JP2014020722A

JP2014020722A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2014020722A
Application number: JP2012161743A
Authority: JP
Inventors: Hirotada Sasaki; 宏格笹木; Takumi Oikawa; 巧及川; Hideji Shinagawa; 英司品川
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-02-03

Abstract

【課題】使用者が給水することなく安定して貯蔵室内の酸素を低減させることができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】キャビネット内部に設けられた減酸素室１００と、高分子電解質膜１１６を一対の電極で挟んだ複合膜電極１１７を有し、減酸素室１００内の酸素濃度を低減させる減酸素装置１０６と、キャビネット内部で発生した結露水を減酸素装置１０６へ供給する給水経路３５と、給水経路３５内に設けられたイオン交換樹脂１３２とを備えることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。

冷蔵庫に貯蔵される食品などの貯蔵品の劣化要因として、空気中に存在する酸素による酸化がある。そこで、食品を貯蔵する貯蔵室の酸素を低減させることで、貯蔵品の酸化を抑えて貯蔵品の鮮度を維持することができる冷蔵庫が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

貯蔵室の酸素を低減させる方法として、貯蔵室内の空気を窒素や二酸化炭素などのガスと置換するガス置換法や、貯蔵室内を減圧する真空法や、貯蔵室内の酸素を酸素吸着剤によって吸着する酸素吸着法など種々の方法が知られているが、貯蔵室内の圧力変化が少ないため貯蔵室を簡素化しやすく、かつ、吸着剤のような経年劣化が生じにくいことから、高分子電解質膜法が注目されている。

特開２００４−２１８９２４号公報特開平９−２８７８６９号公報

高分子電解質膜法では、アノード層で発生させた水素イオンをカソード層において貯蔵室内の酸素と反応させることで貯蔵室内の酸素を減少させるが、アノード層で水を電気分解して水素イオンを発生させるため、使用者が定期的に給水しなければならず煩雑であるとともに、給水を怠ると貯蔵室内の酸素を低減させることができないという問題がある。

そこで、使用者が給水することなく安定して貯蔵室内の酸素を低減させることができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

本実施形態に係る冷蔵庫は、キャビネット内部に設けられた減酸素室と、高分子電解質膜を一対の電極で挟んだ複合膜電極を有し、前記減酸素室内の酸素濃度を低減させる減酸素装置と、前記キャビネット内部で発生した結露水を前記減酸素装置へ供給する給水経路と、前記給水経路内に設けられたイオン交換樹脂とを備えることを特徴とする。

一実施形態に係る冷蔵庫の断面図である。図１に示す冷蔵庫の扉及び収納容器を省略した正面図である。図１の要部拡大図である。減酸素装置の断面図である。図４のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明の１実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る冷蔵庫１０は、図１に示すように、外郭を形成する外箱と貯蔵空間を形成する内箱との間に断熱材を配設した前面に開口するキャビネット１１を備え、貯蔵空間を断熱仕切壁１２によって上方の冷蔵空間２０と下方の冷凍空間４０とに区画している。

冷蔵空間２０は、冷蔵温度（例えば、２〜３℃）に冷却される空間であって、内部がさらに仕切板２１によって上下に区画され、上部空間に複数段の載置棚を設けた冷蔵室２２が設けられ、下部空間に引き出し式の収納容器２５を配置する野菜室２４が設けられている。

野菜室２４の下方に配置した冷凍空間４０は、冷凍温度（例えば、−１８℃以下）に冷却される空間であって、比較的小容積の自動製氷機を備えた製氷室４２と小型冷凍室４４とが左右に併設され、その下方に冷凍室４６が設けられている。

冷蔵室２２の開口部は、キャビネット１１の一側部の上下に設けられたヒンジにより回動自在に枢支された冷蔵室扉２２ａにより閉塞されている。

野菜室２４、製氷室４２、小型冷凍室４４および冷凍室４６の開口部は、引き出し式扉２４ａ，４２ａ，４６ａにより閉塞されている。各引き出し式扉２４ａ，４２ａ，４６ａの裏面側に固着した左右一対の支持枠には、収納容器２５，４３，４７が保持されており、開扉動作とともに庫外に引き出されるように構成されている。

キャビネット１１の背面底部には、機械室３０が設けられ、冷凍サイクルを構成する圧縮機５１などが載置されている。この機械室３０の背面上部には、冷蔵庫１０の動作を制御する不図示の制御基板が設けられている。

冷蔵空間２０の背面には、蒸発器カバー１４とキャビネット１１の背面との間に蒸発器室２６が区画形成されており、蒸発器室２６の内に冷蔵用蒸発器５２と冷蔵用ファン５３が配設されている。冷蔵用蒸発器５２は蒸発器室２６内の空気と熱交換してこれを冷却し、冷蔵用ファン５３の回転駆動によって冷蔵用蒸発器５２で生成された冷気を吹出口より冷蔵室２２及び野菜室２４に導入することで、冷蔵空間２０を所定温度に冷却する。冷蔵空間２０を冷却し終えた冷気は、吸込口から再び蒸発器室２６に戻され冷蔵用蒸発器５２と熱交換して冷却される。

また、蒸発器室２６内には、図２に示すように、冷蔵用蒸発器５２の下方に、幅方向一方側に行くほど低くなるように傾斜したドレインパン２７が設けられている。ドレインパン２７は、除霜運転時に冷蔵用蒸発器５２から生じる結露水（除霜水）を受けて幅方向一方側へ流し、一方側端部に接続された排水経路２９を介して機械室３０内に設けられた蒸発皿３２へ供給する。

冷凍空間４０の背面には、蒸発器カバー３３とキャビネット１１の背面との間に蒸発器室３４が区画形成されており、蒸発器室３４の内に冷凍用蒸発器５４と送風ファン５５が配設されている。冷凍用蒸発器５４は蒸発器室３４内の空気と熱交換して冷却し、送風ファン５５の回転駆動によって冷凍用蒸発器５４で生成された冷気を吹出口より製氷室４２、小型冷凍室４４、および冷凍室４６に導入することで、冷凍空間４０を所定温度に冷却する。冷凍空間４０を冷却し終えた冷気は、吸込口から再び蒸発器室３４に戻され冷凍用蒸発器５４と熱交換して冷却される。

冷蔵用蒸発器５２及び冷凍用蒸発器５４は、機械室３０に設けられた圧縮機５１や凝縮器（不図示）や切替弁（不図示）とともに冷凍サイクルを構成し、圧縮機５１から吐出された冷媒によって冷却される。

このような構成の冷蔵庫１０において、野菜室２４の天井部を構成する仕切板２１の後部には、容器収納部１０２及び貯蔵容器１０４を備えた減酸素室１００と、減酸素室１００内の酸素を低減する減酸素装置１０６とが設けられている。

詳細には、図３に示すように、容器収納部１０２は、前面に開口部１０８を有する箱体状をなしており、仕切板２１の下面に吊り下げられた状態で固定されている。容器収納部１０２の内部には、貯蔵容器１０４が開口部１０８から前方へ引き出し可能に収納されている。

貯蔵容器１０４は上方の開口部より内部に食品等の貯蔵部が収納される容器体である。貯蔵容器１０４の前面は、容器収納部１０２の開口部１０８を閉塞する蓋体１０５をなしており、貯蔵容器１０４が容器収納部１０２内に収納された状態でガスケット１０９を介して開口部１０８の周縁部に当接し、容器収納部１０２の開口部１０８を気密状態で閉塞する。

容器収納部１０２の背面には後方に開口する通気口１１０が穿設され、通気口１１０を介して野菜室２４の背面に設けられた減酸素装置１０６と容器収納部１０２とが連結されている。

減酸素装置１０６は、図４及び図５に示すように、容器収納部１０２内の酸素を減少させる減酸素ユニット１０７と、減酸素ユニット１０７に供給する水を蓄える貯水部１１１とを備え、冷蔵用蒸発器５２の下方で蒸発器室２６の側方、具体的には、ドレインパン２７と排水経路２９との接続部分の下方に配置されている（図２参照）。

減酸素ユニット１０７は、アノード層１１２とカソード層１１４とで薄膜状の高分子電解質膜１１６を挟持した複合膜電極１１７と、複合膜電極１１７の外側に配設された一対の集電体１１８，１２０と、一対の集電体１１８，１２０の更に外側に配設された一対の撥水層１２２，１２４と、アノード層１１２側の撥水層１２２の外側に配設された給水部１３０とを備え、これらがケース１２６に収納されてユニット化されている。

減酸素ユニット１０７は、カソード層１１４側の撥水層１２４が、ケース１２６に設けられた開口部１２８を介して、容器収納部１０２に設けられた通気口１１０と対向する用に配置されている。

アノード層１１２及びカソード層１１４は白金を含む触媒が担持されたカーボン触媒とカーボンペーパを積層してなり、アノード層１１２及びカソード層１１４の間に高分子電解質膜１１６がホットプレスなどにより一体に接合され複合膜電極１１７をなしている。

集電体１１８，１２０は、白金メッキを施したメッシュ状のチタン膜からなり、不図示の電源装置に接続されアノード層１１２とカソード層１１４との間に電圧を印加する。アノード層１１２とカソード層１１４との間に電圧が印加されると、給水部１３０から撥水層１２２を通って供給された水蒸気をアノード層１１２において水素イオンに分解する。水蒸気を分解して得られた水素イオンは、高分子電解質膜１１６を通ってカソード層１１４へ移動し、カソード層１１４において容器収納部１０２内の酸素と反応して水を生成することで、容器収納部１０２内の酸素を低減させる。

撥水層１２２，１２４は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルムや撥水性樹脂を用いた布帛などの水を透過せずに水蒸気を透過させる膜体からなる。アノード層１１２側の撥水層１２２は、給水部１３０から液体の水がアノード層１１２へ進入するのを防止しつつ、水蒸気を給水部１３０からアノード層１１２側へ供給とする。カソード層１１４側の撥水層１２４は、カソード層１１４で発生した水が高分子電解質膜１１６を通ってアノード層１１２側へ供給されるようにケース１２６の開口部１２８から外部へ流出するのを防止する。

給水部１３０は、吸水性を有する織物や不織布などの布帛からなり、一端部（本実施形態では下端部）が貯水部１１１に蓄えられた水に浸漬され、貯水部１１１から水を吸い上げてアノード層１１２側の撥水層１２４の外側に吸い上げた水を保持する。

貯水部１１１は、減酸素ユニット１０７の下方においてキャビネット１１内部で発生した結露水を蓄える凹状をなしている。貯水部１１１には、除霜運転時に冷蔵用蒸発器５２で発生した結露水を供給する給水経路３５と、貯水部１１１から溢れた結露水を機械室３０内に設けられた蒸発皿３２へ排出する溢水経路３６とが接続されている。

給水経路３５は、ドレインパン２７の近傍において排水経路２９から幅方向一方側へ延びて蒸発器室２６の側方へ引き出され、蒸発器室２６の側方を通って減酸素装置１０６の貯水部１１１に接続されている。給水経路３５の途中、本実施形態では、貯水部１１１の直前には、イオン交換樹脂１３２が配設されており、給水経路３５を流れる結露水を脱塩してから貯水部１１１に供給する。

以上のような本実施形態の冷蔵庫１０では、キャビネット１１内部で発生した結露水を給水経路３５を介して減酸素装置１０６へ供給することができるため、使用者が給水しなくても減酸素装置１０６を駆動することができ、容器収納部１０２内の酸素を安定的に低減させることができる。

また、冷蔵用蒸発器５２で発生した結露水は、水蒸気を冷却して得た水であり水道水等に比べて不純物がかなり少ないものの、冷蔵用蒸発器５２から溶解した微量の金属イオンを含んでおり、このまま供給されると減酸素ユニット１０７を劣化させるおそれがあるが、本実施形態では、給水経路３５内に設けられたイオン交換樹脂１３２によって、冷蔵用蒸発器５２から除霜水に溶解した金属イオンを除去することができるため、劣化を抑えて安定的に減酸素装置１０６を駆動させ貯蔵容器の酸素を低減させることができる。

また、本実施形態では、ドレインパン２７で受けた冷蔵用蒸発器５２の結露水を、給水経路３５と機械室３０の蒸発皿３２へ排出する排水経路２９とに分流するため、冷蔵用蒸発器５２で生成された結露水のうち必要量を減酸素装置１０６へ供給することができる。しかも、減酸素装置１０６の貯水部１１１には溢水経路３６が接続されており、給水経路３５を介して過剰の結露水が貯水部１１１に供給されることがあっても適量の結露水を貯水部１１１に蓄えることができ、結露水が貯水部１１１で長期間滞留して腐敗することがない。

更にまた、本実施形態では、給水経路３５が、蒸発器室２６の側方を通って減酸素装置１０６の貯水部１１１に接続されており、蒸発器室２６内の冷気の流れを妨げることがない。

なお、上記した実施形態では、減酸素装置１０６へ供給する結露水として除霜運転時に冷蔵用蒸発器５２から生じる結露水を用いる場合について説明した、例えば、ペルチェ素子とこのペルチェ素子により冷却される金属板とを有した集水部をキャビネット１１内部の冷蔵空間２０に設け、イオン交換樹脂１３２を設けた給水経路３５を介して金属板に付着した結露水を減酸素装置１０６へ供給してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…冷蔵庫１１…キャビネット１２…断熱仕切壁
２０…冷蔵空間２１…仕切板２２…冷蔵室
２４…野菜室２６…蒸発器室２７…ドレインパン
２９…排水経路３０…機械室３２…蒸発皿
３４…蒸発器室３５…給水経路３６…溢水経路
４０…冷凍空間１００…減酸素室１０２…容器収納部
１０４…貯蔵容器１０６…減酸素装置１０７…減酸素ユニット
１０８…開口部１１０…通気口１１１…貯水部
１１２…アノード層１１４…カソード層１１６…高分子電解質膜
１１７…複合膜電極１１８…集電体１２０…集電体
１２２…撥水層１２４…撥水層１２６…ケース
１２８…開口部１３０…給水部１３２…イオン交換樹脂

Claims

キャビネット内部に設けられた減酸素室と、
高分子電解質膜を一対の電極で挟んだ複合膜電極を有し、前記減酸素室内の酸素濃度を低減させる減酸素装置と、
前記キャビネット内部で発生した結露水を前記減酸素装置へ供給する給水経路と、
前記給水経路内に設けられたイオン交換樹脂とを備えることを特徴とする冷蔵庫。
前記結露水が、前記キャビネット内部を冷却する蒸発器で発生した結露水であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記蒸発器で発生した結露水を受けるドレインパンと、前記ドレインパン内の水を機械室内に設けられた蒸発皿へ供給する排水経路とを備え、前記ドレインパンで受けた結露水を前記給水経路と前記排水経路とに分流することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記蒸発器の前面を覆い前記キャビネットとの間に前記蒸発器を収納する蒸発器室を形成する蒸発器カバーを備え、
前記給水経路が、前記蒸発器室の側方に配設されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の冷蔵庫。
ペルチェ素子と前記ペルチェ素子により冷却される金属板とを有した集水部を前記キャビネット内部に備え、前記結露水が、前記集水部の前記金属板で発生した結露水であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記減酸素装置は、前記給水経路から供給された前記結露水が溜まる貯水部を備え、
前記貯水部から溢れた結露水を機械室内に設けられた蒸発皿へ排出する溢水経路が前記貯水部に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の冷蔵庫。