TW201812233A - 冰箱 - Google Patents

Abstract

冰箱包括：隔熱箱體，其內部具有用區隔構材區隔為複數貯藏室的貯藏空間；低溫室，設置作為貯藏室中之一者，將被冷卻物於不結凍的狀態下保存於結凍點以下的溫度中；冷卻裝置，將貯藏空間冷卻；控制裝置，控制冷卻裝置以重複執行使低溫室的庫內溫度在事先設定的時間中，從高於被冷卻物的結凍點的第2溫度降低到低於結凍點的第1溫度的第1程序，及使其從第1溫度上升到第2溫度為止，並使第2溫度維持事先設定的時間之第2程序。控制裝置，執行控制以使得低溫室的庫內溫度低於結凍點的狀態下的結凍點和低溫室的庫內溫度之差的時間積分值，以及低溫室的庫內溫度高於結凍點的狀態下的結凍點和低溫室的庫內溫度之差的時間積分值平衡。

Description

冰箱

本發明係關於具有使被冷卻物為過冷卻狀態之功能的冰箱。

一般來說，在冰箱中，在維持著品質的前提下保存食品時，希望維持在盡量低的溫度且不結凍的情況下。已有提出將食品保存在過冷卻狀態的方法，以作為實現此種保存的方式。另外，所謂的過冷卻狀態為，即使食品達到結凍點以下，仍不會開始結凍的非結凍狀態。但是，將食品保存在結凍點以下(例如，0℃以下)時，有可能會因為撞擊或者某些原因，使得過冷卻狀態解除，在食品中產生冰結晶。然後，就這樣擱置在過冷卻狀態解除的狀態下，食品的結凍繼續進行，因為結凍造成細胞損傷使得食品的品質降低。

為了避免此問題，而提出下述的方法，將溫度週期性地變更，藉由過冷卻狀態的解除使得已產生的冰結晶融化的方法。例如，專利文獻1中揭露一種冰箱，在使食品為過冷卻狀態的過冷卻運轉之後，依據冷藏運轉的溫度設定使得冷卻裝置的運作和停止重複1次以上時，再次使過冷卻運轉開始。專利文獻1的冰箱中，即使在過冷卻運轉造成食品結凍開始進行的情況下，藉由以較過冷卻運轉的設定溫度還要高的設定溫 度來進行冷藏運轉，能夠防止食品完全結凍。

另外，專利文獻2中揭露一種冰箱，其重複執行庫內設定溫度設定為較食品的結凍點還要低的溫度的低溫程序、以及設定為較結凍點還要高的溫度的升溫程序。專利文獻2的冰箱中亦為，低溫程序中食品的過冷卻狀態被解除，食品中產生冰結晶並開始結凍的情況下，藉由在預定的時間點開始升溫程序，能夠將過冷卻解除時已產生的冰結晶融化。另外，之後再次實施低溫程序，藉此，實現過冷卻狀態，能夠使得食品的過冷卻狀態穩定維持。

但是，希望要有如同專利文獻3所揭露的冰箱那樣的構成，將頻繁使用的蔬菜室配置在配置於冰箱上部區域的冷藏室的下部區域，使得使用者站著就能夠拿出蔬菜等。若冰箱將蔬菜室設置在冰箱本體的下部區域，則使用者每次要取出蔬菜時就必須要彎腰，要取出重量大的蔬菜時的負担大，使用方便性變差。亦即，專利文獻3的冰箱，在冷藏室內的下方附加專利文獻1及2所揭露的使被冷卻物為過冷卻狀態的功能的情況下，過冷卻控制區和蔬菜室是隣接的。

先行技術文獻 專利文獻：

專利文獻1：日本專利第4647047號公報

專利文獻2：日本專利第4948562號公報

專利文獻3：日本特開2000-186883號公報

在此，專利文獻1的冰箱中，實施冷藏運轉的時間為通常的冷藏運轉中的循環被重複執行一次以上的時間，並未考慮實施過冷卻運轉的時間及各運轉時的熱量的關係。因此，例如，相對於實施過冷卻運轉的時間而言，實施冷藏運轉的時間太短的情況下，無法使食品的冰結晶充分融化，使得食品的結凍繼續進行。另外，相對於實施過冷卻運轉的時間而言，實施冷藏運轉的時間太長的情況下，食品的保存期間當中的平均溫度變高，有可能導致食品的品質降低。

另外，專利文獻2的冰箱中，以使得低溫程序中產生的冰結晶完全融化為目的，來設定低溫程序的時間等。詳言之，專利文獻2的冰箱中，設定低溫程序的時間，使得從水變成冰時所放出的潛熱Q1、結凍進行中從水奪走的潛熱Q2、解凍進行中給予冰的熱Q3滿足Q3≧Q1+Q2的關係。藉此，能夠使得低溫程序中所產生的冰結晶完全融化，但是，升溫程序的時間變長，結果使得食品的保存期間當中的平均溫度高於結凍溫度，有可能導致品質降低。

另外，專利文獻3的冰箱，在冷藏室內的下方附加使被冷卻物為過冷卻狀態之功能的情況下，由於過冷卻控制區和蔬菜室相隣，所以有可能會使蔬菜室過度冷卻。因此，此冰箱必須要在過冷卻控制區和蔬菜室之間使用適當的隔熱材以形成隔熱構造，造成構造限制增強的問題。

本發明係為了解決如上述的課題，其目的為提供一種冰箱，其能夠將被冷卻物維持在相當於過冷卻狀態的狀態 下，降低被冷卻物的保存期間當中的平均溫度，不會對被冷卻物造成不良影響，而能夠防止被冷卻物完全結凍。

本發明冰箱，其包括：隔熱箱體，其內部具有用區隔構材區隔為複數貯藏室的貯藏空間；低溫室，設置作為上述貯藏室中之一者，將被冷卻物於不結凍的狀態下保存於結凍點以下的溫度中；冷卻裝置，將上述貯藏空間冷卻；在上述低溫室和位於上述低溫室的下方的上述貯藏室之間與上述區隔構材並列設置的隔板；加熱裝置，設置於上述隔板和上述區隔構材圍成的區域中；控制裝置，控制上述冷卻裝置以重複執行使上述低溫室的庫內溫度在事先設定的時間中，從高於上述被冷卻物的上述結凍點的第2溫度降低到低於上述結凍點的第1溫度的第1程序，及使其從上述第1溫度上升到上述第2溫度為止，並使上述第2溫度維持事先設定的時間之第2程序；由上述隔板和上述區隔構材圍成的區域，藉由上述隔板或從上述區隔構材突出的肋部區隔為複數空間，在被區隔出的空間中的一者設置上述加熱裝置；上述控制裝置，在上述第2程序中，控制上述冷卻裝置並控制上述加熱裝置，使得上述低溫室的庫內溫度從上述第1溫度上升到上述第2溫度，執行控制以使得上述低溫室的庫內溫度低於上述結凍點的狀態下的上述結凍點和上述低溫室的庫內溫度之差的時間積分值，以及上述低溫室的庫內溫度高於上述結凍點的狀態下的上述結凍點和上述低溫室的庫內溫度之差的時間積分值平衡。

依據本發明的冰箱，由於執行控制以使得低溫室的庫內溫度低於結凍點的狀態下的結凍點和低溫室的庫內溫度之差的時間積分值，以及低溫室的庫內溫度高於結凍點的狀態下的結凍點和低溫室的庫內溫度之差的時間積分值平衡，因此能夠達成在第1程序和第2程序中識別被冷卻物的結凍的時間、及熱量的平衡。因此，本發明的冰箱，能夠將被冷卻物維持在相當於過冷卻狀態的狀態下，並且降低被冷卻物的保存期間當中的平均溫度，不會對被冷卻物造成不良影響，而能夠防止被冷卻物完全結凍。

1‧‧‧冰箱

2‧‧‧壓縮機

3‧‧‧冷卻器

4‧‧‧送風扇

5、5a、5b‧‧‧風路

6‧‧‧操作面板

7‧‧‧控制裝置

8‧‧‧門片

10‧‧‧門片袋架

11‧‧‧層架

12‧‧‧冷卻室

13‧‧‧低溫室(過冷卻控制區)

14、15‧‧‧溫度感測器

16、17‧‧‧氣閘

18‧‧‧加熱器

19‧‧‧冷卻裝置

20‧‧‧肋部區域

30‧‧‧靜止空氣區域

40‧‧‧隔板

50‧‧‧區隔構材

61‧‧‧操作部

62‧‧‧顯示部

71‧‧‧計時部

72‧‧‧計數器

73‧‧‧程序移行部

74‧‧‧溫度設定部

75‧‧‧比較部

76‧‧‧控制部

77‧‧‧記憶部

80、81‧‧‧門片

90‧‧‧隔熱箱體

100‧‧‧冷藏室

200‧‧‧蔬菜室

300‧‧‧冷凍室

201、301‧‧‧收納盒

【圖1】為概略顯示本發明之實施形態的冰箱之外觀的正面圖。

【圖2】為概略顯示本發明之實施形態的冰箱的內部構成的內部構成圖。

【圖3】為概略顯示本發明之實施形態的冰箱的冷藏室的內部構成之內部構成圖。

【圖4】為顯示本發明之實施形態的冰箱的控制構成的方塊圖。

【圖5】為本發明之實施形態的冰箱的控制裝置的低溫室的溫度控制相關之功能方塊圖。

【圖6】為顯示實施本發明之實施形態的冰箱的溫度控制的情況下低溫室的設定溫度及庫內溫度的經時變化之圖表。

【圖7】為顯示本發明之實施形態的冰箱中的低溫室之溫度 控制處理的流程圖。

【圖8】為顯示實施本發明之實施形態的冰箱中的溫度控制的情況下的低溫室的設定溫度及庫內溫度的經時變化、被冷卻物放出的熱量q1、供給至被冷卻物的熱量q2的圖表。

【圖9】為顯示低溫設定溫度θL為-3℃的情況下，被冷卻物的過冷卻解除後已進行結凍的時間(結凍時間)、與將被冷卻物切斷時的破斷高峰數的關係的圖表。

【圖10】為顯示本發明之實施形態的實施冰箱中的溫度控制的情況下的低溫室之設定溫度、庫內溫度及食品溫度的經時變化的圖，為顯示被冷卻物未過冷卻解除的情況之一例的圖表。

【圖11】為顯示本發明之實施形態的實施冰箱中的溫度控制的情況下的低溫室的設定溫度、庫內溫度及食品溫度的經時變化之圖，為顯示被冷卻物已過冷卻解除的情況之一例的圖表。

【圖12】為顯示比較例中實施溫度控制的情況下的低溫室的設定溫度、庫內溫度及食品溫度的經時變化的圖，為顯示將升溫程序時間設定為使得熱量q1>熱量q2的情況之一例的圖表。

【圖13】為顯示比較例中實施溫度控制的情況下的低溫室的設定溫度、庫內溫度及食品溫度的經時變化的圖，為顯示將溫程序時間設定為使得熱量q1<熱量q2的情況之一例的圖表。

以下，參照圖式，說明本發明之實施形態。另外，對於各圖中相同或相當部分標示以相同的符號，並適當省略或簡略其說明。另外，各圖中記載的構成，其形狀、大小、及配置等，可以在本發明範圍內適當變更。另外，說明書中的各構 成構件的位置關係(例如，上下關係等)，原則上為將冰箱1設置為可使用狀態時的位置關係。

實施形態.

圖1為概略顯示本發明之實施形態的冰箱之外觀的正面圖。圖2為概略顯示本發明之實施形態的冰箱的內部構成的內部構成圖。圖3為概略顯示本發明之實施形態的冰箱的冷藏室的內部構成之內部構成圖。圖4為顯示本發明之實施形態的冰箱的控制構成的方塊圖。另外，包括圖1~圖4在內的以下的圖式中，各構成構件的尺寸的關係及形狀等有時會和實際的物品相異。另外，說明書中各構成構件之間的位置關係(例如，上下關係等)，原則上為將冰箱1設置為可使用狀態時的位置關係。

(冰箱1的構成)

如圖1及2所示，冰箱1具備前面(正面)開口且內部形成貯藏空間的隔熱箱體90。隔熱箱體90，雖省略其詳細圖示，但其係由鋼鐵製的外箱、樹脂製的內箱、填充於外箱和內箱之間的空間的隔熱材所構成。不過，冷藏室100和蔬菜室200之間沒有隔熱材。形成於隔熱箱體90內部的貯藏空間，藉由複數區隔構材50區隔為保存食品等地被冷卻物的複數的貯藏室。如圖1及2所示，本實施形態的冰箱1具備下列以作為複數貯藏室：配置於最上段的冷藏室100、配置於冷藏室100的下方的蔬菜室200、最下段的冷凍室300。另外，在冷藏室100的下部區域設置蔬菜室200的構造中，冰箱1具備的貯藏室的種類及個數並不限定於此。

在形成於冷藏室100的前面的開口部，設置使開口部開閉的回轉式的門片8。本實施形態的冰箱1的門片8為單開。另外，如圖3所示，冷藏室100中內建操作面板6。如圖4所示，操作面板6具備：用以調整各貯藏室的設定溫度等的操作部61、及顯示各貯藏室的溫度及庫內的在庫資訊等的顯示部62。操作部61由例如操作開關等構成。顯示部62由例如液晶顯示器構成。另外，操作面板6亦可由在顯示部62上一體形成操作部61的觸控面板所構成。

如圖2所示，蔬菜室200及冷凍室300分別藉由抽屜式的門片80、81開閉。這些抽屜式的門片80、81，係藉由使得固定設置在門片的框體相對於水平形成於各貯藏室左右內壁面的軌道而滑動，使其能夠在冰箱1的進深方向(前後方向)開閉。能夠將被冷卻物收納於內部的收納盒201以可自由拉出的方式放置在蔬菜室200中。收納盒201，係由門片的框體所支持，與門片的開閉連動而在前後方向滑動。同樣地，將食品等收納於內部的收納盒301以可自由拉出的方式放置在冷凍室300中。設置於各貯藏室的收納盒201、301的個數分別為1個，但考慮到冰箱1全體的容量，提升收納性及整理容易性等的情況下，亦可以為2個以上。

在冰箱1的背面側設置了壓縮機2、冷卻器3(蒸發器)、送風扇4、風路5，作為將冷氣供給到各貯藏室內的冷卻裝置19。壓縮機2及冷卻器3為，連同凝縮器(未圖示)及膨脹裝置(未圖示)構成冷凍循環，產生供給至各貯藏室的冷氣之裝置。由壓縮機2及冷卻器3產生的冷氣，藉由送風扇4送風到風 路5，從風路5通過氣閘而供給到冷凍室300及冷藏室100。來自冷藏室100的回流冷氣通過冷藏室用歸還風路(未圖示)供給至蔬菜室200，使其冷卻。供給至蔬菜室200的冷氣，通過蔬菜室用歸還風路(未圖示)回到冷卻器3。

如圖3所示，冷藏室100具備：設置於門片8的庫內側的門片袋架10、及將冷藏室100內分隔為複數段的空間的層架11。另外，門片袋架10及層架11的數量並不限定於圖3所示的數量，可以具備1個以上的任意個數的門片袋架10及層架11。另外，冷藏室100內的下部構成為上下二段，上段形成內部溫度維持在0℃以上的冷卻室12，下段形成作為用以將被冷卻物於不結凍的情況下保存於結凍點以下的溫度的過冷卻控制區之低溫室13。

如圖3所示，冷藏室100的背面側的風路5分為將冷氣送風到冷藏室100及冷卻室12的風路5a、以及將冷氣送風到低溫室13的風路5b。在風路5a中設置氣閘16，在風路5b中設置氣閘17。氣閘16及氣閘17係用以調節供給到冷藏室100及低溫室13的冷氣的風量。另外，在冷藏室100的背面設置用以檢出冷藏室100內的溫度的溫度感測器14，在低溫室13的背面設置用以檢出低溫室13內的溫度的溫度感測器15。溫度感測器14及溫度感測器15由例如熱敏電阻構成。

在低溫室13的下部區域前方配置加熱器18，做為用以進行過冷卻控制、或用以使蔬菜室200的庫內溫度上升的加熱裝置。具體言之，冰箱1，在低溫室13和位於低溫室13下方的蔬菜室200之間設置與區隔構材50並列的隔板40。加熱器 18設置在隔板40和區隔構材50所圍成的區域。為了提高加熱器18的發熱密度，隔板40和區隔構材50所圍成的區域，係由隔板40或從區隔構材50突出的1個或複數肋部形成的肋部區域20所區隔出來的配置了加熱器18的加熱器區和靜止空氣區域30所構成。另外，由肋部區域20區隔出的空間不限定於圖示的2個，亦可以為3個以上。

在冷藏室100的上部設置了控制冰箱1的動作的控制裝置7。控制裝置7由例如微電腦或CPU之類的計算裝置、及執行於其中的軟體所構成。另外，控制裝置7亦可由實現其功能的電路元件之類的硬體構成。

如圖4所示，包含溫度感測器14及15在內的檢出各貯藏室的溫度的溫度感測器得到的檢出訊號、來自操作面板6的操作部61的操作訊號輸入到控制裝置7。控制裝置7，基於已輸入的各訊號，依照事先記憶的動作程式，控制冷卻裝置19及加熱器18，以將冷藏室100、冷卻室12、低溫室13、冷凍室300及蔬菜室200的室內分別維持在已設定的溫度。例如，冷卻裝置19包括：壓縮機2、送風扇4還有包含氣閘16及17在內的配置於各貯藏室的氣閘。控制裝置7控制壓縮機2的輸出、送風扇4的送風量、及氣閘的開度。另外，控制裝置7，基於輸入的各訊號，將關於各貯藏室的溫度、及庫內的在庫資訊等的顯示訊號輸出到操作面板6的顯示部62。

(低溫室13的溫度控制)

繼之，說明本實施形態中的低溫室13的溫度控制。圖5為本發明之實施形態的冰箱的控制裝置的低溫室的溫度控制相 關之功能方塊圖。如圖5所示，控制裝置7具有：計測時間的計時部71、計數得到計數值的計數器72、程序移行部73、溫度設定部74、比較部75、控制部76、記憶部77。上述各部可做為用軟體實現的功能部，藉由構成控制裝置7的CPU執行程式來實現、或者由DSP、ASIC(Application Specific IC)、PLD(Programmable Logic Device)等的電子電路實現。

程序移行部73，基於計時部71所計測的時間及計數器72得到的計數值，進行程序的移行。溫度設定部74，對應於已由程序移行部73移行的程序，設定低溫室13的設定溫度θs。比較部75，比較溫度設定部74所設定的設定溫度θs和低溫室13的溫度感測器15所檢出的庫內溫度θ，並將比較結果向控制部76輸出。控制部76，基於比較部75得出的比較結果，控制壓縮機2、送風扇4還有氣閘17，使得溫度感測器15所檢出的庫內溫度θ到達設定溫度θs。記憶部77由例如非揮發性的半導體記憶體等構成，記憶用於溫度控制的各種資料及動作程式。

參照圖6詳細說明控制裝置7進行的低溫室13的溫度控制。圖6為顯示實施本發明之實施形態的冰箱的溫度控制的情況下低溫室的設定溫度及庫內溫度的經時變化之圖表。如圖6所示，低溫室13的溫度控制中，重複包含低溫程序及升溫程序的週期。具體言之，程序移行部73，當低溫程序的開始起算經過低溫程序時間△TL時，向升溫程序移行。另外，升溫程序的開始起算經過升溫程序時間△TH時，再度向低溫程序移行。低溫程序時間△TL及升溫程序時間△TH，係依據後述方法由各機體決定並記憶在記憶部77。另外，低溫程序相當於本發 明的「第1程序」，升溫程序相當於本發明的「第2程序」。另外，低溫程序時間△TL相當於本發明的「第1時間」，升溫程序時間△TH相當於本發明的「第2時間」。

低溫程序中，由溫度設定部74將設定溫度θs設定為低溫設定溫度θL，由控制部76使低溫室13內的溫度降低直到達到低溫設定溫度θL為止。低溫設定溫度θL為較低溫室13中所收容的被冷卻物的結凍點θf(例如，0℃)還要低的溫度，例如為-4℃~-2℃。升溫程序中，由溫度設定部74將設定溫度θs設定為升溫設定溫度θH，由控制部76使得低溫室13內的溫度上升直到達到升溫設定溫度θH為止。升溫設定溫度θH為較低溫室13中所收容的被冷卻物的結凍點θf還要高的溫度，例如為1℃~2℃。低溫設定溫度θL及升溫設定溫度θH具有θH>θL的關係，並事先記憶在記憶部77中。另外，低溫設定溫度θL及升溫設定溫度θH亦可由使用者透過操作部61加以變更或設定。低溫設定溫度θL相當於本發明的第1溫度，升溫設定溫度θH相當於本發明的第2溫度。

另外，低溫程序包含導入程序及低溫維持程序。如圖6所示，在導入程序中，溫度設定部74，使得設定溫度θs每事先設定的時間階梯式地下降。此階梯係由計數器72計數。程序移行部73，當計數器72的計數值已達到目標值時，向低溫維持程序移行。該目標值為事先決定，使得在時刻TL1時，設定溫度θs到達低溫設定溫度θL。低溫維持程序中，溫度設定部74，使設定溫度θs為低溫設定溫度θL，由控制部76使得低溫室13內的溫度降低直到達到低溫設定溫度θL為止。藉由如上述的 低溫程序，低溫室13內的被冷卻物於結凍點θf以下成為非結凍得過冷卻狀態。然後，程序移行部73，當到達時刻TL時，亦即，低溫程序開始起算已經過低溫程序時間△TL時，結束低溫程序，移行到升溫程序。

升溫程序中，由溫度設定部74將低溫室13的設定溫度θs設定在升溫設定溫度θH，由控制部76使低溫室13的溫度上升使其到達升溫設定溫度θH。具體言之，控制部76，關閉氣閘17，藉此使冷氣流入低溫室13的狀態停止，使低溫室13的庫內溫度上升。另外，亦可壓縮機2停止時使送風扇4運轉，打開氣閘17使冰箱1內的空氣循環，藉此使低溫室13的庫內溫度上升，以作為其他方法。另外，亦可使用加熱器18瞬時升溫，以作為其他方法。然後，程序移行部73，當到達時刻TH時，亦即，升溫程序開始起算已經過升溫程序時間△TH時，結束升溫程序，移行到低溫程序。

圖7為顯示本發明之實施形態的冰箱中的低溫室之溫度控制處理的流程圖，參照圖1~7，說明實施形態的冰箱中的低溫室的溫度控制處理。當電源投入冰箱1時，藉由或操作面板6選擇了處理開始時，開始本處理。首先，控制裝置7，由溫度感測器15檢出低溫室13的庫內溫度θ，判斷已檢出的庫內溫度θ是否為升溫設定溫度θH以上(S101)。然後，當庫內溫度θ未達升溫設定溫度θH時，(S101：[否])，進行步驟S112，開始升溫程序。另一方面，當庫內溫度θ為升溫設定溫度θH以上的情況下(S101：[是])，開始低溫程序。然後，由計時部71重設經過時間T，開始經過時間T的計測(S102)。

低溫程序中，首先實施導入程序。導入程序中，由溫度設定部74將設定溫度θs設定為θH-△θ(S103)。然後，計數器72的計數值i設定為0(S104)。另外，由計時部71重設經過時間t，開始經過時間t的計測(S105)。在此，將低溫室13的設定溫度θs設定為較升溫設定溫度θH低△θ(例如，0.3℃)的溫度，開始導入程序中的階梯的計數及各階梯的經過時間t的計測。

繼之，由溫度設定部74判斷經過時間t是否在△t以上(S106)。在此，△t為導入程序中的各階梯的時間，其係為例如20分。然後，經過時間t未達△t的情況下(S106)、維持步驟S103中已設定的設定溫度θs，直到經過時間t為△t以上。另一方面，經過時間t為△t以上的情況下(S106：[是])，將設定溫度θs設定為θs-△θ(S107)，將計數值i加1(S108)。

繼之，由程序移行部73判斷計數值i是否為n以上(S109)。在此，n表示導入程序中的階梯數，其係為例如12。計數值i未達n的情況下(S109：[否])，回到步驟S105並重複之後的處理。藉此，每事先設定的時間△t，低溫室13設定溫度θs就階梯式地降低△θ，庫內溫度θ也降低為設定溫度θs。

另一方面，計數值i為n以上的情況下(S109：[是])，由程序移行部73移行到低溫維持程序。然後，由溫度設定部74將設定溫度θs設定為低溫設定溫度θL(S110)。接著，判斷低溫程序開始起算的經過時間T是否為△TL以上(S111)。然後，經過時間T未達低溫程序時間△TL的情況下(S111：[否])，維持步驟S110中所設定的設定溫度θs(亦即，低溫設定溫度θL)，直到經過時間T為低溫程序時間△TL以上。另一方面，經過時間T為低 溫程序時間△TL以上的情況下(S111：[是])，進行步驟S112，開始升溫程序。

升溫程序中，由計時部71重設經過時間T，再度開始經過時間T的計測(S112)。然後，由溫度設定部74將低溫室13的設定溫度θs設定為升溫設定溫度θH(S113)。繼之，由程序移行部73判斷經過時間T是否為升溫程序時間△TH以上(S114)。然後，經過時間T未達升溫程序時間△TH的情況下(S114：[否])，維持步驟S113中所設定的設定溫度θs(亦即，升溫設定溫度θH)，直到經過時間T為升溫程序時間△TH以上。另一方面，經過時間T為升溫程序時間△TH以上的情況下(S114：[是])，結束升溫程序，回到步驟S102並再度開始低溫程序。

在此，低溫程序中，收容在低溫室13內的被冷卻物，處於即使在結凍點θf以下也不結凍得過冷卻狀態，但是，過冷卻狀態為能量不穩定的狀態。因此，例如，類似如門片8開閉等的撞擊或某些原因造成低溫室13內急遽的溫度變化時，有可能會解除過冷卻狀態。當被冷卻物的過冷卻狀態被解除時，在被冷卻物內部大致相同地開始產生微細冰結晶，開始結凍。因此，如上述般，低溫程序的開始起算已經過低溫程序時間△TL時，向升溫程序移行，藉此，能夠避免結凍的進行及結束，防止因為冰結晶而對被冷卻物的組織或細胞等造成損傷。另外，升溫程序的開始起算已經過升溫程序時間△TH時，移行到低溫程序，能夠抑制被冷卻物的品質降低。

不過，也可能會因為低溫程序時間△TL及升溫程序 時間△TH的長度而導致被冷卻物的品質降低。例如，相對於低溫程序時間△TL而言，升溫程序時間△TH太短的情況下，無法使被冷卻物的冰結晶充分融化，使得被冷卻物的結凍繼續進行。另外，相對於低溫程序時間△TL而言，升溫程序時間△TH太長的情況下，被冷卻物的保存期間當中的平均溫度變得比結凍點θf還高，有可能導致被冷卻物的品質降低。因此，本實施形態中，考慮到辨識被冷卻物的結凍之時間還有熱量的平衡，而設定低溫程序時間△TL及升溫程序時間△TH。

參照圖8及圖9，說明本實施形態中低溫程序時間△TL及升溫程序時間△TH的設定。圖8為顯示實施本發明之實施形態的冰箱中的溫度控制的情況下的低溫室的設定溫度及庫內溫度的經時變化、被冷卻物放出的熱量q1、供給至被冷卻物的熱量q2的圖表。圖9為顯示低溫設定溫度θL為-3℃的情況下，被冷卻物的過冷卻解除後已進行結凍的時間(結凍時間)、與將被冷卻物切斷時的破斷高峰數的關係的圖表。

(低溫程序時間△TL的設定)

低溫程序時間△TL設定為滿足由簡易實驗求出的下述的條件。首先，導入程序中的冷卻速度，設定為能夠使得類似如食品等的被冷卻物進入過冷卻狀態。例如，由實驗得知，在低溫設定溫度θL為-3℃的情況下，每1℃的冷卻時間為35分以上時，則被冷卻物有很高的可能性會進入過冷卻狀態。因此，任意設定導入程序的冷卻速度，使得滿足此條件。藉此，如圖8所示，決定從開始低溫程序起算(亦即，導入程序開始起算)至到達被冷卻物的結凍點θf為止的時間△Tf1、以及到結束導入程 序為止的時刻TL1。然後，低溫程序時間△TL設定為滿足時刻TL1<時刻TL。

另外，低溫程序時間△TL必須要設定為、辨識出被冷卻物的結凍為止的時間以下。在此，參照圖9說明將低溫程序時間△TL設定為辨識出結凍為止的時間以下的理由。

當過冷卻解除後結凍進行時，在被冷卻物中的冰結晶的產生及成長進行，作為被冷卻物的食品的觸感變化。人辨識出被冷卻物已經結凍的變化有：碰觸時的硬度、及切斷時冰粒破斷的唰啦唰啦感等。但是，由實驗得知，過冷卻解除後的數小時，即使有冰結晶產生也是很微細而且微量的，所以被冷卻物的觸感幾乎沒有變化。圖9所示的破斷高峰數為，從切斷開始到切斷結束為止的切斷荷重的時間變化波形中的極大點的個數，表示冰粒被破斷的唰啦唰啦感。另外，圖9中，顯示每結凍時間在圖表上的破斷高峰數的偏差。如圖9所示，非結凍狀態(結凍時間0小時)和結凍開始經過6小時後的狀態，其破斷高峰數幾乎沒有變化。亦即，可以得知，結凍開始到經過6小時的時候，被冷卻物的觸感幾乎沒有從非結凍狀態有所變化，不會辨識為已經結凍。另外，從圖9可知，非結凍狀態(結凍時間0小時)和能夠識別為已結凍的狀態的邊界為8小時。因此，藉由將低溫程序時間△TL設定為8小時以下(例如，300分)，能夠在識別出被冷卻物的結凍之前移行到升溫程序。以下，將辨識出被冷卻物的結凍為止的時間稱之為「容許結凍時間」。另外，8小時係為一例，容許結凍時間係因應機體及低溫設定溫度θL而變化。

(升溫程序時間△TH的設定)

另外，由圖9可知，即使未使已產生的冰結晶全部融化，藉由使其回復到過冷卻解除後不久、或者數小時以內的狀態，實質上能夠維持在與非結凍狀態同等的狀態。因此，將低溫程序時間△TL設定為辨識出被冷卻物結凍為止的容許結凍時間(例如，8小時)以下，藉此，在升溫程序中，沒有必要將已產生的冰結晶確實融化。不過，為了不讓結凍再繼續進行，在低溫程序和升溫程序中必須要取得熱量的平衡。因此，設定升溫程序時間△TH，使得能夠在低溫程序和升溫程序中取得熱量的平衡。

在圖8所示的低溫程序中，溫度感測器15所檢出的庫內溫度θ(T)到達被冷卻物的結凍點θf的時刻為Tf1。另外，在升溫程序中，庫內溫度θ(T)到達被冷卻物的結凍點θf的時刻為Tf2。另外，下一個週期的低溫程序中，庫內溫度θ(T)到達被冷卻物的結凍點θf的時刻為Tf3。另外，升溫程序開始後直到庫內溫度θ(T)到達被冷卻物的結凍點θf為止的時間為△Tf2。另外，下一個週期的低溫程序開始後，直到庫內溫度θ(T)到達被冷卻物的結凍點θf為止的時間為△Tf1。

在庫內溫度θ(T)低於結凍點θf的時間△T1的期間(亦即，Tf2-Tf1的期間)，溫度在結凍點θf固定的被冷卻物放出的熱量為q1。另外，在庫內溫度θ(T)高於結凍點θf的時間△T2的期間(亦即，Tf3-Tf2的期間)，提供給溫度在結凍點θf固定的被冷卻物的熱量為q2。熱量q1表示如下述式(1)，其相當於圖8的斜線部的面積當中，從Tf1到Tf2之間的θf和庫內溫度θ(T)之 間的斜線部。亦即，熱量q1為，庫內溫度θ(T)低於結凍點θf的期間中，結凍點θf和庫內溫度θ(T)之差的時間積分值。熱量q2表示如下述式(2)，其相當於圖8的斜線部的面積當中，從Tf2到Tf3之間的θf和庫內溫度θ(T)之間的斜線部。亦即，熱量q2為，庫內溫度θ(T)高於結凍點θf的期間中，庫內溫度θ(T)和結凍點θf之差的時間積分值。另外，熱量q1相當於本發明的第1熱量，熱量q2相當於本發明的第2熱量。

本實施形態中，設定升溫程序時間△TH，使其為熱量q1與熱量q2均衡的狀態。亦即，設定升溫程序時間△TH，使得熱量q1和熱量q2相等，亦即，使得滿足熱量q1=q2。另外，所謂的熱量q1和熱量q2相等，不僅包含熱量q1和熱量q2完全相同的情況，也包含熱量q1和熱量q2雖不相同但已均衡的狀態。具體言之，考慮到食品保存的品質，熱量q1≦熱量q2≦熱量q1×1.05的範圍內為佳。如上述，因為將低溫程序時間△TL設定在容許結凍時間以下，因此不需要像過去那樣將被冷卻物的冰結晶確實融化，升溫程序時間△TH短於過去將被冷卻物的冰結晶確實融化的情況。

升溫程序時間△TH可以依後述方式從低溫程序時間△TL求出。首先，可以從升溫速度球初升溫程序開始後直到庫內溫度θ(T)到達結凍點θf為止的時間△Tf2及時刻Tf2。升溫速 度由實驗求出。繼之，從圖8的斜線部面積依照下述式(3)以近似式表示式(1)所示的熱量q1。另外，從圖8的斜線部面積，依照下述式(4)以近似式表示式(2)所示的熱量q2。依照式(3)及(4)，求出升溫程序時間△TH，使得滿足熱量q1=熱量q2。升溫程序時間△TH為例如240分。

如上述，本實施形態中，低溫程序時間△TL設定為，滿足時刻TL1<時刻TL，並且為容許結凍時間以下。另外，升溫程序時間△TH，係基於低溫程序時間△TL、熱量q1、熱量q2，設定為使得熱量q1和熱量q2均衡的狀態。

(被冷卻物的溫度推移)

繼之，說明實施本實施形態的溫度控制的情況下的被冷卻物(例如，食品)的溫度推移。圖10為顯示實施本發明之實施形態的冰箱中的溫度控制的情況下的低溫室之設定溫度、庫內溫度及食品溫度的經時變化的圖，為顯示被冷卻物未過冷卻解除的情況之一例的圖表。圖11為顯示實施本發明之實施形態的冰箱中的溫度控制的情況下的低溫室的設定溫度、庫內溫度及食品溫度的經時變化之圖，為顯示被冷卻物已過冷卻解除的情況 之一例的圖表。

首先，如圖10所示，食品未引發過冷卻解除的情況下，食品溫度較低溫室13的庫內溫度略微延遲，在低溫設定溫度θL到升溫設定溫度θH之間和庫內溫度的變化相同地連續變化。藉此，低溫室13內的食品，在低溫程序中能夠反覆回復到過冷卻狀態。

另外，如圖11所示，於食品溫度到達結凍點θf以下的時刻Tf，過冷卻被解除時，在食品內產生微細冰結晶，開始結凍。接著，在時刻TL，低溫室13的設定溫度θs被切換為升溫設定溫度θH，藉此，使食品內部的微細冰結晶的融化開始。然後，於升溫程序結束的時刻TH，食品回復到等當於非結凍狀態的狀態。在發現了過冷卻狀態的週期的下一個週期中，於食品的溫度到達結凍點θf以下的時刻Tf1，食品沒有進入過冷卻狀態而開始結凍，成為相變化狀態。

此時，本實施形態中，升溫程序時間△TH設定為使得滿足熱量q1=熱量q2，因此，使結凍進行的熱量q1和使冰結晶融化的熱量q2相等。另外，低溫程序時間△TL設定為容許結凍時間以下。因此，在使升溫程序結束的時點中的時刻TH_2，冰箱1能夠使得食品回復到等當於過冷卻解除之後不久，亦即，時刻Tf1及結凍開始之後不久的狀態。

另一方面，圖12及圖13為顯示比較例中實施溫度控制的情況下的低溫室的設定溫度、庫內溫度及食品溫度的經時變化的圖。另外，圖12顯示將升溫程序時間△TH設定為使得熱量q1>熱量q2的情況之一例，圖13顯示將升溫程序時間△TH 設定為使得熱量q1<熱量q2的情況之一例。

如圖12所示，升溫程序時間△TH設定為使得熱量q1>熱量q2的情況下，隨著週期進行，過冷卻狀態中已產生的冰結晶成長且結凍進行，不久結凍就結束了。詳言之，在食品的溫度到達結凍點θf以下的時刻Tf，食品的過冷卻解除，微細冰結晶產生而結凍開始。接著，在時刻TL，低溫室13的設定溫度θs被切換為升溫設定溫度θH，食品內的微細冰結晶的融化開始。時刻Tf到時刻TL的時間短的情況下，在升溫程序結束的時點的時刻TH中，食品回復到等當於非結凍狀態的狀態。

在發現了過冷卻解除的週期的下一個週期中，在食品的溫度到達結凍點θf以下的時刻Tf1中，食品沒有進入過冷卻狀態而開始結凍，成為相變化狀態。此時，因為將升溫程序時間△TH設定為使得熱量q1>熱量q2，所以使結凍進行的熱量q1大於使冰結晶融化的熱量q2。因此，食品的結凍進行，結凍會在任一個時點結束。亦即，將升溫程序時間△TH設定為使得熱量q1>熱量q2的情況下，難以防止已過冷卻解除的食品之結凍的進行。

圖13為將升溫程序時間△TH設定為使得熱量q1<熱量q2的情況，更詳言之，例如，其顯示考慮過冷卻解除時類似如食品等的食品所放出的熱量q0，將升溫程序時間△TH設定為使得q0+q1≦q2的情況。熱量q0相當於本實施形態的第3熱量，其用例如下述式(5)求出。在此，θT為過冷卻解除的溫度，W為食品的含水率，Cp為水的熱容量。

【數學式5】 q0=△(θT-θL)×W×Cp．．．．(5)

藉由將升溫程序時間△TH設定為使得滿足q0+q1≦q2，能夠使得過冷卻解除時在食品中產生的冰結晶完全融化，完全回復到非結凍狀態。藉此，下一個週期也一定能夠進入過冷卻狀態，因此，熱量q1為在低溫維持程序的期間中，溫度在結凍點θf固定的食品所放出的熱量。但是，在此情況下，因為使食品中已產生的冰結晶完全融化，所以升溫程序時間△TH變長，食品的平均溫度必然會變高。

如上述，依據本實施形態的冰箱1，考慮到被冷卻物的容許結凍時間及熱量平衡，設定低溫程序時間△TL及升溫程序時間△TH，進行週期性的溫度控制。具體言之，低溫程序時間△TL設定在容許結凍時間以內，升溫程序時間△TH設定為使得成為使結凍進行的熱量q1和使冰結晶融化的熱量q2均衡的狀態。藉此，本實施形態的冰箱1藉由低溫程序和升溫程序，能夠達成辨識出被冷卻物的結凍的時間及熱量的平衡，即使不將冰結晶完全融化也能夠使類似如食品等地被冷卻物回復到與過冷卻狀態相同的狀態，並且，能夠使被冷卻物的保存期間中的平均溫度降低。因此，本實施形態中的冰箱1，不會對被冷卻物造成不良影響，而能夠防止被冷卻物的結凍結束。

另外，在低溫程序中，具有導入程序和低溫維持程序，能夠使得低溫室13內的被冷卻物成為過冷卻狀態。另外，在升溫程序中，控制氣閘17使低溫室13，藉此，不需要有用以升溫的熱源，能夠防止零件個數消耗電力的增加。

另外，以上說明控制裝置7作為在升溫程序中，控 制氣閘17及控制加熱器18的裝置，但並不限定於此。例如，控制裝置7在升溫程序中，不控制氣閘17，僅控制加熱器18使低溫室13升溫亦可。另外，加熱裝置不限定於加熱器18，亦可為熱交換器或帕爾鐵元件等。

另外，過去的冰箱中，在冷藏室100內的下方附加使冷卻物成為過冷卻狀態的功能的情況下，由於作為過冷卻控制區的低溫室13和蔬菜室200相鄰，所有蔬菜室200有可能會過冷。因此，有必要在低溫室13和蔬菜室200之間使用適當的隔熱材形成隔熱構造，而加強了構造限制。

因此，本實施形態的冰箱1中具備：在低溫室13和位於低溫室13下方的蔬菜室200之間設置為與區隔構材50並列的隔板40、設置於隔板40和區隔構材50圍成的區域以作為加熱裝置的加熱器18，由控制裝置7控制加熱器18，能夠使蔬菜室200庫內溫室上升。亦即，實施形態的冰箱1，即使蔬菜室200和低溫室13相鄰，藉由用加熱器18將熱供給至蔬菜室200，能夠防止蔬菜室200過冷，因此，不需要過去必備的隔熱材。據此，本實施形態的冰箱1係關於一種冰箱，其不使用隔熱材，並具有使被冷卻物變為過冷卻狀態的功能，不會讓蔬菜室200過冷，而能夠使被冷卻物為過冷卻狀態。

再者，實施形態的冰箱1，用隔板40或從區隔構材50突出的肋部(肋部區域20)將隔板40和區隔構材50圍成的區域區隔為複數空間，將加熱器18設置在區隔出的空間之一者中，因此可以提高加熱器18的發熱密度，能夠有效地使貯藏室的庫內溫度上升。

以上，已基於圖面說明本發明之實施形態，但本發明的具體構成並不以此為限，過冷卻控制可以在可能範圍內變更。例如，上述實施形態中，因為沒有必要在升溫程序中將由於被冷卻物的過冷卻解除而產生的冰結晶完全融化，所以構成為將升溫程序時間△TH設定為使得熱量q1=熱量q2。在此情況下，包含被冷卻物在過冷卻解除時放出的熱量q0在內的熱量的關係為q1=q2<(q0+q1)。在此，即使不是嚴格的熱量q1=熱量q2的情況下，在滿足q2<q0+q1的情況下，即使熱量q1<熱量q2，熱量q1和熱量q2亦處於均衡狀態，能夠得到和上述實施形態相同的效果。因此，亦可求出升溫程序時間△TH，使得熱量q1<熱量q2，並滿足熱量q2<(熱量q0+熱量q1)。

另外，保存於冰箱1中的被冷卻物，不僅包含食品，還包含可以保存於過冷卻狀態的所有物品，如，類似如非食用的小動物的生肉等的從自然界採集來的東西、或類似如複製動物等的實驗用的動物的生肉等。

Claims (8)

1. 一種冰箱，其包括：隔熱箱體，其內部具有用區隔構材區隔為複數貯藏室的貯藏空間；低溫室，設置作為上述貯藏室中之一者，將被冷卻物於不結凍的狀態下保存於結凍點以下的溫度中；冷卻裝置，將上述貯藏空間冷卻；在上述低溫室和位於上述低溫室的下方的上述貯藏室之間與上述區隔構材並列設置的隔板；加熱裝置，設置於上述隔板和上述區隔構材圍成的區域中；控制裝置，控制上述冷卻裝置以重複執行使上述低溫室的庫內溫度在事先設定的時間中，從高於上述被冷卻物的上述結凍點的第2溫度降低到低於上述結凍點的第1溫度的第1程序，及使其從上述第1溫度上升到上述第2溫度為止，並使上述第2溫度維持事先設定的時間之第2程序；由上述隔板和上述區隔構材圍成的區域，藉由上述隔板或從上述區隔構材突出的肋部區隔為複數空間，在被區隔出的空間中的一者設置上述加熱裝置；上述控制裝置，在上述第2程序中，控制上述冷卻裝置並控制上述加熱裝置，使得上述低溫室的庫內溫度從上述第1溫度上升到上述第2溫度，執行控制以使得上述低溫室的庫內溫度低於上述結凍點的狀態下的上述結凍點和上述低溫室的庫內溫度之差的時間積分值，以及上述低溫室的庫內溫度高於上述結凍點的狀態下的上述結凍點和上述低溫 室的庫內溫度之差的時間積分值平衡。
2. 一種冰箱，其包括：隔熱箱體，其內部具有用區隔構材區隔為複數貯藏室的貯藏空間；低溫室，設置作為上述貯藏室中之一者，將被冷卻物於不結凍的狀態下保存於結凍點以下的溫度中；冷卻裝置，將上述貯藏空間冷卻；在上述低溫室和位於上述低溫室的下方的上述貯藏室之間與上述區隔構材並列設置的隔板；加熱裝置，設置於上述隔板和上述區隔構材圍成的區域中；控制裝置，控制上述冷卻裝置以重複執行使上述低溫室的庫內溫度在事先設定的時間中，從高於上述被冷卻物的上述結凍點的第2溫度降低到低於上述結凍點的第1溫度的第1程序，及使其從上述第1溫度上升到上述第2溫度為止，並使上述第2溫度維持事先設定的時間之第2程序；由上述隔板和上述區隔構材圍成的區域，藉由上述隔板或從上述區隔構材突出的肋部區隔為複數空間，在被區隔出的空間中的一者設置上述加熱裝置；上述控制裝置，控制上述加熱裝置，使上述貯藏室的庫內溫度上升，執行控制以使得上述低溫室的庫內溫度低於上述結凍點的狀態下的上述結凍點和上述低溫室的庫內溫度之差的時間積分值、以及上述低溫室的庫內溫度高於上述結凍點的狀態下的上述結凍點和上述低溫室的庫內溫度的差的時間積分值平衡。
3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的冰箱，上述控制裝置，在上述第1程序中控制冷卻裝置，使得設定溫度每事先設定時間階梯式地下降，從上述第2溫度降低到上述第1溫度為止。
4. 如申請專利範圍第3項所記載的冰箱，上述第1程序由下列構成：導入程序，每事先設定時間將設定溫度從上述第2溫度降低直到到達上述第1溫度為止；及低溫維持程序，將已到達上述第1溫度的設定溫度維持事先設定的時間。
5. 如申請專利範圍第1或2項所記載的冰箱，上述冷卻裝置包括：將冷氣送風到上述低溫室的風路、及調整供給至上述低溫室的冷氣的風量之氣閘；上述控制裝置，在上述第2程序中控制上述氣閘，將上述低溫室的庫內溫度從上述第1溫度上升到上述第2溫度。
6. 一種冰箱，其包括：隔熱箱體，其內部具有用區隔構材區隔為複數貯藏室的貯藏空間；低溫室，設置作為上述貯藏室中之一者，將被冷卻物於不結凍的狀態下保存於結凍點以下的溫度中；冷卻裝置，將上述貯藏空間冷卻；在上述低溫室和位於上述低溫室的下方的上述貯藏室之間與上述區隔構材並列設置的隔板；加熱裝置，設置於上述隔板和上述區隔構材圍成的區域中； 上述隔板和上述區隔構材所圍成的區域，由上述隔板或從上述區隔構材突出的肋部區隔為複數空間，在已區隔出的空間中的一者設置上述加熱裝置。
7. 如申請專利範圍第6項所記載的冰箱，更包括控制裝置，控制上述冷卻裝置以重複執行使上述低溫室的庫內溫度在事先設定的時間中，從高於上述被冷卻物的上述結凍點的第2溫度降低到低於上述結凍點的第1溫度的第1程序，及使其從上述第1溫度上升到上述第2溫度為止，並使上述第2溫度維持事先設定的時間之第2程序；上述控制裝置，執行控制以使得上述低溫室的庫內溫度低於上述結凍點的狀態下的上述結凍點和上述低溫室的庫內溫度之差的時間積分值，以及上述低溫室的庫內溫度高於上述結凍點的狀態下的上述結凍點和上述低溫室的庫內溫度之差的時間積分值平衡。
8. 如申請專利範圍第7項所記載的冰箱，在上述第2程序中，控制上述冷卻裝置並控制上述加熱裝置，使得上述低溫室的庫內溫度從上述第1溫度上升到上述第2溫度。