JP2809756B2 - 自動製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 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。

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
氷装置について実公昭54−17139号公報にその一例が示
されており第７図及び第８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に強制通風するための送風機である。

次に10は前記冷凍室６内に備えた自動製氷機であり、
モータ，減速ギア群（図示せず）等を内蔵した駆動装置
11、中央部に支持軸12を連結固定した製氷皿13、前記駆
動装置11に前記製氷皿12を軸支させるためのフレーム14
等より構成される。尚、15は前記製氷皿13を歪み変形さ
せて離氷を行なわせるために前記駆動装置11の外殻の一
部に設けたストッパーであり、16は前記ストッパー15に
当接する様に前記製氷皿13上に取付けた当て板である。
又、17は前記自動製氷機10の下方に備えた貯水箱であ
る。

18は製氷用の水を貯水するための給水タンクであり、
前記冷蔵室７内の一面に着脱自在に備えられる。又19は
前記給水タンク18の給水口であり、弁20によって開閉さ
れる。21は前記給水タンク18の給水口19の下方に設けた
貯水皿であり、前記給水口19を下向けにして前記給水タ
ンク18をセットすると、前記弁20が押し上げられて前記
給水口19が開口される様構成されている。又、22は前記
貯水皿21内に受けた水を揚水するための給水ポンプであ
り、23は前記給水ポンプ22に連結して、その出口を前記
自動製氷機10の製氷皿13に臨ませるように配設した給水
管である。

かかる構成において、使用者によって水を満たされた
給水タンク18が所定の位置にセットされると、弁20が押
し上げられて給水口19が開口して貯水皿21内に水が満た
される。その後、満たされた水は給水ポンプ22によって
揚水され、給水管23を介して製氷皿13内に注入される。
こうして製氷皿13内に所定量満たされた水は冷凍室６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11の回転作用によって製
氷皿13が支持軸12を中心として回動反転し、ストッパー
15に当て板16が当接することによって製氷皿13が歪み変
形を生じて製氷皿13内の氷が離氷される。又、離氷され
た氷は貯氷箱17内に落下して貯氷され、離氷作用の終了
した製氷皿13は再び駆動装置11による逆回転作用によっ
て元の状態に復帰する。以後この作用を給水タンク18内
の水を使い切るまで繰り返して、自動的に製氷，貯氷を
行なうものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような製氷方法であると、氷が生
成される際の製氷皿13内の水の凍結が、製氷皿13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、また純度が低くても味
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氷にならないという問題点が
あった。

本発明は上述した問題点を解消するものであり、透明
度が高く、純度の高い氷を生成出来る自動製氷装置を提
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自動製
氷装置は、冷却室の一画に備えた上面を開口された断熱
槽と、前記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、
前記製氷皿の一端に連結した第１の支持軸と、前記製氷
皿と並設した水切皿と、前記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、前記製氷皿を一定角度回転さ
せると前記製氷皿の一角が当接する第１のストッパー
と、前記水切皿を一定角度回転させると前記水切皿の一
角が当接する第２のストッパーと、前記水切皿の下方に
設けた排水皿と、前記排水皿に連結した排水管と、前記
排水皿に隣接して設けた貯氷箱と、前記冷却室外に備え
た給水タンクと、前記給水タンクからの水を貯水する貯
水皿と、前記貯水皿内の水を揚水する給水ポンプと、前
記給水ポンプに連結して前記製氷皿上面まで導いた給水
管とを有し、前記駆動装置が、製氷中は前記製氷皿が断
熱槽上部に、前記水切皿は前記排水皿上部に、離氷時は
前記排水皿下のヒータを通電すると共に前記水切皿を回
転し、前記第２のストッパーにて歪み変形した後反転
し、再び前記排水皿上部に戻した後に、前記製氷皿を回
転させて前記第１のストッパーにて歪み変形させ、氷と
水を前記水切皿に落下させて後反転し、再び前記断熱槽
上部に戻し、冷却乾燥後、前記水切皿を回転し、前記第
２のストッパーにて歪み変形した後反転し再び前記排水
皿上部に戻すように構成したものである。

作用 本発明は上記した構成によって、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、冷却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なわれ、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駆動装置を作動
させると、まず氷切皿が回転反転し、離氷を行ない、そ
の後に製氷皿が回転反転して離氷が行なわれ、水切皿上
に氷が落下して気体成分や不純物濃度が高くなった未凍
結水が分離，水切されて下方の排水皿，排水管を介して
排水される。次に氷を乗せた水切皿が駆動装置により回
転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。

実 施 例 以下、本発明の一実施例の冷蔵庫等の自動製氷装置に
ついて第１図から第７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。

24は内部に断熱材25を収めた区画壁であり、上部に冷
凍室26,下部に冷蔵内27を区画形成している。28は前記
区画壁24上に配置した上面を開口された凹陥形の断熱槽
であり、樹脂製の外枠29と凹陥部の底面に配置した金属
板30（例えばアルミ板）及び前記外枠29、金属板30に囲
まれた断熱材31と、前記金属30の裏面に熱伝導的に固定
されたヒータ32より構成されている。33は前記断熱槽28
の内面に重合するよう外形を形成した製氷皿であり、小
区画34と、この小区画34を仕切る仕切枠35及びこの仕切
枠に形成して前記小区画34間を連通させる連通溝36より
構成されている。37は前記製氷皿33に並設した格子状の
水切皿であり、前記製氷皿33の一端には第１の支持軸38
が、又前記水切皿37の一端には第２の支持軸39が連結固
定されている。40は前記第１の支持軸38、第２の支持軸
39を回転させて前記製氷皿33及び水切皿37を回動させる
駆動装置であり、内部にモータ，減速ギア群等（図示せ
ず）が内蔵されている。41は前記駆動装置40に前記製氷
皿33及び水切皿37を前記第１の支持軸38、第２の支持軸
39を介して軸支させるためのフレームである。42はスト
ッパー（第１のストッパー）であり、製氷皿33を一定角
度回転すると製氷皿33の一角が当接するよう設けられて
いる。43はストッパー（第２のストッパー）であり、水
切皿37を一定角度回転すると水切皿37の一角が当接する
よう設けられている。44,45は前記製氷皿33及び水切皿3
7の反転時に、前記ストッパー42,43に当接するように前
記製氷皿33及び水切皿37上に夫々取付けた当て板であ
る。次に、46は前記水切皿37の下方に設けた排水皿、47
はこの排水皿46に連結された排水管であり、夫々ヒータ
48,49が熱伝導的に配設されている。又、50は前記水切
皿37の反転姿勢時の下方で前記排水皿46に隣接して設け
た貯氷箱である。更に、前記排水管47は前記区画壁24の
断熱材25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51内に連通している。そして52は蒸発
装置であり、冷凍サイクルの圧縮機53から配管された高
温高圧の加熱管54を密着させた加熱板55と、前記加熱板
55上に載置した蒸発皿56より構成されている。又、57は
前記排水管47の出口に連結して前記蒸発皿56の内部に水
を導くための導水管である。

一方、58は給水タンク18より貯水皿21内に一時貯水さ
れた水を給水ポンプ22で前記製氷皿33に給水するための
給水管であり、一端を前記給水ポンプ22に連結し他端を
前記製氷皿33の上面に臨むように開口されている。ま
た、59は前記冷凍室26内にあって前記製氷皿33の上面に
冷気を導くための通風路であり、60は前記冷凍室26内の
温度を検知して前記送風機９、圧縮機53の運転，停止を
制御する温度制御装置である。

かかる構成において、使用者によって水を満たされた
給水タンク18が所定の位置にセットされると、弁20が押
し上げられて給水口19が開口して貯水皿21内に水が満た
される。その後、満たされた水は給水ポンプ22によって
揚水され、給水管58を介して製氷皿33に給水が始められ
る。製氷皿33の小区画34のうち一箇所に給水されると連
通溝36を通じて他の小区画34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22のモータの作動時間の
規定等の手段によって行なわれる）。この状態を第３図
に示す。この時水切皿37は排水皿46の上部にある。

この状態において送風機９によって冷却器８で冷却さ
れた冷気が通風路59を介して製氷皿33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
28内の底面に配設されたヒータ32の加熱作用が開始され
底面の金属板30が加熱される。又、製氷皿33の外周は断
熱槽28内の断熱材31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33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。即ち状態図で示せば第４図のように製氷皿33の各
小区画34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存在した状
態となっている。

この状態に於いて、駆動装置40が作動して第２の支持
軸39が回転し、水切皿37が排水皿46の上部から反転して
貯水箱50の上方で水切皿37に固定された当て板45が駆動
装置40に設けたストッパー43に当接する。そのまま更に
水切皿37に回動力を与えることにより水切皿37は歪み変
形し、水切皿37に前回の離氷時にたまたま残った水を離
氷し、下方の貯氷箱50内に落下させる。その後駆動装置
40により水切皿37を反転させ排水皿46の上部にもどす。
続いて製氷皿33が回動して断熱槽28から離脱し、先にセ
ットされた水切皿37の上方に重なり合う様に近接した位
置まで反転する。これと同時に断熱槽28内のヒータ32の
加熱作用は停止する。そして、製氷皿33に固定した当て
板44が駆動装置40に設けたストッパー42に当接し、その
まま更に駆動装置40が製氷皿33に回動力を与えることに
よって製氷皿33は歪み変形し、各小区画34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37上に落下す
る。これと同時に各小区画34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、氷
切皿37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37上には溜まらずにそのまま排水皿46
内に落下し氷と水が分離される。即ち水切皿37上には透
明度及び純度の高い氷のみが残される。この状態を第５
図に示す。一方、排水皿46内に落下した未凍結水は排水
管47を介して導水管57より機械室51内の蒸発装置52の蒸
発皿56内に排水される。その後、蒸発皿56内に排水され
た水は圧縮機53からの高温の高圧冷媒ガスが流れる加熱
管54と密着させた加熱板55の加熱作用によって蒸発され
る。尚、排水皿46、排水管47での流水結氷を防止するた
めにヒータ48,49により適宜加熱作用が行なわれる。

一方、こうして残された氷は表面の一部に氷分の付着
した氷であるために適当な時間そのままの状態で冷却乾
燥される。その後、第６図に示す様に駆動装置40が再び
作動して第２の支持軸39が回転し、水切皿37が排水皿46
の上部から反転して貯氷箱50の上方で水切皿37に固定さ
れた当て板45が駆動装置40に設けたストッパー43に当接
する。そして、そのまま更に駆動装置40が水切皿37に回
動力を与えることによって水切皿37は歪み変形し、水切
皿37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50内に落下し貯氷される。この状態を第６図に示
す。この後、駆動装置40により水切皿37を反転させ、排
氷皿46の上部にもどす。

こうして、給水タンク18が使用者によってセットされ
た以外は、給水タンク18の水を使い切るまでこれら一連
の行程を自動的に繰り返す。この結果、貯氷箱50内には
透明度が高く、しかも純度が高い氷のみが多量に貯氷さ
れることになり、使用者はほとんど手を煩わせずに飲食
用として極めて官能的に優れた氷を随時十分に使用する
ことが出来る。

発明の効果 以上の様に本発明によると、氷の生産進行によって排
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、貯水箱内には透明度及び純度の高い
氷が自動的に多量に貯氷されていくため使用者は、飲食
用として極めて官能的に優れた氷を随時十分に使用する
ことが出来る。

【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自動製氷装
置の要部拡大斜視図、第２図は同第１図の自動製氷装置
を備えた冷蔵庫の縦断面図、第３図は同第１図の自動製
氷装置に給水された状態を示す断面図、第４図は同第３
図の状態より製氷が進行した状態を示す断面図、第５図
は同第４図の状態より水切皿を回転させた状態を示す断
面図、第６図は第５図の状態より離氷，水分解した状態
を示す断面図、第７図は第６図の状態より貯氷箱内に離
氷する動作を示す断面図、第８図は従来例を示す自動製
氷装置を備えた冷蔵庫の縦断面図、第９図は同第８図の
自動製氷装置の要部拡大斜視図である。 18……給水タンク、21……貯水皿、22……給水ポンプ、
26……冷凍室（冷却室）、28……断熱槽、32……ヒー
タ、33……製氷皿、37……水切皿、38……第１の支持
軸、39……第２の支持軸、40……駆動装置、46……排水
皿、47……排水管、50……貯氷箱、58……給水管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−16950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−59175（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−136869（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25C 1/18,1/10,1/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却室の一画に備えた上面を開口された断
   熱槽と、前記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、
   前記製氷皿の一端に連結した第１の支持軸と、前記製氷
   皿と並設した水切皿と、前記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、前記製氷皿を一定角度回転さ
   せると前記製氷皿の一角が当接する第１のストッパー
   と、前記水切皿を一定角度回転させると前記水切皿の一
   角が当接する第２のストッパーと、前記水切皿の下方に
   設けた排水皿と、前記排水皿に連結した排水管と、前記
   排水皿に隣接して設けた貯氷箱と、前記冷却室外に備え
   た給水タンクと、前記給水タンクからの水を貯水する貯
   水皿と、前記貯水皿内の水を揚水する給水ポンプと、前
   記給水ポンプに連結して前記製氷皿上面まで導いた給水
   管とを有し、前記駆動装置が、製氷中は前記製氷皿が断
   熱槽上部に、前記水切皿は前記排水皿上部に、離氷時は
   前記排水皿下のヒータを通電すると共に前記水切皿を回
   転し、前記第２のストッパーにて歪み変形した後反転
   し、再び前記排水皿上部に戻した後に、前記製氷皿を回
   転させ前記第１のストッパーにて歪み変形させ、氷と水
   を前記水切皿に落下させた後反転し、再び前記断熱槽上
   部に戻し、冷却乾燥後、前記水切皿を回転し、前記第２
   のストッパーにて歪み変形した後反転し再び前記排水皿
   上部に戻す自動製氷装置。