JP3218536U - 家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル、及び家庭用冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】家庭用冷蔵庫の貯蔵室の環境を過冷却が生じるように整えることが可能な家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル及びこの電場形成パネルを取り付けた家庭用冷蔵庫を提供する。【解決手段】本考案の家庭用冷蔵庫１０に使用する電場形成パネル１は、柔軟性を有し、メッシュ状の平面電極と、この平面電極の一方側を覆う第一パネル材、及び平面電極の他方側を覆う第二パネル材９を有するパネル本体と、第一パネル材と平面電極との間に配置される絶縁材を備えている。そして、電場形成パネル１は、平面電極に周波数４８Ｈｚから６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶから５ｋＶの電圧が印加されることで、平面電極の絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、電場空間の環境を氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整える。【選択図】図３

Description

本考案は、家庭用冷蔵庫の内部空間を過冷却が生じる状態に調整することが可能な家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル、及びこの電場形成パネルを設けた家庭用冷蔵庫に関するものである。

従来から、静電場に基づく水分子の振動を利用して過冷却現象を引き起こし、氷結点以下の環境で食品に含まれる水分等を非凍結状態に保持し、食品等の鮮度劣化、腐敗防止等を図る冷蔵庫や静電場処理装置が提案されている（例えば、特許文献１から４）。

これらの文献には、冷蔵庫等に独立した区画を設け、この区画に過冷却現象を引き起こ
すための電場形成手段を内蔵させた構成や、冷蔵庫等を改造することによって電場形成手
段を設けた構成等により、過冷却を起こす冷蔵庫等に係る技術が開示されている。

特開２００１−８６９６７号公報 特開２０００−２９７９７６号公報 特開２００５−１５６０４２号公報 特開２００８−２１５７１６号公報

しかし、上記特許文献１から４に提案されているように、家庭用冷蔵庫に過冷却現象を引き起こすために、一旦、電場形成手段を内蔵させたり、改造して設けたりすれば、通常の家庭用冷蔵庫に戻すことは構造的に困難が伴う。そして、家庭用冷蔵庫の内部を改造することは、手間とコストがかかるという問題がある。
また、家庭用冷蔵庫の貯蔵室に電場空間を形成すると、結露を通じた漏電、過電圧の印加による放電を回避するため、十分な絶縁対策を施す必要がある。しかし、このような絶縁対策のために所望の収容容積を得ることが、冷蔵庫等を大型化しなければ解決されない問題がある。絶縁対策として、例えば、貯蔵室の上下面に接して絶縁用碍子をそれぞれ配置することが考えられる。しかし、貯蔵室の上下面に接して絶縁用碍子をそれぞれ配置すると、貯蔵室の収容容積が元の７割から８割に減ってしまう。
さらに、上記特許文献１から４に提案されている発明では、電極に身体（例えば、手や腕）が接触した際に電撃が生じるおそれがある。これを避けるための手段を別に講じる必要がある。

そこで、本考案は、家庭用冷蔵庫の貯蔵室の環境を過冷却が生じるように整えることが可能であって、貯蔵室に容易に設置することができる家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル及びこの電場形成パネルを取り付けた家庭用冷蔵庫を提供することを目的とする。

本考案に係る家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルは、柔軟性を有し、メッシュ状に形成された電極と、この電極の一方側を覆う第一表層材、及び電極の他方側を覆う第二表層材を有するパネル本体と、第一表層材と電極との間、第二表層材と電極との間のいずれか一方に配置される絶縁材とを備え、電極に周波数４８Ｈｚから６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶから５ｋＶの電圧が印加されることで、電極の前記絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、電場空間の環境を氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えることを特徴とする。

本考案に係る家庭用冷蔵庫に使用する電場形成用パネルは、ステンレスネットからなり、柔軟性を有する３０メッシュから５０メッシュのメッシュ状に形成された矩形状の平面電極と、水滴、結露に対して反応しない難燃性テント生地からなり、平板電極の一方側を覆うとともに、熱圧着処理により積層し、電場形成方向に厚みを備える表層材を備えるパネル本体と、柔軟性を有する高密度ポリウレタンからなり、表層材と電極との間であって電場形成方向と逆側に配置される絶縁材とを備え、パネル本体の絶縁材が配置された側の表層材の面が、収納物を貯蔵する貯蔵室を備える家庭用冷蔵庫の貯蔵室の壁面側となるように、絶縁性のリベットによって、着脱可能に取り付けられ、平面電極の大きさが最大１ｍ×２ｍであり、平面電極に周波数４８Ｈｚから６２Ｈｚの正弦波形で、１ｋＶから５ｋＶの電圧が印加されることで、電極の絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、貯蔵室の内部環境を氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えることを特徴とする。

本考案に係る家庭用冷蔵庫は、前面に扉部又は引出し部を有する貯蔵室を備え、上記の家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルが、扉部の内壁、引出し部の内壁、貯蔵室の内壁の少なくとも一つに設けられていることを特徴とする。

本考案に係る家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルは、平面電極に電圧を印加することで、電極の絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に形成される電場空間の電界強度が０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍに調整される。その電場空間は、一般的な家庭用冷蔵庫の冷蔵環境である−５℃から０℃において、水が非凍結状態となる過冷却が生じる状態に調整される。そうすると、水が非凍結状態となる過冷却が生じる状態に調整され、貯蔵室に貯蔵されている肉・魚、野菜、果物、飲料物等の食品の鮮度が劣化することや腐敗することを防止できる。

また、考案に係る家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルは、柔軟性を有するため、貯蔵室において、電場形成パネルを取り付けづらい箇所でも、電場形成パネルを所望の位置に容易に取り付けることができる。
さらに、本考案に係る考案に係る家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルは、特段の電源設備や電電装置を必要とせず、商用電源に接続することで、可動させることができることに加え、特別な絶縁対策をする必要もない。そのため、使用者に対して、特別な取扱いを要求することなく、使用者は家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル及びこの家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルが設けられた家庭用冷蔵庫を簡単に使用できる。

本考案に係る家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルの正面図である。 本考案に係る家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルの断面図である。（図１のＡ−Ａ断面図） 本考案に係る扉型貯蔵室を有する家庭用冷蔵庫の斜視図である。 本考案に係る扉部に食品載置部及び引出し型貯蔵室を有する家庭用冷蔵庫の斜視図である。 本考案に係る扉部に食品載置部及び引出し型貯蔵室を有する家庭用冷蔵庫の扉型貯蔵室の上面断面図である。

本実施形態に係る家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル、及びこの家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルを設けた家庭用冷蔵庫を、図１から図５を参照し、説明する。

本実施形態に係る家庭用冷蔵庫１０に使用する電場形成パネル１（以下、電場形成パネル１と記す。）は、図１及び図２に示すように、矩形状のパネル本体２と、このパネル本体２の内部に設けられた平面電極３と、平面電極３の一方側を覆う表層材としての保護シート４と、平面電極３とパネル本体２との間に設けられた絶縁材５とを備えている。

電場形成パネル１は、一般的な家庭用冷蔵庫１０に取り付けられる。
この家庭用冷蔵庫１０は、図３に示すように、前面に扉部１１を有する扉型貯蔵室１２を備えており、この扉側貯蔵室１２は、上下に１つずつ設けられている。そして、扉部１１の内側に、電場形成パネル１が取り付けられている。なお、この家庭用冷蔵庫１０は、冷凍室を備えることもできる。
ここで、本実施形態において、扉型貯蔵室１２とは、扉部１１を開閉することにより物を出し入れするようにした貯蔵室を意味する。

［パネル本体２］
パネル本体２は、周縁を折り曲げることで形成された挿入部６を有する第一表層材としての第一パネル材７と、挿入部６に嵌め込まれ、絶縁性の接合部材８によって第一パネル材７と接合される第二表層材としての第二パネル材９とを備えている（図２）。第一パネル材７は電場形成パネル１のうら面を構成し、第二パネル材９は電場形成パネル１のおもて面を構成する。
そして、第一パネル材７と第二パネル材９は、挿入部６を貫通し、所定の間隔で設けられた複数の接合部材８によって接合されている。この接合部材８には、貫通孔８Ａが形成されており、この貫通孔８Ａには絶縁性のリベット材が通される。

［平面電極３］
平面電極３には、メッシュ状の導電性金属材を使用される。本実施形態の平面電極３は、矩形状のメッシュ数が４０メッシュのステンレスネットを使用する。
平面電極３の形状は、矩形状に限定されず、例えば、丸形状、丸形ドーナツ状、矩形ドーナツ状とすることができる。平面電極３のメッシュ数は、３０から５０メッシュの範囲が好ましい。
平面電極３は、メッシュ状であるため、柔軟性を有している。平面電極３のサイズは、最大１ｍ×２ｍとし、電場形成パネル１を取り付ける箇所の面積に応じて、適宜変更することができる。

［保護シート４］
保護シート４は、平面電極３と第二パネル材９と間に設けられている。
保護シート４は、その端部が挿入部６に挿入され、第二パネル材９と共に接合部材８で第一パネル材７に固定されている。この保護シート４は、平面電極３が使用されている際、放電や漏電を確実に回避することに加え、接触による電撃を低減するために、熱圧着等により積層して形成されている。この保護シート４を積層する方向は、平面電極３により電場空間が形成される方向、すなわち、電場形成方向Ｘとすることが好ましい。
保護シート４には、冷蔵庫１０の温度環境を考慮して、水滴、結露に対し、反応しない材質のもの、例えば、布製、ビニール製のものを使用できる。本実施形態の保護シート４には、難燃性テント生地を使用する。

［絶縁材５］
絶縁材５は、絶縁材料、例えば、合成樹脂で形成されており、柔軟性を有している。
本実施形態の絶縁材５には、矩形状であり、高密度ポリウレタン製のものを使用する。
この絶縁材５は、第一パネル材７と平面電極３との間に設けられている。絶縁材５は、平面電極３と接して電場形成方向Ｘとは逆側に設けられる。
絶縁材５は、平面電極３に対応させた同じサイズに設計されている。この絶縁材５のサイズは、平面電極３よりも大きく、あるいは小さくすることもできるが、同じサイズとすることが好ましい。

次に、電場形成パネル１によって形成される電場空間について説明する。
本考案の電場形成パネル１は、特段の電源設備、電源装置を使用せず、商用電源周波数を利用して電場空間を形成する。氷点下以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却状態を確実に得られる電場空間の範囲を、以下の電気的理論に基づいて決定している。

電場形成パネル１の第一パネル材７と第二パネル材９を、対向する平面電極と仮定すると、その平面電極間（電場形成パネル１）の静電容量Ｃ（Ｆ）は、下記［式１］の通り表すことができる。

Ｃ＝ε×Ｓ／ｄ ［式１］
Ｃ：静電容量（Ｆ）
ε：電場空間の誘電率（≒８．８５４×１０^−１２ Ｆ／ｍ）
Ｓ：パネルの面積（ｍ^２）
ｄ：対向する電極（ケースや筐体）間の距離（ｍ）

電場形成パネル１に蓄えられる電荷Ｑ（Ｃ）は、下記［式２］の通り表すことができる。

Ｑ＝Ｃ×Ｖ ［式２］
Ｃ：パネルの静電容量（Ｆ）
Ｖ：印加電圧（Ｖ）
（ただし、交流ではＶが時間的に変化する。）

電化Ｑ（Ｃ）から距離ｒ（ｍ）離れた位置の電界強度（電場量）Ｅ（Ｖ／ｍ）は、下記［式３］の通り、表すことができる。

Ｅ＝Ｑ／（４×π×ε×ｒ^２） ［式３］
ε：電場空間の誘電率（≒８．８５４×１０^−１２ Ｆ／ｍ）
ｒ：距離（ｍ）

静電容量Ｃであるコンデンサ（電場空間）に流れる交流電流Ｉ（Ａ）は、下記［式４］の通り表すことができる。

Ｉ＝２×π×ｆ×Ｃ×Ｖ ［式４］
Ｉ：交流電流（Ａ）
ｆ：交流電圧周波数（Ｈｚ）
Ｖ：印加電圧（Ｖ）

上述した電気的理論に基づけば、電場形成パネル１の平面電極３に周波数４８Ｈｚから６２Ｈｚの正弦波で１ｋＶから５ｋＶの電圧を印加したとき、絶縁材５が設けられていない側である電場形成方向Ｘ、かつ平面電極３の表面から３ｍ以内に所定の電界強度を有する電場空間が形成される。
形成された電場空間の電界強度が０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍの場合、その電場空間は、一般的な家庭用冷蔵庫の冷蔵環境である−５℃から０℃において、水が非凍結状態となる過冷却が生じる状態に調整される。
本実施形態の電場パネル１では、交流印加電圧Ｖ（Ｖ）の大きさの制御や、電場形成パネル１に蓄えられる電荷Ｑ（Ｃ）の制御を行う必要があるが、これらの制御は、公知の制御装置を使用することができる。

電場形成パネル１は、第一パネル材７が、家庭用冷蔵庫１０の扉部１１側となるように取り付けられる。電場形成パネル１は、接合部材８の貫通孔８Ａにリベットを通し扉部１１と締結することにより、扉部１１に取り付けられる。

次に、本実施形態に係る電場形成パネル１及び家庭用冷蔵庫１０の作用効果について説明する。
平面電極３に電圧が印加されると、家庭用冷蔵庫１０に取り付けられた電場形成パネル１は、電場空間の電界強度が０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍに調整される。そうすると、その電場空間（扉型貯蔵室１２の内部）は、一般的な家庭用冷蔵庫の冷蔵環境である−５℃から０℃において、水が非凍結状態となる過冷却が生じる状態に調整される。
水が非凍結状態となる過冷却が生じる状態に調整されると、扉型貯蔵室１２に貯蔵されている肉・魚、野菜、果物、飲料物等の食品の鮮度が劣化することや腐敗することを防止される。
したがって、本実施形態に係る電場形成パネル１を家庭用冷蔵庫１０の内部に設け、電場形成パネル１によって貯蔵室を所定条件の環境にすることで、食品の鮮度劣化や腐敗を防止できる。

また、第一パネル材７、第二パネル材９、絶縁材５、平面電極３は、いずれも柔軟性を有するため、本実施形態の電場形成パネル１自体が、柔軟性を有する。
そのため、扉型貯蔵室１２において、電場形成パネル１を取り付けづらい箇所でも、電場形成パネル１に力を加え一旦湾曲させて、所望の位置に配置し、加えた力を解除することで元の電場形成パネル１の形状に戻し、電場形成パネル１を所望の位置に取り付けることができる。

また、本実施形態の電場形成パネル１は、特段の電源設備や電電装置を必要とせず、商用電源に接続することで、可動させることができる。さらに、特別な絶縁対策をする必要もない。したがって、使用者に対して、特別な取扱いを要求することなく、使用者は電場形成パネル１及び家庭用冷蔵庫１０を簡単に使用できる。

本実施形態に係る電場形成パネル１は、扉部１１の内側に電場形成パネル１を設けることができない場合や、扉部１１を有さない貯蔵室を備える家庭用冷蔵庫にも適用できる。以下、図４を参照して説明する。
この家庭用冷蔵庫２０は、図４に示すように、扉部２１の内側に食品載置部２６を有する扉型貯蔵室２２と、扉型貯蔵室２２の下側に、引出し部２３を前後に押し引きすることで前後に出し入れできる２つの引出し型貯蔵室２４を備える。
なお、本実施形態の家庭用冷蔵庫２０において、引出し型貯蔵室２４とは、引出し部２３を押し引きすることにより物を出し入れするようにした貯蔵室を意味する。

家庭用冷蔵庫２０のように、扉部２１の内側に電場形成パネル１を設けることができない場合、図５に示すように、電場形成パネル１は、扉型貯蔵室２２の内壁２５に設けることができる。
また、引出し型貯蔵室２４を有する場合、電場形成パネル１は、引出し部２３の内側に設けることができる。なお、電場形成パネル１は、扉型貯蔵室２２の壁面２５や引出し型貯蔵室２４の壁面に複数設けることもできる。これらの場合、電場形成パネル１のサイズは、取り付ける箇所に適したサイズのものを使用する。

電場形成パネル１を複数設ける場合、扉型貯蔵室２２や引出し型貯蔵室２４に形成される電場空間の電界強度が０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍとなるように、平面電極３に電圧を加圧し、調整することで、−５℃から０℃において、水が非凍結状態となる過冷却が生じる状態に調整される。
このように、平面電極３により形成される電場空間の電界を調整することで、扉型貯蔵室２２や引出し型貯蔵室２４に貯蔵された食品の鮮度の劣化や腐敗を防止することができる。

以上、本実施形態について説明したが、これ以外にも、本考案の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、本実施形態の電場形成パネル１は、第一パネル材７と第二パネル材９とが別体で形成されているが、一体として形成されていてもよい。また、本実施形態の電場形成パネル１は、第二パネル材９を取り除いて、保護シート４を表層材として使用してもよい。
絶縁材５は、平面電極３と第二パネル材９（保護シート４）との間に設けられていてもよい。

１ 家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル（電場形成パネル）
２ パネル本体
３ 平面電極
４ 保護シート（表層材）
５ 絶縁材
６ 挿入部
７ 第一パネル材（第一表層材）
８ 接合部材
８Ａ 貫通孔
９ 第二パネル材（第二表層材）
１０，２０ 家庭用冷蔵庫
１１，２１ 扉部
１２，２２ 扉型貯蔵室
２３ 引出し部
２４ 引出し型貯蔵室
２５ 内壁
２６ 食品載置部
Ｘ 電場形成方向

Claims (3)

1. 柔軟性を有し、メッシュ状に形成された電極と、
   この電極の一方側を覆う第一表層材、及び前記電極の他方側を覆う第二表層材を有するパネル本体と、
   前記第一表層材と前記電極との間、前記第二表層材と前記電極との間のいずれか一方に配置される絶縁材と、を備え、
   前記電極に、周波数４８Ｈｚから６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶから５ｋＶの電圧が印加されることで、前記電極の前記絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、
   前記電場空間の環境を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整える、
   ことを特徴とする家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル。
2. ステンレスネットからなり、柔軟性を有する３０メッシュから５０メッシュのメッシュ状に形成された矩形状の平面電極と、
   水滴、結露に対して反応しない難燃性テント生地からなり、前記平板電極の一方側を覆うとともに、熱圧着処理により積層し、電場形成方向に厚みを備える表層材を備えるパネル本体と、
   柔軟性を有する高密度ポリウレタンからなり、前記表層材と前記電極との間であって前記電場形成方向と逆側に配置される絶縁材とを備え、
   前記パネル本体の絶縁材が配置された側の前記表層材の面が、収納物を貯蔵する貯蔵室を備える家庭用冷蔵庫の前記貯蔵室の壁面側となるように、絶縁性のリベットによって、着脱可能に取り付けられ、
   前記平面電極の大きさが最大１ｍ×２ｍであり、前記平面電極に周波数４８Ｈｚから６２Ｈｚの正弦波形で、１ｋＶから５ｋＶの電圧が印加されることで、前記電極の前記絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍから１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、
   前記貯蔵室の内部環境を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状
   態に整える、
   ことを特徴とする家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネル。
3. 前面に扉部又は引出し部を有する貯蔵室を備える家庭用冷蔵庫において、
   請求項１および請求項２に記載の家庭用冷蔵庫に使用する電場形成パネルが、
   前記扉部の内壁、前記引出し部の内壁、前記貯蔵室の内壁の少なくとも一つに設けられている、
   ことを特徴とする家庭用冷蔵庫。

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