JP2003332037A - High frequency dielectric heating device and refrigerating apparatus - Google Patents
High frequency dielectric heating device and refrigerating apparatusInfo
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- H05B6/62—Apparatus for specific applications
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- Freezing, Cooling And Drying Of Foods (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、互いに対向する
一対の電極間に高周波電磁波を印加することにより、電
極間に配置された例えば食品等の対象物を誘電加熱する
高周波誘電加熱装置及びその高周波誘電加熱装置を備え
た冷凍装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency dielectric heating device for dielectrically heating an object such as food disposed between electrodes by applying high-frequency electromagnetic waves between a pair of electrodes facing each other, and a high frequency thereof. The present invention relates to a refrigeration system equipped with a dielectric heating device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高周波誘電加熱装置は、０．３ＭＨｚ〜
３００ＭＨｚの周波数帯の電磁波が用いられた誘電加熱
装置であって、マイクロ波（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨ
ｚ）誘電加熱装置に比べ、波長が長く、内部浸透性が高
く、厚みのある対象物を内外から加熱するのに優れてい
る。例えば、食品業界では、冷凍マグロや冷凍肉のブロ
ックなどを解凍するために用いられている。2. Description of the Related Art A high frequency dielectric heating device has a frequency of 0.3 MHz.
A dielectric heating device using electromagnetic waves in the frequency band of 300 MHz, which is microwave (300 MHz to 30 GH).
z) Compared with the dielectric heating device, the wavelength is long, the internal permeability is high, and it is excellent in heating a thick object from inside and outside. For example, it is used in the food industry to thaw frozen tuna, frozen meat blocks, and the like.
【０００３】図１０は例えば文献「冷凍 第７０巻８０
９号」（１９９５年発行）第１３〜１８頁に示された従
来の高周波解凍装置を示す構成図である。図において、
断熱庫１内には、対象物受け台２が設けられている。対
象物受け台２上には、例えば食品等の対象物３が載せら
れる。FIG. 10 shows, for example, the document “Frozen Vol.
9 is a block diagram showing a conventional high-frequency decompression device shown on pages 13-18 of "No. 9" (issued in 1995). In the figure,
An object cradle 2 is provided in the heat insulation cabinet 1. An object 3 such as a food is placed on the object cradle 2.
【０００４】断熱庫１内の対象物受け台２の上方には、
高圧側電極４が配置されている。断熱庫１内には、高圧
側電極４に対向するアース側電極５が配置されている。
対象物３は、高圧側電極４とアース側電極５との間に配
置されている。また、高圧側電極４及びアース側電極５
には、高周波発生電源６が接続されている。断熱庫１内
には、断熱庫１内を低温雰囲気に保つ冷却機７が配置さ
れている。Above the object receiving table 2 in the heat insulation box 1,
The high voltage side electrode 4 is arranged. A ground-side electrode 5 that faces the high-voltage side electrode 4 is arranged in the heat insulation box 1.
The object 3 is arranged between the high voltage side electrode 4 and the ground side electrode 5. In addition, the high voltage side electrode 4 and the ground side electrode 5
A high frequency power source 6 is connected to the. A cooler 7 that keeps the inside of the heat insulating cabinet 1 in a low temperature atmosphere is arranged in the heat insulating cabinet 1.
【０００５】次に、動作について説明する。高圧側電極
４及びアース側電極５間には、高周波発生電源６により
１３ＭＨｚ帯の高周波電磁波が印加される。これによ
り、対象物３は誘電加熱され、０℃付近まで解凍され
る。このとき、冷却機７により断熱庫１内が低温に保た
れるので、対象物３が衛生的に解凍される。Next, the operation will be described. A high frequency electromagnetic wave of 13 MHz band is applied between the high voltage side electrode 4 and the ground side electrode 5 by the high frequency generating power source 6. As a result, the object 3 is dielectrically heated and thawed to near 0 ° C. At this time, since the inside of the heat insulation cabinet 1 is kept at a low temperature by the cooler 7, the object 3 is thawed in a sanitary manner.
【０００６】しかし、上記のような従来の高周波解凍装
置では、電極４，５間の電気特性（抵抗及び静電容量）
が、対象物３の材料、量及び温度条件等によって大きく
変動するため、共振回路を整合させることが難しい。特
に、対象物３が食品等の不定形物である場合は、電極
４，５間に存在する空気層の影響を大きく受ける。ま
た、対象物３の角部に電磁波が集中して、解凍状態が不
均一になる恐れもある。However, in the conventional high-frequency defrosting apparatus as described above, the electrical characteristics (resistance and capacitance) between the electrodes 4 and 5
However, it is difficult to match the resonance circuit because it largely varies depending on the material, amount and temperature condition of the object 3. In particular, when the object 3 is an irregularly shaped object such as food, it is greatly affected by the air layer existing between the electrodes 4 and 5. In addition, electromagnetic waves may be concentrated on the corners of the object 3 and the defrosted state may become uneven.
【０００７】これに対し、図１１は例えば特開平１０−
１３４９５３号公報に示された従来の高周波解凍装置を
示す回路図である。高周波発生電源６には、入力整合検
出回路８を介して可変トランス（インピーダンス変換用
コイルトランス）９が接続されている。可変トランス９
は、タップ切り換え部９ａを有している。タップ切り換
え部９ａと高圧側電極４との間には、整合用コイル１０
及び可変容量コンデンサ（バリコン）１１が直列に接続
されている。On the other hand, FIG. 11 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-
It is a circuit diagram which shows the conventional high frequency decompression apparatus shown by 134953 gazette. A variable transformer (coil transformer for impedance conversion) 9 is connected to the high frequency power supply 6 via an input matching detection circuit 8. Variable transformer 9
Has a tap switching unit 9a. A matching coil 10 is provided between the tap switching portion 9a and the high voltage side electrode 4.
And a variable capacitor (varicon) 11 are connected in series.
【０００８】この従来例によれば、対象物３の負荷イン
ピーダンスと高周波増幅回路の出力インピーダンスとを
可変トランス９によって整合させ、対象物３の材質や量
の変動に対応して解凍処理することができる。According to this conventional example, the load impedance of the object 3 and the output impedance of the high frequency amplifier circuit are matched by the variable transformer 9 and the defrosting process can be performed in accordance with the change in the material and quantity of the object 3. it can.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示したような回路構成の高周波解凍装置においても、
可変トランス９や可変容量コンデンサ１１の調整範囲が
広いため、整合器全体は大きくて高価なものになってい
る。However, as shown in FIG.
Even in the high-frequency decompressor with the circuit configuration as shown in
Since the adjustable range of the variable transformer 9 and the variable capacitor 11 is wide, the matching device as a whole is large and expensive.
【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、整合器を小形
化、低コスト化することができる高周波誘電加熱装置及
び冷凍装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to obtain a high frequency dielectric heating device and a refrigerating device which can downsize the matching unit and reduce the cost. To aim.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波誘
電加熱装置は、互いに対向する一対の電極間に高周波電
磁波を印加することにより、電極間に配置された対象物
を誘電加熱するものにおいて、電極と対象物との間の空
気層を減少させるように、電極間に誘電体が配置されて
いるものである。A high frequency dielectric heating device according to the present invention is a device for dielectrically heating an object arranged between electrodes by applying a high frequency electromagnetic wave between a pair of electrodes facing each other. A dielectric is placed between the electrodes so as to reduce the air layer between the electrodes and the object.
【００１２】また、電極間には、対象物を収容する誘電
体としての強誘電体容器が配置されている。さらに、誘
電体は、冷却機の二次冷媒としての不凍液を含み、不凍
液により対象物の周囲が低温に保持される。さらにま
た、不凍液は、使用する高周波電磁波の周波数及び温度
の条件で、純水と同等の比誘電率及び比誘電損率を有し
ている。また、誘電体は、多数の強誘電体物質塊を含
む。さらに、強誘電体物質塊は、使用する高周波電磁波
の周波数及び温度の条件で、純水よりも大きい比誘電率
を有するとともに、純水よりも小さい比誘電損率を有し
ている。Further, a ferroelectric container as a dielectric for accommodating an object is arranged between the electrodes. Further, the dielectric contains an antifreezing liquid as a secondary refrigerant of the cooler, and the antifreezing liquid keeps the surroundings of the object at a low temperature. Furthermore, the antifreeze liquid has a relative permittivity and a relative loss factor similar to pure water under the conditions of the frequency and the temperature of the high frequency electromagnetic wave used. The dielectric also includes a large number of ferroelectric material masses. Further, the ferroelectric substance mass has a relative dielectric constant larger than that of pure water and a relative dielectric loss ratio smaller than that of pure water under the conditions of the frequency and temperature of the high frequency electromagnetic wave used.
【００１３】この発明に係る冷凍装置は、互いに対向す
る一対の電極間に高周波電磁波を印加することにより、
電極間に配置された対象物を誘電加熱する高周波誘電加
熱装置、及び誘電加熱時に、対象物に吸収されるエネル
ギーよりも大きなエネルギーにより対象物を冷却し、対
象物を凍結させる冷却手段を備え、電極と対象物との間
の空気層を減少させるように、電極間に誘電体が配置さ
れているものである。The refrigerating apparatus according to the present invention applies a high frequency electromagnetic wave between a pair of electrodes facing each other,
A high-frequency dielectric heating device for dielectrically heating an object arranged between electrodes, and a cooling means for cooling the object with energy larger than the energy absorbed by the object during dielectric heating and freezing the object, A dielectric is placed between the electrodes so as to reduce the air layer between the electrodes and the object.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による高
周波誘電加熱装置を示す構成図である。絶縁性断熱庫２
１の内壁面には、電磁波遮断シールド（外部導体）２２
が設けられている。絶縁性断熱庫２１内には、誘電体と
しての強誘電体容器２３が収容されている。強誘電体容
器２３は、使用する高周波電磁波の周波数及び温度の条
件で、純水よりも大きい比誘電率を有するとともに、純
水よりも小さい比誘電損率を有している材料、例えばＴ
ｉ系セラミックにより構成されている。例えば、ＭｇＴ
ｉＯ２の比誘電率は約１００、比誘電損率は約１０−４
である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1. 1 is a block diagram showing a high frequency dielectric heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Insulation insulation 2
The inner wall surface of 1 has an electromagnetic wave shielding shield (outer conductor) 22
Is provided. A ferroelectric container 23 as a dielectric is housed in the insulating heat-insulating box 21. The ferroelectric container 23 has a relative dielectric constant larger than that of pure water and a relative dielectric loss ratio smaller than that of pure water under the conditions of the frequency and the temperature of the high frequency electromagnetic wave to be used, such as T.
It is made of i-based ceramic. For example, MgT
The relative permittivity of iO 2 is about 100, and the relative loss factor is about 10 −4.
Is.
【００１５】絶縁性断熱庫２１内の底面と強誘電体容器
２３の底面との間には、平板状のアース側電極２４が配
置されている。アース側電極２４は、平板状のアース側
導体部２５と、このアース側導体部２５の強誘電体容器
２３側の面に形成されている絶縁被覆部２６とを有して
いる。A flat plate-shaped ground electrode 24 is arranged between the bottom surface of the insulating heat-insulating chamber 21 and the bottom surface of the ferroelectric container 23. The ground-side electrode 24 has a flat-plate ground-side conductor portion 25 and an insulating coating portion 26 formed on the surface of the ground-side conductor portion 25 on the ferroelectric container 23 side.
【００１６】絶縁性断熱庫２１内の強誘電体容器２３上
には、平板状の高圧側電極２７が配置されている。高圧
側電極２７は、平板状の高圧側導体部２８と、この高圧
側導体部２８の強誘電体容器２３側の面に形成されてい
る絶縁被覆部２９とを有している。アース側及び高圧側
電極２４，２７は、強誘電体容器２３を挟んで互いに平
行に配置されている。A flat plate-shaped high-voltage side electrode 27 is arranged on the ferroelectric container 23 in the insulating heat-insulating chamber 21. The high-voltage side electrode 27 has a flat plate-shaped high-voltage side conductor portion 28 and an insulating coating portion 29 formed on the surface of the high-voltage side conductor portion 28 on the ferroelectric container 23 side. The ground side and high voltage side electrodes 24 and 27 are arranged in parallel with each other with the ferroelectric container 23 interposed therebetween.
【００１７】アース側及び高圧側電極２４，２７には、
リード線３０を介して高周波発生電源３１が接続されて
いる。高周波発生電源３１とアース側及び高圧側電極２
４，２７との間には、整合器３２が接続されている。整
合器３２は、可変トランスと可変容量コンデンサとを有
している。The earth side and high voltage side electrodes 24 and 27 are
A high frequency power supply 31 is connected via a lead wire 30. High frequency power source 31 and electrodes 2 on the ground side and the high voltage side
A matching unit 32 is connected between the terminals 4 and 27. The matching device 32 has a variable transformer and a variable capacitor.
【００１８】例えば冷凍食品等の対象物３３は、強誘電
体容器２３内に収容されている。対象物３３は、例えば
ポリエチレンフィルム等の絶縁性シート３４により被覆
されている。絶縁性シート３４と対象物３３との間に
は、凍結保護物質３５が入れられている。対象物３３が
生鮮食品である場合、凍結保護物質３５として、例えば
グリセリン又はショ糖水溶液等が用いられる。An object 33 such as frozen food is contained in the ferroelectric container 23. The object 33 is covered with an insulating sheet 34 such as a polyethylene film. A cryoprotective substance 35 is put between the insulating sheet 34 and the object 33. When the object 33 is a fresh food, for example, glycerin or sucrose aqueous solution is used as the cryoprotective substance 35.
【００１９】強誘電体容器２３内には、誘電体である不
凍液３６が充填されている。対象物３３は、絶縁性シー
ト３４に包まれた状態で不凍液３６中に浸漬されてい
る。不凍液３６は、冷却機３７の二次冷媒であり、不凍
液３６により対象物３３の周囲が低温に保持されてい
る。冷却機３７は、供給管３８及び排出管３９を介して
強誘電体容器２３に接続されている。これにより、不凍
液３６は、強誘電体容器２３と冷却機３７との間を循環
されている。The ferroelectric container 23 is filled with an antifreezing liquid 36 which is a dielectric. The object 33 is immersed in the antifreeze liquid 36 while being wrapped in the insulating sheet 34. The antifreeze liquid 36 is a secondary refrigerant of the cooler 37, and the periphery of the object 33 is kept at a low temperature by the antifreeze liquid 36. The cooler 37 is connected to the ferroelectric container 23 via a supply pipe 38 and a discharge pipe 39. As a result, the antifreeze liquid 36 is circulated between the ferroelectric container 23 and the cooler 37.
【００２０】図２は図１の要部を拡大して示す構成図で
ある。高圧側電極２７には、ガス抜き孔２７ａが設けら
れている。強誘電体容器２３内に不凍液３６を流し入れ
るとき、強誘電体容器２３内に残る空気層は、ガス抜き
孔２７ａから排除される。FIG. 2 is an enlarged view of the main part of FIG. The high voltage side electrode 27 is provided with a gas vent hole 27a. When the antifreeze liquid 36 is poured into the ferroelectric container 23, the air layer remaining in the ferroelectric container 23 is removed from the gas vent hole 27a.
【００２１】次に、動作について説明する。整合器３２
の可変トランス（Ｌ成分）と可変容量コンデンサ（Ｃ成
分）とを調整して回路を共振させ、電極２４，２７間に
高周波電磁波が印加される。これにより、電極２４，２
７間に配置された対象物３３が誘電加熱され、冷凍食品
等の対象物３３は解凍される。このとき、強誘電体容器
２３と冷却機３７との間で不凍液３６を循環させること
により、対象物３３の周囲が低温に保持され、対象物３
３が衛生的に解凍される。Next, the operation will be described. Matching device 32
The variable transformer (L component) and the variable capacitance capacitor (C component) are adjusted to resonate the circuit, and a high frequency electromagnetic wave is applied between the electrodes 24 and 27. Thereby, the electrodes 24, 2
The object 33 arranged between 7 is dielectrically heated, and the object 33 such as frozen food is thawed. At this time, by circulating the antifreeze liquid 36 between the ferroelectric container 23 and the cooler 37, the surroundings of the object 33 are kept at a low temperature, and the object 3
3 is thawed hygienically.
【００２２】このような高周波誘電加熱装置では、電極
２４，２７間の空気層をできるだけ減少させるように、
電極２４，２７間に誘電体である強誘電体容器２３及び
不凍液３６が配置されているので、整合器３２の可変ト
ランスと可変容量コンデンサの調整範囲を小さくするこ
とができる。即ち、電極２４，２７間のインピーダンス
負荷の変動範囲が小さくなり、整合器３２を小形化、低
コスト化することができる。In such a high frequency induction heating device, the air layer between the electrodes 24 and 27 should be reduced as much as possible.
Since the ferroelectric container 23 and the antifreezing liquid 36, which are dielectrics, are arranged between the electrodes 24 and 27, the adjustment range of the variable transformer and the variable capacitor of the matching device 32 can be reduced. That is, the variation range of the impedance load between the electrodes 24 and 27 is reduced, and the matching device 32 can be downsized and the cost can be reduced.
【００２３】また、対象物３３の角部に電磁波が集中し
にくくなり、対象物３３をより均一に加熱することがで
きる。Further, the electromagnetic waves are less likely to concentrate on the corners of the object 33, and the object 33 can be heated more uniformly.
【００２４】なお、不凍液３６の材料としては、誘電率
が大きく、誘電損率が小さいものが望ましい。例えば、
４０％エタノール水溶液ならば、凝固点が約−３０℃
で、比誘電損率が約０．２８であり、使用する高周波電
磁波の周波数及び温度の条件で、純水と同程度の誘電特
性を有しているため、好適である。その他、不凍液３６
として利用可能な水溶液の誘電特性を図３〜図６に示
す。As the material of the antifreeze liquid 36, one having a large dielectric constant and a small dielectric loss ratio is desirable. For example,
If it is a 40% aqueous ethanol solution, the freezing point is about -30 ° C.
The relative dielectric loss factor is about 0.28, and it has a dielectric characteristic similar to that of pure water under the conditions of the frequency and the temperature of the high frequency electromagnetic wave used, which is preferable. Others, antifreeze 36
The dielectric properties of the aqueous solution that can be used as the above are shown in FIGS.
【００２５】図３は図１の不凍液３６の第１の例である
ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）の誘電特性を示す説
明図、図４は図１の不凍液３６の第２の例であるグリセ
リンの誘電特性を示す説明図、図５は図１の不凍液３６
の第３の例であるジエチレングリコールの誘電特性を示
す説明図、図６は図１の不凍液３６の第４の例であるエ
タノールの誘電特性を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing the dielectric characteristics of PEG (polyethylene glycol) which is the first example of the antifreeze liquid 36 of FIG. 1, and FIG. 4 is the dielectric characteristics of glycerin which is the second example of the antifreeze liquid 36 of FIG. 5 is an explanatory view showing the antifreezing liquid 36 of FIG.
3 is an explanatory diagram showing the dielectric characteristics of diethylene glycol, which is the third example, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the dielectric characteristics of ethanol, which is the fourth example of the antifreeze liquid 36 in FIG.
【００２６】実施の形態２．次に、図７はこの発明の実
施の形態２による高周波誘電加熱装置の要部を示す構成
図である。強誘電体容器２３内の対象物３３の周囲に
は、不凍液３６とともに多数の強誘電体物質塊４１が入
れられている。強誘電体物質塊４１は、強誘電体物質か
らなるペレット状、球状又はチップ状の小さな塊であ
る。強誘電体物質塊４１は、強誘電体容器２３と同様の
条件の材料、例えばＴｉ系セラミックにより構成されて
いる。他の構成は、実施の形態１と同様である。Embodiment 2. Next, FIG. 7 is a configuration diagram showing a main part of a high-frequency dielectric heating device according to a second embodiment of the present invention. Around the target object 33 in the ferroelectric container 23, a large number of ferroelectric substance masses 41 are put together with the antifreeze liquid 36. The ferroelectric substance mass 41 is a pellet-shaped, spherical, or chip-shaped small mass made of a ferroelectric substance. The ferroelectric substance mass 41 is made of a material under the same conditions as the ferroelectric container 23, for example, a Ti-based ceramic. Other configurations are similar to those of the first embodiment.
【００２７】このような高周波誘電加熱装置では、強誘
電体容器２３と対象物２３との間に多数の強誘電体物質
塊４１を分布させ、さらに不凍液３６を流し入れて、対
象物３３周辺の雰囲気温度を冷却する。実施の形態１で
は、電極２４，２７間の空気層を排除するだけであった
が、電極２４，２７間に強誘電体物質塊４１が分布する
ことによって、電極２４，２７間の静電容量を強誘電体
物質塊４１の特性により支配できるため、電極２４，２
７間のインピーダンス特性をより安定して保つことがで
きる。In such a high-frequency dielectric heating device, a large number of ferroelectric substance masses 41 are distributed between the ferroelectric container 23 and the object 23, and the antifreeze liquid 36 is further poured thereinto to create an atmosphere around the object 33. Allow the temperature to cool. In the first embodiment, only the air layer between the electrodes 24 and 27 is eliminated, but the ferroelectric substance mass 41 is distributed between the electrodes 24 and 27, so that the capacitance between the electrodes 24 and 27 is increased. Can be controlled by the characteristics of the ferroelectric substance block 41, so that the electrodes 24, 2
The impedance characteristic between 7 can be maintained more stably.
【００２８】実施の形態３．次に、図８はこの発明の実
施の形態３による高周波誘電加熱装置の要部を示す構成
図である。図において、強誘電体容器２３には、例えば
スリット状の冷気入口４２及び冷気出口４３が設けられ
ている。冷気入口４２には、冷気供給装置４４が接続さ
れている。実施の形態１、２では、強誘電体容器２３内
に不凍液３６が供給されたが、実施の形態３では、冷気
供給装置４４と強誘電体容器２３との間で冷気が循環さ
れ、対象物３３周辺の雰囲気温度が低温に保たれる。他
の構成は、実施の形態２と同様である。Embodiment 3. Next, FIG. 8 is a configuration diagram showing a main part of a high frequency dielectric heating device according to a third embodiment of the present invention. In the figure, the ferroelectric container 23 is provided with, for example, a slit-shaped cold air inlet 42 and a cold air outlet 43. A cold air supply device 44 is connected to the cold air inlet 42. In the first and second embodiments, the antifreeze liquid 36 is supplied into the ferroelectric container 23, but in the third embodiment, the cool air is circulated between the cold air supply device 44 and the ferroelectric container 23, and the target object is cooled. The ambient temperature around 33 is kept low. Other configurations are similar to those of the second embodiment.
【００２９】このような高周波誘電加熱装置によって
も、電極２４，２７間に強誘電体物質塊４１が分布する
ことによって、電極２４，２７間の静電容量を強誘電体
物質塊４１の特性により支配できるため、電極２４，２
７間のインピーダンス特性をより安定して保つことがで
きる。Even with such a high-frequency dielectric heating device, the ferroelectric substance mass 41 is distributed between the electrodes 24 and 27, so that the electrostatic capacitance between the electrodes 24 and 27 is changed according to the characteristics of the ferroelectric substance mass 41. Since it can be controlled, the electrodes 24, 2
The impedance characteristic between 7 can be maintained more stably.
【００３０】実施の形態４．次に、図９はこの発明の実
施の形態４による高周波誘電加熱装置の要部を示す構成
図である。強誘電体容器２３の上部には、容器上蓋４５
が設けられている。容器２３内には、可撓性を有する高
圧側電極４６が設けられている。高圧側電極４６とアー
ス側電極２４との間には、絶縁シート３４に包まれた対
象物３３及び強誘電体物質塊４１が配置されている。ま
た、可撓性電極の構成は、例えば実開昭５６−１２９２
９３号公報に示されている。他の構成は、実施の形態３
と同様である。Fourth Embodiment Next, FIG. 9 is a configuration diagram showing a main part of a high-frequency dielectric heating device according to a fourth embodiment of the present invention. On the upper part of the ferroelectric container 23, a container upper lid 45
Is provided. Inside the container 23, a flexible high voltage side electrode 46 is provided. Between the high voltage side electrode 46 and the ground side electrode 24, the object 33 and the ferroelectric substance mass 41 wrapped in the insulating sheet 34 are arranged. The configuration of the flexible electrode is, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-1292.
No. 93 publication. Other configurations are the same as those in the third embodiment.
Is the same as.
【００３１】このような高周波誘電加熱装置によって
も、電極２４，４６間に強誘電体物質塊４１が分布する
ことによって、電極２４，４６間の静電容量を強誘電体
物質塊４１の特性により支配できるため、電極２４，４
６間のインピーダンス特性をより安定して保つことがで
きる。また、対象物３３が食品等の不定形物である場合
に、高圧側電極４６が対象物３３の外形に対応して変形
するため、電極２４，４６間の空気層の影響を小さくす
ることができ、対象物３３に印加する電磁波分布を均一
化させることができる。Even with such a high-frequency dielectric heating device, the ferroelectric substance mass 41 is distributed between the electrodes 24 and 46, so that the electrostatic capacitance between the electrodes 24 and 46 is changed according to the characteristics of the ferroelectric substance mass 41. Since it can be controlled, the electrodes 24, 4
The impedance characteristic between 6 can be maintained more stably. Further, when the target object 33 is an irregular shape such as food, the high-voltage side electrode 46 is deformed in accordance with the outer shape of the target object 33, so that the influence of the air layer between the electrodes 24 and 46 can be reduced. Therefore, the electromagnetic wave distribution applied to the object 33 can be made uniform.
【００３２】実施の形態５．次に、この発明の実施の形
態５による冷凍装置について説明する。実施の形態５の
冷凍装置は、実施の形態１〜４における冷却手段（冷却
機３７、冷気供給装置４４）により、対象物３３を凍結
させる。即ち、誘電加熱時に、対象物３３に吸収される
エネルギーよりも大きなエネルギーにより対象物３３を
冷却し、対象物３３を凍結させる。このような冷凍方法
については、例えば特開２００１−２４５６４５号公報
に示されている。Fifth Embodiment Next, a refrigerating apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described. The refrigerating apparatus of the fifth embodiment freezes the target object 33 by the cooling means (cooler 37, cold air supply apparatus 44) in the first to fourth embodiments. That is, at the time of dielectric heating, the target object 33 is cooled by the energy larger than the energy absorbed by the target object 33, and the target object 33 is frozen. Such a freezing method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-245645.
【００３３】このような冷凍装置では、高圧側電極２７
又は４６とアース側電極２４と間の空気層が減少される
ことにより、整合器３２の可変トランスと可変容量コン
デンサの調整範囲を小さくすることができ、整合器３２
を小形化、低コスト化することができる。In such a refrigeration system, the high voltage side electrode 27
Alternatively, by reducing the air layer between 46 and the ground-side electrode 24, the adjustment range of the variable transformer and the variable capacitor of the matching unit 32 can be reduced, and the matching unit 32
Can be downsized and the cost can be reduced.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、この発明の高周波
誘電加熱装置及び冷凍装置は、電極と対象物との間の空
気層を減少させるように、電極間に誘電体を配置したの
で、電極間のインピーダンス負荷の変動範囲が小さくな
り、整合器を小形化、低コスト化することができる。As described above, in the high frequency dielectric heating device and the refrigerating device of the present invention, the dielectric is arranged between the electrodes so as to reduce the air layer between the electrodes and the object. The variation range of the impedance load between them becomes small, and the matching device can be downsized and the cost can be reduced.
【００３５】また、電極間には、対象物を収容する強誘
電体容器が配置されているので、整合器を小形化、低コ
スト化することができる。さらに、誘電体は、冷却機の
二次冷媒としての不凍液を含み、不凍液により対象物の
周囲が低温に保持されるので、整合器を小形化、低コス
ト化することができる。さらにまた、不凍液は、使用す
る高周波電磁波の周波数及び温度の条件で、純水と同等
の比誘電率及び比誘電損率を有しているので、電極間の
インピーダンス特性をより安定して保つことができる。
また、誘電体は、多数の強誘電体物質塊を含むので、整
合器を小形化、低コスト化することができる。さらに、
強誘電体物質塊は、使用する高周波電磁波の周波数及び
温度の条件で、純水よりも大きい比誘電率を有するとと
もに、純水よりも小さい比誘電損率を有しているので、
電極間のインピーダンス特性をより安定して保つことが
できる。Further, since the ferroelectric container for accommodating the object is arranged between the electrodes, it is possible to downsize the matching box and reduce the cost. Furthermore, the dielectric contains an antifreezing liquid as a secondary refrigerant of the cooler, and the antifreezing liquid keeps the surroundings of the object at a low temperature. Therefore, the matching device can be downsized and the cost can be reduced. Furthermore, since the antifreeze liquid has the same relative permittivity and relative loss factor as pure water under the frequency and temperature conditions of the high frequency electromagnetic wave used, the impedance characteristics between the electrodes should be kept more stable. You can
In addition, since the dielectric contains a large number of ferroelectric substance blocks, the matching device can be downsized and the cost can be reduced. further,
The ferroelectric substance mass has a relative dielectric constant larger than that of pure water and a relative dielectric loss ratio smaller than that of pure water under the conditions of the frequency and the temperature of the high-frequency electromagnetic wave used.
The impedance characteristic between the electrodes can be maintained more stably.
【図１】 この発明の実施の形態１による高周波誘電加
熱装置を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a high-frequency dielectric heating device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１の要部を拡大して示す構成図である。FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing a main part of FIG.
【図３】 図１の不凍液の第１の例であるＰＥＧの誘電
特性を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a dielectric characteristic of PEG which is a first example of the antifreeze liquid of FIG.
【図４】 図１の不凍液の第２の例であるグリセリンの
誘電特性を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a dielectric characteristic of glycerin which is a second example of the antifreeze liquid of FIG.
【図５】 図１の不凍液の第３の例であるジエチレング
リコールの誘電特性を示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing a dielectric characteristic of diethylene glycol which is a third example of the antifreeze liquid of FIG. 1. FIG.
【図６】 図１の不凍液の第４の例であるエタノールの
誘電特性を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the dielectric characteristics of ethanol, which is the fourth example of the antifreeze liquid of FIG.
【図７】 この発明の実施の形態２による高周波誘電加
熱装置の要部を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a main part of a high-frequency dielectric heating device according to a second embodiment of the present invention.
【図８】 この発明の実施の形態３による高周波誘電加
熱装置の要部を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a main part of a high-frequency dielectric heating device according to a third embodiment of the present invention.
【図９】 この発明の実施の形態４による高周波誘電加
熱装置の要部を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a main part of a high frequency dielectric heating device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１０】 従来の高周波解凍装置の一例を示す構成図
である。FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of a conventional high-frequency decompression device.
【図１１】 従来の高周波解凍装置を示す回路図であ
る。FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional high-frequency decompression device.
２３ 強誘電体容器（誘電体）、２４ アース側電極、
２７，４６ 高圧側電極、３６ 不凍液（誘電体）、３
７ 冷却機（冷却手段）、４１ 強誘電体物質塊（誘電
体）、４４ 冷気供給装置（冷却手段）。23 ferroelectric container (dielectric), 24 earth side electrode,
27,46 High-voltage side electrode, 36 Antifreeze (dielectric), 3
7 Cooler (cooling means), 41 Ferroelectric substance mass (dielectric), 44 Cold air supply device (cooling means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K090 AA01 AB03 BA04 BB01 EB21 4B022 LA06 LB01 LF09 LF16 LN01 LQ08 LT02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 3K090 AA01 AB03 BA04 BB01 EB21 4B022 LA06 LB01 LF09 LF16 LN01 LQ08 LT02
Claims (7)
磁波を印加することにより、上記電極間に配置された対
象物を誘電加熱する高周波誘電加熱装置において、上記
電極と上記対象物との間の空気層を減少させるように、
上記電極間に誘電体が配置されていることを特徴とする
高周波誘電加熱装置。1. A high-frequency dielectric heating device for inductively heating an object placed between said electrodes by applying a high-frequency electromagnetic wave between a pair of electrodes facing each other. So as to reduce the air layer,
A high frequency dielectric heating device, wherein a dielectric is arranged between the electrodes.
上記誘電体としての強誘電体容器が配置されていること
を特徴とする請求項１記載の高周波誘電加熱装置。2. The high frequency dielectric heating device according to claim 1, wherein a ferroelectric container serving as the dielectric that accommodates the object is disposed between the electrodes.
の不凍液を含み、上記不凍液により上記対象物の周囲が
低温に保持され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。3. The dielectric according to claim 1, wherein the dielectric contains an antifreezing liquid as a secondary refrigerant of a cooler, and the surroundings of the object are kept at a low temperature by the antifreezing liquid. High frequency induction heating device.
波の周波数及び温度の条件で、純水と同等の比誘電率及
び比誘電損率を有していることを特徴とする請求項３記
載の高周波誘電加熱装置。4. The antifreezing liquid has a relative permittivity and a relative loss factor similar to pure water under the conditions of frequency and temperature of the high frequency electromagnetic wave used. High frequency induction heating device.
含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれ
かに記載の高周波誘電加熱装置。5. The high frequency dielectric heating device according to claim 1, wherein the dielectric includes a large number of ferroelectric substance blocks.
周波電磁波の周波数及び温度の条件で、純水よりも大き
い比誘電率を有するとともに、純水よりも小さい比誘電
損率を有していることを特徴とする請求項５記載の高周
波誘電加熱装置。6. The ferroelectric substance mass has a relative permittivity larger than pure water and a relative dielectric loss factor smaller than pure water under the frequency and temperature conditions of the high frequency electromagnetic wave used. The high-frequency dielectric heating device according to claim 5, wherein:
磁波を印加することにより、上記電極間に配置された対
象物を誘電加熱する高周波誘電加熱装置、及び上記誘電
加熱時に、上記対象物に吸収されるエネルギーよりも大
きなエネルギーにより上記対象物を冷却し、上記対象物
を凍結させる冷却手段を備え、上記電極と上記対象物と
の間の空気層を減少させるように、上記電極間に誘電体
が配置されていることを特徴とする冷凍装置。7. A high-frequency dielectric heating device for dielectrically heating an object arranged between the electrodes by applying a high-frequency electromagnetic wave between a pair of electrodes facing each other, and absorbing the object during the dielectric heating. Cooling means for cooling the object with an energy larger than the energy to be applied, and freezing the object, and a dielectric material between the electrodes so as to reduce an air layer between the electrode and the object. A refrigerating apparatus, characterized in that.
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