JP4844494B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、脱臭除菌装置を備えた冷蔵庫に関するものである。

従来、この種の冷蔵庫としては、例えば、脱臭フィルターとイオン発生装置を組み合わせたものが開示されている（特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の中央縦断面図である。また、図５と図６は、従来の冷蔵庫に装着された脱臭除菌装置の中央縦断面図と上面図である。

この従来の冷蔵庫は、本体１と冷蔵室扉２と冷凍室扉３とで二つの貯蔵室が形成され、上部に冷蔵室４、下部に冷凍室５が配されている。冷蔵室４には食品を載置する棚６が複数個配設され、その奥側の背壁面には冷蔵室専用の冷却器７が配設されている。同様に、冷凍室５には食品を収納するケース８が複数個配設され、各ケース８の上方には冷凍室専用の冷却器９が配設されている。また、本体１の後方下部には冷凍サイクルの圧縮機１０が配設されている。また、冷蔵室４の天井部には脱臭除菌装置１１が配設されている。

この脱臭除菌装置１１は、前面に開口する吸気口１２と後部下面に開口する吐出口１３を有するハウジング１４と、冷蔵室４の空気を吸気口１２から吸い込んで吐出口１３から吐き出す送風機１５と、送風機１５の排気側に配されて除菌イオンを発生するイオン発生装置１６と、送風機１５の吸気側に配されて空気中の臭気成分を吸着する脱臭フィルター１７と、庫内灯１８から構成されている。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下にその動作を説明する。

まず、冷蔵室４が冷やされる動作を説明する。圧縮機１０が運転されることで冷却器７が低温になり、冷蔵室４の上部奥側の空気が冷却される。こうして生成された新鮮な冷気は、比重が重くなっているので、冷蔵室４の背壁面に沿って下降し、各々の棚６に分配され、そこに載置された食品を冷却する。食品を冷却した後の冷気は、比重が軽くなっているので、冷蔵室扉２の内壁面に沿って上昇し、冷蔵室４の最上部にまで戻ってくる。こうして戻ってきた冷気は、冷却器７によって再び冷却され、新鮮な冷気として再び冷蔵室４の内部を対流することとなる。このように、自然対流する冷気を利用して貯蔵室を冷やす形式のものを直冷式と呼んでいる。

なお、冷凍室５が冷やされる動作は、冷蔵室４と同様のことであるので、ここでの詳しい説明は省略する。

つぎに、脱臭と除菌の動作を説明する。冷気の自然対流が生じている冷蔵室４の内部において、脱臭除菌装置１１に内装された送風機１５が運転されると、冷蔵室４の最上部に戻ってきた冷気の一部が吸気口１２から吸引される。この吸引された冷気は、まず初めに脱臭フィルター１７を通過することになり、ここで臭気成分が吸着される。その後、送風機１５を通過した冷気は、イオン発生装置１６の運転によって生成された除菌作用のあるイオンと共に、吐出口１３から排出される。この除菌イオンを含んだ冷気は、自然対流している冷気と一緒になって冷蔵室４のすみずみに行き渡り、空気中に浮遊するカビ菌を取り囲んで死滅させるというしくみになっている。

ところで、イオン発生装置１６にて生成された除菌イオンは、送風機１５の羽根などに衝突して消滅したり、脱臭フィルター１７に吸着されて減少したりするという性質があるので、この脱臭除菌装置１１においては、イオン発生装置１６を送風機１５や脱臭フィルター１７よりも下流側に配することで、除菌イオンの減少を防止している。

また、冷却器７が配設された冷蔵室４の背壁面は、結露水で慢性的に濡れた状態になっており、この結露水が電気部品に付着すると故障や漏電という危険性があるので、この脱臭除菌装置１１においては、高電圧の電気回路を有するイオン発生装置１６の配設位置を、冷蔵室４の背壁面から遠い位置、すなわちハウジング１４内の前方寄りとなる位置にすることで、故障防止と漏電防止を図っている。

以上のような動作により、冷蔵室４内の冷気は脱臭と除菌が行われ、悪臭および雑菌の少ないクリーンな状態を保つようになっている。
特開２００５−１３４０７５号公報

しかしながら、上記従来の構成では、冷蔵室背壁面の結露水が付着して不具合が生じることを防止するために、イオン発生装置をハウジング内の前方寄りに配設したので、イオン発生装置から吐出口に至るまでの空気通路が必要以上に長くなってしまい、脱臭除菌装置そのものを小型化することができず、食品収納の点において使い勝手が悪いという課題を有していた。

また、上記従来の構成では、イオン発生装置は高電圧の電気回路を必要としているが、この装置をＨＣ等の可燃性冷媒を使用する冷蔵庫へ装着する場合は冷媒洩れ対策を十分に講じる必要があるという課題も有していた。

また、上記従来の構成では、送風機がハウジングの内部に配設されていて、送風機の羽根の作動を目視することができず、脱臭除菌装置の故障をタイムリーに確認することができないという課題も有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、防滴構造でありながらコンパクトな構成で、かつ高電圧の電気回路が不要で、かつ送風機の作動状態が目視可能な構成の除菌装置とすることで、使い勝手が良く、安全性の高い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、貯蔵室に吐出ダクトを有するハウジングと、光触媒と、光触媒を励起する光を放つ発光体と、冷気を強制循環させる送風機と、から構成された冷蔵庫において、光触媒と発光体と送風機とはハウジングに保持され、光触媒と発光体とは間に空間部を挟んで対峙して配設され、前記送風機は前記発光体の光が前記送風機の隙間を介して貯蔵室内に達するように前記空間部より扉側に配設され、送風機を運転することで、空間部に冷気を導き、除菌するものである。

これによって、結露水の影響を受ける電気部品は送風機と発光体の二部品となり、この両者は比較的簡単な手段で防滴構造とすることができるので、送風機と発光体を含めた除菌装置の構成部品を冷蔵室背壁面の近傍に光触媒と発光体と送風機とはハウジングに保持され、光触媒と発光体とは間に空間部を挟んで対峙して集中配置させることができ、したがって従来よりもコンパクトな除菌装置となる。

その上、送風機も発光体も直流の低電圧の電気回路で作動するものが広く普及しているので、これらの部品を採用することで高電圧の電気回路を必要としない除菌装置となる。

本発明の冷蔵庫は、従来よりもコンパクトな除菌装置となるので、収納スペースへの出っ張りを小さくすることができ、使い勝手が良いクリーンな冷蔵庫を提供することができる。

また、高電圧の電気回路を必要としない除菌装置となるので、可燃性冷媒に対する着火源を排除することができ、安全性が高いクリーンな冷蔵庫を提供することができる。

また、本発明の冷蔵庫は、発光体の照射を使用者が直接確認できるので、安心して使用できるクリーンな冷蔵庫を提供することができる。

請求項１に記載の発明は、扉を有する貯蔵室と、前記貯蔵室に配設された除菌装置を備え、前記除菌装置は、前記貯蔵室に吐出ダクトを有するハウジングと、光触媒と、前記光触媒を励起する光を放つ発光体と、冷気を強制循環させる送風機と、から構成された冷蔵庫において、前記光触媒と前記発光体と前記送風機とは前記ハウジングに保持され、前記光触媒と前記発光体とは間に空間部を挟んで対峙して配設され、前記送風機は前記発光体の光が前記送風機の隙間を介して前記貯蔵室内に達するように前記空間部より前記扉側に配設され、前記送風機を運転することで、前記空間部に冷気を導き、除菌するものであり、除菌装置が運転中であることを容易に確認できるとともに、風路抵抗をほとんど増加させずに構成することができ、除菌装置内を通過する風量を十分に確保でき、貯蔵室内の冷気は雑菌の少ないクリーンな状態を保つことができる。

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、前記送風機は前記ハウジングに傾倒して配設され、さらに前記送風機の両端の間に前記空間部を形成して前記貯蔵室の天井部に配設したものであり、送風機の高さ方向の距離が抑えられて除菌装置を全体的にコンパクトに構成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明の冷蔵庫において、前記発光体はＬＥＤであり、前記ＬＥＤは前記貯蔵室内側に向かって照射するように配置しているものであり、使用者が送風機の奥に見える発光体の照射状態を羽根の隙間から視認できるので、故障や寿命による不具合を常に確認できる。また請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明に、前記発光体の光源は波長４５０ｎｍから４７０ｎｍ程度の青色領域のＬＥＤとしたものであり、除菌の性能を備えた安価で長寿命性を確保できる。

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。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における冷蔵庫の中央縦断面図である。また、図２と図３は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫に装着された脱臭除菌装置の中央縦断面図と下面外観図である。

図１に示す冷蔵庫は、本体１と冷蔵室扉２と冷凍室扉３とで二つの貯蔵室が形成され、上部に冷蔵室４、下部に冷凍室５が配されている。冷蔵室４には食品を載置する棚６が複数個配設され、その奥側の背壁面には冷蔵室専用の冷却器７が配設されている。同様に、冷凍室５には食品を収納するケース８が複数個配設され、その奥側に形成された冷却器室１９には冷凍室専用の冷却器９と冷凍室用送風機２０が配設されている。また、本体１の後方下部には冷凍サイクルの圧縮機１０が配設されている。また、冷蔵室４の天井部には脱臭除菌装置１１が配設されている。

この脱臭除菌装置１１は、ハウジング１４と、送風機１５と、脱臭フィルター１７と、光触媒を配合された除菌フィルター２１と、光触媒を励起する光を放つ発光体２２とから構成されている。ハウジング１４は、内部に冷気通路が形成され、前方に開口する吸気口１２と後方に開口する吐出口１３を有している。送風機１５は、プロペラ型の羽根形状を有する軸流ファンと称するものであり、吸気口１２の下流側に隣接して、かつ前方に傾倒するように配設されている。脱臭フィルター１７は、マンガン酸化物と珪素やアルミニウムの酸化物とを混練したものであり、表面積が大きくなるようにハニカム状に成形されている。除菌フィルター２１は、冷気と多く接触できるような多孔質からなる樹脂製の繊維を不織布として成形されたもので、光触媒としての酸化チタンが練り込まれている。発光体２２は、光源としてのＬＥＤ２３と光を透過する防滴カバー２４を有している。このＬＥＤ２３は波長４００ｎｍ以下の紫外線領域の励起光を放つものである。発光体２２と除菌フィルター２１とは、送風機１５の下流側風路を挟んで対峙するように配設されている。

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、冷蔵室４が冷やされる動作を説明する。圧縮機１０が運転されることで冷却器７が低温になり、冷蔵室４の上部奥側の空気が冷却される。こうして生成された新鮮な冷気は、比重が重くなっているので、冷蔵室４の背壁面に沿って下降し、各々の棚６に分配され、そこに載置された食品を冷却する。食品を冷却した後の冷気は、比重が軽くなっているので、冷蔵室扉２の内壁面に沿って上昇し、冷蔵室４の最上部にまで戻ってくる。こうして戻ってきた冷気は、冷却器７によって再び冷却され、新鮮な冷気として再び冷蔵室４の内部を対流することとなる。このように、自然対流する冷気を利用して貯蔵室を冷やす形式のものを直冷式と呼んでいる。

つぎに、冷凍室５が冷やされる動作を説明する。圧縮機１０が運転されることで冷却器９が低温になり、冷却器室１９内の空気が冷却される。こうして生成された新鮮な冷気は、冷凍室用送風機２０の運転によって冷凍室５内に吐出され、ケース８内に収納された食品を冷却する。食品を冷却した後の冷気は、冷却器室１９に戻ってきて、冷却器９によって再び冷却され、再び冷凍室５内に吐出されることとなる。このように、冷凍室用送風機２０により冷気を強制循環させることで貯蔵室を冷やす形式のものを間冷式と呼んでいる。

つぎに、除菌の動作を説明する。冷気の自然対流が生じている冷蔵室４の内部において、脱臭除菌装置１１に内装された送風機１５が運転されると、冷蔵室４の最上部に戻ってきた冷気の一部が吸気口１２から吸引される。この吸引された冷気は、送風機１５を通過し、除菌フィルター２１と発光体２２とに挟まれた空間へと送られてきて、ここで空気中に浮遊する雑菌類を死滅させるようになっている。

このような運転状態にある脱臭除菌装置１１において、たとえば使用者が冷蔵室扉２を開けて冷蔵室４内を見渡したとき、吸気口１２の奥側で送風機１５の羽根の回転と羽根の隙間から発光体２２の光を見ることができ、脱臭除菌装置１１が運転中であることを容易に認識することになる。特に、本実施の形態では、冷蔵室４が上部に配されていて、かつ送風機１５が前方に傾倒して配設されているので、使用者がごく自然な姿勢で冷蔵室４内を見渡すだけで、使用者の視線が送風機１５の正面と正対することになり、非常に視認性が良い構成になっている。

ところで、除菌の具体的なメカニズムについては、以下に示すとおりである。発光体２２から紫外線エネルギーが照射されると、除菌フィルター２１に練り込まれた酸化チタンの内部において電子の移動（励起）が生じる。この電子の移動によって、電子が欠落した部位が発生し、この部位のことを正孔と呼んでいる。この正孔は、酸化チタンの内部から表面へと移動してきて、その表面に付着した物質の化学反応を引き起こす。具体的には、大気中の水分子の中にあるＯＨマイナスから電子を奪い取り、活性酸素の一種であるＯＨラジカルを生成する。生成されたＯＨラジカルは、非常に不安定でかつ強力な酸化力を持つので、近くに存在する雑菌などの有機化合物から電子を奪い取り、自分自身が安定になろうとする。こうして電子を奪われた有機化合物は、結合のエネルギーを失い分解してしまう。以上のような作用により、雑菌などの有機化合物は、最終的には水と二酸化炭素などの無毒な物質に変えられ、大気中へと発散してしまう。

つぎに、脱臭の動作を説明する。除菌フィルター２１と発光体２２の作用で除菌された冷気は、脱臭フィルター１７へと送られてきて、ここで臭気成分が吸着される。冷蔵庫の臭気成分の中で多くを占めるのが硫黄系のガスであり、その主成分は、タマネギの腐敗臭に代表されるメチルメルカプタンというものである。このメチルメルカプタンは、マンガン系触媒と接触すると、脱水素反応が起きて、臭気強度の小さいジメチルジサルファイドに変わってしまう。したがって、マンガン系触媒をハニカム状に成形して、空気と良好に接触するように構成することで、効果的に脱臭を行うことができる。

こうして除菌と脱臭の作用を受けたクリーンな冷気は、吐出口１３から排出された後、冷却器７によって冷却され、冷蔵室４内を自然対流していく。この冷気は、対流しながら冷蔵室４内の雑菌や悪臭と混ざり合い、再び脱臭除菌装置１１へと導かれ、再び除菌と脱臭の作用を受けてクリーンな冷気へと再生される。この循環を幾度も繰り返していくことで、冷蔵室４内の空気全体が雑菌および悪臭の少ないクリーンな状態になるというしくみになっている。

したがって、以上の説明から分かるように、脱臭除菌装置１１内に取り込まれる風量が多いほど、短い時間で除菌および脱臭を完了させることができる。すなわち、高性能な脱臭除菌性能を有するということになる。本実施の形態においては、冷気通路を挟んで対峙するように発光体２２と除菌フィルター２１を配設したので、風路抵抗をほとんど増加させずに構成することができ、脱臭除菌装置１１内を通過する風量を十分に確保できるようになっている。

以上のような動作により、冷蔵室４内の冷気は脱臭と除菌が行われ、悪臭および雑菌の少ないクリーンな状態を保つようになっている。

ところで、本実施の形態の冷蔵庫では、冷却器７が配設された冷蔵室４の背壁面は、冷気を生成する際に発生する結露水で慢性的に濡れた状態になっており、この結露水が電気部品に付着すると故障や漏電という不具合が生ずる可能性がある。そしてこの冷蔵庫に装着された脱臭除菌装置１１の構成部品の中で、結露水が付着して不具合が生じる恐れのある電気部品は送風機１５と発光体２２の二部品であり、この両者に対する防滴構造が重要となってくる。

この防滴構造については、まず送風機１５の場合は、例えば冷凍室用送風機２０のように、すでに防滴構造のものが広く一般化しており、多くの市場実績もあるので、そのような中から所望のものを選定するだけで良い。一方、発光体２２の場合は、光源となるＬＥＤ２３の外周を覆うように防滴カバー２４を取り付けることで対応している。ＬＥＤ２３は小型でかつ発熱量が少ないという長所を持つので、防滴カバー２４という密閉空間の中で点灯し続けても、部品寿命に影響を及ぼすような異常な温度上昇は起こらない。

以上に説明したとおり、送風機１５と発光体２２は比較的簡単な手段で防滴構造とすることができるので、送風機１５と発光体２２を含めた脱臭除菌装置１１の構成部品を冷蔵室背壁面の近傍に集中配置させることができ、従来よりもコンパクトな脱臭除菌装置となる。

さらに、送風機１５も発光体２２も直流の低電圧の電気回路で作動するものが広く普及しているので、これらの部品を採用することで高電圧の電気回路を必要としないより一層安全性の高い脱臭除菌装置１１となる。

以上のように、本実施の形態においては、生鮮食品を貯蔵するための冷蔵室と、冷蔵室の背壁面に配設された冷却器と、冷蔵室の天井部に配設された脱臭除菌装置とを備え、前記脱臭除菌装置は、前方に開口する吸気口と後方に開口する吐出口を有するハウジングと、前記冷蔵室の空気を前記吸気口から吸い込んで前記吐出口から吐き出す送風機と、空気中の臭気成分を吸着する脱臭フィルターと、光触媒を配合された除菌フィルターと、光触媒を励起する光を放つ発光体とから構成されたことを特徴とすることにより、結露水の影響を受ける電気部品は送風機と発光体の二部品となり、この両者は比較的簡単な手段で防滴構造とすることができるので、送風機と発光体を含めた脱臭除菌装置の構成部品を冷蔵室背壁面の近傍に集中配置させることができる。したがって従来よりもコンパクトな脱臭除菌装置となり、収納スペースへの出っ張りが小さくなって、使い勝手が向上する。

その上、送風機も発光体も直流の低電圧の電気回路で作動するものが広く普及しているので、これらの部品を採用することで高電圧の電気回路を必要としない脱臭除菌装置となり、可燃性冷媒に対する着火源を排除することによって、安全性を高めることができる。

また、本実施の形態においては、送風機が吸気口に隣接して配設されたことを特徴とすることにより、送風機の羽根が回転する様子を使用者が直接目で見て確認できるようになるので、故障などに対する心配を払拭することができ、使用者に安心感を与えることができる。

また、本実施の形態においては、送風機が前方に傾倒するように配設されたことを特徴とすることにより、送風機の高さ方向の距離が抑えられて脱臭除菌装置を全体的にコンパクトに構成することができるとともに、送風機の正面と使用者の目線とが正対する方向に近づくので、送風機の羽根が回転する様子をさらに容易に確認できる。

また、本実施の形態においては、送風機の下流側風路を挟んで対峙するように発光体と除菌フィルターが配設されたことを特徴とすることにより、風路抵抗が小さくて済み、脱臭除菌装置内を通過する風量を十分に確保できるようになるので、脱臭および除菌の性能を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、発光体が風路の上方側に配置されたことにより、周囲のカバー等に結露水が付着しても重力によって下方に滴下するため、結露水によって光源が遮られず常に一定の光量が確保でき、除菌性能の劣化を防止できる。

また、本実施の形態においては、発光体の光源と送風機の中心を結ぶ仮想線の冷蔵室側への延長線と冷蔵室の扉が交差することによって、使用者が送風機の奥に見える発光体の照射状態を羽根の隙間から視認できるので、故障や寿命による不具合を常に確認できる。

なお、本実施の形態においては、除菌フィルターに配合された光触媒は酸化チタンで、発光体の光源は紫外線領域のＬＥＤとしたが、これらに代わって、光触媒は酸化銀で、光源は波長４５０ｎｍから４７０ｎｍ程度の青色領域のＬＥＤとしても良い。こうすることで、除菌の性能はわずかに低下するものの、安価で長寿命なＬＥＤが使用できるという利点が出てくる。

以上のように、本発明にかかる脱臭除菌装置を備えた冷蔵庫は、安全かつコンパクトな構造で脱臭、除菌が行えるため、家庭用・産業用を問わず脱臭、除菌を必要とするさまざまな用途の保存庫にも適用できる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の中央縦断面図 同実施の形態における冷蔵庫に装着された脱臭除菌装置の中央縦断面図 同実施の形態における冷蔵庫に装着された脱臭除菌装置の下面外観図 従来の冷蔵庫の中央縦断面図 従来の冷蔵庫に装着された脱臭除菌装置の中央縦断面図 従来の冷蔵庫に装着された脱臭除菌装置の上面図

符号の説明

２ 冷蔵室扉
４ 冷蔵室
７ 冷却器
１１ 脱臭除菌装置
１２ 吸気口
１３ 吐出口
１４ ハウジング
１５ 送風機
１７ 脱臭フィルター
２１ 除菌フィルター
２２ 発光体

Claims (4)

1. 扉を有する貯蔵室と、前記貯蔵室に配設された除菌装置を備え、前記除菌装置は、前記貯蔵室に吐出ダクトを有するハウジングと、光触媒と、前記光触媒を励起する光を放つ発光体と、冷気を強制循環させる送風機と、から構成された冷蔵庫において、前記光触媒と前記発光体と前記送風機とは前記ハウジングに保持され、前記光触媒と前記発光体とは間に空間部を挟んで対峙して配設され、前記送風機は前記発光体の光が前記送風機の隙間を介して前記貯蔵室内に達するように前記空間部より前記扉側に配設され、前記送風機を運転することで、前記空間部に冷気を導き、除菌することを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記送風機は前記ハウジングに傾倒して配設され、さらに前記送風機の両端の間に前記空間部を形成して前記貯蔵室の天井部に配設したことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記発光体はＬＥＤであり、前記ＬＥＤは前記貯蔵室内側に向かって照射するように配置していることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 前記発光体の光源は波長４５０ｎｍから４７０ｎｍ程度の青色領域のＬＥＤとした請求項１から３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。