JP5789781B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、節電運転可能な冷蔵庫に関するものである。

冷蔵庫の周囲の環境の一つである明るさを検知する光センサが所定の照度以上の明るさを検知した場合は、通常の運転を行い、所定の照度未満の明るさを検知したとき、通常の電力より少ない電力で冷蔵庫を運転する節電運転を行う冷蔵庫が製品化されている。冷蔵庫周囲の明るさで運転モードを変更するのは、冷蔵庫の使用者は、就寝し冷蔵庫のドアを開くことはほとんどないだろうと考えられるためである。この節電運転は、結果として冷凍室の設定温度を数℃上昇させるものであった。

また、一部の電灯を点灯されたまま使用者が就寝した場合においても節電運転を行わせるものであった（例えば、特許文献１参照）。

この冷蔵庫の正面図を図１２、電気回路図の一例を図１３に、この電気回路を用いた冷蔵庫の運転状態の説明図を図１４に示す。

これらの図において、冷蔵庫１に備えられた扉である冷蔵室用扉２、野菜室用扉３、製氷室用扉４、切替室用扉５、冷凍室用扉６である。操作部７は、各種操作スイッチ（図示せず）や、液晶表示部８や、光センサ収納部９を備えている。

これらの図に示す冷蔵庫周囲の照度を検知するための光センサ１０、抵抗１１、入力したアナログの電圧値をデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換器１２、ＡＤ変換器１２からの信号を記憶しておくための記憶装置１３、ＡＤ変換器１２からの信号を入力し、圧縮機（図示せず）などの運転を制御するためのマイクロコンピュータ１４（制御装置、制御手段）である。尚、圧縮機の運転は主に冷凍室センサ（図示せず）によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるものである。

このマイクロコンピュータは、次に説明するように動作する（図１４参照）。

節電運転を可能にするための図示しないスイッチが押されると、光センサは冷蔵庫の前面側周囲の照度を検出する（Ｓ１）。そして、照度の変化率を演算する（Ｓ２）。照度の変化率は、照度の変化を、その変化した時間で除して算出したもので、例えば、１秒間に１５０ルクスの変化があった場合に１５０ルクス／秒としている。そして、１５０ルクス／秒を所定の変化率と設定している。但し、この設定値は１００〜２００ルクス／秒の範囲で設定すれば良いと考えられる。

変化率を演算し、この変化率が設定値以上、つまり、１５０ルクス／秒以上であるか否かを判断し（Ｓ３）、設定値以上であれば、通常運転を行い（Ｓ４）、設定値以上でない場合は、低下率が設定値以上か否かを判断する（Ｓ５）。低下率が所定値以上であれば、節電運転を行い（Ｓ６）、低下率が設定値以上でない場合はＳ１の照度検知を再度行う。

尚、冷凍室の設定温度（通常−２０℃、設定温度の変更可能）がこの設定温度どおりになるように制御する運転を通常運転とし、冷凍室の庫内温度を、設定温度（−２０℃と仮定する）から２℃室温に近づけた温度（−１８℃）になるように制御する運転を節電運転としている。このため、この節電運転は、通常運転よりも圧縮機の運転時間が短くなると共に、運転停止時間が長くなって、通常運転よりも節電できるものである。

特開２００２−１０７０２５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、節電運転が行われている際には設定温度から２℃室温に近づけた温度に制御するものであるため、これを冷蔵室や野菜室に適用した場合、庫内温度が上昇することにより、庫内や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物が増加し、食品の劣化や保鮮性が低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、節電運転により庫内の温度が上昇した場合でも、庫内や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物の増加を抑制する手段としてオゾンやＯＨラジカルを含んだ成分を供給する静電霧化装置やイオナイザー、オゾナイザーを備え、冷蔵庫本体が自動節電運転を行う場合に保鮮性維持もしくは向上ができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するため、本発明は、貯蔵物を貯蔵する貯蔵室を備えた冷蔵庫本体と、前記貯蔵室に供給し、貯蔵物の鮮度を保持する保鮮成分を発生させる保鮮成分発生手段と、冷蔵庫の使用状況を検知できる検知手段と、前記検知手段で検知された出力信号により冷蔵庫の電気負荷部品の動作を抑制または停止する節電運転を行う制御手段とを備え、前記節電運転を行われた場合に、前記保鮮成分発生手段から、前記貯蔵室へ供給する保鮮成分を発生させることを特徴とする。

これによって、節電運転により庫内の温度が上昇した場合でも、ＯＨラジカルやオゾン成分などの保鮮成分により庫内や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物を増加することを抑制し、野菜等の貯蔵物の保鮮性を維持することができる冷蔵庫を提供することができる。

本発明の冷蔵庫は、保鮮性を維持した上で自動節電運転を行うことができるので、実運転において、保鮮性を維持した上で省エネルギーを実現することが可能な冷蔵庫を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図である。 図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の操作基板の正面図である。 図４は、本発明の実施の形態１における別形態の操作基板の正面図である。 図５は、図３のＡＡ´部の断面図である。 図６は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫を想定したＢＯＸでの細菌の除菌効果を示した図である。 図７は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫を想定したＢＯＸでのカビの除菌効果を示した図である。 図８は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫を想定したＢＯＸでの抗ウイルス効果を示した図である。 図９は、本発明の実施の形態１における野菜の保鮮性とオゾン濃度を示した図である。 図１０は、本発明の実施の形態１における野菜の保鮮性とラジカル量を示した図である。 図１１は、本発明の実施の形態１における制御ブロック図である。 図１２は、従来冷蔵庫の正面図である。 図１３は、従来冷蔵庫の要部の電気回路図である。 図１４は、従来冷蔵庫の代表的なフローチャートである。

第１の発明は、貯蔵物を貯蔵する貯蔵室を備えた冷蔵庫本体と、前記貯蔵室に供給し、貯蔵物の鮮度を保持する保鮮成分を発生させる保鮮成分発生手段と、冷蔵庫の使用状況を検知できる検知手段と、前記検知手段で検知された出力信号により冷蔵庫の電気負荷部品の動作を抑制または停止する節電運転を行う制御手段とを備え、前記節電運転を行われた場合に、前記保鮮成分発生手段から、前記貯蔵室へ供給する保鮮成分を発生させることを特徴とする。

これにより、節電運転により庫内の温度が上昇した場合でも、ＯＨラジカルやオゾン成分などの保鮮成分により庫内や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物を増加することを抑制し、保鮮性を維持することができる。

第２の発明は、前記保鮮成分発生手段は、節電運転が行われていない通常運転時にも保鮮成分を発生させ、前記節電運転を行われた場合には、前記保鮮成分発生手段について通常運転時に発生しているときよりも保鮮成分量を多くすることを特徴とする。

これにより通常冷却時より温度が上昇した場合において供給される保鮮成分の量を増加させ、庫内や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物の増加をさらに抑制させ、保鮮性を維持させながら、さらに省エネルギー運転が可能となる。

第３の発明によれば、前記保鮮成分発生手段は、静電霧化装置である。

これにより保鮮成分は、水粒子からなるミストであり、水粒子に包まれるＯＨラジカル等の成分が長時間空間に維持され、庫内の隅々までいきわたることより更にクリーン化され、保鮮性が向上するとともに保湿効果により野菜の鮮度維持の効果がある。

第４の発明は、前記保鮮成分発生手段は、放電現象を利用したイオン発生装置であり、保鮮成分はオゾンやＯＨラジカルなどを含んだ気体であることにより、簡単な構成で保鮮成分であるオゾンやマイナスイオン等を発生することができ、保鮮性を維持しながら、さらに省エネルギーでミストを供給することができる。

第５の発明は、前記保鮮成分量を多くする手段は、保鮮成分発生手段の動作時間を延長させることにより、通常時の貯蔵室への保鮮成分の供給量と節電時の貯蔵室への保鮮成分を可変させることができ、温度帯にあわせた保鮮性維持ができる。

第６の発明は、前記保鮮成分量を多くする手段は、保鮮成分発生手段の電圧や電流などの電気的なエネルギー量を多くしたことより、放電エネルギーに依存した保鮮成分量を調整することができるので、通常冷却時は少量の供給を行い、節電時は、供給量を増やし、クリーン性をアップすることにより保鮮性を維持することができる。

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この発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図、図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の断面図、図３は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の操作基板の構成図である。図４は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の別形態の操作基板の構成図である。図５は、図３のＡＡ´部の断面図、図６は本発明の実施の形態１における冷蔵庫を想定したＢＯＸでの細菌の除菌効果を示した図、図７は本発明の実施の形態１における冷蔵庫を想定したＢＯＸでのカビの除菌効果を示した図、図８は本発明の実施の形態１における冷蔵庫を想定したＢＯＸでの抗ウイルス効果を示した図、図９は本発明の実施の形態１における野菜の保鮮性とオゾン濃度を示した図、図１０は本発明の実施の形態１における野菜の保鮮性とラジカル量を示した図、図１１は制御ブロック図である。

図１から図５において、冷蔵庫１００の冷蔵庫本体である断熱箱体１０１は、主に鋼板を用いた外箱と、ＡＢＳなどの樹脂で成型された内箱と、外箱と内箱との間の空間に発泡充填される硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材とで構成されている。断熱箱体１０１は、周囲と断熱され、仕切り壁によって複数の貯蔵室に断熱区画されている。複数の貯蔵室の最上部に冷蔵室１０４、その冷蔵室１０４の下部に切替室１０５もしくは製氷室１０６が横並びに設けられ、その切替室１０５と製氷室１０６の下部に冷凍室１０７が設けられている。そして最下部には貯蔵室として野菜室１０８が配置されている。各貯蔵室の前面には外気と区画するためそれぞれドアが設けられている。ドアは、冷蔵庫本体である断熱箱体１０１の前面開口部を開閉自在に覆うように構成されている。

最上部の貯蔵室である冷蔵室１０４の冷蔵室ドア２２ａの中央部付近には操作部２７が配置されている。操作部２７の内部には操作基板２７ａが構成されている。操作基板２７ａの垂直軸延長線上でかつ上方に冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる検知手段として照度を検知する照度センサ３６が設けられている。照度センサ３６は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタをベース素子とした光センサである。

また、操作基板２７ａには、各室の庫内温度設定や製氷や急速冷却など設定を行うための操作スイッチ３７、操作スイッチ３７により設定した状態を表示する表示灯３８、そして照度センサ３６の検出により冷蔵庫の運転状態可変を報知するＬＥＤ等を用いた報知手段３９が構成させている。

さらに、検知手段として、人から放射される熱線の量の変化を検知する人感センサ４０を備えていてもよい。本実施の形態の場合、人感センサ４０を備えている。人感センサ４０は、操作基板２７ａの中央より下部に配置されている。これにより、使用者の背が低い場合でも有効にセンシングが可能である。

照度センサ３６の前方には冷蔵庫の設置環境における光を照度で検出するために操作部カバーの一部を略透明化した照度センサカバー４１が配置されている。また、報知手段３９であるＬＥＤの前面には発光を透過するためのＬＥＤカバー４２が配置されている。これらカバーは操作部カバー４３を構成している。

なお、図示はしないが同様に人感センサの前面にも人感センサカバーが配置されている。

さらに、ドアのレイアウトは代表的なものであって、このレイアウトに限定されるものではない。

一方、最も高い温度帯に設定される野菜室１０８と冷凍室１０７の背面には冷気を生成する冷却室１１０が設けられている。また、冷却室１１０と各貯蔵室へは、冷気を搬送するための吐出風路１４１と各貯蔵室から冷却室へ冷気がもどる吸込み風路１４２が設けられている。野菜室吐出風路１４１ａは、野菜室へ冷気を吐出し、野菜室吸込み風路１４２ａは野菜室１０８に備えられている。

冷却室１１０内には、冷却器１１２が配設されており、冷却器１１２の上部空間には冷却器１１２で冷却した冷気を冷蔵室１０４、切替室１０５、製氷室１０６、野菜室１０８、冷凍室１０７に強制送風する冷却ファン１１３が配置される。

冷却室１１０内の冷却器１１２によって冷却された冷気は吐出風路１４１の途中に備えられ、風量を制御するダンパ１３０が備えられている。

野菜室１０８には、野菜室１０８の引き出し扉１１８に取り付けられたフレームに載置された下段収納容器１１９と、下段収納容器１１９に載置された上段収納容器１２０が配置されている。

また、野菜室１０８の背面の下部には、冷却器１１２で冷却された冷気が野菜室吐出風路１４１ａを通過して吐出するための野菜室吐出口１４３と、吐出した冷気が冷却室１１０へ戻るための野菜室吸込み風路１４２ａとその吸込み口として野菜室吸込み口１４４が設けられている。

野菜室吸込み風路１４２ａ内にミスト噴霧専用空間１５０が形成されている。さらに、ミスト噴霧専用空間１５０に、保鮮成分発生装置である静電霧化装置１３１が備えられている。静電霧化装置１３１は、ＯＨラジカルを含んだミストを発生させることができる装置であり、静電霧化装置１３１により発生したミストは、ミスト噴霧専用空間１５０に高濃度の状態で蓄えられる構成となっている。

ミスト噴霧専用空間１５０は、冷蔵庫１００の貯蔵室内に設けられた空間であり、通気は可能であるが食品を保存することはできない構造のカバーで区切ることにより形成されている。ミスト噴霧専用空間１５０は、静電霧化装置１３１から供給された保鮮成分であるミストを溜める構造となっている。

なお、本実施の形態における、以下に述べる発明の要部に関する事項は、従来一般的であった扉に取り付けられたフレームと内箱に設けられたレールにより開閉するタイプの冷蔵庫に適用しても構わない。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を説明する。

従来の冷蔵庫においては、昼夜を問わず決められた温度設定を満たす温度制御を行っていたが、夜間、冷蔵庫周囲環境の温度が低下し、熱負荷が低下、また、食品を取り出したり、入れ替えたりするとき生じる熱負荷が極めて少なくなるので冷蔵庫の庫内温度はやや過冷気味の温度設定になる。また、従来あった光センサを使った省エネ手段も、『節電モード』などの記載のある専用ボタンを使用者が意図的に押すことにより機能を働かせなければ、省エネ効果は得られなかった。また、使用者が意図的に節電モードの機能を働かせ他場合であっても、その節電モードを解除する場合には使用者が意図的にボタン操作をしないといけないので、解除をし忘れて設定温度が高めになったままとなり、食品の保存状態が悪くなるという可能性があった。

本発明は、専用ボタンを押すことなく、つまりオート機能すなわち自動で省エネを図るような冷蔵庫を提案する。すなわち、冷蔵庫１００の前面に取り付けられた照度センサ３６によって、日射や室内照明機器の照射による冷蔵庫周辺の照度レベルを検知する。

そこで検知した照度レベルを、制御手段に入力し、予め決定された規定値よりも継続して小さければ、夜間あるいは人の活動がないと判断し、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電モードに切換える。

そして、照度レベルが規定値よりも大きくなった場合もしくは最初の扉開閉があると予測できる一定時間前に、通常モードに運転を戻す。ただし、屋外から瞬発的な発光、例えば、自動車などの照明による検知などは除外するため、外乱による節電モードの復帰を防ぐため、外乱防止手段として一定時間継続した照度レベルが維持した場合にのみ節電モードを解除するといった機能を設けることも実使用上でより省エネを図る際に有効である。

このように、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる検知手段として照度センサ３６を用いる場合には、冷蔵庫が設置された周辺が明るいか暗いかを検知することができるので、主に使用者が活動する可能性の高い昼間であるか夜間であるかを見分けることができる。

また、冷蔵庫が設置されているキッチン等が窓のない空間である場合には、使用者の活動時間帯と室内照明機器の照射とがほぼ連動していると考えられるので、より無駄なく省エネを図ることができる。

よって、使用者の活動時間には節電モードが解除されて通常冷却モードでの冷却が行われていることとなり、扉開閉が起こりやすいことを間接的に検知して十分な冷却を行っているため、扉開閉があった場合でも、食品の保鮮性を保つことができる。

従来の手動で節電モードを設定するような冷蔵庫と比較すると、使用者が意図的にボタン操作をしないと解除されない節電モードでは設定温度が高めになったままで十分な冷却がされていない状態で扉開閉があった場合には特に、庫内温度が急激にあがることによって食品の温度が上昇し、保存状態が悪くなるものであったが、本発明では、使用者の活動時間には節電モードが解除されて通常冷却モードでの冷却が行われていることとなり、扉開閉が起こりやすいことを間接的に検知して事前に十分な冷却を行っているため、扉開閉があった場合でも、食品の保鮮性を保つことができる。

また、例えば窓が多く日当たりのいい場所にキッチンが位置している場合や、夜間であっても何らかの理由で室内照明機器の照射を行っている場合等も想定して、省エネモードに入るための冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる検知手段として、照度センサ３６に加えて、実際の冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる使用状況検知手段を設けることが望ましい。

この冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる使用状況検知手段としては、冷蔵庫の扉開閉状況検知装置（ドアＳＷ）や、冷蔵庫の各貯蔵室の温度を検知する庫内温度を検知する庫内温度検知装置である庫内温度センサ５３、冷蔵庫の設定温度を検知する設定温度検知装置、冷蔵庫の外気温度を検知する外気温度センサ５２といったものが考えられる。

冷蔵庫の扉開閉状況検知装置（ドアＳＷ）を使用状況検知手段として用いた場合には、使用状況検知手段である扉開閉状況検知装置の検知結果を、制御手段に入力し、予め決定された一定時間において扉開閉がなかった場合には、人の活動がないと判断し、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電モードに切換える。

また、冷蔵庫の各貯蔵室の温度を検知する庫内温度を検知する庫内温度検知装置である庫内温度センサ５３を使用状況検知手段として用いた場合には、使用状況検知手段である庫内温度検知装置の検知結果を、制御手段に入力し、予め決定された一定値以上の庫内温度に上昇しない場合には扉開閉等による暖気の侵入がないと間接的に検知することができ、人の活動がないと判断し、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電モードに切換える。

また、冷蔵庫の各貯蔵室の温度を検知する庫内温度を検知する庫内温度検知装置を使用状況検知手段として用いた場合に、一定幅以上の温度変動がない場合には人の活動がないことに加え、冷蔵庫の周辺環境の温度変化も少なくまたデフロスト等による温度変動もない安定した常態であると判断し、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電モードに切換える。

また、冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる使用状況検知手段として冷蔵庫の設定温度を検知する設定温度検知装置を用いた場合には、例えば使用者が積極的に貯蔵室を冷却したいと意図する設定温度である「強」冷却モードの場合には、例えば第一の検知手段である照度センサ３６や人感センサ４０によって節電モードに入るような条件になった場合であっても節電モードに入らないような制御を行うことで、使用者の意図に沿うような冷却を実現することができる。

このように検知手段として照度センサ３６と使用状況検知手段の双方を用いて、冷蔵庫の設置環境および使用状況を確認して節電モードに入ることで、実使用上で、使用者の使い勝手を損なうことがなくかつより効果的な省エネルギーを実現した冷蔵庫を提供することができる。

また、このような自動での節電モードを行うことに加え、次に検知手段として照度センサ３６および使用状況検知手段の出力信号を記憶する記憶手段を備えることで、より各家庭の使用状態にカスタマイズした節電モードを行う発明について説明を行う。

検知手段として照度センサ３６および使用状況検知手段の出力信号を記憶する記憶手段５５に情報を一定期間蓄積することによりある一定パターンの節電運転を決定し、電気負荷部品である圧縮機１０９、冷却ファン１１３、温度補償用ヒータ５６、庫内照明５７等の動作を自動的に抑制または停止する節電運転を行うものである。

すなわち、記憶手段５５によって検知された情報を一定期間蓄積することにより、その情報からその家庭の生活パターンを予測することで、その家庭の活動が就寝や不在と予測されるときには、過冷抑制や圧縮機の回転数抑制、その他のヒータなどの電気負荷部品の運転をその家庭に対して適性化することがすることができ、更に省エネを実現できるものである。

具体的には、検知手段による冷蔵庫の設置環境の変化の情報を記憶する場合には、過去の照度レベル、人感センサ４０の検知レベルをある時間単位に区切り記憶手段に記憶し、それをパターン判別し、一日の活動時間の中で人の活動が一定時間ないと判別した時間帯については、実際の照度レベルや人感センサ４０の検知レベルが高い場合であっても自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電モードに切換えるものである。

ただ、冷蔵庫の設置環境の変化を検知できる検知手段に関しては記憶手段の判別によって節電モードに入った場合でも、その後ある一定時間に渡って実際の照度レベルや人感センサ４０の検知レベルが高い場合には節電モードを解除して通常運転へと戻すような修正機能を制御手段が備えることが望ましく、この修正機能を備えることで普段の生活パターンと外れた生活を行った場合でも冷蔵庫の冷却性能を維持することが可能となる。

また、冷蔵庫の使用状況を間接的に検知できる使用状況検知手段の検知結果（情報）を記憶することは、その家庭の生活パターンを予測するのにより直接的で有効な手段であると言える。

具体的には、冷蔵庫の扉開閉状況検知装置（ドアＳＷ）を使用状況検知手段として用いた場合には、使用状況検知手段である扉開閉状況検知装置の検知結果を、制御手段に入力し、をある時間単位に区切り記憶手段に記憶し、一日の活動時間の中で扉開閉がないもしくは少ないと判別すなわち予め決定された規定値よりも小さいと判別した時間帯については、その時間帯になると自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電モードに切換えるものである。

また、同様に冷蔵庫の各貯蔵室の温度を検知する庫内温度を検知する庫内温度検知装置である庫内温度センサ５３を使用状況検知手段として用いた場合には、庫内温度センサ５３によって各貯蔵室の温度を検知し、規定温度以下に冷却されているかをある時間単位に区切り記憶手段に記憶し、一日の活動時間の中で十分に貯蔵室が冷却されていると判別した時間帯については、その時間帯になると自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とした節電モードに切換えるものである。

このように、過去の照度、扉開閉、庫内温度をある時間単位に区切り記憶手段に記憶し、それをパターン判別することにより冷蔵庫の運転を制御するものである。

上記のように、節電運転を行う節電モードに切り換わった場合には、自動的に冷蔵庫の冷却性能を少し落とす、すなわち圧縮機の回転数を低下、もしくは冷却ファン１１３の回転数を低下などの冷却量を低減させ、徐冷を行うと同時に庫内温度を数℃（例えば１℃）上昇させるものである。

このような節電運転を行う時、最も高い温度帯に設定される野菜室１０８に備えている静電霧化装置１３１によって発生させたミストをミスト噴霧専用空間１５０へ高濃度のミストを供給する。

ミスト噴霧専用空間１５０が備えられている野菜室１０８は、冷却器１１２にて冷却された冷気により冷却される。野菜室１０８を冷却する冷気は、冷却ファン１１３にて送風され、吐出風路１４１を通過してダンパ１３０に到達し、ダンパ１３０が開いていた状態の時に、吐出風路１４１の途中から分流された野菜室吐出風路１４１ａを経て野菜室吐出口１４３から野菜室１０８へ流入する。野菜室１０８へ流入した冷気は、下段収納容器１１９の外周を循環し、下段収納容器１１９を冷却する。そして、野菜室吸込み風路１４２ａを通過して、野菜室吸込み風路１４２ａ内に備えられたミスト噴霧専用空間１５０を経て冷却室１１０へ再び戻る。

静電霧化装置１３１は、ミスト噴霧専用空間１５０に高濃度のミストを節電運転が行われている際に蓄えるように制御されており、節電運転の間はミスト噴霧専用空間１５０には高濃度のミストが蓄えられている。このため、野菜室１０８を冷却した冷気が、ミスト噴霧専用空間１５０を通過する際は、蓄えられた高濃度のミストと同時に冷却室１１０へ戻ることになる。冷却室の空間はミスト噴霧専用空間よりも大きいため、ミストは薄まった状態（ミストの濃度が低下した状態）となる。さらに、冷却サイクルにより、冷却器１１２で冷却された冷気が冷却ファン１１３にて各貯蔵室へ再び循環する際には、薄まったミストも同時に冷蔵室１０４、切替室１０５、製氷室１０６、冷凍室１０７へ循環することになる。また、ミスト噴霧専用空間１５０は前記野菜室１０８へ開口部を設けてあるため、野菜室１０８へ直接ミストを供給することができる。

このように、冷蔵庫の庫内温度が上昇することにより懸念される雑菌など増殖に対して生成された補正成分を含むミストを積極的に供給することにより除菌することができ、また、冷却室１１０において薄まったミストを冷蔵室１０４へ供給することができるため、オゾン臭などのにおいや材料劣化などについても問題ない。これにより、省エネルギーでミストを供給することが可能となる。

この際、実際に、冷蔵室１０４と野菜室１０８のオゾン濃度を測定した結果、野菜室１０８のオゾン濃度は平均約２０ｐｐｂ、冷蔵室１０４のオゾン濃度が平均約１０ｐｐｂであるため、適切であることが確認された。さらに、冷却室１１０のオゾン濃度は平均約１００ｐｐｂであることも確認された。

オゾン濃度は１０ｐｐｂ以上の濃度で９９％除菌率があり、３０ｐｐｂが臭気許容限界値であり、また、８０ｐｐｂから野菜へ対して概観ダメージを与えることが事前のＢＯＸ試験にて確認されていることから、冷蔵室１０４と野菜室１０８のオゾン濃度が１０ｐｐｂから２０ｐｐｂであるため、本実施の形態１においては、このミストの働きにより、冷蔵室１０４には除菌効果、野菜室１０８に対しては野菜に対してダメージを与えることなく除菌効果を得られることが可能であることがわかった。

さらに、冷却室１１０のオゾン濃度は約１００ｐｐｂと除菌効果を得られるには十分なオゾン濃度であることも分かったので、冷蔵室１０４、野菜室１０８だけでなく、冷凍室１０７、製氷室１０６、切替室１０５へ吐出風路１４１を通過して吐出する冷気も十分に除菌されているため、全室除菌を行うことが可能となることが分かった。

以上のように、本実施の形態１において、仕切り壁によって断熱区画された複数の貯蔵室を備えた冷蔵庫本体と、前記貯蔵室にＯＨラジカルやオゾン成分を含んだ保鮮成分であるミストを発生される静電霧化装置を備え、冷蔵庫の使用状況を検知できる検知手段と、前記検知手段で検知された出力信号により冷蔵庫の電気負荷部品の動作を抑制または停止する節電運転を行う制御手段とを備え、前記節電運転を行われた場合に、前記保鮮成分発生手段から、前記貯蔵室へ保鮮成分を供給することで、節電運転時に庫内温度を上昇させた場合でも静電霧化装置１３１から発生したミストが効率よく冷凍サイクルにより冷却室へ吸い込まれ、そこから各貯蔵室へ拡散させることができるので、ＯＨラジカルを含む微細ミストによって各貯蔵室の庫内の壁面や空気や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物が増加することを抑制し、悪臭成分を分解することができ、保鮮性の維持ができる。

なお、本実施の形態１においては、ミスト噴霧専用空間１５０を野菜室吸込み風路１４２ａ内に設置したが、これに限定されるものでなく、野菜室吸込み口１４４付近に備えることでも同様の働きをするものである。

さらに、ミスト噴霧専用空間１５０は、前記貯蔵室（野菜室１０８）と連通する開口部を備えることにより、野菜室１０８へ直接ミストを供給することができるため、冷却室１１０や吐出風路１４１を経由する際にミストが消費されてしまうことを防ぐことができるため、より好ましい。

さらに、冷凍サイクルにより冷却が停止している状態の時は、野菜室１０８へのみミストを供給できるよう、ミストの発生量を抑制することが、高濃度のミストにより野菜室１０８へ保存した野菜や果物がＯＨラジカルによりダメージを与えられないことから、望ましい。

静電霧化装置１３１によって、発生されたミストには、オゾンやＯＨラジカルなどを保持しており、これは強い酸化力を保持している。これらオゾンやラジカルによって細菌の組織の中でも細菌細胞膜タンパクの一部が酸化分解され溶菌されることで、結果細菌は不活化する。

このように、食品が保存されている冷蔵庫の庫内で抗菌を行う際には、野菜へのダメージを抑えた上で細菌のみを攻撃するのが望ましいため、細菌自体を瞬時に死滅させる程度まで強力なオゾンやＯＨラジカル量ではなく、細菌細胞膜を破壊することで、結果的に細菌の不活性化すなわち死滅を促す程度のオゾンやＯＨラジカル量が望ましい。つまり、上記のような野菜の保鮮性に対しては影響のない範囲で細菌の不活性化を行うことが有効である。そのため、発生したミストが野菜室内や野菜表面を抗菌、除菌、殺菌することができると同時に野菜表面に付着する有害物質を酸化分解することができる。

これによって、複数の貯蔵室の中でも比較的温度が高い貯蔵室であるが故に庫内や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物が増加する可能性が高い節電運転を行っている場合であっても、これらの細菌酵母およびウイルス等の微生物の増加を抑制し保鮮性を維持した上で自動節電運転を行うことができ、実運転において、保鮮性を維持した上でより省エネルギーを実現することができる。

図６は、冷蔵庫の野菜室を想定したＢＯＸにて細菌の代表菌種である大腸菌の除菌効果を確認した結果を示す。

試験条件はＢＯＸ容量を約７０Ｌ、ＢＯＸ内温度約５℃、ＢＯＸ内相対湿度は９０％Ｒ．Ｈ以上と設定したうえで、本実機の形態１の静電霧化装置１３１をＢＯＸ内に設置し稼働率３０分ＯＮ−３０分ＯＦＦで稼動させた。尚、対照としては従来の野菜室を想定し、上記ＢＯＸ条件より静電霧化装置１３１の代わりに超音波霧化装置にてミストを噴霧したもので同一試験を行った。

図６に示すように、本実施の形態においては超音波霧化装置では除菌率３０％未満あるのに対し、静電霧化装置にて霧化した場合、３日で９５％以上、７日では９９％以上の高い抗菌効果を有していることが判明した。

カビは通常胞子が発芽し菌糸を伸ばして成長する。このように発生されたミストに含まれるオゾンやラジカルにて発芽した菌糸が除去されるため、カビがそれ以上菌糸を伸長できず不活化され、結果カビは成長を抑制される。このようにカビそのものを瞬時に死滅させる程度まで強力なオゾンやＯＨラジカル量ではなく、カビの菌糸を破壊することで結果的に細菌の不活性化すなわち死滅を促す程度のオゾンやＯＨラジカル量を用いることで、上記のような野菜の保鮮性に対しては影響のない範囲でカビの成長を抑制することができる。

次に図７に冷蔵庫の野菜室を想定したＢＯＸにてカビ代表菌種であるクロカビの除菌効果を確認した結果を示す。

試験条件はＢＯＸ容量を約７０Ｌ、ＢＯＸ内温度約５℃、ＢＯＸ内相対湿度は９０％Ｒ．Ｈ以上と設定したうえで、静電霧化装置１３１をＢＯＸ内に設置した。尚、対照としては従来の野菜室を想定し、静電霧化装置１３１を除いたもので同一試験を行った。尚、供試カビは初発浮遊カビ数が１０００個以上／１００Ｌ・Ａｉｒになるように噴霧した。菌数の測定はエアーサンプラー吸引法にて測定した。

図に示すように、本実施の形態の静電霧化装置を６０分稼動後対照条件に対し９９％除菌効果が得られており、野菜や庫内表面だけでなく、冷蔵庫庫内に浮遊する菌に対しても除菌効果が確認できた。

通常ウイルスはウイルス表面に存在するスパイクというタンパク質が唾などの栄養分に寄生し繁殖する。図に示すように発生されたラジカルを含む超微細なミストがウイルスの周りに取り付きスパイク（タンパク質）を分解するため、ウイルスが栄養素に寄生することができず、不活化され繁殖を抑制する。このようにウイルスそのものを瞬時に死滅させる程度まで強力なオゾンやＯＨラジカル量ではなく、ウイルスの表面のタンパク質を破壊することで結果的にウイルスの不活性化すなわち死滅を促す程度のオゾンやＯＨラジカル量を用いることで、上記のような野菜の保鮮性に影響のない範囲でカビの成長を抑制することができる。

次に図８において、本実施の形態１の静電霧化装置の抗ウイルス効果をＢＯＸ試験にて確認した結果を示す。

試験条件はＢＯＸ容量を約３０Ｌ、ＢＯＸ内温度は室温、ＢＯＸ内相対湿度は９０％Ｒ．Ｈ以上と設定したうえで、本実機の形態１の静電霧化装置１３１をＢＯＸ内に設置し稼働率３０分ＯＮ−３０分ＯＦＦで稼動させた。尚、対照としては従来の野菜室を想定し、静電霧化装置１３１を除いたもので同一試験を行った。ウイルスの不活化は５０％組織培養感染量（ＴＣＩＤ５０）の対数値で比較した。ＴＣＩＤ５０の対数値が小さいほどウイルス不活化率は高く、ＬｏｇＴＣＩＤ５０値は２以上の差があれば有意差があるといえる。

本試験結果から、本実施の形態１の静電霧化装置１３１を２時間稼動させた場合、初期および対照（ブランク）に対しＬｏｇＴＣＩＤ５０／ｍｌで２以上の差があることから、ウイルス不活化効果があることが確認できた。

また、図示はしないが、乾燥に強く冷蔵庫庫内にも人の手を介して生息する黄色ブドウ球菌に対しても大腸菌と同様の除菌効果が得られている。また、Ｏ−１５７やＭＲＳＡ、インフルエンザウイルスなどの病原菌にたいしても同様に高い除菌効果が得られていることから細菌、カビ、ウイルスなど幅広い菌種に対して高い除菌効果を有することが明らかとなった。

次に野菜室１０８内のオゾン濃度及びラジカル量の適正値にについて、図９、図１０を用いて説明する。図９は野菜の保鮮性とオゾン濃度の関係を表した図である。各オゾン濃度での抗菌活性値と外観の官能評価値を表す。オゾン濃度が１０ｐｐｂ以上で目標抗菌活性値２．０以上（対照に対する菌数が１／１００以下）を満足する。また、野菜の外観状態が可食許容限界の２．５以上であるのはオゾン濃度が１０〜８０ｐｐｂである。オゾン濃度が１０ｐｐｂ以下では野菜表面で増殖した菌の影響で野菜の腐敗が進行し状態が悪化する。また、８０ｐｐｂ以上のオゾン濃度下で保存した場合、オゾン感受性の高いホウレンソウやトマト、ネギ、レタスなどはオゾンで細胞を破壊され、葉の白化等の障害による品質劣化が生じるため野菜の保存には適さない。

一方臭気的には、家庭用冷蔵庫においてはオゾン濃度が３０ｐｐｂ以上では、人がオゾン臭を感じることで不快感を受けるため３０ｐｐｂ以下に制御する必要がある。

以上のことから、野菜の保存に適したオゾン濃度は１０〜８０ｐｐｂであり、この濃度では野菜室での微生物増殖抑制に効果がある一方、野菜の組織にはダメージを与えない濃度である。さらには、野菜が微量オゾンを有害物質として検知し、野菜の生体防御反応を活発化させ、抗酸化物質であるカロチンやビタミン等の生成を促し、栄養素の増加が望まれる濃度である。ただし、家庭用冷蔵庫においては、使用者にオゾン臭の不快感を与えないようオゾン濃度を３０ｐｐｂ以下とすることが望ましいので、家庭用冷蔵庫における適切なオゾン濃度は１０〜３０ｐｐｂの範囲となる。

一方、オゾンと同時に発生するラジカル量は１０〜５０μｍｏｌ／Ｌとなるよう制御されている。ラジカルもオゾンと同様、生物にとっては多量では有害物質となるが、微量では生体防御反応を活発化させ、カロチンやビタミンなどの抗酸化物質を多量に生成し、耐性強化に寄与する物質である。１０〜５０μｍｏｌ／Ｌでは、微生物にとっては細胞破壊を生じる濃度であるが野菜にとっては、悪影響を及ぼす濃度ではなく、むしろ生体防御反応での栄養素増加が期待できる。

実験においてラジカル量が１００μｍｏｌ／Ｌ以上ではレタスの細胞損傷が生じ、品質が劣化することを確認している。また、微生物抑制には１０μｍｏｌ／Ｌ以上で抗菌活性が２．０以上であることが確認できている。したがって、抗菌効果、野菜の保鮮性の両方から判断して、ラジカル量は１０〜５０μｍｏｌ／Ｌ程度が望ましいと言える。

尚、図１０に示した結果は比較的感受性の高いレタスでの確認結果により算出したラジカル適正量であり、野菜の種類によっては適正範囲が異なることが予想されるので必ずしも限定する範囲ではないが、家庭用冷蔵庫の保存において最も細胞損傷に対する感受性の高いレタスでの結果を用いて範囲を設定することで、抗菌効果を上げつつ、野菜の保鮮性を確保するという十分な安全性を確保することが可能である。

このように、野菜室１０８内に噴霧されたミストは、野菜室１０８内でプラスに帯電する野菜や果物の表面および庫内壁面に電気的に付着し、野菜や果物の表面の微細な凹部にまで侵入し、凹部に付着するカビ、細菌、酵母およびウイルスを微細ミストの内圧エネルギーによって剥がし、オゾンとラジカルの酸化分解作用によって、酸化分解除去する。一方では壁面の微細な孔に侵入し、同様に孔内部の汚れや有害物質を浮き上がらせオゾン酸化分解によって分解除去する。

また、ミストに静電付加することにより、ミスト中の水分子をラジカル化し、ＯＨラジカルを生成することとなり、オゾンの酸化力に加え、ＯＨラジカルの酸化力によって、細菌やカビ、酵母およびウイルスなどの微生物の分解性能を高めることができる。よって、節電運転時に庫内温度を上昇させても、青果物等の保鮮性を維持しながら省エネルギーを図ることができる。

なお、上記実験では、最も高い温度帯となる野菜室１０８内を代表して説明を行ったが、最も高い温度帯で効果が出ているため、野菜室１０８よりも低い温度帯である冷蔵室等の貯蔵室においても同様の効果を奏することが可能である。

次に図１２の制御ブロック図を用いて説明する。

冷蔵庫の設置環境やその使用により、本発明の冷蔵庫は検知手段としての照度センサ３６により、冷蔵庫前面周囲の明暗を検出し、制御手段５４に出力し、さらに記憶手段５５にそのデータを記憶させる。同様に冷蔵室ドア２２ａやその他の扉の開閉状態を検知することで冷蔵庫の使用状況を検知できる検知手段である扉開閉検知装置としてのドアＳＷ５１の出力信号により扉開閉数や扉開閉時間、冷蔵庫の外郭に備えられている外気温度センサ、各庫内温度を検知する庫内センサで検知した温度データなども記憶手段に入力する。

このデータを一定時間ごとに取り出し制御手段５４で運転パターンを設定し、電気負荷部品である圧縮機１０９、冷却ファン１１３、温度補償用ヒータ５６、各貯蔵室の温度設定を自動的に可変する。ここで、照度センサ３６により、５Ｌｘ以下であると検出し、その状態が一定時間経過し、更に所定の温度以下に冷却していれば、圧縮機の回転数抑制や過冷防止運転などの節電運転に自動的に入り、報知手段であるＬＥＤ３９を一定時間点灯もしくは点滅させ、静電霧化装置１３１を動作させ、オゾンやＯＨラジカルを含んだミストを生成、貯蔵室内に噴霧（またはミスト噴霧専用空間１５０からの流出）、循環させることよりクリーン性、除菌、脱臭を図る。

以上のように、本実施の形態においては、節電運転を行う場合に制御手段で貯蔵室の温度を上昇させるように制御するとともに静電霧化装置が機能させ、静電霧化装置から供給され高濃度ミストが蓄えられたミスト噴霧専用空間から、温度上昇した貯蔵室へミストを供給することができ、節電運転を行うことで庫内の温度が上昇した場合でも、庫内や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物が増加することを抑制し保鮮性を維持することが可能なオゾンとＯＨラジカルを含んだミストを供給し、自動節電運転を行うことができる冷蔵庫を提供することができる。

また、ＯＨラジカルを発生する機能付加装置およびＯＨラジカルを含むミストを噴霧する静電霧化装置を備える場合には、ＯＨラジカルの耐久時間が短いことから、できるだけ貯蔵室内部に機能付加装置を備えることが望ましく、それによって確実に抗菌効果を図ることができる。

このように、より省エネルギーを図るために、節電運転の時間を長くなるように設定する自動節電運転を行う場合には、特に貯蔵室の中でも比較的温度が高い貯蔵室であるが故に庫内や野菜表面に付着したカビや細菌酵母およびウイルス等の微生物が増加する可能性が高いが、実施の形態１でも説明したような機能付加装置を備えることでこれらの細菌酵母およびウイルス等の微生物の増加を抑制し保鮮性を維持した上で自動節電運転を行うことができ、実運転において、保鮮性を維持した上でより省エネルギーを実現することができる。

なお、本実施の形態では、節電運転時に静電霧化装置を運転するとしたが、通常運転時にも静電霧化装置の運転を行い、節電運転時には、静電霧化装置が動作する時間を延長させる、あるいは、静電霧化装置の放電エネルギー（たとえば、電圧や電流）を増加させることによりオゾン濃度やＯＨラジカル量を通常濃度より増加させてもよい。これにより除菌能力を向上させ、鮮度維持を強化できるとともに庫内温度を上昇させることでの省エネ効果が得られる。

なお、本実施の形態では、保鮮成分発生装置を静電霧化装置としたが、保鮮成分発生装置は、オゾナイザーやイオン発生器でもよい。これにより、簡単に保鮮成分を発生することができ、鮮度維持を強化できるとともに庫内温度を上昇させることでの省エネ効果が得られる。

本発明にかかる冷蔵庫は、家庭用又は業務用冷蔵庫に学習機能や環境検出手段を設け、その結果を用いて節電運転等に運転モードを切換える制御に実施するとともに保鮮性を維持するものに応用できるものである。

２２ａ 冷蔵室ドア
２７ 操作部
３６ 照度センサ
２７ａ 操作基板
３７ 操作スイッチ
３８ 表示灯
３９ 報知手段
４０ 人感センサ
４１ 照度センサカバー
４２ ＬＥＤカバー
４３ 操作部カバー
５４ 制御手段
１００ 冷蔵庫
１０１ 断熱箱体
１０４ 冷蔵室
１０５ 切替室
１０６ 製氷室
１０７ 冷凍室
１０８ 野菜室
１０９ 圧縮機
１１０ 冷却室
１１２ 冷却器
１１３ 冷却ファン
１１８ 扉
１１９ 下段収納容器
１２０ 上段収納容器
１３０ ダンパ
１３１ 静電霧化装置
１４１ 吐出風路
１４１ａ 野菜室吐出風路
１４２ 吸込み風路
１４２ａ 野菜室吸込み風路
１４３ 野菜室吐出口
１４４ 野菜室吸込み口
１５０ ミスト噴霧専用空間

Claims (4)

1. 貯蔵物を貯蔵する貯蔵室を備えた冷蔵庫本体と、
   前記貯蔵室に供給し、貯蔵物の鮮度を保持するオゾン、または、ＯＨラジカルを含んだ保鮮成分を発生させる静電霧化装置と、
   冷蔵庫の使用状況を検知できる検知手段と、
   前記検知手段で検知された出力信号により冷蔵庫の電気負荷部品の動作を抑制または停止する節電運転を行う制御手段とを備え、
   前記節電運転を行われた場合に、前記静電霧化装置から、前記貯蔵室へ供給する保鮮成分を発生させることにより、前記節電運転による庫内温度上昇時にも保鮮性を維持できることを特徴とした
   冷蔵庫。
2. 前記静電霧化装置は、節電運転が行われていない通常運転時にも保鮮成分を発生させ、
   前記節電運転を行われた場合には、前記静電霧化装置について通常運転時に発生しているときよりも保鮮成分量を多くすることを特徴とする
   請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記節電運転時において静電霧化装置の動作時間を延長させることにより保鮮成分量を多くする
   請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 前記節電運転時において静電霧化装置に投入する電気的なエネルギー量を多くすることにより保鮮成分量を多くする
   請求項１または２に記載の冷蔵庫。

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