(57)【要約】      （修正有）【課題】冷媒として求められる地球温暖化係数、静音性、省エネ性などの特性を充足する家庭用超低温冷凍庫の冷凍機用冷媒を提供する。【解決手段】冷凍機用冷媒は、二酸化炭素、イソブタン及びプロパンを含有する３成分混合冷媒として冷凍機用冷媒を形成してなり、混合比は重量比で３：４：４とされ、冷凍保存室を有する冷凍庫本体に冷凍保存室を超低温冷凍用に冷却する冷凍機を組み合せてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素、イソブタン及びプロパンを含有してなる冷凍機用冷媒。
【請求項２】
前記二酸化炭素、イソブタン及びプロパンの混合比は、重量比で３：４：４とされていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機用冷媒。
【請求項３】
冷凍保存室を有する冷凍庫本体に前記冷凍保存室を超低温冷凍用に冷却する冷凍機を組み合せてなる家庭用超低温冷凍庫であって、前記冷凍機の冷媒として請求項１又は請求項２に記載の冷凍機用冷媒が用いられていることを特徴とする家庭用超低温冷凍庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用超低温冷凍庫の冷凍機に好適な冷媒及びそれを冷凍機に用いた家庭用超低温冷凍庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品類の長期保存の方法として冷凍保存があり、冷凍による保存性をより高める冷凍法として超低温冷凍がある。超低温冷凍では、−６０℃程度の超低温で冷凍保存を行う。そのため超低温冷凍では、主要な冷凍保存対象である肉や魚介類などの生鮮食品類の細胞に対する凍結過程での破壊を効果的に避けることができ、生鮮食品類をより長い期間にわたって高い鮮度を保ちつつ保存することが可能となる。
【０００３】
このような超低温冷凍を一般の家庭でも手軽に利用できるようにすることは、昨今の生鮮食品類の流通構造による食生活の豊かさをさらに高める上で特に有効である。すなわち、昨今はネットショッピングなどの発達により、鮮度の高い産地直送の生鮮食品類を個々の家庭でも容易に入手できるようになってきており、食生活がより豊かなものになりつつあるが、一般の家庭でも超低温冷凍を手軽に利用できるようにすることで、生鮮食品類の長期保存についての心配がなくなり、ネットショッピングなどの流通構造を通じての鮮度の高い生鮮食品類の購入をより気軽に行えるようになり、食生活の豊かさをさらに高めることが可能となる。
【０００４】
ところで、超低温冷凍を一般の家庭でも手軽に利用できるようにする、つまり超低温冷凍用の冷凍庫を一般の家庭に広く普及させるについては、考慮しなければならない重要な問題がある。具体的には、家庭用の超低温冷凍庫の冷凍機で用いる冷媒の問題である。
【０００５】
超低温冷凍庫の一般家庭への広い普及を見越した場合、その冷凍機で用いる冷媒には、それが環境に何らかの理由で放出された場合の温室効果ガス問題が伴う。そのため家庭用の超低温冷凍庫で用いる冷媒（家庭用の超低温冷凍庫の冷凍機で用いる冷媒）には地球温暖化係数ができるだけ小さいことが望まれる。しかるに、従来の超低温冷凍庫では、特定フロン（ＣＦＣ、ＨＣＦＣ）やフロオロカーボン類が冷媒として用いられており（例えば特許文献１）、これらのうち超低温冷凍に適するものはいずれも地球温暖化係数が数千オーダであり、一般家庭への広い普及を見越した場合の家庭用超低温冷凍庫の冷媒としては地球温暖化係数に関して不適切といわざるを得ない。
【０００６】
そこで、超低温冷凍を可能とし、しかも地球温暖化係数が１と小さい二酸化炭素を冷媒とすることが考えられる。しかし、家庭用の超低温冷凍庫は一般の家庭で日常的に使用するものであることから、高い静音性や高い省エネ性が求められることになるが、二酸化炭素冷媒はこの静音性や省エネ性に関して適性を欠く。すなわち二酸化炭素冷媒は、例えば特許文献２に開示されるように、大きな圧縮動力を必要とし、そのために作動時の電力消費量が大きくなり、また騒音が大きくなるのを避け難く、家庭用超低温冷凍庫として求められる高い静音性や省エネ性に関して適性を欠くといわざるを得ない。
【０００７】
超低温冷凍用の冷媒としては、例えば特許文献３に開示されるように、アンモニアも可能である。しかしアンモニア冷媒には、それが漏出した場合のアンモニア臭気問題が伴い、家庭用の超低温冷凍庫の冷媒として適性を欠くといわざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３３３００９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７６２３８号公報
【特許文献３】特開２００６−２１４６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、家庭用超低温冷凍庫の広い普及は食生活の豊かさを高める上で有効であるが、それについては家庭用超低温冷凍庫で用いる冷媒に関して課題が残されている。本発明は、このような事情を背景にしてなされたものであり、地球温暖化係数、静音性、省エネ性、臭気問題のいずれについても、家庭用超低温冷凍庫の冷凍機の冷媒として求められる特性を充足する冷凍機用冷媒の提供を第１の課題とし、またそのような冷媒を冷凍機に用いた家庭用超低温冷凍庫の提供を第２の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第１の課題を解決するについて、まず地球温暖化係数に重点をおき、地球温暖化係数が小さい二酸化炭素に着目した。ただ、二酸化炭素単体の冷媒であると、上述のように、大きな圧縮動力を必要として作動時の電力消費量と騒音が大きくなって静音性と省エネ性を達成できない。そこで、二酸化炭素における地球温暖化係数の小係数化性を活かしつつ、静音性と省エネ性を達成でき、さらに臭気問題も回避できるような混合溶媒の組成構成について鋭意検討と実験を繰り返した。その結果、二酸化炭素にイソブタンとプロパンを混合させる３成分による混合冷媒とすることで、地球温暖化係数、静音性、省エネ性、臭気問題のいずれについても、家庭用超低温冷凍庫の冷凍機の冷媒として求められる特性を充足することが可能であり、特に、二酸化炭素、イソブタン、プロパンそれぞれの混合比を重量比で３：４：４とする場合に、家庭用超低温冷凍庫の冷凍機用冷媒として求められる諸特性の充足性に優れることを見出した。
【００１１】
したがって上記第１の課題を解決する本発明による冷凍機用冷媒は、二酸化炭素、イソブタン及びプロパンを含有してなることを特徴としている。
【００１２】
また本発明では、上記のような冷凍機用冷媒について、前記二酸化炭素、イソブタン及びプロパンの混合比は、重量比で３：４：４とされていることを特徴としている。
【００１３】
また本発明では、上記第２の課題を解決するために、冷凍保存室を有する冷凍庫本体に前記冷凍保存室を超低温冷凍用に冷却する冷凍機を組み合せてなる家庭用超低温冷凍庫について、前記冷凍機の冷媒として上記の冷凍機用冷媒を用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
以上のような本発明によれば、地球温暖化係数、静音性、省エネ性、臭気問題のいずれについても、家庭用超低温冷凍庫の冷凍機の冷媒として求められる特性を充足する冷凍機用冷媒が得られ、またそのような冷媒を用いることで、地球温暖化係数、静音性、省エネ性、臭気問題のいずれについても優れた特性の家庭用超低温冷凍庫を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施例による家庭用超低温冷凍庫の外観構成を示す図である。
【図２】家庭用超低温冷凍庫における冷凍機の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
図１に、一実施例による家庭用超低温冷凍庫の外観構成を簡略化して示し、図２に、図１の家庭用超低温冷凍庫に組み込まれている冷凍機の回路構成を簡略化して示す。本実施例の家庭用超低温冷凍庫１は、冷凍庫本体２を備えている。冷凍庫本体２は、チェスト型であり、冷凍保存品を収納するために例えば１００ｍｍ程度の断熱層で囲われた冷凍保存室３が内部に形成されるとともに、冷凍保存室３に対する冷凍保存品の出し入れのための出し入れ口４が上部に形成された上部開放の直方体状の函形に形成されている。この冷凍庫本体２には、出し入れ口４を閉じるための回動上蓋５が取り付けられている。回動上蓋５は、ヒンジ部６を介して冷凍庫本体２の側縁に取り付けられており、ヒンジ部６を支点にした回動動作で開閉動作を行えるようにされている。
【００１７】
また冷凍庫本体２には、図２の冷凍機１１が組み込まれている。具体的には、収納部カバー１２で塞ぐことができるようにして冷凍庫本体２の内部に冷凍機収納部（図１では現れない）を形成し、その冷凍機収納部に収めるようにして冷凍機１１が組み込まれている（ただし、後述の冷凍機１１におけるエバポレータ２１については、冷凍保存室３を囲む壁面に組み込まれている）。
【００１８】
さらに冷凍庫本体２には、温度調節器１３が組み付けられている。温度調節器１３は、調節部１４と表示部１５を有している。調節部１４には、温度設定ボタン１６が設けられ、この温度設定ボタン１６の操作で冷凍保存室３の温度設定を行なえるようにされている。表示部１５は、調節部１４で設定する設定温度と冷凍保存室３の計測温度をデジタル表示するようにされている。
【００１９】
冷凍機１１は、コンプレッサ１７、コンデンサ１８、フィルタドライヤ１９、キャピラリチューブ２０、エバポレータ２１及びアキュムレータ２２を備えている。この冷凍機１１にあって冷媒（冷凍機冷媒）は、コンプレッサ１７での圧縮を受けた後、コンデンサ１８、フィルタドライヤ１９、キャピラリチューブ２０をこの順で経てエバポレータ２１に供給され、エバポレータ２１で蒸発することで冷凍能を発揮して冷凍保存室３を超低温冷凍用に冷却する。エバポレータ２１を経た冷媒は、アキュムレータ２２を経てコンプレッサ１７に戻り、以上の循環を繰り返す。
【００２０】
以上のような冷凍機１１における冷媒には、３成分混合冷媒を用いる。具体的には、それぞれ液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、イソブタン（２−メチルプロパン；Ｃ４Ｈ１０）及びプロパン（Ｃ３Ｈ８）を混合させて得られる３成分混合冷媒を用いる。このような３成分混合冷媒における二酸化炭素、イソブタン、プロパンそれぞれの混合比は、重量比で３：４：４とするのが特に好ましい。
【００２１】
二酸化炭素、イソブタン及びプロパンによる３成分混合冷媒は、二酸化炭素による地球温暖化係数の小係数化性を活かしつつ、静音性と省エネ性を達成し、さらに臭気問題も回避でき、地球温暖化係数、静音性、省エネ性、臭気問題のいずれについても、家庭用超低温冷凍庫の冷凍機の冷媒として求められる特性を充足する。したがってこのような３成分混合冷媒を冷凍機１１に用いることにより、家庭用超低温冷凍庫１に優れた特性を与えることができる。
【００２２】
ここで、二酸化炭素にイソブタンとプロパンを混合させることにより、上述のような冷媒特性を実現可能とするのには、イソブタンとプロパンそれぞれの沸点が−１２℃、−４２．０９℃と、二酸化炭素の沸点−７８．５℃より十分に高いこと、イソブタンとプロパンそれぞれの地球温暖化係数が数十オーダに止まること、それにイソブタンとプロパンそれぞれのモル質量が適切であることが寄与していると考えられる。
【００２３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、これは代表的な例に過ぎず、本発明はその趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１    家庭用超低温冷凍庫
２    冷凍庫本体
３    冷凍保存室
１１    冷凍機
【図１】
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【図２】
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