JPH0229569A - 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、及び前記外箱２、内
箱３間に充填された断熱材４により構成されている。５
は冷蔵庫本体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
であり、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７内に強制通風するための送風機である。

また１ｏは前記冷凍室６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１ｏとを連
通させる通風路である。そして１２は製氷皿であり前記
製氷室１ｏ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１ｏ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シ、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り、
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
り有り、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、この方法は第１
０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６図と共通する部分については同一の
符号を付し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ｅ内の一
画に設けた製氷室であり、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１８
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１５内に載置すると、送風機９の強制通
風作用による冷気が通風路１１を介して製氷室１５内に
送り込まれ製氷装＠１６の上面よシ冷却を行なう。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れて
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内の凍結進行によシ排出
された気体成分や不純物は貫通孔１９を介して大部分が
下部の容器１７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１９１７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
は質の異なる氷が生成されることになり、使用する際に
は上下層の氷を分離離氷して、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。

＠）製氷皿１８の下層の容器１７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１氷Ｌｋ８合は上りの製氷皿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）離氷のため製氷装＠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
けて完全な一方向凍結になりにくい。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。

（６）製氷皿１８の底面の貫通孔１９を介して下部の容
器１７内の気体成分、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
、透明度が味の氷の質と、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、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り凍結してゆくが、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、排水管を通じて排水される。このため貯水
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、゛その詳細は説明を省略す
る。

２０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θ内の一画に設けた製氷室であり、通風路１
１により送風機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り、
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２６ａとこの小区画２５ａを仕切る仕切
枠２５ｂ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
あり、２ｓｂは前記貯水槽２３の底面外壁に密着させた
温度センサである。

又、２Ｔ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）であり、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、２８はプランジャー、２
９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、前記出水口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け前記プランジャー２８を前記出
水口３１の上端口に圧接するだめのスプリング、３３は
前記プランジャー２８を電磁作用で吸引するだめの電磁
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２７の出口管３６に連結された排
水管であり、前記区画壁２ｏの断熱材２１及び本体１の
断燃材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は蒸発装置であり、冷凍
サイクルの圧縮機４１が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
を導くだめの導水管である。４６は前記冷凍室ｅ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
、６ｏは冷凍室温度制御装置であり、温度センサ４６、
抵抗Ｒ，、Ｒ２゜Ｒ３、コンパレータ５１を備えた比較
回路と、トランジスタ６２、リレーコイ／ｖｓｓを１７
ａｔており、前記コンパレータ６１の出力はトランジス
タ６２ノヘーヌニ接続されている。又、トランジスタ５
２のコレクタには前記リレー接点４７を開閉さす吸引用
のりレーコイ／ｖ５３が接続されている。

５４は製氷制御装置であり、温度センサ２６ｂ、抵抗Ｒ
４，Ｒ６，Ｒ６、コンパレータ６５を備えた比較回路と
、タイマー６６１　トランジスタ５７．５８、リレーコ
イ１Ｖ５９．６０を備えており、前記コンパレータ６６
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Ｈｉｇｈ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”信号を出方し、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１１＋１２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５６の出力端子ａ
は前記トランジスタ５８のべ一ヌに接続されており、前
記トランジスタ６８のコレクタには前記リレー接点４９
を開閉さすリレコイ／Ｌ’６０が接続されている。また
、前記タイマー６６の出力端子すは前記トランジスタ５
７のベスに接続されており、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／
Ｌ’５９が接続されている。

かかる構成において、冷凍室６の温度が所定値より高い
場合は、温度センサ４６の抵抗値ＲＴＨ１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６２がＯＮしてリレーコイ／ｖ５１が導通
する。そして、リレー接慨４７が閉成して圧縮機４１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５１の出力は′Ｌ”となる。このためトランジ
スタ５２はＯＦＦ　　ｌ、て、リレーコイ）ｖ６２への
導通が遮断され、リレー接慨４了が開放して圧縮機４１
、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ぐろうとして
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２６の底面の開口部を介して各小区
画２５ａ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点であり、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２ａｂ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６６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”
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ＩＬ１５９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２２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を介して送り込まれているため、製氷枠
２５の上面より各小区画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の加熱作用によシ、
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ｅｕ
ｕ＋／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２５の各各車区画
２５ａの底面が貫通して開口しているため、析出された
気体成分の拡散や、不純物の沈降を妨害する妨害壁がな
く、円滑に貯水槽２３の下降部水中へ排出される。また
、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くく、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　を
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２６Ｍ）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
低下した水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２５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６６
の出力端子ａの出力信号がＨ”になり、トランジスタ５
８がＯＮする。そしてリレーコイＩＬ／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３６を経て排水管３８に導かれ、導水管４５を介゛
して機械室３９内の蒸発装［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を密
着させた加熱板４３の加熱作用によって蒸発される。こ
うして、貯水槽２３内の残氷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　　Ｌ、リ
レーコイル５９．６０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
磁コイル３３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２６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
り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２６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より取り外
すことが出来、製氷枠２６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
い氷は含まれないため、離氷時にこれを分離・廃棄する
必要もない。更に、−回毎に貯水槽２３内の残水けすべ
て排水されてしまうために、次に製氷作用を行なう際に
、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
生成された氷は非常に透明度が高く不純物の少ない味の
良い氷となる。

（２）温度センサにより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。

（３）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が
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＜＜、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等の製氷装置の
要部拡大断面図、第２図は同第１図の製氷装置の製氷枠
の拡大斜視図、第３図は同第１図の製氷装置を備えた冷
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６図はり第１図の製氷装置で製氷し
た際の特性図、第６図は同第１図の製氷装置に水を満た
した状態図、第７図は同第６図の状態より製氷が進行し
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図は従来例を示す製氷装置を備えた冷蔵庫の要
部断面図、第１０図は従来例を改善した例を示す製氷装
置を備えた冷蔵庫の要部断面図、第１１図は同第１０図
の製氷装置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・・・・・・排水管、６４・
・・・・・製氷制御装置。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第 図 ；９凍！（冷却ｉ〕 ２７　　・−＃　　ｍ　　４才 計−１１ ２４＝清水口 ２５−　　暢ｊＫ　　杵 第１０図

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等の製氷装置。