JPH0746000B2

JPH0746000B2 - 冷蔵庫等の製氷装置

Info

Publication number: JPH0746000B2
Application number: JP28248687A
Authority: JP
Inventors: 祥記大橋; 賢二大西
Original assignee: 松下冷機株式会社
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH01123968A

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
る冷気のれ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第６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、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は前記第２の製氷室９の上部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、通風路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、水中の気体成分の拡散速度より氷の成長していく凍
結速度の方が遅く氷に気泡が取り込まれずに製氷が進行
する。この様に凍結度速を概ね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問題点しかしながら、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、或いは非常に暖
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
来たりする不都合があった。又一方、第１の製氷室８の
前面が冷凍室３に開口しているため、収納された第１の
製氷皿15の手前部分に対して冷凍室３内の冷気による冷
却作用が働いたり、或いは冷凍室３の扉開閉による外気
熱侵入の影響を受ける等、透明な氷を生成するための凍
結条件に不安定要因が生じ透明度が悪くなるという不都
合もあった。

本発明は上述した問題を解消するものであり、製氷時間
の無駄な延長や、過冷却現象による氷の不透明化を防止
するとともに製氷室外の雰囲気の影響を排除して安定し
て透明な氷を生成出来る製氷装置を提供することを目的
としている。

問題点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
設けるとともに、製氷室の前面開口部には開閉自在の扉
体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。又一方、製氷室の前面開口
部に設けた扉体が製氷室内への外部雰囲気の影響を遮断
するものである。

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は底部と
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は前記第１の製氷室22の前面開口部に開閉自在に設け
た扉体であり、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、電極に接続されてい
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40の出力はAND回路43の一方の入力に、製氷スイッチ3
0の出力はタイマー41の入力に、タイマー41の出力は前
記AND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t_oh経
過後High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_h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R_TH1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内に配置され
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R_TH1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t_oh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（この場合は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t
_oh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R_TH2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に入力され所定時間t_h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、加熱しながらの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_h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_hは水が最大氷結晶生成帯の−５℃を通過するまでの
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_h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。

次に、前述した時間t_hのヒータ25への通電中、即ち透明
な氷の生成過程においての第１の製氷室22内への外的熱
影響、例えば冷凍室３からの冷却影響や冷凍室３の扉開
閉による外気侵入熱影響等に対しては、第１の製氷室22
の前面開口部に設けた開閉自在の扉体29により開口部が
閉鎖されるためその影響をほとんど受けないで安定した
条件で透明な氷の生成を進行させられる。また同時に第
１の製氷室22より室外への熱漏洩量が小さくなって加熱
板27の加熱効率が高くなり、その結果ヒータ25の容量を
減少させる事も出来て消費電力も軽減される。

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。

(3)製氷室の開口部が扉体で閉鎖されるため、外的熱影
響を受けにくく安定した条件下で透明な氷を生成出来
る。又、ヒータ特の加熱装置の加熱効率が高くなるため
消費電力を軽減出来る。

【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
材、25……ヒータ（加熱装置）、26……通気孔、27……
加熱板、28……温度センサー、29……扉体。

Claims

【特許請求の範囲】

【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
した断熱材と、前記製氷室の前面開口部に設けた開閉自
在の扉体とより成る冷蔵庫等の製氷装置。