JP6998292B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
<冷蔵庫の構成>
図1は、実施形態の冷蔵庫1の全体の概略構成を示す縦断側面図である。図2は、実施形態の冷蔵庫1を示す正面図である。冷蔵庫1は、前面が開口した縦長矩形箱状の断熱筐体2内に、複数の貯蔵室を設けて構成されている。具体的には、断熱筐体2内には、上段から順に、冷蔵室3、野菜室4が設けられ、その下方に製氷室5と小冷凍室6(図2参照)が左右に並べて設けられ、これらの下方に冷凍室7が設けられている。図1に示すように、製氷室5内には、自動製氷装置8が設けられている。断熱筐体2は、詳細は後述するが、鋼板製の外箱2aと合成樹脂製の内箱2bとの間に断熱材を有して構成されている。断熱筐体2は、「筐体」の一例である。
図4は、実施形態の冷凍サイクル装置16の構成図である。図示するように、冷凍サイクル装置16は、冷媒の流れ順に、圧縮機20と、凝縮器21と、ドライヤ22と、三方弁23と、キャピラリーチューブ24,25と、冷却器17,18とが環状に接続されている。圧縮機20の高圧吐出口には、凝縮器21とドライヤ22とが順に接続パイプ26を介して接続されている。ドライヤ22の吐出側には、三方弁23が接続されている。三方弁23は、ドライヤ22が接続される1つの入口と、2つの出口とを有している。三方弁23の2つの出口のうち、一方の出口には冷蔵側キャピラリーチューブ24と冷蔵用冷却器17とが順に接続されている。冷蔵用冷却器17は、接続配管である冷蔵側サクションパイプ27を介して圧縮機20に接続されている。
まず、冷凍サイクル装置16を循環する冷媒は、圧縮機20により圧縮されて、高温、高圧のガス状冷媒となる。このガス状冷媒は、凝縮器21により放熱されて、中温、高圧の液状冷媒となる。その後、ドライヤ22を通って、汚れや水分などの不純物が取り除かれた液状冷媒は、三方弁23により絞り制御されながら、冷蔵側キャピラリーチューブ24(又は冷凍側キャピラリーチューブ25)に入る。このとき、冷蔵側キャピラリーチューブ24(又は冷凍側キャピラリーチューブ25)内の中温、高圧の液状冷媒は、冷蔵側サクションパイプ27(又は冷凍側サクションパイプ28)内の冷媒と熱交換されながら減圧される。そして、この冷媒は、冷蔵用冷却器17(又は冷凍用冷却器18)を通過しながら蒸発し、冷蔵用冷却器室32(又は冷凍用冷却器室38)内が冷却される。その後、低温、低圧のガス状となった冷媒は、冷蔵側サクションパイプ27(又は冷凍側サクションパイプ28)に流入する。このとき、冷蔵用冷却器17(又は冷凍用冷却器18)から冷蔵側サクションパイプ27(又は冷凍側サクションパイプ28)に流入した直後の冷媒ガスの温度は、-10℃前後と低温である。しかし、この冷媒ガスは、サクションパイプ27(又はサクションパイプ28)を通る間に、前記キャピラリーチューブ24(又はキャピラリーチューブ25)内の冷媒と熱交換されて、最終的には室温程度にまで昇温される。そして、この冷媒ガスが、圧縮機20に再び吸入されて、冷媒の循環が完了する。
まず、通常チルド運転について説明する。
通常チルド運転においては、制御部100は、冷凍サイクル装置16を制御することにより、チルド室12内を通常チルド目標温度に冷却する。より詳しく言うと、制御部100は、通常チルド目標温度を所定の計算により冷蔵室目標温度に換算し、冷蔵室温度センサ110で検出された冷蔵室3の空気温度を冷蔵室目標温度にするように、PID制御(Proportional-Integral-Differential Control)などのフィードバック制御に従って冷凍サイクル装置16を制御する。これによって、チルド室12内は、通常チルド目標温度に対応する通常チルド温度帯に保たれる。通常チルド目標温度は、例えば0~1℃である。通常チルド温度帯は、「一定の温度帯」の一例である。制御部100が、チルド室12内を通常チルド目標温度にするように冷凍サイクル装置16を制御すると、通常チルド温度帯の中心温度は、通常チルド目標温度と略同じになる。したがって、通常チルド運転における通常チルド温度帯の中心温度も、例えば1℃である。尚、中心温度とは、対象となる運転が実施される期間における最大温度と最小温度の和を2で除算した値である。制御部100が運転モードを切り替えた直後においてまだ温度が安定していない期間における温度は、中心温度の計算において除外されてもよい。
次に、実施形態の特別チルド運転について説明する。
図7は、実施形態の冷蔵庫1が特別チルド運転で冷却を行った際の、チルド室12の空気温度の測定結果を示す図である。図7においては、縦軸にチルド室12の空気温度が示され、横軸に測定開始からの経過時間が示される。
上記では、特別チルド運転は、低温冷却を2時間、高温冷却を7時間行うという固定時間に基づく冷却制御の例を示した。特別チルド運転は、センサで検出した情報に基づいて、高温冷却の実施時間と、低温冷却の実施時間のいずれか1つを変更してもよい。例えば、庫外温度センサ114で測定した庫外温度に基づいて、高温冷却の実施時間と、低温冷却の実施時間のいずれか1つを変更することができる。例えば、庫外温度センサ114で測定した庫外温度に基づいて、高温冷却の実施時間を5時間、7時間、10時間に変更することができる。つまり、庫外温度センサ114で測定した庫外温度が高い場合は、高温冷却の実施時間を、標準の7時間から5時間に減少させることにより、食品の劣化を防ぐ。また、庫外温度センサ114で測定した庫外温度が低い場合は、高温冷却の実施時間を、標準の7時間から10時間に増加少させることにより、食品の内部への凍結の進行を防ぐ。ここでは、高温冷却の実施時間を変更する例を述べたが、低温冷却の実施時間を変更してもよい。同様に、例えば、冷蔵室温度センサ110で測定した冷蔵室3内の空気温度に基づいて、高温冷却の実施時間を変更してもよい。
上述したように、冷蔵庫1が通常チルド運転の時に、ユーザが操作パネル部150の「特別チルド」の操作部156をタッチすることにより、制御部100は特別チルド運転を開始する。特別チルド運転を開始した際に、初回の低温冷却における、初回の低温目標温度は、第1温度帯でもよく、第1温度帯よりもさらに低い第3温度帯でもよい。第3温度帯の中心温度は、例えば、-10℃である。尚、温度帯や中心温度の定義については、上述した第1温度帯と第2温度帯についての説明を援用する。制御部100は、特別チルド運転が開始される場合に、チルド室12を第1温度帯よりも低い第3温度帯で冷却するように冷却部を制御し、その後、チルド室12を第2温度帯で冷却するように冷却部を制御することと、チルド室12を第1温度帯で冷却するように冷却部を制御することとを交互に繰り返してもよい。
尚、制御部100は、ユーザが操作パネル部150の「特別チルド」の操作部156をタッチしなくても、特別チルド運転を開始してもよい。この場合には、初回の低温冷却を第3温度帯で行ってもよい。例えば、操作パネル部150は、更に、図示しない「オート特別チルドモード」の操作部を備えていてよく、この場合においては、ユーザが「オート特別チルドモード」の操作部をタッチして、「オート特別チルドモード」を選択すると、制御部100は、図示しない庫内カメラによって撮像された撮像画像に基づいて、特別チルド運転に適した食材がチルド室12に入れられたか否かを判定する。特別チルド運転に適した食材がチルド室12に入れられたと判定されると、制御部100は、特別チルド運転を自動的に開始する。この場合の庫内カメラは、センサの一例である。
上記の実施形態においては、ユーザが、操作パネル部150の操作部156をタッチして、チルド室12の冷却モードを通常チルド運転から特別チルド運転に切り替えると、まず、制御部100は、チルド室12を第1温度帯で冷却する低温冷却制御を行い、その後、チルド室12を第1温度帯よりも高い第2温度帯で冷却する高温冷却制御を行うものとした。しかし、実施形態の特別チルド運転は、上記の実施形態に限られない。特別チルド運転の変形例1においては、ユーザが、操作パネル部150の操作部156をタッチして、チルド室12の冷却モードを通常チルド運転から特別チルド運転に切り替えると、まず、制御部100は、チルド室12を第2温度帯で冷却する高温冷却制御を行い、その後、チルド室12を第2温度帯よりも低い第1温度帯で冷却する低温冷却制御を行う。
上記の実施形態においては、制御部100は、第1時間の間、チルド室12を第1温度帯で冷却するように冷却部を制御することと、第2時間の間、チルド室12を第2温度帯で冷却するように冷却部を制御することとを交互に繰り返すものとした。しかし、実施形態の特別チルド運転は、上記の実施形態に限られない。特別チルド運転の変形例2においては、制御部100は、第1時間の間、チルド室12を第1温度帯で冷却するように冷却部を制御することと、第2時間の間、チルド室12を第2温度帯で冷却するように冷却部を制御することとを、少なくとも1サイクル実行する。
上記の実施形態においては、冷蔵室3と、野菜室4と、チルド室12とを、共通の冷蔵用冷却器17と冷蔵用送風ファン31によって、連動した温度設定で冷却するものとした。最も低温となる冷蔵用冷却器17が、冷蔵室3や野菜室4に比べて低温のチルド室12の後方に配置されていることにより、冷蔵室3と、野菜室4と、チルド室12とが連動した温度設定で冷却されても、本実施形態の特別チルド運転が行われることができる。しかしながら、本実施形態の冷蔵庫1は、上記の構成に限定されない。例えば、実施形態の変形例の冷蔵庫は、実施形態の冷蔵庫1の構成に加えて、図示しないダンパ装置を備える。ダンパ装置は、2つの開口部を備えた所謂ツインダンパ装置である。ダンパ装置は、冷蔵用冷却器17の冷蔵用送風ファン31から送風された冷気の、冷蔵室3と野菜室4への送風と、チルド室12への送風とを、それぞれ個別に制御する。これにより、実施形態の変形例の冷蔵庫は、チルド室12の温度を、冷蔵室3と野菜室4の温度とは、独立して制御することができる。これにより、実施形態の変形例の冷蔵庫は、特別チルド運転において、チルド室12の温度を、冷蔵室3と野菜室4とは独立して自由に制御することができるので、食品の保存状態をより向上させることができる。本変形例では、圧縮機20、冷蔵用冷却器17、冷蔵用送風ファン31、冷凍用冷却器18、冷凍用送風ファン39、およびダンパ装置により「冷却部」の一例が構成されている。
本実施形態の冷蔵庫1のチルド室12の構成は、上記に限られない。実施形態の変形例の冷蔵庫は、チルド室12の代わりに、食品の鮮度低下を抑えるために減圧された減圧チルド室を備える。減圧チルド室は、室内を気密に密閉されるように構成されており、真空ポンプにより、内部の空気が吸引され、例えば、0.7気圧(70kPa)等に減圧される気体調節室である。減圧チルド室は減圧されることにより、食品周囲の酸素を低減して酸化を抑えることで、食品の鮮度低下を抑えることができる。本実施形態の特別チルド運転は、このような減圧チルド室を備える冷蔵庫にも適用することができる。特別チルド運転の高温冷却制御中に減圧チルド室内を真空引することにより、減圧チルド室の空気温度が高温な状況においても食品の鮮度を保つことができる。尚、特別チルド運転の低温冷却制御中に減圧チルド室内を真空引してもよい。低温冷却中に、減圧チルド室内を真空引する場合は、減圧チルド室内に貯蔵される食品を減圧状態におくことにより、食品内部に含まれている水分を蒸発させることにより、蒸発熱を食品から奪うことによって、食品の冷却を促進することができる。したがって、食品を短時間で冷却することにより、食品の保存状態を向上させることができる。
次に、冷蔵庫1の除霜運転について説明する。除霜運転には、除霜ヒータを使う方法と、除霜ヒータを使わずに送風機で送風することにより除霜する方法がある。実施形態の冷蔵庫1では、冷凍用冷却器18の除霜は除霜ヒータで行い、冷蔵用冷却器17の除霜は冷蔵用送風ファン31の送風で行う。
実施形態の冷蔵庫1においては、制御部100は、所定条件が満たされる通常時には、通常の除霜運転である第1除霜運転(第1除霜制御に従った除霜運転)を行い、所定条件が満たされない時には、第1除霜運転よりも除霜効果の高い第2除霜運転(第2除霜制御に従った除霜運転)を行う。つまり、制御部100は、基準値を設定し、基準値の外の場合に冷却制御を変更する。
図11は、実施形態の冷蔵庫1が行う最低除霜時間設定型の除霜運転を示すフローチャートである。最低除霜時間設定型の除霜運転は、除霜時間延長型の除霜運転におけるステップS160が、ステップS260に置き換えられている点以外は、除霜時間延長型の除霜運転と同じであるので、相違点のみ以下に説明する。
特別チルド運転を行う際に、除霜運転を行う場合は、チルド室以外の食品の凍結や、冷蔵用冷却器17の過着霜などの弊害が想定される。これについて、構造的な改善によって対処する場合は冷蔵庫1の庫内容積の低下や、コストの増加を招く場合がる。特に、特別チルド運転で-5℃まで冷却することにより、冷蔵用冷却器17への着霜が促進されるため、特に高温多湿の環境下で半扉状態になった場合には、着霜劣化となり、冷却不能状態に陥る可能性がある。また、実施形態の冷蔵庫1のような、冷蔵室専用の冷蔵用冷却器17を備えている冷蔵庫(2エバポレーター型)では、除霜はヒータではなく、冷蔵用送風ファン31の送風によって行っている。したがって、冷蔵室専用の冷蔵用冷却器17を備えている冷蔵庫1では、着霜が徐々に蓄積されていくリスクは、除霜をヒータで行う場合よりも高いことがある。そこで、実施形態の冷蔵庫1では、特別チルド運転を行っている際に上述したような第1の所定の条件が満たされなくなった場合(第2の所定の条件が満たされる場合)に、上記説明した最低除霜時間設定型の除霜運転や除霜時間延長型の除霜運転に示されるような、冷蔵用冷却器温度センサ17aから取得される情報を用いた除霜制御(第2除霜制御)を行うことで、上記問題を抑制することができる。
例えば、制御部100は、低温冷却制御が実施されている間に前記第1の所定の条件が満たされないこと(第2の所定の条件を満たされること)が検出された場合に、チルド室12の冷却制御を低温冷却制御から高温冷却制御に切り替えるとともに、第2除霜制御を行ってもよい。例えば、着霜量が多い場合は、低温冷却制御から高温冷却制御に切り替えることにより、過度の着霜を防止することができる。これにより、すぐに除霜しないといけない場合にも対応できる。
第2除霜制御としては、上記に説明した方法以外にも、第1除霜制御が行われる場合と比べて、貯蔵室を冷却するための冷蔵用送風ファン31の回転数を低下させて、送風量を低下させることにより、熱交換量を減らして、着霜量を抑制することもできる。図2に示すように、チルド室12の吹き出しダクトと、それ以外の冷蔵室3の吹き出しダクトが同一であれば、冷蔵用送風ファン31の回転数を低下させることで、低温(-5℃)の冷気が主にチルド室12に送ることが可能となり(つまり、冷蔵室3の上段には届かなくなる)、チルド室12以外の食品の凍結を抑制する効果も得ることができる。例えば、冷蔵用送風ファン31の回転数を低下としては、1500rpmを700rpmにすることにより、着霜量を抑制することができる。
上記では、冷蔵室3を冷蔵用冷却器17で冷却し、冷凍室7を冷凍用冷却器18で冷却する、2エバポレーター型の冷蔵庫1の例を説明した。しかし、冷蔵室3と冷凍室7で共通の冷却器で冷却する場合にも、実施形態や変形例の構成を適用することができる。
上記の変形例では、第1ダンパ装置260を使用して、チルド室12への冷気の送風を制御した。チルド室12への冷気の送風を制御する手段は、第1ダンパ装置260に限られず、例えば、送風ファンによってチルド室12への冷気の送風を制御することもできる。第1ダンパ装置260の代わりに、冷気供給ダクト30への冷気の送風を行う冷気供給ダクト送風ファンと、チルド室12への冷気の送風を行うチルド室送風ファンが備えられていてもよい。この場合、冷気供給ダクト送風ファンと、チルド室送風ファンとの送風量を個別に制御することにより、チルド室12の温度制御を行うことができる。この場合でも、同様に、上記に説明した特別チルド運転や、第1除霜制御と第2除霜制御を適用することができる。つまり、実施形態における、冷蔵用冷却器17の制御を、共用冷却器210の制御と読み替えることにより、実施形態の特別チルド運転や、第1除霜制御と第2除霜制御を本変形例に適用することができる。つまり、本変形例では、圧縮機20、共用冷却器210、およびチルド室送風ファンにより「冷却部」の一例が構成されている。
Claims (13)
- 貯蔵部を含む筐体と、
前記貯蔵部を冷却する冷却部と、
第1温度帯の範囲内または前記第1温度帯よりも低い温度帯の範囲内で前記貯蔵部の空気温度を上下させることで前記貯蔵部に収容された貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯よりも高い第2温度帯で、前記貯蔵物の表面に作られた微凍結の層を融解させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯の範囲内で前記貯蔵部の空気温度を上下させることで前記貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却することを含む冷却パターンで前記冷却部を制御可能な制御部と
を備えた冷蔵庫。 - 前記貯蔵部を前記第2温度帯で冷却する時間は、前記貯蔵部を前記第1温度帯で冷却する時間よりも長い
請求項1に記載の冷蔵庫。 - 前記制御部は、第1時間の間、前記貯蔵部を前記第1温度帯で冷却するように前記冷却部を制御することと、第2時間の間、前記貯蔵部を前記第2温度帯で冷却するように前記冷却部を制御することとを交互に繰り返し、
前記第2時間は、前記第1時間よりも長い
請求項1または2に記載の冷蔵庫。 - 前記筐体の外部または内部の状態を検出するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサの検出結果に基づいて、前記第1時間と前記第2時間とのうち少なくとも一方の長さを変更する
請求項3に記載の冷蔵庫。 - 貯蔵部を含む筐体と、
前記貯蔵部を冷却する冷却部と、
第1温度帯または前記第1温度帯よりも低い温度帯で、前記貯蔵部に収容された貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯よりも高い第2温度帯で、前記貯蔵物の表面に作られた微凍結の層を融解させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯で前記貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却することを含む冷却パターンで前記冷却部を制御可能な制御部と
を備え、
前記冷却部は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒が供給されて前記貯蔵部に送られる空気を冷却する冷却器とを含み、
前記制御部は、前記貯蔵部が前記第2温度帯で冷却されている間に、前記冷却器の除霜を行う
冷蔵庫。 - 前記貯蔵部は、第1貯蔵部と、第2貯蔵部とを備え、
前記冷却部は、前記冷媒が供給されて前記第1貯蔵部に送られる空気を冷却する第1冷却器と、前記冷媒が供給されて前記第2貯蔵部に送られる空気を冷却する第2冷却器と、前記第1冷却器へ供給される前記冷媒の量と前記第2冷却器へ供給される前記冷媒の量とを制御する三方弁とを備え、
前記制御部は、前記第1貯蔵部を前記第1温度帯で冷却している時に、第3時間の間、前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記第1冷却器に送るように前記三方弁を制御し、第4時間の間、前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記第2冷却器に送るように前記三方弁を制御し、
前記制御部が、前記第1貯蔵部を前記第1温度帯で冷却している時に、前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記第2冷却器に送るように前記三方弁を制御している場合であっても、前記第1冷却器の除霜の実行を抑制する
請求項5に記載の冷蔵庫。 - 貯蔵部を含む筐体と、
前記貯蔵部を冷却する冷却部と、
第1温度帯または前記第1温度帯よりも低い温度帯で、前記貯蔵部に収容された貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯よりも高い第2温度帯で、前記貯蔵物の表面に作られた微凍結の層を融解させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯で前記貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却することを含む冷却パターンで前記冷却部を制御可能な制御部と、
ユーザの入力を受け付ける入力部と
を備え、
前記制御部は、前記貯蔵部の冷却モードとして、前記貯蔵部を一定の温度帯で冷却するように前記冷却部を制御する第1制御モードと、前記貯蔵部を前記冷却パターンで冷却するように前記冷却部を制御する第2制御モードとを切り替え可能であり、
前記制御部は、前記ユーザの所定の入力が前記入力部により受け付けられた場合に、前記貯蔵部の冷却モードを前記第1制御モードから前記第2制御モードに切り替える
冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記冷蔵庫の電源が入れられた場合に、前記第1制御モードにより前記貯蔵部を冷却する
請求項7に記載の冷蔵庫。 - 前記第1温度帯は、前記一定の温度帯よりも低い温度帯であり、
前記第2温度帯は、前記一定の温度帯よりも高い温度帯である、
請求項7または請求項8に記載の冷蔵庫。 - 前記冷却部は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された冷媒が供給されて前記貯蔵部に送られる空気を冷却する冷却器とを含み、
前記制御部は、前記第1制御モードにおいて、所定の周期で前記冷却器の除霜を行い、前記制御部は、前記第2制御モードにおいて、第1時間の間、前記貯蔵部を前記第1温度帯で冷却するように前記冷却部を制御することと、第2時間の間、前記貯蔵部を前記第2温度帯で冷却するように前記冷却部を制御することとを交互に繰り返し、
前記第1時間は、前記所定の周期よりも長く、
前記制御部は、前記第2制御モードにおいて、少なくとも前記第1時間の間、前記冷却器の除霜を停止する
請求項7から9のうちいずれか1項に記載の冷蔵庫。 - 貯蔵部を含む筐体と、
前記貯蔵部を冷却する冷却部と、
ユーザの入力を受け付ける入力部と
前記ユーザの所定の入力が前記入力部により受け付けられた場合に、第1温度帯よりも低い温度帯で、前記貯蔵部に収容された貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯よりも高い第2温度帯で、前記貯蔵物の表面に作られた微凍結の層を融解させるように前記貯蔵部を冷却することと、前記第1温度帯で前記貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却することとを交互に繰り返すことを含む冷却パターンで前記冷却部を制御する制御部と
を備えた冷蔵庫。 - 貯蔵部を含む筐体と、
前記貯蔵部を冷却する冷却部と、
第1温度帯または前記第1温度帯よりも低い温度帯で、前記貯蔵部に収容された貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯よりも高い第2温度帯で、前記貯蔵物の表面に作られた微凍結の層を融解させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第1温度帯で前記貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却することを含む冷却パターンで前記冷却部を制御可能な制御部と
を備え、
前記制御部は、前記冷却パターンが開始される場合に、前記貯蔵部を前記第1温度帯よりも低い第3温度帯で、前記貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却し、その後、前記第2温度帯で前記貯蔵物の表面に作られた微凍結の層を融解させるように前記貯蔵部を冷却することと、前記第1温度帯で前記貯蔵物の表面を微凍結させるように前記貯蔵部を冷却することとを交互に繰り返す
冷蔵庫。 - 前記制御部は、前記第2温度帯において前記貯蔵部の空気温度が上昇するときの前記空気温度の温度変化率が、前記第2温度帯において前記貯蔵部の空気温度が下降するときの前記空気温度の温度変化率よりも低くなるように、前記冷却部を制御する
請求項1から12のうちいずれか1項に記載の冷蔵庫。
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