(57)【要約】【課題】温度を必要以上に下げずに低湿な空気を小さな電力で得ることのできる低温乾燥庫を得る。【解決手段】可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器１１と、除湿器１１に通風させる送風機１２と、除湿器１１に通す空気を昇温する加熱手段１３と、除湿器１１を通過した空気を冷却するペルチェ素子１４の冷却部２８を組込んだ風路１６を外殻１５内に構成し、風路１６を経路とする乾燥室１内に通じる吸込口１７と吹出口１９を持つ除湿経路と、風路１６を経路とする乾燥室１外に連絡する吸込口１８と吹出口２０を持つ再生経路とを構成し、除湿経路と再生経路とを開閉ダンパ機構２１によって交互に通断させ、送風機１２と除湿器１１とペルチェ素子１４による除湿運転と、送風機１２と加熱手段１３と除湿器１１とによる再生運転とを交番させるように構成する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を通す多数の通路を有し、可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器と、この除湿器の前記通路に通風させる送風機と、前記除湿器に通す空気を昇温する加熱手段と、前記除湿器を通過した空気を冷却する電子冷却素子の冷却部を組込んだ風路を外殻内に構成し、この風路を経路とする開閉可能の乾燥室内に通じる吸込口と吹出口を持つ除湿経路と、同風路を経路とする前記吸込口と吹出口とは別の乾燥室外に連絡する吸込口と吹出口を持つ再生経路とを構成し、前記除湿経路と再生経路とをモーターで動作する開閉ダンパ機構によって交互に通断させ、前記送風機と除湿器と電子冷却素子による除湿運転と、前記送風機と前記加熱手段と前記除湿器とによる再生運転とを交番させるように構成し、前記電子冷却素子の放熱部は、前記外殻に独立して形成した外部に通じる風路に配置した低温乾燥庫。
【請求項２】
請求項１に記載の低温乾燥庫であって、乾燥室を断熱構造とした低温乾燥庫。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の低温乾燥庫であって、風路の各吸込口と送風機の間に温度センサーと湿度センサーを設け、この温度センサーと湿度センサーの出力値に基づいて除湿運転と再生運転を交番させる低温乾燥庫。
【請求項４】
請求項３に記載の低温乾燥庫であって、温度センサーと湿度センサーの出力値によって、開閉ダンパ機構を駆動するモーター、送風機、加熱手段、電子冷却素子を制御する制御回路により、前記送風機のみの運転又は、前記送風機と前記電子冷却素子及び前記モーターを運転させ、乾燥室に通じる吹出口と吸込口を開く運転又は、前記送風機と前記加熱手段と前記モーターを運転させ、乾燥室外へ連絡する吹出口と吸込口を開く運転をさせるようにした低温乾燥庫。
【請求項５】
請求項１〜請求項４までのいずれかに記載の低温乾燥庫であって、乾燥室と外殻の除湿経路の吸込口と吹出口とを、気密保持部材を挟んで、相対する位置に設けた突起と係合孔との嵌合い構造で接続した低温乾燥庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品等の物品を低温の乾燥状態に保管する低温乾燥庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食品やその他の物品を低温乾燥状態で保管するためには、一般的には冷凍サイクルによる冷蔵庫や電子冷却素子を使った冷蔵庫が使われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０―６８５６８号公報（１頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような冷蔵庫では低温下での相対湿度は高く、乾燥状態とは言い難い。庫内を乾燥状態に到達させるには、露天温度を低くする必要があり、庫内温度を必要以上に低下させなくてはならず、物品の最適な保存温度を逸脱してしまう（でんぷん質の劣化等）。また、冷凍サイクルや電子冷却素子の負荷も増大し、エネルギー消費が嵩み、ランニングコストが高く就くという問題点がある。
【０００５】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、温度を必要以上に下げずに低湿な空気を小さな電力で得ることのできる低温乾燥庫を開発することであり、簡素な構造でランニングコストの低い低温乾燥庫を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために本発明は、低温にする前に除湿し、露天温度を予め低くした空気により低温乾燥雰囲気を作るようにし、除湿には可逆的な吸放湿機能を備えた除湿器を使い、冷却には電子冷却素子を使う手段を採用する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１〜図７によって示す本実施の形態は、食品等の物品を低温乾燥雰囲気において保存する低温乾燥庫に関するものである。この低温乾燥庫は、図１の斜視図によって全体を示すように乾燥室１と乾燥室１内の空気を低温乾燥雰囲気に加工する低温除湿装置２とから構成されている。乾燥室１は、前面の開放した外箱３に抜き差しできる引出し式の密閉箱構造として構成され、上部に回動やスライドにより開閉できる開閉蓋４が装着されている。乾燥室１の外殻は、図３に断面して示すように密閉空間５を構成した二重構造の断熱構造となっている。密閉空間５に断熱材を充填した構成を採っても良い。乾燥室１の前面は、外方へ張出しの有る前パネル６で構成され、張出し部分の下部の左右に一つずつ開口部７が設けられている。外箱３には乾燥室１を差込んだ状態で、乾燥室１の底部と差込み部分の底板との間に前後方向に続く二列の通風路８が、底部の中央に設けられた隔壁９により画成される。この二列の通風路８はそれぞれ乾燥室１の前パネル６の二個の開口部７にそれぞれ連絡している。
【０００８】
低温除湿装置２は、図２の断面図によって示すように外箱３内における乾燥室１の背後に設けられ、空気を通す直線状の多数の通路１０を持つ静止状態に置かれた除湿器１１と、送風機１２と、加熱手段１３と、電子冷却素子であるペルチェ素子１４とを主体として構成されている。この除湿器１１の通路１０に通風させる送風機１２と、除湿器１１に通す空気を昇温させる加熱手段１３と、ペルチェ素子１４を六面体の外殻１５内の風路１６に組込んで図２に示すような低温除湿装置２が構成されている。
【０００９】
低温除湿装置２の風路１６の吸込口１７，１８と吹出口１９，２０はそれぞれ隣接する外殻１５の二面に対形態に開口している。外殻１５内には一方の吸込口１７から風路１６を経て一方の吹出口１９に至る除湿経路と、他方の吸込口１８から風路１６を経て他方の吹出口２０に至る再生経路が構成されている。
【００１０】
除湿経路と再生経路の各吸込口１７，１８と吹出口１９，２０は、二つの開閉ダンパ機構２１によって開閉される。開閉ダンパ機構２１は、ステッピングモーター２２の回転軸上に、吸込口開閉ブレード２３と吹出口開閉ブレード２４が取付けられている。除湿経路の吸込口１７と吹出口１９は共に乾燥室１に気密を保持した状態に連絡され、再生経路の吸込口１８と吹出口２０は、外箱３の二列の通風路８にそれぞれ連絡され、乾燥室１の前パネル６の各開口部７を通じてそれぞれ庫外に連絡している。除湿経路の吸込口１７と吹出口１９の乾燥室１に対する気密保持構造は、図４及び図５に示すように乾燥室１と外殻１５の除湿経路の吸込口１７と吹出口１９とを、気密保持部材２５を挟んで、相対する位置に設けた突起２６と係合孔２７との嵌合い構造で位置決めして接続されている。この構造を採ることにより、乾燥室１の開口と吸込口１７と吹出口１９とを整合させ、確りした気密保持性能が得られる。
【００１１】
除湿器１１は、セラミックス等の無機質繊維にシリカゲル等の吸湿材を重合反応を利用して、結合させたコルゲート構造材やハニカム構造材を積層して、被処理空気を通す直線状の多数の通路１０が全体にわたって分布する、密度２３０〜２７０ｋｇ／ｍ３の直方体状に構成したもので、可逆的な吸放湿機能を有する。各通路１０は平行状でそれらの開口端は全て除湿器１１の対向する二面に開口している。この除湿器１１の構造は、低圧損なため送風機１２は小型のもので良い。
【００１２】
加熱手段１３は、正特性サーミスタと熱的に接続された放熱フィンが一体化された構成で、除湿器１１の前段において風路１６を横断する状態に組付けられている。除湿器１１と外殻１５との間には断熱空気層又は多泡性の断熱樹脂の断熱構造が設けられ、再生時に効率よく除湿器１１を加熱するようになっている。ペルチェ素子１４は、除湿器１１を通過した空気を冷却するもので、その冷却部２８を、風路１６に臨んで除湿経路の吹出口１９に気流を案内するように外殻１５を横断する状態に設けられている。冷却部２８には風路１６内に張出す冷却フィン２９が設けられている。ペルチェ素子１４の放熱部側には放熱フィン３０が設けられ、この放熱フィン３０は、外殻１５内に区画された独立した外部に通じる風路３１に配置されている。この風路３１の出口３２は外殻の上部に開口され、風路３１には出口３２に向かう空気流を形成する送風機３３が組込まれている。
【００１３】
加熱手段１３と送風機１２及びペルチェ素子１４並びにステッピングモーター２２は、低温除湿装置２に組込まれたマイクロコンピューターを搭載した制御回路３４によりそれぞれの運転が制御される。制御回路３４には、低温除湿装置２の除湿経路と再生経路の各吸込口１７，１８と送風機１２との間に設けられた湿度センサー３５と温度センサー３６と設定手段が入力側に接続され、出力側にはヒーター駆動回路と、モーター駆動回路と、送風機駆動回路とペルチェ素子駆動回路のほか運転表示手段も接続されている。
【００１４】
この低温乾燥庫は、開閉ダンパ機構２１によって除湿経路と再生経路を交互に開閉させ、除湿器１１に除湿過程と再生過程とを交番させることにより乾燥室１を低温乾燥雰囲気にすることができる。乾燥室１内を除湿する除湿運転は、ステッピングモーター２２を回転させ、再生経路の吸込口１８及び吹出口２０を、吸込口開閉ブレード２３及び吹出口開閉ブレード２４によって閉止しておいて、送風機１２を運転させ、ペルチェ素子１４を駆動させることにより行われる。即ち、開放された除湿経路により乾燥室１内に循環気流が形成され、除湿器１１を通過するたびに湿気が分子状態で除湿器１１に吸着され、さらにペルチェ素子１４によって冷却されて乾燥室１内は迅速に低温乾燥雰囲気になる。乾燥室１は断熱構造が採られているので、熱移動は少ない。
【００１５】
水の分子を吸着するにつれ除湿器１１の吸着能は低下するので、除湿器１１を再生過程において再生させる再生運転が行われる。除湿器１１の再生は、ステッピングモーター２２を回転させ、除湿経路の吸込口１７及び吹出口１９を、吸込口開閉ブレード２３及び吹出口開閉ブレード２４によって閉止し、送風機１２を運転させて、加熱手段１３に通電することによって行われる。加熱手段１３による空気温度上昇値は５０Ｋとなるように設定されていて、約７０℃ほどの温度下で再生が行われる。即ち、開放された再生経路により庫外の空気が前パネル６の開口部７を経て吸込口１８から吸込まれ、加熱手段１３の放熱板を通過することにより加熱され除湿器１１の通路１０を通ることで除湿器１１の水分子が放出される。この後、加熱手段１３への通電を断って送風機１２のみの運転による除湿器１１の冷却運転が行われ、除湿運転に移行する。
【００１６】
制御回路３４は、停止中（除湿経路と乾燥室１が通じている状態）に湿度センサー３５の出力値が設定手段によって設定された設定値以上と判断したとき、図６のフローチャートで示す制御シーケンスに従って再生運転と除湿運転とを交番させて低温乾燥運転を行う。即ち、図６のステップ♯１で再生経路を開き、再生運転を開始する処理とともに再生タイマーのカウントを開始する処理を行い、送風機１２のみの冷却運転をして、ステップ♯２へ進む。ステップ♯２では除湿経路を開き、除湿運転を開始する処理とともにペルチェ素子１４を動作させ送風機１２を運転する処理をしてステップ♯３へ進む。ステップ♯３では湿度センサー３５の出力値Ｄ０が予め決められた値（例えば３０％）未満かどうかの判定を行い、未満であってもなくてもステップ♯４へ進む。
【００１７】
ステップ♯４では温度センサー３６の出力値Ｔ０が予め設定された値（例えば１５℃）以下かどうかを判定し、以下であればステップ♯７へ進み、そうでなければステップ♯５へ進む。ステップ♯５では除湿運転と冷却運転を継続する処理をしてステップ♯６へ進み、ステップ♯６で温度センサー３６の出力値Ｔ０が予め設定された値（例えば１５℃）以下かどうかを判定し、以下であればステップ♯８へ進み、そうでなければステップ♯１の処理に戻る。
【００１８】
ステップ♯７では、湿度センサー３５の出力値Ｄ０が予め決められた値（例えば３０％）未満かどうかの判定を行い、未満であればステップ♯８で停止する処理をしてステップ♯９へ進む。ステップ♯９では湿度センサー３５の出力値Ｄ０が予め決められた値（例えば３０％）未満かどうかの判定を行い、未満であればステップ♯１０へ進み、そうでなければステップ♯１へ戻る。ステップ♯１０では温度センサー３６の出力値Ｔ０が予め設定された値（例えば１５℃）以下かどうかを判定し、以下であればステップ♯８へ戻り、そうでなければステップ♯１へ戻る。
【００１９】
今、外部空気条件が２５℃、湿度９０％である場合、絶対湿度は０．２２ｋｇ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）であり、図７の空気線図のイ位置で示すように露点温度は２６．２℃となる。再生運転で含まれていた水分子を放出した除湿器１１は、除湿運転では吸湿し、除湿器１１を出るときの湿度は図７のロ位置の３０℃、２５％まで下がり、さらにペルチェ素子１４により冷却され図７のハ位置の１５℃、３０％になり、吹出口１９から乾燥室１内に流入する。この場合、図７のイ位置からペルチェ素子１４のみの冷却効果で図７のハ位置に移行させると、冷却フィン２９上に結露し、ドレンを受ける受皿や排水口などが必要になるが、本実施の形態においては図７のイ位置から図７のロ位置を経て図７のハ位置に移行させるため結露は生じず、ドレン対策は不要である。
【００２０】
また、比エンタルピーでは、図７のイ位置の比エンタルピー８４ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）、図７のハ位置の比エンタルピー２３ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）、図７のロ位置の比エンタルピー４６ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）であり、、本実施の形態では８４ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）−４６ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）＝３８ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）は、除湿器１１及び除湿運転効果であり、４６ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）−２３ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）＝２３ｋＪ／ｋｇ（Ｄ．Ａ）はペルチェ素子１４の効果で実現できるため、わずかな消費電力で低温低湿が実現できる。しかも、再生運転時の正特性サーミスタへの電圧印加時と、除湿運転時のペルチェ素子１４への電圧印加時は、この実施の形態の運転モードでは重なることがないので、ピーク負荷電力も平滑にすることができる。
【００２１】
実施の形態２．
図８によって示す本実施の形態は、実施の形態１で示した低温乾燥庫の低温除湿装置を乾燥室の前面に配置したものであり、基本的な構成は実施の形態１のものと同じである。従って、実施の形態１のものと同じ部分については、実施の形態１のものと同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００２２】
本実施の形態の低温乾燥庫は、図８に示すように乾燥室１の前面に低温除湿装置２が設けられている。前パネル６は張出しがなく、上縁に引出し用の把手３７が一体に形成されている。低温除湿装置２は、上部前面に張出しの大きい基体部分が構成され、下部に後退した再生通路部３８が設けられている。つまり、この低温乾燥庫は、その前面に蹴込みを有し、蹴込みに再生経路の吸込口１８と吹出口２０と風路３１の出口３２が配置されている。これにより、台所設備の調理台等に調和する低温乾燥庫となり、台所キャビネットと組合わせることができる。これ以外の機能は、実施の形態１のものと同じである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、温度を必要以上に下げずに低湿な空気を小さな電力で得ることのできる低温乾燥庫が得られ、構造の簡素なランニングコストの低い低温乾燥庫が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の低温乾燥庫を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１の低温乾燥庫の低温除湿装置の断面図である。
【図３】実施の形態１の低温乾燥庫の乾燥室の断面図である。
【図４】実施の形態１の低温乾燥庫の乾燥室と低温除湿装置の接続部の正面図である。
【図５】図４のＡ―Ａ線の断面図Ａ、Ｂ―Ｂ線の断面図Ｂ、Ｃ―Ｃ線の断面図Ｃである。
【図６】実施の形態１の低温乾燥庫の制御回路の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１の低温乾燥庫の機能を説明した空気線図である。
【図８】実施の形態２の低温乾燥庫の斜視図である。
【符号の説明】
１  乾燥室、  ２  低温除湿装置、  ５  密閉空間、  １０  通路、  １１  除湿器、  １２  送風機、  １３  加熱手段、  １４  ペルチェ素子、  １５  外殻、  １６  風路、  １７，１８  吸込口、  １９，２０  吹出口、  ２１  開閉ダンパ機構、  ２２  ステッピングモーター、  ２５  気密保持部材、  ２６  突起、  ２７  係合孔、  ２８  冷却部、  ３４  制御回路、  ３５  湿度センサー、  ３６  温度センサー。
【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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