JPH09262050A

JPH09262050A - 解凍装置

Info

Publication number: JPH09262050A
Application number: JP7238496A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Yoshida; 義雄吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の解凍装置は、解凍室内の雰囲気を置換
し高圧にするものであるため、重装備で高価な装置とな
るという問題があった。また、超音波を利用するため効
率が悪いという問題があった。【解決手段】解凍室６を構成する底面１０、側面１
１、及び蓋９を互いに平行とならないように構成し、ス
ピーカ７により大気圧下の解凍室６内に音波を投射す
る。また、音波を可聴域範囲の音波とする。

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、凍結した被解凍
物に、音波を投射して解凍を行う解凍装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】凍結した被解凍物に、音波を投射して解
凍を行う解凍装置に関するものは、すでに特開昭５３ー
５３０５０号、特開昭５３ー５３０５６号公報等により
知られている。

【０００３】図１０は、特開昭５３ー５３０５０号公報
に開示された凍結解凍装置であり、１０１は容器、１０
２は食品、１０３、１０４はバルブ、１０５は炭酸ガ
ス、窒素、アルゴン等の非酸化性気体の気体タンクであ
り、バルブ１０４を開いて真空ポンプ（図示せず）に連
結すれば容器１０１内は真空に減圧され、バルブ１０３
を開いて気体タンク１０５内の気体を容器１０１内に導
けば容器１０１内の雰囲気を置換でき、さらに容器１０
１内を大気より高圧にできる構成となっている。１０
６、１０７はマグネトロン、１０８、１０９は高周波照
射ユニット、１１１は食品受け台、１１２は超音波振動
装置、１１３は制御ユニット、１１４は冷却器、１１５
はガス液化装置であり、食品の凍結と解凍を一つの容器
で行うものである。

【０００４】次に、このように構成された従来装置の解
凍の動作について説明する。凍結した食品１０２を食品
受け台１１１に置き、例えば容器１０１内に導いた非酸
化性気体を３．５気圧にし、高周波照射ユニット１０
８、１０９によりマグネトロン１０６、１０７で容器１
０１内に高周波照射により解凍熱を与え、かつ超音波振
動装置１１２により食品に５００ＫＨＺ〜５ＭＨＺの超
音波を与えて、ドリップ発生の少ない解凍を行うもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来の解凍装置
は、ドリップ発生の少ない高品質な解凍を行うことがで
きるが、容器１０１内の雰囲気を置換し高圧にするもの
であるため、真空ポンプ、非酸化性気体の気体タンク、
気密度の高い容器等が必要であり、かつ加圧容器として
の安全装置も必要であり、一般家庭対象とするには重装
備で高価な装置となり、一般家庭に導入しにくいという
問題点があった。また、波長の短い超音波を利用するた
め、音波が被解凍物の表面で吸収されてしまい、解凍の
効率が悪いという問題があった。

【０００６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、単純かつ簡単な構成で使い勝
手が良く、安全性が高く、しかも均一で高品質な解凍が
効率良く行える解凍装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る解凍装
置は、内部に被解凍物を載置する解凍室と、この解凍室
内に音波を投射する音波発生手段とを備え、解凍室を構
成する壁面を互いに平行とならないように形成し、音波
発生手段は大気圧下で音波を投射するようにしたもので
ある。

【０００８】第２の発明に係る解凍装置は、内部に被解
凍物を載置する解凍室と、この解凍室内に音波を投射す
る音波発生手段とを備え、解凍室を構成する壁面に凹凸
を形成し、音波発生手段は大気圧下で音波を投射するよ
うにしたものである。

【０００９】第３の発明に係る解凍装置は、第１又は第
２の発明に係る解凍装置において、解凍室内の空気を循
環させる送風手段を備えたものである。

【００１０】第４の発明に係る解凍装置は、第１又は第
２の発明に係る解凍装置において、解凍室内に被解凍物
を載置する被解凍物台と、この被解凍物台を回動させる
駆動モータとを備えたものである。

【００１１】第５の発明に係る解凍装置は、第１ないし
第４のいずれかの発明に係る解凍装置において、解凍室
内に投射する音波を可聴域範囲の音波としたものであ
る。

【００１２】第６の発明に係る解凍装置は、第１ないし
第5のいずれかの発明に係る解凍装置において、解凍室
内に投射する音波の周波数を選定する選定手段を備えた
ものである。

【００１３】第７の発明に係る解凍装置は、第１ないし
第5のいずれかの発明に係る解凍装置において、解凍室
内に投射する音波の周波数を周期的に変化させるように
したものである。

【００１４】第８の発明に係る解凍装置は、第１ないし
第5のいずれかの発明に係る解凍装置において、解凍室
内に投射する音波を所定範囲の周波数をほぼ均一に含む
ホワイトノイズとしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の一実施の形態における
解凍装置の水平断面図であり、図２はその縦断面図であ
る。図１、図２において、１はこの発明の解凍装置の外
箱、２は被解凍物、３は被解凍物２を保持するドリップ
受け、４はこのドリップ受け３を着脱自在に取り付ける
網状の被解凍物台、６は内部にドリップ受け３と被解凍
物台４とを有する解凍室であり、上部に被解凍物台４を
出し入れする開口部５があり蓋９が開閉自在に設けらて
いる。７は解凍室６に音場を作る音波発生手段であるス
ピーカ、８はスピーカ７を励起させる電力を発生し増幅
する発信器付きアンプである。

【００１６】解凍室６は、被解凍物台４を保持する底面
１０、側壁１１ａ、１１ｂ，１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、
１１ｆ、及び蓋９からなる閉空間であり、対向する壁面
はそれぞれ平行でないように形成され、水平断面は図１
に示すように６角形となっている。また、底面１０、側
壁１１、蓋９の材質はステンレスである。また、側壁１
１ａには上記スピーカ７が取り付けられており、取り付
け面には、空気連通用の小孔１２が複数設けられてい
る。

【００１７】解凍室を形成する壁面が平行で、その間の
間隔が、１／４波長の正数倍に近いと、音響エネルギー
の強い部分（腹）、弱い部分（節）ができる定在波が発
生しやすくなるが、この実施例における解凍室は、対向
する面が平行とならないように構成した音場空間である
ため、入射、反射のルートが同じになるケースが少な
く、反射波の干渉による定在波は、非常に発生しにく
い。

【００１８】次に動作について説明をする。蓋９を開
け、ドリップ受け３付きの被解凍物台４を解凍室６の底
面１０にセットし、約ー２０℃に冷凍されたマグロ等の
被解凍物２を、被解凍物台に載せて蓋を閉めて、電源
（図示せず）を投入する。

【００１９】電源を投入すると、スピーカ７は、発信器
付きアンプ８により増幅された５０００Hzの正弦波の電
力（図３に示す）により励起される。これにより、スピ
ーカ７のコーンの近傍の空気粒子は振動し、解凍室６の
閉空間の空気を加振し、波長が約６８cmの空気振動が生
じる。この空気振動は、閉空間の中を音波として図１、
２に示す→印の方向に伝搬していく。この音波の一部の
ものは、対向する蓋９、側壁１１ｆ、１１ｅのそれぞれ
平行でない面で反射し、あるいは反射を繰り返しながら
被解凍物２に入射し、また一部の音波は、直接被解凍物
２に入射し、被解凍物２の粒子を振動させる。

【００２０】対向する面が平行でないため、あらゆる方
向に音波が進み、定在波が発生しにくく、解凍室６の閉
空間は音響エネルギーが均一な残響音場になる。従って
被解凍物６にはあらゆる面から音波が入射し、この音波
による音響エネルギーにより被解凍物２の粒子は発熱す
る。被解凍物２に進入した音波は可聴域範囲（約１６Hz
〜約２０ｋHz）の音波であり波長が長いので、被解凍物
２の表面で吸収されることなく、被解凍物２の内部まで
入り込み、内部の粒子をも振動させる。そのため、解凍
が表面のみならず、内部からも進み、効率よく、均一で
高品質の解凍が行える。なお、音波の周波数は上記の５
０００Hzに限られるものではないが、超音波より波長の
長い可聴域範囲の音波を用いれば、同様の効果を得るこ
とができる。

【００２１】また、この実施の形態によれば、解凍室４
内は大気圧であるので、解凍室４を気密性の高い容器に
する必要はなく、簡単で安全な構成で効率の良い解凍が
行える。更に、解凍室４内の空気と被解凍物とは密度差
があるため音波は入射しにくいが、一旦被解凍物２に入
射した音波は外へ出にくいため、解凍室４の壁面をこの
実施の形態のようにステンレス等の剛性の大きい材質の
もので形成し、壁面での吸収を抑えれば、解凍の効率は
向上する。

【００２２】さらに、解凍室６の形状は図１および図２
に示す形状には限られず、解凍室６を構成する壁面が互
いに平行とならないものであれば、水平断面が８角形で
あっても、蓋９を側面に設けて扉のような形状として
も、同様の効果を得ることができる。

【００２３】実施の形態２．図４及び図５は、この発明
の他の実施の形態における解凍装置を示すもので、図４
はその水平断面図、図５は縦断面図である。図におい
て、２０ａ、２０b、２０cは側壁１１ａ、・・・・１１
ｆ、ドリップ受け３、蓋９にそれぞれ形成された大きさ
がまちまちの複数の突起である。なお、上記の実施の形
態１と同一のもの、または同一機能のものは同一符号で
示し、説明を省略する。

【００２４】次に実施の形態２の動作について説明す
る。実施の形態１と同様に、蓋９を開け、ドリップ受け
３付きの被解凍物台４を解凍室６の底面１０にセット
し、約ー２０℃に冷凍されたマグロ等の被解凍物２を、
被解凍物台４に載せて蓋９を閉めて、電源を投入する。

【００２５】電源を投入すると、スピーカ７は、発信器
付きアンプ８により増幅された５０００Hzの正弦波の電
力（図３に示す）により励起される。これにより、スピ
ーカ７のコーンの近傍の空気粒子は振動し、解凍室６の
閉空間の空気を加振し、波長が約６８cmの空気振動が生
じる。この空気振動は、閉空間の中を音波として図４、
５に示す→印の方向に伝搬していく。この音波の一部の
音波は、蓋９、側壁１１ａ・・・１１ｆ、ドリップ受け
３のそれぞれ平面部分で反射し、一部の音波は突起２０
ａ、２０ｂ、２０ｃで複雑に反射し、あるいは反射を繰
り返しながら被解凍物２に入射し、さらに一部の音波
は、直接被解凍物２に入射し、被解凍物２の粒子を振動
させる。従って、実施の形態１の構成よりも、あらゆる
方向に音波が進むため、定在波が発生しにくく、解凍室
６の閉空間はさらに均一の残響音場になり、解凍が表面
のみならず、内部からも進み、より効率良くむらの少な
い均一な解凍が行える。

【００２６】なお、突起は側壁１１、ドリップ受け３、
蓋９だけでなく、底面１０にも設けてもよく、そのよう
にすれば音波の反射が更に複雑に行われるため、より効
率良く均一な解凍が行える。

【００２７】実施の形態３．図６、７は、この発明のさ
らに他の実施の形態における解凍装置を示すもので、図
において、３０は送風機、３１は側壁１１ｄまたは１１
ｅの下方位置に設けられた吸い込み口、３２は側壁１１
ｄまたは１１ｅの上方位置に設けられた吹き出し口であ
る。なお、上記実施の形態１あるいは２と同一のもの、
または同一機能のものは同一符号で示し、説明を省略す
る。

【００２８】次にこの実施の形態における解凍装置の動
作を説明する。実施の形態１と同様に、蓋９を開け、ド
リップ受け３付きの被解凍物台４を解凍室６の底面１０
にセットし、約ー２０℃に冷凍されたマグロ等の被解凍
物２を、被解凍物台４に載せて蓋９を閉めて、電源を投
入する。

【００２９】電源を投入すると、スピーカ７は、発信器
付きアンプ８により増幅された５０００Hzの正弦波の電
力（図３に示す）により励起される。これにより、スピ
ーカ７のコーンの近傍の空気粒子は振動し、解凍室６の
閉空間の空気を加振し、波長が約６８cmの空気振動が生
じる。この空気振動は、閉空間の中を音波として図６、
７に示す→印の方向に伝搬していく。この音波の一部の
ものは、蓋９、側壁１１で反射し、あるいは反射を繰り
返しながら被解凍物２に入射し、また一部の音波は、直
接被解凍物２に入射し、被解凍物２の粒子を振動させ
る。解凍室６の対向する面が平行でないため、あらゆる
方向に音波が進み、定在波が発生しにくく、解凍室６の
閉空間は均一な残響音場になる。従って被解凍物６には
あらゆる面から音波が入射し、この音波による音響エネ
ルギーにより粒子は発熱する。

【００３０】そして、この実施の形態においては、同時
に送風機３０が運転されるので、解凍室６内の下方の空
気は、音波による音響エネルギーにより発熱しながら、
吸い込み口３１より吸い込まれ、吹き出し口３２より吹
き出されるので、解凍室６内の空気は被解凍物２の表面
に触れ、表面と熱交換しながら常にショートサイクルを
起こすことなく循環・流動するので、被解凍物２の表面
はむらなく解凍が進行する。

【００３１】このように、この実施の形態における解凍
装置を用いれば、音響エネルギーにより暖められ、かつ
解凍室６内の空気の熱をも有効に活用して解凍を行うの
で、表面のみならず、内部からも解凍が進み、より効率
の良い、むらの少ない均一な解凍がスピーディに行え
る。

【００３２】実施の形態４．また、上記実施の形態１な
いし３に記載した解凍装置において、被解凍物台４を駆
動モータにより回動する構成とすれば、解凍室６の空気
が流動し、かつ音場を乱す効果があり、より均一に効率
よく解凍が行える。

【００３３】実施の形態５．次に、上記の実施の形態１
ないし３に記載した解凍装置において、スピーカ７に与
える電力波形を周期的に変化させることにより、解凍室
６内に投射する音波の波形を変化させるようにした例を
説明する。図８は、スピーカ７に与えられる電力波形の
時間変化、すなわち音波の時間変化を示すものであり、
具体的には、約２００Hzと約２０、０００Hzの周波数を
周期的に繰り返すものである。

【００３４】このように発生された音波は単一周波数で
ないため、定在波の発生はさらに少なく、波長成分が約
１７ｍｍの音と約１．７ｍの音とが繰り返される音場が
構成されるので、短波長成分は被解凍物２の表面近傍で
熱エネルギーに、長波長成分は被解凍物２の内部まで入
り込み熱エネルギーに変わり、より均一に効率よく解凍
が進行する。

【００３５】実施の形態６．また、発信器付きアンプ８
の発信器としてホワイトノイズ発生器を用いて、上記実
施の形態５と同様に解凍室６内に発生する音波の波形を
変化させてもよい。この場合、図９に示すように、例え
ば約２００Hzから約２０、０００Hzの周波数成分をほぼ
均一に含む、一般にホワイトノイズ（白色雑音）と言わ
れる音波が被解凍物２に投射され、上記実施の形態４と
同様の効果を得ることができる。

【００３６】すなわち、図９に示す音波も単一周波数で
ないため、定在波の発生はさらに少なく、波長成分が約
１７ｍｍの音から約１．７ｍの音が入り交じった音場が
構成されるので、短波長成分は被解凍物２の表面近傍で
熱エネルギーに、長波長成分は被解凍物２の内部まで入
り込み熱エネルギーに変わり、より均一に効率よく解凍
が進行する。

【００３７】実施の形態７．また、被解凍物２の大き
さ、厚みに応じて、音波の周波数を選定できるような選
定手段を設けてもよい。例えば、被解凍物２の厚さが厚
い場合には２００Hzの音波を選択し、薄い場合には５０
００Hzの音波を選択すれば、無駄なく最適な解凍が行え
る。

【００３８】また、上記の実施の形態４では、２００Hz
と２０、０００Hzの周波数を繰り返すようにしている
が、被解凍物２の大きさ、厚みに応じて、繰り返す周波
数の値を変化させてもよい。例えば、被解凍物２が大き
い場合には１００Hzと１５０Hzの周波数を繰り返すよう
に選定すれば、より波長の長い音波により被解凍物２の
内部まで効率良く解凍でき、逆に被解凍物２が小さい場
合には波長の短い音波を繰り返すように選定すれば、無
駄のない解凍が行える。

【００３９】同様に、上記の実施の形態５ではホワイト
ノイズの周波数帯域を２００Hzから２０、０００Hzとし
ているが、被解凍物２が大きい場合には、１００Hzから
１５０Hzの周波数帯域とするなど、被解凍物２の大き
さ、厚みに応じてホワイトノイズの周波数帯域を選定で
きるようにしてもよい。

【００４０】実施の形態８．さらに、被解凍物２の重量
を検出する手段を設け、この検出手段の情報により、解
凍時間の設定、あるいは音周波数の自動設定を行えるよ
うにすることで使い勝手が向上できる。

【００４１】実施の形態９．また、上記各実施の形態に
おいては、側壁に小孔を設け、スピーカを取り付けてい
るが、小孔なしでスピーカを直接側壁に取り付け、側壁
面にスピーカのコーンの働きを持たすことによっても、
同様の解凍の効果を得ることができる。このような構成
にすれば、解凍室内の水分が解凍室外に設けられた制御
部品等に影響を及ぼすことがなく、耐湿、耐水性を持た
すことができる。また解凍室の構成面の一部を、圧電素
子等で直接加振励起する構成でも良い。さらにダクトで
音波を解凍室内に案内する構成でも良い。

【００４２】

【発明の効果】第１の発明に係る解凍装置によれば、解
凍室を構成する壁面を互いに平行とならないように形成
したので、壁面で反射した音波の干渉による定在波が発
生しにくく、解凍室内は均一な残響音場となるため、被
解凍物を均一に解凍できる。また、大気圧下で音波を投
射して解凍するため、気密性の高い容器は必要なく安全
である。

【００４３】第２の発明に係る解凍装置によれば、解凍
室を構成する壁面に凹凸を形成したので、壁面で反射し
た音波の干渉による定在波が発生しにくく、解凍室内は
均一な残響音場となるため、被解凍物をより均一に解凍
できる。また、大気圧下で音波を投射して解凍するた
め、気密性の高い容器は必要なく安全である。

【００４４】第３の発明に係る解凍装置によれば、簡単
で安全な構成で解凍が行えるとともに、解凍室内の空気
を循環させる送風手段により、解凍室内の空気の持つ熱
エネルギーをも生かして、より均一に効率良く解凍が行
える。

【００４５】第４の発明に係る解凍装置によれば、簡単
で安全な構成で解凍が行えるとともに、被解凍物を載置
する被解凍物台を回動させることにより、解凍室内の空
気が流動し、音場が乱されるため、より均一に効率良く
解凍が行える。

【００４６】第５の発明に係る解凍装置によれば、簡単
で安全な構成で解凍が行えるとともに、可聴域範囲の音
波を投射するため、音波は被解凍物の表面粒子を加振す
るともに、内部にも入り込み内部粒子をも加振するの
で、被解凍物は表面のみならず内部からも解凍が促進さ
れ、さらに均一に効率良く解凍が行える。

【００４７】第６の発明に係る解凍装置によれば、簡単
で安全な構成で効率良く均一な解凍が行えるとともに、
音波の周波数を選定できるので、被解凍物の大きさや厚
みに応じて最適な解凍が行える。

【００４８】第７の発明に係る解凍装置によれば、簡単
で安全な構成で解凍が行えるとともに、音波の周波数を
周期的に変化させるため、被解凍物の表面のみならず内
部までをもより均一に効率良く解凍が行える。

【００４９】第８の発明に係る解凍装置によれば、簡単
で安全な構成で解凍が行えるとともに、音波が所定範囲
の周波数をほぼ均一に含むホワイトノイズであるので、
被解凍物の表面のみならず内部までをもより均一に効率
良く解凍が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１における解凍装置の
概略水平断面図である。

【図２】この発明の実施の形態１における解凍装置の
概略縦断面図である。

【図３】スピーカを励起する電力波形を示す図であ
る。

【図４】この発明の実施の形態２における解凍装置の
概略水平断面図である。

【図５】この発明の実施の形態２における解凍装置の
概略縦断面図である。

【図６】この発明の実施の形態３における解凍装置の
概略水平断面図である。

【図７】この発明の実施の形態３における解凍装置の
概略縦断面図である。

【図８】この発明の実施の形態５における解凍装置の
スピーカを励起する電力波形を示す図である。

【図９】この発明の実施の形態６における解凍装置の
スピーカを励起する電力波形を示す図である。

【図１０】従来の冷凍解凍装置を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１外箱、２被解凍物、３ドリップ受け、４被解
凍物台、５開口部、６解凍室、７スピーカ、８
発信器付きアンプ、９蓋、１０底面、１１側壁、１
２小孔、２０突起、３０送風機。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に被解凍物を載置する解凍室と、こ
の解凍室内に音波を投射する音波発生手段とを備え、上
記解凍室を構成する壁面は互いに平行とならないように
形成され、上記音波発生手段は大気圧下で音波を投射す
ることを特徴とする解凍装置。
【請求項２】内部に被解凍物を載置する解凍室と、こ
の解凍室内に音波を投射する音波発生手段とを備え、上
記解凍室を構成する壁面には凹凸が形成され、上記音波
発生手段は大気圧下で音波を投射すること特徴とする解
凍装置。
【請求項３】上記解凍室内の空気を循環させる送風手
段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記
載の解凍装置。
【請求項４】解凍室内に被解凍物を載置する被解凍物
台と、この被解凍物台を回動させる駆動モータとを備え
たことを特徴とする請求項１または請求項２記載の解凍
装置。
【請求項５】解凍室内に投射する音波が可聴域範囲の
音波であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の
いずれかに記載の解凍装置。
【請求項６】解凍室内に投射する音波の周波数を選定
する選定手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし
請求項5のいずれかに記載の解凍装置。
【請求項７】解凍室内に投射する音波の周波数を周期
的に変化させることを特徴とする請求項１ないし請求項
5のいずれかに記載の解凍装置。
【請求項８】解凍室内に投射する音波が所定範囲の周
波数をほぼ均一に含むホワイトノイズであることを特徴
とする請求項１ないし請求項5記載の解凍装置。