JP2006090582A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】庫内を食品に好適な相対湿度に保持できると共に、庫内の壁面に結露等が発生しない加湿を行なうことができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】野菜室３の上部にミスト状の水分粒子を供給する加湿装置２０を設け、野菜室３の冷却が開始されてから所定時間後（５分後）に、加湿装置２０を駆動させて野菜室３内部を加湿し、加湿を開始してから所定時間後に加湿装置２０を停止させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、食品を長期に保存する高湿度雰囲気の貯蔵室を備えた冷蔵庫に関する。

近年、冷蔵庫は、冷却貯蔵温度の多様化のみならず、環境への配慮や経済性に対する関心の高まりを背景に、冷蔵庫本来の目的機能である食品の長期保存や省エネルギー化が重視される傾向にある。

一般に食品は、冷蔵庫内で保存していても、保存期間の経過による劣化等で食されることなく廃棄されることが多く見受けられるものであり、食材の廃棄という無駄をなくすとともに常に新鮮な食材を得るため、食品を保存する際に素材の持ち味や栄養分、鮮度を長期間に亙って保つ機能が求められている。

食品の劣化要因のひとつである乾燥については、温度変動が少なく湿度が高い条件下での保存が有効であり、冷蔵庫における各室の温度帯専用に設けた冷却器の蒸発温度を上昇させて室内空気温度との差を少なくすることで、冷却器への霜の付着を極力少なくし、貯蔵室内を高湿に保って食品の乾燥を防ぐ方式が広く採用されている。

そして、野菜類の鮮度を保持するためには、上記冷蔵温度帯の一区画である野菜室内に配置した野菜容器をほぼ密閉状態にして容器外周を循環する冷気によって容器内を間接的に冷却、あるいは間接冷却とともに循環冷気の一部を導入する方法で容器内を所定温度に冷却する方法が知られているが、野菜室内への冷気流入が制限されているためその湿度制御は成行きの制御となり、野菜室に収納した野菜類の量が少ない場合や、野菜自身からの水分の蒸散が少ない場合は、高湿度状態を保持することが困難となっていた。

一方、生鮮食品の保存に適した超音波式、遠心力式、高圧スプレー式などの加湿装置を備え、また、水分を選択的に透過させる防水・透湿材を用いて冷蔵室内を低温、高湿度の雰囲気状態に保持する冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６１−１６８７６４号公報

上記のような加湿装置を備えた冷蔵庫であっても、扉の開閉や外気温によってもその庫内の相対湿度が変化し、食品に好適な相対湿度を維持するのが困難である。また、食品に好適ではあっても、加湿装置によって加湿し過ぎ庫内に結露が発生すると、ユーザがこの状態を快く思わないことがある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、庫内を食品に好適な相対湿度に保持できると共に、庫内の壁面に結露等が発生しない加湿を行なうことができる冷蔵庫を提供する。

請求項１に係る発明は、冷気循環により冷却される貯蔵室内部に収納容器が配された冷蔵庫において、前記貯蔵室内にミスト状の水分粒子を供給して加湿する加湿手段と、前記貯蔵室の冷却を開始してから所定時間後に前記加湿手段を駆動させる制御手段と、を有することを特徴とする冷蔵庫である。

請求項２に係る発明は、冷気循環により冷却される貯蔵室内部に収納容器が配された冷蔵庫において、前記貯蔵室内にミスト状の水分粒子を供給して加湿する加湿手段と、前記貯蔵室内部の相対湿度を検知する湿度センサーと、前記湿度センサーが検知した相対湿度が基準値より低いときに前記加湿手段を駆動させる制御手段と、を有することを特徴とする冷蔵庫である。

請求項３に係る発明は、前記制御手段は、前記加湿手段の駆動開始から一定時間後に停止させることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫である。

請求項４に係る発明は、前記制御手段は、前記貯蔵室内部の相対湿度を検知する湿度センサーが検知した相対湿度が基準値より高くなると前記加湿手段を停止させることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫である。

請求項５に係る発明は、前記制御手段は、ＰＩＤ制御により前記加湿手段の霧化量の能力を可変にすることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫である。

請求項６に係る発明は、複数の湿度センサーを前記貯蔵室内部のそれぞれ異なる場所に配し、前記貯蔵室内部にルーバー、または、送風ファンを配し、前記複数の湿度センサーでそれぞれ検知した相対湿度の中で相対湿度の低い場所にある湿度センサーの方向に前記ルーバー、または、送風ファンを用いて前記加湿手段によって加湿された空気を送ることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫である。

請求項７に係る発明は、前記加湿手段が、超音波加湿装置であることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫である。

請求項８に係る発明は、前記貯蔵室が、野菜室、チルド室、または、庫内設定温度の設定を切り替えることができる切替室であることを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫である。

本発明の請求項１に係る発明の冷蔵庫においては、貯蔵室の冷却を開始してから所定時間後に加湿手段を駆動させる。貯蔵室の冷却開始直後には、冷却の影響による相対湿度はそれほどなく、所定時間経過すれば貯蔵室内部の相対湿度が下がり加湿を行なう必要がある。そこで、上記したように冷却を開始してから所定時間後に加湿装置によって加湿を行ない、下がった相対湿度を再び食品に好適な相対湿度まで改善する。

請求項２に係る発明の冷蔵庫においては、湿度センサーが検知した相対湿度が基準値より低いときに加湿手段を駆動させることにより、貯蔵室内部を常に基準値以上の相対湿度に保持することができる。

請求項３に係る発明の冷蔵庫においては、加湿手段を駆動させてから一定時間後に停止させるため、結露が発生しない。

請求項４に係る発明の冷蔵庫においては、貯蔵室内部の相対湿度が基準値より高くなると加湿手段を停止させるため、結露が発生しない。

請求項５に係る発明の冷蔵庫においては、加湿手段をＰＩＤ制御により霧化量を可変に制御できるため、所定の範囲内に相対湿度を保持することができる。

請求項６に係る発明の冷蔵庫においては、貯蔵室内部における相対湿度が低い位置にルーバーまたは送風ファンによって加湿された空気を送るため、貯蔵室内部を均一に加湿することができる。

（第１の実施形態）
以下、図１〜４に基づき本発明の第１の実施形態について説明する。

（１）冷蔵庫の構成
図１は、本実施形態に係る冷蔵庫の縦断面図であり、断熱箱体からなる冷蔵庫本体１内部の貯蔵空間の最上部には冷蔵室２を配置し、その下方には冷蔵室２よりやや高温で高湿度に保持された野菜室３を仕切板４を介して設けている。野菜室３の下方には断熱仕切壁を介して、製氷貯氷室５と図示しない温度切替室とを左右に区分して併置しており、最下部には上下２段に区分した冷凍室６を独立して配置している。

冷蔵室２は、本体一側に回動自在に枢支した冷蔵室扉によって室の前面開口を閉塞しており、冷蔵室２以外の各貯蔵室は、その前面開口を閉塞する扉とともに収納容器を設け、各貯蔵室側壁に配置したレールによって前後摺動可能とした引き出し式としている。

冷蔵空間及び冷凍空間は、それぞれの背面に設置した冷蔵用冷却器７と冷凍用冷却器８及び各冷却器の近傍に設けたファン９，１０とダクトによって冷気を循環させ、各貯蔵室毎に設定した温度に冷却制御されるものであり、冷蔵庫本体１最下部の冷凍空間の背面下部に形成した機械室には、前記冷蔵用及び冷凍用冷却器７，８へ冷媒を供給する圧縮機１１を設置している。

冷蔵室２には、食品を載置する棚を設けるとともに、冷蔵室底面を形成する仕切板４の上部に０〜−３℃程度の温度帯に制御されるチルド室を配置し、チルド室の側方には前記製氷貯氷室５に設けた自動製氷装置１２に製氷用水を供給する給水タンク１３を設置している。

冷蔵庫本体１には、冷蔵庫を制御するためのマイコンよりなる制御部３０が配されている。

（２）野菜室３の構成
冷蔵温度帯の一区画である野菜室３には、断面詳細図である図２に示すように、その前面開口を閉塞する野菜室扉３ａの裏面下部に室内後方に延出し野菜室３の側壁面に形成したレールと係合して摺動する左右一対の支持枠を取り付け、この支持枠上に野菜類を収納する野菜容器１５を載置することで、野菜容器１５を扉３ａとともに室外に引き出し自在としている。

野菜容器１５の内部空気温度は３〜６℃に設定しており、その上部には浅底で内部温度を１〜３℃に冷却して低温野菜などを収納するようにした小容量の上部容器１６を設けて収納物の区分けができるようにしている。

野菜室３の冷却は、冷蔵室２内を循環した冷気を矢印のように、前記チルド室の前方下部から仕切板４との間に形成した冷気通路である吸込みダクト１７に導入し、ダクト１７内を流通させることで、冷却された仕切板４による上方からの冷気の自然降下によって冷却するとともに、吸込みダクト１７を流れる冷気の一部を直接野菜室３内に導入するようにしている。

野菜容器１５の上面開口には、蓋１８を設けており、野菜室扉３ａが閉扉した際には、この蓋１８が前記野菜容器１５の上面開口をほぼ覆うようにすることで容器内部を外周囲から間接的に冷却し所定温度に保持している。

仕切板４上の吸込みダクト１７を流れた冷気は、チルド室の背部に至り、冷蔵用冷却器７に戻って、再び低温化し、冷却ファン９によって冷蔵室空間に吐出され冷蔵空間を循環する。

この野菜室３の仕切板４の下面一部には、下記で説明する超音波式の加湿装置２０が設けられている。

（３）加湿装置２０の構成
加湿装置２０は、上記したように、野菜室３の仕切板４の下面一部に設けられ、ディスク振動子型などの超音波振動子２１と貯水タンク２２からなる。

また、野菜室３内の相対湿度を検出して加湿装置２０を駆動させる湿度センサー２３も配設している。

貯水タンク２２は密閉状態にある給水タンク１３の下部から延出する連結管１３ａ、重力落差式の弁体１３ｂを介してその下部に配置されており、給水タンク１３の冷蔵室２内所定位置への設置によって弁体１３ｂが貯水タンク２２に形成した係合部と係合することで、連通管１３ａを経由してタンク内の製氷用水を導入して所定水位まで溜めるようにしている。

給水タンク１３から製氷装置への給水は、給水ポンプ２５の駆動により行われるが、貯水タンク２２に対しては、前記重力落差式の弁体１３ｂによる作用で、貯水タンク２２内の水位が低下した分だけ水が補充される構成であり、従来よりの製氷用の給水タンク１３を利用することで加湿専用の水タンクを別個に設ける必要がないため、安価で簡単な構造にすることができる。

湿度センサー２３には、抵抗型、容量型、熱伝導型、セラミック加熱型があるが、本実施形態の目的には、容量変化型湿度センサー、あるいは抵抗変化型の結露センサーが好適であり、本実施形態においては、低温で高湿度の環境を保持するため、精度が高く耐久性の良好な容量型湿度センサーを使用する。

なお、９０〜１００％付近の高湿度域の結露状態を検出する前記抵抗変化型の結露センサーを使用することも可能であり、これらの湿度センサー２３は、野菜室３近傍における前記加湿装置２０と実質上一体に配置したダクト部材２６の下面にセンサー検出部を露出するように設置している。

そして、湿度センサー２３によって野菜室３内部の相対湿度を検出した際に、例えば、野菜室内における収納量が少なく野菜からの蒸散量が少ない場合には、所定値に比べて湿度が低いことから加湿装置２０を駆動するように制御し、点線の矢印で示すように、発生させたミスト状の水分を野菜室３内部に供給する。

野菜室３内に供給されたミストは、蓋１８に穿設した透孔１８ａから上部容器１６中に進入し、さらに上部容器１６の底面に穿設した複数の小透孔１６ａから野菜容器１５内に流入して収納空間を高湿度の雰囲気に加湿するものである。

逆に、葉物野菜が多く収納されていて野菜室３内が充分な高湿度に保持されている場合は加湿は不要であることから加湿装置２０は駆動させず、扉開閉や冷却運転の継続によって湿度が低下した場合にこれを検知し、湿度を補うように下記で説明する加湿制御を行う。

このとき、加湿装置２０として超音波振動式の加湿装置を採用すれば、湿度あるいは結露センサーによって検出した湿度変化に対して応答性の速い動作が得られることにより、野菜室３内の湿度制御をより的確なものとすることができる。

加湿装置としては前記のような超音波式に限らず、蒸発式、スプレー式、遠心力式など種々の方式を採用することができる。しかし、一般的な蒸発式の加湿では、冷蔵庫内部が低温であるため、必要な加湿量を得るには、蒸発に必要な表面積を確保するための大きなスペースが必要となるものである。これに対して、上記超音波振動子２１を用いるミスト状の水分を発生させる加湿装置２０によれば、相変化を伴わない靄や霧レベルである数１０μｍ以下の粒子径の微細な水滴を放出することから、加湿量の確保や応答速度、加湿機構の小形化の点で好適である。

特に、本実施形態においては、超音波振動子２１は貯水タンク２２の底面において、ダクト部材２６と反対側が低くなるように傾斜状態に設置させており、このタンク外方への傾斜により、径の大きな水分粒子はダクト部材２６とは反対方向に飛散し、径の小さい微細水分粒子をダクト部材２６側に発生させ、野菜室３の上面に供給することができる。

これにより、加湿装置２０から発生させる水分粒子を、直径１０μｍ以下の微細なミスト状になるようにしてたため、水分粒子が収納食品に付着しても食品表面に凝縮せず水滴とならないため、食品を傷めず、手で触った感触も良好となって、室内の野菜などの収納品を効果的に加湿するものである。

さらに、野菜室扉３ａを開けで野菜容器３を引き出した場合には、室内温度が低温であることと相俟って、水分粒子がミスト状となって具象化、すなわち、目に見える状態となることから、使用者が加湿制御されている運転状態を直接目で確認することができ、使用者への加湿運転中であることのアピールとともに、通常は確認が困難なこれらの制御状況に対して使用者の信頼感を得ることができる。

（４）加湿装置２０の第１の制御方法
加湿装置２０の第１の制御方法について、図３に基づいて説明する。

図３は、加湿装置２０を駆動する場合のタイミングチャートであり、上段が野菜室３を冷却するタイミングであり、中段が加湿装置２０によって加湿するタイミングであり、下段が湿度センサー２３によって検知した野菜室３内部の相対湿度のグラフである。

第１の制御方法においては、野菜室３が冷却を開始してから、５分間の遅延時間を経て加湿装置２０を駆動し、加湿を開始してから１０分間駆動させ、加湿装置２０をその後停止する。

野菜室３は冷却開始時は加湿基準値（例えば、９５％）以上の相対湿度を有しているが、冷却により相対湿度が下降する。そのため、５分以上冷却をすると加湿基準値以下となるため、加湿装置２０を駆動させ庫内を加湿する。すると、庫内湿度の実線のグラフが示すように庫内湿度が改善され加湿基準値以上になる。なお、点線で示す状態が加湿装置２０を駆動しない場合であり、庫内湿度が次第に低くなっている。そして、加湿時間を１０分行なうと、野菜室３内部が充分に加湿され、野菜に影響を与えない状態で保持することができる。この加湿時間が１０分以上加湿すると庫内内部が多加湿となり結露を生じることとなるが、加湿時間を１０分に抑えることによりこの結露も防止することができる。このようにして、野菜室３を冷却する毎に加湿装置２０を駆動させる。

この第１の制御方法であると、冷却を開始してから所定時間後に加湿装置２０を駆動させ、加湿装置２０を駆動させてから所定時間後に停止させることにより、常に食品に適した相対湿度で、かつ、結露が生じない状態を野菜室内部で保持することができる。

（５）加湿装置２０の第２の制御方法
加湿装置２０の第２の制御方法について図４に基づいて説明する。

第２の制御方法と第１の制御方法の異なる点は、加湿装置２０を停止させる方法にある。第２の制御方法では湿度センサー２３によって野菜室３内部の相対湿度を検知し、この相対湿度が加湿基準値（例えば、９５％）以上になれば、加湿装置２０を停止させる。なお、加湿装置２０を駆動させる方法は、第１の制御方法と同様に冷却開始から遅延時間（５分）後に駆動させる。

この第２の制御方法であっても野菜室３内部を好適な湿度に保持することができ、結露等も生じない。

（６）加湿装置２０の第３の制御方法
加湿装置２０の第３の制御方法は、加湿装置２０を駆動させる方法にある。第１の制御方法第２の制御方法では冷却開始時から遅延時間を経て駆動させていたが、第３の制御方法では、湿度センサー２３が検知する相対湿度が加湿基準値（例えば、９５％）以下になると、冷却中または非冷却中であっても加湿装置２０を駆動させ野菜室３内部を加湿する。この加湿装置２０を停止する方法は、第１の制御方法と第２の制御方法と同様に、加湿時間または湿度センサー２３が検知した相対湿度が加湿基準値以下になった場合に停止させる。

この第３の制御方法であっても、野菜室３内部を好適な湿度に保持することができる。

（７）変更例１
上記実施形態では、加湿装置における超音波振動子２１の動作状態は加湿中では常に一定であったが、これをＰＩＤ制御により能力可変にしてもよい。すなわち、超音波振動子２１を駆動する駆動回路に出力制御トランジスタ等の制御素子を用い、湿度センサー２３が検知した相対湿度が常に一定になるように出力制御トランジスタ等をゲイン調整して、超音波振動子２１によって発生する霧化量を制御する。これによって、常に高湿度状態を維持することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の冷蔵庫について、図５に基づいて説明する。

本実施形態と第１の実施形態の異なる点は、湿度センサー２３の配置場所と、野菜容器１５の前面にルーバー４０を有している点にある。

湿度センサーは、野菜容器１５の底面の前部に前面用湿度センサー２３ａが配され、野菜容器１５の底面の後部に後面用湿度センサー２３ｂが配されている。

野菜容器１５の前面上部には、ルーバー４０が設けられ、このルーバー４０の回転軸４２は野菜容器１５の前面上端部に設けられている。ルーバー４０が、図５における実線の状態に位置すると、野菜容器１５の上面から侵入した冷気が後方側に流れ、点線の状態に回動すると冷気は野菜容器１５の前面に流れる。

制御部３０においては、第１の実施形態で説明した加湿装置２０を駆動する場合に、湿度センサー２３ａと湿度センサー２３ｂの相対湿度を監視し、前面側の湿度（例えば、８０％）が後面側の湿度（例えば、９５％）より低い場合には、ルーバー４０を点線の状態に回動させ、加湿された冷気を野菜室１５の前面側に送り、野菜室１５の前部を加湿するる。逆に、後面側の湿度（例えば、８０％）が前面側の湿度（例えば、９５％）より低い場合には、ルーバー４０を実線に示すような状態にして冷気を後方に送り、野菜室１５の後部を加湿する。

このようにすることで、野菜容器１５の内部は常に均一な加湿状態で加湿されることとなり、食品を効率よく保存することができる。

（１）変更例１
第２の実施形態では、ルーバー４０によって冷気の方向を変化させたが、これに代えて野菜室容器１５内部に送風ファンを設け、この送風ファンによって冷気の流れる方向を変化させてもよい。

（２）変更例２
第２の実施形態では、湿度センサー２３を野菜室容器１５の前面と後面に１箇所づつ設けたがこれに限らず前部、中部、後部に設けてもよい。

（変更例）
本発明は、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。

例えば、上記各実施形態では加湿装置２０を設ける貯蔵室として野菜室３を示したが、これに限らずチルド室、庫内設定温度を切り替えることができる切替室に設けてもよい。

本発明は、家庭用冷蔵庫に好適である。

本発明の第１の実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。 図１における野菜室要部の構成を示す縦断面図である。 第１の制御方法におけるタイミングチャートである。 第２の制御方法におけるタイミングチャートである。 第２の実施形態における野菜室要部の構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 冷蔵庫本体
２ 冷蔵室
３ 野菜室
３ａ 野菜室扉
４ 仕切板
５ 製氷貯氷室
１２ 自動製氷装置
１３ 給水タンク
１３ａ 連結管
１３ｂ 弁
１５ 野菜容器
１６ 上部容器
１７ 吸込みダクト
１８ 蓋
２０ 加湿装置
２１ 超音波振動子
２２ 貯水タンク
２３ 湿度センサー
２５ 給水ポンプ

Claims (8)

1. 冷気循環により冷却される貯蔵室内部に収納容器が配された冷蔵庫において、
   前記貯蔵室内にミスト状の水分粒子を供給して加湿する加湿手段と、
   前記貯蔵室の冷却を開始してから所定時間後に前記加湿手段を駆動させる制御手段と、
   を有する
   ことを特徴とする冷蔵庫。
2. 冷気循環により冷却される貯蔵室内部に収納容器が配された冷蔵庫において、
   前記貯蔵室内にミスト状の水分粒子を供給して加湿する加湿手段と、
   前記貯蔵室内部の相対湿度を検知する湿度センサーと、
   前記湿度センサーが検知した相対湿度が基準値より低いときに前記加湿手段を駆動させる制御手段と、
   を有する
   ことを特徴とする冷蔵庫。
3. 前記制御手段は、前記加湿手段の駆動開始から一定時間後に停止させる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
4. 前記制御手段は、前記貯蔵室内部の相対湿度を検知する湿度センサーが検知した相対湿度が基準値より高くなると前記加湿手段を停止させる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
5. 前記制御手段は、ＰＩＤ制御により前記加湿手段の霧化量の能力を可変にする
   ことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
6. 複数の湿度センサーを前記貯蔵室内部のそれぞれ異なる場所に配し、
   前記貯蔵室内部にルーバー、または、送風ファンを配し、
   前記複数の湿度センサーでそれぞれ検知した相対湿度の中で相対湿度の低い場所にある湿度センサーの方向に前記ルーバー、または、送風ファンを用いて前記加湿手段によって加湿された空気を送る
   ことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
7. 前記加湿手段が、超音波加湿装置である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
8. 前記貯蔵室が、野菜室、チルド室、または、庫内設定温度の設定を切り替えることができる切替室である
   ことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
   

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