JP3212831B2 - 冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼用製氷庫 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍冷蔵庫の冷凍室に
誘電加熱式解凍機能を付加すると共に、該加熱機能を利
用して冷凍室で作製する氷の透明度の向上を図ることが
できる冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼用製氷庫に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷蔵庫に誘電加熱を利用した
解凍設備を設けることは、特開昭５３−１０４４６３号
公報等により提案されている。これらの出願において、
誘電加熱による解凍は、（１）食品の保存と解凍の操作
を同一の庫内で行うので時間を短縮できる、（２）一
旦、冷凍庫から冷凍食品を取り出す際の食品鮮度の劣化
を防止する等の長所を有すると指摘されている。

【０００３】一般家庭での冷凍食品の解凍には、（１）
常温放置による自然解凍、（２）電子レンジによる加熱
解凍、（３）冷蔵庫に設けられた−４〜０℃の特設解凍
庫によるチルド解凍、（４）冷凍食品をラップで包んで
水道水をかける流水解凍等の手法があり、これらは調理
の目的により様々に使い分けられるのが普通である。

【０００４】しかしながら、上記解凍手法は以下のよう
な問題を有する。すなわち、（１）の自然解凍は冷凍食
品を冷凍庫から取り出すタイミングが難しく、特に夏場
での冷凍肉の鮮度劣化は著しい。（２）の電子レンジに
よる解凍は、操作が手軽なこともあって比較的よく利用
されるが、均一な加熱が難しく片焼けが起こったり、解
凍むらが発生する。（３）のチルド解凍は、解凍として
理想的であるが、戻し温度が低温であるため解凍時間が
長くなるという欠点を有している。最後に、（４）の流
水解凍は手間が面倒であり、水道水を浪費する上に解凍
時にドリップが多く流出し食品の旨味を損ねてしまうと
いう欠点を有する。

【０００５】誘電加熱式解凍は電子レンジによるマイク
ロ波加熱式解凍とよく似ているが、マイクロ波が食品の
表面だけを加熱し、内部の加熱は食品の熱伝導に頼って
いるのに対し、誘電加熱法は食品内部に電界を通過させ
内部から均等に加熱するという点で異なっている。従っ
て、誘電加熱式解凍は解凍速度に関して電子レンジ並で
あると共に解凍品質に関してチルド解凍並であるという
優れた解凍性能を有している。

【０００６】しかしながら、前記（１）〜（４）の各解
凍手法はそれぞれ欠点はあるものの、お互いに補完する
関係にあり適材適所に各手法を用いることで、一般的な
家庭では十分目的を遂げることができる。すなわち、こ
れらの欠点は誘電加熱式解凍のような優れた解凍機の必
要性を強く喚起するほどのものではない。

【０００７】一方、家庭用冷凍冷蔵庫の冷凍室の役割は
おおよそ次の二つに大別できる。すなわち、食品を冷凍
し保存期間を延長する役割と、水道水を凍らせて飲用物
の冷却あるいは調理に用いる氷を作製する役割とがあ
る。前者は、前述した解凍庫を設けることによりいっそ
う利便性が向上することは言うまでもないが、後者は冷
凍冷蔵庫の基本機能としてもはや当然のものである。

【０００８】しかしながら、近年各種スーパーマーケッ
トやコンビニエンスストアーで氷だけが販売されている
ようになっており、これらの氷がよく売れているという
事実がある。冷凍冷蔵庫で作られる氷とスーパーマーケ
ット等で売られている氷との決定的違いは、前者が個性
のない同一形状の氷である上に白く濁っているのに対
し、後者がいかにもアイスピックで割ったような様々な
形状であると共に透明で非常に奇麗であるという点であ
る。

【０００９】このように氷に対してはかなり情緒的な要
求がユーザの中に潜在しており、透明な氷はその物理的
意味以上に重要な意味をもっている。透明な氷を作る方
法としては、（１）水を常に流しながら冷却し、氷の薄
い層を重ねるようにして作る流水型、（２）冷却水槽の
一部に高速で振動する振動棒を挿入してその部分にだけ
気泡を集中させる振動型等がある。この両手法の基本的
考え方は氷が作製される過程で気泡を発生させないとい
う点である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記両
手法とも家庭用冷凍冷蔵庫で実現するのは非常に困難で
あるという問題がある。すなわち、（１）の流水型は冷
蔵庫の中に水の循環サイクルを作る必要があり、また、
大きな氷のブロックしか作製できない、（２）の振動型
は振動によって与えられる運動エネルギーに打ち勝って
氷結させるだけの大容量の冷凍サイクルが必要になると
いう不都合がある。以上のように透明な氷に対する潜在
要求は大きいにも拘わらず、一般家庭用冷凍冷蔵庫でで
きる氷は白く不透明であるというのが現状である。

【００１１】以上説明してきた如く、冷蔵庫に誘電加熱
を利用した解凍設備を設けることは従来より提案されて
いるが、代替手法が多数存在するため、誘電加熱式解凍
の性能が優れているにも拘わらず十分な需要を喚起する
には至っていない。その一方で、透明な氷に対する潜在
需要は非常に大きいにも拘わらず技術的に困難な点が多
く現在においても透明な氷を作製できる家庭用冷凍冷蔵
庫はほとんど見当たらない。

【００１２】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであり、解凍と製氷の両者を誘電加熱
手法を用いて同時に実現し、一般家庭においても透明で
奇麗な氷を作製することができる冷凍冷蔵庫の誘電加熱
式解凍兼用製氷庫を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、冷凍
冷蔵庫の冷凍室内に設けられ、かつ、対向して配置され
た上部電極板と下部電極板とからなる一対の電極板と、
該電極板に高周波電力を供給する高周波電源と、該高周
波電源と前記電極板とからなる高周波回路のインピーダ
ンスを整合するインピーダンス整合手段とから構成され
る高周波誘電加熱装置を有する誘電加熱式解凍兼用製氷
庫であって、さらに前記高周波誘電加熱装置による局所
的加熱領域を前記下部電極板上に載置される製氷皿に対
して走査方向に移動させる移動手段を具備したことを特
徴とする冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼用製氷庫であ
る。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１において、前
記一対の電極板の内、少なくとも一方の電極板は相互に
絶縁された複数の小電極からなり、前記移動手段は当該
複数の小電極に順次高周波電力を供給することにより電
極を切り替えて局所的加熱領域の移動を行うことを特徴
とする冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼用製氷庫である。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１において、前
記上部電極板と前記下部電極板上に載置される製氷皿と
の間に配設され、かつ、少なくとも製氷皿の上面面積以
上の面積を有すると共に複数のスリット状開口部を有す
る絶縁シートを具備し、前記移動手段は当該絶縁シート
を前記下部電極板上に載置される製氷皿に対して走査方
向に移動させて局所的加熱領域の移動を行うことを特徴
とする冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼用製氷庫である。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１において、前
記上部電極板は、複数の開口部を設けることにより形成
された短冊状電極からなり、前記移動手段は該上部電極
板を前記下部電極板上に載置される製氷皿に対して走査
方向に移動させて局所的加熱領域の移動を行うことを特
徴とする冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼用製氷庫であ
る。

【００１７】

【作用】本発明の冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼用製氷
庫によれば、氷の微小領域を加熱するのに高周波誘電加
熱が用いられているので、氷が内部から加熱され、氷内
部に局所的な加熱部分、すなわち活性化部分が創出され
る。さらに、本発明の誘電加熱式解凍兼用製氷庫は局所
的活性化部分を経時的に移動させる移動手段を具備して
いるので、当該活性化部分は気泡、亀裂、不純物等を吸
収しながら氷の一方から他方へ走査される。

【００１８】

【実施例】本発明にかかる冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍
兼用製氷庫について説明する前に、透明で奇麗な氷を作
製するにあたっての本発明における基本原理を説明す
る。先ず、一般家庭用の冷凍冷蔵庫で作る氷が白く濁る
理由として考えられるのは、（１）水の冷却過程におい
て発生した気泡が水の中に滞留し、そのまま凍ってしま
う、（２）急速な冷却によって発生した内部の残留応力
が氷の内部に微細な亀裂を発生させ、それが外から見る
と白く見える、（３）水道水に含まれている溶解物が冷
却による溶解度の低下により析出する等の理由が考えら
れる。

【００１９】本発明の透明な氷の作製原理は、既に出来
上がった氷を局部的に加熱し、氷の中に閉じ込められた
気泡や亀裂の活性度を上げ、その局所的活性部分を徐々
に移動させることで氷の透明度を上げるものである。以
下、この手法を局部加熱法と呼称する。図５は、本発明
における局部加熱法の原理を示す説明図である。図５に
示すように、室温−２０℃の冷凍室の中にある氷ブロッ
クの片側から微小幅（図中の斜線部分）のみを約０℃ま
で加熱する。この局所的加熱部分は回りの領域よりも溶
解度が高くなっているため何等かの不純物が溶解してい
た場合は、この加熱部分に抽出される。また、分子の活
性化エネルギーも高くなっているため、気泡等は互いに
融合して大きくなり、亀裂等も一種の焼きなましの状態
になり消失していく。

【００２０】この局所的加熱部分が上述した現象の発生
速度よりも十分遅く走査方向へ移動して行くと、気泡や
抽出物質もその移動に伴って移動して行く。従って、局
所的加熱部分が通過した後は、それ以前よりも気泡や不
純物が少なくなっている。また、室温が−２０℃に固定
されているので、前記した局所的加熱部分が移動した後
は速やかに低温の氷に復元する。

【００２１】以上のような走査を数回に亙り繰り返すこ
とで、この氷の透明度は増してゆく。仮に、使用した水
が不純物を多く含んでいた場合は、その不純物は最終的
には図５の氷ブロックの右端に集中することになり、こ
の部分は廃棄すればよい。上記製氷原理に基づいて氷ブ
ロックを加熱するためには、局部的に、かつ、内部まで
十分に加熱する必要があり、誘電加熱が最適である。

【００２２】図１は、本発明にかかる誘電加熱式解凍兼
用製氷庫を備えた冷凍冷蔵庫の一実施例を示す構成図で
あり、（ａ）は冷凍冷蔵庫の正面視断面図、（ｂ）は冷
凍冷蔵庫の側面視断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ部
の拡大図であって、誘電加熱式解凍兼用製氷庫を示す図
である。図１において、１１は冷凍冷蔵庫の外郭、１２
は冷蔵室、１３は冷凍室、１４は誘電加熱式解凍兼用製
氷庫をそれぞれ示している。

【００２３】解凍兼用製氷庫１４は冷凍室１３内に設置
され、この解凍兼用製氷庫１４内には、短冊状の上部高
周波電極板１５と平面状の下部高周波電極板１７とから
なる一対の電極板が対向して配置されている。製氷皿１
６は下部高周波電極板１７上に載置される。また、図１
（ｃ）に示すように、下部高周波電極板１７は解凍時と
製氷時それぞれの場合に上下動する。すなわち、回転端
２０が回転すると、クランク１８を介してもう一方の回
転端１９が上下動し、それに伴って下部高周波電極板１
７が上下動する。このような構成により、製氷時には下
部高周波電極板１７は上位置に移動し、一方、解凍時に
は下部高周波電極板１７は下位置に移動する。

【００２４】図２は、本発明にかかる冷凍冷蔵庫の誘電
加熱式解凍兼用製氷庫の第一実施例を示す構成図であ
る。図２に示す誘電加熱式解凍兼用製氷庫は、局所的加
熱領域の移動手段として電極切り替え方式を採用してい
る。図２において、３１は相互に絶縁された複数の短冊
状の小電極が水平に配設してなる走査用電極板（上部高
周波電極板）であり、３２は上下に移動可能なベース電
極板（下部高周波電極板）であり、３３は製氷皿であ
り、３４は製氷皿３３内の氷である。

【００２５】高周波電源３５から供給される高周波電力
は整合回路３６により周波数のマッチングが行われ、セ
レクター３７によって接続された電極によってのみ供給
される。したがって、図２に示すように走査用電極板３
１とベース電極板３２との間に介在する氷３４の一部に
電界が発生し、その部分が局所的に加熱される。この局
所的加熱部分はセレクター３７の電極切り替えに伴って
図中の矢印方向に徐々に移動する。その結果、前述した
本発明の透明氷作製原理（図５参照）に基づいて透明で
奇麗な氷が作製される。なお、局所的加熱部分の移動速
度は電界の供給によって活性化された領域に気泡等が吸
収される速度よりも十分遅くなければならない。

【００２６】解凍時は、製氷皿３４が載置されるベース
電極板３２が自動又は手動により下方へ移動し、冷凍
肉、マグロ等を置けるスペースが確保されると共に、セ
レクター３７が走査用電極板３１の全電極に給電する。
これにより、走査用電極板３１及びベース電極板３２の
両電極間全てに電界が発生し、冷凍食品の解凍が行われ
る。

【００２７】図３（ａ）は、本発明にかかる冷凍冷蔵庫
の誘電加熱式解凍兼用製氷庫の第二実施例を示す構成図
であり、図３（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）に示す絶縁シー
トの平面図である。図３（ａ）に示す誘電加熱式解凍兼
用製氷庫は、局所的加熱領域の移動手段としてスリット
窓方式を採用している。図３（ａ）において、４１は上
部高周波電極板であり、４２は上下に移動可能な下部高
周波電極板であり、４３は製氷皿であり、４４は製氷皿
４３内の氷である。また、４５は電極板４１及び４２に
高周波電力を供給する高周波電源であり、４６は電極板
４１及び４２と高周波電源４５とからなる高周波回路の
インピーダンスを整合する整合回路である。

【００２８】４７は回転可能なドラムであり、絶縁シー
ト４８を巻き取るためのものである。絶縁シート４８は
下部高周波電極板４２上に載置される製氷皿４３の上面
面積以上の面積を有する。また、絶縁シート４８には、
図３（ｂ）に示す如く製氷皿４３の小区間と略同等のピ
ッチでスリット窓４９が複数設けられ、さらに図３
（ｃ）に示す如く電極板４１及び４２の面積とほぼ同じ
大きさの開口部５１も設けられている。

【００２９】製氷時はスリット窓４９が設けられた絶縁
シート４８の部分が用いられ、一方、解凍時は開口部５
１が設けられた絶縁シート４８の部分が用いられる。す
なわち、製氷時には両電極板４１及び４２に高周波電力
が供給されると共に、モータ５０を駆動させてドラム４
７を回転させる。このドラム４７の回転によって、スリ
ット窓４９が形成された絶縁シート４８が製氷皿４３上
を徐々に移動する。そして、スリット窓４９が形成され
た部分にのみ発生した電界が氷４４を局所的に加熱し、
この局所的加熱部分が絶縁シート４８の移動に伴って図
中の矢印方向に徐々に移動する。その結果、上記第一実
施例で説明したように、本発明の透明氷作製原理（図５
参照）に基づいて透明で奇麗な氷が作製される。なお、
局所的加熱部分の移動速度は電界の供給によって活性化
された領域に気泡等が吸収される速度よりも十分遅くな
ければならない。

【００３０】解凍時には、図３（ｃ）で示した開口部５
１が電極の投影面に来るようにドラム４７をモータ５０
で回転させて絶縁シート４８を巻き取ると共に、下部高
周波電極板４２を下方へ移動させて冷凍肉等を設置する
スペースを確保する。そして、製氷時と同様に電極板４
１及び４２に給電し、冷凍食品の解凍を行う。

【００３１】図４（ａ）は、本発明にかかる冷凍冷蔵庫
の誘電加熱式解凍兼用製氷庫の第三実施例を示す構成図
であり、図４（ｂ）は（ａ）に示す上部高周波電極板の
平面図である。図４（ａ）に示す誘電加熱式解凍兼用製
氷庫は、局所的加熱領域の移動手段として電極移動方式
を採用している。図４（ａ）及び（ｂ）において、６１
は金属性の板に開口部６９を複数設けることにより形成
された短冊状電極７０からなる上部高周波電極板であ
り、６２は上下に移動可能な平面状の下部高周波電極板
であり、６３は製氷皿であり、６４は製氷皿６３内の氷
である。

【００３２】短冊状電極７０を備えた上部高周波電極板
６１は、モータ６７の回転と該モータ６７に連結された
クランク機構６８とにより左右に往復運動する。また、
上部高周波電極板６１と下部高周波電極板６２とには高
周波電源６５から整合回路６６を介して高周波電力が供
給される。したがって、図４（ａ）に示すように上部高
周波電極板６１の短冊状電極７０と下部高周波電極板６
２との間で発生した電界により、氷６４の一部分が局所
的に加熱される。この局所的加熱部分は、モータ６７の
回転とクランク機構６８とによる上部高周波電極板６１
の移動に伴って図中の矢印方向に徐々に移動する。その
結果、上記第一実施例で説明したように本発明の透明氷
作製原理（図５参照）に基づいて透明で奇麗な氷が作製
される。なお、局所的加熱部分の移動速度は電界の供給
によって活性化された領域に気泡等が吸収される速度よ
りも十分遅くなければならない。

【００３３】ここで、短冊状電極７０の往復運動の内、
一方向への運動時にのみ高周波電力を供給するように制
御すると、これまで説明してきた走査を実現できること
が分かる。また、クランク機構６８のカム形状を変える
ことにより、一方向は早く、逆方向は遅く短冊状電極７
０が運動するようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】本発明の冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼
用製氷庫によれば、氷の微小領域を加熱するのに高周波
誘電加熱を用いることにより、一旦凍らせた氷を内部か
ら加熱し、氷内部に局所的な加熱部分、すなわち活性化
部分を創出することができる。その結果、氷内部に分布
する気泡、亀裂、不純物等を当該活性化部分に集中させ
ることができる。さらに、本発明の誘電加熱式解凍兼用
製氷庫に局所的活性化部分を経時的に移動させる移動手
段を具備させることにより、気泡、亀裂、不純物等を活
性化部分に吸収させながら氷の一方から他方へ走査（ス
キャン）することができ、その結果として高純度で透明
度の高い氷を得ることができる。また、これらの操作
は、凍った氷に対して行うので、従来の透明氷の作製手
法で必要であった水の循環機構等が不要になり、小型化
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明にかかる誘電加熱式解凍兼用製
氷庫を備えた冷凍冷蔵庫の一実施例を示す正面視断面図
であり、（ｂ）は（ａ）の側面視断面図であり、（ｃ）
は（ｂ）におけるＣ部を拡大した誘電加熱式解凍兼用製
氷庫の拡大図である。

【図２】本発明にかかる冷凍冷蔵庫の誘電加熱式解凍兼
用製氷庫の第一実施例を示す構成図である。

【図３】（ａ）は、本発明にかかる冷凍冷蔵庫の誘電加
熱式解凍兼用製氷庫の第二実施例を示す構成図であり、
（ｂ）及び（ｃ）は（ａ）に示す絶縁シートの平面図で
ある。

【図４】（ａ）は、本発明にかかる冷凍冷蔵庫の誘電加
熱式解凍兼用製氷庫の第三実施例を示す構成図であり、
（ｂ）は（ａ）に示す上部高周波電極板の平面図であ
る。

【図５】本発明における透明氷作製原理を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１１ 冷凍冷蔵庫外郭 １２ 冷蔵室 １３ 冷凍室 １４ 誘電加熱式解凍兼用製氷庫 １５ 上部高周波電極板 １６ 製氷皿 １７ 下部高周波電極板 １８ クランク １９ 回転端 ２０ 回転端

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍冷蔵庫の冷凍室内に設けられ、か
   つ、対向して配置された上部電極板と下部電極板とから
   なる一対の電極板と、該電極板に高周波電力を供給する
   高周波電源と、該高周波電源と前記電極板とからなる高
   周波回路のインピーダンスを整合するインピーダンス整
   合手段とから構成される高周波誘電加熱装置を有する誘
   電加熱式解凍兼用製氷庫であって、さらに前記高周波誘
   電加熱装置による局所的加熱領域を前記下部電極板上に
   載置される製氷皿に対して走査方向に移動させる移動手
   段を具備したことを特徴とする冷凍冷蔵庫の誘電加熱式
   解凍兼用製氷庫。
2. 【請求項２】 前記一対の電極板の内、少なくとも一方
   の電極板は相互に絶縁された複数の小電極からなり、前
   記移動手段は当該複数の小電極に順次高周波電力を供給
   することにより電極を切り替えて局所的加熱領域の移動
   を行うことを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫の誘
   電加熱式解凍兼用製氷庫。
3. 【請求項３】 前記上部電極板と前記下部電極板上に載
   置される製氷皿との間に配設され、かつ、少なくとも製
   氷皿の上面面積以上の面積を有すると共に複数のスリッ
   ト状開口部を有する絶縁シートを具備し、前記移動手段
   は当該絶縁シートを前記下部電極板上に載置される製氷
   皿に対して走査方向に移動させて局所的加熱領域の移動
   を行うことを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫の誘
   電加熱式解凍兼用製氷庫。
4. 【請求項４】 前記上部電極板は、複数の開口部を設け
   ることにより形成された短冊状電極からなり、前記移動
   手段は該上部電極板を前記下部電極板上に載置される製
   氷皿に対して走査方向に移動させて局所的加熱領域の移
   動を行うことを特徴とする請求項１記載の冷凍冷蔵庫の
   誘電加熱式解凍兼用製氷庫。