JP7292503B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本開示は、造水装置を備えた冷蔵庫に関する。

大型の家庭用冷蔵庫においては、あらかじめ給水タンクに貯められた水を製氷皿に供給して製氷し、氷粒を貯留する自動製氷装置を備えたものが一般的である。例えば、特許文献１には、自動製氷された氷粒を破砕する砕氷機構を備え、冷蔵庫の扉表面から砕氷された細かい氷粒を吐出するディスペンサー機構を備えた冷蔵庫が開示されている。また、製氷された氷を一時的に貯蔵し、砕氷できる機構を備えた冷蔵庫も知られている。

また、特許文献１では、製氷時に必要な水を製氷機に給水する方法として、冷蔵庫内の製氷機とは離れた位置に設けられた給水タンクに使用者が予め貯水しておき、給水タンクから製氷機へと給水する方法が提案されている。

特開２０１０－２０３６５８号公報

特許文献１の給水手法では、利用者が都度、給水タンクに貯水しなおす必要があるが、空になった給水タンクに貯水するのを忘れていたために氷が得られない事態が起こりうる。特に、冷蔵庫がディスペンサー機構を有する場合、ディスペンサーを配置するために製氷機が通常よりも高い位置に設けられているため、利用者が給水しやすい位置にある給水タンクの水をポンプによりくみ上げ、製氷機に給水する必要がある。

製氷時に必要な水を製氷機に給水する方法として、冷蔵庫に水道管を直結させることによって製氷機へ給水する方法も知られている。しかし、水道管を接続して製氷機に給水する方法では、専用の給水配管を設ける必要があるが、給水配管が長くなると清掃が困難でありメンテナンス性が悪くなってしまう。また、給水配管は、冷蔵庫の外板と内板との隙間の発泡断熱材の中に設けることができるが、断熱性能が低下する可能性が考えられる。この場合、断熱性能を確保しようとすると、断熱材の厚さが庫内側に拡大して庫内容量が減少してしまうか、又は、庫外側に拡大して冷蔵庫の寸法が増大してしまう。

このように、自動製氷装置を備えた冷蔵庫は、製氷のための給水方法において、利用者の利便性、及び、メンテナンス性がよいものとはいえない。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、製氷のために給水することの不便さを解消した冷蔵庫を提供することを目的とする。

本開示に係る冷蔵庫は、冷蔵温度帯の第１貯蔵室と、冷凍温度帯の第２貯蔵室と、造水装置と、製氷装置と、を備え、前記造水装置は、外気を取り込むための通風孔が設けられた一面と、前記冷蔵温度帯の冷気が吹き出される冷気吹出口が設けられた二面と、前記一面と前記二面との間を接続する通風路を横断する伝熱板と、前記伝熱板の下方に設けられ、前記伝熱板で結露した水を受ける集水部と、を備え、前記製氷装置は、前記造水装置の前記集水部の下方に設けられ、前記集水部から前記水が供給され、前記冷凍温度帯の冷気が吹きつけられる製氷皿を備えたものである。

本開示に係る冷蔵庫によれば、造水した水が集められて製氷されるため、製氷のために給水することによる不便さが解消される。

実施の形態１に係る冷蔵庫の外観を示す斜視図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の正面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫において右扉及び左扉が解放された状態を示す正面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の左扉側の断面模式図である。 図２のＡ－Ａ線に沿った断面における冷凍室及び造水装置の断面模式図である。 実施の形態１に係る造水装置の伝熱板の斜視図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫における製氷を説明する図である。 実施の形態１に係る造水装置における造水処理を説明するフローチャートである。 実施の形態１に係る製氷装置における製氷処理を説明するフローチャートである。 実施の形態１に係る製氷装置における製氷皿に水を供給するか否かの判断を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る造水装置の伝熱板の斜視図である。 実施の形態３に係る冷蔵庫の造水装置と冷凍室とを示す断面模式図である。 実施の形態４に係る冷蔵庫の造水装置の斜視図である。

以下、本実施の形態に係る冷蔵庫について説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。更に、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

また、以下の図において、Ｘ方向は、冷蔵庫の左右方向を示し、矢印により右から左方向を示すこととする。Ｙ方向は、冷蔵庫の前後方向を示し、矢印により前から後ろ方向を示すこととする。Ｚ方向は、冷蔵庫の上下方向を示し、矢印により下から上方向を示すこととする。

実施の形態１．
＜冷蔵庫１０１の構成＞
図１は、実施の形態１に係る冷蔵庫１０１の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る冷蔵庫１０１の正面図である。図１及び図２に示すように、冷蔵庫１０１は、箱状の筐体により構成されている。

冷蔵庫１０１の前面には、右扉１０２、左扉１０３、及び、左扉１０３の上部の通風孔５０１が設けられている。通風孔５０１は、冷蔵庫１０１の左上部に設けられた造水装置５０の前面５０ａに形成された開口である。右扉１０２及び左扉１０３は、それぞれが、ヒンジを軸として回転し、開閉される。ヒンジについては図示を省略している。

通風孔５０１の上方には、外気用温湿度センサー３０２が取り付けられている。外気用温湿度センサー３０２からの信号は、制御装置２００に送信される。左扉１０３の一部がくり抜かれて、受け入れ部１０７が形成されている。受け入れ部１０７は、氷粒を受けるコップ等の容器を置くスペースである。

図３は、実施の形態１に係る冷蔵庫１０１において右扉１０２及び左扉１０３が解放された状態を示す正面図である。図３に示すように、冷蔵庫１０１の内部は、上下方向に延びる仕切り２０３により右扉１０２側と、左扉１０３側とに仕切られている。

冷蔵庫１０１の右扉１０２側は、庫内の温度が冷蔵温度帯に維持された冷蔵室３０になっている。冷蔵室３０は、第１貯蔵室の一例である。冷蔵庫１０１の左扉１０３側は、庫内の温度が冷凍温度帯に維持された冷凍室４０になっている。冷凍室４０は、第２貯蔵室の一例である。造水装置５０は、冷凍室４０の上部に配置されている。

冷蔵室３０及び冷凍室４０は、それぞれ、棚２０１及び食品貯蔵用のケース２０２を備えている。また、冷蔵室３０及び冷凍室４０は、それぞれ、複数の貯蔵室を有している。冷蔵庫１０１には、冷蔵室３０及び冷凍室４０の他に、貯蔵室として、野菜室が設けられていてもよく、冷蔵庫１０１が備える貯蔵室の種類および数は、限定されない。

左扉１０３の内側には、貯氷容器６０２と、氷を砕くための砕氷機構６０３と、細かく砕かれた氷を吐出するディスペンサー６０４とが設けられている。砕氷機構６０３で砕かれた氷が、ディスペンサー６０４により左扉１０３の外側に設けられた受け入れ部１０７に向けて吐出される。

図４は、実施の形態１に係る冷蔵庫１０１の左扉１０３側の断面模式図である。図４は、図２のＡ－Ａ線に沿った断面を示している。矢印は、冷気の流れを示している。図４に示すように、冷蔵庫１０１は、例えば、鋼鉄製の外箱１０１ａと、樹脂製の内箱１０１ｂと、外箱１０１ａと内箱１０１ｂとの間の空間に充填された断熱材１０１ｃと、を備える。冷蔵庫１０１の背面上部の角部には、冷蔵庫１０１を制御する制御装置２００が搭載されている。

冷蔵庫１０１の左扉１０３側には、冷凍室４０と、冷凍室４０の上部に配置された造水装置５０とが設けられている。冷凍室４０の内部には、製氷装置６０が設けられている。製氷装置６０は、左扉１０３の内面に取り付けられた貯氷容器６０２、砕氷機構６０３、ディスペンサー６０４、及び、造水装置５０の下部に設けられた製氷皿６０１により構成されている。製氷装置６０のうち、貯氷容器６０２、砕氷機構６０３、及び、ディスペンサー６０４は、左扉１０３の内面に取り付けられており、製氷装置６０が冷蔵庫１０１内の奥行き方向に広がっていない。これにより、冷蔵庫１０１の大型化が防止されている。

冷蔵庫１０１の背面側には、冷却器２０４と、冷却器２０４の下方に形成された機械室２０８と、冷却器２０４の上方に配置されたファン２０５と、が設けられている。また、冷蔵庫１０１の背面側には、ダクト２０７が設けられており、冷却器２０４により生成された冷気が通る風路が形成されている。

冷却器２０４は、低温の冷媒を流通させ、冷気を生成する。具体的には、冷却器２０４の内部を通過する低温の冷媒は、冷却器２０４の周囲の空気と熱交換を行い、冷却器２０４の周囲の空気を冷却し、冷気を生成する。冷却器２０４の上部に配置されたファン２０５は、冷却器２０４で生成された冷気を冷蔵庫１０１の背面側に設けられたダクト２０７に向けて送風する。

ダクト２０７は、複数の貯蔵室のそれぞれに連通する複数の吹出口から各貯蔵室に向けて、各貯蔵室に最適な温度に調整された冷気を供給する。冷凍室４０の背面のダクト２０７からは、冷凍室４０に向けて冷凍温度帯の冷気が供給される。冷蔵室３０の背面のダクト２０７からは、冷蔵室３０に向けて冷蔵温度帯の冷気が供給される。冷凍室４０の上部に設けられた造水装置５０の背面５０ｂには、ダクト２０７に形成された第１吹出口５０２が設けられている。第１吹出口５０２は、ダクト２０７が供給する冷蔵温度帯の冷気を造水装置５０に向けて吹き出す。第１吹出口５０２は、冷気吹出口の一例である。

冷却器２０４の下方に形成された機械室２０８には、圧縮機、空冷凝縮器、ドライヤ、及び、減圧装置が配置されている。圧縮機、空冷凝縮器、ドライヤ、及び、減圧装置は、放熱用のパイプとともに冷媒回路に接続され、冷凍サイクルを構成している。放熱用のパイプは、冷蔵庫１０１の外箱１０１ａ及び内箱１０１ｂの間に配置された断熱材１０１ｃ、及び、貯蔵室周囲に設けられている。圧縮機、空冷凝縮器、放熱用のパイプ、ドライヤ、及び、減圧装置については図示を省略している。

圧縮機から吐出された冷媒は、空冷凝縮器及び放熱用のパイプにおいて放熱し、凝縮する。空冷凝縮器及び放熱用のパイプを通った冷媒は、ドライヤを経由した後、減圧装置を経て冷却器２０４に供給される。冷媒は、冷却器２０４内で蒸発し、冷却器２０４の表面を通る空気と熱交換した後、冷却器２０４から流出し、再び圧縮機に戻る。冷却器２０４の冷媒と熱交換した空気は、冷却され、ファン２０５により各貯蔵室に供給される。

冷却器２０４から各貯蔵室へ供給される空気は、制御装置２００からファン２０５へ送信される信号によって風量が制御されて各貯蔵室に適切な風量で供給される。供給される風量の制御は、例えば、各貯蔵室に設置された図示せぬ温度センサーによる各貯蔵室内の温度の検出値が制御装置２００で受信され、受信された温度の検知値に応じて行われる。

制御装置２００は、例えば、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵで構成されるものである。ＣＰＵは、Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサとも称される。

＜造水装置＞
図５は、図２のＡ－Ａ線に沿った断面における冷凍室４０及び造水装置５０の断面模式図である。図５に示すように、造水装置５０は、通風孔５０１が設けられた前面５０ａと、第１吹出口５０２が設けられた背面５０ｂと、前面５０ａと背面５０ｂとの間に設けられた伝熱板５０３と、伝熱板５０３の下方に設けられた集水部５０４と、を有する。

造水装置５０は、仕切り壁２０６により冷凍室４０から仕切られている。造水装置５０は、外気に含まれる水蒸気から水を造水し、集水する。造水装置５０と冷凍室４０とを仕切る仕切り壁２０６は、例えば、外郭が樹脂で形成され、内部が発泡断熱材などで構成されている。仕切り壁２０６には、造水装置５０と右扉１０２側に配置された冷蔵室３０とを結ぶ冷気排出経路１０が形成されている。

造水装置５０の前面５０ａには、外気ダンパー５０８が設けられている。外気ダンパー５０８は、通風孔５０１を開閉し、通風孔５０１から造水装置５０に流入する外気の量を調整する。

造水装置５０の背面５０ｂには、冷気ダンパー３０１が設けられている。冷気ダンパー３０１は、造水装置５０の背面５０ｂの第１吹出口５０２を開閉し、第１吹出口５０２から造水装置５０に流入する冷蔵温度帯の冷気の量を調整する。第１吹出口５０２から吹き出された冷気は、伝熱板５０３の背面に吹き付けられた後、仕切り壁２０６に形成された冷気排出経路１０を通り、冷蔵室３０側に排気される。こここで、伝熱板５０３の背面とは、伝熱板５０３の面のうち、造水装置５０の背面５０ｂに近い面を指す。また、伝熱板５０３の前面とは、伝熱板５０３の面のうち、造水装置５０の前面５０ａに近い面を指す。外気ダンパー５０８及び冷気ダンパー３０１は、制御装置２００により開閉制御される。外気ダンパー５０８及び冷気ダンパー３０１は、制御装置２００により開度が制御される構成であってもよい。

造水装置５０の前面５０ａと背面５０ｂとは、前後方向に延びる筒状の枠５０５により接続されている。造水装置５０の前面５０ａと背面５０ｂとの間には、枠５０５により画定された通風路５０７が形成されている。

伝熱板５０３は、造水装置５０の前面５０ａと背面５０ｂとの間の通風路５０７を遮るように、通風路５０７を横断している。伝熱板５０３は、枠５０５に嵌め込まれ、固定されている。伝熱板５０３の前面には、通風孔５０１から流入する外気が接触する。伝熱板５０３の背面には、第１吹出口５０２から吹き出された冷気が吹き付けられる。伝熱板５０３は、伝熱板５０３の前面に接触した外気に含まれる水蒸気を、伝熱板５０３の背面に吹き付けられた冷気により冷却し、結露させるために設けられている。造水装置５０の前面５０ａは、一面の一例である。造水装置５０の背面５０ｂは、二面の一例である。

図６は、実施の形態１に係る造水装置５０の伝熱板５０３の斜視図である。図６に示すように、伝熱板５０３の背面には、フィン５０３ａが設けられている。伝熱板５０３は、上部が下部よりも通風孔５０１に近くなるように鉛直方向に対して傾斜しているとよい。これにより、面積のより大きい伝熱板５０３を配置し、結露した水滴が付着する面積が大きくできる。伝熱板５０３には、例えば、伝熱性能がよく、腐食耐性のあるアルミニウムなどが用いられるとよい。

集水部５０４は、伝熱板５０３の下に位置している。集水部５０４は、仕切り壁２０６の内部に埋め込まれている。集水部５０４は、枠５０５の下方に設けられている。集水部５０４は、例えば、立方体の箱形状を有する。枠５０５には、伝熱板５０３で精製された水が通る接続孔５０９が形成されている。集水部５０４は、伝熱板５０３で精製され、接続孔５０９を介して落下した水を貯留する。集水部５０４には、貯留された水の重量を計測するための重量センサー５０４ａが設けられている。

集水部５０４の周囲は、仕切り壁２０６に充填された発泡断熱材で覆われている。発泡断熱材は、冷凍温度帯の冷気により集水部５０４の水が凍結することを防止している。仕切り壁２０６には、集水部５０４の周囲を加熱するためのヒーター５０４ｂが設けられている。ヒーター５０４ｂは、集水部５０４の周囲に加え、あるいはこれに代えて、下面に設けられていてもよい。これにより、集水部５０４において水が凍結することをより効果的に防止できる。ヒーター５０４ｂは、制御装置２００により入切の制御されている。

＜製氷装置＞
製氷装置６０は、製氷皿６０１と、貯氷容器６０２と、砕氷機構６０３と、ディスペンサー６０４と、を備える。製氷装置６０は、造水装置５０の下方に位置している。製氷装置６０は、冷凍室４０の内部に設けられている。

製氷皿６０１は、集水部５０４に貯留された水を受ける皿である。製氷皿６０１は、集水部５０４の下方に設けられている。製氷皿６０１の上方には、集水部５０４の底面から延び、仕切り壁２０６を貫通する給水経路９が形成されている。給水経路９の下端は、製氷皿６０１の上方に位置している。給水経路９の下端には、制御装置２００により開閉制御される開閉弁９ａが取り付けられている。集水部５０４で貯留された水は、給水経路９を通り、製氷皿６０１に供給される。

製氷皿６０１には、冷蔵庫１０１の背面５０ｂ側から、製氷用の冷凍温度帯の冷気が供給される。製氷用の冷凍温度帯の冷気は、ダクト２０７に形成された第２吹出口６０５から供給される。第２吹出口６０５は、ダクト２０７に形成された冷凍温度帯の冷気を吹き出す複数の吹出口のうち、例えば、最上部に位置する吹出口である。第２吹出口６０５から供給された冷気は、第２吹出口６０５から製氷皿６０１に向かうように延在する風路板６０５ａに沿って流れる。製氷皿６０１の水は、第２吹出口６０５から供給された冷凍温度帯の冷気に晒されることで凝固する。

製氷皿６０１の下面には、温度計６０１ａが配置されている。温度計６０１ａからの検出信号は、制御装置２００に送信される。温度計６０１ａは、製氷皿６０１における製氷が完了したことを検出するために設けられている。

製氷皿６０１には、ギアボックスなどの回転機構６０１ｂが搭載されている。回転機構６０１ｂは、製氷皿６０１を反転させるための機構である。回転機構６０１ｂは、制御装置２００により制御される。製氷皿６０１における製氷が完了すると、製氷皿６０１が回転機構６０１ｂの駆動により１８０度回転され、反転される。

貯氷容器６０２は、製氷皿６０１の下方に配置されている。貯氷容器６０２は、製氷皿６０１が反転されることで落下した氷を受け、貯留する。貯氷容器６０２は、冷蔵庫１０１の左扉１０３の内面に取り付けられている。貯氷容器６０２には、貯氷量が満量になったことを検知するためのレバーが設けられている。貯氷量が満量となった情報は、制御装置２００に送信される。レバーについては、図示を省略している。

貯氷容器６０２で貯留された氷は、貯氷容器６０２の下方に配置された砕氷機構６０３に落下し、砕氷され、砕氷機構６０３の下方に配置されたディスペンサー６０４により吐出される。

＜製氷の動作＞
図７は、実施の形態１に係る冷蔵庫１０１における製氷を説明する図である。図７において、矢印は、外気及び冷気の流れを示している。

図７に示すように、外気ダンパー５０８が開いた状態において、造水装置５０の前面５０ａに設けられた通風孔５０１から取り込まれた外気は、伝熱板５０３の前面に向かって流れる。また、冷気ダンパー３０１が開いた状態において、造水装置５０の背面５０ｂに設けられた第１吹出口５０２から供給された冷気は、伝熱板５０３の背面に向かって流れる。

伝熱板５０３の前面に接する外気は、水蒸気を含んでいる。伝熱板５０３に接する外気が、冷蔵温度帯から吹き出される冷気の温度よりも高い場合、外気に含まれる水蒸気は、外気と冷気との温度差により伝熱板５０３の前面において結露する。伝熱板５０３で結露した水蒸気は、水滴となって下方に落下する。

水滴は、伝熱板５０３の下方の枠５０５に形成された接続孔５０９を介して集水部５０４に落下し、集水部５０４に貯留される。集水部５０４に貯留された水は、集水部５０４の下方の給水経路９を通り、製氷皿６０１にて受けられ、製氷される。製氷皿６０１において製氷が完了すると、回転機構６０１ｂにより製氷皿６０１が反転されて、製氷皿６０１から落下する。落下した氷は、貯氷容器６０２に貯留される。

一方、外気ダンパー５０８が閉じた状態であると、造水装置５０に外気が取り込まれないため、積極的な造水は行われない。また、冷気ダンパー３０１が閉じた状態であると、造水装置５０に冷気が吹き出されないため、造水は行われない。

このように、造水装置５０は、外気ダンパー５０８及び冷気ダンパー３０１の開閉により、造水を行うか行わないかを切り替えることができる。また、造水を必要としないときには、冷気ダンパー３０１を閉じて造水装置５０側への冷気の供給を止めるため、電力を無駄に消費せず、冷蔵庫１０１内の冷却能力に余裕が出る。また、造水させる際には、冷気ダンパー３０１を開くだけで冷気が伝熱板５０３に送られ、造水を再開できる。

伝熱板５０３は、上方が下方よりも造水装置５０の前面５０ａに近くなるように、鉛直方向に対して傾いた構成であると、限られた高さ寸法の中でより大きな面積の伝熱板５０３を配置できる。また、伝熱板５０３が傾いていることで、結露した水滴が集水部５０４に落ちやすくなる。また、伝熱板５０３の面積が大きくなることで、伝熱板５０３に付着する結露水を増量することができる。

なお、伝熱板５０３の背面に供給する冷気は、外気の温度などに応じて冷凍温度帯の冷気としてもよい。また、集水部５０４の下面にもヒーターが貼り付けられているとよい。これにより、集水部５０４に貯留された水の凍結を防止することができる。

＜造水装置５０における造水処理＞
図８は、実施の形態１に係る造水装置５０における造水処理を説明するフローチャートである。制御装置２００は、造水が必要であると判断すると、造水処理を開始する。制御装置２００は、造水が必要であるか否かを、例えば、貯氷容器６０２の貯氷量が規定の値に達しているか否かに基づき判断すればよい。制御装置２００は、貯氷容器６０２の貯氷量を、貯氷容器６０２に取り付けられたレバーから受信した検出信号に基づき判断すればよい。

図８に示すように、造水処理が始まると、ステップ１１において、制御装置２００は、冷気ダンパー３０１を開にする。造水を必要とする場合にのみ、冷気ダンパー３０１を開とすることで必要なときだけ造水装置５０側へ冷気を供給し、無駄な電力消費を削減する。

ステップ１２において、制御装置２００は、集水部５０４における貯水量が、規程の値Ｗに達しているか否かを判断する。規程の値Ｗは、例えば、一回の製氷に必要な貯水量である。集水部５０４における貯水量は、例えば、集水部５０４に設けられた重量センサー５０４ａから検出信号を受信する。

ステップ１２において、制御装置２００は、集水部５０４における貯水量が、規定の値Ｗに達していないと判断すると、ステップ１３において、外気ダンパー５０８を開にし、ステップ１４に移行する。外気ダンパー５０８を開にすることで、水蒸気を含んだ外気が取り込まれ、造水が開始する。

一方、ステップ１２において、制御装置２００は、集水部５０４における貯水量が、規定の値Ｗに達していると判断すると、ステップ１７に移行し、冷気ダンパー３０１を閉にする。貯水量が規定の値Ｗに達していれば造水の必要がない。

造水開始後、一定の時間が経過すると、ステップ１４において、制御装置２００は、再び集水部５０４における貯水量が、規程の値Ｗに達しているか否かを判断する。一定の時間は、例えば、５分である。制御装置２００は、集水部５０４における貯水量が、規定の値Ｗに達していないと判断すると、ステップ１５において、外気ダンパー５０８が開の状態を維持したまま、再びステップ１４に戻る。制御装置２００は、集水部５０４における貯水量が規定の値Ｗに達するまで外気ダンパー５０８の開状態を維持する。

ステップ１４において、制御装置２００は、集水部５０４における貯水量が、規定の値に達したと判断すると、ステップ１６に移行し、外気ダンパー５０８を閉じて、ステップ１７に移行する。

ステップ１７において、制御装置２００は、冷気ダンパー３０１を閉にして造水処理を終了する。

なお、冷気ダンパー３０１及び外気ダンパー５０８は、制御装置２００により開閉動作だけではなく、開度が調節できる構成であってもよい。

また、制御装置２００は、外気用温湿度センサー３０２から得られた外気の情報と、集水部５０４における貯水量と、に基づき、冷気ダンパー３０１及び外気ダンパー５０８を同時に制御する構成であってもよい。例えば、外気温が高く且つ湿度が高いときには、外気ダンパー５０８の開度を最大にした場合、冷気ダンパー３０１の開度があまり大きくなくても、十分集水できると考えられる。一方で、外気を取り込み過ぎると、冷蔵庫１０１内部の温度が上昇してしまう可能性が考えられる。

そのため、制御装置２００は、外気用温湿度センサー３０２から得られた外気の情報と、集水部５０４における貯水量とに基づき、冷気ダンパー３０１及び外気ダンパー５０８の開度を制御し、供給する冷気と取り込む外気とのバランスをとるとよい。これにより、外気ダンパー５０８からの外気の取り込み過多による冷蔵庫１０１内部の温度上昇、又は、冷気ダンパー３０１からの冷気の供給過多による冷蔵庫１０１内部の冷却不足を防ぐことができる。

＜製氷装置６０における製氷処理＞
図９は、実施の形態１に係る製氷装置６０における製氷処理を説明するフローチャートである。図９に示すように、製氷処理では、制御装置２００は、ステップ２１において、製氷皿６０１への給水の要否を判断する。

ステップ２１において、制御装置２００は、製氷皿６０１への給水が必要であると判断したときは、ステップ２２に移行し、製氷皿６０１に一定量の水を供給して、ステップ２３に移行する。水の供給は、例えば、給水経路９に取り付けられた開閉弁９ａを一定時間解放することにより行う。ステップ２１において、制御装置２００は、製氷皿６０１に水を供給しないと判断したときは、処理を終了する。

ステップ２４において、制御装置２００は、製氷皿６０１における製氷が完了したか否かを判断する。製氷が完了したか否かの判断は、例えば、製氷皿６０１の裏側に取り付けた温度計６０１ａから受信した検出信号に基づき行う。

ステップ２４において、制御装置２００は、製氷皿６０１における製氷が完了したと判断すると、ステップ２５に移行する。ステップ２４において、制御装置２００は、製氷皿６０１における製氷が完了していないと判断すると、完了するまでステップ２４を繰り返す。ステップ２４の判断の間隔は、例えば、１分程度とすることができる。

ステップ２５において、制御装置２００は、製氷皿６０１の回転機構６０１ｂを駆動し、製氷皿６０１を反転させて、製氷処理が終了する。

図１０は、実施の形態１に係る製氷装置６０における製氷皿６０１に水を供給するか否かの判断を説明するフローチャートである。ステップ２１１～２１３は、ステップ２１における製氷皿６０１への給水の要否を判断する具体的な制御例である。

図１０に示すように、ステップ２１１において、制御装置２００は、貯氷容器６０２に一回の製氷分以上の空きスペースがあるか否かを判断し、貯氷容器６０２に一回の製氷分以上の空きスペースがあると判断すると、ステップ２１２に移行する。ステップ２１１において、制御装置２００は、貯氷容器６０２に一回の製氷分以上の空きスペースがないと判断すると、製氷皿６０１に水を供給しないと判断し、処理を終了する。貯氷容器６０２に一回の製氷分以の空きスペースがあるか否かは、貯氷容器６０２に取り付けられたレバーからの検出信号に基づき判断する。

ステップ２１２において、制御装置２００は、製氷皿６０１が製氷中または離氷中か否かを判断し、製氷皿６０１が製氷中または離氷中でないと判断すると、ステップ２１３に移行する。ステップ２１２において、制御装置２００は、製氷皿６０１が製氷中または離氷中であると判断すると、製氷皿６０１に水を供給しないと判断し、処理を終了する。製氷皿６０１が製氷中または離氷中でないことは、製氷皿６０１に取り付けた温度計６０１ａの検出信号に基づき判断する。

ステップ２１３において、制御装置２００は、集水部５０４に一回の製氷分以上の水が貯留されているか否かを判断し、集水部５０４に一回分以上の水が貯留されていると判断すると、製氷皿６０１に水を供給すると判断し、処理を終了する。ステップ２１３において、制御装置２００は、集水部５０４に一回分以上の水が貯留されてないと判断すると、製氷皿６０１に水を供給しないと判断し、処理を終了する。集水部５０４に一回分以上の水が貯留されているか否かは、集水部５０４における重量センサー５０４ａの検出置に基づき判断する。

このように、制御装置２００は、ステップ２１１～２１３の全てにおける条件が満たされているときは、製氷皿６０１に水を供給すると判断し、処理が終了する。一方、制御装置２００は、ステップ２１１～２１３のいずれかにおいて条件が満たされないと判断されると、製氷皿６０１に水を供給しないと判断し、処理が終了する。

なお、ステップ２１１～２１３の順番は、上記の例に限定されず、異なっていてもよい。また、貯氷容器６０２の貯氷量の検出は、貯氷容器６０２に取り付けられたレバーから受信した検出信号に基づき行う例を示しているが、貯氷容器６０２の貯氷量は、重量センサー５０４ａから検出してもよく、貯氷容器６０２の貯氷量の検出方法は限定されない。

また、集水部５０４の貯水量の検出は、集水部５０４に設けられた重量センサー５０４ａの検出信号に基づき行う例を示しているが、集水部５０４の貯水量は、水面センサーから検出してもよく、集水部５０４の貯水量の検出方法は限定されない。

また、製氷皿６０１への水の供給は、給水経路９に取り付けられた開閉弁９ａを一定時間解放することにより行う例を示しているが、水の供給は、集水部５０４の貯水量に基づき開閉制御を行う構成であってもよく、水の供給の方法は限定されない。

また、製氷が完了したか否かの判断は、製氷皿６０１の裏側に取り付けた温度計６０１ａの検出信号に基づき行う例を示しているが、製氷が完了したか否かの判断は、タイマーによる方法でもよく、製氷が完了したか否かの判断方法は限定されない。タイマーは、制御装置２００の機能として備えていればよい。

また、製氷皿６０１が製氷中または離氷中でないことは、製氷皿６０１に取り付けた温度計６０１ａの検出信号に基づき判断する例を示しているが、製氷皿６０１が製氷中または離氷中でないことの判断方法は限定されない。

また、冷蔵庫１０１は、使用者の任意で造水装置５０の集水部５０４に水を追加することができる構成であってもよい。これにより、氷の使用量に対する造水不足が生じる場合も不足分の水を補うことができる。

＜計算例＞
発明者は、造水装置５０により得られる貯水量を算出した。貯水量の算出には、特許文献２（特開昭５４－１６３７２号公報）に記載された方法を適用した。特許文献２には、大気中の水蒸気から造水する方法として、冷却器自体の表面上に水蒸気を凝集させて造水作用を得る方法が開示されている。

特許文献２に記載された算出方法によると、周囲の外気温度２７℃で相対湿度８０％の環境下で伝熱面の熱通過率が３０Ｗ／（ｍ^２Ｋ）であると仮定した場合、およそ２時間で一般的な製氷一回分の水を得ることができるという結果が得られた。

以上説明した実施の形態１に係る冷蔵庫１０１によれば、造水装置５０において通風孔５０１から取り込んだ外気を、第１吹出口５０２から流入する冷蔵温度帯の冷気で冷却して造水し、集水部５０４に集め、精製した水により製氷している。そのため、利用者が予め給水タンクに貯水しておく必要がない。また、利用者が貯水した給水タンクから製氷皿６０１までポンプにより製氷のための水をくみ上げる必要もない。また、冷蔵庫１０１に水道管を接続する手間が解消されるため、冷蔵庫１０１を設置する際の負担を軽減することができる。また、冷蔵庫１０１と水道管とを接続する給水配管が不要であるため、メンテナンス性が向上する。また、給水配管により低下した断熱性能の維持も不要となるため、庫内容量を維持でき、冷蔵庫１０１の寸法の増大も回避できる。このように、実施の形態１に係る冷蔵庫１０１によれば、製氷のために給水することによる不便さを解消することができる。

また、集水部５０４に保温のためのヒーター５０４ｂを備えることで、集水部５０４で水が氷結することが防止できる。

また、使用者が貯水する給水タンクがないため、給水タンクの水をくみ上げるポンプが不要である。これにより、集水部５０４の下方に貯氷容器６０２を配置し、貯氷容器６０２の更に砕氷機構６０３及びディスペンサー６０４を配置しても、集水部５０４の配置高さに制約がないため、適度な高さにディスペンサー６０４を設けることができる。

また、伝熱板５０３の背面には、複数のフィン５０３ａが取り付けられているため、伝熱板５０３における熱交換面積が拡大され、伝熱板５０３の熱通過率を高めることができる。

また、伝熱板５０３は、上部が下部よりも造水装置５０の前面５０ａに近くなるように、鉛直方向に対して傾斜して配置されているため、伝熱板５０３の面積を、高さ制約の範囲で大きくすることができる。

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２に係る造水装置５０の伝熱板５０３の斜視図である。実施の形態２は、造水装置５０の伝熱板５０３の構成が実施の形態１と相違しており、その他の構成は実施の形態１と同様であるため、説明を省略し、同様あるいは相当部分には同じ符号を付している。

図１１に示すように、伝熱板５０３の前面、すなわち、－Ｙ方向の面には、微細な凹凸加工、微粒子を付着させるコーティング、又は、化学的な表面処理加工などの表面処理５０３ｂが施されている。微細な凹凸加工は、例えば、数ナノメートルから数マイクロメートル程度の凹凸加工である。

伝熱板５０３に表面処理５０３ｂを施すことにより伝熱板５０３の表面に撥水性を持たせ、発生した露が早く滴下しやすくなり、水蒸気をより容易に集水部５０４に集めることができる。また、伝熱板５０３の表面積が増加するため、造水作用を効率的に得ることができる。

また、伝熱板５０３の前面は、外気に触れる面であり空気中の埃又は塵で汚染される懸念がある場合でも、表面にコーティング処理を施すことで防汚効果が得られる。なお、上述の表面処理は、微細な凹凸加工、微粒子を付着させるコーティング、又は、化学的表面処理加工のいずれかを組合せて行ってもよい。

以上説明した、実施の形態２に係る冷蔵庫１０１によれば、外気が接触する伝熱板５０３の前面の撥水性を高めることで、伝熱板５０３で生じた水を集水することが容易となる。

実施の形態３．
図１２は、実施の形態３に係る冷蔵庫１０１の造水装置５０と冷凍室４０とを示す断面模式図である。実施の形態３は、造水装置５０の接続孔５０９の構成が実施の形態１と相違しており、その他の構成は実施の形態１と同様であるため、説明を省略し、同様あるいは相当部分には同じ符号を付している。

図１２に示すように、実施の形態３に係る冷蔵庫１０１においては、造水装置５０の接続孔５０９にフィルタ５０９ａが取り付けられている。フィルタ５０９ａは、結露した水に含まれた不純物をろ過するために設けられている。造水装置５０に取り込まれる外気に不純物が含まれていた場合であっても、伝熱板５０３で結露した水は、フィルタ５０９ａにより濾過されるため、より清潔な水を製氷に用いることができる。

フィルタ５０９ａとしては、活性炭、又は、イオン交換膜などの方法を用いればよい。また、フィルタ５０９ａは、交換することが可能であるとよい。

実施の形態４．
図１３は、実施の形態４に係る冷蔵庫１０１の造水装置５０の斜視図である。実施の形態４は、造水装置５０の通風路５０７の構成が実施の形態１と相違しており、その他の構成は実施の形態１と同様であるため、説明を省略し、同様あるいは相当部分には同じ符号を付している。

図１３に示すように、実施の形態４に係る冷蔵庫１０１においては、造水装置５０の通風路５０７に隔壁５０７ａが設けられている。隔壁５０７ａは、造水装置５０の前面５０ａから伝熱板５０３までの通風路５０７を、通風孔５０１から伝熱板５０３へ向かう往路５０７ｃと、伝熱板５０３から通風孔５０１へ向かう復路５０７ｄとに仕切るように設けられている。隔壁５０７ａは、矩形状で板状の部材である。隔壁５０７ａの上側の返は、枠５０５の上面に接している。隔壁５０７ａの上側の返は、枠５０５の下面と接している。隔壁５０７ａは、隔壁５０７ａの伝熱板５０３に近い側の端部が、伝熱板５０３と完全に接触せず、伝熱板５０３との間に通風可能な隙間が形成されている。

また、通風路５０７の通風孔５０１から伝熱板５０３へ向かう往路５０７ｃには、制御装置２００により入切が制御される吸気ファン５０７ｂが設けられている。吸気ファン５０７ｂは、通風孔５０１の背面５０ｂ側に、送風方向が伝熱板５０３に向くように配置されている。

吸気ファン５０７ｂを設けることにより、通風孔５０１の外気ダンパー５０８が開状態である場合に造水量が不足しても、強制的に外気を取り込み、且つ、排出して熱交換を促進させるため、造水量を増加させることができる。また、隔壁５０７ａを設けることで伝熱板５０３に向かう気流と伝熱板５０３から戻る気流との流れが互いに阻害されることがない。これにより、効率よく造水を行うことができる。

以上説明した、実施の形態４に係る冷蔵庫１０１によれば、造水装置５０の前面５０ａから伝熱板５０３までの通風路５０７に隔壁５０７ａを設けているため、吸入される空気と排出される空気との流れが互いに妨げとなることがない。また、吸気ファン５０７ｂにより空気の循環を強制的に促進できるため、効率よく造水することができる。

なお、実施の形態１～４は、それぞれ相互に組み合わせることが可能である。

９ 給水経路、９ａ 開閉弁、１０ 冷気排出経路、３０ 冷蔵室、４０ 冷凍室、５０ 造水装置、５０ａ 前面、５０ｂ 背面、６０ 製氷装置、１０１ 冷蔵庫、１０１ａ 外箱、１０１ｂ 内箱、１０１ｃ 断熱材、１０２ 右扉、１０３ 左扉、１０７ 受け入れ部、２００ 制御装置、２０１ 棚、２０２ ケース、２０３ 仕切り、２０４ 冷却器、２０５ ファン、２０６ 仕切り壁、２０７ ダクト、２０８ 機械室、３０１ 冷気ダンパー、３０２ 外気用温湿度センサー、５０１ 通風孔、５０２ 第１吹出口、５０３ 伝熱板、５０３ａ フィン、５０３ｂ 表面処理、５０４ 集水部、５０４ａ 重量センサー、５０４ｂ ヒーター、５０５ 枠、５０７ 通風路、５０７ａ 隔壁、５０７ｂ 吸気ファン、５０７ｃ 往路、５０７ｄ 復路、５０８ 外気ダンパー、５０９ 接続孔、５０９ａ フィルタ、６０１ 製氷皿、６０１ａ 温度計、６０１ｂ 回転機構、６０２ 貯氷容器、６０３ 砕氷機構、６０４ ディスペンサー、６０５ 第２吹出口、６０５ａ 風路板。

Claims (13)

1. 冷蔵温度帯の第１貯蔵室と、
   冷凍温度帯の第２貯蔵室と、
   造水装置と、
   製氷装置と、
   を備え、
   前記造水装置は、
   外気を取り込むための通風孔が設けられた一面と、
   前記冷蔵温度帯の冷気が吹き出される冷気吹出口が設けられた二面と、
   前記一面と前記二面との間を接続する通風路を横断する伝熱板と、
   前記伝熱板の下方に設けられ、前記伝熱板で結露した水を受ける集水部と、
   を備え、
   前記製氷装置は、
   前記造水装置の前記集水部の下方に設けられ、前記集水部から前記水が供給され、前記冷凍温度帯の冷気が吹きつけられる製氷皿を備えた
   冷蔵庫。
2. 前記製氷装置は、
   前記製氷皿の下方に配置された貯氷容器と、
   前記貯氷容器の下方に配置され、前記貯氷容器に貯められた氷を砕氷する砕氷機構と、
   前記砕氷機構の下方に配置され、前記砕氷機構にて砕かれた氷を吐出するディスペンサーと、を更に備えた
   請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記伝熱板の前記二面側には、複数のフィンが取り付けられている
   請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
4. 前記伝熱板は、上部から前記一面までの距離が、下部から前記一面までの距離よりも近くなるように傾斜している
   請求項１～３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記伝熱板の前記一面側には、
   凹凸加工、微粒子を付着させたコーティング処理、又は、化学的表面処理、のいずれか、又は、いずれかの組み合わせが施されている
   請求項１～４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
6. 前記造水装置は、
   前記通風路を画定する枠を有し、
   前記通風路と前記集水部との間に介在する前記枠には、
   前記通風路と前記集水部とを接続し、前記水が通過する接続孔が形成されており、
   前記接続孔に、浄水のためのフィルタが配置されている
   請求項１～５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
7. 前記通風路の前記一面から前記伝熱板までの区間には、
   前記通風孔から前記伝熱板へ向かう往路と、前記伝熱板から前記通風孔へ向かう復路と、の間を仕切る隔壁が設けられており、
   前記往路と、前記復路とは、前記伝熱板と前記隔壁との間で連通しており、
   前記往路には、吸気ファンが設けられている
   請求項１～６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
8. 前記一面に設けられ、前記通風孔を開閉する外気ダンパーと、
   前記二面に設けられ、前記冷気吹出口を開閉する冷気ダンパーと、
   前記外気ダンパー及び前記冷気ダンパーを制御する制御装置と、
   を更に備えた
   請求項１～７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
9. 前記制御装置は、
   前記外気の温度及び湿度と、前記集水部の水量と、に基づき、前記外気ダンパー及び前記冷気ダンパーを制御する
   請求項８に記載の冷蔵庫。
10. 前記造水装置は、前記第２貯蔵室の上部に配置されており、
    前記造水装置は、仕切り壁により前記第２貯蔵室から仕切られており、
    前記集水部は、前記仕切り壁の内部に埋め込まれており、
    前記仕切り壁には、前記集水部の周囲を加熱するためのヒーターが設けられている
    請求項１～９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
11. 前記第２貯蔵室を開閉する扉を有し、
    前記扉の外側に受け入れ部が設けられ、
    前記砕氷機構で砕かれた氷が、前記ディスペンサーにより前記受け入れ部に向けて吐出される
    請求項２に記載の冷蔵庫。
12. 前記一面に設けられ、前記通風孔を開閉する外気ダンパーと、
    前記二面に設けられ、前記冷気吹出口を開閉する冷気ダンパーと、
    前記外気ダンパー及び前記冷気ダンパーを制御する制御装置と、
    前記貯氷容器に取り付けられたレバーを備え、
    前記制御装置は、前記貯氷容器の貯氷量を、前記レバーから受信した検出信号に基づき判断し、前記貯氷容器の貯氷量が規定の値に達しているか否かに基づいて、造水が必要であるか否かを判断する
    請求項２に記載の冷蔵庫。
13. 前記制御装置は、造水が必要であると判断すると、前記外気ダンパーを制御し前記通風孔を開く
    請求項１２に記載の冷蔵庫。

Images