專利名稱：冰箱及冷凍保存方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用過冷卻的冷凍保存技術(shù)，是關(guān)于利用該技術(shù)的冰 箱(也稱為冷凍冰箱)以及冷凍保存方法的發(fā)明。
背景技術(shù)：
在解凍被冷凍的食品時與沒有凍結(jié)的生鮮食品相比質(zhì)量惡化的情
況為眾所周知。在通常冷凍的情況下，若把常溫的食品放入設(shè)定成-18 。C的空間中，則該食品溫度經(jīng)過某個一定的時間被冷卻到與空間相同 的溫度。之后，若該溫度在食品的凍結(jié)點以下則進行凍結(jié)。在低溫環(huán) 境中收納該食品時，從表面慢慢被冷卻，最終直到中心部分達到周圍 溫度。此時，因為表面的溫度先下降，所以產(chǎn)生表面先開始凍結(jié)的現(xiàn) 象，因為在食品表面形成的冰結(jié)晶邊析出食品內(nèi)部未凍結(jié)狀態(tài)的水分 邊擴大，所以向著中心部分形成大的針狀結(jié)晶。因為大的針狀結(jié)晶破 壞肉或魚等食品本來的構(gòu)造，所以使解凍時的食品形狀回到凍結(jié)前的 狀態(tài)是非常困難的。
幾乎在所有的食品中，在凍結(jié)時怎樣作而制造小的冰結(jié)晶或不由 水結(jié)晶破壞食品本來的構(gòu)造，都可以說是改進凍結(jié)質(zhì)量的方法。另外， 對最近家庭用冰箱的需要，由飲食生活、生活方式的改變而集中于"冷 凍"或"冷凍保存"。進而，業(yè)務(wù)用的冰箱等也是同樣的。冷凍食品的 多樣化、利用量增加、預(yù)先制作、食品儲備等存在冷凍室利用頻度變 高的傾向，要求大容量化。而在另一方面，對食品質(zhì)量的要求也提高， 提高冷凍保存食品的質(zhì)量的技巧的數(shù)量也變多。
作為用于解決這樣的問題、實現(xiàn)高質(zhì)量冷凍的代表性技術(shù)，已知 有急速冷凍。即，高質(zhì)量冷凍技術(shù)的代表性技術(shù)是急速冷凍。在急速 冷凍的質(zhì)量評價中常用的方法有肉等解凍時的汁液流出量比較。汁液流出量由食品凍結(jié)時的冰晶的生成位置、大小等所左右。冰結(jié)晶大時 細胞被破壞，解凍時汁液流出量增加，質(zhì)量降低。另外，冰結(jié)晶小時， 維持細胞的形狀，解凍時的汁液流出量變少，食品的味道就會被保持。 作為急速冷凍的食品的汁液流出量少、即在食品內(nèi)部生成小冰結(jié)
晶的理由，可以舉出快速通過作為最大冰結(jié)晶生成帶的-ix: -5x:的溫 度帶。盡可能縮短冰結(jié)晶成長進展的位于該溫度帶的時間就會抑制生 成大的水結(jié)晶。因此，急速冷凍可以說是用于抑制在食品內(nèi)部生成大 的冰結(jié)晶的一種方法。
在現(xiàn)有技術(shù)中具有這樣的產(chǎn)品，即，設(shè)置在底面上有金屬板的急 速冷凍容器和在急速冷凍容器的上面開口上方排出用于冷卻急速冷凍 容器內(nèi)的食品的冷氣的冷氣通道，在急速冷凍室中設(shè)置急速冷凍容器 等，實施水箱中的急速冷凍(例如參照專利文獻i)。
但是，在急速冷凍中有一些問題。首先，對于水結(jié)晶，在急速冷 凍中雖然有變小的傾向，但未必可以說到食品中心部都真正是小冰結(jié) 晶。凍結(jié)的食品大到某種左右時，雖然考慮直接接觸冷氣的表面快速 冷卻形成小冰結(jié)晶，但在中心部溫度沒有完全下降，也可認為在最大 冰結(jié)晶生成帶存留、生成大的冰結(jié)晶或針狀冰結(jié)晶。接著，在急速冷 凍時為了吹出極低溫冷氣，需要大的能量，對于節(jié)能而言可以說是背 道而馳。另外，為了造出極低溫冷氣，必須設(shè)置高性能的巨大壓縮機 等，也認為是成本上的缺點。
作為可以避免這樣的急速冷凍的問題的新的高質(zhì)量冷凍技術(shù)，可 以舉出過冷卻冷凍的技術(shù)。所謂過冷卻冷凍是指，在特定的冷卻條件 下冷卻食品時，形成即使在凍結(jié)點以下的溫度該食品也不結(jié)凍的狀態(tài)。 在這樣的過冷卻狀態(tài)下保存食品時，具有可以避免由凍結(jié)導(dǎo)致的蛋白 質(zhì)變性、細胞組織的損傷等冷卻損傷的優(yōu)點。另外，還報告了當對過 冷卻狀態(tài)的食品給與強制刺激、解除過冷卻狀態(tài)時食品快速凍結(jié)的情 況，以及這樣得到的凍結(jié)狀態(tài)與經(jīng)過了過冷卻狀態(tài)的現(xiàn)有的快速凍結(jié) 法相比細胞組織的損傷少、質(zhì)量惡化極小的情況(例如參照專利文獻 2)。經(jīng)過過冷卻狀態(tài)凍結(jié)的食品，在食品整體上均勻地生成不是針狀而是粒狀的細冰結(jié)晶，所以細胞組織的損傷變少。
在現(xiàn)有的過冷卻冷凍中，有這樣的方法，即，利用在從常溫到食 品等(蔬菜、果實、肉、魚等)的結(jié)冰點(凍結(jié)點)附近進行比較快
速地冷卻的快速冷卻處理、接著直到結(jié)冰點以下都以o.oi'c~o.5°ch、 時的緩慢冷卻速度進行冷卻的慢冷處理的方法形成過冷卻狀態(tài)(例如
參照專利文獻3)。另外，敘述了在冷凍冰箱的內(nèi)部空間中產(chǎn)生靜磁場
度確定的規(guī)定頻率的電磁波、與構(gòu)成包含在該物體中的水分子的氫原 子核發(fā)生核磁共振使水分的結(jié)冰溫度下降、把結(jié)冰溫度設(shè)成通常以下
的方法(例如參照專利文獻4)。
專利文獻l:日本特開2005-83687號公報(第6~17頁、圖2、圖
3)
專利文獻2:日本特開2003-180314號公報(第0012欄) 專利文獻3:日本特開平8-252082號公報(權(quán)利要求1、第0015
欄)
專利文獻4:日本特開2000-325062號公報(權(quán)利要求1、第0014
欄)
在現(xiàn)有的技術(shù)中，在形成過冷卻狀態(tài)時的冷卻速度慢、過冷卻狀 態(tài)過長時，由氧化或細菌繁殖等有可能導(dǎo)致食品質(zhì)量下降。另外，由 于過冷卻狀態(tài)是不穩(wěn)定的，所以，在過冷卻狀態(tài)下的最低到達點溫度 到達得深(低)之前過冷卻容易被解除，若最低到達點溫度淺(高) 的話被解除時由于形成的冰核少，不能形成冷凍質(zhì)量好的冷凍，存在 這樣的問題。
另外，在家庭用的冰箱等、幾種食品同時混合保存的水箱中進行 過冷卻冷凍時，從過冷卻到凍結(jié)過于花費時間，則存在已經(jīng)冷凍的食 品會長時間放置在進行緩慢凍結(jié)的環(huán)境、即維持溫度高的環(huán)境中，給 這樣的冷凍食品的質(zhì)量帶來影響的問題。
進而，作為在結(jié)冰點附近之前急速冷凍而后轉(zhuǎn)移到緩慢冷卻的方 法，在結(jié)冰點不同的食品混在 一 起的冷凍冰箱中也存在非常難以設(shè)定最合適的轉(zhuǎn)移點的問題。
另外，在上述專利文獻2中記載了這樣的方法，即，在容器內(nèi)無 空閑空間地收納并密封食品的狀態(tài)下，經(jīng)過從比凍結(jié)點高的溫度到凍 結(jié)點以下的溫度以超過-0.5X:/h且-5.0。C/h以下的冷卻速度冷卻的工
序，使該食品(水、乳產(chǎn)品、草莓)成為過冷卻狀態(tài)。用這樣的方法， 能以比現(xiàn)有技術(shù)快的冷卻速度形成過冷卻狀態(tài)，但產(chǎn)生用于密封食品 的麻煩。另外，存在難以密封能在冷凍冰箱中保存的所有食品的問題。 另外，對位于靜磁場內(nèi)的物體，連續(xù)或間歇地照射根據(jù)靜磁場的 磁場強度確定的規(guī)定頻率的電磁波，使得與構(gòu)成包含在該物體中的水 分子的氫原子核發(fā)生核磁共振，使水分的結(jié)水溫度下降，使結(jié)水溫度 成為通常以下，由該方法形成過冷卻狀態(tài)造成需要復(fù)雜的大型裝置的 結(jié)果，削弱了相對食品的實用性。例如，即使對于業(yè)務(wù)用的冷凍倉庫 規(guī)模也過大，裝置成本過高，況且在考慮了設(shè)置在家庭用冰箱中的情 況下，認為很難實用化。進而，近年來，對于由電磁波導(dǎo)致的健康損 害也引人注目，存在在適用于像家庭用、業(yè)務(wù)用和流通用的冰箱那樣 可以簡單開關(guān)的裝置時對人體的影響也必須充分注意的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而提出的，本發(fā)明的目的在于 得到不損傷食品的質(zhì)量可以用少的能量進行凍結(jié)、即可以以簡單構(gòu)成 實現(xiàn)高質(zhì)量冷凍的冰箱及冷凍保存方法。
另外，本發(fā)明的目的在于得到不會由在現(xiàn)有冷凍方法中作為常識 的極低溫冷氣一下子凍結(jié)而以比現(xiàn)有技術(shù)高的冷卻溫度冷卻的簡單構(gòu) 成實現(xiàn)高質(zhì)量冷凍、可以發(fā)揮節(jié)能性和高質(zhì)量冷凍兩方面優(yōu)點的水箱 及冷凍保存方法。
本發(fā)明的冰箱具有冷凍室或冷卻室、冷氣調(diào)整機構(gòu)和控制裝置；
該冷凍室或冷卻室配置在冰箱本體中，收納由來自冷卻器的冷氣魚、 肉類、蔬菜、果實等食品，設(shè)置有從ox:到冷凍溫度帶的溫度可連續(xù) 地或分階段地調(diào)整溫度的溫度設(shè)定機構(gòu)；所述冷氣調(diào)整機構(gòu)使向所述
12冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)吹出、吸入至所述冷卻器的冷氣在所迷冷凍
室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)循環(huán)；該控制裝置由所述溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的溫 度和所述冷氣調(diào)整機構(gòu)調(diào)整的冷氣方向以及冷氣量維持所述冷凍室或 所述冷卻室成為貯藏在所述冷凍室或所述冷卻室中的食品即使在凍結(jié) 點以下的溫度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)；所述控制裝置，由所述溫度設(shè) 定機構(gòu)在從凍結(jié)點到-15 'C左右的溫度范圍降低溫度同時進行調(diào)整，以 便維持所述食品成為過冷卻狀態(tài)。
本發(fā)明的冷凍保存方法所適用的冰箱具有冷凍室或冷卻室及冷氣 調(diào)整機構(gòu)，該冷凍室或冷卻室由來自冷卻器的冷氣把收納的食品維持 在凍結(jié)點以下且-15'C以上的設(shè)定溫度不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)，該冷氣調(diào) 整機構(gòu)改變排向所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)、在所述冷凍室內(nèi)或所 述冷卻室內(nèi)循環(huán)的冷氣的溫度；本發(fā)明的冷凍保存方法具有把所述 食品收納在設(shè)定為15。C以上的所述冷凍室或所述冷卻室的步驟，用所 述冷氣調(diào)整機構(gòu)把所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)的溫度調(diào)整為-5。C以 下且-10。C以上或把所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)的風速調(diào)整為 0.5m/s以下的步驟，對收納在所迷冷凍室或所述冷卻室處于過冷卻狀 態(tài)的所述食品直接供給比所述設(shè)定溫度低的溫度的冷氣、解除所述食 品的過冷卻狀態(tài)的步驟。
本發(fā)明的冰箱作為高質(zhì)量冷凍功能由于不是現(xiàn)有的急速冷凍，而 是以簡單的構(gòu)造采用過冷卻冷凍功能，所以具有以比現(xiàn)有技術(shù)少的能
量可以實現(xiàn)高質(zhì)量冷凍、即作為地球環(huán)境對策實現(xiàn)節(jié)能冷凍的效果。 另外，本發(fā)明的冰箱通過采用在用于發(fā)生過冷卻的空間內(nèi)導(dǎo)入冷氣、 進行可以多次改變冷卻溫度的溫度控制的冷卻構(gòu)造，具有可以用與現(xiàn) 有技術(shù)沒有大變化的冰箱的構(gòu)造、控制實現(xiàn)食用肉等食品的過冷卻冷 凍的效果。
本發(fā)明的冷凍保存方法可形成在冷凍車輛那樣的車輛用冰箱的情 況下、以在運輸中花費時間到達之前的途中或在必要時、以少的能量 向送達地點提供質(zhì)量好的冷凍保存食品等多樣的商業(yè)系統(tǒng)。


圖l是表示在沒有過冷卻(a)和有過冷卻(b)、水凍結(jié)時的溫度 變化的曲線圖。
圖2是表示通過通常的快速凍結(jié)和過冷卻凍結(jié)、凍結(jié)肉時和解凍
一度凍結(jié)的肉時的肉組織的狀態(tài)的圖。
圖3是本發(fā)明的實施方式的冰箱的側(cè)面剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式的冰箱的風路構(gòu)成的側(cè)面剖視圖。
圖5是本發(fā)明的實施方式1的水箱的切換室周邊的側(cè)面剖視圖。
圖6是本發(fā)明的實施方式1的過冷卻盒的構(gòu)造圖。
圖7是本發(fā)明的實施方式1的另一種過冷卻盒的構(gòu)造圖。
圖8是本發(fā)明的實施方式1的另一種過冷卻盒的構(gòu)造圖。
圖9是表示實施方式1的冰箱的過冷卻控制例子的時間流程圖。
圖IO是表示實施方式1的冰箱的過冷卻控制的例子的流程圖。
圖ll是實施方式l的冰箱的切換室周邊的側(cè)面剖視圖。
圖12是實施方式1的冰箱的切換室周邊的側(cè)面剖視圖。
圖13是實施方式1的冰箱的切換室周邊的側(cè)面剖視圖。
圖14是實施方式1的切換室頂面的通道的俯視圖。
圖15是實施方式1的過冷卻盒的構(gòu)造圖。
圖16是實施方式1的冰箱的切換室周邊的側(cè)面剖視圖。
圖17是實施方式1的冰箱的切換室周邊的側(cè)面剖視圖。
圖18是實施方式1的過冷卻盒的構(gòu)造圖。
圖19是表示實施方式1的冷氣向過冷卻盒流動的模式圖。
圖20是表示實施方式1的冰箱的過冷卻控制例子的時間流程圖。
圖21是表示實施方式1的冰箱的過冷卻控制的例子的流程圖。
圖22是在圖3的冰箱的切換室內(nèi)設(shè)置過冷卻用的帶蓋的單設(shè)式盒
時的剖視圖。
圖23是表示在切換盒內(nèi)設(shè)置過冷卻盒的狀況的圖。
圖24是冷卻速度和在食品內(nèi)部形成的冰結(jié)晶的尺寸的關(guān)系圖。
圖25是表示實施方式1的冰箱的顯示面板的圖。附圖標記說明
1冰箱；2風扇；3冷卻器；4風路；5液晶操作面板；6冷藏 室用返回路；7蔬菜室用返回路；10壓縮機；16控制裝置；41切 換室風路；41a間隔壁；42切換室背面上側(cè)吹出口； 43切換室頂面 吹出口； 44切換室背面下側(cè)吹出口； 45切換室底面吸入口； 46調(diào)節(jié) 風門(歹:/八。)；50切換室頂面通道；51切換室頂面通道的孔；60切 換室的蓋；70風扇；80切換盒；81過冷卻盒；82切換盒底面；83切 換盒；84過冷卻盒；85切換盒；86過冷卻盒；90切換盒背面的切 口； 91切換盒前面的狹縫；95表面溫度測定裝置；96頂面；100冷 藏室；200切換室；201切換盒；202過冷卻盒；300冷凍室；301冷 凍盒；400蔬菜室；401蔬菜盒；500制冰室。
具體實施方式
實施方式1
首先，對過冷卻進行詳細說明。圖l是表示在沒有過冷卻(a)和 有過冷卻(b)、水凍結(jié)時的溫度變化的曲線圖。曲線圖的縱軸是溫度， 越向曲線圖上方溫度越高。橫軸是時間，沿箭頭方向表示時間經(jīng)過。 所謂過冷卻狀態(tài)是指不拘于該物質(zhì)的凍結(jié)點以下、100%不結(jié)凍的狀 態(tài)。在此，所謂凍結(jié)點是指該物質(zhì)開始結(jié)凍的溫度。即，所謂過冷卻 狀態(tài)，是指雖然為應(yīng)該開始結(jié)凍的溫度但未完全結(jié)凍的狀態(tài)。例如， 水的凍結(jié)點是0'C。該凍結(jié)點根據(jù)物質(zhì)的不同而不同，在鹽濃度或糖 度高的食品等中有比0XM氐的傾向。若以水為例進一步詳細說明過冷 卻狀態(tài)和經(jīng)過了過冷卻狀態(tài)的凍結(jié)，則所謂過冷卻狀態(tài)，是指在冷卻 了水時、即使下降低于作為凍結(jié)點的0匸也仍然是100%水的狀態(tài)。
處于過冷卻狀態(tài)的水也可能即將凍結(jié)成為冰，但此時必需有某種 刺激。該刺激既可以是溫度方面的要素也可以是物理方面的要素。這 樣，雖然可以通過刺激使凍結(jié)開始，但從過冷卻狀態(tài)轉(zhuǎn)移到凍結(jié)開始 的時間是數(shù)秒單位，是瞬間的事情。但是，在該凍結(jié)開始時瞬間結(jié)凍 的水的比例是整體的百分之幾，在其變成100%冰之前還需要冷卻時間。
在此，對通常凍結(jié)和過冷卻凍結(jié)的差別進行比較并加以闡述。首 先，通常凍結(jié)和過冷卻凍結(jié)的最大差別是進入或沒有進入過冷卻狀態(tài) 的差別。在通常凍結(jié)的情況下，超過凍結(jié)點時，不進入過冷卻狀態(tài)而 開始凍結(jié)。另外，通常凍結(jié)與過冷卻凍結(jié)的另一大差別是凍結(jié)開始時 的狀態(tài)。在此，若以放入聚酯瓶的水為例說明凍結(jié)開始時發(fā)生怎樣現(xiàn) 象的話，則在通常凍結(jié)的情況下，凍結(jié)開始時從聚酯瓶表面附近的水 開始凍結(jié)，在表面部分形成蓋上薄冰那樣的狀態(tài)，其后冰向內(nèi)部擴展， 最終整體凍結(jié)。
冰的成長是水分子以形成某種一定以上的尺寸的分子團的水核為 中心發(fā)生的現(xiàn)象，冰核形成是凍結(jié)開始時發(fā)生的現(xiàn)象。因此，在通常 凍結(jié)的情況下可以說在表面形成幾乎所有的冰核，由此冰向作為水狀 態(tài)的部分成長。另一方面，在過冷卻凍結(jié)的情況下，凍結(jié)開始時在聚 酯瓶整體均勻地形成冰核。另外，由于無論內(nèi)部還是表面在聚酯瓶內(nèi) 的所有部分水都成長，所以水不是向一定方向成長。
作為凍結(jié)完成后的通常凍結(jié)與過冷卻凍結(jié)的差別，由于其冷卻過 程的差別，與在通常凍結(jié)的情況下形成從表面向內(nèi)部的大的針狀水結(jié) 晶相對的是，在過冷卻凍結(jié)的情況下在表面和內(nèi)部均勻地形成小的粒 狀冰結(jié)晶。另外，在急速冷凍的情況下，無論是凍結(jié)開始時、凍結(jié)完 成后為哪一種狀態(tài)以及在表面接觸冷氣很快凍結(jié)的方面與通常凍結(jié)的 情況是一樣的。首先，由于表面的溫度急劇下降，所以從表面開始凍 結(jié)。但是，與通常凍結(jié)的不同點在于，由于冷卻到內(nèi)部的速度變快， 所以與通常凍結(jié)相比成為在內(nèi)部也容易形成冰核的狀態(tài)，而不是形成 通常凍結(jié)時那樣大的冰結(jié)晶。
考慮食品冷凍時，凍結(jié)完成后的水結(jié)晶的尺寸、形狀給解凍時的 食品質(zhì)量以很大的影響。因為食品幾乎都是由細胞、蛋白質(zhì)、糖質(zhì)等 構(gòu)成，所以其構(gòu)造一度由冰結(jié)晶破壞掉的話，則大多不能完全復(fù)原。 因而，可以說在凍結(jié)時形成的冰結(jié)晶的尺寸、形狀不破壞食品本來的 構(gòu)造時形成質(zhì)量好的冷凍。在設(shè)定為-60'C的極低溫冷凍的情況和經(jīng)過設(shè)定在-18'C的過冷卻 狀態(tài)的冷凍的情況，使冷卻室內(nèi)的瓊脂糖(ry力、口一只)凝膠凍結(jié)來 比較結(jié)晶狀態(tài)時，與前者的結(jié)晶按針狀較大成長相對的是，后者的結(jié) 晶在粒上較細且整體均勻地擴大。這樣的差別在食品凍結(jié)時發(fā)生的情 況下，相對食品本來的構(gòu)造在前者被結(jié)晶破壞，在后者幾乎不受水結(jié) 晶的影響，從而經(jīng)過過冷卻狀態(tài)冷凍則可以得到質(zhì)量好的冷凍食品。
接著，對利用過冷卻冷凍凍結(jié)食品的優(yōu)點及創(chuàng)新性進行闡述。用 過冷卻冷凍凍結(jié)食品的最大的優(yōu)點在于可形成質(zhì)量好的冷凍。如上所 述，在經(jīng)歷了過冷卻狀態(tài)的凍結(jié)中，由于在成為過冷卻狀態(tài)的過程中， 直到食品內(nèi)部都被充分冷卻，所以在食品整體中均勻地形成冰核，成 長為小的粒狀水結(jié)晶。另外，如果在過冷卻狀態(tài)下達到的最低溫度和 凍結(jié)點的差(圖1 (b)的A點和B點的差)越大，則在凍結(jié)開始時 形成的冰核的數(shù)量就越多，所以就成為更細微的水結(jié)晶。因而，如果 充分發(fā)生過冷卻的話(在過冷卻狀態(tài)中到達的溫度盡可能低)，凍結(jié)— 解凍后也可以維持更接近凍結(jié)前的狀態(tài)。
在考慮食品的冷卻和水結(jié)晶的尺寸、形狀時，現(xiàn)有技術(shù)一直考慮 作為最大冰結(jié)晶生成帶的-l'C -5X:的溫度帶的通過時間。這是認為在 短時間內(nèi)通過該最大冰結(jié)晶生成帶時冰結(jié)晶變小。在過冷卻冷凍的情
況下，在包含最大冰結(jié)晶生成帶的該附近的溫度帶(-rc -io。c附近) 在過冷卻狀態(tài)下停留的時間長。但是，過冷卻狀態(tài)是不結(jié)凍的狀態(tài)。 因而，如果處于過冷卻狀態(tài)的話，則即使該溫度帶通過時間長，凍結(jié) 后的冰結(jié)晶也不變大，也能制造微細的冰結(jié)晶。在包含最大冰結(jié)晶溫 度帶的該附近的溫度帶的冷凍中，在形成小的冰結(jié)晶、進行質(zhì)量好的 冷凍這一點上完全是新型的冷凍方法。
另外，過冷卻狀態(tài)解除時凍結(jié)開始，經(jīng)過溫度不變的相變化狀態(tài) 而完全凍結(jié)，但可以確認的是如果經(jīng)過過冷卻狀態(tài)的話，在其后凍結(jié) 的過程中即使長時間停留在最大冰結(jié)晶生成帶，水結(jié)晶也不會肥大化。 因而，在這一點上也可以說是新型的冷凍方法。如果經(jīng)過過冷卻的話， 即使在其后的凍結(jié)過程中花費長時間，對冰結(jié)晶狀態(tài)也幾乎沒有影響，
17但在進入凍結(jié)過程時若急速冷凍的話，則冰結(jié)晶肥大的可能性進一步 降低，另外，也可以避免冰結(jié)晶以外的食品質(zhì)量下降的原因，所以可 以說進一步形成質(zhì)量好的冷凍。
另外，至此只闡述了使進入過冷卻狀態(tài)的食品解除過冷卻而凍結(jié) 的情況的優(yōu)點，但未必需要使進入過冷卻狀態(tài)的食品凍結(jié)。作為維持 過冷卻狀態(tài)的優(yōu)點，可以舉出如下方面，即，與在凍結(jié)溫度以下、即
如果是通常的話則凍結(jié)了的溫度下保存無關(guān)，100%不結(jié)凍，是完全不
形成冰結(jié)晶的狀態(tài)，所以在低溫下保存而完全沒有由冰結(jié)晶導(dǎo)致的食 品構(gòu)造的變化。
一般眾所周知在以更低溫保存可以抑制食品的各種各樣的化學(xué)變 化這一點對維持鮮度是有效的，還可以說是能夠達到該低溫保存和未 凍結(jié)兩方面優(yōu)點的保存方法。另外，也沒有必要解凍食品。但是，對 所謂處于未凍結(jié)狀態(tài)也存在缺點。食品中的水分未凍結(jié)，則在細菌繁 殖或各種各樣化學(xué)變化中可能利用該水分。因而，在這一點上比凍結(jié) 時更要加以注意。
接著，根據(jù)該實施方式詳細說明本發(fā)明。本發(fā)明的實施方式的冰
箱包括用于穩(wěn)定地實現(xiàn)過冷卻所必需的維持穩(wěn)定的溫度環(huán)境、調(diào)整 冷氣直接向食品噴吹的溫度、風速、風量、定時等的溫度或冷氣的控 制機構(gòu)，收納食品的盒等的構(gòu)造；用于可靠實現(xiàn)解除過冷卻所必需的 判斷過冷卻完成的裝置或控制機構(gòu)，以及解除過冷卻所必要的給與刺 激的裝置或控制機構(gòu)。另外，還具有用于維持解除過冷卻后的質(zhì)量好 的凍結(jié)的冷卻及保存的功能。
首先，過冷卻凍結(jié)由食品溫度分成以下五種狀態(tài)。 (1)未凍結(jié)狀態(tài)食品溫度是該食品的凍結(jié)點以上的狀態(tài)。 (2 )過冷卻狀態(tài)食品溫度處于該食品的凍結(jié)點以下且不凍結(jié)的 狀態(tài)。即，理解為由于食品溫度繼續(xù)下降，所以處于過冷卻狀態(tài)。
(3 )過冷卻解除食品溫度從凍結(jié)點以下的溫度回到凍結(jié)點時的狀態(tài)。
(4)凍結(jié)開始 凍結(jié)完成狀態(tài)食品到達凍結(jié)點發(fā)生相變(如果是水，則從液體的水變成固體的冰)，在一定溫度下推移的狀態(tài)。
(5)凍結(jié)完成及冷凍保存狀態(tài)食品經(jīng)過(4)的過程凍結(jié)了的狀態(tài)。
在此，說明主要食品的凍結(jié)點。作為各自的凍結(jié)點，牛肉/豬肉為 -1.7。C，金槍魚為-1.3。C， 土豆為-1.7'C，草莓為-1.2。C，蘋果為-2.0。C
(參考文獻綜合食品工業(yè)，p.922 ( 1975))。在(1) (2)的狀態(tài) 中，有用于進入過冷卻(使食品維持未凍結(jié)狀態(tài)達到凍結(jié)點以下的溫 度)所必需的條件和深化過冷卻(降低到達過冷卻狀態(tài)時的溫度)的 條件，在(3)中有用于解除過冷卻狀態(tài)開始凍結(jié)的條件，在(4)及
(5)中有用于保持過冷卻凍結(jié)的食品的完好性的條件。
當控制(1) ~(3)得到充分深的過冷卻度(食品的凍結(jié)點和過冷 卻到達的溫度的溫度差)時，由(4)及(5)其效果不會消失。但是， 在過冷卻狀態(tài)時，由于食品的出入長時間開門，或把設(shè)定溫度設(shè)定為 凍結(jié)點溫度以上，過冷卻室內(nèi)的溫度例如成為0'C以上，過冷卻狀態(tài) 被解除時，再從狀態(tài)(1)重新開始。下面對(1) ~ (3)的工序進行 闡述。
首先記述基于作為食品投入厚度為15mm、 150g的牛肉時的研究 結(jié)果。對在本發(fā)明的冰箱的過冷卻室(與過冷卻空間相同)中的過冷 卻條件進行說明。在設(shè)定過冷卻條件時應(yīng)注意的方面是，冷卻速度及 被冷卻的食品的中心溫度的最低到達點(在過冷卻狀態(tài)下到達的溫度) 和凍結(jié)點的差等。冷卻速度過快時，由于食品整體的溫度在不均勻的 狀態(tài)下冷卻，所以(食品的表面溫度和中心溫度的差大)形成凍結(jié)部 分和未凍結(jié)部分。
冰結(jié)晶由于以冰核為中心成長，所以即使該食品的一部分完全凍 結(jié)時，從那里邊吸取未凍結(jié)部分的水分邊成長。其結(jié)果，形成針狀的 大的水結(jié)晶。在細胞間等生成的針狀水結(jié)晶或大的冰結(jié)晶成為細胞中 的水分流出或細胞破壞的原因，引起該食品解凍時的汁液流出。作為 其結(jié)果，或食品本來味道減少，或游離氨基酸等營養(yǎng)分減少，或食感 變差。另外，冷卻速度過慢時，對于過冷卻狀態(tài)的維持沒有問題，但由于未凍結(jié)狀態(tài)變長，由細菌繁殖、氧化促進等導(dǎo)致食品質(zhì)量的惡化 成為問題。
即，通過到凍結(jié)點之前以使表面溫度和中心溫度的差變小的方式 冷卻，達到凍結(jié)點以下的溫度后(過冷卻狀態(tài))提高冷卻速度，形成 很快到達中心溫度的最低到達點，解除過冷卻，從而不延長未凍結(jié)狀 態(tài)。這樣，連續(xù)或分階段地進行食品達到凍結(jié)點之前、達到凍結(jié)點以 下的過冷卻狀態(tài)之前、到解除過冷卻而完全凍結(jié)之前的各溫度控制、 冷氣調(diào)整。為了解決這樣的問題，也有在過冷卻空間中附加抗菌功能 的方法。作為抗菌功能可以舉出利用紫外線或臭氧的方法。但是，附 加抗菌功能時存在花費成本的問題。
首先，針對過冷卻進入條件說明冷卻速度。食品從表面被冷卻， 根據(jù)食品的種類或厚度通過熱傳導(dǎo)冷卻食品中心。即是，因為食品表 面的冷卻速度確定后，確定中心的冷卻速度。另外，在實際家庭用冰 箱中控制食品的溫度變化時， 一般是檢測食品的表面溫度，首先確定 這些。食品過冷卻時在食品表面和中心溫度的隨時間的變化中，食品 中心的溫度和食品表面的溫度以大致相同的傾向下降。對于厚度
15mm、 150g的牛肉，食品周圍的空氣溫度30分鐘左右達到設(shè)定的溫 度例如-5。C、 -7。C、 -10。C,而作為食品表面溫度到達凍結(jié)點的時間分 別是120分鐘左右、80分鐘左右、60分鐘以下，其設(shè)定溫度越高則越 慢。
食品中心溫度與食品表面溫度差的差小，各自的溫度差是0.5'C 3.0。C左右。但空氣設(shè)定溫度越高則表面和中心的溫度差越小，設(shè)定 溫度越低則過冷卻度、即冷凍時的能量越小。冷卻速度，在食品表面 溫度從3 °C到0'C的范圍中計算。該溫度帶的冷卻速度是與可否進入冷 卻相關(guān)的某一溫度帶，食品周圍的設(shè)定溫度為-5。C,食品表面的冷卻 速度約為3.5。C/h,設(shè)定溫度為-7'C，食品表面的冷卻速度約為5°C/h, 設(shè)定溫度為-10'C的過冷卻淺時，冷卻速度約為10"C/h。
由該結(jié)果表示，作為進入過冷卻的條件，食品的表面和中心有距 離時，食品表面的冷卻速度為10'C/h以下，理想的為5。C/h以下。另
20外，此時，食品表面和中心的溫度差也有不同。設(shè)定溫度為-5'C時，
食品表面和食品中心的溫度差約為rc (K)(食品中心的冷卻速度約
為3.5°C/h)，設(shè)定溫度為-7'C時，食品表面和食品中心的溫度差約為2 °C (K)(食品中心的冷卻速度約為5°C/h)。
與此相反，在過冷卻淺的設(shè)定溫度為-10。C時，食品表面和食品中 心的溫度差約為3°C (K)(食品中心的冷卻速度約10匸/h)。由該結(jié) 果，表示作為進入過冷卻的條件，食品表面和中心的溫度差為3X:(K) 以下，理想的為2匸(K)以下。食品的表面和中心的距離小，即食品 的熱容量小時，例如在薄的肉等中設(shè)定溫度比-10。C低，例如即使是-15 'C過冷卻度也不變淺，可以得到良好的冷凍食品。
如上所述，食品表面的冷卻速度，i人為以食品的表面和中心的溫 度差為3K以下的冷卻速度為條件。此時，可以認為能避免以下現(xiàn)象 的發(fā)生。(一)在食品表面和中心、溫度差變大時，在食品中所含的水 分的密度改變，通過其密度差在食品中所含的水分發(fā)生對流。因此， 由于水分子的會合率增加，促進幼核的成長，所以容易解除過冷卻。 (二)食品表面先凍結(jié)時，食品表面在凍結(jié)點的溫度一定的狀態(tài)下在 食品整體中形成穩(wěn)定的環(huán)境。因此，食品被穩(wěn)定地保持在凍結(jié)點，從 食品表面?zhèn)鲗?dǎo)的冷卻熱全都作為潛熱被利用，凍結(jié)繼續(xù)進行。因此， 食品的表面凍結(jié)時，食品整體不會過冷卻。
另外，對于食品周圍的空氣溫度，為了使食品在未凍結(jié)狀態(tài)成為 凍結(jié)點以下，雖然根據(jù)食品的種類或厚度改變，但一般最好把食品周 圍的空氣溫度設(shè)為-10'C以上，食品周圍的空氣溫度的上限是將要過冷
卻的食品的凍結(jié)點以下是不言自明的，例如牛肉或豬肉為-i,7x:以下，
對普通的食品為-2。C。溫度差抑制在3'C (K)以下的冷卻速度為約 3.5。C/h 約10。C/h左右，特別在約5'C/h左右以下是理想的。
但是，在切片肉等厚度為10mm以下時，通過做成300。C/h以下， 進入過冷卻，厚40 50mm左右的肉塊需要約2'C 3'C/h。無論任何食 品，只 要將食品表面和食品中心的溫度差抑制在3'C左右就可以。但 是，在像酸奶那樣的凝膠狀、水分容易保持在一定位置的均質(zhì)的容易過冷卻的食材，按約3.5。C/h 約10X:/h左右過冷卻，但在-18'C的設(shè)定 溫度下，以溫度差5 10'C也能進行過冷卻。
對于成為進入過冷卻、維持過冷卻狀態(tài)時的一個阻礙原因的食品 周圍的溫度不均，最好抑制冷卻速度的不均、即減小食品周圍的冷卻 速度。另外，為了水箱把空氣溫度控制在某一定溫度，由壓縮機的 ON/OFF、冰箱內(nèi)風扇的ON/OFF及調(diào)節(jié)風門的開關(guān)等各種各樣設(shè)備 動作的影響，不可避免導(dǎo)致食品周圍的空氣溫度有變動。通過存在空 氣溫度變動，食品內(nèi)部的溫度變動加大。因此，促進食品內(nèi)部的水分 的對流，即水分子的會合概率提高，容易解除過冷卻。為了避免這一 點而進入過冷卻，在超過食品的凍結(jié)點(例如-1.7'C )之前，即進入 過冷卻狀態(tài)之前的溫度變化幅度，根據(jù)實驗為約6。C (K)以內(nèi)。
不論食品的尺寸或種類，都不能對食品表面施加解除過冷卻的剌 激。為此，食品周圍的空氣溫度變動如前所述為6K以內(nèi)是理想的。 但是，即使過冷卻度多少有些變淺或出現(xiàn)過冷卻的概率降低，也能形 成過冷卻狀態(tài)，例如即l吏在吹出口附近，溫度變動比6K大，例如為 15K的環(huán)境下也可以進入過冷卻，在容易過冷卻的食材可以使過冷卻 深化。為了進入過冷卻狀態(tài)、加深過冷卻，未必以相同溫度冷卻。
以一定的溫度冷卻時，食品被冷卻，食品表面溫度下降，與食品 周圍的空氣溫度的溫度差變小，食品表面溫度大致穩(wěn)定在食品周圍的 空氣溫度。因此為了使過冷卻深化，最好將食品表面和食品周圍的空 氣溫度的溫度差保持在一定以上，同時冷卻(深化)下去。因此，只 要根據(jù)食品表面或中心溫度使食品周圍的空氣溫度下降就可以。在家 庭用冰箱中的該過冷卻深化的工序中，經(jīng)過預(yù)定的時間(預(yù)先由實驗 研究的、從食品投入到食品中心溫度到達-l。C的時間；例如兩個小時) 后，也可以每隔一定時間(預(yù)先由實驗研究的、食品溫度每下降1'C 的時間；例如0.5小時)使設(shè)定溫度下降rC等。
通過這樣，由于可以維持食品表面和食品周圍的空氣溫度的溫度 差且使食品冷卻，所以可以使過冷卻深化。反之，空氣溫度不均大或 空氣溫度變動大時，食品表面的溫度的分布變大或食品表面的熱傳導(dǎo)率變大，從表面容易冷卻的部位開始結(jié)晶化，解除過冷卻。
圖2是表示通過通常的快速凍結(jié)和過冷卻凍結(jié)將肉凍結(jié)時和解凍 一度凍結(jié)了的肉時的肉組織的狀態(tài)的圖。這樣，像這樣在冷凍肉或魚 等時若在內(nèi)部形成的冰結(jié)晶大，則破壞細胞，解凍后的汁液量變多。 因此，比較過冷卻冷凍和通常冷凍的牛腿肉或金槍魚的汁液量，可以 看到過冷卻冷凍的東西抑制在通常冷凍的一半以下的傾向。土豆等薯 類以前為不適于冷凍的食品。做成咖喱汁等時，冷凍保存，次日以后 加熱食用是一般家庭日常進行的事，但此時，只除去或弄碎土豆的冷 凍是用于使咖喱汁美味地冷凍的常識。這是因為，冷凍、解凍土豆時， 變得稀疏，食感變差。
但是，通過過冷卻冷凍使咖喱汁凍結(jié)時，解凍后土豆的食感和凍 結(jié)前大體不變，沒有變得稀疏或變軟的食感。作為土豆主成分的淀粉 由糖淀粉和膠淀粉構(gòu)成，但由冰結(jié)晶的成長破壞它們的立體構(gòu)造是現(xiàn) 有的冷凍， 一旦破壞了的構(gòu)造即使解凍也不能復(fù)元，所以解凍的土豆 變得稀疏。與此相反，由過冷卻冷凍形成的冰結(jié)晶非常微細，所以凍 結(jié)時使淀粉的立體構(gòu)造等幾乎沒有變形，認為即使解凍也可以維持原 來的立體構(gòu)造。
因此，認為過冷卻冷凍后，解凍的土豆的食感不變差。這樣的原 理，有時也適用于不宜冷凍的其他的食品，因此，顯示出若使用過冷 卻冷凍，則現(xiàn)在不宜冷凍的食品也可以冷凍。這樣，可知在經(jīng)過冷卻 狀態(tài)使食品等凍結(jié)時，由于生成微細的冰結(jié)晶，使細胞或蛋白質(zhì)等的 本來的食品構(gòu)造不發(fā)生改變而可以維持。
因而，即使使凍結(jié)—解凍的食品再凍結(jié)等，反復(fù)凍結(jié)—解凍，也 可能不會像現(xiàn)有冷凍時那樣質(zhì)量極端惡化。以上雖然闡述了 一般家庭 中使用的優(yōu)點，但可以說在食品加工中也能有效利用過冷卻冷凍。在 過冷卻冷凍中生成的冰結(jié)晶的細度在-6 0 。C的冷凍中也可以得到優(yōu)良 的結(jié)果，在實現(xiàn)高質(zhì)量冷凍這一點上，可以說能代替業(yè)務(wù)用冷凍冰箱。 另外，由于不必像業(yè)務(wù)用那樣使用大的能量制造出極低溫冷氣，所以 具有節(jié)能性能高的優(yōu)點。在以上的研究中，設(shè)定食品周圍的冷氣流動風速為0.5m/s左右。 食品的冷卻速度由食品表面和食品周圍的空氣溫度的溫度差以及對流 熱傳導(dǎo)率確定。這是因為對流熱傳導(dǎo)率小的一方食品表面和中心的溫
度差小，很快將要形成過冷卻狀態(tài)的緣故。另外，由食品表面溫度隨 時間變化確定了冷卻速度，但在實際的產(chǎn)品中作為食品表面溫度的檢 測機構(gòu)可以舉出熱電元件。其是接收由從食品表面發(fā)出的紅外線產(chǎn)生 的輻射熱、非接觸檢測食品表面溫度的檢測機構(gòu)。由此，通過由食品 在投入冰箱的切換室等中時的熱電元件檢測到的溫度推論食品的溫度 或面積，進而由其后的熱電元件檢測溫度隨時間的變化推論投入食品 的熱容量，可以根據(jù)投入的食品延長或縮短各工序的控制時間。
過冷卻原來是不穩(wěn)定狀態(tài)，通過加某種刺激可以解除。 一般來說， 通過振動解除，但例如在密封容器中無間隙地填充了水時等，例如即 使激烈地波動容器也不解除；把水放入冰箱的拉出式的箱室、例如放 入切換室，即使反復(fù)數(shù)十次全開/全閉地開關(guān)門，過冷卻也不解除。但 是，在密閉容器中只加入1/2左右的水時， 一次就解除。因此，認為 為通過振動解除過冷卻，必須有液體自由流動的空間。
在肉或魚、水果等食品的情況下，由于各細胞及細胞間沒有間隙 被水分填充，所以相當于沒有間隙填充了水的密閉容器。實際上，在 放入了過冷卻的肉的切換室中，即使反復(fù)全開/全關(guān)地開關(guān)門，過冷卻 也不解除。另外，在解除過冷卻時以食品整體的百分之幾形成冰核由 過冷卻度的大小確定。例如，由以下的凍結(jié)率的公式可知，在過冷卻 度為4°C (K)時，按食品整體的水分的5%形成冰核。
凍結(jié)率(％) = (Cp*rV*AT) /L*rV*100
Cp:比熱(kJ/kgK)
r:密度(kg/m3)
V:體積(m3)
L:潛熱(kJ/kg)
△ T:溫度差(K)
若過冷卻度為4'C，則冰結(jié)晶形狀是微小粒狀。解除過冷卻后，從食品溫度由凍結(jié)點以下的溫度返回凍結(jié)點時(此時的溫度差是過冷 卻度)到在下一工序中開始凍結(jié)成凍結(jié)完成狀態(tài)，食品到達凍結(jié)點發(fā) 生相變(如果是水，則從液體的水變成固體的冰)，是在一定溫度下推 移的狀態(tài)，此后，凍結(jié)完成，在設(shè)定的溫度下形成冷凍保存狀態(tài)。如 果發(fā)生過冷卻，其后的凍結(jié)速度對冰結(jié)晶形狀沒有影響，在過冷卻時 形成微小的冰核，該冰核若分布在食品整體，則食品整體的冰結(jié)晶變 細。
如上所述，在解除過冷卻時食品整體的水分按百分之幾形成冰核
可以由凍結(jié)率求出，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，過冷卻度為0.8。C時凍結(jié)率約為 1%，水結(jié)晶是大的針狀。過冷卻度大到成為2.6'C時冰結(jié)晶變得相當 微小，凍結(jié)率約為3%左右，過冷卻度大到成為4.1'C時，是用肉眼不 能判別那樣的微小冰結(jié)晶，凍結(jié)率約為5%左右。
這樣，盡管解除過冷卻時形成的水核只是食品整體水分的百分之 幾，由于水核在食品整體中均勻產(chǎn)生，左右其后的冷凍保存時的水結(jié) 晶狀態(tài)。另外，由于在過冷卻狀態(tài)時蓄存的能量作為冰核生成時的能 量使用，所以認為過冷卻度大，蓄存的能量盡可能多，解除過冷卻時 生成的水核數(shù)就越多，與之相應(yīng)地冰結(jié)晶直徑也變小，可以認為由冰 結(jié)晶導(dǎo)致的食品損傷的影響變小。
為了像以上那樣使在冰箱中收納的食品處于過冷卻狀態(tài)，由某一 范圍的冷卻能力進行冷卻為必要條件。這意味著冷卻食品的冷卻能力 無論過弱或過強都不能成為過冷卻狀態(tài)，或過冷卻狀態(tài)立刻被解除。 冷卻能力弱時，收納食品容易進入過冷卻狀態(tài)，但食品周邊的冷卻能 力弱-溫度高，在過冷卻狀態(tài)下的食品溫度的到達點也變高，所以過 冷卻不變深(-更低的溫度)解除過冷卻。 一般地說，因為過冷卻的 深度越大越形成大的能量，在食品內(nèi)生成微細結(jié)晶、成為高質(zhì)量冷凍， 所以為了使過冷卻更深，冷卻能力弱時則不成立。
對于過冷卻的深度，由于成為3K(例如食品在過冷卻狀態(tài)下到達 -4'C以后解除，到-l'C溫度瞬時上升)以上時，食用肉解凍時的汁液 流出量也產(chǎn)生大的不均，因此促進其以上的過冷卻深度是必要的。而
25相反，在冷卻能力強時，由于在到達食品的凍結(jié)溫度的時刻照樣凍結(jié) 的情況、或即使進入過冷卻狀態(tài)，該強冷卻能力立刻成為刺激而解除 的現(xiàn)象相關(guān)，所以得不到深的過冷卻度。這樣，以某一范圍的冷卻能 力使食品冷卻成為必要條件。
如上所述，在冷卻能力弱(=箱室溫度高的情況)時，當把食品
投入冰箱時，箱室溫度以約-3。C -4。C推移，在保持該溫度的條件下即 使冷卻食品，由于箱室溫度是-3。C -4。C，食品溫度當然也不會變成在 其以下。因此，因為得不到深的過冷卻，所以雖然會使箱室溫度一點 點下降，但結(jié)果在食品溫度為大約-3。C時解除。這樣，在冷卻能力弱 (=溫度高)時，雖然進入過冷卻，但因為進入不深，所以使用者感 到作為食品的有意的不均的情況少。另外，冷卻能力強(=箱室溫度 低)時不進入過冷卻狀態(tài)在到達凍結(jié)溫度的時刻，開始凍結(jié)。
但是，在空氣溫度為-10。C以上的情況，箱室溫度只下降到約-7"C -8'C水平，但作為過冷卻的深度得到3K以上，在該溫度下可以充分
達成。另外，在使設(shè)定溫度下降時從食品的凍結(jié)溫度(約-rc )附近
使溫度下降時可以更深地促進過冷卻。另外，在降低該溫度時最好不 對食品施加強刺激，而是一點點地下降。例如，即使每次把設(shè)定溫度
降低2。c時發(fā)生了解除過冷卻的情況，在每次降低rc時，為緩和由溫 度梯度產(chǎn)生的刺激就達不到解除。
接著，如已說明的那樣，作為又一個過冷卻必要條件是過冷卻對 象食品附近的空氣溫度分布(不均)。這是因為在某一范圍的空氣溫度 分布(不均)中不設(shè)置食品時不進入過冷卻或發(fā)生立刻解除過冷卻的 現(xiàn)象。這是因為從食品的溫度不均中的溫度低的部位凍結(jié)或發(fā)生過冷 卻解除、作為結(jié)果其影響追隨達到溫度高的部位的食品地凍結(jié)或過冷 卻解除的緣故。
這樣，按某一范圍的溫度分布(不均)進行冷卻成為必要條件。 具體地，空氣溫度不均越小越好，但由于產(chǎn)生冰箱的實機標準離差或
收納食品的尺寸、外形等的各種各樣原因，所以作為溫度不均約2K 以下是理想的。與箱室溫度無關(guān)，統(tǒng)計歸納溫度不均和過冷卻的深度
26的實驗結(jié)果，判明當溫度不均為2K以下時過冷卻的發(fā)現(xiàn)概率提高。 在該條件下通過對照上述的溫度設(shè)定，過冷卻的發(fā)現(xiàn)概率可以極其接 近100%。
為了調(diào)整冷卻強度利用設(shè)置于冰箱中的壓縮機的ON/OFF和通過 設(shè)置在各箱室中的溫度傳感器調(diào)整的調(diào)節(jié)風門等使溫度保持一定。這 樣，在冰箱的各箱室中必然存在供給冷氣的時間和不供給的時間(冷 氣ON/OFF)。這樣，為了調(diào)整成該設(shè)定的箱室的溫度，必須供給溫度 比該箱室溫度還低的冷氣。但是，為了實現(xiàn)過冷卻，有必要在上述的 溫度下使食品成為過冷卻狀態(tài)。
在這樣的情況下，在作為靠食品附近空氣溫度的必要條件的-15 。C以上，理想的是在-10'C以上的溫度下繼續(xù)一定的冷卻，但現(xiàn)實中在 家庭用冰箱中實現(xiàn)溫度波動小的環(huán)境很難，要對過冷卻對象食品的周 圍的冷氣溫度進行控制。作為其實現(xiàn)機構(gòu)分成兩大類。首先，第一是 使冷卻該箱室的冷氣溫度更為靠近過冷卻最適溫度的機構(gòu)。通常，冷 卻在冰箱中冷凍溫度帶中溫度可設(shè)定的箱室時的冷氣溫度，在其冷氣 供給口 (吹出口 )達到約-25'C的水平。該溫度是與過冷卻最適溫度差 距相當大的數(shù)值，控制該冷氣供給的源流的溫度成為有效的機構(gòu)。
對于該機構(gòu)，首先可以舉出通過使壓縮機的冷凍能力下降，提高 冷氣溫度的機構(gòu)。即是說，由于必須確保過冷卻以外的本來的冷卻能 力，所以，并不是降低壓縮機自身的能力，通過用變壓器控制等降低 壓縮機的驅(qū)動轉(zhuǎn)速，降低冷凍能力，提高冷氣供給溫度。實際上使壓 縮機降低10rps水平轉(zhuǎn)速時，可以發(fā)現(xiàn)吹出溫度也提高約3K 5K的溫 度。
另外，對于供給冷氣的冰箱內(nèi)的送風風扇的轉(zhuǎn)速，也能改變其轉(zhuǎn) 速控制供給冷氣溫度。實際上，由于降低風扇的轉(zhuǎn)速時冷氣速度降低， 抑制對流熱傳導(dǎo)，所以作為冷氣溫度也變低。這樣，反過來通過提高 風扇的轉(zhuǎn)速促進熱交換，提高冷氣供給溫度。實際上，冰箱內(nèi)風扇提 高300rpm 400rpm時，可以發(fā)現(xiàn)冷氣溫度提高約2K 3K的溫度。此 外也可以考慮在冷氣供給吹出口周邊設(shè)置保溫加熱器等提高冷氣溫度。
作為第二機構(gòu)，不是提高冷氣供給溫度，在該冷氣與食品接觸前 使冷氣溫度提高，盡量不使溫度低的冷氣直接接觸食品附近，形成該 機構(gòu)。為了實現(xiàn)該機構(gòu)，可以舉出加長從冷氣供給口向食品的冷氣到 達距離。例如，由在冷氣供給口周邊設(shè)置冷氣整流引導(dǎo)件或在吹出口 和食品設(shè)置位置之間設(shè)置障礙物等的構(gòu)造可以實現(xiàn)。由此，到達食品 周邊的冷氣溫度可以通過途中的熱交換升高。
進而，由于也使對食品的冷氣的噴吹速度下降，可以不給與強刺 激地慢慢冷卻。作為在吹出口和食品設(shè)置位置之間設(shè)置障礙物的 一例， 可構(gòu)成在食品收納盒上方追加蓋形狀?？赏ㄟ^蓋將從位于冰箱背面?zhèn)?的冷氣吹出口到設(shè)于門側(cè)的盒的開口的距離設(shè)成盒長的 一半以上。分 析此時的氣流，則由追加蓋形狀可提高食品附近的冷空氣溫度，進而 降低風速。
另外，控制在冰箱內(nèi)使冷氣循環(huán)的送風風扇和吹出口之間冷氣供 給的調(diào)節(jié)風門調(diào)整其角度，起到節(jié)流冷氣量等的冷氣供給的活門的作 用。調(diào)節(jié)風門不僅全閉、全開，還可以調(diào)整成途中的角度來節(jié)流冷氣 量地抑制吹向食品的風速。調(diào)整調(diào)節(jié)風門的開度使冷氣吹出口的風速
為1.0m/s 1.2m/s，在盒上設(shè)蓋，形成從門側(cè)向盒內(nèi)供給冷氣的方式， 使盒內(nèi)的風速為0.1m/s 0.5m/s,維持過冷卻狀態(tài)?？梢苑謩e執(zhí)行該第 一機構(gòu)和第二機構(gòu)，但也可以組合起來使食品附近的溫度成為適合過 冷卻的溫度。
另外，對于改善溫度不均的實現(xiàn)機構(gòu)是通過降低冷氣供給的 ON/OFF次數(shù)來抑制溫度不均、波動的機構(gòu)。如上所述，該機構(gòu)通過 用控制裝置降低壓縮機的轉(zhuǎn)速，供給更高的冷氣溫度，延長到達設(shè)定 溫度所需要的時間，與減少ON/OFF的次數(shù)、溫度不均及波動的改善 相關(guān)。這樣，因為減少ON/OFF次數(shù)的機構(gòu)=降低冷卻能力，所以這 也是通過上述的調(diào)節(jié)風門角度調(diào)整等導(dǎo)致冷氣量的節(jié)流等有效的機 構(gòu)。進而，可以在此基礎(chǔ)上用吹出口的空氣引導(dǎo)件的形狀或冷氣吹出 口與食品間的障礙物的形狀等調(diào)整冷氣溫度或風速。接著，參照附圖對實現(xiàn)過冷卻狀態(tài)的過冷卻空間的構(gòu)造、過冷卻 狀態(tài)解除時期的判斷方法及過冷卻解除方法進行說明。另外，在以下 的各圖中，相同的附圖標記表示同一物體或相當物體。對經(jīng)過過冷卻 狀態(tài)進行冷凍保存的本發(fā)明的實施方式1中的冰箱進行詳細說明。圖
3是本發(fā)明的實施方式1的冰箱1的剖視圖。
該冰箱1的食品貯藏室由以下部件構(gòu)成位于最上部的、裝有開 關(guān)門地配置的冷藏室100;位于冷藏室100的下方的、可以從冷凍溫 度帶(-18'C)切換到冷藏、蔬菜、冰溫(于汝K)、軟冷凍(-7。C)等 的溫度帶的裝有拉出門的切換室200;與切換室200并列的、裝有拉 出門的制冰室500;配置在最下部的、裝有拉出門的冷凍室300;位于 冷凍室300和切換室200及制冰室500之間的、裝有拉出門的蔬菜室 400等。在冷藏室100的門表面上設(shè)有調(diào)節(jié)各室的溫度或設(shè)定的操作 開關(guān)和顯示當時各室溫度的由液晶等構(gòu)成的操作面板5，在冷藏室100 的背面?zhèn)仍O(shè)有控制裝置16，該控制裝置16控制壓縮機、調(diào)節(jié)風門開 關(guān)，以把配置在各冰箱室中的溫度檢測器的溫度調(diào)整到通過該操作面 板5進行操作設(shè)定的溫度。
在冰箱1的背面?zhèn)扰渲脴?gòu)成冷凍循環(huán)的壓縮機10及冷卻器3，進 而，設(shè)置用于把由冷卻器3冷卻的冷氣送到冷藏室100或切換室200 的風扇2、用于把由冷卻器3冷卻的冷氣導(dǎo)入冷藏室100內(nèi)的風路4。 另外，微機安裝在配置于背面?zhèn)壬喜康谋?外廓之中的控制裝置16 的控制基板上，利用存儲在該微機中的軟件，根據(jù)操作開關(guān)、操作面 板5的控制動作或顯示等一起配置在冰箱內(nèi)的溫度傳感器的檢測信 號，對壓縮機10或送風風扇2等進行控制。另外，分別在切換室200 中設(shè)置收納盒201，在冷凍室300中設(shè)置收納盒301，在蔬菜室400 中i殳置收納盒401,在這些盒內(nèi)可以收納食品。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式1的冰箱的風路構(gòu)成的冰箱的概略 側(cè)面剖視圖。用冷卻器3冷卻的冷氣的一部分送向冷凍室300。另外， 剩余的冷氣經(jīng)由風路4送向切換室200。流經(jīng)風路4的一部分冷氣進 一步送向上層的冷藏室100，冷卻冷藏室100。冷藏室100的返回冷氣由冷藏室用返回路6循環(huán)并冷卻蔬菜室400，流經(jīng)蔬菜室400的空氣 經(jīng)由蔬菜室用返回路7返回冷卻器3。
圖5是本發(fā)明實施方式1的切換室200的側(cè)面剖視圖。在位于冷 藏室100和蔬菜室400之間的切換室200中，設(shè)有把來自風路4的冷 氣借助調(diào)節(jié)風門(切換室調(diào)節(jié)風門)46導(dǎo)向切換室200的切換室風路 41。另外，從冰箱的正面?zhèn)瓤?，設(shè)置背面左上的切換室背面上側(cè)吹出 口 42和頂面近前側(cè)的切換室頂面吹出口 43作為冷氣吹出口。
另外，在切換室200中，在背面右下設(shè)有切換室背面吸入口 44， 在底面設(shè)有切換室底面吸入口 45。切換室200能切換成冷藏(約3°C )、 冰溫(約0'C)、軟冷凍(約-5。C、 -7。C、 -9。C )、冷凍(約-17。C)等 六個溫度帶，可以由設(shè)置在冷藏室100的門上的液晶面板5切換溫度。 切換室200的溫度由沒有圖示的熱敏電阻的設(shè)定溫度及其檢測值進行 控制。
接著，對在切換室200內(nèi)設(shè)置過冷卻室的構(gòu)造進行說明。圖6是 本發(fā)明的實施方式1中的過冷卻盒的構(gòu)造圖。在圖6中把圖5所示的 切換室收納盒201分成上下兩層，做成兩層式的滑動盒，把其上側(cè)盒 80做成通常的切換盒，把其下側(cè)盒81做成使食品成為過冷卻狀態(tài)的 作為冷卻室的過冷卻空間的過冷卻盒。拉出切換室200時，切換盒80 和過冷卻盒81被同時拉出。使用過冷卻盒81時通過使切換盒80向深 處滑動，可以從過冷卻盒81中取出貯藏品。
在上側(cè)盒80和下側(cè)盒81之間，在周圍開有15mm左右的間隙。 設(shè)定冷凍溫度時從冷氣吹出口 42、 43等向切換室吹出約-20。C的冷氣。 根據(jù)該構(gòu)造，向室內(nèi)吹出的氣流冷卻上側(cè)的切換盒80的內(nèi)部、周圍， 從上側(cè)盒和下側(cè)的過冷卻盒81之間的間隙流入下側(cè)盒，但由于也有與 氣流的流動成直角方向的間隙，抑制氣流直接流向下側(cè)盒內(nèi)，所以抑 制過冷卻盒81的空氣溫度升高及盒內(nèi)風速。另外，在通常冷卻時，過 冷卻盒81的上部被切換盒80蓋住，形成冷氣很難直接進入的構(gòu)造， 所以使得在形成過冷卻時必要的緩慢冷卻成為可能。
另外，也可以在切換盒80的底面82上設(shè)置可以抑制空氣溫度變化那樣的熱容量大的物質(zhì)(例如，把金屬板、蓄冷件注入將盒做成雙
重構(gòu)造等)。如果這樣作，由于底面82與過冷卻盒81的上部相碰，所 以在包含門開關(guān)的通常冰箱使用時，可以得到抑制過冷卻盒81內(nèi)的空 氣溫度變動的效果。
在切換盒80和過冷卻盒81之間，也可以有從lmm到30mm左 右的空間，此時，在使該冷卻室成為過冷卻時，可以收到在過冷卻盒 81中流入冷氣冷卻變好的效果，另外在解除過冷卻時通過冷氣流變好 得到有效地進行解除的效果。但是，若間隙太小，則在進入過冷卻時 或解除過冷卻時為了快速冷卻、直接冷卻而必須在下側(cè)盒設(shè)置另一開 口，所以也可以說10mm 30mm左右的間隙是理想的。
另外，只要設(shè)置解除用的開口，吹出的冷氣不直接進入，即使是 自然對流水平的氣流也沒有問題。即使直接讓冷氣流入，像已述那樣 通過使風速變小或使冷氣溫度提高也可以收到同樣的效果。作為在切 換盒80和過冷卻盒81之間有間隙的構(gòu)造的情況下的動作，可以考慮 在切換盒80的底面安裝車輪，在設(shè)置于過冷卻盒81上的導(dǎo)軌上滑動， 或在切換盒80的底面上加槽，使設(shè)置于過冷卻盒81上部的支柱嵌入 并滑動等。另外，也可以在壁面上設(shè)置用于只讓切換盒80在前后滑動 的軌道。另外，即使在切換盒80和過冷卻盒81之間沒有間隙的情況 下也可以得到適度的冷卻性能。在沒有間隙時，可以把通常冷卻時的 空氣溫度變動的幅度抑制得小。
進而，像圖6那樣，通過把某一高度的盒分成兩層，也可以收到 提高盒內(nèi)的整理性、使用更方便效果。另外，通過把兩層盒的下側(cè)作 為過冷卻空間，可以得到由冷氣在下方滯留的特性提高過冷卻空間的 冷卻性的效果，也可以得到在起到在上側(cè)的盒向下側(cè)的盒吹出來抑制 氣流直接流入的作用的情況下的抑制空氣溫度變動的效果。另外，作 為過冷卻盒的深度可以是70mm左右，假定食用面包的冷凍保存或大 型酸奶的冰溫1呆存也可以4故成140mm左右或其以上，例如4故成 300mm 600mm左右的深度。
考慮上側(cè)盒與下側(cè)盒為相同程度的容量或像圖那樣為下側(cè)盒的數(shù)倍的容量等的深度。另外，作為把兩層盒的下側(cè)做成過冷卻空間的構(gòu)
造，也可以如圖7那樣，把上側(cè)盒做成在其前側(cè)和后側(cè)使深度不同的 方式，在底面設(shè)置臺階，也可以構(gòu)成把下側(cè)盒做成與該臺階空間對應(yīng) 配置。在圖7中，上側(cè)盒是切換盒83，下側(cè)盒是過冷卻盒84。在圖7 的構(gòu)造中具有在切換盒8 3的背面?zhèn)瓤梢允占{高度高的食品，在門側(cè)可 以收納小物件的優(yōu)點。在過冷卻盒中供給冷氣的間隙設(shè)在與上側(cè)盒之 間。
另外，作為把兩層盒的下側(cè)做成過冷卻空間的構(gòu)造，也可以是如 圖8所示的結(jié)構(gòu)。在圖8中，上側(cè)盒是切換盒85，下側(cè)盒是過冷卻盒 86。切換盒85和過冷卻盒86的縱深未必相同，在一部分也可以開有 間隙。另外，除可把切換盒85做成嵌入式外，也可以做成滑動式、把 盒推入深處取出過冷卻盒86內(nèi)的食品的構(gòu)造。在圖8的構(gòu)造中，由于 只追加上側(cè)盒形成過冷卻空間，所以具有變更時成本便宜地完成的優(yōu) 點。
如已說明的那樣，冷卻速度必須有某種程度的限定。例如，對于 布丁、酸奶等食品，把中心溫度設(shè)定在300X:/h~0.35°C/h的范圍內(nèi)， 理想的是3.5°C/h附近的冷卻速度，形成過冷卻狀態(tài)。上述的冷卻速 度是中心溫度從凍結(jié)點到比凍結(jié)點低20 'C的溫度的范圍內(nèi)，理想的是 從凍結(jié)點到-10'C的范圍內(nèi)。
另外，過冷卻狀態(tài)必須保持一定的時間，例如必須為5秒以上。 這是為了使過冷卻的溫度更深。即，使食品到達過冷卻狀態(tài)的溫度更 低。最好使過冷卻的溫度更深的理由如已經(jīng)說明的那樣，可以舉出以 下的理由過冷卻的溫度變深時，由于在過冷卻蓄存的顯熱能量變多， 結(jié)果在解除過冷卻時使用的瞬間的潛熱變化的能量變大，利用該能量， 在解除過冷卻時發(fā)生的冰核在食品中均勻地一次產(chǎn)生很多，為了以該 冰核為核使冰結(jié)晶成長，小的冰粒在食品內(nèi)均勻地形成多個，細胞內(nèi) 的水結(jié)晶使細胞的破壞少，可以抑制解凍時汁液的流出等對細胞的影 響變小。
進而，通過不對食品直接吹冷氣，或者抑制風速，抑制溫度變動可以抑制食品的干燥或結(jié)霜。另外，處于過冷卻狀態(tài)的時間越長則過 冷卻到達溫度變低的可能性就越高。由此，由于加大過冷卻度，保持 過冷卻狀態(tài)需要一定左右的時間。另外，中心溫度和達到過冷卻可解
除溫度時的表面溫度的差為0'C 10'C的范圍內(nèi)是理想的，最好是5。C 以內(nèi)。若牛腿肉為厚度15mm且150g,表面溫度和中心溫度的差為1 x:左右。對于以上那樣的冷卻條件的范圍，對肉、魚、蔬菜、水果等 食品可以說都是一樣的。
在維持過冷卻狀態(tài)時，關(guān)于過冷卻空間內(nèi)的空氣溫度的變化(由 于時間不同導(dǎo)致溫度的不同)也是重要的。雖也由于食品周圍的溫度
或風速，但空氣溫度變動的幅度最好在5x:以內(nèi)。但是，如果是io'c 以內(nèi)雖然質(zhì)量也有多少惡化的情況，但可形成過冷卻狀態(tài)?？諝鉁囟?變化幅度大時，作為食品質(zhì)量惡化的理由可以舉出通過反復(fù)凍結(jié)融解 使冰結(jié)晶成長得大。另外，作為使空氣溫度變動幅度變小的其它機構(gòu)， 根據(jù)沒有圖示的熱敏電阻的檢測值進行設(shè)備控制，也可以使預(yù)先在微
機等中確定的設(shè)定值的變化幅度變小。理想的是4K (4'C )以內(nèi)，進
而最好為ik (rc )以內(nèi)。
另外，由過冷卻空間內(nèi)的空氣溫度不均場所導(dǎo)致的溫度的不同，
只要在過冷卻度幾度以內(nèi)就可以，但為了進入過冷卻，在過冷卻度2
r左右以內(nèi)是理想的，作為空氣溫度不均變得過大的問題，可以舉出 在冷卻大的食品時，部分先完成凍結(jié)。即，與過冷卻室的溫度無關(guān)，
用實驗求算溫度不均和過冷卻的深度時，溫度不均為2K以下時，過 冷卻的發(fā)生概率接近100%。因而，控制食品附近的溫度，降低風速 是重要的，同時通過模擬求算氣流分布、溫度分布，選定過冷卻室的 開口位置或尺寸，以使得在整個過冷卻室內(nèi)冷氣周圍局部的溫度不過 低。
關(guān)于過冷卻冷凍的溫度設(shè)定基準，在滿足如前所述的冷卻速度等， 發(fā)生過冷卻概率高的溫度帶中，例如有-3。C -10。C。在該溫度帶中， 因為包括認為大概冷凍的所有食品的凍結(jié)點，所以在發(fā)生過冷卻后可 以穩(wěn)定地凍結(jié)。另外，在這樣的溫度帶中的食品保存期間為兩周左右，
33例如即使在周末集中采購買入的食品由于預(yù)定變更等沒有用完的情況 下也可以安心保存到下一周。
進而，在該溫度帶凍結(jié)后保存時，由于可以不解凍地用刀具等切 分，節(jié)省烹調(diào)的麻煩。使酸奶或布丁等餐末甜點類由過冷卻冷凍凍結(jié) 時，由于形成非常微細的冰結(jié)晶，所以可以得到與通常冷凍、冷藏不 同的新食感。另外，過冷卻冷凍牛奶或果汁類等時，可能形成與通常 冷凍不同的食感的果子露冰淇淋等、微細水結(jié)晶特有的新菜肴。
接著，對作為冷卻室的過冷卻室(過冷卻盒)的過冷卻控制進行 說明。在此，根據(jù)從過冷卻開始的累計時間進行解除過冷卻時間的判 斷，通過使食品周圍的空氣溫度向低溫側(cè)變化來進行過冷卻解除。圖
9是表示作為儲存在控制裝置16中的過冷卻控制的冰箱的控制的時間 流程圖。為了使收納在過冷卻盒中的食品過冷卻，過冷卻盒內(nèi)的食品 的中心溫度、在此為表面溫度和中心溫度的差小的情況下，表面溫度 越過凍結(jié)點到達過冷卻狀態(tài)(步驟l)，壓縮機IO、風扇2、調(diào)節(jié)風門 46等進行動作，以把過冷卻盒的某一室內(nèi)(在此為切換室200)形成 例如在-2。C -20'C的范圍內(nèi)選擇的空氣溫度。另外，壓縮機10或風扇 2也可以由另 一箱室的溫度控制，只通過開關(guān)調(diào)節(jié)風門46來控制溫度。
在該步驟l中，設(shè)定切換室200的溫度的熱敏電阻(沒有圖示) 的設(shè)定溫度與通常時相同(在圖9中作為"Tset"表示)。到達可解除 過冷卻(指食品溫度到達比凍結(jié)點低3X:以上的溫度進行過冷卻的狀 態(tài))的時間(過冷卻狀態(tài)至少保持5秒后)(步驟2)，解除過冷卻后， 在食品整體完全凍結(jié)之前(步驟3)，熱敏電阻的設(shè)定溫度也可以做成 通常溫度設(shè)定(Tset)，但也可以使該設(shè)定溫度下降(在圖9中做成 "Tset-down"表示)，將切換室200的溫度調(diào)低。
在該情況下，增加了過冷卻解除的可靠性，由于解除后的冷卻速 度快，也提高了凍結(jié)質(zhì)量。另外，若像通常的急速冷凍那樣，在-20 。C以下快速冷卻，使過冷卻盒內(nèi)溫度下降， 一下子凍結(jié)，凍結(jié)質(zhì)量變 得更好。關(guān)于食品完全凍結(jié)后(步驟4)的保存溫度設(shè)定，形成-15'C 以上等高溫側(cè)的溫度設(shè)定時，提高節(jié)能性能，即使在-5'C -l(TC下冷凍保存，因為從冰箱取出可立刻用刀具切開，所以也容易使用。另夕卜，
作為-15'C以下等低溫的溫度設(shè)定時，提高了保存性。
歸納冰箱1的以上的控制裝置16的控制動作，形成圖10的流程 圖。按壓設(shè)在圖3中的液晶面板5上的過冷卻按鈕時，開始過冷卻時 間的累計(步驟l)。在此，從常溫到到達過冷卻溫度的時間事先確定 在5分~72小時的范圍，理想的是在1小時 24小時的范圍內(nèi)，經(jīng)過該 時間后(步驟2),進行使過冷卻盒內(nèi)部自動地向低溫側(cè)溫度變化的控 制(步驟3)。另外，沒有圖示的熱敏電阻檢測門開關(guān)等實際使用上的 溫度升高時，形成只累計規(guī)定溫度以下的時間的形式。若判斷圖9所 示的步驟2及步驟3的累計時間到達規(guī)定時間時(步驟4)，則使熱敏 電阻的設(shè)定溫度、壓縮機10及風扇2的速度返回到通常的值(步驟5)。 作為可使所收納的食品實現(xiàn)過冷卻狀態(tài)的冷卻室的切換室200，
可以在冷藏(約3。c )、水溫(約ox:)、軟冷凍(約-5。C 、 、 -9'C )、
冷凍(約-17'C以下)等多個的溫度帶中切換，對于這些溫度，由設(shè)在 水箱本體背面部的上部的微機等構(gòu)成的控制裝置16控制調(diào)節(jié)風門、壓 縮機、送風機等，對設(shè)定溫度進行切換設(shè)定。圖25表示設(shè)在門表面的 顯示面板5的一例。
圖25是表示本發(fā)明實施方式的液晶顯示面板的圖。在圖中，5是 顯示面板，設(shè)有選擇冷藏室、蔬菜室、冷凍室和切換室中任一個室 的箱室選擇開關(guān)5a，選擇對所選擇的箱室(貯藏室)的溫度調(diào)節(jié)或急 速冷凍的溫度調(diào)節(jié)及急冷開關(guān)5b，選擇過冷卻冷凍(瞬時冷凍)的過 冷卻冷凍(瞬時冷凍)開關(guān)5c，從通常、透明、快速和停止中選擇制 冰模式的制冰切換開關(guān)5d。另外，在此，過冷卻冷凍也可以說是用于 瞬時凍結(jié)的瞬時冷凍。
另外，也可以在顯示面板5上顯示各溫度帶的箱室(冷藏室、冷 凍室、切換室、蔬菜室、過冷卻室等)每一個的設(shè)定溫度或現(xiàn)在的溫 度。進而，在用非接觸的紅外線傳感器或熱電元件測量食品溫度的表 面溫度時，若在液晶顯示面板5上顯示該測出的食品表面溫度(例如 圖9所示的食品溫度)，則過冷卻狀態(tài)或食品的表面溫度一目了然，對冰箱的使用者來講無需把握時間經(jīng)過或開門確認食品冷卻為何種程 度，所以是便利的。
在此，在想要進行急速冷凍時，通過連續(xù)按壓溫度調(diào)節(jié)和急冷開
關(guān)5b規(guī)定時間(3秒)，進入急速冷凍模式，進行急速冷凍。另外， 在想進行過冷卻冷凍(瞬時冷凍)時，通過按壓過冷卻冷凍(瞬時冷 凍)開關(guān)5c，進入過冷卻模式，進行過冷卻冷卻或過冷卻冷凍。進而， 在本發(fā)明實施方式的冰箱中，具有制冰盤清掃模式，若連續(xù)按壓制冰 切換開關(guān)5d規(guī)定時間(約5秒)則進入制水盤清掃模式，進行制冰盤 的清掃。
所選擇的箱室(貯藏室)的溫度調(diào)節(jié)由溫度調(diào)節(jié)和急冷開關(guān)5b 進行，在本實施方式中把溫度做成用強、中、弱的三個水平顯示的方 式。該溫度顯示也可以直接在顯示面板5上顯示設(shè)定溫度。進而，該 冷卻室的設(shè)定溫度在設(shè)定成過冷卻狀態(tài)的情況、解除過冷卻狀態(tài)的情 況和解除并冷凍保存的情況下，會順次分階段地或連續(xù)地切換設(shè)定值。 該設(shè)定切換根據(jù)事先設(shè)定的定時器按時間間隔自動地切換成預(yù)先設(shè)定 的各溫度。
在此，通過在設(shè)于冷藏室100的門上的液晶面板5上設(shè)置開關(guān)等， 也可以手動切換這些設(shè)定的溫度。從過冷卻狀態(tài)解除、進而到冷凍保 存的冷卻室200的溫度，以檢測沒有圖示的熱敏電阻的設(shè)定溫度及其 室溫、或檢測食品表面的溫度使其成為設(shè)定值的方式，用調(diào)節(jié)風門等 冷氣調(diào)整機構(gòu)進行控制。另外，當然可以用測量食品溫度的紅外線傳 感器代替室溫測量的熱敏電阻進行壓縮機或調(diào)節(jié)風門的控制。
如上所述，對于過冷卻狀態(tài)，若由第一溫度設(shè)定進行冷凍室或冷 卻室的溫度的設(shè)定，由導(dǎo)入冷卻室的冷氣使食品成為過冷卻狀態(tài)，接 著預(yù)先存儲溫度差，由溫度差量比第 一溫度低的溫度解除食品的過冷 卻狀態(tài)，若判斷在食品表面的溫度狀態(tài)下解除了過冷卻狀態(tài)，則根據(jù) 用冰箱門的切換開關(guān)設(shè)定的第三溫度調(diào)整冷氣以便冷凍保存食品。這 樣，由于隔開時間間隔或測量食品的溫度，能順次改變第一設(shè)定溫度、 第二設(shè)定溫度和第三設(shè)定溫度，所以通過以存儲在微機上的軟件這樣的簡單構(gòu)造調(diào)整冷氣，不執(zhí)行急速冷凍或不成為-60'C那樣的極低溫也 可以達成能夠?qū)崿F(xiàn)能量少質(zhì)量好的食品冷凍的冷凍保存。在設(shè)定時間 間隔的情況下既可以是事先存儲的時間間隔，也可以由門表面的液晶 面板5設(shè)定時間。由此，根據(jù)食品的不同可以盡快處理。另外，通過 測量食品的溫度判斷解除，可以實現(xiàn)過冷卻度的深化。
另外，收納的食品成為過冷卻狀態(tài)時，作為設(shè)定機構(gòu)以作為在微 機中存儲的溫度的第一 溫度設(shè)定收納食品的冷凍室或冷卻室的溫度， 調(diào)整導(dǎo)入以該笫一溫度設(shè)定了溫度的冷卻室的冷氣量，進入過冷卻狀 態(tài)，且繼續(xù)該過冷卻狀態(tài)。接著，繼續(xù)過冷卻狀態(tài)、經(jīng)過作為過冷卻 所必要的時間而設(shè)定的時間后，供給比第一溫度低的溫度的冷氣，解 除食品的過冷卻狀態(tài)，以用設(shè)在門表面的溫度設(shè)定裝置設(shè)定的第三溫 度冷凍保存該解除了的食品。
若設(shè)定為預(yù)先存儲第 一溫度設(shè)定，則因為設(shè)定的第三溫度可簡單 地用手動進行切換，所以可設(shè)定成相互無關(guān)系。但是，在設(shè)定第一溫 度的情況下也可以預(yù)先根據(jù)食品的種類進行變更，把溫度設(shè)定裝置改 設(shè)在水箱的門表面或冷卻室側(cè)面。這些溫度設(shè)定狀態(tài)和食品表面檢測 出的溫度狀態(tài)也可以在液晶面板5上顯示，可以邊看著顯示邊改變設(shè) 定溫度。對于第三溫度的設(shè)定，也可以構(gòu)成可切換以下溫度帶領(lǐng)域的 構(gòu)造，即，考慮幾個月以上的長期保存從-30'C到-60X:的深溫帶領(lǐng)域， 由從-5'C到-15'C的微細的冰結(jié)晶、人可以利用刀具等切開的弱冷凍溫 度帶領(lǐng)域，或其中間的冷凍保存溫度領(lǐng)域等。
進行溫度設(shè)定時傳感器檢測的溫度，以成為其切換設(shè)定的溫度帶 的方式，由控制裝置進行壓縮機的轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)風門開關(guān)等接通斷開的 控制。如上所述，由于第一設(shè)定溫度和第三設(shè)定溫度設(shè)定為相互無關(guān) 系，所以根據(jù)保存期間或利用狀態(tài)，或根據(jù)時間或收納的食品的種類， 根據(jù)持續(xù)必要的過冷卻狀態(tài)的時間或過冷卻的深度改變設(shè)定溫度，從 而可進行柔性冷凍保存。
另外，在設(shè)定間接冷卻的冷卻室溫度的情況下，由設(shè)在冷卻室中 的傳感器測量室溫，或由冷卻的壁面的室溫的經(jīng)過時間進行推測，可
37判斷食品是否成為作為過冷卻狀態(tài)設(shè)定的第一溫度?？梢园验g接冷卻 的冷氣的溫度降低到比把收納在冷卻室的食品成為過冷卻狀態(tài)的第一 溫度低的溫度，降低壁面溫度解除過冷卻?；蛘?，也可以提高密閉的 冷卻室中的送風風扇的轉(zhuǎn)速，提高食品的周圍的風速，提高食品表面 的熱傳導(dǎo)率而解除過冷卻。食品表面的溫度分布越不均越容易解除過
冷卻。打開用解除這樣的食品的過冷卻狀態(tài)的過冷卻狀態(tài)解除機構(gòu)解 除了的冷卻室的開口，也可以由直接導(dǎo)入室內(nèi)的冷氣冷凍保存所述食 品，或在保持間接冷卻的狀態(tài)或進一步降低壁面的溫度，或維持著， 或冷凍保存室內(nèi)的食品。用這樣簡單的構(gòu)造，可進行能量少的冷凍保 存。
接著對非兩層盒的情況下的實施例進行說明。圖11是本發(fā)明的實
施方式1中的切換室200的側(cè)面剖面圖。采用與圖5相同符號的是同 樣的構(gòu)成。在切換室風路41內(nèi)配置切換室背面上側(cè)排出口 42和調(diào)節(jié) 向頂面前側(cè)的切換室頂面排出口 43的冷氣分配的間隔壁41a，由調(diào)節(jié) 風門46的開關(guān)角度分配冷氣。95是測定想由過冷卻冷凍的食品的表 面溫度的裝置，例如是紅外線傳感器。
設(shè)定在切換室200的頂面96，成為可檢測食品的表面溫度。另外， 表面溫度測定裝置95設(shè)置在作為不受來自頂面吹出口 43的冷氣影響 的位置，例如在吹出口 43在頂面96近前側(cè)的情況下i殳置在頂面96 的后方。另外，由于由背面吹出口 44形成的冷氣對食品的刺激比吹出 口43強，所以為了容易檢測由吹出口 44的冷氣形成的食品狀態(tài)，設(shè) 置在背面上部的頂面96。
接著，對把收納的食品形成過冷卻狀態(tài)的冷卻室、即過冷卻室(過 冷卻盒)的過冷卻控制進行說明。為對收納在過冷卻盒中的食品實施 過冷卻，在過冷卻盒內(nèi)的食品的中心溫度成為凍結(jié)點之前過度降低食 品的表面溫度，以不開始凍結(jié)的方式用表面溫度測定裝置95檢測食品 的表面溫度并以減少中心溫度和表面溫度的差的方式進行冷卻。例如， 如圖12所示，通過把調(diào)節(jié)風門46的開關(guān)角度半開到間隔壁41a位置， 增加向吹出口 43的冷氣分配，降^f氐流入過冷卻盒內(nèi)的冷氣的風速。另外，通過加長流經(jīng)風路41內(nèi)的距離提高冷氣溫度，來自吹出口 43的冷氣溫度比從接近調(diào)節(jié)風門46的吹出口 42流入的冷氣高，具有 不急劇冷卻食品表面的效果。此時的切換室設(shè)定溫度比通常的冷凍室 的設(shè)定溫度高。在中心溫度到達凍結(jié)點之前進行上述的冷卻，若判斷 成為到達凍結(jié)點的表面溫度，則快速冷卻，以便降低食品溫度的最低 到達點。這是由于凍結(jié)點以下的溫度成為不穩(wěn)定狀態(tài)，所以緩慢地降 低食品的溫度時，在過冷卻狀態(tài)的到達溫度高的狀態(tài)下有可能完全解 除的緣故。
由此，在表面溫度測定裝置95的溫度成為判定到達凍結(jié)點的溫度 的情況下，以提高風扇轉(zhuǎn)速，增加流入過冷卻盒的冷氣，或全開調(diào)節(jié) 風門46 (圖11的調(diào)節(jié)風門46的狀態(tài))增加冷氣流入量，降低最低到 達點溫度的方式，進行溫度控制。此時切換室設(shè)定溫度與冷卻到凍結(jié) 點的溫度設(shè)定相同，或降低設(shè)定溫度。接著食品解除過冷卻時，則表 面溫度測定裝置95的溫度升高。這是食品從過冷卻狀態(tài)解除過冷卻 時，則食品溫度上升到凍結(jié)點，由凍結(jié)點和到達過冷卻溫度之差的熱 能量(與溫度上升對應(yīng)的熱能量)在食品內(nèi)生成冰核的現(xiàn)象而形成的。
接受該判定使冷氣流入過冷卻室，以完全凍結(jié)的方式進行溫度控 制。使調(diào)節(jié)風門46全開，提高風扇轉(zhuǎn)速、壓縮機轉(zhuǎn)速，形成可流入更 低溫的冷氣。此時切換室設(shè)定溫度比通常溫度低。這樣把食品在到達 凍結(jié)點、從凍結(jié)點到達過冷卻最低達到點溫度、解除過冷卻、完全凍 結(jié)的各階段連續(xù)地或分階段地改變設(shè)定控制。例如，對送往過冷卻盒 的冷氣溫度、冷氣風量、冷氣風速進行控制，可靠地形成過冷卻狀態(tài)， 降低其過冷卻最低到達溫度，解除過冷卻，提高解除后的凍結(jié)速度， 實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的冷凍。
另外，在經(jīng)過一定時間、表面溫度測定裝置95的溫度不從凍結(jié)點 下降的情況下，判斷其食品不產(chǎn)生過冷卻(過冷卻失敗)，從凍結(jié)點相 變，進入凍結(jié)狀態(tài)，以與解除過冷卻后的溫度控制同樣可快速凍結(jié)的 方式控制溫度，以盡量維持食品的凍結(jié)質(zhì)量的方式，即使不是經(jīng)過過 冷卻狀態(tài)的冷凍，也可以形成更微細的冰結(jié)晶。對于不失敗的溫度控制，直到凍結(jié)點、例如肉的情況下都按作為凍結(jié)點的-rc進行溫度控制，把食品均勻地冷卻到中心溫度、到-rc的凍結(jié)點。
接著，把溫度設(shè)定控制在-4'C -7'C左右，由于降低過冷卻到達溫
度的、過冷卻最低到達點溫度在冷卻溫度以下不下降，所以在想下降到比凍結(jié)點-3。c以下的情況下有必要在-4x:以下的溫度進行冷卻。在此，成為過于低溫時，由于在不能使最低到達溫度低的狀態(tài)解除過冷卻，所以成為-7'C。對于解除過冷卻，過冷卻最低到達點到達凍結(jié)點
的-3"C (與形成5秒以上過冷卻狀態(tài)同樣的效果)，則實施用于解除過
冷卻的控制并解除。解除過冷卻后，通過急冷控制，控制為很快地凍結(jié)食品。在已經(jīng)保存、可用刀具簡單地切開的方式保存食品的情況下
(在-5'C -10。C保存)，在急冷中，以已經(jīng)保存了的食品不能成為切不開的方式，把食品溫度不能下降到-10。c以下的方式進行溫度控制是理
想的。只要是冷凍溫度帶，則沒有該必要，在更低溫進行急冷。
另外，即使在自然對流等的風速小的環(huán)境下過冷卻狀態(tài)和過冷卻最低到達溫度，可由階段性的溫度控制實現(xiàn)，但用風速、冷氣溫度的控制也可得到同樣的效果，進而對于急冷或由冷凍設(shè)定使用切換室的情況的急冷控制，在自然對流中，不能得到冷卻速度，與此相對，在本實施例這樣的直接流入冷氣的情況下可形成急冷，進而，通過以時間間隔設(shè)定過冷卻狀態(tài)的維持或解除，實現(xiàn)縮短過冷卻冷凍時間，提高冷凍質(zhì)量，可有效利用進行過冷卻冷凍的食品的空間以及相對冷卻室與不進行過冷卻的食品的混在一起等，可形成廣闊的范圍利用。在上述實施例中，雖然在過冷卻盒上方開口部不設(shè)置蓋等，但由蓋等控制冷氣風量、冷氣風速一起進行實施，也可得到同樣的效果。此時，沒有必要由蓋完全覆蓋上方開口部，也可以為可控制冷氣風量、冷氣風速的范圍。
接著，對把構(gòu)成上下兩層的切換盒201的上段盒作為過冷卻盒的情況進行說明。圖13是本發(fā)明的實施方式1中的與圖5對應(yīng)的切換室200的側(cè)面剖面圖。如圖13所示，把構(gòu)成上下兩層的切換盒201的上段盒作為過冷卻盒40。過冷卻盒4(H殳置在切換室頂面吹出口 43的后
40方、成滑動式拉出的構(gòu)造。根據(jù)該構(gòu)造，因為來自切換室頂面吹出口
43的冷氣不直接接觸過冷卻盒40內(nèi)部和收納在其中的食品，所以可使溫度維持在穩(wěn)定狀態(tài)。
圖14是與切換室頂面吹出口 43連接的通道50的俯視圖。為了更好地冷卻過冷卻盒40，也可以構(gòu)成在通道50的途中開設(shè)孔51,使流過通道50的冷氣自然落下的構(gòu)造。
使用圖13的過冷卻盒時，拉出切換盒201，拉出獨立式的過冷卻盒40。由于只在使用時拉出過冷卻盒40,所以具有使用切換室200時過冷卻盒40的溫度難以上升的優(yōu)點。另外，把過冷卻盒40設(shè)置在切換室200的上方，具有不改變現(xiàn)有的切換盒的尺寸、可追加新盒的優(yōu)點。
接著，對過冷卻盒的構(gòu)造進行說明。圖15是本發(fā)明的實施方式1中的過冷卻盒的構(gòu)造圖。在此，用蓋60覆蓋設(shè)在切換室200中的切換盒201的上部，把切換盒201的整體作為過冷卻盒。圖15是切換盒201的整體由蓋60覆蓋，其整體形成過冷卻盒的例子。另外，也可以在切換盒201的內(nèi)部在縱向或橫向設(shè)置間隔并用蓋60只覆蓋^J司隔開的一部分，做成只把用蓋60覆蓋的部分作為過冷卻盒的構(gòu)造。
因為在設(shè)置蓋60而成為過冷卻盒的空間內(nèi)不直接吹入冷氣，所以盒內(nèi)成為完全間接冷卻。另外，這樣形成的過冷卻盒內(nèi)幾乎沒有溫度變動，進而，可以使其以最低成本實現(xiàn)。另外，通過進行不使風進入盒內(nèi)的冷卻、例如在壁內(nèi)部使冷氣或冷媒循環(huán)等來冷卻壁而形成輻射冷卻，若利用這種輻射冷卻，也可以把沒有蓋60的盒作為過冷卻盒。
接著，對在切換室中的設(shè)置風扇的構(gòu)造進行說明。圖16是本發(fā)明的實施方式1中的與圖5對應(yīng)的切換室200的側(cè)面剖面圖。如圖16所示，在本實施方式中，在切換室200的上部設(shè)置風扇(切換室風扇)70。根據(jù)該構(gòu)成，通過風扇70的作用，因為可緩慢地攪拌切換室200內(nèi)的空氣，所以不用提高冷卻速度，可以保持空氣溫度均勻。在過冷卻盒40內(nèi)有時會放入大的食品，但在此構(gòu)成中，在這種的情況下可以消除食品整體的冷卻不均，可穩(wěn)定地產(chǎn)生過冷卻。過冷卻盒40也可以設(shè)置在切換室200內(nèi)的任何部分，既可以相對切換盒201形成獨立的盒，或者也可以把切換盒201整體當作過冷卻盒40。
接著，對在切換室內(nèi)的切換盒的下部配置構(gòu)成過冷卻空間的過冷卻盒的構(gòu)成進行說明。圖17是本發(fā)明的實施方式1中的對應(yīng)圖5的切換室200的側(cè)面剖面圖，圖18是在本實施方式中使用的過冷卻盒的立體圖，圖19是表示向按本實施方式的過冷卻盒的流入冷氣的圖。如圖17所示，在切換室200內(nèi)的切換盒201的下部配置構(gòu)成過冷卻空間的過冷卻盒81。在切換室200的周圍設(shè)置切換室風路41,另外，設(shè)置排出來自冷卻器3的冷氣的三個吹出口，即，切換室背面上側(cè)吹出口 42、切換室背面下側(cè)吹出口 44和切換室頂面吹出口 43。
另外，在切換室風路41的入口部設(shè)置調(diào)節(jié)送向切換室200的冷氣量的調(diào)節(jié)風門46。如圖18所示，在此使用的過冷卻盒81，在盒背面形成流入來自切換室背面下側(cè)吹出口 44的冷氣的切口 90，在盒前面形成排出從切口 90流入的冷氣的狹縫91。為使來自冷卻器3的冷氣在過冷卻盒81中以圖19的箭頭所示方向流動，在過冷卻時和解除過冷卻時，用調(diào)節(jié)風門46等流量調(diào)整裝置調(diào)整其流量是理想的。另外，在盒背面形成流入冷氣的切口或開口 、在盒前面形成排出所流入的冷氣的狹縫或開口的構(gòu)成，也適用于實施方式1中的任一個過冷卻盒。
以下，對圖17、圖18表示的利用過冷卻盒81的實施方式1中的冰箱的過冷卻控制進行說明。圖20是表示該過冷卻控制例子的時間流程圖。為了過冷卻收納在過冷卻盒81中的食品，在收納在過冷卻盒81中的食品的中心溫度超過凍結(jié)點、達到過冷卻狀態(tài)之前(步驟l)，使壓縮機10、風扇2和調(diào)節(jié)風門46等動作，以使切換室200內(nèi)達到例如在-2'C -20。C的范圍中選擇的空氣溫度。另外，也可以是壓縮機IO或風扇2由另外的箱室的溫度進行控制，只由調(diào)節(jié)風門46的開關(guān)進行溫度控制。
在此，使調(diào)節(jié)風門46如通常那樣反復(fù)全開/全關(guān)。然后，在到達可解除過冷卻的食品中心溫度時(步驟2)，半開調(diào)節(jié)風門46的開度，使冷氣主要流入過冷卻盒81側(cè)。作為調(diào)節(jié)風門46的半開角度，只要是給與氣流橫向矢量的角度就可以。理想的是10度 60度的角度。半開調(diào)節(jié)風門46的時間取解除過冷卻后、直到完全凍結(jié)的時間(步驟2、3)。食品完全凍結(jié)后的保存期間(步驟4)的控制如通常那樣返回反復(fù)全開/全開調(diào)節(jié)風門46。
總結(jié)冰箱1的上述控制動作，如圖21的流程圖所示。開始過冷卻控制后，開始步驟1的時間的累計(步驟51)。接著，判斷步驟l是否經(jīng)過了規(guī)定時間(步驟52)，在判斷到達規(guī)定時間時半開調(diào)節(jié)風門46，開始累計步驟2的時間(步驟53)。然后，判斷步驟2是否經(jīng)過了規(guī)定時間(步驟54)，在判斷到達規(guī)定時間時全開調(diào)節(jié)風門46，返回通常控制(步驟55)。
在為了得到過冷卻狀態(tài)的控制時，由于幾乎沒有流入過冷卻盒81的冷氣，所以可形成穩(wěn)定的過冷卻狀態(tài)，而且，由于在解除過冷卻時幾乎所有的冷氣只流入過冷卻盒81，所以解除過冷卻，可靠地產(chǎn)生凍結(jié)。進而，也具有在解除過冷卻時對切換盒201的空氣溫度幾乎沒影響的優(yōu)點。另外，在切換室200中也可以通過變更調(diào)節(jié)風門46開度或調(diào)節(jié)風量來調(diào)節(jié)冷卻量，積極動作以抑制空氣溫度變動。
圖22是在圖3的冰箱的切換室內(nèi)設(shè)置過冷卻用的帶蓋的另設(shè)式的過冷卻盒202時的剖面圖。在此，把過冷卻盒202設(shè)置在使來自吹出口 203的冷氣流過過冷卻盒202上面的位置。另外，圖23是表示在切換盒201內(nèi)設(shè)置過冷卻盒202的狀態(tài)的圖。這樣，把過冷卻盒202做成帶蓋的另設(shè)式盒的情況下的優(yōu)點是在周圍收納溫度狀態(tài)不同的食品情況下過冷卻盒202內(nèi)的食品也難以受其影響。
另外，也可以在過冷卻盒202的蓋部分放入絕熱材料，在這種情況下，難以接受來自吹出口 203的冷氣的影響，有可產(chǎn)生穩(wěn)定的過冷卻的優(yōu)點。另外，由于存在通過直接吹入冷氣產(chǎn)生的溫度不均成為解除過冷卻的主要原因的情況，所以蓋的一部或全部也可以使用熱傳導(dǎo)性好的部件，把吹出口的數(shù)量和位置、排出口的形狀、吹出口與蓋的位置關(guān)系設(shè)計成位于規(guī)定的溫度不均范圍內(nèi)。規(guī)定的溫度不均范圍是IOK以內(nèi)，理想的是5K以內(nèi)，更理想的是2K以內(nèi)。
43的實施方式中，對切換盒或過冷卻盒的一部分或整體采用熱傳導(dǎo)好的材料(例如，不銹鋼、鋁、銅等的金屬板)時，可使盒內(nèi)的溫度均勻。作為雙重構(gòu)造，也可以使溫度均勻。另外，做成設(shè)有可吸收食品熱容量的蓄熱劑的盒時，則可進一步短縮過冷卻冷凍時間。
以上，對以預(yù)先在微型機等記錄了過冷卻解除時期的時間為基礎(chǔ)進行的控制進行了說明，在以下對判斷過冷卻解除時期的其他方法進行說明。如已說明的那樣，為了深化過冷卻狀態(tài)，繼續(xù)降低冷卻室的
溫度時，例如在比-io匸低的情況下自動地產(chǎn)生過冷卻解除的概率變高。產(chǎn)生該自動的解除時由于食品溫度變高，則可以判別。在產(chǎn)生了自動解除或強制解除的情況下，可以用傳感器測量確認解除時期。判斷解除過冷卻的時期可以用紅外線傳感器、超聲波傳感器、電場傳感器等，可判斷過冷卻品的狀態(tài)。
在使用紅外線傳感器情況下，紅外線傳感器設(shè)置在設(shè)有過冷卻盒的空間的壁面，做成由可動式可以看見盒內(nèi)整體，或做成陣列傳感器，
也可以看見盒內(nèi)整體。作為設(shè)置位置，通過例如設(shè)置在切換室200背
面從斜上方看見過冷卻盒，可看見整體。進入過冷卻模式時，紅外線傳感器檢測過冷卻盒內(nèi)的食品表面溫度，可檢測食品的表面溫度的變化。由該變化容易知道解除。
進而，根據(jù)所檢測的表面溫度算出食品的中心溫度，另外，該食品的算出的中心溫度是在上述的過冷卻條件表示的溫度，而且，判斷達到預(yù)先設(shè)定存儲在微型機等的溫度時，可施加過冷卻解除的刺激。由此，可短縮過冷卻狀態(tài)的時間。當然，也存在表面溫度和中心溫度的差小的情況，優(yōu)先判斷即使達到設(shè)定的控制時間間隔進行解除的時間溫度差也小，進而可降低冷卻溫度，深化過冷卻度。這樣，利用表面溫度測量，可使復(fù)雜的判斷變簡單。
在使用超聲波傳感器的情況下，超聲波傳感器接觸過冷卻盒。超聲波傳感器由超聲波的發(fā)射部和接收其反射波的接收部構(gòu)成。設(shè)置位置若是在關(guān)閉過冷卻盒的門時與盒接觸的場所等何處均可，例如通過
44在切換室200背面在傳感器臺座上設(shè)置彈簧，使配線長度為最短而降 低成本且在關(guān)閉切換室時可可靠地與盒接觸。進入過冷卻^t式時，超 聲波傳感器向過冷卻盒內(nèi)的食品發(fā)射超聲波。
超聲波由于可在接觸物質(zhì)內(nèi)傳播，所以通過傳感器與盒接觸，在 收納在盒內(nèi)在與盒接觸的物質(zhì)中也傳播超聲波。此時，與在食品未凍 結(jié)或過冷卻的狀態(tài)下水分以液體存在時相比，解除過冷卻生成水結(jié)晶 時，超聲波容易傳播，振動的超聲波到達接收部的速度加快。由于從 該時間差或傳播速度的差可檢測過冷卻解除而食品中的水分開始凍 結(jié)，所以可轉(zhuǎn)移到過冷卻后解除的控制。
在使用電場傳感器的情況下，在過冷卻空間設(shè)置電場傳感器。電 場傳感器的電極部只要是金屬制的什么樣的形狀均可。例如，為了簡 單地粘貼在冰箱的內(nèi)箱等上，只要是箔狀，就可沿內(nèi)箱的凹凸進行粘 貼。通過做成比箔厚的板狀，可得到安裝時少破損的電極。另外，也 可以是非接觸式，只要是在水箱的壁面設(shè)置在何處均可，在與想測定 的物質(zhì)之間即使有其他物質(zhì)例如塑料板等也可以進行測定。電場傳感 器由食品內(nèi)部的介電常數(shù)不同而使得輸出改變。與在食品未凍結(jié)或過 冷卻的狀態(tài)下水分以液體存在時相比，解除過冷卻，生成水結(jié)晶時， 由于介電常數(shù)大幅度減小，所以利用此判斷過冷卻解除時期，可轉(zhuǎn)移 到過冷卻解除后的控制。
另外，在使用上述的裝置以外，也可以用溫度計直接測量食品的 溫度，判斷過冷卻解除時期，施加過冷卻解除的刺激。溫度計用配線 與水箱連接，前端呈金屬絲狀。在把食品放入過冷卻盒時，使用者在 想測定溫度的食品中插入溫度計。由此，由于可測定食品內(nèi)部的溫度， 所以可直接認識是否達到規(guī)定的過冷卻溫度。在食品內(nèi)部到達充分的 過冷卻溫度時，可轉(zhuǎn)移到用于解除過冷卻的控制。
接著，對不是上述已說明了的通過降低溫度或?qū)肜錃庑纬傻倪^ 冷卻解除，而是其他的過冷卻解除方法進行說明。作為其他的過冷卻 解除方法，例如有對過冷卻盒施加振動的方法，或施加聲波的方法等。 作為給與振動的方法，有用機械的方法，利用冰箱內(nèi)的動作設(shè)備的振動的方法等。另外，作為用于解除過冷卻時只冷卻過冷卻盒、不降低 切換盒的溫度的另一種方法，例如有在切換盒的周圍壁預(yù)先設(shè)置加熱 器，解除過冷卻時只對切換盒側(cè)用加熱器加溫的方法。進而，例如有 在過冷卻盒的周圍壁預(yù)先設(shè)置加熱器，在過冷卻中接通對過冷卻盒加 溫的加熱器，在解除過冷卻時斷開等的方法。另外，不一定必須進行 過冷卻解除。也可以維持過冷卻狀態(tài)，原封不動地收納。
以上，與本發(fā)明的實施方式相關(guān)，對過冷卻空間的構(gòu)造、過冷卻 解除時期判斷的方法及過冷卻解除方法等進行了說明，在以下對過冷 卻解除后的保存方法進行說明。
解除過冷卻后，在-iox:以上的范圍冷凍保存的情況下，可維持在 凍結(jié)后也可用刀具一下子地切開的狀態(tài)。通過經(jīng)過過冷卻狀態(tài)的凍結(jié)， 由于食品內(nèi)部的冰結(jié)晶變得細小，所以具有與通常凍結(jié)時相比容易切 開的優(yōu)點。另外，保存溫度帶由于是凍結(jié)點以下，所以可以兩周左右 的程度長期保存。
解除過冷卻后，在-10。C -15。C的范圍保存的情況下，在通常的凍
結(jié)方法中冰結(jié)晶生成大的針狀，凍結(jié)后用刀具不能切開，但在本發(fā)明 的方式中，由于在食品內(nèi)部形成的水結(jié)晶細小，所以得到可用刀具切 開狀態(tài)的優(yōu)點。另外，對于保存期間也可以兩周以上一個月左右長期 保存。
在解除過冷卻后-15。C以下的溫度帶保存時，與通常的冷凍同樣可
保存一個月左右，而且，由于水結(jié)晶細小、很難破壞食品細胞，所以 與普通被凍過的食品相比可感到質(zhì)量好的味道、食感等。
作為上述改變保存溫度的機構(gòu)有在一個箱室切換溫度的方法。另 外，為了過冷卻凍結(jié)，用高的冷凍溫度帶的箱室，在保存時也可以向
低的冷凍溫度帶的箱室移動。作為高的冷凍度帶是比-15'C高的溫度 帶，作為低的冷凍溫度帶是-15。C以下的溫度帶。
另外，經(jīng)過過冷卻狀態(tài)凍結(jié)時，因為食品內(nèi)部的冰結(jié)晶以小的粒 狀形成，所以結(jié)凍率高，即是，即使冷凍保存溫度比現(xiàn)有的低，用刀 具也可以一下子切開。即是，延長了用刀具等可切開狀態(tài)的保存期間，具有以新的功能得到高質(zhì)量冷凍溫度帶的優(yōu)點。
另外，說明了作為冷卻室的過冷卻空間位于切換室200的情況， 但過冷卻空間也可以i殳在圖3中的冰箱的冷藏室100、冷凍室300、蔬 菜室400、制水室500的任一部分。另外，也可以把這些室內(nèi)的全部 或一部分當作過冷卻空間。進而，過冷卻空間也可以形成在冷凍溫度 帶的獨立的密閉空間。在此，在任何情況下，或構(gòu)成過冷卻空間內(nèi)或 收納在此處的食品不直接接觸強的冷氣的構(gòu)造，或形成可調(diào)節(jié)進入過 冷卻空間內(nèi)冷氣量，這是理想的。
本發(fā)明的水箱，通過改變一般冰箱的樣式的一部分，可得到可實 施過冷卻冷凍的冰箱。另外，以家庭用冰箱的構(gòu)造為中心進行了說明， 在大型的極低溫業(yè)務(wù)用冷凍倉庫考慮本發(fā)明，可構(gòu)成利用以下的控制， 例如在收納食品后，以規(guī)定的冷卻速度把溫度下降到凍結(jié)點，對對象 食品進行以高的冷凍溫度利用整體分布好的氣流使溫度一點點下降并 維持過冷卻的冷卻，在規(guī)定時間后把更低溫度直接吹到食品，急速冷 凍而解除過冷卻，其后以比形成過冷卻狀態(tài)溫度低的溫度，例如-18
x:左右的冷凍溫度進行保存。由此，可實現(xiàn)大幅度節(jié)能。
進而，有效的是，在作為冰箱的低溫運輸車中在運輸食品的同時 進入過冷卻狀態(tài)，維持過冷卻狀態(tài)，把較低溫的冷氣直接供給食品解 除過冷卻，可進行冷凍保存。即是，在肉或魚等的情況下，因為在各 細胞及細胞間沒有間隙而填充水分，相當于沒有間隙填充了水的容器， 所以在運輸中沒有因振動而形成的解除過冷卻，而且，收納常溫的食 品，以不過低的溫度冷卻，最終冷凍溫度也不用如業(yè)務(wù)用冷凍冰箱那 樣的-60。C等的極端低的溫度，充其量是-20'C左右的冷凍溫度即可， 所以作為運輸車不使用能量，而且，對利用運輸時間進行過冷卻冷凍 等運輸前后的節(jié)能起作用，把冷凍質(zhì)量好的食品發(fā)往送貨地點。
另外，在本發(fā)明的冰箱實施過冷卻冷凍的食品，由于在形成過冷 卻狀態(tài)的冷卻速度慢，所以溫度均勻地下降到食品內(nèi)部后，同時開始 形成水結(jié)晶，在一部分產(chǎn)生的冰結(jié)晶不會不均地成長，在食品內(nèi)部形 成的冰結(jié)晶的尺寸變小，可維持食品質(zhì)量。在圖24表示冷卻速度和食
47品內(nèi)部的冰結(jié)晶的尺寸的關(guān)系。從圖24可以看出具有冷卻速度越快則 在食品內(nèi)部形成的冰結(jié)晶的尺寸越大的傾向。
本發(fā)明的冰箱由于具有冷凍室、冷卻室、溫度設(shè)定機構(gòu)和冷氣調(diào) 整機構(gòu)，該冷凍室用從冷卻器循環(huán)的冷氣可對收納的食品的溫度在從 0 °C到冷凍溫度帶的溫度連續(xù)地或分階段地進行調(diào)整；該冷卻室輸入從 冷凍室的冷氣吹出口吹出而吸入冷卻器的冷氣，將食品維持成即使是 凍結(jié)點以下的溫度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)，配置在冷凍室內(nèi)；該溫度 設(shè)定機構(gòu)設(shè)定冷凍室的溫度為-2。C以下且-15'C以上，以使貯藏于冷卻 室的食品達到過冷卻狀態(tài)；該冷氣調(diào)整機構(gòu)調(diào)整在冷凍室內(nèi)吹出而被 取入至冷卻室的冷氣，以抑制收納在冷卻室中的食品周圍的風速，維 持貯藏于冷卻室的食品成為過冷卻狀態(tài)，這樣，可實現(xiàn)節(jié)能的高質(zhì)量 的冷凍。
本發(fā)明的水箱具有冷凍室、冷卻室和間隙，該冷凍室由來自冷卻 器的冷氣冷凍收納的食品；該冷卻室取入從冷凍室的冷氣吹出口吹出 而被吸入冷卻器的冷氣，維持貯藏的食品成為即使是凍結(jié)點以下的溫 度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)，配置在冷凍室內(nèi)；冷卻室由配置在冷凍室 的上側(cè)盒覆蓋的下側(cè)盒構(gòu)成，同時，該間隙設(shè)在上側(cè)盒與下側(cè)盒之間， 取入冷氣；間隙向著與在冷凍室內(nèi)流動的冷氣的流動方向不同的方向 開口，由于間隙的尺寸是10mm 30mm左右，所以可用簡單的構(gòu)造實 現(xiàn)節(jié)能的高質(zhì)量冷凍。
本發(fā)明的冰箱具有過冷卻室、冷氣調(diào)整機構(gòu)和過冷卻解除機構(gòu)， 該過冷卻室由來自冷卻器的冷氣維持收納的食品為即使在凍結(jié)點以下 且-15 'C以上的設(shè)定溫度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)；該冷氣調(diào)整機構(gòu)可改 變吹出到過冷卻室內(nèi)在過冷卻室內(nèi)循環(huán)的冷氣的溫度；該過冷卻解除 機構(gòu)由冷氣調(diào)整機構(gòu)對收納在過冷卻室處于過冷卻狀態(tài)的食品供給比 設(shè)定溫度低2度 5度左右的溫度的冷氣，解除食品的過冷卻狀態(tài)；由 于具有這些，所以可簡單地得到質(zhì)量好的冷凍食品。
本發(fā)明的設(shè)定冷凍室或冷卻室溫度的溫度設(shè)定機構(gòu)，在冷卻收納 在冷卻室的常溫的食品時，由于把食品的表面溫度在從3'C降低到0。C的范圍的冷卻速度設(shè)為-3.5。C/hr -l(TC/hr的范圍，所以可可靠地進 入過冷卻狀態(tài)。
在向本發(fā)明的冷凍室或冷卻室吹出冷氣的冷氣吹出口、向冷卻室 取入冷氣的取入口及冷氣吹出口和取入口之間的風路的至少任一個中 設(shè)置調(diào)整冷氣的冷氣調(diào)整機構(gòu)，由冷氣調(diào)整機構(gòu)調(diào)整冷氣，將處于過 冷卻狀態(tài)的食品周圍的風速抑制為0.1m/s~0.5m/s左右，所以可維持過 冷卻狀態(tài)。
本發(fā)明的冷氣調(diào)整機構(gòu)在冷氣吹出口和所述取入口之間的風路構(gòu) 成多次彎曲或設(shè)置與所述冷卻室的縱深相當?shù)娘L路長度，或者，該冷 氣調(diào)整機構(gòu)由調(diào)節(jié)風門將向所述冷凍室或所述冷卻室吹出的冷氣在所 述冷氣吹出口的風速抑制為1.0m/s~1.2m/s左右，由此可維持過冷卻狀 態(tài)。
本發(fā)明的設(shè)定冷凍室或冷卻室溫度的溫度設(shè)定機構(gòu)，把設(shè)定為食 品的凍結(jié)點以下且-17X:以上的冷凍溫度帶的冷凍室或冷卻室的溫度 作為食品的溫度凍結(jié)點，在成為預(yù)先設(shè)定的溫度以下的情況下或食品 貯藏在冷卻室后經(jīng)過規(guī)定時間的情況下，由于把冷凍室的設(shè)定溫度下
降rc 2。c左右以深化食品的過冷卻狀態(tài)，所以可提高食品的冷凍質(zhì)
本發(fā)明的冷氣調(diào)整機構(gòu)，在貯藏的食品為過冷卻狀態(tài)時，由于把 通過食品周圍的空氣溫度的冷卻狀態(tài)變化形成的變動幅度調(diào)整成在 io'c以內(nèi)，或把冷卻室內(nèi)部的空氣溫度不均調(diào)整成在2t;以內(nèi)，所以 可維持過冷卻狀態(tài)。
收納本發(fā)明的食品經(jīng)過一定時間后或檢測食品的溫度急變，由于 對冷凍室內(nèi)或冷卻室內(nèi)的食品給與溫度、振動、超聲波等的物理沖擊， 解除過冷卻，以預(yù)先設(shè)定的冷凍溫度保存或急速冷凍，所以可提高食 品的冷凍質(zhì)量。由于該過冷卻解除可由向冷卻室直接導(dǎo)入冷氣來進行， 所以可簡單進行。
本發(fā)明的冷凍保存方法，所使用的冰箱具有冷卻室和冷氣調(diào)整機 構(gòu)，該冷卻室由來自冷卻器的冷氣維持收納的食品在即使在凍結(jié)點以下且-15。C以上的設(shè)定溫度也不會結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)；該冷氣調(diào)整機構(gòu) 可改變向冷卻室內(nèi)吹出在過冷卻室內(nèi)循環(huán)的冷氣的溫度，其中，具有 把食品收納在設(shè)定成-15'C以上的冷卻室中的步驟；由冷氣調(diào)整機構(gòu)在 進行一定時間調(diào)整、以使冷卻室內(nèi)的溫度在-10 。C以上或冷卻室內(nèi)的風 速在0.5m/s以下的步驟；對收納在冷卻室處于過冷卻狀態(tài)食品直接供 給比設(shè)定溫度低2'C 5'C左右的溫度的冷氣、解除食品過冷卻狀態(tài)的 步驟；由此，可形成在冷凍車輛那樣的車輛用冰箱的情況下、以在運 輸中花費時間到達的途中或在必要時以少的能量、把質(zhì)量好的冷凍保 存食品供給目的地等的多樣的商業(yè)系統(tǒng)。
另外，上述實施方式的冰箱，由于在形成過冷卻狀態(tài)時是間接冷 卻的，所以可降低因直接吹冷氣形成的食品干燥，可抑制過度冷凍。 另外，與現(xiàn)有的急速冷凍相比，使作為形成過冷卻狀態(tài)時重要條件的 冷卻速度緩慢，所以溫度變動少，可均勻地冷卻食品整體。
另外，上述實施方式的冰箱，由于設(shè)置含有可抑制溫度變化的熱 容量大的物質(zhì)、或含有抑制吹出氣流的直接流入的構(gòu)造的過冷卻盒， 所以不會受到因開關(guān)門形成的溫度變化的影響，穩(wěn)定保存過冷卻盒內(nèi) 的溫度。
另外，上述實施方式的冰箱，由于只在解除過冷卻時在低溫側(cè)改 變溫度，所以可使給與切換盒等已有的空間的影響控制在最小限度， 可并用設(shè)定在其他的溫度帶的空間或盒。
另外，上述實施方式的冰箱，由于解除過冷卻可在-2'C以下(例 如-5'C以下)的溫度進行，與作為現(xiàn)有實施例子的解除過冷卻的方法 的急速冷凍相比，因為可減少能量消費量，所以節(jié)能性能優(yōu)良。
另外，上述實施方式的冰箱，由實際使用狀況可對解除過冷卻后 的保存溫度選擇軟冷凍和長期保存用冷凍等，所以具有使用方便的優(yōu) 點。
本發(fā)明的水箱具有設(shè)定冷卻室的溫度、由導(dǎo)入冷卻室的冷氣使 食品處于過冷卻狀態(tài)的第 一溫度設(shè)定機構(gòu)；以比由所述第 一溫度設(shè)定 機構(gòu)設(shè)定的冷卻室的溫度低的溫度解除食品的過冷卻狀態(tài)的第二溫度設(shè)定機構(gòu)；在解除過冷卻狀態(tài)后冷凍保存食品的第三溫度設(shè)定機構(gòu)； 由于可隔一定時間間隔或測量食品的溫度而順序改變設(shè)定第 一溫度設(shè) 定機構(gòu)、第二溫度設(shè)定機構(gòu)和第三溫度設(shè)定機構(gòu)的溫度，所以可用簡
單的構(gòu)造、用少的能量進行冷凍保存。
本發(fā)明的冰箱具有第一溫度設(shè)定機構(gòu)、過冷卻狀態(tài)解除機構(gòu)和 第三溫度設(shè)定機構(gòu)，該第一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定冷卻室的溫度，用導(dǎo)入 冷卻室的冷氣使食品處于過冷卻狀態(tài)；該過冷卻狀態(tài)解除機構(gòu)用比由 第一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的冷卻室的溫度低的溫度的冷氣解除食品的過 冷卻狀態(tài)；該第三溫度設(shè)定機構(gòu)冷凍保存由過冷卻狀態(tài)解除機構(gòu)解除 的食品；由于由第三溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的冷卻室的溫度可設(shè)定為與由 第 一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的冷卻室的溫度無關(guān)系，所以可進行柔性冷凍 保存。
本發(fā)明的冰箱具有第一溫度設(shè)定機構(gòu)、過冷卻狀態(tài)解除機構(gòu)和 第三溫度設(shè)定機構(gòu)，該第一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定冷卻室的溫度、由冷卻 室的冷卻了的壁面把食品處于過冷卻狀態(tài)；該過冷卻狀態(tài)解除機構(gòu)導(dǎo) 入比導(dǎo)入冷卻室、使食品處于過冷卻狀態(tài)的冷氣的溫度低的溫度或比 食品周圍的風速快的風速的冷氣，解除食品的過冷卻狀態(tài)；該第三溫 度設(shè)定機構(gòu)用導(dǎo)入由過冷卻狀態(tài)解除機構(gòu)解除了的冷卻室的冷氣冷凍 保存所述食品；由此，可用簡單的構(gòu)造、用少的能量進行冷凍保存。
由于具有可改變用本發(fā)明的第三溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的冷卻室溫度 進行設(shè)定的溫度設(shè)定機構(gòu)，所以可得到根據(jù)食品的種類，改變保存溫 度等的使用方便的好的冰箱。
如以上說明的，在本發(fā)明中，具有由來自配置在貯藏食品的冰箱 本體的冷卻器的冷氣把收納魚、肉類、蔬菜和果實等食品設(shè)定為0°C 以下的設(shè)定溫度、在過冷卻狀態(tài)冷卻的過冷卻室，并設(shè)有控制裝置， 其在食品達到的中心溫度成為大體凍結(jié)溫度(結(jié)凍點，結(jié)冰點)之前 用比0'C低、比設(shè)定溫度高的第一溫度對過冷卻室進行緩慢冷卻，在 判斷食品的中心溫度達到大體凍結(jié)溫度的情況下，以比第一溫度低的 第二溫度，維持即使在凍結(jié)溫度以下也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)，緩慢地到達過冷卻最低溫度對過冷卻室進行冷卻。
另外，本發(fā)明的控制裝置在置于過冷卻室內(nèi)的食品中心溫度略比 凍結(jié)溫度低以后提高到大體凍結(jié)溫度而解除過冷卻狀態(tài)情況下，在第 二溫度或比第二溫度低的溫度加大冷卻風量或冷卻風速，保存在急速 冷卻并完全凍結(jié)的設(shè)定溫度。
這樣，在本發(fā)明中，在食品到達凍結(jié)點，從凍結(jié)點到過冷卻最低 達到點溫度、解除過冷卻和完全凍結(jié)的各階段連續(xù)地或階段地改變設(shè) 定控制。例如，控制向過冷卻盒的冷氣溫度、冷氣風量和冷氣風速， 可靠地成為過冷卻狀態(tài)，降低該過冷卻最低到達溫度，解除過冷卻， 提高解除后的凍結(jié)速度，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的冷凍。
因此，本發(fā)明的冰箱，作為高質(zhì)量冷凍功能，由于不采用現(xiàn)有的 急速冷凍，而采用過冷卻冷凍功能，所以可用比現(xiàn)有的少的能量實現(xiàn) 高質(zhì)量冷凍，即可取得實現(xiàn)經(jīng)濟冷凍的效果。
另外，本發(fā)明的水箱，通過采用可減少向進行過冷卻的空間內(nèi)直 接吹入冷氣，使溫度均勻，可階段地改變多個冷卻溫度的溫度控制的、 新的過冷卻室構(gòu)造或過冷卻室盒構(gòu)造，用與現(xiàn)有技術(shù)沒有大變化的冰 箱構(gòu)造和控制，取得實現(xiàn)食品的過冷卻冷凍的效果。
另外，在本發(fā)明的冰箱、冷凍保存方法因為不僅可實現(xiàn)家庭用冰 箱中的節(jié)能的高質(zhì)量冷凍，還可用簡單的構(gòu)造和控制不使細胞破壞而 可長期冷凍保管，所以不只限于業(yè)務(wù)用冷凍倉庫等的大規(guī)模長期肉食 保管、遠洋漁業(yè)的漁獲品的船舶內(nèi)冷凍保管等，在醫(yī)療業(yè)務(wù)中的內(nèi)臟 運輸和處理細胞等的醫(yī)療研究裝置等廣闊范圍的領(lǐng)域有用。
權(quán)利要求
1.一種冰箱，其特征在于，具有冷凍室或冷卻室、冷氣調(diào)整機構(gòu)和控制裝置；所述冷凍室或冷卻室配置于冰箱本體，設(shè)有能夠利用來自冷卻器的冷氣連續(xù)地或分階段地將魚、肉類、蔬菜、果實等收納食品的溫度從0℃調(diào)整到冷凍溫度帶的溫度的溫度設(shè)定機構(gòu)；所述冷氣調(diào)整機構(gòu)使向所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)吹出而被吸入至所述冷卻器的冷氣在所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)循環(huán)；所述控制裝置根據(jù)所述溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的溫度和所述冷氣調(diào)整機構(gòu)調(diào)整的冷氣方向以及冷氣量，將所述冷凍室或所述冷卻室維持在使貯藏于所述冷凍室或所述冷卻室的食品即使在凍結(jié)點以下的溫度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)；所述控制裝置利用所述溫度設(shè)定機構(gòu)在從凍結(jié)點到-15℃左右的溫度范圍內(nèi)使溫度降低，同時進行調(diào)整以便將所述食品維持在過冷卻狀態(tài)。
2. —種冰箱，其特征在于，具有冷凍室或冷卻室、冷氣調(diào)整機構(gòu) 和過冷卻解除機構(gòu)；所述冷凍室或冷卻室配置于冰箱本體，利用溫度 設(shè)定機構(gòu)由來自冷卻器的冷氣將魚、肉類、蔬菜、果實等收納的食品 分階段地降低溫度，同時維持并深化成在凍結(jié)點以下的溫度不結(jié)凍的 過冷卻狀態(tài)；所述冷氣調(diào)整機構(gòu)改變向所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi) 吹出而在所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)循環(huán)的冷氣的風量、風速、風 向、溫度；所述過冷卻解除機構(gòu)利用所述溫度設(shè)定機構(gòu)和所述冷氣調(diào) 整機構(gòu)改變所述冷凍室或所述冷卻室的冷氣的狀態(tài)，解除被收納在所 述冷凍室或所述冷卻室而處于過冷卻狀態(tài)的食品的過冷卻狀態(tài)。
3. —種冰箱，其特征在于，具有第一溫度設(shè)定機構(gòu)、第二溫度設(shè) 定機構(gòu)和第三溫度設(shè)定機構(gòu)；所述第一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定冷凍室或冷 卻室的溫度，通過導(dǎo)入所述冷凍室或所述冷卻室的冷氣使魚、肉類、 蔬菜、果實等收納的食品成為即使在凍結(jié)點以下的溫度也不結(jié)凍的過 冷卻狀態(tài)；所述第二溫度設(shè)定機構(gòu)供給比由所述第一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè) 定的所述冷凍室或所述冷卻室的溫度低的溫度的冷氣，強制地解除所述食品的過冷卻狀態(tài)；所述第三溫度設(shè)定機構(gòu)在解除過冷卻狀態(tài)之后 設(shè)定冷凍保存所述食品的溫度；隔開時間間隔或測量所述食品的溫度來改變所述第 一 溫度設(shè)定機 構(gòu)、所述第二溫度設(shè)定機構(gòu)和所述第三溫度設(shè)定機構(gòu)所設(shè)定的溫度。
4. 一種冰箱，其特征在于，具有第一溫度設(shè)定機構(gòu)和第三溫度設(shè) 定機構(gòu)；所述第一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定冷凍室或冷卻室的溫度，通過導(dǎo) 入所述冷凍室或所述冷卻室的冷氣使魚、肉類、蔬菜、果實等收納的 食品成為即使在凍結(jié)點以下的溫度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)；所述第三 溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定成這樣的溫度，在該溫度下，冷凍保存已利用比由 所述第 一 溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的所述冷凍室或所述冷卻室的溫度低的溫 度的冷氣解除了所述食品的過冷卻狀態(tài)的所述食品；由所述第三溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的所述冷凍室或所述冷卻室的溫度 能夠設(shè)定成與由所述第一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定的所述冷凍室或所述冷卻 室的溫度無關(guān)系。
5. —種冰箱，其特征在于，具有第一溫度設(shè)定機構(gòu)、過冷卻狀態(tài) 解除機構(gòu)和第三溫度設(shè)定機構(gòu)；所述第一溫度設(shè)定機構(gòu)設(shè)定冷凍室或 冷卻室的溫度，通過所述冷凍室或所述冷卻室的被冷卻的壁面使魚、 肉類、蔬菜、果實等收納的食品成為即使在凍結(jié)點以下的溫度也不結(jié) 凍的過冷卻狀態(tài)；所述過冷卻狀態(tài)解除機構(gòu)利用比所述冷凍室或所述 冷卻室的壁面的溫度或者導(dǎo)入所述冷凍室或所述冷卻室的使所述食品 成為過冷卻狀態(tài)的冷氣的溫度低的溫度的冷氣，強制地解除所述食品 的過冷卻狀態(tài)；所述第三溫度設(shè)定機構(gòu)冷凍保存由所述過冷卻狀態(tài)解 除機構(gòu)進行解除了的收納在所述冷凍室或所述冷卻室內(nèi)的所述食品。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的冰箱，其特征在于，在解除所 述食品的過冷卻狀態(tài)時，改變所述冷凍室或所述冷卻室的冷氣的狀態(tài)， 或者使收納的所述食品的周圍的風速加快來改變所述食品表面的溫度 分布或熱傳導(dǎo)率。
7. 如權(quán)利要求1~5中任一項所述的冰箱，其特征在于，在通過把 更低溫度的冷氣導(dǎo)入所述食品周圍來強制地解除所述食品的過冷卻狀態(tài)的情況下、或者測量所述食品的溫度而判斷為自動解除了的情況下， 所述冷凍室或所述冷卻室的設(shè)定溫度，是從-5n以下的溫度帶中選擇設(shè)定以便冷凍保存上述食品的溫度。
8. 如權(quán)利要求1~5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冷卻 室配置所述冷凍室內(nèi)，該冷凍室取入從所迷冷凍室的冷氣吹出口吹出 而被吸入到所述冷卻器的冷氣、把所述食品維持成在凍結(jié)點以下的溫 度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)；所述溫度設(shè)定機構(gòu)，把所述冷凍室的溫度設(shè)定為-2。C以下且-15。C以上，以便貯藏在所 述冷卻室中的所述食品獲得過冷卻狀態(tài)； 所述冷氣調(diào)整纟幾構(gòu)，抑制收納在所述冷卻室中的所述食品周圍的風速，調(diào)整吹出到所 述冷凍室內(nèi)而被取入所述冷卻室的冷氣，以便將貯藏在所述冷卻室中 的所述食品維持成過冷卻狀態(tài)。
9. 如權(quán)利要求1~5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冷卻 室配置在所述冷凍室內(nèi)，該冷凍室取入從所述冷凍室的冷氣吹出口吹 出而被吸入到所述冷卻器的冷氣、把所述食品維持成在凍結(jié)點以下的 溫度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)；所迷冷卻室通過由配置在所述冷凍室上的蓋或上側(cè)盒覆蓋的過冷 卻盒構(gòu)成，而且在所述蓋或所述上側(cè)盒與所述過冷卻盒之間設(shè)置取入 所述冷氣的間隙；所述間隙，是朝向與流過所述冷凍室內(nèi)的冷氣的流動方向不同的方向的開 口，所述間隙是10~30mm左右的尺寸。
10. 如權(quán)利要求1~5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冷 凍室或所述冷卻室由來自所述冷卻器的冷氣將所收納的食品維持成即 使在凍結(jié)點以下且-15'C以上的設(shè)定溫度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)；具備過冷卻解除機構(gòu)，該過冷卻解除機構(gòu)由所述冷氣調(diào)整機構(gòu)向收納在所述冷凍室或所述冷卻室內(nèi)處于過冷卻狀態(tài)的食品供給比所述設(shè)定溫度低2'C 5。C左右的溫度的冷氣，解除所述食品的過冷卻狀態(tài)。
11. 如權(quán)利要求1 10中任一項所述的冰箱，其特征在于，設(shè)有設(shè) 在所述冷凍室或所述冷卻室中測量室內(nèi)溫度的溫度測量才幾構(gòu)，而且設(shè) 有測量所|&藏的所述食品的溫度的食品溫度測量機構(gòu)；測量所述食品的溫度的食品溫度測量才幾構(gòu)， 根據(jù)所述冷卻室內(nèi)或所述冷凍室內(nèi)的溫度推測食品表面的溫度， 或者由溫度傳感器測量食品表面溫度。
12. 如權(quán)利要求11所述的水箱，其特征在于，具備根據(jù)被測量的 食品表面溫度計算所述食品中心附近的溫度的食品中心溫度測量機 構(gòu)。
13. 如權(quán)利要求1~10中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冷 氣調(diào)整;f幾構(gòu)，由調(diào)節(jié)風門將向所述冷凍室或所述冷卻室吹出的冷氣在冷氣吹出 口的風速4卬制為1.0~1.2m/s左右。
14. 如權(quán)利要求1~5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冷 氣調(diào)整機構(gòu)設(shè)置在向所述冷凍室或所述冷卻室吹出來自所述冷卻器的 冷氣的冷氣吹出口 、配置于所述冷凍室或所述冷卻室的向所述冷凍室 或所述冷卻室取入冷氣的冷氣取入口 、或者所述冷氣吹出口和所述取 入口之間的風路中的至少任一個上；由所述冷氣調(diào)整機構(gòu)調(diào)整冷氣，把貯藏在成為過冷卻狀態(tài)的所述 冷凍室或所述冷卻室中的所述食品周圍的風速抑制為0.1~0.5m/s左 右。
15. 如權(quán)利要求1~5中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述冷 氣調(diào)整機構(gòu)是，具有從朝向室內(nèi)的冷氣吹出口到達維持過冷卻狀態(tài)的所述食品的 配置位置的所述風路的多次的彎曲、或者具有接近所述室內(nèi)縱深尺寸 的所述風路的長度的冷氣風路構(gòu)造。
16. 如權(quán)利要求13~15中任一項的所述的冰箱，其特征在于，所述冷氣調(diào)整纟幾構(gòu)，在所貯藏的食品為過冷卻狀態(tài)時，進行調(diào)整使得由所述食品周圍的空氣溫度的冷卻狀態(tài)變化形成的變動幅度為IO'C以內(nèi)。
17. 如權(quán)利要求1~10中任一項所述的冰箱，其特征在于，對于設(shè) 定成食品的凍結(jié)點以下且-17。C以上的冷凍溫度帶的所述冷凍室或所 述冷卻室的溫度，在所述食品的溫度形成為作為凍結(jié)點預(yù)先設(shè)定的溫 度以下的情況下或者在從所述食品貯藏在所述冷卻室中起經(jīng)過了規(guī)定 時間的情況下，使所述冷凍室或所述冷卻室的溫度下降1 2'C左右， 以便深化所述食品的過冷卻狀態(tài)。
18. 如權(quán)利要求1~17中任一項的所述的冰箱，其特征在于，在收 納所述食品經(jīng)過一定時間之后，檢測所述食品的溫度到達規(guī)定值或所 述食品的溫度急變中的至少任一種情況，對所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻 室內(nèi)的所述食品施加溫度、振動、超聲波、風速變動等物理沖擊而解 除過冷卻，或者判斷已解除過冷卻狀態(tài)的狀態(tài)以預(yù)先設(shè)定的冷凍溫度 保存或者急速冷凍。
19. 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的冰箱，其特征在于，由到達 所述食品的凍結(jié)點的溫度、過冷卻達成溫度、過冷卻狀態(tài)解除溫度或 冷凍保存溫度連續(xù)地或分階段地改變溫度，控制所述冷凍室內(nèi)或所述 冷卻室內(nèi)的溫度。
20. 如權(quán)利要求11所述的水箱，其特征在于，所述溫度設(shè)定機構(gòu)， 在收納于所述冷凍室或所述冷卻室的常溫食品被冷卻時，所述食品的表面溫度從3'C降到0'C的范圍的冷卻速度為-3.5'C/hr -10'C/hr 的范圍。
21. 如權(quán)利要求12所述的冰箱，其特征在于，由所述食品中心溫 度測量機構(gòu)測量的所述食品中心附近溫度是過冷卻狀態(tài)、所述食品的 中心溫度處于凍結(jié)點至比凍結(jié)點低5。C的溫度范圍內(nèi)時的冷卻速度，處在所述食品的中心溫度為-300。C/hr -0.35'C/hr的范圍內(nèi)。
22. 如權(quán)利要求1 21中任一項所述的冰箱，其特征在于，所述過 冷卻狀態(tài)至少保持5秒鐘以上。
23. 如權(quán)利要求12所述的冰箱，其特征在于，在所述食品處于過 冷卻狀態(tài)時，冷卻所述食品以使所貯藏的所述食品的中心溫度和表面 溫度的差在0。C 10。C的范圍內(nèi)。
24. 如權(quán)利要求1~5中任一項所述的冰箱，其特征在于，將所述 食品維持成過冷卻狀態(tài)的所述過冷卻室或所述冷凍室由上側(cè)盒和下側(cè) 盒的下側(cè)盒構(gòu)成。
25. 如權(quán)利要求24所述的水箱，其特征在于，在所述上側(cè)盒和所 述下側(cè)盒之間設(shè)有間隙。
26. 如權(quán)利要求24所述的冰箱，其特征在于，在所述上側(cè)盒的底 面配置有抑制所述下側(cè)盒內(nèi)的空氣溫度變動的部件。
27. 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的冰箱，其特征在于，維持所 述食品成為過冷卻狀態(tài)的所述過冷卻室或所述冷凍室由上側(cè)盒和下側(cè) 盒的上側(cè)盒構(gòu)成。
28. 如權(quán)利要求1 5中任一項所迷的冰箱，其特征在于，在所貯 藏的食品成為過冷卻狀態(tài)時，形成所述冷凍室或構(gòu)成所述冷凍室的容 器或盒的取入冷氣的開口或者蓋構(gòu)造的位置及尺寸，使得所述冷凍室 內(nèi)部或所述冷卻室內(nèi)部的空氣溫度不均處在15。C以內(nèi)。
29. —種冷凍保存方法，該冷凍保存方法使用的冰箱具有冷凍室 或冷卻室以及冷氣調(diào)整機構(gòu)；所述冷凍室或冷卻室由來自冷卻器的冷 氣把所收納的食品維持在凍結(jié)點以下且-15。C以上的設(shè)定溫度下不結(jié) 凍的過冷卻狀態(tài)；所述冷氣調(diào)整機構(gòu)改變向所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻 室內(nèi)吹出而在所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)循環(huán)的冷氣的溫度；其特 征在于，所述冷凍保存方法具有把所述食品收納在設(shè)定為-15。C以上的所述冷凍室或所述冷卻室 中的步驟；利用所述冷氣調(diào)整機構(gòu)把所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室內(nèi)的 溫度調(diào)整為-5'C以下且-10'C以上或者把所述冷凍室內(nèi)或所述冷卻室 內(nèi)的風速調(diào)整為0.5m/s以下的步驟；對收納在所述冷凍室或所述冷卻 室中處于過冷卻狀態(tài)的所述食品直接供給比所迷設(shè)定溫度低的溫度的 冷氣、解除所述食品的過冷卻狀態(tài)的步驟。
30.如權(quán)利要求29所述的冷凍保存方法，其特征在于，在解除所 述過冷卻狀態(tài)的步驟之后冷凍保存所述食品的溫度，是-5 'C以下的溫 度帶。
全文摘要
本發(fā)明的冰箱及冷凍保存方法利用簡單的構(gòu)成實現(xiàn)作為以急速冷凍以外的方式提高食品冷凍質(zhì)量的方法的過冷卻冷凍，而且能夠以簡單的構(gòu)成實現(xiàn)高質(zhì)量冷凍。作為利用冷卻器(3)產(chǎn)生的冷氣保存并貯藏食品的冰箱，具有在使貯藏的食品在其凍結(jié)點以下的溫度也不結(jié)凍的過冷卻狀態(tài)下保持至少一定時間的過冷卻盒(81)。過冷卻盒(81)例如由配置在可切換為多個溫度帶的切換室(200)上的上下兩層式的下側(cè)盒構(gòu)成。
文檔編號F25D11/02GK101636625SQ20078005222
公開日2010年1月27日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者井坂久夫, 八木田清, 前田剛, 半田真須美, 坂本克正, 小野香央里, 平岡利枝, 平敷勇, 松本真理子 申請人:三菱電機株式會社