JP2009030922A - 直冷式冷蔵庫 - Google Patents

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Masashi Yuasa
雅司 湯浅
Hideo Nishibatake
秀男 西畠
Kahoru Tsujimoto
かほる 辻本
Atsuhiro Ooshima
淳宏 大島
Keiichi Takase
恵一 高瀬
Toshiyuki Moriuchi
利幸 森内
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Abstract

【課題】高い脱臭・除菌性能を維持しうる直冷式冷蔵庫の提供。
【解決手段】断熱材で構成され、内部に貯蔵室を形成する正面に開口部を備える矩形の断熱箱体101と、前記開口部に開閉自在に取り付けられる断熱扉107と、断熱箱体101の空気を直接冷却する冷却器110とを備える直冷式冷蔵庫100であって、断熱箱体101内に配置され、光触媒が担持される担持体201と、前記光触媒を励起する励起光を担持体201に照射する照射手段202と、断熱箱体101内の臭気を吸着保持する脱臭フィルタ204と、断熱箱体101内の空気を担持体201に向かって強制的に送風する送風ファン203とを備え、送風ファン203により発生する空気の流れの上流から、脱臭フィルタ204、担持体201、送風ファン203、冷却器110の順で配置されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、貯蔵室内を直接冷却する直冷式冷蔵庫に関し、特に、貯蔵室内を除菌、消臭可能な直冷式冷蔵庫に関する。
従来、小型の冷蔵庫やヨーロッパなどの乾燥地域で使用される冷蔵庫は、貯蔵室内の結露対策があまり重要とはならないため、貯蔵室内の空気を直接冷却パネルなどで冷却する直接冷却方式が一般的に採用されている。例えば、特許文献1には、直接冷却方式が採用された冷蔵庫が開示されている。
図6は、断熱部分を取り除いた直冷式冷蔵庫を模式的に背部から示した図である。
同図に示すように、直冷式冷蔵庫100は、貯蔵室の奥壁の内側に、冷却パイプ121を蛇行状に備えている。そして、当該冷却パイプ121の内部に低温で液体の冷却剤が流通することにより、貯蔵室内の空気が直接冷却される。
また、特許文献2においては、直冷式冷蔵庫であって、貯蔵室内の細菌やカビの繁殖を抑制することのできる直冷式冷蔵庫が開示されている。
図7は、細菌やカビの繁殖を抑制する機能を備えた直冷式冷蔵庫の断面図である。
同図に示すように、直冷式冷蔵庫100は、貯蔵室内の天井に有機系揮発性抗菌剤を含むシート122が取り付けられている。そして、シート122から有機系揮発性抗菌剤を徐々に蒸発させることにより、貯蔵室内の細菌やカビの繁殖を抑制しようとしている。
特開平7−120108号公報 特開平10−262629号公報
ところが、直冷式冷蔵庫の場合、例えば、貯蔵室の奥面で冷却された空気は、密度が高いため貯蔵室の下部に溜まってしまい、貯蔵室内の上下方向に温度ムラが生じてしまうという問題を有している。特に、貯蔵室を上下に仕切る棚板を設け、食品などが満載された場合、貯蔵室内の温度ムラが顕著になる。
また、貯蔵室内で空気がよどむため、細菌やカビなどが局所的に高濃度で繁殖する問題も有している。
さらに、前記細菌やカビの対策として有機性揮発性抗菌剤を用いる提案はあるが、抗菌剤の蒸発量には限界がある。従って、前記抗菌剤を定期的に交換する必要が生じ、手間となる。また、貯蔵室内の対流を望めない直冷式冷蔵庫では、抗菌剤も貯蔵室内の一部に滞留し、貯蔵室内全体に殺菌などの効果を及ぼすことができないことが懸念される。また、食品を保存する貯蔵室に対して有機系の抗菌剤を適用すること自体に問題もある。
本発明者らは、上記問題に鑑み、光触媒を用いて空気を除菌、消臭すると共に、吸着フィルタにより臭気成分を吸着しうる直冷式冷蔵庫を見出だすに至り、本発明について別途出願している。
そして、本発明者らはさらに、消臭などの効率を上昇させるべく鋭意研究と実験の結果、直冷式冷蔵庫内における冷却手段の位置に着目し、吸着フィルタ等の最適な配置を見出だすに至った。
本発明は、上述のようになされたものであって、脱臭や除菌の効果を効率よく発揮させることのできる最適な配置を備えた直冷式冷蔵庫を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本願発明にかかる直冷式冷蔵庫は、断熱材で構成され、内部に貯蔵室を形成する正面に開口部を備える矩形の箱本体と、前記開口部に開閉自在に取り付けられる扉体と、前記箱本体内の空気を直接冷却する冷却手段とを備える直冷式冷蔵庫であって、前記貯蔵室内に配置され、光触媒が担持される担持体と、前記光触媒を励起する励起光を前記担持体に照射する照射手段と、前記貯蔵室内の臭気を吸着保持する吸着フィルタと前記貯蔵室内の空気を前記担持体に向かって強制的に送風する送風手段とを備え前記送風手段により発生する空気の流れの上流から、前記吸着フィルタ、前記担持体、前記送風手段、前記冷却手段、の順で配置されていることを特徴とする。
これにより、吸着フィルタと冷却手段とが近接せずに距離がある為、冷却手段による輻射冷却の影響を抑止し、特に吸着フィルタが冷却されることにより結露が発生することを抑制できる。従って、吸着フィルタが結露により目詰まりし、空気の流れを阻害して除菌、消臭効果が低下することを回避できる。
また、当該配置を採用することで、冷却手段によって発生する自然対流を阻害することがなく、自然対流を促進する方向に空気の流れを形成することができるため、貯蔵室内の温度ムラを高効率で解消することが可能となる。
このように、本発明にかかる直冷式冷蔵庫は、冷却手段による輻射冷却の影響を抑止する。これにより、吸着フィルタの吸着性能や空気の挿通量を維持し、除菌、消臭を効率よく実行することができる。
本発明にかかる直冷式冷蔵庫は、吸着フィルタの吸着性能や空気の挿通量を維持し、除菌、消臭を効率よく実行することができるので、より高品質の冷蔵庫を提供することができる。
次に、本発明にかかる直冷式冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における直冷式冷蔵庫の正面図である。
同図に示すように、本実施の形態にかかる直冷式冷蔵庫100は、観音開き式の扉を備える直冷式冷蔵庫100であり、箱本体としての断熱箱体101内に上下に区画された貯蔵室を備えている。
直冷式冷蔵庫100の内の上下に区画された貯蔵室は、その機能(冷却温度)によって冷蔵室102と、冷凍室103と称される。
冷蔵室102の前面開口部には、扉体としての例えばウレタンのような発泡断熱材を発泡充填した回転式の断熱扉107が設けられている。また、同様に冷凍室103の前面にも断熱扉108が設けられている。これらにより冷気の漏れがないように貯蔵室を開閉可能に密閉している。
冷蔵室102は、冷蔵保存のために凍らない程度の低い温度に維持される貯蔵室である。具体的な温度の下限としては、通常1〜5℃で設定されている。
冷凍室103は、冷凍温度帯に設定される貯蔵室である。具体的には、冷凍保存のために通常−22〜−18℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−30や−25℃の低温で設定されることもある。
図2は、同実施の形態における直冷式冷蔵庫を模式的に示す縦断面図である。
断熱箱体101は、外箱と内箱の間に例えば硬質発泡ウレタンなどの断熱材を充填して形成される箱体である。この断熱箱体101は、周囲から断熱箱体101内部を断熱している。
断熱箱体101の内側には、冷却手段としての冷却器110が断熱箱体101に埋設されている。
冷却器110は、圧縮機111などと共に冷却サイクルを形成し、冷却器110内部に挿通される冷媒が蒸発することで断熱箱体101内部の空気の熱を奪い、断熱箱体101内部を直接冷却する部材である。
除菌装置200は、光触媒が担持される担持体201と、前記光触媒を励起する励起光を前記担持体に照射する照射手段202と、送風手段としての送風ファン203と、吸着フィルタとしての脱臭フィルタ204と、流路形成手段としての基体205とを備えている。
送風ファン203は、除菌装置200において、冷却器110側に配置されている。また、送風ファン203により、図中矢印で示す方向に空気が送風される。
脱臭フィルタ204は、除菌装置200において、断熱扉107側に配置されている。
担持体201は、送風ファン203と脱臭フィルタ204との間に配置されている。
また、担持体201と、照射手段202と、送風ファイン203と、脱臭フィルタ204とは、断熱箱体101の天井に取り付けられている。
次に、除菌装置200について詳細に説明する。
図3は、直冷式冷蔵庫に取り付けられた状態の除菌装置を示す断面図である。
図4は、直冷式冷蔵庫に取り付けられた状態の除菌装置を示す底面図である。
本実施の形態にかかる除菌装置200は、断熱箱体101内の空気中に存在する菌や胞子などを強制的に除菌するとともに、空気中に存在する有機物質を分解して脱臭をも実現することができる装置である。
担持体201は、空気と多く接触できるような多孔質からなる樹脂製の部材であり、光触媒が練り込まれた繊維が絡み合って形成されるフィルタ状の部材である。また、基材である樹脂は、光触媒が励起させやすい波長の光を透過できる樹脂が採用されている。
担持体201に担持される光触媒は、特定の波長の光が照射されることによって、空気中の細菌を除菌したり、空気中の臭気成分(有機物質など)を酸化や分解等をして脱臭することができる触媒であり、空気中の成分を活性化(例えば、イオン化やラジカル化)し、これに基づいて除菌したり、脱臭したりすることができると考えられている物質である。具体的に光触媒としては、酸化銀や酸化チタンを例示することができる。
酸化銀が除菌などの機能を発揮するために必要な光の波長は約400nm〜580nm程度の可視光の青色領域である。また、酸化チタンが除菌などの機能を発揮するために必要な光の波長は380nmである。
照射手段202は、光触媒を励起することのできる波長を含む光を放射することのできる光源207と、光源207を点灯させるための点灯基板(図示せず)などを備える装置である。
光源207は、上記波長の光を含む波長の光が所定量発光できるものであれば良く、紫外線ランプや通常の電球などを例示することができる。また、光触媒が酸化銀の場合、可視光領域の青色(470nm)が発光するLEDを採用することで、長寿命化、低コスト化を図ることが可能となる。また、光触媒が酸化チタンの場合、380nmのUV光を発光するUV−LEDを採用することも可能である。
本実施の形態の場合、光触媒として酸化銀を採用し、照射手段202の光源207としてのLEDを細長い基板上に3個並んで配置したものを採用している。
送風ファン203は、モータと軸流ファンとを備え、前記モータと軸流ファンとが一つのケーシング内に納められたものである。そして送風ファン203は、電源の投入により前記モータが回転し、モータによって駆動される羽が一定方向に空気を送風する機能を有している。
脱臭フィルタ204は、断熱箱体101内に存在する臭気成分を吸着して除去する吸着フィルタとしての機能を有するものである。具体的には、脱臭フィルタ204として、活性炭で構成されるハニカム構造の部材等を例示することができる。このような脱臭フィルタ204は、ハニカム構造の孔に空気を挿通させることで、空気内に存在する臭気成分を吸着させることができる。
基体205は、担持体201と、送風ファン203と、脱臭フィルタ204とを保持することができる樹脂で形成された部材である。担持体201と、送風ファン203と、脱臭フィルタ204とが取り付けられた状態の基体205を断熱箱体101の所定の場所にねじ止めすることにより、断熱箱体101内部に除菌装置200が形成される。
基体205が断熱箱体101に取り付けられた状態においては、基体205は、送風ファン203により空気が基体205内部に導入される部分と、導入された空気が基体205外部に導出される部分以外は、基体205から空気が漏れない(漏れにくい)構造となっている。従って、断熱箱体101と基体205との間で送風ファン203により送風される空気の流路が形成される。
基体205は、担持体201の最も広い面が断熱箱体101側に取り付けられた照射手段202に面するように担持体201を保持している。
基体205は、担持体201が直接基体205に接触しないように、基体205から離れた状態で保持している。具体的には基体205から延びた細い複数の柱状部材の先端に担持体201が取り付けられている。これにより、担持体201は、ほぼ宙に浮いた状態となり、担持体201のほぼ全面積と送風ファン203により導入された空気とを接触させることが可能となる。また、基体205の他の部分と接触しない態様とすることで、基体205に発生した結露が担持体201に移ることを可及的に防止している。また、担持体201が流通する空気になびいたり、重力などで担持体201が撓むことがないように保持されて、担持体201の表面がまっすぐに維持されているため、照射手段202からの光が届かない影の部分が発生することがなく、効率よく担持体201に担持された光触媒を励起することが可能となっている。
基体205は、送風ファン203と脱臭フィルタ204とを断熱箱体101に取り付けられた状態で断熱箱体101の面に対して寝かした状態となるように保持している。このように送風ファン203と脱臭フィルタ204を水平方向に対して寝かせた状態とすることで、除菌装置200の断熱箱体101内部への突出を可及的に少なくすると共に、大容量の空気を除菌装置200に導入することができ、また、前記大容量の空気を広い表面積を備えた脱臭フィルタ204に通過させることが可能となる。
断熱箱体101の除菌装置200が取り付けられる部分は、凹陥した凹陥部120が形成されており、他の部分に比べて断熱材が薄くなっている。
凹陥部120に除菌装置200を取り付けることにより、除菌装置200が断熱箱体101に突出するのを防ぐことができ、断熱箱体101内部の容積の現象を可及的に抑えることが可能となる。加えて、断熱材が薄くなっていることから、除菌装置200の温度を他の部分より上昇させることができ、効率よく除菌を行うことが可能となる。
断熱箱体101の凹陥部120の底部には照射手段202が取り付けられているが、当該部分は担持体201と照射手段202との距離が狭くなるように突出している。
さらに、除菌装置200が取り付けられている凹陥部120の手前には、照明装置300が取り付けられている。当該照明装置300は、複数のLEDからなり、断熱箱体101内部を前方(断熱扉107側)から後方(断熱箱体101奥壁側)に向けて照明する装置である。
図5は、除菌装置、および、照明装置をカバー部材で覆った状態を示す底面図である。
カバー部材206は、断熱箱体101に取り付けられた除菌装置200全体を覆うことのできる板状の部材であり、空気導入口211と空気導出口212とを備えている。また、空気導入口211と空気導出口212には空気の流れを制御するルーバーが複数枚取り付けられている。カバー部材206は、除菌装置200を覆い隠すことにより意匠性の向上を図ると共に、除菌装置200と所定の距離を隔てて配置されることで除菌装置200を断熱箱体101内部の冷気から隔てている。従って、カバー部材206により、除菌装置200が結露し性能が低下するのを防止している。また、カバー部材206は、断熱箱体101に埋設される照明装置300も覆っている。
カバー部材206は照明装置300と対向する部分は透明でそれ以外は半透明の磨りガラス状となっており、基体205は、全体が半透明の磨りガラス状となっている。これにより、光源207から照射される可視光の一部や除菌装置200内部で反射した可視光の反射光が断熱箱体101内部に漏れ出すようになっている。これにより、除菌がなされていることを確認することができ、照射手段202が故障しているか否かを外部から確認可能となっている。
以上のように構成された直冷式冷蔵庫100について、以下その動作、作用を説明する。
断熱箱体101内部に存在する臭気成分(有機物質等)や細菌を含んだ空気は、送風ファン203の送風力により、カバー部材206の空気導入口211を通過し、除菌装置200の内部に吸引状態で導入される。導入される空気は、冷却器110から最も遠く、かつ、断熱箱体101内の最も高いところに存在している空気であり、断熱箱体101内で最も温度が高い空気であると考えられる。
除菌装置200に導入される際に、空気は脱臭フィルタ204を通過し、脱臭フィルタ204によって、臭気成分が吸着除去される。当該脱臭フィルタ204は、冷却器110から最も遠い場所に配置され、冷却器110から直接脱臭フィルタ204を望むことはできないため、脱臭フィルタ204が冷却器110の輻射冷却により冷却されることはない。従って、脱臭フィルタ204が結露しにくい状態となる。よって、脱臭フィルタ204の性能が結露によって低下することが無く、また、脱臭フィルタ204が結露によって目詰まりし、空気の流通を阻害することもない。
さらに、除菌装置200に導入された空気は、断熱箱体101の凹陥部120、つまり、断熱材の薄い部分を通過して伝わる熱や、照射手段202で発生する熱、照明装置300で発生する熱などによって温度が上昇し、除菌、消臭に適した温度となる。また、断熱扉107が開かれて、外気が断熱箱体101内部に入り込み、除菌装置200内部に導入されたとしても、除菌装置200全体の温度が高まっているため、結露が発生しない状態となっている。
以上のような状態の空気は、担持体201の最も面積の大きな面を舐めるように通過する。ここで、照射手段202とこれに対向する基体205とで挟まれる流路は、他の部分より狭く設定されているため、空気は担持体201と多く接触する。空気中に含まれる臭気成分や細菌は、担持体201の表面に捕捉される。捕捉された臭気成分や菌は、酸化銀の通常の(光触媒作用ではない)触媒作用による酸化分解および、除菌作用にて、脱臭・除菌される。これによって、光を照射しない時にも酸化銀の作用にて臭気分解、除菌作用が発揮されるため、所望の脱臭・除菌効果を確保しつつ光の照射量や時間を減じることができ、照射手段の寿命の長期化や省エネ効果を高めることができる。さらに、光源207から照射される光エネルギー(青色や紫外光)によって、これらの波長領域に吸収スペクトルを有する酸化銀が青色光の光エネルギーにて励起し、担持体201表面の光触媒が励起される。光触媒が励起すると、空気中の水分よりOHラジカルが発生し、担持体201に捕捉されたり担持体201近傍に存在する臭気成分の酸化分解と細菌の溶菌が行なわれる。
上記触媒作用により、除菌、脱臭される空気は、断熱箱体101内の最も温度が高い空気である。従って、除菌、消臭の効率が最も高いと考えられる。
以上により除菌装置200を通過した空気は、脱臭・除菌されたクリーンな空気となってカバー部材206の空気導出口212から断熱箱体101内部に吹き出される。従って、当該除菌を継続すれば、断熱箱体101全体の細菌数を減少させ、臭気成分を減少させることが可能となる。
吹き出された空気は、冷却器110に向かって吹き出されるため、冷却器110に直接触れて食品などの貯蔵に適した温度まで冷却される。従って、除菌装置200内で一旦温度が上昇しても、断熱箱体101内部に吹き出された後は冷却されるため、貯蔵されている食品などに悪影響を及ぼすことはない。
一方、断熱箱体101内部においては、除菌装置200への空気の導入と、除菌装置200からの空気の導出により、空気の全体的な対流が促進される。つまり、断熱箱体101内の奥壁にある冷却器110により冷却された空気は、比重が高くなるため断熱箱体101の底部に落ちていく、これに伴い、貯蔵されている食品や、断熱扉107などを通過した熱により温度が上がった空気は、断熱箱体101の天井と断熱扉107とで囲まれた部分に向かって上昇する。送風ファン203は、断熱箱体101内部で発生する、前述のような非常に緩やかな対流に対し、逆らうことなく対流を促進する方向に空気を送風する。結果として、強制的で強力な対流が断熱箱体101内部に生じることとなる。
従って、冷気が断熱箱体101の底部に溜まることを防止し、断熱箱体101の内部の温度を均一にすることが可能となる。さらに、除菌装置200によって生成されたOHラジカルは、空気とともに断熱箱体101内部を対流し、断熱箱体101内においても脱臭・除菌を行う。
以上により、直冷式冷蔵庫は、除菌装置200により有機系除菌剤などを使用することなく、物理的に除菌、消臭をすることができる。有機系除菌剤による人体などの影響を考慮する必要が無くなる。また、光触媒は、光触媒自体が変化することなく除菌、消臭をすることができるため、半永久的に効果を維持することが可能である。
なお、担持体201の最も面積の広い面を鉛直面と平行に保持しても構わない。このように担持体を配置すれば、担持体201が結露した場合でも、最も面積の広い面に結露した水分は、重力により下方に引っ張られ最も面積の広い部分は水が切られた状態となる。従って、結露した水分に邪魔されることなく分岐された空気に対し光触媒により除菌や脱臭を施すことが可能となる。
このように、本願発明にかかる直冷式冷蔵庫は、断熱材で構成され、内部に貯蔵室を形成する正面に開口部を備える矩形の箱本体である断熱箱体101と、開口部に開閉自在に取り付けられる扉体と、箱本体内の空気を直接冷却する冷却手段とを備える直冷式冷蔵庫であって、貯蔵室内に配置され、光触媒が担持される担持体と、光触媒を励起する励起光を担持体201に照射する照射手段202と、貯蔵室内の臭気を吸着保持する吸着フィルタである脱臭フィルタ204と貯蔵室内の空気を担持体201に向かって強制的に送風する送風手段とを備え送風手段により発生する空気の流れの上流から、吸着フィルタ、担持体201、送風手段、冷却手段、の順で配置されていることを特徴とする。
これにより、吸着フィルタと冷却手段とが近接せずに距離がある為、冷却手段による輻射冷却の影響を抑止し、特に吸着フィルタが冷却されることにより結露が発生することを抑制できる。従って、吸着フィルタが結露により目詰まりし、空気の流れを阻害して除菌、消臭効果が低下することを回避できる。
また、当該配置を採用することで、冷却手段によって発生する自然対流を阻害することがなく、自然対流を促進する方向に空気の流れを形成することができるため、貯蔵室内の温度ムラを高効率で解消することが可能となる。
このように、本発明にかかる直冷式冷蔵庫は、冷却手段による輻射冷却の影響を抑止する。これにより、吸着フィルタの吸着性能や空気の挿通量を維持し、除菌、消臭を効率よく実行することができる。
本発明は、直冷式冷蔵庫に利用可能である。
本発明の実施の形態1における直冷式冷蔵庫の正面図 同実施の形態における直冷式冷蔵庫を模式的に示す縦断面図 同実施の形態における直冷式冷蔵庫に取り付けられた状態の除菌装置を示す断面図 同実施の形態における直冷式冷蔵庫に取り付けられた状態の除菌装置を示す底面図 同実施の形態における除菌装置、および、照明装置をカバー部材で覆った状態を示す底面図 従来例を示す直冷式冷蔵庫の要部斜視図 他の従来例を示す直冷式冷蔵庫の断面図
符号の説明
100 直冷式冷蔵庫
101 断熱箱体(箱本体)
102 冷蔵室(貯蔵室)
103 冷凍室(貯蔵室)
107 断熱扉(扉体)
108 断熱扉(扉体)
110 冷却器(冷却手段)
111 圧縮機
120 凹陥部
200 除菌装置
201 担持体
202 照射手段
203 送風ファン(送風手段)
204 脱臭フィルタ(吸着フィルタ)
205 基体
206 カバー部材
207 光源
211 空気導入口
212 空気導出口
300 照明装置

Claims (2)

  1. 断熱材で構成され、内部に貯蔵室を形成する正面に開口部を備える矩形の箱本体と、前記開口部に開閉自在に取り付けられる扉体と、前記箱本体内の空気を直接冷却する冷却手段とを備える直冷式冷蔵庫であって、前記貯蔵室内に配置され、光触媒が担持される担持体と、前記光触媒を励起する励起光を前記担持体に照射する照射手段と、前記貯蔵室内の臭気を吸着保持する吸着フィルタと前記貯蔵室内の空気を前記担持体に向かって強制的に送風する送風手段とを備え前記送風手段により発生する空気の流れの上流から、前記吸着フィルタ、前記担持体、前記送風手段、前記冷却手段、の順で配置されている直冷式冷蔵庫。
  2. 前記冷却手段は、前記箱本体の内部奥壁側に取り付けられ、前記吸着フィルタと、前記担持体と、前記照射手段と、前記送風手段とは、前記箱本体の天井側に取り付けられている請求項1に記載の直冷式冷蔵庫。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011121937A1 (ja) * 2010-03-29 2011-10-06 パナソニック株式会社 冷蔵庫
JP2012057912A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Panasonic Corp 冷蔵庫
JP2014055690A (ja) * 2012-09-11 2014-03-27 Daiwa International Co Ltd 冷蔵庫及び冷蔵方法
WO2023169443A1 (zh) * 2022-03-09 2023-09-14 北京车和家汽车科技有限公司 冰箱和车辆

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