JP2001263898A - 静音冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮式冷凍ユニットと熱電冷却ユニットを併
設した。 【構成】 圧縮機１、凝縮器、蒸発器２等からなる圧縮
式冷凍ユニットと、前面開口３ａを有する断熱箱体の冷
蔵庫本体３と、前記開口３ａを密閉するように設けた断
熱材からなる扉４とを備える冷蔵庫に、冷蔵庫本体３の
天井の断熱壁に設けた挿通穴に、通電により吸熱を行う
吸熱側接合部と発熱を行う発熱側接合部を備えたペルチ
エ素子、そのペルチエ素子の吸熱側接合部と熱結合し冷
蔵庫本体内（庫内）に設けた冷却器及び、発熱側接合部
と熱結合し冷蔵庫本体外（庫外）に設けた放熱器とから
なる熱電冷却ユニット５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷蔵庫の静音化に係
り、詳細には圧縮式冷凍ユニットとペルチエ素子を利用
して冷却を行う熱電冷却ユニットを併設した静音冷蔵庫
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷蔵庫は、圧縮式冷凍ユニットを
備えるとともに、庫内の強制冷気循環ファンを備え、設
定温度と庫内温度の差に基づき圧縮器への通電を制御
し、庫内温度が一定になるように制御している。そのた
め、前記圧縮式冷凍ユニットを構成するコンプレッサ等
の起動／停止時の振動や騒音、運転時の運転騒音、冷媒
循環音、更に、冷気循環ファン等の騒音が発生する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の冷蔵庫は運転騒音が発生するので、例えば、夜間の安
眠を妨げるなどの問題が有った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記述したよう
に、圧縮機、凝縮器、蒸発器及びその他付属部分からな
る圧縮式冷凍ユニットと、前面開口を有する断熱箱体の
冷蔵庫本体と、前記開口を密閉するように設けた断熱材
からなる扉とを備える冷蔵庫において、ペルチエ素子、
冷却部、放熱部及びその他付属部分からなりペルチエ効
果を利用して冷却を行う熱電冷却ユニットと、信号検知
又は信号入力部、制御部を備え、前記圧縮式冷凍ユニッ
トと、熱電冷却ユニットの運転モードを切換える切換手
段とを設け、前記切換手段により通常は、圧縮式冷凍ユ
ニットを駆動して冷却する運転モードを選択し、静音が
必要な場合は、熱電冷却ユニットを駆動して冷却する運
転モードを選択するように構成した。

【０００５】また、信号検知又は信号入力部を、手動切
換スイッチで構成し、人手により、前記手動切換スイッ
チを切換えて圧縮式冷凍ユニットを駆動して冷却する運
転モード又は、熱電冷却ユニットを駆動して冷却する運
転モードを選択するように構成した。

【０００６】また、切換手段に時計部を設けると共に、
信号検知又は信号入力部を扉の開閉を検知する扉検知器
で構成し、扉検知器が検知する所定時間当たりの扉の開
閉回数が基準値以上である場合、圧縮式冷凍ユニットを
駆動して冷却し、扉の開閉回数が基準値未満である場
合、熱電冷却ユニットを駆動して冷却するように構成し
た。

【０００７】また、切換手段に庫内設定温度を設定する
設定部を設けると共に、信号検知又は信号入力部を庫外
温度を計測する庫外温度検出器で構成し、庫内設定温度
と庫外温度との差が基準値を越える場合、圧縮式冷凍ユ
ニットを駆動して冷却し、差が基準値以下の場合、熱電
冷却ユニットを駆動して冷却するように構成した。

【０００８】また、信号検知又は信号入力部を、庫外の
騒音レベルを計測する騒音計で構成し、庫外の騒音レベ
ルが所定の基準値を越える場合、圧縮式冷凍ユニットを
駆動して冷却し、基準値以下の場合、熱電冷却ユニット
を駆動して冷却するように構成した。

【０００９】また、信号検知又は信号入力部を、庫外の
明るさを計測する照度計で構成し、庫外の明るさが所定
の基準値を越える場合、圧縮式冷凍ユニットを駆動して
冷却し、基準値以下の場合、熱電冷却ユニットを駆動し
て冷却するように構成した。

【００１０】また、ペルチエ素子の吸熱側接合部と、冷
蔵庫本体内（庫内）に設けた冷却器とをヒートパイプを
利用して熱結合するように構成した。

【００１１】また、ペルチエ素子の発熱側接合部と、冷
蔵庫本体外（庫外）に設けた放熱器とを圧力調節装置を
付加したヒートパイプを利用して熱結合するように構成
した。

【００１２】また、ペルチエ素子の発熱側接合部を、こ
の発熱側接合部と冷蔵庫本体外（庫外）の放熱器との間
に設けたブレインを流通させるパイプ、パイプに設けた
循環ポンプ及び弁とを備えた熱伝導装置を介して熱結合
するように構成した。

【００１３】また、熱電冷却ユニットを、通電により吸
熱を行う吸熱側接合部と発熱を行う発熱側接合部を備え
たペルチエ素子、そのペルチエ素子の吸熱側接合部と熱
結合し冷蔵庫本体内（庫内）に設けた冷却器及び、発熱
側接合部と熱結合し冷蔵庫本体外（庫外）に設けた蓄熱
材を備えた蓄熱器とで構成すると共に、前記蓄熱器を、
冷蔵庫本体外（庫外）に設けた圧縮式冷凍ユニット駆動
に基づく冷却空気を流通させる風路内に配設するように
構成した。

【００１４】また、熱電冷却ユニットを、通電により吸
熱を行う吸熱側接合部と発熱を行う発熱側接合部を備え
たペルチエ素子、そのペルチエ素子の吸熱側接合部と熱
結合し冷蔵庫本体内（庫内）に設けた冷却器及び、発熱
側接合部と熱結合し冷蔵庫本体外（庫外）に設けた放熱
器と、この放熱器と熱結合する蓄熱材を備えた蓄熱器と
で構成すると共に、前記蓄熱器を、冷蔵庫本体外（庫
外）に設けた圧縮式冷凍ユニット駆動に基づく冷却空気
を流通させる風路内に配設するように構成した。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細について図を
用いて説明する。図１は、本発明の静音冷蔵庫の１実施
例を示すイメージ図である。

【００１６】圧縮機１、凝縮器、蒸発器２等からなる圧
縮式冷凍ユニットと、前面開口３ａを有する断熱箱体の
冷蔵庫本体３と、前記開口３ａを密閉するように設けた
断熱材からなる扉４とを備える冷蔵庫に以下に述べる、
ペルチエ効果を冷却に利用した熱電冷却ユニット５を併
設した。即ち、冷蔵庫本体３の天井の断熱壁に設けた挿
通穴に、通電により吸熱を行う吸熱側接合部と発熱を行
う発熱側接合部を備えたペルチエ素子と、そのペルチエ
素子の吸熱側接合部と熱結合し冷蔵庫本体内（庫内）に
設けた冷却器と、発熱側接合部と熱結合し冷蔵庫本体外
（庫外）に設けた放熱器とからなる熱電冷却ユニット５
を設けるようにした。また、冷蔵庫本体３の前面開口３
ａの、例えば、下部の断熱壁等に、扉４の開閉を検知す
るドアスイッチ（扉検知器）６を設け、更に、時間を測
定する時計部７と、時刻などを設定しておく設定部１
４、冷蔵庫の運転を制御する制御部８と、熱電冷却ユニ
ット５、手動切換スイッチ１５、圧縮機１等へ電源を供
給する電源部ａ、電源部ｂ、電源部ｃ（９）とを備え
た。

【００１７】本発明の静音冷蔵庫の１実施例の運転動作
を説明する。人手により、手動切換スイッチ１５を切換
え運転モードを選択する方法により、昼間は圧縮式冷凍
ユニットを駆動して冷却する運転モードを選択し、夜間
は熱電冷却ユニットを駆動して冷却する運転モードを選
択するようにして必要な時に冷蔵庫の静音化が図れる。
また、予め切換時刻を設定部１４に設定しておくことに
より、時計部７から該当時刻になったことを検出できる
ので、圧縮式冷凍ユニット又は熱電冷却ユニットを駆動
して冷却するか運転モードを切換えるようにしても良
い。

【００１８】本発明の静音冷蔵庫の第２実施例の運転動
作を説明する。制御部８はドアスイッチ（扉検知器）６
が検知する信号を時計部７が計測した所定時間毎に集計
し、基準値と比較して運転モードを選択する。例えば、
１５分当たりの扉の開閉回数が、基準値；例えば、２以
上である場合、圧縮式冷凍ユニットを駆動して冷却を行
う（圧縮式冷凍ユニット運転モード）。扉の開閉回数が
基準値未満である場合、熱電冷却ユニットを駆動して冷
却する（熱電冷却ユニット運転モード） 従って、扉４の開閉がほとんど無い夜間の就寝時間帯等
では熱電冷却ユニット運転モードとすることができ、夜
間の静粛が得られる。また、朝や昼の活動時間帯では、
主として圧縮式冷凍ユニット運転モードとなり、扉４の
頻繁な開閉による庫内温度の上昇を抑えることが出来
る。更に、扉４の開閉回数が基準値以上である場合、圧
縮式冷凍ユニットを駆動する圧縮式冷凍ユニット運転モ
ードと、ペルチエ素子を駆動する熱電冷却ユニット運転
モードとを併用することにより、急速な温度上昇時の急
速冷却に対して効果が得られる。

【００１９】本発明の静音冷蔵庫の第３実施例及びその
運転動作を説明する。図５は、本発明の静音冷蔵庫の実
施例の運転モードを示すタイムチャートである。前記図
１、図５を参照して説明する。冷蔵庫本体３に、庫外温
度を計測する庫外温度検出器１１を設け、この場合は庫
内設定温度を設定する設定部１４、庫内設定温度と庫外
温度との差が基準値を越える場合、圧縮式冷凍ユニット
を駆動して冷却する圧縮式冷凍ユニット運転モードと
し、差が基準値以下の場合、熱電冷却ユニットを駆動し
て冷却する熱電冷却ユニット運転モードにする。この実
施例では、例えば、熱電冷却ユニット運転モード時に庫
外温度が上昇した場合、熱電冷却ユニットの冷却能力を
越える状況が発生しても、即時に、圧縮式冷凍ユニット
運転モードとすることができるので、庫内温度を設定値
に保持でき、冷蔵庫内の食物などの変質を防止できる。

【００２０】本発明の静音冷蔵庫の第４実施例を説明す
る。冷蔵庫本体３に、庫外の騒音レベルを計測する騒音
計１２を設け、庫外の騒音レベルが、この場合は騒音基
準値を設定する設定部１４に設定している所定の基準値
を越える場合、圧縮式冷凍ユニットを駆動して冷却し、
基準値以下の場合、熱電冷却ユニットを駆動して冷却す
る。

【００２１】本発明の静音冷蔵庫の第５実施例を説明す
る。冷蔵庫本体３に、庫外の明るさを計測する照度計１
３を設け、庫外（室内）の明るさが所定の基準値を越え
る場合、圧縮式冷凍ユニットを駆動して冷却し、基準値
以下の場合、熱電冷却ユニットを駆動して冷却する。

【００２２】図２は、本発明の静音冷蔵庫の熱電冷却ユ
ニット５の１実施例を示す要部拡大図である。ペルチエ
素子５ａの吸熱側接合部と、冷蔵庫本体内（庫内）に設
けた冷却器５ｂとをヒートパイプ５１を利用して熱結合
するように構成した。従って、例えば、冷蔵庫本体３の
天井の断熱壁に設けた挿通穴をヒートパイプ５１を挿通
させ、例えば、ペルチエ素子５ａ等を庫外に配置できる
ので、設計の際の配置の自由度を増大し、製品デザイン
上で有用である。

【００２３】また、ペルチエ素子５ａの発熱側接合部
と、冷蔵庫本体外（庫外）に設けた放熱器５ｃとを、例
えば、ピストンとシリンダーによる等の圧力調節装置５
３を付加したヒートパイプ５２を利用して熱結合するよ
うに構成した。従って、圧力調節装置５３でヒートパイ
プ５２内の冷媒の気圧を高めるようにすると、当該のヒ
ートパイプ５２は飽和蒸気圧が上昇し冷媒が気化し難く
なるので、熱の移動効率を減少させることが出来る。そ
のため、圧縮式冷凍ユニット運転モード時のヒートパイ
プ５２を経由しての漏洩熱量を低減する。また、熱電冷
却ユニット運転モード時には、圧力調節装置５３でヒー
トパイプ５２内の気圧を低くし、ヒートパイプ５２は飽
和蒸気圧が下降し冷媒が気化し易くなるので、熱の移動
効率を増大させることが出来る。

【００２４】更に、圧縮式冷凍ユニット運転モード時の
ペルチエ素子を経由した漏洩熱量を低減するために、圧
縮式冷凍ユニット運転モード時においても、ペルチエ素
子５ａを成績係数（ＣＯＰ：coeficient of performa
nce ）最大電流値で駆動させることによりペルチエ素子
５ａ全体の等価的な熱抵抗を増加させる。従って、漏洩
熱量を低減出来る。

【００２５】図３は、本発明の静音冷蔵庫の熱電冷却ユ
ニット５の他の実施例を示す要部拡大図である。ペルチ
エ素子５ａの発熱側接合部を、この発熱側接合部と冷蔵
庫本体外（庫外）の放熱器５ｄとの間に設けたブレイン
（液体の熱媒体）を循環流通させるループ状のパイプ５
５ａ、パイプに設けた循環ポンプ５５ｂ及び電磁弁５５
ｃとを備えた熱伝導装置を介して熱結合する。この熱電
冷却ユニット５は、ペルチエ素子５ａの発熱側接合部の
熱を循環ポンプ５５ｂによりパイプ５５ａ内を循環流通
しているブレインを経由して放熱器５ｄに移送し外部に
放熱する。また、圧縮式冷凍ユニット運転モード時には
電磁弁５５ｃを閉じ、漏洩熱量を低減させる。

【００２６】図４は、本発明の静音冷蔵庫の熱電冷却ユ
ニット５の第三の実施例を示す要部拡大図である。冷蔵
庫本体外（庫外）に、圧縮式冷凍ユニット駆動に基づく
冷却空気を流通させる風路５６と、この風路５６内に蓄
熱材を内蔵した蓄熱器５７を設け、前記蓄熱器５７とペ
ルチエ素子５ａの発熱側接合部と熱結合し冷蔵庫本体外
（庫外）に設けた放熱器とを熱結合する。この熱電冷却
ユニット５は、圧縮式冷凍ユニット運転モード時に風路
５６に冷却空気を供給し、この風路５６内の蓄熱器５７
を冷却して、例えば、蓄熱材を水とする場合、水を氷に
相変化させる。熱電冷却ユニット運転モード時には、庫
内を冷却するときのペルチエ素子５ａの発熱側接合部に
発生した熱を蓄熱器５７が吸収する。即ち、氷が水に相
変化する時の潜熱を利用して発熱側接合部の熱を吸収す
る。この熱電冷却ユニット運転モードにおける冷蔵庫の
漏洩熱量を補充するような使用法に適する。

【００２７】尚、蓄熱器５７とペルチエ素子５ａの発熱
側接合部とを直接に熱結合する構成においてもほぼ同様
な効果を期待できる。

【００２８】また、本発明の静音冷蔵庫は運転モードを
迅速に切換えることが可能なので、所定の庫内温度、庫
外温度における冷蔵庫の漏洩熱量に等しいか多くとも数
十％大きい程度の吸熱量を有するペルチエ素子を使用で
きる。換言すると、小さい冷却能力のペルチエ素子であ
っても利用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、圧縮式
冷凍ユニットとペルチエ素子を含む熱電冷却ユニットを
併設した冷蔵庫を構成する手段を提供するものである。
従って、夜間の運転騒音を防止し、安眠が得られるよう
にした静音冷蔵庫を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静音冷蔵庫の１実施例を示すイメージ
図である。

【図２】本発明の静音冷蔵庫の熱電冷却ユニット５の１
実施例を示す要部拡大図である。

【図３】本発明の静音冷蔵庫の熱電冷却ユニット５の他
の実施例を示す要部拡大図である。

【図４】本発明の静音冷蔵庫の熱電冷却ユニット５の第
三の実施例を示す要部拡大図である。

【図５】本発明の静音冷蔵庫の１実施例の運転モードを
示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 蒸発器 ３ 冷蔵庫本体 ４ 扉 ５ 熱電冷却ユニット ６ ドアスイッチ（扉検知器） ７ 時計部 ８ 制御部 ９ 電源部ａ、電源部ｂ、電源部ｃ １０ 庫内温度検出器 １１ 庫外温度検出器 １２ 騒音計 １３ 照度計 １４ 設定部 １５ 手動切換スイッチ ３ａ 前面開口 ５ａ ペルチエ素子 ５ｂ 冷却器 ５ｃ、５ｄ 放熱器 ５１、５２ ヒートパイプ ５３ 圧力調節装置 ５５ａ パイプ ５５ｂ 循環ポンプ ５５ｃ 電磁弁 ５６ 風路 ５７ 蓄熱器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L045 AA04 BA01 CA02 DA02 DA04 EA01 FA01 GA07 HA01 LA05 MA02 MA05 MA10 NA15 NA16 PA01 PA04

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、蒸発器及びその他付属
   部分からなる圧縮式冷凍ユニットと、前面開口を有する
   断熱箱体の冷蔵庫本体と、前記開口を密閉するように設
   けた断熱材からなる扉とを備える冷蔵庫において、 ペルチエ素子、冷却部、放熱部及びその他付属部分から
   なりペルチエ効果を利用して冷却を行う熱電冷却ユニッ
   トと、信号検知又は信号入力部、制御部を備え、前記圧
   縮式冷凍ユニットと、熱電冷却ユニットの運転モードを
   切換える切換手段とを設け、 前記切換手段により通常は、圧縮式冷凍ユニットを駆動
   して冷却する運転モードを選択し、前記信号検知又は信
   号入力部からの信号を受け取った場合は、熱電冷却ユニ
   ットを駆動して冷却する運転モードを選択するようにし
   た静音冷蔵庫。
2. 【請求項２】 上記信号検知又は信号入力部を、手動切
   換スイッチで構成し、 人手により、前記手動切換スイッチを切換えて圧縮式冷
   凍ユニットを駆動して冷却する運転モード又は、熱電冷
   却ユニットを駆動して冷却する運転モードを選択するよ
   うにした請求項１記載の静音冷蔵庫。
3. 【請求項３】 上記切換手段に時計部と、時刻を設定す
   る設定部とを設け、 設定された時刻に基づき、圧縮式冷凍ユニットを駆動し
   て冷却する運転モード又は、熱電冷却ユニットを駆動し
   て冷却する運転モードを選択するようにした請求項１記
   載の静音冷蔵庫。
4. 【請求項４】 上記切換手段に時計部を設けると共に、
   信号検知又は信号入力部を扉の開閉を検知する扉検知器
   で構成し、 扉検知器が検知する所定時間当たりの扉の開閉回数が基
   準値以上である場合、圧縮式冷凍ユニットを駆動して冷
   却し、扉の開閉回数が基準値未満である場合、熱電冷却
   ユニットを駆動して冷却するようにした請求項１記載の
   静音冷蔵庫。
5. 【請求項５】 上記切換手段に庫内設定温度を設定する
   設定部を設けると共に、信号検知又は信号入力部を庫外
   温度を計測する庫外温度検出器で構成し、 庫内設定温度と庫外温度との差が基準値を越える場合、
   圧縮式冷凍ユニットを駆動して冷却し、差が基準値以下
   の場合、熱電冷却ユニットを駆動して冷却するようにし
   たことを特徴とする請求項１記載の静音冷蔵庫。
6. 【請求項６】 上記信号検知又は信号入力部を、庫外の
   騒音レベルを計測する騒音計で構成し、 庫外の騒音レベルが所定の基準値を越える場合、圧縮式
   冷凍ユニットを駆動して冷却し、基準値以下の場合、熱
   電冷却ユニットを駆動して冷却するようにしたことを特
   徴とする請求項１記載の静音冷蔵庫。
7. 【請求項７】 上記信号検知又は信号入力部を、庫外の
   明るさを計測する照度計で構成し、 庫外の明るさが所定の基準値を越える場合、圧縮式冷凍
   ユニットを駆動して冷却し、基準値以下の場合、熱電冷
   却ユニットを駆動して冷却するようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の静音冷蔵庫。
8. 【請求項８】 圧縮式冷凍ユニットを駆動して冷却する
   運転モードを選択している場合、圧縮式冷凍ユニットを
   駆動するとともに、熱電冷却ユニットを駆動させるよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載の静音冷蔵庫。
9. 【請求項９】 上記ペルチエ素子の吸熱側接合部と、冷
   蔵庫本体内（庫内）に設けた冷却器とをヒートパイプを
   利用して熱結合したことを特徴とする請求項１記載の静
   音冷蔵庫。
10. 【請求項１０】 上記ペルチエ素子の発熱側接合部と、
    冷蔵庫本体外（庫外）に設けた放熱器とを圧力調節装置
    を付加したヒートパイプを利用して熱結合したことを特
    徴とする請求項１記載の静音冷蔵庫。
11. 【請求項１１】 上記ペルチエ素子の発熱側接合部を、
    この発熱側接合部と冷蔵庫本体外（庫外）の放熱器との
    間に設けたブレインを流通させるパイプ、パイプに設け
    た循環ポンプ及び弁とを備えた熱伝導装置を介して熱結
    合したことを特徴とする請求項１記載の静音冷蔵庫。
12. 【請求項１２】 圧縮式冷凍ユニットを駆動して冷却す
    る運転モードを選択している場合、ペルチエ素子をＣＯ
    Ｐ（成績係数）最大電流値で駆動させるようにしたこと
    を特徴とする請求項９乃至１１記載の静音冷蔵庫。
13. 【請求項１３】 上記熱電冷却ユニットを、通電により
    吸熱を行う吸熱側接合部と発熱を行う発熱側接合部を備
    えたペルチエ素子、そのペルチエ素子の吸熱側接合部と
    熱結合し冷蔵庫本体内（庫内）に設けた冷却器及び、発
    熱側接合部と熱結合し冷蔵庫本体外（庫外）に設けた蓄
    熱材を備えた蓄熱器とで構成すると共に、 前記蓄熱器を、冷蔵庫本体外（庫外）に設けた圧縮式冷
    凍ユニット駆動に基づく冷却空気を流通させる風路内に
    配設したことを特徴とする請求項１記載の静音冷蔵庫。
14. 【請求項１４】 上記熱電冷却ユニットを、通電により
    吸熱を行う吸熱側接合部と発熱を行う発熱側接合部を備
    えたペルチエ素子、そのペルチエ素子の吸熱側接合部と
    熱結合し冷蔵庫本体内（庫内）に設けた冷却器及び、発
    熱側接合部と熱結合し冷蔵庫本体外（庫外）に設けた放
    熱器と、この放熱器と熱結合する蓄熱材を備えた蓄熱器
    とで構成すると共に、 前記蓄熱器を、冷蔵庫本体外（庫外）に設けた圧縮式冷
    凍ユニット駆動に基づく冷却空気を流通させる風路内に
    配設したことを特徴とする請求項１記載の静音冷蔵庫。
15. 【請求項１５】 上記蓄熱材を潜熱を利用する常温で液
    体の蓄熱材としたことを特徴とする請求項１３、１４記
    載の静音冷蔵庫。
16. 【請求項１６】 上記ペルチエ素子を、所定の庫内温
    度、庫外温度における冷蔵庫の漏洩熱量に等しいか多く
    とも数十％大きい吸熱量を有するものとする請求項１
    ３、１４記載の静音冷蔵庫。