JP7422287B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本開示は、冷凍機能を備えた冷蔵庫であって、冷凍品を解凍することが可能な貯蔵室を有する冷蔵庫に関する。

特許文献１は、変温室内に解凍装置を備えた冷蔵庫が示されている。この冷蔵庫は、解凍装置内の解凍室に冷気を供給して解凍室内の食品を冷却することが出来ると共に、高周波を照射すれば食品を解凍することも出来るように構成されている。そして、変温室の内背面に冷蔵庫冷却風路から冷気を吐出する冷気吐出口が設けられていて、冷気吐出口から吐出された冷気が変温室の内背面と解凍室との間に設けられた背面スペースを通って解凍室内に導入される構成となっている。

中国実用新案公告第２０７０９５１３０号明細書

本開示は、冷凍品を解凍することが可能な冷蔵庫において、解凍中に発生する水蒸気を解凍室から効率よく排出して結露や着霜を防止するとともに、解凍時間が長時間化するのを防止した冷蔵庫を提供する。

本開示における冷蔵庫は、保存物を収納可能で冷却可能な貯蔵空間を有する少なくとも一つの貯蔵室と、冷気を形成する冷却機構と、前記冷却機構からの冷気を前記貯蔵室内に分散させて導入する分散導入風路と、前記保存物を加熱する高周波電界を前記貯蔵室内に形成する発振電極及び対向電極と、前記発振電極と対向電極とで前記貯蔵室内に高周波電界を形成させる制御部と、前記貯蔵室内の冷気を排出する排出部と、を備え、前記制御部は前記高周波電界による保存物の加熱中に前記分散導入風路から前記貯蔵室内に冷気を分散導入する構成としてある。

本発明によれば、解凍中に貯蔵室内に冷気が分散して供給されるので、解凍中の食品から水蒸気が発生しても貯蔵室から効率よく確実に除去されると共に、少ない冷気量で水蒸気排出ができるので解凍の長時間化も抑制でき、かつ、冷気導入や水蒸気排出のために新設する風路スペースを最小化することも出来て冷蔵庫の有効内容積を従来技術よりも大きくすることが出来る。

実施の形態１の冷蔵庫の縦断面図 実施の形態１の冷蔵庫における冷凍／解凍室を示す正面断面図 図２のＡ－Ａ断面図 実施の形態１の冷蔵庫における冷凍／解凍室の組み立てを示す図 実施の形態１の冷蔵庫における発振電極および対向電極の背面からの見取り図 実施の形態１の冷蔵庫における発振電極および対向電極の上からの見取り図 実施の形態１の冷蔵庫に設けられた誘電加熱機構の構成を示すブロック図 実施の形態１の冷蔵庫における高周波解凍中の冷気導入制御を示す波形図り図 実施の形態２の冷蔵庫における冷凍／解凍室を示す正面断面図 図９のＢ－Ｂ断面図 実施の形態２の冷蔵庫における冷凍／解凍室の組み立てを示す図 実施の形態３の冷蔵庫における冷凍／解凍室を示す正面断面図 図１２のＣ－Ｃ断面図

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、特許文献１に記載された冷蔵庫が知られていた。この冷蔵庫は、解凍室内の食品を冷却することが出来るものの、解凍中は変温室ダンパーを閉じて冷気を導入しない運転を念頭に置いている。しかしながら、解凍中は食品温度が上がるために、食品から水蒸気が蒸発し解凍室内で結露したり着霜したりして、回路の絶縁部を導通させたり、風路の送風抵抗を増やしたり、扉やレールなど可動部に着霜固着させる懸念がある。

上記食品から蒸発した比較的高温の水蒸気は自然対流によりまず解凍室内の天面近くに上昇し、さらに解凍室内で対流して広がる。特許文献１に示された一箇所の冷気吐出口から解凍室内に冷気を導入すると、天面近くに広がった水蒸気を残さずに排出することは困難であり、解凍室の天面や背面側の隅などに着霜が発達し易い。また、導入冷気量を多くして水蒸気の排出効果を上げると、多くした冷気によって解凍の加熱能力が相殺され、解凍時間が長くなったり消費エネルギーが増大したりして効率が低減するという課題が生じる。

発明者らはこのような課題を見出し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。

そこで本開示は、解凍中に発生した水蒸気を解凍室となる貯蔵室から効率よく排出可能として着霜を防止するとともに解凍時間の長時間化を抑制した信頼性の高い高効率な冷蔵庫を提供する。

以下、本発明の冷蔵庫に係る実施の形態として、冷凍機能を備えた冷蔵庫について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明の冷蔵庫は、以下の実施の形態において説明する冷蔵庫の構成に限定されるものではなく、冷凍機能のみを有する冷凍庫においても適用可能であり、以下の実施の形態において説明する技術的特徴を有する各種冷蔵庫および冷凍庫を含むものである。従って、本発明において、冷蔵庫とは、冷蔵室、および／または冷凍室を備える構成である。

また、以下の実施の形態において示す数値、形状、構成、ステップ、およびステップの順序などは、一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、実施の形態においては、変形例においても同じ要素には同じ符号を付して、説明を省略する場合がある。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。

（実施の形態１）
以下、本開示の冷蔵庫に係る実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。尚、本開示の冷蔵庫の説明に当たっては、理解を容易にするため各項目ごとに区切って説明していく。

［１－１．冷蔵庫の全体構成］
図１は、実施の形態１の冷蔵庫１０の縦断面を示す図である。

図１において、左側が冷蔵庫１０の正面側であり、右側が冷蔵庫１０の背面側である。冷蔵庫１０は、主に鋼板により形成された外箱１と、ＡＢＳなどの樹脂で成形された内箱２と、外箱１と内箱２との間の空間に充填発泡された断熱材（例えば、硬質発泡ウレタン）４０とにより形成された断熱箱体で構成されている。

冷蔵庫１０の断熱箱体は複数の貯蔵室を備えており、それぞれの貯蔵室の正面側開口には開閉可能な扉が配設されている。それぞれの貯蔵室は扉の閉成により冷気が漏洩しないように密閉される。実施の形態１の冷蔵庫１０においては、最上部の貯蔵室が冷蔵室３である。冷蔵室３の直下の両側には、製氷室４と冷凍／解凍室５の２つの貯蔵室が並設されている。更に、製氷室４と冷凍／解凍室５の直下には冷凍室６が設けられており、冷凍室６の直下である最下部には野菜室７が設けられている。実施の形態１の冷蔵庫１０における各貯蔵室は、上記の構成を有しているが、この構成は一例であり、各貯蔵室の配置構成は仕様などに応じて設計時に適宜変更可能である。

冷蔵室３は、食品などの保存物を冷蔵保存するために凍らない温度、具体的な温度例としては１℃～５℃の温度帯で維持される。野菜室７は、冷蔵室３と同等もしくは若干高い温度帯、例えば２℃～７℃に維持される。冷凍室６は、冷凍保存のために冷凍温度帯、具体的な温度例としては、例えば－２２℃～－１５℃に設定される。冷凍／解凍室５は、通常は冷凍室６と同じ冷凍温度帯に維持され、ユーザの解凍指令に応じて、収納されている保存物（冷凍品）を解凍するための解凍処理が行われる。冷凍／解凍室５の構成、及び解凍処理に関する詳細については後述する。

冷蔵庫１０の上部には、機械室８が設けられている。機械室８には、圧縮機９および冷凍サイクル中の水分除去を行うドライヤ等の冷凍サイクルを構成する部品などが収容されている。なお、機械室８の配設位置としては冷蔵庫１０の上部に特定されるものではなく、冷凍サイクルの配設位置などに応じて適宜決定されるものであり、冷蔵庫１０の下部などの他の領域に配設してもよい。

冷蔵庫１０の下側領域にある冷凍室６と野菜室７の背面側には、冷却室１１が設けられている。冷却室１１には、冷気を生成する冷凍サイクルの構成部品であって冷却機構としての冷却器１２、および冷却器１２が生成した冷気を各貯蔵室（３、４、５、６、７）に送風する冷却ファン１３が設けられている。冷却器１２が生成した冷気は、冷却ファン１３により各貯蔵室に繋がる風路１８を流れて、各貯蔵室に供給される。それぞれの貯蔵室に繋がる風路１８にはダンパー１９が設けられており、圧縮機９と冷却ファン１３の回転数制御とダンパー１９の開閉制御により、それぞれの貯蔵室が所定の温度帯に維持される。冷却室１１の下部には、冷却器１２やその周辺に付着する霜や氷を除霜するための除霜ヒータ１４が設けられている。除霜ヒータ１４の下部には、ドレンパン１５、ドレンチューブ１６、蒸発皿１７が設けられており、除霜時などに生じる水分を蒸発させる構成を有する。

実施の形態１の冷蔵庫１０には操作部４７（後述の図７参照）が備えられている。ユーザが操作部４７において冷蔵庫１０に対する各種の指令（例えば、各貯蔵室の温度設定、急冷指令、解凍指令、製氷停止指令など）を行うことができる。また、操作部４７には異常の発生などを報知する表示部を有している。なお、冷蔵庫１０においては、無線通信部を備えて無線ＬＡＮネットワークに接続して、ユーザの持つ外部端末から各種指令を入力する構成としてもよい。また、ユーザの外部端末のＧＰＳ機能により検知したユーザ位置や予想される帰宅時間に基づいて指令を入力する構成としてもよい。また、冷蔵庫１０においては音声認識部を備えて、ユーザが音声による指令を入力する構成としてもよい。

［１－２．冷凍／解凍室の概略構成］
図２は冷蔵庫前面側から見た第１の実施形態の冷凍／解凍室の正面断面図、図３は図２のＡ－Ａ断面図、図４は実施の形態１の冷蔵庫における冷凍／解凍室の組み立てを示す図である。

冷凍／解凍室５は、冷凍／解凍室５内に収納された食品等の保存物を冷凍温度帯で保持する冷凍庫であると共に、冷蔵庫１０において当該保存物に対する解凍指令が入力されたときには、誘電加熱により解凍処理を行う解凍室となる。

冷凍／解凍室５において貯蔵空間の内面を構成する天面、背面、両側面、および底面は、電気絶縁性の材料で成形された樹脂材の内面部材３２で形成されている。また、冷凍／解凍室５の正面側開口には扉２９が設けられており、扉２９の閉成により冷凍／解凍室５の貯蔵空間が密閉される。実施の形態１の冷凍／解凍室５には、上部が開放した収納ケース３１が扉２９の背面側に設けられており、扉２９の前後方向への開閉動作により収納ケース３１が同時に前後に移動する構成である。扉２９の前後方向への開閉動作により、収納ケース３１に対する食品などの保存物の投入、および取り出しを容易なものとしている。

冷凍／解凍室５の組み立て構成を図４に示す。冷凍／解凍室５は、上下を隔壁に囲まれた冷蔵庫本体の一部であり、背面側に冷気吹出用の専用の冷凍／解凍室吐出口２８を有する。冷凍／解凍室５の内側に、内面部材３２、発振電極２４（図５参照）、対向電極２５（図５参照）、電極保持基板５２（図３参照）から成る高周波加熱モジュール５３が組み込まれる。高周波加熱モジュール５３の内部スペースに、扉２９と収納ケース３１から成る扉ユニット５４が組み込まれる。内面部材３２は、上面、両側面、下面、背面の５面が接合されて形成され、高周波加熱モジュール５３の骨格構造の役割を果たす。一対の電極は、内面部材３２に対して取り付けられることにより、電極板の平行な配置および電極孔４１の上下位置関係（後述）が確保される。そのため、組立工程を簡素化することが可能になる。

［１－３．冷凍品解凍のための誘電加熱機構］
次に、冷凍／解凍室５に冷凍保存されている保存物に対して、解凍処理を行うために誘電加熱を行う誘電加熱機構について説明する。

図７は、実施の形態１の冷蔵庫１０に設けられた誘電加熱機構の構成を示すブロック図である。実施の形態１における誘電加熱機構は、電源部４８からの電力が入力されて所定の高周波信号を形成する発振回路２２、整合回路２３、発振電極２４、対向電極２５、および制御部５０を備えている。半導体素子を用いて構成された発振回路２２は、小型化されており、整合回路２３ともに冷凍／解凍室５の背面側の空間である電極保持領域３０（図３参照）の電極保持基板５２に形成されている。発振回路２２および整合回路２３は、発振電極２４と対向電極２５との電極間に印加する高周波電界を形成するための高周波電界形成部となる。なお、上記発振回路２２と整合回路２３とは別々にしてリード線や同軸ケーブルで電気的に接続する等してもよく、このようにすることで、例えば空きスペースの大きな機械室８を利用して発振回路２２を設置するなど冷蔵庫内の空きスペースを活用して合理的な配置構成とすることもできる。

発振電極２４は、冷凍／解凍室５の天面側に配設された電極である。対向電極２５は、冷凍／解凍室５の底面側に配設された電極である。発振電極２４と対向電極２５は、冷凍／解凍室５の貯蔵空間（解凍空間）を介して対向に、かつ対向間隔が予め設定された所定の間隔に設定されている。この結果、実施の形態１における誘電加熱機構においては、発振電極２４と対向電極２５とが略平行に配設される。なお、本発明において、「略平行」とは、本質的に平行の状態を示すものであるが、加工精度などのばらつきに起因する誤差を含むことを示している。

発振電極２４は貯蔵空間の一方に設けられ、対向電極２５は貯蔵空間を挟んで貯蔵空間の他方に設けられている。誘電加熱機構を構成する背面側の整合回路２３、天面側の発振電極２４、および底面側の対向電極２５は、内面部材３２により覆われており、保存物の接触による焼け（食品のジュール加熱）を確実に防止することができる。

なお、実施の形態１の構成においては、冷凍／解凍室５の貯蔵空間は、前方から見て左側の冷凍／解凍空間、右側の冷凍空間から成る。また、冷凍／解凍空間の天面側に発振電極２４を設け、冷凍／解凍空間の底面側に対向電極２５を設けた構成で説明するが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、発振電極２４と対向電極２５が冷凍／解凍空間を介して対向する構成であればよく、貯蔵空間全体に電極を設けたり、電極を上下逆の配置や、左右方向に対向する配置にしたりしても同様の効果を奏する。

発振回路２２は、ＶＨＦ帯の高周波（実施の形態１においては４０．６８ＭＨｚ）の電圧を出力する。発振回路２２が高周波電圧を出力することにより、発振回路２２が接続された発振電極２４と対向電極２５との間に電界が形成され、冷凍／解凍室５の発振電極２４と対向電極２５との間の冷凍／解凍空間に配置された誘電体である保存物が誘電加熱され解凍される。

整合回路２３は、発振電極２４と対向電極２５と冷凍／解凍室５に収容された保存物とによって形成される負荷インピーダンスが、発振回路２２の出力インピーダンスと整合するように調節するものである。整合回路２３は、インピーダンスを整合させることにより、出力した電磁波に対する反射波を最小化している。

実施の形態１における誘電加熱機構には、発振回路２２から発振電極２４へと出力される入射波と、発振電極２４から発振回路２２の方へ戻る反射波とを検出する入反射波検出部５１が設けられている。従って、発振回路２２は入反射波検出部５１および整合回路２３を介して発振電極２４に電気的に接続されている。制御部５０は、入反射波検出部５１が検出した入射波と反射波とに基づいて、入射波出力に対する反射波出力の割合（反射率）を算出し、その算出結果に基づいて後述するように各種制御を行っている。或いは、整合回路２３においてインピーダンス整合されて発振回路２２から出力される電磁波の設定値と、入反射波検出部５１が検出した反射波とに基づいて、電磁波出力に対する反射波出力の割合（反射率）を算出しても良い。また、電磁波の出力設定値や入射波の検出値によらず、反射波出力のみで後述の各制御を行っても良い。

図７のブロック図に示すように、誘電加熱機構においては、制御部５０が、ユーザによる設定操作を行う操作部４７や庫内温度を検出する温度センサ４９などの信号に基づいて、発振回路２２および整合回路２３を駆動制御している。制御部５０はＣＰＵで構成されており、ＲＯＭ等のメモリに格納された制御プログラムが実行されて各種制御を行っている。

［１－４．解凍中の着霜防止制御］
実施の形態１の冷蔵庫１０において、解凍指令が入力されると、冷凍／解凍室５の発振電極２４と対向電極２５との間の保存物（冷凍品）に対する解凍処理が行われる。実施の形態１における解凍処理は、制御部５０が発振回路２２、入反射波検出部５１、および整合回路２３を有する誘電加熱機構を制御すると共に、圧縮機９および冷却器１２などの冷凍サイクルを含む冷却機構、および冷却ファン１３およびダンパー１９などを含む冷気導入機構を制御している。

実施の形態１における解凍処理は、発振電極２４と対向電極２５との間に所定の高周波電圧を印加して、電極間の高周波電界により誘電体である冷凍品を誘電加熱している。この誘電加熱中において、冷凍／解凍室５に繋がるダンパー１９の開閉制御を行って間欠的に冷気導入が行われている。図８は、解凍処理における誘電加熱機構（発振回路２２）および冷気導入機構（冷凍／解凍室５に繋がるダンパー１９）の制御信号の波形を示すと共に、そのときの保存物温度、冷凍／解凍室５の室温、および冷凍／解凍室５の湿度を示している。

図８に示すように、解凍処理においては、解凍指令が入力されると（解凍開始）、発振回路２２がオン状態となり、例えば４０．６８ＭＨｚの高周波電圧が発振電極２４と対向電極２５との間に印加される。このとき、冷凍／解凍室５に繋がるダンパー１９は開成状態であるため、冷凍／解凍室５の室温は冷凍温度ｔ１（例えば－２０℃）に維持されている。解凍開始から所定期間経過後に冷凍／解凍室５に繋がるダンパー１９が閉成される。冷凍品が高周波電界を吸収して加熱されると、冷凍品の温度が上昇して表面の飽和水蒸気圧が上昇する。冷凍品から蒸発した水蒸気は、温まった空気と共に冷凍／解凍室５内の天面に向けて上昇する。高周波による加熱効果は冷凍品に集中的に吸収されるため、冷凍／解凍室５の天面や他の内面部材３２の温度は解凍中の食品温度よりも常に低い。そのため結露対策なしの場合は、冷凍／解凍室５の天面で着霜や結露が生じ、着霜が成長すると送風経路を埋めて温度調整や冷凍運転できなくなる恐れがある。

そこでこの実施の形態の冷蔵庫では、整合回路２３で整合されて発振電極２４と対向電極２５との間に供給された電磁波に対する、入反射波検出部５１で検出された入射波に対する反射波の割合（反射率）に基づいて、制御部５０が着霜防止のため冷凍／解凍室５に繋がるダンパー１９を開閉制御する。制御部５０は、反射率が予め設定された閾値に達して、反射率が大きくなったとき、冷凍／解凍室５に繋がるダンパー１９を開成して冷凍／解凍室５の庫内湿度を低下させる。このように、解凍期間中にあえて冷凍／解凍室５に繋がるダンパー１９を開閉制御して、冷凍／解凍室５に間欠的に冷気を導入することにより、着霜を防止して冷蔵庫としての信頼性を確保するようにしている。そして、上記着霜防止を効率よく行えるように次のような風路構成としてある。以下、その構成を説明する。

［１－５．着霜防止のための風路構成と送風方向］
着霜防止を効率よく確実に実現するための風路構成と送風方向については図２、図３を用いて説明する。

図２、図３に示すように、発振電極２４から発振される電磁波を解凍空間以外の他室に漏らさないための電磁波シールド２６のうち天面側電磁波シールド２６ａは発振電極２４から所定の距離離して設ける必要があるので、発振電極２４と天面側電磁波シールド２６ａとの間にはシールド空間２７が形成される。このシールド空間２７の背面側には冷凍／解凍室吐出口２８が位置する。また、シールド空間２７と冷凍／解凍室５の貯蔵空間との間を仕切る壁面、すなわち天面側内面部材３２ａには多数の冷気導入孔２０が均等に設けられ、シールド空間２７と貯蔵空間とは、天面側内面部材３２ａの全面に均等に設けられた上記冷気導入孔２０で連通する。つまり、前記シールド空間２７と冷気導入孔２０とで冷凍／解凍室５への冷気の分散導入風路が構成される形となり、冷凍／解凍室吐出口２８から供給される冷気がシールド空間２７によって冷凍／解凍室５の上面全域に拡散した後、冷気導入孔２０から冷凍／解凍室５内へと分散供給される。冷気導入孔２０は、発振電極２４も貫通して設けられている。なお、食材と発振電極２４が冷気導入孔２０で接触する可能性を無くすため、発振電極２４の電極孔４１の方が冷気導入孔２０よりも大孔径に設けられている。また、本実施形態の冷凍／解凍室５は引出し扉式に設けられるため、収納ケース３１は底部にスライド用のレール３７を有する。そのため冷凍／解凍室５内の底部にレール空間３８が存在する。レール空間３８の底面側は、図２に示すように、冷気を廃棄する排出部となる冷気排気口２１が設けられて、冷凍室６に連通している。

上記構成により、冷凍／解凍室用ダンパーが開成される間、冷却器１２で生成した冷気は冷蔵庫１０の背面側の風路１８を通って冷凍／解凍室吐出口２８を通り、シールド空間２７で水平方向に面的に広がりながら前方に吐出拡散され、多数の冷気導入孔２０を通って収納ケース３１の底面に向けて流下する。収納ケース３１から溢れた冷気は、レール空間３８を通って冷気排気口２１に吸い込まれ、冷凍室６を経て冷却器１２に戻される。よって、冷凍／解凍室５内の天面近くに広がった水蒸気を残さずに排出することが可能となり、解凍室の天面や背面側の隅などに着霜するのを防止できる。

上記着霜を効果的に防止するためには、冷凍／解凍室５内の全体を冷気が通過するように均一に送風して水蒸気の滞留箇所を四隅などに残さないようにすることが重要である。本実施の形態で示すシールド空間２７は貯蔵空間の全体を覆う面積を持つ空間となっており、多数の冷気導入孔２０から冷気を分散供給するので冷気を均一に広げる機能を果たす分散導入風路の好適な例の一つとなある。なお、分散した均一な冷気が貯蔵空間内に導入される状態を、図３の矢印で示した。

また、本実施の形態では貯蔵空間内を略上下方向（上→下）に送風する構成としているが、そのメリットの一つは、冷気は暖気と比べて比重が大きいために冷却ファン１３の必要送風能力を最小限にできることである。さらに他の送風形態として、冷凍／解凍室吐出口２８と冷気排気口２１の送風方向を逆にすることにより、略下→上方向に送風することが考えられる。この場合のメリットは、貯蔵空間天面付近に集まった高湿空気を収納ケース３１内で分散することなく直接排出することが可能であるため、解凍中の冷却ファン１３稼働時間を短縮できることであり、冷凍／解凍空間内の温度低減を抑制できる。

また、均一な分散冷気導入を実現する上記本実施の形態で示す風路構成は、冷凍運転の際に少ない冷気量でムラなく均一に速く冷凍することができ、解凍時間が長くなったり消費エネルギーが増大したりして効率が低減するのを抑制することも可能となる。

［１－６．発振電極および対向電極］
発振電極２４および対向電極２５には、図６に示しているように電極孔４１，４２が設けられる。電極孔４１，４２は、第一に均一加熱のための手段であるが、均一加熱を実現することにより着霜防止にも作用する。以下これを説明する。

図５は冷凍／解凍室５の天面側の発振電極２４と対向電極２５とを側面から見た概略図、図６は冷凍／解凍室５の天面側の発振電極２４と対向電極２５とを上方から見た平面図である。

図６に示すように、発振電極２４のサイズは対向電極２５よりもやや小さい面積で構成されている。また、発振電極２４、および対向電極２５には複数の電極孔４１，４２が形成されており、複数の電極孔４１，４２は、図５、図６に示す正極端子２４ａ～２４ｃ、および対向電極２５の陰極端子２５ａ～２５ｃが設けられた庫内背面側から前面側に向けた縦長のスリット形状となっている。このような形状とすることで、正極端子２４ａ～２４ｃ側から入力された高周波電流が庫内背面側から前面側に向けて流れやすくなり、両電極間に発生する電界強度が強くなる。

一般に対向する２枚の電極間で高周波を発生させると、電極の周辺部で電界が強く形成される（周辺効果）が現れて、均一な加熱が出来ないという課題がある。そのような場合、加熱の強い箇所で被加熱物表面の飽和水蒸気圧が上昇し、水蒸気が発生してより低温の箇所（冷凍／解凍室吐出口２８周辺など）で着霜が発生しがちである。

そのような課題を防ぐため、発振電極２４、および対向電極２５に設けられた電極孔４１，４２は、それぞれ上下対称位置ではなく、図６に示すように電極孔４１の短径の約半分程度ずらして配置されている。発振電極２４の電極面に複数の電極孔４１が形成されているため、発振電極２４の電極面において電界が強く形成される領域が均一的に分散されることになり、保存物に対する誘電加熱を均一に行うことが可能な構成となる。即ち、電極孔４１における開口部分の縁部が電界集中領域となる。

なお、図６に示した電極孔４１の形状および配置は例示であり、電極孔４１の形状および配置は、冷蔵庫の仕様、構成などに応じて、効率、製造コストを考慮して適宜設計される。例えば電極孔４１の形状は真円でもよく、発振電極２４と対向電極２５のそれぞれの電極孔４１，４２が上下対称位置になく、穴径の半分程度がずらされて配置されていることが望ましい。

なお、実施の形態１の構成においては、発振電極２４の電極孔４１の形状および配置としては、複数が配置された構成で説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、発振電極２４に少なくとも１つの開口部分が形成された形状であってもよく、その開口部分の縁部が発振電極２４の電極面において、電界が集中する電界集中領域となる。即ち、本発明としては、発振電極２４の電極面において、電界集中領域が分散される構成であればよい。また、実施の形態１においては、対向電極２５の電極面に複数の電極孔４２を設けた構成について説明したが、本発明としては、対向電極２５に複数の電極孔４２を設けた構成に特定されるものではなく、発振電極２４との電極間に所望の電界が形成されるよう形成された開口であればよい。

［１－７．電磁波シールド機構］
冷凍／解凍室５においては発振電極２４と対向電極２５との間の高周波電界の雰囲気に保存物である誘電体を配置して誘電加熱する構成であるため、冷凍／解凍室５においては電磁波が放射されている。この電磁波を冷蔵庫１０の外部に漏洩することを防止するために、実施の形態１の冷蔵庫１０には冷凍／解凍室５を取り巻くように電磁波シールド機構が設けられている。

図２、図３に示すように、冷凍／解凍室５の上部には天面側電磁波シールド２６ａが配設されている。天面側電磁波シールド２６ａは、冷凍／解凍室５の直上の冷蔵室３の底面側を構成する断熱材４０と内箱２との間に配設されており、冷凍／解凍室５の天面側を覆うように配設されている。天面側電磁波シールド２６ａは、複数の開口を有しており、発振電極２４に対する実質的な対向面積が小さくなるように構成されている。

このように構成された天面側電磁波シールド２６ａは、発振電極２４との間で不要な電界の発生が抑制された構成となる。なお、天面側電磁波シールド２６ａとしては複数の開口を有するメッシュ構造でもよい。また、天面側電磁波シールド２６ａとしては、冷凍／解凍室５の直上に位置する冷蔵室３の内部に設けてもよいが、冷蔵室３にはパーシャル室やチルド室が設けられていることが多く、このパーシャル室やチルド室の天面を電磁波シールドとして利用してもよい。

また、冷凍／解凍室５の背面側に設けられた整合回路２３などを有する電極保持領域３０を覆うように背面側電磁波シールド２６ｂが配設されている。このように背面側電磁波シールド２６ｂを設けることにより、発振電極２４と対向電極２５との間に発生する電界や、整合回路２３から発生した高周波ノイズが冷却ファン１３およびダンパー１９の電装部品の動作（制御）に影響を与えるのを防止する。なお、冷凍／解凍室５の側面側にも電磁波シールド（図示なし）が配設されている。

なお、実施の形態１の冷蔵庫１０においては、外箱１が鋼板で構成されているため、この鋼板自体が電磁波シールドとしての機能を有している。このため、冷蔵庫１０の内部の電磁波が冷蔵庫１０の外部に漏洩することが確実に防止されている。

（実施の形態２）
図９は冷蔵庫前面側から見た第２の実施形態の冷凍／解凍室の正面断面図、図１０は図９のＢ－Ｂ断面図である。

本実施の形態については、着霜防止のための風路構成について第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

実施の形態２の冷蔵庫１０における冷凍／解凍室５においては、収納ケース３１が冷凍／解凍室５の内部をスムーズに移動できるように、冷凍／解凍室５の両側面にレール３７が設けられている。また、このレール３７を摺動するフレーム５５が収納ケース３１の外側の両側面に設けられている。これらのレール３７およびフレーム５５の摺動部材は、誘電加熱されないように、冷凍／解凍室５の発振電極２４と対向電極２５との対向する領域である誘電加熱領域から外れた位置に設けられている。

本実施形態の高周波加熱モジュール５３は、第１の実施形態と異なって、冷凍／解凍室吐出口２８は高周波加熱モジュール５３の外部に位置し、天面側電磁波シールド２６ａは図１０に示すように冷凍／解凍室吐出口２８からの冷気を導入するためのシールド開口部５９を有し、冷気導入孔２０はシールド空間２７の前方にのみ多数分散して設けられる。また、収納ケース３１は背面に収納ケース開口部５６を有する。冷凍／解凍室５の背面側内面部材の、収納ケース開口部５６と相対する位置には、冷気排気口２１に接続する背面開口部５７が設けられる。収納ケース開口部５６、背面開口部５７により冷凍／解凍空間は、冷気排気口２１と連通する構造となっている。冷気排気口２１は戻り風路３４を介して冷凍室６に繋がっている。なお、上記収納ケース開口部５６、及びこれに対応する背面開口部５７は高さ方向に複数設けてもよいものである。

上記構成により、冷却器１２で生成した冷気は、シールド開口部５９を通って、天面側内面部材３２ａ前方の冷気導入孔２０から冷凍／解凍空間に吐出され、図１０の矢印に示すように収納ケース３１内に導入される。導入された冷気は高さ方向に拡散された後、冷気排気口２１からの吸引圧によって収納ケース３１内を後方に向けて移動して、収納ケース開口部５６、背面開口部５７、冷気排気口２１を順に通って冷却器に還流される。

ここで、本実施の形態では、分散導入風路は、冷気導入孔２０及び収納ケース３１の背面に設けた収納ケース開口部５６によって形成され、その収納ケース開口部５６の高さ方向寸法を幅よりも大きく設けることにより、収納ケース３１内で冷気を高さ方向に拡散した状態でそのまま収納ケース内の後方に向かって流すことが出来る。これにより、冷気は冷凍／解凍室５内全域を分散して流れることになり、冷凍／解凍室５の天面や背面側の隅などに着霜するのを効果的に防止できる。つまり、一般的な形状の冷凍／解凍室５は奥行方向の寸法が高さよりも２倍以上大きいために、本実施の形態で例示した前後方向の送風は高さ方向の送風よりも冷凍／解凍室５内を均一に換気して水蒸気を排出する効率が高い。よって本実施の形態の分散導入風路構成によれば、天面付近に集まった高湿空気を解凍室内に残すことなく効率よく排出することができ、解凍室の天面や背面側の隅などに着霜するのを防止できる。

また、実施の形態１に比較して、更なる本実施の形態の特長は、前方に設けた冷気導入孔２０により扉周辺の水蒸気を効率的に除去し易く、扉周辺の着霜を確実に防止できる点である。加えて、冷気排気口２１を冷凍／解凍室５の底面側に設ける場合に比べて、排出する冷気を冷凍室６経由で冷却器１２に戻したり、冷凍室６との隔壁内に風路を設けて構成を複雑化することが無いことである。

なお、本実施形態の冷気排気口２１は、冷凍／解凍室内に突出するように設けられることで、背面開口部５７との距離を小さくすることができる。このような構成とすることにより、貯蔵空間から排出された高湿な空気が実施の形態１で示した電極保持領域３０内で広がることを防ぎ、電極保持基板５２上への結露や着霜をより確実に防ぐことができる。

また、他の実施形態として、冷凍／解凍室吐出口２８と冷気排気口２１の送風方向を逆にすることにより、後→前方向に送風することも可能である。この場合のメリットは、解凍室天面付近に集まった高湿空気を冷凍／解凍室５内で分散させず比較的効率よく排出できるため、解凍中の送風ファン稼働時間を短縮して解凍所要時間を抑制できることである。

図１１に示すように、本実施の形態の高周波加熱モジュール５３は、天面側電磁波シールド２６ａ、底面側電磁波シールド２６ｃおよびシールド空間２７を含む点で実施の形態１と異なる。高周波加熱モジュール５３は、内面部材３２を外枠として構成されており、その外表面は電磁波シールド２６で覆われている。この電磁波シールド２６は、電磁波を冷蔵庫１０の外部に漏洩することを防止するために設けられる。また、電極保持領域３０は背面側内面部材３２ｂｂによって冷凍／解凍空間と区分けされており、背面側内面部材３２ｂｂの背面側にも背面側電磁波シールド２６ｂが設置されている。背面側電磁波シールド２６ｂは、冷凍／解凍空間と、整合回路２３等を含む電極保持基板５２とを区画することで互いのインピーダンスや電界に関する影響を防止することが主な目的である。

ここで、天面側電磁波シールド２６ａに設けられたシールド開口部５９は、発振電極２４の背面側に位置する入力部から離して発振電極２４中心よりも前面側に設けられる。また、開口部寸法は左右方向よりも前後方向を２倍以上大きく設ける。このような位置および形状に設けることにより、電磁波漏洩防止効果が図れ、かつ冷凍／解凍空間における電界形成がより均一化する。

また、冷凍／解凍空間の上方には図９、図１０に示すように天面側内面部材３２ａが水平方向に設けられ、その上側に発振電極２４が搭載される。また、底面側内面部材３２ｃの下側には対向電極２５が設置されている。冷凍／解凍空間の側面を成す側面内面部材３２ｂが、天面側内面部材３２ａと底面側内面部材３２ｃとを略平行で所定距離に保持している。よって発振電極２４と対向電極２５は、電極保持基板５２と内面部材（３２ａ、３２ｂ、３２ｂｂ、３２ｃ）によって略平行状態を保持することができる。外箱１は、充填発泡された断熱材４０の発泡ばらつきにより、庫内上面と底面の平行が不十分となることがあるが、上述の構成によって、発泡の影響を受けることがなく、精度良く確実に略平行状態となる。

製造工程においては、高周波加熱モジュール５３は予め組み立てられており、図１１に示したように冷蔵庫の外箱１に差し込む形で組み込む。さらに、扉ユニット５４を高周波加熱モジュール５３内に差し込む形で冷蔵庫を完成させる。

なお、内面部材（３２ａ～３２ｃ）は、冷凍室環境でも結露しにくい一般的な工業セラミック材の熱伝導率１０Ｗ／（ｍ・ｋ）以下の材料が望ましく、本実施の形態ではポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート等の樹脂材料で構成している。電磁波シールド（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）は内面部材（３２ａ～３２ｃ）よりも薄い厚さで構成され熱容量を抑制している。これにより、電磁波シールド２６、および電磁波シールド２６に接する内面部材（３２ａ～３２ｃ）への結露を防止できる。

（実施の形態３）
図１２は冷蔵庫前面側から見た第３の実施形態の冷凍／解凍室の正面断面図、図１３は図１２のＣ－Ｃ断面図である。

本実施の形態についても、着霜防止のための風路構成について第１、第２の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

第３の実施形態の冷蔵庫は、天面側電磁波シールド２６ａが断熱隔壁５８の上部に設けられ、冷凍／解凍室５が有するシールド空間２７の断面積が小さい点、および冷凍／解凍室５の左側に冷凍／解凍室吐出口２８（図示せず）と冷気導入孔２０、右側に冷気排気口２１、戻り風路３４（図１３参照）が配置される点が他の実施形態と異なる。

第３の実施形態の冷凍／解凍室５の風路を説明する。図１２に示すように、冷気は冷凍／解凍室５内の背面左側に設けられた冷凍／解凍室吐出口２８から室内に導入され、内面部材３２の背面左側に設けられた冷気導入孔２０から左側レール空間３８ａに導入される。左側レール空間３８ａは、奥行方向に長い空間であるため、冷気は奥行方向に分散される。また、収納ケース３１の左側面には、図１３に示すように奥行方向に複数分散して設けられた左側収納ケース側面開口部５６ａを有する。貯蔵空間内の左側レール空間３８ａに導入された冷気は、収納ケース３１内の左側レール空間３８ａを左右方向に流れて左側収納ケース側面開口部５６ａから収納ケース３１に入り、右側収納ケース側面開口部（排気開口（図示せず））、右側レール空間３８ｂ（図１２参照）、冷気排気口２１を通って、戻り風路３４に吸引される。左側レール空間３８ａおよび左側収納ケース側面開口部５６ａが、本実施の形態における分散導入風路として作用する。この結果、貯蔵空間内から効果的に高湿空気が排出されて、結露や着霜を防止できる。

本実施の形態の特長は、シールド空間２７の容量を小さく構成できるため、冷凍／解凍室５の高さ方向の寸法に制約がある場合でも冷蔵庫内に設置することができることである。

［２－１．発明の効果等］
以上のように、本開示の態様における冷蔵庫は、保存物を収納可能で冷却可能な貯蔵空間を有する少なくとも一つの貯蔵室と、冷気を形成する冷却機構と、前記冷却機構からの冷気を前記貯蔵室内に分散させて導入する分散導入風路と、前記保存物を加熱する高周波電界を前記貯蔵室内に形成する発振電極及び対向電極と、前記発振電極と対向電極とで前記貯蔵室内に高周波電界を形成させる制御部と、前記貯蔵室内の冷気を排出する排出部と、を備え、前記制御部は前記高周波電界による保存物の加熱中に前記分散導入風路から前記貯蔵室内に冷気を分散導入するようにした構成としてある。

このように構成された冷蔵庫は、貯蔵室内に冷気が分散して供給されるので、貯蔵品の保存物を解凍する際に発生する水蒸気を、貯蔵室から効率よく排出して着霜による不具合の発生を確実に防止しつつ、少ない冷気量で水蒸気排出ができるので解凍の長時間化も抑制でき、小型で信頼性の高い高効率な冷蔵庫とすることができる。

本開示の冷蔵庫は上記のような構成と効果を有するが、第２の態様に係る冷蔵庫は、貯蔵室が、電磁波シールドと、前記電磁波シールドとの間に設けたシールド空間と、を備え、前記分散導入風路は前記シールド空間を利用して形成した構成としてもよい。

また、本開示の第３の態様に係る冷蔵庫は、前記第１または第２の態様において、前記シールド空間の貯蔵室との間の壁面に多数の冷気導入孔を設けて分散導入風路を形成した構成としてもよい。

また、本開示の第４の態様の冷蔵庫は、前記第３の態様において、前記冷気導入孔は貯蔵室の天井面となるシールド空間の壁面に設けるとともに冷気排出部は前記貯蔵室の底部に設けて冷気が前記貯蔵室内で略上下方向に通気するようにした構成としてもよい。

また、本開示の第５の態様の冷蔵庫は、前記第４の態様において、前記冷気導入孔は貯蔵室の天井面となるシールド空間壁面の貯蔵室長手方向における前部に設けるとともに冷気の排出部は前記貯蔵室の前記冷気導入孔とは反対側の後部に設けて貯蔵室内で冷気が略前方から略後方に通気するようにした構成としてもよい。

また、本開示の第６の態様の冷蔵庫は、前記第１の様態において、前記貯蔵室は、保存物を収納する収納ケースと、引き出し式扉と、前記収納ケースを前後に移動するためのレール部と、前記レール部を設置収納するために前記貯蔵室内に設けられたレール空間と、を備え、前記分散導入風路は前記レール空間を利用して形成した構成としてもよい。

また、本開示の第７の態様の冷蔵庫は、前記第６の様態において、前記貯蔵室のレール空間内の収納ケース側面に多数の冷気導入孔を設けるとともに収納ケースの反対側の側面に前記レール空間とは反対のレール空間を介して冷気の排出部へと繋がる排気開口を設けた構成としてもよい。

以上、本発明をある程度の詳細さをもって実施の形態において説明したが、実施の形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものであり、実施の形態における要素の置換、組合せ、および順序の変更は請求された本発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

本発明の冷蔵庫は、解凍中に発生した水蒸気を解凍室から効率よく排出可能として着霜を防止するとともに解凍時間の長時間化を抑制した信頼性の高い高効率な冷蔵庫とすることができる。そして、本開示の冷蔵庫においては高周波解凍装置を組み込んだ家庭用冷凍冷蔵庫への応用を念頭に説明したが、それ以外にも業務用冷凍／解凍庫、産業用の解凍装置、産業用の高周波加熱装置において発生する結露、着霜課題に対しても有用性を発揮するものである。

１ 外箱
２ 内箱
３ 冷蔵室
４ 製氷室
５ 冷凍／解凍室（貯蔵室）
６ 冷凍室
７ 野菜室
８ 機械室
９ 圧縮機
１０ 冷蔵庫
１１ 冷却室
１２ 冷却器（冷気生成機構）
１３ 冷却ファン
１４ 除霜ヒータ
１５ ドレンパン
１６ ドレンチューブ
１７ 蒸発皿
１８ 風路
１９ ダンパー（開閉手段）
２０ 冷気導入孔（分散導入風路）
２１ 冷気排気口（排出部）
２２ 発振回路
２３ 整合回路
２４ 発振電極
２５ 対向電極
２６ 電磁波シールド
２６ａ 天面側電磁波シールド
２６ｂ 背面側電磁波シールド
２６ｃ 底面側電磁波シールド
２７ シールド空間（分散導入風路）
２８ 冷凍／解凍室吐出口
２９ 扉
３０ 電極保持領域
３１ 収納ケース
３２ 内面部材
３２ａ 天面側内面部材
３２ｂ 側面内面部材
３２ｂｂ 背面側内面部材
３２ｃ 底面側内面部材
３３ 間隔規定部
３４ 戻り風路
３５ クロスレール（枠部）
３６ ガスケット
３７ レール
３８ レール空間
３８ａ 左側レール空間（分散導入風路）
３９ 扉側電磁波シールド
４０ 断熱材
４１ 電極孔（発振電極孔）
４２ 電極孔（対向電極孔）
４７ 操作部
４８ 電源部
４９ 温度センサ
５０ 制御部
５１ 入反射波検出部
５２ 電極保持基板
５３ 高周波加熱モジュール
５４ 扉ユニット
５５ フレーム
５６ 収納ケース開口部（分散導入風路）
５６ａ 左側収納ケース側面開口部（分散導入風路）
５７ 背面開口部
５８ 断熱隔壁
５９ シールド開口部

Claims (7)

1. 保存物を収納可能で冷却可能な貯蔵空間を有する少なくとも一つの貯蔵室と、冷気を形成する冷却機構と、前記冷却機構からの冷気を前記貯蔵室内に分散させて導入する分散導入風路と、前記保存物を加熱する高周波電界を前記貯蔵室内に形成する発振電極及び対向電極と、前記発振電極と対向電極とで前記貯蔵室内に高周波電界を形成させる制御部と、前記貯蔵室内の冷気を排出する排出部と、を備え、前記発振電極に形成された電極孔の大きさは前記分散導入風路を構成する冷気導入孔よりも大孔径で形成され、前記制御部は前記高周波電界による保存物の加熱中に前記冷気導入孔から前記貯蔵室内に冷気を分散導入するようにした冷蔵庫。
2. 前記貯蔵室は、電磁波シールドと、前記電磁波シールドとの間に設けたシールド空間と、を備え、前記分散導入風路は前記シールド空間を利用して形成した請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記シールド空間の貯蔵室との間の壁面に多数の前記冷気導入孔を設けて分散導入風路を形成した請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記冷気導入孔は貯蔵室の天井面となるシールド空間の壁面に設けるとともに冷気排出部は前記貯蔵室の底部に設けて冷気が前記貯蔵室内で略上下方向に通気するようにした請求項３に記載の冷蔵庫。
5. 前記冷気導入孔は貯蔵室の天井面となるシールド空間壁面の貯蔵室長手方向における前部に設けるとともに冷気の排出部は前記貯蔵室の前記冷気導入孔とは反対側の後部に設けて貯蔵室内で冷気が略前方から略後方に通気するようにした請求項４に記載の冷蔵庫。
6. 前記貯蔵室は、保存物を収納する収納ケースと、引き出し式扉と、前記収納ケースを前後に移動するためのレール部と、前記レール部を設置収納するために前記貯蔵室内に設けられたレール空間と、を備え、前記分散導入風路は前記レール空間を利用して形成した請求項１に記載の冷蔵庫。
7. 前記貯蔵室のレール空間内の収納ケース側面に多数の前記冷気導入孔を設けるとともに収納ケースの反対側の側面に前記レール空間とは反対のレール空間を介して冷気の排出部へと繋がる排気開口を設けた請求項６記載の冷蔵庫。

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