JP2002350021A

JP2002350021A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2002350021A
Application number: JP2001163661A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kimura; 秀行木村; Kuninari Araki; 邦成荒木; Atsuko Funayama; 敦子船山; Yoshihiko Kenmori; 仁彦権守
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで製氷手段を長期にわたり衛生性を保
つことのできる冷蔵庫を提供する。【解決手段】給水配管に設けた硬度成分を除去する軟水
化手段と、軟水を溜めて凍結させるプラスチック製の製
氷皿を有した製氷機とを備えた冷蔵庫とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫または製氷
機を備えた冷蔵庫に関するする。

【０００２】

【従来の技術】一般に、日本で供給される水は硬度成分
が相対的に低い軟水であることが多く、これら軟水が飲
料用及び製氷用に利用される。一方、欧米の水は硬度成
分が多く硬度が高い硬水が、飲料用及び製氷用に利用さ
れる場合が多い。

【０００３】このため、硬度の高い水を利用する冷蔵庫
や冷蔵庫用の自動製氷機等では、作られた氷は硬水中に
含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬
度を高めている成分（硬度成分）により白濁し、透明度
の低い氷となってしまう。こうした氷の不透明な部分は
見た目および味を損ねてしまう。また、硬度成分等が製
氷皿や給水管、給水タンクに付着することにより、その
表面が徐々に白く汚れてしまうので、適時の掃除等が必
要となり、怠ると衛星性が低下したりこれら製氷皿等の
劣化の原因にもなっていた。

【０００４】これら硬度の高い水（硬水）により引き起
こされる問題は、日本でも硬度が高い水を利用している
地域でも見られ、同様の課題を有している。

【０００５】以上の課題に対して、特開平４−３５６６
７６号公報（従来技術１）に示されているように、製氷
皿と水受皿にセットされた給水タンクとこの水受皿の水
を製氷皿へ給水する給水ポンプとから製氷機を構成し、
該給水タンクに開閉弁を有するキャップを着脱可能に螺
合し、このキャップの取水口上方に取り外し可能にイオ
ン交換体を充填した網状の筒体を取付けたものがある。

【０００６】この従来技術１の冷蔵庫は、キャップを取
外して給水タンクに水を補給し、キャップを付けてから
給水タンクを水受皿にセットすることによりタンク内の
水がキャップの開閉弁を通して水受皿に給水し、この給
水した水を給水ポンプにより水受皿から製氷皿に給水し
て製氷皿で製氷を行なうものである。そして、給水タン
クから水受皿に給水される際に、その水がキャップに取
付けられたイオン交換体を通り、Ｃａ、Ｍｇ等の鉱物類
が取り除かれ、キャップの開閉弁の開閉動作を長期間に
わたり安定させ、しかも透明度の高い氷を作ることがで
きるものである。また、長期間使用したイオン交換体
は、キャップを取外すことで新しいイオン交換体と交換
が行なえるものである。

【０００７】一方、特開平７−７７３７１号公報（従来
技術２）に示されているように、製氷皿と給水タンクと
この給水タンク内の水を製氷皿へ給水するポンプとから
製氷機を構成し、上面が開放されたタンク本体とこのタ
ンク本体の開口部に取外し可能に嵌合される蓋体とから
給水タンクを構成し、蓋体の一部に注水用の孔を設ける
と共に、この孔にキャップを装着し、給水タンクの水の
不純物を取り除くためのフィルターを収納したフィルタ
ーケースを分解可能に蓋体に取付けたものがある。

【０００８】この従来技術２の冷蔵庫は、注水用孔から
給水タンク内に注水し、この注水した水をフィルターを
通してポンプにより製氷皿に給水して製氷皿で製氷を行
なうものであり、このフィルターを水が通る際に、その
中の不純物が取り除かれるものである。そして、給水タ
ンク内が汚れている場合はタンク本体から蓋体全体を取
外してタンク本体を洗浄することができると共に、フィ
ルターケースを分解して内部を掃除することができるも
のである。

【０００９】一方、特開平１０−１４８４３７号公報
（従来技術３）に示されているように、製氷皿と水道水
栓に接続された給水経路から該製氷皿に給水を行なう製
氷機を構成し、給水経路途中に給水弁を配し、該給水弁
から流出する水を浄水手段で浄水処理し、該浄水を製氷
皿に導くものがある（従来技術３）。

【００１０】この従来技術３の冷蔵庫は、水道水圧によ
り水を浄水手段に通して製氷皿に給水して、製氷皿で製
氷を行なうものであり、この浄水手段を水が通る際に、
その中の不純物が取り除かれるものである。そして、給
水弁から流出した水を浄水するため、浄水が給水経路中
に滞留する時間を低減できるものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１は、開閉弁
を備えた着脱可能な給水タンクが必要となる。

【００１２】また、イオン交換体を該給水タンク内に挿
入するものであるため、イオン交換体を給水タンクより
大きくすることができず、そのイオン交換能力が小さい
ものにならざるを得ず、多量の硬度成分を除去する上で
性能が不十分となったり、イオン交換体の取換え周期も
短いものとならざるを得なかったという問題が生じてい
た。

【００１３】また、この従来技術１では、イオン交換体
を取外して新しいイオン交換体と交換することが示され
ているが、イオン交換体を再生することに関しては開示
されていない。また、イオン交換体を通して得られた軟
水を凍らせる製氷皿の材質についても特に開示されてい
ない。

【００１４】また、給水タンク内に入れられた水は、イ
オン交換体を通過したものではなく、水の中の鉱物類が
取り除かれていない状態で給水タンク内に存在し、給水
タンクの内表面に鉱物類によるスケール等が付着すると
いう問題が生じてしまう。

【００１５】また、従来技術１では、図示された粒状の
イオン交換体を筒体内にある程度粗く充填すると、重力
によりイオン交換体が筒体内で下部に偏りを生じて粒状
のイオン交換体全体に均等に水を通過させることが難し
くなり、鉱物類を取り除く効率が低下してその交換周期
が短くなってしまうと共に、逆に筒体内に密に充填する
と、その流通抵抗が大きくなり、通水に支障を来たすお
それが出てくるという問題がある。

【００１６】また、従来技術１のものでは、鉱物類を取
り除くためのイオン交換体を設けることについては示さ
れているが、不純物を取り除くための活性炭フィルタ等
よりなる浄水フィルタを併存させることについては開示
されておらず、従って、イオン交換体と浄水フィルタと
の最適な組み合せに関しても開示されていない。

【００１７】一方、従来技術２は、不純物を取り除くた
めの浄水フィルターを設けることが示されているが、鉱
物類を取り除くためのイオン交換機能材を設けることに
ついては開示されておらず、鉱物類を取り除いて透明な
氷を作成することができないという課題を有すると共
に、イオン交換機能材と浄水フィルターとの最適な組み
合せに関しては開示されていないものである。

【００１８】一方、従来技術３は、不純物を取り除くた
めの浄水手段を設けることが示されているが、鉱物類を
取り除くためのイオン交換機能材を設けることについて
は開示されておらず、鉱物類を取り除いて透明な氷を作
成することができないという課題を有すると共に、イオ
ン交換機能材と浄水手段との最適な組み合せに関しては
開示されていないものである。

【００１９】本発明の目的は、低コストで製氷手段を長
期にわたり衛生性を保つことのできる冷蔵庫を提供する
ことにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、給水配管に
設けた硬度成分を除去する軟水化手段と、軟水を溜めて
凍結させるプラスチック製の製氷皿を有した製氷機とを
備えた冷蔵庫により達成される。

【００２１】また、水道に連結された給水管と、この給
水管からの水が通水される軟水化手段と、この軟水か手
段により軟水化された水を溜めて凍結させるプラスチッ
ク製の製氷皿とを有した製氷機とを備えた冷蔵庫により
達成される。

【００２２】また、水道に連結された給水管と、この給
水管からの水が通水されこの水の流入側を開放して水の
自重によって通水させる軟水化手段と、この軟水か手段
により軟水化された水を溜めて凍結させるプラスチック
製の製氷皿を有する製氷機とを備えた冷蔵庫により達成
される。

【００２３】また、水道に連結された給水管に設けられ
た軟水化手段と浄水化手段と、前記軟水化手段及び浄水
化手段により軟水、浄化された水を溜めて凍結させるプ
ラスチック製の製氷皿を有する製氷機とを備えた冷蔵庫
により達成される。

【００２４】さらに、給水ポンプおよび給水タンクを具
備しない給水管であって、この給水管途中に貯水するこ
となく通水が行われることにより達成される。。

【００２５】さらに、前記プラスチック製の製氷皿が、
ポリプロピレン、ポリエチレンまたはエチレン酢酸ビニ
ルのいずれかの材料で構成されることにより達成され
る。。

【００２６】さらにまた、前記プラスチック製の製氷皿
からの離氷がこのプラスチック製氷皿の捻り作用で行わ
れることにより達成される。

【００２７】さらにまた、前記軟水化手段が冷蔵庫の外
部に設置されたことにより達成される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施例を図を用
いて説明する。なお、図２以降の実施例においては、図
１の実施例と共通する構成の一部を省略すると共に、重
複する説明を省略する。各実施例の図における同一符号
は同一物又は相当物を示す。

【００２９】まず、図１は本発明の実施例の冷蔵庫の要
部縦断面図、図２は図１用いる軟水化手段である軟水化
カートリッジの縦断面図である。

【００３０】図１に示すように、冷蔵庫本体１１０は、
断熱箱体により冷蔵室１０１及び冷凍室１０２を形成
し、その前面には開閉可能なドア１００が夫々設けられ
ている。この実施例では、冷蔵室１０１が冷凍室１０２
の上方に配置されている冷蔵室と冷凍室の縦型配置の冷
蔵庫であるが、上下方向が逆の位置関係に配置されてい
る場合でも本発明の適用は可能であるし、さらに該冷蔵
室１０１と冷凍室１０２が離れていても構わない。

【００３１】また、自動製氷機は、給水用の水道水栓
１、開閉弁２、軟水化手段３、給水配管４、製氷皿５、
駆動モータ６及び貯氷容器７等により構成されている。

【００３２】製氷皿５は、冷凍室１０２内に配置され、
流出側給水配管の先端１０３の直下に位置している。ま
た、製氷皿５は一方が駆動モータ６に取付けられてい
る。この駆動モータ６の駆動により製氷皿５が反転され
て、製氷された氷が離氷後、貯氷容器７に落下するよう
になっている。ここで、本発明では、該製氷皿５をプラ
スチック材（合成樹脂製）で構成し、駆動モータ６によ
る製氷皿５の反転時の捻り作用で、氷が製氷皿５から容
易に離氷させるようになっている。製氷皿５に利用する
プラスチック材としては、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、エチレン酢酸ビニル等の材質がある。この貯氷容器
７は、ドア１００に取付けられ、ドア１００を引き出す
ことにより貯氷された氷を容易に取出すことができる。
なお、詳細は後述するが、本発明で製氷皿５をプラスチ
ック製にできるのは、欧米をはじめ、硬度の高い水を利
用する地域であっても、該硬水を本発明の製氷機を有す
る冷蔵庫で軟水化させることができるためである。

【００３３】ここで、水道水圧等によって給水がイオン
交換機能材８を通過する方式の軟水化手段を構成する軟
水カートリッジの詳細を図２を用いて説明する。軟水化
手段３はイオン交換機能材８を収納した、例えばプラス
チック製のカートリッジで、イオン交換機能材８は水の
硬度成分を除去するものであり、例えばナトリウム型強
酸性陽イオン交換樹脂等が用いられ、ビーズ状、繊維
状、粉末状等のいずれかまたはこれらの混合物で形成さ
れている。９は該イオン交換機能材８を軟水カートリッ
ジ３の定位置に保持するとともに、異物が侵入するのを
防止するフィルタであり、該イオン交換機能材８の両側
に配置される。１０はイオン交換機能材８への給水の流
入側と流出側に設けられる空間で、該空間１０により給
水が均一に該イオン交換機能材８内を流れるように工夫
されている。１１は配管継手で、軟水カートリッジ３と
給水配管４とを連結する役目を果たしており、水道水圧
の一部が加圧される部分なので、給水が漏れない継手で
なければならない。

【００３４】かかる実施例の冷蔵庫における製氷に係る
動作を、図１と図２を利用して説明する。

【００３５】まず、軟水カートリッジ３を配管継手１１
ａと１１ｂによって給水配管４ａ、４ｂに接続する。こ
こで、４ａは流入側給水配管、４ｂは流出側給水配管で
ある。水漏れしない接続法としてはねじによる締結式で
もよいし、Ｏリング等の弾性体を利用した挿入式であっ
てもよい。以上のように構成された軟水カートリッジ３
は冷蔵室１０１に設置され、流入側給水配管４ａは開閉
弁２を介して水道水栓１の分岐口に接続され、他方の流
出側給水配管４ｂの先端１０３は冷凍室１０２の製氷皿
５の上方に向けられる。

【００３６】水道水栓１の分岐口から開閉弁２に至る給
水配管は、常時水道水圧が加圧された状態となるが、開
閉弁２より下流側は開閉弁２の開時のみ加圧され、該開
閉弁２の開時に軟水カートリッジ３への給水が行われ
る。ここで、開閉弁２は、給水の開閉作用と合わせて減
圧作用も行える構造とし、開閉弁２以降の下流側の水圧
を下げる方が望ましい。該減圧後の水圧は、製氷皿５へ
の必要給水量と給水時間の関係で決めることができる。

【００３７】たとえば冷蔵庫の制御指令により、製氷皿
５への給水が必要になった場合、該開閉弁２を所定時間
開放し、軟水カートリッジ３内のイオン交換機能材８に
給水を通水することにより軟水化され、該軟水化された
給水が製氷皿５に給水される。図の実施例では、該イオ
ン交換機能材８への通水が下方から上方に向かって行わ
れるが、逆に上方から下方に向かう通水であってもよ
い。イオン交換機能材８は軟水カートリッジ３の途中で
給水の通過を妨げるように、つまり給水の流れを遮る抵
抗体ように設置されているので、製氷皿５に送水される
製氷用給水は必ず一度はイオン交換機能材８の中を通過
するので、給水された硬度の高い原水が効率良く軟水化
されることになる。ここで、得られる軟水の硬度レベル
は硬度０ｐｐｍ（硬度成分を全く含まない水）にするこ
とが最も望ましいが、硬度０〜５ｐｐｍでも良好で、さ
らには硬度０〜１０ｐｐｍであってもよい。

【００３８】ここでの軟水化は、給水である原水中の硬
度成分であるカルシウムイオン、マグネシウムイオンと
イオン交換機能材８のナトリウムイオンとが置換するこ
とにより行われ、軟水カートリッジ３より下流側の給水
は硬度成分が取り除かれているため、流出側給水配管４
ｂおよび製氷皿５などに硬度成分であるスケールが付着
することを防止できるため、該流出側給水配管４ｂおよ
び製氷皿５の定期的な掃除の煩わしさを緩和できると共
に、清潔さを長時間維持することができる。

【００３９】さらに、製氷皿５に供給される軟水化され
た給水は、製氷皿５において冷気流により冷却されて氷
となる。その後、駆動モータ６が駆動して製氷皿５が反
転されると共に、本発明では該製氷皿５がプラスチック
製であるため、反転時の最後の捻り作用で、作られた氷
が容易に離氷して、貯氷容器７に落下されて貯氷され
る。貯氷容器７内の氷が所定量になるまで、この製氷動
作が繰り返される。

【００４０】このようにして製氷機で作られる氷は、硬
度成分であるカルシウムイオンやマグネシウムイオンが
イオン交換機能材８で除去された軟水を用いているの
で、透明度の高いおいしい氷とすることができる。

【００４１】硬度成分の高い水を使用する冷蔵庫や製氷
機では、使用しているうちに製氷皿の内表面に硬度成分
が析出したりこびり付いたりする。このため、皿の表面
の摩擦が大きくなり、製氷皿をプラスチックとして皿を
捻るだけの動作で、氷が容易に離氷しにくくなる。

【００４２】これを解決するために、製氷皿にヒータ等
の加熱手段を設け、氷を少し溶かして摩擦力を小さくす
ることが考えられるが、プラスチック製の皿では加熱手
段により損傷してしまう虞が有る。このために、従来
は、金属製の皿を用いた場合には、大きな捻り力を適用
しないと捻りによる離氷を行うことが難しくなり大きな
捻り用モータ等が必要となっていた。また、皿から氷を
レバー等で強制的に掻き出す等複雑で大きな機構が必要
となって、コストやスペースが増大を招いていた。

【００４３】上記の構成により、本実施の形態では、コ
ストやスペースの増大を抑えて、長期間にわたり衛生的
で美味しい氷を作ることが可能となる。

【００４４】そして、イオン交換樹脂等で形成されたイ
オン交換機能材８は、所定量の硬度成分を除去すると、
交換するか再生する必要がある。再生周期は、軟水化カ
ートリッジ３に内蔵するイオン交換機能材８の種類や形
状、封入量等により調節できるが、本発明における製氷
機の再生周期の目安は、交換または再生の煩わしさを軽
減するため、短期間でも数ケ月間から半年間程度に設定
するのが望ましい。なお、軟水化カートリッジ３の再生
時期や交換時期を利用者に知らせるために、冷蔵庫のド
ア１００等の表示部に再生や交換を知らせる表示、例え
ば表示灯の点滅又は点灯を施すと便利である。

【００４５】さて、該軟水カトリッジ３を新品と交換す
る場合は、図２において、配管継手１１で該軟水カート
リッジ８を外し、新品と交換すればよい。

【００４６】一方、該イオン交換機能材８を再生して再
び使用するには、該軟水カートリッジ８を配管継手１１
から外し、塩水溶液を入れた容器内に浸漬または浸漬し
ながら揺り動かすことによりイオン交換機能材８を再生
する必要がある。なお、容器に入れる塩水溶液は、水道
水等に家庭で日常に使われている塩や食塩を加えること
により簡単に作ることができる。容器としては何を使用
しても差し支えないが、貯氷容器７を利用してもよい。
なお、再生されたイオン交換機能材８の表面に付着して
いる水分等には若干の塩分が含まれているので、使用前
に一度水洗いをするのが望ましい。

【００４７】次いで、浄水化手段と軟水化手段の二つで
構成される軟水カートリッジの詳細を図３を用いて説明
する。概略の構成は図２と同様で、相違点は容器内にイ
オン交換機能材８と浄水フィルター１２が一体となって
収納されて軟水カートリッジ３が構成されていることで
ある。浄水フィルター１２には、たとえば浄化作用およ
び脱臭作用をする活性炭フィルター等が用いられる。給
水の流れに対して、浄水フィルター１２をイオン交換機
能材８より下流側に設けた理由は、一般の水道水はすで
に浄化されているが、万が一、イオン交換機能材８に腐
敗や異臭のもとになる不純物が発生しても、その下流側
の浄水フィルター１２でその不純物を除去することがで
きるので、より衛生上好ましいものとすることができ
る。

【００４８】浄水化手段である浄水フィルター１２は再
生が不可能で、一般には、所定期間又は所定量使用した
ら新品と交換する。本発明の軟水化手段である軟水カー
トリッジ３を、図３および図４のように浄水フィルター
１２と一体化して構成する場合、浄水フィルター１２と
軟水カートリッジ３を構成するイオン交換機能材８の交
換時期を合わせるようにし、同時に交換できるようにす
るのが望ましい。例えば、浄水フィルター１２の交換時
期の目安が半年間であれば、軟水カートリッジ３の交換
時期の目安が半年間位になるようにイオン交換機能材８
の封入量を調節すればよい。

【００４９】図の実施例では、浄水フィルター１２がイ
オン交換機能材８の下流側に設けられているが、もちろ
んその逆の配置であってもよいし、該浄水フィルターは
給水配管４の途中に数カ所設けられていてもよい。図３
の実施例でも、該軟水カートリッジ３への通水は水道水
圧等によって行われる。

【００５０】次いで、水道水圧に代わり給水自体の自重
によって給水がイオン交換機能材８を通水する方式の軟
水カートリッジの詳細を図４を用いて説明する。

【００５１】該軟水カートリッジ３は、給水の流入側お
よび流出側が開放となっており、流入側給水配管４ａか
ら水道水圧によって送られた給水は一旦開放（大気圧）
され、該軟水カートリッジ３の上部から落下流入する。
ここで、流出側は開放されていなくてもよい。流入した
給水は、その後は給水自体の自重によって、上方から下
方に向かって該イオン交換機能材８を通過して軟水化さ
れる。なお、図の実施例では、通水に水道水圧のような
圧力を利用できないので、軟水カートリッジ３に充填す
るイオン交換機能材８は密にできない。このため、該軟
水カーとリッジ３内を複数の流路に分割する仕切板を設
け、イオン交換機能材８を各流路に均等に収納するとよ
い。こうすると、該仕切板により区画された複数の流路
は、給水の流れや持運び時の動き等によりイオン交換機
能材８の不必要な移動や偏りが生ずるのを防止すること
ができる。

【００５２】かかる実施例の冷蔵庫における製氷に係る
動作も、図１〜図３に示した実施例における動作とほぼ
同様で、水道水圧の代わりに給水自体の自重を利用する
ことのみ異なる。

【００５３】以上、図１から図４に示した本発明の実施
例における特徴は、一つは給水配管４の途中に給水を一
時貯水する給水タンク等の貯水部を備えていないことで
あり、水道からの給水は軟水カトリッジ３を通水して、
そのまま製氷皿５に送られる。さらに、もう一つは給水
の送水に水道水栓直結による水道水圧を利用するので、
給水配管４の途中に動力を必要とする給水ポンプ等を備
えていないことである。

【００５４】なお、本発明の軟水化手段３を有する冷蔵
庫では、離氷に容易さ等の点から、製氷皿５としてはプ
ラスチック材がもっとも望ましいが、金属製の製氷皿で
あっても差し支えないことは言うまでもない。金属材の
一例としては、アルミニウムまたはアルミニウムダイキ
ャスト等が利用できる。ただし、プラスチック製の製氷
皿では、前記の如く反転時の製氷皿５の捻り作用で氷を
離氷させることができるが、金属製の製氷皿では、製氷
皿に捻り作用を与えることが難しいので、ヒータ等の熱
源で製氷皿を若干加熱し、該製氷皿を反転させることで
離氷させることになる。なお、軟水化手段３を利用した
給水の軟水化による製氷では、該金属製の製氷皿５であ
っても、透明度の高い氷を得ることができ、スケール等
の付着防止も可能である。

【００５５】次いで、軟水化手段３を冷蔵庫本体の外部
に設置した実施例の詳細を図５を用いて説明する。図５
は該軟水化手段３を冷蔵庫本体の上部に設置した例で、
イオン交換機能材８を収納した軟水化手段３を給水配管
４ａと４ｂの途中に接続する。該流入側給水配管４ａは
開閉弁２を介して水道水栓１の分岐口に接続され、他方
の流出側給水配管４ｂは、最後は冷凍室１０２の製氷皿
５の上方に向けられる。

【００５６】ここで、該流出側給水配管４ｂは、図のよ
うに冷凍室１０２直前まで冷蔵庫の外部に敷設され、該
冷凍室１０２の直近で冷蔵庫内に敷設してもよいが、該
軟水化手段３を出た直後から、該流出側給水配管４ｂを
冷蔵庫内の断熱部または庫内に敷設してもよい。

【００５７】該軟水化手段３の設置場所としては、冷蔵
庫の上部以外に、設置スペースに余裕があるときは冷蔵
庫の側面部であってもよいし、特に該冷蔵庫本体と接触
している必要はなく、別置きであってもよい。

【００５８】以上の実施例では、冷蔵室１０１と冷凍室
１０２が上下方向に配置された縦型配置の冷蔵庫を例に
とって説明したが、次に冷蔵室１０１と冷凍室１０２が
左右方向に配置された横型配置の冷蔵庫の例を説明す
る。

【００５９】図６は、右側が冷蔵室１０１で、左側が冷
凍室１０２の実施例で、１０４は棚を示している。当
然、構造が左右逆配置であってもよい。水道水栓１から
分岐された給水は、開閉弁２を介して給水配管４ａによ
り軟水化手段３に至り、原水が軟水化される。ここで、
軟水化手段３の構成は、前述の図２〜図４と同様でよ
く、該給水配管４は経路途中が冷蔵室１０１の内部等に
敷設されていてもよいし、庫壁内および断熱材内に敷設
されていてもよいし、さらには冷蔵庫本体の周囲に敷設
させてもよい。図では、流入側給水配管４ａを冷蔵室１
０１内に敷設した例を示している。軟水化手段３は冷蔵
室１０１の上段ではなく、中段や下段であってもよく、
再生や交換作業で取出しやすい位置が望ましい。

【００６０】一方、図７は冷蔵室１０１と冷凍室１０２
を左右方向に配置した他の実施例で、図６との大きな相
違は、軟水化手段３の内部にイオン交換機能材８の再生
手段を具備させたことである。図８は該再生手段を具備
した軟水化手段３の一実施例で、以下にその構成と動作
原理を説明する。

【００６１】該軟水化手段３は、一つの容器１０６の中
に軟水化手段を構成する軟水カートリッジ３と再生手段
１０７が上下方向に直結して一体的に収納されている。
該容器１０６は、イオン交換機能材８を収めた下部屋１
０８と、その上部に再生剤である塩２０を所定量収める
上部屋１０９が設けられており、上部屋１０９と下部屋
１０８の途中にフィルタ２１および自重式逆止弁１９が
備えられている。該フィルタ２１は塩粒漏洩防止フィル
タ、９は前述したが、陽イオン交換樹脂８への異物混入
や陽イオン交換樹脂８の漏洩を防止するメッシュ式のフ
ィルタである。フィルタ９ａの下部とフィルタ９ｂの上
部にそれぞれ空間を設けるのは、陽イオン交換樹脂８の
一部にのみ給水が偏流するのを防止し、陽イオン交換樹
脂８全体に均一に給水を流し、効率よくイオン交換させ
るためである。ここで、容器１０６には大きな水圧が加
わらないので、プラスチック材で構成してもよい。

【００６２】次に、上記の如く構成された軟水カートリ
ッジ３の動作原理を詳細に説明する。

【００６３】まず、新品装着または交換直後は再生の必
要がないので、該軟水カートリッジ３は一定期間、製氷
用給水の軟水化に利用される。なお、このとき使用者が
容器１０６の上部屋１０７に再生剤である塩２０を所定
量投入しておくのが望ましい。容器１０６の大きさにも
よるが、上部屋１０７に貯えておく塩の投入量は、最低
１回分の再生分量でもよいし、数回ないし数十回分の再
生分量を事前に纏めて投入しておいてもよい。一般に
は、纏めて投入しておく方が望ましい。

【００６４】以上のようにセットした状態において、水
道水栓１に接続された方向切替弁１５（図１等における
開閉弁２に相当）が開くと、流入側給水配管４ａから硬
度の高い原水が流入し、該方向切替弁１５により給水が
軟水流入口１６へ向かう。軟水カートリッジ３に流入し
た給水は下部屋１０６に流入し、該下部屋１０６内の陽
イオン交換樹脂８中を下方から上方に向かって通過し、
軟水化されて軟水流出口１８から製氷皿５へ送水され
る。この時、自重式逆止弁１９は下部屋１０６を流れる
給水の水圧によって上方の隔壁に押し付けられ「閉」状
態になる。ただし、製氷皿５への給水が止まると大気圧
に戻るため該逆止弁１９を構成するボールは自重で落
ち、「開」状態になる。製氷皿５への軟水の給水および
停止は、該方向切替弁１５の開閉により行われ、再生ま
での複数回の給水は前記操作を繰り返せばよい。

【００６５】軟水給水量の利用が多くなると、イオン交
換機能材８、つまり陽イオン交換樹脂の軟水化交換能力
が徐々に低下し、給水の軟水化が得られなくなってく
る。この場合、該イオン交換機能材８を塩水等で再生す
る作業が必要となる。該再生のタイミングは、一つは一
定期間（使用時間）毎に行う方法と、もう一つは一定使
用水量毎に行う方法があり、いずれもセンシング技術を
利用して制御するのが望ましい。

【００６６】前者は、たとえば製氷に軟水を使用する場
合、毎日または毎回の軟水使用量はほぼ限られるので、
その使用量に見合った軟水を十分に供給できるイオン交
換機能材量を軟水化手段３に収納し、冷蔵庫に備えた時
計機能で積算使用時間を計算し、所定時間使用したら自
動で再生作業に入ればよい。

【００６７】一方、後者は、軟水化手段３の使用水量を
逐次積算計測し、所定水量毎に再生する。たとえば、毎
回の製氷皿５への給水流量が決まっている場合、給水時
間のみを積算で計測すれば、積算使用水量がわかるの
で、給水時間の積算値が所定時間になれば自動再生すれ
ばよい。

【００６８】さて、イオン交換機能材８の再生時には、
流入側給水配管４ａから流入した原水が、今度は方向切
替弁１５により再生流入口１７へ向かい、再生手段１０
７に流入する。ここでは、水は容器１０６の上部屋１０
９に注水供給され、塩２０と勢いよく混合して塩を溶解
し、再生用の塩水溶液として供給される。この時、逆止
弁１９は自重で落ちて開いており、塩水となった再生水
は該逆止弁１９を介して下部屋１０８の陽イオン交換樹
脂８中に落下流入し、その後、容器１０６の下部にある
再生流出口２３から排水される。再生に用いる塩２０は
一般家庭で使われる塩や食塩等でよく、生じた排水１３
は図７に示す台所のシンク１４等に流される。

【００６９】なお、塩水による再生直後に、該方向切替
弁１５を切替えてそのまま軟水を給水すると、軟水に残
留塩水の一部が混入するので、軟水化手段３の再生終了
直後に、軟水流入口１６から所定量の給水をイオン交換
機能材８に通水して洗浄し、該洗浄水を再生流出口２３
から排水する。その後、軟水流入口１６および軟水流出
口１８を介して軟水を供給するようにすれば、軟水に塩
水の一部が混入する問題が解決される。

【００７０】図９は再生手段を具備した軟水化手段３の
他の実施例で、図８の軟水化手段３において、イオン交
換機能材８を収納した下部屋１０８と塩水溶液を作る再
生手段１０７を具備した上部屋１０９とを分離した例
で、接続配管１０５の長さが自由にとれ、上部屋１０９
と下部屋１０８を設置する自由度が増す。使い方は、図
８と同様である。

【００７１】なお、図８と図９で説明した再生手段を具
備した軟水化手段３は、図１および図５で述べた冷蔵庫
にも適用可能である。

【００７２】以上の実施例で述べた軟水化手段である軟
水カートリッジ３は、カートリッジ状の容器１０６にイ
オン交換機能材８が所定量収納されている。ここで、イ
オン交換機能材８として、例えば陽イオン交換樹脂等が
利用できる。陽イオン交換樹脂８としては、例えばナト
リウム型強酸性陽イオン交換樹脂等が用いられ、形状は
ビーズ状、繊維状または粉末状等いずれでもよいし、そ
れらが適量ずつ混合されていてもよい。例えばビーズの
場合、イオン交換性能を良くするには、同じ容量でもビ
ーズ径が小さいほど表面積を多くとることができるの
で、径は０.１から０.３ｍｍ程度または、それ以下が望
ましい。ただし、径が小さいと給水の通路抵抗増大に繋
がることもあるので、その抵抗が問題となる場合は、
０.５から１ｍｍ程度またはそれ以上のビーズを利用す
るのが好ましい。

【００７３】また、イオン交換性能を良くするにはビー
ズ等の樹脂容量は多い方が好ましく、さらに多くの給水
を軟水化させるにはやはり樹脂容量は多い方が好まし
い。なお、イオン交換機能材８は樹脂に限る必要はな
い。本発明の軟水カートリッジ３において、その大きさ
が制約されない場合は、できる限りイオン交換機能材８
の樹脂容量を多くした方が望ましい。

【００７４】図１０は本発明の他の実施例で、本発明の
軟水化手段３とプラスチック製の製氷皿５および貯氷容
器７等で一体化した製氷ユニット２４を構成したもの
で、該製氷ユニット２４は、一体となって冷蔵庫の冷凍
室１０２に着脱可能である。給水配管４の敷設について
は、図６等と同様である。

【００７５】図１１は、図１０に使用する該製氷ユニッ
ト２４の詳細図である。製氷ユニット２４の上部にイオ
ン交換機能材８を収納した軟水化手段３を設け、該軟水
化手段３には流入側給水配管４ａと流出側給水配管４ｂ
が接続され、該流出側給水配管４ｂの先端１０３は製氷
皿５の上部に向けられる。該イオン交換機能材８への通
水は、水道水圧を利用してもよいし、給水の自重を利用
してもよく、軟水化された給水はプラスチック製の製氷
皿５に注がれる。２５は該製氷皿５で製氷後、離氷され
貯氷容器７に落下した氷群である。ここで、該製氷ユニ
ット２４内に収納されている軟水化手段３は、冷凍室１
０２の内部に装着されることになるので、氷点下の空気
にさらされることになり、該軟水化手段３内に残留した
水は凍ってしまう。この対策としては、できる限り軟水
化手段３内に給水を残留させない構成と、凍った水を溶
かす熱源が必要となる。

【００７６】給水を残留させない構成としては、たとえ
ば図１１のように、給水が該軟水化手段３内のイオン交
換機能材８を上方から下方に向かって通水するように
し、図１０の開閉弁２が閉状態となったとき、全ての水
が流出側給水配管４ｂへ流れ出すようにする。一方、熱
源としては、該軟水化手段３の外周部または内部にヒー
タ等を設け、通電加熱で解凍するようにすればよい。

【００７７】以上説明した各実施例において、製氷時
に、製氷皿５の水表面に直接冷気を当てると、水が表面
から凍結して氷の中に空気等の気泡を閉じ込めてしま
い、氷の透明度が低下する場合がある。対策として、水
を満たした製氷皿５の下部に冷気を流し、製氷皿５の下
部からゆっくりと冷やして、製氷皿上方の水表面から脱
泡させながら製氷するとよい。このとき、併せて製氷皿
５に周期的な変位および振動を与えながら製氷してもよ
い。周期的な変位は、モータ等の駆動源を利用した機械
的な振動でもよいし、２０キロヘルツ以上の超音波であ
ってもよい。なお、製氷皿５に流入する軟水化した給水
を事前に脱泡させておくと、さらに透明度の高い氷を作
ることができる。

【００７８】次に、本発明の給水配管系統の実施例を説
明する。

【００７９】図１２は以上に説明した本発明の給水配管
系統図である。水道水栓１から分岐された給水は開閉弁
２を介してイオン交換機能材８を収納した軟水化手段３
に流入して軟水化後、浄水フィルター１２に至り、その
後、軟水化および浄水化された給水は製氷皿５に注水さ
れる。該製氷皿５では軟水が凍結して透明度の高い氷が
作られ、該製氷皿５の反転時の最後の工程の捻り作用で
プラスチック製の製氷皿５が捻られて容易に離氷し、透
明な氷２５が貯氷容器７に落下する。この動作を繰り返
すことにより、該貯氷容器７にたくさんの氷２５が貯え
られる。

【００８０】該透明度の高いきれいな氷２５は、利用者
の要求に応じてディスペンサー２６に送氷機構により送
られ、氷供給口２８から必要量の氷２５がコップ等の氷
用容器２７に入れられる。図では、開閉弁２が冷蔵庫の
外部に設けられているが、冷蔵庫の内部や庫壁内に設け
られていてもよい。

【００８１】図１３は本発明の他の実施例を示す給水配
管系統図で、ディスペンサー２６に氷供給口２８と冷水
供給口２９の両方を有する場合である。

【００８２】水道水栓１から分岐された給水は、まず浄
水フィルター１２を介して方向切替弁１５に至る。給水
を製氷用に利用する場合は、該方向切替弁１５の切替え
で給水を軟水化手段３の方向に流し、逆に給水を飲料用
冷水に利用する場合は、該方向切替弁１５の切替えで給
水を給水タンク３０の方向に流す。

【００８３】軟水化手段３の方向に流された給水は、軟
水化手段３内のイオン交換機能材８に通水されて軟水化
され、該給水は製氷皿５に注水される。一方、給水タン
ク３０方向に流された給水は、該給水タンク３０内に所
定量注水後貯水され、所定の温度まで冷却され、飲みご
ろ温度の冷水となる。所定の温度は冷蔵室１０１の設定
温度であってもよいし、冷水として特に定めた温度であ
ってもよい。

【００８４】該給水タンク３０は冷蔵室１０１に置か
れ、該給水タンク３０内の冷水は、給水ポンプ３１の駆
動でディスペンサー２６の冷水供給口２９に送られる。
氷の供給は図１２と同様である。ここで、該方向切替弁
１５は、貯氷容器７内の貯氷量または給水タンク３０内
の冷水量をセンシングまたは監視しながら自動で開閉動
作が行われるが、該給水ポンプ３１は、利用者の指示、
例えばディスペンサー２６の冷水供給口２９に水用容器
を押し当てる等の利用者の動作で開閉動作が行われる。

【００８５】さらに、図１４は本発明の他の実施例で、
構成部品は図１３とほぼ同様であるが、給水の流れる順
路が異なる例である。特徴は、製氷に用いる給水も冷蔵
室１０１に設置される給水タンク３０であらかじめ所定
の温度まで冷却されており、該冷水を製氷に利用するこ
とにより製氷時間の短縮を図れる点である。

【００８６】水道水栓１から分岐された給水は、冷蔵室
１０１内の給水タンク３０にまず注水後貯水され、所定
温度の冷水となる。該冷水は、その後給水ポンプ３１の
駆動により浄水フィルター１２を介して方向切替弁１５
に送られる。ここで、給水を製氷用に利用する場合は、
該方向切替弁１５の切替えで給水を軟水化手段３の方向
に流し、逆に給水を飲料用冷水に利用する場合は、該方
向切替弁１５の切替えで給水をディスペンサー２６の冷
水供給口２９方向に流す。

【００８７】図１３および図１４の実施例において、イ
オン交換機能材８の下流側にさらに別の浄水フィルター
を設けてもよい。この場合、該浄水フィルターはイオン
交換機能材８と同じ軟水化手段３の内部に収納されてい
てもよい。

【００８８】以上の通り、上記の実施の形態によれば、
製氷機に軟水化された給水を利用するので、透明度の高
いきれいな氷を作れる冷蔵庫を得ることができる。さら
に、浄水手段を備えることにより、浄化されかつ臭気の
少ないきれいな氷を作れる冷蔵庫を得ることができる。

【００８９】また、製氷皿等に硬度成分であるスケール
等が付着することを防止できると共に、製氷皿等の定期
的な掃除の煩わしさを緩和でき、製氷機の清潔さを長期
間維持できる冷蔵庫を得ることができる。

【００９０】また、軟水を利用できるので、硬度成分が
原因で劣化することのないプラスチック製の製氷皿を利
用できるので、製氷皿からの離氷にヒータ等の余分な熱
源が不要で、該製氷皿の捻り作用だけで離氷が十分可能
な冷蔵庫を得ることができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、低コストで製氷手段を
長期にわたり衛生性を保つことのできる冷蔵庫を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】縦型冷蔵庫の要部縦断面図。

【図２】図１の軟水化手段の断面図。

【図３】浄水フィルターを有する軟水化手段の断面図。

【図４】水の自重で通水する軟水化手段の断面図。

【図５】軟水化手段を外置きにした縦型冷蔵庫の要部断
面図。

【図６】横型冷蔵庫の要部縦断面図。

【図７】再生手段を有する横型冷蔵庫の要部縦断面図。

【図８】図７に用いる再生式軟水化手段の断面図。

【図９】上下の部屋が分離された再生式軟水化手段の断
面図。

【図１０】一体形製氷ユニットを有する横型冷蔵庫の要
部縦断面図。

【図１１】図１０に用いる製氷ユニットの断面図。

【図１２】軟水化手段と浄水化手段を直列に配置した給
水配管系統図。

【図１３】軟水化手段と浄水化手段を並列に配置した給
水配管系統図。

【図１４】冷水を利用する軟水化手段を有する給水配管
系統図。

【符号の説明】

１…水道水栓、２…開閉弁、３…軟水化手段（軟水カー
トリッジ）、４…給水配管、５…製氷皿、６…駆動モー
タ、７…貯氷容器、８…イオン交換機能材（イオン交換
樹脂）、９…フィルタ、１０…空間、１１…配管継手、
１２…浄水フィルター、１３…排水配管、１４…シン
ク、１５…方向切替弁、１６…軟水流入口、１７…再生
水流入口、１８…軟水流出口、１９…逆止弁、２０…
塩、２１…フィルタ、２３…再生水流出口、２４…製氷
ユニット、２５…透明氷、２６…ディスペンサー、２７
…氷用容器、２８…氷供給口、２９…冷水供給口、３０
…給水タンク、３１…給水ポンプ、３２…冷水配管、１
００…ドア、１０１…冷蔵室、１０２…冷凍室、１０３
…給水配管先端、１０４…棚、１０５…接続配管、１０
６…容器、１０７…再生手段、１０８…下部屋、１０９
…上部屋、１１０…冷蔵庫本体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者船山敦子栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者権守仁彦栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給水配管に設けた硬度成分を除去する軟水
化手段と、軟水を溜めて凍結させるプラスチック製の製
氷皿を有した製氷機とを備えた冷蔵庫。
【請求項２】水道に連結された給水管と、この給水管か
らの水が通水される軟水化手段と、この軟水か手段によ
り軟水化された水を溜めて凍結させるプラスチック製の
製氷皿とを有した製氷機とを備えた冷蔵庫。
【請求項３】水道に連結された給水管と、この給水管か
らの水が通水されこの水の流入側を開放して水の自重に
よって通水させる軟水化手段と、この軟水か手段により
軟水化された水を溜めて凍結させるプラスチック製の製
氷皿を有する製氷機とを備えた冷蔵庫。
【請求項４】水道に連結された給水管に設けられた軟水
化手段と浄水化手段と、前記軟水化手段及び浄水化手段
により軟水、浄化された水を溜めて凍結させるプラスチ
ック製の製氷皿を有する製氷機とを備えた冷蔵庫。
【請求項５】給水ポンプおよび給水タンクを具備しない
給水管であって、この給水管途中に貯水することなく通
水が行われる請求項１から請求項４のいずれかに記載の
冷蔵庫。
【請求項６】前記プラスチック製の製氷皿が、ポリプロ
ピレン、ポリエチレンまたはエチレン酢酸ビニルのいず
れかの材料で構成される請求項１から請求項５のいずれ
かに記載の冷蔵庫。
【請求項７】前記プラスチック製の製氷皿からの離氷が
このプラスチック製氷皿の捻り作用で行われる請求項１
から請求項６のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項８】前記軟水化手段が冷蔵庫の外部に設置され
た請求項１から請求項７のいずれかに記載の冷蔵庫。