(57)【要約】【課題】従来、家庭用冷蔵庫の冷凍室などでは、凍結時に発生する氷の核の成長を少なくする為、食品の凍結点を素早く通過させることで、解凍時のドリップ流出を防いでいる。このような冷却方法では、過冷却状態で食品を保存することは出来ない。【解決手段】食品を過冷却状態で保存するために、本発明の冷蔵庫は、空間内に保存される食品を０℃より低い温度で冷却する貯蔵室４を備え、空間内の温度を−１℃〜−５℃の間の設定温度となるように設定されるとともに、貯蔵室内の最も低い温度になる位置に蓄冷剤を設置し、これにより蓄冷剤が食品よりも早く冷却されることで蓄冷剤が過冷却を解除する。蓄冷剤に設置した温度センサにより過冷却解除を検知することで空間内の温度を制御し、食品の過冷却状態を維持することを可能とした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内に保存される食品を０℃より低い温度で間接冷却する貯蔵室を備え、前記貯蔵室にあらかじめ蓄冷剤を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記蓄冷剤を貯蔵容器の最も低い温度になる位置に固定したことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記蓄冷剤の温度が凍結点以下になったら、前記空間内の設定温度まで冷却する速度を２℃〜０．５℃／時間に制御することを特徴とする請求項１から２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記蓄冷剤の温度が凍結点以下になったら、前記空間内の温度変動を±１．０℃に制御するようにしたことを特徴とする請求項１から３に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記蓄冷剤に温度を検出する温度センサを設置し、過冷却解除を検知することを特徴とする請求項１から４に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記蓄冷剤が過冷却解除を検知した時に貯蔵室設定温度を０℃以上にすることを特徴とする請求項１から５に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記蓄冷剤に抗菌機能を備えたことを特徴とする請求項１から６記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記蓄冷剤が取り出しできることを特徴とする請求項１から７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。
【背景技術】
【０００２】
水を静かに冷却すると、液状を保ったまま０℃を下回る現象が知られている。このような氷点下の温度の水を称して、「過冷却状態にある」あるいは「過冷却水」などと呼ばれている。この過冷却状態は、準安定状態にあると言われており、外部からの衝撃が加わると過冷却状態が解除され、凝固してしまう。つまり、氷点下においては、より安定な状態である固体へと移行してしまう。純水では、−４０℃まで液状態を保ったままで冷却が可能であるとの報告もある（特許文献１参照）。氷点下の温度が利用される身近な装置として冷蔵庫があり、一般家庭にも広く普及している。冷蔵庫内に区画される冷凍室は、室内が−１８℃以下に冷却されており、食品の冷凍保存などに用いられている。また、０℃〜−１７℃の間の温度帯となる弱冷凍室を備えた構成も知られている（特許文献１参照）。また、特許文献２には、温度帯を設定可能な使用切替室を備え、食品の収納に適した温度帯となるように冷蔵温度帯から冷凍温度帯まで設定温度の切替えを可能とした構造が示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１９７１３０号公報
【特許文献２】特開平１０−１７６８８０号公報
【非特許文献１】第１４回日本伝熱シンポジウム講演論文集
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
凝固点以下の温度でも液状態を保つ過冷却状態は、純水に限らず、冷蔵庫に収納される食品でも実現可能である。特許文献１や特許文献２に開示されているような既存の冷蔵庫において、食品を０℃以下に冷却する場合、冷凍室や弱冷凍室、あるいは仕様切替室などに食品を収納することになるが、これらの貯蔵室に収納された食品は凝固してしまって過冷却状態を維持することはできない。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、食品を冷却して過冷却状態を実現可能な貯蔵室を備えた冷蔵庫を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の第一の冷蔵庫は、空間内に保存される食品を０℃より低い温度で間接冷却する貯蔵室を備え、前記貯蔵室にあらかじめ蓄冷剤を備えたものである。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の第二の冷蔵庫は、前記蓄冷剤を貯蔵容器の最も低い温度になる位置に固定したものである。
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の第三の冷蔵庫は、前記蓄冷剤の温度が凍結点以下になったら、前記空間内の設定温度まで冷却する速度を２℃〜０．５℃／時間に制御したものである。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の第四の冷蔵庫は、前記蓄冷剤の温度が凍結点以下になったら、前記空間内の温度変動を±１．０℃に制御するようにしたものである。
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の第五の冷蔵庫は、前記蓄冷剤に温度を検出する温度センサを設置し、過冷却解除を検知することができるものである。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の第六の冷蔵庫は、前記蓄冷剤が過冷却解除を検知した時に貯蔵室設定温度を０℃以上にすることを特徴とするものである。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の第七の冷蔵庫は、前記蓄抗菌機能を備えたことものである。
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の第八の冷蔵庫は、前記蓄冷剤が取り出しできる構造としたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば食品を冷却して過冷却状態を実現可能な貯蔵室を備えた冷蔵庫を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【００１６】
本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は本実施例の冷蔵庫の扉を省略して示した正面図である（扉については図２あるいは図３に符号を付して示す）。冷蔵庫本体１内の最上段に冷蔵室２が、最下段に野菜室６が、それぞれ区画されている。これらの冷蔵室２及び野菜室６は冷蔵温度帯の貯蔵室である。
【００１８】
冷蔵室２と野菜室６との間には、これらの両室と断熱的に仕切られた貯蔵室３〜５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が、右側に過冷却室４が配設されている。また、左右に配設された製氷室３と過冷却室４の下側には冷凍室５が配設される。なお、本明細書においては、過冷却状態を実現可能な貯蔵室の意で過冷却室と称している。
【００１９】
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、あるいは、一枚の扉体によって閉塞する片開きの扉としてもよい。製氷室３、冷凍室５、野菜室６は、引き出し式の扉によって閉塞され、引き出し扉とともに、貯蔵室内の容器が引き出される構造となっている。
【００２０】
製氷室３内には貯水容器１３を備え、貯氷容器の１３の上方には図示しない製氷皿が配設されている。冷蔵室２内の給水タンクから製氷皿へと給水された水は、製氷室３内で凍結する。製氷皿３内で凍結した氷は、製氷皿が捻られて離氷し、下側に置かれた貯氷容器１３に落下する。製氷室３の扉８を引き出すことで貯氷容器１３が引き出され、氷を取り出すことができる。
【００２１】
製氷室３の右側には、過冷却室４が配設されている。過冷却室４は、食品を過冷却状態に冷却可能な貯蔵室であり、過冷却容器１２内部に備えている。この過冷却容器１２は、引き出し式扉によって閉塞される構造としてもよく、回転式扉によって閉塞される構成としてもよい。
【００２２】
冷凍室５内には冷凍室容器１４〜１６を備えている。冷凍室扉１０を引き出すと、これらの容器１４〜１６の全て、あるいは一部が冷凍室扉１０とともに引き出され、食品の収納あるいは取り出しが可能である。なお、本実施例の冷凍室容器は、最下段の容器１４が最も深く、次いで中段の容器１５、そして最上段の容器１６が最も浅い容器となっており、多様な収納形態に合わせ、食品収納の整理がしやすいものとしている。
【００２３】
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。
【００２４】
冷蔵室２と野菜室６との間に挟まれた製氷室３、過冷却室４、冷凍室５は、いずれも０℃以下に温度が保持される冷凍温度帯の貯蔵室であるが、過冷却室４は、後述するように、設定される温度によっては、０℃以上の冷蔵温度帯となるように構成しても差し支えない。
【００２５】
次に、図２及び図３を用いて冷凍温度帯の貯蔵室（製氷室３、過冷却室４、冷凍室５）の冷却のための構成について説明する。図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００２６】
冷凍温度帯の貯蔵室の後方には冷却室１７が配設される。冷却室１７内には、圧縮機２１とともに冷凍サイクルを構成する蒸発器１８が設置され、蒸発器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、過冷却室４、冷凍室５、野菜室６の各貯蔵室へと送られる。詳述すると、送風ファン２０によって送られる冷気の一部は、開閉可能なダンパー装置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へと送られ、他の一部が製氷室３及び冷凍室５の冷凍温度帯の貯蔵室へと送られる。ダンパー装置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の冷気の供給が必要な場合には開状態となる。過冷却室４への冷気供給については後述する。蒸発器１８から送風ファン２０によって製氷室３へ送られる冷気は図示しない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部材２２には冷気吐出口が設けられ、送風ファン２０からの冷気が冷気吐出口から冷凍室５内へと吐出される。冷凍室５へ送られ、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器室１７へと戻される。なお、仕切部材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。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。
【００２７】
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、各貯蔵室を適切な温度に維持する。次に、図２を用いて過冷却室４について説明する。過冷却室４内には、過冷却容器１２が配置されている。過冷却容器１２は、容器部材２１とカバー部材２３とを備えており、過冷却容器１２内の貯蔵空間２２に冷気が直接流入しないように構成される。過冷却室４の背面を構成する部材には冷気吐出口２４が設けられており。蒸発器１８からの冷気が冷気吐出口２４から吐出される。また、冷気吐出口２４よりも上流側には、過冷却室４への冷気の流れを制御するためのダンパー装置２５が設けられている。このダンパー装置２５の開閉は図示しない制御装置によって制御され、過冷却室４への冷気供給量が制御される。
【００２８】
さらに、貯蔵空間２２内の温度を上昇させるためにヒータ２６を備えている。このヒータ２６は、過冷却容器１２の下方投影面に設けられており、本実施例では、過冷却容器１２の底面とほぼ同程度の面積のヒータとしている。冷気吐出口２４が過冷却室４の背面に設けられている関係上、貯蔵空間２２内は手前側より奥側の温度が低くなってしまう傾向がある。そこで、本実施例のヒータ２６は、ヒータ線密度を手前側が疎で奥側が密となるようにしている。
【００２９】
また、冷気吐出口２４は、カバー部材２３よりも上側に開口しており、過冷却室４へ吐出される冷気がカバー部材２７の上方を通って前方まで導かれながら、側面及び前面から下方へと流れる。そして、過冷却容器１２の周囲を冷却しながら図示しない冷気戻り通路を介して冷却器室１７へと戻される。
【００３０】
換言すれば、過冷却室４内は冷凍温度帯の間接冷却ルームであり、該構成によって過冷却室４内に収納される食品を過冷却状態で保存することができる。なぜなら、食品にれいきが直接吹き付けられると、冷気のあたる部分が最も冷却されやすく、その部分から凍結が開始するからである。本例では、部分的な冷却がなるべく生じないように、過冷却室４を冷凍温度帯の間接冷却ルームとした。これによって、過冷却状態を維持しながら食品の保存を可能としている。また、過冷却室４は、過冷却状態を維持するための温度帯が他の冷凍室と異なるため、製氷室３及び冷凍室５との間、及び冷蔵室２との間を断熱壁で仕切り、独立した貯蔵室としている。
【００３１】
過冷却室に配置する蓄冷剤２７の位置は、過冷却室４内で最も温度の低い位置に固定としている。本実施例では過冷却室４の奥側が冷気吐出口２４に近く、温度も低くなることからカバー部材２３に配置している。これは、蓄冷剤２７を冷気吐出口２４に近い温度も低くなる過冷却室４の奥側に配置し、過冷却室４に保存されている食品よりも早く冷却することで、蓄冷剤２７の温度が凍結点以下になったことを検知し、設定温度まで冷却する速度を２℃〜０．５℃／時間に制御することができる。これにより過冷却室４の冷却速度も遅くなり、保存されている食品の過冷却状態を維持することができる。
【００３２】
また、蓄冷剤が過冷却状態を解除した時においても過冷却室４の設定温度を０℃以上にし蓄冷剤の熱量が食品へと移動したところで、再度設定温度まで冷却することで蓄冷剤２７の過冷却は解除するが、食品の過冷却状態を維持することができる。
【００３３】
蓄冷剤２７の一例としては、水７６．４２％、メチルヒドロキシエチルセルロース２３％、塩化ナトリウム０．５％、４−クロロ−ｍ−クレゾール０．０８％の混合物がある。また、抗菌剤としてアリルイソチオシアネートなどを練りこませることで過冷却室２７あるいは食品への抗菌作用を有する蓄冷剤とすることも可能である。
【００３４】
次に過冷却を実現するために適した冷却条件について図５、図６を用いて説明する。
【００３５】
図５は０℃より低い温度で間接冷却する貯蔵室内に、食品を保存した時の食品の温度推移を示す図である。なお、本実施例においては生鮮食品としてマグロのサクを用い、貯蔵室の設定温度を−３℃としている。
図６は生鮮食品を保存する条件として、請求項１の貯蔵室内に蓄冷剤を備えた状態で食品を保存した時と、設定温度まで一度に冷却をした時の食品の過冷却状態と凍結状態を示した図である。なお、食品は図５と同様に生鮮食品のマグロのサクを用いた。
【００３６】
図６（ａ）は貯蔵室内に蓄冷剤を備えた状態で食品を保存した時の食品の温度推移を示す図であり、図６（ｂ）は貯蔵室内に備えた蓄冷剤の温度推移を示す図である。
【００３７】
図６（ａ）に示すように貯蔵室内に蓄冷剤を設置し食品を保存した場合には、食品投入時には蓄冷剤からの熱量が食品へと伝わり冷却速度が速いものの、０℃付近になると蓄冷剤も熱量が必要であるため、保存した食品の温度が徐々に低下し凍結点を通過しても過冷却状態を維持している。一方図５（ｂ）では貯蔵室内の熱量が全て保存した食品に移動することから、凍結点を通過する速度が速く、凍結点を過ぎると過冷却状態が解除されてしまうという結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施例の冷蔵庫の扉を省略して示した正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】過冷却室に蓄冷剤を配置したときの一例を示す図。
【図５】間接冷却で貯蔵室に保存した食品の温度推移を示す図。
【図６】間接冷却で貯蔵室に蓄冷剤を設けたときの食品の温度推移を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１…冷蔵庫、２…冷蔵室、３…製氷室、４…過冷却室、５…冷凍室、６…野菜室、７…冷蔵室扉、８…製氷室扉、９…過冷却室扉、１０…冷凍室扉、１１…野菜室扉、１２…過冷却容器、１３…製氷容器、１４、１５、１６…冷凍室容器、１７…冷却器室、１８…蒸発器、１９…ダンパー装置、２０…送風ファン、２１…圧縮機、２２…仕切部材、２１…容器部材、２２…貯蔵空間、２３…カバー部材、２４…冷気吐出口、２５…ダンパー装置、２６…ヒータ、２７…蓄冷剤、２８…温度センサー、２９…配線、３０…コネクタ部。
【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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【図６】
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