JP4480518B2

JP4480518B2 - 冷凍冷蔵庫

Info

Publication number: JP4480518B2
Application number: JP2004243055A
Authority: JP
Inventors: 敏行白水
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-08-24
Also published as: JP2006057970A

Description

本発明は、製氷装置を有する冷凍冷蔵庫に関する。

冷凍室に製氷装置や製氷室を有する冷凍冷蔵庫において、冷凍室温度が低温であればあるほど給水直後の水が蒸発して凍結することで冷凍室内や製氷室内に霜が発生する。この霜が冷凍室内壁に付着して使用者に不信感を与えたり、貯氷ケースに落ちてその中の氷に付着し、氷の見かけが悪くなったり不潔感を与えたりするといった問題があった。

霜の発生を防止する方法として特許文献１では、１個の圧縮機に冷蔵室用蒸発器と冷凍室用蒸発器が並列に接続され、冷蔵室と冷凍室を交互に冷却する冷凍冷蔵庫において、冷凍室用ファンを作動させて製氷室内に対流を起こすことが提案されている。
特開２００４−１２５２１４号公報（第７頁、第１図）

特許文献１の冷凍冷蔵庫においては、冷凍室内の温度が約−２２℃〜−１８℃であり、かつ冷凍室用蒸発器近傍に取り付けられた冷凍室用ファンから製氷室内の製氷皿までの距離が長いため、冷気が製氷皿に強く当たらず、製氷皿に給水してから結氷するまでの時間がかかる。

一方、スターリング冷凍機を使用することにより冷凍室内の温度を−４０℃〜−３０℃にすることが可能な冷凍冷蔵庫においては、製氷室内も冷気発生部から冷気ダクトで−４５℃〜−３５℃の冷気が導かれ、製氷装置の雰囲気温度が−４０℃〜−３０℃となり、急速に製氷することができる。しかし、製氷皿に給水された直後の水面に−４５℃〜−３５℃の冷気が当たると、水が蒸発すると同時に凍結して霜となり、製氷皿の外に吹き飛ばされて貯氷ケースに落下堆積し、氷の見栄えが悪くなったり、霜が大量に発生した場合には使用者に不信感を懐かせたりする（異常が発生したと思わせる）など、問題となる。

この場合、特許文献１で提案された方法では霜の発生を防ぐことはできない。また、製氷皿に冷気を当てなければ、霜が発生せず貯氷ケースに霜が堆積することがなくなるが、製氷スピードが極端に遅くなってしまう。

そこで、本発明においては、冷凍室内の温度を−４０℃〜−３０℃にすることが可能な冷凍冷蔵庫において製氷スピードを大きく下げることなく、霜の発生および霜が吹き飛ばされるのを抑制することができる冷凍冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明では、冷凍冷蔵庫を次のように構成する。

（１）製氷装置と、該製氷装置に送り込む冷気を発生させる冷気発生装置と、該冷気発生装置からの冷気を前記製氷装置の製氷皿に導く第１の冷気ダクトと、該第１の冷気ダクトに設けられるとともに前記冷気発生装置からの冷気を前記製氷皿に向かって吹き出す第１の吹き出し口と、前記第１の冷気ダクトに設けられるとともに該第１の吹き出し口から吹き出す冷気の向きと量とを調節する電動ダンパーと、該電動ダンパー及び前記製氷装置を制御する制御手段と、を備える冷凍冷蔵庫において、前記制御手段は前記製氷皿への給水から当該製氷皿内に給水された水の表面が結氷するまでの所定時間、前記電動ダンパーの開き方を調節して前記第１の吹き出し口を介して前記製氷皿の下面側に向けて冷気を吹き出させ、前記製氷皿の上面に冷気が当たらず前記製氷皿の下面側を冷却するように前記電動ダンパーを制御する。前記所定時間は、給水（開始時点または終了時点）から製氷皿内の水面が完全に結氷するのに要する時間であり、予め実験により求め制御手段に記憶させておく。製氷皿に温度センサが内蔵されているものにあっては、製氷皿内の水面が完全に結氷したことを温度センサが検知するまでの間を前記所定時間とすると良い。また、前記第１の吹き出し口は前記製氷皿の上方後方に設けられ、前記第１の吹き出し口と前記製氷皿との間に前後方向で冷気の流通空間を設け、前記制御手段は前記製氷皿への給水から当該製氷皿内に給水された水の表面が氷結するまでの所定時間、前記電動ダンパーの開き方を調節して前記製氷皿の上方後方から前記第１の吹き出し口を介して前記製氷皿の下面側に向けて冷気を流し、前記製氷皿の上面に冷気が当たらず前記製氷皿の下面側を冷却するように前記電動ダンパーを制御するものとしてもよい。

（２）前記制御手段は前記製氷皿への給水から当該製氷皿内に給水された水の表面が氷結するまでの所定時間、前記電動ダンパーの開き方を調節して前記第１の吹き出し口を介して前記製氷皿の下面側に向けて冷気を吹き出させ、前記所定時間経過後は、前記第１の吹き出し口を介して冷気が前記製氷皿の上面にも向けて吹き出すよう前記電動ダンパーを制御するものとする。

（３）前記第１の冷気ダクトに設けられるとともに前記第１の吹き出し口の上流で前記冷気発生装置からの冷気を分岐させる第２の冷気ダクトと、該第２の冷気ダクトに設けられる第２の吹き出し口と、をさらに備え、前記第２の吹き出し口は、前記製氷皿の下面又は前記製氷皿の下面および側面に向かって冷気を吹き出すものとする。また、前記第２の冷気ダクトは下方に延びる空間を持ち、前記第２の吹き出し口は、前記製氷皿の下方後方側から前記製氷皿の下面又は前記製氷皿の下面および側面に向かって、冷気を吹き出すものとしてもよい。

（１）本発明の構成では、電動ダンパーの制御により、製氷皿への給水から当該製氷皿内に給水された水の表面が結氷するまでの所定時間、製氷皿の上面に冷気を当てないようにしたから、給水した水面からの蒸気が冷気に触れて霜となって吹き飛ばされることがなく、製氷装置全体の温度低下を主たる要因として製氷皿の結氷が進む。製氷皿内の水の表面が完全に結氷してから製氷皿の上面に冷気を当てることにより、以後急速に氷形成が進むとともに、製氷皿の上面から蒸気が出なくなるので霜の発生を抑制することができる。

（２）電動ダンパーの制御により、製氷皿への給水から当該製氷皿内に給水された水の表面が結氷するまでの所定時間、製氷皿の上面以外の部分に向けて冷気を吹き出すようにすれば、この冷気により製氷皿の水温を急速に低下させて水の表面に結氷させることができる。さらに、この所定時間の経過後は、冷気を製氷皿の上面にも向けて吹き出すため、水面が凍結して蒸気が出なくなった後は製氷皿の上面からも製氷皿の水を冷却することができ、製氷スピードを上げることができる。

（３）第２の冷気ダクトに設けられた第２の吹き込み口から吹き出す冷気により、製氷皿の下方からも製氷皿の水を冷却するようにすれば、製氷スピードを上げることができる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１に基づいて説明する。図１は製氷室内の自動製氷装置１０と冷気ダクト２０の側面から見た概略構成図である。図１の左側が冷凍冷蔵庫本体の前方、右側が後方である。

本発明に係る冷凍冷蔵庫は、製氷室を備え、製氷室内には自動製氷装置１０と冷気ダクト２０を備える。自動製氷装置１０は、製氷皿１１と、製氷皿駆動装置１２とを備える。製氷皿１１へは図示しない制御手段により図示しない給水装置から給水する。製氷皿駆動装置１２はモータを内蔵し、支持軸１３で結合された製氷皿１１を回転させる。

製氷皿１１には図示しない温度センサが内蔵されており、この温度センサが所定の温度以下の温度を検知すると前記制御手段は製氷皿１１の水が結氷したと判断し、製氷皿駆動装置１２を動作させ、製氷皿１１を回転させる。製氷皿１１を挟んで支持軸１３と対向する位置にある支持軸１４の近辺には図示しないストッパが設けられており、製氷皿１１が反転する直前に、製氷皿１１の支持軸１４側の一辺がこのストッパにぶつかり製氷皿１１がねじれる。製氷皿１１がねじれると氷が外れ、製氷皿１１の下方に設けられた図示しない貯氷ケースに落下する。その後、製氷皿駆動装置１２は製氷皿１１を逆回転させて元の向きに戻し、製氷皿１１には前記給水装置から給水される。

冷気ダクト２０は、最上流部に図示しないファンが設けられており、冷凍冷蔵庫本体の後方に設けられた図示しないスターリング冷凍機など−４５℃〜−３５℃の冷気を発生することができる冷凍機から発生した冷気を製氷室内に導くものである。冷気ダクト２０の吹き出し口２０ａからは−４５℃〜−３５℃の冷気が吹き出し、製氷室内の雰囲気温度は−４０℃〜−３０℃に維持される。第１の実施形態において吹き出し口２０ａは、冷気が製氷皿１１の上面および側面に向かって吹き出すように設けられている。また、吹き出し口２０ａのすぐ上流部には、吹き出す冷気の向きと量を調整できる電動ダンパー２１が設けられている。

次に第１の実施形態における製氷動作について説明する。以下の動作の制御は前記制御手段によるものである。製氷皿１１に給水した時点から所定時間、製氷皿１１の上面に、吹き出し口２０ａから吹き出した冷気が当たらないように、図１に実線で示すように電動ダンパー２１の開き方を調整する。このとき、冷気は製氷皿１１の側面に当たる。ここで、前記所定時間は、給水（開始時点または終了時点）から製氷皿内の水面が完全に結氷するのに要する時間であり、予め実験により求め制御手段に記憶させておく。所定時間が経過する（あるいは製氷皿に温度センサが内蔵されているものにあっては、製氷皿内の水面が完全に結氷したことを温度センサが検知する）と、電動ダンパー２１を破線で示すように全開にし、製氷皿１１の上面にも冷気が当たるようにする。その後、前記温度センサの検知する温度により結氷したと判断すると、製氷皿駆動装置１２により製氷皿１１から氷を貯氷ケースに落下させる。

凍結する前の水面に低温の冷気が吹き付けると、蒸発した水分が凍結するため霜が発生しやすい。表１に電動ダンパー２１を取り付けない従来の構成の冷気ダクト２０を用いた場合に、製氷室内の温度を変化させて、貯氷ケース内の霜の発生量を調査した結果を示す。

製氷室内の温度が低いほど、即ち水面に向かって吹き出す冷気の温度が低いほど蒸発した水分により霜が発生し、貯氷ケース内の霜の量が増えることがわかる。しかし、第１の実施形態において、前記所定時間を水面が完全に凍結する時間に設定することにより、水面が凍結する前には冷気が吹き付けないため、霜の発生および発生した霜が吹き飛ばされるのを抑制することができる。また、給水から所定時間は製氷皿１１の側面には冷気が当たるため、水の製氷皿１１に接する部分からの結氷は促進される。さらに、前記所定時間が経過し、水面が完全に凍結してからは製氷皿１１の上面にも冷気が当たり、製氷皿１１の全体から結氷が促進されるため、製氷スピードを大きく下げることなく霜の発生を抑制することができる。

第１の実施形態において、図２に示すように吹き出し口２０ａの上流には冷気を分岐させる冷気ダクト２２を設けてもよい。冷気ダクト２２の吹き出し口２２ａは冷気を製氷皿１１の下面に向かって吹き出すように設けられており、電動ダンパーが設けられていないため吹き出し口２２ａからは常に冷気が吹き出している。

冷気ダクト２２を設けることにより、製氷皿１１の下面からの結氷が促進されるため、霜の発生および発生した霜が吹き飛ばされるのを抑制しつつ製氷スピードを上げることができる。

本発明の第２の実施形態について図３を用いて説明する。図３は自動製氷装置１０と冷気ダクト２０の側面から見た製氷室内の概略構成図である。図２の左側が冷凍冷蔵庫本体の前方、右側が後方である。

自動製氷装置１０の構成と動作は第１の実施形態と同様である。冷気ダクト２０の吹き出し口２０ａは冷気が製氷皿１１の上面に向って吹き出すように設けられており、吹き出し口２０ａのすぐ上流部には吹き出す冷気の量を調整できる電動ダンパー２１が設けられている。

吹き出し口２０ａの上流には冷気を分岐させる冷気ダクト２２が設けられている。冷気ダクトには吹き出し口２２ａおよび吹き出し口２２ｂが設けられており、吹き出し口２２ａは製氷皿１１の下面、吹き出し口２２ｂは製氷皿１１の側面に向かって冷気を吹き出すものである。

次に第２の実施形態における製氷動作について説明する。以下の動作の制御は図示しない制御手段によるものである。製氷皿１１への給水から所定時間、製氷皿１１の上面に、吹き出し口２０ａから吹き出した冷気が当たらないように、電動ダンパー２１を閉じる。このとき、冷気は吹き出し口２２ａと吹き出し口２２ｂから吹き出して、製氷皿１１の下面と側面に当たっている。所定時間が経過すると、電動ダンパー２１を図３に示すように全開にし、製氷皿１１の上面にも冷気が当たるようにする。その後、製氷皿１１に設けられた温度センサの検知する温度により結氷したと判断すると、製氷皿駆動装置１２により製氷皿１１から氷を貯氷ケースに落下させる。

第２の実施形態において、前記所定時間を水面に氷が張り始める程度の時間に設定することにより、水面が液体状態の間には冷気が吹き付けないため、霜の発生および霜の吹き飛ばしを抑制することができる。また、給水から所定時間は製氷皿１１の下面および側面には冷気が当たるため、水の製氷皿１１に接する部分からの結氷が促進される。さらに、前記所定時間が経過し、水面に氷が張ってからは製氷皿１１の上面にも冷気が当たり、製氷皿１１の全体から結氷が促進されるため、製氷スピードを大きく下げることなく霜の発生および霜の吹き飛ばしを抑制することができる。

本発明に係る冷気の制御方法は、冷凍冷蔵庫に限られず、水面に当たると霜が発生する程度の低温冷気を使用する製氷装置に使用することができる。

第１の実施形態に係る自動製氷装置と冷気ダクトの概略構成図第１の実施形態の変形態様に係る自動製氷装置と冷気ダクトの概略構成図第１の実施形態に係る自動製氷装置と冷気ダクトの概略構成図

符号の説明

１０自動製氷装置
１１製氷皿
２０冷気ダクト
２０ａ吹き出し口
２１電動ダンパー
２２冷気ダクト
２２ａ、２２ｂ吹き出し口

Claims

製氷装置と、該製氷装置に送り込む冷気を発生させる冷気発生装置と、該冷気発生装置からの冷気を前記製氷装置の製氷皿に導く第１の冷気ダクトと、該第１の冷気ダクトに設けられるとともに前記冷気発生装置からの冷気を前記製氷皿に向かって吹き出す第１の吹き出し口と、前記第１の冷気ダクトに設けられるとともに該第１の吹き出し口から吹き出す冷気の向きと量とを調節する電動ダンパーと、該電動ダンパー及び前記製氷装置を制御する制御手段と、を備える冷凍冷蔵庫において、
前記制御手段は前記製氷皿への給水から当該製氷皿内に給水された水の表面が結氷するまでの所定時間、前記電動ダンパーの開き方を調節して前記第１の吹き出し口を介して前記製氷皿の下面側に向けて冷気を吹き出させ、前記製氷皿の上面に冷気が当たらず前記製氷皿の下面側を冷却するように前記電動ダンパーを制御することを特徴とする冷凍冷蔵庫。
前記第１の吹き出し口は前記製氷皿の上方後方に設けられ、
前記第１の吹き出し口と前記製氷皿との間に前後方向で冷気の流通空間を設け、
前記制御手段は前記製氷皿への給水から当該製氷皿内に給水された水の表面が氷結するまでの所定時間、前記電動ダンパーの開き方を調節して前記製氷皿の上方後方から前記第１の吹き出し口を介して前記製氷皿の下面側に向けて冷気を流し、
前記製氷皿の上面に冷気が当たらず前記製氷皿の下面側を冷却するように前記電動ダンパーを制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍冷蔵庫。
前記制御手段は前記製氷皿への給水から当該製氷皿内に給水された水の表面が結氷するまでの所定時間、前記電動ダンパーの開き方を調節して前記第１の吹き出し口を介して前記製氷皿の下面側に向けて冷気を吹き出させ、前記所定時間経過後は、前記第１の吹き出し口を介して冷気が前記製氷皿の上面にも向けて吹き出すよう前記電動ダンパーを制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷凍冷蔵庫。
前記第１の冷気ダクトに設けられるとともに前記第１の吹き出し口の上流で前記冷気発生装置からの冷気を分岐させる第２の冷気ダクトと、
該第２の冷気ダクトに設けられる第２の吹き出し口と、
をさらに備え、
前記第２の吹き出し口は、前記製氷皿の下面又は前記製氷皿の下面および側面に向かって冷気を吹き出すことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
前記第２の冷気ダクトは下方に延びる空間を持ち、
前記第２の吹き出し口は、前記製氷皿の下方後方側から前記製氷皿の下面又は前記製氷皿の下面および側面に向かって、冷気を吹き出すことを特徴とする請求項４に記載の冷凍冷蔵庫。