(57)【要約】【課題】温度変動を抑制し、温度分布を均一化することで貯蔵食品の凍結状態に応じた冷凍保存が可能な貯蔵室を有する冷蔵庫を得る。【解決手段】冷凍室を開閉する冷凍室扉を有する冷蔵庫において、前記冷凍室内に設けられて、第一の開口を有し食品を収納する第一の容器と、前記冷凍室扉が閉じられた場合に前記第一の開口を閉塞する第一のカバー部材と第二の開口を有して前記第一の容器を収納する第二の容器と、前記冷凍室扉が閉じられた場合に前記第二の開口を閉塞する第二のカバー部材と、前記第一のカバー部材と前記第二のカバー部材との間に設けられた第一の隙間と、前記第一の容器と前記第二の容器との間に設けられた第二の隙間と前記第一の隙間に冷気を吹出する吹出口と、前記第二の容器の後壁に設けられ前記第二の隙間に連通する冷気戻り口と、前記第一のカバー部材の中央よりに設けられ前記第二の容器内へ吐出する冷気量を調整する切替ダンパとを備える。【選択図】  図３
2011017472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍室と、該冷凍室を開閉する冷凍室扉とを有する冷蔵庫において、
前記冷凍室内に設けられて、且つ第一の開口を有して食品を収納する第一の容器と、
前記冷凍室扉が閉じられた場合に前記第一の開口を閉塞する第一のカバー部材と第二の開口を有して前記第一の容器を収納する第二の容器と、
前記冷凍室扉が閉じられた場合に前記第二の開口を閉塞する第二のカバー部材と、
前記第一のカバー部材と前記第二のカバー部材との間に設けられた第一の隙間と、
前記第一の容器と前記第二の容器との間に設けられた第二の隙間と前記第一の隙間に冷気を吹出する吹出口と、
前記第二の容器の後壁に設けられ前記第二の隙間に連通する冷気戻り口と、
前記第一のカバー部材の中央よりに設けられ前記第二の容器内へ吐出する冷気量を調整する切替ダンパと、を備えた冷蔵庫。
【請求項２】
請求項１において、前記第一の容器及び／又は前記第一のカバー部材は高熱伝導性部材であって、前記第二の容器及び／又は前記第二のカバー部材は断熱性部材であることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
請求項２において、前記第一の容器及び／又は前記第一のカバー部材はアルミニウムであることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項４】
冷凍室と、該冷凍室を開閉する冷凍室扉とを有する冷蔵庫において、
前記冷凍室内に設けられて第二の開口を有する第二の容器と、
前記冷凍室扉が閉じられた場合に前記第二の開口を閉塞する第二のカバー部材と、
前記第二の容器の内部底面に設けられた支持手段と、
該支持手段で支持されて前記第二の容器内に収納される第一の容器と、
該第一の容器は食品を収納する第一の開口を有し、該第一の開口を前記冷凍室扉が閉じられた場合に閉塞する第一のカバー部材と、
前記第一のカバー部材と前記第二のカバー部材との間に設けられた第一の隙間と、
前記第一の容器と前記第二の容器との間に設けられた第二の隙間と、
前記第一の隙間に設けられ冷気を吹出する吹出口と、
前記第二の容器の後壁に設けられ前記第二の隙間に連通する冷気戻口と、
前記第一のカバー部材の中央よりに設けられ前記第二の容器内へ吐出する冷気量を調整する切替ダンパと、を備えた冷蔵庫。
【請求項５】
請求項１，２又は４のいずれかにおいて、前記第二の容器及び／又は前記第二のカバー部材は真空断熱材，硬質ポリウレタンフォーム、又はポリスチレン発泡体のいずれかであることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項６】
請求項１，２又は４のいずれかにおいて、前記第二のカバー部材の前記吹出口からの冷気が直接当たる部分の裏面に吸放湿性を有する調湿部材を設けることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項７】
請求項１において、前記切替ダンパは前記冷凍室に備えられた温度検出手段の検出値と予め設定した入力値によって、自動で開閉制御されることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項８】
請求項７において、前記切替ダンパは食品温度が所定温度以上の時に開状態となり、冷気を上面から直接吐出することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項９】
請求項８において、前記切替ダンパは設置室温が所定温度以下の時に閉状態となり、直接冷気を食品に当てずに冷却することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項１０】
請求項９において、切替ダンパが閉状態の場合、二重構造の隙間空間に冷気が循環するように冷気を導入することを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家事負担の軽減や食品の長期保存等の理由で、冷凍食品を購入したり、生鮮食材を冷凍保存したりする消費者が増えている。このような冷凍保存を家庭で行う「ホームフリージング」に対する消費者のニーズは高い。
【０００３】
一方、家庭における食品の冷凍保存性については冷凍食品の「霜つき」，「冷凍焼け」の問題があった。「霜つき」とは、食品を冷凍保存する場合に、食品表面温度よりも周囲温度が低いとき、食品に含まれる水分が昇華して霜となって再附着する現象をいう。「冷凍焼け」とは、食品を冷凍保存する場合に、食品の水分が昇華して表面が乾燥することで、食品中のたんぱく質や脂質が変質する現象をいう。
【０００４】
特に、貯蔵空間内の温度変動が激しい場合、それに起因して冷気の対流が生じ、食品の水分の昇華が進むことで、霜つき及び冷凍焼けが促進される。貯蔵空間内の温度変動の原因としては、貯蔵室扉の開閉，冷却器の除霜運転、及び所定位置の冷気吹出口からの局所的な冷却等が挙げられる。なお、一般的な冷蔵庫の冷凍室内における温度分布につき、冷気吹出口から吹き出された冷気が直接当たる部分と当たらない部分とでは、最大５℃の温度差が生じることが実験的にわかっている。
【０００５】
また、霜つき及び冷凍焼けについては、消費者の冷凍保存方法にも原因がある。具体的に、消費者は、冷凍食品の包装袋等の開封後、一度に使い切ってしまうのではなく、再度、冷凍保存する場合が多い。そして、包装袋等の開封口は、輪ゴムやクリップで閉じた状態、すなわち、半開封状態であったり、開封状態であったりする場合がある。さらに、肉や魚等の生鮮食品を冷凍保存する場合、食品の包装の仕方が不十分で、空気に直接当たる状態の場合がある。このように、食品の包装状態が不十分な場合、食品の乾燥が進み、霜つき及び冷凍焼けを起こすことが問題であった。
【０００６】
ここで霜つきを抑制する冷蔵庫としては、特許文献１が挙げられる。特許文献１には、冷凍室の背面上方に冷気吹出口が設けられ、上面開口を有する収納容器の少なくとも前記冷気吹出口に対向する前記上面開口を蓋体によって閉塞する構成が記載されている。
【０００７】
また、冷凍焼けを抑制する冷蔵庫としては、特許文献２が挙げられる。特許文献２には、蓋で収納ケースを密閉化して、直接冷気を吹き込まない構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−６４１９０号公報
【特許文献２】特開２００３−４２６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
引用文献１によれば、吹き出された冷気は蓋体で遮断されて、収納した食品と接触する冷気の勢いが弱められる。これにより、食品と保存部材（包装）との温度差が大きくならないように冷却して、霜つきを抑制する。また、除霜運転中の暖気が収納容器内へ侵入することも抑制される。これにより、食品の温度上昇を防ぎ、除霜運転後、かつ冷却運転開始後に、保存部材（包装）の温度が急激に低下しても、冷凍食品との温度差を小さくして、霜つきが抑制できる。しかし、特許文献１の冷凍室では、温度分布が不均一であり、冷気の対流が生じて食品の乾燥が進む、という課題があった。
【００１０】
また、特許文献２では、食品を間接冷却される手段を用いている。しかしながら、冷気吹出口付近で局所的に冷却されて、温度分布が不均一となり、冷気の対流が生じて食品の乾燥が進む、という課題があった。
【００１１】
また、上記技術は、冷凍食品に直接冷気を当てないようにして冷却する間接冷却構造のため、温かいご飯を急速冷凍する際や、新たに購入した食品を短時間で冷却して冷凍（急速冷凍）する際には不向きである。
【００１２】
直接冷却と間接冷却では、食品を急速冷凍する際に、細胞に影響を与える最大氷結晶生成温度帯（−１℃〜−５℃の温度帯。この温度帯では、氷の結晶の成長が促進される）を通過する時間で比較すると数倍の差が生じてしまう。
【００１３】
最大氷結晶生成温度帯を素早く通過できずに、氷結晶が大きくなると、この氷結晶が組織を傷つけ、解凍時にドリップが生じ復元性が低下することがわかっている。これを防ぐために、冷凍時には急速冷凍を行うことで、氷結晶を微細にする必要性がある。
【００１４】
従って、上記従来技術は、凍結後の冷凍食品を保存する際には、冷凍焼けや霜つき等を抑えることができるが、凍結前の食品を急速冷凍して鮮度を保つことについては十分に考慮されていない。
【００１５】
そこで、本発明は上記課題を解決するために、温度変動を抑制し、かつ温度分布を均一化することで貯蔵食品の凍結状態に応じた冷凍保存が可能な貯蔵室を有する冷蔵庫を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、冷凍室と、該冷凍室を開閉する冷凍室扉とを有する冷蔵庫において、前記冷凍室内に設けられて、且つ第一の開口を有して食品を収納する第一の容器と、前記冷凍室扉が閉じられた場合に前記第一の開口を閉塞する第一のカバー部材と第二の開口を有して前記第一の容器を収納する第二の容器と、前記冷凍室扉が閉じられた場合に前記第二の開口を閉塞する第二のカバー部材と、前記第一のカバー部材と前記第二のカバー部材との間に設けられた第一の隙間と、前記第一の容器と前記第二の容器との間に設けられた第二の隙間と前記第一の隙間に冷気を吹出する吹出口と、前記第二の容器の後壁に設けられ前記第二の隙間に連通する冷気戻り口と、前記第一のカバー部材の中央よりに設けられ前記第二の容器内へ吐出する冷気量を調整する切替ダンパと、を備える。
【００１７】
また、前記第一の容器及び／又は前記第一のカバー部材は高熱伝導性部材であって、前記第二の容器及び／又は前記第二のカバー部材は断熱性部材であることを特徴とする。
【００１８】
また、前記第一の容器及び／又は前記第一のカバー部材はアルミニウムであることを特徴とする。
【００１９】
また、冷凍室と、該冷凍室を開閉する冷凍室扉とを有する冷蔵庫において、前記冷凍室内に設けられて第二の開口を有する第二の容器と、前記冷凍室扉が閉じられた場合に前記第二の開口を閉塞する第二のカバー部材と、前記第二の容器の内部底面に設けられた支持手段と、該支持手段で支持されて前記第二の容器内に収納される第一の容器と、該第一の容器は食品を収納する第一の開口を有し、該第一の開口を前記冷凍室扉が閉じられた場合に閉塞する第一のカバー部材と、前記第一のカバー部材と前記第二のカバー部材との間に設けられた第一の隙間と、前記第一の容器と前記第二の容器との間に設けられた第二の隙間と、前記第一の隙間に設けられ冷気を吹出する吹出口と、前記第二の容器の後壁に設けられ前記第二の隙間に連通する冷気戻口と、前記第一のカバー部材の中央よりに設けられ前記第二の容器内へ吐出する冷気量を調整する切替ダンパと、を備える。
【００２０】
また、前記第二の容器及び／又は前記第二のカバー部材は真空断熱材，硬質ポリウレタンフォーム、又はポリスチレン発泡体のいずれかであることを特徴とする。
【００２１】
また、前記第二のカバー部材の前記吹出口からの冷気が直接当たる部分の裏面に吸放湿性を有する調湿部材を設けることを特徴とする。
【００２２】
また、前記切替ダンパは前記冷凍室に備えられた温度検出手段の検出値と予め設定した入力値によって、自動で開閉制御されることを特徴とする。
【００２３】
また、前記切替ダンパは食品温度が所定温度以上の時に開状態となり、冷気を上面から直接吐出することを特徴とする。
【００２４】
また、前記切替ダンパは設置室温が所定温度以下の時に閉状態となり、直接冷気を食品に当てずに冷却することを特徴とする。
【００２５】
また、切替ダンパが閉状態の場合、二重構造の隙間空間に冷気が循環するように冷気を導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、温度変動を抑制し、かつ温度分布を均一化することで貯蔵食品の凍結状態に応じた冷凍保存が可能な貯蔵室を有する冷蔵庫を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態における扉を取り外した状態の冷蔵庫の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における第二冷凍室扉を閉じた状態の側断面の模式図である。
【図４】本発明の一実施形態における第二冷凍室扉を開いた状態の側断面の模式図である。
【図５】本発明の一実施形態の冷蔵庫における第二冷凍室の制御フロー図である。
【図６】本発明の一実施形態の冷蔵庫における第二冷凍室の冷却時間シミュレーション結果である。
【図７】本発明の一実施形態の冷蔵庫における第二冷凍室の冷却シミュレーション画像結果である。
【図８】本発明の一実施形態に係る冷蔵庫における第二冷凍室の、断熱構造の違いによる銅球温度変化の図である。
【図９】試料（牛肉）を３０日間保存した際の水分蒸散測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１及び図２を参照しながら、本発明の一実施形態の冷蔵庫の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施例における扉を取り外した状態の冷蔵庫の正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２９】
冷蔵庫は、前方に開口を有する冷蔵庫本体１、該冷蔵庫本体１の前方開口を開閉自在に設けた扉７，９，１０，１１を備えて構成される。冷蔵庫本体１は、鋼板製の外箱１ａと樹脂製の内箱１ｂとの間に、硬質ポリウレタンフォーム発泡断熱材１ｃ及び真空断熱材（図示せず）を有して構成される。また、上から冷蔵室２，左右に配置された第二冷凍室４及び製氷室３，第一冷凍室５，野菜室６の順に、複数の貯蔵室を有している。換言すれば、最上段に冷蔵室２，最下段に野菜室６がそれぞれ区画して配置されており、冷蔵室２と野菜室６との間には、これらの両室と断熱的に仕切られた第二冷凍室４及び第一冷凍室５が配置されている。冷蔵室２及び野菜室６は、冷蔵温度帯（０℃以上であって、一例として約２℃〜１０℃の温度帯）の貯蔵室である。第二冷凍室４及び第一冷凍室６は、冷凍温度帯（０℃以下であって、一例として約−２０℃〜−１８℃の温度帯）の貯蔵室である。これらの貯蔵室２〜６は、仕切り壁１ｄ，１ｅ，１ｆによって区画されている。
【００３０】
なお、第二冷凍室４と第一冷凍室５を仕切る仕切り壁１ｅは、冷蔵庫本体１の開口付近、すなわち冷蔵庫本体１の前部に設けられている。したがって、第二冷凍室４と第一冷凍室５とは仕切り壁１ｅの後方では連通している。これにより、第二冷凍室４と第一冷凍室５の温度はほぼ同じ設定となる。
【００３１】
冷蔵庫本体１の前面には、貯蔵室２〜６の前面開口を開閉自在である扉７，９，１０，１１が設けられている。冷蔵室扉７は、左扉と右扉の２枚設けられた、いわゆるフレンチドアタイプの回転扉である。具体的に、左扉は冷蔵庫本体１の左方上下のヒンジ（図示せず）によって回転自在に設けられ、右扉は冷蔵庫本体１の右方上下のヒンジ（図示せず）によって回転自在に設けられ、冷蔵室２の前面開口を開閉する。
【００３２】
製氷室扉（図示せず）は、製氷室３の前方開口を開閉する扉である。第二冷凍室扉９は、第二冷凍室４の前方開口を開閉する扉である。第一冷凍室扉１０は、下段冷凍室５の前方開口を開閉する扉である。野菜室扉１１は、野菜室６の前方開口を開閉する扉である。なお、製氷室扉（図示せず），第二冷凍室扉９，第一冷凍室扉１０、及び野菜室扉１１は、引き出し式の扉によって構成され、引き出し扉とともに貯蔵室内の夫々の容器が引き出される。
【００３３】
製氷室３内には、自動製氷装置２３ａ及び貯氷容器２３ｂが備えられている。貯氷容器２３ｂは、製氷室扉を引き出すことによって、該製氷室扉と共に引き出される構成である。また、第二冷凍室４内には、第二冷凍室用の容器１２が備えられている。この容器１２は、第二冷凍室扉９を引き出すことで引き出される構成である。
【００３４】
第一冷凍室５内には、鉛直方向に複数の容器が設けられている。具体的に、第一冷凍室５内の下部に第一容器１４，第一冷凍室５内の上部に第三容器１６，第一容器１４と第三容器１６との間に第二容器１５が設けられている。夫々の容器の深さは、第一容器１４，第二容器１５，第三容器１６の順に浅くなる構成である。これにより、収納食品の大きさに合わせて収納することができ、収納効率を向上できる。第一容器１４及び第二容器１５は、第一冷凍室扉１０の引き出し枠（図示せず）に固定されている。これにより、第一容器１４及び第二容器１５は、第一冷凍室扉１０の開閉に連動して、第一冷凍室５内を出入する。
【００３５】
第二冷凍室４の内箱１ｂ側壁には、レール（図示せず）が設けられる。このレールを第二冷凍室扉９に設けた摺動部（図示せず）が摺動することで、第二冷凍室扉９が開閉される。また、第二冷凍室扉９の開閉に伴い、容器１２は前後に移動する。
【００３６】
冷蔵室２内には、透明な樹脂板で構成される複数段の貯蔵棚２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが取り外し可能に上下方向に設置されている。最下段の貯蔵棚２ｄは、内箱１ｂの背面及び両側面に接するように設置され、仕切り壁２ｄと貯蔵棚２ｄとの間に、最下段空間２ｅを上方空間と区画して形成している。また、冷蔵室扉７の内側には、複数段の扉ポケット（図示せず）が設置され、これらの扉ポケットは冷蔵室扉７が閉じられた場合に、冷蔵室２内に突出するように設けられている。
【００３７】
最下段空間２ｅには、左から順に、製氷装置２３ａに製氷用の水を供給するための製氷水タンク２４，肉魚の保存に適した温度帯のチルドルーム８が収納されている。なお、チルドルーム８に代えて、室内を減圧して食品の鮮度保持及び長期保存するための減圧貯蔵室を設置する構成であってもよい。
【００３８】
野菜室６内には、複数の容器６ａ，６ｂを備えている。容器６ａは容器６ｂよりも深い構造である。また、容器６ａは容器６ｂの下方に設けられる。すなわち、２段式の収納構造となっている。これにより、収納物の大きさや種類で分類収納でき、収納効率が向上する。具体的に、容器６ｂには、比較的、小物の野菜や柔らかくつぶれ易い野菜等を収納する。容器６ａには、比較的、大物の野菜や固くてつぶれにくい野菜等を収納する。
【００３９】
また、野菜室扉１１を引き出すことで、容器６ａ，６ｂが引き出される構造となっている。また野菜室６の後方には、機械室が設けられ、該機械室内に冷凍サイクルを構成する圧縮機４１が配設される。
【００４０】
次に、各貯蔵室の冷却構造について説明する。冷蔵庫本体１には、冷凍サイクルが設けられている。この冷凍サイクルは、圧縮機４１，凝縮器（図示せず），キャピラリチューブ（図示せず）及び冷却器１８、そして再び圧縮機４１の順に接続して構成されている。
【００４１】
圧縮機４１及び凝縮器は、冷蔵庫本体１の背面下部に設けられた機械室（図示せず）に設置されている。冷却器１８は、製氷室３，第二冷凍室４、及び第一冷凍室５の後方に設けられた冷却器室１７に設置され、この冷却器室１７における冷却器１８の上方に送風ファン２０が設置されている。
【００４２】
冷却器１８によって冷却された冷気は、送風ファン２０によって冷蔵室２，第二冷凍室４，製氷室３，第一冷凍室５、及び野菜室６の各貯蔵室へと送られる。具体的には、送風ファン２０によって送られる冷気は、開閉可能なダンパ装置１９を介して、その一部が冷蔵室２及び野菜室６の冷蔵温度帯の貯蔵室へと送られ、他の一部が第二冷凍室４，製氷室３、及び第一冷凍室５の冷凍温度帯の貯蔵室へと送られる。なお、ダンパ装置１９の開閉は、図示しない制御装置によって制御され、冷蔵室２及び野菜室６へ冷気の供給が必要な場合は開状態となる。
【００４３】
送風ファン２０によって冷蔵室２，第二冷凍室４，製氷室３，第一冷凍室５、及び野菜室６の各貯蔵室へと送られた冷気は、各貯蔵室を冷却した後、夫々の冷気戻り通路（図示せず）を通って冷却器室１７へと戻される。このように、本実施形態の冷蔵庫は、冷気の循環構造を有しており、各貯蔵室２〜６を適切な温度に維持する。
【００４４】
冷蔵室２の背面には、送風ファン２０から供給された冷気を通す通路を形成する背面パネル（図示せず）が設けられている。この背面パネルは、高熱伝導性の材料で形成されており、一例としてアルミニウム等の金属で形成される。これにより、冷蔵室２の温度変化を抑制し、貯蔵した食品に与える温度変化による負荷を低減できる。また、除霜運転中等の冷気の供給が少ない場合、背面パネルからの輻射熱によって、冷蔵室２内の温度が上昇することを抑制することができる。
【００４５】
これにより、製氷室３，第二冷凍室４、及び第一冷凍室５は約−２０〜−１８℃、冷蔵室２は約１〜３℃、野菜室６は１〜５℃に、夫々冷却される。この冷却運転の途中、冷却器１７に霜が多量に付着すると、熱交換面積が減少して冷却効率が低下する。そこで、図示しない制御手段によって、冷却運転を一旦停止して、除霜ヒーター３２に通電して、冷却器１８の除霜運転を行う。
【００４６】
この時、送風ファン２０は停止しているが、除霜運転により発生する暖気は上昇気流となり、第二冷凍室４と第一冷凍室５側に流れ出てしまう。特に、第二冷凍室４は第一冷凍室５の上方に位置しており、冷却室１７内を上昇した暖気は、吹出口２１ａから第二冷凍室４内により多く流入する。すなわち、第二冷凍室４の温度は、第一冷凍室５の温度よりも大きく上昇させてしまうことがある。
【００４７】
従って、第二冷凍室４及び第一冷凍室５、並びに第二冷凍室４及び第一冷凍室５に収納されている冷凍食品と、設定値の温度よりも上昇した暖気（空気）との間に温度差が生じる。これにより、第二冷凍室４，第一冷凍室５、及び冷凍食品中の水分が移動する。特に、第二冷凍室４は大きく温度上昇する場合があり、より多くの水分の移動が生じる。
【００４８】
そこで、次に図３及び図４を用いて、第二冷凍室及び第二冷凍室用の容器１２について詳細に説明する。図３は、第二冷凍室扉を閉じた状態の側断面の模式図である。図４は、第二冷凍室扉を開いた状態の側断面の模式図である。
【００４９】
２５は、容器１２の上面開口を気密性を高めて閉塞する開閉自在のカバーである。カバー２５は、外側に断熱材を用いた外側カバー２５ｂと、内側に高熱伝導部材を用いた内側カバー２５ａからなる二重構造である。内側カバー２５ａの中央には、冷気を遮断する切替ダンパ３１が設置される。切替ダンパ３１は、一定の電圧をかけることにより開閉する弁である。
【００５０】
また、容器１２は、内側に高熱伝導部材を用いた内側容器１２ａと、外側に断熱材を用いた外側容器１２ｂから成る二重容器である。高熱伝導部材は、一例としてアルミニウム等の金属が挙げられる。
【００５１】
更に、外側容器１２ｂと内側容器１２ａとの間に所定の空間を形成するために、外側容器１２ｂの上に支持手段２２を設けている。以上のように、内側カバー２５ａと外側カバー２５ｂの間、及び内側容器１２ａと外側容器１２ｂの間には、夫々わずかな隙間が設けてある。これにより、内側カバー２５ａと外側カバー２５ｂの間、及び内側容器１２ａと外側容器１２ｂの間に、夫々空気層が形成され、容器内を均一に冷却することができる。なお、容器１２の外側にプラスチック容器を用いても良い（図示せず）。
【００５２】
以下、第二冷凍室４を運転する制御ブロックと制御装置により実行される制御フローを、図５により説明する。制御ブロックは、制御装置（図示なし）と、当該制御センサに接続された赤外線センサ（図示なし）と、切替ダンパ３１を備える。制御装置は、赤外線センサの検出温度に応じて、切替ダンパ３１の開閉制御を自動で行うことで、貯蔵食品に最適な冷却を行うことができる。
【００５３】
すなわち、切替ダンパ３１は、食品表面温度が所定温度以上（本実施例では−１０℃）の時は、切替ダンパ３１を開けて、直接容器１２内に冷気を流入させる。一方、食品表面温度が所定温度以下の時は、切替ダンパ３１を閉じて冷気の移動を遮断する。このように、食品表面温度に応じて適宜ダンパを自動開閉する機構を備えている。
【００５４】
また、内側カバー２５ａの後部（図３において右側部分）には、吹出口２１ａの下方であって、かつ区画壁２１に接する傾斜面２５ｃが設けられている。これにより、吹出口２１ａから吹き出された冷気を効率良く空間２７に案内して、空気層を形成することができる。
【００５５】
カバー２５（内側カバー２５ａ及び外側カバー２５ｂ）は、冷蔵庫本体１側に取り付けられる。すなわち、第二冷凍室扉９を開く場合、容器１２と共に引き出されない構成である。これにより、使用者が第二冷凍室扉９を開くだけで、内側容器１２ａの上方が開口し、貯蔵室内に食品を出し入れできるので、使い勝手が向上する。ただし、第二冷凍室扉９の引き出しに伴いカバー２５が引き出され、第二冷凍室扉９とは別に、使用者がカバー２５を開閉する構成であってもよい。
【００５６】
また、第二冷凍室４には第二冷凍室扉９の開閉を検知する、図示しない扉開閉センサが備えられている。
【００５７】
第二冷凍室４の背面に位置する区画壁２１には、吹出口２１ａが設けられる。冷却器１８で熱交換した冷気は、送風ファン２０によって、吹出口２１ａから第二冷凍室４内へと吐出される。第二冷凍室４へ送られた冷気は、外側容器接続部３０と、外側容器１２ｂの間に設けられた冷気戻口２９から、冷気戻り通路を通り冷却器室１７へと戻される。なお、区画壁２１は、第二冷凍室４と冷却器室１７との間を仕切り、第二冷凍室４の背面を構成している。
【００５８】
第二冷凍室用の容器１２内に収納された食品は、図示しない制御装置によって図５に示す手順で冷却される。
【００５９】
第二冷凍室に設置された赤外線センサが検知した食品表面温度が設定温度以上の場合（ステップＳ１００）切替ダンパ３１を開け、急速冷凍を行う（ステップＳ１０４）。この際、圧縮機４１，冷却ファン２０の回転数が高速回転となり、冷却器１７を経た冷気（一例として約−３５℃）を上面から直接噴射する。これにより、食品は素早く微粒子凍結する。その後、赤外線センサで検知した食品表面温度が設定温度以下となった場合（ステップＳ１０５）は、切替ダンパ３１を閉じ、急速冷凍を終了し、間接冷却（ステップＳ１０１）に移行する。
【００６０】
また、赤外線センサが検知した食品表面温度が設定温度以下の場合（ステップＳ１００）、切替ダンパ３１を閉じて、間接冷却を行う（ステップＳ１０１）。すなわち、冷却器１７を経た冷気が導入された外側カバー２５ｂと内側カバー２５ａの間、及び外側容器１２ｂと内側容器１２ａの間の夫々の空気断熱層は、外側カバー２５ｂおよび外側容器１２ｂの断熱材によりほぼ冷却器１７を経た冷気と同じ温度、一例として約−３０℃となる。この温度帯の上記空気断熱層は、熱伝導並びに輻射熱で素早く内側カバー２５ａおよび内側容器１２ａを冷却する。この時に、内側カバー２５ａおよび内側容器１２ａ全体が約−２０〜−２５℃位の温度となる。この内側カバー２５ａおよび内側容器１２ａにより、冷凍食品は設定温度に冷却保存される。また、第二冷凍室扉９の開閉を検知した際、（ステップＳ１０３）は、ステップＳ１００に戻り、再度食品の温度を検知し、食品の状態に合った冷却制御を行うこととする。
【００６１】
上述のように、容器１２の上面開口の全面を覆うカバー２５を有し、容器１２内側及びカバー２５に高熱伝導部材を用いることで、熱伝導率を高めることができる。また、空気断熱空間を形成する二重容器構造である。すなわち、内側容器１２ａ及び内側カバー２５ａと空気層を介して、外側容器１２ｂ及び外側カバー２５ｂが設けられる。この外側容器１２ｂ及び外側カバー２５ｂは断熱材で形成され、例えば真空断熱材，有機樹脂系発泡体である硬質ポリウレタンフォーム、又はポリスチレン発泡体を用いる。
【００６２】
これにより、断熱特性を高めることができる。また、第二冷凍室４の下方に位置する第一冷凍室５からの温度影響を抑制することができる。また、食品の包装容器・包装袋等における霜つきや食品中の氷結晶の成長を抑えることができる。
【００６３】
また、二重構造で形成された空間に、冷気を循環させて全壁面から冷却させる構造のため、冷却面積が拡大され、貯蔵空間内の温度分布を均一にすることができる。また温度分布が均一になることで、貯蔵空間内の風速を自然対流程度にすることが可能となり、風速影響による食品の乾燥を抑えることができる。
【００６４】
また、冷却ファン２０から冷気が送風される吐出口２１ａは、容器１２の後方に位置させた。これにより、除霜運転時に第二冷凍室４内に暖気が流入しても、温度が上昇して食品が融解することを防止し、食品の水分が昇華するのを抑制できる。
【００６５】
次に、切替ダンパ３１の最適位置について図６，図７を用いて説明する。内側容器１２ａの背面中央から冷気を吐出した場合、背面側がより冷却されて、内側容器１２ａの扉側と背面側で食品に温度ムラが生じる。そこで、上面から冷気を吐出した場合、左右均等に冷気を送ることで、食品の温度ムラを低減できる。そこで、シミュレーション試験により、切替ダンパ３１の位置による冷却速度および温度ムラを測定した。シミュレーションは、内側容器１２ａ中央に、６０［℃］の模擬負荷を置き、境界条件として周囲温度４［℃］、冷気を−３２［℃］、風速０.０５［ｍ／ｓ］とした際に６０℃から３０℃まで冷却を行った。図６は、冷却速度の比較結果を示す。符号３２は上面から噴射した場合、符号３３は背面から噴射した場合の結果を示す。図７は、温度ムラの比較結果を示す。
【００６６】
試験の結果、図６，図７に示すように、内側カバー２５ａ中央に切替ダンパ３１を配置した場合、上面から冷気を吐出されるため、内側容器１２ａの背面中央から冷気を吐出した場合よりも、冷却速度が１.０５倍上がり、温度ムラが８.５℃減少するといえる。
【００６７】
次に、断熱材の最適構造について、図８を用いて説明する。本実施例では、４面断熱構造としている。ここで、容器底面の断熱構造を除く３面断熱構造とした場合、第一冷凍室から効率的に冷気を伝えることが可能であると考えられるが、温度変動が大きくなる可能性が高い。そこで、断熱構造の違いによる、冷却効果を比較することとした。
【００６８】
本実験の条件は、試料として銅球を用いた。容器１２内中央に銅球を入れ、間接冷却を１０時間行った時の銅球温度を計測することとした。符号３４は４面断熱構造の場合、符号３５は３面断熱構造の場合の結果を示す。
【００６９】
図８より、４面断熱構造の場合（符号３４）は温度変動が４.５［℃］で、平均温度が−２０［℃］であるのに対し、３面断熱構造の場合（符号３５）は温度変動６.０［℃］で、平均温度が−１８.９［℃］となり、温度変動，平均温度ともに４面断熱構造の方が良い結果となった。
【００７０】
これより、４面断熱構造では３面断熱構造よりも温度変動を１.５［℃］抑制し、平均温度を１.１［℃］下げる効果があるといえる。
【００７１】
次に、容器１２内には、調湿部材２８が設けられる。調湿部材２８は、第二冷凍室扉９開閉時に空気中の水分を吸収し、容器１２内が低湿になった際に水分を放出する。これにより、容器１２内の食品の収納量が少ない場合でも、安定した湿度を保つことができる。
【００７２】
内側カバー２５ａにおいて、吹出口２１ａから吹き出された冷気が直接あたる部分には、結露が生じる場合があると考えられる。そこで、調湿部材２８は、内側カバー２５ａの、吐出口２１ａ側に配置される。また、容器１２を引き出した際に、内側容器１２ａと接触しない部分に設けられている。調湿部材２８は、扉開閉によって外部の暖気が流入した場合、すなわち負荷が大きい場合、容器１２内の余分な水分を吸収して、結露を防ぐ。
【００７３】
一方、容器１２内が一定湿度の場合、一例として水分含有量の少ない食品が収納される場合、すなわち負荷が少ない場合には、調湿部材２８の内部に水分を保持する。容器１２内の湿度が低下した場合、調湿部材２８が保持していた水分を蒸発させて、食品の保存に適した湿度に調整する。また、調湿部材２８の片面には、微小な細孔を有する疎水性フィルムを貼着し、調湿部材２８に給水、保持された水分が容器１２外に蒸散するのを抑制する。
【００７４】
これにより、容器１２内の結露を抑制しながら、食品の収納量に合わせて、容器１２内の湿度を制御でき、乾燥抑制が可能となる。
【００７５】
次に、本実施形態の冷凍庫における、食品の鮮度保持効果、すなわち霜つき，冷凍焼けの抑制効果について、図９を用いて説明する。図９は、試料（牛肉）を３０日間保存した際の水分蒸散測定結果を示す図である。
【００７６】
本実験の条件は、試料としてスライスした牛肉を用いた。スライスした牛肉は、一般的な食品包装用プラスチックフィルム（ＪＩＳ  Ｚ  １７０７）で包装した。食品包装用プラスチックフィルムで包装した状態の牛肉を、第二冷凍室４と同一環境の貯蔵室内に保存した。該貯蔵室内の温度は、設定温度を−１８℃として温度制御した。
【００７７】
さらに、第一から第三の条件を夫々設定して、夫々の条件下で比較実験を行った。
【００７８】
第一の条件は、容器１２内側に調湿部材２８を用いた。該環境下で試料を保存した場合の結果は、図９において符号４５で示す。
【００７９】
第二の条件は、容器１２内側に調湿部材２８を用いないで保存した。該環境下で試料を保存した場合の結果は、図９において符号４４で示す。
【００８０】
第三の条件は、容器１２でなく、従来の一般的な冷凍室の容器を用いて、かつ調湿部材２８を用いないで保存した。該環境下で試料を保存した場合の結果は、図９において符号４３で示す。
【００８１】
上記の環境下において３０日間、各試料を保存した。そして、各試料中の水分蒸散率は、各試料の重量に着目し、冷凍直後と所定時間経過毎（最短１日保存後、最長３０日保存後）における各試料の重量を測定して、その重量の変化率で算出した。
【００８２】
以上の実験による結果を図９に示す。図９より、３０日保存後における水分蒸散率は、符号４３では０.５９［％］、符号４４では０.２２［％］、符号４５では０.１６［％］となった。
【００８３】
これより、従来の冷凍方式である符号４３の水分蒸散率（３０日保存後）を、各条件（符号４４，４５）の場合の水分蒸散率（３０日保存後）で除して効果を比較する。すると、符号４４は符号４３の２.６倍、符号４５は符号４３の３.６倍の効果が、夫々得られることがわかった。
【００８４】
また、試料として用いたスライス牛肉の表面における霜つきは、符号４５の場合が最も少なく、次に符号４４の場合が少なかった。すなわち、調湿部材２８を用いることで、貯蔵空間内の湿度制御が行われ、保存した食品の霜つきや冷凍焼けが抑制できることがわかった。
【００８５】
また、従来の冷凍室と、本実施の形態の第二冷凍室４とにおいて、夫々設定温度を同一として、１週間、夫々銅球を設置して貯蔵室内の温度変化を測定した。従来の冷凍室の場合、貯蔵空間内の温度は、設定温度よりも５℃上昇した。一方、本実施の形態の第二冷凍室４で保存した場合、設定温度と比較して３℃上昇した。すなわち、温度変動が抑制できることがわかった。したがって、冷却器の除霜運転時の温度変動を抑えることができる。
【００８６】
また、本実施の形態の冷凍庫では、断熱性を有する外側容器１２ｂを設けて、該外側容器１２ｂ内に空気層を隔てて、高熱伝導性の内側容器１２ａを設けている。これにより、内側容器１２ａ内、すなわち、貯蔵空間内の温度分布を±０.５℃以内にすることができる。換言すると、貯蔵空間内の温度分布をほぼ均一にできる。このことにより、温度不均一による対流が生じないので、食品の乾燥を防ぐことができる。
【００８７】
以上より、従来冷凍に比べて本実施の形態の冷凍庫で食品を保存した場合、貯蔵空間の温度変動を抑制し、温度分布を均一にすることで、食品の霜つきや乾燥を抑えることができるといえる。
【００８８】
以上のように、本実施の形態に係る冷蔵庫は、内側容器１２ａの上方開口を閉塞して気体の移動を抑制する内側カバー２５ａを有する。これによって、内側容器１２ａ及び内側カバー２５ａで形成された空間内を間接的に冷却して、内部空間を高湿に保つことができる。
【００８９】
また、内側容器１２ａと所定空間を隔てて外側容器１２ｂを有し、内側カバー２５ａと所定空間を隔てて外側カバー２５ｂを有する。なお、外側容器１２ｂは外側カバー２５ｂにて上方を閉塞される。ただし、吹出口２１ａ及び冷気戻口２９の部分は除く。さらに、外側容器１２ｂ及び外側カバー２５ｂは断熱材で構成され、内側容器１２ａ及び内側カバー２５ａは、高熱伝導性部材で構成される。
【００９０】
すなわち、断熱材で形成された空間内（外側容器１２ｂ内）に、空気層を隔てて内側容器１２ａが設けられるので、冷気を循環させ全面から間接冷却させる構造となり、冷却面積が拡大される。これにより、温度変動を抑制し、温度分布の均一化を図ることができる。
【００９１】
また、温度分布が均一になることで、貯蔵空間内の風速は自然対流程度になる。これにより、風速の影響による食品の乾燥を抑えることができる。
【００９２】
また、第二冷凍室４の下方に隣接する第一冷凍室５からの温度影響を抑制される。これにより、食品包装用プラスチックフィルム等で包装された食品における、霜つきや氷結晶の成長を抑えることができる。
【００９３】
また、本実施の形態の冷蔵庫では、切替ダンパ３１により、間接冷却から直接冷却に切り替えることで、冷気温度を素早く食品に伝え、最大氷結晶生成温度帯（食品中の水分の８０％以上が凍り、食品中に氷結晶が大きく成長する温度帯。約−１℃〜−５℃）を短時間で通過させて、いわゆる急冷凍を行う。これにより、食品内に発生する氷結晶を小さくでき、食品の品質を長期に亘って保つことができる。具体的には、冷凍肉（牛肉切り身等）や冷凍魚（マグロ切り身等）の旨み成分や栄養分のドリップを抑制したり、冷凍野菜（ジャガイモや筍等）の細胞組織の破壊を抑制したりすることができる。
【００９４】
また、内側容器１２ａ内、すなわち、貯蔵空間内に湿度調整手段（調湿部材２８）を備える。該調湿部材２８は、第二冷凍室扉９の開閉時に空気中の水分を吸収し、容器１２内が低湿になった際に水分を放出するような吸放出性を有する。これによって、食品の冷凍保存時の霜つき及び冷凍焼け等を抑え、食品の鮮度を保つことが可能となる。また、収納量が少ない場合でも安定した湿度を保つことができる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態は、食品を冷凍保存する冷凍温度帯（０℃以下であって、およそ−２０〜−１８℃）において、断熱性を高めた外側容器及び密閉性を高めた高熱伝導性の内側容器を有することで、貯蔵空間内の温度変動を抑制し、二重構造の隙間を冷気が循環して温度分布を均一することができる。さらに、冷気を制御する切替ダンパにより、食品凍結前は急速冷凍を行い、食品凍結後に冷凍食品の温度変動を抑制し、かつ温度分布を均一化する間接冷凍に切り替えることで食品の凍結状態に応じた冷凍保存が可能な貯蔵室を有する冷蔵庫を得ることができる。また、貯蔵空間内に湿度調整手段を設けることで、食品の保存性を高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００９６】
４  第二冷凍室
９  第二冷凍室扉
１２  容器
１２ａ  内側容器
１２ｂ  外側容器
２１  区画壁
２１ａ  吹出口
２２  支持手段
２５  カバー
２５ａ  内側カバー
２５ｂ  外側カバー
２５ｃ  傾斜面
２８  調湿部材
２９  冷気戻口
３０  外側容器接続部
３１  切替ダンパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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