JP2000193360A

JP2000193360A - 冷凍冷蔵庫

Info

Publication number: JP2000193360A
Application number: JP10366180A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Yoshimura; 和士吉村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2000-07-14
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: JP3629994B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、スターリング冷凍機で発生した冷
熱を効率よく伝達することで低コスト、省エネルギーに
有利な冷凍冷蔵庫であって、使用勝手の良い冷凍冷蔵庫
を提供することを目的とする。【解決手段】スターリング冷凍機８で発生する冷熱に
より食品庫１内の食品を低温で保存する冷凍冷蔵庫にお
いて、スターリング冷凍機８を備えた冷却装置６と食品
庫１とは別個の箱体にて構成されていて、冷却装置６に
設けられた冷却ユニット１４から食品庫１に設けられた
冷却器１８を経て再び冷却ユニット１４に戻るように冷
熱循環経路が配されており、冷却ユニット１４ではスタ
ーリング冷凍機８で発生した冷熱が冷熱循環経路を流れ
る循環媒体に与えられ、冷却器１８では冷熱を帯びた循
環媒体により熱交換が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低温にて食品を貯蔵
する冷凍冷蔵庫の構成に関し、低温を得る手段としてス
ターリング冷凍機を用いたものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、冷凍冷蔵庫などの冷却手段とし
て、冷媒にフロンを用いた蒸気圧縮式冷凍サイクルが一
般に用いられている。このフロン冷媒はオゾン破壊係数
が大きいため、その使用は地球規模での環境問題におい
て警鐘されていることは周知の通りである。これに代わ
る技術として、逆スターリングサイクルを利用したスタ
ーリング冷凍機の研究が進められている。

【０００３】このスターリング冷凍機は、外部動力によ
ってディスプレーサピストンを駆動させて冷媒を圧縮、
膨張させ、それを繰り返すことにより放熱、吸熱を行う
密閉サイクルである。冷媒にヘリウムガスなどの不活性
ガスを利用するため、地球環境に影響を及ぼすことなく
有効に低温を得ることができる。

【０００４】スターリング冷凍機を用いた機器として
は、特開平７−１８０９２１号公報、特開平３−３６４
６８号公報、及び特開平８−３２０１６４号公報などが
提案されている。

【０００５】スターリング冷凍機を用いる場合、ディス
プレーサピストンの駆動により冷媒が膨張して生じた冷
熱を、低温部(コールドヘッド)から効率よく取り出すこ
とが課題である。特に、庫内の空気を冷却器で熱交換し
て冷却する冷凍冷蔵庫においては、低温部の冷熱を効率
よく庫内の空気に伝えなければスターリング冷凍機の入
力が大幅に増加することとなり、省エネルギーに反す
る。

【０００６】上記特開平７−１８０９２１号公報に開示
された冷蔵庫では、スターリング冷凍機で発生した冷熱
を循環媒体を介して庫内の空気と熱交換させている。図
１２はこの冷蔵庫の構成を示す概略図である。

【０００７】本体５０の庫内には庫内の空気を冷却する
冷却器５１が設けられており、機械室５２内にはスター
リング冷凍機５３が設けられている。そして、このスタ
ーリング冷凍機５３の低温部５４と冷却器５１とは、中
に循環媒体が充填された配管５５にて接続されている。

【０００８】また、上記特開平３−３６４６８号公報に
開示された冷却庫では、スターリング冷凍機５３で発生
した冷熱を直接庫内の空気と熱交換させている。図１３
はこの冷却庫の構成を示す概略図である。また、図１４
はスターリング冷凍機の断面図である。

【０００９】スターリング冷凍機５３の膨張シリンダ５
６の先端には略Ｊ字型の細径な熱交換パイプ５７が複数
設けられており、この熱交換パイプ５７の中をディスプ
レーサピストン５８の駆動によって膨張した冷媒が通
る。冷却庫の冷気通風路５９内には前記熱交換パイプ５
７と該パイプ５７に設けられたフィン６０から成る熱交
換器６１が配されており、冷気通風路５９内に導かれた
庫内の空気と熱交換を行っている。

【００１０】また、特開平８−３２０１６４号公報に開
示された冷却装置でも、スターリング冷凍機で発生した
冷熱を直接装置内の空気と熱交換させている。図１５は
この冷却装置の構成を示す概略図である。スターリング
冷凍機５３の膨張シリンダ５６の先端の低温部５４には
熱伝導板にて形成されたボックス６２が配されており、
該ボックス６２の周囲は断熱材６３にて覆われている。
スターリング冷凍機５３で発生させた冷熱を低温部５４
を介して直接ボックス６２に伝達し、ボックス６２内を
冷却するものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来技術では次のような問題点がある。即ち、スタ
ーリング冷凍機５３は本来の構成として冷媒のための膨
張室及び圧縮室が設けられており、冷凍機５３全体を小
型化するには限界がある(図１２には膨張室６４及び圧
縮室６５を図示)。故に、スターリング冷凍機５３を収
納する機械室５２の容積はある程度の大きさを有するこ
とから、結果として食品を貯蔵する有効庫内容積は限ら
れてしまう。

【００１２】また、上記特開平３−３６４６８号公報に
開示された構成では、熱交換パイプ５７が細径であるの
に加えてフィン６０と共に冷気通風路５９内に設けられ
ているため、熱交換器６１はあまり大きく構成すること
ができない。故に、熱交換面積が小さく、効率よく冷熱
を伝えきれない問題がある。

【００１３】また、特開平８−３２０１６４号公報に開
示された構成では、冷却のための空間が１つしか形成で
きない欠点が存在する。一般的な家庭用冷凍冷蔵庫は、
３室乃至４室の異なった温度体の貯蔵室(冷凍、冷蔵、チ
ルド、パーシャルなど)を有する構成となっている。この
ため、上記従来技術を用いて複数の貯蔵室を設けた冷凍
冷蔵庫を構成する場合、各貯蔵室ごとに冷凍サイクルが
必要となる。従って、コスト、省エネルギーなどにおい
て大きく不利となる。

【００１４】また、上記以外の問題点としては次のよう
なものがある。一般に、家庭用冷凍冷蔵庫はその容量が
家族構成を基準に考えられる。例えば、２世帯同居の家
族では大容量のものが必要であり、新婚家庭においては
中規模程度の容量でよい。従って、家族構成に変動が生
じた場合には容量が適当でないままに使用するか、若し
くは買い替えることとなり、不経済であった。

【００１５】また、家庭用冷凍冷蔵庫では食品の収納部
分が冷凍室、冷蔵室、野菜室やチルドルームなどに分割
されており、それぞれ約−１８℃、約３℃、約５℃、約
１℃に保たれている。そして、使用者は各貯蔵室の温度
に応じて食品を分けて収納している。故に、食品の買い
だめなどによって例えば、冷蔵室の容量が足りないとい
うことが起こっても、収納しきれない食品を他の貯蔵室
に入れることはできなかった。

【００１６】また、食品庫内に空気と熱交換させる冷却
器を配した場合、冷却運転時に空気中の水分が順次冷却
器に霜として付着する。そのまま冷却運転を続けると、
付着した霜が成長して冷却器全体を覆って庫内空気との
熱交換能力が低下し、冷蔵庫の庫内が所定の温度まで冷
えなくなる問題がある。

【００１７】本発明は上記課題にかんがみてなされたも
のであり、スターリング冷凍機で発生した冷熱を効率よ
く伝達することで低コスト、省エネルギーに有利な冷凍
冷蔵庫であって、使い勝手の良い冷凍冷蔵庫を提供する
ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の冷凍冷蔵庫は、スターリング冷凍機で発
生する冷熱により食品庫内の食品を低温で保存する冷凍
冷蔵庫において、スターリング冷凍機を備えた冷却装置
と食品庫とは別個の箱体にて構成されており、冷却装置
と食品庫との間に配された冷熱循環経路を介して冷熱の
授受が行われることを特徴とする。

【００１９】上記構成の冷凍冷蔵庫では食品庫と冷却装
置とが別個体であることから、それぞれ別の場所に配置
することができる。故に、食品庫は従来の冷凍冷蔵庫の
ようにスターリング冷凍機が設けられていないので、食
品の収納部分を大きくとることができる。また、冷却装
置は設置スペースの許す限り小型化せずに構成できる。

【００２０】また、請求項２の冷凍冷蔵庫は、請求項１
に記載の冷凍冷蔵庫において、冷熱循環経路は冷却装置
に設けられた冷却ユニットから食品庫に設けられた冷却
器を経て再び冷却ユニットに戻るように配されており、
冷却ユニットではスターリング冷凍機で発生した冷熱が
冷熱循環経路を流れる循環媒体に与えられ、冷却器では
冷熱を帯びた循環媒体により熱交換が行われることを特
徴とする。

【００２１】つまり、冷熱循環経路を流れる循環媒体は
スターリング冷凍機で発生した冷熱が冷却ユニットにて
与えられ、そのまま食品庫に送られる。食品庫では冷却
器で庫内の空気と熱交換され、循環媒体は冷却ユニット
に戻ってくる。これが繰り返されることで、食品庫内は
低温に保たれる。

【００２２】また、請求項３の冷凍冷蔵庫は、請求項１
に記載の冷凍冷蔵庫において、冷熱循環経路は冷却装置
に設けられた冷却ユニットから食品庫に達し該食品庫か
ら冷却ユニットに戻るように配されており、冷却ユニッ
トではスターリング冷凍機で発生した冷熱が冷熱循環経
路を流れる空気に与えられ、食品庫内では冷熱を帯びた
空気が循環し循環経路を通って冷却ユニットに戻ること
を特徴とする。

【００２３】つまり、冷熱循環経路を流れる空気はスタ
ーリング冷凍機で発生した冷熱が冷却ユニットにて与え
られて冷気となり、食品庫に送られる。また、食品庫内
の空気は冷却装置に戻る冷熱循環経路を通って冷却ユニ
ットに送られる。これが繰り返されることで、食品庫内
は低温に保たれる。

【００２４】また、請求項４の冷凍冷蔵庫は、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫において、
冷却装置から食品庫へ送出される冷熱量は食品庫の容量
に応じて制御可能であることを特徴とする。

【００２５】上記冷凍冷蔵庫は、食品庫と冷却装置とが
別個体となっているので、食品庫を適当な容量のものに
適時交換することができる。また、食品庫の容量に応じ
て冷却装置から食品庫へ送出される冷熱量が制御でき、
冷却装置の運転に無駄がない。

【００２６】また、請求項５の冷凍冷蔵庫は、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫において、
冷熱循環経路は冷却装置と食品庫の間で分岐し、その分
岐した支流側冷熱循環経路は冷熱を熱交換する装置を経
て冷却装置に戻るように配されていることを特徴とす
る。つまり、食品庫と冷却装置とが別個体となっている
ことから、冷熱循環経路に支流を形成すると食品庫のほ
かに冷熱を熱交換する装置を設けることができる。

【００２７】また、請求項６の冷凍冷蔵庫は、請求項５
に記載の冷凍冷蔵庫において、冷熱を熱交換する装置は
蓄冷材を備えた冷却庫であって、冷却装置より送られた
冷熱は蓄冷材に与えられることを特徴とする。上記冷却
庫は、冷却装置より供給された冷熱を蓄冷材を介して庫
内の空気を熱変換させている。

【００２８】また、請求項７の冷凍冷蔵庫は、請求項５
に記載の冷凍冷蔵庫において、冷熱を熱交換する装置は
熱交換器及び送風ファンを備えた送風機であって、冷却
装置より送られた冷熱は熱交換器を介して空気と熱交換
を行うことを特徴とする。上記送風機は冷却装置より供
給された冷熱を熱交換器で空気と熱変換させている。

【００２９】また、請求項８の冷凍冷蔵庫は、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫において、
食品庫内は仕切板によって複数の貯蔵室に分割されてお
り、各貯蔵室の温度は制御可能であることを特徴とす
る。故に、収納された食品に応じて各貯蔵室の温度を設
定することができる。

【００３０】また、請求項９の冷凍冷蔵庫は、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫において、
食品庫内で冷却器に近接して設けられた発熱部材と、冷
却装置から食品庫への冷熱の送出を遮断する手段とを有
することを特徴とする。

【００３１】上記冷凍冷蔵庫では霜を除去するための構
成が設けられている。それには、先ず食品庫への冷熱の
送出を遮断し、その後に発熱部材を作動させる。この熱
によって、冷却器の霜が溶融する。

【００３２】また、請求項１０の冷凍冷蔵庫は、請求項
１乃至請求項９のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫におい
て、別個の箱体にて構成された冷却装置と食品庫とを上
下方向に並べて一体化したことを特徴とする。

【００３３】上述した請求項１〜請求項９の冷凍冷蔵庫
では食品庫と冷却装置とが別個体として構成されている
が、設置場所が狭いところに限られていると占有面積が
大きくなって逆に好ましくない。これに対して、請求項
１０の冷凍冷蔵庫は一般的な家庭用冷凍冷蔵庫と同形態
にしており、設置場所が狭くても対応することができ
る。

【００３４】また、請求項１１の冷凍冷蔵庫は、スター
リング冷凍機で発生する冷熱により食品庫内の食品を低
温で保存する冷凍冷蔵庫において、スターリング冷凍機
と食品庫との間には冷熱を移送するための循環媒体が流
れる管が配されていて、冷熱を循環媒体へ与えるために
管の一部が熱伝導性の良い物質から成り、且つその部分
にスターリング冷凍機の冷媒膨張室が一体に形成されて
いることを特徴とする。故に、スターリング冷凍機の冷
媒膨張室で冷媒が膨張することにより発生した冷熱は熱
伝導性の良い物質で形成された管の側壁を介して循環媒
体に与えられる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。尚、各実施形態とも共通する部材に
ついては同一の符号を付している。

【００３６】＜第１実施形態＞図１は、本実施形態の冷
凍冷蔵庫における食品庫の斜視図である。食品庫１は、
箱体２と内箱２′との間に断熱材３が充填された構成で
あり、その庫内は仕切り板４にて冷蔵室１ａ、冷蔵室１
ｂ、及び野菜室１ｃに分割されている。

【００３７】庫内の背面には後述する冷気通風路(不図
示)が設けられ、各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃ内で連通して
いる。また、野菜室１ｃの後方に設けられた５は機械室
である。尚、この図では貯蔵室１ａ,１ｂの前面に備え
られている扉、及び野菜室１ｃの引出しについては図示
していない。

【００３８】図２は、本実施形態の冷凍冷蔵庫における
冷却装置の構成図である。冷却装置６には、箱体７内に
冷熱を発生させるスターリング冷凍機８、循環媒体を搬
送する搬送装置９、循環媒体が蓄えられるタンク１０、
冷却装置６及び食品庫１の動作を制御する制御回路１１
が配設されている。ここでは、液体状の循環媒体を用い
るが、それには−４０℃程度で凍結しない不凍液、例え
ば塩化カルシウム水溶液などが適している。

【００３９】１２ａ〜１２ｄは内部を循環媒体が流れる
配管であり、箱体７に形成された配管接続口１３から外
部に接続される。循環媒体の流れる方向に沿って配管接
続口１３から説明すると、先ず配管接続口１３から延び
る配管１２ａはタンク１０の上部に接続されている。

【００４０】そして、タンク１０の下部と搬送装置９の
吸入側とは配管１２ｂによって接続されている。搬送装
置９の吐出側からは配管１２ｃが冷却ユニット１４の入
口側に導かれている。

【００４１】図３は冷却ユニット１４の一部側断面図で
ある。冷却ユニット１４は配管１２ｃから循環媒体が流
入する循環媒体滞留部１４ａを備えている。この循環媒
体滞留部１４ａでは側壁が凹んでスターリング冷凍機８
の低温部１５全体が嵌入されており、熱伝導グリスなど
を介して循環媒体滞留部１４ａに固着されている。低温
部１５は熱伝導性の良い物質から成り、スターリング冷
凍機８の膨張シリンダー８ａの先端に設けられている。
この膨張シリンダー８ａの内部が冷媒膨張室になる。

【００４２】冷却ユニット１４の循環媒体滞留部１４ａ
の出口側からは、配管１２ｄが延びている。図２に示す
ように、この配管１２ｄは箱体７の配管接続口１３に接
続されている。尚、上記タンク１０、搬送装置９、及び
冷却ユニット１４における循環媒体と接する部分、並び
に配管１２ａ〜１２ｄは図示しない断熱材にて覆われて
おり、冷熱の漏洩を防止している。

【００４３】図４は本実施形態の冷凍冷蔵庫の全体構成
図である。食品庫１の背面に設けられた冷気通風路１６
内には、庫内ファン１７と、該庫内ファン１７の風上に
位置する冷却器１８とを配設している。また、冷気通風
路１６は各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃ内でダンパー１９が設
けられている。

【００４４】冷却器１８内には循環媒体が流れる配管２
０ａ,２０ｂが接続されている。この配管２０ａ,２０ｂ
は食品庫１の背面の断熱材３内を貫通して機械室５の天
面に設けられた配管接続口２１に導かれている。該食品
庫１側の配管接続口２１と、冷却装置６側の配管接続口
１３の間は配管２２ａ,２２ｂにて接続されている。

【００４５】食品庫１側の配管接続口２１が機械室５内
の天面に配されているのは、ここに接続する配管２０
ａ,２０ｂを食品庫１本体に対して背面、左右方向いず
れに延びても対応できるようにするためである。

【００４６】食品庫１と冷却装置６の間には配管２２
ａ,２２ｂのほかにも、庫内ファン１７やダンパー１９
の駆動制御をするために制御回路１１と接続される動力
線２３及び信号線２４が配されている。もちろん、これ
ら動力線２３及び信号線２４の食品庫１側の接続端子２
５も機械室５内に配される。また、２５′は冷却装置６
側の接続端子である。

【００４７】図４を参照しながら本実施形態の冷却運転
について説明する。冷却装置６で搬送装置９が駆動する
ことにより、循環媒体はタンク１０より冷却ユニット１
４に導かれる。そして、図２に示すように、スターリン
グ冷凍機８の膨張シリンダー８ａでは冷媒の膨張により
発生した冷熱が低温部１５を介して１４ａを流れる循環
媒体に与えられる。

【００４８】冷熱を帯びた循環媒体は、図４に示すよう
に、冷却装置６内の配管１２ｄから配管２２ａ、食品庫
１内の配管２０ａを経て冷却器１８に流入する。庫内フ
ァン１７によって冷気通風路１６内に導かれた空気と冷
却器１８にて熱交換した循環媒体は、食品庫１内の配管
２０ｂから配管２２ｂ、冷却装置６内の配管１２ａを経
てタンク１０に戻る。

【００４９】冷気通風路１６内の冷気は庫内ファン１７
によって、ダンパー１９から各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃに
送出される。そして、各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃ内を循環
した冷気は、冷気戻り通風路(不図示)により冷却器１８
の下部に戻る。ダンパー１９は温度センサ２６での検知
信号を基にその開閉が制御回路１１に制御され、各貯蔵
室１ａ,１ｂ,１ｃを所定の温度に保持する。

【００５０】上述したように、本実施形態の冷凍冷蔵庫
は食品庫１と冷却装置６とが別個体に構成されているこ
とから、食品庫１は台所に設置し、冷却装置６を居住空
間のデッドスペースに設置することが可能である。従っ
て、食品庫１は冷却装置６の大きさに関係なく所望の容
量で構成することができる。また、冷却装置６では冷却
ユニット１４での熱交換面積を充分にとることが可能で
あり、冷熱が効率よく循環媒体に与えられる。

【００５１】尚、本実施形態では循環媒体として不凍液
などを用いているが、空気などの気体を用いることも可
能である。その場合、冷却装置６においてタンク１０が
不要となるだけで他の構成は同じである。

【００５２】＜第２実施形態＞本実施形態の冷凍冷蔵庫
は循環媒体として空気を用いたものである。図５は該冷
凍冷蔵庫の全体構成図である。尚、本実施形態以降の各
実施形態において、食品庫１及び冷却装置６の構成で説
明が特にない場合は上記第１実施形態の構成に準ずる。

【００５３】食品庫１の背面には、冷気通風路１６とし
て往管１６ａ及び復管１６ｂの２本が設けられている。
各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃ内では往管６ａにダンパー１９
が設けられており、また復管６ｂに吸気口２７が設けら
れている。

【００５４】この冷気通風路１６は食品庫１側配管接続
口２１に接続されており、冷却装置６内の配管１２ａ,
１２ｄと配管２２ａ,２２ｂを介して連通している。
尚、循環媒体は空気であることから冷却装置６にタンク
１０(図４参照)は設けられていない。

【００５５】図５を参照しながら本実施形態の冷却運転
について説明する。冷却装置６で搬送装置９が駆動する
と、各冷気通風路１６及び各配管１２ａ,１２ｃ,１２
ｄ,２２ａ,２２ｂ内で空気流が発生する。故に、ここで
は庫内ファン１７(図４参照)は設けられていない。

【００５６】先ず、冷却ユニット１４に導かれた空気流
は、スターリング冷凍機８にて発生した冷熱を与えられ
て冷気となる。この冷気流は冷却装置６内の配管１２ｄ
から配管２２ａを経て、食品庫１内の冷気通風路１６の
往管１６ａに導かれる。そして、ダンパー１９から各貯
蔵室１ａ,１ｂ,１ｃに吹き出される。

【００５７】各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃ内を循環した空気
は、吸気口２７を介して冷気通風路１６の復管１６ｂか
ら配管２２ｂ、冷却装置６内の配管１２ａを経て搬送装
置９の吸入側に戻る。第１実施形態と同様に、ダンパー
１９では温度センサ２６の検知信号を基にその開閉が制
御回路１１に制御され、各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃを所定
の温度に保持する。

【００５８】＜第３実施形態＞本実施形態の冷凍冷蔵庫
は、食品庫１を容量の異なるものに交換した場合、食品
庫１の容量変化に応じて冷却装置６から食品庫１に送出
される冷熱量が制御できる構成である。ここでは、第１
実施形態(図４参照)と同様の冷凍冷蔵庫の構成におい
て、スターリング冷凍機８にて発生する冷熱量及び搬送
装置９での循環媒体の搬送量が制御回路１１にて制御さ
れる。

【００５９】スターリング冷凍機８は、モータ(外部動
力)によりディスプレーサピストンを駆動させて冷媒を
圧縮、膨張させ、それを繰り返すことにより放熱、吸熱
を行うものである。そこで、モータの駆動を制御するこ
とにより(例えば、ＰＡＭ制御など)、冷媒を膨張させる
ディスプレーサピストンの稼働量及び移動速度を制御す
る。これによって冷媒(ガス)の移動量も変動するので、
結果として発生する冷熱量を制御できることになる。

【００６０】また、搬送装置９における循環媒体の搬送
量の制御も、搬送装置９に印加する電圧を制御するか、
又は電流力コントロール方法などにて対処できる。

【００６１】ここでは、比較的大容量である５００Ｌの
食品庫１を用いた場合のスターリング冷凍機８にて発生
させる冷熱量、及び搬送装置９での循環媒体の搬送量を
最大と設定しておく。使用者が５００Ｌより容量の小さ
い食品庫に取り替えた場合、その容量に応じて前記冷熱
量及び搬送量を減少させるように制御する。

【００６２】尚、本実施形態では第１実施形態と同様の
構成としたが、もちろん本発明に係るものであれば、例
えば第２実施形態などどのような構成のものを用いても
よい。また、冷却装置６から食品庫１へ送出される冷熱
量は５００Ｌの食品庫１を備えた場合を最大としたが、
これに限らずスターリング冷凍機８の能力に応じて設定
すればよい。

【００６３】＜第４実施形態＞本実施形態の冷凍冷蔵庫
は、冷熱循環経路に支流を設けることで食品庫１のほか
に第２の食品庫を備えた構成である。図６は該冷凍冷蔵
庫の全体構成図である。主流となる冷熱循環経路は、冷
却装置６において第１配管接続口１３より配管１２ａを
通ってタンク１０へ、そこから配管１２ｂより搬送装置
９へ、さらに配管１２ｃより冷却ユニット１４へ達し、
配管１２ｄを経て第１配管接続口１３に戻っている。

【００６４】支流となる冷熱循環経路は、第２配管接続
口１３′より配管１２ａ′を通ってタンク１０へ、そこ
から配管１２ｂより搬送装置９へ、さらに配管１２ｃよ
り冷却ユニット１４へ達し、配管１２ｄと該配管１２ｄ
より分岐する配管１２ｄ′を経て第２配管接続口１３′
に戻っている。尚、本実施形態では循環媒体として第１
実施形態と同様に不凍液を用いる。また、図中食品庫
１,１′と冷却装置６とを接続する動力線２３及び信号
線２４は省略している。

【００６５】上記支流側配管経路が連通する第２配管接
続口１３′には、支流側配管２２ａ′,２２ｂ′を介し
て第２の食品庫１′が接続されている。配管１２ｄより
分岐した配管１２ｄ′と配管１２ｄの分岐点より下流側
には開閉弁２８が設けられている。この開放弁２８を制
御することにより、食品庫１と第２の食品庫１′を共に
運転させるか、又はどちらか一方のみを運転させるかを
選択することができる。尚、食品庫１′の冷却運転ため
の構成は食品庫１と同様である。

【００６６】＜第５実施形態＞本実施形態は第４実施形
態において第２の食品庫１′(図６参照)の代わりに小型
クーラボックスを備えた構成である。図７はこのクーラ
ボックスの断面図である。クーラボックス２９は、熱伝
導性の良い金属にて形成された内箱３０の周囲に蓄冷材
３１、冷却板３２、及び断熱材３を配して構成されてい
る。

【００６７】クーラボックス２９の本体側壁には、着脱
可能なカプラー３３にて支流側配管２２ａ′,２２ｂ′
(図６にも図示)が接続されている。そして、冷却装置６
から送出された循環媒体は、クーラボックス２９内の配
管３４を介して冷却板３２内に流入する。故に、冷熱に
よってクーラボックス２９内の蓄冷材３１が冷却されて
冷熱が蓄えられる。

【００６８】＜第６実施形態＞本実施形態は第４実施形
態において第２の食品庫１′(図６参照)の代わりにスポ
ットクーラを備えた構成である。図８はこのスポットク
ーラの断面図である。スポットクーラ３５にはクロスフ
ロー形態の送風ファン３６と該送風ファン３６の風上に
位置するフィルター３７が設けられている。該送風ファ
ン３６が作動すると図示しない吸気口から外気がスポッ
トクーラ３５の本体内に吸入され、フィルター３７を通
って吹出口３８から吹き出される。

【００６９】スポットクーラ３５の本体側壁には、着脱
可能なカプラー３３にて支流側配管２２ａ′,２２ｂ′
(図６にも図示)が接続されている。そして、冷却装置６
から送出された循環媒体はスポットクーラ３５内の配管
３４を介して送風ファン３６の風上に設けられた冷却器
１８内に通じている。従って、送風ファン３６の駆動に
より吸入された外気は冷却器１８で熱交換されて冷気と
なり、吹出口３８から吹き出される。

【００７０】上述したように、第４乃至第６実施形態で
は食品庫１のほかに冷熱を熱交換する装置として第２の
食品庫１′、クーラボックス２９、及びスポットクーラ
３５が設けられているが、これらに限らないのはもちろ
んである。

【００７１】＜第７実施形態＞本実施形態の冷凍冷蔵庫
は、食品庫１の各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃの温度を制御で
きる構成となっている。ここでは、第１実施形態(図４
参照)と同様の冷凍冷蔵庫の構成において、冷却装置６
から食品庫１に送出される冷熱量とダンパー１９の動作
が制御回路１１にて制御される。

【００７２】冷却装置６から食品庫１に送出される冷熱
量の制御は、第３実施形態と同様にスターリング冷凍機
８にて発生させる冷熱量、及び搬送装置９での循環媒体
の搬送量の制御によって成される。また、ダンパー１９
の動作については、冷却装置６の制御回路１１が各貯蔵
室庫１ａ,１ｂ,１ｃ内に設けられた温度センサ２６の検
知信号に応じて制御している。

【００７３】ここでは、貯蔵室１ｂ,１ｃが冷凍室１ａ
と同じ約−１８℃に設定された場合のスターリング冷凍
機８にて発生させる冷熱量、及び搬送装置９での循環媒
体の搬送量を最大と設定しておく。そして、貯蔵室１
ａ,１ｂ,１ｃがそれぞれ使用者の所望の温度に設定され
ると、それに応じて前記冷熱量及び搬送量を減少させる
ように制御する。

【００７４】温度の設定方法については図示しない操作
部材(例えば、パネルキーなど)を使用者が操作すること
により、制御回路１１にて設定されるようにするとよ
い。また、設定温度については、所望の温度に設定でき
るようにしてもよいし、予め決められた温度(例えば、約
−１８℃、約３℃、約５℃、約１℃など)の範囲で設定
できるようにしてもよい。

【００７５】尚、本実施形態では第１実施形態と同様の
構成としたが、もちろん本発明に係るものであれば、例
えば第２実施形態などどのような構成のものを用いても
よい。また、冷却装置６から食品庫１へ送出される冷熱
量は各貯蔵室１ａ,１ｂ,１ｃを約−１８℃に設定した場
合を最大としたが、これに限らずスターリング冷凍機８
の能力に応じて設定すればよい。

【００７６】＜第８実施形態＞本実施形態の冷凍冷蔵庫
は、冷却器１８の霜を除去することができる構成であ
る。図９は該冷凍冷蔵庫の全体構成図である。冷却装置
６内の配管１２ｄでは分岐して配管１２ａに達するバイ
パス管３９が設けられており、その分岐には循環媒体の
流れを制御する切換え弁４０が設けられている。

【００７７】また、配管１２ａではバイパス管３９との
合流点よりも上流側で逆止弁４１が設けられている。さ
らに、食品庫１内の冷却器１８の下側で、庫内を循環し
た空気が吸い込まれる個所には発熱体４２が設けられて
いる。

【００７８】冷却器１８に付着した霜を除去する手順に
ついて説明する。先ず、スターリング冷凍機８で発生す
る冷熱量を減少させる。その方法については上記第３実
施形態と同様である。そして、切換え弁４０によって配
管１２ｄの配管接続口１３側を閉じて循環媒体をバイパ
ス管３９へ導く。これによって、循環媒体は食品庫１へ
送出されず冷却装置６内で循環する。

【００７９】食品庫１では庫内ファン１７を停止させて
全てのダンパー１９を閉鎖する。そして、発熱体４２に
通電しその熱量で冷却器１８に付着した霜を溶融する。
発熱体４２への通電は、冷却器１８に設けられた温度セ
ンサ(図示せず)による制御、又は一定時間通電のどちら
でもよい。

【００８０】次に、通常の冷却運転へ復帰する手順につ
いて説明する。食品庫１で発熱体４２への通電が遮断さ
れた後、冷却装置６ではスターリング冷凍機８で発生す
る冷熱量を元の状態に戻す。そして、切換え弁４０によ
ってバイパス管３９側を閉じ循環媒体を食品庫１へ導
く。

【００８１】循環媒体により冷却器１８が一定温度まで
冷却されてから、庫内ファン１７を作動させて全てのダ
ンパー１９を開放する。その後、各貯蔵室１ａ,１ｂ,１
ｃの設定温度に応じて制御回路１１によりダンパー１９
が制御され、通常状態に復帰する。

【００８２】＜第９実施形態＞本実施形態の冷凍冷蔵庫
は、一般的な家庭用冷凍冷蔵庫と同じ形態に構成したも
のである。図１０は該冷凍冷蔵庫の全体構成図である。
図に示すように、冷却装置６の上方に食品庫１を載置し
て一体化している。冷却装置６では箱体７の天面に配管
接続口１３や動力線２３及び信号線２４の接続端子２
５′を設けており、食品庫１側と接続されている。

【００８３】尚、食品庫１の上部に機械室５を配し、そ
の天面に配管接続口１３や動力線２３及び信号線２４の
接続端子を設けることにより、該食品庫１の上方に冷却
装置６を載置して一体化する構成も可能である。

【００８４】＜第１０実施形態＞本実施形態の冷凍冷蔵
庫は従来より設けられているスターリング冷凍機８の低
温部１５(図３参照)を省略した構成である。尚、冷凍冷
蔵庫の全体構成としては上述した各実施形態など、本発
明に係るものであればどのような構成でもよい。

【００８５】図１１は本実施形態の冷却ユニット１４の
断面図である。冷却ユニット１４の循環媒体滞留部１４
ａは熱伝導性の良い金属、例えば銅や黄銅などにて構成
されている。そして、その側壁にスターリング冷凍機８
の膨張シリンダー(冷媒膨張室)８ａを溶着している。

【００８６】つまり、冷却ユニット１４の循環媒体滞留
部１４ａが前記低温部１５の代わりを成している。これ
によって、スターリング冷凍機８の膨張シリンダー８ａ
で発生した冷熱は、循環媒体滞留部１４ａの側壁を介し
て循環媒体に取り込まれる。故に、冷熱の損失が少なく
てすむ。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷凍冷蔵
庫は食品庫と冷却装置とを別の場所に設置でき、互いに
大きさが制限されることがない。故に、適当な容量を有
する食品庫を得ることができる。また、スターリング冷
凍機の熱交換面積をある程度の大きさで構成することが
できるので、熱交換効率がよく省エネルギーの達成され
た冷却装置となる。

【００８８】特に、請求項４の冷凍冷蔵庫では、必要に
あわせて適当な容量の食品庫と交換することができ、そ
の容量に応じた冷熱量が冷却装置によって供給される。
故に、無駄がなく経済的である。

【００８９】請求項５乃至請求項７の冷凍冷蔵庫では食
品庫のほかにさらにもう１台食品庫を設けたり、クーラ
ボックスやスポットクーラといった他の装置などを設け
ることができる。また、請求項８の冷凍冷蔵庫では食品
庫内に設けられた複数の貯蔵室について温度制御でき
る。従って、使い勝手がよく便利である。

【００９０】請求項９の冷凍冷蔵庫では冷却器の霜を除
去することができるので、冷却器の能力が損なわれるこ
となく熱交換が効率よく行われる。故に、省エネルギー
が達成されたものとなる。

【００９１】請求項１０の冷凍冷蔵庫では一般的な家庭
用冷凍冷蔵庫と同じ形態に構成することで、設置などに
ついては従来のものと同様に扱うことができる。

【００９２】請求項１１の冷凍冷蔵庫ではスターリング
冷凍機から循環媒体に効率よく冷熱が取り込まれるよう
に構成されているので、小さい入力でも最大の冷熱を得
ることができ、省エネルギーの達成されたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の冷凍冷蔵庫における食品庫の斜
視図である。

【図２】第１実施形態の冷凍冷蔵庫における冷却装置の
構成図である。

【図３】第１実施形態の冷凍冷蔵庫における冷却ユニッ
トの断面図である。

【図４】第１実施形態の冷凍冷蔵庫の構成図である。

【図５】第２実施形態の冷凍冷蔵庫の構成図である。

【図６】第４実施形態の冷凍冷蔵庫の構成図である。

【図７】第５実施形態におけるクーラボックスの断面図
である。

【図８】第６実施形態におけるスポットクーラの断面図
である。

【図９】第８実施形態の冷凍冷蔵庫の構成図である。

【図１０】第９実施形態の冷凍冷蔵庫の構成図である。

【図１１】第１０実施形態の冷凍冷蔵庫における冷却ユ
ニットの断面図である。

【図１２】従来の冷凍冷蔵庫の一例を示した構成図であ
る。

【図１３】従来の冷凍冷蔵庫のほかの一例を示した構成
図である。

【図１４】図１３の冷凍冷蔵庫におけるスターリング冷
凍機部分の構成図である。

【図１５】従来の冷凍冷蔵庫のさらにほかの一例を示し
た構成図である。

【符号の説明】

１食品庫６冷却装置８スターリング冷凍機９搬送装置１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｄ配管１４冷却ユニット１６冷気通風路１８冷却器２０ａ,２０ｂ配管２２ａ,２２ｂ配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スターリング冷凍機で発生する冷熱によ
り食品庫内の食品を低温で保存する冷凍冷蔵庫におい
て、前記スターリング冷凍機を備えた冷却装置と前記食品庫
とは別個の箱体にて構成されており、前記冷却装置と前
記食品庫との間に配された冷熱循環経路を介して冷熱の
授受が行われることを特徴とする冷凍冷蔵庫。
【請求項２】前記冷熱循環経路は前記冷却装置に設け
られた冷却ユニットから前記食品庫に設けられた冷却器
を経て再び前記冷却ユニットに戻るように配されてお
り、前記冷却ユニットでは前記スターリング冷凍機で発
生した冷熱が前記冷熱循環経路を流れる循環媒体に与え
られ、前記冷却器では冷熱を帯びた前記循環媒体により
熱交換が行われることを特徴とする請求項１に記載の冷
凍冷蔵庫。
【請求項３】前記冷熱循環経路は前記冷却装置に設け
られた冷却ユニットから前記食品庫に達し該食品庫から
前記冷却ユニットに戻るように配されており、前記冷却
ユニットでは前記スターリング冷凍機で発生した冷熱が
前記冷熱循環経路を流れる空気に与えられ、前記食品庫
内では冷熱を帯びた前記空気が循環し前記循環経路を通
って前記冷却ユニットに戻ることを特徴とする請求項１
に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項４】前記冷却装置から前記食品庫へ送出され
る冷熱量は前記食品庫の容量に応じて制御可能であるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の冷凍冷蔵庫。
【請求項５】前記冷熱循環経路は前記冷却装置と前記
食品庫の間で分岐し、その分岐した支流側冷熱循環経路
は冷熱を熱交換する装置を経て前記冷却装置に戻るよう
に配されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項６】前記冷熱を熱交換する装置は蓄冷材を備
えた冷却庫であって、前記冷却装置より送られた冷熱は
前記蓄冷材に与えられることを特徴とする請求項５に記
載の冷凍冷蔵庫。
【請求項７】前記冷熱を熱交換する装置は熱交換器及
び送風ファンを備えた送風機であって、前記冷却装置よ
り送られた冷熱は前記熱交換器を介して空気と熱交換を
行うことを特徴とする請求項５に記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項８】前記食品庫内は仕切板によって複数の貯
蔵室に分割されており、前記各貯蔵室の温度は制御可能
であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項９】前記食品庫内で前記冷却器に近接して設
けられた発熱部材と、前記冷却装置から前記食品庫への
冷熱の送出を遮断する手段とを有することを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の冷凍冷蔵庫。
【請求項１０】別個の箱体にて構成された前記冷却装
置と前記食品庫とを上下方向に並べて一体化したことを
特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の冷
凍冷蔵庫。
【請求項１１】スターリング冷凍機で発生する冷熱に
より食品庫内の食品を低温で保存する冷凍冷蔵庫におい
て、前記スターリング冷凍機と前記食品庫との間には冷熱を
移送するための循環媒体が流れる管が配されていて、冷
熱を前記循環媒体へ与えるために前記管の一部が熱伝導
性の良い物質から成り、且つその部分に前記スターリン
グ冷凍機の冷媒膨張室が一体に形成されていることを特
徴とする冷凍冷蔵庫。