JP2001041623A - 製氷装置及びそれを備えた冷凍冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気泡を効率的に浮上させて短時間で脱気でき
るようにして、高品質な透明氷を短時間で製氷できるよ
うにする。 【解決手段】 製氷ブロック２４に貯留された水に浸る
複数の加熱体３２を設け、当該加熱体３２により水面が
先に結氷しないようにすると共に、この加熱体３２と結
氷面との距離を短くして大きな対流を発生させる。ま
た、加熱体３２を振動付与機構により振動させるように
して未結氷水の攪拌を行い、これにより気泡を効率的に
浮上させて短時間で脱気できるようにして、短時間で高
品質な透明氷を製氷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭等におけ
る冷凍冷蔵庫に用いられて好適な製氷装置にかかり、特
に高品質な透明氷を短時間で製氷することが可能な製氷
装置及びそれを備えた冷凍冷蔵庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、家庭用の冷凍冷蔵庫等において
は、水を製氷皿に貯留して製氷する製氷装置が略標準装
備され、中には所定量の氷が常備できるように給水タン
クから自動給水して自動製氷する製氷装置が市場に提供
されている。

【０００３】しかし、単に製氷皿を冷却して製氷すると
白濁した氷になることが知られており、かかる白濁した
氷は溶解速度が速く、またウイスキーの水割等に用いて
も雰囲気が盛上がらない等の理由から透明氷が要望され
種々の構成の製氷装置が提案されている。

【０００４】即ち、製氷皿は複数の製氷ブロックに区画
され、当該各製氷ブロックに水が貯留されている。この
ような製氷皿を単に冷却すると、各製氷ブロックの周囲
から結氷が始り、内部の水が最後に結氷するようにな
る。

【０００５】このとき、水に溶存していた空気が、未結
氷水中に気泡となってでてきて、この気泡が氷に閉じこ
められると白濁した氷となる。

【０００６】そこで、透明氷を得るために、例えば特公
平６−７０５４３号公報においては、冷気を製氷皿の裏
側から送風して製氷し、その際気泡が氷に閉じこめられ
ないように、製氷皿の蓋にヒータを埋込んで水面が先に
結氷しないようにした構成が開示されている。

【０００７】これにより、各製氷ブロックの底の方から
徐々に結氷し、最後に水面が凍るようになるので、製氷
完了時まで気泡の脱気パスが確保されて透明氷が製氷で
きるようになる。

【０００８】なお、ヒータによる加熱量が大きいと製氷
時間が長くなるので、当該ヒータによる加熱量は適宜制
御されるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、ヒータの熱は製氷皿に一様に与えられるので、
各製氷ブロックを区画する部分にも熱が与えられて熱の
有効利用が図れないと共に、後述するように製氷速度を
速くすることができない問題があった。

【００１０】即ち、透明氷を作る上では、気泡の脱気が
必要不可欠となり、このためにヒータで水面を加熱して
当該水面が先に結氷するのを防止している。

【００１１】しかし、各製氷ブロックの底部側に発生し
た気泡が脱気されるためには、当然ながら水面まで浮上
しなければならないにもかかわらず、この気泡は非常に
小さいので大きな浮力が発生せず、当該浮力だけで水面
まで浮上することが困難であると共に、時には結氷面に
付着したりして高品質な透明氷を作ることが困難にな
る。

【００１２】無論、表面はヒータにより加熱されている
ので、未結氷水には温度勾配が発生し、これにより対流
が生じているので、各製氷ブロックの底部側に発生した
気泡が当該対流により水面まで運ばれる場合がある。

【００１３】ところが、上記構成のヒータ加熱では貯留
されている水が静止し（揺れていない）、かつ、その温
度勾配も小さいため氷結面では対流による浮上力が殆ど
期待できない。従って、十分に脱気を行うには氷結速度
を小さくしなければならず、製氷時間が長くなってしま
う。

【００１４】そこで、本発明は、気泡を効率的に浮上さ
せて短時間で脱気できるようにすることで短時間で高品
質な透明氷が製氷できるようにした製氷装置を提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、複数の製氷ブロックに区
画されて水を貯留する製氷皿の裏面に冷気が送風され
て、貯留した水を凍らせ、その後当該製氷皿を上下反転
させることにより脱氷する製氷装置において、製氷皿に
貯留された水に浸る加熱機構を設け、当該加熱機構によ
り水面が先に結氷しないようにすると共に、この加熱機
構と結氷面との距離を短くして大きな対流を発生させる
ことにより未結氷水の攪拌を促進するようにして、気泡
を効率的に浮上させて短時間で脱気できるようにするこ
とで短時間で高品質な透明氷が製氷できるようにしたこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項２にかかる発明は、加熱機構が、製
氷皿の各製氷ブロックに対応して設けられて、当該製氷
ブロックに貯留された水を加熱する加熱体と、該加熱体
を所定方向に振動させる振動付与機構と、振動付与機構
を上下動させて加熱体が水に浸るか否かを制御する上下
動機構とを有して、簡単な構成で、気泡を効率的に浮上
させて短時間で脱気できるようにすることで短時間で高
品質な透明氷が製氷できるようにしたことを特徴とす
る。

【００１７】請求項３にかかる発明は、複数の加熱体に
それぞれ発熱体が内蔵されると共に、これらが加熱体ベ
ースに固着されて、当該加熱体ベースを振動付与機構が
振動させることを特徴とする。

【００１８】請求項４にかかる発明は、複数の加熱体
が、櫛状に一体形成され、これに発熱体が固着されて熱
を与えると共に、振動付与機構が当該櫛状に形成された
加熱体を振動させることを特徴とする。

【００１９】請求項５にかかる発明は、振動付与機構及
び加熱体ベース又は振動付与機構及び櫛状に形成された
加熱体が、製氷皿の蓋に固着されて、当該蓋を上下動す
ることにより加熱体が上下動するようにしたことを特徴
とする。

【００２０】請求項６にかかる発明は、請求項１乃至５
いずれか１項記載の製氷装置を用いて冷凍冷蔵庫を形成
したことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は本発明にかかる製氷装置２０の概略
構成を示す上面図であり、図２はその要部側断面図であ
る。また、図３はかかる製氷装置２０が適用された冷凍
冷蔵庫２の正面断面図で、正面の扉を取除いたときの状
態を示す図である。

【００２２】冷凍冷蔵庫２は、外箱３と内箱４とを有
し、この間に断熱材５が充填されてなる断熱構造体で、
内箱４の内部には複数の断熱中仕切板６が設けられて冷
蔵室７、冷凍室８、野菜室９等が形成されている。

【００２３】冷蔵室７の下端部には、氷を作るための水
が貯留される給水タンク１１が設けられ、また冷凍室８
には製氷装置２０及び貯氷箱１２が設けらている。な
お、貯氷箱１２は製氷装置２０の下に設けられて、当該
製氷装置２０からの氷を受止めて貯氷するようになって
いる。

【００２４】また、冷凍冷蔵庫２の下端部等には、冷媒
を圧縮する圧縮機、冷媒を絞るキャピラリーチューブ、
ガス状態の冷媒の熱を放熱して凝縮させる凝縮器、内部
で冷媒を気化させて庫内空気を冷却する冷却器等からな
る図示しない冷凍装置が収納されて、庫内空気を強制循
環させながら庫内を冷却している。

【００２５】一方、製氷装置２０は、給水タンク１１か
らの水を貯留する製氷皿２１、当該製氷皿２１に貯留さ
れた水面に浸り当該水面を加熱する加熱機構３０、製氷
皿２１を反転させて当該製氷皿２１に製氷した氷を貯氷
箱１２に移す脱氷機構２３、断熱材により形成された製
氷皿２１の蓋３１等を有している。

【００２６】そして、製氷皿２１の裏側に冷却装置によ
り冷気が送風されて、当該製氷皿２１を底部側から冷却
すると共に、該製氷皿２１の表側に加熱機構３０が設け
られて、この製氷皿２１に貯留されている水の表面側が
内部より先に結氷しないようにしている。

【００２７】このような製氷皿２１は、上面が開口して
形成された合成樹脂製で、その内側が凹状に形成された
複数の製氷ブロック２４に区画され、また製氷皿２１の
両端部（図１及び図２では、左右方向）には回動軸２５
が設けられると共に、左端に給水タンク１１からの水が
給水される給水口２６が設けられている。

【００２８】脱氷機構２３は、製氷皿２１の一端側（図
１では右側）に設けられた駆動部２７、該駆動部２７か
ら製氷皿２１の他端（図１では左側）に延びて設けられ
たＬ字状の支持部材２８、貯氷箱１２に所定量以上の氷
が蓄えられているか否かを検出する検氷レバ２９等から
構成され、駆動部２７はパルスモータ、ギヤ及び出力軸
等により構成されている。

【００２９】そして、製氷皿２１の一方の回動軸２５
は、支持部材２８により支持され、他方の回動軸２５は
出力軸に係合して、パルスモータの動力が製氷皿２１に
伝達されることにより当該製氷皿２１が上下反転して製
氷された氷が落下するようになっている。落下した氷
は、貯氷箱１２に受止められて貯氷される。

【００３０】なお、貯氷箱１２に氷が所定量以上貯氷さ
れているか否かの判断は、製氷皿２１が上下反転する前
に上述したように検氷レバ２９により検出する。

【００３１】即ち、脱氷を行う際には、先ず検氷レバ２
９は貯氷箱１２に向って回転する。このとき検氷レバ２
９が所定量回転しても、氷に当接せず力を受けない場合
には、貯氷箱１２に氷が無くなっていると判断して脱氷
動作が開始する。

【００３２】また、脱氷時には、製氷皿２１は上下反転
するが、このとき脱氷が容易なように、当該製氷皿２１
には撚りが加えられるようになっている。

【００３３】加熱機構３０は、製氷皿２１の各製氷ブロ
ック２４に対応して設けられて当該製氷ブロック２４に
貯留された水を加熱する加熱体３２、該加熱体３２を振
動させる振動付与機構３３、加熱体３２及び振動付与機
構３３を上下動させる上下動機構３４等により構成され
ている。

【００３４】加熱体３２はニクロム線等の発熱体が内蔵
され、これらが加熱体ベース３５により連結されて一体
化し、蓋３１に設けた穴３６に挿入されている。そし
て、振動付与機構３３は、モータやギヤ等を有して、加
熱体ベース３５を３次元的に所定周波数で振動させる。

【００３５】なお、本発明は、加熱体ベース３５の振動
方向を３次元的であることに限定するものではなく、状
況に応じて、２次元、１次元的にであってもよいことを
敢て付言する。

【００３６】上下動機構３４は、振動付与機構３３が取
付けられる支持台３７、該支持台３７に取付けられたラ
ック３８、該ラック３８に歯合するピニオン３９が回転
軸に取付けられたモータ４０等を有している。

【００３７】次に、このような構成の製氷装置２０にお
ける透明氷の製氷過程を説明する。先ず、給水口２６か
ら給水タンク１１の水が製氷皿２１に供給されて各製氷
ブロック２４に水が貯留される。

【００３８】このとき、製氷皿２１の裏面には冷気が冷
凍装置により送風されているので、貯留された水は製氷
皿２１の底部から冷却され、０℃になると各製氷ブロッ
ク２４の周囲から結氷が開始する。

【００３９】そして、水に溶存していた空気は、未結氷
水中に微少な気泡となってでてくるが、この気泡が氷に
閉じこめられると白濁した氷となってしまうので、上下
動機構３４により加熱機構３０を降ろし、各加熱体３２
が製氷ブロック２４の水に浸るようにして各製氷ブロッ
ク２４の水面を暖め、これにより当該水面が内部より先
に結氷しないようにすることで脱気パスの確保が行われ
る。

【００４０】無論、最終的には各製氷ブロック２４全体
を結氷させる必要があるので、結氷が進むにつれて加熱
体３２は徐々に引上げられる。

【００４１】なお、上述したように加熱体３２による加
熱で脱気パスは確保されるが、そのとき加熱体３２が水
に浸かっているので、加熱体と３２結氷面との距離が短
くなり大きな温度勾配ができて大きな対流が発生する。

【００４２】従って、気泡を速やかに浮上させて脱気さ
せることができるようになって、短時間で高品質な透明
氷を製氷することが可能になる。

【００４３】なお、このときに発生する温度勾配による
対流のみでは、発生した気泡が水面に浮上して脱気する
まで時間を要しり、また発生した気泡が結氷面に付着し
たりしてなかなか脱氷できない場合がある。

【００４４】そこで、本発明では、加熱体３２を振動さ
せることにより、未結氷水を攪拌し、これにより気泡が
容易に浮上できるようにしている。

【００４５】なお、上記説明では、蓋３１に穴３６をあ
け、その穴３６から加熱体３２が差込まれる構成を例に
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
蓋３１の下に加熱体３２を設けるようにしても良く、ま
た当該蓋３１に加熱体３２を固着して設けても良い。

【００４６】また、各加熱体３２にはそれぞれヒータが
埋込まれている場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、図４に示すような構成であ
っても良い。

【００４７】即ち、上述した加熱体３２及び加熱体ベー
ス３５をアルミニュームやステンレス等の熱伝導性の良
い部材で一体形成し、それにヒータ４２で熱を与える。

【００４８】そして、振動付与機構３３は蓋３１に固着
され、当該蓋３１を上下動機構３４で上下動させること
により加熱体３２を水に浸したりすることができるよう
にする。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１にかかる発
明によれば、製氷皿に貯留された水に浸る加熱機構を設
けたので、製氷皿に貯留された水の水面が内部より先に
結氷しないようになると共に、大きな対流が発生して未
結氷水の攪拌が促進されて、気泡を効率的に浮上させて
短時間で脱気できるようになると共に、短時間で高品質
な透明氷が製氷できるようになる。

【００５０】請求項２にかかる発明によれば、各製氷ブ
ロックに対応して加熱体を設け、この加熱体を振動付与
機構で所定方向に振動させるようにしたので、簡単な構
成で、気泡を効率的に浮上させて短時間で脱気できるよ
うになり、短時間で高品質な透明氷が製氷することが可
能になる。

【００５１】請求項３にかかる発明によれば、複数の加
熱体にそれぞれ発熱体を内蔵したので取扱いが容易にな
ると共に、信頼性が向上する。

【００５２】請求項４にかかる発明によれば、複数の加
熱体を櫛状に一体形成し、これに発熱体が固着されて熱
を与えるようにしたので、効率的な加熱が可能になる。

【００５３】請求項５にかかる発明によれば、加熱体等
を製氷皿の蓋に固着したので、当該蓋を上下動させるこ
とにより加熱体を上下動することができるようになり、
操作制御が容易になる。

【００５４】請求項６にかかる発明によれば、請求項１
乃至５いずれか１項記載の製氷装置を用いて冷凍冷蔵庫
を形成したので、高品質な冷凍冷蔵庫を提供できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される製氷装
置の上面図である。

【図２】図１の製氷装置の要部部分断面図である。

【図３】本発明にかかる製氷装置が適用される冷凍冷蔵
庫の正面断面図である。

【図４】図１に代る他の構成の製氷装置の要部部分断面
図である。

【符号の説明】

２０ 製氷装置 ２１ 製氷皿 ２４ 製氷ブロック ３０ 加熱機構 ３１ 蓋 ３２ 加熱体 ３３ 振動付与機構 ３４ 上下動機構 ３５ 加熱体ベース ３６ 穴 ３７ 支持台 ４０ モータ ４２ ヒータ

フロントページの続き (72)発明者 神谷 英昭 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 星野 仁 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の製氷ブロックに区画されて水を貯
   留する製氷皿の裏面に冷気が送風されて、貯留した水を
   凍らせ、その後当該製氷皿を上下反転させることにより
   脱氷する製氷装置において、 前記製氷皿に貯留された水に浸る加熱機構を設け、当該
   加熱機構により水面が内部より先に結氷しないようにす
   ると共に、該加熱機構と結氷面との距離を短くして大き
   な対流を発生させることにより未結氷水の攪拌を促進す
   るようにしたことを特徴とする製氷装置。
2. 【請求項２】 前記加熱機構が、前記製氷皿の各製氷ブ
   ロックに対応して設けられて、当該製氷ブロックに貯留
   された水を加熱する加熱体と、 該加熱体を所定方向に振動させる振動付与機構と、 該振動付与機構を上下動させて前記加熱体が水に浸るか
   否かを制御する上下動機構とを有することを特徴とする
   請求項１記載の製氷装置。
3. 【請求項３】 複数の前記加熱体にそれぞれ発熱体が内
   蔵されると共に、これらが加熱体ベースに固着されて、
   前記振動付与機構が当該加熱体ベースを振動させること
   を特徴とする請求項２記載の製氷装置。
4. 【請求項４】 複数の前記加熱体が、櫛状に一体形成さ
   れ、これに発熱体が固着されて熱を与えると共に、前記
   振動付与機構が当該櫛状に形成された加熱体を振動させ
   ることを特徴とする請求項２記載の製氷装置。
5. 【請求項５】 前記振動付与機構及び加熱体ベース又は
   前記振動付与機構及び櫛状に形成された加熱体が、前記
   製氷皿の蓋に固着されて、当該蓋を上下動することによ
   り加熱体が上下動するようにしたことを特徴とする請求
   項３又は４記載の製氷装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至６いずれか１項記載の製氷
   装置が備えられていることを特徴とする冷凍冷蔵庫。