JP5852354B2 - 冷凍庫 - Google Patents

Description

本発明は冷凍庫に関し、特に急速冷凍可能な冷凍庫に関する。

従来、食品等を急速に冷凍する冷凍庫が求められている。

例えば特許文献１に記載の発明では、別設置された冷凍機の冷凍サイクルにより冷却された冷媒を冷凍庫内の冷却コイルに循環し、冷却コイルを通過した空気を被凍結物に吹き付けることによって冷凍可能な冷凍庫を開示している。

特開平７−１４６０５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような従来の冷凍庫においては、送風機で冷凍庫内の雰囲気を被凍結物に吹き付けるようにして冷凍を可能にしようとしているが、最近では、さらなる急速冷凍の要望が高まり、その実現が望まれていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも急速冷凍可能な冷凍庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、庫を形成する筺体と、前記筺体内に配置され冷気を生じさせる冷却コイルと、前記筺体内であって前記冷却コイルの右側の上段に配置され、被冷凍物を収容可能な第一の冷凍室と、前記筺体内であって前記冷却コイルの左側の上段に配置され、被冷凍物を収容可能な第二の冷凍室と、前記筺体内であって前記冷却コイルの右側の下段に配置され、被冷凍物を収容可能な第三の冷凍室と、前記筺体内であって前記冷却コイルの左側の下段に配置され、被冷凍物を収容可能な第四の冷凍室と、前記筺体内であって前記第一の冷凍室の右側に配置された第一の送風機と、前記筺体内であって前記第二の冷凍室の左側に配置された第二の送風機と、前記筺体内であって前記第三の冷凍室の右側に配置された第三の送風機と、前記筺体内であって前記第四の冷凍室の左側に配置された第四の送風機と、前記第一乃至第四の送風機の送風方向を制御する送風制御手段と、を有し、前記第二の送風機と前記第二の冷凍室と前記冷却コイルと前記第一の冷凍室と前記第一の送風機とを直線上に配置し、前記第四の送風機と前記第四の冷凍室と前記冷却コイルと前記第三の冷凍室と前記第三の送風機とを直線上に配置し、前記送風制御手段は、前記第一の送風機が該第一の送風機の右側から前記第一の冷凍室側に向けて送風し、前記第二の送風機が前記第二の冷凍室側から該第二の送風機の左側に向けて送風し、前記第三の送風機が前記第三の冷凍室側から該第三の送風機の右側に向けて送風し、且つ前記第四の送風機が該第四の送風機の左側から前記第四の冷凍室側に向けて送風する第一の制御と、前記第一の送風機が前記第一の冷凍室側から該第一の送風機の右側に向けて送風し、前記第二の送風機が該第二の送風機の左側から前記第二の冷凍室側に向けて送風し、前記第三の送風機が該第三の送風機の右側から前記第三の冷凍室側に向けて送風し、且つ前記第四の送風機が前記第四の冷凍室側から該第四の送風機の左側に向けて送風する第二の制御と、を実行可能である、ことを特徴とする。

本発明によれば、従来よりも急速冷凍可能な冷凍庫を提供することができる。

本発明による冷凍庫の一実施の形態を示す概略斜視図である。 図１に示した冷凍庫１の冷凍室扉３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄのすべてを開けた状態を示す斜視図である。 図１に示した冷凍庫１の筐体２を取り外して内部構造を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は正面図である。 本実施の形態の冷凍庫１の動作の例について説明する図であって、（ａ）は従来の冷凍庫の動作の例を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態の冷凍庫１の動作の例を説明する図である。 本実施の形態の冷凍庫１の動作の例について説明する図であって、（ａ）は従来の冷凍庫の動作の例を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態の冷凍庫１の動作の例を説明する図である。 本実施の形態の冷凍庫１の動作の例について説明する図であって、（ａ）は従来の冷凍庫の動作の例を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態の冷凍庫１の動作の例を説明する図である。 本実施の形態の冷凍庫１の動作の例について説明する図であって冷凍室に収容した被冷凍物の様子を示す図であり、（ａ）は従来の冷凍庫の動作の例を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態の冷凍庫１の動作の例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明による冷凍庫の一実施の形態を示す概略斜視図である。

本実施の形態の冷凍庫１は、例えば断熱効果のある筐体２で覆って構成される。

筐体２の正面には、ほぼ中央に制御盤４を設けており、ユーザは、この制御盤４を操作して冷凍庫１の動作を制御する。

また、筐体２の正面には、冷凍室扉３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄを設けている。図２は、図１に示した冷凍庫１の冷凍室扉３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄのすべてを開けた状態を示す斜視図である。冷凍室扉３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄのいずれかを開くと、扉それぞれに対応し、冷凍庫１内の冷凍室５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄのいずれかが開放し、この冷凍室５ａ、５ｂ、５ｃまたは５ｄに被冷凍物を出し入れ可能となる。

冷凍庫１の筐体２や冷凍室扉３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄは、既知の如何なる断熱性の高い材質や構造を用いることもできる。

図３は、図１に示した冷凍庫１の筐体２を取り外して内部構造を示す図であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は正面図である。

図２にも示したように、本実施の形態の冷凍庫１では、冷凍庫１を正面から見て右上部に冷凍室５ａを設け、右下部に冷凍室５ｂを設け、左上部に冷凍室５ｃを設け、左下部に冷凍室５ｄを設けている。冷凍室５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄのそれぞれは、別々の扉である冷凍室扉３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄのそれぞれによって別々に開閉可能に構成されている。また、本実施の形態では、冷凍室５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄのそれぞれは、壁や網状部材等で仕切られた個室になっており、各部屋の冷凍温度での保温性を高めている。このように個室化により各室の保温性を高めることにより、冷凍室５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄのいずれかに被冷凍物を収容するためその室の扉を開けたときの外気による温度上昇が他の室に及ぼす影響を低減することができる。本実施の形態の冷凍庫１では、庫内温度を例えば−４０℃から−６０℃程度にする。

右側の冷凍室５ａおよび５ｂと、左側の冷凍室５ｃおよび５ｄとの間すなわち冷凍庫１のほぼ中央位置には冷却コイル６を設けている。冷却コイル６は、例えば、管内を低温の冷媒が循環する冷媒配管（不図示）を有し、この配管に付随して周囲を効率よく冷却する冷却フィン（不図示）を有するものである。なお、冷媒配管内の冷媒を冷却する構成としては、既知の如何なる構成を用いてもよいものであるため、詳しい説明は省略する。

冷却コイル６の冷媒配管相互や冷却フィン相互の間には各所に隙間を設けており、冷凍庫１内の空気は、この隙間を流れる際に冷却コイル６と熱交換し冷却される。

また、本実施の形態では、冷凍庫１内の空気の流れを発生させる送風機７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２、７ｃ１、７ｃ２、７ｄ１および７ｄ２を設けている。

送風機７ａ１および７ａ２は、冷凍室５ａの側方であって冷却コイル６とは逆の側に設け、冷凍室５ａと冷却コイル６とを結ぶ線とほぼ平行な方向に送風可能な位置に設けている。また、送風機７ａ１は冷凍庫１の正面側に設け、送風機７ａ２は冷凍庫１の背面側に設けている。

送風機７ｂ１および７ｂ２は、冷凍室５ｂの側方であって冷却コイル６とは逆の側に設け、冷凍室５ｂと冷却コイル６とを結ぶ線とほぼ平行な方向に送風可能な位置に設けている。また、送風機７ｂ１は冷凍庫１の正面側に設け、送風機７ｂ２は冷凍庫１の背面側に設けている。

送風機７ｃ１および７ｃ２は、冷凍室５ｃの側方であって冷却コイル６とは逆の側に設け、冷凍室５ｃと冷却コイル６とを結ぶ線とほぼ平行な方向に送風可能な位置に設けている。また、送風機７ｃ１は冷凍庫１の正面側に設け、送風機７ｃ２は冷凍庫１の背面側に設けている。

送風機７ｄ１および７ｄ２は、冷凍室５ｄの側方であって冷却コイル６とは逆の側に設け、冷凍室５ｄと冷却コイル６とを結ぶ線とほぼ平行な方向に送風可能な位置に設けている。また、送風機７ｄ１は冷凍庫１の正面側に設け、送風機７ｄ２は冷凍庫１の背面側に設けている。

これらの構成は底板２ａ上に設けられている。

送風機７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２、７ｃ１、７ｃ２、７ｄ１および７ｄ２は、例えばプロペラを回転することによって送風を行う送風機であって、このプロペラの回転方向を逆にすることで送風方向を逆にすることができる。

冷凍室５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄは、冷凍室扉３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄが閉じられることで密閉されるものであってもよいが、送風機７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２、７ｃ１、７ｃ２、７ｄ１および７ｄ２による送風が被冷凍物に直接あたって効率よく冷凍可能なように、各冷凍室の仕切が網状部材等で構成され、所々が開放していてもよい。

次に、本実施の形態の冷凍庫１の動作について説明する。

図４は、本実施の形態の冷凍庫１の動作の例について説明する図であって、（ａ）は従来の冷凍庫の動作の例を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態の冷凍庫１の動作の例を説明する図である。

図４（ａ）に示すように、従来の冷凍庫では、送風機７ａおよび７ｂで発生させた気流を、冷却コイル５を介して冷凍室５に送り、冷凍室５内の被冷凍物を冷却するようにしていた。

一方、本実施の形態の冷凍庫１では、図４（ｂ）に示すように、送風機７ａ１および７ａ２を駆動手段によって駆動し、送風機７ａ１および７ａ２によって、冷凍室５ａに向けて吹き出すことにより冷凍室５ａから冷却コイル６を通過して冷凍室５ｃに向かう気流を発生させるとともに、送風機７ｃ１および７ｃ２を駆動手段によって駆動し、送風機７ｃ１および７ｃ２によって、冷凍室５ｃから吸い込むことにより冷凍室５ａから冷却コイル６を通過して冷凍室５ｃに向かう気流を発生させる。

その後、所定のタイミング（例えば１０分経過後）で、図４（ｃ）に示すように、送風機７ａ１および７ａ２の回転方向を駆動手段によって逆にし、送風機７ａ１および７ａ２によって、冷凍室５ａから吸い込むことにより冷凍室５ｃから冷却コイル６を通過して冷凍室５ａに向かう気流を発生させるとともに、送風機７ｃ１および７ｃ２の回転方向を駆動手段によって逆にし、送風機７ｃ１および７ｃ２によって、冷凍室５ｃに向けて吹き出すことにより冷凍室５ｃから冷却コイル６を通過して冷凍室５ａに向かう気流を発生させる。その後、所定タイミング（例えば１０分経過後）で、図４（ｂ）に示すように、気流の向きを変え、これを繰り返す。この所定タイミングで気流の向きを変える構成を、ここでは冷気進行方向変換手段と呼ぶ場合がある。冷気進行方向変換手段は、例えば、送風機７ａ１、７ａ２、７ｂ１、７ｂ２、７ｃ１、７ｃ２、７ｄ１および７ｄ２や、その駆動手段（不図示）や、駆動手段に対して各送風機の回転開始／停止、回転速度や回転方向の指示制御を行う制御部（不図示）を有して構成される。冷気進行方向変換手段は、例えばユーザによる制御盤４の操作を入力し、それに基づき送風機駆動手段に対して指示制御を行う。すなわち、ユーザは、制御盤４によって、冷凍庫１内の設定温度や、送風機の送風の強さ（回転速度）や、送風の向き（回転方向）、送風の向きを切り替えるタイミングなどを入力し、冷凍庫１はこの入力を受けてその入力指示通りに動作する。

従来、冷凍庫は、図４（ａ）に示すように、冷却コイル６に対して常に一定方向から送風を行っており、送風の風上側に霜は一点集中して付着し、冷却コイル６内の隙間がすぐに目詰まりし冷却効率が低下してしまうものであった。このような環境において、従来は、冷却コイル６に霜が付いたら霜取り運転（例えば冷却コイル６を温めて霜を溶かす運転）を行えばよいという発想しかなかった。

これに対して、本実施の形態の冷凍庫１によれば、所定のタイミングで気流の向きを変えることができるので、冷却コイル６に対する送風の風上側を所定タイミングで切り替えることができ、冷却コイル６には一点集中して霜が付着することがなく、霜の付着箇所を分散し、冷却コイル６内の隙間が目詰まりし能力ダウンするまでの時間を延ばすことが可能となる。

図５は、本実施の形態の冷凍庫１の動作の例について説明する図であって、（ａ）は従来の冷凍庫の動作の例を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態の冷凍庫１の動作の例を説明する図である。

冷凍庫内に冷気を循環させる際、従来の冷凍庫では、図５（ａ）に示すように、送風機７で発生させた気流を、冷却コイル６および冷凍室５に通過させ（往路）て冷凍庫の所定の一端から所定の他端まで到達させ、その後、その気流は、冷却コイル６や冷凍室５の外側を通って（復路）冷凍庫の所定の他端から所定の一端まで到達させ、送風機７の裏側に戻り、これにより循環経路を形成していた。

これに対して本実施の形態の冷凍庫１では、冷凍庫１内に冷気を循環させる際、図５（ｂ）に示すように、送風機７ａ２および７ｃ２で発生させた気流を、冷凍室５ａ、冷却コイル６および冷凍室５ｃの順に通過させ（往路）て冷凍庫の所定の一端から所定の他端まで到達させ、その後、その気流は、送風機７ｃ１および７ａ１で発生させた気流に乗り、冷凍室５ｃ、冷却コイル６および冷凍室５ａの順に通過させ（復路）て冷凍庫の所定の他端から所定の一端まで到達させ、送風機７ａ２の裏側に戻り、これにより循環経路を形成している。

さらに、本実施の形態の冷凍庫１では、循環経路を逆転し、図５（ｃ）に示すように、送風機７ｃ２および７ａ２で発生させた気流を、冷凍室５ｃ、冷却コイル６および冷凍室５ａの順に通過させ（往路）て冷凍庫の所定の一端から所定の他端まで到達させ、その後、その気流は、送風機７ａ１および７ｃ１で発生させた気流に乗り、冷凍室５ａ、冷却コイル６および冷凍室５ｃの順に通過させ（復路）て冷凍庫の所定の他端から所定の一端まで到達させ、送風機７ｃ２の裏側に戻り、これにより循環経路を形成している。図５（ｂ）の気流と図５（ｃ）の気流とは、前述のように所定タイミングで切り替える。

このように本実施の形態の冷凍庫１によれば、冷気の循環経路の往路および復路の両方で、気流が冷凍室および冷却コイルを通過するので、循環経路の往路および復路の両方を無駄にせずに冷凍を行うことができ、省スペースを図ることができる。

図６は、本実施の形態の冷凍庫１の動作の例について説明する図であって、（ａ）は従来の冷凍庫の動作の例を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態の冷凍庫１の動作の例を説明する図である。

従来の冷凍庫では、図６（ａ）に示すように、送風機７ａおよび７ｃで発生させた気流を、冷却コイル６、冷凍室５１ａ、５１ｃの順、および冷却コイル６、冷凍室５１ｂ、５１ｄの順に通過させて、冷凍室５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよび５１ｄ内を冷却するようにしていた。この場合、冷凍室５１ｃおよび５１ｄは、冷凍室５１ａおよび５１ｂよりも冷気の流れの下流側に位置し、冷凍室５１ａおよび５１ｂでの熱交換で温度が少し上がってしまった冷気が流入し、冷凍効率が悪化する虞があった。

これに対して本実施の形態の冷凍庫１では、図６（ｂ）に示すように、送風機７ａ１および７ｃ１で発生させた気流を、冷凍室５ａ、冷却コイル６および冷凍室５ｃの順に通過させて、その後、その気流は、送風機７ｄ１および７ｂ１で発生させた気流に乗り、冷凍室５ｄ、冷却コイル６および冷凍室５ｂの順に通過させて、冷凍室５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄ内を冷却する。

さらに、本実施の形態の冷凍庫１では、図６（ｃ）に示すように、気流を逆方向にし、送風機７ｃ１および７ａ１で発生させた気流を、冷凍室５ｃ、冷却コイル６および冷凍室５ａの順に通過させて、その後、その気流は、送風機７ｂ１および７ｄ１で発生させた気流に乗り、冷凍室５ｂ、冷却コイル６および冷凍室５ｄの順に通過させて、冷凍室５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄ内を冷却する。図６（ｂ）の気流と図６（ｃ）の気流とは、前述のように所定タイミングで切り替える。

このように本実施の形態の冷凍庫１によれば、冷凍室５ｂおよび５ｃは、図６（ｂ）の気流において、冷却コイル６の直下となり、冷凍室５ａおよび５ｄは、図６（ｃ）の気流において、冷却コイル６の直下となる。このように本実施の形態の冷凍庫１によれば、どの冷凍室も、他の冷凍室を介した冷気が流入するようなことはなく、均等に冷凍効率を向上することができる。

図７は、本実施の形態の冷凍庫１の動作の例について説明する図であって冷凍室に収容した被冷凍物の様子を示す図であり、（ａ）は従来の冷凍庫の動作の例を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施の形態の冷凍庫１の動作の例を説明する図である。

従来の冷凍庫では、図７（ａ）に示すように、被冷凍物１０の片側からのみ冷風（冷気の気流）が当たることになり、冷風の風上側である被冷凍物１０の一端部１０ａは凍結するが、その後、被冷凍物１０の他端部１０ｂはなかなか凍結しない状態であった。

これに対して本実施の形態の冷凍庫１では、図７（ｂ）に示すように、被冷凍物１０の一端部１０ａ側から冷風を当てるとともに、気流を逆方向にし、図７（ｃ）に示すように、被冷凍物１０の他端部１０ｂ側から冷風を当てることができ、被冷凍物１０の一端部１０ａ側および他端部１０ｂ側の両側から、被冷凍物１０の凍結を促進することができ、全体が凍結完了するまでの時間を短縮することができる。

なお、本実施の形態の冷凍庫１においては、送風機を片側に上下左右で４個、反対側に上下左右で４個、合計８個の送風機を設けたが、本発明はこれに限られるものではなく、任意の箇所に任意の数の送風機を設けるようにしてもよい。

また、送風の向きは、複数の送風機のうちの任意の送風機の組み合わせによって定めるものであってよい。

また、本発明は、冷凍室扉３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄのいずれかが開状態であるなど庫内の開放を検出する開放検出手段をさらに備え、送風機の駆動手段に対して指示制御を行う制御部は、この解放検出手段によって庫内の開放を検出した場合には、送風機の回転数を下げる、または送風機を停止するように制御する。庫内が開放しているときに送風機による送風を続けると、庫内の冷気を外部に積極的に逃がしてしまうことになり、冷凍効率を悪化させることになってします。そこで、本発明では、庫内の開放を検出した場合には、送風機の回転数を下げる、または送風機を停止するよう制御することにより、冷凍庫の開放部から冷気が逃げてしまうことを低減し、冷凍効率の悪化を防ぐことができる。

以上、本発明を説明したが、本発明は、この説明に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で数々の変形および組み合わせが出来ることは勿論である。

１ 冷凍庫
２ 筐体
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 冷凍室扉
４ 制御盤
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 冷凍室

Claims (2)

1. 庫を形成する筺体と、
   前記筺体内に配置され冷気を生じさせる冷却コイルと、
   前記筺体内であって前記冷却コイルの右側の上段に配置され、被冷凍物を収容可能な第一の冷凍室と、
   前記筺体内であって前記冷却コイルの左側の上段に配置され、被冷凍物を収容可能な第二の冷凍室と、
   前記筺体内であって前記冷却コイルの右側の下段に配置され、被冷凍物を収容可能な第三の冷凍室と、
   前記筺体内であって前記冷却コイルの左側の下段に配置され、被冷凍物を収容可能な第四の冷凍室と、
   前記筺体内であって前記第一の冷凍室の右側に配置された第一の送風機と、
   前記筺体内であって前記第二の冷凍室の左側に配置された第二の送風機と、
   前記筺体内であって前記第三の冷凍室の右側に配置された第三の送風機と、
   前記筺体内であって前記第四の冷凍室の左側に配置された第四の送風機と、
   前記第一乃至第四の送風機の送風方向を制御する送風制御手段と、
   を有し、
   前記第二の送風機と前記第二の冷凍室と前記冷却コイルと前記第一の冷凍室と前記第一の送風機とを直線上に配置し、
   前記第四の送風機と前記第四の冷凍室と前記冷却コイルと前記第三の冷凍室と前記第三の送風機とを直線上に配置し、
   前記送風制御手段は、
   前記第一の送風機が該第一の送風機の右側から前記第一の冷凍室側に向けて送風し、
   前記第二の送風機が前記第二の冷凍室側から該第二の送風機の左側に向けて送風し、
   前記第三の送風機が前記第三の冷凍室側から該第三の送風機の右側に向けて送風し、且つ
   前記第四の送風機が該第四の送風機の左側から前記第四の冷凍室側に向けて送風する第一の制御と、
   前記第一の送風機が前記第一の冷凍室側から該第一の送風機の右側に向けて送風し、
   前記第二の送風機が該第二の送風機の左側から前記第二の冷凍室側に向けて送風し、
   前記第三の送風機が該第三の送風機の右側から前記第三の冷凍室側に向けて送風し、且つ
   前記第四の送風機が前記第四の冷凍室側から該第四の送風機の左側に向けて送風する第二の制御と、
   を実行可能である、
   ことを特徴とする冷凍庫。
2. 請求項１に記載の冷凍庫において、
   前記庫の開放を検出する開放検出手段をさらに備え、
   前記送風制御手段は、前記開放検出手段による検出結果に基づき前記庫が開放している場合には、回転数を下げて前記第一乃至第四の送風機を駆動する、または前記第一乃至第四の送風機を停止する、
   ことを特徴とする冷凍庫。

Images