(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-12
(45)【発行日】2022-12-20
(54)【発明の名称】高周波誘電加熱装置
(51)【国際特許分類】
H05B 6/52 20060101AFI20221213BHJP
H05B 6/54 20060101ALI20221213BHJP
A23L 5/10 20160101ALI20221213BHJP
【ＦＩ】
H05B6/52
H05B6/54
A23L5/10 C
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2018096782
(22)【出願日】2018-05-21
(65)【公開番号】P2019075361
(43)【公開日】2019-05-16
【審査請求日】2021-04-19
(31)【優先権主張番号】P 2017202190
(32)【優先日】2017-10-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003768
【氏名又は名称】東洋製罐グループホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100153497
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 信男
(74)【代理人】
【識別番号】100110515
【氏名又は名称】山田 益男
(72)【発明者】
【氏名】丸山 友樹
(72)【発明者】
【氏名】山田 真司
【審査官】杉浦 貴之
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－０２４０２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－０８９９８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－０８２４６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３３１５８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／００６６７３（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ６／５２
Ｈ０５Ｂ ６／５４
Ａ２３Ｌ ５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、高周波電源と、前記筐体に収納される高圧電極と、前記筐体に収納されるアース電極とを有し、前記高圧電極と前記アース電極とが前記筐体に交互に収納されることにより各高圧電極と各アース電極との間に構成される加熱層が複数設けられ、前記加熱層に配置された被加熱材を加熱する高周波誘電加熱装置であって、前記各高圧電極及び前記各アース電極が、前記筐体内に独立して着脱可能に支持され、
前記筐体内には、前記高周波電源と接続され前記加熱層が並ぶ方向に延びる高圧電路が設けられ、
前記高圧電路が、前記各高圧電極の支持位置で各高圧電極と接触するよう構成されていることを特徴とする高周波誘電加熱装置。
【請求項2】
前記筐体は、前記高圧電極及び前記アース電極を側面より支持する電極支持体を備えることを特徴とする請求項１に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項3】
前記高圧電路又は前記各高圧電極には、前記接触箇所に対応して高圧接点が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項4】
前記筐体は、前記高圧電極及び前記アース電極を側面より支持する電極支持体を備え、前記電極支持体を加熱層方向に位置調整可能な電極支持位置調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項5】
前記高圧電路は、前記筐体外部に露出し前記高周波電源と着脱可能に接触する電源高圧接点を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項6】
前記高圧電路が、前記電源高圧接点から前記各高圧電極に至る電路長の差を所定以内に収める高圧中間電路をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項7】
前記高圧電路が、前記加熱層が並ぶ方向に複数独立して設けられ、隣接する前記高圧電路は、前記電源高圧接点以外の隣接部において導電性部材により互いに接続されていることを特徴とする請求項６に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項8】
前記高周波電源は半導体式高周波電源であることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の高周波誘電加熱装置。
【請求項9】
前記各高圧電極及び前記各アース電極は、形状と材質とが等しい金属材であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の高周波誘電加熱装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、筐体と、高周波電源と、筐体に収納される高圧電極と、筐体に収納されるアース電極とを有し、前記高圧電極と前記アース電極とが前記筐体に交互に収納されることにより各高圧電極と各アース電極との間に構成される加熱層が複数設けられ、前記加熱層に配置された冷凍食品等の被加熱材を加熱する高周波誘電加熱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、高圧電極とアース電極の間の被加熱材を加熱する高周波誘電加熱装置は周知であり、筐体内に複数段の高圧電極とアース電極を交互に設け、筐体外部の高周波電源から高圧電極とアース電極まで電路を接続し、高周波電圧を印加して被加熱材を加熱するものが公知である。
例えば、特許文献１で公知の高周波誘電加熱装置（解凍装置）は、台車（６０）を出し入れ可能な内容積の筐体（容器２）を有し、台車（６０）は、複数の高圧電極とアース電極を上下方向に絶縁部材を介して所定の間隔をおいて積層された電極群を有している。
筐体（容器２）の内部の側壁には、高圧電極（プラス電極６２）と等しい高さ位置に、筐体（容器２）の外側から複数の接点部材（８１）が貫通され、台車（６０）の収容時に電極群の内の高圧電極（プラス電極６２）の側縁に摺接するよう構成されている。
例えば、特許文献１で公知の高周波誘電加熱装置（解凍装置）は、台車（６０）を出し入れ可能な内容積の筐体（容器２）を有し、台車（６０）は、複数の高圧電極とアース電極を上下方向に絶縁部材を介して所定の間隔をおいて積層された電極群を有している。
筐体（容器２）の内部の側壁には、高圧電極（プラス電極６２）と等しい高さ位置に、筐体（容器２）の外側から複数の接点部材（８１）が貫通され、台車（６０）の収容時に電極群の内の高圧電極（プラス電極６２）の側縁に摺接するよう構成されている。
【0003】
また、筐体（容器２）の内部の側壁には、アース電極（マイナス電極６３）と等しい高さ位置に、筐体（容器２）の内壁面と導通する複数の接点部材（８３）が突出しており、台車（６０）の収容時に電極群の内のアース電極（マイナス電極６３）の側縁に摺接するよう構成されている。
そして、複数の高圧電極とアース電極の間に被加熱材を載置した台車（６０）を筐体内に収容し、筐体の外部に設置した高周波電源から、高圧電極（プラス電極６２）が接触する接点部材（８１）とアース電極との間に高周波の電圧を順次切り替えながら印加して、被加熱材を加熱して解凍するように構成されている。
そして、複数の高圧電極とアース電極の間に被加熱材を載置した台車（６０）を筐体内に収容し、筐体の外部に設置した高周波電源から、高圧電極（プラス電極６２）が接触する接点部材（８１）とアース電極との間に高周波の電圧を順次切り替えながら印加して、被加熱材を加熱して解凍するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第４１２１２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
公知の高周波誘電加熱装置（解凍装置）は、高周波電源から各高圧電極に至る電路が筐体を複数貫通しており、更に、高圧電極とアース電極が絶縁部材で固定連結された構造となっている。このように、給電部が複数構成されている場合、電界遮蔽のための高周波電源外装ケースの大型化、付帯設備としてリレーなどの切り替え手段や制御部の設置など、電源に関するだけでもかなり大がかりな設備が必要であり、高コストかつ製造やメンテナンスに手間を要するという問題があった。
また、高圧電極とアース電極の間隔を変更するためには、高圧電極とアース電極を連結する絶縁部材の長さ変更による台車の解体、各給電位置の変更が必要であるなど、容易に行うことができなかった。特に、筐体（容器２）の外側から貫通され高圧電極（プラス電極６２）の側縁に摺接する接点部材の位置を変更するためには、筐体に新たな貫通穴を設ける必要があり、被加熱材の種類や厚みに応じた加熱（解凍）効率調整などを目的に電極間隔を変更することは実質不可能である。
また、高圧電極とアース電極の間隔を変更するためには、高圧電極とアース電極を連結する絶縁部材の長さ変更による台車の解体、各給電位置の変更が必要であるなど、容易に行うことができなかった。特に、筐体（容器２）の外側から貫通され高圧電極（プラス電極６２）の側縁に摺接する接点部材の位置を変更するためには、筐体に新たな貫通穴を設ける必要があり、被加熱材の種類や厚みに応じた加熱（解凍）効率調整などを目的に電極間隔を変更することは実質不可能である。
【0006】
本発明は、前述のような課題を解決するものであり、電極を多段構成とすることにより省設置スペースかつ冷凍食品等の被加熱材を一括して加熱（解凍）することが可能であり、被加熱材の種類や厚みに応じた加熱（解凍）効率調整など電極間隔を容易に変更可能であり、組み立て、メンテナンス性、カスタマイズ対応に優れた高周波誘電加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る高周波誘電加熱装置は、筐体と、高周波電源と、前記筐体に収納される高圧電極と、前記筐体に収納されるアース電極とを有し、前記高圧電極と前記アース電極とが前記筐体に交互に収納されることにより各高圧電極と各アース電極との間に構成される加熱層が複数設けられ、前記加熱層に配置された被加熱材を加熱（解凍）する高周波誘電加熱装置であって、前記各高圧電極が、前記筐体内に独立して着脱可能に支持され、前記筐体内には、前記高周波電源と接続され前記加熱層が並ぶ方向に延びる高圧電路が設けられ、前記高圧電路が、前記各高圧電極の支持位置で各高圧電極と接触するよう構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【0008】
本請求項１に係る高周波誘電加熱装置によれば、各高圧電極が、筐体内に独立して着脱可能に支持されることから、電極を筐体から取り外すことにより洗浄が容易である。
更に、筐体内には、高周波電源と接続され加熱層が並ぶ方向に延びる高圧電路が設けられ、高圧電路が各高圧電極の支持位置で各高圧電極と接触するよう構成されている。これにより、高周波電源から各高圧電極への電力供給を、１箇所の給電部から高圧電路を介して一括して行え、給電部から筐体外部へ漏れる電界を遮蔽するための電界遮蔽対策、筐体外部及び内部の電路構成を簡素化可能であり、特別な電気的知識を持ち合わせていなくても、組み立てやメンテナンス性に優れた構成となる。更に、高圧電路と各高圧電極との導通が接触であることから、電極の着脱に伴う配線作業は一切不要であるため、大きく改造することなく用途に応じたカスタマイズ対応が容易である。
更に、筐体内には、高周波電源と接続され加熱層が並ぶ方向に延びる高圧電路が設けられ、高圧電路が各高圧電極の支持位置で各高圧電極と接触するよう構成されている。これにより、高周波電源から各高圧電極への電力供給を、１箇所の給電部から高圧電路を介して一括して行え、給電部から筐体外部へ漏れる電界を遮蔽するための電界遮蔽対策、筐体外部及び内部の電路構成を簡素化可能であり、特別な電気的知識を持ち合わせていなくても、組み立てやメンテナンス性に優れた構成となる。更に、高圧電路と各高圧電極との導通が接触であることから、電極の着脱に伴う配線作業は一切不要であるため、大きく改造することなく用途に応じたカスタマイズ対応が容易である。
【0009】
本請求項２に記載の構成によれば、筐体は高圧電極及びアース電極を側面より支持する各電極に対応した電極支持体を備えていることから、電極一枚毎の着脱が可能であり、洗浄やメンテナンスの際の作業負担が軽減される。
本請求項３に記載の構成によれば、高圧電路又は高圧電極には接触箇所に対応して高圧接点が設けられていることにより、高圧電極脱着の際に、高圧電路と高圧電極との導通を確実に行える。
本請求項４に記載の構成によれば、筐体は高圧電極及び前記アース電極を側面より支持する電極支持体を備え、電極支持体を加熱層方向に位置調整可能な電極支持位置調整手段を備えることにより、被加熱材の形状や厚みに応じて電極間隔を容易に調整することができる。
本請求項５に記載の構成によれば、高圧電路は、筐体外部に露出し高周波電源と着脱可能に接触する電源高圧接点を備えることより、高周波電源の着脱に伴う配線作業は不要であり、組み立てやメンテナンス性に優れた構成となる。
本請求項３に記載の構成によれば、高圧電路又は高圧電極には接触箇所に対応して高圧接点が設けられていることにより、高圧電極脱着の際に、高圧電路と高圧電極との導通を確実に行える。
本請求項４に記載の構成によれば、筐体は高圧電極及び前記アース電極を側面より支持する電極支持体を備え、電極支持体を加熱層方向に位置調整可能な電極支持位置調整手段を備えることにより、被加熱材の形状や厚みに応じて電極間隔を容易に調整することができる。
本請求項５に記載の構成によれば、高圧電路は、筐体外部に露出し高周波電源と着脱可能に接触する電源高圧接点を備えることより、高周波電源の着脱に伴う配線作業は不要であり、組み立てやメンテナンス性に優れた構成となる。
【0010】
本請求項６に記載の構成によれば、高圧電路が、前記電源高圧接点から前記各高圧電極に至る電路長の差を所定以内に収める高圧中間電路をさらに有することにより、各高圧電極のインピーダンス特性を均一化でき、全ての領域で最適な電力で高周波加熱することが可能となる。
本請求項７に記載の構成によれば、高圧電路が加熱層が並ぶ方向に複数独立して設けられ、隣接する高圧電路は、電源高圧接点以外の隣接部において導電性部材により互いに接続されていることにより、各高圧電極のインピーダンス特性をさらに均一化することが可能となる。
本請求項８に記載の構成によれば、真空管式高周波電源に対して小型、軽量な半導体式高周波電源を用いることにより、更なる組み立てやメンテナンス性の向上、省スペースに対応した高周波誘電加熱装置の提供が可能となる。
本請求項７に記載の構成によれば、高圧電路が加熱層が並ぶ方向に複数独立して設けられ、隣接する高圧電路は、電源高圧接点以外の隣接部において導電性部材により互いに接続されていることにより、各高圧電極のインピーダンス特性をさらに均一化することが可能となる。
本請求項８に記載の構成によれば、真空管式高周波電源に対して小型、軽量な半導体式高周波電源を用いることにより、更なる組み立てやメンテナンス性の向上、省スペースに対応した高周波誘電加熱装置の提供が可能となる。
【0011】
本請求項９に記載の構成によれば、各高圧電極及び各アース電極を形状と材質とが等しい金属材とすることにより、使用時やメンテナンス時における電極の着脱の際に両電極を区別する必要がなくなり、取扱が著しく容易となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の第１実施形態に係る高周波誘電加熱装置の側面から見た断面図。
【図2】本発明の第１実施形態に係る高周波誘電加熱装置の正面から見た断面図。
【図3】高圧接点、高圧電路の拡大説明図。
【図4】高圧電極、アース電極の配置説明図。
【図5】高圧端子、高周波電源の配置説明図。
【図6】本発明の第２実施形態に係る高周波誘電加熱装置の正面から見た断面図。
【図7】高圧端子、アース端子、高周波電源の配置説明図。
【図8】本発明の第２実施形態に係る高周波誘電加熱装置の側面から見た断面図。
【図9】本発明の第３実施形態に係る高周波誘電加熱装置の正面から見た断面図。
【図10】他の実施形態に係る高圧接点、高圧電路の説明図。
【図11】本発明の実験例の電路、接点の説明図。
【図12】本発明の実験例の実験結果の表。
【図13】本発明の第３実施形態、他の実施形態の実験結果の表。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の第１実施形態に係る高周波誘電加熱装置１００は、図１に示すように上部に冷却機構１０１が配置された一般に入手可能な業務用の冷蔵庫筐体１１０と、高周波電源１４０、高圧電極１２１、アース電極１３１、高圧電路２００、高圧接点２０１、給電部２０２（高圧端子１２３）、電極支持体２０３、電極支持位置調整手段２０４から構成され、複数の高圧電極１２１とアース電極１３１が交互に収納されることにより高圧電極１２１とアース電極１３１との間に構成される加熱層１３０が複数設けられている。なお、図１に示す電極配列は、一例として高圧電極１２１とアース電極１３１がその両端がアース電極となるように交互に構成されているが、高圧電極１２１とアース電極１３１が交互であれば、下記に示すように限定される必要はない。
【0014】
高圧電極１２１とアース電極１３１は、電極支持体２０３によってそれぞれが独立して冷蔵庫筐体側面より着脱可能に支持されており、電極を冷蔵庫筐体から取り外すことにより、筐体内部を水洗い洗浄可能である。洗浄時の廃水は、筐体１１０に元々備えられている筐体底部のドレン１１１を通じて外部に排水可能である。
電極支持体２０３は、電極毎にそれぞれ独立して設けられて、筐体側面に備えられ加熱層が並ぶ方向に延びる電極支持位置調整手段２０４に支持されている。これにより、電極支持位置を加熱層が並ぶ方向に変更することにより電極間隔を調整可能である。
高圧電路２００は、筐体外部に露出し高周波電源１４０と導通する高圧端子１２３を備え、また筐体内にて加熱層が並ぶ方向に延びていることによって、高圧接点２０１を介して複数の高圧電極１２１と接触しており、各高圧電極に対する電力供給を１箇所の給電部より一括して行える構成となる。
電極支持体２０３は、電極毎にそれぞれ独立して設けられて、筐体側面に備えられ加熱層が並ぶ方向に延びる電極支持位置調整手段２０４に支持されている。これにより、電極支持位置を加熱層が並ぶ方向に変更することにより電極間隔を調整可能である。
高圧電路２００は、筐体外部に露出し高周波電源１４０と導通する高圧端子１２３を備え、また筐体内にて加熱層が並ぶ方向に延びていることによって、高圧接点２０１を介して複数の高圧電極１２１と接触しており、各高圧電極に対する電力供給を１箇所の給電部より一括して行える構成となる。
【0015】
筐体１１０は、図２に示すように、高圧電極１２１及びアース電極１３１を着脱自在に支持する凸部形状を有した金属部材からなる凸部電極支持体２１３を筐体側面及び背面側に備える。また、高圧電極１２１及びアース電極１３１の裏面には、各凸部電極支持体２１３に対応し、凹部形状を有した金属部材又は絶縁部材からなる凹部電極支持体２２３が設けられており、凸部形状と凹部形状の電極支持体を嵌め込むことによって、各電極の着脱を容易に行うことができる。
筐体１１０は、凸部電極支持体２１３を支持し、支持位置を加熱層方向に変更可能な金属部材からなる電極支持位置調整手段２０４を筐体側面及び背面側に備えることによって、高圧電極１２１及びアース電極１３１の各電極間隔を容易に変更可能である。
アース電極１３１は、凹部電極支持体２２３を金属部材とすることによって、金属部材からなる凸部電極支持体２１３、金属部材からなる電極支持位置調整手段２０４を介して筐体１１０と導通可能であり、特別な配線作業をすることなくアース極性を機能させることができる。
高圧電極１２１は、凹部電極支持体２２３を絶縁部材とし、筐体１１０内の背面側に高周波電源１４０と接続され筐体に対して絶縁支持された上下方向に延びる高圧電路２００と接触させることによって、高圧極性を機能させることができる。
筐体１１０は、凸部電極支持体２１３を支持し、支持位置を加熱層方向に変更可能な金属部材からなる電極支持位置調整手段２０４を筐体側面及び背面側に備えることによって、高圧電極１２１及びアース電極１３１の各電極間隔を容易に変更可能である。
アース電極１３１は、凹部電極支持体２２３を金属部材とすることによって、金属部材からなる凸部電極支持体２１３、金属部材からなる電極支持位置調整手段２０４を介して筐体１１０と導通可能であり、特別な配線作業をすることなくアース極性を機能させることができる。
高圧電極１２１は、凹部電極支持体２２３を絶縁部材とし、筐体１１０内の背面側に高周波電源１４０と接続され筐体に対して絶縁支持された上下方向に延びる高圧電路２００と接触させることによって、高圧極性を機能させることができる。
【0016】
高圧接点２０１は、各高圧電極１２１を支持する凸部電極支持体２１３及び凹部電極支持体２２３による凹凸部嵌め込みによるガタを吸収させるため、図３に示すように、バネによる押圧機能を有しており、接点固定ネジ１２６によって高圧電路２００に複数設けられている。これにより、高圧電極１２１を筐体１１０の前面から挿入した際の電気的な接続を確実にする。
【0017】
電極支持位置調整手段２０４には、図２に示すように、凸部電極支持体２１３を加熱層方向に位置変更可能な位置変更溝２０５が所定の間隔で備えており、また、図３に示すように、高圧電路２００には凸部電極支持体２１３の位置変更に対応した高圧接点固定ネジ１２６の取り付け位置を変更するネジ穴１２７が位置変更溝２０５と同間隔で複数設けられており、電極位置に応じて高圧電極１２１と高圧電路２００との接触位置変更を容易に行うことができる。
なお、本実施形態における電極支持位置調整手段２０４は、筐体１１０にあらかじめ設けられているガイドレールをそのまま流用しているが、新たにに設けても良い。また、本実施形態では電極、電路、電極支持体などで用いられる金属部材又は金属ネジ等は、電気伝導性、耐食性、機械的強度を有したステンレス、アルミ、真鍮などの非鉄金属材料が用いられ、必要に応じて前記素材にスズメッキ、銀メッキ等の表面処理が施されてあっても良い。また、絶縁部材としては、ＰＥ、ベークライト、ナイロンなどの樹脂系素材や、ガラスや陶器などセラミック系素材が用いられる。
なお、本実施形態における電極支持位置調整手段２０４は、筐体１１０にあらかじめ設けられているガイドレールをそのまま流用しているが、新たにに設けても良い。また、本実施形態では電極、電路、電極支持体などで用いられる金属部材又は金属ネジ等は、電気伝導性、耐食性、機械的強度を有したステンレス、アルミ、真鍮などの非鉄金属材料が用いられ、必要に応じて前記素材にスズメッキ、銀メッキ等の表面処理が施されてあっても良い。また、絶縁部材としては、ＰＥ、ベークライト、ナイロンなどの樹脂系素材や、ガラスや陶器などセラミック系素材が用いられる。
【0018】
本実施形態における電極配列の詳細を図４に示す。図４（a）の例では、高圧電極１２１とアース電極１３１が同一枚数で交互に構成されている。高周波電源１４０の出力Ｐは各高圧電極に等しく分配され、更に異なる出力で各加熱層１３０に分配される。最上段加熱層への電力供給は他の加熱層より大きく、被加熱材の急速加熱層として用いることができる。図４（ｂ）の例では、高圧電極１２１とアース電極１３１がその両端がアース電極となるように交互に構成されている。高周波電源１４０の出力Ｐは各高圧電極に等しく分配され、更に同一出力で各加熱層に分配されることにより、加熱層毎に等しい効率で被加熱材を加熱（解凍）することができる。
このように、高圧電極１２１及びアース電極１３１がそれぞれ独立して冷蔵庫筐体側面より着脱可能に支持されることによって、加熱層を形成する電極間隔や電極配列を各種設定可能であり、被加熱材の形状や厚みに応じた加熱（解凍）効率調整など常に最適な状態で装置を使用することが可能である。
このように、高圧電極１２１及びアース電極１３１がそれぞれ独立して冷蔵庫筐体側面より着脱可能に支持されることによって、加熱層を形成する電極間隔や電極配列を各種設定可能であり、被加熱材の形状や厚みに応じた加熱（解凍）効率調整など常に最適な状態で装置を使用することが可能である。
【0019】
給電部２０２の断面を図５に示す。高圧端子１２３は、高圧電路２００に接続され筐体１１０の背面側の所定位置に外部に露出した状態で、高周波電源１４０の電源高圧端子１４１を挿入可能に設けられている。高圧端子１２３又は電源高圧端子１４１は、図５の斜線で示される絶縁部材１１４を介して筐体１１０又は高周波電源１４０の金属筐体１４２に備えられている。
本実施形態では、高周波電源１４０を小型、軽量な半導体式高周波電源とすることにより、筐体１１０外壁部での片持ち支持が可能となり、高周波誘電加熱装置の小型化が達成できる。また、高周波電源１４０の取り付け位置を、図１に示すように、筐体１１０を介して高圧電路２００の背面側とすることにより、高圧端子１２３と電源高圧端子１４１を最短で接続することが可能となり、給電部から筐体外部へ漏れる電界を遮蔽するための電界遮蔽対策、筐体外部及び内部の電路構成を簡素化できる。更に、電源高圧端子１４１を高圧端子１２３に挿入（接触）することによって、配線作業をすることなく電源の着脱を容易に行うことが可能であり、特別な電気的知識を持ち合わせていなくても組み立てやメンテナンス性に優れた構成となる。
本実施形態では、高周波電源１４０を小型、軽量な半導体式高周波電源とすることにより、筐体１１０外壁部での片持ち支持が可能となり、高周波誘電加熱装置の小型化が達成できる。また、高周波電源１４０の取り付け位置を、図１に示すように、筐体１１０を介して高圧電路２００の背面側とすることにより、高圧端子１２３と電源高圧端子１４１を最短で接続することが可能となり、給電部から筐体外部へ漏れる電界を遮蔽するための電界遮蔽対策、筐体外部及び内部の電路構成を簡素化できる。更に、電源高圧端子１４１を高圧端子１２３に挿入（接触）することによって、配線作業をすることなく電源の着脱を容易に行うことが可能であり、特別な電気的知識を持ち合わせていなくても組み立てやメンテナンス性に優れた構成となる。
【0020】
本発明の第２実施形態に係る高周波誘電加熱装置は、図６及び図７に示すように、上部に冷却機構１０１が配置された一般に入手可能な業務用の冷蔵庫筐体１１０と、半導体式高周波電源１４０、高圧電極１２１、アース電極１３１、高圧電路２００、高圧接点２０１、アース電路３００、アース接点３０２、給電部２０２（高圧端子１２３、アース端子１３３、電源高圧端子１４１、電源アース端子１５１）、電極支持体２０３（金属部材からなる凸部電極支持体２１３、絶縁部材からなる凹部電極支持体２２３）、電極支持位置調整手段２０４から構成され、高圧電極１２１とアース電極１３１は、その両端がアース電極となるように交互に配列され、電極支持体２０３によってそれぞれが独立して冷蔵庫筐体側面より着脱可能に支持される。電極支持体２０３は、筐体側面に備えられ加熱層が並ぶ方向に延びる電極支持位置調整手段２０４に支持されており、電極支持位置を加熱層が並ぶ方向に変更することにより電極間隔を調整可能である。
高圧電路２００及びアース電路３００は、筐体外部に露出し半導体式高周波電源１４０と導通する高圧端子１２３及びアース端子１３３を備え、また筐体内にて加熱層が並ぶ方向に延びていることによって、高圧接点２０１及びアース接点３０２を介して複数の高圧電極１２１及びアース電極１３１と接触している。
高圧端子１２３及びアース端子１３３は、図７の斜線で示される絶縁部材１１４を介して筐体１１０と絶縁された状態で接続されており、また、電源高圧端子１４１は、斜線で示される絶縁部材１１４を介して高周波電源１４０の金属筐体１４２と絶縁された状態で接続されている。更に電源アース端子１５１は高周波電源１４０の金属筐体１４２にアース接続されている。
アース電極１３１は、絶縁部材からなる凹部電極支持体によって絶縁支持されることによって、筐体１１０へ漏洩する高周波ノイズを低減させる構成となる。この場合、高周波電源１４０の金属筐体１４２は、アルミ材などの電気抵抗の小さい金属素材であることが好ましい。
高圧電路２００及びアース電路３００は、筐体外部に露出し半導体式高周波電源１４０と導通する高圧端子１２３及びアース端子１３３を備え、また筐体内にて加熱層が並ぶ方向に延びていることによって、高圧接点２０１及びアース接点３０２を介して複数の高圧電極１２１及びアース電極１３１と接触している。
高圧端子１２３及びアース端子１３３は、図７の斜線で示される絶縁部材１１４を介して筐体１１０と絶縁された状態で接続されており、また、電源高圧端子１４１は、斜線で示される絶縁部材１１４を介して高周波電源１４０の金属筐体１４２と絶縁された状態で接続されている。更に電源アース端子１５１は高周波電源１４０の金属筐体１４２にアース接続されている。
アース電極１３１は、絶縁部材からなる凹部電極支持体によって絶縁支持されることによって、筐体１１０へ漏洩する高周波ノイズを低減させる構成となる。この場合、高周波電源１４０の金属筐体１４２は、アルミ材などの電気抵抗の小さい金属素材であることが好ましい。
【0021】
本発明の第２実施形態に係る高周波誘電加熱装置は、図８に示すように、上部に冷却機構１０１が配置された扉が上下独立した一般に入手可能な業務用の冷蔵庫筐体１１０において、扉上段部に冷蔵室５０１、扉下段部に高周波解凍室５０２で構成される。このように、冷蔵室５０１と高周波解凍室５０２を同一筐体内に別々に設けることによって、例えば、食材を解凍しながら通常の冷蔵庫として使用することが可能となり、省スペースでありながら使い勝手は向上する。
高周波解凍室５０２は、電極配列として高圧電極１２１とアース電極１３１は、その両端がアース電極となるように交互に配列され、電極支持体２０３によってそれぞれが独立して冷蔵庫筐体側面より着脱可能に支持される。両端をアース電極とすることによって、上述のように各加熱層に対する電力供給を均一にすることができる。電極支持体２０３は、筐体側面に備えられ加熱層が並ぶ方向に延びる電極支持位置調整手段２０４に支持されており、電極支持位置を加熱層が並ぶ方向に変更することにより電極間隔を調整可能である。電極支持位置調整手段２０４は、筐体１１０に元々備えられたものであり、冷蔵室５０１と高周波解凍室５０２とに上下方向に延びて構成される。そのため、加熱電極の支持と冷蔵庫に付属している汎用載置棚１０２の支持を兼用することが可能であり、より安価に構成させることができる。
給電部２０２は、冷蔵室５０１と高周波解凍室５０２との境となるセンターピラー１１２背面に位置し、上述した電源高圧端子１４１及び電源アース端子１５１で構成される。
各高圧電極１２１及びアース電極１３１は、形状と材質とが等しい導電性を有する金属材とすることにより、使用時やメンテナンス時における電極の着脱の際に両電極を区別する必要がなくなり、取扱が著しく容易となる。各電極はアルミ素材を絞りや板金加工することによって、軽量かつ安価に同一形状とすることができる。
高周波解凍室５０２は、電極配列として高圧電極１２１とアース電極１３１は、その両端がアース電極となるように交互に配列され、電極支持体２０３によってそれぞれが独立して冷蔵庫筐体側面より着脱可能に支持される。両端をアース電極とすることによって、上述のように各加熱層に対する電力供給を均一にすることができる。電極支持体２０３は、筐体側面に備えられ加熱層が並ぶ方向に延びる電極支持位置調整手段２０４に支持されており、電極支持位置を加熱層が並ぶ方向に変更することにより電極間隔を調整可能である。電極支持位置調整手段２０４は、筐体１１０に元々備えられたものであり、冷蔵室５０１と高周波解凍室５０２とに上下方向に延びて構成される。そのため、加熱電極の支持と冷蔵庫に付属している汎用載置棚１０２の支持を兼用することが可能であり、より安価に構成させることができる。
給電部２０２は、冷蔵室５０１と高周波解凍室５０２との境となるセンターピラー１１２背面に位置し、上述した電源高圧端子１４１及び電源アース端子１５１で構成される。
各高圧電極１２１及びアース電極１３１は、形状と材質とが等しい導電性を有する金属材とすることにより、使用時やメンテナンス時における電極の着脱の際に両電極を区別する必要がなくなり、取扱が著しく容易となる。各電極はアルミ素材を絞りや板金加工することによって、軽量かつ安価に同一形状とすることができる。
【0022】
本発明の第３実施形態に係る高周波誘電加熱装置は、図９に示すように、高圧電路１２２及びアース電路１３２が、上下方向に延びて高圧端子１２３及びアース端子１３３から各高圧接点１２４及び各アース接点１３４に至る電路長の差を所定以内に収める高圧中間電路１２５及びアース中間電路１３５を有している。
その他の構成は、第２実施形態と同じである。
この高圧中間電路１２５及びアース中間電路１３５は、いわゆるトーナメント形状であり、高圧接点１２４及びアース接点１３４の数が多い場合には多段にしてもよい。
その他の構成は、第２実施形態と同じである。
この高圧中間電路１２５及びアース中間電路１３５は、いわゆるトーナメント形状であり、高圧接点１２４及びアース接点１３４の数が多い場合には多段にしてもよい。
【0023】
なお、上述の実施形態では、アース電極１３１は、高圧電極１２１と同様に上下方向に延びるアース電路１３２、アース中間電路１３５、アース端子１３３を介して、筐体１１０と絶縁されて高周波電源１４０に接続されているが、前述の第２実施形態と同様に、アース中間電路１３５を有さないストレートのアース電路３００のみとしてもよく、第１実施形態と同様に、アース電路３００も有さず、アース電極１３１を筐体１１０あるいは電極支持体を介して高周波電源１４０に接続してもよい。
また、図１０に示すように、高圧端子１２３及びアース端子１３３から、独立して設上側に設けられた高圧電路１２２Ａ及びアース電路１３２Ａと、独立して下側に設けられた高圧電路１２２Ｂ及びアース電路１３２Ｂとを、高圧端子１２３及びアース端子１３３以外の隣接する位置において導電性部材１２８、１３８により接続することで、各加熱層に対する電力供給がさらに均一となる。
導電性部材１２８、１３８は、市販のアルミテープ等の安価なものでもよい。
また、図１０に示すように、高圧端子１２３及びアース端子１３３から、独立して設上側に設けられた高圧電路１２２Ａ及びアース電路１３２Ａと、独立して下側に設けられた高圧電路１２２Ｂ及びアース電路１３２Ｂとを、高圧端子１２３及びアース端子１３３以外の隣接する位置において導電性部材１２８、１３８により接続することで、各加熱層に対する電力供給がさらに均一となる。
導電性部材１２８、１３８は、市販のアルミテープ等の安価なものでもよい。
【実験例】
【0024】
本発明の実験例を、図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１（ａ）の電路構成は高圧端子１２３に接続されたストレートに上方に延びる高圧電路２００と、アース端子１３３に接続されたストレートに上方に延びるアース電路３００にて構成される。
また、図１１（ｂ）の電路構成は高圧端子１２３に接続されたトーナメント形状の高圧中間電路１２５を有する高圧電路１２２と、アース端子１３３に接続されたトーナメント形状のアース中間電路１３５を有するアース電路１３２にて構成されている。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の各電路構成において、食材として－２０℃の冷凍ブラジル産鶏モモ肉（１袋＝２ｋｇ）を電極間に配置し、雰囲気設定２℃、出力５００ｗで高周波解凍した際の高圧電極電圧、解凍時間、食材温度を図１２に示す。
図１１（ａ）に示す電路構成（ストレート型）における高圧電極電圧は電極位置によって大きく異なり、高圧端子１２３に対して近距離の高圧電極では電圧が低く、遠距離の高圧電極では電圧が高くなった。その結果、食材配置位置によって解凍後の食材温度は大きく異なり、高圧端子１２３近傍に配置した食材では解凍時間は長くなった。
一方、図１１（ｂ）に示す電路構成（トーナメント型）における高圧電極電圧は電極位置によらずほぼ等しく、解凍後の食材温度は食材搭載位置によらずほぼ等しくなった。このように、食材複数を一括して短時間解凍を行う際には、図１１（ｂ）に示すようなトーナメント形状の高圧中間電路を有する高圧電路により構成される電路が有効であることがわかる。
図１１（ａ）の電路構成は高圧端子１２３に接続されたストレートに上方に延びる高圧電路２００と、アース端子１３３に接続されたストレートに上方に延びるアース電路３００にて構成される。
また、図１１（ｂ）の電路構成は高圧端子１２３に接続されたトーナメント形状の高圧中間電路１２５を有する高圧電路１２２と、アース端子１３３に接続されたトーナメント形状のアース中間電路１３５を有するアース電路１３２にて構成されている。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の各電路構成において、食材として－２０℃の冷凍ブラジル産鶏モモ肉（１袋＝２ｋｇ）を電極間に配置し、雰囲気設定２℃、出力５００ｗで高周波解凍した際の高圧電極電圧、解凍時間、食材温度を図１２に示す。
図１１（ａ）に示す電路構成（ストレート型）における高圧電極電圧は電極位置によって大きく異なり、高圧端子１２３に対して近距離の高圧電極では電圧が低く、遠距離の高圧電極では電圧が高くなった。その結果、食材配置位置によって解凍後の食材温度は大きく異なり、高圧端子１２３近傍に配置した食材では解凍時間は長くなった。
一方、図１１（ｂ）に示す電路構成（トーナメント型）における高圧電極電圧は電極位置によらずほぼ等しく、解凍後の食材温度は食材搭載位置によらずほぼ等しくなった。このように、食材複数を一括して短時間解凍を行う際には、図１１（ｂ）に示すようなトーナメント形状の高圧中間電路を有する高圧電路により構成される電路が有効であることがわかる。
【0025】
次に、本発明の第３実施形態を示す図９及び他の実施形態を示す図１０の各電路構成における実験例として、－２０℃の冷凍ブラジル産鶏モモ肉（１袋＝２ｋｇ）を電極間に配置し、雰囲気設定２℃、出力５００ｗで高周波解凍した際の高圧電極電圧、解凍時間、食材温度を図１３に示す（ただし、図１３（ａ）は図９の電路構成における解凍試験結果を、図１３（ｂ）は図１０の電路構成における解凍試験結果をそれぞれ示している。）。
図９及び図１０に示す各電路は、どちらも高圧端子１２３及びアース端子１３３に対して上側及び下側にトーナメント形状の高圧中間電路１２５、アース中間電路１３５をそれぞれ有する高圧電路１２２、アース電路１３２により構成されており、更に図１０に示す電路では、隣接する高圧電路１２２Ａ及び１２２Ｂ並びにアース電路１３２Ａ及び１３２Ｂがそれぞれ導電性部材１２８、１３８により互いに接続された構成となっている。
図９に示す電路構成では、図１３（ａ）に示すように、高圧端子１２３及びアース端子１３３に対して上下の電極構成（以下、上段電極又は下段電極）に食材数量を均等に配置した場合、上段電極と下段電極に生じる電圧はほぼ等しいが、食材数量を上段電極に多く下段電極に少なく配置した場合、下段電極の電圧は上段電極に対して低く、この場合、先の結果と同様に下段電極に配置した食材は解凍時間が長くなった。
一方、図１０に示す電路構成では、図１３（ｂ）に示すように、食材数量を上段電極に多く下段電極に少なく配置した場合においても、各高圧電極にはほぼ等しい電圧が生じるため食材の重量、数量、種類、配置の仕方に影響されず均一解凍が可能であった。
図９及び図１０に示す各電路は、どちらも高圧端子１２３及びアース端子１３３に対して上側及び下側にトーナメント形状の高圧中間電路１２５、アース中間電路１３５をそれぞれ有する高圧電路１２２、アース電路１３２により構成されており、更に図１０に示す電路では、隣接する高圧電路１２２Ａ及び１２２Ｂ並びにアース電路１３２Ａ及び１３２Ｂがそれぞれ導電性部材１２８、１３８により互いに接続された構成となっている。
図９に示す電路構成では、図１３（ａ）に示すように、高圧端子１２３及びアース端子１３３に対して上下の電極構成（以下、上段電極又は下段電極）に食材数量を均等に配置した場合、上段電極と下段電極に生じる電圧はほぼ等しいが、食材数量を上段電極に多く下段電極に少なく配置した場合、下段電極の電圧は上段電極に対して低く、この場合、先の結果と同様に下段電極に配置した食材は解凍時間が長くなった。
一方、図１０に示す電路構成では、図１３（ｂ）に示すように、食材数量を上段電極に多く下段電極に少なく配置した場合においても、各高圧電極にはほぼ等しい電圧が生じるため食材の重量、数量、種類、配置の仕方に影響されず均一解凍が可能であった。
【符号の説明】
【0026】
１００ ・・・ 高周波誘電加熱装置
１０１ ・・・ 冷却機構
１０２ ・・・ 汎用載置棚
１１０ ・・・ 筐体
１１１ ・・・ ドレン
１１２ ・・・ センターピラー
１１４ ・・・ 絶縁部材
１２１ ・・・ 高圧電極
１２２ ・・・ 高圧電路
１２３ ・・・ 高圧端子
１２４ ・・・ 高圧接点
１２５ ・・・ 高圧中間電路
１２６ ・・・ 接点固定ネジ
１２７ ・・・ ネジ穴
１２８ ・・・ 導電性部材
１３０ ・・・ 加熱層
１３１ ・・・ アース電極
１３２ ・・・ アース電路
１３３ ・・・ アース端子
１３４ ・・・ アース接点
１３５ ・・・ アース中間電路
１３８ ・・・ 導電性部材
１４０ ・・・ 高周波電源
１４１ ・・・ 電源高圧端子
１４２ ・・・ 金属筐体
１５１ ・・・ 電源アース端子
２００ ・・・ 高圧電路
２０１ ・・・ 高圧接点
２０２ ・・・ 給電部
２０３ ・・・ 電極支持体
２０４ ・・・ 電極支持位置調整手段
２０５ ・・・ 位置変更溝
２１３ ・・・ 凸部電極支持体
２２３ ・・・ 凹部電極支持体
３００ ・・・ アース電路
３０２ ・・・ アース接点
５０１ ・・・ 冷蔵室
５０２ ・・・ 高周波解凍室
１０１ ・・・ 冷却機構
１０２ ・・・ 汎用載置棚
１１０ ・・・ 筐体
１１１ ・・・ ドレン
１１２ ・・・ センターピラー
１１４ ・・・ 絶縁部材
１２１ ・・・ 高圧電極
１２２ ・・・ 高圧電路
１２３ ・・・ 高圧端子
１２４ ・・・ 高圧接点
１２５ ・・・ 高圧中間電路
１２６ ・・・ 接点固定ネジ
１２７ ・・・ ネジ穴
１２８ ・・・ 導電性部材
１３０ ・・・ 加熱層
１３１ ・・・ アース電極
１３２ ・・・ アース電路
１３３ ・・・ アース端子
１３４ ・・・ アース接点
１３５ ・・・ アース中間電路
１３８ ・・・ 導電性部材
１４０ ・・・ 高周波電源
１４１ ・・・ 電源高圧端子
１４２ ・・・ 金属筐体
１５１ ・・・ 電源アース端子
２００ ・・・ 高圧電路
２０１ ・・・ 高圧接点
２０２ ・・・ 給電部
２０３ ・・・ 電極支持体
２０４ ・・・ 電極支持位置調整手段
２０５ ・・・ 位置変更溝
２１３ ・・・ 凸部電極支持体
２２３ ・・・ 凹部電極支持体
３００ ・・・ アース電路
３０２ ・・・ アース接点
５０１ ・・・ 冷蔵室
５０２ ・・・ 高周波解凍室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】