JP2002206852A - 冷凍機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的な冷凍が行えると共に、食品の長期保
存を可能にする冷凍機を提供する。 【解決手段】 冷凍室６、７、８が形成された本体２
と、本体２に開閉自在に設けられた扉３、３とを備えた
冷凍機１であって、冷凍室６、７、８内に、高電圧が印
加される電極板１５と、電極板１５に略平行をなすよう
に対向配置され、且つ接地されるアース板１６と、電極
板１５とアース板１６との間の領域を取り囲む絶縁性材
料でなる電界遮断層１３、１４とを備え、電極板１５と
アース板１６との間の領域内に食品が配置され、電極板
１５への高電圧印加により該電極板１５とアース板１６
との間に高電圧の微弱電流が発生するようにした。この
ような構成により、冷凍される食品の組織を損傷させる
ことなく、細菌などの微生物の細胞膜を可逆破壊して安
全性の高い保管を可能にした。

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、高電圧微弱電流
印加装置を搭載した冷凍機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷蔵庫として、特開平９−１３８
０５５号公報に開示されるものが知られている。この冷
蔵庫は、０℃〜−５℃に温度調節される低温室の一部ま
たは全部を電場処理室として、この電場処理室内に対向
する高圧電極と平板対極とを備え、高圧電極に所定周波
数のパルス電圧を印加するものである。この冷蔵庫で
は、水分の配列変換を起こさせてイオン水和物化現象を
利用して食品の含有水分の非凍結化を図り、上記した温
度域で保存される生鮮食肉や水産魚類などの食品の凍結
による貯蔵劣化の防止を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の冷蔵庫では、高電圧をパルス放電させるもので
あるため、細菌などの微生物の細胞膜を破壊させること
は可能であるが、上記した冷蔵庫では、水分の配列変換
を行って上記温度範囲（０℃〜−５℃）で水分が凍結し
て結晶化するのを防止することが目的であるため、当然
ながら冷凍室には電場処理室がないものであった。さら
に、業務用緩慢冷凍機は、冷却エネルギー不足のため、
電源の２次側に高出力が必要となり、食品中の水分が氷
になり結晶を大きくする最大氷結晶生成帯の−１℃〜−
７℃を急速に通過することが困難であった。また、上記
した従来の冷蔵庫では、冷凍室に電場処理室がないもの
であった。このため、冷凍エネルギーは、庫内の環境温
度を利用するが、冷凍品の芯部まで環境温度と同一にな
るまでに時間がかかるという問題点があった。

【０００４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものである。そこで、本発明の目的は、業務用汎用冷
凍機にて効率的な冷凍が行えると共に、急速冷凍機並の
高品質の冷凍品製造を可能にする冷凍機を提供すること
にある。

【０００５】また、本発明の他の目的は、食品の急速冷
凍を可能にして食品の氷結晶の成長による弊害が回避で
きると共に、冷凍状態における食品の保水性を向上でき
る冷凍機を提供することにある。

【０００６】さらに、本発明の他の目的は、食品に付着
するバクテリア、細菌などの細胞膜の可逆破壊を促進さ
せて食品の黴抵抗性、防腐性を向上できる冷凍機を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
冷凍室が形成された冷凍機本体と、該冷凍機本体に開閉
自在に設けられた扉とを備えた冷凍機であって、前記冷
凍室内に、高電圧が印加される電極板と、該電極板に略
平行をなすように対向配置され且つ接地されるアース板
と、少なくとも前記電極板と前記アース板との間の領域
を取り囲む絶縁性材料でなる電界遮断層とを備え、前記
電極板と前記アース板との間の領域内に食品が配置さ
れ、前記電極板への高電圧印加により当該電極板と前記
アース板との間に高電圧の微弱電流が発生することを特
徴とする。

【０００８】このような構成の請求項１記載の発明で
は、対向する電極板とアース板との間に高電圧が連続印
加されるため、保管される食品に含まれる細菌などの微
生物の細胞膜を可逆破壊することができる。このため、
食品を長期間、安全に冷凍・保管することが可能とな
る。また、この発明では、高電圧を連続印加することに
より、冷凍速度を速くすることができ、食品に含まれる
水分が氷結晶成長する温度域を速く通過することがで
き、食品の微細な組織構造が破壊されるのを防止でき
る。この他、生魚、生肉を水と一緒に特殊容器に収容し
て冷凍した場合、生身は生で周囲の水のみを凍らせるこ
とができる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の冷凍機であって、電極板が、導電性金属でなる導電
板の表面全体が絶縁材料層で被覆されると共に、冷却気
還流孔が形成されていることを特徴とする。

【００１０】したがって、請求項２記載の発明では、請
求項１記載の発明の作用に加えて、電極板が絶縁材料層
で被覆されているため、安全性を高めることができると
共に、電極板に結露が起こるのを抑制することができ
る。また、冷却気還流孔が電極板に形成されているた
め、冷気の還流を阻害することがなく、冷却効率を高め
ることができる。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明は、請求項２
記載の冷凍機であって、前記絶縁材料層が、前記導電板
の表面に形成された絶縁層と、該絶縁層を覆って真空ラ
ップされた絶縁シートとでなることを特徴とする。

【００１２】したがって、請求項３記載の発明では、請
求項２記載の発明における作用に加えて、絶縁層を蒸着
して密に覆うと共に、絶縁シートを真空ラップして、確
実に導電板を絶縁保護することにより、安全性を高める
と共に、導電板の腐食を防止することができる。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載された冷凍機であって、前
記アース板が、平板状であることを特徴とする。

【００１４】したがって、請求項４記載の発明は、請求
項１〜請求項３に記載された発明における作用に加え
て、アース板が平板状であるため、食品を安定して載置
することができる。

【００１５】さらに、請求項５記載の発明は、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載された冷凍機であって、
前記アース板が、格子状もしくは線状であることを特徴
とする。

【００１６】したがって、請求項５記載の発明では、請
求項１〜請求項３に記載された発明における作用に加え
て、アース板が格子状もしくは線状とすることにより、
食品から滴下する水分をアース板から下方へ排除するこ
とができ、アース板上に霜や氷が付着するのを抑制する
ことができる。また、請求項５記載の発明では、アース
板が格子状もしくは線状であるため、冷気の還流に支障
がなく、均一な冷却作用がある。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項５に記載された冷凍機であって、冷凍室が食品水分の
氷結晶成長温度帯域より低い温度に設定され、少なくと
も食品温度が前記氷結晶成長温度帯域を通過する間に前
記電極板に高電圧が印加されることを特徴とする。

【００１８】したがって、請求項６記載の発明では、請
求項１〜請求項５に記載された発明における作用に加え
て、食品を水分の氷結晶成長温度域を通過して冷凍する
際に、高電圧印加されることにより、氷結晶成長温度域
を速く通過して所定の低温度に到達させることができ
る。このため、食品に含まれる水分が氷結晶成長する前
に、所望の冷凍温度に到達させることができる。

【００１９】請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求
項６のいずれかに記載された冷凍機であって、前記アー
ス板は、アース回路入切装置により入切制御可能である
ことを特徴とする。

【００２０】したがって、請求項７記載の発明では、請
求項１〜請求項６に記載された発明における作用に加え
て、アース板の機能を解除することが可能となり、アー
ス板の上に載置された食品に含まれる水分の水分子配列
変換を行って、食品が冷凍されるまで（冷却初期）の食
品を難凍結水化することができ、食品の品質を向上する
ことができる。その後、アース板の機能を接続回復して
冷凍工程に移行すれば、急速に冷凍することが可能とな
る。

【００２１】請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求
項７のいずれかに記載された冷凍機であって、前記電極
板は、該アース板の下方部に絶縁連結器具にて上下動可
能に吊り下げられ、該アース板と該電極板との連結体を
物品載置棚又は冷凍室仕切り棚板として使用する仕切り
用棚板で前記冷凍室を画成することを特徴とする。

【００２２】したがって、請求項８記載の発明では、冷
凍機の冷凍室を棚板で空間の縦幅を自由に調整して仕切
ることができ、収納物品の高さに合わせて空間を有効利
用することが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２４】図１は、この実施の形態に係る冷凍機の正
面説明図であり、図２は冷凍機の前後方向に切断した状
態を示す要部縦断面図であり、図３は、冷凍機の本体を
左右方向に切断した状態を示す要部横断面図である。

【００２５】図１および図２に示すように、冷凍機１
は、本体２と、本体２の全面の開口部両側にヒンジ部１
２で開閉自在に支持された１対の扉３、３と、本体２に
内蔵される図示しない冷却機構とを備えて大略構成され
ている。本体２は、上下方向に３つの冷凍室６、７、８
を有している。

【００２６】本体２内には、冷凍室６、７を上下に区画
する隔壁９と、冷凍室７、８を上下に区画する隔壁１０
とが設けられている。また、本体２の開口部下部には、
扉３、３の開閉に伴って、オン・オフされる１対の開閉
確認スイッチ１１が設けられている。また、図１に示す
ように、本体２の前端両側には、それぞれの扉３、３を
回動自在に支持するヒンジ部１２が設けられている。

【００２７】それぞれの冷凍室６、７、８内の上下左右
の側壁および背面には、例えばフッ素樹脂でなる電界遮
断層１３が貼り付けられている。また、図２に示すよう
に、扉３、３の内側面におけるそれぞれの冷凍室６、
７、８に対応する位置には、例えばフッ素樹脂でなる電
界遮断層１４が貼り付けられている。つまり、冷凍室
６、７、８の空間を取り囲むようにして電界遮断層１
３、１４が形成されている。

【００２８】そして、各冷凍室６、７、８内には、高電
圧微弱電流が流れるように設定された、対をなし互いに
対向する電極板１５とアース板１６とが設置されてい
る。これら電極板１５とアース板１６は、冷凍室６、
７、８を上下方向に貫通するように立設されたパイプ状
の複数（本実施形態では４本）の絶縁枠１７で保持され
ている。なお、図３に示すように、電極板１５には、絶
縁被覆された電線１８が接続されており、電線１８は絶
縁枠１７内を通って本体２の下部に設けられた変圧器１
９に接続されている。また、アース板１６は、絶縁被覆
されたアース線２０に接続され、絶縁枠１７内を通って
本体２の下部から導出されて接地されるようになってい
る。

【００２９】電極板１５は、図４に示すように、ステン
レス、銅などの導電性金属で形成された導電板２１の表
面全体は例えばフッ素樹脂でなる２層の絶縁被覆層２
２、２３が被覆されてなる。内側の絶縁被覆層２２は、
導電板２１の表面全体に蒸着されて形成されている。ま
た、外側の絶縁被覆層２３は、下地層の上に真空ラップ
にて被覆されている。さらに、電極板１５には、上記し
たように、耐熱絶縁材で被覆された電線１８が接続され
ている。この電線１８には、図３に示すように、変圧器
１９をから高電圧が印加されるようになっている。

【００３０】アース板１６は、図４に示すように、電極
板１５と略同程度の大きさ、且つ略同形状の導電性金属
板で形成されている。また、上記したようにアース板１
６には、絶縁樹脂で被覆されたアース線２０が接続され
ている。

【００３１】電界遮断層１３は、これら電極板１５とア
ース板１６とで挟まれる空間を取り囲んでいる。また、
扉３、３の内側面に貼り付けられている電界遮断層１４
は、扉３、３が閉められたときに、それぞれの冷凍室
６、７、８における電極板１５とアース板１６とで挟ま
れる空間を電界遮断層１３とともに取り囲むようになっ
ている。

【００３２】なお、アース板１６の下方には、図１及び
図２に示すように、水滴などを受ける受け皿２４が配置
されている。また、図３に示すように、本体２の下部に
は、冷却器２５が設けられており、この冷却器２５およ
び図示しない冷却機構により各冷凍室６、７、８に冷気
が送出されるようになっている。

【００３３】このような構成の冷凍機１においては、図
５に示すような制御系２６を備えている。この制御系２
６は、ＣＰＵやメモリなどを備える制御部２７に、２次
側出力が定格になるように設定された電源２８、各開閉
確認スイッチ１１、印加電圧を調節するスライダックス
２９、冷却器２５、出力電圧を連続印加する変圧器１
９、温度センサ３０、運転指示部３１、アース回路入切
装置３３などが接続されている。

【００３４】本実施形態に係る冷凍機１では、３種類の
異なる冷凍品の製造が可能となっている。第１の実施形
態は図５の運転指示部３１の詳細である図６（ａ）に示
す。図６（ａ）の氷結運転を入力すると冷却機２５が駆
動を行い、アース回路は接続されたままの状態で変圧器
１９へも運転指示が出され、電極板１５に高電圧を連続
印加する。そして、温度センサー３０の温度検出が開始
される。温度センサーが−３℃を検出すると、冷凍機２
５は停止し温度センサー３０が０℃を検出すると再駆動
するようになっている。そして、変圧器１９は氷結運転
停止を入力する迄連続運転を行うようになっている。本
実施形態の目的は、業務用汎用緩慢冷凍機を用いて特殊
容器に生身の魚介類、精肉類を収容し容器内を水で満た
し、アース板１６に接して特殊容器を設置し、特殊容器
内の生身の魚類、精肉類は生身のまま非凍結で、満たし
た水のみを凍結させる冷凍食品を製造することである。

【００３５】なお、本実施形態においては、図１０に示
す変形例のように、上下方向に立設した支柱に部材３
５、３６に取り付け、電極板１５、アース板１６の上下
位置を適宜変更するようにしてもよい。

【００３６】第２の実施形態は図５の運転指示部３１の
詳細である図６（ｂ）に示す。図６（ａ）の冷凍速度を
入力すると冷却機２５が連続運転駆動を行い、アース回
路は接続されたままの状態で変圧器１９へも運転指示が
出され、電極板１５に高電圧を印加する。そして温度セ
ンサー３０の温度検出が開始される。上述した第１の実
施形態と異なる点は、冷却機２５と変圧器１９は冷凍速
度停止を入力する迄連続運転を行うようになっている事
と、温度センサー３０による冷却機２５に対する制御は
全く無い事である。本実施形態の目的は、アース板１６
に接して設置した特殊容器に収容した食品に対して伝熱
効率、伝熱量差を影響させ、業務用汎用緩慢冷凍機を用
いて、氷結晶成長温度域０℃〜−７℃を短時間で通過し
て、食品の微細組織が氷結晶の成長により破壊される事
がなく、良好な冷凍食品の製造と保存を行う事である。

【００３７】第３の実施形態は図５の運転指示部３１の
詳細である図７に示す。図７の高品質冷凍を入力すると
冷却機２５が連続運転駆動を行い、高品質冷凍停止の入
力がある迄運転する。変圧器１９も同様に作動する。又
アース回路入切装置３３へ出力されアース回路が切断さ
れる。温度センサー３０も温度検出を開始する。温度セ
ンサー３０が−１０℃に到達すると、アース回路の入切
装置が作動してアースが接続される。即ち、アース板１
６に接して設置した特殊容器に収容した食品は−１０℃
迄はアース機能を切断して水分改質を完了させ、−１０
℃を越えた温度帯からアース機能を接続して、伝熱効
率、伝熱量差を影響させ本冷凍に移行する。本実施形態
の目的は緩慢冷凍機を用いて急速冷凍機に優る高品質の
冷凍食品を製造することである。

【００３８】本実施形態では、電極板１５に高電圧を連
続印加することにより、アース板１６上の食品は、高電
圧電界により微生物の細胞膜を可逆破壊（電気穿孔現象
による）して、防黴性・防腐性を向上することができ
る。また、通常の保管の効果に加えて、食品に含まれる
水分の改質を行って自由水を結合化し、食品の保水性を
向上させることができる。このため、食品の保存期間を
長くすることが可能となる。

【００３９】また、本実施形態では、図４に示すよう
に、アース板１６の上に載置する容器３２に食品を入れ
るようになっている。この容器３２は、アース板１６と
導通して収容された食品をアース板１６に導通させるよ
うになっている。このため、食品に高電圧微弱電流が流
れるようになっており、高電圧電界の影響を効率よく受
け得るようにしている。

【００４０】このような構成の冷凍機１では、電極板１
５とアース板１６との間に形成される高電圧電界は、電
界遮断層１３、１４で取り囲まれるため、外部に電界が
漏れることがなく、電極板１５とアース板１６との間の
電界強度を高めると共に均一にする作用がある。このた
め、食品は、高電圧微弱電流の影響を確実に受けるが、
例えば水分や栄養分などが喪失することなく保持される
と共に、被食品の衛生状態を向上することができる。こ
のため、冷凍・保管する食品の歩留まりを向上させ食品
の利用目的に添った冷凍品製造が可能となる。

【００４１】第４の実施形態は、図８に示すように、電
極板１５をアース板１６の下方において、絶縁連結上下
可変器具３３にて吊下げ、図８に示す絶縁枠３４に絶縁
枠支え金具３５にて絶縁連結上下可変器具３３を保持し
て隔壁９、１０の代替とする。このような構成の冷凍機
１では収納物品の高さに応じて収納空間の高さを調節す
ることが可能となる。なお、図９は、電界遮断層１３に
対するアース板１６の取付構造を示している。このよう
に固定されたアース板１６に対して吊下げられた電極板
１５は、絶縁連結上下可変器具３３を調節することによ
り上下動して位置移動することができる。

【００４２】以上、実施形態について説明したが、本発
明はこれらに限定されるものではなく、ここでは記載し
ていない様々な実施の形態を含むことは勿論である。

【００４３】例えば、上記した実施形態では、電極板１
５が上側でアース板１６が下側に位置するように配置し
たが、アース板１６を上側、電極板１５を下側に配置す
る構成としても勿論よい。また、アース板１６を平板状
としたが、導電性金属でなる網目状としてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、食品を長期間、安全に保管する
ことが可能となる。また、食品を冷凍する際に、食品に
含まれる水分が氷結晶成長する温度域を速く通過するこ
とができ、食品の微細構造を破壊することを防止でき
る。このため、食品の組織破壊を防止して、味、鮮度な
どの低下のない冷凍が行えるという効果がある。

【００４５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、電極板が絶縁材料層で被覆さ
れているため、安全性を高めることができると共に、電
極板に結露が起こるのを抑制する効果がある。また、冷
気還流孔があるため、冷気の還流に支障がない。

【００４６】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明における効果に加えて、絶縁層を蒸着して密に
覆うと共に、絶縁シートを真空ラップして、確実に導電
板を絶縁保護することにより、安全性を高めると共に、
導電板の腐食を防止することができる。

【００４７】請求項４記載の発明によれば、請求項１〜
請求項３に記載された発明における効果に加えて、アー
ス板が平板状であるため、食品を安定して載置すること
ができる。

【００４８】請求項５記載の発明によれば、請求項１〜
請求項３に記載された発明における効果に加えて、アー
ス板が格子状もしくは線状とすることにより、食品から
滴下する水分をアース板から下方へ排除することができ
る。また、アース板が格子状もしくは線状であるため、
冷気の還流に支障が生じないという利点がある。

【００４９】請求項６記載の発明によれば、請求項１〜
請求項５に記載された発明における効果に加えて、食品
を水分の氷結晶成長温度域を通過して冷凍する際に、高
電圧印加されることにより、氷結晶成長温度域を速く通
過して所定の低温度に到達させることができる。

【００５０】請求項７記載の発明によれば、請求項１〜
請求項６に記載された発明における効果に加えて、アー
ス板の機能を停止させることができるため、食品に含ま
れる水分の水分子の配列変換を行って、冷凍されるまで
の間の食品品質を向上させることができる。

【００５１】請求項８記載の発明によれば、冷凍室の収
納空間の高さを収納物品の高さに対応して自由に仕切り
用棚板を移動できるため、収納物品の高さ制約を大幅に
緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷凍機の実施形態を示す正面説明
図である。

【図２】実施形態に係る冷凍機を前後方向で切断した状
態を示す要部縦断面図である。

【図３】実施形態に係る冷凍機を左右方向で切断した状
態を示す要部横断面図である。

【図４】実施形態に係る電極板とアース板との対向構造
を示す説明図である。

【図５】実施形態に係る冷凍機の制御系を示すブロック
図である。

【図６】実施形態に係る冷凍機の容器内の生身を生で凍
結させるモードを示す指令系統を示す図である。

【図７】実施形態に係る冷凍機の高品質冷凍品製造モー
ドを示す指令系統を示す図である。

【図８】実施形態に係る冷凍機における電極板の昇降手
段を示す要部正面図である。

【図９】実施形態に係る冷凍機におけるアース板の保持
構造を示す要部側断面図である。

【図１０】実施形態に係る冷凍機における電極板、アー
ス板の上下位置を適宜変更可能とした例を示す要部横断
面図である。

【符号の説明】

１ 冷凍機 ２ 本体（冷凍機本体） ３ 扉 ６、７、８ 冷凍室 １３、１４ 電界遮断層 １５ 電極板 １６ アース板 ２１ 導電板 ２２、２３ 絶縁被覆層 ２６ 制御系 ２７ 制御部 ３１ 運転指示部 ３３ アース回路入切装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍室が形成された冷凍機本体と、該冷
   凍機本体に開閉自在に設けられた扉とを備えた冷凍機で
   あって、 前記冷凍室内に、高電圧が印加される電極板と、該電極
   板に略平行をなすように対向配置され、且つ接地される
   アース板と、少なくとも、前記電極板と前記アース板と
   の間の領域を取り囲む、絶縁性材料でなる電界遮断層と
   を備え、 前記電極板と前記アース板との間の領域内に食品が配置
   され、前記電極板への高電圧印加により当該電極板と前
   記アース板との間に高電圧の微弱電流が発生することを
   特徴とする冷凍機。
2. 【請求項２】 前記電極板は、導電性金属でなる導電板
   の表面全体が絶縁材料層で被覆されると共に、冷却気還
   流孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載
   された冷凍機。
3. 【請求項３】 前記絶縁材料層は、前記導電板の表面に
   形成された絶縁層と、該絶縁層を覆って真空ラップされ
   た絶縁シートとでなることを特徴とする請求項２記載の
   冷凍機。
4. 【請求項４】 前記アース板は、平板状であることを特
   徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された
   冷凍機。
5. 【請求項５】 前記アース板は、格子状もしくは線状で
   あることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
   に記載された冷凍機。
6. 【請求項６】 前記冷凍室は、食品水分の氷結晶成長温
   度帯域より低い温度に設定され、少なくとも食品温度が
   前記氷結晶成長温度帯域を通過する間に前記電極板に高
   電圧が印加されることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ５に記載された冷凍機。
7. 【請求項７】 前記アース板は、アース回路入切装置に
   より入切制御可能であることを特徴とする請求項１乃至
   請求項６のいずれかに記載された冷凍機。
8. 【請求項８】 前記電極板は、該アース板の下方部に絶
   縁連結器具にて上下動可能に吊り下げられ、該アース板
   と該電極板との連結体を物品載置棚又は冷凍室仕切り棚
   板として使用する仕切り用棚板で前記冷凍室を画成する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記
   載された冷凍機。