JP4108110B2

JP4108110B2 - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP4108110B2
Application number: JP2007037436A
Authority: JP
Inventors: 泰治大城
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2024-11-18
Also published as: JP2007127412A

Description

本発明は、温度切替室を備えた冷蔵庫に関するものである。

近年、冷凍室及び冷蔵室に加えて、ユーザの用途に応じて冷凍、冷蔵、パーシャル、チ
ルドなどの低温の温度帯に切り替えられる切替室を備えた冷蔵庫が発売されている。

例えば特許文献１には、切り換え室の温度が設定温度よりも低ければ、ダンパー装置は閉じ、ヒーター制御手段によってヒーター装置が通電する冷蔵庫が開示されている。これにより、切り換え室を冷凍と冷凍以外の温度帯（パーシャルやチルド）とに切り換える際に、冷凍温度を合理的に適温に維持できる。
特開平１０−２８８４４０号公報

生活環境の変化が著しい昨今においては、家族それぞれが食事を摂る時間が異なる家庭が増えている。そのため従来では冷蔵庫とは別に保温箱や収納容器が用いられていた。しかしながら、これには食品の移し替えの頻度が高くなったり、保管場所が煩雑になるという問題があった。そこで、一般的なパーシャル、チルドの用途とは別に、調理済み食品の一時的な保温、冬場の温調理など、高温の切替室の実現が望まれている。

本発明は、一般的な冷却保存機能の他に保温機能を有した温度切替室を備えることによ
り、利便性の高い冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の冷蔵庫は、
冷気を発生する冷却装置と、
少なくとも一つの貯蔵室と、
室温を切り替えられる温度切替室と、
冷気を前記温度切替室へ通風する第１の導入通風路と、
前記温度切替室内の空気を前記冷却装置へ通風する戻り通風路と、
前記温度切替室内の温度を上げるヒータと、
前記温度切替室の後方に設けられて前記温度切替室内の空気を撹拝する第１のファンモータと、
前記温度切替室と前記第1の導入通風路とを連通する第１のダンパと、
前記温度切替室と前記戻り通風路とを連通する第２のダンパと、
前記温度切替室の下部に設けられて貯蔵物を収納する収納ケースと、
を備え、前記第1のファンモータの空気吐出方向を前記収納ケースの上方とし、
前記第１のダンパを前記第１のファンモータの後方下方に配置するとともに、前記第２のダンパを前記第１のファンモータの側方に配置したことを特徴としている。

また上記の冷蔵庫において、前記ヒータを前記温度切替室の底部に設け、前記収納ケースの下部を金属製としたことを特徴としている。

また上記の冷蔵庫において、前記温度切替室の側方近傍に配され、前記冷却装置で発生した冷気を前記貯蔵室及び前記温度切替室に送風する第２のファンモータと、前記温度切替室の側方近傍に配され、前記温度切替室の上方に設けた貯蔵室へ冷気を通風する第２の導入通風路と、を備え、前記第２の導入通風路は前記第２のファンモータ側で前記第１の導入通風路と連通され、前記第１のファンモータを前記温度切替室の上部近傍に設けたことを特徴としている。

また上記の冷蔵庫において、上方に配される冷蔵室と前記冷蔵室の下方に配される野菜室とを備え、前記冷蔵室と前記野菜室との間に前記温度切替室を設け、前記温度切替室の開口部に開閉式の扉を設けたことを特徴としている。

また上記の冷蔵庫において、前記ヒータを制御して前記温度切替室の室温を５０℃以上にする制御部を備えたことを特徴としている。

本発明によると、一般的な冷却保存機能の他に保温機能を有した温度切替室を備えることにより、利便性の高い冷蔵庫を提供することができる。また、温度切替室のヒータの配置や駆動制御を工夫することにより、火傷のおそれのない安全な冷蔵庫を提供することができる。

図１（ａ）は冷蔵庫の正面図、図１（ｂ）は冷蔵庫の右側面図である。冷蔵庫１は冷蔵室、製氷室、野菜室、冷凍室、チルド室等の複数の貯蔵室を備えている。冷蔵庫１は、上部に観音開きの扉を有する冷蔵室２、中央部左側に室温を約−１５℃〜８０℃の範囲で切り替えられる温度切替室３、中央部右側に製氷室４、下部左側に野菜室５、下部右側に冷凍室６が配されている。なお、冷蔵室２内の下部には、チルド温度帯（約０℃）に保たれるチルド室２３が設けられている。

図２は、図１（ｂ）の透過図である。それぞれの室内には、使い勝手を良くするため、収納ケースや収納棚が設けられている。図３は温度切替室付近の右側面透過図である。温度切替室３は、上面が冷蔵室２との仕切７、下面が野菜室５との仕切８、前面が開閉式の扉９、背面が断熱壁１０で囲まれている。温度切替室３内には引出し式の収納ケース１１が収められている。この収納ケース１１は温度切替室３の左右の内壁に設けられたレール３２ａ、３２ｂで摺動可能、且つ着脱可能に支持されている。

収納ケース１１の底面を含む下部１１ａは金属製であり、上部は樹脂製である。これは、後述するようにヒータ１５が収納ケース１１の下方に設けられるため、収納ケース１１の底面からの加熱を効率良く行うためである。また、加熱時に収納ケース１１に収納される食品の重さにより収納ケース１１の底面が変形するのを防止するためである。更に、加熱調理された直後の調理器具（フライパンや鍋等）が直接収納ケース１１に置かれても熱変形するおそれがない。また、収納ケース１１を全て樹脂製とすると、低温時と高温時とで収納ケース１１の体積が大きく変わるので、低温時には収納ケース１１とレール３２ａ、３２ｂとの間にがたつきが生じ、高温時には収納ケース１１とレール３２ａ、３２ｂとの隙間がなくなり引き出しにくくなるという問題が生じる。なお、収納ケース１１の少なくとも底面が金属製であればよく、例えば、全てを金属製としてもよい。

温度切替室３内の収納ケース１１の上方には金属製の網棚３３が設けられている。この網棚３３は温度切替室３の左右の内壁に設けられた２組の網棚用レール３４ａ〜３４ｄの何れかで摺動可能、且つ着脱可能に支持されている。このように、網棚３３を設けることにより、食品の収納力が向上する。また、網目にすることにより、低温時、高温時共に温度切替室３内の空気が対流しやすく、室内の温度を均一に保つことができる。更に、網棚３３を金属製にすることにより、高温時に食品が載置された場合に、食品の重さによる変形を防止できる。

収納ケース１１が温度切替室３内に載置されていることを検出する手段として、収納ケース１１の背面にマグネット３５と、マグネット３５に対向して温度切替室３の奥部の壁面にリードスイッチ３６とが設けられている。収納ケース１１が温度切替室３に収められた状態では、マグネット３５とリードスイッチ３６とが接触しており、収納ケース１１が引き出されたり、室外に出された状態では、マグネット３５とリードスイッチ３６とが離れる。そして、リードスイッチ３６でマグネット３５との接触状態を検出することにより、収納ケース１１が温度切替室３内に載置されているか否かが判断される。

ここで、収納ケース１１が温度切替室３内に載置されていない場合はヒータ１５に通電しないように制御することが望ましい。これは、収納ケース１１の洗浄等のために収納ケース１１が取り出されている場合、ユーザが過って後述する金属板３０に触れて火傷する危険を減少させるためである。

収納ケース１１と断熱壁１０との間には、後述する蒸発器で発生した冷気を温度切替室３へ通風する第１の導入通風路１２が設けられている。この第１の導入通風路１２には温度切替室３と第１の導入通風路１２とを連通する第１のダンパ１３が備えられている。この第１のダンパ１３の開閉により第１の導入通風路１２から温度切替室３へ通風する風量が調整される。

また、第１のダンパ１３と温度切替室３との間の第１の導入通風路１２内にファンモータ１４が設けられている。このファンモータ１４により温度切替室３内の空気が効率良く攪拌される。なお、ファンモータ１４は温度切替室３内に設けてもよい。ファンモータ１４は後述するヒータ１５の表面に送風するように配設することが望ましい。ヒータの表面温度を下げて安全性を向上させるためである。

温度切替室３の底部にはヒータ１５が設けられている。温度切替室３の底部から加熱され、加熱された空気が室内に上昇するため、室内の温度分布が均一になりやすい。このヒータ１５は金属板３０に取り付けられている。ヒータ１５で発生した熱が熱伝導性の良い金属板に伝達されるので、加熱効率が向上する。そして、金属板３０は温度切替室３の底部に取り付けられている。このとき、ヒータ１５は金属板３０と仕切８との間に配されることが望ましい。この構成により、ユーザがヒータ１５に直接触れて火傷するおそれがなくなるとともに、ヒータ１５が隠れているので外観もよい。また、ヒータ１５と仕切８との間には空間３１を設けることが望ましい。空間３１を設けることにより、ヒータ１５と仕切８とが空気断熱されて仕切８の温度上昇が抑制され、仕切８の変形を防止できる。更には、仕切８を隔てた野菜室５への熱影響も抑制できる。

なお、ヒータ１５は必ずしも直接金属板３０に取り付ける必要はなく、ヒータ１５の周辺に金属板３０を設けてもよく、この場合でも十分加熱効率は向上する。また、複数の金属板を設けてもよい。金属板３０とは別の金属板を介してヒータ１５と反対側の仕切８とに空間を設けておくことにより、輻射熱を遮断することもできる。

また、金属板３０の上面に収納ケース１１の底面が接触するように配設することが望ましい。これにより、ヒータ１５で発生した熱が、金属板３０及び収納ケース１１の底面の金属を介して収納ケース１１中の食品に効率良く伝導される。更に、収納ケース１１をレール３２ａ、３２ｂで支持するだけでなく、底面でも支持できるので食品の重さによる収納ケース１１の変形を防止できる。

また、収納ケース１１と温度切替室３の側面及び底面との隙間が７ｍｍ以下であることが望ましい。これにより、電気用品安全法等に規定されているテストフィンガーは、その隙間に約１０ｍｍしか挿入されない。つまり、ユーザは容易に金属板３０に触れることができない。従って、安全性が向上する。

なお、ヒータ１５の駆動は温度切替室３の外部に設けられた制御部（不図示）で制御される。また、補助的なヒータを温度切替室３の側面、背面、天面に設けてもよい。これにより、加温スピードを上げたり、高温時の温度切替室３内の温度分布を均一にしたりすることができる。このヒータ１５には、ガラス管ヒータ等の熱輻射式ヒータやアルミ蒸着ヒ
ータ等の熱伝導式ヒータを用いることができる。

ヒータ１５としてはシート状のアルミ蒸着ヒータが安価で省スペースであるため一般的
である。しかし、温度切替室３を保温用に高温に設定した場合、熱伝導方式では加温スピ
ードが遅く食中毒菌の発育温度帯である３０〜４５℃を通過するのに長時間要し、食品衛
生上好ましくない。そこで、加温スピードを上げるには、ヒータ容量を上げればよく、ヒ
ータを貼り付ける金属板３０を用いてヒータ容量上昇に伴う耐熱温度を確保している。ま
た熱伝導方式では広範囲な放熱面を要し、放熱面が温度切替室３の手前付近まで及ぶため
、ユーザに火傷の危険が生じるが、ヒータ１５の上面を金属板３０で覆うことにより危険
を低減している。

一方、熱輻射式ヒータの場合は、加温スピードが速く、食品衛生上有利である。また、
その容積は大きいが面積が小さいため、例えば、温度切替室３の奥部に配すればユーザが
火傷する危険が少ない。特に熱輻射式ヒータを用いる場合は、金属板３０とヒータ１５と
が接触していなくても、ヒータ１５の周辺に金属板３０が設けられていれば金属板３０に
十分効率良く熱が伝わる。

また、温度切替室３の奥部の壁面には温度センサ１６が備えられている。この温度セン
サ１６は温度切替室３内の温度を検出し、上記制御部へ送る。この検出温度に基づいて、
制御部がヒータ１５の駆動、第１のダンパ１３の開閉、ファンモータ１４を制御し、温度
切替室３内を設定温度に保つ。

図４は、図１（ａ）の冷蔵庫の中央部及び下部付近の透過図であり、図５は、冷蔵庫の
冷気回路の構成を示すブロック図である。図中、矢印は冷気の流れを示している。冷蔵庫
１０の背面下部に圧縮機（不図示）や蒸発器１７からなる冷却装置が設けられている。こ
の蒸発器１７内にはイソブタン等の冷媒が封入されている。そして、蒸発器１７内で冷媒
が気化し、蒸発器１７の周囲の熱を奪い、周囲の空気が冷却され冷気となる。

冷凍室６の背面に蒸発器１７で発生した冷気を各室へ送風するファンモータ１８が設け
られている。このファンモータ１８と温度切替室３は上述のように第１の導入通風路１２
で連通され、冷気が矢印Ａの方向に流れる。そして、温度切替室３内の空気を蒸発器１７
へ通風する第１の戻り通風路１９が設けられている。この第１の戻り通風路１９の温度切
替室３側には温度切替室３と第１の戻り通風路１９とを連通する第２のダンパ２０が備え
られている。この第２のダンパ２０の開閉により温度切替室３から出る空気の風量が調整
される。このとき冷気は矢印Ｂの方向に流れ、後述する矢印Ｄと合流して矢印Ｃの方向に
流れる。

また、ファンモータ１８と製氷室４とが通風路（不図示）で連通され、製氷室４と冷凍
室６とが通風路（不図示）で連通されている。そして、ファンモータ１８により冷気が製
氷室４、冷凍室６の順に送風される。冷凍室６内の空気を蒸発器１７へ通風する第２の戻
り通風路２１が設けられている。この第２の戻り通風路２１の冷凍室６側には冷凍室６と
第２の戻り通風路２１とを連通する第３のダンパ２２が備えられている。この第３のダン
パ２２の開閉により冷凍室６から出る空気の風量が調整される。

また、蒸発器１７の冷気をチルド室２３へ通風する第２の導入通風路２４が設けられて
いる。この第２の導入通風路２４にはチルド室２３と第２の導入通風路２４とを連通する
第４のダンパ２５が備えられている。この第４のダンパ２５の開閉により第２の導入通風
路２４からチルド室２３へ通風する風量が調整される。このとき冷気は矢印Ｅの方向に流
れる。

また、蒸発器１７の冷気を冷蔵室２へ通風する第３の導入通風路２６が設けられている
。この第３の導入通風路２６には冷蔵室２と第３の導入通風路２６とを連通する第５のダ
ンパ２７が備えられている。この第５のダンパ２７の開閉により第３の導入通風路２６か
ら冷蔵室２へ通風する風量が調整される。更に、第５のダンパ２７の冷蔵室２側であって
第３の導入通風路２６に、ファンモータ２８が設けられている。このファンモータ２８に
より冷蔵室２内の空気が効率良く攪拌される。なお、ファンモータ２８は冷蔵室２内に設
けてもよい。このとき冷気は矢印Ｆの方向に流れる。

また、冷蔵室２及びチルド室２３と野菜室５とが通風路（不図示）で連通されている。
冷蔵室２とチルド室２３とから出た通風路は、冷蔵室２の背面左下に設けられた開口部に
繋がっており、この開口部を通じて温度切替室３の背面を通り野菜室５に繋がっている。
このとき冷気は矢印Ｇの方向に流れる。更に、野菜室５と蒸発器１７とが通風路（第１の
戻り通風路１９と兼用）で連通されている。このとき冷気は矢印Ｄの方向に流れ、前述の
矢印Ｂと合流して矢印Ｃの方向に流れる。

なお、野菜室５と蒸発器１７とを連通する通風路の野菜室５側に、ダンパを設けてもよ
い。これにより、温度切替室３からの熱風が野菜室５に逆流するのを防止できる。

次に、温度切替室３で設定可能な温度範囲について説明する。通常は、従来と同様に冷
凍、パーシャル、チルド、冷蔵等の各温度帯、例えば、−１５℃、−８℃、０℃、３℃、
８℃に設定できる。この場合は、第１のダンパ１３を開いて蒸発器１７からの冷気を温度
切替室３内に導入すればよい。更に、温度切替室３はヒータ１５を備えているので、温度
切替室３を高温に保ち、調理済み食品の一時的な保温や温調理などに利用できる。ここで
、高温とは、食品の保温の観点からは雑菌の繁殖を防ぐために少しでも高い温度が望まし
く、主な食中毒菌の発育温度である３０〜４５℃より高い必要がある。これにヒータ容量
の公差と温度切替室３内の温度分布とを考慮して約５℃高く設定する必要がある。従って
、５０℃を保温の最低温度とすることができる。

また、食中毒菌の滅菌には、例えば腸管出血性大腸菌（病原性大腸菌Ｏ１５７）では、
７５℃で１分間の加熱が必要である。従って、上記と同様に５℃加算して、保温の最高温
度は８０℃を目安とすることができる。ここで、一般的に冷蔵庫に用いられている樹脂部
品の耐熱温度が８０℃であることを考慮すると、保温の最高温度は８０℃と決定できる。
以上より、雑菌の繁殖を防ぎ食品の安全な保温と、周辺部品の安価な設計を考慮すると、
保温のための温度切替室３の設定温度は、５０〜８０℃とすることができる。

なお、食中毒菌の減菌に関する試験結果は以下の通りである。初期状態で、大腸菌２．
４×１０³ＣＦＵ／ｍｌ、黄色ブドウ球菌２．０×１０³ＣＦＵ／ｍｌ、サルモネラ２．１
×１０³ＣＦＵ／ｍｌ、腸炎ビブリオ１．５×１０³ＣＦＵ／ｍｌ、セレウス４．０×１０
³ＣＦＵ／ｍｌを含むサンプルを、４０分掛けて３℃から５５℃に加温し、５５℃で３．
５時間保温後、８０分掛けて５５℃から３℃に戻し、再度各菌の量を調べた。その結果、
何れの菌も１０ＣＦＵ／ｍｌ以下（検出せず）のレベルまで減少していた。この実験結果
より、５５℃で十分減菌効果があるといえる。そこで、温度切替室３の保温の設定温度と
しては５５℃を用いることができる。

次に、各ダンパ等の動作制御について説明する。温度切替室３の冷却が必要な場合は、
蒸発器１７及びファンモータ１８が駆動し、第１のダンパ１３及び第２のダンパ２０が開
き、ファンモータ１８からの送風により冷気が温度切替室３内を通り蒸発器１７に戻る。
このときファンモータ１４を駆動させると迅速に冷却されるが、必ずしも駆動させる必要
はない。そして、温度切替室３が設定温度まで冷却されると第１のダンパ１３が閉じ過冷
却を防ぐ。なお、第２のダンパ２０は閉じなくてもよいが、冷気の流出を防ぐために閉じ
る方が好ましい。

一方、温度切替室３で保温するため加温が必要な場合は、第１のダンパ１３及び第２の
ダンパ２０を閉じ、ヒータ１５を駆動させる。そして、設定温度まで加温されるとヒータ
１５を停止させる。なお保温時は、ファンモータ１４を駆動させると室内の温度を均一に
保つことができる。またファンモータ１４により熱輻射式の弱点であるヒータ表面温度の
上昇を防ぐことができる。従来の冷蔵庫では第２のダンパ２０がないため温度切替室３と
蒸発器１７とが常に連通されており、温度切替室３内で加熱された空気が対流により温度
切替室３から流出してしまい、加熱効率が著しく悪化する。本発明によれば、第２のダン
パ２０を閉じることにより、温度切替室３の密閉性が向上し、保温性が向上する。また、
流出した加熱された空気が野菜室５などに逆流することも防止できる。

なお、ヒータ１５の表面温度は蒸発器１７中の可燃性冷媒の発火点未満に制御すること
が望ましい。蒸発器１７等から冷媒が漏れた場合に発火する危険をなくすためである。こ
れにより、より安全な冷蔵庫を提供できる。

冷蔵室２の冷却が必要な場合は、蒸発器１７及びファンモータ１８が駆動し、第５のダ
ンパ２７が開き、ファンモータ１８からの送風により冷気が冷蔵室２内を通り野菜室５に
送られる。そして、冷蔵室２が設定温度まで冷却されると第５のダンパ２７が閉じ過冷却
を防ぐ。チルド室２３の冷却も第４のダンパ２５を同様に制御すればよい。なお、温度切
替室３が高温側に設定されている場合は、チルド室２３を過冷却気味に制御することが望
ましい。これは、温度切替室３からの熱漏洩によるチルド室２３及び野菜室５の温度上昇
を防ぐためである。

なお、ファンモータ１８と製氷室４とが連通される通風路（不図示）には、ダンパが設
けられていないので、蒸発器１７及びファンモータ１８の駆動時には、製氷室４及び冷凍
室６に常に冷気が送風される。このとき第３のダンパ２２は開いている。ここで、製氷室
４への送風量は第１のダンパ１３、第４のダンパ２５、第５のダンパ２７の開閉状態によ
って変化する。なお、ファンモータ１８が停止している場合であって、温度切替室３を高
温側から低温側へ切り替える際に高温の空気が蒸発器１７へ戻される場合には、第３のダ
ンパ２２が閉じる。温度切替室３を高温側から低温側へ切り替えるには、迅速な温度切替
が必要であり、ファンモータ１４が動作し、温度切替室３から蒸発器１７へ強制的に送風
される。このとき、ファンモータ１８が駆動していない場合、温度切替室３からの空気が
冷凍室６へ逆流してしまうので、第３のダンパ２２を閉じて冷凍室６の温度上昇を防いで
いる。

本発明の冷蔵庫は、温度切替室を備えていれば、形状や用途には関係なく利用すること
ができる。

（ａ）冷蔵庫の正面図である。（ｂ）冷蔵庫の右側面図である。図１（ｂ）の透過図である。温度切替室付近の右側面透過図である。図１（ａ）の冷蔵庫の中央部及び下部付近の透過図である。冷蔵庫の冷気回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１冷蔵庫
２冷蔵室
３温度切替室
６冷凍室
１１収納ケース
１２第１の導入通風路
１５ヒータ
１９第１の戻り通風路
３０金属板
３１空間
３３網棚

Claims

冷気を発生する冷却装置と、
少なくとも一つの貯蔵室と、
室温を切り替えられる温度切替室と、
冷気を前記温度切替室へ通風する第１の導入通風路と、
前記温度切替室内の空気を前記冷却装置へ通風する戻り通風路と、
前記温度切替室内の温度を上げるヒータと、
前記温度切替室の後方に設けられて前記温度切替室内の空気を撹拝する第１のファンモータと、
前記温度切替室と前記第1の導入通風路とを連通する第１のダンパと、
前記温度切替室と前記戻り通風路とを連通する第２のダンパと、
前記温度切替室の下部に設けられて貯蔵物を収納する収納ケースと、
を備え、前記第1のファンモータの空気吐出方向を前記収納ケースの上方とし、
前記第１のダンパを前記第１のファンモータの後方下方に配置するとともに、前記第２のダンパを前記第１のファンモータの側方に配置したことを特徴とする冷蔵庫。
前記ヒータを前記温度切替室の底部に設け、前記収納ケースの下部を金属製としたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記温度切替室の側方近傍に配され、前記冷却装置で発生した冷気を前記貯蔵室及び前記温度切替室に送風する第２のファンモータと、前記温度切替室の側方近傍に配され、前記温度切替室の上方に設けた貯蔵室へ冷気を通風する第２の導入通風路と、を備え、前記第２の導入通風路は前記第２のファンモータ側で前記第１の導入通風路と連通され、前記第１のファンモータを前記温度切替室の上部近傍に設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
上方に配される冷蔵室と前記冷蔵室の下方に配される野菜室とを備え、前記冷蔵室と前記野菜室との間に前記温度切替室を設け、前記温度切替室の開口部に開閉式の扉を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記ヒータを制御して前記温度切替室の室温を５０℃以上にする制御部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。