CN106662387A - 排空制冰机的集水槽以防止有害生物材料的生长 - Google Patents

Abstract

一种制冰机具有制冷系统、供水系统以及控制系统。所述制冷系统包括结冰装置。所述供水系统向所述结冰装置供应水，并且包括用于保持待形成冰的水的贮水器(例如，集水槽或浮箱)以及与所述贮水器流体连通的排放阀。所述控制系统包括适于感测储冰箱中的冰位的冰位传感器以及适于在所述储冰箱已满时致使水从所述贮水器中排空的控制器。留存在所述贮水器中的全部或基本上全部的水被排空，以使得当制冰机不再制冰时，所述贮水器中的水被清空。这减少或防止了所述贮水器中有害的细菌、寄生虫、微生物和/或其他生物材料的生长。

Description

排空制冰机的集水槽以防止有害生物材料的生长

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年8月22日提交的标题为“Draining the Sump of an Ice Makerto Prevent Growth of Harmful Biological Material”的美国临时申请号62/040,456的优先权，所述申请的内容以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及自动制冰机器，并且更具体地，涉及包括多个系统和采用多种方法的制冰机器，所述系统和方法允许当制冰机器的储冰箱变满时从制冰机器的贮水器(例如，集水槽或浮箱)中清空液态水。

背景技术

产生方块状、片状或块状(即压缩的片状)冰的制冰机器或制冰机是众所周知的并且被广泛使用。此类机器已经获得了广泛认可并且对于商业设施是尤其合乎期望的，所述商业设施诸如餐厅、酒吧、酒店、医疗机构以及对新鲜冰具有大量且持续需求的各种饮料零售商。

制冰机通常安装在储冰箱的顶部上。由制冰机产生的冰储存在储冰箱中直至冰被移出以供使用。当储冰箱已满时，典型的制冰机停止生产冰。因此，将典型制冰机的制冷系统关闭并且任何留存在制冰机的贮水器(例如，集水槽或浮箱)中的水可开始变热。如果储冰箱在一段较长的时间内保持满箱状态，以使得制冰机保持关闭状态持续一段较长的时间，那么有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料可开始在制冰机的集水槽中生长。

发明内容

因此，简单地说，本发明的一个实施方案涉及一种包括制冷系统的制冰机，所述制冷系统包括压缩机和结冰装置。制冰机还包括用于向结冰装置供应水的供水系统，所述供水系统包括适于保持待形成冰的水的贮水器(例如，集水槽或浮箱)以及与贮水器流体连通的排放阀。此外，制冰机具有控制系统，所述控制系统包括：适于感测储冰箱是否已满的冰位传感器；以及适于基于来自冰位传感器的储冰箱已满的指示致使水从制冰机中排空的控制器。当储冰箱已满时，控制器可致使排放阀打开以将留存在贮水器中的水全部或基本上全部从贮水器中排空。这减少和/或防止了制冰机中有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料的生长。

本发明的另一个实施方案是一种控制制冰机的方法。制冰机包括制冷系统，所述制冷系统包括压缩机和结冰装置。制冰机还包括用于向结冰装置供应水的供水系统，其中所述供水系统包括适于保持待形成冰的水的贮水器和排放阀。此外，制冰机包括控制系统，所述控制系统包括：适于感测储冰箱是否已满的冰位传感器；以及适于控制制冷系统和供水系统的操作的控制器。所述方法包括以下步骤：(i)通过控制器接收来自冰位传感器的储冰箱已充满冰的指示；(ii)通过控制器致使压缩机关闭；以及(iii)通过控制器致使排放阀打开以将水从贮水器中排空。

本发明的又一个实施方案是一种控制制冰机的方法。制冰机包括制冷系统，所述制冷系统包括压缩机和结冰装置。制冰机还包括用于向结冰装置供应水的供水系统，其中所述供水系统包括适于保持待形成冰的水的贮水器和排放阀。此外，制冰机包括控制系统，所述控制系统包括：适于感测储冰箱是否已满的冰位传感器；适于感测贮水器中的水位的水位传感器；以及适于控制制冷系统和供水系统的操作的控制器。所述方法包括以下步骤：(i)通过控制器接收来自冰位传感器的储冰箱已充满冰的指示；(ii)通过控制器致使排放阀打开以将水从贮水器中排空；(iii)通过控制器接收来自水位传感器的贮水器已清空的指示；以及(iv)在通过控制器接收到来自水位传感器的贮水器被清空的指示之后，通过控制器致使排放阀闭合。

附图说明

通过以下详细描述、所附权利要求书以及附图，本发明的这些和其他特征、方面以及优点将变得更完全显而易见，其中附图示出了根据本发明的示例性实施方案的特征，并且在附图中：

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；

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；

图3是根据本发明的一个实施方案的水位测量系统的截面图；

图4是根据本发明的实施方案的处于机柜内的制冰机的右透视图，其中机柜位于储冰箱组件上；

图4A是根据本发明的实施方案的处于机柜内的制冰机的右截面图，其中机柜位于储冰箱组件上；

图5是描述根据本发明的第一实施方案的制冰机的操作的流程图；

图6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；

图7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；

图8是用于控制根据本发明的第二实施方案的制冰机的各种部件的操作的控制器的示意图；并且

图9是描述根据本发明的第二实施方案的制冰机的操作的流程图。

贯穿附图的若干视图，相同的参考数字指示对应的部分。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施方案之前，应理解的是，本发明的应用并不限于在以下描述中阐述或在以下附图中示出的部件的构造细节和布置细节。本发明有其他实施方案的可能性并且能够以不同方式实施或进行。而且，应理解的是，本文使用的措辞和术语是出于描述目的并且不应认为具有限制性。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”以及其变化形式意指涵盖下文所列出的项目及其等效物以及另外的项目。本说明书和权利要求书中使用的表示测量值等的所有数值应理解为在所有情况下都由术语“约”来修饰。还应指出的是，本文中对前部与后部，右侧与左侧，顶部与底部以及上部与下部的任何参考都是为了便于描述，而不是将本文所公开的发明或其部件限制于任何一个位置或空间定向。

典型的制冰机具有用于保持一定量的水的内部贮器，所述水的一些或全部由制冰机冻结成冰。在形成方块冰的制冰机中，用于制冰的水在制冰期间循环穿过贮水器(也被称为集水槽或水槽)并越过冷却的冻结板。因此，循环水的温度被降低至约32°F。当制冰机关闭时，任何留存在集水槽中的水不再进行循环或制冷。因此，集水槽中水的温度上升并且水将变得停滞不动。在形成片状冰或块状冰的制冰机中，贮水器(也被称为浮箱)填充有不断流入的水并且未进行制冷。在制冰期间，有稳定的水流被供应至制冰机，所述水流在制冰室中形成冰。当制冰机关闭时，任何留存在浮箱和制冰室中的水不再进行制冷。因此，浮箱和制冰室中水的温度上升并且水变得停滞不动。方块状冰制造机和片状/块状冰制造机两者通常将所产生的冰排放到储冰箱中。当此类制冰机的储冰箱已满时，制冷系统关闭，因此制冰机中的水的制冷和冻结停止。任何留存在制冰机中的水可因此升温至制冰机所处的周围空气温度。

基于从储冰箱中移出冰的频率，液态水可在典型制冰机中留存延长的一段时间。因此，留存在典型制冰机中的温的滞水可促进有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料的生长。当典型制冰机的储冰箱中的冰位下降时，重新开启制冷系统并且重新开始制冰。随后使用留存在制冰机中的水以及所供应的新鲜的水来产生冰。因此，可能产生包括有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料的冰。也就是说，此类材料被封装在冰中，从而对冰造成污染。此类受污染的冰(如果被消耗掉)可对人类和其他动物的健康造成危害。

一种特定的有害细菌是已知在温水中生长的军团菌属。当制冰机正在制冰时，制冰机中的水通常是冷的并且再循环穿过制冰机，并且军团菌属将不大可能在此类条件下生长。然而，当制冰机由于储冰箱已充满冰而关闭时，留存在制冰机中的水变热并且变得停滞不动。此类条件非常适合于军团菌属的生长。

制出受污染的冰在医院、疗养院以及其他医疗机构中可能是一个特殊的问题，在这些场所中，冰通常由免疫系统减弱或受损的患者消耗掉。此类人员消耗受污染的冰可为有危害的和/或致命的。

因此，当储冰箱变满时，本文所述的制冰机的实施方案排空全部或基本上全部留存在制冰机中的水。通过排空全部或基本上全部的水，当制冰机的制冷系统关闭时，极少或没有水可变热。这大大地减少或消除了当制冰机不产生冰时有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料在集水槽中生长的可能性。

方块状冰制造机

图1示出了具有制冷系统12和供水系统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可包括压缩机15、排热热交换器17、用于降低制冷剂的温度和压力的制冷剂膨胀装置19、结冰装置20以及热气阀24。如图所示，应理解，排热热交换器17可为用于对从压缩机15排出的经压缩的制冷剂蒸汽进行冷凝的冷凝器16。然而，在其他实施方案中，例如，在利用二氧化碳制冷剂的制冷系统中，其中排出的热是跨临界的，排热热交换器17能够在不使制冷剂冷凝的情况下从制冷剂中排出热。结冰装置20可包括蒸发器21和热耦合至蒸发器21的冻结板22。如本领域中已知的，蒸发器21被构造成蛇形管(未示出)。在某些实施方案中，冻结板22在其表面上可包含大量的凹穴(通常呈网格单元的形式)，在表面上流过的水可聚集在所述凹穴中。热气阀24可用来将温的制冷剂从压缩机15直接引导至蒸发器21，以便当冰已达到期望的厚度时从冻结板22移出或收获冰块。

制冷剂膨胀装置19可包括但不限于：毛细管、恒温膨胀阀或电子膨胀阀。在某些实施方案中，其中制冷剂膨胀装置19是恒温膨胀阀或电子膨胀阀，制冰机10还可包括放置在蒸发器21的出口处以控制制冷剂膨胀装置19的温度传感器26。在其他实施方案中，其中制冷剂膨胀装置19是电子膨胀阀，如本领域中已知的，制冰机10还可包括放置在蒸发器21的出口处以控制制冷剂膨胀装置19的压力传感器(未示出)。在利用气态冷却介质(例如，空气)向冷凝器提供冷却的某些实施方案中，冷凝器风扇18可被定位来吹送气态冷却介质穿过冷凝器16。如本文中其他地方更充分地描述的，一种形式的制冷剂通过制冷剂管路28a、28b、28c、28d循环穿过这些部件。

制冰机10的供水系统14包括水泵62、供水管路63、布水器66(例如，歧管、盘、管等)以及位于冻结板22下方适于保持水的贮水器或集水槽70。在制冰机10的操作期间，当水由水泵62从集水槽70中抽出、穿过供水管路63并且离开布水器66时，水撞击在冻结板22上，流过冻结板22的凹穴并且冻结成冰。集水槽70可定位在冻结板22下方以捕获从冻结板22落下的水，从而使得水可通过水泵62进行再循环。布水器66可为在Broadbent的2014年1月29日提交的共同未决的美国专利申请公开号2014/0208792中描述的布水器，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。

制冰机10的供水系统14还包括用于利用来自供水源(未示出)的水填充集水槽70的供水管路50以及设置在其上的进水阀52，其中所供应的水的一些或全部可冻结成冰。制冰机10的供水系统14还包括排放管路54以及设置在其上的排放阀56(例如，放水阀、排水阀)。可通过排放管路54和排放阀56来排放在已经形成冰之后留存在集水槽70中的水和/或任何污染物。在各种实施方案中，排放管路54可与供水管路63流体连通。因此，当水泵62正在运行时，可通过打开排放阀56将集水槽70中的水从集水槽70排出。如本文其他地方更充分地描述的，当打开排放阀56并开启水泵62时，可以在储冰箱已满时将集水槽70中的水全部或基本上全部从制冰机10中移出。

现在参照图2，制冰机10还可包括控制器80。控制器80可远离结冰装置20和集水槽70定位。控制器80可包括用于控制制冰机10、包括制冷系统12和供水系统14的各种部件的操作的处理器82。控制器80的处理器82可包括非暂时性处理器可读介质，其存储表示用于致使处理器82执行程序的指令的代码。处理器82可为例如可商购获得的微处理器、专用集成电路(ASIC)或ASIC的组合，它们被设计来实现一个或多个特定的功能，或者启用一个或多个特定的装置或应用程序。在另一个实施方案中，控制器80可为模拟或数字电路或者多个电路的组合。控制器80还可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可将数据存储在所述一个或多个存储器部件中或从其中检索数据。

在各种实施方案中，控制器80还可包括用于与制冰机10的各种部件通信和/或控制制冰机10的各种部件的输入/输出(I/O)部件(未示出)。在某些实施方案中，例如控制器80可从以下装置接收输入，例如像一个或多个指示、信号、消息、命令、数据和/或任何其他信息：贮水器水位传感器84或系统(参见图3)、用于确定何时收获冰的收获传感器(未示出)、电源(未示出)、冰位传感器74(参见图4A)和/或多种传感器和/或开关(包括但不限于压力变换器、温度传感器、声传感器等)。在各种实施方案中，例如基于这些输入，控制器80可能够例如通过向压缩机15、冷凝器风扇18、制冷剂膨胀装置19、热气阀24、进水阀52、排放阀56和/或水泵62发送一个或多个指示、信号、消息、命令、数据和/或任何其他信息来控制此类部件。

参照图3详细描述了包括远程气压传感器的水位测量系统的实施方案。然而，应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，在制冰机10中可使用任何类型的水位测量系统或传感器，包括但不限于浮子传感器、声传感器或电连续性传感器。图3所示的水位测量系统包括设置在集水槽70中的空气接头90、与空气接头90流体连通的气动管86以及控制器80。控制器80还可包括或联接至气压传感器84，所述气压传感器84可用来检测集水槽70的底部72附近的水压，其中集水槽70的底部72附近的水压可与集水槽70中的水位相关。使用来自气压传感器84的输出，处理器82可确定集水槽70中的水位。因此，控制器80可确定集水槽的清空水平。在制冰机10的正常制冰期间，气压传感器84还允许处理器82确定启动冰收获周期的适当时间，控制填充与清除功能，并检测制冰机10的供水系统的部件的任何故障模式。

在某些实施方案中，气压传感器84可包括具有单片硅压力传感器的压阻变换器。所述变换器可利用模数转换(A/D)输入向控制器80提供模拟信号。气压传感器84可使用应变仪来提供与集水槽70内的水所施加的压力成比例的输出信号。在某些实施方案中，气压传感器84可为低成本、高可靠性的气压变换器，诸如来自德克萨斯州奥斯丁市(Austin,Texas)Freescale Semiconductor公司的零件号MPXV5004。在其他实施方案中，控制器80还可包括或联接至除气压传感器84之外或代替气压传感器84的用于测量集水槽70中的水位的任何可商购获得的装置。

继续参照图3，气压传感器84可通过具有近端86a和远端86b的气动管86连接至集水槽70。气动管86的近端86a连接至气压传感器84，并且气动管86的远端86b连接至空气接头90并与其流体连通。空气接头90可定位在集水槽70中并且包括全部与集水槽70的底部72附近的水流体连通的基座部分90a、第一部分90b、第二部分90c以及顶部部分90d。空气接头90的基座部分90a、第一部分90b、第二部分90c以及顶部部分90d限定了可将空气捕获在其中的腔室92。一个或多个开口98围绕基座部分90a的周边，从而允许集水槽70的底部72附近的水与空气接头90的腔室92中的空气流体连通。当集水槽70中的水位上升时，集水槽70的底部72附近的水压通过空气接头90的一个或多个开口98被传递至腔室92中的空气。腔室92内的气压增加并且这种压力增加通过穿过气动管86的空气被传递至气压传感器84。控制器80可因此确定集水槽70中的水位。此外，当集水槽70中的水位下降时，腔室92中的压力也减小。这种压力减小通过穿过气动管86的空气被传递至气压传感器84。控制器80可因此确定集水槽中的水位。

空气接头90的基座部分90a可为基本上圆形的并且可具有较大的直径，这可有助于减少或消除腔室92内的水的毛细管作用。第一部分90b在形状上可为基本上锥形的，并且因此从基座部分90a的较大直径过渡到第二部分90c的较小直径。第二部分90c可从第一部90b到顶部部分90d逐渐变细。连接器94可设置在顶部部分90d附近，气动管86的远端86b连接至所述连接器94。连接器94可为本领域中已知的任何类型的气动管连接器，包括但不限于倒钩、螺纹接头等。

在许多实施方案中，如图4所示，制冰机10可以在机柜29内部，所述机柜29可安装在储冰箱组件30的顶部上。如本领域技术人员将理解的，机柜29可通过合适的固定且可移动的板关闭以便提供温度完整性和接近隔间的通路。储冰箱组件30包括具有冰孔(未示出)的储冰箱31，由制冰机10产生的冰穿过所述冰孔落下。冰随后被储存在空腔36中直至取出。储冰箱31还包括开口38，所述开口38提供接近空腔36和储存在其中的冰的通路。空腔36、冰孔(未示出)以及开口38由左壁33a、右壁33b、前壁34、后壁35以及底壁(未示出)形成。储冰箱31的壁可利用各种隔热材料制成绝热的，以便延迟储存在储冰箱31中的冰的融化，所述隔热材料包括但不限于玻璃纤维隔热材料或例如由聚苯乙烯或聚氨酯等构成的开孔或闭孔泡沫。门40可打开以提供接近空腔36的通路。

在各种实施方案中，如图4A所示，制冰机10包括用来检测储冰箱31何时已变满的冰位传感器74，如本领域中已知的。因此，冰位传感器74可为用于确定储冰箱31中的冰位的任何类型的传感器或开关，包括但不限于恒温开关、光开关、声开关、用于感测门或翻门的位置的簧片开关、光电控制装置、旋转开关等。在一个实施方案中，例如，门或翻门定位在结冰装置20下方并且当收获冰并且冰从冻结板22掉落时，下落的冰将致使门或翻门从第一位置旋转至第二位置。如果储冰箱31已满，那么储冰箱31中的冰将阻止门或翻门从第二位置旋转回至第一位置。因此，冰位传感器74可包括可分别感测门或翻门的旋转或接近度的传感器，诸如旋转传感器或簧片开关。当冰位传感器74感测到门或翻门保持在第二位置时，控制器80可因此接收指示储冰箱31已满的信号。此外，冰位传感器74可用于感测何时从结冰装置20收获冰。冰位传感器74可位于例如储冰箱31中、机柜29上或本领域中已知用于确定储冰箱31中的冰位的任何位置中。当冰位传感器74确定储冰箱31已满时，控制器80致使制冰机10停止制冰。

已经描述了制冰机10的一个实施方案的各个部件中的每一个，现在可再次参照图1来描述所述部件在各种实施方案中相互作用和进行操作的方式。在制冰机10在制冰周期中的操作期间，压缩机15通过吸入管路28d从蒸发器21接收低压的、基本上为气态的制冷剂，对制冷剂进行加压并且通过排放管路28b将高压的、基本上为气态的制冷剂排放至排热热交换器17(示出为冷凝器16)。在冷凝器16中，热从制冷剂去除，从而致使基本上为气态的制冷剂凝结成基本上为液态的制冷剂。基本上为液态的制冷剂可包括一些气体，从而使得制冷剂为液-气混合物。

在离开冷凝器16之后，高压的、基本上为液态的制冷剂通过液体管路28c被运送至制冷剂膨胀装置19，所述制冷剂膨胀装置19降低基本上为液态的制冷剂的压力以便将其引入至蒸发器21中。当低压膨胀的制冷剂穿过蒸发器21的管路时，制冷剂从包含在蒸发器21内的管吸收热并且在制冷剂从管中穿过时进行蒸发。低压的、基本上为气态的制冷剂通过吸入管路28d从蒸发器21的出口排出，并且被重新引入至压缩机15的入口中。

在本发明的某些实施方案中，在制冰周期开始时，打开进水阀52以将大量的水供应至集水槽70并且开启水泵62。制冰机将大量水的一些或全部冻结成冰。在将期望量的水供应至集水槽70之后，可关闭进水阀。开启压缩机15以开始制冷剂穿过制冷系统12的流动。水泵62通过供水管路63和布水器66使水循环流过冻结板22。然后，由水泵62供应的水在其接触冻结板22时开始冷却，返回至冻结板22下方的集水槽70，并且通过水泵62再循环至冻结板22。一旦水足够冷，流经冻结板22的水就开始形成冰块。在形成使得达到期望的冰块厚度的冰块之后，关闭水泵62并且通过打开热气阀24来启动制冰周期的收获部分。这允许来自压缩机15的温暖的高压气体流动穿过热气旁通管路28a以进入蒸发器21，从而通过以下方式收获冰：对冻结板22进行加温以使所形成的冰融化至一定程度，使得冰可从冻结板22松脱并落入储冰箱31中，冰可暂时地储存在所述储冰箱31中并且稍后从其中取出。然后，关闭热气阀24以结束制冰周期的收获部分，并且随后可重复制冰周期。

这种循环持续进行直至冰位传感器74感测到储冰箱31已充满冰，此时关闭典型制冰机的制冷系统。然而，在制冰机10的各种实施方案中，当储冰箱31中的冰变满时，将留存在集水槽70中的水全部或基本上全部从集水槽70排空。因此，参照图5，示出了操作制冰机10的方法。在步骤500处，冰位传感器74监测或感测储冰箱31中的冰位。当控制器80从冰位传感器74接收到储冰箱31已满的指示或信号时，或控制器80根据来自冰位传感器74的信号或数据确定储冰箱31已满时，在步骤501处，控制器80向制冷系统12发送关闭的指示或信号，并且在步骤502处，控制器80向排放阀56发送致使排放阀56打开或通知其打开的指示或信号。在步骤504处，控制器80向水泵62发送开启的指示或信号。水泵62随后通过打开的排放阀56将水从集水槽70中抽出或排空。在步骤506处，排放阀56和水泵62分别保持打开与开启状态直至集水槽70被清空。在步骤506期间，控制器80可向排放阀56和/或水泵62持续发送保持打开和开启状态的指示或信号，或者排放阀56和/或水泵62可保持打开和开启状态直至控制器80发送闭合或关闭的指示或信号。

当全部或基本上全部的水已从集水槽70中排空时，集水槽70被清空。在某些实施方案中，例如，可计算和/或凭经验估量清空集水槽70所花费的时间量。因此，在步骤506处，排放阀56和水泵62可分别保持打开和开启状态持续一定量的时间，以允许从集水槽70排空全部或基本上全部的水。在各种实施方案中，例如，清空集水槽70的时间段可为约30秒至约5分钟(例如，约30秒、约1分钟、约1.5分钟、约2分钟、约2.5分钟、约3分钟、约3.5分钟、约4分钟、约4.5分钟、约5分钟)。在其他实施方案中，水位传感器84可监测或感测集水槽70中的水位，以使得水位传感器或控制器80可确定集水槽70何时被清空。因此，在此类实施方案中，在步骤506处，排放阀56和水泵62可分别保持打开和开启状态，直至水位传感器84确定或指示集水槽70被清空。

当集水槽70已被清空时，或在一段时间期满之后或在水位传感器后84确定或指示集水槽70已被清空之后，在步骤508处，控制器80向水泵62发送关闭的指示或信号并且向排放阀56发送闭合的指示或信号。在步骤512处，冰位传感器74周期性地或持续地监测储冰箱31中的冰位。当控制器80从冰位传感器74接收到储冰箱31未满的指示或信号时，或者控制器80根据来自冰位传感器74的信号或数据确定储冰箱31未满时，在步骤514处，控制器80向制冷系统12发送开启的指示或信号。在步骤516处，制冰机10随后将重新开始制冰。此方法可随后循环回至步骤500。

虽然已将制冰机10描述为当储冰箱31已满时利用水泵62和排放阀56将水从集水槽70中排空，但是在替代性实施方案中，排放阀位于集水槽70的最底部中。当储冰箱31已满时，控制器80将致使排放阀打开，从而允许在重力作用下将集水槽70中的水全部或基本上全部从集水槽70中排空。在其他实施方案中，制冰机10可包括一个或多个排放阀。例如，一个排放阀可位于集水槽70的最底部中并且第二排放阀可与水泵62流体连通。因此，可通过第一排放阀排出水并通过第二排放阀抽出水。因此，在各种实施方案中，可通过经由一个或多个排放阀抽出和/或排出水来移出集水槽70中全部或基本上全部的水。

在其他实施方案中，例如，排放阀56可为在无动力时保持打开状态的阀。也就是说，当制冷系统12关闭时，排放阀56保持打开状态。因此，在替代性操作方法中，当冰位传感器74感测到储冰箱31已满时，控制器80致使排放阀56打开。随后开始从集水槽70中排空水。控制器80随后致使制冷系统12关闭，并且排放阀56保持打开状态。因此，当制冷系统12关闭时，可将全部或基本上全部的水从集水槽70中排空。因此，在各种实施方案中，在步骤508处，控制器80可向水泵62发送关闭的指示或信号，并且排放阀56可一直被打开或可保持打开状态。也就是说，即使在制冷系统12和水泵62关闭之后，排放阀56仍保持打开状态。排放阀56可一直被打开或可保持打开状态直至在步骤514处重新开启制冷系统，此时控制器80还可向排放阀56发送闭合的指示或信号，因此集水槽70可重新填充新鲜的水。

在另一个实施方案中，例如，排放阀56可为在制冷系统12关闭之后的一段时间内保持打开状态的阀。也就是说，当制冷系统12关闭时，排放阀56保持打开状态持续一段时间，以允许从集水槽70中排空全部或基本上全部的水。因此，在替代性操作方法中，当冰位传感器74感测到储冰箱31已满时，控制器80致使排放阀56打开。随后开始从集水槽70中排空水。控制器80随后致使制冷系统12关闭，并且排放阀56保持打开状态持续一段时间。因此，当制冷系统12关闭时，可将全部或基本上全部的水从集水槽70排空。在一段时间期满之后，控制器80致使排放阀56关闭。

因此，通过在储冰箱31变满时从制冰机10中的集水槽70排空全部或基本上全部的水，当制冰机10的制冷系统12关闭时，集水槽70中留存极少或没有可变热的水。这大大地减少或消除了当制冰机10不产生冰时有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料(包括但不限于军团菌属)生长的可能性。因此，当储冰箱31不再是已满状态并且制冰机10重新开始制冰时，所产生的冰将不包括有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料。

片状或块状冰制造机

图6示出了具有制冷系统112和供水系统114的制冰机110的另一个实施方案的某些主要部件。制冰机110产生片状或块状冰。制冰机110的制冷系统112可包括压缩机115、排热热交换器117、用于降低制冷剂的温度和压力的制冷剂膨胀装置119以及结冰装置120。如图所示，应理解，排热热交换器117可为用于对从压缩机115排出的经压缩的制冷剂蒸汽进行冷凝的冷凝器16。然而，在其他实施方案中，例如，在利用二氧化碳制冷剂的制冷系统中，其中排出的热是跨临界的，排热热交换器117能够在不使制冷剂冷凝的情况下从制冷剂排出热。由制冰机110产生的冰在结冰装置120中制成，本文其他地方更充分地描述了所述结冰装置120的结构和操作。

制冷剂膨胀装置119可包括但不限于：毛细管、恒温膨胀阀或电子膨胀阀。在某些实施方案中，其中制冷剂膨胀装置119是恒温膨胀阀或电子膨胀阀，制冰机110还可包括放置在蒸发器121的出口处以控制制冷剂膨胀装置119的温度感测球126。在其他实施方案中，其中制冷剂膨胀装置119是电子膨胀阀，如本领域中已知的，制冰机110还可包括放置在结冰装置121的出口处以控制制冷剂膨胀装置119的压力传感器(未示出)。在利用气态冷却介质(例如，空气)向冷凝器提供冷却的某些实施方案中，冷凝器风扇118可被定位来吹送气态冷却介质穿过冷凝器116。如本文其他地方更充分地描述的，一种形式的制冷剂通过制冷剂管路128b、128c、128d循环穿过这些部件。

制冰机110的供水系统114包括供水管路163和适于保持水的贮水器或浮箱170。制冰机110的供水系统114还包括用于利用来自供水源(未示出)的水向浮箱170提供水的供水管路150以及设置在其上的进水阀152，其中所供应的水的一些或全部可冻结成冰。浮箱170中的浮阀172(参见图7)控制制冰室122中的水位。制冰机110的供水系统114还包括排放管路154以及设置在其上的排放阀156。可通过排放管路154和排放阀156来排放在已经形成冰之后留存在浮箱170和结冰装置120中的水和/或任何污染物。在各种实施方案中，排放管路154可与供水管路163流体连通。因此，可通过打开排放阀156来将浮箱170和结冰装置120中的水从浮箱170和结冰装置120排空。如本文其他地方更充分地描述的，当排放阀156打开时，可在储冰箱已满时将浮箱170和结冰装置120中的水全部或基本上全部从制冰机110中移出。

现在参照图7，详细描述了结冰装置120。结冰装置120包括由蒸发器(未示出)环绕的基本上为圆柱形的制冰室122，所述蒸发器由围绕制冰室122盘绕的制冷剂管路形成。制冷剂管路与液体管路128c和吸入管路128d流体连通。制冷剂管路从制冰室122的下部部分附近进入结冰装置120，围绕制冰室122向上盘绕，并且从制冰室122的上部部分附近离开结冰装置120。因此，制冷剂管路中的制冷剂随着其在制冰室122中上升而变热。制冰室122和制冷剂管路通过隔热泡沫或隔热外壳120a进行隔热。在某些实施方案中，例如，制冰室122可为黄铜或不锈钢管。

结冰装置120还包括同轴定位在基本上为圆柱形的制冰室122内的螺旋钻121。螺旋钻121的直径略微小于制冰室122的直径。因此，当螺旋钻121通过螺旋钻电机123进行旋转时，螺旋钻121移出形成在制冰室122的内部上的大量的冰。所形成的冰从冰出口127离开制冰室120。螺旋叶片121的旋转方向致使形成在制冰室122的内部上的冰朝着制冰室122的上部部分被向上抬升。通过位于结冰装置120的下部末端附近的供水入口163a将待冻结成冰的水供应至制冰室。供水入口163a、浮箱170以及排放阀156通过供水管路163流体连通。

现在参照图8，制冰机110还可包括控制器180。控制器180可远离结冰装置120和浮箱170定位。控制器180可包括用于控制制冰机110、包括制冷系统112和供水系统114的各种部件的操作的处理器182。控制器180的处理器182可包括非暂时性处理器可读介质，其存储表示用于致使处理器182执行程序的指令的代码。处理器182可为例如可商购获得的微处理器、专用集成电路(ASIC)或ASIC的组合，它们被设计来实现一个或多个特定的功能，或者启用一个或多个特定的装置或应用程序。在另一个实施方案中，控制器180可为模拟或数字电路或者多个电路的组合。控制器180还可包括用于以可由控制器180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180可将数据存储在所述一个或多个存储器部件中或从其中检索数据。

在各种实施方案中，控制器180还可包括用于与制冰机110的各种部件通信和/或控制制冰机110的各种部件的输入/输出(I/O)部件(未示出)。在某些实施方案中，例如，控制器180可从电源(未示出)、冰位传感器74和/或多种传感器和/或开关(包括但不限于压力变换器、温度传感器、声传感器等)接收输入。在其他实施方案中，例如，控制器180可从任选的贮水器水位传感器84或系统(参见图3)接收输入。在各种实施方案中，例如基于这些输入，控制器180可能够通过向压缩机115、冷凝器风扇118、制冷剂膨胀装置119、进水阀152和/或排放阀156发送例如一个或多个指示、信号、消息、命令、数据和/或任何其他信息来控制此类部件。

再次参照图4，在许多实施方案中，制冰机110可以类似于如本文所述的制冰机10的方式位于机柜29的内部，所述机柜29可安装在储冰箱组件30的顶部上。如本领域技术人员将理解的，机柜29可通过合适的固定且可移动的板关闭以便提供温度完整性和接近隔间的通路。储冰箱组件30包括具有冰孔(未示出)的储冰箱31，由制冰机10产生的冰穿过所述冰孔落下。冰随后被储存在空腔36中直至取出。储冰箱31还包括开口38，所述开口38提供接近空腔36和储存在其中的冰的通路。空腔36、冰孔(未示出)以及开口38由左壁33a、右壁33b、前壁34、后壁35以及底壁(未示出)形成。储冰箱31的壁可利用各种隔热材料制成绝热的，以便延迟储存在储冰箱31中的冰的融化，所述隔热材料包括但不限于玻璃纤维隔热材料或例如由聚苯乙烯或聚氨酯等构成的开孔或闭孔泡沫。门40可打开以提供接近空腔36的通路。

在各种实施方案中，如图4A所示，制冰机110包括用来检测储冰箱31何时已变满的冰位传感器74，如本领域中已知的。因此，冰位传感器74可为用于确定储冰箱31中的冰位的任何类型和/或构造的传感器或开关，包括但不限于恒温开关、光开关、声开关、用于感测门或翻门的位置的簧片开关、光电控制装置、旋转开关等。冰位传感器74可位于例如储冰箱31中、机柜29上或本领域中已知用于确定储冰箱31中的冰位的任何位置中。当冰位传感器74确定储冰箱31已满时，控制器致使制冰机110停止制冰。

应理解，制冰机110的许多部件可与制冰机10的许多部件基本上类似或相同。因此，应理解，制冰机110的各种部件在构造和/或操作上可与如上所述的制冰机10的对应部件类似。在不脱离本发明的范围的情况下，制冰机110和制冰机10可具有本文未描述的其他常规部件。

已经描述了制冰机110的一个实施方案的各个部件中的每一个，现在可再次参照图6和图7来描述所述部件在各种实施方案中相互作用和进行操作的方式。在制冰机110在制冰周期中的操作期间，压缩机115通过吸入管路128d从结冰装置120接收低压的、基本上为气态的制冷剂，对制冷剂进行加压并且通过排放管路128b将高压的、基本上为气态的制冷剂排放至冷凝器116。在冷凝器116中，热从制冷剂去除，从而致使基本上为气态的制冷剂凝结成基本上为液态的制冷剂。基本上为液态的制冷剂可包括一些气体，从而使得制冷剂为液-气混合物。

在离开冷凝器116之后，高压的、基本上为液态的制冷剂通过液体管路128c被运送至制冷剂膨胀装置119，所述制冷剂膨胀装置119降低基本上为液态的制冷剂的压力以便将其引入至结冰装置120中。当低压膨胀的制冷剂穿过结冰装置120中蒸发器(未示出)的管时，制冷剂从结冰装置120中吸收热并且在制冷剂从管中穿过时进行蒸发。这冷却了结冰装置120的制冰室122。低压的、基本上为气态的制冷剂通过吸入管路128d从结冰装置120的出口排出，并且被重新引入至压缩机115的入口中。

在本发明的某些实施方案中，在制冰期间，打开进水阀152以将水供应至浮箱170。供应至浮箱170的水流动穿过供水管路163并进入结冰装置120的制冰室122。所供应的水通常在重力流的作用下从浮箱170行进到制冰室122中。制冰室122中的水位通常与浮箱170中水的高度相等。优选地，制冰室122中的水位由浮箱170中的浮阀172来控制。当冷的制冷剂穿过结冰装置120的蒸发器(未示出)时，制冰室122中的水在制冰室122内冻结。螺旋钻121持续旋转以刮除形成在制冰室122的内壁上的冰层并将所形成的冰向上运送。所形成的冰通过出口127离开结冰装置120，其中所形成的冰随后可存放到储冰箱31中。应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，制冰机110可包括本领域中已知的用于形成片状或块状冰的其他元件。例如，制冰机110的实施方案还可包括定位在螺旋叶片121的顶部附近的结块装置(未示出)，所述结块装置将所形成的冰压实并通过小的通道挤出，从而将所形成的冰压实并减少其中的含水量。当压实的冰离开结冰装置120时，在拐角周围对所述冰施力以使得其碎成更小的冰片(块)。

制冰机110可继续制冰直至冰位传感器74感测到储冰箱31已充满冰，此时关闭典型制冰机的制冷系统。然而，在制冰机110的各种实施方案中，当储冰箱31中的冰变满时，将留存在浮箱170和制冰室122中的水全部或基本上全部从浮箱170和制冰室122排空。因此，参照图9，示出了操作制冰机110的方法。在步骤900处，冰位传感器74监测或感测储冰箱31中的冰位。当控制器180从冰位传感器74接收到储冰箱31已满的指示或信号时，或控制器180根据来自冰位传感器74的信号或数据确定储冰箱31已满时，在步骤910处，控制器180向制冷系统12发送关闭的指示或信号，并且在步骤902处，控制器180向进水阀152发送致使进水阀152打开或通知其打开的指示或信号。此外，在步骤904处，控制器180向排放阀156发送致使排放阀156打开或通知其打开的指示或信号。随后开始从浮箱170和制冰室122中排空水。在步骤906处，排放阀156保持打开状态直至浮箱170和制冰室122被清空。在步骤906期间，控制器80可向排放阀156持续发送保持打开状态的指示或信号，或者排放阀156可保持打开状态直至控制器80发送闭合或关闭的指示或信号。当全部或基本上全部的水已从浮箱170和制冰室122中排空时，浮箱170和制冰室122被清空。

在某些实施方案中，例如，可计算和/或凭经验估量清空浮箱170和制冰室122所花费的时间量。因此，在步骤906处，排放阀156可保持打开状态持续一定量的时间，以允许从浮箱170和制冰室122中排空全部或基本上全部的水。在各种实施方案中，例如，清空浮箱170和制冰室122的时间段可为约30秒至约5分钟(例如，约30秒、约1分钟、约1.5分钟、约2分钟、约2.5分钟、约3分钟、约3.5分钟、约4分钟、约4.5分钟、约5分钟)。在其他实施方案中，任选的水位传感器84(参见图3)可监测或感测浮箱170中的水位，以使得水位传感器84或控制器80可确定浮箱170和制冰室122何时被清空。因此，在此类实施方案中，在步骤906处，排放阀156可保持打开状态直至水位传感器84确定或指示浮箱170和制冰室122被清空。

当浮箱170和制冰室122已被清空时，或在一段时间期满之后或在水位传感器后84确定或指示浮箱170和制冰室122已被清空之后，在步骤908处，控制器180向排放阀156发送闭合的指示或信号。在步骤912处，冰位传感器174周期性地或持续地监测储冰箱31中的冰位。当控制器80从冰位传感器74接收到储冰箱31未满的指示或信号时，或控制器80根据来自冰位传感器74的信号或数据确定储冰箱31未满时，在步骤914处，控制器180向制冷系统12发送开启的指示或信号，并且在步骤915处，控制器180向进水阀152发送打开的指示或信号以便再次填充浮箱170和制冰室122。在步骤916处，制冰机110随后将重新开始制冰。此方法可随后循环回至步骤900。

在其他实施方案中，例如，排放阀156可为在无动力时保持打开状态的阀。也就是说，当制冷系统112关闭时，排放阀156保持打开状态。因此，在替代性操作方法中，当冰位传感器174感测到储冰箱31已满时，控制器180致使进水阀152闭合并且致使排放阀156打开。随后开始从浮箱170和制冰室122中排空水。控制器180随后致使制冷系统112关闭，并且排放阀156保持打开状态。因此，当制冷系统112关闭时，可将全部或基本上全部的水从浮箱170和制冰室122中排空。因此，在各种实施方案中，在步骤908处，排放阀56可一直被打开或可保持打开状态。也就是说，即使在制冷系统112关闭之后，排放阀156仍保持打开状态。排放阀156可一直被打开或可保持打开状态直至在步骤914处重新开启制冷系统，此时控制器180还可向排放阀156发送闭合的指示或信号，因此浮箱170可重新填充新鲜的水。

在另一个实施方案中，例如，排放阀156可为在制冷系统112关闭之后的一段时间内保持打开状态的阀。也就是说，当制冷系统112关闭时，排放阀156保持打开状态持续一段时间，以允许从浮箱170和制冰室122中排空全部或基本上全部的水。因此，在替代性操作方法中，当冰位传感器174感测到储冰箱31已满时，控制器180致使进水阀152闭合并且致使排放阀156打开。随后开始从浮箱170和制冰室122中排空水。控制器180随后致使制冷系统112关闭，并且排放阀156保持打开状态持续一段时间。因此，当制冷系统112关闭时，可将全部或基本上全部的水从浮箱170和制冰室122中排空。在一段时间期满之后，控制器180致使排放阀156关闭。

因此，通过在储冰箱31变满时从制冰机110中的浮箱170和制冰室122中排空全部或基本上全部的水，当制冰机110的制冷系统112关闭时，浮箱170或制冰室122中留存极少或没有可变热的水。这大大地减少或消除了当制冰机110不产生冰时有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料(包括但不限于军团菌属)生长的可能性。因此，当储冰箱31不再是已满状态并且制冰机110重新开始制冰时，所产生的冰将不包括有害的细菌、寄生虫、生物体和/或其他生物材料。

尽管在本文中以一种顺序描述各个步骤，但是应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以任何顺序和/或在不具有全部所述步骤的情况下实施所述方法的其他实施方案。

因此，已经示出和描述了制冰机的新颖方法和设备，其中当集冰箱已满时，排空留存在供水系统中全部或基本上全部的水。然而，对于熟悉本领域的人员来说将显而易见的是，针对本发明主题的装置和方法的许多变化、改变、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此类变化、改变、修改以及其他用途和应用都被视为由本发明所涵盖，本发明仅受所附权利要求书限制。

Claims (20)

1.一种用于形成冰的制冰机，所述制冰机包括：

(i)制冷系统，所述制冷系统包括压缩机和结冰装置；

(ii)供水系统，所述供水系统用于向所述结冰装置供应水，所述供水系统包括适于保持待形成冰的水的贮水器和与所述贮水器流体连通的排放阀；以及

(iii)控制系统，所述控制系统包括适于感测储冰箱是否已充满冰的冰位传感器、以及适于基于来自所述冰位传感器的所述储冰箱已充满冰的指示致使所述排放阀打开以允许从所述贮水器中排空水的控制器。

2.如权利要求1所述的制冰机，其中所述结冰装置包括：

制冰室；以及

螺旋钻，所述螺旋钻位于所述制冰室内用于去除形成在所述制冰室中的冰。

3.如权利要求2所述的制冰机，其中基于来自所述冰位传感器的所述储冰箱已充满冰的指示打开所述排放阀还适于允许从所述制冰室中排空水。

4.如权利要求1所述的制冰机，其中所述结冰装置包括蒸发器和热耦合至所述蒸发器的冻结板，并且其中所述供水系统还包括水泵，其中所述贮水器、所述排放阀以及所述水泵处于流体连通。

5.如权利要求4所述的制冰机，其中所述控制器还适于致使所述水泵通过所述排放阀将水从所述贮水器中抽出。

6.一种控制制冰机的方法，所述制冰机包括：(i)制冷系统，所述制冷系统包括压缩机和结冰装置；(ii)供水系统，所述供水系统用于向所述结冰装置供应水，所述供水系统包括适于保持待形成冰的水的贮水器和与所述贮水器流体连通的排放阀；以及(iii)控制系统，所述控制系统包括适于感测储冰箱是否已充满冰的冰位传感器以及适于控制所述制冷系统和所述供水系统的操作的控制器，所述方法包括：

通过所述控制器从所述冰位传感器接收所述储冰箱已充满冰的指示；

通过所述控制器致使所述压缩机关闭；以及

通过所述控制器致使所述排放阀打开以从所述贮水器中排空水。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述制冷系统还包括排热热交换器，并且其中所述压缩机、所述排热热交换器以及所述结冰装置通过一个或多个制冷剂管路流体连通。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述供水系统还包括水泵，其中所述贮水器、所述排放阀以及所述水泵处于流体连通。

9.如权利要求8所述的方法，其还包括：

通过所述控制器致使所述水泵开启以便通过所述排放阀从所述贮水器中抽出水。

10.如权利要求6所述的方法，其还包括当所述贮水器被清空时，通过所述控制器致使所述排放阀闭合。

11.如权利要求6所述的方法，其中所述控制系统还包括适于感测所述贮水器中的水位的水位传感器，其中所述方法还包括：

通过所述控制器从所述水位传感器接收所述贮水器被清空的指示；以及

在通过所述控制器从所述水位传感器接收到所述贮水器被清空的所述指示之后，通过所述控制器致使所述排放阀闭合。

12.如权利要求6所述的方法，其还包括通过所述控制器使所述排放阀保持打开状态持续一段时间以清空所述贮水器。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述时间段为约30秒至约5分钟。

14.如权利要求6所述的方法，其还包括以下步骤：

通过所述控制器从所述冰位传感器接收所述储冰箱未充满冰的指示；以及

通过所述控制器致使所述压缩机开启。

15.如权利要求6所述的方法，其中所述结冰装置包括制冰室，并且其中所述打开所述排放阀的步骤致使水从所述制冰室中排空。

16.一种控制制冰机的方法，所述制冰机包括：(i)制冷系统，所述制冷系统包括压缩机和结冰装置；(ii)供水系统，所述供水系统用于向所述结冰装置供应水，所述供水系统包括适于保持待形成冰的水的贮水器和与所述贮水器流体连通的排放阀；以及(iii)控制系统，所述控制系统包括适于感测储冰箱是否已充满冰的冰位传感器、适于感测所述贮水器中的水位的水位传感器以及适于控制所述制冷系统和所述供水系统的操作的控制器，所述方法包括：

通过所述控制器从所述冰位传感器接收所述储冰箱已充满冰的指示；

通过所述控制器致使所述排放阀打开以从所述贮水器中排空水；

通过所述控制器从所述水位传感器接收所述贮水器被清空的指示；以及

在通过所述控制器从所述水位传感器接收到所述贮水器被清空的所述指示之后，通过所述控制器致使所述排放阀闭合。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述供水系统还包括水泵，其中所述排放阀和所述水泵处于流体连通。

18.如权利要求17所述的方法，其还包括：

通过所述控制器致使所述水泵开启以便通过所述排放阀从所述贮水器中抽出水。

19.如权利要求16所述的方法，其还包括以下步骤：

在通过所述控制器从所述冰位传感器接收到所述储冰箱已满的所述指示之后，通过所述控制器致使所述压缩机关闭。

20.如权利要求16所述的方法，其还包括以下步骤：

通过所述控制器从所述冰位传感器接收所述储冰箱未充满冰的指示；以及

通过所述控制器致使所述压缩机开启以重新开始所述制冰。