JPH0375470A - 電子式小形冷蔵庫 - Google Patents

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、電子式小形冷蔵庫に係り、特に狭い空間領
域への設置が可能で、かつ携帯用としても利用可能な薄
型形状の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、自動車等の狭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、列車等においで、種々の
サービスを提供するようになっているが、冷却きれた清
涼飲料水等を気軽に、かつ手軽に提供することも要望さ
れている。

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、；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威されている。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ＬＪ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。

このようなことから、近年新たな冷却原理による冷ａ庫
の研究が活発に行なわれるようになった。

そして現在では、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一般的に
知られている。

本出願の発明者等も熱電冷却素子を用いて庫内を冷却す
る新たな電子式小形冷蔵庫を開発し、既に特許出願（特
願昭６２−１８７６１０）してある。

この新たな電子式小形冷蔵庫は、清涼飲料水などの冷却
物が入った容器を横一列に収納可能にした容器収納室を
備え、各容器収納室内を熱電冷却素子を用いて冷却する
ようになっている。

したがって、各容器が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、この冷蔵庫は、冷
却物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は多種類にわたり、その
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も多
種類にのぼる。特に営業用として使用する場合等は、飲
む人の好みが多枝にわたるため同一冷蔵庫内に種類の異
なる複数の清涼飲料水を冷却しておくことが必要である
。

さらには、庫外から冷却されている清涼飲料水の識別が
でき、好みに合った飲料水を選択できるようにしておく
ことが望ましい。

しかしながら、上記した新たな電子式小形冷蔵庫は不透
明ケースであるため、ケース蓋を開けなければ冷却物の
識別や存否の確認ができない。

特に、自動販売機能付の同冷蔵庫は、金銭を投入するこ
とにより、開蓋する構成であるため、冷却物の庫内存否
の確認とその補充作業に手間がかかるという問題がある
。

そこで本発明では、ケース蓋を開けることなく庫内に冷
却されている清涼飲料水などの冷却物が庫外から識別で
き、その存否の確認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。

ｒ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、上記容器収納室を形成する容器支持部と
冷ａ庫ケースの全部またはその一部を透明または半透明
の資材で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。

「作　　用」 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、冷蔵庫を薄型で小形にすることができる。

また、冷蔵庫本体のケースと容器を収納する容器収納室
の支持部を透明な資材で形成しているので。

冷蔵庫を開けることなく、庫外から収納されている清涼
飲料水等の冷却物を目視することが可能となる。

「実施例Ｊ 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図は本発明の実施例を示す電子式小形冷蔵庫の斜視
図、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、ケース蓋７から構成され、なお、本実施
例では自動販売部５が設けである。

冷蔵部２はほぼ直方体の容器支持部６を有し、この容器
支持部６の上方には開閉自在のケース蓋７が取り付けら
れている。

容器支持部６には第２図に示す通り、複数の容器収納室
９〜１３を設け、本実施例では５本の清涼飲料水容器１
４〜１８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を形成した容器支持部６は
透明な資材で形威し、更に、第１図に示す如く、ケース
２３の前側を透明な資材２３ａで形成し、庫外の前面側
より庫内の各容器１４〜工８が目視できる構成となって
いる。

また、ケース２３を被蓋するケース蓋７についても前記
同様に透明な資材で形成すれば、冷蔵庫１の上方からも
各容器１４〜１８の頭部が目視できる。

熱交換部３は、第２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２０、熱電冷
却素子としてのペルチェ素子２１゜ファン２２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内には透明な断熱材（図示省略）を介し
て上記した透明の容器支持部６が設けられており、熱交
換部３によって容器支持部６内が冷却されるようになっ
ている。

なお、容器支持部６は不透明な資材で構成し、容器収納
室９〜１３各々の前側に当る部分に窓孔を形成するよう
にしてもよい。

ペルチェ素子２１の原理について説明すると。

第４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４図の場合、金属２６から半導体２７へ正孔２
８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ｑＥｆ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。

ＪＩ　＝　（Ｅｆ　＋　−Ａ　） ここで、Ａ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、♂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、■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（９） 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５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）−ＩＲ２”・（３）
２ ここで、αはゼーベック係数、Ｔｃは低温度、Ｔｈ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。

電源プラグ４によって接続される電源部は、第６図に示
すように、ＡＣ１００Ｖ電源、ＤＣ２４Ｖ電源、ＤＣ１
２Ｖ電源、バックアップ用のＤＣＩ２ｖ電源、電源電圧
変換スイッチ回路３１．温度制御回路３２から構成され
ている。

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ＤＣ１２Ｖ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、冷蔵部２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
、容器収納室９〜１３内の温度を設定値に維持するため
の電流をペルチェ素子２１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容器収納室９〜１３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１４〜１８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７図に示すような結果が得られ
た。

第７図の冷却特性は、庫内容積を０．２５１、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７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８図に示すように、ペルチェ素子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、温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
、小形化により、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、小形冷蔵庫が携帯用として使用可能となる。なお、
第８図の特性曲線工、は設定温度１５℃、特性曲線工、
は０℃の場合を示している。

このように、清涼飲料水等を収納するビンを冷却する場
合でも短時間で冷却することができる。

なお、上記の実施例ではケース２３の前側のみを透明資
材２３ａで形成したが、ケース２３全体を透明資材で形
成してもよい、また、透明資材は半透明のものを用いて
もよい、また、自動販売部５については必ずしも設けな
くともよい。

「発明の効果」 上記した通り、本発明の電子式小形冷蔵庫は、熱電冷却
素子を用いて容器収納室を冷却するようにしたので、冷
蔵庫を薄型でしかも超重形にすることができと共に、消
費電力が少なく熱効率の高い冷蔵庫となる。

また、冷蔵庫を透明な資材で形成しているので、冷蔵庫
を開けることなく庫外から収納された冷却物を目視する
ことが可能となる。

この結果、冷却物の庫内存否の確認が容易となると共に
、このような冷蔵庫をタクシ−やバス等に設置すること
により、収納された冷却物容器のラベルが庫外より注目
されるため、清涼飲料水等の宣伝効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電子式小形冷蔵庫の斜
視図、第２図は同冷蔵庫の縦断面を示す概略図、第３図
は上記冷蔵庫の横断面を示す概略図、第４図はペルチェ
素子の原理を説明するための説明図、第５図はペルチェ
素子の構成説明図、第６図は電源部の構成図、第７図は
庫内容積０゜２５Ｍのときの冷却特性図、第８図はペル
チェ素子の電流変動特性図である。 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・・・容器支持部 ７・・・ケース蓋 ９〜１３・・・容器収納室 １４〜１８・・・冷却物容器 第４図 一電界 ７　２　３　４　５　６　７　８　９　１０時間（ｈ「
） 吟ｒＩｌ′？Ｃｈｒ）

Claims (1)

【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、上記容器収納室を形成す
   る容器支持部と冷蔵庫ケースの全部またはその一部を透
   明または半透明の資材で構成したことを特徴とする電子
   式小形冷蔵庫。