JPH0961027A

JPH0961027A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JPH0961027A
Application number: JP21853095A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Watanabe; 健一渡邉; 和幸 ▲高▼田; Kazuyuki Takada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-08-28
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】携帯可能な冷蔵庫において大きな消費電力と
冷却能力不足を解決し、氷点下まで急速冷却と、省消費
電力によるバッテリの軽量化が図れる小型で優れた冷蔵
庫を提供することを目的とする。【構成】液化ガスの入った冷却剤容器４を取り付け具
３にバネ１３により装着する。液化ガスはバルブ５と樹
脂または樹脂を外周に配置した導入管６を通って、金属
の内板２を設けた保温容器１内に複数個の穴から噴霧す
る。保温容器１内の温度検出器９の信号変換回路１０を
通った出力と温度設定器１１の出力の差がゼロになるよ
う比較器１２を経てバルブ制御回路８とモータ７により
バルブ５が制御される。液化ガスの噴霧により氷点下ま
での急速冷却が可能になるとともに、消費電力をおさえ
保温した導入管により冷却効率を上げ、内板と複数個の
穴により均一な冷却が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小型で携帯可能な冷蔵庫
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電器製品の個人志向やレジャーの
アウトドア志向により、小型で携帯可能な冷蔵庫の利用
が広まってきている。そのなかでペルチェ素子を使った
冷蔵庫が普及してきている。

【０００３】以下に従来の小型冷蔵庫について説明す
る。図３は従来の小型冷蔵庫の構成を示すものである。
図３において、２１は保温容器、２２は内板、２３は吸
熱板、２４はペルチェ素子、２５は放熱板、２６はファ
ン、２７は温度検出器、２８は信号変換回路、２９は温
度設定器、３０は比較器、３１は温度調節器である。

【０００４】以上のように構成された小型冷蔵庫につい
て、以下その動作について説明する。まず、吸熱板２３
と放熱板２５に挟まったペルチェ素子２４を保温容器２
１内に設け、ペルチェ素子２４に通電する。ペルチェ素
子２４は吸熱板２３の側を冷却し、放熱板２５の側の温
度が上昇するように温度差を発生させる。したがって、
温度が上昇する放熱板２５をファン２６で冷却すると放
熱板２５の温度を基準とした温度差になるよう、吸熱板
２３は冷却される。また、保温容器２１内部の全体がす
みやかに冷却されるよう、吸熱板２３が取り付けてある
内板２２はアルミなどの熱伝導性の良い金属からなって
いる。一方、保温容器２１内の温度検出器２７の出力は
信号変換回路２８を通じて、比較器３０に入力される。
温度検出器２７の出力と温度設定器２９の出力の差が一
致するよう、温度調節器３１がペルチェ素子２４を制御
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ペルチェ素子を用いた冷却方式なので急速
な冷却ができず、周囲温度が２５℃のとき約７℃程度ま
でで約５０分の時間を要し、しかも冷凍のものを保存す
ることができない。また、消費電力が大きいため携帯時
には大容量のバッテリが必要となり、重くなってしまい
可搬性が非常に悪くなるという問題点を有していた。ま
た、被冷却物に適した温度に保つための温度調節機能が
ない、保温容器内を一定時間冷やした後に冷却動作を自
動的に停止させることができないという問題点も有して
いた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、保温容器内が均一にかつ効率よく急速冷却でき、冷
凍物の保存も可能とし消費電力が小さく温度調節器機能
やタイマー機能のある冷蔵庫を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明において、第１の発明は断熱された密閉空間に
おいた被冷却物または被冷却物近傍に直接液化ガスを噴
射してこの気化熱で冷却する。

【０００８】第２の発明は、保温容器と、液化ガスと、
前記液化ガスを入れたボンベと、前記ボンベから前記液
化ガスを前記保温容器の内部に導き噴霧して気化させる
導入管と、前記ボンベから前記液化ガスを前記保温容器
の内部へ送る制御をするバルブを備えることを特徴とす
るものである。

【０００９】この第２の発明の冷蔵庫において、ボンベ
から液化ガスを保温容器の内部へ送る制御をするバルブ
は、前記保温容器内に設けた前記保温容器内の温度を検
出する温度検出器と、温度設定器と、前記温度検出器の
検出温度と前記温度設定器の設定温度が一致するように
制御されることが好ましい（第３の発明）。

【００１０】また、第２または第３の発明の冷蔵庫にお
いて、ボンベから液化ガスを保温容器の内部へ送る制御
をするバルブは、タイマーによって制御されることを特
徴とするものである（第４の発明）。

【００１１】第５の発明は、第２ないし第３，第４の発
明のいずれかの冷蔵庫において、ボンベから液化ガスを
保温容器の内部へ送る制御をするバルブは、モータによ
って駆動することを特徴とするものである。

【００１２】第２の発明の冷蔵庫において、保温容器は
被冷却物を入れる空間の内壁面が金属からなることが好
ましい（第６の発明）。

【００１３】第７の発明は、第２の発明の冷蔵庫におい
て、ボンベから液化ガスを保温容器の内部に導き噴霧し
て気化させる導入管は、樹脂からなることを特徴とする
ものである。

【００１４】第８の発明は、第２または第７の発明の冷
蔵庫において、ボンベから液化ガスを保温容器の内部に
導き噴霧して気化させる導入管は、外周が断熱材に覆わ
れていることを特徴とするものである。

【００１５】第９の発明は、第２または第７，第８の発
明の冷蔵庫において、ボンベから液化ガスを保温容器の
内部に導き噴霧して気化させる導入管は、前記液化ガス
を噴霧する穴が前記保温容器の内部に複数個設けている
ことを特徴とするものである。

【００１６】第１０の発明は、第２または第９の発明の
冷蔵庫において、液化ガスは液体空気であることを特徴
とするものである。

【００１７】この第１０の発明の冷蔵庫において、液体
空気に代えて液体窒素としたり（第１１の発明）、テト
ラフルオロエタン（以下ＨＦＣ１３４ａと呼ぶ）を含ん
だもの（第１２の発明）、あるいはモノクロロジフルオ
ロエタン（以下ＨＣＦＣ１４２ｂと呼ぶ）を含んだもの
（第１３の発明）、あるいはモノクロロジフルオロメタ
ン（以下ＨＣＦＣ２２と呼ぶ）を含んだもの（第１４の
発明）、トリフルオロメタン（以下ＨＦＣ２３と呼ぶ）
を含んだもの（第１５の発明）、モノクロロテトラフル
オロエタン（以下ＨＦＣ１２４と呼ぶ）を含んだもの
（第１６の発明）、ペンタフルオロエタン（以下ＨＦＣ
１２５と呼ぶ）を含んだもの（第１７の発明）、ジフル
オロエタン（以下ＨＦＣ１５２ａと呼ぶ）を含んだもの
（第１８の発明）としても良い。

【００１８】

【作用】上記第１の手段は、被冷却物またはこの近傍の
空気が液化ガスの気化熱によって熱を奪われて、急速に
冷やされる。

【００１９】上記第２の手段は、バルブを開いてボンベ
から導入管を通して保温容器内へ液化ガスを直接噴霧す
ることにより、被冷却物またはこの近傍の空気が液化ガ
スの気化熱により急速に冷却される。気化した低温のガ
スは回収，循環されることなしに保温容器内に充満す
る。

【００２０】上記第３の手段は、温度検出器と温度設定
器によって保温容器内の温度が設定温度になるようにバ
ルブが制御されることになり、適当な冷却温度に保つこ
とができる。

【００２１】上記第４の手段は、タイマーによって設定
した時間の間、バルブを制御することができ、一定時間
冷却ガスを噴霧することが可能となる。

【００２２】上記第５の手段は、バルブの駆動をモータ
で行うことにより、電気回路によるバルブの細かい制御
が可能となり、モータの回転位置に比例したバルブの開
き具合までも制御することができる。

【００２３】上記第６の手段は、金属からなる内壁面は
熱伝導性が良いため冷蔵庫内の温度ムラが非常に少なく
なる。また、液化ガスが噴霧する穴から滴下した場合に
内壁面上で熱の拡散がすみやかに行われるため、液化ガ
スはすぐに気化し、この気化熱による低温度状態もすぐ
に広がり局所の凍結を防ぐことができる。

【００２４】上記第７の手段は、樹脂の熱伝導性が悪い
ので導入管に液化ガスを通したときに液化ガスの温度上
昇がおさえられ、管内部での気化を防ぐことができる。
また、上記第８の手段のように導入管が樹脂でなくとも
外周が断熱材で覆われていれば、保温構造となるため同
様の作用となる。

【００２５】上記第９の手段は、液化ガスを噴霧すると
噴霧した穴の近傍の空気中で気化し、この気化熱により
冷却する。この穴を複数個設けることにより個々の穴か
ら噴霧され、気化がおこる空間が広くなり、急速かつま
んべんなく冷却される。

【００２６】上記第１０の手段は、液化ガスを液体空気
とすると、ガスを空気中に放出しても人体や食品などに
無害で安全である。同様に、上記第１１の手段のように
液化窒素を使っても良い。

【００２７】上記第１２から第１８の手段は、上記液体
空気や液体窒素のかわりに使用できるもので、非常に安
定した物質であり無害かつ酸化させない。また、沸点が
−９．８℃から−８２．０３℃であり、特にＨＣＦＣ１
４２ｂ，ＨＣＦＣ１２４，ＨＦＣ１５２ａ，ＨＦＣ１３
４ａは液体空気や液体窒素に適合するボンベよりも低い
耐圧力の簡易構造であるボンベを使用することができ
る。

【００２８】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２９】図１において、１は保温容器、２は内板、
３は取り付け具、４は冷却剤容器、５はバルブ、６は導
入管、７はモータ、８はバルブ制御回路、９は温度検出
器、１０は信号変換回路、１１は温度設定器、１２は比
較器、１３はバネである。

【００３０】以上のように構成された冷蔵庫について、
図１を用いてその動作を説明する。まず、冷却剤容器４
は一般にスプレー缶と呼ばれるものと同じ構造のもの
で、液化ガスの入った冷却剤容器４を取り付け具３に取
り付ける。冷却剤容器４はバネ１３によって上方向に押
しつけられ、ボンベの中の弁が開き液化ガスが吐出する
状態になる。液化ガスは、樹脂でできた導入管６に設け
られたバルブ５により、保温容器１の中へ噴霧するか否
かが制御される。導入管６は、樹脂からなるため熱伝導
性が悪く保温構造となるので、導入管６内部において液
化ガスが気化しにくくなる。したがって、この導入管６
により気化熱による吸熱のほとんどは保温容器内での冷
却のために作用して冷却効率が高まっている。保温容器
１内の導入管６は、液化ガスが噴霧されて気化する穴が
複数個設けられ、保温容器１内にまんべんなく噴霧され
るように配置されている。内板２は保温容器１の内部に
温度ムラができないように、アルミなどの熱伝導性の良
い金属でできている。保温容器１の内部に設けた温度検
出器９で温度を検出し、この出力は信号変換回路１０を
通して比較器１２に入力される。温度検出器９からの検
出温度と温度設定器１１の設定温度が一致するように、
バルブ制御回路８とモータ７によってバルブ５が制御さ
れる。これにより所定温度に保たれることが可能にな
り、被冷却物に合った温度での保存などが実現できる。
バルブ５はモータ７によって駆動されているため、モー
タ７の回転位置に比例した開き具合になり液化ガスの流
量までも制御でき、よりきめ細かい温度制御が可能とな
る。さらに、バルブ５を動かす時だけモータ７に通電す
ればよく、消費電力を低減することができる。冷却剤容
器４には簡易構造に適合するよう、液化ガスとして沸点
の高い−９．８℃のＨＣＦＣ１４２ｂ，−１１．０℃の
ＨＣＦＣ１２４，−２４．７℃のＨＦＣ１５２ａ，−２
６．５℃のＨＦＣ１３４ａといった物質を含んだものが
封入される。これら液化ガスは非常に安定した物質で人
体や食品などに影響しない安全なもので酸化や腐食を起
こさないものである。

【００３１】一例として、保温容器の容量が約９リット
ルで冷却負荷としてビール３５０ミリリットル２缶、室
温２０℃の状態で、保温容器内が室温と同じ状態から起
動した場合、ビールが１５℃まで冷えるのに従来のペル
チェ素子による冷却時間は約１０５分で、本発明の冷蔵
庫においてＨＦＣ１３４ａを使用し、設定温度を−１０
℃とした場合の冷却時間は約１５分と急速に冷却でき
る。また、設置型あるいは車載設置型で、保温容器が１
３リットル，ＨＦＣ１３４ａが冷媒として循環するコン
プレッサ使用の冷蔵庫の場合でも約５２分を要する。ま
た、本発明の冷蔵庫は冷却負荷がなく、かつ前記条件で
の０℃までの冷却時間は約２分と非常に速く冷却でき
る。

【００３２】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００３３】図２において、１４は保温容器、１５は内
板、１６は導入管、１７は電磁バルブ、１８は開閉バル
ブ、１９はボンベ、２０はタイマーである。

【００３４】以上のように構成された冷蔵庫について図
２を用いてその動作を説明する。まず、液体空気や液体
窒素，ＨＣＦＣ２２，ＨＦＣ２３，ＨＦＣ１２５などの
人体や食品などに無害かつ常圧０℃以下で容易に気化す
る液化ガスを封入したボンベ１９には開閉バルブ１８を
設けている。液化ガスは、この開閉バルブ１８の吐出口
から断熱材に覆われた電磁バルブ１７と導入管を介して
保温容器１４の被冷却物を収納する空間へと導かれ噴霧
される。電磁バルブ１７はタイマー２０により設定され
た所定時間の間、開いて液化ガスを噴霧させる。液化ガ
スは被冷却物の近傍にて気化して、この吸熱により直接
に保温容器１４内を急速に温度を下げる。一例として、
ＨＦＣ２３は沸点が−８２．０３℃であり、氷点下まで
容易に冷却することが可能である。また、液化ガスを回
収，循環をしないので軽量かつ小型になり、消費電力も
非常に小さいので携帯性が著しく向上する。また、構造
が簡単になるので故障しにくく修理しやすく安価に製造
できる。

【００３５】一方、導入管１６の液化ガスを噴霧する穴
は、複数個が保温容器１４内をまんべんなく冷却するよ
う配置されている。さらに、ステンレスなどの熱伝導性
の良い金属でできた内板１５からなっていて、より温度
ムラがなくなるとともに液化ガスが滴下した場合、すみ
やかな気化が促され、局所凍結を防ぐことができる。

【００３６】なお、第１の実施例において導入管６は樹
脂からなるとしたが、樹脂でできていなくても外周が断
熱材に覆われていれば良いことはいうまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明は、断熱された密閉
空間においた被冷却物または被冷却物近傍に直接液化ガ
スを噴射してこの気化熱で冷却することにより、気化熱
が直接被冷却物に作用して急速冷却が実現できるととも
に、噴射したガスを回収および循環しないので軽量化と
小型化が可能となり、急速冷却できる小型，軽量な優れ
た冷蔵庫が実現できる。

【００３８】また、保温容器と、液化ガスと、液化ガス
を封入したボンベと、ボンベから液化ガスを保温容器の
内部に導き噴霧して気化させる導入管と、ボンベから液
化ガスを保温容器の内部へ送る制御をするバルブを設け
ることにより、液化ガスの気化熱による急速冷却が可能
となり、消費電力が小さいため携帯時のバッテリを小さ
くあるいは持続時間を増大することができて、かつボン
ベを用いるため着脱可能となるため携帯に便利となり、
簡単な構造となるので故障しにくく製造コストを低減し
やすくなっている。すなわち、液化ガスによる急速冷却
が可能かつ信頼性が高く軽量で小型の携帯性の良い優れ
た冷蔵庫が実現できる。

【００３９】バルブは、保温容器内に設けた保温容器内
の温度を検出する温度検出器と、温度設定器と、温度検
出器の検出温度と温度設定器の設定温度が一致するよう
に制御されることにより被冷却物の最適な温度で保存す
ることが可能となる。

【００４０】また、バルブはタイマーによって制御され
ることにより被冷却物を最適な時間で急速冷却すること
ができ、オーブントースターや電子レンジのように簡単
に扱うことが可能となる。

【００４１】さらに、このバルブをモータで駆動するこ
とにより、電気回路による細かい制御が容易になり、モ
ータの回転位置に比例したバルブの開き具合までも制御
することができ、きめの細かい上記タイマー制御や温度
制御がたやすく実現できる。

【００４２】また、保温容器は被冷却物を入れる空間の
内壁面が金属とすると、熱伝導性が良いため冷却空間の
温度ムラを防止することができる。液化ガスが滴下して
もすみやかな熱拡散により、すぐに気化して急速冷却に
寄与するとともに局所の凍結を防ぐ。

【００４３】一方、導入管は樹脂または断熱材に覆われ
ていることにより、熱伝導性の悪い保温状態になるので
導入管内部での液化ガスの気化をおさえることができ、
気化熱による冷却は、このほとんどが保温容器内で起こ
るようになって、冷却の効率を向上させる。そして、導
入管の液化ガスを噴霧する穴を保温容器の内部に複数個
設けることにより、保温容器内をまんべんなく温度ムラ
のないよう均一に冷却することができる優れた冷蔵庫が
実現できる。

【００４４】また、被冷却物を納める保温容器内の空間
に直接噴霧する液化ガスとして、液体空気や液体窒素，
ＨＣＦＣ２２，ＨＦＣ２３，ＨＦＣ１２５を使うことに
より、非常に安定した物質で人体や食品などに影響しな
いため安全に、そして低い沸点のため急速冷却が可能と
なって、特に液体窒素，ＨＣＦＣ２２，ＨＦＣ２３，Ｈ
ＦＣ１２５は酸化や腐食を起こさない優れた冷蔵庫が実
現できる。

【００４５】これら液化ガスより沸点の高く同様の非常
に安定した物質である、ＨＣＦＣ１４２ｂ，ＨＣＦＣ１
２４，ＨＦＣ１５２ａ，ＨＦＣ１３４ａを用いるとボン
ベが扱いやすく、安価な簡易構造のものが使えカセット
コンロと同じ手軽さで使用することが可能かつ同様の安
全性を持つ優れた冷蔵庫が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における冷蔵庫のブロッ
ク構成図

【図２】本発明の第２の実施例における冷蔵庫のブロッ
ク構成図

【図３】従来の小型冷蔵庫のブロック構成図

【符号の説明】

１，１４，２１保温容器２，１５，２２内板３取り付け具４冷却剤容器５バルブ６，１６導入管７モータ８バルブ制御回路９，２７温度検出器１０，２８信号変換回路１１，２９温度設定器１２，３０比較器１３バネ１７電磁バルブ１８開閉バルブ１９ボンベ２０タイマー２３吸熱板２４ペルチェ素子２５放熱板２６ファン３１温度調節器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断熱された密閉空間においた被冷却物また
は被冷却物近傍に直接液化ガスを噴射してこの気化熱で
冷却することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】保温容器と、液化ガスと、前記液化ガスを
封入したボンベと、前記ボンベから前記液化ガスを前記
保温容器の内部に導き噴霧して気化させる導入管と、前
記ボンベから前記液化ガスを前記保温容器の内部へ送る
制御をするバルブを備えることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】ボンベから液化ガスを保温容器の内部へ送
る制御をするバルブは、前記保温容器内に設けた前記保
温容器内の温度を検出する温度検出器と、温度設定器
と、前記温度検出器の検出温度と前記温度設定器の設定
温度が一致するように制御されることを特徴とする請求
項２記載の冷蔵庫。
【請求項４】ボンベから液化ガスを保温容器の内部へ送
る制御をするバルブは、タイマーによって制御されるこ
とを特徴とする請求項２または３記載の冷蔵庫。
【請求項５】ボンベから液化ガスを保温容器の内部へ送
る制御をするバルブは、モータによって駆動することを
特徴とする請求項２、３または４記載の冷蔵庫。
【請求項６】保温容器は、被冷却物を入れる空間の内壁
面が金属からなることを特徴とする請求項２記載の冷蔵
庫。
【請求項７】ボンベから前記液化ガスを前記保温容器の
内部に導き噴霧して気化させる導入管は、樹脂からなる
ことを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫。
【請求項８】ボンベから前記液化ガスを前記保温容器の
内部に導き噴霧して気化させる導入管は、外周が断熱材
に覆われていることを特徴とする請求項２または７記載
の冷蔵庫。
【請求項９】ボンベから前記液化ガスを前記保温容器の
内部に導き噴霧して気化させる導入管は、前記液化ガス
を噴霧する穴が前記保温容器の内部に複数個設けている
ことを特徴とする請求項１、２、７または８記載の冷蔵
庫。
【請求項１０】液化ガスは、液体空気である請求項２ま
たは９記載の冷蔵庫。
【請求項１１】液化ガスは、液体窒素である請求項２ま
たは９記載の冷蔵庫。
【請求項１２】液化ガスは、テトラフルオロエタンを含
む請求項２または９記載の冷蔵庫。
【請求項１３】液化ガスは、モノクロロジフルオロエタ
ンを含む請求項２または９記載の冷蔵庫。
【請求項１４】液化ガスは、モノクロロジフルオロメタ
ンを含む請求項２または９記載の冷蔵庫。
【請求項１５】液化ガスは、トリフルオロメタンを含む
請求項２または９記載の冷蔵庫。
【請求項１６】液化ガスは、モノクロロテトラフルオロ
エタンを含む請求項２または９記載の冷蔵庫。
【請求項１７】液化ガスは、ペンタフルオロエタンを含
む請求項２または９記載の冷蔵庫。
【請求項１８】液化ガスは、ジフルオロエタンを含む請
求項２または９記載の冷蔵庫。