專利名稱：制冰設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冰設(shè)備。具體來說，本發(fā)明涉及一種由壓實(shí)的冰 屑制造塊狀(nugget—forming)形式的冰的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中已知用于由從表面刮削的冰屑制造塊狀形式的冰的現(xiàn)有 設(shè)備和裝備，其中，該表面隨即又被致冷，使得水在致冷了的表面上凍 結(jié)而形成冰——可將該冰從該表面刮削下來而形成冰屑，其中將那些冰 屑?jí)簩?shí)而呈塊狀。美國專利6,134,908中揭露了一種代表性的此類設(shè)備/ 系統(tǒng)，該文獻(xiàn)的全部披露內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。根據(jù)美國專利6,134,908 的制冰設(shè)備和系統(tǒng)以及其他此類設(shè)備和系統(tǒng)具有很強(qiáng)的功能。 一般來說， 此類設(shè)備采用致冷系統(tǒng)來為中空圓筒形的冷凍室提供致冷劑。典型的是， 將水供應(yīng)至冷凍室，進(jìn)而水通常由于通過致冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器部件所提供 的致冷劑而被凍結(jié)。
此類設(shè)備中典型的是將一種可旋轉(zhuǎn)的冰鉆裝配到冷凍室內(nèi)并以可旋 轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)該冰鉆，使得鉆的刮片刮削形成在冷凍室的圓筒壁上的冰。 典型的是，冰沿著鉆傳送到其被壓縮的位置。將壓縮的冰壓實(shí)成實(shí)心形 式，并將其中的水?dāng)D壓出。然后，從該設(shè)備輸出實(shí)心形式的冰并在其輸 送到存儲(chǔ)或使用位置之前或期間將該實(shí)心形式的冰打碎成實(shí)心形式的 塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中由壓實(shí)的冰屑制造塊狀形式的冰的類型 的制冰設(shè)備。
該改進(jìn)的一方面是將鉆做成中空的，使得可將水容置于其中。這提 供了更大的儲(chǔ)水器。而后，通過穿過該中空的鉆的壁設(shè)置的開口，可灌 溉成冰室的整個(gè)致冷表面和鉆的外表面。
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的另一改進(jìn)在于，該鉆水平設(shè)置而使得冷水能 夠淹沒蒸發(fā)器的整個(gè)表面，而不會(huì)如鉆豎直設(shè)置那樣有阻礙水向上的流 動(dòng)的冰。
本發(fā)明的另一特征在于，所述鉆在鉆刮片一側(cè)上設(shè)置有前沿冰接合 表面，在該鉆刮片的另一側(cè)上設(shè)置有后沿表面，且所述表面彼此是成斜 角的并交會(huì)于面向冷凍室一端的大體螺旋形的冰切削刃。
本發(fā)明的設(shè)備的另一發(fā)明性特征在于，從冷凍室接收冰并在從其擠 壓出水的同時(shí)將其壓縮成壓實(shí)的實(shí)心形式的冰壓縮裝置包括由鉆承載、 用于與鉆一起旋轉(zhuǎn)且大體徑向向鉆的外部延伸的突緣，使得在冰的壓縮 過程中產(chǎn)生的軸向推力載荷不會(huì)傳遞到蒸發(fā)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)或軸承。這還 使得可在壓縮過程中將大量的水從冰擠壓出并在擠出期間最小化冰的軸 向壓縮，同時(shí)還最小化留在所形成的塊內(nèi)的水。
而且，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了碎冰裝置，由此，將向可旋轉(zhuǎn)的鉆的排 出端傳送的壓實(shí)的實(shí)心形式的冰打碎成更小的冰粒。
附加地，該碎冰裝置包括冰轉(zhuǎn)向器，用于將打碎的冰偏轉(zhuǎn)到冰膨脹室。
此外，設(shè)置了槳板，該槳板與由鉆的排出端承載的突緣配合工作， 以在該鉆的排出端處對冰進(jìn)行成形并將其推壓成壓實(shí)的實(shí)心形式。
根據(jù)本發(fā)明，碎冰裝置鄰近可旋轉(zhuǎn)的突緣設(shè)置并相對該突緣靜態(tài)定 位，由此，隨著槳板將壓實(shí)的實(shí)心形式的冰向碎冰裝置推動(dòng)，移動(dòng)的壓 實(shí)的實(shí)心形式的冰與該碎冰裝置接觸。
而且，根據(jù)本發(fā)明，管嘴從打碎的冰所被送入的壓縮管嘴擠壓出的 水返回冷凍室。
此外，根據(jù)本發(fā)明，碎冰裝置從所述鉆刮削壓實(shí)的固體形式的冰。
本發(fā)明還包括運(yùn)送管，用于接收在由冷凍室輸送之后已經(jīng)壓縮的冰， 且其中一傳感器感測該運(yùn)送管上由于該運(yùn)送管中的冰的積聚而產(chǎn)生的軸 向應(yīng)變，且隨后該傳感器響應(yīng)于所感測到的軸向應(yīng)變產(chǎn)生鉆旋轉(zhuǎn)的中斷。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，設(shè)置了儲(chǔ)水器，用于向冷凍室供水，所述鉆在 該冷凍室中旋轉(zhuǎn)以從冷凍室的壁上刮削冰。
除了儲(chǔ)水器之外，高低水位檢測器通過控制向冷凍室的送水和從冷 凍室的排水而控制冷凍室中的水量，從而使儲(chǔ)水器中的水位維持在規(guī)定 的上限和下限范圍內(nèi)。
由此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于由從冷凍室的壁上刮下 的冰制造塊狀形式的冰的制冰設(shè)備，其設(shè)置了致冷系統(tǒng)，用于向冷凍室 提供致冷劑，且其中采用了上述的本發(fā)明裝置和特征中的一個(gè)或多個(gè)。
通過閱讀下面附圖簡要說明、優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明以及所附權(quán) 利要求將容易地明確本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于從壓實(shí)的冰屑制造塊狀形式的冰的制冰 設(shè)備的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的制冰設(shè)備的俯視立體圖。
圖3是圖2中設(shè)備的一部分的俯視立體圖，其中，示出用于可旋轉(zhuǎn) 鉆的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，其連接于冷凍室的左端，且冷凍室水平設(shè)置并且其內(nèi)設(shè) 有鉆(未圖示)，并且所示用于冷凍室的供水儲(chǔ)水器設(shè)置在圖3的圖示的 石順。
圖4是穿過圖3的儲(chǔ)水器和冷凍室所取的豎直剖視圖，以豎直立體 剖視方式示出了圖3所示設(shè)備的部分部件。圖5是用于鉆的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和冷凍室的外部的立體圖，展示了圖3所 示部件的另一角度的視圖，且以剖視形式示出儲(chǔ)水器，剖切線大體沿圖3 的線V—V。
圖6是水平鉆以及該鉆的排出端處的冰壓縮區(qū)域的左端的俯視立體 圖，且為了清楚起見移除了冷凍室。
圖7是水平鉆的排出端的局部立體圖，且為了清楚起見將冷凍室移 除，由此，示出了槳板，該槳板與該鉆的排出端所承載的可旋轉(zhuǎn)突緣配 合工作，用以沿箭頭所示方向、朝向固定的碎冰裝置移動(dòng)冰，使其進(jìn)入 也以立體圖示出的膨脹室，其中，碎冰裝置用于將預(yù)先壓縮的冰打碎成 冰粒。
圖8是穿過本發(fā)明的鉆和冷凍室的排出端所取的豎直剖視圖，其中 更清楚的示出了壓縮的冰在進(jìn)入膨脹室以及接下來的壓縮管嘴和冰運(yùn)送 管之前輸送到固定的碎冰裝置。
圖9示出了鉆的排出端的豎直剖視圖，局部示出了其可旋轉(zhuǎn)的突緣 和鉆刮片，且為了清楚起見從圖中移除了冷凍室。
圖9A是鉆刮片的局部豎直剖視圖，示出了其正從冷凍室的內(nèi)壁刮削冰。
圖9B是與圖9和9A不同的鉆的實(shí)施方式的放大局部豎直剖視圖， 其中，鉆具有漸縮的外圓柱表面，該表面上設(shè)有大體呈螺旋形的刮片。
圖10是用于冰運(yùn)送管的冰梭式殼體和用于在冰存留在該運(yùn)送管中時(shí) 停止鉆操作的致動(dòng)器的局部放大視圖。
圖ll是光電管電路的示意圖，當(dāng)鉆處于操作或旋轉(zhuǎn)模式時(shí)，致動(dòng)器 設(shè)置在光電管傳感器裝置之間。
圖12是類似于圖11的圖示，但其中由于運(yùn)送管中冰的積聚致動(dòng)器 已從光電管傳感器裝置之間的位置移開，由此，通過該冰的積聚而導(dǎo)致 的致動(dòng)器的移開使得光電管傳感器可停止鉆的旋轉(zhuǎn)。
圖13是控制儲(chǔ)水器中的水位的裝置的示意圖，其中，由于儲(chǔ)水器中 的水處于高于正常低水位檢測桿的下端的水位，儲(chǔ)水器中正常低水位檢 測桿與公共桿之間的電路是通路，使得控制通向儲(chǔ)水器的水入口的螺線 管處于所示實(shí)線處而位于通向儲(chǔ)水器的水入口被阻塞的位置，且其中， 當(dāng)希望水進(jìn)入儲(chǔ)水器入口管路時(shí)(如圖虛線所示)，移除阻塞，此時(shí)，由 于水位落于正常低水位桿下端之下，在儲(chǔ)水器中正常低水位桿和共同桿 之間的電路斷開。
圖14是類似于圖13的圖示，但其中示意性的示出從儲(chǔ)水器的排水， 從而螺線管處于正常閉合(實(shí)線)位置，阻塞從儲(chǔ)水器的排水，且其中 螺線管是可移動(dòng)的，使得其水阻塞構(gòu)件可移到圖14中所示的虛線位置， 由此，水可自儲(chǔ)水器排出，若儲(chǔ)水器中的水位到達(dá)正常高水位桿，則使 得在儲(chǔ)水器中該桿和公共桿之間該電路是通路。
圖15是當(dāng)儲(chǔ)水器中的水位到達(dá)低水位警告桿下端之下時(shí)斷開低水位 警告桿和公共桿之間的電路的方法的示意圖，從而，當(dāng)這發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng) 鉆的馬達(dá)M斷電而停止馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可選地提供用于在與此同時(shí)向 操作者附近提供聽覺信號(hào)的警告。
圖16是類似于圖15的圖示，其中，在儲(chǔ)水器中高水位警告桿與公 共桿之間電路為通路，使得驅(qū)動(dòng)鉆的馬達(dá)M斷電，從而在該情況下中斷 鉆的旋轉(zhuǎn)，且其中可選地在電路中提供當(dāng)該情況發(fā)生時(shí)向操作者附近提 供聽覺信號(hào)的警告。
具體實(shí)施例方式
以下詳細(xì)參照附圖，首先參照圖1，其中圖示說明了美國專利 6,134,908的類型的現(xiàn)有技術(shù)的制冰設(shè)備，其系統(tǒng)總體上以標(biāo)號(hào)20標(biāo)示， 其包括鉆式產(chǎn)冰設(shè)備21;馬達(dá)23驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)鉆22，其帶有通向水源 25的水入口管路24，由于鉆22從中空的成冰室26的內(nèi)壁刮削冰，水在 產(chǎn)冰設(shè)備21內(nèi)變得凍結(jié)，其還帶有出口輸送管路27，用于將冰從產(chǎn)冰設(shè) 備21輸送至料斗或其他類型的保持裝置28。 以壓縮機(jī)30、冷凝器31的形式設(shè)置用于在產(chǎn)冰設(shè)備21的內(nèi)壁26上 形成冰的水致冷裝置，其設(shè)置有與該壓縮機(jī)或冷凝器相連的適當(dāng)?shù)闹吕?劑管線32以及將致冷劑經(jīng)膨脹閥34輸送到蒸發(fā)器35的致冷劑管線33， 借助于此，為產(chǎn)冰設(shè)備21提供致冷。構(gòu)成致冷裝置的壓縮機(jī)裝置、冷凝 器裝置、蒸發(fā)器以及膨脹閥可如美國專利3,126,719或3,371,505號(hào)所公 開類型或其他類型。冰保持裝置28可如美國專利5,211,030號(hào)所公開類 型或其他類型。
可以理解，冰保持裝置28可設(shè)置在遠(yuǎn)離產(chǎn)冰設(shè)備21的位置處，或 設(shè)置在產(chǎn)冰設(shè)備21的附近，這根據(jù)要求而定，并且輸送管路或運(yùn)送管27 斷開示出以表示該管27的長度或跨度可充分延長以適用于將產(chǎn)冰設(shè)備21 中所形成的冰輸送到遠(yuǎn)離該產(chǎn)冰設(shè)備21相當(dāng)距離的冰保持裝置28。 離開蒸發(fā)器35的致冷劑可經(jīng)由致冷劑返回管路36返回壓縮機(jī)30。 冰運(yùn)送管路27在標(biāo)號(hào)37處可具有一個(gè)或多個(gè)彎曲，使得離開產(chǎn)冰 設(shè)備21的冰——其為冰屑的壓實(shí)實(shí)心形式且水由其擠壓出——可被打碎 成冰塊。
上述針對圖1所述的系統(tǒng)可如美國專利6,134,908中更詳細(xì)描述的， 其全部公開內(nèi)容引入本文作為參考，或者該系統(tǒng)可以是任意其他適當(dāng)類 型。
現(xiàn)在參照圖2，示出總體上以標(biāo)號(hào)40標(biāo)示的本發(fā)明制冰設(shè)備的總體 構(gòu)造，其包括承載在基板42上的組合壓縮機(jī)/冷凝器單元41;水平設(shè) 置并安裝在基板42上的蒸發(fā)器/齒輪馬達(dá)組件43;鉆驅(qū)動(dòng)馬達(dá)44，用于 從圖2所示的左端驅(qū)動(dòng)設(shè)置于蒸發(fā)器43中的鉆。示出安裝在壓縮機(jī)/冷凝 器單元41之上的電控盒45，用于向各種螺線管、開關(guān)以及其他零件提供 電力控制，這些零件將在下文討論。
儲(chǔ)水器46設(shè)置在圖2的右端處、蒸發(fā)器/齒輪馬達(dá)組件43的右側(cè)。 儲(chǔ)水器46保持用于供給到設(shè)置在蒸發(fā)器43內(nèi)的冷凍室(未圖示)的水。
供水螺線管47提供電力控制來將水經(jīng)由管路48供給到蒸發(fā)器——
標(biāo)號(hào)50處，如圖2所示。
設(shè)置排水螺線管51 ，用于在適當(dāng)信號(hào)指示時(shí)使得水從儲(chǔ)水器46排出， 該水大體經(jīng)由排水管路52從儲(chǔ)水器46的下端排出而進(jìn)行排放。
如圖2所示，整個(gè)制冰設(shè)備40可成型或構(gòu)造成安裝于柜臺(tái)54之下， 該柜臺(tái)以虛線部分地示出。根據(jù)要求，柜臺(tái)54可在設(shè)置在安裝基板42 的地板的上方一定高度處，具有常規(guī)午餐臺(tái)高度或其他根據(jù)要求而定的 地方。
現(xiàn)在參照圖3，更詳細(xì)地描述圖2所示系統(tǒng)的某些部件。
蒸發(fā)器/齒輪馬達(dá)組件43示出為包括齒輪馬達(dá)殼體55;蒸發(fā)器殼 體56;馬達(dá)44，用于操作驅(qū)動(dòng)齒輪等設(shè)置在齒輪馬達(dá)殼體55中的部件 以旋轉(zhuǎn)設(shè)置在蒸發(fā)器殼體56中的鉆(圖3未示出)。在標(biāo)號(hào)46處、圖3 圖示的右端示出了用于蒸發(fā)器56內(nèi)成冰裝置的儲(chǔ)水器。
冰處理殼體57示出在蒸發(fā)器殼體56的左端，其中，通過設(shè)置在其 內(nèi)的壓縮管嘴(未圖示)將冰向上輸送，冰經(jīng)由梭式殼體60，從運(yùn)送管 聯(lián)接器61出來，以從該處經(jīng)由運(yùn)送管27的延伸部分沿箭頭62方向輸送 到冰保持裝置28。
如圖3所示，示出設(shè)備左端的靜態(tài)冰轉(zhuǎn)向器63，在下文中將對該轉(zhuǎn) 向器63進(jìn)行更詳細(xì)地論述。
現(xiàn)在參照圖4，可以看到蒸發(fā)器單元56沿入口箭頭65的方向經(jīng)由致 冷劑入口管路64接收致冷劑，且沿箭頭67的排放方向經(jīng)由致冷劑排放 管路66從蒸發(fā)器56排放致冷劑，由此將致冷劑從致冷劑排放管路66經(jīng) 由冷凝器、膨脹閥輸送回壓縮機(jī)，進(jìn)而輸送回致冷劑入口 64，所有這些 成大體連續(xù)循環(huán)，如常規(guī)致冷劑系統(tǒng)那樣。
致冷劑可以是氟利昂或任意其他適當(dāng)?shù)闹吕鋭?，其將流過蒸發(fā)器， 經(jīng)由從入口 64延伸的大致螺旋形的通道，流到出口66，該螺旋形通道以 標(biāo)號(hào)68示出，例如，用以向大致圓柱形的壁表面70提供充足的冷卻劑， 使得存在于鉆72外部的區(qū)域71處的水可在壁表面70上凍結(jié)。
鉆72由馬達(dá)44旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，如圖4左端示意性示出的，從而，固定 地安裝在鉆72上的鉆傳動(dòng)軸73使得鉆在制冰設(shè)備的圓柱形表面70內(nèi)側(cè) 被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，如圖所示。
可以理解，鉆72大體水平設(shè)置，如圖4所示，且具有中空的圓柱形 內(nèi)部，如標(biāo)號(hào)75處所示。
如圖所示，鉆72的內(nèi)部75被自由地從儲(chǔ)水器46流出的水充滿，該 來自儲(chǔ)水器46的水沿箭頭76的方向向下通過安裝鉆72的右端(如圖所 示)的套管77進(jìn)入鉆72的內(nèi)部75。該來自儲(chǔ)水器46的水還自由地流到 鉆72的外圓柱形表面與制冰設(shè)備的內(nèi)部圓柱形表面70之間的區(qū)域71， 從而，環(huán)繞制冰設(shè)備的蒸發(fā)器可使鄰近圓柱形表面70的區(qū)域71中的水 形成冰，而后，鉆72可從表面70上將冰刮削下來，如下文所述。
現(xiàn)在參照圖5，可以看到儲(chǔ)水器46以剖視示出，從而可示出其各個(gè) 部件。
儲(chǔ)水器46包括前壁80和后壁81、如圖5所示的左側(cè)的大體豎直的 側(cè)壁82和右側(cè)的大體豎直的側(cè)壁83、上壁84和下壁85，從而將水容納 于其中。水入口設(shè)置在標(biāo)號(hào)50處，水出口設(shè)置在標(biāo)號(hào)52處。
為儲(chǔ)水器46設(shè)置了多個(gè)電力操作的桿用于控制其中的水位，如圖標(biāo) 號(hào)86處所示。示出的電力桿87用作電力公共桿，其經(jīng)由適當(dāng)?shù)慕^緣體 88由頂壁84承載，且桿87的上端具有連接到其上的電線連接裝置90。
正常低水位桿91由頂壁84承載，穿過絕緣體92，且具有連接到其 上的電導(dǎo)線93，如圖所示。正常情況下，桿91的下端通常置于水中，進(jìn) 而處于水位86之下，如圖5所示。還示出了正常高水位桿94，其由頂壁 84承載，穿過絕緣體95，且具有連接至其上的電導(dǎo)線96。
示出了低水位警告桿97，其由頂壁84承載，穿過絕緣體98，且具 有連接至其上的電導(dǎo)線IOO。
示出高水位警告桿IOI，其由頂壁84承載，穿過絕緣體102，且具 有連接至其上的電導(dǎo)線1(B。
現(xiàn)在描述鉆72的構(gòu)造的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，具體參照圖6和圖9。 鉆72具有由其圓柱形表面106承載的螺旋形刮片105，該刮片自該
表面徑向向外延伸。
螺旋形刮片105大體包括一個(gè)從圖6所示的鉆72的右端到其左端的
連續(xù)刮片，但是，可選擇地，如果需要其可包括多個(gè)大體平行設(shè)置的螺
旋形刮片。
參照圖9和圖9A，具體地，可以看出螺旋形刮片105從蒸發(fā)器56 內(nèi)側(cè)的內(nèi)圓柱形壁表面70刮削冰，從而，當(dāng)成冰室110中的水由于蒸發(fā) 器56所提供的冷卻效應(yīng)而已經(jīng)在壁表面70上形成冰屑時(shí)，在成冰室110 中從圓柱形壁表面70刮削冰粒108。由此，實(shí)際接合形成在壁表面70上 的冰屑的切削刃111包括相對圖9和9A所示鉆螺旋105來說處于右側(cè)的 前沿冰接合表面112的上端部。鉆螺旋105還具有位于刮片105另一側(cè) 的后沿表面113?？梢钥吹?，前沿和后沿表面相對彼此成斜角，限定形成 如圖9和9A所示的面向前(或向右)的切削刃l(wèi)ll，限定了表示其上形 成冰屑的圓柱形構(gòu)件表面70的水平線114和表面112的延長線115之間 的角度，如在圖9A中最顯著示出的，該線114和115之間具有小于90 度的夾角"a"。這使得能夠如圖9和9A所示的從表面70切削冰屑，而 不是沿向前或向右的方向進(jìn)行冰的犁刨。
從圖9中可以得知，在縱截面中前沿表面112大體是凹入的，如圖9 和9A所示，鉆刮片105的后沿表面113在圖9和9A所示縱截面中大體 是外凸的。
在圖9所示的最右端，鉆72載有用于與其一起旋轉(zhuǎn)的突緣118，且 突緣118借助于固定的螺紋連接裝置121而由固定地載于鉆72的右端117 處的突緣構(gòu)件120承載。
要指出的是，當(dāng)冰如圖9和9A所示的向前或向右移動(dòng)且鉆刮片105 朝向突緣118壓縮冰粒時(shí)，由于突緣118通過標(biāo)號(hào)121處的螺紋接合方 式承載在鉆72的排出端117，如圖所示，使得其固定地隨鉆一起移動(dòng)，
突緣118提供了用于吸收刮片105和突緣118之間由冰壓縮所產(chǎn)生的軸 向力的手段，其是對將冰壓縮抵靠在不隨著鉆的旋轉(zhuǎn)而行進(jìn)的獨(dú)立壓縮 頭的其他系統(tǒng)的改進(jìn)。
在構(gòu)件120中設(shè)置擠壓水返回端口 122，用于將從通過膨脹室到冰壓 縮管嘴的冰中擠壓出的水返回到鉆75的內(nèi)部，如下文將描述的。
參照圖4和圖6，可以看出，鉆72的內(nèi)部75中的水經(jīng)由灌溉端口 107穿過鉆壁106而自由地在鉆的內(nèi)部75與其外部109之伺通過。
要指出的是，灌溉端口 107就設(shè)置在刮片105的后沿表面113之后， 而不是刮片105的前沿表面112附近，以防止壓縮的且沿鉆72向右移動(dòng) (如圖9和9A所示，由此該冰被壓縮)的冰被壓進(jìn)端口 107中而可能阻 塞該端口。在刮片105的后沿表面?zhèn)然蛳掠蝹?cè)，沒有冰的壓縮，因此不 會(huì)將冰壓進(jìn)端口 107中而堵塞該端口。
因此，參照圖9和9A，可以看出，當(dāng)從圓柱形壁70刮削冰且將冰 向右朝向鉆72的排出端117移動(dòng)時(shí)，冰粒108被壓縮，隨著這些冰靠近 與鉆72 —同旋轉(zhuǎn)的突緣118，其變得愈加被壓縮。
現(xiàn)在參照圖9B，可以看出，可提供改進(jìn)形式的鉆272，其中，鉆壁 206具有漸縮的外表面219，從而，隨著冰朝向鉆的排出端沿箭頭211方 向從圖9B中的左側(cè)向右側(cè)輸送經(jīng)過區(qū)域209，壁219與蒸發(fā)器的內(nèi)圓柱 表面214之間的間隙逐漸增加。在這樣的運(yùn)動(dòng)中，具有相應(yīng)的前沿表面 212和后沿表面213的刮片205刮削沿蒸發(fā)器的內(nèi)壁214形成的冰。由此， 表面219與214之間的錐度將為大于0度的角度"b"，可根據(jù)選擇而定。 因此，鉆壁206的壁厚從圖9B中的左側(cè)到右側(cè)逐漸減小。
可選擇地，具體來說，如果鉆272由模制或鑄造工藝制造，則鉆壁 206的壁厚可通過具有平行于紙表面219、由如圖9B所示的虛線220限 定的內(nèi)表面而保持均勻性。
如圖7和8所示，突緣118承載有槳板125，槳板125具有冰推動(dòng)槳 板表面126，其隨著鉆沿如圖8中箭頭127所指示的逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)而推
動(dòng)該槳板表面126前的冰粒108。
,隨著鉆72、突緣118以及槳板125逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，如圖8所示，槳板 125推動(dòng)冰粒108，直到冰粒在區(qū)域130形成增大的密度，在該區(qū)域130 中冰粒被壓實(shí)成實(shí)心形式。
隨著這些壓實(shí)的實(shí)心形式的冰粒108進(jìn)入?yún)^(qū)域130，它們靠近靜態(tài)轉(zhuǎn) 向器63所承載的碎冰裝置。靜態(tài)轉(zhuǎn)向器63通過適當(dāng)?shù)穆菁y連接131安 裝在殼體57中，由銷132固定地支撐，并包括成角度設(shè)置的打碎桿133， 如圖8所示，該打碎桿133的下端以打碎裝置113終止，下文將對其進(jìn) 行描述。
打碎裝置113在接合區(qū)域130中接合運(yùn)動(dòng)著的、壓實(shí)的、實(shí)心形式 的冰，這些冰通過沿著鉆的表面106跨設(shè)的打碎表面134以與其大致滑 動(dòng)接觸的方式接合，如圖7和8所示，用以在冰沿圖7所示箭頭129的 方向運(yùn)動(dòng)時(shí)從鉆的表面106刮削壓實(shí)的實(shí)心形式的冰。這使冰從鉆72的 表面106脫離，其中，冰接觸打碎裝置113的鈍面135使得實(shí)心形式的 壓縮冰破碎成顆粒136，而后，通過成角的轉(zhuǎn)向器表面135'將該顆粒136 轉(zhuǎn)向突緣118。
然后，槳板125沿圖8箭頭所示方向的連續(xù)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)將那些打碎 成的顆粒136向上推動(dòng)到大體豎直設(shè)置的膨脹室137中，如圖8所示， 由此，使得此前壓實(shí)的固體形式的冰能夠膨脹成顆粒，且而后冰粒136 進(jìn)一步向上通過進(jìn)入壓縮管嘴138，該壓縮管嘴具有逐漸會(huì)聚的內(nèi)表面， 如圖8所示，使得冰粒在通過壓縮管嘴時(shí)被連續(xù)壓縮而再次壓縮成實(shí)心 形式的冰，在進(jìn)入運(yùn)送管聯(lián)接器142之前成為冰塊。
同樣，參照圖8，可以看出膨脹室137由內(nèi)膛限定形成，該內(nèi)膛通過 可更換的套筒139的內(nèi)徑確定，該套筒139為大致圓筒形構(gòu)造。還要指 出的是，漸縮的壓縮管嘴138的上端以開口 138'所限定的輸出直徑終止。 在一些情況下，希望具有更大或更小的冰塊尺寸。由于是漸縮的管嘴138 的輸出直徑確定了冰塊尺寸或冰塊直徑，可以僅通過改變管嘴138來改
變冰塊直徑的尺寸，以具有或大或小的輸出直徑，這根據(jù)要求而定。但 是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，管嘴138的輸出直徑的變化會(huì)改變冰塊的硬度。即，如
果在沒有改變膨脹室137的內(nèi)徑的情況下增大管嘴138的輸出直徑138'， 則從管嘴138向外輸送的冰塊的硬度將減小。類似地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果 在沒有任何進(jìn)一步變化的情況下減小管嘴138的輸出直徑138'，則從管 嘴138輸送的冰塊的硬度將增大。由此，希望將管嘴138的輸出直徑138' 與膨脹室137的內(nèi)徑相關(guān)聯(lián)。為此，圓筒形套筒139也應(yīng)進(jìn)行更換，以 維持所希望的膨脹室的內(nèi)徑與管嘴138的輸出直徑138，之間的比率。因 此，如果希望具有更大的冰塊，則可由此將管嘴138更換為使得其輸出 端138'更大，如果這樣做的話，限定膨脹室137的內(nèi)徑的套筒139將由 此更換成具有更大的內(nèi)徑，從而使冰塊保持相同硬度。類似地，如果希 望具有橫截面非圓形的其他形狀的冰塊，可根據(jù)要求將管嘴138的輸出 端設(shè)置為橢圓形、矩形或其他形狀并且類似地將膨脹室137的內(nèi)部形狀 設(shè)置為某個(gè)對應(yīng)的變化形式，以便自管嘴138輸送所希望形狀和硬度的 冰塊。
在膨脹室137與壓縮管嘴138之間存在縫隙140，其提供了可將水從 隨后要被壓縮的冰中擠壓出的裝置。排水槽141位于縫隙140中或鄰近 縫隙140，從而在該處正被擠壓出的水可向下通過殼體57，進(jìn)而經(jīng)由返 回端口或?qū)Ч?22回到鉆72的內(nèi)部中。排水槽141和122之間的物理連 接未具體示出，但可以理解，其是在殼體57內(nèi)側(cè)的連接。
當(dāng)鉆72的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)冰向上穿過壓縮管嘴138時(shí)，其將冰輸送到大致 中空且成圓柱形的運(yùn)送管聯(lián)接器142，該運(yùn)送管聯(lián)接器承載在聯(lián)接器殼體 143中。聯(lián)接器142在殼體143中可豎直運(yùn)動(dòng)，從其中所示的實(shí)線位置運(yùn) 動(dòng)到圖8中144處所示的虛線位置。聯(lián)接器142以可滑動(dòng)方式安裝在圓 柱形套管145中，其中具有多個(gè)豎直設(shè)置的鍵槽146、 147，如圖8所示。
在鍵槽146、 148外側(cè)、于套管145和殼體143之間設(shè)有壓縮彈簧150。 壓縮彈簧150適于豎直壓縮。 多個(gè)彈簧下端支座151、 152安裝到運(yùn)送管聯(lián)接器142的外表面并由 其承載，從而，當(dāng)聯(lián)接器142由于冰在其中的積聚增加了作用在其上的 向上的力而向上移動(dòng)時(shí)，隨著運(yùn)送管聯(lián)接器142中由于壓縮的冰在其中 的積聚而產(chǎn)生的力克服壓縮彈簧150的阻力，所述聯(lián)接器沿箭頭153方 向的向上運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致與壓縮彈簧150下端接合的彈簧下端支座151、 152向 上運(yùn)動(dòng)。
可以理解，從運(yùn)送管聯(lián)接器142排出的冰通過運(yùn)送導(dǎo)管而到達(dá)冰保 持裝置、存儲(chǔ)室或使用冰的位置，諸如保持裝置28等。
當(dāng)運(yùn)送管聯(lián)接器沿箭頭153方向向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由其承載的標(biāo)記件155 隨其向上運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)在參照圖IO，可以看到，標(biāo)記件155構(gòu)造為L形構(gòu)件，具有水平 腿部156和豎直腿部157，且豎直腿部朝向下。
傳感器機(jī)構(gòu)158安裝在殼體143外部上，如圖10所示，且其包括一 對直立腿部160和161以及位于其間的大體豎直設(shè)置的槽162。當(dāng)聯(lián)接器 142中的冰積聚未達(dá)到諸如將壓縮彈簧150進(jìn)而使得聯(lián)接器142向上運(yùn)動(dòng) 的力水平時(shí)，標(biāo)記件155的腿部157正常情況下置于傳感器158的槽162 中。
在正常操作期間，不管運(yùn)送管27的長度如何，以最小的氣力就可使 由聯(lián)接器142所輸送的冰塊通過運(yùn)送管27到達(dá)冰保持裝置28。例如，即 使管27超過150英尺長，不管其豎直輸送高度(未圖示)是多少(例如 其可以是20英尺或更高)，已經(jīng)在通過管嘴142過程中自然斷開而形成 的冰塊或其冰塊圓柱已經(jīng)由于諸如管27中37處的彎曲而被斷開為分離 塊的冰塊，將以分離冰塊的形式通過進(jìn)入冰保持裝置28。當(dāng)冰保持裝置 28填滿時(shí)，這些塊堆疊冰填充運(yùn)送管27，形成壓力儲(chǔ)備，從而將在運(yùn)送 管27內(nèi)施加軸向力，其足以使彈簧150壓縮而關(guān)閉設(shè)備的操作，這將在 下文進(jìn)行描述。另外，在運(yùn)送管27內(nèi)塞滿冰塊的情況下，如下文將描述 的聯(lián)接器142向上運(yùn)動(dòng)，及其傳感器裝置158將用于作為檢測任何可能 發(fā)生在運(yùn)送管中的塞滿情況的檢測裝置。
因而，當(dāng)冰塊積聚在聯(lián)接器142中時(shí)，其使得聯(lián)接器142沿圖8中 的箭頭153方向向上運(yùn)動(dòng)，從而，當(dāng)聯(lián)接器朝向其虛線位置144運(yùn)動(dòng)時(shí)， 標(biāo)記件155隨聯(lián)接器142同樣向上運(yùn)動(dòng)，由此，從圖8和圖10所指示的 實(shí)線位置運(yùn)動(dòng)到圖8和圖10所指示的虛線位置。
現(xiàn)在參照圖11和圖12，可以看出，傳感器裝置158包括發(fā)送器光電 管裝置163和接收器光電管裝置164，通常，通過適當(dāng)電阻Rl和R2在 電端子165和166之間施加適當(dāng)?shù)碾妷?。?dāng)標(biāo)記件155的下垂腿157遮 擋來自發(fā)送器光電管163的紅外線信號(hào)或其他信號(hào)傳遞到接收器光電管 164時(shí)，如圖4所示的馬達(dá)44如上所述連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，當(dāng)標(biāo)記件155 的腿157由遮擋發(fā)送器光電管163與接收器光電管164之間信號(hào)的位置 移開(如圖12所示)、進(jìn)而信號(hào)由接收器光電管164接收時(shí)，則信號(hào)通 過連接到開關(guān)160的電線167、 168 (如圖4所示)通信，該開關(guān)160控 制鉆旋轉(zhuǎn)馬達(dá)44的操作，從而將開關(guān)從圖4所示的實(shí)線位置移動(dòng)到虛線 位置，在該虛線位置開關(guān)斷開，進(jìn)而中斷馬達(dá)44的運(yùn)轉(zhuǎn)。
此后，當(dāng)冰塊對抗彈簧150的力減輕、進(jìn)而彈簧150克服那些壓縮 力時(shí)，聯(lián)接器142返回其圖8所示的實(shí)線位置，標(biāo)記件155返回其圖10 所示的實(shí)線位置，遮擋光電管部件163和164之間的信號(hào)傳遞，從而將 開關(guān)170致動(dòng)到其正常閉合位置，如圖4所示，進(jìn)而恢復(fù)鉆驅(qū)動(dòng)馬達(dá)44 的操作。
現(xiàn)在參照圖5以及圖13到16，以下將論述儲(chǔ)水器46中的水位86的 控制。
希望將儲(chǔ)水器46中的水位86保持在前述上限和下限內(nèi)?，F(xiàn)在描述 對儲(chǔ)水器46中的水位86的一個(gè)典型的電力控制?？蛇x擇地，可對水位 86使用機(jī)械控制——例如但不限于浮閥式水位控制。
當(dāng)儲(chǔ)水器46中的水位86高于正常低水位桿91的下端、但低于正常 高水位桿94的下端，且不需要額外的水來填充儲(chǔ)水器46時(shí)，由于螺線
管內(nèi)的彈簧(未圖示)而使水入口螺線管43處于圖13所示的閉合位置， 且其閥170處于圖13所示的實(shí)線位置——該閥170由螺線管43的可動(dòng) 芯承載，從而阻止從水入口供給管171通過水閥殼體172流到儲(chǔ)水器46 的水入口管路48的水流。
當(dāng)水位86落到桿91的下端之下時(shí)，電線93和90分別連接桿91和 87，通過控制電路173的操作而形成閉合回路，從而，由此通電的螺線 管47將可滑動(dòng)的閥構(gòu)件170向左移動(dòng)到圖13所示的虛線位置，允許水 從水入口供給管171通過閥殼體172流到水入口管路48。這將一直持續(xù) 到水到達(dá)理想水位，諸如圖5所示的水位86，從而，使用儲(chǔ)水器46中的 水來接通電路，桿91和公共桿87之間的電路成為通路，由此， 一旦再 次斷開向管路48的水供應(yīng)，閥170將返回圖13所示的實(shí)線關(guān)斷位置。
當(dāng)希望排出儲(chǔ)水器46的水以進(jìn)行沖洗或清潔時(shí)，由于公共桿87和 桿94之間的電路的接通而致動(dòng)螺線管51，從而，電線96和90分別連接 桿94和87，而桿94和87通過控制電路180分別操作，由此致動(dòng)螺線管 51，將閥182從其阻止水沿箭頭184方向從儲(chǔ)水器排放管路52排放到排 水管路183的實(shí)線位置移動(dòng)，由此，閥182將反抗螺線管51內(nèi)的彈簧(未 圖示)的力移動(dòng)到虛線位置185，從而將排出儲(chǔ)水器46的水，該彈簧在 正常情況下向圖14所示實(shí)線位置迫壓閥182。當(dāng)經(jīng)由排水管路52將水從 儲(chǔ)水器46排出之后，儲(chǔ)水器46中的水位下降，因而，隨后在沖洗或清 潔之后以上述方式進(jìn)行填充。
由此可以看出，螺線管47和51與由儲(chǔ)水器46中的適當(dāng)?shù)碾娺B接桿 提供的電路一同操作維持儲(chǔ)水器46中的水位86，使其處于桿91和94的 下端之間。
參照圖15，儲(chǔ)水器46中的下水位警告桿97通過電線100電連接到 控制電路190，且公共桿87同樣通過電線90連接到控制電路190，從而， 如果儲(chǔ)水器46中的水位下降到低于下水位警告桿97的下端，則控制電 路190將使其內(nèi)的開關(guān)斷開，關(guān)斷鉆驅(qū)動(dòng)馬達(dá)44，并且可選擇地同時(shí)致 動(dòng)聽覺報(bào)警191，從而通知操作者維護(hù)。
類似地，參照圖16如果高水位警告桿101通過水位高到足以到達(dá)桿
101的下端而成為桿101與公共桿87之間的電路的一部分，則控制電路 192將致動(dòng)電路192中的開關(guān)，斷開電路，同樣也使用于驅(qū)動(dòng)鉆的馬達(dá) 44停止，并且致動(dòng)可選的聽覺報(bào)警193，同樣引起操作者維護(hù)。
操作
根據(jù)本發(fā)明，類似于以上針對圖1描述的致冷循環(huán)的致冷循環(huán)進(jìn)行 運(yùn)轉(zhuǎn)以向如圖4所示的蒸發(fā)器56的入口 64提供致冷劑，其中，致冷劑 通過螺旋形通道68循環(huán)到出口 66，以冷卻圓柱形壁表面70的內(nèi)部，從 而使水凍結(jié)在該表面70上。
鉆馬達(dá)44驅(qū)動(dòng)水平設(shè)置的鉆72。來自儲(chǔ)水器46的水充滿中空鉆72 的內(nèi)部75，從而，水自由地經(jīng)開口 107通過鉆壁，使得可使用整個(gè)蒸發(fā) 器的圓柱形表面70來在其上形成冰。
通過鉆的切削刃111將冰從壁70刮下，且將冰向前或向右(在圖9 中觀察)推動(dòng)，如圖9所示，在鉆刮片105的前沿冰接合表面112與鉆 的最右端處的突緣118之間壓縮冰，從而，隨著鉆沿箭頭127所指示的 逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，冰如圖8所示積聚，使得從圓柱形壁刮削的冰粒被壓 實(shí)，如圖9所示。
將壓實(shí)的冰輸送到靜態(tài)設(shè)置的打碎桿133，并且由其沿鉆的表面106 跨設(shè)的打碎表面134接合。此后，脫離的冰接觸打碎裝置113的鈍面135， 由此通過成角度的轉(zhuǎn)向表面135'偏轉(zhuǎn)冰粒136。
鉆的連續(xù)旋轉(zhuǎn)將冰粒推動(dòng)到壓縮管嘴138中，由此將水從其中擠壓 出來，該水可通過排水槽141返回到鉆的內(nèi)部中。
管嘴138內(nèi)部的冰粒再次被壓縮成實(shí)心形式，并且以具有所希望硬 度的冰塊離開排出端138'。
實(shí)心形式的冰經(jīng)由運(yùn)送管聯(lián)接器142輸送到存儲(chǔ)或使用位置。
在冰塊以足夠大的力積聚在運(yùn)送管以及聯(lián)接器142中的情況下，可 在套管145內(nèi)側(cè)豎直向上推動(dòng)運(yùn)送管聯(lián)接器142，壓縮彈簧150，使得運(yùn) 送管142從其實(shí)線位置沿箭頭所指示方向153移動(dòng)到圖8所示的虛線位 置。
這樣的聯(lián)接器142的向上移動(dòng)使L形標(biāo)記件155隨之向上移動(dòng)，從 而，當(dāng)標(biāo)記件155移動(dòng)到圖12所指示的位置時(shí)，消除了其在圖11中所 示的在發(fā)送器光電管部件163與接收器光電管部件164之間的遮擋狀態(tài)， 使得對鉆的馬達(dá)144的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)通過斷開馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路中的開關(guān)160而 中斷，如圖4所示，進(jìn)而中斷用于壓縮器裝置30的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，由此中斷 致冷系統(tǒng)的致冷劑驅(qū)動(dòng)。
如圖5、 13和14所示，儲(chǔ)水器46中的水位86受到控制，以在正常 情況下處于桿91的下端與桿94的下端之間的水位，從而螺線管47和51 借助于打開或關(guān)閉閥170或182的各個(gè)控制電路173和180而分別控制 通向儲(chǔ)水器46的水入口和水出口，如前所述。
當(dāng)致動(dòng)時(shí)，高水位警告桿101和低水位警告桿97可借助于適當(dāng)?shù)目?制電路190、 192中斷鉆馬達(dá)44的操作，如以上針對圖15和16所述的。
由此可以看出，本發(fā)明的目的通過根據(jù)本發(fā)明操作制冰設(shè)備而實(shí)現(xiàn)。
由前述內(nèi)容可以理解，對根據(jù)本發(fā)明的制冰設(shè)備的構(gòu)造細(xì)節(jié)、應(yīng)用 以及操作可進(jìn)行各種修改，其都將落入所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的主 旨和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于由壓實(shí)的冰屑制造塊狀形式的冰的制冰設(shè)備，其包括(a)致冷系統(tǒng)，用于向中空圓柱形式的冷凍室提供致冷劑；(b)冷凍室，其帶有大體中空圓柱形的內(nèi)壁以及用于容置水以在該圓柱形內(nèi)壁上形成冰的裝置；(c)可旋轉(zhuǎn)的冰鉆，其尺寸適于裝配到所述冷凍室內(nèi)部并包括用于刮削形成在所述冷凍室的壁上的冰并將來自該冷凍室的壁的冰沿所述可旋轉(zhuǎn)的鉆傳送至冰壓縮裝置的裝置；(d)用于使所述冰鉆旋轉(zhuǎn)的裝置；(e)用于向所述冷凍室供水的裝置；(f)冰壓縮裝置，用于從所述冷凍室接收冰并將其壓縮成壓實(shí)的實(shí)心形式；以及(g)所述冰壓縮裝置包括突緣，該突緣由所述冰鉆承載并一起旋轉(zhuǎn)且自所述冰鉆大致沿徑向向外延伸。
2. 如權(quán)利要求1所述的制冰設(shè)備，其中，所述用于刮削冰的裝置和 所述突緣一起構(gòu)成用于吸收由冰壓縮產(chǎn)生的軸向推力的裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的制冰設(shè)備，包括水導(dǎo)管裝置，用于接收由所 述冰壓縮裝置擠壓出的水，并將所述水返回到所述冷凍室。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制冰設(shè)備，其中使用致冷循環(huán)來在大體水平設(shè)置的蒸發(fā)器內(nèi)部生成冰，其具有中空鉆，該鉆上設(shè)有螺旋形刮片，用于從蒸發(fā)器的內(nèi)壁刮削冰并將該冰朝向鉆的一端推動(dòng)，由此，將冰壓縮并通過槳板使其朝向突緣移動(dòng)，并被輸送到碎冰裝置，由此將冰轉(zhuǎn)向到壓縮區(qū)域，且將水從冰中擠壓出，進(jìn)而將冰輸送到運(yùn)送管以及隨后運(yùn)送到冰保持器。保持器裝滿或運(yùn)送管內(nèi)部塞滿冰塊將引起設(shè)備的關(guān)閉。提供多種用于儲(chǔ)水器的水位控制，由此，對鉆內(nèi)部和外部均進(jìn)行充水，用于促進(jìn)冰的形成。通過該制冰設(shè)備提供塊狀形式的冰。該設(shè)備允許在未對冰的硬度產(chǎn)生不良影響的情況下改變冰塊的大小/形狀。
文檔編號(hào)F25C1/00GK101344351SQ20081013465
公開日2009年1月14日 申請日期2005年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者羅杰·P·布倫納, 邁克爾·S·約茨 申請人:福利特公司