JPH0375469A

JPH0375469A - 電子式小形冷蔵庫

Info

Publication number: JPH0375469A
Application number: JP20954889A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Suzuki; 暢晃鈴木
Original assignee: B and D Japan KK
Current assignee: B and D Japan KK
Priority date: 1989-08-15
Filing date: 1989-08-15
Publication date: 1991-03-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、狭い空間領域への設置が可能で、家庭用、
レジャー用、営業用等に利用可能な電子式小形冷蔵庫に
関する。

「従来の技術」近年、生活水準の向上に伴って、テレビ同様各部屋に一
台の電気冷蔵庫を設置することが要望されている。また
、水筒のように携帯用として手軽に持ち運びができる冷
却器付水筒、自動車等のせまい座席空間に設置可能な冷
蔵庫等の出現も要望されている。

このようなことが可能となれば、冷却が必要とされてい
る飲食物を手軽にどこへでも持ち運びが可能となり、生
活環境、レジャー環境がより充実したものとなる。

また、タクシ−、バス、電車１列車等において、種々の
サービスを提供するようになっているが、冷却された清
涼飲料水等を気軽に、かつ手軽に提供することも可能と
なる。

しかしながら、上記の種々の要望を満たすには、冷蔵庫
のより一層の小形化が必要である。

従来、小形化された冷蔵庫としては、家庭用としての電
気冷蔵庫、レジャー用のクーラーボックス等が一般的に
知られている。また、営業用を目的とした自動販売機能
を備えた冷蔵庫に関してもホテルの客室等に設置されて
いる小形冷蔵庫として知られている。

このような小形冷蔵庫は大形のものと同様に、コンプレ
ッサ、コンデンサ、エバポレータ等を備え、フロンガス
を冷媒として庫内を冷却するように構成されている。す
なわち、従来の冷却原理は冷媒の噴出蒸発と圧縮の冷却
サイクルによるため、コンプレッサ、コンデンサ等大形
の付帯設備及び可動部分を必要とするので、冷蔵庫を小
形化するには一定の限度があった。また、上記の付帯設
備をある程度小形化しても持ち運びは容易ではない。

このように、従来の冷却原理による冷蔵庫では小形化を
図る上に種々の問題点があることから、近年新たな冷却
原理による冷蔵庫の研究が活発に行なわれるようになっ
た。

現在では、半導体のペルチェ効果を応用した熱電冷却素
子を用いて冷却する電子式小形冷蔵庫が開発されている
。

この種の冷蔵庫は、レジャー用のクーラーボックスとし
て知られ、冷却するボックス内は空洞化されている。こ
の様なボックス内で清涼飲料水等の円筒容器を冷却する
とボックス内の冷却部と円筒容器との接触面積が小さい
ために冷却に要する時間がかかりすぎるという問題点が
ある。

第１０図は上記したクーラーボックス内で円筒容器を冷
却する説明図である。クーラ−ボックス６０内部の冷却
部６１に円筒容器６２が接触した状態で冷却されている
。この冷却部６１と円筒容器６２の接触箇所は直線状と
なる接触部６３の一箇所ないし最大で接触部６４．６５
の一箇所となり、他の部分は空気を媒介として冷却され
る。したがって、このようなり−ジ−ボックス６０で清
涼飲料水等の円筒容器を冷却することは、冷却効果を著
しく減少させ、熱電効率の悪い冷却方法となる。

一方、本出願の発明者等が開発し既に特許出願（特願昭
６２−１８７６１０）してある新たな電子式小形冷蔵庫
では、このような問題点は既に解決されている。

この電子式小形冷蔵庫は、複数の容器が横一列に収納可
能とした各々の容器収納室をブロックとして形成し、各
容器収納室内を熱電冷却素子を用いて冷却されるように
なっている。したがって、清涼飲料水などの入った各容
器は狭い空間内で冷却されるため熱電効率の高い冷却方
法となる。さらに、同冷蔵庫は容器を自動販売する機能
を備えるので、各種のサービス向上に寄与することがで
きる大変便利な冷蔵庫となっている。

「発明が解決しようとする課題」現在市販されている清涼飲料水等は多種類にわたり、容
器の大きさや形状も様々なものがある。

このような中で自家用や携帯用、さらに営業用として用
いられる電子式小形冷蔵庫で冷却する清涼飲料水等の冷
却物は多種類にのぼる。特に営業用として使用する場合
は好みが多枝にわたるため各種の冷却物を冷却しておか
なければならない。

しかしながら、上記した新たな電子式小形冷蔵庫では、
容器収納室の各々の大きさが統一されているため、大き
さの異なる各種の冷却物を冷却するためには、上記した
容器収納室内を、大きな容器を収納できる大きさに形成
しておく必要がある。

しかしながら、このように形成した容器収納室に小さな
容器を収納する場合には、冷却効果は下がり、熱電効率
も悪くなる。

そこで本発明では、大きさの異なる複数の容器を収納し
、熱電効率を下げることなく冷却することができる新た
な電子式小形冷蔵庫を開発することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」上記目的を達成するため、本発明では、清涼飲料水など
の入った複数の容器を収納する各々の容器収納室を備え
、かつ、冷却機構に熱電冷却素子を用いた電子式小形冷
蔵庫において、上記した容器収納室の全部またはその一
部を大きさの異なる容器収納室として構成したことを特
徴とする電子式小形冷蔵庫を提案する。

また、本発明では、上記した容器収納室に内装し、容器
収納室の大きさを制限する室内制限部材を設けた電子式
小形冷蔵庫を提案する。

「作　　用」熱電冷却素子の熱吸収により複数の容器収納室が冷却さ
れる。

各容器収納室内は各々大きさが異なり、清涼飲料水等の
収納容器の大きさに見合った形に形成されているため、
容器周囲のほぼ全体より冷却される。

さらに、予め用意された室内制限部材を上記した容器収
納室内に設置することにより、容器収納室に比べて小さ
い容器を収納する場合でも収納容器に見合った大きさの
容器収納室を形成することができる。

「実施例」以下、本発明の一実施例について図面に沿って説明する
。

第１図は本発明に係る電子式小形冷蔵庫の一実施例を示
す斜視図であり、第２図は同冷蔵庫の縦断面を示す概略
図、第３図は同冷蔵庫の横断面を示す概略図である。

これらの図において、冷蔵庫１は冷蔵部２、熱交換部３
、電源プラグ４から構成されている。なお、本実施例で
は自動販売部５が形成しである。

冷蔵部２はほぼ直方体の容器支持体６を有し、容器支持
体６の上方には開閉自在の蓋７が取り付けられている。

上記容器支持体６には第２図及び第３図に示す通り１円
筒状の複数の容器収納室９〜１３を設け、本実施例では
５本の容器１４〜１８が横一列に収納可能に形成されて
いる。

また、各容器収納室９〜１３の内部は各々奥行きが異な
り、予め収納する容器１４〜１８に見合った形に形成さ
れ、かつ、蓋７を開いた時に容器上４〜１８の頭部が容
器支持体６から露出して各々の容器の取り出しを容易に
する奥行きに形成されている。

このように、各々の容器支持体６の内部は段階的に奥行
きの異なるように形成されている。

さらに、上記した容器収納室９〜１３には取り外し自在
とした室内制限部材４０が用意されている。

すなわち、第４図に示す如く、容器収納室９に、より小
さな容器５０を収納する場合、上記した室内制限部材４
０を取り付けることにより、容器収納室９の内部を収納
する容器５０の大きさに形成することができる。

この室内制限部材４０は、アルミなどの熱伝部材で形成
されている円筒状のもので、必要な種類を予め用意する
ことにより、適宜取り付は又は取り外しをすることがで
きる。

なお、本実施例では容器支持体６に内部奥行きの異なる
複数の容器収納室９〜１３を形成したが。

内部幅が異なる複数の容器収納室を形成するようにして
もよい。

熱交換部３は、第２図及び第４図に示すように、熱交換
フィンとしての内部ラジェータ１９、外部ラジェータ２
０、熱電冷却素子としてのペルチェ素子２１、ファン２
２から構成されている。

そして、これらは冷蔵庫１のケース２３に固定されてい
る。ケース２３内には断熱材（図示者Ｉ！＆）をを介し
て金属性の上記した容器支持体６が設けられており、熱
交換部３によって容器支持体６の容器収納室内が冷却さ
れるようになっている。

ペルチェ素子２１の原理について説明すると、第５図に
示すように金属２６、Ｐ型半導体２７を接合したもので
構成されており、ペルチェ素子２１に電流を流すと、金
属２６とＰ型半導体２７との接合点で熱の吸収またはジ
ュール熱以外の熱の発生が生ずるようになっている。第
５図の場合、金属２６から半導体２７へ正孔２８が流れ
込むとすると、正孔２８はフェルミ準位のエネルギーｑ
Ｅｆと、半導体２７内を運動するに要する運動エネルギ
ーとを持たなければならない。このためには、それだけ
のエネルギーを外部から吸収しなければならない。この
平均運動エネルギーは（３／２）ｋＴ程度であるが、散
乱の影響などを考慮すれば次式によって表わされる。

しＴここで、Ｒはペルチェ係数、Ｅｆはフェルミ準位、ｋは
ボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電荷量、ｍ′は正
孔の実行質量、ｈはブランク定数、Ａは散乱の影響を各
々示している。

上記のような現象をペルチェ効果と称する。そして電流
の流れる方向を逆にすれば熱の吸収は発生に変わるが、
この時の熱量は電流に比例し、次の（２）式によって表
わされる。

Ｑ＝ＪＩ　Ｉ　　　　・　・　・　・　・　・　（２）
ここで、Ｑは熱量、Ｉは電流を示す。

上記の式から明らかなように、吸収する熱量を大きくす
るには、流す電流を大きくし、ペルチェ係数を大きくし
なければならない。また、ペルチェ係数は、使用する半
導体とその特性に強く依存するので、それを大きくする
には、フェルミエネルギーＥｆの大きい物質を選択し、
散乱の影響が少ない良質のものを使用することが重要で
ある。

上記のように、ペルチェ効果を利用すれば、電気エネル
ギーを直接熱の吸収に利用できるので。

冷蔵庫に適用する際に、従来のようにガス冷媒による冷
却サイクルが不要となる。また、熱の吸収効果は異種物
質の接合領域部で発生するので、小形化が容易となる利
点がある。

また、第６図に示すように、内部ラジェータ１９、外部
ラジェータ２０のような金属と金属の間にＰ型半導体２
７とｎ型半導体２９とを設け、各金属間に電流を流すと
、熱の流れは矢印３０で示されるようになり、この素子
においては、冷接点が素子の周囲媒体から吸収する熱エ
ネルギーＱは次式によって表わされる。

Ｑ＝αＩＴｃ−ｋ　（Ｔｈ−Ｔｃ）−−ＩＲｌ・・・・
（３）ここで、αはゼーベック係数、Ｔｃは低温度、Ｔ
ｈは高温度、ｋは熱伝導度、Ｒは抵抗値を示す。

なお、内部ラジェータ１９は冷蔵部２内部の集熱器とし
て機能しており、外部ラジェータ２０は熱を放散する放
熱器として機能している。

電源部は、第７図に示すように、ＡＣ１００Ｖ電源、Ｄ
Ｃ２４Ｖ電源、ＤＣ１２Ｖ電源ノイずれかが電源プラグ
４によって接続され、また、バックアップ用のＤＣ１２
Ｖｔ源、電源電圧変換スイッチ回路３１．温度制御回路
３２を備えている６電源電圧変換スイッチ回路３１は、
各電源の中から任意の電源を選択可能に構成されており
、選択した電源の電力を温度制御回路３２へ出力するよ
うになっている。これらの電源のうち直流電源について
は、冷蔵庫を車載用として用いる場合、カーバッテリー
をＤＣ２４Ｖ電源として用いることができ、また、カー
ライタ−受口に接続してＤＣ１２Ｖ電源として使用する
ことができる。さらに、電池を備えてバックアップ用Ｄ
Ｃ１２Ｖ電源として用いることができ、このバックアッ
プ用電源には充電可能な電池を用いることができる。

温度制御回路３２は、電圧比較器を内蔵し、庫内に設け
られたサーミスタ３３の出力と設定値とを比較し、庫内
の温度を設定値に維持するための電流ヲペルチェ素子２
１へ供給するように構成されている。

自動販売部５は金銭投入口３４を有し、金銭投入口３４
に投入された金銭に応動して庫内の容器１４〜１８の離
脱を自在とするように構成されている。すなわち、金銭
投入口３４から所定の金銭を投入すれば、容器１４〜１
８を支持する支持装置のロック状態が解除され、金銭を
投入する毎に容器１４〜１８を容器収納室９〜１３から
１本づつ取り出すことができる。

以上の構成において、本実施例における冷蔵庫の冷却特
性を実測したところ、第８図に示すような結果が得られ
た。

第８図の冷却特性は、庫内容積を０．２５Ｑ、外気温度
２５℃のときの実測結果を示す。なお、庫内の設定温度
は１５℃とし、高温側の放熱はファン２２による空冷を
行なった。

第８図から明らかな如く、冷却温度が設定温度までに達
する時間は１０分以内であることが確認された。

また、第９図に示すように、ベルチェ素子２１に供給さ
れる電流の変動特性を実測したところ、電流の変化は庫
内温度が設定値に近づくにつれて急激に減少し、非常に
小さな値となり、＠度が設定値となった後は庫内設定温
度を維持するための電流が流れることになる。そしてこ
の最小電流値は断熱状態に大きく依存するものであるが
、超重形化により、Ｏ，ＬＡ以下になり、バックアップ
電池が使用可能となる。このことから、庫内を設定温度
まで冷却した後バックアップ電池電源に切換えることに
より、超重形冷ｉ庫が携帯用として使用可能となる。な
お、第９図の特性曲線１．は設定温度１５℃、特性曲線
工２は０℃の場合を示している。

以上、本発明の一実施例について説明したが、自動販売
部５については必ずしも備えなくてもよい。

「発明の効果」上記した通り、本発明の電子式小形冷蔵庫は、容器収納
室を熱電冷却素子を用いて冷却するように構成したので
、冷蔵庫を薄型でしかも超重形にすることができ、携帯
用としても手軽に持ち運びができるものとなる。

また、上記した各々の容器収納室には、大きさの異なる
複数の容器を収納し、これら容器を熱電効率を下げるこ
となく冷却することができるので、好みが多枝にわたる
営業用としても利用することができる大変便利なものと
なる。

さらに、自動販売機能も備えることができるので。

上記冷蔵庫をタクシ−やバス等に設置することにより、
冷却された清涼飲料水等を車内で手軽に提供することが
できて、サービスの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子式小形冷蔵庫の一実施例を示
す斜視図、第２図は同冷蔵庫の縦断面を示す概略図、第
３＠は同冷蔵庫の横断面を示す概略図、第４図は本発明
の他の実施例である同冷蔵庫の縦断面を示す概略図、第
５図はベルチェ素子の原理を説明するための説明図、第
６図はベルチェ素子の構成説明図、第７図は電源部の構
成図、第８図は庫内容積０．２５Ｑのときの冷却特性図
、第９図はベルチェ素子の電流変動特性図、第１０図は
従来例を示し、レジャー用のクーラーボックス内で円筒
容器を冷却する説明図である。１・・・冷蔵庫２・・・冷蔵部３・・・熱交換部４・・・電源プラグ５・・・自動販売部６・・・容器支持体７・・・蓋９〜１３・・・容器収納室１４〜１８・・・容器１９・・・内部ラジェータ２０・・・外部ラジェータ２１・・・ベルチェ素子２２・・・ファン４０・・・室内制限部材５０・・・容器膏　１　図Ｍ　２冨１１０Ｎｊ６第母第図第１つ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）清涼飲料水などの入った複数の容器を収納する各
々の容器収納室を備え、かつ、冷却機構に熱電冷却素子
を用いた電子式小形冷蔵庫において、上記した容器収納
室の全部またはその一部を大きさの異なる容器収納室と
して構成したことを特徴とする電子式小形冷蔵庫。
（２）上記した容器収納室に内装し、容器収納室の大き
さを制限する室内制限部材を設けたことを特徴とする電
子式小形冷蔵庫。