JP2000000080A - 解凍庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロ波加熱により冷凍食品を解凍する解凍
庫において、加熱時の被解凍物の表面と内部との温度差
による品質劣化を防止する。 【解決手段】解凍室１と隔壁１１を介して隣接する冷却
室１２に冷却器１３及びファン１４を設置し、マグネト
ロン４からマイクロ波を照射して被解凍物３を解凍する
際に、冷却空気を隔壁１１の通気穴１９を通して解凍室
１に送風し、被解凍物３の表面を冷却する。これによ
り、一般に内部より温度上昇の大きい被解凍物３の表面
を冷却し、過度の温度上昇による品質の劣化を防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷凍食品を解凍
する主に業務用に用いられる解凍庫に関し、特に解凍品
質を向上させるための手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の解凍庫として、従来、図５に示
すように、解凍室１内の棚２に載せられた被解凍物３に
マグネトロン４からマイクロ波を照射して、誘電加熱に
より被解凍物３を解凍するものが知られている。５はマ
グネトロン４の電力を供給する高周波電源である。その
際、被解凍物３の表面温度の変化を温度センサ６で測定
し、その信号に基づいてマイクロ波制御部７によりマイ
クロ波の電力量や照射時間を制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、温度センサを用いて被解凍物の表面温度を測定し、
この温度変化を基にマイクロ波の電力量や照射時間を制
御してはいるものの、解凍室内の雰囲気温度は常温のま
まで温度管理をしていない。一方、一般の冷凍食品、特
に比較的水分量の多い肉や魚類は、マイクロ波が表面で
多く吸収され、内部まで浸透しにくい性質がある。その
ため、従来はマイクロ波電力量を増やして急速解凍しよ
うとすると、被解凍物の表面付近が局部的に解凍されて
過度に温度上昇し、被解凍物の品質を劣化させるという
問題があった。

【０００４】また、被解凍物に対するマイクロ波の照射
にはある程度のむらが避けられないため、この照射むら
によって被解凍物の表面温度に温度むらが生じ、これに
よっても高品質の短時間解凍が困難であった。その対策
として、マイクロ波をパルス状に照射したり、小電力の
マイクロ波を長時間照射するという試みもなされている
が、これは解凍時間を長引かせる要因となる一方で、解
凍品質の向上には限界があった。そこで、この発明の課
題は、短時間に高品質な解凍を行えるようにすることに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、被解凍物の
表面温度を能動的に制御することにより、短時間で高品
質な解凍、つまり過度の温度上昇による被解凍物の劣化
がなく、全体が適正な仕上がり温度に均一に加熱される
解凍を得るものである。すなわち、この発明の解凍庫
は、被解凍物を載せる棚を有する解凍室と、この解凍室
内の前記被解凍物にマイクロ波を照射するマイクロ波発
生手段と、前記解凍室と隔壁を介して区画された冷却室
に設置され、ファンにより前記隔壁を通して前記解凍室
に冷却空気を循環させる冷気循環手段と、前記被解凍物
の温度を測定する第１の温度測定手段と、前記循環冷気
の温度を測定する第２の温度測定手段と、前記第１及び
第２の温度測定手段からの信号に基づいて前記冷気循環
手段の運転を制御する循環冷気制御手段と、前記第１の
温度測定手段からの信号に基づいて前記マイクロ波発生
手段の運転を制御するマイクロ波制御手段とを設けて構
成するものとする（請求項１）。

【０００６】上記請求項１に係る解凍庫は、解凍室に冷
却空気を循環させる冷気循環手段を設け、解凍中の被解
凍物に冷却空気を接触させるようにしたもので、これに
より被解凍物の表面温度の上がり過ぎを抑え、表面と内
部の温度をほぼ同じに維持しながら加熱することが可能
になる。また、その場合、解凍中の被解凍物の温度変化
に応じて冷却空気の温度を制御し、更にマイクロ波の照
射電力あるいは照射時間を制御することにより、よりき
め細かな解凍仕上がり温度の管理が可能になる。

【０００７】冷気循環手段を設けた上記解凍庫において
は、解凍室及び冷却室の外周に断熱層を設けて冷却効率
を高めるのがよく、また解凍室と前記冷却室との間の隔
壁は金属板とマイクロ波吸収材とからなる複合体で構成
し、冷気循環手段をマイクロ波から保護するようにする
のがよい。この隔壁にはマイクロ波は遮蔽するが循環冷
気は通流させる大きさの多数の開口を設けるものとする
（請求項２）。更に、冷気循環用ファンのモータを冷却
室の外側に配置すれば、隔壁から漏れるマイクロ波から
モータを隔離できるとともに、モータからの発熱を冷却
室外に逃がすことができる（請求項３）。

【０００８】冷気循環手段から送り出された冷却空気は
被解凍物に当たりながら棚の中心を流れた後、反転して
に冷気循環手段に戻るＷ字状の循環流を形成するように
するのがよく、これにより被解凍物が冷却空気に良好に
曝されるようになる（請求項４）。また、被解凍物を載
せる棚をマイクロ波透過率の高い材料で構成するととも
に、この棚に上下方向に連通する複数の通気穴を設ける
ことにより、被解凍物の棚との接触面にマイクロ波を照
射し、また冷却空気を接触させることができる（請求項
５）。一方、解凍終了後に冷気循環手段を運転し、解凍
室内の温度を所定温度に保つようにすれば、解凍庫を解
凍物を一時保管する冷蔵庫として使用することが可能に
なる（請求項６）。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜図３はこの発明の実施の形
態を示すもので、図１は解凍庫の縦断面図、図２は図１
のII−II線に沿う部分断面図（隔壁は省いてある）、図
３は同じく III−III 線に沿う部分断面図である。な
お、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるもの
とする。まず、図１において、解凍庫本体８内には発泡
ウレタンなどの断熱層９を有する断熱壁からなる箱体１
０が設置され、その内部は隔壁１１により解凍室１と冷
却室１２とに区画されている。箱体１０はステンレス板
で内張りされ、図１の左側の正面は開閉扉１０ａとして
構成されている。

【００１０】解凍室１内には複数段（図示の場合は２
段）の棚２が設けられ、その上に被解凍物３を載せるよ
うになっている。解凍室１の上下２個所にはマイクロ波
発生手段としてのマグネトロン４及びこれに電力を供給
する高周波電源５がそれぞれ配置され、それらは共通の
マイクロ波制御部７で照射電力や照射時間が制御され
る。なお、マグネトロン４は解凍室１内にむらなくマイ
クロ波を照射するように配置するものとし、解凍室１の
大きさに応じ、３個所あるいはそれ以上配置したり、１
個所のみの配置にしたりすることはもちろん構わない。

【００１１】解凍室１の上部には、被解凍物３の温度を
測定する第１の温度測定手段としての温度センサ６が配
置され、その信号はマイクロ波制御部７に入力される。
温度センサ６としては、被解凍物３の表面温度を非接触
で測定する例えば赤外線吸収式センサを主に用いるが、
被解凍物３の性質によってはその内部温度を測定する例
えば光ファイバ式の接触温度計を用い、更にまたそれら
の両方を用いることができる。図１では温度センサ６は
１個所にしか設けられていないが、複数個所に設けて被
解凍物３ごとに温度を検出するきめ細かな制御をするこ
ともできる。

【００１２】冷却室１２内には冷気循環手段としての冷
却器（蒸発器）１３及び冷却器１３を通して解凍室１内
に冷却空気を循環させるファン１４が設置され、冷却室
１２の外部に図示しない圧縮機や凝縮器、空冷用のファ
ンなどからなる冷却ユニット１５が設置されている。フ
ァン１４は外側ロータファンが用いられ、モータ１４ａ
は回転羽根の中心部に内蔵されている。冷却器１３と冷
却ユニット１５とは、冷媒配管１６により接続されてい
る。なお、ここでは冷気循環手段を冷媒圧縮式の冷凍機
で構成したが、他の冷却方式、例えばペルチエ素子を用
いた電子冷却ユニットを用いても構わない。冷却室１２
内のファン１４の前方には、ファン１４から図１の矢印
方向に送り出される循環冷気の温度を測定する第２の温
度測定手段としての温度センサ１７が設置されており、
冷気循環制御部１８はその信号に基づいて冷却ユニット
１５の運転を制御する。

【００１３】隔壁１１は解凍室１側がマイクロ波を反射
する金属板１１ａ、例えばステンレス板で構成され、冷
却室１２側がマイクロ波吸収材１１ｂ、例えばゴム板で
構成された複合材で、例えば円形の貫通穴からなる多数
の通気穴１９が設けられている。通気穴１９の直径は小
さ過ぎると通風抵抗が増え、大き過ぎるとマイクロ波の
遮蔽作用が低下する。その兼ね合いを考慮して通気穴１
９の直径を適切に設定すれば、マイクロ波を遮蔽しなが
ら必要量の冷却空気を循環させることが可能である。被
解凍物３を載せる棚２はマイクロ波透過率の高い、例え
ばガラスや高分子材で構成され、冷却空気が上下方向に
出入りできるように複数個の通気穴２０があけられてい
る。これにより、被解凍物３の棚２との接触面にもマイ
クロ波を照射し、また冷却空気を当てることが可能であ
る。

【００１４】図２はファン１４と棚２との位置関係を示
すための断面図である。いまの場合、２段の棚２に対し
てそれぞれファン１４が設置され、各ファン１４は棚２
の上面の中心に配置され、棚２の上に置かれた被解凍物
３に冷却空気が均一に当たるようにされている。

【００１５】図３は箱体１０内の冷却空気の循環を示す
ための断面図である。ファン１４から隔壁１１の通気穴
１９を通して解凍室１の中心に送り込まれた冷却空気
は、矢印で示すように直進した後、正面扉１０ａに当た
って反転し、棚２の両側にＷ字状に流れ、通気穴１９を
通って冷却器１３の背面に循環する。このような二手に
分ける循環は、例えば冷却空気が箱体１０内の一方側を
流れた後、Ｕ字状に反転して冷却器１３に戻る循環に比
べ被解凍物３の冷却をより均一に行うことができる。

【００１６】上述した解凍庫は、循環冷気の温度が被解
凍物３の表面の氷が融解しない温度、例えば−３℃に設
定し、冷却ユニット１５を運転して解凍待機状態とす
る。冷却ユニット１５は、解凍に先立って、解凍室１内
を一定温度まで冷却するのに必要な時間、例えば１０分
前に運転を開始するか、常時運転状態に保持するかいず
れでも構わない。解凍時には、冷却した解凍室１の棚２
に被解凍物３を載せ、マグネトロン４から、周波数が例
えば 2450MHzのマイクロ波を照射する。被解凍物３の初
期温度は通常、−40℃〜−20℃程度である。

【００１７】被解凍物３には、肉や刺し身のような比較
的水分の多いものから、パン、ケーキなどのように水分
の少ないものがあり、水分が多いほどマイクロ波が表面
で吸収されて内部に到達しにくい。そのため、従来は肉
類では表面が10℃以上になっても内部はまだ凍結したま
まで、内部まで融解した時点では表面温度が15℃〜16
℃、あるいはそれ以上になることがあった。この発明
は、解凍中に冷却空気により、被解凍物３の表面を冷却
するもので、これにより内部に対して過度になりがちな
被解凍物表面の温度上昇を数℃以下に抑えることができ
る。また、温度むらが生じた場合にも、その全体を均一
に冷却することにより、結果として温度むらを解消する
ことができる。従って、水分の多い被解凍物でも表面と
内部の温度差を最小限に抑えながら短時間に均一加熱す
ることが可能になる。その際、被解凍物３の表面温度を
測定し、その変化に応じて循環冷気の温度を段階的に変
化させる制御を行うことに、よりきめ細かな解凍管理を
行うことができる。

【００１８】解凍前の循環冷気温度をすでに述べた−３
℃に保持した場合における循環冷気の制御の一例（２段
階制御）を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１において、第１段階は温度センサ６に
より測定した被解凍物３の表面温度が循環冷気の設定温
度以下の期間で、その間は循環冷気の温度設定は−３℃
のままとする。その後、表面温度が−３℃に達したこと
が確認された第２段階では、循環冷気温度を目標解凍仕
上がり温度に設定することで、解凍仕上がり温度を所望
値に落ち着かせる。その間、上記制御段階に応じて、マ
イクロ波制御部７によりマイクロ波の照射電力あるいは
照射時間を制御する。例えば、照射電力を制御する場合
は、第１段階では 100％出力とし、第２段階では10〜30
％出力とする。また、照射時間制御については、例えば
上記各制御段階に時間区分を設定し、その区分ごとに出
力を変化させる。表１では制御段階数は２段階で示した
が、段階数を更に増やすことにより、より高品質な解凍
が可能になる。

【００２１】マイクロ波照射の終了は表面温度が所望値
に達した時点、あるいは設定時間が経過した時点とする
ことができる。目標となる解凍仕上がり温度は、被解凍
物３の種類により異なる。一般に肉、魚類は０℃〜５℃
程度であり、ケーキ類は10℃程度である。上述した制御
では被解凍物３の表面温度を測定する場合を示したが、
比較的水分が少なく、マイクロ波が内部まで到達し易い
被解凍物３、例えば小麦粉などは内部温度を測定して制
御するのがよい。表面温度と内部温度の両方を測定して
制御することももちろん可能である。

【００２２】図４は請求項３に係る実施の形態を示すも
のである。この実施の形態の図１の実施の形態との相
違、ファン１４が冷却器１３の背面側に設置されるとと
もに、モータ１４ａが回転軸１４ｂを介して回転羽根か
ら分離され、冷却室１２の外側に配置されている点であ
る。このような実施の形態によれば、隔壁１１から漏れ
るマイクロ波のモータ１４ａに対する影響がなくなると
ともに、モータ１４ａが生じる熱を冷却室１２の外に逃
がすことができ、それだけ熱効率がよくなる。

【００２３】図１及び図４のいずれの実施の形態におい
ても、被解凍物３の解凍終了後に循環冷気の設定温度を
例えば０℃にして冷却ユニット１５を運転制御し、解凍
庫８を冷蔵庫として機能させれば、解凍済の被解凍物３
を解凍庫８に一時保管することが可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、マイク
ロ波発生手段を備えた解凍庫に、解凍室に冷却空気を循
環させる冷気循環手段を設け、マイクロ波照射中の被解
凍物の温度を測定しながら、その温度変化に応じて循環
冷気の温度及びマイクロ波の照射電力あるいは照射時間
を制御することにより、解凍中の被解凍物を適切に冷却
し、水分の多い被解凍物を大電力により急速解凍した場
合にも過度の表面温度上昇を抑えて、高品質の短時間解
凍を容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す解凍庫の縦断面図
である。

【図２】図１のII−II線に沿う部分断面図である。

【図３】図１のIII −III 線に沿う部分断面図である。

【図４】この発明の異なる実施の形態を示す解凍庫の縦
断面図である。

【図５】従来の解凍庫を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 解凍室 ２ 棚 ３ 被解凍物 ４ マグネトロン ５ 高周波電源 ６ 第１の温度センサ ９ 断熱層 １１ 隔壁 １２ 冷却室 １３ 冷却器 １４ ファン １４ａ モータ １７ 第２の温度センサ １９ 通気穴 ２０ 通気穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 昭夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 山口 香 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3K086 AA01 AA03 BA01 BA05 BA08 BB02 BB08 CA02 CA15 CB04 CB12 CB18 CC02 CC20 CD03 CD11 CD27 FA08 3K090 AA01 AA03 AB03 BA01 BB01 DA06 EA02 EB22 EB25 4B022 LF02 LQ07 LT02 LT07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被解凍物を載せる棚を有する解凍室と、こ
   の解凍室内の前記被解凍物にマイクロ波を照射するマイ
   クロ波発生手段と、前記解凍室と隔壁を介して区画され
   た冷却室に設置され、ファンにより前記隔壁を通して前
   記解凍室に冷却空気を循環させる冷気循環手段と、前記
   被解凍物の温度を測定する第１の温度測定手段と、前記
   循環冷気の温度を測定する第２の温度測定手段と、前記
   第１及び第２の温度測定手段からの信号に基づいて前記
   冷気循環手段の運転を制御する循環冷気制御手段と、前
   記第１の温度測定手段からの信号に基づいて前記マイク
   ロ波発生手段の運転を制御するマイクロ波制御手段とを
   設けたことを特徴とする解凍庫。
2. 【請求項２】前記解凍室及び冷却室の外周に断熱層を設
   ける一方、前記隔壁を金属板とマイクロ波吸収材とから
   なる複合体で構成し、この隔壁には前記循環冷気を通流
   させる多数の開口を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の解凍庫。
3. 【請求項３】前記ファンのモータを前記冷却室の外側に
   配置したことを特徴とする請求項２記載の解凍庫。
4. 【請求項４】前記冷気循環手段から送り出された冷却空
   気は前記被解凍物に当たりながら前記棚の中心を流れた
   後、反転して前記冷気循環手段に戻るＷ字状の循環流を
   形成することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれ
   かに記載の解凍庫。
5. 【請求項５】前記棚をマイクロ波透過率の高い材料で構
   成するとともに、この棚に上下方向に連通する複数の通
   気穴を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のい
   ずれかに記載の解凍庫。
6. 【請求項６】解凍終了後に前記冷気循環手段を運転し、
   前記解凍室内の温度を所定温度に保つようにしたことを
   特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の解凍
   庫。