JP2023054697A - 冷蔵庫 - Google Patents

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篤志 冨田
Atsushi Tomita
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Abstract

Figure 2023054697000001
【課題】容器内の酸素濃度を低下させる冷蔵庫において、貯蔵物の乾燥を抑えることができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】本発明の冷蔵庫1は、貯蔵室12と、貯蔵室12に収納された容器72,80と、容器72,80内の酸素濃度を低下させる減酸素ユニット60と、貯蔵室12へ冷気が吹き出す冷気供給口7aと、を備え、容器72,80は、貯蔵室12に収納した状態において冷気供給口7aから吐出する冷気が直接当たらない部分に開口部80fと開口部80fを塞ぐ多孔質膜79とが設けられている。
【選択図】 図2

Description

本発明の実施形態は、冷蔵庫に関するものである。
冷蔵庫に貯蔵される食品などの貯蔵品の劣化要因として、空気中に存在する酸素による酸化がある。そこで、食品を貯蔵する空間の酸素を低減させることで、貯蔵品の酸化を抑えて貯蔵品の鮮度を維持することができる冷蔵庫が知られている。
例えば、下記特許文献1では、冷蔵庫に設けられた容器内の空気をポンプなどの排気手段によって酸素分離膜(酸素富化膜)を通じて吸引することにより、高酸素濃度の空気が容器の外部に排出され、容器内の酸素を低減する貯蔵庫が提案されている。
しかしながら、特許文献1の冷蔵庫では、容器内が減圧されるため、貯蔵物から水分蒸発して乾燥しやすくなる。
特開2019-74229号公報
そこで、容器内の酸素濃度を低下させる冷蔵庫において、貯蔵物の乾燥を抑えることができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
本実施形態の冷蔵庫は、貯蔵室と、貯蔵室に収納された容器と、容器内の酸素濃度を低下させる減酸素ユニットと、貯蔵室へ冷気が吹き出す冷気供給口と、を備え、前記容器は、貯蔵室に収納した状態において前記冷気供給口から吐出する冷気が直接当たらない部分に開口部と前記開口部を塞ぐ多孔質膜とが設けられているものである。
本発明の第1実施形態に係る冷蔵庫の断面図 図1に示す冷蔵庫の野菜室付近の構造を示す断面図 図1に示す冷蔵庫の電気構成を示すブロック図 本発明の変更例に係る冷蔵庫の野菜室付近の構造を示す断面図 本発明の他の変更例に係る冷蔵庫の野菜室付近の構造を示す断面図
以下、本発明の一実施形態の冷蔵庫1について図面に基づき説明する。
以下の実施形態は例示であり、発明の範囲はこれに限定されない。以下の実施形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な省略、置換、変更を行うことができる。以下の実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
なお、以下の説明において、左右方向、前後方向、上下方向とは、冷蔵庫を正面から見たときの方向を示し、左右方向は冷蔵庫の幅方向に相当する。また、右、左、上、下、奥、背、手前とは、特に規定がない場合には冷蔵庫を正面から見たときの位置や側などを示す。
(1)冷蔵庫1の構成
本実施形態に係る冷蔵庫1は、図1に示すように、前面に開口する断熱箱体からなるキャビネット2を備える。キャビネット2は、鋼板製の外箱3と合成樹脂製の内箱4との間に形成された断熱空間5に真空断熱材や発泡断熱材等の断熱材を有して構成されている。キャビネット2は内箱4の内側に複数の貯蔵空間が設けられており、貯蔵空間が断熱仕切壁6によって上下に区画されている。
断熱仕切壁6の上方の空間は、冷蔵温度帯(例えば、1~4℃)に冷却される貯蔵室であり、内部がさらに仕切壁7によって上下に区画されている。仕切壁7の上方には冷蔵室10が設けられ、仕切壁7の下方には野菜室12が設けられている。
冷蔵室10内部は、複数の棚板9によって上下に複数段に区画されている。仕切壁7と最下段の棚板9とで上下に仕切られた空間には、引出式のチルド容器を収納するチルド室8が設けられている。冷蔵室10の背面には、冷蔵室10内の温度を測定する冷蔵温度センサ25が設けられている。冷蔵室10の前面開口部には、ヒンジで枢支された回動式の冷蔵室扉11が設けられている。
野菜室12の前面開口部は、引出し式の野菜室扉13により閉塞されている。野菜室扉13の庫内側には、貯蔵容器70を保持する左右一対の支持枠が固着されており、開扉動作とともに貯蔵容器70が庫外に引き出されるように構成されている。野菜室12の前面開口部の周縁部には、扉センサ29が設けられており、野菜室扉13が開放状態にあるか閉塞状態にあるかを検知する。
断熱仕切壁6の下方の空間には、自動製氷機を備えた製氷室(不図示)と第1冷凍室16とが左右に併設され、その下方に仕切板22を介して第2冷凍室17が設けられている。
製氷室、第1冷凍室16及び第2冷凍室17は、いずれも冷凍温度帯(例えば、-17℃以下)に冷却される。第2冷凍室17の背面には、第2冷凍室17内の温度を測定するための冷凍温度センサ26が設けられている。
製氷室、第1冷凍室16、及び第2冷凍室17の開口部は、野菜室12と同様、引き出し式の扉18,19により閉塞されている。各扉18,19の裏面側に固着した左右一対の支持枠には貯蔵容器20,21が保持されており、開扉動作とともに該貯蔵容器20、21が庫外に引き出されるように構成されている。
冷蔵室10及び野菜室12の後部には、エバカバー23で前後に仕切られた冷蔵冷却器室32と、冷蔵室10と冷蔵冷却器室32とを連結するダクト33と、冷蔵室10や野菜室12と冷蔵冷却器室32とを連結するリターンダクト44とが形成されている。
冷蔵冷却器室32には、冷蔵冷却器30、冷蔵ファン31及びドレインパン27が収納されており、冷蔵冷却器30が冷却した冷蔵冷却器室32の空気を冷蔵ファン31によってダクト33を介して冷蔵室10へ供給する。
ドレインパン27は、冷蔵冷却器30の下方に位置するように冷蔵室10及び野菜室12内を流れた空気を冷蔵冷却器30に戻すリターンダクト44内に配置され、除霜運転時に冷蔵冷却器30から生じる結露水(除霜水)を受ける。ドレインパン27に溜まった結露水は、排水ホース28を介してキャビネット2の背面下部に設けられた機械室38に配置された蒸発皿41へ排出する。
ドレインパン27に溜まった結露水を機械室38へ排出する排水ホース28は、キャビネット2の背面壁に設けられた冷蔵冷却器室32と機械室38とを連通する挿通孔2aに挿通され、冷蔵冷却器室32から機械室38へ引き出されている。 キャビネット2に設けられた挿通孔2aは、挿通する排水ホース28より口径が大きくなっている。そのため、挿通孔2aに排水ホース28を挿入した状態で、挿通孔2aと排水ホース28との間には、冷蔵冷却器室32から機械室38まで一続きに繋がった隙間が形成されている。つまり、挿通孔2aと排水ホース28との間に形成された隙間が、野菜室12と機械室38とを連通する通気孔2cとして機能する。
製氷室、第1冷凍室16、及び第2冷凍室17の後部には、エバカバー24で前後に仕切られた冷凍冷却器室36と、製氷室、第1冷凍室16、及び第2冷凍室17と冷凍冷却器室36とを連結するダクト37とが形成されている。冷凍冷却器室36には、冷凍冷却器34及び冷凍ファン35が収納されており、冷凍冷却器34が冷却した冷凍冷却器室36の空気を冷凍ファン35によってダクト37を介して製氷室、第1冷凍室16、及び第2冷凍室17へ供給する。
冷蔵冷却器30及び冷凍冷却器34は、機械室38に収納された圧縮機39や凝縮器(不図示)とともに冷凍サイクルを構成する。冷凍サイクルでは、圧縮機39から吐出された冷媒が切替弁47(図3参照)によって冷蔵冷却器30及び冷凍冷却器34の一方に供給されることで所定温度に冷蔵冷却器30及び冷凍冷却器34が冷却される。
冷蔵冷却器30は、冷蔵冷却器室32の空気を冷却して、例えば、-10~-20℃の冷気を生成する。生成した冷気は、冷蔵ファン31の回転によってダクト33を介して冷蔵室10及び野菜室12に供給され、これらの貯蔵室を冷却する。
具体的には、冷蔵冷却器室32において生成した冷気は、図1及び図2において矢印で示すように、冷蔵ファン31の回転によって、ダクト33を介して吹出口33aから冷蔵室10へ供給され、冷蔵室10を冷却する。
冷蔵室10を流れた冷気の一部は、仕切壁7の後部に設けられた吸込口42からリターンダクト44に流れ込み冷蔵冷却器室32へ戻り、残りの空気は仕切壁7に設けられた連通路7aを通って野菜室12へ流れ込む。
連通路7aは、野菜室12の前後方向の中央部より後側に設けられており、例えば、野菜室12の後方上部に区画された流入空間Sに開口するように仕切壁7の後端部に設けられている。冷蔵冷却器30で冷却された空気は、冷蔵室10を流れた後、連通路7aを通って流入空間Sへ流れ込む。つまり、本実施形態では連通路7aが野菜室12へ冷気を吹き出す冷気供給口として機能する。
流入空間Sは、野菜室12の内壁と貯蔵容器70との間に形成された循環流路90に接続されており、流入空間Sに流れ込んだ冷気の一部が循環流路90へ流れ込む。
循環流路90は、仕切壁7と貯蔵容器70の上面との間に形成された前後方向に延びる上側流路91、野菜室扉13と貯蔵容器70の前面との間に形成された上下方向に延びる前側流路92、断熱仕切壁6と貯蔵容器70の底面の間に形成された前後方向に延びる下側流路93、及びキャビネット2の背面壁と貯蔵容器70の後面との間に形成された上下方向に延びる後側流路94が順次接続されてなる。
このような循環流路90は、上側流路91の後端部が流入空間Sに接続され、後側流路94の上端部が野菜室12の背面上部に設けられたリターンダクト44の吸込口43に接続されている。循環流路90に流れ込んだ冷気は、上側流路91、前側流路92、下側流路93、及び後側流路94を順次流れた後、リターンダクト44を通って冷蔵冷却器室32へ戻る。冷蔵冷却器室32に戻った冷気は冷蔵冷却器30と熱交換して再び冷却される。
冷凍冷却器34は、冷凍冷却器室36の空気を冷却して、例えば、-20~-30℃の冷気を生成する。生成した冷気は、冷凍ファン35の回転によってダクト37を介して製氷室、第1冷凍室16及び第2冷凍室17に供給されこれらの貯蔵室を冷却する。製氷室及び第1冷凍室16を冷却した空気は、不図示の透孔を通って第2冷凍室17へ流れ込み、第2冷凍室17に供給された冷気と合流し、その後、第2冷凍室17の背面に設けられた吸込口45からリターンダクト46を通って冷凍冷却器室36に戻り、冷凍冷却器34と熱交換して再び冷却される。
(2)貯蔵容器70
図2に示すように、野菜室12内に設けられた貯蔵容器70は、野菜室12のほぼ全幅にわたって設けられた上面に開口する下段容器71と、下段容器71の上方に設けられた上段容器72とを備え、上下2段に重なり合う構造をなしている。
下段容器71は、前方壁、後方壁、左右側壁によって囲まれた有底の箱状の容器であり、上方に開口する上面開口部から内部に貯蔵品を出し入れするようになっている。下段容器71は、野菜室扉13の裏面側に固着された左右一対の支持枠に保持され、野菜室扉13の開扉動作とともに庫外へ引き出されるように構成されている。
下段容器71は、内底面から上方へ突出する前後仕切74が設けられている。この前後仕切74は、下段容器71の左右側壁の内面を連結するように設けられており、前後仕切74の前側に下段前容器81が形成され、後側に下段後容器80が形成されている。
下段後容器80の後方壁80aには、開口部80bが形成され、当該開口部80bに連結ダクト65を介して減酸素ユニット60が連結されている。
下段後容器80は、後方壁80aの上端から前方へ延びる天井壁80dによって上面後端部が閉塞され、その前方に下段後容器80へ貯蔵品を出し入れするための上面開口部80cが形成されている。
下段後容器80の上面開口部80cは、図1及び図2に示す野菜室扉13が閉扉され野菜室12内に貯蔵容器70を収納した状態で上段容器72によって覆われる。下段後容器80の上面開口部80cを開放する場合、野菜室扉13を開扉し下段容器71を庫外へ引き出した後、上段容器72を下段容器71に対して後方へ摺動させて上面開口部80cを開放する。なお、下段前容器81の上面開口部は、野菜室扉13の開扉状態及び閉扉状態に関わらず上段容器72によって覆われることなく開放している。
上段容器72は、前方壁、後方壁72a、左右側壁によって囲まれた有底の箱状の容器であり、上方に開口する上面開口部72cから内部に貯蔵品を出し入れするようになっている。上面開口部72cは蓋体76により開閉可能に閉塞されている。
上段容器72は、冷蔵室10と野菜室12とを区画する仕切壁7の下方に所定間隔をあけて配置され、仕切壁7との間に前後方向に延びる上側流路91を形成する。上段容器72は、野菜室12の左右の内側壁面に設けられた内箱レールと下段容器71の左右側壁の上端を前後方向に摺動することで、下段容器71と独立して庫外へ引き出し可能に設けられている。
上段容器72の底面後部には、下段後容器80に開口する通気孔77が設けられ、上段容器72と下段後容器80とが通気孔77を介して連通し、上段容器72と下段後容器80とが一続きの閉塞容器を構成している。
貯蔵容器70は、野菜室扉13が閉扉され野菜室12内に収納された状態において、上段容器72の後方壁72a、下段後容器80の天井壁80d、仕切壁7、エバカバー23、及び野菜室12の左右の内側壁面で区画された流入空間Sを形成する。
このような貯蔵容器70は、連通路7aから野菜室12へ吐出する冷気が直接当たらない部分、言い換えれば、野菜室12に形成された上記循環流路90に面していない部分に上段容器72又は下段後容器80に開口するように設けられた開口部80eと、当該開口部80eを塞ぐ多孔質膜79とを備える。具体的には、下段後容器80の左右側壁の少なくとも一方に開口部80eが設けられ、当該開口部80eが多孔質膜79によって塞がれている。なお、開口部80eは、野菜室扉13が閉扉され野菜室12内に貯蔵容器70が収納された状態において、野菜室12の前後方向の中央部より前側に位置するように貯蔵容器70に設けられることが好ましい。
多孔質膜79は、例えば、平均孔径が1nm以上10μm以下、好ましくは、10nm以上100nm以下の孔を多数有し、窒素分子や酸素分子等を通過させるが、孔よりも大きな水の粒子を遮断する通気性を有するシート材である。一例を挙げると、ポリエステル長繊維不織布とポリエチレン多孔質フィルムをラミネートしたシート材などを多孔質膜79に用いることができる。
(3)減酸素ユニット60
野菜室12には、エバカバー23で区画された冷蔵冷却器室32の下方に減酸素ユニット60が設けられている。減酸素ユニット60は、箱形のケース61に設けられた酸素分離膜62を備え、連結ダクト65を介して下段後容器80に連結されている。
連結ダクト65の前端部は、図2に示すような貯蔵容器70が野菜室12内に収納された野菜室扉13の閉扉状態において、ゴム又はシリコーン等のゴム状弾性体からなるシール材66を介して開口部80bを囲繞するように下段後容器80の後方壁80aに当接する。これにより、連結ダクト65が下段後容器80と連結され、上段容器72と下段後容器80と連結ダクト65によって一続きの閉塞した空間が形成される。
連結ダクト65とケース61の内部は、ケース61に設けられた酸素分離膜62によって仕切られている。酸素分離膜62は、酸素分離膜62の両側に圧力差が生じると高圧側の空気中の酸素が膜内部を拡散移動して低圧側の表面から離脱することで、高圧側の酸素濃度を低下させる。
ケース61の内部は、キャビネット2の背面下部に設けられた機械室38に配置された排気ポンプ63と排気ホース64によって接続され、排気ポンプ63の動作によってケース61内部の空気を吸引して、機械室38からキャビネット2の外部へ排気する。
なお、排気ポンプ63は防音材で覆われて機械室38に設けられることが好ましい。これにより排気ポンプ63の動作音による騒音を抑えることができる。
酸素分離膜62を透過した酸素を機械室38へ排気する排気ホース64は、キャビネット2の背面壁に設けられた野菜室12と機械室38とを連通する挿通孔2bに挿通され、野菜室12に設けられた減酸素ユニット60から機械室38へ引き出されている。なお、図1に例示するように、排水ホース28を挿通する挿通孔2aと排気ホース64を挿通する挿通孔2bとが途中で合わさって1つの挿通孔になってもよい。
(4)冷蔵庫1の動作
キャビネット2の背面上部には、冷蔵庫1の動作全般を制御する制御部50が設けられている。制御部50は、図3に示すように冷蔵温度センサ25、冷凍温度センサ26、扉センサ29などの各種センサ等から入力される信号や、EEPROM等の不揮発性記録媒体からなるメモリ51に記憶された制御プログラムに基づいて、冷蔵ファン31、冷凍ファン35、圧縮機39、切替弁47、排気ポンプ63などの各種電気部品を制御することで、各室を所定温度に冷却したり、野菜室12に設けた上段容器72及び下段後容器80の内部の酸素濃度を低減する。
具体的には、冷蔵温度帯の冷蔵室10及び野菜室12を冷却する場合には、制御部50が、冷凍サイクルに設けられた切替弁47を切り替えて冷蔵冷却器30に冷媒が流れるようにするとともに、冷蔵ファン31を運転させる冷蔵冷却運転を実行する。
これにより、冷蔵冷却器30で加湿冷却された冷蔵冷却器室32の空気が、ダクト33を介して冷蔵室10及び野菜室12に送風され、冷蔵室10の背面に設けられた冷蔵温度センサ25の検出温度が所定温度範囲に収まるように冷蔵室10及び野菜室12を冷却する。
その際、多孔質膜79は、野菜室12に形成された循環流路90に面していない部分に設けられているため、循環流路90を流れる冷気が直接あたって多孔質膜79に結露が生じることがなく、多孔質膜79の通気性を確保し続けることができる。
製氷室、第1冷凍室16、及び第2冷凍室17を冷却する場合には、制御部50が、冷凍サイクルに設けられた切替弁47を切り替えて冷媒が冷凍冷却器34に流れるようにするとともに、冷凍ファン35を運転させる冷凍冷却運転を実行する。これにより、冷凍冷却器34で冷却された空気は製氷室、第1冷凍室16、及び第2冷凍室17に送風され、第2冷凍室17の背面に設けられた冷凍温度センサ26の検出温度が所定温度範囲に収まるように製氷室、第1冷凍室16、及び第2冷凍室17を冷却する。
また、上段容器72及び下段後容器80の内部の酸素濃度を低減する減酸素運転を実行するには、機械室38に設けられた排気ポンプ63を動作させる。これにより、ケース61内部が、酸素分離膜62の前側の空間、つまり、上段容器72と下段後容器80と連結ダクト65からなる空間より低圧になるため、上段容器72及び下段後容器80の酸素が酸素分離膜62を透過して排気ホース64を介してキャビネット2の外部へ排気され、容器72、80の酸素濃度が低下する。
(5)効果
排気ポンプ63を動作させて減酸素運転を実行すると、上段容器72及び下段後容器80の酸素が酸素分離膜62を透過してキャビネット2の外部へ排気されるため、上段容器72及び下段後容器80内が減圧される。本実施形態では、下段後容器80に開口部80eと当該開口部80eを塞ぐ多孔質膜79が設けられているため、野菜室12の空気が多孔質膜79に設けられた孔から下段後容器80内へゆっくりと進入して、上段容器72及び下段後容器80内が減圧されることを抑えることができる。そのため、上段容器72及び下段後容器80に収納された貯蔵物の乾燥を抑えることができる。
しかも、本実施形態では、連通路7aから野菜室12へ吐出する冷気が直接当たらない部分に、下段後容器80の開口部80eを塞ぐ多孔質膜79が設けられており、野菜室12内を循環する冷気の流れ(風)が多孔質膜79に当たることがない。そのため、野菜室12の空気が多孔質膜79の孔を冷気の流れによって強制的に透過することがない。このような場合、多孔質膜79内における気体分子の拡散は、拡散速度が分子の重量に依存するクヌーセン拡散となりやすく、酸素分子より窒素分子が多孔質膜79内を通過しやすくなる。よって、本実施形態では、減酸素運転の実行によって、上段容器72及び下段後容器80内が減圧されると、野菜室12内の窒素分子が多孔質膜79を優先的に通過するため、酸素濃度を低く保ったまま上段容器72及び下段後容器80内が減圧されることを抑えることができる。
本実施形態では、連通路7aから野菜室12へ吐出する冷気が直接当たらない部分に開口部80eを塞ぐ多孔質膜79が設けられているため、多孔質膜79に結露が生じて多孔質膜79の通気性が低下しにくく、上段容器72及び下段後容器80内が減圧されることを抑えることができる。
また、多孔質膜79に設けられた孔の直径が100nm以下であると、上記したクヌーセン拡散が顕著に現れるため、上段容器72及び下段後容器80内の酸素濃度を低く維持することができる。
(6)変更例
本発明の変更例を、図4及び図5を参照して説明する。
上記した実施形態では、下段後容器80の左右側壁に開口部80eと多孔質膜79を設けたが、図4に示すように、下段後容器80の前側壁を構成する前後仕切74に開口部180eと開口部180eを塞ぐ多孔質膜179を設けたり、下段後容器80の上端周縁部に外向きに折り返された折返し部280fと間隔をあけて対向する位置に開口部280eと開口部280eを塞ぐ多孔質膜279を設けたりしてもよい。
本変更例では、多孔質膜179、279で塞がれた開口部180e,280eが、下段容器71の前側壁71aや下段後容器80の折返し部280fといった板部と間隔をあけて対向するように設けられているため、多孔質膜179、279が野菜室12を循環する冷気の影響を更に受けにくくなる。そのため、クヌーセン拡散が発現しやすくなり、酸素濃度を低く保ったまま上段容器72及び下段後容器80内が減圧されることを抑えることができる。
1…冷蔵庫、2…キャビネット、7…仕切壁、7a…連通路、10…冷蔵室、11…冷蔵室扉、12…野菜室、13…野菜室扉、30…冷蔵冷却器、31…冷蔵ファン、32…冷蔵冷却器室、33…ダクト、60…酸素分離モジュール、61…ケース、62…酸素分離膜、63…排気ポンプ、64…排気ホース、70…貯蔵容器、71…下段容器、72…上段容器、72a…後方壁、72b…開口部、72c…上部開口、73…、74…前後仕切、76…蓋体、77…通気孔、79…多孔質膜、80…下段後容器、80a…後方壁、80b…開口部、80c…上面開口部、80d…天井壁、80e…開口部、81…下段前容器、90…循環流路、91…上側流路、92…前側流路、93…下側流路、94…後側流路

Claims (6)

  1. 貯蔵室と、前記貯蔵室に収納された容器と、前記容器内の酸素濃度を低下させる減酸素ユニットと、前記貯蔵室へ冷気が吹き出す冷気供給口と、を備え、
    前記容器は、前記貯蔵室に収納した状態において前記冷気供給口から吐出する冷気が直接当たらない部分に開口部と前記開口部を塞ぐ多孔質膜とが設けられている冷蔵庫。
  2. 前記開口部が、前記容器の左右少なくとも一方の側壁又は前壁に設けられている請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記冷気供給口が前記貯蔵室の前後方向中央部より後側に設けられ、前記開口部が前記貯蔵室の前後方向中央部より前側に設けられている請求項1又は2に記載の冷蔵庫。
  4. 前記開口部と間隔をあけて対向する板部が前記容器に設けられている請求項1~3のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
  5. 前記多孔質膜の孔径が100nm以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
  6. 前記減酸素ユニットが気体分離膜を利用したユニットである請求項1~5のいずれか1項に記載の冷蔵庫。
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