JP2002139268A - 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】 ヒータを用いずに透明氷を短時間で効率的に
製氷できるようにする。 【解決手段】 冷却装置４０を製氷皿３１に熱接触して
設けられた均熱板４５、該均熱板４５を介して製氷皿３
１の水から熱を吸収して排熱するペルチェ素子４６、該
ペルチェ素子４６からの熱を送風機４９により送風され
てきた空気に排熱させるヒートシンク４７等により構成
し、これらをケースに収納する。下ケース４２には送風
機４９により吸引された空気がケース内に流入する流入
口５０、ダンパ４８が設けられた第２流出口６８、流入
口５０の上部側に設けられて空気がケース外に流出する
第１流出口６７を設ける。そして、ダンパ４８を閉じヒ
ートシンク４７により加熱された空気を水面に沿って流
動させて第１流出口６７から流出させて透明氷を製氷す
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
る冷蔵庫に用いられる製氷装置にかかり、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
れを備えた冷蔵庫に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、家庭用の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、製氷皿は複数のブロックに区画さ
れ、当該各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や当該製氷皿を覆うように
して設けられた蓋等にも一様に与えられるため、透明氷
を作るために利用される熱利用率が低く、効率的に製氷
速度を向上させることが困難である問題があった。

【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が、上述した
ようにヒータの熱は製氷皿や当該製氷皿を覆うようにし
て設けられた蓋等にも一様に与えられる。

【００１１】そして、製氷速度を早くするために冷気量
を多くすると、それに伴いヒータの発熱量も多くしなけ
れ透明氷を製氷できないため、ヒータの熱利用率を向上
させることが困難となる。

【００１２】そこで、本発明は、ヒータを用いずに透明
氷を短時間、かつ、効率的に製氷できるようにした製氷
装置及びそれを用いた冷蔵庫を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【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、複数のブロックに区画さ
れて水を貯留する製氷皿を備えて、貯留した水を凍らせ
る製氷装置において、製氷皿の底部裏面側に当該製氷皿
に貯留された水の熱を吸収して排熱する冷却装置を設け
て、高品質な透明氷を短時間で製氷できるようにしたこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項２にかかる発明は、冷却装置が、製
氷皿の裏面と熱接触する均熱板と、該均熱板を介して製
氷皿に貯留された水の熱を吸収して排熱する熱電素子
と、該熱電素子と熱接触して該熱電素子からの熱を放熱
させるヒートシンクとを有して、簡単な構成で、高品質
な透明氷を短時間で製氷できるようにしたことを特徴と
する。

【００１５】請求項３にかかる発明は、製氷皿及び冷却
装置がケースに収納され、ヒートシンクを冷却する空気
が流入する流入口及び当該ヒートシンクを冷却すること
で加熱された空気が製氷皿に貯留されている水の表面に
沿って流動して当該ケースから流出する第１流出口が設
けられて、熱電素子の排熱で加熱された空気により水面
を加熱することで、当該水面を最後に結氷させて、高品
質な透明氷を短時間で製氷できるようにしたことを特徴
とする。

【００１６】請求項４にかかる発明は、ケースにダンパ
を備えた第２流出口が設けられて、当該ダンパが閉じて
該第２流出口が閉塞されるとヒートシンクを冷却した空
気が水面に沿って流動して第１流出口から流出し、ダン
パが開いて第２流出口が開放されるとヒートシンクを冷
却した空気がそのまま当該第２流出口から流出するよう
にして、ユーザの要望に応じて高品質な透明氷やこれよ
り透明度が適宜小さい氷が製氷できるようにして利便性
を向上させたことを特徴とする。

【００１７】請求項５にかかる発明は、製氷皿に氷が製
氷された際に、当該製氷皿を上限反転させて下部に設け
られた蓄氷箱に脱氷させる脱氷機構を有して、透明氷の
自動製氷を可能にしたことを特徴とする。

【００１８】請求項６にかかる発明は、熱電素子にペル
チェ素子を用いて、安価、かつ、容易に高品質な透明氷
を短時間で製氷できるようにしたことを特徴とする。

【００１９】請求項７にかかる発明は、庫内が仕切壁に
より冷蔵室、野菜室、冷凍室、アイスルーム等の複数の
部屋に区画されると共に、これらに部屋の空気と冷媒と
を熱交換させて当該空気を冷却し、該空気により庫内を
冷凍回路を備えた冷蔵庫において、アイスルームに、請
求項１乃至６いずれか１項記載の製氷装置を設けて、利
便性を向上させたことを特徴とする。

【００２０】

【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は冷蔵庫１０（当該冷蔵庫には冷凍冷
蔵庫も含まれる）の斜視図であり、図２はその断面図で
ある。

【００２１】冷蔵庫１０の筐体は、鉄等の磁性金属から
なる外箱１１とＡＢＳ等の合成樹脂からなる内箱１２と
が発泡ポリウレタン等の発泡断熱材１３を介して一体に
形成され、内部空間には複数の仕切壁２５〜２７が設け
られて冷蔵室１８、野菜室１９、セレクトルーム２１、
アイスルーム２０、冷凍室２２等が形成されている。

【００２２】そして、冷蔵室１８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１４が設けられ、ま
たアイスルーム２０には製氷装置３０及び貯氷箱４３が
設けらている。なお、貯氷箱４３は製氷装置３０の下に
設けられて、当該製氷装置３０からの氷を受止めて貯氷
するようになっている。

【００２３】冷蔵室１８は、冷凍しない温度での保存を
目的とした食品が収納されるもので、当該冷蔵室１８の
下部に内氷温室１６が設けられている。

【００２４】野菜室１９は果物や野菜等を保存するため
に用いられ、アイスルーム２０は氷を貯氷したりアイス
クリームを保存したりするために用いられる。また、冷
凍室２２は冷凍保存する食品の収納に用いられる。

【００２５】セレクトルーム２１は、例えば約３℃に設
定されて冷蔵室１８、約１℃に設定されてチルド室、約
−１℃に設定されて内氷温室１６、約−３℃に設定され
てパーシャル室、約−７℃に設定されてやわらか冷凍室
２２、約−１８℃に設定されて冷凍室２２として切換え
て利用されるものである。

【００２６】当該冷蔵庫１０には、図３に示すような冷
凍回路が設けられている。このような冷凍回路は、冷媒
を圧縮する圧縮機５１、冷媒を放熱させて凝縮させる放
熱器５２、冷媒を減圧させる減圧装置５３、冷媒を蒸発
させて冷熱を発生する蒸発器等により構成されて、これ
らが冷媒配管により接続されている。

【００２７】近年、このような冷蔵庫１０は、冷蔵室１
８や野菜室１９に冷気を供給するための冷蔵室側蒸発器
５５と冷凍室２２やアイスルーム２０に冷気を供給する
ために冷凍室側蒸発器５７とにより構成される場合があ
り、図３はかかる場合における冷凍回路を示している。

【００２８】この冷蔵室側蒸発器５５と冷凍室側蒸発器
５７とは同時に運転されるとは限らず、どちらか一方が
運転される場合には、その方の蒸発器に冷媒が循環する
ように３方弁５４が制御され、同時運転する場合には両
方の蒸発器に冷媒が循環するように制御される。

【００２９】圧縮機５１は、冷蔵庫１０の底部下側に配
設され、また冷蔵室側蒸発器５５は冷蔵室１８の上部背
面側に、冷凍室側蒸発器５７は冷凍室２２やアイスルー
ム２０の背面側に設けられている。

【００３０】冷蔵室側蒸発器５５及び冷凍室側蒸発器５
７は、それぞれ冷蔵室側送風機５６及び冷凍室側送風機
５８を有し、冷蔵室側蒸発器５５及び冷蔵室側送風機５
６は、野菜室１９と冷蔵室１８とを連通する冷蔵室側ダ
クト６１中に配設され、冷凍室側蒸発器５７及び冷凍室
側送風機５８は、冷凍室２２とセレクトルーム２１又は
アイスルーム２０とを連通する冷凍室側ダクト６５中に
配設されている。

【００３１】従って、冷蔵室側送風機５６が回転するこ
とにより、野菜室１９に設けられた野菜室側吸気口６６
から当該野菜室１９の空気が吸気されて冷蔵室側ダクト
６１に流入し、冷蔵室側蒸発器５５で熱交換して冷蔵室
１８に設けられた冷蔵室側吹出口６４から当該冷蔵室１
８に吹出される。

【００３２】そして、冷蔵室１８に吹出された空気は、
当該冷蔵室１８の食品を冷却しながら仕切壁２５に設け
られた連通孔２３を経て野菜室１９に流入し、当該野菜
室１９の食品を冷却して野菜室側吸気口６６から吸気さ
れる。

【００３３】なお、連通孔２３を介して冷蔵室１８から
野菜室１９に流入する空気の流動方向は略一定している
ので、当該連通孔２３からの空気が野菜室１９の特定場
所に吹き当り、当該場所に収納されている野菜等が部分
的に冷えすぎたり、乾燥したりして品質を低下させてし
まうようなことがある。

【００３４】そこで、図２に示すように野菜室１９の天
井側には邪魔板５９が設けられ、連通孔２３からの空気
が当該邪魔板５９に当って野菜室１９に拡散するように
している。

【００３５】一方、冷凍室側送風機５８が回転すること
により、冷凍室２２に設けられた冷凍室側吸気口６３か
ら空気が吸気されて冷凍室側ダクト６５に流入し、冷凍
室側蒸発器５７で熱交換して、アイスルーム吹出口や冷
凍室吹出口等の冷凍室側吹出口６２からこれらの部屋に
吹出される。アイスルームからの空気は連通孔２４を介
して冷凍室２２に流入して冷凍室側蒸発器５７へと戻
る。

【００３６】上述したようにアイスルーム２０には製氷
装置３０が設けられている。図４は当該製氷装置３０の
上ケースを取除いた際の上面図であり、図５は側面図で
ある。

【００３７】当該製氷装置３０は、給水タンク１４から
の水を貯留する製氷皿３１、当該製氷皿３１の下面から
当該製氷皿３１に貯留されている水を冷却して製氷させ
る冷却装置４０、製氷皿３１を反転させて当該製氷皿３
１に製氷した氷を貯氷箱４３に移す脱氷機構３２、これ
らを収納するケース等を有している。

【００３８】冷却装置４０は、製氷皿３１に熱接触して
設けられた均熱板４５、該均熱板４５を介して製氷皿３
１の水から熱を吸収して排熱する熱電素子であるペルチ
ェ素子４６、該ペルチェ素子４６からの熱を送風機４９
により送風されてきた空気に排熱させるヒートシンク４
７等により構成されている。

【００３９】ペルチェ素子４６は、吸熱を行う均熱板４
５が接する面と放熱を行うヒートシンク４７が接する面
とを有して、その温度差を約０．２℃単位で制御するこ
とが可能で、技術的に略完成されているのでこれを用い
て冷却装置４０を形成しても新たに研究開発する要素が
少なくコストアップを抑制できる利点がある。

【００４０】均熱板４５やヒートシンク４７は、熱伝導
性の優れたアルミニュームや銅を材料として形成されて
いる。

【００４１】ケースは、製氷皿３１や冷却装置４０が収
納される下ケース４２と、製氷皿３１の蓋をなす上ケー
ス４１とにより形成され、下ケース４２には送風機４９
により吸引された空気がケース内に流入する流入口５
０、ダンパ４８が設けられた第２流出口６８、流入口５
０の上部側に設けられて空気がケース外に流出する第１
流出口６７が設けられている。

【００４２】なお、ダンパ４８は、図５において実線位
置又は点線位置に位置し、透明氷を作る際には実線位置
に動いて、ヒートシンク４７を冷却して温度上昇した空
気が製氷皿３１の水面に沿って流動して当該水面を暖め
ながら第１流出口６７から流出するようにし、また不透
明な氷でも良いため早く製氷したいような場合には、点
線位置に動いてヒートシンク４７を冷却した空気がその
ままケース外に流出するようにしている。

【００４３】製氷皿３１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ブロ
ック３４に区画され、また製氷皿３１の両端部には回動
軸３６，３７が設けられると共に、左端に給水タンク１
４からの水が給水される給水口３３が設けられている。

【００４４】脱氷機構３２は、製氷皿３１の一端側（図
４では右側）に設けられた駆動部３８、該駆動部３８か
ら製氷皿３１の他端（図４では左側）に延びて設けられ
たＬ字状の支持部材３５、貯氷箱４３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ー３９等か
ら構成され、駆動部３８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。

【００４５】そして、製氷皿３１の一方の回動軸３６
は、支持部材３５により支持され、他方の回動軸３７は
出力軸に係合して、パルスモータの動力が製氷皿３１に
伝達されることにより当該製氷皿３１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４３に受止められて貯氷される。

【００４６】なお、貯氷箱４３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３１が上下反転する前
に上述したように検氷レバー３９により検出する。即
ち、脱氷を行う際には、先ず検氷レバー３９は貯氷箱４
３に向って回転する。このとき検氷レバー３９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４３に氷が無くなっていると判断して脱氷動作が開始
する。

【００４７】また、脱氷時には、製氷皿３１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３１
には撚りが加えられるようになっている。

【００４８】以上のような構成で、圧縮機５１で圧縮さ
れて高温高圧になった冷媒は放熱器５２で凝縮し、減圧
装置５３で減圧又は絞られる。そして、蒸発器５５，５
７に供給されて、庫内空気と熱交換して蒸発し圧縮機５
１に戻る。冷媒が蒸発する際の熱は庫内空気により与え
られるので、当該庫内空気の温度が下がり、庫内の食品
を冷却することができる。

【００４９】製氷は製氷皿３１に供給された給水タンク
１４からの水を冷却装置４０で製氷皿３１の底面から冷
却することにより行われ、この際ダンパ４８が閉じられ
ていると（図５において実線位置）透明氷が製氷され、
当該ダンパ４８が開いていると（図５において点線位
置）不透明氷が製氷される。

【００５０】即ち、ペルチェ素子４６の動作により製氷
皿３１の水が均熱板４５を介して底部側から冷却され
て、結氷が水面に向って進み、結氷に伴い生じた気泡は
水面に浮上して脱気する。

【００５１】このとき、ダンパ４８を閉じた状態で製氷
を行うと、ヒートシンク４７で熱を受けた空気が、製氷
皿３１の表面に沿って流動して第１流出口６７から吐出
されるようになるので、水面が最後に結氷して高品質な
透明氷が製氷できるようになる。

【００５２】一方、ダンパ４８を開いた状態で製氷を行
うと、製氷完了時には製氷皿３１やその上の空気も十分
に冷えているので、水面が水面直下の水より少し早く結
氷してしまい、気泡が閉じこめられて白濁した不透明氷
が製氷される。しかし、製氷皿３１や水面がヒートシン
ク４７で加熱された空気により暖められないので製氷速
度が速くなる利点がある。

【００５３】なお、本発明にかかる製氷装置３０は、ブ
ロック３４に貯留された水を底から冷却するため、従来
のように冷気を水面に吹付けて製氷する構成に比べて脱
気を十分に行うことができて、不透明氷と言っても従来
の構成により製氷された不透明氷より品質が高く、透明
氷に近い不透明氷である。

【００５４】また、製氷速度は、ペルチェ素子４６に通
電する電流量により設定することができ、これらの設定
はユーザがボタン操作等により任意に設定できるように
することも可能である。

【００５５】

【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、製氷皿の底部裏面側に当該製氷皿に貯留さ
れた水の熱を吸収して排熱する冷却装置を設けたので、
高品質な透明氷を短時間で製氷できるようになる。

【００５６】請求項２にかかる発明によれば、冷却装置
を製氷皿の裏面と熱接触する均熱板と、該均熱板を介し
て製氷皿に貯留された水の熱を吸収して排熱する熱電素
子と、該熱電素子と熱接触して該熱電素子からの熱を放
熱させるヒートシンクとにより構成したので、簡単な構
成で、高品質な透明氷を短時間で製氷できるようにな
る。

【００５７】請求項３にかかる発明によれば、製氷皿及
び冷却装置がケースに収納され、ヒートシンクを冷却す
る空気が流入する流入口及び当該ヒートシンクを冷却す
ることで加熱された空気が製氷皿に貯留されている水の
表面に沿って流動して当該ケースから流出する第１流出
口を設けたので、熱電素子の排熱で加熱された空気によ
り水面を加熱することで、当該水面を最後に結氷させ
て、高品質な透明氷を短時間で製氷できるようになる。

【００５８】請求項４にかかる発明によれば、ケースに
ダンパを備えた第２流出口が設けたので、当該ダンパを
閉じて該第２流出口が閉塞されるとヒートシンクを冷却
した空気が水面に沿って流動して第１流出口から流出し
て透明氷が製氷され、ダンパが開いて第２流出口が開放
されるとヒートシンクを冷却した空気がそのまま当該第
２流出口から流出するようになって不透明氷が短時間で
製氷できるようになり、ユーザの要望に応じて高品質な
透明氷やこれより透明度が適宜小さい氷が製氷でき利便
性が向上する。

【００５９】請求項５にかかる発明によれば、製氷皿に
氷が製氷された際に、当該製氷皿を上限反転させて下部
に設けられた蓄氷箱に脱氷させる脱氷機構を設けたの
で、透明氷等の自動製氷が可能になる。

【００６０】請求項６にかかる発明によれば、熱電素子
にペルチェ素子を用いたので安価、かつ、容易に高品質
な透明氷を短時間で製氷できるようになる。

【００６１】請求項７にかかる発明によれば、アイスル
ームに冷却装置を備えた製氷装置を設けたので利便性が
向上する。

【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冷蔵庫
の斜視図である。

【図２】冷蔵庫の断面図である。

【図３】冷凍回路図である。

【図４】製氷装置の上面図である。

【図５】製氷装置の断面図である。

【符号の説明】

１０ 冷蔵庫 １４ 給水タンク １６ 内氷温室 １８ 冷蔵室 １９ 野菜室 ２０ アイスルーム ２１ セレクトルーム ２２ 冷凍室 ２５〜２７ 仕切壁 ３０ 製氷装置 ３１ 製氷皿 ３２ 脱氷機構 ３３ 給水口 ３４ ブロック ３５ 支持部材 ３６，３７ 回動軸 ３８ 駆動部 ３９ 検氷レバー ４０ 冷却装置 ４１ 上ケース ４２ 下ケース ４３ 貯氷箱 ４５ 均熱板 ４６ ペルチェ素子 ４７ ヒートシンク ４８ ダンパ ４９ 送風機 ５０ 流入口 ５５ 冷蔵室側蒸発器 ５７ 冷凍室側蒸発器 ６７ 第１流出口 ６８ 第２流出口

フロントページの続き (72)発明者 茂木 淳一 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 柿沼 裕貴 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 松岡 雅也 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 Ｆターム(参考） 3L045 AA04 AA07 BA01 CA04 DA02 DA03 EA01 HA02 HA07 KA00 PA04 PA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のブロックに区画されて水を貯留す
   る製氷皿を備えて、貯留した水を凍らせる製氷装置にお
   いて、 前記製氷皿の底部裏面側に当該製氷皿に貯留された水の
   熱を吸収して排熱する冷却装置を設けたことを特徴とす
   る製氷装置。
2. 【請求項２】 前記冷却装置が、前記製氷皿の裏面と熱
   接触する均熱板と、該均熱板を介して前記製氷皿に貯留
   された水の熱を吸収して排熱する熱電素子と、 該熱電素子と熱接触して該熱電素子からの熱を放熱させ
   るヒートシンク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】 前記製氷皿及び冷却装置がケースに収納
   され、前記ヒートシンクを冷却する空気が流入する流入
   口及び当該ヒートシンクを冷却することで加熱された空
   気が前記製氷皿に貯留されている水の表面に沿って流動
   して当該ケースから流出する第１流出口が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の製氷装置。
4. 【請求項４】 前記ケースにダンパを備えた第２流出口
   が設けられて、当該ダンパが閉じて該第２流出口が閉塞
   されると前記ヒートシンクを冷却した空気が水面に沿っ
   て流動して前記第１流出口から流出し、前記ダンパが開
   いて前記第２流出口が開放されると前記ヒートシンクを
   冷却した空気がそのまま当該第２流出口から流出するよ
   うにしたことを特徴とする請求項３記載の製氷装置。
5. 【請求項５】 前記製氷皿に氷が製氷された際に、当該
   製氷皿を上限反転させて下部に設けられた蓄氷箱に脱氷
   させる脱氷機構を有することを特徴とする請求項１乃至
   ４いずれか１項記載の製氷装置。
6. 【請求項６】 前記熱電素子がペルチェ素子であること
   を特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記の製氷装
   置。
7. 【請求項７】 庫内が仕切壁により冷蔵室、野菜室、冷
   凍室、アイスルーム等の複数の部屋に区画されると共
   に、これらに部屋の空気と冷媒とを熱交換させて当該空
   気を冷却し、該空気により庫内を冷凍回路を備えた冷蔵
   庫において、 前記アイスルームに、請求項１乃至６いずれか１項記載
   の製氷装置を設けたことを特徴とする冷蔵庫。