(57)【要約】【課題】過冷却状態を安定して保持し、被冷却物の品質や食味を維持することができる冷凍庫を提供する。【解決手段】冷凍庫Ｃ１は、第１の断熱材１０１を内壁に備える冷凍庫本体１００と、第２の断熱材（２０１〜２０３）で構成され、冷凍庫本体内に載置される冷却ボックスＢ１と、冷凍庫本体内および冷却ボックス内を冷却する直冷式の冷却手段（コンプレッサ４００）とを備え、被冷却物３００を過冷却状態を経て凍結する過冷却ゾーン（Ｚ１、Ｚ２）が、冷凍庫本体内または冷却ボックス内に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の断熱材を内壁に備える冷凍庫本体と、
第２の断熱材で構成され、前記冷凍庫本体内に載置される冷却ボックスと、
前記冷凍庫本体内および前記冷却ボックス内を冷却する直冷式の冷却手段と
を備え、
被冷却物を過冷却状態を経て凍結する過冷却ゾーンが、前記冷凍庫本体内または前記冷却ボックス内に配置される、冷凍庫。
【請求項２】
前記過冷却ゾーンは、前記第１の断熱材で断熱された領域に配置される、請求項１に記載の冷凍庫。
【請求項３】
前記過冷却ゾーンは、前記第１の断熱材および前記第２の断熱材で断熱された領域に配置される、請求項１に記載の冷凍庫。
【請求項４】
前記第１の断熱材および前記第２の断熱材は、所定厚さのポリスチレンフォームを備える、請求項１〜３の何れか１項に記載の冷凍庫。
【請求項５】
前記冷凍庫本体および前記冷却ボックスの少なくとも一方は、振動を吸収する緩衝材を備える、請求項１〜４の何れか１項に記載の冷凍庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施の形態は、冷凍庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品等の被冷却物を過冷却状態を経て凍結する技術が提案されている。
【０００３】
過冷却状態とは、凍結点より低い温度になっても凍結されていない状態をいう。
【０００４】
この過冷却状態に置かれた被冷却物は、内部まで十分に低い温度に保たれ、過冷却状態を経た後に凍結されると、被冷却物内には比較的細かい氷の結晶が均一に生じ、被冷却物の細胞等を破壊せずに、品質や食味を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４４９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の冷凍に関する技術では、ファン式の冷却方式を採用しているため、ファン駆動時の振動や冷却風の影響によって過冷却状態が解除され易いという不都合があった。
【０００７】
そのため、食品等の被冷却物が過冷却状態によって十分に冷却されないまま凍結され、被冷却物の品質や食味を保つことができないという問題があった。
【０００８】
本実施の形態は、過冷却状態を安定して保持し、被冷却物の品質や食味を維持することができる冷凍庫を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施の形態の一態様によれば、第１の断熱材を内壁に備える冷凍庫本体と、第２の断熱材で構成され、前記冷凍庫本体内に載置される冷却ボックスと、前記冷凍庫本体内および前記冷却ボックス内を冷却する直冷式の冷却手段とを備え、被冷却物を過冷却状態を経て凍結する過冷却ゾーンが、前記冷凍庫本体内または前記冷却ボックス内に配置される冷凍庫が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本実施の形態によれば、過冷却状態を安定して保持し、被冷却物の品質や食味を維持することができる冷凍庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本技術を適用した一実施の形態に係る冷凍庫の構成例を示す概略斜視図。
【図２】本技術を適用した一実施の形態に係る冷凍庫の概略構成および使用状態を示す説明図。
【図３】本技術を適用した一実施の形態に係る冷凍庫において、過冷却ゾーンＺ１における過冷却後に凍結する工程の温度変化を示すグラフ。
【図４】本技術を適用した一実施の形態に係る冷凍庫の他の使用状態を示す説明図。
【図５】本技術を適用した一実施の形態に係る冷凍庫において、過冷却ゾーンＺ２における冷却後に凍結する工程の温度変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照して、実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１３】
また、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１４】
図１〜図３を参照して、本技術を適用した一実施の形態に係る冷凍庫Ｃ１について説明する。
【００１５】
図１は、本技術を適用した一実施の形態に係る冷凍庫Ｃ１の構成例を示す概略斜視図、図２は、冷凍庫Ｃ１の概略構成および使用状態を示す説明図である。
【００１６】
図１に示す冷凍庫Ｃ１は、開閉自在な上扉１０２を設けた所謂上開き型の冷凍庫として構成される。
【００１７】
なお、上開き型の冷凍庫は飽くまでも一例であり、前面側に扉が有る前開き型等の他の形式の冷凍庫であってもよい。
【００１８】
冷凍庫Ｃ１は、第１の断熱材１０１を内壁１００ａに設けた冷凍庫本体１００を備える。
【００１９】
第１の断熱材１０１としては、所定厚さ（例えば、約３０ｍｍ〜９０ｍｍ程度）のポリスチレンフォームなどが用いられる。
これにより、第１の断熱材１０１を備えることで冷凍庫内の温度を緩やかに変化させることができるため、被冷却物を過冷却状態にする事が容易になる。
【００２０】
冷凍庫本体１００の上面側には、ヒンジ１０３により開閉自在に支持される上扉１０２が設けられている。
【００２１】
また、冷凍庫本体１００内の下方には、直冷式の冷却手段の一部を構成する冷媒のコンプレッサ（圧縮機）４００が設けられている。図示は省略するが、コンプレッサ４００の他に、凝縮器、膨張弁、蒸発器および各装置を接続するパイプ等が冷凍庫本体１００内に配設されている。
【００２２】
ここで、直冷式とは、冷凍庫本体１００内に露出される蒸発器により、自然対流によって冷却する方式である。直冷式は、ファン式に比べて振動が少なく、また冷却風が被冷却物に当たることが無いので、被冷却物の過冷却状態が不必要に解除され難いという利点がある。
【００２３】
図１に示すように、冷凍庫本体１００の前面側には、温度調整等を行うボタン（スイッチ）１２２および温度表示を行う表示部１２１を備えた操作部１２０が設けられている。
【００２４】
操作部１２０内には、コンプレッサ４００の動作制御等を行うマイクロコンピュータなどで構成される制御器が設けられている。
【００２５】
冷凍庫本体１００の側面には、コンプレッサ４００等からの熱を排出する通気部１３０が設けられている。
【００２６】
なお、本実施の形態では、冷凍庫Ｃ１として、図１等に示すような専用の冷凍庫本体１００を用いる場合を示すが、これに限らず、冷凍食品等を凍結する汎用の直冷式冷凍庫や、一般的な直冷式の冷蔵庫が備える冷凍室（フリーザー）を冷凍庫本体１００の代わりとして用いてもよい。
【００２７】
冷凍庫本体１００内には、第２の断熱材で構成される冷却ボックスＢ１が載置されている。
【００２８】
より具体的には、冷却ボックスＢ１は、第２の断熱材としての所定厚さ（例えば、約３０ｍｍ〜９０ｍｍ程度）のポリスチレンフォームで壁面２０１、２０２、２０３を構成した直方体型のボックスとされる。
このように、第２の断熱材を備えることで、冷却ボックスＢ１内の温度変化を冷凍庫内の温度変化より更に緩やかにする事が出来、冷却ボックスＢ１内に載置される被冷却物３００を過冷却状態にする事が容易になる。
【００２９】
図２に示す冷却ボックスＢ１は、上面壁２０３を取り外し可能に構成される。
【００３０】
なお、冷却ボックスＢ１の形式は、上記構成に限定されない。例えば前開き型の冷凍庫であれば引き出し式のチェスト型などの冷却ボックスとしてもよい。
【００３１】
そして、図２に示す使用状態では、冷却ボックスＢ１に、被冷却物３００が過冷却状態を経て凍結される過冷却ゾーンＺ１が配置される。
【００３２】
なお、この過冷却ゾーンＺ１は、第１の断熱材１０１および第２の断熱材（壁面２０１、２０２、２０３）で断熱された領域である。
【００３３】
図２に示すように、冷却ボックスＢ１内の略中央に配置される過冷却ゾーンＺ１内に、被冷却物３００を載置することにより、所定時間に亘って過冷却状態に置かれた被冷却物３００は、内部まで十分に低い温度に保たれる。次いで、過冷却状態が解除された後に凍結することにより、被冷却物３００内には比較的細かい氷の結晶が均一に生じる。氷の結晶が細かいため、被冷却物３００の細胞などの組織を破壊する事が無いため、被冷却物３００の品質や食味を維持することができる。
【００３４】
なお、冷凍庫本体１００および冷却ボックスＢ１の少なくとも一方の内壁や外壁に、振動を吸収する発泡体等で構成される緩衝材を設けるようにしてもよい。これにより、被冷却物３００に振動が伝達されることを抑制して、過冷却状態をより安定して保持し、被冷却物の品質や食味を維持することができる。
【００３５】
ここで、図３を参照して、冷凍庫Ｃ１を用いた過冷却工程の実験例について説明する。
【００３６】
図３は、冷凍庫Ｃ１において、被冷却物としての濃度１％の食塩水１００ｇを過冷却後に凍結した場合の温度変化を示すグラフである。
【００３７】
上記食塩水は、樹脂製の袋または容器に封入して用意し、図２に示す被冷却物３００と同様に、冷却ボックスＢ１内の略中央に配置される過冷却ゾーンＺ１内に載置した。
【００３８】
図３のグラフにおいて、縦軸は温度（℃）、横軸は時間を示す。
【００３９】
図３のグラフにおいて、線分Ｌ１は、冷却ボックスＢ１の壁面の温度変化、線分Ｌ２は、冷却ボックスＢ１の中央部の温度変化、線分Ｌ３は、被冷却物としての食塩水の中央部の温度変化、線分Ｌ４は、被冷却物としての食塩水の端部の温度変化を夫々示す。
【００４０】
制御器による温度制御により、冷却ボックスＢ１の壁面および中央部は、図３に示すような温度曲線Ｌ１、Ｌ２で温度が変化する。
【００４１】
そして、冷却ボックスＢ１の壁面の温度変化（Ｌ１）および中央部の温度変化（Ｌ２）に沿って、被冷却物としての食塩水の中央部および端部が冷却され、時間Ｔ１〜Ｔ２の範囲で、０℃（氷点）以下となっても凍結しない過冷却状態となる。
【００４２】
次いで、時間Ｔ２経過後に温度制御等により、過冷却状態を解除して、被冷却物としての食塩水を０℃（氷点）近くに保って、冷凍している。
【００４３】
このように、過冷却状態を時間Ｔ１〜Ｔ２の範囲で保持し、その後に凍結するという工程を食品等の被冷却物３００に適用することにより、品質や食味を維持することが可能となる。
【００４４】
図４および図５を参照して、本技術を適用した一実施の形態に係る冷凍庫Ｃ１の他の使用状態について説明する。
【００４５】
冷凍庫Ｃ１の構成は、図２に示すものと同様である。
【００４６】
図４に示す使用状態では、冷却ボックスＢ１上に載置された被冷却物３０１が過冷却状態を経て凍結される過冷却ゾーンＺ２が配置される。
【００４７】
なお、この過冷却ゾーンＺ２は、第１の断熱材１０１のみで断熱された領域である。
【００４８】
図４に示すように、冷却ボックスＢ１の上面壁（蓋部）２０３上の略中央に配置される過冷却ゾーンＺ２内に、被冷却物３０１を載置することにより、所定時間に亘って過冷却状態に置かれた被冷却物３０１は、内部まで十分に低い温度に保たれる。
【００４９】
次いで、過冷却状態が解除された後に凍結することにより、被冷却物３０１内には比較的細かい氷の結晶が均一に生る。氷の結晶が細かいため、被冷却物３００の細胞などの組織を破壊する事が無いため、被冷却物３０１の品質や食味を維持することができる。
【００５０】
ここで、図５を参照して、冷凍庫Ｃ１を用いた過冷却工程の他の実験例について説明する。
【００５１】
図５は、冷凍庫Ｃ１において、被冷却物としての濃度１％の食塩水３００ｇを過冷却後に凍結した場合の温度変化を示すグラフである。
【００５２】
上記食塩水は、樹脂製の袋または容器に封入して用意し、図４に示す被冷却物３０１と同様に、冷却ボックスＢ１の上面壁（蓋部）２０３上の略中央に配置される過冷却ゾーンＺ２内に載置した。
【００５３】
図５のグラフにおいて、縦軸は温度（℃）、横軸は時間を示す。
【００５４】
図５のグラフにおいて、線分Ｌ１１は、被冷却物としての食塩水の中央部の温度変化、線分Ｌ１２は、被冷却物としての食塩水の端部の温度変化、線分Ｌ１３は、冷凍庫Ｃ１の庫内中央の温度変化を夫々示す。
【００５５】
制御器による温度制御により、冷凍庫Ｃ１の庫内中央は、図５に示すような温度曲線Ｌ１３で温度が変化する。
【００５６】
そして、冷凍庫Ｃ１の庫内の温度変化（Ｌ１３）に沿って、被冷却物としての食塩水の中央部および端部が冷却され、時間Ｔ３〜Ｔ４の範囲で、０℃（氷点）以下となっても凍結しない過冷却状態となる。
【００５７】
次いで、時間Ｔ４経過後に温度制御等により、過冷却状態を解除して、被冷却物としての食塩水を０℃（氷点）近くに保って、冷凍している。
【００５８】
このように、過冷却状態を時間Ｔ３〜Ｔ４の範囲で保持し、その後に凍結するという工程を食品等の被冷却物３０１に適用することにより、品質や食味を維持することが可能となる。
【００５９】
[その他の実施の形態]
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、これに限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６０】
このように、本実施の形態はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本実施の形態の冷凍庫は、食品等を冷凍保存する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
Ｃ１…冷凍庫、Ｂ１…冷却ボックス、Ｚ１、Ｚ２…過冷却ゾーン、１０…熱源部、１００…冷凍庫本体、１０１…第１の断熱材、１０２…上扉、１０３…ヒンジ、２０１、２０２、２０３…壁面（第２の断熱材）、３００、３０１…被冷却物、４００…コンプレッサ（冷却手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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