JPH0670544B2 - 冷蔵庫等の製氷装置 - 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を開閉する吸引用の
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
31、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2
6はLow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
い状態で透明な水が生成される。その後、若干の時間経
過後、製氷開始からt₀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、氷結終了の０℃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、この様に製氷スイッチ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℃
に到達した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、水が凍結を終了してヒータ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
くなってしまうという問題点があった。

また、これとは別に製氷が終了したことを使用者が認識
出来ないために、製氷皿を任意の時間にとり出した場合
に、製氷が終了していない場合や、製氷は終了していて
も氷の温度がまだ冷凍室３の温度近辺にまで冷却されて
おらずに触解し易い場合に遭遇するという問題点があっ
た。

本発明は上記した問題を解消するものであり、透明な氷
を生成完了するまでの製氷時間を短縮すること、又、使
用者に十分冷却された氷を取り出してもらうことを目的
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製氷装置
は、水が０℃に冷却されるまでの第１の冷却期間は冷却
板の冷却手段を連続的に作動させると同時にヒータ等の
加熱手段は作動を停止させておき、氷が生成される第２
の冷却期間は加熱手段を作動させ、そして氷結晶生成後
の製氷完了に至る第３の冷却期間も第１の冷却期間と同
様に冷却手段を連続的に作動させ、加熱手段を停止させ
ること及び上記第1,第2,第３の冷却期間を通じて表示灯
を点灯させるものである。

作用 本発明は上記した構成によって、水が０℃に至るまでの
第１の冷却期間に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、水が氷結を終了した後の
第３の冷却期間も加熱手段の停止と同様に冷却作用を連
続的に受けて急速に冷却される。

又、表示灯は第３の冷却期間が終了してはじめて消灯す
るため、消灯時には氷の温度は冷凍室温度付近まで十分
に冷却されている。

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るが、内部の
構成については総て従来例と同様であり、制御仕様のみ
が異なる。即ち、34は冷凍室温度制御装置であり温度セ
ンサー25、抵抗R₁，R₂，R₃、コンパレータ26を備えた比
較回路、OR回路35、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35
の一方の入力に、OR回路35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を開閉さす吸引用のリレーコイル
28が接続されている。36は製氷制御装置であり、製氷ス
イッチ20、タイマー37、トランジスタ31、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37の入力に接続されている。ここで、タイマー37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t₀′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“H"信号を出力するよう
構成されている。又、ｃ端子は“H"信号が入力されてか
ら製氷完了までの設定時間をｔ′の間“L"信号を出力す
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34のOR回路35のもう一方の入力に接続され
ており、ｂ端子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。又、ｃ端子の出力は、表示灯38（例え
ば、LED）のカソードに接続されている。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37の入力に“H"信号が入力されて時間t₁′
の間ａ端子から“H"信号が出力されるため、OR回路35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37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t₁′が経過するとタイマー37の出力はｂ端子より
“H"出力が時間t₀′の間出力され、この間トランジスタ
31がONし、リレーコイル32に導通してリレー接点23が閉
成し、ヒータ11がONする。このため第１の製氷皿15の上
面の加熱板12が加熱されて水面を先に凍らせないように
下面の冷却板13より上方へ徐々に冷却し水を凍結させて
ゆく。そして時間t₀′が経過する直前即ちｂ端子切換後
t₂′後には水表面より水中の気体成分が放出されて透明
な氷が生成される。そして更にt₀′が経過するとタイマ
ー37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"信号を出する。

ｃ端子は、製氷スイッチ20を使用者が投入し、タイマー
37の入力に“H"信号が入力されてから、製氷完了時間
ｔ′に到達するまで“L"信号を出力し、表示灯38を点灯
させる。

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）、凍結に要する時間を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り、
又表示灯が点灯・消灯することにより、使用者は製氷完
了を知り、冷凍室３の温度付近まで十分に冷却された氷
を取り出すことが出来る。

発明の効果 以上の様に本発明によると、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。

又、使用者は、表示灯の消灯による報知作用で十分に冷
却された氷を取り出すことが出来る。

【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図は同製氷装置を備えた冷蔵庫の断面
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、36……製
氷制御装置、38……表示灯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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、製氷開始を指令する製氷スイ
   ッチと、前記製氷スイッチの投入直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て前記冷却手段を連続的
   に作動させる第３の冷却期間と前記第1,第2,第３の冷却
   期間を通じて表示灯を点灯させる製氷制御装置とを備え
   た冷蔵庫等の製氷装置。