層部分と下層部分を含んでよい。これらの部分の各々は、他方の部分の複数の角氷型セルに対応する複数の角氷型セルを備えてよい。この型は、型の下層部分の第1の型セルおよび型の上層部分の対応する第2のセルが、ただ1つの囲いを構成するように構成されてよい。ただ1つの囲いは、ただ1つの角氷の体積を画成してよい。第1の流路は、第1の型セルおよび対応する第2の型セルに水を注入するように構成されてよい。第2の流路は、第1の型セルおよび第2の型セルが水で満たされたときに、ただ1つの囲いから空気を逃がすように構成されてよい。複数の通路は、冷却剤を受け入れ、型セル内の水から型セルに十分な熱伝達を提供し、型セル内の水を凍結させるように構成されてよい。
ある態様において、上層部分と下層部分が出合う表面区域に、封止被覆が設けられてよい。
本開示の態様において、型およびプレートを備えた製氷装置が提供される。この型はプレート上に配置されてよい。この型は複数の角氷型セルを備えてよく、各角氷型セルは、セルの底部に開口を、セルの上部に空気逃がし流路を備えて、プレートが水で満たされたときに、角氷型セルから空気が逃げられるようにしてよい。型とプレートの各々は複数の通路を備えてよく、各通路は、冷却剤を受け入れ、角氷型セル内の水から角氷型セルに十分な熱伝達を提供し、角氷型セル内の水を凍結させるように構成されている。各角氷型セルは、プレートが水で満たされたときに、角氷型セルから空気が逃げられるようにする対応する流路を備えてよい。
ある態様において、角氷型セルは切頂角錐の形状を有してよい。
本開示の態様において、複数の角氷を製造する方法が提供される。この方法は、プレート上に型を配置する工程を含んでよい。この型は複数のセルを備えてよく、各セルは、セルの底部に開口を、セルの上部に空気逃がし流路を備えてよい。この方法は、プレートを水で満たすことによって、複数のセルの各々を満たし、複数のセル内の水から型セルに熱を伝達し、セル内の水を凍結させる各工程を含んでよい。
ある態様において、上述した方法で、少なくとも1つの角氷が切頂角錐の形状を含んでよい。
ある態様において、前記複数の角氷の各々が、角氷の機械的強度を提供するのに十分な厚さを有する壁および完全には凍結していない内部体積を含んでよい。
ある態様において、前記複数の角氷の各々の壁の厚さが、約2〜3mmの範囲にあってよい。
本開示の態様において、複数のセルを含んでよい型を備えた製氷装置が提供される。各セルは、各セルの上部に開口を備えてよい。型は、冷却剤のための複数の通路、および上層部分を備えてよい。この上層部分は、カバーで気密に包囲されてもよい。この上層部分は真空槽を備えてよい。型から湿り空気をポンプでくみ出すように構成された真空ポンプが設けられてよい。型の真空槽から真空ポンプまで延在する管が設けられてよい。真空槽内の圧力が減少し始めたときに、溶解ガスが各セル内の水全体から放出され始める。真空ポンプは、真空槽内の圧力が610.5Pa(32°F(0℃)で(Hg0.18インチ(4.572mm)))未満に低下するように、型から湿り空気をポンプでくみ出すように構成されてよい。
本開示の態様において、角氷が提供される。その角氷は、外周囲を有する上面、外周囲を有する底面、および側面を含んでよい。各側面は、対応する外周囲、対応する上縁、および対応する底縁を含んでよく、各側面の対応する上縁は対応する底縁より長く、各側面は、対応する上縁から対応する底縁まで内側に延在する。上面、底面および側面は、第1の体積を画成してよい。ある実施の形態において、第1の体積内に位置する三次元形状を提供してよい。この三次元形状は第2の体積を含んでよい。この第2の体積は、上部外周囲、底部外周囲、および少なくとも突出部により画成されてよい。この突出部は、三次元形状の底部外周囲と上部外周囲の間で上方に延在してよい。この突出部は、三次元形状の底部外周囲および上部外周囲の間で上方に延在しながら、先細になってよい。角氷は、第1の体積と第2の体積との間に第3の体積を画成してよく、この第3の体積は氷を含み、第2の体積は、未凍結液体または空気、もしくは未凍結液体と空気の組合せを含む。
本開示の態様において、製氷速度の増加が達成できる。製氷速度の増加は、製氷表面積を増加させることによって達成してよい。例えば、製氷表面積を増加させることによって、従来の方法および装置の10〜15分間の製氷サイクルに対して、約40〜50秒間の凍結時間および約90秒間の全製氷サイクルが達成されるであろう。
型が、典型的な型当たり45個の角氷から型当たり50個の角氷に拡大された場合、90秒の製氷サイクルは、十分に、例えば、約22フィート×30フィート(約6.7m×9.1m)の設置面積内および電力制限内(例えば、約5.5kW未満)で、約1.4ポンド(635g)/分の要求に応じた製氷に変換され得る。
その型は、数秒以内かつ数ミリメートルの広い規模で、数華氏度(例えば、100分の数華氏度)の温度変化が起こるかもしれない条件下で、機械的ロバストネスおよび気密性を提供するように構成されてよい。
ある態様において、各角氷の位置決めが制御できる氷の採取が提供されるであろう。ある態様において、氷採取装置は、各角氷または所定の数の角氷が所定の位置に個々に送達されるであろう、改善された氷送達を提供するであろう。ある態様において、氷ホッパーの撹拌の必要性を低減するまたはなくす氷採取装置が提供されるであろう。
ある態様において、透明または比較的透明な角氷の製造と採取を可能にする、脱気装置および方法が提供されるであろう。
ある態様において、入口、出口、受け皿、および分配本体を備えた分配器を含む装置が提供される。その入口は、所定の第1の温度を有する冷却剤を受け入れるように構成されてよい。分配本体は、入口から冷却剤を受け入れるように構成されてよい。分配本体は、受け皿の所定の位置で受け皿に冷却剤を分配し、冷却剤が受け皿を通って出口に流れながら、冷却剤と熱伝達連通した複数の型を実質的に等しく冷却するように構成されてよい。出口は、受け皿から冷却剤を受け入れるように構成されてよく、その冷却剤は、出口を通って受け皿から出る際に第2の温度を有し、出口での冷却剤の第2の温度が入口での冷却剤の第1の温度とは異なる。
ある態様において、入口での冷却剤の第1の温度は、出口での冷却剤の第2の温度よりも低い。ある態様において、入口での冷却剤の第1の温度は、冷却剤と接触した複数の型内の水を凍結するのに十分である。ある態様において、分配本体は、各々が、受け皿の対応する長さ、幅および高さよりも小さい長さ、幅および高さを有する。分配本体は、冷却剤を受け皿の所定の位置で受け皿に分配するための孔を画成してよい。
ある態様において、分配本体は、第1の端部、第2の端部、第1の側面、および第2の側面を備えてよい。第2の側面は第1の側面の反対にあり、底面は上面の反対にあり、第1の端部は入口と流体連通しており、第2の端部は第1の端部よりも出口に近い。分配本体は、第1の区域、第2の区域、および第3の区域を備えてよく、第1の区域は入口と第2の区域の間にあり、第2の区域は第1の区域と第3の区域の間にあり、第3の区域は第2の端部を備えている。第1の区域は第1組の孔を画成してよく、この第1組の孔は、第1の側面に配置された少なくとも1つの孔および第2の側面に配置された少なくとも1つの孔を備えている。第2の区域は第2組の孔を画成してよく、この第2組の孔は、第1の側面に配置された少なくとも1つの孔および第2の側面に配置された少なくとも1つの孔を備えている。第3の区域は第3組の孔を画成してよく、この第3組の孔は、第1の側面に配置された少なくとも1つの孔および第2の側面に配置された少なくとも1つの孔を備えている。
第1組の孔は、第1の側面に2つの孔を、第1の側面のそれら2つの孔の反対の第2の側面に2つの孔を備えている。第2組の孔は、第1の側面に1つの孔を、第1の側面のその孔の反対の第2の側面に1つの孔を備えてよい。第2組の孔は、分配本体の上面に1つの孔を備えてもよい。第3組の孔は、第1の側面に3つの孔を、第1の側面のそれら3つの孔の反対の第2の側面に3つの孔を備えてよい。第3組の孔は、分配本体の上面に2つの孔を備えてもよい。
ある態様において、前記受け皿は、出口と流体連通した端部を備えてよい。この受け皿の端部は、出口と流体連通した複数の孔を備えてもよい。受け皿の端部は、出口と流体連通した漏斗形を備えてもよい。
ある態様において、前記装置は型を備えてよく、この型は、複数の角氷型を備え、受け皿の底面上に載置されるように構成され、分配本体と受け皿の端部との間で冷却剤と熱伝達流通するように配置されている。
ある態様において、前記入口は、所定の入口温度を有する加温剤を受け入れるように構成されており、その加温剤が受け皿を流通したときに、その加温剤は、複数の型内で先に形成された角氷の間の氷と型の界面を加温する。この加温剤は出口で出口温度を有してよく、加温剤の入口温度は、加温剤の出口温度よりも高い。
ある態様において、入口、出口、受け皿、および分配本体を備えた分配器を含む装置が提供されるであろう。その入口は、所定の入口温度を有する加温剤を受け入れるように構成されてよい。前記分配本体は、入口から加温剤を受け入れるように構成されてよく、受け皿の所定の位置で受け皿に加温剤を分配し、加温剤が受け皿を通って出口に流れながら、加温剤と熱伝達連通した複数の型を実質的に等しく加温するように構成されている。出口は、受け皿から加温剤を受け入れるように構成されてよく、その加温剤は、出口を通って受け皿から出る際に出口温度を有し、出口での加温剤の出口温度が入口での加温剤の入口温度とは異なる。
ある態様において、入口での加温剤の入口温度は、出口での加温剤の出口温度よりも高い。ある態様において、入口での加温剤の入口温度は、氷と複数の型との間の氷と型の界面を加温するのに十分である。
ある態様において、上面と底面を有する第1の角氷型を備えた装置が提供され、この第1の角氷型の上面は第1の複数の型セルを含む。この装置は、上面と底面を有する第2の角氷型を備えてよく、この第2の角氷型の上面は第2の複数の型セル(1608)を含む。前記装置は、第1の角氷型の底面と平行であり、かつ第2の角氷型の底面と平行である軸を有する筐体を備えてよい。第1の角氷型は、第1の角氷型の上面が上向きとなってその筐体内に配置されてよい。第2の角氷型は、第2の角氷型の上面が下向きとなってその筐体内に配置されてよく、前記第1の角氷型の底面は、この第2の角氷型の底面と背合わせの向きにある。この筐体は、前記軸の周りで回転し、第1の角氷型の上面が下向きになるように第1の角氷型を回転させ、第2の角氷型の上面が上向きになるように第2の角氷型を回転させるように構成されてよい。
前記装置はシャフトを備えてよい。このシャフトは、前記筐体を前記軸の周りに回転させるように構成されてよい。この装置は、第1の部品アセンブリを備えてよい。この第1の部品アセンブリは、第1の角氷型、第1の上部カバー、および第1の下部カバーを備えてよく、この第1の角氷型は第1の上部カバーと第1の下部カバーとの間に保持されている。この装置は第2の部品アセンブリを備えてよい。この第2の部品アセンブリは、第2の角氷型、第2の上部カバー、および第2の下部カバーを備えてよく、この第2の角氷型は第2の上部カバーと第2の下部カバーとの間に保持されている。
前記装置は、第1の角氷型と第1の下部カバーとの間に配置された第1の熱伝達装置、および第2の角氷型と第2の下部カバーとの間に配置された第2の熱伝達装置を備えてよい。この第1の熱伝達装置は第1組の冷却フィンを備えてよく、第2の熱伝達装置は、第2組の冷却フィンを備えてよい。第1の上部カバーは第1の上部カバー開口を画成してよい。この第1の上部カバー開口は、第1の上部カバーが第1の角氷型上に配置されたときに、第1の上部カバー開口により、第1の角氷型が上向き位置にあるときに、第1の角氷型の複数の型セルを液体で満たせるように構成されてよい。第1の上部カバー開口は、第1の角氷型が下向きの位置にあるときに、第1の上部カバー開口により、第1の角氷型の型セル内で形成された複数の角氷が、第1の角氷型の型セルから落下できるように構成されてよい。
前記装置は、第1の角氷型が上向き位置にあるときに、第1の角氷型と熱伝達連通した冷却剤を供給し、第1の角氷型の型セル内で液体を凍結するように構成された冷却剤用管を備えてよい。この装置は、第1の角氷型が下向き位置にあるときに、第1の角氷型と熱伝達連通した加温剤を供給し、氷と第1の角氷型の型セルとの間の氷と型の界面を加熱するように構成された加温剤用管を備えてよい。
ある態様において、上向きの角氷型の複数の型セル内の液体を凍結させて、角氷を形成する工程を有してなる方法が提供される。この方法は、角氷型が下向きになるように角氷型を回転させる工程を含んでよい。この方法は、角氷型を加温して、角氷と角氷型とのあいだの氷と型の界面を緩め、角氷を角氷型から落下させる工程を含んでよい。この方法は、採取支援ロッドを角氷型に対して動かして、角氷の角氷型からの取外しを支援する工程を含んでよい。液体の冷却は、液体を、この液体と熱伝達連通した冷却剤で冷却する工程を含んでよい。この方法は、前記冷却剤を、各々が型セルの内の1つに対応する複数の流路に通して送る工程を含んでよい。前記角氷型の加温は、角氷型を、その角氷型と熱伝達連通した加温剤で加温する工程を含んでよい。前記方法は、前記加温剤を、各々が型セルの内の1つに対応する複数の流路に通して送る工程を含んでよい。前記角氷型の加温は、各型セルの少なくとも一部の周りに配置された薄膜電熱器で角氷型を加熱する工程を含んでよい。角氷型の加温は、光源と、各型セルの少なくとも一部の周りに配置された、前記光源から放射された光を吸収する光吸収被覆とで角氷型を加熱する工程を含んでよい。
前記液体の冷却は、冷却剤を複数の流路に通して送ることによって、液体を、その液体と熱伝達連通した冷却剤で冷却する工程を含んでよく、型セルの下には第1組の流路があり、型セルの上には第2組の流路があり、各対応する型セルの上下に流路がある。第2組の流路は伝熱板内に配置されてよい。前記方法は、型内の液体の凍結後、伝熱板を加温して、型内の角氷と伝熱板との間の氷と板との界面を緩める工程を含んでよい。伝熱板の加温は、加温剤を第2組の流路に通して送る工程を含んでよい。伝熱板の加温は、伝熱板の加を薄膜電熱器で加熱する工程を含んでよい。
ある態様において、上向きの角氷型の複数の型セル内の液体を凍結させて、角氷を形成する工程を有してなる方法が提供される。この方法は、角氷型が下向きになるように角氷型を回転させる工程を含んでよい。この方法は、前記回転工程後に角氷を角氷型から少なくともある程度落下させるのに十分に、型セルの少なくとも一部の周りに低接着被覆を提供する工程を含んでよい。前記方法は、角氷型に対して採取支援ロッドを動かして、角氷型からの角氷の取外しを促進する工程を含んでよい。この方法は、冷却剤を複数の流路に通して送ることによって、液体を、その液体と熱伝達連通した冷却剤で冷却する工程を含んでよく、型セルの下には第1組の流路があり、型セルの上には第2組の流路があり、各対応する型セルの上下に流路がある。
ある態様において、上向きの角氷型の複数の型セル内に液体を入れる工程、その型セルの各々の中の液体中に引抜具を配置する工程、型セルの各々の中の液体を凍結して、角氷を形成する工程を有してなる方法が提供される。この方法は、角氷型を加温して、角氷と角氷型との間の氷と型の界面を緩める工程を含んでよい。この方法は、角氷型から各引抜具を離れるように動かし、それによって、各引抜具に対応する角氷を角氷型から離れるように動かす工程を含んでよい。この方法は、各引抜具を加温して、各角氷と対応する引抜具との間の氷と引抜具の界面を緩めて、各角氷を対応する引抜具から落下させる工程を含んでよい。
角氷型の加温は、角氷型を、角氷型と熱伝達連通した加温剤で加温する工程を含んでよい。前記方法は、加温剤を、各々が型セルの1つに対応する複数の流路に通して送る工程を含んでよい。角氷型の加温は、角氷型を、各型セルの少なくとも一部の周りに配置された薄膜電熱器で加熱する工程を含んでよい。角氷型の加温は、光源と、各型セルの少なくとも一部分の周りに配置された、その光源から放射された光を吸収する光吸収被覆とで角氷型を加熱する工程を含んでよい。
ある態様において、上向きの角氷型の複数の型セル内に液体を入れる工程、型セルの各々の中の液体中に引抜具を配置する工程、型セルの各々の中の液体を凍結させて、角氷を形成する工程、および引抜具が角氷型から離れるように動かされているときに、角氷を角氷型から離れるように動かすのに十分に型セルの少なくとも一部分の周りに低接着被覆を設ける工程を有してなる方法が提供される。この方法は、角氷型から各引抜具を離すように動かし、それによって、各引抜具に対応する角氷を角氷型から離れるように動かす工程を含んでよい。この方法は、各引抜具を加温して、各角氷と対応する引抜具との間の氷と引抜具の界面を緩めて、各角氷を対応する引抜具から落下させる工程を含んでよい。
上向きの角氷型の複数の型セル内の液体を凍結させて角氷を形成する工程を有してなる方法であって、液体を凍結させる工程が、冷却剤を複数の流路に通して送ることによって、液体をその液体と熱伝達連通した冷却剤で冷却する工程を含み、型セルの下には第1組の流路があり、型セルの上には第2組の流路があり、各対応する型セルの上下に流路があり、第2組の流路が伝熱板内に配置されている、方法が提供される。この方法は、型セル内に角氷を残しながら、角氷から伝熱板を取り外すのに十分に、伝熱板上に低接着被覆を設ける工程を含んでよい。この方法は、角氷型が回転され、角氷型が下向きのときに、角氷を角氷型の少なくともある程度離れるように動かすのに十分に角氷型の少なくとも一部分に低接着被覆を設ける工程を含んでよい。この方法は、角氷型が下向きになり、第1組の流路が型セルの上になるように、角氷型を回転させる工程を含んでよい。
前記方法は、角氷型が下向きになるように角氷型が回転されたときに、角氷型から角氷を落下させるのに十分に、角氷と角氷型との間の氷と型の界面を加温する工程を含んでよい。この加温は、加温剤を第1組の流路に通して送る工程を含んでよい。この加温は、角氷を、各型セルの少なくとも一部分の周りに配置された薄膜電熱器で加熱する工程を含んでよい。
ある態様において、アームを備えた装置が提供される。この装置は、各角氷型セル内に角氷が十分に形成されるように、角氷型セル内の液体を冷却するように構成された複数の角氷セルを含む角氷型を備えてよい。この装置は注水システムを備えてよい。この注水システムは、前記アームに沿って動くように構成されてよい。この注水システムは、各々が、凍結されるべき液体を対応する角氷型セル中に分注するように構成された注水ディスペンサを備えてよい。各注水ディスペンサは、注水システムが角氷型から離れるように動くときに、対応する角氷型セル内に形成された角氷を、対応する角氷型セルから離れるように動かすように構成されてよい。この装置は、角氷取外具を備えてもよい。角氷取外具は、注水システムが角氷取外具に向かってアームに沿って動かされているときに、角氷を注水ディスペンサから押し出すように構成されていてよい。
前記注水ディスペンサは、注水針および/または針を備えてよい。前記注水システムは、冷却カバーを備えてもよい。この冷却カバーは、各注水針および/または針の一部を取り囲むように構成されてよい。冷却カバーは、水が角氷型セル中に分注される前に、水を冷却するように構成されてよい。
前記アームは、水平位置より、角氷型から離れて傾斜位置に傾けるように構成されていてよい。
当業者に認識されるように、上述した実施の形態は、飲料販売システムの要件に適合するように構成されるであろうし、以下に限られないが、Pepsi−Cola(登録商標)などのPepsiCoの商標名で公知の飲料、および特別注文の飲料を含む、多種多様な飲料販売品を収容できる。ここに記載された実施の形態は、少なくとも従来のシステムと同じかそれより速いサービス速度を提供する。ここに記載された実施の形態は、作動レベルおよび供給レベルに関して、遠隔モニタを含む、モニタされるように構成されてよい。ここに記載された実施の形態は、経済的に実行可能であり、ここの開示にしたがって改良されるであろう、既製の構成部材で構成することができる。
当業者には、本開示により、1つの実施の形態または実施例における特徴および/または選択肢のいずれも、別の実施の形態または実施例の特徴および/または選択肢のいずれと組み合わせられることが認識されよう。
ここの開示は、図面の実施の形態を参照して、記載され、図解されてきたが、その開示の特徴は、本開示の精神から著しく逸脱せずに、改良、改変、変更または置換を受けられることを理解すべきである。例えば、様々な構成部材の寸法、数、サイズおよび形状は、特定の用途に適合するように変えられるであろう。したがって、ここに図解され記載された特定の実施の形態は、説明目的のためだけであり、本開示は、以下の特許請求の範囲およびその同等物によってしか制限されない。