JP6567937B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は冷蔵庫に関し、特に、庫内の酸素濃度を調整可能な冷蔵庫に関する。

冷蔵庫の中には、特許文献１に示すように、収容した食品の保存期間を長期化するため、酸素濃度調整装置を備えて、庫内を低酸素濃度雰囲気にするものが提案されている。特に、酸素濃度調整装置の一例として、冷蔵室内の空気に含まれる酸素を物理吸着して酸素濃度を下げるＰＳＡ方式のものが提案されている。

特開２００４−３６９１７号公報

物理吸着で酸素濃度を下げる方法では、気温が上がると吸着量が減少する。特許文献１に記載の酸素濃度調整装置は、冷蔵室の外に配置されているので、外気の温度変化に影響されて、気温が上がると吸着性能が低下する。また、酸素濃度調整装置が冷蔵室に対向する位置に配置されているので、酸素濃度調整装置によって冷蔵室の大きさが制限される問題も生じる。

従って、本発明の目的は、上記の課題を解決するものであり、冷蔵庫の周囲の気温が上昇しても酸素濃度調整装置の性能低下を抑えて、収容した食料の保存期間を長期化することができ、かつ酸素濃度調整装置による冷蔵室の収容容積の低下を抑制できる冷蔵庫を提供することにある。

本発明は、
冷蔵室と、
貯蔵室と、
前記冷蔵室内の空気に含まれる酸素を物理吸着して、前記貯蔵室に低酸素濃度の空気を供給する酸素濃度調整装置と、を備え、
前記酸素濃度調整装置が、前記冷蔵室の内部であって、扉に対して奥側のコーナー部に配置されていることを特徴とする。

ここで、冷蔵室及び貯蔵室は、通常、０〜１０℃の温度に保たれた食品等の収容室である。特に、貯蔵室は、野菜、果物のような生鮮食料品を貯蔵する壁部で囲われた空間を有する。
本発明によれば、酸素濃度調整装置によって、貯蔵室の内部を低酸素雰囲気に保つことができる。よって、貯蔵室内に収容した食料品の鮮度、特に生鮮食料品の鮮度を長期間保つことができる。
酸素を物理吸着する場合、気温が上がると吸着量が減少する。一方、気温が零下にまで下がると、吸着剤が凍結して損傷する。本発明では、酸素濃度調整装置が冷蔵室の内部に配置されるので、冷蔵庫の周囲の気温の変動に関わらず、吸着を行う空気の温度を、凍結して吸着材が損傷することのない範囲で低く保つことでき、よって、酸素を吸着する効率を高めることができる。
更に、酸素濃度調整装置を奥側のコーナー部に配置するので、効率的な配置が実現でき、冷蔵室の収容容積の減少を抑制できる。

また本発明は、
前記冷蔵室の外殻に沿って断熱材が配置され、
前記コーナー部に位置する前記断熱材の厚みが、面部に位置する前記断熱材の厚みと略同一であることを特徴とする。

通常、冷蔵庫のコーナー部に配置された断熱材の厚みは、面部に配置された断熱材の厚みよりも厚くなっている。しかし、本発明では、コーナー部に位置する断熱材の厚みが面部に位置する断熱材の厚みと略同一である。これにより、コーナー部において、断熱材の厚みが薄くなった空間を利用して酸素濃度調整装置を配置することができ、かつ断熱効果を低下させることもない。つまり省エネ効果を低下させることなく、酸素濃度調整装置を効率的に配置して、冷蔵室の収容容積の減少を抑制できる。

また本発明は、
前記冷蔵室の前記奥側に冷気を前記冷蔵室の内部に吹き出す吹出パネルを備え、
前記吹出パネルの厚み寸法内に収まるように、前記酸素濃度調整装置が前記吹出パネルに隣接して配置されることを特徴とする。

本発明によれば、吹出パネルの厚み寸法内に収まるように、酸素濃度調整装置が吹出パネルに隣接して配置されるので、空間を有効活用して、冷蔵室の収容容積の減少を抑制できる。

また本発明は、
前記酸素濃度調整装置が空気を吸い込む吸入口、及び前記酸素濃度調整装置による脱着後の空気が流出する放出口が前記冷蔵室の内部に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、吸入口が冷蔵室の内部に設けられているので、凍結して吸着材が損傷することのない範囲において低い温度の空気を、確実に酸素濃度調整装置に供給することができる。よって、酸素の吸着効率を確実に高めることができる。
また、脱着後の空気を十分な容量のある冷蔵室に戻すので、庫内の空気の酸素濃度のバランスを適切に保ちながら、吸着材を確実に再生させることができる。

また本発明は、
前記酸素濃度調整装置が吸着材として活性炭を備えることを特徴とする。

本発明によれば、吸着材として活性炭を用いることにより、高い吸着性の備えた酸素濃度調整装置を提供できる。

以上のように、本発明においては、冷蔵庫の周囲の気温が上昇しても酸素濃度調整装置の性能低下を抑えて、収容した食料の保存期間を長期化することができ、かつ酸素濃度調整装置による冷蔵室の収容容積の低下を抑制できる冷蔵庫を提供することができる。

本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫の概要を示す図である。（ａ）は、冷蔵庫を前側から見た側面図であり、（ｂ）は、上側から見た平面図であり、（ｃ）は、扉を開けて、冷蔵室及び貯蔵室が外部から視認可能になった状態を示す側面図である。 図１の断面Ａ−Ａから見た、酸素濃度調整装置が備えられた冷蔵室及び貯蔵室を示す側面断面図である。 （ａ）は、図１の断面Ｂ−Ｂから見た平面断面図であって、冷蔵室内の酸素濃度調整装置の配置の１つの実施形態を示す図である。（ｂ）は、それに対応した従来例を示す平面断面図である。 図１の断面Ｂ−Ｂから見た平面断面図であって、冷蔵室内の酸素濃度調整装置の配置のその他の実施形態を示す図である。 本発明の酸素濃度調整装置の動作を示す模式図であって、（ａ）は吸着工程を示し、（ｂ）は脱着工程を示す。

次に、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫の説明）
図１は、本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫２の概要を示す図である。（ａ）は、冷蔵庫２を前側から見た側面図であり、（ｂ）は、上側から見た平面図であり、（ｃ）は、扉８ａを開けて、冷蔵室４及び貯蔵室６が外部から視認可能になった状態を示す側面図である。はじめに、図１を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫の概要を説明する。

本実施形態に係る冷蔵庫２は、上扉８ａで開閉する上側の収容空間、及び下扉８ｂで開閉する下側の収容空間を有する。上側の収容空間は、上側に配置された冷蔵室４と、下側に配置された貯蔵室６とから構成される。下側の収容空間は、冷凍室から構成される。ここで、冷蔵室４及び貯蔵室６は、通常、０〜１０℃の温度に保たれた食品等の収容室である。特に、貯蔵室６は、野菜、果物のような生鮮食料品を貯蔵する壁部で囲われた空間を有する。
図１の（ｃ）に示すように、冷蔵室４の中には酸素濃度調整装置１０が備えられている。また、図１の（ｂ）に示すように、酸素濃度調整装置１０は、扉８ａに対して奥の右側のコーナー部に配置されている。

図２は、図１の断面Ａ−Ａから見た、酸素濃度調整装置１０が備えられた冷蔵室４及び貯蔵室６を示す側面断面図である。斜線で示した部分が断面を示し、酸素濃度調整装置１０の各部材は外形が示されている。また、下側の冷凍室は記載が省略されている。冷蔵室４及び貯蔵室６と冷蔵庫２の外殻との間には、斜線で示された断熱材３０が設けられている。
酸素濃度調整装置１０を上側から順に説明すると、吸入口１２ａを有するポンプ１２が、三方弁２４を介して吸着槽１４に接続されている。三方弁２４は、ポンプ１２との接続口及び吸着槽１４との接続口に加えて、冷蔵室４の中に気体を放出する放出口２２を有する。吸着槽１４は、二方弁２６を介して製品槽１６に接続されている。二方弁２６は、吸着槽１４及び製品槽１６との接続口を有する。製品槽１６は、流量調整弁２８を介して貯蔵室６と接続されている。流量調整弁２８は、製品槽１６及び貯蔵室６との接続口を有する。流量調整弁２８の貯蔵室６側の接続口は、貯蔵室６の内部に設けられた吹出口２０になっている。この流量調整弁２８によって、酸素濃度調整装置１０から貯蔵室６に吹き出す気体の流量を所望の流量に調整することができる。

本実施形態に係る酸素濃度調整装置１０は、冷蔵室４内の空気に含まれる酸素を物理吸着して酸素濃度を下げるＰＳＡ方式の酸素濃度調整装置である。ＰＳＡは、Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ（圧力スウイング吸着）の略称である。本実施形態では、吸着槽１４の内部に、吸着材として活性炭が備えられている。
ＰＳＡ方式は、酸素分子及び窒素分子の大きさの違いを利用して分離する方法である。吸着槽１４の中で、加圧下（例えば、０．０５〜０．５ＭＰａ）で吸着材に酸素分子を吸着させて、空気中の酸素濃度を低下させる脱着工程と、吸着槽１４の中の圧力を大気圧まで減圧して、吸着された酸素分子を脱着させ、吸着材を再生させる脱着工程とを有する。

製品槽１６の内部は空間となっており、吸着槽１４で酸素が吸着されて生成された低酸素濃度の空気を一定期間蓄えておくことができる。そして、貯蔵室６の内部に設けられた吹出口２０から、製品槽１６内の低酸素濃度の空気が貯蔵室６へ供給される。製品槽１６は、吸着槽１４に備えられた吸着材の量に応じて、最適な大きさを定めることが好ましい。

本実施形態において、通常の空気の酸素濃度を約２１％とすると、酸素濃度調整装置１０から貯蔵室６に供給する低酸素濃度の空気の酸素濃度は、８〜１７％が好ましく、１０〜１５％が更に好ましい。貯蔵室６の温度が０〜１０℃程度の場合には、空気中の酸素濃度が少し下がっただけでも、食料の保存期間を長期化が期待できる。よって、仮に、酸素濃度１５％の低炭素濃度の空気で貯蔵室６を満たすことができれば、生鮮食料品の鮮度を長期間保つことが期待できる。

貯蔵室６の内部の酸素濃度を上記の値まで低下させる時間に応じて、酸素濃度調整装置１０で必要な仕様は異なるが、下記の仕様を例示することができる。
ポンプ１２； 吐出圧力：０．０５〜０．５ＭＰａ
流量：０．５〜５ Ｌ／ｍｉｎ
吸着槽１４；活性炭の量：５０〜５００ｃｃ

三方弁２４及び二方弁２６については、弁の開閉を行うアクチュエータを備えており、冷蔵庫２の制御部からの信号に基づいて、弁の開閉を自動で行うことができるようになっている。
上記の仕様は一例であり、用途に応じてその他の任意の仕様を定めることができる。

上記のように、吸着材として活性炭を用いることにより、高い吸着性の備えた酸素濃度調整装置１０を提供できる。
ただし、吸着剤として、活性炭を用いる場合に限られるものではなく、例えば、ゼオライトを用いることもできる。その他、イモゴライト構造を有する非晶質アルミニウムケイ酸からなる無機系二酸化炭素をはじめとする任意の材料を用いることができる。

（吸着工程及び脱着工程の説明）
図５は、本発明の酸素濃度調整装置１０の動作を示す模式図であって、（ａ）は吸着工程を示し、（ｂ）は脱着工程を示す。次に、図５を参照しながら、酸素濃度調整装置１０の動作を説明する。通常の空気の流れを実線の矢印示し、低酸素濃度の空気の流れを破線の矢印出示す。
＜吸着工程の説明＞
図５の（ａ）に示す吸着工程では、ポンプ１２がオンの状態となって、吸入口１２ａから冷蔵室４の内部の空気を吸い込み、三方弁２４の入側ポートへ送り込む。このとき、三方弁２４では、吸着槽１４側の出側ポートＡは開の状態になり、放出口２２側の出側ポートＢは閉の状態になっている。よって、吸入口１２ａから吸引した空気は、全て吸着槽１４へ送り込まれる。

吸着槽１４及び製品槽１６の間の二方弁２６では、ポートは開の状態になっている。よって、吸着槽１４及び製品槽１６は流体接続された状態になっている。製品槽１６及び貯蔵室６の間の流量調整弁２８は、流量を変更可能であるが、ポートは原則として開の状態になっている。よって、ポンプ１２からの空気は、吸着槽１４，製品槽１６を経て貯蔵室６へ流れる。このとき、流量調整弁２８をある程度絞った状態にしている場合には、背圧により、吸着槽１４及び製品槽１６内の圧力が高まる。

これにより、ポンプ１２で吸引された空気は、吸着槽１４へ送り込まれ、圧力の高くなった吸着槽１４内に設けられた吸着材である活性炭により、空気に含まれる酸素が吸着される。これにより、酸素濃度が低下した低酸素濃度の空気が生成され、製品槽１６に流れ、更に貯蔵室６へ流入する。つまり、低酸素濃度の空気が、吹出口２０から貯蔵室６の内部に供給される。これにより、貯蔵室６の内部を低酸素濃度の空気で満たすことができる。

冷蔵室４及び貯蔵室６の間にはわずかな隙間が設けられており、吹出口２０から低酸素濃度の空気が供給されると、予め貯蔵室６の内部にいた通常の酸素濃度の空気が隙間から押し出されて、冷蔵室４へ流出する。これにより、貯蔵室６の内部が徐々に低酸素濃度の空気でパージされる。
冷蔵室４及び貯蔵室６の間に隙間を設ける代わりに、冷蔵室４及び貯蔵室６の間に、貯蔵室６から冷蔵室４へは気体が流れるが、冷蔵室４から貯蔵室６へは気体が流れない逆止弁を設けることも考えられる。また、冷蔵室４及び貯蔵室６の間に、アクチュエータを有する二方弁を設けることも考えられる。この場合、冷蔵庫２の制御部からの信号に基づいて、製品槽１６から貯蔵室６へ低酸素濃度の空気が供給される間だけ、二方弁のポートが開の状態になるようにすることにより、スムーズに低酸素濃度の空気のパージを実行できる。

＜脱着工程の説明＞
上記の吸着工程を継続していると、活性炭の酸素の吸着量が増えて吸着性能が低下する。そこで、次に、酸素分子を脱着させて吸着材を再生させる脱着工程を行う。
まず、二方弁２６において開の状態になっているポートを閉の状態に変更し、ポンプ１２を停止する。三方弁２４において、吸着槽１４側の出側ポートＡは開の状態のまま維持し、閉の状態になっている放出口２２側の出側ポートＢを開の状態に変更する。これにより、吸着槽１４の内部は大気開放となり、圧力が大気圧まで減圧され、吸着材である活性炭に吸着されていた酸素分子を脱着させ、吸着材を再生させることができる。活性炭から脱着された酸素を含む空気は、放出口２２から冷蔵室４内に流れ出る。

本実施形態では、酸素濃度調整装置１０が空気を吸い込む吸入口１２ａ及び酸素濃度調整装置１０による脱着後の空気が流出する放出口２２が貯蔵室６の内部に設けられている。
以上のように、空気の吸入口１２ａが冷蔵室４の内部に設けられているので、凍結して吸着材が損傷することのない範囲において低い温度の空気を、確実に酸素濃度調整装置１０に供給することができる。よって、酸素の吸着効率を確実に高めることができる。また、脱着後の空気を十分な容量のある冷蔵室４に戻すので、庫内の空気の酸素濃度のバランスを適切に保ちながら、吸着材を確実に再生させることができる。

以上のように吸着工程及び脱着工程を終了した後、再生された吸着材を用いて、再び上記の吸着工程及び脱着工程を行うことができる。このサイクルを繰り返すことにより、貯蔵室６の内部の空気の酸素濃度を所望の値にして保持することができる。
本実施形態では、１つの酸素濃度調整装置１０を備えているが、例えば、２つの酸素濃度調整装置１０を備えて、上記のサイクルを交互に行うことにより、低酸素濃度の空気を連続的に貯蔵室６の内部に供給することができる。

本発明の酸素濃度調整装置１０は、上記の構成に限られるものではなく、吸着材を備えた吸着槽１４に加圧した空気を供給して低酸素濃度の空気を生成し、貯蔵室へ供給できるものであれば任意の構成を採用することができる。例えば、製品槽１６を備えずに、吸着槽１４で生成した低酸素濃度の空気を、直接、貯蔵室６へ供給するようにすることもできる。

図３の（ａ）は、図１の断面Ｂ−Ｂから見た平面断面図であって、冷蔵室４内の酸素濃度調整装置１０の配置の１つの実施形態を示す図である。図３の（ｂ）は、それに対応した従来例を示す平面断面図である。次に、図３を参照しながら、冷蔵室４内の酸素濃度調整装置１０の配置の１つの実施形態を説明する。
図３の（ａ）に示すように、酸素濃度調整装置１０が、冷蔵室４の内部であって、扉８ａに対して奥側のコーナー部１８に配置されている。

これにより、酸素濃度調整装置１０によって、貯蔵室６の内部を低酸素雰囲気に保つことができる。よって、貯蔵室６内に収容した食料品の鮮度、特に生鮮食料品の鮮度を長期間保つことができる。
酸素を物理吸着する場合、気温が上がると吸着量が減少する。一方、気温が零下にまで下がると、吸着剤が凍結して損傷する。本実施形態では、酸素濃度調整装置１０が冷蔵室４の内部に配置されるので、冷蔵庫２の周囲の気温の変動に関わらず、吸着を行う空気の温度を、凍結して吸着材が損傷することのない範囲で低く保つことでき、よって、酸素を吸着する効率を高めることができる。
更に、酸素濃度調整装置１０を奥側のコーナー部１８に配置するので、効率的な配置が実現でき、冷蔵室４の収容容積の減少を抑制できる。

図３の（ｂ）に示すように、従来の冷蔵庫では、コーナー部１８’に配置された断熱材３０’の厚みは、面部に配置された断熱材３０’の厚みよりも厚くなっている。一方、本実施形態では、コーナー部１８に位置する断熱材３０の厚み（Ｃ参照）が、従来のコーナー部１８’に位置する断熱材３０’の厚みに比べて薄くなっている。図３の（ａ）の一点鎖線が従来の冷蔵庫の断熱材の位置を示しており、本実施形態では、酸素濃度調整装置１０の大半が断熱材の厚みが薄くなった空間に収められていることがわかる。これにより、冷蔵室４の収容容積の減少を抑制できる。

冷蔵室４の収容容積の確保の観点からは、断熱材の厚みを極力薄くすることが好ましい。一方、断熱材の厚みを薄くし過ぎると断熱効果が低下する虞がある。よって、収容容積及び断熱効果の両方のバランスを考慮すると、本実施形態にように、コーナー部１８に位置する断熱材３０の厚み（Ｃ参照）を、面部に位置する断熱材の厚み（Ｄ参照）と略同一にすることが好ましい。

以上のように、コーナー部１８に位置する断熱材３０の厚みをが、面部に位置する断熱材３０の厚みと略同一にすることによって、コーナー部１８において、断熱材の厚みが薄くなった空間を利用して酸素濃度調整装置１０を配置することができ、かつ断熱効果を低下させることもない。つまり省エネ効果を低下させることなく、酸素濃度調整装置１０を効率的に配置して、冷蔵室４の収容容積の減少を抑制できる。
もし、２つの酸素濃度調整装置１０を備える場合には、それぞれ冷蔵室４の奥側の両側のコーナー部に配置することが好ましい。これにより、両コーナー部において、断熱材の厚みが薄くなった空間を有効に利用して酸素濃度調整装置１０を配置することができる。

図４は、図１の断面Ｂ−Ｂから見た酸素濃度調整装置が備えられた冷蔵室及び貯蔵室を示す平面断面図であって、特に本発明のその他の実施形態を示す図である。次に、図４を参照しながら、冷蔵室４内の酸素濃度調整装置１０の配置のその他の実施形態を説明する。

本実施形態においても、図３に示す実施形態と同様に、酸素濃度調整装置１０が冷蔵室４の奥側のコーナー部１８に配置されている。更に、本実施形態では、冷蔵室４の奥側に冷気を冷蔵室４の内部に吹き出す吹出パネル４０を備える。図４のＥに示す吹出パネル４０の厚み寸法内に収まるように、酸素濃度調整装置１０が吹出パネル４０に隣接して配置されている。また、吹出パネル４０及び酸素濃度調整装置１０を覆うパネルカバー４０ａも備えられている。これにより、扉８ａを開けたときに、酸素濃度調整装置１０が見えないようになり、意匠的にも優れた冷蔵庫を提供できる。

本実施形態では、吹出パネル４０の厚み寸法内に収まるように、酸素濃度調整装置１０が吹出パネル４０に隣接して配置されるので、空間を有効活用して、冷蔵室４の収容容積の減少を抑制できる。

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

２，２’ 冷蔵庫
４ 冷蔵室
６，６’ 貯蔵室
８ 扉
８ａ，８ａ’ 上扉
８ｂ 下扉
１０ 酸素濃度調整装置
１２ ポンプ
１２ａ 吸入口
１４ 吸着槽
１６ 製品槽
１８，１８’ コーナー部
２０ 吹出口
２２ 放出口
２４ 三方弁
２６ 二方弁
２８ 流量調整弁
３０，３０’ 断熱材
４０ 吹出パネル
４０ａ パネルカバー

Claims (5)

1. 冷蔵室と、
   貯蔵室と、
   前記冷蔵室内の空気に含まれる酸素を物理吸着して、前記貯蔵室に低酸素濃度の空気を供給する酸素濃度調整装置と、を備え、
   前記酸素濃度調整装置が、前記冷蔵室の内部であって、扉に対して奥側のコーナー部に配置されていることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記冷蔵室の外殻に沿って断熱材が配置され、
   前記コーナー部に位置する前記断熱材の厚みが、面部に位置する前記断熱材の厚みと略同一であることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記冷蔵室の前記奥側に冷気を前記冷蔵室の内部に吹き出す吹出パネルを備え、
   前記吹出パネルの厚み寸法内に収まるように、前記酸素濃度調整装置が前記吹出パネルに隣接して配置され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. 前記酸素濃度調整装置が空気を吸い込む吸入口、及び前記酸素濃度調整装置による脱着後の空気が流出する放出口が前記冷蔵室の内部に設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の冷蔵庫。
5. 前記酸素濃度調整装置が吸着材として活性炭を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の冷蔵庫。