JP2006145193A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 煩雑な作業を削減して利便性の高い自動的に製氷を行う冷蔵庫を提供する。
【解決手段】 製氷皿２１を有して製氷を行う製氷部２０と、水を貯溜する給水タンク５と、給水タンク５に連結して給水タンク５内の水を製氷皿２１に供給する給水経路１２、１３と、給水経路１３に配される給水ポンプ１１と、製氷皿２１に供給される水に接触する一対の電極１８、１９を有して電極１８、１９間に電圧を印加することにより銀イオン等の金属イオンを溶出するイオン溶出ユニット１０と、電極１８、１９間に流れる電流を検知して水位を検知する水位検知手段とを備え、イオン溶出ユニット１０が浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに、給水ポンプ１１を駆動させないようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、氷を自動的に製氷する冷蔵庫に関する。

氷を自動的に製氷する自動製氷装置を有した従来の冷蔵庫は特許文献１に開示されている。この冷蔵庫は冷蔵室内に配される給水タンクと、製氷室内に配された製氷皿とを有している。給水タンクの下方には水受皿が設けられ、給水タンクから供給される水が水受皿に溜められる。水受皿には給水ポンプが浸漬され、給水ポンプには導水管の一端が接続される。導水管の他端は製氷皿の上部に配される。製氷皿の下方には氷を溜める貯氷容器が設けられている。

給水ポンプを駆動すると製氷皿に水受皿の水が給水され、製氷皿内の水が製氷される。製氷皿内の水が氷になると製氷皿が反転して貯氷容器に氷が溜められ、氷が自動的に製氷される。

また、水受皿内には銀入活性炭を有したカートリッジが設けられる。銀入活性炭は活性炭の表面に銀を添着した所謂銀炭を粒状にして活性炭に混入した成形品から成っている。水受皿内の水は銀入活性炭から発生する銀イオンにより殺菌される。これにより、衛生的な氷を自動的に得ることができる。
特開平６−２１３５４３号公報（第３頁−第５頁、第１図）

しかしながら、上記従来の冷蔵庫によると、水受皿内に配された銀入活性炭は使用によって減少するため、頻繁にカートリッジを交換する必要がある。従って、使用者にとって煩雑な作業が多くなり、冷蔵庫の利便性が悪い問題があった。

本発明は、煩雑な作業を削減して利便性の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、製氷皿を有して製氷を行う製氷部と、水を貯溜する給水タンクと、前記給水タンクに連結して前記給水タンク内の水を前記製氷皿に供給する給水経路と、前記給水経路に配される給水ポンプと、前記製氷皿に供給される水に接触する一対の電極を有して該電極間に電圧を印加することにより金属イオンを溶出するイオン溶出ユニットと、前記電極間に流れる電流を検知して水位を検知する水位検知手段とを備え、
前記イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを前記水位検知手段により検知したときに、前記給水ポンプを駆動させないことを特徴としている。

この構成によると、給水タンク内の水が給水ポンプの駆動によって給水経路を介して製氷皿に供給され、製氷皿内の水が製氷される。イオン溶出ユニットの電極には電圧が印加され、製氷皿に供給される水に陽極側の電極から金属イオンが溶出される。これにより、製氷する水が殺菌され、衛生的な氷を得ることができる。イオン溶出ユニットは給水タンク内、給水経路内或いは製氷皿内に設けることができる。イオン溶出ユニットが浸漬される給水タンク、給水経路または製氷皿の水位が減少すると電極間に流れる電流が変化して水位が検知される。また、給水タンク、給水経路または製氷皿内に水がないことも検知される。水位が所定量よりも低下すると給水ポンプを駆動させないように制御され、製氷動作が停止される。尚、給水経路には給水タンクから供給される水を一時溜める水受皿が含まれる。また、製氷皿の水位は給水ポンプを所定時間駆動した後に検知される。

また本発明は、氷点以下に冷却される製氷板上を流動する水を凍結して製氷を行う製氷部と、水を貯溜する給水タンクと、前記給水タンクに連結して前記給水タンク内の水を前記製氷部に供給する給水経路と、前記給水経路に配される給水ポンプと、前記製氷板に供給される水に接触する一対の電極を有して該電極間に電圧を印加することにより金属イオンを溶出するイオン溶出ユニットと、前記電極間に流れる電流を検知して水位を検知する水位検知手段とを備え、
前記イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを前記水位検知手段により検知したときに、前記給水ポンプを駆動させないことを特徴としている。

この構成によると、給水タンク内の水が給水ポンプの駆動によって給水経路を介して製氷部に供給され、製氷部に設けた製氷板上を水が流動して層状に凍結し、製氷される。イオン溶出ユニットの電極には電圧が印加され、製氷部に供給される水に陽極側の電極から金属イオンが溶出される。これにより、製氷する水が殺菌され、衛生的で透明な氷を得ることができる。イオン溶出ユニットは給水タンク内や給水経路内に設けることができる。イオン溶出ユニットが浸漬される給水タンクや給水経路の水位が減少すると電極間に流れる電流が変化して水位が検知される。また、給水タンクや給水経路に水がないことも検知される。水位が所定量よりも低下すると給水ポンプを駆動させないように制御され、製氷動作が停止される。尚、給水経路には給水タンクから供給される水を一時溜める水受皿が含まれる。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを前記水位検知手段により検知したときに、前記電極への通電を停止したことを特徴としている。この構成によると、給水タンク、給水経路または製氷皿の水位検知手段が停止される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記給水タンクを設置する冷却室の扉を開閉したときに、前記電極への通電を再開したことを特徴としている。この構成によると、冷却室の扉を開いて給水タンクを取り出し、給水タンクに水を供給して冷却室の扉を閉めると水位の検知が再開される。尚、製氷皿にイオン溶出ユニットを配した場合は給水ポンプを駆動した後に水位が検知される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記給水経路を昇温するヒータを備え、前記給水ポンプを停止して所定時間経過後に前記ヒータを停止することを特徴としている。この構成によると、給水ポンプの停止時に給水経路内に残留した水がヒータにより昇温されて製氷皿に流入する。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを前記水位検知手段により検知したときに報知する報知手段を設けたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記金属イオンが銀イオンから成ることを特徴としている。この構成によると、製氷皿に供給される水に銀イオンが溶出される。

本発明によると、一対の電極を有して該電極間に電圧を印加することにより金属イオンを溶出するイオン溶出ユニットを備えたので、製氷皿または製氷板に供給される水に金属イオンが溶出され、水を殺菌して衛生的な氷を得ることができる。また、電極により長期間金属イオンを溶出できるため電極を頻繁に交換する必要がなく、煩雑な交換作業を削減して利便性の高い冷蔵庫を得ることができる。

更に、水位検知手段は電極間に流れる電流を検知して水位を検知するため、別途水位センサー等を設ける必要がなくコスト削減を図ることができる。加えて、イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに、給水ポンプを駆動させないので、省電力化を図るとともに周期的な給水ポンプの動作音を削減することができる。

また本発明によると、イオン溶出ユニットを給水タンク、給水経路または製氷皿に設けたので、製氷皿に供給される水に簡単に金属イオンを溶出させることができる。

また本発明によると、給水タンクを着脱可能に設け、給水経路は給水タンクの下方に配されて水を溜める水受皿を有するので、給水タンクへの給水を容易に行うことができる。

また本発明によると、イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに、電極への通電を停止したので、より省電力化を図ることができる。

また本発明によると、給水タンクを設置する冷却室の扉を開閉したときに、電極への通電を再開したので、水位を検知できるようになる。従って、扉を開閉して給水タンクに給水することにより自動的に製氷動作を再開することができる。

また本発明によると、給水ポンプを停止して所定時間経過後にヒータを停止するので、より省電力化を図ることができるとともに、給水経路内に残留する水の凍結を防止して迅速に製氷動作を再開することができる。

また本発明によると、イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに報知するので、製氷の水がないことを使用者が容易に認識することができる。

また本発明によると、金属イオンが銀イオンから成るので、水を容易に殺菌して衛生的な氷を得ることができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の冷蔵庫を示す側面図である。冷蔵庫１は上方から順に冷蔵室２、野菜室３、冷凍室４が設けられている。冷蔵室２には製氷用の水を溜める給水タンク５が設けられ、冷凍室４には製氷皿２１を有して氷を製氷する製氷部２０が設けられている。

給水タンク５の上方には給水ポンプ１１が配される。給水ポンプ１１には導水管１２、１３が導出されている。一方の導水管１２は給水タンク５内に延出され、他方の導水管１３の端部は製氷皿２１の上方に配置される。給水ポンプ１１及び導水管１２、１３によって給水タンク５から製氷皿２１に給水する給水経路が構成されている。

導水管１３にはヒータ１６が取り付けられている。これにより、導水管１３を流通する水の凍結が防止される。また、導水管１２の先端には、詳細を後述するイオン溶出ユニット１０が取り付けられている。

製氷皿２１には製氷皿２１を回転駆動する製氷モータ２２が連結されている。製氷皿２１の下方には製氷皿２１に近接して離氷部材２３が設けられている。離氷部材２３の下方には氷を貯蔵する貯氷容器２４が設けられている。

図２は冷蔵庫１の構成を示すブロック図である。冷蔵庫１には各部を制御する制御部３０が設けられる。制御部３０には圧縮機３１、送風機３２、操作部３３、表示部３４、製氷モータ２２、イオン溶出用電源部３５、電流計３６が接続されている。圧縮機３１は冷凍サイクルを運転し、低温側となる冷却器(不図示)と冷蔵庫１内の空気が熱交換して冷気が生成される。

送風機３２は冷却器と熱交換した冷気を冷蔵室２、野菜室３及び冷凍室４内に送出する。操作部３３は温度設定等のユーザ操作を行う。表示部３４はＬＥＤやＬＣＤから成り、温度表示や警告報知等を行う。

イオン溶出用電源３５及び電流計３６はイオン溶出ユニット１０に接続されている。図３、図４はイオン溶出ユニット１０を示す上面図及び側面図である。イオン溶出ユニット１０は給水タンク内５に配されるハウジング１７内に２つの電極１８、１９が設けられている。ハウジング１７は格子状に形成され、電極１８、１９には給水タンク５内の水が接触する。

電極１８、１９は銀から成り、イオン溶出用電源３５に接続されている。イオン溶出用電源３５により電極１８、１９間に電圧を印加すると、電極１８、１９の一方が陽極となり他方が陰極となる。これにより、陽極側の電極で式(１)に示す反応が起こり、水中に銀イオンが溶出する。

Ａｇ → Ａｇ⁺ ＋ ｅ^- ・・・（１）

また、イオン溶出用電源３５によって電極１８、１９の極性を反転できるようになっている。これにより、電圧を印加して所定時間径過後に極性を反転して一方の電極の片減りを防止することができる。

電流計３６は電極１８、１９間に流れる電流を測定する。電極１８、１９に流れる電流は電極１８、１９が浸漬される水位に応じて変化する。従って、電流計３６によって給水タンク５内の水位を検知する水位検知手段が構成されている。イオン溶出ユニット１０は給水タンク５の下部に配置されているので、電流計３６の測定電流の変化により水が残り少ないことを検知できる。

電極１８、１９を上下方向に長く形成すると、広い範囲で水位の変化を検知することができる。この時、水位に応じて印加電圧を可変することにより、水量に適した量の銀イオンを溶出して電極１８、１９の消耗を低減することができる。また、水位に応じて電圧の印加時間を可変することにより、水量に適した量の銀イオンを溶出してもよい。尚、図５に示すように、電極１８、１９を立設すると、電極１８、１９の体積を大きくすることなく、安価に広い範囲で水位の変化を検知することができる。

図６は上記構成の冷蔵庫１の製氷動作を示すフローチャートである。冷蔵庫１の電源を投入すると、製氷動作のプログラムが記憶部（不図示）から読み込まれ、御部部３０によって同図に示す制御が行われる。ステップ＃１１ではイオン溶出用電源部３５の駆動により電極１８、１９に電圧が印加される。ステップ＃１２では水位検知手段により給水タンク５内が所定の水位以上か否かが判断される。給水タンク５内が所定の水位よりも低い場合はステップ＃３１に移行する。給水タンク５内が所定の水位以上の場合はステップ＃１３でヒータ１６がＯＮされる。

ステップ＃１４では、前回製氷皿２１に給水してから所定の製氷時間が経過するまで待機する。製氷時間が経過すると、水が凍ったと判断してステップ＃１５に移行する。ステップ＃１５では貯氷容器２４に氷を貯氷する空きがあるか否かが判断される。貯氷容器２４が氷で一杯の場合は氷が取り出されるまで待機する。貯氷容器２４に空きがある場合はステップ＃１６に移行する。ステップ＃１６では製氷モータ２２の駆動により製氷皿２１は矢印Ａ（図１参照）に示すように回転して離氷部材２３に当接する。この時の衝撃により、製氷皿２１内の氷が離氷して貯氷容器２４内に溜められる。

ステップ＃１６により製氷皿２１内が空になると、ステップ＃１７で給水ポンプ１１がＯＮされる。ステップ＃１８、＃１９では水位検知手段により給水タンク５内が所定の水位以上か否かを判断しながら所定の給水時間が経過したか否かが判断される。給水時間が経過すると製氷皿２１に所定量の水が供給されたと判断し、ステップ＃２０に移行して給水ポンプ１１が停止される。尚、給水中に給水タンク５内が所定の水位よりも低くなった場合はステップ＃１８の判断によりステップ＃３１に移行する。

製氷皿２１に供給された水は冷凍室４内の製氷部２０で凍って製氷される。そして、ステップ＃１４に戻って製氷が完了するまで待機し、ステップ＃１４〜＃２０の動作を繰り返して自動的に氷が製氷して溜められる。

給水タンク５内の水はイオン溶出ユニット１０から銀イオンが溶出されている。銀イオンは細菌の細胞膜に付着し、その結合部分で水素と置き換わる。これにより、細菌の代謝機能が阻害され、細菌が持っている生体機能が損なわれて死滅すると考えられている。

銀は入れ歯等に使用され、目の感染病の治療薬として銀イオン溶液が使用されている。更に、米国での飲料水に含まれる銀化合物の安全基準は０．１ｍｇ／Ｌ（１００ｐｐｓ）以下となっており、銀化合物の毒性及び発がん性はない。これらによって、銀イオンを含む水により製氷された氷はほとんど無害であり、安全性を損ねることはない。

また、ステップ＃１２、＃１８の判断によって給水タンク５内が所定の水位よりも低いためステップ＃３１に移行すると、表示部３４により製氷用の水が不足することが報知される。これにより、給水タンク５への給水が使用者に促される。ステップ＃３２では電極への通電が停止され、ステップ＃３３では給水ポンプ１１が停止される。

ステップ＃３４では給水ポンプ１１の停止後所定時間が経過するまで待機する。所定時間が経過するとステップ＃３５に移行してヒータ１６がＯＦＦされる。ヒータ１６の停止までに所定時間待機することにより、導水管１３等の給水経路内の水はヒータ１６により昇温して製氷皿２１に供給される。これにより、給水経路に残留した水の凍結を防止して、製氷動作を迅速に再開することができる。

ステップ＃３６では冷蔵室２の扉が開いた後に閉じられるまでセンサー（不図示）により監視される。冷蔵室２の扉が開いた後に閉じられると、給水タンク５に給水された可能性があるため、ステップ＃１１に移行して電極１８、１９に通電される。これにより、水位検知が可能になり、ステップ＃１２で給水タンク５の水位が所定水位以上か否かが判断される。そして、給水タンク５の水位が所定水位以上になるまでステップ＃３１〜＃３６、＃１１、＃１２が繰り返し行われ、所定水位以上になるとステップ＃１３に移行して自動的に製氷動作が再開される。

本実施形態によると、一対の電極１８、１９間に電圧を印加することにより銀イオンを溶出するイオン溶出ユニット１０を備えたので、製氷皿２１に供給される水に銀イオンが溶出され、水を殺菌して衛生的な氷を得ることができる。また、電極１８、１９により長期間銀イオンを溶出できるため電極１８、１９を頻繁に交換する必要がなく、煩雑な交換作業を削減して利便性の高い冷蔵庫１を得ることができる。

更に、水位検知手段は電極１８、１９間に流れる電流を検知して水位を検知するため、別途水位センサー等を設ける必要がなくコスト削減を図ることができる。加えて、イオン溶出ユニット１０が浸漬される給水タンク５の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに、給水タンク５が所定水位になるまで給水ポンプ１１を駆動させない。従って、省電力化を図るとともに周期的な給水ポンプ１１の動作音を削減することができる。

また、イオン溶出ユニット１０が浸漬される給水タンク５の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに、電極１８、１９及びヒータ１６への通電を停止したので、より省電力化を図ることができる。

尚、電極１８、１９の通電を停止しないで常時給水タンク５の水位を監視してもよい。この場合は、ステップ＃３２、＃３６を省いて、ステップ＃３５からステップ＃１２に移行されればよい。

次に、図７は第２実施形態の冷蔵庫を示す側面図である。説明の便宜上、前述の図１〜図５に示す第１実施形態と同一の部分は同一の符号を付している。本実施形態は給水タンク５が着脱自在に設けられ、給水タンク５の下方には給水タンク５から給水される水受皿１４が設けられている。導水管１２及びイオン溶出ユニット１０は水受皿１４に浸漬されている。その他の部分は第１実施形態と同様である。

給水タンク５の貯水は水受皿１４に供給され、水受皿１４に溜められた水が給水ポンプ１１の駆動によって導水管１２、１３を介して製氷皿２１に供給される。従って、水受皿１４、給水ポンプ１１及び導水管１２、１３によって給水タンク５から製氷皿２１に給水する給水経路が構成されている。

また、第１実施形態と同様に、電極１８、１９に流れる電流を検知する電流計３６（図２参照）によって水受皿１４の水位を検知する水位検知手段が構成されている。冷蔵庫１の製氷動作は前述の図６に示すフローチャートと同様に行われ、ステップ＃１２、＃１５で水受皿１４の水位が所定水位以上か否かが判断される。

本実施形態によると、水受皿１４内の水はイオン溶出ユニット１０から溶出される銀イオンによって殺菌される。従って、衛生的な氷を得ることができる。また、電極１８、１９（図３参照）により長期間銀イオンを溶出できるため電極１８、１９を頻繁に交換する必要がなく、煩雑な交換作業を削減して利便性の高い冷蔵庫１を得ることができる。

更に、水位検知手段は電極１８、１９間に流れる電流を検知して水位を検知するため、別途水位センサー等を設ける必要がなくコスト削減を図ることができる。加えて、イオン溶出ユニット１０が浸漬される水受皿１４の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに、水受皿１４が所定水位になるまで給水ポンプ１１を駆動させない。従って、省電力化を図るとともに周期的な給水ポンプ１１の動作音を削減することができる。

また、イオン溶出ユニット１０が浸漬される水受皿１４の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに、電極１８、１９及びヒータ１６への通電を停止したので、より省電力化を図ることができる。

次に、図８は第３実施形態の冷蔵庫を示す側面図である。説明の便宜上、前述の図１〜図５に示す第１実施形態と同一の部分は同一の符号を付している。本実施形態はイオン溶出ユニット１０が製氷皿２１内に設けられている。また、電極１８、１９に流れる電流を検知する電流計３６（図２参照）によって製氷皿２１の水位を検知する水位検知手段が構成されている。その他の部分は第１実施形態と同様である。

図９は本実施形態の冷蔵庫１の製氷動作を示すフローチャートである。冷蔵庫１の電源を投入すると、ステップ＃１１でイオン溶出用電源部３５の駆動により電極１８、１９に電圧が印加される。ステップ＃１３ではヒータ１６がＯＮされる。

ステップ＃１４では、前回製氷皿２１に給水してから所定の製氷時間が経過するまで待機する。製氷時間が経過すると、水が凍ったと判断してステップ＃１５に移行する。ステップ＃１５では貯氷容器２４に氷を貯氷する空きがあるか否かが判断される。貯氷容器２４が氷で一杯の場合は氷が取り出されるまで待機する。貯氷容器２４に空きがある場合はステップ＃１６に移行する。ステップ＃１６では製氷モータ２２の駆動により製氷皿２１内の氷が離氷され、貯氷容器２４内に溜められる。

ステップ＃１６により製氷皿２１内が空になると、ステップ＃１７で給水ポンプ１１がＯＮされる。ステップ＃１９では所定の給水時間が経過したか否かが判断される。給水時間が経過すると製氷皿２１に所定量の水が供給されたと判断し、ステップ＃２０に移行して給水ポンプ１１が停止される。ステップ＃２１では製氷皿２１内が所定の水位以上か否かが判断される。製氷皿２１内が所定の水位よりも低い場合はステップ＃３１に移行する。

製氷皿２１内が所定の水位以上の場合はステップ＃１４に戻り、製氷皿２１に供給された水は冷凍室４内の製氷部２０で凍って製氷される。そして、製氷が完了するまで待機し、ステップ＃１４〜＃２１の動作を繰り返して自動的に氷が製氷して溜められる。

また、ステップ＃２１の判断によって製氷皿２１内が所定の水位よりも低いためステップ＃３１に移行すると、表示部３４により製氷用の水が不足していることが報知される。これにより、給水タンク５への給水が使用者に促される。ステップ＃３２では電極への通電が停止される。

ステップ＃３４では給水ポンプ１１の停止（ステップ＃２０）後、所定時間が経過するまで待機する。所定時間が経過するとステップ＃３５に移行してヒータ１６がＯＦＦされる。ステップ＃３６では冷蔵室２の扉が開いた後に閉じられるまでセンサー（不図示）により監視される。

冷蔵室２の扉が開いた後に閉じられると、給水タンク５に給水された可能性があるため、ステップ＃１１に移行して電極１８、１９に通電される。これにより、水位検知が可能になる。ステップ＃１３を経てステップ＃１４〜＃２１で製氷皿２１への給水動作が行われ、製氷皿２１の水位が所定水位以上か否かが判断される。そして、製氷皿２１の水位が所定水位以上になるまでステップ＃３１〜＃３６、＃１１〜＃２１が繰り返し行われ、所定水位以上になると自動的に製氷動作を再開してステップ＃１４〜＃２１が繰り返し行われる。

製氷皿２１内の水はイオン溶出ユニット１０から溶出される銀イオンによって殺菌される。従って、衛生的な氷を得ることができる。また、電極１８、１９（図３参照）により長期間銀イオンを溶出できるため電極１８、１９を頻繁に交換する必要がなく、煩雑な交換作業を削減して利便性の高い冷蔵庫１を得ることができる。

更に、水位検知手段は電極１８、１９間に流れる電流を検知して水位を検知するため、別途水位センサー等を設ける必要がなくコスト削減を図ることができる。加えて、イオン溶出ユニット１０が浸漬される製氷皿２１の水位が所定量よりも少ないことを水位検知手段により検知したときに、冷蔵室２の扉が開閉されるまで電極１８、１９及びヒータ１６への通電を停止し、給水ポンプ１１の駆動が停止される。従って、省電力化を図るとともに周期的な給水ポンプ１１の動作音を削減することができる。

尚、イオン溶出ユニット１０のハウジング１７は上方が開放されている。これにより、離氷部材２３と製氷皿２１とが当接した際に製氷皿２１から氷が容易に離氷される。給水後の時間を計測して、水が凍る前に製氷皿２１からイオン溶出ユニット１０を退避してもよい。

次に、図１０、図１１は第４実施形態の冷蔵庫の製氷部２００を示す斜視図及び正面図である。説明の便宜上、前述の図１に示す第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付している。本実施形態の冷蔵庫は製氷部２００が流下式製氷手段から成り、第１実施形態と同様にイオン溶出ユニット１０が配された給水タンク５から導水管１３を介して製氷部２００に水が供給される。前述の図７に示す第２実施形態と同様に、給水タンク５の下方に導水管１３が導出される水受皿１４を設け、水受皿１４内にイオン溶出ユニット１０を配置してもよい。

製氷部２００が設置される製氷室（不図示）は冷凍室４と断熱隔離され、製氷室の温度は水が凍らない温度（例えば５℃）に設定されている。また、製氷部２００の下方には貯氷容器２４（図１参照）が配置され、貯氷容器２４は氷点以下に配される。このため、製氷部２００で製氷された氷を貯氷する際に製氷室と貯氷容器２４との間が開閉するようになっている。

流下式製氷手段は一般に水を循環させて凍結させる。製氷部２００の水の循環経路は、貯水部２２２、循環パイプ２２３及び製氷板２２１から構成されている。貯水部２２２は上面を開口し、該開口を介して貯水部２２２内に導水管１３の先端が配される。制御部３０により給水ポンプ１１（図１参照）を駆動すると導水管１３を介して給水タンク５から貯水部２２２へ金属イオンである銀イオンが溶出された水が送水される。

貯水部２２２には１回の製氷に最低限必要な水量よりも多い水量（例えば、１．５倍程度）が貯水される。また、貯水部２２２の上部には水量調整手段である溢水口（不図示）が設けられる。これにより、１回分の製氷に必要な水量の例えば３倍の上限水量が決められ、上限水量を超えた水は冷蔵庫外等に排水されるようになっている。

製氷板２２１はステンレス等の金属板から成り、貯水部２２２上に立設される。氷を生成する製氷板２２１の表面の製氷面には、山型の凸部２２１ａと、凸部２２１ａ間に形成される凹部２２１ｂとが上下方向に交互に複数設けられる。また、複数（本実施形態では４枚）の仕切り板２２１ｃが、上下に延びて設けられる。仕切り板２２１ｃ及び凸部２２１ａに囲まれた凹部２２１ｂにそれぞれ氷２２８が形成される。

循環パイプ２２３は制御部３０により制御される循環ポンプ２２４が設けられ、一端が貯水部２２２に浸漬される。循環パイプ２２３の他端は多数の散水孔２２３ａが設けられ、製氷板２２１の上部に配される。循環ポンプ２２４の駆動により貯水部２２２の水が汲上げられ、散水孔２２３ａから製氷板２２１の上部に散水することができる。

製氷板２２１の裏面にはノンフロン冷媒であるＨＣ冷媒（Ｒ６００ａ）等の冷媒が流通する配管２２５が配される。配管２２５は各凹部２２１ｂの裏面に密着するように蛇行して形成されている。配管２２５内を冷媒が流通して製氷用の冷凍サイクルが運転される。図１２はこの冷凍サイクルを示す図である。冷凍サイクル１００は冷媒を圧縮する圧縮機１０１を有し、圧縮機１０１の両端が冷媒の流通方向を切り替える四方弁１０２に接続される。

四方弁１０２の圧縮機１０１に連結可能な一端には熱交換器１０３が接続され、他端には配管２２５と一体の製氷板２２１が接続される。熱交換器１０３及び製氷板２２１は冷媒の熱を外気の熱と交換する。また、熱交換器１０３及び製氷板２２１の四方弁１０２の接続側と異なる側の間は膨張弁１０４を介して接続されている。

製氷時には冷媒は矢印Ａに示すように流通する。即ち、圧縮機１０１で圧縮された冷媒は高温高圧の気体となり、四方弁１０２を介して熱交換器１０３に導かれる。高温高圧の冷媒は熱交換器１０３で外気と熱交換を行って低温高圧の液体となり、膨張弁１０４で膨張して低温低圧の液体となる。そして、製氷板２１で熱交換を行って低温低圧の気体となり、四方弁１０２を介して圧縮機１０１に戻る。これにより、製氷板２１が冷凍サイクルの低温側となって冷却され、凹部２２１ｂに氷２２８が形成される。

製氷板２２１はステンレス等の熱伝導率が比較的低い金属から成るため、製氷板２２１全体が均一に冷却されず、配管２２５近傍である凹部２２１ｂ内のみが氷点以下になる。これにより、氷２２８をブロック状に分けることが可能となっている。製氷板２２１を長期間冷却し続けると凹部２２１ｂ以外の部分も氷点以下になる可能性がある。しかし、後述する離氷時に製氷板２２１が暖められるため、製氷板２２１を長期間冷却し続けられることはなく、凹部２２１ｂ以外の部分の凍結を防止することができる。

製氷板２２１から氷を離氷する際には冷媒は矢印Ｂに示すように流通する。即ち、圧縮機１０１で圧縮された冷媒は高温高圧の気体となり、四方弁１０２を介して製氷板２２１に導かれる。高温高圧の冷媒は製氷板２２１と熱交換を行って低温高圧の液体となり、膨張弁１０４で膨張して低温低圧の液体となる。そして、熱交換器１０３で外気と熱交換を行って低温低圧の気体となり、四方弁１０２を介して圧縮機１０１へと戻る。これにより、製氷板２１が冷凍サイクルの高温側となって昇温され、凹部２２１ｂ内の氷２２８が離氷される。

図１３は製氷部２００の製氷・離氷動作を示すフローチャートである。同図の動作は前述の図６に示す第１実施形態のステップ＃１４〜＃１６に替えて行われる。その他の部分は第１実施形態と同様である。第２実施形態と同様に構成した場合は、図９に示すフローチャートのステップ＃１４〜＃１６に替えて行ってもよい。

ステップ＃５１では貯氷容器２４に氷を貯氷する空きがあるか否かが判断される。貯氷容器２４が氷で一杯の場合は氷が取り出されるまで待機する。貯氷容器２４に空きがある場合はステップ＃５２に移行する。

ステップ＃５２では制御部３０により循環ポンプ２２４が駆動される。これにより、貯水部２２２の銀イオン水が循環パイプ２２３を介して汲上げられ、散水孔２２３ａから製氷板２２１の製氷面の上部（例えば、最上段の凸部２２１ａまたは凹部２２１ｂ）に散水される。散水孔２２３ａは製氷面に沿って均一に水が流れるように設けられる。銀イオン水は製氷板２２１の凸部２２１ａ及び凹部２２１ｂに沿って製氷面上を流下する。

ステップ＃５３では制御部３０によって四方弁１０２を切り替え、冷凍サイクル１００の冷媒の流通方向が製氷時の方向に切り替えられる。この時、製氷板２２１に密着する配管２２５内の冷媒の温度は約−２０℃になっており、製氷板２２１が充分冷却されている。これにより、製氷板２２１の凹部２２１ｂを流れる銀イオン水が薄い層となって凍結する。

凍結した氷の層の上を流れる未凍結の銀イオン水は貯水部２２２に集められ、再度循環ポンプ２２４により循環パイプ２２３を介して製氷板２２１に送出される。この動作が繰り返し行われ、製氷板２２１の製氷面上に層状の氷が積層して透明な氷２２８が形成される。尚、層状とは製氷板２２１の製氷面上を流れる銀イオン水が製氷面上で徐々に凍り、氷の厚みが増して氷が成長していくことを意味している。例えば、この現象はつららが徐々に成長していくことと同じであり、氷の結晶が徐々に成長していくことを示している。

また、銀イオン水によって貯水部２２２、循環パイプ２２３及び循環ポンプ２２４が殺菌・抗菌され、これらを清潔に保つことができる。

ステップ＃５４では四方弁１０２を製氷側に切り替えてから凹部２２１ｂに所定の厚みの氷が形成される所定時間（本実施形態では約３０分、以下、「第１所定時間」という）が経過するまで待機する。第１所定時間が経過すると製氷が完了したと判断して、ステップ＃５５で制御部３０により循環ポンプ２２４が停止される。製氷板２２１の温度を温度センサにより検知し、温度センサの検知温度が所定温度以下になった時に製氷完了と判断してもよい。

ステップ＃５６では制御部３０によって四方弁１０２を切り替え、冷凍サイクル１００の冷媒の流通方向が離氷時の方向に切り替えられる。これにより、製氷板２２１に密着する配管２２５内の冷媒の温度は約５０℃になり、配管２２５に密着した凹部２２１ｂ内の氷２２８が徐々に溶ける。そして、氷２２８が凹部２２１ｂから貯氷容器２４に落下する。

ステップ＃５７では四方弁１０２を離氷側に切り替えてから所定時間（本実施形態では約３分、以下、「第２所定時間」という）が経過するまで待機する。第２所定時間は氷２２８が凹部２２１ｂから脱落する時間に設定される。第２所定時間が経過すると凹部２２１ｂ内の氷が全て脱落したと判断して製氷・離氷の動作を終了し、図６または図９のフローチャートに戻る。これにより、貯氷容器２４内に氷２２８が貯氷される。

本実施形態において、立設した製氷板２２１の製氷面に水を流下して製氷を行っているが、冷却された製氷板上を流れる銀イオン水を層状に凍結させる方式であれば他の方式でもよい。例えば、横設した製氷板２２１上にポンプ等によって水を水平に流水させる方式や、製氷板２２１を傾斜して水を流下させる方式等がある。また、製氷板に向けて下方等から噴射された水が製氷板に沿って流れる噴射方式や、製氷板で囲まれたセル内に給水して製氷板上を水が流れるセル方式等でもよい。即ち、製氷板上に水を流動させながら製氷する方式であればよい。尚、製氷板２２１の製氷面はフラットや波形等の他の形状であってもよい。

第１〜第４実施形態において、銀から成る電極１８、１９により銀イオンを溶出しているが、他の材質の電極を用いて殺菌性を有する金属イオン（例えば、亜鉛イオン）を溶出してもよい。

本発明は、自動的に氷を製氷する冷蔵庫に利用することができる。

本発明の第１実施形態の冷蔵庫を示す側面図 本発明の第１実施形態の冷蔵庫の構成を示すブロック図 本発明の第１実施形態の冷蔵庫のイオン溶出ユニットを示す平面図 本発明の第１実施形態の冷蔵庫のイオン溶出ユニットを示す側面図 本発明の第１実施形態の冷蔵庫のイオン溶出ユニットの他の態様を示す側面図 本発明の第１実施形態の冷蔵庫の製氷動作を示すフローチャート 本発明の第２実施形態の冷蔵庫を示す側面図 本発明の第３実施形態の冷蔵庫を示す側面図 本発明の第３実施形態の冷蔵庫の製氷動作を示すフローチャート 本発明の第４実施形態の冷蔵庫の製氷部を示す斜視図 本発明の第４実施形態の冷蔵庫の製氷部を示す正面図 本発明の第４実施形態の冷蔵庫の製氷用の冷凍サイクルを示す図 本発明の第４実施形態の冷蔵庫の製氷部の製氷・離氷動作を示すフローチャート

符号の説明

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室
３ 野菜室
４ 冷凍室
５ 給水タンク
１０ イオン溶出ユニット
１１ 給水ポンプ
１２、１３ 導水管
１４ 水受皿
１６ ヒータ
１７ ハウジング
１８、１９ 電極
２０、２００ 製氷部
２１ 製氷皿
２２ 製氷モータ
２３ 離氷部材
２４ 貯氷容器
３０ 制御部
３１ 圧縮部
３２ 送風機
３３ 操作部
３４ 表示部
３５ イオン溶出用電源部
３６ 電流計
１００ 冷凍サイクル
１０１ 圧縮機
１０２ 四方弁
１０３ 熱交換器
１０４ 膨張弁
２２１ 製氷板
２２１ａ 凸部
２２１ｂ 凹部
２２１ｃ 仕切板
２２２ 貯水部
２２３ 循環パイプ
２２３ａ 散水孔
２２４ 循環ポンプ
２２５ 配管
２２８ 氷

Claims (11)

1. 製氷皿を有して製氷を行う製氷部と、水を貯溜する給水タンクと、前記給水タンクに連結して前記給水タンク内の水を前記製氷皿に供給する給水経路と、前記給水経路に配される給水ポンプと、前記製氷皿に供給される水に接触する一対の電極を有して該電極間に電圧を印加することにより金属イオンを溶出するイオン溶出ユニットと、前記電極間に流れる電流を検知して水位を検知する水位検知手段とを備え、
   前記イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを前記水位検知手段により検知したときに、前記給水ポンプを駆動させないことを特徴とする冷蔵庫。
2. 氷点以下に冷却される製氷板上を流動する水を凍結して製氷を行う製氷部と、水を貯溜する給水タンクと、前記給水タンクに連結して前記給水タンク内の水を前記製氷部に供給する給水経路と、前記給水経路に配される給水ポンプと、前記製氷板に供給される水に接触する一対の電極を有して該電極間に電圧を印加することにより金属イオンを溶出するイオン溶出ユニットと、前記電極間に流れる電流を検知して水位を検知する水位検知手段とを備え、
   前記イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを前記水位検知手段により検知したときに、前記給水ポンプを駆動させないことを特徴とする冷蔵庫。
3. 前記イオン溶出ユニットを前記製氷皿内に設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
4. 前記イオン溶出ユニットを前記給水タンク内に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
5. 前記イオン溶出ユニットを前記給水経路内に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
6. 前記給水タンクを着脱可能に設け、前記給水経路は前記給水タンクの下方に配されて水を溜める水受皿を有することを特徴とする請求項５に記載の冷蔵庫。
7. 前記イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを前記水位検知手段により検知したときに、前記電極への通電を停止したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の冷蔵庫。
8. 前記給水タンクを設置する冷却室の扉を開閉したときに、前記電極への通電を再開したことを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。
9. 前記給水経路を昇温するヒータを備え、前記給水ポンプを停止して所定時間経過後に前記ヒータを停止することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の冷蔵庫。
10. 前記イオン溶出ユニットが浸漬される水の水位が所定量よりも少ないことを前記水位検知手段により検知したときに報知する報知手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の冷蔵庫。
11. 前記金属イオンが銀イオンから成ることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の冷蔵庫。

Images