JPH04369375A - 冷蔵庫 - Google Patents

冷蔵庫

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JPH04369375A
JPH04369375A JP3144491A JP14449191A JPH04369375A JP H04369375 A JPH04369375 A JP H04369375A JP 3144491 A JP3144491 A JP 3144491A JP 14449191 A JP14449191 A JP 14449191A JP H04369375 A JPH04369375 A JP H04369375A
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JP
Japan
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freezing
temperature
quick
refrigerator
food
Prior art date
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JP3144491A
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Inventor
Yoshinori Ohashi
大橋 祥記
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Publication date
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Priority to US07/928,649 priority patent/US5240692A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00—Compounds of magnesium
    • C01F5/24—Magnesium carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
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    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/50—Agglomerated particles
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/30—Quick freezing

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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍室内に急速冷凍室
を備えた強制通風方式の冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】急速冷凍室を備えた冷蔵庫としては、そ
の一例が実開昭58−041464号公報に示されてお
り、以下その構成について図6、7に従い説明する。
【0003】1は冷蔵庫本体で外箱2、内箱3及び前記
外箱2、内箱3間に充填された断熱材4により構成され
ている。5は前記冷蔵庫本体1の内部を上下に仕切る区
画壁であり、上部に冷凍室6、下部に冷蔵室7を仕切っ
て形成している。また、冷蔵室7の上部には生鮮食品の
保存を目的として、パーシャルフリージングなど冷凍と
冷蔵の中間の温度帯に設定された低温室8が区画形成さ
れている。9は前記冷蔵庫本体1の底部後方に収めた冷
凍サイクルの圧縮機である。10は前記冷凍室6の背面
に収めた冷凍サイクルの冷却器であり、11は前記冷却
器10で冷却した冷気を前記冷凍室6、冷蔵室7及び低
温室8に強制通風するための送風機である。12は前記
冷蔵室7、低温室8に冷気を導くためのダクト、13、
14はそれぞれ前記冷蔵室7、低温室8の入口に設けて
電気的入力で冷気流入量を調節するダンパ装置(以下電
動ダンパ13、14という)である。15、16、17
はそれぞれ前記冷凍室6、冷蔵室7、低温室8の室内に
設けた温度センサである。
【0004】次に18は前記冷凍室6の下部に区画した
急速冷凍室(以下急凍室18という)であり、前部に開
閉自在の扉19と、底部に例えばアルミニウム製の金属
板20が設けられている。21は前記金属板20上に載
置して急速冷凍する食品である。また22は室内背面に
設けた冷気吐出口、23は室内前部の底面に設けた冷気
吸い込み口である。24は前記冷蔵庫本体1の外殻の前
面部に設けた急凍スイッチであり、前記急凍スイッチ2
4を押すと、前記圧縮機9と前記送風機11が所定時間
連続運転するように構成されている。
【0005】かかる構成において、以下その動作を説明
する。通常時は、冷凍室6内に設けた温度センサ15の
設定値に基づいて圧縮機9及び送風機11がON・OF
Fし、冷却器10によって冷却された冷気が、送風機1
1により送風されて冷凍室6及び急凍室18が一定温度
(例えば−20℃)を保つように冷却される。一方、送
風機11による冷気送風はダクト12を介して冷蔵室7
、低温室8に対しても行われ、電動ダンパ13、14に
よって冷気流入量が調節されて、一定温度(例えば4℃
と−3℃)を保つよう冷却される。
【0006】次に、使用者が食品21を冷凍保存する目
的で、急凍室18内の金属板20上に食品21を置いて
急凍スイッチ24を押した場合は、圧縮機9と送風機1
1が所定時間Tmin(例えば180min)連続運転
され、急凍室18の冷気吐出口22から連続的に冷気が
導入されて、底面の金属板20の熱伝導冷却効果とも合
わせて食品21が比較的短時間で凍結する。そして、所
定時間が経過すると、通常安定時の運転にもどるもので
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、急凍スイッチ24を押すと、単純に所
定時間圧縮機9及び送風機11が連続運転し、食品21
の外表面から一定の冷気量で連続的に冷却する間接冷却
方式であるため、専用の冷却器を用いて熱伝導冷却で凍
結を促進する直接冷却方式に比べて凍結時間が長くかか
る欠点があった。
【0008】また、冷凍しようとする食品21の大きさ
や形、初期温度などに関係なく一定の急凍運転を行うこ
とになるため、例えば体積の大きい食品や厚みの厚い食
品、或いは初期温度の高い食品などでは、図7に示すよ
うに、食品21の個体内の凍結時間むらが大きくなって
、冷凍品質の目安とされる最大氷結晶生成帯の実質的な
通過時間が長くなってしまう。即ち、例えば初期温度2
0℃として、食品21内で最も凍結が速く進行する表面
部が既に最大氷結晶生成帯に入る直前の−1℃に到達し
ているのに対して、最も凍結の進行が遅い中心部はまだ
10℃付近であり、最大氷結晶生成帯通過時点での両者
の時間的な差はさらに拡大し、結果として食品21の最
終的な凍結時間が長くかかることになる。
【0009】最大氷結晶生成帯の通過時間が長くかかる
こと自体、食品内に生じる氷結晶の大きさが大きくなり
、且つ、主として細胞外に成長するため細胞組織を損傷
して食品の品質を劣化させる。これに加えて、凍結時間
むらが大きくなると、食品内では大小さまざまな大きさ
の氷結晶が取り混ぜて存在することになり、冷凍保存中
に比較的大きな氷結晶は、近在する蒸気圧の高い小さな
氷結晶や水分(通常の冷凍温度でも凍らず残っている水
)を吸収してさらに成長し、細胞の組織破壊やタンパク
変性を促進して食品品質を一層劣化させてしまうという
問題点があった。
【0010】さらに、食品の初期温度や冷蔵庫の庫内温
度、外気温度などに関係なく一定の急凍運転を行うこと
になるため、図7のように、食品21が凍結完了しない
まま(最大氷結晶生成帯を完全に通過しないまま)に急
凍運転を終了してしまうことがある。初期温度が高かっ
たり(夏期や調理後のホームフリージングなど)、ドア
開閉が多い場合やデフロストの直後などで庫内温度が高
かったり、夏期など外気温度が高くて冷却能力の余裕が
ない場合などにそのケースが増える。
【0011】また、これとは逆に、初期温度が低かった
り(冬期や冷蔵中の食品の冷凍など)、庫内温度が低か
ったり(前回の急凍に引き続いて行う場合など)、冬期
など外気温度が低い場合などのケースでは、既に凍結し
ているにもかかわらず無駄な急凍運転を続行したりする
問題点も有していた。
【0012】本発明は、上述した問題点に鑑み、環境条
件や食品の温度や大きさに関わらず、品質劣化が少なく
効率のよい急速冷凍を行わせることを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の冷蔵庫は、断熱壁で区画形成した急速冷凍室
の冷気流入部にダンパ装置を設けるとともに、底面の金
属板に熱伝導的に固定したものと室内の一画に設置した
ものの2つの温度検知手段を設けた構成に、急速冷凍運
転の工程を2つの温度検知手段の出力により食品温度を
約−1℃に略安定させる均温処理工程と、これに続いて
圧縮機と送風機を強制運転しダンパ装置を強制開放して
冷凍する凍結処理工程により構成した制御手段を付加す
るものである。
【0014】
【作用】本発明は上記した構成によって、急速冷凍室に
食品を入れて急速冷凍運転を開始すると、まず均温処理
工程で、食品温度を検知する2つの温度検知手段の出力
に応じてダンパ装置が開閉制御され、冷気流入量を調節
して食品温度を約−1℃に略安定させる。この時、食品
の大きさや初期温度に関わらず食品個体内の温度むらが
均一化される。
【0015】次に凍結処理工程で、圧縮機と送風機が強
制運転され、ダンパ装置が強制開放されることによって
急速冷凍室内に連続的に冷気が送りこまれる。この時、
食品は最大氷結晶生成帯に入る直前の約−1℃に均温化
されているため最大氷結晶生成帯の通過時間むらが少な
くなり、実質的な凍結時間も短くなるものである。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図5に従
い説明する。尚、従来と同一構成については同一符合を
付し、その詳細な説明を省略し、異なる部分についての
み述べる。
【0017】25は急速冷凍室(以下急凍室25という
)であり、断熱壁26及び開閉自在の断熱扉27によっ
て冷凍室6の下部に区画形成されている。28は前記急
凍室25への冷気導入口、29は冷気吸込み口であり、
前期冷気導入口28には冷気流入量を調節するダンパ装
置30(以下電動ダンパ30という)が設けられている
。なお、前記電動ダンパ30は通常時は開放されている
。
【0018】31は前記急凍室25の内壁を4面(天面
、底面、両側面)で構成するアルミニウムなどの金属板
であり、両側面上方に複数の冷気吐出口32が形成され
ている。33は前記急凍室25の背面に設けた冷気吐出
口であり、前記冷気吐出口32とともに、その裏側には
、前記断熱壁26の内部に形成した冷気通路34が前記
電動ダンパ30を介して連通している。
【0019】35は前記金属板31の底面の裏側に熱伝
導的に固定した第1の温度センサであり、36は前記急
凍室25の天面に気中温度を検知するように設けた第2
の温度センサである。37は冷凍しようとする食品21
を載置するために、出し入れ自在に前記金属板31上に
備えつけたアルミニウムなど金属製の冷凍皿である。
【0020】次に制御関係について説明する。38はマ
イクロコンピュータなどより成る制御手段(以下マイコ
ン38という)であり、急速冷凍運転時間の中で、均温
処理工程のタイムセーフ時間T1 (例えば120mi
n)をカウントするタイマ39と、それに続く凍結処理
工程のタイムセーフ時間T2 (例えば120min)
をカウントするタイマ40などが内蔵されている。
【0021】前記マイコン38の入力端子には冷凍室の
温度センサ15を備えた温度検知手段41、冷蔵室の温
度センサ16を備えた温度検知手段42、低温室の温度
センサ17を備えた温度検知手段43と、急凍室の第1
の温度センサ35を備えた第1の温度検知手段44、第
2の温度センサ36を備えた第2の温度検知手段45が
接続されており、出力端子には圧縮機9、送風機11、
冷蔵室、低温室、急凍室の電動ダンパ13、14、30
を駆動するための電磁リレーなどの駆動手段46、47
、48、49、50及び、運転用コンデンサ(図示せず
)の容量を切り換えて送風機11の回転数を変化させる
回転数制御手段51が接続されている。
【0022】かかる構成において、通常時は、冷凍室の
温度センサ15の温度をもとにした温度検知手段41に
よって、圧縮機9、送風機11がON・OFFの断続運
転をして、冷凍室6及び急凍室25が所定の温度(例え
ば−20℃)に冷却維持される。この時、送風機11の
回転数制御手段は通常の回転数となるよう作用する。ま
た一方、冷蔵室及び低温室の温度センサ16、17の温
度をもとにした温度検知手段42、43によって電動ダ
ンパ13、14が開閉制御されて冷気流入量が調節され
、冷蔵室7、低温室8がそれぞれ所定の温度(例えば4
℃、−3℃)に冷却維持される。
【0023】次に急凍時の動作について図4のフローチ
ャート、図5のタイムチャートをもとに説明する。
【0024】まず、冷凍しようとする食品21を冷凍皿
37上に載置して金属板31上に設置すると、食品21
の熱が冷凍皿37、金属板38を介して素早く伝導され
、第1の温度センサ35の温度が急激に上昇する。そし
て、STEP1で第1の温度センサ35の温度が所定値
t1 ℃(例えば0℃)より高いか低いかを判断し、低
ければSTEP1で高くなるまで待機する。STEP1
で温度が高いと判断されると、急凍運転制御が自動的に
開始される。
【0025】制御がスタートするとまず均温処理工程に
入り、STEP2でタイマ39が時間カウントを開始す
る。これに続いてSTEP3で圧縮機9、送風機11が
連続運転され、急凍室の電動ダンパ30が第1及び第2
の温度検知手段44、45の出力に基づいて開閉制御さ
れる。すなわち、第1の温度センサ35によって食品2
1の温度変化を熱伝導的に検出しつつ、第2の温度セン
サ36の温度によって、所定値t2 、t3 ℃でダン
パ30を開閉制御して冷気流入量を調節し、急凍室25
内の温度を、食品の最大氷結晶生成帯に入る直前の約−
1℃に略安定させるように作用する。
【0026】そして、STEP4でタイマ39のカウン
ト時間がT1 minに達したかどうか判断し、到達し
ていればその時点で均温処理工程は終了する。一方、到
達していなければSTEP5に移る。STEP5で第1
の温度センサ35の温度が所定値t4 ℃(例えば−3
℃)より高いか低いかを判断し、高ければSTEP4に
戻って作用を繰り返す。STEP5で温度が低いと判断
されると、その時点で均温処理工程が終了する。この時
、食品21の温度はほぼむらがなく、全体的に約−1℃
に安定するよう予め相関がとられている。
【0027】均温処理工程が終了すると同時に凍結処理
工程に入り、STEP6でタイマ40が時間カウントを
開始する。これに続いてSTEP7で圧縮機は引き続い
て強制運転が継続されるとともに、回転数制御手段51
が作用して運転用のコンデンサ(図示せず)が高い容量
に切り換わり、送風機11が高回転で運転される。さら
に急凍室の電動ダンパ30が強制的に開放されることに
よって多量の冷気が急凍室25内に連続的に導入される
。そしてSTEP8に進む。
【0028】STEP8では、冷蔵室の温度センサ16
の温度が所定値t5 ℃(例えば10℃)より高いか低
いかを判断し、低ければSTEP9に進んで冷蔵室の電
動ダンパ13が強制的に閉塞される。一方、高いと判断
されるとSTEP9はバイパスされ通常の温度制御によ
って電動ダンパ13は制御される。
【0029】STEP9を通過あるいはバイパスされる
とSTEP10に進み、低温室の温度センサ17の温度
が所定値t6 ℃(例えば5℃)より高いか低いかを判
断し、低ければSTEP11に進んで低温室の電動ダン
パ14が強制的に閉塞される。一方、高いと判断される
とSTEP11はバイパスされ通常の温度制御によって
電動ダンパ14は制御される。
【0030】このように冷蔵室、低温室の電動ダンパ1
3、14が強制的に閉塞されると、その分急凍室25へ
の送風量が増加するとともに、冷蔵室7あるいは低温室
8を冷却しない分だけ相対的に冷却能力が高まる。この
時、食品21は急凍室両側面の複数の冷気吐出口32、
及び背面の冷気吐出口33からの冷気で全包囲的に冷却
されると同時に、急凍室内面の金属板38の底面からの
伝導冷却及び天面、両側面からの放射冷却が加えられる
ことと、均温処理工程の時間中に圧縮機9の連続運転に
より冷却器8の温度が低下し、より低温化された冷気が
与えられることとも合わせて凍結が集中的に、且つ急速
に進行する。
【0031】また、最大氷結晶生成帯直前の約−1℃に
食品21が均温処理されていることと前述の全包囲冷却
で、部位による凍結時間むらが抑制された形で最大氷結
晶生成帯を通過していく。このことも凍結速度を速める
一因になる。即ち、従来では食品21内で最も凍結の進
行が遅く、凍結の進行が速い表面部が既に−1℃に達し
た時点でまだプラス温度(例えば10℃)で、結果とし
て全体の最大氷結晶生成帯の通過時間を遅らせていた中
心部が、均温処理によって表面部と同様に−1℃のスタ
ートラインに並ぶためである。こうして凍結速度が大き
く速まることにより、食品21内に生じる氷結晶は小さ
く抑えられ細胞組織を損傷することが少ないため、タン
パク質の変性や解凍後のドリップの流出、歯ざわりなど
の食感を損ねるといった食品の品質劣化が抑制される。
【0032】次にSTEP12でタイマ40のカウント
時間がT2 minに達したかどうか判断し、到達して
いなければSTEP13に移る。STEP13で第1の
温度センサ35の温度が所定値t7 ℃(例えば−15
℃)より高いか低いかを判断し、高ければSTEP8に
戻って作用を繰り返す。STEP13で温度が低いと判
断されるとSTEP14に進む。STEP14では、第
2の温度センサ36の温度が所定値T8℃(例えば−1
5℃)より高いか低いか判断し、高ければSTEP8に
戻って作用を繰り返す。STEP14で温度が低いと判
断されるとSTEP15に進む。
【0033】一方、STEP12でタイマ40のカウン
ト時間がT2 minに達していれば、そのままSTE
P15に進む。
【0034】STEP15では圧縮機9の強制運転、送
風機11の高回転の強制運転、冷蔵室及び低温室の電動
ダンパ13、14の強制閉塞状態がそれぞれ解除され、
急凍室の電動ダンパ30は開放状態のまま維持される。 そして自動的に凍結処理工程が終了し、同時に一連の急
凍運転制御が終了する。
【0035】即ち、食品温度と相関を持った第1の温度
センサ35と、急凍室25内の雰囲気温度を代表する第
2の温度センサ36がそれぞれ一定の低温状態に到達し
た時点をもって、食品21は最大氷結晶生成帯を完全に
通過し凍結を完了していると判断して急凍運転を終了し
、そのまま冷凍保存に入る。このため急凍時間が不足し
たり、無駄な急凍運転をしたりすることがなく、食品2
1の状態や環境条件に応じて、自動的に最も効率のよい
急凍運転が選択されることになり、使い勝手が極めてよ
い。
【0036】このようにして、自動的に凍結が終了した
食品21は凍結速度が速く、且つむらが小さいため、個
体内に生成された氷結晶の大きさが小さく均一な状態で
分布しており、冷凍保存中の氷の再結晶成長が促進され
にくい。このため細胞組織の損傷やタンパク質の変性も
抑制され、食品品質の劣化の少ない冷凍保存が可能とな
る。保存期間が長くなるほど従来との品質差は広がる傾
向となり、長期の冷凍保存が品質よく活用できることで
、食生活の自由度も大きくなる。
【0037】
【発明の効果】以上のように、本発明の冷蔵庫によると
次のような効果が得られる。
【0038】(1)凍結処理前に最大氷結晶生成帯直前
の約−1℃に略安定させる均温処理を行わせることによ
って、食品内の凍結速度むらを抑制した形で凍結を進行
させるため、食品全体としてみた凍結速度が速く、急凍
時間の設定も短くて済む。
【0039】(2)均温処理による凍結時間の短縮と食
品個体内の凍結時間むらの抑制で、生成される氷結晶の
大きさは小さく、且つ均一化されたものとなるため、凍
結進行時や、冷凍保存時の氷の再結晶作用による細胞損
傷に起因する食品品質の劣化が少なく長期の冷凍保存が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す冷蔵庫の縦断面図
【図
2】図1の冷蔵庫に備えた急速冷凍室の平面断面の拡大
図
【図3】図1の冷蔵庫の制御ブロック図
【図4】図1の
冷蔵庫の急速冷凍制御のフローチャート図
【図5】図1の冷蔵庫の急速冷凍制御のタイムチャート
図
【図6】従来例を示す冷蔵庫の縦断面図
【図7】図6の
冷蔵庫の急速冷凍制御のタイムチャート図
【符号の説明】
6  冷凍室 7  冷蔵室 9  圧縮機 10  冷却器 11  送風機 13、30  電動ダンパ(ダンパ装置)25  急凍
室(急速冷凍室) 31  金属板 32、33  冷気吐出口 35  第1の温度センサ 36  第2の温度センサ 38  マイコン(制御装置) 41  冷凍室温度検知手段 42  冷蔵室温度検知手段 44  第1の温度検知手段 45  第2の温度検知手段 51  回転数制御手段

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  冷凍サイクルを構成する圧縮機、冷却
    器と、冷凍室と、冷蔵室と、前記両室内の温度を検知す
    る温度検知手段と、前記冷凍室内の一画に設けられ、断
    熱壁で区画形成された急速冷凍室と、前記冷却器により
    冷却された冷気を前記冷凍室、冷蔵室、急速冷凍室に強
    制送風する送風機と、前記冷蔵室及び急速冷凍室の入口
    に設けて冷気流入量を調節するダンパ装置と、前記急速
    冷凍室内の少なくとも底面に備えた金属板と、前記金属
    板上に載置した食品の温度を検知する第1の温度検知手
    段と、前記急速冷凍室内の温度を検知する第2の温度検
    知手段と、急速冷凍運転中は、前記第1及び第2の温度
    検知手段の出力に基づいて、食品温度を約−1℃に略安
    定させる均温処理工程と、続いて所定の時間前記圧縮機
    及び送風機を強制運転させると同時に前記急速冷凍室の
    ダンパ装置を強制開放させる凍結処理工程により食品を
    冷凍する制御手段とより成る冷蔵庫。
  2. 【請求項2】  第1の温度検知手段の温度センサは底
    面の金属板に熱伝導的に固定し、第2の温度検知手段の
    温度センサは天面の気中に設けた請求項1記載の冷蔵庫
    。
  3. 【請求項3】  急速冷凍室内の底面、天面及び両側面
    を金属板で構成した請求項1記載の冷蔵庫。
  4. 【請求項4】  急速冷凍室内の背面及び両側面に複数
    の冷気吐出口を設けた請求項3記載の冷蔵庫。
  5. 【請求項5】凍結処理工程中、送風機の回転数を高める
    回転数制御手段を設けて成る制御手段を備えた請求項1
    記載の冷蔵庫。
  6. 【請求項6】  凍結処理工程中、冷蔵室のダンパ装置
    を強制的に閉塞させるとともに、冷蔵室の温度検知手段
    の所定値上昇をもってこれを解除させる制御手段を備え
    た請求項5記載の冷蔵庫。
  7. 【請求項7】  均温処理工程中も圧縮機及び送風機を
    強制運転させる制御手段を備えた請求項6記載の冷蔵庫
    。
  8. 【請求項8】  第1及び第2の温度検知手段の出力に
    基づいて急速冷凍運転を終了させる制御手段を備えた請
    求項1記載の冷蔵庫。
  9. 【請求項9】  第1の温度検知手段の出力に基づいて
    、自動的に急速冷凍運転を開始させる制御手段を備えた
    請求項1記載の冷蔵庫。
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