JP6901852B2 - 貯蔵庫 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、貯蔵庫に関するものである。

冷蔵庫などの貯蔵庫に貯蔵される食品などの貯蔵品の劣化要因として、空気中に存在する酸素による酸化がある。そこで、食品を貯蔵する空間の酸素を低減させることで、貯蔵品の酸化を抑えて貯蔵品の鮮度を維持することができる貯蔵庫が知られている。

例えば、下記特許文献１〜３では、保存室内の空気を酸素分離膜（酸素富化膜）を通じて吸引することにより、高酸素濃度の空気が外部に排出され、保存庫内の酸素を低減する貯蔵庫が提案されている。しかし、これらの貯蔵庫では、保存室が密閉容器から構成され内部を減圧することになるため、気密かつ耐圧の容器とする必要がある。そのため、容器が大きくなり実効的な庫内容積が減少したり、容器の蓋の開閉が困難になりやすい。

特開平６−１８１５２号公報 特開平６−５８号公報 特開平２００９−１７４７２４号公報

そこで、内部が減圧されることなく低酸素雰囲気で貯蔵物を貯蔵することができる貯蔵庫を提供することを目的とする。

キャビネットの内部に形成された第１貯蔵室と、前記キャビネットの内部に形成され前記第１貯蔵室と連通する第２貯蔵室と、前記第１貯蔵室に設けられた酸素分離膜と、前記酸素分離膜を透過した前記第１貯蔵室内の前記第２貯蔵室と連通する空間の空気を前記キャビネットの外部へ排気する排気手段と、前記第１貯蔵室と前記キャビネットの外部とを連通する通気孔と、圧縮機と、前記圧縮機から供給された冷媒によって冷気を生成する冷却器と、前記冷却器で生成した冷気を送風するファンと、前記ファンから吹き出した冷気が前記第２貯蔵室及び前記第１貯蔵室を順次通って前記冷却器へ戻る循環風路とを備え、前記循環風路は、前記第１貯蔵室内を流れた空気を前記冷却器へ戻すリターンダクトを備え、前記通気孔が前記リターンダクト内に設けられ、前記第１貯蔵室の空気が前記リターンダクト及び前記冷却器を通って前記第２貯蔵室に供給されるものである。

本発明の第１実施形態に係る貯蔵庫の断面図である。 図１に示す貯蔵庫の電気構成を示すブロック図である。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態について説明する。
以下、一実施形態の貯蔵庫について図面に基づいて説明する。本実施形態の貯蔵庫は、内部に設けられた貯蔵室が所定温度に冷却される冷蔵庫１である。

本実施形態に係る冷蔵庫１は、図１に示すように、前面に開口する断熱箱体からなるキャビネット２を備える。キャビネット２は、鋼板製の外箱３と合成樹脂製の内箱４との間に形成された断熱空間５に真空断熱材や発泡断熱材等の断熱材を有して構成されている。キャビネット２は内箱４の内側に複数の貯蔵空間が設けられており、貯蔵空間が断熱仕切壁６によって上下に区画されている。

断熱仕切壁６の上方の空間は、冷蔵温度帯（例えば、１〜４℃）に冷却される貯蔵室であり、内部がさらに仕切壁７によって上下に区画され、仕切壁７の上方に複数段の載置棚を設けた冷蔵室１０が設けられ、仕切壁７の下方に野菜室１２が設けられている。

冷蔵室１０内部は、複数の棚板９によって上下に複数段に区画されている。仕切壁７と最下段の棚板９とで上下に仕切られた空間には、引出式のチルド容器を収納するチルド室８が設けられている。冷蔵室１０の背面には、冷蔵室１０内の温度を測定する冷蔵温度センサ２５が設けられている。冷蔵室１０の前面開口部には、ヒンジで枢支された回動式の冷蔵室扉１１が設けられている。

野菜室１２の前面開口部は、引出し式の野菜室扉１３により閉塞されている。野菜室扉１３の庫内側には、貯蔵容器１４を保持する左右一対の支持枠が固着されており、開扉動作とともに貯蔵容器１４が庫外に引き出されるように構成されている。野菜室１２の前面開口部の周縁部には、扉センサ２９が設けられており、野菜室扉１３が開放状態にあるか閉塞状態にあるかを検知する。

断熱仕切壁６の下方の空間には、自動製氷機を備えた製氷室（不図示）と第１冷凍室１６とが左右に併設され、その下方に仕切板２２を介して第２冷凍室１７が設けられている。

製氷室、第１冷凍室１６及び第２冷凍室１７は、いずれも冷凍温度帯（例えば、−１７℃以下）に冷却される。第２冷凍室１７の背面には、第２冷凍室１７内の温度を測定するための冷凍温度センサ２６が設けられている。

製氷室、第１冷凍室１６、及び第２冷凍室１７の開口部は、野菜室１２と同様、引き出し式の扉１８，１９により閉塞されている。各扉１８，１９の裏面側に固着した左右一対の支持枠には貯蔵容器２０，２１が保持されており、開扉動作とともに該貯蔵容器２０、２１が庫外に引き出されるように構成されている。

冷蔵室１０及び野菜室１２の後部には、エバカバー２３で前後に仕切られた冷蔵冷却器室３２と、冷蔵室１０と冷蔵冷却器室３２とを連結するダクト３３と、冷蔵室１０や野菜室１２と冷蔵冷却器室３２とを連結するリターンダクト４４とが形成されている。

冷蔵冷却器室３２には、冷蔵冷却器３０、冷蔵ファン３１及びドレインパン２７が収納されており、冷蔵冷却器３０が冷却した冷蔵冷却器室３２の空気を冷蔵ファン３１によってダクト３３を介して冷蔵室１０へ供給する。

ドレインパン２７は、冷蔵冷却器３０の下方に位置するように冷蔵室１０及び野菜室１２内を流れた空気を冷蔵冷却器３０に戻すリターンダクト４４内に配置されており、除霜運転時に冷蔵冷却器３０から生じる結露水（除霜水）を受ける。ドレインパン２７に溜まった結露水は、排水ホース２８を介してキャビネット２の背面下部に設けられた機械室３８に配置された蒸発皿４１へ排出する。

ドレインパン２７に溜まった結露水を機械室３８へ排出する排水ホース２８は、キャビネット２の背面壁に設けられた冷蔵冷却器室３２と機械室３８とを連通する挿通孔２ａに挿通され、冷蔵冷却器室３２から機械室３８へ引き出されている。

キャビネット２に設けられた挿通孔２ａは、挿通する排水ホース２８より口径が大きくなっている。そのため、挿通孔２ａに排水ホース２８を挿入した状態で、挿通孔２ａと排水ホース２８との間には、冷蔵冷却器室３２から機械室３８まで一続きに繋がった隙間が形成されている。つまり、挿通孔２ａと排水ホース２８との間に形成された隙間が、野菜室１２と機械室３８とを連通する通気孔２ｃとして機能する。

また、野菜室１２には、エバカバー２３で区画された冷蔵冷却器室３２の下方に酸素分離モジュール６０が設けられている。酸素分離モジュール６０は、箱形のケース６１の前面に設けられた酸素分離膜６２を備え、酸素分離膜６２が貯蔵容器１４の背面と対向している。

酸素分離膜６２は、野菜室１２とケース６１内部とを前後に仕切り、酸素分離膜６２の両側に圧力差が生じると高圧側の空気中の酸素が膜内部を拡散移動して低圧側の表面から離脱することで、低圧側の酸素濃度を低下させる。

ケース６１の内部は、キャビネット２の背面下部に設けられた機械室３８に配置された排気ポンプ６３と排気ホース６４によって接続されており、排気ポンプ６３の動作によってケース６１内部の空気を吸引して、機械室３８からキャビネット２の外部へ排気する。

酸素分離膜６２を透過した酸素を機械室３８へ排気する排気ホース６４は、キャビネット２の背面壁に設けられた野菜室１２と機械室３８とを連通する挿通孔２ｂに挿通され、野菜室１２に設けられた酸素分離モジュール６０から機械室３８へ引き出されている。なお、図１に例示するように、排水ホース２８を挿通する挿通孔２ａと排気ホース６４を挿通する挿通孔２ｂとが途中で合わさって１つの挿通孔になってもよい。

製氷室、第１冷凍室１６、及び第２冷凍室１７の後部には、エバカバー２４で前後に仕切られた冷凍冷却器室３６と、製氷室、第１冷凍室１６、及び第２冷凍室１７と冷凍冷却器室３６とを連結するダクト３７とが形成されている。冷凍冷却器室３６には、冷凍冷却器３４及び冷凍ファン３５が収納されており、冷凍冷却器３４が冷却した冷凍冷却器室３６の空気を冷凍ファン３５によってダクト３７を介して製氷室、第１冷凍室１６、及び第２冷凍室１７へ供給する。

冷蔵冷却器３０及び冷凍冷却器３４は、機械室３８に収納された圧縮機３９や凝縮器（不図示）とともに冷凍サイクルを構成する。冷凍サイクルでは、圧縮機３９から吐出された冷媒が切替弁４７（図２参照）によって冷蔵冷却器３０及び冷凍冷却器３４の一方に供給されることで所定温度に冷蔵冷却器３０及び冷凍冷却器３４が冷却される。

冷蔵冷却器３０は、冷蔵冷却器室３２の空気を冷却して、例えば、−１０〜−２０℃の冷気を生成する。生成した冷気は、冷蔵ファン３１の回転によってダクト３３を介して吹出口３３ａから冷蔵室１０へ供給され冷蔵室１０を冷却する。冷蔵室１０を流れた空気の一部は、仕切壁７の後部に設けられた吸込口４２からリターンダクト４４に流れ込み冷蔵冷却器室３２へ戻り、残りの空気は仕切壁７に設けられた連通路７ａを通って野菜室１２へ流れ込む。

連通路７ａから野菜室１２流れ込んだ冷気は、図１において矢印で示すように野菜室１２に設けられた貯蔵容器１４の外側を前方から後方へ流れながら野菜室１２内を冷却する。その後、貯蔵容器１４の外側を前方から後方へ流れた冷気は、貯蔵容器１４と酸素分離モジュール６０に設けられた酸素分離膜６２の間を通って、貯蔵容器１４の背面下方から上方へ向けて流れ、野菜室１２の背面上部に設けられた吸込口４３からリターンダクト４４に流れ込み冷蔵冷却器室３２へ戻る。冷蔵冷却器室３２に戻った冷気は冷蔵冷却器３０と熱交換して再び冷却される。

つまり、冷蔵庫１では、ダクト３３、冷蔵室１０、仕切壁７の連通路７ａ、野菜室１２の貯蔵容器１４の前側、酸素分離モジュール６０の酸素分離膜６２の野菜室１２側（つまり、前側）、及びリターンダクト４４が、冷蔵ファン３１から吹き出した冷気を、冷蔵室１０及び野菜室１２を通って冷蔵冷却器室３２へ戻す循環風路を構成する。

冷凍冷却器３４は、冷凍冷却器室３６の空気を冷却して、例えば、−２０〜−３０℃の冷気を生成する。生成した冷気は、冷凍ファン３５の回転によってダクト３７を介して製氷室、第１冷凍室１６及び第２冷凍室１７に供給されこれらの貯蔵室を冷却する。製氷室及び第１冷凍室１６を冷却した空気は、不図示の透孔を通って第２冷凍室１７へ流れ込み。第２冷凍室１７に供給された冷気と合流し、その後、第２冷凍室１７の背面に設けられた吸込口４５からリターンダクト４６を通って冷凍冷却器室３６に戻り、冷凍冷却器３４と熱交換して再び冷却される。

キャビネット２の背面上部には、冷蔵庫１の動作全般を制御する制御部５０が設けられている。制御部５０は、図２に示すように冷蔵温度センサ２５、冷凍温度センサ２６、扉センサ２９などの各種センサ等から入力される信号や、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記録媒体からなるメモリ５１に記憶された制御プログラムに基づいて、冷蔵ファン３１、冷凍ファン３５、圧縮機３９、切替弁４７、排気ポンプ６３などの各種電気部品を制御することで、各室を所定温度に冷却するとともに、野菜室１２内の酸素濃度を低減する。

具体的には、冷蔵温度帯の冷蔵室１０及び野菜室１２を冷却する場合には、制御部５０が、冷凍サイクルに設けられた切替弁４７を切り替えて冷蔵冷却器３０に冷媒が流れるようにするとともに、冷蔵ファン３１を運転させる冷蔵冷却モードを実行する。これにより、冷蔵冷却器３０で冷却された冷蔵冷却器室３２の空気が、ダクト３３を介して冷蔵室１０及び野菜室１２に送風され、冷蔵室１０の背面に設けられた冷蔵温度センサ２５の検出温度が所定温度範囲に収まるように冷蔵室１０及び野菜室１２を冷却する。

製氷室、第１冷凍室１６、及び第２冷凍室１７を冷却する場合には、制御部５０が、冷凍サイクルに設けられた切替弁４７を切り替えて冷媒が冷凍冷却器３４に流れるようにするとともに、冷凍ファン３５を運転させる冷凍冷却モードを実行する。これにより、冷凍冷却器３４で冷却された空気は製氷室、第１冷凍室１６、及び第２冷凍室１７に送風され、第２冷凍室１７の背面に設けられた冷凍温度センサ２６の検出温度が所定温度範囲に収まるように製氷室、第１冷凍室１６、及び第２冷凍室１７を冷却する。

また、野菜室１２内の酸素濃度を低減するには、機械室３８に設けられた排気ポンプ６３を動作させる。これにより、酸素分離モジュール６０は、ケース６１内部が酸素分離膜６２の野菜室１２側の空間より低圧になるため、野菜室１２の酸素が酸素分離膜６２を透過して排気ホース６４を介してキャビネット２の外部へ排気され、その結果、野菜室１２の酸素濃度が低下する。

野菜室１２は、キャビネット２に設けられた挿通孔２ａと排水ホース２８との間に形成された通気孔２ｃを介してキャビネット２の外部と連通しており、野菜室１２の酸素が酸素分離膜６２を透過してキャビネット２の外部へ排出されても、通気孔２ｃより庫外の空気が進入して野菜室１２内の圧力が低下しない。そのため、本実施形態の冷蔵庫１では、野菜室１２を気密かつ耐圧構造に設ける必要がなく、実効的な庫内容積が減少したり、扉１３が開扉しにくくなったりすることがない。

また、通気孔２ｃのキャビネット２内側（庫内側）の開口端が、野菜室１２内を流れた空気を冷蔵冷却器３０に戻すリターンダクト４４内に配置されているため、通気孔２ｃからキャビネット２の庫内側に取り込まれたキャビネット２外部（庫外）の空気は、冷蔵冷却器３０を通ってから冷蔵室１０や野菜室１２へ供給される。そのため、庫外の暖かい空気が庫内に進入しても冷蔵冷却器３０で冷却してから野菜室１２へ供給することができ、野菜室１２や冷蔵室１０の庫内温度上昇を抑えることができる。

また、本実施形態では、冷蔵室１０が酸素分離モジュール６０を設けた野菜室１２と連通路７ａを介して連通しているため、野菜室１２だけでなく冷蔵室１０の酸素濃度も低下させることができる。しかも、冷蔵室１０は、酸素分離モジュール６０が設けられた野菜室１２と仕切壁７で仕切られているため、野菜室１２と冷蔵室１０との間で酸素濃度差をつけることができ、貯蔵物に合わせて酸素濃度の異なる空間を設けることができる。一例を挙げると、大気中の酸素濃度が２０．９％の時に、野菜室１２の酸素濃度を１８％、冷蔵室１０の酸素濃度を１９％に設定することができる。

また、本実施形態では、貯蔵容器１４と酸素分離モジュール６０の酸素分離膜６２とで挟まれた空間が、冷蔵室１０及び野菜室１２を通って冷蔵冷却器室３２へ戻す循環風路の一部を構成し、酸素分離膜６２の野菜室１２側が循環風路に設けられているため、冷蔵冷却器３０で生成された冷気を冷蔵室１０及び野菜室１２へ送風する冷蔵ファン３１の送風作用によって、酸素分離膜６２の野菜室１２側に低酸素濃度の空気が滞留することなくなり、野菜室１２全体を所望濃度まで酸素濃度を低減することができる。

（変更例１）
上記した実施形態の冷蔵庫１では、任意のタイミングで排気ポンプ６３を動作させて野菜室１２や冷蔵室１０の酸素濃度を低減することができるが、例えば、冷蔵冷却器３０に冷媒が流れるように切替弁４７を切り替えつつ冷蔵ファン３１を運転させる冷蔵冷却モードの実行中に排気ポンプ６３を動作させることが好ましい。

冷蔵冷却モードの実行中に排気ポンプ６３を動作させることで、通気孔２ｃからキャビネット２の庫内側に取り込まれたキャビネット２外部（庫外）の空気は、冷媒が供給され低温化した冷蔵冷却器３０で冷却されてから冷蔵室１０や野菜室１２に供給されるため、野菜室１２や冷蔵室１０の庫内温度上昇を抑えることができる。

冷蔵冷却モードの実行中に排気ポンプ６３を動作させる場合において、扉センサ２９が野菜室扉１３の開閉を検知した後、最初に実行する冷蔵冷却モード中に排気ポンプ６３を動作させ、２回目以降に実行する冷蔵冷却モード時に排気ポンプ６３を動作させないことが好ましい。

扉センサ２９が野菜室扉１３の開閉を検知した後、最初の冷蔵冷却モードを実行してから野菜室扉１３の開閉が無ければ、野菜室１２内の酸素濃度の変化はほとんど無く低い酸素濃度状態が維持されているため、２回目以降に実行する冷蔵冷却モード時に排気ポンプ６３を動作させないことで、不必要な排気ポンプ６３の運転を減らすことができ、消費電力量を低減することができる。このような制御において、所定時間継続して扉センサ２９が野菜室扉１３の開閉を検知しない場合は排気ポンプ６３を動作させることが好ましい。扉センサ２９が野菜室扉１３の開閉を検知せず、野菜室扉１３が閉塞し続けている場合であっても、所定時間継続して排気ポンプ６３を動作せず野菜室１２の酸素がキャビネット２外部へ排出されないと、野菜室１２の酸素濃度が上昇することがあるが、所定時間継続して扉センサ２９が野菜室扉１３の開閉を検知しない場合に排気ポンプ６３を動作させることで、使用者が冷蔵庫１を一定期間使用しない場合であっても長期間にわたって低酸素状態を保持することができる。

また、扉センサ２９が野菜室扉１３の開閉を検知した後、最初の冷蔵冷却モードの実行中であっても、前回の排気ポンプ６３の動作後から所定時間経過するまでは、排気ポンプ６３の動作を禁止してもよい。調理作業中のように野菜室扉１３の開閉を短時間に繰り返す場合であっても、野菜室扉１３が開閉される毎に排気ポンプ６３の動作と停止を繰り返すことがなく、不要な排気ポンプ６３の運転を減らして消費電力量を低減することができるとともに、排気ポンプ６３の劣化を抑えることができる。

（変更例２）
上記した実施形態の冷蔵庫１では、酸素分離モジュール６０のケース６１内の空気を排気する排気ポンプ６３をキャビネット２外側の機械室３８に設けたが、例えば、野菜室１２や冷蔵室１０などの貯蔵室内に設けてもよい。このように貯蔵室内に排気ポンプ６３を設けることで、排気ポンプ６３の動作温度が低下して排気ポンプ６３を長寿命化することができる。

（変更例３）
上記した実施形態の冷蔵庫１では、通気孔２ｃのキャビネット２内側の開口端をリターンダクト４４内に配置する場合について説明したが、例えば、冷蔵室扉１１又は野菜室扉１３とキャビネット２との間に設けられ両者をシールするガスケットに設けた通気孔２ｃからキャビネット２外部の空気を導入してもよく、また、冷蔵室１０の上部を構成するキャビネット２の天井壁など、酸素分離モジュール６０を設けた貯蔵室と異なる貯蔵室に設けた通気孔からキャビネット２外部の空気を導入してもよい。

このように酸素分離モジュール６０から離れた位置に通気孔２ｃのキャビネット２内側の開口端を設けることで、酸素分離モジュール６０近傍の酸素が低下しやすくなる。

（変更例４）
上記した実施形態の冷蔵庫１では、酸素分離モジュール６０が、酸素分離膜６２の両側の圧力差によって野菜室１２の酸素を膜内部に拡散移動させてキャビネット２外部へ排気する場合について説明したが、酸素分離モジュール６０が、圧縮空気を酸素富化ガスと窒素富化ガスに分離する中空糸膜を備え、野菜室１２の空気を圧縮して中空糸膜の内側へ供給し、分離された酸素富化ガスをキャビネット２外部へ排気するように構成してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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。

１…冷蔵庫、２…断熱箱体、２ａ…挿通孔、２ｂ…挿通孔、２ｃ…通気孔、３…外箱、４…内箱、５…断熱空間、６…断熱仕切壁、７…仕切壁、７ａ…連通路、８…チルド室、９…棚板、１０…冷蔵室、１１…冷蔵室扉、１２…野菜室、１３…野菜室扉、１４…貯蔵容器、１６…第１冷凍室、１７…第２冷凍室、２２…仕切板、２５…冷蔵温度センサ、２６…冷凍温度センサ、２７…ドレインパン、２８…排水ホース、２９…扉センサ、３０…冷蔵冷却器、３１…冷蔵ファン、３２…冷蔵冷却器室、３３…ダクト、３４…冷凍冷却器、３５…冷凍ファン、３６…冷凍冷却器室、３７…ダクト、３８…機械室、３９…圧縮機、４０…凝縮器、４１…蒸発皿、４２…吸込口、４３…吸込口、４４…リターンダクト、４５…吸込口、４６…リターンダクト、４７…切替弁、５０…制御部、６０…酸素分離モジュール、６１…ケース、６２…酸素分離膜、６３…排気ポンプ、６４…排気ホース

Claims (6)

1. キャビネットの内部に形成された第１貯蔵室と、
   前記キャビネットの内部に形成され前記第１貯蔵室と連通する第２貯蔵室と、
   前記第１貯蔵室に設けられた酸素分離膜と、
   前記酸素分離膜を透過した前記第１貯蔵室内の前記第２貯蔵室と連通する空間の空気を前記キャビネットの外部へ排気する排気手段と、
   前記第１貯蔵室と前記キャビネットの外部とを連通する通気孔と、
   圧縮機と、前記圧縮機から供給された冷媒によって冷気を生成する冷却器と、前記冷却器で生成した冷気を送風するファンと、前記ファンから吹き出した冷気が前記第２貯蔵室及び前記第１貯蔵室を順次通って前記冷却器へ戻る循環風路とを備え、
   前記循環風路は、前記第１貯蔵室内を流れた空気を前記冷却器へ戻すリターンダクトを備え、前記通気孔が前記リターンダクト内に設けられ、
   前記第１貯蔵室の空気が前記リターンダクト及び前記冷却器を通って前記第２貯蔵室に供給される貯蔵庫。
2. 前記圧縮機及び前記ファンを動作させて前記第１貯蔵室を冷却する冷却運転中に前記排気手段を動作させる請求項１に記載の貯蔵庫。
3. 前記第１貯蔵室に設けられた開口部を開閉する扉と、前記扉の開閉を検知する扉センサとを備え、
   前記扉センサが前記扉の閉扉を検出した後、最初の前記冷却運転中に前記排気手段を動作させる請求項２に記載の貯蔵庫。
4. 前記排気手段を動作させた後、所定時間経過するまで前記排気手段の動作を禁止する請求項３に記載の貯蔵庫。
5. 前記酸素分離膜の前記第１貯蔵室側が、前記循環風路に設けられている請求項２に記載の貯蔵庫。
6. 前記排気手段の動作が終了した後、前記扉センサが所定時間継続して前記扉の開閉を検知しない場合、前記排気手段を動作させる請求項３又は４に記載の貯蔵庫。

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