JP4775340B2 - refrigerator - Google Patents

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JP4775340B2 JP2007189550A JP2007189550A JP4775340B2 JP 4775340 B2 JP4775340 B2 JP 4775340B2 JP 2007189550 A JP2007189550 A JP 2007189550A JP 2007189550 A JP2007189550 A JP 2007189550A JP 4775340 B2 JP4775340 B2 JP 4775340B2
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この発明は、過冷却を使用した冷凍保存技術に係り、それを利用した冷蔵庫(冷凍冷蔵庫とも称する)に関する。   The present invention relates to a cryopreservation technique using supercooling, and relates to a refrigerator (also referred to as a refrigerator-freezer) using the technique.

冷凍した食品を解凍すると、凍結させていない生鮮食品に比べると品質が悪化することは知られている。通常冷凍の場合は、常温の食品を−18℃に設定された空間に入れると、該食品温度はある一定の時間を経て空間と同じ温度まで冷却される。そして、その温度が食品の凍結点以下であれば凍結する。低温環境に該食品をおくと、表面から除々に冷却され、最終的に中心部分までが周囲温度に至る。このとき、表面のほうが先に温度が下がるため、表面が先に凍りはじめるという現象が起き、食品表面にできた氷結晶が食品内部の未凍結状態の水分を引き出しながら拡大するため、中心部分に向かって大きな針状結晶ができる。大きな針状結晶は肉や魚など食品本来の構造を破壊するため、解凍時の食品形状を凍結前の状態に戻すことは非常に困難である。殆どの食品においても、凍結時にいかにして小さな氷結晶をつくるか、氷結晶によって食品本来の構造を破頓しないかが、凍結品質を良くする手段であるといえる。又、最近の家庭用冷蔵庫に対するニーズは、食生活、生活スタイルの変化により「冷凍」または「冷凍保存」に集まっている。更に業務用の冷蔵庫等も同様である。冷凍食品の多様化、利用量増加、作り置き、食品ストックなど、冷凍室利用頻度は高まる傾向にあり、大容量化が求められている。また一方では、食品品質に対する要求も高く、冷凍保存食品の品質を高める工夫は数多くなされている。   It is known that when frozen food is thawed, the quality deteriorates compared to fresh food that has not been frozen. In the case of normal freezing, when a normal temperature food is placed in a space set at −18 ° C., the food temperature is cooled to the same temperature as the space after a certain period of time. And if the temperature is below the freezing point of food, it will freeze. When the food is placed in a low temperature environment, it gradually cools from the surface and finally reaches the ambient temperature up to the central part. At this time, since the temperature of the surface first decreases, the phenomenon that the surface begins to freeze first occurs, and the ice crystals formed on the food surface expand while drawing out the unfrozen water inside the food. Large acicular crystals are formed. Since large needle crystals destroy the original structure of food such as meat and fish, it is very difficult to return the shape of the food when thawed to the state before freezing. For most foods, how to make small ice crystals during freezing and how to avoid breaking down the original structure of foods with ice crystals can be said to be a means to improve freezing quality. In addition, recent needs for refrigerators for home use are gathered in “frozen” or “frozen storage” due to changes in eating habits and lifestyles. The same applies to commercial refrigerators. The frequency of use of freezer rooms is increasing due to diversification of frozen foods, increase in usage, preparation, and food stock. On the other hand, there is a high demand for food quality, and many attempts have been made to improve the quality of frozen preserved food.

このような問題を解決し、高品質冷凍を実現するための代表的な技術としては、急速冷凍が知られている。即ち高品質冷凍技術の代表的なものは、急速冷凍で、急速冷凍の品質評価によく用いられている方法に、肉などの解凍時のドリップ流出量比較がある。ドリップ流出量は、食品が凍結する際の氷結晶の生成位置、大きさなどに左右される。氷結晶が大きいと細胞が破壊され、解凍時のドリップ流出量が増加し、品質低下につながる。一方、氷結晶が小さいと細胞の形状が維持され、解凍時のドリップ流出量は少なくなり、食品のうまみが保持されることになる。   As a typical technique for solving such problems and realizing high-quality freezing, quick freezing is known. That is, a representative high-quality freezing technique is quick freezing, and a method often used for quick freezing quality evaluation is a drip outflow comparison when thawing meat or the like. The amount of drip spillage depends on the position and size of ice crystals when food is frozen. If the ice crystals are large, the cells are destroyed and the amount of drip spillage during thawing increases, leading to quality degradation. On the other hand, if the ice crystals are small, the shape of the cells is maintained, the amount of drip outflow during thawing is reduced, and the flavor of the food is retained.

急速冷凍した食品のドリップ流出量が少ない、即ち、食品内部に小さい氷結晶ができる理由としては、最大氷結晶生成帯である−1℃〜−5℃の温度帯を素早く通過させていることが挙げられる。氷結晶の成長が進むこの温度帯にある時間をできるだけ短縮することが、大きな氷結晶の生成を抑制することになる。したがって、急速冷凍は、食品内部に大きな氷結晶が生成されるのを抑制するための一手段といえる。   The reason for the small amount of drip outflow of the rapidly frozen food, that is, the formation of small ice crystals inside the food is that the maximum ice crystal formation zone of -1 ° C to -5 ° C is passed quickly. Can be mentioned. Shortening the time in this temperature zone where ice crystal growth proceeds as much as possible suppresses the formation of large ice crystals. Therefore, quick freezing can be said to be a means for suppressing the formation of large ice crystals inside the food.

従来技術には、底面に金属板を有する急速冷凍容器と、急速冷凍容器の上面開口上方に急速冷凍容器内の食品を冷却するための冷気を吐出する冷気ダクトを設け、急速冷凍容器を急速冷凍室に設置するなどして、冷蔵庫での急速冷凍を実施しようとしているものがある(例えば、特許文献1参照)。   In the prior art, a quick freezing container having a metal plate on the bottom surface and a cold air duct for discharging cold air to cool food in the quick freezing container are provided above the opening of the upper surface of the quick freezing container. There are some which are going to carry out quick freezing in a refrigerator by installing in a room (for example, refer to patent documents 1).

しかし、急速冷凍にはいくつか問題点がある。まず、氷結晶について、急速冷凍では小さくなる傾向にあるとされているが、食品中心部まで本当に小さい氷結晶であるとは必ずしもいえない。凍結させる食品がある程度大きくなると、冷気が直接当たる表面は急速に冷やされて小さい氷結晶ができると考えられるが、中心部では温度が下がりきらず、最大氷結晶生成帯に留まり、大きな氷結晶、または、針状氷結晶ができていることも考えられる。次に、急速冷凍時には極低温冷気を吹き付ける為大きなエネルギーが必要であり、省エネについては逆行しているといえる。また、極低温冷気をつくりだすためには、高性能で、巨大な圧縮機を搭載する必要があるなど、コスト的なデメリットも考えられる。   However, quick freezing has some problems. First, ice crystals tend to be small in quick freezing, but it cannot always be said that the ice crystals are really small up to the food center. When the food to be frozen becomes large to some extent, the surface directly exposed to cold air is thought to be rapidly cooled to form small ice crystals, but the temperature does not decrease at the center, staying in the maximum ice crystal formation zone, large ice crystals, or It is also conceivable that acicular ice crystals are formed. Next, a large amount of energy is required to blow the cryogenic cold air at the time of quick freezing, and it can be said that energy saving is going backwards. In addition, in order to produce cryogenic cold, it is necessary to install a huge compressor with high performance, and there may be cost disadvantages.

このような急速冷凍の問題点を回避できる新たな高品質冷凍技術として、過冷却冷凍の技術が挙げられる。過冷却とは、食品を特定の冷却条件で冷却していくと、該食品の凍結点以下の温度でも凍っていない状態となることをいう。このような過冷却状態で食品を保存すると、凍結による蛋白質変性、細胞組織の損傷などの冷却障害を回避できるという利点がある。また、過冷却状態とした食品に強制的に刺激を与えて過冷却状態を解除すると、食品が急速に凍結すること、およびこのようにして得られた凍結状態は、過冷却状態を通過してしまう従来の急速凍結法に比べて細胞組織の損傷が少なく、品質劣化が極めて小さいことが報告されている(例えば、特許文献2参照)。過冷却状態を経て凍結した食品は、食品全体に均一に、針状ではなく粒状の細かい氷結晶が生成されるため、細胞組織の損傷が少なくなるのである。従来の過冷却冷凍では、食品等(野菜、果実、肉、魚等)の氷結点(凍結点)付近まで、常温から比較的急速に冷却する急速冷却処理を行い、続いて、氷結点以下まで0.01〜0.5℃/時間の緩慢な冷却速度で冷却するスロークーリング処理を行う方法で、過冷却状態をつくっているものがある(例えば、特許文献3参照)。   As a new high-quality refrigeration technology that can avoid such problems of quick freezing, a supercooling refrigeration technology can be cited. Supercooling means that when food is cooled under specific cooling conditions, it is not frozen at a temperature below the freezing point of the food. When food is stored in such a supercooled state, there is an advantage that cooling troubles such as protein denaturation and cell tissue damage caused by freezing can be avoided. In addition, when food that has been supercooled is forcibly stimulated to release the supercooled state, the food freezes rapidly, and the frozen state thus obtained passes through the supercooled state. It is reported that there is less damage to the cell tissue and the quality degradation is extremely small compared to the conventional quick freezing method (see, for example, Patent Document 2). Food that has been frozen through a supercooled state produces fine ice crystals that are granular, not needle-like, uniformly throughout the food, and therefore damage to cellular tissue is reduced. In conventional supercooled freezing, quick cooling is performed to cool the foods (vegetables, fruits, meat, fish, etc.) to the vicinity of the freezing point (freezing point) relatively quickly from room temperature, and then to the freezing point or below. There is a method of performing a slow cooling process of cooling at a slow cooling rate of 0.01 to 0.5 ° C./hour to create a supercooled state (see, for example, Patent Document 3).

また、冷凍庫の内部空間に静磁場を発生させると共に、該静磁場内に位置した物体に対して、静磁場の磁界強度に応じて決定される所定周波数の電磁波を連続的または間欠的に照射し、該物体に含まれる水分子を構成する水素原子核に核磁気共鳴を生じさせて水分の氷結温度を降下させ、氷結温度を通常以下とする方法が記載されている(例えば、特許文献4参照)。   In addition, a static magnetic field is generated in the internal space of the freezer, and an electromagnetic wave having a predetermined frequency determined according to the magnetic field strength of the static magnetic field is continuously or intermittently applied to an object located in the static magnetic field. In addition, a method is described in which nuclear magnetic resonance is generated in hydrogen nuclei constituting water molecules contained in the object to lower the freezing temperature of water so that the freezing temperature is usually lower (see, for example, Patent Document 4). .

特開2005−83687号公報(第6―17頁、第2図、第3図)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-83687 (pages 6-17, FIGS. 2 and 3) 特開2003−180314号公報(0012欄)JP 2003-180314 A (column 0012) 特開平8−252082号公報(請求項1、0015欄)JP-A-8-252082 (Claim 1, 0015 column) 特開2000−325062号公報(請求項1、0014欄)JP 2000-325062 A (claim 1, column 0014)

従来の技術では、過冷却状態とするときの冷却スピードが遅く、過冷却状態が長すぎると、酸化や細菌繁殖などによって食品品質が低下する可能性があった。また、過冷却状態は不安定であるため過冷却状態での最低到達点温度が深く(低く)到達する前に過冷却が解除されやすい、最低到達点温度が浅い(高い)と解除されたときに出来る氷核が少ないため冷凍品質の良い冷凍ができないという問題点がある。 In the conventional technology, when the supercooling state is low, the cooling speed is slow, and if the supercooling state is too long, the food quality may be deteriorated due to oxidation or bacterial propagation. Also, since the supercooling state is unstable, it is easy to release the supercooling before the minimum point temperature in the supercooling state reaches deep (low), and when the minimum point temperature is released as shallow (high) There is a problem that freezing with good freezing quality is not possible because there are few ice nuclei.

また、家庭用の冷蔵庫など、いくつかの食品が同時に混在して保存している冷蔵庫で過冷却冷凍を行う場合、過冷却から凍結までに時間がかかりすぎると、緩慢な凍結を行う環境、すなわち温度が高く維持された環境に既に冷凍された食品が長時間放置されることになり、そのような冷凍食品の品質への影響もでてくるという問題があった。   In addition, when supercooled freezing is performed in a refrigerator in which several foods are mixed and stored at the same time, such as a refrigerator for home use, if it takes too much time from supercooling to freezing, There has been a problem that food that has already been frozen in an environment in which the temperature is maintained is left for a long time, and the quality of such frozen food is affected.

さらに、氷結点付近まで急速冷凍してから緩慢冷却に移行するという方法は、氷結点が異なる食品が混在する冷凍庫においては、最適な移行ポイントを設定するのが非常に困難であるという問題もあった。   Furthermore, the method of quick freezing to the vicinity of the freezing point and then shifting to slow cooling has the problem that it is very difficult to set the optimal transition point in a freezer that contains foods with different freezing points. It was.

また、上記特許文献2では、食品を、容器内にデッドスペースが無いように収容して密封した状態で、凍結点より高い温度から凍結点以下の温度まで−0.5℃/hを越え−5.0℃/h以下の冷却速度で冷却する工程を経て、該食品(水、乳製品、イチゴ)を過冷却状態とする方法が記載されている。このような方法を用いると、従来よりも速い冷却スピードで過冷却状態をつくることが可能であるが、食品を密封するための手間が生じる。また、冷凍庫で保存する可能性のあるすべての食品を密封するのは難しいという問題点が有った。   Moreover, in the said patent document 2, in the state which accommodated and sealed the food so that there was no dead space in a container, it exceeded -0.5 degreeC / h from the temperature higher than a freezing point to the temperature below a freezing point- A method is described in which the food (water, dairy product, strawberry) is brought into a supercooled state through a step of cooling at a cooling rate of 5.0 ° C./h or less. When such a method is used, it is possible to create a supercooled state at a faster cooling speed than before, but it takes time to seal the food. In addition, it was difficult to seal all foods that could be stored in the freezer.

又、静磁場内に位置した物体に対して、静磁場の磁界強度に応じて決定される所定周波数の電磁波を連続的または間欠的に照射し、該物体に含まれる水分子を構成する水素原子核に核磁気共鳴を生じさせて水分の氷結温度を降下させ、氷結温度を通常以下とする方法で過冷却状態をつくることは、複雑で大きな装置を要する結果となり、食品に対する実用性は薄くなる。例え、業務用の冷凍倉庫にとっても大掛かりとなりすぎて、装置コストがかかりすぎることから、まして家庭用冷蔵庫に搭載することを考えた場合、実用化は難しいと考えられる。さらに、近年、電磁波による健康被害についても注目が集まっており、家庭用、業務用、流通用の冷蔵庫のように簡便に開閉できる装置へ適用するには、人体への影響にも十分注意を払う必要があるという問題点があった。   Further, an object located in a static magnetic field is irradiated with an electromagnetic wave having a predetermined frequency determined according to the magnetic field strength of the static magnetic field continuously or intermittently, and hydrogen nuclei constituting water molecules contained in the object If a supercooled state is created by causing nuclear magnetic resonance to lower the freezing temperature of water and lowering the freezing temperature to a normal temperature or less, a complicated and large apparatus is required, and the practicality for food is reduced. For example, it is too large for a commercial refrigeration warehouse, and the cost of the apparatus is too high, so it is considered difficult to put it into practical use when it is considered to be mounted on a home refrigerator. Furthermore, in recent years, attention has been focused on health damage caused by electromagnetic waves, and when applying to devices that can be easily opened and closed, such as refrigerators for home use, business use, and distribution, pay sufficient attention to the effects on the human body. There was a problem that it was necessary.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、食品の品質を損なうことなく少ないエネルギーで凍結することができる、すなわち、高品質冷凍を簡単な構成で実現できる冷蔵庫および冷凍保存方法を得ることである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to be able to freeze with less energy without impairing the quality of food, that is, a simple structure for high-quality freezing. It is to obtain a refrigerator and a frozen storage method that can be realized in

また、本発明の目的は、従来の冷凍方法で常識とされていた極低温冷気で一気に凍結させること無しに従来よりも高い冷却温度で冷却する簡単な構成で高品質冷凍を実現し、省エネ性と高品質冷凍の両方のメリットを発揮することができる冷蔵庫および冷凍保存方法を得ることである。   In addition, the object of the present invention is to realize high-quality refrigeration with a simple structure that cools at a higher cooling temperature than before without freezing at a low temperature with cryogenic cold air, which has been common knowledge in conventional refrigeration methods, and energy saving It is to obtain a refrigerator and a frozen storage method that can exhibit the merits of both high-quality freezing and high-quality freezing.

本発明の冷蔵庫は、冷却室の温度を設定し冷却室に導入される冷気により食品を過冷却状態とする第1の温度設定手段と、第1の温度設定手段にて設定した冷却室の温度より低い温度より低い温度の冷気等にて食品の過冷却状態を解除した食品を冷凍保存する温度に設定する第3の温度設定手段と、を備え、第3の温度設定手段にて設定される冷却室の温度は、第1の温度設定手段にて設定される冷却室の温度とは無関係に設定可能である。 The refrigerator of the present invention sets the temperature of the cooling chamber and sets the temperature of the cooling chamber set by the first temperature setting means for setting the food in a supercooled state by the cold air introduced into the cooling chamber, and the first temperature setting means. And a third temperature setting means for setting the food that has been released from the supercooled state of the food by cold air at a temperature lower than the lower temperature to a temperature at which the food is frozen and stored, and is set by the third temperature setting means. The temperature of the cooling chamber can be set regardless of the temperature of the cooling chamber set by the first temperature setting means .

この発明の冷蔵庫は、高品質冷凍機能として、従来の急速冷凍ではなく、簡単な構造で過冷却冷凍機能を採用したので、従来よりも少ないエネルギーでの高品質冷凍、すなわち、地球環境対策として省エネルギー冷凍を実現することができるという効果を有する。   The refrigerator of the present invention adopts the supercooling refrigeration function with a simple structure instead of the conventional quick refrigeration as the high quality refrigeration function, so the high quality refrigeration with less energy than the conventional, that is, energy saving as a global environmental measure It has the effect that refrigeration can be realized.

また、この発明の冷蔵庫は、過冷却をおこすためのスペース内に冷気を導入し、冷却温度を複数に変化できる温度制御された冷却構造を採用することで、従来と大きく変わらない冷蔵庫の構造、制御で、食肉などの食品の過冷却冷凍を実現できるという効果を有する。   In addition, the refrigerator of the present invention adopts a temperature-controlled cooling structure in which cold air is introduced into a space for supercooling and the cooling temperature can be changed into a plurality of temperatures. Control has the effect of realizing supercooled freezing of food such as meat.

実施の形態1.
まず、過冷却について詳しく説明する。図1は、過冷却なし(a)と過冷却あり(b)で水が凍結するときの温度変化を示したグラフである。グラフの縦軸は温度でありグラフ上方に向かうほど温度は上がる。横軸は時間であり矢印方向に時間経過を示す。過冷却状態とは、その物質の凍結点以下であるにも関わらず、100パーセント凍っていない状態をいう。ここで、凍結点とは、その物質が凍り始める温度のことをいう。すなわち、過冷却状態とは、凍り始めるべき温度ではあるが全く凍っていない状態のことである。例えば、水の凍結点は0℃である。この凍結点は物質によって様々であり、塩濃度や糖度が高い食品などにおいては0℃よりも低くなる傾向にある。過冷却状態と過冷却状態を経た凍結について水を例にさらに詳しく説明すると、過冷却状態とは、水を冷却したとき、凍結点である0℃を下回っても100パーセント水の状態であることをいう。過冷却状態にはいった水も、やがては凍結し、氷とすることが可能であるが、このときには何らかの刺激が必要である。この刺激とは、温度的なものであっても、物理的なものであってもよい。このように刺激によって凍結を開始させることができるのであるが、過冷却状態から凍結開始に移行するまでの時間は、数秒単位であり、瞬間的なものである。しかし、この凍結開始時に瞬間的に凍る水の割合は全体の数パーセントであり、これが100パーセント氷になるまでにはさらに冷却時間を要する。
Embodiment 1 FIG.
First, the supercooling will be described in detail. FIG. 1 is a graph showing temperature changes when water is frozen with no supercooling (a) and with supercooling (b). The vertical axis of the graph is the temperature, and the temperature increases as it goes upward. The horizontal axis is time, and the time is shown in the direction of the arrow. The supercooled state refers to a state in which the substance is not frozen by 100% despite being below the freezing point. Here, the freezing point refers to the temperature at which the substance begins to freeze. That is, the supercooled state is a state at which the temperature should start freezing but not frozen at all. For example, the freezing point of water is 0 ° C. This freezing point varies depending on the substance, and tends to be lower than 0 ° C. in foods having a high salt concentration and high sugar content. The supercooling state and the freezing after the supercooling state will be described in more detail by taking water as an example. The supercooling state is a state of 100% water even when the freezing point falls below 0 ° C. when the water is cooled. Say. The water that has entered the supercooled state can eventually be frozen and turned into ice, but this requires some kind of stimulation. This stimulus may be temperature or physical. In this way, freezing can be started by stimulation, but the time from the supercooling state to the start of freezing is in units of several seconds and is instantaneous. However, the proportion of water that freezes instantaneously at the start of freezing is several percent of the total, and it takes further cooling time before it becomes 100 percent ice.

ここで、通常凍結と過冷却凍結の違いについて比較しながら述べる。まず、通常凍結と過冷却凍結との一番の違いは、過冷却状態に入るか、入らないかの違いである。通常凍結の場合には凍結点を過ぎると、過冷却状態には入らずに凍結が開始する。そして、もうひとつ通常凍結と過冷却凍結の大きな違いは、凍結開始時の状態である。ここで、凍結開始時にはどのような現象が起こっているのかをペットボトルに入った水を例に説明すると、通常凍結の場合には、凍結が開始するとペットボトル表面付近の水から凍り始め、表面部分に薄氷がはったような状態になり、その後内部に向かって氷が広がり、最終的に全体が凍結する。氷の成長は、水分子がある一定以上の大きさのクラスターを形成した氷核を中心に起こるものであり、氷核形成は凍結開始時に起こるものである。したがって、通常凍結の場合には表面にはとんどの氷核が形成され、そこから水の状態である部分へ向かって氷が成長しているといえる。一方、過冷却凍結の場合には、凍結が開始するとペットボトル全体に均一に氷核が形成される。そして、内部も表面もペットボトル内のあらゆる部分で氷が成長するため、一定方向に向かって氷が成長するということはない。凍結完了後の通常凍結と過冷却凍結の違いとしては、その冷却過程の違いから、通常凍結の場合には表面から内部に向かった大きな針状氷結晶ができるのに対し、過冷却凍結の場合には表面と内部に、均一に小さな粒状氷結晶ができる。また、急速冷凍の場合には凍結開始時、凍結完了後にどのような状態であるかというと、表面に冷気を当てて素早く凍結させるという点でいうと通常凍結の場合と同様である。まず表面の温度が急激に下がるため、表面から凍り始める。しかし、通常凍結と異なる点は、内部まで冷却される速度が速くなるため、通常凍結に比べると内部にも氷核ができやすい状態となり、通常凍結時ほど大きな氷結晶ができることはない。食品冷凍について考えると、凍結完了後の氷結晶の大きさ、形状は解凍時の食品品質に大きな影響を与える。食品は、細胞、タンパク質、糖質などで構成されている場合がほとんどであるため、氷結晶によってその構造が一度破壊されてしまうと、完全に元にもどらない場合が多い。したがって、凍結時にできる氷結晶の大きさ、形状が食品本来の構造を破壊しないようなものであると品質の良い冷凍ができているといえるのである。   Here, the difference between normal freezing and supercooled freezing will be described in comparison. First, the main difference between normal freezing and supercooling freezing is whether or not a supercooled state is entered. In the case of normal freezing, when the freezing point is passed, freezing starts without entering the supercooling state. Another major difference between normal freezing and supercooling freezing is the state at the start of freezing. Here, the phenomenon that occurs at the start of freezing will be explained using water in a plastic bottle as an example. In normal freezing, when freezing starts, the water near the surface of the plastic bottle begins to freeze. It becomes a state where thin ice is applied to the part, then the ice spreads toward the inside, and finally the whole freezes. Ice growth occurs mainly around ice nuclei in which water molecules form clusters of a certain size or more, and ice nucleation occurs at the start of freezing. Therefore, in the case of normal freezing, it can be said that ice nuclei are formed on the surface, and the ice grows from there to the portion that is in the water state. On the other hand, in the case of supercooled freezing, ice nuclei are uniformly formed in the entire PET bottle when freezing starts. And because the ice grows in every part of the PET bottle, both inside and on the surface, the ice never grows in a certain direction. The difference between normal freezing and freezing after completion of freezing is due to the difference in the cooling process. In normal freezing, large acicular ice crystals from the surface to the inside are formed, whereas in freezing freezing. Produces uniformly small granular ice crystals on the surface and inside. Further, in the case of quick freezing, the state at the start of freezing and after the completion of freezing is the same as in the case of normal freezing in that it is quickly frozen by applying cold air to the surface. First, the temperature of the surface suddenly drops, so it begins to freeze from the surface. However, the difference from normal freezing is that the cooling rate to the inside increases, so that ice nuclei are more likely to form inside than normal freezing, and no larger ice crystals are formed than during normal freezing. When considering food freezing, the size and shape of ice crystals after freezing has a significant effect on the quality of food when thawed. Since food is mostly composed of cells, proteins, carbohydrates, etc., once its structure is destroyed by ice crystals, it often cannot be completely restored. Therefore, it can be said that freezing with good quality has been achieved if the size and shape of the ice crystals formed upon freezing does not destroy the original structure of the food.

−60℃に設定された極低温冷凍の場合と、−18℃に設定された過冷却状態を経て冷凍の場合にて、冷却室内のアンガロースゲルを凍結させて結晶状態を比較すると前者の結晶は針状で大きく成長しているのに対し、後者の結晶は粒上で細かく全体的に均一に広がっている。このような差が食品凍結時に生じた場合前者では食品本来の構造が結晶によっては介されるのに対し、後者では氷結晶による影響を殆ど受けないことになり、過冷却状態を経て冷凍すると品質の良い冷凍食品が得られることになる。   In the case of cryogenic freezing set to −60 ° C. and the case of freezing through a supercooled state set to −18 ° C., the former crystals are compared by freezing the angarose gel in the cooling chamber and comparing the crystal state Are needle-like and grow large, whereas the latter crystals are finely and uniformly spread on the grain. When such a difference occurs during freezing of food, the original structure of the food is mediated by crystals in the former, whereas the latter is hardly affected by ice crystals. A good frozen food will be obtained.

次に、過冷却冷凍で食品を凍結させることのメリット及び斬新性について述べる。過冷却冷凍で食品を凍結させることの最大のメリットは、品質の良い冷凍ができるという点にある。これまでに述べてきたように、過冷却状態を経た凍結においては、過冷却状態となる過程で食品内部までも十分に冷却されるため、食品全体に均一に氷核が形成され、小さな粒状氷結晶に成長する。また、過冷却状態で達した最低温度と凍結点との差(図1(b)のA点とB点の差)が大きければ大きいほど凍結開始時に形成される氷核の数が多くなるため、より微細な氷結晶となる。したがって、過冷却が十分に起これば(過冷却状態で到達する温度が低ければ低いほど)、凍結→解凍後も凍結前により近い状態を維持することが可能となる。食品の冷却と氷結晶の大きさ、形状について考える際に、最大氷結晶生成帯である−1℃〜−5℃の温度帯の通過時間を考慮することは従来から行われている。それは、この最大氷結晶生成帯を短時間で通過させてやると氷結晶は小さくなるという考え方である。過冷却冷凍の場合には、最大氷結晶生成帯を含むこの近辺の温度帯(−1℃〜−10℃付近)に過冷却状態で留まる時間は長い。しかし過冷却状態とは凍っていない状態である。したがって、過冷却状態であれば、この温度帯通過時間が長くても凍結後の氷結晶が大きくならず、微細な氷結晶を作ることが可能である。最大氷結晶温度帯を含むこの近辺の温度帯での冷凍で、小さな氷結晶を形成させ、品質の良い冷凍とするという点では全く新規の冷凍方法である。また、過冷却状態が解除すると凍結が開始し、温度が変化しない相変化状態を経て完全に凍結するのであるが、過冷却状態を経ていれば、その後の凍結の過程で最大氷結晶生成帯に長時間留まったとしても、氷結晶が肥大化することはないことが確認できている。したがって、この点においても新規の冷凍方法であるといえる。過冷却を経ていれば、その後の凍結過程に長時間かかったとしても、氷結晶状態にほとんど影響はないが、凍結過程に入ったときに急速に冷凍してやると、氷結晶が肥大する可能性はさらに低くなり、また、氷結晶以外の食品品質低下要因についても回避することができるので、さらに品質の良い冷凍ができるといえる。また、これまでは過冷却状態に入った食品を過冷却解除して凍結させた場合のメリットについてのみ述べてきたが、過冷却状態に入った食品を必ずしも凍結させる必要はない。過冷却状態を維持するメリットとしては、凍結温度以下、すなわち通常であれば凍ってしまうような温度で保存しているにも関わらず100パーセント凍っていない、氷結晶が全くできていない状態であるため、低温で保存しながら氷結晶による食品構造の変化を全く受けないという点が挙げられる。より低温で保存することは食品の様々な化学変化を抑制できるという点で鮮度推持に有効であることは一般的に知られていることであるが、この低温保存と未凍結であるという両方のメリットを達成できる保存方法であるともいえる。また、食品を解凍する必要もない。しかし、未凍結状態であるということには、デメリットもある。食品中の水分が未凍結であるということは、細菌繁殖や様々な化学変化にその水分が利用可能であるということである。したがって、その点では凍結したものよりも注意を払う必要がある。   Next, the merit and novelty of freezing food by supercooled freezing will be described. The greatest merit of freezing food with supercooled freezing is that it can be frozen with good quality. As described above, in freezing after a supercooled state, the inside of the food is sufficiently cooled in the process of being supercooled, so that ice nuclei are uniformly formed throughout the food, and small granular ice is formed. Grows into crystals. In addition, the larger the difference between the minimum temperature reached in the supercooled state and the freezing point (the difference between the points A and B in FIG. 1B), the larger the number of ice nuclei formed at the start of freezing. , Become finer ice crystals. Therefore, if the supercooling sufficiently occurs (the lower the temperature reached in the supercooled state is), it is possible to maintain a state closer to that before freezing after freezing → thawing. When considering the cooling of food and the size and shape of ice crystals, it has been conventionally performed to consider the passage time in the temperature zone of -1 ° C to -5 ° C, which is the maximum ice crystal formation zone. The idea is that ice crystals become smaller if they pass through this maximum ice crystal formation zone in a short time. In the case of supercooled refrigeration, it takes a long time to stay in the supercooled state in the temperature range (around -1 ° C to -10 ° C) including this maximum ice crystal formation zone. However, the supercooled state is a state that is not frozen. Therefore, in the supercooled state, the ice crystals after freezing do not become large even if this temperature zone passage time is long, and it is possible to make fine ice crystals. It is a completely new refrigeration method in that small ice crystals are formed by freezing in a temperature range around this including the maximum ice crystal temperature range, and freezing is performed with good quality. In addition, freezing starts when the supercooling state is released, and it completely freezes through a phase change state in which the temperature does not change, but if it has passed through the supercooling state, it will reach the maximum ice crystal formation zone in the subsequent freezing process. Even if it stays for a long time, it has been confirmed that ice crystals do not enlarge. Therefore, it can be said that this is also a novel refrigeration method. If it has undergone supercooling, even if the subsequent freezing process takes a long time, there is almost no effect on the ice crystal state, but if it freezes rapidly when entering the freezing process, the possibility that the ice crystals will enlarge It can be further reduced, and it is possible to avoid food quality deterioration factors other than ice crystals. In addition, up to now, only the merit in the case where the food that has entered the supercooled state is released after being supercooled and frozen is described, but it is not always necessary to freeze the food that has entered the supercooled state. The merit of maintaining the supercooled state is that the ice crystals are not formed at all, even though it is stored at a temperature below the freezing temperature, that is, at a temperature that would normally freeze. For this reason, the food structure is not affected by ice crystals at all while being stored at a low temperature. Although it is generally known that storage at a lower temperature is effective for preserving freshness in that various chemical changes in food can be suppressed, both this low-temperature storage and unfrozen It can be said that it is a storage method that can achieve the merits of. There is no need to thaw the food. However, being in an unfrozen state also has a disadvantage. The fact that moisture in food is not frozen means that it can be used for bacterial growth and various chemical changes. Therefore, care must be taken in this regard rather than frozen ones.

次に、この発明をその実施の形態に基づいて詳しく説明する。この発明の実施の形態に係る冷蔵庫は、過冷却を安定的に実現するために必要となる安定した温度環境を維持し、食品への冷気直接吹き付けの温度、風速、風量、タイミングなどの温度や冷気を調整する制御機構、食品を収納するケース等の構造と、過冷却解除を確実に実現するために必要となる過冷却完了を判断する装置または制御機構、および過冷却解除に必要とされる刺激を与える装置または制御機構とを備える。また、過冷却解除後の質のよい凍結を維持するための冷却および保存の機能も備える。
先ず、過冷却凍結は、食品温度により以下の5つの状態に分かれる。
(1)未凍結状態 食品温度が、その食品の凍結点以上である。
(2)過冷却状態 食品温度が、その食品の凍結点以下でありかつ凍結していない状態。食品温度が低下し続けるので、過冷却状態であることがわかる。
(3)過冷却解除 食品温度が凍結点以下の温度から凍結点に戻ったとき。
(4)凍結開始〜凍結完了状態:食品が凍結点に達して相変化(水であれば、液体の水から固体の氷に変化すること)を起こし、一定温度で推移する状態。
(5)凍結完了・冷凍保存状態:食品が(4)の過程を経て凍結した状態。
ここで、主な食品の凍結点を説明する。牛肉/豚肉であれば−1.7℃、マグロであれば−1.3℃、バレイショであれば−1.7℃、イチゴであれば−1.2℃、リンゴであれば−2.0℃である。(参考文献:総合食料工業、p.922(1975))
(1)−(2)の状態では、過冷却突入(食品を未凍結状態のまま凍結点以下の温度にすること)のために必要な条件と過冷却を深化させる(過冷却状態のときに到達する温度を低くすること)条件を、(3)では過冷却状態を解除し凍結を開始するための条件を、(4)、(5)では過冷却凍結した食品の良さを保つための条件がある。(1)−(3)をコントロールして十分に深い過冷却度(食品の凍結点と過冷却して到達した温度の温度差)を得ると(4)、(5)によりその効果が消失することはない。但し過冷却状態にあるとき、食品の出し入れで長時間扉を開放し、あるいは、設定温度を凍結点温度以上にして過冷却室内の温度が例えば0℃以上になり過冷却状態が解除された場合は、再び状態(1)から再スタートすることになる。次に(1)−(3)の工程について述べる。
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiment. The refrigerator according to the embodiment of the present invention maintains a stable temperature environment necessary for stably realizing supercooling, and the temperature, wind speed, air volume, timing, etc. Control mechanism for adjusting cold air, structure for cases for storing food, etc., device or control mechanism for determining completion of supercooling necessary to reliably realize supercooling cancellation, and required for supercooling cancellation A device for providing stimulation or a control mechanism. It also has a cooling and storage function for maintaining high-quality freezing after the release of supercooling.
First, supercooled freezing is divided into the following five states depending on the food temperature.
(1) Unfrozen state The food temperature is above the freezing point of the food.
(2) Supercooled state The food temperature is below the freezing point of the food and is not frozen. As the food temperature continues to decrease, it can be seen that it is in a supercooled state.
(3) Supercooling release When the food temperature returns from the temperature below the freezing point to the freezing point.
(4) Freezing start to freezing completion state: A state in which the food reaches the freezing point and undergoes a phase change (if it is water, it changes from liquid water to solid ice) and changes at a constant temperature.
(5) Freezing completed / frozen storage state: Food is frozen through the process of (4).
Here, freezing points of main foods will be described. -1.7 ° C for beef / pork, -1.3 ° C for tuna, -1.7 ° C for potato, -1.2 ° C for strawberries, -2.0 for apples. ° C. (Reference: General food industry, p.922 (1975))
In the state of (1)-(2), the conditions necessary for supercooling rushing (making the food at a temperature below the freezing point in an unfrozen state) and deepening the supercooling (when in the supercooled state) (Reducing the temperature to reach) conditions, (3) for releasing the supercooled state and starting freezing, (4) and (5) for maintaining the goodness of the supercooled frozen food There is. When (1)-(3) is controlled to obtain a sufficiently deep supercooling degree (temperature difference between the freezing point of the food and the temperature reached by supercooling), the effect disappears by (4) and (5). There is nothing. However, when in the supercooled state, the door is opened for a long time when food is taken in or out, or when the set temperature is set to the freezing point temperature or higher and the temperature in the supercooled chamber becomes, for example, 0 ° C or higher, and the supercooled state is released. Will restart from state (1) again. Next, steps (1) to (3) will be described.

先ず食品として厚さ15mm、150gの牛肉を投入したときの検討結果に基づいて述べる。本発明の冷蔵庫の過冷却室(過冷却スペースに同じ)における過冷却条件について説明する。過冷却の条件設定時に注意すべき点は、冷却速度および冷却される食品の芯温の最低到達点(過冷却状態で到達する温度)と凍結点との差等である。冷却速度が速すぎると、食品全体の温度が不均一な状態で冷却されるため、(食品の表面温度と芯温の差が大きい)凍結している部分と未凍結部分とができる。氷結晶は氷核を中心に成長するため、該食品の一部分でも凍結してしまうと、そこから未凍結部分の水分を取り込みながら成長することになる。その結果、針状の大きな氷結晶ができることになる。細胞間などに生じた針状氷結晶や大きな氷結晶は、細胞中の水分流出や細胞破壊の原因となり、該食品解凍時のドリップ流出を引き起こす。その結果として、食品本来のうまみが減少したり、遊離アミノ酸などの栄養分が減少したり、食感が悪くなったりする。一方、冷却速度が遅すぎると、過冷却状態の維持については問題ないが、未凍結状態が長くなることで、細菌繁殖、酸化促進などにより食品品質が悪化することが問題となる。つまり、凍結点までは表面温度と芯温の差が小さくなるように冷却し、凍結点以下の温度に達した場合(過冷却状態)は冷却速度を上げて、芯温の最低到達点に早く到達するようにして過冷却を解除することで未凍結状態が長くならないようにする。このように食品が凍結点まで、凍結点以下の過冷却状態まで、過冷却解除され、完全に凍結するまでのそれぞれの温度制御、冷気調整を連続してまたは段階的に行うようにする。このような問題を解決するために、過冷却スペースに抗菌機能をつける方法もある。抗菌機能としては、紫外線、オゾンを用いる方法が挙げられる。しかし、抗菌機能をつけるとコストがかかるという問題もある。   First, a description will be given based on the examination results when beef having a thickness of 15 mm and 150 g is added as food. The supercooling conditions in the supercooling chamber (same as the supercooling space) of the refrigerator of the present invention will be described. The points to be noted when setting the supercooling conditions are the difference between the cooling rate and the minimum point of the core temperature of the food to be cooled (the temperature reached in the supercooled state) and the freezing point. If the cooling rate is too fast, the whole food is cooled in a non-uniform state, so that a frozen part (a large difference between the surface temperature of the food and the core temperature) and an unfrozen part are formed. Since ice crystals grow around ice nuclei, if a portion of the food freezes, it grows while taking in moisture from the unfrozen portion. As a result, large acicular ice crystals are formed. Needle-shaped ice crystals or large ice crystals generated between cells cause water outflow and cell destruction in the cells and cause drip outflow when the food is thawed. As a result, the original flavor of the food is reduced, nutrients such as free amino acids are reduced, and the texture is deteriorated. On the other hand, if the cooling rate is too slow, there is no problem in maintaining the supercooled state, but the unfrozen state becomes longer, which causes a problem that food quality deteriorates due to bacterial propagation, oxidation promotion, and the like. In other words, it is cooled so that the difference between the surface temperature and the core temperature becomes small until the freezing point, and when the temperature reaches the freezing point or lower (supercooled state), the cooling rate is increased and the core temperature reaches the lowest point. The supercooling is released so that the unfrozen state does not become longer. In this way, the temperature control and the cooling air adjustment are performed continuously or stepwise until the food is released from the supercooling to the supercooling state below the freezing point and completely frozen until the freezing point is reached. In order to solve such a problem, there is a method of adding an antibacterial function to the supercooling space. Examples of the antibacterial function include a method using ultraviolet rays and ozone. However, there is also a problem that it is costly to add an antibacterial function.

先ず過冷却突入条件に対し冷却速度を説明する。食品は表面から冷却され、食品の種類や厚みに応じて熱伝導で食品中心が冷却される。すなわち食品表面の冷却速度が決まってから中心の冷却速度が決まるものだからである。また、実際家庭用冷蔵庫で食品の温度変化を制御する場合、食品の表面温度を検知することが一般的であり、まずはこちらを規定する。食品が過冷却したときの食品表面と中心温度の経時変化では、食品中心の温度と食品表面の温度は略同様な傾向で低下する。厚さ15mm、150gの牛肉で、食品周囲の空気温度は30分程度で設定した温度、例えば−5、−7、−10℃に到達するが、食品表面温度が凍結点へ到達するのはそれぞれ120分程度、80分程度、60分以下と設定温度が高いほど遅れる。食品中心温度は食品表面温度差の差が少なく、それぞれの温度差は0.5−3.0度程度である。但し、空気設定温度が高いほど表面と中心の温度差は小さく、設定温度が低いほど過冷却度、即ち、冷凍時のエネルギーは小さくなる。冷却速度は食品表面温度が3℃から0℃になる範囲で計算する。この温度帯での冷却速度が冷却突入の可否に相関のある温度帯であり、食品周囲の設定温度がー5℃では食品表面の冷却速度は約3.5℃/h、設定温度―7℃では食品表面の冷却速度は約5℃/h、設定温度−10℃の過冷却が浅いときでは冷却速度は約10℃/hである。この結果より、過冷却に突入するための条件として、食品の表面と中心の距離があるときは、食品表面の冷却速度が10℃/h以下であること、望ましくは5℃/h以下であることが示される。また、このとき、食品表面と中心の温度差にも差異がある。設定温度―5℃では、食品表面と食品中心の温度差は約1度(K)(食品中心の冷却速度は約3.5℃/h)で、設定温度―7℃では、食品表面と食品中心の温度差は約2度(K)(食品中心の冷却速度は約5℃/h)である。これに対し、過冷却が浅かった設定温度―10℃では食品表面と食品中心の温度差は約3度(K)(食品中心の冷却速度は約10℃/h)である。この結果より、過冷却に突入するための条件として、食品表面と中心との温度差が3度(K)以下であること、望ましくは2度(K)以下であることが示される。食品の表面と中心の距離が小さく、即ち食品の熱容量が小さい場合、例えば薄い肉などでは設定温度がー10℃より低い、例えばー15℃であっても過冷却度は浅くならず良好な冷凍食品が得られる。 First, the cooling rate will be described for the supercooling entry condition. The food is cooled from the surface, and the center of the food is cooled by heat conduction according to the type and thickness of the food. That is, the central cooling rate is determined after the cooling rate of the food surface is determined. In addition, when controlling the temperature change of food in a home refrigerator, it is common to detect the surface temperature of the food. When the food is supercooled, the temperature of the food center and the temperature of the food surface decrease with a similar tendency. The beef is 15mm thick and 150g, and the air temperature around the food reaches the temperature set in about 30 minutes, for example, -5, -7, -10 ° C, but the food surface temperature reaches the freezing point. The higher the set temperature is, such as about 120 minutes, about 80 minutes, and 60 minutes or less, the delay will occur. The food center temperature has a small difference in food surface temperature difference, and each temperature difference is about 0.5 to 3.0 degrees. However, the higher the air set temperature, the smaller the temperature difference between the surface and the center, and the lower the set temperature, the smaller the degree of supercooling, that is, the energy during freezing. The cooling rate is calculated in the range where the food surface temperature is from 3 ° C to 0 ° C. The cooling rate in this temperature zone correlates with the possibility of cooling entry, and when the set temperature around the food is -5 ° C, the cooling rate of the food surface is about 3.5 ° C / h and the set temperature is -7 ° C. Then, the cooling rate of the food surface is about 5 ° C./h, and when the supercooling at the set temperature of −10 ° C. is shallow, the cooling rate is about 10 ° C./h. From this result, when there is a distance between the food surface and the center as a condition for entering into supercooling, the food surface cooling rate is 10 ° C./h or less, preferably 5 ° C./h or less. Is shown. At this time, there is also a difference in the temperature difference between the food surface and the center. At the set temperature of -5 ° C, the temperature difference between the food surface and the food center is about 1 degree (K) (the cooling rate at the food center is about 3.5 ° C / h). The temperature difference at the center is about 2 degrees (K) (the cooling rate at the center of food is about 5 ° C./h). On the other hand, at the set temperature of −10 ° C. where the supercooling is shallow, the temperature difference between the food surface and the food center is about 3 degrees (K) (the cooling speed of the food center is about 10 ° C./h). From this result, it is shown that the temperature difference between the food surface and the center is 3 degrees (K) or less, preferably 2 degrees (K) or less, as a condition for entering into supercooling. When the distance between the surface and the center of the food is small, that is, when the heat capacity of the food is small, for example, when the temperature is lower than −10 ° C., for example, at −15 ° C. Food is obtained.

以上のことから、食品表面の冷却速度は、食品の表面と中心の温度差が3K以下となる冷却速度であることが条件と考えられる。このとき、以下の現象の発生が回避されると考えられる。イ)食品表面と中心で温度差が大きくなると、食品中に含まれる水分の密度が変わり、その密度差で食品に含まれる水分の対流が発生する。このため、水分子の会合率が増加し、幼核の成長を促進するので過冷却が解除されやすくなる。ロ)食品表面が先に凍結してしまうと、食品表面は凍結点の温度一定の状態で安定した環境を食品全体に形成してしまう。このため食品は安定的に凍結点に保持され食品表面から伝導する冷却熱は全て潜熱として利用され、凍結が進んでいく。このため、食品の表面が凍結すると、食品全体が過冷却しないことになる。一方、食品周囲の空気温度については、食品を、未凍結のまま凍結点以下にするためには、食品の種類や厚さにより変わるが、一般的に食品周囲の空気温度を−10℃以上にするとよく、食品周囲の空気温度の上限は過冷却させたい食品の凍結点以下であることは自明であり、例えば牛肉や豚肉であればー1.7℃以下であり、たいていの食品に対してはー2℃とする。温度差が3度(K)以下に抑える冷却速度は約3.5℃/h乃至約10℃/h程度、特に約5℃/h程度以下が望ましい。しかしながら、薄切り肉など厚さ10mm以下の場合は、300℃/h以下にすることで過冷却に突入するし、厚み40―50mm程度の塊肉は約2―3℃/hが必要である。いずれの食品でも食品表面と食品中心の温度差を3度程度に抑えればよい。但し、ヨーグルトのようにゲル状で水分が一定の位置に保持されやすい均質な過冷却しやすい食材では、約3.5℃/h乃至約10℃/h程度で過冷却するが、―18℃の設定温度で、温度差5―10度でも過冷却する。 From the above, the cooling rate of the food surface is considered to be a condition that the temperature difference between the food surface and the center is a cooling rate of 3K or less. At this time, it is considered that the following phenomenon is avoided. B) When the temperature difference between the food surface and the center becomes large, the density of moisture contained in the food changes, and convection of moisture contained in the food occurs due to the density difference. For this reason, the association rate of water molecules increases, and the growth of nuclei is promoted, so that the supercooling is easily released. B) If the food surface freezes first, the food surface forms a stable environment with the temperature of the freezing point being constant. Therefore, the food is stably held at the freezing point, and all the cooling heat conducted from the food surface is used as latent heat, and freezing proceeds. For this reason, when the surface of food freezes, the whole food will not be supercooled. On the other hand, the air temperature around the food varies depending on the type and thickness of the food in order to keep the food unfrozen below the freezing point, but generally the air temperature around the food is -10 ° C or higher. It is obvious that the upper limit of the air temperature around the food is obviously below the freezing point of the food to be supercooled. For example, beef and pork are below -1.7 ° C. Let it be −2 ° C. The cooling rate at which the temperature difference is suppressed to 3 degrees (K) or less is preferably about 3.5 ° C./h to about 10 ° C./h, particularly about 5 ° C./h or less. However, when the thickness is 10 mm or less, such as a thin sliced meat, the temperature is reduced to 300 ° C./h or less, and supercooling is entered, and about 2 to 50 ° C./h is required for a lump of about 40-50 mm thickness. In any food, the temperature difference between the food surface and the food center may be suppressed to about 3 degrees. However, in the case of a homogeneous super-coolable food that is easily gelled and moisture is easily held at a certain position, such as yogurt, it is supercooled at about 3.5 ° C./h to about 10 ° C./h. Even with a temperature difference of 5-10 degrees, it is supercooled.

過冷却に突入し、過冷却状態を維持する際の一つの阻害要因としての食品周囲の温度ムラに対しては、冷却速度のムラを抑制する、即ち、食品周囲の冷却速度を小さくすると良い。又、冷蔵庫が空気温度をある一定温度に制御するために圧縮機のオンオフ、庫内ファンのオンオフ、ダンパの開閉など、様々な機器動作の影響により食品周囲の空気温度に変動があることは避けられない。空気温度変動があることで、食品内部の温度変動が大きくなる。このため、食品内部の水分の対流が促進される、すなわち水分子の会合確率が高くなり、過冷却が解除されやすくなる。これを回避し過冷却に突入するには食品の凍結点を越える(例えば−1.7℃)まで、すなわち過冷却状態に突入するまでの温度変動幅は、実験では約6度(K)以内であった。食品の大きさや種類によらず、食品表面へ過冷却が解除する刺激を与えてはいけない。このため食品周囲の空気温度変動は、前述の通り6K以内であることが望ましい。ただし、多少過冷却度が浅くなったり過冷却が発現する確率が低くなっても過冷却状態を作ることは可能であり、例えば吹出口近傍で、温度変動が6Kより大きい、例えば15Kとなるような環境であっても過冷却に突入することはできるし、過冷却しやすい食材では過冷却を深化させることができる。過冷却状態に突入し、過冷却を深くするためには必ずしも同じ温度で冷却する必要はない。一定の温度で冷却していると食品が冷却され、食品表面温度が低下して食品周囲の空気温度との温度差が小さくなり、食品表面温度はほぼ食品周囲の空気温度で安定する。このため過冷却を深化させるためには、食品表面と食品周囲の空気温度の温度差を一定以上に保ちながら冷却(深化)していくと良い。このためには食品表面または中心温度に応じて食品周りの空気温度を下げるようにすれば良い。家庭用冷蔵庫におけるこの過冷却深化の工程では、あらかじめ定めた時間(あらかじめ実験で検討した、食品投入から食品中心温度が−1℃に到達するまでの時間;例えば2時間)してから、一定時間毎に(あらかじめ実験で検討した、食品温度が1℃低下する毎の時間;例えば0.5時間)に設定温度を1℃下げていくなどでも良い。このようにすることで、食品表面と食品周囲の空気温度との温度差を維持しつつ食品を冷却できるので過冷却を深化させることができる。逆にいうと空気温度にムラが大きい、あるいは空気温度が変動が大きいと、食品表面の温度の分布が大きくなり、あるいは食品表面の熱伝達率が大きくなり表面の冷却しやすい個所から結晶化が始まり過冷却が解除されることになる。   For the temperature unevenness around the food as one of the obstruction factors when entering the supercooling and maintaining the supercooled state, it is preferable to suppress the unevenness of the cooling rate, that is, to reduce the cooling rate around the food. In addition, in order for the refrigerator to control the air temperature to a certain temperature, avoid fluctuations in the air temperature around the food due to the effects of various equipment operations, such as turning on / off the compressor, turning on / off the internal fan, and opening / closing the damper. I can't. Due to the air temperature fluctuation, the temperature fluctuation inside the food becomes large. For this reason, the convection of the water | moisture content inside a foodstuff is accelerated | stimulated, ie, the association probability of a water molecule becomes high, and it becomes easy to cancel | release supercooling. In order to avoid this and enter the supercooling, the temperature fluctuation range until the temperature exceeds the freezing point of the food (for example, −1.7 ° C.), that is, the supercooled state, is within about 6 degrees (K) in the experiment. Met. Regardless of the size and type of food, the surface of the food should not be stimulated to release supercooling. For this reason, it is desirable that the air temperature fluctuation around the food is within 6K as described above. However, it is possible to create a supercooled state even if the degree of supercooling is somewhat shallower or the probability of occurrence of supercooling is low. For example, in the vicinity of the outlet, the temperature fluctuation is larger than 6K, for example 15K. It is possible to rush into supercooling even in a difficult environment, and deepen the supercooling with foods that are easy to supercool. In order to enter a supercooled state and deepen the supercooling, it is not always necessary to cool at the same temperature. When the food is cooled at a certain temperature, the food is cooled, the food surface temperature is lowered, the temperature difference from the air temperature around the food is reduced, and the food surface temperature is almost stabilized at the air temperature around the food. Therefore, in order to deepen the supercooling, it is preferable to cool (deepen) while keeping the temperature difference between the air temperature around the food surface and the food at a certain level or more. For this purpose, the air temperature around the food may be lowered according to the food surface or the center temperature. In this process of deepening the supercooling in a household refrigerator, a predetermined time is elapsed after a predetermined time (a time until the food center temperature reaches −1 ° C. from food input, which has been examined in advance in an experiment; for example, 2 hours). The set temperature may be decreased by 1 ° C. every time (every time when the food temperature decreases by 1 ° C., which has been studied in advance; for example, 0.5 hour). By doing so, the food can be cooled while maintaining the temperature difference between the food surface and the air temperature around the food, so that the supercooling can be deepened. Conversely, if the air temperature is very uneven or the air temperature fluctuates greatly, the temperature distribution on the food surface will increase, or the heat transfer coefficient on the food surface will increase, and crystallization will occur from where it is easy to cool the surface. At the beginning, the supercooling is released.

図2は、通常の急速凍結と過冷却凍結で肉を凍結したときと、一度凍結した肉を解凍したときの肉組織の状態を示した図である。このように、肉や魚などを冷凍したときに内部にできる氷結晶が大きいと、細胞を破壊し、解凍後のドリップ量が多くなることは知られている。そこで、過冷却冷凍と通常冷凍の牛モモ肉やマグロのドリップ量を比較すると、過冷却冷凍したもの通常冷凍の半分以下に抑えられる傾向が見られている。ジャガイモなど、芋類は従来冷凍に適さない食品とされていた。カレーなどを作ったとき、冷凍保存し、翌日以降に温めなおして食べるというようなことは一般家庭で日常的に行われていることであるが、その際、ジャガイモだけは取り除たり、つぶしたりして冷凍することがカレーをおいしく冷凍するための常識であるとされていた。これはジャガイモを冷凍し、解凍すると、スカスカになり、食感が悪くなる。しかし、過冷却冷凍でカレーを凍結させると、解凍後もジャガイモの食感が凍結前とはほとんど変わらず、スカスカあるいはべちゃっとした食感になったりしない。ジャガイモの主成分であるデンプンはアミロースとアミロペクチンで構成されているが、それらの立体構造を氷結晶の成長によって破壊するのが従来の冷凍で、一度破壊された構造は解凍しても元に戻らないため、解凍したジャガイモはスカスカになる。これに対して、過冷却冷凍でできる氷結晶は非常に微細であるため、凍結時にデンプンの立体構造をほとんど変形させることがなく、解凍しても、元の立体構造を維持できると考えられる。したがって、過冷却冷凍後、解凍したジャガイモの食感は悪くならないと考えられる。このような原理は、冷凍に適さないとされていた他の食品にもあてはまる場合があり、従って過冷却冷凍を用いると、これまで冷凍に適さないとされていた食品の冷凍が可能になることも示唆される。このように、冷却状態を経て食品などを凍結させた場合、微細な氷結晶ができるため、細胞やタンパク質などの本来の食品構造を変化させることなく維持できることが分かってきている。したがって、凍結→解凍した食品を再び凍結するなど、凍結→解凍を繰り返しても従来冷凍時のように品質が極端に悪化することがなくなる可能性もある。以上は一般家庭での活用によるメリットについて述べたが、食品加工においても過冷却冷凍は有効利用が可能であるといえる。過冷却冷凍で生じる氷結晶の細かさは−60℃の冷凍にも優るという結果が得られており、高品質冷凍を実現するという点で、業務用冷凍庫にも代替できるといえる。そして、業務用のように大きなエネルギーを使って極低温冷気をつくりだす必要がないため、省エネ性が高いというメリットがある。 FIG. 2 is a diagram showing the state of the meat tissue when the meat is frozen by normal quick freezing and supercooling freezing, and when the frozen meat is once thawed. Thus, it is known that if the ice crystals formed inside when meat or fish are frozen are large, the cells are destroyed and the amount of drip after thawing increases. Therefore, when comparing the amount of drip of supercooled frozen and normal frozen beef tuna and tuna, there is a tendency to be suppressed to less than half that of normal frozen frozen one. Potatoes and other potatoes have traditionally been considered unfit for freezing. When making curry, etc., it is a common practice in ordinary households to store it frozen and reheat after the next day, but at that time only potatoes can be removed or crushed It was said that freezing was the common sense for freezing curry deliciously. When this freezes and thaws potatoes, it becomes scary and the texture becomes worse. However, if the curry is frozen by supercooled freezing, the texture of the potato is almost the same as that before freezing even after thawing, and it does not become a scaly or sticky texture. Starch, the main ingredient of potatoes, is composed of amylose and amylopectin. However, conventional freezing destroys these three-dimensional structures by the growth of ice crystals. Because there is no thawing potato, it becomes scary. On the other hand, since the ice crystals produced by supercooled freezing are very fine, the three-dimensional structure of starch is hardly deformed during freezing, and the original three-dimensional structure can be maintained even after thawing. Therefore, it is considered that the texture of thawing potatoes does not deteriorate after supercooled freezing. Such a principle may also apply to other foods that have been considered unsuitable for freezing, so using supercooled freezing allows foods that were previously considered unsuitable for freezing to be frozen. Is also suggested. Thus, it has been found that when foods are frozen through a cooled state, fine ice crystals are formed, so that the original food structure such as cells and proteins can be maintained without change. Therefore, there is a possibility that the quality will not be extremely deteriorated as in the conventional freezing even if the freeze-thaw is repeated, for example, the frozen-thawed food is frozen again. The above describes the merits of utilization in ordinary households, but it can be said that supercooled refrigeration can be used effectively in food processing. The result is that the fineness of ice crystals produced by supercooled freezing is superior to that of -60 ° C, and it can be said that it can be replaced with a commercial freezer in terms of realizing high-quality freezing. In addition, there is an advantage in that energy saving is high because it is not necessary to create cryogenic cold air using a large amount of energy for business use.

以上の検討では食品周囲の冷気が流れる風速を0.5m/s程度を想定している。食品は、食品表面と食品周囲の空気温度との温度差と対流熱伝達率により冷却速度が決まる。対流熱伝達率が小さい方が食品表面と中心との温度差が小さくなる事と、早く過冷却状態としたいということからである。なお、食品表面温度の経時変化により冷却速度を規定しているが、実際の製品では食品表面温度の検出手段としてサーモパイルが挙げられる。これは食品表面から発する赤外線による輻射熱を受けて非接触で食品表面温度を検知するものである。これにより、食品が冷蔵庫の切替室などに投入されたときのサーモパイル検出温度から食品の温度や面積を推論し、さらにその後のサーモパイル検出温度の経時変化から投入された食品の熱容量を推論することで、各工程における制御時間を投入された食品に応じて延長または短縮することができる。 In the above examination, the wind speed at which the cold air around the food flows is assumed to be about 0.5 m / s. The cooling rate of food is determined by the temperature difference between the food surface and the air temperature around the food and the convective heat transfer coefficient. This is because the smaller the convective heat transfer coefficient, the smaller the temperature difference between the food surface and the center, and the quicker supercooling. In addition, although the cooling rate is prescribed | regulated by the time-dependent change of food surface temperature, in an actual product, a thermopile is mentioned as a detection means of food surface temperature. In this method, the surface temperature of food is detected in a non-contact manner by receiving radiant heat from infrared rays emitted from the surface of the food. By this, the temperature and area of the food are inferred from the thermopile detection temperature when the food is put into the switching room of the refrigerator, and further, the heat capacity of the input food is inferred from the subsequent change in the thermopile detection temperature. In addition, the control time in each process can be extended or shortened according to the input food.

過冷却は元々不安定な状態であり、何らかの刺激が加わることで解除される。一般的に振動で解除されると言われているが、例えば密封容器に隙間なく水を充填したときなどは、例えば容器を激しくふっても解除しないし、冷蔵庫の引き出し式の部屋、例えば切替室に入れ、扉開閉を全開/全閉数十回繰り返しても過冷却は解除しない。ただし、密閉容器に1/2程度のみ水を入れた場合は、一度に解除する。このことから、振動で過冷却を解除するには液体が自由に流動する空間が必要であると考えられる。肉や魚、果物など食品の場合、各細胞および細胞間に隙間なく水分が充填されているため、隙間なく水を充填した密閉容器に相当する。実際、過冷却した肉を入れた切替室で、扉開閉を全開/全閉を繰り返しても過冷却は解除しない。又過冷却解除のときに食品全体の何パーセントで氷核が形成されるかは過冷却度の大きさにより決まる。例えば過冷却度が4度(K)であった場合には食品全体の水分の5パーセントで氷核が形成されることが次の凍結率の式から明らかである。
凍結率(%)=(Cp*rV*ΔT)/L*rV*100
Cp; 比熱(kJ/kgK)
r ; 密度(kg/m3)
V ; 体積(m3)
L ; 潜熱(kJ/kg)
ΔT; 温度差(K)
過冷却度が4度あれば、氷結晶形状は微小な粒状である。過冷却解除後、食品温度が凍結点以下の温度から凍結点に戻ったとき(このときの温度差が過冷却度)から次の工程で凍結を開始し凍結完了状態になるまでは、食品が凍結点に達して相変化(水であれば、液体の水から固体の氷に変化すること)を起こし、一定温度で推移する状態であり、この後、凍結が完了し設定された温度で冷凍保存状態する。過冷却さえ起こせばその後の凍結スピードは氷結晶形状には影響を与えないし、過冷却時に微小な氷核が形成され、その氷核が食品全体に分布していれば食品全体の氷結晶は細かくなる。以上のように過冷却解除のときに食品全体の水分の何パーセントで氷核が形成されるかを凍結率で求めることが出来、実験データによると、過冷却度が0.8度のとき凍結率は約1パーセントで氷結晶は大きな針状であった。過冷却度が2.6度まで大きくなると氷結晶はかなり微小になるが凍結率は約3パーセント程度で、過冷却度が4.1度まで大きくなると、肉眼では判別できないほど微小な氷結晶で凍結率は約5パーセント程度である。このように過冷却解除時に出来る氷核は食品全体の水分の数パーセントでしかないにもかかわらず、氷核が食品全体に均一に生ずることで、その後の冷凍保存時の氷結晶状態が左右される。また、過冷却状態のときに蓄えられるエネルギーは氷核生成時のエネルギーとして使われるため、過冷却度が大きく、蓄えられるエネルギー量が多ければ多いほど、過冷却解除時に生ずる氷核の数は多くなり、その分だけ氷結晶径も小さくなると考えられ、氷結晶による食品損傷の影響は小さくなると考えられる。
Supercooling is originally an unstable state, and is canceled by applying some kind of stimulus. Generally, it is said that it is released by vibration. For example, when a sealed container is filled with water without any gaps, it will not be released even if the container is violently shaken. Even if the door is opened / closed fully open / closed several tens of times, the supercooling will not be released. However, when only about 1/2 of water is put into the sealed container, it is canceled at once. From this, it is considered that a space in which the liquid flows freely is necessary to release the supercooling by vibration. In the case of food such as meat, fish, fruit, etc., each cell and the cell are filled with moisture without any gaps, and thus correspond to a sealed container filled with water without any gaps. In fact, in the switching room containing the supercooled meat, the supercooling is not canceled even if the door is opened and closed repeatedly. In addition, the percentage of the whole food that forms ice nuclei when the supercooling is released depends on the degree of supercooling. For example, when the degree of supercooling is 4 degrees (K), it is clear from the following formula of freezing rate that ice nuclei are formed at 5 percent of the water content of the whole food.
Freezing rate (%) = (Cp * rV * ΔT) / L * rV * 100
Cp; Specific heat (kJ / kgK)
r; Density (kg / m3)
V: Volume (m3)
L: Latent heat (kJ / kg)
ΔT: Temperature difference (K)
If the degree of supercooling is 4 degrees, the ice crystal shape is minute. After the supercooling is released, when the food temperature returns from the temperature below the freezing point to the freezing point (the temperature difference at this time is the degree of supercooling) until the freezing starts in the next process until the freezing is completed, It reaches the freezing point and causes a phase change (if it is water, it changes from liquid water to solid ice), and it is in a state of transition at a constant temperature. After that, freezing is completed and frozen at the set temperature. Save state. As long as supercooling occurs, the subsequent freezing speed will not affect the ice crystal shape, and if the ice nuclei are distributed throughout the food, fine ice nuclei are formed during supercooling. Become. As described above, it is possible to determine the percentage of the total amount of water in the food when ice nuclei are formed by the freezing rate when the supercooling is released. According to the experimental data, it is frozen when the supercooling degree is 0.8 degrees. The rate was about 1 percent and the ice crystals were large needles. When the degree of supercooling increases to 2.6 degrees, the ice crystals become quite small, but the freezing rate is about 3 percent. When the degree of supercooling increases to 4.1 degrees, the ice crystals are so small that they cannot be discerned by the naked eye. The freezing rate is about 5 percent. In this way, ice nuclei generated at the time of release of supercooling are only a few percent of the total water content of the food, but the ice nuclei are uniformly formed throughout the food, which affects the ice crystal state during subsequent frozen storage. The In addition, since the energy stored in the supercooled state is used as the energy for generating ice nuclei, the greater the degree of supercooling and the greater the amount of energy stored, the greater the number of ice nuclei that are generated when the supercooling is released. Therefore, it is considered that the ice crystal diameter is reduced accordingly, and the effect of food damage due to ice crystals is considered to be reduced.

以上のように冷蔵庫に収納した食品を過冷却状態にするためには、ある範囲の冷却能力により冷却することが必要条件となる。これは食品を冷やす冷却能力が弱すぎても強すぎても過冷却状態にならない、もしくは過冷却状態がすぐに解除されてしまうことを意味する。冷却能力が弱い場合は収納食品が過冷却状態に入りやすいが食品周辺の冷却能力が弱い=温度が高いということになり、過冷却状態での食品温度の到達点も高くなってしまうので過冷却が深く(=より低い温度)ならずに過冷却解除してしまう。一般的には過冷却の深さが大きければ大きいほど大きなエネルギーとなり、食品内での微細結晶を生成し高品質冷凍になるため、より過冷却を深くするためには冷却能力が弱いだけでは成立しない。過冷却の深さについては3K(例えば食品が過冷却状態で−4℃まで到達してから解除して−1℃まで温度が瞬時に上がる)以上となると食肉解凍時のドリップ流出量にも大きな差異を発生するためそれ以上の過冷却深さに追い込むことが必要である。また逆に冷却能力が強い場合には食品の凍結温度に到達した時点でそのまま凍結する場合や、過冷却状態に入ってもすぐにその強い冷却能力が刺激となって解除してしまう現象につながるため深い過冷却度は得られない。よってある範囲の冷却能力で食品を冷やすことが必要条件となってくる。以上のとおり、冷却能力が弱い(=部屋温度が高い場合)には、食品を冷蔵庫に投入した際、部屋温度は約−3〜−4℃にて推移し、この温度のまま食品を冷却しても部屋温度が−3〜−4℃である以上は食品温度も当然それ以下にはならないため深い過冷却が得られないので、部屋温度を少しずつ下げることになるが、結局は食品温度が約−3℃になった時点で解除する。このように冷却能力が弱い(=温度が高い)場合には過冷却には入るものの深く入らないため、食品としての有意差をユーザーが感じることが少ない。又冷却能力が強い(=部屋温度が低い)と過冷却状態に入らず凍結温度に到達した時点で凍結を開始してしまう。   In order to put the food stored in the refrigerator into a supercooled state as described above, it is necessary to cool the food with a certain range of cooling capacity. This means that even if the cooling capacity for cooling the food is too weak or too strong, the supercooling state does not occur or the supercooling state is released immediately. If the cooling capacity is weak, the stored food tends to enter the supercooled state, but the cooling capacity around the food is weak = the temperature is high, and the food temperature reaching point in the supercooled state is also high, so the supercooling Does not deepen (= lower temperature) but cancels overcooling. In general, the greater the depth of supercooling, the greater the energy, and fine crystals in the food are produced, resulting in high-quality refrigeration. do not do. When the depth of supercooling is 3K (for example, when the food reaches a temperature of -4 ° C in a supercooled state and then releases and then the temperature rises to -1 ° C instantaneously), the amount of drip outflow when thawing meat is large. In order to make a difference, it is necessary to drive further into the supercooling depth. On the other hand, if the cooling capacity is strong, it can be frozen as soon as it reaches the freezing temperature of the food, or even if it enters the supercooled state, it leads to a phenomenon that the strong cooling capacity is immediately released as a stimulus. Therefore, a deep supercooling degree cannot be obtained. Therefore, it is a necessary condition to cool food with a certain range of cooling capacity. As described above, when the cooling capacity is weak (= when the room temperature is high), when the food is put into the refrigerator, the room temperature changes at about −3 to −4 ° C., and the food is cooled at this temperature. However, as long as the room temperature is between -3 and -4 ° C, the food temperature will naturally not be lower than that, so deep supercooling cannot be obtained, so the room temperature will be lowered little by little. Release when the temperature reaches about -3 ° C. In this way, when the cooling capacity is weak (= high temperature), although it enters into the supercooling, it does not enter deeply, so the user rarely feels a significant difference as a food. If the cooling capacity is strong (= room temperature is low), freezing starts when the freezing temperature is reached without entering the supercooling state.

但しエア温度を−10℃以上とするとした場合、部屋温度は約−7〜−8℃レベルまでしか下げられないが、過冷却の深さとして3K以上を得ることは本温度で十分達成可能となる。また設定温度を下げる際には食品の凍結温度(約−1℃)付近から温度を下げるとより深く過冷却を追い込むことが可能となる。またその温度を低減する際には食品に対して強い刺激を与えないように少しずつ下げるのが良い。例えば設定温度を2度づつ低減させた場合に過冷却解除してしまうケースが発生しても1度づつ低減した場合には温度勾配による刺激が緩和されるため解除に至らない。続いてすでに説明したように、もう一つの過冷却必要条件として過冷却対象食品付近のエア温度分布(ムラ)がある。これはある範囲のエア温度分布(ムラ)に食品が設置されないと過冷却に入らない、もしくはすぐに過冷却が解除してしまう現象が発生するためである。これは食品の温度ムラにおける温度の低い箇所から凍結もしくは過冷却解除が発生してしまい、結果としてその影響が温度の高い箇所の食品まで達して追従するように凍結もしくは過冷却解除してしまうためである。よってある範囲の温度分布(ムラ)で冷却をすることが必要条件となってくる。具体的にはエア温度ムラが小さくなればなるほど良いが冷蔵庫の実機バラツキや収納食品の大きさや形などの様々な要因が発生するため温度ムラとしては約2K以下にすることが望ましい。部屋温度に関係なく温度ムラと過冷却の深さについて実験結果を統計的にまとめると温度ムラ2K以下になると過冷却の発現確率が上昇してくることが判る。この条件に上述の温度設定を掛け合わすことにより過冷却の発現確率は極めて100%に近づけることが可能となる。   However, if the air temperature is set to −10 ° C. or higher, the room temperature can only be lowered to the level of about −7 to −8 ° C., but it is sufficiently achievable at this temperature to obtain a supercooling depth of 3K or higher. Become. Moreover, when lowering the set temperature, it is possible to drive deeper supercooling deeper by lowering the temperature from around the freezing temperature (about −1 ° C.) of the food. Also, when reducing the temperature, it is better to gradually reduce the temperature so as not to give a strong stimulus to food. For example, even if a case where the supercooling is canceled when the set temperature is decreased by 2 degrees occurs, the stimulation due to the temperature gradient is alleviated when the temperature is decreased by 1 degree. Subsequently, as already described, another supercooling requirement is air temperature distribution (unevenness) near the supercooled food. This is because if the food is not installed in a certain range of air temperature distribution (unevenness), the supercooling does not start or the supercooling is released immediately. This is because freezing or supercooling release occurs from a low temperature part in the temperature unevenness of the food, and as a result, the freezing or supercooling release is performed so that the influence reaches the high temperature food part and follows it. It is. Therefore, it becomes a necessary condition to cool with a certain range of temperature distribution (unevenness). Specifically, the smaller the air temperature unevenness, the better. However, since various factors such as the actual machine variation of the refrigerator and the size and shape of the stored food occur, the temperature unevenness is preferably about 2K or less. If the experimental results regarding the temperature unevenness and the depth of supercooling are summarized statistically regardless of the room temperature, it can be seen that the occurrence probability of supercooling increases when the temperature unevenness is 2K or less. By multiplying this condition by the above temperature setting, the probability of occurrence of supercooling can be very close to 100%.

冷却強さの調整のため冷蔵庫に搭載している圧縮機のON/OFFと各部屋に設置された温度センサにより調整するダンパなどで温度を一定に保つようになっている。よって必ず冷蔵庫の各部屋においては冷気が供給される時間とされない時間(冷気ON/OFF)が存在する。よってその設定された部屋の温度に調整するためにはその部屋温度よりも温度の低い冷気を供給しなければならない。しかし過冷却実現のためには上述のような温度にて食品を過冷却状態にする必要がある。このような場合はより食品付近エア温度の必要条件である−15℃以上、望ましくは−10℃以上の温度で一定に冷却し続けたいが、現実的に家庭用冷蔵庫において温度ハンチングの少ない雰囲気を実現するのは困難であり、過冷却対象食品の周囲にくる冷気温度を制御する。その実現手段としては大きく2つに別けられる。まず1つ目はその部屋を冷却する冷気温度を過冷却最適温度により近づける手段である。通常冷蔵庫における冷凍温度帯に温度設定できる部屋を冷却する場合の冷気温度はその冷気供給口(吹出口)で約−25℃レベルまで達する。この温度は過冷却最適温度とはかなりかけ離れた数値であり、この冷気供給の源流の温度を制御することは有効な手段となる。その手段については、まず圧縮機の冷凍能力を下げることにより冷気温度を上げる手段が挙げられる。とはいっても過冷却以外の本来の冷却能力は確保しておかなければならないので圧縮機自体の能力を低減させるのではなく、インバータ制御などで圧縮機の駆動回転数を低減することにより冷凍能力を低減させて冷気供給温度を上昇させる。実際に圧縮機を10rpsレベル回転数を低減させると吹出し温度も約3〜5Kの温度上昇は見込まれる。また冷気を供給する冷蔵庫内の送風ファンの回転数においても、その回転数を変更して供給冷気温度を制御することは可能である。実際にファンの回転数を下げると冷気速度が減少して対流熱伝達が抑制されるため冷気温度としても低くなる。よって逆にファンの回転数を上げることにより熱交換が促進されて冷気供給温度が上昇する。実際に庫内ファンが300〜400rpm上昇すると冷気温度としては約2〜3Kの温度上昇は見込まれる。そのほかにも冷気供給吹出し口周辺に保温ヒーターなどを設置して冷気温度を上昇させることも考えられる。 In order to adjust the cooling strength, the temperature is kept constant by ON / OFF of a compressor mounted on the refrigerator and a damper that is adjusted by a temperature sensor installed in each room. Therefore, in each room of the refrigerator, there is always a time (cold air ON / OFF) that is not considered to be a time during which cold air is supplied. Therefore, in order to adjust to the set room temperature, cold air having a temperature lower than the room temperature must be supplied. However, in order to realize supercooling, the food needs to be supercooled at the above-described temperature. In such a case, we want to keep cooling at a constant temperature of -15 ° C or higher, preferably -10 ° C or higher, which is a necessary condition for air temperature near foods. It is difficult to realize, and the cold air temperature around the supercooled food is controlled. There are two main means for realizing it. The first is means for bringing the cool air temperature for cooling the room closer to the optimum supercooling temperature. When cooling a room that can be set to a freezing temperature zone in a normal refrigerator, the cold air temperature reaches a level of about −25 ° C. at the cold air supply port (air outlet). This temperature is a value far from the optimum supercooling temperature, and it becomes an effective means to control the temperature of the source stream of this cold air supply. As for the means, first, means for raising the cold air temperature by lowering the refrigerating capacity of the compressor can be mentioned. However, since the original cooling capacity other than supercooling must be secured, the refrigeration capacity is not reduced by reducing the drive speed of the compressor by inverter control etc., rather than reducing the capacity of the compressor itself. To increase the cool air supply temperature. When the compressor is actually reduced at the 10 rps level, the blowing temperature is expected to rise by about 3 to 5K. Further, even in the rotation speed of the blower fan in the refrigerator that supplies the cold air, it is possible to control the supply cold air temperature by changing the rotation speed. When the rotational speed of the fan is actually lowered, the cool air speed is reduced and convective heat transfer is suppressed, so that the cool air temperature is also lowered. Therefore, conversely, by increasing the rotational speed of the fan, heat exchange is promoted and the cold air supply temperature rises. When the internal fan actually rises by 300 to 400 rpm, the cold air temperature is expected to rise by about 2 to 3K. In addition, it is possible to increase the cold air temperature by installing a heat insulation heater around the cold air supply outlet.

2つ目の手段として冷気供給温度を上げるのではなく、その冷気が食品に当たる前に冷気温度を上昇させて食品付近に温度の低い冷気をなるべく直接当てないことがその手段となる。その実現のためには、冷気供給口から食品への冷気到達距離を長くすることが挙げられる。例えば冷気供給口周辺に冷気整流ガイドを設けたりすることや、吹出し口と食品設置位置との間に障害物を設けるなどの構造により可能となる。これにより食品周辺到達冷気温度は途中の熱交換により上昇させることが出来る。さらに食品に対する冷気の吹き付け速度も落とせるため強い刺激を与えずにじっくりと冷却することができる。吹出し口と食品設置位置との間に障害物を設置した一例として食品収納ケース上方にフタ形状を追加した構成が可能である。蓋により冷蔵庫の背面側にある冷気吹出し口から扉側に設けたケースの開口までの距離をケースの長さの半分以上取れる。この場合の気流解析すると、フタ形状の追加により食品付近の冷気エア温度を上昇させる、更には風速を減少させることが可能となる。又冷蔵庫内に冷気を循環させる送風ファンと吹出し口との間に冷気供給を制御するダンパがその角度を調整して冷気量を絞るなどの冷気供給のシャッターの役割を果たす。ダンパは全閉、全開だけでなく、途中の角度に調整して冷気量を絞り食品へ吹付ける風速を抑制することが出来る。冷気吹出し口の風速をダンパ開度を調整し1.0−1.2m/sとし、ケースに蓋を設け、扉側からケース内に冷気を供給するようにしてケース内の風速を0.1−0.5m/sとして過冷却状態を維持している。この第1の手段と、第2の手段を個別に行っても良いが、組み合わせて食品付近の温度を過冷却に都合が良い温度とすることも出来る。   The second means is not to raise the cold air supply temperature, but to raise the cold air temperature before the cold air hits the food so that the cold air having a low temperature is not directly applied to the vicinity of the food as much as possible. In order to realize this, it is possible to increase the distance that the cold air reaches the food from the cold air supply port. For example, it is possible by providing a cold air rectifying guide around the cold air supply port or by providing an obstacle between the outlet and the food installation position. As a result, the cold air temperature reaching the periphery of the food can be raised by heat exchange in the middle. In addition, the cooling speed of the cold air can be reduced, so that the food can be slowly cooled without giving a strong stimulus. As an example in which an obstacle is installed between the outlet and the food installation position, a configuration in which a lid shape is added above the food storage case is possible. With the lid, the distance from the cold air outlet on the back side of the refrigerator to the opening of the case provided on the door side can be taken more than half the length of the case. If the airflow analysis in this case is performed, it is possible to increase the cold air temperature near the food by adding the lid shape, and further to decrease the wind speed. In addition, a damper that controls the supply of cold air between a blower fan that circulates cold air in the refrigerator and the outlet serves as a cool air supply shutter that adjusts the angle to reduce the amount of cold air. The damper can be not only fully closed and fully opened, but also can be adjusted to an angle in the middle to reduce the amount of cold air and to suppress the wind speed blowing on the food. The wind speed of the cool air outlet is adjusted to 1.0-1.2 m / s by adjusting the damper opening, the case is provided with a lid, and the cool air is supplied into the case from the door side so that the wind speed in the case is 0.1. The supercooled state is maintained at −0.5 m / s. Although the first means and the second means may be performed individually, the temperature in the vicinity of the food can be set to a temperature convenient for supercooling.

また温度ムラ改善についての実現手段については冷気供給のON/OFF回数を低減することにより温度ムラ、ハンチングを抑制する手段である。これは上述のように制御装置16にて圧縮機10の回転数を低減してより高い冷気温度を供給することにより設定温度に到達するまでに要する時間を長くしてON/OFF回数低減、温度ムラ、ハンチング改善へとつなげることが出来る。このようにON/OFF回数を低減させる手段=冷却能力を低減することとなるのでこれもまた上述のダンパ角度調整などによる冷気量の絞りなども有効な手段である。さらにその上で吹出し口のエアガイドの形状や冷気吹出し口と食品間の障害物の形状などで冷気温度や風速を調整することが可能となる。   The means for improving the temperature unevenness is a means for suppressing temperature unevenness and hunting by reducing the number of ON / OFF times of the cold air supply. As described above, the controller 16 reduces the number of revolutions of the compressor 10 and supplies a higher cool air temperature, thereby increasing the time required to reach the set temperature and reducing the number of ON / OFF times. Unevenness and hunting can be improved. Thus, the means for reducing the number of ON / OFF times = the cooling capacity is reduced, so this is also an effective means for reducing the amount of cool air by adjusting the damper angle as described above. Furthermore, the cold air temperature and the wind speed can be adjusted by the shape of the air guide at the air outlet and the shape of the obstacle between the cold air outlet and the food.

次に、過冷却状態を実現する過冷却スペースの構造、過冷却状態解除時期の判断方法および過冷却解除方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図において、同じ符号は、同一物または相当物を表すものとする。   Next, the structure of the supercooling space for realizing the supercooling state, the method for determining the supercooling state release timing, and the supercooling release method will be described with reference to the drawings. In addition, in each following figure, the same code | symbol shall represent the same thing or an equivalent.

過冷却状態を経て冷凍保存が行われるこの発明の実施の形態1における冷蔵庫について詳しく説明する。図3は、この発明の実施の形態1における冷蔵庫1の断面図である。この冷蔵庫1の食品貯蔵室は、最上部に開閉ドアを備えて配置される冷蔵室100、冷蔵室100の下方に冷凍温度帯(−18℃)から冷蔵、野菜、チルド、ソフト冷凍(−7℃)などの温度帯に切り替えることのできる引き出しドアを備える切替室200、切替室200と並列に引き出しドアを備える製氷室500、最下部に配置される引き出しドアを備えた冷凍室300、冷凍室300と切替室200及び製氷室500との間に引き出しドアを備えた野菜室400等から構成される。冷蔵庫100の扉表面には、各室の温度や設定を調節する操作スイッチと、そのときの各室の温度を表示する液晶などから構成される操作パネル5と、この操作パネルにより操作されて設定された温度に各庫室に配置された温度検出器の温度を調整するように圧縮機やダンパの開閉を制御する制御装置16が設けられている。   A refrigerator according to Embodiment 1 of the present invention in which frozen storage is performed through a supercooled state will be described in detail. FIG. 3 is a cross-sectional view of refrigerator 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The refrigerator 1 has a food storage room, which is provided with an open / close door at the top, a refrigerator, vegetable, chilled, soft frozen (-7) from the freezing temperature zone (-18 ° C) below the refrigerator room 100. Switching room 200 having a drawer door that can be switched to a temperature range such as ° C.), an ice making room 500 having a drawer door in parallel with the switching chamber 200, a freezing room 300 having a drawer door arranged at the bottom, and a freezing room The vegetable room 400 is provided with a drawer door between 300, the switching room 200 and the ice making room 500. On the door surface of the refrigerator 100, there are an operation switch for adjusting the temperature and setting of each room, a liquid crystal display for displaying the temperature of each room at that time, and an operation panel 5 operated and set by the operation panel. A control device 16 is provided for controlling the opening and closing of the compressor and the damper so as to adjust the temperature of the temperature detector disposed in each storage room to the set temperature.

冷蔵庫1の背面側には、冷凍サイクルを構成する圧縮機10及び冷却器3が配置され、さらに、冷却器3により冷却された冷気を冷蔵室100や切替室200に送風するためのファン2、冷却器3により冷却された冷気を冷蔵室100内に導入するための風路4が設けられている。又背面側上部の冷蔵庫1外郭の中に配置された制御装置16の制御基板に取り付けられたマイコンに記憶されたソフトウェアにより操作スイッチ、操作パネル5の制御動作や表示などとともに庫内に配置した温度センサの検出信号に基づき圧縮機10や送風ファン2などの制御が行われている。なお、切替室200には収納ケース201が、冷凍室300には収納ケース301が、野菜室400には収納ケース401が、それぞれ設置されており、それらのケース内に食品を収納することができる。   A compressor 10 and a cooler 3 constituting a refrigeration cycle are arranged on the back side of the refrigerator 1, and a fan 2 for blowing cold air cooled by the cooler 3 to the refrigerator compartment 100 and the switching chamber 200, An air passage 4 for introducing the cold air cooled by the cooler 3 into the refrigerator compartment 100 is provided. Also, the temperature placed in the cabinet together with the operation switch, the control operation and display of the operation panel 5 by software stored in the microcomputer attached to the control board of the control device 16 arranged in the outer shell of the refrigerator 1 on the back side. The compressor 10 and the blower fan 2 are controlled based on the detection signal of the sensor. A storage case 201 is installed in the switching chamber 200, a storage case 301 is installed in the freezer compartment 300, and a storage case 401 is installed in the vegetable compartment 400, and food can be stored in these cases. .

図4は、この発明の実施の形態1における冷蔵庫の風路構成を示す冷蔵庫の概略側面断面図である。冷却器3で冷却された冷気の一部は、冷凍室300に送風される。また、残りの冷気は風路4を通り、切替室200に送風される。風路4を通った一部の冷気は更に上段の冷蔵室100へと送風され冷蔵室100を冷却する。野菜室400は冷蔵室100の戻り冷気が冷蔵室用帰還路6より循環されて冷却され、野菜室400を通った空気は、野菜室用帰還路7を経て冷却器3に戻る。   FIG. 4 is a schematic side cross-sectional view of the refrigerator showing the air path configuration of the refrigerator according to Embodiment 1 of the present invention. A part of the cool air cooled by the cooler 3 is blown into the freezer compartment 300. The remaining cold air is blown into the switching chamber 200 through the air passage 4. A part of the cold air passing through the air passage 4 is further blown into the upper refrigerator compartment 100 to cool the refrigerator compartment 100. The vegetable room 400 is cooled by circulating the return cold air from the refrigerating room 100 through the refrigerating room return path 6, and the air passing through the vegetable room 400 returns to the cooler 3 through the vegetable room return path 7.

図5は、この発明の実施の形態1における切替室200の側面断面図である。冷蔵室100と野菜室400の間に位置する切替室200には、風路4からの冷気をダンパ(切替室ダンパ)46を介して切替室200に導く切替室風路41が設けられている。そして、冷蔵庫の正面側からみて背面左上の切替室背面上側吹出し口42と、天井面手前側の切替室天井面吹出し口43とが冷気吹出し口として設けられている。また、切替室200には、背面右下に切替室背面吸込み口44と、底面に切替室底面吸込み口45とが設けられている。切替室200は、冷蔵(約3℃)、チルド(約0℃)、ソフト冷凍(約−5、−7、−9℃)、冷凍(約−17℃)など、6通りの温度帯に切替可能となっており、冷蔵室100の扉に設置された液晶パネル5によって、温度を切り替えることができる。切替室200の温度は、図示されていないサーミスタの設定温度およびその検出値により制御されている。   FIG. 5 is a side sectional view of switching chamber 200 according to Embodiment 1 of the present invention. The switching chamber 200 located between the refrigerator compartment 100 and the vegetable compartment 400 is provided with a switching chamber air passage 41 that guides cold air from the air passage 4 to the switching chamber 200 via a damper (switching chamber damper) 46. . And the switching room back surface upper side blower outlet 42 at the upper left of the back surface when viewed from the front side of the refrigerator, and the switching room ceiling surface outlet port 43 on the near side of the ceiling surface are provided as cold air outlets. Further, the switching chamber 200 is provided with a switching chamber rear surface suction port 44 at the lower right of the rear surface and a switching chamber bottom surface suction port 45 at the bottom surface. Switching room 200 is switched to six temperature zones such as refrigeration (about 3 ° C), chilled (about 0 ° C), soft refrigeration (about -5, -7, -9 ° C), and refrigeration (about -17 ° C). The temperature can be switched by the liquid crystal panel 5 installed on the door of the refrigerator compartment 100. The temperature of the switching chamber 200 is controlled by a set temperature of a thermistor (not shown) and its detected value.

次に、切替室200内に過冷却室を設置する構造について説明する。図6は、この発明の実施の形態1における過冷却ケースの構造図である。図6では、図5で示した切替室収納ケース201を上下2段に分けて2段式のスライドケースとし、その上側ケース80を通常の切替ケースとし、その下側ケース81を食品を過冷却状態とする冷却室である過冷却スペースとしての過冷却ケースとしている。切替室200を引き出すと、切替ケース80と過冷却ケース81が同時に引き出される。過冷却ケース81使用時は切替ケース80を奥へスライドさせることで、過冷却ケース81から貯蔵品が取り出せる。上側ケース80と下側ケース81との間には周囲に15mm程度の隙間が開いている。冷凍温度が設定されているときは冷気吹出し口42、43などから約―20℃の冷気が切替室に吹出す。この構造によれば、室内に吹出された気流は上側の切替ケース80の内部や周囲を冷却し、上側ケースと下側の過冷却ケース81との間の隙間から下側ケースへ流入するが、気流の流れとは直角方向の隙間でもあり、下側ケース内へ気流が直接流入するのを抑制されるため、過冷却ケース81の空気温度上昇やケースない風速が抑制される。また、通常冷却時には、過冷却ケース81の上部が切替ケース80によりカバーされて、冷気が直接入りにくい構造となっているため、過冷却をつくるときに必要な緩慢冷却が可能となる。   Next, a structure in which a supercooling chamber is installed in the switching chamber 200 will be described. FIG. 6 is a structural diagram of a supercooling case according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 6, the switching chamber storage case 201 shown in FIG. 5 is divided into two upper and lower stages to form a two-stage slide case, the upper case 80 is a normal switching case, and the lower case 81 is supercooled for food. It is a supercooling case as a supercooling space which is a cooling chamber to be in a state. When the switching chamber 200 is pulled out, the switching case 80 and the supercooling case 81 are pulled out simultaneously. When the supercooling case 81 is used, the stored item can be taken out from the supercooling case 81 by sliding the switching case 80 to the back. A gap of about 15 mm is opened between the upper case 80 and the lower case 81. When the refrigeration temperature is set, cold air of about −20 ° C. blows out from the cold air outlets 42 and 43 to the switching chamber. According to this structure, the airflow blown into the room cools the inside and the periphery of the upper switching case 80 and flows into the lower case from the gap between the upper case and the lower supercooling case 81. The airflow is also a gap in the direction perpendicular to the airflow, and the airflow is prevented from flowing directly into the lower case, so that the air temperature rise of the supercooling case 81 and the wind speed without the case are suppressed. Further, during normal cooling, the upper part of the supercooling case 81 is covered by the switching case 80, and the structure is such that cold air does not enter directly. Therefore, the slow cooling necessary for making supercooling is possible.

また、切替ケース80の底面82に空気温度変化を抑制できるような熱容量の大きい物質(例えば金属板、蓄冷材をケースを2重構造にして注入するなど)を設置してもよい。
こうすれば、底面82は過冷却ケース81の上部にあたるため、扉開閉を含めた冷蔵庫通常使用時に、過冷却ケース81内の空気温度変動を抑制する効果が得られる。
Further, a substance having a large heat capacity (for example, injecting a metal plate or a cold storage material in a double structure of the case) that can suppress a change in air temperature may be installed on the bottom surface 82 of the switching case 80.
In this way, since the bottom surface 82 corresponds to the upper part of the supercooling case 81, the effect of suppressing the air temperature fluctuation in the supercooling case 81 can be obtained during normal use of the refrigerator including opening and closing of the door.

切替ケース80と過冷却ケース81の間には1mmから30mm程度の空間があってもよく、その場合、この冷却室を過冷却時にするときは、すなわち過冷却ケース81に冷気を流入して冷えがよくなる効果、また、過冷却解除時には冷気の流れがよくなることで解除を効率的に行えるという効果が得られる。しかし隙間があまりに小さいと過冷却突入時や過冷却解除時に急速冷却や直接冷却のために下側ケースに別の開口を設ける必要があるなどのため、10−30mm程度の隙間がのぞましいともいえる。又解除用の開口を設けるのであれば、吹出された冷気が直接入り込むのではなく、自然対流レベルの気流であっても問題はない。直接冷気を流入させてもすでに述べてきたように風速を小さくしたり、冷気温度を高くすることで同様の効果が得られる。切替ケース80と過冷却ケース81の間に隙間がある構造の場合の動作としては、切替ケース80の底面に車輪をつけ、過冷却ケース81に設置したガイド上をすべらせる、あるいは、切替ケース80の底面に溝をつけ、過冷却ケース81上部に設置した支柱をはめ込んで滑らせることなどが考えられる。また、壁面に切替ケース80のみを前後にスライドさせるためのレールを設置してもよい。なお、切替ケース80と過冷却ケース81の間に隙間がない場合でも適度な冷却性能は得られる。隙間がない場合には、通常冷却時における空気温度変動の幅を小さく抑えることができる。   There may be a space of about 1 mm to 30 mm between the switching case 80 and the supercooling case 81. In this case, when this cooling chamber is supercooled, that is, cool air is introduced into the supercooling case 81 and cooled. In addition, there is an effect that the release can be efficiently performed by improving the flow of the cold air at the time of canceling the supercooling. However, if the gap is too small, it is necessary to provide another opening in the lower case for rapid cooling or direct cooling at the time of supercooling entry or release of supercooling. If the opening for release is provided, the blown cold air does not directly enter, and there is no problem even if the airflow is at a natural convection level. Even if cold air is directly introduced, the same effect can be obtained by reducing the wind speed or increasing the cold air temperature as described above. In the case of a structure in which there is a gap between the switching case 80 and the supercooling case 81, a wheel is attached to the bottom surface of the switching case 80 and the guide is installed on the supercooling case 81. It is conceivable that a groove is formed on the bottom surface of the substrate, and a support column installed on the upper portion of the supercooling case 81 is fitted and slid. A rail for sliding only the switching case 80 back and forth may be installed on the wall surface. Even when there is no gap between the switching case 80 and the supercooling case 81, an appropriate cooling performance can be obtained. When there is no gap, the range of air temperature fluctuation during normal cooling can be kept small.

さらに、図6のように、高さのあるケースを2段に分けることで、ケース内の整理性が高まり、より使い勝手がよくなるという効果も得られる。また、2段ケースの下側を過冷却スペースとすることで、冷気が下方に溜まるという特性から過冷却スペースの冷却性を高めるという効果、上側のケースが下側のケースに吹出し気流の直接流入を抑制する役割を果たす場合の空気温度変動を抑制する効果も得られる。なお、過冷却ケースの深さとして70mm程度のものでも良いし、食パンの冷凍保存や大型ヨーグルトのチルド保存を想定し140mm程度やそれ以上、例えば300−600mm程度の深さにしても良い。上側ケースは下側ケースと同じ程度の容量、あるいは図のように下側ケースの数倍の容量などの深さが考えられる。2段ケースの下側を過冷却スペースとする構造としては、図7のように、上側ケースをその前側と後側で深さを相違させるように底面に段差を設け、下側ケースをその段差スペースに対応させて配置する構成としてもよい。図7においては、上側ケースが切替ケース83であり、下側ケースが過冷却ケース84である。図7の構造においては、切替ケース83の背面側には背の高い食品を収納でき、扉側には小物を収納できるというメリットがある。過冷却ケースには冷気を供給する隙間が上側ケースとの間に設けてある。また、2段ケースの下側を過冷却スペースとする構造としては、図8に示すようなものでもよい。図8においては、上側ケースが切替ケース85であり、下側ケースが過冷却ケース86である。切替ケース85と過冷却ケース86の奥行きは必ずしも同じである必要はなく、一部隙間が開いていてもよい。また、切替ケース85をはめ込み式とすることができるほかに、スライド式として、ケースを奥に押し込んで過冷却ケース86内の食品を取り出す構造としてもよい。図8の構造においては、上側ケースを追加するだけで過冷却スペースができることから、変更の際にコストが安くて済むというメリットがある。   Furthermore, as shown in FIG. 6, by dividing the case with a height into two stages, it is possible to obtain an effect that the arrangement in the case is improved and the usability is improved. Also, by making the underside of the two-stage case a supercooling space, the effect of improving the cooling performance of the supercooling space from the characteristic that cold air accumulates downward, the upper case directly flows into the lower case. The effect of suppressing the air temperature fluctuation in the case of playing a role of suppressing air is also obtained. The depth of the supercooling case may be about 70 mm, or it may be about 140 mm or more, for example, about 300-600 mm, assuming frozen storage of bread and chilled storage of large yogurt. The upper case may have the same capacity as the lower case, or a depth of several times the capacity of the lower case as shown in the figure. As shown in FIG. 7, the structure in which the lower side of the two-stage case has a supercooling space is provided with a step on the bottom so that the depth of the upper case is different between the front side and the rear side. It is good also as a structure arrange | positioned corresponding to a space. In FIG. 7, the upper case is the switching case 83 and the lower case is the supercooling case 84. The structure of FIG. 7 has an advantage that tall food can be stored on the back side of the switching case 83 and small items can be stored on the door side. A gap for supplying cool air is provided between the upper cooling case and the supercooling case. Further, as a structure in which the lower side of the two-stage case is a supercooling space, a structure as shown in FIG. 8 may be used. In FIG. 8, the upper case is the switching case 85 and the lower case is the supercooling case 86. The depths of the switching case 85 and the supercooling case 86 are not necessarily the same, and a part of the gap may be opened. Further, the switching case 85 can be a fitting type, and a sliding type can be adopted in which the case is pushed inward to take out food in the supercooling case 86. In the structure of FIG. 8, since a supercooling space can be formed only by adding the upper case, there is an advantage that the cost can be reduced when changing.

すでに説明したように、冷却速度はある程度限定する必要がある。例えば、プリン、ヨーグルトなどの食品では、300℃/h〜0.35℃/hの範囲内、好ましくは3.5℃/h付近の冷却速度に設定し、過冷却状態をつくる。上記の冷却速度は、芯温が凍結点から凍結点よりも20℃低い温度の範囲内、好ましくは凍結点から−10℃の範囲内に至るまでのものである。   As already explained, the cooling rate needs to be limited to some extent. For example, in foods such as pudding and yogurt, a supercooled state is created by setting the cooling rate within the range of 300 ° C / h to 0.35 ° C / h, preferably around 3.5 ° C / h. The cooling rate is such that the core temperature is within a temperature range from the freezing point to 20 ° C. lower than the freezing point, preferably from the freezing point to −10 ° C.

また、過冷却状態は一定時間保持する必要あり、例えば5秒以上必要である。これはより過冷却の温度を深くするためである。つまり食品が過冷却状態で到達する温度をより低くすることである。過冷却の温度が深いと良いとされる理由はすでに説明してきたように過冷却の温度が深くなると、過冷却で蓄えられる顕熱エネルギー量が多くなるので、結果的に過冷却解除時に使われる瞬間的な潜熱変化のエネルギーが大きくなり、そのエネルギーを利用して、過冷却解除時に発生する氷核が食品中に均一に一度に多く発生し、その氷核を核に氷結晶が成長するため、小さな氷の粒が食品内に均一に多数でき、細胞内の氷結晶が細胞の破壊を少なくし解凍時のドリップ流出を抑えるなど細胞への影響が小さくなるといえる。更に、食品に直接冷気を吹付けない、あるいは風速を抑える、温度変動を抑えるので、食品の乾燥や霜つきを抑えることが出来る。また過冷却状態にある時間が長いほど過冷却到達温度が低くなる可能性が高くなる。これにより過冷却度が大きくなるため、過冷却状態の保持はある程度の時間が必要である。   Further, the supercooled state needs to be maintained for a certain time, for example, 5 seconds or more. This is to make the supercooling temperature deeper. In other words, lowering the temperature at which the food reaches in the supercooled state. The reason why a deep supercooling temperature is good is good, as already explained. As the supercooling temperature deepens, the amount of sensible heat energy stored in the supercooling increases. The energy of instantaneous latent heat change becomes large, and by using this energy, many ice nuclei are generated at the same time in the food when the supercooling is released, and ice crystals grow using the ice nuclei as nuclei. It can be said that a large number of small ice particles can be uniformly formed in the food, and the ice crystals in the cells have less influence on the cells, such as reducing the destruction of the cells and suppressing the drip outflow during thawing. Furthermore, since the food is not directly blown with cold air, or the wind speed is suppressed or the temperature fluctuation is suppressed, drying and frosting of the food can be suppressed. In addition, the longer the time in the supercooling state, the higher the possibility that the supercooling arrival temperature becomes lower. As a result, the degree of supercooling increases, so that a certain amount of time is required to maintain the supercooled state.

また、芯温が過冷却解除可能温度に達したときの表面温度との差は0℃〜10℃の範囲内、好ましくは5℃以内とするのが好ましい。牛モモ肉、厚さ15mmで150gであれば表面温度と芯温の差は1℃程度である。以上のような冷却条件についての範囲は、肉、魚、野菜、果物などの食品についても同様にいえる。   Further, the difference from the surface temperature when the core temperature reaches the temperature at which supercooling can be released is preferably in the range of 0 ° C. to 10 ° C., preferably within 5 ° C. The difference between the surface temperature and the core temperature is about 1 ° C. if the beef leg meat has a thickness of 15 mm and 150 g. The range about the above cooling conditions can be said similarly about foodstuffs, such as meat, fish, vegetables, and fruits.

過冷却状態を維持するには過冷却スペース内の空気温度の変動(時間による温度の相違)についても重要である。食品周囲の温度や風速にも夜が、空気温度変動の幅は好ましくは5℃以内である。ただし、10℃以内であれば多少品質は悪化する場合もあるが、過冷却状態をつくることは可能である。空気温度変動幅が大きいと食品品質が悪化する理由としては、凍結融解を繰り返すことで氷結晶が若干大きく成長してしまうことが挙げられる。なお、空気温度変動幅を小さくする他の手段として、図示しないサーミスタの検出値による機器制御のため、あらかじめマイコンなどに定められている設定値の変動幅を小さくしてもよい。好ましくは4K(4℃)以内、さらに好ましくは1K(1℃)以内とする。   In order to maintain the supercooled state, it is also important to change the air temperature in the supercooled space (temperature difference with time). The temperature around the food and the wind speed are also night, and the range of the air temperature fluctuation is preferably within 5 ° C. However, if it is within 10 ° C., the quality may deteriorate somewhat, but it is possible to create a supercooled state. The reason why food quality deteriorates when the air temperature fluctuation range is large is that ice crystals grow slightly larger by repeated freezing and thawing. As another means for reducing the air temperature fluctuation range, the fluctuation range of the set value set in advance in a microcomputer or the like may be reduced for device control based on a detection value of a thermistor (not shown). It is preferably within 4K (4 ° C), more preferably within 1K (1 ° C).

又、空気温度ムラは過冷却度数度以内であればよいが、過冷却突入のためには過冷却度2度程度以内が望ましく、空気温度ムラが大きすぎることの問題点としては、大きな食品を冷却しようとするとき、部分的な凍結がおきてしまうことが挙げられる。すなわち過冷却室の温度に関係なく、温度ムラと過冷却の深さについてを実験で求めると温度ムラが2K以下になると過冷却の発現確率が100パーセントに近付く。したがって食品近傍の温度を押さえ、風速を低減することが重要になるとともに、過冷却室の開口位置や大きさを過冷却室内全体に冷気が回り局所的な温度が低すぎることがないようにシミュレーションにより気流分布、温度分布を求め選定している。   Also, the air temperature unevenness should be within a few degrees of supercooling, but it is desirable to have a supercooling degree of less than 2 degrees for the supercooling entry. When trying to cool, there is a partial freezing. That is, regardless of the temperature of the supercooling chamber, when the temperature nonuniformity and the depth of supercooling are obtained through experiments, when the temperature nonuniformity becomes 2K or less, the probability of occurrence of supercooling approaches 100%. Therefore, it is important to control the temperature in the vicinity of the food and reduce the wind speed, and the opening position and size of the supercooling chamber are simulated so that cold air does not flow around the entire supercooling chamber and the local temperature is not too low. The airflow distribution and temperature distribution are obtained and selected by

過冷却冷凍の温度設定基準については、これまでに述べたような冷却速度等を満たし、過冷却発生確率が高い温度帯には、例えば、−3℃〜−10℃がある。この温度帯においては、冷凍するだろうと考えられるほとんどの食品の凍結点が含まれるため、過冷却を起こした後に安定的に凍結させることが可能である。また、このような温度帯での食品保存期間は2週間程度となり、例えば週末のまとめ買いで購入した食品が予定変更等により使いきれなかった場合でも安心して次の週まで保存できる。また、この温度帯で凍結後保存すると、解凍することなく包丁などで切り分けることができるため、調理の手間を省ける。ヨーグルトやプリンなどのデザート類を過冷却冷凍で凍らせると、非常に微細な氷結晶ができるため、通常冷凍や冷蔵とは異なった新食感を得ることができる。また、牛乳やジュース類などを過冷却冷凍すると、通常冷凍とは違った食感のシャーベットができるなど、微細な氷結晶ならではの新メニューができる可能性がある。   Regarding the temperature setting standard for supercooling refrigeration, there are, for example, −3 ° C. to −10 ° C. in a temperature zone that satisfies the cooling rate as described above and has a high probability of occurrence of supercooling. In this temperature range, the freezing point of most foods that are thought to be frozen is included, so that it is possible to freeze them stably after supercooling. In addition, the food storage period in such a temperature range is about two weeks. For example, even if the food purchased by bulk purchase on the weekend cannot be used due to a change in schedule or the like, it can be stored with confidence until the next week. Moreover, if it preserve | saves after freezing in this temperature range, since it can cut with a kitchen knife etc., without thawing | decompressing, the effort of cooking can be saved. When desserts such as yogurt and pudding are frozen by supercooled freezing, very fine ice crystals are formed, so that a new texture different from that of normal freezing and refrigeration can be obtained. In addition, when milk or juice is supercooled and frozen, a new menu unique to fine ice crystals may be possible, such as a sherbet with a texture different from normal freezing.

次に、冷却室である過冷却室(過冷却ケース)の過冷却制御について説明する。ここでは、過冷却解除時期の判断を過冷却開始からの積算時間を基に行い、過冷却解除を食品周囲の空気温度を低温側へ変化させることで行うこととする。図9は、制御装置16に記憶された過冷却制御である冷蔵庫の制御を示したタイミングチャートである。過冷却ケースに収容された食品を過冷却するには、過冷却ケース内の食品の芯温、但し表面温度と芯温との差が小さい場合は表面温度が凍結点を越え過冷却状態に達するまで(ステージ1)、圧縮機10、ファン2、ダンパ46などが、過冷却ケースのある室内(ここでは切替室200)を、例えば−2℃〜−20℃の範囲で選択される空気温度にするように動作する。なお、圧縮機10やファン2は別の部屋の温度でコントロールして、ダンパ46の開閉のみで温度を制御してもよい。このステージ1では、切替室200の温度を設定するサーミスタ(図示せず)の設定温度は通常時と同じ(図9で「Tset」として表示)とする。過冷却解除が可能(食品温度が凍結点より3℃以上低い温度まで過冷却されている状態を言う)な時間(過冷却状態を少なくとも5秒間保持した後)に達して(ステージ2)、過冷却解除した後、食品全体が完全に凍結するまで(ステージ3)は、サーミスタの設定温度は、通常温度設定(Tset)としてもよいが、その設定温度を下げ(図9で「Tset−down」として表示)、切替室200の温度をシフトダウンさせてもよい。その場合には、過冷却解除の確実性が増し、解除後の冷却速度が速いことから凍結品質も向上する。また、通常の急速冷凍のように、−20℃以下に過冷却ケース内温度が下がるように急速冷却し、一気に凍結させるとさらに凍結品質はよくなる。食品が完全に凍結した後(ステージ4)の保存温度設定に関しては、−15℃以上など高温側の温度設定とすると、省エネ性が高まり、−5〜−10℃では冷凍保存しても冷蔵庫から取り出してすぐに包丁で切れるため使い易い。また、−15℃以下など低温の温度設定とすると、保存性が高まる。   Next, supercooling control of a supercooling chamber (supercooling case) that is a cooling chamber will be described. Here, the supercooling release timing is determined based on the accumulated time from the start of supercooling, and the supercooling release is performed by changing the air temperature around the food to the low temperature side. FIG. 9 is a timing chart showing control of the refrigerator which is supercooling control stored in the control device 16. In order to supercool the food contained in the supercooling case, the core temperature of the food in the supercooling case, but if the difference between the surface temperature and the core temperature is small, the surface temperature exceeds the freezing point and reaches the supercooling state. Up to (stage 1), the compressor 10, the fan 2, the damper 46, etc. are brought to an air temperature selected in the range of −2 ° C. to −20 ° C., for example, in the room with the supercooling case (here, the switching chamber 200). To work. The compressor 10 and the fan 2 may be controlled by the temperature of another room, and the temperature may be controlled only by opening / closing the damper 46. In this stage 1, the set temperature of a thermistor (not shown) for setting the temperature of the switching chamber 200 is the same as that in the normal state (displayed as “Tset” in FIG. 9). When the supercooling can be released (refers to a state where the food temperature is supercooled to a temperature 3 ° C lower than the freezing point) (after holding the supercooled state for at least 5 seconds) (stage 2), After the cooling is released, until the whole food is completely frozen (stage 3), the set temperature of the thermistor may be the normal temperature setting (Tset), but the set temperature is lowered ("Tset-down" in FIG. 9). And the temperature of the switching chamber 200 may be shifted down. In that case, the certainty of cancellation of supercooling is increased, and the freezing quality is improved because the cooling rate after the cancellation is fast. In addition, the freezing quality is further improved by rapid cooling so that the temperature in the supercooling case is lowered to −20 ° C. or lower as in normal quick freezing and freezing at once. With regard to the storage temperature setting after the food is completely frozen (Stage 4), if the temperature is set to a high temperature side such as −15 ° C. or higher, the energy saving is enhanced, and even if stored frozen at −5 to −10 ° C., from the refrigerator. Easy to use because it is cut with a knife immediately after taking it out. Further, when the temperature is set to a low temperature such as −15 ° C. or lower, the storage stability is enhanced.

冷蔵庫1の以上の制御装置の制御動作をまとめると、図10のフローチャートのようになる。図3における液晶パネル5に設けられた過冷却ボタンを押すと、過冷却時間の積算がスタートする(ステップ1)。ここでは、常温から過冷却温度に達するまでの時間を予め5分〜72時間の範囲、好ましくは1〜24時間の範囲で定めておき、その時間経過後(ステップ2)、過冷却ケース内部を自動的に低温側へ温度変化させる制御とする(ステップ3)。なお、扉開閉など、実使用上の温度上昇を図示しないサーミスタが検出したときは、所定温度以下の時間のみを積算するものとする。図9に示したステージ2およびステージ3の積算時間が所定時間に達したと判断すると(ステップ4)、サーミスタの設定温度、圧縮機10およびファン2の速度を通常の値に戻す(ステップ5)。   The control operations of the control device of the refrigerator 1 are summarized as shown in the flowchart of FIG. When the supercooling button provided on the liquid crystal panel 5 in FIG. 3 is pressed, the supercooling time integration starts (step 1). Here, the time required to reach the supercooling temperature from room temperature is determined in advance in the range of 5 minutes to 72 hours, preferably in the range of 1 to 24 hours. The control automatically changes the temperature to the low temperature side (step 3). When a thermistor (not shown) detects a temperature rise in actual use, such as opening and closing a door, only the time below a predetermined temperature is accumulated. If it is determined that the accumulated time of stage 2 and stage 3 shown in FIG. 9 has reached a predetermined time (step 4), the set temperature of the thermistor and the speed of compressor 10 and fan 2 are returned to normal values (step 5). .

収納された食品を過冷却状態に実現可能な冷却室である切替室200は、冷蔵(約3℃)、チルド(約0℃)、ソフト冷凍(約−5、−7、−9℃)、冷凍(約−17℃以下)などの複数の温度帯に切替可能となっており、これらの温度は冷蔵庫本体背面部の上部に設けられたマイコンなどで構成された制御装置16がダンパー、圧縮機、送風機などを制御して、設定された温度に切替設定が行われる。扉表面に設けた表示パネル5の一例を図25に示す。図25は本発明の実施の形態を表す液晶表示パネルを表す図である。図において、5は表示パネルであり、冷蔵室、野菜室、冷凍室、切替室のいずれかを選択する部屋選択スイッチ5a、選択された部屋(貯蔵室)の温度調節、あるいは急速冷凍を選択する温度調節・急冷スイッチ5b、過冷却冷凍(瞬冷凍)を選択する過冷却冷凍(瞬冷凍)スイッチ5c、製氷モードを通常、透明、急速、停止から選択する製氷切替スイッチ5dが設けられている。(ここで、過冷却冷凍は瞬時に凍結するため本発明では瞬冷凍とも言う。)また、表示パネル5には各温度帯の部屋(冷蔵室、冷凍室、切替室、野菜室、過冷却室など)ごとの設定温度や現在の温度を表示しても良い。また、食品温度の表面温度を非接触の赤外線センサやサーモパイルにて計測する場合には、この測定された食品表面温度(たとえば図9に示されるように食品温度)を液晶表示パネル5に表示すると過冷却状態や食品の表面温度が一目で分かり冷蔵庫の使用者にとって時間経過を把握したり、食品がどの程度冷却されていなかをドアを開けて確認したりする必要もなくなり便利である。ここで、急速冷凍を行いたい場合は、温度調節・急冷スイッチ5bを所定時間(3秒)押し続けることで、急速冷凍モードに入り、急速冷凍が行われる。また、過冷却冷凍(瞬冷凍)を行いたい場合は、過冷却冷凍(瞬冷凍)スイッチ5cを押すことで、過冷却モードに入り、過冷却冷却あるいは過冷却冷凍が行われる。本発明の冷蔵庫には、製氷皿お掃除モードを備えており、製氷切替スイッチ5dを所定時間(約5秒)押し続けると製氷皿お掃除モードに入り、製氷皿の掃除が行われる。選択された部屋(貯蔵室)の温度調節は温度調節・急冷スイッチ5bにて行われ、本実施の形態では温度を強、中、弱の3レベルで表示するようにしている。この温度表示は、設定温度を直接表示パネル5に表示させるようにしても良い。更にこの冷却室の設定温度は過冷却状態とする場合と、過冷却状態を解除する場合と、解除して冷凍保存する場合には順次段階的にもしくは連続的に設定値を切り替えることになる。この設定切替はあらかじめ設定されたタイマーによる時間間隔に基づき自動的にあらかじめ設定された各温度に切り替えることができる。但し、冷蔵室100の扉に設置された液晶パネル5にスイッチなど設けることによって、これらの設定する温度を手動で切り替えることも可能である。過冷却状態から解除し、更に冷凍保存までの冷却室200の温度は、図示されていないサーミスタの設定温度およびその室温を検出し、あるいは食品表面の温度を検出して設定値になるようにダンパーなど冷気調整手段にて制御される。なお、食品温度を計測する赤外線センサを室温計測のサーミスタの代りに用いて圧縮機やダンパーなどの制御をして良いことは当然である。   The switching room 200, which is a cooling room that can realize the stored food in a supercooled state, is refrigerated (about 3 ° C), chilled (about 0 ° C), soft frozen (about -5, -7, -9 ° C), It is possible to switch to a plurality of temperature zones such as refrigeration (about −17 ° C. or lower), and these temperatures are controlled by a control device 16 constituted by a microcomputer or the like provided at the upper part of the rear surface of the refrigerator main body. By switching the blower or the like, the switching setting is performed to the set temperature. An example of the display panel 5 provided on the door surface is shown in FIG. FIG. 25 is a diagram showing a liquid crystal display panel representing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 5 denotes a display panel, which selects a room selection switch 5a for selecting any one of a refrigerator room, a vegetable room, a freezer room, and a switching room, temperature adjustment of the selected room (storage room), or quick freezing. A temperature adjustment / quick cooling switch 5b, a supercooling freezing (instant freezing) switch 5c for selecting supercooling freezing (instant freezing), and an ice making changeover switch 5d for selecting the ice making mode from normal, transparent, rapid, and stop are provided. (Here, supercooled refrigeration freezes instantly and is also referred to as instantaneous freezing in the present invention.) In addition, the display panel 5 includes rooms in various temperature zones (refrigerated room, freezer room, switching room, vegetable room, supercooled room). For example, the set temperature and the current temperature may be displayed. When the surface temperature of the food temperature is measured with a non-contact infrared sensor or thermopile, the measured food surface temperature (for example, the food temperature as shown in FIG. 9) is displayed on the liquid crystal display panel 5. The supercooled state and the surface temperature of the food can be known at a glance, so that it is not necessary for the user of the refrigerator to grasp the passage of time or to check how much the food has been cooled by opening the door. Here, when it is desired to perform quick freezing, the temperature adjustment / quick cooling switch 5b is kept pressed for a predetermined time (3 seconds) to enter the quick freezing mode and quick freezing is performed. When supercooled refrigeration (instantaneous freezing) is to be performed, the supercooling refrigeration (instantaneous freezing) switch 5c is pressed to enter the supercooling mode, and supercooling cooling or supercooling refrigeration is performed. The refrigerator of the present invention has an ice tray cleaning mode. When the ice making switch 5d is continuously pressed for a predetermined time (about 5 seconds), the ice tray cleaning mode is entered and the ice tray is cleaned. The temperature adjustment of the selected room (storage room) is performed by the temperature adjustment / quenching switch 5b. In this embodiment, the temperature is displayed in three levels of strong, medium and weak. In this temperature display, the set temperature may be directly displayed on the display panel 5. Furthermore, when the set temperature of the cooling chamber is set to the supercooled state, the case where the supercooled state is released, and the case where the set temperature is released and stored frozen, the set value is switched stepwise or continuously. This setting switching can be automatically switched to each preset temperature based on a time interval by a preset timer. However, it is also possible to manually switch the temperature to be set by providing a switch or the like on the liquid crystal panel 5 installed on the door of the refrigerator compartment 100. The temperature of the cooling chamber 200 from the supercooling state until the frozen storage is further detected by detecting the set temperature and the room temperature of a thermistor (not shown), or detecting the temperature of the food surface to set the damper. Controlled by the cool air adjusting means. Of course, an infrared sensor for measuring food temperature may be used in place of a thermistor for measuring room temperature to control a compressor, a damper, and the like.

以上のように、過冷却状態に対し、第1の温度設定にて冷凍室や冷却室の温度を設定し冷却室に導入される冷気により食品を過冷却状態とすると、次にあらかじめ温度差を記憶させこの第1の温度より温度差分低い温度にて食品の過冷却状態を解除し、食品表面の温度状態で過冷却状態を解除したと判断されると食品を冷凍保存するように冷蔵庫扉の切替スイッチにて設定した第3の温度に応じて冷気を調整する。このように、第1の設定温度、第2の設定温度、第3の設定温度を、時間間隔を置いてもしくは食品の温度を計測して順次変化させるので、マイコンに記憶されたソフトウェアという簡単な構造で冷気を調整することにより、急速冷凍を実行しなくともあるいは−60℃のような極低温にしなくともエネルギーの少ない品質の良い食品冷凍が実現できる冷凍保存が可能である。時間間隔を設定する場合はあらかじめ記憶させた時間間隔でも良いし、扉表面の液晶パネル5にて時間を設定できるようにしても良い。これにより、食品に応じて早い処理が可能になる。また、食品の温度を計測して解除を判断することで過冷却度の深化が得られる。   As described above, if the food is supercooled by the cold air introduced into the cooling chamber by setting the temperature of the freezing chamber or the cooling chamber at the first temperature setting with respect to the supercooling state, the temperature difference is next set in advance. The stored food is released from the supercooling state at a temperature difference lower than the first temperature, and when it is determined that the supercooling state is released from the food surface temperature state, The cool air is adjusted according to the third temperature set by the changeover switch. In this way, the first set temperature, the second set temperature, and the third set temperature are sequentially changed at intervals of time or by measuring the temperature of the food, so that the software stored in the microcomputer is simple. By adjusting the cool air with the structure, it is possible to perform frozen storage that can achieve high-quality food freezing with low energy without performing quick freezing or at extremely low temperatures such as −60 ° C. When setting the time interval, the time interval stored in advance may be used, or the time may be set by the liquid crystal panel 5 on the door surface. Thereby, a quick process is attained according to foodstuffs. Moreover, deepening of the degree of supercooling can be obtained by measuring the temperature of the food and determining the release.

また、収納する食品を過冷却状態にする場合、食品を収納する冷凍室や冷却室の温度をマイコンに記憶された温度である第1の温度にて設定手段として設定された温度にてこの温度を設定した冷却室に導入される冷気量を調整して過冷却状態に突入させ、且つ、この過冷却状態を続ける。次に過冷却状態を続け過冷却に必要な時間として設定された時間が経過した後で食品の過冷却状態を解除するように、第1の温度より低い温度の冷気を供給し食品の過冷却状態を解除し、この解除した食品を扉表面に設けた温度設定装置で設定した第3の温度で冷凍保存する。第1の温度設定があらかじめ記憶されているものとすれば、設定される第3の温度は簡単に手動で切替が出来るため、相互に無関係な設定が可能である。但し、第1の温度を設定する場合も食品の種類に応じて変更できるように温度設定装置を冷蔵庫の扉表面や冷却室側面に設け切り替えられるようにしておいても良い。これらの温度設定状態と食品表面の検出した温度の状態を液晶パネル5に表示することも可能であり、表示を見ながら設定温度を変えることも可能になる。第3の温度の設定に対しても、数ヶ月以上の長期保存を考え−30℃から−60℃の深温帯領域や、−5℃から−15℃の微細な氷結晶により包丁などを利用して人がで切り分けが出来る弱冷凍温度帯領域、あるいはその中間の冷凍保存温度領域などに切り替えられる構造としても良い。温度設定が行われるとセンサが検出した温度がその切り替えられ設定された温度帯になるように制御装置で圧縮機の回転数、ダンパー開閉などオンオフ制御が行われる。以上のように第1の設定温度と第3の設定温度がそれぞれ無関係に設定できるので、保存期間や利用状態に応じ、あるいは時期や収納する食品の種類に応じて必要な過冷却状態を続ける時間や過冷却の深さに応じて設定温度を変更できるので、フレキシブルな冷凍保存が可能である。   When the food to be stored is brought into a supercooled state, the temperature of the freezing chamber or the cooling chamber for storing the food is set at the temperature set as the setting means at the first temperature stored in the microcomputer. The amount of the cool air introduced into the cooling chamber set in the above is adjusted to enter a supercooling state, and this supercooling state is continued. Next, the supercooling state of the food is supplied by supplying cold air at a temperature lower than the first temperature so that the supercooling state of the food is released after the time set as the time necessary for the supercooling has elapsed. The state is released, and the released food is stored frozen at a third temperature set by a temperature setting device provided on the door surface. Assuming that the first temperature setting is stored in advance, the third temperature to be set can be easily switched manually, and can be set independently of each other. However, when setting the first temperature, a temperature setting device may be provided on the door surface of the refrigerator or the side surface of the cooling chamber so that it can be changed according to the type of food. The temperature setting state and the temperature state detected on the food surface can be displayed on the liquid crystal panel 5, and the set temperature can be changed while viewing the display. For the setting of the third temperature, considering long-term storage for several months or more, use a knife etc. with a deep temperate region of -30 ° C to -60 ° C or fine ice crystals of -5 ° C to -15 ° C. It is also possible to adopt a structure that can be switched to a weak refrigeration temperature range that can be separated by a person, or an intermediate frozen storage temperature range. When the temperature is set, the control device performs on / off control such as the rotation speed of the compressor and the opening / closing of the damper so that the temperature detected by the sensor is switched to the set temperature range. As described above, since the first set temperature and the third set temperature can be set independently of each other, the time required to maintain the necessary supercooling state according to the storage period and the use state, or according to the time and the type of food to be stored. Since the set temperature can be changed according to the depth of supercooling, flexible frozen storage is possible.

また、間接冷却の冷却室の温度を設定する場合、冷却室の中に設けたセンサにて室温を計測したり冷却される壁面の室温の経過時間から推定し、食品を過冷却状態として設定した第1の温度になっているかを判断することが出来る。冷却室に収納される食品を過冷却状態とする第1の温度より低い温度に間接冷却する冷気の温度を下げて壁面温度を低くして過冷却解除をすることが出来る。もしくは密閉された冷却室の中の送風ファンの回転数を上げて食品の周囲の風速を高くし食品表面の熱伝達率を上げて過冷却を解除しても良い。食品表面の温度分布が不均一になればなるほど過冷却は解除されやすくなる。このような食品の過冷却状態を解除する過冷却状態解除手段にて解除した冷却室の開口を開き直接室内へ導入した冷気にて前記食品を冷凍保存させる、あるいは間接冷却のまま壁面の温度を更に低下させたり、維持したりして室内の食品を冷凍保存しても良い。このように簡単な構造でエネルギーの少ない冷凍保存が可能である。   Also, when setting the temperature of the cooling chamber for indirect cooling, the room temperature was measured with a sensor provided in the cooling chamber or estimated from the elapsed time of the room temperature of the wall to be cooled, and the food was set as an overcooled state It can be determined whether the first temperature is reached. It is possible to release the supercooling by lowering the temperature of the cold air indirectly cooled to a temperature lower than the first temperature at which the food stored in the cooling chamber is brought into a supercooled state to lower the wall surface temperature. Alternatively, the supercooling may be canceled by increasing the rotational speed of the blower fan in the sealed cooling chamber to increase the wind speed around the food to increase the heat transfer coefficient of the food surface. The more the temperature distribution on the surface of the food becomes uneven, the easier the supercooling is released. Open the cooling chamber released by the supercooling state release means for releasing the supercooled state of the food, and store the food in the frozen state with the cold air introduced directly into the room, or set the temperature of the wall surface with indirect cooling. The food in the room may be stored frozen by lowering or maintaining it. In this way, it can be frozen and stored with low energy with a simple structure.

次に2段ケースでない場合の実施例について説明する。図11は、この発明の実施の形態1における切替室200の側面断面図である。図5と同一符号については同様の構成である。切替室風路41内に切替室背面上側吹出し口42と天井面手前側の切替室天井面吹出し口43への冷気分配を調節する仕切り壁41aが配置されており、ダンパ46の開閉角度により、冷気分配する。95は過冷却により冷凍したい食品の表面温度を測定する装置で例えば赤外線センサである。切替室200の天井面96に設定されており、食品の表面温度を検出できるようになっている。なお表面温度測定装置95は、天井面吹出し口43からの冷気の影響を受けない位置として例えば、吹出し口43が天井面96手前側の場合は天井面96の後方に設置されている。一方、背面吹出し口44による冷気は食品に対しての刺激が吹出し口43よりも強いので、吹出し口44の冷気による食品の状態を検知しやすくするために背面上部の天井面96に設置されている。   Next, an embodiment in the case where the two-stage case is not used will be described. FIG. 11 is a side sectional view of switching chamber 200 according to Embodiment 1 of the present invention. About the same code | symbol as FIG. 5, it is the same structure. A partition wall 41a for adjusting the distribution of cool air to the switching chamber rear upper air outlet 42 and the switching chamber ceiling air outlet 43 on the front side of the ceiling surface is disposed in the switching chamber air passage 41. Depending on the opening / closing angle of the damper 46, Distribute cold air. 95 is an apparatus for measuring the surface temperature of food to be frozen by supercooling, for example, an infrared sensor. It is set on the ceiling surface 96 of the switching chamber 200 so that the surface temperature of the food can be detected. The surface temperature measuring device 95 is installed at the back of the ceiling surface 96, for example, when the air outlet 43 is on the front side of the ceiling surface 96 as a position not affected by the cold air from the ceiling surface outlet 43. On the other hand, the cold air from the rear outlet 44 is more strongly stimulated by the food than the outlet 43, so that it is installed on the ceiling 96 at the upper back to make it easier to detect the state of the food due to the cold air from the outlet 44. Yes.

次に収納する食品を過冷却状態とする冷却室、すなわち過冷却室(過冷却ケース)の過冷却制御について説明する。過冷却ケースに収納された食品を過冷却するには、過冷却ケース内の食品の芯温が凍結点になるまでに食品の表面温度が下がりすぎて凍結を開始しないように食品の表面温度を表面温度測定装置95で検出しながら芯温と表面温度の差を少なくするように冷却する。例えば、ダンパ46の開閉角度を図12のように仕切り壁41a位置まで半開とし、吹出し口43への冷気分配を多くすることで過冷却ケース内に流入する冷気の風速を下げる。また、風路41内を通過する距離を長くすることで冷気温度が上昇し、吹出し口43からの冷気温度はダンパ46に近い吹出し口42から流入する冷気より高くなり、食品表面を急激に冷却しない効果がある。そのときの切替室設定温度は通常の冷凍室の設定温度よりも高くする。芯温が凍結点に達するまで上記のように冷却し、凍結点に達っするような表面温度になったと判断したら食品温度の最低到達点を下げるように急速に冷却する。これは、凍結点以下の温度は不安定な状態になるのでゆっくり食品の温度を低下させると過冷却状態での到達温度が高いままに解除されてしまう可能性がある。よって、凍結点に達したと判定できる温度に表面温度測定装置95の温度がなった場合は、FAN回転数を上げて、過冷却ケースに流入する冷気を多くするか、ダンパ46を全開にして(図11のダンパ46の状態)冷気流入量を多くして最低到達点温度を下げるように温度制御する。そのとき切替室設定温度は凍結点まで冷却した温度設定と同じか、設定温度を下げる。次に食品が過冷却解除されると表面温度測定装置95の温度が上昇する。これは食品が過冷却状態から過冷却解除されると食品温度は凍結点まで上昇し、凍結点と過冷却到達温度との差分の熱エネルギー(温度上昇分の熱エネルギー)により食品内に氷核を生成する現象によるものである。その判定を受けて過冷却室に冷気を流入させて、完全に凍結させるように温度制御する。ダンパ46を全開とし、FAN回転数、圧縮機回転数を上げて、より低温の冷気を流入できるようにする。そのとき切替室設定温度は通常温度より低くする。このように食品を凍結点まで、凍結点から過冷却最低達成点温度、過冷却解除、完全凍結までの各段階で連続的または段階的に設定制御を変える。例えば、過冷却ケースへの冷気温度、冷気風量、冷気風速をコントロールし、確実に過冷却状態にし、その過冷却最低到達温度を下げ、過冷却を解除し、解除後の凍結スピードを上げて質のよい冷凍を実現する。   Next, the supercooling control of the cooling chamber in which the food to be stored is supercooled, that is, the supercooling chamber (supercooling case) will be described. In order to supercool the food stored in the supercooling case, the surface temperature of the food should be set so that the surface temperature of the food is too low to start freezing before the core temperature of the food in the supercooling case reaches the freezing point. While detecting by the surface temperature measuring device 95, cooling is performed so as to reduce the difference between the core temperature and the surface temperature. For example, the opening / closing angle of the damper 46 is half-opened to the position of the partition wall 41a as shown in FIG. 12, and the wind speed of the cool air flowing into the supercooling case is lowered by increasing the cool air distribution to the outlet 43. In addition, the cold air temperature rises by increasing the distance passing through the air passage 41, the cold air temperature from the outlet 43 becomes higher than the cold air flowing in from the outlet 42 near the damper 46, and the food surface is rapidly cooled. There is no effect. The switching chamber set temperature at that time is set higher than the normal freezing chamber set temperature. Cooling is performed as described above until the core temperature reaches the freezing point, and if it is determined that the surface temperature has reached the freezing point, it is rapidly cooled so as to lower the minimum point of food temperature. This is because the temperature below the freezing point is in an unstable state, and if the temperature of the food is slowly lowered, there is a possibility that the temperature reached in the supercooled state is released while the temperature is high. Therefore, when the temperature of the surface temperature measuring device 95 reaches a temperature at which it can be determined that the freezing point has been reached, increase the FAN rotation speed to increase the amount of cool air flowing into the supercooling case, or open the damper 46 fully. (The state of the damper 46 in FIG. 11) Temperature control is performed so as to increase the cold air inflow amount and lower the minimum temperature. At that time, the switching chamber set temperature is the same as the temperature setting cooled to the freezing point or the set temperature is lowered. Next, when the food is released from supercooling, the temperature of the surface temperature measuring device 95 rises. This is because the food temperature rises to the freezing point when the food is released from the supercooled state, and the ice nuclei in the food by the thermal energy of the difference between the freezing point and the supercooling arrival temperature (heat energy for the temperature rise). This is due to the phenomenon that generates In response to the determination, cool air is introduced into the supercooling chamber and the temperature is controlled so that it is completely frozen. The damper 46 is fully opened and the FAN rotation speed and the compressor rotation speed are increased so that cooler cold air can flow in. At that time, the switching room set temperature is set lower than the normal temperature. In this way, the setting control is changed continuously or step by step in each stage from the freezing point to the supercooling minimum achievement point temperature, the supercooling release, and the complete freezing to the freezing point. For example, control the cool air temperature, cool air flow rate, and cool air speed to the supercooling case to ensure that it is in a supercooled state, lower the minimum supercooling temperature, cancel supercooling, and increase the freezing speed after release to improve the quality. Realize good freezing.

一方で一定時間経過しても表面温度測定装置95の温度が凍結点から下がらない場合は、その食品が過冷却を起こさずに(過冷却失敗)、凍結点から相変化し、凍結状態に入ってしまったと判断し、過冷却解除後の温度制御と同様に急速に凍結できるように温度制御し、食品の凍結品質をできるだけ維持するように過冷却状態を経ての冷凍でなくてもより微細に氷結晶を形成できるようにする。失敗がない温度制御については凍結点までは例えば肉の場合は凍結点である−1℃で温度制御し、芯温まで−1℃の凍結点まで均一に食品を冷却する。次に温度設定を−4℃〜−7℃程度にコントロールできるようにして、過冷却到達温度をさげて行く、過冷却最低到達点温度は冷却温度以下には下がらないので凍結点より−3℃以下にしたい場合は−4℃以下の温度で冷却する必要がある。ただし、あまり低温にすると最低到達温度を低く出来ないままに過冷却解除されてしまうので−7℃としている。過冷却解除については過冷却最低到達点が凍結点よりも−3℃以下に到達したら(5秒以上過冷却状態にすると同様の効果)過冷却解除するための制御を実施し解除させる。過冷却解除後は、急冷制御により、早く食品が凍結するように制御する。すでに保存され、包丁で簡単に切れるように食品が保存されている場合(−5〜−10℃保存)は急冷においても、すでに保存されている食品が切れなくならないように食品温度を−10℃以下には下げないように温度制御することが望ましい。冷凍温度帯であれば、その必要はなく、より低温で急冷する。なお、自然対流などの風速が小さい環境下でも過冷却状態および過冷却最低到達温度は段階的な温度制御で実現可能であるが、風速、冷気温度の制御によっても同様の効果を得られ、さらに急冷や切替室を冷凍設定で使用する場合の急冷制御については自然対流では冷却スピードが得られないのに対して本実施例のように直接冷気を流入した場合は急冷が可能となり、更に時間間隔で過冷却状態の維持や解除を設定することで、過冷却冷凍時間の短縮化が図れ冷凍品質の向上につながり、過冷却冷凍を行う食品のスペースの有効利用や冷却室に対し過冷却を行わない食品との混在などより幅広い利用が可能となる。上記実施例では過冷却ケース上方開口部に蓋等を設置していないが、蓋等により冷気風量、冷気風速をコントロールすることも合わせて実施しても同様の効果が得られる。そのとき、蓋は上方開口部を完全に覆う必要はなく、冷気風量、冷気風速がコントロールできる範囲でもよい。 On the other hand, if the temperature of the surface temperature measuring device 95 does not drop from the freezing point even after a certain period of time, the food does not overcool (supercooling failure), phase changes from the freezing point, and enters the frozen state. The temperature is controlled so that it can be frozen as quickly as the temperature control after canceling the supercooling, so that the frozen quality of the food can be maintained as much as possible, even if it is not frozen through the supercooled state. Allow ice crystals to form. For temperature control without failure, for example, in the case of meat, the temperature is controlled at -1 ° C, which is the freezing point, and the food is uniformly cooled to the freezing point of -1 ° C to the core temperature. Next, the temperature setting can be controlled to about -4 ° C to -7 ° C, and the supercooling attainment temperature is lowered. The supercooling minimum attainment temperature does not fall below the cooling temperature, so it is -3 ° C from the freezing point. When it is desired to make it below, it is necessary to cool at a temperature of −4 ° C. or lower. However, if the temperature is too low, the overcooling is released without the lowest temperature being lowered, so -7 ° C is set. Regarding the supercooling release, when the lowest supercooling point reaches −3 ° C. or lower than the freezing point (the same effect as when the supercooling state is set for 5 seconds or more), the control for releasing the supercooling is performed and released. After the supercooling is released, the food is quickly frozen by rapid cooling control. If the food is already stored and stored so that it can be cut easily with a kitchen knife (stored at -5 to -10 ° C), the food temperature should be set to -10 ° C so that the already stored food will not be cut even during rapid cooling. It is desirable to control the temperature so as not to decrease below. If it is a freezing temperature zone, it is not necessary, and it is cooled rapidly at a lower temperature. Note that even in an environment where the wind speed is low, such as natural convection, the supercooling state and the minimum supercooling temperature can be achieved by stepwise temperature control, but the same effect can be obtained by controlling the wind speed and cold air temperature. For rapid cooling and rapid cooling control when switching room is used in refrigeration setting, cooling speed cannot be obtained by natural convection, but rapid cooling is possible when direct cooling air is introduced as in this embodiment, and more time intervals By setting the maintenance or release of the supercooled state in, the supercooled freezing time can be shortened and the freezing quality can be improved, and the supercooled freezing space is used effectively and the cooling room is supercooled. A wider range of use is possible, such as mixing with non-food. In the above embodiment, a lid or the like is not installed at the upper opening of the supercooling case, but the same effect can be obtained by controlling the amount of cool air and the speed of the cool air with the lid. At that time, the lid need not completely cover the upper opening, and may be in a range in which the amount of cold air and the speed of the cold air can be controlled.

次に、上下2段に構成された切替ケース201の上段ケースを過冷却ケースとする場合について説明する。図13は、この発明の実施の形態1における図5に対応する切替室200の側面断面図である。図13に示すように、上下2段に構成された切替ケース201の上段ケースを過冷却ケース40としている。過冷却ケース40は、切替室天井面吹出し口43より後方に設置され、スライド式で引き出せる構造となっている。この構造によれば、過冷却ケース40内部およびそこに収納されている食品には切替室天井面吹出し口43から直接冷気が当たらないため、温度を安定な状態で維持することができる。   Next, a case where the upper case of the switching case 201 configured in two upper and lower stages is used as a supercooling case will be described. 13 is a side sectional view of switching chamber 200 corresponding to FIG. 5 in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the upper case of the switching case 201 configured in two upper and lower stages is used as the supercooling case 40. The supercooling case 40 is installed behind the switching room ceiling surface outlet 43 and has a structure that can be pulled out in a sliding manner. According to this structure, the inside of the supercooling case 40 and the food stored therein are not directly exposed to the cold air from the switching room ceiling surface outlet 43, so that the temperature can be maintained in a stable state.

図14は、切替室天井面吹出し口43につながっているダクト50の上面図である。過冷却ケース40をよりよく冷却するためには、ダクト50の途中に穴51を開けて、ダクト50を流れる冷気を自然落下させるような構造にしてもよい。   FIG. 14 is a top view of the duct 50 connected to the switching room ceiling surface outlet 43. In order to cool the supercooling case 40 better, a structure may be adopted in which a hole 51 is formed in the middle of the duct 50 so that the cold air flowing through the duct 50 is naturally dropped.

図13の過冷却ケース使用時は、切替ケース201を引き出して、独立式の過冷却ケース40を引き出す。過冷却ケース40は使用時にのみ引き出されるので、切替室200の使用時に過冷却ケース40の温度が上昇しにくいというメリットがある。また、過冷却ケース40を切替室200の上方に設置することは、従来の切替ケースの大きさを変えることなく、新しくケースを追加できるというメリットもある。   When the supercooling case of FIG. 13 is used, the switching case 201 is pulled out, and the independent supercooling case 40 is pulled out. Since the supercooling case 40 is pulled out only at the time of use, there is an advantage that the temperature of the supercooling case 40 is difficult to rise when the switching chamber 200 is used. Further, installing the supercooling case 40 above the switching chamber 200 has an advantage that a new case can be added without changing the size of the conventional switching case.

次に過冷却ケースの構造について説明する。図15は、この発明の実施の形態1における過冷却ケースの構造図である。ここでは、切替室200に設けられる切替ケース201の上部を蓋60で覆って、切替ケース201の全体を過冷却ケースとしている。図15は、切替ケース201の全体が蓋60に覆われて、その全体が過冷却ケースを形成している例である。なお、切替ケース201の内部に、縦方向あるいは横方向に仕切りを設けるとともに、その仕切られた一部分のみを蓋60で覆い、蓋60で覆われた部分のみを過冷却ケースとする構造としてもよい。蓋60が設けられて過冷却ケースとされた空間内には冷気が直接吹き付けないため、ケース内は完全な間接冷却となる。また、このようにして形成した過冷却ケース内の温度変動はほとんどなく、さらに、それを最も低コストで実現することができる。なお、ケース内に風を入れないで冷却させる、例えば、壁内部に冷気または冷媒を循環させるなどして壁を冷却することによる輻射冷却を利用すれば、蓋60なしのケースを過冷却ケースとすることも可能である。   Next, the structure of the supercooling case will be described. FIG. 15 is a structural diagram of a supercooling case according to Embodiment 1 of the present invention. Here, the upper part of the switching case 201 provided in the switching chamber 200 is covered with a lid 60, and the entire switching case 201 is used as a supercooling case. FIG. 15 is an example in which the entire switching case 201 is covered with a lid 60 and the whole forms a supercooling case. The switching case 201 may be provided with a partition in the vertical direction or the horizontal direction, and only a part of the partition is covered with the lid 60, and only the part covered with the lid 60 is a supercooling case. . Since the cool air is not directly blown into the space where the cover 60 is provided and is a supercooled case, the inside of the case is completely indirectly cooled. Moreover, there is almost no temperature fluctuation in the supercooling case formed in this way, and it can be realized at the lowest cost. Note that the case without the lid 60 is referred to as a supercooled case by using radiation cooling by cooling the wall without blowing air into the case, for example, by cooling the wall by circulating cold air or refrigerant inside the wall. It is also possible to do.

次に、切替室にファンを設ける構造について説明する。図16は、この発明の実施の形態1における図5に対応する切替室200の側面断面図である。図16に示すように、本実施の形態では、切替室200の上部にファン(切替室ファン)70を設けたものである。この構成によれば、ファン70の作用により、切替室200内の空気をゆっくり攪拌することができるため、冷却速度を高めることなく、空気温度を均一に保つことができる。過冷却ケース40内には大きな食品を投入することもあるが、この構成ではそのような場合に食品全体の冷却ムラをなくすことができ、過冷却を安定的に起こすことが可能になる。過冷却ケース40は切替室200内のどのような部分に設置されていてもよく、切替ケース201に対して独立なケースとしても、あるいは切替ケース201全体を過冷却ケース40としてもよい。   Next, a structure in which a fan is provided in the switching chamber will be described. FIG. 16 is a side sectional view of switching chamber 200 corresponding to FIG. 5 in the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16, in the present embodiment, a fan (switching chamber fan) 70 is provided on the upper portion of the switching chamber 200. According to this configuration, the air in the switching chamber 200 can be slowly stirred by the action of the fan 70, so that the air temperature can be kept uniform without increasing the cooling rate. Large food may be put into the supercooling case 40, but with this configuration, the cooling unevenness of the whole food can be eliminated in such a case, and the supercooling can be stably caused. The supercooling case 40 may be installed in any part in the switching chamber 200, and may be an independent case with respect to the switching case 201 or the entire switching case 201 may be the supercooling case 40.

次に切替室内の切替ケースの下部に、過冷却スペースを構成する過冷却ケースを配置する構成について説明する。図17は、この発明の実施の形態1における図5に対応する切替室200の側面断面図、図18は、本実施の形態で使用される過冷却ケースの斜視図、図19は、本実施の形態による過冷却ケースへの冷気の流れを示した図である。図17に示すように、切替室200内の切替ケース201の下部に、過冷却スペースを構成する過冷却ケース81が配置されている。切替室200の周囲には切替室風路41が設けられ、また、冷却器3からの冷気が吹き出される3つの吹出し口、切替室背面上側吹出し口42、切替室背面下側吹出し口44、切替室天井面吹出し口43が設けられている。また、切替室風路41の入り口部に、切替室200へ向かう冷気量を調節するダンパ46が設けられている。ここで使用される過冷却ケース81は、図18に示すように、ケース背面に切替室背面下側吹出し口44からの冷気が流入する切欠き90が形成され、ケース前面に、切欠き90から流れこんだ冷気を排出するスリット91が形成されている。冷却器3からの冷気は、過冷却ケース81を図19の矢印で示すように流れるため、過冷却時と過冷却解除時では、その流量を、ダンパ46などの流量調整装置で調整することが好ましい。なお、ケース背面に冷気が流入する切欠や開口を形成し、ケース前面に流れこんだ冷気を排出するスリットや開口を形成する構成は、実施の形態1のいずれの過冷却ケースにも適用できる。   Next, the structure which arrange | positions the supercooling case which comprises a supercooling space in the lower part of the switching case in a switching chamber is demonstrated. 17 is a side sectional view of switching chamber 200 corresponding to FIG. 5 in Embodiment 1 of the present invention, FIG. 18 is a perspective view of a supercooling case used in the present embodiment, and FIG. It is the figure which showed the flow of the cool air to the supercooling case by the form. As shown in FIG. 17, a supercooling case 81 constituting a supercooling space is disposed below the switching case 201 in the switching chamber 200. A switching chamber air passage 41 is provided around the switching chamber 200, and further includes three outlets through which cool air from the cooler 3 is blown out, a switching chamber rear upper outlet 42, a switching chamber lower lower outlet 44, A switching room ceiling surface outlet 43 is provided. In addition, a damper 46 that adjusts the amount of cold air toward the switching chamber 200 is provided at the entrance of the switching chamber air passage 41. As shown in FIG. 18, the supercooling case 81 used here has a notch 90 into which the cool air from the lower outlet 44 on the back side of the switching chamber flows on the back of the case, and the notch 90 on the front of the case. A slit 91 for discharging the cold air that has flowed in is formed. Since the cool air from the cooler 3 flows through the supercooling case 81 as shown by the arrows in FIG. 19, the flow rate can be adjusted by a flow rate adjusting device such as the damper 46 at the time of supercooling and when the supercooling is released. preferable. In addition, the structure which forms the notch and opening which cool air flows in into the case back surface, and forms the slit and opening which discharge | emit the cool air which flowed into the case front surface is applicable to any supercooling case of Embodiment 1. FIG.

次に、図17、図18に示した過冷却ケース81を利用した実施の形態1における冷蔵庫の過冷却制御について説明する。図20は、その過冷却制御の例を示すタイミングチャートである。過冷却ケース81に収容された食品を過冷却するには、過冷却ケース81に収容された食品の芯温が凍結点を越え、過冷却状態に達するまで(ステージ1)、圧縮機10、ファン2、ダンパ46などが、切替室200内を、例えば−2℃〜−20℃の範囲で選択される空気温度にするように動作する。なお、圧縮機10やファン2は別の部屋の温度でコントロールして、ダンパ46の開閉のみで温度制御してもよい。ここでは、ダンパ46は、通常通り全開/全閉を繰り返すようにする。そして、過冷却解除が可能な食品芯温度に達すると(ステージ2)、ダンパ46の開度を半開にし、過冷却ケース81側に主に冷気が流れ込むようにする。ダンパ46の半開角度としては、気流に横方向のベクトルを与える角度であればよい。好ましくは10度〜60度である。ダンパ46を半開とする時間は、過冷却解除した後、凍結が完了するまでの時間(ステージ2,3)とする。食品の凍結が完了した後の保存期間(ステージ4)の制御は、通常通り、ダンパ46を全開/全閉を繰り返すように戻すこととする。   Next, the supercooling control of the refrigerator in the first embodiment using the supercooling case 81 shown in FIGS. 17 and 18 will be described. FIG. 20 is a timing chart showing an example of the supercooling control. In order to supercool the food stored in the supercooling case 81, until the core temperature of the food stored in the supercooling case 81 exceeds the freezing point and reaches a supercooled state (stage 1), the compressor 10, the fan 2. The damper 46 and the like operate so that the switching chamber 200 has an air temperature selected in the range of −2 ° C. to −20 ° C., for example. The compressor 10 and the fan 2 may be controlled by the temperature of another room, and the temperature may be controlled only by opening / closing the damper 46. Here, the damper 46 repeats full open / full close as usual. And when the food core temperature which can cancel | release supercooling is reached (stage 2), the opening degree of the damper 46 will be half-opened, and cold air will mainly flow into the supercooling case 81 side. The half-open angle of the damper 46 may be an angle that gives a vector in the lateral direction to the airflow. Preferably, it is 10 to 60 degrees. The time for which the damper 46 is half-opened is the time (stages 2 and 3) until the freezing is completed after the supercooling is released. Control of the storage period (stage 4) after the freezing of the food is completed is to return the damper 46 so as to repeat full opening / full closing as usual.

冷蔵庫1の以上の制御動作をまとめると、図21のフローチャートのようになる。過冷却制御を開始すると、ステージ1の時間の積算を開始する(ステップ51)。次にステージ1が所定時間経過したかどうかを判断し(ステップ52)、所定時間に達したと判断するとダンパ46を半開にし、ステージ2の時間を積算し始める(ステップ53)。そして、ステージ2が所定時間経過したかどうかを判断し(ステップ54)、所定時間に達したと判断するとダンパ46を全開にし、通常制御に戻す(ステップ55)。   The above control operations of the refrigerator 1 are summarized as shown in the flowchart of FIG. When the supercooling control is started, accumulation of the time of the stage 1 is started (step 51). Next, it is determined whether or not the predetermined time has elapsed for the stage 1 (step 52). If it is determined that the predetermined time has been reached, the damper 46 is opened halfway and the time for the stage 2 is started to be accumulated (step 53). Then, it is determined whether or not the predetermined time has passed for the stage 2 (step 54). If it is determined that the predetermined time has been reached, the damper 46 is fully opened and the normal control is restored (step 55).

過冷却状態を得るための制御時には、過冷却ケース81への冷気の流れ込みはほとんどないので、安定的に過冷却状態をつくることができ、かつ、過冷却解除時には過冷却ケース81のみほとんどの冷気が流れ込むようにするので、過冷却解除、確実に凍結が起こる。さらに、過冷却解除時に切替ケース201の空気温度に対する影響がほとんどなくなるというメリットもある。その他、切替室200においてダンパ46開度を変更したり、風量を調節したりすることで冷却量を調節し、空気温度変動を抑制するようにはたらきかけてもよい。   At the time of control for obtaining the supercooling state, there is almost no cold air flowing into the supercooling case 81, so that the supercooling state can be stably created, and only the supercooling case 81 is mostly cooled when the supercooling is released. So that overcooling is released and freezing occurs reliably. Further, there is an advantage that the influence on the air temperature of the switching case 201 is almost eliminated when the supercooling is released. In addition, in the switching chamber 200, the amount of cooling may be adjusted by changing the opening degree of the damper 46 or adjusting the air volume so as to suppress the air temperature fluctuation.

図22は、図3の冷蔵庫の切替室内に過冷却用の蓋付別置き過冷却ケース202を設置したときの断面図である。ここでは、過冷却ケース202を、過冷却ケース202上面を吹出し口203からの冷気が流れるような位置に設置している。また、図23は、切替ケース201内に過冷却ケース202を設置した様子を示したものである。このように、過冷却ケース202を蓋付別置きケースにした場合のメリットは、周囲に温度状態の異なる食品が収納された場合も過冷却ケース202内の食品はその影響を受けにくいことである。また、過冷却ケース202の蓋部分に断熱材を入れてもよいが、この場合においては、吹出し口203からの冷気の影響を受けにくくなり、安定的に過冷却を起こすことができるというメリットがある。また、直接冷気が吹きつけることで起こる温度ムラが過冷却解除の要因となる場合があるので、蓋の一部または全部に熱伝導性の良い部材を用いてもよいし、吹出し口の数と位置、吹出し口の形状、吹出し口と蓋の位置関係を所定の温度ムラ範囲に収まるようにしてもよい。所定の温度ムラ範囲とは、10K以内、好ましくは5K以内、さらに好ましくは2K以内である。   FIG. 22 is a cross-sectional view when a separate supercooling case 202 with a lid for supercooling is installed in the switching chamber of the refrigerator of FIG. Here, the supercooling case 202 is installed on the upper surface of the supercooling case 202 at a position where cool air from the outlet 203 flows. FIG. 23 shows the supercooling case 202 installed in the switching case 201. Thus, the merit of using the supercooling case 202 as a separate case with a lid is that the food in the supercooling case 202 is not easily affected even when foods with different temperature states are stored in the surroundings. . Further, a heat insulating material may be put in the lid portion of the supercooling case 202, but in this case, there is a merit that it is less susceptible to the cold air from the blowout port 203 and can be stably overcooled. is there. In addition, since temperature non-uniformity caused by direct blowing of cold air may cause overcooling, a part of or all of the lid may use a member with good thermal conductivity, and the number of outlets The position, the shape of the outlet, and the positional relationship between the outlet and the lid may fall within a predetermined temperature unevenness range. The predetermined temperature unevenness range is within 10K, preferably within 5K, and more preferably within 2K.

なお、これまで説明した全ての実施の形態において、切替ケースや過冷却ケースの一部または全体を熱伝導の良い素材(例えば、ステンレス、アルミ、銅などの金属板)とすると、ケース内の温度を均一にすることができる。2重構造としても温度を均一にすることが可能である。更に食品熱容量を吸収できる蓄熱剤を設けたケースにすると更に過冷却冷凍時間の短縮につながる。   In all the embodiments described so far, if a part or the whole of the switching case or the supercooling case is made of a material having good heat conduction (for example, a metal plate such as stainless steel, aluminum, or copper), the temperature inside the case Can be made uniform. Even with a double structure, the temperature can be made uniform. Furthermore, the case where a heat storage agent capable of absorbing the heat capacity of food is provided leads to further shortening of the supercooling and freezing time.

以上、過冷却解除時期をあらかじめマイコン等に記録した時間を基に行う制御について説明してきたが、以下においては、過冷却解除時期を判断する別の方法について説明する。既に説明してきたように過冷却状態を深化させるように冷却室の温度を低下させ続けると、例えばー10℃より低下させた場合自動的に過冷却解除を起こす確率が高くなる。この自動的な解除が発生すると食品温度が高くなるので判別できる。この自動的な解除もしくは強制的な解除が発生した場合、解除時期をセンサで計測して確認すると良い。過冷却解除の時期の判断は、赤外線センサ、超音波センサ、電界センサなどを用いて、過冷却品の状態を判断して行うことができる。   The control performed based on the time when the supercooling release timing is recorded in advance in the microcomputer or the like has been described above, but another method for determining the supercooling release timing will be described below. If the temperature of the cooling chamber is continuously lowered so as to deepen the supercooling state as already described, the probability of automatically releasing the supercooling increases, for example, when the temperature is lowered below −10 ° C. When this automatic release occurs, the food temperature rises and can be distinguished. When this automatic release or forced release occurs, the release time should be confirmed by measuring with a sensor. The determination of the supercooling release timing can be made by determining the state of the supercooled product using an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an electric field sensor, or the like.

赤外線センサを用いる場合、赤外線センサは過冷却ケースを設けるスペースの壁面に設置し、可動式でケース内全体を見渡せるようにするか、またはアレイセンサにしてケース内全体を見ることができるようにする。設置位置としては、例えば、切替室200背面に設置し斜め上方から過冷却ケースを見渡すことで、全体を見ることができる。過冷却モードに入ると、赤外線センサは、過冷却ケース内の食品の表面温度を検知し、食品の表面温度の変化を検出することが出来る。この変化により解除を知ることが用意である。更には、検出した表面温度から食品の芯温を算出し、そして、該食品の算出された芯温が上記の過冷却条件で示した温度で、且つ、あらかじめ設定されマイコンなどに記憶させた温度に達っ下と判断すると過冷却解除の刺激を加えることが出来る。これにより過冷却状態の時間短縮が可能になる。当然ながら、表面温度と芯温との差が小さい場合もあり、設定された制御の時間間隔が解除を行う時間に達しても温度差が小さいことを判断することを優先させて、更に冷却温度を下げて過冷却度を深化させることも可能である。このように表面温度計測を利用すると複雑な判断が簡単になる。   When using an infrared sensor, install the infrared sensor on the wall surface of the space where the supercooling case is to be installed so that it can be moved and looked through the entire case, or an array sensor can be used to see the entire case. . As the installation position, for example, the installation can be seen from the back by switching over from the switching chamber 200 and looking over the supercooling case from diagonally above. When entering the supercooling mode, the infrared sensor detects the surface temperature of the food in the supercooling case, and can detect a change in the surface temperature of the food. It is ready to know the release by this change. Furthermore, the core temperature of the food is calculated from the detected surface temperature, and the calculated core temperature of the food is the temperature indicated by the above-described supercooling condition, and the temperature that is preset and stored in the microcomputer or the like When it is judged that the temperature has reached the value, it is possible to add a stimulus for canceling the supercooling. This makes it possible to shorten the time of the supercooled state. Of course, the difference between the surface temperature and the core temperature may be small, and even if the set control time interval reaches the time to cancel, priority is given to determining that the temperature difference is small, and the cooling temperature is further increased. It is also possible to deepen the degree of supercooling by lowering. As described above, the use of the surface temperature measurement facilitates complicated determination.

超音波センサを用いる場合は、超音波センサに過冷却ケースを接触させる。超音波センサは超音波の発振部とその反射波を受け取る受信部とから成る。設置位置は、過冷却ケースの扉を閉めたときにケースに接触する場所ならどこでも良く、例えば切替室200の背面にセンサ台座にバネを設けて設置することで、配線長が最も短くコストを抑えてかつ切替室を閉めたときに確実にケースに接触させることができる。過冷却モードに入ると、超音波センサは、過冷却ケース内の食品に向けて超音波を発振する。超音波は接触している物質内を伝播するので、センサがケースに接触していることでケース内に収められケースに接触している物質にも超音波が伝播する。このとき、食品が未凍結または過冷却の状態で水分が液体でいるときに比べ、過冷却が解除して氷結晶が生成すると、超音波は伝播しやすくなり発振した超音波が受信部に到達する速度が速くなる。この時間差または伝播速度の差から、過冷却解除し食品中の水分が凍結し始めたことを検知できるので、過冷却解除後の制御に移行できる。   When an ultrasonic sensor is used, the supercooling case is brought into contact with the ultrasonic sensor. The ultrasonic sensor includes an ultrasonic oscillation unit and a reception unit that receives the reflected wave. The installation position may be anywhere as long as it contacts the case when the door of the supercooling case is closed. For example, by installing a spring on the sensor base on the back of the switching chamber 200, the wiring length is the shortest and the cost can be reduced. In addition, when the switching chamber is closed, it can be surely brought into contact with the case. When the supercooling mode is entered, the ultrasonic sensor oscillates ultrasonic waves toward the food in the supercooling case. Since the ultrasonic wave propagates in the substance in contact, the ultrasonic wave propagates to the substance that is contained in the case and is in contact with the case because the sensor is in contact with the case. At this time, compared to when the food is unfrozen or supercooled and the water is liquid, when supercooling is released and ice crystals are generated, the ultrasonic wave is more easily propagated and the oscillated ultrasonic wave reaches the receiver. Speed to do. From this time difference or propagation speed difference, it can be detected that the supercooling has been released and the moisture in the food has begun to freeze, so that the control can be shifted to after the supercooling release.

電界センサを用いる場合は、過冷却スペースに電界センサを設置する。電界センサの電極部は金属製であればどのような形状でもよい。例えば、冷蔵庫の内箱などに簡便に貼り付けるためには、箔状であれば、内箱の凹凸に沿って貼り付けることができる。箔よりは厚めの板状にすることで、取り付け時に破損の恐れが少ない電極を得ることができる。また、非接触式であり、冷蔵庫の壁面であればどこに設置しても良く、測定したい物質との間に別の物質、例えばプラスチックの板などがあっても測定できる。電界センサは、食品内部の誘電率により出力が変化する。食品が未凍結または過冷却の状態で水分が液体でいるときに比べ、過冷却が解除されて氷結晶が生成すると、誘電率が大幅に小さくなるので、それを利用して過冷却解除時期を判断し、過冷却解除後の制御に移行できる。   When an electric field sensor is used, the electric field sensor is installed in the supercooling space. The electrode part of the electric field sensor may have any shape as long as it is made of metal. For example, in order to easily attach to the inner box of a refrigerator, the foil can be attached along the unevenness of the inner box as long as it is foil-like. By making the plate thicker than the foil, it is possible to obtain an electrode that is less likely to break during attachment. Further, it is non-contact type, and may be installed anywhere as long as it is a wall surface of a refrigerator, and can be measured even if there is another substance such as a plastic plate between the substance to be measured. The output of the electric field sensor changes depending on the dielectric constant inside the food. Compared to when the food is unfrozen or supercooled and the water is liquid, when the supercooling is released and ice crystals are generated, the dielectric constant is greatly reduced. Judgment can be made and the control can be shifted to after the supercooling release.

また、上記のような装置を用いる以外にも、食品の温度を温度計で直接測り、過冷却解除時期を判断して過冷却解除の刺激を加えてもよい。温度計は、冷蔵庫に配線で接続されており先端が針金状になっている。食品を過冷却ケースに入れるとき、ユーザーが温度を測定したい食品にこの温度計を差し込む。これによって食品内部の温度が測定できるので所定の過冷却温度に到達したかどうかを直接認識することができる。食品内部が十分な過冷却温度に到達したら、過冷却解除のための制御に移行できる。   In addition to using the apparatus as described above, the temperature of the food may be directly measured with a thermometer, and the supercooling release timing may be determined to determine the supercooling release timing. The thermometer is connected to the refrigerator by wiring and has a wire-like tip. When placing food in a supercooled case, the user inserts this thermometer into the food whose temperature is to be measured. As a result, the temperature inside the food can be measured, so that it is possible to directly recognize whether or not a predetermined supercooling temperature has been reached. When the inside of the food reaches a sufficient supercooling temperature, it is possible to shift to control for canceling the supercooling.

次に、これまでに説明した温度低下または冷気導入による過冷却解除ではない、他の過冷却解除方法について説明する。その他の過冷却解除方法としては、例えば、過冷却ケースに振動を加える方法、あるいは音波をかける方法などがある。振動を与える方法としては、機械を用いる方法、冷蔵庫内の動作機器の振動を利用する方法などがある。また、過冷却解除時に過冷却ケースのみを冷却し切替ケースの温度を下げないようにするための別の方法としては、例えば切替ケースの周囲壁にヒーターを設けておき、過冷却解除時に切替ケース側のみをヒーターで加温する方法がある。また、例えば過冷却ケースの周囲壁にヒーターを設けておき、過冷却中には過冷却ケースを加温するヒーターをオンにし、過冷却解除時にはオフにするなどの方法もある。なお、過冷却解除については必ずしも行わなければならないものではない。過冷却状態を維持したままそのまま放置しておいてもよい。   Next, another supercooling release method that is not the supercooling release caused by the temperature decrease or cold air introduction described so far will be described. Other methods for canceling the supercooling include, for example, a method of applying vibration to the supercooling case or a method of applying a sound wave. As a method for applying vibration, there are a method using a machine, a method using vibration of an operating device in a refrigerator, and the like. Another method for cooling only the supercooling case at the time of canceling the supercooling and preventing the temperature of the switching case from being lowered is to provide a heater on the peripheral wall of the switching case, for example. There is a method of heating only the side with a heater. Further, for example, there is a method in which a heater is provided on the peripheral wall of the supercooling case, the heater for heating the supercooling case is turned on during supercooling, and is turned off when the supercooling is released. Note that the supercooling release is not necessarily performed. You may leave as it is, maintaining a supercooled state.

以上、本発明の実施形態に関連して、過冷却スペースの構造、過冷却解除時期判断の方法および過冷却解除方法などについて説明してきたが、以下では、過冷却解除後の保存方法について説明する。   As described above, the structure of the supercooling space, the method for determining the supercooling release timing, the supercooling release method, and the like have been described in relation to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the storage method after the supercooling release is described. .

過冷却解除後、−10℃以上の範囲で冷凍保存する場合は、凍結した後でも包丁でサクッと切れる状態を維持できる。過冷却状態を経て凍結したことによって、食品内部の氷結晶は細かくなっているので、通常凍結時に比べてより切れやすくなるという利点もある。
また、保存温度帯は凍結点以下なので、2週間程度のある程度長期の保存も可能である。
When freezing and storing in a range of −10 ° C. or higher after canceling supercooling, it is possible to maintain a state where the knife can be cut quickly even after freezing. By freezing through the supercooled state, the ice crystals inside the food are made finer, so that there is also an advantage that it becomes easier to cut than in normal freezing.
Further, since the storage temperature zone is below the freezing point, it can be stored for a long time of about two weeks.

過冷却解除後、−10℃〜−15℃までの範囲で保存する場合は、通常の凍結方法では氷結晶が針状に大きく生成して凍結後に包丁で切れなかったが、本発明の方式では食品内部にできる氷結晶が細かいので、包丁で切れる状態を得られるという利点もある。また、保存期間に関しては、2週間以上1ヶ月程度の長期保存も可能である。   In the case of storing in the range from -10 ° C to -15 ° C after the supercooling is released, ice crystals are generated in a large needle shape by the normal freezing method and cannot be cut with a knife after freezing. Since the ice crystals formed inside the food are fine, there is also an advantage that it can be cut with a kitchen knife. In addition, the storage period can be long-term storage of 2 weeks to 1 month.

過冷却解除後−15℃以下の温度帯で保存すると、通常の冷凍と同様に1ヶ月程度の保存が可能であり、かつ、氷結晶が細かく食品の細胞を破壊しづらくなっているので、普通に凍らせた食品に比べてより質のよい味、食感などを感じることができる。   If it is stored in a temperature range of -15 ° C or less after the supercooling is released, it can be stored for about a month like ordinary freezing, and the ice crystals are fine and it is difficult to destroy food cells. Compared to frozen food, you can feel better quality and texture.

上記保存温度を変化させる手段として、1つの部屋で温度を切り替える方法がある。また、過冷却凍結させるために高めの冷凍温度帯の部屋を用い、保存時に低めの冷凍温度帯の部屋へ移動させてもよい。高めの冷凍温度帯とは、−15℃より上、低めの冷凍温度帯とは、−15℃以下の温度帯である。   As a means for changing the storage temperature, there is a method of switching the temperature in one room. Alternatively, a room having a higher refrigeration temperature zone may be used for supercooling and freezing, and the room may be moved to a lower refrigeration temperature zone during storage. The higher freezing temperature zone is higher than −15 ° C., and the lower freezing temperature zone is a temperature zone of −15 ° C. or lower.

また、過冷却状態を経て凍結すると、食品内部の氷結晶が小さな粒状でできるため、凍結率が高い、すなわち冷凍保存温度が従来よりも低くても、包丁でサクッと切ることが可能になる。すなわち、包丁などで切れる状態での保存期間が延びることになり、新たな機能的で高品質な冷凍温度帯を訴求できるというメリットがある。   In addition, when frozen through a supercooled state, the ice crystals inside the food can be made into small particles, so that even if the freezing rate is high, that is, the frozen storage temperature is lower than before, it can be cut quickly with a knife. That is, there is an advantage that the storage period in a state where it is cut with a knife or the like is extended, and a new functional and high-quality freezing temperature zone can be appealed.

なお、冷却室としての過冷却スペースが切替室200にある場合を説明してきたが、過冷却スペースは図3における冷蔵庫の冷蔵室100、冷凍室300、野菜室400、製氷室500のどの部分に設けてもよい。また、それらの室内の全部または一部を過冷却スペースに当てても良い。さらに、過冷却スペースは冷凍温度帯の独立した密閉スペースに形成してもよい。ただし、いずれの場合にも、過冷却スペース内またはそこに置かれた食品に直接強い冷気が当たらないような構造とするか、過冷却スペース内に入り込む冷気量を調節できるようにするのが好ましい。   In addition, although the case where the supercooling space as a cooling room is in the switching room 200 has been described, the supercooling space is located in any part of the refrigerating room 100, the freezing room 300, the vegetable room 400, and the ice making room 500 of the refrigerator in FIG. It may be provided. Further, all or a part of those rooms may be applied to the supercooling space. Further, the supercooling space may be formed in an independent sealed space in the freezing temperature zone. However, in any case, it is preferable that the structure is such that strong cold air is not directly applied to the supercooled space or the food placed there, or the amount of cool air entering the supercooled space can be adjusted. .

本発明の冷蔵庫は、一般的な冷蔵庫の仕様を一部変更することで、過冷却冷凍を実施できる冷蔵庫を得ることができる。又家庭用冷蔵庫の構造を中心に説明してきたが、大型の極低温業務用冷凍倉庫でも本発明の考え、例えば食品を収納した後で、凍結点まで所定の冷却速度で温度を下げ、対象食品に対し高い冷凍温度で全体に分布の良い気流を利用して温度を少しずつ下げながら過冷却を維持する冷却を行い、所定時間後に更に低い温度を直接食品に吹き付けて急速冷凍し過冷却を解除し、その後は過冷却状態を得る温度より低い温度、たとえば−18℃程度の冷凍温度で保存するという制御を利用した構成が可能である。これにより大幅な省エネルギーを達成することが出来る。更に、有効なのは、冷蔵庫としての低温運搬車の中で食品を運搬しながら過冷却状態に突入させ、過冷却状態を維持し、より低温の冷気を直接食品に供給して過冷却を解除し、冷凍保存することが出来る。すなわち、肉や魚などの場合、各細胞及び細胞間に隙間なく水分が充填されているため、隙間なく水を充填した容器に相当するため、運搬中の振動による過冷却解除が無く、且つ、常温の食品を収納し、低すぎない温度で冷却し、最終的に冷凍温度も業務用冷凍庫のように−60℃などという極端に低い温度にしないで、せいぜい−20℃程度の冷凍温度で良いため、運搬車としてエネルギーを使わずに、しかも、運搬時間を利用して過冷却冷凍を行うなど運搬前後の省エネルギーにも役に立ち、冷凍品質の良い食品を届け先に渡すことが出来る。   The refrigerator of this invention can obtain the refrigerator which can implement supercooling freezing by changing the specification of a general refrigerator partially. Also, the structure of the refrigerator for home use has been explained mainly, but the idea of the present invention is also applied to a large cryogenic commercial freezer warehouse. On the other hand, cooling is performed to maintain supercooling while gradually lowering the temperature by using an air flow with good distribution at a high freezing temperature, and after a predetermined time, a lower temperature is directly sprayed on the food to quickly freeze and release the supercooling. After that, it is possible to employ a configuration utilizing control of storing at a temperature lower than the temperature at which the supercooled state is obtained, for example, a freezing temperature of about −18 ° C. As a result, significant energy savings can be achieved. In addition, it is effective to enter a supercooled state while transporting food in a low temperature transport vehicle as a refrigerator, maintain the supercooled state, supply cooler air directly to the food and release the supercooling, Can be stored frozen. That is, in the case of meat or fish, since each cell and the cells are filled with moisture without any gaps, it corresponds to a container filled with water without any gaps, so there is no release of supercooling due to vibration during transportation, and Store food at room temperature, cool at a temperature that is not too low, and finally freeze it at an extremely low temperature such as -60 ° C as in a commercial freezer. Therefore, energy is not used as a transport vehicle, and it is also useful for energy saving before and after transport, such as supercooled refrigeration using transport time, and food with good freezing quality can be delivered to the delivery destination.

また本発明の冷蔵庫において過冷却冷凍を実施した食品は、過冷却状態をつくるときの冷却速度がゆっくりであるので、食品内部まで均一に温度が下がってから同時に氷結晶ができはじめ、一部に生じた氷結晶が不均一に成長することがなく、食品内部にできる氷結晶の大きさが小さくなり、食品品質を維持することができる。図24には、冷却速度と食品内部の氷結晶の大きさとの関係を示した。図24からは、冷却速度が速くなるほど食品内部にできる氷結晶の大きさが大きくなる傾向にあることがわかる。   In addition, since the food that has been supercooled and frozen in the refrigerator of the present invention has a slow cooling rate when creating a supercooled state, ice crystals begin to form at the same time after the temperature has dropped uniformly to the inside of the food, and in part The generated ice crystals do not grow unevenly, the size of the ice crystals formed in the food is reduced, and the food quality can be maintained. FIG. 24 shows the relationship between the cooling rate and the size of ice crystals inside the food. From FIG. 24, it can be seen that the ice crystals formed in the food tend to increase in size as the cooling rate increases.

本発明の冷蔵庫は、冷却器から循環する冷気により収納する食品を0℃から冷凍温度帯の温度まで連続してまたは段階的に温度調整可能な冷凍室と、冷凍室の冷気吹出し口から吹出され冷却器に吸い込まれる冷気を取り入れ食品を凍結点以下の温度でも凍らない過冷却状態に維持する冷凍室内に配置された冷却室と、冷却室に貯蔵された食品が過冷却状態を得るように冷凍室の温度を−2℃以下で−15℃以上に設定する温度設定手段と、冷却室に収納した食品周囲の風速を抑え冷却室に貯蔵された食品を過冷却状態に維持するように冷凍室内に吹出し冷却室に取り入れる冷気を調整する冷気調整手段と、を備えたので、省エネルギーで高品質冷凍を実現できる。   The refrigerator of the present invention blows out food stored by the cold air circulating from the cooler continuously from the freezing temperature zone to 0 ° C. or a temperature range of the freezing temperature, or from the cold air outlet of the freezing room. Frozen air is sucked into the cooler and the food is stored in a freezer that keeps the food in a supercooled state that does not freeze even at temperatures below the freezing point. A temperature setting means for setting the temperature of the chamber to −15 ° C. or lower and −15 ° C. or higher; Since it is provided with a cold air adjusting means for adjusting the cold air taken into the cooling chamber, high-quality refrigeration can be realized with energy saving.

本発明の冷蔵庫は、冷却器からの冷気により収納する食品を冷凍させる冷凍室と、冷凍室の冷気吹出し口から吹出され冷却器に吸い込まれる冷気を取り入れ凍結点以下の温度でも凍らない過冷却状態に貯蔵された食品を維持する冷凍室内に配置された冷却室と、冷却室は冷凍室に配置した上側ケースにより覆われる下側ケースにて構成するとともに、上側ケースと下側ケースとの間に設けた冷気を取り入れる隙間と、を備え、隙間は冷凍室内を流れる冷気の流れ方向とは異なる方向を向いた開口で、隙間が10−30mm程度の寸法であるので、簡単な構造で省エネルギーな高品質冷凍を実現できる。   The refrigerator of the present invention is a supercooling state in which a freezer that freezes food stored by cold air from a cooler and cold air that is blown out from the cold air outlet of the freezer and sucked into the cooler does not freeze even at temperatures below the freezing point The cooling chamber is arranged in a freezing chamber for maintaining food stored in the storage room, and the cooling chamber is constituted by a lower case covered by an upper case arranged in the freezing chamber, and between the upper case and the lower case. Provided with a gap for taking in cold air, and the gap is an opening facing in a direction different from the flow direction of the cold air flowing through the freezer compartment, and the gap has a size of about 10-30 mm. Quality refrigeration can be realized.

本発明の冷蔵庫は、冷却器からの冷気により収納する食品を凍結点以下で−15℃以上の設定温度で凍らない過冷却状態に維持する過冷却室と、過冷却室内に吹出され過冷却室内を循環する冷気の温度を変化させる冷気調整手段と、冷気調整手段にて過冷却室に収納され過冷却状態にある食品に設定温度より2度乃至5度程度低い温度の冷気を供給して食品の過冷却状態を解除する過冷却解除手段と、を備えたので、品質の良い冷凍食品を簡単に得られる。   The refrigerator of the present invention includes a supercooling chamber that keeps food stored by cold air from the cooler in a supercooled state that is not frozen at a set temperature of −15 ° C. or lower below the freezing point, and a supercooled chamber that is blown into the supercooled chamber. The cold air adjusting means for changing the temperature of the cold air circulating in the air, and the food which is stored in the supercooling chamber by the cold air adjusting means and which is in a supercooled state is supplied with cold air having a temperature about 2 to 5 degrees lower than the set temperature. And a supercooling canceling means for canceling the supercooling state, it is possible to easily obtain a high quality frozen food.

本発明の冷凍室もしくは冷却室の温度を設定する温度設定手段は、冷却室に収納された常温の食品が冷却される際に、食品の表面温度が3℃から0℃に低下する範囲の冷却速度が、−3.5℃/hr乃至−10℃/hrの範囲とするので、確実に過冷却状態に突入できる。   The temperature setting means for setting the temperature of the freezing chamber or the cooling chamber according to the present invention is a cooling in a range where the surface temperature of the food decreases from 3 ° C. to 0 ° C. when the normal temperature food stored in the cooling chamber is cooled. Since the speed is in the range of −3.5 ° C./hr to −10 ° C./hr, it is possible to reliably enter the supercooled state.

本発明の冷凍室又は冷却室へ冷気を吹出す冷気吹出し口、冷却室へ冷気を取り入れる取り入れ口および冷気吹出し口と取り入れ口の間の風路の少なくともいずれかに冷気を調整する冷気調整手段を設け、冷気調整手段にて冷気を調整して過冷却状態となる食品周囲の風速を0.1乃至0.5m/s程度に抑えるので、過冷却状態を維持できる。   A cold air outlet for blowing cold air into the freezing or cooling chamber of the present invention, an intake port for taking cold air into the cooling chamber, and a cold air adjusting means for adjusting the cold air to at least one of the air passages between the cold air outlet and the intake port It is possible to maintain the supercooled state by adjusting the cool air by the cool air adjusting means and suppressing the wind speed around the food that becomes supercooled to about 0.1 to 0.5 m / s.

本発明の冷気調整手段は、冷気吹出し口と前記取り入れ口の間の風路に複数回の曲がりを構成又は前記冷却室の奥行き相当の風路長さを設ける、あるいはこの冷気調整手段は、ダンパーにて前記冷凍室又は前記冷却室へ吹出す冷気の前記冷気吹出し口での風速を1.0乃至1.2m/s程度に抑えるものであり、これにより過冷却状態を維持できる。   The cold air adjusting means of the present invention is configured such that the air path between the cold air outlet and the intake port is bent a plurality of times or provided with an air path length corresponding to the depth of the cooling chamber, or the cold air adjusting means includes a damper. The air velocity at the cold air outlet of the cold air blown out to the freezing chamber or the cooling chamber is suppressed to about 1.0 to 1.2 m / s, thereby maintaining a supercooled state.

本発明の冷凍室又は冷却室の温度を設定する温度設定手段は、食品の凍結点以下で−17度以上の冷凍温度帯に設定した冷凍室又は冷却室の温度を、食品の温度が凍結点としてあらかじめ設定された温度以下になった場合又は食品が冷却室に貯蔵されてから所定時間経過した場合に、食品の過冷却状態を深化させるように冷凍室の設定温度を1−2度程度下げるので、食品の冷凍品質を上げることが出来る。   The temperature setting means for setting the temperature of the freezing room or the cooling room according to the present invention is such that the temperature of the freezing room or the cooling room is set to a freezing temperature zone of −17 degrees or more below the freezing point of the food and the temperature of the food is the freezing point When the temperature falls below a preset temperature or when a predetermined time has elapsed since the food is stored in the cooling room, the freezing room temperature is lowered by about 1-2 degrees so as to deepen the supercooled state of the food. So you can improve the frozen quality of food.

本発明の冷気調整手段は、貯蔵した食品が過冷却状態とされるとき、食品周囲の空気温度の冷却状態変化による変動幅が10度以内となるように調整する、もしくは冷却室内部の空気温度ムラが2度以内となるように調整するので、過冷却状態を維持できる。   When the stored food is brought into a supercooled state, the cold air adjusting means of the present invention adjusts the fluctuation range due to the cooling state change of the air temperature around the food to be within 10 degrees, or the air temperature inside the cooling chamber Since the unevenness is adjusted to be within 2 degrees, the supercooled state can be maintained.

本発明の食品が収納されて一定時間経過後又は食品の温度急変を検知し、冷凍室内又は冷却室内の食品に温度、振動、超音波などの物理的衝撃を与えて過冷却を解除しあらかじめ設定された冷凍温度にて保存する、又は急速冷凍するので、食品の冷凍品質を上げることが出来る。この過冷却解除は、冷却室へ直接冷気を導入することで行うので簡単に行うことが出来る。   After the food of the present invention has been stored, a rapid change in the temperature of the food is detected or the food in the freezing room or the cooling room is subjected to a physical impact such as temperature, vibration, or ultrasonic wave to release the supercooling and set in advance. Since the food is stored at a frozen temperature or rapidly frozen, the frozen quality of the food can be improved. This overcooling cancellation can be easily performed because it is performed by directly introducing cool air into the cooling chamber.

本発明の冷凍保存方法は、冷却器からの冷気により収納する食品を凍結点以下で−15℃以上の設定温度で凍らない過冷却状態に維持する冷却室と、冷却室内に吹出され過冷却室内を循環する冷気の温度を変化させる冷気調整手段と、を備えた冷蔵庫において、食品を−15℃以上に設定された冷却室に収納するステップと、冷気調整手段にて冷却室内の温度が−10℃以上もしくは冷却室内の風速が0.5m/s以下になるように一定時間調整するステップと、冷却室に収納され過冷却状態にある食品に設定温度より2度乃至5度程度低い温度の冷気を直接供給して食品の過冷却状態を解除するステップと、を備えたので、冷凍車両のような車両用冷蔵庫の場合、運搬中に時間を掛けて到着までの途中もしくは必要なときに少ないエネルギーで品質のよい冷凍保存食品を送り先へ提供できるなどの多様なビジネスシステムが可能となる。   The cryopreservation method of the present invention includes a cooling chamber that keeps food stored by cold air from a cooler in a supercooled state that is not frozen at a set temperature of −15 ° C. or lower below the freezing point, and a blowout chamber that is blown into the cooling chamber. A step of storing food in a cooling chamber set at -15 ° C or higher, and the temperature in the cooling chamber is -10 by the cold air adjusting means. A step of adjusting for a certain period of time so that the air velocity in the cooling chamber is 0.5 m / s or lower, or cold air at a temperature 2 to 5 degrees lower than the set temperature in the supercooled food housed in the cooling chamber In the case of a refrigerator for a vehicle such as a refrigerated vehicle, it takes a long time to carry it during transportation or when it is necessary to reduce energy consumption. In it it is possible to a variety of business systems, such as it is possible to provide a good frozen food quality to the destination.

また、上記実施の形態に係る冷蔵庫は、過冷却状態をつくるときは間接冷却であるので、冷気の直接吹きつけによる食品の乾燥が低減され、冷凍やけも抑制できる。そして、過冷却状態をつくるときに重要な条件である冷却スピードを、従来の急速冷凍に比べてゆっくりとしているため、温度変動が少なく、食品全体を均一に冷やすことができる。   Moreover, since the refrigerator which concerns on the said embodiment is indirect cooling when creating a supercooled state, the drying of the foodstuff by direct spraying of cold air is reduced, and freezing burn can also be suppressed. And since the cooling speed which is an important condition when creating a supercooled state is made slow compared with the conventional quick freezing, there are few temperature fluctuations and the whole food can be cooled uniformly.

また、上記実施の形態に係る冷蔵庫は、温度変化を抑制できるような熱容量の大きい物質を含む、あるいは吹出し気流の直接流入を抑制する構造を含む過冷却ケースを搭載しているので、扉開閉による温度変化の影響を受けることなく、過冷却ケース内の温度を安定して保つことができる。   In addition, the refrigerator according to the above embodiment is equipped with a supercooling case that includes a substance with a large heat capacity that can suppress temperature changes, or that includes a structure that suppresses direct inflow of blown airflow, so that the door can be opened and closed. The temperature in the supercooling case can be kept stable without being affected by the temperature change.

また、上記実施の形態に係る冷蔵庫は、過冷却解除時のみに低温側に温度変化を与えるので、切替ケースなどの既存のスペースに与える影響が最小限に押さえられ、他の温度帯に設定されたスペースあるいはケースを併用することも可能である。   In addition, since the refrigerator according to the above embodiment gives the temperature change to the low temperature side only when the supercooling is released, the influence on the existing space such as the switching case is minimized, and is set to another temperature range. It is also possible to use a space or a case together.

また、上記実施の形態に係る冷蔵庫は、過冷却解除が−2℃以下(たとえば−5℃以下)の温度で可能であるので、従来実施例の過冷却解除方法である急速冷凍と比べるとエネルギー消費量が少なくて済むため、省エネ性に優れている。   Moreover, since the refrigerator which concerns on the said embodiment can cancel supercooling at the temperature of -2 degrees C or less (for example, -5 degrees C or less), it is energy compared with the quick freezing which is the supercooling cancellation method of a prior art Example. Because it consumes less, it excels in energy saving.

その他、上記実施の形態に係る冷蔵庫は、過冷却解除後の保存温度を実使用状況によってソフト冷凍や長期保存用冷凍など、選択可能であるため、使い勝手がよいといったメリットもある。   In addition, the refrigerator according to the above embodiment has an advantage that it is easy to use because the storage temperature after canceling the supercooling can be selected from soft refrigeration and refrigeration for long-term storage depending on the actual usage conditions.

本発明の冷蔵庫は、冷却室の温度を設定し冷却室に導入される冷気により食品を過冷却状態とする第1の温度設定手段と、前記第1の温度設定手段にて設定した冷却室の温度より低い温度にて食品の過冷却状態を解除する第2の温度設定手段と、過冷却状態を解除した後で食品を冷凍保存する第3の温度設定手段と、を備え、第1の温度設定手段、第2の温度設定手段、第3の温度設定手段の設定する温度を、時間間隔を置いてもしくは食品の温度を計測して順次変化させるので、簡単な構造でエネルギーの少ない冷凍保存が可能である。   The refrigerator of the present invention includes a first temperature setting unit that sets the temperature of the cooling chamber and sets the food in a supercooled state by the cold air introduced into the cooling chamber, and the cooling chamber set by the first temperature setting unit. A second temperature setting means for releasing the supercooled state of the food at a temperature lower than the temperature; and a third temperature setting means for freezing and storing the food after the supercooled state is released. Since the temperature set by the setting means, the second temperature setting means, and the third temperature setting means is sequentially changed at time intervals or by measuring the temperature of the food, it can be stored in a frozen state with a simple structure and low energy. Is possible.

本発明の冷蔵庫は、冷却室の温度を設定し冷却室に導入される冷気により食品を過冷却状態とする第1の温度設定手段と、第1の温度設定手段にて設定した冷却室の温度より低い温度の冷気にて食品の過冷却状態を解除する過冷却状態解除手段と、過冷却状態解除手段にて解除した食品を冷凍保存する第3の温度設定手段と、を備え、第3の温度設定手段にて設定される冷却室の温度は、第1の温度設定手段にて設定される冷却室の温度とは無関係に設定可能であるので、フレキシブルな冷凍保存が可能である。   The refrigerator of the present invention sets the temperature of the cooling chamber and sets the temperature of the cooling chamber set by the first temperature setting means for setting the food in a supercooled state by the cold air introduced into the cooling chamber, and the first temperature setting means. A supercooling state canceling means for canceling the supercooling state of the food with cold air at a lower temperature, and a third temperature setting means for storing the food released by the supercooling state canceling means in a frozen state, Since the temperature of the cooling chamber set by the temperature setting means can be set irrespective of the temperature of the cooling chamber set by the first temperature setting means, flexible frozen storage is possible.

本発明の冷蔵庫は、冷却室の温度を設定し冷却室の冷却された壁面により食品を過冷却状態とする第1の温度設定手段と、冷却室に導入される食品を過冷却状態とする冷気の温度もしくは食品の周囲の風速より、低い温度もしくは早い風速の冷気を導入して食品の過冷却状態を解除する過冷却状態解除手段と、過冷却状態解除手段にて解除した冷却室に導入した冷気にて前記食品を冷凍保存する第3の温度設定手段と、を備えたので、簡単な構造でエネルギーの少ない冷凍保存が可能である。   The refrigerator of the present invention has a first temperature setting means for setting the temperature of the cooling chamber and setting the food in a supercooled state by the cooled wall surface of the cooling chamber, and cold air for setting the food introduced into the cooling chamber in a supercooled state. Introduced into the cooling chamber that was released by the supercooling state release means and the supercooling state release means to release the supercooled state of the food by introducing cold air at a temperature lower than or faster than the temperature of the food or the wind speed around the food Since the third temperature setting means for storing the food in cold air is provided, the frozen structure can be stored with a simple structure and low energy.

本発明の第3の温度設定手段にて設定される冷却室の温度を変更可能に設定する温度設定手段と、を備えたので、食品の種類により、保存温度を変更するなど使い勝手の良い冷蔵庫が得られる。 And a temperature setting means for setting the temperature of the cooling chamber set by the third temperature setting means of the present invention so that the temperature can be changed. can get.

以上説明したように、本発明では、食品を貯蔵する冷蔵庫本体に配置され冷却器からの冷気により魚、肉類、野菜、果実などの食品を収納する0℃以下の設定温度に設定されて過冷却状態で冷却される過冷却室を備え、過冷却室を食品の芯温が略凍結温度(凍結点、氷結点)になるまでは0℃よりも低く設定温度よりも高い第1温度にてゆっくりと冷却し、食品の芯温が略凍結温度に達したと判断された場合には第1温度よりも低い第2温度で凍結温度以下でも凍らない過冷却状態が維持できるようにゆっくりと過冷却最低到達温度まで冷却する制御装置を備えている。   As described above, according to the present invention, supercooling is set at a set temperature of 0 ° C. or lower for storing food such as fish, meat, vegetables and fruits by cool air from a cooler placed in a refrigerator main body for storing food. A supercooling chamber that is cooled in a state is provided, and the supercooling chamber is slowly cooled at a first temperature that is lower than 0 ° C. and higher than the set temperature until the core temperature of the food reaches substantially the freezing temperature (freezing point, freezing point). When it is determined that the core temperature of the food has substantially reached the freezing temperature, it is slowly subcooled so that a supercooling state can be maintained at a second temperature lower than the first temperature and freezing below the freezing temperature. A control device that cools to the lowest temperature is provided.

また、本発明の制御装置は、過冷却室内に収納される食品の芯温が略凍結温度より低下した後に略凍結温度まで上昇して過冷却状態が解除された場合には、第2温度あるいは第2温度よりも低い温度で冷却風量あるいは冷却風速を大きくして急速に冷却する完全凍結される設定温度で保存されるものである。   In addition, the control device of the present invention, when the core temperature of the food stored in the supercooling chamber falls below the substantially freezing temperature and then rises to the substantially freezing temperature and the supercooling state is released, the second temperature or The temperature is lower than the second temperature, and is stored at a preset temperature at which the cooling air is rapidly frozen by increasing the cooling air volume or cooling air speed.

このように本発明では、食品を凍結点まで、凍結点から過冷却最低達成点温度、過冷却解除、完全凍結までの各段階で連続的または段階的に設定制御を変えるようにしている。
例えば、過冷却ケースへの冷気温度、冷気風量、冷気風速をコントロールし、確実に過冷却状態にし、その過冷却最低到達温度を下げ、過冷却を解除し、解除後の凍結スピードを上げて質のよい冷凍を実現する。
As described above, in the present invention, the setting control is changed continuously or stepwise at each stage from the freezing point to the supercooling minimum achievement point temperature, the supercooling release, and the complete freezing to the freezing point.
For example, control the cool air temperature, cool air flow rate, and cool air speed to the supercooling case to ensure that it is in a supercooled state, lower the minimum supercooling temperature, cancel supercooling, and increase the freezing speed after release to improve the quality. Realize good freezing.

したがって、この発明の冷蔵庫は、高品質冷凍機能として、従来の急速冷凍ではなく、過冷却冷凍機能を採用したので、従来よりも少ないエネルギーでの高品質冷凍、すなわち、エコ冷凍を実現することができるという効果を有する。   Therefore, the refrigerator of the present invention adopts the supercooling refrigeration function instead of the conventional quick freezing as the high quality refrigeration function, so that it is possible to realize high quality refrigeration with less energy than conventional, that is, eco refrigeration. It has the effect of being able to.

また、この発明の冷蔵庫は、過冷却をおこすためのスペース内に冷気が直接吹きつけることを軽減し、温度を均一化でき、冷却温度を複数で段階的に変化できる温度制御された新たな過冷却室構造または過冷却室ケース構造を採用することで、従来と大きく変わらない冷蔵庫の構造、制御で、食品の過冷却冷凍を実現できるという効果を有する。   In addition, the refrigerator of the present invention reduces the direct blow of cold air into the space for supercooling, can equalize the temperature, and can change the cooling temperature in multiple steps. By adopting the cooling chamber structure or the supercooling chamber case structure, it is possible to realize supercooling and freezing of food with the structure and control of the refrigerator which is not greatly different from the conventional one.

なお、本発明に置ける冷蔵庫、冷凍保存方法は家庭用冷蔵庫におけるエネルギーの少ない高品質冷凍が実現できるだけでなく、簡単な構造と制御にて細胞を破壊せずに長期冷凍保管できることから業務用冷凍倉庫などでの大規模長期食肉保管、遠洋漁業の漁獲品の船舶内冷凍保管等にとどまらず、医療業務における内臓運搬や、細胞他を扱う医療研究装置など、幅広い分野で有用される見込である。   The refrigerator and freezing storage method according to the present invention can not only realize high-quality freezing with low energy in a household refrigerator, but also can be stored frozen for a long time without destroying cells with a simple structure and control. It is expected to be useful in a wide range of fields, such as large-scale long-term meat storage in the sea, frozen storage of fishery products from the ocean, etc.

過冷却なし(a)と過冷却あり(b)で水が凍結するときの温度変化を示したグラフ。The graph which showed the temperature change when water freezes without supercooling (a) and with supercooling (b). 通常の急速凍結と過冷却凍結とにより、肉を凍結したときと、一度凍結した肉を解凍したときの肉組織の状態を示した図。The figure which showed the state of the meat structure | tissue when meat was frozen by normal quick freezing and supercooling freezing, and the meat once frozen was thawed. この発明の実施の形態における冷蔵庫の側面断面図。Side surface sectional drawing of the refrigerator in embodiment of this invention. この発明の実施の形態における冷蔵庫の風路構成を示す側面断面図。Side surface sectional drawing which shows the air path structure of the refrigerator in embodiment of this invention. この発明の実施の形態1における冷蔵庫の切替室周辺の側面断面図。Side surface sectional drawing of the switch room periphery of the refrigerator in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における過冷却ケースの構造図。FIG. 2 is a structural diagram of a supercooling case in Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1における別の過冷却ケースの構造図。FIG. 6 is a structural diagram of another supercooling case according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態1における別の過冷却ケースの構造図。FIG. 6 is a structural diagram of another supercooling case according to Embodiment 1 of the present invention. 実施の形態1における冷蔵庫の過冷却制御の例を示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing an example of refrigerator supercooling control in the first embodiment. 実施の形態1における冷蔵庫の過冷却制御の例を示すフローチャート。5 is a flowchart showing an example of refrigerator supercooling control in the first embodiment. 実施の形態1における冷蔵庫の切替室周辺の側面断面図。Side surface sectional drawing of the switch room periphery of the refrigerator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における冷蔵庫の切替室周辺の側面断面図。Side surface sectional drawing of the switch room periphery of the refrigerator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における冷蔵庫の切替室周辺の側面断面図。Side surface sectional drawing of the switch room periphery of the refrigerator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における切替室天井面のダクトの上面図。FIG. 3 is a top view of a duct on the switching room ceiling surface in the first embodiment. 実施の形態1における過冷却ケースの構造図。FIG. 3 is a structural diagram of a supercooling case in the first embodiment. 実施の形態1における冷蔵庫の切替室周辺の側面断面図。Side surface sectional drawing of the switch room periphery of the refrigerator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における冷蔵庫の切替室周辺の側面断面図。Side surface sectional drawing of the switch room periphery of the refrigerator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における過冷却ケースの構造図。FIG. 3 is a structural diagram of a supercooling case in the first embodiment. 実施の形態1における過冷却ケースへの冷気の流れを示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a flow of cool air to a supercooling case in the first embodiment. 実施の形態1における冷蔵庫の過冷却制御例を示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing an example of supercooling control of the refrigerator in the first embodiment. 実施の形態1における冷蔵庫の過冷却制御の例を示すフローチャート。5 is a flowchart showing an example of refrigerator supercooling control in the first embodiment. 図3の冷蔵庫の切替室内に過冷却用の蓋付別置きケースを設置したときの断面図。Sectional drawing when a separate case with a lid for supercooling is installed in the switching chamber of the refrigerator of FIG. 切替ケース内に過冷却ケースを設置した様子を示した図。The figure which showed a mode that the supercooling case was installed in the switching case. 冷却速度と食品内部にできる氷結晶との大きさの関係図。The relationship between the cooling rate and the size of ice crystals inside the food. 実施の形態1における冷蔵庫の表示パネルを表した図。FIG. 6 shows a display panel of a refrigerator in Embodiment 1.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷蔵庫、2 ファン、3 冷却器、4 風路、5 液晶操作パネル、6 冷蔵室用帰還路、7 野菜室用帰還路、10 圧縮機、16 制御装置、41 切替室風路、41a 仕切り壁、42 切替室背面上側吹出し口、43 切替室天井面吹出し口、44 切替室背面下側吹出し口、45 切替室底面吸込み口、46 ダンパ、50 切替室天井面ダクト、51 切替室天井面ダクトの穴、60 切替室の蓋、70 ファン、80 切替ケース、81 過冷却ケース、82 切替ケース底面、83 切替ケース、84 過冷却ケース、85 切替ケース、86 過冷却ケース、90 切替ケース背面の切欠き、91 切替ケース前面のスリット、95 表面温度測定装置、96 天井面、100 冷蔵室、200 切替室、201 切替ケース、202 過冷却ケース、300 冷凍室、301 冷凍ケース、400 野菜室、401 野菜ケース、500 製氷室。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerator, 2 fan, 3 cooler, 4 air path, 5 liquid crystal operation panel, 6 return path for refrigerator compartment, 7 return path for vegetable room, 10 compressor, 16 control device, 41 switching room air path, 41a partition wall , 42 Switching room rear upper side outlet, 43 Switching room ceiling side outlet, 44 Switching room rear lower side outlet, 45 Switching room bottom inlet, 46 Damper, 50 Switching room ceiling surface duct, 51 Switching room ceiling surface duct Hole, 60 Switching chamber lid, 70 Fan, 80 Switching case, 81 Supercooling case, 82 Switching case bottom, 83 Switching case, 84 Supercooling case, 85 Switching case, 86 Supercooling case, 90 Notch on the back of switching case 91, slit in front of switching case, 95 surface temperature measuring device, 96 ceiling surface, 100 refrigerator compartment, 200 switching room, 201 switching case, 202 supercooling case 300 freezer room, 301 freezer case, 400 vegetable room, 401 vegetable case, 500 ice making room.

Claims (11)

冷却室の温度を設定し前記冷却室に導入される冷気により食品を過冷却状態とする第1の温度設定手段と、前記第1の温度設定手段にて設定した前記冷却室の温度より低い温度の冷気等にて前記食品の過冷却状態を解除した前記食品を冷凍保存する温度に設定する第3の温度設定手段と、を備え、前記第3の温度設定手段にて設定される前記冷却室の温度は、前記第1の温度設定手段にて設定される前記冷却室の温度とは無関係に設定可能であることを特徴とする冷蔵庫。   A first temperature setting means for setting the temperature of the cooling chamber to bring the food into a supercooled state by the cold air introduced into the cooling chamber; and a temperature lower than the temperature of the cooling chamber set by the first temperature setting means And a third temperature setting means for setting the food, which has been released from the supercooled state of the food by cold air, to a temperature at which the food is frozen and stored, and the cooling chamber set by the third temperature setting means The temperature of can be set regardless of the temperature of the cooling chamber set by the first temperature setting means. 冷却器からの冷気により収納する食品を冷凍させる冷凍室と、前記冷凍室の冷気吹出し口から吹出され前記冷却器に吸い込まれる冷気を取り入れ凍結点以下の温度でも凍らない過冷却状態に貯蔵された食品を維持する前記冷凍室内に配置された冷却室と、前記冷却室は前記冷凍室に配置した蓋もしくは上側ケースにより覆われる過冷却ケースにて構成するとともに、前記蓋もしくは上側ケースと前記過冷却ケースとの間に設けた前記冷気を取り入れる隙間と、を備え、前記隙間は前記冷凍室内を流れる冷気の流れ方向とは異なる方向を向いた開口で、前記隙間が10〜30mm程度の寸法であることを特徴とする冷蔵庫。   A freezer that freezes food stored by cool air from the cooler, and cool air that is blown out from the cool air outlet of the freezer and sucked into the cooler is stored in a supercooled state that does not freeze even at temperatures below the freezing point. A cooling chamber arranged in the freezer compartment for maintaining food, and the cooling chamber is constituted by a lid arranged in the freezer compartment or a supercooling case covered by an upper case, and the lid or upper case and the supercooling case A gap for taking in the cool air provided between the case and the case. The gap is an opening facing a direction different from the flow direction of the cool air flowing through the freezer compartment, and the gap has a size of about 10 to 30 mm. A refrigerator characterized by that. 前記冷却室へ冷気を吹出す冷気吹出し口、前記冷却室へ冷気を取り入れる取り入れ口および前記冷気吹出し口と前記取り入れ口の間の風路の少なくともいずれかに冷気を調整する冷気調整手段を設け、前記冷気調整手段にて冷気を調整して過冷却状態となる前記食品周囲の風速を0.1乃至0.5m/s程度に抑えることを特徴とする請求項1または2に記載の冷蔵庫。   A cold air outlet that blows out cold air to the cooling chamber, an intake port that takes in cold air into the cooling chamber, and a cold air adjusting means that adjusts the cold air to at least one of the air path between the cold air outlet and the intake port, The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein the cool air is adjusted by the cool air adjusting means, and the wind speed around the food in a supercooled state is suppressed to about 0.1 to 0.5 m / s. 前記冷気調整手段は、前記冷気吹出し口と前記取り入れ口の間の風路に複数回の曲がりを構成又は前記冷却室の奥行き相当の風路長さを設けたことを特徴とする請求項3記載の冷蔵庫。   4. The cold air adjusting means is configured such that the air path between the cold air outlet and the intake port is bent a plurality of times or provided with an air path length corresponding to the depth of the cooling chamber. Refrigerator. 前記冷凍室又は前記冷却室へ冷気を吹出す冷気吹出し口に冷気を調整する冷気調整手段を設け、この冷気調整手段は、ダンパーにて前記冷凍室又は前記冷却室へ吹出す冷気の前記冷気吹出し口での風速を1.0乃至1.2m/s程度に抑えることを特徴とする請求項1または2に記載の冷蔵庫。   A cold air adjusting means for adjusting the cold air is provided at the cold air outlet for blowing the cold air to the freezing chamber or the cooling chamber, and the cold air adjusting means is configured to discharge the cold air that is blown out to the freezing chamber or the cooling chamber by a damper. The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein the wind speed at the mouth is suppressed to about 1.0 to 1.2 m / s. 前記冷却室内に吹出され前記冷却室内を循環する冷気の温度を変化させる冷気調整手段と、前記冷気調整手段にて前記冷却室に収納され過冷却状態にある食品に前記設定温度より2度乃至5度程度低い温度の冷気を供給して前記食品の過冷却状態を解除する過冷却解除手段と、を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の冷蔵庫。   A cold air adjusting means for changing the temperature of the cold air blown into the cooling chamber and circulating in the cooling chamber, and food that is stored in the cooling chamber by the cold air adjusting means and is in a supercooled state is 2 to 5 degrees from the set temperature The refrigerator according to claim 1, further comprising a supercooling release unit that supplies cold air at a temperature that is about a low temperature to release the supercooled state of the food. 前記冷却室に設けられ貯蔵される前記食品の温度を計測する食品温度計測手段と、を備えたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の冷蔵庫。   The refrigerator according to claim 1, further comprising a food temperature measuring unit configured to measure a temperature of the food provided and stored in the cooling chamber. 前記冷凍室又は前記冷却室の温度を設定する温度設定手段は、食品の凍結点以下で−17度以上の冷凍温度帯に設定した前記冷凍室又は前記冷却室の温度を、前記食品の温度が凍結点としてあらかじめ設定された温度以下になった場合又は前記食品が前記冷却室に貯蔵されてから所定時間経過した場合に、前記食品の過冷却状態の到達温度を低くするように前記冷凍室又は前記冷却室の設定温度を1−2度程度下げることを特徴とする請求項1または2または7に記載の冷蔵庫。 The temperature setting means for setting the temperature of the freezing chamber or the cooling chamber is such that the temperature of the freezing chamber or the cooling chamber set in a freezing temperature range of −17 degrees or more below the freezing point of the food is the temperature of the food. when the preset or if the food product becomes a temperature below the freezing point of a predetermined time has passed since the stored in the cooling chamber, the freezing chamber so as to lower the temperature reached a supercooled state of the food or 8. The refrigerator according to claim 1, wherein the set temperature of the cooling chamber is lowered by about 1-2 degrees. 前記冷気調整手段は、貯蔵した食品が過冷却状態とされるとき、前記食品周囲の空気温度の冷却状態変化による変動幅が10度以内となるように調整することを特徴とする請求項3又は4又は5に記載の冷蔵庫。   The said cold air adjustment means adjusts so that the fluctuation | variation range by the cooling state change of the air temperature around the said foodstuff may be within 10 degree | times when the stored foodstuff is made into a supercooled state. The refrigerator according to 4 or 5. 前記冷気調整手段は、前記過冷却室内部の空気温度ムラが2度以内となるように調整することを特徴とする請求項3又は4又は5に記載の冷蔵庫。   The refrigerator according to claim 3, 4, or 5, wherein the cold air adjusting unit adjusts the air temperature unevenness in the supercooled chamber to be within 2 degrees. 前記第1の温度設定手段にて設定した前記冷却室の温度より低い温度の冷気を供給し前記食品の過冷却状態を強制的に解除する第2の温度設定手段とを備え、前記第1の温度設定手段、前記第2の温度設定手段、前記第3の温度設定手段の設定する温度を、予め設定された時間間隔に基づいて切り替えることを特徴とする請求項1に記載の冷蔵庫。   Second temperature setting means for forcibly releasing the supercooled state of the food by supplying cold air having a temperature lower than the temperature of the cooling chamber set by the first temperature setting means, The refrigerator according to claim 1, wherein the temperature set by the temperature setting means, the second temperature setting means, and the third temperature setting means is switched based on a preset time interval.
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