和设备
技术领域
[0001] 本
发明大体上涉及自动制冰机器，并且更具体地，涉及格栅式分批式制冰机器，其包括使用收获传感器终止收获循环的控制系统，其中附加温度监测以改善收获可靠性。
背景技术
[0002] 制冰机器或制冰机通常包括制冷和
水系统，所述制冷和水系统采用制冷剂源，所述制冷剂源连续流过
压缩机、
冷凝器、
热膨胀装置、
蒸发器和包括与
蒸发器热耦接的网格式冰
块模具的冷冻板。此外，典型的制冰机采用众所周知并广泛使用的重
力水流和冰收获系统。具有这种制冷和水系统的制冰机通常设置在储
冰箱的顶部，其中存储已经收获的冰，直到需要它时。这样的制冰机也可以是“自包含”型，其中制冰机和储冰箱是单个单元。这样的制冰机已经被广泛接受，并且对于对鲜冰具有高持续需求的商业设施诸如餐馆、酒吧、
汽车旅馆和各种饮料零售商尤其可取。
[0003] 在这些制冰机中，在冷冻板的顶部供应水，冷冻板将水沿弯曲路径引向水
泵。供应的水的一部分收集在冷冻板上，冷冻成冰，并通过合适的方式被识别为充分冷冻，随后将冷冻板解冻，使得冰稍微
熔化并排放或从其中排放或收获到储冰箱中。通常，这些制冰机可以根据它们所制作的冰的类型进行分类。一种这样的类型是格栅式制冰机，其制作大致正方形的冰块，冰块形成在冷冻板的各个格栅内，然后随着冰的厚度增加超
过冷冻板的厚度，形成一片连续的冰块。收获后，冰块片在落入储冰箱时会断裂成单个冰块。另一类型的制冰机是一种单独的冰块制造机，其制作大致正方形的冰块，冰块形成在冷冻板的各个格栅内，不形成一片连续的冰块。因此，在收获时，各个冰块从冷冻板落下并进入储冰箱中。提供控制装置来控制制冰机的操作，以确保冰的恒定供应。在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的各种实施方案可以适用于任何一种制冰机以及未识别的其他类型的制冰机。
发明内容
[0004] 本发明的一个方面涉及一种用于形成冰的制冰机，所述制冰机具有制冷系统、水系统和
控制器。所述制冷系统使用能够在液态和气态之间转变的制冷剂，并且包括：(a)压缩机，其用于对制冷剂进行加压；(b)冷凝器，其用于接收加压的制冷剂并将制冷剂冷凝成基本上液态的制冷剂，其中冷凝器经由排放管线与压缩机
流体连通；(c)热膨胀装置，其用于将离开冷凝器的高压液体制冷剂转换成低压液体制冷剂，其中热膨胀
阀经由液体管线与冷凝器流体连通；(d)蒸发器，其用于从热膨胀阀接收低压液体制冷剂，并经由连接到压缩机的吸入管线排放低压、基本上气态的制冷剂；(e)冷冻板，其热耦接到蒸发器；以及(f)热气阀，其适于在收获循环期间打开以通
过热气旁通管线将暖的制冷剂从压缩机引导到蒸发器。水系统包括水泵，所述水泵在冷却循环期间将水泵送在冷冻板上，其中水收集在冷冻板中并冷冻成冰；制冰机还包括：收获传感器，其用于检测何时从冷冻板中收获了至少一部分冰；以及温度传感器，其用于测量指示已从冷冻板中收获所有冰的温度。控制器适于响应于来自收获传感器的已从冷冻板中收获至少一部分冰的指示和由温度传感器测量的指示已从冷冻板收获所有冰的温度来控制热气阀。
[0005] 本发明的另一方面涉及一种用于形成冰的制冰机，所述制冰机具有制冷系统、水系统和控制器。所述制冰机包括制冷系统，所述制冷系统具有压缩机、冷凝器、蒸发器、热耦接到蒸发器的冷冻板和热气阀。压缩机、冷凝器和蒸发器通过一个或多个制冷剂管线流体连通，并且制冷剂循环通过制冷剂管线。水系统适于向冷冻板供应水，其中水收集在冷冻板中并冷冻成冰；制冰机还包括：收获传感器，其用于检测何时从冷冻板中收获了至少一部分冰；以及温度传感器，其用于测量指示已从冷冻板中收获所有冰的温度。控制器适于响应于来自收获传感器的已从冷冻板中收获至少一部分冰的指示和由温度传感器测量的指示已从冷冻板收获所有冰的温度来控制热气阀。
[0006] 本发明的另一方面涉及一种用于形成冰的制冰机，所述制冰机具有制冷系统、水系统和控制器。所述制冰机包括制冷系统，所述制冷系统具有压缩机、冷凝器、蒸发器、热耦接到蒸发器的冷冻板和热气阀。压缩机、冷凝器和蒸发器通过一个或多个制冷剂管线流体连通，并且制冷剂循环通过制冷剂管线。水系统适于向冷冻板供应水，其中水收集在冷冻板中并冷冻成冰；制冰机还包括：收获传感器，其用于检测何时从冷冻板中收获了至少一部分冰；以及温度传感器，其用于测量指示已从冷冻板中收获所有冰的温度。控制器适于基于来自收获传感器和温度传感器的输入在从冷冻板中收获所有的冰时关闭热气阀。
[0007] 在本发明的各个方面中，可以使用一个或多个温度传感器来测量离开蒸发器的制冷剂的温度、进入蒸发器的制冷剂的温度和/或冷冻板的温度。
[0008] 本发明的另一方面涉及一种用于形成冰的制冰机，所述制冰机具有制冷系统、水系统和控制器。所述制冰机包括制冷系统，所述制冷系统具有压缩机、冷凝器、蒸发器、热耦接到蒸发器的冷冻板和热气阀。压缩机、冷凝器和蒸发器通过一个或多个制冷剂管线流体连通，并且制冷剂循环通过制冷剂管线。水系统适于向冷冻板供应水，其中水收集在冷冻板中并冷冻成冰；制冰机还包括：收获传感器，其用于检测何时从冷冻板中收获至少一部分冰；以及温度传感器，其用于测量离开蒸发器的制冷剂的温度。控制器适于响应于来自收获传感器的已从冷冻板收获至少一部分冰的指示和由温度传感器测量的温度大于或等于设定温度来关闭热气阀。
[0009] 本发明的另一方面涉及一种用于形成冰的制冰机，所述制冰机具有制冷系统、水系统和控制器。所述制冰机包括制冷系统，所述制冷系统具有压缩机、冷凝器、蒸发器、热耦接到蒸发器的冷冻板和热气阀。压缩机、冷凝器和蒸发器通过一个或多个制冷剂管线流体连通，并且制冷剂循环通过制冷剂管线。水系统适于向冷冻板供应水，其中水收集在冷冻板中并冷冻成冰；制冰机还包括收获传感器，所述收获传感器用于检测何时从冷冻板中收获了至少一部分冰。此外，制冰机包括用于测量离开蒸发器的制冷剂的温度的第一温度传感器和用于测量进入蒸发器的制冷剂的温度的第二温度传感器。控制器适于响应于来自收获传感器的已从冷冻板中收获至少一部分冰的指示和由第一温度传感器测量的温度基本上等于由第二温度传感器测量的温度来关闭热气阀。
[0010] 本发明的另一方面涉及一种用于形成冰的制冰机，所述制冰机具有制冷系统、水系统和控制器。所述制冰机包括制冷系统，所述制冷系统具有压缩机、冷凝器、蒸发器、热耦接到蒸发器的冷冻板和热气阀。压缩机、冷凝器和蒸发器通过一个或多个制冷剂管线流体连通，并且制冷剂循环通过制冷剂管线。水系统适于向冷冻板供应水，其中水收集在冷冻板中并冷冻成冰；制冰机还包括：收获传感器，其用于检测何时从冷冻板中收获了至少一部分冰；以及温度传感器，其用于测量冷冻板的温度。控制器适于响应于来自收获传感器的已从冷冻板收获至少一部分冰的指示和由温度传感器测量的温度大于或等于设定温度来关闭热气阀。
[0011] 在本发明的各个方面，收获传感器可以是机械或机械/电继电器、
电子继电器、
光学传感器、听觉传感器、振动传感器、
加速度计、旋转传感器、
接近传感器、通过光束
传感器系统、回射传感器系统、接近感测传感器系统、漫射
光电传感器系统和/或本领域已知的用于确定何时已从冷冻板中收获了冰的任何其他类型的传感器。
[0012] 在本发明的各个方面，温度传感器可以是
热电偶、热敏
电阻、电阻温度检测器(“RTD”)、
高温计、红外
温度计和/或本领域已知的任何其他类型的温度感测装置。
[0013] 通过监测收获传感器和温度传感器，可以增加制冰机的可靠性，并且由温度传感器向控制器提供的附加反馈可以减少或最小化对制冰机的任何不利影响而免于潜在的收获传感器故障。
附图说明
[0014] 通过以下具体实施方式、所附
权利要求和附图，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更加显而易见，其中附图示出了根据本发明的示例性实施方案的特征，并且其中：
[0015] 图1是根据本发明的第一实施方案的具有各种部件的制冰机的示意图；
[0016] 图2是用于控制根据本发明的第一实施方案的制冰机的各种部件的操作的控制器的示意图；
[0017] 图3是根据本发明的第一实施方案的设置在机柜内的制冰机的右透视图，其中机柜设置在储冰箱组件上；
[0018] 图4是根据本发明的第一实施方案的设置在机柜内的制冰机的右透视图，其中机柜设置在储冰箱组件上；
[0019] 图5是根据本发明的第一实施方案的蒸发器、冷冻板、贮池、收获传感器和
挡板组件的左部视图；
[0020] 图6是根据本发明的实施方案的从冷冻板落下的部分冰砖的前视图；
[0021] 图7是描述根据本发明的第一实施方案的制冰机的收获循环操作的
流程图；
[0022] 图8是根据本发明的第二实施方案的具有各种部件的制冰机的示意图；
[0023] 图9是描述根据本发明的第二实施方案的制冰机的收获循环操作的流程图；
[0024] 图10是根据本发明的第三实施方案的具有各种部件的制冰机的示意图；
[0025] 图11是描述根据本发明的第三实施方案的制冰机的收获循环操作的流程图；
[0026] 图12是根据本发明的另一实施方案的收获传感器的左视图；以及
[0027] 图13是根据本发明的另一实施方案的收获传感器的左视图。
[0028] 贯穿各种附图的几个视图，相似附图标记指示相应部件。
具体实施方式
[0029] 在详细解释本发明的任何实施方案之前，应理解，本发明在其应用上不限于在以下描述中阐述或在以下附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实践或实施。此外，应理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的，并且不应被视为限制。在本文中使用“包括”或“具有”以及其变体意图涵盖其后列出的项目和其等同项目以及附加项目。在
说明书和权利要求中使用的表示测量值等的所有数字应被理解为在所有情况下由术语“约”修饰。还应当注意，本文中对前后、左右、顶部和底部以及上下的任何参考是意在方便描述，而不是将本文公开的发明或其部件限于任何一个
位置或空间取向。
[0030] 传统上，用于制冰机的制冷系统的主要部件包括制冷剂源，所述制冷剂源连续流过压缩机、冷凝器、热膨胀阀和蒸发器。冷冻板热耦接到蒸发器以便将供应的水冷冻成冰。
[0031] 随着冷冻板上的冰体积的增加，同时在供应罐或贮池中水的体积也减少。典型的制冰机控制系统将监测冰量、水位的降低或某个其他制冷系统参数，以确定所需的批量重量。在该点上，控制将开始循环的收获部分，其中冷凝器被旁通并且热气体被直接送到蒸发器以熔化之前冷冻批次的冰。蒸发器缓慢升温，并将冰从冷冻板分离。
[0032] 在典型的格栅式制冰机中，收获
开关或传感器用于终止收获循环。收获传感器附接到放置在滑冰的路径中的挡板上。随着冰从冷冻板上滑落，收获传感器被触发，并且
信号被发送到控制器以终止收获。热气
旁通阀关闭，并且冷凝器开始为下一批冰冷却蒸发器。
[0033] 然而，这种收获终止方法有一个错误，即控制系统实际上没有办法来实际确定：(1)由于在启动循环期间或在正常的制冰循环期间，冷冻尝试失败，在收获时蒸发器上是否实际存在任何冰；(2)在收获传感器没有被触发的情况下，来自前一个制冰循环的所有冰是否已经从蒸发器熔化(在这种情况下，在相当长的时间之后，可以使用备用计时器来终止收获循环，但只有在过热后对系统造成相当大的磨损后)；或(3)在收获传感器被触发后，冰批的一部分是否保留在蒸发器上，这将导致后续循环的超大批量重量，导致行业中称为“冰堵”的常见故障。这种故障模式的
频率在整个制冰机行业是众所周知的，特别是在冬季几个月和水硬度特别高的地区。此外，对蒸发器的永久性损坏可能潜在地使整个制冰机不能操作，并且也由于溢水而导致财产损失。
[0034] 因此，需要一种增强型格栅式制冰机，其中可以通过使用对控制系统的附加反馈来改善收获的可靠性，防止不必要的冰堵、潜在的溢水以及对系统部件的过度磨损以免收获循环延长。因此，如本文所述，制冰机包括至少两个传感器，所述传感器用于确定何时收获冷冻板中的所有冰。
[0035] 图1示出了具有制冷系统12和水系统14的制冰机10的一个实施方案的某些主要部件。制冰机10的制冷系统12包括压缩机15、用于冷凝从压缩机15排放的压缩制冷剂蒸气的冷凝器16、用于降低制冷剂的温度和压力的热膨胀装置19、冰形成装置20和热气阀24。热膨胀装置19可以包括但不限于毛细管、恒温膨胀阀或
电子膨胀阀。冰形成装置20包括蒸发器21和热耦接至蒸发器21的冷冻板22。蒸发器21由如本领域已知的蛇形管(未示出)构成。冷冻板22在其表面上包含很多凹坑(通常为单元网格的形式)表面能够收集的水流过所述凹坑(参见图4)。热气阀24用于将来自压缩机15的暖制冷剂直接引导到入口21a处的蒸发器
21，以在冰已经达到所期望厚度时从冷冻板22去除或收获冰块。
[0036] 制冰机10还包括放置在蒸发器21的出口21b处的温度传感器26，以控制热膨胀装置19并且监测制冰机10的收获循环，如本文其他部分更充分描述。在其他实施方案中，其中热膨胀装置19是电子膨胀阀，制冰机10还可以包括放置在蒸发器21的出口处以控制热膨胀装置19的
压力传感器(未示出)，如本领域已知。在利用气体冷却介质(例如，空气)提供冷凝器冷却的某些实施方案中，冷凝器
风扇18可以
定位成将气体冷却介质吹到冷凝器16上。如本文其他地方更充分地描述，一种形式的制冷剂经由制冷剂管线28a、28b、28c、28d循环通过这些部件。
[0037] 制冰机10的水系统14包括水泵62、水管线63、水分配器66(例如，
歧管、盘、管等)和适于保存水的位于冷冻板22下方的贮池70。在制冰机10的操作期间，在水由水泵62从贮池70泵送通过水管线63并从水分配器66泵送出时，水撞击冷冻板22、流过冷冻板22的凹坑并冷冻为冰。贮池70可位于冷冻板22下方以捕获从冷冻板22出来的水，使得水可以由水泵62再循环。
[0038] 制冰机10的水系统14还包括设置在其上用于以来自水源(未示出)的水填充贮池70的供水管线50和进水阀52，其中部分或所有供水可被冷冻为冰。制冰机10的水系统14还包括排放管线54和设置在其上的排放阀56(例如，清洗阀、排泄阀)。在已经形成冰之后留在贮池70中的水和/或任何污染物可以经由排放管线54和排放阀56排放。在各种实施方案中，排放管线54可以与水管线63流体连通。因此，当水泵62运行时，通过打开排放阀56，贮池70中的水可以从贮池70中排放。
[0039] 现在参考图2，制冰机10还可以包括控制器80。控制器80可以位于远离冰形成装置20和贮池70处。控制器80可以包括用于控制制冰机10的操作的处理器82。控制器80的处理器82可以包括处理器可读介质，所述处理器可读介质存储表示促使处理器82执行处理的指令的代码。处理器82可以是例如市售的
微处理器、专用集成
电路(ASIC)或ASIC的组合，其被设计为实现一个或多个特定功能，或者实现一个或多个特定装置或应用。在另一实施方案中，控制器80可以是模拟或数字电路，或多个电路的组合。控制器80还可以包括用于以可由控制器80检索的形式存储数据的一个或多个
存储器部件(未示出)。控制器80可以将数据存储在一个或多个存储器部件中或从一个或多个存储器部件中检索数据。
[0040] 在各种实施方案中，控制器80还可以包括与制冰机10的各种部件通信和/或对其进行控制的输入/输出(I/O)部件(未示出)。在某些实施方案中，例如，控制器80可以从用于确定何时已经收获了冰的收获传感器58(参见图5)和温度传感器25(参见图10)、26(参见图1)、27(参见图8)、贮池水位传感器(未示出)、电源(未示出)和/或各种传感器和/或开关(包括但不限于压力传感器、声学传感器等)接收输入。在各种实施方案中，例如基于那些输入，控制器80可能能够控制压缩机15、冷凝器风扇18、热膨胀装置19、热气阀24、进水阀52、排放阀56和/或水泵62。
[0041] 在许多实施方案中，如图3所示，制冰机10可以设置在机柜29的内部，所述机柜可以安装在储冰箱组件30的顶部上。如本领域技术人员将理解，机柜29可以由合适的固定和可移除的面板封闭以提供温度完整性和隔室通道。储冰箱组件30包括具有冰孔37(参见图4)的储冰箱31，制冰机10产生的冰通过所述冰孔落下。然后将冰存储在空腔36中直到被取出。储冰箱31还包括开口38，所述开口提供空腔36的通路和存储在其中的冰。空腔36、冰孔
37(参见图4)和开口38由左壁33a、右壁33b、前壁34、后壁35和底壁(未示出)形成。储冰箱31的壁可以用各种绝缘材料(包括但不限于玻璃
纤维绝缘材料或由例如聚苯乙烯或聚
氨酯等构成的开孔或闭孔
泡沫)进行绝热以便阻止存储在储冰箱31中的冰熔化。
门40可以打开以提供空腔36的通路。
[0042] 在不脱离本发明的范围的情况下，制冰机10可以具有本文未描述的其他常规部件。
[0043] 已经描述了制冰机10的一个实施方案的各个部件中的每个，现在可以再次参考图1来描述在各种实施方案中部件相互作用和操作的方式。在制冰机10在制冰循环中的操作期间，压缩机15通过吸入管线28d从蒸发器21接收低压的基本上气态的制冷剂，对制冷剂加压，并将高压基本上气态的制冷剂通过排放管线28b排放至冷凝器16。在冷凝器16中，从制冷剂中去除热量，从而使基本上气态的制冷剂冷凝为基本上液体的制冷剂。基本上液体的制冷剂可以包括一些气体，使得制冷剂是液体-气体混合物。
[0044] 在离开冷凝器16之后，高压的基本上液体的制冷剂通过液体管线28c传递至热膨胀装置19，这减小基本上液体的制冷剂的压力以引入至入口21a处的蒸发器21。在低压膨胀制冷剂穿过蒸发器21的管道时，制冷剂从包含在蒸发器21内的管道吸收热量，并随着制冷剂穿过管道而蒸发。低压的基本上气态的制冷剂通过吸入管线28d从蒸发器21的出口21b排放，并重新引入到压缩机15的入口中。
[0045] 在本发明的某些实施方案中，在制冰循环开始时，打开充水阀52以将大量水供应至贮池70并且打开水泵62。制冰机将一些或所有
质量的水冷冻为冰。在将期望质量的水供应至贮池70之后，可关闭充水阀。打开压缩机15以开始使制冷剂流过制冷系统12。水泵62经由水管线63和水分配器66使水在冷冻板22上方循环。然后由水泵62供应的水在其
接触冷冻板22时开始冷却，返回到冷冻板22下方的贮池70，并由水泵62再循环到冷冻板22。一旦水被充分冷却，流过冷冻板22的水便开始形成冰块。
[0046] 在形成冰块使得达到期望冰块厚度之后，关闭水泵62，并且通过打开热气阀24启动制冰循环的收获部分。这允许来自压缩机15的温的高压气体流过热气旁通管线28a，以在入口21a处进入蒸发器21。暖制冷剂流过蒸发器21的蛇形管，并且在暖制冷剂和蒸发器21之间发生热传递。此热传递使蒸发器21、冷冻板22和形成于冷冻板22中的冰变暖。这导致所形成的冰熔化到一定程度，使得冰可从冷冻板22释放并落入储冰箱31中，冰可暂时储存在该储冰箱中并稍后被取出。
[0047] 与经由热气旁通管线28a在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂的温度相比，这种热传递还导致经由吸入管线28d在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度降低。因此，当冰块保留在冷冻板22中时，经由吸入管线28d离开蒸发器21的制冷剂的温度将比经由热气旁通管线28a进入蒸发器21的制冷剂的温度低得多。当冷冻板22上没有冰时，与留在冷冻板22上的冰相比，暖制冷剂和蒸发器21之间的热传递减少。这种减少的
传热递导致在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度更接近在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂的温度。
[0048] 现在参考图5，制冰机10包括用于监测收获周期的收获传感器58。收获传感器58附接到放置在滑冰的路径中的门或挡板59。当冰从冷冻板22滑离时，收获的冰撞击挡板59使其向下旋转。这触发收获传感器58，并且将信号发送到控制器80，所述信号指示已触发收获传感器58。因此，在某些实施方案中，例如，如图5所示，收获传感器58可以通过感测挡板59的旋转来感测挡板59何时是打开的或关闭的。在其他实施方案中，例如，收获传感器58可以通过门59是接触还是接近收获传感器58来感测挡板59何时是打开的或关闭的。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用任何类型的收获传感器，其可以感测挡板59是打开的还是关闭的。使用图5所示类型的收获传感器在制冰机中是典型的。
[0049] 然而，如上所述，仅依靠用于监测收获的收获传感器不是操作制冰机10的最佳方式。例如，在某些条件下，仅具有收获传感器的典型制冰机的控制器可能无法可靠和准确地确定是否收获了冷冻板中形成的所有冰。例如，如图6所示，冰块的半板100a可以从冷冻板22落下，而另一半板100b可能留在冷冻板22上。这些半板100a、100b可能由各种原因引起，包括但不限于在收获期间的冰板断裂，水分配器66的孔68群中的一个或多个孔68a被堵塞，使得形成两个单独的板等。当冰板100a落下时，冰板100a将撞击冷冻板22下方的挡板，触发收获传感器，并且制冰机将关闭热气阀并返回制冰。因此，在随后的制冰循环期间，将在板
100b的顶部形成额外的冰，导致在冷冻板22的至少一部分上的冰太厚。这种超厚的冰会导致超长的收获周期，并可能会损坏制冰机。虽然仅示出了两个相同尺寸的板100a、100b，但是应当理解，在其他情况下，多个不同尺寸的板可能从冷冻板22落下并留在冷冻板上。
[0050] 为了避免上述问题，除了收获传感器58之外，制冰机10还使用温度传感器，以确认已从冷冻板22中收获所有的冰。再次参考图1，在一个实施方案中，温度传感器26用于测量在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度，以确定是否已从冷冻板60收获了所有的冰。通过测量在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度，控制器80可以监测在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度升高，并且可以确认已从冷冻板22收获了所有的冰。
[0051] 温度传感器26优选地是位于蒸发器21的出口21b上或附近的热电偶，其可以测量离开蒸发器21的制冷剂的温度。另选地，在各种实施方案中，温度传感器26可以测量蒸发器的出口21b的温度或蒸发器21的出口21b附近的吸入管线28d的温度，而不是直接测量制冷剂温度。应当理解，温度传感器26可以包括本领域已知的任何类型的温度测量装置，包括但不限于热电偶、
热敏电阻、电阻温度检测器(“RTD”)、高温计、红外温度计等等，而不脱离本公开的范围。
[0052] 现在参考图7，详细描述了根据本公开的实施方案的确定收获完成的方法。如上所述，在形成冰块使得达到期望冰块厚度之后，关闭水泵62，并且通过在步骤700处打开热气阀24启动制冰循环的收获部分。任选地，在步骤702处，将
定时器设置为零(0)并启动定时器。定时器优选地实施在控制器80中，并且可以用于对制冰循环的收获部分进行计时。定时器可以用作自动防故障装置，并且在达到最大收获时间(tmax)的情况下可以关闭热气阀门24和/或关闭制冰机10，如下文更详细描述。在任选步骤704处，控制器80检查经过的收获时间(t)是否小于最大收获时间(tmax)。
[0053] 当经过的收获时间(t)小于最大收获时间(tmax)时，控制器80在步骤706处监测收获传感器58是否被触发。当形成在冷冻板22中的冰融化到使得至少一部分冰从冷冻板22释放或收获的程度时，冰接触门或挡板59并触发收获传感器58。因此，控制器80接收收获传感器58已被触发作为输入。这指示已收获了至少一部分冰。
[0054] 在步骤708处，控制器80使用温度传感器26测量经由吸入管线28d离开蒸发器21的制冷剂的温度(Tout)。一旦冰从冷冻板22完全落下，在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度将高于在冰仍然留在冷冻板22上时在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度。因此，即使一些冰从冷冻板22落下并触发收获开关58，但是在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度低于在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂的温度，则冰仍然留在冷冻板22中并且收获尚未完成。
[0055] 在步骤710处，控制器80检查收获传感器58是否已被触发，以及经由吸入管线28d离开蒸发器21的制冷剂的温度(Tout)是否大于或等于设置温度(Tset)。设置温度(Tset)可以存储在控制器80中，并且是当从冷冻板22中收获了所有的冰时，应当由温度传感器26测量的在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度。设置温度(Tset)可以为从约40华氏度至约60华氏度(例如，约40华氏度、约45华氏度、约50华氏度、约55华氏度、约60华氏度)。
[0056] 在收获传感器58已被触发并且Tout大于或等于设置温度Tset之后，控制器80确定已经从冷冻板22收获了所有的冰。因此，在步骤714处，控制器80关闭热气阀24，从而终止制冰循环的收获部分。然后，一批后续冰的制作可以在新的制冰循环中开始。因此，通过监测收获传感器58何时被触发，并且通过监测Tout，控制器80可以确认已收获了冷冻板22中所有的冰。
[0057] 尽管在步骤710处，收获传感器58未被触发或者Tout小于Tset，但是控制器80循环回到任选步骤704，以检查由定时器测量的收获时间(t)是否小于最大收获时间(tmax)。如果收获时间(t)小于最大收获时间(tmax)，则方法再次循环通过步骤706、708和710。然而，如果收获时间(t)不小于最大收获时间(tmax)(指示收获时间(t)大于或等于最大收获时间(tmax))，则控制器80可以在步骤712处任选地指示潜在的收获错误，并将在步骤714处关闭热气阀。潜在的收获错误可以由听觉和/或视觉报警指示。在其他实施方案中，潜在的收获错误可以由控制器80发送到远程位置，诸如计算机或便携式电子装置(例如，智能电话、平板计算机、膝上型计算机等)。当满足或超过最大收获时间(tmax)时，通过关闭热气阀，可以避免对制冰机10的过热损坏。最大收获时间(tmax)可以为从约30秒至约10分钟(例如，约30秒、约45秒、约1分钟、约2分钟、约3分钟、约4分钟、约5分钟、约6分钟、约7分钟、约8分钟、约9分钟、约10分钟)。在各种实施方案中，最大收获时间(tmax)可以小于30秒。在其他实施方案中，最大收获时间(tmax)可以超过10分钟。优选地，最大收获时间(tmax)为约5分钟。
[0058] 最大收获时间(tmax)可以取决于基于环境条件和冷凝器16清洁度而变化的热气温度、影响气体流率的压缩机12容量和蒸发器21的效率。蒸发器效率可能受到以下影响：(1)蛇形管(未示出)与冷冻板22之间的表面接触和(2)冷冻板22的表面上积垢的程度。通常，在70华氏度周围环境下，最大收获时间(tmax)可以为从约2分钟至约3分钟。在90华氏度周围环境下，例如，在厨房中，最大收获时间(tmax)可以为从约1分钟至约2分钟。此外，在冬季几个月，根据
环境温度，最大收获时间(tmax)可以增加至约4分钟至约10分钟。通常，控制器可能等待多达大约10分钟，以使坠冰触发收获传感器58向控制器80发信号通知已收获了冰。然而，由于某种系统问题，可能存在10分钟不足以使冰从冷冻板22收获的情况。在这种情况下，控制器80可以默认为错误诊断模式，并且可以等待由温度传感器26测量的蒸发器出口温度升高到或高于设置温度(Tset)，以确保冷冻板22上没有留下冰。制冰机10然后可以恢复制冰。
[0059] 本公开的制冰机110、210的其他实施方案示于图8-11中并在下文进行描述。一个或多个制冰机10、110、210的一些特征通常是彼此相同的，并且因此，在一个实施方案中，这类特征的描述应被理解为适用于其他实施方案。此外，一个实施方案的特定特性和方面可以与另一实施方案的特定特性和方面组合使用或代替其使用。
[0060] 图8示出了制冰机110的另一实施方案，其除了温度传感器26之外，还包括温度传感器27以测量在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂的温度。通过测量在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂的温度和在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度，控制器80可以监测在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度升高，并且可以比较出口温度(Tout)与入口温度(Tin)，以确认已从冷冻板22中收获了所有的冰。
[0061] 与温度传感器26相同，温度传感器27优选地是位于蒸发器21的入口21a上或附近的热电偶，其可以测量进入蒸发器21的制冷剂的温度。另选地，在各种实施方案中，温度传感器27可以测量蒸发器的入口21a的温度或热气旁通管线28a的温度，而不是直接测量制冷剂温度。应当理解，温度传感器27可以包括本领域已知的任何类型的温度测量装置，包括但不限于热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(“RTD”)、高温计、红外温度计等等，而不脱离本公开的范围。
[0062] 现在参考图9，详细描述了确定关于制冰机110何时完成收获的方法。如上所述，在形成冰块使得达到期望冰块厚度之后，关闭水泵62，并且通过在步骤900处打开热气阀24启动制冰循环的收获部分。任选地，在步骤902处，将定时器设置为零(0)并启动定时器。定时器优选地实施在控制器80中，并且可以用于对制冰循环的收获部分进行计时。定时器可以用作自动防故障装置，并且在达到最大收获时间(tmax)的情况下可以关闭热气阀门24和/或关闭制冰机110，如下文更详细描述。在任选步骤904处，控制器80检查经过的收获时间(t)是否小于最大收获时间(tmax)。
[0063] 当经过的收获时间(t)小于最大收获时间(tmax)时，控制器80在步骤906处监测收获传感器58是否被触发。当形成在冷冻板22中的冰融化到使得至少一部分冰从冷冻板22释放或收获的程度时，冰接触门或挡板59并触发收获传感器58。因此，控制器80接收收获传感器58已被触发作为输入。这指示已收获了至少一部分冰。
[0064] 在步骤908处，控制器80使用温度传感器26，测量经由吸入管线28d在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂(Tout)的温度。在步骤909处，控制器80使用温度传感器27，测量经由热气旁通管线28a在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂(Tin)的温度。一旦冰从冷冻板22完全落下，在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度将更接近或基本上等于在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂的温度。因此，即使一些冰从冷冻板22落下并触发收获开关58，但是在出口21b处离开蒸发器21的制冷剂的温度低于在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂的温度，则冰仍然留在冷冻板22中并且收获尚未完成。
[0065] 在步骤910处，控制器80检查收获传感器58是否已被触发，以及经由吸入管线28d离开蒸发器21的制冷剂的温度(Tout))是否基本上等于经由热气旁通管线28a在入口21a处进入蒸发器21的制冷剂的温度(Tin)。
[0066] 在收获传感器58已被触发并且Tout基本上等于Tin之后，控制器80确定已从冷冻板22收获了所有的冰。因此，在步骤914处，控制器80关闭热气阀24，从而终止制冰循环的收获部分。然后，一批后续冰的制作可以在新的制冰循环中开始。因此，通过监测收获传感器58何时被触发并且通过监测Tout和Tin，控制器80可以确认已收获了冷冻板22中所有的冰。
[0067] 虽然在步骤910处没有触发收获传感器58或者Tout基本上不等于Tin，但是控制器80循环回到任选步骤904，以检查由定时器测量的收获时间(t)是否小于最大收获时间(tmax)。如果收获时间(t)小于最大收获时间(tmax)，则方法再次循环通过步骤906、908和910。然而，如果收获时间(t)不小于最大收获时间(tmax)(指示收获时间(t)大于或等于最大收获时间(tmax))，则控制器80可以在步骤912处任选地指示潜在的收获错误，并将在步骤914处关闭热气阀。潜在的收获错误可以由听觉和/或视觉报警指示。在其他实施方案中，潜在的收获错误可以由控制器80发送到远程位置，诸如计算机或便携式电子装置(例如，智能电话、平板计算机、膝上型计算机等)。当满足或超过最大收获时间(tmax)时，通过关闭热气阀，可以避免对制冰机110的过热损坏。最大收获时间(tmax)可以为从约30秒至约10分钟(例如，约30秒、约45秒、约1分钟、约2分钟、约3分钟、约4分钟、约5分钟、约6分钟、约7分钟、约8分钟、约9分钟、约10分钟)。在各种实施方案中，最大收获时间(tmax)可以小于30秒。在其他实施方案中，最大收获时间(tmax)可以超过10分钟。优选地，最大收获时间(tmax)为约5分钟。
[0068] 图10示出了制冰机210的另一实施方案，其包括用于测量冷冻板22的温度的温度传感器25。通过测量冷冻板22的温度，控制器80可以监测冷冻板22的温度升高，并且可以将冷冻板25(Tplate)的温度与设置温度(Tset)进行比较，以确认已从冷冻板22收获了所有的冰。
[0069] 与温度传感器26和27相同，温度传感器25优选地是位于冷冻板22上或附近的热电偶，其可以测量冷冻板22的温度。优选地，温度传感器25贴附到冷冻板22与形成冰的格栅相对的后侧的中间。应当理解，温度传感器25可以包括本领域已知的任何类型的温度测量装置，包括但不限于热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(“RTD”)、高温计、红外温度计等等，而不脱离本公开的范围。
[0070] 现在参考图11，详细描述了确定关于制冰机210何时完成收获的方法。如上所述，在形成冰块使得达到期望冰块厚度之后，关闭水泵62，并且通过在步骤1100处打开热气阀24启动制冰循环的收获部分。任选地，在步骤1102处，将定时器设置为零(0)并启动定时器。
定时器优选地实施在控制器80中，并且可以用于对制冰循环的收获部分进行计时。定时器可以用作自动防故障装置，并且在达到最大收获时间(tmax)的情况下可以关闭热气阀24和/或关闭制冰机210，如下文更详细描述。在任选步骤1104处，控制器80检查经过的收获时间(t)是否小于最大收获时间(tmax)。
[0071] 当经过的收获时间(t)小于最大收获时间(tmax)时，控制器80在步骤1106处监测收获传感器58是否被触发。当形成在冷冻板22中的冰融化到使得至少一部分冰从冷冻板22释放或收获的程度时，冰接触门或挡板59并触发收获传感器58。因此，控制器80接收收获传感器58已被触发作为输入。这指示已收获了至少一部分冰。
[0072] 在步骤1108处，控制器80使用温度传感器25测量冷冻板22的温度(Tplate)。一旦冰从冷冻板22完全落下，冷冻板22的温度将高于冰仍然留在冷冻板22上时冷冻板22的温度。因此，即使一些冰从冷冻板22落下并触发收获开关58，但是冷冻板22的温度低于设置温度(Tset)，则冰仍然留在冷冻板22中，并且收获尚未完成。
[0073] 在步骤1110处，控制器80检查收获传感器58是否已被触发以及冷冻板22的温度(Tplate)是否大于或等于设置温度(Tset)。设置温度(Tset)可以存储在控制器80中，并且是当从冷冻板22收获了所有的冰时应当由温度传感器25测量的冷冻板22的温度。设置温度(Tset)可以为从约40华氏度至约60华氏度(例如，约40华氏度、约45华氏度、约50华氏度、约55华氏度、约60华氏度)。
[0074] 在收获传感器58已被触发并且Tplate大于或等于设置温度Tset之后，控制器80确定已从冷冻板22收获了所有的冰。因此，在步骤1114处，控制器80关闭热气阀24，从而终止制冰循环的收获部分。然后，一批后续冰的制作可以在新的制冰循环中开始。因此，通过监测收获传感器58何时被触发，并且通过监测Tplate，控制器80可以确认已收获了冷冻板22中所有的冰。
[0075] 尽管在步骤1110处，收获传感器58未被触发或者Tout小于Tset，但是控制器80循环回到任选步骤1104，以检查由定时器测量的收获时间(t)是否小于最大收获时间(tmax)。如果收获时间(t)小于最大收获时间(tmax)，则方法再次循环通过步骤1106、1108和1110。然而，如果收获时间(t)不小于最大收获时间(tmax)(指示收获时间(t)大于或等于最大收获时间(tmax))，则控制器80可以在步骤1112处任选地指示潜在的收获错误，并将在步骤1114处关闭热气阀。潜在的收获错误可以由听觉和/或视觉报警指示。在其他实施方案中，潜在的收获错误可以由控制器80发送到远程位置，诸如计算机或便携式电子装置(例如，智能电话、平板计算机、膝上型计算机等)。当满足或超过最大收获时间(tmax)时，通过关闭热气阀，可以避免对制冰机10的过热损坏。最大收获时间(tmax)可以为从约30秒至约10分钟(例如，约30秒、约45秒、约1分钟、约2分钟、约3分钟、约4分钟、约5分钟、约6分钟、约7分钟、约8分钟、约9分钟、约10分钟)。在各种实施方案中，最大收获时间(tmax)可以小于30秒。在其他实施方案中，最大收获时间(tmax)可以超过10分钟。优选地，最大收获时间(tmax)为约5分钟。
[0076] 虽然本文以一种顺序描述了各个步骤，但是应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，方法的其他实施方案可以以任何顺序实施和/或不进行所描述的所有步骤。
[0077] 除了利用如本文所述的一个或多个温度传感器25、26、27以确定何时完成冰的收获之外，制冰机10、110、210的控制器80还可能能够使用来自一个或多个温度传感器25、26、27的输入，以确定收获传感器58是否发生故障或失败。例如，如果收获传感器58未被触发，而控制器80基于由一个或多个温度传感器25、26、27测量的温度来确定已从冷冻板22收获了所有的冰，则控制器80可以指示收获传感器58不再工作，在收获时不再被冰触发，或者制冰机10、110、210的一个或多个部件存在某个其他故障。控制器80可以通过听觉和/或视觉警报来指示这种错误或故障。在其他实施方案中，错误或故障可以由控制器80发送到远程位置，诸如计算机或便携式电子设备(例如，智能电话、平板计算机、膝上型计算机等)。
[0078] 另外，控制器80可以基于由一个或多个温度传感器25、26、27测量的温度来确定在制冰机10、110、210启动时冰是否留在冷冻板22上。例如，如果制冰机10、110、210在冷却循环期间或在收获循环开始时意外地关闭，则当制冰机10、110、210重新启动操作时，冰可能留在冷冻板22中。因此，通过使用温度传感器26测量离开蒸发器的制冷剂的温度(Tout)和/或在启动时使用温度传感器25测量冷冻板22的温度(Tplate)，控制器80可以确定是否有任何冰留在冷冻板22上并且可以通过打开热气阀24启动收获循环来收获任何剩余的冰。通过在制冰机10、110、210启动时收获剩余的冰，可以避免对制冰机10、110、210的损坏，以免压缩机15过热、冷冻板22上的重量过重等。
[0079] 尽管上述制冰机10、110和210的实施方案利用收获传感器58，所述收获传感器在被收获的冰击中时感测门或挡板59的旋转，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，本公开的制冰机的任何实施方案可以利用本领域已知的任何类型的收获传感器。例如，在替代实施方案中，收获传感器可以包括但不限于机械或机械/电继电器、电子继电器、光学传感器、听觉传感器、振动传感器、加速度计、旋转传感器、接近传感器等。
[0080] 如图12所示，帘幕1212可以位于制冰机的各种实施方案的冷冻板22的前面和附近。帘幕1212可以用于控制从冷冻板22收获冰时的冰的排放。帘幕1212通常可以设置成基本上平行于冷冻板22，并且可以从第一位置旋转到第二位置。当帘幕1212处于第一位置时，帘幕1212可以辅助将未冷冻的水从冷冻板22转移到贮池70中。然后，当从冷冻板22收获至少一部分冰时，冰将沿着箭头D延伸出冷冻板22一段距离并击中帘幕1212，从而使帘幕1212旋转到第二位置。
[0081] 在图12所示的特定实施方案中，收获传感器58包括帘幕
位置传感器1229。帘幕位置传感器1229可以在制冰期间感测帘幕1212何时处于第一位置(即，帘幕制冰位置)，并且在收获冰期间感测帘幕1212何时处于第二位置(即，帘幕收获位置)。帘幕位置传感器1229可以电连接到控制器80，并且可以向控制器80指示已经收获了至少一部分冰。因此，在某些实施方案中，例如，帘幕位置传感器1229可以通过感测帘幕1212的旋转来感测帘幕1212何时处于第一位置或第二位置。在其他实施方案中，例如，帘幕位置传感器1229可以通过感测帘幕1212是否接触或接近帘幕位置传感器1229来感测帘幕1212何时处于第一位置或第二位置。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用任何类型的帘幕位置传感器，其可以感测帘幕1212是处于第一位置还是第二位置。
[0082] 在另外的实施方案中，如图13和13A所示，制冰机的各种实施方案可以包括光电传感器系统1312，所述光电传感器系统可以检测已从冷冻板22中收获了冰。因此，在本实施方案中，收获传感器58包括光电传感器系统1312。例如，光电传感器系统1312可以是通过光束型传感器系统，其包括邻近冷冻板22的右侧设置的发射器1316和靠近冷冻板22的左侧设置的接收器1318。发射器1316向相对设置的接收器1318发射光束1319。如图13A所示，发射器1316和接收器1318可以位于与冷冻板22的前方相距距离(x)处。距离(x)可以等于或小于期望的冰厚度。例如，如果期望的冰的厚度为1.5英寸，则距离(x)可以是1.25英寸。因此，当在收获冰时，冰将从冷冻板22中出来，并在冰从冷冻板落下之前打破光束1319，使得光电传感器系统1312感测到已收获了冰。因此，光电传感器系统1312可以电连接到控制器80，并且可以向控制器80指示(参见图2)已经收获了冰。根据本文描述的方法，光电传感器系统1312可以检测到已经从冷冻板22中收获了至少一部分冰。
[0083] 虽然光电传感器系统1312被描述为位于与冷冻板22的前方相距距离(x)处，但是应当理解，光电传感器系统1312可以位于可以检测到已经收获了冰的任何位置。例如，在某些实施方案中，光电传感器系统可以位于冷冻板22下方，并且可以通过冰的落下和打破光束而检测到已收获了冰。在其他实施方案中，例如，在制冰机包括挡板59的情况下，光电传感器系统可以位于挡板59下方，并且光电传感器系统可以通过冰的落下和打破光束而检测到已收获了冰。另选地，例如，光电传感器系统可以通过随着挡板59向下移动，挡板59打破，而检测到已收获了冰。在其他实施方案中，例如，在制冰机包括帘幕1212的情况下，光电传感器系统可以位于帘幕1212附近，并且光电传感器系统可以通过随着帘幕1212从第一位置移动到第二位置，帘幕1212打破光束，而检测到已收获了冰。还应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用任何类型和/或结构的光电传感器系统，包括但不限于通过光束传感器系统、回射系统、接近感测或漫射光电传感器系统等。
[0084] 因此，已经示出并描述了制冰机的新颖方法和设备，其中通过至少两个传感器来确认收获部分的完成。然而，对于熟悉本领域的技术人员显而易见的是，本主题装置和方法的许多改变、变化、
修改以及其他用途和应用是可能的。不脱离本发明的精神和范围的所有这些改变、变化、修改和其他用途和应用被认为由仅受所附权利要求限制的本发明所涵盖。
