冷蔵庫
【課題】ＯＨラジカルを効率的に多く発生させる小型の脱臭除菌装置を備え、高い脱臭及び／又は除菌作用を奏する冷蔵庫を提供すること。
【解決手段】食品を保存する冷蔵温度帯室２，６と冷凍温度帯室４，５とを有する複数の貯蔵室と、冷媒を圧縮する圧縮機２４と、冷媒により空気を冷却する冷却器７と、冷却器７で熱交換して冷やされた空気が各貯蔵室を巡る冷気流路と、を備えた冷蔵庫において、冷蔵庫内の各貯蔵室よりも温度と湿度の高い圧縮機２４の配置された機械室１９に、空気中から水分を収集し生成する水生成手段６４を設け、冷気流路の内で、冷気流路内の温度と湿度の少なくともいずれかの変動が、冷気流路戻り口に対比して大きい冷気流路内６７に、紫外線照射手段と、紫外線照射手段に対向した位置に配される保水材と、からなるＯＨラジカル発生装置２７を設けること。
【解決手段】食品を保存する冷蔵温度帯室２，６と冷凍温度帯室４，５とを有する複数の貯蔵室と、冷媒を圧縮する圧縮機２４と、冷媒により空気を冷却する冷却器７と、冷却器７で熱交換して冷やされた空気が各貯蔵室を巡る冷気流路と、を備えた冷蔵庫において、冷蔵庫内の各貯蔵室よりも温度と湿度の高い圧縮機２４の配置された機械室１９に、空気中から水分を収集し生成する水生成手段６４を設け、冷気流路の内で、冷気流路内の温度と湿度の少なくともいずれかの変動が、冷気流路戻り口に対比して大きい冷気流路内６７に、紫外線照射手段と、紫外線照射手段に対向した位置に配される保水材と、からなるＯＨラジカル発生装置２７を設けること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱臭及び／又は除菌の機能をもつ冷蔵庫に係わり、特に、紫外線照射手段と保水材を備えて脱臭除菌を行う冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫内は様々な種類の食品を保存するため、臭い及び／又は菌が発生しやすくなっている。さらに、冷蔵庫を使用する年数が長くなるほど臭気及び／又は菌が蓄積し、除去が難しくなる。冷蔵庫内に臭い及び／又は菌が蓄積すると、新たに収納した食品の汚染が進行するおそれがある。そのため、この臭い及び／又は菌を除去する技術が数多く開発されている。
【０００３】
特に、臭気は除去スピードが速いほど臭いの蓄積を抑制することができるため、臭い、菌の発生源を分解、変性する方法として、活性炭に吸着させる方法、光触媒を作用させる方法、プラズマ放電等で発生させたオゾンを作用させる方法等の様々な方法がある。その中でも、ＯＨラジカルを作用させてエチレン並びに臭い、菌を除去する方法は、分解・変性の効果が高い反面、ＯＨラジカルはすぐに消滅するため人体への影響が少なく、簡便に発生させることができるため、臭い及び／又は菌の除去に広く用いられている。
【０００４】
このＯＨラジカルを発生させる方法のひとつとして、水にエネルギーを与え、水からＯＨラジカルを解離させることによりＯＨラジカルを得る方法がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
この特許文献１によると、貯蔵室内に光触媒を塗布した光触媒部材と、この光触媒部材に向かって３２０ｎｍ〜７８０ｎｍの光を発生する光発生手段と、水分を結露させる結露手段と、を備え、光発生手段から発生する光と結露手段で結露した水分との反応によって発生するＯＨラジカルにより、野菜に付着した農薬等の有害物質を除去する冷蔵庫が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０１８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の特許文献１に示すように、水からＯＨラジカルを得る方法では、オゾンが発生せず、人体に対して安全な方法であるが、ＯＨラジカルは発生後すぐに活性を失い、臭気物質を分解するエネルギーが無くなってしまう。そのため、臭気物質の分解能力を高めるためにはＯＨラジカル発生量を増加させることと、臭気物質とＯＨラジカルの接触効率を向上させることが必要となる。
【０００８】
そして、上記の特許文献１においては、農薬等の有害物質を剥離させることを目的にしているため、食品に弊害が無く、農薬を分解できる光の波長として長波長の紫外線から可視光と限定されている。しかし、ＯＨラジカルを作用させる対象が臭気物質や菌類の場合、有害物質の剥離よりも多くのＯＨラジカルを作用させなければ分解ができない。
【０００９】
従って、多くのＯＨラジカルを発生させることで、脱臭及び／又は除菌の効果が出るので、高いエネルギーを持った光を水に照射することが望ましい。光は波長の短いか光の強度が高いほど高いエネルギーを持っている。しかし、波長の短い光は樹脂劣化を伴う危険性があるため、樹脂部品を多く備えた冷蔵庫内において波長の短い光を作用させるのは困難である。
【００１０】
さらに、上記の特許文献１では、発生させたＯＨラジカルを広範囲の食品に作用させるために光触媒部材及び光発生手段を天井部に設け、食品が乾燥するのを防ぐために循環ファンを設け、比較的遅い風速で送風を行っている。臭気物質及び／又は菌類にＯＨラジカルを作用させる場合には、動きの無い食材とは異なり、ＯＨラジカルが発生している空間を通る臭気物質及び／又は菌類の量を増やすことによって接触効率を向上させ、脱臭及び／又は除菌の効果を得るため、比較的風速が速い方が望ましい。しかし、風速を速くするためにファンを設けると装置全体の小型化が難しいという課題が生じる。
【００１１】
さらに、上記の特許文献１では水の生成方法についても記述があるが、野菜室は無負荷の場合、平均温度５℃となっており、この平均温度をもとに湿り空気ｈ−ｘ線図を見ると、平均５℃で保持できる絶対水分量の限界値は０．００５４ｋｇ／ｋｇＤ．Ａ．となる。従って、野菜室５℃環境の空気から得られる水分量はごく少量となる。また、５℃の環境においては湿度７０％以上の環境でなければ露点がプラス温度帯にならないため、水の状態で結露を取り出すことが非常に困難な環境条件となる。
【００１２】
上記の特許文献１には水の供給方法として、静電霧化により空気中の水分を得る方法、給水を行う方法、水収集板を設けて結露を得る方法を開示しているが、それぞれ、静電霧化の方法では得られる水分が少なくなるという課題があり、給水の方法では水を供給する設備にコストがかかることや使用者が水を供給しなければならないという使い勝手に課題が生じる。さらに、水収集板を用いて水分を得る方法においては、露点が氷点下となり、結露を水として利用することが困難であるという課題がある。このような露点と結露量に関する課題の解決方法について、上記の特許文献１には詳しく記載されていない。
【００１３】
本発明の目的は、ＯＨラジカルを多く発生させて、小型の脱臭除菌装置を備え、高い脱臭及び／又は除菌の効果を得ることが可能な冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
食品を保存する冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室とを有する複数の貯蔵室と、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒により空気を冷却する冷却器と、前記冷却器で熱交換して冷やされた空気が各貯蔵室を巡る冷気流路と、を備えた冷蔵庫において、
前記冷蔵庫内の各貯蔵室よりも温度と湿度の高い前記圧縮機の配置された機械室に、空気中から水分を収集し生成する水生成手段を設け、前記冷気流路の内で、冷気流路内の温度と湿度の少なくともいずれかの変動が、前記冷気流路戻り口に対比して大きい冷気流路内に、紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段に対向した位置に配される保水材と、からなるＯＨラジカル発生装置を設ける構成とする。
【００１５】
また、前記冷蔵庫において、前記変動の大きい冷気流路は、前記冷蔵温度帯室である野菜室への吐出口を形成する流路であり、前記紫外線照射手段から放出された紫外線が、前記保水材に保持された水分に加えて、前記保水材から前記冷気流路に蒸散された水分に反応して、ＯＨラジカルの発生量を増加させる構成とする。さらに、前記水生成手段は、前記高温度と高湿度の機械室内の空気中から、ペルチエ素子を用いて水分を収集し生成し、前記生成した水を前記保水材に供給する構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、貯蔵室内よりも温度が高くなる条件において水を収集し生成することによって、ＯＨラジカルの拡散を促進し、野菜から発生するエチレン（野菜の劣化を進めるもの）又は臭い、及び／又は野菜に付着している菌との接触効率を増加させて、除去効果を高めることができる。このため、冷蔵庫内に保存している食品の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本実施形態に係る冷蔵庫におけるＯＨラジカル発生装置と冷気流路の要部拡大図である。
【図４】水を保持する保水能力に差のある保水材と経時的な脱臭性能との関係を示す図である。
【図５】本実施形態に関する脱臭除菌装置としてのＯＨラジカル発生装置の保水材へ供給する水を生成する水生成手段を示す図である。
【図６】冷蔵室の冷却器入口側への冷気戻り口と野菜室への冷気吐出口の温度変化を示すグラフである。
【図７】冷蔵室の冷却器入口側への冷気戻り口と野菜室への冷気吐出口の湿度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係る冷蔵庫について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。まず、図１と図２を用いて本発明の実施形態に係る冷蔵庫の全体構成を説明する。図１は本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形を示す概略図であり、図２は本実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す図１のＸ−Ｘ断面図である。図１と図２において、１は冷蔵庫、２は冷蔵室（冷蔵温度帯室）、３は製氷室（冷凍温度帯室）、４は上段冷凍室（冷凍温度帯室）、５は下段冷凍室（冷凍温度帯室）、６は野菜室（冷蔵温度帯室）、７は冷却器、８は冷却器収納室、９は庫内送風機（送風機）、１０は断熱箱体、１１は冷蔵室送風ダクト、１２は上段冷凍室送風ダクト、１３は冷気ダクト、１５は冷蔵室ダクト、１７は冷凍室戻り口、１８は野菜室戻りダクト、１９は機械室、２０は冷蔵室冷却ダンパ、２１は蒸発皿、２２は除霜ヒータ、２３は樋、２４は圧縮機、２７はＯＨラジカル発生装置、２８，２９は断熱仕切壁、３１は制御基板、３３は冷蔵室温度センサ、３４は冷凍室温度センサ、３５は冷却器温度センサ、５０は冷凍室冷却ダンパ、５９は野菜室冷却ダンパの開口部、６０は冷凍室、６１は野菜室冷却ダンパ、６２はドレイン水排水路、６３は水供給手段、６４は水生成手段、をそれぞれ表す。
【００１９】
図１において、本実施形態に係る冷蔵庫１は、上方から、冷蔵室２、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６から構成されている。なお、以下の説明では、製氷室３と上段冷凍室４と下段冷凍室５の総称として冷凍室６０とも称する。
【００２０】
冷蔵室２は前方側に、左右に分割された観音開きの冷蔵室扉２ａ，２ｂを備え、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを備えている。以下の説明では、冷蔵室扉２ａ，２ｂ，製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを単に扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａと称する。
【００２１】
また、冷蔵庫１は、扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する図示しない扉センサと、扉開放状態と判定された状態が所定時間、例えば、１分間以上継続された場合に、使用者に報知する図示しないアラームと、冷蔵室２及び野菜室６の温度設定と冷凍室６０の温度設定をする図示しない温度設定器等を備えている。
【００２２】
図２において、冷蔵庫１の庫外と庫内は、発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１０により隔てられている。冷蔵庫１の断熱箱体１０は複数の真空断熱材２５を実装している。
【００２３】
庫内は、断熱仕切壁２８により、冷蔵室２と上段冷凍室４及び製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示されていない）とが隔てられ、断熱仕切壁２９により、下段冷凍室５と野菜室６とが隔てられている。扉２ａ，２ｂ（図１参照）の庫内側には複数の扉ポケット３２が備えられている。また、冷蔵室２は複数の棚３６により縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。
【００２４】
図２に示すように、上段冷凍室４、下段冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの室の前方に備えられた扉３ａ，４ａ，５ａ，６ａと一体に、収納容器３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂがそれぞれ設けられており、扉４ａ，５ａ，６ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂが引き出せるようになっている。図１に示す製氷室３にも同様に、扉３ａと一体に、図示しない収納容器（図２で３ｂとして表示）が設けられ、扉３ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器３ｂが引き出せるようになっている。
【００２５】
図２に示すように（適宜に図３を参照）、野菜室６への野菜室冷却ダンパ６１の開口部５９の下に脱臭除菌装置であるＯＨラジカル発生装置２７を配置している。ＯＨラジカル発生装置２７の冷気取り入れ口は、野菜室冷却ダンパ６１の開口部５９と同等の広さになっており、さらに、ＯＨラジカル発生装置２７から野菜室６へ冷気が吹き出す際に、野菜室６の上方部からか下方部の全体に冷気が行き渡るように、図３に示す冷却流路６７の水平長を短くすることが望ましい。
【００２６】
また、冷却器７は下段冷凍室５の略背部に備えられた冷却器収納室８内に設けられており、冷却器７の上方に設けられた庫内送風機（送風機）９により冷却器７と熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器７で冷やされてできた低温空気を冷気と称する）が冷蔵室送風ダクト１１、上段冷凍室送風ダクト１２、下段冷凍室送風ダクトである冷気ダクト１３及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２、上段冷凍室４、下段冷凍室５、製氷室３の各室へ送られる。各室への送風は冷蔵室冷却ダンパ２０と野菜室冷却ダンパ６１と冷凍室冷却ダンパ５０の開閉により制御される。野菜室６への送風の一例は、冷却器７、送風機７、不図示の送風ダクト、野菜室冷却ダンパ６１、開口部５９、冷気流路６７（図３参照）、野菜室６、戻り流路６ｄ、野菜室戻りダクト１８、を順に流れて循環経路を形成する。
【００２７】
冷却器７及びその周辺の冷却器収納室８の壁に付着した霜が除霜によって融解することで生じた除霜水は、冷却器収納室８の下部に備えられた樋２３に流入した後に、ドレイン水排水路６２を介して機械室１９に配された蒸発皿２１に達し、圧縮機２４、及び機械室１９内に配設される図示しない凝縮器の発熱により蒸発させられる。
【００２８】
また、冷却器７を正面から見て上部には冷却器７に取り付けられた冷却器温度センサ３５、冷蔵室２には冷蔵室温度センサ３３、下段冷凍室５には冷凍室温度センサ３４がそれぞれ備えられており、それぞれ冷却器７の温度（以下、冷却器温度と称する）、冷蔵室２の温度（以下、冷蔵室温度と称する）、下段冷凍室５の温度（以下、冷凍室温度と称する）を検知できるようになっている。さらに、冷蔵庫１は、庫外の温度を検知する図示しない外気温度センサを備えており、野菜室６にも野菜室温度センサ３３ａが配置されている。なお、本実施形態では、イソブタンを冷媒として用い、冷媒封入量は約８０ｇであり少量にしている。
【００２９】
冷蔵庫１の天井壁上面側にはＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ、インターフェース回路等を搭載した制御基板３１が配置されており（図２を参照）、制御基板３１は、上述した外気温度センサと、冷却器温度センサ３５と、冷蔵室温度センサ３３と、野菜室温度センサ３３ａと、冷凍室温度センサ３４と、扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する上述した扉センサと、冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器と、下段冷凍室５内壁に設けられた図示しない温度設定器等と、それぞれ接続されている。さらに、制御基板３１は、上記のＲＯＭにあらかじめ搭載されたプログラムにより、圧縮機２４のＯＮ／ＯＦＦ等の制御、冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ５０を個別に駆動するそれぞれのアクチュエータ（不図示）の制御、庫内送風機９のＯＮ／ＯＦＦ制御と回転速度制御、上述した扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行う。
【００３０】
次に、本発明の実施形態に係る冷蔵庫における紫外線照射による脱臭除菌を行うＯＨラジカル発生装置について、図３を参照しながら以下説明する。図３は本実施形態に係る冷蔵庫におけるＯＨラジカル発生装置と冷気流路の要部拡大図である。
【００３１】
図３において、２７はＯＨラジカル発生装置、６３は水供給手段、６５は保水材（保水手段）、６６はガラスＵＶＬＥＤ、６７は冷気流路、６８ａは冷却器からＯＨラジカル発生装置内への冷気の流れ、６８ｂはＯＨラジカル発生装置冷気流路内の冷気の流れ、６９はレンズ型ガラス６９、７０はＬＥＤ素子、をそれぞれ表す。
【００３２】
図３において、野菜室５へ冷気を吹き出す野菜室冷却ダンパ６１の開口部５９の近傍に冷気流路６７を設け、冷気が上から下へ流れるため、脱臭除菌装置であるＯＨラジカル発生装置２７の冷気流路６７の冷気取入れ口は上向きの構造を備えている。また、冷気流路６７内にＬＥＤ素子７０をレンズ型ガラス６９内に封入し、紫外線を発生させるＬＥＤ６６（以下、ガラスＵＶＬＥＤと称する）と保水材６５を備えている。
【００３３】
ここで、脱臭と除菌の作用について述べると、レンズ型ガラス６９含めた紫外線照射手段であるＬＥＤ６６が、保水材６５に含まれる水に紫外線を照射して解離反応させることによって、ＯＨラジカルを発生させ、このＯＨラジカルが冷気流れ６８ｂとともに野菜室６の食品に注がれることでＯＨラジカルの分解力によって除菌並びに脱臭効果が奏されるのであり、さらに、冷気流路６７を通る循環する冷気中の菌に対して紫外線照射による殺菌作用も奏させることができる。
【００３４】
図３に示す本実施形態では、ガラスＵＶＬＥＤ６６の下方部に保水材６５及び水供給手段６３を備えた構成例を示しているが、これに限らず、水噴霧手段を備えてもよい。
【００３５】
また、図３に示す冷気流路６７を形成するプラスチック容器のＬＥＤ６６に対向する壁面に光触媒を塗布する構成（保水材に代えて）を採用すると、紫外線が光触媒にエネルギを与えることで、光触媒の主として脱臭機能を高めることができ、この光触媒近傍を通る循環する冷気に含まれる臭気を除去する脱臭機能を高めることができる。この際に、紫外線による除菌作用も奏し得る。また、光触媒を塗布した部材を冷気流路６７用の容器に取り付ける構造であってもよい。さらに、光触媒を担持したフィルタを図３に示す冷気流路６７中にに配置する構成（保水材を用いずに）を採用すると、紫外線の照射によってフィルタ中の光触媒の脱臭機能が一層向上し、フィルタ中を通過する循環冷気の脱臭機能を奏させることができる。このように、冷気流路６７用の容器に塗布した光触媒又は光触媒を担持したフィルタを使用することで、野菜室の食品に対して脱臭と除菌作用を奏するのである。
【００３６】
さらに、図３に示す少なくともＬＥＤを含む冷却流路形成用容器を野菜室冷却ダンパ６１の直下流側に配置することに代えて、冷却ファン９の近傍に配置して全貯蔵室の脱臭除菌を図るようにしてもよい。
【００３７】
さらにまた、本実施形態ではレンズ型ガラスで紫外線を集光しているため、野菜室を循環する冷気流路６７中であって、上述した保水材又は光触媒の配置の下流直後に、循環する冷気に含まれるエチレン、臭いおよび／又は菌を収集させる部材、例えばハニカム形状の部材又は布などをガラスＵＶＬＥＤ６６の集中照射範囲内に配置する構成をとると、紫外線を効率的に作用させることができるため、エチレン除去、脱臭及び／又は抗菌の効果をさらに向上させることができる。
【００３８】
図４は水を保持する保水能力に差のある保水材と経時的な脱臭性能との関係を示す図である。図４にはガラスＵＶＬＥＤ６６の下方部に保水材を備えた場合に、保水材の保水能力の異なる３種類の保水材を備えたときのメチルメルカプタンの脱臭性能を示す。図４において、符号１６９は保水材１ｇあたり２．２１ｇの水を保持する能力のある保水材を用いた場合の脱臭性能、符号１７０は保水材１ｇあたり３．４１ｇの水を保持する能力のある保水材を用いた場合の脱臭性能、符号１７１は保水材１ｇあたり４．００ｇの水を保持する能力のある保水材を用いた場合の脱臭性能、をそれぞれ示している。
【００３９】
図４からわかるように、１ｇあたりの保水能力が高い保水材ほど脱臭能力が高くなる傾向にある。さらに、脱臭除菌装置の空間内に存在している水蒸気も紫外線と反応し、ＯＨラジカルを発生させて脱臭及び／又は除菌を行っているため、吸湿性の高い保水材を使用したとすると当該保水材が空気中の湿度も奪うおそれがあるため、吸水や保水能力は高いが、吸湿性が低い物質、例えばアクリル系の素材を主成分とした保水材を用いることが望ましい。
【００４０】
また、保水材に光触媒を塗布すると、水と光触媒の２つの効果が得られるため、脱臭及び除菌効果が向上すると考えられる。また、紫外線吸収能力は色の濃いものほど強い傾向にあるため、薄い色や白に近い色に比べ、黒や濃紺色などの色の濃い保水材を用いると多くの紫外線と水が反応し、ＯＨラジカルの発生量が増加するため、脱臭及び／又は抗菌効果が向上する。
【００４１】
また、長波長の光はエネルギーが低いが、集光することによって光強度が高くなり、エネルギーが高くなるため、脱臭及び／又は除菌効果が高くなる。従って、紫外線照射手段が長波長のものに集光レンズなどの部材（例えば、図３に示すレンズ型ガラス６９）を設け、集光レンズの光が作用する範囲に保水材を配置することによってさらに効果が向上する。その際、保水材を狭い範囲内に多く作用させるために、図３に図示した平板状のくし形の保水材を巻回した状態の形状とすることで、この巻回した保水材と紫外線が接触する面積を広くすることが望ましい。また、保水材と紫外線が接触する際、影になる部分では紫外線が作用しないため、できるだけ保水材に影ができないように、紫外線照射装置の真下近傍に保水材を配置することが望ましい。また、保水材の形状として、くし形形状、くし形を巻回した形状の外に、保水母材の平面上にマトリックス状に（縦横に）棒状部材を植立した形状としてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態に関する脱臭除菌装置としてのＯＨラジカル発生装置における保水材へ供給する水を生成する水生成手段について、図５を参照しながら以下説明する。図５の（１）は水生成手段を上方からみた平面図であり、図５の（２）はその斜視図である。図５において、７２は周囲の空気を冷やすためのペルチェ素子（吸熱機能を奏させるもの）、７３は生成した水、７４は水受け部材、７５は水受け部材７４周囲のフランジ、７６は毛細管現象で水を吸い上げる吸水手段、７７は冷却板、７８は冷却フィンを示している。吸水手段７６は、例えばパイプの内側に樹脂繊維を充填して構成したものである。ここで、ペルチェ素子７２はその周辺の空気を冷やすことによって空気中から水分を収集して水を生成するものであり、ペルチェ素子７２を挟む冷却板７７と冷却フィン７８の金属板は空気を冷やす面積を増やして水分収集を効率的に行う機能を奏するものである。
【００４３】
ところで、冷蔵庫内の貯蔵室温度は低温であるため、露点温度が非常に低くなり、水として結露を得ることが困難な環境となる。しかし、使用者に給水をさせることは使い勝手の悪化やコストが高くなる等の課題があるため、冷蔵庫内において温度と湿度の高い条件で水を収集し生成することが必要となる。
【００４４】
図５に示した水生成手段６４を圧縮機２４の設置された機械室１９に設けることで（図２を参照）、圧縮機２４から発生する熱を利用することが可能となり、温度及び湿度の高い環境下の機械室１９の空気中から生成した水を、機械室１９から上方部の野菜室６へ毛細管現象で水を吸い上げる吸水手段７６を用いて吸い上げ、保水材６５（図３を参照）に直接供給する仕組みとなっている。冷蔵庫の通常運転時、機械室１９は平均３０℃となる。さらに、機械室１９には除霜時に発生する水を落とすドレイン受け（蒸発皿２１、図２を参照）が配置されているため高湿な条件となる。従って、機械室１９でペルチェ素子７２を稼働して機械室内の空気を冷やすことによって水を生成することが可能となる。
【００４５】
さらに、水の供給にポンプなどの駆動系を用いようとすると、モーターや電気回路の変更が必要となり、消費電力量が増加してしまうため、本実施形態に示すように毛細管を用いることで駆動系を使用しないため、省エネや低コスト化につながる。また、別の方法として、ペルチェ素子７２を冷却器７（図２を参照）の近傍に設置し、除霜ヒータ運転時のみ作動させることで、温度及び湿度が高い条件時に水を収集し、自然落下によって保水材６５に給水を行ってもよい。
【００４６】
図６は、冷蔵室の冷却器入口側への冷気戻り口と野菜室への冷気吐出口の温度変化を示すグラフである。図７は、冷蔵室の冷却器入口側への冷気戻り口と野菜室への冷気吐出口の湿度変化を示すグラフである。ここで、野菜室への冷気吐出口の温度と湿度に対する比較の対象として冷蔵室の冷気戻り口を取り上げるのは、冷蔵室の冷蔵温度帯が野菜室のそれと同様であり、さらに冷蔵室の戻り口が野菜室の吐出口とその口面積が同様であって、比較の条件が同様であるからである。
【００４７】
図６において、符号１７９は冷蔵室の戻り口の温度変化、符号１８０は野菜室への吐出口の温度変化を示す。また、図７において、符号１８１は冷蔵室の戻り口の湿度変化、符号１８２は野菜室への吐出口の湿度変化を示す。
【００４８】
図６及び図７からわかるように、野菜室６の方が冷凍室５に近いため、冷凍室５の温度と湿度の影響を受けて、野菜室６への冷気吐出口における温度１８０及び湿度１８１の変動が大きい傾向となる。このことから、冷気の温度及び湿度の変動が大きいと、保水材６５から水分が蒸散しやすい条件となるため、紫外線と蒸散した水分との接触機会が増加することにより、紫外線による保水材からのＯＨラジカル発生に加えて、ＯＨラジカルの発生量が増加し、効果がさらに増すこととなる。
【００４９】
以上説明したように、本発明の実施形態に関する、図２、図３及び図５に示すＯＨラジカルを発生させる脱臭除菌装置によると、モータ等を用いた高いエネルギーを作用させること無く、無給水で多くの結露水を生成し、水分と紫外線の接触効率を向上させることができる。これによって、ＯＨラジカルをより多く発生させて、安全かつ低コストで小型化を可能とする冷蔵庫を提供でき、さらに、高い脱臭及び／又は除菌の効果を得て食材の鮮度を保つ冷蔵庫を提供することができる。
【００５０】
本発明の実施形態について、より好ましい具体的な構成例を説明すると、冷蔵庫内の各貯蔵室よりも温度が高い部位に保水材に水を供給する水供給手段を備え、冷気流路で温度又は湿度の少なくともいずれか１つの条件が変動する冷気流路内に紫外線照射手段と保水材を備えて、冷蔵庫内の脱臭又はエチレン、及び／又は除菌を行う冷蔵庫において、冷気流路口の通風面積は、ＯＨラジカル発生装置への冷気口での冷気風速と冷気流路の風速が同等になるような大きさにすること。また、保水材及び紫外線照射手段は、冷気口から１０ｃｍ以内の距離に配置すること。また、紫外線は３７０ｎｍ〜２５４ｎｍの波長を含む光であること。また、紫外線照射手段は保水材の上部に備え、紫外線照射手段と保水材の間の距離は、紫外線を保水材に対して有効的に作用させるために２０ｍｍ以内とすること。また、図６と図７に示す温度の変動は３℃以上の変動幅があり、湿度の変動は５％以上の変動幅があること。
【００５１】
また、冷蔵庫内の冷気流路内に、紫外線照射手段と保水材と保水材への給水手段と水生成手段と除霜ヒータとを備え、温度または湿度の少なくともいずれか１つの条件が変動する冷気流路に紫外線発生手段と保水材を備えて、臭い及び／又は菌の除去を行う冷蔵庫において、水生成手段は冷気の供給量を制御するダンパよりも機械室に近い場所に設けること。また、水生成手段にペルチェ素子と金属板を用いること。また、水生成手段を除霜ヒータ付近に設置して、除霜時の空間温度が高い時間のみ使用する、もしくは、圧縮機を設置している空間内に設置することで、冷蔵室内よりも温度が高い場所で水を生成し、給水手段を用いて冷気流路に備えた保水材に水を供給する構造とすること。また、給水手段は毛細管とし、保水材は水生成手段よりも高い位置に備え、駆動系を不要と構造であること。
【符号の説明】
【００５２】
１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室（冷蔵温度帯室）
３ 製氷室（冷凍温度帯室）
４ 上段冷凍室（冷凍温度帯室）
５ 下段冷凍室（冷凍温度帯室）
６ 野菜室（冷蔵温度帯室）
７ 冷却器
８ 冷却器収納室
９ 庫内送風機（送風機）
１０ 断熱箱体
１１ 冷蔵室送風ダクト
１２ 上段冷凍室送風ダクト
１３ 冷気ダクト
１５ 冷蔵室ダクト
１７ 冷凍室戻り口
１８ 野菜室戻りダクト
１９ 機械室
２０ 冷蔵室冷却ダンパ
２１ 蒸発皿
２２ 除霜ヒータ
２３ 樋
２４ 圧縮機
２７ ＯＨラジカル発生装置
２８，２９ 断熱仕切壁
３１ 制御基板
３３ 冷蔵室温度センサ
３３ａ 野菜室温度センサ
３４ 冷凍室温度センサ
３５ 冷却器温度センサ
５０ 冷凍室冷却ダンパ
５９ 野菜室冷却ダンパの開口部
６０ 冷凍室
６１ 野菜室冷却ダンパ
６２ ドレイン水排水路
６３ 水供給手段
６４ 水生成手段
６５ 保水手段（保水材）
６６ ガラスＵＶＬＥＤ
６７ 冷気流路
６８ａ 冷却器からＯＨラジカル発生装置内への冷気の流れ
６８ｂ ＯＨラジカル発生装置の冷気流路内の冷気の流れ
６９ レンズ型ガラス
７０ ＬＥＤ素子
７２ ペルチェ素子
７３ 生成した水
７４ 水受け部材
７５ フランジ
７６ 吸水手段
７７ 冷却板
７８ 冷却フィン
１７９ 冷蔵室の戻り口の温度変化
１８０ 野菜室への吐出口の温度変化
１８１ 冷蔵室の戻り口の湿度変化
１８２ 野菜室への吐出口の湿度変化
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱臭及び／又は除菌の機能をもつ冷蔵庫に係わり、特に、紫外線照射手段と保水材を備えて脱臭除菌を行う冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫内は様々な種類の食品を保存するため、臭い及び／又は菌が発生しやすくなっている。さらに、冷蔵庫を使用する年数が長くなるほど臭気及び／又は菌が蓄積し、除去が難しくなる。冷蔵庫内に臭い及び／又は菌が蓄積すると、新たに収納した食品の汚染が進行するおそれがある。そのため、この臭い及び／又は菌を除去する技術が数多く開発されている。
【０００３】
特に、臭気は除去スピードが速いほど臭いの蓄積を抑制することができるため、臭い、菌の発生源を分解、変性する方法として、活性炭に吸着させる方法、光触媒を作用させる方法、プラズマ放電等で発生させたオゾンを作用させる方法等の様々な方法がある。その中でも、ＯＨラジカルを作用させてエチレン並びに臭い、菌を除去する方法は、分解・変性の効果が高い反面、ＯＨラジカルはすぐに消滅するため人体への影響が少なく、簡便に発生させることができるため、臭い及び／又は菌の除去に広く用いられている。
【０００４】
このＯＨラジカルを発生させる方法のひとつとして、水にエネルギーを与え、水からＯＨラジカルを解離させることによりＯＨラジカルを得る方法がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
この特許文献１によると、貯蔵室内に光触媒を塗布した光触媒部材と、この光触媒部材に向かって３２０ｎｍ〜７８０ｎｍの光を発生する光発生手段と、水分を結露させる結露手段と、を備え、光発生手段から発生する光と結露手段で結露した水分との反応によって発生するＯＨラジカルにより、野菜に付着した農薬等の有害物質を除去する冷蔵庫が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０１８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の特許文献１に示すように、水からＯＨラジカルを得る方法では、オゾンが発生せず、人体に対して安全な方法であるが、ＯＨラジカルは発生後すぐに活性を失い、臭気物質を分解するエネルギーが無くなってしまう。そのため、臭気物質の分解能力を高めるためにはＯＨラジカル発生量を増加させることと、臭気物質とＯＨラジカルの接触効率を向上させることが必要となる。
【０００８】
そして、上記の特許文献１においては、農薬等の有害物質を剥離させることを目的にしているため、食品に弊害が無く、農薬を分解できる光の波長として長波長の紫外線から可視光と限定されている。しかし、ＯＨラジカルを作用させる対象が臭気物質や菌類の場合、有害物質の剥離よりも多くのＯＨラジカルを作用させなければ分解ができない。
【０００９】
従って、多くのＯＨラジカルを発生させることで、脱臭及び／又は除菌の効果が出るので、高いエネルギーを持った光を水に照射することが望ましい。光は波長の短いか光の強度が高いほど高いエネルギーを持っている。しかし、波長の短い光は樹脂劣化を伴う危険性があるため、樹脂部品を多く備えた冷蔵庫内において波長の短い光を作用させるのは困難である。
【００１０】
さらに、上記の特許文献１では、発生させたＯＨラジカルを広範囲の食品に作用させるために光触媒部材及び光発生手段を天井部に設け、食品が乾燥するのを防ぐために循環ファンを設け、比較的遅い風速で送風を行っている。臭気物質及び／又は菌類にＯＨラジカルを作用させる場合には、動きの無い食材とは異なり、ＯＨラジカルが発生している空間を通る臭気物質及び／又は菌類の量を増やすことによって接触効率を向上させ、脱臭及び／又は除菌の効果を得るため、比較的風速が速い方が望ましい。しかし、風速を速くするためにファンを設けると装置全体の小型化が難しいという課題が生じる。
【００１１】
さらに、上記の特許文献１では水の生成方法についても記述があるが、野菜室は無負荷の場合、平均温度５℃となっており、この平均温度をもとに湿り空気ｈ−ｘ線図を見ると、平均５℃で保持できる絶対水分量の限界値は０．００５４ｋｇ／ｋｇＤ．Ａ．となる。従って、野菜室５℃環境の空気から得られる水分量はごく少量となる。また、５℃の環境においては湿度７０％以上の環境でなければ露点がプラス温度帯にならないため、水の状態で結露を取り出すことが非常に困難な環境条件となる。
【００１２】
上記の特許文献１には水の供給方法として、静電霧化により空気中の水分を得る方法、給水を行う方法、水収集板を設けて結露を得る方法を開示しているが、それぞれ、静電霧化の方法では得られる水分が少なくなるという課題があり、給水の方法では水を供給する設備にコストがかかることや使用者が水を供給しなければならないという使い勝手に課題が生じる。さらに、水収集板を用いて水分を得る方法においては、露点が氷点下となり、結露を水として利用することが困難であるという課題がある。このような露点と結露量に関する課題の解決方法について、上記の特許文献１には詳しく記載されていない。
【００１３】
本発明の目的は、ＯＨラジカルを多く発生させて、小型の脱臭除菌装置を備え、高い脱臭及び／又は除菌の効果を得ることが可能な冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
食品を保存する冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室とを有する複数の貯蔵室と、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒により空気を冷却する冷却器と、前記冷却器で熱交換して冷やされた空気が各貯蔵室を巡る冷気流路と、を備えた冷蔵庫において、
前記冷蔵庫内の各貯蔵室よりも温度と湿度の高い前記圧縮機の配置された機械室に、空気中から水分を収集し生成する水生成手段を設け、前記冷気流路の内で、冷気流路内の温度と湿度の少なくともいずれかの変動が、前記冷気流路戻り口に対比して大きい冷気流路内に、紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段に対向した位置に配される保水材と、からなるＯＨラジカル発生装置を設ける構成とする。
【００１５】
また、前記冷蔵庫において、前記変動の大きい冷気流路は、前記冷蔵温度帯室である野菜室への吐出口を形成する流路であり、前記紫外線照射手段から放出された紫外線が、前記保水材に保持された水分に加えて、前記保水材から前記冷気流路に蒸散された水分に反応して、ＯＨラジカルの発生量を増加させる構成とする。さらに、前記水生成手段は、前記高温度と高湿度の機械室内の空気中から、ペルチエ素子を用いて水分を収集し生成し、前記生成した水を前記保水材に供給する構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、貯蔵室内よりも温度が高くなる条件において水を収集し生成することによって、ＯＨラジカルの拡散を促進し、野菜から発生するエチレン（野菜の劣化を進めるもの）又は臭い、及び／又は野菜に付着している菌との接触効率を増加させて、除去効果を高めることができる。このため、冷蔵庫内に保存している食品の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本実施形態に係る冷蔵庫におけるＯＨラジカル発生装置と冷気流路の要部拡大図である。
【図４】水を保持する保水能力に差のある保水材と経時的な脱臭性能との関係を示す図である。
【図５】本実施形態に関する脱臭除菌装置としてのＯＨラジカル発生装置の保水材へ供給する水を生成する水生成手段を示す図である。
【図６】冷蔵室の冷却器入口側への冷気戻り口と野菜室への冷気吐出口の温度変化を示すグラフである。
【図７】冷蔵室の冷却器入口側への冷気戻り口と野菜室への冷気吐出口の湿度変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係る冷蔵庫について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。まず、図１と図２を用いて本発明の実施形態に係る冷蔵庫の全体構成を説明する。図１は本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形を示す概略図であり、図２は本実施形態に係る冷蔵庫の庫内の構成を表す図１のＸ−Ｘ断面図である。図１と図２において、１は冷蔵庫、２は冷蔵室（冷蔵温度帯室）、３は製氷室（冷凍温度帯室）、４は上段冷凍室（冷凍温度帯室）、５は下段冷凍室（冷凍温度帯室）、６は野菜室（冷蔵温度帯室）、７は冷却器、８は冷却器収納室、９は庫内送風機（送風機）、１０は断熱箱体、１１は冷蔵室送風ダクト、１２は上段冷凍室送風ダクト、１３は冷気ダクト、１５は冷蔵室ダクト、１７は冷凍室戻り口、１８は野菜室戻りダクト、１９は機械室、２０は冷蔵室冷却ダンパ、２１は蒸発皿、２２は除霜ヒータ、２３は樋、２４は圧縮機、２７はＯＨラジカル発生装置、２８，２９は断熱仕切壁、３１は制御基板、３３は冷蔵室温度センサ、３４は冷凍室温度センサ、３５は冷却器温度センサ、５０は冷凍室冷却ダンパ、５９は野菜室冷却ダンパの開口部、６０は冷凍室、６１は野菜室冷却ダンパ、６２はドレイン水排水路、６３は水供給手段、６４は水生成手段、をそれぞれ表す。
【００１９】
図１において、本実施形態に係る冷蔵庫１は、上方から、冷蔵室２、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６から構成されている。なお、以下の説明では、製氷室３と上段冷凍室４と下段冷凍室５の総称として冷凍室６０とも称する。
【００２０】
冷蔵室２は前方側に、左右に分割された観音開きの冷蔵室扉２ａ，２ｂを備え、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを備えている。以下の説明では、冷蔵室扉２ａ，２ｂ，製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを単に扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａと称する。
【００２１】
また、冷蔵庫１は、扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する図示しない扉センサと、扉開放状態と判定された状態が所定時間、例えば、１分間以上継続された場合に、使用者に報知する図示しないアラームと、冷蔵室２及び野菜室６の温度設定と冷凍室６０の温度設定をする図示しない温度設定器等を備えている。
【００２２】
図２において、冷蔵庫１の庫外と庫内は、発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１０により隔てられている。冷蔵庫１の断熱箱体１０は複数の真空断熱材２５を実装している。
【００２３】
庫内は、断熱仕切壁２８により、冷蔵室２と上段冷凍室４及び製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示されていない）とが隔てられ、断熱仕切壁２９により、下段冷凍室５と野菜室６とが隔てられている。扉２ａ，２ｂ（図１参照）の庫内側には複数の扉ポケット３２が備えられている。また、冷蔵室２は複数の棚３６により縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。
【００２４】
図２に示すように、上段冷凍室４、下段冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの室の前方に備えられた扉３ａ，４ａ，５ａ，６ａと一体に、収納容器３ｂ，４ｂ，５ｂ，６ｂがそれぞれ設けられており、扉４ａ，５ａ，６ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂが引き出せるようになっている。図１に示す製氷室３にも同様に、扉３ａと一体に、図示しない収納容器（図２で３ｂとして表示）が設けられ、扉３ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器３ｂが引き出せるようになっている。
【００２５】
図２に示すように（適宜に図３を参照）、野菜室６への野菜室冷却ダンパ６１の開口部５９の下に脱臭除菌装置であるＯＨラジカル発生装置２７を配置している。ＯＨラジカル発生装置２７の冷気取り入れ口は、野菜室冷却ダンパ６１の開口部５９と同等の広さになっており、さらに、ＯＨラジカル発生装置２７から野菜室６へ冷気が吹き出す際に、野菜室６の上方部からか下方部の全体に冷気が行き渡るように、図３に示す冷却流路６７の水平長を短くすることが望ましい。
【００２６】
また、冷却器７は下段冷凍室５の略背部に備えられた冷却器収納室８内に設けられており、冷却器７の上方に設けられた庫内送風機（送風機）９により冷却器７と熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器７で冷やされてできた低温空気を冷気と称する）が冷蔵室送風ダクト１１、上段冷凍室送風ダクト１２、下段冷凍室送風ダクトである冷気ダクト１３及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２、上段冷凍室４、下段冷凍室５、製氷室３の各室へ送られる。各室への送風は冷蔵室冷却ダンパ２０と野菜室冷却ダンパ６１と冷凍室冷却ダンパ５０の開閉により制御される。野菜室６への送風の一例は、冷却器７、送風機７、不図示の送風ダクト、野菜室冷却ダンパ６１、開口部５９、冷気流路６７（図３参照）、野菜室６、戻り流路６ｄ、野菜室戻りダクト１８、を順に流れて循環経路を形成する。
【００２７】
冷却器７及びその周辺の冷却器収納室８の壁に付着した霜が除霜によって融解することで生じた除霜水は、冷却器収納室８の下部に備えられた樋２３に流入した後に、ドレイン水排水路６２を介して機械室１９に配された蒸発皿２１に達し、圧縮機２４、及び機械室１９内に配設される図示しない凝縮器の発熱により蒸発させられる。
【００２８】
また、冷却器７を正面から見て上部には冷却器７に取り付けられた冷却器温度センサ３５、冷蔵室２には冷蔵室温度センサ３３、下段冷凍室５には冷凍室温度センサ３４がそれぞれ備えられており、それぞれ冷却器７の温度（以下、冷却器温度と称する）、冷蔵室２の温度（以下、冷蔵室温度と称する）、下段冷凍室５の温度（以下、冷凍室温度と称する）を検知できるようになっている。さらに、冷蔵庫１は、庫外の温度を検知する図示しない外気温度センサを備えており、野菜室６にも野菜室温度センサ３３ａが配置されている。なお、本実施形態では、イソブタンを冷媒として用い、冷媒封入量は約８０ｇであり少量にしている。
【００２９】
冷蔵庫１の天井壁上面側にはＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリ、インターフェース回路等を搭載した制御基板３１が配置されており（図２を参照）、制御基板３１は、上述した外気温度センサと、冷却器温度センサ３５と、冷蔵室温度センサ３３と、野菜室温度センサ３３ａと、冷凍室温度センサ３４と、扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する上述した扉センサと、冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器と、下段冷凍室５内壁に設けられた図示しない温度設定器等と、それぞれ接続されている。さらに、制御基板３１は、上記のＲＯＭにあらかじめ搭載されたプログラムにより、圧縮機２４のＯＮ／ＯＦＦ等の制御、冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ５０を個別に駆動するそれぞれのアクチュエータ（不図示）の制御、庫内送風機９のＯＮ／ＯＦＦ制御と回転速度制御、上述した扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行う。
【００３０】
次に、本発明の実施形態に係る冷蔵庫における紫外線照射による脱臭除菌を行うＯＨラジカル発生装置について、図３を参照しながら以下説明する。図３は本実施形態に係る冷蔵庫におけるＯＨラジカル発生装置と冷気流路の要部拡大図である。
【００３１】
図３において、２７はＯＨラジカル発生装置、６３は水供給手段、６５は保水材（保水手段）、６６はガラスＵＶＬＥＤ、６７は冷気流路、６８ａは冷却器からＯＨラジカル発生装置内への冷気の流れ、６８ｂはＯＨラジカル発生装置冷気流路内の冷気の流れ、６９はレンズ型ガラス６９、７０はＬＥＤ素子、をそれぞれ表す。
【００３２】
図３において、野菜室５へ冷気を吹き出す野菜室冷却ダンパ６１の開口部５９の近傍に冷気流路６７を設け、冷気が上から下へ流れるため、脱臭除菌装置であるＯＨラジカル発生装置２７の冷気流路６７の冷気取入れ口は上向きの構造を備えている。また、冷気流路６７内にＬＥＤ素子７０をレンズ型ガラス６９内に封入し、紫外線を発生させるＬＥＤ６６（以下、ガラスＵＶＬＥＤと称する）と保水材６５を備えている。
【００３３】
ここで、脱臭と除菌の作用について述べると、レンズ型ガラス６９含めた紫外線照射手段であるＬＥＤ６６が、保水材６５に含まれる水に紫外線を照射して解離反応させることによって、ＯＨラジカルを発生させ、このＯＨラジカルが冷気流れ６８ｂとともに野菜室６の食品に注がれることでＯＨラジカルの分解力によって除菌並びに脱臭効果が奏されるのであり、さらに、冷気流路６７を通る循環する冷気中の菌に対して紫外線照射による殺菌作用も奏させることができる。
【００３４】
図３に示す本実施形態では、ガラスＵＶＬＥＤ６６の下方部に保水材６５及び水供給手段６３を備えた構成例を示しているが、これに限らず、水噴霧手段を備えてもよい。
【００３５】
また、図３に示す冷気流路６７を形成するプラスチック容器のＬＥＤ６６に対向する壁面に光触媒を塗布する構成（保水材に代えて）を採用すると、紫外線が光触媒にエネルギを与えることで、光触媒の主として脱臭機能を高めることができ、この光触媒近傍を通る循環する冷気に含まれる臭気を除去する脱臭機能を高めることができる。この際に、紫外線による除菌作用も奏し得る。また、光触媒を塗布した部材を冷気流路６７用の容器に取り付ける構造であってもよい。さらに、光触媒を担持したフィルタを図３に示す冷気流路６７中にに配置する構成（保水材を用いずに）を採用すると、紫外線の照射によってフィルタ中の光触媒の脱臭機能が一層向上し、フィルタ中を通過する循環冷気の脱臭機能を奏させることができる。このように、冷気流路６７用の容器に塗布した光触媒又は光触媒を担持したフィルタを使用することで、野菜室の食品に対して脱臭と除菌作用を奏するのである。
【００３６】
さらに、図３に示す少なくともＬＥＤを含む冷却流路形成用容器を野菜室冷却ダンパ６１の直下流側に配置することに代えて、冷却ファン９の近傍に配置して全貯蔵室の脱臭除菌を図るようにしてもよい。
【００３７】
さらにまた、本実施形態ではレンズ型ガラスで紫外線を集光しているため、野菜室を循環する冷気流路６７中であって、上述した保水材又は光触媒の配置の下流直後に、循環する冷気に含まれるエチレン、臭いおよび／又は菌を収集させる部材、例えばハニカム形状の部材又は布などをガラスＵＶＬＥＤ６６の集中照射範囲内に配置する構成をとると、紫外線を効率的に作用させることができるため、エチレン除去、脱臭及び／又は抗菌の効果をさらに向上させることができる。
【００３８】
図４は水を保持する保水能力に差のある保水材と経時的な脱臭性能との関係を示す図である。図４にはガラスＵＶＬＥＤ６６の下方部に保水材を備えた場合に、保水材の保水能力の異なる３種類の保水材を備えたときのメチルメルカプタンの脱臭性能を示す。図４において、符号１６９は保水材１ｇあたり２．２１ｇの水を保持する能力のある保水材を用いた場合の脱臭性能、符号１７０は保水材１ｇあたり３．４１ｇの水を保持する能力のある保水材を用いた場合の脱臭性能、符号１７１は保水材１ｇあたり４．００ｇの水を保持する能力のある保水材を用いた場合の脱臭性能、をそれぞれ示している。
【００３９】
図４からわかるように、１ｇあたりの保水能力が高い保水材ほど脱臭能力が高くなる傾向にある。さらに、脱臭除菌装置の空間内に存在している水蒸気も紫外線と反応し、ＯＨラジカルを発生させて脱臭及び／又は除菌を行っているため、吸湿性の高い保水材を使用したとすると当該保水材が空気中の湿度も奪うおそれがあるため、吸水や保水能力は高いが、吸湿性が低い物質、例えばアクリル系の素材を主成分とした保水材を用いることが望ましい。
【００４０】
また、保水材に光触媒を塗布すると、水と光触媒の２つの効果が得られるため、脱臭及び除菌効果が向上すると考えられる。また、紫外線吸収能力は色の濃いものほど強い傾向にあるため、薄い色や白に近い色に比べ、黒や濃紺色などの色の濃い保水材を用いると多くの紫外線と水が反応し、ＯＨラジカルの発生量が増加するため、脱臭及び／又は抗菌効果が向上する。
【００４１】
また、長波長の光はエネルギーが低いが、集光することによって光強度が高くなり、エネルギーが高くなるため、脱臭及び／又は除菌効果が高くなる。従って、紫外線照射手段が長波長のものに集光レンズなどの部材（例えば、図３に示すレンズ型ガラス６９）を設け、集光レンズの光が作用する範囲に保水材を配置することによってさらに効果が向上する。その際、保水材を狭い範囲内に多く作用させるために、図３に図示した平板状のくし形の保水材を巻回した状態の形状とすることで、この巻回した保水材と紫外線が接触する面積を広くすることが望ましい。また、保水材と紫外線が接触する際、影になる部分では紫外線が作用しないため、できるだけ保水材に影ができないように、紫外線照射装置の真下近傍に保水材を配置することが望ましい。また、保水材の形状として、くし形形状、くし形を巻回した形状の外に、保水母材の平面上にマトリックス状に（縦横に）棒状部材を植立した形状としてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態に関する脱臭除菌装置としてのＯＨラジカル発生装置における保水材へ供給する水を生成する水生成手段について、図５を参照しながら以下説明する。図５の（１）は水生成手段を上方からみた平面図であり、図５の（２）はその斜視図である。図５において、７２は周囲の空気を冷やすためのペルチェ素子（吸熱機能を奏させるもの）、７３は生成した水、７４は水受け部材、７５は水受け部材７４周囲のフランジ、７６は毛細管現象で水を吸い上げる吸水手段、７７は冷却板、７８は冷却フィンを示している。吸水手段７６は、例えばパイプの内側に樹脂繊維を充填して構成したものである。ここで、ペルチェ素子７２はその周辺の空気を冷やすことによって空気中から水分を収集して水を生成するものであり、ペルチェ素子７２を挟む冷却板７７と冷却フィン７８の金属板は空気を冷やす面積を増やして水分収集を効率的に行う機能を奏するものである。
【００４３】
ところで、冷蔵庫内の貯蔵室温度は低温であるため、露点温度が非常に低くなり、水として結露を得ることが困難な環境となる。しかし、使用者に給水をさせることは使い勝手の悪化やコストが高くなる等の課題があるため、冷蔵庫内において温度と湿度の高い条件で水を収集し生成することが必要となる。
【００４４】
図５に示した水生成手段６４を圧縮機２４の設置された機械室１９に設けることで（図２を参照）、圧縮機２４から発生する熱を利用することが可能となり、温度及び湿度の高い環境下の機械室１９の空気中から生成した水を、機械室１９から上方部の野菜室６へ毛細管現象で水を吸い上げる吸水手段７６を用いて吸い上げ、保水材６５（図３を参照）に直接供給する仕組みとなっている。冷蔵庫の通常運転時、機械室１９は平均３０℃となる。さらに、機械室１９には除霜時に発生する水を落とすドレイン受け（蒸発皿２１、図２を参照）が配置されているため高湿な条件となる。従って、機械室１９でペルチェ素子７２を稼働して機械室内の空気を冷やすことによって水を生成することが可能となる。
【００４５】
さらに、水の供給にポンプなどの駆動系を用いようとすると、モーターや電気回路の変更が必要となり、消費電力量が増加してしまうため、本実施形態に示すように毛細管を用いることで駆動系を使用しないため、省エネや低コスト化につながる。また、別の方法として、ペルチェ素子７２を冷却器７（図２を参照）の近傍に設置し、除霜ヒータ運転時のみ作動させることで、温度及び湿度が高い条件時に水を収集し、自然落下によって保水材６５に給水を行ってもよい。
【００４６】
図６は、冷蔵室の冷却器入口側への冷気戻り口と野菜室への冷気吐出口の温度変化を示すグラフである。図７は、冷蔵室の冷却器入口側への冷気戻り口と野菜室への冷気吐出口の湿度変化を示すグラフである。ここで、野菜室への冷気吐出口の温度と湿度に対する比較の対象として冷蔵室の冷気戻り口を取り上げるのは、冷蔵室の冷蔵温度帯が野菜室のそれと同様であり、さらに冷蔵室の戻り口が野菜室の吐出口とその口面積が同様であって、比較の条件が同様であるからである。
【００４７】
図６において、符号１７９は冷蔵室の戻り口の温度変化、符号１８０は野菜室への吐出口の温度変化を示す。また、図７において、符号１８１は冷蔵室の戻り口の湿度変化、符号１８２は野菜室への吐出口の湿度変化を示す。
【００４８】
図６及び図７からわかるように、野菜室６の方が冷凍室５に近いため、冷凍室５の温度と湿度の影響を受けて、野菜室６への冷気吐出口における温度１８０及び湿度１８１の変動が大きい傾向となる。このことから、冷気の温度及び湿度の変動が大きいと、保水材６５から水分が蒸散しやすい条件となるため、紫外線と蒸散した水分との接触機会が増加することにより、紫外線による保水材からのＯＨラジカル発生に加えて、ＯＨラジカルの発生量が増加し、効果がさらに増すこととなる。
【００４９】
以上説明したように、本発明の実施形態に関する、図２、図３及び図５に示すＯＨラジカルを発生させる脱臭除菌装置によると、モータ等を用いた高いエネルギーを作用させること無く、無給水で多くの結露水を生成し、水分と紫外線の接触効率を向上させることができる。これによって、ＯＨラジカルをより多く発生させて、安全かつ低コストで小型化を可能とする冷蔵庫を提供でき、さらに、高い脱臭及び／又は除菌の効果を得て食材の鮮度を保つ冷蔵庫を提供することができる。
【００５０】
本発明の実施形態について、より好ましい具体的な構成例を説明すると、冷蔵庫内の各貯蔵室よりも温度が高い部位に保水材に水を供給する水供給手段を備え、冷気流路で温度又は湿度の少なくともいずれか１つの条件が変動する冷気流路内に紫外線照射手段と保水材を備えて、冷蔵庫内の脱臭又はエチレン、及び／又は除菌を行う冷蔵庫において、冷気流路口の通風面積は、ＯＨラジカル発生装置への冷気口での冷気風速と冷気流路の風速が同等になるような大きさにすること。また、保水材及び紫外線照射手段は、冷気口から１０ｃｍ以内の距離に配置すること。また、紫外線は３７０ｎｍ〜２５４ｎｍの波長を含む光であること。また、紫外線照射手段は保水材の上部に備え、紫外線照射手段と保水材の間の距離は、紫外線を保水材に対して有効的に作用させるために２０ｍｍ以内とすること。また、図６と図７に示す温度の変動は３℃以上の変動幅があり、湿度の変動は５％以上の変動幅があること。
【００５１】
また、冷蔵庫内の冷気流路内に、紫外線照射手段と保水材と保水材への給水手段と水生成手段と除霜ヒータとを備え、温度または湿度の少なくともいずれか１つの条件が変動する冷気流路に紫外線発生手段と保水材を備えて、臭い及び／又は菌の除去を行う冷蔵庫において、水生成手段は冷気の供給量を制御するダンパよりも機械室に近い場所に設けること。また、水生成手段にペルチェ素子と金属板を用いること。また、水生成手段を除霜ヒータ付近に設置して、除霜時の空間温度が高い時間のみ使用する、もしくは、圧縮機を設置している空間内に設置することで、冷蔵室内よりも温度が高い場所で水を生成し、給水手段を用いて冷気流路に備えた保水材に水を供給する構造とすること。また、給水手段は毛細管とし、保水材は水生成手段よりも高い位置に備え、駆動系を不要と構造であること。
【符号の説明】
【００５２】
１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室（冷蔵温度帯室）
３ 製氷室（冷凍温度帯室）
４ 上段冷凍室（冷凍温度帯室）
５ 下段冷凍室（冷凍温度帯室）
６ 野菜室（冷蔵温度帯室）
７ 冷却器
８ 冷却器収納室
９ 庫内送風機（送風機）
１０ 断熱箱体
１１ 冷蔵室送風ダクト
１２ 上段冷凍室送風ダクト
１３ 冷気ダクト
１５ 冷蔵室ダクト
１７ 冷凍室戻り口
１８ 野菜室戻りダクト
１９ 機械室
２０ 冷蔵室冷却ダンパ
２１ 蒸発皿
２２ 除霜ヒータ
２３ 樋
２４ 圧縮機
２７ ＯＨラジカル発生装置
２８，２９ 断熱仕切壁
３１ 制御基板
３３ 冷蔵室温度センサ
３３ａ 野菜室温度センサ
３４ 冷凍室温度センサ
３５ 冷却器温度センサ
５０ 冷凍室冷却ダンパ
５９ 野菜室冷却ダンパの開口部
６０ 冷凍室
６１ 野菜室冷却ダンパ
６２ ドレイン水排水路
６３ 水供給手段
６４ 水生成手段
６５ 保水手段（保水材）
６６ ガラスＵＶＬＥＤ
６７ 冷気流路
６８ａ 冷却器からＯＨラジカル発生装置内への冷気の流れ
６８ｂ ＯＨラジカル発生装置の冷気流路内の冷気の流れ
６９ レンズ型ガラス
７０ ＬＥＤ素子
７２ ペルチェ素子
７３ 生成した水
７４ 水受け部材
７５ フランジ
７６ 吸水手段
７７ 冷却板
７８ 冷却フィン
１７９ 冷蔵室の戻り口の温度変化
１８０ 野菜室への吐出口の温度変化
１８１ 冷蔵室の戻り口の湿度変化
１８２ 野菜室への吐出口の湿度変化
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を保存する冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室とを有する複数の貯蔵室と、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒により空気を冷却する冷却器と、前記冷却器で熱交換して冷やされた空気が各貯蔵室を巡る冷気流路と、を備えた冷蔵庫において、
前記冷蔵庫内の各貯蔵室よりも温度と湿度の高い前記圧縮機の配置された機械室に、空気中から水分を収集し生成する水生成手段を設け、
前記冷気流路の内で、冷気流路内の温度と湿度の少なくともいずれかの変動が、前記冷気流路戻り口に対比して大きい冷気流路内に、紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段に対向した位置に配される保水材と、からなるＯＨラジカル発生装置を設ける
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
請求項１において、
前記変動の大きい冷気流路は、前記冷蔵温度帯室である野菜室への吐出口を形成する流路であり、
前記紫外線照射手段から放出された紫外線が、前記保水材に保持された水分に加えて、前記保水材から前記冷気流路に蒸散された水分に反応して、ＯＨラジカルの発生量を増加させる
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
請求項１において、
前記水生成手段は、前記高温度と高湿度の機械室内の空気中から、ペルチェ素子を用いて水分を収集し生成し、
前記生成した水を前記保水材に供給する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項４】
請求項１、２または３において、
前記保水材は、櫛形の形状又は植立させた棒状の形状を有し、前記紫外線照射手段から放出された紫外線との接触面積を拡大する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項５】
請求項３において、
前記水生成手段を前記機械室に設ける代わりに、前記水生成手段を前記冷却器の近傍に設け、
前記冷却器に対する除霜ヒータの運転時のみ前記ペルチェ素子を作動させることで、温度及び湿度が高い条件下で水を収集し生成し、自然落下によって前記保水材に給水する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項６】
請求項１において、
前記冷蔵庫は、上方から順に、冷蔵室、冷凍室、野菜室が配置され、さらに、前記冷蔵庫の下方奥側に前記機械室が配置され、
前記野菜室への冷気供給量を調整する野菜室冷却ダンパに近接した冷気流路に、ＯＨラジカル発生装置を設置し、
前記ＯＨラジカル発生装置に前記紫外線照射手段と前記保水材を配置し、
前記機械室に設けられた前記水生成手段から前記保水材に水を供給する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１】
食品を保存する冷蔵温度帯室と冷凍温度帯室とを有する複数の貯蔵室と、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記冷媒により空気を冷却する冷却器と、前記冷却器で熱交換して冷やされた空気が各貯蔵室を巡る冷気流路と、を備えた冷蔵庫において、
前記冷蔵庫内の各貯蔵室よりも温度と湿度の高い前記圧縮機の配置された機械室に、空気中から水分を収集し生成する水生成手段を設け、
前記冷気流路の内で、冷気流路内の温度と湿度の少なくともいずれかの変動が、前記冷気流路戻り口に対比して大きい冷気流路内に、紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段に対向した位置に配される保水材と、からなるＯＨラジカル発生装置を設ける
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
請求項１において、
前記変動の大きい冷気流路は、前記冷蔵温度帯室である野菜室への吐出口を形成する流路であり、
前記紫外線照射手段から放出された紫外線が、前記保水材に保持された水分に加えて、前記保水材から前記冷気流路に蒸散された水分に反応して、ＯＨラジカルの発生量を増加させる
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
請求項１において、
前記水生成手段は、前記高温度と高湿度の機械室内の空気中から、ペルチェ素子を用いて水分を収集し生成し、
前記生成した水を前記保水材に供給する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項４】
請求項１、２または３において、
前記保水材は、櫛形の形状又は植立させた棒状の形状を有し、前記紫外線照射手段から放出された紫外線との接触面積を拡大する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項５】
請求項３において、
前記水生成手段を前記機械室に設ける代わりに、前記水生成手段を前記冷却器の近傍に設け、
前記冷却器に対する除霜ヒータの運転時のみ前記ペルチェ素子を作動させることで、温度及び湿度が高い条件下で水を収集し生成し、自然落下によって前記保水材に給水する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項６】
請求項１において、
前記冷蔵庫は、上方から順に、冷蔵室、冷凍室、野菜室が配置され、さらに、前記冷蔵庫の下方奥側に前記機械室が配置され、
前記野菜室への冷気供給量を調整する野菜室冷却ダンパに近接した冷気流路に、ＯＨラジカル発生装置を設置し、
前記ＯＨラジカル発生装置に前記紫外線照射手段と前記保水材を配置し、
前記機械室に設けられた前記水生成手段から前記保水材に水を供給する
ことを特徴とする冷蔵庫。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７８０５４（Ｐ２０１２−７８０５４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２５６５６（Ｐ２０１０−２２５６５６）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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