JP2007285603A - 自動製氷機 - Google Patents
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Abstract
【課題】透明度の高い氷を製氷する、小型で効率の良い自動製氷機を提供する。
【解決手段】自動製氷機100は、冷蔵庫の冷蔵室内に設置される自動製氷機であって、水を収容する容器1と、この容器1内に収容された水201を撹拌する撹拌手段2と、容器1内に収容された水201の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材3と、この接触部材3を冷却する冷却手段5とを備える。接触部材3には、容器1内の水201が氷結する箇所として製氷部4が形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】自動製氷機100は、冷蔵庫の冷蔵室内に設置される自動製氷機であって、水を収容する容器1と、この容器1内に収容された水201を撹拌する撹拌手段2と、容器1内に収容された水201の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材3と、この接触部材3を冷却する冷却手段5とを備える。接触部材3には、容器1内の水201が氷結する箇所として製氷部4が形成されている。
【選択図】図1
Description
この発明は、一般的には自動製氷機に関し、特定的には透明な氷を製氷可能な自動製氷機に関するものである。
通常、冷凍冷蔵庫の製氷機構では、冷凍室、ないしは、これに近い−20℃程度の雰囲気で、浄水を貯蔵した製氷容器に−25℃程度の冷風を吹き付けて氷結させるが、このようにして製氷した氷は、溶存気体の微細な気泡を閉じ込めて白濁していることが多い。
水が凍結して氷になる場合、水中の溶存気体は、凍結部分から追い出されて氷と水との境目である凍結界面の水中に排出される。凍結界面は溶存気体が過剰となって過飽和状態となっている。この過飽和状態の溶存気体は、水中の未凍結部分に拡散していくが、溶存気体の拡散速度が氷の成長速度である凍結速度よりも遅い場合、溶存気体を微細な気泡として氷の中に閉じ込めて成長し、製氷された氷は微細な気泡により白濁する。一般的に、家庭用冷蔵庫の製氷機で製氷した場合は、このような白濁が発生する。透明度の高い氷を生成するためには、溶存気体が氷に取り込まれるのを防止する必要がある。これを防止するためには、例えば、製氷の際の冷却条件の制御により凍結速度を遅くして拡散速度より低い状態に維持する製氷方法が考えられる。しかし、この方法は製氷時間の長期化を伴うため、実用性が低いとされている。
透明度の高い氷を生成するためには、溶存気体が氷に取り込まれるのを防止する必要があり、そのためには、例えば、製氷の際の冷却条件の制御により凍結速度を遅くして拡散速度より低い状態に維持する製氷方法、あるいは、製氷に用いる水を製氷中に振動、加熱等することで溶存気体の拡散を促進する製氷方法が考えられる。
特開平1−123968号公報(特許文献1)の製氷装置は、製氷皿の上面に加熱板を設けて当該部分の水を凍結させずに保ち、製氷水中の気泡を水表面より脱気させることにより、透明度の高い氷を生成する装置である。
実開昭61−149069号公報(特許文献2)の製氷装置は、製氷中に製氷容器内の水を撹拌することにより、製氷水中の微細な気泡の拡散を促進し、透明度の高い氷を生成できる装置である。
特許2863078号公報(特許文献3)の製氷装置は、冷媒が循環する冷却パイプを内設し垂直面に近い角度に配設した製氷板上に継続的に散水することにより製氷板上に透明度の高い氷を板状に生成し、離氷の際には、製氷板内部の配管にホットガスを流通させ、かつ、散水を行うことにより、形成された氷を離氷させて下部に落下させる装置である。
特開平1−123968号公報
実開昭61−149069号公報
特許2863078号公報
特開平1−123968号公報(特許文献1)に記載の製氷装置は、加熱板を使用するため製氷皿内の水温が上昇し、凍結速度が極端に低下するため、通常の製氷機に比べて数倍の製氷時間を要する。
実開昭61−149069号公報(特許文献2)の製氷装置は、モータ等の駆動手段により製氷皿内部の水に浸漬した撹拌羽根で水を撹拌しながら冷却するものであり、撹拌羽根が氷中に閉じ込められるのを避けるため、製氷皿内部の水が氷結する以前に水中から引き上げる必要がある。したがって、少なくとも、撹拌羽根を上方に引き上げる機構とそのためのスペースが必要であり、製氷装置が大型化する。また、凍結時期を的確に検知して撹拌羽根を水中から引き上げなければならず、早期に引き上げると氷の透明度が低下する。また、製氷水中に撹拌羽根を浸漬させて回転撹拌するため、製氷皿を分割してセル分けすることができない。
特許2863078号公報(特許文献3)の製氷装置は、透明度の高い製氷が可能であるが、製氷板を垂直に近い角度に配設し表面に継続的に散水する必要があることから、小型化し、家庭用機器に組み込むことは極めて困難である。
そこで、この発明の目的は、透明度の高い氷を製氷する、小型で効率の良い自動製氷機を提供することである。
この発明に従った自動製氷機は、冷蔵庫の冷蔵室内に設置される自動製氷機であって、水を収容する容器と、この容器内に収容された水を撹拌する撹拌手段と、容器内に収容された水の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材と、この接触部材を冷却する冷却手段とを備える。接触部材には、容器内の水が氷結する箇所として製氷部が形成されている。
この発明の自動製氷機においては、冷却手段によって冷却された接触部材に形成された製氷部が、容器内に収容された水に接触することにより、水は、接触部材の製氷部で氷結する。また、撹拌手段によって撹拌されて流動状態を保っている容器内の水に接触部材の製氷部が接触することにより、製氷部で氷が成長する。
したがって、容器内の水を撹拌させることによって溶存気体を拡散させながら、冷却された製氷部を容器内の水に接触させて氷を成長させることができるので、透明度の高い氷を効率よく製造することができる。また、従来のように溶存気体を拡散させながら氷を成長させるために撹拌羽根を引き上げるための空間などを設ける必要がなく、透明度の高い氷を製造するための自動製氷機を小型化することが可能である。
この発明の自動製氷機においては、水の撹拌手段は、水を収容する容器の外側に配置された磁力発生部材と、磁力発生部材を駆動させる駆動手段と、水を収容する容器内に配置され、磁力発生部材によって磁気駆動される撹拌部材とを含むことが好ましい。
このようにすることにより、撹拌手段の小型化及び清掃性を高め、簡単な構造で透明度の高い氷を製氷することができる。
この発明の自動製氷機は、接触部材を変形させる変形手段をさらに備えることが好ましい。この変形手段は、接触部材に接続された主動回転軸と、接触部材に接続され、主動回転軸に連動する従動軸と、主動回転軸と従動軸とを連結するアームとを含むことが望ましい。
このようにすることにより、主動回転軸が回転し、主動回転軸とアームによって連結された従動回転軸が連動することで、接触部材の一部を回転させて変形させることができ、機械的に離氷を行うことが可能となる。
この発明の自動製氷機は、製氷時には接触部材と容器内に収容された水とを接触させ、製氷時以外の時には接触部材と容器内に収容された水とを隔離するように、接触部材または容器の少なくともいずれか一方を移動させることを可能とする離隔接近手段を備えることが好ましい。
このようにすることにより、省スペースで製氷することができる。
この発明の自動製氷機は、接触部材の温度を検知する温度検知手段をさらに備えることが好ましい。温度検知手段で検知した接触部材の温度が氷点以下のとき、接触部材が容器内に収容された水に接触するように、接触部材または容器の少なくともいずれか一方が離隔接近手段によって移動させられることが好ましい。
このようにすることにより、水の過冷却状態を防止することができ、シャーベット氷の氷塊による凍結を防止し、短時間で透明度の高い氷の製造を可能にする。
この発明の自動製氷機においては、接触部材と、容器と、容器に水を供給する給水経路と、容器の水を排出する排水経路とにおいて、接水部分には抗菌処理が施されていることが好ましい。
また、この発明の自動製氷機においては、接触部材と、容器と、容器に水を供給する給水経路と、容器の水を排出する排水経路と、撹拌部材とにおいて、接水部分には抗菌処理が施されていることが好ましい。
このようにすることにより、雑菌の繁殖を抑え、衛生的な氷を製造することができる。
この発明の自動製氷機は、容器に供給するための水を貯める貯水部をさらに備ることが好ましい。貯水部には、無機系抗菌剤が充填されたカートリッジが設けられていることが好ましい。
このようにすることにより、貯水部内での雑菌の繁殖を抑え、絶えず衛生的な水を容器に供給することができる。
この発明の自動製氷機は、水を収容する容器の下に配置され、氷を貯蔵する貯氷部と、水を収容する容器を傾斜させる傾斜手段とを備えることが好ましい。
このようにすることにより、製氷した氷を貯氷部に貯めることができ、繰り返し新しく製氷を行うことができる。
以上のように、この発明によれば、透明度の高い氷を効率よく製造することができ、かつ、透明度の高い氷を製造するための自動製氷機を小型化することができる。
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明は主に自動製氷機に関するものであり、冷凍冷蔵庫の基本構造や仕様は以下の構成に限定されるものではない。
本発明では、自動製氷機を冷凍室内に設けた場合、−25℃程度の低温雰囲気によって氷結が進行するため、透明度の高い製氷に必要な溶存気体の移動拡散の制御が困難となることから、自動製氷機を冷蔵室内に設けるものである。
図1は、この発明の一つの実施の形態として、自動製氷機の概略的な全体の断面を示す図である。
図1に示すように、本発明の自動製氷機100は、水を収容する容器としての製氷水容器1と、製氷水容器1に収容された水を撹拌する製氷水撹拌手段2と、製氷水容器1に収容された水201の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材としての直冷板3と、直冷板3を冷却する手段として冷媒の循環経路5と、水201の凍結を防止するための凍結防止ヒータ6と、水201の給水排水経路7と、離隔接近手段としての昇降回転機構8と、直冷板3の変形手段としての離氷機構9とを備える。直冷板3には、水201が氷結する箇所として製氷部4が形成されている。製氷水容器1の水201は、製氷部4において氷200のように氷結する。製氷水撹拌手段2は、磁力発生部材としての磁石21と、磁石21を駆動させる駆動手段であるモータ22と、製氷水容器1内に配置され、磁石21によって磁気駆動される撹拌部材としての撹拌子23と、メッシュ状の隔壁24とを含む。製氷水容器1は、製氷水容器1を傾けても撹拌子23が転がり出ないようにメッシュ状の隔壁24で仕切られている。給水排水経路7は、貯水部としての貯水タンク70と、給水ポンプ71と、給水パイプ72と、三方切替弁73と、排水パイプ74と、送水パイプ75とを含む。給水パイプ72は給水ポンプ71と三方切替弁73とを備えており、三方切替弁73で給水パイプ72と排水パイプ74とが連結している。製氷水容器1と三方切替弁73とは送水パイプ75で連結している。送水パイプ75は、製氷水容器1が昇降および回転できるよう、三方切替弁73と製氷水容器1の連結部分までの直線距離よりも余裕を持たせてある。給水パイプ72と排水パイプ74とは、ともに貯水タンク70と連結している。貯水タンク70内の水は給水パイプ72を通して製氷水容器1に供給される。製氷水容器1に収容されている水は、排水パイプ74を通って貯水タンク70に戻される。製氷水容器1への給水と製氷水容器1からの排水は、三方切替弁73を切り替えることで選択することができる。製氷水容器1は、昇降回転機構8に接続している。昇降回転機構8は、製氷時のみ製氷水容器1を上昇させ直冷板3と接近させる。また昇降回転機構8は、製氷終了後には製氷水容器1を傾斜回転させて、氷200を製氷水容器1から排出する。
図2は、直冷板3、製氷部4および冷媒の循環経路5の断面図(A)と、これらを上から見た平面図(B)である。断面図(A)は、平面図(B)のA−A線における断面を示す。
図2の(A)に示すように、直冷板3の下面に凸部が並び、この凸部が製氷部4として機能する。図2の(B)に示すように、直冷板3の上面に接触するように冷媒の循環経路5がほぼU字状に配置されている。図示しないが、冷媒の循環経路5の代わりに、冷凍温度の冷風を直冷板3の背面側に送り、冷風によって直冷板3を冷却させるように構成してもよい。製氷部4は、直冷板3の捻り角度がより低角度および短距離であって離氷を可能にするため、図2の(A)に示すような薄い形状のものが望ましい。
図3は、この発明の一つの実施の形態として、本発明の自動製氷機を冷蔵庫に搭載した冷蔵庫の全体的な概略断面図である。
図3に示すように、冷蔵庫400は、冷蔵室401と、冷凍室402と、野菜室403とを備える。冷蔵室401には製氷装置100が設置されている。冷凍室402は冷蔵室401のすぐ下に配置されている。冷凍室402内には、製氷された氷200を貯める貯氷部としての貯氷ケース300が設置されている。
図4は、この発明の実施の形態にかかる自動製氷機の制御関連の構成を示すブロック図である。
図4に示すように、本発明の自動製氷機は、制御部50と、貯水タンク水位検知部51と、製氷水容器位置検知センサ52と、直冷板3の温度を検知する温度検知手段としての直冷板温度検知部53と、製氷水容器水位検知部54と、製氷完了検知部55と、貯水タンク水温検知部56と、計時部57と、製氷水撹拌手段2と、離氷機構9と、昇降回転機構8と、三方切替弁73と、給水ポンプ71と、抗菌剤撹拌部740とを備える。制御部50は、貯水タンク水位検知部51、製氷水容器位置検知センサ52、直冷板3の温度を検知する温度検知手段としての直冷板温度検知部53、製氷水容器水位検知部54、製氷完了検知部55または貯水タンク水温検知部56のいずれかから受けた信号に応じて、製氷水撹拌手段2、離氷機構9、昇降回転機構8、三方切替弁73、給水ポンプ71または抗菌剤撹拌部740のいずれかに制御信号を送る。なお、制御部50は計時部57との間で送受信を行う。
図5および図6は、この発明の実施の形態にかかる、本発明の自動製氷機の製氷運転における制御処理を順に示すフローチャートである。
図1から図6に基づいて本発明の自動製氷機の製氷運転を説明する。以下の工程において、所定の判断を行う主体は制御部50である。
図5に示すように、ステップS1で貯水タンク水位検知部51によって貯水タンク70内の水位を検知する。
ステップS2では貯水タンク70に一定量以上の水があるかどうかを確認する。一定量以上の水があれば、ステップS5に進む。一定量以上の水がなければ、ステップS3に進む。
ステップS3では所定時間が経過したかどうかを確認する。所定時間が経過した後も貯水タンク70の水位が一定水位に達していない場合は、ステップS4に進み、使用者に表示手段(図示しない)または報知手段(図示しない)を用いて知らせる。
ステップS5では、昇降回転機構8を駆動させ、製氷水容器1を上昇させる。製氷水容器1は、直冷板3付近まで上昇させる。
ステップS6では、製氷水容器1が所定の位置にあるかどうかを確認する。冷蔵庫400の内壁および製氷水容器1に製氷水容器位置検知センサ52を設け、製氷水容器1の位置を確認する。所定の位置にあれば、ステップS7に進む。所定の位置になければ、ステップS5に戻り、再び製氷水容器1を上昇させる。
ステップS7では、昇降回転機構8によって製氷水容器1の上昇を停止させ、ステップS8に進む。
ステップS8では、直冷板3を氷点下の一定温度以下に冷却する。この温度は水温にもよるが、過冷却状態によって直冷板3の表面にシャーベット状の氷が発生するのを防止するには、接水に先立って直冷板3を−5℃から−10℃以下に冷却しておくのが好ましい。
ステップS9では、直冷板3の温度を直冷板温度検知部53で検知し、所定の温度以下になっているかどうかを確認する。直冷板3が所定の温度以下に冷却されていなければ、ステップS8に戻る。所定の温度以下に冷却されていれば、ステップS10に進む。
ステップS10では、三方切替弁73を開け、給水ポンプ71を作動させ、製氷水容器1に給水する。
ステップS11では、製氷水容器1内の水位を製氷水容器水位検知部54によって検知し、製氷水容器1内に一定量の水があるかどうかを確認する。製氷水容器1内の水位は、直冷板3の製氷部4は水に浸かるが、直冷板3全体は水没しない水位となるようにする。製氷水容器1内に一定量の水がなければ、ステップS10に戻る。一定量の水があれば、ステップS12に進み、給水ポンプ71、三方切替弁73を止め、図6のステップS13に進む。
ステップS13では、製氷水容器1内の水201の撹拌を開始する。水201の撹拌は、モータ22を駆動させ、磁石21の回転により回転する撹拌子23の回転により行う。
製氷方式としては、一般的な業務用製氷機のように氷点下の冷却部に流水を接触させることにより透明で純粋な氷が接触面に順次製氷される方法と同様に、撹拌で流れを作った水201を氷点下に冷却した製氷部4に接触させることにより、透明で純粋な氷が製氷部4に順次製氷される方法を採用する。
ステップS14では、製氷が完了したかどうかを製氷完了検知部55が確認する。製氷完了の判断は別途図7のフローチャートで説明する。製氷が完了してなければ、ステップS13に戻り、製氷を続ける。製氷が完了していればステップS15に進む。
ステップS15では、モータ22の駆動を停止し、水201の撹拌を停止する。その後ステップS16に進む。
ステップS16では、三方切替弁73を開け、製氷水容器1内の水201を排出し、ステップS17に進む。
ステップS17では、離氷機構9を駆動させ、直冷板3を捻り、機械的離氷を行う。この捻りによる機械的離氷の詳細は後述する。製氷部4から離れた氷200は、既に排水されて空になっている製氷水容器1内に落ちる。その後、ステップS18に進み、離氷機構9を元の位置に戻し停止させ、ステップS19に進む。
ステップS19では、昇降回転機構8を駆動させ、製氷水容器1を傾斜させ、製氷水容器1内の氷200を更に下の貯氷部300に落とす。その後、ステップS20に進み、昇降回転機構8を停止させる。貯氷ケース300は、図示しないが、満氷検知手段を備え、貯氷ケース300内の氷が一定量を超えると、満氷が検知され、ステップS21で製氷が終了する。
以上の実施の形態では、製氷水容器1の昇降により直冷板3との接近または隔離を行っているが、直冷板3に昇降機構を設け、直冷板3の昇降により直冷板3と水201の離隔接近を行ってもよい。この場合、製氷水容器1には傾斜回転を行う機構を設ける。
以上の実施の形態のように、冷媒の循環経路5よって冷却された直冷板3に形成された製氷部4が、製氷水撹拌手段2によって撹拌されて流動状態を保っている製氷水容器1内の水201に直冷板3の製氷部4が接触することにより、製氷部4で氷200が成長する。
したがって、製氷水容器1内の水201を撹拌させることによって溶存気体を拡散させながら、冷却された製氷部を容器内の水に接触させて氷を成長させることができるので、透明度の高い氷を効率よく製造することができる。また、従来のように溶存気体を拡散させながら氷を成長させるために撹拌羽根を引き上げるための空間などを設ける必要がなく、透明度の高い氷を製造するための自動製氷機を小型化することが可能である。
製氷水撹拌手段2は、製氷水容器1の外側に配置された磁石21と、モータ22と、製氷水容器1内に配置され、磁石21によって磁気駆動される撹拌子23とを含む。
このようにすることにより、撹拌手段の小型化及び清掃性を高め、簡単な構造で透明度の高い氷を製氷することができる。
また、製氷時には直冷板3と製氷水容器1内に収容された水201とを接触させ、製氷時以外の時には直冷板3と製氷水容器1内に収容された水201とを隔離するように、昇降回転機構8によって製氷水容器1を移動させる。
このようにすることにより、省スペースで製氷することができる。
さらに、直冷板3の温度を検知する温度検知部53を備え、温度検知部53で検知した直冷板3の温度が氷点以下のとき、直冷板3が製氷水容器1内に収容された水201に接触するように、直冷板3または製氷水容器1の少なくともいずれか一方が昇降回転機構8によって移動させられる。
このようにすることにより、水の過冷却状態を防止することができ、シャーベット氷の氷塊による凍結を防止し、短時間で透明度の高い氷の製造を可能にする。
また、氷200を貯蔵する貯氷ケース300を製氷水容器1の下に配置し、製氷水容器1を傾斜させる昇降回転機構8とを備えることにより、昇降回転機構8が氷200の貯まった製氷水容器1を傾斜回転させ、製氷した氷200を製氷水容器1から下に落として貯氷ケース300に貯めることができる。
このようにすることにより、繰り返し新しく製氷を行うことができる。
図7は、ステップS14の製氷完了検知部55の実施の形態について、ステップS14を具体的に示すフローチャートである。図7では三通りの製氷完了検知の方法を示し、それぞれのステップは「ステップS141a〜S142a」「ステップS141b〜S142b」「ステップS141c〜S142c」と区別している。
製氷部4に氷200が形成されると、氷200によって製氷水容器1内部の水流が遮られ、流水圧が低下する。製氷水容器1の内部に流水量または水圧を検知する手段を設けた場合、ステップS141aで水流または水圧を検知し、ステップS142aでは水流または水圧が低下しているかどうかを確認する。水流または水圧が低下していれば、ステップS15に進み、撹拌を停止する。水流または水圧が低下していなければ、そのまま撹拌を続け、ステップS141aに戻る。
また、直冷板3に重量検知手段を設けた場合、ステップS141bで直冷板3と直冷板3の製氷部4に生成した氷とを合わせた重量を検知する。ステップS142bでは、検知された重量が一定量を超えているかどうかを確認する。重量が一定量を超えていれば、ステップS15に進み、撹拌を停止する。重量が一定量を超えていなければ、そのまま撹拌を続け、ステップS141bに戻る。
この場合、重量検知に対する浮力の影響を排除するため、重量検知を行うときには製氷部4と氷200とを離水させる必要がある。このように、製氷中に氷200を間欠的に離水させると、離水の際に氷の表面付近の溶存気体濃度の高い水が製氷水容器1に滴下して氷200から取り除かれるので、より透明度の高い氷となるので好ましい。なお、製氷水容器1に重量検知手段を設け、氷200が離水したときの製氷水容器1と製氷水容器内部の水201とを合わせた重量を、製氷水容器1に給水した当初の製氷水容器1と水201とを合わせた重量と比較しても、製氷部4への着氷重量を検知することができる。
また、撹拌開始時の水温や直冷板の温度を検知する手段を設け、その値からおおよその製氷完了時間を算出した場合、ステップS141cで撹拌開始からの時間を検知し、ステップS142cで所定の時間が経過したかどうかを確認する。撹拌開始からの時間が一定時間を超えていれば、ステップS15に進み、撹拌を停止する。撹拌開始からの時間が一定時間を超えていなければ、そのまま撹拌を続け、ステップS141cに戻る。
いずれの方法でも製氷完了を検知し、一定量の氷を製氷することは可能である。
本発明は、自動製氷機を冷蔵室内に設けるものである。そのため、冷凍室内に設置される自動製氷機に比べて外気に触れやすく、雑菌が進入しやすく、また繁殖しやすい点が問題となる。本発明の自動製氷機では、製氷運転中にのみ、製氷水容器1に水が溜まる構造として、極力、各部で水が滞留しない構造を採用している。
滞留水における雑菌の繁殖を抑えるため、安全で効果的な抗菌性能を持つ無機系抗菌剤などの抗菌剤を給水経路の使用材表面に塗布または使用材自体に練り込むなどして抗菌処理を施せば、製氷機内の雑菌の繁殖を予防でき、さらに好ましい。
図8は、この発明の一つの実施の形態として、給水排水経路7を示す図である。
図8に示すように、給水排水経路7は、貯水タンク70と、給水パイプ72と、三方切替弁73と、送水パイプ75と、給水用蓋76と、抗菌剤用ヒータ77と、抗菌剤を充填したカートリッジ710と、抗菌剤を撹拌する抗菌剤撹拌手段740とを備える。カートリッジ710は、メッシュ状の隔壁720、730と取手740と抗菌剤撹拌子741とを含み、カートリッジ710に抗菌剤750が充填されている。抗菌剤撹拌手段は、抗菌剤撹拌子741と、抗菌剤撹拌磁石742と、抗菌剤撹拌モータ743とで構成されている。
貯水タンク70の水は、メッシュ状の隔壁720を通ってカートリッジ710内を行き来し、抗菌剤750から銀イオンなどの抗菌性物質を溶出する。カートリッジ710は、取手740を持って貯水タンク70との着脱ができ、洗浄、交換が可能である。
図9は、抗菌動作を示すフローチャートである。
ステップS31では、貯水タンク70への給水が行われる。また、ステップS32では、製氷水容器1から貯水タンク70への排水が行われる。貯水タンクへの給水、排水が終わると、ステップS33で、貯水タンク水位検知部51(図4)が貯水タンク内の水位を検知し、ステップS34に進み、抗菌剤撹拌モータ743が駆動し、抗菌剤撹拌磁石742を回転させ、抗菌剤撹拌磁石742に連動して抗菌剤撹拌子741が回転する。このようにすることで抗菌剤750が撹拌される。
ステップS35では、抗菌剤750の撹拌開始から所定の時間が経過したかどうかを確認する。所定の時間が経過していなければ、ステップS34に戻り、撹拌を続ける。所定の時間が経過していれば、ステップS36に進み、抗菌剤の撹拌を停止する。
その後、計時部57(図4)で撹拌停止からの時間を計測し、ステップS37では、撹拌停止からの時間が保存限界時間に達しているかどうかを確認する。撹拌停止からの時間が保存限界時間に達していなければ、ステップS34に戻り、再び抗菌剤を撹拌する。撹拌停止からの時間が保存限界時間に達していれば、計時部57は制御部50に信号を送り、制御部50は、使用者に異常を表示または報知する制御を行う。
貯水タンク水温検知部56(図4)は、貯水タンク70内の水温を絶えず検知し、凍結防止と抗菌剤の溶出量確保のために、一定温度以下の水温を検知すると、自動的に抗菌剤用ヒータ77の電源をONにする制御を行う。
図10は、抗菌剤用ヒータ77の動作を示すフローチャートである。
ステップS41では、貯水タンク水温検知部56が貯水タンクの水温を検知する。
ステップS42では、貯水タンクの水温が所定の温度であるかどうかを確認する。所定の温度になっていなければ、ステップS43に進む。所定の温度になっていれば、ステップS44に進み、抗菌剤用ヒータ77の電源をオフにする。
ステップ43では、抗菌剤用ヒータ77の電源をオンにする。その後、ステップS41に戻る。
このように、製氷水容器1に供給するための水を貯める貯水タンク70に無機系抗菌剤が充填されたカートリッジ710が設けることにより、貯水タンク70内での雑菌の繁殖を抑え、絶えず衛生的な水を製氷水容器1に供給することができる。
図11は、この発明の実施例に用いた抗菌剤である銀イオンの1時間当たりの溶出濃度と保存状態の関係を示す図である。
図11は、イオン交換によりイオンを溶出する抗菌剤をビーカーに入れ、1定時間後の溶出量を比色法により測定した結果をグラフにしたものである。
「0℃静置」とは、水温0℃の環境で静置した場合、「5℃静置」とは水温5℃の環境で静置した場合、「5℃袋詰撹拌」は、水温5℃の環境で袋詰めした抗菌剤を撹拌手段により袋ごと撹拌した場合、「5℃撹拌」は、水温5℃の環境で抗菌剤が自由に泳ぐ状態で撹拌した場合である。
図11に示すとおり、水温の高い方が溶出量が多く、また抗菌剤の自由度を上げて撹拌することにより急激に溶出量が増加することがわかる。よって、庫内の冷蔵温度帯で保存中に水に抗菌性能を保持させるために、ある一定時間毎の撹拌処理が重要である。
図12は、この発明の一つの実施の形態として、製氷部4に氷200が生成しているとき、直冷板3を捻ることによって機械的に離氷させる様子を示したものである。図12の(A)と(B)はそれぞれ、離氷の前後の離氷機構9と直冷板3等の様子を離氷機構9側から見た図、図12の(C)と(D)はそれぞれ、離氷の前後の離氷機構9の断面図である。
図13は、離氷時の直冷板の状態を横から見た図である。
図12、図13に示すように、直冷板3には、冷媒の循環経路の冷媒の出入り口と反対側に主動回転軸31と、主動回転軸31に連動する従動軸32と、主動回転軸31と従動回転軸32を連結するアーム33とが固定されている。直冷板3は、主動回転軸31によって離氷機構9に接続されている。
図12の(A)、(C)に示すように、製氷時には直冷板は水平に保たれている。離氷時には、離氷機構9の駆動により主動回転軸31が回転し、アーム33が水平から傾くため、直冷板3の片側は上昇し、もう片側は下降する。このようにして直冷板3が捻られ、氷200が製氷部4から離れる。
このようにすることにより、機械的に離氷を行うことが可能となる。
離氷機構9は、主動回転軸31を回転させてアーム33を一定角度まで傾け、その位置に保持した後、数秒から数十秒経過後に主動回転軸31を再び回転させ、アーム33を水平に戻す。このとき、直冷板3上の製氷部4は、直冷板3からなだらかな傾斜面として形成すると、主動回転軸31とアーム33の移動距離および移動にかかる時間を最短にし、直冷板3にかかる力を最小に抑えることが可能となる。直冷板3の背面に位置する冷媒の循環経路5は、直冷板3に溶接接着することが望ましい。冷媒の循環経路5が直冷板3の捻り回数に持ちこたえられるように、製氷部4は直冷板3からなだらかな傾斜面として形成することが望ましい。
離氷には製氷部4を加熱して氷200の一部を融解させる熱離氷の方法も考えられる。しかしながら、熱離氷を行うと、離氷の際に氷表面が溶かされた融解水に雑菌が付着しやすいため、機械的離氷を行うことが好ましい。
直冷板3はバネ性を有する金属薄板によって構成すれば、離氷に必要な出力が低減される。直冷板3の平面に冷媒の循環経路5が接する構造、または、冷風を送り込む構造とすれば、直冷板3の厚さ方向に伝熱するので、直冷板3の材質選択において特に熱伝導性に優れた金属とする必要はない。したがって本発明の直冷板3は、加工性、バネ性、疲労特性などの特性に優れたステンレス鋼薄板(JIS名称でSUS301−CSP、SUS304−CSP、SUS420J2−CSP、SUS631−CSP、およびSUS632J1−CSP)で形成することが好ましい。
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。
1:製氷水容器、2:製氷水撹拌手段、3:直冷板、4:製氷部、5:冷媒の循環経路、7:給水排水経路、8:昇降回転機構、9:離氷機構、21:磁石、22:モータ、23:撹拌子、31:主動回転軸、32:従動回転軸、33:アーム、70:貯水タンク、710:抗菌剤カートリッジ、300:貯氷ケース。
Claims (9)
- 冷蔵庫の冷蔵室内に設置される自動製氷機であって、
水を収容する容器と、
前記容器内に収容された水を撹拌する撹拌手段と、
前記容器内に収容された水の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材と、
前記接触部材を冷却する冷却手段とを備え、
前記接触部材には、前記容器内の水が氷結する箇所として製氷部が形成されている、自動製氷機。 - 前記撹拌手段は、前記容器の外側に配置された磁力発生部材と、前記磁力発生部材を駆動させる駆動手段と、前記容器内に配置され、前記磁力発生部材によって磁気駆動される撹拌部材とを含む、請求項1に記載の自動製氷機。
- 前記接触部材を変形させる変形手段をさらに備え、前記変形手段は、前記接触部材に接続された主動回転軸と、前記接触部材に接続され、前記主動回転軸に連動する従動軸と、前記主動回転軸と前記従動軸とを連結するアームとを含む、請求項1または請求項2に記載の自動製氷機。
- 製氷時には、前記接触部材と前記容器内に収容された水とを接触させ、製氷時以外のときには、前記接触部材と前記容器とを隔離するように、前記接触部材または前記容器の少なくともいずれか一方を移動させることを可能とする離隔接近手段を備える、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の自動製氷機。
- 前記接触部材の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、前記温度検知手段で検知した前記接触部材の温度が氷点以下のとき、前記接触部材が前記容器内に収容された水に接触するように前記接触部材または前記容器の少なくともいずれか一方が前記離隔接近手段によって移動させられている、請求項4に記載の自動製氷機。
- 前記接触部材と、前記容器と、前記容器に水を供給する給水経路と、前記容器の水を排出する排水経路とにおいて、接水部分には抗菌処理が施されている、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の自動製氷機。
- 前記接触部材と、前記容器と、前記容器に水を供給する給水経路と、前記容器の水を排出する排水経路と、前記撹拌部材とにおいて、接水部分には抗菌処理が施されている、請求項2から請求項5までのいずれか1項に記載の自動製氷機。
- 前記容器に供給するための水を貯める貯水部をさらに備え、前記貯水部には、無機系抗菌剤が充填されたカートリッジが設けられている、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の自動製氷機。
- 前記容器の下に配置され、氷を貯蔵する貯氷部と、前記容器を傾斜させる傾斜手段とをさらに備える、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の自動製氷機。
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- 2006-04-17 JP JP2006113362A patent/JP2007285603A/ja active Pending
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