(57)【要約】【課題】氷を自動的に作る自動製氷装置を備えた冷凍冷蔵庫において、給水パイプが凍結しにくく、加熱ヒータも少ない消費電力にて凍結防止を可能にした冷凍冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷気吹出し口１９を有する製氷室３と、製氷室３内に配設され冷気吹出し口１９から冷気を受けて貯留水を製氷する製氷皿２６と、製氷皿２６よりも冷気の流れ方向の下流側に位置して設けられ、製氷皿２６の上面に給水口を臨ませた給水手段と、給水手段の給水口近傍に設けられ給水口を加熱する加熱手段２５と、製氷皿２６の温度を検出する製氷皿温度検出手段２１と、製氷皿２６の製氷動作時の温度変化に基づいて加熱手段２５による加熱量を制御する制御装置２０と、を備えた。【選択図】  図３
2011021820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷気吹出し口を有する製氷室と、
前記製氷室内に配設され前記冷気吹出し口から冷気を受けて貯留水を製氷する製氷皿と、
前記製氷皿よりも前記冷気の流れ方向の下流側に位置して設けられ、前記製氷皿の上面に給水口を臨ませた給水手段と、
前記給水手段の給水口近傍に設けられ前記給水口を加熱する加熱手段と、
前記製氷皿の温度を検出する製氷皿温度検出手段と、
前記製氷皿の製氷動作時の温度変化に基づいて前記加熱手段による加熱量を制御する制御装置と、
を備えた冷凍冷蔵庫。
【請求項２】
前記制御装置は、
製氷動作時に前記給水出口近傍を製氷動作中常時加熱するように前記加熱手段を制御するとともに、
前記製氷皿の温度が所定温度よりも低いときに、前記加熱手段の加熱量を大きくするよう制御する請求項１記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項３】
前記冷気は、
前記製氷皿の一側縁に吹出される請求項１又は２記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項４】
前記給水手段は、
前記製氷皿をはさんで前記冷気が吹出される側と反対側に前記給水出口を開口させた請求項１乃至３いずれか記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項５】
前記製氷皿は矩形状をしており、
前記冷気吹出口と前記給水出口とは、それぞれ前記製氷皿の対角位置に配置された請求項１乃至５いずれか記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記給水タンクの空状態を検知する手段を備え、
前記給水タンクが空状態のときに、加熱量を小さくする制御を行う請求項１乃至５いずれか記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記給水手段の動作状態と前記製氷皿の温度とに基づいて、前記給水タンクの空状態を検知する請求項６記載の冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、氷を自動的に作る自動製氷装置を備えた冷凍冷蔵庫に関するものであり、より詳しくは、自動製氷装置に水を供給する給水パイプの凍結防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に冷凍冷蔵庫に備えられる自動製氷装置は、冷蔵室等に設置された給水タンクに貯められた水を、給水パイプを通じ、製氷室内に設置した製氷皿に給水するとともに、この製氷皿の貯留水に冷気をあてて製氷する。製氷が完了すると、製氷皿上の氷は離氷機構により貯氷容器に落され、再び給水パイプを通じて製氷皿に給水が行われる。この給水パイプは製氷室内に露出しているため、凍結しやすくなっており、この給水パイプの凍結を防止するために、給水パイプに加熱ヒータが設けられる。
【０００３】
そして、製氷動作中に製氷皿の温度が所定温度以下で所定時間経過したとき加熱ヒータに通電して給水パイプを加熱し、凍結を防止するようにした冷蔵庫が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１５９８７６号公報（第６頁、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、製氷皿の後方に位置して給水パイプが設けられており、冷気吹出し口が製氷室の後部壁に形成された場合にあっては、冷気吹出し口と製氷皿との間に給水パイプが位置するため、製氷動作中に給水パイプが加熱ヒータに通電されるまでの期間冷気に直接長時間触れることで凍結しやすいという問題があった。また、加熱ヒータに通電された際には、比較的大きな熱量が加えられるため、冷気が給水パイプに触れることで温められて、製氷時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、給水パイプが凍結しにくく、加熱ヒータも少ない消費電力にて凍結防止を可能にした冷凍冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る冷凍冷蔵庫は、冷気吹出し口を有する製氷室と、前記製氷室内に配設され前記冷気吹出し口から冷気を受けて貯留水を製氷する製氷皿と、前記製氷皿よりも前記冷気の流れ方向の下流側に位置して設けられ、前記製氷皿の上面に給水口を臨ませた給水手段と、前記給水手段の給水口近傍に設けられ前記給水口を加熱する加熱手段と、前記製氷皿の温度を検出する製氷皿温度検出手段と、前記製氷皿の製氷動作時の温度変化に基づいて前記加熱手段による加熱量を制御する制御装置と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、給水パイプが凍結しにくくなり、少ない消費電力にて給水パイプの凍結を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫を示す正面図である。
【図２】実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫を示す側面断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】実施の形態１に係る製氷室内の風路を示す図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】実施の形態１に係る制御フローチャート図である。
【図７】実施の形態１に係るタイムチャート図である。
【図８】実施の形態２に係る制御フローチャート図である。
【図９】実施の形態２に係るタイムチャート図である。
【図１０】実施の形態３に係る制御フローチャート図である。
【図１１】実施の形態３に係るタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明実施の形態１に係る冷凍冷蔵庫の一例を示す正面図である。
１１は冷凍冷蔵庫本体であり、最下段には野菜室６、野菜室６の上段には冷凍室５、冷凍室５の上段左側には製氷室３、冷凍室５の上段右側には切替室４、製氷室３及び切替室４の上段には冷蔵室１２が設けられている。
【００１１】
また、野菜室６には野菜室扉１３が、冷凍室５には冷凍室扉１０が、製氷室３には製氷室扉８が、切替室４には切替室扉９が引き出し扉としてそれぞれ設けられている。冷蔵室１２には冷蔵室扉７が設けられており左右の扉が中央から両側へ開くように構成されている。
【００１２】
図２は、図１の冷凍冷蔵庫の側面断面図である。
冷凍冷蔵庫本体１１背面下部に冷却器２と庫内ファン１が配設され、最下部に圧縮器１６が配設されている。また、冷却器２の下方にはヒータルーフ１４をはさんで除霜用ヒータ１５が配置されている。図２には示されていないが、切替室４の紙面垂直方向の奥側には、製氷室３が配設されている。
【００１３】
図３は、製氷室３の図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
断熱材１７で囲まれた製氷室３の手前側には、製氷室扉８が設けられ、製氷室３の奥側には庫内ファン１により送風される冷気が吹出される冷気吹出し口１９が設けられている。
【００１４】
また、製氷室３の上部手前側には断熱材１７で囲まれて、冷蔵室１２側に開口した凹所が形成され、この凹所に給水タンク２４が着脱自在に配設されている。この凹所の底部には給水ポンプ２３が設けられ、給水ポンプ２３の吐出口に接続された給水パイプ１８が断熱材１７を貫通して、製氷室３内の凹所と冷気吹出し口１９との間に配置された製氷皿２６の上面に対向位置するように先端部分を突出させている。
【００１５】
このように、給水パイプ１８の給水出口は、製氷皿２６よりも冷気吹出し口１９から吹出される冷気の流れ方向の下流側に位置している。また、給水パイプ１８は、その先端部分のみ製氷室３に露出しており、給水パイプ１８の先端部分には凍結防止ヒータ２５が設けられる。
【００１６】
また、製氷皿２６には、製氷皿２６を反転させることにより離氷する離氷装置２７が設けられるとともに、製氷皿２６下方には、離氷装置２７により離氷された氷を貯えておく貯氷ケース２２が設けられている。
【００１７】
図４は、製氷室３内の冷気の風路を示す図である。風路はＬ字状のダクト構造をしており、冷気吹出し口１９から吹出された冷気が、製氷皿２６の上面に吹出されるよう構成されている。
【００１８】
また、給水パイプ１８の給水出口は、製氷皿２６に対して製氷室手前側の端部の上方に開口しており、前記風路の製氷皿２６側の開口部とは互いに対角位置に配置されている。
【００１９】
図５は、製氷室３の図１におけるＶ−Ｖ線断面図である。
製氷皿２６底部には、製氷皿２６の底部温度を検知する製氷サーミスタ２１が設けられている。また製氷室３内には、貯氷ケース２２内の氷の量を検出するための検氷レバー２８が設けられている。
【００２０】
また、冷凍冷蔵庫本体１１内に設けられる制御装置２０（図示せず）は、製氷サーミスタ２１及び凍結防止ヒータ２５と電気的に接続されており（図示せず）、製氷サーミスタ２１で検出された温度に基づいて、凍結防止ヒータ２５の通電量を制御する。
【００２１】
次に動作について説明する。図６は、実施の形態１に係る制御フローチャート図である。図７は、実施の形態１に係る製氷皿温度・凍結防止ヒータ通電率・給水パイプ温度の関係を示すタイムチャートである。
製氷が開始（Ｓ１）されると、検氷レバー２８により貯氷ケース２２が満氷であるか否かが検知される（Ｓ２）。そして、満氷でない場合のみ、給水ポンプ２３が所定時間動作（Ｓ３）して、給水タンク２４から給水パイプ１８を経由して製氷皿２６に給水する。
【００２２】
図７で見ると、時刻ｔ１から製氷皿２６への給水が始まり、製氷皿２６の底部温度が上昇していく。時刻ｔ１では、製氷皿２６の底部温度は所定温度Ｔ２よりも低いので、凍結防止ヒータ２５の通電率はγ％に設定されている。このγ％は、給水パイプの温度が、０度よりも高い温度Ｐ１よりも下がらないように設定されているが、給水パイプを水が通ることにより、給水パイプの温度も上昇する。
【００２３】
製氷皿２６への給水がすすむと、水は製氷室３内の空気よりも温かいので、製氷皿２６の温度は上がっていく。そして、製氷皿２６の底部温度が所定温度Ｔ２より高くなれば（Ｓ８）、製氷中であると判定し（Ｓ９）、制御装置２０は、凍結防止ヒータ２５の通電率をβ％に設定する（Ｓ１０）。
【００２４】
図７で見ると、時刻ｔ２で製氷皿２６の底部温度が所定温度Ｔ２に達し、これに伴い、凍結防止ヒータ２５の通電率はβ％に設定される。また、通電率が低くなったことにより、給水パイプ温度も温度Ｐ２をピークに低下していく。また、時刻ｔ３では、製氷皿２６への給水も完了し、温度Ｔ４をピークに、製氷皿２６の底部温度が下降し始める。
【００２５】
この状態で、製氷皿２６に給水された水は、冷気吹出し口１９から吹出される冷気によって冷却される。
冷気吹出し口１９から吹出された冷気は、製氷皿２６の端部から水を冷却していく。そして、その冷気は、製氷皿２６の水から吸熱して熱エネルギーが高くなった状態で給水パイプ１８にあてられるので、温度の低い冷気が給水パイプ１８に直接あたる構成に比べて、給水パイプ１８は凍結しにくくなる。また、給水パイプ１８が凍結しにくくなっているので、上記の通電率（β）も通常より低く設定することができる。
【００２６】
また、給水パイプ１８の給水出口近傍に設けられた凍結防止ヒータ２５は、製氷皿２６よりも冷気吹出し口１９から吹出された冷気の流れ方向の下流側に位置するので、凍結防止ヒータ２５の熱が製氷に与える影響を低減することが出来る。
【００２７】
そして、冷却が進むと製氷皿２６の温度も下がり、製氷皿２６の底部温度が所定温度Ｔ２以下になれば（Ｓ８）、製氷完了間近であると判定し（Ｓ１１）、制御装置２０は、凍結防止ヒータ２５の通電率をγ％に設定する（Ｓ１２）。製氷完了間近の状態では、製氷皿２６の水からの吸熱量が低下し、給水パイプ１８が凍結しやすい状態となるので、制御装置２０は、通電率γ％をβ％よりも高く設定して、給水パイプ１８の凍結を防止する。
【００２８】
図７で見ると、時刻ｔ３から下降し始めた製氷皿２６の底部温度は、潜熱の放出により、温度Ｔ５で一定時間温度変化しなくなるが、やがて下降し始める。そして、時刻ｔ４で製氷皿２６の底部温度はＴ２よりも低くなり、これに伴い、凍結防止ヒータ２５の通電率はγ％に設定される。上述したように、このγ％は、給水パイプの温度が、０度よりも高い温度Ｐ１よりも下がらないように設定されているので、給水パイプの温度はＰ１で一定時間温度変化しなくなる。
【００２９】
このように製氷動作中は、凍結防止ヒータ２５は製氷動作中常時通電されていることになる。
【００３０】
さらに冷却が進んで、製氷皿２６の底部温度が所定温度Ｔ３以下となれば（Ｓ１３）、製氷完了と判定し（Ｓ１４）、離氷装置２７により製氷皿２６を反転させて離氷動作が行われ（Ｓ１５）、制御フローはＳ１に戻る。
【００３１】
図７でみると、製氷皿２６の底部温度がＴ３以下となった時点で、離氷動作が行われるが、製氷皿２６の底部温度は低下し続ける。そして時刻ｔ５から給水が開始され、製氷皿２６の底部温度は再び上昇し始め、以降同様の温度変化を示す。
【００３２】
実施の形態１によれば、冷気吹出し口１９から吹出された冷気は、製氷皿２６の水から吸熱して熱エネルギーが高くなった状態で給水パイプ１８にあたるので、給水パイプ１８は凍結しにくくなるという効果がある。例えば、本発明を製品に適用すれば、冷気吹出し口１９近傍で−１８℃〜−２０℃であった冷気が、凍結防止ヒータ２５による加熱をしない状態の給水パイプ１８の給水出口近傍で−５℃〜−６℃になるというデータが得られている。
【００３３】
また、給水パイプ１８が凍結しにくくなっているので、上記の通電率β％も通常より低く設定し、また、給水パイプ１８が凍結しやすい状態のときのみ通電率を高く設定するので、消費電力量を抑制する効果がある。また、凍結防止ヒータ２５は製氷動作中常時通電されているので、給水パイプ１８が凍結するのを防止する効果がある。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態１では、制御装置２０は、製氷皿２６の温度により凍結防止ヒータ２５の通電率を制御したが、更に、制御装置２０が、給水タンク２４の空状態を検知して制御するようにすることもできる。
【００３５】
図３において、給水タンク２４内に図示しない空状態検知センサを設け、この空状態検知センサを制御装置２０に電気的に接続し、制御装置２０にて給水タンク２４の空状態を検知できる構成とする。
【００３６】
図８は、実施の形態２に係るフローチャート図である。実施の形態１と同じステップには同じ符号を付しており、その説明は省略する。図９は、実施の形態２に係る製氷皿温度・凍結防止ヒータ通電率・給水パイプ温度の関係を示すタイムチャートである。
ポンプが所定時間動作した（Ｓ３）後、制御装置２０は、空状態検知センサからの信号に基づき、給水タンク２４が空状態か否か判定する（Ｓ４）。空状態と判定されれば（Ｓ５）、凍結防止ヒータ２５の通電率を所定のα％に設定する。そして制御フローはステップＳ２に戻る。
【００３７】
図９で見ると、実施の形態１と同様、時刻ｔ５から給水が開始されるが、時刻ｔ６で給水タンク２４が空となり、給水されなくなるので、製氷皿２６の底部温度は低下し始める。また、空状態検知センサが空状態を検知するので、凍結防止ヒータ２５の通電率がα％に設定される。
【００３８】
ここで、給水タンク２４が空であれば、給水動作がないので、給水パイプ１８が凍結することはない。給水パイプ１８が凍結することがないので、通電率α％はβ％よりも低く設定することができる。
【００３９】
実施の形態２によれば、給水タンク２４の空状態を検知して、空状態のときの通電率α％をβ％よりも低く設定することができるので、消費電力を更に小さくする効果がある。
【００４０】
実施の形態３．
実施の形態２では、空状態検知センサを設けることにより、給水タンク２４の空状態を検知したが、制御装置２０が、給水ポンプ２３の動作状態と製氷皿２６の温度とから、給水タンク２４の空状態を検知するような構成とすることも出来る。
【００４１】
図３において、給水ポンプ２３を制御装置２０に電気的に接続し、制御装置２０にて給水ポンプ２３の動作状態を検知できる構成とする。
【００４２】
図１０は、実施の形態３に係るフローチャート図である。実施の形態１及び実施の形態２と同じステップには同じ符号を付しており、その説明は省略する。図１１は、実施の形態３に係る製氷皿温度・凍結防止ヒータ通電率・給水パイプ温度の関係を示すタイムチャートである。
図１０の給水ポンプ２３が所定時間動作（Ｓ３）した後、制御装置２０は、給水ポンプ２３の動作終了後所定時間以内に製氷皿２６の底部温度が所定温度Ｔ１以上となるかどうかを判定する（Ｓ４１）。製氷皿２６に水が給水されれば、製氷皿２６の温度は高くなるので、所定時間以内に製氷皿２６の底部温度が所定温度Ｔ１に満たなければ、給水タンク２４が空水と判定する（Ｓ５）。逆に、所定時間以内に温度がＴ１以上になければ、制御装置２０は、給水タンク２４に水有りと判定する（Ｓ７）。
【００４３】
図１１で見ると、実施の形態１と同様、時刻ｔ５から給水が開始されるが、所定時刻のｔ６までに、温度がＴ１以上とならないので、制御装置２０は、給水タンク２４が空と判定し、凍結防止ヒータ２５の通電率をα％に設定することになる。
【００４４】
実施の形態３によれば、新たにセンサを設けることなく給水タンク２４の空状態を検知して、凍結防止ヒータ２５の通電率を制御することにより、消費電力を小さくした冷凍冷蔵庫を、より安価に実現することが出来る。
【符号の説明】
【００４５】
１  庫内ファン
２  冷却器
３  製氷室
４  切替室
５  冷凍室
６  野菜室
７  冷蔵室扉
８  製氷室扉
９  切替室扉
１０  冷凍室扉
１１  冷凍冷蔵庫本体
１２  冷蔵室
１３  野菜室扉
１４  ヒータルーフ
１５  除霜用ヒータ
１６  圧縮器
１７  断熱材
１８  給水パイプ
１９  冷気吹出し口
２０  制御装置
２１  製氷サーミスタ
２２  貯氷ケース
２３  給水ポンプ
２４  給水タンク
２５  凍結防止ヒータ
２６  製氷皿
２７  離氷装置
２８  検氷レバー
【図１】
2011021820.tif 000003
【図２】
2011021820.tif 000004
【図３】
2011021820.tif 000005
【図４】
2011021820.tif 000006
【図５】
2011021820.tif 000007
【図６】
2011021820.tif 000008
【図７】
2011021820.tif 000009
【図８】
2011021820.tif 000010
【図９】
2011021820.tif 000011
【図１０】
2011021820.tif 000012
【図１１】
2011021820.tif 000013