| 【発明の名称】 |
除湿機能付き冷蔵庫 |
| 【発明者】 |
【氏名】西畠 秀男
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、除湿機能と冷蔵機能とを両方持つ低騒音・低入力・省スペースの冷却装置を開発するものである。
【解決手段】放熱面１１と吸熱面１０とを有し、電流を流すことにより放熱面１１が加熱され吸熱面１０が冷却される熱電モジュール９の両伝熱面１０，１１に吸熱ヒートシンク１５，放熱ヒートシンク１６を付加した熱交換ユニット８と、少なくとも圧縮機１２と凝縮器１３と減圧手段と蒸発器１４とを具備する冷凍サイクルにおいて、前記熱交換ユニット８の吸熱側が断熱箱体３内に設置され、前記熱交換ユニット８の放熱側と前記蒸発器１４との間で熱交換させるものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 放熱面と吸熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールの両伝熱面に熱交換手段を付加した熱交換ユニットと、少なくとも圧縮機と凝縮器と減圧手段と蒸発器とを具備する冷凍サイクルにおいて、前記熱交換ユニットの吸熱側が断熱箱体内に設置され、前記熱交換ユニットの放熱側と前記蒸発器との間で熱交換させることを特徴とする除湿機能付き冷蔵庫。
【請求項２】 熱電モジュールの放熱面に密着した放熱ヒートシンクと、蒸発器にて冷却された空気との間で熱交換させることを特徴とする請求項１に記載の除湿機能付き冷蔵庫。
【請求項３】 熱電モジュールの放熱面と熱交換した液状熱媒体を熱交換させる熱交換器と、蒸発器にて冷却された空気との間で熱交換させることを特徴とする請求項１に記載の除湿機能付き冷蔵庫。
【請求項４】 熱電モジュールの放熱面と熱交換した液状熱媒体を熱交換させる熱交換器と蒸発器とを共用することを特徴とする請求項１に記載の除湿機能付き冷蔵庫。
【請求項５】 圧縮機と、凝縮器と、前記凝縮器からの冷媒を分流する第一の流路制御手段と、第二の流路制御手段と、前記第一の流路制御手段に連結された第一の減圧手段と、この第一の減圧手段と連結された第一の蒸発器と、前記第二の流路制御手段に連結された第二の減圧手段と、この第二の減圧手段と連結された第二の蒸発器とを具備し、前記第二の蒸発器が断熱箱体内に設置されていることを特徴とする除湿機能付き冷蔵庫。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、除湿機能を搭載した冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ワインセラーや冷蔵庫に熱電モジュールを用いた商品が開発されている。主にノンフロン化や低騒音化を図ることが目的である。熱電モジュールの特徴として大能力化が図り難く、大能力を得る為には印加電圧を上げる必要がある。そのため消費電力量が増大し、圧縮機を用いた冷凍サイクル仕様よりＣＯＰが低くなる傾向がある。
【０００３】また熱電モジュールは一定の電流を流すことにより吸熱側と放熱側の温度差が一定になる特徴を持っている。すなわち同じ電流でも放熱側の温度を下げることにより吸熱側の温度が下がることから高い冷凍能力を得ることが可能になる。
【０００４】なお、従来の電子冷蔵庫の公知例として、特開平８−１３６１０６号公報，特開平１０−２９２９７２号公報，特開平１１−１７３７２７号公報などがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電子冷蔵庫にあっては、放熱する際に室内の空気と熱交換させる為、十分な冷却能力を得るためにはペルチェ素子への印加電圧を上げたり、熱交換器の能力を上げたり、ファン風量を増すことにより対応していた。そのため消費電力量の増大によるＣＯＰの低下や、ファンモータ回転数アップにより騒音が増大するという課題を有していた。
【０００６】また近年、ワンルームマンションなど高気密性の住居が増大しており、そのために冷蔵庫の消費電力量の増大により部屋の温度が上昇し、洗濯物を干している場合は絶対湿度が上昇するため不快指数が上昇するために別途専用の除湿機が必要であるという課題を有していた。
【０００７】本発明は、従来技術の上記した課題に注目し、除湿機能と冷蔵機能とを両方備える低騒音・低入力・省スペースの除湿機能付き冷蔵庫を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するための本発明は、放熱面と吸熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールの両伝熱面に熱交換手段を付加した熱交換ユニットと、少なくとも圧縮機と凝縮器と減圧手段と蒸発器を具備する冷凍サイクルにおいて、前記熱交換ユニットの吸熱側が断熱箱体内に設置され、前記熱交換ユニットの放熱側と前記蒸発器との間で熱交換されていることを特徴とする除湿機能付き冷蔵庫を開発したものである。これにより、電子冷蔵庫として効率良く省電力で大きい冷却能力を得ることができると同時に、蒸発器を庫外に設置しているため、本格的な除湿機として機能する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、放熱面と吸熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールの両伝熱面に熱交換手段を付加した熱交換ユニットと、少なくとも圧縮機と凝縮器と減圧手段と蒸発器を具備する冷凍サイクルにおいて、前記熱交換ユニットの吸熱側が断熱箱体内に設置され、前記熱交換ユニットの放熱側と前記蒸発器との間で熱交換されていることを特徴とする除湿機能付き冷蔵庫である。
【００１０】これにより、熱電素子の放熱面が蒸発器により冷却されるため電子冷蔵庫として効率良く省電力で大きい冷却能力を得ることができると同時に、蒸発器を庫外に設置しているため本格的な除湿機として機能する。また冷蔵庫と除湿機が一体となっているため構成部品の共有化が可能であり省部品化・省スペース化・低騒音化を実現したコンパクトな仕様となっている。さらには電子冷蔵庫として又除湿機として個別の運転制御も可能である。すなわち夜間など無音化が必要な場合は圧縮機の運転を停止させることにより電子冷蔵庫単独として使用することが可能である。
【００１１】本発明の請求項２に記載の発明は、熱電モジュールの放熱面に密着した放熱ヒートシンクと、蒸発器にて冷却された空気との間で熱交換させることを特徴とする請求項１に記載の除湿機能付き冷蔵庫である。
【００１２】これにより、蒸発器にて効率よく冷却及び除湿された空気で、熱電モジュールの放熱面に密着した放熱ヒートシンクを冷却するため放熱側の伝熱面の温度は下がる。そのため熱電モジュールの入力を上げることなく、冷蔵庫の冷却能力を上げることが可能となる。
【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、熱電モジュールの放熱面と熱交換した液状熱媒体と熱交換させる熱交換器と、蒸発器にて冷却された空気との間で熱交換させることを特徴とする請求項１に記載の除湿機能付き冷蔵庫である。
【００１４】これにより、液状熱媒体を使用しているため熱電モジュールの設置場所は限定されないため、庫外レイアウトに関係なく庫内レイアウトに応じて自由に熱交換ユニットを設置する事が可能となる。
【００１５】本発明の請求項４に記載の発明は、熱電モジュールの放熱面と熱交換した液状熱媒体を通過させる熱交換器と蒸発器と共用することを特徴とする請求項１に記載の除湿機能付き冷蔵庫である。
【００１６】これにより、同一熱交換器内で液状熱媒体と低温の冷媒が熱交換を行うことができるので省部品化・省スペース化が図られる。
【００１７】本発明の請求項５に記載の発明は、圧縮機と凝縮器と前記凝縮器からの冷媒を分流する第一の流路制御手段と第二の流路制御手段と、前記第一の流路制御手段に連結された第一の減圧手段と、この第一の減圧手段と連結された第一の蒸発器と、前記第二の流路制御手段に連結された第二の減圧手段と、この第二の減圧手段と連結された第二の蒸発器とを具備し、前記第二の蒸発器が断熱箱体内に設置されていることを特徴とする除湿機能付き冷蔵庫である。
【００１８】これにより、二つの蒸発器の内一方が断熱箱体内に入っているため各減圧手段の設定を調整することにより、庫内は冷蔵庫としてまた庫外は除湿機として機能させることができる。また各流路制御手段を調整することにより冷蔵庫として又除湿機として個別の運転制御も可能である。
【００１９】
【実施例】以下、本発明による除湿機能付き冷蔵庫の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２０】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を示す除湿機能付き冷蔵庫の要部縦断面図、図２は、図１の熱交換ユニット周りの要部断面図、図３は、図１の冷凍サイクル図である。
【００２１】図１において、１は内箱、２は外板、３は断熱箱体、４は扉、５は庫内、６は後板であり、上記断熱箱体３は内箱１と外板２と後板６で囲まれた空間に発泡断熱材を充填して形成したものである。断熱箱体３内には熱交換ユニット８の吸熱ヒートシンク１５，庫内カバー２５，冷却用ファン１８が設置されている。
【００２２】次に熱交換ユニット８の機能について図２にて説明する。熱交換ユニット８を構成する９は熱電モジュールであり、この熱電モジュール９は断熱箱体３の背面の一部に設けた貫通部に設置され左側面部には吸熱面１０、右側面部には放熱面１１を有している。１５は吸熱ヒートシンクであり、熱電モジュール９の吸熱面１０に熱的に密着接触している。１６は放熱ヒートシンクであり、熱電モジュール９の放熱面１１に熱的に密着接触している。熱電モジュール９に電流を流すことにより吸熱面１０と放熱面１１との間に温度差が生じるため吸熱面１０に接触する吸熱ヒートシンク１５は冷却され、放熱面１１に接触する放熱ヒートシンク１６は発熱する。
【００２３】次に庫内５の空気の流れについて図１にて説明する。冷却用ファン１８により庫内吸入スリット２１より吸入された空気は吸熱ヒートシンク１５にて熱交換され温度が下がり庫内吐出スリット２２より吐出され、庫内５を冷却する。
【００２４】次に庫外側の部品の機能について図１にて説明する。７は背面カバーであり断熱箱体３の後板６との間に背面空間室２３を形成する。背面空間室２３には主な機能部品として圧縮機１２，凝縮器１３，蒸発器１４，放熱ヒートシンク１６が設置されている。
【００２５】それぞれの構成部品の機能について図３において説明する。圧縮機１２で圧縮された冷媒は高温高圧のガスの状態で凝縮器１３において凝縮され高温高圧の液状態になる。減圧手段２６で減圧された冷媒は低温低圧の液状態となり蒸発器１４で蒸発し低温低圧のガス状態で圧縮機に吸入される。
【００２６】また放熱用ファン１７により庫外吸入スリット１９より吸入された空気は低温の蒸発器１４と熱交換されるため、空気中の水分は蒸発器１４の表面に凝縮結露し水滴となる。その後除湿乾燥された低温の空気は、放熱ヒートシンク１６と熱交換し温度を上げる。さらに凝縮器１３と熱交換し受熱して庫外吐出スリット２０より乾燥した空気として放出される。
【００２７】これにより、蒸発器１４にて効率よく冷却及び除湿された空気にて放熱ヒートシンク１６を冷却するため放熱面１１の温度は下がる。そのため熱電モジュール９の入力を上げることなく省電力で冷蔵庫の冷却能力を上げることが可能となると同時に蒸発器を庫外に設置しているため本格的な除湿機として機能する。
【００２８】また冷蔵庫と除湿機が一体となっているため構成部品の共有化が可能であり省部品化・省スペース化・低騒音化を実現したコンパクトな仕様となっている。さらには電子冷蔵庫として又除湿機として個別の運転制御も可能である。すなわち夜間など無音化が必要な場合は圧縮機の運転を停止させることにより電子冷蔵庫単独として使用することが可能である。
【００２９】（実施例２）図４は、本発明の実施例２を示す除湿機能付き冷蔵庫の要部縦断面図である。９は熱電モジュール、１０は吸熱面、１１は放熱面、１５は吸熱ヒートシンク、２７は放熱器、２８は液状熱媒体循環手段、２９は液状熱媒体である。庫内５上部にて放熱面１１と熱交換された液状熱媒体２９は液状熱媒体循環手段２８により放熱器２７に循環し、蒸発器１４にて冷却された空気と熱交換される。
【００３０】これにより、液状熱媒体２９を介して熱交換しているので、熱電モジュール９は背面空間室２３のレイアウトに影響されることなく庫内５のレイアウトに応じて自由に設置する事ができる。
【００３１】（実施例３）図５は、本発明の実施例３を示す除湿機能付き冷蔵庫の要部縦断面図である。図６は、図５のハイブリッド熱交換器の斜視図である。液状熱媒体２９の循環方法は実施例２と同様であるが、実施例２の放熱器２７と蒸発器１４と合体させて、同一の熱交換器内で液状熱媒体２９と低温の冷媒とを熱交換させている。
【００３２】図６においてハイブリッド熱交換器３０は液状熱媒体用熱交換器部３１と冷媒用熱交換器部３２に機能上分かれている。冷媒用熱交換器部３２に流入した低温の液冷媒は蒸発熱を奪って冷媒用熱交換器部３２を冷却する。また液状熱媒体用熱交換器部３１に流入した高温の液状熱媒体２９は液状熱媒体用熱交換器部３１内で熱交換され液状熱媒体用熱交換器部３１を加熱する。すなわち同一熱交換器内であるため効率良く熱交換される。
【００３３】さらに空気側においても吸入された空気は最初に冷却された冷媒用熱交換器部３２を通過するため空気内の水分は凝縮結露し除湿されて液状熱媒体用熱交換器部３１にて受熱する。このように同一熱交換器内で液状熱媒体２９と低温の冷媒が熱交換を行うことができるので省部品化・省スペース化が図られる。
【００３４】（実施例４）図７は、本発明の実施例４を示す除湿機能付き冷蔵庫の要部縦断面図。図８は、図７の冷凍サイクル図である。
【００３５】図７において３３は第１の蒸発器、３４は第２の蒸発器である。図８において３５は第１の流路制御手段、３６は第２の流路制御手段、３７は第１の減圧手段、３８は第２の減圧手段である。凝縮器１３にて凝縮された高温高圧の液冷媒は第１の減圧手段３７及び第２の減圧手段３８にて減圧されてそれぞれ異なる蒸発温度になり、それぞれ除湿目的や冷蔵目的に使用する事ができる。
【００３６】すなわち二つの蒸発器の内一方が冷蔵庫箱体内に入っているため各減圧手段の設定を調整することにより、庫内は冷蔵庫としてまた庫外は除湿機として機能させることができる。また各流路制御手段を調整することにより冷蔵庫として又除湿機として個別の運転制御も可能である。
【００３７】本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発明は、放熱面と吸熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールの両伝熱面に熱交換手段を付加した熱交換ユニットと、少なくとも圧縮機と凝縮器と減圧手段と蒸発器とを具備する冷凍サイクルにおいて、前記熱交換ユニットの吸熱側が断熱箱体内に設置され、前記熱交換ユニットの放熱側と前記蒸発器との間で熱交換させる構成としたので、熱電モジュールの放熱面が蒸発器により冷却されるため電子冷蔵庫として効率良く省電力で大きい冷却能力を得ることができると同時に、蒸発器を庫外に設置しているため本格的な除湿機として機能する。また冷蔵庫と除湿機が一体となっているため構成部品の共有化が可能であり省部品化・省スペース化・低騒音化を実現したコンパクトな仕様となっている。
【００３９】さらには電子冷蔵庫として又除湿機として個別の運転制御も可能である。例えば夜間など無音化が必要な場合は圧縮機の運転を停止させることにより電子冷蔵庫単独として使用することが可能である。また熱電モジュールを使用しているため庫内温度を細かに制御する事が可能であり、ワインセラーにも適用する事ができる。すなわち、近年ワンルームマンションなど高気密性の住居が増大しており、室内に洗濯物を干して外出する生活習慣が増えている。冷蔵庫の発熱と洗濯物による加湿で不快指数は増大し居住環境は悪く、壁の結露やカビの問題が発生原因になる。それを防止することができるのが本発明の冷蔵機能と部屋の除湿機能を兼ね備えた除湿機能付き冷蔵庫である。
【００４０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて熱電モジュールの放熱面に密着した放熱ヒートシンクと、蒸発器にて冷却された空気との間で熱交換させる構成としたので、蒸発器にて効率よく冷却及び除湿された空気にてヒートシンクを冷却するため放熱側の伝熱面の温度は下がる。そのため熱電モジュールの入力を上げることなく、冷蔵庫の冷却能力を上げることが可能となる。
【００４１】また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて熱電モジュールの放熱面と熱交換した液状熱媒体を熱交換させる熱交換器と、蒸発器にて冷却された空気との間で熱交換させる構成としたので、液状熱媒体を使用しているため熱電モジュールの設置場所は限定されないため、庫外レイアウトに関係なく庫内レイアウトに応じて自由に熱交換ユニットを設置する事が可能となる。
【００４２】また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて熱電モジュールの放熱面と熱交換した液状熱媒体を熱交換させる熱交換器と蒸発器を共用する構成としたので、同一熱交換器内で液状熱媒体と低温の冷媒が熱交換を行うことができるので省部品化・省スペース化が図られる。
【００４３】また、請求項５に記載の発明は、圧縮機と、凝縮器と、前記凝縮器からの冷媒を分流する第一の流路制御手段と、第二の流路制御手段と、前記第一の流路制御手段に連結された第一の減圧手段と、この第一の減圧手段と連結された第一の蒸発器と、前記第二の流路制御手段に連結された第二の減圧手段と、この第二の減圧手段と連結された第二の蒸発器とを具備し、前記第二の蒸発器が断熱箱体内に設置される構成としたので、二つの蒸発器の内一方が冷蔵庫箱体内に入っているため各減圧手段の設定を調整することにより、庫内は冷蔵庫としてまた庫外は除湿機として機能させることができる。また各流路制御手段を調整することにより冷蔵庫として又除湿機として個別の運転制御も可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４４８８
【氏名又は名称】松下冷機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１日（１９９９．１０．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８３３９（Ｐ２００１−１０８３３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２８１３３２ |
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