JP2014055717A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】特別なメンテナンスを行うことなく庫内を安全かつ永続的に除菌及び脱臭でき、貯蔵物の鮮度を長期間に亘って維持可能な冷蔵庫を提供する。
【解決手段】貯氷容器４１内に貯えられた氷Ｉから昇華する水分Ｗに、紫外線照射装置４２から放射される紫外線Ｒを照射する。貯氷容器４１内に貯えられた氷Ｉから昇華する水分Ｗに代えて、製氷皿４３内に残存する氷Ｉから昇華する水分Ｗや、蒸発器１５の熱交換器に付着する霜から昇華する水分Ｗに、紫外線Ｒを照射することもできる。紫外線照射装置４２としては、蛍光管又はＬＥＤが用いられる。紫外線の波長は、２５３ｎｍ〜４００ｎｍ程度が好適である。
【選択図】図４

Description

本発明は、庫内に脱臭用及び除菌用の紫外線照射手段を備えた冷蔵庫に関する。

冷蔵庫内には、多種多様な食品が保存されるので、各種の悪臭成分が発生すると共に、雑菌が繁殖する虞もある。このため、庫内に脱臭用及び除菌用の紫外線照射手段を備えた冷蔵庫が従来提案されている（特許文献１の図１〜図５参照。）。

特許文献１に記載の冷蔵庫は、断熱仕切壁により区画され冷凍温度帯に冷却される貯蔵室と、この貯蔵室の一画に設けられた製氷皿と、この製氷皿の下部に設けられ生成された氷を貯氷する貯氷容器とを備え、製氷皿の上部及び貯蔵室の前方上部に紫外線を照射するＬＥＤを配設して成る。本構成の冷蔵庫は、製氷皿及び貯氷容器に効果的に紫外線を照射できるので、製氷皿及び貯氷容器を殺菌することができる。

また、冷蔵庫に適用可能な紫外線によるエチレンガスの改質方法として、表面に水を粒状に保持可能な保水面に形成した保水体に水を供給し、該保水面を水滴で濡れた状態に保持する保水工程と、該保水面に付着させた前記水滴に対し、１０ｍｍ以内の至近距離から波長が２５４ｎｍの紫外線を、近傍を１０℃〜４０℃の温度域に制御しつつ照射して、該照射紫外線のエネルギーで前記水滴にＯＨラジカルを生成させる照射工程と、該ＯＨラジカルを含む前記水滴を保持している前記保水面に対してエチレンガスを含む気体を通風させて前記ＯＨラジカルに該エチレンガスを接触させる反応工程とから成り、上記各工程により前記ＯＨラジカルに前記エチレンガスを接触反応させてエタンと水に改質できるようにしたものが従来提案されている（特許文献２の請求項１及び図１参照。）。

特許文献２に記載のエチレンガスの改質方法は、撥水性表面の保水体に撥水された水を霧粒状に高密度に付着させ、その水滴群に対して１０ｍｍ以内の至近距離から波長が２５４ｎｍの紫外線を照射し、その際に紫外線照射近傍を１０℃〜４０℃の温度域に制御することによって、該水滴中にＯＨラジカルを大量に生成させることができる。そして、その水滴中で生成されたＯＨラジカルに、エチレンガスを含む気体を通風接触させることによって、そのＯＨラジカルの作用で、そのＯＨラジカルに接触したエチレンガスをエタンと水とに改質させることができる。

特開２００６−４６８１３号公報（図１〜図５参照） 特許第４３３２１０７号公報（請求項１及び図１参照）

しかしながら、特許文献１に記載の冷蔵庫は、製氷皿及び貯氷容器に紫外線を照射し、紫外線の殺菌力で製氷皿及び貯氷容器を直接殺菌するというものであるので、庫内でＯＨラジカルを効率的に発生させることができない。よって、特許文献１に記載の冷蔵庫は、除菌効果や脱臭効果が、製氷皿及び貯氷容器並びにその周辺部分に限定される。

一方、特許文献２に記載のエチレンガスの改質方法は、保水表面に粒状の水滴を形成させるため、保水表面を撥水性（疎水性とも言う。以下同じ。）にする必要がある。表面を撥水性にすると、水分（水滴）を長時間保持することができないため、保水表面に水分を長時間維持するためには、水供給手段を長期且つ連続で運転する必要があり、頻繁に水供給手段を交換しなければならない。また、特許文献２に記載のエチレンガスの改質方法は、紫外線照射近傍を１０℃〜４０℃の温度域に制御した状態で、波長が２５４ｎｍの紫外線を照射するので、オゾンが発生しやすい。オゾンは独特の臭気をもち、周囲の樹脂や貯蔵物に変色や劣化を引き起こすので、短時間で庫内の貯蔵物の鮮度を低下させる。さらに、特許文献２に記載のエチレンガスの改質方法は、紫外線照射近傍を１０℃〜４０℃の温度域に制御することで、ＯＨラジカルを生成する構成であるので、当該技術を冷蔵庫に適用した場合、庫内の温度が上昇して、貯蔵物の鮮度を低下させる虞がある。

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、特別なメンテナンスを行うことなく庫内を安全かつ永続的に除菌及び脱臭でき、貯蔵物の鮮度を長期間に亘って維持可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、庫内を循環する冷気通路中に貯氷部及び霜発生部を有し、前記貯氷部に貯えられた氷から昇華する水分、及び、前記霜発生部に発生した霜から昇華する水分のうちの少なくともいずれか一方に紫外線を照射して、庫内にＯＨラジカルを発生させる紫外線照射装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、貯氷部に貯えられた氷から昇華する水分、及び、霜発生部に発生した霜から昇華する水分のうちの少なくともいずれか一方に紫外線を照射して、庫内にＯＨラジカルを発生させるので、水の補給を必要とせず、脱臭効果及び除菌効果を永続させることができる。また、庫内に発生したＯＨラジカルにより庫内の脱臭及び除菌を行うので、安全性が高く、しかも貯蔵物の鮮度低下を長期間に亘って抑制することができる。

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貯蔵室扉を除いた状態の正面図である。 実施形態に係る冷蔵庫に備えられる貯氷容器に対する紫外線の照射状態を示す図である。 実施形態に係る冷蔵庫に備えられる製氷部の拡大図である。 実施形態に係る冷蔵庫に備えられる熱交換器に対する紫外線の照射状態を示す図である。 本発明の効果を確認するための実験装置の概要図である。 図７の実験装置を用いて確認された本発明の効果を示すグラフ図である。

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。これらの各貯蔵室は仕切り壁３４，３５，３６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の前面開口部を開閉する扉、製氷室扉７は製氷室３ａの前面開口部を開閉する扉、急冷凍室扉８は急冷凍室３ｂの前面開口部を開閉する扉、冷凍室扉９は冷凍室４の前面開口部を開閉する扉、野菜室扉１０は野菜室５の前面開口部を開閉する扉である。冷蔵室扉６は観音開き式のフレンチ扉で構成され、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、及び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振り分ける。

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蒸発器室へと戻される。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。

図２に示すように、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内に配置された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する。また、製氷水タンク２２及び収納ケース２３は、左側の冷蔵室扉６の後方に配置する。なお、減圧貯蔵室２４に代えて、チルド温度帯（冷蔵庫の規格であるＪＩＳ ９６０７では、０℃付近）の貯蔵空間を形成しても良い。

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。該背面パネル３０には、冷蔵室２に冷気を供給する冷蔵室冷却用の冷気吐出口（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（第２の冷気吐出口）と、冷気戻り口とが設けられる。冷気戻り口は、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。

野菜室５には、図２及び図３に示すように、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１０ａと、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１０ｂが備えられる。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５ａ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５ｂから仕切り壁３５を流れて冷却器１５に戻る。なお、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５ａよりも上流に設けられている。

以下、実施形態に係る冷蔵庫内に備えられる紫外線照射装置の配置及び機能を、図４〜図６によって説明する。

図４の実施形態では、貯氷容器４１内に貯えられた氷Ｉから昇華する水分Ｗに、紫外線照射装置４２から放射される紫外線Ｒを照射している。紫外線照射装置４２としては、蛍光管を用いることもできるし、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることもできる。また、紫外線照射装置４２から放射される紫外線の波長は、ＯＨラジカルを発生しやすいことから、２５３ｎｍ〜４００ｎｍ程度とすることが望ましい。

貯氷容器４１は、製氷室３ａに備えられた製氷皿４３の下方に配置されており、製氷皿４３で造られた氷Ｉを貯えている。製氷皿４３は、モータ４４の回転軸に連結されており、モータ４４を回転駆動することにより、受水部４３ａが上向き又は下向きに回転される。製氷時には、受水部４３ａが上向きに回転されており、受水部４３ａには、自動製氷装置５０の注水装置４５（図５参照）内の水が注水パイプ４６（図５参照）を通って定量供給される。そして、製氷が完了すると、モータ４４が回転駆動されて、製氷皿４３で造られた氷Ｉが貯氷容器４１内に落下する。

製氷室３ａには、貯氷容器４１内に貯えられた氷が解けないように冷気が循環されており、−１８℃に保たれている。このため、長期間氷を放置すると、氷がやせる現象が起こる。これは、乾燥した冷気が循環することにより、氷表面から水分が徐々に昇華し、熱交換器の霜となって奪われるためである。即ち、氷表面からは常に昇華した水分が上昇している。したがって、この氷表面から昇華した水分に紫外線照射装置４２から放射される紫外線を照射すると、紫外線エネルギによって水分が分解され、ＯＨラジカルが多量に生成される。ＯＨラジカルは、殺菌性及び悪臭成分の分解性が高いので、庫内を流通する冷気を製氷室３ａ内で発生したＯＨラジカルに連続的に接触させることにより、庫内の除菌及び脱臭を行うことができる。

なお、前掲の特許文献１には、１０℃〜４０℃の環境下で湿った吸湿材に紫外線を照射するとＯＨラジカルが大量に生成されると記載されている。しかしながら、本願発明者らの研究によると、環境温度を１０℃〜４０℃とするのは、湿った吸湿材からの水分の気化を促進するためであり、十分な気体状の水分がある場合には、これよりも低温であってもＯＨラジカルが大量に生成される。よって、実施形態に係る冷蔵庫は、実用上十分な除菌効果及び脱臭効果を有する。

上述したように、実施形態に係る冷蔵庫には、紫外線照射装置４２として、蛍光管を用いることもできるし、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることもできる。しかしながら、蛍光管は、低温環境下で発光効率が低下すると共に、高温環境下で紫外線を照射すると、空気中の酸素分子がオゾンに変化しやすく安全性の問題を生じる。これに対して、ＬＥＤは、半導体であるため、発光効率を維持するためにはＬＥＤ自身が生成する熱を素早く放熱しないと発光効率が低下する。即ち、ＬＥＤは低温環境下で発光させる方が高い発光量を確保できると共に、低温環境下で紫外線を照射できるため、オゾンが生成しにくい。従って、冷蔵庫に適用する紫外線照射装置４２としては、蛍光管よりもＬＥＤの方がより好適である。また、波長が短い紫外線を照射した方が、ＯＨラジカルが生成されやすい。近年においては、技術の進歩により波長が２５３ｎｍの紫外線を放射するＬＥＤが開発されており、実施形態に係る冷蔵庫には、この程度の波長の紫外線を放射するＬＥＤが好適に用いられる。

図４の実施形態では、貯氷容器４１内に貯えられた氷Ｉから昇華する水分Ｗに紫外線Ｒを照射したが、本発明の要旨は固形の水から昇華する水分に紫外線を照射することにあるのであって、紫外線の照射部位は貯氷容器４１内の氷Ｉに限定されるものではない。例えば、図５に示すように、製氷皿４３内に残存している離氷前の氷から昇華する水分に紫外線照射装置４２の紫外線を照射することもできる。また、図６に示すように、蒸発器１５の熱交換器１５ａに付着した霜（図示省略）から昇華する水分に、紫外線照射装置４２の紫外線を照射することもできる。このように、紫外線照射装置４２の紫外線は、庫内を循環する冷気通路中の任意の貯氷部及び霜発生部に向けて照射することができる。いずれに場合にも、庫内にＯＨラジカルを多量に発生させることができて、庫内の除菌効果及び脱臭効果を高めることができる。

以下、図７及び図８を用いて、実施形態に係る冷蔵庫の効果を明らかにする。効果を明らかにするための実験装置は、冷蔵庫を模したものであって、図７に示すように、密閉容器５１の底部に、適量の氷Ｉが収納された貯氷容器５２を配置してある。また、貯氷容器５２の上方には、波長が３７０ｎｍの紫外線を放射する紫外線照射装置４２が配置されている。さらに、貯氷容器５２の上方には、密閉容器５１内の気体を攪拌するファン５３が配置されている。なお、図７中の白抜き矢印は、ファン５３を駆動することにより発生する気流を示している。実験は、密閉容器５１内にエチレンガスを導入し、ファン５３を駆動して密閉容器５１内の気体を攪拌しながら、紫外線照射装置４２を点灯して、紫外線照射時間の経過に伴うエチレンガスの残存率を測定することにより行った。

その実験結果を図８に示す。図８から明らかなように、密閉容器５１内のエチレンガス濃度は、紫外線照射時間が長くなるほど減少し、紫外線照射装置４２を点灯してから２０分経過時点で残存率がほぼ０％になることを確認した。これは、氷Ｉの表面から昇華した水分に紫外線を照射することにより、ＯＨラジカルが生成し、そのＯＨラジカルの反応力によりエチレンが分解されたことによる。以上の実験結果より、本発明に係る冷蔵庫は、給水操作や水供給装置の定期的な清掃等のメンテナンスをすることなく、冷蔵庫に保存された生鮮貯蔵物の鮮度保持を永続的に行えることが分かった。

１ 冷蔵庫本体
２ 冷蔵室
３，４ 冷凍室
３ａ 製氷室
３ｂ 急冷凍室
５ 野菜室
６〜１０ 扉
１１ 冷蔵庫本体
１５ 蒸発器
１５ａ 熱交換器
４１ 貯氷容器
４２ 紫外線照射装置
４３ 製氷皿
４３ａ 受水部
４４ モータ
４５ 注水装置
４６ 注水パイプ
５０ 自動製氷装置
Ｉ 氷
Ｒ 紫外線
Ｗ 氷Ｉから昇華する水分

Claims (3)

1. 庫内を循環する冷気通路中に貯氷部及び霜発生部を有し、
   前記貯氷部に貯えられた氷から昇華する水分、及び、前記霜発生部に発生した霜から昇華する水分のうちの少なくともいずれか一方に紫外線を照射して、庫内にＯＨラジカルを発生させる紫外線照射装置を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記貯氷部は、庫内に設けられた製氷皿及び当該製氷皿の下方に配置された貯氷容器の少なくともいずれか一方であり、前記霜発生部は、庫内に設けられた冷凍サイクル装置の熱交換器であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記紫外線照射装置として、波長が２５３ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を照射するものを備えたことを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の冷蔵庫。