(57)【要約】  【課題】酸素を優先通過する酸素富化膜により発生する酸素減少空気を冷蔵庫庫内に供給する。  【解決手段】空気中の酸素分子を優先的に通過させる酸素富化膜２と、この酸素富化膜２を介して空気を吸引し得られた酸素富化空気を排気する減圧ポンプ３と、空気を加圧し酸素富化膜２へ供給する加圧ポンプ４とを具備しており、加圧ポンプ４から排気された酸素減少空気を冷蔵庫内に供給する。これによって、減圧ポンプに高い性能を要求することなく、酸素が減少された空気を安定して冷蔵庫内に供給できるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の酸素分子を優先的に通過させる酸素富化膜と、前記酸素富化膜を介して空気を吸引し得られた酸素富化空気を排気する減圧ポンプと、空気を加圧し前記酸素富化膜へ空気を供給する加圧ポンプとを具備しており、前記加圧ポンプから供給され前記酸素富化膜を介して酸素が減少した酸素減少空気を庫内に供給することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
加圧ポンプに供給する空気を庫内から導入する庫内導入配管を備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
加圧ポンプから供給される酸素が減少した酸素減少空気を庫内に供給する庫内供給配管を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
減圧ポンプから排気された酸素富化空気と同時に排出される水分が、過飽和となって発生する水滴を受ける受け皿を兼ねる水分離箱を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
加圧ポンプと庫内とを連結する庫内供給配管には、水分離箱で受けた水を供給する手段を有しており、酸素が減少した酸素減少空気と水分離箱で受けた水とが庫内に供給されることを特徴とする請求項３または４に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関し、より詳細には、冷蔵庫の庫内において酸素濃度を減少させることができる冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷蔵庫の庫内は、扉の開閉による外気酸素の侵入による食品の酸化を防止する手段として、酸素吸着装置を庫内に設置する、いわゆる脱酸素が行われている。
【０００３】
この酸素吸着装置としては、一般に、酸化作用の強い金属を使用した酸素吸着剤が用いられている。
【０００４】
ところが、酸素吸着を行うと、冷凍装置によって良好な温度に保持された庫内空気が酸化熱により上昇することになり、熱効率が悪くなるという欠点があった。
【０００５】
そこで、庫内温度変化を極力少なくし、しかも庫内の空気中の酸素濃度を適正に維持するため、酸素富化膜を取り付けることが考えられる。
【０００６】
通常、一般的に酸素富化膜は、換気をしなくても室内の酸素濃度を維持するため、空気調和機に取り付けられているのが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図４は、特許文献１に記載された空気調和機を示すものである。図４に示すように、室内機２２および室外機２３を有した空気調和機において、空気吸込口２４と室外排気口２５とを有する空気流通路２６に、酸素富化膜２７を介して空気吸込室２８の反対側に減圧室２９を形成するようにした酸素濃縮機３０と、空気吸込口２４からの空気を酸素富化膜２７へ導き、酸素富化された空気を減圧室２９から室内機２２の室内ファン３１へ吐出する送風ブロア３２と、酸素濃縮機３０の室外排気口２５側に位置し室外熱交換器３３を介して室外排気口２５から吸気する室外ファン３４とを備え、室外ファン３４の運転時に、酸素濃縮機３０の酸素富化膜２７表面の空気を流動させるようにして、送風ブロア３２により酸素富化された空気を室内機２２に送出していた。
【特許文献１】特公平７−１０９３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の構成では、酸素富化された空気を搬送することはできるが、酸素減少された空気においては、大気に放出される構成となり、冷蔵庫庫内へ酸素減少された空気を搬送することはできないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、冷蔵庫庫内へ酸素減少された空気を安定して供給することができる、コンパクト、省スペースで、かつ経済的な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】
【００１０】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、空気中の酸素分子を優先的に通過させる酸素富化膜と、前記酸素富化膜を介して空気を吸引し得られた酸素富化空気を排気する減圧ポンプと、空気を加圧し前記酸素富化膜へ空気を供給する加圧ポンプとを具備しており、前記加圧ポンプから供給され前記酸素富化膜を介して酸素が減少した酸素減少空気を庫内に供給するものである。
【００１１】
この構成によって、減圧ポンプに高い性能を要求することなく、庫内に酸素が減少した空気を安定して供給することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の冷蔵庫は、加圧ポンプにより加圧した空気を、減圧ポンプにより酸素富化膜を介して酸素富化空気にして排気し、酸素が減少した酸素減少空気を庫内に供給するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、空気中の酸素分子を優先的に通過させる酸素富化膜と、前記酸素富化膜を介して空気を吸引し得られた酸素富化空気を排気する減圧ポンプと、空気を加圧し前記酸素富化膜へ空気を供給する加圧ポンプとを具備しており、前記加圧ポンプから供給され前記酸素富化膜を介して酸素が減少した酸素減少空気を庫内に供給することにより、酸素富化膜を通過して減圧ポンプから排出される空気は、酸素富化膜により、酸素に富んだ空気となって排出され、酸素が減少した酸素減少空気は加圧ポンプにより庫内に供給され、食品の酸化を抑制することができる。
【００１４】
また、酸素富化膜は、減圧室と加圧室との圧力差で、空気中の各分子の透過率を決定するが、加圧ポンプにより、加圧室を大気圧に比べ高くすることで、減圧室の圧力を高くすることができ、減圧ポンプの性能を小さくすることができる。さらに、減圧ポンプは、吸引圧力を小さくすることにより吸引流量を増加させることができることは、周知の事実であり、このことにより、酸素富化空気の流量を増大させることができ、これにより、酸素減少空気量を増大させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、加圧ポンプに供給する空気を庫内から導入する庫内導入配管を備えていることにより、庫内の酸素濃度を減少させることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、加圧ポンプから供給される酸素が減少した酸素減少空気を庫内に供給する庫内供給配管を備えていることにより、酸素富化膜、減圧ポンプ、加圧ポンプ、および、それらを接続する吸引連結管、加圧連結管の置場所の制約をなくすことができ、庫外等に設置することができる。また、減圧ポンプ、加圧ポンプを庫外に設置することにより、庫内の容積を有効に利用することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、減圧ポンプから排気された酸素富化空気と同時に排出される水分が、過飽和となって発生する水滴を受ける受け皿を兼ねる水分離箱を備えていることにより、水分離箱に導入された酸素富化空気は、水分離箱内で急減圧されて酸素富化空気と同時に発生する水分子が過飽和となって水滴が生成されるが、水分離箱内下面で保持される。そして、気体の状態である酸素富化空気を排気することができる。
【００１８】
請求庫５に記載の発明は、請求項３または４に記載の発明において、加圧ポンプと庫内とを連結する庫内供給配管には、水分離箱で受けた水を供給する手段を有しており、酸素が減少した酸素減少空気と水分離箱で受けた水とが庫内に供給されることにより、酸素減少空気の供給と、水分の供給とを行うことができる。そのため、庫内より取り出した酸素富化空気と同時に発生する水分子、および、水分子が過飽和となって発生した水を庫内に戻すことが可能で、庫内の湿度を保つことができる。なお水を供給する手段としては、時限制御する切換弁を使用することが考えられる。
【００１９】
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の概要を示す図である。図１に示される冷蔵庫１は、空気中の酸素分子を優先的に通過させる酸素富化膜２と、この酸素富化膜２を介して空気を吸引すると共に、この吸引により得られた酸素富化空気を排気する減圧ポンプ３と、空気を加圧し酸素富化膜２へ供給する加圧ポンプ４とを具備している。そして、酸素富化膜２と減圧ポンプ３との間は酸素富化膜２の減圧室５に吸引連結管６によって連結されている。また、加圧ポンプ４は酸素富化膜２の加圧室７に加圧連結管８によって連結されている。
【００２１】
減圧ポンプ３は、酸素富化膜２を介して空気を吸引しようとするため、減圧室５は、減圧ポンプ３の一端９に連結された吸引連結管６を介して減圧状態となる。また加圧ポンプ４は、一端１０から導入された空気を圧縮して加圧ポンプ４の他端１１に排出し、この他端１１に連結された加圧連結管８を介して加圧室７は、加圧状態となる。その後、酸素富化膜２を通過しなかった空気として冷蔵庫１の庫内（図示せず）に導かれる。
【００２２】
酸素富化膜２は、減圧室５と加圧室７の圧力差により、その表面から窒素分子、酸素分子、ヘリウム原子、メタン分子、水分子といった比較的小さな分子を透過させて吸引連結管６にそれら分子を排出するが、これらの分子が酸素富化膜２を透過する際の速度が各分子により異なっている。一例を挙げると、１単位質量の窒素分子が酸素富化膜２を通過する間に、約２．５単位質量の酸素分子および約２２単位質量の水分子が酸素富化膜２を通過する。この酸素富化膜２は、松下電器産業株式会社から商品名「気体分離膜」として入手することができる。
【００２３】
この酸素富化膜２を通過した酸素富化空気が、吸引連結管６より減圧ポンプ３の一端９に吸引され、減圧ポンプ３の他端１２より排出される。この他端１２は、冷蔵庫１の庫外（図示せず）に接続されており、酸素富化空気を冷蔵庫１の庫外（図示せず）に排出する。
【００２４】
このように、本発明においては、空気を加圧し酸素富化膜２へ供給する加圧ポンプ４から供給される酸素富化膜２を通過しない空気は、酸素が減少した酸素減少空気となって冷蔵庫１の庫内（図示せず）に供給される。
【００２５】
また、酸素富化膜２は、減圧室５と加圧室７との圧力差で、空気中の各分子の透過率を決定するが、加圧ポンプ４により、加圧室７を大気圧に比べ高くすることで、減圧室５の圧力を高くすることができ、減圧ポンプ３の性能を小さくすることができる。さらに、減圧ポンプ３は、吸引圧力を小さくすることにより吸引流量を増加させることができることは、周知の事実であり、このことにより、酸素富化空気の流量を増大させることができ、これにより、酸素減少空気量を増大させることができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図１は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の概要を示す図である。図１において、実施の形態１で説明した部分については同じ符号を用い説明を省略する。
【００２７】
加圧ポンプ４は、一端１０を庫内導入配管１３に連結しており、庫内導入配管１３は冷蔵庫１の庫内（図示せず）に導かれている。
【００２８】
庫内導入配管１３から供給される空気は、冷蔵庫１の庫内空気のため、温調された空気を加圧ポンプ４に供給することができる。
【００２９】
このように、本発明においては、加圧ポンプ４の一端１０と冷蔵庫１の庫内（図示せず）を庫内導入配管１３で連結されているので、冷蔵庫１の庫内空気を循環させることが可能となり、冷蔵庫１の庫内（図示せず）の酸素濃度を減少させることができる。また、温調された空気を加圧ポンプ４に供給するので、冷蔵庫１の庫内温度を上昇させることもない。
【００３０】
（実施の形態３）
図１は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の概要を示す図である。図１において、実施の形態１および２で説明した部分については同じ符号を用い説明を省略する。
【００３１】
加圧室７は、庫内供給配管１４に連結しており、庫内供給配管１４より冷蔵庫１の庫内（図示せず）に導かれている。
【００３２】
庫内供給配管１４から冷蔵庫１の庫内（図示せず）に供給される酸素減少空気は、冷蔵庫１の熱交換器（図示せず）を経て庫内に供給されるため、温調された酸素減少空気を冷蔵庫１の庫内（図示せず）に供給することができる。
【００３３】
このように、本発明においては、加圧室７に連結された庫内供給配管１４より酸素減少空気が冷蔵庫１の庫内（図示せず）に供給されるので、酸素富化膜２、減圧ポンプ３、加圧ポンプ４、および、それらを接続する吸引連結管６、加圧連結管８の置場所の制約をなくすことができ、冷蔵庫１の庫外等に設置することができる。また、減圧ポンプ３、加圧ポンプ４を冷蔵庫１の庫外に設置することにより、冷蔵庫１の庫内の容積を有効に利用することができる。
【００３４】
（実施の形態４）
図２は、本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概要を示す図である。図２において、実施の形態１から３で説明した部分については同じ符号を用い説明を省略する。
【００３５】
減圧ポンプ３の他端１２に連結された排気配管１５は、水分離箱１６に導入されている。この水分離箱１６は小部屋になっていて、減圧ポンプ３の他端１２から排出される酸素富化空気が大気圧に急膨張する箱である。また、この水分離箱１６の下面１７は、水を保持できる構造になっている。そして、この水分離箱１６の下面以外の少なくとも１面には、酸素富化空気排気口１８が設けられ冷蔵庫１の庫外（図示せず）に位置しており、酸素富化空気を冷蔵庫１の庫外（図示せず）に排気する。
【００３６】
水分離箱１６に導入された酸素富化空気は、水分離箱１６内で急減圧することにより、酸素富化空気と同時に発生する水分子が過飽和となって水滴が生成される。この水滴は、水分離箱１６内下面１７で保持される。そして、気体の状態である酸素富化空気は、酸素富化空気排気口１８を経由して冷蔵庫１の庫外（図示せず）に排気される。
【００３７】
このように、本発明においては、排気配管１５に接続した小部屋状の水分離箱１６によって、酸素富化空気と同時に発生する水分子を、過飽和状態の水滴に生成し、分離、保持することができる。
【００３８】
（実施の形態５）
図３は、本発明の実施の形態５における冷蔵庫の概要を示す図である。図３において、実施の形態１から４で説明した部分については同じ符号を用い説明を省略する。
【００３９】
加圧室７と冷蔵庫１の庫内（図示せず）を連結する庫内供給配管１４の途中には、切換弁１９の一端２０が接続されている。この切換弁１９の他端２１は、水分離箱１６の下面１７に連結されている。そして、切換弁１９の開閉により、下面１７に保持された水を庫内供給配管１４より採り入れる湿度採り入れ口になっている。
【００４０】
切換弁１９は、通常、閉じられている。この時には、庫内供給配管１４と水分離箱１６は繋がっていないので、加圧室７からでた酸素減少空気だけが冷蔵庫１の庫内（図示せず）に供給される。
【００４１】
また、切換弁１９は、切換手段の操作により、開となる。この状態では、庫内供給配管１４には、加圧室７からでた酸素減少空気と共に、水分離箱１６の下面１７に保持された水が冷蔵庫１の庫内（図示せず）に供給される。
【００４２】
このように、本発明においては、庫内供給配管１４の途中に切換弁１９の一端２０が、また、切換弁１９の他端２１が水分離箱１６の下面１７に連結されているので、切換弁１９の切換手段の操作により、酸素減少空気の供給と、水を含む酸素減少空気の供給とを切り替えることができる。そのため、前述した如く、酸素富化空気と同時に排出される水分を回収し、冷蔵庫１の庫内（図示せず）の湿度を保つことができる。なお、切換弁１９の切換手段としては、時限制御する切換弁を使用することが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、冷蔵庫の庫内において酸素濃度を減少させることができるので、野菜・米等の生鮮食品冷蔵庫にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１から３における冷蔵庫の概要を示す図
【図２】本発明の実施の形態４における冷蔵庫の概要を示す図
【図３】本発明の実施の形態５における冷蔵庫の概要を示す図
【図４】従来の空気調和機における概略構成図
【符号の説明】
【００４５】
２    酸素富化膜
３    減圧ポンプ
４    加圧ポンプ
１３  庫内導入配管
１４  庫内供給配管
１６  水分離箱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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