CN109564051A - 冰箱 - Google Patents

Abstract

冰箱具备：隔热箱体，其在内部具有由划分部件划分为多个贮藏室的贮藏空间；低温室，其作为贮藏室之一而设置，在冻结点以下的温度以不冻结的方式保存被冷却物；冷却装置，其冷却贮藏空间；控制装置，其控制冷却装置而反复进行：第一工序，在预先设定的时间内使低温室的冰箱内温度从比被冷却物的冻结点高的第二温度降低到比冻结点低的第一温度；第二工序，使低温室的冰箱内温度从第一温度上升到第二温度并将第二温度维持预先设定的时间。控制装置进行控制，以使低温室的冰箱内温度比冻结点低的状态下的冻结点与低温室的冰箱内温度之差的时间积分值、和低温室的冰箱内温度比冻结点高的状态下的冻结点与低温室的冰箱内温度之差的时间积分值均衡。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及具有使被冷却物处于过冷却状态的功能的冰箱。

背景技术

通常在冰箱中，在维持品质的状态下保存食品时，优选以尽可能低的温度并且不冻结地进行维持。作为实现这样的保存的方法，提出有以过冷却状态保存食品的方法。另外，过冷却状态是指即使食品达到冻结点以下，也不开始冻结而是处于非冻结状态。然而，在冻结点以下保存食品(例如0℃以下)的情况下，由于冲击或者某些因素而解除过冷却状态，则有可能使食品生成冰结晶。而且若在解除过冷却状态的状态下进行放置，则食品的冻结不断发展，导致食品的品质因冻结引起的细胞损伤而降低。

为了避免这样的问题，提出有如下方法：周期性地改变温度，使由于过冷却状态的解除而产生的冰结晶融解。例如，在专利文献1中公开了如下的冰箱：在使食品处于过冷却状态的过冷却运转后，在基于冷藏运转的温度设定的冷却单元的运转和停止反复进行了一次以上的情况下，再次开始过冷却运转。在专利文献1的冰箱中，在由于过冷却运转而产生了食品的冻结的情况下，也进行基于比过冷却运转的设定温度高的设定温度的冷藏运转，从而能够防止食品完全冻结。

另外，在专利文献2中公开了如下的冰箱：反复进行以下工序：低温工序，将冰箱内设定温度设定为比食品的冻结点低的温度；和升温工序，设定为比冻结点高的温度。在专利文献2的冰箱中，当在低温工序解除食品的过冷却状态，使食品生成冰结晶而开始冻结的情况下，也通过在预先设定的时刻开始升温工序，从而能够使过冷却解除时生成的冰结晶融解。并且，之后再次实施低温工序，从而能够实现过冷却状态，并稳定地维持食品的过冷却状态。

然而，如专利文献3中公开的冰箱那样，期望如下的结构：在配置于冰箱的上部区域的冷藏室的下部区域配置频繁使用的蔬菜室，使用者保持站立的状态就能取出蔬菜等。这是因为，若在冰箱中将蔬菜室设置于冰箱主体的下部区域，则使用者在取出蔬菜时需要弯腰的作业、在取出较重的蔬菜的情况下负担增大，使得使用便利性变差。即，专利文献3的冰箱在冷藏室内的下方附加了专利文献1和2公开的使被冷却物处于过冷却状态的功能的情况下，过冷却控制区域与蔬菜室相邻。

专利文献1：日本特许第4647047号公报

专利文献2：日本特许第4948562号公报

专利文献3：日本特开2000-186883号公报

在此，在专利文献1的冰箱中，实施冷藏运转的时间为反复进行一次以上通常的冷藏运转的周期的时间，未考虑实施过冷却运转的时间以及各运转时的热量的关系。因此例如在实施冷藏运转的时间相对于实施过冷却运转的时间过短的情况下，无法将食品的冰结晶充分地融解，会导致食品冻结的发展。另外，在实施冷藏运转的时间相对于实施过冷却运转的时间过长的情况下，食品保存期间的平均温度会升高，有可能导致食品品质的降低。

另外，在专利文献2的冰箱中，以使在低温工序中产生的冰结晶完全融解为目的，设定低温工序的时间等。详细而言，在专利文献2的冰箱中，以使从水变为冰时释放的潜热Q1、在冻结进行中从水夺取的潜热Q2、以及在解冻进行中赋予冰的热Q3满足Q3≥Q1+Q2的关系的方式设定低温工序的时间。由此虽然能够使在低温工序中产生的冰结晶完全融解，但升温工序的时间变长，结果食品的保存期间的平均温度比冻结温度高，有可能导致品质的降低。

另外，专利文献3的冰箱，在冷藏室内的下方附加有使被冷却物处于过冷却状态的功能的情况下，由于过冷却控制区域与蔬菜室相邻，因此有可能导致蔬菜室过冷。因此该冰箱需要在过冷却控制区域与蔬菜室之间使用适当的隔热材料而形成隔热构造，因此存在增加构造限制的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的课题所做出的，目的在于提供一种能够将被冷却物维持在与过冷却状态同等的状态，并且使被冷却物的保存期间的平均温度降低，不会对被冷却物带来不良影响且防止被冷却物的冻结结束的冰箱。

本发明的冰箱具备：隔热箱体，其在内部具有用划分部件划分为多个贮藏室的贮藏空间；低温室，其作为所述贮藏室之一而设置，在冻结点以下的温度以不冻结的方式保存被冷却物；冷却装置，其对所述贮藏空间进行冷却；以及控制装置，其控制所述冷却装置而反复进行：第一工序，在预先设定的时间内使所述低温室的冰箱内温度从比所述被冷却物的所述冻结点高的第二温度降低到比所述冻结点低的第一温度；第二工序，使所述低温室的冰箱内温度从所述第一温度上升到所述第二温度，将第二温度维持预先设定的时间，所述控制装置进行控制，以使所述低温室的冰箱内温度比所述冻结点低的状态下的所述冻结点与所述低温室的冰箱内温度之差的时间积分值、和所述低温室的冰箱内温度比所述冻结点高的状态下的所述冻结点与所述低温室的冰箱内温度之差的时间积分值均衡。

根据本发明的冰箱，由于控制为以使低温室的冰箱内温度比冻结点低的状态下的冻结点与低温室的冰箱内温度之差的时间积分值、和低温室的冰箱内温度比冻结点高的状态下的冻结点与低温室的冰箱内温度之差的时间积分值均衡，因此在第一工序和第二工序中能够实现识别被冷却物冻结的时间以及热量的平衡。因此本发明的冰箱能够将被冷却物维持在与过冷却状态同等的状态，并且使被冷却物的保存期间的平均温度降低，不会对被冷却物带来不良影响，能够防止被冷却物的冻结完成。

附图说明

图1是概略地示出本发明的实施方式的冰箱的外观的主视图。

图2是概略地示出本发明的实施方式的冰箱的内部结构的内部结构图。

图3是概略地示出本发明的实施方式的冰箱的冷藏室的内部结构的内部结构图。

图4是示出本发明的实施方式的冰箱的控制结构的框图。

图5是与本发明的实施方式的冰箱的控制装置进行的低温室的温度控制相关的功能框图。

图6是示出在实施了本发明的实施方式的冰箱的温度控制的情况下低温室的设定温度和冰箱内温度随着时间变化的曲线图。

图7是示出本发明的实施方式的冰箱的低温室的温度控制处理的流程图。

图8是示出实施了本发明的实施方式的冰箱的温度控制的情况下低温室的设定温度和冰箱内温度随着时间的变化、被冷却物释放的热量q1以及向被冷却物供给的热量q2的曲线图。

图9是示出在将低温设定温度θL设为-3℃的情况下，被冷却物在过冷却解除之后进行了冻结的时间(冻结时间)与切断被冷却物时断裂波峰数的关系的曲线图。

图10是示出实施了本发明的实施方式的冰箱的温度控制的情况下低温室的设定温度、冰箱内温度以及食品温度随着时间变化的曲线图，并且是示出被冷却物未进行过冷却解除的情况下的一个例子的曲线图。

图11是示出实施了本发明的实施方式的冰箱的温度控制的情况下低温室的设定温度、冰箱内温度以及食品温度随着时间变化的曲线图，并且是示出被冷却物进行了过冷却解除的情况下的一个例子的曲线图。

图12是示出实施了比较例的温度控制的情况下低温室的设定温度、冰箱内温度以及食品温度随着时间变化的曲线图，并且是示出以热量q1＞热量q2的方式设定了升温工序时间的情况下的一个例子的曲线图。

图13是示出实施了比较例的温度控制的情况下低温室的设定温度、冰箱内温度以及食品温度随着时间变化的曲线图，并且是示出以热量q1＜热量q2的方式设定了升温工序时间的情况下的一个例子的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外在各图中，对相同或者相当的部分标注相同的附图标记，并适当省略或简化其说明。另外，关于各图中记载的结构，其形状、大小以及配置等能够在本发明的范围内适当改变。另外，说明书中的各结构部件的位置关系(例如，上下关系等)原则上是将冰箱1设置为能够使用的状态时的关系。

实施方式.

图1是概略地示出本发明的实施方式的冰箱的外观的主视图。图2是概略地示出本发明的实施方式的冰箱的内部结构的内部结构图。图3是概略地示出本发明的实施方式的冰箱的冷藏室的内部结构的内部结构图。图4是示出本发明的实施方式的冰箱的控制结构的框图。另外，在包括图1至图4在内的以下的附图中，有时各结构部件的尺寸关系以及形状等与实际的情况不同。另外，说明书中的各结构部件彼此的位置关系(例如，上下关系等)原则上是将冰箱1设置为能够使用的状态时的关系。

(冰箱1的结构)

如图1和图2所示，冰箱1具备前表面(正面)开口且在内部形成有贮藏空间的隔热箱体90。隔热箱体90虽省略了详细的图示，但由钢铁制的外箱、树脂制的内箱以及填充至外箱与内箱之间的空间的隔热材料构成。但是在冷藏室100与蔬菜室200之间不存在隔热材料。在隔热箱体90的内部形成的贮藏空间被多个划分部件50划分为保存食品等被冷却物的多个贮藏室。如图1和图2所示，作为多个贮藏室，本实施方式的冰箱1具备：配置在最上层的冷藏室100、配置在冷藏室100下方的蔬菜室200、以及最下层的冷冻室300。另外，在冷藏室100的下部区域设置蔬菜室200的结构中，冰箱1所具备的贮藏室的种类和数量不限于此。

在冷藏室100的前表面形成的开口部设置有对开口部进行开闭的旋转式的门8。本实施方式的冰箱1的门8为单开门。另外如图3所示，在冷藏室100内置有操作面板6。如图4所示，操作面板6具备：用于调整各贮藏室的设定温度等的操作部61、显示各贮藏室的温度和冰箱内部的库存信息等的显示部62。操作部61例如由操作开关等构成。显示部62例如由液晶显示器构成。另外，操作面板6也可以由在显示部62上一体形成有操作部61的触摸面板构成。

如图2所示，蔬菜室200和冷冻室300分别通过抽屉式的门80、81进行开闭。这些抽屉式的门80、81通过使固定设置于门的框架相对于在各贮藏室的左右的内壁面水平形成的导轨滑动，由此能够沿冰箱1的进深方向(前后方向)进行开闭。能够在内部收纳被冷却物的收纳盒201抽拉自如地储存于蔬菜室200。收纳盒201由门的框架支承，与门的开闭联动地沿前后方向滑动。同样，能够在内部收纳食品等的收纳盒301分别抽拉自如地储存于冷冻室300。设置于各贮藏室的收纳盒201、301的数量分别为一个，但考虑到冰箱1整体的容量，在提高收纳性和整理的容易性等的情况下也可以为2个以上。

作为向各贮藏室内供给冷气的冷却装置19，在冰箱1的背面侧设置有压缩机2、冷却器3(蒸发器)、送风风扇4以及风路5。压缩机2和冷却器3与冷凝器(未图示)和膨胀装置(未图示)一起构成制冷循环，生成向各贮藏室供给的冷气。借助压缩机2和冷却器3生成的冷气通过送风风扇4向风路5送风，并从风路5通过风门而向冷冻室300和冷藏室100供给。来自冷藏室100的返回冷气通过冷藏室用返回风路(未图示)而向蔬菜室200供给从而对蔬菜室200进行冷却。供给到蔬菜室200的冷气通过蔬菜室用返回风路(未图示)返回冷却器3。

如图3所示，冷藏室100具备：设置在门8的冰箱内侧的门收纳兜10、将冷藏室100内分隔成多层空间的搁板11。另外，门收纳兜10和搁板11的数量不限于图3所示的结构，也能够具备一个以上任意数量的门收纳兜10和搁板11。另外，冷藏室100内的下部构成为上下二层，在上层形成有将内部温度维持在0℃以上的冰鲜室12，在下层形成有作为过冷却控制区域的低温室13，该低温室13用于在冻结点以下的温度以冻结的方式保存被冷却物。

如图3所示，冷藏室100的背面侧的风路5被分割为：向冷藏室100和冰鲜室12吹送冷气的风路5a、和向低温室13吹送冷气的风路5b。在风路5a设置有风门16，在风路5b设置有风门17。风门16和风门17对向冷藏室100和低温室13供给的冷气的风量进行调节。另外，在冷藏室100的背面设置有用于检测冷藏室100内的温度的温度传感器14，在低温室13的背面设置有用于检测低温室13内的温度的温度传感器15。温度传感器14和温度传感器15例如由热敏电阻构成。

在低温室13的下部区域前方配置有用于进行过冷却控制、或者用于使蔬菜室200的冰箱内温度上升的作为加热单元的加热器18。具体而言，冰箱1在低温室13与位于低温室13下方的蔬菜室200之间设置有与划分部件50并排的分隔板40。加热器18设置在由分隔板40和划分部件50包围的区域。为了提高加热器18的发热密度，由分隔板40和划分部件50包围的区域是由从分隔板40或划分部件50突出的一个或者多个肋构成的肋区域20划分出的，由配置加热器18的加热器区域和静止空气区域30构成。另外，由肋区域20划分出的空间不限定于图示的2个，也可以是3个以上。

在冷藏室100的上部设置有控制冰箱1的动作的控制装置7。控制装置7例如由微机或者CPU这样的运算装置和在该运算装置上执行的软件构成。另外，控制装置7也可以由实现该功能的电路器件那样的硬件构成。

如图4所示，向控制装置7输入：检测包括温度传感器14和15在内的各贮藏室的温度的温度传感器的检测信号、来自操作面板6的操作部61的操作信号。控制装置7基于所输入的各信号，以将冷藏室100、冰鲜室12、低温室13、冷冻室300以及蔬菜室200的室内维持在各个设定的温度的方式，根据预先存储的动作程序来控制冷却装置19和加热器18。冷却装置19例如包括压缩机2、送风风扇4以及包括风门16和17在内的配置于各贮藏室的风门。控制装置7控制压缩机2的输出、送风风扇4的送风量以及风门的开度。另外，控制装置7基于所输入的各信号，向操作面板6的显示部62输出与各贮藏室的温度以及冰箱内部的库存信息等相关的显示信号。

(低温室13的温度控制)

接下来，对本实施方式的低温室13的温度控制进行说明。图5是与本发明的实施方式的冰箱的控制装置对低温室的温度控制相关的功能框图。如图5所示，控制装置7具有：计测时间的计时部71、对计数值进行计数的计数器72、工序转移部73、温度设定部74、比较部75、控制部76以及存储部77。上述各部分作为利用软件实现的功能部，通过由构成控制装置7的CPU执行程序来实现、或者利用DSP、ASIC(Application Specific IC：专用集成电路)、PLD(Programmable Logic Device：可编程逻辑器件)等电子电路实现。

工序转移部73基于由计时部71计测的时间和计数器72的计数值而进行工序的转移。温度设定部74根据由工序转移部73转移后的工序来设定低温室13的设定温度θs。比较部75对温度设定部74设定的设定温度θs与低温室13的温度传感器15检测出的冰箱内温度θ进行比较，并将比较结果向控制部76输出。控制部76基于比较部75的比较结果，以使由温度传感器15检测出的冰箱内温度θ成为设定温度θs的方式，控制压缩机2、送风风扇4以及风门17。存储部77例如由非易失性的半导体存储器等构成，存储用于温度控制的各种数据和动作程序。

关于控制装置7对低温室13的温度控制，参照图6进行详细地说明。图6是示出实施了本发明的实施方式的冰箱的温度控制的情况下低温室的设定温度和冰箱内温度的随着时间变化的曲线图。如图6所示，在低温室13的温度控制中，反复进行包括低温工序和升温工序的周期。具体而言，若从低温工序开始经过低温工序时间ΔTL，则工序转移部73转移到升温工序。另外，若从升温工序开始经过升温工序时间ΔTH，则再次转移到低温工序。低温工序时间ΔTL和升温工序时间ΔTH以后述的方法按照每个机体确定，并存储于存储部77。另外，低温工序相当于本发明的“第一工序”，升温工序相当于本发明的“第二工序”。另外，低温工序时间ΔTL相当于本发明的“第一时间”，升温工序时间ΔTH相当于本发明的“第二时间”。

在低温工序中，通过温度设定部74将设定温度θs设定为低温设定温度θL，通过控制部76使低温室13内的温度降低到低温设定温度θL。低温设定温度θL是比收容在低温室13的被冷却物的冻结点θf(例如0℃)低的温度，例如为-4℃～-2℃。在升温工序中，通过温度设定部74将设定温度θs设定为升温设定温度θH，通过控制部76使低温室13内的温度上升到升温设定温度θH。升温设定温度θH是比收容在低温室13的被冷却物的冻结点θf高的温度，例如为1℃～2℃。低温设定温度θL和升温设定温度θH具有θH＞θL的关系，预先存储于存储部77。另外，低温设定温度θL和升温设定温度θH也可以经由操作部61而由用户改变或者设定。低温设定温度θL相当于本发明的第一温度，升温设定温度θH相当于本发明的第二温度。

另外，低温工序包括导入工序和低温维持工序。如图6所示，在导入工序中，温度设定部74每隔预先设定的时间而阶段性地降低设定温度θs。该阶段由计数器72进行计数。工序转移部73在计数器72的计数值成为目标值的情况下，转移到低温维持工序。该目标值被预先设定为在时刻TL1使设定温度θs到达低温设定温度θL。在低温维持工序中，温度设定部74使设定温度θs为低温设定温度θL，通过控制部76使低温室13内的温度降低到低温设定温度θL。通过上述那样的低温工序，低温室13内的被冷却物成为冻结点θf以下且为非冻结的过冷却状态。然后，工序转移部73在到达时刻TL的情况下、即从低温工序开始经过了低温工序时间ΔTL的情况下，结束低温工序而转移到升温工序。

在升温工序中，由温度设定部74将低温室13的设定温度θs设定为升温设定温度θH，由控制部76使低温室13的温度上升而成为升温设定温度θH。具体而言，控制部76通过关闭风门17而使冷气向低温室13流入的状态停止，使低温室13的冰箱内温度上升。另外，作为其他方法，也可以通过在压缩机2的停止时使送风风扇4运转，并打开风门17使冰箱1内的空气循环，从而使低温室13的冰箱内温度上升。此外，作为其他方法，也可以使用加热器18而瞬时升温。然后工序转移部73在到达时刻TH的情况下、即从升温工序开始经过了升温工序时间ΔTH的情况下，结束升温工序而转移到低温工序。

图7是示出本发明的实施方式的冰箱的低温室的温度控制处理的流程图，参照图1～图7对实施方式的冰箱的低温室的温度控制处理进行说明。本处理是在冰箱1接通电源时、或者通过操作面板6选择处理开始时开始。首先，控制装置7通过温度传感器15来检测低温室13的冰箱内温度θ，判断检测出的冰箱内温度θ是否为升温设定温度θH以上(S101)。而且，在冰箱内温度θ小于升温设定温度θH的情况下(S101：否)，进入步骤S112，开始进行升温工序。另一方面，在冰箱内温度θ为升温设定温度θH以上的情况下(S101：是)，开始低温工序。然后，通过计时部71将经过时间T复位，开始进行经过时间T的计测(S102)。

在低温工序中，首先，实施导入工序。在导入工序中，通过温度设定部74将设定温度θs设定为θH-Δθ(S103)。而且，将计数器72的计数值i设定为0(S104)。另外，通过计时部71将经过时间t复位，开始进行经过时间t的计测(S105)。在此，将低温室13的设定温度θs设定为比升温设定温度θH低Δθ(例如0.3℃)的温度，并开始进行导入工序的阶段的计数和各阶段的经过时间t的计测。

接下来，由温度设定部74判断经过时间t是否为Δt以上(S106)。在此，Δt为导入工序的各阶段的时间，例如为20分钟。然后在经过时间t小于Δt的情况下(S106)，维持在步骤S103设定的设定温度θs，直到经过时间t为Δt以上为止。另一方面，在经过时间t为Δt以上的情况下(S106：是)，将设定温度θs设定为θs-Δθ(S107)，对计数值i加1(S108)。

接下来，由工序转移部73判断计数值i是否为n以上(S109)。在此，n表示导入工序的阶段数，例如为12。在计数值i小于n的情况下(S109：否)，返回步骤S105而反复进行以后的处理。由此，每隔预先设定的时间Δt将低温室13的设定温度θs按照Δθ阶段性地降低，冰箱内温度θ也被降低为设定温度θs。

另一方面，在计数值i为n以上的情况下(S109：是)，通过工序转移部73而转移到低温维持工序。然后，由温度设定部74将设定温度θs设定为低温设定温度θL(S110)。接着，判断从低温工序开始经过的时间T是否为ΔTL以上(S111)。而且，在经过时间T小于低温工序时间ΔTL的情况下(S111：否)，维持在步骤S110设定的设定温度θs(即低温设定温度θL)直到经过时间T为低温工序时间ΔTL以上为止。另一方面，在经过时间T为低温工序时间ΔTL以上的情况下(S111：是)，进入步骤S112，开始进行升温工序。

在升温工序中，由计时部71将经过时间T复位，并再次开始进行经过时间T的计测(S112)。而且，由温度设定部74将低温室13的设定温度θs设定为升温设定温度θH(S113)。接下来，通过工序转移部73来判断经过时间T是否为升温工序时间ΔTH以上(S114)。而且，在经过时间T小于升温工序时间ΔTH的情况下(S114：否)，维持在步骤S113设定的设定温度θs(即升温设定温度θH)，直到经过时间T为升温工序时间ΔTH以上为止。另一方面，在经过时间T为升温工序时间ΔTH以上的情况下(S114：是)，结束升温工序而返回步骤S102，再次开始进行低温工序。

在此，在低温工序中，收容在低温室13内的被冷却物处于即使为冻结点θf以下也不会冻结的过冷却状态，但过冷却状态是在能量上不稳定的状态。因此例如在由于门8的开闭等的冲击或者某些重要因素而在低温室13内引起急剧的温度变化的情况下，过冷却状态有可能被解除。若被冷却物的过冷却状态被解除，则在被冷却物内部开始大致均匀地生成微小冰结晶，开始冻结。因此在如上述那样从低温工序开始经过了低温工序时间ΔTL的情况下，通过转移到升温工序，由此能够避免冻结的发展和结束，防止由冰结晶对被冷却物的组织或者细胞等带来损伤。另外，在从升温工序开始经过了升温工序时间ΔTH的情况下，通过向低温工序转移，能够抑制被冷却物的品质降低。

但是，有可能由于低温工序时间ΔTL和升温工序时间ΔTH的长度而导致被冷却物的品质降低。例如在升温工序时间ΔTH相对于低温工序时间ΔTL过短的情况下，无法使被冷却物的冰结晶充分地融解，大致被冷却物冻结的发展。此外在升温工序时间ΔTH相对于低温工序时间ΔTL过长的情况下，被冷却物的保存期间的平均温度会比冻结点θf高，有可能导致被冷却物的品质降低。因此在本实施方式中，考虑到识别被冷却物的冻结的时间以及热量的平衡而设定低温工序时间ΔTL和升温工序时间ΔTH。

参照图8和图9对本实施方式的低温工序时间ΔTL和升温工序时间ΔTH的设定进行说明。图8是示出实施了本发明的实施方式的冰箱的温度控制的情况下低温室的设定温度和冰箱内温度的随着时间的变化、被冷却物释放的热量q1以及向被冷却物供给的热量q2的曲线图。图9是示出在将低温设定温度θL设为-3℃的情况下，在被冷却物进行了过冷却解除之后进行冻结的时间(冻结时间)与切断被冷却物时的断裂波峰数的关系的曲线图。

(低温工序时间ΔTL的设定)

低温工序时间ΔTL被设定为满足根据简单的实验求出的下述条件。首先，导入工序的冷却速度被设定为能够使食品等被冷却物进入过冷却状态。例如，在将低温设定温度θL设为-3℃的情况下，若将每1℃的冷却时间设为35分钟以上，则根据实验可知，被冷却物会以极高的概率进入过冷却状态。因此，以满足这样的条件的方式任意设定导入工序的冷却速度。由此如图8所示，决定在开始低温工序之后、即在开始导入工序之后直到到达被冷却物的冻结点θf为止的时间ΔTf1以及直到结束导入工序为止的时刻TL1。而且低温工序时间ΔTL被设定为满足时刻TL1＜时刻TL。

另外，低温工序时间ΔTL需要设定为直到识别出被冷却物的冻结为止的时间以下。在此，关于将低温工序时间ΔTL设定为直到识别出冻结为止的时间以下的理由，参照图9进行说明。

若在过冷却解除后冻结进行，则在被冷却物中冰结晶的生成和生长推进，导致作为被冷却物的食品的触感发生变化。作为人识别出被冷却物冻结的变化，可列举出触摸时的硬度以及切断时冰粒断裂的刷拉刷拉感等。然而根据实验可知，在过冷却解除后的几小时，即使生成冰结晶也是微小并且微量的，因此被冷却物的触感几乎不发生变化。图9所示的断裂波峰数是从切断开始到切断结束为止切断负载的时间变化波形中的极大点的个数，表示冰粒断裂的刷拉刷拉感。另外，在图9中示出按照冻结时间的曲线图上的断裂波峰数的偏差。如图9所示，非冻结状态(冻结时间为0小时)和从冻结开始经过6小时后的状态，在断裂波峰数上几乎没有变化。即，可知在从冻结开始经过了6小时的情况下，被冷却物的触感也与非冻结状态开始几乎没有变化，未识别出已冻结。另外，根据图9可知，非冻结状态(冻结时间为0小时)与能够识别出冻结的状态的边界为8小时。因此，通过将低温工序时间ΔTL设定为8小时以下(例如300分钟)，从而能够在识别出被冷却物冻结之前向升温工序转移。以下，将直到识别出被冷却物的冻结为止的时间称为“允许冻结时间”。另外，称为8小时是一个例子，允许冻结时间根据机体和低温设定温度θL而变化。

(升温工序时间ΔTH的设定)

另外，根据图9可知，即使所生成的冰结晶没有全部融解，通过恢复到过冷却解除之后或几小时以内的状态，从而实际上能够维持与非冻结状态同等的状态。因此通过将低温工序时间ΔTL设定为直到识别出被冷却物的冻结为止的允许冻结时间(例如8小时)以下，而不需要在升温工序中使所产生的冰结晶可靠地融解。但是为了不进一步进行冻结，在低温工序和升温工序中需要取得热量的平衡。因此以能够在低温工序和升温工序中取得热量平衡的方式设定升温工序时间ΔTH。

在图8所示的低温工序中，将温度传感器15检测出的冰箱内温度θ(T)到达被冷却物的冻结点θf的时刻设为Tf1。另外在升温工序中，将冰箱内温度θ(T)到达被冷却物的冻结点θf的时刻设为Tf2。另外，在下一周期的低温工序中，将冰箱内温度θ(T)到达被冷却物的冻结点θf的时刻设为Tf3。另外，将开始升温工序之后直到冰箱内温度θ(T)到达被冷却物的冻结点θf为止的时间设为ΔTf2。另外，将开始下一周期的低温工序之后直到冰箱内温度θ(T)到达被冷却物的冻结点θf为止的时间设为ΔTf1。

在冰箱内温度θ(T)比冻结点θf低的时间ΔT1期间、即在Tf2-Tf1期间，将温度恒定在冻结点θf的被冷却物释放的热量设为q1。另外，在冰箱内温度θ(T)比冻结点θf高的时间ΔT2期间、即Tf3-Tf2期间，将向温度恒定在冻结点θf的被冷却物供给的热量设为q2。热量q1相当于图8的斜线部的面积中的、从Tf1到Tf2的期间的θf与冰箱内温度θ(T)之间的斜线部，表示为下面的式子(1)。即，热量q1为冰箱内温度θ(T)比冻结点θf低的期间的、冻结点θf与冰箱内温度θ(T)之差的时间积分值。热量q2相当于图8的斜线部的面积中的、从Tf2到Tf3的期间的θf与冰箱内温度θ(T)之间的斜线部，表示为下面的式子(2)。即，热量q2为冰箱内温度θ(T)比冻结点θf高的期间的、冰箱内温度θ(T)与冻结点θf之差的时间积分值。另外，热量q1相当于本发明的第一热量，热量q2相当于本发明的第二热量。

[公式1]

[公式2]

在本实施方式中，以处于使热量q1与热量q2均衡的状态的方式设定升温工序时间ΔTH。即，以使热量q1与热量q2相等的方式、即以满足热量q1＝q2的方式，设定升温工序时间ΔTH。另外，热量q1与热量q2相等不仅包括热量q1与热量q2严格地相同的情况，而且还包括热量q1与热量q2不相同但均衡的状态的情况。具体而言，若考虑到食品保存的品质，则优选处于热量q1≤热量q2≤热量q1×1.05的范围。如上述那样，由于将低温工序时间ΔTL设定为允许冻结时间以下，因此不需要如以往那样使被冷却物的冰结晶可靠地融解，升温工序时间ΔTH比使被冷却物的冰结晶可靠地融解的以往的时间短。

升温工序时间ΔTH能够根据低温工序时间ΔTL而如以下那样求出。首先，在开始升温工序后直到冰箱内温度θ(T)到达冻结点θf为止的时间ΔTf2和时刻Tf2，能够根据升温速度而求出。升温速度通过实验求出。接下来，公式(1)表示的热量q1根据图8的斜线部面积而如下式(3)那样用近似式来表示。另外，公式(2)表示的热量q2根据图8的斜线部面积而如下式(4)那样用近似式来表示。根据公式(3)和公式(4)，以满足热量q1＝热量q2的方式求出升温工序时间ΔTH。升温工序时间ΔTH例如为240分钟。

[公式3]

[公式4]

如上述那样，在本实施方式中，低温工序时间ΔTL被设定为满足时刻TL1＜时刻TL，并且为允许冻结时间以下。另外，升温工序时间ΔTH被设定为基于低温工序时间ΔTL、热量q1、热量q2而使热量q1与热量q2处于均衡的状态。

(被冷却物的温度推移)

接下来，对实施了本实施方式的温度控制的情况下被冷却物(例如食品)的温度推移进行说明。图10是示出实施了本发明的实施方式的冰箱的温度控制的情况下低温室的设定温度、冰箱内温度以及食品温度的随着时间变化的曲线图，并且是示出被冷却物未被过冷却解除的情况下的一个例子的曲线图。图11是示出实施了本发明的实施方式的冰箱的温度控制的情况下低温室的设定温度、冰箱内温度以及食品温度的随着时间变化的曲线图，并且是示出被冷却物被过冷却解除的情况下的一个例子的曲线图。

首先，如图10所示，在食品未发生过冷却解除的情况下，食品温度与低温室13的冰箱内温度相比稍微延迟，使从低温设定温度θL到升温设定温度θH为止的期间与冰箱内温度的变化同样连续地变化。由此低温室13内的食品能够在低温工序中反复进行向过冷却状态的恢复。

另外，如图11所示，当在食品温度为冻结点θf以下的时刻Tf解除了过冷却的情况下，在食品内生成微小冰结晶并开始冻结。接着，在时刻TL，将低温室13的设定温度θs切换为升温设定温度θH，开始进行食品内部的微小冰结晶的融解。然后，在升温工序结束的时刻TH，食品恢复到与非冻结状态同等的状态。在发现了过冷却状态的周期的下一周期，在食品的温度为冻结点θf以下的时刻Tf1，食品不进入过冷却状态而是开始冻结，成为相变化状态。

此时，在本实施方式中，由于以满足热量q1＝热量q2的方式设定升温工序时间ΔTH，因此进行冻结的热量q1与使冰结晶融解的热量q2相等。另外，将低温工序时间ΔTL设定为允许冻结时间以下。因此，冰箱1在结束了升温工序的时间点的时刻TH＿2，使食品恢复到与过冷却解除之后、即时刻Tf1和冻结开始之后同等的状态。

另一方面，图12和图13是示出实施了比较例的温度控制的情况下低温室13的设定温度、冰箱内温度和食品温度的随着时间变化的曲线图。另外，图12示出以热量q1＞热量q2的方式设定了升温工序时间ΔTH的情况下的例子，图13示出以热量q1＜热量q2的方式设定了升温工序时间ΔTH的情况下的例子。

如图12所示，在以热量q1＞热量q2的方式设定了升温工序时间ΔTH的情况下，随着每个周期而在过冷却状态下产生的冰结晶不断生长而进行冻结，从而冻结都会完成。详细而言，在食品的温度为冻结点θf以下的时刻Tf，对食品进行过冷却解除，生成微小冰结晶而开始冻结。接下来，在时刻TL，将低温室13的设定温度θs切换为升温设定温度θH，开始进行食品内的微小冰结晶的融解。在从时刻Tf到时刻TL为止的时间较短的情况下，在升温工序结束的时间点的时刻TH，食品恢复到与非冻结状态同等的状态。

在发现了过冷却解除的周期的下一周期中，在食品的温度为冻结点θf以下的时刻Tf1，食品不会进入过冷却状态而开始冻结，成为相变化状态。此时，以热量q1＞热量q2的方式设定升温工序时间ΔTH，因此进行冻结的热量q1比使冰结晶融解的热量q2大。因此，进行食品的冻结，在任意的时刻冻结完成。即，在以热量q1＞热量q2的方式设定了升温工序时间ΔTH的情况下，很难防止过冷却解除后的食品的冻结的进行。

图13示出以热量q1＜热量q2的方式设定了升温工序时间ΔTH的情况，更详细而言，示出例如考虑到在过冷却解除时食品等释放的热量q0，以满足q0+q1≤q2的方式设定了升温工序时间ΔTH的情况。热量q0相当于本实施方式的第3热量，由例如以下的式子(5)求出。在此，θT为过冷却解除的温度，W为食品的含水率，Cp为水的热容量。

[公式5]

q0＝Δ(θT-θL)×W×Cp····(5)

通过以满足q0+q1≤q2的方式设定升温工序时间ΔTH，能够使过冷却解除时食品所生成的冰结晶全部融解，完全恢复到非冻结状态。由此，即使是在下一周期也一定进入过冷却状态，因此热量q1在低温维持工序的期间，为温度恒定在冻结点θf的食品释放的热量。然而，在该情况下，由于使食品所生成的冰结晶全部融解，因此升温工序时间ΔTH变长，食品的平均温度必然变高。

如以上那样，根据本实施方式的冰箱1，考虑到被冷却物的允许冻结时间和热量平衡而设定低温工序时间ΔTL和升温工序时间ΔTH，进行周期性的温度控制。具体而言，将低温工序时间ΔTL设定在允许冻结时间以内，以处于使进行冻结的热量q1与将冰结晶融解的热量q2均衡的状态的方式设定升温工序时间ΔTH。由此，本实施方式的冰箱1在低温工序和升温工序中能够实现识别出被冷却物的冻结的时间和热量的平衡，即使没有使冰结晶完全融解也能够使食品等这样的被冷却物恢复到与过冷却状态相同的状态，并且能够使被冷却物的保存期间的平均温度降低。因此，本实施方式的冰箱1不会给被冷却物带来不良影响，能够防止被冷却物的冻结完成。

另外，在低温工序中，具有导入工序和低温维持工序，因而能够使低温室13内的被冷却物处于过冷却状态。另外，在升温工序中，控制风门17而使低温室13升温，由此不需要用于升温的热源，就能够防止部件件数和耗电量的增加。

另外，以上对控制装置7在升温工序中进行风门17的控制以及控制加热器18的情况进行了说明，但不限定于此。例如也可以是控制装置7在升温工序中不控制风门17而仅控制加热器18，从而使低温室13升温。另外加热单元不限定于加热器18，也可以是热交换器或者帕尔贴元件等。

另外，在以往的冰箱中，在冷藏室100内的下方附加了使冷却物处于过冷却状态的功能的情况下，由于作为过冷却控制区域的低温室13与蔬菜室200相邻，因此有可能导致蔬菜室200过冷。因此需要在低温室13与蔬菜室200之间使用适当的隔热材料来形成隔热构造，从而增加构造限制。

因此，在本实施方式的冰箱1中具备：分隔板40，其在低温室13与位于低温室13的下方的蔬菜室200之间与划分部件50并排地设置；以及作为加热单元的加热器18，其设置于由分隔板40和划分部件50包围的区域，能够利用控制装置7控制加热器18而使蔬菜室200的冰箱内温度上升。即，实施方式的冰箱1即使蔬菜室200与低温室13相邻，通过加热器18对蔬菜室200供给热，从而也能够防止蔬菜室200的过冷，因此不需要以往所需的隔热材料。因此本实施方式的冰箱1涉及不使用隔热材料而具有使被冷却物处于过冷却状态的功能的冰箱，不会使蔬菜室200过冷而能够使被冷却物处于过冷却状态。

此外，实施方式的冰箱1利用从分隔板40或者划分部件50突出的肋(肋区域20)，将由分隔板40和划分部件50包围的区域划分为多个空间，在划分出的空间之一设置加热器18，因此能够提高加热器18的发热密度，能够有效地使贮藏室的冰箱内温度上升。

以上，基于附图对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的具体的结构不限于此，能够在可进行过冷却控制的范围内改变。例如，在上述实施方式中，由于不需要使由于被冷却物的过冷却解除而生成的冰结晶在升温工序中完全融解，因此采用以热量q1＝热量q2的方式设定升温工序时间ΔTH的结构。在该情况下，还包括被冷却物在过冷却解除时释放的热量q0的热量的关系为q1＝q2＜(q0+q1)。在此，在并非严格地使热量q1＝热量q2的情况且满足q2＜q0+q1的情况下，即使是热量q1＜热量q2，热量q1与热量q2也处于均衡状态，因此能够得到与上述实施方式相同的效果。因此，也可以以满足热量q1＜热量q2、且热量q2＜(热量q0+热量q1)的方式求出升温工序时间ΔTH。

另外，冰箱1中保存的被冷却物不仅是食品，而且还包括如非食用的小动物的生肉等那样从自然界采集的物品、或者如克隆动物等那样实验用的动物的生肉等能够在过冷却状态下保存的全部物品。

附图标记说明：1…冰箱；2…压缩机；3…冷却器；4…送风风扇；5、5a、5b…风路；6…操作面板；7…控制装置；8…门；10…门收纳兜；11…搁板；12…冰鲜室；13…低温室(过冷却控制区域)；14、15…温度传感器；16、17…风门；18…加热器；19…冷却装置；20…肋区域；30…静止空气区域；40…分隔板；50…划分部件；61…操作部；62…显示部；71…计时部；72…计数器；73…工序转移部；74…温度设定部；75…比较部；76…控制部；77…存储部；80、81…门；90…隔热箱体；100…冷藏室；200…蔬菜室；300…冷冻室；201、301…收纳盒。

Claims (7)

1.一种冰箱，其特征在于，具备：

隔热箱体，其在内部具有用划分部件划分为多个贮藏室的贮藏空间；

低温室，其作为所述贮藏室之一而设置，在冻结点以下的温度以不冻结的方式保存被冷却物；

冷却装置，其对所述贮藏空间进行冷却；以及

控制装置，其控制所述冷却装置而反复进行：第一工序，在预先设定的时间内使所述低温室的冰箱内温度从比所述被冷却物的所述冻结点高的第二温度降低到比所述冻结点低的第一温度；第二工序，使所述低温室的冰箱内温度从所述第一温度上升到所述第二温度，将第二温度维持预先设定的时间，

所述控制装置进行控制，以使所述低温室的冰箱内温度比所述冻结点低的状态下的所述冻结点与所述低温室的冰箱内温度之差的时间积分值、和所述低温室的冰箱内温度比所述冻结点高的状态下的所述冻结点与所述低温室的冰箱内温度之差的时间积分值均衡。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于，

所述控制装置在第一工序中控制冷却装置，以使按照预先设定的时间而阶段性地使设定温度从第二温度降低到第一温度。

3.根据权利要求2所述的冰箱，其特征在于，

所述第一工序构成为包括：导入工序，按照预先设定的时间而阶段性地使设定温度从第二温度降低到到达第一温度为止；低温维持工序，使到达第一温度的设定温度维持预先设定的时间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的冰箱，其特征在于，

所述冷却装置包括：向所述低温室吹送冷气的风路、和调整向所述低温室供给的冷气的风量的风门，

所述控制装置在所述第二工序中控制所述风门，使所述低温室的冰箱内温度从所述第一温度上升到所述第二温度。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的冰箱，其特征在于，还具备：

分隔板，其在所述低温室与位于所述低温室的下方的所述贮藏室之间与所述划分部件并排地设置；以及

加热单元，其设置于由所述分隔板和所述划分部件包围的区域，

所述控制装置在所述第二工序中控制所述冷却装置，并且控制所述加热单元，以使所述低温室的冰箱内温度从所述第一温度上升到所述第二温度。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的冰箱，其特征在于，还具备：

分隔板，其在所述低温室与位于所述低温室的下方的所述贮藏室之间与所述划分部件并排地设置；以及

加热单元，其设置于由所述分隔板和所述划分部件包围的区域，

所述控制装置控制所述加热单元而使所述贮藏室的冰箱内温室上升。

7.根据权利要求5或6所述的冰箱，其特征在于，

由所述分隔板和所述划分部件包围的区域被从所述分隔板或者所述划分部件突出的肋划分为多个空间，在划分出的空间之一设置有所述加热单元。