JP3852609B2 - Ice making equipment, refrigerator - Google Patents
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Description
この発明は、氷を生成する際に製氷皿に供給された水の中に溶存する気体成分やイオン成分などを分離し、透明度の高い氷を得る製氷装置に関するものである。 The present invention relates to an ice making apparatus that separates gas components, ion components, and the like dissolved in water supplied to an ice tray when producing ice to obtain ice with high transparency.
従来、家庭用の冷凍冷蔵庫などにおいては、給水装置から供給された水を製氷皿に貯留して製氷し、製氷後に駆動装置で製氷皿を反転して離氷させ、この氷をためておく自動製氷装置が普及している。しかし、一般的には白濁した氷が形成される。 Conventionally, in a refrigerator-freezer for home use, the water supplied from the water supply device is stored in an ice tray to make ice, and after ice making, the ice tray is inverted by the drive device to separate the ice, and the ice is stored. Ice making equipment is widespread. However, generally cloudy ice is formed.
一般的に物質が結晶を形成する場合、単一の成分で結晶が形成される。水が凍結して氷になる場合も同様であるため、水中に溶解している不純物は凍結過程で氷―水界面に排出され、氷―水界面では不純物が過飽和状態になっている。そして、過飽和水層の不純物が水中に拡散する速度よりも氷の成長する速度が大きい場合、氷は不純物を取り込みながら成長し氷はこの取り込んだものにより白濁する。 In general, when a substance forms crystals, crystals are formed with a single component. The same applies to the case where water freezes to become ice, so that impurities dissolved in water are discharged to the ice-water interface during the freezing process, and the impurities are supersaturated at the ice-water interface. When the growth rate of ice is larger than the diffusion rate of impurities in the supersaturated water layer into the water, the ice grows while taking in the impurities, and the ice becomes clouded by the taken-in one.
氷が白濁して見えるのは、氷に光を反射して白く見える部分が形成されるためであるが、これは水中に溶解した物質、特に氷中に溶存しているガス成分(CO2、O2など)が微小な気泡として氷に閉じ込められているためである。氷の中に入った光は、気泡表面で屈折したり反射したりする。気体成分の体積としては同一であっても、より細かい気泡が沢山形成されているほうがそれだけ光の経路が変えられる確率は高くなる、すなわち光が散乱反射しやすくなるため、白っぽく見えるようになる。 Ice appears to be cloudy because light is reflected on the ice to form parts that appear white. This is due to substances dissolved in water, especially gas components dissolved in ice (CO 2 , This is because O 2 etc.) are trapped in ice as fine bubbles. Light that enters the ice is refracted and reflected on the surface of the bubble. Even if the volume of the gas component is the same, the probability that the path of the light is changed is increased as more fine bubbles are formed, that is, the light is more easily scattered and reflected, so that it looks whitish.
ただし、一般的に目にする氷は、透明度によらず、多くの単結晶氷が固まってできる多結晶氷であり、結晶間に供給水中に溶解していた物質が残っている場合が多い。従って、透明な氷を作る目的は、氷の実際の味向上よりはむしろ見た目のおいしさ感や美しさを追及することにあり、食品に関係する冷蔵庫では大きな問題になり多くの公知技術が知られている。 However, the ice generally seen is polycrystalline ice that is formed by solidifying a large amount of single crystal ice regardless of transparency, and there are many cases in which a substance dissolved in the supply water remains between the crystals. Therefore, the purpose of making transparent ice is not to improve the actual taste of ice, but to pursue the deliciousness and beauty of its appearance. This is a major problem in refrigerators related to food, and many known technologies are known. It has been.
例えば製氷皿を多数のコアなで連結された2重構造としたもの(特許文献1参照)、この製氷皿をヒーターを設けた断熱槽の開放面に取り付けた自動製氷装置が提案されている(特許文献2参照)。また不純物の入っている水を貯水したり水切り排水し、一部を揚水する技術がある(特許文献3参照)。 For example, an ice making apparatus having a double structure in which an ice tray is connected with a large number of cores (see Patent Document 1) and an automatic ice making apparatus in which this ice tray is attached to an open surface of a heat insulating tank provided with a heater have been proposed ( Patent Document 2). Further, there is a technique for storing water containing impurities, draining and draining water, and pumping a part of the water (see Patent Document 3).
従来の製氷装置では、透明氷を得る部分と白濁水を集める部分の間を連通する孔が小さいと、水の表面張力により下皿に水が入っていかず、上皿に白濁氷ができる可能性があったり、氷の体積膨張による圧力で、製氷皿が破損する危険性があるという問題があった。 In conventional ice making equipment, if the hole communicating between the part that obtains clear ice and the part that collects cloudy water is small, water may not enter the lower dish due to the surface tension of water, and there is a possibility that cloudy ice can form on the upper dish There was a problem that there was a risk that the ice tray was damaged by the pressure due to the volume expansion of ice.
更に給水時セパレータ下部に気泡が溜まることがある。この気泡が、上皿氷表面が凍結し、脱気面がなくなってから浮き上がってくることで、異形の氷が形成される。また離氷時、皿底面全体にわたり固体層の厚みが大きくなることにより、離氷時のひねりトルクが大きくなりモーター寸法のみならず余分なエネルギーが必要になるという問題があった。 Furthermore, air bubbles may accumulate at the bottom of the separator during water supply. This bubble rises after the surface of the upper ice plate freezes and the deaeration surface disappears, and deformed ice is formed. In addition, when the ice is removed, the thickness of the solid layer is increased over the entire bottom surface of the plate, which increases the twisting torque at the time of the ice removal and requires extra energy as well as the motor size.
更に離氷後、下皿氷を溶かすために、10W程度の高入力で30〜60分連続通電を必要とし、製氷皿下に設けられた貯氷箱内の氷や他室への影響、消費電力が悪化するなど実用にならないという問題があった。更に、氷融解後の水を給水タンクに戻す機構や氷を水から引上げ、乾燥させるための水切り篭などが必要というごとく構造が複雑になり、寸法が大きく、且つ、製造費用もかかるという問題があった。 Furthermore, to melt the lower tray ice after deicing, continuous energization is required for 30 to 60 minutes with a high input of about 10 W, the effect on the ice in the ice storage box provided under the ice tray and other rooms, power consumption There was a problem that it was not practical, such as worsening. Furthermore, there is a problem that the structure is complicated, the size is large, and the manufacturing cost is high, such as a mechanism for returning the water after melting the ice to the water supply tank and a drainer for pulling the ice from the water and drying it. there were.
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、氷の不出来を解消でき、また、白濁氷融解水を処理する機構が不要であり、安価な構成部材で透明度の高い氷を精製できる製氷装置および製氷方法を提供することを目的とする。更にこの発明は透明氷を簡単に製造できるエネルギーの少ない装置を得ることが目的である。更にこの発明はおいしそうな透明氷を食品収納部分のスペースを減らさずに得られる実用的な冷蔵庫を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, can solve the problem of ice, and does not require a mechanism for treating cloudy ice-melted water. An object is to provide an ice making apparatus and an ice making method capable of purifying high ice. A further object of the present invention is to obtain a low energy device that can easily produce transparent ice. A further object of the present invention is to provide a practical refrigerator in which delicious transparent ice can be obtained without reducing the space in the food storage part.
この発明の製氷装置は、区画された複数の製氷ブロックに給水をそれぞれ貯留し冷気を受けて製氷を行うとともにひねりを与えられ生成された氷が離氷する製氷皿と、前記製氷皿に区画され、冷気を受けて製氷が促進される製氷ブロックである第1の氷生成部と、前記第1の氷生成部と一体に設けられ、前記第1の氷生成部と開口部にて前記給水が連通し前記第1の氷生成部より冷気を受ける影響を少なくして製氷を遅らせられる第2の氷生成部と、を備え、前記第1の氷生成部にて生成された氷が前記製氷皿から分離しやすいように前記製氷皿の各製氷ブロックの壁部分の肉厚を前記製氷皿外周のフランジ部分より薄肉化して製氷皿の捻りトルクを低減するようにしたものである。 Ice making device of the present invention, the ice tray produced given the twist performs ice receives cool air to respectively store the water supply to the plurality of ice making blocks partitioned ice to the ice removing, it is divided into the ice tray A first ice generating unit that is an ice making block that is promoted to generate ice by receiving cold air, and the first ice generating unit, and the water supply is provided at the first ice generating unit and the opening. A second ice generator that delays ice making by reducing the influence of cold air from the first ice generator , and the ice generated in the first ice generator is the ice tray The wall thickness of each ice making block of the ice tray is made thinner than the flange portion on the outer periphery of the ice tray to reduce the twisting torque of the ice tray .
この発明の製氷装置は、区画された複数の製氷ブロックに給水をそれぞれ貯留し冷気を受けて製氷を行うとともに生成された氷が離氷可能な製氷皿と、前記製氷皿に区画され、冷気を受けて製氷が促進される製氷ブロックである第1の氷生成部と、前記第1の氷生成部と一体に設けられ前記第1の氷生成部と開口部にて前記給水が連通し前記第1の氷生成部より製氷を遅らせる様に加熱手段にて加熱される第2の氷生成部と、を備え、前記加熱手段を前記第2の氷生成部間に挟みこんでカバーにより固定するようにしたものである。 The ice making device according to the present invention stores water in each of a plurality of partitioned ice making blocks, receives cold air to make ice, and generates ice that can be de-iced, and is divided into the ice making trays to cool the air. A first ice generating unit that is an ice making block that receives and promotes ice making; and the first ice generating unit is provided integrally with the first ice generating unit. A second ice generating unit heated by heating means so as to delay ice making from the one ice generating unit, and the heating unit is sandwiched between the second ice generating units and fixed by a cover. It is a thing.
この発明の製氷装置、区画された複数の製氷ブロックに給水をそれぞれ貯留し冷気を受けて製氷を行うとともにひねりを与えられ生成された氷が離氷する製氷皿と、前記製氷皿に区画され、冷気を受けて製氷が促進される製氷ブロックである第1の氷生成部と、前記第1の氷生成部と一体に設けられ、前記第1の氷生成部と開口部にて前記給水が連通し前記第1の氷生成部より冷気を受ける影響を少なくして製氷を遅らせられる第2の氷生成部と、を備え、前記第1の氷生成部にて生成された氷が前記製氷皿から分離しやすいように前記製氷皿の各製氷ブロックの壁部分の肉厚を前記製氷皿外周のフランジ部分より薄肉化して製氷皿の捻りトルクを低減するようにしたので、製氷皿の捻りトルクが低減し、繰り返し捻りを実施しても破損する可能性が少ない。また、透明氷を簡単に製造できるエネルギーの少ない装置を得ることができる。更にこの発明は、おいしそうな透明氷を食品収納部分のスペースを減らさずに得られる実用的な冷蔵庫を提供できる。 The ice making device of the present invention, each of a plurality of partitioned ice making blocks stores water supply, receives cold air to make ice, and is twisted to produce ice that is de-iced, and is divided into the ice making trays, A first ice making unit, which is an ice making block that promotes ice making by receiving cold air, is provided integrally with the first ice producing unit, and the water supply communicates with the first ice producing unit and the opening. And a second ice generator that delays ice making by reducing the influence of cold air from the first ice generator, and the ice generated in the first ice generator is from the ice tray. The wall thickness of each ice making block of the ice tray is made thinner than the flange on the outer periphery of the ice tray to reduce the twisting torque of the ice tray so that it can be easily separated. And even after repeated twisting, it breaks Potential is small. In addition, it is possible to obtain a low-energy device that can easily produce transparent ice. Furthermore, the present invention can provide a practical refrigerator in which delicious transparent ice can be obtained without reducing the space in the food storage portion.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について、図1から図5に従い説明する。図1はこの発明にかかる製氷装置が適用された家庭用冷凍冷蔵庫の正面断面図で、正面の扉を除いた場合の状態を説明している。図2(a)はこの発明にかかる製氷皿の側断面図で(b)は製氷装置の上面図、図3は製氷装置の上面図、図4はこの発明にかかる製氷皿の横断面図、図5(a)、(b)は製氷皿の横断面図、(c)は製氷皿を一部切欠いて、かつ要部を拡大して示す上面図である。
冷凍冷蔵庫本体1は、外箱2、内箱3、および外箱2と内箱3の間に充填された断熱材4により構成され、食品を収納する複数の区画が設けられ、製氷室5の上部に設置された冷蔵室6、製氷室5の下部に設置された野菜室7、冷凍冷蔵庫1の扉に設けられた図示されていない操作パネルによりエンドユーザが任意に温度を設定できる切替室8、冷凍室9などがあり、各室を区画形成する断熱材4を充填した区画壁10で分けられている。なお、図1では貯氷箱21と製氷皿11を同じ製氷室5の中に収納する例を説明しているが、これらを別の室に設けてもかまわない。また、前出の図示しない操作パネルは、冷蔵庫の各部屋の温度調節や運転モードをエンドユーザが選択したり、現状の各部屋の温度や運転モードなどを表示しエンドユーザに伝えることができる。
The refrigerator-freezer
図2、図3などに記載されている製氷皿11は製氷室5内に設置され、ポリプロピレンなどの樹脂材質からなる成型品であり、上面は開口し、その内側が凹状に形成された複数の製氷ブロック11bに区画され、図2(a)(b)の空気の流れが示すように、製氷皿11の上面である開放面に冷蔵庫1壁面から送風機(図示されていない)により吹き出される冷気を受けて上部から氷が生成され、上面を冷却した冷気は下部に循環して再び冷蔵庫1壁面に吸い込まれている。図3に示すように隣接する製氷ブロック間の壁面には、皿の内側寄りに設けられた各ブロック11bに給水を流し込みやすくする切り欠き溝11cで結ばれているものもある。また、図1に示すようにこの製氷皿11に給水する水を貯留する給水タンク12から製氷皿11に水を流す給水配管13が設けられており、図示されていないが、この給水配管13の出口には凍結防止のためのヒータ(図示されていない)が設けられ、制御装置からの指示に基づき給水配管13の電磁弁を開閉し製氷皿11へ一定量の給水が行われる。図2に示す製氷皿11の支持軸14を回転駆動するモータおよび減速ギアなどを内蔵した駆動装置15がフレーム16に設置されている。支持軸14の一端は製氷皿11を支持するフレーム16に連通し、他端を前記駆動装置15に接続し、離氷時に、この駆動が行われ製氷皿11が反転したときに、製氷皿11の反転を制限しひねりを加え脱氷を促進するフレーム側ストッパー17もフレーム16に設けられている。製氷皿11に加えられるひねりは、駆動装置15が支持軸14を回転させて製氷皿11の製氷皿側ストッパー11aがフレーム側ストッパー17にて停止しても、更に、支持軸14を例えば45゜廻すことにより製氷皿11にひねりが加えられ各ストッパー11a、17側と駆動装置15側で製氷皿11が変形することになる。
The
製氷皿11の水がほぼ凍結したことを認識できるような位置、例えば製氷皿11下部には、図4で示すサーミスタおよび直接サーミスタに冷気があたらないようサーミスタ下部に設けた断熱材からなる温度センサ部18が取り付けられており、さらに、給水した水が貯められる溝状の突起部20が下方に突出して設けられ、製氷皿11底面に設けられた開口部19と一体に成型され、製氷皿11と開口部19で連通している。この突起部20は、区画された上部の複数の製氷ブロック11bごとに設けられている。更に製氷装置の下方には、製氷皿11から反転して離氷した氷を受け止め貯氷する貯氷箱21がある。このように製氷皿11が製氷する区画は、上部の複数の製氷ブロック部11bである第1の氷生成部aと、これより大幅に少ない内容積である溝状の突起部20である第2の氷生成部bからなっている。
A temperature sensor comprising a heat-insulating material provided at a position where the water in the
なお、図示されていないが、冷凍冷蔵庫本体1には冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を絞るキャピラリーチューブ、ガス状態の冷媒の熱を庫外に放熱して凝縮させる凝縮器、液状態の冷媒を気化させ得られる冷熱で庫内空気を冷却する冷却器、冷却器等の冷凍サイクルと、この冷却機を通過し各室へ冷気を運ぶ通気ダクトと送風機、および各室への冷気供給量を調節するダンパ等の冷気循環装置と、冷蔵庫の各機器動作を制御する制御基板等の制御装置がある。これらの装置により冷気を供給して冷蔵庫内各個室の温度を変化させたり所定の温度に保ったり、霜取りや製氷、照明などの制御を行っている。
Although not shown, the refrigerator-
次に、図2から図5に基づいてこの実施の形態にかかわる製氷動作の工程の一例を述べる。まず、給水タンク12から給水配管13を通って製氷皿11の一部に水が供給され、切り欠き溝11cを通り各製氷ブロック11bへ水が供給される。さらにこのとき、開口部19を通り突起部20にも水が供給される。なお、切り欠き溝11cは、突起部20に水が流れ込みやすいように、開口部19と直列の位置に設けられていてもよい。また、開口部19が複数ある場合には、それぞれの開口部19と直列になるように、一つの製氷ブロック11b間壁面に複数の切り欠き溝11cがあってもよい。このことにより各製氷ブロック11bへの水の供給がスムーズになるだけでなく、製氷皿11捻りに必要なトルクも低下することができる。
Next, an example of the steps of the ice making operation according to this embodiment will be described based on FIGS. First, water is supplied to a part of the
また各製氷ブロック11bへの水の供給をスムーズにする手段としては、図5(a)に示すように給水される製氷ブロック11bから各製氷ブロック11bへの切り欠き溝11c形状の底面を傾斜させることも有効である。これにより給水タンク12が空になる直前の給水時などに発生する少量の給水の際にも、各製氷ブロック11bへ水を供給しやすくなる。
As means for smoothing the water supply to each
次に、供給された水は製氷室5で凍結される。一般的に、低温部に晒されている面から凍結が始まる。その際、氷は水分子でのみ結晶を形成し、水に溶解していた物質(Caなどのミネラル成分やO2、CO2などの気体成分)は全て結晶の外の未凍結部に放出される。このとき、5mm/時間程度以下という凍結速度は十分遅いため、始めのうちは溶解した物質が、凍結速度よりも速く未凍結部に拡散し、透明な氷が生成され、その後、過飽和に達した気体成分が大きく集積し、光の散乱反射をある程度抑止した大気泡が1つまたは複数形成され、気泡入りグラスのような、透明度には影響しない氷のアクセントを得た意匠的に優れた氷を生成することができる。製氷皿のブロック11bごとにこのような過程で透明な氷が生成されていく。
Next, the supplied water is frozen in the
この凍結時に、図2に示すように凍結速度が拡散速度を下回るように製氷皿11上面から冷気を供給し、製氷皿11の側面とフレーム16の隙間を通り貯氷箱21と製氷皿11下面の間の空間を通って流れていく。このとき、製氷皿11の上面は下面よりも低温かつ高風速の空気に接しているため、凍結は主に製氷皿11の上面から下面に向かって進行し、水に溶解していた物質のほとんどは未凍結部、すなわち製氷皿11下部へ向かって拡散していく。さらに凍結が進むと、突起部20のみ未凍結部となり製氷皿11には透明な氷が形成され、最後に突起部20が水に溶解していた物質のほとんどを含む形で白濁凍結して製氷が完了する。
At the time of this freezing, as shown in FIG. 2, cold air is supplied from the upper surface of the
この過程で、氷の体積は約10%増加する。従って、増加した体積分氷が伸張できる開放空間がないと、体積膨張の圧力により製氷皿11が破損する可能性がある。従来例にある製氷皿11のように、製氷皿11内に仕切りを設けた構造では、仕切に圧力がかかり、そこから製氷皿11が破損する。この発明では、製氷皿11においても突起部20内においても、体積膨張した分、氷は製氷皿11上方の開放空間に向かって伸張していくため、製氷皿11および突起部20には、通常の製氷皿11と同程度の力しかかからず、破損の危険性もない。すなわち開口部19の開口と突起部20の内容積の関係は氷の膨張に対しこれを制限する蓋が無く開かれており、面積や方向も氷の上の開放空間への伸びを制限するもので無いので信頼性の高い装置ができる。
In this process, the ice volume increases by about 10%. Therefore, if there is no open space where the increased volumetric ice can be extended, the
製氷が終わると、離氷を行う。離氷のタイミングは、製氷皿11から離氷した氷が完全に凍結し、貯氷箱21に落下する際に製氷皿11からも突起部20からも水が落下してこない状態である。この状態が可能であれば、製氷皿11または突起部20に未凍結部が残っていても構わない。
When ice making is finished, the ice is removed. The timing of deicing is a state in which the ice deiced from the
離氷動作に移るタイミングは、温度センサ部18のサーミスタがあらかじめ製氷完了と確認できるある温度になったときである。ただし、このタイミングは給水開始や給水後温度センサ部18があらかじめ設定した温度検出時など、冷蔵庫内の任意の動作を基点に算出された所定時間経過後としてもよく、さらに、温度と時間双方を併用した動作によってもよい。このタイミング検知により、先に述べたように、駆動装置15およびストッパー17により製氷皿11に加えられる離氷のためのひねりにより氷が開口部19近傍で破断する。
The timing for moving to the deicing operation is when the thermistor of the
このとき、突起部20周囲は所定の温度以下になっていなくてはならない。所定の温度とは、突起部20の氷の周辺部が融解し、製氷皿11の氷に突起部20の氷が連結した状態で離氷する可能性を回避できる温度帯の上限値が望ましいがこれより低い温度であればよい。
At this time, the periphery of the
また、製氷皿11の氷は開口部19近傍以外で破断することなく、且つ開口部19近傍で破断した後、速やかに落下する仕様をとる必要がある。まず、製氷皿11の側面が底面から上方に向けて外側に向けて十分な傾斜角度(例えば傾斜角度は鉛直方向に対し少なくとも10゜以上)の傾斜角度をとることである。また皿側面内部の氷と製氷皿の摩擦を最小限にすべく型磨きを十分にした金型(#2000レベル)にて成型することが望ましい。なお、この製氷皿11のような構造を取る場合、離氷トルクは現在一般的に自動製氷に用いられている製氷皿11から氷を離氷する際のトルクと殆ど変わらないので、従来例で示した製氷皿11のように高トルク化が必要な場合の新規部品追加などが不要で、寸法が変わること無く、且つ製造費用が上がらない。
In addition, it is necessary to take a specification that the ice in the
このように開口部19近傍で破断するためには、図5(a)(b)(c)に示すように開口部19近傍に第1の氷生成部aで出来た氷と、第2の氷生成部bで出来た氷のセパレートを促進するような離氷促進リブ20aを突起部20内面又は製氷ブロック11bの底面に三角突起リブ11dを鉛直方向や水平方向に設けたりすると有効である。
In order to break in the vicinity of the
また製氷皿11の捻り角度を増やすことも離氷性の改善につながる。ただしこの場合は製氷皿11の捻りトルクを低減させなければ製氷皿11やフレーム16の製氷皿ストッパー17部などが繰返し捻りを実施することにより破損する可能性が増えてくる。
このような場合は捻りトルクを低減させるべく製氷皿11の肉厚を低減した仕様にすると有効である。
Increasing the twist angle of the
In such a case, it is effective to use a specification in which the thickness of the
捻りトルク低減のために製氷皿の肉厚低減は有効であるが、捻りの際に応力が発生する製氷皿外周形状などは肉厚を低減しなくてもある程度の効果は見込める。その際捻りトルクに影響を及ぼす第1生成部aの長手方向外周フランジ11eのみを薄肉化して製氷皿側ストッパー11aのある第1生成部の短手方向フランジ11fのみを通常肉厚とするか、又は製氷皿の各製氷ブロック11b壁部分の肉厚を前記製氷皿外周フランジ11e、11f部分より薄肉化しても有効である。
Although it is effective to reduce the thickness of the ice tray to reduce the twisting torque, a certain degree of effect can be expected without reducing the thickness of the ice tray outer peripheral shape or the like in which stress is generated during twisting. At that time, only the longitudinal outer peripheral flange 11e of the first generation part a that affects the twisting torque is thinned, and only the
さらに製氷皿11を捻る駆動装置15の耐久寿命に問題なければ製氷皿11を複数回捻ることを行なえばされに離氷に有効である。このことにより一度目の離氷でもし氷が落下しなかったとしても複数回目では落下する確率は増えてくる。
Further, if there is no problem in the durability of the driving
またこのような製氷皿11を反転させて捻り離氷させるとき、突起部20の内面側にて生成された氷は落下しない仕様をとる必要がある。まず、突起部20の側面が底面から上方に向けて外側に向けて必要最低限の傾斜角度(例えば10°以下の角度)をとるだけでなく図5のように突起部20内に三角リブ20a形状などを設けてある程度突起部内の氷を引掛り易くすることも有効である。この三角リブ20a形状の位置は各製氷ブロック11bのたわみ具合などを考慮して最適な位置や数量を配置する。
In addition, when such an
この離氷動作の後、給水し、次のサイクルの製氷工程に入るが、このとき、給水された水により突起部20内に残る氷は徐々に融解する。融解は、突起部20に残る氷上面のみでなく、側面からも水が徐々に回り込み、融解していくので、突起部20底まで十分に水が回り込むと、突起部20に残っていた氷は浮き上がり、製氷皿11に貯留されている水によって融解されながら混合していく。なお、このとき製氷皿11に貯留された水の表面が完全に凍結していなければ、気体成分は水面から放出されるため、次の製氷工程で白濁成分が大幅に増加することがない。
After this deicing operation, water is supplied and the ice making process of the next cycle is started. At this time, the ice remaining in the
上記説明では、製氷皿11上方から冷却する方法について述べたが、次に突起部近傍にヒータなどの加熱手段22を備える構成を次に説明する。これにより、白濁部を形成する物質を確実に突起部20に追い込み、製氷皿11に透明氷を生成することができ、離氷後の給水時に突起部20の氷が製氷皿11の貯留水中に浮上するまでの時間を短縮できる。以下、図6〜図12に従い説明する。なお、以下の説明で、先の説明と等しいものに関しては説明を省略する。
In the above description, the method of cooling from above the
図6はこの発明にかかる製氷装置の説明図で(a)は側断面図、(b)は上面図、図7はこの発明の他の実施の形態にかかる製氷皿の横断面図、図8はこの発明の他の実施の形態にかかる加熱手段(以下コードヒータと称す)の断面図、図9はこの発明にかかる製氷皿を上面から見て製氷皿下に設置したコードヒーターを透視した図、図10はこの発明にかかるコードヒータの固定図、図11はこの発明にかかる製氷工程のフローチャート、図12はこの発明にかかる製氷工程のタイムチャートである。 6A and 6B are explanatory views of an ice making device according to the present invention, in which FIG. 6A is a side sectional view, FIG. 7B is a top view, FIG. 7 is a transverse sectional view of an ice making tray according to another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of a heating means (hereinafter referred to as a code heater) according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view of the code heater installed under the ice tray when the ice tray according to the present invention is viewed from above. 10 is a fixed diagram of the cord heater according to the present invention, FIG. 11 is a flowchart of the ice making process according to the present invention, and FIG. 12 is a time chart of the ice making process according to the present invention.
ニクロム線26などの発熱体を、シリコンゴムなどで被覆したコードヒータ22を製氷皿11の下側に設け、図9に示すように、製氷皿11の各製氷ブロック毎に設けられた突起部20の間に密着するように設置している。コードヒータ22は、低温でもひび割れたりしない耐寒性のある部材でかつ離氷時の製氷皿11ひねりに追随できる柔軟性を持つ部材、例えばシリコン材等で形成されている必要がある。また、コードヒータ22をなるべくコンパクトに設置するために、図9に示すように最大でも製氷皿11の側面外周程度と非常に短い長さにしており、発熱密度が高くても変質しない部材であることも必要である。ただし、このコードヒータ22は、製氷室5が十分に冷却されておらず、かつ給水もない空焼き状態でも製氷皿11を含む冷蔵庫本体1のあらゆる部材を変形・故障させないものであり、二重絶縁されているなど、安全面でも十分な信頼性を持つ。
A
このコードヒータ22は、ガラス芯などにニクロム線26などの発熱体を巻き付けてその外郭に例えばシリコンなどを被覆した一般的一重被膜27のコードヒータ22、さらに外周に例えばシリコン等の第2被覆28を設けた二重絶縁28仕様のコードヒータ22である。この二重絶縁構造を採用することによりもしエンドユーザが直接コードヒータ22に触れても安全を確保することができる。また、被覆材料を難燃性の高い材質、例えば塩化ビニール又はシリコン等とすることにより燃焼をより困難にさせる等の安全性をより向上させるものである。
The
このコードヒータ22を製造する際には、上述の一重被覆27のコードヒータ22を金型内にセットして二重被覆28を成形しても良いが工数増によるコストupになってしまうだけでなく、成形の際に一重被覆27ヒータ22の位置がバラついてしまい、必要な肉厚すなわち絶縁距離を安定して確保することが困難である。
When manufacturing the
そこで一重被覆27コードヒータ22を押出し成形により二重被覆28を成形する方法で行うと一重被覆27の位置が安定するだけでなく成形に対する段取りも不要で生産能力も向上しコストダウンを図ることができる。
Therefore, when the
また、このコードヒータ22の製氷皿への固定方法について述べる。各製氷ブロックに設けられた突起部20の間にはさみ込んで固定すると一つのコードヒータ22で2つの突起部20に熱を加えることができる。この際上述突起部20間にはさみ込むだけの固定方法であると突起部20間寸法のバラツキやコードヒータ22寸法のバラツキにより突起間から外れて落下してしまう恐れがある。そこでこのコードヒータ22下部にカバー23を設けるとより安全である。またこのコードヒータ22の固定方法は製氷皿11にツメ片20b設けて固定しても良いが、製氷皿11裏面にネジ固定用のボス24を設けてネジ25固定とした方がより安定した固定となる。但しネジ25を固定する際に製氷皿11捻りトルクが大きくなってしまわないようにボス24形状をカバー23よりも突出させてネジ25固定してもヒータカバー23がある程度可能なようにしておくと良い。
A method for fixing the
またこのヒータカバー23の形状を工夫することにより透明度の向上にもつながる。例えば氷の出来が早くもう少しコードヒータ22の発熱を有効に使いたい製氷ブロック11b周辺はヒータカバー23を延長して覆い、逆に製氷時間を早くしたい製氷ブロック11bの周辺のカバー形状は抹消して各製氷ブロック11bに適した形状にすることにより、より安定した透明度の氷が生成可能となる。
Further, devising the shape of the
また、図10(a)に示すように製氷皿11の突起部20をコードヒータ22巾寸法よりも大きめに設置しておき、各製氷ブロック11b毎に勘合を調整するリブ20bの位置や数を設定する。このことによりコードヒータ22自体は均一な発熱温度であっても各製氷ブロック11b毎に発熱量を調整することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 10 (a), the protruding
さらに、図10(b)に示すように製氷皿11下部の突起部20形状を3本以上設け、この突起部20間に前記加熱手段であるコードヒータ22を這わせるように蛇行装着させることによっても各製氷ブロック11毎の発b熱量を変化させることが可能である。
Further, as shown in FIG. 10B, by providing three or
上述のように設置されたコードヒータ22は、連続通電でもよいが、図11、図12に示すように給水後から、一定期間通電し、その後断電することで、使用するエネルギー量を低減し製氷速度を上げても透明度の高い氷を得ることができる。
The
図11、図12で示した制御方法に沿って、コードヒータ22の制御動作を含む製氷動作について説明する。ステップ1にて図12のごとく給水用電磁弁を通電させて給水ポンプを一定時間動作させ定められた水量を製氷皿11に給水する。ステップ1で行われた給水完了直後にステップ2でヒータ22に通電が開始される。これにより、前回のサイクルで突起部20に内蔵され残された氷は水の供給と加熱により解かされ、不純物などや貴方が製氷皿11全体に広がり一部は開放面から放出される。ステップ3で、温度センサ部18の出力が、実験などによって求められた製氷皿11内の水の凍結と相関のある値をもとに設定された所定の温度Ta、例えば−1度より低い温度に達するまで一定量の通電を行う。所定の温度Taに達したらステップ4でヒータを断電する。このとき、製氷皿11には透明氷が形成されているが、突起部20の水はまだ未凍結部が残っている状態である。コードヒータ22が断電し加熱を停止することで突起部20の中の未凍結部は急速に凍結する。これは突起部20に熱供給が無くなり、冷蔵庫の製氷室5環境を形成する冷気にさらされるためである。
The ice making operation including the control operation of the
ステップ5で、温度センサ部18の出力が、実験などによって求められた突起部20内の水の凍結と相関のある値をもとに設定された所定の温度Tbに到達したと判断されると、ステップ6から始まる離氷工程に移る。ステップ6で離氷用駆動装置15が正転し、製氷皿11を反転させていき、ステップ7で時間tr経過するまで正転方向に動作し続ける。このとき、製氷皿11側のストッパー11aがフレーム側ストッパ−17に押しつけられ皿がひねられ、捩れることによる開口部19にかかる応力で製氷皿11と突起部20の氷が分断し、製氷皿11の氷は貯氷箱21に落下する。ステップ8で駆動装置15が逆転し、製氷皿11を元の位置に向けて回転させ、ステップ9で時間tr経過するまで逆転方向に動作し続け、ステップ10で製氷皿11が元の位置に戻り、駆動装置15が停止する。この離氷時には突起部20の中の氷はそのまま残ることになる。ステップ11で、貯氷箱21が満氷であるかどうか検知し、この給水、製氷、離氷を行う工程が1サイクルの製氷工程であり、満氷になるまでステップ1に戻り製氷動作サイクルを繰り返す。
When it is determined in
またこのコードヒータ22を氷の離氷時直前に通電させることにより製氷皿11を暖めて氷と製氷皿11を離しておき離氷させることも透明氷ならず通常氷の製氷皿11からの離氷改善につなげることも可能である。
In addition, when the
なお、コードヒータ22の通電タイミングを給水完了直後としたが、突起部20に流入した水が凍結し始めないうちに通電開始できるタイミングがあればいつでもよく、例えば、給水開始と同時に、または、温度センサ部18で検出される温度が所定温度に到達したとき、または、これらのタイミングから所定の時間が経過したときなどであってもよい。
It should be noted that the energization timing of the
突起部20への加熱を停止するコードヒータ22の断電タイミングに関しても同様で、温度センサ部18で検出される温度が所定温度に到達したとき以外にも、製氷皿11に供給された水がほぼ凍結し、突起部20には未凍結部が多く残る状態で断電できるタイミングであればいつでもよく、例えば、上述のヒータ22の通電開始タイミングから所定時間経過後、または上述のコードヒータ22の通電開始タイミングから所定時間経過後に温度センサ部18で検出される温度が所定温度に到達したときなどであってもよい。
The same applies to the disconnection timing of the
また、製氷中のコードヒータ22の通電量を一定としたが、これを任意に変化させてもよい。例えば、冷蔵庫の圧縮機オンオフなどによる、冷却量の増減に伴ってコードヒータ22の通電量を増減させることで、透明度に影響なく製氷スピードを早めつつ製氷時の消費電力量を低減できる。また、製氷皿11への冷気吹き付けがなくなるデフロスト時に通電量を低減又は断電することでも、やはり透明度に影響なく製氷スピードを早めつつ製氷時の消費電力量を低減できる。
Moreover, although the energization amount of the
この発明にかかわる冷蔵庫は、複数の製氷ブロックに区画され水を貯留し製氷する一重構造の製氷皿において、前期製氷ブロック毎に氷生成部を複数設けた製氷皿11を搭載し氷の透明部と白濁部を分離させてエンドユーザに透明な氷を提供することが可能な製氷装置である。これにより従来の冷蔵庫に設けられていた製氷装置と同程度の構造と寸法でエネルギーもほとんど増やさずに透明な氷を得ることができる。
The refrigerator according to the present invention is a single-structure ice tray that is partitioned into a plurality of ice making blocks to store water and make ice, and is equipped with an
1 冷蔵庫本体、 5 製氷室、 11 製氷皿、 11a 製氷皿側ストッパー、 11b 製氷ブロック、 11c 切り欠き溝、 11d 三角突起リブ、 11e 長手方向外周フランジ、 11f 短手方向外周フランジ、 12 給水タンク、 13 給水配管、 15 駆動装置、 16 フレーム、 17 フレーム側ストッパー、 18 温度センサ部、 19 開口部、 20 突起部、 20a 離氷促進リブ、 20b ツメ片、 21 貯氷箱、 22 コードヒーター、 23 カバー、 24 ボス、 25 ネジ、 26 ニクロム線、 27 一重目被覆、28 二重目被覆。
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