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冷蔵庫（れいぞうこ）とは、常温では腐敗したり融けてしまうような食材を、低温で保管するために作られた保管庫である。ただし、冬の北海道のように寒い地方では、冷やすためというよりも、凍らさないために使われる。

概説

Maze of fridges.jpg 電気冷蔵庫はモーターで冷媒ガスを圧縮液化し、その気化熱で庫内を冷却する。いわゆる「白物家電」と呼ばれるジャンルの家電製品であり、テレビ受像機、エア・コンディショナー、洗濯機とともに2001年より家電リサイクル法の対象となり、廃棄する際には、適切な処理が義務付けられ、粗大ゴミとして処分できなくなった。

なお、小売業などの業務用では、売り場にある冷蔵ショーケースや、バックヤードに部屋を丸ごと利用するような巨大な冷蔵庫（冷凍庫）もある。

狭義の冷蔵庫とは多少異なるが、魚介類や牛乳のような生鮮食品など冷却が必要な製品を運ぶための保冷車では、冷蔵庫と同様の機構を備え、荷台内部を冷却できる構造となっている。また「クール宅急便」などでは、内部に冷蔵庫や冷凍庫を備えた車両を利用している。

マイカーの直流12V電源で使える、クーラーボックス型の簡易冷蔵庫も売られている。

冷蔵庫での冷却のしくみ

気化（きか、vaporization）により物体の温度が下がる現象を利用した2通りの冷却方式が長く使用されてきた。近年はこれに加え、気化ではなくペルチェ効果を利用する方式も実用化されて小型用途で使用されている。

  1. 気化：液体が気体になることを気化といい、このときに奪われる熱のことを気化熱という。この気化熱を利用して温度を下げるのが冷蔵庫の冷却の原理。（エアコンも原理は同じ。）以下の2方式がある。ともに、気化熱を利用するのは同じだが、圧力差を発生させる方式および冷媒の循環方法の点が大きく異なっている。
    1. 圧縮型(vapor compression refrigeration)
    2. 吸収型(vapor absorption refrigeration)
  2. ペルチェ効果：異なる金属（導体または半導体）に電流を流すと熱の発生や吸収が行われる現象でこれを利用して温度を下げる。冷媒を使わない。

冷却方式

Heatpump.svg 1. 圧縮型 - vapor compression refrigeration

  • コンプレッサー(圧縮器)　高圧のガスを発生させる
  • コンデンサ(放熱器　凝縮器)　放熱する
  • エクスパンジョンバルブ
  • エバポレーター(蒸発器)　冷却をおこなう

冷媒の循環のために圧縮を利用。ここから圧縮型と呼ばれる。家庭用では圧縮をするために電気作動の圧縮機（コンプレッサー）を使用するのが一般的なので、冷蔵庫といえば電気冷蔵庫が一般的だが、ガス圧を利用し圧縮する圧縮型もある。

閉じたパイプの中を冷媒が循環

  1. エクスパンジョンバルブ：細い管が急に太い管となることで減圧し、沸点が下がる。（液体　低圧液体）
  2. エバポレーター(蒸発器)：冷たい液体は、蒸発し（気化し）、周囲の熱を奪う。（気化による冷却：液体が気体となる＝＞冷却が生じる）（この部分が冷蔵庫内に置かれる）
  3. 『圧縮器（コンプレッサー）』：気体の状態の冷媒は圧縮により高圧のガスとなる。（高圧気体：）
  4. 『放熱器(コンデンサ)』：冷媒は高圧ガス状態で発熱しており、放熱することで、液体に戻る。（液体）

（コンデンサは凝縮器とも呼ばれる。エバポレーターはその気化作用により冷却がおこるので、エバポレーターを気化器と呼ぶこともある。）

圧縮機によって冷媒の流れを作る。

冷媒にはフロンが使用されていたがフロン禁止以降は、フロン以前に使用されていたこともあるイソブタンなどに移行している。 ただし、イソブタンはまったく新規の冷媒ではなくフロン以前に使用されていたこともある。つまり冷媒用途としてはフロンが完璧なものであったのだが、環境への影響のためには、後戻りも仕方がないのである。

2. 吸収型 - vapor absorption refrigeration

冷媒の循環のために、液体を使用する。この液体が冷媒を吸収（吸着）して循環することにより冷媒を移動させている。この液体を吸収液とよび、このため吸収型と呼ばれる。熱することにより液体を循環させる。このために熱源が用いられるが、ガスを用いたガスバーナー、タービンにより発生した蒸気を利用した、電気などが使用される。ガスを使用していればガス冷蔵庫、電気を利用していれば電気冷蔵庫となる。しかし、この吸収型では、ガス電気交流100V切替方式のような２ウェイ型や、ガス、電気交流100V、直流12V切替方式のような３ウェイ型なども一般的である。圧縮型に比べ静穏性に優れており、医療用（病院向けなど）、ホテル用途、レジャー用などで使用されることも多い。

閉じたパイプの中を冷媒が循環するのは同じであるが、冷媒の循環のために冷媒とは別の液体を使用する。『アンモニア(冷媒)と水(吸収液)』の組み合わせや『水(冷媒)と臭化リチウム(吸収液)』などがある。冷却器または蒸発器(エバポレーター)・吸収器(アブソーバー)・再生器または発生器(ジェネレーター)・凝縮器（コンデンサ）。蒸発器(エバポレーター)によって気化される。

  1. アブソーバー(吸収器)
  2. ジェネレーター(再生器、発生器、ボイラー）
  3. セパレーター（分離器）精留器　rectifier
  4. コンデンサ　（放熱器　凝縮器）
  5. エバポレーター(蒸発器)　冷却をおこなう

吸収器でアンモニアを水が吸収しているアンモニア水溶液がつくられる。ジェネレーター(ボイラー)ではアンモニア水溶液が加熱される。水よりも沸点が低いため、アンモニアは溶液からガス化し泡状となる。分離器にてアンモニアガスが水と分離される。水は吸収器(absorber)に戻される。放熱器では気体となったアンモニアが、熱を放出して液体となる。蒸発器で濃度が濃くなったアンモニア液は、減圧され、気化する。冷却が生じる。吸収器では水が別の経路を通って戻ってきたアンモニアを吸収しアンモニア水溶液となる。

コンプレッサーと比較した特徴は、ほとんど無音で静かであること。また、加熱すればいいので、動作エネルギーとして電気だけでなくガスや蒸気なども使用できる。エネルギーの多様さは安価なエネルギーを選べることになり、産業用の大型冷蔵庫などではガスや蒸気を使用した吸収型が増えている。また、静かさの特長はホテル業界、医療業界での使用に供され、またガス利用はヨットやキャンピングカー、またアウトドアなど電力供給の不便な場所での使用に用いられている。ガス方式のものはガスバーナーによる加熱器具だけでなく交流(AC)や直流(DC)のヒーター器具を備えた2ウェイまたは3ウェイ方式となっていることも多い。この場合はエネルギー状況に応じて切り替えて使用できる。なお、吸収型冷蔵庫＝ガス冷蔵庫ではない。スェーデンに本社を置くドメティック社はこの冷却方法に特化した冷蔵庫を販売している代表。ドメティック社は吸収式やアブソープション冷却方式と表現している。

かつて圧縮型で冷媒として使用されていたアンモニアは無水アンモニア(Anhydrous Ammonia - Nh3) で毒性が強い。吸収型で冷媒として使用しているアンモニアはアンモニア溶液(Aqua Ammonia)。

3.電子式（ペルチェタイプ） 冷媒を用いない。ペルチェ効果を利用し温度を下げる。ペルチェ冷却システムは、圧縮機（コンプレッサー）を使用しないため、作動音がほとんどない。そのため、吸収型と同様の用途に使用される。冷却効率はよくないことから、小型の自動車用冷蔵庫などに利用されている。

歴史

  • 1748年　ウィリアム・カレン(William Cullen　英国スコットランドグラスゴー大学)がエーテル気化熱を発見
  • 1803年　豪農トマス・ムーア(Thomas Moore　米国メリーランド)アイスボックスを作成しこれをrefrigeratorと呼んだ。Frigerareとはラテン語でcoolという意味でre frigeratorはto coolである。アイスボックスという呼び方は1938年に電気冷蔵庫ができ、それをrefrigeratorと呼んだときにつくられた。
  • 1805年　オリバー・エバンス(Oliver Evans　米国ペンシルバニア)　吸収型冷却法を提唱　(気化した硫化酸を水で吸収する方式) 設計方法のみで製作はされなかった
  • 1820年　マイケル・ファラデー（Michael Faraday　英国ロンドン)　液化アンモニアによる冷却を発見
  • 1834年　ジェイコブ・パーキンス(Jacob Perkins　米国)　アメリカの発明家。エーテルを使用した製氷機。圧縮型で米国初の特許。
  • 1848/1849/1855　ジョン・ゴーリエ(John Gorrie　米国フロリダ)　医者であったゴーリエは、マラリア患者のために使う氷を作ろうと、ファラデーの実験を基に圧縮型冷蔵システムを考案し、オリバー・エバンスの設計を基にした冷蔵庫を開発。エーテルを使用し車輪蒸気エンジンや風車で駆動させた。彼は現在使用されている製氷トレーも考え出した。
  • 1850年　エドモンド・カレー(Edmond Carréフランス)　水と硫酸を使用した吸収型冷蔵庫を開発。
  • 1852年　ウィリアム・トムソンとジェームズ・プレスコット(William Thomson & James Prescott) 　冷却が圧力差の比率を増加させる
  • 1856年　アレクサンダー・トワイニング(Alexander C. Twinning 米国) 米国初の冷蔵庫の商用化(とされている)
  • 1856年　ジェームス・ハリソン(James Harrison (pioneer) オーストラリア) ゴーリエとトワイニングの冷蔵庫を研究し、圧縮型エーテル冷蔵庫を開発。世界初の実用的な冷蔵庫といわれる。ビール業界および食肉加工業界に利用された。
  • 1859年　フェルディナンド・カレー(Ferdinand Carré フランス エドモンドの弟) アンモニアと水を使用した吸収型冷蔵庫を開発。

米国では、南北戦争（1861－65）により北側から氷がこなくなったため、冷蔵庫は南部側で商業的な成功を見た。

  • 1866年　chemogeneが冷媒として特許
  • 1867年　サザーランド(J.B. Sutherland ミシガン州デトロイト) の冷蔵列車が特許取得
  • 1870年　ニューヨーク、ブルックリンのS. Liebmann’s Sons Brewing Companyで熱吸収型冷却冷蔵庫が使用される。商用の冷蔵施設はビール工場で最初に使われだし、1891年までにすべてのブルワリーで冷蔵施設が装備された。
  • 1873年　アンモニアが冷媒として初めて使用される
  • 1875年　硫化ダイオキサイドとメチルエーテル
  • 1876年　カール・フォン・リンデ(Carl von LindeCarl von Linde ドイツ ミュンヘン) アンモニアを冷媒に使用し1877年に特許取得
  • 1878年　メチルクロライドを冷媒に使用
  • 1911年　GE社(米国インディアナ州フォートウェイン)最初の家庭用冷蔵庫、2台がフォートウェインにて製造された。これはフランスの僧侶Abbe Audiffrenの発明を用いたもの。 これは最初の電気冷蔵庫らしきものである。
  • 1913年　フレッド W ウルフ ジュニア(Fred W. Wolf Jr 米国シカゴ)最初のアメリカ製冷蔵庫DOMELRE (DOMestic ELectric REfrigerator)。商業的には成功しなかった。
  • 1915年　アルフレッド・メロウェス(Alfred Mellowes)最初の家庭用一体型冷蔵庫をつくる。キャビネット下部にコンプレッサーを装備。翌年Guardian Frigerator社を興し生産し販売したが手作りで生産台数は2年間で40台程だといわれている。1918年、GMゼネラルモータース社創業者で当時社長だったWilliam C. Durantが個人として会社を買い、後、GM傘下。名称もフリッジデール社Frigidaireと変更。さらに、数年後DOMELREの権利も取得し、これが米国での大量生産につながっていく。
  • 1916年　エドモンドJコープランド、アーノルド H. グロスはthe Electro-Automatic Refrigerating Companyを設立し、2ヵ月後ケルビネーター社(Kelvinator)に社名変更の後、ほどなくして現在の冷蔵庫と同じ冷却方式である『phase change heat pump』を採用。しかし、筐体としてはまだリモートタイプと呼ばれる保冷庫部と冷却装置が別々に分かれているもので、原理的には従来の氷箱を冷却装置で置き換えたようなものだった。
  • 1918年　ケルビネーター社が自動調節付冷蔵庫を発表。家庭用冷蔵庫の初期型は壁に埋め込む金庫のようなもので音がうるさかったらしい。
(米国ケルビネータ社は、1937年Nash Motors と合併しNash-Kelvinatorとなる。1954年にはさらにHudson Motor Carと合併しアメリカンモータースAmerican Motors、1987年AMCのChrysler Corporationへの吸収。ケルビネータ社は現在Electrolux傘下)
  • 1922年　バルザー・フォン・プラテンとカール・ミュンター(スェーデン)吸収式冷蔵庫
  • 1923年　フリッジデール社(Frigidaire)初の一体型を発表
  • 1923年　三井物産(日本)米国から初めて輸入
  • 1925年　それまでは分離型の冷蔵庫だったが、1925に一体型が登場
  • 1925年　エレクトロラックス社(スェーデン)バルザー・フォン・プラテンとカール・ミュンターの特許を取得し世界最初の熱吸収型冷蔵庫を発表
  • 1926年　エレクトロラックス社(スェーデン) 米国で特許取得
  • 1926年　ウィリス・キャリア(Willis Carrier 米国) 遠心コンプレッサー方式　メチルクロライドを置き換える
  • 1926年　トマス・ミッドグレイ(Thomas Midgley) 安定した不燃冷媒の発見　tetraethyl lead(ガソリンオクタン価向上のために発見していた)
  • 1927年　GE社(米国) 圧縮機を上につけたモニタートップ型。一般に広く使われた初の冷蔵庫で100万台以上を生産した。二酸化硫黄を使用
  • 1927年　エレクトロラックス社(スェーデン)米国で米国向けの生産開始
  • 1928年　日本　米国から冷蔵庫を初めて輸入　（GE社冷蔵庫を三井物産輸入、東京電気が販売する。）
  • 1930年代　フラットトップ型に移行　音も静かに
  • 1930年　芝浦製作所(日本)国産第一号（SS-1200）GE製にそっくりだった。
  • 1933年　芝浦製作所(日本)「電気冷蔵器」と名づけられ、純国産電気冷蔵庫が発売

その後の米国/欧州での歴史

  • 1937年　ケルビネーター社は自動車会社のナッシュ社と合併し、ナッシュ・ケルビネーター社(Nash-Kelvinator)となる。
  • 1954年　ナッシュ・ケルビネーター社はハドソン社と合併し、AMC(アメリカンモータース社)となる。50年代に傘下のケルビネーター社、初の霜なし(frost free)両開き(side by side)冷蔵庫を発売
  • 1970年後半には ホワイト・コンソリデーテッド・インダストリーズWhite Consolidated Industries(WCI)社がケルビネーター社をはじめ、ゼネラルモータース傘下のフリッジデール社、およびその他米国の冷蔵庫製造会社(ギブソン社、タッパン社、ホワイト-ウェスチングハウス社の)製品群の権利を取得。傘下のフリッジデール社に統合。
  • 1986年エレクトロラックス社(スェーデン)がWCI社を取得。エレクトロラックス社のもとで、90年代末には、フリッジデール社の米国生産台数が7割となる。
  • 2005年エレクトロラックス社(スェーデン)は特殊用途およびレジャー業界用途製品群をBC Partnersに売却。Dometic社ドメティックとして独立。旧エレクトロラックスブランドで販売されていたワインセラーやマリン向けキャンピングカー向け吸収型冷蔵庫、ホテル向けや病院用吸収型冷蔵庫はドメティック社製品として販売されている。一方、家庭用冷蔵庫、産業向け冷蔵庫もエレクトロラックスブランドで販売されている。ケルビネーターブランドは米国でのブランドとして継続している。

日本での歴史

電気冷蔵庫の国産化第一号は1930年に東芝によって開発され、1933年に発売された。しかし高価なために一般にはほとんど普及せず、1960年代に電気冷蔵庫が普及するまでは、上部に氷を補給することによって物を冷やす冷蔵庫（木製で、機能としては保冷箱に近い）が存在していた。

戦後、1960年代の高度成長時代における三種の神器の一つとして、冷蔵庫は、白黒テレビ受像機や洗濯機とともに庶民のあこがれの的だった。

その後、1970年代に入り、冷蔵庫が当たり前の存在になると、冷凍庫を合体させて冷凍冷蔵庫と呼ばれるようになり、冷凍食品の普及とあいまって急速に普及していった。

1980年代からは、野菜室、製氷機、チルド室（氷温室）などを備えたり、脱臭装置、急速冷凍機能などを持った物などが出現し、各社は他社の製品との差別化を図るようになった。また、ノンフロン化のためにイソブタンを使用したものも登場した。

最近では、400リットルクラス以上の製品はフレンチドアと呼ばれる観音開きタイプが主流となっている。

消費電力表示に関わる問題

1990年代より、「現在の冷蔵庫は可変電圧可変周波数制御インバータの採用や機構の改良などによって省エネルギー化が進んだために、1980年代頃のものの数分の一の消費電力ですむようになっている。」といった宣伝がメーカーによって盛んになされた。

しかし、2005年時点のJIS規格では、結露結霜防止や野菜室の保温といった保証ヒータ、自動製氷機といった昔の冷蔵庫にはなかった部品・機能を通電させない状態で消費電力を測定することになっていたため、実際に家庭環境で使用された場合の消費電力はそれほど変わっていないにも関わらず、カタログ上では2～4分の一程度の消費電力として掲載されるという状況があった。

2005年6月にしんぶん赤旗で報道されたことをきっかけとしてこの問題が認知されるようになると、各メーカーが一斉にカタログスペックと実際の電力消費とが異なる旨の注意書きを表示したり、各自治体が「省エネラベル」表示をやめたりするなどの変化があった。

これを受けて資源エネルギー庁は、新しい測定方法の検討を同年9月から開始、2006年5月から正式に、実際の電力消費に近づけた測定法での計測を行うよう改めた。

冷凍室

冷凍室（フリーザー）の性能は、ツースター、スリースター、フォースターといった記号で表示される。ほとんどのものは最高クラスのフォースターである。 ツースターは切替室に多く、スリースターは1970年代～1980年代製造の冷凍庫に多い。

2005年の各メーカーの冷凍冷蔵庫の特徴

松下電器産業　（松下冷機）奥まで引き出せ野菜ルームやシステムキッチンで使われている金属レールを採用する事で 耐久性を向上。全機種がノンフロンである。 更にコンプレッサを上部に配置した構造により、冷凍室の容量が増えたと好評の様子である。

東芝コンシューママーケティング　プラズマイオンでにおいを消臭して鮮度をキープする機能を搭載。

三菱電機　多機能さが特徴。光パワー野菜室や透明氷が作れる製氷室やうまさ瞬冷　切れちゃう冷凍などを搭載して 人気を集めている。

三洋電機　クールカーテンを搭載して冷気の漏れを最小限にして光センサーで省エネ化を実現している。自動製氷機の構造をシンプルにしたため、製氷皿を洗いやすくしたり、取り外して冷凍庫機能を拡張する事が出来る。星形・ハート形・ロック形など、変わった形の氷も自動で作る事が可能。

日立アプライアンス　「Theプロフリーザー」→「冷凍鮮科」。マイナス40度冷気の冷凍を採用してうまみを守る冷凍室搭載。PAM]制却でパワーと省エネを両立。

シャープ　他社の冷蔵庫よりも独自色が強い。愛情HOT庫を採用して保温庫として使える切替室を搭載。左右どちらの向きからでも開く『どっちもドア』を採用。野菜室を縦長にする事で自然に近い形で保存が出来、新鮮さをより長く保つ事が出来る。

関連項目

関連書

  • 村瀬敬子 『冷たいおいしさの誕生』日本冷蔵庫100年　論創社 ISBN 4846003922
　 調理器具 | 家電機器

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