专利名称：方块冰制备机和用于操作方块冰制备机的方法
技术领域：
本发明涉及如权利要求1前序部分所述的方块冰制备机，以及如权利要求15前序部分所述的用于操作方块冰制备机的方法。
背景技术：
装有自动方块冰制造器的冷藏设备已经众所周知。这些方块冰制造器通常具有与 冷藏腔室分隔开的腔室，在其中获得在水的冰点以下的温度。该腔室包含可以装满水的冰 盘。水从容器中取出，或者制冷装置具有接有水管的供水装置，从而可以例如采用电磁阀来 控制水流入冰盘。经过预定时间之后，冰盘自动排空到方块冰容器内，所述预定时间被选定为使得 被引入的水在常规情况下已经进入结冰状态。通常，需要依次地完成多个这样的制冰操作， 直至方块冰容器被完全装满。现在已经发现，取决于水质和空气的清洁度，并不总是一直存在有足够的结晶核 以在冷水中引起结晶过程。结果使得，直到常规冷冻时间结束时，水仍然存在并且在冰盘中 没有形成任何冰。尽管水处于水的冰点以下的温度，但结晶过程还没有开始。如果冰盘在这种状态下向方块冰容器排空，则方块冰容器将装满水而不是冰。这 种倾注(decanting)往往会使水失去结晶动量(crystallizationmomentum)，并且其立即 进入结冰状态。在这种情况下所得到的冰是在方块冰容器的、与所想要结果不一致的相当 大的无定形块。如果已经完成了多个制冰操作并且方块冰容器已经装满了方块冰，则这样 的结果是不令人满意的。在这种情况下，如果过冷的水从冰盘被浇注在方块冰容器中已经 制成的方块冰上，则会形成较大的方块冰，其包含有之前制成的方块冰和由已经引入的水 所形成的冰。这样，不仅最后一次制冰操作的结果、而且之前和已经完成的制冰操作的结果都 将作废。为了避免这样的问题，在其他应用中经常实施引晶技术(seeding)。然而，这样的 引晶装置成本太高以至于例如不能安装在家用冰箱中。另一方案是再多一次提供过冷的水 以由自身开始结晶过程。然而，这样显著地降低了方块冰制造器的生产率。
发明内容
因此，本发明的目的是设计一种方块冰制造器和一种在冷却腔室中造冰的方法， 以使得水只要已经降至其冰点温度以下，就实际上被确保进入结晶状态。根据本发明，上述目的是通过具有权利要求1所提出的特征的方块冰制造器以及 通过具有权利要求15所提出的特征的用于制冰的方法来实现。水分子具有偶极(dipole)特性。这意味着可以通过施加场来影响水分子的 定向(orientation)。通过向至少一些水施加场，在水分子的至少这一部分上施加转矩 (torque)，并且分子被赋予了角动量(angularmomentum)。现在已经证明，该角动量可产生与采用例如晶种(seed crystal)相类似的效果。所述角动量足以在已经降至其冰点温度 以下的水中引发结晶过程。有利地，产生电场以引发结晶过程。电场需要最小的设备成本/复杂程度，并且很 容易形成在水分子上施加适当转矩所需的强度。由于仅在水已经因此得到冷却的情况下水分子的定向才具有所需效果，因此直到 已经达到水的结晶温度时才会产生电场。不言而喻，还可以预先施加电场，并在达到结晶温 度时再次将其关闭。然而，这将会浪费能量，其对于获得所需的效果是不必要的。
为了引发结晶，水分子无需具有特殊的定向。唯一重要的是，偶极具有角动量。因 而，不是水分子的绝对定向，而是在定向上的相对改变，对于引发结晶过程起关键作用。因 此，仅在短的时间内施加电场。为了在方块冰制造器中实施所述方法，本发明创造性地设置两个电极，其中在它 们之间产生场，并且它们被布置成使得水的至少一部分处于该场中。一旦结晶开始(甚至 一旦结晶在一个地点开始)，如果水已经达到所需低温，则结晶将沿冰盘中的整个水体积快 速传播。整个的水体积无需处于两个电极之间的场中。有利地，电极与电压源相连。电压源可以是独立的电压源，也可以利用例如被用于 向方块冰制造器供电的电压源。一个电极有利地由冰盘本身构成。由于仅冰盘需要处于电接触，因而冰盘常常由 导电材料制成。另一电极创造性地由一个针销(pin)构成，其与冰盘相电绝缘、并且在冰盘装满 时其顶端由水所包围。另外，其中的一个电极必须与水相隔绝，否则不能形成适当电场，而 电流将穿过水流动并发生电解。可以通过例如使用绝缘涂料涂敷冰盘的方法来获得所述隔 绝。所述冰盘通常具有多个方块冰腔室，以使得当水结晶时，制成所需的多个方块冰。 为了确保上述目的，一旦开始启动，结晶过程可以穿过冰盘的所有方块冰腔室进行传播，方 块冰腔室互连以使得水可以在方块冰腔室之间交换。结晶穿过这些连接点在整个冰盘中进 行传播。由于针销在装满的冰盘中由水包围，因此当结晶过程完成时针销将处于方块冰 内。这将在“收获拿取”方块冰时出现问题。为防止这种情况发生，针销有利地得到加热。 另外，针销沿平行于方块冰的取出方向进行延伸。尤其有利地，针销具有锥形形状。这种锥形额外地便于拿取方块冰。另一方面，锥 形还提高了场强度，因为在针销的顶端产生非常大的电荷。在另一实施方式中，电极被实施为电容器极板(capacitor plate)。在该实例中， 收取方块冰不存在任何问题，因为电容器极板无需处于所制成的方块冰内侧。尤其有利地，电容器极板布置在方块冰的侧壁上并与水隔绝。因而，例如冰盘的两 个相对的侧壁可以由金属制成，并具有适当的电触头以及彼此相互电隔绝。同样地，通过涂 覆绝缘涂料的涂层，可提供与弓I入的水的隔绝。尽管根据本发明的方块冰制造器可以作为独立单元得到实施，但其也可以有利地 结合在冰箱中。
结合将参照附图详细说明的示例性实施方式的描述，从从属权利要求中将会得到 本发明的其他细节和优点，图中图1表示用于实现本发明方法的方块冰制造器的冰盘，图2表示图1所示的冰盘的内隔件的视图，以及图3表示沿图1所示的冰盘的基部和针销所截取的剖视图。
具体实施例方式图1所示的冰盘1具有基部6和框架2。冰盘1内部的方块冰腔室3由内隔件4 限定。这种冰盘被用在通常用于冰箱中的方块冰制造器上。用于从冰盘1中取出已制成方 块冰的装置在图中未示出，因为它们与本发明不相关。有利地，具有基部6和框架2的冰盘1由铝一体制成。内隔件4同样可以由单体 件制成，但也可以包括某种其他材料。包括基部6、框架2和内隔件4的整个冰盘1同样可 以由一种材料被制成单件。在其中的一个方块冰腔室3中，导电针销7锚接在基部6上(还参见图3)。所述 针销7在其下端具有用于形成电接触的尾销10。为了使针销7与基部6相绝缘，在基部6 的钻孔中设置有绝缘环9。绝缘环9完全地包围着针销7，使得与基部6没有任何接触。
针销7经由尾销10而和框架2与电压源5相连，与采用DC还是AC电压源5无关。 在两种情况下，都可以通过这种方式在针销7与框架2之间形成电场。为了能够很容易地从制成的方块冰中取出针销7，还可以在针销7上设置加热电 阻器。然而，为了向其供电，针销7将必须装有另外的连接装置。针销7的受热以及其锥形 形状使得方块冰很容易与针销分开。为了防止电流经过水，冰盘1涂有绝缘涂料。绝缘涂层被施加在冰盘1的内侧和 外侧，由此能够实现浸渍涂覆。图2详细表示内隔件4。内隔件4在其上边缘具有槽口 8。所述槽口 8确保了水可 以从一个方块冰腔室进入相邻的方块冰腔室。内隔件4的高度也可以小于框架2的高度。 这样也确保了水在方块冰腔室3之间的交换。然而，在结晶之后，在内隔件4的上方形成了 与所有方块冰互连的冰固体层。方块冰彼此之间的这种相对坚固的连接会使自动收取方块 冰更加困难。根据本发明的方法，被引入冰盘1中的水得到冷却，并由此达到水的冰点。如果存 在足够的结晶核，则冷冻开始。否则，水更多地进行冷却，并达到冰点以下的温度。此时经 由电压源5在冰盘1的针销7与框架2之间形成电场。水分子因而在此时存在的电场中进 行定向。由此，向水分子施加的角动量引发结晶。结晶可以经由槽口 8在冰盘1中的整个 水体积中传播。这样确保了水不会被输送到方块冰制造器的方块冰容器(在此未示出)内。这样 还防止已经制成的方块冰粘结成块在一起。这样确保了，在每个方块冰制造循环之后，实际 制成的方块冰也被排入方块冰容器内。电场也可以形成在框架2 的两个相对侧壁之间。为了使这些侧壁相互绝缘，可以 设置塑料框架，其中朝向其内部插入了侧部区段(side section)，这些侧部区段将形成电容器极板。这些极板的侧部区段在之后仍将必须具有电触头并与电压源相连。绝缘涂料还用于在此未示出的示例性实施方式中。在其之间设置有电场的两个导电侧壁可涂有所述涂料。附图标记列表1 冰盘2 框架3方块冰腔室4 内隔件5 电压源6 基部7 针销8 槽口9 绝缘环10 尾销
权利要求
一种具有冰盘(1)的方块冰制造器，所述冰盘(1)包括至少一个方块冰腔室(3)，所述方块冰腔室装有水并在其中通过冷却来制造冰，其特征在于，所述方块冰制造器设置两个电极(2，7)，在所述两个电极之间产生场，并且它们被布置成使得水的至少一部分处于所述场中。
2.如权利要求1所述的方块冰制造器，其特征在于，所述电极(2，7)与电压源(5)相连。
3.如权利要求1或2所述的方块冰制造器，其特征在于，其中一个电极由冰盘(1)构成。
4.如权利要求1-3中的一项所述的方块冰制造器，其特征在于，其中的另一电极由针 销(7)构成，所述针销与冰盘(1)电隔绝，并且在冰盘(1)装满时其顶端由水所包围。
5.如权利要求1-4中的一项所述的方块冰制造器，其特征在于，冰盘(1)具有多个方块 冰腔室(3)，并且针销(7)布置在方块冰腔室(3)的基部上。
6.如权利要求5所述的方块冰制造器，其特征在于，所述多个方块冰腔室(3)以如下方 式进行互连，即在方块冰腔室(3)之间可以进行水交换。
7.如权利要求1-6中的一项所述的方块冰制造器，其特征在于，针销(7)可受到加热。
8.如权利要求1-7中的一项所述的方块冰制造器，其特征在于，针销(7)具有锥形形状。
9.如权利要求1-8中的一项所述的方块冰制造器，其特征在于，针销(7)被布置成大致 处于将制造的方块冰的转轴方向。
10.如权利要求1-9中的一项所述的方块冰制造器，其特征在于，冰盘(1)由导电材料 制成，并且针销(7)与冰盘(1)相电隔绝。
11.如权利要求1或2所述的方块冰制造器，其特征在于，所述电极为电容器极板。
12.如权利要求11所述的方块冰制造器，其特征在于，所述电容器极板被布置在冰盘 的侧壁(2)中，并与水隔绝。
13.如权利要求12所述的方块冰制造器，其特征在于，通过向冰盘涂覆一涂层、尤其是 一绝缘涂料涂层，来形成上述隔绝。
14.一种具有隔绝内腔室的冰箱，其特征在于，在隔绝内腔室中设置有如权利要求 1-13任一项所述的方块冰制造器。
15.一种用于操作如权利要求1-13任一项所述的制冰用的方块冰制造器的方法，其中 水被浇注在冰盘(1)内，水得到冷却，并从冰盘(1)中取出冷冻的冰，其特征在于，向水的至 少一部分施加场。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，产生电场。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，直至已达到水的结晶温度时，才产生电场。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，仅在很短的时间内施加电场。
全文摘要
本发明涉及一种制冰方法，其中水被浇注在冰盘(1)内并得到冷却，以及从冰盘(1)中取出冷冻的冰。根据本发明，在水的至少一部分上作用有场。
文档编号F25C1/24GK101849148SQ200880106619
公开日2010年9月29日 申请日期2008年9月4日 优先权日2007年9月17日
发明者H·伊勒, P·福蒂亚迪斯, T·比朔夫贝格尔 申请人:Bsh博世和西门子家用器具有限公司