【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弱冷凍機能を有する冷蔵庫に係り、特に食品を弱冷凍状態で長期保存するための酸素濃度調整手段を備えた冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫は、冷却貯蔵温度の多様化のみならず、環境への配慮や経済性に対する関心の高まりを背景に、冷蔵庫本来の目的機能である食品の長期保存や省エネルギー化が重視される傾向にある。
【０００３】
一般に冷蔵庫内で食品を保存していても、保存期間の経過による劣化などで無駄に廃棄されることが多く見受けられるものであり、廃棄という無駄をなくし常に食材を新鮮に保つために、素材の持ち味や栄養分、鮮度を長期間に亙って保つ機能が求められている。
【０００４】
食品を長期保存するのに有効な方法としては冷凍保存が知られている。食品の最大氷結晶生成体である−１℃から−５℃を急速に通過させ−１８℃以下で保存すれば、食品の細胞組織をほとんど破壊せず、鮮度を損なわない長期保存が可能であるが、−１８℃以下であると凍結度合いが強いため、肉や魚などの食品が一般家庭での包丁では切りにくく、また、解凍に手間がかかったり、解凍の方法によっては食材のうまみや栄養分を損なうといった問題があった。
【０００５】
これに対して、最近では、食品の冷凍温度を高めて−７℃程度の弱冷凍温度帯で冷凍保存すると、解凍することなく調理の際に即包丁で切りやすくなり、アイスクリームもそのまま食べやすいことが知られているが、この弱冷凍保存は、−１８℃以下での保存と比較すると鮮度保持能力は格段に劣り、長期保存は困難であった。
【０００６】
一方、食品の劣化要因としては乾燥と酸化があげられる。乾燥に対しては、温度変動が少なく湿度が高い条件下での保存が有効であり、各室の温度帯専用に設けた冷却器の蒸発温度を上昇させて室内空気温度との差を少なくすることで、冷却器への霜の付着を極力少なくして乾燥を防いでいる。さらに、野菜に関しては、乾燥防止とともに青果物の老化ホルモンであるエチレンガスの除去により鮮度保持向上が可能である。
【０００７】
また、酸化防止に関しては、空気雰囲気を制御するいわゆるＣＡ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ 大気雰囲気制御）による保存が知られている。空気中には約２０％の酸素が存在するが、この酸素は魚や肉の油脂分の酸化をはじめ食品を劣化させる要因のひとつになっている。そこで、ＣＡによって食品と酸素とを遮断することで、野菜の呼吸作用の抑制、微生物、酵素の活性化抑制、油脂などの酸化抑制といった効果があり、これにより鮮度保存の向上をはかることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記ＣＡに着目してなされたものであり、冷蔵庫内部に−１０℃から−５℃の弱冷凍温度帯に設定した貯蔵室を設けるとともに、この貯蔵空間内における酸素濃度を調整して食品と酸素との接触を遮断した低酸素濃度の雰囲気を生成する手段を備えることによって、弱冷凍温度帯での鮮度を保持した食品保存期間を通常の冷凍保存レベルまで長期化することができる冷蔵庫の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の冷蔵庫の発明は、貯蔵室内を−１０℃から−５℃の弱冷凍温度帯に設定するとともに、この貯蔵空間内の酸素濃度を調整する手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
この構成により、貯蔵室内に収納した貯蔵品を弱冷凍温度で冷却保存できるとともに、貯蔵空間の酸素濃度を低下させるため、収納している食品と酸素とを遮断して、油脂などの酸化抑制、酵素活性の抑制、および好気性微生物の活動抑制ができ、収納貯蔵品の鮮度を保持して通常の冷凍保存レベルの長期に亙って保存することができる。さらに、収納食品は、弱冷凍温度での保存であるため、そのまま包丁で切りやすく、また解凍が不要あるいは容易であることから調理しやすいものであり、冷凍能力も低減できるため電力の削減にも寄与する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、冷凍貯蔵空間および冷蔵貯蔵空間と、これら貯蔵空間とは独立して冷却される−１０℃から−５℃の弱冷凍温度帯に設定可能な蔵空間を設けるとともに、前記貯蔵空間内に密閉可能な収納容器を配置し、収納容器内を酸素濃度調整手段によって低酸素濃度状態に保持可能とすることを特徴とするものであり、この構成により、請求項１の発明に加え、一般の冷凍冷蔵庫におけるの冷却保存温度の多様化とともに、使い勝手のよい弱冷凍温度帯での保存食品の長期保存を可能とした冷凍冷蔵庫を得ることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明における弱冷凍温度帯に設定可能な貯蔵空間は、冷気流入による直接冷却あるいは密閉による間接冷却を可能として、密閉空間とした際には空間内部の空気を排気して減圧状態にすることを特徴とし、また請求項４記載の発明は、弱冷凍温度帯に設定可能な貯蔵空間を密閉可能な間接冷却構成とし、酸素と窒素を分離する手段により密閉貯蔵空間の酸素濃度を調整するようにしたことを特徴とするものである。このように、冷蔵庫の貯蔵空間外に減圧手段、あるいは酸素と窒素の分離手段を設置することで、貯蔵スペースを減じることなく弱冷凍貯蔵空間の酸素濃度を調整し、収納保存している食品と酸素とを遮断することができる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、貯蔵空間の扉開閉検知手段を設け、閉扉を検知した際に、酸素濃度調整手段を作動させることを特徴とするものであり、開扉状態で無駄に作動させることなく、閉扉状態を確認してから作動させることで貯蔵空間における確実な酸素濃度調整をおこなうことができる。
【００１４】
また、扉を閉じた際には、冷却冷気を導入して貯蔵室を所定温度に冷却した後に所定の酸素濃度にすることにより、貯蔵室内の食品は所定温度まで冷却した後に酸素除去あるいは減圧されるため、すみやかに冷却されるとともに低酸素雰囲気中での長期保存が可能となる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、酸素濃度調整手段は一定時間毎に作動させることを特徴とするものであり、貯蔵空間内の経時変化により、食品から発生するガスや外部からの浸入ガスによって酸素濃度や真空度が変化することを防止し、適正範囲に維持することができる。
【００１６】
請求項７記載の発明は、酸素濃度調整手段を任意に作動させる動作スイッチを備えたことを特徴としており、使用者が必要とする任意のときに酸素濃度調整手段を作動させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は本発明に係る冷蔵庫の縦断面図であり、断熱箱体で形成した冷蔵庫本体（１）の最上部には冷蔵室（２）を配置し、その下方には冷蔵室よりやや高温で高湿度に保持する野菜室（３）を設けている。野菜室（３）の下方には断熱仕切壁（４）を介して弱冷凍室（５）と図示しない製氷貯氷室とを左右に区分して併置しており、最下部には冷凍室（６）を独立して配置し、各貯蔵室の前面開口部には各々専用の開閉扉を設けて閉塞している。
【００１８】
各貯蔵室は、冷蔵空間、冷凍空間のそれぞれの背面に設置した冷蔵用冷却器（７）と冷凍用冷却器（８）および各冷却器の近傍に設けたファン（９）（１０）やダクトによって冷気を循環させ、各貯蔵室毎に設定した温度に冷却制御されるものである。
【００１９】
冷蔵庫本体（１）の最下部に配置した冷凍空間の背面下部には、機械室（１１）空間が形成されており、前記冷蔵用および冷凍用冷却器（７）（８）へ冷媒を供給する圧縮機（１２）を設置している。
【００２０】
上記構成において、前記弱冷凍室（５）の背壁上部には、冷凍用冷却器（８）およびファン（１０）からの冷気流入を制御するダンパーを設けた冷気吹出口（１３）を設けており、弱冷凍室（５）内を−１０℃から−５℃のいわゆる弱冷凍温度帯に保持している。
【００２１】
この弱冷凍温度帯は、通常の冷凍温度である−１８℃以下に比較すると、凍結度合いが弱いため食品の冷凍保存期間は２週間程度と短いが、肉や魚などの食品がそのまま包丁で切ることができ、解凍についても不要あるいは容易であることから調理しやすい温度帯であり、アイスクリームもスプーンがスムーズに入る程度の硬さで食しやすい利点を有する温度である。
【００２２】
弱冷凍室（５）内には食品を収納貯蔵する容器（１５）を設けており、弱冷凍室部の左側壁部の断面図である図２に示すように、弱冷凍室扉（１６）の内面側に奥方向に延びる左右一対の支持枠（１７）を取り付け、この支持枠（１７）間に前記収納容器（１５）を載置して保持することで扉（１６）とともに庫外へ引き出し自在としている。
【００２３】
左右一対の支持枠（１７）は、上下端縁にＬ字状部（１７ａ）（１７ｂ）を形成し、下端のＬ字状部（１７ｂ）の水平部を冷蔵庫本体（１）の前面開口部近傍の側壁に設けた滑車（１８）で受ける構成とすることで、支持枠（１７）を内箱の両側壁に形成したレール（１９）に対して摺動自在にしており、上端のＬ字状部（１７ａ）で容器（１５）の上部周縁に形成したフランジ（１５ａ）を支持するようにしている。
【００２４】
左右支持枠（１７）のそれぞれの後端外方には、左右のレール（１９）内を摺動するように図示しない滑車を固定しており、弱冷凍室扉（１６）の内面と左右の支持枠（１７）で形成される枠内に載置することで収納容器（１５）を安定して保持するようにしている。
【００２５】
前記収納容器（１５）の上面開口には、開口を完全に覆う大きさに形成した蓋（２０）を配置している。蓋（２０）は、室内天井面の数カ所に取り付けた引っ張りバネ（２１）によって、通常はバネ（２１）の上方への付勢力により、容器（１５）の開口に対して間隙を有するよう吊り下げられている。
【００２６】
容器のフランジ（１５ａ）の上部に対応する蓋（２０）の下面周縁にはシリコンゴムなどで形成した環状のシールパッキン（２２）を固着し、後述する構成によって、蓋（２０）が容器（１５）の開口を覆う際には、シールパッキン（２２）がフランジ（１５ａ）の上面に当接して隙間をなくし容器内を密封するように形成する。
【００２７】
そして、弱冷凍室（５）部分の縦断面図である図３に示すように、蓋（２０）の後部には、その一端が蓋を挿通して容器（１５）内に位置するよう開口させ、他端を下方に延設して真空ポンプ（２５）に接続した耐圧構造の可撓性材料からなる排気管（２６）を設けている。
【００２８】
真空ポンプ（２５）は、貯蔵スペースを損なわないようにフィルター（２７）およびマフラー（２８）とともに機械室（１１）内の圧縮機（１２）に隣接した空間に設けられ、食品を減圧保存する必要性に応じて手動あるいは自動で操作指示することで駆動されるものであり、駆動の際は、弱冷凍室扉（１６）が閉扉された後の所定時間経過後に駆動され、駆動により排気管（２６）を介して密閉されている容器（１５）内の空気を吸引し、容器内を減圧するように作用する。この真空ポンプ（２５）は、食品保存を目的としていること、およびメンテナンスの面からも、オイルレスタイプのものを使用するのが望ましい。
【００２９】
収納容器（１５）内の減圧時の圧力は、真空ポンプ（２５）の吸引時間や排気管（２６）の開口度により変化させることができるものであり、本実施例の場合は５０から２００Ｔｏｒｒの間の所定値に設定した。
【００３０】
すなわち、収納容器内の圧力を２００Ｔｏｒｒより低くすれば容器内の酸素量を、常圧である大気圧下での酸素量の１０％以下にすることができるため、食品の酸化進行や青果物の呼吸作用を効果的に抑制することができるものであり、これにともなって、密閉構造となる前記容器（１５）と蓋（２０）も減圧力に耐える剛性を有する構造とし、蓋（２０）による密閉後は容器（１５）の周囲からの間接冷却となるため、鋼板などの良熱伝導材を使用する。
【００３１】
一方、容器内圧力を５０Ｔｏｒｒ以上としたのは、ヒートシールされたレトルト食品などの封入パック食品を誤って収納した場合、圧力が５０Ｔｏｒｒ以下になると減圧によりパック食品が破裂する可能性があり、これらの弊害を防止するためである。
【００３２】
真空ポンプ（２５）の駆動制御は、収納容器（１５）内の圧力が前記所定値の範囲内にあれば、駆動を停止するように制御するとともに、収納容器（１５）への食品の収納や取出しによって容器内圧力が２００Ｔｏｒｒより高くなった場合は、再び駆動させて圧力が２００Ｔｏｒｒ以下になるまで空気を吸引し減圧する。この間欠運転制御によって、低酸素濃度による食品保存環境のための真空ポンプ（２５）の駆動時間を極力短縮し、エネルギーの消費を抑えている。
【００３３】
また、収納容器（１５）の酸素濃度や真空度は食品からのガス発生、容器外からのガスの浸入により時間とともに変化するものであり、前記真空ポンプ（２５）の駆動は、一定時間毎におこなうようにしてもよい。
【００３４】
さらには、食事の準備時など頻繁に引出し開放されるような場合は、開放の都度、ポンプ駆動すると効率がきわめて悪いため、最終閉扉後、例えば３０分間は駆動せず、その後に作動を開始するように制御するようにすれば、ポンプ寿命や作動騒音の低減に効果が得られるものである。また上記とは逆に、最終作動時から所定時間、例えば２４時間作動しなかった場合は、これをカウントして５分間駆動するなど、使用者が不在の場合を考慮して減圧状態を保持するように自動管理してもよい。
【００３５】
弱冷凍室（５）部の蓋（２０）には、図４、図５にその概略動作を示すように、蓋開閉機構（３０）を設けている。蓋開閉機構（３０）は、蓋の上部に配置したソレノイド（３１）らなり、図示しない扉スイッチ信号などによるソレノイド（３１）への通電と前記引っ張りバネ（２１）との関係、および容器（１５）内を大気圧に戻すために蓋（２０）に形成した連通孔を開口するリーク弁（３３）の作用で容器（１５）に対する蓋（２０）の開閉制御をおこなうものである。
【００３６】
食品の収納や取出しが終了して弱冷凍室扉（１６）を閉扉した際など、閉扉を扉スイッチで検知した場合は、閉扉後の所定時間、例えば３０分間は容器（１５）の開口を、図４に示すように、開放状態にして冷気を容器内に導入し、食品を所定温度まで冷却した後に、ソレノイド（３１）への通電により作動棒（３２）を下方へ突出させ、図５に示すように、引っ張りバネ（２１）のバネ力に抗して上方から蓋（２０）を押圧し、容器（１５）の開口を閉塞するとともに、シールパッキン（２２）により収納容器（１５）内を完全に密封し、その後、真空ポンプ（２５）を駆動させて容器（１５）内を所定圧力、例えば１００Ｔｏｒｒまで減圧するよう内部空気を吸引して酸素濃度を５％まで低下させれば、吸引動作を停止して保持するものである
このようにすれば、収納容器（１５）内の食品は所定弱冷凍温度まで冷却された後に減圧されるため、当初から減圧状態で間接冷却されることによる熱伝導の悪さから冷却速度を損なう弊害をなくすことができ、弱冷凍温度と低酸素雰囲気中でのより長期な鮮度保存が可能となる。
【００３７】
また、弱冷凍室扉（１６）を前方へ引き出す場合は、扉表面に設けた操作パネルでのスイッチボタンの操作により、リーク弁（３３）を開放させて容器（１５）の内部を大気圧に戻すとともに、図４のように、ソレノイド（３１）の動作で作動棒（３２）を引き上げることによって、引っ張りバネ（２１）の付勢力で蓋（２０）が上方に移動するため、扉（１６）を引き出すと蓋（２０）は室内に残り、容器（１５）のみが上面を開口した状態で庫外に引き出されることになる。
【００３８】
そのため、減圧によって密着している容器蓋（２０）の開放操作に煩わされることなく食品の収納や取出しができるものであり、また容器（１５）は、扉（１６）および支持枠（１７）からも取り外し可能であるため、容器の清掃や洗浄も容易におこなうことができるものである。
【００３９】
以下、冷却および減圧動作について説明する。通常冷蔵庫の冷却運転時においては、各貯蔵室の扉は閉じられており、冷蔵用および冷凍用冷却器（７）（８）による冷気を冷却ファン（９）（１０）でダクトを通じて各貯蔵室に循環し、これを冷却している。
【００４０】
弱冷凍室（５）には、冷凍用冷却器（８）からの冷気がダンパー制御によって導入され、室内に設けた収納容器（１５）内の食品を弱冷凍温度温度に冷却保持する。すなわち、弱冷凍室（５）を減圧保存しない通常の冷却保存室として使用する場合には、真空ポンプ（２５）は駆動させないとともに、蓋（２０）を常時開いた状態にして容器（１５）内にも冷気を導入し、循環させて冷却する。
【００４１】
弱冷凍室（５）を減圧貯蔵室として仕様設定している場合は、室内における収納容器（１５）の上面開口は、蓋（２０）によって密閉されており、容器（１５）内は真空ポンプ（２５）の駆動による排気管（２６）からの空気の吸引で減圧状態にあって、５０〜２００Ｔｏｒｒの間の減圧による低酸素濃度と−７℃程度の弱冷凍温度によって、肉や魚の油脂分の酸化防止や好気性微生物の活動抑制など収納食品の鮮度を保持し、通常−１８℃以下での冷凍保存と同レベルの長期保存を達成している。
【００４２】
上記実施例による牛肉（ロース）を−７℃の空気温中で２５〜３０ｋＰａの減圧状態で保存したときの脂質変化状態と、−７℃の空気温で常圧、および−１８℃の冷凍温で常圧保存したものとの比較データを図８に示す。図８における肉１ｇ当たりの過酸化脂質増量（単位ｎｍｏｌ）の経時グラフから明らかなように、弱冷凍と減圧による低酸素濃度雰囲気保存は、弱冷凍保存のみに比較して脂質変化は少なく、弱冷凍保存のみの数値が賞味限度とされる８０ｎｍｏｌ／ｇ肉を越えた時点でも３０ｎｍｏｌ弱と−１８℃による冷凍保存と同レベルの長期鮮度保持効果が認められるものであり、また、図９に示すように、上記と同じ温度、圧力条件での白身魚（真タラ）の過酸化物価の変化データからも弱冷凍と低酸素濃度雰囲気による長期鮮度保存効果は明らかであった。
【００４３】
前記実施例においては、蓋開閉機構（３０）を扉スイッチ信号などによるソレノイド（３１）への通電とバネ（２１）との関係で開閉制御をおこなうようにしたが、図６に示すように、モータ駆動によるピニオンギア（４１）とラック（４２）との係合移動によって蓋（４０）を上下動させ、容器（３５）の上面開口を開放あるいは閉塞するようにしてもよく、また、蓋開閉機構を弱冷凍室扉の開扉動作に連動させることで蓋のリーク弁を開放し、収納容器の蓋を開放するようにしてもよい。
【００４４】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。図７に示す弱冷凍室（５５）は、機械室（６１）の前方部における冷凍室（５６）の下部に配置しており、冷凍室（５６）とは仕切板（５７）を介してその熱影響を受けるようにし、上面からの冷凍温度の熱伝導で間接的に冷却されるとともに、仕切板（５７）の断熱厚の調整あるいはヒータ制御により所定の弱冷凍温度に冷却されるよう構成されている。
【００４５】
弱冷凍室（５５）に対向する機械室（６１）には、圧縮機（１２）に隣接して酸素濃度調整装置であるエアポンプ（６５）などの加圧ポンプと、ポリイミド系膜やポリオレフィン系膜などの酸素を選択的に透過するが窒素は透過しにくい性質を利用して空気中の酸素と窒素を分離するようにした酸素透過膜からなる分離手段（６６）を設けている。前記酸化透過膜は中空糸状のモジュールとしたものを使用するのが望ましいが、分離手段（６６）としては、ゼオライトや活性炭など、酸素と窒素の吸着特性の差を利用したＰＳＡ方式（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ 圧力差吸着法）を使用したものでもよい。
【００４６】
そして、弱冷凍室（５５）背壁には、エアポンプ（６５）に接続した吸引路（５８）の先端を開口させ、弱冷凍室内の空気を吸引路（５８）からエアポンプ（６５）に吸引し、エアポンプからの圧縮空気を分離手段（６６）に導入して酸化透過膜によって、酸素と窒素とを分離するとともに窒素富加空気を背壁に形成した流入路（５９）から弱冷凍室（５５）内へ戻し、酸素富加空気は、機械室（６１）の天井壁に設けた流出通路（６０）を通して冷凍室（５６）の戻り冷気と合流させて冷凍用冷却器（８）に流入させるようにしている。
【００４７】
上記実施態様のように、弱冷凍温度に設定した貯蔵空間を間接冷却するようにして、酸素と窒素を分離する手段により密閉貯蔵空間の酸素濃度を調整するようにした構成により、弱冷凍室（５５）は、弱冷凍温度に冷却されるとともに、分離手段（６６）によって酸素が除去された空気の流入循環により、低酸素濃度雰囲気の状態とすることができるため、冷凍保存効果と相俟って、微生物、酵素の活性抑制、油脂などの酸化抑制効果により、通常冷凍保存レベルの長期の鮮度保存力を得ることができるものである。
【００４８】
また、前記実施態様と同様に、通常の冷凍温度より高い−７℃程度の温度帯での保存が可能となることから、解凍が容易であるばかりでなく、そのまま調理することも可能となり、冷却力を低減して省エネルギ効果も得られる利点がある。
【００４９】
さらに、上記各実施形態によれば、冷蔵庫の貯蔵空間外に減圧手段、あるいは酸素と窒素の分離手段を設置することで貯蔵スペースを減じることなく弱冷凍貯蔵空間の酸素濃度を調整し、収納保存している食品と酸素とを遮断することができる。
【００５０】
なお、上記各実施例においては、酸素濃度調整手段を弱冷凍室に設けた冷凍冷蔵庫の例によって説明したが、これに限らず、弱冷凍温度を含む−２０℃の冷凍温度からチルド、冷蔵、野菜保存温度、および＋８℃程度のワイン保存温度まで多種の設定温度に切替えができる多温度切替室に採用してもよく、また、他の貯蔵室内に独立した区画室、あるいは弱冷凍専用庫に適用してもよいことは勿論である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明の構成によれば、貯蔵室内に収納した貯蔵品を弱冷凍温度で冷却保存できるとともに、貯蔵空間の酸素濃度を低下させるため、収納している食品と酸素とを遮断して、油脂などの酸化抑制、酵素活性の抑制、および好気性微生物の活動抑制ができ、収納貯蔵品の鮮度を保持して通常の冷凍保存吐同等のレベルで長期保存することができる。
【００５２】
さらに、収納食品は、弱冷凍温度での保存であるため、そのまま包丁で切りやすく、また解凍が不要あるいは容易であることから調理しやすいものであり、冷凍能力も低減できるため電力の削減にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断面図である。
【図２】図１における弱冷凍空間の容器の支持部を示す正面断面図である。
【図３】図１の弱冷凍貯蔵空間の縦断面図である。
【図４】図３における収納容器の蓋開閉機構を示す縦断面図である。
【図５】図４の蓋が密閉した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の他の蓋開閉機構の実施例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す弱冷凍室部の縦断面図である。
【図８】本発明と従来との食品保存性能の比較グラフである。
【図９】本発明と従来との他の食品保存性能の比較グラフである。
【符号の説明】
１…冷蔵庫本体 ５、５５…弱冷凍室 ６、５６…冷凍室
８…冷凍用冷却器 １１、６１…機械室 １５、３５…収納容器
１６…弱冷凍室扉 １７…支持枠 １８…滑車
１９…レール ２０、４０…蓋 ２１…引っ張りバネ
２２…シールパッキン ２５…真空ポンプ ２６…排気管
３０…蓋開閉機構 ３１…ソレノイド ３２…作動棒
３３…リーク弁 ４１…ピニオンギア ４２…ラック
５７…仕切板 ５８…吸引路 ５９…流入路
６０…流出通路 ６５…エアポンプ ６６…分離手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerator having a weak freezing function, and more particularly to a refrigerator provided with an oxygen concentration adjusting means for storing food in a weakly frozen state for a long period of time.
[0002]
[Prior art]
In recent years, refrigerators have not only diversified in cooling and storage temperature, but also have been focusing on long-term preservation of food and energy saving, which are the original functions of refrigerators, due to the increasing interest in environmental considerations and economics. is there.
[0003]
In general, even when food is stored in a refrigerator, it is often found that it is wasted waste due to deterioration due to the elapse of the storage period, etc. There is a demand for a function of maintaining the taste, nutrition, and freshness over a long period of time.
[0004]
As an effective method for preserving food for a long time, frozen storage is known. If food is rapidly passed through -1 ° C to -5 ° C, which is the largest ice crystal product of food, and stored at -18 ° C or lower, long-term storage that does not substantially destroy the cell tissue of food and does not impair freshness is possible. However, when the temperature is below -18 ° C, the degree of freezing is so strong that foods such as meat and fish are difficult to cut with kitchen knives in ordinary households. There was a problem such as spoiling.
[0005]
On the other hand, recently, when the frozen temperature of food is raised and stored frozen in a weak freezing temperature range of about -7 ° C, it becomes easy to cut with a kitchen knife immediately when cooking without thawing, and it is easy to eat ice cream as it is However, it is known that this weakly frozen storage has a significantly lower freshness retention ability than storage at -18 ° C or lower, and is difficult to store for a long time.
[0006]
On the other hand, drying and oxidation can be cited as the causes of food deterioration. For drying, it is effective to store under conditions with low temperature fluctuations and high humidity, and reduce the difference from the indoor air temperature by raising the evaporating temperature of the cooler provided exclusively for the temperature zone of each room. This minimizes frost adhesion to the cooler and prevents drying. Furthermore, as for vegetables, freshness can be maintained and improved by preventing drying and removing ethylene gas, which is an aging hormone of fruits and vegetables.
[0007]
As for the prevention of oxidation, it is known that the storage is performed by so-called CA (Controlled Atmosphere Atmosphere Atmosphere Control) for controlling the air atmosphere. About 20% of oxygen is present in the air, and this oxygen is one of the factors that degrade foods, including oxidation of oils and fats in fish and meat. Therefore, by blocking food and oxygen by CA, there are effects such as suppression of the respiratory action of vegetables, suppression of activation of microorganisms and enzymes, and suppression of oxidation of fats and oils, thereby improving freshness preservation. .
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made by paying attention to the CA, and has a storage room set in a weak freezing temperature range of −10 ° C. to −5 ° C. inside the refrigerator and adjusting the oxygen concentration in the storage space. Means for generating an atmosphere of low oxygen concentration in which the contact between food and oxygen is cut off, the food preservation period maintaining freshness in a weak freezing temperature range can be extended to a normal frozen preservation level The purpose is to provide refrigerators.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of a refrigerator according to claim 1 sets a storage room to a weak freezing temperature range of -10 ° C to -5 ° C and adjusts an oxygen concentration in the storage space. It is characterized by having.
[0010]
With this configuration, the stored items stored in the storage room can be cooled and stored at a weak freezing temperature, and in order to reduce the oxygen concentration in the storage space, the stored food and oxygen are shut off, thereby suppressing oxidation of fats and oils, Enzyme activity can be suppressed, and the activity of aerobic microorganisms can be suppressed, and the stored products can be preserved for a long time at a normal frozen preservation level while maintaining freshness. Furthermore, the stored food is stored at a weak freezing temperature, so it is easy to cut with a kitchen knife as it is, and it is easy to cook because it is unnecessary or easy to defrost, and the refrigeration capacity can be reduced, so power consumption can be reduced. Contribute.
[0011]
The invention according to claim 2 provides a freezing storage space and a refrigerated storage space, and a storage space that can be set in a weak freezing temperature range of −10 ° C. to −5 ° C., which is cooled independently of these storage spaces, A storage container that can be hermetically closed is disposed in the storage space, and the inside of the storage container can be maintained in a low oxygen concentration state by oxygen concentration adjusting means. In addition to the above, it is possible to obtain a refrigerator which can diversify the cooling storage temperature in a general refrigerator and can store food stored in a convenient low freezing temperature range for a long time.
[0012]
The storage space that can be set in the weak refrigeration temperature zone according to the third aspect of the present invention enables direct cooling by inflow of cold air or indirect cooling by sealing, and when a closed space is used, the air inside the space is exhausted to reduce the pressure. The invention according to claim 4 is characterized in that the storage space that can be set in the weak refrigeration temperature zone has an indirect cooling structure that can be closed, and the oxygen concentration in the closed storage space is reduced by means for separating oxygen and nitrogen. It is characterized in that it is adjusted. In this way, by installing decompression means or oxygen and nitrogen separation means outside the storage space of the refrigerator, the oxygen concentration in the weakly frozen storage space is adjusted without reducing the storage space, and the food stored and stored It can shut off oxygen.
[0013]
The invention according to claim 5 is characterized in that a door opening / closing detecting means for the storage space is provided, and when the door is closed, the oxygen concentration adjusting means is operated. In addition, by operating after confirming the closed state of the door, the oxygen concentration in the storage space can be surely adjusted.
[0014]
Further, when the door is closed, by introducing cooling cold air to cool the storage room to a predetermined temperature and then to a predetermined oxygen concentration, the food in the storage room is cooled to a predetermined temperature and then subjected to oxygen removal or decompression. Therefore, it is quickly cooled and can be stored for a long time in a low oxygen atmosphere.
[0015]
The invention according to claim 6 is characterized in that the oxygen concentration adjusting means is operated at regular time intervals, and the oxygen concentration adjusting means is operated by gas over time in the storage space or by gas entering from the outside or gas entering from outside. And the degree of vacuum can be prevented from changing, and can be maintained in an appropriate range.
[0016]
The invention according to claim 7 is characterized in that an operation switch for arbitrarily operating the oxygen concentration adjusting means is provided, and the oxygen concentration adjusting means can be operated at any time required by the user.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a refrigerator according to the present invention, in which a refrigerator room (2) is arranged at the top of a refrigerator body (1) formed of an insulated box, and below the refrigerator room a little higher than the refrigerator room. Vegetable room (3) for maintaining high humidity is provided. Below the vegetable compartment (3), a weak freezing compartment (5) and an ice-making and ice storage compartment (not shown) are juxtaposed side by side through a heat insulating partition (4). ) Are arranged independently, and a dedicated opening / closing door is provided and closed at the front opening of each storage room.
[0018]
Each storage room is provided with a refrigerator (7) and a refrigerator (8) installed on the back of each of the refrigerator space and the freezer space, and fans (9) (10) and ducts provided near each cooler. Thus, cool air is circulated, and cooling is controlled to a temperature set for each storage room.
[0019]
A machine room (11) space is formed in the lower rear part of the freezing space arranged at the lowermost part of the refrigerator body (1), and supplies a refrigerant to the refrigerator and freezing coolers (7) and (8). A compressor (12) is installed.
[0020]
In the above configuration, a cold air outlet (13) provided with a damper for controlling the flow of cool air from the freezing cooler (8) and the fan (10) is provided above the back wall of the weak freezing room (5). The inside of the weak freezing room (5) is kept at a so-called weak freezing temperature range of -10 ° C to -5 ° C.
[0021]
In this weak freezing temperature range, compared to the normal freezing temperature of -18 ° C or lower, the freezing degree is weak, so the frozen storage period of the food is short, about 2 weeks, but the food such as meat and fish is cut with a kitchen knife as it is The temperature range is easy to cook because thawing is not necessary or easy, and ice cream has such an advantage that it is hard enough for a spoon to enter smoothly and easy to eat.
[0022]
A container (15) for storing food is provided in the weak freezing room (5), and as shown in FIG. 2 which is a cross-sectional view of the left side wall portion of the weak freezing room portion, the weak freezing room door (16). A pair of left and right support frames (17) extending in the depth direction are attached to the inner surface of the container, and the storage container (15) is placed and held between the support frames (17), so that the storage container (15) is moved out of the warehouse together with the door (16). It can be pulled out freely.
[0023]
The pair of left and right support frames (17) have L-shaped portions (17a) and (17b) formed at upper and lower edges, and the horizontal portion of the L-shaped portion (17b) at the lower end is opened at the front opening of the refrigerator body (1). The support frame (17) is slidable with respect to the rails (19) formed on both side walls of the inner box by receiving the pulley (18) provided on the nearby side wall. The flange (15a) formed on the upper peripheral edge of the container (15) is supported by the shape portion (17a).
[0024]
Outside the rear end of each of the left and right support frames (17), a pulley (not shown) is fixed so as to slide in the left and right rails (19). The storage container (15) is stably held by being placed in a frame formed by the support frame (17).
[0025]
A lid (20) formed so as to completely cover the opening is disposed at the upper opening of the storage container (15). The lid (20) is suspended by a tension spring (21) attached to several places on the ceiling of the room, usually by an upward biasing force of the spring (21) so as to have a gap with respect to the opening of the container (15). Have been.
[0026]
An annular seal packing (22) made of silicone rubber or the like is fixed to the periphery of the lower surface of the lid (20) corresponding to the upper part of the flange (15a) of the container. When covering the opening of (1), the seal packing (22) is formed so as to abut the upper surface of the flange (15a) to eliminate a gap and to seal the inside of the container.
[0027]
Then, as shown in FIG. 3 which is a longitudinal sectional view of the weak freezing compartment (5), one end of the lid (20) is opened through the lid so as to be positioned in the container (15). And an exhaust pipe (26) made of a flexible material having a pressure-resistant structure connected to a vacuum pump (25) with the other end extending downward.
[0028]
The vacuum pump (25) is provided in the space adjacent to the compressor (12) in the machine room (11) together with the filter (27) and the muffler (28) so as not to impair the storage space, and it is necessary to store food under reduced pressure. It is driven by manually or automatically instructing the operation according to the nature, and at the time of driving, it is driven after a lapse of a predetermined time after the weak freezing compartment door (16) is closed, and the exhaust pipe ( The air in the container (15) which is hermetically sealed via (26) is sucked, and acts to reduce the pressure in the container. It is desirable to use an oilless type vacuum pump (25) from the viewpoint of food preservation and maintenance.
[0029]
The pressure at the time of decompression in the storage container (15) can be changed by the suction time of the vacuum pump (25) and the opening degree of the exhaust pipe (26). In the case of the present embodiment, the pressure is 50 to 200 Torr. It was set to a predetermined value between.
[0030]
That is, if the pressure in the storage container is lower than 200 Torr, the amount of oxygen in the container can be reduced to 10% or less of the amount of oxygen at atmospheric pressure, which is normal pressure, so that the oxidation of food and the respiration of fruits and vegetables can be achieved. The function can be effectively suppressed, and accordingly, the container (15) and the lid (20), which have a sealed structure, are also structured to have a rigidity to withstand the decompression force, and the lid (20) is used for sealing. After that, since it is indirect cooling from around the container (15), a good heat conductive material such as a steel plate is used.
[0031]
On the other hand, the reason why the pressure in the container is set to 50 Torr or more is that, if an encapsulated pack food such as a heat-sealed retort food is erroneously stored, if the pressure becomes 50 Torr or less, the packed food may burst due to reduced pressure. This is to prevent the adverse effects of the above.
[0032]
The drive control of the vacuum pump (25) controls the drive to be stopped when the pressure in the storage container (15) is within the predetermined value range, and controls the storage of food in the storage container (15). When the pressure inside the container becomes higher than 200 Torr by taking out the air, the container is driven again to suck air and reduce the pressure until the pressure becomes 200 Torr or less. By this intermittent operation control, the driving time of the vacuum pump (25) for the food preservation environment due to the low oxygen concentration is reduced as much as possible, and the energy consumption is suppressed.
[0033]
Further, the oxygen concentration and the degree of vacuum in the storage container (15) change with time due to gas generation from food and gas intrusion from outside the container, and the vacuum pump (25) is driven at regular intervals. It may be performed.
[0034]
Further, in the case where the drawer is frequently pulled out and opened, such as when preparing a meal, the efficiency is extremely low if the pump is driven every time the drawer is opened. Therefore, after the final closing, for example, it is not driven for 30 minutes, and the operation is started thereafter. With such control, an effect can be obtained in reducing the pump life and operating noise. Contrary to the above, when the operation has not been performed for a predetermined time, for example, 24 hours, from the time of the final operation, the decompression state is maintained in consideration of the case where the user is absent, such as counting and driving for 5 minutes. Automatic management as described above.
[0035]
The lid (20) of the weak freezing compartment (5) is provided with a lid opening / closing mechanism (30) as schematically shown in FIGS. The lid opening / closing mechanism (30) comprises a solenoid (31) arranged on the top of the lid, and a relation between energization of the solenoid (31) by a door switch signal (not shown) or the like and the tension spring (21), and a container (15). The opening and closing control of the lid (20) with respect to the container (15) is performed by the action of a leak valve (33) that opens a communication hole formed in the lid (20) in order to return the inside to atmospheric pressure.
[0036]
When the door is detected by the door switch, for example, when the storage and unloading of the food is completed and the door (16) of the weak freezing compartment is closed, the opening of the container (15) is closed for a predetermined time after the door is closed, for example, 30 minutes. As shown in FIG. 4, after the food is cooled down to a predetermined temperature by opening the container to cool the food to a predetermined temperature, the operating rod (32) is projected downward by energizing the solenoid (31). As shown, the lid (20) is pressed from above against the spring force of the tension spring (21) to close the opening of the container (15), and the inside of the storage container (15) is sealed by the seal packing (22). If the oxygen concentration is reduced to 5% by sucking the internal air so as to reduce the pressure inside the container (15) to a predetermined pressure, for example, 100 Torr by driving the vacuum pump (25), the suction operation is performed. What to stop and hold With such a configuration, the food in the storage container (15) is depressurized after being cooled to the predetermined weak freezing temperature, so that the cooling rate is impaired due to poor heat conduction due to indirect cooling under reduced pressure from the beginning. The adverse effects can be eliminated, and the freshness can be preserved for a longer period in a low freezing temperature and low oxygen atmosphere.
[0037]
When the weak freezer door (16) is pulled forward, the leak valve (33) is opened by operating a switch button on an operation panel provided on the door surface to bring the inside of the container (15) to atmospheric pressure. 4, the operation rod (32) is pulled up by the operation of the solenoid (31) to move the lid (20) upward by the urging force of the tension spring (21). Is pulled out, the lid (20) remains in the room, and only the container (15) is pulled out of the refrigerator with the upper surface opened.
[0038]
Therefore, the food can be stored or taken out without bothering the opening operation of the container lid (20) which is in close contact with the container under reduced pressure, and the container (15) is separated from the door (16) and the support frame (17). Since the container is also removable, cleaning and cleaning of the container can be easily performed.
[0039]
Hereinafter, the cooling and decompression operations will be described. Normally, during the cooling operation of the refrigerator, the doors of the storage rooms are closed, and the cooling air from the refrigerators (7) and (8) is cooled by the cooling fans (9) and (10) through the ducts. Circulates and cools it.
[0040]
Cold air from the freezing cooler (8) is introduced into the weak freezing room (5) by damper control, and cools and holds the food in the storage container (15) provided in the room at the weak freezing temperature. That is, when the weak freezing room (5) is used as a normal cooling storage room that does not store under reduced pressure, the vacuum pump (25) is not driven, and the lid (20) is kept open at all times so that the container (15) is kept open. Cool air is also introduced and circulated for cooling.
[0041]
When the weak freezing room (5) is set as a reduced-pressure storage room, the upper opening of the storage container (15) in the room is closed by a lid (20), and the inside of the container (15) is a vacuum pump ( 25) is in a decompressed state by suction of air from the exhaust pipe (26) by the drive of (25), and the low oxygen concentration due to the decompression between 50 and 200 Torr and the weak freezing temperature of about -7 ° C. It maintains the freshness of stored foods, such as oxidation prevention and suppression of the activity of aerobic microorganisms, and achieves the same level of long-term storage as frozen storage at -18 ° C or lower.
[0042]
Lipid change state when beef (loin) according to the above example was stored under reduced pressure of 25-30 kPa in air temperature of -7 ° C, normal pressure at air temperature of -7 ° C, and freezing temperature of -18 ° C FIG. 8 shows comparison data with those stored at normal pressure. As is evident from the time-dependent graph of the increase in lipid peroxide per gram of meat (unit: nmol) in FIG. Even when the value of only frozen storage exceeds 80 nmol / g meat, which is the taste limit, the same long-term freshness preserving effect as frozen storage at −18 ° C. and a little less than 30 nmol is observed, and is shown in FIG. Thus, the long-term freshness preservation effect of the weak freezing and the low oxygen concentration atmosphere was apparent from the change data of the peroxide value of the white fish (true cod) under the same temperature and pressure conditions as above.
[0043]
In the above embodiment, the lid opening / closing mechanism (30) performs opening / closing control based on the relationship between energization of the solenoid (31) by a door switch signal or the like and the spring (21). However, as shown in FIG. The lid (40) may be moved up and down by the engagement movement of the pinion gear (41) and the rack (42) driven by a motor to open or close the upper opening of the container (35). By linking the mechanism with the opening operation of the weak freezing compartment door, the leak valve of the lid may be opened and the lid of the storage container may be opened.
[0044]
Next, another embodiment of the present invention will be described. The weak freezing room (55) shown in FIG. 7 is disposed below the freezing room (56) in front of the machine room (61), and is separated from the freezing room (56) via a partition (57). It is configured to be affected by heat and to be indirectly cooled by the heat conduction of the freezing temperature from the upper surface, and to be cooled to a predetermined weak freezing temperature by adjusting the adiabatic thickness of the partition plate (57) or controlling the heater. ing.
[0045]
In the machine room (61) facing the weak freezing room (55), a pressurizing pump such as an air pump (65), which is an oxygen concentration adjusting device, and a polyimide film or a polyolefin film are provided adjacent to the compressor (12). A separation means (66) composed of an oxygen-permeable membrane that separates oxygen and nitrogen in the air by utilizing the property of selectively transmitting oxygen but not easily transmitting nitrogen is provided. It is desirable to use a hollow fiber-shaped module as the oxidized permeable membrane. However, as the separation means (66), a PSA (Pressure Swing Adsorption) method using a difference in adsorption characteristics between oxygen and nitrogen, such as zeolite or activated carbon, is used. Pressure difference adsorption method).
[0046]
The distal end of the suction passage (58) connected to the air pump (65) is opened at the back wall of the weak freezing room (55), and the air in the weak freezing room is sucked from the suction passage (58) to the air pump (65). The compressed air from the air pump is introduced into the separation means (66) to separate oxygen and nitrogen by the oxidized permeable membrane, and the nitrogen-enriched air is formed in the back wall from the inflow passage (59) through the weak freezing chamber (55). The oxygen-enriched air is returned to the inside, merges with the return cold air of the freezing room (56) through the outflow passage (60) provided in the ceiling wall of the machine room (61), and flows into the freezing cooler (8). ing.
[0047]
As described in the above embodiment, the storage space set at the weak refrigeration temperature is indirectly cooled, and the oxygen concentration in the closed storage space is adjusted by means for separating oxygen and nitrogen. 55) is cooled to a weak refrigeration temperature and can be brought into a state of a low oxygen concentration atmosphere by the inflow and circulation of air from which oxygen has been removed by the separation means (66), which is combined with the effect of freezing and preservation. Thus, the long-term freshness preserving power of the normal frozen preservation level can be obtained by the effect of suppressing the activity of microorganisms and enzymes and the oxidation of fats and oils.
[0048]
Further, similarly to the above embodiment, since it is possible to store in a temperature range of about −7 ° C. higher than the normal freezing temperature, not only is it easy to thaw but also it is possible to cook as it is, There is an advantage that an energy saving effect can be obtained by reducing the force.
[0049]
Furthermore, according to each of the above embodiments, the oxygen concentration in the weakly frozen storage space is adjusted without reducing the storage space by installing a decompression unit or an oxygen and nitrogen separation unit outside the storage space of the refrigerator, and Food and oxygen can be cut off.
[0050]
In each of the above embodiments, the description has been given of the example of the refrigerator having the oxygen concentration adjusting means provided in the weak freezing room. However, the present invention is not limited to this. It may be used in a multi-temperature switching room that can be switched to various setting temperatures up to the vegetable storage temperature and the wine storage temperature of about + 8 ° C, or in an independent compartment in another storage room, or in a dedicated refrigerator for weak freezing. Of course, it may be applied.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the present invention, the stored items stored in the storage room can be cooled and stored at a weak freezing temperature, and the stored food and oxygen are shut off to reduce the oxygen concentration in the storage space. Thus, it is possible to suppress the oxidation of fats and oils, suppress the activity of enzymes, and suppress the activity of aerobic microorganisms, and maintain the freshness of stored and stored products for long-term storage at a level equivalent to ordinary frozen storage and discharge.
[0052]
Furthermore, stored food is stored at a weak freezing temperature, so it is easy to cut with a kitchen knife as it is, and it is easy to cook because it is unnecessary or easy to defrost, and the refrigeration capacity can be reduced, so power consumption can be reduced. Contribute.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a refrigerator showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view showing a support portion of the container in the weak freezing space in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the weakly frozen storage space of FIG. 1;
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a lid opening / closing mechanism of the storage container in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where the lid of FIG. 4 is closed.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an embodiment of another lid opening / closing mechanism of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a weak freezing compartment showing another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph comparing the food preservation performance of the present invention and the conventional food preservation performance.
FIG. 9 is a comparison graph of the present invention and a conventional food preservation performance.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Refrigerator main body 5, 55 ... Weak freezing room 6, 56 ... Freezing room 8 ... Freezer cooler 11, 61 ... Machine room 15, 35 ... Storage container 16 ... Weak freezing room door 17 ... Support frame 18 ... Pulley 19 ... Rails 20, 40 ... Lid 21 ... Tension spring 22 ... Seal packing 25 ... Vacuum pump 26 ... Exhaust pipe 30 ... Lid opening / closing mechanism 31 ... Solenoid 32 ... Operating rod 33 ... Leak valve 41 ... Pinion gear 42 ... Rack 57 ... Partition plate 58 ... Suction path 59 ... Inflow path 60 ... Outflow path 65 ... Air pump 66 ... Separation means
