JP2011200860A - 霧化装置及び機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸熱部211と、放熱部212と、前記吸熱部と前記放熱部との間に設けられたペルチェ素子とを有し、前記吸熱部で結露水を生成する水供給手段と、前記吸熱部の直下に設けられ、吸熱部で生成された結露水が供給される放電電極231と、前記放電電極を保持する電極保持部220と、を備え、前記電極保持部に前記放電電極が保持された状態で、前記吸熱部で生成された結露水が直接前記電極保持部220に落下するようにし、前記電極保持部220に落下した結露水が前記放電電極に供給される。
【選択図】図8
Description
吸熱部と、放熱部と、前記吸熱部と前記放熱部との間に設けられたペルチェ素子とを有し、前記吸熱部で結露水を生成する水供給手段と、
前記吸熱部の直下に設けられ、吸熱部で生成された結露水が供給される放電電極と、
前記放電電極を保持する電極保持部と、
を備え、
前記電極保持部に前記放電電極が保持された状態で、前記吸熱部で生成された結露水が直接前記電極保持部に落下するようにし、前記電極保持部に落下した結露水が前記放電電極に供給されることを特徴とする。
(冷蔵庫)
図1は本発明の実施の形態1を表す冷蔵庫1の正面図、図2は本発明の実施の形態1を示す冷蔵庫1の側断面図である。図において、冷蔵庫1は最上段に観音開き式(あるいは開閉式)の冷蔵室2を備えている。冷蔵室2の下には製氷室3及び切替室4が左右に並列に配設されている。冷蔵庫1の最下段には冷凍室6を備え、冷凍室6の上には野菜室5を備えている。この野菜室5は、左右に並列に配設された製氷室3と切替室4の下方で、冷凍室6の上方に設けられている。
(1)冷蔵室、冷凍室、切替室などの貯蔵室を選択する部屋選択スイッチ60a;
(2)切替室などの貯蔵室の温度帯(冷蔵、冷凍、チルド、ソフトフリージングなど)を切り替えたり、急冷や強・中・弱などを切り替える温度帯切替スイッチ60b;
(3)貯蔵室内を過冷却状態を経て冷凍保存する瞬冷凍スイッチ60c(瞬冷凍は、過冷却冷凍ともいう);
(4)製氷に関して、透明氷、通常、急速、停止などを選択する製氷切替スイッチ60d;
(5)静電霧化装置200に通電して貯蔵室内にミスト噴霧(静電噴霧)を実施するミスト噴霧スイッチ60e(静電噴霧選択)。
図4は本実施の形態を表す図1、図2で示した冷蔵庫1の扉を開放した状態での貯蔵室内を正面から見た正面図である。図5は本実施の形態を表す冷蔵庫1に搭載されるカバーを取り付けた状態の静電霧化装置200の正面図、図6は本実施の形態を表す冷蔵庫1に設けられる静電霧化装置200のカバー内部の斜視図、図7は本実施の形態を表す冷蔵庫1に設けられる静電霧化装置200のカバー内部を上から見た上面図、図8は本実施の形態を表す冷蔵庫1に設けられる静電霧化装置200のカバー内部を側面から見た側面図である。
211K+2×Y=220K
となる。静電霧化装置200を正面からみて前面すきまである所定すきまY1は、
211L+Y1=220L
の関係を有していることになる。
このように冷却板210の熱伝導部213の周囲も含めて所定の大きさを有する冷却板断熱材511(例えば、発泡ウレタンや真空断熱材など)を冷却板210と一体成形(あるいは一体に形成)するなどして別部品としてキット化部品512にして貯蔵室の背面壁に着脱可能に取り付けるようにすれば、貯蔵室(例えば、冷蔵室2)背面壁に組み込んだり、あるいは固定したりする場合に組立性が向上する。ここで、冷却板210の熱伝導部213に設けられている空隙部214にウレタンを発泡充填させたり、あるいは真空断熱材や空気などの気体や液体や断熱材などを封入するなどして冷却板210のみを一体に形成してキット部品化しても良いし、吸熱フィン部211と放熱フィン部212を別体で構成して吸熱フィン部211と放熱フィン部212の間に断熱材やペルチェ素子を挟みこんで一体形成したキット化部品512にして別部品化して着脱可能に取り付けても良い。このようにペルチェ素子を使用して熱の移動を強制的に行なわせるようにすれば、空気調和機や加湿器や空気清浄機などの家電機器にも特別な加工などを行なわなくても容易に適用でき、ミスト噴霧が行なえる。
ここで、静電霧化装置200の別の構成例について説明する。図12は本発明の実施の形態を表す別の静電霧化装置200の分解斜視図、図13は本発明の実施の形態を表す別の静電霧化装置200の組立方法を表す斜視図、図14は本発明の実施の形態を表す別の静電霧化装置200の上面図、図15は本発明の実施の形態を表す図14で示した静電霧化装置200のK−K断面を表す静電霧化装置200の断面図、図16は本発明の実施の形態を表す図14で示した静電霧化装置200のM−M断面を表す静電霧化装置200の断面図、図17は本発明の実施の形態を表す静電霧化装置200に給水手段を設置した状態を説明するための図である。図1〜図11と同等部分は同一の符号を付して説明を省略する。
また、図16、図17に示すように、冷却板210を設けるかわりに貯水タンク270などの給水手段を着脱可能なように固定手段260(押圧手段)に保持できる構成にしても良い。貯水タンク270には、目盛線271が設けられており、冷蔵庫1に設置された状態で目盛線271がユーザから見えるように設置されるので、放電電極230に供給される水の補給を行う時期が目視で確認できる。ここで、貯水タンク270の水排出口277(貯水タンク270内の水を放電電極230に供給する供給口)と放電電極230までの必要な距離(所定すきま)は、放電電極230と冷却板210の吸熱フィン部211の下端面との距離(必要な所定すきまZ)と略同等に設定すれば、同等の効果が得られる。
本実施の形態では、3次元網目構造の発泡金属で形成された本体部232、および本体部232の表面に付着した水が毛細管現象により供給される突出部231とから構成された放電電極230と、放電電極230を保持する電極保持部220と、電極保持部220に設けられ、突出部231と対向して設けられた対向電極240と、放電電極230の本体部232の直上に設けられ、放電電極230に水を供給する水供給手段(たとえば吸熱フィン部211や貯水タンク270)と、を備え、本体部232が軸方向に細長い略直方体形状であり、幅を厚さよりも大きくすることで面形状を有する上表面の面積を大きくしており、また、水を受ける上表面が略水平になるように設置することで水を受ける面積を大きくできる。
ここで、静電霧化装置200が設けられている貯蔵室(例えば、冷蔵室2)の背面近傍に冷却器13が収容された冷却器室131が配置されている場合には、図2に示すように冷却器13の下部に設けられたヒータルーフ151を容器状(ヒータルーフ151に別体で水を溜められる形状のもの(例えば容器))にするなど除霜水を溜められるような形状の除霜電極保持部152を設けるようにすれば、この除霜電極保持部152内に溜まった除霜水をフィルタやフェルトなどで形成されて毛細管現象などを利用した除霜水搬送部を介して静電霧化装置200に供給すれば、除霜電極保持部152が貯蔵室内の電極保持部220を兼用することができるので、貯蔵室内に電極保持部220を設ける必要がなくなり、更に冷却板210も不要になるので、低コストで構造が簡単な冷蔵庫1が得られる。
次に図18に示すように冷蔵室2などの貯蔵室内に略密閉された容器2X,2Yを設置し、この略密閉された容器2X,2Y内に静電霧化装置200を配置する場合について説明する。本実施の形態では、略密閉された容器2X内は+3℃〜−3℃程度のチルド温度帯に温度制御されるチルド室2Aであり、略密閉された容器2Y内は+3℃〜+5℃程度の野菜室温度帯に制御される野菜保存容器や野菜室5として使用される。ここで、略密閉された容器2X,2Y内の温度制御は、本実施の形態では、静電霧化装置200の冷却板210にて実施するようにしている。即ち、静電霧化装置200の冷却板210は、冷却風路50側に設けられた放熱フィン部212と略密閉された容器2X,2Y内(貯蔵室内)に設けられた吸熱フィン部211により構成されるため、吸熱フィン部211によって略密閉された容器2X,2Y内を冷却する直冷方式により冷却する構造としている。冷却板210による直冷冷却だけでは略密閉された容器2X,2Y内の温度が上昇するなどして温度制御が困難な場合は、略密閉された容器2X,2Y外を冷気により間接的に冷却する間接冷却方式と組合わせれば良い。
次に本実施の形態では、静電霧化装置200を貯蔵室である、例えば、切替室4内に設け、切替室4を過冷却冷凍(瞬冷凍)設定とした場合について説明する。まずは、操作パネル60に瞬冷凍スイッチ60c(過冷却冷凍)が設けられているので、簡単に過冷却冷凍の流れから説明する。冷蔵庫1の貯蔵室である切替室4は、冷凍温度(例えば−7℃程度)に冷却されているとする。切替室4内の空気温度は切替室サーミスタ19で検知し、切替室ダンパ15を開・閉することで、±1K程度の温度変動に抑えられている。過冷却冷凍を行う貯蔵物を切替室4に入れた後、ユーザは操作パネル60のスイッチ(部屋選択スイッチ60a〜ミスト噴霧スイッチ60eのうち瞬冷凍スイッチ60c)を押す(ここで、瞬冷凍とは過冷却冷凍のことをいう(「過冷却」とすると「冷やしすぎ」と誤認識されるのを避けるためと瞬時に凍結するということから、別の表現として「瞬冷凍」という))。瞬冷凍スイッチ60cが押されると、制御装置30によりサーモパイル22の検出温度処理(表面温度推定処理)が開始される。定期的に(所定時間ごとに)繰り返し演算して切替室4内の貯蔵物の表面温度を推定し、推定温度T1が1〜−2℃近辺に到達した場合、切替室4の設定温度の低下を開始し、徐々に低い温度まで冷やしこんでいく。冷やしこみが進んでいくとあるタイミングで過冷却状態が解除され、貯蔵物の中の水分が瞬時に凍結する。水分が凍結したあとは、水分以外の部分をできるだけ早く凍結させるべく切替室4内に急速に冷気を送風したり、設定温度を更に下げたりして急速冷凍を行って凍結させ、凍結したら過冷却冷凍が完了となる。ユーザが操作パネル60を操作して瞬冷凍スイッチ60cを押圧して「瞬冷凍(過冷却冷凍)」の制御を行っている間は、操作パネル60に「瞬冷凍」中であることの表示を行う。
(1)未凍結状態 食品温度が、その食品の凍結点以上である。
(2)過冷却状態 食品温度が、その食品の凍結点以下でありかつ凍結していない状態。食品温度が低下し続けるので、過冷却状態であることがわかる。
(3)過冷却解除 食品温度が凍結点以下の温度から凍結点に戻ったとき。
(4)凍結開始〜凍結完了状態:食品が凍結点に達して相変化(水であれば、液体の水から固体の氷に変化すること)を起こし、一定温度で推移する状態。
(5)凍結完了・冷凍保存状態:食品が(4)の過程を経て凍結した状態。
先ず食品として厚さ15mm、150gの牛肉を投入したときの検討結果に基づいて述べる。本発明の冷蔵庫1の過冷却室(過冷却スペースに同じ)における過冷却条件について説明する。過冷却の条件設定時に注意すべき点は、冷却速度および冷却される食品の芯温の最低到達点(過冷却状態で到達する温度)と凍結点との差等である。冷却速度が速すぎると、食品全体の温度が不均一な状態で冷却されるため、(食品の表面温度と芯温の差が大きい)凍結している部分と未凍結部分とができる。氷結晶は氷核を中心に成長するため、該食品の一部分でも凍結してしまうと、そこから未凍結部分の水分を取り込みながら成長することになる。その結果、針状の大きな氷結晶ができることになる。細胞間などに生じた針状氷結晶や大きな氷結晶は、細胞中の水分流出や細胞破壊の原因となり、該食品解凍時のドリップ流出を引き起こす。
次に、静電霧化装置200には、カバー300に静電霧化装置200が動作中かどうかをユーザが視覚にて確認できるように視認手段が設けられている場合について、冷蔵庫1の例で視認手段について説明する。本実施の形態では、図4、図5、図18〜図20に示すように静電霧化装置200のカバー300内あるいはカバー300そのものに静電霧化装置200が動作中かどうかをユーザが視覚にて確認できるように例えばLEDの静電霧化装置照明600が少なくとも1個設けられている。静電霧化装置照明600は、静電霧化装置200が動作中の時に点灯するようにしており、貯蔵室の開閉ドア(扉)が開放されたときに静電霧化装置200が動作中であれば点灯や点滅可能なようになっており、ユーザが視認できるようにしている。ここで、貯蔵室の開閉ドア(扉)が開放されたときに静電霧化装置200が動作中でない場合には、静電霧化装置照明600は庫内照明として使用すれば良く庫内照明として使用できそうな色(例えば、白色など)で連続点灯させれば良い。仮に貯蔵室の開閉ドア(扉)が開放されたときに静電霧化装置200が動作中のときは、静電霧化装置照明600を点滅や消灯させるなどして静電霧化装置200が動作中でなく庫内照明として使用しているときと異なる点灯方法でユーザに視認させるようにすれば良い。
ここで、上述では、静電霧化装置200に静電霧化装置照明600を設けて静電霧化装置200の動作中を目視にて視認させる例を説明したが、貯蔵室である、例えば、冷蔵室2内の貯蔵室内(庫内)の照明装置900を利用して静電霧化装置200の動作中を目視にて視認させるようにしても良い。即ち、貯蔵室内の照明装置900に静電霧化装置200の動作中を表示させるように兼用させてもよい。
Tan−1((L2+L3)/(L1+L4))程度<θ<Tan−1((L2+L3)/L1)程度
の範囲内に設定すれば、使用者に眩しさを与えず、また庫内の広い範囲を照射できるので庫内が見やすいし、また、貯蔵室内(庫内)の照明装置900の少なくとも1つを静電霧化装置照明600として使用すれば貯蔵室内(庫内)の照明装置900で静電霧化装置200(ミスト噴霧装置)が動作中かどうかが即座に視認することもできる。また、有効照射範囲αを考慮すれば扉開放時であってもドアポケット72も照射可能となるため夜間であってもドアポケット72内の収納物が視認できる。
Tan−1((L2+L3)/(L1+L4))程度<θ<略90度
の範囲内に設定しても、使用者に眩しさを与えず、また、有効照射範囲αを考慮すれば庫内の広い範囲を照射できるので庫内が見やすいし、また、貯蔵室内(庫内)の照明装置900の少なくとも1つを静電霧化装置照明600として使用すれば貯蔵室内(庫内)の照明装置900で静電霧化装置200(ミスト噴霧装置)が動作中かどうかが即座に視認することもできる。また、扉開放時であってもドアポケット72も照射可能となるため夜間であってもドアポケット72内の収納物が視認できる。
Tan−1((L2+L3)/L1)程度<θ<略90度
の範囲内に設定すれば、LED910の光軸915が庫内棚80の前縁に直接当たらないため使用者に眩しさを与えず、また、有効照射範囲αを考慮すれば庫内の広い範囲を照射できるので庫内が見やすいし、また、貯蔵室内(庫内)の照明装置900の少なくとも1つを静電霧化装置照明600として使用すれば貯蔵室内(庫内)の照明装置900で静電霧化装置200(ミスト噴霧装置)が動作中かどうかが即座に視認することもできる。また、扉開放時であってもドアポケット72も照射可能となるため夜間であってもドアポケット72内の収納物が視認できる。
また、静電霧化装置照明600や貯蔵室内(庫内)の照明装置900や静電霧化装置200の動作中を表すLED(例えば、LED910a)に、例えばUV−A波長領域にある375nmをピークにもち360nmから400nmの範囲の波長を発光する青色や紫色のLED(例えば、LED910a)を使用し、冷蔵庫1の扉が閉塞中に、例えば所定時間だけ庫内を点灯するようにすれば、人体への影響が無く、野菜などのビタミンを増量させることができる。また、静電霧化装置照明600や貯蔵室内(庫内)の照明装置900や静電霧化装置200の動作中を表すLED(例えば、LED910a)に、例えば590nmをピークにもち、550nmから620nmの範囲の波長を発光する高輝度の暖かみのあるオレンジ色のLEDを使用し、冷蔵庫1の扉が閉塞中に例えば所定時間だけ庫内を点灯するようにすれば、人体への影響が無く、暖かみのある庫内灯として使用でき、また、主に緑黄色野菜の自己防衛機能を刺激しポリフェノールの生合成を促すことにも使用でき、また、光合成によるビタミンCの生合成を促進にも利用できる。従って、冷蔵室2や切替室4などでも効果が得られるが、野菜室5に適用すれば、さらなる効果が得られる。
以上は、静電霧化装置200を貯蔵室内に設置して貯蔵室内と冷却風路内との温度差で貯蔵室内に設置された冷却板210の吸熱フィン部211に結露させてミストを噴霧させる場合について上述してきたが、貯蔵室(例えば、野菜室5)内の冷却を他の貯蔵室(例えば、冷蔵室2)内を冷却した冷気を戻り風路を介して冷却している場合には、貯蔵室(例えば、野菜室5)内に静電霧化装置200を設けなくても良く、他の貯蔵室(例えば、冷蔵室2)からの戻り風路内に設ければ良い。この場合、戻り風路内を流れる戻り冷気は、他の貯蔵室を冷却して温度が上昇しており、冷却風路内の冷却冷気よりも温度が高く冷却板210の吸熱フィン部211を戻り風路内に設け、冷却風路内に放熱フィン部212を設けるようにすれば冷却板210に温度差が利用できるので、吸熱フィン部211に結露水を生成させることが可能となり、戻り風路内にミストを発生させることができる。従って、戻り風路内で発生した微細化されたナノミストは、戻り風路内を流れて貯蔵室(例えば、野菜室5)内に到達し、貯蔵室内を均一にミスト噴霧することが可能となる。
また、上述したように貯蔵室内や戻り風路内に冷却板210の吸熱フィン部211を設け、冷却風路内に冷却板210の放熱フィン部212を設けるのが難しい場合には、吸熱フィン部211と放熱フィン部212との間に熱伝導部213の代わりに例えばペルチェ素子(2種類の金属の接合部の間に電流を流して片方の金属からもう片方の金属熱が移動するペルチェ効果を利用した板状の半導体素子であって、直流電流を流すと一方の面が吸熱し、反対面に発熱が起こることで一方の面と反対面間に温度差を発生させる手段)を設けるようにすれば、吸熱フィン部211で吸熱し放熱フィン部212放熱させることができるので、吸熱フィン部211と放熱フィン部212の両方をともに貯蔵室内や戻り風路内に設ければ良くなるので、構成が簡単になり、取付やメンテナンスなどが容易になる。また、電流の大きさで吸熱フィン部211と放熱フィン部212との間の温度差を調整できるので、必要な結露水を貯蔵室内の温度などから設定できるので、結露水が不足することを回避でき、安定してミスト噴霧が行える冷蔵庫1得られる。
次に静電霧化装置200を冷蔵庫1の貯蔵室の側壁に適用する場合の一例について説明する。図26は本発明の実施の形態1を示す冷蔵庫1の側断面図、図27は本発明の実施の形態1における冷蔵庫1の冷蔵室2の正面斜視図である。図において、図1〜図25と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。
ここで、静電霧化装置200を空気調和機の室内機に搭載する場合の構成について説明する。尚、空気調和機の室内機については、良く知られた一般的なセパレート式の空気調和機の室内機と同様であるので、図示を省略している。室内機本体(筐体)内には、前面側に設けられた前面側熱交換器と上方あるいは後方に設けられた背面熱交換器とを逆V字形に配置した熱交換器と、この熱交換器の前面側熱交換器の前方あるいは上方に設けられた空気吸込口と、室内機前面下方に設けられた空気吹出口と、空気吸込み口と熱交換器との間に設けられたフィルタと、逆V字状の熱交換器の前面側熱交換器と背面熱交換器の間に設けられ空気吸込口から吸込んだ空気をフィルタ、熱交換器を介し熱交換した空気を空気吹出口から吹出すための送風機と、前面側熱交換器、背面熱交換器の少なくとも一方の下方に設けられたドレンパンと、を備え、静電霧化装置200をフィルタの下流でドレンパンの上部に設けるようにすれば、静電霧化装置200の電極保持部220あるいは固定手段260に切欠きや開口を設け、電極保持部220に放電電極230が保持された状態で給水手段(吸熱フィン部211や貯水タンク270)より落下した結露水や水が放電電極230あるいは電極保持部220あるいは固定手段260に溜まらないようにして放電電極230と対向電極240間に電圧を印加した場合に吸熱フィン部211の下端面211Yと放電電極230との間で放電しないようにした場合であっても、電極保持部220あるいは固定手段260に切欠きや開口から排出された水がドレンパンに排出されるので、別途水受け部を設ける必要がなくなり低コストであり、部品点数も削減でき、組立性も向上する。
ここで、庫内の照明装置900のLED910による静電霧化装置200(ミスト噴霧装置)の動作状況の表示や静電霧化装置200の動作の強さ(例えば、印加電圧の大きさやミスト噴霧の噴霧量など)で貯蔵室内のミスト噴霧量の大きさや除菌度合い(除菌の強さ)の表示や、また、使用電力量や電気代やCO2排出量などを棒グラフや葉っぱマークなどの図形で表示する場合に、その図形を複数分割してその分割数に応じて色を変えるなどして色に変化した分割部分の数でミスト噴霧量や除菌度合いなどを表示させる点については、冷蔵庫1に限らず、空気調和機や家電機器に適用して同様の表示を行っても良く、空気調和機の場合は、室内機の前面の意匠面(例えば前面カバーなど)や空気調和機の運転・停止や温度設定などを行うリモコンの表示部などに表示させるようにすれば良く、その場合は、冷蔵庫の場合と同様に使用者に目視にて静電霧化装置(ミスト噴霧装置)200の動作状況や静電霧化装置200(ミスト噴霧装置)の動作の強さ(例えば、印加電圧の大きさやミスト噴霧の噴霧量など)で貯蔵室内のミスト噴霧量の大きさや除菌度合い(除菌の強さ)即座に判断できる効果が得られる。
Claims (8)
- 吸熱部と、放熱部と、前記吸熱部と前記放熱部との間に設けられたペルチェ素子とを有し、前記吸熱部で結露水を生成する水供給手段と、
前記吸熱部の直下に設けられ、吸熱部で生成された結露水が供給される放電電極と、
前記放電電極を保持する電極保持部と、
を備え、
前記電極保持部に前記放電電極が保持された状態で、前記吸熱部で生成された結露水が直接前記電極保持部に落下するようにし、前記電極保持部に落下した結露水が前記放電電極に供給されることを特徴とする霧化装置。 - 前記吸熱部と前記放電電極との間には、上下方向に所定すきまが設けられ、
前記放電電極に電圧を印加した場合に、前記所定すきまにより、前記放電電極と前記水供給手段との間で放電が起きないようにしたことを特徴とする請求項1記載の霧化装置。 - 前記所定すきまを4mm以上としたことを特徴とする請求項2に記載の霧化装置。
- 前記水供給手段から供給される水が空気で飛び散らないように、前記給水手段の前記吸熱部の周囲を覆う給水手段覆い部を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の霧化装置。
- 前記給水手段覆い部は、前記吸熱部から落下する結露水が略密閉状態となるように、前記吸熱部と前記電極保持部との間を覆うことを特徴とする請求項4記載の霧化装置。
- 前記電極保持部は、容器状の形状をしており、
前記電極保持部の幅方向寸法と奥行き方向寸法とは、前記吸熱部で生成された結露水が前記電極保持部の外部に出ないように、前記吸熱部の幅方向寸法と奥行き方向寸法とより大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の霧化装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の霧化装置を備え、
前記霧化装置でミストを生成し、前記霧化装置で生成されたミストを、送風路を介して、前記霧化装置が配置された部位とは別の場所に配置された噴霧口から噴霧するようにしたことを特徴とする機器。 - 前記送風路は、周囲が囲まれたダクト又はホースにより形成されたことを特徴とする請求項7記載の機器。
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