ЛЬДОГЕНЕРАТОР Российский патент 2004 года по МПК F25C1/18 F25C1/00 

Настоящее изобретение относится в целом к льдогенератору и, более конкретно, к льдогенератору, позволяющему сократить длительность процесса приготовления льда и предупредить нерациональный расход или потери воды, предназначенной для замораживания.

Льдогенератор применяют для замораживания воды с целью получения кусков льда. Был предложен льдогенератор, способный предупредить помутнение, которое происходит из-за наличия в замороженной воде пузырьков воздуха.

На фиг.1 и 2 показан обычный льдогенератор, например, такой как описанный в патенте США №5425243.

Как показано на фиг.1 и 2, обычный льдогенератор включает в себя корпус 10, морозильный блок 20 и средство удаления воздуха 40.

Корпус 10 льдогенератора имеет бункер 11 для льда, предназначенный для накопления кусков льда, полученных в морозильном блоке 20. Под бункером 11 для льда расположены компрессор 12 и конденсатор 13.

Как показано на фиг.2, морозильный блок 20 включает в себя поддон 21 для воды, морозильную опорную плиту 23 и испаритель 30. Поддон 21 для воды заполняют водой для замораживания. На нижней поверхности морозильной опорной плиты 23 размещают множество морозильных пальцев 22. С одной стороны поддона 21 для воды размещается поворотное средство, предназначенное для слива незамерзшей воды путем наклона поддона 21 для воды. На верхней поверхности морозильной опорной плиты 23 расположен испаритель 30, соединенный с морозильной системой. При прохождении хладагента по испарителю 30 происходит охлаждение морозильной опорной плиты 23 и морозильных пальцев 22 за счет использования теплообмена хладагента с испарителем 30.

Средство удаления воздуха 40 предназначено для удаления пузырьков воздуха, находящихся в воде, что предупреждает возникновение помутнения в процессе образования льда. Средство удаления воздуха 40 включает в себя качающийся лист 41, который раскачивается по вертикали в поддоне 21 для воды, и раскачивающий мотор 42, приводящий в движение качающийся лист 41. Контактная деталь 43, расположенная рядом с раскачивающим мотором 42, толкает штифт зацепления 44 по направлению вверх от качающегося листа 41, приводя таким образом качающийся лист в движение. Благодаря качательному движению качающегося листа 41 пузырьки воздуха всплывают вверх и покидают предназначенную для замораживания воду и таким образом удаляются.

Морозильный блок 20 содержит также трубу 14 для подачи воды, поворотный вал 25, желоб для воды 26 и водосборник 15.

Далее описана работа обычного льдогенератора.

Предназначенную для замораживания воду подают в поддон 21 для воды по питающей трубе 14 для подачи воды, и, когда в нее погружают морозильные пальцы 22, вода начинает замерзать вокруг морозильных пальцев 22, которые охлаждаются до температуры 0°С или ниже с помощью теплообмена с хладагентом, проходящим внутри испарителя 30. В то же время включается раскачивающий мотор 42 с целью раскачивания по вертикали качающегося листа 41, погруженного в воду. В соответствии с этим, вода взбалтывается, и таким образом удаляются пузырьки воздуха. В результате вокруг морозильных пальцев 22 образуются куски прозрачного льда.

Куски льда постепенно образуются вокруг морозильных пальцев 22, достигая заданных размеров, и после завершения процесса качающийся лист 41 прекращает качаться. Нагретый газ выпускается из компрессора 12 и направляется прямо в испаритель 30 в обход конденсатора 13 для того, чтобы временно нагреть морозильные пальцы 22, а поддон 21 для воды поворачивают поворотным средством 24 на поворотном валу 25 для выполнения наклона. Соответственно образовавшиеся куски льда отделяются от морозильных пальцев 22 и падают в бункер 11 для льда, а незамерзшая вода, оставшаяся в поддоне 21 для льда, отводится по желобу для воды 26 и сливается в водосборник 15 (фиг.1).

Такие обычные льдогенераторы нуждаются в количестве воды, превышающем то, которое фактически должно быть заморожено, поскольку поддон для воды предназначен для содержания большего, чем нужно для получения брикетов льда, количества воды, в результате чего большое количество воды расходуется зря.

Кроме того, поскольку морозильные пальцы 22 охлаждают не только воду, окружающую морозильные пальцы 22, но и всю воду, находящуюся в поддоне 21 для воды, имеет место избыточный расход энергии, а скорость наращивания брикетов льда вокруг морозильных пальцев 22 уменьшается.

Настоящее изобретение разработано для того, чтобы решить указанные проблемы, характерные для существующих технических решений:

В соответствии с этим, задачей настоящего изобретения является создание льдогенератора, делающего ненужным замораживание излишней воды за счет подачи заданного количества воды во множество морозильных камер, имеющих заданные размеры, и сокращение времени, требующегося для формирования кусков льда за счет повышения скорости замораживания вокруг морозильных пальцев.

Указанные задачи решаются за счет применения льдогенератора, содержащего корпус, испаритель, соединенный с морозильной системой, несущую раму со множеством морозильных ячеек для заполнения предназначенной для замораживания водой, морозильную опорную плиту, на которой расположен испаритель, и морозильные пальцы, выполненные на нижней поверхности морозильной опорной плиты, предназначенные для погружения в воду, поступающую в морозильные ячейки, а также средство удаления воздуха, предназначенное для закачивания воды в морозильные ячейки с целью удаления пузырьков воздуха из воды и получения таким образом прозрачных кусков льда.

Предпочтительно средство удаления воздуха содержит водовод, размещенный на несущей раме и соединяющийся с морозильными ячейками, водяной резервуар, соединенный с водоводом и пополняемый водой, и нажимное средство, предназначенное для повторного нажима на водяной резервуар, чтобы закачивать воду из водяного резервуара в каждую морозильную ячейку.

Предпочтительно нажимное средство содержит кулачок, соприкасающийся с водяным резервуаром, и кулачковый мотор, предназначенный для вращения кулачка.

Кроме того, желательно, чтобы с боковой стороны водяного резервуара располагался клапан для принудительного впрыскивания воды под давлением в морозильные ячейки.

Кроме того, желательно, чтобы водяной резервуар был выполнен из мягкого непроницаемого материала, такого как силикон.

Кроме того, желательно, чтобы между кулачком и водяным резервуаром была вставлена прижимная пластина.

Краткое описание чертежей

Указанные задачи и признаки настоящего изобретения станут более очевидными благодаря описанию предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 показано изображение в поперечном разрезе, демонстрирующее обычный льдогенератор;

на фиг.2 показано изображение в поперечном разрезе сбоку, демонстрирующее основную часть льдогенератора, показанного на фиг.1;

на фиг.3 показано изображение в поперечном разрезе, демонстрирующее льдогенератор согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения;

на фиг.4 показано изображение в поперечном разрезе, демонстрирующее часть льдогенератора, показанного на фиг.3; и

на фиг.5 показано частное изображение в поперечном разрезе, иллюстрирующее завершение работы морозильного блока в льдогенераторе, показанном на фиг.3.

Далее приведено более подробное описание льдогенератора согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Элементы, имеющие идентичную конструкцию и назначение с элементами применяемых до сих пор льдогенераторов, будут обозначены одинаковыми числовыми позициями.

Как показано на фиг.3 и 4, льдогенератор, являющийся предметом настоящего изобретения, включает в себя корпус 10, морозильный блок 60 и средство удаления воздуха 70.

Корпус 10 содержит бункер 11 для льда, предназначенный для накопления кусков льда, полученных в морозильном блоке 60. Под бункером 11 для льда расположены компрессор 12 и конденсатор 13, которые образуют морозильную систему. С одной стороны бункера 11 для льда размещен водосборник 15, предназначенный для накопления незамороженной воды.

Морозильный блок 60 включает в себя несущую раму 61, морозильную опорную плиту 62 и испаритель 50. Несущая рама 61 установлена с возможностью поворота в корпусе 10 и содержит множество морозильных ячеек 63, предназначенных для заполнения водой для замораживания. Когда несущую раму 61 поворачивают на поворотном валу 65 таким образом, что она достигает заданного поворотным средством 64 угла наклона, незамороженная вода из морозильных ячеек 63 отводится по желобу для воды 66 и затем сливается. Морозильные ячейки 63 получают заданные размеры с учетом размеров кусков льда и скорости замерзания воды, а количество морозильных ячеек может составлять от 20 до 30 при предпочтительном количестве 27.

Морозильная плита основания 62 содержит испаритель 50, расположенный на ее верхней поверхности, а морозильные пальцы 67 выполнены на ее нижней поверхности и имеют форму и размеры, позволяющие погружать их в воду, поступающую в каждую из морозильных ячеек 63. Испаритель 50 соединен с морозильной системой таким образом, чтобы допускать прохождение хладагента внутри испарителя 50. Морозильные пальцы 67 охлаждают до температуры 0°С или ниже с помощью теплообмена с хладагентом, проходящим внутри испарителя 50, а вокруг морозильных пальцев 67 постепенно нарастают куски льда.

Средство удаления воздуха 70 включает в себя водовод 71, размещенный в несущей раме 61 и соединяющийся с каждой из морозильных ячеек 63, водяной резервуар 72, сообщающийся по текучей среде с водоводом 71, и кулачок, предназначенный для повторяющегося нажима на водяной резервуар 72.

Водяной резервуар 72 содержит впускную часть 74, сообщающуюся с водоводом 71, и впускную часть 75, на которой расположен клапан 76. Клапан 76 используют для регулирования подачи воды из наружного водного источника по трубе 16 в водяной резервуар путем открывания и закрывания впускной части 75. Водяной резервуар 72 выполнен из мягкого материала, такого как силикон, и, таким образом, может деформироваться под воздействием наружного давления. Соответственно водяной резервуар 72 сжимается под внешним давлением кулачка 72 для того, чтобы впрыснуть таким образом установленное количество предназначенной для замораживания воды в водовод и повысить уровень воды в морозильных ячейках 63. При снятии наружного давления водяной резервуар 72 расширяется до первоначальной формы, так что происходит возвращение воды в водяной резервуар 72. Соответственно и уровень воды снижается до первоначального значения.

Предназначенный для периодического нажатия на водяной резервуар 72 кулачок 73 располагается с возможностью вращения на валу кулачка 78, соединенном с мотором кулачка 77. Между кулачком 73 и водяным резервуаром 72 располагается нажимная пластина 79. Нажимная пластина 79 предназначена для того, чтобы не допустить повреждения, возможного из-за трения между кулачком 73 и водяным резервуаром 72, и для увеличения площади участка водяного резервуара 72, на которую нажимает кулачок 73.

Далее со ссылкой на фиг.3, 4 и 5 описана работа льдогенератора, являющегося предметом настоящего изобретения.

После открывания клапана 76, расположенного между водяным резервуаром 72 и питающей трубой 16, вода с силой подается в водяной резервуар 72 под напором, установленным в трубе 16. Вода из водяного резервуара 72 поступает через выпускную часть 74 в водовод 71, а затем в ячейки для воды 63. Когда вода в морозильных ячейках достигает заданного уровня H₁, клапан 76 закрывается, блокируя дальнейшее поступление воды. В это время водяной резервуар 72 расширяется под воздействием заполнившей его воды.

После поступления воды и приведения в действие мотора кулачка 77 кулачок 73 начинает вращаться в контакте с нажимной пластиной 79 и периодически нажимает на водяной резервуар 72. Соответственно водяной резервуар 72 повторно сжимается и расширяется, закачивая воду в морозильные ячейки, как показано пунктиром. Кроме того, вода в морозильных ячейках 63 качается вверх и вниз, так что уровень воды идет вверх и вниз между уровнями H₁ и Н₂ при повторяющемся срабатывании кулачка 73.

Благодаря раскачиванию воды в морозильных ячейках 63 пузырьки воздуха с поверхности морозильных пальцев 67 всплывают вверх и покидают воду. Соответственно удаление пузырьков воздуха из воды вокруг морозильных пальцев, которые охлаждаются до -22°С, позволяет замораживать воду с образованием прозрачных кусков льда.

После постепенного достижения кусками льда на морозильных пальцах 67 заданных размеров кулачок 73 перестает вращаться, и опорная рама 61 поворачивается на поворотном валу 65 под воздействием поворотного средства 64. Когда несущая рама 61 наклоняется в одну сторону, незамороженная вода из морозильных ячеек 63 отводится по желобу для воды 66 и сливается в водосбор 15. Горячий газ из компрессора 12 подают непосредственно в испаритель 50, не пропуская через конденсатор 13. В соответствии с этим, когда морозильные пальцы 67 нагреваются приблизительно до 10°С, куски льда отделяются от морозильных пальцев 67 и падают в бункер 11 для льда.

Согласно настоящему изобретению, описанному выше, заданное количество воды, предназначенной для замораживания, поступает в каждую из множества морозильных ячеек 63, имеющих заданные размеры. Возможность уменьшить количество подаваемой воды позволяет сократить ненужный расход воды.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, поскольку морозильные пальцы 67, охлажденные до температуры 0°С или ниже, погружаются в заданное количество воды, поданной в соответствующие морозильные ячейки 63, скорость замораживания воды вокруг морозильных пальцев 67 возрастает и, таким образом, сокращаются и время, требующееся для формирования кусков льда, и расход энергии.

Приведенные выше варианты реализации и преимущества представлены просто в качестве примера и не должны рассматриваться как ограничивающие рамки настоящего изобретения. Настоящие положения могут быть легко применены к другим видам устройства. Описание настоящего изобретения предназначено для того, чтобы проиллюстрировать, но не ограничивать объем формулы изобретения. Для специалистов в данной области техники должна быть очевидна возможность многих вариантов улучшений и изменений. Касающиеся средств и операций пункты формулы изобретения предназначены для того, чтобы охватить описанную здесь структуру как выполняющую указанные функции и не только конструкционные эквиваленты, но и эквивалентные структуры.

Льдогенератор, содержащий корпус, испаритель, соединенный с морозильной системой, несущую раму со множеством морозильных ячеек для приема предназначенной для замораживания воды, морозильную опорную плиту, на которой расположен испаритель и выполненные на нижней поверхности морозильной опорной плиты морозильные пальцы, предназначенные для погружения в воду, поступающую в морозильные ячейки, и средство удаления воздуха, предназначенное для закачивания воды в морозильные ячейки с целью удаления пузырьков воздуха из воды и получения таким образом прозрачных кусков льда. Средство удаления воздуха содержит водовод, размещенный на несущей раме и соединенный с морозильными ячейками, водяной резервуар, соединенный с водоводом и пополняемый водой из внешнего источника, и нажимное средство, предназначенное для повторного нажима на водяной резервуар с тем, чтобы закачивать воду из водяного резервуара в каждую морозильную ячейку. Использование данного изобретения обеспечивает сокращение времени получения кусочков льда за счет повышения скорости замораживания. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Льдогенератор, содержащий корпус, испаритель, соединенный с морозильной системой, несущую раму с множеством морозильных ячеек для заполнения предназначенной для замораживания водой, морозильную опорную плиту, на которой расположен испаритель, и морозильные пальцы, выполненные на нижней поверхности морозильной плиты и предназначенные для погружения в воду, поступающую в морозильные ячейки, и средство удаления воздуха, предназначенное для закачивания воды в морозильные ячейки с целью удаления воздуха из воды и получения таким образом прозрачных кусков льда, причем средство удаления воздуха содержит водовод, размещенный на несущей раме и соединенный с морозильными ячейками, водяной резервуар, соединенный с водоводом и пополняемый водой, и нажимное средство, предназначенное для повторного нажима на водяной резервуар с тем, чтобы закачивать воду из водяного резервуара в каждую морозильную ячейку.2. Льдогенератор по п.1, в котором нажимное средство содержит кулачок, соприкасающийся с водяным резервуаром, и кулачковый мотор, предназначенный для вращения кулачка.3. Льдогенератор по п.1, в котором с боковой стороны водяного резервуара расположен клапан, предназначенный для впрыскивания воды под давлением в морозильные ячейки.4. Льдогенератор по п.1, в котором водяной резервуар выполнен из мягкого непроницаемого материала.5. Льдогенератор по п.1, в котором водяной резервуар выполнен из силикона.6. Льдогенератор по п.2, в котором между кулачком и водяным резервуаром вставлена нажимная пластина.