JP2008096017A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】送風経路内における脱臭装置の脱臭性能と防爆性能の双方の両立を容易にはかることができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を用いた冷蔵庫内に設けられ、高電圧放電によってオゾンを発生させる手段15と発生させたオゾンを分解するオゾン分解手段16とからなる脱臭装置13を送風手段22によって送風される送風経路12内に配置したものにおいて、前記送風経路内には、前記オゾン発生手段をバイパスするバイパス風路25を形成するとともにオゾン発生手段への風量を抑制する防風壁23を設けたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、可燃性冷媒を使用した冷蔵庫に係り、特に脱臭装置として高電圧回路を有するオゾン発生器を採用している冷蔵庫の構成に関する。

近年、食文化への関心の高まりとともに冷蔵庫内には多様な食品が貯蔵されることから、庫内の臭いを強力に、且つ、メンテナンスフリーで除去する技術の開発が要望されている。このユーザーニーズに対する具体的な方法のひとつとして、例えば、特許文献１に示されているように、高電圧放電によってオゾンや紫外線を発生させる手段と、光触媒作用で空気中に含まれている臭気成分や有害物質などの分解をおこなう光触媒モジュールと、高電圧放電手段により発生させたオゾンを分解するオゾン分解手段とからなる脱臭装置を備えた冷蔵庫が商品化されている。

オゾンによる脱臭装置は、オゾン発生手段とオゾン分解手段とから構成されており、オゾン発生手段としては、上記のような高電圧放電式の発生器や紫外線ランプによるものなどがあり、オゾン分解手段の触媒としては、二酸化マンガンなどの金属酸化物や活性炭などが用いられている。

前記脱臭装置の構成は、図４に示すように、通常、オゾン分解手段（56）は、光触媒フィルタ（57）や放電電極（58）、対極（59）によって構成された光触媒モジュールからなるオゾン発生手段（55）の風下側に配置されており、送風手段（62）によって送風経路（52）内に流入するとともに、オゾン分解手段（56）の触媒に吸着した貯蔵室内の臭気物質は、オゾン発生手段（55）で発生させたオゾンにより分解、脱臭される。そして、余剰オゾンは、オゾン分解手段（56）により分解されるものであり、余剰のオゾンが貯蔵室内に流入してオゾン臭で不快感を覚えたり、人体に悪影響を与えることを防ぐようにしている。そのため、脱臭装置（53）の性能は風量に大きく依存することになり、風量が大きいほど脱臭性能は向上する。

一方、フロンガスによるオゾン層破壊や地球温暖化などに対する環境保護の観点から、冷蔵庫の冷凍サイクルに使用する冷媒は、これまでのＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）から、オゾン層の破壊がなく地球温暖化係数の低いイソブタンなどの炭化水素系冷媒（ＨＣ冷媒）へ切り替えられているが、炭化水素系冷媒は可燃性であることから、冷媒漏れを生じてスパークなどで引火した場合には火災に発展する可能性がある。

通常、冷蔵庫では、前記のような可燃性冷媒が漏洩しないような設計がなされているが、最悪の状況を考慮し、冷蔵庫の製造時の不具合や搬送時における衝撃によって、たとえ冷蔵庫使用時に冷媒漏れが発生したとしても冷蔵庫内に拡散するようにし、また、スパークしている電子部品に漏洩した冷媒が侵入しても、火災を発生させないような安全設計が施されている。

上記のように可燃性冷媒が漏れ出た場合には、前述した脱臭装置（53）におけるオゾン発生手段（55）も発火源となる可能性があるものであり、これを冷蔵庫に搭載するには、同様に安全設計を施す必要がある。そして、前記オゾン発生手段（55）の安全設計としては、ａ．周辺部品の材料を燃え難いものに代替する方法。ｂ．温度ヒューズなどの温度検知手段を設け、オゾン発生手段に引火しても、発火による温度上昇を検知することでオゾン発生手段への電力供給を断ち、火が周囲に移る前に脱臭装置内で燃焼を完結させる方法。また、ｃ．オゾン発生手段への送風量（可燃性冷媒の供給量）を抑え、燃焼を抑制するとともに周辺部品への燃え移り（熱の拡散）を防ぐ方法。などがある。
特開２００３−３３９８３９号公報

前述したように、脱臭装置の性能は、風量に大きく依存して風量が大きいほど脱臭性能は向上するものであり、前記ｂの方法のように、送風量が大きくなれば発火による熱を温度検知手段に伝え易くなり、より迅速に発火による温度上昇を検知できるようになるが、反面、風量が大きいと熱拡散が大きくなり、ｃの方法に対しては不適切なものになる。

それゆえ、脱臭装置には一定風量を送風するとともに、オゾン発生手段には、ｂとｃの方法を考慮した最適風量を送風する設計が必要となり、従来は、図５に示すように、送風経路（72）内に、脱臭装置（73）のオゾン発生手段（75）をバイパスする別の送風経路（85）を設けるようにしていた。しかしながら、この構成では、脱臭性能を向上させるために大量の風を送風しようとする場合、矢印のように、オゾン発生手段（75）に対してもオゾン発生手段（75）とバイパス風路（85）との圧力損失比に対応した風量が分配されるので、ｃの方法に基づく防爆作用が不確実なものとなっていた。

本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、送風経路内における脱臭装置の脱臭性能と防爆性能の双方の両立を容易にはかることができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の冷蔵庫は、冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を用いた冷蔵庫内に設けられ、高電圧放電によってオゾンを発生させる手段と発生させたオゾンを分解するオゾン分解手段とからなる脱臭装置を送風手段によって送風される送風経路内に配置したものにおいて、前記送風経路内には、前記オゾン発生手段をバイパスするバイパス風路を形成するとともにオゾン発生手段への風量を抑制する防風壁を設けたことを特徴とするものである。

本発明の構成によれば、脱臭装置への充分な送風量を確保して脱臭性能に優れた効果を得るとともに、オゾン発生手段への送風量を抑制して熱拡散を防ぐことができ、送風経路内における脱臭装置の脱臭性能と防爆性能の双方の両立を容易にはかることができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は本発明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、その下方には断熱仕切壁を介して、製氷室（３）と図示しない温度切替室を左右に併置している。さらにその下方には、冷蔵室（２）よりやや高温で高湿度に保持された野菜室（４）を設け、最下部には冷凍室（５）をそれぞれ独立して配置している。

各貯蔵室は、その前面開口部に各々専用の開閉扉を設けて閉塞するとともに、冷蔵貯蔵空間および冷凍貯蔵空間のそれぞれの背面に設置した冷蔵用冷却器（６）と冷凍用冷却器（７）および各冷却器の近傍に設けたファン（８）（９）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。

冷蔵庫本体（１）の外部下方に形成した機械室には冷媒圧縮機（10）を設置しており、圧縮機（10）は、前記各冷却器（６）（７）などとともに冷凍サイクルの一環をなし、冷媒としては、イソブタンなどの炭化水素系冷媒（ＨＣ冷媒）を封入しており、吐出した高温高圧の冷媒を、断熱箱体を構成する外箱の背面や底面に配設した図示しない凝縮器および絞り装置などを経由して、冷蔵および冷凍用冷却器（６）（７）に導入し、生成された冷気を冷却ファン（８）（９）によって各貯蔵室内に供給し冷却作用をおこなうものであり、冷却器（６）（７）の周囲には、冷却運転の積算などにより発熱させて冷却器の霜取りをおこなう除霜ヒータを配置している。

そして、前記冷蔵室（２）の下方に設けた低温ケース（11）の底壁外面における下方の野菜室（４）へ連通する冷気の送風経路（12）内には、脱臭装置（13）を配設している。この脱臭装置（13）は、概略構成を図２に示すように、光触媒モジュール（15）とオゾン分解触媒（16）とを備え、送風経路（12）内を流通する冷気に含まれる臭い分子や有機物質を吸着し脱臭するものである。

光触媒モジュール（15）は、アルミナやシリカ等の多孔質セラミックからなる基体の表面に、酸化チタンに代表される光触媒粒子を固定した光触媒フィルタ（17）を２枚隣接し、この光触媒フィルタ間には、放電部として、ステンレス等の薄板をエッチングして網目状に形成した放電電極（18）を立設するとともに、前記２枚の光触媒フィルタ（17）（17）の風上と風下側には前記放電電極と同様に形成した対極（19）（19）をそれぞれ配置することで構成されている。

（20）は高圧電源部であり、高電圧発生トランス（21）により前記放電電極（18）と各対極（19）（19）との間に高電圧を印加することにより、電極間に放電を起こす。

上記のように、脱臭装置（13）は、電源回路（20）に通電して放電電極（18）と対極（19）との間に電圧を与えることで電極間に放電が起き、この空間放電機構で発生した紫外線が光触媒フィルタ（17）（17）に照射されることで光触媒を活性化させ、発生した活性酸素の水酸化ラジカル（遊離基）の強い酸化作用で光触媒フィルタ（17）（17）の表面に付着した臭気ガス成分や有機化合物の結合を分解し、無臭化若しくは低臭気化することで脱臭するものである。

そして、菌細胞膜を脆化させ抗菌をおこなうとともに、酸化分解作用によって光触媒フィルタ（17）（17）表面の微生物の繁殖を抑制して、脱臭装置（13）や貯蔵室壁表面の汚れを分解除去する。また、上記光触媒による脱臭装置（13）は、臭気物質の酸化分解による脱臭作用のみでなく、果実等から発生して食品を熟成、すなわち老化させるホルモンであるエチレンを分解する作用を有しており、このエチレン分解作用による食品鮮度の保持効果を得ることができるものである。

そしてまた、前記放電電極（18）と対極（19）が放電すると、紫外線とともにオゾンが発生するものであり、前記光触媒モジュール（15）は、紫外線による活性酸素の発生で有機物質を分解させる機能と同時に、オゾン発生手段として機能し、臭気成分を含んだ冷気を発生させたオゾンと混合し反応させることで、臭気成分を酸化分解して脱臭するものである。

この光触媒モジュール（15）から風下側の送風経路（12）内には、所定距離を空けて、２酸化マンガンを主体にしたハニカム形状の焼結体を触媒としたオゾン分解手段（16）を設置しており、送風経路（12）に流入した臭気物質を触媒の表面に吸着しオゾンで分解するとともに、臭気物質と反応しないでそのまま流下する余剰オゾンを分解するようにしている。

しかして、前記送風経路（12）におけるオゾン発生手段である光触媒モジュール（15）の風上側には風下側へ冷蔵室（２）内冷気を送る専用の送風装置であるファン（22）を設けている。さらに、光触媒モジュール（15）の風上側の対極（19）に沿って光触媒モジュールへの風量を抑制する防風壁（23）を設けるとともに、送風経路（12）における光触媒モジュール（15）の上方を開放して前記光触媒モジュール（15）部分をバイパスするバイパス風路（25）を形成している。

また、前記防風壁（23）の表面には、風の流れ方向に沿って数カ所の透孔（24）を穿設し、ファン（22）からの空気がこの透孔（24）を通過して光触媒モジュール（15）内に少量流れるようにしており、さらに、光触媒モジュール（15）の下流側には、温度ヒューズ（26）を近接して取り付けている。

したがって、脱臭装置（13）における光触媒モジュール（15）の放電電極（18）や対極（19）に高圧電源（20）からの高電圧を供給することで、空間放電によってオゾンが発生するが、光触媒モジュール（15）の風上側には防風壁（23）を配設しており、防風壁（23）の上方における送風経路（12）にはバイパス風路（25）を形成しているので、ファン（22）からの庫内冷気は、矢印のように、バイパス風路（25）と防風壁（23）に数カ所設けた透孔（24）によって脱臭のために必要な所定の風量を確保して流通させることができ、発生するオゾンにより、送風経路（12）内および下流のオゾン分解手段（16）に吸着した臭気を分解して確実に脱臭することができる。そして、余剰のオゾンはオゾン分解手段（16）によって、冷蔵室（２）や野菜室（４）内に漏れ出ることなく分解する。

このとき、送風経路（12）内を流下する冷気は、前記防風壁（23）によって遮蔽されるため、その多くはバイパス風路（25）を流れるが、冷気の一部は、防風壁面に数カ所に設けた前記透孔（24）によって、風速を０．２５ｍ／ｓ程度の抑制された風量として光触媒モジュール（15）に至ることになる。

そのため、万一冷媒配管の破損などによって、可燃性冷媒が冷凍サイクル中より漏れ出て前記オゾン発生部である光触媒モジュール（15）の部位に至っても、防風壁（23）により風量が抑制されることから火災に至る冷媒供給量とはならないものである。そして、たとえ高電圧の発生で引火し燃焼し始めたとしても、透孔（24）によって光触媒モジュール（15）への可燃性冷媒を含んだ空気の供給は透孔（24）を通過した少量のみであり、燃焼を抑制するとともに他の周辺部品への燃え移りを未然に防止することができる。

さらにこのとき、透孔（24）を通過する風は、光触媒モジュール（15）近傍の温度ヒューズ（26）の部分を流下することになり、燃焼による温度上昇を迅速に検知して温度ヒューズ（26）を断電し、光触媒モジュール（15）への電力供給を遮断するものである。

また、送風手段としてのファン（22）は、脱臭装置（13）の風上側に配置しているので、ファンを風下側に配置した場合に比して、万一、オゾン分解手段（16）で分解し切れなかったオゾンが流下してファンを腐食させるようなことを未然に防止することができる。

なお、ファン（22）は、特に図示しないが、前記とは逆に、脱臭装置（13）の風下側に配置するようにしてもよい。この場合は、冷蔵室（２）内に存在するアンモニアなどの腐食性ガスをファン（22）に至る前に脱臭装置（13）で吸着し分解することができるため、ファンにおける電子部品などの腐食を防ぐことができる。また、ファン（22）の下流側においては乱流を生じることから、ファン（22）は脱臭装置（13）の風下側に配置する方が、設置スペースの削減のためには有利であり、脱臭装置（13）に対してより均一な送風をおこなうことができる。

また、脱臭装置（13）への送風手段としては、冷気循環のための冷蔵用ファン（８）の送風力を流用するのではなく、上記のように、冷蔵庫における脱臭装置（13）の送風経路（12）内に脱臭専用のファン（22）を設けるようにした方がよい。このようにすれば、圧力損失が大きい脱臭装置（13）による冷蔵庫全体の冷気循環送風量の低下を引き起こすことなく、冷却性能の劣化を防ぐことができ、脱臭装置（13）への送風を独立して制御することができる。

なお、上記実施例においては、脱臭装置（13）を冷蔵室（２）の下方の冷気通路（12）に配置した構成で説明したが、冷凍室（５）、あるいは他の貯蔵空間に配置しても同様の効果を得られることは言うまでもない。

また、上記実施例におけるオゾン発生手段は、光触媒フィルタ（17）および放電電極（18）と対極（19）とからなる光触媒モジュール（15）で構成した空間放電機構としたが、これに限らず、オゾン発生電極と、昇圧トランスからなる沿面放電式のオゾン発生器から構成したものでもよい。

例えば、図３に示すように、直冷式冷蔵庫（１′）における冷蔵室（２′）の天井部位に、ポリカーボネート樹脂からなるスペーサ（17′）を間に介した放電電極（18′）と対極（19′）を設けるとともに、その上部にバイパス風路（25′）を形成し、下流側に温度ヒューズ（26′）、およびオゾン分解手段（16′）を配置した脱臭装置（13′）を設け、その上流側の前面を前記実施例と同様に図示しない透孔を穿設した防風壁（23′）で覆い、さらに、風上側に専用ファン（22′）や庫内灯（27）を配して脱臭装置（13）とともに専用ファン（22）を駆動し、矢印の方向に室内冷気を循環する脱臭運転をおこなうような冷蔵庫構成にも展開できるものである。

このように構成することで、万一、可燃冷媒の漏洩時に金属片など異物の侵入により異常放電を起こして発火しても、燃焼を抑制するとともに他の周辺部品への燃え移りを未然に防止することができる。

本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。 図１における脱臭装置の概略構成を示す縦断面図である。 本発明の他の実施例の脱臭装置部分を示す縦断面図である。 図１の脱臭装置の従来例を示す縦断面図である。 図１の脱臭装置の他の従来例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
12 送風経路
13、13′ 脱臭装置
15 光触媒モジュール
16、16′ オゾン分解手段
17 光触媒フィルタ
17′ スペーサ
18、18′ 放電電極
19、19′ 対極
20 電源回路
21 高電圧トランス
22、22′ ファン
23、23′ 防風壁
24 透孔
25、25′ バイパス風路
26、26′ 温度ヒューズ

Claims (6)

1. 冷凍サイクルの冷媒として可燃性冷媒を用いた冷蔵庫内に設けられ、高電圧放電によってオゾンを発生させる手段と発生させたオゾンを分解するオゾン分解手段とからなる脱臭装置を送風手段によって送風される送風経路内に配置したものにおいて、前記送風経路内には、前記オゾン発生手段をバイパスするバイパス風路を形成するとともにオゾン発生手段への風量を抑制する防風壁を設けたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 防風壁をオゾン発生手段の風上側に配置し、この防風壁にオゾン発生手段へ少量の風を供給する透孔を穿設したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 送風手段を脱臭装置の風上側に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
4. 送風手段を脱臭装置の風下側に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
5. 脱臭装置への送風を専用におこなう送風手段を設けたことを特徴とする請求項３または４記載の冷蔵庫。
6. オゾンを発生させる高電圧放電手段が、放電電極と光触媒モジュールとから構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。

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