JPH04371771A - 自動製氷装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷蔵庫に備えられ、特に
透明な氷を自動的に生成可能とする自動製氷装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より一部家庭用の冷蔵庫で採用され
ている自動製氷装置については、例えば実公昭５４−１
７１３９号公報に示されているものがある。従来例につ
いて図７及び図８に従い説明する。

【０００３】図７において、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財
４により構成されている。５は区画壁で、前記冷蔵庫本
体１の内部を上下に区画し、上部に冷凍室７、下部に冷
蔵室８を区画形成している。

【０００４】１０は冷却器で、前記冷凍室７の背面に備
えた冷凍サイクルの一部を構成している。１１は送風機
で、前記冷却器１０で冷却した冷気を前記冷凍室７及び
冷蔵室８に強制通風するためのものである。

【０００５】次に製氷機について、図８に基づき説明す
る。５１は自動製氷機で前記冷凍室７内に備えられてい
て、モータ、減速ギア群（図示せず）等を内蔵した駆動
装置５２、中央部に支持軸５３を連結固定した製氷皿５
４、前記駆動装置５２に前記製氷皿５４を軸支させるた
めのフレーム５５等により構成される。尚、５６はスト
ッパーで、前記製氷皿５４を歪み変形させて離氷を行わ
せるために前記駆動装置５２の外殻の一部に設けられて
いる。５７は当て板で、前記ストッパー５６に当接する
ように前記製氷皿５４上の一端に取付けられている。 又、５８は貯氷箱で、前記自動製氷機５１の下方に備え
られていて、製氷機５１でつくられた氷を貯えることが
できるようになっている。

【０００６】さらに、前記自動製氷機への給水装置につ
き、図７に基づき説明する。３６は貯水タンクで、製氷
用の水を貯水するためのもので、前記冷蔵室８内の一画
に着脱自在に備えられる。又、３７は給水口で、前記給
水タンク３６の下端に位置し、弁３８によって開閉され
る。３９は貯水皿で、前記給水タンク３６の給水口３７
の下方に設けられていて、前記給水口３７を下向けにし
て前記給水タンク３６をセットすると、前記弁３８が押
し上げられて前記給水口３７が開口されるよう構成され
ている。又、４０は給水ポンプで前記貯水皿３９内に受
けた水を揚水するためのものであり、給水管４１に連結
して、給水管４１の出口を前記自動製氷機５１の製氷皿
５４に臨ませるように配設されている。

【０００７】上記のような構成において、まず使用者に
よって水を満たされた給水タンク３６が所定の位置にセ
ットされると、弁３８が押し上げられて給水口３７が開
口して貯水皿３９内に水が満たされる。その後、満たさ
れた水は給水ポンプ４０によって揚水され、給水管４１
を介して製氷皿５４内に注水される。

【０００８】こうして製氷皿５４内に所定量満たされた
水は冷凍室７内での冷却作用によって氷結され、氷が生
成される。そして、製氷が終了すると駆動装置５２の回
転作用によって製氷皿５４が支持軸５３を中心として回
動反転し、ストッパー５６に当て板５７が当接すること
によって製氷皿５４が歪み変形を生じて製氷皿５４内の
氷が離氷される。又、離氷された氷は貯氷箱５８内に落
下して貯氷され、離氷作用の終了した製氷皿５４は再び
駆動装置５２による逆回転作用によって元の状態に復帰
する。以後この作用を貯水タンク３６内の水を使い切る
まで繰り返して、自動的に製氷し貯氷を行うものである
。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
製氷装置であると、氷が生成される際の製氷皿５４内の
水の凍結が、製氷皿５４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
ている気体成分や溶解性塩類や非溶解性の不純物が氷の
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、又、純度が低くて味も良くない氷となり、例え
ばウィスキー等の飲料用を始めとして嗜好用に適した氷
にならないという問題点があった。

【００１０】本発明は上記の問題点を解消するものであ
り、透明度が高く、不純物を含まない純度の高い氷を早
く生成できる自動製氷装置を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の冷蔵庫等の自動製氷装置は、冷凍室の一画に
備えた上面を開口した断熱槽と、この断熱槽の内面底部
を中心に配設したヒータと、前記断熱槽の開口部より内
面に重合する製氷皿と、この製氷皿の一端に連結固定し
た第１の支持軸と、前記製氷皿と並設した水切皿と、こ
の水切皿の一端に連結固定した第２の支持軸と、前記第
１の支持軸を軸として前記製氷皿を回動させ、前記第２
の支持軸を軸として前記水切皿を回動させる駆動装置と
、前記水切皿の下方に設けた排水皿と、この排水皿に連
結し加熱手段を有する第１の排水管と、前記断熱槽内面
底部と前記第１の排水管を連結し加熱手段を有する第２
の排水管と、前記排水皿に隣接して設けた貯氷箱と、冷
蔵室の一画に周囲を断熱材で覆った区画室に備えた給水
タンクと、この給水タンクに接合した加熱ヒータ，水温
センサー及び制御装置と、この給水タンクからの水を貯
水する貯水皿と、この貯水皿内の水を揚水する給水ポン
プと、この給水ポンプに連結して前記製氷皿上面まで導
いた給水管とからなる。

【００１２】

【作用】本発明では、水温センサー，加熱ヒータで水が
凍る０℃近辺に維持された給水タンク内の水が貯水皿を
介して給水管を経て製氷皿内に所定量給水されると、断
熱槽による断熱作用と下面からのヒータによる加熱作用
で、冷凍室内の冷気によって水表面から下方に向けて一
方向の凍結作用が行われ、水中の気体成分や不純物を下
方の水中に排出しながら氷結晶が生成されていく。次に
、氷が適当な厚さになる時点で第１の支持軸駆動装置を
作動させると、製氷皿が回動反転して離氷が行われ、水
切皿上に氷が落下して、気体成分を含有し、又、不純物
濃度が高くなった未凍結水が分離，水切りされて下方の
排水皿，排水管を介して排水される。

【００１３】又、断熱槽内面底部に溜まる溶解水も排水
管を通して排水することができる。次に氷を載せた水切
皿が第２の支持軸の駆動装置により回動反転されると透
明度及び純度の高い氷が貯氷箱内に落下貯氷されるもの
である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例である冷蔵庫等の自
動製氷装置について図１から図６に従い説明する。

【００１５】図１は冷蔵庫本体１を示すもので、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は区画壁で冷蔵庫本体１の
内部を区画し上部に冷凍室７、下部に冷蔵室８を区画形
成している。９は凹陥形の断熱槽、１０は冷却器で、冷
凍サイクルの一部を構成している。１１は送風機で、冷
却した冷気を前記冷凍室７及び冷蔵室８に強制送風する
ようにしている。

【００１６】図３に示すように、凹陥形の断熱槽９は前
記区画壁５上に配置され、上面を開口されていて、樹脂
製の外枠１２と凹陥部の底面に配置した金属板１３（例
えばアルミ板）及び前記外枠１２，金属板１３に囲まれ
た断熱材１４と、前記金属板１３の裏面に熱伝導的に固
定されたヒータ１５より構成されている。

【００１７】図２において、１６は製氷皿で、前記断熱
槽９の内面に重合するよう外形を形成し、小区画１７と
、この小区画１７を仕切る仕切枠１８及びこの仕切枠に
形成して前記小区画１７間を連通させる連通溝１９より
構成されている。２０は格子状の水切皿で、前記製氷皿
１６に並設され、前記製氷皿１６の一端には第１の支持
軸２１が、又、前記水切皿２０の一端には第２の支持軸
２２が連結固定されている。２３は駆動装置で、前記第
１の支持軸２１，第２の支持軸２２を回転させて前記製
氷皿１６及び水切皿２０を回動させることができ、内部
にモータ，減速ギア群等（図示せず）が内蔵されている
。２４はフレームで、前記駆動装置２３に前記製氷皿１
６及び水切皿２０を前記第１の支持軸２１，第２の支持
軸２２を介して軸支している。

【００１８】２５，２６はストッパーで、前記駆動装置
２３の外殻の一部に設けられている。２７，２８は当て
板で、前記製氷皿１６及び水切皿２０の反転時に、前記
ストッパー２５，２６に当接するように前記製氷皿１６
及び水切皿２０上に夫々取付けられている。

【００１９】図３において、２９は排水皿で、前記水切
皿２０の下方に設けられ、３０は第１の排水管で、この
排水皿２９に連結され、夫々ヒータ３１，３２が熱伝導
的に配設されている。３３は第２の排水管で、前記断熱
槽９の内部底面と前記排水管３０と連結され、ヒータ３
４が熱伝導的に配設されている。

【００２０】又、３５は貯氷箱で、前記水切皿２０の反
転姿勢時の下方で前記排水皿２９に隣接して設けられて
いる。さらに、図１において、前記第１の排水管３０は
前記区画壁５の断熱材６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４２内に連通している
。そして４３は蒸発装置で、冷凍サイクルの圧縮機４４
から配管された高温高圧の加熱管４５を密着させた加熱
板４６と、前記加熱板４６上に載置した蒸発皿４７より
構成されている。又、４８は導水管で、前記第１の排水
管３０の出口に連結して前記蒸発皿４７の内部に水を導
けるようになっている。

【００２１】図１において、給水装置について説明する
。６１は給水タンク３６，貯水皿３９を内蔵する給水タ
ンク室であり、冷蔵室８内に断熱材６４で区画され、冷
蔵室８の温度よりも低く設定され、タンク内の水が凍ら
ない最低温度に、ヒータ６２と水温センサー及び制御装
置６３で制御されている。

【００２２】４１は給水管で、給水タンク３６より貯水
皿３９内に一時貯水された水を給水ポンプ４０で前記製
氷皿１６に給水するためのものであり、一端を前記給水
ポンプ４０に連結し他端を前記製氷皿１６の上面に臨む
ように開口されている。

【００２３】尚、給水タンク３６，給水ポンプ４０，給
水管４１等は冷蔵室８内の一区画室に備えたが、これに
限定されるものではない。

【００２４】また、４９は通風路で、前記冷凍室７内に
あって前記製氷皿１６の上面に冷気を導くことができる
ようになっている。５０は温度制御装置で、前記冷凍室
７内の温度を検知して前記送風機１１，圧縮機４４の運
転，停止を制御する。

【００２５】上記の構成において、自動製氷装置の動作
について説明する。図１において、使用者によって水を
満たされた給水タンク３６が所定の位置にセットされる
と、弁３８が押し上げられて給水口３７が開口して貯水
皿３９内に水が満たされる。その後、満たされた水は給
水ポンプ４０によって揚水され、給水管４１を介して製
氷皿１６に給水が始められる。このとき、給水される水
の温度は、ヒータ６２，水温センサー及び制御装置６３
によって凍らない最低の温度に制御されている。製氷皿
１６の小区画１７の内一箇所に給水されると連通溝１９
を通じて他の小区画１７内に所定量給水される。所定量
の注水は例えば給水ポンプ４０のモータの作動時間の規
定等の手段によって行われる。この状態を第３図に示す
が、このとき水切皿２０は排水皿２９から離れた反転姿
勢にある。

【００２６】この状態において送風機１１によって冷却
器１０で冷却された冷気が通風路４９を介して製氷皿１
６の水表面上に強制通風されて冷却作用が開始される。 これと同時に断熱槽９内の底面に配設されたヒータ１５
の加熱作用が開始され底面の金属板１３が加熱される。 又、製氷皿１６の外周は断熱槽９内の断熱材１４で囲わ
れているため外周からの冷却作用も抑えられ、凍結作用
は製氷皿１６の上方から下方へ向けての一方向に進行し
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５ｍｍ／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、含有される各種不純物を氷結晶外
に析出して下方の未凍結水中に排出していく。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、不純物の少ない純度の高い氷となる。そして、
予め定めた冷却時間の経過によって、必要とする適当な
厚み（例えば２５ｍｍ）の氷が生成される。すなわち、
状態図で示せば図４のように製氷皿１６の各小区画１７
内の上部に透明度及び純度の高い氷が、そして、その下
部には純度の低下した未凍結水が共存した状態となって
いる。

【００２７】この状態において、図５に示すように、駆
動装置２３が作動して第１の支持軸２１，第２の支持軸
２２が回転を始めて、まず水切皿２０が反転して排水皿
２９の上方にセットされ、続いて製氷皿１６が回動して
断熱槽９から離脱し、先にセットされた水切皿２０の上
方に重なり合うように近接した位置まで反転する。これ
と同時に断熱槽９内のヒータ１５の加熱作用は停止する
。そして製氷皿１６に固定した当て板２７が駆動措置２
３に設けたストッパー２５に当接し、そのままさらに駆
動装置２３が製氷皿１６に回動力を与えることによって
製氷皿１６は歪み変形し、各小区画１７内の氷は離氷さ
れて下方にセットされた格子状の水切皿２０上に落下す
る。これと同時に各小区画１７内に残されていた気体成
分や不純物濃度の高まった未凍結水も流出落下するが、
水切皿２０は格子状に形成されて貫通孔が大部分を占め
ているために、水切皿２０上には溜まらずにそのまま排
水皿２９内に落下し氷と水が分離される。すなわち、水
切皿２０上には透明度及び純度の高い氷のみが残される
。この状態を図５に示す。一方、排水皿２９内に落下し
た未凍結水及び断熱槽９内の溶水は第１及び第２の排水
管３０，３３を介して導水管４８より機械室４２内の蒸
発装置４３の蒸発皿４７内に排水される。その後、蒸発
皿４７内に排水された水は圧縮機４４からの高温の高圧
冷媒ガスが流れる加熱管４５と密着させた加熱板４６の
加熱作用によって蒸発される。尚、排水皿２９，第１及
び第２の排水管３０，３３での流水結氷を防止するため
にヒータ３１，３２，３４により適宜加熱作用が行われ
る。

【００２８】一方、こうして残された氷は表面の一部に
水分の付着した氷であるために適当な時間そのままの状
態で冷却凍結される。その後、図６に示すように駆動装
置２３が再び作動して第１の支持軸２１，第２の支持軸
２２が回転し、まず製氷皿１６が回動して断熱槽９内に
収納セットされ、一方で水切皿２０が排水皿２９の上部
から反転して貯氷箱３５の上方で水切皿２０に固定され
た当て板２８が駆動装置２３に設けたストッパー２６に
当接する。そして、そのままさらに駆動装置２３が水切
皿２０に回動力を与えることによって水切皿２０は歪み
変形し、水切皿２０上に載置された氷は離氷されて下方
に備えられた貯氷箱３５内に落下し貯氷される。

【００２９】こうして、給水タンク３６が使用者によっ
てセットされた以後は、給水タンク３６内の水を使い切
るまでこれら一連の工程を自動的に繰り返す。

【００３０】その結果、貯氷箱３５内には透明度が高く
、しかも純度が高い氷のみが多量に早く貯氷されること
になり、使用者はほとんど手を煩わせずに飲食用として
極めて優れた氷を随時十分に使用することができる。

【００３１】

【発明の効果】上記のように本発明によると、給水時、
既に凍結寸前の低い温度の水を供給するということから
水に含まれる気体成分が少なく、氷の生成進行が製氷皿
の上表面からすぐに始まるので、下方へ排出された気体
成分や不純物を含んだ未凍結水を分離してしまうことに
より、貯氷箱内には透明度及び純度の高い氷が自動的に
多量に早く貯氷されるようになった。従って、飲食用と
して極めて優れた氷を随時十分に使用することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動製氷装置を備えた冷蔵庫の一実施例を示す
縦断面図

【図２】本発明の自動製氷装置の要部拡大斜視図

【図３
】同図２の自動製氷装置に給水された状態を示す断面図

【図４】同図３の状態より製氷が進行した状態を示す断
面図

【図５】同図４の状態より離氷され水が分離した状態を
示す断面図

【図６】同図５の状態より貯氷箱内に離氷する動作を示
す断面図

【図７】従来例を示す自動製氷装置を備えた冷蔵庫の縦
断面図

【図８】同図７の自動製氷装置の要部拡大斜視図

【符号の説明】

７　　　　冷凍室 ８　　　　冷蔵室 ９　　　　断熱槽 １５　　ヒータ １６　　製氷皿 ２０　　水切皿 ２１　　第１の支持軸 ２２　　第２の支持軸 ２３　　駆動装置 ２９　　排水皿 ３０　　第１の排水管 ３３　　第２の排水管 ３５　　貯氷箱 ３６　　給水タンク ３９　　製氷皿 ４０　　給水ポンプ ４１　　給水管 ６１　　給水タンク室 ６２　　ヒータ ６３　　水温センサー及び制御装置 ６４　　断熱材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　冷凍室の一画に備えた上面を開口した
   断熱槽と、この断熱槽の内面底部を中心に配設したヒー
   タと、前記断熱槽の開口部より内面に重合する製氷皿と
   、この製氷皿の一端に連結固定した第１の支持軸と前記
   製氷皿と並設した水切皿と、この水切皿の一端に連結固
   定した第２の支持軸と、前記第１の支持軸を軸として前
   記製氷皿を回動させ、前記第２の支持軸を軸として前記
   水切皿を回動させる駆動装置と、前記水切皿の下方に設
   けた排水皿と、この排水皿に連結し加熱手段を有する第
   １の排水管と、前記断熱槽内面底部と前記第１の排水管
   を連結し加熱手段を有する第２の排水管と、前記排水皿
   に隣接して設けた貯水箱と、前記冷蔵室の一画に断熱層
   で区画し、加熱ヒータと水温センサーをつけた給水タン
   クとを備え、この給水タンクからの水を貯水する貯水皿
   と、この貯水皿内の水を揚水する給水ポンプと、この給
   水ポンプに連結して前記製氷皿上面まで導いた給水管と
   からなる自動製氷装置。