WO2008122482A2 - Clear ice maker - Google Patents

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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F25D2323/121—General constructional features not provided for in other groups of this subclass the refrigerator is characterised by a water filter for the water/ice dispenser

Definitions

  • the following invention relates to an ice maker for the production of transparent pieces of ice and a refrigeration device, which is equipped with such an icemaker.
  • Ice makers for home refrigerators are known in a variety of designs.
  • a simple form of ice maker has a water tank, which is divided into several each of the shape of a piece of ice predetermining chambers.
  • the ice is produced by the temperature of a cooling compartment in which the water tank is located below 0 0 C is lowered.
  • the resulting ice cream is not crystal clear, but interspersed with a variety of welts or bubbles, which make the piece of ice appear dull as a whole.
  • an ice maker has been proposed for automatic ice making, in which a plurality of cold fingers in a contiguous chamber of a
  • Ice layer whose thickness increases over time.
  • Ice pieces can be easily and reliably released from the fingers. Again, the resulting ice cream is generally not transparent.
  • a clear ice maker with a water tank and a supply line for filling the water tank with fresh water, in which an osmosis filter is connected in series in the supply line.
  • Such a filter proves to be surprisingly effective in preventing turbidity in the ice, and it is believed that the reason is that nuclei contained naturally in the tap water are kept away from the water tank by the osmosis filter. Since these crystallization nuclei are not incorporated into the crystal structure of the forming ice, there are no starting points from which vesicle or striation forms.
  • This basic principle of the invention is applicable to all known types of ice makers, in particular those with water tanks subdivided into a plurality of chambers or also those with a cooling body immersed in the water tank.
  • the water tank should have a drain for residual water.
  • Such residual water drainage can be expediently connected to a concentrate outflow of the osmosis filter.
  • a check valve is preferably located in the supply line upstream of the osmosis filter. Thus, while no fresh water is poured into the water tank, the filter can be kept without pressure.
  • a restrictor element is preferably inserted in a concentrate discharge line of the osmosis filter.
  • the invention also provides a refrigeration device with a clear ice maker as defined above.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a refrigerator with a Klareisper according to the present invention.
  • a water tank 3 In the interior 1 of a refrigerator 2, a water tank 3 is arranged.
  • a cooling unit 4 is shown in a position in which its cooling fingers 5 engage from above into the water tank 3 and immerse it in water therein.
  • the cooling unit 4 may, as indicated in the figure, be formed by a Peltier element which is acted upon by direct current so that the cooling fingers 5 form a cold side and opposite to the cooling fingers protruding ribs 6 a warm side of the Peltier element. By cooling the cooling fingers 5, a piece of ice is formed in each of these in a conventional manner.
  • An electronic control circuit not shown controls the power supply of the Peltier element and, after a predetermined period of time in which the pieces of ice have reached a desired dimension, but not yet merged, a movement of the cooling unit 4 away from the water tank 3 and through a collecting 7. In In this position, the control circuit reverses the current direction of the Peltier element, so that the cooling fingers 5 heat up and the pieces of ice dissolve and fall into the collecting container 7.
  • an osmosis filter 8 is arranged outside the heat-insulating housing of the refrigerator 2.
  • filters used in particular in the aquarium for water treatment contain in a housing a large-area semipermeable membrane which is permeable to water, but not for dissolved ions and suspended particles therein. If there is hydrostatic overpressure on one side of the membrane, water can pass through the membrane increasing the ion concentration on the overpressure side until the difference between the osmotic pressures on both sides of the membrane compensates for the hydrostatic pressure differential.
  • the filter process does not stop when this pressure difference is reached, such a filter is operated in the flow; that is, it has an inlet port 9 for fresh water and an outlet 10 for ion-enriched water, so-called concentrate, on one side of the membrane and a filtrate outlet 11 on the other side of the membrane.
  • the fresh water inlet 9 is connected via a check valve 12 to the drinking water network, while the Konzentratauslass 10 is connected via a provided with a throttle 13 line 16 to a sewer and the filtrate 1 1 opens into the water tank 3.
  • the throttling point 13 limits the flow of water through the check valve 12 and causes the build-up of an overpressure on the concentrate side of the osmosis filter 8. This overpressure drives the passage of purified water to the filtrate side.
  • the filtered water passes through the filtrate 1 1 in the water tank 3.
  • the control circuit closes the check valve 12 again, and the pressure in the filter 8 is equalized , Now, as described above, the cooling fingers 5 are cooled until ice pieces of a desired size are formed thereon. After the formation of ice in the tank 3 remaining water is removed by the control circuit opens the check valve 15 temporarily. Then a new ice-making cycle can begin.

Abstract

The invention relates to a clear ice maker for a refrigeration device, comprising a water container (3) and a supply line for filling the water container with fresh water. In said ice maker, an osmosis filter (8) is connected in series in the supply line.

Description

Klareisbereiter Klareisbereiter
Die folgende Erfindung betrifft einen Eisbereiter für die Herstellung von transparenten Eisstücken und ein Kältegerät, das mit einem solchen Eisbereiter ausgestattet ist.The following invention relates to an ice maker for the production of transparent pieces of ice and a refrigeration device, which is equipped with such an icemaker.
Eisbereiter für Haushaltskältegeräte sind in einer Vielzahl von Bauformen bekannt. Eine einfache Form von Eisbereiter hat einen Wasserbehälter, der in mehrere jeweils die Gestalt eines Eisstückes vorgebende Kammern unterteilt ist. Im einfachsten Falle wird das Eis erzeugt, indem die Temperatur eines Kühlfaches, in dem sich der Wasserbehälter befindet, unter 00C abgesenkt wird. Das dabei erhaltene Eis ist nicht glasklar, sondern von einer Vielzahl Striemen oder Bläschen durchsetzt, die das Eisstück als Ganzes trüb erscheinen lassen.Ice makers for home refrigerators are known in a variety of designs. A simple form of ice maker has a water tank, which is divided into several each of the shape of a piece of ice predetermining chambers. In the simplest case, the ice is produced by the temperature of a cooling compartment in which the water tank is located below 0 0 C is lowered. The resulting ice cream is not crystal clear, but interspersed with a variety of welts or bubbles, which make the piece of ice appear dull as a whole.
Da das Eis aus den Kammern eines solchen Eisbereiters mitunter schwierig zu entformen ist, ist für die automatische Eisbereitung ein Eisbereiter vorgeschlagen worden, bei dem eine Mehrzahl von Kühlfingern in eine zusammenhängende Kammer einesSince the ice from the chambers of such an ice maker is sometimes difficult to demold, an ice maker has been proposed for automatic ice making, in which a plurality of cold fingers in a contiguous chamber of a
Wasserbehälters eintauchen. Durch Kühlen der Finger bildet sich an diesen eineImmerse the water tank. By cooling the fingers forms on this one
Eisschicht, deren Dicke im Laufe der Zeit zunimmt. Indem die Finger mit den daran hängenden Eisstücken aus dem Wasserbehälter entnommen werden, bevor die Eisstücke miteinander verschmelzen, und anschließend die Finger erwärmt werden, können dieIce layer whose thickness increases over time. By removing the fingers with the pieces of ice hanging from the water container, before the ice pieces fuse together, and then the fingers are heated, the
Eisstücke einfach und zuverlässig von den Fingern gelöst werden. Auch hier ist das erhaltene Eis im Allgemeinen nicht transparent.Ice pieces can be easily and reliably released from the fingers. Again, the resulting ice cream is generally not transparent.
Um glasklares Eis zu erhalten, ist vorgeschlagen worden, den Wasserbehälter während der Eisbildung zu bewegen. Diese Technik ist zwar wirksam, aber auch aufwändig und aufgrund der verwendeten beweglichen Teile störungsanfällig. Des Weiteren ist die Bewegung des Wasserbehälters mit Geräuschentwicklung verbunden, die vom Benutzer eventuell als störend wahrgenommen wird.In order to obtain crystal clear ice, it has been proposed to move the water tank during ice formation. This technique is effective, but also expensive and prone to failure due to the moving parts used. Furthermore, the movement of the water tank is associated with noise, which may be perceived by the user as disturbing.
Es besteht daher Bedarf nach einem Eisbereiter, der in der Lage ist, Klareis geräuschlos und mit einer minimalen Zahl von beweglichen Komponenten zu erzeugen. Dieses Bedürfnis wird erfindungsgemäß erfüllt durch einen Klareisbereiter mit einem Wasserbehälter und einer Versorgungsleitung zum Befüllen des Wasserbehälters mit Frischwasser, bei dem in der Versorgungsleitung ein Osmosefilter in Reihe geschaltet ist. Ein solches Filter erweist sich als überraschend wirksam zur Vermeidung von Trübungen im Eis, wobei vermutet wird, dass der Grund darin liegt, dass Kristallisationskeime, die von Natur aus im Leitungswasser enthalten sind, durch das Osmosefilter von dem Wasserbehälter ferngehalten werden. Indem diese Kristallisationskeime nicht in das Kristallgefüge des sich bildenden Eises eingebaut werden, fehlen dort die Ansatzpunkte, von denen Bläschen- oder Striemenbildung ausgeht.There is therefore a need for an icemaker capable of producing clear ice noiselessly and with a minimum number of mobile components. This need is met according to the invention by a clear ice maker with a water tank and a supply line for filling the water tank with fresh water, in which an osmosis filter is connected in series in the supply line. Such a filter proves to be surprisingly effective in preventing turbidity in the ice, and it is believed that the reason is that nuclei contained naturally in the tap water are kept away from the water tank by the osmosis filter. Since these crystallization nuclei are not incorporated into the crystal structure of the forming ice, there are no starting points from which vesicle or striation forms.
Dieses Grundprinzip der Erfindung ist auf alle an sich bekannten Bauformen von Eisbereitern, insbesondere solche mit in mehrere Kammern unterteiltem Wasserbehälter oder auch solche mit in den Wasserbehälter eintauchendem Kühlkörper, anwendbar.This basic principle of the invention is applicable to all known types of ice makers, in particular those with water tanks subdivided into a plurality of chambers or also those with a cooling body immersed in the water tank.
Insbesondere bei einem Eisbereiter mit in den Wasserbehälter eintauchendem Kühlkörper sollte der Wasserbehälter einen Abfluss für Restwasser aufweisen.In particular, in an icemaker with immersed in the water tank heat sink, the water tank should have a drain for residual water.
Ein solcher Restwasserabfluss kann zweckmäßigerweise mit einem Konzentratabfluss des Osmosefilters verbunden sein.Such residual water drainage can be expediently connected to a concentrate outflow of the osmosis filter.
Ein Absperrventil ist vorzugsweise in der Versorgungsleitung stromaufwärts vom Osmosefilter angeordnet. So kann das Filter, während kein Frischwasser in den Wasserbehälter eingefüllt wird, drucklos gehalten werden.A check valve is preferably located in the supply line upstream of the osmosis filter. Thus, while no fresh water is poured into the water tank, the filter can be kept without pressure.
Um während des Filterbetriebs eine hohe Druckdifferenz zwischen Einlass und Filtratauslass des Osmosefilters aufrecht zu erhalten, ist in einer Konzentrat- Abflussleitung des Osmosefilters vorzugsweise ein Drosselelement eingefügt.In order to maintain a high pressure difference between inlet and filtrate outlet of the osmosis filter during the filter operation, a restrictor element is preferably inserted in a concentrate discharge line of the osmosis filter.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kältegerät mit einem Klareisbereiter wie oben definiert.The invention also provides a refrigeration device with a clear ice maker as defined above.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur. Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Kältegerät mit einem Klareisbereiter gemäß der vorliegenden Erfindung.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figure. Fig. 1 shows a schematic section through a refrigerator with a Klareisbereiter according to the present invention.
Im Innenraum 1 eines Kühlschrankes 2 ist ein Wassertank 3 angeordnet. Ein Kühlaggregat 4 ist in einer Stellung gezeigt, in der seine Kühlfinger 5 von oben in den Wassertank 3 eingreifen und in darin befindliches Wasser eintauchen. Das Kühlaggregat 4 kann, wie in der Figur angedeutet, durch ein Peltierelement gebildet sein, das mit Gleichstrom so beaufschlagbar ist, dass die Kühlfinger 5 eine kalte Seite und entgegengesetzt zu den Kühlfingern abstehende Rippen 6 eine warme Seite des Peltierelementes bilden. Durch Kühlen der Kühlfinger 5 bildet sich an jedem von diesen in an sich bekannter Weise ein Eisstück.In the interior 1 of a refrigerator 2, a water tank 3 is arranged. A cooling unit 4 is shown in a position in which its cooling fingers 5 engage from above into the water tank 3 and immerse it in water therein. The cooling unit 4 may, as indicated in the figure, be formed by a Peltier element which is acted upon by direct current so that the cooling fingers 5 form a cold side and opposite to the cooling fingers protruding ribs 6 a warm side of the Peltier element. By cooling the cooling fingers 5, a piece of ice is formed in each of these in a conventional manner.
Eine nicht dargestellte elektronische Steuerschaltung steuert die Stromversorgung des Peltierelementes und, nach einer vorgegebenen Zeitspanne, in der die Eisstücke eine gewünschte Abmessung erreicht haben, aber noch nicht verschmolzen sind, eine Bewegung des Kühlaggregates 4 weg vom Wassertank 3 und bis über einen Sammelbehälter 7. In dieser Stellung kehrt die Steuerschaltung die Stromrichtung des Peltierelementes um, so dass die Kühlfinger 5 sich erwärmen und die Eisstücke sich lösen und in den Sammelbehälter 7 fallen.An electronic control circuit, not shown controls the power supply of the Peltier element and, after a predetermined period of time in which the pieces of ice have reached a desired dimension, but not yet merged, a movement of the cooling unit 4 away from the water tank 3 and through a collecting 7. In In this position, the control circuit reverses the current direction of the Peltier element, so that the cooling fingers 5 heat up and the pieces of ice dissolve and fall into the collecting container 7.
Außerhalb des wärmeisolierenden Gehäuses des Kühlschrankes 2 ist ein Osmosefilter 8 angeordnet. Derartige insbesondere in der Aquaristik zur Wasseraufbereitung eingesetzte Filter enthalten in einem Gehäuse eine großflächige semipermeable Membran, die für Wasser durchlässig ist, nicht aber für darin gelöste Ionen und Schwebeteilchen. Wenn auf einer Seite der Membran ein hydrostatischer Überdruck herrscht, kann so lange unter Erhöhung der lonenkonzentration auf der Überdruckseite Wasser durch die Membran hindurchtreten, bis der Unterschied zwischen den osmotischen Drücken auf beiden Seiten der Membran die hydrostatische Druckdifferenz ausgleicht. Damit der Filterprozess nicht bei Erreichen dieser Druckdifferenz zum Erliegen kommt, wird ein solches Filter im Durchfluss betrieben; das heißt, es hat einen Einlassanschluss 9 für Frischwasser und einen Auslass 10 für ionenangereichertes Wasser, sogenanntes Konzentrat, auf einer Seite der Membran und einen Filtratauslass 1 1 auf der anderen Seite der Membran. Bei dem Osmosefilter 8 der Fig. 1 ist der Frischwassereinlass 9 über ein Sperrventil 12 mit dem Trinkwassernetz verbunden, während der Konzentratauslass 10 über eine mit einer Drosselstelle 13 versehene Leitung 16 an eine Abwasserleitung angeschlossen ist und der Filtratauslass 1 1 in den Wassertank 3 mündet. Eine von dem Wassertank 3 ausgehende Abflussleitung 14, in der ein weiteres Sperrventil 15 angeordnet ist, vereinigt sich mit der vom Konzentratauslass 10 kommenden Leitung 16 an einem stromabwärts von der Drosselstelle 13 gelegenen Zusammenfluss 17.Outside the heat-insulating housing of the refrigerator 2, an osmosis filter 8 is arranged. Such filters used in particular in the aquarium for water treatment contain in a housing a large-area semipermeable membrane which is permeable to water, but not for dissolved ions and suspended particles therein. If there is hydrostatic overpressure on one side of the membrane, water can pass through the membrane increasing the ion concentration on the overpressure side until the difference between the osmotic pressures on both sides of the membrane compensates for the hydrostatic pressure differential. So that the filter process does not stop when this pressure difference is reached, such a filter is operated in the flow; that is, it has an inlet port 9 for fresh water and an outlet 10 for ion-enriched water, so-called concentrate, on one side of the membrane and a filtrate outlet 11 on the other side of the membrane. In the osmosis filter 8 of FIG. 1, the fresh water inlet 9 is connected via a check valve 12 to the drinking water network, while the Konzentratauslass 10 is connected via a provided with a throttle 13 line 16 to a sewer and the filtrate 1 1 opens into the water tank 3. A outgoing from the water tank 3 drain line 14, in which a further check valve 15 is arranged, merges with the coming of the concentrate outlet 10 line 16 at a downstream of the throttle point 13 located confluence 17th
Jeweils zu Beginn eines Eisbereitungszyklus öffnet die Steuerschaltung das Sperrventil 12. Die Drosselstelle 13 begrenzt den Wasserdurchsatz durch das Sperrventil 12 und bewirkt den Aufbau eines Überdruckes über der Konzentratseite des Osmosefilters 8. Dieser Überdruck treibt den Übertritt von gereinigtem Wasser auf die Filtratseite an. Das gefilterte Wasser gelangt über den Filtratauslass 1 1 in den Wassertank 3. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne oder wenn der Wasserstand im Wassertank 3 einen vorgegebenen, überwachten Pegel erreicht hat, schließt die Steuerschaltung das Sperrventil 12 wieder, und der Druck im Filter 8 gleicht sich aus. Nun werden, wie oben beschrieben, die Kühlfinger 5 gekühlt, bis daran Eisstücke einer gewünschten Größe entstanden sind. Nach der Eisbildung im Tank 3 zurückgebliebenes Wasser wird abgeführt, indem die Steuerschaltung das Sperrventil 15 zeitweilig öffnet. Danach kann ein neuer Eisbereitungszyklus beginnen. The throttling point 13 limits the flow of water through the check valve 12 and causes the build-up of an overpressure on the concentrate side of the osmosis filter 8. This overpressure drives the passage of purified water to the filtrate side. The filtered water passes through the filtrate 1 1 in the water tank 3. After a predetermined period of time or when the water level has reached a predetermined monitored level in the water tank 3, the control circuit closes the check valve 12 again, and the pressure in the filter 8 is equalized , Now, as described above, the cooling fingers 5 are cooled until ice pieces of a desired size are formed thereon. After the formation of ice in the tank 3 remaining water is removed by the control circuit opens the check valve 15 temporarily. Then a new ice-making cycle can begin.

Claims

Ansprüche claims
1. Klareisbereiter mit einem Wasserbehälter (3) und einer Versorgungsleitung zum Befüllen des Wasserbehälters mit Frischwasser, dadurch gekennzeichnet, dass in der Versorgungsleitung ein Osmosefilter (8) in Reihe geschaltet ist.1. Klareisbereiter with a water tank (3) and a supply line for filling the water tank with fresh water, characterized in that in the supply line an osmosis filter (8) is connected in series.
2. Klareisbereiter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserbehälter in mehrere Kammern unterteilt ist.2. Klareisbereiter according to claim 1, characterized in that the water tank is divided into a plurality of chambers.
3. Klareisbereiter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere3. Klareisbereiter according to claim 1, characterized in that several
Kühlkörper (5) in den Wasserbehälter (3) eintauchend angeordnet sind.Heatsink (5) are immersed in the water tank (3).
4. Klareisbereiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserbehälter (3) einen Abfluss (14) für Restwasser aufweist.4. Klareisbereiter according to claim 3, characterized in that the water tank (3) has a drain (14) for residual water.
5. Klareisbereiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Konzentratauslass (10) des Osmosefilters (8) mit dem Restwasserabfluss (14) verbunden ist.5. Klareisbereiter according to claim 4, characterized in that a concentrate outlet (10) of the osmosis filter (8) with the residual water drain (14) is connected.
6. Klareisbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Absperrventil (12) in der Versorgungsleitung stromaufwärts vom Osmosefilter (8) angeordnet ist.6. Klareisbereiter according to any one of the preceding claims, characterized in that a shut-off valve (12) in the supply line upstream of the osmosis filter (8) is arranged.
7. Klareisbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Konzentratabflussleitung (16) des Osmosefilters7. Klareisbereiter according to any one of the preceding claims, characterized in that in a Konzentratabflussleitung (16) of the osmosis filter
(8) ein Drosselelement (13) eingefügt ist.(8) a throttle element (13) is inserted.
8. Kältegerät gekennzeichnet durch einen Klareisbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche.8. Refrigerating appliance characterized by a Klareisbereiter according to one of the preceding claims.
9. Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Osmosefilter (8) außerhalb eines isolierenden Gehäuses des Kältegeräts angeordnet ist. 9. Refrigerating appliance according to claim 8, characterized in that the osmosis filter (8) is arranged outside of an insulating housing of the refrigerating appliance.
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