(57)【要約】【課題】熱電装置を用いた冷蔵庫の中に多数の熱電装置を用いた小型冷凍庫を備えた冷凍冷蔵庫は、冷凍スペースが大きくなるため冷蔵スペースが狭くなってしまうことがあった。つまり、従来の冷凍冷蔵庫には、ともに満足なレベルの冷蔵機能と冷凍機能とを熱電装置を利用して実現することが困難であるという課題があった。【解決手段】第一の温度に庫内温度が冷却される冷蔵室１と、第一の温度よりも低い第二の温度に庫内温度が冷却される冷凍室２と、冷蔵室１と外部との間で熱交換を行う熱電装置３と、冷蔵室１と冷凍室２との間で熱交換を行う熱電装置４とを備えた冷凍冷蔵庫である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の温度に庫内温度が冷却される第一の部屋と、
前記第一の温度よりも低い第二の温度に庫内温度が冷却される第二の部屋と、
前記第一の部屋と外部との間で熱交換を行う第一の熱電装置と、
前記第一の部屋と前記第二の部屋との間で熱交換を行う第二の熱電装置とを備えた冷却装置。
【請求項２】
前記第一の部屋と前記第一の熱電装置との間に設けられた伝熱板をさらに備え、
前記第二の熱電装置は、前記伝熱板に接する請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記伝熱板の厚みは、前記第二の熱電装置が接する箇所の近傍で厚くなっている請求項２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記伝熱板の材質は、アルミニウムまたは銅である請求項２記載の冷却装置。
【請求項５】
前記第一の熱電装置と外部との間に設けられたファンをさらに備えた請求項１記載の冷却装置。
【請求項６】
前記第一の温度および／または第二の温度を制御するための制御手段をさらに備えた請求項１記載の冷却装置。
【請求項７】
第一の温度に庫内温度が冷却される第一の部屋と外部との間で熱交換を行う第一の熱電ステップと、
前記第一の部屋と前記第一の温度よりも低い第二の温度に庫内温度が冷却される第二の部屋との間で熱交換を行う第二の熱電ステップとを備えた冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、熱電装置を利用した冷却装置、および冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭などに普及している冷蔵庫は、コンプレッサーを用いた冷凍サイクルの蒸発器で生成した冷気を各室のダンパーを開閉しファンで送り出して各室の温度を調整し、各種の食品の鮮度を長期間維持したり製氷できるようになっている。
【０００３】
ところが、このようなコンプレッサーを用いた従来の冷凍冷蔵庫は、冷凍サイクルをなすために凝縮器、蒸発器、コンプレッサー、これらを連結する配管、および冷媒など多くの構成要素を必要とし、コンプレッサーが起動するたびに不快な振動音を発することがあった。
【０００４】
そこで、最近では、ワインセラーやホテル用の小型冷蔵庫に見られるように、冷却装置として熱電装置を用いた冷蔵庫が製品化されている。
【０００５】
ところが、このような熱電装置を用いた従来の冷蔵庫は、冷凍機能を十分に有するとはいえない。
【０００６】
そこで、熱電装置を用いた冷蔵庫の中に多数の熱電装置を用いた小型冷凍庫を備えた冷凍冷蔵庫が、発明されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３２３２８１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱電装置を用いた冷蔵庫の中に多数の熱電装置を用いた小型冷凍庫を備えた従来の冷凍冷蔵庫は、冷凍スペースが大きくなるため冷蔵スペースが狭くなってしまうことがあった。
【０００９】
なお、このような従来の冷凍冷蔵庫では、冷凍庫の熱電装置に設置された庫外と熱交換を行うためのファンが常に動作しているために、冷蔵庫の食品が乾燥してしまったりすることもあった。
【００１０】
つまり、このような従来の冷凍冷蔵庫には、ともに満足なレベルの冷蔵機能と冷凍機能とを熱電装置を利用して実現することが困難であるという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、ともに満足なレベルの冷蔵機能と冷凍機能とを熱電装置を利用して実現することができる冷却装置、および冷却方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、第一の温度に庫内温度が冷却される第一の部屋と、
前記第一の温度よりも低い第二の温度に庫内温度が冷却される第二の部屋と、
前記第一の部屋と外部との間で熱交換を行う第一の熱電装置と、
前記第一の部屋と前記第二の部屋との間で熱交換を行う第二の熱電装置とを備えた冷却装置である。
【００１３】
第２の本発明は、前記第一の部屋と前記第一の熱電装置との間に設けられた伝熱板をさらに備え、
前記第二の熱電装置は、前記伝熱板に接する第１の本発明の冷却装置である。
【００１４】
第３の本発明は、前記伝熱板の厚みは、前記第二の熱電装置が接する箇所の近傍で厚くなっている第２の本発明の冷却装置である。
【００１５】
第４の本発明は、前記伝熱板の材質は、アルミニウムまたは銅である第２の本発明の冷却装置である。
【００１６】
第５の本発明は、前記第一の熱電装置と外部との間に設けられたファンをさらに備えた第１の本発明の冷却装置である。
【００１７】
第６の本発明は、前記第一の温度および／または第二の温度を制御するための制御手段をさらに備えた第１の本発明の冷却装置である。
【００１８】
第７の本発明は、第一の温度に庫内温度が冷却される第一の部屋と外部との間で熱交換を行う第一の熱電ステップと、
前記第一の部屋と前記第一の温度よりも低い第二の温度に庫内温度が冷却される第二の部屋との間で熱交換を行う第二の熱電ステップとを備えた冷却方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
はじめに、本発明にかかる実施の形態１の冷凍冷蔵庫の側断面図である図１を主として参照しながら、本実施の形態の冷凍冷蔵庫の構成について説明する。
【００２１】
本実施の形態の冷凍冷蔵庫は、上室に当たる冷蔵室１と下室に当たる冷凍室２との上下２室からなっている。
【００２２】
本実施の形態の冷凍冷蔵庫は、上下の隔壁に当たる仕切壁８に冷凍室２を冷却するための熱電装置４を設け、上室に当たる冷蔵室１と外部の壁面との間に熱電装置３を設け、下室を上室よりも低い温度にしたことを特徴とする。
【００２３】
つぎに、本実施の形態の冷凍冷蔵庫のより詳細な構成について説明する。
【００２４】
各室の入り口には、ドア５、６が設けられている。
【００２５】
冷蔵室１と冷凍室２との間は、断熱材を有した隔壁に当たる仕切壁８で仕切られており、隔壁を貫通するように熱電装置４が設置されている。
【００２６】
ここに、熱電装置４の吸熱側は吸熱板１０に接するように設置されており、熱電装置４の放熱側は冷蔵室に設けられた冷蔵室用の吸熱板（吸熱板兼放熱板）９に接するように設置されている。
【００２７】
もちろん、吸熱板９と熱電装置４との間や吸熱板１０と熱電装置４との間にシリコーングリスなどを塗布してねじ止めすると、伝熱ロスを小さくできる。
【００２８】
吸熱板９、１０の材質は、アルミニウムもしくは銅からなる。
【００２９】
吸熱板９の厚みは、より高い熱伝導性を確保するために、熱電装置３（および熱電装置４）と接する面で厚くなっている。
【００３０】
冷蔵室１を冷却する熱電装置３は、外部との壁面に設置されている。
【００３１】
熱電装置３の吸熱側は冷蔵室１内の吸熱板９に接するように設置されており、熱電装置３の放熱側は冷蔵庫の外部に向けられている。
【００３２】
このため、熱電装置３の放熱側に設けられたファン１１によって、放熱が効率よく行われている。
【００３３】
上室に当たる冷蔵室１と下室に当たる冷凍室２との上下各室には、それぞれサーミスターなど温度検知手段（図示省略）が設置されている。
【００３４】
それらの温度検知手段からの信号は、冷蔵室１と冷凍室２との上下各室の温度を任意に設定するための制御装置（図示省略）に入力されて信号処理された後、制御パネル１２からの温度設定に応じた上下各室の熱電装置３、４の制御に利用される。
【００３５】
なお、冷蔵室１は本発明の第一の部屋に対応し、冷凍室２は本発明の第二の部屋に対応し、熱電装置３は本発明の第一の熱電装置に対応し、熱電装置４は本発明の第二の熱電装置に対応する
また、本実施の形態の冷凍冷蔵庫は、本発明の冷却装置に対応する。
【００３６】
また、吸熱板９は、本発明の伝熱板に対応する。
【００３７】
また、ファン１１は、本発明のファンに対応する。
【００３８】
つぎに、本発明にかかる実施の形態１の熱電装置３、４の最大成績係数と温度との関係の説明図である図２を主として参照しながら、本実施の形態の冷凍冷蔵庫の動作について説明する。
【００３９】
なお、本実施の形態の冷凍冷蔵庫の動作について説明しながら、本発明の冷却方法の一実施の形態についても説明する。
【００４０】
図２には、性能指数ＺＴ＝１の熱電素子の場合に関して、熱電装置３、４（ビスマス−テルル系熱電半導体が用いられている）の温度に対する冷却の最大成績係数φｍａｘの関係を示した。
【００４１】
もし仮に、外部との隔壁部に設置された冷凍室２用の一台の熱電装置（ペルチェ装置）で−２０℃程度の冷凍温度まで冷凍室２の庫内温度を下げようとすると、庫外温度が３０℃程度であるため、熱電装置における吸熱部と放熱部との温度差（接合部温度差ΔＴｊに相当）が５０Ｋ以上になる。
【００４２】
このとき、熱電装置の最大成績係数φｍａｘ（ＣＯＰに相当）は０．５程度と低くなる（図２参照）。
【００４３】
すると、−２０℃程度の冷凍温度まで下げるために、多くの台数の熱電装置を利用するか、電流を多く流さなければならない。
【００４４】
しかしながら、多くの台数の熱電装置を利用すると冷凍スペースが大きくなるため、冷蔵スペースが狭くなってしまう。
【００４５】
また、電流を多く流すとジュール熱が発生するため、温度が下がりにくくなってしまう。
【００４６】
本実施の形態においては、冷凍室２用の熱電装置４を冷蔵室１との隔壁部である仕切壁８に設置する。
【００４７】
そして、冷蔵室１の温度を５℃以下に設定すると、庫外温度が３０℃程度であるため、熱電装置３、４それぞれの吸熱部と放熱部との温度差（接合部温度差ΔＴｊに相当）がともに２５Ｋ程度となる。
【００４８】
このとき、熱電装置３、４の最大成績係数φｍａｘはともに１．５以上とかなり高くなる（図２参照）。
【００４９】
すると、−２０℃程度の冷凍温度まで下げるために、多くの台数の熱電装置を利用したり、電流を多く流したりする必要はない。
【００５０】
本実施の形態においては、冷凍室２側の熱を効率よく放熱するために、熱電装置４の放熱側は、冷蔵室１の吸熱板９に直結するように設置されている。
【００５１】
また、吸熱板９も、熱電装置３と接する面の厚みを少し厚くして、熱伝導をよくしている。
【００５２】
もし仮に、熱電装置４の放熱側を冷蔵室１の吸熱板９に直結せずにファンで庫外や冷蔵室１に放熱すると、冷蔵室１内の食品にファンの送風に起因する悪影響が及ぶことになる。
【００５３】
より具体的には、袋に入っていない食品やラップをしていない食品などは、前述のようなファンの送風を受けて表面が乾燥する場合がある。
【００５４】
本実施の形態においては、熱電装置４の放熱部が吸熱板９に直結されているため、熱電装置３まで速やかに伝熱が行われて外部に放熱が行われ、冷蔵室１内にある食品にそのような悪影響がほとんど及ぼない。
【００５５】
このように、本実施の形態の冷凍冷蔵庫は、それぞれの最大成績係数が１．５を越えている二台の熱電装置３、４を使用するため、比較的低電流で所望の温度に制御できる。
【００５６】
特に、冷凍室２に用いられる熱電装置４の放熱部が冷蔵室１の吸熱板９と直結しているので、効率よく放熱でき、冷凍能力は著しく向上した。
【００５７】
また、冷蔵室１への放熱に際してファンを使用しないので、食品への影響を最小限に押さえることができた。
【００５８】
また、冷凍温度まで下げることができるので、熱電装置４を用いて、冷凍食品の保存が可能となった。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明は、ともに満足なレベルの冷蔵機能と冷凍機能とを熱電装置を利用して実現することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施の形態１の冷凍冷蔵庫の側断面図
【図２】本発明にかかる実施の形態１の熱電装置３、４の最大成績係数と温度との関係の説明図
【符号の説明】
１  冷蔵室
２  冷凍室
３  熱電装置
４  熱電装置
５  ドア
６  ドア
７  断熱壁
８  仕切壁
９  吸熱板（吸熱板兼放熱板）
１０  吸熱板
１１  ファン
１２  制御パネル
【図１】
2005016783.tif 000003
【図２】
2005016783.tif 000004