JP2599447B2 - 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 本発明は透明な氷を生成可能とする冷蔵庫等の製氷装
置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蔵室内の一画に製氷
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
触面及び冷気と水と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氷の中央
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、例えばウィ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。又、冷
却器の除霜には一般的にヒータが使用され、そのヒータ
の通電により冷却室の温度上昇が発生する。それを抑え
る方法として、除霜前に所定時間圧縮機の連続運転をし
て冷却器の冷却作用により冷却室の温度を降下させる手
段が考えられ一般の冷蔵庫等にも採用されている。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によって前記冷蔵庫
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に通ずるダ
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、その奥面を前記ダクト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
後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や前記送風機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への通電を指令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19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を備えた比較回路であるOR回路45、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OR回路45の一方の入力に、OR回路45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
閉させる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,R
₅,R₆、コンパレータ27を備えた比較回路除霜タイマー2
8、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の出力は前記除霜タイマー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
入力されるよう除霜タイマー28のａ端子に接続されてい
る。ここで除霜タイマー28は所定時間“H"信号を積算入
力すれば除霜タイマー28のｂ端子より所定時間（t₁）の
間“H"信号を出力し、その後、除霜タイマー28のｃ端子
より“H"信号を出力する様に構成されている。

そして、前記除霜タイマー28のｂ端子の出力は前記OR
回路45の一方の入力に接続され、又、除霜タイマー28の
ｃ端子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の接点を切換えされ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33、リレーコイル
34で構成され、前記製氷スイッチ16の出力前記タイマー
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内に強制通風されて冷却作
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_TR1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ａ端子の
入力に“H"信号が所定時間積算して入力されると、除霜
タイマー28のｂ端子より所定時間（t₁）の間“H"信号を
出力し、トランジスタ24を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が冷却作用を行ない、冷凍室２内の温度を
予冷却して低温に保ち除霜に備える。その後、除霜タイ
マー28のｃ端子の出力には“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19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
して温度センサー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
られ除霜が終了する。その圧縮機15、送風機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の奥端
よりダクト６内を流通する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け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
た気泡が氷中に複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素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に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、製氷作用中に除霜タイマー28の積算時
間が到来すると所定時間（t₁）の間、圧縮器15の連続運
転をして冷却器４の冷却作用により冷却室２の温度を降
下させる予冷運転が行なわれるが、その過冷却により冷
却板８も冷却されるため製氷皿９の水において、上面へ
向けての凍結速度が水中の気体成分が上方へ拡散する速
度より早くなり、気泡の発生機会が多くなるため氷の中
に白濁部が発生してしまうという課題と、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
に発熱する構成では除霜中に冷却板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１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
いう課題があった。

本発明は上述した課題を解消するものであり、製氷中
の除霜作用による氷の透明度の劣化と製氷時間の延長を
防止と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、製氷作用中の除霜時において除霜前に圧縮機の連
続運転の中止と、除霜中の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
では除霜前の圧縮機の連続運転の中止と、除霜中の加熱
板のヒータの通電が停止する。そのため除霜前に冷却板
が過冷却さ衰ることもなくなる。又、除霜中に加熱板が
加熱されることがなく温度上昇が抑えられるため、冷却
板の温度もプラス温度帯まで上昇しない。そのため除霜
前，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、従来例とは制御装置のみが異
なる。

36は製氷制御装置であり、製氷スイッチ16、タイマー
37、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（ｔ′_０）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、又、除霜タイマー46の
ｄ端子にも接続されている。またインバータ39はその入
力が除霜制御装置47の除霜タイマー46のｃ端子の出力と
接続されており、その出力は前記AND回路のもう一方の
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。又、47は除霜制御装置であり、前記の除霜
制御装置26とは構成は同じであるが、除霜制御装置47の
除霜タイマー46にはｄ端子が追加されたため、除霜タイ
マー機能が異なる。ここで前記除霜タイマー46が所定時
間“H"信号を積算入力した時除霜タイマー46のｄ端子の
入力が“L"信号であれば従来と同じ機能であるが、“H"
信号であればすぐ除霜タイマー46のｃ端子から“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、製氷スイッチ16を投入した製氷
作用中に、除霜制御装置47の除霜タイマー46が所定時間
を積算して除霜動作に入った場合には、タイマー32から
“H"信号が出力しているため除霜タイマー46のｃ端子よ
り“H"信号を出力する。その除霜タイマー46のｃ端子の
出力の“H"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。そのため冷却板８と
加熱板10の温度は第２図に示す様に除霜前に冷却板８は
下降せず凍結速度が急激に速まることがない。又、除霜
中には加熱板は上昇せず逆に若干下降気味となる。そし
て除霜中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、製氷作用中に除霜が行なわれても氷
の透明度は変化せず、又、最終的な製氷完了時間
（ｔ′）は従来の時間（ｔ）より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
氷作用中の除霜時において除霜前の圧縮機の連続運転の
中止、また、除霜中の製氷装置の製氷ヒータの通電を停
止するため、除霜前で氷に白濁が発生することがなく、
又、除霜時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、47……除霜制御装置。

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、前記加熱手段の作動を指令して製氷を
   開始させる製氷スイッチと、前記冷却器の除霜前には冷
   凍サイクルの圧縮機を強制的に連続運転させる除霜制御
   装置と、前記製氷スイッチの作動中の前記冷却器の除霜
   時には前記除霜前の連続運転を中止させるとともに、除
   霜中は前記加熱手段の作動を停止する製氷制御装置とよ
   り成る冷蔵庫等の製氷装置。