(57)【要約】  【課題】  本発明は、冷凍食品を最適に保存しながら、簡単な構造で冷凍食品の凍結部の水分の昇華による乾燥を防止することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。  【解決手段】  冷凍室５の背面上方に設けた冷気吹出口３１と、正回転により冷気吹出し口３１から冷凍室５内に冷気を送風する正逆回転可能なファン２４と、冷凍室５内に設けられ上面を開口した収納容器５０と、この収納容器５０における少なくとも前記冷気吹出口に対向する後方の上面開口を閉塞する蓋体７０とを備え、除霜ヒータ２５によりＦエバ２３の除霜を行った後に（ｔｃ）、所定時間（ｔｅ〜ｔｆ）、Ｆファン２４を逆回転させる。【選択図】  図１
2006105406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍温度帯に冷却される冷凍室と、この冷凍室を冷却する冷却器と、この冷却器を除霜する除霜ヒータと、前記冷凍室の背面上方に設けた冷気吹出口と、正回転により前記冷気吹出し口から冷凍室内に冷気を送風する正逆回転可能なファンと、前記冷凍室内に設けられ上面を開口した収納容器と、この収納容器における少なくとも前記冷気吹出口に対向する後方の上面開口を閉塞する蓋体とを備え、前記除霜ヒータにより前記冷却器の除霜を行った後に、所定時間、前記ファンを逆回転させることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
除霜終了後は、設定時間が経過するまでファンを停止させておき、その後、前記ファンを所定時間逆回転させることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍食品の凍結乾燥を低減した冷凍室を有する冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用冷蔵庫では、冷蔵温度帯に冷却される冷蔵室、野菜室、及び冷凍温度帯に冷却される冷凍室などを有しており、一般的に冷凍室では、冷却温度が低いほど冷凍食品の保存期間が長くなることから、収納容器の背面上部に冷気吹出口を設けて−３０℃程度の冷気を直接収納容器内に送風している。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００４−６９２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の冷凍室の構成では冷凍食品を収納した容器内に直接冷気が送風されることから、食品を入れた袋表面が急激に冷却され、この袋と内部食品との温度差が大きくなることによって食品の凍結部における水分が昇華して袋の内面に霜となって付着するいわゆる凍結乾燥現象が発生し、袋詰めなどされた冷凍食品の凍結部から多くの水分が失われることになり、特に冷凍食品の表面や隅部が乾燥してしまう問題がある。
【０００４】
このように冷凍食品が凍結乾燥してしまうと、冷凍食品を調理して食する際に食品がパサパサして食感が大きく悪化してしまうというものであり、前記のような凍結乾燥現象を防ぐためには、野菜室の冷却に採用している間接的な冷却方式を行えばよいが、冷凍室は−１８℃以下の低温に冷却する必要があり、間接的な冷却だけでは、所定の冷凍食品を冷凍温度帯まで冷却できず、冷凍保存できない恐れもある。
【０００５】
また、除霜ヒータに通電して冷却器の除霜を行う除霜モードの運転終了後は、除霜ヒータの加熱により冷凍室内が温度上昇するため、特に冷凍食品の外側部分は大幅に温度上昇する。このとき、通常の冷却運転に移行してファンを正回転させると、初期段階では冷却器の上方に滞留している暖気を冷凍室内に吹き込んでしまい、さらに冷凍食品を温度上昇させることになり、もって冷凍食品からの水分の蒸発量が多くなる。また、冷媒が十分に流れて冷却器の温度が低くなった段階では、急激に熱交換により冷やされた冷気が冷凍室内に吹き込まれるようになるため、食品を入れた袋だけが冷却されて冷凍食品との温度差が大きくなり、上記したように冷凍食品の表面や隅部が乾燥してしまう恐れがあった。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたもので、冷凍食品を最適に保存しながら、除霜を行っても冷凍食品の凍結部の水分の昇華による貯蔵食品の乾燥を抑制することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、冷凍温度帯に冷却される冷凍室と、この冷凍室を冷却する冷却器と、この冷却器を除霜する除霜ヒータと、前記冷凍室の背面上方に設けた冷気吹出口と、正回転により前記冷気吹出し口から冷凍室内に冷気を送風する正逆回転可能なファンと、前記冷凍室内に設けられ上面を開口した収納容器と、この収納容器における少なくとも前記冷気吹出口に対向する後方の上面開口を閉塞する蓋体とを備え、前記除霜ヒータにより前記冷却器の除霜を行った後に、所定時間、前記ファンを逆回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によれば、収納容器に収納された冷凍食品に対して、蓋体により除霜により温められた空気が直接的に収納容器内に侵入することがなく、また、除霜終了後に所定時間ファンを逆回転させることにより、冷凍室内の温められた空気や冷却器状部の温度上昇した空気は冷却器側に回収されて収納容器内に吹き込まないようにしているため、冷凍食品の温度上昇を小さくすることができ、もって冷凍食品から水分の蒸発量を抑制することができる。
【０００９】
さらに、通常の冷却運転が開始されても蓋体により冷凍食品に直接的に冷気が当たらないため、冷凍食品と袋などとの温度差は小さくなり、これらの温度差に起因する水分の移動が抑えられるので、冷凍食品からの水分の昇華を抑制し乾燥することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。
【００１１】
図２は、冷蔵庫本体１の構成を概略的に示す縦断面図である。この図２において、冷蔵庫本体１は、前面が開口した断熱箱体２内に、上段から順に、冷蔵温度帯、例えば１〜５℃に冷却される冷蔵室３及び野菜室４と、冷凍温度帯、例えばー１８〜ー２５℃に冷却される第１冷凍室５及び第２冷凍室６を有して構成されていると共に、各貯蔵室３〜６は、ヒンジ開閉式の冷蔵室扉７、引出し式の野菜室扉８、第１冷凍室扉９、第２冷凍室扉１０によりそれぞれ閉鎖されている。なお、図２には図示していないが、第１冷凍室５に並んで製氷室が設けられており、製氷室扉により閉鎖されている。
【００１２】
冷蔵室３及び野菜室４の間は仕切板１１により区画されており、野菜室４内には、野菜室扉８の裏面側に取付けられた野菜収納容器１２が出し入れ可能に収納されている。  
野菜室４と第１冷凍室５及び図示しない製氷室との間は、断熱仕切壁１３により区画されており、第１冷凍室５及び製氷室と第２冷凍室６との間は断熱仕切壁１４によって区画されていると共に、第１冷凍室５と製氷室との間も図示しない断熱仕切壁によって左右に区画されており、これにより第１冷凍室５は他の室とは空間的及び熱的に独立した形態に構成されている。  
この第１冷凍室５及び第２冷凍室６には、各扉９，１０の裏面側に連結され開扉動作に応じて庫外に引出される収納容器５０，８０を出し入れ可能に収納している。
【００１３】
一方、野菜室４の背面側部分には、冷蔵室用冷却器室（以下、Ｒエバ室）１８を形成しており、このＲエバ室１８内には、冷凍サイクル装置１７を構成する冷蔵室用冷却器（以下、Ｒエバ）１９を設けているとともに、その上部に位置して可変速駆動（例えば１８００〜２４００rpm ）し、正逆回転可能な冷蔵室用送風ファン（以下、Ｒファン）２０を設けている。このＲファン２０が駆動された状態では、Ｒエバ１９により生成された冷気を、冷蔵室３及び野菜室４に供給した後、再びＲエバ室１８内の下部に戻されるという循環を行うようになっている。
【００１４】
また、第１冷凍室５及び図示しない製氷室並びに第２冷凍室６の上下に跨がる背面側部分には、冷凍室用冷却器室（以下、Ｆエバ室）２２を形成しており、このＦエバ室２２内には、冷凍サイクル装置１７を構成する冷凍室用蒸発器（以下、Ｆエバ）２３を設けているとともに、その上部に位置して可変速駆動（例えば１８００〜２４００rpm ）し、正逆回転可能な冷凍室用送風ファン（以下、Ｆファン）２４を設けている。なお、Ｆエバ２３には、ここではパイプヒータよりなる除霜ヒータ２５を設けている。
【００１５】
ここで、Ｆエバ室２２に設けられたＦファン２４の下流側（冷気の吹出側）は、図３にも示すように第１冷凍室５につながる冷気流路と、第２冷凍室６につながる冷気流路とに分岐しており、Ｆファン２４が駆動された場合には、冷気が第１冷凍室５、製氷室及び第２冷凍室６へ供給された後、再びＦエバ室２２内の下部に戻されるという循環が行われるようになっている。
【００１６】
Ｆエバ２３により生成された冷気を第１冷凍室５に送風する第１冷気吹出口３１は、収納容器５０の背面上部の対向する位置に設けられており、収納容器５０の上面に対してほぼ平行して冷気が吹出されるよう庫内側に向け突出させている。また、Ｆエバ２３により生成された冷気を第２冷凍室６に送風する第２冷気吹出口３５は、同様に収納容器８０の背面上部に対向する位置に設けられており、収納容器８０の上面に対してほぼ平行して冷気が吹出されるよう庫内側に向け突出させている。
【００１７】
冷蔵庫本体１の背面下部には機械室２７を形成しており、この機械室２７内には、冷凍サイクル装置１７を構成する圧縮機２８、及び図示しない凝縮器を冷却するための冷却ファン２９を設けている。この圧縮機２８は、インバータ制御により可変速、例えば、インバータの運転周波数が３０〜７０Ｈｚで駆動されるようになっており、また、冷却ファン２９も可変速駆動（例えば１８００〜２０００rpm ）されるようになっている。
【００１８】
ここで、収納容器５０について詳述する。図３は閉扉された状態の第１冷凍室を示す縦断面図であり、図４は収納容器５０を示す斜視図であり、図５は図４の蓋体７０を後方に移動させた状態を示す斜視図である。
【００１９】
収納容器５０は、上面を開口させた矩形状の箱体で合成樹脂、例えばポリプロピレンより成形されており、上面開口部５４のフランジ部５５には摺動自在に移動する蓋体７０を着脱自在に設けている。蓋体７０は、開口部５４の後部を閉塞しており、第１冷気吹出口から吹出された冷気が、直接収納容器５０内に送風されないようになっている。
【００２０】
フランジ部５５の両側方の後部には、フランジ部５５との間に蓋体７０を前後方向に摺動するようにレール作用を行うとともに、蓋体７０の上方の動きを規制するように、Ｌ字状に形成した係止片６１を立設させている。
【００２１】
係止片６１の前端よりも前方に位置するフランジ部５５には、蓋体７０の位置決めを行うリブ６３ａ，６３ｂをそれぞれ前後に立設させており、係止片６１の後端よりも後方に位置するフランジ部５５には、特に図示しないが、蓋体７０の裏面側の凹部を係合して蓋体７０が所定距離以上後方に移動することを規制するストッパーを設けている。
【００２２】
蓋体７０は、例えばアルミニウムなどからなる金属板７１と、この金属板７１の外周縁を覆い、ロ字状に形成された合成樹脂、例えばＡＢＳ製の枠体７５とから構成しており、どちらの向きからでも蓋体７０は収納容器５０に取付けられるようになっている。
【００２３】
使用者が冷凍食品を取出す際、扉９を引出すことで収納容器５０は庫外に引出されるが、蓋体５０があると冷凍食品が取出し難くなるため、蓋体５０を後方に移動させる。このとき、蓋体５０の前方を持ち上げながら後方に押し出すことで後方に移動可能となり、所定距離まで後方に移動させると、蓋体７０がストッパーと当接して、蓋体７０の後方への落下を防止している。また、移動の際などに蓋体７０が収納容器５０から落下しないように、係止片６１と当接することで上・左右方向の動きを規制している。
【００２４】
使用者が冷凍食品を取出した後は、蓋体７０を前方に移動させてから閉扉させるが、使用者が前方の位置に戻すことを忘れても、蓋体７０の後端面が背面壁と当接して自動的に蓋体７０が閉じて開口部５４を閉塞するようになっている。
【００２５】
また、背の高い冷凍食品を貯蔵するときや、本発明の用途を必要としない使用者には、蓋体７０の前部を立上り６２の形状に併せて斜め前方に引出すことで、蓋体７０の側辺が係止片６１内を摺動し、係止片６１の規制が解除されて、収納容器５０から取外すことができるようになっている。
【００２６】
次に、本発明の１実施形態である除霜及び除霜後の制御方法について図１を参照して説明する。
【００２７】
除霜は、Ｆエバ２３の着霜により冷却性能が低下していると見做す所定の冷却運転の周期、例えば、圧縮機２８の運転積算時間が８時間経過（以下、除霜開始タイミングとする。）した時点（ｔａ）で、通常の冷却運転からプリクール運転に移行する。このプリクール運転では、除霜による第１冷凍室５などの温度上昇を抑制するために、圧縮機２８のＯＦＦ温度、例えば−２２℃を段階的に降下させて、第１冷凍室５などを強制的に冷却する。このとき、ＯＦＦ温度は最終的にプリクール終了温度、ここでは−２５℃まで降下させ、第１冷凍室５内温度がプリクール終了温度に到達すると、ｔｂのタイミングで除霜モードに移行する。
【００２８】
なお、このプリクール終了温度は、除霜ヒータ２５の通電により第１冷凍室５などの室内温度が上昇しても、除霜モードの開始時点の室内温度を降下させておくことで、食品に与える悪影響を抑制するように、実験などで得られた温度に設定している。
【００２９】
除霜モードに移行した後は、除霜ヒータ２５に通電して除霜を行い、Ｆエバ２３の温度が、除霜終了温度、例えば１０℃に達すると、ｔｃのタイミングで除霜ヒータ２５の通電を遮断して除霜モードを解除する。そして、冷凍サイクルの圧力バランスなどのため、所定時間（ｔｃ〜ｔｄ）、例えば６分間経過するまで圧縮機２８を停止させておく。
【００３０】
ｔｄのタイミングでは、冷凍サイクルの圧力バランスが整ったと判断して、低速回転で圧縮機２８の運転を開始させるが、圧縮機２８の運転開始直後は、冷媒が十分に流れておらずＦエバ２３の温度は高いため、Ｆファン２４を正回転させると、却って第１貯蔵室５などの室内温度を上昇させてしまうため、予め定めている設定時間（ｔｄ〜ｔｅ）、例えば、４分間経過するまで停止させている。
【００３１】
設定時間が経過したｔｅのタイミングでは、Ｆファン２４を逆回転させる。圧縮機２８の運転によりＦエバ２３に冷媒が流れて温度が降下しても、Ｆエバ室２２又は第１冷凍室５などの上部には、除霜ヒータ２５により温められた空気が滞留しており、この状態でＦファン２４を回転させると、温められた空気を第１冷気吹出口３１から第１冷凍室５に送風してしまい温度上昇させることになる。
【００３２】
そこで、Ｆファン２４を所定時間（ｔｅ〜ｔｆ）、例えば１分間低速で逆回転させることで、上方の温められた空気をＦエバ２４側に回収し、Ｆエバ２４と熱交換されるため、温められた空気による温度上昇を抑制し、Ｆエバ室２２などの冷却を行うことができる。
【００３３】
そして、温められた空気の熱交換を終えたｔｆのタイミングで、通常の冷却運転に移行し、第１冷凍室５などの室内温度に基づいて圧縮機２８を運転させ、Ｆファン２４も同様に回転数を制御して正回転させる。
【００３４】
次に、本発明の作用について説明する。一般に、冷凍食品は食品内の水分の凍結状態を維持したまま調理すれば、良好な食感で食することができるものの、冷凍食品には水分の昇華による食感の悪化という問題を有する。
【００３５】
冷凍食品の凍結部から水分が昇華する理由は次のような現象による。つまり、図６に示すように冷凍食品９０は袋やサランラップまたはタッパーなどの保存部材９１で包装されているのが通常であることから、第１冷凍室５に貯蔵された状態では、冷気吹出口３１からの冷気流が保存部材９１に直接当たることで、保存部材９１の温度が最も低くなる。つまり、第１冷凍室５の目標温度が−１８℃、冷気の温度が−３０℃とすると、冷凍食品９０の温度が−１８℃であるのに対して、保存部材９１の温度は−３０℃と見做すことができる。このように保存部材９１の温度が冷凍食品９０よりも極端に低い状態では、冷凍食品９０の凍結部から水分が昇華し、保存部材９１の内面に霜として付着するようになる。
【００３６】
この場合、冷凍食品９０から昇華した水分は全て保存部材９１の内面に霜として付着する結果、保存部材９１内の飽和水蒸気密度が上昇することはなく、冷凍食品９０から水分が継続して昇華すると共にその昇華した水分が保存部材９１の内面に霜として付着するようになる。このような現象の結果、冷凍食品９０の凍結部から多くの水分が保存部材９１の内側に移動することになるから、冷凍食品９０が乾燥することになる。
【００３７】
一方、除霜において除霜ヒータ２５の通電による温められた空気の侵入によって第１冷凍室５の温度が上昇すると、冷凍食品９０も上昇する。この場合、除霜運転が終了して冷却運転が開始されると、冷気の送風により保存部材９１の温度が冷凍食品９０よりも急激に低下して、前述の温度差によって昇華現象が起こり、冷凍食品９０から流出した水分が保存部材９１の内側に霜として付着するようになる。
【００３８】
以上のような繰返しにより、冷凍食品９０の凍結部から多くの水分が昇華現象保存部材９１の内側に移動することになる。このため、水分が失われて乾燥した冷凍食品９０を調理して食すると、食品がパサパサして食感が大幅に悪化する。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、収納容器５０の背面上方に設けられた冷気吹出口３１からＦエバ２３により生成された冷気が送風される収納容器５０開口部５４の後部を蓋体７０により閉塞しているので、収納容器５０の背面上部に設けられた冷気吹出口３１から送風される冷気は、蓋体７０に当たって遮断され収納容器５０内の上面を通風して循環するようになる。これにより、収納容器５０内の冷凍食品に冷気が直接的に当たる構成と比較して、冷凍食品と接触する冷気の勢いが大幅に弱められるので、冷凍食品９０と保存部材９１との温度差が大きくならないように冷却することができる。
【００４０】
一方、どのように冷却しても冷凍食品９０から水分は昇華していくが、このように冷凍食品９０と保存部材９１の温度差が大きくならないように冷却することで、冷凍食品９０の凍結部から昇華した水分が、冷凍食品９０の表面に付着するようになる。つまり、冷凍食品９０から水分が昇華するにしても、その水分の一部は冷凍食品９０に戻ることから、やがて冷凍食品９０からの水分の昇華と冷凍食品９０への霜の戻りが均衡するようになり、冷凍食品９０からの昇華が停止するようになる。
【００４１】
また、除霜運転において、温められた空気が第１冷凍室５内に侵入するが、蓋体７０により収納容器５０の背面上部を閉塞しているため、直接的に温められた空気が収納容器５０内に侵入することを防止して、冷凍食品９０の温度上昇を抑えることができ、もって、除霜時における冷凍食品９０からの水分の抑制することができる。
【００４２】
さらに、除霜運転後にＦファン２４を逆回転して、温められた空気をＦエバ２３側に回収して熱交換させるため、確実に除霜運転終了後における第１冷凍室５の温度上昇を抑えることができる。このため、冷却運転が開始されて、保存部材９１温度が低下しても、冷凍食品９０との温度差を小さく保持することができ、もって冷凍食品９０からの水分の昇華を抑制することができる。
【００４３】
さらにまた、保存部材９１内に付着していた霜が昇華して冷凍食品９０の表面に付着するようになるものの、再び冷気の送風により保存部材９１の温度が冷凍食品９０の温度よりも低下した場合は、冷凍食品９０と保存部材９１との温度差は大きくないことから、冷凍食品９０の表面に付着していた霜が保存部材９１の内面に完全に移動することはなく、冷凍食品９０から水分が昇華することはない。
【００４４】
したがって、冷凍食品９０からの水分の移動が停止するようになるので、冷凍食品９０を調理して食した際に、パサパサ感がなくなり、良好な食感で食することができる。ひいては乾燥により食品が多孔質状となり、表面積が増えることによる食品成分の酸化（所謂冷凍やけ）促進をも抑えることができる。
【００４５】
他方、本発明では、除霜終了後圧縮機２８の運転を開始させてからＦファン２４を逆回転させる間に、設定時間Ｆファン停止させているため、除霜ヒータ２５によって温められた空気がＦエバ室２２から第１冷凍室に流出することを抑制することができ、第１冷凍室などの温度上昇を防止することができる。もって、上記したように、冷凍食品９０からの水分の流出を抑制して、食品の乾燥を防止することができる。
【００４６】
なお、上述した構成は一実施形態に過ぎず、発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、蓋体７０は収納容器の上面をスライドさせる形態に限らず、内箱などで形成するなど冷蔵庫本体１に取付けられていてもよく、また、冷気が直接収納容器５０内に侵入しないように冷気吹出口３１の形状を斜め上方に傾斜させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、冷凍温度帯に冷却される冷凍室を有する冷蔵庫に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の１実施形態を示すタイムチャートである。
【図２】本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。
【図３】図１における閉扉された状態の第１冷凍室を示す縦断面図である。
【図４】図３における収納容器と蓋体を示す斜視図である。
【図５】図４の蓋体を後方に移動させた状態を示す斜視図である。
【図６】冷凍食品から水分が昇華する原理を示す冷凍食品の模式図
【符号の説明】
【００４９】
１…冷蔵庫本体            ２…冷蔵室              ５…第１冷凍室
６…第２冷凍室          ２３…Ｆエバ            ２４…Ｆファン
２５…除霜ヒータ          ３１…第１冷気吹出口    ３５…第２冷気吹出口
５０…収納容器            ５４…開口部            ５５…フランジ部
５７…補強部材            ６１…係止片            ６２…立上り部
６３ａ，６３ｂ…リブ      ７０…蓋体              ７１…金属板
７５…枠体                ７７…溝部              ７８…凸部
【図１】
2006105406.tif 000003
【図２】
2006105406.tif 000004
【図３】
2006105406.tif 000005
【図４】
2006105406.tif 000006
【図５】
2006105406.tif 000007
【図６】
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