JPH01203870A - 冷蔵庫等の製氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷蔵庫の冷凍室等に配置され、特に透明な氷を
生成可能とする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
氷となシ、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５８−６
９７７９号公報に示す様な方法が考えられている。以下
、その基本的な構成と作用について第５図に従い説明す
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。６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シ、
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１ｏ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、１６゜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の製氷皿及び第２の製氷皿である◇又、１７は前
記製氷装置７に前記冷却器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６に戻すための戻りダ
クトである。又、２ｏは透明な氷の製氷スイッチであシ
、スイッチを一度投入すれば前記ヒータ１１に所定時間
通電する様構成されている。

かかる構成において、冷却器６で冷却された冷気は送風
機６の強制通風作用によって冷凍室３及び冷蔵室４に供
給されると同時に吐出ダクト１７の吐出口１８を介して
製氷装置Ｔ内の第２の製氷室９及び通風路１４に吐出さ
れる。そして、第２の製、氷室９内に導かれた冷気は第
２の製氷皿１６を直接的に冷却し、内部の水を水面及び
第２の製氷皿１６と接触する残りの面より順次凍結させ
通常の氷を生成する。但し前述した様に、この様にし生
成した氷は白濁しており透明な氷にはならない。一方、
通風路１４内に導かれた冷気は冷却板１３を冷却してい
る。そこで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１６を第１の製氷室８に収納して製氷
スイッチ２０を投入すると第１の製氷皿１６の上面から
はヒータ１１による加熱板１２を介しての加熱作用が開
始され、下面からは冷却板１３を介しての冷却即ち凍結
作用が開始される。また第１の製氷皿１５は下面を除く
外壁を断熱材１ｏで覆われているため冷凍室３からの冷
却影響を受けず、下面から上面へ向けての一方向の凍結
作用が進行する０この凍結作用は冷却板１３を介しての
間接的冷却であることに加えて予め適当な容量に定めた
ヒータ１１による加熱作用が加わるため、その凍結速度
は十分に遅くなる。そのため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０また、気泡が発生しても凍結速
度が遅いため発生した気泡が水中に捕獲されることがな
い。この様に凍結速度を概ね３μへ以下程度に制御すれ
ば、水中の気体成分は最後に凍結する氷表面より外気に
脱気されるため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。また、ヒータ１１は製
氷が完了する所要時間に多少の裕度を持たせて予め定め
である時間を経過すると自動的に通電が停止する。

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２１の投入と同時
、即ち水を満たした第１の製氷皿１５を収納した時から
ヒータ１１の通電が開始される場合には、第１の製氷皿
１６内の水が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
行なわれるため０℃に到達するまでの時間が長くなり、
結果として製氷完了までの時間が長くかかったり、或い
は非常に緩やかな冷却作用で氷結を開始させることにな
るため、時として０℃に到達しても氷結が始まらずに水
の状態のままで０℃以下に過冷却されるいわゆる過冷却
現象が生じて、その状態が長びいて正常な氷結状態に復
帰するのが遅れると気泡が分散して封じ込められた不透
明な氷が出来たりする問題点があった。

本発明は上述した問題を解消するものであり、製氷時間
の無駄な延長や、過冷却現象による氷の不透明化を防止
して、安定して透明な氷が生成出来る製氷装置を提供す
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等の製氷装置
は、ヒータ等の加熱手段を配設した製氷室上面の加熱板
の一部に通気孔を形成し、この通気孔に対向して加熱板
の裏面空間に温度センサーを設けるとともに、製氷開始
より冷却手段を連続的に作用させ、第１の所定時間経過
後に温度センサーが所定温度以下にある場合には、第２
の所定時間経過後に冷却手段の連続的作用を解除して加
熱手段を作用させ、所定温度以上にある場合には、所定
温度に到達してから第３の所定時間経過後にさせるもの
である。

作　　　用 本発明は上記した構成によって、製氷皿の投入によって
温度センサーが水温を間接的に検知し、第１の所定時間
後の温度が所定温度より低い場合は、水温が低い状態と
判断して第２の所定時間が到来すると冷却手段の連続的
作用が゛解除され加熱手段が作用する。又、所定温度よ
り高い場合は、水温が高い状態と判断して所定温度に到
達してから更に第３の所定時間が到来するまで冷却手段
の連続的作用が延長され、その後加熱手段が作用するた
め、水温に応じて適切な連続冷却期間と加熱手段の作用
タイミングが選定されるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例の冷蔵庫等の製氷装置について
第１図から第５図に従い説明する０尚、従来、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
。

２１は冷凍室３の下部に備えた製氷装置であり箱体２１
ａで枠組みされ、上段に透明な氷を生成するための第１
の製氷室２２と、下段に通常の氷を生成するための第２
の製氷室２３を設けている。

そして前記第１の製氷室２２は底面と前面を除く外壁を
断熱材２４で囲われておシ、天面にはヒータ２６を裏面
に配設するとともに、中央部付近の一画に通気孔２６を
形成したアルミ製の加熱板２７が配置されている。２８
は前記加熱板２７の裏側で前記断熱板２４の一部を切欠
いて形成した空間内に前記通気孔２６に対向して設けた
温度センサーであシ、前記ヒータ２６の通電を制御する
。２９は前記第１の製氷室２２の前面開口部に開閉自在
に設けた扉体であり、３０は透明な氷の製氷スイッチ、
３１は冷凍室３の温度を制御するだめの温度センサーで
ある。又、３２は本体１の下部後方に設けた冷凍サイク
ルの圧縮機である。

次に電気回路及び制御回路について説明する。

前記圧縮機３２は送風機６と並別に接続された後、リレ
ー溶点３３を介して電源に接続されている〇又、前記ヒ
ータ２５はリレー接点３４と直列に接続された後、電源
に接続されている。次に、３６は冷凍室温度制御装置で
あり、温度センサー３１゜抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，コン
パレータ３６を備えた比較回路、ＯＲ回路３７、トラン
ジスタ３８、リレーコイ）ｖ３９を備えており、前記コ
ンパレータ３６の出力は前記ＯＲ回路３７の一方の入力
に、ＯＲ回路３７の出力は前記トランジスタ３８のベー
スに接続されている０又、トランジスタ３８のコレクタ
には前記リレー接点３３を開閉さす吸引用のリレーコイ
ル３９が接続されている。

４０は製氷制御装置であり、温度センサー２８、抵抗Ｒ
４，Ｒ６，Ｒ６，コンパレータ４１を備えた比較回路、
製氷スイッチ３０、タイマー４２．４３゜４４．４５、
ＯＲ回路４６．４７、インバータ４８、トランジスタ４
９、リレーコイ／１１５０より構成されており、前記コ
ンパレータ４１の出力は前記タイマー４４の入力に、タ
イマー４４の出力は前記ＯＲ回路４６の一方の入力に接
続されている。又、前記製氷スイッチ３ｏの出力は前記
タイマー４２の入力に、タイマー４２の出力は前記ＯＲ
回路４６のもう−方の入力に接続されるとともに、前記
インバータ４８の入力にも接続されている。そして、イ
ンバータ４８の出力は前記タイマー４３の入力に接続さ
れ、タイマー４３の出力と前記ＯＲ回路４６の出力はと
もに前記ＯＲ回路４７の入力に接続されている。ＯＲ回
路４７の出力は前記冷凍室温度制御装置３６のＯＲ回路
３７のもう一方の入力に接続されるとともに、前記タイ
マー４５の入力にも接続されている。そして、タイマー
４６の出力は前記トランジスタ４９のペースに、又、ト
ランジスタ４９のコレクタには前記リレー接点３４を開
閉さすリレーコイル５ｏが接続されている。

ここで、前記タイマー４２はＨｉｇｈの信号（以下、単
に″Ｈ”と呼ぶ）が入力されると第１の所定時間（ｔｌ
）だけ”Ｈ″信号を発する０前記タイマー４３は“Ｈ″
信号が入力されると第２の所定時間（ｔ２）　だけ“Ｈ
″信号を発する。前記タイマー４４は入力信号が“Ｈ″
の場合には“Ｈ”信号を出力するとともに、入力信号が
”Ｈ”→Ｌｏｗの信号（以下、単に１Ｌ＃と呼ぶ）に変
化した時点より第３の所定時間（ｔ３）だけ“Ｈ″信号
を発する。又、前記タイマー４６は、入力信号が“Ｈ″
→″′Ｌ″に変化した時点より所定時間（ｔ４）だけ”
Ｈ＃倍信号発するように夫々構成されている。

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、温度センサー３１の抵抗値Ｒｍ１が小さくなっ
てコンパレータ３６の出力が“Ｈ″となっているためＯ
Ｒ回路３７の一方の入力が′Ｈ＃となりトランジスタ３
がｏＮしてリレーコイル３が導通する。そして、リレー
接点３３が閉成して圧縮機３２が運転されて冷却器６が
冷却作用を行なう。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１７．吐出口１８を介して製
氷装置２１にも供給される。製氷装置２１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
２３内に設置された第２の製氷皿１６の主として氷表面
より冷却を行なって通常の氷の生成作用を行ない、もう
一方で第１の製氷室２２の下面を形成する冷却板１３の
冷却作用を行なう。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ともに戻りダクト１９を通
じて冷却器６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ー３１の抵抗値ＲＴＨ１
が大きくなりコンパレータ３６はＬｏｗの信号（以下＠
Ｌ′と呼ぶ）を発生する。

このためトランジスタ３はＯＦＦしてリレーコイル３へ
の導通が遮断され、リレー接点３３が開放して圧縮機３
２．送風機６が停止する０以後この作用を繰り返して通
常の冷却作用が行なわれ、第１の製氷室２２の冷却板１
３も十分に冷却維持される。この状態において使用者が
透明な氷をつくろうとして水を満たした第１の製氷皿１
６を第１の製氷室２２に収納するのと同時に製氷スイッ
チ３ｏを投入すると＠Ｈ″Ｈ″信号力されてタイマー４
２に入力される。以後の動作を第３図の特性図を用いて
、初期水温が低い場合（例えば１０℃）と初期水温が高
い場合（例えば３０℃）に分けて説明する。

先ず初期水温が低い場合には、タイマー４２に＠Ｈ″Ｈ
″信号力されると加熱板２７の通気孔２６を介して第１
の製氷皿１６内の水による熱影響をうけて温度センサー
２８の温度は急激に上昇する。

そして第１の所定時間（’１＋例えば１ｏｍｉ）経過後
にタイマー４２の出力は“Ｈ”→“Ｌ”と変化するが、
その間タイマー４２の出力は１Ｈ１即ちＯＲ回路４６の
一方の入力、ＯＲ回路４７の一方の入力、ＯＲ回路３７
の一方の入力も夫々″′Ｈ”となるため、トランジスタ
３８がＯＮＩ、てリレーコイ／Ｉ／３９が導通し、リレ
ー接点３３がＯＮして圧縮機３２及び送風機６が強制的
に連続運転される。このため第１の製氷皿１６内の水は
０℃に向けて急速に冷却される。しかし、初期水温が低
い場合には、温度センサー２８の上昇カーブのピークは
予め定めた所定温度（Ｔ４例えば−３℃）にまで到達し
ないため、コンパレータ４１の出力は終始“Ｈ″のまま
であり、タイマー４４の出力も″Ｌ″即ちＯＲ回路４６
の一方の入力が１Ｌ″となっている。このため、第１の
所定時間（ｔ、）後にタイマー４２の出力が”Ｈ＃→”
Ｌ′″と変化すると、ＯＲ回路４６の入力は相方ともに
“Ｌ”となる〇一方、タイマー４２の変化した出力“Ｌ
″は、インバータ４８で′Ｈ″に変換されてタイマー４
３に入力される。そしてタイマー４３は引き続いて第２
の所定時間（ｔ２１例えば１Ｓ＋＋Ｏ＋＋）の聞出力“
Ｈ″発生る。このためＯＲ回路４７．ＯＲ回路３７の入
力も、この間″Ｈ′″となって引き続いて圧縮機３２と
送風機６が強制的に連続運転されるＯそして、第２の所
定時間（ｔ２）に達すると、タイマー４３の出力は″Ｈ
＃→“Ｌ″に変化するため、ＯＲ回路４７、即ちタイマ
ー４６の入力も“Ｈ”→“Ｌ″に変化する。このため、
タイマー４６は、その後所定時間（ｔ４２例えば１ｏに
）の聞出力“Ｈ”を発生し、トランジスタ４９がＯＮし
、リレーコイ／１１５０が導通して、リレー接点３４が
ＯＮしヒータ２６に通電される。ここで、第１の所定時
間（ｔｌ）と第２の所定時間（ｔ２）を加えた時間だけ
、圧縮機３２及び送風機６を連続運転すれば、初期水温
が低い場合はほぼ０℃付近にまで冷却されるよう時間を
予め設定しておけば、第２の所定時間（ｔ２）経過後に
圧縮１幾３２及び送風ａ６の連続運転が解除されてヒー
タ２６による加熱作用に効率よく引き継がれる。

次に、初期水温が高い場合には特に温度センサー２８の
温度上昇カーブが急峻であるので、タイマー４２が第１
の所定時間（ｔｌ）をカウントした時点では既に温度セ
ンサー２８の温度が所定温度（Ｔ１例えば−３℃）より
も上昇しているためにコンパレータ４１の出力は１Ｈ１
となっている。このためタイマー４４の出力はＨ”であ
シ、これに基づいてＯＲ回路４６．４７．３７を介して
トランジスタ３８に＠Ｈ′信号が送られて圧縮機３２、
送風機６が連続運転を行なう。そして温度センサー２８
の温度がピークを越して水温の降下に合わせて温度降下
カーブに転じ、所定温度（Ｔ１例えば−３℃）ニ達スる
と、コンパレータ４１の出力が＠Ｈｊ→１Ｌ”に変化す
る。しかし、タイマー４４は入力信号が″Ｈ”−ａ　Ｌ
　ｊに変化した後も第３の所定時間（ｔ３２例えば２５
ｉ）だけ遅延して゛％Ｈｊ信号を発し説けるため、引き
続いてその間ＯＲ回路４６．４７．３７を介してトラン
ジスタ３８に１Ｈ１信号が送シ続けられて圧縮機３２及
び送風機６が連続運転を続ける。その後、第３の所定時
間（１）が経過してタイマー４４の出力が″Ｌ”になる
と、ＯＲ回路４６．４７からの出力が＠Ｌ′となるため
タイマー４５の入力も″Ｈ１→＠Ｌ”に変化する。この
ため、タイマー４６はその後所定時間（ｔ４２例えば１
ｏｈ）の間、出力＠Ｈ”を発生してトランジスタ４９が
ＯＮしてヒータ２６に通電される。ここで、所定温度（
Ｔ４例えば−３℃）到達時点から水温が０℃に到達する
までの所要時間は、初期水温が多少異なっていても大差
のないレベルまで収束しているために、第３の所定時間
（ｔ３）を適切に定めれば、初期水温が高目の場合にも
、はぼ水温が０℃付辺に到達した時点で効率よく圧縮機
３２及び送風ａ６の連続運転が解除されて、ヒータ２６
による加熱作用を開始させることになる。

即ち、初期水温が低い場合でも高い場合でも、０℃に到
達するまでの水の状態での無駄な加熱作用が省略出来る
だけではく、その間、強制的に且つ連続的に冷却板１３
を介して冷却作用を行なうために製氷に要する時間（１
）を短縮することが出来る。又、温度センサー２８によ
り間接的に水温を検知して加熱開始時間を制御するため
水温が変化しても汎用性がある。更に、加熱しながらの
徐冷状態を避けられるため凍結点の０℃で正常に水から
氷への凍結作用が行なわれ、０℃以下にまで水が過冷却
される過冷却現象に陥って不透明な氷を生じさせる危険
性がなくなる。

発明の効果 以上の様に本発明によると次の様な効果が得られる。

（１）水が凍結を開始する。℃に到達するまでの所要時
間が短くなシ、透明な氷の製氷時間が短縮出来る。又、
水温条件が異なっても汎用性があり常にその効果が発揮
出来る。

（２）水から氷への冷却区間で加熱を交えての徐冷状態
を解消出来るため過冷却現象の発生が防止出来、不透明
な氷が混じるのを防止出来る。

【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等の製氷装置の
断面図、第２図は同製氷装置の電気回路及び制御回路図
、第３図は同製氷装置による製氷特性図、第４図は同製
氷装置を備えた冷蔵庫の断面図、第６図は従来例を示す
製氷装置を備えた冷蔵庫の断面図である。 １３・・・・・・冷却板（冷却手段）、１５・・・・・
・第１の製氷皿（製氷皿）２１・・・・・・製氷装置、
２２・・・・・・第１の製氷室（製氷室）２４・・・・
・・断熱材、２６・・・・・・ヒータ（加熱手段）、２
６・・・・・・通気孔、２７・・・・・・加熱板、２８
・・・・・・温度センサー、４ｏ・・・・・・製氷制御
装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｚ４
−＃芯材 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却板等の冷却手段と、前記冷却手段を底面に備え、前
   面を開口して区画形成した製氷室と、前記製氷室の底面
   と前面を除いた外壁内に配設した断熱材と、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等の加熱手段を備えた加熱板
   と、前記加熱板の一部に形成した通気孔と、前記通気孔
   に対向して、前記加熱板の裏面空間に設けた温度センサ
   ーと、前記加熱装置を作動させて製氷作用を行なわせる
   製氷スイッチと、前記製氷スイッチの投入と同時に前記
   冷却手段を連続的に作用させるとともに、前記製氷スイ
   ッチの投入時より第１の所定時間経過後の前記温度セン
   サーの温度が所定温度以下の場合は、第２の所定時間経
   過後に前記冷却手段の連続的作用を解除して前記加熱手
   段を作用させ、前記温度センサーの温度が所定温度以上
   の場合は、所定温度に到達した後第３の所定時間経過後
   に前記冷却手段の連続的作用を解除して前記加熱手段を
   作用させる製氷制御装置とを備えて成る冷蔵庫等の製氷
   装置。