(57)【要約】【課題】収納容器内の空気雰囲気を低酸素状態に制御して収納食品の鮮度を保持するとともに、収納容器のみを本体から取り出すことができるようにし、また酸素の消費により生成される結露水の処理を容易にして、使い勝手を良好なものにした冷蔵庫を提供する。【解決手段】貯蔵空間５に上部開口を蓋２１で閉塞した収納容器１５を設け、この収納容器の背面に設けた透過窓１５ａに対向する本体１側に電解膜素子２５による酸素濃度調整手段を配置し、前記収納容器はこの酸素濃度調整手段に対して脱着可能とするとともに、酸素濃度調整手段の近傍に容器壁面より低温の冷却体３１を配置し、前記透過窓を介して収納容器内の酸素を除去するとともに、酸素の消費によって生成される結露を冷却体に集結させ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】
貯蔵空間に上部開口を蓋で閉塞した収納容器を設け、この収納容器の背面に設けた透過窓に対向する本体側に電解膜素子による酸素濃度調整手段を配置し、前記収納容器はこの酸素濃度調整手段に対して脱着可能とするとともに、酸素濃度調整手段の近傍に容器壁面より低温の冷却体を配置し、前記透過窓を介して収納容器内の酸素を除去するとともに、酸素の消費によって生成される結露を冷却体に集結させることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
冷却体の表面に撥水処理を施したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
冷却体の表面に親水性処理を施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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に係り、特に食品を長期保存するための酸素濃度調整手段を備えた冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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など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】
食品の劣化要因としては、乾燥、酸化等があげられる。乾燥に対しては、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】
さらに、野菜に関しては、乾燥防止とともに、青果物の熟成にともなって発生する老化ホルモンであるエチレンガスを除去することにより他の野菜の鮮度保持が可能であるが、空気中の酸素による呼吸・蒸散作用による鮮度の劣化は栄養分含有量の低下のみでなく変色など外観面での品質が低下する問題が発生するものであり、本発明では、冷蔵庫内部の酸素濃度を調整する方式に着目する。
【０００６】
空気中には約２０％の酸素が存在し、この酸素は魚や肉の油脂分の酸化をはじめ食品を劣化させる要因のひとつになっているが、酸化防止に関しては、空気雰囲気を制御するいわゆるＣＡ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ  大気雰囲気制御）によって食品と酸素とを遮断することによる保存が知られている。
【０００７】
酸素濃度を調整するための手段としては、空気中の酸素と窒素を分離する方法がある。これには、ポリイミド系膜、ポリオレフィン系膜などの窒素が透過しにくい性質を利用した酸素透過膜を使用することで、酸素を選択的に透過させるものがあり、エアーポンプなどの加圧ポンプで中空糸状のモジュールとした膜に加圧空気を送り込み圧力調整によって酸素濃度を変化させることができる。
【０００８】
また、ゼオライトや活性炭などを用い、酸素と窒素の吸着特性の差を利用して空気中の酸素と窒素を分離し酸素濃度を調整するＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  圧力差吸着法）方式や、貯蔵空間内に窒素などの不活性ガスを充填したり、室内の酸素を窒素と置換して除去する方法、貯蔵室の密閉容器内を減圧することで酸素分圧を低下させる方法などがあり、これらの方法によって、野菜の呼吸作用の抑制、微生物、酵素の活性化抑制、油脂などの酸化抑制をおこない、食品の鮮度保存の向上をはかることができる。
【０００９】
これらの方法の中では、本発明の出願人による出願である特願２００２−１７７７２２に記載したように、貯蔵室内を減圧することによって減圧大気中の酸素濃度を低減させる方式が、比較的簡単な構成で冷蔵庫に収納保存している食品と酸素とを遮断し、収納貯蔵品の鮮度を長期に保持できる効果を有する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構成の場合、冷蔵庫内における酸素濃度調整手段である減圧機構は収納容器と実質的に一体に構成されていることから、収納容器は引き出した時点で低酸素状態を失い通常の大気雰囲気になってしまうため、鮮度保持ができなくなり、また、収納容器は比較的容量が小さいため鮮度保持を希望する食材の貯蔵量を増加することが困難であった。
【００１１】
本発明は上記点を考慮してなされたものであり、食品収納容器内の空気雰囲気を低酸素状態に制御して収納食品の鮮度を長期に亙って保持するとともに、収納容器のみを本体から取り出すことができるようにし、また酸素の消費により生成される結露水の処理を容易にして、使い勝手を良好なものにした冷蔵庫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】
上記課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、貯蔵空間に上部開口を蓋で閉塞した収納容器を設け、この収納容器の背面に設けた透過窓に対向する本体側に電解膜素子による酸素濃度調整手段を配置し、前記収納容器はこの酸素濃度調整手段に対して脱着可能とするとともに、酸素濃度調整手段の近傍に容器壁面より低温の冷却体を配置し、前記透過窓を介して収納容器内の酸素を除去するとともに、酸素の消費によって生成される結露を冷却体に集結させることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成により、収納容器内の酸素濃度を低下させ、収納品と酸素とを遮断して、野菜の呼吸作用の抑制、油脂などの酸化抑制、酵素活性の抑制、および好気性微生物の活動抑制ができ、貯蔵品の鮮度を保持して長期保存することができるとともに、収納容器は酸素濃度調整手段と脱着することができるため、低酸素状態を保持したまま単独で本体から取り外して持ち運んだり、冷蔵庫内の他の貯蔵空間に設置することができ、収納容器の数を増やして鮮度を保持した食材の量を増加することができる。また、電解膜素子反応によって収納容器に生じる水分を集結させることができ、容器壁面の結露を防止できるとともに結露水の排水処理を容易におこなうことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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）を仕切り板を介して設けている。野菜室（３）の下方には断熱仕切壁（４）を介して、後に詳述する酸素濃度調整室にもなる温度切替室（５）と図示しない製氷貯氷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。
【００１５】
各貯蔵室は、その前面開口部に各々専用の開閉扉を設けて閉塞するとともに、冷蔵空間および冷凍空間の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、冷蔵庫本体（１）の最下部に配置した冷凍空間の背面下部には、機械室（１１）空間が形成されており、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（１２）を設置している。
【００１６】
上記構成において、前記冷蔵室（２）には食品を載置する棚（１３）を設けるとともに、温度切替室（５）内には、食品を収納貯蔵する収納容器（１５）を設けており、温度切替室（５）の閉扉状態での要部断面図である図２に示すように、切替室扉（１６）の内側下部に取り付けた奥方向に延びる左右一対の支持枠（１７）間に載置して保持することで切替室扉（１６）とともに庫外へ引き出し自在としている。
【００１７】
左右一対の支持枠（１７）は、断面Ｌ字状部を成し、水平部を切替室（５）の底面に設けた滑車（１８）で受けるとともに支持枠後端に滑車（１９）を設ける構成とすることで切替室の底面レール（２０）上を摺動自在としており、切替室扉（１６）を閉じることにより、扉内面のガスケットが切替室（５）の前面開口周縁に吸着して室内を外気に対して密閉遮断するようにしている。
【００１８】
前記収納容器（１５）の上面開口には、開口を完全に覆う大きさに形成した蓋（２１）を配置しており、この蓋（２１）の下面にはシリコンゴムなどで形成した環状のシールパッキン（２２）を固着し、蓋（２１）が容器（１５）の開口を覆って当接した際には、シールパッキン（２２）によって隙間をなくし容器（１５）内を密封するように形成する。
【００１９】
しかして、（２５）は酸素濃度調整手段としての電解膜素子であり、温度切替室（５）背面の冷凍用冷却器（８）を覆うエバカバー（２３）にの前面に配置されており、概略拡大構成を図３に示すように、固体高分子電解質膜（２６）をアノード電極（陽極）（２７）とカソード電極（陰極）（２８）で挟んで形成されたものを各電極面にスリット（２９ａ）を設けたケース（２９）内に収納してユニット化したものであり、カソード電極（２８）面を温度切替室（５）の室内側に面して配置させている。
【００２０】
アノード電極（２７）は、外側から集電体、多孔質支持撥水膜、カーボン電極や白金触媒などから形成され、カソード電極（２８）もアノードと同様に形成されている。
【００２１】
そして、温度切替室（５）内の収納容器（１５）の背面には透過窓（１５ａ）が設けられており、前記カソード電極（２８）側の面はこの透過窓（１５ａ）を覆って対向し、周囲をシール材（３０）でシールして設置されている。
【００２２】
（３１）はステンレス鋼などの金属で形成した冷却体であって、収納容器（１５）の背面下部における電解膜素子（２５）の近傍に設けられており、冷気循環による伝熱作用で合成樹脂製の収納容器（１５）に比較して低温度に冷却されるものであり、冷却体（３１）の表面には撥水処理を施すとともに、対応する容器底面には露ガイド透孔（１５ｂ）を穿設して、落下した結露水を収納容器（１５）の下方に設置した露受け樋（３２）で受け、室内後部に配置した冷却器（８）の下部に配した除霜水の排水口（３３）に導くようにしている。
この構成により、閉扉によって収納容器（１５）が温度切替室（５）内の所定位置に設置された場合は、図４に示すように、前記透過窓（１５ａ）が電解膜素子（２５）に覆われることになり、冷蔵室扉の表面に設けた図示しない操作パネルの押釦への押圧指示により、温度切替室（５）の閉扉の際に、リード線（３４）により電極（２７）（２８）間に数ボルトの直流電圧をかけて高分子電解質膜（２６）を動作させるものである。
【００２３】
すなわち、直流電圧をかけることでアノード（２７）側では、空気中の水分が消費され酸素を発生するよう反応し、同時に生成する電子は電線を通り、水素イオンは高分子電解質膜（２６）を通ってカソード電極（２８）に移動する。これに対するカソード（２８）側は、収納容器（１５）内部の空気中の酸素がアノード（２７）側から移動してきた電子および水素イオンと結合して水に転化するものであり、結果的に、収納容器（１５）内の酸素を消費して水を発生させることで、容器（１５）内の酸素を除去し、温度切替室（５）の容器（１５）内を通常大気状態の５％程度の低酸素濃度の雰囲気にすることができるため、食品の酸化進行や青果物の呼吸作用を効果的に抑制することができる。
【００２４】
発生した水は、収納容器（１５）の壁面よりも温度が低いことから冷却体（３１）の表面に集中して結露することになり、容器（１５）の壁面や温度切替室（５）の壁面への露付きを防ぐことができる。同時に、冷却体（３１）の表面は撥水加工されているため、結露水ははじかれて冷却板面を流下し易くなり、ガイド透孔（１５ｂ）を通って下方に配置した露受け樋（３２）上に落下し、さらに冷却器（８）の排水口（３３）に導かれ、庫外に流出して蒸発処理されるものである。
【００２５】
なお、冷却体（３１）の表面を、前記とは逆に親水性の処理加工をすれば、電解膜素子（２５）の動作で集積した露水や氷霜による水膜が冷却体（３１）の表面を覆うことになり、ヒーター通電などで加熱蒸発させることが容易となり、露受け樋などの設置を不要にして構成を簡単にすることが可能となる。
【００２６】
温度切替室（５）は、−２０℃の冷凍温度からチルド、冷蔵、野菜保存温度、および＋８℃程度のワイン保存温度まで多種の設定温度に任意に切替えができる２０〜３０Ｌの小容量の貯蔵室であり、冷蔵室扉の表面に設けた操作パネルの操作により冷凍用冷却器（８）からの冷気をダンパー制御によって導入し所定の設定温度に冷却するものである。
【００２７】
したがって、温度切替室（５）を酸素濃度を調整しない通常の冷却温度切替室として使用する場合には、電解膜素子（２５）を動作させないとともに、蓋（２１）を常時開いた状態にして容器（１５）内に冷気を導入して冷却してもよく、また蓋（２１）で開口を閉塞し容器（１５）の周囲からの間接的に冷却することにより高湿度を保つようにしてもよい。
【００２８】
しかして、温度切替室（５）を酸素濃度が調整できる貯蔵室として仕様設定している場合は、室内における収納容器（１５）の上面開口は蓋（２１）で密閉されており、容器（１５）内は、電解膜素子（２５）の動作による低酸素濃度の雰囲気によって、例えば、容器内温度が−７℃でも、従来の−２０℃での冷凍保存に相当する魚肉油脂分の酸化防止作用が得られるとともに、野菜用温度帯であれば青果物の呼吸作用の抑制などをおこなうことができ、各設定温度帯毎での食品の長期保存をはかることができる。
【００２９】
この方式によれば、減圧方式に比べて真空ポンプなどの部材が不要であり、関連構成が簡単になってスペース効率が向上するとともに、音源がないので静音化をはかることができる。また収納容器（１５）内を減圧することがないので密閉度をそれほどきびしく設ける必要がなく、取り扱いや構成が簡易になるとともに、耐圧構成も不要であることから収納容器の剛性を大きくする必要がなく、重量を軽く価格を低減できる。
【００３０】
そして、温度切替室扉（１６）を開扉して収納容器（１５）を引き出した際には、図５に示すように、本体側に設置した電解膜素子（２５）から透過窓（１５ａ）が離間し収納容器（１５）のみが蓋（２１）とともに外部に引き出されるものである。
【００３１】
このとき蓋（２１）を、例えばヒンジ部（２１ａ）に設けたバネ力を利用して、図のように引き出しと同時に開口させるようにしてもよいが、蓋（２１）で密閉しておけば、容器内の低酸素濃度の保存状態を保持したまま本体側から取り外すことができるものであり、また、収納容器（１５）を弁当箱程度の小形容器にすれば、取り出した容器は、冷蔵室（２）の載置棚（１３）など他の貯蔵空間に収納して保管することができ、温度切替室（５）に別途新規な容器を設置すれば低酸素保持空間をさらに増加することができる。
【００３２】
また、取り出した収納容器（１５）を低酸素濃度状態を保持したまま遠隔地まで運送することも可能となり、帰省時や旅行の際の生鮮食品の移送に活用することができ、さらに、容器（１５）は、扉（１６）や支持枠（１７）からも取り外し可能であるため、容器の清掃や洗浄も容易となる。
【００３３】
以上により、収納容器（１５）内の酸素が低濃度の状態にあると、保存食品と酸素とを遮断することになり、冷却作用による低温化とも相俟って、容器内は低酸素濃度で且つ低温の雰囲気状態となり、野菜の呼吸作用の抑制、油脂などの酸化抑制、酵素活性の抑制、好気性微生物の活動抑制といった効果があり、鮮度保存の向上をはかることができるとともに、収納容器（１５）内の酸素を消費して生成された水分は冷却体（３１）に集中的に付着させ、処理することができるため、容器壁面が濡れて食品に悪影響を及ぼすことなく酸素濃度を低下させることができる。
【００３４】
なお、上記実施例においては、冷却体（３１）を収納容器（１５）の内部に設置したが、その設置位置は電解膜素子（２５）の近傍であれば収納容器外でもよく、また同様に、収納容器および酸素濃度調整手段を温度切替室内に配置した構成で説明したが、これに限らず、冷蔵室や冷凍室、あるいは他の貯蔵空間に配置しても同様の効果を得られることは言うまでもなく、収納容器の大きさについても冷蔵室内の載置棚上に設置できるサイズを含め種々の形態を選択できるものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明の構成によれば、収納容器内の酸素濃度を低下させ、収納品と酸素とを遮断して、野菜の呼吸作用の抑制、油脂などの酸化抑制、酵素活性の抑制、および好気性微生物の活動抑制ができ、貯蔵品の鮮度を保持して長期保存することができるとともに、収納容器は酸素濃度調整手段と脱着することができるため、低酸素状態を保持したまま単独で本体から取り外して持ち運んだり、冷蔵庫内の他の貯蔵空間に設置することができ、収納容器の数を増やして鮮度を保持した食材の量を増加することができる。また、電解膜素子反応によって収納容器に生じる水分を集結させることができ、容器壁面の結露を防止できるとともに結露水の排水処理を容易におこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【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における低酸素雰囲気貯蔵室の構成を示す縦断面図である。
【図３】図４の電解膜素子の概略構成を示す断面図である。
【図４】図２の低酸素雰囲気貯蔵室の閉扉状態を示す拡大縦断面図である。
【図５】図４における収納容器を引き出した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…冷蔵庫本体        ２…冷蔵室            ５…温度切替室
６…冷凍室            １５…収納容器          １５ａ…透過窓
１５ｂ…露ガイド透孔    １６…切替室扉          １７…支持枠
１８、１９…滑車          ２０…底面レール        ２１…蓋
２１ａ…ヒンジ部        ２２…シールパッキン    ２３…エバカバー
２５…電解膜素子        ２６…高分子電解質膜    ２７…アノード電極
２８…カソード電極      ２９…ケース            ３０…シール材
３１…冷却体            ３２…露受け樋          ３３…排水口
３４…リード線
【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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