JP2007303777A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵庫において、透明度の高い氷を迅速に得ること。
【解決手段】冷蔵庫は、貯蔵室を形成した冷蔵庫本体１と、貯蔵室を冷却する貯蔵室用冷却器１４を有した冷凍サイクルと、氷を生成する製氷部８を有して冷蔵庫本体１に内蔵された製氷装置とを備えている。製氷装置は、冷凍サイクルと独立した製氷用冷却器２４ｂを有する製氷部８と、製氷部８を通して製氷用の水を循環する水循環装置２３と、製氷部８で生成された氷を貯える貯氷容器とを備えている。製氷部８は貯蔵室用冷却器１４による冷気循環経路より分離した製氷室３ａ内に配置されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、冷蔵庫に係り、特に製氷装置を組み込んだ家庭用冷蔵庫に好適なものである。

市販されている家庭用冷蔵庫は、近年、食生活や食品流通事情の変化から大容量化の傾向にある。この流れの中にあって、氷に対する使用者の要望は高く、独立の扉を持った専用の製氷室が設けられ、この製氷室に製氷皿を設置した製氷装置が組み込まれた冷蔵庫（従来技術１）が普及して来ている。

この従来技術１における製氷装置は、冷蔵室に貯水タンクを設置し、製氷室に製氷部となる製氷皿を設置し、ポンプで貯水タンク内の水を製氷皿に適量供給し、その製氷皿内の水を製氷室に供給される冷気により凍結させ、凍結後に製氷部の駆動モータを駆動し、生成された氷を製氷皿から下の貯氷容器に落下させ、使用者に提供するものであった。この自動製氷装置において、製氷皿に供給された水を氷にするには、冷凍室、冷蔵室、野菜室等を冷却する貯蔵室用冷却器で作られた冷気の一部が循環用送風機により製氷室内に供給され、この冷気が製氷皿内の水の表面に吹き付けられることにより行われていた。

また、透明な氷となるように、製氷皿の周りに電気ヒータを配置し、製氷皿内の水を上面からではなく周囲、底部よりゆっくり凍らせ、製氷皿内の水の上面より気体成分を追い出す方式の冷蔵庫（従来技術２）も市販されるようになって来た。

また、別な方式の冷蔵庫（従来技術３）として、製氷皿を機械的に前後に揺動させ、製氷皿上部を加熱装置で加熱して水の中から気泡を追い出すようにしたものが提案されている。

また、水を循環させ氷を作る製氷装置を備えた冷蔵庫（従来技術４）として、特開平８−５２１１号公報（特許文献１）に示されものがある。この冷蔵庫は、製氷皿に水を循環して透明氷を作る提案であり、低温部製氷皿を冷凍室内に、高温部製氷皿を冷蔵室内に配置し、高温部製氷皿から低温部製氷皿に製氷用水を送るための送水管及び送水ポンプを備えたものである。

また、出来た氷に他の貯蔵室の臭いが移らないようにした冷蔵庫（従来技術５）として、特開２００３−１９４４４８号公報（特許文献２）に示されたものがある。この冷蔵庫は、冷蔵室、製氷室、切替室、野菜室および冷凍室を有し、製氷室を製氷専用区部とし、製氷室専用の冷却器及び送風機を設けたものである。

特開平８−５２１１号公報 特開２００３−１９４４４８号公報

しかし、上記従来技術１の冷蔵庫では、冷気は製氷皿の水の表面に送風されるため、水は製氷皿の表面より凍り出す。これによって、水の中に溶解していた気体成分（ＣＯ_２，Ｏ_２）或いはミネラル成分は氷の中に閉じ込められる形となるので、できた氷はその気体成分或いはミネラル成分が起因する白濁した不透明氷となってしまい、見た目も悪い等の問題があった。また、製氷室と他の貯蔵室とは冷気通風路を介して連通されているので、氷に臭いが移ってしまうという問題があった。

また、上記従来技術２の冷蔵庫では、水の中の気体成分をある程度逃がすことができるが、水の中のミネラル成分を逃がすことができないので、氷の透明度は向上するものの、天然氷のような透明度の高い氷とすることはできなかった。

また、上記従来技術３の冷蔵庫でも、水の中の気泡はある程度逃がすことができるが、水の中のミネラル成分を取り除く訳ではなく、ミネラル成分を細かくしてミネラル成分を結晶として折出させてしまい、氷表面にミネラルの結晶ができてしまうおそれがあった。

また、上記従来技術４の冷蔵庫では、冷凍室内の低温の冷気で製氷皿の温度を下げて製氷皿内の水を氷にする方式であるため、製氷に時間がかかるという問題があった。なお、この冷蔵庫の製氷皿のように溜まり部を作り表面の水を循環するようにしたものでは、気体成分を逃がすことができるが、カルキ或いはミネラル成分は氷の中にある程度残ってしまうので、透明度が劣ってしまうものであった。

また、上記従来技術５の冷蔵庫では、従来技術１と同様に、冷気は製氷皿の水の表面に送風されるため、水は製氷皿の表面より凍り出す。これによって、水の中に溶解していた気体成分（ＣＯ_２，Ｏ_２）或いはミネラル成分は氷の中に閉じ込められる形となるので、できた氷はその気体成分或いはミネラル成分が起因する白濁した不透明氷となってしまい、見た目も悪い等の問題があった。

本発明の目的は、透明度が高くしかも臭い移りのない氷を迅速に得ることができる冷蔵庫を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明は、貯蔵室を形成した冷蔵庫本体と、前記貯蔵室を冷却する貯蔵室用冷却器を有した冷凍サイクルと、氷を生成する製氷部を有して前記冷蔵庫本体に内蔵された製氷装置とを備えている冷蔵庫において、前記製氷装置は、前記冷凍サイクルと独立した製氷用冷却器を有する前記製氷部と、前記製氷部を通して製氷用の水を循環する水循環装置と、前記製氷部で生成された氷を貯える貯氷容器とを備え、前記製氷部は前記貯蔵室用冷却器による冷気循環経路より分離した製氷室内に配置されている構成にしたことにある。

係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記貯蔵室用冷却器を有した第１の冷凍サイクルと前記製氷用冷却器を有した第２の冷凍サイクルとを備え、前記第１の冷凍サイクルの凝縮器と前記第２の冷凍サイクルの凝縮器とを一体的に纏めて前記第１の冷凍サイクル及び前記第２の冷凍サイクルの圧縮機を設置する機械室内に設置したこと。
（２）前記製氷室内に製氷部用冷気循環ファンを備えて前記製氷用冷却器で冷却された冷気を当該製氷室に循環して当該製氷室を他の貯蔵室と独立して冷却するようにしたこと。
（３）前記製氷用冷却器は熱電素子で構成されていること。
（４）前記水循環装置は、タンクに貯留された製氷用の水を前記製氷部に導く供給パイプと、前記製氷部からの水を前記タンクに導く戻しパイプと、製氷用の水を循環させる供給ポンプ及び戻しポンプとを備えた循環回路で構成され、前記タンク、前記供給ポンプ及び前記戻しポンプは前記冷蔵庫本体で構成する貯蔵室における冷蔵室内に設置されていること。
（５）前記貯蔵室用冷却器を有した第１の冷凍サイクルと前記製氷用冷却器を有した第２の冷凍サイクルとを備え、前記第２の冷凍サイクルは、その圧縮機より前記製氷用冷却器に直接高温ガスを流すバイパス回路と、このバイパス回路への高温ガスの流れを開閉する弁とを備えていること。

本発明の冷蔵庫によれば、透明度が高くしかも臭い移りのない氷を迅速に得ることができる。

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の冷蔵庫を図１から図１１を用いて説明する。

まず、本実施形態の冷蔵庫の全体構成に関して図１から図３を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る冷蔵庫の正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４Ａは図１の冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図、図４Ｂは冷凍サイクルを模式的に含めて表す図１の冷蔵庫の正面図である。なお、図１は扉省略状態で表し、図２及び図３は扉有りの状態で表してある。

本実施形態の冷蔵庫は、家庭用冷蔵庫として用いられるものであり、冷蔵庫本体１と、扉５、６ａ〜６ｃ、７と、冷蔵庫本体１に内蔵された製氷装置２２とを備えて構成されている。

冷蔵庫本体１は内部に複数の貯蔵室２、３ａ〜３ｃ、４を有している。これらの貯蔵室２、３ａ〜３ｃ、４は、上から冷蔵室２、製氷室３ａ、冷凍室３ｂ、３ｃ、野菜室４の順に配置されている。冷凍室３ｂ、３ｃは、急冷凍室３ｂと主冷凍室３ｃとから構成されている。製氷室３ａと急冷凍室３ｂとは左右方向に隣接して配置され、製氷室３ａ及び急冷凍室３ｂと主冷凍室３ｃとは上下に隣接して配置されている。冷蔵室２、冷凍室３ｂ、３ｃ、野菜室４は、冷気通風路を介して連通されている。

製氷室３ａは、これらの貯蔵室２、３ｂ、３ｃ、４に冷気通風路を介して連通されておらず、独立した部屋で構成されている。かかる構成によって、他の貯蔵室２、３ｂ、３ｃ、４の臭いが移らないように、製氷及び貯氷を行なうことができる。

そして、製氷室３ａは、貯蔵室用冷却器１４で冷却された冷気により直接冷却されるのではなく、急冷凍室３ｂ、主冷凍室３ｃとの境界壁を介した間接冷却や、製氷用冷却器２４ｂによる直接冷却などにより低温に維持される。製氷室３ａ（製氷部室２１）は、隣の急冷凍室３ｂ、下部の主冷凍室３ｃとは断熱材を含まない薄板で仕切られている。このことにより、製氷室３ａ（製氷部室２１）は、急冷凍室３ｂ、主冷凍室３ｃの熱影響を受けて冷却される。なお、製氷用冷却器２４ｂで冷却された冷気を製氷室３ａに冷気循環するための送風機を備えるようにしてもよい。

各貯蔵室２、３ａ〜３ｃ、４の前面開口部には、それぞれの扉５、６ａ〜６ｃ、７が開閉可能に設けられている。即ち、冷蔵室２には冷蔵室扉５が備えられ、製氷室３ａには製氷室扉６ａが備えられ、急冷凍室３ｂには急冷凍室扉６ｂが備えられ、主冷凍室３ｃには主冷凍室扉６ｃが備えられ、野菜室４には野菜室扉７が備えられている。製氷室３ａ、冷凍室３ｂ、３ｃ、野菜室４の前面開口部を閉塞する扉６ａ〜６ｃ、７は、引き出し式扉であり、後述する容器と共に引き出されるようになっている。なお、冷蔵室２内には、製氷用の水を貯留する貯水タンク２０が着脱可能に設置されている。

製氷室３ａ内には貯氷容器９が配置されている。貯氷容器９は、引出式の製氷室扉６ａを引き出すことによって製氷室扉６ａと共に引き出される構成となっており、製氷室扉６ａに取付けられた扉枠６ｄに搭載されている。貯氷容器９は、製氷部８が設置された部分を除く、製氷室３ａ内のほぼ全体にわたって設置されている。

急冷凍室３ｂ内には急冷凍室容器１０が配置されている。この急冷凍室容器１０は、引出式の急冷凍室扉６ｂを引き出すことによって急冷凍室扉６ｂと共に引き出される構成となっており、急冷凍室扉６ｂに取付けられた扉枠に搭載されている。

主冷凍室３ｃ内には、上下に３個の主冷凍室容器１１ａ〜１１ｃが収納されている。これらの主冷凍室容器１１ａ〜１１ｃは、下段からそれぞれ主冷凍室下段容器１１ａ、主冷凍室中段容器１１ｂ、主冷凍室上段容器１１ｃで構成されている。主冷凍室下段容器１１ａは、主冷凍室扉６ｃの扉枠６ｄに固定され、主冷凍室中段容器１１ｂを伴って、この主冷凍室扉６ｃの開閉に連動して主冷凍室３ｃ内を出入りする。主冷凍室上段容器１１ｃは、主冷凍室３ｃの側壁を構成する内箱側面に設けられたレールを利用して、主冷凍室３ｃに対して引き出し可能な構成となっている。さらに、各容器１１ａ〜１１ｃは、互いに深さ寸法が異なる容器であり、大きさの異なる食品の収納に適している。

主冷凍室下段容器１１ａ内には、吸放出材１９が設けられている。この吸放出材１９は、主冷凍室扉６ｃが開くことに伴って主冷凍室下段容器１１ａが主冷凍室３ｃ外に引き出された際に庫外の空気中より湿気を吸湿し、主冷凍室扉６ｃが閉じることによって主冷凍室下段容器１１ａ内に湿気を放出する。

製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ及び主冷凍室３ｃの背面部にまたがって一枚の仕切部材１８が設置され、製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ及び主冷凍室３ｃの背面部に仕切られた空間が形成されている。急冷凍室３ｂ及び主冷凍室３ｃの背面部に仕切られた空間は、互いに連通されており、冷却器室１３を構成する。急冷凍室３ｂの背面部における冷却器室１３には、貯蔵室用冷却器１４及び冷気循環ファン１６が設置されている。貯蔵室用冷却器１４で冷却された冷気は、冷気循環ファン１６の回転により、通風ダクト４１を通して急冷凍室３ｂ及び主冷凍室３ｃに供給されると共に、ダンパー１５を介して冷蔵室２に供給される。なお、貯蔵室用冷却器１４で冷却された冷気は、図示しないダンパーを介して野菜室４にも供給される。

製氷装置２２は、図３に示すように、氷を生成する製氷部８と、製氷用の水を貯留する貯水タンク２０と、製氷用の水を製氷部８を通して循環する水循環装置２３と、製氷部８で生成された氷を貯える貯氷容器９とを備えて構成されている。製氷部８は製氷室３ａの背部に設置され、貯水タンク２０は冷蔵室２内に配置されている。

冷凍サイクルは、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第１の圧縮機１７ａ、第１の凝縮器３６ａ、第１のキャピラリチューブ４３ａ、第１の冷却器１４ａを直列にしかもこれらを環状に接続して構成した第１の冷凍サイクルと、第２の圧縮機１７ｂ、第２の凝縮器３６ｂ、第２のキャピラリチューブ４３ｂ、第２の冷却器２４ｂを直列にしかもこれらを環状に接続して構成した第２の冷凍サイクルとから構成されている。

冷凍サイクル中の凝縮器３６ａ、３６ｂは一台の凝縮器（図４Ａ参照）に纏められ機械室（図示せず）内に圧縮機１７ａ、１７ｂと共に収容されている。

また、第１、第２の冷凍サイクルの冷却器１４ａ、２４ｂは次の如く設置されている。即ち、貯蔵室用冷却器（第１の冷却器）１４ａは冷凍室３ｃの背部に設置され、製氷用冷却器（第２の冷却器）２４ｂは製氷室３ａの製氷部に設置されている。そして、貯蔵室用冷却器１４ａで作られた冷気は第１の冷気循環ファン１６ａにより冷蔵室２、急冷凍室３ｂ、主冷凍室３ｃ、野菜室４に強制循環され、それぞれの室を予め設定した室温に保持する。また、製氷用冷却器２４ｂは、板状冷却部材２４ａを冷却する他、製氷室３ａの貯氷容器９がある所を冷却する。第２の冷気循環ファン４２はこれを助けるファンである。第２の冷気循環ファン４２は冷却器２４ｂにより冷却された板状冷却部２４回りの冷気を製氷室３ａ内に回すものである。

なお、製氷室３ａの内容積は、冷凍室３ｂ、３ｃの内容積に比較すると極めて小さいので、第２の冷却器２４ｂの冷却能力は小さなもので良いものである。

また、凝縮器３６ａ、３６ｂは圧縮機１７ａ、１７ｂが設置されている冷蔵庫下部の機械室内に設置されている。更に、この凝縮器３６ａ、３６ｂは図４Ａに示すように一体的に形成されている。例えば、凝縮器３６ａ、３６ｂは凝縮器を構成する放熱フィンを共用するものである。

また、第２の冷凍サイクルは、その圧縮機１７ｂより製氷用冷却器２４ｂに直接高温ガスを流すバイパス回路と、このバイパス回路への高温ガスの流れを開閉する弁４５とを備えている。弁４５は切換弁で構成されている。この切換弁４５は冷却器２４ｂに付いた霜を除去する時、閉から開にされる。この切換弁４５が開されると、凝縮器３６ｂに行くべき高温の冷媒が冷却器２４ｂに直接循環されることにより公知のホットガス除霜が行なわれるものである。除霜にこのホットガス除霜を行なうことにより、従来冷却器の除霜に使われるガラス管ヒータ等を用いないで済むので、可燃性冷媒を使用する冷蔵庫にあって、安全に対する信頼性は一段と向上するものである。

次に、製氷装置２２の具体的な構成、配置について、図５から図９を参照しながら説明する。図５は図３のＣ−Ｃ断面図、図６は図５のＤ−Ｄの断面概略図、図７は図５のＥ−Ｅ断面図、図８は図５の板状冷却部２４の底面図、図９は図１の冷蔵庫における板状冷却部２４と貯蔵室用冷却器１４との配置関係を説明する図である。

製氷部８は、傾斜した板状冷却部２４と、板状冷却部２４を加熱して当該板状冷却部２４に生成された氷を離氷させる加熱装置３３（図９参照）と、板状冷却部２４から離氷された板状の氷を分割する氷分割器２５と、この氷分割器２５で分割された氷を氷分割器２１の前方下方に位置する貯氷容器９の貯氷空間に導く案内板２６とを備えて構成されている。

製氷部８は冷蔵庫本体１内の奥部に配置されている。板状冷却部２４及び氷分割器２５は、左右方向に隣接して配置されると共に、仕切部材１８よりも奥側の製氷部室２１内に設置されている。氷分割器２５は製氷室３ａの背部に配置され、板状冷却部２５は急冷凍室３ｂの背部に配置されている。かかる構成によって、板状冷却部２４及び氷分割器２５を冷蔵庫本体１内にコンパクトに収納でき、製氷室３ａ全体を有効に利用できることとなり、氷の貯氷量を拡大することができる。また、仕切部材１８により加熱部を持つ製氷部８が使用者に触れることがないので、信頼性、安全性の高い冷蔵庫とすることができる。

仕切部材１８より奥側に形成される空間は、区画部材２７により、冷却器室１３と製氷部室２１とに区画されている。製氷部室２１は、製氷室８の一部を構成するものであり、冷却器室１３と空気の出入りがないように区画されている。製氷部室２１には、製氷部８が収納して配置されている。かかる構成によって、出来た氷に他の貯蔵室の臭いが移らないようにすることができる。

板状冷却部２４は、傾斜した板状冷却部材２４ａと、この板状冷却部材２４ａに伝熱的に接続した製氷用冷却器２４ｂとを備えて構成されている。このように、板状冷却部材２４ａに伝熱的に接続した製氷用冷却器２４ｂとを備える構造とすることより、単に製氷室内に製氷皿を設置し、そこに循環水を流したものに比較し、製氷能力を一段と向上させることが出来るものである。

板状冷却部材２４ａは、平板状の底面を有して横に長く形成され、氷分割器２５側に低く傾斜するようにして設置されている。製氷用冷却器２４ｂは、冷凍サイクルの一部で構成され、具体的には、板状冷却部材２４ａに伝熱的に接続した冷却パイプで構成されている。製氷用冷却器２４ｂは、貯蔵室用冷却器１４の上方に配置され、且つ貯蔵室用冷却器１４の途中から引き出された冷却パイプで構成されている。この冷却パイプは、Ｕ字状パイプで形成され、板状冷却部材２４ａの下面に密着して固定され、板状冷却部材２４ａを例えばマイナス１０℃〜２０℃に保持する。かかる構成によって、製氷用の独立した冷凍サイクルを用いることなく、貯蔵室を冷却するための冷凍サイクルを利用して板状冷却部材２４ａを簡単に構成することができるので、原価的に有利な製氷装置を備えた冷蔵庫を得ることができる。

また、製氷用冷却器２４ｂは冷凍室３ｂ、３ｃ、冷蔵室２等を冷却する貯蔵室冷却器１４よりパイプを引き出し冷却板に組み合わせて構成するようにしたものであるから、特別な冷凍サイクルを準備することなく、製氷が出来ることは勿論、製氷室３ａを冷凍室３ｂ、３ｃの冷気風路に関係なく製氷室３ａを設定温度に冷却することが出来る他、切換弁等を使用して冷媒の流れを切換えるものでないので、冷凍サイクルの制御も容易となるものである。

また、製氷部８に設けられる製氷用冷却器２４ｂはパイプ状をなし板状冷却板２４ａの裏面に密着固定されているものであるから、特別な形状の製氷用冷却器２４ｂを設けることなく、冷凍室３ｂ、３ｃ、冷蔵室２等を冷却する貯蔵室用冷却器１４のパイプを部分的に引き出すことで製氷用冷却器２４を作ることが出来る。

なお、貯蔵室用冷却器１４は、図９に示すように、蛇行状に形成された貯蔵室冷却器パイプ１４ａと、多数並置された貯蔵室冷却器フィン１４ｂとから構成されている。

また、製氷用冷却器２４ｂを冷凍室３ｂ、３ｃ、冷蔵室２などに送る冷気を冷却する貯蔵室用冷却器１４と隔離して冷却器室１３内に設置すると共に製氷部８で出来た氷を貯氷する製氷容器９は製氷室３ａに設置するようにしたので、製氷部８は使用者に見えることなく、氷を貯氷する製氷容器９だけが製氷室８に残るので製氷容器８は必要に応じ大きくすることが出来るものである。

板状冷却部材２４ａに供給される製氷用の水は、気体成分（ＣＯ２，Ｏ２）或いはミネラル成分を含まない純粋な水のみが板状冷却部材２４ａの上面に氷となって積層されて行く。これを繰り返し行なうことにより、板状冷却部材２４ａの上面に所定の厚みの板状氷が形成されていく。

板状冷却部材２４ａに所定の厚みの板状氷が形成されると、板状冷却部材２４ａの裏面に取付けられた加熱装置３３により加熱され、その板状氷は板状冷却部材２４ａとの接触面で融解し、自重により傾斜面を利用して氷分割器２５に落下する。そこで、氷分割器２５の格子状のヒータ線により、板状氷は矩形状の氷塊（製氷皿で作っていた氷の大きさと同じ位の塊）に分割され、下の案内板２６に落下する。

案内板２６に落下した氷塊は案内板２６により貯氷容器９に案内され、貯氷される。案内板を使って離した所で作った氷を貯氷容器９に貯氷できるようにしているので、製氷部８を製氷室３ａの奥部に配置することを可能としつつ、貯氷容器９に確実に貯氷できる。そして、貯氷容器９内の氷の量が所定量に達した時には、製氷運転は停止され、貯氷容器９内の氷の量が減るのを待って製氷運転が再開される。なお、貯氷容器９内に氷を案内する案内板２６は、氷塊が貯氷容器９内に均一に貯氷できる位置に案内するよう設けられている。

製氷部用冷気循環ファン４２は、冷蔵庫の運転中、製氷室３ａに製氷用冷却器２４ｂで冷却された冷気を送風し、製氷室３ａ内を所定温度（−１０℃〜２０℃）に保持する働きを有している。換言すると、製氷室３ａは製氷用の冷却器２４ｂ及び隣り合う主冷凍室３ｃ、急冷凍室３ｂの熱伝導により所定の温度に冷却されているものである。

次に、水循環装置２３の構成及び製氷装置２２の動作について図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は図１の冷蔵庫の仕切部材１８を取り除いた状態の部分拡大図、図１１は図１の冷蔵庫の製氷装置２２の動作原理図である。

水循環装置２３は、貯水タンク２０に貯留された製氷用の水を板状冷却部２４に導く供給パイプ３０と、板状冷却部２４から流下した水を貯水タンク２０に導く戻しパイプ２９と、製氷用の水を循環させる自吸式ポンプ２８、３２とを備えた循環回路で構成されている。本実施形態では、ポンプ２８、３２は、供給パイプ３０の途中に設けられた供給ポンプ２８と、戻しパイプ２９の途中に設けられた戻しポンプ３２とからなっている。戻しパイプ２９は、板状冷却部材２４ａの先端部の下方に配置された樋３１を介して、板状冷却部２４から流下した水が導入されるようになっている。

ポンプ２８、３２は、冷蔵室２内に設置されており、これにより凍結防止用加熱装置を用いてポンプ２８、３２を加熱する必要がなく、節電効果が得られるものである。

本実施形態では、板状冷却部材２４ａにできる板状氷の厚さが所定寸法になるのを検出してポンプ２８，３２の運転を停止する方式の製氷装置２２である。

上述した構成を有する製氷装置２２における製氷は次のようにして行なわれる。

供給ポンプ２８を駆動し、供給パイプ３０を通して、貯水タンク２０内の製氷用の水を汲み揚げ、板状冷却部材２４ａに図１１の及び矢印の如く供給する。この時、板状冷却部材２４ａは製氷可能に十分（−１０℃〜−２０℃）に冷却されている。従って、板状冷却部材２４ａに供給される水は、当初、例えば＋５℃前後であっても、循環を繰り返している間に０℃の水となる。この状態の水がポンプ２８によりパイプ３０を介して板状冷却部材２４ａに連続的に供給されると、少しずつではあるが板状冷却部材２４ａ表面に上記水の凍結が開始される。

この時にあって、凍結するのは純水な水であり、循環水中に含まれる気体成分、ミネラル成分は比熱の違いにより板状冷却部材２４ａ表面には凍結せず、凍らなかった水と共に樋３１に落下する。落下した水はポンプ３２が駆動されることより、戻しパイプ２９を介し貯水タンク２０に戻される。

この動作を繰り返し行なっている間に、板状冷却部材２４ａには所定の厚みを有する板状氷が生成される。所定の厚みを有する板状氷が生成されると、ポンプ２８、３２の運転が停止されると共に、板状冷却部材２４ａ裏面に設けられた加熱装置３３が発熱を開始し、板状冷却部材２４ａを加熱する。この加熱が進み、板状冷却部材２４ａ表面の板状氷が融解して凍結関係が解除されると、生成された板状氷は自重で傾斜面を利用して板状冷却部材２４ａを滑り落ちる。

そして、氷分割器２５の上に板状の氷が乗ると、氷分割器２５はニクロム線を格子状に組み合わせて構成されているので、この氷分割器２５上に載った板状氷は矩形状にニクロム線の熱で融解され分割され、案内板２６上に落ち、その案内板２６に案内されて貯氷容器９内に導かれ、そこに貯氷される。この時、矩形状氷には気体成分、ミネラル成分が含まれていないことにより、限りなく透明に近い氷となる。なお、使用者は、貯氷容器９内に貯氷されている氷塊を、製氷室扉６ａを引いて貯氷容器９を引き出して使用する。

これら一連の動作が終了すると加熱装置３３への通電が断たれた後、ポンプ２８、３２の運転が再開され、貯水タンク２０内の水がポンプ２８，３２によって循環される。この時にあって、製氷用冷却器２４ｂの運転は、上述したように冷却器１４の運転に同期して行なわれる。なお、製氷用冷却器２４ｂは、冷蔵庫本体１の温度制御装置により運転されるが、特に製氷を優先する場合には、冷蔵庫本体１の運転を連続運転とすれば、製氷能力を向上することができる。

上述したように、製氷部８にできる氷は気体成分及びミネラル成分或いは水道水中に含まれるカル基などを含まないため、家庭用に於いて透明度の高い氷を作ることができることは勿論、できた氷は所定寸法、例えば角形（矩形状）に分割され、貯氷タンク９内に貯氷されているものであるから、使用者は透明度が高く且つ市販されている氷のように見栄えが良く、使い勝手の良い氷塊を得ることができる。

氷の板厚管理、ポンプの運転制御、貯水タンク内への水の補充或いは加熱装置、氷分割器、凍結防止用ヒータ等の制御については、冷蔵庫の制御と関連づけて統括的に行なわれるものである。

また、製氷部８に水を供給する供給ポンプ２８及び水を回収する回収ポンプ３２は冷蔵室２内に設置するようにしたものであるから、水を循環する為のポンプ２８、３２が凍結することがない。従って、これらの部品の凍結防止の為の加熱装置等が不要である。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る冷蔵庫について図１２を用いて説明する。図１２は本発明の第２実施形態に係る冷蔵庫の製氷装置２２の動作原理図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、定量タンク３５を設け、この定量タンク３５内の水を板状冷却部材２４ａに循環させるようにしたものである。定量タンク３５は、板状冷却部材２４ａで所定の板状氷を一回分作ることができる水量を貯留できる容積を有している。定量タンク３５は貯水タンク２０と同様に冷蔵室２内に設置され、凍結しないよう構成されている。

定量タンク３５の底部には、板状冷却部材２４ａで氷とならないミネラル成分等が沈殿する窪み３５ａが設けられている。これによって、水の循環中にミネラル成分等を窪み３５ａに沈殿させ、定量タンク３５を取り出してミネラル成分等を除去することができる。なお、定量タンク３５より板状冷却部材２４ａに製氷用の水を案内するパイプ３０は、この窪み３５ａより上方に設けておくのが良い。

この第２実施形態では、定量タンク３５より板状冷却部材２４ａに水を案内するのに自然落下方式としているが、もう一個ポンプを追加し、水の循環をスムーズに行なうようにしても良い。

製氷室３ａの製氷部室２１内に位置するパイプ２９、３０及び樋３１の部分には、水が凍結するのを防止する凍結防止用ヒータ３４ａ、３４ｂが設けられている。凍結防止用ヒータ３４ａはパイプ３０の先端（製氷室３ａに臨む所）が凍結し、水の流れを阻害するのを防止するヒータであり、凍結防止用ヒータ３４ｂは樋３１内の循環水及びパイプ２９内の循環水が凍結するのを防止するヒータである。なお、この凍結防止用ヒータ３４ａ、３４ｂを第１実施形態でも用いるようにしてもよい。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る冷蔵庫について図１３を用いて説明する。図１３は本発明の第３実施形態に係る冷蔵庫の製氷装置２２の動作原理図である。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第３実施形態において、案内板２６は冷却板３８で作られた氷を貯氷容器９に案内する部材である。ポンプ２８は貯水タンク２０内の水を冷却板３８にパイプ３０等を使って運ぶためのものである。ポンプ３２は冷却板３８より戻る水を貯水タンク２０に戻すためのものである。冷却板３８は予め設定された氷塊の大きさ（寸法、形状）の窪み３９を複数個有している。換言すれば、冷却板３８は氷の案内を邪魔しない程度に孔のあけられた部材で構成されている。この冷却板３８には製氷用冷却器２４ｂとなる冷媒パイプを図１２の如く有している。製氷用冷却器２４ｂにより冷却板３８が−１０℃〜−２０℃に冷却される。

加熱装置（ヒータ）３３は、で先の冷却板３８の窪み３９内で氷塊が出来上がった時（所定の大きさ、形状になった時）、冷却板３８を裏側より加熱し、氷塊の窪み３９との接触面を融解し、自重で窪み３９内より落下させ案内板２６に送る働きをするものである。

蛇口４０は、冷却板３８及び案内板２６の下方に設置され、図１２に示すように、冷却板３８に作られた窪み３９に向かって矢印の如く水を吹き付ける。この時、案内板２６には図には示してないが、この水が通る孔が確保されているものである。この水の吹き付けをパイプ３０を介し行なうのが冷蔵室（０℃以上の室）に設置されたポンプ２８である。この回収容器４１は冷却板３８に吹き付けられて凍らないで下方に落下する水滴を図１３に示すように回収する。

この回収容器４１には回収ポンプ３２につながるパイプ２９が接続され、図１３に示すように貯水タンク２０内に戻されるものである。製氷部用冷気循環ファン４２は、冷蔵庫の運転中製氷室（破線で囲んだ部分）３ａに製氷用冷却器２４ｂで冷却された冷気を送風し、製氷室３ａ内を所定温度（−１０℃〜２０℃）に保持する働きを有している。換言すると、製氷室３ａは製氷用の冷却器２４ｂ及び隣り合う主冷凍室３ｃ、急冷凍室３ｂの熱伝導により所定の温度に冷却されているものである。

この第２実施形態の冷蔵庫で氷塊を作る時には、製氷用の冷却器２４ｂにより冷却されている冷却板３８の窪み３９に向けて蛇口４０より矢印の如く水を吹き付けるべくポンプ２８を回し、貯水タンク２０内の水を窪み３９に吹き付ける。

水循環の当初は貯水タンク２０内の水も温度が０℃以上となっていることより、蛇口４０より吹出された水の大半は図に示すように案内板２６に設けられた孔より回収容器４１に落下し、ポンプ３２より貯水タンク２０内に戻されるが、水温が低下（限りなく０℃に近づく）するにつれ、循環を繰り返す水は窪み３９内に氷となって少しずつ付着するようになってくる。この付着する水は気体成分（ＣＯ２、Ｏ２）及びミネラル成分を含まない水となるので、窪み内には所定の大きさの透明氷が出来上がる。

所定の大きさの氷が出来上がると、冷却板３８及び製氷用冷却器２４ｂは、加熱装置３３により加熱され、窪み３９内の氷表面を融解し、自重で案内板２６に落下する。落下した後は、案内板２６により貯氷容器９内に図１２に示すように導かれるものである。

なお、氷塊の出来上がり検出用のセンサー等の指示により氷塊を、窪み３９より落下させ、貯氷容器９に案内した後については、前述の製氷動作を繰り返すように冷蔵庫の制御部で制御される。

貯水タンク２０内の水の補給は冷蔵室２の扉５を開けて貯水タンク２０を接続部４３より取り外し、簡単に使用者が行なえるものである。製氷室３ａ内に露出する循環水の経路（蛇口４０を含む）等の凍結を防止するために、加熱ヒータ等が設けられる。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る冷蔵庫について図１４を用いて説明する。図１４は本発明の第４実施形態に係る冷蔵庫の製氷装置２２の動作原理図である。この第４実施形態は、次に述べる点で第３実施形態と相違するものであり、その他の点については第３実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第４実施形態では、製氷部８の冷却源として熱電素子４４（例えばペルチェ素子）を用いている。この熱電素子４４は、製氷用冷却器４４ａと放熱部４４ｂとを有している。製氷用冷却器４４ａは冷却板３８を伝熱的に接触してこれを冷却する。放熱部４４ｂの熱を給水経路の凍結防止等に利用するようにしてもよい。なお、熱電素子４４の通電方向を逆にすることにより、製氷用冷却器４４ａが放熱部となり、放熱部４４ｂが冷却部となるので、冷却板３８に生成された氷を離氷するのに利用することができる。

このように、冷却源に熱電素子４４を使用することにより、第２の冷凍サイクルを冷蔵庫に組み込む必要がなくなるので、スペースファクターが良くなることは勿論、原価的に有利なものとすることができる。

本発明の第１実施形態に係る冷蔵庫の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１の冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。 冷凍サイクルを模式的に含めて表す図１の冷蔵庫の正面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 図５のＤ−Ｄの断面概略図である。 図５のＥ−Ｅ断面図である。 図５の板状冷却部の底面図である。 図１の冷蔵庫における板状冷却部と貯蔵室用冷却器との配置関係を説明する図である。 図１の冷蔵庫の仕切部材を取り除いた状態の部分拡大図である。 図１の冷蔵庫の製氷装置の動作原理図である。 本発明の第２実施形態に係る冷蔵庫の製氷装置の動作原理図である。 本発明の第３実施形態に係る冷蔵庫の製氷装置の動作原理図である。 本発明の第４実施形態に係る冷蔵庫の製氷装置の動作原理図である。

符号の説明

１…冷蔵庫本体、２…冷蔵室、３ａ…製氷室、３ｂ…急冷凍室、３ｃ…主冷凍室、４…野菜室、５…冷蔵室扉、６ａ…製氷室扉、６ｂ…急冷凍室扉、６ｃ…主冷凍室扉、６ｄ…扉枠、７…野菜室扉、８…製氷部、９…貯氷容器、１０…急冷凍室容器、１１ａ…主冷凍室下段容器、１１ｂ…主冷凍室中段容器、１１ｃ…主冷凍室上段容器、１３…冷却器室、１４…貯蔵室用冷却器、１４ａ…貯蔵室用冷却器パイプ、１４ｂ…貯蔵室用冷却器フィン、１５…ダンパー、１６…冷気循環ファン、１７…圧縮機、１８…仕切部材、１９…吸放出材、２０…貯水タンク、２１…製氷部室、２２…製氷装置、２３…水循環装置、２４…板状冷却部、２４ａ…板状冷却部材、２４ｂ…製氷用冷却器（冷却パイプ）、２５…氷分割器、２６…案内板、２７…区画部材、２８…供給ポンプ、２９…戻しパイプ、３０…供給パイプ、３１…樋、３２…戻しポンプ、３３…加熱装置、３４ａ、３４ｂ…凍結防止用ヒータ、３５…定量タンク、３５ａ…窪み、３６…凝縮器、３７…キャピラリチューブ、３８…冷却板、３９…窪み、４０…蛇口、４１…回収容器、４２…製氷部用冷気循環ファン、４３ａ…第１のキャピラリチューブ、４３ｂ…第２のキャピラリチューブ、４４…熱電素子、４５…弁。

Claims (6)

1. 貯蔵室を形成した冷蔵庫本体と、前記貯蔵室を冷却する貯蔵室用冷却器を有した冷凍サイクルと、氷を生成する製氷部を有して前記冷蔵庫本体に内蔵された製氷装置とを備えている冷蔵庫において、
   前記製氷装置は、前記冷凍サイクルと独立した製氷用冷却器を有する前記製氷部と、前記製氷部を通して製氷用の水を循環する水循環装置と、前記製氷部で生成された氷を貯える貯氷容器とを備え、
   前記製氷部は前記貯蔵室用冷却器による冷気循環経路より分離した製氷室内に配置されている
   ことを特徴とする冷蔵庫。
2. 請求項１において、前記貯蔵室用冷却器を有した第１の冷凍サイクルと前記製氷用冷却器を有した第２の冷凍サイクルとを備え、前記第１の冷凍サイクルの凝縮器と前記第２の冷凍サイクルの凝縮器とを一体的に纏めて前記第１の冷凍サイクル及び前記第２の冷凍サイクルの圧縮機を設置する機械室内に設置したことを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項１において、前記製氷室内に製氷部用冷気循環ファンを備えて前記製氷用冷却器で冷却された冷気を当該製氷室に循環して当該製氷室を他の貯蔵室と独立して冷却するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項１において、前記製氷用冷却器は熱電素子で構成されていることを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項１において、前記水循環装置は、タンクに貯留された製氷用の水を前記製氷部に導く供給パイプと、前記製氷部からの水を前記タンクに導く戻しパイプと、製氷用の水を循環させる供給ポンプ及び戻しポンプとを備えた循環回路で構成され、前記タンク、前記供給ポンプ及び前記戻しポンプは前記冷蔵庫本体で構成する貯蔵室における冷蔵室内に設置されていることを特徴とする冷蔵庫。
6. 請求項１において、前記貯蔵室用冷却器を有した第１の冷凍サイクルと前記製氷用冷却器を有した第２の冷凍サイクルとを備え、前記第２の冷凍サイクルは、その圧縮機より前記製氷用冷却器に直接高温ガスを流すバイパス回路と、このバイパス回路への高温ガスの流れを開閉する弁とを備えていることを特徴とする冷蔵庫。
   

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