JP6219081B2

JP6219081B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP6219081B2
Application number: JP2013145713A
Authority: JP
Inventors: 尚宏兼坂; 尾崎　達哉; 達哉尾崎; 及川　巧; 巧及川; 英司品川
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: JP2015017765A

Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関する。

一部の冷蔵庫には、内部の酸素濃度を低減させることができる減酸素室が設けられている（例えば特許文献１）。減酸素室の中に食品を保存すると、その食品の酸化を抑えることができる。

酸素濃度の低減は、減酸素室に接続された減酸素装置によって行われる。減酸素装置は、減酸素室外の空気に接するアノード（陽極）と、減酸素室内の空気に接するカソード（陰極）と、アノードとカソードとに挟持された高分子電解質膜とを備える。アノードとカソードの間に電圧が印加されると、次の反応が生じる。

アノード２Ｈ_２Ｏ → ４Ｈ^＋＋４ｅ⁻ ＋Ｏ_２・・・（ａ）
カソード４Ｈ^＋＋４ｅ⁻ ＋Ｏ_２ → ２Ｈ_２Ｏ・・・（ｂ）
つまり、アノード側では水が分解して酸素と水素イオンが発生する。この水素イオンが高分子電解質膜を通ってカソード側へ浸透し、カソード側の酸素と結合して水となる。結果として、カソード側の酸素をアノード側へ移動させることになる。これにより、減酸素室内の酸素濃度を低減させる。

ところで、一般に、減酸素装置は、アノードとカソードとの間に一定の電流が流れるように電圧が制御される。しかし、アノード側に供給される水が不足した場合、通常の電圧では、アノード側で電子が発生せず一定の電流が流れない。そこで、冷蔵庫の制御部は、一定の電流を流すために、アノードとカソードとの間の電圧を上げる。すると、アノードとカソードとの間の高分子電解質膜が発熱し、高分子電解質膜が劣化する。

特開２０１１−２０２８９８号公報

本発明が解決しようとする課題は、アノード側に供給される水が不足した場合であっても、高分子電解質膜の劣化を防ぐことができる冷蔵庫を提供することである。

実施形態の冷蔵庫は、減酸素室と、前記減酸素室外の空気に接するアノードと、前記減酸素室内の空気に接するカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に挟持される高分子電解質膜と、前記アノードに供給する水を溜める貯水部と、前記貯水部の水が一定量以下となったことを検知する水位検知手段とを備え、前記アノードと前記カソードとの間に電圧が印加されることにより、前記アノードにおいて水が分解されて水素イオンが発生するとともに、前記高分子電解質膜内を移動した前記水素イオンが前記カソードにおいて酸素と結合することにより、前記減酸素室内の酸素濃度が低減される冷蔵庫であって、前記水位検知手段により前記貯水部の水が一定量以下となったことが検知された場合に電圧の印加が止まることを特徴とする。

実施形態の冷蔵庫の断面図。冷蔵室の要部を示す正面図。図２のＡ−Ａ断面図。図３のＢ−Ｂ断面図。図３のＣ−Ｃ線断面図。図３のＤ−Ｄ線断面図。減酸素装置の断面図。減酸素ユニットの分解斜視図。収納室に取り付けられた減酸素ユニットの背面図。背面から見た給水装置の縦断面図。収納室及び蒸発器カバーを取り外した状態の冷蔵空間の正面図。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（１）冷蔵庫１０の全体構造
本実施形態の冷蔵庫１０は、図１に示すように、外郭を形成する外箱と貯蔵空間を形成する内箱との間に断熱材を配設した前面に開口する冷蔵庫本体１２を備える。冷蔵庫本体１２内部は、断熱仕切壁１４によって上方の冷蔵空間２０と下方の冷凍空間４０とに区画されている。

冷蔵空間２０は、冷蔵温度（例えば、２〜３℃）に冷却される空間である。冷蔵空間２０の内部は仕切板２１によって上下に区画され、仕切板２１の上方に複数段の載置棚を有する冷蔵室２２が設けられ、仕切板２１の下方に引き出し式の収納容器２５が配置された野菜室２４が設けられている。

図２に示すように、冷蔵室２２の仕切板２１の直上の空間が、２つの縦仕切壁２６、２７によって冷蔵庫幅方向に３つの空間に区画されている。具体的には、縦仕切壁２６が冷蔵室２２の左側の側壁に寄せて配設され、縦仕切壁２７が冷蔵庫幅方向中央部付近に配設されている。冷蔵室２２の左側の側壁と縦仕切壁２６に挟まれた空間には、製氷用水を貯水する製氷用タンク２８が配設されている。縦仕切壁２６と縦仕切壁２７に挟まれた空間には、引き出し式の収納容器２９が上下２段に重ねて配設されている。縦仕切壁２７と冷蔵室２２の右側の側壁に挟まれた空間には、減酸素室６０が設けられている。

縦仕切壁２７と冷蔵室２２の右側壁に挟まれた空間に設けられた減酸素室６０は、図３〜図５に示すように、仕切板２１の上面に固定される減酸素容器６２と、減酸素容器６２内に収納される引出容器６４とを備える。減酸素容器６２は、前面が開口する直方体状の箱体からなり、前面の開口部が引出容器６４の前板を兼ねた扉６６によって閉塞されている。引出容器６４は、左右両側面の後部に設けられたローラ６５が、減酸素容器６２の内側に設けられたレール６７を摺動することで、減酸素容器６２に対して前後方向に引出し可能となっている。

野菜室２４の下方に配置した冷凍空間４０は、冷凍温度（例えば、−１８℃以下）に冷却される空間であって、上部に製氷装置２３を備えた製氷室４２と小型冷凍室とが左右に併設され、その下方に冷凍室４６が設けられている。製氷装置２３には製氷用タンク２８内の水が供給される。

冷蔵室２２の開口部は、冷蔵庫本体１２の一側部の上下に設けられたヒンジにより回動自在に枢支された冷蔵室扉２２ａにより閉塞されている。

野菜室２４、製氷室４２、小型冷凍室および冷凍室４６の開口部は、引き出し式扉２４ａ，４２ａ，４６ａにより閉塞されている。各引き出し式扉２４ａ，４２ａ，４６ａの裏面側に固着した左右一対の支持枠には、収納容器２５，４３，４７が保持されており、開扉動作とともに庫外に引き出されるように構成されている。

冷蔵庫本体１２の背面底部には、機械室５０が設けられ、冷凍サイクルを構成する圧縮機５１などが載置されている。この機械室５０の背面上部には、冷蔵庫１０の動作を制御する制御部（不図示）が設けられている。

減酸素室６０の後方から野菜室２４の後方にわたって蒸発器カバー１６が設けられている。蒸発器カバー１６と冷蔵庫本体１２の背面との間に蒸発器室１８が区画形成されている。蒸発器室１８内には、上から順に、冷蔵用蒸発器５２、樋３０、冷蔵用ファン５３が配設されている。また、蒸発器カバー１６と冷蔵用蒸発器５２との間には断熱材１６ｂが配設されている。樋３０は、除霜運転時に冷蔵用蒸発器５２から生じる除霜水を受ける。冷蔵用ファン５３は、蒸発器室１８内の冷気を冷蔵空間２０内へ循環させる。

冷蔵用蒸発器５２とこれに当たる空気との間で熱交換が行われ、冷蔵用蒸発器５２の周囲に冷気が発生する。冷蔵用蒸発器５２で発生した冷気は、冷蔵用ファン５３の回転駆動によって、冷蔵室２２及び野菜室２４に導入される。これにより冷蔵空間２０が所定温度に冷却される。冷蔵空間２０内を循環した冷気は、吸込口から再び蒸発器室１８に戻される。

冷凍空間４０の背面には、蒸発器カバー１７と冷蔵庫本体１２の背面との間に蒸発器室１９が区画形成されている。蒸発器室１９の内には、上から順に、冷凍用ファン５５と冷凍用蒸発器５４が配設されている。冷凍用ファン５５の回転駆動によって、冷凍用蒸発器５４で発生した冷気は、製氷室４２、小型冷凍室、及び冷凍室４６に導入され、冷凍空間４０が所定温度に冷却される。その後冷気は、吸込口から再び蒸発器室１９に戻される。

冷蔵用蒸発器５２及び冷凍用蒸発器５４は、機械室５０に設けられた圧縮機５１や凝縮器（不図示）や切替弁（不図示）とともに冷凍サイクルを構成し、圧縮機５１から吐出されて循環する冷媒によって冷却される。

（２）樋３０の構造
図４、５、１１に示すように、冷蔵用蒸発器５２の下方に樋３０が配置されている。

樋３０は、側壁３０ａから底面３０ｂに向かって低くなるように傾斜する傾斜面３０ｃによって側壁３０ａと底面３０ｂとが接続されている。

樋３０の底面３０ｂには、排水口３１及び吸込口３２が底面３０ｂを貫通して設けられ、排水口３１の周囲を取り囲むように環状のリブ３３が底面３０ｂから上方へ突出している。つまり、環状のリブ３３は、排水口３１と吸込口３２との間を仕切っており、吸込口３２が環状のリブ３３の外側に配置されている。

排水口３１には、排水ホース３４が接続されており、樋３０で受けた除霜水が排水ホース３４を介して機械室５０内に設けられた蒸発皿５６へ排出される。

図５及び図１１に示すように、樋３０の下方には、水の供給手段（第１の供給手段）としての給水ポンプ３６が配設されている。樋３０の底面に設けられた吸込口３２が吸込ホース３５を介して給水ポンプ３６の吸込側に接続されている。また、吐出側が給水ホース３７を介して減酸素装置７０の下方に配置された給水装置１００に接続されている。これにより、蒸発器樋３０で受けた冷蔵用蒸発器５２の除霜水を、吸込口３２から吸込ホース３５を介して吸い込み、給水ホース３７を介して給水装置１００へ給水することが可能となっている。

また、樋３０には、上方から樋３０の底面３０ｂ付近にかけてチューブ３ａが配置されている。チューブ３ａの下端は開口しており、該開口から水が出入りする。そのため、チューブ３ａ内の水面は、チューブ３ａ外の水面と、同じ高さになる。チューブ３ａの内部には、渇水検知用温度センサ３が配されている。渇水検知用温度センサ３の温度測定部である先端は、予め定められた樋渇水高さよりわずかに高い位置に配置されている。樋３０の水面が樋渇水高さまで下がり、渇水検知用温度センサ３の先端が水中から水面上に出ると、測定される温度が水の温度から空気の温度に変化する。これにより、樋３０の水面が樋渇水高さまで低くなったことを検知する。樋渇水高さは、樋３０内の水の量が一定量となった時の水面の高さである。この一定量は、冷蔵庫の設計等に応じて予め定められている量で、例えば、給水ポンプ３６が後述するように一定時間稼働した場合に、樋３０から貯水部１０３へ供給される水の量である。

（３）減酸素装置７０の構造
減酸素容器６２の背面には、収納室６０内の酸素を減少させる減酸素装置７０が設けられている。

減酸素装置７０は、図７に示すように、断熱材７８で外側を覆われた上で、箱型のユニットケース７６の内部に収納されている。ユニットケース７６は、減酸素容器６２の背面に設けられた開口部８０を覆うように減酸素容器６２の背面に固定され、開口部８０を介して減酸素室６０内部とユニットケース７６内部とが連通している。また、ユニットケース７６及び断熱材７８の背面には、酸素を拡散させる排気口８２が開口している。

減酸素装置７０は、高分子電解質膜８３と、高分子電解質膜８３の後部に設けられたアノード（陽極）層８４と、高分子電解質膜８３の前部に設けられたカソード（陰極）層８５とを備える。なお、図７及び図８において、実際の各部材の厚みは薄いものであるが、説明を判り易くするために、図面ではその厚みを拡大して記載している。

高分子電解質膜８３は、例えば、ナフィオンで形成されている。ナフィオンは、スルホン化されたテトラフルオロエチレンをもとにしたフッ素樹脂の共重合体で、イオン電導性を持つポリマーであり、内部を陽イオンだけが移動して、陰イオンや電子はナフィオン内を移動しない。

アノード層８４及びカソード層８５は白金を含む触媒が担持されたカーボン触媒とカーボンペーパを積層してなる。アノード層８４及びカソード層８５の間に高分子電解質膜８３が挟持された状態で、ホットプレスなどにより一体に接合されている。

高分子電解質膜８３を挟持するアノード層８４及びカソード層８５の外側には、一対の集電体８６，８７が配設され、一対の集電体８６，８７の更に外側に撥水層８８，８９が配設され、アノード層８４側の撥水層８８の外側に給水体９０が配設され、これらが一対の固定部材９１、９２によって挟持されユニット化されている。

一対の集電体８６，８７は、表面に白金メッキを行なったメッシュ状のチタン膜からなり、外部の電源装置に接続されており、集電体８６がアノード層８４にプラス通電を行い、集電体８７がカソード層８５にマイナス通電を行い、アノード層８４とカソード層８５との間に電圧を印加する。また、両集電体８６，８７の接触による短絡を防止するため、両集電体８６，８７間には絶縁体９３が設けられている。この絶縁体９３は、高分子電解質膜８３を挟持するアノード層８４及びカソード層８５の周囲を取り囲む額縁状に設けられている。

撥水層８８，８９は、ＰＴＥ（ポリエステル）フィルムやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）フィルムや撥水性樹脂を用いた布帛、あるいは撥水処理が施されたカーボンペーパなどの水を透過せずに水蒸気を透過させる膜体からなり、撥水層８８，８９の周縁部にガスケット９４，９５が設けられている。アノード層８４側の撥水層８８は、給水体９０から液体の水がアノード層８４へ進入するのを防止しつつ、水蒸気を給水体９０からアノード層８４側へ供給する。カソード層８５側の撥水層８９は、カソード層８５で発生した水が減酸素容器６２内部へ流出するのを防止する。撥水層８８，８９は、水蒸気だけでなく、酸素をはじめとする気体も通過できる。

アノード層８４側の撥水層８９の後方に配設された給水体９０は、例えば、合成樹脂繊維より形成されたシート状の不織布からなり、好ましくは、減酸素装置７０の稼働時の温度以上のガラス転移温度を持った合成樹脂繊維（例えば、ポリプロピレン）が用いられる。図７及び図９に示すように、シート状の給水体９０の下部は、ユニットケース７６から下方に垂れ下がり、減酸素装置７０の下方に配置された給水装置１００に挿入されている。給水体９０のユニットケース７６から垂れ下がる部分は、先端部を残して給水体カバー９８で覆われている。

一対の固定部材９１，９２は、上記のように積層された高分子電解質膜８３、アノード層８４、カソード層８５、集電体８６，８７、絶縁体９３、撥水層８８，８９、給水体９０を挟持して固定する。アノード層８４側に配設された固定部材９１は、直方体形状を成し、図７に示すように、ユニットケース７６及び断熱材７８の排気口８２に対応した位置に前後方向に貫通する排気口９６が設けられている。アノード層８４は、集電体８６のメッシュ孔、撥水層８８の微細孔、及び排気口９６を通じて、減酸素室６０外の空気と接している。

カソード層８５側に配設された固定部材９２は、直方体形状を成し、減酸素容器６２の背面に設けられた開口部８０に対応する位置に前後方向に貫通する吸気口９７が設けられている。この吸気口９７は、上下方向に細長く延びる複数のスリットから構成されている。カソード層８５は、集電体８７のメッシュ孔、撥水層８９の微細孔、及び吸気口９７を通じて、減酸素室６０内の空気と接している。

以上の構造の減酸素装置７０は、次のように稼働する。

後述する給水装置１００の貯水部１０３に溜まった水が、給水体９０を伝って上方へ吸い上げられる。そして、撥水層８８の外側まで吸い上げられると、そこで気化して水蒸気となる。この水蒸気は、撥水層８８を通過してアノード層８４に供給される。

減酸素装置７０の稼働中、アノード層８４とカソード層８５の間には、一定の電流が流れるように、電圧が印加されている。アノード層８４に供給された水（水蒸気の状態）が分解されて、水素イオン及び酸素分子が発生する（（ａ）式）。発生した水素イオンは、高分子電解質膜８３内に浸透してカソード層８５へ移動し、カソード層８５側の酸素分子と結合して水となる（（ｂ）式）。これにより、カソード層８５側である減酸素室６０内の酸素濃度が低減される。

（４）給水装置１００及びその周辺の構造
減酸素装置７０の下方には給水装置１００が設けられている。

給水装置１００は、直方体の箱型の装置である。図１０に示すように、給水装置１００の内部の長手方向の一端部が仕切板１０１で仕切られ、その仕切られた空間の下部に排水口１０２が形成されている。一方、仕切板１０１で仕切られた一端部とは反対側の広い空間が、水が溜まる貯水部１０３となっている。給水装置１００の天井部には、給水装置１００の長手方向と同方向に延長されたスリット状の開口部１０４が形成されている。減酸素装置７０へ水を供給する給水手段としての給水体９０が、開口部１０４の上方から貯水部１０３の底部にかけて配置されている。そのため、貯水部１０３に水が溜まっていると、水が給水体９０を伝って上方の撥水層８８に隣接する位置まで送られる。また、貯水部１０３の上方には、第１の取水口１０５と第２の取水口１０６が設けられている。第１の取水口１０５には、給水ポンプ３６の吐出側に接続された給水ホース３７が取り付けられている。そのため、給水ポンプ３６が作動すると、樋３０の水が貯水部１０３内へ注がれる。

前記排水口１０２から下方へ、給水装置１００内の水を外部へ排出する排水路１１８が設けられている。この排水路１１８は、仕切板２１を貫通し、下端部が野菜室２４の天井面を構成する仕切板２１の下面から突出している。排水路１１８の下方には、蒸発器カバー１６にネジなどで固定された送水樋１２０が設けられている。送水樋１２０の先端は樋３０の上方に位置する。以上の構造のため、貯水部１０３の水が仕切板１０１を越えて溢れた場合、その水は排水口１０２、排水路１１８、及び送水樋１２０を通って、樋３０へ送られる。

給水装置１００は、水位検知手段としての、フロート装置１１２と渇水検知用磁気センサ１１０を備える。フロート装置１１２は、軸１０７、フロート１０８、マグネット１０９を備える。詳細には、貯水部１０３の上部には、軸１０７が、仕切板１０１と平行に仕切板１０１側に寄せて設けられている。フロート１０８は、一端が肉厚、他端が薄肉の板状部材である。その肉厚部分を、軸１０７が水平に貫通している。また、フロート１０８の薄肉側の端部付近には、マグネット１０９が埋め込まれている。これにより、フロート１０８が軸１０７を支点に回動し、それに伴い、マグネット１０９が円を描くように変位するようになっている。また、フロート１０８は発泡スチロール製で水に浮く。そのため、貯水部１０３内に水が存在すると、フロート１０８の軸１０７から遠い方（マグネット１０９が埋め込まれている方）の端部は、常に水に浮いた状態となる。そして、水面が上下に変動すると、フロート１０８が軸１０７を支点に回動することによって、フロート１０８のマグネット１０９が埋め込まれている方の端部が上下に変位する。すなわち、マグネット１０９は、貯水部１０３の水面が下がるに従い、貯水部１０３の底面に向かって下方へ変位し、貯水部１０３の水面が上がるに従い、給水装置１００の天井部に向かって上方へ変位する。

給水装置１００の底面の、マグネット１０９が下方に変位した場合にマグネット１０９が近接する位置には、渇水検知用磁気センサ１１０が設けられている。渇水検知用磁気センサ１１０は、そのセンサ部における磁場の値が一定値を超えると、そのことを検知し、制御部へ電気信号を送るものである。貯水部１０３の水の量が減り（それに伴い貯水部１０３の水面も下がる）、予め定められた一定量となることによって、マグネット１０９が予め定められた高さまで下方に変位すると、渇水検知用磁気センサ１１０のセンサ部における磁場の値が一定値を超える。そのことを検知した渇水検知用磁気センサ１１０が制御部へ電気信号を送る。この予め定められた高さを渇水高さとする。渇水高さは、冷蔵庫の設計等に応じて定めれば良いが、例えば貯水部１０３の内側の底面から開口面までの高さの５〜１０％の高さとする。

また、給水装置１００の底面には、渇水検知用磁気センサ１１０に隣接させて、水位低下検知用磁気センサ１１１が設けられている。水位低下検知用磁気センサ１１１は、そのセンサ部における磁場の値が一定値を超えると、そのことを検知し、制御部へ電気信号を送る。ただし、この場合の磁場の値は、渇水検知用磁気センサ１１０が検知する前記一定値より小さい。貯水部１０３の水の量が減り（それに伴い貯水部１０３の水面も下がる）、予め定められた一定量となることによって、マグネット１０９が予め定められた高さまで下方に変位すると、水位低下検知用磁気センサ１１１のセンサ部における磁場の値が一定値を超える。そのことを検知した水位低下検知用磁気センサ１１１が制御部へ電気信号を送る。この予め定められた高さを要給水高さとする。要給水高さは、冷蔵庫の設計等に応じて定めれば良いが、渇水高さよりも高い。

また、製氷用タンク２８の上部には、水の供給手段（第２の供給手段）としての給水ポンプ３８が設けられている。給水ポンプ３８の排出側には給水ホース３９が取り付けられている。給水ホース３９は、収納容器２９の背後を廻り、その先端が給水装置１００の第２の取水口１０６に取り付けられている。給水ポンプ３８が稼働すると、製氷用タンク２８内の水が汲み上げられて給水装置１００へ送られる。

（５）貯水部１０３の水が不足した場合の運転
以上の構成の冷蔵庫において、減酸素装置７０が長時間稼働すると、貯水部１０３内の水が減少し、水面が下がる。そして、フロート１０８のマグネット１０９が要給水高さまで下がると、水位低下検知用磁気センサ１１１がそのことを検知し、制御部へ電気信号を送る。

電気信号を受けた制御部は、給水ポンプ３６を一定時間駆動させる。この場合の一定時間とは、マグネット１０９が要給水高さまで下がったことを水位低下検知用磁気センサ１１１が検知した場合に給水ポンプ３６が稼働すべき時間として、予め定められている時間である。これにより、一定量の水が樋３０から貯水部１０３へ供給され、貯水部１０３の水面が上がる。この場合の一定量とは、冷蔵庫の設計等に応じて定められている量である。例えば、この一定量の水が貯水部１０３に供給されることにより、貯水部１０３の水面が、貯水部１０３の高さの８〜９割の高さまで上がる量である。給水ポンプ３６の稼働中も減酸素装置７０は稼働を続ける。その後も減酸素装置７０は稼働を続け、貯水部１０３内の水面が下がり、フロート１０８のマグネット１０９が要給水高さまで下がる度に、樋３０から貯水部１０３へ一定量の水の供給が行われる。

しかし、渇水検知用温度センサ３が、樋３０の水面が樋渇水高さまで下がったことを検知すると、以後、樋３０の給水ポンプ３６は稼働しない。その状態で、フロート１０８のマグネット１０９が要給水高さまで下がると、貯水部１０３の水位低下検知用磁気センサ１１１が、そのことを検知し、制御部へ電気信号を送る。

電気信号を受けた制御部は、製氷用タンク２８の給水ポンプ３８を一定時間駆動させる。この場合の一定時間とは、渇水検知用温度センサ３が樋３０の水面が樋渇水高さまで下がったことを検知した場合であって、マグネット１０９が要給水高さまで下がったことを水位低下検知用磁気センサ１１１が検知した場合に、給水ポンプ３８が稼働すべき時間として、予め定められている時間である。これにより、一定量の水が製氷用タンク２８から貯水部１０３へ供給され、貯水部１０３の水面が上がる。この場合の一定量とは、冷蔵庫の設計等に応じて定められている量で、例えば、この一定量が貯水部１０３に供給されても、貯水部１０３から水が溢れないような量である。その後も減酸素装置７０は稼働を続け、貯水部１０３内の水面が下がり、フロート１０８のマグネット１０９が要給水高さまで下がる度に、製氷用タンク２８から貯水部１０３への一定量の水の供給が行われる。

しかし、製氷用タンク２８の水が無くなった場合、給水ポンプ３８が駆動しても貯水部１０３へ水が供給されない。その場合、貯水部１０３の水面が下がり続ける。

貯水部１０３の水面が渇水高さまで下がると、渇水検知用磁気センサ１１０がそのことを検知し、制御部へ電気信号を送る。すると、制御部は、減酸素装置７０のアノード層８４とカソード層８５との間への電圧の印加を止める。これにより、減酸素装置７０の稼働が停止する。

（６）効果
以上の実施形態によれば、フロート１０８のマグネット１０９が要給水高さまで下がった場合に、樋３０から貯水部１０３への水の供給が行われるため、アノード層８４に供給される水が不足することを防ぎ、高分子電解質膜８３の劣化を防ぐことができる。しかも減酸素装置７０を稼働し続けることができる。

ここで、貯水部１０３へ供給される水は樋３０に溜まっている除霜水であるため、使用者が貯水部１０３へ供給される水を供給する必要がなく、使用者にとって便利である。

さらに、樋３０の水が無くなった場合は、製氷用タンク２８から貯水部１０３へ水が供給されるため、減酸素装置７０をさらに長時間稼働し続けることができる。

なお、製氷用タンク２８に溜まっている水は水道水であり、純粋ではない。従って、減酸素装置７０へ供給する水として、本来適切ではない。しかし、以上の実施形態では、樋３０の水が無くなった場合に限って、製氷用タンク２８から貯水部１０３へ水が供給されるため、製氷用タンク２８の水の使用量を最小限にすることができる。

樋３０の水が一定量以下となり、製氷用タンク２８の水も無くなった場合は、貯水部１０３の水面が渇水高さまで下がったことを渇水検知用磁気センサ１１０が検知し、減酸素装置７０の稼働が停止される。そのため、高分子電解質膜８３の劣化を防ぐことができる。

また、フロート１０８のマグネット１０９が要給水高さまで下がったことを水位低下検知用磁気センサ１１１が検知すると、給水ポンプ３６が予め定められた一定時間だけ稼働する。そのため、予め定められた一定量の水が貯水部１０３に供給される。そのため、過剰な量の水が供給されて貯水部１０３から水が溢れたり、逆に供給される水の量が少な過ぎたりすることがない。給水ポンプ３８も、条件が揃うと一定時間だけ稼働するため、その効果は同様である。

（７）変更例
（７−１）減酸素装置６０の稼働の停止
貯水部１０３内の水が減った場合、樋３０や製氷用タンク２８からの給水がなされず、貯水部１０３の水面が渇水高さまで下がったこと、すなわち貯水部１０３の水の量が予め定められた一定量以下となったことを、渇水検知用磁気センサ１１０が検知した時に、減酸素装置７０の稼働が停止されるように制御されても良い。特に、樋３０や製氷用タンク２８に給水ポンプが設けられていない冷蔵庫においては、このように制御される。これにより、アノード層８４に供給される水が不足した場合に、アノード層８４とカソード層８５との間に高い電圧がかかって、高分子電解質膜８３が劣化することを防ぐことができる。

また、樋３０から貯水部１０３への水の供給はなされるが、製氷用タンク２８から貯水部１０３への水の供給はなされないように制御されても良い。その場合、樋３０の水面が樋渇水高さまで下がり樋３０の給水ポンプ３６が稼働しなくなると、貯水部１０３への水の供給がなされなくなる。その後、貯水部１０３の水面が渇水高さまで下がると、減酸素装置７０の稼働が停止される。この場合、高分子電解質膜８３の劣化を防ぐことができる上に、水道水が貯水部１０３に混入しない。

（７−２）貯水部１０３への水の供給量
上記の実施形態では、貯水部１０３の水が不足すると、予め定められた量の水が供給されるが、供給される水の量が予め定められていなくても良い。

例えば、貯水部１０３が満水となったことを検知する満水検知手段を備え、満水検知手段が満水を検知すると、樋３０や製氷用タンク２８等からの貯水部１０３への水の供給が停止されるように制御されても良い。その具体的な例は次の通りである。

この例の満水検知手段は、前記のフロート装置１１２と満水検知用磁気センサを備える。具体的には、上記の実施形態の貯水部１０３において、貯水部１０３の側壁外面の、マグネット１０９が上方に変位した場合にマグネット１０９が近接する位置に、満水検知用磁気センサが設けられている。満水検知用磁気センサは、そのセンサ部における磁場の値が一定値を超えると、そのことを検知し、前記制御部へ電気信号を送るものである。貯水部１０３に水が供給され（それに伴い水面が上がる）、予め定められた一定量となることによって、マグネット１０９が予め定められた高さまで上方に変位すると、満水検知用磁気センサによって制御部へ電気信号がられる。すると、制御部が給水ポンプ３６や３８を停止させる。これにより貯水部１０３への水の供給が停止される。この場合の予め定められた高さを満水高さとする。満水高さは、冷蔵庫の設計等に応じて定めれば良いが、例えば貯水部１０３の内側の底面から開口面までの高さの８０〜９０％の高さとする。

この場合、貯水部１０３が実際に満水になった場合に水の供給が止められるため、貯水部１０３から水が溢れたり、貯水部１０３に十分な水が溜まらなかったりすることがない。

（７−３）水位検知手段
上記の実施形態では、水位検知手段として、フロート装置１１２と渇水検知用磁気センサ１１０を用いているが、水位検知手段はこれに限られない。

他の水位検知手段としては、樋３０の渇水を検知する場合と同様に、温度センサを用いることができる。

さらに他の水位検知手段として、超音波の発信機と受信機を用いることが考えられる。具体的には、貯水部１０３の上方に超音波の発信機と受信機を設け、発信機から水面に向けて超音波を発信し、水面で反射した超音波を受信機で受信し、発信から受信までの時間差を見ることにより、水位を検知する。

さらに他の水位検知手段として、圧力計を用いることが考えられる。具体的には、貯水部１０３の内部の下部に圧力計を設け、該圧力計が測定する水圧の変化により水位を検知する。

さらに他の水位検知手段として、誘電率測定計を用いることが考えられる。具体的には、貯水部１０３の内部の渇水高さの位置に接触式の誘電率測定計を設け、測定される誘電率が水の値であるか空気の値であるかにより、水位を検知する。

これらの水位検知手段は、貯水部１０３の要給水高さ、満水高さ、その他水位や、樋３０や製氷用タンク２８の水位を検知する手段としても用いることができる。

なお、製氷用タンク２８に水位検知手段を設けた場合は、これにより製氷用タンク２８の水が一定量以下となったことを検知し、給水ポンプ３８を稼働させないよう制御することができる。

（７−４）貯水部１０３への水の供給源
上記の実施形態では、樋３０や製氷用タンク２８から貯水部１０３へ水が供給されるが、水の供給源はこれらに限られない。例えば、貯水部１０３へ供給する水を溜めるタンクが冷蔵空間２０の一角に設けられ、このタンクに使用者が水を供給しても良い。

（７−５）貯水部１０３の要給水高さ
貯水部１０３の要給水高さは、渇水高さと同じであっても良い。その場合、フロート１０８のマグネット１０９が要給水高さまで下がった場合は、原則として樋３０から貯水部１０３への水の供給が行われる。しかし、給水ポンプ３６が駆動しない場合や、貯水部１０３への実際の水の供給が行われないことや樋３０に水が無くなったことをセンサ等により検知した場合は、減酸素装置７０の稼働が停止される。

（７−６）貯水部１０３の水が不足していることの発信
冷蔵庫のタッチパネル等に発信手段を備え、フロート７２のマグネット１０９が渇水高さまで下がったことが検知された場合、発信手段がそのことを発信するように構成されていても良い。例えば、タッチパネル等に発信手段としての表示機器を備え、マグネット１０９が渇水高さまで下がったことが検知された場合に、そのことが表示されるように構成されていても良い。これにより、貯水部１０３の水位が渇水高さになったことを、使用者が視覚により知ることができる。また、冷蔵庫の上部等に発信手段としての音響機器を備え、マグネット１０９が渇水高さまで下がったことが検知された場合に、そのことを意味する音声が鳴るように構成されていても良い。これにより、貯水部１０３の水位が渇水高さになったことを、使用者が聴覚により知ることができる。

（７−７）その他
樋３０や製氷用タンク２８等から貯水部１０３への水の供給手段は、給水ポンプに限定されない。

以上の実施形態は例示であり、発明の範囲はこれに限定されない。以上の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。以上の実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

３…渇水検知用温度センサ、３ａ…チューブ、１０…冷蔵庫、１２…冷蔵庫本体、１４…断熱仕切壁、１６…蒸発器カバー、１６ｂ…断熱材、１７…蒸発器カバー、１８…蒸発器室、１９…蒸発器室、２０…冷蔵空間、２１…仕切板、２２…冷蔵室、２２ａ…冷蔵室扉、２３…製氷装置、２４…野菜室、２４ａ…引き出し式扉、２５…収納容器、２６…縦仕切壁、２７…縦仕切壁、２８…製氷用タンク、２９…収納容器、３０…樋、３０ａ…側壁、３０ｂ…底面、３０ｃ…傾斜面、３１…排水口、３２…吸込口、３３…リブ、３４…排水ホース、３５…吸込ホース、３６…給水ポンプ、３７…給水ホース、３８…給水ポンプ、３９…給水ホース、４０…冷凍空間、４２…製氷室、４２ａ…引き出し式扉、４３…収納容器、４６…冷凍室、４６ａ…引き出し式扉、４７…収納容器、５０…機械室、５１…圧縮機、５２…冷蔵用蒸発器、５３…冷蔵用ファン、５４…冷凍用蒸発器、５５…冷凍用ファン、５６…蒸発皿、６０…減酸素室、６２…減酸素容器、６４…引出容器、６５…ローラ、６６…扉、６７…レール、７０…減酸素装置、７６…ユニットケース、７８…断熱材、８０…開口、８２…排気孔、８３…高分子電解質膜、８４…アノード層、８５…カソード層、８６…集電体、８７…集電体、８８…撥水層、８９…撥水層、９０…給水体、９１…固定部材、９２…固定部材、９３…絶縁体、９４…ガスケット、９５…ガスケット、９６…排気口、９７…吸気口、９８…給水体カバー、１００…給水装置、１０１…仕切板、１０２…排水口、１０３…貯水部、１０４…開口部、１０５…第１の取水口、１０６…第２の取水口、１０７…軸、１０８…フロート、１０９…マグネット、１１０…渇水検知用磁気センサ、１１１…水位低下検知用磁気センサ、１１２…フロート装置、１１８…排水路、１２０…送水樋

Claims

減酸素室と、前記減酸素室外の空気に接するアノードと、前記減酸素室内の空気に接するカソードと、前記アノードと前記カソードとの間に挟持される高分子電解質膜と、前記アノードに供給する水を溜める貯水部と、前記貯水部の水が一定量以下となったことを検知する水位検知手段とを備え、
前記アノードと前記カソードとの間に電圧が印加されることにより、前記アノードにおいて水が分解されて水素イオンが発生するとともに、前記高分子電解質膜内を移動した前記水素イオンが前記カソードにおいて酸素と結合して、前記減酸素室内の酸素濃度が低減される冷蔵庫であって、
前記水位検知手段により前記貯水部の水が一定量以下となったことが検知された場合に電圧の印加が止まることを特徴とする冷蔵庫。
前記貯水部に水を供給する供給手段を備え、前記貯水部の水が一定量以下となると、前記供給手段により前記貯水部に水が供給されることを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
前記貯水部の水が一定量以下となると、前記供給手段により、前記貯水部に予め定められた量の水が供給されることを特徴とする、請求項２に記載の冷蔵庫。
前記貯水部が満水になると、前記供給手段による前記貯水部への水の供給が止まることを特徴とする、請求項２に記載の冷蔵庫。
冷気を発生させる蒸発器と、前記蒸発器で生じる除霜水を溜める樋と、前記樋の水を前記貯水部に供給する第１の供給手段とを備え、
前記貯水部の水が一定量以下となると、前記第１の供給手段により前記樋の水が前記貯水部に供給されることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
氷を製造する製氷装置と、前記製氷装置へ送られる水が溜まる製氷用タンクと、前記製氷用タンクの水を前記貯水部に供給する第２の供給手段とを備え、
前記樋の水が一定量以下となった場合であって、前記貯水部の水が一定量以下となると、前記第２の供給手段により前記製氷用タンクの水が前記貯水部に供給されることを特徴とする、請求項５に記載の冷蔵庫。
前記水位検知手段により前記貯水部の水が一定量以下となったことが検知された場合に、そのことを外部に発信する発信手段を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
前記発信手段は、前記貯水部の水が一定量以下となったことを表示する表示機器であることを特徴とする、請求項７に記載の冷蔵庫。
前記発信手段は、前記貯水部の水が一定量以下となったことを音声で知らせる音響機器であることを特徴とする、請求項７に記載の冷蔵庫。