(57)【要約】  【課題】  小型かつ簡単な構成を用いて、短時間で透明度の高い氷を生成できる製氷装置、およびそれを備えた冷凍冷蔵庫を提供する。  【解決手段】  吸水パイプ２を通じて製氷水貯留タンク２１の水を製氷皿１５に供給するとともに、この製氷皿１５を冷却して氷を生成する製氷装置４９であって、特に環流パイプ３を、製氷皿１５の底部と連通させるとともに、この環流パイプ３の外周部、および製氷皿１５の外壁部の少なくとも一方に、冷気遮断処理が施されている。【選択図】      図１
2006118782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供水パイプを通じて貯水容器の水を製氷容器に供給するとともに、この製氷容器を冷却して氷を生成する製氷装置において、
上記供水パイプが、上記製氷容器と連通しているとともに、
この供水パイプの外周部、および上記製氷容器の外壁部の少なくとも一方に、冷気遮断処理が施されていることを特徴とする製氷装置。
【請求項２】
上記供水パイプが、上記製氷容器内において区画された製氷ブロックの各々の底部と連通していることを特徴とする請求項１に記載の製氷装置。
【請求項３】
上記製氷ブロックの底部には、その底部の領域よりも小さく、かつ、上記供水パイプと連通する少なくとも１つ以上の開孔が、設けられていることを特徴とする請求項２に記載の製氷装置。
【請求項４】
上記供水パイプ内の水を排水させる排水口が、その供水パイプに設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の製氷装置。
【請求項５】
上記製氷容器の水が、循環することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の製氷装置。
【請求項６】
上記製氷容器内の水が氷結したか否かを判定するとともに、上記供水パイプにおいて製氷容器と連通している箇所の水が氷結したか否かを判定する製氷完了検知センサーが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の製氷装置。
【請求項７】
上記製氷容器内の水温を検知するともに、上記供水パイプにおいて製氷容器と連通している箇所の水温を検知する温度センサーが設けられており、
この温度センサーの検知結果によって、上記製氷容器内の水が、氷結したか否かを判定するとともに、上記供水パイプにおいて製氷容器と連通している箇所の水が氷結したか否かを判定する制御部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の製氷装置。
【請求項８】
上記供水パイプを通じた貯水容器への水の供給、または供水パイプを通じて上記製氷容器の水を循環させるポンプが設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の製氷装置。
【請求項９】
上記制御部が、上記ポンプを用いて、上記製氷容器の水を循環させるか否かについて制御するとともに、循環水の供給量または循環水の循環速度を制御することを特徴とする請求項７または８に記載の製氷装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の製氷装置における上記貯水容器を冷蔵室に備えるとともに、上記製氷容器を冷凍室に備えたことを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明度の高い氷を生成することのできる製氷装置、およびそれを備えた冷凍冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な家庭用等の冷凍冷蔵庫では、水を貯留する製氷皿を冷却することで、氷を生成する製氷装置が備えられている。そして、このような製氷装置を用いて単純に氷を生成した場合、水に溶存する空気等のガス成分（不純物）が拡散することなく、微少な気泡として氷に閉じこめられて、白濁した氷が生成される。ところが、このような白濁した氷は、ウイスキー等のオンザロックには、視覚的に不向きであるため、透明度の高い氷を生成できる製氷装置が、昨今、種々開発されている。
【０００３】
ところで、水が凍結して氷になるとき、水中に溶解している不純物は、凍結する過程における、氷と水との境目（氷−水界面）に排出され、この氷−水界面（凍結界面）において過飽和状態となっている。そして、過飽和状態の不純物が水中に拡散していく速度（拡散速度）が、氷の成長していく速度（凍結速度）よりも遅い場合、氷は不純物を取り込みながら成長していく。その結果、白濁した氷が生成されるようになっている。すると、透明度の高い氷を生成するためには、凍結速度を拡散速度よりも遅くさせる、または、拡散速度を凍結速度よりも速くしてやればよいことになる。
【０００４】
そこで、図９に示すように、例えば特許文献１の製氷装置１４９は、製氷皿１１５の上部に加熱板１３５を設けている。そして、この加熱板１３５が、製氷皿１１５上部の水を温めることで、凍結速度を拡散速度よりも遅らせるようになっている〔すなわち、水の一部を凍結（氷結）させないようにして、溶存気体である不純物が水中に拡散できるようになっている〕。そのため、この製氷装置１４９は、透明度の高い氷を生成できる。
【０００５】
また、図１０に示すように、特許文献２の製氷装置１４９は、製氷皿１１５の上部に温風を吹きつけることのできるブロー機構１３６を設けている。そして、このブロー機構１３６が、温風を製氷皿１１５上部の水の水面に吹きつけることで、水温を上昇させつつ水に流れ（水流）を与えるようになっている。すると、この製氷装置１４９では、水温上昇により凍結速度が拡散速度よりも遅れる。また、水流により拡散速度が凍結速度よりも速くなる（すなわち、水温を上昇させることで水の一部を凍結させないようにするとともに、温風によって水流を生じさせることで不純物が水中に拡散しやすくなっている）。そのため、この製氷装置１４９は、透明度の高い氷を生成できる。
【特許文献１】特開平１−１２３９６８号公報（請求項１、第１図参照）
【特許文献２】特開２００１−３５５９４６号公報（請求項１、図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１・２の製氷装置１４９・１４９では、製氷皿１１５内の水の水温を上昇させている。そのため、凍結速度は極端に低下してしまう（例えば、水温上昇を伴わない凍結速度に比べて、数分の一程度の凍結速度となってしまう）。その結果、例えば一般家庭用の冷凍冷蔵庫で生成される氷（氷の厚み；約２０ｍｍ程度）を生成しようとしたとき、約１０時間程度の長時間を要する場合がある。
【０００７】
さらに、製氷皿１１５の上部を加熱するため、冷気が直接製氷皿１１５の上部（すなわち水面）から伝わらない。その結果、製氷皿１１５の側部や底部を通じて、水を冷却することになる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、小型かつ簡単な構成を用いて、短時間で透明度の高い氷を生成できる製氷装置（すなわち、効率よく水を冷やしながら、透明度の高い氷を生成できる製氷装置）、およびそれを備えた冷凍冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、供水パイプを通じて貯水容器の水を製氷容器に供給するとともに、この製氷容器を冷却して氷を生成する製氷装置であって、上記供水パイプが、上記製氷容器と連通しているとともに、この供水パイプの外周部、および上記製氷容器の外壁部の少なくとも一方に、冷気遮断処理が施されていることを特徴としている。
【００１０】
なお、上記供水パイプは、上記製氷容器内において区画された製氷ブロックの各々の底部と連通していることが好ましい。
【００１１】
上述したように、透明度の高い氷を生成するためには、氷の成長していく凍結速度を不純物が水中に拡散していく拡散速度よりも遅くさせる、または、拡散速度を凍結速度よりも速くしてやればよい。また、氷が生成されるときには、最初に純水の部分から凍りだし、水中の不純物は、未氷結の部分に追い出されるという性質がある。
【００１２】
そこで、本発明の製氷装置では、この性質を利用しつつ、凍結速度を拡散速度よりも遅らせるために、製氷容器の外壁部、または、冷気を受ける上記供水パイプの外周部の少なくとも一方に、冷気遮断処理を施している。なお、この冷気遮断処理としては、例えば、冷気遮断材を設ける、または加熱装置を設ける等が挙げられる。
【００１３】
このように、冷気遮断処理を施すと、冷気は、製氷容器の外壁部や供水パイプの外周部に伝わりにくくなる一方、製氷容器の上部（上面）から伝わりやすくなる。すると、冷気は、製氷容器上部のみから底部に向かって伝わることになる。
【００１４】
そのため、生成される氷は、製氷容器上部から底部に向かって成長していくようになる。その上、上記の性質により、この氷の成長過程で、不純物はどんどん製氷容器の底部に追いやられるようになる。加えて、この不純物を含む水（未氷結の水）を、供水パイプを通じて除去することもできる。
【００１５】
その結果、氷が製氷容器の上部から底部にまで至る時間は、不純物が水中に拡散していくのに要する時間となる。つまり、不純物が十分に水中に拡散する時間を確保することができる。したがって、本発明の製氷装置は、透明度の高い氷を生成することができる。また、従来においても具備されている供水パイプを製氷容器（製氷ブロック）の底部等と連通させ、この供水パイプや製氷容器に冷気遮断処理を施すだけという簡単かつ小型な構成で、効率よく水を冷やしながら、透明度の高い氷を生成できる。
【００１６】
また、本発明の製氷装置では、上記製氷ブロックの底部には、その底部の領域（具体的には底部の一面）よりも小さく、上記供水パイプと連通する開孔が設けられていることが好ましい。また、特に、その開孔が少なくとも１つ以上設けられていることが好ましい。
【００１７】
本発明は、製氷容器と供水パイプとが連通している。そのため、製氷容器内に生成される過程での氷（例えばシャーベット状の氷）が、供水パイプに流れ込んでしまうおそれがある。しかしながら、供水パイプと直接つながる（連通する）製氷ブロックの底部に設けられる開孔が、その底部の領域（一面）よりも小さくなっている（また、好ましくは、その小さくなった開孔が複数、製氷ブロック底部に設けられている）。そのため、本発明の製氷装置では、シャーベット状の氷が、この開孔を通過することが困難となり、供水パイプに流れ込むような事態を防止できる。
【００１８】
また、本発明の製氷装置では、上記供水パイプ内の水を排水させる排水口が、その供水パイプに設けられていることが好ましい。
【００１９】
ところで、上述したように、製氷容器上部から底部に向かって氷が成長していく過程において、不純物はどんどん製氷容器の底部に追いやられるようになる。そこで、本発明の製氷装置では、製氷容器の底部に追いやられた不純物を含む水（未氷結の水）を製氷容器（製氷ブロック）から除去すべく、供水パイプに排水口が設けられている。したがって、本発明の製氷装置は、不純物を含む水のみを、製氷容器から除去して、透明度の高い氷を生成することができる。
【００２０】
また、本発明の製氷装置では、上記製氷容器の水が、循環することが好ましい。具体的には、上記供水パイプの開口をその供水パイプにつなげて形成された循環流路を通って、循環することが好ましい。
【００２１】
このように、製氷容器（製氷ブロック）と連通している供水パイプ中の水を循環させると、例えば製氷容器の底部近傍の水は、循環させずに氷を生成させたときに比べて、揺動することになる。そのため、製氷容器の底部近傍の水は、一層凍りにくくなる。したがって、水中の不純物が、未氷結の部分（つまり、製氷容器の底部近傍の水）に追い出されるまでに要する時間を大幅に確保することができる。そのため、この製氷装置は、より一層透明度の高い氷を生成できる。
【００２２】
また、本発明の製氷装置では、上記製氷容器内の水（具体的には製氷容器の底部の水）が氷結したか否かを判定するとともに、上記供水パイプにおいて製氷容器と連通している箇所の水が氷結したか否かを判定する製氷完了検知センサーが設けられていることが好ましい。
【００２３】
例えば、上記製氷容器の底部等の水温を検知するともに、上記供水パイプにおいて製氷容器と連通している箇所の水温を検知する温度センサーが設けられているとともに、この温度センサーの検知結果によって、上記製氷容器内の底部等の水が、氷結したか否かを判定するとともに、上記供水パイプにおいて製氷容器と連通している箇所の水が氷結したか否かを判定する制御部が設けられていることが好ましい。
【００２４】
上述のように、未氷結の水（不純物を含む水）を製氷容器（製氷ブロック）から除去しようとする場合、その水が凍りつく前に除去する必要がある。そこで、本発明の製氷装置では、製氷容器（製氷ブロック）の底部等の水温を検知して、その製氷容器内に氷が生成されたか否かを判定するとともに、供水パイプにおいて製氷容器と連通している箇所の水温を検知して、その箇所の水が凍りつく前か否かを判定するようになっている。
【００２５】
すると、この両方の検知により、製氷容器内に氷が完成しつつも、供水パイプにおいて製氷容器と連通している箇所に、生成された氷に含まれなかった不純物を含む水が、まだ液状であることを認識できる。その結果、本発明の製氷装置は、製氷容器中にのみ氷が完成したときに、不純物だけを除去し、透明度の高い氷を得ることができる。
【００２６】
また、本発明の製氷装置では、上記供水パイプを通じた貯水容器への水の供給、または供水パイプを通じて上記製氷容器の水を循環させるポンプが設けられていることが好ましい。
【００２７】
本発明の製氷装置での製氷容器への水の供給や製氷容器の水の循環を行わせる手段は種々想定できる。その中で、本発明の製氷装置はポンプを用いている。特に、このポンプで、製氷容器への水の供給・製氷容器の底部等における水の循環の両方を行えるようになっている。そのため、製氷容器への水の供給用のポンプ、製氷容器における水の循環用のポンプと別個のポンプを設ける必要はない。つまり、１個のポンプで２つの用途を果たすことができるようになっている。そのため、本発明の製氷装置は、低コストでかつ小型化を図ることができる。
【００２８】
また、本発明の製氷装置では、上記制御部が、上記ポンプを用いて、上記製氷容器の水を循環させるか否かについて、制御することが好ましい。
【００２９】
本発明の製氷装置では、製氷容器の底部等の水を循環させた場合でも循環させない場合でも、ともに、従来よりも透明度の高い氷を生成することができる。そのため、例えばユーザーの意思や自動制御により、制御部のポンプに対する指令をもって、いずれかを選択できるようになっている。
【００３０】
また、本発明の製氷装置では、上記制御部が、上記ポンプを用いて、循環水の供給量または循環水の循環速度を制御することが好ましい。
【００３１】
これによると、例えばユーザーや自動制御により、透明な氷を生成するのに、適した水の供給量または水の循環速度を設定することができる。
【００３２】
なお、本発明の冷凍冷蔵庫は、上記のような製氷装置における上記貯水容器を冷蔵室に備えるとともに、上記製氷容器を冷凍室に備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の製氷装置および冷凍冷蔵庫は、製氷容器の外壁部、または、冷気を受ける上記供水パイプの外周部の少なくとも一方に、冷気遮断処理を施すことにより、その底部等の水の凍結を遅延させている。つまり、製氷容器内の氷が、製氷容器の上部から底部に向かって成長していくのに要する時間を、不純物が水中に拡散していくのに要する時間とすることで、不純物が製氷容器底部や供水パイプ内に含まれるようになり、氷には不純物が含まれないようになる。したがって、本発明の製氷装置および冷凍冷蔵庫は、小型かつ簡単な構成で、透明度の高い氷を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
［実施の形態１］
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３５】
〔冷凍冷蔵庫の構成について〕
図２に示すように、本発明の冷凍冷蔵庫６９は、例えば冷蔵室５１、冷凍室５２、および野菜室５３等を含むように構成されている。そして、これらの各室は、冷凍冷蔵庫６９の外装本体を構成する外箱６１内部に配設された内箱６２を断熱仕切板６３で区切ることによって形成されている。なお、外箱６１と内箱６２との間には、断熱材６４が充填されており、各室の温度が、外気の影響を受けないようになっている。
【００３６】
また、図示していないが、冷凍冷蔵庫６９は、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を絞るキャピラリーチューブ、ガス状態となった冷媒の熱を冷凍冷蔵庫６９外（庫外）に放熱して凝縮させる凝縮器、液状態の冷媒を気化させた冷熱を生じさせる冷却器、冷却器を通過させることで空気を冷やし、冷気を各室へ運ぶ通気ダクト・送風機、および各室への冷気の供給量を調整するダンパー等を含むように構成されている。
【００３７】
そして、冷気によって、冷凍室５２を水の氷点以下の温度（摂氏０℃以下；以下温度は摂氏とする）になるようにするとともに、冷蔵室５１・野菜室５３を食品が凍らない程度の温度になるようにしている。
【００３８】
〈製氷装置の構成について〉
本発明の製氷装置４９は、図１（図２の部分αの拡大概略構成図）に示すように、製氷水貯留タンク（貯水容器）２１、給水用三方弁１１、排水用三方弁１２、ポンプ１３、製氷皿（製氷容器）１５、排水タンク２２、氷貯留ＢＯＸ２３、温度センサー（製氷完了検知センサー）２４、および制御部２５（図４参照）を含むように構成されている。
【００３９】
製氷水貯留タンク２１は、製氷皿１５に供給する水（製氷水）を貯留しておくものであり、冷蔵室５１に設けられている。
【００４０】
給水用三方弁１１は、３つのパイプにつながる弁機構であり、水の流れるパイプを特定するものである。また、排水用三方弁１２も同様に、３つのパイプにつながる弁機構であり、水の流れるパイプを特定するものである。
【００４１】
ポンプ１３は、吸引口１３ａを通じて水を吸引するとともに、排出口１３ｂを通じて製氷皿１５へと水を流入（放出）させたり、後述の循環流路内の水を循環等させたりする装置である。
【００４２】
製氷皿１５は、開放面を有した箱状体であり、かつ、その箱状体の内部に四方状の窪み（製氷ブロック１６）を複数有するように区画された皿である。そして、冷凍室５２内の保持部５２ａによって、保持されるようになっている。
【００４３】
なお、上記の給水用三方弁１１・ポンプ１３・製氷皿１５・排水用三方弁１２は、パイプを通じてつながるように構成されている。具体的には、パイプは、送水パイプ１、吸水パイプ２、環流パイプ３、循環パイプ４、および排水パイプ５から構成されている。
【００４４】
上記の送水パイプ（供水パイプ）１は、給水用三方弁１１の送水口１１ａとポンプ１３の吸引口１３ａとをつなげるパイプであり、吸水パイプ（供水パイプ）２は、給水用三方弁１１の吸水口１１ｂと製氷水貯留タンク２１とをつなげるパイプである。そして、給水用三方弁１１がこの両パイプを流れるようにすることで（連通させることで）、ポンプ１３は、製氷水貯留タンク２１中の製氷水に浸かった吸水パイプ２から、給水用三方弁１１・送水パイプ１を介して、製氷水を吸引するようになっている。
【００４５】
環流パイプ（供水パイプ）３は、ポンプ１３・製氷皿１５・排水用三方弁１２をつなげるものである。具体的には、ポンプ１３の排出口１３ｂに取り付けられた環流パイプ３が、断熱仕切板６３内部を貫通するようにして、製氷皿１５の底部（具体的には、後述の開孔１７）へとつながり、さらに、排水用三方弁１２の受水口１２ａにつながるようになっている。
【００４６】
また、製氷皿１５の底部（製氷ブロック１６の底部）には、開孔〔例えば、製氷皿１５の底部（底部の領域）よりも小さい網目状の開孔〕１７が設けられており、この開孔１７と環流パイプ３とがつながるようになっている（連通するようになっている）。そのため、ポンプ１３から排出された水が、この環流パイプ３を通じて排水用三方弁１２まで流れるとき、開孔１７を通じて、水が製氷皿１５に流入するようになる。なお、この開孔１７は、単数でも複数でも構わない。
【００４７】
循環パイプ（供水パイプ）４は、排水用三方弁１２の排水循環口１２ｂと給水用三方弁１１の給水循環口１１ｃとをつなげるものである。すると、この循環パイプ４と、送水パイプ１・環流パイプ３とで、水の循環流路が形成されるようになる〔いいかえると、循環パイプ４を用いて、環流パイプ３の開口を（例えば受水口１２ａにつながる環流パイプ３の開口を）、送水パイプ１につなげることで、循環流路が形成されている〕。したがって、ポンプ１３の作動により、製氷装置４９は、循環パイプ４・送水パイプ１・環流パイプ３（この３つの供水パイプを循環流路と称する）を通じて、水を循環させるようにできる。
【００４８】
排水パイプ５は、排水タンク２２と排水用三方弁１２の排水口１２ｃとをつなげるものである。そのため、ポンプ１３の作動によって、環流パイプ３を流れる水を排水タンク２２へ排出させることができる。
【００４９】
排水タンク２２は、上記のように環流パイプ３中の水の一部（具体的には後述する未氷結の水）を貯留しておくものである。
【００５０】
氷貯留ＢＯＸ２３は、製氷皿１５内にて生成された氷を貯留しておくものである。なお、図３（図１の矢視Ａ−Ａ’線概略構成図）に示すように、製氷皿１５の長手に沿うように冷凍冷蔵庫６９本体に設けられた回転可能な回転軸３１と、製氷皿１５の一つの長手とが連結するようになっている。そのため、この回転軸３１の回転に応じて製氷皿１５は裏返り、生成された氷が、氷貯留ＢＯＸ２３中に落下（離氷）するようになっている。なお便宜上、図３や後述の図８では、後述の温度センサー２４を省略しており、図１・図７では、回転軸３１を省略している。
【００５１】
温度センサー２４は、環流パイプ３および製氷皿１５の水温を測定するものである。そのため、温度センサー２４を構成する検知部のいくつかは、環流パイプ３内部に（例えば、製氷皿１５と環流パイプ３との連通箇所付近に）位置するようになっている。また、他の検知部のいくつかは、製氷皿１５の底部等（例えば、製氷ブロック１６内の底部等）に位置するようになっている。なお、以下では、環流パイプ３中の水温を測定する検知部を環流水温検知部２４ａ、製氷皿１５の水温を測定する検知部を製氷皿水温検知部２４ｂと表現する。
【００５２】
そして、制御部２５は、この温度センサー２４（環流水温検知部２４ａ・製氷皿水温検知部２４ｂ）による測定温度が、予め定めた温度（閾温度）を超えるか否かによって、製氷皿１５中の水が氷になったか否か、および、環流パイプ３中の水が氷になったか否かを判断するようになっている。
【００５３】
なお、制御部２５（図１では不図示、図４参照）は、種々の駆動源の動作を制御するものである。例えば、ポンプ１３や、上記の弁機構（給水用三方弁１１・排水用三方弁１２）の動力源である弁機構用駆動モーター（給水弁駆動モーター１１ｄ・排水弁駆動モーター１２ｄ；図４参照）、製氷皿１５を回転させる回転軸３１の動力源である軸用駆動モーター３２（図４参照）、温度センサー２４、および冷凍室５２等における内部の冷気温度の制御等を行うようになっている。
【００５４】
したがって、本発明の製氷装置４９は、制御部２５によって、製氷皿１５に供給する水量や、循環流路内を循環する水の流速、製氷皿１５を冷やす冷気の温度等を制御できるようになっている。
【００５５】
《冷気遮断処理について》
特に、本発明の製氷装置４９は、図１・図３（図１の矢視Ａ−Ａ’からの概略構成図）に示すように、製氷皿１５の外壁部、具体的には、製氷ブロック１６を構成する外壁部に、冷気を遮断する処理（冷気遮断処理）を施している。例えば、冷気の影響を受けない冷気遮断材（断熱材）４１を取り付けるようにしている（外壁部を冷気遮断材４１で被覆するようにしている）。
【００５６】
また、本発明の製氷装置４９では、冷凍室５２内に配設されている（冷気を受ける）環流パイプ３の外周部に、冷気遮断材（断熱材）４１を取り付けるようにしてもよい。つまり、製氷皿１５の外壁部、または、冷気を受ける環流パイプ３の外周部の少なくとも一方に、冷気遮断部材４１を取り付けるようにしている。
【００５７】
このように、製氷ブロック１６の外壁部・環流パイプ３の外周部に冷気遮断材４１を設けると、製氷ブロック１６における側部・底部が〔すなわち製氷ブロック１６にて貯えられた水における上部（水面）以外が〕、冷気遮断材４１にて覆われることになる。すると、冷凍室５２内の冷気は、製氷皿１５の上部から、効率よく水に伝わることになる。
【００５８】
そのため、冷気が、製氷ブロック１６における水の側部や底部から伝わらないことになるので、氷は、冷気を直接吹きつけられる製氷ブロック１６の上部から底部に向かって成長しながら生成されるようになる。
【００５９】
〔製氷装置による氷生成工程について〕
ここで、上記のような製氷装置４９によって、氷を生成する工程を図４のブロック図、図５・図６のフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートでは、便宜上、動作のステップをＳと記載して説明する。
【００６０】
〈非循環型の氷生成工程について〉
まず、循環流路において、水を循環させずに氷を生成する工程について、図４・図５を用いて説明する。
【００６１】
まず、製氷水貯留タンク２１に水が供給されることで、その製氷水貯留タンク２１に製氷水が貯留される（Ｓ１）。すると、制御部２５は、不図示の水量検知センサーによって、製氷水貯留タンク２１に水が貯留されたことを認識する。そして、制御部２５は、給水弁モーター１１ｄを用いて（制御することで）、給水用三方弁１１の給水口１１ｂと送水口１１ａとを連通させる（Ｓ２）。
【００６２】
また、制御部２５は、排水弁モーター１２ｄを用いて、排水用三方弁１２の受水口１２ａを閉じる（閉止する；Ｓ３）。すると、排水用三方弁１２の排水口１２ｃや排水循環口１２ｂを通じて、水が流れなくなる（環流パイプ３に水を貯留できる状態となる）。そこで、制御部２５は、ポンプ１３を用いて、環流パイプ３へ、製氷水貯留タンク２１の水を所定量供給する（Ｓ４）。なお、この所定量の水（非循環型の氷生成工程での所定の水量）とは、製氷皿１５（製氷ブロック１６）の上部から底部に至るまでいきわたり、かつ、環流パイプ３をある程度満たす程度の水量である。
【００６３】
すると、供給された水は、製氷皿１５において、時間の経過とともに氷へと変化していく。そこで、制御部２５は、温度センサー２４における環流水温検知部２４ａ・製氷皿水温検知部２４ｂを用いて、製氷皿１５内部の温度（具体的には、製氷皿１５の底部近傍の温度）と、環流パイプ３内部の温度とを測定する。
【００６４】
具体的には、制御部２５は、製氷皿水温検知部２４ｂによって検知した温度〔すなわち製氷皿１５（製氷ブロック１６）内の底部等の温度〕が予め定めていた閾温度（氷結閾温度；例えば０℃）以下であるか否かを判定する（Ｓ５）。そして、この判定で、製氷皿１５内部の温度が、氷結閾温度以下であれば、制御部２５は、製氷皿１５中の水が氷になったものと判定する。
【００６５】
本発明の製氷皿１５では、上述の通り、製氷皿１５の底部（具体的には製氷ブロック１６の底部）に開孔１７が設けられるとともに、製氷皿１５の外壁部、具体的には、製氷ブロック１６を構成する外壁部、および環流パイプ３の少なくとも一方に、冷気を遮断する処理（冷気遮断処理）を施している。そのため、製氷ブロック１６の底部近傍の水は、製氷ブロック１６の上部に比べて凍りにくくなる（製氷ブロック１６底部近傍の凍結速度が、製氷ブロック１６上部の凍結速度に比べて遅くなる）。
【００６６】
したがって、製氷ブロック１６の上部から水が徐々に凍りだし、Ｓ５で制御部２５が、製氷皿水温検知部２４ｂが０℃以下と検知したときには、製氷ブロック１６の上部から底部に向かって、氷の成長が進行したものと判断できる。
【００６７】
また、制御部２５は、環流水温検知部２４ａによって検知した温度（すなわち環流パイプ３内の温度）が予め定めていた閾温度（環流パイプ非氷結閾温度；例えば約１℃）以下であるか否かを判定する（Ｓ６）。
【００６８】
氷が生成されるときには、最初に純水の部分（不純物が含まれず氷になれば透明氷になる水）から凍りだし、水中の不純物（ガス等）は、未氷結の部分に追い出されるという性質がある。すると、上記のように、製氷ブロック１６の上部から底部に向かって氷が成長していく過程を通じて、不純物はどんどん製氷ブロック１６の底部に追いやられるようになる。そこで、Ｓ６のように判定を行うことによって、制御部２５は、製氷ブロック１６底部にある不純物を含む水が氷に変化する前段階で（０℃より高い約１℃で）、次のステップ（後述のＳ７）を行うタイミングを認識するようになっている（不純物を含む水が、また液状である時点で、次のステップを行うタイミングを認識するようになっている）。
【００６９】
そして、Ｓ５にて、製氷皿１５（製氷ブロック１６）の水温が０℃以下となり、Ｓ６にて環流パイプ３内の水温が約１℃以下となった場合、制御部２５は、排水用三方弁１２の受水口１２ａと排水口１２ｃとを連通させる（Ｓ７）。さらに、制御部２５は、ポンプ１３を駆動させて、環流パイプ３中の水（具体的には、製氷皿１５において、氷結できなかった水；未氷結水）を排水タンク２２へと流入（排水）させる（Ｓ８）。その結果、環流パイプ３中には、水がなくなる（水が除去される）ようになる。
【００７０】
その後、制御部２５は、軸用モーター３２を用いて、回転軸３１を回転させ、製氷皿１５において生成された氷を氷貯留ＢＯＸ２３へ落下させる（離氷させる；Ｓ９）。
【００７１】
なお、上記のような工程を経て、本発明の製氷装置４９は、氷を生成するようになっているが、Ｓ１〜Ｓ４間での工程を給水工程、Ｓ５・Ｓ６の工程を製氷工程、Ｓ７・Ｓ８の工程を排水工程、Ｓ９の工程を離氷工程と表現する。なお、上記のような非循環型の氷生成工程における氷生成時間は、およそ１．５時間程度である。
【００７２】
〈循環型の氷生成工程について〉
次に、循環流路において、水を循環させて氷を生成する工程について、図４・図６を用いて説明する。なお、図６では、図５と同様のステップに、同符号を付すものとし、説明を簡略化するものとする。
【００７３】
まず、非循環型の氷生成工程と同様、製氷水貯留タンク２１に水が供給されることで、その製氷水貯留タンク２１に製氷水が貯留され（Ｓ１）、制御部２５が、製氷水貯留タンク２１に水が貯留されたことを認識する。そして、制御部２５は、給水用三方弁１１の吸水口１１ｂと送水口１１ａとを連通させる一方、排水用三方弁１２の受水口１２ａを閉じる（Ｓ２・Ｓ３）。
【００７４】
その後、制御部２５は、水を貯留できる状態となった環流パイプ３に製氷水貯留タンク２１の水を所定量供給する（Ｓ４）。なお、この所定量の水（循環型の氷生成工程での所定の水量）とは、製氷皿１５（製氷ブロック１６）の上部から底部に至るまでいきわたり、かつ、送水パイプ１・環流パイプ３・循環パイプ４をある程度満たしつつ、循環できる程度の水量である。
【００７５】
次に、制御部２５は、給水弁モーター１１ｄを用いて（制御することで）、給水用三方弁１１の送水口１１ａと給水循環口１１ｃとを連通させるとともに、排水弁モーター１２ｄを用いて、排水用三方弁１２の受水口１２ａと排水循環口１２ｂとを連通させる（Ｓ１１）。すると、送水パイプ１・環流パイプ３・循環パイプによって、水の循環流路が形成されるようになる。そして、制御部２５は、ポンプ１３の作動により、形成された循環流路内の水を循環させる（Ｓ１２）。
【００７６】
すると、循環流路を循環している水が存在する一方、製氷ブロック１６に貯留している水は、時間の経過とともに氷へと変化していく。そこで、制御部２５は、温度センサー２４における製氷皿水温検知部２４ｂ・環流水温検知部２４ａを用いて、製氷ブロック１６内部（底部等）の温度と、環流パイプ３内部の温度とを測定する（Ｓ５・Ｓ６）。
【００７７】
なお、循環型の氷生成工程においては、製氷皿１５（製氷ブロック１６）と連通している環流パイプ３中の水は、循環することになる。したがって、製氷ブロック１６の底部近傍の水は、非循環型の氷生成工程での製氷ブロック１６の底部近傍の水よりも、揺動することになる。そのため、循環型の氷生成工程での製氷ブロック１６の底部近傍の水は、非循環型の氷生成工程での底部近傍の水よりも、一層凍りにくくなっている（循環型の氷生成工程における製氷ブロック１６底部近傍の凍結速度は、非循環型の氷生成工程での底部近傍の凍結速度よりも、一層遅くなっている）。
【００７８】
したがって、水中の不純物（ガス等）が、未氷結の部分に追い出されるまでに要する時間（すなわち、不純物が水中に拡散していくのに要する時間）を大幅に確保することができる。つまり、製氷ブロック１６の上部から底部に向かって氷が成長していく過程を通じて、不純物を確実に循環する水中に追いやること（含ませること）ができる。その結果、この循環型の氷生成工程において、Ｓ５での０℃以下に至るまでに要した時間、および、Ｓ６での約１℃以下に至るまでに要した時間は、非循環型の氷生成工程でのそれらの時間に比べて長時間となる。
【００７９】
そして、上記のような長時間（循環型の氷生成工程での氷生成時間；およそ、２．５〜３時間程度）経過後、制御部２５は、ポンプ１３を駆動させて、環流パイプ３・循環パイプ４・送水パイプ１中の水を排水タンク２２へと排水させるとともに（Ｓ８）、軸用モーター３２を用いて、回転軸３１を回転させ、製氷皿１５において生成された氷を氷貯留ＢＯＸ２３へ落下させる（Ｓ９）。
【００８０】
なお、上記のような工程を経て、本発明の製氷装置４９は、氷を生成するようになっているが、Ｓ１〜Ｓ４間での工程を給水工程、Ｓ１１・Ｓ１２・Ｓ５・Ｓ６の工程を製氷工程、Ｓ７・Ｓ８の工程を排水工程、Ｓ９の工程を離氷工程と表現する。
【００８１】
〔製氷装置による氷生成工程における種々の特徴〕
以上のように、本発明は、吸水パイプ（供水パイプ）２を通じて製氷水貯留タンク２１の水を製氷皿１５に供給するとともに、この製氷皿１５を冷却して氷を生成する製氷装置４９であって、特に環流パイプ（供水パイプ）３が、製氷皿１５と連通している。具体的には、環流パイプ３が、製氷皿１５において区画された製氷ブロック１６の各々の底部と連通している。
【００８２】
その上、環流パイプ３外周部、および製氷皿１５の外壁部の少なくとも一方に、冷気遮断処理が施されている。
【００８３】
これによると、本発明の製氷装置４９では、氷が生成されるときには最初に純水の部分から凍りだし、水中の不純物は、未氷結の部分に追い出されるという性質とを利用して、氷の成長していく凍結速度を、不純物が水中に拡散していく拡散速度よりも遅らせるようにしている。
【００８４】
つまり、製氷皿１５の底部と環流パイプ３との少なくとも一方に冷気遮断処理を施すことにより、製氷皿１５の底部近傍の水は、製氷皿１５の上部に比べて凍りにくくなる（製氷ブロック１６底部近傍の凍結速度が、製氷ブロック１６上部の凍結速度に比べて遅くなる）。
【００８５】
すると、製氷のとき、製氷皿１５上部から底部に向かって氷が成長していくようになる。その上、上記の性質により、この氷の成長過程で、不純物はどんどん製氷皿１５の底部、すなわち未氷結の部分に追いやられるようになる。そして、未氷結の水が氷になるまでには、不純物が水中に十分拡散させることができるので（不純物が水中に十分拡散できる時間を確保できるので）、本発明の製氷装置４９は、透明度の高い氷を生成することができる。
【００８６】
また、従来においても具備されている環流パイプ３を製氷皿１５（製氷ブロック１６）の底部と連通させるだけという簡単かつ小型な構成で、効率よく水を冷やしながら、透明度の高い氷を生成できる。
【００８７】
その上、環流パイプ３に冷気遮断材４１を被覆させるようにしていれば、環流パイプ３自体の凍結も防止することもできる。また、凍結しないことにより、不純物の多く含まれる未氷結水が環流パイプ３を通じて排出されるようにすることも可能である。
【００８８】
なお、本発明の製氷装置４９では、製氷皿１５と環流パイプ３とが連通している。そのため、製氷皿１５内に生成される過程での氷（例えばシャーベット状の氷）が、環流パイプ３に流れ込んでしまうおそれがある。
【００８９】
そこで、本発明の製氷装置４９では、製氷ブロック１６の底部には、その底部の一面よりも小さく、環流パイプ３と連通する開孔１７が単数または複数設けられている。
【００９０】
このように、環流パイプ３と直接つながる（連通する）製氷ブロック１６の底部に設けられる開孔１７が、その底部の面よりも小さくなっていると、シャーベット状の氷が、この開孔１７を通過することが困難となり、環流パイプ３に流れ込むような事態を防止できる。
【００９１】
また、本発明の製氷装置４９では、環流パイプ３内の水を排水させる排水口となる排水用三方弁１２の排水口が、その環流パイプ３に設けられている。
【００９２】
これによると、製氷皿１５の上部から底部に向かって氷が成長していく過程において、製氷容器の底部に追いやられた不純物を含む水（未氷結の水）を除去することができる。つまり、本発明の製氷装置４９は、不純物を含まない水のみを凍らせるとともに、不純物を含む水だけを、製氷皿１５から除去して、透明度の高い氷を生成することができる。
【００９３】
また、上述したように、本発明の製氷装置４９では、氷生成工程での氷生成時間は異なるものの、製氷皿１５の底部の水を循環または非循環させても、従来よりも透明度の高い氷を生成することができる。そこで、ユーザーが不図示の操作ボタンを用いて指示することで、制御部２５がポンプ１３を制御し（あるいは、制御部２５による自動制御にて）、いずれかを（循環型または非循環型を）選択できるようになっている。
【００９４】
また、ユーザーが不図示の操作ボタンを用いて指示することで（あるいは、制御部２５による自動制御にて）、制御部２５がポンプ１３を制御し、透明な氷を生成するのに、適した水の供給量（例えば１００〜１５０ｍｌ程度）および水の循環流量（例えば０〜１．５ｌ／ｍｉｎ程度）を設定できるようにもなっている。
【００９５】
なお、上記のポンプ１３は、製氷皿１５への水の供給・製氷皿１５の底部における水の循環の両方を行えるようになっている。そのため、製氷皿１５への水の供給用のポンプ、製氷皿の底部における水の循環用のポンプと別個のポンプを設ける必要はない。つまり、１個のポンプで２つの用途を果たすことができるようになっている。そのため、本発明の製氷装置４９は、低コストでかつ小型化を図ることができる。
【００９６】
[その他の実施の形態]
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００９７】
例えば、実施の形態１にて説明した製氷装置４９は、未氷結の水をポンプ１３を用いて、排水タンク２２へと流入させるようにしていたが、これに限定されるものではなく、別の処理を行ってもよい。
【００９８】
例えば、非循環型の氷生成工程における排水工程において（図５のＳ７において）、制御部２５が、排水用三方弁１２の受水口１２ａと排水循環口１２ｂとを連通させるとともに、給水用三方弁１１の給水循環口１１ｃと吸水口１１ｂとを連通させてもよい。このように連通させると、ポンプ１３の駆動によって、環流パイプ３中の未氷結水を製氷水貯留タンク２１へと戻すことができる。その結果、未氷結水を再度、製氷皿１５へ供給させることもでき、水の有効利用が図られる。
【００９９】
また、循環型の氷生成工程における排水工程において（図６のＳ７において）、制御部２５が、給水用三方弁１１の給水循環口１１ｃと吸水口１１ｂとを連通させてもよい。このように連通させると、ポンプ１３の駆動によって、環流パイプ３・循環パイプ４・送水パイプ１中の未氷結水を製氷水貯留タンク２１へと戻すことができる。その結果、上記同様、その結果、未氷結水を再度、製氷皿１５へ供給させることもでき、水の有効利用が図られる。
【０１００】
また、実施の形態１にて説明した製氷装置４９は、製氷ブロック１６の上部以外から冷気を伝えにくくすることで、より一層確実に、製氷皿１５上部から底部に向かって氷を成長させようとするために、製氷ブロック１６の外壁部・環流パイプ３の外周部に冷気遮断材４１を設けるようにしている。しかし、これに限定されるものではなく、別の冷気遮断処理を施してもよい。
【０１０１】
例えば、製氷ブロック１６の外壁部・環流パイプ３の外周部に、ニクロム線等から成るヒーター（加熱装置）を取り付けても構わない。また、冷凍冷蔵庫６９に搭載された各駆動部（例えば、冷気を各室へ運ぶ送風機）の放熱を用いて、製氷ブロック１６の外壁部・環流パイプ３の外周部を暖めるようにしてもよい〔例えば発せられる熱が流れるダクト（加熱装置）を製氷ブロック１６の外壁部・環流パイプ３の外周部に設けて暖めるようにしてもよい〕。また、冷気遮断材４１と、上記のヒーター等を併用してもよい。要は、製氷ブロック１６の上部以外から冷気を伝えにくくさせるために、製氷ブロック１６の外壁部・環流パイプ３の外周部に冷気（冷熱）を伝えないようにすればよい。
【０１０２】
また、実施の形態１の製氷装置４９では、温度センサー２４を用いることで、離氷のタイミングを認識するようになっている。しかし、このタイミング（すなわち、製氷完了を検知するタイミング）を認識するためのセンサーは、温度センサー２４に限定されない。
【０１０３】
例えば、変位センサー（例えば流速センサー）によって、製氷ブロック１６底部の水の流体性を測定するとともに、環流パイプ３内部の水の流体性を測定することで、製氷完了を検知するようにしてもよい。
【０１０４】
また、図７・図８（図７の矢視Ｂ−Ｂ’からの概略構成図）に示すように、冷気遮断処理を施さないようにした（冷気遮断材４１を設けないようにした）製氷装置４９であってもよい。このような製氷装置４９であっても、製氷皿１５（製氷ブロック１６）の底部等に、環流パイプ３をつながることで、この製氷ブロック１６の底部等（底部近傍）における水の体積が増量する。
【０１０５】
そのため、この製氷ブロックの底部等における水の体積は、区画された製氷ブロックの上部における水の体積よりも増加されるようになっている。このように、水の量（水量）は、多ければ多いほど、少ない水量に比べて、凍結速度が遅くなる。したがって、製氷容器の底部近傍の水は、製氷容器の上部に比べて凍りにくくなる（製氷容器の底部近傍の凍結速度が、製氷容器の上部の凍結速度に比べて遅くなる）。
【０１０６】
その結果、製氷のとき、製氷皿１５上部から底部に向かって氷が成長していくようになり、氷の成長過程で、不純物はどんどん製氷皿１５の底部、すなわち未氷結の部分に追いやられるようになる。したがって、未氷結の水が氷になるまでには、不純物が水中に十分拡散させることができるので、このような製氷装置４９でも、透明度の高い氷を生成することができる。
【０１０７】
なお、本発明は、下記のように表現することもできる。
【０１０８】
本発明は、冷凍空間である冷凍室（製氷室）内に配設され、複数のブロックに区分けされた製氷皿と、製氷室外の製氷水貯留タンク、製氷水貯留タンクから製氷皿へ水を供給し、製氷皿から水を排出する給排水パイプ、およびこの給排水パイプを通じて水を製氷皿に供給、あるいは製氷皿側から水を排出することが可能なポンプを備えたことを特徴とする製氷装置ともいえる。
【０１０９】
また、本発明は、製氷皿の各ブロックの底部を連通するように給排水パイプが配置されたことを特徴とする製氷装置ともいえる。
【０１１０】
また、本発明は、製氷皿の各ブロックの底部と給排水パイプを通ずる開孔部が単一あるいは複数の小孔からなることを特徴とする製氷装置ともいえる。
【０１１１】
また、本発明は、製氷皿の外壁面に断熱処理を行ったことを特徴とする製氷装置ともいえる。
【０１１２】
また、本発明は、給排水パイプの外壁面にパイプ内凍結防止のための断熱処理を行った、または加熱装置を備えたことを特徴とする製氷装置ともいえる。
【０１１３】
また、本発明は、製氷皿内の水が氷結し、給排水パイプ内の水が未氷結のままとなった時点を製氷完了と判定する製氷完了検知センサー（製氷完了検知手段）を備えたことを特徴とする製氷装置ともいえる。
【０１１４】
また、本発明は、製氷完了時、ポンプを駆動させることにより給排水パイプ内に残存する未氷結水を除去することを特徴とする製氷装置ともいえる。
【０１１５】
また、本発明は、製氷皿底部と給排水パイプの間で水のやりとりを行うことにより、製氷皿内の水を循環させながら製氷を行うことを特徴とする製氷装置ともいえる。
【０１１６】
また、本発明は、使用者の目標とする製氷時間や氷の透明度によって、装置内の水を任意の流量で循環させて、あるいは水を循環させないで製氷を行うことを特徴とする製氷装置ともいえる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明の製氷装置や冷凍冷蔵庫は、透明度の高い氷を生成する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の製氷装置の概略構成図であり、後述の図２における本発明の冷凍冷蔵庫の部分αを拡大した概略構成図である。
【図２】本発明の冷凍冷蔵庫の概略構成図である。
【図３】図１の矢視Ａ−Ａ’からの概略構成図である。
【図４】本発明の製氷装置における各部材のブロック図である。
【図５】非循環型の氷生成工程を説明するフローチャートである。
【図６】循環型の氷生成工程を説明するフローチャートである。
【図７】図１の他の一例である製氷皿・環流パイプを示す概略構成図である。
【図８】図７の矢視Ｂ−Ｂ’からの概略構成図である。
【図９】従来の製氷装置の概略構成図である。
【図１０】図９の他の一例を示す従来の製氷装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１    送水パイプ（供水パイプ）
２    吸水パイプ（供水パイプ）
３    環流パイプ（供水パイプ）
４    循環パイプ（供水パイプ）
５    排水パイプ
１１    給水用三方弁
１１ａ  送水口
１１ｂ  吸水口
１１ｃ  給水循環口
１１ｄ  給水弁モーター
１２    排水用三方弁
１２ａ  受水口
１２ｂ  排水循環口
１２ｃ  排水口
１３    ポンプ
１３ａ  吸引口
１３ｂ  排出口
１５    製氷皿（製氷容器）
１６    製氷ブロック
１７    開孔
２１    製氷水貯留タンク（貯水容器）
２４    温度センサー（製氷完了検知センサー）
２４ａ  環流水温検知部（温度センサー）
２４ｂ  製氷皿水温検知部（温度センサー）
２５    制御部
４９    製氷装置
５１    冷蔵室
５２    冷凍室
６９    冷凍冷蔵庫
【図１】
2006118782.tif 000003
【図２】
2006118782.tif 000004
【図３】
2006118782.tif 000005
【図４】
2006118782.tif 000006
【図５】
2006118782.tif 000007
【図６】
2006118782.tif 000008
【図７】
2006118782.tif 000009
【図８】
2006118782.tif 000010
【図９】
2006118782.tif 000011
【図１０】
2006118782.tif 000012