JPH0676866B2

JPH0676866B2 - 冷蔵庫等の製氷装置

Info

Publication number: JPH0676866B2
Application number: JP17784188A
Authority: JP
Inventors: 賢二大西; 祥記大橋
Original assignee: 松下冷機株式会社
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPH0229567A

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
生成可能とする冷蔵庫等の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て、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第４図から第８
図に示す様な方法が考えられている。以下図面に従いそ
の内容について説明する。

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、箱体7aの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の製氷皿および第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り、20は透明な氷の製氷を開始する
ための製氷スイッチである。又、21は本体１の下部後方
に設置された冷凍サイクルの圧縮機である。

次に電気回路について説明する。前記送風機６及び圧縮
機21は並列に接続されリレー接点22と直列に接続された
後電源に接続されている。前記ヒータ11はリレー接点23
と直列に接続された後電源に接続されている。

24は冷凍室温度制御装置であり、前記冷凍室３内に設け
た温度センサー25、抵抗R₁,R₂,R₃、コンパレータ26を備
えた比較回路、トランジスタ27、リレーコイル28を備え
ており、前記コンパレータ26の出力は前記トランジスタ
27のベースに接続されている。又、前記トランジスタ27
のコレクタには前記リレー接点22を開閉さす吸引用のリ
レーコイル28が接続されている。29は製氷制御装置であ
り、前記製氷スイッチ20、タイマー30、トランジスタ3
1、リレーコイル32を備えており、前記製氷スイッチ20
の出力は前記タイマー30の入力に接続され、タイマー30
の出力は前記トランジスタ31のベースに接続されてい
る。トランジスタ31のコレクタには前記リレー接点23を
開閉さす吸引用のリレーコイル32が接続されている。こ
こで、前記タイマー30は一度入力にHighの信号（以下
“H"と呼ぶ）が入力されると所定時間（t₀）連続して
“H"信号を出力する様構成されている。

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25の抵抗値R_THが十分小さくなって
コンパレータ26の出力が“H"となっているためトランジ
スタ27がONしてリレーコイル28が導通する。そして、リ
レー接点22が閉成して圧縮機21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
７にも供給される。製氷装置７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９内に収納さ
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８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25の抵抗値R_THが大きくなり、コンパレータ26はL
ow信号（以下“L"と呼ぶ）を発生する。このためトラン
ジスタ27はOFFしてリレーコイル28への導通が遮断さ
れ、リレー接点22が開放して圧縮機21、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８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内に収納
するのと同時に製氷スイッチ20を投入すると“H"信号が
出力されてタイマー30に入力される。同時にタイマー30
は予め定められた時間（t₀）連続的に“H"信号を出力す
るため、この間トランジスタ31はONし続け、リレーコイ
ル32が導通してリレー接点23が閉成してヒータ11に通電
される。そして（t₀）の経過後タイマー30の出力は“L"
となり、トランジスタ31はOFFしリレーコイル32への導
通が遮断してリレー接点23が開放しヒータ11への通電が
終了する。この製氷の過程を第８図で説明すると、例え
ば30℃の水を満たした第１の製氷皿15を第１の製氷室に
収納して製氷スイッチ20を投入すると、既に冷却された
状態にある冷却板13の冷却作用により第１の製氷皿15の
下面より冷却が始まり、同時に第１の製氷皿15の上面か
らはヒータ11の通電で加熱板12による加熱作用が始ま
る。このため水は０℃に到達するまで時間（t₁）をかけ
て徐冷される。この間、圧縮機21、送風機６は冷凍室３
内の温度センサー25の温度状態によって運転、停止のサ
イクルを繰返している。次に０℃に到達した水は上面の
加熱板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
一方向に徐々に凍結していき、時間（t₂）の経過時に
は、水中に含まれた気体成分が水表面より放出され気泡
をほとんど含まない状態で約−５℃に到達して透明な氷
が生成される。その後、若干の時間経過後、製氷開始か
ら（t₂）に達するとヒータ11がOFFし加熱板12からの加
熱作用が終了する。そして、冷却板13からの冷却作用の
みで冷凍室３内の温度（例えば−20℃）付近まで冷却さ
れ、この時点で使用に耐え得る製氷が完了する。尚、約
−５℃から−20℃の製氷完了までに要する時間は（t₃）
であり、前述した時間（t₁），（t₂）と合わせて総合時
間（ｔ）で製氷を完了するものである。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記従来例によると次の様な問題点があ
る。

（１）製氷スイッチ20の投入と同時、即ち水を満たした
第１の製氷皿15を収納した製氷開始時点からヒータ11の
通電が開始される場合には、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
時間が長くなる。また、この間圧縮機21、送風機６は冷
凍室３内の温度センサー25の温度状態によって運転、停
止するため、停止時には冷却板13も積極的には冷却され
ず更に０℃到達する時間が長びくことになる。次に、ヒ
ータ11がOFFした後にも圧縮機21、送風機６は温度セン
サー25の状態によって運転、停止を行ないながら冷凍室
３に近い温度にまで冷却されるため、これも冷却時間が
長くなる。このため製氷開始から完了に至るまでの総合
的な製氷時間が長くなってしまう。

（２）ヒータ11が連続的に通電され、圧縮機22,送風機
６の運転・停止に関わらず加熱板12から一定の加熱量が
与えれる場合には比較的低い外気温度の時、例えば外気
温度10℃の場合に冷蔵庫本体１への熱負荷量が減少して
圧縮機22及び送風機６の運転時間が減少し冷却板13の冷
却量が低下すると、加熱板12の加熱量とのバランスが崩
れる。即ち加熱量が相対的に増大することになって製氷
の進行が必要以上に遅くなる。このためヒータ11の通電
が停止するとthを経過した時点でも未だ製氷が終了して
おらず、水の状態が残ったままでヒータ11の通電が停止
すると急激に相対的な冷却量が上回って水表面付近より
氷結して表面が白濁した氷となり、透明な氷にならない
という問題があった。又、これを避けるために製氷スイ
ッチ20によるヒータ11の通電時間thを予め余裕を十分に
みて長く設定しておけば低外気温時に白濁した氷が出来
てしまうという問題は解消されるが、製氷終了時間が必
要以上に長くなってしまうという不都合は解消出来な
い。このように、上記した例によると外気温度を初めと
して、扉開閉や食品負荷の投入時、冷蔵庫本体１に何ら
かの熱負荷的条件の変化があった場合にその都度対応出
来ず一条件によっては不透明な氷が生成されることがあ
った。

本発明は上述した問題を解消するものであり、冷蔵庫等
の本体の熱負荷条件に変化が生じた場合にも安定して効
率的に透明な氷を生成できる製氷装置を提供する事を目
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、製氷スイッチ投入後より加熱手段を停止させ冷却
手段を連続的に作動させる第１の冷却期間と、前記第１
の冷却期間に続いて冷却手段が作動している時又は水温
を間接的に検知する水温センサが所定温度以下になった
時に前記加熱手段を作動させる第２の冷却期間と、前記
第２の冷却期間に続いて前記加熱手段を停止させ前記冷
却手段を連続的に作動させる第３の冷却期間で構成した
製氷制御装置を備えたものである。

作用本発明は上記した構成によって、（１）水が０℃に至るまでの第１の冷却期間は冷却板か
らの冷却作用だけを連続的に受けて急速に冷却される。

又凍結が終了した第３の冷却期間も同様に急速に冷却し
硬い氷を作る。

（２）凍結が進んでいる第２の冷却期間については基本
的に冷却手段の作動と同期してヒータ等の加熱手段が作
動するので冷却と加熱のバランスが取れ所定の凍結速度
で製氷が下面より上面へ進行する。又長時間冷却手段が
作動しない時は加熱手段も作動せず水温センサの温度は
下り所定の温度以下となると加熱手段は作動し、加熱手
段が長時間作動せずに水面が先に凍結する事がない。

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３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。33
は冷凍室３の下部に備えた製氷装置であり、水温センサ
35が支持片34により加熱板12の裏面空間に取り付けられ
ている。36は冷凍室温度制御装置であり温度センサ25、
抵抗R₁,R₂,R₃,コンパレータ26を備えた比較回路、OR回
路37、トランジスタ27、リレーコイル28を備えており、
前記コンパレータ26の出力は前記OR回路37の一方の入力
に、OR回路37の出力は前記トランジスタ27のベースに接
続されている。又トランジスタ27のコレクタにはリレー
接点22を開閉させる吸引用コイルリレ28が接続されてい
る。

38は水温検知回路であり水温センサ35、抵抗R₄,R₅,R₆、
コンパレータ39を備えた比較回路、OR回路40を備えてお
り、前記コンパレータ26,39の出力が前記OR回路40の入
力に接続されている。

41は製氷制御装置であり、製氷スイッチ20、タイマ42、
トランジスタ31,AND回路43を備えている。前記製氷スイ
ッチ20の出力は前記タイマー42の入力に接続されてい
る。又前記タイマー42のｂ端子の出力と前記OR回路40の
出力とがAND回路43の入力に接続されている。ここで、
タイマー42は“H"信号が一旦入力されると所定時間
（t₁′）の間ａ端子より“H"信号を出力、続いて所定時
間（t₂′）の間ｂ端子より“H"信号を出力、そして最後
に製氷完了までの設定時間（ｔ′）に到達するまで再び
ａ端子より“H"信号を出力するよう構成されている。次
に、このタイマー37のａ端子の出力は前記冷凍室温度制
御装置36のOR回路37のもう一方の入力に接続されてお
り、AND回路43の出力は前記トランジスタ31のベースに
接続されている。そしてトランジスタ31のコレクタには
リレー接点23を開閉さす吸引用のリレーコイル32が接続
されている。

かかる構成において、製氷スイッチ20を使用者が投入す
るとタイマー42の入力に“H"信号が入力されて（t₁′）
の間ａ端子から“H"信号が出力されるため、OR回路37の
一方の入力が“H"となって他方の入力に関係なく出力が
“H"となる。このためトランジスタ27がONしリレーコイ
ル28が導通してリレー接点22が閉成して圧縮機21及び送
風機６が連続運転される。そして第１の製氷室８の冷却
板13が通風路14を流れる冷気によって連続的に冷却され
る。またこの間タイマー42のｂ端子出力は“L"となって
いるためトランジスタ31はOFF即ちヒータ11はOFFしてお
り、加熱板12からの加熱作用はなく第１の製氷皿15内の
水は０℃に向けて急速に冷却されて短時間で０℃に到達
する（即ちt₁′＜t₁）。

次に時間（t₁′）が経過するとタイマ42の出力はｂ端子
より“H"が時間（t₂′）の間出力されるのでもう一方の
入力が“H"となればトランジスタ31がONし、リレーコイ
ル32に導通してリレー接点が閉成し、ヒータ11がONす
る。即ちコンパレータ26が“H"（圧縮機21が運転されて
冷却されている）又はコンパレータ39が“H"（水温セン
サの温度が設定値T₁より低い）の場合ヒータ11は通電さ
れる事になる。即ち基本的に冷却板が冷却されている時
に水面からの加熱が行れ、外気温度変化や実使用に於け
る扉開閉や食品負荷の投入等により圧縮機21の運転率が
変わり冷却板13の冷却量が変化しても、それと同期して
加熱量のバランスをとり製氷時間が一定し安定して透明
な氷を作る事が出来る。又低外気温時（５℃〜０℃）で
は圧縮機21の運転が下がりヒータ11の通電率も下がり水
面を凍結させてしまう恐れがあるが、この時水温センサ
35は所定値より低くなりコンパレータ39の出力が“H"と
なるためヒータ11には通電され水面凍結の防止をする。
そして更に（t₂′）が経過するとタイマー42の出力はｂ
端子から再びａ端子に切換わり製氷完了時間（ｔ′）に
到達するまで“H"信号を出力する。即ち前述の加熱作用
なしの連続的な冷却作用が行なわれ急速に冷凍室３の温
度付近（約−20℃）にまで短時間で冷却される。即ち０
℃に至るまでの期間をt₁′（従来例はt₁）、０℃から凍
結の終了した約−５゜をt₂′（従来例はt₂）、その後の
仕上げの冷却期間をt₃′（従来例はt₃）とすると総合的
な製氷時間ｔ′＝t₁′＋t₂′＋t₃′は従来例の製氷時間
ｔ＝t₁＋t₂＋t₃より大きく短縮されるものである。

発明の効果以上の様に、本発明によると次の効果が得られる。

（１）水が０℃に到達するまでの第１の冷却期間と、第
２の冷却期間の加熱作用終了後の第３の冷却期間が加熱
作用なしでしかも連続的な冷却作用を受けるため夫々の
期間で所要時間が短縮され総合的な製氷時間が大きく短
縮出来る効果が得られる。

（２）扉開閉・食品の投入により冷蔵庫等の本体に対し
て熱負荷が増減する様な条件変化があった場合でも、製
氷皿への冷却手段が作動している場合にのみ加熱手段を
作動させ、冷却手段の作動が停止すると加熱手段の作動
も停止するため常に冷却と加熱のバランスが保たれて製
氷に要する時間がほぼ一定になり、一定した品質でしか
も必要最小限の時間で透明な氷を生成することが出来
る。

（３）低外気温時等で極端に冷却手段の作動時間が短く
なった場合にも水温センサにより製氷皿上面の雰囲気温
度を検知し加熱手段を作動させるために水面が凍結して
しまう恐れがない。

【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
電気回路図、第２図は同製氷装置で透明な氷を生成する
際の特性図、第３図は同製氷装置の断面図、第４図は従
来の製氷装置を備えた冷蔵庫の断面図、第５図は同製氷
装置の正面図、第６図は同第５図の断面図、第７図は同
製氷装置の電気回路図、第８図は同製氷装置で透明な氷
を生成する際の特性図である。８……第１の製氷室（製氷室）、10……断熱材、11……
ヒータ（加熱手段）、12……加熱板、13……冷却板、14
……通風路（冷却手段）、15……第１の製氷皿（製氷
皿）、20……製氷スイッチ、33……製氷装置、35……水
温センサ、41……製氷制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却板と、前記冷却板を冷却するための冷
却手段と、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加熱手
段を備えた加熱板と、前記製氷室の底面と前面を除いた
外壁内に配した断熱材と、前記加熱板の裏面に取付けた
前記製氷皿上面の雰囲気温度を間接的に検知する水温セ
ンサと、製氷開始を指令する製氷スイッチと、前記製氷
スイッチ投入後より前記加熱手段を停止させて前記冷却
手段を連続的に作動させる第１の冷却期間と、前記第１
の冷却期間に続いて前記冷却手段が作動している時又は
前記水温センサが所定の温度以下になった時前記加熱手
段を作動させる第２の冷却期間と、前記第２の冷却期間
に続いて前記加熱手段を停止させ前記冷却手段を連続的
に作動させる第３の冷却期間で構成した製氷制御装置を
備えた冷蔵庫等の製氷装置。