JP2006336931A - Auger type ice machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、オーガ式製氷機に係り、とくに、圧縮機の制御に関するものである。 The present invention relates to an auger type ice making machine, and more particularly to control of a compressor.
一般に、オーガ式製氷機は、内部の製氷水を冷却して氷にする、製氷用のシリンダを備える。このシリンダの外周面には、パイプ状である冷却用のエバポレータが巻き付けられ、シリンダの内部には、シリンダの長手軸線に同軸的かつ回転可能にオーガが設けられる。エバポレータは圧縮機とともに冷凍回路に含まれる。
このオーガの外周面には、螺旋刃が設けられる。シリンダ内に供給される製氷水は、エバポレータによって冷却され、シリンダ内周面に着氷する。シリンダ内周面で成長した氷は、ギャードモータにより回転するオーガの螺旋刃で削り取られて剥離し、ねじ送り作用によりシリンダの上方に掻き上げられる。掻き上げられた氷結片はシリンダ上方に設けられた圧縮通路で圧縮され、固定刃で裁断されてチップ状の氷が製氷される。
Generally, an auger type ice making machine includes an ice making cylinder that cools internal ice making water into ice. A pipe-shaped cooling evaporator is wound around the outer peripheral surface of the cylinder, and an auger is provided inside the cylinder so as to be coaxial with and rotatable about the longitudinal axis of the cylinder. The evaporator is included in the refrigeration circuit along with the compressor.
A spiral blade is provided on the outer peripheral surface of the auger. The ice-making water supplied into the cylinder is cooled by the evaporator and is iced on the inner peripheral surface of the cylinder. The ice grown on the inner peripheral surface of the cylinder is scraped off by a helical blade of an auger that is rotated by a guard motor, and is scraped up by a screw feed action. The icing pieces scraped up are compressed by a compression passage provided above the cylinder, and cut by a fixed blade to produce chip-shaped ice.
オーガ式製氷機では、シリンダ内部において氷の過成長があると、ギャードモータの過負荷によるハンチングを発生し、ギャードモータ内のギヤの破損、あるいはオーガの折損などのトラブルを発生する可能性があった。
そこで、このようなハンチングを回避するために、エバポレータの出口における温度を検出し、過冷却と判断された場合に圧縮機の回転数を調節するインバータ回路を有するオーガ式製氷機が考案されている。このようなオーガ式製氷機の例は、特許文献1に示される。
また、ギャードモータの負荷電流を検出し、過負荷と判断された場合に圧縮機の回転数を調節するものも考案されている。
In an auger type ice making machine, if ice grows inside the cylinder, hunting occurs due to overloading of the guard motor, which may cause troubles such as breakage of gears in the guard motor or breakage of the auger.
Therefore, in order to avoid such hunting, an auger type ice making machine having an inverter circuit that detects the temperature at the outlet of the evaporator and adjusts the rotation speed of the compressor when it is determined to be supercooled has been devised. . An example of such an auger type ice making machine is shown in
Further, a device has been devised that detects the load current of a geared motor and adjusts the rotational speed of the compressor when it is determined that the load is overloaded.
しかしながら、上述したようなオーガ式製氷機においては、内部の氷詰まり現象の一つである「共回り」が発生した場合に、これを解消できないという問題があった。
共回りとは、オーガと一体に回転する螺旋刃と、固定された圧縮通路との間で、螺旋刃に付着した氷と圧縮通路内の氷とが分離してしまい、螺旋刃に付着した氷がオーガと一体に回転して上部に搬送されなくなる現象である。
However, in the auger type ice making machine as described above, there is a problem that this cannot be solved when "co-rotation" which is one of the internal ice clogging phenomenon occurs.
Co-rotation means that the ice attached to the spiral blade and the ice in the compression passage are separated between the spiral blade rotating integrally with the auger and the fixed compression passage, and the ice attached to the spiral blade. Is a phenomenon in which the auger rotates integrally with the auger and is not conveyed to the upper part.
共回りが発生すると、シリンダ内の氷が排出されず、シリンダに水が供給されなくなるため、エバポレータおよびシリンダ内の温度は下降してゆく。この状態が続くと、やがてシリンダ内で過成長した氷によってオーガのロックすなわち回転停止が発生し、オーガを駆動するギャードモータに過負荷がかかる。これによって、たとえば、ギャードモータ内のギヤの破損や、オーガの折損などのトラブルが発生する可能性がある。 When the co-rotation occurs, the ice in the cylinder is not discharged and water is not supplied to the cylinder, so the temperature in the evaporator and the cylinder decreases. If this state continues, the ice overgrown in the cylinder will eventually cause the auger to lock, that is, stop rotating, and overload will be applied to the guard motor that drives the auger. As a result, troubles such as breakage of gears in the geared motor and breakage of the auger may occur.
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、共回りを解消する制御を行うオーガ式製氷機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide an auger type ice making machine that performs control to eliminate co-rotation.
上述の目的を達成するため、この発明に係るオーガ式製氷機は、圧縮機およびエバポレータを含む冷凍回路と、エバポレータの所定部分における温度を検出する温度検出手段と、オーガを駆動するモータと、モータの回転数を検出する回転数検出手段と、温度検出手段によって検出される温度と、回転数検出手段によって検出される回転数とに基づいて、圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備える。 To achieve the above object, an auger type ice making machine according to the present invention includes a refrigeration circuit including a compressor and an evaporator, temperature detecting means for detecting a temperature at a predetermined portion of the evaporator, a motor for driving the auger, and a motor. And a control means for controlling the rotation speed of the compressor based on the temperature detected by the temperature detection means and the rotation speed detected by the rotation speed detection means. .
この発明によれば、エバポレータの所定部分における温度と、ギャードモータの回転数とに基づき、共回りを検出して圧縮機の回転数を下げる制御を行うので、共回りを解消できる。 According to the present invention, since the common rotation is detected and the rotation speed of the compressor is reduced based on the temperature at the predetermined portion of the evaporator and the rotation speed of the guard motor, the rotation can be eliminated.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1に実施の形態1に係るオーガ式製氷機100の構成を示す。シリンダ1の外周面に、冷却用のエバポレータ2が巻き付けられている。エバポレータ2には、圧縮機3および凝縮器4が接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a configuration of an auger type
エバポレータ2、圧縮機3、凝縮器4、および膨張弁15を含む冷凍回路の内部を、矢印(a)の方向に冷媒が循環する。エバポレータ2の両端部のうち、冷媒が凝縮器4からエバポレータ2に流入する側がエバポレータ入口2aであり、冷媒がエバポレータ2から圧縮機3へと流出する側がエバポレータ出口2bである。エバポレータ出口2bの近傍には、エバポレータ出口2bの温度(以下、「出口温度」と称する)を検出する温度検出手段として、温度検出器50が取り付けられる。
なお、温度検出器50が取り付けられる位置は、エバポレータ出口2bに限らず、冷凍回路のうち、冷媒が膨張弁15を通った後、圧縮機3に到達するまでのいずれかの部分であればよい。また、エバポレータ入口2aであってもよい。
The refrigerant circulates in the direction of arrow (a) through the inside of the refrigeration circuit including the evaporator 2, the
The position at which the
シリンダ1内に、シリンダ1の長手軸線と同軸かつ回転可能にオーガ5が設けられている。このオーガ5の外周面には、螺旋刃6が設けられている。シリンダ1の上方には、圧縮通路7aを有する押圧頭7が設けられている。押圧頭7の上方には固定刃8が設けられている。シリンダ1の下方には、オーガ5を駆動するモータであるギャードモータ9が設けられている。ギャードモータ9はモータ部10および減速部11を備える。オーガ5の下端は減速部11を介してモータ部10に接続している。モータ部10はロータ12を有している。ロータ12は出力軸13を備えている。
An
出力軸13には、ロータ12の回転数検出手段として、後述するパルスエンコーダ14が設けられている。ギャードモータ9にはギャードモータ電源16が接続され、電力を供給する。また、圧縮機3には、インバータ28を介して圧縮機電源18が接続され、電力を供給する。
インバータ28には、制御手段としての制御部29が接続されている。この制御部29が、インバータ28の周波数を制御し、これによって圧縮機3の回転数が決定される。すなわち、制御部29は間接的に圧縮機3の回転数を制御する。インバータ28の周波数が高くなると圧縮機3の回転数が大きくなる。
制御部29は、パルスエンコーダ14および温度検出器50からの信号を受け取り、これに基づいてインバータ28の周波数制御を行う。また、制御部29は、オーガ式製氷機100の動作に関するその他の制御を行ってもよい。
The
The
The
図2に、螺旋刃6の上部および圧縮通路7aを含む拡大図を示す。共回りは、螺旋刃6の上端(圧縮通路7a側の端)と、圧縮通路7aの下端(螺旋刃6側の端)との間、すなわちB部分周辺で氷が分離することによって発生する。
FIG. 2 shows an enlarged view including the upper part of the
図3および図4を用いてパルスエンコーダ14について説明する。パルスエンコーダ14はホールIC20と回転磁石21とを備えている。ホールIC20は回転磁石21に対向する位置に固定されている。ホールIC20はホールIC電源22および制御部29に接続されている。回転磁石21はロータ12と一体に回転する出力軸13に取り付けられ、出力軸13と一体に回転する。図4に、回転磁石の磁極の構成を含む平面図を示す。図4に示される回転磁石21は4極のものであるが、これは4極のものでなくともよい。
The
ホールIC20は磁気センサ部を有している。磁気センサ部は回転磁石21の磁気を感知することで出力軸13の回転数を検知する。例えば、4極の回転磁石を使用する場合、ホールIC20に対向する位置の極、例えばN極、を磁気センサ部で感知する。回転磁石21は出力軸13と共に回転するので、ホールIC20に対向する回転磁石21の極は回転に伴い変化する。そのため、N極を最初に検知した磁気センサは、次にS極を感知する。その後も同様にN極、S極というように感知する。4極の回転磁石を使用しているため、磁気センサがN極およびS極をそれぞれ2回ずつ検知すれば出力軸13が1回転したことになる。このようにして制御部29は出力軸13の回転数を検出する。
The Hall IC 20 has a magnetic sensor unit. The magnetic sensor unit detects the rotational speed of the
次に、実施の形態1に係るオーガ式製氷機100の動作について説明する。シリンダ1はエバポレータ2によって冷却される。エバポレータ2を冷却する冷媒は、矢印(a)で示すように、エバポレータ2から圧縮機3へ、圧縮機3から凝縮器4へ、凝縮器4からエバポレータ2へと循環している。シリンダ1内に供給された製氷水は、冷却されて、シリンダ1の内周面に着氷する。着氷した氷結片はギャードモータ9によって回転するオーガ5の螺旋刃6で削り取られる。氷結片はねじ送り作用により螺旋刃6でシリンダ1上方の圧縮通路7aまで掻き上げられる。圧縮通路7aで氷結片は圧縮され、固定刃8で裁断されてチップ状の氷が製氷される。
Next, the operation of the auger type
ギャードモータ9は、モータ部10のロータ12の回転を、出力軸13および減速部11を介してオーガ5に伝達し、オーガ5を回転させる。ロータ12の回転数、すなわち出力軸13および回転磁石21の回転数は、パルスエンコーダ14によって検出される。検出された回転数は、パルスエンコーダ14から制御部29へ信号として入力される。なお、減速部11の減速比は一定であるので、出力軸13の回転数に基づく制御は、オーガ5の回転数に基づく制御と同一である。
The geared
制御部29はこの信号に基づいてインバータ28を制御する。この制御は、出口温度が低すぎない場合には、圧縮機3の回転数を一定に保つように行われ、出口温度が低すぎ、かつギャードモータ9の回転数が正常より大きい場合には、圧縮機3の回転数を下げるように行われる。この制御の詳細は以下のようになる。
The
制御部29には、出口温度の閾値T1およびT2と、ギャードモータ9の目標回転数の下限R1および上限R2と、インバータ28の周波数F1〜F4とがあらかじめ設定されている。
ここで、出口温度について、T1≦T2であり、T1は共回り発生の判断基準となる閾値であり、T2は製氷能力の過不足に関する判断基準となる閾値である。また、インバータ28の周波数について、F1≦F2≦F3≦F4であり、F1は共回りを解消するために圧縮機3の回転数を極めて低くする制御に対応する設定値であり、F2は製氷能力過多の場合に圧縮機3の回転数をやや小さくする制御に対応する設定値であり、F3は製氷能力が適正の場合に圧縮機3の回転数を標準に維持する制御に対応する設定値であり、F4は製氷能力不足の場合に圧縮機3の回転数をやや大きくする制御に対応する設定値である。
各パラメータの具体値は、たとえば、T1=−25(℃)、T2=−18(℃)、R1=1720(rpm)、R2=1740(rpm)である。また、F1〜F4は、たとえば圧縮機3を1800rpmで運転するインバータ28の周波数またはその近傍の周波数からそれぞれ選ばれる値である。T1、T2、R1、R2、F1〜F4の値は変更可能であってもよい。
In the
Here, with respect to the outlet temperature, T1 ≦ T2, T1 is a threshold value that is a criterion for determining the occurrence of co-rotation, and T2 is a threshold value that is a criterion for determining whether the ice making capacity is excessive or insufficient. Further, with respect to the frequency of the
Specific values of each parameter are, for example, T1 = −25 (° C.), T2 = −18 (° C.), R1 = 1720 (rpm), R2 = 1740 (rpm). F1 to F4 are values selected from, for example, the frequency of the
図5のフローチャートを用いて、制御部29による制御の流れを示す。
制御部29は、パルスエンコーダ14によって検出されるギャードモータ9の回転数Rと、目標回転数の下限R1および上限R2とを比較する(ステップS1)。R<R1である場合には、制御部29はインバータ28の周波数をF2とし(ステップS2)、その後ステップS1に戻る。これは、通常運転時、製氷能力が過多である場合の調節に相当する。この調節によって、圧縮機3が低回転となるので、冷凍回路の冷凍能力が低くなり、シリンダ1の内周面における着氷量が減少し、ギャードモータ9の負荷が小さくなって回転数Rが増加し、目標回転数の下限R1より大きくなる。
The flow of control by the
The
ステップS1においてR1≦R≦R2である場合には、制御部29はインバータ28の周波数をF3とし(ステップS3)、その後ステップS1に戻る。これは、通常運転時、製氷能力が適正である場合の調節に相当する。この調節によって、圧縮機3が標準の回転数となるので、冷凍回路の冷凍能力が標準に保たれ、シリンダ1の内周面における着氷量が維持され、ギャードモータ9の負荷は変化しないので、Rが一定に保たれる。
If R1 ≦ R ≦ R2 in step S1, the
ステップS1においてR>R2である場合には、制御部29は、温度検出器50によって検出される出口温度Tと、出口温度の閾値T1およびT2とを比較する(ステップS4)。
ステップS4において、T>T2である場合には、インバータ28の周波数をF4とし(ステップS5)、その後ステップS1に戻る。これは、通常運転時、製氷能力が不足している場合の調節に相当する。この調節によって圧縮機3が高回転となるので、冷凍回路の冷凍能力が高くなり、シリンダ1の内周面における着氷量が増加し、ギャードモータ9の負荷が大きくなって回転数Rが減少し、目標回転数の上限R2より小さくなる。
If R> R2 in step S1, the
In step S4, if T> T2, the frequency of the
ステップS4において、T1≦T≦T2である場合には、インバータ28の周波数をF3とし(ステップS6)、その後ステップS1に戻る。これは、シリンダ1の外周面からエバポレータ2が剥がれる、パイプ剥がれと呼ばれる異常状態に対応する調節に相当する。この調節によって、圧縮機3が標準の回転数となるので、冷凍能力は低くならず、パイプ剥がれが発生していても製氷能力が維持される。
In step S4, if T1 ≦ T ≦ T2, the frequency of the
ステップS4において、T<T1である場合、制御部29は、インバータ28の周波数をF1とし(ステップS7)、その後ステップS1に戻る。これは、共回りが発生している異常状態に対応する調節に相当する。この調節によって、圧縮機3が極めて低回転となるので、冷凍回路の冷凍能力が極めて低くなり、冷凍能力過多の状態が解消される。こうして共回りが解消される。
In step S4, when T <T1, the
このように、オーガ式製氷機100は、ギャードモータ9の回転数と出口温度とを検出し、検出された値に基づいてインバータ28を制御し、圧縮機3の回転数を調整する。
基本的には、ギャードモータ9の回転数低下を氷の過成長と判断し、所定の回転数に近づける方向に圧縮機3の回転数を調整する。すなわち、ギャードモータ回転数が所定値よりも高い場合には、軽負荷と判断して圧縮機3の回転数を上げ、ギャードモータ回転数が所定値よりも低い場合には、過負荷と判断して圧縮機3の回転数を下げる。ただし、ギャードモータ回転数が所定値よりも高く、かつ出口温度が所定の閾値より低い状態を検出すると、共回りが発生していると判断し、圧縮機の回転数を下げるよう調節する。
As described above, the auger type
Basically, a decrease in the rotation speed of the
したがって、オーガ式製氷機100は、共回りを解消できる。またこれによって、共回りに伴って発生する問題、たとえば、氷詰まりによる氷の供給停止、ギャードモータ9のハンチングによるギャードモータ9の破損、ギャードモータ9のハンチングによるオーガ5の折損等も解消できる。
また、圧縮機3の冷凍能力を制御できるので、氷の過成長によって異常音が発生する頻度を低減できる。
Therefore, the auger type
In addition, since the refrigeration capacity of the
オーガ式製氷機100は、上記の効果に加えて、従来のオーガ式製氷機に対して、以下のような有利な効果を得ることができる。
オーガ式製氷機100における圧縮機3の制御は、パルスエンコーダ14によって直接検出されるギャードモータ9の回転数に基づくので、出口温度に基づく制御や、ギャードモータ9に流れる負荷電流に基づく従来の制御に比較して応答性が良い。これによって、氷の過成長を未然に防ぐことができる。また、ギャードモータ9の回転数のばらつきは、ギャードモータ9の電圧変動による負荷電流の変化や、異なるギャードモータ9間の個体差による負荷電流の差に比較して小さいので、閾値の設定が容易である。
In addition to the above effects, the auger type
The control of the
また、従来のオーガ式製氷機では、上述のように応答性が比較的低いので、冷凍能力過多の状態を解消するのが遅れ、温度検出器50が長時間低温にさらされる。このため、たとえば、−20℃での連続使用に耐えられる、低温用の特別なサーミスタが必要であった。これに対し、実施の形態1に係るオーガ式製氷機100では、上述のように応答性が良いので、従来のような特別なサーミスタを不要にできる。
Further, in the conventional auger type ice making machine, since the response is relatively low as described above, it is delayed to eliminate the excessive refrigeration capacity, and the
また、一般にオーガ式製氷機において、通常運転中に出口温度はそれほど大きく変化しない。すなわち、通常運転中に適正な冷凍能力で運転されている場合と、通常運転中に冷凍能力過多となった場合とで、出口温度の差は比較的小さい。よって、出口温度のみに基づく制御を行う従来のものでは、通常運転時に多段階に渡る圧縮機回転数の制御が困難である。これに対し、実施の形態1に係るオーガ式製氷機100は、出口温度とギャードモータ9の回転数とに基づく制御を行うので、通常運転時に上述のF2〜F4のような多段階に渡るインバータ28の周波数制御が可能であり、よりきめ細かい冷凍能力の調節を行うことができる。
In general, in an auger type ice making machine, the outlet temperature does not change so much during normal operation. That is, the difference in outlet temperature is relatively small between the case where the engine is operated with an appropriate refrigeration capacity during normal operation and the case where the refrigeration capacity becomes excessive during normal operation. Therefore, it is difficult to control the number of rotations of the compressor in multiple stages during normal operation with the conventional system that performs control based only on the outlet temperature. On the other hand, since the auger type
また、一般に、パイプ剥がれが発生すると、エバポレータにおける熱交換の効率が落ち、冷凍能力は低くなり、出口温度も下がる。出口温度のみに基づく制御を行う従来のものでは、出口温度が下がったことを検出して冷凍能力過多と判断し、圧縮機の回転数を下げる制御を行ってしまい、結果として製氷能力が非常に小さくなる。これに対し、実施の形態1に係るオーガ式製氷機100は、出口温度とギャードモータ9の回転数とに基づく制御を行うので、パイプ剥がれの状態を検出できる。よって、パイプ剥がれが発生しても、これに対応する制御を的確に行うことができ、製氷能力を維持できる。
Moreover, generally, when pipe peeling occurs, the efficiency of heat exchange in the evaporator decreases, the refrigeration capacity decreases, and the outlet temperature also decreases. In the conventional system that performs control based only on the outlet temperature, it detects that the outlet temperature has dropped and determines that the refrigeration capacity is excessive, and performs control to reduce the number of revolutions of the compressor. Get smaller. On the other hand, since the auger type
上述の実施の形態1において、回転数検出手段は、回転磁石21の回転によって発生する磁界の変動を検出するパルスエンコーダ14であるが、これは他のものであってもよい。たとえば、スリットを有する回転盤、発光素子、および受光素子を備えたロータリエンコーダであってもよい。このようなロータリエンコーダでは、回転盤の回転に伴ってスリットが発光素子と受光素子との間を通過し、スリットが発光素子と受光素子との間に存在する間だけ、受光素子がスリットを通して発光素子からの光を受ける。この受光回数をカウントすることにより、回転盤の回転数すなわちロータ12の回転数を検出する。
In the first embodiment described above, the rotation speed detection means is the
また、共回りを解消するためのインバータ28の周波数の設定値F1は、ゼロであってもよい。すなわち、図5のステップS6において、圧縮機3の運転を停止させる制御を行ってもよい。こうすることにより、より早期に共回りを解消することができる。
Further, the set value F1 of the frequency of the
また、実施の形態1において、ヒータを取り付ける構成としてもよい。このヒータは、たとえば固定刃8またはその近傍に取り付けられる。この構成において、制御部29は、共回りが発生したと判断した場合、圧縮機3の回転数を下げることに代えて、またはこれに加えて、ヒータを発熱させてもよい。これによって、シリンダ1冷凍能力過多の状態をより確実に解消することができる。
In
2 エバポレータ、3 圧縮機、9 モータ(ギャードモータ)、14 回転数検出手段(パルスエンコーダ)、29 制御手段(制御部)50 温度検出手段(温度検出器)、100 オーガ式製氷機。 2 Evaporator, 3 Compressor, 9 Motor (Gard motor), 14 Rotational speed detection means (pulse encoder), 29 Control means (control part) 50 Temperature detection means (temperature detector), 100 Auger type ice making machine.
Claims (1)
圧縮機およびエバポレータを含む冷凍回路と、
前記エバポレータの所定部分における温度を検出する温度検出手段と、
オーガを駆動するモータと、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記温度検出手段によって検出される前記温度と、前記回転数検出手段によって検出される前記回転数とに基づいて、前記圧縮機の回転数を制御する制御手段と
を備えたオーガ式製氷機。 An auger ice machine,
A refrigeration circuit including a compressor and an evaporator;
Temperature detecting means for detecting a temperature at a predetermined portion of the evaporator;
A motor that drives the auger;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the motor;
An auger type ice making machine comprising: control means for controlling the rotation speed of the compressor based on the temperature detected by the temperature detection means and the rotation speed detected by the rotation speed detection means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005161389A JP2006336931A (en) | 2005-06-01 | 2005-06-01 | Auger type ice machine |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114651157A (en) * | 2019-10-31 | 2022-06-21 | 海尔智家股份有限公司 | Control method of ice cube ice maker |
-
2005
- 2005-06-01 JP JP2005161389A patent/JP2006336931A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114651157A (en) * | 2019-10-31 | 2022-06-21 | 海尔智家股份有限公司 | Control method of ice cube ice maker |
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