JP2667226B2

JP2667226B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2667226B2
Application number: JP27490688A
Authority: JP
Inventors: 修山元
Original assignee: 松下冷機株式会社
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JPH02122177A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、強制予冷却をして除霜運転を行う除霜機能
と、透明な氷を生成可能とする透明製氷機能を備えた冷
蔵庫に関する。

従来の技術近年の冷蔵庫では、除霜運転による庫内の温度上昇を
防止すべて、除霜時期をむかえると予め圧縮機を駆動し
て強制的に冷却運転を一定時間行って上記温度上昇分を
見越して庫内を冷却しその後除霜運転を行い、除霜によ
る庫内の温度上昇を防止することがよく行われている。

また一方、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て、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第４図から第
６図に示す様な方法が考えられている。以下図面に従い
その内容について説明する。

１は冷蔵庫本体で、区画壁２により上部に冷凍室３、
下部に冷蔵室４に区画されている。５は冷凍サイクルの
冷却器、６は強制通風用の送風機であり夫々前記冷凍室
３の背面に配置されている。７は前記冷凍室３の底部に
配置された製氷装置であり、箱体7aの上段に透明な氷を
生成するための第１の製氷室８と、下段に通常の氷を生
成するための第２の製氷室９を設けている。そして前記
第１の製氷室８は底面と前面を除く外壁を断熱材10で囲
われており、天面にはヒータ11を裏面に配設したアルミ
製の加熱板12が又、底面にはアルミ製の冷却板13が夫々
配置されている。14は前記冷却板13の下方に形成した通
風路であり、15,16は夫々前記第１の製氷室８、第２の
製氷室９内に収納する第１の製氷皿および第２の製氷皿
である。又、17は前記製氷装置７に前記冷却機５で冷却
した冷気を前記送風機６で強制通風するための吐出ダク
トであり、下端部に形成した吐出口18により夫々前記通
風路14及び前記第２の製氷室９内に連通している。19は
前記冷凍室３内に吐出された冷気を前記冷却器５に戻す
ための戻りダクトであり、20は透明な氷の製氷を開始す
るための製氷スイッチである。又、21は本体１の下部後
方に設置された冷凍サイクルの圧縮機である。

又前記冷却器５には、冷却器５に付いた霜を取り除く
除霜ヒータ22が取り付けられている。

次に電気回路について説明する。前記送風機６及び圧
縮器21は並列に接続されリレー接点23と直列に接続され
た後電源に接続されている。前記ヒータ11はリレー接点
24と直列に接続された後電源に接続されている。前記除
霜ヒータ22はリレー接点25と直列に接続された後電源に
接続されている。

26は冷凍室温度制御装置であり、前記冷凍室３内に設
けた温度センサ27,抵抗R₁，R₂，R₃，コンパレータ28を
備えている。29は除霜制御装置であり、入力には前記コ
ンパレータ28の出力が接続されている。又前記除霜制御
装置29のａ出力はトランジスタ30のベースに接続されて
いる。又、前記トランジスタ30のコレクタにはリレー接
点23を開閉さす吸収用のリレーコイル31が接続されてい
る。又、前記除霜制御装置29のｂ出力はトランジスタ32
のベースに接続されている。又、前記トランジスタ32の
コレクタにはリレー接点25を開閉さす吸収用のリレーコ
イル33が接続されている。ここで前記除霜制御装置29に
ついて説明すると、１つの入力とa,b,cの３つの出力が
あり、入力にHighの信号（以下“H"と呼ぶ）が入力され
ると“H"の時間を積算すると共にａ出力を“H"信号を出
力する。その後一定時間（例えば８時間）積算すると入
力の状態に関係なくａ出力より一定時間（例えば30分
間）“H"信号を出力後ｂ出力より一定時間（例えば45分
間）“H"信号を出力する。又ａ出力より一定時間“H"信
号出力時及びｂ出力より一定時間“H"信号出力時の間は
ｃ出力からも“H"信号を出力する。34は製氷制御装置で
あり、前記製氷スイッチ20、タイマ35を備えており、前
記製氷スイッチ20の出力は前記タイマ35の入力に接続さ
れている。又前記タイマ35のＲ入力は、前記除霜制御装
置29のｃ出力と接続されている。又前記タイマ35の出力
はトランジスタ36のベースに接続されている。前記トラ
ンズスタ36のコレクタにはリレー接点24を開閉さす吸収
用のリレーコイル37が接続されている。ここで前記タイ
マ35について説明すると、一度入力に“H"信号が入力さ
れると所定時間（t_O）連続して“H"信号を出力するよう
構成されている。又Ｒ入力に“H"信号が入力されている
時に、入力に“H"信号が入力されてもタイマカウントは
せず、Ｒ入力がLowの信号（以下“L"と呼ぶ）が入力さ
れてから出力に“H"信号が所定時間出力される。

かかる構成において、冷凍室３の温度が所定値より高
い場合は温度センサ27の抵抗値R_THが十分小さくなって
コンパレータ28の出力が“H"となり除霜制御装置29のａ
出力も“H"となる。従ってトランジスタ30がONしてリレ
ーコイル31が導通する。そしてリレー接点23が閉成して
圧縮機21が運転されて冷却器５が冷却作用を行う。これ
と同時に送風機６が運転され冷却器５で冷却された冷気
が冷凍室3,冷蔵室４に強制通風されるほか吐出ダクト1
7,吐出口18を介して製氷装置７にも供給される。製氷装
置７内に流入した冷気は通風路14を通過する際に、一方
で第２の製氷室９内に収納された第２の製氷皿16の主と
して水表面より冷却を行って通常の氷の生成作用を行
い、もう一方で第１の製氷室８の下面を形成する冷却板
13の冷却作用を行う。そして通風路14を通過した冷気は
冷凍室３内を対流した冷気と共に戻りダクト19を通じて
冷却器５へ戻される。その後、冷凍室３が所定温度にま
で冷却されれば温度センサ27の抵抗値R_THが大きくな
り、コンパレータ28は“L"信号を発生する。このため、
除霜制御装置29のａ出力は“L"となり、トランジスタ30
はOFFしてリレーコイル31への導通が遮断され、リレー
接点23が開放して圧縮機21,送風機６が停止する。次に
除霜制御装置29の積算時間が一定時間になると、コンパ
レータ28の出力に関係なく除霜制御装置29のａ出力より
“H"信号が一定時間出力し、トランジスタ30がONし、リ
レーコイル31が導通し、リレー接点23が閉成し、圧縮機
21,送風機６が運転され、冷凍室３が除霜時に温度が上
昇するのを抑えるべく強制予冷却作用を行う。強制予冷
却作用後、除霜制御装置29のｂ出力より“H"信号が出力
し、トランジスタ32がONしてリレーコイル33が導通す
る。そしてリレー接点25が閉成して除霜ヒータ22が通電
される。従って冷却器５に付いた霜が溶ける。以後この
作用を繰り返して通常の冷却作用が行われ、第１の製氷
室８の冷却板13も十分に冷却維持される。

この状態において使用者が透明な氷をつくるために水
を満たした第１の製氷皿15を第１の製氷室８内に収納す
るのと同時に製氷スイッチ20を投入すると“H"信号が出
力されてタイマー35に入力される。同時にタイマー35は
予め定められた時間（t_O）連続的に“H"信号を出力する
ため、この間トランジスタ36はONし続け、リレーコイル
37が導通してリレー接点24が閉成してヒータ11に通電さ
れる。そして（t_O）の経過後タイマー35の出力は“L"と
なり、トランジスタ36はOFFしリレーコイル37への導通
が遮断してリレー接点24が開放しヒータ11への通電が終
了する。この製氷の過程を第６図で説明すると、例えば
30℃の水を満たした第１の製氷皿15を第１の製氷室に収
納して製氷スイッチ20を投入すると、既に冷却された状
態にある冷却板13の冷却作用により第１の製氷皿15の下
面より冷却が始まり、同時に第１の製氷皿15の上面から
はヒータ11の通電で加熱板12による加熱作用が始まる。
このため水は０℃に到達するまで時間（t₁）をかけて徐
冷される。この間、圧縮機21,送風機６は冷凍室３内の
温度センサー27の温度状態によって運転，停止のサイク
ルを繰返している。次に０℃に到達した水は上面の加熱
板にからの加熱作用で水表面を先に凍結させないように
して下面の冷却板13からの冷却作用で下方から上方へ一
方向に徐々に凍結していき、時間（t₂）の経過時には、
水中に含まれた気体成分が水表面より放出され気泡をほ
とんど含まない状態で透明な水が生成される。その後、
若干の時間経過後、製氷開始から（t_O）に達するとヒー
タ11がOFFし加熱板12からの加熱作用が終了する。そし
て、冷却板13からの冷却作用のみで冷凍室３内の温度
（例えば−20℃）付近まで冷却され、この時点で使用に
耐え得る製氷が完了する。尚、凍結が完全に終了した−
５℃から−20℃の製氷完了までに要する時間は（t₃）で
あり、前述した時間（t₁），（t₂）と合わせて総合時間
（ｔ）で製氷を完了するものである。

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20の投入と同
時、即ち水を満たした第１の製氷皿15を収納した製氷開
始時点からヒータ11の通電が開始される場合には、水が
０℃に到達して氷結を開始するまでのいわゆる水の状態
の間にも上面よりヒータ11の加熱作用が行われるため０
℃に到達するまでの時間が長くなる。また、この間圧縮
機21,送風機６は冷凍室３内の温度センサー27の温度状
態によって運転，停止するため、停止時には冷却板13も
積極的には冷却されず更に０℃到達する時間が長びくこ
とになる。次にヒータ11がOFFした後にも圧縮機21,送風
機６は温度センサー27の状態によって運転，停止を行い
ながら冷凍室３に近い温度にまで冷却されるため、これ
も冷却時間が長くなる。このため製氷開始から完了に至
るまでの総合的な製氷時間が長くなってしまうという問
題を有しており、その為水が０℃に冷却される第１の冷
却期間は冷却板13の冷却手段を連続的に作動させると同
時にヒータ11の加熱手段は作動を停止させておき、水を
急速に冷却する。次に氷が生成される加熱期間は加熱手
段を作動させ、そして氷結晶生成後の製氷完了に至る第
２の冷却期間も第１の冷却期間と同様に冷却手段を連続
的に作動，加熱手段を停止させ、急速に冷凍室温付近に
まで冷却される方法が考えられる。しかしながら上述し
た構成では、強制予冷却作用中に製氷スイッチ20の投入
により製氷開始された場合に、例えば水温が低い場合
（５℃）強制予冷作用のみで水が０℃に到達し氷結を開
始してしまい、強制予冷却作用終了し、除霜ヒータ22を
通電後、第１の冷却期間で更に冷却され氷結してしま
い、透明な氷が生成されないという問題点がある。

本発明は上記した問題点を解消するものであり、透明
な氷を確実に生成することを目的としている。

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は、冷凍室
と、冷蔵室と、前記冷凍室内の温度を検知して設定温度
になるよう冷凍サイクルの圧縮機を運転，停止する冷凍
室温度制御装置と、前記圧縮機の運転時間を積算し、積
算終了後一定時間前記圧縮機を強制予冷却運転させ、そ
の後冷凍サイクルの冷却器の霜を溶かす除霜ヒータを通
電させる除霜制御装置と、前記冷凍室内に設置した冷却
板と、前記冷却板を底面とし前面を開口して区画形成し
た製氷室と、前記製氷室内に収納され前記冷却板上に載
置した製氷皿と、前記製氷皿の上面に設けたヒータを備
えた加熱板と、前記製氷室の底面と前面とを除いた外壁
内に配した断熱材と、製氷運転開始を指令する製氷スイ
ッチと、前記製氷スイッチの製氷運転開始の指令を入力
し前記製氷スイッチ投入後より製氷が終了するまでの製
氷期間を第1,第２及び第３の製氷期間の順に実行する製
氷制御装置とを備え、前記第１の製氷期間では、前記ヒ
ータを停止させて前記圧縮機を連続的に作動させ、前記
第２の製氷期間では、前記ヒータを連続的に作動させる
とともに前記冷凍室温度制御装置を作動させ、前記第３
の製氷期間では、前記ヒータを停止させ前記圧縮機を連
続的に作動させ、かつ前記除霜前の圧縮機の強制予冷却
運転中に前記製氷スイッチの投入により製氷運転に入っ
た場合は、直ちに前記強制予冷却運転を中止し製氷制御
装置の作動を優先させるものである。

作用本発明は上記した構成によって、強制予冷却作用中に
製氷スイッチの投入にて製氷開始された場合、ただちに
強制予冷却作用を中止し、製氷作用に入り、水が０℃に
至るまでの第１の冷却期間に冷却板からの冷却作用だけ
を連続的に受けて急速に冷却される。又、凍結の終了後
も加熱手段の停止と同様に冷却作用を連続的に受けて急
速に冷凍室温度付近にまで冷却されるものである。

実施例以下、本発明の一実施例の冷蔵庫について第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。

38は冷凍室３の下部に備えた製氷装置であるが、内部
の構成については従来例と同様であり、制御仕様のみが
異なる。39は除霜制御装置であり、ｃ出力はAND回路40
の一方の入力に接続されている。又Ｒ入力には前記AND
回路40の出力が接続されている。ここで除霜制御装置39
の説明をすると、a,b,c出力は従来と同じ仕様である
が、Ｒ入力に“H"信号が入力されると、a,b,c出力の状
態は全て“L"となる。尚除霜制御装置39のａ出力はOR回
路41の一方の入力に接続され、前記OR回路41の出力はト
ランジスタ30のベースに接続されている。42は製氷制御
装置であり、製氷スイッチ20,タイマ43を備えており、
前記製氷スイッチ20の出力は前記タイマ43の入力に接続
されると共に、前記AND回路40のもう一方の入力にも接
続されている。ここでタイマ43について説明すると“H"
信号が一旦入力されると所定時間（ｔ′₁）の間ｄ出力
より“H"信号を出力し、続いて所定時間（ｔ′₀）の間
ｅ出力より“H"信号を出力、そして最後に製氷完了まで
の設定時間（ｔ′）に到達するまで再びｄ出力より“H"
信号を出力するよう構成されている。次に、このタイマ
43のｄ出力は前記OR回路41のもう一方の入力に接続され
ており、ｅ出力はトランジスタ36のベースに接続されて
いる。

かかる構成において、冷凍室３の温度が所定値より高
い場合は温度センサ27の抵抗値R_THが十分小さくなって
コンパレータ28の出力が“H"となり除霜制御装置39のａ
出力も“H"となり、OR回路41の出力も“H"となる。従っ
てトランジスタ30がONしてリレーコイル31が導通する。
そしてリレー接点23が閉成して圧縮機21,送風機６が運
転され冷却作用を行う。その後、冷凍室３が所定温度に
まで冷却されれば温度センサ27の抵抗値R_THが大きくな
りコンパレータ28の出力が“L"となり除霜制御装置39の
ａ出力も“L"となり又タイマ43のｄ出力も“L"の為、OR
回路41の出力も“L"となる。従ってトランジスタ31がOF
Fしてリレーコイル31への導通が遮断してリレー接点23
が開放して圧縮機21,送風機６が停止する。次に除霜制
御装置39の積算時間が一定時間になるとコンパレータ28
の出力に関係なく除霜制御装置39のａ出力より“H"信号
が一定時間出力し、トランジスタ30がONし、圧縮機21,
送風機６が運転され、冷凍室３を強制予冷却作用を行
う。その後、除霜制御装置39のｂ出力より“H"信号が出
力し、トランジスタ32がONしてリレーコイル33が導通す
る。そしてリレー接点25が閉成して除霜ヒータ22が通電
され冷却器５に付いた霜が溶ける。次に、製氷スイッチ
20を使用者が投入するとタイマー43の入力に“H"信号が
入力されて（ｔ′₁）の間ｄ出力から“H"信号が出力さ
れるため、OR回路41の一方の入力が“H"となって他方の
入力に関係なく出力が“H"となる。このためトランジス
タ30がONしリレーコイル31が導通してリレー接点23が閉
成して圧縮機21及び送風機６が連続運転される。そして
第１の製氷室８の冷却板13が通風路14を流れる冷気によ
って連続的に冷却される。またこの間タイマー43のｅ出
力は“L"となっているためトランジスタ36はOFF即ちヒ
ータ11はOFFしており、加熱板12からの加熱作用はなく
第１の製氷皿15内の水は０℃に向けて急速に冷却されて
短時間で０℃に到達する（即ちｔ′₁＜t₁）。次に
（ｔ′₁）が経過するとタイマー37の出力はｅ出力より
“H"出力が時間（ｔ′₀）の間出力され、この間トラン
ジスタ36がONし、リレーコイル37に導通してリレー接点
24が閉成し、ヒータ11がONする。このため第１の製氷皿
15の上面の加熱板12が加熱されて水面を先に凍らせない
ように下面の冷却板13より上方へ徐々に冷却し水を凍結
させてゆく。そして時間（ｔ′₀）が経過する直前即ち
ｅ出力切換後（ｔ′₂）後には水表面より水中の気体成
分が放出されて透明な氷が生成される。そして更に
（ｔ′₀）が経過するとタイマー43の出力はｅ出力から
再びｄ出力に切換わり製氷完了時間（ｔ′）に到達する
まで“H"信号を出力する。即ち前述の加熱作用なしの連
続的な冷却作用が行われ急速に冷凍室３の温度付近（約
−20℃）にまで短時間で冷却される。又、除霜制御装置
39の積算時間が一定時間になっており強制予冷却作用中
に製氷スイッチ20の投入にて製氷が開始された場合、除
霜制御装置39のｃ出力より“H"信号が出力され、製氷ス
イッチ20の出力も“H"よりAND回路40の出力も“H"とな
り除霜制御装置39のＲ（リセット）入力に入力され除霜
制御装置39はリセットされ強制予冷却作用は中止し、製
氷作用に入る。即ち透明製氷作用中、０℃に至るまでの
期間をｔ′₁（従来例はt₁）、凍結時間をｔ′₂（従来例
はt₂）、その後の仕上げの冷却期間をｔ′₃（従来例はt
₃）とすると総合的な製氷時間ｔ′＝ｔ′₁＋ｔ′₂＋
ｔ′₃は従来例の製氷時間ｔ＝t₁＋t₂＋t₃より大きく短
縮され、又強制予冷却作用中に製氷が開始された場合、
強制予冷却を中止し、強制予冷却時間（例えば30分間）
＋ｔ′₁時間により水が０℃に到達し氷結を開始し、最
終的には透明な氷が生成されなくなるのを防ぎ、ｔ′₁
時間のみのため、透明な氷が生成される。

発明の効果以上の様に本発明によると以下の様な効果が得られ
る。

（１）水が０℃に到達するまでの第１の冷却期間と、
第２の冷却期間の加熱作用終了後の第３の冷却期間が加
熱作用なしでしかも連続的な冷却作用を受けるため夫々
の期間で所要時間が短縮され総合的な製氷時間が大きく
短縮出来る。

（２）強制予冷却作用中に製氷が開始された場合、直
ちに強制予冷却作用を中止し、製氷作用の第１の冷却期
間で水が０℃に到達し、強制予冷却作用と第１の冷却期
間で不必要に冷却期間が長くなり白濁した氷に成るのを
防止し、安定して透明な氷を生成出来る。

【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の電気回路図、
第２図は同冷蔵庫の透明な氷を生成する際の特性図、第
３図は同冷蔵庫の断面図、第４図は従来の冷蔵庫の断面
図、第５図は同冷蔵庫の電気回路図、第６図は同冷蔵庫
の透明な氷を生成する際の特性図である。１……冷蔵庫、３……冷凍室、４……冷蔵室、５……冷
却器、８……第１の製氷室（製氷室）、10……断熱材、
11……ヒータ、12……加熱板、13……冷却板、15……第
１の製氷皿（製氷皿）、20……製氷スイッチ、21……圧
縮機、22……除霜ヒータ、26……冷凍室温度制御装置、
39……除霜制御装置、42……製氷制御装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷凍室と、冷蔵室と、前記冷凍室内の温度
を検知して設定温度になるよう冷凍サイクルの圧縮機を
運転，停止する冷凍室温度制御装置と、前記圧縮機の運
転時間を積算し、積算終了後一定時間前記圧縮機を強制
予冷却運転させ、その後冷凍サイクルの冷却器の霜を溶
かす除霜ヒータを通電させる除霜制御装置と、前記冷凍
室内に設置した冷却板と、前記冷却板を底面とし前面を
開口して区画形成した製氷室と、前記製氷室内に収納さ
れ前記冷却板上に載置した製氷皿と、前記製氷皿の上面
に設けたヒータを備えた加熱板と、前記製氷室の底面と
前面とを除いた外壁内に配した断熱材と、製氷運転開始
を指令する製氷スイッチと、前記製氷スイッチの製氷運
転開始の指令を入力し前記製氷スイッチ投入後より製氷
が終了するまでの製氷期間を第1,第２及び第３の製氷期
間の順に実行する製氷制御装置とを備え、前記第１の製
氷期間では、前記ヒータを停止させて前記圧縮機を連続
的に作動させ、前記第２の製氷期間では、前記ヒータを
連続的に作動させるとともに前記冷凍室温度制御装置を
作動させ、前記第３の製氷期間では、前記ヒータを停止
させ前記圧縮機を連続的に作動させ、かつ前記除霜前の
圧縮機の強制予冷却運転中に前記製氷スイッチの投入に
より製氷運転に入った場合は、直ちに前記強制予冷却運
転を中止し製氷制御装置の作動を優先する冷蔵庫。