WO2019234848A1 - 冷蔵庫 - Google Patents

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WO2019234848A1
WO2019234848A1 PCT/JP2018/021702 JP2018021702W WO2019234848A1 WO 2019234848 A1 WO2019234848 A1 WO 2019234848A1 JP 2018021702 W JP2018021702 W JP 2018021702W WO 2019234848 A1 WO2019234848 A1 WO 2019234848A1
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WO
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refrigerator
room
air passage
storage chamber
temperature
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/021702
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English (en)
French (fr)
Inventor
毅 山村
剛 清家
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to JP2020523905A priority patent/JP6932256B2/ja
Priority to MYPI2020006282A priority patent/MY193389A/en
Priority to AU2018426820A priority patent/AU2018426820B2/en
Priority to SG11202010597QA priority patent/SG11202010597QA/en
Priority to PCT/JP2018/021702 priority patent/WO2019234848A1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/02—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cooling compartments at different temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/04—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating air, e.g. by convection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/06—Walls

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator having a function of bringing an object to be cooled into a supercooled state.
  • the supercooled state means that the object to be cooled is in a non-frozen state without starting freezing even when the object has reached the freezing point or lower.
  • the supercooled state may be canceled due to an impact or some factor, and ice crystals may be generated on the object to be cooled. If the supercooled state is left released, the object to be cooled freezes, and the quality of the object to be cooled decreases due to cell damage caused by freezing.
  • a refrigerator that repeatedly performs a constant temperature process in which the set temperature in the refrigerator is set to a temperature lower than the freezing point of the object to be cooled and a heating process in which the temperature is set to a temperature higher than the freezing point.
  • Patent Document 1 In the refrigerator of Patent Document 1, even when the supercooled state of the object to be cooled is released in the low temperature process, and ice crystals are generated in the object to be cooled and freezing is started, the temperature raising process is started at a predetermined timing. As a result, it is possible to melt the ice crystals generated when the supercooling is released. And after that, by performing a low-temperature process again, a supercooled state can be implement
  • the return air passage of the refrigerator (return air passage of the supercooled storage room) is arranged on the back side of the refrigerating room and on the bottom side of the refrigerating room, and has a positional relationship parallel to the air outlet that supplies cooling air to the refrigerating room. It has become. For this reason, there is a problem that a part of the cooling air outlet and the return air passage entrance are close to each other, and a part of the cooling air is short-passed, so that the object to be cooled cannot be efficiently cooled.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a refrigerator capable of efficiently cooling an object to be cooled and suppressing the cost of a heating device. .
  • the refrigerator according to the present invention has a room set in a refrigeration temperature zone, and a supercooled storage room set on the upper side of the room and set at a supercooling temperature lower than the freezing temperature lower than the refrigeration chamber temperature zone.
  • a refrigerating room, and a freezing room provided on the upper side of the refrigerating room and set in a freezing temperature zone, and is provided between a heat insulating box formed inside, the refrigerating room and the freezing room, and the refrigerating room
  • a return air passage for the chamber and a partition wall having the first heating device inside, and a return air passage entrance for guiding the air in the refrigerating chamber to the return air passage is formed on the front side of the refrigerating chamber.
  • a blower outlet through which cooling air is blown out is formed on the back side of the refrigerator compartment, and the first heating device is arranged so as not to overlap the return air passage in plan view. is there.
  • the cooling air passage entrance is formed on the front side of the refrigerator compartment, the cooling air can be efficiently blown out from the outlet formed on the back side of the refrigerator compartment.
  • the position of the return port is inevitably farther from the entrance of the return air channel than the position of the blowout port, so even if the cooling air speed is slowed, the object to be cooled can be efficiently moved without a short path of the cooling air. Can be cooled to.
  • the first heating device is arranged so as not to overlap with the return air passage in a plan view, and is configured not to cover the entire supercooled storage chamber, thereby suppressing the cost of the first heating device. be able to.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing the appearance of refrigerator 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a first internal configuration diagram schematically showing the configuration in refrigerator 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a second internal configuration diagram schematically showing the configuration in refrigerator 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the inside of the partition wall 7 between the freezer compartment 2 and the refrigerator compartment 3 in the refrigerator 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing a cross section of supercooled storage chamber 5 in refrigerator 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the refrigerator 100 of Embodiment 1 is provided with the heat insulation box 1 by which the front surface (front) was opened and the storage space was formed in the inside.
  • the heat insulation box 1 is composed of a steel outer box, a resin inner box, and a heat insulating material filled in a space between the outer box and the inner box. Is done.
  • the storage space formed inside the heat insulating box 1 is partitioned into a plurality of storage chambers in which the object to be cooled is stored by a plurality of partition members. For example, as shown in FIG.
  • the refrigerator 100 includes, as a plurality of storage rooms, a freezer room 2 disposed at the uppermost stage, a refrigerator room 3 disposed below the freezer room 2, And a vegetable compartment 4 arranged at the lowest level in the refrigerator compartment 3.
  • the type and number of storage compartments provided in the refrigerator 100 are not limited to these.
  • the object to be cooled is assumed to be food.
  • a compressor 6 that compresses and discharges a refrigerant, and a cooling that functions as an evaporator and cools air
  • a cooler 8 and a blower fan 9 for moving cool air generated by the cooler 8 are provided.
  • a cooling air passage 10 that is an air passage through which cool air flows and in which a cooler 8, a blower fan 9, and the like are installed.
  • the compressor 6 has a refrigerant discharge side connected to a condenser (not shown) and a refrigerant suction side connected to a cooler 8.
  • the cooler 8 functions as an evaporator, and generates cold air by exchanging heat between the refrigerant passing through the cooler 8 and the air flowing through the cooling air passage 10.
  • the compressor 6 and the cooler 8 constitute a refrigeration cycle circuit together with a condenser (not shown) and expansion means (not shown).
  • the blower fan 9 supplies cold air to the freezer compartment 2, the refrigerator compartment 3, and the vegetable compartment 4 through the cooling air passage 10.
  • the cooling air passage 10 is formed in a vertical direction in an inner wall panel 50 a (see FIG. 3) formed in the housing 50 from the upper side to the lower side in the refrigerator 100. More specifically, the cooling air passage 10 is formed on the back side of the freezer compartment 2, the refrigerator compartment 3, and the vegetable compartment 4, as shown in FIG.
  • the cooling air passage 10 has a first air passage 10 a that sends cool air to a supercooled storage chamber 5 in the refrigerator compartment 3 to be described later, and a second air passage 10 b that sends cold air to the room 12 in the refrigerator compartment 3. .
  • a first damper 11a is provided in the first air passage 10a.
  • the second air passage 10b is provided with a second damper 11b.
  • the first damper 11a adjusts the air volume of the cold air passing through the first air passage 10a by changing the opening degree.
  • the second damper 11b adjusts the air volume of the cold air passing through the second air passage 10b by changing the opening degree.
  • the cooled cold air which is heat-exchanged with the refrigerant in the cooler 8 by the operation of the refrigeration cycle circuit, is stored in the freezer compartment 2 and the refrigerator compartment 3 through the cooling air passage 10 on the rear surface of the refrigerator 100 by the blower fan 9. Supplied to the chamber. Then, the cold air that has passed through the refrigerator compartment 3 and the like is returned to the cooler 8 through the return air passage 16 as shown in FIG. 3, cooled again, and sent to each storage compartment.
  • the refrigerator 100 has a control device 200.
  • the control device 200 is, for example, dedicated hardware or a CPU (Central processing unit, central processing device, processing device, arithmetic device, microprocessor, microcomputer, processor) that executes a program stored in a memory. It is composed.
  • CPU Central processing unit, central processing device, processing device, arithmetic device, microprocessor, microcomputer, processor
  • the temperature of each storage room is detected by a temperature sensor (not shown) installed in each storage room.
  • the control device 200 controls various devices in the refrigerator 100 so that the temperature detected by the temperature sensor becomes the temperature set in each storage room.
  • the control device 200 includes the opening degree of the first damper 11a installed in the first air passage 10a and the second damper 11b installed in the second air passage 10b, the output of the compressor 6, the output of the heater 14, and the air blowing. The amount of air blown by the fan 9 is controlled.
  • the freezer compartment 2 is a storage compartment set in a freezing temperature zone below 0 ° C. (for example, ⁇ 18 ° C. or lower). As shown in FIGS. 2 and 3, the freezer compartment 2 is provided on the upper side of the refrigerator compartment 3 and stores food to be frozen.
  • the freezer compartment 2 is provided with a rotary (for example, open door type) first door 17a that opens and closes the opening.
  • the 1st door 17a of the freezer compartment 2 may not be a double door opening type but a single-piece rotation type. Opening and closing between the freezer compartment 2 and the outside of the refrigerator 100 is performed by opening and closing the first door 17a.
  • the refrigerated room 3 is set to a refrigerated temperature zone (for example, about 3 to 5 ° C.) and stores food in a room 12 that is a storage room for storing food and in a supercooled state that is at a lower temperature than the room 12.
  • a supercooled storage chamber 5 which is a storage chamber.
  • the temperature of the supercooling storage chamber 5 is, for example, a supercooling temperature of about 0 to ⁇ 3 ° C. which is lower than the freezing point (freezing temperature) of the food.
  • the refrigerator compartment 3 is provided with a shelf 27 on which food or the like is placed.
  • the opening formed in the front surface of the refrigerator compartment 3 is provided with a rotary (for example, open door) second door 17b that opens and closes the opening.
  • the second door 17b of the refrigerator compartment 3 may be a single-sheet rotary type instead of the double door opening type.
  • the inner wall panel 50 a shown in FIG. 3 serves as the rear wall in the refrigerator compartment 3.
  • the supercooled storage chamber 5 is provided on the upper side of the room 12, that is, on the uppermost stage of the refrigerator compartment 3.
  • the supercooled storage chamber 5 is a storage chamber that stores food in a supercooled state, and is therefore a storage chamber suitable for storing food such as meat, fish, or processed products thereof.
  • the supercooled storage chamber 5 is provided with a storage container (not shown) and a front wall 13.
  • a return air passage entrance 18 that guides the air in the supercooled storage chamber 5 to the return air passage 16 is provided on the front side (door side) of the refrigerating chamber 3, specifically, outside the front wall 13 of the supercooled storage chamber 5. It has been.
  • the storage container is a container for storing food stored in the supercooled storage chamber 5.
  • the storage container is, for example, a drawer-type container that can move in the front-rear direction along a rail (not shown) provided inside the side wall of the supercooled storage chamber 5.
  • the rail may be provided on the shelf 27 serving as the bottom surface of the supercooled storage chamber 5.
  • the rail does not necessarily need to be installed. The user can pull out the storage container from the supercooled storage chamber 5 and take in and out the food stored in the storage container through the upper surface opening of the storage container.
  • a material of the storage container for example, polystyrene or the like is used similarly to a storage container of a general refrigerator. However, it is not limited to this.
  • the front wall 13 is rotatably fixed to a partition wall 7 or a side wall, which will be described later, in the opening of the space on the front side of the supercooled storage chamber 5, and the front wall 13 is rotated by pulling out the storage container. And then open.
  • the temperature adjustment of the refrigerator compartment 3 is performed by the control device 200 controlling the opening degree of the second damper 11b to adjust the amount of air supplied to the refrigerator compartment 3. Further, the temperature of the supercooling storage chamber 5 is adjusted by the control device 200 controlling the opening degree of the first damper 11a to adjust the amount of air supplied to the supercooling storage chamber 5 and a heater 14 (described later). This is performed by adjusting the output of the first heating device.
  • the vegetable room 4 is a storage room in a refrigeration temperature zone (for example, about 3 to 7 ° C.) having a higher set temperature than the refrigeration room 3.
  • the vegetable room 4 has a space for storing food, and is a storage room that is particularly suitable for refrigerated vegetables among food. As shown in FIGS. 2 and 3, the vegetable compartment 4 is provided at the lowest level in the refrigerator compartment 3.
  • the partition wall 7 is a wall provided between the freezer compartment 2 and the refrigerator compartment 3.
  • the partition wall 7 partitions the freezer compartment 2 from the refrigerator compartment 3, and in particular, separates the freezer compartment 2 from the uppermost supercooled storage compartment 5 of the refrigerator compartment 3.
  • the partition wall 7 includes a heat insulating material 15 in order to prevent heat transfer cooling from the freezer compartment 2 to the supercooled storage compartment 5.
  • the partition wall 7 has a return air passage 16 and a return air passage entrance 18 into which cool air from the refrigerator compartment 3 is sucked into the return air passage 16.
  • the return air passage entrance 18 is formed in a portion on the front side of the refrigerator compartment 3.
  • the return air passage 16 provided in the partition wall 7 is formed in the heat insulating material 15 in the partition wall 7 and does not overlap with the heater 14 described later in plan view. It is provided as follows. As shown in FIG. 3, a return port 28 through which air from the refrigerator compartment 3 flows into the cooling air passage 10 is formed on the back side (rear side) of the partition wall 7.
  • a heater 14 is installed in the partition wall 7 that partitions the supercooled storage chamber 5 and the freezer compartment 2 on the upper surface of the supercooled storage chamber 5.
  • the heater 14 is a heating device for temperature adjustment that heats the food in the supercooled storage chamber 5 to raise the temperature.
  • the heater 14 is used to heat food, and is used in a temperature raising step in the supercooled storage process. In the supercooled storage process, it is necessary to prevent the food from being overcooled and frozen. Therefore, in order to heat the food which has cooled too much, it heats using the heater 14.
  • FIG. By installing the heater 14 on the upper surface of the supercooled storage chamber 5, the food in the supercooled storage chamber 5 can be heated.
  • a cluster Unless a cluster exceeds a certain critical radius, it cannot exist stably and does not become an ice crystal. Therefore, even if the freezing point is reached, the cluster does not start freezing. This state is a supercooled state. If even one cluster larger than the critical radius is generated, it becomes a nucleus and generates ice crystals, and the supercooled state is eliminated. When the temperature is lowered, the probability that the supercooled state is eliminated increases. Also, due to disturbance such as physical impact, fluctuations in the liquid increase, resulting in a cluster with a critical half or more, and the supercooled state is eliminated.
  • ice crystals are often generated using them as a core.
  • the supercooled state may be eliminated by some factor such as impact, and ice crystals may be generated in the food. If the supercooled state is removed, the food is frozen, and the quality of the food is degraded due to cell damage caused by freezing.
  • the low temperature process in which the set temperature in the refrigerator is set to a temperature lower than the freezing point of the food and the temperature raising process in which the temperature is set to a temperature higher than the freezing point are controlled.
  • the food is kept in a supercooled state by adjusting the temperature environment in the supercooled storage chamber 5 which is a food storage space and cooling without giving a stimulus such as a rapid temperature drop.
  • the “temperature range” of the supercooled storage chamber 5 is preferably in the range of ⁇ 4 to 0 [° C.]. In maintaining the supercooled state, it is preferable to make the “temperature distribution” in the supercooled storage chamber 5 uniform.
  • FIGS. 2 and 3 indicate the flow of cold air.
  • the cold air generated by the cooler 8 passes through the blower fan 9 and is divided into cold air toward the freezer compartment 2 and cold air toward the refrigerator compartment 3.
  • the cool air toward the refrigerating room 3 passes through the cooling air passage 10 and is directed to the cool air toward the supercooled storage room 5 in the refrigerating room 3 and the room 12 in the refrigerating room 3 by the first damper 11a and the second damper 11b. It can be divided into cold air.
  • the cold air toward the refrigerating chamber 3 passes on the shelf 27, gradually rises from below to above on the front side of the refrigerating chamber 3, and moves toward the return air passage 16.
  • the cold air toward the supercooled storage chamber 5 is blown out from the blowout port 19 communicating with the first damper 11a.
  • a part of the cold air blown out from the blow-out port 19 escapes from the gap between the front wall 13 and the shelf 27 to the space on the front side of the supercooled storage chamber 5.
  • the cold air that has escaped into the space on the front side merges with the cold air that has flowed upward above the refrigerator compartment 3 and has cooled the space other than the supercooled storage chamber 5 of the refrigerator compartment 3, and flows into the return air passage entrance 18. It passes through the return air passage 16 and returns to the cooling air passage 10 from the return port 28.
  • the refrigerator 100 is set to the room 12 that is set in the refrigeration temperature zone, and the supercooling temperature that is provided above the room 12 and is lower than the freezing temperature that is lower than the refrigeration chamber temperature zone.
  • a refrigerating room 3 having a supercooled storage room 5, and a heat insulating box 1 provided inside the refrigerating room 2 provided above the refrigerating room 3 and set in a freezing temperature zone;
  • a partition wall 7 provided between the freezer compartment 2 and having the return air passage 16 of the refrigerator compartment 3 and the first heating device inside.
  • the air in the refrigerator compartment 3 is supplied to the front side of the refrigerator compartment 3.
  • a return air passage entrance 18 that leads to the return air passage 16 is formed, and a blowout port 19 through which cooling air is blown out is formed on the back side of the refrigerator compartment 3, and the first heating device is viewed in plan view.
  • the return air passage 16 is arranged so as not to overlap.
  • the refrigerator 100 since the return air passage entrance 18 is formed on the front side of the refrigerator compartment 3, the cooling is efficiently performed from the air outlet 19 formed on the back side of the refrigerator compartment 3. Wind can be blown out. Further, since the position of the return air passage 16 and the position of the air outlet 19 are separated from each other, even if the cooling air speed is slowed down, the object to be cooled can be efficiently cooled without the short passage of the cooling air. it can.
  • the first heating device is arranged so as not to overlap the return air passage 16 in plan view, and is configured not to cover the entire supercooled storage chamber 5, so that the heater area can be reduced. This can reduce the cost of the first heating device.
  • the heat generation density can be increased and the temperature rise performance of the first heating device can be increased, the energization rate of the first heating device can be suppressed, and supercooled storage can be performed efficiently.
  • the return air passage 16 is provided on the lower side of the refrigerating chamber 3, if there is a return air passage entrance on the front side of the refrigerating chamber 3, food juice such as gravy or food waste is spilled, and thereby the return air passage Since 16 may be clogged, the front return air passage 16 is difficult to realize in order to maintain the quality of the refrigerator 100. Therefore, the position of the return air passage 16 is basically arranged on the back side.
  • the return air passage 16 is formed in the upper part of the refrigerator compartment 3, and so The return air passage 16 can be formed on the front side of the refrigerator compartment 3 because there is no fear that the return air passage 16 will be clogged even if spilled food juice or food waste is spilled.
  • the partition wall 7 is filled with a heat insulating material 15. According to the refrigerator 100 according to the first embodiment, since the partition wall 7 is filled with the heat insulating material 15, heat transfer cooling from the freezer compartment 2 to the supercooled storage compartment 5 can be prevented.
  • Embodiment 2 FIG. Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described. However, the description overlapping with that of the first embodiment is omitted, and the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as those of the first embodiment.
  • FIG. 6 is an internal structure diagram schematically showing the configuration of the refrigerator 100 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • a heat transfer member 20 is provided below the partition wall 7 which is the upper surface of the supercooled storage chamber 5.
  • the heat transfer member 20 By providing the heat transfer member 20 on the lower side of the partition wall 7, heat from the heater 14 with increased heat generation density can be transferred more efficiently, so that food can be more reliably prevented from freezing.
  • the energization time of the heater 14 can be shortened.
  • the heater since the heater was installed on the lower surface of the supercooling storage chamber, it was difficult to provide the heat transfer member 20 in the lower region of the supercooling storage chamber. This is because, in consideration of food storage, when the heat transfer member 20 is provided in the lower region of the supercooled storage chamber, it is difficult to place food. Temporarily, it is possible to arrange the heat transfer member 20 flat on the bottom surface of the supercooled storage chamber. However, in that case, the heat transfer area cannot be made larger than that in the second embodiment, and a sufficient effect cannot be exhibited.
  • the heater 14 has an increased heat generation density without making it difficult to place food. The heat from can be transferred more efficiently.
  • the heat transfer member 20 is preferably a material having a high thermal conductivity, and is preferably a metal material such as aluminum.
  • the heat transfer member 20 is preferably provided with irregularities so that the heat transfer area can be as large as possible.
  • the refrigerator 100 according to the second embodiment has the heat transfer member 20 provided in the upper part of the supercooled storage chamber 5. According to the refrigerator 100 according to the second embodiment, since the heat transfer member 20 is provided in the upper part of the supercooled storage chamber 5, the food can be more reliably prevented from being frozen and the heater 14 is energized. Time can be shortened.
  • the heat transfer member 20 is a metal substance. According to the refrigerator 100 according to the second embodiment, since the heat transfer member 20 is a metal substance, the heat conductivity of the heat transfer member 20 can be increased, and the heat from the heater 14 with increased heat generation density can be obtained. Heat can be transferred even more efficiently.
  • Embodiment 3 FIG.
  • Embodiment 3 of the present invention will be described, but the description overlapping with Embodiments 1 and 2 will be omitted, and the same or corresponding parts as those in Embodiments 1 and 2 will be denoted by the same reference numerals. .
  • FIG. 7 is an internal structure diagram schematically showing the configuration of the refrigerator 100 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of the stacked shelf 21 included in the refrigerator 100 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the stacked shelf 21 included in the refrigerator 100 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the configuration of the stacking shelf 21 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
  • a stacked shelf 21 is provided on the lower surface of the supercooled storage chamber 5.
  • the laminated shelf 21 is configured by laminating a plurality of plate-like shelf members 22 made of, for example, glass, resin, or the like with a gap interposed therebetween. Further, air is sealed between the adjacent shelf members 22, and this air functions to suppress convection and the like even in the heat fluctuation in the laminated shelf 21 and maintain a stationary state. Therefore, the stacked shelf 21 has high heat insulation performance.
  • a portion in which air between adjacent shelf members 22 is sealed is referred to as a still air layer 23.
  • air does not have to be sealed in the gaps between the shelf members 22.
  • a spacer (not shown) that maintains the interval between the shelf members 22 and maintains durability may be provided in each gap or a part of the gaps between the shelf members 22.
  • other transparent gas may be encapsulated.
  • a resin frame 24 for assembling the laminated shelf 21 into the refrigerator 100 is attached to the outer periphery of the shelf member 22.
  • the laminated shelf 21 is formed by laminating a plurality of shelf members 22 through gaps, and then covering the outer periphery with a rubber or silicon member and sealing it to ensure a sealing property. It is the structure which the air from does not flow in.
  • the air sealed in the still air layer 23 may be dehumidified so that air with a reduced water content is sealed in the still air layer 23. If the static air layer 23 has a sealing property that prevents external air from flowing in, the resin frame 24 is directly attached to the shelf member 22 without sealing the outer periphery of the shelf member 22 with rubber or a silicon member. It is good.
  • the thickness T2 of the still air layer 23 is desirably 3 mm or less. This is because when the thickness of the static air layer 23 is 3 mm or more, the air easily flows and the heat insulation performance due to the static air is reduced.
  • the thickness T1 of the shelf member 22 is not particularly limited. However, in consideration of actual use, if the shelf member 22 is too thick, the weight of the stacked shelf 21 increases, and thus the thickness T1 of the shelf member 22 is desirably 3 mm or less, for example.
  • FIG. 8 shows a configuration in which three shelf members 22 are used and the static air layer 23 has two layers
  • the present invention is not limited to this.
  • the number of the shelf members 22 may be two or four or more
  • the still air layer 23 may be one layer or three or more layers.
  • the heat insulating performance of the laminated shelf 21 can be higher than that of the conventional shelf.
  • the cooling and temperature adjustment of the supercooled storage chamber 5 can be performed more reliably than in the first embodiment.
  • the heat insulation performance of the stacked shelf 21 is improved, the cooling effect on the lower storage chamber of the supercooled storage chamber 5 can be reduced, and the height of the supercooled storage chamber 5 can be increased by increasing the height direction.
  • the internal volume of the cold storage chamber 5 can be expanded.
  • the temperature distribution in the supercooled storage chamber 5 needs to maintain uniformity in the horizontal direction and the height direction.
  • the temperature distribution characteristic in the horizontal direction is determined by the flow rate balance of the outlet 19 that supplies the cool air to the supercooled storage chamber 5.
  • the temperature distribution characteristic in the height direction is determined by the heat insulating performance of the supercooled storage chamber 5. This is because, in general, cold air tends to accumulate downward, and in the refrigerator 100 according to the third embodiment, the amount of heat tends to enter from the stacking shelf 21 side, which is the lower surface of the supercooled storage chamber 5. .
  • the conventional refrigerator has a structure in which the chilled room in the refrigerated room is divided into an upper chilled room and a lower chilled room, and the lower chilled room is a supercooled storage room.
  • This is a structure for preventing the supercooling storage chamber and the refrigerating chamber having a higher temperature than the supercooling storage chamber from being directly adjacent to each other.
  • the amount of heat is basically transmitted from the higher to the lower and tries to keep the balance of the heat. In other words, the heat flux is concentrated toward the lower one. Therefore, the heat propagation becomes a flow in which the temperature becomes uniform.
  • the amount of heat on the refrigerator compartment side propagates to the supercooled storage chamber side, and the temperature of the lower region of the supercooled storage chamber tends to increase. For this reason, a temperature difference arises between the lower area
  • the heat flux from the refrigerator compartment 3 side is enhanced by enhancing the heat insulating performance of the stacked shelf 21 that is the lower surface of the supercooled storage chamber 5.
  • the temperature rise in the lower region of the supercooled storage chamber 5 can be suppressed.
  • the internal volume of the supercooled storage chamber 5 can be increased by allocating the space volume of the portion that was the upper chilled chamber to the internal volume of the refrigerator compartment or the supercooled storage chamber. As a result, more food can be stored in a supercooled state, and convenience is improved.
  • the stacked shelf 21 is provided on the lower surface of the supercooled storage chamber 5, and the stacked shelf 21 includes a plurality of plate-shaped shelf members 22 through the gaps. The gas is sealed and gas is sealed in the gap.
  • the laminated shelf 21 is provided on the lower surface of the supercooled storage chamber 5 to enhance the heat insulation performance, thereby preventing the heat flux from entering from the refrigerator compartment 3 side, The temperature rise in the lower region of the supercooled storage chamber 5 can be suppressed.
  • Embodiment 4 FIG.
  • the fourth embodiment of the present invention will be described, but the description overlapping with the first to third embodiments will be omitted, and the same reference numerals will be given to the same or corresponding parts as the first to third embodiments. .
  • FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of the stacked shelf 21 included in the refrigerator 100 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the configuration of the stacked shelf 21 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the laminated shelf 21 according to the fourth embodiment is provided with rib members 26 in a stationary air layer 23 between the shelf members 22 so as to have a lattice shape in plan view.
  • the rib member 26 according to the fourth embodiment is assumed to have a shape in which the longitudinal section is an inverted U-shape in order to ensure stability.
  • a line heater 25 (also referred to as a second heating device) is stored. Similar to the heater 14, the wire heater 25 is a heating device for temperature adjustment that heats food in the supercooled storage chamber 5 and raises the temperature.
  • the wire heater 25 has a diameter ⁇ of about 2 to 3 mm.
  • the thickness of the entire rib member 26 is desirably about 5 to 7 mm.
  • the line heater 25 is provided only on the rib member 26 in the uppermost still air layer 23, but the number of the still air layer 23 provided with the line heater 25 is not limited to one.
  • control device 200 adjusts the temperature of the supercooled storage chamber 5 by controlling the first damper 11a, the heater 14, and the line heater 25.
  • the present invention is not limited to this.
  • the control device 200 may adjust the temperature of the supercooled storage chamber 5 by controlling only the line heater 25 without controlling the first damper 11a.
  • the heating device in the stacked shelf 21 which is the lower surface of the supercooled storage chamber 5 is the line heater 25
  • the present invention is not limited thereto. If inside the rib member 26, for example, a heat exchanger, a Peltier element, or the like may be used as the heating device.
  • the refrigerator 100 according to the fourth embodiment is provided with the second heating device inside the stacked shelf 21.
  • the second heating device since the second heating device is incorporated in the stacking shelf 21, the amount of heat supplied to the food in the supercooled storage chamber 5 as the assisting capability of the first heating device in the heating step. Is possible.
  • Embodiment 5 FIG.
  • the fifth embodiment of the present invention will be described, but the description overlapping with the first to fourth embodiments will be omitted, and the same reference numerals will be given to the same or corresponding parts as the first to fourth embodiments. .
  • the supercooled storage chamber 5 includes a partial chamber in which the room temperature is set to a minus temperature zone around ⁇ 3 ° C., and a chilled chamber in the plus temperature zone where the room temperature is around 1 ° C. Switching is possible. By doing in this way, the temperature range suitable for the foodstuff to preserve
  • the object to be cooled is not limited to food only.
  • it may be collected from nature such as raw meat of small animals that are not edible.
  • the raw meat etc. of the animal for an experiment may be sufficient like a clone animal. That is, all the objects to be cooled that can be stored in a supercooled state are included.

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Abstract

冷蔵庫は、冷蔵温度帯に設定される部屋と、該部屋の上側に設けられ冷蔵室温度帯よりも低い凍結温度以下の過冷却温度に設定される過冷却保存室と、を有する冷蔵室、および、冷蔵室の上側に設けられ冷凍温度帯に設定される冷凍室、が内部に形成された断熱箱体と、冷蔵室と冷凍室との間に設けられ、冷蔵室の戻り風路および第一加熱装置を内部に有する仕切り壁と、を備え、冷蔵室の前側には、該冷蔵室内の空気を戻り風路に導く戻り風路入り口が形成されており、冷蔵室の奥側には、冷却風が吹き出される吹き出し口が形成されており、第一加熱装置は、平面視して戻り風路と重ならないように配置されているものである。

Description

冷蔵庫
　本発明は、被冷却物を過冷却状態にする機能を有する冷蔵庫に関するものである。
　冷蔵庫において、品質を維持したまま食品などの被冷却物を保存する際は、被冷却物が凍結しない温度、かつ、できるだけ低い温度を維持することが一般的に望ましいとされている。このような保存を実現するものとして、被冷却物を過冷却状態で保存する方法が提案されている。ここで、過冷却状態とは、被冷却物が凍結点以下に達していても、凍結を開始せずに非凍結状態であることをいう。しかしながら、被冷却物を凍結点以下（例えば、０℃以下）で保存した場合、衝撃または何らかの要因により、過冷却状態が解除され、被冷却物に氷結晶が生成される可能性がある。そして、過冷却状態が解除されたまま放置すると、被冷却物の凍結が進み、凍結による細胞損傷によって被冷却物の品質が低下してしまう。
　このような問題を回避するため、庫内設定温度が被冷却物の凍結点よりも低い温度に設定される定温工程と、凍結点よりも高い温度に設定される昇温工程とを繰り返し行う冷蔵庫が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の冷蔵庫では、低温工程で被冷却物の過冷却状態が解除され、被冷却物に氷結晶が生成されて凍結が開始した場合でも、あらかじめ定められたタイミングで昇温工程を開始することで、過冷却解除時に生成した氷結晶を融解させることができる。そしてその後、再び低温工程を実行することで、過冷却状態を実現し、被冷却物の過冷却状態を安定して維持することができる。
特許第５８４７２３５号公報
　しかしながら、特許文献１の冷蔵庫は、過冷却保冷室の下方に冷凍室があるため、伝熱で過冷却保冷室が冷えすぎないように、境界壁の中に埋め込まれている加熱装置であるヒータがケース全体を覆う大きさに構成されている。そのため、ヒータのコストが増大するという課題があった。
　また、冷蔵庫の戻り風路（過冷却保存室の戻り風路）は冷蔵室の奥側かつ冷蔵室底面側に配置されており、冷蔵室に冷却風を供給する吹き出し口と平行な位置関係となっている。このため、冷却風の吹き出し口の一部と戻り風路入り口とが近い位置にあり、冷却風の一部がショートパスしてしまい、被冷却物を効率的に冷却できないという課題があった。
　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、被冷却物を効率的に冷却でき、かつ、加熱装置のコストを抑制することができる冷蔵庫を提供することを目的としている。
　本発明に係る冷蔵庫は、冷蔵温度帯に設定される部屋と、該部屋の上側に設けられ冷蔵室温度帯よりも低い凍結温度以下の過冷却温度に設定される過冷却保存室と、を有する冷蔵室、および、前記冷蔵室の上側に設けられ冷凍温度帯に設定される冷凍室、が内部に形成された断熱箱体と、前記冷蔵室と前記冷凍室との間に設けられ、前記冷蔵室の戻り風路および第一加熱装置を内部に有する仕切り壁と、を備え、前記冷蔵室の前側には、該冷蔵室内の空気を前記戻り風路に導く戻り風路入り口が形成されており、前記冷蔵室の奥側には、冷却風が吹き出される吹き出し口が形成されており、前記第一加熱装置は、平面視して前記戻り風路と重ならないように配置されているものである。
　本発明に係る冷蔵庫によれば、戻り風路入り口が冷蔵室の前側に形成されているため、冷蔵室の奥側に形成されている吹き出し口から、効率よく冷却風を吹き出すことができる。また、戻り口の位置が、吹き出し口の位置よりも戻り風路入り口から必然的に遠くなるため、冷却風の風速を遅くしたとしても、冷却風がショートパスすることなく被冷却物を効率的に冷却することができる。また、第一加熱装置は、平面視して戻り風路と重ならないように配置されており、過冷却保存室全体を覆わないように構成されているため、第一加熱装置のコストを抑制することができる。
本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の外観を概略的に示す正面図である。 本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫内の構成を概略的に示す第一の内部構成図である。 本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫内の構成を概略的に示す第二の内部構成図である。 本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫における冷凍室と冷蔵室との仕切り壁内を概略的に示す平面視図である。 本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫における過冷却保存室の断面を概略的に示す平面視図である。 本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫の構成を概略的に示す内部構造図である。 本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫の構成を概略的に示す内部構造図である。 本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫が有する積層棚の構成を示す縦断面模式図である。 本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫が有する積層棚を概略的に示した平面視図である。 本発明の実施の形態４に係る冷蔵庫が有する積層棚の構成を示す縦断面模式図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ、および配置などは、この発明の範囲内で適宜変更することができる。また、明細書中における各構成部材の位置関係（例えば、上下関係など）は、原則として、冷蔵庫１００を使用可能な状態に設置したときのものである。ここで、図１を含む以下の図においては、各構成部材の寸法の関係および形状などが実際のものとは異なる場合がある。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫１００の外観を概略的に示す正面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫１００内の構成を概略的に示す第一の内部構成図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫１００内の構成を概略的に示す第二の内部構成図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫１００における冷凍室２と冷蔵室３との仕切り壁７内を概略的に示す平面視図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫１００における過冷却保存室５の断面を概略的に示す平面視図である。
［冷蔵庫１００の構成］
　図１に示すように、実施の形態１の冷蔵庫１００は、前面（正面）が開口されて内部に貯蔵空間が形成された断熱箱体１を備える。断熱箱体１は、詳細に図示することは省略したが、鋼鉄製の外箱と、樹脂製の内箱と、外箱と内箱との間の空間に充填された断熱材と、から構成される。断熱箱体１の内部に形成された貯蔵空間は、複数の区画部材によって、被冷却物が保存される複数の貯蔵室に区画されている。例えば図２に示すように、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、複数の貯蔵室として、最上段に配置された冷凍室２と、冷凍室２の下方に配置された冷蔵室３と、冷蔵室３内の最下段に配置された野菜室４と、を備えている。ここで、冷凍室２の下部領域に冷蔵室３が配置されている構造において、冷蔵庫１００が備える貯蔵室の種類および数は、これらに限定されるものではない。また、以下では、被冷却物は食品であるものとして説明する。
　図２に示すように、冷蔵庫１００の背面側には、各貯蔵室内を冷却する冷却装置の例として、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機６と、蒸発器として機能し、空気を冷却する冷却器８と、冷却器８で生成された冷気を移動させる送風ファン９とが設けられている。さらに、冷蔵庫１００の背面側には、冷気が流れる風路であって冷却器８および送風ファン９などが設置される冷却風路１０が形成されている。圧縮機６は、冷媒吐出側が凝縮器（図示せず）に接続され、冷媒吸入側が冷却器８に接続されている。冷却器８は、蒸発器として機能し、自身を通過する冷媒と冷却風路１０を流れる空気とを熱交換させて冷気を生成する。圧縮機６および冷却器８は、凝縮器（図示せず）および膨張手段（図示せず）とともに、冷凍サイクル回路を構成する。送風ファン９は、冷却風路１０を介して、冷凍室２、冷蔵室３、および、野菜室４へ冷気を供給する。
　冷却風路１０は、冷蔵庫１００内の上側から下側にかけて、筐体５０に形成された内壁パネル５０ａ（図３参照）内に縦方向に形成されている。より詳細には、冷却風路１０は、図２に示すように、冷凍室２、冷蔵室３、および、野菜室４の背面側に形成されている。冷却風路１０は、後述する冷蔵室３内の過冷却保存室５に冷気を送風する第一風路１０ａと、冷蔵室３内の部屋１２に冷気を送風する第二風路１０ｂとを有する。そして、第一風路１０ａには第一ダンパ１１ａが設けられている。また、第二風路１０ｂには第二ダンパ１１ｂが設けられている。第一ダンパ１１ａは、開度を変化させて、第一風路１０ａを通過する冷気の風量を調整する。また、第二ダンパ１１ｂは、開度を変化させて、第二風路１０ｂを通過する冷気の風量を調整する。
　冷凍サイクル回路の動作によって冷却器８で冷媒と熱交換されて、冷却された冷気は、送風ファン９によって、冷蔵庫１００の背面の冷却風路１０を通って冷凍室２、冷蔵室３などの貯蔵室に供給される。そして、冷蔵室３などを通過した冷気は、図３に示すように、戻り風路１６を通って冷却器８に戻され、再度冷却されて、各貯蔵室に送られる。
　また、冷蔵庫１００は、制御装置２００を有している。この制御装置２００は、例えば、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）で構成されるものである。
　各貯蔵室の温度は、各貯蔵室に設置された温度センサ（図示せず）によって検出される。制御装置２００は、温度センサが検出した温度が、各貯蔵室において設定された温度になるように、冷蔵庫１００内の各種機器を制御する。例えば、制御装置２００は、第一風路１０ａに設置された第一ダンパ１１ａおよび第二風路１０ｂに設置された第二ダンパ１１ｂの開度、圧縮機６の出力、ヒータ１４の出力、送風ファン９の送風量などを制御する。
＜冷凍室２＞
　冷凍室２は、０℃未満の冷凍温度帯（例えば、－１８℃以下）に設定された貯蔵室である。図２および図３に示すように、冷凍室２は、冷蔵室３の上側に設けられ、冷凍する食品を収納する。冷凍室２には、当該開口部を開閉する回転式（例えば、観音開式）の第一扉１７ａが設けられている。なお、冷凍室２の第一扉１７ａは、観音開式ではなく、１枚式の回転式でもよい。この第一扉１７ａの開閉によって、冷凍室２と冷蔵庫１００の外部との間の開放および遮断が行われる。
＜冷蔵室３＞
　冷蔵室３は、冷蔵温度帯（例えば、約３～５℃）に設定され、食品を収納する貯蔵室である部屋１２と、部屋１２よりも低温の状態である過冷却状態で、食品を保存する貯蔵室である過冷却保存室５と、を有している。ここで、過冷却保存室５の温度は、例えば、食品の凍結点（凍結温度）以下となる、約０～－３℃の過冷却温度である。冷蔵室３には、図２に示すように、食品などを載置する棚２７などが設けられている。冷蔵室３の前面に形成された開口部には、当該開口部を開閉する回転式（例えば、観音開式）の第二扉１７ｂが設けられている。なお、冷蔵室３の第二扉１７ｂは、観音開式ではなく、１枚式の回転式でもよい。また、図３に示す内壁パネル５０ａが、冷蔵室３内の後壁となる。図２および図３に示すように、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００においては、過冷却保存室５が部屋１２の上側に、つまり、冷蔵室３の最上段に設けられている。
　過冷却保存室５は、上述の通り、過冷却状態で食品を保存する貯蔵室であるため、例えば、肉、魚またはこれらの加工品などの食品を保存するのに適した貯蔵室である。過冷却保存室５には、収納容器（図示せず）と前面壁１３とが設けられている。また、冷蔵室３の前側（扉側）、詳しくは過冷却保存室５の前面壁１３の外側には、過冷却保存室５内の空気を戻り風路１６に導く戻り風路入り口１８が設けられている。
　収納容器は、過冷却保存室５に保存する食品を収納する容器である。収納容器は、例えば、過冷却保存室５の側壁内側に設けられたレール（図示せず）に沿って前後方向に移動可能な引出し式の容器である。なお、レールは過冷却保存室５の底面となる棚２７に設けられていてもよい。また、レールは必ずしも設置されていなくてもよい。使用者は、過冷却保存室５から収納容器を引き出し、収納容器の上面開口を介して、収納容器に収納された食品の出し入れを行うことができる。収納容器の材質としては、例えば、一般的な冷蔵庫の収納容器と同様に、ポリスチレンなどが用いられる。ただし、これに限定されるものではない。
　前面壁１３は、過冷却保存室５の前側の空間の開口部に、後述する仕切り壁７または側面壁に回動可能に固定されており、収納容器を引き出すことで、前面壁１３が回動して開くようになっている。
　ここで、冷蔵室３の温度調整は、制御装置２００が第二ダンパ１１ｂの開度を制御して、冷蔵室３に供給する風量を調整することによって行われる。さらに、過冷却保存室５の温度調整は、制御装置２００が第一ダンパ１１ａの開度を制御して、過冷却保存室５に供給する風量を調整することによって、および、後述するヒータ１４（第一加熱装置とも称する）の出力調整をすることによって行われる。
＜野菜室４＞
　野菜室４は、冷蔵室３よりも設定温度が高い冷蔵温度帯（例えば、約３～７℃）の貯蔵室である。野菜室４は、食品を収納するための空間を有し、食品のうち、特に、野菜を冷蔵するのに適している貯蔵室である。図２および図３に示すように、野菜室４は、冷蔵室３内の最下段に設けられている。
＜仕切り壁７＞
　図２に示すように、仕切り壁７は、冷凍室２と冷蔵室３との間に設けられている壁である。仕切り壁７は、冷凍室２と冷蔵室３とを仕切り、特に冷凍室２と冷蔵室３の最上段の過冷却保存室５とを仕切る。図３に示すように、仕切り壁７には、冷凍室２から過冷却保存室５への伝熱冷却を防止するために断熱材１５が含まれている。また、仕切り壁７は、戻り風路１６を有し、冷蔵室３内からの冷気が戻り風路１６に吸い込まれる戻り風路入り口１８を有している。戻り風路入り口１８は、冷蔵室３の前側となる部分に形成されている。一方で、図４に示すように、仕切り壁７内に設けられた戻り風路１６は、仕切り壁７内の断熱材１５の中に形成され、後述するヒータ１４とは平面視して重ならないように設けられている。また、図３に示すように、仕切り壁７の奥側（後側）には、冷蔵室３からの空気を冷却風路１０に流入させる戻り口２８が形成されている。
＜ヒータ１４＞
　図２および図３に示すように、過冷却保存室５の上面で過冷却保存室５と冷凍室２とを仕切る仕切り壁７内には、ヒータ１４が設置されている。ヒータ１４は、過冷却保存室５内の食品を加熱して昇温させる温度調節用の加熱装置である。ヒータ１４は、食品を加熱するために用いられるものであり、過冷却保存処理における昇温工程に用いられる。過冷却保存処理では、食品を冷却しすぎて凍結させてしまうことを防ぐ必要がある。そのため、冷却しすぎた食品を加熱するためにヒータ１４を用いて加熱する。ヒータ１４が、過冷却保存室５の上面に設置されていることで、過冷却保存室５内の食品を加熱させることができる。
［過冷却状態の維持について］
　ここでは、過冷却保存室５内の食品を過冷却状態に維持する温度環境について説明する。水が氷に変わるためには、氷結晶が成長する場が必要であり、それは小さい分子レベルでの氷核である。過冷却液体中では、揺らぎにより、分子の集合離散が繰り返され、いろいろな大きさの分子集合（クラスター）が生じていると考えられている。クラスターが非常に小さいとき、内部の分子は氷の結合状態にあるが、表面の分子は結合をもつことができず不安定で、クラスターから離脱するものもある。
　クラスターが、ある臨界半径を超えない限り、安定して存在できず、氷結晶にはならない。したがって、凝固点以下に達していても、クラスターは、凍結を開始しない。この状態が過冷却状態である。臨界半径以上のクラスターが１つでも生じると、それが核となり氷結晶を生成し、過冷却状態は解消する。温度が低くなると過冷却状態が解消する確率は高くなる。また、物理的衝撃などの外乱によっても、液体中の揺らぎが大きくなり、臨界半以上のクラスターが生じて、過冷却状態は解消する。
　ここで、食品は、物質の混合物であるので、それらを核として氷結晶を生成することが多い。食品を凍結点以下（例えば、０℃以下）で保存した場合、衝撃など何らかの要因により過冷却状態が解消され、食品に氷結晶が生成される可能性がある。そして、過冷却状態が解消されたまま放置すると、食品の凍結が進み、凍結による細胞損傷によって食品の品質が低下してしまう。
　そこで、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００では、庫内設定温度が食品の凍結点よりも低い温度に設定される低温工程と、凍結点よりも高い温度に設定される昇温工程とを制御する。そして、食品の保存空間である過冷却保存室５内の温度環境を整え、急激な温度低下などの刺激を与えずに冷却することで、食品を過冷却状態に維持する。具体的には、過冷却状態を維持するにあたり、過冷却保存室５の「温度範囲」は－４～０［℃］の範囲が好ましい。また、過冷却状態を維持するにあたり、過冷却保存室５内の「温度分布」を均一化することが好ましい。
［冷気の流れについて］
　次に、図２および図３を用いて、冷却器８で作られた冷気の流れについて説明する。ここで、図２および図３における矢印は、冷気の流れを示す。冷却器８で作られた冷気は、送風ファン９を通り、冷凍室２へ向かう冷気と冷蔵室３へ向かう冷気とに分けられる。そして、冷蔵室３へ向かう冷気は、冷却風路１０を通り、第一ダンパ１１ａおよび第二ダンパ１１ｂによって、冷蔵室３内の過冷却保存室５へ向かう冷気と冷蔵室３内の部屋１２へ向かう冷気とに分けられる。そして、冷蔵室３へ向かう冷気は、棚２７上を通り、冷蔵室３の前側で下方から上方へゆるやかに上昇し、戻り風路１６へと向かう。
　図２および図５に示すように、過冷却保存室５へ向かう冷気は、第一ダンパ１１ａと連通している吹き出し口１９から吹き出される。吹き出し口１９から吹き出された冷気の一部は、前面壁１３と棚２７との隙間から、過冷却保存室５の前側の空間へと抜け出す。前側の空間に抜け出た冷気は、そこで冷蔵室３の上方へ向かってきた、冷蔵室３の過冷却保存室５以外の空間を冷却した冷気と合流し、戻り風路入り口１８へと流入し、戻り風路１６内を通り、戻り口２８から冷却風路１０に戻る。
　以上、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、冷蔵温度帯に設定される部屋１２と、該部屋１２の上側に設けられ冷蔵室温度帯よりも低い凍結温度以下の過冷却温度に設定される過冷却保存室５と、を有する冷蔵室３、および、冷蔵室３の上側に設けられ冷凍温度帯に設定される冷凍室２、が内部に形成された断熱箱体１と、冷蔵室３と冷凍室２との間に設けられ、冷蔵室３の戻り風路１６および第一加熱装置を内部に有する仕切り壁７と、を備え、冷蔵室３の前側には、冷蔵室３内の空気を戻り風路１６に導く戻り風路入り口１８が形成されており、冷蔵室３の奥側には、冷却風が吹き出される吹き出し口１９が形成されており、第一加熱装置は、平面視して戻り風路１６と重ならないように配置されているものである。
　本実施の形態１に係る冷蔵庫１００によれば、戻り風路入り口１８が冷蔵室３の前側に形成されているため、冷蔵室３の奥側に形成されている吹き出し口１９から、効率よく冷却風を吹き出すことができる。また、戻り風路１６の位置と吹き出し口１９の位置とが離れているため、冷却風の風速を遅くしたとしても、冷却風がショートパスすることなく被冷却物を効率的に冷却することができる。
　一方で、従来の戻り風路位置では、冷却風の風速をある程度確保しなければ、戻り口２８とショートパスする可能性が高く、ショートパスを回避するために風速を一定速以上確保しなければならなかった。しかし、本実施の形態１では、冷却風の風速に制約は特にないため、被冷却物を即座に凍結させることなく、過冷却保存に適した遅めの冷却風で冷却することができる。
　また、第一加熱装置は、平面視して戻り風路１６と重ならないように配置されており、過冷却保存室５全体を覆わないように構成されているため、ヒータエリアを縮小することができ、第一加熱装置のコストを抑制することができる。また、発熱密度を高め、第一加熱装置の昇温性を高めることができるため、第一加熱装置の通電率を抑えることができ、効率的に過冷却保存を行うことができる。
　また、戻り風路１６を冷蔵室３の下側に設けた場合、冷蔵室３の前側に戻り風路入口があると、肉汁等の食品汁および食品カスなどがこぼれて、それによって戻り風路１６が詰まってしまう可能性があるため、前側の戻り風路１６は冷蔵庫１００の品質を保つために、実現が困難であった。そのため、戻り風路１６の位置は基本的に奥側に配置されていたが、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００では、冷蔵室３の上部に戻り風路１６が形成されており、肉汁等の食品汁および食品カスなどがこぼれても戻り風路１６が詰まってしまう心配がないため、冷蔵室３の前側に戻り風路１６を形成することができる。
　また、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、仕切り壁７内には断熱材１５が充填されているものである。本実施の形態１に係る冷蔵庫１００によれば、仕切り壁７内には断熱材１５が充填されているため、冷凍室２から過冷却保存室５への伝熱冷却を防止することができる。
　実施の形態２．
　以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図６は、本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫１００の構成を概略的に示す内部構造図である。
　図６に示すように、本実施の形態２に係る冷蔵庫１００では、過冷却保存室５の上面である仕切り壁７の下側に伝熱部材２０が設けられている。仕切り壁７の下側に伝熱部材２０を設けることにより、発熱密度を高めたヒータ１４からの熱をより効率的に伝熱することができるため、より確実に食品の凍結防止をすることができるとともに、ヒータ１４の通電時間を短縮することが可能となる。
　ここで、従来構造では、ヒータは過冷却保存室の下面に設置されていたため、過冷却保存室の下部領域に伝熱部材２０を設けることが難しかった。なぜなら、食品の収納を考慮すると、過冷却保存室の下部領域に伝熱部材２０を設けた場合、食品を置きにくくなるからである。仮に、伝熱部材２０を過冷却保存室の底面に平らに配置することは可能であるが、それでは伝熱面積が実施の形態２よりも大きくとれず、十分な効果を発揮できなかった。
　そこで、本実施の形態２のように、過冷却保存室５の上面である仕切り壁７の下部に伝熱部材２０を設けることで、食品が置きにくくなることなく、発熱密度を高めたヒータ１４からの熱をより効率的に伝熱することができる。
　なお、伝熱部材２０は熱伝導率が高い物質がよく、例えばアルミニウムなどの金属物質が望ましい。また、できるだけ伝熱面積を大きく取れるように、伝熱部材２０は凹凸を備えた形状が望ましい。
　以上、本実施の形態２に係る冷蔵庫１００は、過冷却保存室５の上部に伝熱部材２０が設けられているものである。本実施の形態２に係る冷蔵庫１００によれば、過冷却保存室５の上部に伝熱部材２０が設けられているため、より確実に食品の凍結防止をすることができるとともに、ヒータ１４の通電時間を短縮することが可能となる。
　また、本実施の形態２に係る冷蔵庫１００は、伝熱部材２０が金属物質である。本実施の形態２に係る冷蔵庫１００によれば、伝熱部材２０が金属物質であるため、伝熱部材２０の熱伝導率を高くすることができ、発熱密度を高めたヒータ１４からの熱をより一層効率的に伝熱することができる。
　実施の形態３．
　以下、本発明の実施の形態３について説明するが、実施の形態１および２と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１および２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
［積層棚２１について］
　図７は、本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫１００の構成を概略的に示す内部構造図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫１００が有する積層棚２１の構成を示す縦断面模式図である。図９は、本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫１００が有する積層棚２１を概略的に示した平面視図である。
　以下、図７～図９を用いて、本実施の形態３に係る積層棚２１の構成について説明する。
　図７に示すように、本実施の形態３に係る冷蔵庫１００では、過冷却保存室５の下面に積層棚２１が設けられている。図８に示すように、積層棚２１は、例えばガラス、樹脂などからなる複数枚の板状の棚部材２２が隙間を介して積層されて構成されている。また、隣接する棚部材２２間には空気が封入されており、この空気は、積層棚２１における熱の変動においても対流などを抑え、静止状態が維持される働きをしている。そのため、積層棚２１は、高い断熱性能を有する。以下、隣接する棚部材２２間の空気が封入されている部分を静止空気層２３とする。
　なお、棚部材２２間の各隙間に空気が封入されていなくてもよい。例えば、棚部材２２間の間隔を保持し、耐久性を維持するスペーサ（図示せず）が棚部材２２間の各隙間または一部の隙間に設けられていてもよい。また、隣接する棚部材２２間に空気を封入する代わりに、透明な他の気体を封入してもよい。
　図９に示すように、棚部材２２の外周には、積層棚２１を冷蔵庫１００内へ組み付けるための樹脂フレーム２４が取り付けられている。なお、積層棚２１は、複数の棚部材２２を、隙間を介して積層した後、その外周をゴムまたはシリコン部材で被って封止し、シール性を確保することで、静止空気層２３に外部からの空気が流れ込まないような構成となっている。ここで、静止空気層２３に封入する空気の除湿を行い、水分含有量を少なくした空気を静止空気層２３に封入するようにしてもよい。なお、静止空気層２３に外部空気が流れ込まない密閉性があれば、棚部材２２の外周をゴムまたはシリコン部材で被って封止することなしに、棚部材２２に直接、樹脂フレーム２４を取り付ける構造としてもよい。
　静止空気層２３の厚さＴ２は、３ｍｍ以下が望ましい。これは、静止空気層２３の厚さが３ｍｍ以上となると、空気が流れやすくなり、空気が静止していることによる断熱性能が低減するためである。棚部材２２の厚さＴ１については、特に制限しない。ただし、実際の使用を考慮した場合、棚部材２２が厚すぎると、積層棚２１の重さが増してしまうため、棚部材２２の厚さＴ１は、例えば、３ｍｍ以下が望ましい。
　ここで、図８では、棚部材２２を３枚用い、静止空気層２３が２層となる構成を示したが、これに限定されるものではない。例えば、棚部材２２は２枚であっても４枚以上であってもよく、静止空気層２３は１層であっても、３層以上であってもよい。
　以上のようにして積層棚２１を構成し、積層棚２１を過冷却保存室５の下面に設けることで、積層棚２１の断熱性能について、従来の棚よりも高い断熱性能とすることができるので、実施の形態１よりも確実に過冷却保存室５の冷却および温度調節を行うことができる。また、積層棚２１の断熱性能が向上しているので、過冷却保存室５の下段の貯蔵室への冷却影響を軽減できるとともに、過冷却保存室５の高さ方向を大きくすることで、過冷却保存室５の内容積を拡大することができる。
　基本的に、過冷却保存室５内の温度分布は、水平方向と高さ方向とで一様性を保つ必要がある。主として、水平方向における温度分布特性は、過冷却保存室５へ冷気を供給している吹き出し口１９の流量バランスによって決まる。一方、高さ方向の温度分布特性は、過冷却保存室５の断熱性能によって決まる。これは、一般的には、冷気が下方に溜まりやすいため、本実施の形態３に係る冷蔵庫１００においては、過冷却保存室５の下面である積層棚２１側から熱量が侵入しやすいためである。
　例えば、従来の冷蔵庫では、冷蔵室内にあるチルド室を、上段チルド室と下段チルド室とに分け、下段チルド室を過冷却保存室とする構造があった。これは、過冷却保存室と過冷却保存室よりも温度が高い冷蔵室とが、直接隣接してしまうのを防ぐための構造であった。
　熱量は、基本的に高い方から低い方へ伝わり、熱量の均衡を保とうとする。つまり、熱流束が低い方へと集中する。したがって、熱の伝搬は、温度が均一になろうとする流れになる。過冷却保存室と冷蔵室とが上下に隣接すると、冷蔵室側の熱量が過冷却保存室側に伝搬し、過冷却保存室の下部領域の温度が上昇する傾向になる。このため、過冷却保存室の下部領域と上部領域との間に温度差が生じ、高さ方向における温度分布一様性を保ちにくくなる。
　そこで、本実施の形態３に係る冷蔵庫１００においては、図７に示すように、過冷却保存室５の下面である積層棚２１の断熱性能を強化することで、冷蔵室３側からの熱流束の侵入を妨げるようにし、過冷却保存室５の下部領域における温度上昇を抑制することができる。このため、従来の冷蔵庫のように、冷蔵室と過冷却保存室との間に、中間温度域となる上部チルド室を設ける必要がない。したがって、例えば、上部チルド室だった部分の空間容積を、冷蔵室または過冷却保存室の内容積に分配などして割り当てることで、過冷却保存室５の内容積拡大を行うことができる。これにより、より多くの食品を過冷却保存ができるようになり、利便性が向上する。
　以上、本実施の形態３に係る冷蔵庫１００は、過冷却保存室５の下面には積層棚２１が設けられており、積層棚２１は、複数枚の板状の棚部材２２が隙間を介して積層され、かつ、該隙間に気体が封入されて構成されているものである。
　本実施の形態３に係る冷蔵庫１００によれば、過冷却保存室５の下面に積層棚２１を設け、断熱性能を強化することで、冷蔵室３側からの熱流束の侵入を妨げるようにし、過冷却保存室５の下部領域における温度上昇を抑制することができる。
　実施の形態４．
　以下、本発明の実施の形態４について説明するが、実施の形態１～３と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１～３と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図１０は、本発明の実施の形態４に係る冷蔵庫１００が有する積層棚２１の構成を示す縦断面模式図である。
　以下、図１０を用いて、本実施の形態４に係る積層棚２１の構成について説明する。
　図１０に示すように、本実施の形態４に係る積層棚２１は、棚部材２２間の静止空気層２３に、平面視して格子状となるようなリブ部材２６が設けられている。特に限定するものではないが、本実施の形態４に係るリブ部材２６は、安定性を確保するため、縦断面が逆Ｕ字となる形状であるものとする。そして、リブ部材２６の中には、線ヒータ２５（第二加熱装置とも称する）が格納されている。線ヒータ２５は、ヒータ１４と同様に、過冷却保存室５内の食品を加熱して温度を上昇させる温度調節用の加熱装置となる。このように、リブ部材２６の中に線ヒータ２５を格納することで、積層棚２１内でのヒータ発熱密度を上昇させ昇温性能を向上させることができる。
　線ヒータ２５は、直径φが２～３ｍｍ程度であるものとする。そして、リブ部材２６全体の厚みは５～７ｍｍ程度が望ましい。また、図１０では、最上段の静止空気層２３におけるリブ部材２６にのみ線ヒータ２５が設けられているが、線ヒータ２５を設ける静止空気層２３は、１層だけでなくてもよい。
　このように、積層棚２１に線ヒータ２５を組み込むことにより、ヒータ１４のアシスト能力として過冷却保存室５の食品へ昇温工程における熱量供給が可能となる。このため、過冷却保存室５の高さ方向への食品の凍結防止を確実に行うことができるとともに、積層棚２１の内部において、棚部材２２が結露するのを防止することができる。
　ここで、実施の形態１～４では、制御装置２００が、過冷却保存室５の温度調整を、第一ダンパ１１ａ、ヒータ１４、および、線ヒータ２５を制御することによって行うものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置２００は、第一ダンパ１１ａを制御せず、線ヒータ２５のみを制御することで、過冷却保存室５の温度調整を行ってもよい。
　また、過冷却保存室５の下面である積層棚２１内の加熱装置が、線ヒータ２５である例について説明したが、これに限定されるものではない。リブ部材２６内部であれば、例えば、熱交換器、ペルチェ素子などを加熱装置として用いてもよい。
　以上、本実施の形態４に係る冷蔵庫１００は、積層棚２１の内部に第二加熱装置が設けられたものである。本実施の形態４に係る冷蔵庫１００によれば、積層棚２１に第二加熱装置が組み込まれているため、第一加熱装置のアシスト能力として過冷却保存室５の食品へ昇温工程における熱量供給が可能となる。
　実施の形態５．
　以下、本発明の実施の形態５について説明するが、実施の形態１～４と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１～４と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　本実施の形態５に係る過冷却保存室５は、室内の温度が－３℃前後のマイナス温度帯に設定されるパーシャル室と、室内の温度が１℃前後のプラス温度帯のチルド室とに切り換え可能となっている。このようにすることで、保存する食品に適した温度帯を選択することができ、使用者の利便性の向上をはかることができる。
　また、前述した実施の形態における冷蔵庫１００の過冷却保存室５において、過冷却状態にする被冷却物は、食品だけに限定されるものではない。例えば、食用ではない小動物の生肉などのように自然界から採取されるものであってもよい。また、クローン動物などのように、実験用の動物の生肉などであってもよい。つまり、過冷却状態で保存され得る全ての被冷却物を含む。
　１　断熱箱体、２　冷凍室、３　冷蔵室、４　野菜室、５　過冷却保存室、６　圧縮機、７　仕切り壁、８　冷却器、９　送風ファン、１０　冷却風路、１０ａ　第一風路、１０ｂ　第二風路、１１ａ　第一ダンパ、１１ｂ　第二ダンパ、１２　部屋、１３　前面壁、１４　ヒータ、１５　断熱材、１６　戻り風路、１７ａ　第一扉、１７ｂ　第二扉、１８　戻り風路入り口、１９　吹き出し口、２０　伝熱部材、２１　積層棚、２２　棚部材、２３　静止空気層、２４　樹脂フレーム、２５　線ヒータ、２６　リブ部材、２７　棚、２８　戻り口、５０　筐体、５０ａ　内壁パネル、１００　冷蔵庫、２００　制御装置。

Claims (9)

  1. 　冷蔵温度帯に設定される部屋と、該部屋の上側に設けられ冷蔵室温度帯よりも低い凍結温度以下の過冷却温度に設定される過冷却保存室と、を有する冷蔵室、および、前記冷蔵室の上側に設けられ冷凍温度帯に設定される冷凍室、が内部に形成された断熱箱体と、
    　前記冷蔵室と前記冷凍室との間に設けられ、前記冷蔵室の戻り風路および第一加熱装置を内部に有する仕切り壁と、を備え、
    　前記冷蔵室の前側には、該冷蔵室内の空気を前記戻り風路に導く戻り風路入り口が形成されており、
    　前記冷蔵室の奥側には、冷却風が吹き出される吹き出し口が形成されており、
    　前記第一加熱装置は、
    　平面視して前記戻り風路と重ならないように配置されている
    　冷蔵庫。
  2. 　前記仕切り壁内には断熱材が充填されている
    　請求項１に記載の冷蔵庫。
  3. 　前記戻り風路入り口は、前記冷蔵室の上部に形成されており、前記冷蔵室の前記過冷却保存室内の空気および前記部屋内の空気を前記戻り風路に導く
    　請求項１または２に記載の冷蔵庫。
  4. 　前記過冷却保存室は、過冷却温度より低いマイナス温度帯のパーシャル室と、過冷却温度より高いプラス温度帯のチルド室とに切り換え可能である
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  5. 　前記過冷却保存室の上部に伝熱部材が設けられている
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  6. 　前記伝熱部材は、金属物質である
    　請求項５に記載の冷蔵庫。
  7. 　前記過冷却保存室の下面には積層棚が設けられており、
    　前記積層棚は、
    　複数枚の板状の棚部材が隙間を介して積層され、かつ、該隙間に気体が封入されて構成されている
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
  8. 　前記積層棚の内部に第二加熱装置が設けられた
    　請求項７に記載の冷蔵庫。
  9. 　前記第二加熱装置は線ヒータである
    　請求項８に記載の冷蔵庫。
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