WO2011033804A1

WO2011033804A1 - 冷凍冷蔵庫の製氷装置

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Publication number: WO2011033804A1
Application number: PCT/JP2010/056296
Authority: WO
Inventors: 高麗雄森下; 裕八木
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-09-16
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-03-24
Also published as: CN102549359A; JP4680311B2; CN102549359B; JP2011064373A; MY153321A

Abstract

　冷凍冷蔵庫（１）の製氷室（４）に、製氷装置（１０）が設置される。製氷装置は、製氷室内に吹き込まれる冷気により製氷を行う製氷皿（２０）と、製氷皿内の温度を測定するサーミスタ（２５）と、製氷皿を下から加熱するヒータ（３１）と、サーミスタによる測定温度を判断材料として冷凍サイクルの運転制御とヒータの通電制御を行う制御部（５０）を含む。制御部は、製氷皿への給水後、サーミスタの測定温度が氷点下に降下するまでヒータに「予熱」の通電を行う凍結準備ステップと、サーミスタの測定温度が氷点下に降下した後、ヒータに一定時間だけ「急加熱」の通電を行う氷融解ステップと、サーミスタの測定温度が所定温度に降下するまで、ヒータに「通常加熱」の通電を行う凍結進行ステップと、を遂行する。

Description

冷凍冷蔵庫の製氷装置

　本発明は冷凍冷蔵庫の製氷装置に関する。

　冷凍冷蔵庫は、冷凍用の冷気を利用して製氷を行う製氷装置を備えているのが一般的である。冷凍冷蔵庫に配設される製氷装置の例を特許文献１－７に見ることができる。

　冷凍冷蔵庫の製氷装置で製造される氷は、通常、透明度が低い。そこで、氷の透明度を高める工夫が、これまでにもなされてきた。特許文献１－７に記載された製氷装置もそのような工夫を含んでいる。

　特許文献１、２に記載された製氷装置では、製氷皿の上方にヒータを設け、製氷皿の上部を下部より高い温度状態として、製氷皿の内部下部から上方へ順次氷が生成されるようにしている。これにより、氷の生成過程で水中の空気が上方から抜けやすくなり、空気が含まれない透明氷が製造される。特許文献３に記載された製氷装置も、製氷皿の上方にヒータを設けた構造である。

　特許文献４－７に記載された製氷装置では、透明氷部と白濁氷部が連結状態で生成されるようにし、離氷する際に透明氷部と白濁氷部を切断して、白濁氷部は製氷皿に残し、透明氷部のみ取り出されるようにしている。

特開平４－２６０７６８号公報特開平５－１９６３３１号公報特開平１－２０３８６９号公報特開２００７－２３２３３６号公報特開２００７－２３２３３６号公報特開２００８－１５１５０４号公報特開２００８－１５７６１９号公報

　本発明は、冷凍冷蔵庫の製氷装置において、透明氷を生成する新たな仕組みを提供することを目的とする。

　本発明の好ましい実施形態によれば、冷凍冷蔵庫の製氷装置において、製氷室に配置され、当該製氷室内に吹き込まれる冷気により製氷を行う製氷皿と、前記製氷皿内の温度を測定するサーミスタと、前記製氷皿を下から加熱するヒータと、前記サーミスタによる測定温度を判断材料として冷凍サイクルの運転制御と前記ヒータの通電制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記製氷皿への給水後、前記ヒータに通電して凍結の進行を制御すると共に、前記ヒータへの通電初期に、氷融解ステップを遂行する。

　製氷皿を下からヒータで加熱しつつ凍結させることにより、製氷皿の内面に接する部位からでなく、製氷皿の内面から離れた部位から透明氷が成長する。凍結完了時には、外周部から空気が抜けていくため、気泡跡が残り表面に凹凸が出来るが、外周表面の凹凸部は速やかに液体に溶けてしまい、速やかに液体を冷却して透明氷の部分のみが後に残る。これにより、液体中に透明氷が浮かぶという景観を使用者に提供することが可能になる。

　製氷時、製氷皿の内面に既存の氷が付着していると、透明氷を得る妨げとなるが、既存の氷を一旦融解してから透明氷の生成に移ることとしたので、透明氷の部分を大きくすることができる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は前記ヒータを、「通常加熱」と、「通常加熱」に比べ発熱量が小さい「予熱」と、「通常加熱」に比べ発熱量が大きい「急加熱」の３段階に通電制御するものであり、前記製氷皿への給水後、前記サーミスタの測定温度が氷点下に降下するまで、前記ヒータに「予熱」の通電を行う凍結準備ステップと、前記サーミスタの測定温度が氷点下に降下した後、前記ヒータに一定時間だけ「急加熱」の通電を行う氷融解ステップと、前記サーミスタの測定温度が所定温度に降下するまで、前記ヒータに「通常加熱」の通電を行う凍結進行ステップと、を遂行する。

　この構成によると、ヒータによる加熱にめりはりをつけて、透明氷を確実に生成することができる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は、前記凍結準備ステップにおいて、前記冷凍サイクル中の圧縮機が停止期間に入ったときは、前記ヒータへの通電を中止する。

　凍結準備ステップでヒータに求められるのは、急激な温度低下にブレーキをかけることである。圧縮機運転中はヒータに通電することで前記目的が達せられるが、圧縮機停止期間は自ずと温度低下にブレーキがかかり、ヒータ通電の必要性が薄らぐので、ヒータへの通電を中止する。これにより、電力を無駄に消費しなくて済む。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は、前記凍結準備ステップにおいて、前記サーミスタの測定温度が所定値以上のときは、前記ヒータへの通電を中止する。

　製氷皿に給水される水の水温が高いときにまでヒータに通電していると、製氷時間が長くなってしまう。この構成によると、サーミスタの測定温度が、例えば１℃以上のときはヒータへの通電を中止することとすれば、水が製氷皿に接触する箇所から凍結が発生するおそれのない時にまでヒータに通電して電力を無駄に消費することが避けられる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は、前記氷融解ステップにおいては、前記冷凍サイクル中の圧縮機が運転中か停止中かにかかわらず前記ヒータに「急加熱」の通電を行う。

　この構成によると、氷の融解を一気に進めることができる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は、前記凍結進行ステップにおいて、前記冷凍サイクル中の圧縮機が停止期間に入ったときは、前記ヒータへの通電を中止し、圧縮機運転再開後、一定時間だけ前記ヒータに「急加熱」の通電を行う。

　圧縮機停止時にはヒータへの通電による温度制御の必要性が薄らぐので、この時は通電を中止し、電力の無駄な消費を避ける。但し、ヒータへの通電を中止したことにより、圧縮機運転再開時、製氷セルの内面に凍結が発生している可能性があるので、圧縮機運転再開後、一定時間だけヒータに「急加熱」の通電を行い、製氷皿の内面に凍結が発生していたらそれを融解する。これにより、ヒータへの通電が断続するにもかかわらず、透明氷の生成を連続的に行うことができる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は、前記凍結進行ステップで前記サーミスタの測定温度が所定温度に降下した後、前記ヒータへの通電を停止し、一定時間経過後、離氷装置に離氷動作を行わせる。

　この構成によると、透明氷の生成が確実なものとなってから離氷を行わせ、透明氷を消費可能な状態に置くことができる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は、前記凍結進行ステップで前記サーミスタの測定温度が所定温度に降下した後、前記ヒータへの通電電流を徐々に減少させて通電停止に至らしめ、一定時間経過後、離氷装置に離氷動作を行わせる。

　製氷皿の各製氷セルの温度は、必ずしも全てがサーミスタの測定温度に一致している訳ではない。サーミスタの測定温度が所定温度に降下したとしても、一部の製氷セルはそこまで温度が降下しておらず、未凍結の水が残っていることもある。サーミスタの測定温度が所定温度に降下したのを契機に一挙にヒータへの通電を停止するのでなく、通電電流を徐々に減少させて通電停止に至らしめる処理を行うことにより、水が未凍結で残るのを防ぐことができる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は、前記製氷室の室内温度または当該製氷室に吹き込まれる冷気温度が所定値以上であるときは前記ヒータへの通電電流を低レベルとする。

　この構成によると、凍結の進行を制御するのに必要な熱量分だけヒータに通電することにより、製氷工程を最適化することができる。

　本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の冷凍冷蔵庫の製氷装置において、前記制御部は、外気温が低いときに冷蔵室温度が比較的高めに設定されているときは、前記冷凍サイクル中の圧縮機の回転数と、前記製氷室に冷気を送り込む送風機の回転数を低下させる。

　外気温が低いときに冷蔵室温度が比較的高めに設定されていると、通常は圧縮機の運転時間が短くなり、製氷皿に冷気が当たる時間が短くなって、製氷時間が伸びる。このような場合、圧縮機の回転数と送風機の回転数をいずれも低下させることにより、圧縮機の運転時間が伸び、製氷時間を短縮することができる。

　本発明によると、製氷皿を下からヒータで加熱しつつ凍結させることにより、外周部から抜けた気泡の跡で表面には凹凸が生じているが、大部分を占める芯の部分は透明な氷を得ることができる。また、電力の無駄を防ぎ、製氷工程を最適化しつつ、均質な透明氷を得ることができる。

本発明の好ましい実施形態に係る、製氷装置を備える冷凍冷蔵庫の正面図である。製氷装置を示す冷凍冷蔵庫の部分垂直断面図である。図２と直角の方向に断面した、製氷装置の垂直断面図である。上下反転状態の製氷皿と、それに組み合わせられるサーミスタの斜視図である。上下反転状態の製氷皿と、それに組み合わせられるヒータ及びカバーの斜視図である。上下反転状態の製氷皿にヒータのカバーを取りつけた状態の斜視図である。冷凍冷蔵庫の制御ブロック図である。製氷装置の動作を示すフローチャートである。製氷装置の異なる動作を示すフローチャートである。

　本発明の好ましい実施形態に係る、製氷装置を備える冷凍冷蔵庫の構造を、図に基づき説明する。図１に示す冷凍冷蔵庫１は、最上段が両開きの扉３Ｌ、３Ｒを備えた冷蔵室２、その次の段が扉５を備えた製氷室４と扉７を備えた冷凍室６、その次の段が引き出し式の冷凍室８、最下段が引き出し式の野菜室９という構成になっている。圧縮機と熱交換器を含む図示しない冷凍サイクルが冷気を生成し、その冷気がダクトを通じて各室に分配され、各室において必要とされる冷蔵温度または冷凍温度が得られる仕組みである。この仕組みは周知なので詳細には説明しない。

　製氷室４の天井部には、図２及び図３に示す製氷装置１０が設置される。以下その構造を、図４から図６までの図も参照しつつ説明する。

　図２は冷凍冷蔵庫１の左側面方向から見た製氷装置１０の断面図である。製氷室４の奥の壁に、製氷室４に冷気を吹き込むためのダクト１１が形成されている。ダクト１１の上端から前方に、製氷皿ケーシング１２が延び出す。製氷皿ケーシング１２は、製氷皿で製造した氷を落とすため、下面が開口している。ダクト１１には、製氷皿ケーシング１２の内部に向けて、冷気吐出口１３が形成されている。

　製氷皿ケーシング１２の内部には、冷気吐出口１３から吹き出した冷気を受ける位置に、製氷皿２０が配置されている。製氷皿２０は低温でも弾性を失わない合成樹脂により成型される。また、給水した水の中の気泡が製氷皿２０の内面に付着すると、透明氷を得るのが難しくなる。そこで、ポリプロピレンにシリコーンを配合したものを成型材料としたり、成型後の製氷皿２０をフッ素樹脂でコーティングしたりするなど、気泡が付着しにくくなる処置を施すことが望ましい。

　製氷皿２０の表面に発生する静電気により吸引された微粒子も透明氷の生成の妨げとなる。そのため、静電気が発生しにくい材料、例えばシリコーン配合樹脂や帯電防止剤を練り込んだ樹脂で製氷皿２０を成型したり、成型後の製氷皿２０に帯電防止剤を塗布したりするなどの対策を施すことが望ましい。

　製氷皿２０は断面台形の氷を製造する製氷セル２１を計８個備える。８個の製氷セル２１は２列４行の形に並び、そのため製氷皿２０は平面形状が細長いものになっている。このように細長い製氷皿２０を、その長手方向を冷凍冷蔵庫１の奥行方向に一致させる形で配置する。

　製氷皿２０の長手方向の一方の端には支持軸２２が形設され、他方の端にはソケット部２３が形設されている。支持軸２２は製氷皿ケーシング１２に回転自在に支持される。ソケット部２３は製氷皿ケーシング１２の内部に設けた離氷装置２４（図３参照）の軸に結合し、離氷装置２４により支持される。支持軸２２とソケット部２３は共通の水平軸線上に配置されている。離氷装置２４はモータと減速装置を備え、製氷皿２０に、前記水平軸線を回転軸とする一定角度範囲の回転を与える。

　製氷皿２０の下面には、２列に並んだ製氷セル２１の間の位置に、サーミスタ２５が配置される。サーミスタ２５は製氷セル２１の壁を隔てて製氷セル２１の内部の温度を測定する。

　サーミスタ２５を固定するのはサーミスタカバー２６である。サーミスタカバー２６の四隅からは、製氷皿２０の長手方向に直角な方向にピン２７が突き出している。製氷皿２０の下面からは、サーミスタ２５を取り囲む形で計４個の脚部２８が突出する。脚部２８の先端にはピン２７を通す水平貫通穴２９が形成されている。サーミスタ２５の上にサーミスタ保護シーラ３０を重ね、その上にサーミスタカバー２６を重ね、ピン２７を脚部２８の水平貫通穴２９に係合させることにより、サーミスタ２５は固定される。

　製氷皿２０の下面には、サーミスタ２５に加えて、図５に示すヒータ３１が配置される。ヒータ３１は発熱線をシリコーン樹脂で被覆したものであり、製氷皿２０のねじりに追随できるよう、全体が柔軟に仕上げられている。各製氷セル２１の、上下反転状態における頂点部分には、ヒータ３１を受け入れる平行リブ３２が形成されている。

　平行リブ３２は２個のリブを所定間隔で平行に配置したものであり、ヒータ３１をすきまばめの形で受け入れられるようにリブ間の間隔が設定されている。リブ間の間隔をこのように設定するのは、製氷皿２０がねじられたとき、ヒータ３１がある程度自由に動き得るようにするためである。

　ヒータ３１は、製氷皿２０の長手方向中心線の左右に対称形状を描くように引き回されている。実施形態では、全体形状がほぼＵ字形となっている。Ｕの字の開放端となる箇所に１対の給電線３３が接続される。

　ヒータ３１は設計発熱量が小さいので、極く細い発熱線をガラス繊維の芯に巻き付けた構造であり、巻き付きが締まる方向にねじられたりすると発熱線が切れやすい。そのため、前述のようにヒータ３１がある程度自由に動き得るようにする他、ヒータ３１の全体的な引き回しの形状も、発熱線に極力無理な力がかからないような形状とされる。

　ヒータ３１を平行リブ３２に入れ、製氷皿２０の下面に密着させた上で、製氷皿２０の下面をカバー３４で覆う。カバー３４は、製氷皿２０の下面部分に冷気が侵入するのを防ぎ、各製氷セル２１間の温度分布を均一化すると共に、ヒータ３１を平行リブ３２の中に押しとどめる役割を担うものである。

　カバー３４は長方形のトレイ形状であり、一端には支持軸２２を通すリング３５が形成されている。カバー３４は、リング３５を支持軸２２に嵌合させた上で、２本のビス３６と、１個のバネ３７により製氷皿２０に取り付けられる。カバー３４の取り付けは、製氷皿２０の動きを束縛するような堅固なものではなく、離氷時の製氷皿２０のねじりを邪魔することのない、柔軟なものとなっている。カバー３４自体も、製氷皿２０と同様、低温でも弾性を失わない合成樹脂により成型することが望ましい。

　カバー３４には、長手方向中心線の両端近くに２個の貫通穴３８が形成されている。また、貫通穴３８よりもカバー中央に寄った箇所には、長手方向中心線を挟んで対称的に、２個の貫通穴３９が形成されている。貫通穴３８は円形であって、製氷皿２０の下面に形成された断面円形のボス４０を通す。貫通穴３９は矩形であって、製氷皿２０の下面に形成されたバネ取付リブ４１を通す。

　貫通穴３８から露出するボス４０にビス３６をねじ込んで固定すると、カバー３４は、ビス３６を抜け止め用ストッパとする形で、ボス４０の軸線に沿い移動可能に保持される。すなわちビス３６は、カバー３４を締め付けることなく、カバー３４が製氷皿２０から分離することを阻止する。

　カバー３４をビス３６で抜け止めすると、図６に示すように、カバー３４の貫通穴３９からバネ取付リブ４１が突き出す。バネ取付リブ４１の先端に形成された水平貫通穴４２に、バネ３７の両端の取付フック４３を係合させる。バネ３７は、長手方向中央部に取付フック４３があり、長手方向の両端部にヘアピン部４４が存在するという形に、バネ鋼の線材を屈曲成形したものである。

　ヘアピン部４４は、図６において斜め下方に、言い換えれば製氷皿２０の方向に延びている。このため、取付フック４３をバネ取付リブ４１の水平貫通穴４２に係合させると、ヘアピン部４４がカバー３４を圧迫する。カバー３４は図３に示す通りヒータ３１に押し付けられ、平行リブ３２から抜け出さないようにヒータ３１を一定荷重で保持する。これにより、ヒータ３１が製氷セル２１に密着し、熱を効率よく製氷セル２１に伝えられるようになる。

　製氷皿２０の長手方向両縁には、下向きに延びる風防板４５が一体成型されている。風防板４５は、製氷皿２０に上方から吹き付けられる冷気が下方に回り込むのを阻止する。このため、製氷皿２０の下面に冷気が侵入してヒータ３１による加熱の効果が損なわれることが防がれ、冷気は製氷皿２０の上面に集中することになる。

　風防板４５には、製氷セル２１同士の間の境界に一致する箇所に、ノッチ４６が形成されている。実施形態の場合、ノッチ４６は１枚の風防板４５に２個存在する。もしノッチ４６が設けられていないとすると、製氷皿２０がねじられたとき、風防板４５の応力が１箇所に集中し、その箇所の樹脂材料が早い段階で白化し、亀裂の発生へと進む。ノッチ４６を形成することにより、応力を分散し、白化や亀裂の発生をくい止めることができる。

　図３に示す通り、風防板４５とカバー３４の間には、離氷のため製氷皿２０がねじられても相互接触を生じないだけの隙間４７が設けられている。

　製氷皿２０の支持軸２２の側の端には、片側の側面に突起４８が形成されている。突起４８は離氷時に製氷皿２０にねじりを生じさせるためのものである。

　冷凍サイクルの運転制御とヒータ３１への通電制御を含む、冷凍冷蔵庫１の全体制御を司るのは、図７に示す制御部５０である。制御部５０には、離氷装置２４及びヒータ３１の他、冷凍サイクルの一環をなす圧縮機５１、庫内各部に冷気を送る送風機５２、製氷装置１０に給水する給水装置５３、温度センサ５４、及び製氷室４に配置される氷量センサ５５などが接続されている。温度センサ５４は各部に配置されたサーミスタ等の測温素子を包含する概念であり、サーミスタ２５もその中に含まれる。

　制御部５０はヒータ３１への通電を次の３段階に制御する。すなわち「通常加熱」と、「通常加熱」に比べ発熱量が小さい「予熱」と、「通常加熱」に比べ発熱量が大きい「急加熱」である。例えば、「通常加熱」の消費電力は５～６Ｗ、「予熱」の消費電力は２Ｗ、「急加熱」の消費電力は７～８Ｗに設定して、発熱量に差をつけることができる。

　続いて、図８のフローチャートを参照しつつ製氷装置１０の動作を説明する。離氷動作を終え、製氷皿２０が上向き状態に戻ったところからフローがスタートするものとする。

　ステップ＃１０１では制御部５０が給水装置５４を動作させ、製氷皿２０への給水を行わせる。

　製氷室４の温度は冷凍温度（マイナス１８℃に設定されている）の近傍なので、給水が行われると製氷皿２０の温度が上昇する。サーミスタ２５はステップ＃１０２でこの温度上昇を検知する。

　水は給水されるやいなや冷却されるので、サーミスタ２５が測定する温度は、一旦上昇した後、低下し始める。ここからステップ＃１０３に入る。

　ステップ＃１０３は凍結準備ステップである。制御部５０はヒータ３１に「予熱」の通電を行い、水温を所定レートで低下させる。

　以後のステップでもヒータ３１による加熱が行われる。製氷皿２０を下からヒータ３１で加熱しつつ凍結させることにより、製氷皿２０の内面に接する部位からでなく、製氷皿２０の内面から離れた部位から透明氷を成長させることができるので、透明度の高い氷を成長させやすい。

　ステップ＃１０３の途中で圧縮機５１が停止期間に入ったときは、温度低下に自ずとブレーキがかかる。制御部５０はヒータ３１への通電を中止し、無駄な電力消費を避ける。

　制御部５０はまた、サーミスタ２５の測定温度が所定値以上のとき、例えば１℃以上のときはヒータ３１への通電を中止する。これにより、水が製氷皿２０に接触する箇所から凍結が発生するおそれのない時にまでヒータ３１に通電して電力を無駄に消費することが避けられる。

　ステップ＃１０４では、サーミスタ２５の測定する温度が氷点下まで降下したかどうかを制御部５０がチェックする。氷点下まで降下したらステップ＃１０５に進む。

　ステップ＃１０５は氷融解ステップである。制御部５０はヒータ３１に一定時間だけ「急加熱」の通電を行い、製氷皿２０を加熱する。サーミスタ２５の測定誤差により、ステップ＃１０４からステップ＃１０５に移行するのが遅れ、製氷セル２１の内面に氷が付着しているようなことがあったとしても、その氷はこの段階で融解する。そのため、均質な透明氷を得る妨げとなる残留氷を生じることなくステップ＃１０６に移行することができる。

　制御部５０は、ステップ＃１０５では圧縮機５１が運転中か停止中かにかかわらずヒータ３１に「急加熱」の通電を行う。これにより、氷の融解を一気に進めることができる。

　ステップ＃１０６は凍結進行ステップである。制御部５０は、サーミスタ２５の測定温度が所定温度に降下するまで、ヒータ３１に「通常加熱」の通電を行う。

　制御部５０は、ステップ＃１０６の途中で圧縮機５１が停止期間に入ったときは、ヒータ３１への通電を中止し、電力の無駄な消費を避ける。但し、ヒータ３１への通電を中止したことにより、圧縮機５１の運転を再開した時、製氷皿２０の内面に凍結が発生している可能性がある。そこで、圧縮機５１の運転を再開した後、一定時間だけヒータ３１に「急加熱」の通電を行い、製氷皿２０の内面に凍結が発生していたらそれを融解する。これにより、ヒータ３１への通電が断続するにもかかわらず、透明氷の生成を連続的に行うことができる。

　ステップ＃１０７では、サーミスタ２５の測定する温度が所定温度まで降下したかどうかを制御部５０がチェックする。所定温度、例えばマイナス９℃まで降下したら製氷は完了したと判断し、ステップ＃１０８に進む。

　制御部５０は、ステップ＃１０８でヒータ３１への通電を停止する。一定時間が経過したら、透明氷の生成が確実になったと判断し、ステップ＃１０９に進む。

　ステップ＃１０９では、制御部５０は離氷装置２４に製氷皿２０の反転動作を行わせる。離氷装置２４が支持軸２２まわりに製氷皿２０を回転させて行くと、上下反転が完了する少し手前の段階で、突起４８が製氷皿ケーシング１２に形成された図示しないストッパに当たる。離氷装置２４はこれ以後も所定角度だけ製氷皿２０を回転させ続けるので、製氷皿２０はねじられて変形する。前述の通り、風防板４５とカバー３４の間には、製氷皿２０がねじられても相互接触を生じないだけの隙間４７が設けられているので、カバー３４の縁と風防板４５がこすれ合ってきしみ音を立てたり、摩耗させ合ったりすることはない。

　製氷皿２０がねじられると、製氷セル２１の中の氷は押し出され、製氷室４内に置かれた図示しない氷容器に落下する。離氷後、離氷装置２４は製氷皿２０を逆方向に回転させ、製氷皿２０を元の向きに戻す。これにより、１サイクルの製氷作業が終了する。氷容器内の氷量がまだ十分でないことを氷量センサ５５が告げていれば、引き続き次サイクルの製氷作業が開始される。氷容器内に氷が十分存在することを氷量センサ５５が告げていれば、製氷装置１０は休止期間に入る。

　製氷装置１０を、図９のフローチャートのように動作させることもできる。図９のフローチャートにおいて、ステップ＃１０８´以外のステップは図８のフローチャートと同じである。ステップ＃１０８´では、サーミスタ２５の測定温度が所定温度に降下した後、制御部５０が直ちにヒータ３１への通電を停止するのでなく、ヒータ３１への通電電流を徐々に減少させて通電停止に至らしめる。

　各製氷セル２１の温度は、必ずしも全てがサーミスタ２５の測定温度に一致している訳ではない。サーミスタ２５の測定温度が所定温度に降下したとしても、一部の製氷セル２１はそこまで温度が降下しておらず、未凍結の水が残っていることもある。サーミスタ２５の測定温度が所定温度に降下したのを契機に一挙にヒータ３１への通電を停止するのでなく、通電電流を徐々に減少させて通電停止に至らしめる処理を行うことにより、水が未凍結で残るのを防ぐことができる。

　制御部５０は、以下のようにも動作する。

　制御部５０は、製氷室４の室内温度または製氷室４に吹き込まれる冷気温度が所定値以上であるときはヒータ３１への通電電流を低レベルとする。一例として、デフォルトの設定温度をマイナス１８℃とし、温度がマイナス１８℃よりも高ければヒータ３１への通電電流を低レベルとする。温度がマイナス１８℃以下であればヒータ３１への通電電流を通常レベルとする。

　このように、凍結の進行を制御するのに必要な熱量分だけヒータ３１に通電することにより、製氷工程を最適化することができる。

　制御部５０は、外気温が低いときに冷蔵室温度が比較的高めに設定されているときは、圧縮機５１の回転数と、送風機５２の回転数を低下させる。

　外気温が低いときに冷蔵室温度が比較的高めに設定されていると、通常は圧縮機５１の運転時間が短くなり、製氷皿２０に冷気が当たる時間が短くなって、製氷時間が伸びる。圧縮機５１の回転数と送風機５２の回転数をいずれも低下させることにより、圧縮機５１の運転時間が伸び、製氷時間を短縮することができる。

　以上、本発明の各実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

　本発明は冷凍冷蔵庫の製氷装置に広く利用可能である。

　　　１　　冷凍冷蔵庫
　　　４　　製氷室
　　　１０　製氷装置
　　　１１　ダクト
　　　１３　冷気吐出口
　　　２０　製氷皿
　　　２１　製氷セル
　　　２４　離氷装置
　　　２５　サーミスタ
　　　３１　ヒータ
　　　３４　カバー
　　　４５　風防板
　　　５０　制御部
　　　５１　圧縮機
　　　５２　送風機
　　　５３　給水装置

Claims

冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　製氷室に配置され、当該製氷室内に吹き込まれる冷気により製氷を行う製氷皿と、前記製氷皿内の温度を測定するサーミスタと、前記製氷皿を下から加熱するヒータと、前記サーミスタによる測定温度を判断材料として冷凍サイクルの運転制御と前記ヒータの通電制御を行う制御部とを備え、
　前記制御部は、前記製氷皿への給水後、前記ヒータに通電して凍結の進行を制御すると共に、前記ヒータへの通電初期に、氷融解ステップを遂行する。
請求項１の冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は前記ヒータを、「通常加熱」と、「通常加熱」に比べ発熱量が小さい「予熱」と、「通常加熱」に比べ発熱量が大きい「急加熱」の３段階に通電制御するものであり、前記製氷皿への給水後、次のステップを遂行する：
　前記サーミスタの測定温度が氷点下に降下するまで、前記ヒータに「予熱」の通電を行う凍結準備ステップと、
　前記サーミスタの測定温度が氷点下に降下した後、前記ヒータに一定時間だけ「急加熱」の通電を行う氷融解ステップと、
　前記サーミスタの測定温度が所定温度に降下するまで、前記ヒータに「通常加熱」の通電を行う凍結進行ステップ。
請求項２の冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は、前記凍結準備ステップにおいて、前記冷凍サイクル中の圧縮機が停止期間に入ったときは、前記ヒータへの通電を中止する。
請求項２の冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は、前記凍結準備ステップにおいて、前記サーミスタの測定温度が所定値以上のときは、前記ヒータへの通電を中止する。
請求項２の冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は、前記氷融解ステップにおいては、前記冷凍サイクル中の圧縮機が運転中か停止中かにかかわらず前記ヒータに「急加熱」の通電を行う。
請求項２の冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は、前記凍結進行ステップにおいて、前記冷凍サイクル中の圧縮機が停止期間に入ったときは、前記ヒータへの通電を中止し、圧縮機運転再開後、一定時間だけ前記ヒータに「急加熱」の通電を行う。
請求項２の冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は、前記凍結進行ステップで前記サーミスタの測定温度が所定温度に降下した後、前記ヒータへの通電を停止し、一定時間経過後、離氷装置に離氷動作を行わせる。
請求項２の冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は、前記凍結進行ステップで前記サーミスタの測定温度が所定温度に降下した後、前記ヒータへの通電電流を徐々に減少させて通電停止に至らしめ、一定時間経過後、離氷装置に離氷動作を行わせる。
請求項１から８のいずれかの冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は、前記製氷室の室内温度または当該製氷室に吹き込まれる冷気温度が所定値以上であるときは前記ヒータへの通電電流を低レベルとする。
請求項１から８のいずれかの冷凍冷蔵庫の製氷装置であって、以下を特徴とするもの：
　前記制御部は、外気温が低いときに冷蔵室温度が比較的高めに設定されているときは、前記冷凍サイクル中の圧縮機の回転数と、前記製氷室に冷気を送り込む送風機の回転数を低下させる。