WO2021229798A1 - 冷蔵庫 - Google Patents

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WO2021229798A1
WO2021229798A1 PCT/JP2020/019450 JP2020019450W WO2021229798A1 WO 2021229798 A1 WO2021229798 A1 WO 2021229798A1 JP 2020019450 W JP2020019450 W JP 2020019450W WO 2021229798 A1 WO2021229798 A1 WO 2021229798A1
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WO
WIPO (PCT)
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water
water supply
tank container
tank
ice
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/019450
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和貴 鈴木
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2022522473A priority Critical patent/JP7292508B2/ja
Priority to PCT/JP2020/019450 priority patent/WO2021229798A1/ja
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00—Producing ice
    • F25C1/22—Construction of moulds; Filling devices for moulds
    • F25C1/25—Filling devices for moulds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures

Definitions

  • This disclosure relates to a refrigerator equipped with a water supply tank that supplies water to an automatic ice maker.
  • the refrigerator is equipped with an automatic ice maker that automatically makes ice, and a water supply tank that stores water for water supply for automatic ice making.
  • the water supply tank is usually provided in a refrigerating room, which is a room in a refrigerating temperature zone, so that the water stored inside does not freeze.
  • the water in the water supply tank is sent to the ice tray via the water supply pipe by using the power of a pump or a motor.
  • a water supply tank is placed at one end of the floor of the refrigerator compartment, but in such a refrigerator, the water supply tank narrows the storage of the refrigerator compartment.
  • a water supply tank has been buried in the partition between the refrigerating room such as the floor of the refrigerating room and the freezing room for storing food in the freezing temperature zone provided at the lower stage of the refrigerating room.
  • a refrigerator has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and prevents the water in the water supply tank from freezing even when the storage chamber in the freezing temperature zone is provided below the refrigerating chamber.
  • the purpose is to provide a refrigerator that can be used.
  • the refrigerator of the present disclosure is a refrigerator provided with a refrigerating chamber and an ice making chamber provided below the refrigerating chamber via a partition member, and is a tank container for storing water to be supplied to the ice making chamber.
  • a water supply pump that is arranged in the tank container and takes in and discharges the stored water, is installed in the water supply tank housed in the partition member, and is installed in the ice making chamber to drive the water supply pump.
  • the water supply pump includes an ice making device for making ice from the water supplied from the water supply tank, a water supply port for taking in the water stored in the water supply tank, a propeller that rotates forward or reverse, and the propeller.
  • a drainage pipe that discharges the water taken in from the water supply port to the outside of the tank container by rotating forward, and the water taken in from the water supply port by the reverse rotation of the propeller in the tank container. It has a circulation pipe for discharging to.
  • the propeller of the water supply pump rotates in the reverse direction, the water in the tank container is discharged into the tank container.
  • the water in the tank container circulates, it is possible to prevent the water in the tank container from freezing even when a storage chamber in the freezing temperature zone is provided below the refrigerating chamber.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the refrigerator shown in FIG. It is a top view for demonstrating the refrigerating room of FIG. It is an exploded perspective view which shows an example of the automatic ice maker of the refrigerator which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view when the automatic ice maker of the refrigerator which concerns on Embodiment 1 is seen from the lower surface side.
  • It is a cross-sectional view taken along the line BB near the water supply tank of the refrigerating room.
  • It is a cross-sectional view taken along the line CC in the vicinity of the water supply tank of the refrigerating room.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line DD of the tank container shown in FIG.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view which shows an example of the structure of a water supply pump. It is sectional drawing for demonstrating drainage by a water supply pump. It is sectional drawing when the water supply tank of FIG. 8 is cut in the plane along the drainage pipe. It is sectional drawing when the water supply tank of FIG. 8 is cut on the front side side from the cut surface of FIG.
  • Embodiment 1 The refrigerator according to the first embodiment will be described.
  • the refrigerator according to the first embodiment is provided with an automatic ice maker that automatically generates ice.
  • FIG. 1 is a front view showing an example of a refrigerator according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the refrigerator shown in FIG.
  • FIG. 3 is a top view for explaining the refrigerating chamber of FIG.
  • the right side and the left side indicate the direction when the direction from the front side to the back side (front-back direction) of the refrigerator 100 is the front side. That is, the right side corresponds to the right side of the paper surface of FIG. 1, and the left side corresponds to the left side of the paper surface of FIG. 1.
  • the refrigerator 100 has an opening on the front surface, and the inside is partitioned by a plurality of partition members 2a, 2b, and 2c to form a refrigerator main body 1 having a plurality of stages of storage chambers.
  • It is provided on the front surface of the refrigerator main body 1 and is composed of a door portion 3 that can open and close the opening of each storage chamber so as to be openable and closable.
  • the refrigerator body 1 is formed with a space sealed by an inner box 10 made of hard resin, which is the inside of the refrigerator 100, and an outer box 11 made of a steel plate, which is the outside of the refrigerator 100.
  • the space sealed by the inner box 10 and the outer box 11 is filled with, for example, a heat insulating material made of urethane foam or a foamed heat insulating material 12 such as Styrofoam.
  • the storage room is composed of a refrigerating room 20, an ice making room 21, a switching room 22, a freezing room 23, and a vegetable room 24 in order from the top as an example.
  • Each storage room is distinguished by a configurable temperature zone.
  • the temperature range of the refrigerator compartment 20 is, for example, weak (about 6 ° C.), medium (about 3 ° C.), and strong (about 0 ° C.).
  • the temperature zones of the ice making chamber 21 and the freezing chamber 23 are weak (about ⁇ 16 ° C.), medium (about ⁇ 18 ° C.), and strong (about ⁇ 20 ° C.), respectively.
  • the temperature of the switching chamber 22 can be switched from the refrigerating temperature zone to the freezing temperature zone according to the application.
  • the temperature of the vegetable compartment 24 is 0 ° C. or higher and 10 ° C. or lower.
  • the storage chamber is not limited to the illustrated configuration. Further, the set temperature of each storage chamber is not limited to the above temperature range.
  • a double door 30 is provided, which is composed of a refrigerating room left door 30a and a refrigerating room right door 30b.
  • the refrigerating room left door 30a and the refrigerating room right door 30b are rotatably supported by hinge portions (not shown) that support the door rotation shafts, respectively.
  • the refrigerating room door 30 is provided with an operation display unit 15 for operating the temperature of the storage room and setting various modes and displaying the setting contents and the like.
  • the operation display unit 15 is configured to use, for example, a capacitance type sensor so that the user can set the temperature and various modes by touching it with a finger.
  • the refrigerating chamber 20 is partitioned by a refrigerating chamber shelf 20a to form a plurality of spaces, and is configured to improve the storage efficiency of stored items. Further, three pockets 20b for storing food and the like are attached to the inside of the refrigerator compartment left door 30a and the refrigerator compartment right door 30b at intervals in the height direction.
  • an air passage 28 is formed via an air passage component 18 having a plurality of air outlets.
  • the air passage 28 is provided with a damper device 9 having a baffle 9a, and the air passage 28 communicates with the cooler chamber 26 that generates cold air via the damper device 9 having the baffle 9a.
  • the opening and closing of the baffle 9a is controlled by a control device 8 described later, and the baffle 9a blows or shuts off the cold air flowing from the cooler chamber 26 to the refrigerating chamber 20 through the air passage 28.
  • a refrigerating chamber case 20c is provided in a space partitioned by the lowermost refrigerating chamber shelf 20a. Further, as shown in FIG. 3, a water supply tank storage portion is provided in the partition member 2a which is the floor surface of the refrigerating chamber 20 on the front side of the refrigerating chamber case 20c and which partitions the refrigerating chamber 20 and the ice making chamber 21.
  • a water supply tank 4 for storing water is stored in the water supply tank storage unit.
  • a drawer-type ice making chamber door 31 is provided at the front opening of the ice making chamber 21.
  • the ice making chamber 21 is generated by an automatic ice making machine 5 attached to the ceiling wall of the ice making room 21 and making ice using water supplied from the water supply tank 4 via the water supply pipe 7 and an automatic ice making machine 5.
  • An ice storage case 21a for storing ice is provided.
  • the switching chamber 22 is on the same stage as the ice making chamber 21 and is provided next to the ice making chamber 21.
  • a drawer-type switching chamber door 32 is provided at the front opening of the switching chamber 22.
  • the switching chamber 22 is a storage chamber that can switch the temperature zone from the refrigerating temperature zone to the freezing temperature zone according to the application.
  • the switching chamber 22 is provided with a storage case (not shown) for storing food and the like.
  • a drawer-type freezing room door 33 is provided at the front opening of the freezing room 23.
  • the freezing chamber 23 is provided with, for example, an upper case 23a and a lower case 23b for storing food and the like.
  • a drawer-type vegetable compartment door 34 is provided at the front opening of the vegetable compartment 24.
  • the vegetable compartment 24 is provided with an upper case 24a and a lower case 24b for storing food and the like.
  • a sheet metal partition plate is provided on the front surface of the partition members 2a, 2b, and 2c that partition each room. Further, a door gasket having a built-in magnet is attached to each door portion along the inner peripheral edge. As a result, the partition members 2a, 2b and 2c are brought into close contact with each door by a magnetic force to prevent the indoor cold air from flowing out.
  • a cooler chamber 26 partitioned by a fan grill 16 having an outlet is provided on the back side of the ice making chamber 21, the switching chamber 22, and the freezing chamber 23.
  • the cooler chamber 26 houses a cooler 26a that generates cold air at about ⁇ 20 to ⁇ 30 ° C. and a cooling fan 26b that circulates the cold air.
  • the cold air generated in the cooler chamber 26 is sent to each storage chamber after adjusting the air volume.
  • Machine room 27 A machine room 27 partitioned by a partition plate 17 is provided on the back side of the vegetable room 24.
  • the machine room 27 is provided with, for example, a compressor 27a, a drain pan 27b, a condenser (not shown), and the like.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing an example of an automatic ice maker of a refrigerator according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view of the automatic ice maker of the refrigerator according to the first embodiment when viewed from the lower surface side.
  • the automatic ice maker 5 includes a frame 50, a gearbox 51, an ice tray 52, an ice tray temperature sensor 53, and an ice storage detection lever 54.
  • the frame 50 forms the outer shell of the automatic ice maker 5, and as shown in FIG. 4, is formed in a lateral L-shape in a side view.
  • the L-shaped upper surface portion 50a is attached to the ceiling of the ice making chamber 21, and the L-shaped side surface portion 50b is arranged on the front side of the ice making chamber 21.
  • a gearbox 51 is arranged on the back side of the frame 50. Further, on the L-shaped side surface portion 50b of the frame 50, a connector of a wiring storage portion for accommodating a connector (not shown) for connecting the wiring from the ceiling of the ice making chamber 21 to the gearbox 51 and the ice tray temperature sensor 53.
  • the cover 55 is attached.
  • the gearbox 51 is a device for dropping the ice generated by the ice tray 52 onto the ice storage case 21a by twisting the ice tray 52.
  • the inside of the ice tray 52 is divided into two rows on the left and right in the depth direction of the refrigerator 100 so that a plurality of ice pieces, for example, one grain of which is produced by about 10 cc of water, can be produced at one time.
  • the ice tray 52 is configured to be capable of producing 10 ice pieces at a time.
  • a convex portion 52a to be inserted into a through hole 50c formed in the side surface portion 50b of the frame 50 is provided on one end side of the ice tray 52.
  • a recess (not shown) into which the rotation shaft 51a of the gearbox 51 is fitted is formed on the other end side of the ice tray 52.
  • the ice tray 52 is provided inside surrounded by the frame 50 and the gearbox 51, and both ends thereof are rotatably supported by the frame 50 and the gearbox 51.
  • the ice generated in the ice tray 52 is separated by rotating the ice tray 52 in the gearbox 51 and dropped into the ice storage case 21a. Specifically, after the stopper receiving portion 52b provided on the ice tray 52 is caught on the stopper portion 50d of the frame 50, the gearbox 51 further tries to rotate the back side of the ice tray 52, so that the ice tray 52 Can be twisted to remove ice.
  • the ice tray temperature sensor 53 is composed of, for example, a thermistor or the like, and detects the temperature of ice in the ice tray 52.
  • the ice tray temperature sensor 53 is covered with a temperature sensor cover 53a, and is attached in close contact with the lower surface of the ice tray 52.
  • the ice storage detection lever 54 is provided for detecting whether or not the ice storage case 21a is full and determining whether or not ice making can be continued. As shown in FIG. 4, the ice storage detection lever 54 is attached to the side surface of the gearbox 51. When the ice storage detection lever 54 comes into contact with the ice in the ice storage case 21a while the ice storage detection lever 54 is lowered, it is detected that the inside of the ice storage case 21a is full, and it is determined that ice making is not possible.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB in the vicinity of the water supply tank of the refrigerating chamber.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC in the vicinity of the water supply tank of the refrigerating chamber.
  • FIG. 8 is a schematic view showing an example of the configuration of the water supply tank.
  • the water supply tank 4 includes a box-shaped tank container 40 having an opening on the upper surface, a lid 41 for closing the opening of the tank container 40, and a tank container 40. It has a water supply pump 60 arranged inside the.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an example of a tank container of a water supply tank.
  • FIG. 10 is a three-view view of the tank container of FIG. 9 when viewed from the top surface, the back surface, and the right side surface.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line DD of the tank container shown in FIG.
  • the tank container 40 has a drainage port 42 to which the water supply pipe 7 is connected in the vicinity of one of the four corners formed when viewed from the upper surface. It is formed. Further, the remaining three corners are formed in a shape in which the inner circumference is rounded, that is, a so-called rounded shape.
  • a step is provided inside the tank container 40, and the water depth is shallow when the water is stored.
  • a portion 44 is formed.
  • the second stage portion 44 is formed in the tank container 40 in the left-right direction of the first stage portion 43.
  • the water supply pump 60 is arranged in the second stage portion 44 so as to be in contact with the wall surface of the tank container 40 in the front-rear direction.
  • the first stage portion 43 is formed so as to be higher than the water supply port 65 of the water supply pump 60 arranged in the second stage portion 44.
  • the first stage portion 43 is formed so as to incline downward toward the second stage portion 44, so that water on the first stage portion 43 flows to the second stage portion 44.
  • the first step portion 43 is formed so as to be inclined downward by about 7 ° with respect to the horizontal direction.
  • the first stage portion 43 is formed so that the bottom surface is inclined downward from one wall surface of the tank container 40 toward the other wall surface facing the tank container 40.
  • one wall surface of the tank container 40 is a wall surface in contact with the water supply pump 60 arranged in the second stage portion 44.
  • the width of the second stage portion 44 in the left-right direction is formed in consideration of the width in the left-right direction of the water supply pump 60 so that the water supply pump 60 can be arranged.
  • the second stage portion 44 is formed so that a part of the bottom surface is inclined upward from one wall surface of the tank container 40 in which the water supply pump 60 is arranged toward the other wall surface facing the tank container 40.
  • the remaining portion of the bottom surface of the second stage portion 44 is a portion where the water supply pump 60 is arranged. That is, the second stage portion 44 is formed so that the bottom surface excluding the portion where the water supply pump 60 is arranged is inclined upward as the distance from the water supply pump 60 increases.
  • the tank container 40 has the lowest bottom surface of the first stage portion 43 and the highest bottom surface of the second stage portion 44. A continuous surface is formed.
  • the first stage portion 43 is formed on the left side, and the second stage portion 44 is formed on the right side of the first stage portion 43.
  • the first step portion 43 is formed so as to be inclined downward toward the second step portion 44 adjacent to the right side. Further, the first step portion 43 is formed so as to be inclined downward from the back surface side to the front surface side.
  • a part of the bottom surface of the second stage portion 44 is formed so as to be inclined toward information from the wall surface on the back surface side of the tank container 40 toward the wall surface on the front surface side.
  • a continuous surface is formed by the lowest bottom surface on the front surface side of the first step portion 43 and the highest bottom surface on the front surface side of the second step portion 44.
  • the water supply tank 4 is housed in the water supply tank storage portion provided in the partition member 2a that partitions the refrigerating chamber 20 and the ice making chamber 21.
  • the water supply tank storage portion is provided with a heating means 6 so as to cover the second stage portion 44 of the tank container 40.
  • the heating means 6 is, for example, a heater, and heats the water in the second stage portion 44 by being energized. This prevents the water in the second stage portion 44 from freezing.
  • the heating means 6 is attached to the inner peripheral side of the water supply tank storage portion by an aluminum tape.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the water supply pump.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining drainage by the water supply pump.
  • the water supply pump 60 is provided to send the water in the tank container 40 to the automatic ice maker 5.
  • the water supply pump 60 has a pump cover 60a provided with a water supply port 65, a propeller 60b having a magnet inside, and a pump case 60c, and is formed by combining these. ..
  • the propeller 60b rotates due to the rotation of the magnet attached to the external pump motor 61 shown in FIG. 7.
  • the pump case 60c is provided with a drainage pipe 62 and a circulation pipe 63 extending upward.
  • the drainage pipe 62 and the circulation pipe 63 are formed so as to extend from the vicinity of the left and right ends of the pump case 60c in a tangential direction with respect to the rotation direction of the propeller 60b.
  • the drainage pipe 62 extends upward and vertically from the pump case 60c, bends 90 ° in the direction of the first stage portion 43 at a height above the water supply tank full line (dotted line in FIGS. 6 and 7), and the tank It is formed so as to extend along the wall surface of the container 40. Then, one end of the drainage pipe 62 is connected to the drainage port 42 of the tank container 40.
  • the circulation pipe 63 extends upward and vertically from the pump case 60c and bends 90 ° in the direction of the first stage portion 43 at a height near the center between the water supply tank full line and the first stage portion 43. It is formed so as to extend along the wall surface of the tank container 40.
  • the drainage pipe 62 circulates the water in the tank container 40 taken in from the water supply port 65 when the propeller 60b rotates in the forward direction (arrow X1 direction) (arrow Y1 direction). .. Further, the circulation pipe 63 circulates the water in the tank container 40 taken in from the water supply port 65 when the propeller rotates in the reverse direction (arrow X2 direction) (arrow Y2 direction).
  • the circulation pipe 63 is provided for the purpose of allowing the discharged water to evenly flush the water near the water surface in the tank container 40. Therefore, it is desirable that the flow of water in the circulation pipe 63 is a laminar flow rather than a turbulent flow.
  • the Reynolds number exceeds 2200-2300, the flow of water is defined as turbulent. Therefore, the diameter of the circulation pipe 63 is determined so that the Reynolds number does not exceed the above-mentioned value.
  • the Reynolds number Re is expressed by the equation (1) using the water density ⁇ , the flow velocity U, the inner diameter ⁇ of the pipe and the viscosity coefficient ⁇ , and the condition that the Reynolds number Re is less than 2200 is expressed by the equation (2).
  • NS. Re ( ⁇ U ⁇ ) / ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (1) ( ⁇ U ⁇ ) / ⁇ ⁇ 2200 ⁇ ⁇ ⁇ (2)
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the water supply tank of FIG. 8 when it is cut along a surface along a drainage pipe.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view when the water supply tank of FIG. 8 is cut on the front side of the cut surface of FIG.
  • the water supply pump 60 is arranged so as to be in contact with the bottom surface of the second stage portion 44 of the tank container 40. Further, the water supply pump 60 is arranged so as to be in contact with one wall surface in the front-rear direction of the tank container 40. In the example shown in FIG. 8, the water supply pump 60 is arranged so as to be in contact with the wall surface on the back surface side of the tank container 40.
  • the drainage pipe 62 is connected to the drainage port 42 of the water supply tank 4.
  • a water supply pipe 7 is connected to the drainage port 42, and water that has passed through the drainage pipe 62 is sent out to the ice tray 52 of the automatic ice maker 5 installed below the water supply tank 4 via the water supply pipe 7. ..
  • the drainage pipe 62 is located at a height higher than the water supply tank full line (water surface in FIG. 15). Further, the circulation pipe 63 is located at a height near the center between the water supply tank full line and the first stage portion 43.
  • FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the flow of water when the propeller of the water supply pump is rotated forward.
  • FIG. 17 is a schematic diagram for explaining the flow of water when the propeller of the water supply pump is rotated in the reverse direction.
  • FIG. 18 is a schematic diagram for explaining the temperature distribution of water in the tank container.
  • FIG. 19 is a schematic diagram for explaining the flow of water in the tank container according to the temperature of water.
  • FIG. 20 is a schematic diagram for explaining the flow of water in the tank container according to the temperature of water. In FIGS. 16-20, the arrows indicate the flow of water.
  • the heating means 6 installed in the water supply tank storage portion of the partition member 2a is energized, so that the heating means 6 generates heat.
  • the water temperature in the vicinity of the water supply pump 60 in the water supply tank 4 housed in the water supply tank storage portion rises.
  • the pump motor 61 is driven.
  • the propeller 60b of the water supply pump 60 rotates forward or backward, and the water in the tank container 40 is discharged from the water supply pump 60 according to the rotation direction.
  • the water taken into the water supply pump 60 from the water supply port 65 passes through the drainage pipe 62 and then passes through the water supply pipe 7 to the ice tray of the automatic ice maker 5. It is sent to 52.
  • the hot water stays near the water surface and the cold water stays near the water surface. It moves downward (second step 44) deep in the water along the inclination of the first step 43.
  • the deepest water in the tank container 40 is in the vicinity of the water supply pump 60 in the second stage 44. Therefore, in the tank container 40 after circulation, the water temperature in the vicinity of the water supply pump 60 is the lowest.
  • the heating means 6 is provided so as to cover a part or all of the second stage portion 44 of the tank container 40. Therefore, in the first embodiment, the water having the lowest temperature is heated by the heating means 6.
  • the heat exchange rate Q of water is proportional to the temperature difference ⁇ T between the water temperature and the temperature of the heating means 6. Further, the temperature difference ⁇ T becomes larger as the water temperature is lower. That is, the heat exchange rate Q of water increases as the water temperature decreases.
  • the water having the lowest temperature is located in the second stage portion 44 (near the water supply pump 60) provided with the heating means 6. Therefore, since the temperature difference ⁇ T is the largest, the heat exchange rate Q of the water is large, the water can be efficiently heated with low power consumption, and the water in the tank container 40 can be prevented from freezing. ..
  • the low-temperature water that has descended to the deeper part of the second stage portion 44 partially or completely. It is heated by the heating means 6 provided so as to cover it.
  • the temperature difference ⁇ T between the heating means 6 and the water having a low temperature heated by the heating means 6 becomes large, thereby increasing the heat exchange rate Q of the water. Therefore, the water can be heated efficiently, and the water in the tank container 40 can be prevented from freezing while suppressing the power consumption.
  • the heating means 6 can cover a part or all of the second stage portion 44 of the tank container 40, it can be miniaturized. As a result, both the direct material cost and the running cost of the heating means 6 can be reduced.
  • first stage portion 43 of the tank container 40 is inclined so that water flows to the second stage portion 44, even if the water in the tank container 40 is low, the water is still in the first stage portion 43. It flows to the second stage 44 without staying at. This makes it possible to prevent residual water and freezing in the first stage portion 43.
  • the refrigerator 100 when the propeller 60b of the water supply pump 60 provided in the tank container 40 of the water supply tank 4 for storing water rotates in the reverse direction, the inside of the tank container 40 Water is discharged into the tank container 40. As a result, the water in the tank container 40 circulates, so that the water in the tank container 40 can be prevented from freezing.
  • the tank container 40 has a first stage portion 43 and a second stage portion 44 having a water depth deeper than that of the first stage portion 43, and a water supply pump 60 is arranged in the second stage portion 44. As a result, deep water is taken in by the water supply pump 60.
  • the first stage portion 43 is formed so as to incline downward toward the second stage portion 44.
  • the water on the first stage portion 43 flows to the second stage portion 44, so that even if the amount of water in the tank container 40 is low, residual water and freezing in the first stage portion 43 can be prevented. can.
  • the first stage portion 43 is formed so as to incline downward from one wall surface of the tank container 40 toward the other wall surface facing the tank container 40. As a result, even when the amount of water in the tank container 40 is low, the water on the first stage portion 43 moves, so that the water in the tank container 40 can be prevented from freezing.
  • the second stage portion 44 is formed so as to incline upward from one wall surface of the tank container 40 in which the water supply pump 60 is arranged toward the other wall surface facing the tank container 40. As a result, the water on the second stage portion 44 flows toward the water supply pump 60, so that water can be easily and reliably supplied by the water supply pump 60.
  • the refrigerator 100 is provided so as to cover a part or all of the second stage portion 44, and further includes a heating means 6 for heating the water in the tank container 40.
  • a heating means 6 for heating the water in the tank container 40.
  • Refrigerator body 2a, 2b, 2c Partition member, 3 Door part, 4 Water supply tank, 5 Automatic ice maker, 6 Heating means, 7 Water supply pipe, 8 Control device, 9 Damper device, 9a Baffle, 10 Inner box, 11 Outside Box, 12 foam insulation, 15 operation display, 16 fan grill, 17 partition plate, 18 air passage parts, 20 refrigerating room, 20a refrigerating room shelf, 20b pocket, 20c refrigerating room case, 21 ice making room, 21a ice storage case, 22 switching room, 23 freezer room, 23a upper case, 23b lower case, 24 vegetable room, 24a upper case, 24b lower case, 26 cooler room, 26a cooler, 26b cooling fan, 27 machine room, 27a compressor, 27b.

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Abstract

冷蔵室と、仕切り部材を介して冷蔵室の下方に設けられた製氷室とを備えた冷蔵庫であって、製氷室に供給するための水を貯留するタンク容器と、タンク容器内に配置され、貯留された水を取り込んで排出する給水ポンプとを有し、仕切り部材に収納される給水タンクと、製氷室に設置され、給水ポンプが駆動することによって給水タンクから供給された水を製氷する製氷装置とを備え、給水ポンプは、給水タンクに貯留された水を取り込む給水口と、順回転または逆回転するプロペラと、プロペラが順回転することによって給水口から取り込まれた水をタンク容器外に排出する排水用パイプと、プロペラが逆回転することによって給水口から取り込まれた水をタンク容器内に排出する循環用パイプとを有する。

Description

冷蔵庫
　本開示は、自動製氷器に給水する給水タンクを備えた冷蔵庫に関する。
　従来、冷蔵庫には、製氷を自動的に行う自動製氷器が搭載され、自動製氷を行うための給水用の水を貯める給水タンクが設けられている。給水タンクは、通常、内部に貯留された水が凍結しないように、冷蔵温度帯の部屋である冷蔵室に備えられている。自動製氷を行う場合には、ポンプまたはモータの動力を利用することにより、給水タンク内の水が給水パイプを介して製氷皿に送られる。
　自動製氷器が搭載された冷蔵庫として、給水タンクが冷蔵室の床面の片端に配置されたものがあるが、このような冷蔵では、給水タンクによって冷蔵室の収納を狭めてしまう。これに対して、最近では、冷蔵室床面などの、冷蔵室と、冷蔵室の下段に設けられた冷凍温度帯で食品等を貯蔵する冷凍室との間の仕切りに給水タンクが埋設された冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－８４９８０号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の冷蔵庫のように、冷蔵室と冷凍室との間の仕切りに給水タンクが埋設されると、給水タンクは、その形状の分だけ冷凍室側に突出することになる。これにより、給水タンクが冷凍室に近づくため、給水タンク内の水が凍結する可能性が増大する。
　また、最近の冷蔵庫は、生鮮食品の鮮度を保持するための、０℃または０℃以下の温度帯で食品等を貯蔵するチルド室を冷蔵室の下部に備えることが多い。したがって、従来は０℃以上の冷蔵温度帯の空気にさらされていた給水タンクの水面近傍も、０℃以下の空気にさらされるため、給水タンク内の水が凍結する可能性が増大する。
　本開示は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、冷蔵室の下方に冷凍温度帯の貯蔵室が設けられた場合であっても、給水タンク内の水の凍結を防止することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
　本開示の冷蔵庫は、冷蔵室と、仕切り部材を介して前記冷蔵室の下方に設けられた製氷室とを備えた冷蔵庫であって、前記製氷室に供給するための水を貯留するタンク容器と、前記タンク容器内に配置され、貯留された前記水を取り込んで排出する給水ポンプとを有し、前記仕切り部材に収納される給水タンクと、前記製氷室に設置され、前記給水ポンプが駆動することによって前記給水タンクから供給された水を製氷する製氷装置とを備え、前記給水ポンプは、前記給水タンクに貯留された前記水を取り込む給水口と、順回転または逆回転するプロペラと、前記プロペラが順回転することによって前記給水口から取り込まれた前記水を前記タンク容器外に排出する排水用パイプと、前記プロペラが逆回転することによって前記給水口から取り込まれた前記水を前記タンク容器内に排出する循環用パイプとを有するものである。
　以上のように、本開示によれば、給水ポンプのプロペラが逆回転した際に、タンク容器内の水がタンク容器内に排出される。これにより、タンク容器内の水が循環するため、冷蔵室の下方に冷凍温度帯の貯蔵室が設けられた場合であっても、タンク容器内の水の凍結を防止することができる。
実施の形態１に係る冷蔵庫の一例を示す正面図である。 図１に示す冷蔵庫のＡ－Ａ線矢視断面図である。 図２の冷蔵室について説明するための上面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の自動製氷器の一例を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の自動製氷器を下面側から見た場合の斜視図である。 冷蔵室の給水タンク近傍のＢ－Ｂ線矢視断面図である。 冷蔵室の給水タンク近傍のＣ－Ｃ線矢視断面図である。 給水タンクの構成の一例を示す概略図である。 給水タンクのタンク容器の一例を示す斜視図である。 図９のタンク容器を上面、背面および右側面から見た場合の三面図である。 図１０に示すタンク容器のＤ－Ｄ線矢視断面図である。 給水ポンプの構成の一例を示す分解斜視図である。 給水ポンプによる排水について説明するための断面図である。 図８の給水タンクを排水用パイプに沿った面で切断した場合の断面図である。 図８の給水タンクを図１４の切断面よりも前面側で切断した場合の断面図である。 給水ポンプのプロペラを順回転させた際の水の流れについて説明するための概略図である。 給水ポンプのプロペラを逆回転させた際の水の流れについて説明するための概略図である。 タンク容器内の水の温度分布について説明するための概略図である。 水の温度に応じたタンク容器内の水の流れについて説明するための概略図である。 水の温度に応じたタンク容器内の水の流れについて説明するための概略図である。
　以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の説明に用いられる図面では、同一または相当する部分には、同一の符号を付し、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、および配置等は、本開示の範囲内で適宜変更することができる。また、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
実施の形態１．
　本実施の形態１に係る冷蔵庫について説明する。本実施の形態１に係る冷蔵庫は、氷を自動的に生成する自動製氷器を備えたものである。
［冷蔵庫１００の構成］
　図１は、本実施の形態１に係る冷蔵庫の一例を示す正面図である。図２は、図１に示す冷蔵庫のＡ－Ａ線矢視断面図である。図３は、図２の冷蔵室について説明するための上面図である。なお、以下の説明において、右側および左側は、冷蔵庫１００の前面側から背面側に向かう方向（前後方向）を正面としたときの方向を示す。すなわち、右側は、図１の紙面の右側に対応し、左側は、図１の紙面の左側に対応するものとする。
　図１および図２に示すように、冷蔵庫１００は、前面に開口部を有し、内部を複数の仕切り部材２ａ、２ｂおよび２ｃで仕切られて複数段の貯蔵室が形成された冷蔵庫本体１と、冷蔵庫本体１の前面に設けられ、各貯蔵室の開口部を開閉自在に塞ぐ扉部３とで構成されている。冷蔵庫本体１には、冷蔵庫１００の内側である硬質樹脂製の内箱１０と、冷蔵庫１００の外側である鋼板製の外箱１１とで密封された空間が形成されている。内箱１０と外箱１１とで密閉された空間には、例えば、ウレタン発泡による断熱材、あるいは、発泡スチロールなどの発泡断熱材１２が充填されている。
　貯蔵室は、図１に示すように、一例として上から順に冷蔵室２０、製氷室２１および切替室２２、冷凍室２３、ならびに野菜室２４で構成されている。各貯蔵室は、設定可能な温度帯によって区別されている。冷蔵室２０の温度帯は、例えば弱（約６℃）、中（約３℃）、および強（約０℃）である。製氷室２１および冷凍室２３の温度帯は、それぞれ弱（約－１６℃）、中（約－１８℃）、および強（約－２０℃）である。切替室２２の温度は、用途に応じて冷蔵温度帯から冷凍温度帯まで切り替えられる。野菜室２４の温度は、０℃以上かつ１０℃以下である。なお、貯蔵室は、図示した構成に限定されるものではない。また、各貯蔵室の設定温度についても、上記の温度帯に限定されるものではない。
（冷蔵室２０）
　冷蔵室２０の前面開口部には、冷蔵室左扉３０ａおよび冷蔵室右扉３０ｂで構成された観音開き式の冷蔵室扉３０が設けられている。冷蔵室左扉３０ａおよび冷蔵室右扉３０ｂは、それぞれ扉回転軸を支える図示しないヒンジ部により回転自在に軸支されている。また、冷蔵室扉３０には、貯蔵室の温度および各種モードの設定を操作するとともに、設定内容等を表示する操作表示部１５が設けられている。この操作表示部１５は、例えば静電容量式センサを使用し、使用者が指で触ることで温度および各種モードを設定できるように構成されている。
　冷蔵室２０は、図２に示すように、内部を冷蔵室棚２０ａで区画して複数の空間が形成されており、貯蔵物の収納効率を高めた構成とされている。また、冷蔵室左扉３０ａおよび冷蔵室右扉３０ｂの庫内側には、食品等を収納する３つのポケット２０ｂが、高さ方向に間隔をあけて取り付けられている。
　冷蔵室２０の背面側には、複数の吹出口を有する風路部品１８を介して風路２８が形成されている。風路２８には、バッフル９ａを有するダンパー装置９が設けられており、風路２８は、バッフル９ａを有するダンパー装置９を介して、冷気を生成する冷却器室２６に連通している。バッフル９ａは、後述する制御装置８によって開閉が制御され、冷却器室２６から風路２８を通って冷蔵室２０へ流通する冷気の送風または遮断を行う。
　冷蔵室２０の内部には、最下段の冷蔵室棚２０ａによって仕切られた空間に、冷蔵室ケース２０ｃが設けられている。また、図３に示すように、冷蔵室ケース２０ｃの前面側の冷蔵室２０の床面であって、冷蔵室２０と製氷室２１との間を仕切る仕切り部材２ａには、給水タンク収納部が設けられ、この給水タンク収納部に、水を貯留する給水タンク４が収納されている。
（製氷室２１）
　図１および図２に示すように、製氷室２１の前面開口部には、引き出し式の製氷室扉３１が設けられている。製氷室２１には、当該製氷室２１の天井壁に取り付けられ、給水タンク４から給水パイプ７を介して供給された水を用いて製氷する自動製氷器５と、自動製氷器５によって生成された氷を貯める貯氷ケース２１ａとが設けられている。
（切替室２２）
　切替室２２は、製氷室２１と同じ段であって、製氷室２１の隣に設けられている。切替室２２の前面開口部には、引き出し式の切替室扉３２が設けられている。切替室２２は、用途に応じて温度帯を冷蔵温度帯から冷凍温度帯まで切り替えることができる貯蔵室である。切替室２２には、食品等を収納する収納ケース（図示せず）が設けられている。
（冷凍室２３）
　冷凍室２３の前面開口部には、引き出し式の冷凍室扉３３が設けられている。冷凍室２３には、例えば、食品等を収納する上段ケース２３ａと下段ケース２３ｂが設けられている。
（野菜室２４）
　野菜室２４の前面開口部には、引き出し式の野菜室扉３４が設けられている。野菜室２４には、食品等を収納する上段ケース２４ａと下段ケース２４ｂが設けられている。
　なお、図示を省略するが、各室を仕切る仕切り部材２ａ、２ｂおよび２ｃの前面部には、板金製の仕切板が設けられている。また、各扉部には、磁石内蔵の扉ガスケットが、内側周縁に沿って取り付けられている。これにより、仕切り部材２ａ、２ｂおよび２ｃと各扉とが磁力によって密着し、室内冷気が外部に流出するのを防ぐようになっている。
（冷却器室２６）
　製氷室２１、切替室２２および冷凍室２３の背面側には、吹出口を有するファングリル１６によって仕切られた冷却器室２６が設けられている。
　冷却器室２６には、－２０～－３０℃程度の冷気を生成する冷却器２６ａと、冷気を循環させる冷却ファン２６ｂとが収納されている。冷却器室２６で生成した冷気は、風量が調整されて各貯蔵室に送られる。
（機械室２７）
　野菜室２４の背面側には、仕切り板１７で仕切られた機械室２７が設けられている。機械室２７には、例えば圧縮機２７ａ、ドレンパン２７ｂおよび図示しない凝縮器等が設けられている。
［自動製氷器５の構成］
　次に、自動製氷器５の構成について説明する。自動製氷器５は、給水タンク４に水を入れた後、給水タンク４内の水が吐出できなくなるまで、あるいは、製氷室２１の貯氷ケース２１ａ内が満氷と検出されるまで、給水、製氷および離氷の各ステップからなる製氷動作を自動的に実行するものである。
　図４は、本実施の形態１に係る冷蔵庫の自動製氷器の一例を示す分解斜視図である。図５は、本実施の形態１に係る冷蔵庫の自動製氷器を下面側から見た場合の斜視図である。図４および図５に示すように、自動製氷器５は、フレーム５０、ギアボックス５１、製氷皿５２、製氷皿温度センサ５３および貯氷検知レバー５４を有している。
　フレーム５０は、自動製氷器５の外郭を形成するものであり、図４に示すように、側面視で横向きＬ字状に形成されている。フレーム５０は、Ｌ字の上面部５０ａが製氷室２１の天井に取り付けられ、Ｌ字の側面部５０ｂが製氷室２１の前面側に配置される。フレーム５０の背面側には、ギアボックス５１が配置されている。また、フレーム５０のＬ字の側面部５０ｂには、製氷室２１の天井からの配線とギアボックス５１および製氷皿温度センサ５３とを接続するコネクタ（図示せず）を収納する配線収納部のコネクタカバー５５が取り付けられている。ギアボックス５１は、製氷皿５２を捻ることにより、製氷皿５２で生成した氷を貯氷ケース２１ａに落下させるための装置である。
　製氷皿５２は、図４に示すように、例えば１粒が１０ｃｃ程度の水で生成される氷を一度に複数個生成できるように、冷蔵庫１００の奥行き方向において左右２列に内部が仕切られている。この例において、製氷皿５２は、一度に１０個の氷を生成することができるように構成されている。
　製氷皿５２の一端側には、フレーム５０の側面部５０ｂに形成された貫通孔５０ｃに挿入される凸部５２ａが設けられている。製氷皿５２の他端側には、ギアボックス５１の回転軸５１ａが嵌め込まれる凹部（図示せず）が形成されている。製氷皿５２は、フレーム５０とギアボックス５１とで囲まれた内部に設けられ、フレーム５０とギアボックス５１によって両端が回動自在に軸支されている。
　製氷皿５２で生成された氷は、図５に示すように、ギアボックス５１で製氷皿５２を回転させることにより離氷し、貯氷ケース２１ａに落とされる。具体的には、製氷皿５２に設けられたストッパ受け部５２ｂがフレーム５０のストッパ部５０ｄに引っ掛かった後に、更にギアボックス５１で製氷皿５２の奥側を回転させようとするため、製氷皿５２が捻じれて離氷させることができる。
　製氷皿温度センサ５３は、例えばサーミスタ等で構成され、製氷皿５２内の氷の温度を検出する。製氷皿温度センサ５３は、温度センサカバー５３ａで覆われており、製氷皿５２の下面に密着させて取り付けられている。
　貯氷検知レバー５４は、貯氷ケース２１ａが満氷か否かを検出して、継続して製氷可能かどうかを判定するために設けられている。貯氷検知レバー５４は、図４に示すように、ギアボックス５１の側面に取り付けられている。貯氷検知レバー５４が下がった状態で貯氷ケース２１ａ内の氷に接触した際に、貯氷ケース２１ａ内が満氷であることが検知され、製氷不可と判定される。
［給水タンク４の構成］
　次に、給水タンク４の構成について説明する。図６は、冷蔵室の給水タンク近傍のＢ－Ｂ線矢視断面図である。図７は、冷蔵室の給水タンク近傍のＣ－Ｃ線矢視断面図である。図８は、給水タンクの構成の一例を示す概略図である。図６～図８に示すように、給水タンク４は、上面に開口部を有する箱形に形成されたタンク容器４０と、タンク容器４０の開口部を塞ぐための蓋体４１と、タンク容器４０の内部に配置された給水ポンプ６０とを有している。
（タンク容器４０）
　図９は、給水タンクのタンク容器の一例を示す斜視図である。図１０は、図９のタンク容器を上面、背面および右側面から見た場合の三面図である。図１１は、図１０に示すタンク容器のＤ－Ｄ線矢視断面図である。
　図９～図１１に示すように、タンク容器４０は、上面から見た際に形成されている４つの角部のうち、１つの角の近傍に、給水パイプ７が接続される排水口４２が形成されている。また、残りの３つの角部は、内周が丸みを帯びた形状、所謂アール形状に形成されている。
　タンク容器４０の内部には段差が設けられ、水を貯留した際に水深が浅い第１段部４３と、第１段部４３に隣接し、第１段部４３よりも水深が深い第２段部４４とが形成されている。第２段部４４は、タンク容器４０において、第１段部４３の左右方向に形成されている。なお、詳細は後述するが、第２段部４４には、給水ポンプ６０が前後方向においてタンク容器４０の壁面に接するように配置される。そして、第１段部４３は、第２段部４４に配置された給水ポンプ６０の給水口６５よりも高くなるように形成されている。
　第１段部４３は、第２段部４４に向かって下方に傾斜するように形成され、第１段部４３上の水が第２段部４４に流れるようになっている。例えば、第１段部４３は、水平方向に対して７°程度だけ下方向に傾斜するように形成されている。
　また、第１段部４３は、タンク容器４０の一方の壁面から対向する他方の壁面に向かって底面が下方に傾斜するように形成されている。この場合のタンク容器４０の一方の壁面は、第２段部４４に配置される給水ポンプ６０が接する壁面である。
　第２段部４４は、左右方向の幅が、給水ポンプ６０を配置できるように、給水ポンプ６０の左右方向の幅を考慮して形成されている。第２段部４４は、給水ポンプ６０が配置されるタンク容器４０の一方の壁面から対向する他方の壁面に向かって底面の一部が上方に傾斜するように形成されている。なお、第２段部４４の底面の残りの部分は、給水ポンプ６０が配置される部分である。すなわち、第２段部４４は、給水ポンプ６０が配置される部分を除いた底面が、給水ポンプ６０から離れるに従って上方に傾斜するように形成されている。
　第１段部４３および第２段部４４がこのように形成されることにより、タンク容器４０には、第１段部４３の最も低い底面と、第２段部４４の最も高い底面とで、連続した面が形成される。
　図９に示す例では、タンク容器４０内において、左側に第１段部４３が形成され、第１段部４３の右側に第２段部４４が形成されている。第１段部４３は、右側に隣接する第２段部４４に向かって下方に傾斜して形成されている。また、第１段部４３は、背面側から前面側に向かって下方に傾斜して形成されている。第２段部４４は、タンク容器４０の背面側の壁面から前面側の壁面に向かって底面の一部が情報に傾斜して形成されている。そして、第１段部４３の前面側の最も低い底面と、第２段部４４の前面側の最も高い底面とにより、連続した面が形成されている。
　また、給水タンク４は、上述したように、冷蔵室２０と製氷室２１との間を仕切る仕切り部材２ａに設けられた給水タンク収納部に収納されている。図７に示すように、給水タンク収納部には、タンク容器４０の第２段部４４を覆うように加熱手段６が設けられている。加熱手段６は、例えばヒータであり、通電されることによって第２段部４４の水を加熱する。これにより、第２段部４４内の水の凍結が防がれる。加熱手段６は、給水タンク収納部の内周側に、アルミテープによって貼り付けられる。
（給水ポンプ６０）
　図１２は、給水ポンプの構成の一例を示す分解斜視図である。図１３は、給水ポンプによる排水について説明するための断面図である。給水ポンプ６０は、タンク容器４０内の水を自動製氷器５に送り出すために設けられている。
　図１２に示すように、給水ポンプ６０は、給水口６５が設けられたポンプカバー６０ａと、内部に磁石を有するプロペラ６０ｂと、ポンプケース６０ｃとを有し、これらが組み合わせられて形成されている。給水ポンプ６０では、図７に示す外部のポンプモータ６１に取り付けられた磁石が回転することにより、プロペラ６０ｂが回転する。
　ポンプケース６０ｃには、上方に延びる排水用パイプ６２および循環用パイプ６３が設けられている。排水用パイプ６２および循環用パイプ６３は、ポンプケース６０ｃの左右端近傍から、プロペラ６０ｂの回転方向に対する接線方向に延びるように形成されている。
　排水用パイプ６２は、ポンプケース６０ｃから上方かつ鉛直に延び、給水タンク満水線（図６および図７の点線）以上の高さにおいて、第１段部４３の方向に９０°に屈曲し、タンク容器４０の壁面に沿って延びるように形成されている。そして、排水用パイプ６２の一端は、タンク容器４０の排水口４２に接続される。循環用パイプ６３は、ポンプケース６０ｃから上方かつ鉛直に延び、給水タンク満水線と第１段部４３と間の中央付近の高さにおいて、第１段部４３の方向に９０°に屈曲し、タンク容器４０の壁面に沿って延びるように形成されている。
　図１３に示すように、排水用パイプ６２は、プロペラ６０ｂが順方向（矢印Ｘ１方向）に回転する際に、給水口６５から取り込まれたタンク容器４０内の水を流通させる（矢印Ｙ１方向）。また、循環用パイプ６３は、プロペラが逆方向（矢印Ｘ２方向）に回転する際に、給水口６５から取り込まれたタンク容器４０内の水を流通させる（矢印Ｙ２方向）。
　ところで、循環用パイプ６３は、排出された水がタンク容器４０における水面付近の水をムラなく押し流すことを目的として設けられている。そのため、循環用パイプ６３内の水の流れは、乱流であるよりも層流であることが望ましい。
　一般に、レイノルズ数が２２００～２３００を超えた場合に、水の流れが乱流であると定義される。したがって、循環用パイプ６３の径は、レイノルズ数が上述した値を超えないように決定される。レイノルズ数Ｒｅは、水の密度ρ、流速Ｕ、パイプの内径φおよび粘性係数μを用いて式（１）で表され、レイノルズ数Ｒｅが２２００未満となる条件は、式（２）で表される。
　　　Ｒｅ＝（ρＵφ）／μ　　　　・・・（１）
　　　（ρＵφ）／μ＜２２００　　・・・（２）
　ここで、タンク容器４０内の水の温度は、０°程度であることから、「ρ≒１［ｇ／ｃｍ３］」および「μ＝０．０．１７９［ｇ／ｃｍ・ｓ］」とした場合、流速Ｕおよびパイプの内径φは、式（３）の条件を満たすように決定される。
　　Ｕφ＜３９．８６［ｃｍ２／ｓ］　　・・・（３）
（給水ポンプ６０の配置）
　図８、図１４および図１５を参照して、タンク容器４０に対する給水ポンプ６０の配置について説明する。図１４は、図８の給水タンクを排水用パイプに沿った面で切断した場合の断面図である。図１５は、図８の給水タンクを図１４の切断面よりも前面側で切断した場合の断面図である。
　図８に示すように、給水ポンプ６０は、タンク容器４０の第２段部４４の底面に接するように配置される。また、給水ポンプ６０は、タンク容器４０の前後方向における一方の壁面に接するように配置される。図８に示す例では、給水ポンプ６０は、タンク容器４０の背面側の壁面に接するように配置されている。
　図１４に示すように、給水ポンプ６０は、排水用パイプ６２が給水タンク４の排水口４２に接続される。排水口４２には、給水パイプ７が接続され、排水用パイプ６２を通過した水が給水パイプ７を介して、給水タンク４の下方に設置された自動製氷器５の製氷皿５２へ送出される。
　このように給水ポンプ６０がタンク容器４０に配置された場合、図１５に示すように、排水用パイプ６２は、給水タンク満水線（図１５の水面）以上の高さに位置する。また、循環用パイプ６３は、給水タンク満水線と第１段部４３と間の中央付近の高さに位置する。
［タンク容器４０内の水の流れ］
　給水タンク４のタンク容器４０内の水の流れについて説明する。図１６は、給水ポンプのプロペラを順回転させた際の水の流れについて説明するための概略図である。図１７は、給水ポンプのプロペラを逆回転させた際の水の流れについて説明するための概略図である。図１８は、タンク容器内の水の温度分布について説明するための概略図である。図１９は、水の温度に応じたタンク容器内の水の流れについて説明するための概略図である。図２０は、水の温度に応じたタンク容器内の水の流れについて説明するための概略図である。図１６～図２０において、矢印は水の流れを示す。
　まず、仕切り部材２ａの給水タンク収納部に設置された加熱手段６が通電されることにより、加熱手段６が発熱する。これにより、給水タンク収納部に収納された給水タンク４における給水ポンプ６０近傍の水温が上昇する。そして、一定時間だけ加熱手段６を通電させた後、ポンプモータ６１が駆動される。
　ポンプモータ６１が駆動されることにより、給水ポンプ６０のプロペラ６０ｂが順回転または逆回転し、回転方向に応じてタンク容器４０内の水が給水ポンプ６０から排出される。図１６に示すように、プロペラ６０ｂが順回転した場合、給水口６５から給水ポンプ６０に取り込まれた水は、排水用パイプ６２を通過後、給水パイプ７を介して自動製氷器５の製氷皿５２へ送られる。
　一方、図１７に示すように、プロペラ６０ｂが逆回転した場合、給水口６５から給水ポンプ６０に取り込まれた水は、循環用パイプ６３を通過後、タンク容器４０の第１段部４３に排出される。排出された水は、タンク容器４０の壁面に沿って第１段部４３を給水ポンプ６０と離れる方向に流れ、タンク容器４０のアール形状に形成された角部に沿って第１段部４３上を循環する。そして、第１段部４３の傾斜により、水は第１段部４３から第２段部４４に流れ、給水ポンプ６０側に流入する。このように、プロペラ６０ｂが逆回転した場合、タンク容器４０内の水は、タンク容器４０の壁面に沿ってタンク容器４０内を循環する。
　ところで、温度の低い水は、密度が低いことから水深の深い方へ下降する。また、温度の高い水は、密度が高いことから水面付近へ上昇する。そのため、タンク容器４０内の水に温度差があると、図１８に示すように、温度の低い水がタンク容器４０の下方に分布し、温度の高い水がタンク容器４０の上方に分布する。
　本実施の形態１において、プロペラ６０ｂが逆回転してタンク容器４０内の水が循環する場合、図１９および図２０に示すように、温度の高い水が水面付近に留まり、温度の低い水が第１段部４３の傾斜に沿って水深の深い下方（第２段部４４）へ移動する。タンク容器４０内で水深が最も深い場所は、第２段部４４における給水ポンプ６０の近傍である。そのため、循環後のタンク容器４０内では、給水ポンプ６０付近の水温が最も低い状態となっている。
　また、タンク容器４０の第２段部４４の一部または全部を覆うように加熱手段６が設けられている。そのため、本実施の形態１では、温度が最も低い水が、加熱手段６によって加熱されることになる。ここで、水の熱交換率Ｑは、水温と加熱手段６の温度との温度差ΔＴに比例する。また、温度差ΔＴは、水温が低いほど大きくなる。すなわち、水の熱交換率Ｑは、水温が低いほど大きくなる。
　本実施の形態１では、タンク容器４０内の水を循環させることにより、温度が最も低い水が、加熱手段６が設けられた第２段部４４（給水ポンプ６０付近）に位置する。したがって、温度差ΔＴが最も大きくなるため、水の熱交換率Ｑが大きくなり、少ない消費電力で効率的に水を加熱することができ、タンク容器４０内の水の凍結を防止することができる。
　このように、本実施の形態１では、タンク容器４０の壁面に沿って水が循環する際に、水深の深い方へ下降した温度の低い水が、第２段部４４の一部または全部を覆うように設けられた加熱手段６によって加熱される。この場合、加熱手段６と加熱手段６によって加熱される温度の低い水との温度差ΔＴが大きくなり、それによって水の熱交換率Ｑが大きくなる。そのため、効率的に水を加熱することができ、消費電力を抑制しながらタンク容器４０内の水の凍結を防止することができる。
　また、加熱手段６は、タンク容器４０の第２段部４４の一部または全部を覆うことができればよいため、小型化することができる。これにより、加熱手段６の直材費およびランニングコストの双方を低減することができる。
　さらに、タンク容器４０の第１段部４３は、水が第２段部４４に流れるように傾斜しているため、タンク容器４０内の水が少なくなった場合でも、水が第１段部４３に留まることなく第２段部４４に流れる。これにより、第１段部４３での残水および凍結を防止することができる。
　以上のように、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００では、水を貯留する給水タンク４のタンク容器４０内に設けられた給水ポンプ６０のプロペラ６０ｂが逆回転した際に、タンク容器４０内の水がタンク容器４０内に排出される。これにより、タンク容器４０内の水が循環するため、タンク容器４０内の水の凍結を防止することができる。
　冷蔵庫１００において、タンク容器４０は、第１段部４３と、第１段部４３よりも水深が深い第２段部４４とを有し、第２段部４４に給水ポンプ６０が配置される。これにより、水深の深い水が給水ポンプ６０によって取り込まれる。
　冷蔵庫１００において、第１段部４３は、第２段部４４に向かって下方に傾斜するように形成されている。これにより、第１段部４３上の水が第２段部４４に流れるため、タンク容器４０内の水が少なくなった場合でも、第１段部４３での残水および凍結を防止することができる。
　冷蔵庫１００において、第１段部４３は、タンク容器４０の一方の壁面から対向する他方の壁面に向かって下方に傾斜するように形成されている。これにより、タンク容器４０内の水が少なくなった場合でも、第１段部４３上の水が移動するため、タンク容器４０内の水の凍結を防止することができる。
　冷蔵庫１００において、第２段部４４は、給水ポンプ６０が配置されたタンク容器４０の一方の壁面から対向する他方の壁面に向かって上方に傾斜するように形成されている。これにより、第２段部４４上の水が給水ポンプ６０に向かって流れるため、給水ポンプ６０による給水を容易かつ確実に行うことができる。
　冷蔵庫１００は、第２段部４４の一部または全部を覆うように設けられ、タンク容器４０内の水を加熱する加熱手段６をさらに備えている。これにより、第２段部４４のみが加熱手段６によって覆われるため、加熱手段６を小型化することができ、コストを低減することができる。
　１　冷蔵庫本体、２ａ、２ｂ、２ｃ　仕切り部材、３　扉部、４　給水タンク、５　自動製氷器、６　加熱手段、７　給水パイプ、８　制御装置、９　ダンパー装置、９ａ　バッフル、１０　内箱、１１　外箱、１２　発泡断熱材、１５　操作表示部、１６　ファングリル、１７　仕切板、１８　風路部品、２０　冷蔵室、２０ａ　冷蔵室棚、２０ｂ　ポケット、２０ｃ　冷蔵室ケース、２１　製氷室、２１ａ　貯氷ケース、２２　切替室、２３　冷凍室、２３ａ　上段ケース、２３ｂ　下段ケース、２４　野菜室、２４ａ　上段ケース、２４ｂ　下段ケース、２６　冷却器室、２６ａ　冷却器、２６ｂ　冷却ファン、２７　機械室、２７ａ　圧縮機、２７ｂ　ドレンパン、２８　風路、３０　冷蔵室扉、３０ａ　冷蔵室左扉、３０ｂ　冷蔵室右扉、３１　製氷室扉、３２　切替室扉、３３　冷凍室扉、３４　野菜室扉、４０　タンク容器、４１　蓋体、４２　排水口、４３　第１段部、４４　第２段部、５０　フレーム、５０ａ　上面部、５０ｂ　側面部、５０ｃ　貫通孔、５０ｄ　ストッパ部、５１　ギアボックス、５１ａ　回転軸、５２　製氷皿、５２ａ　凸部、５２ｂ　ストッパ受け部、５３　製氷皿温度センサ、５３ａ　温度センサカバー、５４　貯氷検知レバー、５５　コネクタカバー、６０　給水ポンプ、６０ａ　ポンプカバー、６０ｂ　プロペラ、６０ｃ　ポンプケース、６１　ポンプモータ、６２　排水用パイプ、６３　循環用パイプ、６５　給水口、１００　冷蔵庫。

Claims (6)

  1. 　冷蔵室と、仕切り部材を介して前記冷蔵室の下方に設けられた製氷室とを備えた冷蔵庫であって、
    　前記製氷室に供給するための水を貯留するタンク容器と、
    　前記タンク容器内に配置され、貯留された前記水を取り込んで排出する給水ポンプと
    を有し、前記仕切り部材に収納される給水タンクと、
    　前記製氷室に設置され、前記給水ポンプが駆動することによって前記給水タンクから供給された水を製氷する製氷装置と
    を備え、
    　前記給水ポンプは、
    　前記給水タンクに貯留された前記水を取り込む給水口と、
    　順回転または逆回転するプロペラと、
    　前記プロペラが順回転することによって前記給水口から取り込まれた前記水を前記タンク容器外に排出する排水用パイプと、
    　前記プロペラが逆回転することによって前記給水口から取り込まれた前記水を前記タンク容器内に排出する循環用パイプと
    を有する
    冷蔵庫。
  2. 　前記タンク容器は、
    　第１段部と、
    　前記第１段部に隣接し、前記第１段部よりも水深が深い第２段部と
    を有し、
    　前記第２段部に前記給水ポンプが配置される
    請求項１に記載の冷蔵庫。
  3. 　前記第１段部は、
    　前記第２段部に向かって下方に傾斜するように形成されている
    請求項２に記載の冷蔵庫。
  4. 　前記第１段部は、
    　前記タンク容器の一方の壁面から対向する他方の壁面に向かって下方に傾斜するように形成されている
    請求項２または３に記載の冷蔵庫。
  5. 　前記給水ポンプは、
    　前記第２段部における前記タンク容器の一方の壁面に接するように配置され、
    　前記第２段部は、
    　前記一方の壁面から対向する他方の壁面に向かって上方に傾斜するように形成されている
    請求項２～４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  6. 　前記第２段部の一部または全部を覆うように設けられ、前記タンク容器内の前記水を加熱する加熱手段をさらに備える
    請求項２～５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
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