冰箱制冰组件及其控制方法.pdf

本发明公开了一种冰箱制冰组件及控制所述制冰组件的方法，所述制冰组件包括：托盘，配置为接收水，所述托盘包含多个冰槽；水位传感器，设置在该托盘中，该水位传感器包含第一电极和第二电极，在该托盘中该第一电极放置得低于该第二电极，其中当水位达到该第二电极时，在该第一电极和该第二电极之间发生电连接。所述制冰组件和控制所述制冰组件的方法能制成透明冰块，并能够防止水的溢出、溢出水的冻结、以及溢出水的外溅。

1.  一种冰箱制冰组件，所述制冰组件包括：
托盘，配置为接收水，所述托盘包含多个冰槽；
水位传感器，设置在该托盘中，该水位传感器包含第一电极和第二电极，在该托盘中该第一电极放置得低于该第二电极，其中当水位达到该第二电极时，在该第一电极和该第二电极之间发生电连接。

2.  根据权利要求1所述的制冰组件，还包括：
控制电路；以及
控制单元；该控制电路配置为如果在该第一电极和该第二电极之间有电连接，则该控制电路产生第一信号；以及其中该控制单元配置为检测该控制电路是否产生了所述第一信号，并且如果该控制电路已经产生所述第一信号，则确定所述水位至少已经达到该第二电极。

3.  根据权利要求2所述的制冰组件，还包括：
第三电极，其中在该托盘中该第一电极和该第二电极放置得低于该第三电极，其中当所述水位达到该第三电极时，在该第三电极和该第一电极之间发生电连接。

4.  根据权利要求3所述的制冰组件，其中该控制电路进一步配置为，如果在该第一电极和该第三电极之间有电连接，则该控制电路产生第二信号，以及其中该控制单元进一步配置为检测该控制电路是否产生了所述第二信号，并且如果该控制电路已经产生所述第二信号，则确定所述水位至少已经达到该第三电极。

5.  根据权利要求4所述的制冰组件，其中该第一电极、第二电极和第三电极以预定间隔竖直排列。

6.  根据权利要求1所述的制冰组件，还包括：
多个翅片，置于该托盘上方；以及
多个插棒，所述多个插棒中的每一个都贯穿所述翅片的堆叠，并且调整所述插棒，使其有一部分置于所述多个冰槽中相应的一个冰槽内。

7.  根据权利要求6所述的制冰组件，其中在水的冻结运行期间，所述翅片暴露于冷却空气，并且所述翅片和所述插棒配置为使得所述插棒通过传导而被冷却至水的冻结温度。

8.  根据权利要求7所述的制冰组件，其中所述插棒和所述翅片配置为，在所述水的冻结运行结束后，将所述插棒和所述翅片作为单个单元而提起并旋转至预定角度，使得所述插棒的任何部分都没有置于所述冰槽中。

9.  根据权利要求8所述的制冰组件，其中所述多个插棒的每一个配置作为冰推出加热器。

10.  一种冰箱制冰组件的控制方法，其中所述制冰组件包括托盘和水位检测传感器，其中该托盘具有多个冰槽，该水位检测传感器包含第一电极和第二电极，所述方法包括以下步骤：
给所述冰槽供水；
允许所述冰槽中的水位达到该第二电极，其中该第一电极和该第二电极竖直对准，并且其中在该托盘中该第一电极被放置得低于该第二电极；
检测在该第一电极和该第二电极之间的电连接，其中所述电连接作为水接触到该第二电极的结果；以及
如果检测到在该第一电极和该第二电极之间的电连接，则确定所述水位至少已经达到该第二电极。

11.  根据权利要求10所述的方法，其中该水位传感器还包括第三电极，以及其中在该托盘中该第一电极和该第二电极放置得低于该第三电极，所述方法还包括以下步骤：
检测在该第一电极和该第三电极之间的电连接，其中所述电连接作为水接触到该第三电极的结果；以及
如果检测到在该第一电极和该第三电极之间的电连接，则确定所述水位至少已经达到该第三电极。

12.  根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：
如果经过预定时段之后确定水位并未达到该第二电极，则确定出现供水异常。

13.  根据权利要求10所述的方法，其中所述制冰组件还包括置于该托盘上方的多个插棒，所述方法还包括以下步骤：
沿向下方向移动所述多个插棒的每一个，使得每个插棒的至少一部分置于所述多个冰槽中相应的一个冰槽中。

14.  根据权利要求13所述的方法，其中在所述多个插棒向下移动之后开始供水，所述方法还包括以下步骤：
在给该托盘供水之后，启动水的冻结运行。

15.  根据权利要求14所述的方法，还包括以下步骤：
在所述水的冻结运行结束后，将所述插棒提起至使所述插棒与所述冰槽的顶端分离的位置；
以预定角度旋转所述插棒；以及
加热所述插棒以将冰与所述插棒分离。

16.  根据权利要求10所述的方法，其中在水结冰时，所述托盘的温度维持为高于冻结温度。

冰箱制冰组件及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种冰箱制冰组件及控制所述制冰组件的方法。
背景技术
冰箱是通过冷藏或冷冻食品来储存食品的家用电器。近年来，有各种冰箱涌入市场。新近的冰箱的示例包括：对开门冰箱(side-by-side typerefrigerator)，其中将冷藏室和冷冻室设置在左右两侧；下制冷式冰箱(bottom-freezer type refrigerator)，其中将冷藏室设置在冷冻室上方；以及顶置型冰箱(top mount type refrigerator)，其中将冷藏室设置在冷冻室下方。
而且，新近入市的冰箱有很多都具有家庭吧台(home bar)结构。这样就允许用户通过该家庭吧台(即，相对较小的存取口)存取置于冷藏室内的食品或饮料，而不必打开较大的冰箱门。
冰箱通常会应用许多制冷循环(refrigeration-cycle)部件。其包括压缩机、冷凝器、以及设置在制冷器内的膨胀元件。蒸发器一般设置在冰箱主体的后侧。
另外，还可以提供制冰组件。所述制冰组件可以安装在冷冻室内、冷藏室内、冷冻室门上、或冷藏室门上。
为了满足消费者对透明冰块的日益增长的需求，如今正将制冰组件设计为用以制出非常清澈没有模糊的冰块。因此对能够提供透明冰块的制冰组件进行了多种研发。
公知的现有技术中的制冰组件通常应用设置在冰箱预定侧的附加水箱，该水箱经由管道连接至制冰托盘(ice making tray)，其中该管道将水提供给制冰盘。可选地，制冰盘也可以经由管道直接连接至水龙头(即，外部水源)。
发明内容
本发明的实施例提供一种冰箱制冰组件和控制所述制冰组件的方法，所述冰箱制冰组件可以容易地制出透明冰块，并针对每个制冰循环而将用于制冰的供水量维持在恒定水位。
本发明的实施例还提供一种冰箱制冰组件及控制所述制冰组件的方法，在所述冰箱制冰组件中，当对制冰托盘的供水达到设定水位时，供水会自动中断以防止溢出。
本发明的实施例还提供一种冰箱制冰组件及控制所述制冰组件的方法，无论水压怎样变化，所述冰箱制冰组件都能将供水量控制在恒定水位。
本发明的实施例还提供一种冰箱制冰组件及控制所述制冰组件的方法，当例如由于供水阀故障而没有给制冰托盘供水时，所述冰箱制冰组件通过快速检测供水异常而能够降低不必要的功率消耗。
根据本发明的一个方案，下面提到的性能可通过以下这种制冰组件而实现，这种制冰组件除了其他元件之外还包括被配置为接收水的托盘(tray)。所述托盘包含多个冰槽(ice recess)。所述组件还包括置于该托盘中的水位传感器，该水位传感器包含第一电极和第二电极，在该托盘中第一电极放置得低于第二电极，其中当水位达到第二电极时，在第一电极和第二电极之间发生电连接。
根据本发明的另一方案，下面提到的性能可通过以下的冰箱制冰组件控制方法而实现，这里的所述制冰组件包括托盘和水位检测传感器，其中该托盘包含多个冰槽，该水位检测传感器包含第一电极和第二电极。所述方法包括以下步骤：给所述冰槽供水，并允许冰槽中的水位达到第二电极，其中该第一电极和第二电极竖直对准，并且在该托盘中第一电极放置得低于第二电极。然后，所述方法包括以下步骤：检测在第一电极和第二电极之间的电连接，其中所述电连接作为水接触到第二电极的结果。最后，所述方法包括以下步骤：如果检测到在第一电极和第二电极之间的电连接，则确定水位至少已经达到第二电极。
根据本发明公开的制冰组件及控制所述制冰组件的方法能够更容易地制成透明冰块。这将在下述公开中得以说明。
此外，无论水压怎样变换，所述制冰组件和控制所述制冰组件的方法都能针对每个制冰循环而将供水水位维持在恒定水位。因此就能避免水的溢出、溢出水的冻结、以及溢出水自冰箱逸出。即使托盘的冰槽中的剩余水量随着制冰循环而变动，仍然能达到期望的水位。
而且，当例如由于供水阀故障而没有给所述托盘供水时，本发明能进行快速检测并降低功率消耗。
此外，所述制冰组件还能够使用已有的部件来检测水位，而不用添加额外器件，从而能够降低制冰组件的制造成本。
附图说明
图1和图2是示出根据本发明示例性实施例的冰箱制冰组件的结构的透视图。
图3是示出根据本发明示例性实施例的制冰组件的透视图。
图4是示出在将冰输送至容器之前的制冰组件的透视图。
图5是示出根据本发明示例性实施例的制冰组件的托盘的透视图。
图6是示出根据本发明示例性实施例的制冰组件的水位传感器的透视图。
图7是根据本发明示例性实施例的水位传感器的示例的电路图。
图8是沿图5的I-I’线的剖视图，其示出根据本发明示例性实施例的制冰组件的托盘的供水水位的升高。
图9是示出当水位升高时电路中的电压变化的曲线图。
具体实施方式
下面，将根据本发明公开的示例性实施例并结合附图来具体描述冰箱制冰组件。在下文的说明书中，制冰组件安装在冷冻室门处。然而，制冰组件也可以选择性地安装在其他部位，例如将其安装在冷冻室、冷藏室、以及冷藏室门上。
图1和图2是示出根据本发明示例性实施例的冰箱制冰组件的结构的透视图。如图所示，制冰组件20安装在门10的后侧，并且为了容纳制冰组件20，该门10的后侧向内凹陷(recess)以形成制冰组件空间11。冷却空气供气孔111形成在制冰组件空间11的一侧，用以允许来自蒸发器(未示出)的冷却空气流入，冷却空气排气孔112形成在制冰组件空间11的同侧之中，用以允许冷却空气自制冰组件空间11排出至蒸发器。
制冰组件20安装在制冰组件空间11的上部，容器30安装在所述制冰组件20下方，以储存由所述制冰组件20制得的冰。制冰组件20由制冰盖31保护。此外，因为有了该制冰盖31，当冰从制冰组件20中分离出来时就不会向外飞溅。而是转而干净利落地落入容器30中。
图3是示出根据本发明示例性实施例的制冰组件20的透视图。图4是示出在就要将冰输送至容器30之前的制冰组件20的透视图。如图所示，制冰组件20包括：托盘21，其包含多个冰槽211，用于将冰制成预定形状；多个翅片(fin)24，可旋转且可移动地堆叠在该托盘21上方；多个插棒(rod)23，配置为穿过所述翅片24插入所述冰槽211中；冰推出加热器(ice ejectingheater)25，设置于最下面的翅片24处；支撑板27，配置为对所述冰推出加热器25、翅片24和插棒23进行整体(as one unit)支撑；供水部26，设置在该托盘21的一端；以及控制盒28，设置在该托盘21的相对端。
在托盘21的底部安装加热器(未示出)，以将托盘21的温度维持为高于冻结温度(freezing)。支撑杆271自支撑板27的前方延伸，并在支撑板27的一端形成铰链272。在制冰运行期间，如图4所示，在插棒23周围形成具有与冰槽211的形状相应的形状的冰块I。
再参阅图3，在控制盒28内部设置凸轮29和用于致动该凸轮29的驱动电机。铰链272连接至凸轮29，使得该铰链272能由于凸轮29的运转而被提起和转动。冰推出加热器25可以形成为板形，且与插棒23接触。可选地，冰推出加热器25可包含在插棒23内部。支撑板27还可用于作为托盘21的顶部，使得供给托盘21的水由供给制冰组件空间11的冷却空气间接冷却。
下面，将描述制冰组件20的制冰和冰推出运行。首先，将前面提到的加热器贴附至托盘21，以将托盘21的温度维持为高于0℃。这点对在制冰组件20中制成透明冰块的处理颇有助益，下面将对此进行更为具体的描述。
更具体而言，根据公知的制冰组件，水是通过蒸发器提供的冷却空气而快速结冰的，因此在冻结期间，溶于水中的空气陷在其内而不能从水中逸出。因此，水与溶于其中的气体一起冻结，这就导致了冰的模糊(即，不透明)。
因此，根据本发明的示例性实施例的托盘21，其温度被维持为高于冻结温度，这样水就会缓慢冻结，使得溶于水中的空气在水结冰之前有时间自水中逸出。其所制得的冰就是透明的，不会模糊。
当制冰处理就要开始时，插棒23插在托盘21的冰槽211中。然后给托盘21供水，在供水结束后开始冻结运行。冻结运行开始于给制冰组件空间11提供冷却空气之时。翅片24的温度由于所供应的冷却空气而随后下降至低于冻结温度。通过与翅片24进行传导，插棒23的温度也会下降至低于冻结温度。每个插棒23都有一部分浸入水中；因此，水从最接近插棒23的部位开始逐渐结冰。最后，水在远离插棒23的部位也冻结了。
在水的冻结运行结束后，旋转凸轮29，以将插棒23移出冰槽211。也就是说，旋转凸轮29来提起插棒23，并且在冰块I自冰槽211移出后，进一步旋转凸轮29，使得插棒23以预定角度倾斜。更具体而言，凸轮29的旋转导致了铰链272的旋转，铰链272的旋转又依次导致插棒23倾斜预定角度。如图4所示，当插棒23倾斜预定角度时，冰推出加热器25开始运行。
这里，可以自水的冻结运行开始经过预定的时段来确定水的冻结是否结束。也就是说，如果在冻结运行开始后经过了预定的时段，就可以确定水的冻结运行结束了。
可选地，自水的冻结运行开始经过预定的时段后，可以旋转凸轮29以将插棒23提起至预定的高度。这里，所述预定的高度是指贴附在插棒23上的冰尚未完全从冰槽211分离出来的高度。如果在插棒23提起之后，冰槽211中剩余的水量等于或少于预定水量，就可以确定水的冻结运行已经结束。冰槽211中剩余的水量可以用安装在托盘21上的水位传感器来检测。另一方面，如果冰槽211中剩余的水量大于预定水量，可以将插棒23向下移回原来的位置以继续进行水的冻结运行。下面将结合附图来对水位传感器进行描述。
在水的冻结运行结束，并且插棒23如上面所述的那样被提起和旋转之后，运行冰推出加热器25。这会导致插棒23的温度上升。最后，插棒的温度使得冰块I与插棒23分离。分离后的冰块I随后干净利落地落到容器30中。
进一步根据本发明的示例性实施例，插棒相对冰槽的位置可以由用户调节。例如，用户可以通过使用选择按钮及相应的控制电路来选择由制冰组件所制成的冰的尺寸。随后，插棒相对冰槽的位置也可以经由用户选择功能而调整。如果用户希望制冰组件制成小号尺寸的冰，从前面的公开内容中就可以得知，插棒在冰槽中的位置将被自动放置得向下稍深一点(relativefardown)。因此，当给托盘供水时，将只需要相对较少量的水来实现插棒和托盘之间的电连接。当实现所述连接后，控制电路(例如图7中示出的控制电路)停止供水，并且由于使用较少量的水填充托盘，最终制得小号尺寸的冰。如果用户转而选择中号尺寸或大号尺寸的冰，插棒在冰槽中就不能放置的和小号尺寸冰的情形一样深，这就允许给托盘提供较大水量，从而得到较大尺寸的冰。
图5是示出根据本发明实施例的制冰组件20的托盘21的透视图。如图所示，托盘21包括多个冰槽211。在冰槽211之间形成具有预定深度的凹槽213，以允许水流经此处而均匀地填充所有的冰槽211。
在托盘21的一端形成导向件(guide)212，以引导向托盘21供水并将水导入冰槽211中。因此，经由供水部26而提供的水由导向件212引入冰槽211。向冰槽211的供水从最接近导向件212的冰槽211逐渐流向最远离导向件212的冰槽211。
水位传感器40安装在冰槽211的一侧，优选为导向件212的相对侧。此外，温度传感器50安装在托盘21的一侧，以将托盘21维持为恒温。将托盘加热器(未示出)安装在托盘21处，或将其可选择地组合进托盘21之中。
图6是示出根据本发明示例性实施例的制冰组件20的水位传感器40的透视图。如图所示，可以如上所述将水位传感器40安装在冰槽211的一侧。水位传感器40包括多个用以检测冰槽中水位的电极。通常，这是通过给电极施加电压并测量在电极之间流经水的电流而实现的。
更具体而言，水位传感器40包括多个电极。此外，输出线41自电极延伸并连接至冰箱控制单元(未示出)。
在这一示例性实施例中，水位传感器40包括三个电极：电极A、中位电极B和低位电极C。当水位传感器40被贴附至托盘21时，电极A可置于比最高期望水位稍低的位置。电极C可置于刚好高过托盘21(即，冰槽211)底部的位置。例如，电极C可以置于与凹槽213的底部相对应的高度。
下面将描述在供水运行期间水位传感器40的运行示例。图7是用于实现根据本发明示例性实施例的水位传感器40的示例电路图。如图所示，水位传感器40的电极A、电极B和电极C根据水位而产生感测信号。所述感测信号随后被传输至控制单元(MICOM)。
在这一示例性实施例中，电极C接地，而电极A和电极B依赖于供水水位而电连接至电极C。同样也如图所示，所述电路包括输出端a和输出端b，其中输出端a产生与电极A相关联的启动信号(on-signal)，输出端b产生与电极B相关联的启动信号。输出端a和输出端b连接至控制单元。在所述电路中提供比较器c，用于比较参考电压Vcc与电压V，其中所述电压V是当电极A和/或电极B依靠水位而连接至电极C时产生的电压。
在上述电路中，随着给托盘21供水，冰槽211中的水位会上升。如果水位低于电极C或介于电极B和电极C之间，因为电极C接地，所以输出端a和输出端b都不会产生输出信号。在此情形下，电极A和电极B两者都与电极C形成开路。从而导致在相应的比较器c处的低电压输出。这也进而防止了相应的输出端a和/或输出端b产生启动信号。
如果冰槽211的水位上升的高度足以将电极B电连接至电极C，则相应的输出端b产生启动信号。也就是说，如果电极B和电极C依靠水而彼此电连接，则输出端b的电压随着电流流过晶体管而急剧下降，这样就产生了启动信号。控制单元检测到此启动信号，并确定水位已经至少达到电极B的高度。
如果冰槽211的水位上升的高度足以将电极A电连接至电极C，则相应的输出端a同样也产生启动信号。控制单元就能自输出端a检测到该启动信号，并确定水位已经至少达到电极A的高度。
图8是沿图5的I-I’线的剖视图。更具体而言，图8示出根据本发明示例性实施例的制冰组件20的托盘21的供水水位相对于电极A、电极B和电极C的升高。图9是示出当水位达到足以将电极B电连接至电极C的高度时，在输出端b上所得到的电压变化的曲线图。
进一步参阅图8和图9，当向托盘21的冰槽211供水的水位上升到电极B的高度之前，所述电路的电压(即，与输出端b相关的输出电压)基本保持在恒定电位Vcc。然而，当水位上升到电极B的高度时，所述电路(即，在输出端b上)的电压从Vcc下降至V，其中V是实质上的低电压电位。控制单元检测到该压降(即，Vcc-V)，并利用这一点来确定在托盘21中的水位已经达到至少与电极B一样高的高度了。
相反，当冰槽211没有充水时，在电极B和电极C之间没有电连接，在电极A和电极C之间也没有电连接。相应的比较器c输出低电压，相应的输出端被偏置为关闭(OFF)，而在所述输出端处得到的电压是电源电压V。
然而，当给冰槽211供水至电极B的高度时，由于供水的缘故，就在电极B和电极C之间形成相对低的电阻。因为水的电阻低于空气的电阻，所以电路的电压(即，输出端b上的电压)随着电流自与该输出端b相关联的晶体管的源极流至漏极而下降。控制单元检测到该压降，并以此来确定水位已经至少达到电极B。
如果水位进一步上升至电极A的高度，如图9所示，在输出端a观测到同样的电压变化(即，Vcc-V)。也就是说，如果水位达到电极A的高度，在输出端a处会出现压降。控制单元检测到在输出端a处的压降，并以此来确定水位已经至少达到电极A的高度。
这样，当水位达到电极B的高度时，在输出端b处检测到压降，而当水位上升到电极A的高度时，在输出端a处检测到压降。
因为有了上述结构，供给托盘21的供水量就能精确测定，而这样就能防止水的溢出、溢出水的冻结、以及水自冰箱逸出。
更进一步，当供水阀打开之后，如果在预定的时间内没有检测到期望的水位，则控制单元就能确定出现了供水异常(error)并暂停水的冻结运行。因此，就能避免不必要的加热器运行和不必要的冷却空气供应。
尽管对实施例的描述中结合了其中多个示例性实施例，但可以理解的是本领域技术人员完全可以推导出众多其它变化和实施例，并落入本公开内容的原理的精神和范围之内。尤其是，可以在该公开、附图和所附权利要求的范围内对主体组合设置中的组件和/或排列进行多种变化和改进。除组件和/或排列的变化和改进之外，其他选择性使用对于本领域技术人员而言也是显而易见的。