(57)【要約】【課題】  超音波発生手段により野菜室内を高湿度状態に加湿するとともに、常に多くのミスト状の水分粒子を発生させ、開扉の際は冷蔵庫外部にミストを流出させて野菜室内の状態を使用者の目に見えるようにすることにより、使用者に保存環境状況を視認させアピールすることができるようにした冷蔵庫を提供する。【解決手段】  冷気循環により冷却される冷蔵空間２と、この冷蔵空間内に区画して設けられ、周囲を循環する冷気によって間接的に冷却、あるいは循環冷気の一部を導入して所定温度に冷却される収納容器15、16を配設した野菜室３と、この野菜室内にミスト状の水分粒子を供給して加湿する超音波発生手段20とを設け、この超音波発生手段の出力が最大となる周波数で加湿動作をおこなうように制御することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷気循環により冷却される冷蔵空間と、この冷蔵空間内に区画して設けられ、周囲を循環する冷気によって間接的に冷却、あるいは循環冷気の一部を導入して所定温度に冷却される収納容器を配設した野菜室と、この野菜室内にミスト状の水分粒子を供給して加湿する超音波発生手段とを設け、この超音波発生手段の出力が最大となる周波数で加湿動作をおこなうように制御することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
超音波発生手段の発振開始時に周波数を変化させ、最大入力になる周波数を選択した後に加湿動作をおこなうようことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
最大入力になる周波数を選択した後に一定値以上の入力が入らない場合は、加湿動作を停止することを特徴とする請求項２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
加湿動作中に入力が低下した場合には、異常発生と見做して超音波発生手段の運転を停止するようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項５】
超音波発生手段の運転を停止した場合は、異常状態を報知することを特徴とする請求項３または４記載の冷蔵庫。
【請求項６】
加湿動作中に超音波発生手段への入力が最大となるよう周波数を変化させることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項７】
超音波発生手段は、野菜室の冷却運転中に駆動するようにしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品を長期に保存する高湿度雰囲気の野菜室を備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷蔵庫は、冷却貯蔵温度の多様化のみならず、環境への配慮や経済性に対する関心の高まりを背景に、冷蔵庫本来の目的機能である食品の長期保存や省エネルギー化が重視される傾向にある。
【０００３】
一般に食品は、冷蔵庫内で保存していても、保存期間の経過による劣化等で食されることなく廃棄されることが多く見受けられるものであり、食材の廃棄という無駄をなくすとともに常に新鮮な食材を得るため、食品を保存する際に素材の持ち味や栄養分、鮮度を長期間に亙って保つ機能が求められている。
【０００４】
食品の劣化要因のひとつである乾燥については、温度変動が少なく湿度が高い条件下での保存が有効であり、冷蔵庫における各室の温度帯専用に設けた冷却器の蒸発温度を上昇させて室内空気温度との差を少なくすることで、冷却器への霜の付着を極力少なくし、貯蔵室内を高湿に保って食品の乾燥を防ぐ方式が広く採用されている。
【０００５】
そして、野菜類の鮮度を保持するためには、上記冷蔵温度帯の一区画である野菜室内に配置した野菜容器をほぼ密閉状態にして容器外周を循環する冷気によって容器内を間接的に冷却、あるいは間接冷却とともに循環冷気の一部を導入する方法で容器内を所定温度に冷却する方法が知られているが、野菜室内への冷気流入が制限されているためその湿度制御は成り行きの制御となり、野菜室に収納した野菜類の量が少ない場合や、野菜自身からの水分の蒸散が少ない場合は、高湿度状態を保持することが困難となっていた。
【０００６】
一方、生鮮食品の保存に適した超音波式、遠心力式、高圧スプレー式などの加湿装置を備え、また、水分を選択的に透過させる防水・透湿材を用いて冷蔵室内を低温、高湿度の雰囲気状態に保持する冷蔵庫が提案されており（例えば、特許文献１参照）、また、蒸発器周囲の霜を融解させた霜水と冷蔵庫内の冷気とを接触させて蒸気霧を生成し、この蒸気霧で野菜を加湿する技術思想も存在する（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６１−１６８７６４号公報
【特許文献２】特開平８−４２９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および２に記載の構成においても、使用者には、運転中の冷蔵庫における現在の温度や湿度などの野菜室内部の保存環境がどの状況にあるのか、また適切な状態にあるか否かがわかりにくく、制御への信頼感をもつことができなかった。
【０００８】
本発明は上記点を考慮してなされたものであり、超音波発生手段により野菜室内を高湿度状態に加湿するとともに、常に多くのミスト状の水分粒子を発生させ、開扉の際は冷蔵庫外部にミストを流出させて野菜室内の状態を使用者の目に見えるようにすることにより、使用者に保存環境状況を視認させアピールすることができるようにした冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の冷蔵庫は、冷気循環により冷却される冷蔵空間と、この冷蔵空間内に区画して設けられ、周囲を循環する冷気によって間接的に冷却、あるいは循環冷気の一部を導入して所定温度に冷却される収納容器を配設した野菜室と、この野菜室内にミスト状の水分粒子を供給して加湿する超音波発生手段とを設け、この超音波発生手段の出力が最大となる周波数で加湿動作をおこなうように制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、室内の貯蔵野菜の量が少なく相対湿度が低い場合や冷凍サイクルの動作状態や扉の開閉によって相対湿度が変化した場合に、超音波発生手段を動作させて高湿度環境を維持するようにし、野菜などの鮮度を長期に亙って保持することができるとともに、発振周波数の変化に対しても常に最大となる入力を供給して充分な量のミスト状の水分粒子を発生させ、野菜室扉の開扉時のミスト発生による具象化により、野菜室内環境を使用者にアピールでき、制御状態の信頼感を向上させることができる冷蔵庫を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は本発明に係る冷蔵庫の縦断面図であり、断熱箱体からなる冷蔵庫本体（１）内部の貯蔵空間の最上部には冷蔵室（２）を配置し、その下方には冷蔵室よりやや高温で高湿度に保持された野菜室（３）を仕切壁（４）を介して設けている。野菜室（３）の下方には断熱仕切壁を介して、製氷貯氷室（５）と図示しない温度切替室とを左右に区分して併置しており、最下部には上下２段に区分した冷凍室（６）を独立して配置している。
【００１２】
前記冷蔵室（２）は、本体一側に回動自在に枢支した冷蔵室扉によって室の前面開口を閉塞しており、冷蔵室（２）以外の各貯蔵室は、その前面開口を閉塞する扉とともに収納容器を設け、各貯蔵室側壁に配置したレールによって前後摺動可能とした引き出し式としている。
【００１３】
前記冷蔵空間および冷凍空間は、それぞれの背面に設置した冷蔵用冷却器（７）と冷凍用冷却器（８）および各冷却器の近傍に設けたファン（９）（10）とダクトによって冷気を循環させ、各貯蔵室毎に設定した温度に冷却制御されるものであり、冷蔵庫本体（１）最下部の冷凍空間の背面下部に形成した機械室には、前記冷蔵用および冷凍用冷却器（７）（８）へ冷媒を供給する圧縮機（11）を設置している。
【００１４】
上記構成において、前記冷蔵室（２）には、食品を載置する棚を設けるとともに、冷蔵室底面を形成する仕切壁（４）の上部に０〜−３℃程度の温度帯に制御されるチルド室を配置し、チルド室の側方には前記製氷貯氷室（５）に設けた自動製氷装置（12）に製氷用水を供給する給水タンク（13）を設置している。
【００１５】
そして、冷蔵温度帯の一区画である前記野菜室（３）には、断面詳細図である図２に示すように、その前面開口を閉塞する野菜室扉（３ａ）の裏面下部に室内後方に延出し野菜室（３）の側壁面に形成したレールと係合して摺動する左右一対の支持枠を取り付け、この支持枠上に野菜類を収納する野菜容器（15）を載置することで、野菜容器（15）を扉（３ａ）とともに室外に引き出し自在としている。
【００１６】
野菜容器（15）の内部空気温度は３〜６℃に設定しており、その上部には浅底で内部温度を１〜３℃に冷却して低温野菜などを収納するようにした小容量の上部容器（16）を設けて収納物の区分けができるようにしている。
【００１７】
野菜室（３）の冷却は、冷蔵室（２）内を循環した冷気を矢印のように、前記チルド室の前方下部から仕切壁（４）との間に形成した冷気通路である吸込みダクト（17）に導入し、ダクト（17）内を流通させることで、冷却された仕切壁（４）による上方からの冷気の自然降下によって冷却するとともに、吸込みダクト（17）を流れる冷気の一部を直接野菜室（３）内に導入するようにしている。
【００１８】
そして、野菜容器（15）の上面は開放されているが、野菜室扉（３ａ）を閉扉した際には、野菜室（３）空間は前記吸込みダクト（17）からの一部導入空気を除いてほぼ密閉状態にすることで、容器内部を外周囲から間接的に冷却し所定温度に保持している。
【００１９】
仕切壁（４）上の吸込みダクト（17）を流れた冷気は、吸込口から冷蔵用冷却器（７）に戻って低温化し、再び冷却ファン（９）によって冷蔵室（２）空間に吐出され冷蔵空間を循環する。
【００２０】
しかして、仕切壁（４）の前面における下面一部には、ディスク振動子型などの超音波振動子（21）と貯水タンク（25）からなる加湿装置（20）、および野菜室（３）内の相対湿度を検出して加湿装置（20）を駆動させる湿度センサー（26）を配設している。
【００２１】
加湿装置（20）は、図４にその詳細を示すように、仕切壁（４）の前部に形成した収納凹部（４ａ）に貯水タンク（22）を収納し、タンク底部の開口にスポンジなど多孔質材の給水芯（27）を配設するとともに、超音波振動子（21）は、例えば、セラミックをディスク状に形成した圧電振動素子（22）にニッケル製の薄板で振動部となる振動板（23）を固着して形成されており、圧電振動素子（22）への交流電圧の印加によりその振動エネルギーを振動板（23）に伝搬して振動させる構成である。そして、前記振動板（23）を、バネ（28）によって給水芯（27）に押し当てることによって給水芯（27）部の水分をミスト状の水分粒子（以下、ミストという。）に霧化させるものである。
【００２２】
加湿装置（20）を設けた収納凹部（４ａ）の後方の仕切壁（４）中には、加湿装置（20）に隣接して制御回路部（29）を配置しており、前記超音波振動子（21）への通電制御をおこなうとともにその下面には、野菜室（３）内を照明するＬＥＤ（発光ダイオード）からなる照明装置（30）を配設している。
【００２３】
照明装置（30）の位置は、ミストを発生させる加湿装置の振動板（21）の下面より高い位置になるように配設しており、図３に示すように、野菜容器（15）を引き出した際には、野菜室扉（３ａ）の開扉を検知して通電され、野菜室（３）内を照明するものであり、さらに、加湿装置（20）によって野菜容器（15）内に発生したミストを後方から照明するように配置されている。
【００２４】
貯水タンク（25）は、ミスト発生専用として前記収納凹部（４ａ）に上方から収納し配設するものであるが、これに限らず、特に図示しないが、密閉状態にある前記製氷用給水タンク（13）の下部から延出する連結管や重力落差式の弁体を介してその下部に配置し、給水タンク（13）の冷蔵室（２）内所定位置への設置によって前記弁体を貯水タンクに係合させ、連通管を経由してタンク内の製氷用水を導入し、所定水位まで溜めてミスト発生に用いるようにしてもよい。このようにすれば、従来よりの製氷用の給水タンク（13）を利用することで加湿専用の水タンクを別個に設ける必要がない。
【００２５】
なお、野菜室（３）内が充分な高湿度に保持されている場合は加湿は不要であることから加湿装置（20）は駆動させず、扉開閉や冷却運転の継続によって湿度が低下した場合にこれを検知し、湿度を補うように加湿制御をおこなうものであり、加湿装置（20）は原則的に野菜室（３）が冷却運転されているときに駆動される。
【００２６】
また、超音波振動式の加湿装置（20）を採用すれば、湿度あるいは結露センサーによって検出した湿度変化に対して応答性の速い動作が得られることにより、野菜室（３）内の湿度制御をより的確なものとすることができるものである。
【００２７】
加湿装置（20）は、前記のように超音波式以外に、蒸発式、スプレー式、遠心力式などの方式が存在するが、一般的な蒸発式の加湿では、冷蔵庫内部が低温であるため、必要な加湿量を得るには、蒸発に必要な表面積を確保するための大きなスペースが必要となる。これに対して、上記超音波振動子（21）を用いるミスト状の水分粒子を発生させる加湿装置（20）によれば、相変化を伴わない靄や霧レベルである数１０μｍ以下の粒子径の微小な水滴を放出することから、加湿量の確保や応答速度、加湿機構の小形化の点で好適である。
【００２８】
また、前記湿度センサー（26）には、抵抗型、容量型、熱伝導型、セラミック加熱型があるが、本発明の目的には、容量変化型湿度センサー、あるいは抵抗変化型の結露センサーが好適であり、本実施例においては、低温で高湿度の環境を保持するため、精度が高く耐久性の良好な容量型湿度センサーを使用する。
【００２９】
そして、湿度センサー（26）によって野菜室（３）内部の相対湿度を検出した際に、例えば、野菜室内における収納量が少なく野菜からの蒸散量が少ない場合には、所定値に比べて湿度が低いことから加湿装置（20）を駆動するように制御し、点線で示すように、発生させたミストを野菜室（３）の内部に供給する。
【００３０】
野菜室（３）内に供給されたミストは、通常の閉扉状態では、上部容器（16）の前方部位から主に葉野菜が収納されている下部の野菜容器（15）内に流入し、収納空間を高湿度の雰囲気に加湿するものである。そして、加湿装置（20）から発生させる水分粒子は、直径１０μｍ以下の微小なミスト状であることから、水分粒子が収納食品に付着しても食品表面に凝縮せず水滴とならないため、食品を傷めず、手で触った感触も良好となり、特に葉野菜に対しては、細かい粒子により葉の裏側や隅々にまで水分粒子を付着させることで過剰となることなく効果的に加湿できるものである。
【００３１】
貯蔵品を収納、あるいは取り出すために、図３のように、野菜室扉（３ａ）を開けて野菜容器（15）を引き出した際には、前記加湿装置（20）や照明装置（30）の下方には上部容器（16）が位置することになり、照明体であるＬＥＤ（30）の光は、引き出された上部容器（16）、および透明材料である上部容器（16）を透過して下部容器（15）の内部まで照明することができ、夜間であっても貯蔵野菜などの確認が容易になる。
【００３２】
この場合、照明装置（30）による照明とともに、加湿装置（20）も短時間駆動させてミストを発生させるように制御すれば、発生したミストが上部容器（16）内をオーバーフローして野菜室（３）の前面開口部からあふれ出るように流れるため、野菜室内温度が低温であることと相俟って、ミストが具象化、すなわち、目に見える状態となり、さらに、前記照明装置（30）であるＬＥＤの点灯によって、あふれ出たミストが背部から照らされ、湿度調整によってミスト量が少ない場合でも照明されることで、より視認性を高めることができる。
【００３３】
これによって、ミストはより見易くなることから、使用者自身が加湿制御されている運転状態を直接目で確認することができ、使用者への加湿運転中であることのアピールとともに、通常は確認が困難なこれらの制御状況に対して使用者の信頼感を高めることができるものである。
【００３４】
また、照明装置（30）は、仕切壁（４）の前部下面に設けられているので、引き出された上部容器（16）および下部の野菜容器（15）の内部全体を照明することができるとともに、前記加湿装置（20）における振動板（23）の位置より上方に位置させて、ミストの影響を少なくしているが、ミスト雰囲気中に配置するためシェードを設けるなど防水構造にしておく必要がある。
【００３５】
一方、前記超音波振動子（21）による加湿装置（20）は、個別に調節したり、振動板の汚れやフィルターの劣化によるミスト用水質変化によって発振周波数が変化すると、ミストが効果的に発生しなくなり、加湿や視認効果を低下させることになる。
【００３６】
すなわち、前記したように、超音波振動子（21）は、圧電振動素子（22）を振動させてミストを発生させるものであり、固有周波数が決まっている。そしてその決まっている周波数に合わせるとともに、霧化機構を含めた加湿装置（20）の機械的振動とも合わせる必要があるが、図５に示すように、実線で示す基本周波数に対して、最大出力点の発振周波数値は一点鎖線のようにばらつきを生じ、出力が最大となる周波数エリアは矢印幅で示すようにきわめて狭いものである。
【００３７】
したがって、発振周波数を固定してしまうと圧電振動素子（22）自体のばらつきにもより、周波数波形の最大出力位置が移動して指示周波数に対応する出力が落ち、その結果ミスト量が大幅に減少してしまうことになる。また、製品組み立て時に調節作業をおこなっても経年劣化により変化するため、徐々にずれてくるものであり、マイコンの発振周波数も温度や劣化により変化するため、発振周波数による最大出力位置のばらつきを防ぐことは困難であった。
【００３８】
本発明ではこれに対応するため、図６のブロック回路、図７の制御フローチャートから理解されるように、マイコンより基準周波数を出力して電力変化を検出後、最大出力の周波数を圧電振動素子（22）に与えるようにしている。
【００３９】
以下、図７のフローチャートにより、加湿装置（20）の制御について説明する。ステップ１（Ｓ１）では、あらかじめ準備した周波数、例えば１００ｋＨｚに対して前後に１０％ずつ変化できるようにしておき、まず発振周波数が最低周波数出力、この場合は９５ｋＨｚ以上であるかを確認し、次にステップ２（Ｓ２）で同周波数が最大周波数出力、ここでは１０５ｋＨｚであるか否かを確認する。このとき、１０５ｋＨｚ以下の場合は、ステップ３（Ｓ３）で入力または出力電力を読み込み、ステップ４（Ｓ４）で周波数ステップを例えば１ｋＨｚ毎に上げていき、再びステップ２（Ｓ２）に戻るようにする。
【００４０】
周波数が、最大周波数出力になった場合は、ステップ５（Ｓ５）において、その周波数を順次スキャニングし、入力あるいは出力が最大となる最高周波数を探索し、例えば、図５の実線で示すように、１０２ｋＨｚを選択して決定するとともに、ステップ６（Ｓ６）で、基準周波数出力を１０２ｋＨｚにて加湿装置（20）を駆動し、ミストを発生する。なお、前記入出力について、ミスト発生は、共振現象を使っているので、前記入力が最大になることは出力も最大値になっているものである。
【００４１】
ステップ７（Ｓ７）として、加湿動作中に入力が所定値以下に低下したか否かをタイマー制御によって一定時間毎に検出し、最低電力より下がった場合には、ステップ８（Ｓ８）により異常発生と見做して超音波発生手段の運転を停止するように制御する。
【００４２】
この制御は、万一加湿動作中に貯水タンク（25）からの水供給が不可能、あるいは吸水芯（27）などの機構に支障が発生して水がなくなると、圧電振動素子（22）の共振点が変わることによって入力低下に繋がることを検出するものであり、超音波加湿動作を停止するのは、水がないまま振動が継続することによるセラミック製の圧電振動素子（22）の破壊を防止するためである。
【００４３】
したがって、上記にかかわらず、最大入力になる周波数を選択した後に一定値以上の入力が入らない場合は、加湿動作を停止するようにしてもよい。
【００４４】
ステップ８（Ｓ８）で加湿動作を停止した際は、ステップ９（Ｓ９）で再度初期からリトライすることになる。
【００４５】
また、ステップ７（Ｓ７）で入力が低下していない場合は、ステップ１０（Ｓ１０）に進み、所定の加湿時間、例えば５分間、あるいは湿度センサー（26）の検知によって加湿上限値となるまで、ステップ５で求めた周波数によって加湿動作を継続するが、随時ステップ１（Ｓ１）に戻り、超音波発生手段への入力が最大となるよう周波数を変化させるように制御するものである。
【００４６】
上記により、加湿装置（20）を動作させた場合は、常に最大の出力となる発振周波数によって最適値で超音波振動子（21）を駆動することができ、フィードバック制御によって安定したミスト発生による効果的な加湿をおこなうことができるものである。また、貯水タンク（25）に水がなくなったような場合は、これを検出して超音波振動子（21）の駆動を停止することで、圧電振動素子（22）へのストレス継続による破壊を防ぎ、報知により、水の補給を促すことができるなど、信頼性の高い加湿制御をおこなうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、加湿装置を備えた野菜室を有する冷蔵庫に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。
【図２】図１における野菜室要部の構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の野菜室扉を開扉し容器を引き出した状態を示す縦断面図である。
【図４】図２の加湿装置部分の詳細縦断面図である。
【図５】超音波加湿装置における発信周波数と入力電力との関係グラフである。
【図６】本発明の超音波加湿装置の制御ブロック回路である。
【図７】本発明の１実施例を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１  冷蔵庫本体            ２  冷蔵室                ３  野菜室
３ａ  野菜室扉            ４  仕切壁                ４ａ  収納凹部
５  製氷貯氷室            12  自動製氷装置          13  給水タンク
15  野菜容器              16  上部容器              17  吸込みダクト
20  加湿装置              21  超音波振動子          22  圧電振動素子
23  振動板                25  貯水タンク            26  湿度センサー
27  給水芯                28  バネ                  29  制御回路部
30  照明装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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