JP7342421B2

JP7342421B2 - Thawing device

Info

Publication number: JP7342421B2
Application number: JP2019098083A
Authority: JP
Inventors: 正登中島; 規浅田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2039-05-24
Also published as: JP2020193733A

Description

本発明は、解凍対象物の表面を濡らすことなく解凍することができる解凍装置に関する。 The present invention relates to a thawing device that can thaw an object without wetting the surface of the object.

冷凍食品などの解凍対象物を解凍させる場合、自然解凍では時間がかかり過ぎてしまうため、例えば、送風ファンなどにより、解凍対象物に対して所定温度に保持された風を送って解凍する解凍装置がある。しかし、この解凍装置では、送風された風が保有する熱によって解凍対象物を解凍するため、解凍対象物の温度上昇による品質劣化が生じる場合がある。 When defrosting an object such as frozen food, natural thawing takes too much time, so for example, a thawing device uses a blower fan to blow air maintained at a predetermined temperature onto the object. There is. However, in this thawing device, the object to be thawed is thawed by the heat contained in the blown wind, so that the quality of the object may deteriorate due to an increase in the temperature of the object.

このため、特許文献１では、ボイラなどの蒸気生成手段により発生した水蒸気を、蒸気加湿器により常に相対湿度１００％を維持させるとともに、さらに庫内で加熱して加熱水蒸気とし、この加熱水蒸気を用いて凍結品を低温高湿条件下で解凍する凍結品の解凍方法が提案されている。 For this reason, in Patent Document 1, the steam generated by a steam generating means such as a boiler is constantly maintained at 100% relative humidity using a steam humidifier, and is further heated in the refrigerator to become heated steam, and this heated steam is used. A method for thawing frozen products has been proposed in which frozen products are thawed under low temperature and high humidity conditions.

特開平７－３１３１３１号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-313131

しかしながら、特許文献１に記載された解凍方法では、過剰加湿による水滴が庫内壁面や解凍対象物の表面などに発生してしまうという問題があった。この水滴は、庫内壁面の着氷や解凍対象物の品質の劣化または解凍後の作業性の悪化、もしくは庫内及び解凍対象物での微生物の繁殖による衛生面の悪化などを生じさせてしまうおそれがある。 However, the thawing method described in Patent Document 1 has a problem in that water droplets due to excessive humidification are generated on the internal wall surface of the refrigerator, the surface of the object to be thawed, and the like. These water droplets can cause icing on the internal walls of the refrigerator, deterioration of the quality of the objects to be thawed, deterioration of workability after thawing, or deterioration of hygiene due to the proliferation of microorganisms inside the refrigerator and the objects to be thawed. There is a risk.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、解凍対象物の表面を濡らすことなく解凍することができる解凍装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a thawing device that can thaw an object without wetting the surface of the object.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる解凍装置は、低温高湿の冷気を当て解凍対象物を解凍する解凍装置であって、前記冷気を冷却する冷却部と、前記冷気を加湿する加湿部と、前記冷気を前記解凍対象物へ送風する送風部と、前記冷気の温湿度を制御する制御部と、前記解凍対象物の表面温度もしくは前記解凍対象物の表面に形成される霜の表面温度を検知する温度検知手段と、前記霜を除去する除霜手段と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, a thawing device according to the present invention is a thawing device that thaws an object to be thawed by applying cold air of low temperature and high humidity, and includes a cooling unit that cools the cold air; a humidifying unit that humidifies the cold air; a blowing unit that blows the cold air to the object to be thawed; a control unit that controls the temperature and humidity of the cold air; The present invention is characterized by comprising a temperature detection means for detecting the surface temperature of formed frost, and a defrosting means for removing the frost.

また、本発明にかかる解凍装置は、上記の発明において、前記除霜手段は、空気の噴射によって前記霜を吹き飛ばすことを特徴とする。 Moreover, the defrosting device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the defrosting means blows off the frost by jetting air.

また、本発明にかかる解凍装置は、上記の発明において、前記除霜手段は、前記制御部による前記冷気の温度制御によるものであって、前記制御部は、前記冷気の温度を前記解凍対象物の表面温度よりも低くすることを特徴とする。 Further, in the thawing device according to the present invention, in the above invention, the defrosting means is based on temperature control of the cold air by the control section, and the control section controls the temperature of the cold air to the object to be thawed. It is characterized by a temperature lower than the surface temperature of the

また、本発明にかかる解凍装置は、上記の発明において、前記除霜手段は、前記制御部による前記冷気の相対湿度の制御によるものであって、前記制御部は、前記冷気の相対湿度を前記解凍対象物の表面の相対湿度よりも低くすることを特徴とする。 Further, in the defrosting device according to the above invention, the defrosting means controls the relative humidity of the cold air by the control unit, and the control unit controls the relative humidity of the cold air by controlling the relative humidity of the cold air. The relative humidity is lower than the surface relative humidity of the object to be thawed.

また、本発明にかかる解凍装置は、上記の発明において、前記除霜手段は、前記制御部による前記冷気の温湿度制御によるものであって、前記制御部は、前記解凍対象物の表面よりも温度が高くかつ相対湿度が低くなるように前記冷気の温湿度を制御することを特徴とする。 Further, in the thawing device according to the present invention, in the above-mentioned invention, the defrosting means is based on temperature and humidity control of the cold air by the control unit, and the control unit is configured to It is characterized in that the temperature and humidity of the cold air are controlled so that the temperature is high and the relative humidity is low.

また、本発明にかかる解凍装置は、上記の発明において、前記除霜手段は、所定時間ごとに作動することを特徴とする。 Moreover, the defrosting device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the defrosting means operates at predetermined time intervals.

また、本発明にかかる解凍装置は、上記の発明において、前記除霜手段は、前記温度検知手段の検知温度に応じて作動することを特徴とする。 Moreover, the defrosting device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the defrosting means operates according to the temperature detected by the temperature detecting means.

また、本発明にかかる解凍装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記除霜手段による除霜処理終了後、前記解凍対象物の表面が露点温度以下にならないように前記冷気の温湿度を制御し続けることを特徴とする。 Further, in the thawing device according to the present invention, in the above invention, the control unit controls the temperature and humidity of the cold air so that the surface of the object to be thawed does not become lower than the dew point temperature after the defrosting process by the defrosting means is completed. It is characterized by continuing to control.

また、本発明にかかる解凍装置は、上記の発明において、前記加湿部は、氷や氷スラリー又は過冷却水を用いて前記冷却部から供給される冷気を加湿することを特徴とする。 Further, in the thawing device according to the present invention, in the above invention, the humidifying section humidifies the cold air supplied from the cooling section using ice, ice slurry, or supercooled water.

本発明によれば、解凍対象物の表面を濡らすことなく解凍することができる。 According to the present invention, it is possible to thaw the object without wetting the surface of the object.

図１は、本発明の実施の形態である解凍装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a defrosting device according to an embodiment of the present invention. 図２は、解凍装置による解凍処理を示すタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart showing the decompression process performed by the decompression device. 図３は、制御部による解凍処理手順を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the decompression processing procedure performed by the control unit. 図４は、変形例１による解凍装置の解凍処理を示すタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart showing the decompression process of the decompression device according to the first modification. 図５は、変形例１による冷気温度の低下による霜の昇華を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating sublimation of frost due to a decrease in cold air temperature according to modification example 1. 図６は、変形例１の制御部による解凍処理手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a decompression processing procedure by the control unit of Modification 1. 図７は、変形例２の解凍装置の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a decompressing device according to modification 2. 図８は、変形例２の制御部による解凍処理手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the decompression processing procedure by the control unit of the second modification. 図９は、変形例３による冷気温度の上昇による霜の昇華を説明する説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating sublimation of frost due to an increase in cold air temperature according to Modification 3.

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態である解凍装置１の構成を示す図である。図１に示すように、解凍装置１は、冷却部である冷却用熱交換器２、送風ファン３、加湿部４、送風ファン５、物品配置領域６が順次配置される。冷却用熱交換器２は、送風ファン３によって、循環する冷気Ａ０を吸い込み、冷却された冷気Ａ１として加湿部４に送風する。加湿部４は、送風された冷気Ａ１を低温加湿し、送風ファン５によって、低温加湿された冷気Ａ２を物品配置領域６に送風する。冷気Ａ２は、低温高湿の空気であり、例えば、温度が０℃で相対湿度が９５％である。なお、送風ファン３，５は、冷気を送風する送風部として機能する。 <Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a defrosting device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the thawing device 1, a cooling heat exchanger 2, which is a cooling section, a blower fan 3, a humidifying section 4, a blower fan 5, and an article placement area 6 are sequentially arranged. The cooling heat exchanger 2 sucks in the circulating cold air A0 using the blower fan 3, and blows it to the humidifying section 4 as cooled cold air A1. The humidifier 4 humidifies the blown cold air A1 at a low temperature, and the blower fan 5 blows the cold air A2 humidified at a low temperature to the article placement area 6. The cold air A2 is low temperature and high humidity air, for example, the temperature is 0° C. and the relative humidity is 95%. Note that the blowing fans 3 and 5 function as a blowing section that blows cold air.

物品配置領域６には、冷凍食品などの解凍対象物８を載置する載置台７を有する。冷気Ａ２は、解凍対象物８に供給され、冷気Ａ２の対流熱伝達及び冷気Ａ２中の水蒸気により発生する凝縮潜熱によって解凍対象物８を解凍する。この際、解凍対象物８の表面８ａには霜が発生するが、この霜は除霜部９などの除霜手段によって除去される。除霜部９は、空気を噴出するノズル９ａを有する。除霜部９は、解凍対象物８の表面８ａに形成された霜をノズル９ａから噴出する空気によって吹き飛ばす。なお、冷気中の水蒸気により、解凍対象物８の表面８ａに過冷却液滴が生成・成長し、過冷却が解消して生成された氷から霜が成長する。この一連の現象で得られる潜熱を凝縮潜熱と定義する。 The article placement area 6 includes a placement table 7 on which an object 8 to be thawed, such as frozen food, is placed. The cold air A2 is supplied to the object to be thawed 8, and the object to be thawed 8 is thawed by the convective heat transfer of the cold air A2 and the latent heat of condensation generated by the water vapor in the cold air A2. At this time, frost is generated on the surface 8a of the object 8 to be thawed, but this frost is removed by defrosting means such as the defrosting section 9. The defrosting section 9 has a nozzle 9a that blows out air. The defrosting unit 9 blows away frost formed on the surface 8a of the object 8 to be thawed using air jetted from a nozzle 9a. Note that supercooled droplets are generated and grown on the surface 8a of the object 8 to be thawed due to the water vapor in the cold air, and frost grows from the ice that is generated when the supercooling is eliminated. The latent heat obtained through this series of phenomena is defined as the latent heat of condensation.

物品配置領域６に供給された冷気Ａ２は、冷気Ａ０として物品配置領域６から排出され、再び、冷却用熱交換器２の吸い込み口に戻る。したがって冷気Ａ０，Ａ１，Ａ２は解凍装置１の庫内を循環する。 The cold air A2 supplied to the article placement area 6 is discharged from the article placement area 6 as cold air A0, and returns to the suction port of the cooling heat exchanger 2 again. Therefore, the cold air A0, A1, A2 circulates inside the thawing device 1.

物品配置領域６には、解凍対象物８の表面８ａの温度を計測する放射温度計１０を有する。また、冷気Ａ２の温湿度を計測する温湿度センサ１１を有する。 The article placement area 6 includes a radiation thermometer 10 that measures the temperature of the surface 8a of the object 8 to be thawed. It also includes a temperature and humidity sensor 11 that measures the temperature and humidity of the cold air A2.

冷却用熱交換器２は、図示しない圧縮機や凝縮器を有する冷凍機１２に配管を介して接続される冷凍サイクル機構の一部である。冷却用熱交換器２は、蒸発器として機能し、膨張弁２ａによって減圧膨張された冷媒により吸熱を行い、冷気Ａ０を冷却する。なお、冷却用熱交換器２の前段には、膨張弁２ａが配置される。また、冷却用熱交換器２の吐出側には、吐出される冷気Ａ１の温度を計測する温度センサ２ｃが設けられる。 The cooling heat exchanger 2 is part of a refrigeration cycle mechanism that is connected via piping to a refrigerator 12 having a compressor and a condenser (not shown). The cooling heat exchanger 2 functions as an evaporator, absorbs heat with the refrigerant expanded under reduced pressure by the expansion valve 2a, and cools the cold air A0. Note that an expansion valve 2a is arranged upstream of the cooling heat exchanger 2. Further, on the discharge side of the cooling heat exchanger 2, a temperature sensor 2c is provided to measure the temperature of the discharged cold air A1.

加湿部４は、氷や氷スラリーあるいは過冷却水の表面に冷気Ａ１を当てる気化式加湿を行う。この気化式加湿では、ヒータでの加熱による蒸発加湿や超音波加湿等で加湿を行う場合に比べて、冷気Ａ１が過飽和水蒸気にならず、庫内での水滴発生や着氷を抑えることができる。 The humidifying unit 4 performs evaporative humidification in which cold air A1 is applied to the surface of ice, ice slurry, or supercooled water. Compared to humidification using evaporative humidification by heating with a heater or ultrasonic humidification, this evaporative humidification does not turn the cold air A1 into supersaturated water vapor, and can suppress the formation of water droplets and icing inside the refrigerator. .

制御部２０は、冷凍機１２、膨張弁２ａ、温度センサ２ｂ、送風ファン３，５の駆動部３ａ，５ａ、除霜部９、放射温度計１０及び温湿度センサ１１に接続される。制御部２０は、温度センサ２ｂ、温湿度センサ１１及び放射温度計の計測結果をもとに、冷凍機１２、膨張弁２ａ、駆動部３ａ，５ａを制御して、冷気Ａ２の温湿度を制御する。また、制御部２０は、駆動部３ａ，５ａを制御して、冷気Ａ２の風量を調整制御する。また、制御部２０は、除霜部９を制御して解凍対象物８の表面８ａに生成した霜を除去する制御を行う。放射温度計１０は、解凍対象物８の表面温度もしくは解凍対象物８の表面８ａに形成される霜の表面温度を検知する温度検知手段として機能する。また、除霜部９は、解凍対象物８の表面８ａに形成される霜を除去する除霜手段の１つとして機能する。 The control unit 20 is connected to the refrigerator 12, the expansion valve 2a, the temperature sensor 2b, the drive units 3a and 5a of the blower fans 3 and 5, the defrosting unit 9, the radiation thermometer 10, and the temperature and humidity sensor 11. The control unit 20 controls the refrigerator 12, the expansion valve 2a, and the drive units 3a, 5a based on the measurement results of the temperature sensor 2b, temperature/humidity sensor 11, and radiation thermometer to control the temperature/humidity of the cold air A2. do. Further, the control unit 20 controls the drive units 3a and 5a to adjust and control the air volume of the cold air A2. Further, the control unit 20 controls the defrosting unit 9 to remove frost generated on the surface 8a of the object 8 to be thawed. The radiation thermometer 10 functions as a temperature detection means for detecting the surface temperature of the object 8 to be thawed or the surface temperature of frost formed on the surface 8a of the object 8 to be thawed. Further, the defrosting section 9 functions as one of the defrosting means for removing frost formed on the surface 8a of the object 8 to be thawed.

＜急速解凍＞
ここで、冷気Ａ２による解凍対象物８に対する急速解凍について説明する。冷気Ａ２の温度は、解凍対象物８の表面８ａの温度よりも高いため、冷気Ａ２が解凍対象物８に接触した際に冷気Ａ２から表面８ａに熱伝達が行われ、解凍対象物８が表面８ａから解凍される。また、このとき、表面８ａが露点以下のため、表面８ａに霜が生成される。このとき発生した凝縮潜熱によっても、解凍対象物８は表面８ａから解凍される。 <Rapid defrosting>
Here, rapid thawing of the object 8 to be thawed by the cold air A2 will be explained. The temperature of the cold air A2 is higher than the temperature of the surface 8a of the thawing object 8, so when the cold air A2 comes into contact with the thawing object 8, heat is transferred from the cold air A2 to the surface 8a, and the thawing object 8 is It is unzipped from 8a. Moreover, at this time, since the surface 8a is below the dew point, frost is generated on the surface 8a. Also due to the latent heat of condensation generated at this time, the object 8 to be thawed is thawed from the surface 8a.

なお、水蒸気凝縮潜熱の熱伝達によって冷気Ａ２中の湿度が低下し水蒸気の凝縮が抑えられるため、新しい冷気Ａ２を連続供給するようにする。また、冷気Ａ２を解凍対象物８の表面８ａに連続的に当てることによって、冷気Ａ２から表面８ａへの熱伝達を促進させることができる。 In addition, since the humidity in the cold air A2 decreases due to heat transfer of the latent heat of water vapor condensation and condensation of water vapor is suppressed, new cold air A2 is continuously supplied. Further, by continuously applying the cold air A2 to the surface 8a of the object 8 to be defrosted, heat transfer from the cold air A2 to the surface 8a can be promoted.

＜表面除霜＞
ここで、表面８ａに形成された霜が成長すると、霜は解凍対象物８に対する断熱層として機能し、冷気Ａ２から解凍対象物８への熱伝達、および熱伝導が抑制される。また、霜の表面層の温度も上昇するため、水蒸気の凝縮が生じにくくなり、冷気Ａ２による解凍効果が弱くなる。このため、急速解凍中に除霜部９によって霜を除去することが好ましい。特に、除霜部９による霜の吹き飛ばしは、霜の層が成長して熱伝達や熱伝導を抑制しない程度に繰り返し行うことが好ましい。具体的には、実験や推定によって求められた所定時間毎に繰り返し行う。あるいは、放射温度計１０によって計測された表面８ａあるいは霜の表面の温度変化に対応して除霜を繰り返し行う。 <Surface defrosting>
Here, when the frost formed on the surface 8a grows, the frost functions as a heat insulating layer for the thawing object 8, and heat transfer from the cold air A2 to the thawing object 8 and heat conduction are suppressed. Moreover, since the temperature of the surface layer of frost also rises, water vapor condensation becomes less likely to occur, and the thawing effect of the cold air A2 becomes weaker. For this reason, it is preferable to remove frost by the defrosting section 9 during rapid thawing. In particular, it is preferable that the blowing off of frost by the defrosting section 9 be repeated to the extent that a layer of frost does not grow and suppress heat transfer and conduction. Specifically, the process is repeated at predetermined time intervals determined by experiment or estimation. Alternatively, defrosting is repeatedly performed in response to temperature changes on the surface 8a or the frost surface measured by the radiation thermometer 10.

図２は、解凍装置１による解凍処理を示すタイムチャートである。例えば、図２に示すように、表面８ａの表面温度Ｔｃが露点温度Ｔｂを超える時点ｔ１になると、制御部２０は、急速解凍の処理Ｅ１を終了し、最終的な表面除霜の処理Ｅ２を行う。なお、露点温度Ｔｂは、冷気の温度と湿度によって変化する。図２の表面除霜の処理Ｅ２は、除霜部９を用いて霜を吹き飛ばす。処理Ｅ２では、霜の温度が融点（０℃）近傍となるため、処理Ｅ２中は、霜が融解して表面８ａが濡れないように、連続して霜３０を吹き飛ばす処理を行う。
なお、この表面除霜の処理Ｅ２は、時点ｔ１よりも前に行うようにしても良いし、また、放射温度計１０によって計測された表面８ａあるいは霜の表面の温度に応じて行うようにしても良い。 FIG. 2 is a time chart showing the decompression process by the decompression device 1. As shown in FIG. For example, as shown in FIG. 2, when the surface temperature Tc of the surface 8a exceeds the dew point temperature Tb at time t1, the control unit 20 ends the rapid defrosting process E1 and starts the final surface defrosting process E2. conduct. Note that the dew point temperature Tb changes depending on the temperature and humidity of the cold air. In the surface defrosting process E2 in FIG. 2, the defrosting unit 9 is used to blow away frost. In the process E2, the temperature of the frost is near the melting point (0° C.), so during the process E2, the frost 30 is continuously blown away so that the frost does not melt and wet the surface 8a.
Note that this surface defrosting process E2 may be performed before time t1, or may be performed according to the temperature of the surface 8a or frost surface measured by the radiation thermometer 10. Also good.

＜表面保湿及び中心部解凍＞
この表面除霜の処理Ｅ２が終了した時点ｔ２以後は，表面保湿及び中心部解凍の処理Ｅ３を行う。ｔ２の時点では、解凍対象物８の中心部温度Ｔｄは、表面温度Ｔｃよりも低く、解凍されていない状態であるため、この処理Ｅ３では、冷気Ａ２を引き続き供給して解凍を続行する。また、高湿度の冷気Ａ２を引き続き供給することによって表面８ａが乾燥しないように保湿する。なお、制御部２０は、表面温度Ｔｃが露点温度Ｔｂ以下にならないように冷気Ａ２の温湿度を制御する。なお、Ｔａは、冷気温度である。 <Surface moisturization and center thawing>
After the time t2 when this surface defrosting process E2 is completed, a surface moisturizing process and a central part thawing process E3 is performed. At time t2, the center temperature Td of the object 8 to be thawed is lower than the surface temperature Tc and the object 8 is not thawed, so in this process E3, the cold air A2 is continued to be supplied to continue thawing. Further, by continuously supplying the high-humidity cold air A2, the surface 8a is moisturized to prevent it from drying out. Note that the control unit 20 controls the temperature and humidity of the cold air A2 so that the surface temperature Tc does not become lower than the dew point temperature Tb. Note that Ta is the cold air temperature.

＜保温保湿＞
中心部温度Ｔｄが０℃になって解凍対象物８全体に対する解凍が終了する時点ｔ３になると、表面保湿及び中心部解凍の処理Ｅ３を終了し、解凍対象物８の取出が行われるため、保温保湿の処理Ｅ４を行う。保温保湿の処理Ｅ４は、低温高湿の状態となるように冷気Ａ２の温湿度を制御する。処理Ｅ４では、解凍対象物８の表面８ａを低温高湿の状態を維持し、表面乾燥を抑制するとともに、表面の濡れを抑えて低温で微生物の繁殖を抑制する。これにより、この保温保湿の状態で、解凍対象物８の取出をタイムリーに行うことができる。 <Heat and Moisturizing>
At time t3 when the center temperature Td reaches 0° C. and the thawing of the entire object 8 is completed, the surface moisturizing and center thawing processing E3 is completed and the object 8 to be thawed is taken out. Perform moisturizing treatment E4. Heat-retaining and moisturizing processing E4 controls the temperature and humidity of the cold air A2 so that it is in a low-temperature, high-humidity state. In process E4, the surface 8a of the object 8 to be thawed is kept in a low temperature and high humidity state to suppress surface drying, suppress surface wetting, and suppress the proliferation of microorganisms at low temperature. Thereby, the object 8 to be thawed can be taken out in a timely manner in this warm and moisturized state.

＜解凍処理手順＞
図３は、制御部２０による解凍処理手順を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、制御部２０は、解凍対象物８に対して冷気Ａ２を供給して急速解凍の処理を行う（ステップＳ１１０）。なお、上記のように、この処理中、所定時間毎に除霜部９による除霜処理を行う。その後、霜の表面温度が露点温度Ｔｂを超えたか否かを判定する（ステップＳ１２０）。霜の表面温度が露点温度Ｔｂを超えていない場合（ステップＳ１２０，Ｎｏ）、ステップＳ１１０による急速解凍の処理を継続して行う。 <Defrosting procedure>
FIG. 3 is a flowchart showing the decompression processing procedure by the control unit 20. As shown in FIG. 3, first, the control unit 20 supplies cold air A2 to the object 8 to be thawed to perform rapid thawing processing (step S110). Note that, as described above, during this process, the defrosting process is performed by the defrosting unit 9 at predetermined time intervals. After that, it is determined whether the surface temperature of the frost exceeds the dew point temperature Tb (step S120). If the surface temperature of the frost does not exceed the dew point temperature Tb (step S120, No), the rapid thawing process in step S110 is continued.

一方、霜３０の表面温度が露点温度Ｔｂを超えた場合（ステップＳ１２０，Ｙｅｓ）には、除霜部９による霜の除去を行う（ステップＳ１３０）。すなわち、除霜部９のノズル９ａから噴出する空気によって霜を吹き飛ばす処理を行う。その後、表面保湿及び中心部解凍の処理を行う（ステップＳ１４０）。この際、解凍対象物８の表面温度Ｔｃが露点温度Ｔｂ以下にならないように温湿度制御を行う。その後、解凍対象物８の中心部が解凍する中心部解凍時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。中心部解凍時間は、実験等によって得られた値でもよいし、推定計算によって得られた値でもよい。中心部解凍時間を経過しない場合（ステップＳ１５０，Ｎｏ）には、表面保湿及び中心部解凍の処理を引き続き行う。 On the other hand, when the surface temperature of the frost 30 exceeds the dew point temperature Tb (Step S120, Yes), the defrosting unit 9 removes the frost (Step S130). That is, a process is performed in which the frost is blown away by air jetted from the nozzle 9a of the defrosting section 9. Thereafter, surface moisturization and center thawing are performed (step S140). At this time, temperature and humidity control is performed so that the surface temperature Tc of the thawed object 8 does not become lower than the dew point temperature Tb. Thereafter, it is determined whether or not the central part defrosting time for the central part of the object 8 to defrost has elapsed (step S150). The center thawing time may be a value obtained through experiments or the like, or may be a value obtained through estimation calculation. If the center thawing time has not elapsed (step S150, No), the surface moisturizing and center thawing processes are continued.

一方、中心部解凍時間を経過した場合（ステップＳ１５０，Ｙｅｓ）には、解凍が完了し、解凍対象物８に対する保温保湿の処理を継続して行う（ステップＳ１６０）。その後、解凍対象物８の取出があったか否かを判定する（ステップＳ１７０）。解凍対象物８の取出がない場合（ステップＳ１７０，Ｎｏ）には、保温保湿の処理を続行し、解凍対象物８の取出があった場合（ステップＳ１７０，Ｙｅｓ）には、本処理を終了する。 On the other hand, if the central part thawing time has elapsed (step S150, Yes), thawing is completed and the heat-retaining and moisturizing process for the thawing object 8 is continued (step S160). Thereafter, it is determined whether or not the object 8 to be thawed has been taken out (step S170). If the thawing object 8 is not taken out (step S170, No), the heat retention and moisturizing process is continued, and if the thawing object 8 is taken out (step S170, Yes), this process is ended. .

本実施の形態では、解凍対象物８の表面８ａを濡らすことなく、かつ、表面８ａの乾燥を抑制して解凍対象物の品質を維持しながら、急速解凍から解凍後の保温保湿までの一連の処理Ｅ１～Ｅ４を同一の解凍装置１で連続して行うことができる。 In this embodiment, a series of steps from rapid thawing to heat retention and moisturizing after thawing are performed without wetting the surface 8a of the thawing object 8 and while suppressing drying of the surface 8a and maintaining the quality of the thawing object. Processes E1 to E4 can be performed continuously in the same thawing device 1.

また、上記の除霜部９の機能を送風ファン５に設けるようにしてもよい。この場合、送風ファン５が除霜を行う場合、冷気Ａ２の送風速度を大きくして霜を吹き飛ばす。 Further, the function of the defrosting section 9 described above may be provided in the blower fan 5. In this case, when the blower fan 5 performs defrosting, the blowing speed of the cold air A2 is increased to blow away the frost.

＜変形例１＞
上記の実施の形態における表面除霜の処理Ｅ２は、除霜部９による霜の吹き飛ばしであったが、本変形例１では、霜を水蒸気に昇華させることによって霜３０を除去するようにしている。すなわち、本変形例１の表面除霜は、冷気Ａ２の温度を下げることによって霜を除去する。 <Modification 1>
The surface defrosting process E2 in the above embodiment was the blowing off of frost by the defrosting section 9, but in the present modification 1, the frost 30 is removed by sublimating the frost into water vapor. . That is, the surface defrosting of Modification 1 removes frost by lowering the temperature of cold air A2.

図４は、変形例１による解凍装置１の解凍処理を示すタイムチャートである。図４に示すように、本変形例１では、本実施の形態の表面除霜の処理Ｅ２において、冷気Ａ２の冷気温度Ｔａを下げて霜を昇華させることによって除去しており、その他の処理Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４は、実施の形態と同じである。なお、この場合、冷気温度Ｔａが下がるため、表面温度Ｔｃ及び露点温度Ｔｂも下がる。 FIG. 4 is a time chart showing the decompression process of the decompression device 1 according to the first modification. As shown in FIG. 4, in the present modification example 1, in the surface defrosting process E2 of the present embodiment, the frost is removed by lowering the cold air temperature Ta of the cold air A2 and sublimating it, and the other process E1 , E3, and E4 are the same as in the embodiment. In this case, since the cold air temperature Ta decreases, the surface temperature Tc and the dew point temperature Tb also decrease.

図５は、変形例１による冷気温度Ｔａの低下による霜３０の昇華を説明する説明図である。図５に示すように、例えば、急速解凍時の冷気温度Ｔａが０℃である場合、表面除霜時では冷気温度Ｔａを－２℃に低下させる。これにより、表面温度Ｔｃ（０℃）は、冷気温度Ｔａ（－２℃）より高くなり、表面８ａ近傍の相対湿度が下がるので、霜３０は昇華して水蒸気になる。すなわち、冷気Ａ２の温度を下げることによって、表面８ａ近傍に、霜３０の相対湿度よりも低い相対湿度をもつ冷気Ａ２ａが生成され、霜３０が水蒸気に昇華する。 FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating sublimation of frost 30 due to a decrease in cold air temperature Ta according to modification 1. As shown in FIG. 5, for example, if the cold air temperature Ta during rapid thawing is 0°C, the cold air temperature Ta is lowered to -2°C during surface defrosting. As a result, the surface temperature Tc (0° C.) becomes higher than the cold air temperature Ta (−2° C.), and the relative humidity near the surface 8a decreases, so that the frost 30 sublimates and becomes water vapor. That is, by lowering the temperature of the cold air A2, cold air A2a having a relative humidity lower than that of the frost 30 is generated near the surface 8a, and the frost 30 sublimates into water vapor.

＜変形例１の解凍処理手順＞
図６は、変形例１の制御部２０による解凍処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、変形例１の制御部２０は、解凍対象物８の表面温度Ｔｃが露点温度Ｔｂを超えた場合（ステップＳ２２０，Ｙｅｓ）、冷気Ａ２の温度（冷気温度Ｔａ）を表面温度Ｔｃより低くする処理を行う（ステップＳ２３０）。そして、霜の昇華が終了する昇華除霜時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ２３５）、昇華除霜時間が経過しない場合（ステップＳ２３５，Ｎｏ）、冷気Ａ２の温度（冷気温度Ｔａ）を表面温度Ｔｃより低くする状態を維持して除霜を継続し、昇華除霜時間が経過した場合（ステップＳ２３５，Ｙｅｓ）、表面保湿及び中心部解凍の処理を行う（ステップＳ２４０）。なお、ステップ２１０，２２０，Ｓ２４０～Ｓ２７０の処理は、実施の形態のステップ１１０，１２０，Ｓ１４０～Ｓ１７０の処理と同じである。 <Decompression processing procedure of modification 1>
FIG. 6 is a flowchart showing the decompression processing procedure by the control unit 20 of the first modification. As shown in FIG. 6, when the surface temperature Tc of the thawed object 8 exceeds the dew point temperature Tb (Step S220, Yes), the control unit 20 of Modification 1 changes the temperature of the cold air A2 (cold air temperature Ta) to the surface of the object 8. A process is performed to lower the temperature below Tc (step S230). Then, it is determined whether or not the sublimation defrosting time during which frost sublimation ends has elapsed (step S235), and if the sublimation defrosting time has not elapsed (step S235, No), the temperature of the cold air A2 (cold air temperature Ta) Defrosting is continued while maintaining the temperature lower than the surface temperature Tc, and when the sublimation defrosting time has elapsed (step S235, Yes), surface moisturizing and center thawing are performed (step S240). Note that the processing in steps 210, 220, and S240 to S270 is the same as the processing in steps 110, 120, and S140 to S170 in the embodiment.

＜変形例２＞
上記の変形例１では、表面除霜において冷気Ａ２の冷気温度Ｔａを下げて表面８ａ近傍の相対湿度を下げるようにしていたが、本変形例２では、直接、冷気Ａ２の相対湿度を下げるようにしている。例えば、図７に示すように、冷却用熱交換器２及び送風ファン３と、加湿部４及び送風ファン５とを並列に配置し、除霜時に送風ファン５の回転数を下げることで、冷気Ａ２の加湿量を抑制し、相対湿度を下げるようにしている。これにより、変形例１と同様に、霜を水蒸気に昇華させることによって霜３０を除去する。なお、相対湿度の計測は、温湿度センサ１１によって行うことができる。 <Modification 2>
In the above modification 1, in surface defrosting, the cold air temperature Ta of the cold air A2 is lowered to lower the relative humidity near the surface 8a, but in the present modification 2, the relative humidity of the cold air A2 is directly lowered. I have to. For example, as shown in FIG. 7, by arranging the cooling heat exchanger 2 and the blower fan 3 in parallel with the humidifying section 4 and the blower fan 5, and lowering the rotation speed of the blower fan 5 during defrosting, the cool air can be The amount of humidification in A2 is suppressed to lower the relative humidity. Thereby, similarly to the first modification, the frost 30 is removed by sublimating the frost into water vapor. Note that relative humidity can be measured by the temperature and humidity sensor 11.

＜変形例２の解凍処理手順＞
図８は、変形例２の制御部２０による解凍処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、変形例２の制御部２０は、解凍対象物８の表面温度Ｔｃが露点温度Ｔｂを超えた場合（ステップＳ３２０，Ｙｅｓ）、冷気Ａ２の相対湿度を下げて表面８ａ近傍の相対湿度を低くする処理を行う（ステップＳ３３０）。そして、霜の昇華が終了する昇華除霜時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ３３５）、昇華除霜時間が経過しない場合（ステップＳ３３５，Ｎｏ）、冷気Ａ２の相対湿度を下げて表面８ａ近傍の相対湿度を低くする状態を維持して除霜を継続し、昇華除霜時間が経過した場合（ステップＳ３３５，Ｙｅｓ）、表面保湿及び中心部解凍の処理を行う（ステップＳ３４０）。なお、ステップ３１０，３２０，Ｓ３４０～Ｓ３７０の処理は、実施の形態のステップ１１０，１２０，Ｓ１４０～Ｓ１７０の処理と同じである。 <Decompression processing procedure of modification 2>
FIG. 8 is a flowchart showing the decompression processing procedure by the control unit 20 of the second modification. As shown in FIG. 8, when the surface temperature Tc of the thawed object 8 exceeds the dew point temperature Tb (step S320, Yes), the control unit 20 of the second modification lowers the relative humidity of the cold air A2 to A process is performed to lower the relative humidity of (step S330). Then, it is determined whether or not the sublimation defrosting time in which frost sublimation ends has elapsed (step S335), and if the sublimation defrosting time has not elapsed (step S335, No), the relative humidity of the cold air A2 is lowered to Defrosting is continued while keeping the relative humidity in the vicinity of 8a low, and when the sublimation defrosting time has elapsed (Step S335, Yes), surface moisturization and center thawing are performed (Step S340). Note that the processing in steps 310, 320, and S340 to S370 is the same as the processing in steps 110, 120, and S140 to S170 in the embodiment.

＜変形例３＞
上記の変形例１，２では、表面除霜において、冷気Ａ２の冷気温度Ｔａを下げる、あるいは相対湿度を下げる処理を行い、昇華による除霜を行うようにしていたが、本変形例３では、冷気Ａ２の冷気温度Ｔａを上げて、冷気Ａ２中の相対湿度を下げることによって、霜を昇華させて除霜するようにしている。 <Modification 3>
In the above-mentioned modifications 1 and 2, in the surface defrosting process, the cold air temperature Ta of the cold air A2 is lowered or the relative humidity is lowered to perform defrosting by sublimation, but in the present modification 3, By raising the cold air temperature Ta of the cold air A2 and lowering the relative humidity in the cold air A2, frost is sublimated and defrosted.

図９は、変形例３による冷気温度Ｔａの上昇による霜３０の昇華を説明する説明図である。図９に示すように、冷気Ａ２の冷気温度Ｔａを上げると、冷気Ａ２の相対湿度が表面８ａの相対湿度よりも低くなる。この結果、霜３０は昇華によって除霜される。すなわち、変形例３では、変形例２による相対湿度の低下を、直接、冷気Ａ２を温度上昇させることによって行う。例えば、図９に示すように、表面８ａの霜３０の温度が－２℃で相対湿度１００％であって、急速解凍時の冷気Ａ２の温度が－１℃で相対湿度が９５％である場合、冷気Ａ２の温度を０℃にすると相対湿度が７５％に低下する。なお、本変形例３では、昇華によって表面８ａの表面温度Ｔｃは低下する一方、冷気Ａ２の温度を直接上昇させているため、表面温度Ｔｃは、極端に温度が低下せず、霜３０が融ける融点温度以下に維持することができる。 FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating sublimation of frost 30 due to an increase in cold air temperature Ta according to modification 3. As shown in FIG. 9, when the cold air temperature Ta of the cold air A2 is increased, the relative humidity of the cold air A2 becomes lower than the relative humidity of the surface 8a. As a result, the frost 30 is defrosted by sublimation. That is, in Modification 3, the relative humidity reduction according to Modification 2 is performed by directly increasing the temperature of cold air A2. For example, as shown in FIG. 9, when the temperature of the frost 30 on the surface 8a is -2°C and the relative humidity is 100%, and the temperature of the cold air A2 during rapid thawing is -1°C and the relative humidity is 95%. When the temperature of cold air A2 is set to 0° C., the relative humidity decreases to 75%. In addition, in this modification 3, while the surface temperature Tc of the surface 8a decreases due to sublimation, the temperature of the cold air A2 is directly increased, so the surface temperature Tc does not decrease extremely and the frost 30 melts. Can be maintained below the melting point temperature.

なお、上記の変形例１～３における急速解凍の処理中での除霜は、急速解凍時の除霜部９による除霜と同様に、所定時間毎に行うようにしてもよいし、放射温度計１０によって計測された表面８ａあるいは霜の表面の温度に応じて行うようにしても良い。 Note that the defrosting during the rapid thawing process in the above-mentioned modifications 1 to 3 may be performed at predetermined time intervals, similar to the defrosting by the defrosting unit 9 during rapid thawing, or may be performed at predetermined time intervals. The measurement may be performed according to the temperature of the surface 8a or the surface of the frost measured by the total temperature 10.

また、解凍対象物８の急速解凍中における霜の付着が少ない場合、急速解凍中の除霜処理は行わず、表面除霜の処理のみによって除霜処理を行うようにしてもよい。 Moreover, if there is little frost adhering to the object 8 during rapid thawing, the defrosting process may be performed only by surface defrosting process without performing the defrosting process during the rapid thawing process.

さらに、上記の実施の形態及び変形例１～３では、冷却用熱交換器２を１つとして説明したが、これに限らず、複数の冷却用熱交換器２を用いてもよい。このように複数の冷却用熱交換器２を用いることで、１つの冷却用熱交換器２が除霜運転を行っている場合でも、他の冷却用熱交換器２は継続して冷却処理を行うことができる。 Further, in the above-described embodiments and modifications 1 to 3, the cooling heat exchanger 2 is described as one, but the present invention is not limited to this, and a plurality of cooling heat exchangers 2 may be used. By using a plurality of cooling heat exchangers 2 in this way, even when one cooling heat exchanger 2 is performing defrosting operation, the other cooling heat exchangers 2 continue to perform cooling processing. It can be carried out.

また、上記の実施の形態及び変形例１～３の制御部２０は、冷却用熱交換器２、送風ファン３，５、加湿部４、除霜部９、及び放射温度計１０に接続されて、冷気Ａ２の温湿度制御に加えて除霜部９による除霜制御を行うようにしていたが、除霜部９による除霜処理を行う場合、除霜部９は、放射温度計１０などに接続されて単独で除霜制御を行うようにしてもよい。この場合、制御部２０は、温湿度制御のみを行うことになる。 Further, the control section 20 of the above-described embodiments and modifications 1 to 3 is connected to the cooling heat exchanger 2, the blower fans 3, 5, the humidifying section 4, the defrosting section 9, and the radiation thermometer 10. In addition to controlling the temperature and humidity of the cold air A2, the defrosting unit 9 performs defrosting control. However, when performing defrosting processing by the defrosting unit 9, the defrosting unit 9 does not control the temperature and humidity of the cold air A2. It may be connected to perform defrosting control independently. In this case, the control unit 20 will only perform temperature and humidity control.

なお、上記の実施の形態及び変形例で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。 Note that each of the configurations illustrated in the above-described embodiments and modifications is functionally schematic, and does not necessarily need to physically have the configuration shown in the figures. In other words, the form of dispersion/integration of each device and component is not limited to the one shown in the diagram, but all or part of it may be functionally or physically dispersed/integrated in arbitrary units depending on various usage conditions. It can be configured as follows.

１解凍装置
２冷却用熱交換器
２ａ膨張弁
２ｂ温度センサ
３，５送風ファン
３ａ，５ａ駆動部
４加湿部
６物品配置領域
７載置台
８解凍対象物
８ａ表面
９除霜部
９ａノズル
１０放射温度計
１１温湿度センサ
１２冷凍機
２０制御部
３０霜
Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ２ａ冷気
Ｅ１～Ｅ４処理
ｔ１～ｔ３時点
Ｔａ冷気温度
Ｔｂ露点温度
Ｔｃ表面温度
Ｔｄ中心部温度 1 Defrosting device 2 Cooling heat exchanger 2a Expansion valve 2b Temperature sensor 3, 5 Blow fan 3a, 5a Drive unit 4 Humidifying unit 6 Article placement area 7 Placing table 8 Defrosting object 8a Surface 9 Defrosting unit 9a Nozzle 10 Radiation temperature Total 11 Temperature and humidity sensor 12 Freezer 20 Control unit 30 Frost A0, A1, A2, A2a Cold air E1 to E4 Treatment t1 to t3 Time point Ta Cold air temperature Tb Dew point temperature Tc Surface temperature Td Center temperature

Claims

低温高湿の冷気を当て解凍対象物を解凍する解凍装置であって、
前記冷気を冷却する冷却部と、
前記冷気を加湿する加湿部と、
前記冷気を前記解凍対象物へ送風する送風部と、
前記冷気の温湿度を制御する制御部と、
前記解凍対象物の表面温度もしくは前記解凍対象物の表面に形成される霜の表面温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段が検知する表面温度が露点温度を超えた場合に前記霜を除去する除霜手段と、
を備え、
前記制御部は、前記温度検知手段が検知する表面温度が露点温度を超えるまで、加湿された冷気を前記解凍対象物に送風させて前記解凍対象物の急速解凍処理を行い、前記表面温度が露点温度を超えた場合、前記除霜手段による除霜処理を行わせ、前記除霜手段による除霜処理終了後、前記解凍対象物の表面が露点温度以下にならないように前記冷気の温湿度を制御し続ける表面保湿及び中心部解凍の処理を行うことを特徴とする解凍装置。 A thawing device that thaws an object by applying cold air at low temperature and high humidity,
a cooling unit that cools the cold air;
a humidifier that humidifies the cold air;
a blowing unit that blows the cold air to the object to be thawed;
a control unit that controls the temperature and humidity of the cold air;
temperature detection means for detecting the surface temperature of the object to be thawed or the surface temperature of frost formed on the surface of the object to be thawed;
defrosting means for removing the frost when the surface temperature detected by the temperature detection means exceeds the dew point temperature ;
Equipped with
The control unit performs a rapid thawing process on the thawing object by blowing humidified cold air onto the thawing object until the surface temperature detected by the temperature detection means exceeds the dew point temperature, and If the temperature exceeds the temperature, the defrosting process is performed by the defrosting unit, and after the defrosting process by the defrosting unit is completed, the temperature and humidity of the cold air is controlled so that the surface of the object to be thawed does not fall below the dew point temperature. A thawing device that performs continuous surface moisturizing and central thawing .

前記除霜手段は、空気の噴射によって前記霜を吹き飛ばすことを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。 The defrosting device according to claim 1, wherein the defrosting means blows off the frost by jetting air.

前記除霜手段は、前記制御部による前記冷気の温度制御によるものであって、
前記制御部は、前記冷気の温度を前記解凍対象物の表面温度よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。 The defrosting means is based on temperature control of the cold air by the control unit,
The thawing apparatus according to claim 1, wherein the control unit makes the temperature of the cold air lower than the surface temperature of the object to be thawed.

前記除霜手段は、前記制御部による前記冷気の相対湿度の制御によるものであって、
前記制御部は、前記冷気の相対湿度を前記解凍対象物の表面の相対湿度よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。 The defrosting means is based on the control of the relative humidity of the cold air by the control unit,
The thawing apparatus according to claim 1, wherein the control unit makes the relative humidity of the cold air lower than the relative humidity of the surface of the object to be thawed.

前記除霜手段は、前記制御部による前記冷気の温湿度制御によるものであって、
前記制御部は、前記解凍対象物の表面よりも温度が高くかつ相対湿度が低くなるように前記冷気の温湿度を制御することを特徴とする請求項１に記載の解凍装置。 The defrosting means is based on temperature and humidity control of the cold air by the control unit,
The thawing apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the temperature and humidity of the cold air so that the temperature is higher and the relative humidity is lower than the surface of the object to be thawed.

前記除霜手段は、前記急速解凍中に、所定時間ごとに作動することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の解凍装置。 The defrosting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the defrosting means operates at predetermined time intervals during the rapid defrosting .

前記除霜手段は、前記急速解凍中に、前記温度検知手段の検知温度に応じて作動することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の解凍装置。 The defrosting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the defrosting means operates according to the temperature detected by the temperature detecting means during the rapid defrosting .

前記加湿部は、氷や氷スラリー又は過冷却水を用いて前記冷却部から供給される冷気を加湿することを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載の解凍装置。 The thawing device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the humidifying unit humidifies the cold air supplied from the cooling unit using ice, ice slurry, or supercooled water.