JP7522955B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は貯蔵室に霧化装置を備えた冷蔵庫に関するものである。

特許文献１は、素早くミストを発生させることができるように、放電極に水を供給する供給手段を放電極の冷却により空気中の水分を放電極に氷結させる氷結手段と、氷結した氷を溶解して水を生成する溶解手段とを備えた静電霧化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４６２５２６７号公報

本開示は、放電極である霧化電極への水の供給を継続して、素早くミストを供給することができる冷蔵庫を提供する。

本開示における冷蔵庫は、冷蔵室に、高電圧を印加して水を霧化させる静電霧化装置を備えた冷蔵庫において、静電霧化装置は、霧化電極と霧化電極に対向する対向電極と霧化電極の冷却を行うペルチェ素子とを有し、静電霧化装置の動作モードは、ペルチェ素子への通電により霧化電極を冷却し空気中の水分を霧化電極に凍結させる凍結モードと、ペルチェ素子への通電を停止して霧化電極に凍結した氷を融解させ水を生成する融解モードと、霧化電極と対向電極との間に高電圧を印加するとともにペルチェ素子への通電を行う霧化モードと、を備える。

本開示における冷蔵庫は、霧化モード時も霧化電極を冷却するので、霧化電極への水の供給を継続して行うことができ、素早くミストを室内に供給することができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図 同冷蔵庫の縦断面図 同冷蔵庫の冷蔵室上方の断面図 同冷蔵庫の部分拡大図 同冷蔵庫の霧化カバー部材の斜視図 本実施の形態の冷蔵庫の静電霧化装置の第１動作モード時のタイムチャート 本実施の形態の冷蔵庫の静電霧化装置の第２動作モード時のタイムチャート

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
図１は冷蔵庫の正面図、図２は縦断面図である。図１、図２を用いて冷蔵庫の全体構成を説明する。

本実施の形態に係る冷蔵庫１は、前方を開口した冷蔵庫本体２を備え、この冷蔵庫本体２は外郭を構成する金属製の外板３と、硬質樹脂製の内板４と、前記外板３および内板４の間に発泡充填された断熱材５とで構成してあり、断熱仕切板６、７、８によって複数の貯蔵室が形成してある。また、冷蔵庫本体２の各貯蔵室は冷蔵庫本体２と同様の断熱構成を採用した回動式の扉９或いは引出し式の扉１０、１１、１２、１３で開閉自在としてある。

冷蔵庫本体２内には、最上部に冷蔵室１４を有し、冷蔵室１４と断熱仕切板６で上下に区画され、断熱仕切板６の下方に設けた温度帯切り替え可能な切替室１５と、切替室１５の横に断熱区画して設けた製氷室１６と、切替室１５および製氷室１６と断熱仕切板７で上下に区画され、断熱仕切板７の下方に設けた野菜室１７と、さらに野菜室１７と断熱仕切板８で上下に区画され、断熱仕切板７の下方に設けた冷凍室１８を備えている。

そして、冷蔵室１４には複数の棚板１９が上下複数段となって設けてあり、冷蔵室１４の下部には冷蔵室１４と冷却温度帯の異なるパーシャル室２０が形成されている。

冷蔵室１４は、冷蔵保存するための貯蔵室で、具体的には、約２～３℃に設定され冷却される。また、冷蔵室１４内に設けたパーシャル室２０は微凍結保存に適した約－３℃に設定され、パーシャル室２０は１℃前後のチルド温度帯にも温度設定が可能である。

野菜室１７は、冷蔵室１４より若干高く温度設定される貯蔵室で、具体的には、４～７℃に設定され冷却される。この野菜室１７は野菜等の収納食品から発せられる水分により高湿度となるため、局所的に冷えすぎると結露することがある。そのため、比較的高い温度に設定することで冷却量を少なくし、局所的な冷えすぎによる結露発生を抑制している。

冷凍室１８は、冷凍温度帯に設定される貯蔵室で、通常約－１８℃に設定され冷却されるが、冷凍保存状態向上のため、例えば－３０℃や－２５℃などの低温に設定され冷却されることもある。

切替室１５は、庫内の温度が変更可能な貯蔵室であり、用途に応じて冷蔵温度帯から冷凍温度帯まで切り換えることができるようになっている。

また、野菜室１７の背面には冷却室２１が設けてあり、この冷却室２１には冷気を生成する冷却器２２と、冷気を各室に供給する冷却ファン２３とが設置してある。そして更に冷却器２２の下方にはガラス管ヒータ等で構成した除霜手段２４（以下、ヒータと称す）が設けてある。

冷却器２２は、圧縮機２５と、熱交換器（図示せず）と、各室の開口部の露付きを防止する防露パイプ（図示せず）と、キャピラリーチューブ（図示せず）とを環状に接続して冷凍サイクルを構成しており、圧縮機２５によって圧縮された冷媒の循環によって冷却を行う。

また、冷却ファン２３は冷却器２２の上方に設けてあり、冷却器２２で冷却された一部の冷気が冷却ファン２３による強制通風によって、その下流側に連通する冷蔵室冷気風路２６を通って冷蔵室１４に供給され、また冷却器２２で冷却された一部の冷気が冷却ファン２３の強制通風によって冷凍室冷気風路２７を通って冷凍室１８に供給され、また冷蔵室１４を循環した冷気または冷却器２２で冷却された一部の冷気が野菜室冷気風路(図示しない)を通って野菜室１７に供給されて、これら各室を冷却するようになっている。

また冷蔵室１４と、切替室１５および製氷室とを仕切る断熱仕切板６には冷蔵室１４への冷気量を調節する冷蔵室ダンパ３９が備えられている。

次に冷蔵室１４の構成について具体的に説明する。

図３は冷蔵室１４上方の要部断面図である。図４は部分拡大図で、図５は霧化カバー部材の斜視図である。

冷蔵室１４の内壁を構成する内板４で、その天面部２８には、貯蔵室内にナノサイズのマイナスイオンミストを発生させる静電霧化装置２９が設けられている。静電霧化装置２９は冷蔵室１４内の空気中の水分を結露させる霧化部３０と霧化部３０に高電圧を印加し、後述するペルチェ素子４２に電流を流す回路部３１とを備えている。

霧化部３０はマイナスイオンミストを発生する霧化電極４０と、霧化電極４０に対向配置した対向電極４１とを備えている。霧化電極４０に空気中の水分を供給する供給手段としてペルチェ素子４２とを備えている。回路部３１から熱交換部のペルチェ素子４２へ通電を行い、ペルチェ素子４２内において熱移動が生じ、吸熱側に接続している冷却部を介して霧化電極４０が冷却される。具体的には、冷蔵室１４の湿度は約２０～３０％の低湿度環境のため、霧化電極４０は結露しにくい。

このため、ペルチェ素子４２による冷却能力を高め、空気中の水分が冷却により霧化電極４０に凍結して氷を生成し、次にペルチェ素子４２への通電を停止して霧化電極４０に凍結した氷を融解して水を生成し、そして最後に霧化電極４０と対向電極４１との間に回路部３１のトランスを介して高電圧を印加するとともに、ペルチェ素子４２への通電を行って霧化させ、ミストを発生する構成となっている。

また静電霧化装置２９の後方には、冷蔵室１４の背面部には冷蔵室冷気風路２６が設けられている。冷蔵室冷気風路２６は冷蔵室１４の下端部から最上部の棚板１９よりも上方で天面部２８よりも下方の位置まで延在して設けられ、天面部２８に向かって開口した最上部の吹出し口２６ａが複数個備えられている。

天面部２８には冷蔵室１４内を照明するＬＥＤで構成された照明装置３２が設けられ、冷蔵室１４の前面開口部側から順に照明装置３２、静電霧化装置２９が配置している。

静電霧化装置２９と冷蔵室冷気風路２６の吹出し口２６ａとの間にはスペース３３があり、静電霧化装置２９は冷蔵室冷気風路２６よりも照明装置３２に近づけて配置している。

冷蔵庫の天面壁を構成する外板２に冷蔵庫の運転を制御する制御基板３４を収納する制御基板収納部３５が形成されており、制御基板収納部３５は天面壁に備えた凹み部に制御基板収納部３５を配置し制御基板３４を収納している。

静電霧化装置２９は、冷蔵室１４の開口部よりも壁厚が薄くなった制御基板３４の下方に配置されている。

また霧化カバー部材３７は天面部２８から最上部の棚板１９に向かって突出して形成され、霧化カバー部材３７の側面部３７ｄには上下方向に複数段のミスト放出口３７ｅが形成され、ミストを放出できるように構成されている。また下段へ行くほどミスト放出口３７ｅの位置が霧化部３０または回路部３１に近づくように段差状に形成され、上下方向の隣り合うミスト放出口３７ｅ間にはガイドリブ３７ｆが形成され、霧化カバー部材３７の前に食品等を置かれてもミスト放出口３７ｅが塞がれないように構成されている。

したがって、食品等が詰め込まれても、ミスト放出口３７ｅからミストを放出することができ、ミスト中に含まれるＯＨラジカルが各種の臭い成分を分解して、冷蔵室１４内の除菌および脱臭効果を維持することができる。

また霧化カバー部材３７の底面部は冷蔵室１４の前面開口部に向かって上方に傾斜して配置することで、さらにミスト放出口３７ｅが食品等で塞がれるのを防止することができる。

また、霧化カバー部材３７の側面部３７ｄが庫内へ突出して形成され、ミスト放出口３７ｅが庫内空間内に突出して形成されているので、庫内の空気を霧化カバー部材３７内に取り込みやすい。

したがって、庫内空気と一緒に、空気に含まれる水分を取り込む取組み口としてミスト放出口３７ｅは機能するので、霧化部３０で水が生成された時に霧化カバー部材３７内の空気中の水分が減少するが、このミスト放出口３７ｅが霧化カバー部材３７内に庫内空気取込み孔として機能し、継続的に庫内空気を送り込んで空気を入れ替えることができやすく、継続的に適度なミストを発生させることができ、ミスト中に含まれるＯＨラジカルが各種の臭い成分を分解して除菌および脱臭を高めることができる。

また霧化カバー部材３７の吹出し口２６ａに対向する側に形成された開口部３７ｇの開口面積は、吹出し口２６ａに対向しない側に形成された開口部３７ｈの開口面積よりも小さくなるように構成されており、吹出し口２６ａ近傍の低湿度の冷気が積極的に入らないようになっている。

また実施例の場合、吹出し口２６ａは冷蔵室冷気風路２６の左右幅方向に２つ形成されており、霧化部３０は２つの吹出し口２６ａの延長線の間になるように吹出し口２６ａは左右両サイドに開口部が振られている。このため霧化部３０に吹出し口２６ａから吹出される低湿度の冷気が直接当たらないように構成されている。

上記のように冷蔵室１４に配置された静電霧化装置２９について動作を説明する。

図６は静電霧化装置２９の動作を行うタイムチャートであり、冷蔵庫１に設置した外気温センサ（図示しない）による検知温度が１５℃以上の場合の静電霧化装置２９の第１動作モードである。

動作モードは空気中の水分を霧化電極４０に凍結させる凍結モード、凍結した氷を融解して水を生成する融解モード、そして生成した水を霧化させる霧化モードの順に動作させ冷蔵室１４にミストを噴霧し、各モードについて具体的に説明する。

図６より、圧縮機２５がＯＮ状態で運転中に冷蔵室ダンパ３９が開放されて冷蔵室冷気風路２６を通って吹出し口２６ａから冷蔵室１４に冷気を吹出している。

そしてある時点で、冷蔵室１４の室内温度センサ（図示しない）が所定温度になると冷蔵室ダンパ３９は開状態から閉状態になるように閉信号が入力される。

冷蔵室ダンパ３９が開から閉になったことを起点として、静電霧化装置２９のペルチェ素子４２へ通電を開始して、凍結モードの動作を行う。凍結モードでは、所定時間ペルチェ素子４２へ通電して霧化電極４０を冷却する。この時、電流値は１．５Ａの高電流をペルチェ素子４２に通電することで冷却能力を高め、冷蔵室１４内の空気中の水分を霧化電極４０に凍結させる。

凍結モードでは、冷蔵室ダンパ３９を閉じた際に開始するので、吹出し口２６ａから冷却器２２で熱交換された低温で低湿度の冷気が吐出されず、冷蔵室１４内で循環し熱交換した比較的湿度の高い空気中の水分を、水分の減少を抑制しながら高電流を通電することで冷却能力を高めて霧化電極４０に継続的に凍結させることができる。

また凍結モードの動作時間は、実施例の場合、１０分間継続される。この動作時間は変更可能で負荷条件によって変えてもよく、例えば冷蔵室１４内に収納物が多い場合、庫内は高湿度になり易いので所定時間を短くしても良い。

凍結モードが所定時間行われた後、次に融解モードの動作が開始する。融解モードの動作時間は実施例の場合、３０秒間継続される。融解モードではペルチェ素子４２への通電を所定時間停止して、霧化電極４０に凍結した氷を融解させて水を生成する。生成した水が乾燥しないように、冷蔵室ダンパ３９が閉じた状態で行う方がよい。

融解モードが所定時間経過した後、次に霧化モードの動作が開始する。霧化モードの動作時間は実施例の場合、１５分間継続される。霧化モードでは霧化電極４０と対向電極４１との間に高電圧を印加するとともに、ペルチェ素子４２への通電も行う。この時、凍結モード時よりも電流値が低い、０．５Ａの低電流を通電することで、霧化を行いながら霧化電極４０を冷却して空気中の水分を結露させることができ、霧化モード中、継続して素早くナノサイズのマイナスイオンミストを冷蔵室１４へ噴霧することができる。

また、霧化モード中にペルチェ素子４２へ通電しない場合、霧化部３０の放熱側の熱が吸熱側に熱移動し霧化電極４０の温度が上昇し、さらに低湿度の冷蔵室１４の環境下によって、融解モードで生成した水の蒸発が促進し、霧化電極４０に水を保持することができず、素早くミストを供給できないおそれがある。

また図６のように、静電霧化装置２９の凍結モード動作を開始し、次の融解モード動作と、最後の霧化モードの開始時までは冷蔵室ダンパ３９が閉じている状態で行う方が、冷蔵室１４内の空気から水分を集めやすく継続して素早くミストを発生することができるが、利用者の使用状況により途中で冷蔵室ダンパ３９が開放された場合でも、静電霧化装置２９の第１動作モードは中断することなく各モード運転を行う。

また、冷蔵室ダンパ３９の開閉サイクルに連動して、毎サイクル時に第１動作モードを行ってもよいが、所定サイクル毎に第１動作モードを動作させても良い。実施例の場合、冷蔵室ダンパ３９開閉の２サイクル毎に第１動作モードの運転を行い、冷蔵室１４内にミストを噴霧し、冷蔵室１４内の除菌および脱臭を行っている。

また図７は静電霧化装置２９の動作を行うタイムチャートであり、冷蔵庫１に設置した外気温センサ（図示しない）による検知温度が１５℃以下の場合の静電霧化装置２９の第２動作モードである。

図７より、外気温度が１５℃以下の低外気温時では、圧縮機２５の運転率が低く、低負荷のため冷蔵室ダンパ３９の開度率も低下し、圧縮機２５の運転がＯＮ状態であっても冷蔵室ダンパ３９が開放されず閉状態を継続し、冷蔵室ダンパ３９の開閉動作が圧縮機２５の運転サイクルに連動しない場合がある。

このため、低外気温時は、冷蔵室ダンパ３９の開閉動作に関係なく、圧縮機２５がオフからオンになったことを起点として、静電霧化装置２９のペルチェ素子４２へ通電を開始して、凍結モードを行う。凍結モードではペルチェ素子４２へ通電して霧化電極４０を冷却する。この時、電流値１．５Ａの高電流をペルチェ素子４２に通電することで冷却能力を高め、冷蔵室１４内の空気中の水分を霧化電極４０に凍結させる。

凍結モードでは、冷蔵室ダンパ３９の開度率が低下し、閉じた状態が継続する場合が多く、冷蔵室１４内で循環し熱交換した空気のため、ペルチェ素子４２に高電流を通電して冷却能力を高めて、比較的高湿度の空気中の水分を霧化電極４０に凍結させることができる。これによって冷蔵室１４内の水分の減少を抑制しながら継続的に凍結を行うことができる。

また凍結モードは第１動作モード時と同様に、所定時間継続運転され、所定時間は変更可能としてもよい。

また融解モードおよび霧化モードは、第１動作モード時と同様に所定時間継続運転される。また使用条件により、第２動作モードの途中で圧縮機２５がオフ、または冷蔵室ダンパ３９が開放された場合でも、静電霧化装置２９の第２動作モードは中断することなく各モードで運転を行う。

また、圧縮機２５のオフ／オン動作に連動して、毎サイクル時に第２動作モードを行ってもよいが、所定サイクル毎に第２動作モードを動作させても良い。図７では圧縮機２５の運転の２サイクル毎に第２動作モードの運転を行い、冷蔵室１４内にミストを噴霧し、冷蔵室１４内の除菌および脱臭を行っている。

また、冷蔵室１４内に室内の湿度を検知する湿度検知手段４５を備えており、湿度検知手段４５が所定の湿度以上を検知した場合は、凍結モード時のペルチェ素子４２への通電時間を減算して所定時間よりも短くし、霧化電極４０に空気中の水分が付着しすぎて凍結し、融解した時に霧化電極４０から水滴となって落下するのを抑制することができる。

またさらに湿度検知手段４５による検知湿度が高湿度の場合、凍結モードを停止し、霧化モードのみを実行する。したがって素早くミストを室内に供給することができる。

また湿度検知手段４５を冷蔵室１４内に設置したが、本体２の庫外側に設置し、外気湿度に応じて、凍結モードの動作時間の減算または停止を行ってもよい。

また凍結モード時に冷蔵室扉９が開放されても、ペルチェ素子４２への通電を継続し凍結モード動作は運転を続ける。冷蔵室扉９の開放によって外気湿度が庫内に入るので空気中の水分を霧化電極４０に集めやすくなる。

また霧化モード時に冷蔵室扉９が開放されると、霧化モード動作を停止、すなわちペルチェ素子４２への通電および高電圧の印加を停止する、そして冷蔵室扉９が閉じられると、霧化モード動作を再度開始し、残時間分の運転を行ってミストを冷蔵室１４へ噴霧し、室内の除菌や脱臭を高めることができる。

本開示は、霧化モード時も霧化電極を冷却するので、霧化電極への水の供給を継続して行うことができ、素早くミストを室内に供給することができる冷蔵庫に適用可能である。

１４ 冷蔵室
１７ 野菜室
２６ 冷蔵室冷気風路
２６ａ 吹出し口
２９ 静電霧化装置

Claims (6)

1. 冷蔵室に、高電圧を印加して水を霧化させる静電霧化装置を備えた冷蔵庫において、前記静電霧化装置は、霧化電極と前記霧化電極に対向する対向電極と前記霧化電極の冷却を行うペルチェ素子とを有し、前記静電霧化装置の動作モードは、前記ペルチェ素子への通電により前記霧化電極を冷却し空気中の水分を前記霧化電極に凍結させる凍結モードと、前記ペルチェ素子への通電を停止して前記霧化電極に凍結した氷を融解させ水を生成する融解モードと、前記霧化電極と前記対向電極との間に高電圧を印加するとともに前記ペルチェ素子への通電を行う霧化モードとを備え、前記静電霧化装置は、前記冷蔵室への冷気量を調節する冷蔵室ダンパの開閉制御に基づいて動作する第１動作モードと、前記冷蔵室ダンパの開閉制御以外に基づいて動作する第２動作モードとを有し、前記第２動作モードの前記凍結モードは前冷蔵室を冷却する圧縮機がオフからオンになったことを起点として、１０分程度実行することを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記霧化モード時の前記ペルチェ素子への通電電流は、前記凍結モード時よりも低電流であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記静電霧化装置は、冷蔵庫の外気温度検知手段で検知された外気温度によって、前記第１動作モードと前記第２動作モードの動作モードを切り替えることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の冷蔵庫。
4. 前記第１動作モードの前記凍結モードは前記冷蔵室ダンパが開から閉になったことを起点として、所定時間実行することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の冷蔵庫。
5. 前記動作モードは、前記凍結モード、前記融解モード、前記霧化モードの順に動作し、それぞれのモードで所定時間、動作することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の冷蔵庫。
6. 冷蔵庫の湿度を検知する湿度検知手段を備え、前記静電霧化装置は、前記湿度検知手段の検知した湿度に基づいて、前記凍結モードの動作時間を減算または停止することが可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の冷蔵庫。