JP2012233660A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】透明な氷を低消費電力で得ることのできる製氷装置を備えた冷蔵庫を提供する。
【解決手段】氷点よりも高温の冷気が流通して貯蔵物を冷蔵保存する貯蔵室３と、氷点以下の温度の冷気が流通するとともに仕切板１０により第１製氷空間１１と第２製氷空間１２とに仕切られる製氷室４と、仕切板１０に設けた開口部１０ａを塞ぐとともに第１製氷空間１１に上面を面して第２製氷空間１２に底面を面して配される第１製氷皿２３とを備え、第１製氷皿２３に供給された水を第１製氷空間１１に貯蔵室３の冷気を流入させながら凍結して製氷を行うようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、製氷装置を備えた冷蔵庫に関する。

製氷装置を備えた従来の冷蔵庫は特許文献１、２に開示されている。この冷蔵庫は冷蔵室、冷凍室及び製氷室を備えている。製氷室は冷凍室に連通し、製氷装置による製氷を行うとともに製氷装置によって離氷された氷を貯氷容器に貯氷する。製氷装置は冷蔵室に配される給水タンクと、製氷室に配して給水タンクから給水される製氷皿とを有している。製氷皿は可撓性を有し、回転自在に配される。製氷皿の下方または上方にはヒータが設けられる。

上記構成の冷蔵庫において、給水タンクから製氷皿に所定水位まで給水されると、ヒータが駆動される。これにより、製氷室内の冷気による冷却とヒータの加熱とによって製氷皿の水が上部または下部から徐々に凍結し、透明な氷を得ることができる。製氷皿内の水が凍結して製氷が完了すると、製氷皿が回転駆動して捻られる。これにより、製氷皿から氷が離氷して落下し、貯氷容器に貯氷される。

特開平５−２０３２９９号公報（第２頁−第３頁、第１図） 特公平６−７０５４３号公報（第２頁−第３頁、第１図）

しかしながら、上記従来の冷蔵庫によると、透明な氷を得るために製氷皿の下方または上方に設けたヒータが駆動される。このため、製氷時に冷蔵庫の熱負荷が大きくなり、冷蔵庫の消費電力が大きくなる問題があった。

本発明は、透明な氷を低消費電力で得ることのできる製氷装置を備えた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、氷点よりも高温の冷気が流通して貯蔵物を冷蔵保存する貯蔵室と、氷点以下の温度の冷気が流通するとともに仕切板により第１製氷空間と第２製氷空間とに仕切られる製氷室と、前記仕切板に設けた開口部を塞ぐとともに第１製氷空間に上面を面して第２製氷空間に底面を面して配される第１製氷皿とを備え、第１製氷皿に供給された水を第１製氷空間に前記貯蔵室の冷気を流入させながら凍結して製氷を行うことを特徴としている。

この構成によると、第１製氷皿に給水されると貯蔵室から製氷室の第１製氷空間に氷点よりも高温の冷気が流入する。第１製氷皿は貯蔵室から流入した冷気によって上部の降温が抑制され、製氷室の第２製氷空間の冷気によって底部から徐々に冷却される。これにより、第１製氷皿の水に含まれる気体成分を水面から脱気して透明な氷が得られる。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、第２製氷空間に配される第２製氷皿を備え、第１製氷皿の所定水位よりも下方の水が凍結して上方の水が未凍結の時に、第１製氷皿の上部の水を第２製氷皿に移送して第２製氷皿による製氷を行うことを特徴としている。

この構成によると、第１製氷皿内の所定水位よりも下方の水が凍結して所定の大きさの氷が形成されると、第１製氷皿の上部の水に残留塩素等の不純物が凝集される。そして、第１製氷皿の上部の水が第２製氷皿に移送され、第２製氷空間の冷気によって凍結する。これにより、第１製氷皿及び第２製氷皿によって製氷が行われる。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記貯蔵室の冷気を第１製氷皿の水面に向けて送出したことを特徴としている。この構成によると、第１製氷皿の水面が流動し、氷の表面の不純物の水中への拡散が促進される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、第１製氷皿が回動自在に配され、第１回転角度で回転停止して傾斜した第１製氷皿から第２製氷皿に水を流下させるとともに、第１回転角度よりも大きい第２回転角度で第１製氷皿を捻って離氷することを特徴としている。

この構成によると、第１製氷皿内の所定水位よりも下方の水が凍結すると、第１製氷皿が回転駆動されて第１回転角度で停止する。これにより、傾斜した第１製氷皿の上部の水が第２製氷皿に流下して移送される。更に第１製氷皿が第２回転角度まで回転すると捻られて第１製氷皿内の氷が離氷される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、第１製氷皿に接して第１製氷皿の給水水位よりも下方に配される温度センサーを備え、前記温度センサーの検知温度が所定温度に到達した際に第１製氷皿から第２製氷皿に水を移送することを特徴としている。この構成によると、第１製氷皿の給水水位よりも下方に配した温度センサーにより第１製氷皿の温度が検知される。温度センサーの検知温度が所定温度になると所望の大きさの氷が形成されたと判断し、第２製氷皿に水が移送される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、第２製氷空間を第１、第２貯氷部に仕切り、第１製氷皿から離氷された氷が第１貯氷部に落下して貯氷されるとともに、第２製氷皿から離氷された氷が第２貯氷部に落下して貯氷されることを特徴としている。この構成によると、第１製氷皿により形成される氷と第２製氷皿により形成される氷とが第１、第２貯氷部に分別して貯氷される。

また本発明は、上記構成の冷蔵庫において、前記貯蔵室から第１製氷空間に冷気が流入する流入口と、第１製氷空間から前記貯蔵室に冷気が流出する流出口とを設けたことを特徴としている。この構成によると、第１製氷皿に給水されると流入口を介して貯蔵室から第１製氷空間に冷気が流入する。第１製氷空間を流通して降温された冷気は流出口を介して貯蔵室に流出する。

本発明によると、第１製氷皿が製氷室の仕切板に設けた開口部を塞いで第１製氷空間に上面を面して第２製氷空間に底面を面して配され、第１製氷皿に供給された水を第１製氷空間に貯蔵室の冷気を流入させながら凍結して製氷を行うので、低消費電力で透明な氷を製氷することができる。

本発明の実施形態の冷蔵庫を示す正面断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の製氷室の詳細を示す正面断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の製氷室の詳細を示す側面断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の製氷装置の第１製氷皿を示す正面断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の製氷装置の第１製氷皿から第２製氷皿に水を移送する際の動作を示す正面断面図 本発明の実施形態の冷蔵庫の製氷装置の第１製氷皿の離氷時の動作を示す正面断面図

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は一実施形態の冷蔵庫を示す正面断面図である。冷蔵庫１は断熱箱体２内の上部に冷蔵室３が配置される。冷蔵室３の下方には仕切壁７を介して製氷室４及び冷凍室５が配置され、製氷室４と冷凍室５とは縦仕切壁９を介して左右に並設される。製氷室４及び冷凍室５の下方には仕切壁８を介して冷凍室６が配置される。

冷蔵室３は氷点よりも高温の冷気が流通して冷蔵温度に維持され、貯蔵物を冷蔵保存する。冷凍室５、６は互いに連通して氷点以下の冷気が流通し、冷凍温度に維持されて貯蔵物を冷凍保存する。製氷室４は冷凍室５、６に連通して氷点以下の冷気が流通し、製氷装置２０による製氷及び貯氷を行う。

図２、図３は製氷室４の詳細を示す正面断面図及び側面断面図である。製氷室４内は仕切板１０によって仕切られ、製氷室４の上部に第１製氷空間１１が形成されるとともに下部に第２製氷空間１２が形成される。仕切板１０は第１製氷空間１１と第２製氷空間１２との間での熱伝達を抑制するため、断熱性を有する部材により形成される。

第１製氷空間１１は仕切壁７に貫通する流入口１１ａ及び流出口１１ｂを介して冷蔵室３に連通する。流入口１１ａはダンパ１６により開閉され、流入口１１ａに面してファン１７の吸気側が配置される。ダンパ１６を開いてファン１７を駆動すると、矢印Ａに示すように第１製氷空間１１には冷蔵室３内の冷気が流入口１１ａから流入して流通する。第１製氷空間１１内を流通した冷気は流出口１ｂから冷蔵室３に流出する。これにより、第１製氷空間１１は冷蔵室３の冷気が流通するダクトを形成する。

第２製氷空間１２の下部は仕切壁８上に垂設される仕切板１５によって第１、第２貯氷部１３、１４が左右に仕切られて設けられる。第１、第２貯氷部１３、１４に氷Ｗ１、Ｗ２（図６参照）が貯氷される。

製氷装置２０は給水タンク２１、給水パイプ２２、第１製氷皿２３及び第２製氷皿２４を備えている。給水タンク２１は冷蔵室３内に着脱自在に配され、製氷用の水が貯水される。給水パイプ２２は給水タンク２１から導出されて仕切壁７を貫通し、開放端が第１製氷皿２３の上方に配される。尚、給水パイプ２２の経路途中には給水ポンプ（不図示）が設けられる。

第１製氷皿２３はシリコンを含有したポリプロピレン等により形成されて可撓性を有し、複数のセル２３ｃに区画されている。また、第１製氷皿２３は長手方向を前後方向に配置され、仕切板１０の水平面に開口した開口部１０ａを塞ぐ。これにより、第１製氷皿２３は第１製氷空間１１に上面を面して第２製氷空間１２に底面を面して配置される。第１製氷皿２３の上面には周囲に延びるフランジ２３ａが突出し、フランジ２３ａに被嵌される環状のパッキン２３ｂが開口部１０ａの周囲に密接して開口部１０ａが密封される。

第１製氷皿２３の前後方向の一端には仕切壁１０を貫通するモータ軸２５ａを介してモータ２５が接続される。第１製氷皿２３の前後方向の他端には支持枠２７に設けられたシャフト２６が連結される。モータ軸２５ａ及びシャフト２６は同軸に配され、第１製氷皿２３がモータ軸２５ａ及びシャフト２６を回転軸として矢印Ｅ方向に回転自在になっている。詳細を後述するように、モータ２５の駆動によって第１製氷皿２３が回転して捻られ、氷Ｗ１（図６参照）を離氷する。従って、モータ２５及びシャフト２６は第１製氷皿２３の離氷装置を構成する。

図４は第１製氷皿２３の正面断面図を示している。第１製氷皿２３には温度センサー３１、３２が接して設けられる。温度センサー３１、３２は周囲の空気の温度を検知しないように、断熱部材（不図示）により覆われる。温度センサー３１はフランジ２３ａに取付けられ、温度センサー３２は第１製氷皿２３の給水水位Ｈ１よりも下方の所定の水位Ｈ２の高さに取付けられる。

温度センサー３２の検知温度が氷点よりも低温の所定温度に到達すると、水位Ｈ２の下方の水が凍結したと判断される。これにより、後述するように、未凍結の水の移送及び離氷が行われる。尚、水位Ｈ２は各セル２３ｃの未凍結の水が相互に流動できる高さに設定するとより望ましい。また、温度センサー３１の検知温度を所定範囲に収めるようにファン１７の供給風量が調節される。

図２、図３において、第２製氷皿２４はシリコンを含有したポリプロピレン等により形成されて可撓性を有し、複数のセル２４ｃに区画されている。また、第２製氷皿２４は長手方向を前後方向に配置され、第１製氷皿２３の斜め下方に設けられる。第２製氷皿２４には第１製氷皿２３と同様の離氷装置（不図示）が設けられ、矢印Ｆの方向に回転して氷Ｗ２（図６参照）を離氷する。

上記構成の冷蔵庫１において、給水タンク２１から第１製氷皿２３に給水水位Ｈ１まで給水されると、ダンパ１６が開かれてファン１７が駆動される。これにより、第１製氷空間１１が冷蔵室３から流入する冷気によって氷点以上の温度になる。また、第２製氷空間１２は冷凍室５、６から流入した冷気によって氷点以下（例えば、−１０℃以下）となる。

第１製氷皿２３は矢印Ｂに示すように冷凍室５、６から流入した第２製氷空間１２の冷気と接触して内部の水が凍結する。第１製氷皿２３の水面が氷点以上の第１製氷空間１１の冷気に接するため、第１製氷皿２３の上部の降温が抑制される。即ち、冷蔵室３から第１製氷空間１１に流入した冷気が製氷時の加熱手段を構成する。これにより、第１製氷皿２３の水が底部から徐々に凍結し、水に含まれる気体や不純物（残留塩素や硬度成分等）が上方の未凍結の水に移動しながら上方に向かって透明な氷が成長する。

この時、ファン１７によって冷蔵室３内の冷気が第１製氷皿２３の水面に向けて送出される。これにより、第１製氷皿２３内の水が流動し、水の降温をより確実に抑制することができる。また、成長した氷と未凍結の水との境界面近傍の気体や不純物の水中への拡散が促進される。これにより、氷の表面に高濃度の気体や不純物が凝集して含有されることを防止することができる。加えて、温度センサー３１の検知温度に応じてファン１７の供給風量が調節され、第１製氷皿２３の降温を細かく制御することができる。

温度センサー３２の検知温度が所定温度（例えば、−４℃）に到達すると、水位Ｈ２よりも下方の水が凍結したと判断される。これにより、ダンパ１６を閉じてファン１７が停止され、モータ２５が駆動される。モータ２５の駆動によって第１製氷皿２３が矢印Ｅ方向に回転し、図５に示すように上面が傾斜した第１回転位置で停止される。この時、第１製氷皿２３内の水位Ｈ２よりも上方の未凍結の水は矢印Ｃに示すように第２製氷皿２４に流下して移送される。第２製氷皿２４に移送された未凍結の水には気体や不純物が凝集されている。

第１製氷皿２３から上部の未凍結の水が第２製氷皿２４に移送されると、モータ２５の駆動により第１製氷皿２３が更に矢印Ｅ方向に回転する。そして、図６に示すように第１製氷皿２３が上面を下方に面した第２回転位置で停止される。第２回転位置では第１製氷皿２３のフランジ部２３ａが仕切板１０の開口部１０ａの周囲に当接して第１製氷皿２３が捻られる。これにより、第１製氷皿２３から離氷した氷Ｗ１が矢印Ｄに示すように落下して第１貯氷部１３に貯氷される。尚、未凍結の水の移送時と離氷時とで逆方向に第１製氷皿２３を回転させてもよい。

第１製氷皿２３から第２製氷皿２４に移送された水は第２製氷空間１２の冷気によって凍結して氷Ｗ２が製氷される。そして、離氷装置（不図示）によって第２製氷皿２４から離氷した氷Ｗ２が落下して第２貯氷部１４に貯氷される。

連続して製氷を行う場合は第１製氷皿２３が離氷後に前述の図２に示す水平位置に戻されて給水される。この時、第１製氷皿２３での製氷が終了する前に、第２製氷皿２４が離氷して元の位置に戻される。第２製氷皿２４が第１製氷空間１１よりも低温の第２製氷空間１２に配置されるため、第１製氷皿２３の製氷が終了する前に第２製氷皿２４の製氷を終了させることができる。

尚、第１、第２貯氷部１３、１４に氷Ｗ１、Ｗ２が満量になっているか否かを判別する検氷レバーや検氷センサーが設けられ、満量時には離氷動作が停止される。また、ダンパ１６と連動するダンパを流出口１０ｂに設けてもよい。

本実施形態によると、第１製氷皿２３が製氷室４の仕切板１０に設けた開口部１０ａを塞いで第１製氷空間１１に上面を面して第２製氷空間１２に底面を面して配され、第１製氷皿２３に供給された水を第１製氷空間１１に冷蔵室３の冷気を流入させながら凍結して製氷を行う。これにより、従来例のようなヒータによる加熱手段を必要としないため、低消費電力で透明な氷Ｗ１を製氷することができる。

また、第１製氷皿２３の水位Ｈ２よりも下方の水が凍結して上方の水が未凍結の時に、第１製氷皿２３の上部の水を第２製氷空間１２に配した第２製氷皿２４に移送する。これにより、気体や不純物が凝集された未凍結の水が第１製氷皿２３で凍結されない。従って、第１製氷皿２３で製氷した氷Ｗ１の不純物による白濁を防止して透明度をより高くすることができる。また、アイスコーヒーやウイスキー等の飲料に不純物を含む氷を入れると、飲料の香りや味が損なわれる場合がある。しかしながら、第１製氷皿２３で製氷した氷Ｗ１の不純物が低減されるため、飲料の香りや味を良好に保持することができる。

加えて、気体や不純物が凝集された未凍結の水を廃棄や回収することなく第２製氷皿２４で製氷するので、未凍結の水を冷却した冷熱を無駄なく利用することができる。この時、第２製氷皿２４で製氷中でも第１製氷皿２３に再度給水して製氷することが可能であり、単位時間当たりの製氷量を多くすることができる。尚、第２製氷皿２４で製氷された氷Ｗ２は透明度、香り、味等を必要としない用途に用いることができる。

また、冷蔵室３の冷気を第１製氷皿２３の水面に向けて送出したので、第１製氷皿２３内の水が流動し、水の降温をより確実に抑制することができる。また、成長した氷と未凍結の水との境界面近傍の気体や不純物の水中への拡散が促進される。これにより、氷Ｗ１の表面に高濃度の気体や不純物が凝集して含有されることを防止することができる。

また、第１回転角度で回転停止して傾斜した第１製氷皿２３から第２製氷皿に水を流下させ、第１回転角度よりも大きい第２回転角度で第１製氷皿２３を捻って離氷するので、第１製氷皿２３の離氷装置によって未凍結の水を第２製氷皿２４に簡単に移送することができる。

また、第２製氷空間１２が第１製氷皿２３から離氷された氷を貯氷する第１貯氷部１３と第２製氷皿２４から離氷された氷を貯氷する第２貯氷部１４とに仕切られる。これにより、気体や不純物の少ない氷Ｗ１と気体や不純物の多い氷Ｗ２とを分別して貯氷し、容易に判別して取り出すことができる。従って、冷蔵庫１の利便性を向上させることができる。尚、第１製氷皿２３で製氷された氷Ｗ１と第２製氷皿２４で製氷された氷Ｗ２とを異なる大きさに形成して判別を容易にしてもよい。

また、冷蔵室３から第１製氷空間１１に冷気が流入する流入口１１ａと、第１製氷空間１１から冷蔵室３に冷気が流出する流出口１１ｂとを設けている。第１製氷空間１１は第１製氷皿２３の離氷時に第２製氷空間１２に連通するため、冷蔵室３よりも低温となる。このため、第１製氷空間１１を流通した低温の冷気を冷蔵室３に供給して冷蔵室３を冷却することができ、冷蔵庫１の冷却効率を向上させることができる。

本実施形態において、第１製氷空間１１に冷蔵室３から冷気を流入させているが、氷点よりも高温の冷蔵温度に維持される貯蔵室（例えば、野菜室）から流入させていればよい。

本発明によると、製氷装置を備えた冷蔵庫に利用することができる。

１ 冷凍庫
２ 断熱箱体
３ 冷蔵室
４ 製氷室
５、６ 冷凍室
１０、１５ 仕切板
１０ａ 開口部
１１ 第１製氷空間
１２ 第２製氷空間
１３ 第１貯氷部
１４ 第２貯氷部
１６ ダンパ
１７ ファン
２０ 製氷装置
２１ 給水タンク
２２ 給水パイプ
２３ 第１製氷皿
２３ａ フランジ
２３ｂ パッキン
２４ 第２製氷皿
２５ モータ
２５ａ モータ軸
２６ シャフト
３１、３２ 温度センサー
Ｗ１、Ｗ２ 氷

Claims (7)

1. 氷点よりも高温の冷気が流通して貯蔵物を冷蔵保存する貯蔵室と、氷点以下の温度の冷気が流通するとともに仕切板により第１製氷空間と第２製氷空間とに仕切られる製氷室と、前記仕切板に設けた開口部を塞ぐとともに第１製氷空間に上面を面して第２製氷空間に底面を面して配される第１製氷皿とを備え、第１製氷皿に供給された水を第１製氷空間に前記貯蔵室の冷気を流入させながら凍結して製氷を行うことを特徴とする冷蔵庫。
2. 第２製氷空間に配される第２製氷皿を備え、第１製氷皿の所定水位よりも下方の水が凍結して上方の水が未凍結の時に、第１製氷皿の上部の水を第２製氷皿に移送して第２製氷皿による製氷を行うことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記貯蔵室の冷気を第１製氷皿の水面に向けて送出したことを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 第１製氷皿が回動自在に配され、第１回転角度で回転停止して傾斜した第１製氷皿から第２製氷皿に水を流下させるとともに、第１回転角度よりも大きい第２回転角度で第１製氷皿を捻って離氷することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 第１製氷皿に接して第１製氷皿の給水水位よりも下方に配される温度センサーを備え、前記温度センサーの検知温度が所定温度に到達した際に第１製氷皿から第２製氷皿に水を移送することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
6. 第２製氷空間を第１、第２貯氷部に仕切り、第１製氷皿から離氷された氷が第１貯氷部に落下して貯氷されるとともに、第２製氷皿から離氷された氷が第２貯氷部に落下して貯氷されることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の冷蔵庫。
7. 前記貯蔵室から第１製氷空間に冷気が流入する流入口と、第１製氷空間から前記貯蔵室に冷気が流出する流出口とを設け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。

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