JPH0229567A - 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て、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第４図から第８
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。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り、
箱体７ａの上段に透明な氷を生成するだめの第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で囲われておシ、天面にはヒ
ータ１１を裏面に配設したアＡ／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。１
９は前記冷凍室３内に吐出された冷気を前記冷却器５に
戻すだ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。

次に電気回路について説明する。前記送風機６及び圧縮
機２１は並列に接続されリレー接点２２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２３と直列に接続された後電源に接続されている。

２４は冷凍室温度制御装置であり、前記冷凍室３内に設
けた温度センサー２６、抵抗Ｒ１，Ｒ２゜Ｒ３、コンパ
レータ２６を備えた比較回路、トランジスタ２７、リレ
ーコイ／Ｌ’１８を備えており、前記コンパレータ２６
の出力は前記トランジスタ２７のベースに接続されてい
る。又、前記トランジスタ２７のコレクタには前記リレ
ー接点２２を開閉さす吸引用のりレーコイ／Ｌ’２８が
接続されている。

２９は製氷制御装置であシ、前記製氷スイッチ２ｏ、タ
イマー３０、トランジスタ３１、リレーコイル３２を備
えており、前記製氷スイッチ２ｏの出力は前記タイマー
３０の入力に接続され、タイマー３０の出力は前記トラ
ンジスタ３１のペースに接続されている。トランジスタ
３１のコレクタには前記リレー接点２３を開閉さす吸引
用のりレーコイ／Ｌ／３２が接続されている。ここで、
前記タイマー３０は一度入力にａｔｇｈの信号（以下”
Ｈ”と呼ぶ）が入力されると所定時間（ｔｏ）連続して
“Ｈ”信号を出力する様構成されている。

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２６の抵抗値ＲＴＨが→ｌトさくな
ってコンパレータ２６の出力が″Ｈ”となっているため
トランジスタ２７がＯＮしてリレーコイ１ｖ２８が導通
する。そして、リレー接点２２が閉成して圧縮機２１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６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７にも供給される。製氷装置
γ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８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ー２６の抵抗
値ＲＴＨが大きくなり、コンパレータ２６はＬｏｗ信号
（以下“Ｌ”と呼ぶ）を発生する。

このためトランジスタ２７はＯＦＦ　してリレーコイ１
ｖ２８への導通が遮断され、リレー接点２２が開放して
圧縮機２１、送風機６が停止する。以後この作用を繰り
返して通常の冷却作用が行なわれ、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１６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″Ｈ１信号が出力されてタイ
マー３０に入力される。同時にタイマー３０は予め定め
られた時間（七〇）連続的に“ｆ（”信号を出力するた
め、この間トランジスタ３１はＯＮＩ、続け、リレーコ
イ、ＴＩ／３２が導通してリレー接点２３が閉成してヒ
ータ１１に通電される。そして（ｔｏ）の経過後タイマ
ー３０の出力は″Ｌ”となり、トランジスタ３１は０Ｆ
Ｆ（、リレーコイ／Ｌ／３２への導通が遮断してリレー
接点２３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８図で説明すると、例えば３０℃の水を
満たした第１の製氷皿１６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１６の下面
より冷却が始まシ、同時に第１の製氷皿１６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（ｔｌ）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２６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
上面の加熱板からの加熱作用で氷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氷表面より放出
され気泡をほとんど含まない状態で約−５℃に到達して
透明な氷が生成される。その後、若干の時間経過後、製
氷開始から（ｔ２）に達するとヒーター１が０ＦＦＬ加
熱板１２からの加熱作用が終了する。そして、冷却板１
３からの冷却作用のみで冷凍室３内の温度（例えば−２
０℃）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、約−６℃から一２０℃の製氷完了ま
でに要する時間は（ｔ３）であり、前述した時間（ｔ　
　）、（ｔ２′）と合わせて総合時間（１）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 しかしながら上記従来例によると次の様な問題点がある
。

（１）製氷スイッチ２ｏ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の加熱作用が行なわれるため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２６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０ＦＦｊ、た後にも圧縮機２
１、送風機６は温度センサー２６の状態によって運転、
停止を行ないながら冷凍室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。

（２）ヒータ１１が連続的に通電され、圧縮機２２゜送
風機６の運転・停止に関わらず加熱板１２から一定の加
熱量が与えられる場合には比較的低い外気温度の時、例
えば外気温度１０℃の場合に冷蔵庫本体１への熱負荷量
が減少して圧縮機２２及び送風機６の運転時間が減少し
冷却板１３の冷却量が低下すると、加熱板１２の加熱量
とのバランスが崩れる。即ち加熱量が相対的に増大する
ことになって製氷の進行が必要以上に遅くなる。このた
めヒータ１１の通電が停止するとｔｈを経過した時点で
も未だ製氷が終了しておらず、水の状態が残っなままで
ヒータ１１の通電が停止すると急激に相対的な冷却量が
上回って氷表面付近より氷結して表面が白濁した氷とな
９、透明な氷にならないという問題があった。又、これ
を避けるために製氷スイッチ２゜によるヒータ１１の通
電時間ｔｈを予め余裕を十分にみて長く設定しておけば
低外気温時に白濁した氷が出来てしまうという問題は解
消されるが、製氷終了時間が必要以上に長くなってしま
うという不都合は解消出来ない。このように、上記した
例によると外気温度を初めとして、扉開閉や食品負荷の
投入時、冷蔵庫本体１に何らかの熱負荷的条件の変化が
あった場合にその都度対応出来ず一条件によっては不透
時な氷が生成されることがあった。

本発明は上述した問題を解消するものであり、冷蔵庫等
の本体の熱負荷条件に変化が生じた場合にも安定して効
率的に透明な氷を生成できる製氷装置を提供する事を目
的としている。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の冷蔵庫等の製氷装
置は、製氷スイッチ投入後より加熱手段を停止させ冷却
手段全連続的に作動させる第１の冷却期間と、前記第１
の冷却期間に続いて冷却期間が作動している時又は水温
を間接的に検知する水温センサが所定温度以下になった
時に前記加熱手段を作動させる第２の冷却期間と、前記
第２の冷却期間に続いて前記加熱手段を停止させ前記冷
却手段を連続的に作動させる第３の冷却期間で構成した
製氷制御装置を備えたものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、 （１）水が０℃に至るまでの第１の冷却期間は冷却板か
らの冷却作用だけを連続的に受けて急速に冷却される。

又凍結が終了した第３の冷却期間も同様に急速に冷却し
硬い氷を作る。

（２）　　凍結が進んでいる第２の冷却期間については
基本的に冷却手段の作動と同期してヒータ等の加熱手段
が作動するので冷却と加熱のバランスが取れ所定の凍結
速度で製氷が下面より上面へ進行する。又長時間冷却手
段が作動しない時は加熱手段も作動せず水温センサの温
度は下シ所定の温度以下となると加熱手段は作動し、加
熱手段が長時間作動せずに水面が先に凍結する事がない
。

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。３
３は冷凍室３の下部に備えた製氷装置であり、水温セン
サ３６が支持片３４により加熱板１２の裏面空間に取り
付けられている。３６は冷凍室は冷凍室温度制御装置で
あり温度センサ２６、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，コンパレ
ータ２６を備えた比較回路、ＯＲ回路３７、トランジス
タ２７、リレーコイル２８を備えており、前記コンパレ
ータ２ｅの出力は前記ＯＲ回路３７の一方の入力に、Ｏ
Ｒ回路３７の出力は前記トランジスタ２７のベースに接
続されている。又トランジスタ２Ｔのコレクタにはリレ
ー接点２２を開閉させる吸引用コイルリレ２８が接続さ
れている。

３８は水温検知回路であり水温センサ３５、抵抗Ｒ４，
Ｒ６，Ｒ６、コンパレータ３９を備えた比較回路、ＯＲ
回路４０１備えており、前記コンパレータ２６．３９の
出力が前記ＯＲ回路４ｏの入力に接続されている。

４１は製氷制御装置であり、製氷スイッチ２０、タイマ
４２、トランジスタ３１．ＡＮＤ回路４３を備えている
。前記製氷スイッチ２０の出力は前記タイマー４２の入
力に接続されている。又前記タイマー４２のｂ端子の出
力と前記ＯＲ回路４゜の出力とがＡＮＤ回路４３０入力
に接続されている。ここで、タイマー３７は１Ｈ″信号
が一旦入力されると所定時間（ｔ１’）の間ａ端子より
”Ｈ″信号を出力、続いて所定時間（ｔ２’）の間す端
子より１Ｈ１信号を出力、そして最後に製氷完了までの
設定時間（ビ）に到達するまで再びａ端子より′″Ｈ″
Ｈ″信号するよう構成されている。次に、このタイマー
３７のａ端子の出力は前記冷凍室温度制御装置３６のＯ
Ｒ回路３７のもう一方の入力に接続されており、ＡＮＤ
回路４３の出力は前記トランジスタ３１のペースに接続
されている。そしてトランジスタ３１のコレクタにはリ
レー接点２３を開閉さす吸引用のリレーコイル３２が接
続されている。

かかる構成において、製氷スイッチ２０を使用者が投入
するとタイマー３７の入力に＠Ｈ″Ｈ″信号力されて（
ｔ、’）の間ａ端子から“Ｈ″信号が出力されるため、
ＯＲ回路３５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
２７がＯＮしリレーコイル２８が導通してリレー接点２
２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４２のｂ端子出力は“Ｌ＃となっているためトラン
ジスタ３１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ｔ１’＜ｔｌ）。

次に時間（ｔ１’）が経過するとタイマ４２の出力はｂ
端子より”Ｉ（”が時間（ｔ２′）の聞出力されるので
もう一方の入力が１Ｈ″となればトランジスタ３１がＯ
Ｎｊ、、リレーコイル３２に導通してリレー接点が閉成
し、ヒータ１１がＯＮする。即ちコンパレータ２６が１
Ｈ”（圧縮機２１が運転されて冷却されている）又はコ
ンパレータ３９が“Ｈ”（水温センサの温度が設定値Ｔ
１　より低い）の場合ヒータ１１は通電される事になる
。即ち基本的に冷却板が冷却されている時に水面からの
加熱が行れ、外気温度変化や実使用に於ける扉開閉安定
して透明な氷を作る事が出来る。又低外気温時（６℃〜
０℃）では圧縮機２１の運転が下がりヒータ１１の通電
率も下がり水面を凍結させてしまう恐れがあるが、この
時水温センサ３６は所定値より低くなりコンパレータ３
９の出力が′Ｈ″ｍとなるためヒータ１１には通電され
水面凍結の防止をする。そして更に（ｔ２′）が経過す
るとタイマー３７の出力はｂ端子から再びａ端子に切換
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
用が行なわれ急速に冷凍室３の温度付近（約−２０℃）
にまで短時間で冷却される。即ち０℃に至るまでの期間
をｔ１′（従来例は１１）　、０℃から凍結の終了した
約−５’ｔ＝ｔ２’（従来例はｔ２人その後の使上げの
冷却期間を１７（従来例は１３）とすると総合的な製氷
時間ｔ／　＝＠　１′＋　１４　＋ｔ、；は従来例の製
氷時間１＝１．＋１２＋１３より大きく短縮されるもの
である。

発明の効果 以上の様に、本発明によると次の効果が得られる。

（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
く短縮出来る効果が得られる。

＠）扉開閉−食品の投入により冷蔵庫等の本体に対して
熱負荷が増減する様な条件変化があった場合でも、製氷
皿への冷却手段が作動している場合にのみ加熱手段を作
動させ、冷却手段の作動が停止すると加熱手段の作動も
停止するだめ常に冷却と加熱のバランスが保たれて製氷
に要する時間がほぼ一定になり、一定した品質でしかも
必要最小限の時間で透明な氷を生成することが出来る。

（３）低外気温時等で極端に冷却手段の作動時間が短く
なった場合にも水温センサにより製氷皿上面の雰囲気温
度を検知し加熱手段を作動させるために水面が凍結して
しまう恐れがない。

【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
電気回路図、第２図は同製氷装置で透明な氷を生成する
際の特性図、第３図は同製氷装置の断面図、第４図は従
来の製氷装置を備えた冷蔵庫の断面図、第６図は同製氷
装置の正面図、第６図は同第６図の断面図、第７図は同
製氷装置の電気回路図、第８図は同製氷装置で透明な氷
を生成する際の特性図である。 ８・・・・・・第１の製氷室（製氷室）、１ｏ・・・・
・・断熱材、１１・・・・・・ヒータ（加熱手段）、１
２・・・・・・加熱板、１３・・・・・・冷却板、１４
・・・・・・通風路（冷却手段）、１６・・・・・・第
１の製氷皿（製氷皿）、２ｏ・・・・・・製氷スイ・ツ
チ、３３・・・・・・製氷装置、３５・・・・・・水温
センサ、４１・・・・・・製氷制御装置。 Ｉｆ−−−ヒータ（、ｆｆ１ｆ弗装置）π−製水スイフ
チ あ−水Ａゼンブー ３６−・冷凍魚ＩＸ制御泉ｌ 第３図 ８゛−篤１０裂水工（製氷Ｌ） １０−−御所熱材 １１−−ヒータ（加熱象Ｌ） ／？−−−−　ガｒ１夕へ板 １３−障却坂 Ｉ５−第１の粟水ユ（製水凰） ３３−Ｍ氷菓１ ３Ｓ−水濃センブー 第 図 城 第 図 ／ ？４− ぐｒ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却板と、前記冷却板を冷却するための冷却手段と、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加熱手段を備えた加
   熱板と、前記製氷室の底面と前面を除いた外壁内に配し
   た断熱材と、前記加熱板の裏面に取付けた前記製氷皿上
   面の雰囲気温度を間接的に検知する水温センサと、製氷
   開始を指令する製氷スイッチと、前記製氷スイッチ投入
   後より前記加熱手段を停止させて前記冷却手段を連続的
   に作動させる第１の冷却期間と、前記第１の冷却期間に
   続いて前記冷却手段が作動している時又は前記水温セン
   サが所定の温度以下になった時前記加熱手段を作動させ
   る第２の冷却期間と、前記第２の冷却期間に続いて前記
   加熱手段を停止させ前記冷却手段を連続的に作動させる
   第３の冷却期間で構成した製氷制御装置を備えた冷蔵庫
   等の製氷装置。