JP2010185622A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】製氷皿への給水前の段階で、給水のために貯水されている製氷用水を脱気することにより、製氷時間を長く必要とすることなく、透明氷を製氷することができるようにした冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵空間６に設けた給水タンク30からの製氷用水を製氷室17に設置した製氷皿29に受けて製氷し、製氷が完了した場合は自動的にこれを検出して離氷し貯氷する自動製氷装置16を設けた冷蔵庫において、前記給水タンク内の製氷用水から溶存気体を脱気させる減圧ポンプ38を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動製氷装置を搭載した冷蔵庫に係り、特に、透明度の高い氷を製氷することを可能にした冷蔵庫に関する。

一般に、家庭用の冷蔵庫に搭載した自動製氷装置は、冷蔵室内に給水タンクを設置するとともに、この給水タンク内の冷水を給水ポンプにより冷凍温度に保持した製氷室内に導き、製氷皿に所定量給水して製氷し、製氷後は自動的に離氷して貯氷することでユーザーの使用に供するように構成されている。

一方、前記自動製氷装置によって生成される氷粒は、概して不透明なものが多い。すなわち、製氷過程においては、背面から製氷皿周囲に流下する低温冷気によって製氷が進むが、冷気の冷却作用を最も受ける各製氷ブロックの開口の水表面がまず凍結し、その後ブロックの中心部へ凍結が進行していくことから、表面の凍結によって製氷ブロックに注入された水中に含まれる空気である溶存気体が氷粒の中に閉じ込められたまま氷結する結果、氷粒として白濁した外観となるためである。

これに対して、透明な氷粒は堅く融けにくいため飲食用に適しており、見た目にも美しいものであることから、従来より透明氷を生成するために、製氷皿の上面を加熱して上面の凍結を遅らせたり製氷皿を振動させたりして溶存空気の脱気を促進する方式、あるいは、特許文献１に記載されているように、製氷容器を配置した金属容器内の空気を吸引して圧力を下げることで溶存空気の濃度を減少させて氷粒の透明度を増すようにしたり、特許文献２に記載されているように、超音波により製氷水の脱気処理をおこない透明度の高い氷粒を生成する方式など、種々の提案がなされている。

特開２００４−３７５４号公報 特開平４−１１０５７８号公報

しかしながら、前述のように、製氷ユニットにおける製氷皿などの製氷容器を振動させたり、加熱したり、また製氷皿自体のの設置空間を減圧させる方式は、構造が複雑になるばかりでなく、製氷中に脱気動作をおこなうと製氷時間への影響が大きく、通常の製氷動作に比して製氷時間が大幅に遅れる不具合を生じ、商品としての実現が困難であった。

本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、製氷皿への給水前の段階で、給水のために貯水されている製氷用水から溶存気体を脱気することにより、製氷時間を長く必要とすることなく透明氷を製氷することができるようにした冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、冷蔵空間に設けた給水タンクからの製氷用水を製氷室に設置した製氷皿に受けて製氷し、製氷が完了した場合は自動的にこれを検出して離氷し貯氷する自動製氷装置を設けた冷蔵庫において、前記給水タンク内の製氷用水から溶存気体を脱気させる減圧ポンプを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、製氷時間を遅らせることなく、従来と同等の速度で透明氷を製氷することができる。

本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。 図１における自動製氷装置部の詳細構成を示す縦断面図である。 図２の自動製氷装置の制御フローを示すフローチャートである。 図２の給水タンク部の模式図である。

以下、本発明の１実施形態につき説明する。図１に縦断面図を示す冷蔵庫本体（１）は、外箱（２）と内箱（３）との間に発泡断熱材（４）を充填して断熱箱体を形成し、貯蔵室内部を断熱仕切壁（５）によって上部の冷蔵空間（６）と下部の冷凍空間（７）とに区画している。

前記冷蔵空間（６）の前面開口部は冷蔵室扉（８）で閉塞するとともに、内部は複数段の食品載置棚（９）を設けた冷蔵室（10）とし、その下方を仕切板（11）で仕切って引き出し式の野菜容器（13）を配置することで野菜室（12）とし、さらに最下部には、底面仕切板（14）を介して室内を０〜−３℃程度に冷却する低温容器を設けた低温室（15）を区画配設している。

冷凍空間（７）は、前記断熱仕切壁（５）の直下に、自動製氷装置（16）における製氷ユニット（18）と貯氷箱（19）とを備えた比較的小容積の製氷室（17）と図示しない小冷凍室とをその前面開口部に設けた縦仕切板で左右に区分し、各前面開口部に設けた扉（20）とともに貯氷箱（19）や容器を引き出し式で併置しており、その下部には、前面を横仕切板で上下に区画し、前記同様に引き出し扉式とした大容量の冷凍室（21）を本体の全幅に亙って設けている。

前記冷凍室（21）は、その前面開口部を開閉自在に閉塞する冷凍室扉（22）の内側に、左右一対の、図示しない支持枠を固着しており、この支持枠とともに冷凍室（21）内の両側壁面に配置したレール部材によって、冷凍食品を収納する収納容器（23）を３段に亙って保持し、前後に摺動可能な引き出し方式としている。

前記冷蔵室（10）および冷凍室（21）のそれぞれの背面部には、冷蔵用冷却器（24）および冷凍用冷却器（25）と、各冷却器に対応するＲファン（26）およびＦファン（27）とをそれぞれ配設している。

前記冷蔵用冷却器（24）と冷凍用冷却器（25）は、冷凍サイクルにより冷却されるものであり、冷蔵庫本体（１）の下部に設けた圧縮機（28）から吐出される冷媒を、凝縮器の下流に接続した切替弁によって冷蔵用冷却器（24）側あるいは冷凍用冷却器（25）に交互に切り替えて蒸発させてこれを低温化し、各冷却器（24）（25）により生成された冷気を前記各ファン（26）（27）により冷気ダクトを介してそれぞれの貯蔵室内に導入し循環させてこれを冷却するようにしている。

本発明の要部の詳細断面図である図２に示すように、前記冷蔵空間（６）の最下部に位置する低温室（15）の一側と前記内箱（３）の側壁との間には、前記製氷ユニット（18）の製氷皿（29）へ製氷用の冷水を供給する給水タンク（30）を設置している。この給水タンク（30）は、幅狭で奥行き方向に長い形状の容器であり、タンク内に水を貯留してその上面開口は蓋（31）で密閉し、冷蔵室（10）内の所定位置に着脱自在に装着されているとともに、製氷完了後の給水動作時には給水タンク（30）内に配置したマグネットカップリング方式の給水ポンプ（32）を駆動し、給水口（33）から水受皿（34）、給水パイプ（35）を介して製氷室（17）に設置した製氷皿（29）に所定量、例えば１００ｃｃ程度の製氷用水を供給する。

給水パイプ（35）は、前記仕切断熱壁（５）を貫通して下方の製氷室（17）内に設置した製氷ユニット（18）の製氷皿（29）の上部まで延出しており、製氷開始時における給水信号により、給水タンク（30）内の冷水をポンプにより吸い上げ、製氷皿（29）に定量を給水して製氷するものであり、給水ポンプ（32）の動作後に製氷皿（29）の底部外面に設置した温度センサーで製氷皿（29）の温度上昇を検知した場合には、給水がおこなわれたと判断し、温度上昇しない場合には、給水タンク（30）が空状態にあったと判断する。

前記給水後に製氷作用が進み、温度センサーで水から氷への温度低下による製氷完了を検出した際には、製氷完了と判断して貯氷量検知レバー（36）を回動させ、貯氷箱（19）内が満氷状態にあるか否かを検知し、満氷状態でない場合は、駆動装置によって製氷皿（29）を反転させ、ひねりを加えて離氷し、下方の貯氷箱（19）内に落下させて貯氷する。

しかして、本発明においては、前記給水タンク（30）の上面開口を完全に覆う蓋（31）には、タンク内とタンク外とを連通させる 排気パイプ（37）を一体に形成し、この排気パイプ（37）のタンク外側を給水タンク（30）の後方に延出し、後方空間に設置した減圧ポンプ（38）に逆止弁（39）を介して接続させている。

この減圧ポンプ（38）は、前記給水タンク（30）内の空気を吸引排出してタンク内空間を減圧することで、貯留されている製氷用水中に溶け込んでいる溶存気体を脱気させるものであり、減圧ポンプ（38）の吸引運転の停止後は、前記逆止弁（39）により給水タンク（30）内の減圧状態を保持するものである。

なお、給水タンク（30）は、製氷用水を補給したりタンク自体の洗浄の都度、冷蔵庫本体（１）から着脱されるものであることから、前記排気パイプ（37）は給水タンク（30）側と本体側に固着される減圧ポンプ（38）側とに分離されており、前記給水ポンプ（32）における給水口（33）の結合構成と同様に、給水タンク（30）の本体内の所定位置への設置とともに排気パイプ（37）の互いのパイプ端部同士を気密に嵌着する構成が採用されている。

したがって、製氷時における給水ポンプ（32）の動作の際には、前記減圧ポンプ（38）の駆動により脱気された給水タンク（30）内の製氷水が製氷皿（29）へ供給されることになり、当初から溶存気体の少ない水で製氷運転がおこなわれることから、製氷に要する時間は、製氷皿の加熱や振動により長時間化することなく、通常の製氷に要する時間と同等の短い時間で完了させることができ、且つ、透明度の高い氷粒を得ることができるものである。

上記製氷運転の制御フローを、図３のフローチャートに沿って説明する。貯氷箱（19）からの氷粒の取り出しや給水タンク（30）への製氷用水の補給動作などが終わって製氷室扉（20）を閉じた際（ステップ１）には、これを検知して製氷動作や給水動作が再び開始されるが、減圧ポンプ（38）を駆動させる（ステップ２）ことで給水タンク（30）内の上部空間の空気を吸引排出し、減圧することでタンク内の製氷用水から溶存気体を除去する脱気動作を実行する。なお、前記冷蔵室扉（８）が開放している場合は減圧ポンプ（38）は駆動させず脱気動作は停止させている（ステップ３）。

製氷皿（29）への給水動作の後、９０分が経過した場合（ステップ４）は、通常の場合製氷が完了しており、製氷皿（29）の下面の温度センサー温度が−１２℃を検出したとき（ステップ５）は、製氷が完了したと見做して離氷動作に移行するが、貯氷箱（19）が満氷状態だと離氷できないため、貯氷量検知レバー（36）を回動させて貯氷箱（19）内の氷の量を検知し（ステップ６）、氷量が所定量以下の場合（ステップ７）に製氷皿（29）を回転しひねることで離氷動作をおこない（ステップ８）、減圧ポンプ（38）の駆動を停止する（ステップ９）。

前記ステップ５において、貯氷量が満杯時には、離氷動作には移行しないとともに、使用者が冷蔵室扉（８）を開扉した場合（ステップ１０）には、減圧ポンプ（38）の運転を停止（ステップ１１）してポンプ運転音の室外への漏洩を防止するとともに冷蔵室扉（８）が閉扉のままであれば脱気動作を継続する（ステップ１２）。

前記ステップ３やステップ１１のように、減圧ポンプ（38）を冷蔵室扉（８）の閉扉時のみ駆動するのは、ポンプ駆動の際に発生する内部モーターの動作音が扉解放時には、漏洩により拡大され騒音となることから、これを抑制するためである。

そして、前記離氷動作後にステップ８で脱気動作を停止した後に、冷蔵室扉（８）が開扉された場合（ステップ１３）には逆止弁（39）を開放し（ステップ１４）、給水タンク（30）内を常圧の状態に戻して給水動作をおこなう（ステップ１５）。

これは、離氷動作の後におこなわれる給水動作時に、給水タンク（30）内が減圧状態であると、給水ポンプ（32）による給水量が少なくなり、製氷量も減少することになるので、給水動作をおこなう前には、減圧ポンプ（38）の駆動を停止して逆止弁（39）を開放し、常圧状態のもとで給水することで定量給水を保持するものであり、給水により製氷皿（29）の温度が−９℃以上に上昇したことを検知した際（ステップ１６）には、給水がおこなわれたと見做して製氷動作に移行するとともに、冷蔵室扉（８）の閉扉を条件として減圧ポンプ（38）による脱気運転を再びおこなうようにする。

前記実施例においては、減圧ポンプ（38）のみによって給水タンク（30）内の水中からの脱気をおこなったが、図４の模式図に示すように、前記給水タンク（30）の壁面に超音波振動子（40）を配設し、減圧ポンプ（38）の駆動と同期させて駆動させるようにしてもよい。

前記超音波振動子（40）は、給水タンク（30）の設置する冷蔵空間（６）の底面を形成する前記断熱仕切壁（５）の表面にその上面が給水タンク（30）の底面に当接するように埋設し、通電により、水中の溶存気体を気泡にして表面に浮上させ、水中から脱気するようにしている。

超音波振動子（40）は、給水タンク（30）の内部に配置することも考えられるが、上記構成であれば、給水タンク（30）の構造を複雑にすることがなく、また、給水タンク（30）の着脱の場合の電源供給構造を考慮することがなく、メンテナンスも容易になる。

この構成によれば、減圧ポンプ（38）の駆動による脱気と超音波振動子（40）による脱気により、製氷用水中の溶存気体の脱気が相乗効果で促進されるため短時間で脱気ができ、より透明度の高い氷粒を生成することができる。

また、前述の制御フローでは、減圧ポンプ（38）の運転を、冷蔵室扉（８）の閉扉時のみ駆動するように説明したが、上記超音波振動子（40）の駆動時にも可聴音以上の周波数であることから超音波が聞こえる可能性があり、前記減圧ポンプ（38）に同期してされる超音波振動子（40）の駆動も冷蔵室扉（８）の閉扉時のみにおこなうようにすれば、脱気動作における双方の騒音を抑制することができる。

なお、減圧ポンプ（38）の駆動による給水タンク（30）内の製氷用水中の溶存気体の脱気動作は、ある程度の時間実行すると脱気作用が飽和状態になり効果が低減するので、脱気動作は常時おこなわないようにして、例えば、給水後の一定時間、例えば、９０分間のみ実行するようにする。これにより効率的な溶存気体の脱気動作ができ、消費電力の低減にも寄与することになる。そしてまた、上記実施例と同様に、減圧ポンプ（38）と同期させた超音波振動子（40）の駆動についても給水動作後の所定時間にのみおこなうようにすれば、前記同様の効果を奏することができる。

１ 冷蔵室本体 ５ 断熱仕切壁 ６ 冷蔵空間
７ 冷凍空間 ８ 冷蔵室扉 10 冷蔵室
12 野菜室 15 低温室 16 自動製氷装置 17 製氷室 18 製氷ユニット 19 貯氷箱
21 冷凍室 24 冷蔵用冷却器 25 冷凍用冷却器
26、27 ファン 29 製氷皿 30 給水タンク
31 蓋 32 給水ポンプ 33 給水口
34 水受皿 35 給水パイプ 36 貯氷量検知レバー
37 排気パイプ 38 減圧ポンプ 39 逆止弁
40 超音波振動子

Claims (6)

1. 冷蔵空間に設けた給水タンクからの製氷用水を製氷室に設置した製氷皿に受けて製氷し、製氷が完了した場合は自動的にこれを検出して離氷し貯氷する自動製氷装置を設けた冷蔵庫において、
   前記給水タンク内の製氷用水から溶存気体を脱気させる減圧ポンプを備えた
   ことを特徴とする冷蔵庫。
2. 給水タンクから製氷皿への給水動作をおこなった後に、減圧ポンプの駆動による脱気動作を所定時間おこなうことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 給水タンクを設置している冷蔵空間の扉が開放しているときには脱気動作を停止させることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
4. 給水タンクから製氷用水を給水する給水ポンプの駆動前に減圧ポンプを停止し、前記給水ポンプの駆動モーターと給水タンクとの間の管路に設置した給水タンク方向への流れを遮蔽する逆止弁を開放させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
5. 給水タンクの壁面に超音波振動子を当接させ貯水された水に超音波振動を付与させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
6. 超音波振動子を給水タンクの設置底面に配置し、給水タンクの設置により超音波振動子が給水タンクの外壁面に当接し貯水された水に振動を付与するようにしたことを特徴とする請求項５記載の冷蔵庫。

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