(57)【要約】【課題】貯蔵中食品の劣化要因の一つである酸素を減らすだけでなく、二酸化炭素を増やすことで、食品の保存性をより一層向上させた冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷蔵室及び冷凍室を形成する断熱箱体と、冷気を生成する冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルからの冷気を送風ファンによって前記冷蔵室及び前記冷凍室に供給する冷気供給路と、を備えた冷蔵庫において、前記貯蔵室内に設けられた密閉容器と、前記密閉容器内の酸素濃度を減少させて二酸化炭素濃度を増加させる燃焼装置と、を有する構造とした。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵室及び冷凍室を形成する断熱箱体と、冷気を生成する冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルからの冷気を送風ファンによって前記冷蔵室及び前記冷凍室に供給する冷気供給路と、を備えた冷蔵庫において、前記貯蔵室内に設けられた密閉容器と、前記密閉容器内の酸素濃度を減少させて二酸化炭素濃度を増加させる燃焼装置と、を有することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
請求項１に記載の冷蔵庫において、前記燃焼装置は、前記密閉容器内の二酸化炭素濃度を１０，０００ｐｐｍ以上に増加させることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷蔵庫において、前記燃焼装置は、前記密閉容器内の酸素濃度を１７〜１８％に減少させることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は食品や飲料水等を冷蔵して貯留する冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫においては、一般に、冷蔵庫を構成する箱体内部の上部に冷蔵室、中間部に冷凍室、下部に野菜室を配置し、それぞれの貯蔵室同士は熱の移動が少ないように断熱仕切壁により区画されている。そして、冷蔵庫として一般的に主流である間冷式冷蔵庫（冷却器で冷やされた冷気を、送風ファンによって冷凍室、冷蔵室、野菜室に吹き出す方式の冷蔵庫）では、冷蔵庫内部に冷気を生成する冷凍サイクルを備え、この冷凍サイクルの冷却器で生成された冷気を送風ファンにより各貯蔵室に循環させて貯蔵物の冷却を行っている。
【０００３】
また、冷蔵庫内において貯蔵された食品の品質を維持するためには、食品をできるだけ酸素に触れさせないようし、酸化を起こさせないようにすることは一般的に知られていることである。そのため、これまでにも冷蔵庫内の酸素を除去する冷蔵庫は存在した。例えば、特許文献１においては、保水性を有するアルミナとアルミナの両側に正電極、負電極を設け、アルミナに水を供給し、それぞれの電極に印加することで水素を発生させ、その水素を触媒により反応させる冷蔵庫が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４９７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の冷蔵庫においては、水の電気分解によって生じた水素を、水素ガス酸化触媒により燃焼させ、酸素を減らすものである。これは水素と空気中の酸素の反応であるため、反応式２Ｈ２＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏからもわかる通り反応生成物は水のみである。
【０００６】
本発明の目的は、食品の保存性を更に向上させる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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、冷蔵室及び冷凍室を形成する断熱箱体と、冷気を生成する冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルからの冷気を送風ファンによって前記冷蔵室及び前記冷凍室に供給する冷気供給路と、を備えた冷蔵庫において、前記貯蔵室内に設けられた密閉容器と、前記密閉容器内の酸素濃度を減少させて二酸化炭素濃度を増加させる燃焼装置と、を有する構造とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、酸素を減少させるだけでなく、二酸化炭素を増加させることにより、食品の保存性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用される冷蔵庫の正面外観図である。
【図２】図１に示す冷蔵庫の縦断面を示す縦断面図である。
【図３】図２に示す冷蔵庫の庫内の背面内部の構成を示す正面図である。
【図４】密閉容器５０外観斜視図である。
【図５】密閉容器５０の上面壁を除いて蓋を開いた状態の斜視図である
【図６】燃焼装置の制御フローを説明するフローチャート図である。
【図７】二酸化炭素濃度により保存後食品の保存性がどのように変化するかを示したグラフである。
【図８】酸素濃度により保存後食品の保存性を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１１】
本発明の具体的な実施例を説明する前に、本発明が適用される冷蔵庫の構成を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は冷蔵庫の正面外観図であり、図２は図１の縦断面を示す断面図である。尚、図２においては製氷室の断面は示されていない。
【００１２】
図１及び図２において、冷蔵庫１は、上方から冷蔵室２、製氷室３及び上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６を有する。ここで、製氷室３と上部冷凍室４は、冷蔵室２と下部冷凍室５との間に左右に並べて設けている。一例として、冷蔵室２はおよそ＋３℃、野菜室６はおよそ＋３℃〜＋７℃の冷蔵温度帯の貯蔵室である。また、製氷室３、上部冷凍室４及び下部冷凍室５は、およそ−１８℃の冷凍温度帯の貯蔵室である。尚、上部冷凍室４は下部冷凍室５より容積が小さく形成されており、少量の食品が冷凍、貯蔵されるものである。
【００１３】
冷蔵室２は前方側に、左右に分割された観音開き（いわゆるフレンチ型）の冷蔵室扉２ａ、２ｂを備えている。製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６は夫々引き出し式の製氷室扉３ａ、上部冷凍室扉４ａ、下部冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを備えている。また、各扉の貯蔵室側の面には、各扉の外縁に沿うように磁石が内蔵されたパッキン（図示せず）を設けており、各扉の閉鎖時、鉄板で形成された冷蔵庫外箱のフランジや後述の各仕切り鉄板に密着し貯蔵室内への外気の侵入、及び貯蔵室からの冷気の漏れを抑制する構成とされている。
【００１４】
ここで、図２に示すように冷蔵庫本体１０の下部には機械室１１が形成され、この中に圧縮機１２が内蔵されている。冷却器収納室１３と機械室１１には水抜き通路１４によって連通され、凝縮水が排出できるようになっている。
【００１５】
図２に示すように、冷蔵庫本体１０の庫外と庫内は、内箱と外箱との間に発泡断熱材（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１５により隔てられている。また冷蔵庫本体１０の断熱箱体１５は複数の真空断熱材１６を実装している。冷蔵庫本体１０は、上側仕切壁１７により冷蔵室２と上部冷凍室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）とが区画され、下側断熱仕切壁１８により下部冷凍室５と野菜室６とが区画されている。
【００１６】
また、下部冷凍室５の上部には横仕切部を設けている。横仕切部は、製氷室３及び上部冷凍室４と下部冷凍室５とを上下方向に仕切っている。また、横仕切部の上部には、製氷室３と上部冷凍室４との間を左右方向に仕切る縦仕切部を設けている。
【００１７】
横仕切部は、下側断熱仕切壁１８の前面及び左右側壁前面と共に、下部冷凍室扉５ａの貯蔵室側の面に設けたパッキン（図示せず）と接触する。製氷室扉３ａと上部冷凍室扉４ａの貯蔵室側の面に設けたパッキン（図示せず）は、横仕切部、縦仕切部、上側断熱仕切壁５１及び冷蔵庫本体１の左右側壁前面と接することで、各貯蔵室と各扉との間での冷気の移動をそれぞれ抑制している。
【００１８】
図２に示すように、上部冷凍室４、下部冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの貯蔵室の前方に備えられた扉４ａ、５ａ、６ａが取り付けられている。また、上部冷凍室４には上部冷凍貯蔵容器４１が収納、配置され、下部冷凍室５には上段冷凍貯蔵容器６１、下段冷凍貯蔵容器６２が収納、配置されている。更に、野菜室６には上段野菜貯蔵容器７１、下段野菜貯蔵容器７２が収納、配置されている。
【００１９】
そして、製氷室扉３ａ、上部冷凍室扉４ａ、下部冷凍室扉５ａ及び野菜室扉６ａは、それぞれ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、製氷貯蔵容器３ｂ（図示せず）、上部冷凍貯蔵容器４１、下段冷凍貯蔵容器６２、下段野菜貯蔵容器７２が引き出せるようになっている。
【００２０】
詳しくは、下段冷凍貯蔵容器６２は冷凍室扉内箱に取り付けられた支持アーム５ｄに下段冷凍貯蔵容器６２の側面上部のフランジ部が懸架されており、冷凍室扉５aを引き出すと同時に下段冷凍貯蔵容器６２のみが引き出される。上段冷凍貯蔵容器６１は冷凍室５の側面壁に形成された凹凸部（図示しない）に載置されており前後方向にスライド可能になっている。
【００２１】
下段野菜貯蔵容器７２も同様にフランジ部が野菜室扉６ａの内箱に取り付けられた支持アーム６ｄに懸架され、上段野菜貯蔵容器７１は野菜室側面壁の凹凸部に載置されている。また、この野菜室６には断熱箱体１５に固定された電熱ヒーター６Ｃが設けられており、この電熱ヒーター６Ｃによって野菜室６の温度が冷やし過ぎにならないように、野菜の貯蔵に適した温度になるようにしている。尚、この電熱ヒーター６Ｃは必要に応じて設けられれば良いものであるが、本実施例では野菜の貯蔵がより上手く行えるように電熱ヒーター６Ｃを設けるようにしている。
【００２２】
次に本実施形態の冷蔵庫の冷却方法について説明する。冷蔵庫本体１には冷却器収納室１３が形成され、この中に冷却手段として冷却器１９を備えている。冷却器１９（一例として、フィンチューブ熱交換器）は、下部冷凍室５の背部に備えられた冷却器収納室１３内に設けられている。また、冷却器収納室１３内であって冷却器１９の上方には送風手段として送風機２０（一例として、プロペラファン）が設けられている。
【００２３】
冷却器１９で熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器１９で熱交換した低温の空気を「冷気」と称する）は、送風機２０によって冷蔵室送風ダクト２１、冷凍室送風ダクト２２、及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６の各貯蔵室へそれぞれ送られる。
【００２４】
各貯蔵室への送風は、冷蔵温度帯の冷蔵室２への送風量を制御する第一の送風制御手段（以下、冷蔵室ダンパ２３という）と、冷凍温度帯の冷凍室４、５への送風量を制御する第二の送風量制御手段（以下、冷凍室ダンパ２４という）とにより制御される。ちなみに、冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、及び野菜室６への各送風ダクトは、図３に破線で示すように冷蔵庫本体１の各貯蔵室の背面側に設けられている。具体的には、冷蔵室ダンパ２３が開状態、冷凍室ダンパ２４が閉状態のときには、冷気は、冷蔵室送風ダクト２１を経て多段に設けられた吹き出し口２５から冷蔵室２に送られる。
【００２５】
また、冷蔵室２を冷却した冷気は、冷蔵室２の下部に設けられた冷蔵室戻り口２６から冷蔵室−野菜室連通ダクト２７を経て、下側断熱仕切壁１８の下部右奥側に設けた野菜室吹き出し口２８から野菜室６へ送風される。野菜室６からの戻り冷気は、下側断熱仕切壁１８の下部前方に設けられた野菜室戻りダクト入口２９から野菜室戻りダクト３０を経て、野菜室戻りダクト出口から冷却器収納室１３の下部に戻る。尚、別の構成として冷蔵室−野菜室連通ダクト２７を野菜室６へ連通せずに、図３において冷却器収納室１２の上面から見て、右側下部に戻す構成としてもよい。この場合の一例として、冷蔵室−野菜室連通ダクト２７の前方投影位置に野菜室送風ダクトを配置して、冷却器１９で熱交換した冷気を、野菜室吹き出し口２８から野菜室６へ直接送風するようになる。
【００２６】
図２、図３に示すように、冷却器収納室１３の前方には、各貯蔵室と冷却器収納室１３との間を仕切る仕切部材３１が設けられている。仕切部材３１には、図３にあるように上下に一対の吹き出し口３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂが形成されており、冷凍室ダンパ２４が開状態のとき、冷却器１９で熱交換された冷気が送風機２０により図示を省略した製氷室送風ダクトや上段冷凍室送風ダクト３４を経て吹き出し口３２ａ、３２ｂからそれぞれ製氷室３、上部冷凍室４へ送風される。また、下段冷凍室送風ダクト３５を経て吹き出し口、３３ａ、３３ｂから下部冷凍室５へ送風される。尚、下部冷凍室５には必要に応じて吹き出し口を増設しても良いものである。
【００２７】
また、冷蔵庫本体１０の天井壁上面側にＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、インターフェース回路等を搭載した制御装置が設けられている。
【００２８】
制御装置は、外気温度センサ（図示せず）、冷却器温度センサ（図示せず）、冷蔵室温度センサ（図示せず）、野菜室温度センサ（図示せず）、冷凍室温度センサ（図示せず）、扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ（図示せず）、冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続されている。
【００２９】
ＣＰＵはＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより、圧縮機１２のＯＮ、ＯＦＦ等の制御、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２４を個別に駆動するそれぞれのアクチュエータの制御、送風機２０のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御、扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行うようになっている。
【００３０】
図１に戻って、冷蔵室扉２ａには入力制御部４０が設けられており、この入力制御部４０は上述した制御装置に接続されている。したがって、入力制御部４０からの入力によって冷蔵庫１の各貯蔵室の温度を設定できるようになっている。例えば圧縮機１２の回転数、送風機２０の回転数、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２４の開閉や開閉量等を制御することで各貯蔵室の温度を制御するものである。
【００３１】
ここで、食品の保存性を向上させるための環境因子について説明する。食品の劣化を抑制するために、微生物の繁殖や酵素反応を抑制することがまず考えられる。これらは低温にすることである程度コントロールすることが可能である。また、酸化による劣化も食品を貯蔵する上で気を付けなければならない。したがって、家庭用冷蔵庫のような低温度帯で食品を貯蔵する場合、酸化を抑制するために酸素濃度を低減したり、酸素と触れさせない工夫を施したりすることが有効である。また、低温下でさらに微生物の繁殖や酵素反応を抑制するためには、二酸化炭素濃度を増やし、食品表面のｐＨを下げることも重要である。このように、貯蔵空間中の酸素濃度を減少させるだけでなく、二酸化炭素濃度を上昇させ、空気組成を変えることにより食品の保存性を向上させることが可能となる。
【００３２】
本実施形態として、図４及び図５に示す通り、冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６のいずれかに密閉容器５０と密閉容器５０内に燃焼装置５１を設けた構造とする。この燃焼装置５１は、パラフィン等の炭素を主とするものと、燃焼部と、を備えており、燃焼部が着火されると燃焼が開始されるものである。また、燃焼ガスを密閉容器５０に供給し、燃焼部が着火されると燃焼が開始するようにしてもいい。
【００３３】
燃焼装置の制御については図６を用い説明する。この制御フローチャートは、冷蔵庫の天井壁に設けられた、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ、インターフェース回路等を搭載した制御装置により実行されるものである。
【００３４】
ステップ１０により密閉容器５０の扉５０ａと貯蔵室扉が閉まっていることをセンサにより確認し、扉が閉まっていると確認できたらステップ１１に進み、燃焼装置５１は燃焼を開始する。燃焼が開始されると密閉容器５０の酸素濃度は急激に減少し、密閉容器５０内の酸素濃度が１７〜１８％になると自然と消火する。ステップ１２において燃焼装置が停止したことを確認するとステップ１３に移行し密閉容器５０の扉５０ａと貯蔵室扉の開閉が行えるようになる。密閉容器５０の体積にもよるが、この燃焼は安全性を考慮し、１分以内とするのが望ましい。密閉容器５０の扉が開放されない限り、密閉容器５０内の酸素や二酸化炭素といった空気組成は変わらないため、燃焼装置５１は密閉容器５０の扉５０ａの開閉が認識されたときのみ稼動する構造とする。
【００３５】
密閉容器５０内で燃焼装置５１が稼動すると、稼動前約２１％であった酸素濃度は１６．５〜１８．５％まで減少する。また二酸化炭素濃度は燃焼装置５１が稼動する前は０．０４％であったものが２．５〜４．５％まで上昇する。
【００３６】
図７は密閉容器５０内の二酸化炭素濃度により保存後食品の保存性がどのように変化するかを示したグラフである。これは食品の鮮度を意味するＫ値を指標とし、初期を基準としたときの３日保存後のＫ値の変化率を示したものである。この値が大きいほど初期との変化が大きい、つまり劣化が進んでいることを意味する。これより、二酸化炭素濃度が高いほどＫ値の変化率が小さく、鮮度劣化を抑制していることがわかる。
【００３７】
また、公知の技術として触媒を用い二酸化炭素を生成する方法がある。この方法では食品から発生するニオイやガスを分解し、二酸化炭素を生成させるため、二酸化炭素の生成量は食品の種類や、収納量、触媒の性能や量に左右される。図７のように１０，０００ｐｐｍ以上の二酸化炭素を密閉容器５０内で常に生成させるには触媒の量を調整する必要があり、これにはコスト増加や食品収納量減少等の課題が生じる。しかし、燃焼装置５１により密閉容器５０内中の空気を燃焼させることにより高濃度の二酸化炭素を短時間で生成させることが可能となる。
【００３８】
図８は密閉容器５０内の酸素濃度により保存後食品の保存性を比較したグラフである。これより酸素濃度が大気圧と同じ２１％のときよりも酸素濃度が１７〜１８％のときの方が保存後のＫ値が低くなり、保存性が良い事を意味している。
【００３９】
また、公知の技術として減圧容器と減圧ポンプを用い容器内を減圧し、酸素濃度を低下させ食品の保存性を向上させる方法がある。これは減圧ポンプにより容器内の空気を容器外に排出するため、容器内の空気組成の比率は大気中と変わらない。つまり、空気中の大半を占める窒素、酸素、二酸化炭素の割合は、７８：２１：０．０４のままである。しかし、本実施形態のように燃焼装置５１により密閉容器５０内中の空気を燃焼させることで、酸素が消費され二酸化炭素が生成されるため、密閉容器５０内中の酸素が占める割合が低くなり二酸化炭素が占める割合が高くなる。その結果、窒素、酸素、二酸化炭素の割合は７８：１７：４となり、酸素濃度の低下と併せ、保存空間中の二酸化炭素濃度の割合を大きくすることによりさらに保存性効果は向上すると考える。
【００４０】
以上述べた通り、本実施形態によれば、密閉容器内に燃焼装置を設け燃焼させることにより、酸素を二酸化炭素へと変換し食品の保存性を向上させることができるようになる。
【００４１】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…冷蔵庫本体、２…冷蔵室、３…製氷室、４…上部冷凍室、５…下部冷凍室、６…野菜室、５０…密閉容器、５１…燃焼装置
【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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【図８】
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