具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其一或多个示例在附图中示出。每个示例是通过解释本发明的方式提供的，并不是对本发明的限制。实际上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变型。

如本文所使用的，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用，以将一个部件与另一部件区分开来，并不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流的相对流动方向。例如，“上游”是指流体从其流动的流动方向，并且“下游”是指流体流向其的流动方向。术语“包含(includes)”和“包含(including)”是以类似于术语“包括(comprising)”的方式包含在内。类似地，术语“或”通常旨在是包含性的(即，“A或B”旨在指“A或B或两者”)。

现在转到附图，图1提供包含制冰组件102的制冰器具100的侧平面图。图2提供制冰组件102的示意图。图3提供制冰组件102的简化透视图。

通常，制冰器具100包含柜体104(例如，隔热壳体)并限定互相正交的竖直方向V、侧向方向和横向方向。侧向方向和横向方向可以一般理解为水平方向H。如所示，柜体104限定一或多个冷却室，诸如冷冻室106。在某些实施例中，诸如图1所示的那些实施例，制冰器具100理解为形成为独立的冷冻器具或作为其部分。然而，应当认识到，可以在其他冷藏器具的背景下提供附加的或替代的实施例。例如，本公开的益处可以适用于包含冷冻室的任何类型或风格的冷藏器具(例如，顶部安装式冷藏器具、底部安装式冷藏器具、对开门型冷藏器具等)。因此，本文阐述的描述仅用于说明性目的，并不旨在在任何方面限制于任何特定的室构造。

制冰器具100通常包含位于冷冻室106上或其内的制冰组件102。在一些实施例中，制冰器具100包含门105，该门可旋转地附接到柜体104(例如，在其顶部处)。如将理解的，门105可以选择性地覆盖由柜体104限定的开口。例如，门105可以在柜体104上在允许进入冷冻室106的打开位置(未图示)和限制进入冷冻室106的关闭位置(图2)之间旋转。

提供用户界面面板108来控制操作模式。例如，用户界面面板108可以包含多个用户输入(未标示)，诸如触摸屏或按钮界面，以用于选择所需的操作模式。制冰器具100的操作可以由控制器110调节，该控制器可操作地耦合到用户界面面板108或各种其他部件，如下文将描述的。用户界面面板108提供对制冰器具100的操作的用户操纵的选择，诸如(例如，关于室温度、制冰速度或其他各种选项的选择)。响应于用户界面面板108的用户操纵或者一或多个传感器信号，控制器110可以操作制冰器具100或制冰组件102的各个部件。

控制器110可以包含存储器(例如，非传递性存储器)和一或多个微处理器、CPU等，诸如可操作来执行与制冰器具100的操作相关联的编程指令或微控制代码的通用或专用微处理器。存储器可以代表诸如DRAM之类的随机存取存储器，或者诸如ROM或FLASH之类的只读存储器。在一个实施例中，处理器执行存储在存储器中的编程指令。存储器可以是与处理器分离的部件，或者可以板上包含在处理器内。替代地，控制器110可以在不使用微处理器的情况下进行构造(例如，使用离散模拟或数字逻辑电路系统的组合，诸如开关、放大器、集成器、比较器、触发器、与门等；以代替依赖于软件实现控制功能)。

控制器110可定位在整个制冰器具100的不同位置处。在可选的实施例中，控制器110位于用户界面面板108内。在其他实施例中，控制器110可以定位在制冰器具100内的任何合适的位置处，诸如例如柜体104内。输入/输出(“I/O”)信号可以在控制器110与制冰器具100的各种操作性部件之间路由。例如，用户界面面板108可以经由一或多条信号线或共享通信总线与控制器110通信。

如所示，控制器110可以与制冰组件102的各个部件通信并可以控制各个部件的操作。例如，各种阀、开关等可以基于来自控制器110的命令而致动。如所讨论的，用户界面面板108可以附加地与控制器110通信。因此，各种操作可以基于用户输入发生或通过控制器110指令自动发生。

通常，制冰器具100包含密封冷藏系统112，用于执行蒸汽压缩循环以冷却制冰器具100内(例如，冷冻室106内)的水。密封冷藏系统112包含压缩机114、冷凝器116、膨胀设备118和蒸发器120，它们流体串联连接并且充有制冷剂。如本领域技术人员将会理解的，密封冷藏系统112可以包含附加的部件(例如，一或多个定向流动阀或附加的蒸发器、压缩机、膨胀设备或冷凝器)。此外，提供至少一个部件(例如，蒸发器120)与冰模具或模具组件130(图3)热连通(例如，导热连通)，以冷却模具组件130，诸如在制冰操作期间。可选地，蒸发器120安装在冷冻室106内，通常如图1中所示。

在密封冷藏系统112内，气态制冷剂流入压缩机114，该压缩机运行以增加制冷剂的压力。制冷剂的这种压缩升高了其温度，通过使气态制冷剂通过冷凝器116来降低该温度。在冷凝器116内，与环境空气发生热交换，以便冷却制冷剂并且使制冷剂冷凝成液态。

膨胀设备118(例如，机械阀、毛细管、电子膨胀阀或其他限制设备)从冷凝器116接收液态制冷剂。液态制冷剂从膨胀设备118进入蒸发器120。在离开膨胀设备118并进入蒸发器120后，液态制冷剂的压力下降并蒸发。由于制冷剂的压降和相变，蒸发器120相对于冷冻室106较冷。因此，冷却水和冰或空气产生，并且使制冰器具100或冷冻室106制冷。因此，蒸发器120是热交换器，其将来自与蒸发器120热连通的水或空气的热量传递给流经蒸发器120的制冷剂。

可选地，可以提供一或多个定向阀(例如，在压缩机114和冷凝器116之间)，以选择性地将制冷剂通过连接一或多个定向阀的旁通管线重新引导到膨胀设备118下游和蒸发器120上游的流体回路中的一点。换句话说，一或多个定向阀可以允许制冷剂选择性地绕过冷凝器116和膨胀设备120。

在附加的或替代的实施例中，制冰器具100进一步包含阀122，用于调节液态水流向制冰组件102。例如，阀122可以在打开构造和关闭构造之间选择性地调节。在打开构造中，阀122允许液态水流向制冰组件102(例如，流向制冰组件102的水分配器132或水池134)。相反地，在关闭构造中，阀122阻碍液态水流向制冰组件102。

在某些实施例中，制冰器具100还包含离散室冷却系统124(例如，与密封冷藏系统112分离)以从冷冻室106内吸取热量。例如，离散室冷却系统124可以包含相应的密封冷藏回路(例如，包含独特的压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀设备)或空气处理机(例如，轴流式风扇、离心式风扇等)，其构造为激发冷冻室106内的冷空气流。

在一些实施例中，冰模具130上或其内部安装有一或多个传感器。作为示例，温度传感器144可以邻近冰模具130安装。温度传感器144可以电耦合到控制器110，并且构造为检测冰模具130内的温度。温度传感器144可以形成为任何合适的温度检测设备，诸如热电偶、热敏电阻等。

现在转到图3和图4，图4提供制冰组件102的剖面示意图。如图所示，制冰组件102包含模具组件130，该模具组件限定模具腔136，冰坯138可以形成在该模具腔内。可选地，多个模具腔136可以由模具组件130限定并且彼此间隔开(例如，垂直于竖直方向V)。密封冷藏系统112的一或多个部分可以与模具组件130热连通。特别地，蒸发器120可以放置在模具组件130的一部分上或与其接触(例如，传导接触)。在使用期间，蒸发器120可以选择性地从模具腔136吸取热量，如将在下面进一步描述的。此外，定位在模具组件130下方的水分配器132可以选择性地将水流引导入模具腔136。通常，水分配器132包含水泵140和至少一个朝向模具腔136定向(例如，竖直地)的喷嘴142。在由模具组件130限定多个离散的模具腔136的实施例中，水分配器132可以包含与多个模具腔136竖直对齐的多个喷嘴142或流体泵。例如，每个模具腔136可以与离散的喷嘴142竖直对齐。

在一些实施例中，水池134定位在冰模具的下方(例如，沿竖直方向V在模具腔136正下方)。水池134包含固体不可渗透的主体，并且可以限定与模具腔136流体连通的竖直开口145和内部体积146。当组装时，流体(诸如从模具腔136落下的过量水)可以通过竖直开口145进入水池134的内部体积146。在某些实施例中，水分配器132的一或多个部分定位在水池134内(例如，在内部体积146内)。作为示例，水泵140可以安装在水池134内，与内部体积146流体连通。因此，水泵140可以选择性地从内部体积146中抽水(例如，由喷雾喷嘴142分配)。喷嘴142可以通过内部体积146从水泵140延伸(例如，竖直地)。

在可选的实施例中，导向斜面148沿竖直方向V定位在模具组件130和水池134之间。例如，导向斜面148可以包含斜面表面，该斜面表面以负角度(例如，相对于水平方向)从模具腔136下方的位置延伸至与水池134间隔开的另一位置(例如，水平地)。在一些此类实施例中，导向斜面148延伸至或终止于冰仓150上方。附加地或替代地，导向斜面148可以限定穿孔部分152，该穿孔部分例如在模具腔136和喷嘴142之间或者在模具腔136和内部体积146之间竖直对齐。一或多个孔通常在穿孔部分152处通过导向斜面148限定。诸如水之类的流体因此通常可以通过导向斜面148的穿孔部分152(例如，沿模具腔136和内部体积146之间的竖直方向)。

如所示，冰仓150通常限定储存体积154，并且可以定位在模具组件130和模具腔136的下方。在模具腔136内形成的冰坯138可以从模具组件130中排出，并随后储存在冰仓150的储存体积154内(例如，冷冻室106内)。在一些此类实施例中，冰仓150定位在冷冻室106内，并且与水池134、水分配器132或模具组件130水平地间隔开。导向斜面148可以跨越模具组件130和冰仓150之间的水平距离。当冰坯138从模具腔136下降或落下时，冰坯138因此可以被促使朝向冰仓150(例如，通过重力)。

现在大致转到图4至图6，图5和图6示出了在示例性冰形成操作(图5)和释放操作(图6)期间的制冰组件102的部分。如图所示，模具组件130由离散的传导冰模具160和隔热护套162形成。通常，隔热护套162从传导冰模具160向下延伸(例如，直接从传导冰模具延伸)。例如，隔热护套162可以通过一或多种合适的粘合剂或定位在或形成在传导冰模具160和隔热护套162之间的附接紧固件(例如，螺栓、插销、配合的叉槽等)固定到传导冰模具160。

传导冰模具160和隔热护套162一起可以限定模具腔136。例如，传导冰模具160可以限定模具腔136的上部136A，而隔热护套162限定模具腔136的下部136B。模具腔136的上部136A可以在不可渗透的顶端164和开放的底端166之间延伸。附加地或替代地，模具腔136的上部136A可以是弯曲的(例如，半球形的)，与模具腔136的下部136B开放流体连通。模具腔136的下部136B可以是与模具腔136的上部136A对齐(例如，在竖直方向V上)的竖直开口通路。因此，模具腔136可以在传导冰模具160内沿隔热护套162的底部部分或底面170处的模具开口168至顶端164之间的竖直方向延伸。在一些此类实施例中，模具腔136限定从下部136B到上部136A的恒定的直径或水平宽度。当组装时，诸如水之类的流体可以通过模具腔136的下部136B流到模具腔136的上部136A(例如，在流过由隔热护套162限定的底部开口之后)。

传导冰模具160和隔热护套162至少部分地由两种不同的材料形成。传导冰模具160通常由导热材料(例如，金属，诸如铝或不锈钢，包含其合金)形成，而隔热护套162通常由隔热材料(例如，隔热聚合物，诸如构造为在低于冰点的温度下使用而不会显著劣化的合成硅树脂)形成。在一些实施例中，传导冰模具160由比形成隔热护套162的材料具有更大的水表面粘附力的材料形成。可以防止冻结在模具腔136内的水沿隔热护套162的底面170水平地延伸。

有利的是，可以防止模具腔136内的冰坯在模具腔136的边界之外迅速增长。此外，如果多个模具腔136被限定在模具组件130内，制冰组件102可以有利地防止在单独的模具腔136(以及其中的冰坯)之间沿隔热护套162的底面170形成冰的连接层。更有利的是，本实施例可以确保模具腔136内的冰坯上的均匀热分布。因此，可以防止冰坯的破裂或在冰坯的底部处形成凹窝。

在一些实施例中，传导冰模具160和隔热护套162的独特材料各自延伸至限定模具腔136的上部136A和下部136B的表面。特别地，具有相对高的水粘附力的材料可以限定模具腔136的上部136A的边界，而具有相对低的水粘附力的材料限定模具腔136的下部136B的边界。例如，限定模具腔136的下部136B的边界的隔热护套162的表面可以由隔热聚合物(例如，硅树脂)形成。限定模具腔136的上部136A的边界的传导模具腔136的表面可以由导热金属(例如，铝)形成。在一些此类实施例中，传导冰模具160的导热金属可以沿(例如，整个)上部136A延伸。

简要转到图7，在替代的实施例中，限定模具腔136的上部136A和模具腔136的下部136B的边界的一或多种材料可以都具有相对低的水粘附力。例如，隔热膜172可以沿模具腔136的上部136A的边界延伸并且限定该边界。换句话说，隔热膜172可以在模具腔136的上部136A处沿传导冰模具160的内表面延伸。在一些此类实施例中，隔热膜172从隔热护套162延伸(例如，作为具有隔热护套162的整体或单片整体单元)。可选地，形成隔热膜172的材料可以与限定模具腔136的下部136B的边界的材料相同。

现在大致转到图4至图7，在一些实施例中，多个流体通道174通过隔热护套162限定。特别地，多个流体通道174可以延伸通过隔热护套162到达模具腔136的下部136B。因此，每个流体通道174可以在模具开口168的上方限定出口176。在一些此类实施例中，流体通道174中的一或多个可以以不平行于竖直方向V的角度延伸。例如，通道可以垂直于竖直方向V。

通常，流体通道174可以与一或多个流体泵和流体源流体连通，以将流体从其中引导为除冰喷雾(例如，如箭头182处所示)。在某些实施例中，流体通道174中的一或多个与水泵(例如，水池134内的水泵140)流体连通。水泵140可以构造为将水流引导到模具腔136的下部136B。除冰喷雾182的至少部分因此可以是水喷雾，以部分地融化模具腔136内的冰坯，并且促使冰坯从模具腔136释放。在附加的或替代的实施例中，与空气泵180流体连通(例如，与压缩的或环境空气源流体连通)的流体通道174中的一或多个。空气泵180可以构造为将空气流引导到模具腔136的下部136B。除冰喷雾182的至少部分因此可以是空气喷雾，以部分地融化并模具腔136内的冰坯，并且促使冰坯从模具腔136释放。

如所示，控制器110可以与制冰组件102的一或多个部分通信(例如，电通信)。在一些实施例中，控制器110与一或多个流体泵(例如，水泵140或空气泵180)通信。控制器110可以构造为启动离散的制冰操作和释放冰操作。例如，控制器110可以将流体源喷雾交替到模具腔136。

在制冰操作期间，控制器110可以启动或引导水分配器132，以激发制冰喷雾(例如，如箭头184处所示)通过喷嘴142并且进入模具腔136(例如，通过模具开口168)。控制器110可以进一步引导密封冷藏系统112(例如，在压缩机114处)(图3)，以激发制冷剂通过蒸发器120并且从模具腔136内吸取热量。当来自制冰喷雾184的水撞击模具腔136内的模具组件130时，一部分水可能从顶端164到底端166以渐进的层冻结。制冰喷雾184内的过量的水(例如，在与模具组件130或本文的冻结体积接触时不会冻结的模具腔136内的水)和杂质可能从模具腔136落下，并且例如落到水池134。

一旦在模具腔136内形成冰坯，控制器110可以引导释放冰操作。在释放操作期间，控制器110可以停止或阻止制冰喷雾184，并且向模具腔136启动离散的除冰喷雾182。换句话说，除冰喷雾182可以在制冰喷雾184之后启动并且与该制冰喷雾分离。可选地，控制器110可以在释放操作期间限制或停止密封冷藏系统112的操作(例如，在压缩机114处)(图3)。在某些实施例中，除冰喷雾182从多个流体通道174流出。例如，如上所述，除冰喷雾182可以由流体泵(例如，水泵140或空气泵180)激发的水流或空气流形成。替代地，除冰喷雾182可以由水分配器132激发的水流形成。在一些此类实施例中，喷嘴142构造为改变或交替来自其的水的喷雾模式。因此，在制冰喷雾184处来自喷嘴142的喷雾模式可以是独特的，并且不同于在除冰喷雾182处来自喷嘴142的喷雾模式。

除冰喷雾182可以由与激发制冰喷雾184的流体泵相同的泵或单独的泵激发或来自该相同的泵或单独的泵。当除冰喷雾182流向模具腔136内的冰坯的一部分时，冰坯可以从模具组件130分离并且通过模具开口168(例如，由重力激发)从模具腔136落下。

本书面描述使用示例来公开本发明(包含最佳模式)，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本发明，包含制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可取得专利权的范围由权利要求限定，并且可以包含本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例包含与权利要求的字面语言没有不同的结构元素，或者如果它们包含与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元素，则它们旨在处于权利要求的范围内。