JP2014215020A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、庫内にイオンが供給されているかどうかをユーザに知らせることができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】イオン発生素子２は、冷蔵庫内にイオンを放出する。第１イオン測定器３は、冷蔵庫内に設置され、空気中のイオンの量または濃度を測定する。電極部は、第１イオン測定器３に含まれ、イオンの接触量によって出力する電流値が変化する。第１ヒータ４は、電極部の周辺に設置される。マイコン７は、電極部への結露抑制時に第１ヒータ４をオンに設定し、測定されたイオンの量または濃度を表示部８で表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷蔵庫、特にイオン発生素子を備えた冷蔵庫に関する。

従来から、抗菌効果や脱臭効果があるイオンを発生する装置やイオンの濃度を計測する方法が知られている。

たとえば、特許文献１（特開２０１０−２６６１３９号公報）には、室内にイオンを好ましい濃度で分布させるイオン発生装置が記載されている。すなわち、特許文献１のイオン発生装置は、イオンを空気中に放出させるイオン発生装置本体と、空気中に放出されたイオンを検出する複数のイオン検出部とを備える。イオン発生装置本体は、イオンを発生させるイオン発生部と、イオン発生部で発生されたイオンを空気中に放出するイオン放出部とを含む。イオン検出部は、イオン発生装置本体から離隔して配置され、複数のイオン検出部は、それぞれ、互いに離隔して配置される。イオン発生装置は、それぞれのイオン検出部が検出したイオンの量に基づいて、イオン放出部から空気中に放出されるイオンの放出方向を変更するイオン放出方向変更部を備える。

また、特許文献２（特開２００４−２０５２７４号公報）には、空間に存在するイオンの量を検出するための方法が記載されている。この方法は、空間中に金属からなる検出電極を配置するとともに、検出電極によって検出すべきイオンの極性と逆の極性の電圧を検出電極に印加し、検出電極により捕獲されたイオンの電荷量に基づいて空間に存在するイオンの量を検出する。

特開２０１０−２６６１３９号公報 特開２００４−２０５２７４号公報

ところで、特許文献１に記載のイオン発生装置、および特許文献２に記載のイオン検出装置を冷蔵庫内に設ける場合には、ユーザは、イオンが実際に適切な量だけ供給されているのかを知ることができず、イオン発生装置が故障していたり、寿命に達していても気づかないという問題がある。

それゆえに、本発明の目的は、簡単な構成で、庫内にイオンが供給されているかどうかをユーザに知らせることができる冷蔵庫を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、冷蔵庫であって、冷蔵庫内にイオンを放出するイオン発生素子と、冷蔵庫内に設置され、空気中のイオンの量または濃度を測定するイオン測定器と、イオン測定器に含まれ、イオンの接触量によって出力する電流値が変化する電極部と、電極部の周辺に設置されるヒータと、報知部と、制御部を備える。制御部は、電極部への結露抑制時にヒータをオンに設定し、制御部は、測定されたイオンの量または濃度を報知部で報知する。

好ましくは、冷蔵庫は、複数のイオン測定器を備える。複数のイオン測定器の各々は、互いに異なる場所に配置されて、配置された場所での空気中のイオンの量または濃度を測定する。制御部は、複数のイオン測定器の各設置場所での測定されたイオンの量または濃度を報知部で報知する。

好ましくは、制御部は、測定されたイオンの量または濃度に基づいて、イオン発生素子の通電率を変化させる。

好ましくは、制御部は、測定されたイオンの量または濃度と、イオン発生素子の通電時間とを比較することによって、イオン発生素子の故障または寿命を判定し、報知部で報知する。

好ましくは、冷蔵庫は、外気温を測定する第１の温度測定部と、庫内温度を測定する第２の温度測定部と、外湿度を測定する湿度測定部とを備える。制御部は、測定された外気温と庫外湿度と庫内温度に基づいて、冷蔵庫のドア開閉による電極部への結露を抑制または蒸発させるのに必要な熱量を計算し、計算した熱量に応じた時間だけヒータを通電させる。

本発明によれば、簡単な構成で、庫内にイオンが供給されているかどうかをユーザに知らせることができる。

本発明の実施形態の冷蔵庫の構成を表わす図である。 本発明の実施形態の第１イオン測定器の構成を説明するための図である。 表示部の表示例を表わす図である。 第２の実施形態の冷蔵庫の一部の構成を表わす図である。 第３の実施形態の冷蔵庫の一部の構成を表わす図である。 表示部の表示例を表わす図である。 第４の実施形態の冷蔵庫の一部の構成を表わす図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態の冷蔵庫の構成を表わす図である。

図１に示すように、この冷蔵庫は、イオン発生素子２と、第１イオン測定器３と、第１ヒータ４と、第２イオン測定器５と、第２ヒータ６と、湿度センサ９と、外気温サーミスタ１０と、庫内温度サーミスタ１１と、表示部８と、マイコン７とを備える。

図２は、本発明の実施形態の第１イオン測定器３の構成を説明するための図である。第２イオン測定器５の構成も、これと同様である。

図２を参照して、第１イオン測定器３は、電極部１５と、電源Ｓと、抵抗Ｒと、増幅部１６とを含む。

イオン発生素子２は、冷蔵庫内の上部に設置され、空気中にイオンを放出する。イオン発生素子２は、ユーザが図示しないスイッチをオンにすることによってイオン発生モードをオンにした場合、定められた通電率で動作する。

第１イオン測定器３は、イオン発生素子２と同様に冷蔵庫内の上部に設置され、周囲のイオンの濃度を測定する。測定されたイオンの濃度は、イオン発生素子２の故障判定に用いられる。正確な故障判定がしやすいことや、空気の流れが速い場所では結露の発生が比較的抑えられるため、第１イオン測定器３の電極部１５は、冷気の吹き出し口付近に設置される。

第１ヒータ４は、第１イオン測定器３の近辺、特に第１イオン測定器３に含まれる電極部１５の近辺に設置される。

第２イオン測定器５は、冷蔵庫内の中央部に設置され、周囲のイオンの濃度を測定する。測定されたイオンの濃度は、食品の配置の仕方や詰めすぎ防止のために用いられる。空気の流れが速い場所では庫内に放出されたイオンが電極に接触しやすく、結露の発生が比較的抑えられるため、第２イオン測定器５の電極部１５は、冷気の吹き出し口付近に設置される。

第２ヒータ６は、第２イオン測定器５の近辺、特に第２イオン測定器５に含まれる電極部１５の近辺に設置される。

湿度センサ９は、冷蔵庫の外部に設置され、冷蔵庫の外部の湿度を測定する。
外気温サーミスタ１０は、冷蔵庫の外部に設置され、冷蔵庫の外部の温度を測定する。

庫内温度サーミスタ１１は、冷蔵庫の内部に設置され、冷蔵庫の内部の温度を測定する。

電極部１５は、イオンの接触量によって出力する電流値が変化する。電源Ｓは、ノードＮ１と電極部１５との間に設けられる。増幅部１６は、ノードＮ１に接続される。抵抗Ｒは、ノードＮ１とグランドとの間に設けられる。

マイコン７は、イオン測定時に、第１イオン測定器３および第２イオン測定器５内の電源Ｓをオンにする。電源Ｓをオンにすると、電極部１５に電圧が印可され、イオンの接触量に応じて経路Ａを流れる電流値が変化する。増幅部１６が電流値を増幅し、マイコン７は、増幅された電流値に基づいて、イオンの濃度またはイオンの量を図３に示すように表示部８に表示する。

図３では、第１イオン測定器３で測定された冷蔵庫上部のイオンの濃度と、第２イオン測定器５で測定された冷蔵庫中央部のイオンの濃度とが表示されている。このように複数箇所でのイオン濃度をユーザは知ることができるので、ユーザは、複数箇所のイオン濃度に応じて、食品の位置を変えたり、イオン発生素子２の向きを変えることによって、食品を清潔に保存することができる。また、冷蔵庫上部のイオンの濃度に対して、冷蔵庫中央部のイオンの濃度が小さければ、ドアを閉じたまま食品の詰めすぎを喚起することができる。

マイコン７は、冷蔵庫のドアを開くことによって起こる電極部１５への結露を抑制する時は、第１イオン測定器３および第２イオン測定器５に含まれる電極部１５の近辺に設置される第１ヒータ４、第２ヒータ６をオンにする。ヒータの発熱によって電極部１５の結露が抑制される。

以上のように、本実施の形態によれば、イオン測定器３、５を冷蔵庫に内蔵するので、冷蔵庫のドアを開閉しなくても、冷蔵庫内のイオンの濃度を測定できる。

また、イオン濃度を報知することでイオン発生素子２の故障の有無や庫内をより清潔に保つような使い方をユーザに知らせることができる。なお、イオンの量（濃度）の値によってエラーを表示することとしてもよい。

また、複数のイオン測定器３，５をマイコン７に接続することによって、冷蔵庫内の任意の位置で、安定したイオン測定が可能となる。これによって、各位置での測定結果をマイコン７で処理して食品の適切な配置や詰めすぎの喚起等、様々な情報を表示することができる。

また、第１ヒータ４、第２ヒータ６をオンにすることによって、第１イオン測定器３および第２イオン測定器５が結露しやすい位置に設置されていたとしても、イオンの測定を正常に行なうことができる。

［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態の冷蔵庫の一部の構成を表わす図である。

第２の実施形態では、マイコン１７が、イオン発生素子２を制御する。
すなわち、マイコン１７は、第１イオン測定器３で検出したイオンの量（濃度）に基づいて、イオン発生素子２の通電率を自動で変化させる。

ここでは、通電率とは、「通電時間／（通電時間＋非通電時間）」を表わす。たとえば、通電周期が２秒で通電率が５０％の場合、１秒通電した後、１秒非通電するサイクルを繰り返す。

一例として、マイコン１７は、正常時にイオン発生素子２の通電率５０％で運転する。マイコン１７は、第１イオン測定器３で検出したイオンの量が正常値から１０％少なければ、イオン発生素子２を通電率５５％で運転する。すなわち、マイコン１７は、「１秒通電、１秒非通電のサイクル」から「１.１秒通電、０.９秒非通電のサイクル」に変更する。

以上のように、本実施の形態によれば、イオン発生素子２の通電率を最適化することができ、省エネ、かつイオン発生素子２の寿命を長くすることができる。

［第３の実施形態］
図５は、第３の実施形態の冷蔵庫の一部の構成を表わす図である。

第３の実施形態のマイコン２７は、第１イオン測定器３で検出したイオンの量（濃度）と、イオン発生素子２の通電時間とを比較し、イオン発生素子２の故障および寿命を判定し、判定結果を表示部８に表示する。

（故障判定の例）
たとえば、マイコン２７は、総通電時間１７５００時間（約２年）未満において、ユーザが図示しないスイッチをオンにすることによってイオン発生モードをオンにした直近１０日間の内、通電率を１００％に変更しても第１イオン測定器３で検出したイオンの量が正常より４０％少なかった日が５日間分以上あれば、イオン発生素子３が故障と判定する。マイコン２７は、故障と判定した場合に、図６（ａ）に示すように、イオン発生素子２が故障した旨を表示部８に表示する。

（寿命判定の例）
たとえば、マイコン２７は、総通電時間１７５００時間（約２年）以上において、ユーザが図示しないスイッチをオンにすることによってイオン発生モードをオンにした直近１０日間の内、通電率１００％に変更して第１イオン測定器３で検出したイオンの量が正常より３０％少なかった日が５日間分以上あれば、寿命を残り１５００時間（約２ヵ月）と判定し、図６（ｂ）に示すように、イオン発生素子の寿命が１５００時間であることを表示する。

あるいは、マイコン２７は、寿命を表示する代わりに、第１イオン測定器３で検出したユーザがイオン発生モードをオンにした場合、イオン発生素子２の通電をするが、図６（ｃ）に示すように、イオン発生素子２の交換が必要である旨を表示部８に表示するものとしてもよい。

マイコン２７は、上記判定後、通電時間１５００時間（約２ヵ月）を経過すれば、寿命に達したと判定して、図６（ｄ）に示すように、イオン発生素子２が寿命に達した旨を表示する。あるいは、マイコン２７は、寿命に達したことを表示する代わりに、ユーザがイオン発生モードをオンにした場合、イオン発生素子３の通電をせず、寿命経過によるイオン発生素子２を停止したこととイオン発生素子２の交換が必要である旨を表示部８に表示する。また、マイコン２７は、ユーザ自身によってイオン発生素子２の交換が困難であるような機種については、修理が必要であることを表示部８に表示する。

以上のように、本実施の形態によれば、イオン発生素子２の故障および寿命をユーザに知らせることができるので、ユーザがイオン発生素子２を交換または修理することによって、適切な量のイオンを冷蔵庫に供給し続けることができる。

［第４の実施形態］
図７は、第４の実施形態の冷蔵庫の一部の構成を表わす図である。

第４の実施形態のマイコン３７は、外気温と庫外湿度と、庫内温度に基づいて、冷蔵庫のドア開閉による第１イオン測定器３の電極部１５の結露を抑制する、または蒸発させるのに必要な熱量を計算する。マイコン３７は、計算した熱量に応じた時間だけ第１ヒータ４を通電させる。

マイコン３７は、冷蔵庫のドア開直後に得た、あるいは予め得た庫外設置の湿度センサ９から得た庫外の湿度ＲＨ［％］と、外気温サーミスタ１０から得た外気温Ｔｃ（℃）によって、庫外空気の露点温度Ｔｄ（℃）を以下のようにして計算する。露点温度Ｔｄは飽和水蒸気圧を求める式から得ることができる。

温度Ｔでの飽和水蒸気圧Ｅ（Ｔ）［ｈｐａ］は、式（１）の「Tetens(1930)の式」によって近似的に求めることができる。

E(T)[hPa] = 6.11×10^{7.5×T[℃] / (T[℃] +237.3)} …（１）
外気温Ｔｃにおける水蒸気圧ｅ（Ｔｃ）［ｈｐａ]は、式（２）によって求めることができる。

e(Tc)[hPa] = E(Tc)[hPa]×RH[%] / 100 … （２）
外気温Ｔｃにおける水蒸気圧ｅ（Ｔｃ）が、飽和水蒸気圧Ｅ（Ｔ）と等しくなるような温度Ｔが露点温度Ｔｄとなる。

マイコン３７は、庫内温度サーミスタ１１によって得られた庫内温度Ｔａに基づいて、第１イオン測定器３の電極部１５の温度（ドア開直前の庫内温度）が庫外空気の露点温度Ｔｄに達するのに必要な熱量Ｑ［Ｊ］を計算する。

電極部１５が露点温度Ｔｄに達するのに必要な熱量は次式（３）により求めることができる。

Q[J] = m[g]×c[J/g℃]×（Td[℃]−Ta[℃]） …（３）
ここで、mは電極部１５の質量、cは電極部１５の比熱容量である。ただし、実際に第１ヒータ４から発生させるべき熱量は第１ヒータ４や電極部１５の種類や設置状況により異なるため、試験等により予め調整しておくことが必要である。

マイコン３７は、第１イオン測定器３の電極部１５の周辺に設置した第１ヒータ４の定格消費電力Ｗ［Ｊ／ｓ］から、必要な熱量を得るための第１ヒータ４の通電時間を計算する。

第１ヒータ４や電極部１５の種類や設置状況などによる誤差を定数Ｋとし、実際に第１ヒータ４から発生させるべき熱量をk×Q[J]とすると、第１ヒータ４の通電時間ｔ［ｓ］は次式（４）により求められる。

t[s] = k×Q[J] / W[J/s] …（４）
式（３）と式（４）から、第１ヒータ４の通電時間ｔ［ｓ］は次式（５）により求められる。

t[s] = k×m[g]×c[J/g℃]×（Td[℃]−Ta[℃]） / W[J/s]…（５）
マイコン３７は、式（５）で得られた通電時間ｔ[ｓ]だけ第１ヒータ４を通電させる。

以上のように、本実施の形態によれば、冷蔵庫のドア開時に庫内に入った空気（外気温）が、第１イオン測定器３の電極部１５に触れることによって生じる結露を防止することができる。また、結露を抑制するための電極部１５の発熱（通電率）を最小限にすることができる。なお、第２イオン測定器５についても同様の制御で第２ヒータ６を通電させることで同じ効果を得ることができる。したがって、ユーザにとって最もイオンの量（濃度）を知りたいドア開閉時にイオン測定器を正常に、または短時間で動作させることができる。

上述の実施形態で説明した表示部は一例であって、ランプ点灯、液晶表示、ブザー、スピーカによる音声再生（これらの手段を総称して報知部という）によって、上述の実施形態で説明した表示内容を報知することとしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ イオン発生素子、３ 第１イオン測定器、４ 第１ヒータ、５ 第２イオン測定器、６ 第２ヒータ、７，１７，２７，３７ マイコン、８ 表示部、９ 湿度センサ、１０ 外気温サーミスタ、１１ 庫内温度サーミスタ、１５ 電極部、１６ 増幅部、Ｒ 抵抗、Ｓ 電源、Ｎ１ ノード、Ａ 電流の経路。

Claims (5)

1. 冷蔵庫であって、
   前記冷蔵庫内にイオンを放出するイオン発生素子と、
   前記冷蔵庫内に設置され、空気中のイオンの量または濃度を測定するイオン測定器と、
   前記イオン測定器に含まれ、イオンの接触量によって出力する電流値が変化する電極部と、
   前記電極部の周辺に設置されるヒータと、
   報知部と、
   制御部を備え、
   前記制御部は、前記電極部への結露抑制時に前記ヒータをオンに設定し、
   前記制御部は、前記測定されたイオンの量または濃度を前記報知部で報知する、冷蔵庫。
2. 前記冷蔵庫は、複数の前記イオン測定器を備え、
   複数の前記イオン測定器の各々は、互いに異なる場所に配置されて、配置された場所での空気中のイオンの量または濃度を測定し、
   前記制御部は、複数の前記イオン測定器の各設置場所での測定されたイオンの量または濃度を前記報知部で報知する、請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記制御部は、前記測定されたイオンの量または濃度に基づいて、前記イオン発生素子の通電率を変化させる、請求項１記載の冷蔵庫。
4. 前記制御部は、前記測定されたイオンの量または濃度と、前記イオン発生素子の通電時間とを比較することによって、前記イオン発生素子の故障または寿命を判定し、前記報知部で報知する、請求項１記載の冷蔵庫。
5. 前記冷蔵庫は、
   外気温を測定する第１の温度測定部と、
   庫内温度を測定する第２の温度測定部と、
   庫外湿度を測定する湿度測定部とを備え、
   前記制御部は、前記測定された外気温と庫外湿度と庫内温度に基づいて、前記冷蔵庫のドア開閉による前記電極部への結露を抑制または蒸発させるのに必要な熱量を計算し、前記計算した熱量に応じた時間だけ前記ヒータを通電させる、請求項１記載の冷蔵庫。

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