JPH0264375A - 冷蔵庫 - 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 本発明は冷凍室等に配置され、特に透明な氷を生成可能
とする製氷機能を備えた冷蔵庫に関するものである。

従来の技術 従来よシ家庭用の冷蔵庫等で行なわれている製氷方法に
ついて第９図に従い説明する。

１は冷蔵庫本体で外箱２．内箱３．及び前記外筒２．内
箱３間に充填された断熱材４によ多構成されている。６
は前記冷蔵庫本体１の内部を上下に区画する区画壁であ
り、上部に冷凍室６．下部に冷蔵室７を区画形成してい
る。８は前記冷凍室６の背面に備えた冷凍サイクルの冷
却器であシ、９は前記冷却器８で冷却した冷気を前記冷
凍室６及び冷蔵室γ内に強制通風するための送風機であ
る。また１０は前記冷凍室θ内の一画に設けた製氷室で
あり、１１は前記送風機９の吐出側と前記製氷室１０と
を連通させる通風路である。そして１２は製氷皿であシ
前記製氷室１０内に載置される。

かかる構成において、製氷皿１２内に水を満たして製氷
室１０内に載置すると、冷却器８で冷却された冷気が送
風機９の強制通風作用により、通風路１１を介して前記
製氷室１ｏ内に送り込まれて前記製氷皿１２内の水を全
周よシ冷却凍結させて氷を生成するものである。

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１２内の水の凍結が、製氷皿１２
と水と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カルキ
等の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、また味も良くない氷となシ、
例えばウィスキー等の飲料用をはじめとして官能的に適
したものではなかった。

そのため、透明で味の良い氷を所望するニーズは過去よ
り有シ、それを生成するための装置として例えば実開昭
５５−３５４３８号公報で公知であり、この構造は第１
Ｑ図及び第１１図に示す様なものであった。以下第１０
図及び第１１図に従いその基本的な内容について説明す
る。尚、従来例第９図と共通する部分については同一の
符号を付１−その説明を省略する。即ち、１３は内部に
断熱材１４を挿入した区画壁で上部に冷凍室６．下部に
冷蔵室７を区画形成している。１５は前記冷凍室θ内の
一画に設けた製氷室であシ、通風路１１により送風機９
の吐出側と連通している。１６は前記製氷室１６内に載
置した製氷装置であり、上面を開口した容器１７と、前
記容器１７の開口部を上端として内面に重ねた製氷皿１
日とより成る。

また、１９は前記製氷皿１７の底面に設けた貫通孔であ
る。尚、前記製氷装置１６を前記製氷室内に載置した際
には、前記製氷装置１６の前面を除く外周が前記区画壁
１３の断熱材１４で囲われる様構成している。

かかる構成において、製氷装置１５内に水を注水すると
、製氷皿１８の底面に設けた貫通孔１９より容器１７内
の下部空間に先ず水が満たされ、続いて製氷皿１８も満
水状態となる。そして、このように水を満たした製氷装
置１６を製氷室１６内に載置すると、送風機９０強制通
風作用による冷気が通風路１１を介して製氷室１６内に
送シ込まれ製氷装置１６の上面より冷却を行なう。ここ
で、製氷装置１６の外周は区画壁１３の断熱材１４で囲
われているため外周からの冷却作用は弱く、概ね製氷装
置１６の上方から下方への一方向に凍結が進行していく
。即ち容器１７の上部に重ねた製氷皿１８内の水から徐
々に凍結していく。そして、この凍結速度を適度に遅く
してやれば氷の生成進行とともに水中に溶解していた気
体成分や、含有される不純物を氷結晶外に析出して下方
の水中に排出させていくが、この時、製氷皿１８の底面
には貫通孔１９を設けて下部の容器１７内に満たされた
水と連通ずるように構成しているため、製氷皿１８内の
凍結進行により排出された気体成分や不純物は貫通孔１
９を介して大部分が下部の容器１了内の水中に拡散、排
出されることになる。

このため上部の製氷皿１８内に生成された氷は、気泡に
よる白濁や不純物の少ない透明度が高くて味の良い氷と
なる。但し、製氷皿１８の下部の容器１７内の水が最終
的に凍結して生成された氷は、当初満水にした水中に含
まれる気体成分や不純物が濃縮されているため気泡の発
生の多く白濁した味の悪い氷となる。即ち、上下層に質
の異なる氷が生成されることになり、使用する際には上
下層の氷を分子Ｉｋ離氷して、上層の製氷皿１８内の透
明度が高く味の良い良質の氷のみを飲用等に供しようと
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、この様な構成であっても次の様な問題点
があった。

（１）製氷皿１８と容器１７が生成された上下層の氷で
氷結しているため、実際には両者を分離。

離氷することが相当な力を要し容易でない。

（２）製氷皿１８の下層の容器１了内に生成された白濁
氷を分離して処分する手間を要し使い勝手が悪い。

（３）下層の白濁氷を廃棄せずに、或いは廃棄不十分な
状態で新たに注水し製氷した場合は上層の製氷皿１８内
に生成された氷も質や・透明度が著しく低下するため、
使用に際して相当な注意が要求される。

＜４）　　＃氷のため製氷装置１６ごと着脱可能にする
必要があるため、製氷装置１６の外周の断熱や冷気漏洩
に対する構造が完全な形では実現出来ず、上方から下方
に向けての完全な一方向凍結になシにくい。このため外
周部からの凍結進行も一部含まれて、水中の気体成分に
よる気泡や不純物をその分水中に取り込んで透明度や味
を落とす要因になる。

（５）製氷皿１８の底面の貫通孔１９を介して下部の容
器１γ内に気体成分９発生した気泡、不純物等を排出す
るが、貫通孔１９の開口面積（孔径、孔数によって決ま
る）が小さければそれらの不純物等を排出しにくく上記
（４）項のように透明度や味を落とす結果となる。又、
逆に貫通孔１９の開口面積が大きければ不純物等は排出
され易く透明度や味も向上するが、製氷皿１８内に出来
た氷と容器１７内に出来た氷の結合面積が大きくなって
両者の分離離氷が一層困難になってしまうということで
、透明度や味の氷の質と、離水性の使い勝手とを半ば犠
牲にしながら中間的なレベルに設定せざるを得ない。

本発明は上述した問題を解消するものであり、離氷性や
使い勝手を損なわず、且つ容易に透明度が高く味の良い
氷を生成することのできる冷蔵庫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は、冷却室の
一画に備・えた排水口付の貯水槽の内面に底面を開口し
た製氷枠を懸垂して設置するとともに、貯水槽及び排水
口の外壁にヒータを、また貯水槽の外壁の一部に温度セ
ンサを密着させて設ける。そして排水口には排水装置及
び排水管を連結させその出口は蒸発装置に臨ませて、温
度センサが所定温度に上昇した時点より所定時間経過後
に排水装置を作動させるよう構成するものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって、貯水槽に製氷枠を設置
して水を注水すると、貯水槽内で製氷枠が水に浸漬した
形で満水になる。この時注水による貯水槽外壁の温度上
昇を温度センサが検知して所定温度に上昇した時点より
時間積算を開始する。

同時に並行して貯水槽内の水は水中の気体成分や不純物
を排出しながら上面よシ凍結してゆくが、ここで貯水槽
の外壁に密着させたヒータの加熱作用で貯水槽の内壁と
製氷枠の外壁との氷結を防止すると同時に、排水管の外
壁に密着させたヒータの加熱作用で排水管の凍結を予防
する。次に氷の厚さが適当な厚さになるのに予め定めた
所定時間を経過すると排水装置が作動する。この時、貯
水槽の内壁と製氷枠との間はヒータの加熱作用で氷結し
ていないため製氷枠の上下で気圧の均衡がとれて、製氷
枠下部に残った気体成分や不純物の濃度が高くなった水
が排水装置、排水管を通じて蒸発装置内に排水され強制
的に蒸発除去される。こうして貯水槽内には、製氷枠内
に成長した透明度及び純度の高い氷のみが残されるもの
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８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
。

２ｏは内部に断熱材２１を収めた区画壁であり、上部に
冷凍室６．下部に冷蔵室７を区画形成している。２２は
前記冷凍室６内の一画に設けた製氷室であり、通風路１
１によシ送風機９の吐出側と連通している。２３は前記
断熱材２１に埋設されて上面を開口した貯水槽であシ、
底面に排水口２４が設けられている。２５ａは前記貯水
槽２３の開口部を上端として貯水槽２３内に懸垂して設
置した着脱自在の製氷枠であり、底面を貫通して開口し
た複数の小区画２５ａとこの小区画２５ａを仕切る仕切
枠２ｓｂより構成されている。２６ａは前記貯水槽２３
の外壁及び前記排水口２４の外壁に密着させたヒータで
あシ、２６ｂは前記貯水槽２３の底面外壁に密着させた
温度センサーである。又、２７は前記排水口２４に連結
した排水装置（以下排水弁と称する）であシ、電気的に
弁を開放して排水を行なう構成のものである。即ち、２
８はプランジャー、２９はゴム系のダイヤフラムで外周
部に入水口３０．中心部に出水口３１が形成されており
、重犯出水口３１の上端口を前記プランジャー２８の先
端面で封止する構成となっている。また３２は前記プラ
ンジャー２８を前記出水口３１の上端口に圧接するため
のスプリング、３３は前記プランジャー２８を電磁作用
で吸引するための電磁コイルである。そして、３４は入
口管、３６は出口管、３６は前記入口管３４と前記貯水
槽２３の排水口２４を連結する連結管である。

また、３７は前記連結管３６内で入水経路に設けた異物
除去用のフィルターである。一方、３８は前記排水弁２
７の出口管４６に連結された排水管であシ、前記区画壁
２ｏの断熱材２１及び本体１の断熱材４内を貫通して本
体１の底部に設けた機械室３９内に連通している。そし
て４ｏは蒸発装置であシ、冷凍サイクルの圧縮機４１か
ら配管された高温高圧の加熱管４２を密着させた加熱板
４３と、前記加熱板４３上に載置した蒸発皿４４より構
成されている。また４６は前記排水管３８の出口に連結
して前記蒸発皿４４の内部に水を導くための導水管であ
る。４６は前記冷凍室６内の温度を検知して、前記送風
機６．圧縮機４１の運転、停止の制御を行なわせるため
の温度センサである。

次に、電気回路及び制御回路について説明する。

前記送風機９と圧縮機４１は両者並列に接続された後、
リレー接点４７を介して電源に接続されている。また前
記ヒータ２６ａはリレー接点４８を介して電源に接続さ
れている。そして前記排水弁２７の電磁コイ／Ｌ／３３
はリレー接点４９を介して電源に接続されている。次に
、６０は冷凍室温度制御装置であシ、温度センサ４６．
抵抗Ｒ１，Ｒ２゜Ｒ３，コンパレータ６１を備えた比較
回路と、トランジスタ５２．リレーコイ）ＶＢ２を備え
ておシ、前記コンパレータ５１の出力はトランジスタ６
２のベースに接続されている。又、トランジスタ６２の
コレクタには前記リレー接点４了を開閉さす吸引用のリ
レーコイル６３が接続されている。

６４は製氷制御装置であり、温度センサ２６ｂ。

抵抗Ｒ４，Ｒ６，Ｒ６、コンパレータ６５を備えた比較
回路と、タイマー５６．トランジスタ５７゜６８、リレ
ーコイ／Ｌ’５９．６０を備えており、前記コンパレー
タ５５の出力は前記タイマー５６の入力に接続されてい
る。ここで、前記タイマー６６は、−度Ｈｉ　ｑｈの信
号（以下″Ｈ”と呼ぶ）が入力されると所定時間ｔ１経
過後にＨ”信号を出力し、その後、時間ｔ２の間だけ出
力”Ｈ”の状態を維持してその後はＬｏｗの信号（以下
″Ｌ”と呼ぶ）を出力する出力端子ａと、−度”Ｈ”信
号が入力されると前記した時間ｔ１＋ｔ２の間”Ｈ”信
号を出力し、その後は“Ｌ”信号を出力する出力端子す
とで構成されている。そして、前記タイマー６６の出力
端子ａは前記トランジスタ５８のベースに接続されてお
り、前記トランジスタ６８のコレクタには前記リレ接点
４９を開閉さすりレーコイ／Ｌ／６０が接続されている
。また、前記タイマー５６の出力端子すは前記トランジ
スタ５７のベースに接続されておシ、前記トランジスタ
６７のコレクタには前記リレー接点４８を開閉さすリレ
ーコイ／ｖ６９が接続されている。

かかる構成において、冷凍室６の温度が新手値より高い
場合は、温度センサ４６の抵抗値ＲＴｆ（１が小さくな
ってコンパレータ５１の出力が“Ｈ”となっているため
、トランジスタ５２がＯＮしてリレーコイ／Ｌ’５１が
導通する。そして、リレー接点４７が閉成して圧縮機４
１が運転されて冷却器８が冷却作用を行なう。これと同
時に送風機９が運転され、冷却器８で冷却された冷気が
冷凍室６゜冷蔵室７に強制通風されるほか、吐出ダクト
１１を介して製氷室２２内にも強制通風されて冷却作用
を行なう。その後、冷凍室６が所定温度にまで冷却され
れば、温度センサ４６の抵抗値ＲＴＨ２が大きくなり、
コンパレータ６１の出力はＬ”となる。このためトラン
ジスタ６２は０ＦＦＩ、−（、リレーコイ／Ｌ１５２へ
の導通が遮断され、リレー接点４７が開放して圧縮機４
１．送風機９は停止する。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
貯水槽２３内に水を注水していくと、排水弁２７のプラ
ンジャー２８は通常時落下してダイヤフラム２９の出水
口３１を封止しているため、水は貯水槽２３内に満たさ
れていき、製氷枠２５の底面の開口部を介して各小区画
２６＆内の所定水位まで浸水する。この状態は第５図の
特性図上での水の注水時、即ちＡ点であシ、状態図で示
せば第６図のようになる。この時、水の注水により貯水
槽２３の底面外壁に密着させた温度センサ２６ｂの温度
は水温を検知して急激に上昇する。

そして、予め定めである温度Ｔにまで上昇すると、温度
センサ２６ｂの抵抗値ＲＴＨ２は小さくなって、コンパ
レータ５５の出力が”Ｈ″となる。このため、タイマー
６６は直ちに時間積算を開始して同時に出力端子すは６
Ｈ”信号を出力する。このためトランジスタ６７はＯＮ
して、リレーコイル６９に通電され、リレー接点４８が
閉成してヒータ２６ａに通電される。ここで、製氷室２
２には冷却器８で冷却された冷気が送風機９によってダ
クト１１を介して送シ込まれているため、製氷枠２５の
上面よシ各／Ｉ−区画２５ａ内の水の製氷作用が行なわ
れる。但しこの時、貯水槽２３の外周は断熱材２１で密
接して囲われているため外周からの冷却作用はほとんど
なく、また前述したヒータ２６ａの加熱作用により、貯
水槽２３の外周が暖められているために、製氷作用は製
氷枠２６の上方から下方への一方向に進行していく。こ
のため凍結速度を適度に遅くしてやれば（例えば５　ｍ
ｍ　／ｈ程度）氷の生成進行とともに水中に溶解してい
た気体成分や、含有される不純物を氷結晶外に析出して
下方の水中に排出していくが、製氷枠２６の各小区画２
５ａの底面が貫通して開口しているため、析出された気
体成分σ拡散や、不純物の沈降を妨害する妨害壁がなく
、円滑に貯水槽２３の下部水中へ排出される。妨害壁が
ないため氷の成長による凍結進行面の近傍での気体成分
の水中濃度が高まりに〈＜、そのため気泡も発生しにく
い。

こうして時間経過によって順次生成されていく氷は透明
度が非常に高く、不純物の少ない味の良い氷となり、タ
イマー６６の積算開始から時間ｔ１猛経過する第６図特
性図上のＢ点では既に必要とする適当な厚み（例えば２
６Ｍ）の氷が生成されている。即ち状態図で示せば第７
図のように上部の製氷枠２６の部分に透明度が高く不純
物の少ない氷が、その下部には、純度の低下した氷が共
存した状態となっている。一方、前述した製氷作用中に
はヒータ２６ａの加熱作用により、貯水槽２３の内壁と
製氷枠２６の外壁との間隙には完全には氷結が進まず、
水膜で製氷枠２６の外周が覆われている状態となってい
る。又、排水口２４も加熱されて内部の凍結が予防され
て排水に備えた状態となっている。この様な状態で時間
ｔ１が経過すると同時に、タイマー５６の出力端子ａの
出力信号が”Ｈ”にな９、トランジスタ６８がＯＮｆる
。

そしてリレーコイル６０に通電されてリレー接点４９が
閉成する。このため排水弁２７の電磁コイ／Ｌ／３３に
通電されることになり、プランジャー２８が引き上げら
れる。ここで貯水槽２３の内壁と製氷枠２６の外壁との
間、隙は完全には氷結しておらず、気圧の均衡がとれて
貯水槽２３内の残水は排水口２４．連結管３６．入口管
３４．入水口３０、出水口３１．出口管３５を経て排水
管３８に導かれ、導水管４６を介して機械室３９内の蒸
発装置４０の蒸発皿４４内に排水される。その後、蒸発
皿４４内に排水された水は圧縮機４１からの高圧の高温
冷媒ガスが流れる加熱管４２と密着させた加熱板４３の
加熱作用によって蒸発され自動的に残水が処理される。

こうして、貯水槽２３内の残水がすべて排水された後、
即ち排水開始から時間ｔ２が経過すると、タイマー６６
の出力端子ａ、ｂともに”Ｌ”信号に切替わる。このた
め、トランジスタ５７，５８はそれぞれＯＦＦし、リレ
ーコイ１Ｖ６９．６０の通電も遮断されて、リレー接点
４８．４９がそれぞれ開放する。そして、ヒータ２６ａ
の通電が遮断されて加熱作用を終了し、排水弁２７の電
磁コイ）ＶＳ２の通電が遮断されてプランジャー２８が
落下して次の注水に備える。このような状態は第６図の
特性図上の０点に示され、又、状態図で示せば第８図の
ように貯水槽２３内には製氷枠２５内に生成された透明
度及び純度の高い氷のみが残された状態となっている。

この時点において製氷作用は終了するが、一連の製氷作
用は水の注水検知による自動開始及び自動終了となって
おシ残水の廃棄処理も含めて手間がかからないほか、例
えば製氷開始スイッチを使用者が押して製氷を開始する
例では、使用者が注水後、製氷スイッチを押し忘れた場
合に排水作用が行なわれず貯水槽２３内の水が最後まで
すべて凍結してしまう不都合が考えられるが、注水によ
る自動製氷開始であるためその心配も不要となる。

そして製氷作用の終了後は、ヒータ２６ａの加熱作用に
よって形成された貯水槽２３の内壁と製氷枠２５の外壁
との間隙の水膜部は排水作用で水が抜は製氷枠２６の外
周に空隙が形成される。このため、使用者は簡単に製氷
枠２６を貯水槽２３より取シ外すことが出来、製氷枠２
５をひねる簡単な離氷動作を行なうだけで、力も要さず
使い勝手よく離氷が行なえる。また、製氷枠２６に付着
した氷はすべてが透明度及び純度の高い氷で、飲用。

食用に適さない白濁した純度の低い氷は含まれな際に、
残水、残氷に注意を払う必要がなく製氷枠２６を設置し
て注水するだけの簡単な動作で使い勝手よく安定した製
氷が繰返せる。

発明の効果 以上の様に本発明によると次のような効果が得られる。

（１）製氷開始後、適当な時間で排水装置を作動させて
、氷の生成進行によって析出された気体成分や不純物を
含んだ残水を排水してしてしまうことと、製氷枠のみを
脱着し、貯水槽は固定して外周を断熱材で密着包囲する
ことで上方から下方への一方向の凍結作用が行なわれて
気体成分や不純物が封じ込められないことにより、製氷
枠内に生成された氷は執常に透明度が高く不純物の少な
い味の良い氷となる。また、排水された残水は蒸発装置
によって自動的に蒸発処理されるため手間がかからない
。

（閾温度センサによシ貯水槽内への注水を検知して製氷
作用の自動開始を行ない、又タイマーによる自動終了を
行なわせるので使用者の手間がかからない。また、注水
されると必ず製氷作用を自動的に開始するので、製氷ス
イッチを押して製氷を開始させる例のようにスイッチの
押し忘れて排水作用が行なわれず貯水槽内の水がすべて
凍結してしまうという不都合がない。

（４製氷枠の底面が貫通して開口しているため、氷の生
成進行によって析出された気体成分の下方への拡散や不
純物の下方への沈降に対して妨害物となるものがなく、
白濁の要因となる気泡の発生が起こりにくく、不純物も
排出され易くなり、−層透明度や氷の純度が高くなる。

（４）貯水槽の外壁と排水口の外壁を適度に加熱するこ
とによって排水時の気圧均衡をとり、排水経路の凍結予
防をするため、不要な残水は確実に排水され、使用者が
必要とする透明度と純度の高い氷のみが製氷枠内に残る
。そして貯水槽外壁の加熱作用により製氷枠は容易に貯
水槽より取り外せ、簡単に離氷が出来る。また不要な氷
を分離廃棄する手間がいらず、毎回の製氷作用時に貯水
槽内の残氷の有無の確認、廃棄等の手間も不要で、使い
勝手よく安定した製氷が行なえる。

【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要部拡大断面
図、第２図は同第１図のうちの製氷枠の拡大斜視図、第
３図は同冷蔵庫の縦断面図、第４図は同第３図の冷蔵庫
の電気回路及び制御回路図、第５図は同冷蔵庫で製氷し
た際の特性図、第６図は同第１図の貯水槽に水を満たし
た状態図、第７図は同第６図の状態よシ製氷が進行した
状態図、第８図は同第７図の状態で排水した後の状態図
、第９図は従来例を示す冷蔵庫の要部断面図、第１０図
は従来例を改善した例を示す冷蔵庫の要部断面図、第１
１図は同第１０図の冷蔵庫の製氷皿の拡大斜視図である
。 ６・・・・・・冷凍室（冷却室）、２１・・・・・・断
熱材、２３・・・・・・貯水槽、２４・・・・・・排水
口、２６・・・・・・製氷枠、２６ａ・・・・・・ヒー
タ、２６ｂ・・・・・・温度センサ、２７・・・・・・
排水弁（排水装置）、３８・・・１１．排水管、６４・
・・・・・製氷制御装置、４ｏ・・・・・・蒸発装置、
４６・・・・・・導水管（排水管）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷却室の一画に備えた上面を開口された貯水槽と、前記
   貯水槽の開口部より内部に懸垂して設置した底面を開口
   された着脱自在の製氷枠と、前記貯水槽の外壁を包囲す
   る断熱材と、前記貯水槽の底面に設けた排水口と、前記
   貯水槽と前記排水口の外壁に密着させたヒータと、前記
   貯水槽の外壁の一部に密着させた温度センサと、前記排
   水口に連結した排水装置と、前記排水装置に連結した排
   水管と、前記排水管の出口に臨ませた蒸発装置と、前記
   温度センサが所定温度に上昇した時点より所定時間経過
   後に前記排水装置を作動させる製氷制御装置とより成る
   冷蔵庫。