JP4377929B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
本発明は、冷気の循環ダクト内に脱臭装置を配置して貯蔵室内を脱臭するようにした冷蔵庫に関する。
近年、食文化への関心が高まり、家庭用冷蔵庫には様々な臭気を持つ食品が収納される場合が増えている。そのため、冷蔵庫内の臭いを強力に脱臭する技術の開発が望まれており、これらユーザーニーズに対応する具体的な方法のひとつとして、種々のガスに対して吸着し分解する性能を有する触媒をセラミックや不織布などの材質からなるハニカム形状の支持体に担持して形成した脱臭機能フィルターを冷気の循環風路内に配置することで、脱臭および除菌をおこなう方法がある。
このとき、触媒としては、二酸化マンガンなどの金属酸化物や銀などの貴金属、酵素などが用いられており、より強力に冷蔵庫内を脱臭・除菌するため、脱臭機能フィルターと抗菌機能フィルターなど機能が異なる２つのフィルターを積層して双方の作用を併せ持つフィルター装置を配設した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、冷蔵室や野菜室などの冷蔵空間の貯蔵室は冷媒蒸発温度を比較的高く設定した冷蔵用冷却器で冷却し、冷凍室と製氷室および温度切替室などの冷凍空間は蒸発温度を低く設定した冷凍用冷却器で冷却するなど、冷凍空間および冷蔵空間のそれぞれの冷却温度に合わせた蒸発温度に設定した専用の冷却器およびファンを設けてサイクル効率を向上させるとともに、冷蔵用冷却器に付着している霜をファンの回転による冷蔵空間内の空気流と熱交換して融解し、加湿された冷気を供給することで冷蔵空間の湿度を高くして野菜の鮮度を保持したり、食品をラップなしで長期に保持するようにした冷蔵庫が商品化されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平０５−２０３３３６号公報
特開２００４−３７０４２号公報
しかしながら、冷蔵庫内を脱臭・除菌するために設けられた触媒フィルターは、湿度の影響を大きく受けるものがある。例えば、不織布の支持体に活性炭と人工酵素を担持した触媒フィルターのジメチルジサルファイドの脱臭性能の試験結果を図５に示すように、容量が２５０Ｌのアクリル樹脂で形成したボックス内の空気温度を５℃に保持した状態で、容器内湿度を、（１）９５％、（２）７０％、（３）４５％とした場合の経過時間に対する臭気の除去率を測定した結果からも、触媒フィルターの脱臭性能は湿度に大きく影響されるものであり、触媒性能を発揮するためには、それらを低湿度雰囲気中に配置するのが望ましい。
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、互いに機能の異なる複数の触媒フィルターを設置することで強い脱臭性能を得るとともに、湿度による劣化度の大きい触媒フィルターの冷気ダクト中への配置位置により、湿度影響を少なくして脱臭性能の効率を向上させた冷蔵庫を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、冷却器で生成した冷気をファンにより冷蔵室に供給し冷蔵空間を循環した後に冷却器に戻るようにした冷蔵庫において、二酸化マンガンや疎水性ゼオライトなどの無機系触媒や金属錯体などの有機系触媒を疎水性吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターと、親水性ガスに対する脱臭力の大きい金属錯体などの有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターとの互いに機能の異なる複数の触媒フィルターを冷気ダクト中に設置し、前記触媒フィルターのうちで少なくとも湿度による劣化度の大きい前記有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターを前記冷却器の低湿側のダクト中に配置したことを特徴とするものである。
請求項２の発明は、冷蔵空間を冷却する冷蔵用冷却器および冷蔵用ファンと、冷凍空間を冷却する冷凍用冷却器および冷凍用ファンとを備えてこれらの冷却運転を交互におこない、前記冷凍用冷却器に冷媒を流す冷蔵用冷却器の非冷却時に前記冷蔵用ファンを回転させることによって冷蔵室内空気を前記冷蔵用冷却器に流通させ熱交換した加湿冷気を冷蔵空間に供給するようにした冷蔵庫において、二酸化マンガンや疎水性ゼオライトなどの無機系触媒や金属錯体などの有機系触媒を疎水性吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターと、親水性ガスに対する脱臭力の大きい金属錯体などの有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターとの互いに機能の異なる複数の触媒フィルターを冷蔵用冷却器への冷気の戻りダクト中に設置し、前記触媒フィルターのうちで湿度による劣化度の大きい前記有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターを前記戻りダクトの下流側に配置したことを特徴としている。
また、請求項５の発明は、冷蔵空間を冷却する冷蔵用冷却器および冷蔵用ファンと、冷凍空間を冷却する冷凍用冷却器および冷凍用ファンとを備えてこれらの冷却運転を交互におこない、前記冷凍用冷却器に冷媒を流す冷蔵用冷却器の非冷却時に前記冷蔵用ファンを回転させることによって冷蔵室内空気を前記冷蔵用冷却器に流通させ熱交換した加湿冷気を冷蔵空間に供給するようにした冷蔵庫において、二酸化マンガンや疎水性ゼオライトなどの無機系触媒や金属錯体などの有機系触媒を疎水性吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターと、親水性ガスに対する脱臭力の大きい金属錯体などの有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターとの互いに機能の異なる複数の触媒フィルターを冷蔵用冷却器への冷気の戻りダクト中に設置し、前記触媒フィルターのうちで湿度による劣化度の大きい前記有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターを前記戻りダクト中に配置するとともに、他の触媒フィルターを冷蔵用冷却器から冷蔵室への冷気の供給ダクト中に配置したことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、互いに機能の異なる複数の触媒フィルターを設置することで強い脱臭性能を得るとともに、湿度による劣化度の大きい触媒フィルターへの湿度影響を少なくして効率的な脱臭性能を発揮させることができるものである。
請求項２の発明によれば、触媒フィルターを設置する冷気の戻りダクトが供給ダクトなどに比べて低湿度の雰囲気にあることから湿度による触媒性能の劣化を抑制できるだけでなく、湿度による劣化度の大きい触媒フィルター前記戻りダクトの下流側に配置することでさらに低湿度雰囲気中に設置できることになり、効果的な脱臭や除菌性能を果たすことができる。
また、請求項５の発明によれば、高湿度雰囲気中での吸着分解性能が高い触媒フィルターの脱臭機能を発揮させることができるとともに、湿度による劣化度の大きな触媒フィルターについても性能劣化を抑制でき、各触媒フィルターのそれぞれの特性を損なうことなく機能に応じた臭いの吸着、分解作用をおこなうことができる。
以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は本発明に係る冷蔵庫の縦断面図、図２は本体内の各要素部品の配置状態を示す各前面扉を除去した概略正面図であり、断熱箱体からなる冷蔵庫本体（１）内部の貯蔵空間の最上部には冷蔵室（２）を配置し、その下方には断熱仕切壁を介して、製氷室（３）と温度切替室（４）を左右に併置している。さらにその下方には、冷蔵室（２）よりやや高温で高湿度に保持された野菜室（５）を設け、最下部には冷凍室（６）をそれぞれ独立して配置している。
各貯蔵室は、その前面開口部に各々専用の開閉扉を設けて閉塞するとともに、冷蔵室（２）および野菜室（５）のそれぞれの背面に設置した冷蔵用冷却器（７）と冷凍用冷却器（８）および各冷却器の近傍に設けたファン（９）（10）と後述する種々の冷気ダクトによって冷気を循環させ、各貯蔵室毎に設定した温度に冷却制御される。
前記冷蔵用および冷凍用冷却器（７）（８）は、図３に示す冷凍サイクル（11）の一環として断熱箱体内部の背壁に設置されており、冷蔵庫本体（１）の下部に設けた圧縮機（12）の吐出側から凝縮器（13）、冷媒流路を切り替える三方弁（14）を順に接続し、三方弁（14）の一方側には冷蔵側毛細管（15）、前記冷蔵用冷却器（７）が直列となるように接続している。三方弁（14）の他方側には、冷凍側毛細管（16）、冷凍用冷却器（８）を直列に接続して、冷凍用冷却器（８）の出口側と前記冷蔵用冷却器（７）の出口側とは合流して圧縮機（12）の吸込側とを接続するようにしている。
三方弁（14）は、制御装置の信号によって冷媒の流れ方向を切り替え、冷蔵用冷却器（７）側あるいは冷凍用冷却器（８）側に交互に冷媒を流して冷却するよう制御されており、冷蔵運転の場合は、冷凍サイクルを流れる冷媒は、主に冷蔵用冷却器（７）内で蒸発し、熱交換により低温化された冷気をファン（９）で冷蔵室（２）内に吐出して室内を冷却し、さらに冷蔵室（２）下部の吸込み口（２ａ）から連絡ダクト（17）を介して野菜室（５）に導入しこれを冷却する。なお、冷蔵室（２）からの循環冷気と冷蔵用冷却器（７）から冷気の一部は冷蔵室（２）の下部に設置された低温室（18）内に直接導入され、これを上部における冷蔵室（２）内より低温に冷却するものであり、最終的に野菜室（５）内を冷却した冷気はその後方に設けた吸込み口（５ａ）から戻りダクト（19）を介して冷蔵用冷却器（７）に戻るように形成している。
また、冷凍運転になると、冷媒は冷凍用冷却器（８）に直接導入されて低い蒸発温度で蒸発し、熱交換により−２０℃以下の低温となった冷気をファン（10）で冷凍空間である冷凍室（６）や製氷室（３）などに導入し、強制循環させることによって各室を所定温度に冷却するように制御するものであり、各室を冷却した冷気は冷凍用の特に図示しない戻りダクトにより冷凍用冷却器（８）に戻るように循環する。
制御装置は、冷蔵室（２）内の温度と、主に冷凍室（６）の温度とを比較して圧縮機（12）、各ファン（９）（10）の運転を行う。また、冷蔵運転と冷凍運転との切り替えは、冷却中の各室内温度が所定温度、例えば、冷蔵室温度センサの検知温度が０℃、冷凍室温度センサの検知温度が−２０℃に達するか、あるいは、冷却運転時間が所定時間、例えば冷蔵運転が１５分〜２０分、冷凍運転が３０分〜４０分が経過すると三方弁（14）を動作させて他方の冷却運転に切り替える。
すなわち、冷凍運転においては冷蔵用冷却器（７）に冷媒は流れないが、着霜状態にあることからその表面温度は−３℃程度であり、ファン（９）を回転させることで冷蔵用冷却器（７）に冷蔵室内冷気を流下させ、０℃以上の空気の循環によって冷却器に付着している霜を融かすことで除霜をおこない、同時に霜の融解による水分を多く含んだ高湿低温の冷気を冷蔵室（２）から野菜室（５）内に流入させるものである。
これにより、各室内温度は冷却されるとともに、加湿冷気が流入することで冷蔵室（２）および野菜室（５）内の湿度は８０％程度に高くなる。さらに野菜室（５）については、野菜を収納することによるその蒸散作用によってさらに湿度は上昇し、９０〜９５％となる。
なお、冷凍用冷却器（８）については所定の冷凍運転時間間隔でヒーターによる除霜をおこなうように制御している。
しかして、前記野菜室（５）から冷蔵用冷却器（７）へ戻る戻りダクト（19）中には、互いに機能性の異なる触媒フィルターＡ（20）、および触媒フィルターＢ（21）を冷気の流れに沿い、所定の間隔を設けて隣接状態に配置させており、戻りダクト（19）内を流通する冷気に含まれる臭い分子や有機物質を吸着し脱臭する。
前記触媒フィルターＡ（20）は、主に二硫化メチル（野菜の腐敗臭）のような疎水性のガスに対する吸着・分解を得意とする触媒、例えば、二酸化マンガンや疎水性ゼオライトなどのような金属製酸化物などからなる無機系触媒、または金属錯体などの有機系触媒を疎水性吸着剤に添着させ、セラミック、金属、または不織布からなるハニカム形状の支持体に担持したものがある。
他方の触媒フィルターＢ（21）は、アミン類（魚肉臭）などの親水性ガスに対する脱臭を得意とする金属錯体などの有機系触媒を親水系吸着剤に添着させ、セラミック、金属、または不織布からなるハニカム形状の支持体に担持したものがあり、例えば、前記図５のグラフにおける湿度での触媒性能の劣化が大きい室内湿度９５％ＲＨの触媒（１）がこれに相当するものであって、具体的には、金属錯体を親水性である活性炭に添着させ、それらをセルロースからなる不織布の支持体に担持させた脱臭除菌フィルターである。
この場合の脱臭のメカニズムは、活性炭などの吸着剤に臭気物質を吸着させ、それを金属錯体で分解することを繰り返すものであり、そのため、高湿度の雰囲気の場合は、吸着剤の細孔内に水分が吸着され、ジメチルサルファイドの吸着サイトが減少し脱臭性能が低下すると考えられるものであって、湿度によって劣化し易い特質があり、上記２つの触媒フィルターのうち、冷気流の下流側、すなわち、冷蔵用冷却器（７）に近い側に、湿度による触媒性能の劣化度の大きな触媒フィルターＢ（21）を配設するようにしている。
これによると、前述のごとく、冷凍運転時に冷蔵用冷却器（７）から、霜の融解による湿気を多く含んだ冷気が冷蔵室（２）に流入して室内を高湿の雰囲気に冷却し、さらに野菜室（５）へ流下し、戻りダクト（19）内に流入するが、戻りダクト（19）は、冷蔵用冷却器（７）から冷蔵室（２）内に冷気を吐出する供給ダクト（22）に比して比較的低湿度の雰囲気にあることと、触媒フィルターＢ（21）の風上側には、湿度影響の少ない触媒フィルターＡ（20）が設置されているため、この触媒フィルターＡ（20）の機能により脱臭作用をおこない、さらに、この触媒フィルターＡ（20）に冷気中の水分が吸着され取り除かれるように作用することから、下流側の触媒フィルターＢ（21）は湿度の影響を受けにくくなり、トータルとして湿度の影響を低減した触媒脱臭性能を発揮することができる。
また、上記構成における２つの触媒フィルターＡ（20）、同Ｂ（21）を、上記のように冷気流に沿って隣接するのではなく、特に図示しないが、戻りダクト（19）の風路に対して幅方向に併置するようにしてもよい。
さらに、触媒フィルター（20）（21）は空気流に対しては高圧力損失体でもあり、これを冷気流に沿って配置すると圧力損失によって冷気循環風量が減少し、冷蔵庫としての冷却性能の低下が懸念されるが、その場合は、複数の触媒フィルター（20）（21）を、例えば、冷気の戻りダクト（19）中に所定の間隔を設けて離間して設置するようにすれば、圧力損失を低減することができるものであり、また、隣接した２つの触媒フィルターのうち、冷気の流れに対して上流側に配置した触媒フィルターＡ（20）のメッシュ密度に対して、下流側の触媒フィルターＢ（21）のメッシュを粗くするとよい。このようにすると、冷気中の湿気が、触媒フィルターＡ（20）の比較的密としたフィルター面によって水抜き除去され、湿度による劣化度の高い触媒フィルターＢ（21）に対しては低湿度の冷気となって通過するため、高い触媒性能で脱臭効果を高めることができるとともに、メッシュの粗い触媒フィルターＢ（21）による冷気循環量の確保による冷却性能が確保できる。
次に、第２の実施例について説明する。図２と同一部分に同一符号を附した図４に示すように、本実施例は、冷蔵用冷却器（７）の非冷却時にファン（９）の回転によって冷蔵室（２）内の空気を冷蔵用冷却器（７）に導いて循環させ、熱交換により得られた加湿冷気を冷蔵空間に供給するようにするとともに、前記同様に互いに機能の異なる２つの触媒フィルターＡ（20′）およびＢ（21′）を冷気ダクト中に設置するものであるが、前記触媒フィルターのうちで湿度による劣化度の大きい触媒フィルターＢ（21′）を冷蔵用冷却器（７）への冷気の戻りダクト（19）に配置するとともに、他の触媒フィルターを冷蔵用冷却器（７）から冷蔵室（２）への冷気の供給ダクト（22）中に配置したものである。
触媒フィルターの中には、例えば、アンモニアなどの水溶性ガスの吸着や分解に有効な触媒においては、高湿度の方が吸着分解性能が向上するものがあることから、そのような場合には、高湿度の雰囲気ゾーンである前記冷蔵室（２）への供給ダクト（22）内に対象となる触媒フィルターＡ′（20′）を配置するように構成する。
このように構成することによって、各触媒フィルターのそれぞれの特性を損なうことなく機能に応じた臭いの吸着、分解作用をおこなうことができ、湿度による劣化度の大きな触媒フィルター（21）（21′）についても性能劣化を抑制してその脱臭機能を発揮することができるものであり、また、他の箇所に適当な触媒フィルターを配置するようにすれば、さらに他の異なる機能による脱臭効果を得ることができる。
なお、上記実施例においては、野菜室（５）を製氷室（３）や温度切替室（４）の下方に配置したが、これに限るものではなく、冷蔵室内や冷蔵室の直下に野菜室（５）を配置したり、冷凍室（６）と野菜室（５）の位置を入れ替えたりしてもよく、また冷蔵用冷却器（７）の位置や冷凍サイクル形態についても種々のパターンが採用できるものである。
１ 冷蔵庫本体
２ 冷蔵室
５ 野菜室
７ 冷蔵用冷却器
８ 冷凍用冷却器
９、10 ファン
17 連絡ダクト
19 戻りダクト
20、20′ 触媒フィルターＡ
21、21′ 触媒フィルターＢ
22 供給ダクト
２ 冷蔵室
５ 野菜室
７ 冷蔵用冷却器
８ 冷凍用冷却器
９、10 ファン
17 連絡ダクト
19 戻りダクト
20、20′ 触媒フィルターＡ
21、21′ 触媒フィルターＢ
22 供給ダクト
Claims (5)
- 冷却器で生成した冷気をファンにより冷蔵室に供給し冷蔵空間を循環した後に冷却器に戻るようにした冷蔵庫において、
二酸化マンガンや疎水性ゼオライトなどの無機系触媒や金属錯体などの有機系触媒を疎水性吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターと、
親水性ガスに対する脱臭力の大きい金属錯体などの有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターとの互いに機能の異なる複数の触媒フィルターを冷気ダクト中に設置し、
前記触媒フィルターのうちで少なくとも湿度による劣化度の大きい前記有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターを前記冷却器の低湿側のダクト中に配置したことを特徴とする冷蔵庫。 - 冷蔵空間を冷却する冷蔵用冷却器および冷蔵用ファンと、冷凍空間を冷却する冷凍用冷却器および冷凍用ファンとを備えてこれらの冷却運転を交互におこない、前記冷凍用冷却器に冷媒を流す冷蔵用冷却器の非冷却時に前記冷蔵用ファンを回転させることによって冷蔵室内空気を前記冷蔵用冷却器に流通させ熱交換した加湿冷気を冷蔵空間に供給するようにした冷蔵庫において、
二酸化マンガンや疎水性ゼオライトなどの無機系触媒や金属錯体などの有機系触媒を疎水性吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターと、
親水性ガスに対する脱臭力の大きい金属錯体などの有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターとの互いに機能の異なる複数の触媒フィルターを冷蔵用冷却器への冷気の戻りダクト中に設置し、
前記触媒フィルターのうちで湿度による劣化度の大きい前記有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターを前記戻りダクトの下流側に配置したことを特徴とする冷蔵庫。 - 複数の触媒フィルターを冷気の戻りダクト中に互いに離間して設置したことを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫。
- 複数の触媒フィルターのうち、冷気の戻りダクト中の下流側の触媒フィルターのメッシュを上流側のそれより粗くしたことを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫。
- 冷蔵空間を冷却する冷蔵用冷却器および冷蔵用ファンと、冷凍空間を冷却する冷凍用冷却器および冷凍用ファンとを備えてこれらの冷却運転を交互におこない、前記冷凍用冷却器に冷媒を流す冷蔵用冷却器の非冷却時に前記冷蔵用ファンを回転させることによって冷蔵室内空気を前記冷蔵用冷却器に流通させ熱交換した加湿冷気を冷蔵空間に供給するようにした冷蔵庫において、
二酸化マンガンや疎水性ゼオライトなどの無機系触媒や金属錯体などの有機系触媒を疎水性吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターと、
親水性ガスに対する脱臭力の大きい金属錯体などの有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターとの互いに機能の異なる複数の触媒フィルターを冷蔵用冷却器への冷気の戻りダクト中に設置し、
前記触媒フィルターのうちで湿度による劣化度の大きい前記有機系触媒を親水系吸着剤に添着させて支持体に担持させた触媒フィルターを前記戻りダクト中に配置するとともに、他の触媒フィルターを冷蔵用冷却器から冷蔵室への冷気の供給ダクト中に配置したことを特徴とする冷蔵庫。
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