JP2014044024A - 冷凍冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍冷蔵庫において、光触媒による脱臭性能及び雑菌分解性能を向上すると共に、ミネラルウォーターや湧き水等を用いておいしい氷を作ること。
【解決手段】冷蔵室１０１に配置される給水タンク１と、冷凍室１０３に配置される製氷皿４と、給水タンク１の水を製氷皿４へ送給し且つ冷蔵室に配置される給水ポンプ２と、給水ポンプ２からの水を製氷皿４へ給水する給水パイプ３と、を備え、製氷皿４への給水の脱臭及び雑菌分解する光触媒浄水装置１０が、給水パイプ３における冷蔵室１０１内の給水系に設けられ、光触媒浄化装置１０は、光触媒をコーティングした光透過性部材（ガラス管）と、光触媒に光を照射する光源（ＬＥＤ９）と、を有し、光透過性部材は、給水パイプ３の一部として機能するように給水パイプ３に介挿され、光源９は、光透過性部材に近接し且つ給水タンク１の背後に設けられること。
【選択図】図１

Description

本発明は、製氷装置を備えた冷凍冷蔵庫に係り、特に光触媒浄水装置を有する製氷装置を備えた冷凍冷蔵庫に関する。

光触媒による脱臭性能及び雑菌分解性能の向上を図る従来技術として、例えば特許文献１には給水タンク内に収容された光触媒浄化装置が提案されている。特許文献１によれば、製氷装置を備えた冷凍冷蔵庫として、ガラスの内壁面全体に光触媒をコーティングして給水タンク底面を形成するとともに、給水タンクの外側下方より光触媒に紫外線を照射する紫外線発光手段を備え、この構成により、紫外線は光触媒加工基材であるガラスのみを介して光触媒層に到達するので、水により紫外線が吸収され、光触媒層に達する紫外線量を弱めることなく、紫外線発光手段により給水タンクの外側下方からガラスを通過する紫外線によって光触媒を活性化し、その際、水に含まれるカルキ成分、雑菌、臭気成分を光触媒反応により炭酸ガスと水に分解し、水を浄化することが開示されている（特許文献１の図７及び図８）。

さらに、この特許文献１には、給水タンクの底面に円筒状の筒を装着し、円筒状の筒の外側の給水と接する面に光触媒をコーティングし、筒の内部に紫外線照射ランプを設置して、ランプの発熱を給水により冷却させ、紫外線の発光効率を向上させ、これにより強い紫外線によって光触媒を高活性化し、その際、水に含まれるカルキ成分、雑菌、臭気成分を光触媒反応により炭酸ガスと水に分解し、水を浄化することが開示されている（特許文献１の図１〜図３）。

特許第３７０８４１２号公報

ところで、光触媒反応は汚染物が光触媒の表面に接触しなければ起こらない反応であるが、上記特許文献１に示された従来技術では、給水タンク内における水の対流は給水ポンプ運転時のみであり、給水ポンプ停止時は給水タンク中の水の対流は無く、汚染物との接触効率が悪く、給水タンク内の水全体に対する光触媒の水浄化性能が低いという課題があった。

また、上記特許文献１の従来技術では、給水タンク底面に光触媒層を設けるため、給水タンク全体をガラスにしたり、もしくは、樹脂で成形した給水タンクの底面に穴を開けて水漏れしないように光触媒をコーティングしたガラス部材をはめ込んでおり、構造が複雑で製造コストが高くなり、さらに、給水タンク底面に配置したガラス部材によって給水タンクの底面には凹凸形状が形成されて給水タンクの洗浄に不便をきたすという課題があった。

さらに、上記特許文献１の従来技術では、ミネラル分を多く含み且つ光触媒と接した水の水面が下がった際に、下がった部位に光触媒に吸着されたミネラル分が析出付着して、光触媒の水浄化性能が低下する現象が生じるが、この性能低下を防止するため、給水タンクには必ず水が残るようにしているので、この残った水を未だ必要な水があると勘違いして給水のタイミングを失するという課題があった。

本発明の目的は、給水タンクの洗浄などの使い勝手を維持しつつ、光触媒による脱臭性能及び雑菌の分解性能を向上させるとともに、ミネラルウォータや湧き水等のミネラル分の析出による光触媒の性能低下を防止した製氷装置を有する冷凍冷蔵庫を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
冷蔵室と冷凍室を有する冷蔵庫本体と、前記冷蔵室に配置される給水タンクと、前記冷凍室に配置される製氷皿と、前記給水タンクの水を前記製氷皿へ送給し且つ前記冷蔵室に配置される給水ポンプと、前記給水ポンプからの水を前記製氷皿へ給水する給水パイプと、を備え、前記製氷皿への給水の脱臭及び雑菌分解する光触媒浄水装置が、前記給水パイプにおける前記冷蔵室内の給水系に設けられ、前記光触媒浄化装置は、光触媒をコーティングした光透過性部材と、前記光触媒に光を照射する光源と、を有し、前記光透過性部材は、前記給水パイプの一部として機能するように前記給水パイプに介挿され、前記光源は、前記光透過性部材に近接し且つ前記給水タンクの背後に設けられる構成とする。

また、前記冷凍冷蔵庫において、前記光透過性部材は前記給水パイプの水溜まりの発生しない部位に介挿されること。さらに、前記光源は前記給水ポンプの運動に連動して光を照射するように点灯制御されること。

本発明によれば、光触媒浄水装置を製氷皿への給水パイプの一部として設置することで、給水タンクの洗浄や取り扱いをし易くしつつ、光触媒による水の脱臭性能及び雑菌の分解性能を向上させることができる。

また、ミネラルウォータや湧き水等のミネラル分の析出による光触媒の性能低下を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る製氷装置を備えた冷凍冷蔵庫の主要構成を示す断面図である。 本実施形態に係る冷凍冷蔵庫における給水タンク並びに光触媒浄水装置を含む拡大断面図である。 図２に示すＡ−Ａ’線で切断した断面図である。 本実施形態に係る冷凍冷蔵庫の光触媒浄水装置における汚染物質の除去効率の推移を表わす図である。

本発明の実施形態に係る製氷装置を備えた冷凍冷蔵庫について、図１〜図４を参照しながら以下説明する。各図における同一符号は同一物又は相当物を表している。

図１において、冷蔵庫本体１１０は、断熱箱体により上部に冷蔵室１０１と下部に冷凍室１０２を形成し、その前面には開閉可能なドア（図示せず）が夫々設けられている。冷蔵室１０１は、上段が一般的な冷蔵室であり、下段が野菜室又はチルド室となる貯蔵室１０２である。また、冷凍室１０３は、上段が製氷専用室を含む冷凍室１０３であり、下段が一般的な冷凍室１０３である。

また、製氷装置は、給水タンク１、光触媒浄水装置１０、給水ポンプ２、給水パイプ３、製氷皿４、モータ５及び貯氷箱６等により構成されている。給水タンク１、光触媒浄水装置１０、給水ポンプ２、給水パイプ３の一部は冷蔵室１０１に設置されていて、給水パイプ３の他部、製氷皿４、モータ５及び貯氷箱６は冷凍室１０３に設置されている。

給水タンク１は、製氷皿４に供給するための水Ｗを貯水した状態で冷蔵室１０１内に配置され、そして、冷蔵室１０１から取出し可能に配置されている。また、給水ポンプ２に連通される給水口２０は給水タンク１内の下部に開口して位置されている。給水ポンプ２は、正逆回転可能な自吸式ポンプで構成され、冷蔵室１０１の後部に配置されており、給水タンク１内の水Ｗを給水パイプ３を介して製氷皿４に供給するものである。なお、給水ポンプ２は給水タンク１の内部に設置されていても良い。

製氷皿４は、冷凍室１０２内に配置され、給水パイプ３の先端の直下に位置している。また、製氷皿４は一側がモータ５に取付けられている。このモータ５の駆動により製氷皿４が反転されて製氷された氷が貯氷箱６に落下するようになっている。

ここで、製氷装置の概略動作について説明すると、補水を終了した給水タンク１を冷蔵室１０１に戻し、給水タンク１を給水ポンプ２に接続する。そして、給水ポンプ２を所定時間、正回転運転して、給水タンク１内の所定量の水Ｗを製氷皿４に給水する。この給水される水Ｗは、光触媒浄水装置１０を通過することにより脱臭及び雑菌分解されており、製氷皿４において循環冷気によって冷却されて氷となる。一般的に、給水タンク１には製氷皿４を一杯にする給水量の数倍又は１０数倍の水を溜めることができる。

製氷完了を感知すると、モータ５が駆動して製氷皿４が反転され、作られた氷が貯氷箱６に落下されて貯氷される。この製氷動作は、給水タンク１の水面が給水口２０になるまで、あるいは貯氷箱６内の氷が所定量になるまで繰り返される。このように、脱臭及び雑菌分解された水Ｗで氷を作ることにより、おいしくて衛生的な氷を作ることができる。

次いで、本実施形態に関する光触媒浄水装置１０の詳細について、図２から図４を参照して説明する。図２は本実施形態に係る冷凍冷蔵庫における給水タンク並びに光触媒浄水装置を含む拡大断面図であり、図３は図２に示すＡ−Ａ’線で切断した断面図であり、図４は本実施形態に係る冷凍冷蔵庫の光触媒浄水装置における汚染物質の除去効率の推移を表わす図である。

給水タンク１は、上面を開口した合成樹脂製タンク本体１ａと、タンク本体１ａに着脱可能に取付けられる合成樹脂製タンクカバー１ｂと、から構成され、全体形状が前後に細長い形状に形成されている。タンクカバー１ｂは、タンク本体１ａの上面開口を塞ぐように図示していないパッキングを介してタンク本体１ａに気密的に装着され、その上面一部に図示しない補水口が形成されている。

本実施形態では、光触媒を給水タンク１の底面に設けた従来技術と異なり、光触媒浄水装置１０を給水パイプ３の一部として設けているので、給水タンク１の底面を含めた内表面は滑らかであり且つ光触媒浄化装置１０が給水タンク１に付設していないので、給水タンク１の洗浄や取り扱い等の使い勝手は良好となっている。

光触媒浄水装置１０は、可視光応答型光触媒７を表面にコーティングしたガラス管８と、白色ＬＥＤ９とを有し、ガラス管８は、給水タンク１の奥側に露出するように設けた給水パイプの一部となるように設置する。ガラス管８は、ＬＥＤ９からの光を透過するのに適した部材であるが、管８はガラスに限らず光透過材料であればよい。

ランプ又は光源としてのＬＥＤ９は、ガラス管８に近接して、例えば冷蔵庫本体１１０の内壁面に配置し、且つガラス管８を介して給水タンク１を照射するように配置している。ＬＥＤ９は、図示しない電源接続装置を介して冷蔵庫本体１１０側の電源回路に接続されることにより、ＬＥＤ９に電力が供給されるようになっている。

ガラス管８の内側と外側には光触媒７がコーティングされている。ＬＥＤ９は、光触媒７を活性化させるためのものであり、ガラス管８の内側の活性化した光触媒7は給水中のニオイ成分と雑菌を分解して脱臭、除菌を行う。また、ガラス管８の外側の活性化した光触媒7は、冷蔵庫内の悪臭や浮遊菌を脱臭、除菌することが出来る。

したがって、製氷皿４への給水の脱臭、除菌のために、ＬＥＤ９は給水ポンプの運転に連動して点灯するように制御される。しかし、給水タンク１に水Ｗが供給されていない場合や自動製氷機能を停止している場合は、冷蔵庫内の脱臭、除菌のために間欠運転をするように制御されている。なお、本実施形態においては、製氷装置を発明の対象としているので、ガラス管８の内側の光触媒７は必須部材であるが、外側の光触媒７は必要に応じて採用すればよく、必ずしも必須部材ではない。

さらに、ＬＥＤ９は、ガラス管８に近接して例えば冷蔵庫本体１１０の内壁面に配置し、且つガラス管８を介して給水タンク１を照射するように配置され、冷蔵庫の庫内灯と連動するようにもなっている。すなわち、ＬＥＤ９は、冷蔵室の扉が開くと冷蔵庫の庫内灯と連動して点灯するようにも制御する。この制御により、扉を開けて給水タンク１を見た時、給水タンク１の背後からＬＥＤ９により明るく照らされることにより、給水タンク１の残水量が見やすくなり、給水する必要性の有無に気付くことなる。これにより、貯氷箱６内の氷が少ない時初めて給水タンク１に水が少ないことに気づき、あわてて給水するような事態を減らすことが出来る。

光触媒７は、酸化タングステン等で形成され、光が照射されることにより、ガラス管８の内側と接する水Ｗに含まれる臭気成分やカルキ、雑菌等を光触媒反応により炭酸ガスや水に分解して製氷皿４への給水の浄化を行なう。また、ガラス管８の外側と接する庫内の冷気に含まれる臭気成分や浮遊菌を光触媒反応により炭酸ガスや水に分解して冷蔵室１０１の空気清浄も行う。

本実施形態においては、光触媒浄水装置１０が、光触媒７をコーティングしたガラス管８と、光触媒７に光を照射するＬＥＤ９と、から構成され、ガラス管８は、給水タンク奥側に露出するように設けた給水パイプ３の一部となるように設置し、ＬＥＤ９はガラス管８に近接して配置し（例えば、冷蔵庫本体１１０の内壁面に設置）、且つガラス管８を介して給水タンク１を照射するように構成されている。

上述した本実施形態の構成によって、ＬＥＤ９が発する光の減衰が少なく且つ水Ｗでの光の吸収を防止することができるとともに（ＬＥＤ９の光が水を介することなく内側及び外側の光触媒７に達する）、ガラス管８は上下方向に流水する給水経路の一部となっているため、給水が停止した後、給水パイプ３に水が溜まらないように排水される際に、ガラス管８の内表面側の水は重力で下方に流れ、ガラス管８内に水が溜まらないようになっている。

本実施形態の作用についてさらに説明すると、ＬＥＤ９と光触媒７との間に水が介在しない構成であるので光触媒７に到達する光を強くすることができ、これに伴い、水Ｗに接するガラス管８内側の光触媒７による水浄化性能（換言すれば、汚染物質の除去率）、具体的には、脱臭性能（カルキ除去性能を含む）及び雑菌の分解性能等を向上することができる。

また、ガラス管８内の水は滞留することなく上下方向に流水しているので、ミネラル分が光触媒７に析出されることはなく、ミネラルウォータや湧き水等を用いておいしい氷を作ることができ、且つミネラル分の析出による光触媒７の性能低下を防止することができる。

さらに、光触媒浄化装置１０を水Ｗが通過する時にのみ、すなわち、製氷皿４の皿を満たすだけの水量に対してだけ、ＬＥＤを点灯して照射して脱臭及び雑菌分解すればよいので省エネ効果を奏するとともに、光触媒浄水装置１０は、これを通る水が空気に触れない箇所に設置されているので（従来技術に示すように、光触媒を給水タンク１内に設置するとタンク本体１ａとタンクカバー１ｂとの隙間を通って雑菌が侵入する構成と対比して）、空気中の雑菌が浸入し難く、除菌効果が大となる。因みに、従来技術では、給水タンク中の水に常に雑菌が浸入してくるので、光触媒で除菌して、給水タンク中の水を衛生的に保持しておくために常に紫外線照射して光触媒を活性化させておく必要があった。

次に、本実施形態の奏する効果について図４を用いて説明する。本実施形態に示すようにガラス管８内表面に光触媒７をコーティングしたガラス管８が給水パイプ３の一部に配置された場合（図４で光触媒あり４１として示す）と、給水パイプ中に光触媒を設置していない従来の給水パイプの場合（図４で光触媒なし４２として示す）と、の汚染物質の除去効率を比較して説明する。なお、給水タンク１において給水口２０（図１参照）をもつ管内には活性炭が備えられており、この活性炭によってもカビ臭を除去している。

方法としては、蒸留水を給水した給水タンクにカビ臭のモデル成分としてジオスミンを溶解させ、給水タンク中のジオスミン濃度を測定して入口濃度とし、その後給水ポンプを運転して給水タンク中の水を全て排水させ、排水中の濃度を測定して出口濃度とし、入口出口のジオスミン濃度差でワンパス除去性能（１回だけ光触媒を通過したときの除去性能）を測定し算出した。図４に示すように、同様な測定を３回繰り返してその都度の除去率を算出した。３回の測定では同様な傾向の結果が得られた。

測定の結果、図４に示すようにワンパス性能でも光触媒装置によりカビ臭が除去できていることがわかり本発明の目的を達成していることがわかる。すなわち、本発明による給水パイプ３に光触媒浄水装置を設けたものは、９０％程度の除去率が得られた。一方、図４で光触媒なし４２として表された従来のものは、活性炭による除去によって数％程度の除去率となっている。

繰り返して概略的に述べると、本発明の実施形態においては、コンパクトで安価な構成とすることができるとともに省電力化を図ることができ、また、給水タンク本体内の掃除を容易に行なうことができるようにして光触媒浄水装置の水浄化機能と相俟って、より一層衛生的な氷を作ることができ、さらに、給水パイプの一部として光触媒浄水装置を設けることにより、冷蔵室の有効内容積の減少を抑制することができる。

１ 給水タンク
１ ａ タンク本体
１ ｂ タンクカバー
２ 給水ポンプ
３ 給水パイプ
４ 製氷皿
５ モータ
６ 貯氷箱
７ 光触媒
８ 光透過性部材（ガラス部材）
９ 光源（ランプ、ＬＥＤ）
１ ０ 光触媒浄水装置
２ ０ 給水口
１ ０ １ 冷蔵室
１ ０ ２ 貯蔵室
１ ０ ３ 冷凍室
１ １ ０ 冷蔵庫本体
Ｗ 水

Claims (5)

1. 冷蔵室と冷凍室を有する冷蔵庫本体と、前記冷蔵室に配置される給水タンクと、前記冷凍室に配置される製氷皿と、前記給水タンクの水を前記製氷皿へ送給し且つ前記冷蔵室に配置される給水ポンプと、前記給水ポンプからの水を前記製氷皿へ給水する給水パイプと、を備え、
   前記製氷皿への給水の脱臭及び雑菌分解する光触媒浄水装置が、前記給水パイプにおける前記冷蔵室内の給水系に設けられ、
   前記光触媒浄化装置は、光触媒をコーティングした光透過性部材と、前記光触媒に光を照射する光源と、を有し、
   前記光透過性部材は、前記給水パイプの一部として機能するように前記給水パイプに介挿され、
   前記光源は、前記光透過性部材に近接し且つ前記給水タンクの背後に設けられる冷凍冷蔵庫。
2. 請求項１において、
   前記光透過性部材は、前記給水パイプの水溜まりの発生しない部位に介挿される冷凍冷蔵庫。
3. 請求項１または２において、
   前記光源は、前記給水ポンプの運転に連動して光を照射するように点灯制御される冷凍冷蔵庫。
4. 請求項３において、
   前記光源は、前記冷蔵庫の扉が開いた時にも点灯制御される冷凍冷蔵庫。
5. 請求項１または２において、
   前記光触媒は、前記光透過性部材の前記給水に接する内側と、前記透過性部材の前記冷蔵室内冷気に接する外側と、にコーティングされている冷凍冷蔵庫。