(57)【要約】【課題】解凍時の食品の品質を落とさずに且つ効率的な解凍を行う機能を備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。【解決手段】冷蔵温度帯の貯蔵室を備え、この貯蔵室にプラス温度で融解する潜熱蓄冷剤（３１）を備える。また、貯蔵室の内部又は隣接位置に区画された解凍室（８）と、解凍室（８）に冷気を循環させる送風機（５２）と、送風機（５２）で送付された冷気を解凍室（８）に導く風路（５０）と、を備え、潜熱蓄冷剤（３１）は解凍室（８）内の底部に設ける。また、潜熱蓄冷剤（３１）の上面に高熱伝導部材（３２）を設け、風路（５０）は解凍室（８）の上部に設ける。【選択図】  図５
2011153720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵温度帯の貯蔵室を備えた冷蔵庫において、前記貯蔵室にプラス温度で融解する潜熱蓄冷手段を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記貯蔵室の内部又は隣接位置に区画された解凍室と、前記解凍室に冷気を循環させる送風機と、該送風機で送付された冷気を前記解凍室に導く風路と、を備え、前記潜熱蓄冷手段は前記解凍室内の底部に設けられたことを特徴とする、請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記潜熱蓄冷手段の上面に高熱伝導部材を設けたことを特徴とする、請求項２記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記風路は前記解凍室の上部に設けられ、該風路の下部に複数の冷気噴出口を有することを特徴とする、請求項３記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記解凍室に収納された被解凍品を一定温度まで解凍した後に温度を切り替えて冷却する温度制御手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記解凍室の底面はリブ構造としたことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、解凍機能を設けた冷蔵庫として、特許文献１（特開２００７−５７１６０号公報）記載のものがある。特許文献１は、冷蔵庫に設けた温度切替室内に、ヒータ及び送風機を設け、食品解凍時にヒータを駆動して温風を送出し、所定期間経過後、温風の送出を停止して温度切替室内の貯蔵物を急速解凍するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−５７１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の構成では、温風を送出すると、食品表面が高温にさらされ、微生物の増殖の観点から衛生上の問題があった。
【０００５】
また、解凍にヒータを用いることで、使用者が美味しく解凍できないイメージを抱き、さらに消費電力量が増加する、という問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、解凍時の食品の品質を落とさずに且つ効率的な解凍を行う機能を備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の冷蔵庫は、冷蔵温度帯の貯蔵室を備えた冷蔵庫において、前記貯蔵室にプラス温度で融解する潜熱蓄冷手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記貯蔵室の内部又は隣接位置に区画された解凍室と、前記解凍室に冷気を循環させる送風機と、該送風機で送付された冷気を前記解凍室に導く風路と、を備え、前記潜熱蓄冷手段は前記解凍室内の底部に設けられたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記潜熱蓄冷手段の上面に高熱伝導部材を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記風路は前記解凍室の上部に設けられ、該風路の下部に複数の冷気噴出口を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記解凍室に収納された被解凍品を一定温度まで解凍した後に温度を切り替えて冷却する温度制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記解凍室の底面はリブ構造としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、解凍時の食品の品質を落とさずに且つ効率的な解凍を行う機能を備えた冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷蔵庫の扉を外した状態の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面拡大図である。
【図３】解凍室の断面模式図である。
【図４】解凍方法の違いによる解凍速度を比較した図である。
【図５】冷気導入経路による解凍速度を比較した図である。
【図６】マグロの２４時間放置後のドリップ量の平均値を示す図である。
【図７】牛肉の２４時間放置後のドリップ量の平均値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の冷蔵庫の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
まず、冷蔵庫の全体構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る冷蔵庫の扉を外した状態の正面図である。１は、冷蔵庫本体である。この冷蔵庫本体１は、内部最上段に冷蔵室２、最下段に野菜室６を有している。これら冷蔵室２，野菜室６は冷蔵温度帯の貯蔵室である。
【００１７】
冷蔵室２と野菜室６の間には、これらの両室と断熱的に仕切られた貯蔵室が配設されている。これらの貯蔵室は、０℃以下の冷凍温度帯の貯蔵室であり、上方の左側に製氷室３、右側に急速冷凍室４、その下方に冷凍室５を有している。製氷室３内には自動製氷装置２３ａ及び貯氷容器２３ｂが備えられており、貯氷容器２３ｂは引き出し式の製氷室扉９ｂを引き出すことによって、扉と共に引き出される構成となっている。また、急速冷凍室４及び冷凍室５もそれぞれ引き出し式の急速冷凍室扉９ａ，冷凍室扉１０によって前面開口が閉塞されており、この扉を引き出すことによって内部の容器が引き出される構成となっている。
【００１８】
冷凍室５は、図に示したように上下３個の容器が収納され、下段からそれぞれ下段冷凍室容器１４，中段冷凍室容器１５，上段冷凍室容器１６が配設されている。下段冷凍容器１４及び中段冷凍容器１５は、冷凍室扉１０の引出し枠に固定され、この冷凍室扉１０の開閉に連動して冷凍室５内を出入する。すなわち、側壁を構成する内箱側面に設けられたレールを利用して、冷凍室５に対して引き出し可能な構成としている。さらに、下段冷凍室容器１４，中段冷凍室容器１５，上段冷凍室容器１６は、互いに深さ寸法が異なる容器であり、大きさの異なる各種の食品の収納に適したものとしている。
【００１９】
冷蔵室２の最下段空間には、左から順に、製氷室３の製氷皿に製氷水を供給するための製氷水タンク２４，食品を解凍する機能を有する解凍室８が収納されている。なお、本実施形態において、解凍室３は、潜熱蓄冷剤３１を用いて一定温度まで解凍可能な専用室を表す。また、解凍室８は引き出し式扉によって閉塞される構造である。解凍室８の詳細は後述する。
【００２０】
次に、最上段の冷蔵室２は、回転式の冷蔵室扉７によって閉塞される。回転扉は観音開き式の両開きの扉としてもよく、一枚の扉体によって閉塞する片開きの扉としてもよい。野菜室６内も複数の容器を備え、野菜室扉１１を引き出すと、容器が引き出される構造となっている。また野菜室６の後方には冷凍サイクルを構成する圧縮機２１が配設される。
【００２１】
次に図２を用いて冷蔵・冷凍温度帯の貯蔵室冷却について説明する。図２は図１のＡ−Ａ断面拡大図である。冷凍温度帯の貯蔵室後方には、冷却室１７が設けられ、この冷却室１７内には、冷凍サイクルを構成する蒸発器１８が設置される。蒸発器１８の上方には、送風ファン２０が備えられている。蒸発器１８によって冷却された冷気は、送風ファン２０によって、冷蔵室２，製氷室３，急速冷凍室４，冷凍室５及び野菜室６の各貯蔵室へ送られる。また、送風ファン２０によって送られる冷気の一部は、開閉可能なダンパ装置１９を介して冷蔵室２及び野菜室６の冷蔵温度帯の貯蔵室に送られ、他の一部が製氷室３，急速冷凍室４及び冷凍室５に送られる。ダンパ装置１９の開閉は図示しない制御装置によって制御され、冷蔵温度帯の貯蔵室へ冷気の供給が必要な場合は開状態となる。
【００２２】
蒸発器１８から送風ファン２０によって製氷室３へと送られる冷気は、製氷皿内に貯められた水を冷却して製氷を行う。その後、下方の冷凍室５へと送られる。冷凍室５の背面に位置する仕切り部材２２には、冷気吐出口が上下に複数設けられ、送風ファン２０からの冷気が冷気吐き出し口から冷凍室５内へと吐き出される。冷凍室５へ送られて室内を冷却した冷気は、図示しない冷気戻り通路から冷却室１７へと戻される。なお。仕切り部材２２は冷凍室５と冷却器室１７との間を仕切り、冷凍室５の背面を構成している。
【００２３】
蒸発器１８から送風ファン２０によって冷蔵室２や野菜室６へと送られる冷気は、冷蔵室２及び野菜室６を冷却後、図示しない冷気戻り通路から冷却器室１７へと戻される。このように、本実施例の冷蔵庫は冷気の循環構造を有しており、各貯蔵室を最適な温度に維持する。
【００２４】
次に、解凍室８について説明する。解凍室８は、冷蔵室２の内部又は隣接位置に区画された貯蔵空間である。解凍室８は、蒸発器１８からの冷気を導入する冷気吐出口１２と、室内の空気を冷蔵室２へ排出する空気排出口（図示せず）と、解凍室８内に空気循環させる送風機５２と、その空気を被解凍品５１に上方から下方に噴射する複数の噴出口５３を有する風路５０が設けられている。冷気導入する風路５０は、解凍室８の上部に設けられた二重構造の壁面によって構成され、被解凍品５１が載置される空間の上部内壁５０ａ（風路５０の下部）に、多数の噴出口５３が前後方向（図３において左右方向）に設けられている。
【００２５】
解凍室８には、蒸発器１８からの冷気が冷気吐出口１２から吐き出され、その冷気を送風機５２で送られる。送風機５２は、解凍室８の背面に設けられており、貯蔵空間の上面にある風路５０を通って噴出口５３から被解凍品５１に向けて冷気が直接噴射される。これにより、冷気が解凍室８全体に噴射されるようになり、解凍ムラを低減することが可能となる。解凍室８内の冷気は、図示しない冷気戻り通路を介して冷却室１７へと戻される。
【００２６】
次に図３を用いて、解凍室８の構成についてさらに説明する。図３は、解凍室８の縦断面図である。
【００２７】
ここで、冷蔵庫で食品の解凍を行うには、ヒータを用いずに冷蔵温度以下の冷風で解凍することが、食品の品質維持の観点で好ましい。しかし、冷風のみの解凍では構造上の関係から解凍速度に限界があることや、一定温度まで解凍後に食品温度を一定に保ち貯蔵を行うことが困難となる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、物質の融解時の相変化を利用して、融解点付近の温度帯で高いエネルギーを貯蔵するものとした。
【００２９】
具体的に、潜熱蓄冷剤を解凍に用いることを鋭意検討した。従来の潜熱蓄冷剤は、凍結温度が０℃付近のものが多く、凍結温度が低すぎて解凍時に使用する場合、結露が問題となることや、潜熱，比熱が小さいため、蓄冷効果が十分ではなかった。そこで、プラス温度で機能する潜熱蓄冷剤を用いることで、結露せずに融解時には吸熱を凝固時に発熱を行い、食品の解凍状態に応じて温度を管理する事が可能となることを検討した。
【００３０】
一般的に、解凍条件が品質に影響を与えるものには、解凍終了温度と解凍速度がある。解凍終了温度は、可能な限り低温であることが望ましく、特に５℃以下の低温で解凍を行えば、細菌の繁殖を抑制することができる。また、解凍後５℃以上の温度で保存を行うと細菌の繁殖が進行するため、解凍後は速やかに調理するか、５℃以下の低温に保つ必要がある。
【００３１】
解凍速度は、急速解凍を行うことで最大氷結晶生成帯の通過時間が短いので、解凍中の氷結晶の成長を抑えられるが、急激に解凍すると融解して生じた水が吸収される時間が短く、吸収が間に合わない場合はドリップが生成される。この水の吸収に必要な時間は、数十分程度で充分である。
【００３２】
一方、緩慢解凍は、最大氷結晶生成帯の通過時間が長いので、解凍中の氷結晶が成長する事で細胞破壊によりドリップが多量に出る場合がある。融解して生じた水が吸収される時間が長いが、比較的温度の高い条件に長時間さらされることで、微生物学的反応が進行しやすい。特に鮮度の落ちが早い魚等では、解凍時間が長いと鮮度が劣化するとされるため、注意が必要となる。
【００３３】
また、解凍ムラは解凍後に食品表面が一定温度以上にならないように制御することや、解凍時に均等に冷気又は流水が当たるように制御することが必要となる。
【００３４】
以上を考慮した解凍室８の構造について説明する。解凍室８の底面は、リブ３０をなし、その上部（解凍室８内の底部）には融解点がプラス温度である潜熱蓄冷剤３１を充填し、その上に、熱伝導率が高い高熱伝導部材３２を重ねる構造とした。本実施形態では、高熱伝導部材３２として、錆びにくいステンレストレイを重ねる構造とした。
【００３５】
また、熱伝導率の高い高熱伝導部材３２を潜熱蓄冷剤３１の上方に用いることにより、食品から奪った熱を素早く分散し、潜熱蓄冷剤３１によって効率的に吸収することが可能となる。また、高熱伝導部材３２をステンレストレイとすることで、食材等の汚れが付着した場合も掃除しやすく錆びにくい。
【００３６】
また、解凍室８内の潜熱蓄冷剤３１は、プラス温度領域で融解する性質を持つため、冷蔵庫内で食品を解凍した後も通常の冷蔵運転により蓄冷能力を再生することが可能となる。冷蔵庫内で冷やす食品は、凍結しない温度での冷却が望ましいことから潜熱蓄冷剤３１の融解温度は望ましくは０℃〜１０℃程度となるが、この他の温度で用いてもよい。
【００３７】
潜熱蓄冷剤３１は、融解点がマイナス温度帯である一般の潜熱蓄冷剤のように凝固しても硬くならずに柔軟性を有することから、高熱伝導部材３２との密着性がよく、より効率的に食品を冷却することができる。
【００３８】
また、解凍室８底面のリブ３０により、食品を入れた際に起きる温度差による結露を抑制し、一定温度まで冷却した後も、外部影響を抑え安定した温度で冷却が可能となる。
【００３９】
次に具体的な解凍方法について説明する。解凍運転指令があると、検出された被解凍品５１の温度に基づいて、マイコン等の制御装置を介して風量・温度を調整した冷気が導入される。解凍は食品中心温度が一定温度まで到達したら、送風機５２の運転を止め、０℃以下の冷気を風路５０より流す。これにより、潜熱蓄冷剤３１は雰囲気中の温度以上には温度が上がらないので、一定の温度を保ち食品を保存する事が可能となる。
【００４０】
ここで、食品中心温度は非接触の温度検出装置（図示せず）を用いて検知を行うことで、制御が可能となる。解凍終了の温度は、その後に行う調理方法によって異なってくるため、予め使用者に操作パネル等で選択できる形が望ましい。
【００４１】
一例の解凍状態として、すぐに食卓に出して生で食べる物は「しっかり解凍モード」として、半解凍と完全解凍が混在する０℃とする。また、直ぐに調理を行う物については、半解凍状態で一気に加熱をすることで、栄養成分の損失を抑制できるので「半解凍モード」とし、融解温度付近（−１℃〜−３℃）に設定する。また、あまり強い力を入れなくても包丁が入る状態の「弱解凍モード」として融解温度以下よりも低い温度として、使うシーンに分けて使用が可能となる。
【００４２】
次に図４を用いて解凍方法について説明する。図４は、解凍方法の違いによる解凍速度を比較した図である。肉・魚の解凍においては、主要成分である水の相変化が問題となる。固体と液体とが共存する−２℃〜−１℃の融解温度付近は、相変化の関係で与えられた熱は固体を融解する融解熱として利用されるため、解凍速度が遅くなる傾向がある。しかし、この温度帯は氷結晶生成帯となるので、解凍時の品質劣化を抑制するために早く通過する必要がある。
【００４３】
実験は、模擬負荷１００ｇ（ＪＩＳ規格にある冷蔵庫用の直方体の模擬負荷）を予め冷凍し、中心温度が−１８℃になった物を被解凍品として使用し、冷蔵室内（４℃）で各条件の解凍時間を比較した。
【００４４】
図４は、冷蔵で解凍した場合３３と、潜熱蓄冷剤３１のみで解凍した場合３４と、送風機５２のみで解凍した場合３５と、潜熱蓄冷剤３１と送風機５２を組み合わせて解凍した場合３６について、解凍を始めてから２時間の温度変化をそれぞれ示す。
【００４５】
図４より、冷蔵で解凍した場合３３は、対流が少ないため解凍速度が最も遅くなった。潜熱蓄冷剤３１のみで解凍した場合３４は、熱交換速度が遅いので解凍に時間がかかる。送風機５２のみで解凍した場合３５は、融解温度を過ぎてから急激に温度が上昇し、２時間経過後には食品中心温度がプラス温度となってしまった。潜熱蓄冷剤３１と送風機５２を組み合わせて解凍した場合３６は、解凍速度が最も早く２時間経過後も食品中心温度が０度以下の温度を保つことができた。
【００４６】
また、半解凍状態の−３℃に到達するまでの時間を比較すると、冷蔵で解凍した場合３３は１６３分、潜熱蓄冷剤３１のみで解凍した場合３４は８７分、送風機５２のみで解凍した場合３５は８９分、潜熱蓄冷剤３１と送風機５２を組み合わせて解凍した場合３６は３１分となり、従来の冷蔵解凍よりも５.３倍も早く解凍が可能となる。
【００４７】
以上より、潜熱蓄冷剤と送風機５２を組み合わせて解凍を行うことで、冷気による解凍でも短時間で解凍が可能となり、解凍終了後も温度上昇を抑制する事が可能となる。解凍終了後は、吐出冷気の温度を下げて貯蔵すると潜熱蓄冷剤がその温度で一定となるため、より温度ムラを抑えた解凍が可能となる。
【００４８】
次に、図５を用いて冷気導入経路による解凍速度の比較を行う。図５は、冷気導入経路による解凍速度を比較した図である。本実施例で冷気導入する風路５０は、解凍室８の上面に構成され多数の噴出口５３から、冷気が食品に直接当たる構造とした。また、冷気を上面の数点から噴射する事で食品を均一に冷却し、解凍ムラを抑制する事が可能となると考えられる。
【００４９】
図５は解凍速度について、冷気を背面から噴射した場合３７と、冷気を上面から噴射した場合３８の食品中心温度変化を示す。尚、解凍方法は双方とも潜熱蓄冷剤と送風機５２を組み合わせて解凍を行った。実験は、図４と同様に模擬負荷１００ｇ（ＪＩＳ規格にある冷蔵庫用の直方体の模擬負荷）を予め冷凍し、中心温度が−１８℃になった物を解凍室の冷気を背面から噴射した場合と、上面から噴射した場合について解凍を始めてから２時間の温度変化を示す。
【００５０】
図５より、冷気を背面から噴射した場合３７と、冷気を上面から噴射した場合３８では冷気を上面から噴射した場合３８の方が、早く解凍が可能となる。
【００５１】
半解凍状態の−３℃に到達するまでの時間を比較すると、冷気を背面から噴射した場合３７は４７分、冷気を上面から噴射した場合３８は３１分と冷気を上面から噴射した場合３８の方が、冷気を背面から噴射した場合３７よりも、１.５倍早く解凍できるといえる。
【００５２】
これは、背面から冷気を出す場合、背面側の模擬負荷が先に冷却され、中央や奥の模擬負荷まで冷気が到達するまでに時間がかかり、大きく解凍ムラが生じる事からも当然の結果となる。以上より、冷気は上面から食品に噴射する事で、解凍ムラを抑え解凍速度を向上させることが可能であるといえる。
【００５３】
次に図６，図７を用いて解凍終温度とドリップとの関係を比較する。解凍時の温度は、プラス温度領域になるとドリップの流出量が増加する。これは、解凍中にたんぱく質が変性する事で、細胞が脆弱になり水を保持できなくなるためであると考えられる。
【００５４】
実験は解凍室の空気温度を−１℃と１℃に調整し、解凍によりドリップが生じ易いマグロと牛ステーキ肉（各ｎ＝３）を冷凍後に、各々の温度帯で解凍し比較検討を行った。尚、温度によるドリップ量の差を明確にするため、解凍は潜熱蓄冷剤と送風機５２を用いずに解凍室内の空気温度のみを調整して行った。
【００５５】
図６は、マグロの２４時間放置後のドリップ量の平均値を示す。図６より、空気温度−１℃のマグロのドリップ量３９は、２.５３［ｇ／１００ｇ］に対し、空気温度＋１℃のマグロのドリップ量４０は２.８６［ｇ／１００ｇ］にとなり、空気温度−１℃のマグロのドリップ量３９の方が空気温度＋１℃のマグロのドリップ量４０よりも、ドリップを抑制する事が可能となる。
【００５６】
図７は、牛肉の２４時間放置後のドリップ量の平均値を示す。図７より、空気温度−１℃の牛肉のドリップ量４１では、１.３０［ｇ／１００ｇ］に対し、空気温度＋１℃の牛肉のドリップ量４２では１.６０［ｇ／１００ｇ］となり、空気温度−１℃の牛肉のドリップ量４１の方が空気温度＋１℃のマグロのドリップ量４２よりも、ドリップを抑制する事が可能となる。
【００５７】
以上より、温度がプラス温度以上になると、ドリップが流出し易いため、解凍終了後の温度は、微生物の増殖・ドリップの影響から０℃以下の温度がよいと考えられる。
【００５８】
以上から、本実施形態の冷蔵庫は、冷凍食品を一定の温度まで冷却し、その温度を長時間保つことが可能なプラス温度で融解する性質を持つ潜熱蓄冷装置と送風機からの冷気と組み合わせて解凍を行うことにより、従来の冷蔵解凍よりも解凍時間を短縮し、解凍終了後の温度を０度以下の温度に一定に保つ事で、微生物の増殖や解凍しすぎによるドリップの流出や解凍ムラを抑えた解凍を実現することが可能となるといえる。換言すると、本実施形態は潜熱蓄冷剤を用いることを前提として、冷凍食品を一定温度まで解凍した後に、０℃以下の一定の温度を長時間保つことが可能な冷蔵庫を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
８  解凍室
１２  冷気吐出口
１８  蒸発器
３０  リブ
３１  潜熱蓄冷剤
３２  高熱伝導部材
３３  冷蔵で解凍した場合
３４  潜熱蓄冷剤３１のみで解凍した場合
３５  送風機５２のみで解凍した場合
３６  潜熱蓄冷剤３１と送風機５２を組み合わせて解凍した場合
３７  冷気を背面から噴射した場合
３８  冷気を上面から噴射した場合
３９  空気温度−１℃のマグロのドリップ量
４０  空気温度＋１℃のマグロのドリップ量
４１  空気温度−１℃の牛肉のドリップ量
４２  空気温度＋１℃の牛肉のドリップ量
５０  風路
５０ａ  上部内壁
５１  被解凍品
５２  送風機
５３  噴出口
【図１】
2011153720.tif 000003
【図２】
2011153720.tif 000004
【図３】
2011153720.tif 000005
【図４】
2011153720.tif 000006
【図５】
2011153720.tif 000007
【図６】
2011153720.tif 000008
【図７】
2011153720.tif 000009