JP5292908B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵室内に脱臭、除菌フィルターを配置して、庫内を脱臭、除菌するようにしたものである。

近年、さまざまな地域のさまざまな食品が冷蔵庫に保存されることから、冷蔵庫庫内に保存される食品から発生する臭気の脱臭や庫内除菌のニーズは非常に高く、冷蔵庫庫内の脱臭・除菌を目的として、各種手法を用いた除菌・脱臭装置の開発がさかんである。従来の脱臭・項菌装置は、フィルターを風路中に配置し、フィルター通過空気中の脱臭・抗菌を行なうものがある。また、従来の光触媒脱臭・抗菌としては、酸化チタンを含むフィルターに紫外線を照射して光触媒反応で脱臭・除菌を行なうもがある。

以下、図面を参照にしながら、特許文献１に開示された従来の除菌・脱臭装置について説明する。

図は従来の冷蔵庫用脱臭．除菌装置のフィルター構成図，図は冷蔵室戻り空気吸込部に脱臭．除菌装置を装着した場合の冷蔵庫の部分縦断面図である。

脱臭．除菌装置は除菌フィルター１，脱臭フィルター２，取付枠３から構成される。ここで除菌フィルター１は、硅素，アルミニウム，ナトリウム等の酸化物からなるゼオライトに銀を配合したものをハニカム状に成型したもので、通風抵抗の関係でセル数１００〜２５０個／平方インチ，開口率７０〜８０％，厚さ８ｍｍ程度のものを用いた。

脱臭フィルター２はマンガン酸化物と硅素やアルミニウムの酸化物と混練しハニカム状に成型したものであるが、この場合セル数や開口率も前記除菌フィルターとほぼ同じくした。これら除菌フィルター１と脱臭フィルター２は取付枠３で一体に固定される。

図５は脱臭．除菌装置が装着される冷気戻り空気の吸込部７を中心とした冷蔵庫の断面構造の一部を表わしている。図５において上方に冷凍室５、下方に冷蔵室６を配設し、冷凍室５および冷蔵室６の背面に冷却器１１が配置されている。また、冷凍室５と冷蔵室６の間の断熱部８には冷気通路９が配設され、冷気通路９には吸込部７側に除菌フィルター１と除菌フィルター１の奥側に脱臭フィルター２が具備されている。

以上のように構成された冷蔵庫について以下その動作を説明する。

冷却器１１で生成された冷気は一部が冷凍室５に流れ、一部が下方の冷蔵室６その他に流れる。各部を循環した冷気は戻り空気の吸込部７から冷気通路９を経て、冷却器１１に向かう。この時の冷気通路９における風速はほぼ０．５ｍ／ｓｅｃ程度である。脱臭・除菌装置の装着により、まず除菌フィルター１にて塵，埃とともに細菌やかびの胞子を捕捉し、脱臭フィルター２にて有臭成分の化学変化を進める。

このように構成されることによって、脱臭と除菌用フィルターを組み合わせ、冷気通路内に設けることで、小型でしかも効率よく脱臭、除菌が行え、雑菌および悪臭を抑制したクリーンな冷蔵庫を実現できることとなる。
特開平５−１５７４４４号公報

しかしながら、上記従来の構成では、冷気の戻り風路内に脱臭、除菌フィルターを配置しているため、脱臭、除菌フィルターを通過してクリーンになった冷気が、冷気通路内や冷却器など循環する間に再び、機械室周りの様々な臭気や、菌を含み、庫内に吹出す時にはクリーンな冷気でなくなるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は脱臭、除菌フィルターを冷気通路内の吐出部に設けることで、庫内に吹き出す冷気が臭わず、雑菌の繁殖を抑制したクリーンな冷蔵庫を提供することを目的としている。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、貯蔵室を有する断熱箱体と、空気を強制循環する冷気循環ダクトと光触媒を有したフィルターと、前記光触媒を照射する照射手段とを備え、前記フィルターを前記冷気循環ダクトの吐出部に配置したものである。

これによって、循環する冷気は庫内に吹出す直前に脱臭、除菌フィルターによって、脱臭、除菌されることから、クリーンな冷気を庫内に吹出すことができる。

本発明の冷蔵庫は冷冷気と脱臭、除菌フィルターとの接触頻度を高め、脱臭率、除菌率を高めることができるので、より使い勝手のよい高品質の冷蔵庫を提供することができる。

請求項１に記載の発明は、貯蔵室を有する断熱箱体と、空気を強制循環する冷気循環ダクトと光触媒を有したフィルターと、前記光触媒を照射する照射手段とを備え、前記照射
手段は前記フィルターに所定の距離を有して対向配置するとともに、前記冷気循環ダクトの吐出部はエルボ部を有し、前記フィルターは前記エルボ部の冷気が衝突する側のダクトの片方の屈折部壁面に配置させてフィルター表面に対して様々な角度で冷気を接触させ冷気との接触比率を高めたものである。

これにより、冷気が庫内に吹出す直前でフィルターに捕捉された臭気成分や菌が光触媒反応にて分解され、庫内に吹出す冷気を常にクリーンに保つことができるので、より使い勝手のよい高品質の冷蔵庫を提供することができる。

これによって、照射手段とフィルターを所定位置離すことで、照射手段の光がフィルターに当たる面積を拡大でき、より広範囲での光触媒活性を有することができる。

これによって、従来の風向に対して垂直にフィルターを配したのに比べ、風路の圧力損失を抑えた状態で、エルボ部で風路内の冷気の流れが変化し乱れを生じることから、エルボ部に配したフィルター表面での冷気の滞留時間が長くなることで、フィルター上の光触媒と冷気との接触頻度が高まり、結果、光触媒反応を高めることができる。

これによって、風路内の冷気全てが吐出部でフィルターに衝突し、フィルター前方で冷気の乱れが生じフィルター表面での滞留時間が長くなることで、フィルター上の光触媒と冷気との接触頻度が高まり、結果、光触媒反応を高めることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記フィルターは庫内の空気を脱臭する脱臭フィルターとしたものである。

これにより、冷気中に含まれる臭気成分を脱臭フィルターにて脱臭し、臭いのない冷気を庫内に吹出すことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加え、前記フィルターは庫内の空気を除菌する除菌フィルターとしたものである。

これにより、冷気中に含まれる菌を除菌フィルターにて捕捉し、光触媒の活性化により発生するＯＨラジカルにて溶菌し、除菌されたクリーンな冷気を庫内に吹出すことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明に加え、前記光触媒は酸化銀としたものである。

これによって、光非照射時にも酸化銀の作用にて臭気分解、抗菌作用が発揮され、光照射時には更に酸化銀の光触媒反応にて発生するＯＨラジカルによって、強力に脱臭、除菌するとともに、照射手段の寿命の長期化や省エネ効果を高めることができる。

請求項５に記載の発明は請求項４に記載の発明に加え、前記照射手段は、紫外領域の波長あるいは青色光の波長領域の光を含む光源からなるものである。

これにより、紫外光領域に加え青色光領域においてもわずかに吸収波長を有する酸化銀は、青色光波長領域の光においてもわずかに励起することから、冷蔵庫という微生物の増殖速度の遅い低温環境下においては、より長寿命で安価な青色ＬＥＤでも十分に光触媒効果を発揮し、除菌することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明に加え、前記吐出部ダクト壁面の一部は光透過性部材から構成され前記光透過性部材の前記冷蔵室庫内側に前記照射手段を配設し、前記照射手段は前記冷蔵室内の庫内照明と前記フィルターの光触媒の励起光源とを兼用するものである。

これによって、一つの光源でフィルターの光触媒を励起させるとともに、庫内の照明としても利用できる事から、庫内の省スペース化が図れる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、先に説明した実施の形態と同一構成については、同一符号を付して、その説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図である。図２は本発明の実施の形態１における冷蔵庫のダクト構成を表す正面図である。

図１において、例えば硬質発泡ウレタンなどの断熱材で周囲と断熱して構成されている断熱箱体１０１は複数の区画に区分されており、最上部に冷蔵室１０２、最下部に第一の貯蔵室としての冷凍室１０３、そして冷凍室１０３の直上部に第二の貯蔵室としての野菜室１０４、また野菜室１０４と冷蔵室１０２との間に第三の貯蔵室としての製氷室１０５と第四の貯蔵室としての切換室１０６が並列に配置される構成となっている。冷凍室１０３、野菜室１０４、製氷室１０５と切換室１０６はともに引き出し式貯蔵室の形態を有している。各貯蔵室の前面開口部にはそれぞれ断熱扉である冷蔵室回転扉１０７、冷凍室引き出し扉１０８、野菜室引き出し扉１０９、製氷室引き出し扉１１０と切換室引き出し扉１１１が備えられている。

冷蔵室１０２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。また、野菜室１０４は冷蔵室１０２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが多い。低温にするほど葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。冷凍室１０３は冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２〜−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−３０や−２５℃の低温で設定されることもある。製氷室１０５は内部に製氷機（図示せず）を設け製氷機で氷を作りその氷を保存する貯蔵室である。切換室１０６は冷蔵庫本体に取り付けたれた操作盤により、用途に応じ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。

断熱箱体１０１の天面部は冷蔵庫の背面方向に向かって階段状に凹みを設けて、第一の天面部１１１と、第二の天面部１１２で構成されており、この階段状の凹部１１３に圧縮機１１４、水分除去を行うドライヤ（図示せず）等の冷凍サイクルの高圧側の構成部品が収納されている。すなわち、圧縮機１１４を配設する凹部１１３は、冷蔵室１０２内の最上部の後方領域に食い込んで形成されることになる。したがって、従来一般的であった断熱箱体１０１の最下部の貯蔵室後方領域に圧縮機１１４は配置されない。

冷凍室１０３と野菜室１０４の両室の背面にまたがって冷却室１１５が設けられ、冷却室１１５は仕切壁としての断熱性を有する第一の仕切り１１６で冷凍室１０３および野菜室１０４から仕切られている。また、冷凍室１０３と野菜室１０４は断熱仕切壁としての断熱性を有する第二の仕切り１１７で仕切られている。第一の仕切り１１６および第二の仕切り１１７は、断熱箱体１０１の発泡後組み立てられる部品であるため、通常断熱材として発泡ポリスチレンが使われるが、断熱性能や剛性を向上させるために硬質発泡ウレタンを用いてもよく、更には高断熱性の真空断熱材を挿入して、仕切り構造のさらなる薄型化を図ってもよい。また、並列に配置された製氷室１０５と切換室１０６の天面部である第三の仕切り１１８と底面部の第四の仕切り１１９は断熱箱体１０１と同じ発泡断熱材で一体成形されている。

冷却室１１５内には、代表的なものとしてフィンアンドチューブ式の蒸発器１２０が断熱仕切壁である第二の仕切り１１７の後方領域を含めて冷凍室１０３と野菜室１０４とにまたがって上下方向に縦長に配設されており、冷凍室１０３の領域の配置比率が野菜室１０４の領域の配置比率より大きくなるように配置されている。蒸発器１２０の上部空間には強制対流方式により各室に蒸発器１２０で冷却した冷気を送風する冷却ファン１２１が配置されている。蒸発器１２０で冷却された冷気は、各室に冷気を送風させるための吐出ダクトを通り各室に運ばれ、各室にて熱交換され吸込ダクトを通り蒸発器１２０に戻される。

図２において、冷蔵室１０２、製氷室１０５と切換室１０６は吐出冷気を断続制御するダンパーにより温度制御されるものであり、冷蔵室１０２、製氷室１０５と切換室１０６にはそれぞれ庫内温度を制御する温度センサー（図示せず）が搭載されており、制御基板１２２により温度センサーが予め設定された高低温度より高い場合はダンパーを開放させ、低い場合はダンパーを閉鎖させ庫内温度を所定の温度に調節するものである。

製氷室１０５を断続制御する製氷室用ダンパー１２３は冷却室１１５内上部に設置され、冷却ファン１２１から送風された冷気は製氷室用ダンパー１２３と製氷室用吐出ダクト１２４ａを通り製氷室１０５内に吐出され、熱交換された後製氷室用戻りダクト１２４ｂを経由し蒸発器１２０に戻るダクト構成としている。

冷蔵室１０２を断続制御するダンパーと切換室１０６を断続制御するダンパーは、冷蔵室１０２の冷気を断続させる冷蔵室用フラップ１２５と切換室１０６の冷気を断続させる切換室用フラップ１２６とフラップを駆動させるモータ部１２７とで一体構成されたツインダンパー１２８とし、製氷室１０５と切換室１０６の背面に設置されている。また冷蔵室１０２の背面には吐出口１３０を２つ備えた冷蔵室用吐出ダクト１２９ａが配設されている。また、冷蔵室用吐出ダクト１２９ａ内には吐出口１３０近傍に脱臭、除菌フィルター１３１と脱臭、除菌フィルター１３１に対向配置された光源１３２ａが配置されている。脱臭、除菌フィルター１３１は光触媒として酸化チタン・酸化銀を含有するフィルターである。また、紫外領域の波長あるいは青色光の波長領域の光を含む光源からなる光源１３２ａは３８０ｎｍのＵＶ光を発光するＵＶ−ＬＥＤあるいは約４００ｎｍ〜５８０ｎｍ程度の可視光の青色領域の波長である。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷凍サイクルの動作について説明する。庫内の設定された温度に応じて制御基板１２２からの信号により冷凍サイクルが動作して冷却運転が行われる。圧縮機１１４の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器（図示せず）にて放熱して凝縮液化し、キャピラリチューブ（図示せず）に至る。その後、キャピラリチューブでは圧縮機１１４への吸入管（図示せず）と熱交換しながら減圧されて低温低圧の液冷媒となって蒸発器１２０に至る。冷却ファン１２１の動作により、各貯蔵室内の空気と熱交換されて蒸発器１２０内の冷媒は蒸発気化し、低温の冷気をダンパーなどで供給制御することで各室の所望の冷却を行う。蒸発器１２０を出た冷媒は吸入管を経て圧縮機１１４へと吸い込まれる。

次に脱臭、除菌機能の作用について説明する。

冷却ファン１２１から送風された臭気や菌を含んだ冷気は冷蔵室用フラップ１２５と冷蔵室用吐出ダクト（冷気循環ダクト）１２９ａを通り脱臭、除菌フィルター１３１を通過して、吐出口１３０より冷蔵室１０２内に吐出される。この時、冷気中に含まれる臭気成分や、菌は脱臭、除菌フィルター１３１にて捕捉される。そして、光源１３２ａから発光される紫外光の光エネルギーによって、脱臭、除菌フィルター１３１表面の酸化チタンが励起され、空気中の水分よりＯＨラジカルを発生し、脱臭、除菌フィルター１３１に捕捉された臭気成分の酸化分解と菌の溶菌が行なわれて、吐出口１３０より吹出す冷気は脱臭、除菌されたクリーンな冷気となって庫内に吹き出される。一方、熱交換された後冷蔵室用戻りダクト１２９ｂを経由し蒸発器１２０に戻る。また、冷却ファン１２１から送風された冷気は切換室用フラップ１２６と切換室用吐出ダクト１４０ａを通り切換室１０６内に吐出され、熱交換された後切換室用戻りダクト１４０ｂを経由し蒸発器１２０に戻る構成としている。

以上のように、本実施の形態１の冷蔵庫は、光触媒を有する脱臭、除菌フィルターを冷気循環ダクトの吐出部に配置し、光源を脱臭、除菌フィルターに対向して配置することにより、冷気が庫内に吹出す直前でフィルターに捕捉された臭気成分や菌が光触媒反応にて分解され、庫内に吹出す冷気を常にクリーンに保つことができる。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の正面図を示す。図４は本発明の実施の形態２における脱臭、除菌フィルターを備えた冷蔵室用吐出ダクトの縦断面図である。図５は本発明の実施の形態２における脱臭、除菌フィルターの抗菌性能を示した図である。

図３において、冷蔵室用吐出ダクト１２９ａは冷蔵室１０２の上部で吐出口１３０をサイドに配設するＴ字型の風路構成を有している。酸化銀を有する脱臭、除菌フィルター１３１は冷気の流れが冷蔵室１０２の下方から上方への上下方向から冷蔵室１０２の左右方向へと屈折する箇所のダクト壁面に接するように具備されている。光源１３２ｂは４７０ｎｍの波長領域の光を発光する青色ＬＥＤで冷蔵室用吐出ダクトの脱臭、除菌フィルター１３１の下方に形成された凹部に脱臭、除菌フィルター１３１に対向するよう、配設されている。光源１３２ｂの周囲の冷蔵室吐出ダクト１２９ａ壁面は光透過性部材１３３で形成され、光源１３２ｂの光が脱臭、除菌フィルター１３１と冷蔵室１０２庫内の両方を照射するような構成としている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

臭気成分や菌を含んだ冷気が冷蔵室用吐出ダクト１２９ａ内を上方へと流れ、ダクトの突き当たりに設置された脱臭、除菌フィルター１３１に衝突し、渦を巻くような冷気の流れへと変化し、脱臭、除菌フィルター表面に対して様々な角度で冷気が接触する。その結果、脱臭、除菌フィルターとの接触比率が高まるため、冷気中の臭気成分や菌の脱臭、除菌フィルターでの捕捉率も高くなる。脱臭、除菌フィルター１３１中に補足された臭気成分や菌は、脱臭、除菌フィルター１３１の酸化銀による酸化分解および、抗菌作用にて、脱臭、除菌される。さらには光源１３２ｂである青色ＬＥＤを照射することで、青色光の波長領域に吸収スペクトルを有する酸化銀が青色光の光エネルギーにて励起し、光触媒活性を有するようになり、発生するＯＨラジカルの強い酸化反応と溶菌作用によって、強力に脱臭、除菌を行う。また、光源１３２ｂ（青色ＬＥＤ）は周囲を光透過性部材１３３のカバーで覆われていることから、脱臭、除菌フィルター表面と、冷蔵室１０２の室内の庫内照明との両方を照射している。

以上のように、本実施の形態２の冷蔵庫は、冷気の吐出部１３５で冷気が壁面に衝突するＴ字型の冷蔵室吐出ダクト１２９ａのエルボ部すなわち屈折部１３４壁面に脱臭、除菌フィルターを配設することにより、脱臭、除菌フィルターが風路抵抗とならず且つ、冷気との接触比率を高めることとなり、高い脱臭、除菌性能を有することができる。

また、本実施の形態２の冷蔵庫は光触媒として酸化銀をまた光源として青色光を用いることにより、青色光にわずかに吸収スペクトルを有する酸化銀の光触媒活性で、冷蔵庫という微生物の増殖速度の遅い低温環境下においては、より長寿命で安価な青色ＬＥＤでも十分に光触媒効果を発揮し、除菌することができる。

また、冷蔵室用吐出ダクト１２９ａ壁面の一部は光透過性部材１３３から構成され、光透過性部材１３３冷蔵室１０２の庫内側に照射手段１３２ｂ（青色ＬＥＤ）を配設し、照射手段１３２ｂは冷蔵室１０２内の庫内照明と脱臭、除菌フィルター１３１の光触媒の励起光源とを兼用することにより、一つの光源でフィルターの光触媒を励起させるとともに、庫内の照明としても利用できることから、庫内の省スペース化が図れる。

また、本実施の形態２では冷蔵庫用吐出ダクト１２９ａがＴ字型の場合について説明したが、Ｌ字型でも同様の効果が得られる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、脱臭、除菌フィルターを吐出部に配設し、冷蔵室内に吹き出す直前で冷気を効率よくクリーン化することができるため、業務用冷蔵庫、空気清浄機、エアコン用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１による冷蔵庫の縦断面図 本発明の実施の形態１による冷蔵庫の正面図 本発明の実施の形態２による冷蔵庫の正面図 本発明の実施の形態２による冷蔵庫の冷蔵室用吐出ダクトの縦断面図 従来の冷蔵庫の脱臭装置の構成を示す部分縦断面図

符号の説明

１０１ 断熱箱体
１０２ 冷蔵室
１０７ 扉
１１１ 断熱材
１２９ａ 冷蔵室用吐出ダクト（冷気循環ダクト）
１３０ 吐出口
１３１ フィルター（脱臭、除菌フィルター）
１３２ａ 光源（照射手段）
１３２ｂ 光源（照射手段）
１３３ 光透過性部材
１３４ 屈折部（エルボ部）
１３５ 吐出部

Claims (6)

1. 貯蔵室を有する断熱箱体と、空気を強制循環する冷気循環ダクトと光触媒を有したフィルターと、前記光触媒を照射する照射手段とを備え、前記照射手段は前記フィルターに所定の距離を有して対向配置するとともに、前記冷気循環ダクトの吐出部はエルボ部を有し、前記フィルターは前記エルボ部の冷気が衝突する側のダクトの片方の屈折部壁面に配置させてフィルター表面に対して様々な角度で冷気を接触させ冷気との接触比率を高めた冷蔵庫。
2. 前記フィルターは庫内の空気を脱臭する脱臭フィルターである請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記フィルターは庫内の空気を除菌する除菌フィルターである請求項１に記載の冷蔵庫。
4. 前記光触媒は、酸化銀である請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記照射手段は、紫外領域の波長あるいは青色光の波長領域の光を含む光源からなる請求項４に記載の冷蔵庫。
6. 前記吐出部ダクト壁面の一部は光透過性部材から構成され前記光透過性部材の前記冷蔵室庫内側に前記照射手段を配設し、前記照射手段は前記冷蔵室内の庫内照明と前記フィルターの光触媒の励起光源とを兼用する請求項１から５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。