具有电容式冰检测的制冰机制造技术

一种用于家用制冷装置的制冰机(10)，包括具有多个冷冻腔室的制冰托盘、安装在制冷装置中且可旋转地支撑制冰托盘的支撑结构、设置在支撑结构上以用于驱动制冰托盘相对于支撑结构旋转的旋转驱动单元、以及至少一对电极，电极彼此间隔开布置并且具有受至少一些冷冻腔室的内容物影响的电容。制冰机还包括电测量和控制电路，其适于确定代表电极对的电容的电容测量变量并基于与电容测量变量相关的至少一个条件的满足而激活旋转驱动单元以使制冰托盘相对于支撑结构旋转。根据本发明专利技术，电极对布置在支撑结构上，例如布置在支撑结构的相对的纵向支柱上。纵向支柱上。纵向支柱上。

【技术实现步骤摘要】
具有电容式冰检测的制冰机


[0001]本专利技术总体上涉及一种用于家用制冷装置的制冰机。

技术介绍

[0002]现代冰箱或冰柜通常配备制冰机，可以用来生产适合家庭使用的数量的冰块。制冰机的生产率的一个重要标准是冻结时间，即引入制冰机制冰托盘的冷冻腔室内的水完全冻结所需的时间。水冻结得越快，在给定时间内产生的冰块就越多。对于制冰机的自动化操作，在自动操作中，成品冰块从制冰托盘中弹出到通常位于制冰托盘下方的收集容器中，需要一个合适的概念来指定引入清空制冰托盘的时间。纯粹基于时间的控制可以确保冰块的可靠冷冻，前提是为冷冻阶段安排了足够长的时间。因此，寻求通过合适的传感器系统精确检测引入制冰托盘中的水已经完全冻结的时间点的解决方案。越精确地检测到完全冷冻的状态变化，冰块生产的周期时间就越短，制冰托盘就可以越早再次充满淡水。因此，制冰机的生产率也可以通过冷冻状态的精确检测而受到积极影响。
[0003]用于监控家用制冷装置的制冰机中冰块冷冻过程的常规测量方法包括基于红外线的测量、借助于温度相关的电阻器或借助于温度相关的半导体结构的测量以及电容测量。本专利技术涉及电容测量领域。在这种电容测量技术的情况下，假设冷冻水(即冰)的相对介电常数与液态水的相对介电常数有很大不同。在一对测量电极之间测量的电容受到引入制冰托盘的冷冻腔室中的水的影响，然后将根据水是否仍然是液态或已经冻结而显示出显著的变化。因此，重要的是，电极的位置应使得当向其施加测量电压时电极之间产生的电场穿透至少一些冷冻腔室，以便这些冷冻腔室中的水的聚集状态可以影响电极对的电容。在这方面，例如从US 2020/0064043A1和US 2019/0011167A1中已知直接在制冰托盘上提供用于电容测量组件的电极。
[0004]然而，在本专利技术的上下文中所考虑的制冰机具有围绕旋转轴线可旋转地安装的制冰托盘，该盘的可旋转性用于从盘中清空成品冷冻冰块的目的。如果电容测量组件的电极连接到可旋转安装的制冰托盘，则必须通过滑动触点或线路在制冰机的制冰托盘和固定部件之间建立电信号路径，每次旋转制冰托盘时这些线路会反复弯曲(除非使用无线技术，例如感应式传输电力和数据，然而，这通常是不经济的)。随着时间的推移，滑动触点可能会被污染，线路可能会在频繁的弯曲应力下断裂。在此应牢记，家用冰箱或家用冰柜通常旨在使用多年，例如10年或更长时间。如果每天消耗冰块，这意味着在冰箱或冰柜的使用寿命期间，制冰机的制冰托盘必须旋转到清空位置，然后再次旋转回正常位置数千次。当以这样的频率激活制冰托盘的旋转时，必须预料到制冰机的制冰托盘和固定部件之间的电信号传输将在一定程度上易受故障影响。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的一个目的是提供一种制冰机，该制冰机允许对来自测量电极或去到测量电极的电信号传输的故障的敏感性较低，所述测量电极的电容被用于冰检测目的。
[0006]为实现该目的，本专利技术提供一种用于家用制冷装置的制冰机，其包括具有多个冷冻腔室的制冰托盘、安装在制冷装置内并可旋转地支撑制冰托盘的支撑结构、布置在支撑结构上用于驱动制冰托盘相对于支撑结构旋转的旋转驱动单元(例如电动旋转驱动单元)、至少一个电极对(所述至少一个电极对彼此间隔布置并且其电容受所述冷冻腔室中至少一些冷冻腔室的影响)、以及电测量和控制电路，所述电测量和控制电路适于确定代表电极对的电容的电容测量变量并基于与电容测量变量相关的至少一个条件被满足而激活旋转驱动单元以使制冰托盘相对于支撑结构旋转。根据本专利技术，在这种制冰机中，电极对布置在支撑结构上。
[0007]因为电极对布置在支撑结构上，所以不需要会承受连续弯曲应力的滑动触点或线路来将电极电连接到测量和控制电路。测量和控制电路同样可以至少部分地布置在支撑结构上；替代地，至少部分的测量和控制电路可以布置在制冷装置的相对于支撑结构静止的部件上，例如作为制冷装置的主控制器的一部分。专利技术人已经认识到，即使当电极定位在支撑结构上时，也可以找到电极的相对布置，其中电极对的电容充分受到至少一些冷冻腔室的内容物的影响。这里的内容物首先是指为了制冰而引入冷冻腔室的水的聚集状态。因此，水的聚集状态，即液态或冻结状态，必须能够反映在电极对的电容中，该电容可由测量和控制电路检测。此外，术语冷冻腔室的内容物至少在一些实施例中还表示空气和水的可区分性，也就是说冷冻腔室是否仍然是空的或者它们是否已经充满水。空气和液态水的区别在于明显不同的相对介电常数，因此通过测量来对电极对的电容进行监控也可以被用于确定水是否已经被引入到冷冻腔室中或者冷冻腔室是否仍然是空的。
[0008]在一些实施例中，支撑结构以框架的方式围绕制冰托盘，其中，电极对中的至少一个电极布置在支撑结构的沿着制冰托盘的托盘长边延伸的框架支柱上。该电极对中的另一个电极可以布置在支撑结构的同一框架支柱上，例如在托盘纵向方向上临近第一电极并与第一电极间隔开，或者在托盘高度方向上在第一电极上方并与第一电极间隔开。替代地，该电极对中的另一个电极可以布置在支撑结构的相对的框架支柱上，该相对的框架支柱沿制冰托盘的相对的托盘长边延伸。还可以想到，电极对彼此成直角布置，也就是说，其中一个电极布置在支撑结构的与托盘长边相邻的框架支柱上，而另一个电极布置在在支撑结构的与制冰托盘的托盘短边相邻的部分上。电极例如可以由金属薄膜材料或金属板件形成。电极可以粘合到支撑结构或嵌入其中，例如作为注塑工艺的结果。原则上可以想到，任何具有良好导热性的材料都可用于电极。
[0009]已经表明，由测量和控制电路确定的电容测量变量的绝对水平可能没有意义或者可能没有足够的意义来从中可靠地识别冷冻腔室中的水何时已经完全冻结。例如，这可能与以下事实有关：在不同的冷冻过程中，并非总是将相同量的水引入冷冻腔室。然而，可以从由测量和控制电路确定的电容测量变量的时间曲线中获得冷冻腔室中的水完全冷冻的可靠指示。已经表明，电容测量变量的时间曲线可以表现出特定的特性，这些特性可以在大量的冷冻循环中每次都足够清晰地观察到，即使电容测量变量的绝对水平在冷冻循环之间不同。因此，电容测量变量的一阶时间导数可以是一个重要的指标，基于该指标(单独或与一个或更多个其他指标一起)可以可靠地得出冷冻腔室中的水被完全冻结的结论。因此，一些实施例规定，测量和控制电路适于基于与电容测量的一阶时间导数相关的条件的满足来激活旋转驱动单元以使制冰托盘相对于支撑结构旋转。
[0010]专利技术人已经认识到，电容测量变量的时间曲线的梯度在冷冻过程的中间部分可以相对较大并且在冷冻过程结束时相对较小。然而，他们同时认识到，在冷冻过程开始时，梯度同样可能仍然相对较小。因此，仅对电容测量变量的一阶时间导数进行绝对考虑可能不足以可靠地断定冷冻腔室中的水已完全冻结。因此，一些实施例规定，测量和控制电路适于进一步基于与电容测量变量的二阶时间导数相关的条件的满足来激活旋转驱动单元以使制冰托盘相对于支撑结构旋转。通过考虑二阶时间导数，可以识别出：电容测量变量的梯度的某个被观测到的值(即一阶时间导数)大概是出现在冻结过程的初始阶段还是大概是出现在冷冻过程的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于家用制冷装置的制冰机，包括：具有多个冷冻腔室的制冰托盘；支撑结构，所述支撑结构配置成用于安装在所述制冷装置中并适于可旋转地支撑所述制冰托盘；旋转驱动单元，例如电动旋转驱动单元，所述旋转驱动单元被设置在支撑结构上，用于驱动制冰托盘相对于支撑结构旋转；至少一个电极对，所述至少一个电极对彼此间隔开地布置并且具有受至少一些冷冻腔室的内容物影响的电容；和电测量和控制电路，所述电测量和控制电路被配置成确定电容测量变量，所述电容测量变量代表所述电极对的电容，并且所述电测量和控制电路被配置成，基于与所述电容测量变量相关的至少一个条件的满足而激活所述旋转驱动单元以使所述制冰托盘相对于所述支撑结构旋转，其中，所述电极对布置在所述支撑结构上。2.根据权利要求1所述的制冰机，其中，所述支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡斯，
申请(专利权)人：emz汉拿两合有限公司，
类型：发明
国别省市：