JPS6142397B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍状態にある食品などを自動的に適
正解凍する（被解凍物を氷晶帯の温度以上、かつ
冷蔵庫温度程度までにする）制御装置を備えた高
周波解凍装置に関するものである。

冷凍状態にある食品など（以下被解凍物とい
う）が収納されている解凍庫内に高周波電力を供
給し、被解凍物を解凍する従来の高周波解凍装置
においては、タイマを使用して解凍を行ないタイ
マの設定時間を適当に定めて適正な解凍を図つて
いた。即ち、被解凍物の質および量等に応じてあ
らかじめ推定される適当な解凍時間をタイマーで
設定し、タイマーの時間が切れるまで解凍を行な
う。しかし、この手段では被解凍物の密度、含水
率、形状や冷凍温度等の違いにより、タイマーの
最適設定時間に大きな差を生じ、使用者が正しく
設定するのは困難でしばしば解凍不足あるいは解
凍過多を引き起こす。

従つて、適正な解凍を行なうためには、タイマ
の設定にかなりの熟練を必要とする欠点を有して
いる。

また、感温素子によつて被解凍物の温度を検知
して、適正な解凍を行なう試みもなされたが感温
素子の温度が適正な解凍温度よりも低い温度にな
るのを待つてからでなければ解凍を開始できない
という欠点がある。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点を除
き、被解凍物の密度、含水率、形状、冷凍温度等
の違いにかかわらず、被解凍物を適正に解凍でき
る高周波解凍装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の高周波
解凍装置においては解凍庫の外部または内部に、
高周波電力からシールドした感温素子を取りつけ
て、被解凍物の温度を検知し、検知温度があらか
じめ定めた設定値に達した時に解凍を自動的に停
止させる。

また、感温素子の温度が低い温度になるのを待
つことなく解凍を開始するために、上記の設定値
を時間とともに変化させる。

以下、本発明を図面を用いて説明する。第１図
に本発明の高周波解凍装置の一実施例を示す。第
１図において、１は解凍庫、２は被解凍物、３は
平板電極、４は高周波発振源、５は感温素子、６
は断熱材、７は制御装置である。解凍庫１の底面
に被解凍物２を置き、制御装置７を駆動すると、
制御装置７は高周波発振源４を駆動し、高周波発
振源４は平板電極３と解凍庫１の壁面３０間に高
周波電力を供給する。解凍庫１の底面に置かれた
解凍物２は高周波電力を吸収して解凍され始め
る。この被解凍物２の温度を解凍庫１の底面を介
して感温素子５で検知し、この検知した温度があ
らかじめ設定した温度に達すると、制御装置７は
高周波発振源４の駆動を停止し、解凍は終了す
る。なお、断熱材６は解凍庫１の底面からの熱放
散を低感するとともに、感温素子５へ被解凍物２
以外の熱が伝わりにくくするために設けられてい
る。

第２図は第１図に示した高周波解凍装置におい
て、被解凍物２を解凍庫１の底面に置いた直後に
解凍を開始した場合の、被解凍物２の温度と、感
温素子５が検知した温度を解凍時間に対してプロ
ツトした特性図で、実線は被解凍物２の温度
T₀、破線は感温素子５の検知温度Ｔ_Dを示す。ま
た、第２図に示した範囲Ａは被解凍物の潜熱によ
つて生じる氷晶帯である。解凍初期には被解凍物
２の温度が上昇するにもかかわらず、感温素子５
が検知する温度Ｔ_Dは低下し、解凍が進むにつれ
て上昇に転ずる。この温度上昇の特性は解凍時間
の経過とともに被解凍物２の温度上昇特性と相関
がとれるようになる。この現象は解凍庫１（壁面
３０）と感温素子５の初温が通常、解凍庫１の周
囲温度と同一であつて被解凍物２の温度Toより
も高いことおよび、感温素子５を含む温度検知機
構に熱時定数があることに起因している。

第３図に本発明の電子レンジの如き高周波解凍
装置の他の実施例を示す。第３図において、第１
図と同一の物は同一番号とする。３′は円柱状電
極、８は感温素子５を高周波電力からシールドす
るためのプローブ、９は受皿である。解凍庫１内
の受皿９に被解凍物２を置き、感温素子５を内部
にとりつけたプローブ８を被解凍物２に接触さ
せ、制御装置７を駆動すると、制御装置７は高周
波発振源４を駆動し、高周波発振源４は円柱状電
極３′と解凍庫１の壁面３０間に高周波電力を供
給する。受皿９上に置かれた被解凍物２は上記の
高周波電力を吸収して解凍され始める。この被解
凍物２の温度T₀をプローブ８を介して感温素子
５で検知し、この検知した温度T₀があらかじめ
設定した温度に達すると制御装置７は高周波発振
源４の駆動を停止し、解凍は終了する。この第３
図に示した高周波解凍装置においても、被解凍物
２の温度T₀と、感温素子５が検知した検知温度
Ｔ_Dの解凍時間に対する特性は第２図に示したも
のと同様になる。

先にも述べたように、解凍初期には被解凍物２
の温度が上昇しているにもかかわらず、感温素子
５が検知する温度は低下し、解凍が進むにつれて
上昇に転じ、解凍時間の経過とともに、被解凍物
２の温度上昇特性と相関がとれるようになる。し
たがつて自動解凍を行なう場合、単に、所望の解
凍温度を設定したのみでは制御を行なうことがで
きない。例えば第２図において、被解凍物２の温
度が０℃になつた時点で解凍を終了させようとし
たとする。被解凍物２を解凍庫１に入れて、解凍
開始のスイツチをオンさせても、高周波発振源は
発振を開始しない。なぜならば、感温素子５の初
温は解凍庫１の周囲温度と同一であつて、すでに
０℃以上の温度となつているからである。このよ
うに、解凍を開始する時点で、解凍を終了させる
設定温度を定めた場合には高周波発振源４が直ち
に発振せず、被解凍物２を解凍することができな
い。そこで、本発明の制御装置７は、あらかじめ
定めた時定数で設定値を変化させ、解凍開始時に
おいてはかならず発振が開始するように構成され
ている。

第４図は本発明の高周波解凍装置における制御
装置７の回路構成の一実施を示す回路図である。
第４図において、１０は直流電源、１１はスイツ
チ、１２は抵抗、１３はツエナーダイオード、１
４，１５，１６，１７は抵抗、１８はコンデン
サ、１９はダイオード、２０はコンデンサ、２１
は比較器（以下コンパレータという）２２，２３
はコンパレータ２１の入力端子、２４はダイオー
ド、２５は抵抗、２７はリレー２８はリレー２７
のコイル、２９はリレー２７の接点である。な
お、５は第１図および第３図における感温素子で
あつて、サーミスタを用いている。スイツチ１１
が接続されると、抵抗１２とツエナーダイオード
１３からなる定電圧回路は、直流電源１０から供
給された電流を抵抗１４およびサーミスタ５の直
列回路と、抵抗１５および抵抗１６，１７とコン
デンサ１８の直並列回路に、一定電圧で供給す
る。この一定電圧の一方は抵抗１４およびサーミ
スタ５で分圧され、コンパレータ２１の正の入力
端子２２に供給される。この電圧はサーミスタ５
の温度によつて変化するため、被解凍物２の温度
を検知した電気信号Ｖ_I（以後、温度検知電圧と
呼ぶ）である。この温度検知電圧Ｖ_Iは、温度が
上昇するとサーミスタ５の抵抗値が減少するため
に低下する。一方、抵抗１５，１６と抵抗１７、
コンデンサ１８によつて構成される時定数回路に
よつて生じる基準信号（以下基準電圧という）Ｖ
_Rがコンパレータ２１の負の入力端子２３に供給
されている。この基準電圧Ｖ_Rは、抵抗１５と抵
抗１６の並列抵抗値に抵抗１７の抵抗値を加えた
抵抗値と、コンデンサ１８の容量によつて決めら
れる時定数を有している。基準電圧Ｖ_Rの最終電
圧値は抵抗１２およびツエナーダイオード１３に
よつて供給される一定電圧を抵抗１５および１６
で分圧した電圧である。すなわち、基準電圧Ｖ_R
はＯ_Vから最終電圧（被解凍物の氷晶帯の温度以
上で、かつ冷蔵庫温度以下の所定温度に相当する
電圧）にむかつて抵抗１５，１６，１７及びコン
デンサ１８によつて定められる時定数で上昇して
いく。第５図に温度検知電圧Ｖ_Iと基準電圧Ｖ_Rの
特性図を横軸に解凍時間、縦軸に電圧をとつて示
す。コンパレータ２１は入力電圧Ｖ_I及びＶ_Rを比
較し、Ｖ_I＞Ｖ_Rのときに高レベルの出力電圧をＶ
_I＜Ｖ_Rのときに低レベルの出力電圧をリレー２７
のコイル２８に供給する。リレー２７はコンパレ
ータ２１の出力電圧が高レベルのときに高周波発
振源４が接続されている接点２９を閉じる。高周
波発振源４は接点２９が閉じているときに発振
し、開かれているときには発振が停止するように
構成されている。なお、ダイオード１９はコンデ
ンサ１８の放電用ダイオードであつて、スイツチ
１１がオンからオフになつた場合に、充電時の時
定数より小さな時定数でコンデンサ１８を放電さ
せる。また、コンデンサ２０はノイズ防止用のコ
ンデンサで、コンパレータ２１の二つの入力端子
２２，２３を交流的に短絡して、ノイズによつて
誤動作するのを防止する。また、コンパレータ２
１には抵抗２５とダイオード２４によつて正帰環
をかけてあり、一旦、出力電圧が低レベルの電圧
になると、入力端子２２の電圧Ｖ_Iが引き下げら
れるため、コンパレータ２１の出力電圧は高レベ
ルの電圧に復帰することはない。なお、抵抗２５
はコンパレータ２１の出力が低レベルになつた状
態で、コンデンサ１８が放電する場合に、ダイオ
ード１９および２４を介してコンパレータ２１の
出力側に流れこむ放電電流が、コンパレータ２１
の定格を越えないように設けたものである。

この回路において解凍開始時には、サーミスタ
５の温度は解凍庫１の周囲温度と同一であるため
に、抵抗値が小さく、温度検知電圧Ｖ_Iは低い。
しかしながら、コンパレータ２１の基準電圧Ｖ_R
はコンデンサ１８に電荷が蓄わえられていないた
めにＯ_Vである。したがつて、Ｖ_I＞Ｖ_Rになるた
め、コンパレータ２１はリレー２７のコイル２８
に高レベルの電圧を出力する。その結果リレー２
７の接点２９が閉じて高周波発振源４が発振を開
始する。第２図で述べたようにサーミスタ５が検
知した温度は一度下降し、その後、上昇に転じ、
解凍が進行するとともに、被解凍物２の温度上昇
特性と相関がとれるようになる。したがつて、サ
ーミスタ５の抵抗値は一旦大きくなり、次に小さ
くなるため、温度検知電圧Ｖ_Iは一旦上昇し、そ
の後下降してゆく。基準電圧Ｖ_Rは解凍開始時に
はOVであるが、コンデンサ１８が充電されるに
つれて上昇してゆき、やがて、抵抗１５および１
６によつて定められた一定電圧に到達する。更に
解凍が進行し、Ｖ_I＜Ｖ_Rとなると、コンパレータ
２１の出力電圧が高レベルから低レベルに反転し
て、リレー２７のコイル２８を流れる電流が減少
し、接点２９が開き、高周波発振源４の発振が停
止し、解凍は終了する。

なお、基準電圧Ｖ_Rに与える時定数は高周波発
振源の出力や被解凍物の初温等を考慮して適切に
定められなければならない。高周波発振源４の解
凍出力が50ワツト（Ｗ）、被解凍物の初温が−18
℃程度であれば被解凍物を解凍するのに要する時
間は５分〜20分程度になるので、時定数を100秒
（Sec）程度に定めれば十分に適正な解凍を行な
うことができる。

また、上記の実施例では高周波発振源の発振を
停止させる場合について述べたが、高周波電力を
減少させて解凍を継続させる場合にも本発明は実
施できる。さらに、上記実施例の第４図に示した
制御装置の回路構成において、抵抗１６および抵
抗１７に可変抵抗を用いて基準電圧Ｖ_Rの到達電
圧および時定数を調節可能にすることもできる。
また、抵抗１４を固定抵抗ではなく、サーミスタ
等を用いて周囲温度の変化に対する被解凍物の解
凍バラツキの温度補償を行なうこともできる。

以上述べたように本発明の高周波解凍装置にお
いては感温素子の温度が低い温度になるのを待つ
ことなく解凍を開始することができ、また、被解
凍物の温度を検知して、被解凍物の温度が適正な
温度になつた時に解凍を停止するので、被解凍物
の密度、含水率冷凍の温度などの違いにかかわら
ず適正な解凍を行なうために熟練を要することも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高周波解凍装置の１実施
例を示す断面図、第２図は被解凍物の温度と感温
素子が検知する温度の特性図、第３図は本発明に
よる高周波解凍装置における制御装置の回路構成
の一実施例を示す回路図、第５図は第４図の制御
装置における温度検知電圧と基準電圧の変化を示
す特性図である。 １：解凍庫、２：被解凍物、４：高周波発振
源、５：感温素子、７：制御装置、２１：比較器
（コンパレータ）２７：リレー、Ｖ_R：基準信号
（基準電圧）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 解凍庫と、該解凍庫内に高周波電力を供給す
   る高周波発振源を有し、上記解凍庫の初温または
   周囲温度よりも低い温度の冷凍状態にある被解凍
   物を、上記高周波電力を用いて解凍する高周波解
   凍装置において、 上記高周波電力からシールドされ、上記被解凍
   物の温度を検知する感温手段と、 解凍開始時に上記感温手段が検知する温度より
   も高い温度に相当する第１の設定値を出力し、解
   凍時間の進行にともない、上記被解凍物の氷晶帯
   の温度以上であつて、かつ冷蔵庫温度以下の所定
   温度に相当する第２の設定値を出力する基準信号
   発生手段と、 上記感温手段の出力信号と上記基準信号発生手
   段が出力する基準信号を比較する比較手段と、 上記比較手段の出力信号が上記基準信号に達し
   た時に、上記高周波発振源が発生する高周波電力
   を変化させる手段 からなる制御装置を有する高周波解凍装置。