(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を保存する収納室と、
前記収納室内の温度を目標温度に制御する温度制御手段と、
前記収納室内の前記食品の温度を検知する食品温度検知手段と、
前記食品が過冷却状態の時に、前記食品温度検知手段で検知した前記食品の一定時間内
での温度上昇が、過冷却解除判定基準より大きくなると、前記温度上昇の後の前記食品の
凍結点温度に応じた氷結晶融解庫内温度に前記目標温度を設定する過冷却制御手段とを備え、
前記食品の温度が前記氷結晶融解庫内温度より低く、かつ前記食品の凍結点温度より高い場合に過冷却導入および過冷却解除の有無を判定する冷蔵庫。
【請求項２】
前記収納室内の雰囲気温度を検知する庫内温度検知手段を前記食品温度検知手段と別個
に備え、
前記温度制御手段は前記庫内温度検知手段で検知した温度に基づき温度制御を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記氷結晶融解庫内温度は、前記凍結点温度より高く、前記凍結点温度との差が２℃以
下に設定されること
を特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記過冷却制御手段は、
前記食品が前記収納室に収納され過冷却状態になった時から、前記食品の一定時間内で
の温度上昇が前記過冷却解除判定基準より大きくなる状態の発生回数が、過冷却解除上限
回数になると、前記過冷却解除上限回数を超えるまでより、前記収納室を過冷却温度に冷
却するまでの冷却速度を遅くすること
を特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記過冷却制御手段は、
前記食品が前記収納室に収納され過冷却状態になった時から、前記食品の一定時間内で
の温度上昇が前記過冷却解除判定基準より大きくなる状態の発生回数が、過冷却解除上限
回数になると、前記過冷却解除上限回数を超えるまでより、前記食品を過冷却状態する前
記目標温度を高くすること
を特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記収納室の外側に表示部を備え、
前記表示部に前記食品の冷却状態を表示すること
を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、食品を過冷却状態で保存する冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の食品を過冷却状態で保存する冷蔵庫においては、食品の温度を検出するための温度センサーを備え、この温度センサーで検出した食品の温度変化から過冷却解除を検知すると、食品内には氷結晶が生成されているので、この氷結晶を融解するために庫内温度を一定温度まで上昇し、食品の温度が一定温度以上になると、再度、食品を過冷却状態にするための冷却動作を行っている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の冷蔵庫では、過冷却解除後の食品内の氷結晶を融解するための庫内温度の設定が食品によらず一定であるため、食品によらず凍結点が常に一定であれば問題ないが、食品によって凍結点が異なる場合には、不要に庫内温度を上げ過ぎて食品の品質劣化を加速することがあるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、過冷却解除後の食品内の氷結晶を融解するための庫内温度の設定を、収納した食品の凍結点に応じて設定することで、従来に比べて食品の品質劣化を抑制することができる冷蔵庫を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る冷蔵庫においては、食品を保存する収納室と、収納室内の温度を目標温
度に制御する温度制御手段と、収納室内の食品の温度を検知する食品温度検知手段と、食
品の過冷却状態の時に、食品温度検知手段で検知した食品の一定時間内での温度上昇が、
過冷却解除判定基準より大きくなると、温度上昇の後の食品の凍結点温度に応じた氷結晶
融解庫内温度に目標温度を設定する過冷却制御手段とを備え、前記食品の温度が前記氷結晶融解庫内温度より低く、かつ前記食品の凍結点温度より高い場合に過冷却導入および過冷却解除の有無を判定するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、食品を凍結温度以下になる過冷却状態で保存する冷蔵庫において、食品の過冷却解除を検知した時に判明する食品の凍結温度に応じて、食品内部に発生する氷結晶を溶かすための庫内温度を調節することで、不要な庫内温度の上昇による食品の品質劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るチルド室付近の拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る過冷却制御に関係する機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る過冷却制御のフロ−チャ−トである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る過冷却制御のタイミングチャ−トである。
【図６】この発明の実施の形態１を示す図５のＡ付近の拡大図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る過冷却制御のフロ−チャ−トである。
【図８】この発明の実施の形態２に係る過冷却制御のタイミングチャ−トである。
【図９】この発明の実施の形態３に係る過冷却制御のフロ−チャ−トである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る過冷却制御のタイミングチャ−トである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。
【００１０】
まず、冷蔵庫の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、冷蔵庫の断面図であり、図２は、冷蔵庫のチルド室付近の拡大図を示すものである。
【００１１】
図１及び図２において、冷蔵庫本体１は、圧縮機２、冷却器３、送風機４、操作パネル５、制御手段６、冷蔵室７、チルド室８、切替室９、冷凍室１１、野菜室１２を備えている。
操作パネル５は、冷蔵庫本体１の前面の扉に設けられ、冷蔵庫使用者が冷蔵庫の各部屋の温度調整などを指定できる。制御手段６は、冷蔵庫の各部屋の温度や操作パネル５の情報から圧縮機２や送風機４、図示しない風路各所に設けられたダンパなどの動作を制御する。さらに、外部機器との通信、例えば携帯情報端末からの設定温度変更指示や庫内状況確認などの情報を送受信する。
冷蔵室７、切替室９、野菜室１２、及び製氷室（図示なし）は、発泡ウレタンなどの断熱部材で仕切られている。チルド室８は冷蔵室７内に、製氷室（図示なし）は切替室９に隣接するように、それぞれ設けられている。また、切替室９は、操作パネル５で複数の設定温度を選択できる。
【００１２】
チルド室８は、チルド室上段容器８ａとチルド室下段容器８ｂで構成されている。
チルド室上段容器８ａは、従来どおり０℃程度での保管で品質を保てるもの、例えばチ−ズやヨ−グルトなどを収納する容器であり、チルド室下段容器８ｂは、より低温すなわち過冷却状態で肉や魚およびその加工品を収納する容器である。どちらの容器も上部が開口しており、そこから食品を出し入れする。部材はポリスチレンなど、一般的に家庭用冷蔵庫の収納容器として用いられるものであるが、部材を限定するものではなく、チルド室８の側壁内側に配置された図示していないレ−ル上を前後に移動する。
【００１３】
庫内温度検知手段１３は、例えばサーミスタであって、チルド室下段容器８ｂ内の雰囲気温度を検知する。また、食品温度検知手段１４は、例えば単眼の赤外線センサであって、チルド室下段容器８ｂの背面に斜めに設置され、チルド室下段容器８ｂ全体を見る視野角を有するもので、チルド室下段容器８ｂ内に収納された食品の温度を検知する。なお、今回の実施例では背面に設置する構成としたが、設置位置はチルド室下段容器８ｂ全体を見ることができる位置であれば側面などでもよい。
【００１４】
次に、過冷却制御の動作について図３〜図６を用いて説明する。
図３は、冷蔵庫１の過冷却制御に関係する主要部の制御ブロック図を示すものである。
図３において、冷蔵庫１における各種検出デ−タの収集とそれに基づく動作指令は制御手段６で処理される。食品を過冷却状態で保存する場合、制御手段６は、予めチルド室下段容器８ｂ内の温度を過冷却温度に設定する。次に、冷蔵室扉検知手段１０１によって検知される冷蔵室扉の開閉情報、庫内温度検知手段１３によって検知されるチルド室下段容器８ｂ内の温度上昇、及び食品温度検知手段１４によって検知される温度変化についての情報を基に、過冷却導入を開始するタイミングを決定し、チルド室下段容器８ｂ内の温度をコントロ−ルするためのダンパ１０３と、送風機４を制御して、過冷却導入に適した冷却を行う。
【００１５】
図４は、冷蔵庫の過冷却制御のフロ−チャ−トであり、図５は、過冷却制御のタイミングチャ−トであり、図６は図５のＡ付近の拡大図を示すものである。
図５及び図６には、図４のＳ１〜Ｓ１０に対応する箇所を最上段に記載している。
また、図５は、ダンパ１０３の動作、過冷却制御を行うチルド室下段容器８ｂ内の目標温度、庫内温度検知手段１３で検知したチルド室下段容器８ｂ内の温度、及び食品温度検知手段１４で検知した食品温度についての時間推移を示すものである。
【００１６】
図４〜図６中に使用している各記号の定義は、以下の通りである。
Ｔｃ：チルド室下段容器８ｂ内の温度［℃］、
Ｔｃ＿ｓｅｔ：チルド室下段容器８ｂ内の目標温度［℃］、
Ｔ０：食品を過冷却導入前のチルド室下段容器８ｂ内の温度［℃］、
Ｔｓｃ：過冷却温度［℃］、
Ｖ：過冷却導入冷却速度［℃／ｈ］、
ｍ：過冷却解除判定基準［℃／ｓ］、
ｔｉｍｅ＿ｓｃ：過冷却導入時間［ｓ］、
ｔｉｍｅ１：１ステップ目の時間［ｓ］、
ｔｉｍｅ２：２ステップ目の時間［ｓ］、
ｄｔ：食品温度変化を計算するためのタイムステップ［ｓ］、
Ｔｈ：食品温度［℃］、
Ｔｈ＿１：ｔｉｍｅ１での食品温度［℃］、
Ｔｈ＿２：ｔｉｍｅ２（ｔｉｍｅ１よりｄｔ後）での食品温度［℃］。
【００１７】
図４〜図６において、まず、チルド室下段容器８ｂに食品が入ったことが前述のように検知されて過冷却制御がスタ−トする。チルド室下段容器８ｂ内の目標温度Ｔｃ＿ｓｅｔは、食品の凍結点以上で冷蔵室温度以下の温度、例えば従来のチルド室相当の温度０℃となる温度Ｔ０に引き上げる（Ｓ１〜Ｓ２）。これは冷蔵庫内に入った食品を凍結点近くまでは急速に冷やし凍結点近傍からは緩やかに冷やすためで、このようにすることで極力短い冷却時間で食品を過冷却状態に導入できる。
【００１８】
チルド室下段容器８ｂ内の温度ＴｃがＴ０に達したら、チルド室下段容器８ｂ内の目標温度Ｔｃ＿ｓｅｔを食品を安定的に過冷却状態に引き込み、維持できる温度Ｔｓｃ、例えば−５〜−２℃に設定する（Ｓ３）。この温度に安定的に引き込み維持するため、Ｔ０とＴｓｃとの温度差を過冷却導入時間ｔｉｍｅ＿ｓｃで除した過冷却導入冷却速度Ｖで食品を冷却するようダンパ１０３を開閉（場合によっては圧縮機２や送風機４も制御）する。この冷却速度Ｖは非常に緩やかなものであり、０．５〜２［℃／ｈ］程度である（Ｓ４）。
【００１９】
次に、Ｓ５以降の過冷却解除の有無検知と、その際に生成する氷結晶の融解促進を行うための制御について説明する。
まず、時間ｔｉｍｅ１での食品温度Ｔｈを食品温度検知手段１４で測定し、その測定温度をＴｈ＿１とする（Ｓ５）。次にあらかじめ設定されたステップ幅の時間ｄｔ経過後（Ｓ６）、時間ｔｉｍｅ２での食品温度Ｔｈを食品温度検知手段１４で測定し、その測定温度をＴｈ＿２とする（Ｓ７）。このときの温度と時間の傾きが、あらかじめ過冷却解除したと考えられる傾きである過冷却解除判定基準ｍ以上であれば、氷結晶融解のための制御に移る。この傾きｍは、例えば０．０５〜０．２［℃／ｓ］の範囲にある値など、実験的に得られた値を設定する（Ｓ８）。Ｓ５〜Ｓ８は、過冷却解除が検知されるまで、繰り返し実行されることになる。
【００２０】
過冷却解除が検知されると、過冷却解除した直後の食品温度Ｔｈ＿２がその食品の凍結点に相当する。この温度に基づいて、チルド室下段容器８ｂ内の目標温度Ｔｃ＿ｓｅｔを、細胞損傷なき程度まで氷結晶を融解できる温度、例えばＴｈ＿２＋２［℃］に設定（Ｓ９）する。尚、細胞損傷なき程度まで氷結晶を融解できる庫内設定温度を氷結晶融解庫内温度と呼ぶ。
次に、食品内に発生した氷結晶の融解が終わり食品温度が上昇し始める頃、例えば食品温度Ｔｈが、氷結晶融解庫内温度より低く、氷結晶の融解を判定する温度Ｔｈ＿２＋１［℃］になるまで、チルド室下段容器８ｂの目標温度Ｔｃ＿ｓｅｔをＴｈ＿２＋２［℃］に維持する（Ｓ１０）。この状態を形成するために、例えばダンパ１０３を全閉状態を維持することで、チルド室下段容器８ｂ内の温度を上昇させる。過冷却解除後の食品温度ＴｈがＴｈ＿２＋１［℃］以上になると、再度Ｓ１〜Ｓ８までの制御で過冷却導入及び過冷却解除の有無確認を継続する。尚、食品温度が凍結温度より高い状態になる時の判定温度を氷結晶融解判定温度と呼ぶ。
【００２１】
実施の形態２．
次に、この発明を実施するための実施の形態２について、図７及び図８を用いて説明する。実施の形態１と冷蔵庫本体１の構成は同じものであり、過冷却制御の方法が異なる。
一般的に、食品によっては細胞組織が非常に脆弱で過冷却解除しやすい食品を保存する場合がある。例えば、ひき肉のように細胞組織が破壊され本来細胞内に安定的に保持されている液体が自由に流動し易くなっている食品や、タラやサバなどアシの速い魚で、細胞組織の分解が進み組織全体が不安定になり水分が流動し易くなりやすい食品などである。このような食品を過冷却で保存するための制御方法が本実施の形態となる。
【００２２】
この実施の形態は、過冷却解除の回数が過冷却解除上限回数になると、チルド室下段容器８ｂ内を過冷却温度Ｔｓｃに冷却するまでの冷却速度を、過冷却解除上限回数になるまでの冷却速度より遅くする制御を行うものである。この制御を行うことで、食品を容易に過冷却状態にすることが可能になる。
図７は、過冷却制御のフローチャートであり、図８は、過冷却制御のタイミングチャートを示すものである。
図７及び図８中に使用している記号は、実施の形態１と同じ定義であれば、同一の記号を使用している。実施の形態１から追加された記号の定義は、以下の通りである。
ｎ：過冷却解除回数［回］、
ｎ＿ｍａｘ：過冷却解除上限回数［回］、
ｎｔ：過冷却導入時間延長係数。
【００２３】
図７及び図８において、Ｓ１〜Ｓ１０、すなわち食品を投入後に過冷却導入し、過冷却解除を検知すると氷結晶を融解するステップまでは、図４〜図６で示したものと同じである。
Ｓ１１〜Ｓ１３は、実施の形態１から新たに追加されたものであり、過冷却解除の回数ｎをカウントする（Ｓ１１）。そして、この回数ｎが過冷却解除上限回数ｎ＿ｍａｘ以上になったとき（Ｓ１２）、この食品は現状の過冷却導入冷却速度Ｖで安定的に過冷却に引き込み維持することは困難であるとし、あらかじめ設定してあった過冷却導入時間ｔｉｅｍ＿ｓｃに過冷却導入時間延長係数ｎｔを乗じて（Ｓ１３）、より低速で過冷却に導入していくよう制御する。これは、例えば最初の過冷却導入時よりもダンパ１０３の開閉時の開時間を短く閉時間を長くし、食品が過冷却状態に到達してからは最初の過冷却導入時と同等のダンパ１０３の開閉時間とすることで実現する。
尚、過冷却導入時間延長係数ｎｔについては、例えば１．３〜２の範囲にある値など、実験的に得られた値を設定する。
【００２４】
実施の形態３．
次に、この発明を実施するための実施の形態３について、図９及び図１０を用いて説明する。実施の形態１と冷蔵庫１の構成は同じものであり、過冷却制御の方法が異なる。
この実施の形態は、過冷却解除の回数が過冷却解除上限回数になると、チルド室下段容器８ｂ内の目標温度Ｔｃ＿ｓｅｔと過冷却導入時間ｔｉｍｅ＿ｓｃを再設定することで、冷却速度を遅くする制御を行うものである。この制御を行うことで、食品を容易に過冷却状態にすることが可能になる。
図９は、過冷却制御のフローチャートであり、図１０は、過冷却制御のタイミングチャートを示すものである。
図９及び図１０中に使用している記号は、実施の形態１及び２と同じ定義であれば、同一の記号を使用している。実施の形態１及び２から追加された記号の定義は、以下の通りである。
ｄＴ：チルド下段容器８ｂ内の温度引き上げ幅［℃］。
【００２５】
図９及び図１０において、Ｓ１〜Ｓ１２は、図７及び図８で示したものと同じである。
過冷却解除の回数が過冷却解除上限回数になると、過冷却温度Ｔｓｃと過冷却導入時間ｔｉｍｅ＿ｓｃをそれぞれ再設定（Ｓ１４）する。
過冷却温度ＴｓｃはＴｓｃ＋ｄＴ［℃］とし高温化し、過冷却導入時間ｔｉｅｍ＿ｓｃは過冷却導入時間延長係数ｎｔを乗じた値に設定する。このように設定することで、過冷却解除を検知した時の過冷却導入冷却速度Ｖ及び過冷却温度Ｔｓｃに対して、より低速な冷却速度Ｖで過冷却導入を行い、かつより高めの過冷却温度Ｔｓｃで過冷却状態を維持する制御を行うことになる。
尚、チルド下段容器８ｂ内の温度引き上げ幅ｄＴについては、例えば０．１〜０．５の範囲にある値など、実験的に得られた値を設定する。
また、チルド室下段容器８ｂ内の目標温度Ｔｃ＿ｓｅｔと過冷却導入時間ｔｉｍｅ＿ｓｃの両方を再設定する制御としているが、目標温度Ｔｃ＿ｓｅｔのみ再設定する制御でも同様な効果が得られる。
【００２６】
実施の形態２及び３において、このように過冷却解除が頻発したとき、操作パネル５に表示、または制御手段６によって使用者の携帯情報端末やＰＣへ過冷却状態に関連する情報を送信し、早めに使用するよう提示するようにしてもよい。
【００２７】
また、食品温度検知手段１４を複眼、または単眼であっても駆動機構を設けた赤外線センサなどにすることで、チルド室下段収納容器８ｂ内のどの位置にあるものが過冷却解除し易いかを提示できれば、冷蔵庫使用者は、より容易に早めに使用すべき食品を確認できる。
【００２８】
なお、本実施例に示したチルド室８の構成は、チルド室８内に過冷却保存用の収納容器を設けた構成としたが、チルド室８の収納容器のみでチルド室８全体を過冷却保存用として制御してもよい。このとき、チルド室８の設定温度を、従来のチルド室相当の０℃程度と過冷却保存用の−３℃程度と切り替えられるようにしてもよい。この切替は例えばユ−ザ−が操作パネル５を介して設定する。
【符号の説明】
【００２９】
１  冷蔵庫本体、２  圧縮機、３  冷却器、４  送風機、５  操作パネル、
６  制御手段、７  冷蔵室、８  チルド室、８ａ  チルド室上段収納容器、
８ｂ  チルド室下段収納容器、９  切替室、１１  冷凍室、
１２  野菜室、１３  庫内温度検知手段、１４  食品温度検知手段。
【図１】
0005920310.tif 000002
【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】
0005920310.tif 000008
【図８】
0005920310.tif 000009
【図９】
0005920310.tif 000010
【図１０】
0005920310.tif 000011