JPH0672730B2 - 冷蔵庫等の製氷装置 - Google Patents

冷蔵庫等の製氷装置

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JPH0672730B2
JPH0672730B2 JP63005176A JP517688A JPH0672730B2 JP H0672730 B2 JPH0672730 B2 JP H0672730B2 JP 63005176 A JP63005176 A JP 63005176A JP 517688 A JP517688 A JP 517688A JP H0672730 B2 JPH0672730 B2 JP H0672730B2
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heating
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祥記 大橋
賢二 大西
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松下冷機株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00Producing ice
    • F25C1/18Producing ice of a particular transparency or translucency, e.g. by injecting air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/02Refrigerators including a heater

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Production, Working, Storing, Or Distribution Of Ice (AREA)

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は冷凍室内の一画に製氷皿
を収納する製氷装置を配置し、この製氷装置内を流通す
る冷気の冷却作用により製氷皿内の水を凍結させて氷を
生成することが一般的に行なわれている。
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内の水の凍結が製氷皿と水の接触
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
氷となり、例えばウィスキー等の飲料用としては官能的
に適したものではなかった。
そのため透明な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について例えば実開昭58-69779
号公報に示す様な方法が考えられている。以下第6図に
従いその基本的な構成と作用について説明する。
1は冷蔵庫本体で、区画壁2により上部に冷凍室3,下部
に冷蔵室4に区画されている。5は冷凍サイクルの冷却
器、6は強制通風用の送風機であり夫々前記冷凍室3の
背面に配置されている。7は前記冷凍室3の底部に配置
された製氷装置であり、上段に透明な氷を生成するため
の第1の製氷室8と、下段に通常の氷を生成するための
第2の製氷室9を設けている。そして前記第1の製氷室
8は底面と前面を除く外壁を断熱材10で囲われており、
天面にはヒータ11を裏面に配設したアルミ製の加熱板12
が又、底面にはアルミ製の冷却板13が夫々配置されてい
る。14は前記冷却板13の下方に形成した通風路であり、
15,16は夫々前記第1の製氷室8,第2の製氷室9内に収
納する第1の製氷皿及び第2の製氷皿である。又、17は
前記製氷装置7に前記冷却器5で冷却した冷気を前記送
風機6で強制通風するための吐出ダクトであり、下端部
に形成した吐出口18により夫々前記通風路14及び前記第
2の製氷室9内に連通している。19は前記冷凍室3内に
吐出された冷気を前記冷却器5に戻すための戻りダクト
である。又、20は透明な氷の製氷スイッチであり、スイ
ッチを一度投入すれば前記ヒータ11に所定時間通電する
様構成されている。
かかる構成において、冷却器5で冷却された冷気は送風
機6の強制通風作用によって冷凍室3及び冷蔵室4に供
給されると同時に吐出ダクト17の吐出口18を介して製氷
装置7内の第2の製氷室9及び通風路14に吐出される。
そして、第2の製氷室9内に導かれた冷気は第2の製氷
皿16を直接的に冷却し、内部の水を水面及び第2の製氷
皿16と接触する残りの面より順次凍結させ通常の氷を生
成する。但し前述した様に、この様にし生成した氷は白
濁しており透明な氷にはならない。一方、通風機14内に
導かれた冷気は冷却板13を冷却している。そこで使用者
が透明な氷をつくるために、水を満たした第1の製氷皿
15を第1の製氷室8に収納して製氷スイッチ20を投入す
ると第1の製氷皿15の上面からはヒータ11による加熱板
12を介しての加熱作用が開始され、下面からは冷却板13
を介しての冷却即ち凍結作用が開始される。また第1の
製氷皿15は下面を除く外壁を断熱材10で覆われているた
め冷凍室3からの冷却影響を受けず、下面から上面へ向
けての一方向の凍結作用が進行する。この凍結作用は冷
却板13を介しての間接的冷却であることに加えて予め適
当な容量に定めたヒータ11による加熱作用が加わるた
め、その凍結速度は十分に遅くなる。そのため水中の気
体成分が上方へ拡散する速度より氷の凍結面の進行速度
の方が遅くなって凍結面近傍での気体成分の水中溶解濃
度が薄くなり気泡の発生機会が少なくなる。また、気泡
が発生しても凍結速度が遅いため発生した気泡が氷中に
補獲されることがない。この様に凍結速度を概ね3mm/h
以下程度に制御すれば、水中の気体成分は最後に凍結す
る水表面より外気に脱気されるため最終的に生成された
氷には気泡がほとんど含まれず透明な氷が得られる。ま
た、ヒータ11は製氷が完了する所要時間に多少の裕度を
持たせて予め定めてある時間を経過すると自動的に通電
が停止する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、この様に製氷スイッチ21の投入と同時、
即ち水を満たした第1の製氷皿15を収納した時からヒー
タ11の通電が開始される場合には、第1の製氷皿15内の
水が0℃に到達して氷結を開始するまでのいわゆる水の
状態の間にも上面よりヒータ11の加熱作用が行なわれる
ため0℃に到達するまでの時間が長くなり、結果として
製氷完了までの時間が長くかかったり、或いは非常に緩
やかな冷却作用で氷結を開始させることになるため、時
として0℃に到達しても氷結が始まらずに水の状態のま
まで0℃以下に過冷却されるいわゆる過冷却現象が生じ
て、その状態が長びいて正常な氷結状態に復帰するのが
遅れると気泡が分散して封じ込められた不透明な氷が出
来たりする問題点があった。
本発明は上述した問題を解消するものであり、製氷時間
の無駄や延長や、過冷却現象による氷の不透明化を防止
出来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 上記問題点を解決するために本発明の冷蔵庫等の製氷装
置は、ヒータ等の加熱装置を配設した製氷室上面の加熱
板の一部に通気孔を形成しこの通気孔に相対して加熱板
の裏側空間に加熱装置を制御するための温度センサーを
設けるものである。
作用 本発明は上記した構成によって、製氷皿内の水温によっ
て影響される製氷室内の雰囲気温度を、加熱板に設けた
通気孔を介して温度センサーが検知する。そして例えば
水が氷結を開始するのに対応して予め定めた温度に温度
センサーが到達するまで加熱装置の通電開始を製氷開始
より遅延させる。このため水が概ね0℃に到達するまで
加熱なしで冷却が行なわれる。
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5図に従い説明する。尚、従来、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。
21は冷凍室3の下部に備えた製氷装置であり箱体21aで
枠組みされ、上段に透明な氷を生成するための第1の製
氷室22と、下段に通常の氷を生成するための第2の製氷
室23を設けている。そして前記第1の製氷室22は底面と
前面を除く外壁を断熱材24で囲われており、天面にはヒ
ータ25を裏面に配設するとともに、中央部付近の一画に
通気孔26を形成したアルミ製の加熱板27が配置されてい
る。28は前記加熱板27の裏側で前記断熱板24の一部を切
欠いて形成した空間内に前記通気孔26に対向して設けた
温度センサーであり、前記ヒータ25の通電を制御する。
29は前記箱体21aの一部で形成した前記温度センサー28
を係止するための係止爪である。30は透明な氷の製氷ス
イッチ、31は冷凍室3の温度を制御するための温度セン
サーである。又、32は本体1の下部後方に設けた冷凍サ
イクルの圧縮機である。
次に電気回路及び制御回路について説明する。前記圧縮
機32は送風機6と並列に接続された後、リレー接点33を
介して電源に接続されている。又、前記ヒータ25はリレ
ー接点34と直列に接続された後、電源に接続されてい
る。次に、35は冷凍室温度制御装置であり、温度センサ
ー31,抵抗R1,R2,R3,コンパレータ36を備えた比較回
路、トランジスタ37,リレーコイル38を備えており、前
記コンパレータ36の出力はトランジスタ37のベースに接
続されている。又、トランジスタ37のコレクタには前記
リレー接点33を開閉さす吸引用のリレーコイル38が接続
されている。39は製氷制御装置であり、温度センサー2
8,抵抗R4,R5,R6,コンパレータ40を備えた比較回路、製
氷スイッチ30,タイマー41,42,AND回路43及びトランジス
タ44,リレーコイル45を備えており、前記コンパレータ4
0の出力はAND回路43の一方の入力に、製氷スイッチ30の
出力はタイマー41の入力に、タイマー41の出力は前記AN
D回路43のもう一方の入力に接続されている。ここでタ
イマー41は一度入力が投入されると所定時間t0経過後Hi
ghの信号(以下“H"と呼ぶ)を出力する様に構成されて
いる。次にAND回路43の出力はタイマー42の入力に接続
されると同時に前記タイマー41のリセット端子にも接続
されている。ここでタイマー42は一度入力が投入される
と所定の時間tを経過するまで“H"信号を出力し続ける
よう構成されている。そしてタイマー42の出力はトラン
ジスタ44のベースに接続されている。又、トランジスタ
44のコレクタには前記リレー接点34を開閉さす吸引用の
リレーコイル45が接続されている。
かかる構成において、冷凍室3の温度が所定値より高い
場合は、温度センサー31の抵抗値RTH1が小さくなってコ
ンパレータ36の出力が“H"となっているためトランジス
タ37がONしてリレーコイル38が導通する。そして、リレ
ー接点33が閉成して圧縮機32が運転されて冷却器5が冷
却作用を行なう。これと同時に送風機6が運転され、冷
却器5で冷却された冷気が冷凍室3,冷蔵室4に強制通風
されるほか吐出ダクト17,吐出口18を介して製氷装置21
にも供給される。製氷装置21内に流入した冷気は通風路
14を通過する際に、一方で第2の製氷室23内に設置され
た第2の製氷皿16の主として水表面より冷却を行なって
通常の氷の生成作用を行ない、もう一方で第1の製氷室
22の下面を形成する冷却板13の冷却作用を行なう。そし
て通風路14を通過した冷気は冷凍室3内を対流した冷気
とともに戻りダクト19を通じて冷却器5へ戻される。そ
の後、冷凍室3が所定温度にまで冷却されれば温度セン
サー31の抵抗値RTH1が大きくなりコンパレータ36はLow
の信号(以下“L"と呼ぶ)を発生する。このためトラン
ジスタ37はOFFしてリレーコイル38への導通が遮断さ
れ、リレー接点33が開放して圧縮機32,送風機6が停止
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、第1の製氷室22の冷却板13も十分に冷却維持され
る。この状態において使用者が透明な氷をつくろうとし
て水を満たした第1の製氷皿15を第1の製氷室22に収納
するのと同時に製氷スイッチ30を投入すると“H"信号が
出力されてタイマー41に入力される。以後の動作を第5
図の特性図を用いて説明すると、タイマー41に“H"信号
が入力されると所定時間t0だけ遅延して“H"信号が出力
されてAND回路43の一方の入力が“H"となる。この時点
は第1の製氷皿15内に満たした水が冷却板13の冷却作用
により0℃に向けて冷却されていく過程であり、第1の
製氷皿15の挿入により水温(この場合30℃)の影響で第
1の製氷室22内の雰囲気温度が上昇し、上面に設けた加
熱板27の通気孔を介して温度センサー28の温度も急激な
温度上昇カーブを描く。しかし、この上昇カーブは短時
間のうちにピークに達し、以後は水温の降下に合わせて
温度降下カーブに転じる。タイマー41の遅延時間t0はこ
の温度センサー28の温度特性が降下カーブに転じた後に
なる様に設定しており、以後は水温の降下とともに温度
センサー28も冷却されて抵抗値RTH2が大きくなる。そし
て水温が0℃に到達するのに対応して予め定められた温
度T℃に温度センサー28の温度が到達するとコンパレー
タ40の出力は“H"となってAND回路43のもう一方の入力
も“H"となり、この時点で初めてAND回路43の出力が
“H"となる。AND回路43の“H"出力は一方でタイマー41
のリセット端子に入力されてタイマー41の内容をリセッ
トして次の製氷スイッチ30の投入に備える。そしてもう
一方でタイマー42に入力される所定時間tの間“H"信号
を出力し続ける。そしてトランジスタ44がその間ONしリ
レーコイル45が導通してリレー接点34が閉成してヒータ
25に通電される。即ち、水温がほぼ0℃に到達してから
第1の製氷室22の上面の加熱板27からの加熱作用が開始
されることになり、0℃に到達するまでの水の状態での
無駄な加熱作用が省略出来てその分製氷時間が短かくな
る。又、温度センサー28により間接的に水温を検知して
加熱開始時間を制御するため水温が変化しても汎用性が
ある。更に、加熱しながら徐冷状態を避けられるため凍
結点の0℃で正常に水から氷への凍結作用が行なわれ、
0℃以下にまで水が過冷却される過冷却現象に陥って不
透明な氷を生じさせる危険性がなくなる。そして、上面
の加熱板27からの加熱作用で水表面を先に凍結させない
ようにして下面の冷却板13からの冷却作用で下方から上
方へ一方向に凍結させていくため、時間tの経過時には
水中に含まれた気体成分が水表面より脱気され気泡をほ
とんど含まない透明な氷が生成される。尚、時間tは水
が凍結を終了するのに要する。
所要時間に一定の裕度を持たせた時間長さを定めてあ
る。そして時間tを経過するとタイマー42の出力は“L"
となり、トランジスタ44はOFFし、リレーコイル45の導
通が遮断されてリレー接点34が開放してヒータ25への通
電が停止する。ヒータ25への通電が停止すると加熱板27
からの加熱作用がなくなり下面の冷却板13からの冷却作
用で急速に冷却される。
発明の効果 以上の様に本発明によると次の様な効果が得られる。
(1)水が凍結を開始する0℃に到達するまでの所要時
間が短くなり、透明な氷の製氷時間が短縮出来る。又、
水温条件が異なっても汎用性があり常にその効果が発揮
出来る。
(2)水から氷への冷却区間で加熱を交えての徐冷状態
を解消出来るため過冷却現象の発生が防止出来、不透明
な氷が混じるのを防止出来る。
【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製氷装置の
断面図、第2図は同第1図の正面図、第3図は同第1
図,第2図の製氷装置を備えた冷蔵庫の断面図、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5図
は同第1図,第2図の製氷装置で透明な氷を生成する際
の特性図、第6図は従来の製氷装置を備えた冷蔵庫の断
面図である。 13……冷却板、15……第1の製氷皿(製氷皿)、21……
製氷装置、22……第1の製氷室(製氷室)、24……断熱
料、25……ヒータ(加熱装置)、26……通気孔、27……
加熱板、28……温度センサー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷却板と、前記冷却板を底面とし前面を開
    口して区画形成した製氷室と、前記製氷室内に収納され
    前記冷却板上に載置した製氷皿と、前記製氷皿の上面に
    設けたヒータ等の加熱装置を備えた加熱板と、前記加熱
    板の一部に形成した通気孔と、前記通気孔に対向して前
    記加熱板の裏面空間内に設けた前記加熱装置を制御する
    ための温度センサーと、前記製氷室の底面と前面を除い
    た外壁内に配置した断熱材とより成る冷蔵庫等の製氷装
    置。
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