JP2017026184A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】家庭用冷蔵庫において、食材同士を固着させたり、風味を低下させたりすることなく、食材と酸素の接触を遮断して酸化を防止する。【解決手段】収納室１０７と、冷却器１１５からの冷気を収納室１０７に送風する送風手段１１６と、送風手段１１６を制御する制御手段とを備えた冷蔵庫において、制御手段により前記冷気の送風を制御することで収納室１０７に保存された食品の表面を微凍結させ、その後、微凍結温度で保存することにより、微凍結層により食材と酸素の接触を遮断して酸化を防止し、また食材の取分けや切分けが容易に行われ、風味を劣化させることなく、保存食品を新鮮に保存することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、食品を新鮮に保存することができる冷蔵庫に関するものである。

近年、共働きや高齢化などの社会動向を背景に食品の買い物頻度は減少傾向が続き、すぐに喫食されない予定の食材が家庭で保存される割合が増えている。一方で、鮮度の高い食材をおいしく食べたいという要望は変わらないため、結果的に家庭用冷蔵庫の鮮度維持性能に対する要求は高まっている。

食材の劣化要因としては、微生物の増殖による腐敗、食材の酵素による自己分解、酸化による劣化が大きい。これまで家庭用冷蔵庫では、低温保存によって上記３要因による変化速度を抑制することを目的としてきた。しかし、冷凍保存（−１８℃以下）すると調理前の取り分けに解凍が必要であるなど調理の手間との兼ね合いの課題が生じ、冷蔵（４℃）と冷凍の中間の新温度帯が比較的短期間の保存に用いられる。特に、パーシャル温度（−１〜―５℃）保存は、細胞外液のみを凍結するものであり、チルド（１〜４℃）よりも低温による保存性と取分けの容易さを両立するものである。しかし、脂肪分を比較的多く含む鮮魚や精肉の保存については、油脂の酸化による変化が完全に抑制されるとは言えない。

油脂の酸化を抜本的に解決する方法の一つとして、流通業界で用いられるグレージング技術が挙げられる。グレージングとは食材を酸素に接触させないことを目的に、食材の表面に氷衣を作る技術である。具体的にはいったん凍らせた食材の表面に低温水を吹き付けた後に再度冷凍して、食材の外側に１ｍｍ程度の氷の層を作る技術である。グレージングを家庭用冷蔵庫で実現することを目的に、冷蔵庫内に浸漬槽を設けて食材を浸漬し、表面に水を付着させてから凍結する技術（例えば特許文献１）がある。

特開平３−１７０７６５号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では使用者が食材を無作為に並べて凍らせれば氷衣同士が凍結により固着して食材の取り出し時に分離の手間の課題が生じる。また、浸漬槽を定期的に洗浄するなど、別の手間が生じる。加えて、水の付着により食材によっては味が水っぽくなるという課題が生じ、対象食材が限られる。

本発明は、家庭用冷蔵庫において、食材同士を固着させたり、風味を低下させたりすることなく、食材と酸素の接触を遮断して酸化を防止することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、収納室と、冷却器からの冷気を前記収納室に送風する送風手段と、前記送風手段を制御する制御手段とを備えた冷蔵庫において、前記制御手段により前記冷気の送風を制御することで前記収納室に保存された食品の表面を微凍結させ、その後、微凍結温度で保存することを特徴とするものである。

これにより、微凍結層により食材と酸素の接触を遮断して酸化を防止し、また食材の取
分けや切分けが容易に行われ、風味を劣化させることなく、保存食品を新鮮に保存することができる。

本発明の冷蔵庫は、家庭用冷蔵庫において、食材同士を固着させたり、風味を低下させたりすることなく、食材と酸素の接触を遮断して酸化を防止することができ、保存食品を新鮮に保存することができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図 図１のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態１における冷蔵室の要部拡大図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の制御ブロック図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の投入負荷検知から急冷運転の制御フローチャート 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の投入負荷検知のシーケンス図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の急冷運転のシーケンス図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の微凍結開始時間と３日後のＰＯＶ値 との関係を示す図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫のΔＴと急冷１の圧縮機回転数の関 係を示す図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫のΔＴと急冷２の運転時間の関係を 示す図

第１の発明は、収納室と、冷却器からの冷気を前記収納室に送風する送風手段と、前記送風手段を制御する制御手段とを備えた冷蔵庫において、前記制御手段により前記冷気の送風を制御することで前記収納室に保存された食品の表面を微凍結させ、その後、微凍結温度で保存することを特徴とする冷蔵庫である。これにより、微凍結層により食材と酸素の接触を遮断して酸化を防止し、また食材の取分けや切分けが容易に行われ、風味を劣化させない。

第２の発明は、第１の発明において、前記送風手段は、前記冷却器からの冷気を前記収納室に送風するダクトと、前記ダクト内に設けたダンパー装置と、前記収納室内の温度を検知する温度センサとを備え、前記制御手段は、前記ダンパー装置を所定時間強制的に開放し、前記収納室に保存された食品の表面を急速に微凍結させ、その後、前記温度センサの検知温度に基づいて前記ダンパー装置を開閉制御して微凍結温度で保存することを特徴とする冷蔵庫である。これにより、食材の投入後、即座に急冷を開始してより短時間で酸素との接触を遮断して酸化を防止可能になる。

第３の発明は、第２の発明において、前記ダンパー装置を所定時間強制的に開放するとともに、圧縮機を連続運転することを特徴とする冷蔵庫である。これにより、食材の表面を急速に微凍結させて、短時間で酸素との接触を遮断して酸化を防止可能になる。

第４の発明は、第１から第３のいずれか１つの発明において、前記収納室の開閉を検知する収納室開閉検知手段を備え、収納室開閉検知手段の開閉検知を起点に前記制御手段を実行することを特徴とする冷蔵庫である。これにより、使用者による食材の投入操作をより短時間で検知可能になり、食材と酸素との接触時間を短縮して酸化を防止可能になる。

第５の発明は、第１から第４のいずれか１つの発明において、前記収納室は貯蔵室内の
一画に内蔵され、前記収納室は前記貯蔵室とは独立して温度制御されることを特徴とする冷蔵庫である。これにより、一度生成した微凍結層が安定に維持されて酸化防止効果を維持できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は同実施の形態１による冷蔵室の要部拡大図、図４は同実施の形態における冷蔵庫の制御ブロック図、図５は同実施の形態における冷蔵庫の投入負荷検知から急冷運転の制御フローチャートである。

図１及び図２において、冷蔵庫１０１は上段、中段、及び下段の５つに区画された貯蔵室を備える。具体的には、上段の貯蔵室は冷蔵室１０２で前面に観音開き式扉を有し、下方に引出し扉を備える第一の冷凍室１０３と、それと並行に引出し扉を備える製氷室１０５があり、最下部に配置される引出し扉を備えた野菜室１０６と、製氷室１０５と野菜室１０６の間に配置した第二の冷凍室１０４とから構成される。

各扉は、それぞれ、冷蔵室扉１０２ａ、第一の冷凍室扉１０３ａ、第二の冷凍室扉１０４ａ、製氷室扉１０５ａ、野菜室扉１０６ａとして図示する。冷蔵室１０２と、横並びの製氷室１０５と第一の冷凍室１０３とは、上下に断熱区画壁１１１により区画される。さらに、横並びの製氷室１０５及び第一の冷凍室１０３と第二の冷凍室１０４、第二の冷凍室１０４と野菜室１０６も、同様に断熱区画壁１１１により上下に区画される。

また、外箱１０８と内箱１０９の間に充填された断熱壁１１０で形成された冷蔵庫１０１は、上部に設けた冷蔵室１０２内の下部に独立した貯蔵室としての変温室１０７を区画形成している。変温室１０７は切替え室として構成され、本実施の形態の場合は、０℃付近の冷蔵温度帯の第一の温度帯（チルド）と、第一の温度帯と約−６℃以下の冷凍温度帯との間の温度帯となる約−３℃の第二の温度帯（パーシャル）に設定可能である。

次に冷却システムの構成について説明する。第二の冷凍室１０４の背面後方には、冷却室１１４が形成され、内部に冷却器１１５を有し、上部機械室１１３に設置された圧縮機１１２とともに、冷蔵庫１０１を冷却する冷凍サイクルを構成する。また、冷却室１１４には、冷却器１１５で熱交換された冷気を強制循環させる送風ファン１１６が配置され、その上方には冷蔵室１０２に流入する冷気を分配するダンパー装置１１７ａと、変温室１０７に流入する冷気を分配するダンパー装置１１７ｂを配置している。各貯蔵室において、冷蔵室１０２の庫内温度は約２〜３℃であり、野菜室１０６の庫内温度は約２〜５℃であり、第一の冷凍室１０３、第二の冷凍室１０４の庫内温度は約−１８〜−２０℃と温度帯を分けて使用可能である。それにより、食品の保存に適した温度帯を選択し、食品を貯蔵することによって、より高い保鮮性と長期保存を実現することができる。

次に変温室１０７と変温室１０７の天面に設置される照明装置１２１の構成について、図３、図４を用いて説明する。変温室１０７は、その上部が冷蔵室１０２の最下段に位置する棚板１１８としても利用できる合成樹脂製の上面カバー１２２と、上面カバー１２２の下方に、前後方向に引き出し可能に収納された合成樹脂製の収納ケース１２３と、変温室１０７の上面カバー１２２の前面開口部に開閉自在に設けられた開閉扉１２４で構成されており、開閉扉１２４は閉時には収納ケース１２３の前面壁１２３ｂと密着し、変温室１０７内を略密閉空間としている。また、開閉扉１２４は内部に収納した食品が視認できるように、透明性の高い合成樹脂製としている。

さらに、変温室１０７の奥壁面には、開閉扉１２４が閉時に収納ケース１２３の後面壁１２３ａと嵌合するように、扉開閉検知手段１２７が設けられている。また本実施の形態では、収納ケース１２３の底面にはアルミ製の底板１２８を嵌め込み、冷却性能向上や、照明装置１２１からの照明拡散による視認性向上を図っているが、特に必須のものではない。

また変温室１０７の奥壁面後方には、ダンパー装置１１７ｂで分配された冷気を変温室１０７に導く変温室背面ダクト１２５が形成され、変温室１０７の天面には変温室背面ダクト１２５の下流となる変温室天面ダクト１２６が配置されている。変温室天面ダクト１２６は、断熱性を有する発泡断熱部材で形成された断熱ダクト部材１２６ａと、その外周を覆う化粧板となる合成樹脂製のダクトカバー１２６ｂとで構成されている。変温室天面ダクト１２６は上面カバー１２２とともにダクトを構成し、収納ケース１２３の上面部となる位置に変温室１０７内へ冷気を吐出する冷気吹出し口１２９を形成している。

また、変温室１０７内には室内を照射する照明装置１２１が、変温室天面ダクト１２６の奥行中心位置よりも前方の開閉扉側に、ダクトカバー１２６ａに埋め込まれて設置されている。

次に、冷蔵室１０２には冷蔵室扉１０２ａの開閉状態を検知する冷蔵室扉スイッチ１３０が設置され、冷蔵庫１０１の庫内外の任意の場所には変温室１０７の温度帯や運転モードを切替える設定手段１３１が設置されている。また、冷蔵室扉スイッチ１３０から信号Ｓ１、設定手段１３１から信号Ｓ２、扉開閉検知手段１２７から信号Ｓ３が、それぞれ制御マイコン１３２へ入力され、さらに制御マイコン１３２からは信号Ｓ４が圧縮機１１２へ、信号Ｓ５が送風ファン１１６へ、信号Ｓ６がダンパー装置１１７ａへ、信号Ｓ７がダンパー装置１１７ｂへ出力されて、所定の冷却動作をおこなう。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用について図５〜図７を用いて説明する。

まず、設定手段１３１により変温室１０７の温度帯が、第二の温度帯（パーシャル）に設定されている状態で開閉扉１２４が閉扉されて、かつ冷蔵室扉スイッチ１３０が冷蔵室扉１０２ａの閉を検知する（ＳＴＥＰ１）。そして、蔵室扉スイッチ１３０が冷蔵室扉１０２ａの閉を検知した（ＳＴＥＰ１）ことを起点として、食品投入有無判定手段１３４により負荷投入の有無を判定する。具体的には、圧縮機１１２が始動後５分以上経過していて、外気温により定められる所定の回転数で運転されている場合（ＳＴＥＰ２）、変温室１０７内を急冷するかどうかを判定する急冷開始判定が開始される（ＳＴＥＰ３）。ＳＴＥＰ２で、圧縮機１１２の始動後の時間が５分に達していない場合は、５分を経過した時点でＳＴＥＰ３に移行する。

ＳＴＥＰ３で、無負荷と判定された場合は、通常のパーシャル制御を行う（ＳＴＥＰ４）。一方、ＳＴＥＰ３で、負荷投入有りと判定された場合は、所定の急冷運転を開始する。急冷運転の詳細は後述するが、概要は、ＳＴＥＰ５の急冷１を行い、その後、ＳＴＥＰ６の急冷２を行う。また、所定の急冷運転終了後は、ＳＴＥＰ７のディープフリーズ保護運転を行う。

なお、ＳＴＥＰ５の急冷１とＳＴＥＰ６の急冷２の間に負荷投入の有無を再度判定する急冷解除判定（ＳＴＥＰ８）を行うことが望ましい。急冷解除判定（ＳＴＥＰ８）は、後述するＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ３での急冷開始判定と同様である。

また、上記急冷解除判定は、変温室（パーシャル室）１０７用のダンパー装置１１７ｂを所定時間強制的に閉じたときの変温室温度センサ１３３の温度傾きによって判定してもよい。

図６において、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ３での急冷開始判定である食品投入有無判定手段１３４のシーケンスを説明する。

急冷開始判定が始まると、冷蔵室用のダンパー装置１１７ａは強制的に開かれ、変温室（パーシャル室）１０７用のダンパー装置１１７ｂは強制的に閉じられ、圧縮機１１２は前記の所定の回転数のまま、吐出冷気の流量は所定量で３分間運転される。３分経過後、冷蔵室用のダンパー装置１１７ａは強制的に閉じられ、変温室（パーシャル室）１０７用のダンパー装置１１７ｂは強制的に開かれる。投入負荷検知シーケンス開始から４分後と５分後の温度を変温室温度センサ１３３により検知し、温度勾配ΔＴを算出する。ΔＴ値が、４分後のパーシャル室温度によって定められる所定の閾値よりも大きい場合は、投入負荷ありと判定され、急冷運転が開始される。

上記シーケンスにおいて、検知開始から３分間、変温室１０７の冷却を停止することにより、変温室１０７の温度変化状況を安定化させて温度勾配ΔＴを安定化させることができる。通常、パーシャル運転中は、圧縮機１１２の回転数、吐出冷気の風量、変温室１０７内に既に収納されている負荷量が一定ではなく、また庫内温度は、常に上昇中、または下降中である。検知の直前のこれら条件が異なっても一定の閾値で判定できなければならない。変温室１０７の冷却開始に先立って、上記所定条件での運転を３分間継続することによって、ΔＴ値は主に投入熱負荷を反映することができることを見い出した。その結果、検知直前の運転状況にかかわらず、安定して正しい判定を行えるようになった。

加えて、前半３分間で変温室内温度を高めてから冷却を開始することにより、直ちに冷却するよりもΔＴの絶対値を大きくすることが出来る。これは、ΔＴ値と変温室温度センサ１３３の測定バラツキのＳ／Ｎ比を拡大することになり、結果的にΔＴ値に基づいた判定の精度を高めることができる。

また、前半３分間に冷蔵室１０２を集中的に強制冷却することによって、冷蔵室１０２の温度は通常運転時よりも低下する。そのため、冷蔵室１０２が再度温度調整されるようになった際、ダンパー装置１１７ａは通常よりも長く閉じることになる。後述するように、食材の表層微凍結を速めるためには、急冷開始後、ダンパー装置１１７ａが閉じてダンパー装置１１７ｂのみが開く状態が継続することが重要である。前述の冷蔵室１０２の予備冷却は、ダンパー装置１１７ｂの連続開時間を延長する効果があり、表層微凍結を促進する。

３分後に、ダンパー装置１１７ａを閉じてダンパー装置１１７ｂを開けることにより、変温室１０７が最大限の速度で冷却される。ダンパー装置開閉の直後は、開閉タイミングなどによって温度勾配が左右されることがあるため、安定の終了した４分後から５分後の間のΔＴ値を指標として判定する。

変温室１０７に熱負荷の投入がない場合（図６のｂ）に比べて、ある程度大きな熱負荷が投入された場合には、変温室温度センサ１３３で測定される庫内温度の低下は遅くなり（図６のａ）、ΔＴ値は小さくなる。

ΔＴの閾値については次の様々な条件によって変えて設定される。３分後の庫内温度が比較的高い時には後半２分間の冷却時に温度が降下しやすいためにΔＴの閾値の絶対値は比較的大きく、３分後の庫内温度が比較的低い時には逆にΔＴの閾値の絶対値は比較的小
さく設定される。外気温が比較的高い場合には後半２分間の冷却能力が比較的低くなりがちであるため、ΔＴの閾値の絶対値は比較的小さく設定される。圧縮機１１２の回転数が比較的高い時には冷却能力が比較的高くなるために、ΔＴの閾値の絶対値は比較的大きく設定される。

検知シーケンスで投入熱負荷の有無を判定する時、特にΔＴ値が閾値に近い場合には、正しく判定できるかどうかは正規分布に従って確率的に定まる。誤判定には、投入熱負荷があるにも関わらず無い（急冷しない）と判定する第一の誤判定と、投入負荷が無いにも関わらずある（急冷する）と判定する第二の誤判定がある。第一の誤判定と第二の誤判定の確率が等しくなるようにΔＴの閾値を設定してもよい。投入熱負荷がより確実に急冷されることが使用上理にかなう場合には、第一の誤判定が極力小さくなるように、上記の等しい確率の場合よりもΔＴの閾値を大きく設定する。逆に、既に変温室１０７内で冷却されている被冷却物が過度に冷却されることが不利益であると考えて、第二の誤判定が極力小さくなるように、上記の等しい確率の場合よりもΔＴの閾値を小さく設定する使い方もできる。

正しく判定する確率を向上するためには、壁面から変温室１０７内への熱侵入量を一定とすることが効果的である。変温室１０７を冷蔵室１０２内に設けると、外気温の変化に関わらず冷蔵室１０２の温度変化は所定範囲に収まるため熱侵入量を一定化しやすく、判定精度の向上に効果的である。

変温室温度が所定の温度以上になった場合や開閉扉１２４が所定時間以上開いた場合には、図６の検知シーケンスによらず下記の急冷または通常のパーシャル運転の冷却を開始してもよい。その結果、検知運転に時間を費やすことなく直ぐにパーシャル室温を下げることが出来て、食材の温度上昇による鮮度劣化を防ぐことが出来る。

次に図７に示す急冷運転シーケンスについて説明する。急冷運転は、冷却能力の比較的大きな急冷１と冷却能力が通常のパーシャル運転よりは大きく急冷１より小さい急冷２からなる。急冷１運転時は、通常運転時と比べて圧縮機１１２の回転数がより高く、変温室１０７への冷気導入の風量を大きく、変温室１０７へのダンパー装置１１７ｂは強制的に開状態に、冷蔵室１０２へのダンパー装置１１７ａはより開きにくく、また圧縮機１１２は停止することなく設定される。

急冷２運転時は、変温室１０７の温度調整をおこなって食材が所定温度以上に冷えないようにする。急冷２は、上記急冷１運転時の運転条件のいずれか一部の条件で運転される。または、上記急冷１運転時の運転条件と通常運転時の運転条件の間の条件で運転してもよい。

冷却能力の大きな急冷１によって食材の微凍結を促進する効果がある。一方、急冷１を継続すると、容量の限られた変温室１０７が主に冷却されるために、蒸発器１１５の冷熱が庫内に完全に放冷しきれず、蒸発器１１５の温度が低下し続けがちである。結果、低圧保護のため圧縮機１１２の運転を停止せざるを得なくなる。後述するように、微凍結を促進するためには連続して冷却を継続することが必須であるので、蒸発器１１５の所定以上の温度低下を避ける必要がある。そのために、急冷１は３０分間で終了し、回転数のより低い急冷２を開始する。急冷２において、圧縮機１１２の回転数は、連続運転した場合でも蒸発器温度が所定以上に低下することを防ぐように設定する。また、それでも蒸発器温度が低下する場合には、ダンパー装置１１７ａを強制的に開いてもよい。

また、急冷１よりも冷却能力の低い急冷２を設けることにより、変温室１０７内で既に微凍結済みの食材をディープフリーズさせて硬化させたり、変温室１０７内に着霜したり
、変温室１０７に隣接して置かれる食材を想定外に微凍結させたりすることを避ける効果もある。

食材を急速に微凍結するためには、所定時間の間、連続して冷却され続けることが下記の理由により必要である。食材が微凍結する際、表層が微凍結すると食材内部の未凍結部に比べて比熱が約半分、熱伝導率が約４倍となる。この状況で冷却が一時停止すると、未凍結部の熱が微凍結部に熱伝導により伝わりやすいために、微凍結部の温度が再上昇しやすい。その結果、いったん微凍結した部分の温度が容易に０℃まで上昇し、融解が始まる。微凍結、融解が繰り返されることは食材を物理的に劣化させて質を落とすため好ましくない。

表層微凍結を急速に実現するためには、微凍結層が１ｍｍ程度の厚みまで成長させて、微凍結層自体が潜熱蓄熱効果を発揮して食材内部の熱が最表層まで伝熱しないように断熱効果を発揮することが必要である。このようにして、食材表層に確実に微凍結層を作ることが出来る。また、その場合、微凍結層生成までの時間は、過冷却現象などによって左右されにくく比較的安定する。

肉や魚などの食材は、細胞膜にリン脂質、皮下組織に中性脂肪を含むが、それらの構成要素である不飽和脂肪鎖は、酸素と接触することにより自動酸化されてヒドロキシペルオキシドを生じる。ヒドロキシペルオキシドを摂食すると、体内でラジカル反応によってＤＮＡが損傷したり生理活性物質が酸化されたりするために有害である。

上記の急冷によって食材の表層全体にむらなく微凍結層を作ると、細胞外液の氷は水に比べて酸素の拡散係数が２桁以上小さいために実質的に細胞および食材内部を酸素から遮断することが出来る。酸素は上記の自動酸化に必須であるため、ヒドロキシペルオキシドの生成を防ぐことが出来る。このようにして、表層微凍結を促進すると油脂を含む食材の酸化を抑制し、酸化指標であるＡＶ、ＰＯＶ、ＴＢＡなどの値の上昇が抑制されることにより確認できる。

図８は食材を微凍結させた際の微凍結開始時間と３日後のＰＯＶ値との関係を示す図である。縦軸のＰＯＶ値は、０日目のＰＯＶ値を１．０として相対化して示す。微凍結開始時間が所定時間を超えると、３日の保存日数の間に酸化指標値が上昇することを２種の魚食材で見出した。３日間の間のＰＯＶ値の上昇を抑制し、酸化を実質的に止めるためには食材表面を８時間以内に微凍結し、酸素と油脂の接触を遮断することが効果的であることを見出した。同様に、８時間以内に表層微凍結した場合にはＫ値も３日間で上昇しないことを見出した。加えて、牛肉や豚肉の場合は、８時間以内に表層微凍結をおこなった場合には、７日後の酸化指標値が上昇しないことを見出した。本発明の急冷運転時の冷却能力は、食材表面が８時間以内に微凍結するように設定した。

急冷１の最中において、急冷運転の継続を再度判断する急冷解除判定をおこなってもよい。解除判定は、図６に示した検知シーケンスと基本的に同じであるが、ΔＴの閾値は別途定められる。急冷解除判定は複数回行ってもよい。検知シーケンスによって第二の誤判定がされた場合でも、急冷解除判定をおこなうことにより急冷運転を途中で停止することによって不要な急冷運転を止めてエネルギー使用量を必要以上に増やさないようにできる。

急冷２が終了すると、通常のパーシャル運転に復帰する。運転移行の際に、冷却器温度が所定温度よりも低いと、冷却不要と判断されて圧縮機１１２が停止することがある。通常、圧縮機１１２が停止している間は蒸発器１１５の冷気を冷蔵庫内に送風する送風ファン１１６は停止するが、運転移行の際はファンを稼働させてもよい。このことによって、
蒸発器１１５の温度上昇を促進して、圧縮機１１２の停止時間を通常よりも短くすることが出来る。圧縮機１１２の停止時間が短いほど、上記の理由で微凍結までの時間が短縮できて、鮮度保持上好ましい結果を得ることが出来る。

通常運転復帰後は、図７に示す通り所定時間の間、急冷運転を開始せず通常パーシャル運転とする保護時間を設ける。熱負荷投入の以前から変温室１０７で微凍結していた食材があった場合、急冷運転によって一時的に食材の温度が低下し、微凍結よりも食材が硬くなる可能性がある。保護時間を設けることによって、保護時間の間に食材温度は通常のパーシャル運転時と同じ温度に近づき、食材の硬度も戻る。保護時間を設けないと連続して熱負荷が投入された場合には既存微凍結食材が微凍結から凍結に近づいて微凍結のメリットが減少することになるが、そのような不都合を防ぐことができる。

保護時間を長く設けるほど確実に既存微凍結食材の温度は微凍結温度に戻りやすい。保護時間の長さについては、保護時間中の温度上昇および定期的に行われるデフロスト運転中の温度上昇を考慮して、食材の標準的な保存期間中に温度が微凍結の範囲内に収まるように設定する。あるいは標準的な食材の保存期間中に、食材の切断力が所定値以上に上がらないように設定してもよい。

一例として、図７には急冷運転時間が２．５時間で保護時間を３時間とした例を示す。この場合、１回の急冷周期が５．５時間となり、一般的な朝食、昼食、夕食の準備時間のサイクルにほぼ等しい。従って、ある食事準備時間にパーシャル室温が上昇して急冷運転が開始された場合でも、次の食事準備時間に同様に急冷をおこなうことができて、既存微凍結食材の鮮度維持を確実に行うことが出来る。

保護時間中に熱負荷が投入された場合には、検知シーケンスのみ作動させて急冷の判定をしておく。急冷必要と判定された際は、保護時間終了後に直ぐに急冷する。

以上説明したように、本実施の形態では、収納室（変温室１０７）と、冷却器１１５からの冷気を収納室に送風する送風手段（送風ファン１１６）と、送風手段を制御する制御手段（制御マイコン１３２）とを備えた冷蔵庫において、制御手段により冷気の送風を制御することで収納室に保存された食品の表面を微凍結させ、その後、微凍結温度で保存するものであり、微凍結層により食材と酸素の接触を遮断して酸化を防止し、また食材の取分けや切分けが容易に行われ、風味を劣化させないので、保存食品を新鮮に保存することができる。

また、送風手段は、冷却器からの冷気を収納室に送風するダクト（冷蔵室ダクト１２０）と、ダクト内に設けたダンパ（ダンパー装置１１７ａ）と、収納室内の温度を検知する温度センサ（変温室温度センサ１３３）とを備え、制御手段は、ダンパー装置を所定時間強制的に開放し、収納室に保存された食品の表面を急速に微凍結させ、その後、温度センサの検知温度に基づいてダンパー装置を開閉制御して微凍結温度で保存するものであり、食材の投入後、即座に急冷を開始してより短時間で酸素との接触を遮断して酸化を防止することができ、さらに保存食品を新鮮に保存することができる。

また、ダンパー装置を所定時間強制的に開放するとともに、圧縮機を連続運転するものであり、より短時間で酸素との接触を遮断して酸化を防止することができ、さらに保存食品を新鮮に保存することができる。

また、収納室１０７と、冷却器からの冷気を収納室に送風する送風手段１１６と、収納室内の温度を検知する温度センサ１３３と、収納室内への食品投入有無を判定する食品投入有無判定手段１３４と、を備えた冷蔵庫において、食品投入有無判定手段１３４は、送
風手段１１６を所定時間強制的に停止し、温度センサ１３３の温度傾きに基づいて収納室内への食品投入有無を判定するものであり、収納室内への食品投入有無の判定を簡素な仕様で行うことができる。

また、食品投入有無判定手段１３４は、送風手段１１６を所定時間強制的に停止した後、送風手段１１６を所定時間強制的に運転して、送風手段１１６の強制運転中における温度センサ１３３の温度傾きに基づいて収納室内への食品投入有無を判定するものであり、収納室内への食品投入有無の判定を簡素な仕様で確実に行うことができる。

また、食品投入有無判定手段１３４は複数回実行して収納室内への食品投入有無の判定を行うものであり、収納室内への食品投入有無の判定を簡素な仕様でより確実に行うことができる。

また、収納室１０７の開閉を検知する収納室開閉検知手段１２７を備え、収納室開閉検知手段１２７の開閉検知を起点に制御手段１３２を実行することにより、より確実に食品の酸化を防止することができ、保存食品を新鮮に保存することができる。

また、収納室１０７は貯蔵室内の一画に内蔵され、収納室１０７は貯蔵室１０２とは独立して温度制御されることにより、一度生成した微凍結層が安定に維持されて酸化防止効果を維持することができる。

（実施の形態２）
図９ａは本発明の実施の形態２における冷蔵庫のΔＴと急冷１の圧縮機回転数の関係を示す図、図９ｂは本発明の実施の形態２における冷蔵庫のΔＴと急冷２の運転時間の関係を示す図である。なお、実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。

図６の急冷判定シーケンスで、一定の条件においてはΔＴ値の大きさは投入熱負荷量に略比例する。本実施の形態の冷蔵庫では、投入熱負荷量に比例して、冷却量を増やす運転制御をおこなう。図９ａは第２の実施の形態におけるΔＴと急冷１における圧縮機１１２の回転数との関係を示すグラフである。ΔＴの絶対値がΔＴ０よりも大きい場合に、急冷をおこない、回転数をＲ２からＲ３に増やす。ΔＴ１よりも絶対値が大きい場合に、回転数をさらにＲ４に増やす。このようにして、投入熱負荷量が多い場合には蒸発器１１５の温度を下げて冷却能力を増やすことにより、表層微凍結までの時間を確実に短縮する。この際、急冷１の時間を延ばすと変温室内の着霜や隣接する室の食材の凍結などの悪影響が出るため、時間の延長はおこなわない。

また、図９ｂは第２の実施の形態におけるΔＴと急冷２の時間を示すグラフである。ΔＴの絶対値がΔＴ０〜ΔＴ１の間では急冷２の時間はｔ１であるが、ΔＴ１以上ではΔＴ値と比例して時間を延長する。ただし、ΔＴ２以上の熱負荷が投入されても、時間ｔ２以上に延長することはしない。上限時間ｔ２は、着霜や食材凍結などの悪影響が出ないように設定する。このように投入熱負荷量に合わせて急冷運転条件を調整することにより、確実に表層微凍結までの時間を短縮できる一方で、過大な冷却による悪影響や運転コストの不要な増大を防止することができる。

本発明の冷蔵庫は、家庭用のみならず業務用においても適用することができ、例えば業務用冷蔵庫、ショーケースやクーラーボックスの保存性の向上に対しても利用できる。

１０２ 冷蔵室（貯蔵室）
１０７ 変温室（収納室、パーシャル室）
１１２ 圧縮機
１１５ 冷却器（蒸発器）
１１６ 送風ファン（送風手段）
１１７ａ、１１７ｂ ダンパー装置（ダンパー）
１２０ 冷蔵室ダクト（ダクト）
１２７ 扉開閉検知手段（収納室開閉検知手段）
１３２ 制御マイコン（制御手段）
１３３ 変温室温度センサ（温度センサ）
１３４ 食品投入有無判定手段

Claims (5)

1. 収納室と、冷却器からの冷気を前記収納室に送風する送風手段と、前記送風手段を制御する制御手段とを備えた冷蔵庫において、前記制御手段により前記冷気の送風を制御することで前記収納室に保存された食品の表面を微凍結させ、その後、微凍結温度で保存することを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記送風手段は、前記冷却器からの冷気を前記収納室に送風するダクトと、前記ダクト内に設けたダンパと、前記収納室内の温度を検知する温度センサとを備え、前記制御手段は、前記ダンパを所定時間強制的に開放し、前記収納室に保存された食品の表面を急速に微凍結させ、その後、前記温度センサの検知温度に基づいて前記ダンパを開閉制御して微凍結温度で保存することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記ダンパを所定時間強制的に開放するとともに、圧縮機を連続運転することを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記収納室の開閉を検知する収納室開閉検知手段を備え、収納室開閉検知手段の開閉検知を起点に前記制御手段を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記収納室は貯蔵室内の一画に内蔵され、前記収納室は前記貯蔵室とは独立して温度制御されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

Images