(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の区画された貯蔵室を有し、冷却器で生成された冷気を前記貯蔵室へ送風する冷蔵庫において、前記貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室が、過冷却状態を経た後に前記過冷却状態を解除し前記過冷却状態が解除された後に冷凍保存を行う過冷却冷凍が行える貯蔵室であって前記過冷却冷凍が行える貯蔵室に対して前記冷却器から冷気を送風する冷気風路が直接冷却用風路と間接冷却用風路の２つの風路で構成されていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
複数の区画された貯蔵室を有し、冷却器で生成された冷気を前記貯蔵室へ送風する冷蔵庫において、前記貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室が、過冷却状態を経た後に前記過冷却状態を解除し前記過冷却状態が解除された後に冷凍保存を行う過冷却冷凍が行える貯蔵室であって前記過冷却冷凍が行える貯蔵室に接続され、前記冷却器からの冷気を前記貯蔵室に送風する直接冷却用風路及び間接冷却用風路の２つの冷却風路と、前記２つの冷却風路を少なくとも両方開、一方開、両方閉に切り替え可能な風量調整手段と、を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項３】
前記風量調整手段は、１つの入口と２つの出口を有し、前記入口は前記冷却器が配置される冷却器室からの風路に接続され、前記２つの出口のうちの一方は前記間接冷却風路に接続され、前記２つの出口のうちの他方は前記直接冷却風路に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記直接冷却用風路は前記貯蔵室内の食品に直接冷気が当たる位置に開口していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記間接冷却用風路は前記貯蔵室内の食品に直接冷気を当てない位置、または食品に間接的に冷気が当たる位置に開口していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記少なくとも１つの貯蔵室が、切替室であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記少なくとも１つの貯蔵室内に設置された貯蔵室ケースと、前記貯蔵室ケースの上部開口の少なくとも一部を覆うフタ部材と、を備え、前記間接冷却用風路の開口は前記フタ部材に直接冷気が当たるようにして前記貯蔵室ケース内の食品には直接冷気が当たらないようにしたことを特徴とする請求項項１乃至請求項６のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記少なくとも１つの貯蔵室内の食品温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知する温度に基づいて前記風量調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記温度検知手段が検知した温度が予め設定された第１所定温度よりも高いと判定した場合、前記直接冷却用風路と前記間接冷却用風路の両方を開放し、前記直接冷却用風路と前記間接冷却用風路の両方が開放してから所定時間以上経過した場合に前記直接冷却用風路を略閉塞して間接冷却するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項９】
前記少なくとも１つの貯蔵室内の食品温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知する温度に基づいて前記風量調整手段を制御する制御手段と、を備え、前記温度検知手段が検知した温度が予め設定された第２所定温度以下と判定した場合、前記直接冷却用風路を略閉塞して間接冷却するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求７のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項１０】
複数の区画された貯蔵室を有し、冷却器で生成された冷気を前記貯蔵室へ送風する冷蔵庫において、前記貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室に接続され、前記冷却器からの冷気が前記貯蔵室内の食品に直接当たる位置に開口する直接冷却用風路と、前記貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室に接続され、前記冷却器からの冷気が前記貯蔵室内の食品に直接冷気を当てない位置、または食品に間接的に冷気が当たる位置に開口する間接冷却用風路と、前記直接用冷却風路と間接冷却用風路の２つの冷却風路を少なくとも両方開、一方開、両方閉のいずれかに切り替え可能な風量調整手段と、を備え、前記２つの冷却風路を切り替えることにより前記貯蔵室が過冷却状態を経た後に前記過冷却状態を解除し前記過冷却状態が解除された後に冷凍保存を行う過冷却冷凍が行える貯蔵室としたことを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却器で生成された冷気を区画された貯蔵室へと導く風路を有する冷蔵庫や貯蔵庫に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
従来の冷蔵庫は、冷蔵室、冷凍室、野菜室、切替室など複数の貯蔵室を備え、たとえば切替室には、冷却器で生成された冷気がファンの運転により１つの風路（ダクト）を通って送風される。また、切替室に設けられた切替室センサにより検知される切替室内の温度が所定温度以下の場合は切替室に向かって流れる冷気の量をコントロールする切替室用ダンパを閉塞し、切替室センサにより検知される温度が所定温度以上の場合は切替室用ダンパを開放することにより、切替室は温度帯を切り替えることができる。また、切替室の温度を高温側に切り替えるために切替室ヒータを設けたものもある。
【特許文献１】特開２００６−２５８３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の冷蔵庫においては、冷気が切替室の奥側や天井などの壁面を構成する特定の部位に冷気吹出し口が設けられておりこの冷気吹出し口より切替室内に冷気が吹出すため、吹出しに近い部分ばかり急激に冷やされ、一方、切替室の中央や手前（前面）側は、冷気吹出し口より遠くなるため冷気が奥側や天井付近に比べて相対的に届きにくくなるため、切替室内の各部位で温度ムラが生じやすく、食品などを均質な温度で冷却が行いにくい構造であった。
【０００４】
したがって、食品などを過冷却冷凍させようとして、いわゆる緩慢冷凍を行っても、温度ムラのせいで食品などを均質な温度に冷却しにくく過冷却を成功させることができなかった。また、緩慢冷凍を行うために間接冷却構造とした場合は、容器内に冷気吹出し口が設けられないので、温度を−１８℃付近の冷凍温度帯に切り替えることもできないし、急速冷凍などの冷凍方法も実施することができなかった。
【０００５】
また、特許文献１における冷蔵庫は、切替室ヒータと切替室ダンパの制御により決め細やかに切替室内の温度を制御することができるが、ヒータとダンパの両方を使用しているため、消費電力が多大にかかってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、貯蔵室を直接冷却と間接冷却の両方の冷却を行えることを目的とする。また、急速冷凍、通常冷凍、過冷却冷凍に切り替え（使い分け）可能な貯蔵室を備えた冷蔵庫や貯蔵庫を提供することを目的とする。また、過冷却冷凍を効率よく実施することを目的とする。また、ヒータなど使用しない消費電力の小さい冷蔵庫や貯蔵庫を提供することを目的とする。また、間接冷却と直接冷却を切り替え（使い分け）ることにより解凍時にドリップ量の少ない冷凍品質の高い過冷却冷凍のできる冷蔵庫や貯蔵庫を提供することを目的とする。また、間接冷却と直接冷却を切り替え（使い分け）ることにより切替室を高湿度の野菜収納室としても使用できる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】
本発明は、複数の区画された貯蔵室を有し、冷却器で生成された冷気を前記貯蔵室へ送風する冷蔵庫において、前記貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室が、過冷却状態を経経た後に前記過冷却状態を解除し前記過冷却状態が解除された後に冷凍保存を行う過冷却冷凍が行える貯蔵室であって前記過冷却冷凍が行える貯蔵室に対して前記冷却器から冷気を送風する冷気風路が直接冷却用風路と間接冷却用風路の２つの風路で構成されているものである。
【０００８】
本発明は、複数の区画された貯蔵室を有し、冷却器で生成された冷気を前記貯蔵室へ送風する冷蔵庫において、前記貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室に接続され、前記冷却器からの冷気が前記貯蔵室内の食品に直接当たる位置に開口する直接冷却用風路と、前記貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室に接続され、前記冷却器からの冷気が前記貯蔵室内の食品に直接冷気を当てない位置、または食品に間接的に冷気が当たる位置に開口する間接冷却用風路と、前記直接用冷却風路と間接冷却用風路の２つの冷却風路を少なくとも両方開、一方開、両方閉に切り替え可能な風量調整手段と、を備え、前記２つの冷却風路を切り替えることにより前記貯蔵室を過冷却状態を経て凍結させることが可能な過冷却冷凍が行える貯蔵室としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、少なくとも１つの貯蔵室に直接冷却用風路と間接冷却用風路の両方を備えてこれら風路を切り替えることが可能なので、急速冷凍、通常冷凍、過冷却冷凍に切り替え可能な貯蔵室を備えた冷蔵庫や貯蔵庫を提供できる。
【００１０】
本発明によれば、冷蔵庫における区画された貯蔵室内の温度分布ムラを小さくすることができ、高品質な食品保存の可能な冷蔵庫や貯蔵庫を提供することができる。
【００１１】
本発明によれば、冷蔵庫における貯蔵室である貯蔵室内に保存された食品などの温度分布ムラを小さくすることができ、高品質な食品保存が可能な冷蔵庫や貯蔵庫を提供することができる。
【００１２】
本発明によれば、高品質冷凍機能として、従来の急速冷凍ではなく、過冷却冷凍機能を採用したので、従来よりも少ないエネルギーでの高品質冷凍、すなわち、地球環境対策として省エネルギー冷凍を実現することができるという効果を有する。
【００１３】
また、この発明の冷蔵庫は、過冷却をおこすためのスペース内に冷気を導入し、冷却温度を複数に変化できる温度制御された冷却構造を採用することで、従来と大きく変わらない冷蔵庫の構造、制御で、食肉などの食品の過冷却冷凍を実現できるという効果を有する。
【００１４】
本発明によれば、温度検知手段として赤外線センサを使用しているので、食品の表面温度を測定することが可能であり、より食品に近い温度（たとえば食品の表面温度）を検出でき、ひいては過冷却冷凍の成功率が上昇し、食品品質の良好な冷凍保存（過冷却冷凍保存）を提供できる。
【００１５】
本発明によれば、過冷却状態を経て凍結した過冷却冷凍機能を備えるので、凍結時にできる氷結晶の大きさ、形状が食品本来の構造を破壊しにくい品質の良い冷凍が行える。また、氷結晶が小さいので、氷結晶が破壊されても元の状態に近い状態を得ることができ、解凍したときに食品の味や食感や保存状態など食品品質が良好といえる。また、過冷却状態を経て凍結した過冷却冷凍機能を備えるので、氷核が小さく微細であり、また、氷核が食品など冷凍対象物全体に渡って略均一となるため、通常冷凍や急速冷凍の場合に比べて食品品質が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の正面図である。図２は、本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の側断面図である。図において、冷蔵庫本体１は最上段に観音開き式の冷蔵室２を備えている。冷蔵室２の下には製氷室３及び切替室４が左右に配設されている。冷蔵庫本体１の最下段には冷凍室６を備え、冷凍室６の上には野菜室５を備えている。この野菜室５は、左右に配設された製氷室３と切替室４の下方で、冷凍室６の上方に設けられている。（この野菜室５は、左右に配設された製氷室３と切替室４の下方で、冷凍室６の上方に設けられている。）
【００１７】
もちろん、各室の配置は本実施の形態を制限するものではなく、上段に設けられた冷蔵室２の下に製氷室３及び切替室４を左右に並列に配設し、これら左右に並列に配設された製氷室３及び切替室４の下方で、かつ下段に設けられた野菜室５の上部に冷凍室６を配設する、いわゆる左右に並列に配設された製氷室３及び切替室４と野菜室との間に冷凍室６を配設するミッドフリーザータイプでも良い。
【００１８】
冷蔵室２の正面側開口部は、自在に開放、閉塞することができる観音開き式の冷蔵室扉７が設けられており、この冷蔵室扉７は、冷蔵室扉左７Ａ、冷蔵室扉右７Ｂの２つにより観音式扉を構成している。もちろん、観音式扉ではなく、１枚式の回転式扉でもよい。貯蔵室である製氷室３、切替室４、野菜室５、冷凍室６には、製氷室３の開口部を自在に開口・閉塞することができる引出式の製氷室扉８、切替室４の開口部を自在に開放・閉塞することができる引出式の切替室扉９、野菜室５の開口部を自在に開放・閉塞することができる引出式の野菜室扉１０、冷凍室６の開口部を自在に開放・閉塞することができる引出式の冷凍室扉１１がそれぞれ設けられている。また、貯蔵室である冷蔵室２の左右の扉のいずれかには、貯蔵室内の温度設定などを行う操作スイッチや庫内温度や設定温度などの温度情報の表示を行う表示パネル６０が設けられており、操作スイッチの操作情報や液晶表示部の表示情報や貯蔵室内の温度情報などが冷蔵庫本体背面上部（冷蔵室背面）に設けられたマイコンなどの制御装置３０によって制御される。
【００１９】
冷蔵庫本体１の背面最下部に設けられている機械室１Ａには圧縮機１２が配されている。冷蔵庫本体１は、冷凍サイクルを備えており、圧縮機１２は冷凍サイクルを構成する１部品であり、冷凍サイクル内の冷媒を圧縮する作用を有する。圧縮機１２で圧縮された冷媒は凝縮器（図示せず）において凝縮される。凝縮された状態の冷媒は減圧装置である毛細管（図示せず）や膨張弁において減圧される。冷却器１３は、冷蔵庫の冷凍サイクルを構成する１部品であり、減圧された冷媒は冷却器１３において蒸発され、この蒸発時の吸熱作用により冷却器１３周辺の気体は冷却される。冷気循環用ファン１４は、冷却器１３周辺で冷却された冷気を冷蔵庫本体１の各室（冷蔵室２、製氷室３、切替室４、野菜室５、冷凍室６）へと送風するためのものである。風量調整手段である切替室用ダンパ１５は、冷気循環用ファン１４により切替室４に送風される冷気の冷気量を調整し、切替室４内の温度を所定温度に制御するためのものである。冷却器１３で冷却された冷気が切替室冷却用複風路１６を通って、切替室４内に送風される。また、この切替室冷却用複風路１６は、切替室用ダンパ１５の下流に配されている。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室周辺の要部断面図である。図において、切替室４内には、切替室ケース１７が配設されている。また、風量調整手段である切替室用ダンパ１５の１つのバッフル１５Ａは、開閉調整（開閉角度調整）により切替室４への冷気量の調整や切替室冷却用複風路１６を構成する２つの風路の切替を行うことができる。ここで、本発明の切替室冷却用複風路１６は、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの２つの冷却風路から構成されている。（図３では、切替室冷却用複風路１６は、冷却器室に接続された冷却器室接続風路１６Ｃから風量調整手段１５を介して２つの冷却風路（直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂ）に分岐する構成であって、風量調整手段１５にて２つの冷却風路の切替及び風量調整を行う。）直接冷却用風路１６Ａは切替室４へ冷気を直接送風するための風路である。間接冷却用風路１６Ｂは、切替室４の天井部に配された切替室天井断熱材１８内に設けられ、冷気を通風するための風路であるが、切替室４の天井部には切替室４に冷気を吹き出す吹出し口が設けられていないため、この風路１６Ｂを通過する冷気により切替室４内は天井面より間接冷却される。
【００２１】
直接冷却用風路１６Ａは、切替室４内の背面に背面吹出し口４Ａが設けられており、この背面吹出し口４Ａより冷気が直接、切替室４内に吹出される。このとき、切替室４内に貯蔵室ケースである切替室ケース１７が設置されている場合には、背面吹出し口４Ａに対向する位置の切替室ケース１７の背面壁は開口部、あるいは切り欠き部が設けられており、背面吹出し口４Ａより吹出された冷気は、この背面壁の開口部、あるいは切り欠き部より切替室ケース１７内に吹出され、切替室ケース１７内の食品などを直接冷却する。もちろん、切替室ケース１７が設けられておらず、切替室４内に直接食品などを収納するタイプのものであっても切替室４内に背面吹出し口４Ａより冷気を直接吹出せるため、食品などを直接冷却できる。
【００２２】
図３では、間接冷却用風路１６Ｂには、切替室４内への冷気吹出し口が設けられていないが、間接冷却用風路１６Ｂを通過した冷気は切替室４の下面や側面などに設けられた切替室戻り風路より冷却器室に戻される。このとき、間接冷却用風路１６Ｂには、微量あるいは冷却速度の遅い冷気であれば、切替室４内へ冷気を吹出す吹出し口を設けても良い。切替室４内が間接冷却と同等の冷却レベル程度となる微量あるいはゆっくりとした冷却速度の冷気であれば、切替室４内あるいは切替室ケース１７内に吹出す吹出し口を間接冷却用風路１６Ｂに設けて冷却しても良い。また、冷気が自然落下する程度のゆっくりとした冷却であれば、間接冷却とみなせる。切替室４には、切替室４内の温度を検知する切替室温度検出手段である切替室サーミスタ１９が設けられており、この切替室温度検出手段１９の検出温度に基づいて切替室４内の温度が所定温度となるように制御装置（マイコンなど）３０により制御している。
【００２３】
冷却器１３で冷却された冷気は冷気循環用ファン１４にて冷気風路を通って各貯蔵室に送風される。冷却器１３にて冷却された冷気は冷気循環用ファン１４を介して冷気風路１６Ｃを通過し、切替室用ダンパ１５に設けられている１つのバッフル１５Ａの開閉角度を所定の角度に制御することにより、並列に設けられた直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂを切り替えたり、また、それぞれの風路の流量をバッフル１５Ａの開閉角度を制御することによって切替室４に所定の流量及び所定の流速の冷気が送風される。このとき、バッフル１５Ａの開閉角度がゼロ（略水平：±２０度、このましくは±１０度）のときは略全閉状態（直接用冷却風路と間接用冷却風路が両方閉の状態）であり、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方を閉塞するため、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方ともに冷気は送風されず、切替室４内は直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂを通過する冷気による冷却は行われない。
【００２４】
バッフル１５Ａの開閉角度が略９０度（略垂直：７０度〜１１０度、好ましくは８０度〜１００度）のときは略全開状態であり、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方が開放されるため、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方ともに冷気が送風され、間接冷却と直接冷却の両方で冷却されるため早く設定温度に到達する。このとき、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの流路面積は、略同等でも良いが、直接冷却と間接冷却の使用頻度、冷却を行う貯蔵室の大きさや冷却設定温度、過冷却冷凍の有無など使用目的によって異ならせても良い。（図３では、直接冷却用風路１６Ａの流路面積を間接冷却用風路１６Ｂの流路面積よりも大きくして、バッフル全開のときに直接冷却用風路１６Ａに冷気が多く流れるようにして直接冷却の効果を出しやすくしている。望ましくは、直接冷却用風路１６Ａの流路面積を間接冷却用風路１６Ｂの流路面積よりも２倍以上とした方が、バッフルが全開のときに直接冷却用風路１６Ａに冷気が流れやすくなり、直接冷却の効果が得られやすい。）
【００２５】
バッフル１５Ａの開閉角度が中間角度である略４５度（２０度〜７０度、好ましくは３５度〜５５度）のときは片開状態（一方開の状態）であり、直接冷却用風路１６Ａは略閉塞されるが、間接冷却用風路１６Ｂは開放されるため、間接冷却用風路１６Ｂに冷気が送風され、切替室４内は間接冷却用風路１６Ｂを通過する冷気により天井面などから間接冷却が行われる。ここで、間接冷却風路１６Ｂを切替室４の天井面に設けた例について説明してきたが、別に天井面でなくても良く、間接冷却と同等の冷却ができればよいので、天井面以外の側面壁や底面壁（切替室底面の仕切り壁）内に設けても良い。同様に直接冷却用風路１６Ａの吹出し口４Ａも天井壁や側壁や底面壁に設けても良い。
【００２６】
以上、本実施の形態では、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの開閉パターンについて、１つのバッフルにて（１）略全閉、（２）略全開、（３）直接冷却用風路１６Ａ略閉でかつ間接冷却用風路１６Ｂ開の３パターンについて切り替え可能な旨説明したが、（１）略全閉、（２）略全開、（３）直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂのいずれか一方が開、他方が閉の３パターンであっても良く、同等の効果が得られる。また、２つ以上のバッフルを備えたツインダンパやトリプルダンパを使用して、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂをそれぞれ個別に独立して開閉制御しても良く、この場合は、直接冷却の冷気量と間接冷却の冷気量を個別に制御できるので、きめ細かく冷気量の制御が行え、また、直接冷却と間接冷却の切替が個別に独立して行えるので、きめ細かな温度制御やきめ細かな設定温度の変更が行える。
【００２７】
図４は本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室用ダンパ１５の通常冷凍時の制御フローチャートである。ステップＳ１において圧縮機１２の運転条件を満足しているか否かを判定する。圧縮機１２の運転条件を満足するとは、例えば冷凍室６の温度を検知する冷凍室温度検知手段（図示せず）を設け、この冷凍室温度検知手段の検知する温度が所定温度以上であることである。すなわち、ステップＳ１は、圧縮機運転条件判断ステップであり、たとえば温度検知手段である冷凍室温度検知手段の検知する温度が所定温度以上であるかどうかを判断するステップである。ステップＳ１で冷凍室温度検知手段の検知する温度が所定温度よりも低い（ＮＯ）と判定した場合はステップＳ１に戻る。ステップＳ１で冷凍室温度検知手段の検知する温度が所定温度以上（ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ２に進む。
【００２８】
ステップＳ２は、切替室温度検知手段である切替室サーミスタ１９の検知した温度が所定温度Ｔ０℃以上か否かを判定するステップである。ステップＳ２において切替室サーミスタ１９の検知した温度が所定温度Ｔ０℃より低い（ＮＯ）と判定した場合はステップＳ２に戻る。ステップＳ２において切替室サーミスタ１９の検知した温度が所定温度Ｔ０℃以上（ＹＥＳ）と判定した場合はステップＳ３へ進む。
【００２９】
ステップＳ３において切替室用ダンパ１５が全閉状態（略０度）から所定角度θ０度（略９０度（略垂直：７０度〜１１０度）であり略全開状態）で開放され、ステップＳ４へと進む。ステップＳ４は切替室用ダンパ１５が所定時間ｔ０以上開放したか否かを判定するステップである。ステップＳ４において切替室用ダンパ１５が所定時間ｔ０以上開放していないと判定した場合、ステップＳ４へ戻る。ステップＳ４において切替室用ダンパ１５が所定時間ｔ０以上開放したと判定した場合、ステップＳ５へと進む。ステップＳ５において切替室用ダンパ１５が所定角度θ１度（中間角度である略４５度（２０度〜７０度）であり片開状態）で開放され、次にステップＳ６へと進む。
【００３０】
ステップＳ６は切替室サーミスタ１９の検出した温度が所定温度Ｔ１度以下か否かを判定する。ステップＳ６において、切替室サーミスタ１９の検出した温度が所定温度Ｔ１度より大きい（ＮＯ）と判定すると、ステップＳ８へと進む。ステップＳ８は切替室用ダンパ１５が所定時間ｔ１以上開放しているか否かを判定するステップである。ステップＳ８において切替室用ダンパ１５が所定時間ｔ１以上開放していない（ＮＯ）と判定した場合、ステップＳ６へと戻る。ステップＳ８において切替室用ダンパ１５が所定時間ｔ１以上開放した（ＹＥＳ）と判定した場合、ステップＳ９へと進む。ステップＳ９において切替室用ダンパ１５は所定角度θ０度（略全開状態、略垂直）で開放され、ステップＳ６へと戻る。ステップＳ６において切替室サーミスタ１９が所定温度Ｔ１度以下である（ＹＥＳ）と判定した場合、切替室用ダンパ１５を閉塞（略０度、略水平）する。
【００３１】
ここで、所定角度θ０度は例えば略９０度であり、切替室４への冷気は直接冷却用風路１６Ａにも間接冷却用風路１６Ｂにも送風される。したがって、切替室４内は直接冷気が流入する分早めに冷却される。所定角度θ１度は例えば略４５度であり、バッフル１５Ａによって直接冷却用風路１６Ａを略閉塞できる。したがって、切替室４への冷気は、ほとんどが間接冷却用風路１６Ｂに送風される。そのため、切替室４内は緩やかに切替室４の天井側（あるいは、側方、底面側）から冷却される。緩やかに冷やされるため、自然対流により切替室４内の温度分布が略均一になり、過冷却状態でのほぞんや過冷却冷凍が行える。切替室用ダンパ１５を所定時間ｔ０で切替室用ダンパ１５の開度を切り替えるのは、切替室４の冷却スピードを損なうことなく、切替室４内の温度分布を略均一にするためである。切替室扉９の開閉などで切替室用ダンパ１５の開放時間が所定時間ｔ１以上となった場合は、切替室用ダンパ１５の開度θ０（略９０度であり略全開）に戻すことにより、極端な冷却時間の遅滞を招くことがなく、食品の保存品質を損なうことがない。
【００３２】
このように本実施の形態１による冷蔵庫によれば、冷却スピードを損なうことなく、切替室４内の温度分布を略均一にすることができるので、過冷却保存や過冷却冷凍が行える。また、図１に示す表示パネル６０に、冷却モードを選択する選択スイッチや選択ボタンを備えていれば、急冷（急速冷却、急速冷凍）などのモードを選択した場合に、切替室用ダンパ１５を略９０度（略全開）で開放すれば、短時間での切替室４内の冷却が可能となり、急冷（急速冷却、急速冷凍）が可能となる。
【００３３】
本発明では、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂを備えているので、通常冷凍に加えて、過冷却冷凍や急速冷凍が行える。まず、過冷却状態と過冷却状態を経た凍結について水を例に説明する。過冷却状態とは、水を冷却したとき、凍結点である０℃を下回っても１００％の水の状態であることをいう。過冷却状態にはいった水も、凍結させて氷とすることが可能であるが、そのためには何らかの刺激が必要である。この刺激とは、温度的なものであっても、物理的なものであってもよい。このように温度的な刺激であっても、物理的な刺激であっても、凍結を開始させることができるが、過冷却状態から凍結開始に移行するまでの時間は、数秒単位であり、瞬間的なものである。しかし、この凍結開始時に瞬間的に凍る氷の割合は全体の数％であり、水の場合はシャーベット状になる。これが１００％氷になるまでにはさらに冷却を行う必要があり、冷却時間を要するが、過冷却状態を経て凍結させた場合を過冷却冷凍（過冷却凍結）という。
【００３４】
次に、もうひとつ通常凍結と過冷却凍結の大きな違いは、凍結開始時の状態である。
ここで、凍結開始時にはどのような現象が起こっているのかをペットボトルに入った水を例に説明する。通常凍結の場合には、凍結が開始するとペットボトル表面付近の水から凍り始め、表面部分に薄氷がはったような状態になり、その後内部に向かって氷が広がり、最終的に全体が凍結する。氷の成長は、水分子がある一定以上の大きさのクラスターを形成した氷核を中心に起こるものであり、氷核形成は凍結開始時に起こるものである。したがって、通常凍結の場合には表面にはとんどの氷核が形成され、そこから水の状態である部分へ向かって氷が成長しているといえ、一定の方向に向かって氷核が形成されるため、大きな針状の氷結晶が形成される。
【００３５】
一方、過冷却凍結の場合には、ペットボトルの内部（水の中心部分）を含めペットボトル全体が凍らない状態で略均一に冷却され、温度的な刺激や、物理的な刺激などによって過冷却状態が解除されると凍結が開始しペットボトル全体に略均一に氷核が形成される。そして、内部も表面もペットボトル内のあらゆる部分で氷が成長するため、通常凍結のように一定方向に向かって氷が成長するということはないので、細かい略均一な小さな粒状氷結晶が得られる。したがって、凍結完了後の通常凍結と過冷却凍結の違いとしては、その冷却過程の違いから、通常凍結の場合には表面から内部に向かった大きな針状氷結晶ができるのに対し、過冷却凍結の場合には表面と内部に、略均一に小さな粒状氷結晶ができる。この凍結状態の違いによって、過冷却状態を経て凍結した食品は、食品の保存品質を損なうことがない。
【００３６】
ここで、過冷却冷凍（過冷却凍結）についてもう少し詳しく説明する。この発明の実施の形態に係る冷蔵庫は、過冷却を安定的に実現するために必要となる安定した温度環境を維持し、食品への冷気直接吹き付けの温度、風速、風量、タイミングなどの温度や冷気を調整する制御機構、食品を収納するケース等の構造と、過冷却解除を確実に実現するために必要となる過冷却完了を判断する装置または制御機構、および過冷却解除に必要とされる刺激を与える装置または制御機構とを備える。また、過冷却解除後の質のよい凍結を維持するための冷却および保存の機能も備えている。
【００３７】
先ず、過冷却凍結は、食品温度により以下の５つの状態に分かれる。
（１）未凍結状態  食品温度が、その食品の凍結点以上である。
（２）過冷却状態  食品温度が、その食品の凍結点以下でありかつ凍結していない状態。食品温度が低下し続けるので、過冷却状態であることがわかる。
（３）過冷却解除  食品温度が凍結点以下の温度から凍結点に戻ったとき。
（４）凍結開始〜凍結完了状態：食品が凍結点に達して相変化（水であれば、液体の水から固体の氷に変化すること）を起こし、一定温度で推移する状態。
（５）凍結完了・冷凍保存状態：食品が（４）の過程を経て凍結した状態。
【００３８】
ここで、主な食品の凍結点を説明する。牛肉／豚肉であれば−１．７℃、マグロであれば−１．３℃、バレイショであれば−１．７℃、イチゴであれば−１．２℃、リンゴであれば−２．０℃である。（参考文献：総合食料工業、９２２頁（１９７５））
【００３９】
（１）−（２）の状態では、過冷却突入（食品を未凍結状態のまま凍結点以下の温度にすること）のために必要な条件と過冷却を深化させる（過冷却状態のときに到達する温度を低くすること）条件を、（３）では過冷却状態を解除し凍結を開始するための条件を、（４）、（５）では過冷却凍結した食品の良さを保つための条件がある。（１）〜（３）をコントロールして十分に深い過冷却度（食品の凍結点と過冷却して到達した温度の温度差）を得ると（４）、（５）によりその効果が消失することはない。但し過冷却状態にあるとき、食品の出し入れで長時間扉を開放し、あるいは、設定温度を凍結点温度以上にして過冷却室内の温度が例えば０℃以上になり過冷却状態が解除された場合は、再び状態（１）から再スタートすることになる。
【００４０】
次に（１）〜（３）の工程について述べる。
先ず食品として厚さ１５ｍｍ、１５０ｇの牛肉を投入したときの検討結果に基づいて述べる。本発明の冷蔵庫の過冷却室（過冷却スペースに同じ）における過冷却条件について説明する。過冷却の条件設定時に注意すべき点は、冷却速度および冷却される食品の芯温の最低到達点（過冷却状態で到達する温度）と凍結点との差等である。冷却速度が速すぎると、食品全体の温度が不均一な状態で冷却されるため、（食品の表面温度と芯温の差が大きい）凍結している部分と未凍結部分とができる。氷結晶は氷核を中心に成長するため、該食品の一部分でも凍結してしまうと、そこから未凍結部分の水分を取り込みながら成長することになる。その結果、針状の大きな氷結晶ができることになる。細胞間などに生じた針状氷結晶や大きな氷結晶は、細胞中の水分流出や細胞破壊の原因となり、該食品解凍時のドリップ流出を引き起こす。
【００４１】
その結果として、食品本来のうまみが減少したり、遊離アミノ酸などの栄養分が減少したり、食感が悪くなったりする。一方、冷却速度が遅すぎると、過冷却状態の維持については問題ないが、未凍結状態が長くなることで、細菌繁殖、酸化促進などにより食品品質が悪化することが問題となる。つまり、凍結点までは表面温度と芯温の差が小さくなるように冷却し、凍結点以下の温度に達した場合（過冷却状態）は冷却速度を上げて、芯温の最低到達点に早く到達するようにして過冷却を解除することで未凍結状態が長くならないようにする。このように食品が凍結点まで、凍結点以下の過冷却状態まで、過冷却解除され、完全に凍結するまでのそれぞれの温度制御、冷気調整を連続してまたは段階的に行うようにする。このような問題を解決するために、過冷却スペースに抗菌機能をつける方法もある。抗菌機能としては、紫外線、オゾンを用いる方法が挙げられる。しかし、抗菌機能をつけるとコストがかかるという問題もある。
【００４２】
先ず過冷却突入条件に対し冷却速度を説明する。食品は表面から冷却され、食品の種類や厚みに応じて熱伝導で食品中心が冷却される。すなわち食品表面の冷却速度が決まってから中心の冷却速度が決まるものだからである。また、実際家庭用冷蔵庫で食品の温度変化を制御する場合、食品の表面温度を検知することが一般的であり、まずはこちらを規定する。食品が過冷却したときの食品表面と中心温度の経時変化では、食品中心の温度と食品表面の温度は略同様な傾向で低下する。厚さ１５ｍｍ、１５０ｇの牛肉で、食品周囲の空気温度は３０分程度で設定した温度、例えば−５、−７、−１０℃に到達するが、食品表面温度が凍結点へ到達するのはそれぞれ１２０分程度、８０分程度、６０分以下と遅れる。食品中心温度は食品表面温度差の差が少なく、それぞれの温度差は０．５〜３．０度程度である。
【００４３】
但し、空気設定温度が高いほど表面と中心の温度差は小さく、設定温度が低いほど過冷却度、即ち、冷凍時のエネルギーは小さくなる。冷却速度は食品表面温度が３℃から０℃になる範囲で計算する。この温度帯での冷却速度が冷却突入の可否に相関のある温度帯であり、食品周囲の設定温度が−５℃では食品表面の冷却速度は約３.５℃／ｈ、設定温度−７℃では食品表面の冷却速度は約５℃／ｈ、設定温度−１０℃の過冷却が浅いときでは冷却速度は約１０℃／ｈである。この結果より、過冷却に突入するための条件として、食品の表面と中心の距離があるときは、食品表面の冷却速度が１０℃／ｈ以下であること、望ましくは５℃／ｈ以下であることが示される。
【００４４】
また、このとき、食品表面と中心の温度差にも差異がある。設定温度−５℃では、食品表面と食品中心の温度差は約１度（Ｋ）（食品中心の冷却速度は約３.５℃／ｈ）で、設定温度−７℃では、食品表面と食品中心の温度差は約２度（Ｋ）（食品中心の冷却速度は約５℃／ｈ）である。これに対し、過冷却が浅かった設定温度−１０℃では食品表面と食品中心の温度差は約３度（Ｋ）（食品中心の冷却速度は約１０℃／ｈ）である。この結果より、過冷却に突入するための条件として、食品表面と中心との温度差が３度（Ｋ）以下であること、望ましくは２度（Ｋ）以下であることが示される。食品の表面と中心の距離が小さく、即ち食品の熱容量が小さい場合、例えば薄い肉などでは設定温度が−１０℃より低い、例えば−１５℃であっても過冷却度は浅くならず良好な冷凍食品が得られる。
【００４５】
以上のことから、食品表面の冷却速度は、食品の表面と中心の温度差が３Ｋ以下となる冷却速度であることが条件と考えられる。このとき、以下の現象の発生が回避されると考えられる。イ）食品表面と中心で温度差が大きくなると、食品中に含まれる水分の密度が変わり、その密度差で食品に含まれる水分の対流が発生する。このため、水分子の会合率が増加し、幼核の成長を促進するので過冷却が解除されやすくなる。ロ）食品表面が先に凍結してしまうと、食品表面は凍結点の温度一定の状態で安定した環境を食品全体に形成してしまう。このため食品は安定的に凍結点に保持され食品表面から伝導する冷却熱は全て潜熱として利用され、凍結が進んでいく。
【００４６】
このため、食品の表面が凍結すると、食品全体が過冷却しないことになる。一方、食品周囲の空気温度については、食品を、未凍結のまま凍結点以下にするためには、食品の種類や厚さにより変わるが、一般的に食品周囲の空気温度を−１０℃以上にするとよく、食品周囲の空気温度の上限は過冷却させたい食品の凍結点以下であることは自明であり、例えば牛肉や豚肉であれば−１．７℃以下であり、たいていの食品に対しては−２℃とする。温度差が３度（Ｋ）以下に抑える冷却速度は約３.５℃／ｈ乃至約１０℃／ｈ程度、特に約５℃／ｈ程度以下が望ましい。しかしながら、薄切り肉など厚さ１０ｍｍ以下の場合は、３００℃／ｈ以下にすることで過冷却に突入するし、厚み４０〜５０ｍｍ程度の塊肉は約２〜３℃／ｈが必要である。いずれの食品でも食品表面と食品中心の温度差を３度程度に抑えればよい。但し、ヨーグルトのようにゲル状で水分が一定の位置に保持されやすい均質な過冷却しやすい食材では、約３.５℃／ｈ乃至約１０℃／ｈ程度で過冷却するが、−１８℃の設定温度で、温度差５〜１０度でも過冷却する。
【００４７】
過冷却に突入し、過冷却状態を維持する際の一つの阻害要因としての食品周囲の温度ムラに対しては、冷却速度のムラを抑制する、即ち、食品周囲の冷却速度を小さくすると良い。又、冷蔵庫が空気温度をある一定温度に制御するために圧縮機のオンオフ、庫内ファンのオンオフ、ダンパの開閉など、様々な機器動作の影響により食品周囲の空気温度に変動があることは避けられない。空気温度変動があることで、食品内部の温度変動が大きくなる。このため、食品内部の水分の対流が促進される、すなわち水分子の会合確率が高くなり、過冷却が解除されやすくなる。これを回避し過冷却に突入するには食品の凍結点を越える（例えば−１．７℃）まで、すなわち過冷却状態に突入するまでの温度変動幅は、実験では約６度（Ｋ）以内であった。食品の大きさや種類によらず、食品表面へ過冷却が解除する刺激を与えてはいけない。このため食品周囲の空気温度変動は、前述の通り６Ｋ以内であることが望ましい。
【００４８】
ただし、多少過冷却度が浅くなったり過冷却が発現する確率が低くなっても過冷却状態を作ることは可能であり、例えば吹出口近傍で、温度変動が６Ｋより大きい、例えば１５Ｋとなるような環境であっても過冷却に突入することはできるし、過冷却しやすい食材では過冷却を深化させることができる。過冷却状態に突入し、過冷却を深くするためには必ずしも同じ温度で冷却する必要はない。一定の温度で冷却していると食品が冷却され、食品表面温度が低下して食品周囲の空気温度との温度差が小さくなり、食品表面温度はほぼ食品周囲の空気温度で安定する。このため過冷却を深化させるためには、食品表面と食品周囲の空気温度の温度差を一定以上に保ちながら冷却していくと良い。
【００４９】
このためには食品表面または中心温度に応じて食品周りの空気温度を下げるようにすれば良い。家庭用冷蔵庫における過冷却深化の工程では、あらかじめ定めた時間（あらかじめ実験で検討した、食品投入から食品中心温度が−１℃に到達するまでの時間；例えば２時間）してから、一定時間毎に（あらかじめ実験で検討した、食品温度が１℃低下する毎の時間；例えば０.５時間）に設定温度を１℃下げていくなどでも良い。このようにすることで、食品表面と食品周囲の空気温度との温度差を維持しつつ食品を冷却できるので過冷却を深化させることができる。逆にいうと空気温度にムラが大きい、あるいは空気温度が変動が大きいと、食品表面の温度の分布が大きくなり、あるいは食品表面の熱伝達率が大きくなり表面の冷却しやすい個所から結晶化が始まり過冷却が解除されることになる。
【００５０】
肉や魚などを冷凍したときに内部にできる氷結晶が大きいと、細胞を破壊し、解凍後のドリップ量が多くなることは知られている。そこで、過冷却冷凍と通常冷凍の牛モモ肉やマグロのドリップ量を比較すると、過冷却冷凍したもの通常冷凍の半分以下に抑えられる傾向が見られている。ジャガイモなど、芋類は従来冷凍に適さない食品とされていた。カレーなどを作ったとき、冷凍保存し、翌日以降に温めなおして食べるというようなことは一般家庭で日常的に行われていることであるが、その際、ジャガイモだけは取り除たり、つぶしたりして冷凍することがカレーをおいしく冷凍するための常識であるとされていた。これはジャガイモを冷凍し、解凍すると、スカスカになり、食感が悪くなる。
【００５１】
しかし、過冷却冷凍でカレーを凍結させると、解凍後もジャガイモの食感が凍結前とはほとんど変わらず、スカスカあるいはべちゃっとした食感になったりしない。ジャガイモの主成分であるデンプンはアミロースとアミロペクチンで構成されているが、それらの立体構造を氷結晶の成長によって破壊するのが従来の冷凍で、一度破壊された構造は解凍しても元に戻らないため、解凍したジャガイモはスカスカになる。これに対して、過冷却冷凍でできる氷結晶は非常に微細であるため、凍結時にデンプンの立体構造をほとんど変形させることがなく、解凍しても、元の立体構造を維持できると考えられる。
【００５２】
したがって、過冷却冷凍後、解凍したジャガイモの食感は悪くならないと考えられる。このような原理は、冷凍に適さないとされていた他の食品にもあてはまる場合があり、従って過冷却冷凍を用いると、これまで冷凍に適さないとされていた食品の冷凍が可能になることも示唆される。このように、冷却状態を経て食品などを凍結させた場合、微細な氷結晶ができるため、細胞やタンパク質などの本来の食品構造を変化させることなく維持できることが分かってきている。したがって、凍結→解凍した食品を再び凍結するなど、凍結→解凍を繰り返しても従来冷凍時のように品質が極端に悪化することがなくなる可能性もある。以上は一般家庭での活用によるメリットについて述べたが、食品加工においても過冷却冷凍は有効利用が可能であるといえる。過冷却冷凍で生じる氷結晶の細かさは−６０℃の冷凍にも優るという結果が得られており、高品質冷凍を実現するという点で、業務用冷凍庫にも代替できるといえる。そして、業務用のように大きなエネルギーを使って極低温冷気をつくりだす必要がないため、省エネ性が高いというメリットがある。
【００５３】
以上の検討では食品周囲の冷気が流れる風速を０.５ｍ／ｓ程度を想定している。食品は、食品表面と食品周囲の空気温度との温度差と対流熱伝達率により冷却速度が決まる。対流熱伝達率が小さい方が食品表面と中心との温度差が小さくなる事と、早く過冷却状態としたいということからである。なお、食品表面温度の経時変化により冷却速度を規定しているが、実際の製品では食品表面温度の温度検出手段として赤外線センサやサーモパイルが挙げられる。これは食品表面から発する赤外線による輻射熱を受けて非接触で食品表面温度を検知するものである。これにより、食品が冷蔵庫の切替室などに投入されたときのサーモパイル検出温度から食品の温度や面積を推論し、さらにその後のサーモパイル検出温度の経時変化から投入された食品の熱容量を推論することで、各工程における制御時間を投入された食品に応じて延長または短縮することができる。
【００５４】
過冷却は元々不安定な状態であり、何らかの刺激が加わることで解除される。一般的に振動で解除されると言われているが、例えば密封容器に隙間なく水を充填したときなどは、例えば容器を激しくふっても解除しないし、冷蔵庫の引き出し式の部屋、例えば切替室に入れ、扉開閉を全開／全閉数十回繰り返しても過冷却は解除しない。ただし、密閉容器に１／２程度のみ水を入れた場合は、一度に解除する。このことから、振動で過冷却を解除するには液体が自由に流動する空間が必要であると考えられる。肉や魚、果物など食品の場合、各細胞および細胞間に隙間なく水分が充填されているため、隙間なく水を充填した密閉容器に相当する。実際、過冷却した肉を入れた切替室で、扉開閉を全開／全閉を繰り返しても過冷却は解除しない。又過冷却解除のときに食品全体の何パーセントで氷核が形成されるかは過冷却度の大きさにより決まる。例えば過冷却度が４度（Ｋ）であった場合には食品全体の水分の５パーセントで氷核が形成されることが次の凍結率の式から明らかである。
凍結率（％）＝（Ｃｐ＊ｒＶ＊ΔＴ）／Ｌ＊ｒＶ＊１００
Ｃｐ；  比熱（ｋＪ／ｋｇＫ）
ｒ  ；  密度（ｋｇ／ｍ３）
Ｖ  ；  体積（ｍ３）
Ｌ  ；  潜熱（ｋＪ／ｋｇ）
ΔＴ；  温度差（Ｋ）
【００５５】
過冷却度が４度あれば、氷結晶形状は微小な粒状である。過冷却解除後、食品温度が凍結点以下の温度から凍結点に戻ったとき（このときの温度差が過冷却度）から次の工程で凍結を開始し凍結完了状態になるまでは、食品が凍結点に達して相変化（水であれば、液体の水から固体の氷に変化すること）を起こし、一定温度で推移する状態であり、この後、凍結が完了し設定された温度で冷凍保存状態する。過冷却さえ起こせばその後の凍結スピードは氷結晶形状には影響を与えないし、過冷却時に微小な氷核が形成され、その氷核が食品全体に分布していれば食品全体の氷結晶は細かくなる。以上のように過冷却解除のときに食品全体の水分の何パーセントで氷核が形成されるかを凍結率で求めることが出来、実験データによると、過冷却度が０．８度のとき凍結率は約１パーセントで氷結晶は大きな針状であった。過冷却度が２．６度まで大きくなると氷結晶はかなり微小になるが凍結率は約３パーセント程度で、過冷却度が４．１度まで大きくなると、肉眼では判別できないほど微小な氷結晶で凍結率は約５パーセント程度である。このように過冷却解除時に出来る氷核は食品全体の水分の数パーセントでしかないにもかかわらず、氷核が食品全体に均一に生ずることで、その後の冷凍保存時の氷結晶状態が左右される。また、過冷却状態のときに蓄えられるエネルギーは氷核生成時のエネルギーとして使われるため、過冷却度が大きく、蓄えられるエネルギー量が多ければ多いほど、過冷却解除時に生ずる氷核の数は多くなり、その分だけ氷結晶径も小さくなると考えられ、氷結晶による食品損傷の影響は小さくなると考えられる。
【００５６】
以上のように冷蔵庫に収納した食品を過冷却状態にするためには、ある範囲の冷却能力により冷却することが必要条件となる。これは食品を冷やす冷却能力が弱すぎても強すぎても過冷却状態にならない、もしくは過冷却状態がすぐに解除されてしまうことを意味する。冷却能力が弱い場合は収納食品が過冷却状態に入りやすいが食品周辺の冷却能力が弱い＝温度が高いということになり、過冷却状態での食品温度の到達点も高くなってしまうので過冷却が深く（＝より低い温度）ならずに過冷却解除してしまう。一般的には過冷却の深さが大きければ大きいほど大きなエネルギーとなり、食品内での微細結晶を生成し高品質冷凍になるため、より過冷却を深くする（深化させる）ためには冷却能力が弱いだけでは成立しない。過冷却の深さについては３Ｋ（例えば食品が過冷却状態で−４℃まで到達してから（最低到達温度に達してから）解除して凍結点である−１℃まで温度が瞬時に上がる）以上となると食肉解凍時のドリップ流出量にも大きな差異を発生するためそれ以上の過冷却深さに追い込むことが必要である。（過冷却の深さ（凍結点と最低到達温度の差）が３Ｋ以上で大きければ大きいほど食肉解凍時のドリップ流出量が少なくなり、冷凍品質が向上する。）
【００５７】
また逆に冷却能力が強い場合には食品の凍結温度に到達した時点でそのまま凍結する場合や、過冷却状態に入ってもすぐにその強い冷却能力が刺激となって解除してしまう現象につながるため深い過冷却度は得られない。よってある範囲の冷却能力で食品を冷やすことが必要条件となってくる。以上のとおり、冷却能力が弱い（＝部屋温度が高い場合）には、食品を冷蔵庫に投入した際、部屋温度は約−３〜−４℃にて推移し、この温度のまま食品を冷却しても部屋温度が−３〜−４℃である以上は食品温度も当然それ以下にはならないため深い過冷却が得られないので、部屋温度を少しずつ下げることになるが、結局は食品温度が約−３℃になった時点で解除する。このように冷却能力が弱い（＝温度が高い）場合には過冷却には入るものの深く入らないため、食品としての有意差をユーザが感じることが少ない。又冷却能力が強い（＝部屋温度が低い）と過冷却状態に入らず凍結温度に到達した時点で凍結を開始してしまう。
【００５８】
但しエア温度を−１０℃以上とするとした場合、部屋温度は約−７〜−８℃レベルまでしか下げられないが、過冷却の深さとして３Ｋ以上を得ることは本温度で十分達成可能となる。また設定温度を下げる際には食品の凍結温度（約−１℃）付近から温度を下げるとより深く過冷却を追い込むことが可能となる。またその温度を低減する際には食品に対して強い刺激を与えないように少しずつ下げるのが良い。例えば設定温度を２度づつ低減させた場合に過冷却解除してしまうケースが発生しても１度づつ低減した場合には温度勾配による刺激が緩和されるため解除に至らない。
【００５９】
続いてすでに説明したように、もう一つの過冷却必要条件として過冷却対象食品付近のエア温度分布（ムラ）がある。これはある範囲のエア温度分布（ムラ）に食品が設置されないと過冷却に入らない、もしくはすぐに過冷却が解除してしまう現象が発生するためである。これは食品の温度ムラにおける温度の低い箇所から凍結もしくは過冷却解除が発生してしまい、結果としてその影響が温度の高い箇所の食品まで達して追従するように凍結もしくは過冷却解除してしまうためである。よってある範囲の温度分布（ムラ）で冷却をすることが必要条件となってくる。具体的にはエア温度ムラが小さくなればなるほど良いが冷蔵庫の実機バラツキや収納食品の大きさや形などの様々な要因が発生するため温度ムラとしては約２Ｋ以下にすることが望ましい。部屋温度に関係なく温度ムラと過冷却の深さについて実験結果を統計的にまとめると温度ムラ２Ｋ以下になると過冷却の発現確率が上昇してくることが判る。この条件に上述の温度設定を掛け合わすことにより過冷却の発現確率は極めて１００％に近づけることが可能となる。
【００６０】
冷却強さの調整のため冷蔵庫に搭載している圧縮機のＯＮ／ＯＦＦと各部屋に設置された温度センサにより調整するダンパなどで温度を一定に保つようになっている。よって必ず冷蔵庫の各部屋においては冷気が供給される時間とされない時間（冷気ＯＮ／ＯＦＦ）が存在する。よってその設定された部屋の温度に調整するためにはその部屋温度よりも温度の低い冷気を供給しなければならない。しかし過冷却実現のためには上述のような温度にて食品を過冷却状態にする必要がある。このような場合はより食品付近エア温度の必要条件である−１５℃以上、望ましくは−１０℃以上の温度で一定に冷却し続けたいが、現実的に家庭用冷蔵庫において温度ハンチングの少ない雰囲気を実現するのは困難であり、過冷却対象食品の周囲にくる冷気温度を制御する。その実現手段としては大きく２つに別けられる。まず１つ目はその部屋を冷却する冷気温度を過冷却最適温度により近づける手段である。通常冷蔵庫における冷凍温度帯に温度設定できる部屋を冷却する場合の冷気温度はその冷気供給口（吹出口）で約−２５℃レベルまで達する。この温度は過冷却最適温度とはかなりかけ離れた数値であり、この冷気供給の源流の温度を制御することは有効な手段となる。その手段については、まず圧縮機の冷凍能力を下げることにより冷気温度を上げる手段が挙げられる。
【００６１】
とはいっても過冷却以外の本来の冷却能力は確保しておかなければならないので圧縮機自体の能力を低減させるのではなく、インバータ制御などで圧縮機の駆動回転数を低減することにより冷凍能力を低減させて冷気供給温度を上昇させる。実際に圧縮機を１０ｒｐｓレベル回転数を低減させると吹出し温度も約３〜５Ｋの温度上昇は見込まれる。また冷気を供給する冷蔵庫内の送風ファンの回転数においても、その回転数を変更して供給冷気温度を制御することは可能である。実際にファンの回転数を下げると冷気速度が減少して対流熱伝達が抑制されるため冷気温度としても低くなる。よって逆にファンの回転数を上げることにより熱交換が促進されて冷気供給温度が上昇する。実際に庫内ファンが３００〜４００ｒｐｍ上昇すると冷気温度としては約２〜３Ｋの温度上昇は見込まれる。そのほかにも冷気供給吹出し口周辺に保温ヒーターなどを設置して冷気温度を上昇させることも考えられる。
【００６２】
２つ目の手段として冷気供給温度を上げるのではなく、その冷気が食品に当たる前に冷気温度を上昇させて食品付近に温度の低い冷気をなるべく直接当てないことがその手段となる。その実現のためには、冷気供給口から食品への冷気到達距離を長くすることが挙げられる。例えば冷気供給口周辺に冷気整流ガイドを設けたりすることや、吹出し口と食品設置位置との間に障害物を設けるなどの構造により可能となる。これにより食品周辺到達冷気温度は途中の熱交換により上昇させることが出来る。さらに食品に対する冷気の吹き付け速度も落とせるため強い刺激を与えずにじっくりと冷却することができる。吹出し口と食品設置位置との間に障害物を設置した一例として食品収納ケース上方にフタ形状を追加した構成が可能である。蓋により冷蔵庫の背面側にある冷気吹出し口から扉側に設けたケースの開口までの距離をケースの長さの半分以上取れる。この場合の気流解析すると、フタ形状の追加により食品付近の冷気エア温度を上昇させる、更には風速を減少させることが可能となる。又冷蔵庫内に冷気を循環させる送風ファンと吹出し口との間に冷気供給を制御するダンパがその角度を調整して冷気量を絞るなどの冷気供給のシャッターの役割を果たす。ダンパは全閉、全開だけでなく、途中の角度に調整して冷気量を絞り食品へ吹付ける風速を抑制することが出来る。冷気吹出し口の風速をダンパ開度を調整し１．０−１．２ｍ／ｓとし、ケースに蓋を設け、扉側からケース内に冷気を供給するようにしてケース内の風速を０．１〜０．５ｍ／ｓとして過冷却状態を維持している。この第１の手段と、第２の手段を個別に行っても良いが、組み合わせて食品付近の温度を過冷却に都合が良い温度とすることも出来る。
【００６３】
また温度ムラ改善についての実現手段については冷気供給のＯＮ／ＯＦＦ回数を低減することにより温度ムラ、ハンチングを抑制する手段である。これは上述のように制御装置１６にて圧縮機１０の回転数を低減してより高い冷気温度を供給することにより設定温度に到達するまでに要する時間を長くしてＯＮ／ＯＦＦ回数低減、温度ムラ、ハンチング改善へとつなげることが出来る。このようにＯＮ／ＯＦＦ回数を低減させる手段＝冷却能力を低減することとなるのでこれもまた上述のダンパ角度調整などによる冷気量の絞りなども有効な手段である。さらにその上で吹出し口のエアガイドの形状や冷気吹出し口と食品間の障害物の形状などで冷気温度や風速を調整することが可能となる。
【００６４】
つぎに、急速冷凍の場合について説明する。急速冷凍の場合には、凍結開始時、凍結完了後がどのような状態であるかというと、表面に冷気を当てて（素早く）凍結させるという点でいうと通常凍結の場合と同様である。急速冷凍（凍結）の場合は、通常冷凍に比べて、温度の低い冷気を食品などの表面に急速にあてて、表面の温度を急激に低下させるが、通常凍結と同じように表面から凍り始める。しかし、通常凍結と異なる点は、温度の低い冷気を食品などの表面に急速にあてるため、内部まで冷却される速度が速くなり、通常凍結に比べると内部にも氷核ができやすい状態となる点であり、通常凍結時ほど大きな氷結晶ができず、通常凍結ほど食品品質を損ねることはないが、過冷却状態を経て凍結した過冷却凍結にくらべると氷核が大きく略均一でないため、食品品質は劣る。
【００６５】
食品冷凍について考えると、凍結完了後の氷結晶の大きさ、形状は解凍時の食品品質に大きな影響を与える。食品は、細胞、タンパク質、糖質などで構成されている場合がほとんどなため、氷結晶によってその構造が一度破壊されてしまうと、完全に元に戻らない場合が多い。したがって、凍結時にできる氷結晶の大きさ、形状が食品本来の構造を破壊しないようなものであると品質の良い冷凍ができているといえるのであり、氷結晶が小さいほど氷結晶が破壊されても元の状態に近い状態を得ることができるので、解凍したときに食品の味や食感や保存状態など食品品質が良好といえる。したがって、過冷却状態を経て凍結した過冷却冷凍の場合が、氷核が小さく微細であり、また、氷核が食品など冷凍対象物全体に渡って略均一となるため、通常冷凍や急速冷凍の場合に比べて食品品質が良好となるため、適していると考えられる。
【００６６】
次に、過冷却冷凍で食品を凍結させることのメリット及び斬新性について述べる。過冷却冷凍で食品を凍結させることの最大のメリットは、品質の良い冷凍ができるという点にある。これまでに述べてきたように、過冷却状態を経て凍結した過冷却冷凍（過冷却凍結）の場合においては、過冷却状態となる過程で食品内部まで表面と所定の温度差以内で十分に冷却されるため、食品全体に略均一に氷核が形成され、小さな粒状氷結晶に成長する。また、凍結しないで過冷却状態のままで到達した最低温度（最低到達温度）と凍結点との温度差が大きければ大きいほど凍結開始時に形成される氷核の数が多くなるため、より微細な氷結晶となり、過冷却が解除されたときに瞬間的に凍る氷の割合が大きくなり、良い冷凍品質を得ることができる。したがって、過冷却が十分に起これば（過冷却状態で到達する温度が低ければ低いほど）、過冷却凍結した後の解凍後も凍結前の状態により近い状態を維持することが可能となり、冷凍品質が良好となる。
【００６７】
食品の冷却と氷結晶の大きさ、形状について考える際に、最大氷結晶生成帯である−１℃〜−５℃の温度帯の通過時間を考慮することが必要である。通常冷凍や急速冷凍においては、最大氷結晶生成帯を短時間で通過させれば氷結晶は小さくなる。しかし、過冷却凍結の場合には、凍結しない過冷却の状態を維持していれば、最大氷結晶生成帯（−１℃〜−５℃）を含むこの近辺の温度帯（−１℃〜−１０℃付近）を通過する時間が長くても食品の冷凍品質を損なうことはない。
【００６８】
過冷却冷凍の場合には、最大氷結晶生成帯（−１℃〜−５℃）を含むこの近辺の温度帯（−１℃〜−１０℃付近）に凍結しない過冷却状態を維持して留まる時間（過冷却状態であり凍っていない状態で留まる時間）は、通常冷凍や急速冷凍などに比べて長い（通過する時間が長い）。しかし、過冷却状態であれば、最大氷結晶生成帯（−１℃〜−５℃）を含むこの温度帯（−１℃〜−１０℃付近）の通過時間が長くても凍結後の氷結晶が大きくならず、微細な氷結晶を略均一に作ることが可能である。最大氷結晶温度帯を含むこの近辺の温度帯を使用する冷凍の中で、本発明の過冷却冷凍の考え方は、小さな氷結晶を数多く形成させ、品質の良い冷凍とするという点では、全く新規の冷凍方法である。また、本発明の過冷却冷凍においては、過冷却状態が解除されると凍結が開始し、温度が変化しない相変化状態を経て完全に凍結するのであるが、過冷却状態を経ていれば、その後の凍結の過程で最大氷結晶生成帯を通過する時間が長くても（最大氷結晶生成帯に長時間留まったとしても）、氷結晶が肥大化することがなく、氷結晶が微細で食品全体に略均一であり、良質な過冷却冷凍が行えることを確認しており、この点においても新規の冷凍方法であるといえる。
【００６９】
過冷却状態を経ていれば、その後の凍結過程に長時間かかったとしても、氷結晶状態にほとんど影響はないので問題無いが、過冷却状態が解除されて凍結過程に入ったときに急速に冷凍してやれば、氷結晶が肥大する可能性がさらに低くなるので、良好な食品品質を得ることができる。また、氷結晶に関する以外の食品品質低下要因（例えば最近繁殖など）についても回避することができるので、さらに品質の良い冷凍が行える。
【００７０】
以上、これまでは過冷却状態に入った食品を過冷却解除して凍結させた場合のメリットについて述べてきたが、過冷却状態に入った食品を必ずしも凍結させる必要はない。凍結させないで過冷却状態を維持する過冷却保存メリットとしては、凍結温度以下、すなわち通常であれば凍ってしまうような温度で保存しているにも関わらず１００パーセント凍っていない、氷結晶が全くできていない状態であるため、低温で保存しながら氷結晶による食品構造の変化をほとんど受けないという点が挙げられる。より低温で保存することは食品の様々な化学変化を抑制できるという点で鮮度推持に有効であるが、この低温保存と未凍結であるという両方のメリットを本発明（過冷却保存や過冷却冷凍）では達成できる。また、過冷却状態であり凍っていない状態なので、食品を解凍する必要もない。しかし、過冷却状態であるということは未凍結状態であり、食品中の水分が未凍結であるということは、細菌繁殖や様々な化学変化にその水分が利用される可能性があるが、本発明のように過冷却状態を経てから冷凍させる過冷却冷凍を行えば、食品品質が良好な状態で維持できると考えられる。したがって、過冷却状態での保存（過冷却保存）は、凍結したもの（過冷却冷凍）よりも食品品質が劣る（注意を払う必要がある）可能性があるが、短期的な保存（たとえば１〜３週間程度）であれば問題ないレベルである。
【００７１】
次に、表示パネル６０や制御装置３０の動作について説明する。収納された食品を過冷却状態に実現可能な冷却室である切替室４は、冷蔵（約３℃）、チルド（約０℃）、ソフト冷凍（約−５、−７、−９℃）、冷凍（約−１７℃以下）などの複数の温度帯に切替可能となっており、これらの温度は冷蔵庫本体背面部の上部に設けられたマイコンなどで構成された制御装置３０がダンパ、圧縮機、送風機などを制御して、設定された温度に切替設定が行われる。扉表面に設けた表示パネル６０の一例を図５に示す。
【００７２】
図５は本発明の実施の形態を表す液晶表示パネルを表す図である。図において、表示パネル６０は、冷蔵室、野菜室、冷凍室、切替室のいずれかを選択する部屋選択スイッチ６０ａ、選択された部屋（貯蔵室）の温度調節、あるいは急速冷凍を選択する温度調節・急冷スイッチ６０ｂ、過冷却冷凍（瞬冷凍）を選択する過冷却冷凍（瞬冷凍）スイッチ６０ｃ、製氷モードを通常、透明、急速、停止から選択する製氷切替スイッチ６０ｄが設けられている。（ここで、過冷却冷凍は瞬時に凍結するため本発明では瞬冷凍とも言う。）また、表示パネル６０には各温度帯の部屋（冷蔵室、冷凍室、切替室、野菜室、過冷却室など）ごとの設定温度や現在の温度を表示しても良い。また、食品温度の表面温度を非接触の赤外線センサやサーモパイルにて計測する場合には、この測定された食品表面温度や食品温度）を液晶表示パネル６０に表示すると過冷却状態や食品の表面温度が一目で分かり冷蔵庫の使用者にとって時間経過を把握したり、食品がどの程度冷却されていなかをドアを開けて確認したりする必要もなくなり便利である。
【００７３】
ここで、急速冷凍を行いたい場合は、温度調節・急冷スイッチ６０ｂを所定時間（３秒）押し続けることで、急速冷凍モードに入り、急速冷凍が行われる。また、過冷却冷凍（瞬冷凍）を行いたい場合は、過冷却冷凍（瞬冷凍）スイッチ６０ｃを押すことで、過冷却モードに入り、過冷却冷却あるいは過冷却冷凍が行われる。本発明の冷蔵庫には、製氷皿お掃除モードを備えており、製氷切替スイッチ６０ｄを所定時間（約５秒）押し続けると製氷皿お掃除モードに入り、製氷皿の掃除が行われる。選択された部屋（貯蔵室）の温度調節は温度調節・急冷スイッチ６０ｂにて行われ、本実施の形態では温度を強、中、弱の３レベルで表示するようにしている。この温度表示は、設定温度を直接表示パネル６０に表示させるようにしても良い。
【００７４】
更にこの冷却室の設定温度は過冷却状態とする場合と、過冷却状態を解除する場合と、解除して冷凍保存する場合には順次段階的にもしくは連続的に設定値を切り替えることになる。この設定切替はあらかじめ設定されたタイマーによる時間間隔に基づき自動的にあらかじめ設定された各温度に切り替えることができる。但し、冷蔵室２の扉に設置された液晶パネル６０にスイッチなど設けることによって、これらの設定する温度を手動で切り替えることも可能である。過冷却状態から解除し、更に冷凍保存までの冷却室（たとえば切替室４）の温度は、サーミスタ１９の設定温度およびその室温を検出し、あるいは食品表面の温度を検出して設定値になるようにダンパなど冷気調整手段にて制御される。なお、食品温度を計測する赤外線センサ２２を室温計測のサーミスタ１９の代りに用いて圧縮機１２やダンパ１５などの制御をして良いことは当然である。
【００７５】
以上のように、過冷却状態に対し、第１の温度設定にて冷凍室や冷却室の温度を設定し冷却室に導入される冷気により食品を過冷却状態とすると、次にあらかじめ温度差を記憶させこの第１の温度より温度差分低い温度にて食品の過冷却状態を解除し、食品表面の温度状態で過冷却状態を解除したと判断されると食品を冷凍保存するように冷蔵庫扉の切替スイッチにて設定した第３の温度に応じて冷気を調整する。このように、第１の設定温度、第２の設定温度、第３の設定温度を、時間間隔を置いてもしくは食品の温度を計測して順次変化させるので、マイコンに記憶されたソフトウェアという簡単な構造で冷気を調整することにより、急速冷凍を実行しなくともあるいは−６０℃のような極低温にしなくともエネルギーの少ない品質の良い食品冷凍が実現できる冷凍保存が可能である。時間間隔を設定する場合はあらかじめ記憶させた時間間隔でも良いし、扉表面の液晶パネル６０にて時間を設定できるようにしても良い。これにより、食品に応じて早い処理が可能になる。また、食品の温度を計測して解除を判断することで過冷却度の深化が得られる。
【００７６】
また、収納する食品を過冷却状態にする場合、食品を収納する冷凍室や冷却室の温度をマイコンに記憶された温度である第１の温度にて設定手段として設定された温度にてこの温度を設定した冷却室に導入される冷気量を調整して過冷却状態に突入させ、且つ、この過冷却状態を続ける。次に過冷却状態を続け過冷却に必要な時間として設定された時間が経過した後で食品の過冷却状態を解除するように、第１の温度より低い温度の冷気を供給し食品の過冷却状態を解除し、この解除した食品を扉表面に設けた温度設定装置で設定した第３の温度で冷凍保存する。第１の温度設定があらかじめ記憶されているものとすれば、設定される第３の温度は簡単に手動で切替が出来るため、相互に無関係な設定が可能である。但し、第１の温度を設定する場合も食品の種類に応じて変更できるように温度設定装置を冷蔵庫の扉表面や冷却室側面に設け切り替えられるようにしておいても良い。
【００７７】
これらの温度設定状態と食品表面の検出した温度の状態を液晶パネル６０に表示することも可能であり、表示を見ながら設定温度を変えることも可能になる。第３の温度の設定に対しても、数ヶ月以上の長期保存を考え−３０℃から−６０℃の深温帯領域や、−５℃から−１５℃の微細な氷結晶により包丁などを利用して人がで切り分けが出来る弱冷凍温度帯領域、あるいはその中間の冷凍保存温度領域などに切り替えられる構造としても良い。温度設定が行われるとセンサが検出した温度がその切り替えられ設定された温度帯になるように制御装置３０で圧縮機１２の回転数、ダンパ１５の開閉などオンオフ制御が行われる。以上のように第１の設定温度と第３の設定温度がそれぞれ無関係に設定できるので、保存期間や利用状態に応じ、あるいは時期や収納する食品の種類に応じて必要な過冷却状態を続ける時間や過冷却の深さに応じて設定温度を変更できるので、フレキシブルな冷凍保存が可能である。
【００７８】
また、間接冷却の冷却室の温度を設定する場合、冷却室の中に設けたセンサにて室温を計測したり冷却される壁面の室温の経過時間から推定し、食品を過冷却状態として設定した第１の温度になっているかを判断することが出来る。冷却室に収納される食品を過冷却状態とする第１の温度より低い温度に間接冷却する冷気の温度を下げて壁面温度を低くして過冷却解除をすることが出来る。もしくは密閉された冷却室の中の送風ファンの回転数を上げて食品の周囲の風速を高くし食品表面の熱伝達率を上げて過冷却を解除しても良い。食品表面の温度分布が不均一になればなるほど過冷却は解除されやすくなる。このような食品の過冷却状態を解除する過冷却状態解除手段にて解除した冷却室の開口を開き直接室内へ導入した冷気にて前記食品を冷凍保存させる、あるいは間接冷却のまま壁面の温度を更に低下させたり、維持したりして室内の食品を冷凍保存しても良い。このように簡単な構造でエネルギーの少ない冷凍保存が可能である。
【００７９】
図６は本実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室用ダンパの別の制御例であり、過冷却冷凍を行わせる時の制御フローチャートである。冷蔵庫の構造は図１、図２及び図３に示す冷蔵庫と同等である。ここで、過冷却冷凍について説明する。過冷却冷凍とは過冷却状態を実現する冷凍モードであり、過冷却状態とは、食品などその物質の凍結点以下であるにも関わらず、１００％凍っていない状態をいう。ここで、凍結点とは、その物質が凍り始める温度をいう。すなわち、過冷却状態とは、食品などが通常は凍り始めるべき温度ではあるが全く凍っていない状態のことを言う。例えば、水の凍結点は０℃であり、この凍結点は物質により様々であり、塩濃度や糖度が高い食品などにおいては０℃よりも低くなる傾向にある。
【００８０】
ここで過冷却状態を実現するための制御方法を図６のフローチャートを参照しつつ説明する。過冷却モード開始ステップＳ１１において、過冷却モードがスタートする。主な過冷却モードのスタート手段としては冷蔵庫の扉などに表示パネル（ボタンなど）やスイッチ（図示せず）を設け、これらの装置（ボタンやスイッチなど）をユーザが操作することによって過冷却モードがスタートする。ステップＳ１１にて過冷却モードがスタートした後、圧縮機１２の運転中か否かを判定する圧縮機運転状態確認ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２において圧縮機１２が停止中である（ＮＯ）と判定するとステップＳ１１へ戻る。ステップＳ１２において圧縮機１２が運転中である（ＹＥＳ）と判定すると切替室ダンパ開放第１ステップＳ１３へ進む。切替室ダンパ開放第１ステップＳ１３において、切替室用ダンパ１５が所定角度θ１０度開放する。
【００８１】
ステップＳ１４は切替室温度検出手段である切替室サーミスタ１９が所定温度Ｔ10度以下であるか否かを判定する切替室温度判定第１ステップである。ステップＳ１４において切替室サーミスタ１９の検出した温度が所定温度Ｔ１０度よりも大きい（ＮＯ）と判定すると、ステップＳ１３へとも戻る。ステップＳ１４において切替室サーミスタ１９の検出した温度が所定温度Ｔ１０度以下である（ＹＥＳ）と判定すると切替室ダンパ開放第２ステップＳ１５へと進む。ステップＳ１５において、切替室用ダンパ１５が所定角度θ１１度開放する。ステップＳ１６は切替室サーミスタ１９の検出した温度が所定温度Ｔ１１度以下か否かを判定する切替室温度判定第２ステップである。ステップＳ１６において切替室サーミスタ１９の検出した温度が所定温度Ｔ１１度より大きい（ＮＯ）と判定するとステップＳ１５へと戻る。ステップＳ１６において切替室サーミスタ１９の検出した温度が所定温度Ｔ１１度以下である（ＹＥＳ）であると判定するとステップＳ１７へと進む。切替室ダンパ開放第３ステップＳ１７においては切替室用ダンパ１５は所定角度θ１０度開放し、ステップS１８に進む。ステップS１８は、過冷却モード終了ステップであり、過冷却モードは終了する。
【００８２】
ここで、所定角度θ１０度はたとえば略９０度（略垂直：７０度〜１１０度、好ましくは８０度〜１００度）であり、切替室４への冷気は直接冷却用風路１６Ａにも間接冷却用風路１６Ｂにも送風される。したがって、切替室４内は直接冷気が流入する分だけ比較的早めに冷却される。所定温度Ｔ１０度は、食品の凍結点であり、主に食肉の凍結点である約−１℃である。もちろんこの値に制約されるものではない。ステップＳ１４にて所定温度Ｔ１０℃到達後は、切替室ダンパ開放第２ステップＳ１５に進み、所定角度θ１1度で切替室用ダンパ１５は開放される。所定角度θ１1度は、例えば略４５度（２０度〜７０度、好ましくは３５度〜５５度）であり、直接冷却用風路１６Ａをバッフル１５Ａが略閉塞する角度である。したがって、バッフル１５Ａが略４５度開放している間は切替室４内の食品は間接冷却用風路１６Ｂに流れる冷気で間接冷却され、直接冷却用風路からの直接冷却用の冷気を送風しないため、直接冷却による強い刺激がを受けることなく過冷却状態に突入させることができる。ここで、所定温度Ｔ１１度とは、過冷却状態から凍結状態に移行させるための判定温度であり、例えば−５℃である。食肉の大きさや形状にもよるが例えば１００ｇ程度の豚ばら肉であれば、過冷却状態を−５℃以下まで維持できれば１００％凍結状態（過冷却を経た凍結状態）にすることが可能であり、高品質な過冷却冷凍状態を得ることができる。
【００８３】
図７は本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室周辺の側断面図である。切替室ケース１７には切替室ケースフタ２０が設けられ、切替室天井断熱１８には天井吹出し口１８Ａが設けられている。天井吹出し口１８Ａは間接冷却用風路１６Ｂからの冷気を切替室４内に吹き出す吹出し口であるが、切替室ケースフタ２０を設けることにより、切替室ケース１７内の食品に直接冷気があたらない間接冷却方式となっている。もしユーザが更に早い冷凍（短時間での急速冷凍）を望む場合には、切替室ケースフタ２０を取り外すことによって対応できる。切替室ケースフタ２０を取り外し可能な構成として切替室ケースフタ２０を取り除けば、切替室ケースフタ２０の分だけ間接冷却用風路１６Ｂからの冷気の風路抵抗が少なくなるので、直接冷却用風路１６Ａ及び間接冷却用風路１６Ｂからより多くの冷気が複数箇所（少なくとも背面と天井面）より切替室ケース１７内に流れ込むため比較的早い時間での冷凍を実現できる。逆に過冷却（あるいは過冷却冷凍）を行いたいときには切替室ケースフタ２０を取り付けておけばよい。また、切替室ケースフタ２０を外しても置く場所に困る場合は、切替室ケースフタ２０を切替室ケース１７の奥にずらしてしまうという構造としてもよい。すなわち、切替室ケース１７を引き出したときに切替室ケースフタ２０を切替室４の天井面や側壁などに固定したり、あるいは切替室４の天井面や側壁などにケースフタストッパを設けるなどして切替室ケース１７を引き出したときに切替室ケースフタ２０が切替室４内に残る構造として、切替室ケース１７のみが引き出されるようにすれば良い。
【００８４】
また、図７において、切替室ケースフタ２０は、切替室ケース１７の上面開口部を覆うような構成であるが、切替室ケースフタ２０は切替室ケース１７の上面開口部を全て覆う必要はなく、直接冷却用風路１６Ａの背面吹出し口４Ａから吹出される直接冷却用冷気が上面開口部より切替室ケース１７内に進入しにくくなるように切替室ケース１７の後方側のみ覆うように設けても良い。すなわち、切替室ケースフタ２０は、切替室ケース１７にフタ２０を設置したときに冷蔵庫の前面側が開口するような前面開口部を有するようにしても良い。また、この前面開口部より間接冷却用冷気が切替室ケース１７内に入り込むような位置に間接冷却用風路１６Ｂの吹出し口１８Ａを設けても良い。間接冷却の場合には、切替室ケース１７内に冷気が入り込まないほうが望ましいが、切替室ケース１７内に入り込む冷気は、自然落下程度であれば間接冷却と同等であり、問題ない。本実施の形態では、直接冷却用風路１６Ａの開口４Ａは風量調整手段１５からできるだけ近くの位置で開口するようにし、間接冷却用風路１６Ｂの吹出し口１８Ａは、風量調整手段１５からできるだけ遠くの位置で開口するようにしている。このようにすることで、間接冷却用風路を通過して吹出し口１８Ａより吹出されるときには流路抵抗などで風速が低下し、間接冷却に適した風速や風量が得られる。また、直接冷却用風路１６Ａの開口４Ａより吹出された冷気は、すぐに切替室４内や切替室ケース１７内に吹出すことができるので、急速冷凍を行うときに適した風速や風量を得ることができる。
【００８５】
図８は本発明の実施の形態１に示す冷蔵庫の切替室用ダンパ周辺の要部詳細図である。今まで説明してきた切替室用ダンパ１５は、バッフル１５Ａが１つのシングルダンパ方式であったが、ここでは、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂに、切替室用ツインダンパ２１が設ける例について説明する。切替室用ツインダンパ２１は直接冷却用フレーム２１Ａ及び間接冷却用フレーム２１Ｂを備えている。直接冷却用フレーム２１Ａは直接冷却用風路１６Ａと接続され、間接冷却用フレームＢは間接冷却用風路１６Ｂと接続されている。直接冷却用フレーム２１Ａ、間接冷却用フレーム２１Ｂには、それぞれフレームを開閉するバッフル２１Ｃ、２１Ｄが設けられており、これらバッフル２１Ｃ、２１Ｄを開閉することで、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの開閉制御を独立して行うことができる。本実施の形態では、切替室用ダンパがツインダンパであるため、フレームの数が２個となっており、きめ細かな風量制御が行える。シングルダンパの場合には、１つのバッフルでの開度調整制御となるため、直接冷却用風路１６Ａ閉、間接冷却用風路１６Ｂ開は行えたが、直接冷却用風路１６Ａ開、間接冷却用風路１６Ｂ閉は行えなかった。
【００８６】
すなわち、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方が閉の場合を除くと、直接冷却用風路１６Ａは開閉がコントロールされるが、間接冷却用風路１６Ｂは常に開放状態にあった。本実施の形態のように切替室用ツインダンパ２１であれば、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの開閉制御が独立してきめ細かく行えるため、たとえば過冷却冷凍が不要で通常冷凍よりも急速に冷凍させたい場合、すなわち急速冷凍モード時などには、間接冷却用フレーム２１Ｂを閉じておけば、直接冷却用風路１６Ａに１００％の冷気が流入するので、効率よく急速冷凍が実施できる。一方、シングルダンパを使用するメリットはフレームの数が少ない分、製造コストが比較的安く、また、設置スペースが比較的小さく効率良くできるので、その分だけ貯蔵室、あるいは冷蔵庫の大容量化が行える。
【００８７】
図９は本実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室周辺の側断面図である。切替室４の天井面には切替室温度検出手段である赤外線センサ２２が設けられており、切替室４内（あるいは切替室ケース１７内）の食品の表面温度を測定するのに用いられる。設置場所としては切替室ケース１７の内部を見渡せる位置として切替室４の天井４Ａが適しているが、側面や底面でも食品の表面温度が間接的あっても測定できれば良い。また、切替室ケースフタ２０を介して切替室４内（あるいは切替室ケース１７内）の食品の表面温度を測定するようにしても良い。温度検出手段として赤外線センサ２２を用いれば、空気温度を検知する切替室サーミスタ１９に比較して、より食品に近い温度（たとえば食品の表面温度）を検知することができるため、過冷却の成功確率を高くすることができる。切替室サーミスタ１９の場合は、切替室サーミスタ１９の直近のみの温度しか検出できないのに対して、赤外線センサ２２は離れた物質の表面から発せられる赤外線を検出する特徴があるので、より食品に近い温度（食品の表面温度）を検出できる。食品などから発せられる赤外線量は温度が高いほど多くなるため、検出する赤外線量により温度を測定することができる。
【００８８】
ここで、過冷却保存や過冷却冷凍を行うには、食品などの表面温度と中心温度の温度差が小さく略均一に冷却されることが望ましいので、本実施の形態では切替室４内（あるいは切替室ケース１７内）の食品の種類や大きさや厚さや重量などによって測定された表面温度から実験的に中心温度を推定して表面温度と中心温度の温度差を推定し過冷却状態を維持しているかどうかなどについて判断するようにしている。本実施の形態では、食品の表面温度と中心温度の温度差は、５ｄｅｇ以下、望ましくは３ｄｅｇ以下であれば過冷却状態を維持でき、解凍したときの食品品質が良好となることが実験により確認できた。
【００８９】
図１０は、過冷却状態を実現する実施の形態１を示す冷蔵庫の別の過冷却冷凍制御フローチャートである。過冷却モード開始ステップＳ２１において過冷却モードがスタートする。主な過冷却モードのスタート手段としては冷蔵庫の扉などに表示パネル（ボタンなど）やスイッチ（図示せず）を設け、これらの装置（ボタンやスイッチなど）をユーザが操作することによって過冷却モードがスタートする。ステップＳ２１にて過冷却モードがスタートした後、圧縮機１２が運転中か否かを判定する圧縮機運転状態確認ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２において圧縮機１２が停止中である（ＮＯ）と判定するとステップＳ２１へ戻る。ステップＳ２２において圧縮機１２が運転中である（ＹＥＳ）と判定すると切替室温度判定第１ステップＳ２３へ進む。
【００９０】
ステップＳ２３において切替室サーミスタ１９が所定温度Ｔ２０℃以下か否かを判定する。ステップＳ２３において温度検出手段である切替室サーミスタ１９が所定温度Ｔ２０℃より大きい（ＮＯ）と判定した場合、切替室ダンパ開放第１ステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４において、切替室ダンパ１５が所定角度θ０度開放し、その後、ステップＳ２３へと戻る。ステップＳ２３において切替室サーミスタ１９が所定温度Ｔ２０℃以下である（ＹＥＳ）と判定した場合、赤外線センサ温度判定第１ステップＳ２５へ進む。ステップＳ２５においては温度検出手段である赤外線センサ２２が所定温度Ｔ２１℃以下である否かを判定する。ステップＳ２５において、赤外線センサ２２が所定温度Ｔ２１℃より大きい（ＮＯ）と判定した場合、ステップＳ２５へ戻る。
【００９１】
ステップＳ２５において、赤外線センサ２２が所定温度Ｔ２１℃以下である（ＹＥＳ）と判定した場合、切替室ダンパ開放第２ステップＳ２６へ進む。ステップＳ２６において、切替室ダンパ１５は所定角度θ１１度開放し、その後、赤外線センサ温度判定第２ステップＳ２７において赤外線センサ２２が所定温度Ｔ２２℃以下か否かを判定する。ステップＳ２７において赤外線センサ２２が所定温度Ｔ２２℃より大きい（ＮＯ）と判定した場合、ステップＳ２７に戻る。ステップＳ２７において赤外線センサ２２が所定温度Ｔ２２℃以下である（ＹＥＳ）と判定した場合、切替室ダンパ開放第２ステップＳ２８に進み、ステップＳ２８にて切替室ダンパ１５がθ１０度開放する。ステップＳ２８にて切替室ダンパ１５がθ１０度開放した後、過冷却モード終了ステップＳ２９にて過冷却モードが終了する。
【００９２】
ステップＳ２３において切替室サーミスタ１９の検知した温度が所定温度Ｔ２０よりも大きい場合、切替室ダンパは所定角度θ１０度開放（全開）するが、これは切替室４内が扉の長い時間開放されるなどで正常な温度範囲にないことを判定するものであり、つまりは切替室４内の冷却が不十分と判定した場合（切替室サーミスタ１９が所定温度Ｔ２０よりも大きい場合）、切替室ダンパ１５を全開にして、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方に風を送り込むものである。直接冷却用風路１６Ａよりの冷却を行わずに間接冷却用風路１６Ｂのみにより直に緩慢冷凍（冷却速度の遅いゆっくりとした直接冷却や間接冷却による冷却や冷凍）を始めると、冷却が不十分であるとの判定のため冷却不足の可能性があることから食品の鮮度が落ちないとも限らないので、切替室温度判定第１ステップＳ２３はこのような状況にならないようにするための判断ステップである。直接冷却用風路１６Ａよりの冷却を行って切替室４内が所定温度程度まで冷えた状態になったとき、ステップＳ２５にて赤外線センサ２２が所定温度Ｔ２１℃以下であるか否かを判定するが、所定温度Ｔ２１℃は、例えば−１℃である。
【００９３】
この−１℃になったときより緩慢冷凍を開始するため、切替室ダンパ１５をθ１１度（半開、約４５度）開放する。θ１１度は間接冷却用風路１６Ｂは開放するが、直接冷却用風路１６Ａは略閉塞する角度であり、切替室４向けの冷気がほぼ全量間接冷却用風路１６Ｂに流れることになる。間接冷却による緩慢冷凍で、食品を冷却し、赤外線センサ２２が所定温度Ｔ２２℃以下となれば、切替室ダンパ１５が所定角度θ１０度（全開）開放するが、Ｔ２２℃は例えば−５℃であり、例えば、牛モモ肉１５０ｇを−１℃から−５℃の温度を通過するには扉開閉など無ければ約１時間程度かかる。θ１０度は前述のとおり、直接冷却用風路１６Ａへも通風される角度であるため、切替室４内は一気（急速）に冷却される。この熱衝撃（温度衝撃）のため切替室４内（あるいは切替室ケース１７内）の食品は過冷却状態を解除されるが、通常冷凍のように氷結晶が肥大化することはない。また、赤外線センサ２２を用いているため、前述のとおり、より食品に近い温度（たとえば食品の表面温度）を検出でき、ひいては過冷却冷凍の成功率が上昇し、食品品質の良好な冷凍保存（過冷却冷凍）を提供できる。
【００９４】
以上のように、本発明では、複数の区画された貯蔵室（冷蔵室２、製氷室３、切替室４、野菜室５、冷凍室６など）を有し、冷却器で生成された冷気を貯蔵室へ送風する冷蔵庫において、貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室（たとえば切替室４や冷凍室６や野菜室５など）に対する冷却器から冷気を送風する冷気風路が直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの２つの風路で構成されているので、急速冷凍や緩慢冷凍をユーザの使用状況によって設定でき、また、過冷却冷凍も行うことができる。急速冷凍や緩慢冷凍をユーザの使用状況によって設定でき、また、過冷却冷凍も行うことができる。また、高湿度を保持できる野菜室への設定も行える。
【００９５】
また、複数の区画された貯蔵室（冷蔵室２、製氷室３、切替室４、野菜室５、冷凍室６など）を有し、冷却器で生成された冷気を貯蔵室へ送風する冷蔵庫において、貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室（たとえば切替室４）に接続され、冷却器からの冷気を貯蔵室（たとえば切替室４）に送風する直接冷却用風路１６Ａ及び間接冷却用風路１６Ｂの２つの冷却風路と、２つの冷却風路を少なくとも両方開、一方開、両方閉に切り替え可能な風量調整手段１５と、を備えているので、急速冷凍や緩慢冷凍をユーザの使用状況によって設定でき、また、過冷却冷凍も行うことができる。急速冷凍や緩慢冷凍をユーザの使用状況によって設定でき、また、過冷却冷凍も行うことができる。
【００９６】
また、風量調整手段１５は、１つの入口と２つの出口を有し、入口は冷却器が配置される冷却器室からの風路１６Ｃに接続され、２つの出口のうちの一方は間接冷却風路１６Ｂに接続され、２つの出口のうちの他方は直接冷却風路１６Ａに接続されている。また、直接冷却用風路１６Ａは貯蔵室（例えば切替室）内の食品に直接冷気が当たる位置に開口している。また、間接冷却用風路１６Ｂは貯蔵室（例えば切替室）内の食品に直接冷気を当てない位置、または食品に間接的に冷気が当たる位置に開口している。また、少なくとも１つの貯蔵室が、過冷却状態を経て凍結させることが可能な過冷却冷凍が行える貯蔵室であるので、過冷却冷凍の成功率が上昇し、食品品質の良好な冷凍保存（過冷却冷凍）を提供できる。
【００９７】
また、本発明では、少なくとも１つの貯蔵室が、切替室４、あるいは過冷却冷凍室に切替可能としている。また、少なくとも１つの貯蔵室（たとえば切替室４や過冷却室４）内に設置された貯蔵室ケース１７と、貯蔵室ケース１７の上部開口の少なくとも一部を覆うフタ部材２０と、を備え、間接冷却用風路１６Ｂの開口はフタ部材２０に直接冷気が当たる位置に開口させて貯蔵室ケース１７内の食品には直接冷気が当たらないようにしている。
あるいは、本発明では、少なくとも１つの貯蔵室（たとえば切替室４や過冷却室４）内に設置された貯蔵室ケース１７と、貯蔵室ケース１７の上部開口の少なくとも一部を覆うフタ部材２０と、を備え、貯蔵室ケース１７の上部開口の少なくとも一部を覆うフタ部材２０が覆っていない貯蔵室ケース１７の開口部に自然落下程度の冷却速度の遅い冷気で貯蔵室ケース１７内の食品を間接冷却と略同等の冷却が行える位置に間接冷却用風路１６Ｂの開口は、配置されている。
したがって、過冷却冷凍の成功率が上昇し、食品品質の良好な冷凍保存（過冷却冷凍）を提供できる。
【００９８】
また、本発明では、少なくとも１つの貯蔵室（たとえば切替室４や過冷却室４）内の食品温度を検知する温度検知手段１９と、温度検知手段１９の検知する温度に基づいて風量調整手段１５のバッフル開度を制御する制御手段３０と、を備え、温度検知手段１９が検知した温度が予め設定された第１所定温度Ｔ０よりも高いと判定した場合、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方を開放し、直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方が開放してから所定時間ｔ０以上経過した場合に直接冷却用風路１６Ａを略閉塞して間接冷却するようにしている。
【００９９】
また、本発明では、少なくとも１つの貯蔵室（たとえば切替室４や過冷却室４）内の食品温度を検知する温度検知手段２２と、温度検知手２２の検知する温度に基づいて風量調整手段１５のバッフル開度を制御する制御手段３０と、を備え、温度検知手段２２が検知した温度が予め設定された第２所定温度Ｔ２１以下と判定した場合、直接冷却用風路１６Ａを略閉塞して間接冷却するようにしている。そしてさらに温度検知手段２２が検知した温度が予め設定された第３所定温度Ｔ２２以下と判定した場合、直接冷却用風路１６Ａを開放して直接冷却して急速に冷却するようにしている。（このとき間接冷却用風路１６Ｂは風量調整手段１５の仕様（バッフルが１つの仕様やバッフルが２つの仕様）によってどちらでも良く、バッフルが１つの仕様の場合には、間接冷却用風路は開放されており、バッフルが２つの仕様の場合には、間接冷却用風路は閉塞されていても開放されていてもどちらでも良い。すなわち、直接冷却のみでも良いし、直接冷却と間接冷却の併用でも良い。）したがって、温度検知手段２２に赤外線センサを使用して食品の表面温度を測定するようにしているため、より食品に近い温度（たとえば食品の表面温度）を検出でき、ひいては過冷却冷凍の成功率が上昇し、食品品質の良好な冷凍保存（過冷却冷凍）を提供できる。
【０１００】
また、本発明では、複数の区画された貯蔵室を有し、冷却器で生成された冷気を貯蔵室へ送風する冷蔵庫において、貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室に接続され、冷却器からの冷気が貯蔵室内の食品に直接当たる位置に開口する直接冷却用風路と、貯蔵室のうちの少なくとも１つの貯蔵室に接続され、冷却器からの冷気が貯蔵室内の食品に直接冷気を当てない位置、または食品に間接的に冷気が当たる位置に開口する間接冷却用風路と、直接用冷却風路と間接冷却用風路の２つの冷却風路を少なくとも両方開、一方開、両方閉のいずれかに切り替え可能な風量調整手段と、を備え、２つの冷却風路を切り替えることにより貯蔵室を過冷却状態を経て凍結させることが可能な過冷却冷凍が行える貯蔵室としている。したがって、より食品に近い温度（たとえば食品の表面温度）を検出でき、ひいては過冷却冷凍の成功率が上昇し、食品品質の良好な冷凍保存（過冷却冷凍）を提供できる。
【０１０１】
本発明によれば、少なくとも１つの貯蔵室に直接冷却用風路１６Ａと間接冷却用風路１６Ｂの両方を備えるので、急速冷凍、通常冷凍、過冷却冷凍に切替可能な貯蔵室を備えた冷蔵庫や貯蔵庫を提供できる。また、間接冷却と直接冷却を切り替える（使い分ける）ことができるため、間接冷却に切り替えることより貯蔵室（たとえば切替室）を高湿度の野菜収納室としても使用できる冷蔵庫や貯蔵庫を提供できる。
【０１０２】
本発明によれば、冷蔵庫における区画された貯蔵室内の温度分布ムラを小さくすることができ、高品質な食品保存の可能な冷蔵庫や貯蔵庫を提供することができる。
【０１０３】
本発明によれば、冷蔵庫における貯蔵室である貯蔵室内に保存された食品などの温度分布ムラを小さくすることができ、高品質な食品保存が可能な冷蔵庫や貯蔵庫を提供することができる。
【０１０４】
本発明によれば、高品質冷凍機能として、従来の急速冷凍ではなく、過冷却冷凍機能を採用したので、従来よりも少ないエネルギーでの高品質冷凍、すなわち、地球環境対策として省エネルギー冷凍を実現することができるという効果を有する。
【０１０５】
また、この発明の冷蔵庫は、過冷却をおこすためのスペース内に冷気を導入し、冷却温度を複数に変化できる温度制御された冷却構造を採用することで、従来と大きく変わらない冷蔵庫の構造、制御で、食肉などの食品の過冷却冷凍を実現できるという効果を有する。
【０１０６】
本発明によれば、温度検知手段として赤外線センサを使用しているので、食品の表面温度を測定することが可能であり、より食品に近い温度（たとえば食品の表面温度）を検出でき、ひいては過冷却冷凍の成功率が上昇し、食品品質の良好な冷凍保存（過冷却冷凍）を提供できる。
【０１０７】
本発明によれば、過冷却状態を経て凍結した過冷却冷凍機能を備えるので、凍結時にできる氷結晶の大きさ、形状が食品本来の構造を破壊しにくい品質の良い冷凍が行える。また、氷結晶が小さいので、氷結晶が破壊されても元の状態に近い状態を得ることができ、解凍したときに食品の味や食感や保存状態など食品品質が良好といえる。また、過冷却状態を経て凍結した過冷却冷凍を備えるので、氷核が小さく微細であり、また、氷核が食品など冷凍対象物全体に渡って略均一となるため、通常冷凍や急速冷凍の場合に比べて食品品質が良好である。
【０１０８】
本発明の冷蔵庫は、一般的な冷蔵庫の仕様を一部変更することで、過冷却冷凍を実施できる冷蔵庫を得ることができる。又家庭用冷蔵庫の構造を中心に説明してきたが、大型の極低温業務用冷凍倉庫でも本発明の考え、例えば食品を収納した後で、凍結点まで所定の冷却速度で温度を下げ、対象食品に対し高い冷凍温度で全体に分布の良い気流を利用して温度を少しずつ下げながら過冷却を維持する冷却を行い、所定時間後に更に低い温度を直接食品に吹き付けて急速冷凍し過冷却を解除し、その後は過冷却状態を得る温度より低い温度、たとえば−１８℃程度の冷凍温度で保存するという制御を利用した構成が可能である。これにより大幅な省エネルギーを達成することが出来る。更に、有効なのは、冷蔵庫としての低温運搬車の中で食品を運搬しながら過冷却状態に突入させ、過冷却状態を維持し、より低温の冷気を直接食品に供給して過冷却を解除し、冷凍保存することが出来る。すなわち、肉や魚などの場合、各細胞及び細胞間に隙間なく水分が充填されているため、隙間なく水を充填した容器に相当するため、運搬中の振動による過冷却解除が無く、且つ、常温の食品を収納し、低すぎない温度で冷却し、最終的に冷凍温度も業務用冷凍庫のように−６０℃などという極端に低い温度にしないで、せいぜい−２０℃程度の冷凍温度で良いため、運搬車としてエネルギーを使わずに、しかも、運搬時間を利用して過冷却冷凍を行うなど運搬前後の省エネルギーにも役に立ち、冷凍品質の良い食品を届け先に渡すことが出来る。
【０１０９】
また本発明の冷蔵庫において過冷却冷凍を実施した食品は、過冷却状態をつくるときの冷却速度がゆっくりであるので、食品内部まで均一に温度が下がってから同時に氷結晶ができはじめ、一部に生じた氷結晶が不均一に成長することがなく、食品内部にできる氷結晶の大きさが小さくなり、食品品質を維持することができる。冷却速度と食品内部の氷結晶の大きさとの関係については、冷却速度が速くなるほど食品内部にできる氷結晶の大きさが大きくなる傾向にある。
【０１１０】
本発明の冷蔵庫は、冷却器から循環する冷気により収納する食品を０℃から冷凍温度帯の温度まで連続してまたは段階的に温度調整可能な冷凍室と、冷凍室の冷気吹出し口から吹出され冷却器に吸い込まれる冷気を取り入れ食品を凍結点以下の温度でも凍らない過冷却状態に維持する冷凍室内に配置された冷却室と、冷却室に貯蔵された食品が過冷却状態を得るように冷凍室の温度を−２℃以下で−１５℃以上に設定する温度設定手段と、冷却室に収納した食品周囲の風速を抑え冷却室に貯蔵された食品を過冷却状態に維持するように冷凍室内に吹出し冷却室に取り入れる冷気を調整する冷気調整手段と、を備えており、省エネルギーで高品質冷凍を実現できる。
【０１１１】
本発明の冷蔵庫は、冷却器からの冷気により収納する食品を凍結点以下で−１５℃以上の設定温度で凍らない過冷却状態に維持する過冷却室と、過冷却室内に吹出され過冷却室内を循環する冷気の温度を変化させる冷気調整手段と、冷気調整手段にて過冷却室に収納され過冷却状態にある食品に設定温度より２度乃至５度程度低い温度の冷気を供給して食品の過冷却状態を解除する過冷却解除手段と、を備えており、品質の良い冷凍食品を簡単に得られる。
【０１１２】
本発明の冷凍室もしくは冷却室の温度を設定する温度設定手段は、冷却室に収納された常温の食品が冷却される際に、食品の表面温度が３℃から０℃に低下する範囲の冷却速度が、−３．５℃／ｈｒ乃至−１０℃／ｈｒの範囲とするので、確実に過冷却状態に突入できる。
【０１１３】
本発明の冷凍室又は貯蔵室である冷却室へ冷気を吹出す冷気吹出し口、冷却室へ冷気を取り入れる取り入れ口および冷気吹出し口と冷気取り入れ口の間の風路の少なくともいずれかに冷気を調整する冷気調整手段１５を設け、冷気調整手段にて冷気を調整して過冷却状態となる食品周囲の風速を０．１乃至０．５ｍ／ｓ程度に抑えるようにしているので、過冷却状態を維持できる。
【０１１４】
本発明の冷気調整手段１５、風路１６は、間接冷却用風路１６Ｂに複数回の曲がりを構成又は前記貯蔵室であり冷却室である切替室の奥行き相当の風路長さを設ける、あるいはこの冷気調整手段は、バッフル１５Ａにて前記冷凍室又は前記冷却室へ吹出す冷気の前記冷気吹出し口での風速を１．０乃至１．２ｍ／ｓ程度に抑えるものであり、これにより過冷却状態を維持できる。
【０１１５】
なお、本実施の形態では、過冷却冷却や過冷却冷凍や急速冷凍が行える貯蔵室として、切替室４を例に説明してきたが、冷凍室６や野菜室５などの他の貯蔵室であっても直接冷却用風路と間接冷却用風路を備えて、風路を切替可能とすれば、過冷却冷凍や急速冷凍が行えるようにできる。そうすると貯蔵室を選ばずユーザの好みで好きな貯蔵室を好きな温度帯や過冷却冷凍に設定でき、ユーザにとって使い勝手の良い冷蔵庫や貯蔵庫が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室周辺の側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の通常冷凍時の制御フローチャート図である。
【図５】実施の形態１における冷蔵庫の表示パネルを表した図である。
【図６】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の過冷却冷凍時の制御フローチャート図である。
【図７】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室周辺の側断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室用ダンパ周辺の正面図である。
【図９】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の切替室周辺の側断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１を示す冷蔵庫の過冷却冷凍時の制御フローチャート図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  冷蔵庫本体、１Ａ  機械室、２  冷蔵室、３  製氷室、４  切替室、４Ａ  背面吹出し口、５  野菜室、６  冷凍室、７  冷蔵室扉、７Ａ  冷蔵室扉左、７Ｂ  冷蔵室扉右、８  製氷室扉、９  切替室扉、１０  野菜室扉、１１  冷凍室扉、１２  圧縮機、１３  冷却器、１４  冷気循環用ファン、１５  切替室用ダンパ、１５Ａ  バッフル、１６  切替室冷却用複風路、１６Ａ  直接冷却用風路、１６Ｂ  間接冷却用風路、１７  切替室ケース、１８  切替室天井断熱、１８Ａ  天井吹出し口、１９  切替室サーミスタ、２０  切替室ケースフタ、２１  切替室用ツインダンパ、２１Ａ  直接冷却用フレーム、２１Ｂ  間接冷却用フレーム、２２  表面温度測定装置、３０  制御装置、６０  表示パネル。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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