JP4844326B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は多湿に維持された貯蔵室を備える冷蔵庫に関するものである。

野菜の鮮度低下の影響因子としては、温度、湿度、環境ガス、微生物、光などが挙げられる。野菜は生き物であり、呼吸と蒸散作用が行われており、鮮度を維持するには呼吸と蒸散作用の抑制が必要となる。低温障害を起こす野菜など一部の野菜を除き、多くの野菜は低温で呼吸が抑制され、高湿により蒸散を防止することができる。近年、家庭用冷蔵庫では野菜の保存を目的とし、密閉された野菜専用容器が設けられ、野菜を適正な温度に冷却するとともに、庫内を高湿化し、野菜の蒸散を抑制するよう制御されている。また、庫内高湿化の手段として、ミストを噴霧する手段を用いたものもある。

従来、この種のミスト噴霧機能を備えた冷蔵庫としては、吸湿材を超音波発振器にて振動させミストを生成噴霧し野菜室内を加湿し、野菜の蒸散を抑制しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

図２１と図２２は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫を示すものである。

図２１に示すように、冷蔵庫本体１には冷蔵室２が設けられており、その前面開口部は回転扉３にて閉塞されている。また、野菜室４は冷蔵室２の下方に設けられており、その前面開口部は引出し扉５にて閉塞されている。また、野菜室４の下方には冷凍室６が設けられており、その前面開口部は引出し扉７にて閉塞されている。冷蔵室２と野菜室４は仕切板８にて仕切られている。仕切板８には冷蔵室２から野菜室４に冷気を流入させるための孔９が設けられている。引出し扉５には野菜容器１０が取付けられており、引出し扉５の開閉に伴って引出される。野菜容器１０の上部には野菜容器蓋１１が配置されており、引出し扉５を閉じた時に野菜容器１０を閉塞する。この時、野菜容器蓋１１は冷蔵庫本体側に固定されている。野菜容器蓋１１には、超音波加湿手段１２が設けられており、野菜容器１０の内部に水分を蒸散させる。冷蔵室２には冷蔵温度帯室用の冷却器１３が備えられており、ファン１４の運転により冷気を循環させ、冷蔵室２及び野菜室４を冷却する。また、図示省略したが、この冷蔵庫は、冷凍温度帯室用の冷却器も備え、冷凍室６を冷却している。

また、図２２に示すように超音波加湿手段１２は、野菜容器蓋１１の孔１５に設けられ、吸水材１６と超音波発振器１７とから構成される。

以上のように構成された冷蔵庫において、以下その動作について説明する。

冷蔵室２・野菜室４の温度が高くなると、冷却器１３には冷媒が流され、ファン１４が駆動される。これにより、冷却器１３の周辺の冷気は、図２１に矢印で示されるように、冷蔵室２、孔９、野菜室４を介して冷却器１３に戻る。これにより、冷蔵室２及び野菜室４が冷却される。この状態を冷却モードという。

次に、冷蔵室２・野菜室４がほぼ冷却されると、冷却器１３への冷媒の供給を停止する。しかし、ファン１４は続けて運転する。これにより、冷却器１３に付着した霜の溶解にて、冷蔵室２・野菜室４が加湿される。この状態を加湿モード（所謂「潤い運転」）という。

この加湿モードを所定時間（数分間）継続したのちに、ファン１４を止めて、運転停止モードとなる。

この後、冷蔵室２・野菜室４の温度が高くなると、再び冷却モードとなる。

次に超音波加湿手段１２について説明する。

吸水材１６は、シリカゲル・ゼオライト・活性炭等の吸水性の材料からなる。従って、前述の加湿モード時には、流れる空気中の水分を吸着する。そして、冷却モード中の後半において、超音波発振器１７を駆動する。これにより、吸水材１６中の水分が外部に排出される。これにより、野菜容器１０の内部が加湿される。尚、冷却モード中の後半において、超音波発振器１７を駆動するのは、野菜室４の湿度低下による乾燥を防止することを目的としている。
特開２００４−１２５１７９号公報

上記従来の構成では、冷蔵室２からの冷気を野菜室４の冷却に用いるのであるが、冷気は野菜容器１０と野菜容器蓋１１の外側を流れ、食品を直接冷却することはない。従って、食品を投入してから長期保存に十分な温度に冷えるまでの時間が比較的長くなってしまうことが懸念される。近年では野菜室の中にＰＥＴボトル等の飲料を入れる場合も多く、夏場などでは冷却スピードが問題になる場合がある。

また、従来の構成では、加湿モード時に野菜室４内に流入する冷気の内、全てが吸水材１６に接触する訳ではない。図２２でも明らかなように、冷蔵庫手前側の孔９から流入する冷気は吸水材１６に触れずに野菜室４内の冷却に使われている。この場合、当然のことながら流入する空気は吸水材１６で除湿されず、多湿な状態のまま野菜室４内を循環することになる。この時野菜室４の下方には冷凍室６が配置されており、野菜室４と冷凍室６の仕切は野菜室４内で最も低温になっていると思われる。このような場合、冷蔵室４内を循環する冷気は野菜室４の底面で除湿され、結露が発生することが懸念される。野菜室４の底面は野菜容器１０により視認しにくく、ユーザーの気付かない間に結露が成長してしまう恐れがある。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷却スピードが速く、不必要な結露を抑えつつ貯蔵室内を加湿できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、収納容器と貯蔵室により略密閉された空間中に冷却部を配置し、かつ収納容器内に水をミスト状に噴霧することとしたものである。

これらによって、収納容器外からの間接冷却に比べて速い冷却スピードを実現でき、なおかつ収納容器内を加湿でき、収納容器外への不必要な結露を防止することができる。

本発明の冷蔵庫は、食品を速く冷却することができ、結露の心配なく食品の鮮度を向上させることができる。

請求項１に記載の発明は、貯蔵室を有する冷蔵庫本体と、前記貯蔵室の前面開口部を閉塞する扉と、前記貯蔵室内に設けられた食品を収納する収納容器と、前記収納容器内を冷却する冷却部と、前記収納容器内の水分を回収する水回収手段と、前記水回収手段によって回収した水を前記収納容器内にミスト状に噴霧するミスト噴霧手段とからなり、前記水回収手段は、前記貯蔵室天面に取り付けられ、前記冷却部と、枠と、前記枠と一体に形成されたドレン部とから構成され、前記冷却部は前記貯蔵室背面に向けてある一定の角度で傾斜が設けられており、前記冷却部の傾斜下端近傍に前記ドレン部を配置し前記ミスト噴霧手段に水を供給し、前記収納容器の背面側壁は、その上端が前記収納容器の上端外周よりも一段低い位置にあり、前記収納容器の開口部は前記貯蔵室天面、前記貯蔵室背面によって囲まれており、前記貯蔵室内で略密閉に区画されるとともに、前記貯蔵室背面の内部には、冷却器と送風ファンが備えられており、前記貯蔵室背面の上部には吐出口と吸込口が設けられ、前記冷却器からの冷気を前記冷却部の背面に供給して前記冷却部を冷却するものであり、冷却部による直接冷却にて収納容器外からの間接冷却に比べて速い冷却スピードを実現でき、ミスト噴霧による加湿を実現しつつ、略密閉構造により収納容器外への不必要な結露を防止することができる。また、結露を防止することにより前記水回収手段の水回収効率を高めることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記貯蔵室天面、及び前記貯蔵室背面から収納容器の開口部外周を覆うようにリブを延伸させたものであり、収納容器の密閉性をさらに向上させ、収納容器外の結露の防止を狙うと同時に、保鮮性をさらに向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記貯蔵室内に光を照射する照射手段を備え、前記収納容器内に収納された食品に前記照射手段によって光を照射しつつ、前記ミスト噴霧手段によって前記収納容器内にミスト状に水を噴霧するものであり、野菜類の葉の表面にある気孔を開き、そこにミスト状の水を噴霧することにより水分の含有量を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、ミスト噴霧手段に超音波方式を用いたものであり、粒子径数μｍの微細なミストを発生させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、ミスト噴霧手段に静電霧化方式を用いたものであり、粒子径数ｎｍから数μｍの微細なミストを発生させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の側面断面図である。図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面断面図である。

図１、図２において、冷蔵庫本体１は貯蔵室１５、１６、１７を有しており、その前面開口部はそれぞれ開放可能な扉１８、１９、２０にて外気の流入が無いように閉塞されている。

扉１９には左右一対で貯蔵室１６内に延伸された板状のスライドレール２１が設けられており、この上に収納容器２２が載置されている。扉１９はこのスライドレール２１の可動可能な方向に沿って水平方向に引き出して開閉され、それに伴い収納容器２２も可動して引き出される。

収納容器２２の背面側壁２３は、その上端が収納容器２２の上端外周よりも一段低い位置にあり、その外周には略Ｕ字形状のフランジ２４が一体に形成されている。また、収納容器２２の上端部とフランジ２４は、それぞれ貯蔵室天面２５と貯蔵室背面２６に対して、扉１９の開閉に支障のない程度の隙間を保ちながら近接して配置されている。

貯蔵室天面２５からは左右一対のリブ２７が延伸されており、収納容器２２の側壁上部を覆うように配置されている。また、貯蔵室背面２６からも略Ｕ字形状のリブ２８が延伸されており、フランジ２４を覆うように配置されている。このリブ２７、２８は貯蔵室１６と収納容器２２の空気の移動に際し抵抗として働き、収納容器２２内の水分を含んだ空気が貯蔵室１６内に漏れ出すことを防ぐ役目を果たす。

このように、収納容器２２の開口部は貯蔵室天面２５、貯蔵室背面２６、リブ２７、リブ２８によって囲まれており、貯蔵室１６内で略密閉に区画されることになる。

水回収手段２９は、この収納容器２２、貯蔵室天面２５、貯蔵室背面２６で略密閉に区画された空間中に配置され、本実施の形態の場合では貯蔵室天面２５に取り付けられている。さらに、水回収手段２９は、冷却部３０と、枠３１と、枠３１と一体に形成されたドレン部３２とから構成されている。この時、冷却部３０は貯蔵室背面２６に向けてある一定の角度で傾斜が設けられており、冷却部３０の傾斜下端近傍にドレン部３２が配置されている。

貯蔵室背面２６の内部には、冷却器３３と送風ファン３４が備えられており、貯蔵室背面２６の上部には吐出口３５と吸込口３６が設けられている。なお、吐出口３５と吸込口３６はその左右が入れ替わっても良い。

水回収手段２９のドレン部３２と収納容器２２のフランジ２４の間にはミスト噴霧手段３６が配置されており、本実施の形態の場合では貯蔵室背面２６に取り付けられている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

冷却器３３で冷やされた空気は、送風ファン３４により吐出口３５から冷却部３０、枠３１、貯蔵室天面２５、貯蔵室背面２６にて区画される空間中に吐出される。この時、冷却部３０と枠３１、及び枠３１と貯蔵室天面２５と貯蔵室背面２６は、それぞれ気密にシールされており、吐出口３５からの冷気が直接収納容器２２内に漏れ出すことはない。吐出された冷気は吸込口３６から再び冷却器に返される。

冷却部３０は金属製の薄板、例えばアルミのような熱伝導性の良好な材質でできており、吐出口３５からの冷気によって冷やされる。冷却部３０は収納容器２２内に露出しており、冷却部３０が冷やされることにより、収納容器２２内の食品を冷却保存することができる。

収納容器２２内部に収納された食品からは、投入時からの時間経過に伴い水分が蒸散する。この時、収納容器２２内部では冷却部３０が最も温度が低く、露点温度以下になっているため、蒸散した水分は冷却部３０にて結露することになる。結露した水は冷却部３０の傾斜に沿って自重で移動し、最終的にドレン部３２に集められる。冷却部３０には結露水の移動を促進する目的で撥水性の塗料を塗布したり、あるいは撥水加工を施せばより蒸散水回収の効率を上げることができる。

ドレン部３２に集められた結露水は、ドレン部３２の下部に配置されたミスト噴霧手段３７に送られる。ミスト噴霧手段３７にミスト噴霧動作を行うに十分な結露水が溜まったと判断されると、ミスト噴霧手段３７が動作し、収納容器２２内にミスト粒子を噴霧する。この時噴霧されるミストの粒子径は、例えば０．００５μｍ〜２０μｍ程度であり非常に微細なものである。なお、ミスト噴霧手段３７には、例えば超音波により水を微粒子化して噴霧するもの、静電霧化方式によるもの、ポンプ方式で噴霧するもの等を用いれば良い。また、結露水の量を検知するためには、電気的に水量を検知できる水位センサーや、小型のフロートスイッチ等が考えられる。

このようにして食品からの水分の蒸散−結露−ミスト噴霧のサイクルを繰り返す訳であるが、従来の冷蔵庫と比べると、略密閉の収納容器２２内でサイクルが繰り返されるため、余分な水分が収納容器外に漏れ出すことが少なく、貯蔵室１６の底面等のユーザーが視認しにくい場所に結露することを防ぐことができる。

また、単純に収納容器２２に密閉用の蓋を設けた場合を考えてみるが、この場合は、収納容器２２内の湿度を維持するという効果は望めるものの、蓋による冷却スピードの低下は防ぐことができない。そこで本実施の形態では、略密閉の空間内に冷却部を配置し、集めた結露水を再噴霧することで湿度維持と冷却スピード確保を両立しているものである。

以上のように、本実施の形態においては、貯蔵室を有する冷蔵庫本体と、貯蔵室の前面開口部を閉塞する扉と、貯蔵室内に設けられた食品を収納する収納容器と、収納容器内を冷却する冷却部と、収納容器内の水分を回収する水回収手段と、水回収手段によって回収した水を収納容器内にミスト状に噴霧するミスト噴霧手段を設け、収納容器を貯蔵室天面と貯蔵室背面にて略密閉される空間内に冷却部を配置することにより、収納容器外からの間接冷却に比べて速い冷却スピードを確保することができる。また、略密閉される空間内にミスト噴霧することにより、収納容器内の加湿を行い食品の鮮度を向上させることができる。

また、本実施の形態では、貯蔵室天面、及び貯蔵室背面から延伸させたリブを設け、収納容器の開口部外周を覆うように配置したため、収納容器内から貯蔵室内へ空気が漏れ出しにくくなり、貯蔵室内への不必要な結露を防ぐことができる。

また、不必要な結露を防止することにより水回収手段の水回収効率を高めることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側面断面図である。図４は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の正面断面図である。

図３、図４において、水回収手段２９は冷却部３０とドレン部３２で構成されており、貯蔵室背面２６に取り付けられている。

貯蔵室背面２６の内部には冷却器３３と送風ファン３４が備えられており、冷却風路（詳細図示せず）を介して冷蔵庫全体に冷気を循環させている。ここで、貯蔵室背面２６の内、冷却部３０が取り付けられている面は断熱壁厚が薄くなっており、冷却部３０を背面から冷やしている。これにより、収納容器２２内を冷却しているものである。

実施の形態１と同様に、収納された食品から蒸散した水分は冷却部３０の表面に結露し、垂直方向に自重で落下していく。落下した結露水はドレン部３２にて集められ、ミスト噴霧手段３７に送られる。

本構成をとり、冷却部３０より積極的に冷却すれば、早い冷却スピードを保ったまま収納容器２２内部を加湿することができる。この場合、実施の形態１と比べて収納容器２２の容積をより大きくとることができる。

その他の構成、動作、作用は実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の側面断面図である。図６は、本発明の実施の形態３において、ミスト噴霧中、光を照射したものにおけるやや萎れかけた野菜の水分含有量復元効果のミストの粒子径に対する特性図である。図７は、本発明の実施の形態３において、ミスト噴霧中、光の照射なしで実験したものにおけるやや萎れかけた野菜の水分含有量復元効果のミスト粒子径に対する特性図である。図８は、本発明の実施の形態３において、やや萎れかけた野菜の水分含有量復元効果のミスト噴霧量に対する特性及び、ミスト噴霧量に対する野菜の外観官能評価値を示した図である。

図５において、照射手段３８は枠３１の一部に取り付けられており、収納容器２２に収納された食品の上部から光を照射するように配置される。照射手段３８は、ケース３９とＬＥＤ４０とカバー４１で構成される。この時カバー４１は、少なくとも光が透過できる程度の透明度を供えている。その他の構成については実施の形態１と同様であるので説明は省略する。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

収納容器２２内部に収納された食品からは、投入時からの時間経過に伴い水分が蒸散する。この時、収納容器２２内部では冷却部３０が最も温度が低く、露点温度以下になっているため、蒸散した水分は冷却部３０にて結露することになる。結露した水は冷却部３０の傾斜に沿って自重で移動し、最終的にドレン部３２に集められる。ドレン部３２に集められた結露水は、ドレン部３２の下部に配置されたミスト噴霧手段３７に送られる。ミスト噴霧手段３７にミスト噴霧動作を行うに十分な結露水が溜まったと判断されると、ミスト噴霧手段３７が動作し、収納容器２２内にミスト粒子を噴霧する。

ミスト噴霧中にはＬＥＤ４０が点灯し、収納容器２２内に収納されている食品に光が照射される。このＬＥＤ４０は中心波長が４７０ｎｍの青色光を含む光を照射する。この時照射される青色光の光量子は約１μｍｏｌ／ｍ２／ｓの微弱な光で十分である。微弱な青色光が野菜や果物に照射されると、表皮表面に存在する気孔が青色光の光刺激によって開口する。

一方、野菜室内に保存されている野菜や果物の中には、通常、購入帰路時での蒸散、あるいは保存中の蒸散によってやや萎れかけた状態のものが含まれている。

また、野菜室内には青果物である野菜の中でも緑の葉野菜や果物等も保存されており、これらの青果物は蒸散あるいは保存中の蒸散によってより萎れやすいものである。

ミスト噴霧手段３７によって噴霧されたミスト粒子は、収納容器２２内で気孔が開口した状態の野菜や果物の表面に付着し、気孔を介して組織内に浸透する。その結果、水分が蒸散して、萎んだ細胞内に再び水分が供給され、細胞の膨圧によって萎れが解消され、野菜や果物はシャキッとした状態に復帰する。

図６、図７は、やや萎れかけた野菜における、水分含有量の復元効果のミストの粒子径に対する特性を示した図である。萎れかけの野菜の再現方法としては以下の方法を用いた。

店頭での購入状態に対して、重量が約１０％減少するまで所定時間放置したものを萎れかけ野菜とした。野菜は収穫時から約１５％重量減少すれば見かけが悪くなり、また、細胞組織も元に戻らない。収穫時の野菜に対して、流通の段階での重量減少は５％程度である。５％程度の水分減少であれば、使用者は官能的に見て見かけ上の問題はないものと判断する。しかし、１０％程度の重量減少が生じると、使用者は官能的に見て、外観上、萎れた野菜と感じるようになる。以上のことから、店頭での購入状態に対して、重量が約１０％減少した状態を初期値と定めた。

以下、実験方法を説明する。

上記の処理をした野菜を７０リットルの野菜室（約６℃）に保存し、種々の粒子径のミストを約２４時間噴霧した。その後、取り出して重量測定を行い、重量が初期に対し、どれくらい復元したかを評価した。

図６は、ミスト噴霧中に光（青色ＬＥＤ）を１μｍｏｌ／ｍ２／ｓの強度で照射した実験の結果である。一方、図７は、光照射なしでミスト噴霧した実験の結果である。

この実験では、官能的な評価により水分含有量復元率が５０％以上のものが「食べられる」と判定し、７０％以上は「十分においしく食べられる」と判定した。

図６より、光照射をした場合、野菜の水分含有量の復元効果は噴霧するミスト粒子径に依存し、一定の最適粒子径範囲が観察された。最適粒子径は野菜の水分含有量の復元効果が５０％以上となる０．００５〜２０μｍの範囲であった。

噴霧する粒子径が２０μｍ以上と大きい場合、水粒子が大きすぎて、ミストが均一に噴霧できなかった。これは、ミスト径が比較的大きいとその自重ですぐに容器の底面に落下してしまうためミストの拡散性が十分に得られないからだと考えられる。また、気孔径は最大２０μｍ程度と考えられ、それ以上のミストでは、水粒子が大きすぎて、野菜の内部まで入り込みにくいものと考えられる。

一方、０．００５μｍ以下の超微粒子では粒子が非常に小さいため、開孔状態の気孔との接触頻度が低下し、野菜の内部に水が浸透できない。以上の要因により、０．００５μｍ以下の場合に復元効果が十分得られなかったものと考えられる。

また、野菜の水分含有量復元効果が７０％以上となる範囲は０．００８〜１０μｍの範囲であった。このように、実験の結果によると１μｍ以上では、粒子径が細かい方が噴霧の均一性が向上し、また噴霧距離、空気中の滞在時間が延びる。従って、１μｍ以上では、粒子径が細かいほど野菜表面に付着する確率が高くなり、水分含有量復元率が向上することがわかった。また、１０μｍ以下では、より活発にミスト粒子の気孔から浸透がより活発に行われ、野菜の水分含有量復元効果が７０％以上という大きな効果が得られた。また、ミスト径が小さく０．００８μｍ程度でも野菜の水分含有量復元効果が７０％以上となることから、この程度のミスト径を確保すれば、ミストと開孔状態の気孔との接触頻度が比較的保たれると考えられる。

さらに、野菜の水分含有量復元効果が８０％以上とより高くなる最適粒子径は０．０１〜１μｍの範囲であった。ここで、粒子径が１μｍ以下であると粒子が気孔の内部に浸透するに十分の大きさとなる為、０．０１〜１μｍの範囲内では気孔径によって野菜の水分含有量復元効果が変わらなくなると考えられる。

一方、図７は光照射をしない場合の実験結果であり、水分含有量復元率の５０％以上となる粒子径は、光照射時の粒子径よりも小さく、約０．００５〜０．５μｍであった。

粒子径の上限が０．５μｍと小さくなった理由は、光照射による気孔の開孔がないことにより、野菜の表面組織の間隙や比較的閉じた状態の気孔などを介する以外に、水が野菜内部に浸透できないものと考えられる。すなわち、復元するに際し、微細な隙間からしか水粒子が浸透できないためであると考えられる。

なお、水分含有量復元率の５０％以上となる範囲の下限の粒子径は０．００５μｍであり、光照射をした場合と同じであった。０．００５μｍ以下のミスト粒子では、粒子径が非常に小さいため、開孔状態の気孔との接触頻度が低下し、野菜の内部に水が浸透できないためと考えられる。

また、野菜の水分含有量復元効果が８０％と高くなるのは０．０１μｍ付近のみであり、野菜の水分含有量復元効果が７０％以上となる最適粒子径は０．００８〜０．０５μｍの範囲であった。このように、実験の結果によると０．０５μｍより小さくなると気孔径が小さくなるにつれて、よりミスト粒子の気孔から浸透がより活発に行われる一方、０．０１μｍをピークとして、それより気孔径が小さくなるにつれて野菜の水分含有量復元効果はより小さくなることがわかった。よって水分含有量復元効果は光を照射した場合の方が幅広い粒子径で高い水分復元率を得られることが判明した。

次に図８は本発明の実施の形態３で説明した萎れかけた野菜に対する水分含有量の復元効果とミスト噴霧量の関係及び、野菜の外観官能評価値とミスト噴霧量の関係を示した図である。萎れかけ野菜の再現方法及び実験方法は図６、図７の実験とほぼ同一である。但し、本実験では、１μｍの粒子径の場合に、光照射あり、光照射なしの２パターンの実験を行い、光照射なしについては、さらに、０．０１μｍの粒子径のミストを用いた実験を行った。また、本実験は７０リットルの野菜室において行った為、以下の噴霧量はすべて７０リットル当たりの噴霧量を示す。

図８より、光照射ありの場合で野菜の水分含有復元効果が５０％以上となる範囲は０．０５〜１０ｇ／ｈ（収納容器１リットル当たり＝０．０００７〜０．１４ｇ／ｈ・ｌ）の範囲であった。

ミストの噴霧量が少なすぎると、野菜が気孔から外部へ放出する水分量を下回ってしまい、野菜内部への水分供給を行うことができなくなる。また、ミストと開孔状態の気孔との接触頻度が低下し、野菜の内部に水が浸透できにくくなると考えられる。

実験では、このような噴霧量の下限値が０．０５ｇ／ｈであることがわかった。

一方、ミストの噴霧量が多すぎると、野菜内部の水分含有許容量を超えてしまい、野菜内部に取り込まれない水分は野菜の外部に付着してしまい、この水分によって野菜表面の一部から水腐れが生じてしまい、野菜が痛んでしまう現象が発生する。

このような野菜表面に余分な水分が付着し、野菜が水腐れ等の品質劣化を起こす範囲は１０ｇ／ｈ以上であり、実験としては不適であった。よって、１０ｇ／ｈ（収納容器１リットル当たり＝０．１５ｇ／ｈ・ｌ）以上の実験結果については、野菜の品質劣化によって採用できない為、省略する。

光照射ありの場合で野菜の水分含有復元効果が７０％以上となる範囲は、０．１〜１０ｇ／ｈ（収納容器１リットル当たり＝０．００１５〜０．１４ｇ／ｈ・ｌ）であった。このようにミストの噴霧量の下限値が０．１ｇ／ｈ程度以上に多くなると、開孔状態の気孔との接触頻度が十分に多くなり、野菜内部へのミストの浸透が活発に行われると考えられる。

光照射なしの場合については、粒子径１μｍの噴霧では、野菜の水分含有復元効果が５０％以上となる範囲はなく、すべての噴霧量で１０％未満の水分含有量復元率である。粒子径が０．０１μｍの噴霧では、０．０５〜７ｇ／ｈ（１リットル当たり＝０．０００７〜０．１ｇ／ｈ・ｌ）の範囲であり、さらに野菜の水分含有復元効果が７０％以上となる範囲は０．１〜０．５ｇ／ｈ（１リットル当たり＝０．００１５〜０．００７ｇ／ｈ・ｌ）の範囲であった。これは、上記のような光照射ありの場合と比較して、ミスト噴霧量の下限値についてはほぼ同等であるが、上限値が異なる結果となった。図のように、光照射なしの場合については、気孔が十分に開いていない為、粒子径が十分に小さくないと野菜の内部に水分が浸透しないと考えられる。

以上のように、本実施の形態では、野菜室内に保存中の野菜に対し、照射手段を用いて光を照射し、且つ、ミスト噴霧装置にて気孔を通過できるミストを適量噴霧している。その結果、光照射により開孔した野菜表面の気孔から、適量かつ適当な粒子径のミストが野菜内部に浸透し、野菜の水分含有量を向上、野菜のみずみずしさを保持・向上させることができる。

また、本実施の形態では、０．１〜１００μｍｏｌ／ｍ２／ｓの青色光を照射した。微弱な光照射によって、光合成活動を低く抑えた上で、気孔開孔率を高くすることが可能となる。また、ある程度の生態活動を促し、野菜の光合成による水分消費を極力抑え、開孔した、気孔から水分を野菜内部に効率よく供給することができる。加えて、光量を抑えることにより消費電力を低減し、省エネ効果を得ることが出来る。

なお、本実施の形態では、貯蔵室内の収納物として野菜などの青果物について説明した。さらに、水分を供給することにより品質が向上する収納物として、例えば、果物や０℃近辺で保存している鮮魚や肉類でも本実施の形態の冷蔵庫を用いることで乾燥を防ぐことができる。

（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の側面断面図である。

図９において、照射手段３８は貯蔵室天面２５に取り付けられており、収納容器２２に収納された食品の上部から光を照射するように配置される。照射手段３８は、ケース３９とＬＥＤ４０とカバー４１で構成される。この時カバー４１は、少なくとも光が透過できる程度の透明度を備えている。その他の構成については実施の形態２と同様であるので説明は省略する。

また、動作、作用も実施の形態３と同様であるので、説明は省略する。

以上のように、本実施の形態では、野菜室内に保存中の野菜に対し、照射手段を用いて光を照射し、且つ、ミスト噴霧装置にて気孔を通過できるミストを適量噴霧している。その結果、光照射により開孔した野菜表面の気孔から、適量かつ適当な粒子径のミストが野菜内部に浸透し、野菜の水分含有量を向上、野菜のみずみずしさを保持・向上させることができる。

また、本実施の形態では、０．１〜１００μｍｏｌ／ｍ２／ｓの青色光を照射した。微弱な光照射によって、光合成活動を低く抑えた上で、気孔開孔率を高くすることが可能となる。また、ある程度の生態活動を促し、野菜の光合成による水分消費を極力抑え、開孔した、気孔から水分を野菜内部に効率よく供給することができる。加えて、光量を抑えることにより消費電力を低減し、省エネ効果を得ることが出来る。

（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５における冷蔵庫の側面断面図である。図１１は、本発明の実施の形態５における冷蔵庫の超音波霧化装置近傍の縦断面図である。図１２は、本発明の実施の形態５における冷蔵庫の超音波霧化装置近傍の正面図である。図１３、は本発明の実施の形態５における冷蔵庫の超音波霧化装置の縦断面図である。図１４は、本発明の実施の形態５における機能ブロック図である。図１５は、本発明の実施の形態５における制御フロー図である。

図１０において、冷蔵庫本体１は断熱性を有する仕切り板４２によって、上から冷蔵室４３、切替室４４、野菜室４５、冷凍室４６に区画されている。野菜室４５は収納容器２２が設置され、その空間の中に食品を収納し、湿度約８０〜９０％ＲＨ以上（食品収納時）、４〜６℃に冷却されている。野菜室４５の背面には風路４７と野菜室４５を区画するための庫内仕切り４８が備えられている。庫内仕切り４８には、超音波霧化装置４９を含む水補給装置５０が備えられている。さらに、野菜室天面の仕切り板４２には、特定の波長を選択した光を照射する照射手段５１と庫内全体に光を拡散させるための拡散板５２が備えられている。

図１１において、庫内仕切り４８と冷蔵庫外壁５３との間には風路４７を備える。風路４７は、例えば冷却器（蒸発器）５４で生成された冷気を各貯蔵室に搬送し、もしくは各貯蔵室から熱交換された空気を冷却器５４へ搬送するために設けられている。ここで、庫内仕切り４８には超音波霧化装置４９が組み込まれている。庫内仕切り４８は主に発泡スチロールなどの断熱材で構成されており、その壁厚は３０ｍｍ程度であるが、貯留水保持部５５の背面については、壁厚は５ｍｍから１０ｍｍで構成されている。貯留水保持部５５の中には、水収集板５６が庫内側に設置されている。水収集板５６の一面には例えば、ニクロム線で構成された加熱ヒータなどの加熱手段５７が当接し、庫内側にはＢＯＸファンなどの送風手段５８と循環風路５９を構成するためのカバー部材６０が設置されている。

図１２において、カバー部材６０には循環風路５９に関する第１の循環風路開口部６１と第２の循環風路開口部６２が設けられている。さらに、水収集板５６には、水収集板５６表面の温度を検知するための水収集板温度検知手段６３が設置されている。また、切替室４４の横には製氷室７４が配置される。

図１３において、超音波霧化装置４９はホーン６４と圧電素子６５で構成される。ホーン６４は切削加工等により略円錐状に加工され、ホーン６４の圧電素子６５側にホーン６４と一体的にフランジ部６６が形成されている。またホーン６４と圧電素子６５とは接着固定されて、圧電素子６５で発生する振動をホーン先端で最大振幅となるよう増幅されるように構成されている。また、超音波霧化装置４９はフランジ部６６を取り付け位置とし、冷蔵庫やその取り付け部材の接続部６７に取り付けられている。

ホーン６４は熱伝導性の高い材質としており、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス等の金属が挙げられる。特に、軽量で、熱伝導性が高く、超音波伝達時の振幅の増幅性能の点からするとアルミニウムを主成分とするもの選択することが好ましい。また、長寿命化のためにはステンレスを主成分とするものを選択することが望ましい。

また、超音波の振動の振幅はフランジ部６６で振幅の節部に、ホーン６４の先端で振幅の腹部となるように、またフランジ部６６とホーン６４の先端の間を１／４波長で振動するように設定されている。またホーン６４の長さは、発生ミストの霧化粒子径と圧電素子６５の発振周波数及びホーン６４の材質で決まるものである。例えば、霧化粒子径が約１０μｍの場合、ホーン６４の材質がアルミニウムで、圧電素子６５の発振周波数は約２７０ｋＨｚの時にホーン６４の長さＢは約６ｍｍとなる。また、霧化粒子径が約１５μｍの場合、ホーン６４の材質がアルミニウムで、圧電素子６５の発振周波数は約１４６ｋＨｚの時にホーン６４の長さＢは約１１ｍｍとなる。これらの一連の理論計算値まとめを表１に記載する。

また、冷蔵庫本体１の冷凍サイクルは、圧縮機６８、凝縮器、膨張弁やキャピラリチューブなどの減圧装置（図示せず）、蒸発器５４、それら構成部品を連結する配管、及び冷媒などで構成される。

冷蔵庫本体１は、機械室を有しており、機械室には圧縮機６８と凝縮器などが備えられている。なお、三方弁や切替弁を用いる冷凍サイクルの場合は、それらの機能部品が機械室内に配設されていてもよい。

冷凍サイクルを構成するキャピラリは、パルスモーターで駆動する冷媒の流量を自由に制御できる電子膨張弁として働く場合もある。

また、断熱箱体内には、蒸発器５４が冷凍室４６の背面に備えられ、減圧膨張で低温化した冷媒と庫内空気とを熱交換により冷却する役割を担っている。

また、収納容器２２の上端と後端は、それぞれ仕切板４２と庫内仕切４８に扉の開閉に支障のない程度の隙間を保ちながら近接して配置されている。これにより、収納容器２２内は略密閉の空間が構成されおり、その略密閉の空間中に水補給装置５０、貯留水保持部５５、照射手段５１が配置されることになる。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作・作用を説明する。

冷蔵庫本体１の場合、冷却器５４で熱交換された冷気を攪拌ファン（図示せず）などにより冷蔵室４３、切替室４４、野菜室４５、冷凍室４６、製氷室７４などに冷気を配分し、所定の温度を維持するようにＯＮ・ＯＦＦ運転するものが一般的である。野菜室４５は、冷気の配分や加熱部などのＯＮ・ＯＦＦ運転により４℃から６℃になるように調整され、一般的には庫内温度検知部をもたないものが多い。また、野菜室４５は、食品からの水分の蒸散と扉の開閉による水蒸気の侵入等により高湿である。庫内仕切り４８の厚さは、ある程度の冷却能力が必要なので他の部分より薄く構成されている。ここで、水収集板５６の表面温度を露点温度以下にすれば、水収集板５６近傍の水蒸気は水収集板５６に結露し、水滴が確実に生成される。

具体的には、（１）水収集板５６に設置されている水収集板温度検知手段６３により表面の温度状態を把握し、（２）制御手段６９ａにより送風手段５８、加熱手段５７をＯＮ・ＯＦＦ制御もしくは電圧可変を行い、（３）水収集板５６の表面温度を露点温度以下に調整し、（４）送風手段５８により庫内より送られた高湿空気に含まれる水分を水収集板５６に結露させる。特にここでは図示しないが庫内に庫内温度検知部や庫内湿度検知部などがあれば、あらかじめ決められた演算により厳密に露点温度が庫内環境下の変化に応じて割り出すことができる。仮に水収集板５６表面で氷や霜となった場合でも、加熱手段５７を用いて融解温度まで水収集板５６表面温度を上昇させることが可能なので、適度に水を生成することができる。

ここで、送風手段５８が運転されると野菜室４５の空気の影響により水収集板５６表面温度は上昇し、一方、送風手段５８が停止すると表面温度は低下する。壁厚が１０ｍｍ以上では、送風手段５８が運転時、加熱手段５７がＯＦＦでも水収集板５６表面温度は露点温度以上になり、結露量が調整できなくなる。逆に壁厚が５ｍｍ以下の場合は、常時、加熱手段５７がＯＮの状態になりエネルギー効率が悪くなる。よって、水収集板５６背面の庫内仕切り３０の厚みは５ｍｍから１０ｍｍにすることにより水収集板５６の表面温度を制御しながら加熱手段５７のエネルギーを最小化することができる。

また、結露を促進させるためには野菜室４５内の空気を循環させる必要がある。そこで、送風手段５８により空気を取り込む。例えば、送風手段５８により第２の循環風路開口部６２より高湿の空気をとりこみ、水収集板５６で結露させた後、第１の循環風路開口部６１より庫内に空気を吐出し、野菜室４５内の空気を循環させることにより結露を促進させる。

水収集板５６表面で結露した水滴は徐々に成長し、自重によりポンプなどの動力を使わずに下方に流れ、超音波霧化装置４９近傍に集まる。集まった結露水は、給水部７３によりホーン６４先端に供給される。

ホーン６４先端に供給された水は、圧電素子６５の振動により粒子径の小さいミストとして収納容器２２内に噴霧される。収納容器２２内には青果物である野菜の中でも緑の菜っ葉ものや果物等も保存されており、これらの青果物は蒸散よってより萎れやすい。収納容器２２内に保存されている野菜や果物の中には、通常、購入帰路時での蒸散あるいは保存中の蒸散によってやや萎れかけた状態のものが含まれており、霧化されたミストによって野菜の表面が潤わされる。このとき、庫内温度検知部６９が５℃以上、庫内湿度検知部７０が９５％以上であると検知した場合、照射手段５１が点灯する。照射手段５１は、例えば青色ＬＥＤや青色光のみを透過する材料で覆われたランプなどであり、微弱な青色光を照射し、野菜や果物は表皮表面に存在する気孔が、青色光の光刺激によって、通常の状態に比べ気孔の開度が大きくなり、野菜や果物が水分を吸収しやすくなる。

つまり、この時照射される青色光は野菜の気孔開度を制御するものであり、その波長は４００ｎｍ〜５００ｎｍが望ましい。特に中心波長が４４０ｎｍもしくは４７０ｎｍの照射手段を使用したときその相対効果が高く、特に青色ＬＥＤを用いれば安価でかつ低入力で照射でき、貯蔵室内への熱影響を低減できる。

また、光の強さを表す光量子束密度は、０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１〜１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１が望まれる。特に野菜の気孔は光刺激により気孔を開閉するが、その刺激の感知する光量子束密度は０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１程度あれば光刺激に反応する。また、それ以上なら気孔は開孔するが１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１を超えると光合成が活発になり、そのため野菜表面からの蒸散が激しくなり保鮮性が損なわれる。実際には、容器内の照度分布と野菜の積み重ね等を考慮すれば、照射手段５１の光量子束密度は１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１程度に設定されることが望ましい。

これにより、噴霧されたミストは野菜室４５内を再び高湿にすると同時に野菜室４５内に気孔開孔状態の野菜や果物の表面に付着し、気孔より組織内に浸透し、水分が蒸散して、萎んだ細胞内に再び水分が供給され、細胞の膨圧によって萎れが解消され、シャキッとした状態に復帰する。そのとき、霧化粒子径は４０．５μｍから２０μｍが好ましい。さらに、一般的な野菜の平均的な気孔の大きさが２０μｍ程度であるため、萎れた野菜をより復活させるためには２０μｍ以下の粒子径でより細かいミストがより好ましい。

ホーン６４は、ホーン６４先端付近で振動による発熱を生じるが、ホーン６４が高熱伝導性材料であるため、ホーン６４への熱伝導の働きもなしている。

圧電素子６５が駆動した場合、図１３に示す実線Ａのように各部位が振動する。ホーン６４のフランジ部６６側が超音波霧化装置４９内を伝播する音波の節部となり、その節部にあたるホーン６４のフランジ部６６で、例えば庫内仕切り４８と直接的または取り付け部材を介して間接的に接続して設置する。伝播する音波の節部で接続するので損失は少なくなるため、消費電力は小さくてすむ。

また、ホーン６４の先端とフランジ部６６との長さ（ホーン長：Ｂ）が１／４波長である構造をもてば、超音波霧化装置４９の全長が短くすることができる。逆にホーン６４の先端とフランジ部６６の間に腹部が複数あると、振動エネルギー損失が大きくなり、振動に要する電力が大きくなる。

さらに、圧縮機６８の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器にて冷蔵庫本体１の空気と熱交換して放熱するとともに凝縮液化し、キャピラリに至る。その後、キャピラリでサクションラインと熱交換しながら減圧されて蒸発器５４に至る。

冷却用ファン（図示せず）の作用により、蒸発器５４内の冷媒の蒸発作用により比較的低温となった冷気は冷蔵室４３と冷凍室４６などに流入し、それぞれの部屋の冷却が行われる。蒸発器５４内で、庫内の空気と熱交換した冷媒はその後サクションラインを通り圧縮機６８へと吸い込まれる。

上述した冷凍サイクルの冷媒としては、地球環境保全の観点から地球温暖化係数が小さい可燃性冷媒であるイソブタンが使用されている。

この、炭化水素であるイソブタンは空気と比較して常温、大気圧下で約２倍の比重である（２．０４、３００Ｋにおいて）。

仮に、圧縮機の停止時に蒸発器５４から可燃性冷媒が漏洩した場合でも、超音波霧化装置なら静電霧化装置にあるような放電部がなく、着火源がない。そのため、冷凍サイクルを構成している部品の構成に関係なく超音波霧化装置を設置することができ、また、冷媒の種類を問わず、安全である。

次に図１４の機能ブロック図を説明する。制御手段６９ａは、超音波霧化装置４９の動作と、超音波霧化装置４９に給水する水量を調整するため動作させる加熱手段５７や送風手段５８などと、照射手段５１の動作を制御する。それらの制御のため、水収集板温度検知手段６３と野菜室温度検知手段６９と野菜室湿度検知手段７０とドア開閉検知手段７１とからの情報信号が制御手段６９ａに入力される。例えば、庫内温度が５℃、庫内湿度が９０％、水収集板表面温度が４℃であることが検知された場合、制御手段６９ａは、超音波霧化装置４９のＯＮ・ＯＦＦ、加熱手段５７の動作を決定する。この場合、制御手段６９ａは、水収集板表面温度を、露点温度以下に冷却する必要があるので、例えば、加熱部をＯＦＦするか、もしくは加熱部への入力を低下させるか、冷気の温度を低下させるために圧縮機の回転数を増加させるか、もしくは送風部の回転数を低下させるように制御を行う。また、制御手段６９ａは、ドア開閉検知手段７１により扉が閉状態であると検知されたときにのみ、超音波霧化装置４９を動作させることにより、扉開閉時の外部へのミストもれを防ぐことが出来る。さらに、貯蔵されている野菜が０℃近辺の低温で気孔を開孔した場合、野菜の低温障害を促進してしまい、野菜を傷めることになる。また、１５℃以上だと呼吸による野菜表面からの蒸散が盛んになり、水分量が減少しやすくなる。そこで、野菜室温度検知手段６９が、例えば５℃〜１５℃の範囲を検知した時にのみ、照射手段５１をＯＮすれば効率のよい鮮度の維持、水分量の向上ができる。

次に図１５の制御フロー図を説明する。

ステップ１で、水収集板温度検知手段６３により測定された表面温度ｔ℃があらかじめ決められたｔＡ℃とｔＢ℃の範囲に検知温度がある場合、制御手段６９ａは、野菜の気孔制御とミスト噴霧による水分量向上が可能と判断し、ステップ２で超音波霧化装置４９を運転させ、貯蔵室にミストが噴霧される。

ステップ３で、制御手段６９ａが超音波霧化装置４９の積算運転時間ＴＡがＴ１を超えると判定すると、ステップ４に進んで照射手段５１を動作させる。

ステップ５で、制御手段６９ａが超音波霧化装置４９の運転積算時間ＴＡがＴ２を超えると判定すると、ステップ６に進んで、ミスト噴霧を終了し、同時に照射手段もＯＦＦさせる。

次にステップ７で、制御手段６９ａが超音波霧化装置４９の停止時間がＴ３を超えると判断すると、ステップ８に進んでよりタイマーＴＡ、ＴＢを初期値に戻し、再び水収集板表面温度を検知する。

以上説明したように、本実施の形態５の冷蔵庫は、断熱区画された貯蔵室を有する断熱箱体と、液体を噴霧する噴霧部として超音波霧化装置とを備える。この構成により、比較的低温である各貯蔵室へ低温冷気を搬送するため風路を利用して、風路側からの熱伝導により超音波霧化装置に水を供給するための水収集板を冷却する。水収集板を露点以下に温度調整することにより、空気中の水分を確実に生成し、給水部などにより超音波霧化装置の振動子先端に水を供給することができる。

また、本実施の形態においては、噴霧部を超音波霧化装置としたことにより水の供給が十分であれば、噴霧量は十分確保することができる。そのためＯＮ・ＯＦＦ運転による噴霧量の調整が可能となり、さらに、実使用での運転時間が短縮でき、構成部品等の寿命信頼性が向上する。

また、本実施の形態においては、ミスト噴霧と併用して４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長を選択した青色光を含む照射手段により野菜室内を照射することにより、気孔の開閉を光刺激により制御できることにより、さらに野菜への水分供給が向上する。

また、本実施の形態においては、噴霧部を超音波霧化装置としたためミスト発生時にオゾンが発生することがないので、特にオゾンに対する対策を用いなくてよく、部品構成ならび制御内容が簡素化できる。

また、本実施の形態においては、超音波霧化装置に貯水槽を備えたことにより様々な機能水、たとえば酸性水、アルカリ水、またはビタミンなどを含んだ栄養水などを注入し、それを野菜室内に噴霧することができ、様々な新しい機能を野菜室に追加できる。

また、本実施の形態においては、噴霧部を超音波霧化装置としたため十分に霧化量を確保できるので野菜表面に付着する農薬やワックスなどを極めて少ない水量で浮き上がらせ除去でき、節水ができる。

また、本実施の形態においては、超音波霧化装置を用いたことにより冷凍サイクルの冷媒にイソブタンやプロパンなどの可燃性冷媒を用いた場合においても、冷凍サイクルの構成部品の配置を考慮せず超音波霧化装置を設置することができ、また、防爆対応などの特別な対応も備えなくてもよい。

また、可燃性冷媒を用いた冷蔵庫の場合、ミスト発生部に放電が起こらないため、防爆対応を不必要となり、より簡素に安価に構成することができる。

また、本実施の形態においては、水収集板を貯蔵室内に備えたことにより加熱部や送風部により結露量を調整できると同時に、水収集板の温度を可変にすることにより庫内湿度も調整できる。

また、本実施の形態の冷蔵庫は、略円錐状に形成されたホーンと、圧電素子とを備え、ホーンの一端面に圧電素子を接着して一体化している超音波霧化装置を貯蔵室内に配置している。この構成により、小型化され、かつ低入力の超音波霧化装置を冷蔵庫に適用できるため、設置の制約が少なく、設計に自由度を持たせることができる。また、低入力であるため消費電力を低減することができるとともに、制御手段６９ａを搭載する制御基板を小型・低コスト化することができる。

また、超音波霧化装置自体の発熱量が抑制できるので、貯蔵室内の温度上昇を抑制できる。また特に欠水が生じた場合の異常発熱を抑制することができるので、超音波霧化装置の寿命が長期化し、信頼性が向上する。さらに冷蔵庫という低温雰囲気下で使用するため、発熱が抑制され、超音波霧化装置自体も長寿命化できる。

また、給水部を設けたことにより、効率的にかつ安定してホーン先端に水分を供給するので、超音波霧化装置から常時安定して噴霧され、貯蔵室空間を高湿に維持することができる。また、安定してホーン先端に水分を供給することで、ホーン先端での欠水を防止できるので、超音波霧化装置の寿命が長期化し、信頼性が向上する。

また、給水部は、貯留水保持部近傍に設けられていることにより、貯留水保持部から給水部によりホーン先端に水分が補給されるため、効率よく貯蔵室空間に噴霧でき、貯蔵室空間を高湿に維持することができる。また、貯留水保持部と給水部が近傍に位置しているので、貯留水保持部からホーン先端までの水分経路の構成をコンパクト化、簡素化でき、設計自由度が向上する。

また、貯留水保持部は、水収集部として貯蔵室内の空気中水分を結露させる部を有する。結露水を給水部によりホーン先端に供給することにより、結露部により生じた結露水を貯留水保持部に集水する。供給部を介してホーン先端に集水された結露水を常時安定して供給できるため、効率よく貯蔵空間にミストを噴霧でき、貯蔵室空間を高湿に維持することができる。

また、ホーンは、高熱伝導性の材質であることより、ホーン先端部で発熱をホーン全体に拡散し、かつ貯蔵空間が低温環境であるため、超音波霧化装置自体の温度上昇が抑制できるので、長寿命化し信頼性が向上する。

また、霧化粒子径を４０．５μｍから２０μｍにすることにより、食品の内部に強制的に水分を供給できるため、食品の水分含有量を向上することができる。

また、ホーン先端部を振動の腹部近傍に、ホーンの圧電素子接着面側に形成したフランジ部を振動の節部近傍にするとともに、フランジ部と直接的または間接的に冷蔵庫本体とを接続することにより、振動の振幅が大きい腹部、すなわちホーン先端部でホーン先端に補給された水分を効率よく霧化させることができる加えて、振動の節部、すなわちホーンに形成したフランジ部では振幅が小さいため、直接的または間接的に接続した接続部から冷蔵庫への振動伝達を低減することができる。

また、超音波霧化装置は、ホーン先端とフランジ部との長さを１／４波長モードで振動する構造を有することにより、霧化面となるホーンの先端と接続部となるホーンに形成したフランジ部との間に腹部と節部が１つで複数存在しない。その結果、ホーンの小型化が可能であり、エネルギーの分散や減衰が低減されるため、効率の向上が可能となる。また、小型化できるので、設置制約が少なく、設計に自由度を持たせることができ、貯蔵空間を大きくすることができる。

また、ホーンの長さを１ｍｍから２０ｍｍとすることにより、ホーンが小さくなるため、冷蔵庫設計に自由度を持たせることができ、貯蔵空間を大きくすることができる。

また、超音波霧化装置周辺にカバー部材を設けることにより、使用者等が直接触れることができなくなるため、安全性の向上が可能とすることができる。

本実施の形態５において、超音波霧化装置を略円錐状に形成されたホーンを使用したもので説明したが、略円錐状の形状でなく、先端での振動の振幅を増幅させる形状であれば同様の効果が得られる。例えば、圧電素子側から先端に向け先細り形状として、先端部において略長方形形状にすることも可能である。このことによりミストを噴霧させる面積が円形状に比べて大きくなるので、噴霧範囲が拡大され拡散性が向上する。

また、収納容器２２の上端と後端が、それぞれ仕切板４２と庫内仕切４８に扉の開閉に支障のない程度の隙間を保ちながら近接して配置されており、収納容器２２内は略密閉に保たれるため、収納容器２２外に高湿の空気が漏れることを極力抑えることができ、不要な部位への結露を防止することができる。さらには、低温に制御された水収集板５６により、単純な密閉構造に比べて冷却スピードを向上させることができる。また、結露を防止することにより水回収手段の水回収効率を高めることができる。

（実施の形態６）
図１６は本発明の実施の形態６における冷蔵庫の水収集部近傍の縦断面図である。図１７は本発明の実施の形態６における青色光誘導性の気孔開口の作用スペクトルを示すグラフである。図１８は本発明の実施の形態６における野菜の気孔開度の時間特性を示すグラフである。図１９は本発明の実施の形態６における冷蔵庫の機能ブロック図である。図２０は本実施の形態６の制御フロー図である。

図１６において、野菜室天面の仕切り板４２には、水補給装置５０と、照射手段５１と、拡散板５２が取り付けられている。水補給装置５０は、静電霧化装置７２と水収集板５６と水収集板温度検知手段６３とヒータなどの加熱部５７と水収集板５６で生成された水を受け、噴霧部に流水させるためのカバー部材７３とを含む。照射手段５１は、特定の波長に絞った光を庫内に照射させるためのＬＥＤやランプなどからなる。透光性材料からなる拡散板５２は、照射手段５１からの光を庫内全体に拡散させる。また、野菜室４５の中には野菜室温度検知手段６９と野菜室湿度検知手段７０が備えられている。さらにここでは図示しないが、野菜室の扉開閉を検知するためのドア開閉検知手段を備えている。

また、収納容器２２の上端と後端は、それぞれ仕切板４２と庫内仕切４８に扉の開閉に支障のない程度の隙間を保ちながら近接して配置されている。これにより、収納容器２２内は略密閉の空間が構成されおり、その略密閉空間の中に水補給装置５０と、静電霧化装置７２と、照射手段５１が配置されることになる。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下に、その動作・作用を説明する。

まず、野菜室温度検知手段６９と野菜室湿度検知手段７０により野菜室４５の露点温度を予測することができる。そこで、水収集板表面の水収集板温度検知手段６３により表面温度を把握し、加熱部５７などで水収集板表面温度を露点温度以下になるように調整する。例えば、表２のように水収集板表面温度を調整する。

例えば、庫内温度が５℃で庫内湿度が９０％なら、露点温度は３．５℃であり、この温度以下なら水収集板５６に庫内の水蒸気は結露する。結露した水は、水収集板５６もしくはカバー部材７３に沿って静電霧化装置７２に給水される。

また、例えば、野菜室温度検知手段６９が５℃以上、野菜室湿度検知手段７０が９５％以上であると検知した場合、照射手段５１が点灯する。照射手段５１は、例えば青色ＬＥＤや青色光のみを透過する材料で覆われたランプなどである。微弱な青色光が野菜や果物に照射されると、野菜や果物の表皮表面に存在する気孔が、青色光の光刺激によって、通常の状態に比べて、大きく気孔を開孔する。

つまり、照射される青色光は野菜の気孔開度を制御するものであり、その波長は図１７の青色光誘導性の気孔開孔の作用スペクトル、に示すように４００ｎｍ〜５００ｎｍが望ましい。中心波長が４４０ｎｍもしくは４７０ｎｍの照射光を使用したときその相対効果が特に高くなる。なかでも、青色ＬＥＤを用いれば安価でかつ低入力で光照射でき、貯蔵室内への熱影響を低減することができる。

また、光の強さを表す光量子束密度は、０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１〜１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１が望まれる。特に野菜は光刺激によりその気孔を開閉するが、光量子束密度は０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１程度あれば光刺激に反応する。また、それ以上の光量子束密度であれば気孔は開孔するが、１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１を超えると光合成が活発になるため、野菜表面からの蒸散が激しくなり保鮮性が損なわれる。実際には、容器内の照度分布と野菜の積み重ね等を考慮すれば、照射手段５１の光量子束密度は１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１程度に設定されることが望ましい。

結露水が印加電極に給水され、印加電極と対向電極間に高電圧を印加することにより発生した微細ミストは、収納容器２２内に噴霧される。噴霧されたミストは青色光によって制御された気孔開孔状態の野菜や果物の表面に付着し、気孔を経て組織内に浸透する。それにより、水分が蒸散して、萎んだ細胞内に再び水分が供給され、細胞の膨圧によって萎れが解消され、シャキットした状態に復帰する。

なお、野菜の気孔は、波長が５００ｎｍ〜７００ｎｍの赤色光を含んだ光でもその気孔を開閉することができる。ただし、図１８に示すように、赤色光の場合には、５００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１の光量子束密度にしても、青色光１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１の効果に劣る結果であった。

次に図１９の機能ブロック図を説明する。静電霧化装置７２に給水する水量を調整するためと、照射手段５１の動作を調整するため、水収集板温度検知手段６３と、野菜室温度検知手段６９と、野菜室湿度検知手段７０と、ドア開閉検知手段７１との情報信号を制御手段６９ａに入力する。

例えば、庫内温度が５℃、庫内湿度が９０％、水収集板表面温度が４℃であることを検知した場合、制御手段６９ａにより、静電霧化装置７２の動作を行い、また加熱部５７の動作を停止する。つまり、この場合、水収集板表面温度は、露点温度以下に冷却する必要があり、例えば、加熱部をＯＦＦもしくは入力低下するか、もしくは冷気の温度を低下させる制御を行う。また、ドア開閉検知手段７１が扉閉と検知したときのみ静電霧化装置７２を動作させることにより、扉開閉時の外部へのミストもれを防ぐことが出来る。さらに、貯蔵されている野菜が０℃近辺の低温で気孔を開孔した場合には、野菜の低温障害を促進してしまい、野菜を傷めることになる。また、１５℃以上だと呼吸による野菜表面からの蒸散が盛んになり、水分量が減少しやすくなる。そこで、野菜室温度検知手段６９が、例えば２℃〜１５℃の範囲を検知した時にのみ照射手段５１をＯＮするようにすれば、効率的に鮮度維持、水分量向上ができる。

次に図２０の制御フロー図を説明する。

ステップ１では、水収集板温度検知手段６３が表面温度ｔ℃を測定する。表面温度ｔ℃があらかじめ決められたｔＡ℃とｔＢ℃の範囲にある場合には、制御手段６９ａは、野菜の気孔制御とミスト噴霧による水分量向上が可能と判断する。

ステップ２では、制御手段６９ａは、静電霧化装置７２を運転させ、貯蔵室に微細ミストを噴霧させる。

次のステップ３では、静電霧化装置７２の積算運転時間ＴＡがＴ１を越えているか否かが判定され、超えている場合には、ステップ４に進み、照射手段５１を動作させる。

ステップ５では、静電霧化装置７２の運転積算時間ＴＡがＴ２を超えているか否かが判定され、超える場合には、ステップ６に進んで、ミスト噴霧を終了させ、同時に照射手段もＯＦＦさせる。

次にステップ７で、静電霧化装置７２の積算停止時間ＴＢが、Ｔ３を超えているか否かが判定され、超えている場合にはステップ８に進んで、タイマーＴＡ、ＴＢを初期値に戻し、再び水収集板表面温度を検知する。

以上のように、本実施の形態６の冷蔵庫は、野菜室内に保存中の野菜に対し、照射手段によって、特定の波長を選択した光を照射し、且つミスト噴霧装置にて気孔を通過できる微細ミストを適量噴霧する。これにより、開孔した野菜表面の気孔より、ミストが野菜内部に浸透することとなり、野菜の水分含有量を向上し、野菜のみずみずしさを保持することができる。

また、本実施の形態の仕切りに照射手段と水補給装置を取り付けることにより、組み立て効率が向上し、また電源回路などの配線を簡易にできる。

また、本実施の形態では、０．１〜１００μｍｏｌ／ｍ^２／ｓの青色光を照射することにより、微弱な光照射によって、光合成活動を低く、一方で、気孔開孔率を高くすることが出来る。その結果、野菜の光合成による水分消費を極力抑え、開孔した、気孔から水分を野菜内部に効率よく供給することができる。また、青色光を含む４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長を選択することにより、光量子束密度を抑えることができ、またＬＥＤなども適用可能となり省エネ効果や低価格化にも繋げることができる。

また、野菜室温度検知手段や野菜室湿度検知手段、ドア開閉検知手段を設けたことにより、さらに効率よく、結露水収集、ミストの噴霧が可能となる。

なお、照射手段を青色光としたが、紫外線でもかまわない。この場合、噴霧されるミストを殺菌するとともに食品表面も殺菌でき、食品の安全性を高めることができる。

また、収納容器２２の上端と後端が、それぞれ仕切板４２と庫内仕切４８に扉の開閉に支障のない程度の隙間を保ちながら近接して配置されており、収納容器２２内は略密閉に保たれるため、収納容器２２外に高湿の空気が漏れることを極力抑えることができ、不要な部位への結露を防止することができる。さらには、低温に制御された水収集板５６により、単純な密閉構造に比べて冷却スピードを向上させることができる。

また、結露を防止することにより水回収手段の水回収効率を高めることができる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、冷却スピードが速く、不必要な箇所への結露を抑えることができるので、家庭用冷蔵庫のみならず、業務用冷蔵庫、食品保存庫、保冷車の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の側面断面図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面断面図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側面断面図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫の正面断面図 本発明の実施の形態３における冷蔵庫の側面断面図 本発明の実施の形態３における野菜の水分含有量復元効果のミスト粒子径に対する特性図 本発明の実施の形態３における野菜の水分含有量復元効果のミスト粒子径に対する特性図 本発明の実施の形態３における野菜の水分含有量復元効果のミスト噴霧量に対する特性及び、ミスト噴霧量に対する野菜の外観官能評価値を示した図 本発明の実施の形態４における冷蔵庫の側面断面図 本発明の実施の形態５における冷蔵庫の側面断面図 本発明の実施の形態５における冷蔵庫の超音波霧化装置近傍の縦断面図 本発明の実施の形態５における冷蔵庫の超音波霧化装置近傍の正面図 本発明の実施の形態５における冷蔵庫の超音波霧化装置の縦断面図 本発明の実施の形態５における機能ブロック図 本発明の実施の形態５における制御フロー図 本発明の実施の形態６における冷蔵庫の水収集部近傍の縦断面図 本発明の実施の形態６における青色光誘導性の気孔開口の作用スペクトルを示すグラフ 本発明の実施の形態６における野菜の気孔開度の時間特性を示すグラフ 本発明の実施の形態６における冷蔵庫の機能ブロック図 本実施の形態６の制御フロー図 従来の冷蔵庫の側面断面図 従来の冷蔵庫の超音波加湿手段を示す要部断面図

符号の説明

１ 冷蔵庫本体
１５ 貯蔵室
１６ 貯蔵室
１７ 貯蔵室
１８ 扉
１９ 扉
２０ 扉
２２ 収納容器
２５ 貯蔵室天面
２６ 貯蔵室背面
２７ リブ
２８ リブ
２９ 水回収手段
３０ 冷却部
３７ ミスト噴霧手段
３８ 照射手段
４９ 超音波霧化装置
７２ 静電霧化装置

Claims (5)

1. 貯蔵室を有する冷蔵庫本体と、前記貯蔵室の前面開口部を閉塞する扉と、前記貯蔵室内に設けられた食品を収納する収納容器と、前記収納容器内を冷却する冷却部と、前記収納容器内の水分を回収する水回収手段と、前記水回収手段によって回収した水を前記収納容器内にミスト状に噴霧するミスト噴霧手段とからなり、前記水回収手段は、前記貯蔵室天面に取り付けられ、前記冷却部と、枠と、前記枠と一体に形成されたドレン部とから構成され、前記冷却部は前記貯蔵室背面に向けてある一定の角度で傾斜が設けられており、前記冷却部の傾斜下端近傍に前記ドレン部を配置し前記ミスト噴霧手段に水を供給し、前記収納容器の背面側壁は、その上端が前記収納容器の上端外周よりも一段低い位置にあり、前記収納容器の開口部は前記貯蔵室天面、前記貯蔵室背面によって囲まれており、前記貯蔵室内で略密閉に区画されるとともに、前記貯蔵室背面の内部には、冷却器と送風ファンが備えられており、前記貯蔵室背面の上部には吐出口と吸込口が設けられ、前記冷却器からの冷気を前記冷却部の背面に供給して前記冷却部を冷却する冷蔵庫。
2. 前記貯蔵室天面、及び前記貯蔵室背面から延伸させたリブを設け、前記リブは前記収納容器の開口部外周を覆うよう配置される請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記貯蔵室内に光を照射する照射手段を備え、前記収納容器内に収納された食品に前記照射手段によって光を照射しつつ、前記ミスト噴霧手段によって前記収納容器内にミスト状に水を噴霧する請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 前記ミスト噴霧手段は、超音波方式を用いることとした請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記ミスト噴霧手段は、静電霧化方式を用いることとした請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。