JP2002022333A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続的・瞬間的に氷を生成し、製氷できる氷
の量に限界がないようにする。 【解決手段】 冷媒回路１０に過冷却熱交換器１５を備
え、給水回路１６の水を過冷却状態まで冷却したのち
に、シャーベット状の氷を生成する。これによって、連
続的、瞬間的に必要に応じた量の氷を提供することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍室、あるいは
冷蔵室を有する冷蔵庫に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の冷蔵庫としては、例え
ば、特開平１０−１１１０６０号公報に記載されている
ようなものがあった。図１４は、前記公報に記載された
従来の冷蔵庫を示すものである。

【０００３】図１４において、１は圧縮機、２は凝縮
器、３は減圧手段、４は冷凍室、５は冷凍室４の空気を
冷却する第一の蒸発器、６は冷凍室４の冷気を循環させ
る第一の冷気循環手段、７は冷蔵室、８は冷蔵室７の空
気を冷却する第二の蒸発器、９は冷蔵室７の冷気を循環
させる第二の冷気循環手段、１０は圧縮機１、凝縮器
２、減圧手段３、第一の蒸発器５、第二の蒸発器６を順
に接続する冷媒回路、１１は冷凍室４で氷を造るための
多数のブロック状の製氷小室を有した製氷皿であり、１
２は水を貯水する貯水槽、１３は貯水槽１２の水を製氷
皿１１へ導く給水回路、１４は給水回路に設置した製氷
皿１１に一定量の貯水槽１２の水Ａを送る水ポンプであ
る。

【０００４】以上のように構成された従来の冷蔵庫につ
いて、以下動作について説明する。圧縮機１の運転によ
り、圧縮機１より吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器
２により凝縮液化したあと、減圧手段３を通過する際に
減圧され低温低圧となり、冷凍室４の第一の蒸発器５と
冷蔵室７の第二の蒸発器８で蒸発気化して空気を冷却す
る。第一の蒸発器５と第二の蒸発器８で気化した冷媒
は、圧縮機１に吸入される。このような冷蔵庫の運転を
行うことにより、冷凍室４と冷蔵室７を冷却することが
できる。冷蔵庫で氷を造る場合は、製氷皿１１に貯水槽
１２の水を水ポンプより一定量の水を供給し、冷凍室４
の氷点以下まで冷却された空気により製氷皿１１を冷却
するとブロック状の角氷を製氷することができる。

【０００５】また、図１４において、冷凍室４と冷蔵室
７にそれぞれに空気を冷却する蒸発器５、８を設置して
いるが、冷凍室４の冷気を冷蔵室７へ送り込むダクトを
設置すると、第二の蒸発器８が不要となり簡素化された
冷蔵庫とすることができる。

【０００６】また、図示していないが、冷凍室４と冷蔵
室７に第三の保冷室である野菜室を設けた冷蔵庫も販売
されている。

【０００７】また、一般的に冷凍室４と冷蔵室７を有す
る冷蔵庫では、冷凍室４よりも冷蔵室７の方が室内の温
度が高くなるように設定されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の冷蔵庫は、冷凍室４の冷気によって製氷皿１１に貯
水した水を冷却して製氷する構成なので、冷凍室４の製
氷皿１１で製氷できる氷の量には限界があり、またブロ
ック状の角氷を生成するまでに時間を要するという課題
があった。従って、夏場などで氷の需要が多いときに
は、冷凍室４の製氷では能力不足であり、使い勝手の悪
い冷蔵庫であった。

【０００９】また、冷蔵庫に入れる前の食料品等の被冷
却物の温度は、冷凍室４、あるいは冷蔵室７の室内温度
よりも高いので、被冷却物を冷凍室４、あるいは冷蔵室
７へ入れた瞬間に室内の温度と、既に保冷されている食
料品の温度が上昇し、冷蔵庫の冷却負荷が増加するとと
もに、保冷されている食料品の保存状態が悪化するとい
う課題があった。

【００１０】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、氷を連続的、瞬間的に生成し、さらに食料品を鮮度
良く保存できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、圧縮機と凝縮器と減圧手段と蒸発器が冷媒
回路で順に接続されるヒートポンプ回路を設置して冷凍
室、あるいは冷蔵室の冷却を行う冷蔵庫において、水を
流す給水回路と、減圧手段の出口に設けて、給水回路の
水をヒートポンプ回路の冷媒と熱交換させて過冷却状態
まで冷却する過冷却熱交換器と、過冷却熱交換器の出口
に設けて、過冷却状態の水を放出する過冷却水放出回路
を備えたことを特徴とする冷蔵庫としたものである。

【００１２】これによって、過冷却熱交換器において連
続的、瞬間的に過冷却状態の水を生成し、この水に衝撃
を与えると瞬時にシャーベット状の氷を生成することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、圧縮機
と凝縮器と減圧手段と蒸発器が冷媒回路で順に接続され
るヒートポンプ回路を設置して冷凍室、あるいは冷蔵室
の冷却を行う冷蔵庫において、水を流す給水回路と、減
圧手段の出口に設けて、給水回路の水をヒートポンプ回
路の冷媒と熱交換させて過冷却状態まで冷却する過冷却
熱交換器と、過冷却熱交換器の出口に設けて、過冷却状
態の水を放出する過冷却水放出回路を備えたことを特徴
とする冷蔵庫とすることにより、過冷却熱交換器におい
て連続的、瞬間的に生成される過冷却状態の水から、瞬
時にシャーベット状の氷を造るので、氷を連続的、瞬間
的に生成できる冷蔵庫とすることができる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、水を貯水する貯
水槽を備えた冷蔵庫において、給水回路は貯水槽と接続
されていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫と
することにより、貯水槽の水を過冷却熱交換器において
連続的、瞬間的に過冷却状態の水を生成し、この水より
瞬時にシャーベット状の氷を造るので、好みに応じてシ
ャーベット状の氷、あるいはブロック状の角氷のどちら
かの氷を選択して製氷する冷蔵庫とすることができる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、過冷却水放出回
路は冷凍室、あるいは冷蔵室に設置したことを特徴とす
る請求項１〜２のいずれか１項に記載の冷蔵庫とするこ
とにより、過冷却熱交換器において生成される過冷却状
態の水を、冷凍室や冷凍室に供給するので、被冷却物の
鮮度を維持したまま急速冷却できる冷蔵庫とすることが
できる。

【００１６】請求項４に記載の発明は、冷凍室に水を貯
水して製氷する製氷皿を備え、過冷却水放出回路は過冷
却熱交換器で冷却された水を製氷皿に導くように設置し
たことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の冷蔵庫とすることにより、過冷却熱交換器において生
成される過冷却状態の水を製氷皿へ注入するので、短時
間でブロック状の角氷を製氷する冷蔵庫とすることがで
きる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、水を貯水する貯
氷槽を備え、過冷却水放出回路は過冷却熱交換器で冷却
された水を前記貯氷槽に導くように設置したことを特徴
とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷蔵庫とす
ることにより、貯氷槽に過冷却状態の水、あるいはシャ
ーベット状の氷を貯えるので、必要に応じた量の氷を瞬
間的に生成し、容器等で取り出せる冷蔵庫とすることが
できる。

【００１８】請求項６に記載の発明は、前記貯氷槽は、
冷凍室、あるいは冷蔵室に備えたことを特徴とする請求
項５記載の冷蔵庫とすることにより、過冷却状態の水、
あるいはシャーベット状の氷を貯える貯氷槽は冷凍室と
一体化されているので、貯氷槽は効率よく保冷され、ま
た貯氷槽を断熱する断熱材が不要となるので、効率が高
い、低コストな冷蔵庫とすることができる。

【００１９】請求項７に記載の発明は、過冷却熱交換器
は、冷凍室、あるいは冷蔵室に備えた冷蔵庫とすること
により、過冷却状態の水を生成する過冷却熱交換器は冷
凍室と一体化されているので、過冷却状態の水は効率よ
く生成され、また過冷却熱交換器を断熱する断熱材が不
要となるので、効率が高い、低コストでコンパクトな冷
蔵庫とすることができる。

【００２０】請求項８に記載の発明は、過冷却水放出回
路に設けて、水を貯水槽へ戻す水循環回路を備えたこと
を特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の冷蔵
庫とすることにより、貯水槽の水を一旦冷却した後に給
水回路へ供給するので、連続的、瞬間的に大量のシャー
ベット状の氷を生成し、さらに短時間でブロック状の角
氷を製氷する冷蔵庫とすることができる。

【００２１】請求項９に記載の発明は、貯水槽の水は、
深夜電力を用いて過冷却熱交換器で冷却されることを特
徴とする請求項８に記載の冷蔵庫とすることにより、電
気代が安い深夜電力を用いて貯水槽の水を冷却するの
で、ランニングコストが廉価で、連続的、瞬間的に大量
のシャーベット状の氷を生成し、さらに短時間でブロッ
ク状の角氷を製氷する冷蔵庫とすることができる。

【００２２】請求項１０に記載の発明は、給水回路に浄
水手段を備えた冷蔵庫とすることにより、過冷却水放出
回路に生成するスケールや不純物を除去し、熱交換器の
流路内、あるいは過冷却水放出回路で凍結が発生するこ
となく、長い年月にわたっても過冷却状態の水を安定し
て生成できるので、耐久性の高い冷蔵庫とすることがで
きる。

【００２３】請求項１１に記載の発明は、過冷却熱交換
器は、スリット状の穴を有する複数の冷媒プレートと、
スリット状の穴を有する複数の水プレートと、この複数
の冷媒プレートと水プレートの間に設けられていて冷媒
と水の隔壁をなす複数の隔壁プレートとから冷媒流路と
水流路を形成した積層式熱交換器である冷蔵庫とするこ
とにより、熱交換器の流路内で凍結が発生することなく
安定して過冷却状態の水を生成し、さらに過冷却熱交換
器がコンパクトとなるので、耐久性が高く、コンパクト
な冷蔵庫とすることができる。

【００２４】請求項１２に記載の発明は、過冷却熱交換
器は、冷蔵庫本体に納められている冷蔵庫とすることに
より、過冷却熱交換器等が冷蔵庫の躯体内に収納される
構成であるから、低コストでコンパクトな冷蔵庫とする
ことができる。

【００２５】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００２６】（実施例１）図１は、本発明の実施例１に
おける冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図１
において、１５は水を冷媒回路１０の冷媒と熱交換して
過冷却状態となるまで冷却する過冷却熱交換器、１６は
過冷却熱交換器１５へ水を供給する給水回路、１７は過
冷却熱交換器１５を流出した水を流して冷蔵庫外、ある
いは冷蔵庫内へと放出させる過冷却水放出回路、１８は
給水回路１６を流れる水量を制御する、止水機能を有し
た水量制御手段、１９は過冷却水放出回路１７を流れる
水の温度を検知する温度センサー、２０は過冷却水放出
回路１７を流れる水の温度が所定の温度Ｔ１となるよう
に、温度センサー１９から受ける信号を基に水量制御手
段１８を介して給水回路１６の水量を制御する制御手
段、２１は過冷却水放出回路１７より水を出水させるか
否かを押しボタン等で操作する操作手段であり、制御手
段２０と連結されている。過冷却熱交換器１５は、プレ
ート式熱交換器や二重管式熱交換器などの満液式熱交換
器以外の熱交換器を用いた。温度センサー１９はサーミ
スターとしたが、熱電対、あるいは測温抵抗体を用いる
こともできる。過冷却熱交換器１５は、図１に示すよう
に減圧手段３と第一の蒸発器５の間の冷媒回路１０に設
置した。また、給水回路１６は水道管と連結されてい
る。

【００２７】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作と作用について説明する。図１に示す冷蔵
庫の冷凍室４と冷蔵室７の冷却は、従来の構成と同じ方
式で行う。操作手段２１の操作によって、過冷却水放出
回路１７より出水が要求された場合は、制御手段２０に
よって水量制御手段１８を制御し、止水している給水回
路１６に水を供給する。その後、水は過冷却熱交換器１
５において冷媒回路１０の冷媒と熱交換して冷却された
後、過冷却水放出回路１７より外部へ放出される。過冷
却水放出回路１７より冷蔵庫外、あるいは冷蔵庫内へ放
出された水は、容器等で受けることができる。

【００２８】このとき、所定の温度Ｔ１を氷点以下の温
度とし、温度センサー１９で検出する温度がＴ１となる
ように制御手段２０で水量制御手段１８を介して水量を
制御すると、過冷却熱交換器１５を流出する水は、氷点
以下の温度でも液相である過冷却状態の水となる。水は
氷点以下の温度まで冷却しても、氷核が無いとき、ある
いは流れに乱れがないとき、あるいは水が衝撃を受けな
いときは、氷へと相変化できない過冷却状態の水とな
る。

【００２９】しかし、過冷却状態の水の中に氷核が生成
されるか、流れの乱れが生じるか、または衝撃を受ける
と一瞬に氷へと相変化し、過冷却される温度が大きくな
るほど僅かな乱れでも氷へと相変化する。従って、過冷
却水放出回路１７を流れる過冷却状態の水は、外部へ放
出されたときの流れの変化、あるいは、容器等で受けた
ときの衝撃によって瞬時に氷へと変化させることができ
る。このとき生成される氷は柔軟性と流動性のあるシャ
ーベット状となる。

【００３０】即ち、給水回路１６より連続的に水を過冷
却熱交換器１５に供給することによって、過冷却水放出
回路１７より、連続的にシャーベット状の氷を生成する
ことができる。また、冷蔵庫の圧縮機１は、冷凍室４と
冷蔵室７の保冷運転のため頻繁に運転と停止を繰り返し
ており、また、過冷却熱交換器１５は冷媒によって予冷
されているので、操作手段２１の操作によって過冷却水
放出回路１７から出水が要求されるとほぼ同時に過冷却
状態の水を過冷却水放出回路１７より放出することがで
きる。

【００３１】以上のように、本実施例においては、過冷
却熱交換器１５、給水回路１６、過冷却水放出回路１
７、水量制御手段１８、温度センサー１９、制御手段２
０、操作手段２１などを設置し、給水回路１６から連続
的に供給される水を過冷却熱交換器１５で過冷却状態ま
で冷却したあと、過冷却水放出回路１７より外部へ放出
して氷を生成する構成としたことから、連続的、瞬間的
にシャーベット状の氷を生成する冷蔵庫とすることがで
きる。

【００３２】また、本実施例では、過冷却熱交換器１５
を第一の蒸発器５の冷媒回路の入口に設置しているが、
冷媒回路１０のうち低圧冷媒が流れる部分であれば、第
一の蒸発器５と第二の蒸発器８の間の冷媒回路、あるい
は第二の蒸発器８と圧縮機１の間の冷媒回路、あるいは
第一の蒸発器５または第二の蒸発器８と並行になるよう
バイパスした冷媒回路に設置しても、過冷却状態の水を
生成することができる。

【００３３】また、本実施例では、冷凍室４と冷蔵室７
にそれぞれに空気を冷却する第一の蒸発器５と第二の蒸
発器８を設置しているが、冷凍室４の冷気を冷蔵室７へ
送り込むダクトを設置すると、第二の蒸発器８が不要と
なる簡素化された冷蔵庫となり、この形態の冷蔵庫にお
いても、第一の蒸発器５の前後の冷媒回路に過冷却熱交
換器１５を設置することにより、過冷却状態の水を生成
することができる。

【００３４】また、本実施例では、所定の温度Ｔ１を−
３℃としたが、Ｔ１を低く設定しすぎると、過冷却状態
の水は過冷却水放出回路１７より外部へ放出する前に、
過冷却熱交換器１５や過冷却水放出回路１７で氷へと相
変化して流路を閉塞し、氷を供給できなくなってしまう
ので、Ｔ１＞−７℃の範囲で設定する。

【００３５】また、本実施例では、温度センサー１９は
過冷却水放出回路１７に設置したが、圧縮機１と凝縮器
２の冷却能力が特性が把握できているときに、温度セン
サー１９を給水回路１６に設置し、検知した温度と冷却
能力特性から水量の演算を行い、演算した水量となるよ
うに水量制御手段１５を制御すると、同様の効果を得る
ことができる。

【００３６】また、本実施例では、給水回路１６より給
水される水量の調節は、水量制御手段１８の制御のほか
に、給水回路１６に水ポンプを設置して制御することも
可能である。また、圧縮機１にインバーター回路を設
け、冷却される水の温度が所定の温度Ｔ１となるように
圧縮機１の出力を制御しても同様の効果を得ることがで
きる。

【００３７】また、本実施例の冷蔵庫は、図１に示すよ
うに冷凍室４の第一の蒸発器５と冷蔵室７の第二の蒸発
器８が順に接続されたものであるが、順序が逆に接続さ
れる冷蔵庫や、冷凍室４、または冷蔵室７のみの冷蔵
庫、または野菜室等の第三の保冷室を設けた冷蔵庫、ま
たは第一の蒸発器５と第二の蒸発器７を一体化して蒸発
器を共有する冷蔵庫であっても、これら冷蔵庫の冷媒回
路に過冷却熱交換器１５を設置することにより、過冷却
状態の水を連続的、瞬間的に生成する冷蔵庫とすること
ができる。

【００３８】また、本実施例では、圧縮機１が冷蔵庫の
保冷運転を停止している場合は、瞬間的に生成できる過
冷却状態の水量が少なくなったしまうために、制御手段
２０によって、給水回路１６の通水と同時に圧縮機１を
起動させる制御を行う。従って、圧縮機１が冷蔵庫の保
冷運転を停止している場合でも、瞬間的に所定の量の過
冷却状態の水を生成する冷蔵庫とすることができる。

【００３９】また、本実施例では、所定の温度Ｔ１を氷
点以下に設定するとしたが、氷点以上の温度に設定する
ことも可能であり、温度を設定できる手段を操作手段２
１に設けると、過冷却水放出回路１７より設定した温度
Ｔ１の水が、連続的、瞬間的に出水する冷蔵庫とするこ
とができる。

【００４０】また、本実施例の圧縮機１を用いて冷媒を
循環させる冷凍サイクルを、冷媒を吸収器で吸収剤に吸
収させて再生器で冷媒を発生させるような、吸収式サイ
クルで構成しても同様の効果を得ることができる。

【００４１】また、本実施例の過冷却熱交換器１５は、
並行流となるように冷媒回路１０と給水回路１６を接続
しているが、直交流、あるいは対向流となるような構成
とした熱交換器としても同様な効果を得ることができ
る。

【００４２】また、本実施例では、貯水槽１２と製氷皿
を設けた冷蔵庫に適用した例を記載しているが、これを
搭載しない冷蔵庫であっても、過冷却熱交換器を搭載す
ることによって本発明の効果を得ることができる。

【００４３】（実施例２）図２は、本発明の実施例２の
冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図２におい
て、２２は貯水槽１２の水を製氷皿１１へ供給する給水
回路１３、または給水回路１６に送るか選択切り替えで
きる給水回路切替手段、２３は貯水槽１２に水を給水回
路切替手段２２へ導く給水回路である。従って、給水回
路切替手段２２の操作によって、貯水槽１２の水を製氷
皿１１に送るか、過冷却熱交換器１５へ送るかを切り替
えることができる。２４は給水回路切替手段２２の操作
と、過冷却水放出回路１７を流れる水の温度が所定の温
度Ｔ１となるように、温度センサー１９から受ける信号
を基に水ポンプ１４を制御する制御手段、２５は過冷却
放出回路１７より水を出水させるか否か、または製氷皿
１１で製氷を行うか否かを押しボタン等で選択操作する
操作手段であり、制御手段２４と通信回線で連結されて
いる。

【００４４】以上のように構成された冷蔵庫において、
以下その動作と作用について説明する。図２の冷蔵庫に
おいて冷凍室４、あるいは冷蔵室７の保冷運転は従来の
方式で記載したものと同じ方式で行うことができる。こ
こで、操作手段２５の操作によって、過冷却水放出回路
１７より出水が要求された場合は、制御手段２４によっ
て給水回路切替手段２２と水ポンプ１４を操作し、貯水
槽１２の水を給水回路２３を通じて過冷却熱交換器１５
へ送る。過冷却熱交換器１５へ流入した水は、実施例１
で記載したものと同じ作用により、冷媒と熱交換して過
冷却状態まで冷却されたのちに過冷却水放出回路１７よ
り外部へ放出され、シャーベット状の氷へと変化する。
本実施例の水量制御は給水回路１３の水ポンプ１４で行
うことができる。過冷却水放出回路１７よりシャーベッ
ト状の氷を生成せず、製氷皿１１で製氷を行う場合は、
貯水槽１２の一定量の水Ａを給水回路切替手段２２と水
ポンプ１４によって製氷皿１１へ供給し、冷凍室４の冷
機によって製氷皿１１を冷却するとブロック状の角氷を
生成することができる。

【００４５】以上のように、本実施例においては、給水
回路切替手段２２、給水回路２３、制御手段２４、操作
手段２５を設置し、貯水槽１２から連続的に供給される
水を過冷却熱交換器１５で過冷却状態まで冷却したあ
と、過冷却水放出回路１７より外部へ放出して氷を生成
する構成としたことから、連続的、瞬間的にシャーベッ
ト状の氷を生成する冷蔵庫とすることができる。また、
過冷却熱交換器１５への給水は、製氷皿１１に給水する
ための既設の貯水槽１２を利用するので、給水回路の簡
素化と水量制御手段１８を省略した低コストな冷蔵庫と
することができる。さらに、操作手段２５によって、ブ
ロック状の角氷とシャーベット状の氷のどちらかを選択
できる構成であり、好みに応じた氷を製氷する冷蔵庫と
することができる。

【００４６】また、本実施例では貯水槽１２に水を貯水
したが、飲料等を貯水することによって、過冷却水放出
回路１７よりシャーベット状の飲料を製造することがで
きる。

【００４７】また、本実施例では貯水槽１２の水を水ポ
ンプ１４によって、製氷皿１１、または過冷却熱交換器
１５へ給水する構成としているが、貯水槽１２の位置エ
ネルギーを利用して給水する構成とすると、水ポンプ１
４が不要となり低コスト化を実現することができる。

【００４８】また、図２に示す給水回路１６には、水道
配管と連結する部分を記載していないが、本実施例でも
実施例１の図１で記載しているように、給水回路１６に
は水道配管より水を供給することも可能であり、水道配
管より供給される水を連続的に過冷却状態まで冷却する
ことができる。

【００４９】（実施例３）図３は、本発明の実施例３の
冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図３におい
て、２６は過冷却水放出回路１７に設置して、水を外部
へ放出するか、あるいは冷凍室４へ送るかを切り替える
過冷却水回路切替手段であり、２７は過冷却水回路切替
手段２６より送られる水を冷凍室４、あるいは冷蔵室７
へ導くかを切り替える過冷却水回路切替手段である。２
８は過冷却熱交換器１５で生成した過冷却状態の水を冷
凍室４へと導く過冷却水放出回路、２９は過冷却熱交換
器１５で生成した過冷却状態の水を冷蔵室７へと導く過
冷却水放出回路である。３０は制御手段２４の機能に加
えて、過冷却水回路切替手段２６、過冷却水回路切替手
段２７の操作を行う機能を持つ制御手段である。３１は
過冷却水放出回路１７より水を出水させるか否か、また
は製氷皿１１で製氷を行うか否か、または過冷却水放出
回路２８より水を出水させるか否か、または過冷却水放
出回路２９より水を放出するか否かを押しボタン等で選
択操作する操作手段であり、制御手段３０と通信回線で
連結されている。

【００５０】以上のように構成された冷蔵庫において、
以下その動作と作用について説明する。図３の冷蔵庫に
おいて冷蔵庫の保冷運転と、過冷却水放出回路１７から
の出水と、製氷皿１１への水の供給は、従来の方式と実
施例２で記載したものと同じ方式により行うことができ
る。ここで、操作手段３１によって、冷凍室４へ過冷却
水放出回路２８からの出水が要求された場合は、制御手
段３０によって水ポンプ１４と給水回路切替手段２２と
過冷却水回路切替手段２６と過冷却水回路切替手段２７
を制御して、貯水槽１２の水Ａを冷凍室４へ導く。ま
た、冷凍室４から冷蔵室７の過冷却水放出回路２９から
の出水へ切り替える場合は、過冷却水回路切替手段２７
を切り替えると、貯水槽１２の水Ａを冷蔵室７へ導くこ
とができる。何れの過冷却水放出回路２８、過冷却水放
出回路２９より出水される水は、過冷却熱交換器１５を
通過するときに過冷却状態となるまで冷却されており、
冷凍室４、あるいは冷蔵室７へ放出された際にシャーベ
ット状の氷へと変化する。冷蔵庫に入れる前の食品等の
被冷却物の温度は、冷凍室４、あるいは冷蔵室７の室内
温度よりも高いので、被冷却物を冷凍室４、あるいは冷
蔵室７へ入れた瞬間に、室内の温度と既に保冷されてい
る食品の温度が上昇し、保冷されている食品の保存状態
が悪化するとともに冷蔵庫の冷却負荷が増加する。

【００５１】そこで、食品などの被冷却物を冷凍室４、
あるいは冷蔵室７を入れた後に、過冷却水放出回路２
８、あるいは過冷却水放出回路２９より過冷却状態の水
を食品に向けて放出すると、過冷却状態の水は食品と接
触した瞬間にシャーベット状の氷となり、食品はシャー
ベット状の氷で覆われて急速冷却される。従って、冷蔵
庫の冷却負荷を増加させることなく、また、他の保冷物
の保存状態を良好に保ちながら、食品などの被冷却物の
急速冷却を行うことができる。

【００５２】以上のように、本実施例においては、過冷
却水回路切替手段２６、過冷却水回路切替手段２７、過
冷却水放出回路２８、過冷却水放出回路２９を設置し、
貯水槽１２から供給される水を過冷却熱交換器１５で過
冷却状態まで冷却したあと、過冷却水放出回路２８、ま
たは過冷却水放出回路２９より冷凍室４、または冷蔵室
７へ放出し、被冷却物をシャーベット状の氷で覆うよう
な構成としたことから、冷蔵庫の冷却負荷を増加させる
ことなく、また、他の保冷物の保存状態を良好に保ちな
がら、食品などの被冷却物の急速冷却を行う冷蔵庫とす
ることができる。また、冷蔵庫の冷凍室４と冷蔵室７の
室内は乾燥しており、魚介類、肉類、野菜類の鮮度を維
持したまま保存するには限界があるが、これら食品をシ
ャーベット状の氷で覆うことによって、みずみずしさと
鮮度を維持しながら長期間保存することができる。

【００５３】また、本実施例では、図３に示すように冷
凍室４と冷蔵室７の双方へ過冷却状態の水を供給する構
成としているが、どちらか一方のみに供給する構成とし
ても良く、また、野菜室等の第三の保冷室を設けた冷蔵
庫であっても、野菜室に過冷却水放出回路を配して過冷
却状態の水を供給することによって、野菜室の食品を急
速冷却することができる。

【００５４】また、本実施例では、過冷却水回路切替手
段２６、過冷却水回路切替手段２７を制御して冷凍室
４、あるいは冷蔵室７のどちらか一方に過冷却状態の水
を供給する構成となっているが、過冷却水放出回路１７
よりそれぞれ独立した回路を設置して冷凍室４と冷蔵室
７に導くことも可能であり、この構成によると双方同時
に食品の急速冷却を行うことができる。

【００５５】（実施例４）図４は、本発明の実施例４の
冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図４におい
て、３２は過冷却水放出回路に設置した過冷却水回路切
替手段、３３は過冷却水回路切替手段３２によって冷凍
室４に供給される過冷却状態の水を製氷皿１１へと導く
過冷却水放出回路、３４は制御手段３０の機能に加え
て、過冷却水回路切替手段３２の操作ができる機能を備
えた制御手段、３５は過冷却水放出回路１７より水を出
水させるか否か、または製氷皿１１に給水するか否か、
または過冷却水放出回路２８より水を出水させるか否
か、または過冷却水放出回路２９より水を放出するか否
か、または過冷却水放出回路３３より製氷皿１１に過冷
却状態の水を供給するか否かを押しボタン等で選択操作
する操作手段であり、制御手段３４と通信回線で連結さ
れている。

【００５６】以上のように構成された冷蔵庫において、
以下その動作と作用について説明する。図４の冷蔵庫に
おいて冷蔵庫の保冷運転と、過冷却水放出回路１７から
の出水と、製氷皿１１へ給水と、冷凍室４、あるいは冷
蔵室７への出水は、従来の方式と実施例２と実施例３で
記載したものと同じ方式により行うことができる。ここ
で、操作手段３５によって、冷凍室４の製氷皿１１へ過
冷却水放出回路より出水が要求された場合は、制御手段
３４により、水ポンプ１４と給水回路切替手段２２と過
冷却水回路切替手段２６と過冷却水回路切替手段２７と
過冷却水回路切替手段３２を制御して、貯水槽１２の水
Ａを過冷却水放出回路３３を通じて冷凍室４の製氷皿１
１へ導く。過冷却水放出回路３３より出水される水は、
過冷却熱交換器１５を通過するときに過冷却状態となる
まで冷却されており、製氷皿１１に接した瞬間に受ける
衝撃によって流動性のあるシャーベット状の氷へと変化
する。

【００５７】従って、製氷皿１１に設けてある多数のブ
ロック状の製氷小室にはシャーベット状の氷が満たさ
れ、そのまま、冷凍室４の冷気で製氷皿１１を冷却する
ことによって、ブロック状の角氷を製氷することができ
る。図１３に示すような従来の冷蔵庫において氷を造る
場合は、製氷皿１１に水を貯水し冷凍室４の冷気によっ
て冷却する。製氷皿１１の水の中に氷核がない場合、水
は氷点以下まで冷却されても液相である過冷却状態とな
り、約−７℃程度まで冷却しないと氷が生成されない。
従って、製氷を行うために時間を要し、また、冷蔵庫の
効率を低下させる原因となる。しかしながら、本実施例
の構成では、製氷皿１１には、シャーベット状の氷が満
たされており、またシャーベット状の氷自体が氷核とな
るので、短時間でブロック状の角氷を生成することがで
きる。

【００５８】以上のように、本実施例においては、過冷
却水回路切替手段３２、過冷却水放出回路３３、制御手
段３４、操作手段３５を設置し、貯水槽１２の水を過冷
却熱交換器１５で過冷却状態まで冷却したあと、過冷却
水放出回路３３より冷凍室４の製氷皿１１へ放出し、シ
ャーベット状の氷で満たされた製氷皿１１を冷却する構
成としたことから、短時間で冷蔵庫の効率を低下させる
ことなくブロック状の角氷を製氷する冷蔵庫とすること
ができる。

【００５９】また、本実施例では、製氷皿１１に貯水槽
１２の水Ａを供給する回路が、給水回路１３と過冷却水
放出回路３３の２系統となるので、従来の冷蔵庫で設置
していた給水回路１３を省略すると水回路が簡素化され
た低コスト化を図った冷蔵庫とすることができる。

【００６０】また、本実施例では、過冷却水放出回路３
３は過冷却水放出回路２８、過冷却水放出回路２９に従
属する構成となっているが、過冷却水放出回路１７より
単独な回路を設置することにより、過冷却水放出回路２
８、過冷却水放出回路２９の影響を受けずに製氷皿１１
へシャーベット状の氷を供給することができる。また、
この過冷却水放出回路２８と過冷却水放出回路２９を省
く構成としても、短時間でブロック状の角氷を生成する
ことができる。

【００６１】（実施例５）図５は、本発明の実施例５の
冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図５におい
て、３６は過冷却熱交換器１５から流出する水を貯水す
る貯氷槽、３７は貯氷槽３６へ水を供給する過冷却水放
出回路、３８は貯氷槽３６の過冷却状態の水、あるいは
過冷却状態の水から変化したシャーベット状の氷を外部
へ放出する過冷却水放出回路、３９は過冷却水放出回路
３８を開閉するための回路開閉弁である。４０は回路開
閉弁３９と給水回路切替手段２２の操作と、過冷却水放
出回路３７を流れる水の温度が所定の温度Ｔ１となるよ
うに、温度センサー１９から受ける信号を基に水ポンプ
１４を制御する制御手段、４１は過冷却水放出回路３８
より貯氷槽３６の水を出水させるか否か、または製氷皿
１１で製氷を行うか否かを押しボタン等で選択操作する
操作手段であり、制御手段４０と通信回線で連結されて
いる。

【００６２】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作と作用について説明する。図５の冷蔵庫に
おいて冷蔵庫の保冷運転と、過冷却状態の水の生成は従
来の方式と実施例２で記載したものと同じ方式により行
うことができる。過冷却熱交換器１５で生成した過冷却
状態の水は、過冷却水放出回路３７によって貯氷槽３６
へ放出され、貯氷槽３６には所定量の過冷却状態の水が
貯えられる。貯氷槽３６へ放出された際の流れの変動等
により過冷却状態の水がシャーベット状の氷へと変化す
るときは、シャーベット状の氷が貯えられる。従って、
大量の氷が必要となっても、貯氷槽３６には過冷却状態
の水、あるいはシャーベット状の氷が貯えられているの
で、必要に応じた量の氷を貯氷槽３６より過冷却水放出
回路３８を通じて適宜出水させることができる。

【００６３】以上のように、本実施例においては、貯氷
槽３６と過冷却水放出回路３７、過冷却水放出回路３８
と回路開閉弁３９を設置し、給水回路２３から供給され
る水を過冷却熱交換器１５で過冷却状態まで冷却したあ
と、貯氷槽３６に貯水する構成としたことから、必要に
応じた量の氷を供給できる冷蔵庫とすることができる。
また、圧縮機１の運転を停止している場合でも、圧縮機
１を起動させることなく大量の氷を提供することができ
る。

【００６４】また、本実施例では、貯氷槽３６の過冷却
状態の水、あるいはシャーベット状の氷は、回路開閉弁
３９の開閉制御によって外部へ出水させることができる
が、容器等で直接貯氷槽３６より過冷却状態の水、ある
いはシャーベット状の氷を取り出すことも可能である。

【００６５】（実施例６）図６は、本発明の実施例６の
冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図６におい
て、４２は過冷却熱交換器１５から流出する水を貯水す
る貯氷槽、４３は貯氷槽４２に水を供給する過冷却水放
出回路であり、貯氷槽４２は冷凍室４内に設置されてい
る。

【００６６】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作と作用について説明する。図６の冷蔵庫に
おいて冷蔵庫の保冷運転と、過冷却状態の水の生成は従
来の方式と実施例２で記載したものと同じ方式により行
うことができる。過冷却熱交換器１５で生成した過冷却
状態の水は、実施例５と同様に過冷却水放出回路４３を
通じて貯氷槽４２へ放出され、貯氷槽４２には過冷却状
態の水、あるいはシャーベット状の氷が貯えられる。従
って、大量の氷が必要となっても、貯氷槽４２には過冷
却状態の水、あるいはシャーベット状の氷が貯えられて
いるので、必要に応じた量の氷を貯氷槽４２より過冷却
水放出回路３８を通じて適宜出水させることができる。
貯氷槽４２は冷凍室４の冷気と接しているから、絶えず
貯氷槽４２内の温度を一定に保つことができる。また、
冷凍室４の室内の温度が上昇しても、貯氷槽４２は過冷
却状態の水、あるいは氷が蓄積されているので、冷凍室
４の空気を冷却することができる。

【００６７】以上のように、本実施例においては、貯氷
槽４２と過冷却水放出回路４３を設置し、給水回路２３
から供給される水を過冷却熱交換器１５で過冷却状態ま
で冷却したあと、貯氷槽４２に貯水する構成としたこと
から、必要に応じた量の氷を供給できる冷蔵庫とするこ
とができる。また、貯氷槽４２が冷凍室４に設置されて
いるので、冷蔵庫の効率の向上とコンパクト化を実現す
ることができるとともに、貯氷槽４２を断熱するための
断熱材が不要となるので、低コストな冷蔵庫とすること
ができる。

【００６８】また、本実施例では貯氷槽４２を冷凍室４
の室内に設置したが、冷蔵室７、あるいは、第三の保冷
室である野菜室に設置しても冷蔵庫の効率の向上とコン
パクト化、ならびに低コスト化を実現することができ
る。

【００６９】（実施例７）図７は、本発明の実施例７の
冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図７におい
て、４４は過冷却熱交換器１５と同じく水を冷媒回路１
０の冷媒と熱交換して過冷却状態となるまで冷却する過
冷却熱交換器であり、過冷却熱交換器４４は過冷却熱交
換器１５を冷凍室４の室内に設置したものである。

【００７０】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作と作用について説明する。図７の冷蔵庫に
おいて冷蔵庫の保冷運転と、過冷却状態の水の生成は従
来の方式と実施例２で記載したものと同じ方式により行
うことができる。過冷却熱交換器４４で生成した過冷却
状態の水は、実施例２と同様に過冷却水放出回路１７よ
り外部へ放出される。過冷却水放出回路１７より外部へ
放出された過冷却状態の水は、外部へ放出されたときの
流れの変化、あるいは、容器等で受けたときの衝撃によ
って瞬時に氷へと変化させることができる。従って、連
続的にシャーベット状の氷を生成することができる。過
冷却熱交換器４４の表面は冷凍室４の冷気と接してお
り、冷媒と冷凍室４の冷気を利用して効率よく水の冷却
を行うことができるから、生成する過冷却状態の水量を
増加させることができる。また、冷凍室４の室内の温度
が上昇しても、過冷却熱交換器４４の表面は冷却されて
いるので、熱交換器の表面に接する空気を冷却すること
ができる。

【００７１】以上のように、本実施例においては、冷凍
室４に過冷却熱交換器４４を内蔵した構成としたことか
ら、生成できる過冷却状態の水量を増加させることがで
きるとともに、冷蔵庫の効率の向上とコンパクト化を実
現することができる。また、第一の蒸発器５と過冷却熱
交換器４４は隣接することができるので、冷媒配管が簡
素化することができるとともに、過冷却熱交換器４４を
断熱するための断熱材が不要となるので、低コストな冷
蔵庫とすることができる。

【００７２】また、本実施例では過冷却熱交換器４４を
冷凍室４の室内に設置したが、冷蔵室７、あるいは、第
三の保冷室である野菜室に設置しても同様の効果を得る
ことができる。

【００７３】（実施例８）図８は、本実施例の実施例８
の冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図８にお
いて、４５は過冷却水放出回路１７に設置した過冷却水
回路切替手段、４６は過冷却水回路切替手段４５の操作
によって過冷却水放出回路１７の水を貯水槽１２へと戻
す水循環回路、４７は制御手段３４の機能に加えて、過
冷却水回路切替手段４５を制御する機能を持つ制御手
段、４８は過冷却水放出回路１７より水を出水させるか
否か、または製氷皿１１に給水するか否かを押しボタン
等で選択操作する操作手段であり、制御手段４７と通信
回線で連結されている。

【００７４】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作と作用について説明する。図８の冷蔵庫に
おいて冷凍室４、あるいは冷蔵室７の保冷運転は従来の
方式で記載したものと同じ方式で行うことができる。こ
こで、操作手段４８により過冷却水放出回路１７からの
出水が要求されていないときに、制御手段４７によって
過冷却水放出回路１７を流れる水が水循環回路４６を通
じて貯水槽１２へ戻るように過冷却水回路切替手段４５
を制御すると、貯水槽１２の水Ａは過冷却熱交換器１５
を介して循環する構成となり、さらに、制御手段４７で
設定する所定の温度Ｔ１を氷点より高い温度に設定する
と、過冷却熱交換器１５で温度Ｔ１まで冷却された水が
貯水槽１２に貯水される。貯水槽１２に温度がＴ１であ
る水Ａが貯水されている状態で、操作手段４８より過冷
却水放出回路１７より過冷却状態の水の出水が要求され
た場合は、実施例２で示したような動作によって、過冷
却水放出回路１７より過冷却状態の水を放出することが
できるが、貯水槽１２の水Ａは予め温度Ｔ１まで冷却し
ているので、過冷却熱交換器１５で生成できる過冷却状
態の水の流量を大幅に増加させることができる。また、
製氷皿１１へ給水する場合も、温度が低い水を供給する
ので、ブロック状の氷を製氷する時間を短縮することが
できる。

【００７５】以上のように、本実施例においては、過冷
却水回路切替手段４５、水循環回路４６、制御手段４
７、操作手段４８を設置した構成としたことから、予め
冷却した貯水槽１２の水を過冷却状態まで冷却するの
で、生成する過冷却状態の水の流量が大幅に増加した冷
蔵庫とすることができる。また、ブロック状の氷を製氷
する時間を短縮することもできる。従って、使い勝手の
良い冷蔵庫とすることができる。

【００７６】また、本実施例では、貯水槽１２の水を過
冷却熱交換器１５を通じて循環させて予冷するときの温
度Ｔ１を５℃としたが、貯水槽１２に貯水した直後の水
の温度よりも低い温度となるように設定すれば、生成す
る過冷却状態の水の流量を増加させることができる。ま
た、予冷するときの設定温度Ｔ１を氷点温度以下とし、
貯水槽１２に過冷却状態の水が貯水されても、同様に各
過冷却水放出回路より放出される過冷却状態の水の流量
を増加させることができる。

【００７７】また、本実施例では、貯水槽１２の水の予
冷が終わった後で、過冷却状態の水を生成する構成とし
ているが、貯水槽１２の予冷を行っているときでも、過
冷却状態の水を生成することが可能であり、このときに
生成される過冷却状態の水量も増加する。

【００７８】また、本実施例では、冷凍室４と冷蔵室７
へ過冷却状態の水を導く過冷却水放出回路２８と過冷却
水放出回路２９を設置していないが、これらを設置した
場合においても、冷凍室４、あるいは冷蔵室７へ供給で
きる過冷却状態の水の水量を増加させることができる。

【００７９】（実施例９）図９は、本実施例の実施例９
の冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図９にお
いて、４７ａは制御手段４７の機能に加えてタイマー機
能を備えた制御手段である。

【００８０】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作と作用について説明する。図９の冷蔵庫に
おいて冷凍室４、あるいは冷蔵室７の保冷運転、および
過冷却状態の水の生成は実施例８で記載したものと同じ
方式で行うことができる。ここで、実施例８で行う貯水
槽１２の水の冷却を、制御手段４７ａにおいて深夜電力
を用いて行う。深夜電力は電力料金が廉価であり、ま
た、深夜は冷蔵庫を設置している部屋の温度が低く、さ
らに、冷蔵庫のドアの開閉は少ないため、電気代が安
く、さらに効率よく貯水槽１２の水の冷却を行うことが
できる。昼間に、貯水槽１２に温度がＴ１である水Ａが
貯水されている状態で、操作手段４８より過冷却水放出
回路１７より過冷却状態の水の出水が要求された場合
は、実施例２で示したような動作によって、過冷却水放
出回路１７より過冷却状態の水を放出することができる
が、深夜に貯水槽１２の水Ａは予め温度Ｔ１まで冷却し
ているので、過冷却熱交換器１５で生成できる過冷却状
態の水の流量を大幅に増加させることができる。また、
製氷皿１１へ給水する場合も、温度が低い水を供給する
ので、ブロック状の氷を製氷する時間を短縮することが
できる。

【００８１】以上のように、本実施例においては、タイ
マー機能を備えた制御手段４７ａを設置した構成とした
ことから、深夜電力を用いて貯水槽１２の水を予め予冷
し、昼間にその水を過冷却状態まで冷却するので、ラン
ニングコストが廉価で、生成する過冷却状態の水の流量
が大幅に増加した冷蔵庫とすることができる。

【００８２】（実施例１０）図１０は、本発明の実施例
１０の冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図１
０において、４９は給水回路２３に設置して、貯水槽１
２から過冷却熱交換器１５へ給水される水を浄水する浄
水手段である。浄水手段４９はカートリッジ式のフィル
ターで構成され、取り替え可能構造としている。また、
浄水手段４９に自浄作用があるものを用いることもでき
る。

【００８３】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作と作用について説明する。図１０の冷蔵庫
において冷蔵庫の保冷運転と、過冷却状態の水の生成は
従来の方式と実施例２で記載したものと同じ方式により
行うことができる。給水回路２３より給水される水にス
ケール成分等の不純物が混入していると、過冷却熱交換
器１５で過冷却状態まで冷却される際に、スケール成分
等の不純物が氷核となり、過冷却状態の水は一瞬に氷へ
変化し、過冷却熱交換器１５、あるいは過冷却水放出回
路１７の流路が氷で閉塞されてしまう。過冷却熱交換器
１５、あるいは過冷却水放出回路１７の流路が氷で閉塞
されてしまうと、圧縮機１の運転を停止しなければなら
ず、頻繁に圧縮機１の運転と停止を繰り返すと、冷蔵庫
の保冷ができないばかりでなく、圧縮機１の耐久性が低
下する。そこで、給水回路２３に浄水手段４９を設ける
と、水に含まれる不純物を除去することができるので、
生成した過冷却状態の水は外部へ放出する前に氷へと変
化することを防止することができる。

【００８４】以上のように、本実施例においては、給水
回路２３に水を浄水する浄水手段４９を設置したことか
ら、水に存在する氷核となる物質を除去することによっ
て、長期にわたって安定して過冷却状態の水を生成する
ことができる。従って、冷蔵庫の耐久性が向上する。ま
た、生成されるシャーベット状の氷は、浄化された水よ
り製氷されるので、飲食用として利用することができ
る。

【００８５】（実施例１１）図１１は、本発明の実施例
１１の冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図１
１において、５０は積層式熱交換器であり、過冷却熱交
換器１５と置き換えたものである。図１２は積層式熱交
換器５０の分解斜視図であり、積層式熱交換器５０は冷
媒プレート５２、水プレート５４、これらのプレート５
２、５４の間に挿入する隔壁プレート５３を順に積層し
て形成される。冷媒プレート５２は、スリット状の穴で
ある冷媒流路スリット５２ａと水通路スリット５２ｂが
形成されている。水プレート５４は、スリット状の穴で
ある冷媒通路スリット５４ａ、水流路スリット５４ｂが
形成されている。隔壁プレート５３は、スリット状の穴
である冷媒通路スリット５３ａと水通路スリット５３ｂ
が形成されている。冷媒流路スリット５２ａは、トップ
プレート５１と隔壁プレート５３と、あるいは両面の隔
壁プレート５３から挟まれることにより冷媒流路を形成
する。水流路スリット５４ａは、両面の隔壁プレート５
３から挟まれることにより水流路を形成する。冷媒プレ
ート５２の水通路スリット５２ｂ、および隔壁プレート
５３の冷媒通路スリット５３ａと水通路スリット５３
ｂ、および水プレート５４の冷媒通路スリット５４ａ
は、順に積層されることによって貫通した空間を形成
し、冷媒と水を各々のプレートの流路に送る流入通路５
６ａ、５７ａ、また各々の流路で熱交換した冷媒あるい
は水を合流させて積層式熱交換器５０から流出させるた
めの流出通路５６ｂ、５７ｂとなる。順に積層したプレ
ートの最上面にはトッププレート５１、最低面にはエン
ドプレート５５を配し各々のスリットを密閉空間とす
る。

【００８６】積層式熱交換器５０の冷媒流路の高さ、お
よび水流路の流路高さは、冷媒プレート５２、および水
プレート５４のプレートの厚みであり、流路の幅は冷媒
流路スリット５２ａ、水流路スリット５４ａの幅とな
る。本実施例では、水プレート５４の厚みを０．１〜
２．０mmの範囲とし、水流路の水の流れが層流となるよ
うに（レイノルズ数が１０００以下）プレート５４の厚
みとスリット５４ａの幅、および積層するプレートの枚
数を設計した。水流路を流れる水の流れは層流となり、
一般的に層流の熱伝達は低いとされているが、本発明の
ように流路高さを０．１〜２．０mmの範囲とすると温度
境界層が薄膜化され、伝熱が促進される。

【００８７】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下その動作と作用について説明する。過冷却熱交換器
１５、２７で生成される過冷却状態の水は、僅かな衝撃
を受けると液相から氷へと相変化する特性があり、過冷
却される温度幅が大きいほど極僅かな流れの乱れでも氷
へと相変化してしまう。過冷却熱交換器１５、２７を、
水の熱伝達が乱流であるプレート式熱交換器、あるいは
二重管式熱交換器で構成した場合、過冷却状態の水が氷
点温度以下のある温度まで冷却されると、流れの乱れ等
の影響を受けて氷へと相変化して流路を閉塞する場合が
あり、装置の運転を停止する必要がある。装置を度々停
止させるとヒートポンプ回路の圧縮機１の耐久性が低下
する。そこで、本実施例のように、過冷却熱交換器１
５、２７を積層式熱交換器５０で構成すると、水流路の
水の流れは層流であり、乱れを伴わない流れであること
から、過冷却状態となった水は氷へ相変化することなく
流路を通過することができる。過冷却状態となった水
は、過冷却水放出回路１７より外部、あるいは冷凍室４
などに放出されたときに受ける衝撃で、液相から流動性
のあるシャーベット状の氷へと変化する。

【００８８】以上のように、本実施例においては、水を
過冷却状態まで冷却する過冷却熱交換器を積層式熱交換
器５０とした構成であることから、生成した過冷却状態
の水が熱交換器の水流路で氷へと相変化することなく外
部、あるいは冷凍室４へ放出することができる。従って
冷蔵庫の運転を停止することなく連続的に過冷却状態の
水を生成することができるので、効率と耐久性が向上し
た冷蔵庫とすることができる。

【００８９】また、積層式熱交換器５０は流路の高さが
プレート式熱交換器や二重管式熱交換器よりも小さいた
め、同一伝熱面積であっても内容積が小さくなる。従っ
て、本実施例の構成により、冷蔵庫に充填する冷媒の量
を削減することができるとともに、冷蔵庫の小型化と低
コスト化を実現することができる。

【００９０】（実施例１２）図１３は、本発明の実施例
１２の冷蔵庫の構成図を模式的に示すものである。図１
３において、５８は冷蔵庫本体であり、過冷却熱交換器
１５と、給水回路１３と、給水回路２３、および過冷却
水放出回路１７は冷蔵庫本体５８に収納されている。

【００９１】以上のように構成された冷蔵庫について、
以下にその動作と作用について説明する。過冷却熱交換
器１５は冷蔵庫本体５８に収納されており、さらに過冷
却熱交換器１５がプレート式熱交換器と比較して大幅に
コンパクト化した積層式熱交換器５０で構成される場合
は、冷蔵庫本体５８の圧縮機１の周囲などに僅かに空く
空間や、冷蔵庫本体５８を断熱する断熱材の中に、過冷
却熱交換器を設置することができる。

【００９２】以上のように、本実施例においては、冷蔵
庫本体５８に過冷却熱交換器１５を収納する構成とした
ことから、外観が整った冷蔵庫とすることができる。さ
らに、過冷却熱交換器１５を積層式熱交換器５０とした
場合は、従来の冷蔵庫の大きさのままで過冷却状態の水
を生成できるので、低コストでコンパクトな冷蔵庫とす
ることができる。

【００９３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、連続的、瞬間的にシャーベット状の氷を生成す
る冷蔵庫とすることができる。さらに、シャーベット状
の氷を製氷するときのヒートポンプサイクルの効率は、
従来の製氷皿に貯水した水を冷気によって製氷する方法
よりも向上するので、冷蔵庫の高効率化を図ることがで
きる。

【００９４】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、シャーベット状の氷、また
はブロック状の角氷のどちらかを選択して製氷する冷蔵
庫とすることができる。また、シャーベット化した飲料
を製造することができる。さらに、貯水槽を共用化した
ので水回路の簡素化と低コスト化を実現することができ
る。

【００９５】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
〜２に記載の発明の効果に加え、冷凍室や冷蔵室の被冷
却物をシャーベット状の氷で覆うことができるので、冷
蔵庫の冷却負荷を増加させることなく、また、他の保冷
物の保存状態を良好に保ちながら、被冷却物の急速冷却
を行う冷蔵庫とすることができる。また、魚介類、肉
類、野菜類のみずみずしさと鮮度を維持したまま長期間
保存することができる。

【００９６】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３に記載の発明の効果に加え、短時間でブロック状の
角氷を製氷する効率の高い冷蔵庫とすることができる。

【００９７】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４に記載の発明の効果に加え、必要に応じた量の氷を
供給できる冷蔵庫とすることができる。また、圧縮機１
の運転を停止している場合でも、圧縮機１を起動させる
ことなく大量の氷を提供することができる。

【００９８】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明の効果に加え、必要に応じた量の氷を供給
できる冷蔵庫とすることができる。また、冷蔵庫の効率
の向上とコンパクト化を実現することができるととも
に、貯氷槽を断熱するための断熱材が不要となるので、
低コストな冷蔵庫とすることができる。

【００９９】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
〜６に記載の発明の効果に加え、冷蔵庫の効率の向上と
コンパクト化を実現することができる。また、冷媒配管
が簡素化することができるとともに、過冷却熱交換器を
断熱するための断熱材が不要となるので、低コストな冷
蔵庫とすることができる。

【０１００】請求項８に記載の発明によれば、請求項２
〜７に記載の発明の効果に加え、生成する過冷却状態の
水の水量が増加するので、夏場の氷の需要が多いときで
も使い勝手の良い冷蔵庫とすることができる。

【０１０１】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
に記載の発明の効果に加え、深夜電力を用いて貯水槽の
水を冷却するのでランニングコストが廉価な冷蔵庫とす
ることができる。

【０１０２】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
１〜９に記載の発明の効果に加え、長期にわたって安定
して過冷却状態の水を生成することができるので、冷蔵
庫の耐久性が向上する。また、生成されるシャーベット
状の氷を、飲食用として利用することができる。

【０１０３】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１〜１０に記載の発明の効果に加え、安定して過冷却状
態の水を生成することができるので、冷蔵庫の耐久性が
向上するとともに、過冷却熱交換器がコンパクトとなる
構成であるから冷蔵庫の小型化を実現することができ
る。また、熱交換器の内容積がプレート式熱交換器より
も小さいため冷媒回路に充填する冷媒の量を削減するこ
とができるので、地球環境に配慮した低コストな冷蔵庫
とすることができる。

【０１０４】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１〜１１に記載の発明の効果に加え、外観が整った冷蔵
庫とすることができる。さらに、過冷却熱交換器１５を
積層式熱交換器５０とした場合は、従来の冷蔵庫の大き
さのままで過冷却状態の水を生成できるので、低コスト
でコンパクトな冷蔵庫とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における冷蔵庫の構成図

【図２】本発明の実施例２における冷蔵庫の構成図

【図３】本発明の実施例３における冷蔵庫の構成図

【図４】本発明の実施例４における冷蔵庫の構成図

【図５】本発明の実施例５における冷蔵庫の構成図

【図６】本発明の実施例６における冷蔵庫の構成図

【図７】本発明の実施例７における冷蔵庫の構成図

【図８】本発明の実施例８における冷蔵庫の構成図

【図９】本発明の実施例９における冷蔵庫の構成図

【図１０】本発明の実施例１０における冷蔵庫の構成図

【図１１】本発明の実施例１１における冷蔵庫の構成図

【図１２】同冷蔵庫の積層式熱交換器の分解斜視図

【図１３】本発明の実施例１２における冷蔵庫の構成図

【図１４】従来の冷蔵庫の構成図

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 減圧手段 ４ 冷凍室 ７ 冷蔵室 １０ 冷媒回路 １１ 製氷皿 １２ 貯水槽 １５、４４ 過冷却熱交換器 １６、２３ 給水回路 １７、２８、２９、３３ 過冷却水放出回路 ３６、４２ 貯氷槽 ３７、３８、４３ 過冷却水放出回路 ４６ 水循環回路 ４９ 浄水手段 ５０ 積層式熱交換器 ５２ 冷媒プレート ５２ａ 冷媒流路スリット ５２ｂ 水通路スリット ５３ 隔壁プレート ５３ａ 冷媒通路スリット ５３ｂ 水通路スリット ５４ 水プレート ５４ａ 冷媒通路スリット ５４ｂ 水流路スリット ５８ 冷蔵庫本体

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と凝縮器と減圧手段と蒸発器が冷
   媒回路で順に接続されるヒートポンプ回路を有し冷凍室
   や冷蔵室の冷却を行う冷蔵庫において、水を流す給水回
   路と、減圧手段の出口に設け、前記給水回路の水を前記
   ヒートポンプ回路の冷媒と熱交換させて過冷却状態まで
   冷却する過冷却熱交換器と、この過冷却熱交換器の出口
   に設け、過冷却状態の水を放出する過冷却水放出回路を
   備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 【請求項２】 水を貯水する貯水槽を備えた冷蔵庫にお
   いて、給水回路は貯水槽と接続されていることを特徴と
   する請求項１記載の冷蔵庫。
3. 【請求項３】 過冷却水放出回路は冷凍室、あるいは冷
   蔵室に設置したことを特徴とする請求項１又は２記載の
   冷蔵庫。
4. 【請求項４】 冷凍室に水を貯水して製氷する製氷皿を
   備え、過冷却水放出回路は過冷却熱交換器で冷却された
   水を製氷皿に導くように設置したことを特徴とする請求
   項１、２又は３記載の冷蔵庫。
5. 【請求項５】 水を貯水する貯氷槽を備え、過冷却水放
   出回路は過冷却熱交換器で冷却された水を前記貯氷槽に
   導くように設置したことを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載の冷蔵庫。
6. 【請求項６】 貯氷槽は、冷凍室、あるいは冷蔵室に備
   えたことを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫。
7. 【請求項７】 過冷却熱交換器は、冷凍室、あるいは冷
   蔵室に備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか
   １項に記載の冷蔵庫。
8. 【請求項８】 過冷却水放出回路に設けて水を貯水槽へ
   戻す水循環回路を備えたことを特徴とする請求項２〜７
   のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
9. 【請求項９】 貯水槽の水は、深夜電力を用いて過冷却
   熱交換器で冷却されることを特徴とする請求項８記載の
   冷蔵庫。
10. 【請求項１０】 給水回路に浄水手段を備えたことを特
    徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
11. 【請求項１１】 過冷却熱交換器は、スリット状の穴を
    有する複数の冷媒プレートと、スリット状の穴を有する
    複数の水プレートと、この複数の冷媒プレートと水プレ
    ートの間に設けられ、冷媒と水の隔壁をなす複数の隔壁
    プレートとから冷媒流路と水流路を形成した積層式熱交
    換器であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
    １項に記載の冷蔵庫。
12. 【請求項１２】 過冷却熱交換器は、冷蔵庫本体に納め
    られていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか
    １項に記載の冷蔵庫。