JP2014044001A

JP2014044001A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2014044001A
Application number: JP2012186487A
Authority: JP
Inventors: Atsuko Funayama; 敦子船山
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-03-13

Abstract

【課題】脱臭部材の圧力損失を増大させることなく、複数の成分からなる冷蔵庫内の悪臭成分を効率的かつ永続的に脱臭可能な冷蔵庫を提供する。
【解決手段】一の通気面から他の通気面に貫通する通気孔４１ａを有する立体形状の基材４９の各通気面及び各通気孔４１ａの表面に、マンガン触媒粉末５０と、活性炭粉末５１と、ゼオライト粉末５２とを接着剤５４で付着してなる脱臭部材４０を、庫内に形成された冷気通路の一部に配置する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、庫内に脱臭部材を備えた冷蔵庫に関する。

本願出願人は、先に、一組の通気面と他の通気面とを有する多角形状の脱臭部材を流路断面の一部に配置した冷蔵庫を提案した（例えば、特許文献１の図７参照。）。脱臭部材は、ウレタンに発泡剤を混入し、発泡させた後、特殊処理により膜を取り除いてオープンセルを形成したものを用いる。この冷蔵庫は、一組の通気面と他の通気面を有する多角形状の脱臭部材を流路断面の一部に配置したので、脱臭部材の圧力損失を増大させることなく、庫内の脱臭効率を向上することができる。

特開２０１２−３７１５０号公報（図７）

ところで、冷蔵庫には、多種多様な食品が保存されるので、庫内には、各種の悪臭成分が発生する。従来、悪臭成分を吸着する吸着材及び悪臭成分を分解する触媒として各種のものが知られているが、それらはいずれも、特定の悪臭成分に対して高い吸着能力又は分解能力を示すものであり、１種類で多種類の悪臭成分を効率的に吸着又は分解可能な吸着材又は触媒は知られていない。このため、冷蔵庫内に存在する各種の悪臭成分を脱臭するためには、複数種類の吸着材及び触媒を脱臭部材に添加する必要がある。

なお、触媒は悪臭成分と接触することにより触媒反応で悪臭成分を分解するものであるため、少量で効果を発揮できる反面、触媒反応には時間がかかる。このため、触媒を利用した脱臭材としては、例えば触媒添着活性炭などのように、吸着材が有する極小孔に悪臭成分を吸着して触媒反応時間を稼ぐようにしたものもある。この種の脱臭材を用いると、触媒による悪臭成分の分解を促進できるので、冷蔵庫内の脱臭に有効である。しかしながら、触媒を吸着材の表面に添着するためには、ある程度の体積を有する粒状の吸着材を用いる必要があり、粒状の吸着材の表面に触媒を添着した脱臭材を冷蔵庫に適用すると、脱臭材の圧力損失が高くなり、冷気の流れが阻害される。したがって、従来の触媒添着活性炭等をそのまま冷蔵庫用の脱臭材として適用することは、実際上不可能である。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、脱臭部材の圧力損失を増大させることなく、複数の成分からなる冷蔵庫内の悪臭成分を効率的かつ永続的に脱臭可能な冷蔵庫を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、一の通気面から他の通気面に貫通する通気孔を有する立体形状の基材と、前記各通気面及び前記通気孔の表面に付着された１種類以上の吸着材粉末と、前記各通気面及び前記通気孔の表面に付着され、前記吸着材粉末に近接して配置された触媒粉末とを有する脱臭部材を、庫内に形成された冷気通路の一部に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、基材の各通気面及び通気孔の表面に粉末状の吸着材と触媒とを付着するので、通気孔内の冷気の流れが吸着材及び触媒によって阻害されにくく、脱臭部材による冷気流路の圧力損失の増加を抑制することができる。また、基材に１種類以上の吸着材粉末と触媒粉末とを付着したので、冷蔵庫内に存在する複数種類の悪臭成分を脱臭することができる。さらに、触媒粉末を吸着材粉末に近接して配置するので、触媒反応に要する時間を稼ぐことができて、触媒粉末による悪臭成分の分解を促進できる。

実施形態に係る冷蔵庫の正面図である。実施形態に係る冷蔵庫の縦断面図である。実施形態に係る冷蔵庫本体の正面図である。実施形態に係る背面パネルの正面図である。実施形態に係る背面パネルの背面図である。実施形態に係る背面パネルの縦断面図である。実施形態に係る背面パネルの脱臭部材取付部の構成を示す斜視図である。実施形態に係る脱臭部材の断面図である。実施形態に係る脱臭部材を通過する冷気の流れを示す図である。実施形態に係る脱臭部材の第１例を示す要部拡大断面図である。実施形態に係る脱臭部材の第２例を示す要部拡大断面図である。実施形態に係る脱臭部材の他の例を示す断面図である。

以下、本発明に係る冷蔵庫の実施形態について、図を用いて説明する。

実施形態に係る冷蔵庫は、図１及び図２に示すように、冷蔵庫本体１及び扉６〜１０を備えて構成されている。また、扉６には、扉の締め忘れ等を表示するためのＬＥＤ８１が設けられている。

冷蔵庫本体１は、図２及び図３に示すように、鋼板製の外箱１１と、樹脂製の内箱１２と、これら外箱１１と内箱１２の間に詰め込まれたウレタン発泡断熱材１３及び真空断熱材（図示せず）を有して構成され、上から冷蔵室２、冷凍室３，４、野菜室５の順に複数の貯蔵室を有している。換言すれば、最上段に冷蔵室２が、最下段に野菜室５が、それぞれ区画して配置されており、冷蔵室２と野菜室５との間には、これらの両室と断熱的に仕切られた冷凍室３，４が配設されている。冷蔵室２及び野菜室５は冷蔵温度帯の貯蔵室であり、冷凍室３，４は０℃以下の冷凍温度帯（例えば、約−２０℃〜−１８℃の温度帯）の貯蔵室である。なお、冷凍室３は製氷室３ａと急冷凍室３ｂとに区画されている。これらの貯蔵室は仕切り壁３３，３４，３５により区画されている。

冷蔵庫本体１の前面には、貯蔵室２〜５の前面開口部を閉塞する扉６〜１０が設けられている。冷蔵室扉６は冷蔵室２の前面開口部を閉塞する扉、製氷室扉７は製氷室３ａの前面開口部を閉塞する扉、急冷凍室扉８は急冷凍室３ｂの前面開口部を閉塞する扉、冷凍室扉９は冷凍室４の前面開口部を閉塞する扉、野菜室扉１０は野菜室５の前面開口部を閉塞する扉である。冷蔵室扉６は観音開き式の両開きの扉で構成され、製氷室３ａ，急冷凍室３ｂ，冷凍室４，野菜室５は、引き出し式の扉によって構成され、引き出し扉とともに貯蔵室内の容器が引き出される。

冷蔵庫本体１内には、冷凍サイクル装置が設置されている。この冷凍サイクル装置は、圧縮機１４、凝縮器（図示せず）、キャピラリチューブ（図示せず）及び蒸発器１５、そして再び圧縮機１４の順に接続することにより構成される。圧縮機１４及び凝縮器は、冷蔵庫本体１の背面下部に設けられた機械室に設置されている。蒸発器１５は、冷凍室３，４の後方に設けられた冷却器室に設置され、この冷却器室における蒸発器１５の上方に送風ファン１６が設置されている。

蒸発器１５によって冷却された冷気は、送風ファン１６によって冷蔵室２、製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ、冷凍室４及び野菜室５の各貯蔵室へと送られる。具体的には、送風ファン１６によって送られる冷気は、開閉可能なダンパー装置を介して、その一部が冷蔵室２及び野菜室５の冷蔵温度帯の貯蔵室へと送られ、他の一部が製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ及び冷凍室４の冷凍温度帯の貯蔵室へと送られる。つまり、開閉可能なダンパー装置は、冷却室からの冷気を前記冷蔵温度帯の貯蔵室への冷蔵吐出口と前記冷凍温度帯の貯蔵室への冷凍吐出口の一方若しくは両方に選択可能に流通させる選択手段である。

送風ファン１６によって冷蔵室２、製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ、冷凍室４及び野菜室５の各貯蔵室へと送られる冷気は、各貯蔵室を冷却した後、冷気戻り通路を通って冷却器室へと戻される。このように、本実施形態の冷蔵庫は、冷気の循環構造を有しており、各貯蔵室を適切な温度に維持する。

冷蔵室２内には、透明な板で構成される複数段の棚１７〜２０が取り外し可能に設置されている。最下段の棚２０は、内箱１２の背面及び両側面に接するように設置され、その下方空間である最下段空間２１を上方空間と区画している。また、各冷蔵室扉６の内側には、複数段の扉ポケット２５〜２７が設置され、これらの扉ポケット２５〜２７は、冷蔵室扉６が閉じられた状態で冷蔵室２内に突出するように設けられている。

冷蔵室２の最下段空間２１には、図３に示すように、左から順に、製氷室３ａの製氷皿に製氷水を供給するための製氷水タンク２２、デザートなどの食品を収納するための収納ケース２３、室内を減圧して食品の鮮度保持及び長期保存するための減圧貯蔵室２４が設置されている。減圧貯蔵室２４は、冷蔵室２の横幅よりも狭い横幅を有し、冷蔵室２の側面に隣接して配置されている。製氷水タンク２２及び収納ケース２３は、左側の冷蔵室扉６の後方に配置されている。また、減圧貯蔵室２４は、右側の冷蔵室扉６の後方に配置されている。なお、製氷水タンク２２及び収納ケース２３は、左側の冷蔵室扉６の最下段の扉ポケット２７の後方に位置することとなり、減圧貯蔵室２４は、右側の冷蔵室扉６の最下段の扉ポケット２７の後方に位置することとなる。

冷蔵室２の背面側には、図２に示すように、内箱１２との間に送風ファン１６から供給された冷気を通す通路を形成する背面パネル３０が設けられている。この背面パネル３０には、図４及び図５に示すように、冷蔵室２に冷気を供給する冷蔵室冷却用の冷気吐出口３１（第１の冷気吐出口）と、冷蔵室２の最下段空間２１に冷気を供給する減圧貯蔵室冷却用の冷気吐出口３２（第２の冷気吐出口）と、冷気戻り口３３とが設けられている。冷気戻り口３３は、減圧貯蔵室２４の背面後方で冷蔵室２の側面に近い側に位置して設けられる。冷気吐出口３２は、減圧貯蔵室２４の上面と棚２０の下面との隙間に向けて設けられる。冷気吐出口３２から吐出された冷気は、減圧貯蔵室２４の上面と棚２０の下面との隙間を流れ、減圧貯蔵室２４を上面から冷却する。従って、減圧貯蔵室２４は、この冷気によって間接冷却される。

次に、野菜室５について詳細を説明する。図３において、５ａは果物やアスパラなどの小物野菜を貯蔵するのに便利な上段トレイであり、５ｂはキャベツや白菜など大物野菜を貯蔵するのに便利な容器である。野菜室５を冷却する冷気は、図２に示すように、野菜室冷気吹き出し口３６から吹き出し、野菜室５の中を流れ、野菜室５全体を冷却し、野菜室冷気戻り口３５ａから仕切り壁３５を流れて冷却器１５に戻る。また、野菜の鮮度劣化の主な原因が萎れであることと、冷却しすぎると低温障害が発生してしまうため、野菜室はなるべく恒温高湿が好ましい。このため、野菜室専用ダンパー（図示せず）が野菜室冷気吹き出し口３６よりも上流に設けられている。

以下、冷蔵庫内における脱臭部材４０の配置について説明する。実施形態に係る脱臭部材４０は、図５〜図７に示すように、背面パネル３０の冷気戻り口３３に設置されており、冷却器室から冷蔵室２に噴出され、冷気戻り口３３に流れ込んだ冷気中の悪臭成分を吸着又は分解するようになっている。

また、脱臭部材４０は、図７に示すように、冷気通路の左右方向の全幅を塞がないように配置されている。これは脱臭部材４０に結露が生じ、その結露が凍結して脱臭部材４０に冷気が通過しなくなることで、冷却能力が低下しないようにするためである。また、図６に示すように、脱臭部材４０は冷気通路の奥行き方向についても、全幅を塞がない構造となっている。これも前述と同様の理由によるものである。

更に、脱臭部材４０は、図６及び図７に示すように、背面パネル３０内の冷気の流れが屈曲する部分に設置される。即ち、図６においては、図の左側が冷蔵室２、右側が冷蔵庫背面側を示しており、冷蔵室２内の冷気は、図中に白抜き矢印で示すように、ほぼ水平方向から背面パネル３０内に戻り、背面パネル３０内で黒矢印のように屈曲して、図中にハッチング付きの矢印で示すように、背面パネル３０の下方に流れる。脱臭部材４０は、このように背面パネル３０内の冷気の流れが屈曲する部分に設置される。したがって、脱臭部材４０には、複数の面から冷気が流入し、脱臭部材４０に流入した冷気は、複数の面から流出する。これにより、本実施形態に係る冷蔵庫は、高い脱臭効果を発揮することができる。

次に、本実施形態に係る脱臭部材４０の構成を、図８〜図１２を用いて説明する。

従来の冷蔵庫においては、脱臭部材の冷気流入面を冷気の流れに対向させ、脱臭部材の中を冷気が層流状態で流れるようにするのが一般的である。しかしながら、図６から明らかなように、冷蔵庫の冷気通路は、冷蔵庫の内容積を向上させるため、狭小かつ複雑な構成になっており、大きな脱臭部材を設置することができない。また、図６に示した屈曲する冷気通路に、冷気が層流状態で通過する脱臭部材を配置しても、悪臭を高い脱臭効率で除去することができない。そこで、本実施形態では、小さな脱臭部材で複数の悪臭の成分を高い脱臭効率で脱臭できる構成とした。

即ち、本実施形態に係る脱臭部材４０は、図８〜図１０に示すように、一の通気面から他の複数の通気面に貫通する網目構造の通気孔４１ａを有する立体形状の基材４９と、基材４９の各通気面及び各通気孔４１ａの表面に付着されたマンガン粉末（触媒粉末）５０とを有している。また、同じく基材４９の各通気面及び通気孔４１ａの表面に付着され、マンガン粉末（触媒粉末）５０に近接配置された活性炭粉末（第１の吸着材粉末）５１及びゼオライト粉末（第２の吸着材粉末）５２を有している。マンガン粉末５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２の直径は、それぞれ数μｍ〜数百μｍ程度に調製されており、図１０に示すように、シリケート系接着剤等の無機接着剤５４を用いて基材４９の各通気面及び各通気孔４１ａの表面に付着されている。

基材４９は、ウレタン樹脂中に発泡剤を混入してウレタンフォームを形成した後、特殊処理により気泡間の膜を取り除いてオープンセル（孔４１ａ）を形成したものである。本構造の基材４９は、孔４１ａが立体的な網目状に開いており、基材４９の各外面に連通しているので、通風抵抗が小さいばかりでなく、脱臭部材４０の内部を通過する冷気が乱流となるので、孔４１ａの内部でマンガン粉末５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２と冷気の接触効率を高めることができる。このように、発泡により形成された気泡が互いに連通して孔４１ａとなった構造は連通気泡構造ともいい、ウレタンフォームが有する三次元構造と、オープンセルによる高い空孔率とを有することから、小型にして圧力損失が低いことが求められる冷蔵庫用脱臭部材の基材として特に優れている。

また、悪臭を処理するための触媒及び吸収材として、直径が数μｍ〜数百μｍ程度のマンガン粉末５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２を用いるので、これを孔４１ａの表面に付着しても、基材４９の通気性にほとんど悪影響を及ぼすことがなく、小型にして圧力損失が低い冷蔵庫用の脱臭部材とすることができる。

マンガン粉末５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２は、無機接着剤５４を用いて基材４９の表面に付着される。無機接着剤５４は、固化後、図１０に示すように、その内部に多数の細孔５４ａが生じるので、マンガン粉末５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２の表面全部が無機接着剤５４にて覆われず、マンガン粉末５０の触媒反応と、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２の吸着効果を確保することができる。なお、基材４９に対するマンガン粉末５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２の付着は、適量の無機接着剤５４が添加された基材４９に、マンガン粉末５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２を風圧で吹き付けることにより行うことができる。

本実施形態に係る脱臭部材４０は、１種類の触媒粉末５０と２種類の吸着材粉末５１，５２を基材４９に付着したので、多種多様な悪臭成分を処理することができる。即ち、冷蔵庫内の悪臭成分は食品由来の揮発成分である。食品が多種多様にあるように、この悪臭成分も多種多様にある。この多種多様の悪臭成分をグループ分けするならば、酸性成分と中性成分とアルカリ性成分に大別することが出来る。

一般に、触媒反応で酸化分解消臭する触媒は、これら全ての悪臭成分を酸化分解するためには加熱等のエネルギーが必要なため、冷蔵庫の脱臭には向いていない。マンガン触媒５０は、分解目的成分を絞り、加熱を必要とせずに分解できるように改良されたもので、野菜の腐敗臭の主成分にして、少ない濃度で人間が臭いと感じやすい（閾値が大きい）メチルメルカプタンを、ジメチルジサルファイドに変換する。この触媒反応により、メチルメルカプタン２モルが１モルのジメチルジサルファイドになるため、メチルメルカプタンの濃度を半減することができる。また、メチルメルカプタンは、閾値が大きいので、微量のメチルメルカプタンで臭いと感じたものが臭いと感じなくなる。また、マンガン触媒５０は触媒反応に時間を要するので、マンガン触媒５０単体では悪臭成分を効率的に分解することが難しい。本実施形態に係る脱臭部材４０は、マンガン粉末５０の近傍に活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２を配置したので、悪臭成分であるメチルメルカプタンを活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２に吸着させることができ、マンガン粉末５０の触媒反応に要する時間を稼ぐことができて、メチルメルカプタンの除去を効率的に行うことができる。但し、前述したようにマンガン触媒５０はメチルメルカプタンにのみ反応するため、それ以外の悪臭成分については除去することができない。

一方、活性炭粉末５１は、酸性成分や中性成分の物理吸着能力に優れる。また、ゼオライト粉末５２は、アルカリ成分の物理吸着能力に優れる。よって、マンガン触媒５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２を基材４９に付着することにより、多種多様な悪臭成分を処理可能な脱臭部材４０とすることができる。なお、基材４９に付着する触媒粉末は、マンガン触媒５０に限定されるものではなく、公知に属する任意の触媒粉末を用いることができる。また、基材４９に付着する吸収材粉末についても、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２に限定されるものではなく、公知に属する任意の吸収材粉末を用いることができる。さらに、基材４９に付着する触媒粉末及び吸収材粉末の種類数についても、１種類以上の任意の数とすることができる。

本実施形態に係る脱臭部材４０の効果を検証するため、本実施形態に係る脱臭部材４０と、マンガン触媒５０のみが基材４９に付着された比較例に係る脱臭部材について、脱臭試験を実施した。脱臭試験は、本実施形態に係る脱臭部材４０及び比較例に係る脱臭部材に臭気ガスを空間速度（ＳＶ）９００００ｈ−１で通過させ、ワンパス性能を測定した。ワンパス性能とは、通過後の臭気ガス濃度を通過前臭気ガス濃度で除して求めたものである。臭気ガスとしては、メチルメルカプタン、アセトアルデヒド、トリメチルアミンを用いた。

表１に、本実施形態に係る脱臭部材４０及び比較例に係る脱臭部材のワンパス性能試験結果を示す。単位は％（パーセント）であり、数字の大きい方が高い脱臭効率を有していることを示す。

表１から明らかなように、メチルメルカプタンについては、高い脱臭効率を維持しており、メチルメルカプタンを酸化触媒反応で除去するマンガン触媒５０を活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２と混合しても、マンガン触媒５０の触媒反応が低下せず、高い脱臭効率を維持できることがわかる。また、マンガン触媒５０の触媒反応では脱臭できないアセトアルデヒド、トリメチルアミン、エタノールについては、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２の添加により脱臭効率を向上することがわかる。したがって、メチルメルカプタン、アセトアルデヒド、トリメチルアミン及びエタノールなど、各種の悪臭成分が混在する冷蔵庫内の脱臭には、マンガン触媒５０と活性炭粉末５１とゼオライト粉末５２の混合体を用いることが有効であることを確認できた。

なお、前記実施形態においては、基材４９の表面にマンガン触媒５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２を付着させる接着剤として無機接着剤５４を用いたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図１１に示すように、マンガン触媒５０、活性炭粉末５１及びゼオライト粉末５２の全表面が接着剤で覆われないように接着剤量を調整すれば、固化後に細孔を生じないエポキシ樹脂等の有機接着剤を用いることもできる。

また、前記実施形態においては、ウレタン樹脂中に発泡剤を混入してウレタンフォームを形成した後、特殊処理により気泡間の膜を取り除いてオープンセル（孔４１ａ）を形成したものを基材４９として用いたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、図１２に示すように、ハニカム構造の通気孔４１ｂを有する基材４９ｂを用いることもできる。さらに、一の通気面から他の複数の通気面に貫通する網目構造の通気孔４１ａを有する立体形状の基材４９として、不織布を用いることもできる。

１冷蔵庫本体
２冷蔵室
３冷凍室
３０背面パネル
３１，３２冷気吐出口
３３冷気戻り口
４０脱臭部材
４１ａ孔（オープンセル）
４９基材
５０触媒
５１活性炭
５２ゼオライト
５３有機接着剤
５４無機接着材

Claims

一の通気面から他の通気面に貫通する通気孔を有する立体形状の基材と、前記各通気面及び前記通気孔の表面に付着された１種類以上の吸着材粉末と、前記各通気面及び前記通気孔の表面に付着され、前記吸着材粉末に近接して配置された触媒粉末とを有する脱臭部材を、庫内に形成された冷気通路の一部に配置したことを特徴とする冷蔵庫。
前記吸着材粉末及び前記触媒粉末は、接着剤を用いて前記基材に接着され、前記吸着材粉末の表面の一部及び前記触媒粉末の表面の一部は、前記接着剤により覆われずに、前記冷気通路に露出していることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記接着剤として、固化後の接着剤層に細孔が生じる無機接着剤を用いたことを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
前記通気孔は、複数の前記通気面に貫通する立体的な網目構造を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
前記脱臭部材は、少なくとも３面以上を開放した状態で、前記冷気通路の一部に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。