CN110050165B - 制冰装置及冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明的制冰装置(2)具备：制冰盘(40)，其具有划分为多个的制冰格(41)；冷却部(35、75)，其对保持在制冰盘(40)中的水进行冷却而生成冰；加热器(6)，其对制冰盘(40)进行加热；以及脱冰装置(3)，其通过对由加热器(6)加热后的制冰盘(40)施加力而使冰从制冰盘(40)脱离。脱冰装置(3)构成为能够选择从制冰盘(40)脱离的冰的大小。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够用一个制冰盘生成大小不同的多种冰的制冰装置及具备该制冰装置的冰箱。
背景技术
用一般的制冰装置生成的冰的大小恒定，但制冰装置的使用者有时需要大小不同的多种冰。例如，在将饮料放入水壶中随身携带的情况下，能够长时间保持低温的较大的冰(块冰)是便利的。另一方面，在快速冷却热饮料的情况下，或者在盘子上将冰铺在生鱼片等的下方的情况下，尺寸更小的碎冰是便利的。
例如，在专利文献1中，提出了通过在底板上设置多个突起来生成大小不同的碎冰的制冰盘。
另外，在专利文献2中，提出了在冷冻室内具备生成的冰的大小不同的两个制冰盘的冰箱。
另外，在专利文献3中提出了一种冰箱，其在设置于门的操作部上设置选择按钮，在使用者选择了碎冰的情况下，用冰破碎部将由制冰盘生成的块冰破碎而作为碎冰提供。
现有技术文件
专利文献
专利文献1：日本特开2007-212051号公报(段落0061～0063)
专利文献2：日本专利3781767号公报(段落0038)
专利文献3：日本特开2010-203658号公报(段落0128～0132)
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1所公开的制冰盘中，由于较大的碎冰和较小的碎冰未分离，因此使用者需要挑选出所希望的大小的碎冰，而不方便。
另外，在专利文献2所公开的冰箱中，在仅大小冰块中的一方的冰的需求高的情况下，在制冰空间的一半空间生成符合需求的冰。因此，无法生成足够量的冰，在冰的利用频率高的夏季等有可能引起冰耗尽。
另外，在专利文献3所公开的冰箱中，由于需要在制冰室设置冰破碎部，所以制造成本上升。另外，使用者需要清扫冰破碎部，而不方便。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够根据使用者的选择来生成大小不同的冰的制冰装置及具备该制冰装置的冰箱。
用于解决问题的手段
本发明的制冰装置具备：制冰盘，其具有划分为多个的制冰格；冷却部，其对保持在制冰盘中的水进行冷却而生成冰；加热器，其对制冰盘进行加热；及脱冰装置，其通过对由加热器加热后的制冰盘施加力而使冰从制冰盘脱离。脱冰装置构成为能够选择从制冰盘脱离的冰的大小。
发明的效果
根据本发明的冰箱，由于脱冰装置构成为能够选择从制冰盘脱离的冰的大小，因此能够根据使用者的选择来生成大小不同的多种冰。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的冰箱的侧剖视图。
图2是表示本发明的实施方式1的冰箱的主视图。
图3是表示本发明的实施方式1的制冰装置的剖视图。
图4是表示本发明的实施方式1的制冰装置的剖视图。
图5是表示本发明的实施方式1的制冰装置的限位机构的示意图。
图6是表示本发明的实施方式1的制冰装置的贮冰容器的立体图。
图7是表示本发明的实施方式1的制冰装置的控制系统的框图。
图8是表示本发明的实施方式1的冰箱的制冰动作的流程图。
图9是表示本发明的实施方式1的冰箱的制冰动作的时序图。
图10是表示本发明实施方式1的制冰盘的材质引起的附着强度的差异的曲线图(A)、(B)。
图11是表示本发明的实施方式1的第一变形例的制冰盘(A)及第二变形例的制冰盘(B)的剖视图。
具体实施方式
实施方式1.
<冰箱的结构>
参照附图对本发明的实施方式1进行说明。图1是表示实施方式1的冰箱的侧剖视图。图2是表示实施方式1的冰箱的主视图。冰箱1例如是家庭用冰箱。冰箱1具备多个贮藏室、即具备冷藏室11、制冰室14、切换室15(图2)、冷冻室17以及蔬菜室18。
在此，冷藏室11配置在最上层，在其下左右排列地配置有制冰室14和切换室15，在其下配置有冷冻室17，在最下层配置有蔬菜室18。但是，并不限定于这样的配置。
冷藏室11在前表面具备对开(或单开)的转动门11a。冷藏室11的内部由食品搁板11b划分为多个空间。在冷藏室11中配置有用于向制冰室14供给制冰用的水的供水箱16。
制冰室14在前表面具备抽屉门14a，并且在内部具备制冰盘40和贮冰容器50。制冰盘40具有划分为多个的制冰格41(划分室)，在各制冰格41内生成冰。贮冰容器50是贮藏从制冰盘40脱离了的冰的容器，贮冰容器50配置在制冰盘40的下方。关于制冰盘40及贮冰容器50的结构，在后面叙述。
以贯通制冰室14和冷藏室11的方式设置有供水配管13。贮藏在冷藏室11内的供水箱16中的水利用供水泵7(图7)而经由供水配管13供给到设置在制冰室14的上部的制冰盘40。供水泵7具备电动机和供水箱16内的旋转体。另外，在供水配管13设置有接通断开供水的供水用电磁阀8(图7)。供水配管13、供水箱16及供水用电磁阀8构成供水部。
另外，在图1中，将制冰盘40和贮冰容器50收纳在相同的制冰室14中，但也可以将制冰盘40和贮冰容器50分别设置在不同的贮藏室中。另外，使用者打开抽屉门14a来取出贮藏在贮冰容器50中的冰，但不限定于此。例如，也可以在冰箱1的前表面设置分配器部，不打开抽屉门14a就能够取出冰。
切换室15(图2)是能够利用后述的操作面板12而切换为多个设定温度(例如冷冻的温度带或者柔和冷冻的温度带等)的贮藏室。
冷冻室17在前表面具备抽屉门17a，并且在内部具备食品收纳盒17b。蔬菜室18在前表面具备抽屉门18a，并且在内部具备蔬菜收纳盒18b。在蔬菜收纳盒18b中收纳有蔬菜及大型(例如2升)的塑料瓶等。另外，冰箱1的各贮藏室并不限定于这些例子。
冰箱1被由泡沫聚氨酯或真空隔热材料等隔热构件构成的框体22覆盖。另外，在冰箱1的各贮藏室之间，设置有由泡沫聚氨酯或真空隔热材料等隔热构件构成的间隔壁(隔热壁)。
冰箱1具有用于冷却各贮藏室的制冷循环20。制冷循环20具备：压缩机28，其设置在冰箱1的背面侧(后方)的下部；冷凝器，其使从压缩机28排出的制冷剂冷凝；节流装置，其使从冷凝器流出的制冷剂膨胀；冷却器26，其通过与由节流装置膨胀后的制冷剂进行热交换而冷却空气；送风机(送风风扇)25，其用于将被冷却的空气输送至各贮藏室；及作为空气的通路的送风路24。在送风机25的下侧配置有除霜装置27。
由冷却器26冷却的空气利用送风机25而经由送风路24输送至各贮藏室(冷藏室11、制冰室14、切换室15、冷冻室17及蔬菜室18)，并对各贮藏室的内部进行冷却。对各贮藏室内的收纳物进行了冷却而被加热的空气从设置于各贮藏室的吸入口经由返回管道而返回到冷却器26的周围，由冷却器26冷却，再次向各贮藏室送风。
在冰箱1的前表面配设有作为操作部的操作面板12。操作面板12是供使用者输入各贮藏室的温度等的设定的部分。操作面板12还具有选择块冰及碎冰中的任一种的冰尺寸设定部。另外，操作面板12在此配置在冷藏室11的转动门11a上，但只要是使用者容易操作的位置即可。
在冰箱1中设置有控制冰箱1的动作的控制部10。控制部10例如具备包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)在内的处理器或硬件电路、以及存储器等存储部而构成。
控制部10基于设置在各贮藏室的温度检测传感器(例如热敏电阻)的输出信号及操作面板12的设定信息，来控制压缩机28、送风机25以及调整向各贮藏室供给的冷却空气的供给量的风阀。即，控制部10控制压缩机28的容量、送风机25的送风量及各风阀的开度，以使由各贮藏室的温度检测传感器检测出的检测温度与各贮藏室的设定温度相同。
控制部10也可以经由通信部与外部设备进行通信。在该情况下，控制部10例如接收来自智能手机(便携终端)等外部设备的设定温度的变更指示或者库内状况的确认指示，并将针对这些指示的响应发送至外部设备。
<制冰室的内部结构>
图3是表示制冰室14的内部的侧剖视图。如图3所示，制冰室14由抽屉门14a、上部隔热壁71、下部隔热壁72(图1)、后部隔热壁73及左右的隔热壁(未图示)包围。在制冰室14的内部配置有箱状的框架30。
框架30与制冰室14的各隔热壁之间隔开间隙而固定。框架30具有上部壁31、前部壁32、后部壁33和左右的壁(未图示)，并且框架30的下表面开放。在框架30的内侧配置有制冰盘40。
制冰盘40由金属形成，更具体而言，由不锈钢的成形体形成。制冰盘40被划分成朝上表面开口的凹状的多个制冰格41(划分室)。在此，制冰格41分为左右两列并前后各排列五个，但并不限定于这样的排列。为了使水均等地流入各制冰格41，也可以在邻接的制冰格41之间设置作为水路的缺口槽。
制冰盘40具有从周围包围多个制冰格41的框部(外周部)42。在框部42的前端及后端，在左右方向的中央部突出形成有支轴43、44。支轴43、44规定在前后方向上延伸的旋转轴C1(图4)。前方的支轴43以能够旋转的方式由框架30的支承孔38支承，后方的支轴44与驱动装置3连结。
作为脱冰装置的驱动装置3内置有电动机3a(图7)和减速齿轮，使制冰盘40以旋转轴C1为中心旋转。驱动装置3例如保持在形成于框架30的后部壁33的保持部36。
在框架30的上部壁31形成有开口部34，该开口部34与贯通上部隔热壁71的上述供水配管13相向。从供水箱16(图1)经由供水配管13供给的水从开口部34供给到制冰盘40，并保持在各制冰格41内。
在框架30的后部壁33形成有开口部35。在制冰室14的后部隔热壁73，在与框架30的开口部35相向的位置形成有吹出口75，在吹出口75的下方形成有吸入口76。从吹出口75向制冰室14的内部吹出由送风机25(图1)送风的冷却空气。另外，冷却空气是通过冷却器26(图1)而被冷却的空气。
从吹出口(冷却部)75吹出的冷却空气如图3中箭头所示，从开口部35进入框架30的内部，通过作为制冰盘40的上表面的开放面而对制冰格41内的水进行冷却。另外，通过了制冰盘40的上表面的冷却空气穿过框架30的下方被吸入到吸入口76而朝向冷却器26(图1)。
图4是表示制冰盘40及贮冰容器50的剖视图。制冰盘40的各制冰格41具有底面部41a、左右一对的侧面部41b、前后一对的侧面部41c(图3)。左右一对的侧面部41b以两者的间隔朝向上方扩展的方式倾斜。制冰格41的前后一对的侧面部41c也同样地倾斜。但是，制冰格41的形状并不限定于这样的形状，只要是容易脱冰的形状即可。
在制冰盘40安装有制冰盘温度传感器5。制冰盘温度传感器5具有热敏电阻5a和隔热材料5b，该隔热材料5b以冷却空气不与热敏电阻5a直接接触的方式覆盖热敏电阻5a。制冰盘温度传感器5配置在能够检测制冰格41内的水已冻结的位置、例如制冰盘40的下部。在此，制冰盘温度传感器5配置在与制冰盘40的左右相邻的两个制冰格41之间(更具体而言，为相互相向的侧面部41b之间)。
而且，在制冰盘40，以从外侧覆盖制冰格41的整体的方式设置有作为加热器的制冰盘加热器6。制冰盘加热器6由面状发热体构成，以便不妨碍制冰盘40的扭转动作(后述)，所述面状发热体例如是在由有机硅橡胶等弹性体形成的片材上布线有加热器(发热线)而成的。
制冰盘加热器6例如具有固定于制冰格41的底面部41a的底面部61、固定于侧面部41b的侧面部62、以及固定于侧面部41c的侧面部63(图3)。
图5是用于说明限制制冰盘40的旋转范围的限位机构的示意图。制冰盘40(图3)的支轴43贯通形成在框架30的前部壁32上的支承孔38。在贯通了前部壁32的支轴43的前端固定有旋转板45。在旋转板45的外周侧设置有向后方(前部壁32侧)突出的限位件47(突起)。限位件47与形成在前部壁32上的圆弧状的槽37卡合。槽37以支承孔38的中心(即制冰盘40的旋转轴C1)为中心呈圆弧状延伸。
当制冰盘40以旋转轴C1为中心旋转时，旋转板45也与制冰盘40一起旋转，限位件47在槽37的内部移动。通过限位件47与槽37的第一端部37a或第二端部37b抵接，限制制冰盘40的旋转范围。将制冰盘40的开放面朝上的旋转位置作为以旋转轴C1为中心的基准旋转位置。当制冰盘40位于基准旋转位置时，限位件47位于槽37的中央部分。
在生成块冰的情况下，利用驱动装置3(图3)使制冰盘40沿图5中箭头R1所示的方向(第一方向)旋转。当制冰盘40沿R1方向旋转时，限位件47与槽37的第一端部37a抵接，制冰盘40的旋转停止，对制冰盘40施加扭转(扭力)。图5中箭头R1所示的方向(以下为R1方向)从冰箱1的前方观察为逆时针方向。
在生成碎冰的情况下，利用驱动装置3使制冰盘40沿图5中箭头R2所示的方向(第二方向)旋转。当制冰盘40沿R2方向旋转时，限位件47与槽37的第二端部37b抵接，制冰盘40的旋转停止，对制冰盘40施加扭转。图5中箭头R2所示的方向(以下为R2方向)从冰箱1的前方观察为顺时针方向。另外，限位件47及槽37构成限制制冰盘40的旋转范围的旋转限制部(限位机构)。
图6是表示贮冰容器50的立体图。如上所述，贮冰容器50是贮存通过制冰盘40的旋转而脱离了的冰的容器。贮冰容器50是上表面开放的箱状的容器，并且具有底板部51和形成在底板部51的周围的周壁部52。由底板部51和周壁部52包围的空间被分隔板(分隔壁)55分割成左右的贮冰区域53、54。
如图4所示，贮冰容器50的左侧的贮冰区域(第一贮冰区域)53相对于制冰盘40的旋转轴C1位于左侧。因此，制冰盘40沿R1方向旋转而脱离了的冰(块冰)落下到贮冰区域53。另一方面，贮冰容器50的右侧的贮冰区域(第二贮冰区域)54相对于制冰盘40的旋转轴C1位于右侧。因此，制冰盘40沿R2方向旋转而脱离了的冰(碎冰)落下到贮冰区域54。
划分贮冰区域53、54的分隔板55能够在贮冰容器50内左右移动。另外，在分隔板55的上部设置有把手56。因此，使用者能够把持把手56而使分隔板55左右移动。
通过使分隔板55左右移动，能够使块冰用的贮冰区域53与碎冰用的贮冰区域54的容积比变化。在仅使用块冰和碎冰中的任一方的情况下，也可以将分隔板55卸下。
为了检测贮冰容器50内已经被冰充满的状态，设置有满冰检测传感器9(图7)。满冰检测传感器9例如由摆动杆和光传感器构成。在这种情况下，当摆动杆被积存在贮冰容器50中的冰上推时，光传感器检测摆动杆的摆动。由此，能够检测贮冰容器50被冰充满(满冰状态)。
另外，满冰检测传感器9分别设置于贮冰区域53、54，以便能够分别检测贮冰容器50的贮冰区域53、54的满冰。在此，设置有检测贮冰区域53的满冰状态的满冰检测传感器9a(图7)和检测贮冰区域54的满冰状态的满冰检测传感器9b(图7)。由于通过分隔板55的移动而使贮冰区域53、54的容积变化，因此优选将满冰检测传感器9a的摆动杆设置在贮冰容器50的左端部，将满冰检测传感器9b的摆动杆设置在贮冰容器50的右端部。
图7是表示与冰箱1的制冰动作相关的控制系统的框图。向控制部10输入来自操作面板12的操作输入、来自制冰盘温度传感器5的制冰盘40的温度信息、以及来自满冰检测传感器9的贮冰容器50内的冰量的信息。来自操作面板12的操作输入包括使用者设定的冰尺寸设定的信息(块冰或碎冰)。控制部10基于输入的信息来控制供水泵7、供水用电磁阀8、驱动装置3(脱冰装置)及制冰盘加热器6。
在以上说明的结构中，制冰盘40、驱动装置3、制冰盘温度传感器5、制冰盘加热器6、旋转板45(包括限位件47)、槽37、支承孔38及控制部10构成本实施方式1的制冰装置2。
<制冰动作>
接着，对制冰动作进行说明。图8是表示本实施方式1的冰箱1(制冰装置2)的制冰动作的流程图。在开始制冰动作的时刻，冰箱1的电源已经接通，压缩机28及送风机25正在动作。即，制冷循环20已经工作。
当开始制冰动作时，控制部10驱动供水泵7，将供水箱16的水向制冰盘40供给一定时间(步骤S1)。由此，向制冰盘40的各制冰格41供给水。利用送风机25而将冷却空气从吹出口75(图3)向制冰室14的内部吹出，由此制冰盘40内的水被冷却，进行制冰。
接着，控制部10取得制冰盘温度传感器5的检测温度Tit，并与第一基准温度(例如－18℃)进行比较(步骤S2)。第一基准温度是制冰盘40内的水完全冻结且冰相对于制冰盘40的附着强度达到最高值时的制冰盘温度传感器5的检测温度。第一基准温度预先通过实验求出，并存储在非易失性存储器等中。当制冰盘温度传感器5的检测温度Tit低于第一基准温度时，可以认为制冰完成。
在制冰盘温度传感器5的检测温度Tit低于第一基准温度的情况下，控制部10进入下一步骤S3，确认使用者用操作面板12选择的冰尺寸设定。在块冰的情况下冰尺寸设置(Ice_Size)为1，在碎冰的情况下冰尺寸设置为2。
在冰箱1的使用者选择了块冰的情况下(冰尺寸设定＝1)，由于不需要使制冰盘40内的冰变小，因此进入步骤S4，开始对制冰盘加热器6进行通电。
在开始对制冰盘加热器6进行通电后，取得制冰盘温度传感器5的检测温度Tit，并与第二基准温度(例如－1℃)进行比较(步骤S5)。第二基准温度是在制冰盘40与冰的交界面产生疑似液体层时的制冰盘温度传感器5的检测温度。第二基准温度预先通过实验求出，并存储在非易失性存储器等中。
在制冰盘温度传感器5的检测温度Tit成为第二基准温度(例如－1℃)以上的情况下，进行步骤S6～S10的脱冰动作。
首先，控制部10使驱动装置3(更具体而言为电动机3a)沿正转方向旋转时间tr1(步骤S6、S7)。在冰尺寸设定为1(块冰)的情况下，该正转方向为图4、5所示的R1方向。通过驱动装置3的正转方向的旋转，制冰盘40也从基准旋转位置沿正转方向旋转。
驱动装置3的旋转时间tr1设定为比限位件47(图5)与槽37的第一端部37a抵接为止的时间稍长。因此，制冰盘40的前端部沿正转方向旋转角度A(例如90度)，与此相对，制冰盘40的后端部沿正转方向旋转角度A+α。
这样，制冰盘40在前端部和后端部(旋转轴C1方向的两端部)旋转角度不同，因此对制冰盘40施加扭转。制冰盘温度传感器5的检测温度为－1℃以上，冰的附着力降低，因此通过制冰盘40的扭转，使冰从制冰格41脱离。脱离了的冰落下到贮冰容器50的贮冰区域53(图4)。
之后，控制部10使驱动装置3沿反转方向旋转时间Tr1(步骤S8、S9)。在冰尺寸设定为1(块冰)的情况下，该反转方向为图4、5所示的R2方向。由此，制冰盘40沿反转方向旋转，返回到基准旋转位置。之后，控制部10停止驱动装置3(步骤S10)。
在驱动装置3停止后，利用满冰检测传感器9a检查贮冰容器50的贮冰区域53是否为满冰状态(步骤S11)，在满冰状态的情况下停止制冰动作，在不是满冰状态的情况下返回到上述步骤S1。另外，在使用者从贮冰容器50取出冰而贮冰容器50的贮冰区域53变得不是满冰状态的情况下，经过步骤S11，返回到上述步骤S1。
另一方面，在上述步骤S3中，在冰箱1的使用者选择了碎冰的情况下(冰尺寸设定＝2)，需要使制冰盘40内的冰变小，因此在对制冰盘加热器6进行通电(步骤S4)之前，进行步骤S12～S15的凝聚破坏动作。
首先，控制部10使驱动装置3(更具体而言为电动机3a)沿正转方向旋转时间tr2(步骤S12、S13)。该正转方向为图4、5所示的R1方向。通过驱动装置3的正转方向的旋转，制冰盘40也从基准旋转位置沿正转方向旋转。
驱动装置3的旋转时间tr2设定为比限位件47(图5)与槽37的第一端部37a抵接为止的时间稍长。时间tr2可以与脱冰动作中的时间tr1相同，另外，为了更可靠地进行凝聚破坏(断裂)，时间tr2也可以比时间tr1长。制冰盘40的前端部沿正转方向旋转角度A，与此相对，制冰盘40的后端部沿正转方向旋转角度A+β。
这样，制冰盘40在前端部和后端部(旋转轴C1方向的两端部)旋转角度不同，因此对制冰盘40施加扭转。制冰盘温度传感器5的检测温度为－18℃以下，因此冰对制冰格41的内表面的附着强度比冰内部的凝聚破坏强度高，其结果是，产生冰的凝聚破坏。另外，在产生冰的凝聚破坏后，冰仍附着在各制冰格41的内表面。
之后，控制部10使驱动装置3沿反转方向旋转时间Tr2(步骤S14、S15)。该反转方向是图4、5所示的R2方向。由此，制冰盘40沿反转方向旋转，返回到基准旋转位置。之后，控制部10停止驱动装置3(步骤S16)。
接着，控制部10进入步骤S4，开始对制冰盘加热器6进行通电，在制冰盘温度传感器5的检测温度Tit成为第二基准温度(例如－1℃)以上的情况下(步骤S5)，进行上述步骤S6～S10的脱冰动作。
即，控制部10使驱动装置3沿正转方向旋转时间tr1(步骤S6、S7)。在冰尺寸设定为2(碎冰)的情况下，该正转方向为图4、5所示的R2方向。通过驱动装置3的正转方向的旋转，制冰盘40也从基准旋转位置沿正转方向旋转。由此，与块冰的脱冰时同样地，对制冰盘40施加扭转。
制冰盘温度传感器5的检测温度为－1℃以上，冰的附着力降低，因此通过制冰盘40的扭转，使冰从制冰格41脱离。另外，通过步骤S12～S15的凝聚破坏动作破坏了冰的凝聚，因此从各制冰格41脱离的冰成为比块冰小的碎冰。脱离了的冰落下到贮冰容器50的贮冰区域54(图4)。
之后，控制部10使驱动装置3沿反转方向旋转时间tr1(步骤S8、S9)，使制冰盘40返回到基准旋转位置。然后，控制部10停止驱动装置3(步骤S10)，并利用满冰检测传感器9b检查贮冰容器50的贮冰区域54是否为满冰状态(步骤S11)。在贮冰容器50为满冰状态的情况下停止制冰动作，在不是满冰状态的情况下，返回到上述步骤S1。
这样，根据该实施方式1的冰箱1，使用一个制冰盘40，能够生成块冰和碎冰双方。另外，由于块冰贮藏在贮冰容器50的贮冰区域53，碎冰贮藏在贮冰容器50的贮冰区域54，因此使用者能够打开抽屉门14a而简单地取出两种冰中的所希望的大小的冰。
在以上说明的制冰动作中，将生成块冰的工序的流程称为“第一操作模式”，将生成碎冰的工序的流程称为“第二动作模式”。即，在第一动作模式中，将在制冰盘40内生成的冰直接脱离，与此相对，在第二动作模式中，将在制冰盘40内生成的冰凝聚破坏后脱离。
另外，在使用者仅希望块冰或碎冰的情况下，通过从贮冰容器50卸下分隔板55，能够将贮冰容器50的整体作为块冰或碎冰的贮冰区域使用。
图9是表示制冰盘温度传感器5的检测温度、制冰盘加热器6、供水用电磁阀8及驱动装置3的各动作时间的时序图。在图9中，制冰盘温度传感器5的检测温度“Ta”是第一基准温度(例如－18℃)，“Tb”是第二基准温度(例如－1℃)。
从供水箱16(图1)向制冰盘40供水，并且，制冰盘温度传感器5的检测温度上升并在供水完成的时刻成为最大值(图9中的区间T1)。然后，利用从吹出口75吹出的冷却空气对制冰盘40内的水进行冷却，制冰盘温度传感器5的检测温度降低(图9中的区间T2)。
在此，假设使用者选择了碎冰。当制冰盘温度传感器5的检测温度低于第一基准温度Ta时(即当在制冰盘40内生成冰时)，驱动装置3使制冰盘40旋转而施加扭转。在该温度区域，冰的附着强度比冰内部的凝聚破坏强度高，因此产生冰的凝聚破坏。然后，制冰盘40返回到基准旋转位置(图9中的区间T3)。
接着，当制冰盘加热器6开始加热时，制冰盘温度传感器5的检测温度上升(图9中的区间T4)。当制冰盘温度传感器5的检测温度达到第二基准温度Tb时，驱动装置3使制冰盘40旋转而施加扭转。在该温度区域，冰的附着强度降低，因此冰从制冰盘40脱离。由于上述的凝聚破坏，脱离的冰为碎冰。然后，制冰盘40返回到基准旋转位置(图9中的区间T5)。
然后，再次从水箱16向制冰盘40供水，并且，制冰盘温度传感器5的检测温度上升并在供水完成的时刻达到最大值(图9的区间T11)。然后，利用从吹出口75吹出的冷却空气对制冰盘40内的水进行冷却，制冰盘温度传感器5的检测温度降低(图9中的区间T12)。
在此，假设使用者选择了块冰。当制冰盘温度传感器5的检测温度低于第一基准温度Ta时(即当在制冰盘40内生成冰时)，制冰盘加热器6开始加热，制冰盘温度传感器5的检测温度上升(图9中的区间T13)。当制冰盘温度传感器5的检测温度达到第二基准温度Tb时，驱动装置3使制冰盘40旋转而施加扭转。在该温度区域，冰的附着强度降低，因此冰(块冰)从制冰盘40脱离。然后，制冰盘40返回到基准旋转位置(图9中的区间T14)。
<制冰盘的材质>
在此，对制冰盘40的材质进行说明。如上所述，制冰盘40由金属(更具体而言为不锈钢)形成。参照图10说明制冰盘40为金属的理由。
图10的(A)、(B)是前野纪一、“冰的附着和摩擦”、冰雪、社团法人日本冰雪学会，2006年9月，第68卷，第5号，p.449-455所示的冰相对于不同物质的附着强度的实验结果的曲线图。图10的(A)表示冰相对于聚苯乙烯的附着强度的温度变化，图10的(B)表示冰相对于不锈钢的附着强度的温度变化。在图10的(A)、(B)中，纵轴均表示冰的附着强度(kPa)，横轴均表示温度(℃)。
在上述文献中，关于图10的(A)所示的数据，记载了“数据基于Jellinek(1957a)。冰试样的大小是截面积为9.61cm2(剪切)和1.54cm2(拉伸)、长度为0.76mm(剪切)和0.1cm(拉伸)”。另外，在上述文献中，关于图10的(B)所示的数据，记载了“数据基于Jellinek(1957b)和Raraty and Tabor(1958)。Jellinek的冰试样具有1.54cm2的截面积和0.2－4cm的长度。”。
根据上述文献，冰附着于其他物质时的附着力分为化学键、范德华力以及静电相互作用这三种力。特别地，化学键和范德华力取决于附着物质的性质。另外，水分子具有偶极矩，因此静电相互作用在三种力中最大。因此，若是具有在表面存在电荷(或者电荷容易集中于表面)的性质的物质，则冰通过静电相互作用而更强地附着。
与上述文献所示的聚苯乙烯等树脂比较，不锈钢等金属的表面存在电荷(或电荷容易集中于表面)的性质显著。特别是在低于－13℃的温度区域，附着强度比冰内部的凝聚破坏强度高，因此在冰附着于金属的状态下产生冰内部被破坏的凝聚破坏。另外，在－13℃以上的温度区域，在物质与冰的交界面形成有近似液体层，由此附着强度低于凝聚破坏强度，产生附着破坏(即脱冰)。
因此，在本实施方式1中，通过由金属(例如不锈钢)构成制冰盘40，并在－18℃(即低于－13℃的温度区域)中对制冰盘40施加扭转，由此使冰产生凝聚破坏而生成碎冰。
另外，由于金属与冰的附着破坏一般在－13℃以上产生，因此可以认为在脱冰时，制冰盘40与冰的交界面的温度为－13℃以上即可。但是，根据冰箱的批量生产工序或家庭中的使用状况而增加了各种变动因素，因此，脱冰时的制冰盘40与冰的交界面的温度优选上升至形成与一般的家庭用冰箱中使用的树脂制的制冰盘同等的附着强度的温度。
在一般的家庭用冰箱中使用的树脂制的制冰盘的情况下，脱冰时的制冰盘与冰的交界面的温度为－18℃，此时的附着强度为60kPa(根据图10的(A))。在制冰盘40为金属制的情况下，为了得到与树脂同等的附着强度，根据图10的(B)，制冰盘40与冰的交界面的温度为－1℃。
另外，在此，制冰盘40由不锈钢构成，但并不限定于不锈钢。与不锈钢同样地，只要是在某温度区域，冰相对于制冰盘的附着强度比冰的凝聚破坏强度高的材料即可。
另外，在上述说明中，对块冰及碎冰的制冰进行了说明，但并不限定于块冰和碎冰，只要是大小不同的两种冰即可。
＜作用效果＞
如以上说明，本发明的实施方式1的制冰装置2具备：制冰盘40，其具有多个制冰格41；冷却部(吹出口75)，其对保持在制冰盘40中的水进行冷却而生成冰；制冰盘加热器6，其对制冰盘40进行加热；及驱动装置3(脱冰装置)，其通过对由制冰盘加热器6加热后的制冰盘40施加力而使冰从制冰盘40脱离，驱动装置3构成为能够选择从制冰盘40脱离的冰的大小。因此，能够根据使用者的选择，用一个制冰盘40生成大小不同的多种冰(例如块冰及碎冰)。
此外，由于能够用共用的驱动装置3进行冰的凝聚破坏和脱冰这两种功能，因此制冰装置2的结构简单，能够降低制造成本。
另外，能够由制冰盘40的所有的制冰格41生成使用者所希望的大小的冰(例如碎冰)。因此，能够生成足够量的冰，即使在冰的使用量多的夏季，也不易产生冰耗尽。
另外，在第二动作模式(例如生成碎冰)中，在使冰从制冰盘40脱离之前，在制冰盘加热器6未对制冰盘40进行加热的状态下，驱动装置3对制冰盘40施加力，从而使制冰盘40的内部的冰产生凝聚破坏。因此，能够使驱动装置3的动作在冰的凝聚破坏时和脱冰时通用。
另外，由于制冰盘40能够以旋转轴C1为中心旋转，驱动装置3构成为对制冰盘40施加绕旋转轴C1的扭转，因此能够高效地产生附着于制冰盘40的冰的脱离及凝聚破坏。
另外，驱动装置3在使第一尺寸的冰(例如块冰)脱离时使制冰盘40沿第一方向(R1方向)旋转，在使第二尺寸的冰(例如碎冰)脱离时使制冰盘40沿第二方向(R2方向)旋转。因此，能够使第一尺寸的冰的落下位置和第二尺寸的冰的落下位置不同，能够在贮冰容器50的贮冰区域53和贮冰区域54分别贮藏第一尺寸的冰和第二尺寸的冰。由此，能够容易地从贮冰容器50取出使用者所希望的大小的冰。
另外，制冰盘40能够以旋转轴C1为中心旋转，在制冰盘40的旋转轴C1方向的一侧设置有驱动装置3，在另一侧设置有旋转限制部(槽37及限位件47)，因此在使限位件47与槽37的端部抵接的状态下对制冰盘40施加扭转，能够进行脱冰或冰的凝聚破坏。
另外，由于制冰盘40由金属(特别是不锈钢)形成，因此，可使冰相对于制冰盘40的内表面的附着强度比冰的凝聚破坏强度高。因此，通过对制冰盘40施加力，能够高效地产生冰的凝聚破坏。
第一变形例.
图11(A)是表示实施方式1的第一变形例的制冰盘40A的剖视图。在上述实施方式1中，制冰盘40的整体由金属(更具体而言为不锈钢)形成。与此相对，图11(A)所示的制冰盘40A的整体由树脂形成，在制冰格41的内表面形成有金属层401。金属层401例如由不锈钢形成。
若这样构成，则制冰盘40A与冰接触的面为金属层401(不锈钢等)，因此与实施方式1同样地，通过在第一基准温度(例如－18℃)以下对制冰盘40A施加扭转，能够产生冰的凝聚破坏而生成碎冰。
另外，由于制冰盘40A的内表面(金属层401)以外由树脂形成，因此与整体由金属形成的制冰盘40相比容易变形。因此，能够以较小的力对制冰盘40A施加扭转，能够使用比较廉价的电动机作为驱动装置3的电动机3a，能够降低冰箱1的制造成本。
第二变形例.
图11(B)是表示实施方式1的第二变形例的制冰盘40B的剖视图。图11(B)所示的制冰盘40B整体由树脂形成，但在制冰格41的内表面形成有粗糙度赋予层402。粗糙度赋予层402通过对由树脂形成的制冰盘40B的内表面进行粗糙度加工而形成。
制冰盘40B由树脂形成，但由于在制冰格41的内表面形成有粗糙度赋予层402，因此可得到与金属的制冰盘同样高的冰的附着力。因此，通过在第一基准温度(例如－18℃)以下对制冰盘40B施加扭转，能够产生冰的凝聚破坏而生成碎冰。
而且，制冰盘40B的整体由树脂形成，容易变形，因此能够以较小的力对制冰盘40B施加扭转，能够使用比较廉价的电动机作为驱动装置3的电动机3a，能够降低冰箱1的制造成本。
以上，具体说明了本发明的优选实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种改良或变形。
附图标记说明
1冰箱；2制冰装置；3驱动装置(脱冰装置)；5制冰盘温度传感器(温度检测传感器)；6制冰盘加热器(加热器)；7供水泵；8供水用电磁阀；9、9a、9b满冰检测传感器；10控制部；11冷藏室；12操作面板(操作部)；13供水配管；14制冰室；15切换室；16供水箱；17冷冻室；18蔬菜室；20制冷循环；22框体；25送风机；26冷却器；28压缩机；30框架；35开口部；37槽；38支承孔；40、40A、40B制冰盘；41制冰格(分隔室)；43、44支轴；45旋转板；47限位件；50贮冰容器；53、54贮冰区域；55分隔板(分隔壁)；75吹出口(冷却部)；76吸入口；401金属层；402粗糙度赋予层。
Claims (15)
1.一种制冰装置，其中，具备：
制冰盘，其具有划分为多个的制冰格；
冷却部，其对保持在所述制冰盘中的水进行冷却而生成冰；
加热器，其对所述制冰盘进行加热；及
脱冰装置，其通过对由所述加热器加热后的所述制冰盘施加力而使冰从所述制冰盘脱离，
所述脱冰装置具有：
第一动作模式，该第一动作模式使第一尺寸的冰从所述制冰盘脱离；及
第二动作模式，该第二动作模式使第二尺寸的冰从所述制冰盘脱离，所述第二尺寸的冰比所述第一尺寸的冰小，
在所述第二动作模式中，所述脱冰装置对所述制冰盘施加力而使所述制冰格的内部的冰产生凝聚破坏，从而生成所述第二尺寸的冰。
2.根据权利要求1所述的制冰装置，其中，
在所述第二动作模式中，在所述加热器未对所述制冰盘进行加热的状态下，所述脱冰装置对所述制冰盘施加力，从而使所述制冰盘的内部的冰产生凝聚破坏。
3.根据权利要求1所述的制冰装置，其中，
所述制冰盘能够以旋转轴为中心旋转，
所述脱冰装置通过对所述制冰盘施加扭转，从而使冰从所述制冰盘脱离。
4.根据权利要求2所述的制冰装置，其中，
所述制冰盘能够以旋转轴为中心旋转，
所述脱冰装置通过对所述制冰盘施加扭转，从而使冰从所述制冰盘脱离。
5.根据权利要求3所述的制冰装置，其中，
所述脱冰装置配置于所述旋转轴的方向上的所述制冰盘的一侧，
旋转限制部配置于所述旋转轴的方向上的所述制冰盘的另一侧，所述旋转限制部限制所述制冰盘的旋转。
6.根据权利要求4所述的制冰装置，其中，
所述脱冰装置配置于所述旋转轴的方向上的所述制冰盘的一侧，
旋转限制部配置于所述旋转轴的方向上的所述制冰盘的另一侧，所述旋转限制部限制所述制冰盘的旋转。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制冰装置，其中，
在所述第一动作模式中，在使冰从所述制冰盘脱离时，所述脱冰装置使所述制冰盘沿第一方向旋转，
在所述第二动作模式中，在使冰从所述制冰盘脱离时，所述脱冰装置使所述制冰盘沿第二方向旋转，所述第二方向与所述第一方向相反。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的制冰装置，其中，
所述制冰盘由金属形成。
9.根据权利要求8所述的制冰装置，其中，
所述制冰盘由不锈钢形成。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的制冰装置，其中，
所述制冰盘在所述制冰格的内表面具有金属层。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的制冰装置，其中，
所述制冰盘由树脂形成，所述制冰格的内表面的表面粗糙度比所述制冰盘的其他部分的表面粗糙度粗糙。
12.一种冰箱，其中，具备：
制冰装置，其生成冰；
供水部，其向所述制冰装置供给水；及
贮冰容器，其贮藏由所述制冰装置生成的冰，
所述制冰装置具备：
制冰盘，其具有划分为多个的制冰格；
冷却部，其对保持在所述制冰盘中的水进行冷却而生成冰；
加热器，其对所述制冰盘进行加热；及
脱冰装置，其通过对由所述加热器加热后的所述制冰盘施加力而使冰从所述制冰盘脱离，
所述脱冰装置具有：
第一动作模式，该第一动作模式使第一尺寸的冰从所述制冰盘脱离；及
第二动作模式，该第二动作模式使第二尺寸的冰从所述制冰盘脱离，所述第二尺寸的冰比所述第一尺寸的冰小，
在所述第二动作模式中，所述脱冰装置对所述制冰盘施加力而使所述制冰格的内部的冰产生凝聚破坏，从而生成所述第二尺寸的冰。
13.根据权利要求12所述的冰箱，其中，
在所述第一动作模式中，在使冰从所述制冰盘脱离时，所述脱冰装置使所述制冰盘沿第一方向旋转，
在所述第二动作模式中，在使冰从所述制冰盘脱离时，所述脱冰装置使所述制冰盘沿第二方向旋转，所述第二方向与所述第一方向相反，
所述贮冰容器具有第一贮冰区域和第二贮冰区域，所述第一贮冰区域贮藏从沿所述第一方向旋转后的所述制冰盘脱离的冰，所述第二贮冰区域贮藏从沿所述第二方向旋转后的所述制冰盘脱离的冰。
14.根据权利要求13所述的冰箱，其中，
所述贮冰容器具有分隔所述第一贮冰区域和所述第二贮冰区域的分隔壁，
所述分隔壁能够移动，以使所述第一贮冰区域及所述第二贮冰区域的比例变化。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的冰箱，其中，
还具备操作部，其能够输入所述脱冰装置的所述第一动作模式和所述第二动作模式。
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- 2017-02-08 TW TW106104048A patent/TWI624635B/zh active
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