JP5682037B2

JP5682037B2 - 電場形成用パネル及び、過冷却を起こすための電場形成方法

Info

Publication number: JP5682037B2
Application number: JP2011242116A
Authority: JP
Inventors: 三規大野; 嘉男中井; 克行竹内; 宗夫上田
Original assignee: SUPER COOLING LABO INC.
Current assignee: SUPER COOLING LABO INC.
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2031-11-04
Also published as: WO2013065326A1; HK1192606A1; JP2013096675A; CN103518111B; CN103518111A

Description

本発明は、独自に内蔵させたり、改造したりすることなく、所定空間の環境を、過冷却が起こる状態に整えることが可能な電場形成用パネルと、これを取り付けた過冷却を起こす保管庫、過冷却を起こすための電場形成方法に関する。

静電場に基づく水分子の振動を利用して過冷却現象を引き起こし、氷結点以下の環境で食品に含まれる水分等を非凍結状態に保持し、食品等の鮮度劣化、腐敗防止等を図る冷蔵庫、静電場処理装置等に係る発明が、下記特許文献１〜４に提案されている。

これらの文献には、冷蔵庫等に独立した区画を設け、この区画に過冷却現象を引き起こすための電場形成手段を内蔵させた構成や、冷蔵庫等を改造することによって電場形成手段を設けた構成等により、過冷却を起こす冷蔵庫等に係る技術の例が開示されている。

特開２００１−８６９６７号公報特開２０００−２９７９７６号公報特開２００５−１５６０４２号公報特開２００８−２１５７１６号公報

しかし、上記特許文献１〜４に提案されているように、ひとたび冷蔵庫等に過冷却現象を引き起こすための電場形成手段を内蔵させて構成したり、改造して設けたりすれば、通常の冷蔵庫等に戻すことは構造的に困難が伴う。また、改造等すること自体、労力を要してしまうという問題がある。特に、冷蔵庫等の収納部に電場空間を形成するから、結露を通じた漏電、過電圧の印加による放電を回避するために十分な絶縁対策を施す必要があるが、このような絶縁対策のために所望の収容容積を得ることが、冷蔵庫等を大型化しなければ解決されないという問題もある。絶縁対策として例えば、収納部の上下面に接して絶縁用碍子をそれぞれ配置すれば、収容容積が本来の７〜８割に減ってしまうのである。さらに、上記特許文献１〜４に提案されている発明では、電極に手等が接触した際に電撃が生じる虞があるが、これを避けるための手段を別に講じる必要があった。

また、冷蔵庫等を通常の環境で使用したり、過冷却が起こる環境で使用したりする等、ユーザーは最近、用途に応じた使い方に関心を示している。このほか、海運、陸運、倉庫内での収納物の保管等に用いられるコンテナに、氷結点以下の温度で食品を非凍結状態に保持し、食品等の鮮度劣化、腐敗防止を図る機能を備えさせたいといった要望もある。これらの要望に応えることを、上記特許文献１〜４に提案されている電場形成手段で達成することは困難である。

本発明は、上記実情に鑑み提案され、本発明は、所定空間の環境を過冷却が起こるように整えることが可能であって、冷蔵庫等をはじめとする食品、医薬品、研究試薬等の保管庫に容易に設置することができ、かつ、大規模な容積を有する業務用冷蔵庫やプレハブ型冷蔵庫、コンテナ等へも容易に適用することができる電場形成用パネルと、これを取り付けた過冷却を起こす保管庫、過冷却を起こすための電場形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電場形成用パネルは、パネル状の本体部が、ステンレスネットからなり、柔軟性を有する３０〜５０メッシュのメッシュ状に形成された矩形の平面電極と、水滴、結露に対して反応しない難燃性テント生地からなり、前記平板電極を囲むとともに、熱圧着処理により積層し、電場形成方向に厚みを備えさせている表層材と、柔軟性を有する高密度ポリウレタンからなり、前記表層材と前記電極との間であって電場形成方向と逆側に配置される絶縁材とから構成され、前記平面電極の大きさが最大１ｍ×２ｍであり、前記平面電極に、周波数４８Ｈｚ〜６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶ〜５ｋＶの電圧が印可されることで、前記電極の前記絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、収納物を保管する収容部を備える保管庫の前記収容部の壁面へ、前記本体部の絶縁材が配置された側の前記表層材の面が、前記本体部の周縁の熱圧着処理により積層されて厚みを有する前記表層材のみからなる部分に設けた絶縁性リベットを通じて着脱可能に取り付けられてなり、前記収容部の内部環境を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えることを特徴とする。

本発明に係る過冷却を起こすための電場形成方法は、上記電場形成用パネルを用い、前記電極に周波数４８Ｈｚ〜６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶ〜５ｋＶの電圧を印可し、前記電極の前記絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、前記電場空間の環境を氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えることを特徴とする。

本発明に係る電場形成用パネルは、パネル状の本体部が、柔軟性を有するメッシュ状に形成された電極と、この電極を囲む表層材と、この表層材と電極との間のいずれか一方に配置される絶縁材料の絶縁材とから構成されている。したがって、パネル状の本体部を、容易に冷蔵庫等の保管庫のドア部等に設置することができ、比較的容易に取り外すことができる。その着脱は、電極のメッシュ形状に基づいた柔軟性によって益々、容易になる。さらに、本発明は、電極に周波数４８Ｈｚ〜６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶ〜５ｋＶの電圧が印可されることで、電極の絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成するから、本発明を構成するために極めて大きな電圧を印加するための特段の電源設備や電源装置を必要とすることがない。また、表層材で電極を絶縁材で囲むことにより、電圧印加時の人体への接触による電撃も大幅に低減できる。表層材と電極との間に、絶縁材料の絶縁材を配置するといった容易な構成により、特別な絶縁対策を不要にしても、漏電、放電によって悪影響が出るのを防止することができる。

このような構成により、本発明に係る電場形成用パネルは、電極の絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内の電場空間を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えることができるので、ユーザーに対して特別な扱いを要求することなく、冷蔵庫等を通常の環境で使用したり、過冷却が起こる環境で使用したりする等の用途に応じた使い方を提案することができる。さらに、本発明に係る電場形成用パネルは、複数用いるという容易な手段によって過冷却が起こる状態に整える電場空間を拡げることができ、容積の大きな業務用冷蔵庫やコンテナ等へ容易に適用することができる。

また、本発明に係る電場形成用パネルは、絶縁材が配置された側を、収納物を保管する収容部の壁面又はドア部に取り付けて構成される。このため、収納物を保管する収容部を通常の環境で使用したり、過冷却が起こる環境で使用したりする等の用途に応じた使い方をユーザーに提案することができる。

本発明に係る過冷却を起こすための電場形成方法は、電場形成用パネルを用いて、その電極に周波数４８Ｈｚ〜６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶ〜５ｋＶの電圧を印可し、電極の絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、所定の空間の環境を氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整える構成である。したがって、電場形成用パネルを用いることで、特段の電源設備、電源装置がなくても、所定の空間の環境を氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えることができ、通常の冷蔵庫等の環境に戻すことも電源コード等とともに電場形成用パネルを取り外すといった比較的簡便な作業で済ますことができる。容積の大きな業務用冷蔵庫やコンテナ等向けに過冷却が起こる環境を整えるためのメソッドとしても有効である。

本発明の電場形成用パネルの概要図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１の電場形成用パネルを業務用冷蔵庫のドア部に取り付けた様子を示す説明図である。図１の電場形成用パネルを大規模な容積を有する保管庫の壁面に取り付けた様子を説明する説明図であって、（ａ）はコンテナを縦断面視して内部の様子を説明する説明図、（ｂ）はプレハブ型冷蔵庫内部を平面視により示して説明する説明図である。

以下、本発明に係るいくつか一実施形態を、図面を参照しながら例示して説明する。なお、この実施形態は、本発明の構成を具現化した例示に過ぎず、特許請求の範囲に記載した事項を逸脱することがなければ種々の設計変更を行うことができる。

本発明に係る電場形成用パネルＡは、図１又は図２に示すように、パネル状の本体部１が、柔軟性を有するメッシュ状に形成された電極としての平面電極１１と、この平面電極１１を囲む表層材としての保護シート１２と、この保護シート１２と平面電極１１との間のいずれか一方に配置される絶縁材料の絶縁材１３とから構成されている。

平面電極１１は、３０〜５０メッシュとされたメッシュ状の導電性金属材が用いられ、丸形、矩形、中心部を空隙とした丸形ドーナツ状又は矩形ドーナツ状に形成される。本実施形態では、メッシュ数を４０メッシュとしたステンレスネットとし、矩形に形成した平面電極１１を用いている。平面電極１１は、メッシュ状にして柔軟性を備えさせることで、冷蔵庫等への容易な取り付けを可能にしている。また、平面電極１１の大きさ（面積）は最大１ｍ×２ｍとし、その範囲で取り付けようとする冷蔵庫等の収容部壁面又ドア部の大きさに合致するようにすればよい。仮に、取り付けようとする収容部壁面又はドア部が１ｍ×２ｍを超える場合、電場形成用パネルＡを複数用いるといった対応により、電場空間を広げることが可能である。中心部を空隙とした丸形ドーナツ状又は矩形ドーナツ状に形成された平板電極１１が適用されるのは、例えば、冷蔵庫等のドア部にガラス窓が設けられた場合などが挙げられる。

保護シート１２は、布製、ビニール製等、取り付け先の温度環境に鑑み、水滴、結露に対して反応しない材質のものが用いられる。本実施形態では、所謂難燃性テント生地を採用している。なお、保護シート１２は、平面電極１１を囲むに際して実施時の放電や漏電を確実に避けるため、さらには接触による電撃を低減するため、図２に示すように、熱圧着処理する等して積層し、少なくとも電場空間を形成しようとする方向、すなわち、電場形成方向に厚みを備えさせて電場形成用パネルＡを構成することが好ましい。

絶縁材１３は、合成樹脂等の柔軟性を有する絶縁材料で形成されている。本実施形態では、高密度ポリウレタンを採用している。絶縁材１３は、保護シート１２と平面電極１１との間のいずれか一方に配置され、具体的には、平面電極１１に接して電場形成方向と逆側に配置される。その大きさ（面積）は、平面電極１１に対応させた大きさとすることが好ましい。絶縁材１３に柔軟性を有する材料を採用する理由は、平面電極１１に柔軟性を有するものを採用した理由と同様、容易な取り付けを可能にするためである。

なお、保管庫の収容部壁面又は冷蔵庫のドア部への電場形成用パネルＡの取り付けに際し、両面テープ等を利用したフック等を適用するよりむしろ、端部の平面電極１１を囲み、積層されて厚みを有する保護シート１２からのみ構成されている部分に絶縁性リベット１２ａを適用し、この絶縁性リベット１２ａを通じて取り付けるのが、不意に外れること等を防いで便宜であるので好ましい。

次に、電場形成用パネルＡを実施するに際して行うべき、平面電極１１への電圧の印加について説明する。本発明では、特段の電源設備、電源装置を不要とする構成を達成することを課題としたことから、この条件下で商用電源周波数を利用して電場空間を形成する。このため、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却を起こすことが確実に得られる電場空間の範囲を、以下のとおりの電気的理論に基づいて決定している。

まず、電場形成用パネルＡを対向する平面電極と仮定すると、その静電容量Ｃ［Ｆ］は下記［数１］で表すことができる。

また、電場形成用パネルＡに蓄えられる電荷Ｑ［Ｃ］は、下記［数２］で表すことができる。

また、電荷Ｑ［Ｃ］から距離ｒ（ｍ）離れた位置の電場量（電界強度）Ｅ［Ｖ／ｍ］は、下記［数３］で表すことができる。

また、静電容量Ｃであるコンデンサ（電場空間）に流れる交流電流Ｉ［Ａ］は、下記［数４］で表すことができる。

これらの電気的理論に基づけば、電場形成用パネルＡの平面電極１１へ、周波数４８Ｈｚ〜６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶ〜５ｋＶの電圧を印可したとき、絶縁材１３が配置されていない側である電場形成方向の、平面電極１１表面から３ｍ以内に相当程度の電界強度を有する電場空間が形成される。そして、形成した電場空間の電界強度が０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍであれば、保管庫の形状や保管物の配置を考慮しても、その電場空間は一般的な冷蔵庫の冷蔵環境である−５℃〜０℃において、水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えられたものとなる。なお、本発明では、交流印加電圧Ｖ［Ｖ］の高低の制御や、電場形成用パネルＡに蓄えられる電荷Ｑ［Ｃ］の制御を行う必要があるが、この制御は、公知の制御装置を使うことで達成することができる。

電場形成用パネルＡは、端部の絶縁性リベット１２ａを利用して、絶縁材１３が配置されている側、すなわち電場形成方向と逆側の保護シート１２面を、冷蔵庫等の収容部壁面又はドア部へ接しさせて取り付ける。なお、電場形成用パネルＡの大きさは、平面電極１１の大きさが取り付けようとする収容部壁面又はドア部の大きさに合致し、最大１ｍ×２ｍの範囲で決まるものであるので、必然的に決まる。仮に、取り付けようとする収容部壁面又はドア部が１ｍ×２ｍを超える場合、電場形成用パネルＡを複数用いて電場を形成するようにすればよい。

（実施例１）
業務用冷蔵庫や研究室、医療機関向け冷蔵庫への適用例

図３に示すように、業務用冷蔵庫Ｂの収容部環境を、−５℃〜０℃において水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えようとする場合、電場形成用パネルＡを業務用冷蔵庫Ｂのドア部Ｂ１へ取り付けることが好ましい。容易に着脱することができるからである。具体的には、電場形成用パネルＡの絶縁材１３が配置されている側である電場形成方向と逆側の保護シート１２面を業務用冷蔵庫Ｂのドア部Ｂ１に接しさせ、端部のリベットを利用して取り付ける。また、業務用冷蔵庫Ｂを通常の環境に戻そうとする場合、電場形成用パネルＡを、電源コード等を含めて業務用冷蔵庫Ｂのドア部Ｂ１から取り外せばよい。

また、業務用冷蔵庫Ｂの収容部を過冷却が起こる環境にしようとする場合、電場形成用パネルＡを業務用冷蔵庫Ｂのドア部Ｂ１へ取り付けた後、電源から制御装置を通じて電場形成用パネルＡの平面電極１１に、周波数４８Ｈｚ〜６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶ〜５ｋＶの電圧を印可する。そうすると、電場形成方向の平面電極１１表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間が形成される。０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場下にある空間は、−５℃〜０℃において水が非凍結状態となる過冷却が起こる環境である。

（実施例２）
大規模な収容容積を有するプレハブ型冷蔵庫やコンテナへの適用例

コンテナＣの収容部環境を、−５℃〜０℃において水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えようとする場合、電場形成用パネルＡをコンテナＣの収容部壁面Ｃ１へ取り付けることが好ましい。仮に、取り付けようとする収容部壁面Ｃ１が１ｍ×２ｍを超える場合、図４（ａ）に示すように、電場形成用パネルＡを複数用いる。電場形成用パネルＡの収容部壁面Ｃ１への取り付け方法、その際に、コンテナＣの収容部環境を、過冷却が起こる状態に整えるための方法は、実施例１と同様であるので説明を省略する。そうすると、電場形成用パネルＡを複数用いるのみで、コンテナＣの収容部の全体を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる環境とすることができ、極めて便宜である。また、奥行きや幅が３ｍ以上あるプレハブ型冷蔵庫等に電場形成用パネルＡを複数用いる場合、図４（ｂ）に示すように、電場形成用パネルＡを対面させるように設置すれば、内部空間をもれなく、０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間とすることができる。

なお、本発明に係る電場形成用パネルＡは、一般家庭用の冷蔵庫に適用することが除外されるものではない。本発明に係る電場形成用パネルＡを一般家庭用の冷蔵庫に適用すれば、野菜や肉、魚等を保管する収容部の環境を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えることができ、家庭内で手軽に食品の鮮度劣化、腐敗防止を図ることができる。

したがって、電場形成用パネルＡは、家庭用冷蔵庫から大規模な容積を有するコンテナ、プレハブ型冷蔵庫等に至るまでの多様な適用例に対し、その環境を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えるための電場空間を形成する手段として容易に利用することができる。また、特段の電源設備や電源装置を必要とすることがなく、特別な絶縁対策を必要ともしないほか、設置が容易であるので、益々容易に利用することができる。そして、ユーザーに対して特別な扱いを要求することなく、電場空間を形成することができ、その電場空間が形成された環境は、−５℃〜０℃において水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整えられるので、家庭用冷蔵庫から大規模な容積を有するコンテナ、プレハブ型冷蔵庫等に至るまで、通常の環境で使用したり、過冷却が起こる環境で使用したりする等の用途に応じた使い方を提案することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示して詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

すなわち、本体部を構成する電極、表層材、絶縁材料等に関し、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、公知の手段によって形成することが可能である。また、多様なシーンで過冷却条件を満たす環境を簡便に整えるという本発明の課題に沿った種々の設計変更はいずれも、本発明に含まれる好ましい実施形態というべきである。

１・・・本体部
１１・・平面電極（電極）
１２・・保護シート（表層材）
１２ａ・絶縁性リベット
１３・絶縁材
Ａ・・・電場形成用パネル（本発明）
Ｂ・・・業務用冷蔵庫（保管庫）
Ｂ１・・ドア部
Ｃ・・・コンテナ（保管庫）
Ｃ１・・収容部壁面
Ｄ・・・プレハブ型冷蔵庫（保管庫）
Ｄ１・・収容部壁面

Claims

パネル状の本体部が、
ステンレスネットからなり、柔軟性を有する３０〜５０メッシュのメッシュ状に形成された矩形の平面電極と、
水滴、結露に対して反応しない難燃性テント生地からなり、前記平板電極を囲むとともに、熱圧着処理により積層し、電場形成方向に厚みを備えさせている表層材と、
柔軟性を有する高密度ポリウレタンからなり、前記表層材と前記電極との間であって電場形成方向と逆側に配置される絶縁材とから構成され、
前記平面電極の大きさが最大１ｍ×２ｍであり、
前記平面電極に、周波数４８Ｈｚ〜６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶ〜５ｋＶの電圧が印可されることで、前記電極の前記絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、
収納物を保管する収容部を備える保管庫の前記収容部の壁面へ、前記本体部の絶縁材が配置された側の前記表層材の面が、前記本体部の周縁の熱圧着処理により積層されて厚みを有する前記表層材のみからなる部分に設けた絶縁性リベットを通じて着脱可能に取り付けられてなり、
前記収容部の内部環境を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整える、
ことを特徴とする電場形成用パネル。
請求項１に記載の電場形成用パネルを用い、前記電極に周波数４８Ｈｚ〜６２Ｈｚの正弦波形で１ｋＶ〜５ｋＶの電圧を印可し、前記電極の前記絶縁材が配置されていない側の表面から３ｍ以内に０．３ｋＶ／ｍ〜１５ｋＶ／ｍの電界強度を有する電場空間を形成し、前記電場空間の環境を、氷結点以下の温度で水が非凍結状態となる過冷却が起こる状態に整える、
ことを特徴とする過冷却を起こすための電場形成方法。