JP2589739B2 - 冷蔵庫等の製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は透明な氷と生成可能とする製氷方法に関する
ものである。

従来の技術 従来より家庭用の冷蔵庫等では冷凍室内の一画に製氷
皿を収納する製氷装置を配置し、この製氷装置内を流通
する冷気の冷却作用により製氷皿内の水を凍結させて氷
を生成することが一般的に行なわれている。

しかしながら、このような氷の生成方法であると、氷
が生成される際の製氷皿内の水の凍結が製氷皿と水の接
触面及び冷気と水の接触面から中央部に進行していくた
め、水中に溶解している気体成分や不純物が水の中央部
に封じ込められて、結果的に中央部が白濁した不透明な
氷となり、例えばウイスキー等の飲料用としては官能的
に適したものではなかった。

そのため透明な氷を所望するニーズは過去より有り、
それを生成するための装置について例えば、実開昭58−
69779号公報に示す様な方法が考えられている。以下第
４図から第６図に従いその基本的な構成及び作用につい
て説明する。

１は冷蔵庫本体で、２は区画壁３によって前記本体１
の上部に区画形成された冷凍室である。４は前記区画壁
３内に収められた冷凍サイクルの冷却器、５は前記冷却
器４で冷却された冷気を前記冷凍室２に強制通風するた
めの送風機であり、６は前記冷凍室２に通じるダクトで
ある。７は前記冷凍室２の下部に設けた製氷装置であ
り、８は前記製氷装置７の下端より所定の間隔をおい
て、その奥端を前記ダクト６内に突出する様に設けたア
ルミ製の冷却板である。９は前記冷却板上に載置した製
氷皿、10は前記製氷皿９の上面に設けたアルミ製の加熱
板であり、前記加熱板10の裏面にはヒータ11が密着して
配設されている。12は前記製氷皿９の下面と前面を除く
外周を覆う様に配設した断熱材であり、13は前記冷却板
８の下方に形成した通風路である。また、14は冷凍サイ
クルの圧縮機15が前記送風機５の運転を制御するために
前記冷凍室２の一画に設けたサーミスタ等の温度センサ
ーであり、16は透明な氷を生成するために前記ヒータ11
への通電を指命する製氷スイッチである。更に17は前記
冷却器４の除霜をするための除霜ヒータ、18は前記冷却
器４の近傍に設けて前記除霜ヒータ17の除霜終了温度を
検知する温度センサーである。

次に電気回路について説明する。前記送風機５と圧縮
機15は並列に接続された後、切換リレー接点のａ接点と
リレー接点20を介して電源に接続されている。また前記
除霜ヒータ17は前記切換リレー接点19のｂ接点と前記リ
レー接点20を介して電源に接続されている。そして、前
記ヒータ11はリレー接点21と直列に接続された後、電源
に接続されている。

次に制御回路について説明する。22は冷凍室温度制御
装置であり、前記温度センサー14,抵抗R₁,R₂,R₃,コンパ
レータ23を備えた比較回路，トランジスタ24,リレーコ
イル25を備えており、前記コンパレータ23の出力は前記
トランジスタ24のベースに接続されている。又、トラン
ジスタ24のコレクタには前記リレー接点20を開閉さす吸
引用のリレーコイル25が接続されている。26は除霜制御
装置であり、前記温度センサー18,抵抗R₄,R₅,R₆,コンパ
レータ27を備えた比較回路，除霜タイマー28,トランジ
スタ29,リレーコイル30を備えており、前記コンパレー
タ27の出力は前記タイマー28のリセット端子に接続さ
れ、前記除霜タイマー28の入力端子には前記冷凍室温度
制御装置22のコンパレータ23の出力信号が入力されるよ
う接続されている。ここで除霜タイマー28は所定時間
“H"信号を積算入力すると出力に“H"信号を発する様に
構成されている。

そして、除霜タイマー28の出力は前記トランジスタ29
のベースに接続され、トランジスタ29のコレクタには前
記切換リレー接点19の接点を切換えさせる吸引用のリレ
ーコイル30が接続されている。次に31は製氷制御装置で
あり、前記製氷スイッチ16,タイマー32,トランジスタ3
3,リレーコイル34で構成され、前記製氷スイッチ16の出
力は前記タイマー32の入力に、そしてタイマー32の出力
は前記トランジスタ33のベースに接続され、トランジス
タ33のコレクタには前記リレー接点21を開閉さす吸引用
のリレーコイル34が接続されている。尚、ここで前記タ
イマー32は一度“H"信号が入力されると所定時間（t₀）
の間“H"信号を出力するよう構成されている。

かかる構成において、通常時、冷凍室２の温度が所定
値より高い場合は温度センサー14の抵抗値R_TH1が小さく
なってコンパレータ23の出力が“High"の信号（以下
“H"と略す）を発生するためトランジスタ24がONしてリ
レーコイル25が導通する。そしてリレー接点20がONし
て、切換リレー接点19のａ接点側に接続された圧縮機15
に通電されて運転を行ない冷却器４が冷却作用を行な
う。これと同時に送風機５が運転され、冷却器４で冷却
された冷気がダクト６を通じて冷凍室２内に強制通風さ
れ冷却作用を行なう。その後、冷凍室２が所定温度にま
で冷却されれば温度センサー14の抵抗値R_TH1が大きくな
り、コンパレータ23の出力にはLowの信号（以下“L"と
略する）が出力される。このためトランジスタ24はOFF
してリレーコイル25への導通が遮断され、リレー接点20
がOFFして圧縮機15,送風機５が停止して冷却作用も停止
する。以後この作用を繰り返して通常の冷却作用が行な
われる。

次にこの様な冷却作用中に除霜タイマー28の入力に
“H"信号が所定時間積算して入力されると、タイマー28
の出力には“H"信号が発せられ、トランジスタ29がONし
てリレーコイル30が導通し、切換リレー接点がｂ接点に
切換えられる。このため圧縮機15,送風機５は運転を停
止し、代わって除霜ヒータ17に通電が行なわれる。そし
て除霜ヒータ17の発熱作用によって冷却器４の除霜が行
なわれる。冷却器４の温度が十分に上昇し温度センサー
18が所定温度に達すると抵抗値R_TH2が小さくなりコンパ
レータ27の出力に“H"信号が発せられて除霜タイマー28
のリセット端子に入力される。このため除霜タイマー28
の出力はリセットされて“L"信号に戻りトランジスタ29
はOFFしてリレーコイル30の導通が遮断され、切換リレ
ー接点19の接点が再びａ接点に切換えられて除霜が終了
する。そして圧縮機15,送風機５が運転されて冷却作用
が再開されるものである。

また次に、上記の様な冷却作用中に使用者が透明な氷
をつくろうとして水を満たした製氷皿９を製氷装置７内
に収納するのと同時に製氷スイッチ16を投入すると、
“H"信号が出力されてタイマー32に入力される。タイマ
ー32は所定時間（t₀）の間“H"信号を出力し続け、この
間トランジスタ33はONし、リレーコイル34は導通してリ
レー接点21がONしヒータ11に通電される。一方、製氷装
置７の下部に形成された通風路13内には冷却板８の奥側
よりダクト６内を流通すを冷気の一部が導びかれ冷却板
８が冷却されている。このため製氷皿９内の水は冷却板
８による冷却作用により下面から冷却され、ヒータ11の
発熱による加熱板10の加熱作用により上面から加熱され
ることになり、総合的には下面から徐々に上面に向けて
凍結が進行する一方向の徐冷製氷作用が行なわれること
になる。このように上面へ向いての凍結速度が十分に遅
いと、水中の気体成分が上方へ拡散する速度より氷の凍
結面の進行速度の方が遅くなって、凍結面近傍での気体
成分の水中溶解濃度が薄まり気泡の発生機会が少なくな
る。また気泡が発生しても凍結速度が遅いために発生し
た気泡が水中に捕獲されることがない。そのため、水中
の気体成分は最後に凍結する水表面より外気中に脱気さ
れて最終的に生成された氷には気泡がほとんど含まれず
透明な氷が得られるものである。またタイマー32が製氷
が完了する所要時間に多少の裕度を持たせて定めてある
所定時間（t₀）をカウントすると出力が“L"となってト
ランジスタ33がOFFする。このためリレーコイル34の導
通が遮断され、リレー接点21がOFFしてヒータ11への通
電も停止し製氷制御が終了する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この様に製氷スイッチ16の投入によっ
て所定時間（t₀）の間ヒータ11が無条件に発熱する場合
においては、製氷作用中に除霜タイマー28の積算時間が
到来して除霜動作に入った場合、冷却板８による冷却作
用が停止して且つ冷凍室２内の温度が除霜作用により上
昇していることと相まって第６図に示した様に加熱板10
の温度は急激に相当な温度まで上昇する。これと同時
に、冷却板８の温度も急激に高い温度（プラス温度）と
なって総合的な冷却力が停止してしまい凍結進行が停止
或いは凍結が後退（生成中の氷が一部融解する）する現
象を生じて最終的な製氷完了時間（ｔ）が長くなってし
まうという問題点があった。

本発明は上述した問題を解消するものであり、製氷中
の除霜作用による製氷時間の延長を防止する事を目的と
している 課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の冷蔵庫等の製氷装
置は、製氷皿の近傍に温度検知手段を設けて製氷作用中
の除霜時と、除霜終了後この温度検知手段が一定温度に
なるまで、加熱板のヒータの通電を停止するように構成
したものである。

作用 本発明は上記した構成によって、製氷作用中の除霜
時、及び除霜終了後温度検知手段が一定温度になるま
で、ヒータの通電が停止され、加熱板が加熱されること
がなく温度上昇が抑えられる。このため冷却板の温度も
プラス温度帯まで上昇せず、除霜中であっても冷却作用
が或る程度維持されて徐々に凍結作用が進行するもので
ある。

実 施 例 以下、本発明の冷蔵庫等の製氷装置の一実施例につい
て第１図から第３図に従い説明する。尚、従来と同一構
成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。35は製氷装置であり、製氷皿９の上面近傍に温度検
知用のサーミスター40を備えている。

36は製氷制御装置であり、製氷スイッチ16,タイマー3
7,AND回路38,インバータ39,トランジスタ33,リレーコイ
ル34を備えている。ここで前記タイマー37は一度“H"信
号が入力されると、所定時間（t₀′）の間“H"信号を発
し続ける。そして製氷スイッチ16の出力はタイマー37の
入力に接続され、タイマー37の出力は前記AND回路38の
一方の入力に接続されている。またインバータ39はその
入力が除霜制御装置26の除霜タイマー28の出力と、サー
ミスタ40,抵抗R₇,R₈,R₉,コンパレータ43を備えた比較回
路42の出力を入力側に接続したOR回路41の出力に接続さ
れており、その出力は前記AND回路38のもう一方の入力
に接続されている。そしてAND回路38の出力はトランジ
スタ33のベースに接続され、トランジスタ33のコレクタ
にはリレー接点21を開閉さすリレーコイル34が接続され
ている。

かかる構成において、製氷スイッチ16を投入した製氷
作用中に、除霜制御装置26の除霜タイマー28が所定時間
を積算して除霜動作に入った場合には、除霜タイマー28
の出力の“H"信号は、除霜終了後、サーミスター40の温
度がT_X℃以上の時は“H"信号、T_X℃以下の時は“L"とな
る比較回路42の信号とをOR回路41の入力とする為、その
OR回路41の出力は、除霜時間t₀′と、除霜終了後一定温
度T_X℃となるまでの時間“H"信号を発する。この信号は
インバータ39により“L"に変換されてAND回路38の一方
の入力を“L"とする。このためAND回路38の出力は“L"
となってトランジスタ33がOFFしリレーコイル34の導通
が遮断する。そしてリレー接点21がOFFしてヒータ11の
通電が中断される。そのため加熱板10の温度は第２図に
示す様に上昇せず逆に若干下降気味となる。そして除霜
中は除霜ヒータ17の発熱作用の影響で冷却板８の温度は
徐々に上昇していくため総合的には製氷皿９内の水に対
しては或る程度の冷却能力を有したまま除霜が進行する
ことになり、除霜中にも下面から上面へ向けて徐々に水
の凍結作用が行なわれ、製氷作用が中断或いは後退する
ことなく進行する。従って、最終的な製氷完了時間
（ｔ′）は従来の時間（ｔ）よりも相当に短縮されるも
のである。

発明の効果 以上の様に本発明の冷蔵庫等の製氷装置によると、製
氷作用中の除霜時と、除霜終了後温度検知手段が一定温
度になるまで、製氷装置のヒータの通電を停止するた
め、除霜中であっても徐々に凍結作用が進行して最終的
な製氷完了時間を短縮出来る効果を有し、除霜の介入に
よって必要以上に製氷時間が長びくことがない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す冷蔵庫等の製氷装置の
電気回路及び制御回路図、第２図は同製氷装置による製
氷中の温度特性図、第３図は同製氷装置を備えた冷蔵庫
の要部断面図、第４図は従来の製氷装置を備えた冷蔵庫
の要部断面図、第５図は同製氷装置の電気回路及び制御
回路図、第６図は同製氷装置による製氷中の温度特性図
である。 ２……冷凍室（冷却室）、４……冷却器、８……冷却板
（冷却手段）、９……製氷皿、11……ヒータ（加熱手
段）、16……製氷スイッチ、35……製氷装置、36……製
氷制御装置、40……サーミスター（温度検知手段）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却室の一画に備えた製氷皿と、前記製氷
   皿の上面若しくは下面に近接して設けたヒータ等の加熱
   手段と、少なくとも前記製氷皿の前記加熱手段が近接す
   る面に相反する面に設けた冷凍サイクルの冷却器の冷却
   力を作用させる冷却手段と、前記製氷皿の近傍に設けた
   温度検知手段と、前記加熱手段の作動を指命して製氷を
   開始させる製氷スイッチと、前記製氷スイッチの作動中
   の前記冷却器の除霜時と、除霜終了後、前記温度検知手
   段が一定温度になるまで、前記加熱手段の作動を停止す
   る製氷制御装置より成る冷蔵庫等の製氷装置。