JP5891420B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、野菜などを収納する貯蔵空間に噴霧装置を設置した冷蔵庫に関するものである。

野菜の鮮度低下に対する影響因子としては、温度、湿度、環境ガス、微生物、光などが挙げられる。野菜表面では呼吸と蒸散作用が行われ、野菜の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。低温障害をおこす一部の野菜を除き、多くの野菜は低温で呼吸が抑制され、高湿により蒸散防止できる。

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、庫内を高湿化するなど野菜の蒸散を抑制するよう制御している。ここで、庫内の高湿化手段として、ミストを噴霧するものがある。

従来の、この種のミストの噴霧機能を備えた冷蔵庫としては、野菜室内が低湿時に超音波霧化装置にてミストを噴霧することで、野菜室内を加湿して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６は特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の縦断面図、図７は同従来の冷蔵庫の野菜室に設けた超音波霧化装置の要部拡大斜視図である。

図６に示すように、野菜室２１は冷蔵庫本体２０の本体ケース２６の下部に設けられ、その前面開口は開閉自在に引き出される引出し扉２２により閉止されるようになっている。また、野菜室２１は仕切板２によりその上方の冷蔵室（図示せず）と仕切られている。引出し扉２２の内面には固定ハンガ２３が固定され、この固定ハンガ２３に野菜等の食品を収納する野菜容器１が搭載されている。野菜容器１の上面開口は蓋体３により封止されるようになっている。野菜容器１の内部には解凍室４が設けられ、解凍室４の背面には超音波霧化装置５が備えられている。

また、図７に示すように、超音波霧化装置５には霧吹出し口６と貯水容器７と湿度センサ８とホース受け９が備えられている。貯水容器７は、ホース受け９により除霜水ホース１０に接続されている。除霜水ホース１０には、その一部に除霜水を清浄するための浄化フィルター１１が備えられている。

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。

まず、熱交換冷却器（図示せず）より冷却された冷却空気は、野菜容器１及び蓋体３の外面を流通することで、野菜容器１が冷却され、内部に収納された食品が冷やされる。また、冷蔵庫運転時に熱交換冷却器から発生する除霜水は除霜水ホース１０を通過する時に浄化フィルター１１によって浄化されて、超音波霧化装置５の貯水容器７に供給される。

次に湿度センサ８によって、庫内湿度が９０％以下と検出されると、超音波霧化装置５が加湿を開始し、野菜容器１内の野菜等を新鮮に保持するために適度な湿度に調湿する。一方、湿度センサ８によって庫内湿度が９０％以上であると検出された場合、超音波霧化装置５は過度な加湿を停止する。その結果、超音波霧化装置５により、野菜室２１内を最適な湿度状態に保持することになる。

特開平６−２５７９３３号公報

しかしながら、上記従来の構成では、一般に湿度センサで検知した庫内湿度によって霧化装置の運転と停止の制御を行っている。この手段では、精度や応答性に問題が生じる場合がある。この場合、庫内の湿度を正確に取得できないため、強制的な加湿の度合いが多すぎたり少なすぎたりする問題が発生する。特に冷蔵庫の貯蔵室内といった略密閉かつ低温空間において、霧化量が過剰となると野菜等が水腐れを起こし庫内が結露するという課題がある。また、霧化量が少ないと、貯蔵室内への十分な加湿を行うことができず、野菜等の鮮度保持を行うことができないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、霧化部を備えてミストを噴霧することで鮮度保持力を向上させる冷蔵庫において、湿度センサによることなくより適切で効率よく湿度維持が行える冷蔵庫を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷却室で冷却された気体である冷気を循環させる冷蔵庫であって、断熱区画された貯蔵室と、前記貯蔵室にミストを供給する噴霧装置と、前記冷却室から前記貯蔵室へ冷気が流通する風路に備えられたダンパと、前記ダンパの動作と前記噴霧装置の動作とが連動するように前記噴霧装置を動作させる制御手段と、前記ダンパが開いた後、第一期間経過後に前記噴霧装置の動作を停止させるように前記制御手段に指示する遅延手段とを備える。

また、本発明の冷蔵庫は、冷却室で冷却された気体である冷気を循環させる冷蔵庫であって、断熱区画された貯蔵室と、前記貯蔵室にミストを供給する噴霧装置と、前記冷却室から前記貯蔵室へ冷気が流通する風路に備えられたダンパと、前記ダンパの動作と前記噴霧装置の動作とが連動するように前記噴霧装置を動作させる制御手段と、前記ダンパが閉じた後、第二期間経過後に前記噴霧装置を動作させるように前記制御手段に指示する遅延手段とを備える。

これによって、霧化部でのミストの噴霧が効率的になり、適切に貯蔵室内を加湿することが可能となる。

本発明の冷蔵庫は、適切な霧化を効率よく実現させ、霧化装置を備えた冷蔵庫の品質をより向上させるばかりでなく、霧化装置を制御させる電力量も最小限に抑えることができる。

図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の野菜室とその周辺部の要部正面図である。 図３は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の図２のＡ−Ａ断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の機能ブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の動作タイミングチャートである。 図６は、従来の冷蔵庫の野菜室の縦断面図である。 図７は、従来の冷蔵庫の野菜室に設けた超音波霧化装置の要部拡大斜視図である。

第１の発明は、冷却室で冷却された気体である冷気を循環させる冷蔵庫であって、断熱区画された貯蔵室と、前記貯蔵室にミストを供給する噴霧装置と、前記冷却室から前記貯蔵室へ冷気が流通する風路に備えられたダンパと、前記ダンパの動作と前記噴霧装置の動作とが連動するように前記噴霧装置を動作させる制御手段と、前記ダンパが開いた後、第一期間経過後に前記噴霧装置の動作を停止させるように前記制御手段に指示する遅延手段とを備える冷蔵庫である。

第２の発明は、冷却室で冷却された気体である冷気を循環させる冷蔵庫であって、断熱区画された貯蔵室と、前記貯蔵室にミストを供給する噴霧装置と、前記冷却室から前記貯蔵室へ冷気が流通する風路に備えられたダンパと、前記ダンパの動作と前記噴霧装置の動作とが連動するように前記噴霧装置を動作させる制御手段と、前記ダンパが閉じた後、第二期間経過後に前記噴霧装置を動作させるように前記制御手段に指示する遅延手段とを備える冷蔵庫である。

これらにより、霧化部周辺の結露や乾燥を支配する冷気の流れが変わるダンパの開閉挙動タイミングで霧化部の制御を行うので、最適な霧化可能状態での動作が行え、効率的なミスト噴霧で、省エネルギー性の優れた霧化装置の搭載が可能にできる。

第３の発明は、上記発明に加え、前記噴霧装置の周囲を過熱により乾燥させる結露防止ヒータを備え、前記制御手段は、前記閉信号と前記第二信号とに基づき前記ダンパが閉状態で、かつ、噴霧装置が動作中である場合に、前記閉信号を受信するまでの所定の乾燥期間、前記結露防止ヒータを動作させる冷蔵庫である。

これにより、既に次回霧化動作のために霧化部周辺が乾燥しているのも関わらず、不必要な結露防止ヒータへの通電を行わないので、消費電力が低減できるばかりでなく、貯蔵室内の温度上昇をも抑制できる。

第４の発明は、前記噴霧装置は、細い棒状の霧化電極と前記霧化電極と空間的に離れた状態で対向して配置される対向電極と、前記霧化電極はマイナス電位とし、前記対向電極は基準電位として、前記霧化電極と前記対向電極との間に電圧を印加する電圧印加部とを備える冷蔵庫である。

印加電圧の低レベル化が可能になり、霧化装置の小型化を図ることができる。

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。尚、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における冷蔵庫の縦断面図、図２は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の野菜室とその周辺部の要部正面図、図３は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の図２のＡ−Ａ断面図、図４は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の機能ブロック図、図５は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の動作タイミングチャートをそれぞれ示すものである。

図１〜４において、冷蔵庫１００の断熱箱体１０１は、主に鋼板を用いた外箱１０２と、ＡＢＳなどの樹脂で成型された内箱１０３と、外箱１０２と内箱１０３との間の空間に充填発泡される例えば硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材とからなり、周囲と断熱し、複数の貯蔵室に区分されている。

最上部には第二の貯蔵室としての冷蔵室１０４が設けられ、その冷蔵室１０４の下部に左右に並んで第四の貯蔵室としての切換室１０５と第五の貯蔵室としての製氷室１０６が横並びに設けられ、その切換室１０５と製氷室１０６の下部に第一の貯蔵室としての野菜室１０７が設けられ、そして最下部に第三の貯蔵室としての冷凍室１０８が配置される構成となっている。

冷蔵室１０４は、冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１℃〜５℃に設定されている。野菜室１０７は、冷蔵室１０４と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃に設定されている。冷凍室１０８は、冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２℃〜−１５℃に設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０℃や−２５℃の低温で設定されることもある。

切換室１０５は、１℃〜５℃で設定される冷蔵温度帯、２℃〜７℃で設定される野菜用温度帯、通常−２２℃〜−１５℃で設定される冷凍温度帯以外に、冷蔵温度帯から冷凍温度帯の間で予め設定された温度帯に切換えることができる。切換室１０５は、製氷室１０６に並設された独立扉を備えた貯蔵室であり、引出し式の扉を備えることが多い。

尚、本実施の形態では、切換室１０５を、冷蔵、冷凍の温度帯までを含めた貯蔵室としているが、冷蔵は、冷蔵室１０４、野菜室１０７、冷凍は、冷凍室１０８に委ねて、冷蔵と冷凍の中間の上記温度帯のみの切換えに特化した貯蔵室としても構わない。また、特定の温度帯に固定された貯蔵室でもかまわない。

製氷室１０６は、冷蔵室１０４内の貯水タンク（図示せず）から送られた水で室内上部に設けられた自動製氷機（図示せず）で氷を作り、室内下部に配置した貯氷容器（図示せず）に貯蔵する。

断熱箱体１０１の天面部は、冷蔵庫１００の背面方向に向かって階段状に凹みを設けた形状であり、この階段状の凹部に機械室１０１ａを形成して圧縮機１０９、水分除去を行うドライヤ（図示せず）等の冷凍サイクルの高圧側構成部品が収容されている。すなわち、圧縮機１０９を配設する機械室１０１ａは、冷蔵室１０４内の最上部の後方領域に食い込んで形成されることになる。

尚、本実施の形態における、以下に述べる発明の要部に関する事項は、従来一般的であった断熱箱体１０１の最下部の貯蔵室後方領域に機械室を設けて、そこに圧縮機１０９を配置するタイプの冷蔵庫に適用しても構わない。また、冷凍室１０８と野菜室１０７の配置を入れ替えた、いわゆるミッドフリーザーの構成の冷蔵庫１００であっても構わない。

次に、野菜室１０７と冷凍室１０８の背面には冷気を生成する冷却室１１０が設けられている。野菜室１０７と冷却室１１０の間もしくは冷凍室１０８と冷却室１１０との間には、奥面仕切壁１１１が形成されている。奥面仕切壁１１１は、各室への冷気の搬送風路を形成し、さらに当該冷気と各室と断熱区画するための断熱性を備えている。

冷却室１１０内には、冷却器１１２が配設されており、冷却器１１２の上部空間には冷却ファン１１３が配置されている。冷却ファン１１３は、冷却器１１２により冷却された冷気を強制的に対流させる機能を担っている。具体的に冷却ファン１１３は、冷却器１１２で冷却した冷気を冷蔵室１０４、切換室１０５、製氷室１０６、野菜室１０７、冷凍室１０８に送風するファンである。冷却器１１２の下部空間には、ヒータ１１４が配置されている。本実施の形態の場合、ヒータ１１４は、ラジエントヒータであり、冷却器１１２やその周辺に付着する霜や氷を除霜するためのガラス管製のヒータである。ヒータ１１４の下部には除霜時に生じる除霜水を受けるためのドレンパン１１５が配置されている。ドレンパン１１５の最深部から庫外に貫通したドレンチューブ１１６が接続されている。ドレンチューブ１１６の下流側の庫外には、蒸発皿１１７が配置されている。

野菜室１０７には、野菜室１０７の引出し扉１１８に取り付けられたフレームに載置された下段収納容器１１９と、下段収納容器１１９の上に載置された上段収納容器１２０が配置されている。引出し扉１１８が閉ざされた状態で主に上段収納容器１２０を略密閉するための蓋体１２２が配置されている。本実施の形態の場合、蓋体１２２は、野菜室１０７の上部に備えられた第一の仕切壁１２３及び内箱１０３に保持されている。蓋体１２２は、引出し扉１１８が閉ざされた状態で上段収納容器１２０の上面の左右辺、および、奥辺と密接する。また、蓋体１２２は、上段収納容器１２０の上面の前辺とは略密接する。さらに、上段収納容器１２０の背面の左右下辺と下段収納容器１１９の境界部は、上段収納容器１２０が稼働する上で接触しない範囲で食品収納部の湿気が逃げないよう隙を詰めている。

蓋体１２２と第一の仕切壁１２３の間は、冷気が通過する風路となっている。当該風路は、奥面仕切壁１１１に構成された野菜室１０７用の吐出口１２４から吐出された冷気が流通する。また、下段収納容器１１９と下段収納容器１１９の下の第二の仕切壁１２５との間にも空間が設けられ当該空間は、冷気が通過する風路を構成している。野菜室１０７の背面側に備えられた奥面仕切壁１１１の下部には、野菜室１０７内を冷却し熱交換された冷気が冷却器１１２に戻るための野菜室１０７用の吸込口１２６が設けられている。

尚、本実施の形態における、以下に述べる発明の要部に関する事項は、従来一般的であった扉に取り付けられたフレームと内箱に設けられたレールにより開閉するタイプの冷蔵庫に適用しても構わない。

奥面仕切壁１１１は、風路や冷却室１１０と野菜室１０７などとを熱的に隔離する部材である。本実施の形態の場合、奥面仕切壁１１１は、野菜室１０７の奥壁を形成しており、断熱性を備える断熱部１５２と断熱部１５２の表面に配置される表面部１５１とを備えている。表面部１５１は、ＡＢＳなどの比較的硬質で意匠的な処理が可能な樹脂で構成されている。断熱部１５２は、断熱性を確保するために発泡スチロールなど密度が低く熱伝導性の悪い樹脂で構成されている。

ここで、奥面仕切壁１１１には、静電気的に水分を霧化させる霧化部１３９を有する静電霧化方式の噴霧装置１３１が埋設されている。具体的には、奥面仕切壁１１１は、野菜室１０７から冷却室１１０に向けて窪んだ凹部が設けられ、当該凹部に噴霧装置１３１が取り付けられている。このように奥面仕切壁１１１に凹部を設けることで、凹部に対応する部分の断熱性が低くなり、野菜室１０７における他の箇所より凹部が低温になる。

奥面仕切壁１１１の冷却ピン１３４が配置されている部分の断熱部１５２の厚みは１０ｍｍ以下となっている。これにより、特に冷却ピン１３４は冷却され野菜室１０７内部の温度よりも低くなる。

奥面仕切壁１１１は、結露防止ヒータ１５５が埋設されている。結露防止ヒータ１５５は、前記凹部、つまり無か装置１３１が埋設されている部分の近傍であって、表面部１５１と断熱部１５２との間に設置されている。

また、冷却器１１２の前方にはカバー１５３があり、野菜室１０７の奥ではカバー１５３と奥面仕切壁１１１との間に冷凍室１０８の吐出風路１４１がある。

また、断熱部１５２の背方に形成される風路には、各貯蔵室を冷却する冷気の流通量を調整するためのダンパ１４５が設けられている。

噴霧装置１３１は、霧化部１３９と、電圧印加部１３３と、ケース１３７とを備えている。ケース１３７の一部には、噴霧口１３２とケース１３７に湿気などの水分を供給する供給口１３８が設けられている。霧化部１３９は、対向電極１３６と霧化電極１３５とを備えている。霧化電極１３５は、冷却ピン１３４に取り付けられている。冷却ピン１３４は、アルミニウムやステンレスなどの良熱伝導部材で形成されている。霧化電極１３５と冷却ピン１３４とは、霧化電極１３５と冷却ピン１３４との間で高い熱伝導が確保できるように取り付けられている。

冷却ピン１３４は、一部がケース１３７から外方に突出する態様でケース１３７に固定されている。対向電極１３６は、霧化電極１３５に対向している位置で野菜室１０７側にドーナツ円盤状（円環状）の電極である。対向電極１３６は、霧化電極１３５の先端と一定距離を保つようにケース１３７に取付けられている。対向電極１３６が備える孔の中心軸は、噴霧口１３２の中心軸と一致しており、霧化電極１３５の先端は当該中心軸上に配置されている。尚、本実施の形態では対向電極１３６を平板のドーナツ円盤状としたが、対向電極１３６の霧化電極１３５の先端を臨む面と霧化電極１３５の先端との距離が等しくなるように中心が開口したドーム状としてもかまわない。対向電極１３６を当該形状とすることにより、ミストの噴霧効率を向上させることも可能である。

さらに、噴霧装置１３１は、対向電極１３６と霧化電極１３５との間に電圧を印加する電圧印加部１３３を備えている。本実施の形態の場合、電圧印加部１３３は、霧化部１３９の近傍に配置されている。電圧印加部１３３は、電圧を印加するための二つ電極の内、負電位側が霧化電極１３５と電気的に接続され、正電位側が対向電極１３６と電気的に接続されている。たとえば、霧化電極１３５は基準電位よりも低い−１０ｋＶ〜−４ｋＶのマイナス高電位、対向電極１３６は基準電位のＧＮＤ電位に接続して高電圧を印加する。

電圧印加部１３３は、冷蔵庫１００の制御手段１４６内にある遅延手段１５６からの信号Ｓ１を取得して、高電圧のＯＮ／ＯＦＦを行うことができるものとなっている。静電霧化方式の噴霧装置１３１は、電圧印加部１３３のＯＮ／ＯＦＦにより動作が制御される。

制御手段１４６は、冷蔵庫１００の第二の貯蔵室である冷蔵室１０４の庫内温度を検出する庫内温度検出手段１５０からの信号Ｓ２と、冷却量や風の流れを調節するダンパ１４５からの信号Ｓ３を取得し、噴霧装置１３１の動作／停止を制御する。また、制御手段１４６は、霧化電極１３５を乾燥させるための結露防止ヒータ１５５の動作／停止も制御する。当該制御には信号Ｓ４が用いられる。

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。

まず、冷凍サイクルの動作について説明する。庫内の設定された温度に応じて制御基板（図示せず）からの信号により冷凍サイクルが動作して冷却運転が行われる。圧縮機１０９の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器（図示せず）である程度凝縮液化し、さらに冷蔵庫１００の側面や背面、また冷蔵庫１００の前面間口に配設された冷媒配管（図示せず）などを経由し冷蔵庫１００の結露を防止しながら凝縮液化し、キャピラリーチューブ（図示せず）に至る。その後、キャピラリーチューブでは圧縮機１０９への吸入管（図示せず）と熱交換しながら減圧されて低温低圧の液冷媒となって冷却器１１２に至る。

ここで、低温低圧の液冷媒は、冷却ファン１１３の動作により搬送する冷凍室１０８の吐出風路１４１などの各貯蔵室内の空気と熱交換され、冷却器１１２内の冷媒は蒸発気化する。この時、冷却室１１０内で各貯蔵室を冷却するための冷気を生成する。

冷却室１１０内で生成された低温の冷気は、冷却ファン１１３によって、冷蔵室１０４、切換室１０５、製氷室１０６、野菜室１０７、冷凍室１０８に送られる。冷気は、風路の構造やダンパ１４５を用いて分流されており、それぞれの室が目的温度帯で維持されるように送風される。

冷蔵室１０４は、冷蔵室１０４に設けた温度センサ（図示せず）により、冷気量をダンパ１４５により調整され、目的温度に冷却されている。特に、野菜室１０７は、冷気の配分や加熱手段（図示せず）などのＯＮ／ＯＦＦ運転により、２℃から７℃になるように調整されている。

野菜室１０７は、冷気が吐出される野菜室１０７用の吐出口１２４と、野菜室１０７内の冷気を吸い込む吸込口１２６とが配置されている。吐出口１２４は、冷蔵室１０４を冷却した後の冷気が吐出される孔であり、冷気を冷却器１１２に戻すための冷蔵室戻り風路１４０の途中に配置されている。吸込口１２６は、野菜室１０７に吐出され、上段収納容器１２０や下段収納容器１１９の外周に流れて、上段収納容器１２０や下段収納容器１１９の内方を間接的に冷却した後の冷気を吸い込む孔である。野菜室１０７用の吸込口１２６に吸い込まれた冷気は、冷却器１１２に戻る。

奥面仕切壁１１１の噴霧装置１３１が取り付けられている背方には風路や冷却室１１０が存在しており、風路や冷却室１１０に最も近い噴霧装置１３１の冷却ピン１３４は、冷却システムの運転により冷却器１１２で生成された直後の冷気により強く冷却される。具体的には、冷却器１１２で冷却され冷却ファン１１３の近傍に達した冷気は、−２５℃〜−１５℃程度の低温となっている。風路を通過する冷気は、断熱部１５２の薄い部分における熱伝導で冷却ピン１３４を例えば−１０℃〜０℃程度に冷却する。このとき、冷却ピン１３４は、良熱伝導部材であるため、冷熱を非常に伝えやすく、また、冷却ピン１３４と霧化電極１３５とは良熱伝導状態で接合されているため、霧化電極１３５も冷却ピン１３４と同程度の−１０℃〜０℃程度に冷却される。

ここで、野菜室１０７は、２℃〜７℃の温度帯で維持されるように冷却されている。かつ、野菜室１０７は、野菜などからの蒸散により比較的高湿状態である。以上から、冷却ピン１３４を介して冷却される霧化電極１３５は、露点温度以下となり、噴霧先端部である霧化電極１３５の先端を含め、霧化電極１３５には水が生成、付着する。

水滴が付着した霧化電極１３５に負電圧側、対向電極１３６を正電圧側として、電圧印加部１３３が、この電極間に高電圧（たとえば、霧化電極１３５を−１０ｋＶ〜−４ｋＶ、対向電極１３６をＧＮＤ）を印加することで、噴霧装置１３１の動作が開始する。

このとき霧化電極１３５と対向電極１３６との間でコロナ放電が起こり、霧化電極１３５の噴霧先端部に付着した水滴（本実施の形態では空気中の水分が結露した水滴）が、帯電すると共に、静電エネルギーにより微細化される。さらに、水滴が帯電しているためレイリー分裂により数ｎｍレベルの目視できない電荷をもった微細なミストとなる。また、微細なミストには、前記コロナ放電により生じたと考えられるオゾンやＯＨラジカル、酸素ラジカルなどが含まれる。

電極間に印加する電圧差は、４ｋＶ〜１０ｋＶと非常に高電圧であるが、そのときの放電電流値は数μＡレベルであり、入力としては０．５〜１．５Ｗと非常に低入力であり、適正な噴霧が行われている。

このようにして霧化電極１３５で発生したナノレベルの微細なミストは、霧化部１３９から外方に向けて噴霧される。またこのとき、イオン風が発生して霧化部１３９から外方にケース１３７内の空気が流出する。このとき、ケース１３７内方は負圧となると前、ケース１３７の側方に設けられた供給口１３８より、新たに高湿な空気が霧化部１３９に流入する。このサイクルを繰り返すことにより、噴霧装置１３１は、連続してミストを噴霧することができる。

さらに、発生した微細なミストは、イオン風にのって下段収納容器１１９内に到達する。ミストは非常に小さい微粒子のため拡散性があり、上段収納容器１２０にも微細なミストは到達する。噴霧されるミストは、高圧放電で生成されたため、マイナスの電荷を帯びている。

野菜室１０７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。野菜室１０７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、プラスの電荷を持つ。よって、マイナスに帯電したミストは、野菜の表面に集まりやすく、これにより保鮮性が向上する。

また、噴霧装置１３１から噴霧され野菜表面に付着したナノレベルの微細なミストは、多数のＯＨラジカルを有することでマイナスの電荷を帯びていることに加え、オゾンを含んでおいる。従って、噴霧装置１３１から噴霧されるミストには、抗菌、除菌などに効果があり、貯蔵室に収納された野菜の鮮度保持をより高めることができる。また、他にもマイナスの電荷を帯びたミストが野菜の表面に付着することで、野菜の表面に付着した農薬等の有害物質を浮かしたり、ミスト内へ取り込むことで除去を容易にしたりすることができる。さらに、酸化分解による農薬除去効果を奏することができる。また、野菜へミストの刺激を与えることによって、抗酸化作用が起こり、ビタミンＣ量などの栄養素の増加を野菜に促す効果も有する。

冷蔵室１０４は、先述のようにダンパ１４５により目的温度帯になるように制御されている。すなわち、冷蔵室１０４が目的温度より高いとき、ダンパ１４５を開放し、より冷たい冷気を導入することで冷蔵室１０４を冷却する。ダンパ１４５が開放されると、野菜室１０７には冷蔵室１０４を冷却した後の比較的乾いた空気が吐出口１２４から流れ込み、野菜室１０７を冷却する。このように、本実施の形態において、冷蔵庫１００は、野菜室１０７に冷気が直接流入するものではなく、当該冷気を制御するダンパ１４５は備えられていない。つまり、野菜室１０７は、冷蔵室１０４から流出する冷気が冷却室１１０に戻る冷蔵室戻り風路１４０の途中に配置される。

ここで、野菜室１０７内の環境が高湿度となっている場合、霧化電極１３５は過剰に結露していることが考えられる。その場合には、ダンパ１４５で制御されている比較的乾いた冷蔵室１０４からの戻り空気を利用して、霧化電極１３５に過剰に結露した水滴を乾燥させ、適切な結露量にすることで霧化電極１３５を霧化可能な状態に制御する。

一般に、冷蔵室１０４内の冷気に比べて野菜室１０７の冷気は、高湿度であり、冷蔵室１０４から流れ込む冷気は、野菜室１０７内においては比較的乾いた空気である為、本実施の形態では冷蔵室１０４から流れ込む冷気を霧化電極１３５の乾燥に用いている。

すなわち、冷気の風路において、野菜室１０７より上流に位置する冷蔵室１０４のダンパ１４５の開閉によって、野菜室１０７内の風の流れおよび雰囲気温度や乾燥状態が変化するため、野菜室１０７より上流の風路に備えられたダンパ１４５の開閉は、冷蔵庫１００の貯蔵室特有の環境の変化の中でも特に霧化部１３９周辺の結露や乾燥を支配する冷気の流れが変わると推定されるので、霧化部１３９周辺すなわち霧化電極１３５の結露や乾燥を左右する重要な要素である。

しかしながら、ダンパ１４５の開時の冷気による乾燥だけでは、霧化電極１３５の過剰結露した水分を十分に乾燥できない可能性があり、定期的に結露防止ヒータ１５５への通電を行い、霧化電極１３５の強制乾燥も行っている。これにより、霧化電極１３５の過剰結露による霧化不能を防止することができる。

このように、野菜室１０７より上流に位置する冷蔵室１０４のダンパ１４５の開閉動作は、野菜室１０７及び霧化部１３９周辺の環境が変化し、特に霧化部１３９周辺の冷気の流れが変わると予測できる重要なタイミングである。しかし、ダンパ１４５の開閉タイミングにより直ちに野菜室１０７内の霧化部１３９周辺の湿度が変化するのではなく、タイムラグがありその湿度は変化する。従って、遅延手段１５６によりダンパ１４５の開閉信号から規定時間遅延させて、電圧印加部１３３で高電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御して、霧化可能領域の湿度範囲内で効率よく噴霧を行っている。

尚、本実施の形態では噴霧装置１３１を奥面仕切壁１１１に取り付けた構成を説明したが、冷却ピン１３４が冷却できれば第一の仕切壁１２３に取り付けて、野菜室１０７の天面からミストを噴霧することも可能である。このときには、冷却ピン１３４を棒状から平面板状に変更して、噴霧装置１３１を薄型化することで構造的にも容易に設置ができる。

次に、具体的な噴霧装置１３１に対する制御の内容について、図５の動作タイミングチャートを用いて説明する。

まず、図５のＡ点のタイミングでの冷蔵庫１００の運転状態においては、庫内温度検出手段１５０が第二の貯蔵室である冷蔵室１０４の庫内温度を検出し、検出結果を信号Ｓ２として制御手段１４６に入力する。この時点では、制御手段１４６は、ダンパ１４５から「閉状態」の信号を取得しており、また、信号Ｓ２に基づき庫内温度が高くはないと判断し、ダンパ１４５を閉状態で維持する。つまり、冷蔵室１０４の冷却は行われない。ダンパ１４５が閉であるので野菜室１０７には乾燥した冷気は流入せず、野菜室１０７内は高湿となる。霧化部１３９の周辺の湿度も噴霧装置１３１が霧化できる霧化可能領域（図５の斜線部（ハッチング部））にある。従って、電圧印加部１３３で高電圧をＯＮにして噴霧装置１３１を動作状態にし、霧化電極１３５から微細なミストを野菜室１０７に噴霧する。尚、この時には結露防止ヒータ１５５は停止状態で、通常の霧化電極１３５の結露・霧化期間としている。

次にＢ点のタイミングでは、冷蔵室１０４の庫内温度が高くなったと制御手段１４６が信号Ｓ２に基づき判断して開信号を発生させ、ダンパ１４５を開状態に転換して維持する。これにより冷蔵室１０４に冷気が流入して冷蔵室１０４の冷却を行うと共に、ダンパ１４５からの開状態信号（信号Ｓ３に含まれる）が制御手段１４６に入力され、開信号は遅延手段１５６に入力される。

従って、ダンパ１４５が開であるので野菜室１０７には乾燥した冷気が流入し、野菜室１０７内の湿度は下降する方向に動く。しかしながら、霧化部１３９周辺湿度は直ぐには下降せず、霧化可能領域にあるので噴霧装置１３１の運転は規定時間継続する。

そして規定時間経過後のＣ点のタイミングになると、ダンパ１４５が開状態であるので、野菜室１０７内及び霧化部１３９周辺の湿度は更に下降方向になり、霧化可能領域を外れてしまう。このタイミングで遅延手段１５６は、ダンパ１４５の開信号を発生した時点（Ｂ点）を基準として経時を開始し、所定の第一期間Ｔ１経過すると噴霧装置１３１の動作を制御するための第一信号（信号Ｓ１に含まれる）を出力する。噴霧装置１３１は、第一信号を取得すると、電圧印加部１３３で高電圧をＯＦＦにし、動作を停止する。ここで、ダンパ１４５が「閉」→「開」になった時点（Ｂ点）から、噴霧装置１３１を停止させる時点（Ｃ点）までの第一期間Ｔ１の規定時間を予め決めておくことで、複雑な湿度測定方法を用いることなく霧化制御を行うことができる。この時のＴ１としては１０〜１５分程度が良いが、実際に適用する冷蔵庫１００の冷却性能に応じて、Ｔ１は実験的に任意に規定すれば良い。

次にＤ点のタイミングでは、冷蔵室１０４の庫内温度が低くなったと庫内温度検出手段１５０の検出結果に基づき制御手段１４６が判断して閉信号を発生させ、ダンパ１４５を閉状態に転換して維持する。これにより、冷蔵室１０４の冷却を行わないと共に、ダンパ１４５からの閉状態信号（信号Ｓ３に含まれる）が制御手段１４６に入力され、閉信号は内の遅延手段１５６に入力される。

従って、ダンパ１４５が閉であるので野菜室１０７には乾燥した冷気は流入せず、野菜室１０７内の湿度は上昇する方向に動く。しかしながら、霧化部１３９周辺湿度は直ぐには上昇せず、まだ霧化可能領域を外れた状態であるので噴霧装置１３１は規定時間停止のままとする。

次に規定時間経過後のＥ点のタイミングになると、ダンパ１４５が閉状態であるので、野菜室１０７内及び霧化部１３９周辺の湿度は更に上昇方向になり、霧化可能領域に入ってくる。よって、この時に遅延手段１５６は、前記閉信号を基準として経時を開始し、所定の第二期間経過すると、噴霧装置１３１の動作を制御するための第二信号（信号Ｓ１に含まれる）を出力する。噴霧装置１３１は、第二信号を取得すると、電圧印加部１３３で高電圧をＯＮにし、動作状態となる。ここで、ダンパ１４５が「開」→「閉」になった時点（Ｄ点）から、噴霧装置１３１を動作させる時点（Ｅ点）までの第二期間Ｔ２の時間を予め決めておけば、第一期間Ｔ１と同様に複雑な湿度測定方法を用いずに制御ができる。この時のＴ２としては５〜１０分程度が良いが、実際に適用する冷蔵庫１００の冷却性能に応じて、Ｔ２は実験的に任意に規定すれば良い。

そして、Ｆ点のタイミング〜Ｇ点のタイミングの間の結露・霧化期間は、前述したＢ点〜Ｅ点までの動作を２サイクル行ない、効率の良いミスト噴霧を継続する。

次に、Ｈ点のタイミングになると、ダンパ１４５が閉状態で、かつ、噴霧装置１３１は動作中である場合、霧化部１３９周辺湿度も霧化可能領域であるが、結露防止ヒータ１５５を動作させて霧化部１３９周辺の雰囲気などを加温する。結露防止ヒータ１５５を動作させる乾燥期間Ｔ３は、次回ダンパ１４５が開状態になるＩ点のタイミングまでの間で設定される。これにより、霧化電極１３５が過剰な結露状態であった場合でも完全に乾燥され、次回からのミストの噴霧がスムーズに行える。この時のＴ３としては１０分程度が良いが、実際に適用する冷蔵庫１００の熱伝導性能に応じて、Ｔ３は実験的に任意に規定すれば良い。このようにして、定期的な霧化電極１３５の乾燥期間を設ける。

また、遅延手段１５６は、第一期間（Ｔ１）≧第二期間（Ｔ２）と設定するのが望ましい。これは、野菜室１０７のような高湿度の貯蔵室においては、ダンパ１４５が開いた後に湿度が低下する速度よりもダンパ１４５が閉じた後に湿度が上昇する速度の方が速いからである。言い換えると第一期間の湿度低下速度は遅く、第一期間は長めに設定しても高湿度状態での噴霧が可能であり、第二期間の湿度上昇は早いので、第二期間は短めに設定しても高湿度状態での噴霧が可能となるからである。

このように、第一期間は、第二期間と同じもしくは第二期間より長めに設定することで、湿度の高い状態で噴霧することが可能となり、周辺空気に結露水を用いて噴霧行う噴霧装置１３１の噴霧率を向上させることができる。

さらに、本実施の形態において、冷蔵庫の貯蔵室内にミストを噴霧する場合には、噴霧装置１３１のミストの噴霧率は５０％以上８０％以下が望ましい。これは、冷蔵庫のような低温高湿度状態においては、一度に大量のミストを噴霧すると壁面が結露するといった問題から、少量の噴霧量のミストを長期間噴霧することが望ましいため、少量の噴霧であってもミストによる十分な効果を継続的に生じさせるために５０％以上の噴霧率が必要となる。

また、本実施の形態では、少量の噴霧量のミストを安定的に供給するため、定期的な霧化電極１３５の乾燥期間を設けているので、噴霧装置は運転しているが乾燥により噴霧が行われていない噴霧なしの状態も含めて８０％以下の噴霧率とすることで霧化電極１３５の過剰結露を抑制し、信頼性が高く安定したミスト噴霧を行うことが可能となる。

尚、本実施の形態では乾燥期間Ｔ３の間は、結露・乾燥期間との切換え時でも効率よくミスト噴霧させるために、噴霧装置１３１を動作させているが、省エネ性向上のために噴霧装置１３１を停止させて構わない。

また、本実施の形態では結露防止ヒータ１５５への通電タイミングをダンパ１４５の開閉動作の３サイクルに一度として説明したが、霧化電極１３５が完全乾燥されるのであれば、任意の複数回に一度の通電タイミングでよい。

以上のように、本実施の形態においては断熱区画された貯蔵室である野菜室１０７と、野菜室１０７内にミストを噴霧させる霧化部１３９と、野菜室１０７よりも上流の風路に設置されたダンパ１４５と、霧化部１３９の周囲を過熱乾燥させる結露防止ヒータ１５５と、ダンパ１４５の開閉信号を入力として霧化部１３９の動作を制御する制御手段１４６とを備え、制御手段１４６はダンパ１４５の開閉信号を基準に、規定時間遅延させて霧化部１３９を制御する遅延手段１５６を有したことにより、霧化可能領域である霧化部１３９の適切湿度状態でミスト噴霧動作が行われることになり、効率の良い適切な霧化を実現することができ、野菜等の保鮮性品質をより向上させることができる。

このとき、ダンパ１４５が開から閉になった場合には、規定時間経過後に噴霧装置１３１を動作状態とし、ダンパが１４５閉から開になった場合には、規定時間経過後に噴霧装置１３１を停止させるものである。

上記のように、本実施の形態においては、ダンパ１４５の開閉信号に対して、すなわち開信号および閉信号の両方に対して規定時間遅延させることで、冷蔵庫１００の実運転において、より効率的に噴霧装置１３１を動作させることができ、効率のよいミスト噴霧が可能となる。

これによって、適切な霧化を効率よく実現させ、噴霧装置１３１を備えた冷蔵庫１００の品質をより向上させるばかりでなく、噴霧装置１３１を制御させる電力量も低く抑えることができる。

また、結露防止ヒータ１５５への通電タイミングを、ダンパ１４５の開閉動作の複数回に一度とした場合には、結露防止ヒータ１５５に通電を行う回数が削減されるので、消費電力をさらに低減できるばかりでなく、野菜室１０７内の庫内温度の上昇が抑制されるので、高品位の食品保存を行うことができる。

また、霧化部１３９は霧化電極１３５と対向電極１３６を有する静電霧化方式で構成され、霧化電極１３５には基準電位よりも低いマイナス電位が、対向電極１３６には基準電位のＧＮＤ電位が接続されて、電圧印加部１３３より高電圧を印加することにより、霧化電極１３５が基準ＧＮＤ電位よりもプラス側に接続される場合よりも、マイナス電荷を帯びたＯＨラジカルを有するナノレベルの微細なミストは効率よく噴霧するので、電圧印加部１３３への入力電力は小さくて良く、噴霧装置１３１の小型化が図れ、省スペースでのミスト噴霧が可能になる。

尚、本実施の形態において、冷蔵庫１００におけるミストを噴霧する貯蔵室は、野菜室１０７としたが、冷蔵室１０４や切換室１０５などの他の温度帯の貯蔵室でもよく、この場合、様々な用途に展開が可能となる。

尚、本実施の形態では、冷却手段に冷却器１１２で生成された各貯蔵室を冷却するための冷却手段を冷気が流れる風路からの熱伝導を利用したが、ペルチェ素子を利用して冷却する手段も考えられる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、貯蔵室内で適切な霧化を実現することができるので、家庭用又は業務用冷蔵庫もしくは野菜専用庫に対して実施することはもちろん、野菜などの食品低温流通、倉庫などの用途にも適用できる。

１００ 冷蔵庫
１０１ 断熱箱体
１０２ 外箱
１０７ 野菜室（貯蔵室）
１０９ 圧縮機
１１１ 奥面仕切壁
１１２ 冷却器
１１３ 冷却ファン
１２４ 野菜室用吐出口
１３１ 静電噴霧装置
１３２ 噴霧口
１３３ 電圧印加部
１３４ 冷却ピン
１３５ 霧化電極
１３６ 対向電極
１３９ 霧化部
１４５ ダンパ
１５５ 結露防止ヒータ
１５６ 遅延手段

Claims (1)

1. 冷却室で冷却された気体である冷気を循環させる冷蔵庫であって、
   断熱区画された貯蔵室と、
   霧化電極と前記霧化電極と空間的に離れた状態で対向して配置される対向電極と、前記霧化電極と前記対向電極との間に電圧を印加する電圧印加部とを有し、前記貯蔵室にミストを供給する噴霧装置と、
   前記冷却室から前記貯蔵室へ冷気が流通する風路に備えられたダンパと、
   前記ダンパの動作と前記噴霧装置の動作とが連動するように前記噴霧装置を動作させる制御手段と、
   前記ダンパが開いた後、第一期間経過後に前記噴霧装置の動作を停止させるように前記制御手段に指示し、前記ダンパが閉じた後、前記第一期間以下の長さである第二期間経過後に前記噴霧装置を動作させるように前記制御手段に指示する遅延手段と、
   前記噴霧装置の周囲を加熱により乾燥させる結露防止ヒータとを備え、
   前記遅延手段は、前記ダンパが開く際の開信号を基準として第一期間経過後に前記噴霧装置の動作を停止させるための第一信号を発生させ、前記ダンパが閉まる際の閉信号を基準として第二期間経過後に前記噴霧装置を動作させるための第二信号を発生させ、
   前記制御手段は、前記第一信号に基づき前記噴霧装置の動作を停止させ、前記第二信号に基づき前記噴霧装置を動作させ、
   さらに、貯蔵室は
   前記風路の途中に介在配置されるとともに、ミストが供給される第一の貯蔵室と、前記第一の貯蔵室よりも上流に配置される第二の貯蔵室と、
   前記第二の貯蔵室の温度を検出する庫内温度検出手段とを備え、
   前記制御手段は、前記庫内温度検出手段の検出結果が所定の閾値範囲を超えた場合に前記開信号を発生させ、前記閾値範囲を下回った場合に前記閉信号を発生させ、
   前記閉信号と前記第二信号とに基づき前記ダンパが閉状態で、かつ、噴霧装置が動作中である場合に、前記閉信号を受信するまでの所定の乾燥期間、前記結露防止ヒータを動作させ、
   前記結露防止ヒータを動作させる制御を、前記ダンパが閉状態で、かつ、噴霧装置が動作中であると言う状態が複数回発生した内の一度とする
   冷蔵庫。

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