JP2007101033A

JP2007101033A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2007101033A
Application number: JP2005289814A
Authority: JP
Inventors: Naritaka Kanatsu; 成登金津; Kenichi Kakita; 健一柿田; Toyoshi Kamisako; 豊志上迫; Yoshihiro Ueda; 啓裕上田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2005-10-03
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2025-10-03
Also published as: JP4910353B2

Abstract

【課題】熱交換器の除霜により水を供給して超音波霧化させる冷蔵庫において、除霜には大きなエネルギ（電力）または長い時間を必要とし、また除霜動作は冷却システムの依存性が高く、貯蔵室（野菜室）での適度な霧化発生が行えないという課題を有していた。
【解決手段】貯蔵室内の露点温度を調節し空気中水分を結露させて付着させる冷却板２１と、冷却板２１に付着した結露水を収集し搬送する搬送部２６と、結露水を溜める水溜め部２７と、霧化を行う圧電振動子３１と、水溜め部２７から圧電振動子３１に水を供給する給水手段で構成された超音波霧化装置３５を備えることで、メンテナンスフリーで、かつ冷却システムとの依存性が低く、貯蔵室に適した、特に野菜室の適応においては、野菜の鮮度保持に適した霧化発生が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は野菜などの貯蔵室の空間を霧化する霧化装置を設置した冷蔵庫及び超音波霧化装置に関するものである。

近年、冷蔵庫内の特に野菜容器内を霧化して、野菜の鮮度保存を長くする冷蔵庫が提案されている。

従来の霧化の方法としては、霧化装置として超音波霧化方式（例えば、特許文献１参照）や静電霧化方式などが存在する。

図７は特許文献１に記載された従来の野菜室に超音波霧化装置を搭載した冷蔵庫の断面図を示すものである。図７に示すように超音波霧化装置６は、野菜室２の中のフタ５付きの野菜ケース４中背面に設けられている。また冷蔵庫本体１内に設けた除霜水ホース７と、除霜水ホース７の中には浄化フィルタ８が設けられている。

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。

上記構成の冷蔵庫は、熱交換冷却器（図示省略）により冷却された冷却空気は、図７に示すように、送風口９から野菜室２に吹き込まれて野菜ケース４の外面を流通した後、排気口１０から冷蔵室に吹き出される。これによって、野菜ケース４が冷却されて内部に収容された野菜が冷やされる。この冷蔵庫運転時における、上記熱交換器の除霜時に発生する除霜水は、除霜水ホース７を通過するときに浄化フィルタ８によって清浄されて、超音波霧化装置６へ給水される。これによって、冷蔵庫運転時に上記超音波霧化装置６に水分を補給する手間が不要となる。
特開平６−２５７９３３号公報

しかしながら、上記従来の構成では、使用者による超音波霧化装置６への給水の手間を省くことができるが、熱交換器に付着した霜を溶かしての水供給は、一度凍ったものを溶かす大きなエネルギ（電力）または長い時間を必要とし、また除霜動作は冷却システムの依存性が高く、貯蔵室（野菜室）での適度な霧化発生が行えない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もので、霧化させる水分をメンテナンスフリーで確実に供給することができ、かつ貯蔵室（野菜室）の状況に適した噴霧を可能とした超音波霧化装置を適用した冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫本体に備えられた空気中水分を結露させる冷却板と、前記冷却板にて生成した水を用いて霧化を行う超音波霧化装置とを備え、前記冷却板は温度可変であって、前記冷却板の温度を制御する冷却板制御手段とを有し、前記冷却板は前記冷蔵庫本体の冷却風路内に配設されるとともに、前記冷却板制御手段によって前記冷却板の表面に水分が結露する温度に制御され、前記冷却板で収集した水分を前記超音波霧化装置の水溜め部に集水させる搬送部を備えることによって、冷蔵庫の冷却システムの全体に大きく依存する除霜動作で発生した除霜水を使用することなく、冷却板によって、霧化装置を設置した貯蔵室内の空気中水分を利用して、霧化に必要な水供給を実現することができるため、使用者の給水作業を必要としないメンテナンスフリーで、かつ冷却システムとの依存性が低く、貯蔵室に適した、特に野菜室の適応においては、野菜の鮮度保持に適した霧化発生が可能となる。

本発明の冷蔵庫は、貯蔵室に適した霧化発生が可能となるような霧化に必要な水供給を実現することができるため、霧化装置をメンテナンスフリーで高信頼性のものにすることができる。

請求項１に記載の発明は、冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫本体に備えられた空気中水分を結露させる冷却板と、前記冷却板にて生成した水を用いて霧化を行う超音波霧化装置とを備え、前記冷却板は温度可変であって、前記冷却板の温度を制御する冷却板制御手段とを有し、前記冷却板は前記冷蔵庫本体の冷却風路内に配設されるとともに、前記冷却板制御手段によって前記冷却板の表面に水分が結露する温度に制御され、前記冷却板で収集した水分を前記超音波霧化装置の水溜め部に集水させる搬送部を備えたことで、貯蔵室内の空気中水分を結露水に変えて霧化させるので、使用者が水供給を行うことのないメンテナンスフリーで、除霜水の利用と比べて冷却システムとの依存性が低く、貯蔵室に適した霧を発生させることができる。

また、特に野菜室での霧発生をした場合には、野菜の鮮度保持の向上につながる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記冷却板を冷却風路内に配設し、前記冷却板の温度を制御する冷却板温度センサと加温手段を備えることで、冷却板の温度を検知しながら、加温手段を止めたり動作させたりして冷却板の露点温度調節が行えるため、貯蔵室の温湿度環境に影響されず、強制的に前記冷却板を露点温度に制御し、簡単に結露水を生成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記冷却板と合わせて、生成した水を収集して搬送する搬送手段と、搬送された水を溜める水溜め部と、前記超音波霧化装置において実際に水を霧状にさせる圧電振動子と、前記圧電振動子へ給水する給水手段を設けることで、結露させた水分を溜めた状態で圧電振動子に水を供給できるので、前記超音波霧化装置に対して安定した水供給を行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記圧電振動子と、前記圧電振動子へ高周波の高電圧を印加する高圧・発振回路と、前記圧電振動子へ流れる電流を検知する電流検知手段を前記超音波霧化装置として構成することで、電流検知により前記圧電振動子へ供給される水の量を検知し、給水量が所定の値より少ない場合、前記圧電振動子の動作を止めるので、無水状態での素子の発熱による素子破壊を保護することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記圧電振動子への印加電圧を可変させる制御手段を備えることで、前記圧電振動子への印加電圧により変化する霧化量を調節することができ、過剰な霧化発生を抑制するなど、きめ細かな霧化発生が可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記圧電振動子への印加電圧の周波数を可変させる制御手段を備えることで、周波数により変化する霧化粒子径を調整することができるため、数種類の粒子径が混在する霧化発生が可能となり、特に野菜室においては様々な表皮の野菜が保存されているため、それぞれの表皮に適した粒子径の霧により保鮮効果が向上する。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記給水手段として、毛細管汲水作用を有する吸水材を用いることで、電動ポンプと比べて電気を使用することがないので、前記超音波霧化装置の制御の簡素化を図れ、電源容量を小さく構成することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の発明において、貯蔵室内に庫内温度センサもしくは庫内湿度センサ、または両方を具備することで、庫内の温湿度状況に合わせて最適な前記冷却板の露点温度および必要霧化量を算出することができるため、貯蔵室の開け閉めなどによる庫内の温度・湿度変動に応じた、結露水を生成する最適な露点温度制御により庫内状況に適した霧化発生が可能となる。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発明において、前記水溜め部に収集した水量を測定する水位検知手段を少なくとも１個以上配置したことにより、前記水溜め部に収集した水の量を測定することができるので、前記冷却板で結露させる時間を決定したり、前記水溜め部が空になっている時は、前記圧電振動子の保護のため霧化発生を止めたりすることができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の発明において、前記水溜め部に収集した水を排水する排水手段を設置したことにより、前記水溜め部の水量が所定範囲以上になった場合には排水させるので、過剰な水溜めによる、水溜め部からの水あふれを防ぐことができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の発明において、霧化発生を報知する霧化量報知手段を冷蔵庫前面に備えることで、使用者は冷蔵庫の貯蔵室を開けることなく、霧化発生を確認することができるため、霧化発生中の不用意な貯蔵室開閉をなくす啓蒙につながる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却風路部断面と超音波霧化装置の構成図である。

図１において、庫内仕切壁２９と本体外壁３０との間には冷却風路２０があり、冷却板２１の一面が冷却風路２０側に面するように設置されている。冷却板２１の冷却風路２０側には加熱ヒータ２４が当接し、他面側には送風ファン２２と冷却板温度センサ２３が設置されている。また、冷却板２１の他面側で結露によって収集された水は、搬送部２６を通して水溜め部２７に集水され、水溜め部２７に集水された水に毛細管汲水体２８の一端が浸漬されている。

また超音波霧化装置３５は、高電圧を所定の周波数で発振させて印加する高圧・発振回路３２と圧電振動子３１で構成され、圧電振動子３１には、水溜め部２７に一端が浸漬している毛細管汲水体２８のもう一端が押し当てられている。

まず、冷却風路２０内の温度と庫内側温度から冷却板２１の表面が結露する冷却板温度を決定し、冷却板制御手段２５である送風ファン２２と冷却板温度センサ２３と加熱ヒータ２４により、冷却板の庫内側表面温度を検知しながら、冷却板が露点温度になるよう送風ファン２２と加熱ヒータ２４をＯＮ／ＯＦＦ制御して、空気中水分の結露を促進させる。結露で収集した水は搬送部２６を通して水溜め部２７に集水される。

例えば、冷蔵庫の野菜室を想定したとき庫内温度はほぼ３℃〜５℃に維持されており、また庫内湿度は８０％程度に維持されている。そのときの露点温度は１．８℃以下であり、この温度以下なら庫内の水蒸気は凝縮し、水となる。つまり、冷却板表面温度を露点温度以下にすることにより、冷却板１５表面で庫内の水蒸気が結露し、水滴となる。具体的には、冷却板２１に設置されている冷却板温度センサ２３により表面の温度状態を把握し、予め演算された露点温度以下になるように冷却板制御手段２５である送風ファン２２もしくは加熱ヒータ２４をＯＮ／ＯＦＦ制御もしくはＤｕｔｙ制御を行い、空気中の水分を冷却板に結露させる。特にここでは図示しないが庫内に庫内温度検知手段（庫内温度センサ３７）や庫内湿度検知手段（庫内湿度センサ３８）などがあれば、演算により厳密に露点温度がその庫内環境下の変化に応じて割り出すことができる。また、仮に冷却板表面で氷や霜となった場合でも、冷却板制御手段２５において融解温度まで冷却板２１表面温度を上昇させることが可能なので適度に水を生成することができる。また、冷却板２１の下方に搬送部を備えることにより冷却板２１表面で結露により収集した水はポンプなどの動力を使わず重力によりその下方にある搬送部２６伝いに水溜め部２７に水を溜めることができる。

次に水溜め部２７の水が、例えばフェルトにより形成された毛細管汲水体２８の毛細管現象により、超音波霧化装置３５の圧電振動子３１に一定量の水分が供給される。この状態で高圧・発振回路３２により高電圧（例えば１００〜２００Ｖ）を所定の周波数（例えば８０ｋ〜２００ｋＨｚ）で発振させて印加すると、圧電振動子３１は振動を起こし、供給された水を、粒子径の小さい霧状にして放出する。

以上のように、本実施の形態においては、冷蔵庫冷却風路２０内に配設され冷蔵庫内の空気中水分を結露させる冷却板２１と、冷却板の温度を制御する冷却板制御手段２５と、冷却板２１で収集した水を水溜め部２７に集水させる搬送部２６と、水を溜める水溜め部２７と、水溜め部２７内の水を汲水する毛細管汲水体２８と、高圧・発振回路３２により振動し水を霧状に変える圧電振動子３１で構成された超音波霧化装置３５を備えたことにより、冷却板を使用した結露方式で集水するので、超音波霧化装置３５への水供給を使用者の手間をかけないメンテナンスフリーにできるとともに、除霜動作と比べ冷却システムの依存性が低いため、貯蔵室に適した噴霧を可能にする。

また、本実施の形態では、冷却板制御手段２５として、冷却板温度センサ２３により冷却板２１表面の温度を検知し、送風ファン２２もしくは加熱ヒータ２４または両方としたことにより、ヒータやファンの簡単なＯＮ／ＯＦＦ制御で冷却板温度が制御できるので、冷蔵庫内の空気中湿度に影響されず、安定して霧化させる水を生成することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の超音波霧化装置の主要構成ブロック図である。図３は、同実施の形態の冷蔵庫の超音波霧化装置における圧電振動子への給水量と電流の特性図である。

実施の形態１と同一構成については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

図２において、超音波霧化装置３５は、圧電振動子３１の両端に高圧・発振回路３２から発振した電圧が印加される。その印加したときの電流値を電流検知回路３４が検知し、その信号を制御回路３３に入力している。

まず、実施の形態１と同様、圧電振動子３１は高圧・発振回路３２により、ある周波数で発振した印加電圧により振動を起こし、水を霧状に変える。その高圧・発振回路３２は制御回路３３により、印加電圧や発振の周波数が制御されている。また電流検知回路３４により、圧電振動子３１に流れる電流を検知し、電流値信号Ｓ１を制御回路３３で演算しやすいデジタルやアナログの電圧信号Ｓ２に変換し制御回路３３に出力し、電流値を検知してのフィードバック制御を行なう。

この圧電振動子３１に流れる電流は、毛細管汲水体２８より給水される水分量が少なくなると、図３に示すように増加傾向にある。また圧電振動子３１は水分の欠けた状態で、霧化させる周波数での振動を続けると発熱して素子の破損を起こす。そこで、圧電振動子３１への電流値が定常値から所定の値（Ｉ_ｄ）以上へ上昇すると、制御回路３３は圧電振動子３１に供給される水分が少ないと判断し、圧電振動子３１の保護のため、高圧・発振回路３２から圧電振動子３１への印加電圧を止め、超音波霧化装置３５の動作を止めて素子を保護することができる。

また制御回路３３を備えることで、圧電振動子３１への印加電圧および発振周波数を調整することができる。例えば、印加電圧を１００Ｖから２１０Ｖへ昇圧させると、霧化量は１ｇ／ｍｉｎから５ｇ／ｍｉｎと増加し、発振周波数を８５ｋＨｚから２００ｋＨｚと速くすると、霧化粒子径が２０μｍから１０μｍと小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態においては、超音波霧化装置３５を圧電振動子３１と、高圧・発振回路３２と、制御回路３３と電流検知回路３４を備えることにより、電流検知による圧電振動子３１の素子破損を保護することができ、制御回路３３にて圧電振動子３１への印加電圧や発振周波数を可変できるため、用途に合った霧化量および霧化粒子径が調整できる。例えば、過剰な霧化発生の抑制や、様々な野菜の表皮に適した数種類の粒子径が混在した霧を発生させることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の冷却風路部断面と超音波霧化装置の構成図である。実施の形態１及び２と同一構成については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

図４において、水溜め部２７に集水した水量を測定する水位検出手段３９を少なくとも１個以上配置し、さらに水溜め部２７底面に排水手段４０を設けた。

以上のように、本実施の形態においては、水溜め部２７に水位検出手段２９を設けることで、水溜め部２７の水量を測定することができるので、冷却板２１で結露させる冷却板制御手段２５の動作時間を決定したり、水溜め部２７が空になって圧電振動子３１に供給する水がない時に、圧電振動子３１への給電を止めて素子保護を行ったり、結露水生成および水溜めにおける安全・信頼性を高めることができる。

また、本実施の形態では、水溜め部２７に集水した水を排水する排水手段４０を設置したことにより、水溜め部２７の水量が所定範囲以上になった場合には排水させて、水溜め部２７の水のオーバーフローを防止することができる。

以上のように、本実施の形態においては、
（実施の形態４）
図５、本発明の実施の形態４における冷蔵庫前面の主要構成図である。図６は、同実施の形態の、冷蔵庫と超音波霧化装置の主要構成ブロック図である。実施の形態１から３と同一構成については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

図５において、冷蔵室と野菜室３６の間の仕切り部４３に５つのＬＥＤ４６を横に配置した表示部４５を構成する。

また図６において、圧電振動子３１への印加電圧を電圧信号Ｓ３として、冷蔵庫制御装置４８の制御マイコン４７のアナログポートに出力する。制御マイコン４７はその電圧信号Ｓ３をＡ／Ｄ変換し、変換したデータに応じて表示部４５の備える５つのＬＥＤ４６の個数を変えて点灯させる。実施の形態２で示したように、圧電振動子３１は印加電圧により発生する霧化量が変化するため、例えば圧電振動子３１が停止していて霧化発生していない時はＬＥＤ４６点灯無しとなり、圧電振動子３１への印加電圧のレベルにより霧化発生量を判断し、５つのＬＥＤ４６を段階表示することができる。

以上のように、本実施の形態においては、冷蔵庫前面にＬＥＤなどの霧化発生を報知する報知手段を設けることで、使用者が冷蔵庫のドアを開けることなく、霧化発生を確認することができ、霧化発生中の不用意な貯蔵室開閉をなくす啓蒙につながる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、家庭用又は業務用冷蔵庫に対して実施することはもちろん、野菜などの食品低温流通などの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却風路部断面と超音波霧化装置の構成図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の超音波霧化装置の主要構成ブロック図本発明の実施の形態２における冷蔵庫の超音波霧化装置における圧電振動子への給水量と電流の特性図本発明の実施の形態３における冷蔵庫の冷却風路部断面と超音波霧化装置の構成図本発明の実施の形態３における冷蔵庫前面の主要構成図本発明の実施の形態４における冷蔵庫と超音波霧化装置の主要構成ブロック図従来の冷蔵庫の野菜室に搭載した超音波霧化装置の断面図

符号の説明

２０冷却風路
２１冷却板
２２送風ファン
２３冷却板温度センサ
２４加熱ヒータ
２５冷却板制御手段
２６搬送部
２７水溜め部
２８毛細管汲水体
２９庫内仕切壁
３０本体外壁
３１圧電振動子
３２高圧・発振回路
３３制御回路
３４電流検知回路
３５超音波霧化装置
３６野菜室
３７庫内温度センサ
３８庫内湿度センサ
３９水位検知手段
４０排水手段
４３仕切り部
４５表示部
４６ＬＥＤ
４７制御マイコン
４８冷蔵庫制御装置

Claims

冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫本体に備えられた空気中水分を結露させる冷却板と、前記冷却板にて生成した水を用いて霧化を行う超音波霧化装置とを備え、前記冷却板は温度可変であって、前記冷却板の温度を制御する冷却板制御手段とを有し、前記冷却板は前記冷蔵庫本体の冷却風路内に配設されるとともに、前記冷却板制御手段によって前記冷却板の表面に水分が結露する温度に制御され、前記冷却板で収集した水分を前記超音波霧化装置の水溜め部に集水させる搬送部を備えた冷蔵庫。
前記冷却板を冷却風路内に配設し、前記冷却板の温度を制御する冷却板温度センサと加温手段を備えたことを特徴とした請求項１に記載の冷蔵庫。
前記冷却板と合わせて、生成した水を収集して前記超音波霧化装置へ水を搬送する搬送手段と、搬送された水を溜める水溜め部と、前記超音波霧化装置において実際に水を霧状にさせる圧電振動子へ給水する給水手段を設けた請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
前記圧電振動子と、前記圧電振動子へ高周波の高電圧を印加する高圧・発振回路と、前記圧電振動子へ流れる電流を検知する電流検知手段で構成された超音波霧化装置を備え、電流検知により前記圧電振動子へ供給される水の量を検知し、給水量が所定の値より少ない場合、前記圧電振動子の動作を止めて素子保護を行う請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記圧電振動子への印加電圧を可変させる制御手段を備え、印加電圧により変化する前記圧電振動子からの発生霧化量を調整し、過剰な霧化発生を抑制する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記圧電振動子への印加電圧の周波数を可変させる制御手段を備え、周波数により変化する霧化粒子径を調整し、複数の粒子径の霧が混在する霧化発生を行う請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記給水手段として、毛細管汲水作用を有する吸水材を用いた請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
貯蔵室内に庫内温度センサもしくは庫内湿度センサ、または両方を具備し、庫内の温湿度状況に合わせた前記冷却板の露点温度および必要霧化量を算出して霧化を行う請求項１から請求項７のいずれか一項の冷蔵庫。
前記水溜め部に収集した水量を測定する水位検知手段を少なくとも１個以上配置した請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記水溜め部に収集した水を排水する排水手段を設置した請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
霧化発生を報知する霧化量報知手段を冷蔵庫前面に備えた請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の冷蔵庫。