[发明专利]冷冻物质制造机

权利要求书

1.一种使用定向冷冻由液体物质形成冷冻物质的设备，所述设备包括：

模具，所述模具构建成具有内部室，所述内部室构建成容纳所述液体物质；所述模具具有安装孔，所述安装孔位于所述模具的端部中，以及

定向冷冻组件，所述定向冷冻组件包括：

定向冷冻探针，所述定向冷冻探针构造成插入到所述模具的所述安装孔中并且构造成延伸到所述模具的所述内部室中，所述定向冷冻探针的表面具有成核部位，

密封件，所述密封件构造成在所述定向冷冻探针与所述模具中的所述安装孔之间形成密封；以及

冷板，所述冷板在所述模具外部热连接至所述定向冷冻探针，并且所述冷板构造成将从所述定向冷冻探针吸收的热消散至周围环境，

其中，所述定向冷冻探针的所述成核部位构造成启动用于透明冰形成物的对齐晶格，所述对齐晶格通过与所述定向冷冻探针热接触的所述液体物质的定向冷冻而形成，并且所述定向冷冻探针的成核部位构造成通过所述液体物质继续所述定向冷冻以用所述冷冻物质的所述透明冰形成物填充所述内部室，

所述模具和所述冷冻物质能够从所述定向冷冻探针移除，

所述模具能够从填充所述内部室的所述冷冻物质中移除。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，基于所述定向冷冻探针被冷却：

产生第一热梯度，所述第一热梯度在所述定向冷冻探针处开始并继续通过所述液体物质和所述模具而到达周围环境；并且

沿着所述定向冷冻探针的纵向轴线产生第二热梯度，所述定向冷冻沿着所述第二热梯度开始。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述安装孔构造成接纳所述定向冷冻探针以使所述定向冷冻探针延伸到所述模具的所述内部室中；并且所述模具还包括：

填充孔，所述填充孔构造成将所述液体物质接纳到所述内部室中。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述模具还包括用于指示所述定向冷冻的状态的标记。

5.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述模具包括顶部腔壳和基部腔壳；并且

所述顶部腔壳与所述基部腔壳是可分离的。

6.根据权利要求1所述的设备，其中：

所述定向冷冻探针包括热连接至所述冷板的基部和延伸到所述模具中的梢端部分。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述成核部位是所述定向冷冻探针的表面上的凹陷部或凸起部分，并且所述成核部位构造为定向冷冻过程开始的位置，所述定向冷冻探针构造为将所述液体物质定向冷冻成具有对齐晶格的所述冷冻物质。

8.根据权利要求1所述的设备，还包括搅拌器，所述搅拌器构造成在所述液体物质的定向冷冻期间将能量或运动引入所述液体物质中。

9.根据权利要求1所述的设备，还包括热电热泵，所述热电热泵构造成具有供给侧以基于输入电穿过所述热电热泵的方向来提供冷却及加热功能。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述定向冷冻探针热连接至所述热电热泵的所述供给侧。

11.根据权利要求9所述的设备，还包括控制器，所述控制器配置成控制由所述热电热泵随时间提供的冷却。

12.根据权利要求1所述的设备，还包括散热器和与所述散热器热连通的相变材料(PCM)。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，所形成的冷冻物质是透明冰。

14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述密封件坐置在凹槽中，所述密封件构造成被所述模具接纳。

15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述定向冷冻探针能够在定向冷冻期间从所述模具缩回。