高周波解凍装置および解凍方法
【課題】常に均一かつ適正に冷凍食材に対して解凍処理を施すことができるようにする。
【解決手段】上部電極３１および下部電極３５に挟持された状態の冷凍食材Ｒに対し対向電極を介して高周波発振器５０からの高周波を印加することにより誘電加熱で冷凍食材Ｒに解凍処理を施す高周波解凍装置１０であり、最初に解凍に供される第１上部電極群用単位電極３０２は、その面積が冷凍食材Ｒの電極に対向した面の面積より小さく設定され、２番目に解凍に供される第２上部電極群用単位電極３０３は、第１上部電極群用単位電極３０２の面積より大きく設定され、３番目に解凍に供される第３上部電極群用単位電極３０４は、第２上部電極群用単位電極３０３の面積より大きく設定されている。
【解決手段】上部電極３１および下部電極３５に挟持された状態の冷凍食材Ｒに対し対向電極を介して高周波発振器５０からの高周波を印加することにより誘電加熱で冷凍食材Ｒに解凍処理を施す高周波解凍装置１０であり、最初に解凍に供される第１上部電極群用単位電極３０２は、その面積が冷凍食材Ｒの電極に対向した面の面積より小さく設定され、２番目に解凍に供される第２上部電極群用単位電極３０３は、第１上部電極群用単位電極３０２の面積より大きく設定され、３番目に解凍に供される第３上部電極群用単位電極３０４は、第２上部電極群用単位電極３０３の面積より大きく設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍加工処理された肉類や魚介類等の冷凍食材に対して高周波を印加することにより解凍処理を施す高周波解凍装置および解凍方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているような、冷凍食材に対して高周波を印加することにより解凍処理を施す高周波解凍装置が知られている。この高周波解凍装置は、一対の対向電極間に冷凍食材を挟持した状態で高周波発振器からの高周波電力が対向電極を介して冷凍食材に供給されるようになされており、対向電極によって挟持された冷凍食材は、高周波電力が供給されることによる誘電加熱によって解凍されるようになっている。
【特許文献１】特開平８−２６６２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載されているような高周波解凍装置にあっては、冷凍食材を一対の対向電極で確実に覆って、加熱対象物内に均一化された電界が生じるようにしたものが採用されている。しかしながら、このような対向電極の場合、媒体の境界、すなわち冷凍食材の稜縁部に高周波のエネルギーが集中する傾向にあるため、この部分の温度が他の部分より加熱され易くなり、これによって冷凍食材が均等に解凍されなくなるという問題点が存在する。
【０００４】
特に、冷凍食材が食肉である場合、脂身は誘電損失および導電率が高く高周波印加による誘電加熱の他にジュール熱も加わった状態で加熱されるため、かかる脂身が冷凍食肉の稜縁部に位置しているような場合には、解凍された食肉の稜縁部が煮えた状態になって商品価値を著しく低下させるという不都合が生じる。
【０００５】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであって、常に均一かつ適正に冷凍食材に対して解凍処理を施すことができる高周波解凍装置および解凍方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍装置において、前記解凍部は、前記冷凍食材を挟持する電極板のうち少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を有する第１の対向電極と、前記冷凍食材を挟持する電極板のうち少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極と、前記第１の対向電極を介して前記冷凍食材に高周波電力を供給した後に前記第２の対向電極を介して前記冷凍食材に高周波電力を供給する高周波供給部とを備えてなることを特徴とする高周波解凍装置である。
【０００７】
また、請求項４記載の発明は、所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍方法において、前記被解凍食材を、少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を有する第１の対向電極の間に挟持して高周波電力を印加し、引き続き少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極の間に挟持して高周波電力を印加することを特徴とする高周波解凍方法である。
【０００８】
請求項１および２記載の発明において「所要の厚みに加工された冷凍食材」とは、当該冷凍食品の製造工程においてある程度のバラツキが存在する状態で目標値としての所要の厚み寸法になるように加工された冷凍食材のことである。従って、その表面に多少の凹凸や隆起あるいは陥没が存在するようなものであっても、「所要の厚みに加工された冷凍食材」の範囲に含まれる。
【０００９】
請求項１および４記載の発明の構成によれば、解凍部に供給された冷凍食材は、第１の対向電極間に挟持された状態で高周波供給部からの高周波電力が供給されることによりまず第１段階の誘電加熱による解凍処理が施され、引き続き第２の対向電極に挟持された状態で高周波印加による第２段階の誘電加熱による解凍処理が施される。
【００１０】
加工された冷凍食材は、予め所定の寸法サイズの略直方体、乃至は円柱体状等の所要厚みを有する立体形状に形成されているものであり、かかる冷凍食材を挟持する第１の対向電極は、電極板のうち少なくとも一方の電極板が冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状に設定されているため、解凍処理の初期において冷凍食材の稜縁部は、高周波のエネルギーの集中が回避されて高周波加熱が他の部位に比して低いレベルで解凍処理される。従って、解凍処理の初期において冷凍食材の稜縁部が過加熱されて解凍状態が不均一になるという不都合が解消される。
【００１１】
ついで第２段階の解凍処理に供される第２の対向電極は、電極板のうち少なくとも一方の電極板が第１の対向電極の板面形状より大きな板面形状を備えているため、冷凍食材の稜縁部が対向電極によって略乃至は確実に覆われ、これによって第１の対向電極で十分に解凍されなかった冷凍食材の稜縁部が高周波エネルギーの集中も加わって他の部位より加熱され易くなる。従って、冷凍食材は、高周波加熱による解凍処理が完了した状態で解凍温度に大きなバラツキがない状態で均一に解凍される。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記高周波供給部は、前記第１および第２の対向電極への印加電力量が略同一に設定されていることを前記高周波供給部は、前記第１および第２の対向電極への供給電力量が略同一に設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
かかる構成によれば、冷凍食材は、第１および第２の対向電極により同一の高周波印加条件で誘電加熱が施され、均等な解凍処理が実現する。また、高周波供給源の制御乃至管理が簡単になる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記高周波供給部は、前記第２の対向電極への供給電力レベルが、第１の対向電極への供給電力レベルより低く設定されていることを特徴とするものである。
【００１５】
かかる構成によれば、第１の対向電極による解凍処理から第２の対向電極による解凍処理に移ることにより、解凍状態の進行に応じて冷凍食材に供給される電力のレベルが低くなっていくため、解凍処理の進行に伴う稜縁部の温度上昇が急激となるような不都合が回避されるばかりか、解凍処理の進行に応じた冷凍食材内での伝熱作用が効果を発揮し、より均一な解凍処理が実現する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１および４記載の発明によれば、第１の対向電極において冷凍食材の稜縁部が過加熱されて解凍状態が不均一になるという不都合を解消することができ、かつ、第２の対向電極において第１の対向電極で十分に解凍されなかった冷凍食材の稜縁部を効果的に加熱するので、結果として冷凍食材を解凍温度に大きなバラツキがない状態で均一に解凍することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、冷凍食材は、第１および第２の対向電極により同一の高周波印加条件で誘電加熱が施され、これによって均等な解凍処理が実現するようにした上で、高周波供給源の制御乃至管理を簡単なものにすることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、第１の対向電極による解凍処理から第２の対向電極による解凍処理に移ることにより、解凍状態の進行に応じて冷凍食材に供給される電力のレベルが低くなっていくため、解凍処理の進行に伴う稜縁部の温度上昇が急激となるような不都合が回避されるばかりか、解凍処理の進行に応じた冷凍食材内での伝熱作用が効果を発揮し、より均一な解凍処理を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明に係る高周波解凍装置の一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示す高周波解凍装置のＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図１に示す高周波解凍装置のＢ−Ｂ線断面図である。なお、これらの図において、Ｘ−Ｘ方向を幅方向（左右方向）、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。
【００２０】
図１に示すように、高周波解凍装置１０は、前後方向に長尺の箱形を呈した装置本体１１内に冷凍食材Ｒを当該装置本体１１の後端から前端に向けて搬送する搬送機構（搬送手段）２０と、この搬送機構２０によって搬送される冷凍食材Ｒに対して高周波を印加するべく上下で対向配置された対向電極３０と、これらの対向電極３０の内の上方に配設されたもの（後述の第１〜第３上部電極群３２，３３，３４）を昇降させる昇降機構４０と、前記装置本体１１の天板１１１上に配設された高周波発振器（高周波供給部）５０とを備えた基本構成を有している。
【００２１】
なお、本発明に係る解凍部は、前記搬送機構２０と、前記対向電極３０と、前記高周波発振器５０とを備えて構成されている。
【００２２】
前記装置本体１１は、その下部から下方へ向けて突設された幅方向一対の前後方向に延びる、前記搬送機構２０を支持するための支持フレーム１２を有している。各支持フレーム１２は、前後長が装置本体１１のそれより若干長めに設定され、それぞれ長手方向の全長に亘って等ピッチで下方へ向けて突設された複数本の支柱１３を有している。また、装置本体１１の後方壁１１２には下縁部から上方に向かって切り欠かれることによって形成された、冷凍食材Ｒを装置本体１１内へ搬入するための搬入口１４が設けられているとともに、装置本体１１の前方壁１１３には搬入口１４と同様に形成された冷凍食材Ｒを装置本体１１内から外部へ搬出するための搬出口１５が設けられている。
【００２３】
前記搬入口１４および搬出口１５には、昇降することによって開閉可能に構成された仕切り板１６と、当該仕切り板１６を昇降させて搬入出口１４，１５を開閉するための開閉手段１７とがそれぞれ設けられている。前記開閉手段１７は、後方壁１１２および前方壁１１３の上方位置に縦置きでそれぞれ付設された幅方向一対の開閉エアーシリンダ１７１と、各開閉エアーシリンダ１７１から下方に向けて進退可能に突設されたピストンロッド１７２とを備えている。そして、各ピストンロッド１７２の下端部は仕切り板１６に連結され、ピストンロッド１７２が開閉エアーシリンダ１７１に対して昇降することによって搬入出口１４，１５が開閉されるようになっている。
【００２４】
また、装置本体１１内には、適所にマイクロコンピュータからなる制御装置７０が設けられているとともに、装置本体１１内の外壁面の適所には、高周波解凍装置１０の運転条件を入力操作するための操作盤７６が設けられ、前記制御装置７０は、この操作盤７６から入力された操業情報に基づいて運転条件を設定し、この運転条件に応じた制御信号を関連機器に出力し、これによる関連機器の駆動によって高周波解凍装置１０が適正に操業されるようになっている。
【００２５】
前記搬送機構２０は、図２に示すように、前記一対の支持フレーム１２の前端位置間に架設された駆動ローラ軸２１１回りに同心で一体回転可能に軸支された駆動ローラ２１と、同後端位置間に架設された従動ローラ軸２２１回りに同心で回転自在に軸支された従動ローラ２２と、これら駆動ローラ２１および従動ローラ２２間に張設された搬送ベルト２３と、前記駆動ローラ２１の下方の棚板上に配設された、当該駆動ローラ２１に駆動力を伝達する駆動モータ２４と、この駆動モータ２４の駆動軸２４１に同心で一体回転可能に外嵌された駆動プーリ２４２および前記駆動ローラ２１間に張設される駆動ベルト２５とを備えて構成されている。そして、上流側工程から送り込まれた冷凍食材Ｒは、作業ロボット等の所定の受け渡し手段によって搬送ベルト２３の上流端（後端）上面に載置され、仕切り板１６の上昇により搬入口１４が開放された状態で、駆動モータ２４の駆動による搬送ベルト２３の周回で装置本体１１内へ搬入されるようになっている。
【００２６】
前記駆動モータ２４は、搬入出口１４，１５の開閉および対向電極３０の後述する第１〜第３上部電極群３２，３３，３４の昇降に同期して間欠的に駆動されるようになされている。具体的には、上流工程から供給された冷凍食材Ｒは、搬入出口１４，１５が開放され、かつ、第１〜第３上部電極群３２，３３，３４が上昇された状態で駆動モータ２４の駆動により装置本体１１内の解凍空間Ｖへ搬入されるとともに、すでに解凍処理が完了した冷凍食材Ｒが玉突き式に解凍空間Ｖから外部へ搬出されるようになっている。
【００２７】
そして、解凍空間Ｖ内に搬入された冷凍食材Ｒは、間欠的に駆動モータ２４が停止されたときのみ当該冷凍食材Ｒの上面から５ｍｍ〜１０ｍｍ離間した位置まで下降した上部電極３１を介して高周波発振器５０からの高周波が印加されて解凍処理が施されるようになっている。すなわち、冷凍食材Ｒは、解凍空間Ｖ内において、駆動モータ２４の間欠的な駆動によって間欠的に移動され、停止している間に高周波の印加処理が施されるようになされているのである。
【００２８】
因みに、下降した上部電極３１が冷凍食材Ｒの上面から所定距離だけ離間した状態とされるのは、冷凍食材Ｒの厚み寸法にはバラツキが存在するためである。すなわち、上部電極３１が冷凍食材Ｒの上面と当接するようにした場合、前記バラツキによって上部電極３１は冷凍食材Ｒの上面の一部にしか当接せず、これによって冷凍食材Ｒにおける上部電極３１と当接した部分のみにエネルギーが集中してその部分が過加熱されるという不都合が発生するのである。かかる不都合の発生を防止するべく、本発明においては、冷凍食材Ｒの厚み寸法のバラツキの範囲以上に上部電極３１を冷凍食材Ｒの上面から離間させているのである。なお、本実施形態においては、離間距離を５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲に設定しているが、本発明は、離間距離が５ｍｍ〜１０ｍｍであることに限定されるものではなく、状況に応じて適宜適切な離間距離が設定される。
【００２９】
前記対向電極３０は、搬送ベルト２３の往きベルトを挟んでその上部に設けられた高周波が印加される上部電極３１と、その下部に設けられた下部電極３５とを備えている。下部電極３５は、幅寸法が搬送ベルト２３の幅寸法と略同一に設定されているとともに、長さ寸法が搬送ベルト２３の長さ寸法（前後寸法）より若干短めに設定された前後方向に長尺の１枚物の電極板によって形成されているのに対し、前記上部電極３１は、上流側（後方側）から下流側に向けて順次形成された、それぞれ複数の単位電極３０１を有してなる第１上部電極群３２、第２上部電極群３３および第３上部電極群３４を備えて形成されている。
【００３０】
前記単位電極３０１は、平面視で矩形状を呈し、四隅がいずれも円弧状に形成され、これによって冷凍食材Ｒに単位電極３０１を介して高周波電力が印加された状態で当該単位電極３０１の四隅にエネルギーが集中してこの部分が部分的に過加熱されるのを防止するようになされている。因みに、単位電極３０１の隅部が角になっていた場合には、この角の部分にエネルギーが集中し、冷凍食材Ｒにおけるこの角部に対向した部分が過加熱されるのである。
【００３１】
前記第１上部電極群３２と前記下部電極３５とで本発明に係る第１の対向電極が形成されているとともに、前記第２上部電極群３３と前記下部電極３５とで本発明に係る第２の対向電極が形成されている。
【００３２】
そして、第１上部電極群３２と下部電極３５との間における搬送ベルト２３上に第１解凍空間Ｖ１が形成され、第２上部電極群３３と下部電極３５との間における搬送ベルト２３上に第２解凍空間Ｖ２が形成され、第３上部電極群３４と下部電極３５との間における下部電極３５上に第３解凍空間Ｖ３が形成されている。第１解凍空間Ｖ１と第２解凍空間Ｖ２との間、および第２解凍空間Ｖ２と第３解凍空間Ｖ３との間には、冷凍食材Ｒに対して高周波が印加されない養生空間が形成されている。
【００３３】
本実施形態においては搬送ベルト２３の往きベルト上面の空間（すなわち解凍空間Ｖ）が、図３に示すように、仮想の線（図３に二点鎖線で表示）によって幅方向に３等分されているとともに、前後方向に２３等分されている。前記第１上部電極群３２は、仮想線によって区切られた上流側の９個の升目に対応して９個の単位電極３０１が配設されることによって形成され、また、前記第２上部電極群３３は、第１上部電極群３２の下流側における２列で６個分の升目を除いてその直ぐ下流側の６列で１８個の単位電極３０１によって形成され、さらに、前記第３上部電極群３４は、第２上部電極群３３の下流側における２列で６個分の升目を除いてその直ぐ下流側の１０列で３０個の単位電極３０１によって形成されている。
【００３４】
そして、上流側の工程から順次送り込まれた冷凍食材Ｒは、１列３個が搬送ベルト２３の上流端に供給され、所定の時間ピッチで間欠的に周回する搬送ベルト２３によって解凍空間Ｖ内へ導入され、これと同期した上部電極３１の昇降によってまず第１上部電極群３２における単位電極３０１と下部電極３５との間に挟持された状態で高周波が印加される。１列３個の冷凍食材Ｒは、第１上部電極群３２において搬送ベルト２３の間欠周回により３回の高周波印加が施される。
【００３５】
ついで、第１上部電極群３２において所定の時間ピッチで３回の高周波印加処理が施された１列３個の冷凍食材Ｒは、２回分の時間ピッチによる養生処理（高周波が印加されずに冷凍食材Ｒ内部での熱伝導によって温度の均一化が図られる処理）が施された後、第２上部電極群３３において所定の時間ピッチで６回の高周波印加処理が施される。
【００３６】
ついで、第２上部電極群３３において所定の時間ピッチで６回の高周波印加処理が施された１列３個の冷凍食材Ｒは、前記同様の２回分の時間ピッチによる養生処理が施された後、第３上部電極群３４において所定の時間ピッチで１０回の高周波印加処理が施されて解凍処理が完了する。解凍処理が完了した冷凍食材Ｒは、１列３個ずつが解凍空間Ｖから外部へ搬出されることになる。
【００３７】
前記昇降機構４０は、上部電極３１を昇降動作させるものであり、下面に複数の単位電極３０１が装着される金属製の電極支持板４１と、この電極支持板４１を昇降させる複数のシリンダ装置４２とを備えて構成されている。前記電極支持板４１は、絶縁材料である硬質の合成樹脂材料によって矩形状に形成され、第１上部電極群３２用のものと第２上部電極群３３用のものと、第３上部電極群３４用のものとの３種類が採用されている。
【００３８】
第１上部電極群３２用の電極支持板４１は、３行３列に配設された９個の単位電極３０１を覆い得るように寸法設定されているとともに、第２上部電極群３３用の電極支持板４１は、３行６列に配設された１８個の単位電極３０１を覆い得るように寸法設定され、さらに第３上部電極群３４用の電極支持板４１は、３行１０列に配設された３０個の単位電極３０１を覆い得るように寸法設定されている。
【００３９】
前記シリンダ装置４２は、縦置きで設けられた昇降エアーシリンダ４２１と、この昇降エアーシリンダ４２１から下方に向けて進退可能の突設されたピストンロッド４２２とからなっている。前記昇降エアーシリンダ４２１は、装置本体１１内を上下で分けるように設けられた棚板１１４上に縦置きで固定され、ピストンロッド４２２がこの棚板１１４を貫通して下方へ向けて突設されている。そして、ピストンロッド４２２の下端部が電極支持板４１に接続されることにより、シリンダ装置４２の駆動によるピストンロッド４２２の昇降エアーシリンダ４２１に対する進退で電極支持板４１が下降したり上昇したりするようになっている。
【００４０】
かかるシリンダ装置４２は、本実施形態においては、第１上部電極群３２用のものとして４本が採用されているとともに、第２上部電極群３３用のものとして６本が採用され、さらに第３上部電極群３４用のものとして１０本が採用されている。
【００４１】
そして、冷凍食材Ｒに高周波を印加するに際しては、ピストンロッド４２２を下降させるべきシリンダ装置４２の駆動による電極支持板４１を介した上部電極３１の下降によって当該冷凍食材Ｒを上部電極３１（単位電極３０１）と、搬送ベルト２３を介して下部電極３５との間に位置させる一方、解凍空間Ｖ内で冷凍食材Ｒを搬送するに際しては、ピストンロッド４２２を上昇させるべきシリンダ装置４２の駆動による電極支持板４１を介した上部電極３１の上昇によって上部電極３１の冷凍食材Ｒからの離間距離を大きくするようになされている。因みに冷凍食材Ｒを移動させるときに上部電極３１を上昇させるのは、万が一冷凍食材Ｒが上部電極３１と干渉することを避けるためであるが、冷凍食材Ｒの寸法精度がよくてその上面に凹凸がほとんど存在しないような場合には、上部電極３１を昇降させずに予め設定された上部電極３１の所定の高さ位置を維持させるようにしてもよい。
【００４２】
このように構成された昇降機構４０の昇降エアーシリンダ４２１および上記開閉手段１７の開閉エアーシリンダ１７１に対し、駆動用の圧搾空気を供給するための圧縮ポンプや圧縮空気を貯留する圧力容器等を備えてなる圧搾空気源６０が高周波解凍装置１０の近傍に設けられている。この圧搾空気源６０からの圧搾空気は、第１エアー配管６１を通し、かつ、第１弁装置６１１を介して一対の開閉エアーシリンダ１７１へ供給されるとともに、第２エアー配管６２を通し、かつ、第２弁装置６２１介して全ての昇降エアーシリンダ４２１へ供給されるようになっている。
【００４３】
なお図面では、第１エアー配管６１および第２エアー配管６２を簡略化して示しているが、実際はシリンダ（開閉エアーシリンダ１７１および昇降エアーシリンダ４２１）の両端部に向かうように複数本が配管されているとともに、エアー抜きのための配管や各種の切換えバルブ類も設けられているが、これらは慣用技術であるため図示を省略している。これについては第２エアー配管６２についても同様である。
【００４４】
また、第１弁装置６１１および第２弁装置６２１についても、複数の制御弁が採用され、各制御弁が他の制御弁と連係しながら開閉動作を行うことによって仕切り板１６の開閉動作および上部電極３１の昇降動作が制御されるようになされているが、これらについても慣用技術であるため図示を省略している。
【００４５】
前記高周波発振器５０は、本実施形態においては、第１上部電極群３２用の第１発振器５１と、第２上部電極群３３用の第２発振器５２と、第３上部電極群３４用の第３発振器５３との３台が採用されている。本実施形態においては、第１〜第３発振器５１，５２，５３は同一仕様（すなわち同一出力）のものが採用されているが、本発明は、第１〜第３発振器５１，５２，５３が全て同一出力のものを採用することに限定されるものではなく、それぞれ異なる出力のものを採用してもよい。
【００４６】
これらの第１〜第３発振器５１，５２，５３へは、商用電源からの電力が所定の電源装置５４を介して供給されるようになっており、かかる電力が供給された第１発振器５１は、第１上部電極群３２の各単位電極３０１に対して高周波電圧を印加し、第２発振器５２は第２上部電極群３３の各単位電極３０１に対して高周波を印加し、第３発振器５３は第３上部電極群３４の単位電極３０１に対し高周波電圧を印加するようになされている。
【００４７】
従って、第１上部電極群３２には９個の単位電極３０１が存在するため、１台の高周波発振器５０の出力をＱｋＷとした場合、各単位電極３０１に供給される電力は、Ｑ／９ｋＷになる。これに対し第２上部電極群３３には１８個の単位電極３０１が存在するため、第２上部電極群３３において各単位電極３０１に供給される電力は、Ｑ／１８となる。また、最後の第３上部電極群３４には３０個の単位電極３０１が存在するため、第３上部電極群３４において各単位電極３０１に供給される電力は、Ｑ／３０になる。
【００４８】
このことは、第２上部電極群３３において１個の単位電極３０１に供給される電力量が第１上部電極群３２における同電力量の１／２（（Ｑ／１８）÷（Ｑ／９））であることを示し、第３上部電極群３４において１個の単位電極３０１に供給される電力量は、第１上部電極群３２における同電力量の略１／３（（Ｑ／３０）÷（Ｑ／９））であることを示す。
【００４９】
このようになされているのは、冷凍食材Ｒに対する高周波印加による解凍処理の進行に従って、冷凍食材Ｒが過加熱されることを防止し、これによって冷凍食材Ｒの内部の温度分布が不均一になることを防止するためである。
【００５０】
図４は、第１〜第３上部電極群３２，３３，３４のそれぞれに使用される単位電極３０１の平面視の寸法を説明するためにこれらを並記した平面図であり、（イ）は、第１上部電極群用単位電極３０２を、（ロ）は、第２上部電極群用単位電極３０３を、（ハ）は、第３上部電極群用単位電極３０４をそれぞれ示している。なお、（ニ）は、比較のための参考図である。また、（イ）〜（ニ）に添えられた添え字の「ａ」は、平面図であることを示し、同添え字の「ｂ」は、側面図であることを示している。
【００５１】
本発明においては、図４に示すように、第１上部電極群３２に採用されている単位電極３０１（第１上部電極群用単位電極３０２）（図４の（イ））は、３種類の単位電極３０１の内で平面視の大きさが最も小さく寸法設定され、第２上部電極群３３に採用されている単位電極３０１（第２上部電極群用単位電極３０３）（図４の（ロ））は、３種類の内で中間の大きさに寸法設定され、第３上部電極群３４に採用されている単位電極３０１（第３上部電極群用単位電極３０４）（図４の（ハ））は、３種類の内で最も小さく寸法設定されている。なお、図４の（ニ）には、参考のために、比較例として単位電極３０５が冷凍食材Ｒより大きい場合を示している。
【００５２】
本実施形態においては、縦（左右寸法）、横（前後寸法）、高さ（厚み寸法）の寸法が「５３０ｍｍ×３６０ｍｍ×１７０ｍｍ」のブロック状の冷凍食材Ｒを対象とし、第１上部電極群用単位電極３０２は、縦×横寸法が「３７０ｍｍ×２５０ｍｍ」に設定され、これによって第１上部電極群用単位電極３０２が冷凍食材Ｒの上面から所定距離離間して対向した状態で、図４の（イ）に示すように、ブロック状の冷凍食材Ｒの上部の稜縁部の非常に多くの量が第１上部電極群用単位電極３０２から外方に向けてはみ出した状態になっている。
【００５３】
これに対し、第２上部電極群用単位電極３０３は、縦×横寸法が「４２０ｍｍ×２８０ｍｍ」に設定され、これによって第２上部電極群用単位電極３０３が冷凍食材Ｒに対し上方から所定の間隔で対向した状態において、図４の（ロ）に示すように、ブロック状の冷凍食材Ｒの上部の稜縁部の第１上部電極群用単位電極３０２からのはみ出し量が第１上部電極群用単位電極３０２の場合より少なくなっている。
【００５４】
さらに、第３上部電極群用単位電極３０４においては、縦×横寸法が「４８０ｍｍ×３２０ｍｍ」に設定され、第３上部電極群用単位電極３０４が冷凍食材Ｒに対し上方から所定の間隔で対向した状態において、図４の（ハ）に示すように、ブロック状の冷凍食材Ｒの稜縁部のはみ出し量は、極めて少ないものになっている。
【００５５】
このようにされるのは、以下の理由による。すなわち、冷凍食材Ｒが第１上部電極群３２によって高周波解凍が施される解凍処理の初期においては、高周波発振器５０から大量のエネルギーを冷凍食材Ｒに供給して迅速に解凍処理を施すことが全体的な解凍処理の効率化を図る上で有効であるが、このようにすると、冷凍食材Ｒの稜縁部に、図４の（ニ）−「ｂ」に示すように、高周波のエネルギーが集中し、これによって冷凍食材Ｒの稜縁部が過加熱されてしまい、均一な温度分布で冷凍食材Ｒを解凍することができなくなる。
【００５６】
そして、冷凍食材Ｒが冷凍職肉の場合には、ブロック状の冷凍食肉の稜縁部に存在する誘電損失および導電率の高い脂身が誘電加熱およびジュール加熱され易く、この部分がいわゆる煮えた状態になってしまい、これによって解凍品の商品価値が大幅に低下してしまうという不都合が生じるのである。
【００５７】
これに対し本発明においては、単位電極３０１は、図３の（イ）〜（ハ）−「ａ」に示すように、冷凍食材Ｒに与えるエネルギー量が最も多い第１上部電極群用単位電極３０２の面積が最小に設定され、冷凍食材Ｒに与えるエネルギー量が２番目である第２上部電極群用単位電極３０３が第１上部電極群用単位電極３０２より若干大きめに設定され、冷凍食材Ｒに与えるエネルギー量が最も小さく設定された最後の第３上部電極群用単位電極３０４が最も大きく設定されている。
【００５８】
従って、冷凍食材Ｒが第１解凍空間Ｖ１に搬入され、下部電極３５を介して下部電極３５と第１上部電極群用単位電極３０２との間に挟持された状態においては、図４の（イ）−「ｂ」に示すように、第１上部電極群用単位電極３０２と下部電極３５との間に供給されるエネルギー（便宜的に点線で示している）は、冷凍食材Ｒの上部の稜縁部を大きく外れて流れるため、解凍初期ということで冷凍食材Ｒへ向けてたとえ多くのエネルギーが供給されても、冷凍食材Ｒの稜縁部が過加熱されることを確実に防止することができる。
【００５９】
因みに、上流側の工程から略−２０℃で受け渡された冷凍食材Ｒは、第１解凍空間Ｖ１において略−１０℃にまで昇温される。
【００６０】
ついで、第１解凍空間Ｖ１における解凍処理が完了し、第２解凍空間Ｖ２へ送り込まれた冷凍食材Ｒは、略−２０℃であったものが略−１０℃にまで昇温されているため、冷凍食材Ｒに対して与えられる単位時間当たりのエネルギー量は、第１解凍空間Ｖ１の場合の略１／２に減少され、緩やかに時間をかけた（第１解凍空間Ｖ１の場合の略２倍）解凍処理が冷凍食材Ｒに施される。
【００６１】
従って、第２解凍空間Ｖ２においては、冷凍食材Ｒは、第１解凍空間Ｖ１における第１上部電極群用単位電極３０２より若干平面寸法が大きい第２上部電極群用単位電極３０３によって高周波が印加されるが、冷凍食材Ｒの稜縁部へのエネルギーの集中は程度の高いものにはなっていないため、稜縁部の過加熱が抑えられるばかりか、むしろ第１解凍空間Ｖ１で加熱されていなかった状態が解消されて稜縁部に対しても解凍処理が実行される。
【００６２】
因みに、第１解凍空間Ｖ１から略−１０℃で受け渡された冷凍食材Ｒは、第２解凍空間Ｖ２において略−５℃にまで昇温される。
【００６３】
そして、第２解凍空間Ｖ２における解凍処理が完了し、第３解凍空間Ｖ３へ送り込まれた冷凍食材Ｒは、冷凍食材Ｒに対して与えられる単位時間当たりのエネルギー量が第１解凍空間Ｖ１の場合の略１／３に減少され、さらに緩やかに時間をかけた（第１解凍空間Ｖ１の場合の略３倍）解凍処理が冷凍食材Ｒに施される。
【００６４】
従って、第３解凍空間Ｖ３においては、冷凍食材Ｒは、第２解凍空間Ｖ２における第２上部電極群用単位電極３０３より相当平面寸法が大きい、冷凍食材Ｒのそれと略同等の第３上部電極群用単位電極３０４によって高周波が印加されるが、高周波のエネルギーが相当低くなっているため、以後は、冷凍食材Ｒに対する時間をかけた均一加熱が行われることになる。
【００６５】
因みに、第２解凍空間Ｖ２から略−５℃で受け渡された冷凍食材Ｒは、第３解凍空間Ｖ３において略−３℃にまで昇温され、この状態で解凍処理が終了する。
【００６６】
図５は、高周波解凍装置１０の運転制御の一実施形態を説明するためのブロック図である。高周波解凍装置１０の運転を制御するために、装置本体１１（図１）内の適所には、マイクロコンピュータからなる制御装置７０が設けられている。この制御装置７０は、図５に示すように、演算処理装置であるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）７１と、このＣＰＵ７１に付設された記憶装置であるＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）７２およびＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）７３とを備えた基本構成を有している。
【００６７】
前記ＲＯＭ７２は、読み取り専用の記憶装置であり、制御装置７０を機能させるプログラムや不変データ等が記憶されている。これに対しＲＡＭ７３は、制御動作において用いられるデータを一時的に書き込んだり読み出したりする領域として使用されるものである。
【００６８】
前記ＣＰＵ７１は、前記操作盤７６から入力された操業情報に基づいて運転条件を設定する運転条件設定部７１１と、この運転条件設定部７１１からの指令信号に基づいて高周波発振器５０、駆動モータ２４並びに第１および第２弁装置６１１，６２１へ制御信号を出力する制御信号出力部７１２とを備えて構成されている。
【００６９】
図６は、操作盤７６の一実施形態を示す外面図である。図６に示すように、操作盤７６は、扁平な直方体状の筐体７６１の図５における右縁中央部に設けられた電源スイッチ７６２を有しているとともに、上部に表示手段としてのＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）７６３が設けられ、その直下位置に各種の数値データを入力するためのテンキー７６４が設けられている。さらに、テンキー７６４の直下位置には、各種の運転情報を入力するための運転情報入力キー７６５が設けられている。
【００７０】
前記電源スイッチ７６２を押釦することにより、制御装置７０が立ち上げられるとともに、当該制御装置７０の制御によって高周波解凍装置１０の必要個所（高周波発振器５０や駆動モータ２４等）に電源装置５４（図２）から所定の電力が供給されるようになっている。
【００７１】
前記ＬＣＤ７６３には、運転情報入力キー７６５やテンキー７６４からの入力情報が表示されるとともに、制御に関する運転条件設定部７１１からの出力情報等も表示されるようになっている。オペレータは、このＬＣＤ７６３を視認することによって、現に入力した情報をチェックしたり、高周波解凍装置１０の運転状況等を確認したりすることができる。
【００７２】
前記運転情報入力キー７６５は、少なくとも冷凍食材Ｒの種類を入力するための食品種類キー７６５１と、冷凍食材Ｒの立体寸法（縦寸法×横寸法×高さ寸法）を入力するための食品寸法キー７６５２と、冷凍食材Ｒの解凍処理数量を入力するための数量キー７６５３と、冷凍食材Ｒの重量を入力するための重量キー７６５４とが存在する。
【００７３】
そして、冷凍食材Ｒの種類を入力するに際しては、食品種類キー７６５１が押釦され、ＬＣＤ７６３に「冷凍食材の種類をテンキーから入力してください。」と表示された後、予めコード化された、食品の種類を示す数字を入力するようになされている。また、冷凍食材Ｒの立体寸法の入力については、食品寸法キー７６５２を押釦した後にテンキー７６４から縦、横、高さの数値を入力するようになされている。また、解凍処理を施すべき冷凍食材Ｒの数量については、数量キー７６５３を押釦し引き続きテンキー７６４から数量を入力するようになされている。さらに、冷凍食材Ｒの重量については、重量キー７６５４を押釦したあとテンキー７６４から重量を入力するようになされている。
【００７４】
なお、前記のようなテンキー７６４を利用した入力方向に加えて、解凍するべき食品の種類毎に品目キー（例えば、牛肉：Ａキー、豚肉：Ｂキー、鳥肉：Ｃキー）を設置し、いずれかの品目キーを押釦するだけで、その品目の寸法や重量などが自動的に入力されるようにしてもよい。このようにすることができるのは、冷凍食材Ｒは、その種類によって定格化された寸法や重量を備えているため、それらを予め後述する制御装置７０に記憶させておけば、一々寸法や重量などをテンキー７６４から入力する面倒さから解放され、高周波解凍装置１０の運転に係る作業性を向上させることができる。
【００７５】
かかる運転情報入力キー７６５からの入力操作をサポートするために、前記ＲＯＭ７２には、例えば冷凍食材Ｒの種類とコード番号との対応付けがなされた食品コード対応表が記憶されており、食品種類キー７６５１が横行されると、この対応表が呼び出されてＬＣＤ７６３に表示されるようになっている。従って、オペレータは、ＬＣＤ７６３に表示された食品コード対応表を参照しながらテンキー７６４からの入力操作を容易に行うことができる。
【００７６】
前記運転条件設定部７１１は、操作盤７６からの入力情報に基づいて高周波解凍装置１０の運転条件を設定するものであり、具体的には、食品種類キー７６５１およびテンキー７６４の押釦操作で冷凍食材Ｒの種類が入力されると、これに基づき高周波発振器５０の出力を設定するともに、食品寸法キー７６５２およびテンキー７６４の押釦操作で冷凍食材Ｒの立体寸法が入力されると、これに基づき上部電極３１の高さレベルを設定するようになされている。運転条件設定部７１１で設定された運転条件は、制御信号を出力させるための指令信号として制御信号出力部７１２へ向けて出力される。
【００７７】
そして、かかる運転条件設定部７１１による運転条件設定のために、ＲＯＭ７２には、冷凍食材Ｒの種類および冷凍食材Ｒの立体寸法と、高周波発振器５０からの高周波出力および間欠駆動する搬送ベルト２３の時間ピッチとを対応付けた食品種類テーブル７２１が記憶されている。運転条件設定部７１１は、運転情報入力キー７６５およびテンキー７６４からの入力情報を基に食品種類テーブル７２１を参照して高周波発振器５０の出力値および間欠駆動する搬送ベルト２３の時間ピッチを設定するようになっている。
【００７８】
これに対し、数量キー７６５３およびテンキー７６４からの入力情報（すなわち解凍処理を行うべき冷凍食材Ｒの設定数量）は、その種類の冷凍食材Ｒの処理が完了するまで一時的にＲＡＭ７３に記憶される。このＲＡＭ７３に記憶された設定数量を基に処理数量の管理が行われる。かかる数量管理を行うために、装置本体１１の下流端には、解凍処理が施された冷凍食材Ｒの個数を検出するための個数センサ７４が設けられているとともに、ＲＡＭ７３には累計個数記憶部７３１が設けられ、個数センサ７４が解凍処理の完了した冷凍食材Ｒを検出する度にその数量が累計個数記憶部７３１に記憶されている数量に加算されるようになっている。
【００７９】
そして、運転条件設定部７１１は、個数センサ７４が冷凍食材Ｒを検出する都度、累計個数記憶部７３１に累積された個数と、設定個数とを比較し、累積個数が設定個数に到達した時点で、解凍処理を停止させるべき指令信号を制御信号出力部７１２へ向けて出力するようになっている。
【００８０】
そして、運転条件設定部７１１が設定した運転条件は、ＬＣＤ７６３に表示出力されるようになっており、これによってオペレータは、設定された運転条件が正しいか否かを確認することができるようになっている。
【００８１】
前記制御信号出力部７１２は、運転条件設定部７１１からの指令信号に基づき高周波発振器５０、駆動モータ２４、第１弁装置６１１および第２弁装置６２１へ制御信号を出力し、これによる高周波発振器５０および駆動モータ２４の適正な駆動、並びに第１および第２弁装置６１１，６２１の適正な弁操作によって高周波解凍装置１０を具体的に運転制御するものである。
【００８２】
かかる制御信号出力部７１２は、運転条件設定部７１１からの指令信号に基づき冷凍食材Ｒの種類や立体寸法に応じた適正な出力で高周波を発信させる制御信号を高周波発振器５０へ向けて出力するとともに、冷凍食材Ｒの種類や立体寸法に応じた所定の時間ピッチで搬送ベルト２３を間欠的に周回させる制御信号を駆動モータ２４へ向けて出力するようになっている。
【００８３】
さらに制御信号出力部７１２は、第１弁装置６１１へ向け搬送ベルト２３の間欠的な周回に応じて開閉エアーシリンダ１７１の駆動により搬入出口１４，１５を開閉させるべき制御信号を出力するとともに、第２弁装置６２１へ向け搬送ベルト２３の間欠的な周回に応じて昇降エアーシリンダ４２１の駆動により上部電極３１を昇降させる制御信号を出力するようになっている。
【００８４】
かかる制御信号出力部７１２からの各種の制御信号の出力は、互いに連係した状態で行われるようになっている。従って、高周波解凍装置１０の運転が開始されると、まず、搬送ベルト２３が停止し、かつ、上部電極３１が上方位置に位置設定された状態で開閉エアーシリンダ１７１の駆動により搬入出口１４，１５が開放され、この状態で上流側の工程からの冷凍食材Ｒが搬送ベルト２３の上流端に幅方向に３個並置され、引き続き駆動モータ２４の駆動による搬送ベルト２３の１ピッチの周回で３個の冷凍食材Ｒは搬入口１４を介して第１解凍空間Ｖ１内に搬入され、ついで搬入出口１４，１５が閉止された状態で上部電極３１が昇降エアーシリンダ４２１の駆動で冷凍食材Ｒの寸法に応じて所定の高さレベルの下方位置に位置設定され、これによって３個の冷凍食材Ｒは、第１上部電極群３２の第１上部電極群用単位電極３０２と下部電極３５とに挟持された状態にある。
【００８５】
このとき、つぎの３個の冷凍食材Ｒが搬送ベルト２３の上流端に載置される。この状態で、第１発振器５１からの高周波が所定時間第１上部電極群３２に供給され、これによる高周波印加で最初の３個の冷凍食材Ｒに第１解凍空間Ｖ１での解凍処理が実行される。ついで、冷凍食材Ｒに対する所定時間の高周波印加が完了すると、搬入出口１４，１５が開放され、同時に上部電極３１が上方位置へ向けて上昇され、この状態での搬送ベルト２３の１ピッチの周回でつぎの３個の冷凍食材Ｒが第１解凍空間Ｖ１内に搬入され、引き続き上記と同様の操作が実行される。これにより新たな３個の冷凍食材Ｒに対する解凍処理が開始されるとともに、最初の３個の冷凍食材Ｒは、第１解凍空間Ｖ１内で１ピッチ分前進した位置で解凍処理が施されることになる。
【００８６】
このような操作が繰り返されることにより、搬送ベルト２３の間欠的な周回に応じて冷凍食材Ｒが順次３個ずつ装置本体１１の解凍空間Ｖ内に搬入されていくとともに、解凍空間Ｖに搬入された冷凍食材Ｒは、第１解凍空間Ｖ１で所定時間毎の３回の解凍処理が施され、所定時間毎の２回の養生処理が施された後、第２解凍空間Ｖ２において第２上部電極群用単位電極３０３からの高周波印加による所定時間毎の６回の解凍処理が施され、引き続き所定時間毎の２回の養生処理が施された後、第３解凍空間Ｖ３において第３上部電極群用単位電極３０４からの高周波印加による所定時間毎の１０回の解凍処理が施され、搬出口１５を介して外部に搬出されるようになっている。
【００８７】
以上詳述したように、本実施形態に係る高周波解凍装置１０は、平板状の対向電極間である上部電極３１および下部電極３５に挟持された状態の冷凍食材Ｒに対し対向電極を介して高周波発振器５０からの高周波を印加することにより誘電加熱で冷凍食材Ｒに解凍処理を施すものであり、順番に冷凍食材Ｒの解凍に供される複数組（上記の実施形態においては、第１上部電極群３２と下部電極３５、第２上部電極群３３と下部電極３５および第３上部電極群３４と下部電極３５との３組）の板状の対向電極を有し、最初に解凍に供される第１上部電極群３２の第１上部電極群用単位電極３０２は、その面積が冷凍食材Ｒの電極に対向した面の面積より小さく設定され、２番目に解凍に供される第２上部電極群３３の第２上部電極群用単位電極３０３は、第１上部電極群用単位電極３０２の面積より大きく設定され、３番目に解凍に供される第３上部電極群３４の第３上部電極群用単位電極３０４は、第２上部電極群用単位電極３０３の面積より大きく設定されている。
【００８８】
そして、かかる構成によれば、上部電極３１は、最上流側の第１上部電極群３２に使用される単位電極３０１（第１上部電極群用単位電極３０２）が冷凍食材Ｒの面積より小さく設定されていることにより、解凍処理の初期において冷凍食材Ｒの稜縁部は、高周波のエネルギーの透過が回避されるため、高周波加熱されることがなく、冷凍食材Ｒの内部のみを解凍することができる。従って、解凍処理の初期において冷凍食材Ｒの稜縁部が過加熱されて温度分布が不均一になり、これによって解凍不良になるという不都合を解消することができる。
【００８９】
そして、２組目以降の上部電極３１（第２上部電極群用単位電極３０３および第３上部電極群用単位電極３０４）については、その面積が先の電極の面積より順次大きくなるように設定されるため、対向電極間での高周波解凍処理の回を重ねる毎に冷凍食材Ｒの稜縁部が電極によって覆われる度合いが増していき、これによって順次高周波加熱され易くなっていく。
【００９０】
従って、採用する対向電極の組数および対向電極の対向面積の増加を状況に応じて適切に設定することにより、冷凍食材Ｒを解凍温度に大きなバラツキがない均一な状態で解凍することができる。
【００９１】
また、解凍に供される高周波のエネルギー量は、第１上部電極群３２から第２上部電極群３３を介し第３上部電極群３４に向けて順番に小さくなるように設定されているため、冷凍食材Ｒの温度の上昇に応じて冷凍食材Ｒに供給されるエネルギー量が解凍状態の進行に応じて小さくなっていき、これによって解凍処理の進行に伴って温度が急激に上昇するような不都合が回避されるばかりか、解凍処理の進行に応じて冷凍食材Ｒ内での伝熱作用が効果を発揮し、より均一な解凍処理を実現することができる。
【００９２】
また、上記の実施形態においては、駆動ローラ２１および従動ローラ２２間に張設されて周回することにより冷凍食材Ｒを搬送する搬送ベルト２３が設けられ、冷凍食材Ｒをこの搬送ベルト２３で搬送しながら当該冷凍食材Ｒに高周波を印加することにより解凍処理を施すようにしているため、冷凍食材Ｒに対する解凍処理を連続的に施すことが可能になり、冷凍食材Ｒに対する解凍処理を工業的規模で効率的に行うことができる。
【００９３】
そして、高周波発振器５０は、同一出力のものが複数（上記の実施形態おいては上流側から下流側に向かって第１〜第３発振器５１，５２，５３の３台）用いられ、下流側に向かうに従い第１〜第３発振器５１，５２，５３からの高周波が印加される単位電極３０１の面積を大きくしていく一方、その大きさに応じて１台の高周波発振器５０から印加される単位電極３０１の数を増加させているため、下流側にむかうに従い、１枚の単位電極３０１に印加されるエネルギー量が少なくなっていき、これによって対向面積が増加するに従って部分的な過加熱を防止するべく冷凍食材Ｒに与えるエネルギー量を少なくしていくという事項を同一出力の高周波発振器５０を複数台採用することで達成することができ、異なる出力のものを複数採用する場合に比較し、運転制御を含めた全体的な構成が簡単になるため、設備コストの低減化に貢献することができる。
【００９４】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００９５】
（１）上記の実施形態においては、高周波発振器５０として第１〜第３発振器５１，５２，５３の３台が採用されているが、本発明は、高周波発振器５０が３台であることに限定されるものではなく、状況に応じて３台未満であってもよいし、４台以上採用してもよい。
【００９６】
（２）上記の実施形態においては、上部電極３１は、第１〜第３上部電極群３２，３３，３４に３分割されているが、本発明は、上部電極３１が３分割されることに限定されるものではなく、２分割であってもよいし、４分割以上に分割してもよい。
【００９７】
（３）上記の実施形態においては、アース側の電極である下部電極３５が非常に大きく寸法設定されているが、本発明は、下部電極３５を大きく寸法設定することに限定されるものではなく、下部電極３５の方を冷凍食材Ｒより小さく寸法設定する一方、上部電極３１の方を冷凍食材Ｒより大きく寸法設定してもよいし、上部電極３１および下部電極３５の双方の大きさを冷凍食材Ｒより小さく寸法設定してもよい。
【００９８】
（４）上記の実施形態おいては、冷凍食材Ｒを搬送ベルト２３の周回によって搬送しながら高周波印加によって解凍処理を施すようにしているが、こうする代わりに例えばロボットアームの作動で冷凍食材Ｒを上部電極３１と下部電極３５との間に装填していくような方式を採用してもよい。
【００９９】
（５）上記の実施形態においては、冷凍食材Ｒは、搬送ベルト２３によって搬送されつつ、面積が順次大きくなるように設定された第１上部電極群用単位電極３０２、第２上部電極群用単位電極３０３および第３上部電極群用単位電極３０４からの高周波電力を順次印加されるようになされているが、こうする代わりに冷凍食材Ｒを下部電極３５に載置したまま移動させないようにし、この静止状態の冷凍食材Ｒに対して小さい上部電極から順番に大きい上部電極に取り換えていくような冷凍食材静止方式を採用してもよい。
【０１００】
図９は、冷凍食材静止方式の第１実施形態の高周波解凍装置１０′を示す斜視説明図であり、（イ）は、第１上部電極３１１のみが所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態、（ロ）は、第１上部電極３１１および第２上部電極３１２が所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態、（ハ）は、第１上部電極３１１、第２上部電極３１２および第３上部電極３１３が所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態をそれぞれ示している。
【０１０１】
図９に示すように、冷凍食材静止方式の第１実施形態の高周波解凍装置１０′にあっては、上部電極３１′として略楕円状を呈した第１上部電極３１１と、内周縁面がこの第１上部電極３１１の外周縁面に摺接状態で第１上部電極３１１に外嵌される環状を呈した第２上部電極３１２と、内周縁面がこの第２上部電極３１２の外周縁面に摺接状態で第２上部電極３１２に外嵌される環状を呈した第３上部電極３１３とを備えて構成されている。
【０１０２】
前記第３上部電極３１３の外周縁面の内側の面積は、冷凍食材Ｒの上面の面積より若干小さめに設定されている。
【０１０３】
また、これら第１〜第３上部電極３１１，３１２，３１３を昇降させるためのシリンダ装置４３が設けられている。このシリンダ装置４３は、第１上部電極３１１用の第１シリンダ装置４３１と、第２上部電極３１２用の第２シリンダ装置４３２と、第３上部電極３１３用の第３シリンダ装置４３３とからなっている。
【０１０４】
そして、冷凍食材Ｒに解凍処理を施すに際しては、まず、図９の（イ）に示すように、第１シリンダ装置４３１の駆動で第１上部電極３１１を下降させ、所定の間隔でこの第１上部電極３１１を冷凍食材Ｒの上面と対向させ、この状態での第１上部電極３１１を介した高周波印加で第１段階の解凍処理を施す。
【０１０５】
ついで、第１段階の解凍処理において所定の時間が経過すると、第２シリンダ装置４３２の駆動で第２上部電極３１２が降される。そうすると、図９の（ロ）に示すように、冷凍食材Ｒの上面は、所定の間隔を介して第１上部電極３１１および第２上部電極３１２に対向した状態になる。この状態で冷凍食材Ｒに第１〜第２上部電極３１１，３１２を介して冷凍食材Ｒに高周波を印加する第２段階の解凍処理が実行される。
【０１０６】
そして所定時間に亘る第２段階の解凍処理が完了すると、最後に、第３シリンダ装置４３３の駆動で第３上部電極３１３が下降させられ、これによって冷凍食材Ｒは、第１〜第３上部電極３１１，３１２，３１３に対向された状態になる。この状態で冷凍食材Ｒに対し第３段階の解凍処理である第１〜第３上部電極３１１，３１２，３１３を介した所定時間に亘る高周波印加が実行される。
【０１０７】
かかる構成の冷凍食材静止方式の第１実施形態に係る高周波解凍装置１０′によれば、下部電極３５に対する着脱を除いて冷凍食材Ｒを移動させる必要がないため、その分設備コストの低減化に貢献することができる。
【０１０８】
図１０は、冷凍食材静止方式の第２実施形態の高周波解凍装置１０″を示す斜視説明図であり、（イ）は、第１上部電極３１４のみが所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態、（ロ）は、第１上部電極３１４および第２上部電極３１５が所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態をそれぞれ示している。
【０１０９】
図９に示すように、第２実施形態の対向電極３０″における上部電極３１″は、折り畳み式のものが採用されている。かかる上部電極３１″は、図１０の（ロ）に示すように、矩形状を呈した第１上部電極３１４と、この第３上部電極群３４１の各辺部に折り畳み可能に付設された第２上部電極３１５とからなっている。
【０１１０】
前記第２上部電極３１５は、第１上部電極３１４の互いに対応した縁部にそれぞれ所定の蝶板部材を介して接続された一対の第１板片３１６と、第１上部電極３１４の残りの互いに対向した縁部にそれぞれ所定の蝶板部材を介して接続された一対の第２板片３１７と、これら各第２板片３１７の互いに対向した縁部に所定の蝶板部材を介してそれぞれ接続された各一対の第３板片３１８とを備えて構成されている。
【０１１１】
そして、第１〜第３板片３１６，３１７，３１８は、それぞれ折り畳まれた状態で、図１０の（イ）に示すように、互いに重なり合って第１上部電極３１４上に収納されるとともに、展開されることによって、図１０の（ロ）に示すように、第１上部電極３１４より一回り大きい平面視で矩形状の上部電極３１″が形成されるように寸法設定されている。
【０１１２】
かかる上部電極３１″の昇降操作は、第１上部電極３１４の中央部に装着されたシリンダ装置４４の駆動によって行われる。
【０１１３】
かかる構成の上部電極３１″によれば、第１段階の解凍処理において、第２上部電極３１５を折り畳むことにより、上部電極３１″の面積は、図１０の（イ）に示すように、第１上部電極３１４の面積と同一になっている。そして、第２段階の冷凍処理においては、第２上部電極３１５の第１〜第３板片３１６，３１７，３１８がそれぞれ展開されることにより、上部電極３１は、図１０の（ロ）に示すように、第１上部電極３１４より一回り大きくなっている。なお、第１〜第３板片３１６，３１７，３１８の展開操作および折り畳み操作は手作業で行われる。
【０１１４】
かかる構成の上部電極３１″によれば、構造が極めて単純であるため、さらに設備コストの低減化に貢献することができる。また、小規模な解凍処理に適している。
【０１１５】
因みに、冷凍食材静止方式のものも含めた状態で本発明に係る高周波解凍装置を定義すると、以下のようになる。
【０１１６】
所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍装置であって、前記被解凍食材を挟持して高周波電力を最初に印加する、少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を備えた第１の対向電極と、引き続き前記被解凍食材を挟持して高周波電力を印加する、少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極とを備えていることを特徴とする高周波解凍装置。
【実施例１】
【０１１７】
本発明に係る高周波解凍装置１０の効果を確認するために、冷凍食材Ｒとして冷凍牛肉のブロックを試料Ｒ１（図７）として採用し、この試料Ｒ１に対し３段階に分けた解凍処理の試験を実施した（実施例）。試料Ｒ１のサイズは、縦寸法５３０ｍｍ×横寸法３６０ｍｍ×厚み寸法１７０ｍｍであり、重量は略２５ｋｇであった。また、試料Ｒ１の温度を測定したところ、表層部（表面から深さ１０ｍｍのところ）は−１８．５℃〜−１９．５℃（平均略−１９．０℃）であり、中心部（表面から深さ８０ｍｍのところ）は−１９．０℃〜−２０．０℃（平均略−１９．５℃）であった。
【０１１８】
まず、第１段階の解凍処理においては、図７の（イ）に示すように、縦寸法３７０ｍｍ×横寸法２５０ｍｍの電極板３１ａを採用し、試料Ｒ１の平面寸法より大きい電極板３５ａの上に試料Ｒ１を載置した後に電極板３１ａを当該試料Ｒ１の中央部に被せ、出力を１００Ｗ／ｋｇ試料 に設定した高周波発振器５０からの高周波を１０分間印加した。試料Ｒ１に印加されたエネルギー量は１０００Ｗ分／ｋｇであった。
【０１１９】
ついで、第２段階の解凍処理においては、図７の（ロ）に示すように、第１段階のものより大きい縦寸法４２０ｍｍ×横寸法２８０ｍｍの電極板３１ｂを採用し、第１段階のものと同じ電極板３５ａの上に第１段階で誘電加熱された試料Ｒ１を載置した後に電極板３１ｂを当該試料Ｒ１の中央部に被せ、出力を８０Ｗ／ｋｇ試料 に設定した高周波発振器５０からの高周波を１２分間印加した。試料Ｒ１に印加されたエネルギー量は９６０Ｗ分／ｋｇであった。
【０１２０】
最後の第３段階の解凍処理においては、図７の（ハ）に示すように、第２段階のものよりさらに大きい縦寸法４８０ｍｍ×横寸法３２０ｍｍの電極板３１ｃを採用し、第１段階のものと同じ電極板３５ａの上に第２段階で誘電加熱された試料Ｒ１を載置した後に電極板３１ｃを当該試料Ｒ１の中央部に被せ、出力を６０Ｗ／ｋｇ試料 に設定した高周波発振器５０からの高周波を１０分間印加した。試料Ｒ１に印加されたエネルギー量は６００Ｗ分／ｋｇであった。
【０１２１】
この実施例の試験では、結局、３段階で試料Ｒ１の冷凍牛肉に対し２５６０Ｗ分／ｋｇのエネルギーが印加されたことになる。
【０１２２】
ついで、実施例と比較するための比較例として実施例と同一の条件で調製された試料Ｒ１を用いて３種類の比較試験を実施した。
【０１２３】
まず、比較例１においては、図８の（イ）に示すように、電極板３５ａの上に試料Ｒ１を載置してからその上面を試料Ｒ１より相当大きい縦寸法１０００ｍｍ×横寸法８００ｍｍに設定された電極板３１ｄで覆い、高周波発振器５０からの出力５０Ｗ／ｋｇの高周波をこの電極を介して試料Ｒ１に５０分間印加した。比較例１における試料Ｒ１に対するエネルギーの印加量は、２５００Ｗ分／ｋｇとなる。
【０１２４】
ついで、比較例２においては、図８の（ロ）に示すように、電極板３１ａとして縦寸法３７０ｍｍ×横寸法２５０ｍｍに設定された、試料Ｒ１より小さいもの（図７の（イ）に示すものと同一寸法のもの）を用い、比較例１と同一の試料Ｒ１に対し高周波発振器５０からの出力を８０Ｗ／ｋｇに設定した上で高周波を３０分間印加した。比較例２における試料Ｒ１に対するエネルギーの印加量は、２４００Ｗ分／ｋｇであった。
【０１２５】
最後の比較例３においては、図８の（ロ）に示す比較例２のものと同一サイズの電極板３１ａを用い、同一の試料Ｒ１に対して２段階の解凍処理を施した。まず、１段階目においては、出力１３０Ｗ／ｋｇで１０分間高周波の印加を施し、引き続き第２段階目において出力８０Ｗ／ｋｇで１２分間高周波の印加を行った。比較例３における試料Ｒ１に対するエネルギーの印加量は、２２６０Ｗ分／ｋｇであった。
【０１２６】
これら実施例および比較例における試験条件および試験結果は、表１に示すとおりである。また、試験結果としての試料Ｒ１の温度分布（解凍処理が終了した直後に測定した温度分布）は、図１１に示すとおりである。因みに、図１１は、解凍処理が完了した直後の試料Ｒ１の温度分布を数値で示す説明図であり、（イ）は、実施例の温度分布、（ロ）は、比較例１の温度分布、（ハ）は、比較例２の温度分布、（ニ）は、比較例３の温度分布をそれぞれ示している。因みに、（イ）〜（ニ）に添えられた添え字の「ａ」は、表層の温度分布を示し、添え字の「ｂ」は、上下方向の中央部の温度分布を示す。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
まず、表１に示すように、実施例および比較例において、同一の条件で調製された試料Ｒ１に対し、２２６０Ｗ分／ｋｇ〜２５６０Ｗ分／ｋｇの略同一量のエネルギーが投入され（因みに実施例では２５６０Ｗ分／kgと最大であり、均一加熱では不利な条件になっている）ている。そして、実施例においては、解凍処理が完了した時点での表層部分の平均温度は−３．６℃、バラツキ（１σ）は、０．５５℃であり、中央部分の平均温度は−４．２℃、バラツキ（１σ）は、表層部分と同一の０．５５℃と極めてバラツキの小さい均等な温度分布になっているのが判る。
【０１２９】
これに対し、比較例１では、表層部分の平均温度は−０．９℃、バラツキ（１σ）は７．８０℃であり、中央部分の平均温度は−０．１℃、バラツキ（１σ）は、１０．５２℃と極めてバラツキが大きい不均一な温度分布になっているとともに、試料Ｒ１の表層の稜縁部分の一部は５．５℃〜３１．８℃（図１１の（ロ）−「ａ」参照）、同中央部の一部は＋４３．７℃（図１１の（ロ）−「ｂ」参照）と極めて高温になっているが、これは電極板３１ｄが試料Ｒ１をはみ出す程に大きいものであったことから、試料Ｒ１の稜縁部にエネルギーが集中し、これによってこれらの部分が局部的に過加熱されたことによると考えられる。
【０１３０】
ついで、比較例２では、表層部分の平均温度は−４．５℃、バラツキ（１σ）は２．２７℃であり、中央部分の平均温度は−５．９℃、バラツキ（１σ）は、２．４８℃となっており、電極板を試料Ｒ１より小さくしたことから、表層の稜縁部の過加熱は抑えられ、むしろ中央部より低くなっているのが判る。これは、最後まで稜縁部へのエネルギーの投入が抑えられたためであると考えられる。
【０１３１】
そこで、比較例３では、高周波の印加を２段階に分け、第１段階で出力１３０Ｗ／ｋｇと、非常に多くのエネルギーを試料Ｒ１に投与し、これによって稜縁部の温度を上昇させることを図ったものである。表層部分の平均温度は−３．７℃、バラツキ（１σ）は３．５０℃であり、中央部分の平均温度は−６．２℃、バラツキ（１σ）は１．８６℃となっているが、第２段階の高周波印加においても電極のサイズが小さいままとされたことから、中央部が異常に高温になっている（図１１の（ニ）参照）。
【０１３２】
これに対し、実施例では、高周波の印加を３段階に分け、段階が進む毎に高周波発振器５０の出力を低くしていく一方、電極板のサイズを順次大きくなるようにしているため、試料Ｒ１に対する均一加熱を実現させた上で、試料Ｒ１の稜縁部の温度も適正な温度（図１１の（イ）−「ａ」参照）にし得ることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明に係る高周波解凍装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す高周波解凍装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す高周波解凍装置のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】第１〜第３上部電極群のそれぞれに使用される単位電極の平面視の寸法を説明するためにこれらを並記した平面図であり、（イ）は、第１上部電極群用単位電極を、（ロ）は、第２上部電極群用単位電極を、（ハ）は、第３上部電極群用単位電極をそれぞれ示している。なお、（ニ）は、比較のための参考図である。
【図５】高周波解凍装置の運転制御の一実施形態を説明するためのブロック図である。
【図６】操作盤の一実施形態を示す外面図である。
【図７】実施例における高周波印加による解凍処理を説明するための斜視説明図であり、（イ）は、第１段階の高周波印加処理、（ロ）は、第２段階の高周波印加処理、（ハ）は、第３段階の高周波印加処理をそれぞれ示している。
【図８】比較例における高周波印加による解凍処理を説明するための斜視説明図であり、（イ）は、比較例１の高周波印加処理、（ロ）は、比較例２および３の高周波印加処理をそれぞれ示している。
【図９】冷凍食材静止方式の第１実施形態の高周波解凍装置を示す斜視説明図であり、（イ）は、第１上部電極のみが所定の間隔で冷凍食材に対向された状態、（ロ）は、第１上部電極および第２上部電極が所定の間隔で冷凍食材に対向された状態、（ハ）は、第１上部電極、第２上部電極および第３上部電極が所定の間隔で冷凍食材に対向された状態をそれぞれ示している。
【図１０】冷凍食材静止方式の第２実施形態の高周波解凍装置を示す斜視説明図であり、（イ）は、第１上部電極のみが所定の間隔で冷凍食材に対向された状態、（ロ）は、第１上部電極および第２上部電極が所定の間隔で冷凍食材に対向された状態をそれぞれ示している。
【図１１】解凍処理が完了した直後の試料の温度分布を数値で示す説明図であり、（イ）は、実施例の温度分布、（ロ）は、比較例１の温度分布、（ハ）は、比較例２の温度分布、（ニ）は、比較例３の温度分布をそれぞれ示している。なお、（イ）〜（ニ）に添えられた添え字の「ａ」は、表層の温度分布を示し、添え字の「ｂ」は、上下方向の中央部の温度分布を示す。
【符号の説明】
【０１３４】
１０，１０′，１０″ 高周波解凍装置
１１ 装置本体 １１１ 天板
１１２ 後方壁 １１３ 前方壁
１１４ 棚板 １２ 支持フレーム
１３ 支柱 １４ 搬入口
１５ 搬出口 １６ 仕切り板
１７ 開閉手段 １７１ 開閉エアーシリンダ
１７２ ピストンロッド ２０ 搬送機構
２１ 駆動ローラ ２１１ 駆動ローラ軸
２２ 従動ローラ ２２１ 従動ローラ軸
２３ 搬送ベルト ２４ 駆動モータ
２４１ 駆動軸 ２４２ 駆動プーリ
２５ 駆動ベルト ３０対向電極
３０１ 単位電極 ３０２ 第１上部電極群用単位電極
３０３ 第２上部電極群用単位電極
３０４ 第３上部電極群用単位電極
３０５ 単位電極 ３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 上部電極
３１′ 上部電極 ３１１ 第１上部電極
３１２ 第２上部電極 ３１３ 第３上部電極
３１″ 上部電極 ３１４ 第１上部電極
３１５ 第２上部電極 ３１６ 第１板片
３１７ 第２板片 ３１８ 第３板片
３２ 第１上部電極群 ３３ 第２上部電極群
３４ 第３上部電極群 ３５，３５ａ 下部電極
４０ 昇降機構 ４１ 電極支持板
４２ シリンダ装置 ４２１ 昇降エアーシリンダ
４２２ ピストンロッド ４３ シリンダ装置
４３１ 第１シリンダ装置 ４３２ 第２シリンダ装置
４３３ 第３シリンダ装置 ４３４ シリンダ装置
５０ 高周波発振器（高周波供給部）
５１ 第１発振器 ５２ 第２発振器
５３ 第３発振器 ５４ 電源装置
６０ 圧搾空気源 ６１ エアー配管
６１１ 第１弁装置 ６２ エアー配管
６２１ 第２弁装置 ７０ 制御装置
７１ ＣＰＵ ７１１ 運転条件設定部
７１２ 制御信号出力部 ７２ ＲＯＭ
７２１ 食品種類テーブル ７３ ＲＡＭ
７３１ 累計個数記憶部 ７４ 個数センサ
７６ 操作盤 ７６１ 筐体
７６２ 電源スイッチ ７６３ ＬＣＤ
７６４ テンキー ７６５ 運転情報入力キー
７６５１ 食品種類キー ７６５２ 食品寸法キー
７６５３ 数量キー Ｒ 冷凍食材
Ｖ 解凍空間 Ｖ１ 第１解凍空間
Ｖ２ 第２解凍空間 Ｖ３ 第３解凍空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍加工処理された肉類や魚介類等の冷凍食材に対して高周波を印加することにより解凍処理を施す高周波解凍装置および解凍方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているような、冷凍食材に対して高周波を印加することにより解凍処理を施す高周波解凍装置が知られている。この高周波解凍装置は、一対の対向電極間に冷凍食材を挟持した状態で高周波発振器からの高周波電力が対向電極を介して冷凍食材に供給されるようになされており、対向電極によって挟持された冷凍食材は、高周波電力が供給されることによる誘電加熱によって解凍されるようになっている。
【特許文献１】特開平８−２６６２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載されているような高周波解凍装置にあっては、冷凍食材を一対の対向電極で確実に覆って、加熱対象物内に均一化された電界が生じるようにしたものが採用されている。しかしながら、このような対向電極の場合、媒体の境界、すなわち冷凍食材の稜縁部に高周波のエネルギーが集中する傾向にあるため、この部分の温度が他の部分より加熱され易くなり、これによって冷凍食材が均等に解凍されなくなるという問題点が存在する。
【０００４】
特に、冷凍食材が食肉である場合、脂身は誘電損失および導電率が高く高周波印加による誘電加熱の他にジュール熱も加わった状態で加熱されるため、かかる脂身が冷凍食肉の稜縁部に位置しているような場合には、解凍された食肉の稜縁部が煮えた状態になって商品価値を著しく低下させるという不都合が生じる。
【０００５】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであって、常に均一かつ適正に冷凍食材に対して解凍処理を施すことができる高周波解凍装置および解凍方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍装置において、前記解凍部は、前記冷凍食材を挟持する電極板のうち少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を有する第１の対向電極と、前記冷凍食材を挟持する電極板のうち少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極と、前記第１の対向電極を介して前記冷凍食材に高周波電力を供給した後に前記第２の対向電極を介して前記冷凍食材に高周波電力を供給する高周波供給部とを備えてなることを特徴とする高周波解凍装置である。
【０００７】
また、請求項４記載の発明は、所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍方法において、前記被解凍食材を、少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を有する第１の対向電極の間に挟持して高周波電力を印加し、引き続き少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極の間に挟持して高周波電力を印加することを特徴とする高周波解凍方法である。
【０００８】
請求項１および２記載の発明において「所要の厚みに加工された冷凍食材」とは、当該冷凍食品の製造工程においてある程度のバラツキが存在する状態で目標値としての所要の厚み寸法になるように加工された冷凍食材のことである。従って、その表面に多少の凹凸や隆起あるいは陥没が存在するようなものであっても、「所要の厚みに加工された冷凍食材」の範囲に含まれる。
【０００９】
請求項１および４記載の発明の構成によれば、解凍部に供給された冷凍食材は、第１の対向電極間に挟持された状態で高周波供給部からの高周波電力が供給されることによりまず第１段階の誘電加熱による解凍処理が施され、引き続き第２の対向電極に挟持された状態で高周波印加による第２段階の誘電加熱による解凍処理が施される。
【００１０】
加工された冷凍食材は、予め所定の寸法サイズの略直方体、乃至は円柱体状等の所要厚みを有する立体形状に形成されているものであり、かかる冷凍食材を挟持する第１の対向電極は、電極板のうち少なくとも一方の電極板が冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状に設定されているため、解凍処理の初期において冷凍食材の稜縁部は、高周波のエネルギーの集中が回避されて高周波加熱が他の部位に比して低いレベルで解凍処理される。従って、解凍処理の初期において冷凍食材の稜縁部が過加熱されて解凍状態が不均一になるという不都合が解消される。
【００１１】
ついで第２段階の解凍処理に供される第２の対向電極は、電極板のうち少なくとも一方の電極板が第１の対向電極の板面形状より大きな板面形状を備えているため、冷凍食材の稜縁部が対向電極によって略乃至は確実に覆われ、これによって第１の対向電極で十分に解凍されなかった冷凍食材の稜縁部が高周波エネルギーの集中も加わって他の部位より加熱され易くなる。従って、冷凍食材は、高周波加熱による解凍処理が完了した状態で解凍温度に大きなバラツキがない状態で均一に解凍される。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記高周波供給部は、前記第１および第２の対向電極への印加電力量が略同一に設定されていることを前記高周波供給部は、前記第１および第２の対向電極への供給電力量が略同一に設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
かかる構成によれば、冷凍食材は、第１および第２の対向電極により同一の高周波印加条件で誘電加熱が施され、均等な解凍処理が実現する。また、高周波供給源の制御乃至管理が簡単になる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記高周波供給部は、前記第２の対向電極への供給電力レベルが、第１の対向電極への供給電力レベルより低く設定されていることを特徴とするものである。
【００１５】
かかる構成によれば、第１の対向電極による解凍処理から第２の対向電極による解凍処理に移ることにより、解凍状態の進行に応じて冷凍食材に供給される電力のレベルが低くなっていくため、解凍処理の進行に伴う稜縁部の温度上昇が急激となるような不都合が回避されるばかりか、解凍処理の進行に応じた冷凍食材内での伝熱作用が効果を発揮し、より均一な解凍処理が実現する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１および４記載の発明によれば、第１の対向電極において冷凍食材の稜縁部が過加熱されて解凍状態が不均一になるという不都合を解消することができ、かつ、第２の対向電極において第１の対向電極で十分に解凍されなかった冷凍食材の稜縁部を効果的に加熱するので、結果として冷凍食材を解凍温度に大きなバラツキがない状態で均一に解凍することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、冷凍食材は、第１および第２の対向電極により同一の高周波印加条件で誘電加熱が施され、これによって均等な解凍処理が実現するようにした上で、高周波供給源の制御乃至管理を簡単なものにすることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、第１の対向電極による解凍処理から第２の対向電極による解凍処理に移ることにより、解凍状態の進行に応じて冷凍食材に供給される電力のレベルが低くなっていくため、解凍処理の進行に伴う稜縁部の温度上昇が急激となるような不都合が回避されるばかりか、解凍処理の進行に応じた冷凍食材内での伝熱作用が効果を発揮し、より均一な解凍処理を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明に係る高周波解凍装置の一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示す高周波解凍装置のＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図１に示す高周波解凍装置のＢ−Ｂ線断面図である。なお、これらの図において、Ｘ−Ｘ方向を幅方向（左右方向）、Ｙ−Ｙ方向を前後方向といい、特に−Ｘ方向を左方、＋Ｘ方向を右方、−Ｙ方向を前方、＋Ｙ方向を後方という。
【００２０】
図１に示すように、高周波解凍装置１０は、前後方向に長尺の箱形を呈した装置本体１１内に冷凍食材Ｒを当該装置本体１１の後端から前端に向けて搬送する搬送機構（搬送手段）２０と、この搬送機構２０によって搬送される冷凍食材Ｒに対して高周波を印加するべく上下で対向配置された対向電極３０と、これらの対向電極３０の内の上方に配設されたもの（後述の第１〜第３上部電極群３２，３３，３４）を昇降させる昇降機構４０と、前記装置本体１１の天板１１１上に配設された高周波発振器（高周波供給部）５０とを備えた基本構成を有している。
【００２１】
なお、本発明に係る解凍部は、前記搬送機構２０と、前記対向電極３０と、前記高周波発振器５０とを備えて構成されている。
【００２２】
前記装置本体１１は、その下部から下方へ向けて突設された幅方向一対の前後方向に延びる、前記搬送機構２０を支持するための支持フレーム１２を有している。各支持フレーム１２は、前後長が装置本体１１のそれより若干長めに設定され、それぞれ長手方向の全長に亘って等ピッチで下方へ向けて突設された複数本の支柱１３を有している。また、装置本体１１の後方壁１１２には下縁部から上方に向かって切り欠かれることによって形成された、冷凍食材Ｒを装置本体１１内へ搬入するための搬入口１４が設けられているとともに、装置本体１１の前方壁１１３には搬入口１４と同様に形成された冷凍食材Ｒを装置本体１１内から外部へ搬出するための搬出口１５が設けられている。
【００２３】
前記搬入口１４および搬出口１５には、昇降することによって開閉可能に構成された仕切り板１６と、当該仕切り板１６を昇降させて搬入出口１４，１５を開閉するための開閉手段１７とがそれぞれ設けられている。前記開閉手段１７は、後方壁１１２および前方壁１１３の上方位置に縦置きでそれぞれ付設された幅方向一対の開閉エアーシリンダ１７１と、各開閉エアーシリンダ１７１から下方に向けて進退可能に突設されたピストンロッド１７２とを備えている。そして、各ピストンロッド１７２の下端部は仕切り板１６に連結され、ピストンロッド１７２が開閉エアーシリンダ１７１に対して昇降することによって搬入出口１４，１５が開閉されるようになっている。
【００２４】
また、装置本体１１内には、適所にマイクロコンピュータからなる制御装置７０が設けられているとともに、装置本体１１内の外壁面の適所には、高周波解凍装置１０の運転条件を入力操作するための操作盤７６が設けられ、前記制御装置７０は、この操作盤７６から入力された操業情報に基づいて運転条件を設定し、この運転条件に応じた制御信号を関連機器に出力し、これによる関連機器の駆動によって高周波解凍装置１０が適正に操業されるようになっている。
【００２５】
前記搬送機構２０は、図２に示すように、前記一対の支持フレーム１２の前端位置間に架設された駆動ローラ軸２１１回りに同心で一体回転可能に軸支された駆動ローラ２１と、同後端位置間に架設された従動ローラ軸２２１回りに同心で回転自在に軸支された従動ローラ２２と、これら駆動ローラ２１および従動ローラ２２間に張設された搬送ベルト２３と、前記駆動ローラ２１の下方の棚板上に配設された、当該駆動ローラ２１に駆動力を伝達する駆動モータ２４と、この駆動モータ２４の駆動軸２４１に同心で一体回転可能に外嵌された駆動プーリ２４２および前記駆動ローラ２１間に張設される駆動ベルト２５とを備えて構成されている。そして、上流側工程から送り込まれた冷凍食材Ｒは、作業ロボット等の所定の受け渡し手段によって搬送ベルト２３の上流端（後端）上面に載置され、仕切り板１６の上昇により搬入口１４が開放された状態で、駆動モータ２４の駆動による搬送ベルト２３の周回で装置本体１１内へ搬入されるようになっている。
【００２６】
前記駆動モータ２４は、搬入出口１４，１５の開閉および対向電極３０の後述する第１〜第３上部電極群３２，３３，３４の昇降に同期して間欠的に駆動されるようになされている。具体的には、上流工程から供給された冷凍食材Ｒは、搬入出口１４，１５が開放され、かつ、第１〜第３上部電極群３２，３３，３４が上昇された状態で駆動モータ２４の駆動により装置本体１１内の解凍空間Ｖへ搬入されるとともに、すでに解凍処理が完了した冷凍食材Ｒが玉突き式に解凍空間Ｖから外部へ搬出されるようになっている。
【００２７】
そして、解凍空間Ｖ内に搬入された冷凍食材Ｒは、間欠的に駆動モータ２４が停止されたときのみ当該冷凍食材Ｒの上面から５ｍｍ〜１０ｍｍ離間した位置まで下降した上部電極３１を介して高周波発振器５０からの高周波が印加されて解凍処理が施されるようになっている。すなわち、冷凍食材Ｒは、解凍空間Ｖ内において、駆動モータ２４の間欠的な駆動によって間欠的に移動され、停止している間に高周波の印加処理が施されるようになされているのである。
【００２８】
因みに、下降した上部電極３１が冷凍食材Ｒの上面から所定距離だけ離間した状態とされるのは、冷凍食材Ｒの厚み寸法にはバラツキが存在するためである。すなわち、上部電極３１が冷凍食材Ｒの上面と当接するようにした場合、前記バラツキによって上部電極３１は冷凍食材Ｒの上面の一部にしか当接せず、これによって冷凍食材Ｒにおける上部電極３１と当接した部分のみにエネルギーが集中してその部分が過加熱されるという不都合が発生するのである。かかる不都合の発生を防止するべく、本発明においては、冷凍食材Ｒの厚み寸法のバラツキの範囲以上に上部電極３１を冷凍食材Ｒの上面から離間させているのである。なお、本実施形態においては、離間距離を５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲に設定しているが、本発明は、離間距離が５ｍｍ〜１０ｍｍであることに限定されるものではなく、状況に応じて適宜適切な離間距離が設定される。
【００２９】
前記対向電極３０は、搬送ベルト２３の往きベルトを挟んでその上部に設けられた高周波が印加される上部電極３１と、その下部に設けられた下部電極３５とを備えている。下部電極３５は、幅寸法が搬送ベルト２３の幅寸法と略同一に設定されているとともに、長さ寸法が搬送ベルト２３の長さ寸法（前後寸法）より若干短めに設定された前後方向に長尺の１枚物の電極板によって形成されているのに対し、前記上部電極３１は、上流側（後方側）から下流側に向けて順次形成された、それぞれ複数の単位電極３０１を有してなる第１上部電極群３２、第２上部電極群３３および第３上部電極群３４を備えて形成されている。
【００３０】
前記単位電極３０１は、平面視で矩形状を呈し、四隅がいずれも円弧状に形成され、これによって冷凍食材Ｒに単位電極３０１を介して高周波電力が印加された状態で当該単位電極３０１の四隅にエネルギーが集中してこの部分が部分的に過加熱されるのを防止するようになされている。因みに、単位電極３０１の隅部が角になっていた場合には、この角の部分にエネルギーが集中し、冷凍食材Ｒにおけるこの角部に対向した部分が過加熱されるのである。
【００３１】
前記第１上部電極群３２と前記下部電極３５とで本発明に係る第１の対向電極が形成されているとともに、前記第２上部電極群３３と前記下部電極３５とで本発明に係る第２の対向電極が形成されている。
【００３２】
そして、第１上部電極群３２と下部電極３５との間における搬送ベルト２３上に第１解凍空間Ｖ１が形成され、第２上部電極群３３と下部電極３５との間における搬送ベルト２３上に第２解凍空間Ｖ２が形成され、第３上部電極群３４と下部電極３５との間における下部電極３５上に第３解凍空間Ｖ３が形成されている。第１解凍空間Ｖ１と第２解凍空間Ｖ２との間、および第２解凍空間Ｖ２と第３解凍空間Ｖ３との間には、冷凍食材Ｒに対して高周波が印加されない養生空間が形成されている。
【００３３】
本実施形態においては搬送ベルト２３の往きベルト上面の空間（すなわち解凍空間Ｖ）が、図３に示すように、仮想の線（図３に二点鎖線で表示）によって幅方向に３等分されているとともに、前後方向に２３等分されている。前記第１上部電極群３２は、仮想線によって区切られた上流側の９個の升目に対応して９個の単位電極３０１が配設されることによって形成され、また、前記第２上部電極群３３は、第１上部電極群３２の下流側における２列で６個分の升目を除いてその直ぐ下流側の６列で１８個の単位電極３０１によって形成され、さらに、前記第３上部電極群３４は、第２上部電極群３３の下流側における２列で６個分の升目を除いてその直ぐ下流側の１０列で３０個の単位電極３０１によって形成されている。
【００３４】
そして、上流側の工程から順次送り込まれた冷凍食材Ｒは、１列３個が搬送ベルト２３の上流端に供給され、所定の時間ピッチで間欠的に周回する搬送ベルト２３によって解凍空間Ｖ内へ導入され、これと同期した上部電極３１の昇降によってまず第１上部電極群３２における単位電極３０１と下部電極３５との間に挟持された状態で高周波が印加される。１列３個の冷凍食材Ｒは、第１上部電極群３２において搬送ベルト２３の間欠周回により３回の高周波印加が施される。
【００３５】
ついで、第１上部電極群３２において所定の時間ピッチで３回の高周波印加処理が施された１列３個の冷凍食材Ｒは、２回分の時間ピッチによる養生処理（高周波が印加されずに冷凍食材Ｒ内部での熱伝導によって温度の均一化が図られる処理）が施された後、第２上部電極群３３において所定の時間ピッチで６回の高周波印加処理が施される。
【００３６】
ついで、第２上部電極群３３において所定の時間ピッチで６回の高周波印加処理が施された１列３個の冷凍食材Ｒは、前記同様の２回分の時間ピッチによる養生処理が施された後、第３上部電極群３４において所定の時間ピッチで１０回の高周波印加処理が施されて解凍処理が完了する。解凍処理が完了した冷凍食材Ｒは、１列３個ずつが解凍空間Ｖから外部へ搬出されることになる。
【００３７】
前記昇降機構４０は、上部電極３１を昇降動作させるものであり、下面に複数の単位電極３０１が装着される金属製の電極支持板４１と、この電極支持板４１を昇降させる複数のシリンダ装置４２とを備えて構成されている。前記電極支持板４１は、絶縁材料である硬質の合成樹脂材料によって矩形状に形成され、第１上部電極群３２用のものと第２上部電極群３３用のものと、第３上部電極群３４用のものとの３種類が採用されている。
【００３８】
第１上部電極群３２用の電極支持板４１は、３行３列に配設された９個の単位電極３０１を覆い得るように寸法設定されているとともに、第２上部電極群３３用の電極支持板４１は、３行６列に配設された１８個の単位電極３０１を覆い得るように寸法設定され、さらに第３上部電極群３４用の電極支持板４１は、３行１０列に配設された３０個の単位電極３０１を覆い得るように寸法設定されている。
【００３９】
前記シリンダ装置４２は、縦置きで設けられた昇降エアーシリンダ４２１と、この昇降エアーシリンダ４２１から下方に向けて進退可能の突設されたピストンロッド４２２とからなっている。前記昇降エアーシリンダ４２１は、装置本体１１内を上下で分けるように設けられた棚板１１４上に縦置きで固定され、ピストンロッド４２２がこの棚板１１４を貫通して下方へ向けて突設されている。そして、ピストンロッド４２２の下端部が電極支持板４１に接続されることにより、シリンダ装置４２の駆動によるピストンロッド４２２の昇降エアーシリンダ４２１に対する進退で電極支持板４１が下降したり上昇したりするようになっている。
【００４０】
かかるシリンダ装置４２は、本実施形態においては、第１上部電極群３２用のものとして４本が採用されているとともに、第２上部電極群３３用のものとして６本が採用され、さらに第３上部電極群３４用のものとして１０本が採用されている。
【００４１】
そして、冷凍食材Ｒに高周波を印加するに際しては、ピストンロッド４２２を下降させるべきシリンダ装置４２の駆動による電極支持板４１を介した上部電極３１の下降によって当該冷凍食材Ｒを上部電極３１（単位電極３０１）と、搬送ベルト２３を介して下部電極３５との間に位置させる一方、解凍空間Ｖ内で冷凍食材Ｒを搬送するに際しては、ピストンロッド４２２を上昇させるべきシリンダ装置４２の駆動による電極支持板４１を介した上部電極３１の上昇によって上部電極３１の冷凍食材Ｒからの離間距離を大きくするようになされている。因みに冷凍食材Ｒを移動させるときに上部電極３１を上昇させるのは、万が一冷凍食材Ｒが上部電極３１と干渉することを避けるためであるが、冷凍食材Ｒの寸法精度がよくてその上面に凹凸がほとんど存在しないような場合には、上部電極３１を昇降させずに予め設定された上部電極３１の所定の高さ位置を維持させるようにしてもよい。
【００４２】
このように構成された昇降機構４０の昇降エアーシリンダ４２１および上記開閉手段１７の開閉エアーシリンダ１７１に対し、駆動用の圧搾空気を供給するための圧縮ポンプや圧縮空気を貯留する圧力容器等を備えてなる圧搾空気源６０が高周波解凍装置１０の近傍に設けられている。この圧搾空気源６０からの圧搾空気は、第１エアー配管６１を通し、かつ、第１弁装置６１１を介して一対の開閉エアーシリンダ１７１へ供給されるとともに、第２エアー配管６２を通し、かつ、第２弁装置６２１介して全ての昇降エアーシリンダ４２１へ供給されるようになっている。
【００４３】
なお図面では、第１エアー配管６１および第２エアー配管６２を簡略化して示しているが、実際はシリンダ（開閉エアーシリンダ１７１および昇降エアーシリンダ４２１）の両端部に向かうように複数本が配管されているとともに、エアー抜きのための配管や各種の切換えバルブ類も設けられているが、これらは慣用技術であるため図示を省略している。これについては第２エアー配管６２についても同様である。
【００４４】
また、第１弁装置６１１および第２弁装置６２１についても、複数の制御弁が採用され、各制御弁が他の制御弁と連係しながら開閉動作を行うことによって仕切り板１６の開閉動作および上部電極３１の昇降動作が制御されるようになされているが、これらについても慣用技術であるため図示を省略している。
【００４５】
前記高周波発振器５０は、本実施形態においては、第１上部電極群３２用の第１発振器５１と、第２上部電極群３３用の第２発振器５２と、第３上部電極群３４用の第３発振器５３との３台が採用されている。本実施形態においては、第１〜第３発振器５１，５２，５３は同一仕様（すなわち同一出力）のものが採用されているが、本発明は、第１〜第３発振器５１，５２，５３が全て同一出力のものを採用することに限定されるものではなく、それぞれ異なる出力のものを採用してもよい。
【００４６】
これらの第１〜第３発振器５１，５２，５３へは、商用電源からの電力が所定の電源装置５４を介して供給されるようになっており、かかる電力が供給された第１発振器５１は、第１上部電極群３２の各単位電極３０１に対して高周波電圧を印加し、第２発振器５２は第２上部電極群３３の各単位電極３０１に対して高周波を印加し、第３発振器５３は第３上部電極群３４の単位電極３０１に対し高周波電圧を印加するようになされている。
【００４７】
従って、第１上部電極群３２には９個の単位電極３０１が存在するため、１台の高周波発振器５０の出力をＱｋＷとした場合、各単位電極３０１に供給される電力は、Ｑ／９ｋＷになる。これに対し第２上部電極群３３には１８個の単位電極３０１が存在するため、第２上部電極群３３において各単位電極３０１に供給される電力は、Ｑ／１８となる。また、最後の第３上部電極群３４には３０個の単位電極３０１が存在するため、第３上部電極群３４において各単位電極３０１に供給される電力は、Ｑ／３０になる。
【００４８】
このことは、第２上部電極群３３において１個の単位電極３０１に供給される電力量が第１上部電極群３２における同電力量の１／２（（Ｑ／１８）÷（Ｑ／９））であることを示し、第３上部電極群３４において１個の単位電極３０１に供給される電力量は、第１上部電極群３２における同電力量の略１／３（（Ｑ／３０）÷（Ｑ／９））であることを示す。
【００４９】
このようになされているのは、冷凍食材Ｒに対する高周波印加による解凍処理の進行に従って、冷凍食材Ｒが過加熱されることを防止し、これによって冷凍食材Ｒの内部の温度分布が不均一になることを防止するためである。
【００５０】
図４は、第１〜第３上部電極群３２，３３，３４のそれぞれに使用される単位電極３０１の平面視の寸法を説明するためにこれらを並記した平面図であり、（イ）は、第１上部電極群用単位電極３０２を、（ロ）は、第２上部電極群用単位電極３０３を、（ハ）は、第３上部電極群用単位電極３０４をそれぞれ示している。なお、（ニ）は、比較のための参考図である。また、（イ）〜（ニ）に添えられた添え字の「ａ」は、平面図であることを示し、同添え字の「ｂ」は、側面図であることを示している。
【００５１】
本発明においては、図４に示すように、第１上部電極群３２に採用されている単位電極３０１（第１上部電極群用単位電極３０２）（図４の（イ））は、３種類の単位電極３０１の内で平面視の大きさが最も小さく寸法設定され、第２上部電極群３３に採用されている単位電極３０１（第２上部電極群用単位電極３０３）（図４の（ロ））は、３種類の内で中間の大きさに寸法設定され、第３上部電極群３４に採用されている単位電極３０１（第３上部電極群用単位電極３０４）（図４の（ハ））は、３種類の内で最も小さく寸法設定されている。なお、図４の（ニ）には、参考のために、比較例として単位電極３０５が冷凍食材Ｒより大きい場合を示している。
【００５２】
本実施形態においては、縦（左右寸法）、横（前後寸法）、高さ（厚み寸法）の寸法が「５３０ｍｍ×３６０ｍｍ×１７０ｍｍ」のブロック状の冷凍食材Ｒを対象とし、第１上部電極群用単位電極３０２は、縦×横寸法が「３７０ｍｍ×２５０ｍｍ」に設定され、これによって第１上部電極群用単位電極３０２が冷凍食材Ｒの上面から所定距離離間して対向した状態で、図４の（イ）に示すように、ブロック状の冷凍食材Ｒの上部の稜縁部の非常に多くの量が第１上部電極群用単位電極３０２から外方に向けてはみ出した状態になっている。
【００５３】
これに対し、第２上部電極群用単位電極３０３は、縦×横寸法が「４２０ｍｍ×２８０ｍｍ」に設定され、これによって第２上部電極群用単位電極３０３が冷凍食材Ｒに対し上方から所定の間隔で対向した状態において、図４の（ロ）に示すように、ブロック状の冷凍食材Ｒの上部の稜縁部の第１上部電極群用単位電極３０２からのはみ出し量が第１上部電極群用単位電極３０２の場合より少なくなっている。
【００５４】
さらに、第３上部電極群用単位電極３０４においては、縦×横寸法が「４８０ｍｍ×３２０ｍｍ」に設定され、第３上部電極群用単位電極３０４が冷凍食材Ｒに対し上方から所定の間隔で対向した状態において、図４の（ハ）に示すように、ブロック状の冷凍食材Ｒの稜縁部のはみ出し量は、極めて少ないものになっている。
【００５５】
このようにされるのは、以下の理由による。すなわち、冷凍食材Ｒが第１上部電極群３２によって高周波解凍が施される解凍処理の初期においては、高周波発振器５０から大量のエネルギーを冷凍食材Ｒに供給して迅速に解凍処理を施すことが全体的な解凍処理の効率化を図る上で有効であるが、このようにすると、冷凍食材Ｒの稜縁部に、図４の（ニ）−「ｂ」に示すように、高周波のエネルギーが集中し、これによって冷凍食材Ｒの稜縁部が過加熱されてしまい、均一な温度分布で冷凍食材Ｒを解凍することができなくなる。
【００５６】
そして、冷凍食材Ｒが冷凍職肉の場合には、ブロック状の冷凍食肉の稜縁部に存在する誘電損失および導電率の高い脂身が誘電加熱およびジュール加熱され易く、この部分がいわゆる煮えた状態になってしまい、これによって解凍品の商品価値が大幅に低下してしまうという不都合が生じるのである。
【００５７】
これに対し本発明においては、単位電極３０１は、図３の（イ）〜（ハ）−「ａ」に示すように、冷凍食材Ｒに与えるエネルギー量が最も多い第１上部電極群用単位電極３０２の面積が最小に設定され、冷凍食材Ｒに与えるエネルギー量が２番目である第２上部電極群用単位電極３０３が第１上部電極群用単位電極３０２より若干大きめに設定され、冷凍食材Ｒに与えるエネルギー量が最も小さく設定された最後の第３上部電極群用単位電極３０４が最も大きく設定されている。
【００５８】
従って、冷凍食材Ｒが第１解凍空間Ｖ１に搬入され、下部電極３５を介して下部電極３５と第１上部電極群用単位電極３０２との間に挟持された状態においては、図４の（イ）−「ｂ」に示すように、第１上部電極群用単位電極３０２と下部電極３５との間に供給されるエネルギー（便宜的に点線で示している）は、冷凍食材Ｒの上部の稜縁部を大きく外れて流れるため、解凍初期ということで冷凍食材Ｒへ向けてたとえ多くのエネルギーが供給されても、冷凍食材Ｒの稜縁部が過加熱されることを確実に防止することができる。
【００５９】
因みに、上流側の工程から略−２０℃で受け渡された冷凍食材Ｒは、第１解凍空間Ｖ１において略−１０℃にまで昇温される。
【００６０】
ついで、第１解凍空間Ｖ１における解凍処理が完了し、第２解凍空間Ｖ２へ送り込まれた冷凍食材Ｒは、略−２０℃であったものが略−１０℃にまで昇温されているため、冷凍食材Ｒに対して与えられる単位時間当たりのエネルギー量は、第１解凍空間Ｖ１の場合の略１／２に減少され、緩やかに時間をかけた（第１解凍空間Ｖ１の場合の略２倍）解凍処理が冷凍食材Ｒに施される。
【００６１】
従って、第２解凍空間Ｖ２においては、冷凍食材Ｒは、第１解凍空間Ｖ１における第１上部電極群用単位電極３０２より若干平面寸法が大きい第２上部電極群用単位電極３０３によって高周波が印加されるが、冷凍食材Ｒの稜縁部へのエネルギーの集中は程度の高いものにはなっていないため、稜縁部の過加熱が抑えられるばかりか、むしろ第１解凍空間Ｖ１で加熱されていなかった状態が解消されて稜縁部に対しても解凍処理が実行される。
【００６２】
因みに、第１解凍空間Ｖ１から略−１０℃で受け渡された冷凍食材Ｒは、第２解凍空間Ｖ２において略−５℃にまで昇温される。
【００６３】
そして、第２解凍空間Ｖ２における解凍処理が完了し、第３解凍空間Ｖ３へ送り込まれた冷凍食材Ｒは、冷凍食材Ｒに対して与えられる単位時間当たりのエネルギー量が第１解凍空間Ｖ１の場合の略１／３に減少され、さらに緩やかに時間をかけた（第１解凍空間Ｖ１の場合の略３倍）解凍処理が冷凍食材Ｒに施される。
【００６４】
従って、第３解凍空間Ｖ３においては、冷凍食材Ｒは、第２解凍空間Ｖ２における第２上部電極群用単位電極３０３より相当平面寸法が大きい、冷凍食材Ｒのそれと略同等の第３上部電極群用単位電極３０４によって高周波が印加されるが、高周波のエネルギーが相当低くなっているため、以後は、冷凍食材Ｒに対する時間をかけた均一加熱が行われることになる。
【００６５】
因みに、第２解凍空間Ｖ２から略−５℃で受け渡された冷凍食材Ｒは、第３解凍空間Ｖ３において略−３℃にまで昇温され、この状態で解凍処理が終了する。
【００６６】
図５は、高周波解凍装置１０の運転制御の一実施形態を説明するためのブロック図である。高周波解凍装置１０の運転を制御するために、装置本体１１（図１）内の適所には、マイクロコンピュータからなる制御装置７０が設けられている。この制御装置７０は、図５に示すように、演算処理装置であるＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）７１と、このＣＰＵ７１に付設された記憶装置であるＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）７２およびＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）７３とを備えた基本構成を有している。
【００６７】
前記ＲＯＭ７２は、読み取り専用の記憶装置であり、制御装置７０を機能させるプログラムや不変データ等が記憶されている。これに対しＲＡＭ７３は、制御動作において用いられるデータを一時的に書き込んだり読み出したりする領域として使用されるものである。
【００６８】
前記ＣＰＵ７１は、前記操作盤７６から入力された操業情報に基づいて運転条件を設定する運転条件設定部７１１と、この運転条件設定部７１１からの指令信号に基づいて高周波発振器５０、駆動モータ２４並びに第１および第２弁装置６１１，６２１へ制御信号を出力する制御信号出力部７１２とを備えて構成されている。
【００６９】
図６は、操作盤７６の一実施形態を示す外面図である。図６に示すように、操作盤７６は、扁平な直方体状の筐体７６１の図５における右縁中央部に設けられた電源スイッチ７６２を有しているとともに、上部に表示手段としてのＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）７６３が設けられ、その直下位置に各種の数値データを入力するためのテンキー７６４が設けられている。さらに、テンキー７６４の直下位置には、各種の運転情報を入力するための運転情報入力キー７６５が設けられている。
【００７０】
前記電源スイッチ７６２を押釦することにより、制御装置７０が立ち上げられるとともに、当該制御装置７０の制御によって高周波解凍装置１０の必要個所（高周波発振器５０や駆動モータ２４等）に電源装置５４（図２）から所定の電力が供給されるようになっている。
【００７１】
前記ＬＣＤ７６３には、運転情報入力キー７６５やテンキー７６４からの入力情報が表示されるとともに、制御に関する運転条件設定部７１１からの出力情報等も表示されるようになっている。オペレータは、このＬＣＤ７６３を視認することによって、現に入力した情報をチェックしたり、高周波解凍装置１０の運転状況等を確認したりすることができる。
【００７２】
前記運転情報入力キー７６５は、少なくとも冷凍食材Ｒの種類を入力するための食品種類キー７６５１と、冷凍食材Ｒの立体寸法（縦寸法×横寸法×高さ寸法）を入力するための食品寸法キー７６５２と、冷凍食材Ｒの解凍処理数量を入力するための数量キー７６５３と、冷凍食材Ｒの重量を入力するための重量キー７６５４とが存在する。
【００７３】
そして、冷凍食材Ｒの種類を入力するに際しては、食品種類キー７６５１が押釦され、ＬＣＤ７６３に「冷凍食材の種類をテンキーから入力してください。」と表示された後、予めコード化された、食品の種類を示す数字を入力するようになされている。また、冷凍食材Ｒの立体寸法の入力については、食品寸法キー７６５２を押釦した後にテンキー７６４から縦、横、高さの数値を入力するようになされている。また、解凍処理を施すべき冷凍食材Ｒの数量については、数量キー７６５３を押釦し引き続きテンキー７６４から数量を入力するようになされている。さらに、冷凍食材Ｒの重量については、重量キー７６５４を押釦したあとテンキー７６４から重量を入力するようになされている。
【００７４】
なお、前記のようなテンキー７６４を利用した入力方向に加えて、解凍するべき食品の種類毎に品目キー（例えば、牛肉：Ａキー、豚肉：Ｂキー、鳥肉：Ｃキー）を設置し、いずれかの品目キーを押釦するだけで、その品目の寸法や重量などが自動的に入力されるようにしてもよい。このようにすることができるのは、冷凍食材Ｒは、その種類によって定格化された寸法や重量を備えているため、それらを予め後述する制御装置７０に記憶させておけば、一々寸法や重量などをテンキー７６４から入力する面倒さから解放され、高周波解凍装置１０の運転に係る作業性を向上させることができる。
【００７５】
かかる運転情報入力キー７６５からの入力操作をサポートするために、前記ＲＯＭ７２には、例えば冷凍食材Ｒの種類とコード番号との対応付けがなされた食品コード対応表が記憶されており、食品種類キー７６５１が横行されると、この対応表が呼び出されてＬＣＤ７６３に表示されるようになっている。従って、オペレータは、ＬＣＤ７６３に表示された食品コード対応表を参照しながらテンキー７６４からの入力操作を容易に行うことができる。
【００７６】
前記運転条件設定部７１１は、操作盤７６からの入力情報に基づいて高周波解凍装置１０の運転条件を設定するものであり、具体的には、食品種類キー７６５１およびテンキー７６４の押釦操作で冷凍食材Ｒの種類が入力されると、これに基づき高周波発振器５０の出力を設定するともに、食品寸法キー７６５２およびテンキー７６４の押釦操作で冷凍食材Ｒの立体寸法が入力されると、これに基づき上部電極３１の高さレベルを設定するようになされている。運転条件設定部７１１で設定された運転条件は、制御信号を出力させるための指令信号として制御信号出力部７１２へ向けて出力される。
【００７７】
そして、かかる運転条件設定部７１１による運転条件設定のために、ＲＯＭ７２には、冷凍食材Ｒの種類および冷凍食材Ｒの立体寸法と、高周波発振器５０からの高周波出力および間欠駆動する搬送ベルト２３の時間ピッチとを対応付けた食品種類テーブル７２１が記憶されている。運転条件設定部７１１は、運転情報入力キー７６５およびテンキー７６４からの入力情報を基に食品種類テーブル７２１を参照して高周波発振器５０の出力値および間欠駆動する搬送ベルト２３の時間ピッチを設定するようになっている。
【００７８】
これに対し、数量キー７６５３およびテンキー７６４からの入力情報（すなわち解凍処理を行うべき冷凍食材Ｒの設定数量）は、その種類の冷凍食材Ｒの処理が完了するまで一時的にＲＡＭ７３に記憶される。このＲＡＭ７３に記憶された設定数量を基に処理数量の管理が行われる。かかる数量管理を行うために、装置本体１１の下流端には、解凍処理が施された冷凍食材Ｒの個数を検出するための個数センサ７４が設けられているとともに、ＲＡＭ７３には累計個数記憶部７３１が設けられ、個数センサ７４が解凍処理の完了した冷凍食材Ｒを検出する度にその数量が累計個数記憶部７３１に記憶されている数量に加算されるようになっている。
【００７９】
そして、運転条件設定部７１１は、個数センサ７４が冷凍食材Ｒを検出する都度、累計個数記憶部７３１に累積された個数と、設定個数とを比較し、累積個数が設定個数に到達した時点で、解凍処理を停止させるべき指令信号を制御信号出力部７１２へ向けて出力するようになっている。
【００８０】
そして、運転条件設定部７１１が設定した運転条件は、ＬＣＤ７６３に表示出力されるようになっており、これによってオペレータは、設定された運転条件が正しいか否かを確認することができるようになっている。
【００８１】
前記制御信号出力部７１２は、運転条件設定部７１１からの指令信号に基づき高周波発振器５０、駆動モータ２４、第１弁装置６１１および第２弁装置６２１へ制御信号を出力し、これによる高周波発振器５０および駆動モータ２４の適正な駆動、並びに第１および第２弁装置６１１，６２１の適正な弁操作によって高周波解凍装置１０を具体的に運転制御するものである。
【００８２】
かかる制御信号出力部７１２は、運転条件設定部７１１からの指令信号に基づき冷凍食材Ｒの種類や立体寸法に応じた適正な出力で高周波を発信させる制御信号を高周波発振器５０へ向けて出力するとともに、冷凍食材Ｒの種類や立体寸法に応じた所定の時間ピッチで搬送ベルト２３を間欠的に周回させる制御信号を駆動モータ２４へ向けて出力するようになっている。
【００８３】
さらに制御信号出力部７１２は、第１弁装置６１１へ向け搬送ベルト２３の間欠的な周回に応じて開閉エアーシリンダ１７１の駆動により搬入出口１４，１５を開閉させるべき制御信号を出力するとともに、第２弁装置６２１へ向け搬送ベルト２３の間欠的な周回に応じて昇降エアーシリンダ４２１の駆動により上部電極３１を昇降させる制御信号を出力するようになっている。
【００８４】
かかる制御信号出力部７１２からの各種の制御信号の出力は、互いに連係した状態で行われるようになっている。従って、高周波解凍装置１０の運転が開始されると、まず、搬送ベルト２３が停止し、かつ、上部電極３１が上方位置に位置設定された状態で開閉エアーシリンダ１７１の駆動により搬入出口１４，１５が開放され、この状態で上流側の工程からの冷凍食材Ｒが搬送ベルト２３の上流端に幅方向に３個並置され、引き続き駆動モータ２４の駆動による搬送ベルト２３の１ピッチの周回で３個の冷凍食材Ｒは搬入口１４を介して第１解凍空間Ｖ１内に搬入され、ついで搬入出口１４，１５が閉止された状態で上部電極３１が昇降エアーシリンダ４２１の駆動で冷凍食材Ｒの寸法に応じて所定の高さレベルの下方位置に位置設定され、これによって３個の冷凍食材Ｒは、第１上部電極群３２の第１上部電極群用単位電極３０２と下部電極３５とに挟持された状態にある。
【００８５】
このとき、つぎの３個の冷凍食材Ｒが搬送ベルト２３の上流端に載置される。この状態で、第１発振器５１からの高周波が所定時間第１上部電極群３２に供給され、これによる高周波印加で最初の３個の冷凍食材Ｒに第１解凍空間Ｖ１での解凍処理が実行される。ついで、冷凍食材Ｒに対する所定時間の高周波印加が完了すると、搬入出口１４，１５が開放され、同時に上部電極３１が上方位置へ向けて上昇され、この状態での搬送ベルト２３の１ピッチの周回でつぎの３個の冷凍食材Ｒが第１解凍空間Ｖ１内に搬入され、引き続き上記と同様の操作が実行される。これにより新たな３個の冷凍食材Ｒに対する解凍処理が開始されるとともに、最初の３個の冷凍食材Ｒは、第１解凍空間Ｖ１内で１ピッチ分前進した位置で解凍処理が施されることになる。
【００８６】
このような操作が繰り返されることにより、搬送ベルト２３の間欠的な周回に応じて冷凍食材Ｒが順次３個ずつ装置本体１１の解凍空間Ｖ内に搬入されていくとともに、解凍空間Ｖに搬入された冷凍食材Ｒは、第１解凍空間Ｖ１で所定時間毎の３回の解凍処理が施され、所定時間毎の２回の養生処理が施された後、第２解凍空間Ｖ２において第２上部電極群用単位電極３０３からの高周波印加による所定時間毎の６回の解凍処理が施され、引き続き所定時間毎の２回の養生処理が施された後、第３解凍空間Ｖ３において第３上部電極群用単位電極３０４からの高周波印加による所定時間毎の１０回の解凍処理が施され、搬出口１５を介して外部に搬出されるようになっている。
【００８７】
以上詳述したように、本実施形態に係る高周波解凍装置１０は、平板状の対向電極間である上部電極３１および下部電極３５に挟持された状態の冷凍食材Ｒに対し対向電極を介して高周波発振器５０からの高周波を印加することにより誘電加熱で冷凍食材Ｒに解凍処理を施すものであり、順番に冷凍食材Ｒの解凍に供される複数組（上記の実施形態においては、第１上部電極群３２と下部電極３５、第２上部電極群３３と下部電極３５および第３上部電極群３４と下部電極３５との３組）の板状の対向電極を有し、最初に解凍に供される第１上部電極群３２の第１上部電極群用単位電極３０２は、その面積が冷凍食材Ｒの電極に対向した面の面積より小さく設定され、２番目に解凍に供される第２上部電極群３３の第２上部電極群用単位電極３０３は、第１上部電極群用単位電極３０２の面積より大きく設定され、３番目に解凍に供される第３上部電極群３４の第３上部電極群用単位電極３０４は、第２上部電極群用単位電極３０３の面積より大きく設定されている。
【００８８】
そして、かかる構成によれば、上部電極３１は、最上流側の第１上部電極群３２に使用される単位電極３０１（第１上部電極群用単位電極３０２）が冷凍食材Ｒの面積より小さく設定されていることにより、解凍処理の初期において冷凍食材Ｒの稜縁部は、高周波のエネルギーの透過が回避されるため、高周波加熱されることがなく、冷凍食材Ｒの内部のみを解凍することができる。従って、解凍処理の初期において冷凍食材Ｒの稜縁部が過加熱されて温度分布が不均一になり、これによって解凍不良になるという不都合を解消することができる。
【００８９】
そして、２組目以降の上部電極３１（第２上部電極群用単位電極３０３および第３上部電極群用単位電極３０４）については、その面積が先の電極の面積より順次大きくなるように設定されるため、対向電極間での高周波解凍処理の回を重ねる毎に冷凍食材Ｒの稜縁部が電極によって覆われる度合いが増していき、これによって順次高周波加熱され易くなっていく。
【００９０】
従って、採用する対向電極の組数および対向電極の対向面積の増加を状況に応じて適切に設定することにより、冷凍食材Ｒを解凍温度に大きなバラツキがない均一な状態で解凍することができる。
【００９１】
また、解凍に供される高周波のエネルギー量は、第１上部電極群３２から第２上部電極群３３を介し第３上部電極群３４に向けて順番に小さくなるように設定されているため、冷凍食材Ｒの温度の上昇に応じて冷凍食材Ｒに供給されるエネルギー量が解凍状態の進行に応じて小さくなっていき、これによって解凍処理の進行に伴って温度が急激に上昇するような不都合が回避されるばかりか、解凍処理の進行に応じて冷凍食材Ｒ内での伝熱作用が効果を発揮し、より均一な解凍処理を実現することができる。
【００９２】
また、上記の実施形態においては、駆動ローラ２１および従動ローラ２２間に張設されて周回することにより冷凍食材Ｒを搬送する搬送ベルト２３が設けられ、冷凍食材Ｒをこの搬送ベルト２３で搬送しながら当該冷凍食材Ｒに高周波を印加することにより解凍処理を施すようにしているため、冷凍食材Ｒに対する解凍処理を連続的に施すことが可能になり、冷凍食材Ｒに対する解凍処理を工業的規模で効率的に行うことができる。
【００９３】
そして、高周波発振器５０は、同一出力のものが複数（上記の実施形態おいては上流側から下流側に向かって第１〜第３発振器５１，５２，５３の３台）用いられ、下流側に向かうに従い第１〜第３発振器５１，５２，５３からの高周波が印加される単位電極３０１の面積を大きくしていく一方、その大きさに応じて１台の高周波発振器５０から印加される単位電極３０１の数を増加させているため、下流側にむかうに従い、１枚の単位電極３０１に印加されるエネルギー量が少なくなっていき、これによって対向面積が増加するに従って部分的な過加熱を防止するべく冷凍食材Ｒに与えるエネルギー量を少なくしていくという事項を同一出力の高周波発振器５０を複数台採用することで達成することができ、異なる出力のものを複数採用する場合に比較し、運転制御を含めた全体的な構成が簡単になるため、設備コストの低減化に貢献することができる。
【００９４】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００９５】
（１）上記の実施形態においては、高周波発振器５０として第１〜第３発振器５１，５２，５３の３台が採用されているが、本発明は、高周波発振器５０が３台であることに限定されるものではなく、状況に応じて３台未満であってもよいし、４台以上採用してもよい。
【００９６】
（２）上記の実施形態においては、上部電極３１は、第１〜第３上部電極群３２，３３，３４に３分割されているが、本発明は、上部電極３１が３分割されることに限定されるものではなく、２分割であってもよいし、４分割以上に分割してもよい。
【００９７】
（３）上記の実施形態においては、アース側の電極である下部電極３５が非常に大きく寸法設定されているが、本発明は、下部電極３５を大きく寸法設定することに限定されるものではなく、下部電極３５の方を冷凍食材Ｒより小さく寸法設定する一方、上部電極３１の方を冷凍食材Ｒより大きく寸法設定してもよいし、上部電極３１および下部電極３５の双方の大きさを冷凍食材Ｒより小さく寸法設定してもよい。
【００９８】
（４）上記の実施形態おいては、冷凍食材Ｒを搬送ベルト２３の周回によって搬送しながら高周波印加によって解凍処理を施すようにしているが、こうする代わりに例えばロボットアームの作動で冷凍食材Ｒを上部電極３１と下部電極３５との間に装填していくような方式を採用してもよい。
【００９９】
（５）上記の実施形態においては、冷凍食材Ｒは、搬送ベルト２３によって搬送されつつ、面積が順次大きくなるように設定された第１上部電極群用単位電極３０２、第２上部電極群用単位電極３０３および第３上部電極群用単位電極３０４からの高周波電力を順次印加されるようになされているが、こうする代わりに冷凍食材Ｒを下部電極３５に載置したまま移動させないようにし、この静止状態の冷凍食材Ｒに対して小さい上部電極から順番に大きい上部電極に取り換えていくような冷凍食材静止方式を採用してもよい。
【０１００】
図９は、冷凍食材静止方式の第１実施形態の高周波解凍装置１０′を示す斜視説明図であり、（イ）は、第１上部電極３１１のみが所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態、（ロ）は、第１上部電極３１１および第２上部電極３１２が所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態、（ハ）は、第１上部電極３１１、第２上部電極３１２および第３上部電極３１３が所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態をそれぞれ示している。
【０１０１】
図９に示すように、冷凍食材静止方式の第１実施形態の高周波解凍装置１０′にあっては、上部電極３１′として略楕円状を呈した第１上部電極３１１と、内周縁面がこの第１上部電極３１１の外周縁面に摺接状態で第１上部電極３１１に外嵌される環状を呈した第２上部電極３１２と、内周縁面がこの第２上部電極３１２の外周縁面に摺接状態で第２上部電極３１２に外嵌される環状を呈した第３上部電極３１３とを備えて構成されている。
【０１０２】
前記第３上部電極３１３の外周縁面の内側の面積は、冷凍食材Ｒの上面の面積より若干小さめに設定されている。
【０１０３】
また、これら第１〜第３上部電極３１１，３１２，３１３を昇降させるためのシリンダ装置４３が設けられている。このシリンダ装置４３は、第１上部電極３１１用の第１シリンダ装置４３１と、第２上部電極３１２用の第２シリンダ装置４３２と、第３上部電極３１３用の第３シリンダ装置４３３とからなっている。
【０１０４】
そして、冷凍食材Ｒに解凍処理を施すに際しては、まず、図９の（イ）に示すように、第１シリンダ装置４３１の駆動で第１上部電極３１１を下降させ、所定の間隔でこの第１上部電極３１１を冷凍食材Ｒの上面と対向させ、この状態での第１上部電極３１１を介した高周波印加で第１段階の解凍処理を施す。
【０１０５】
ついで、第１段階の解凍処理において所定の時間が経過すると、第２シリンダ装置４３２の駆動で第２上部電極３１２が降される。そうすると、図９の（ロ）に示すように、冷凍食材Ｒの上面は、所定の間隔を介して第１上部電極３１１および第２上部電極３１２に対向した状態になる。この状態で冷凍食材Ｒに第１〜第２上部電極３１１，３１２を介して冷凍食材Ｒに高周波を印加する第２段階の解凍処理が実行される。
【０１０６】
そして所定時間に亘る第２段階の解凍処理が完了すると、最後に、第３シリンダ装置４３３の駆動で第３上部電極３１３が下降させられ、これによって冷凍食材Ｒは、第１〜第３上部電極３１１，３１２，３１３に対向された状態になる。この状態で冷凍食材Ｒに対し第３段階の解凍処理である第１〜第３上部電極３１１，３１２，３１３を介した所定時間に亘る高周波印加が実行される。
【０１０７】
かかる構成の冷凍食材静止方式の第１実施形態に係る高周波解凍装置１０′によれば、下部電極３５に対する着脱を除いて冷凍食材Ｒを移動させる必要がないため、その分設備コストの低減化に貢献することができる。
【０１０８】
図１０は、冷凍食材静止方式の第２実施形態の高周波解凍装置１０″を示す斜視説明図であり、（イ）は、第１上部電極３１４のみが所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態、（ロ）は、第１上部電極３１４および第２上部電極３１５が所定の間隔で冷凍食材Ｒに対向された状態をそれぞれ示している。
【０１０９】
図９に示すように、第２実施形態の対向電極３０″における上部電極３１″は、折り畳み式のものが採用されている。かかる上部電極３１″は、図１０の（ロ）に示すように、矩形状を呈した第１上部電極３１４と、この第３上部電極群３４１の各辺部に折り畳み可能に付設された第２上部電極３１５とからなっている。
【０１１０】
前記第２上部電極３１５は、第１上部電極３１４の互いに対応した縁部にそれぞれ所定の蝶板部材を介して接続された一対の第１板片３１６と、第１上部電極３１４の残りの互いに対向した縁部にそれぞれ所定の蝶板部材を介して接続された一対の第２板片３１７と、これら各第２板片３１７の互いに対向した縁部に所定の蝶板部材を介してそれぞれ接続された各一対の第３板片３１８とを備えて構成されている。
【０１１１】
そして、第１〜第３板片３１６，３１７，３１８は、それぞれ折り畳まれた状態で、図１０の（イ）に示すように、互いに重なり合って第１上部電極３１４上に収納されるとともに、展開されることによって、図１０の（ロ）に示すように、第１上部電極３１４より一回り大きい平面視で矩形状の上部電極３１″が形成されるように寸法設定されている。
【０１１２】
かかる上部電極３１″の昇降操作は、第１上部電極３１４の中央部に装着されたシリンダ装置４４の駆動によって行われる。
【０１１３】
かかる構成の上部電極３１″によれば、第１段階の解凍処理において、第２上部電極３１５を折り畳むことにより、上部電極３１″の面積は、図１０の（イ）に示すように、第１上部電極３１４の面積と同一になっている。そして、第２段階の冷凍処理においては、第２上部電極３１５の第１〜第３板片３１６，３１７，３１８がそれぞれ展開されることにより、上部電極３１は、図１０の（ロ）に示すように、第１上部電極３１４より一回り大きくなっている。なお、第１〜第３板片３１６，３１７，３１８の展開操作および折り畳み操作は手作業で行われる。
【０１１４】
かかる構成の上部電極３１″によれば、構造が極めて単純であるため、さらに設備コストの低減化に貢献することができる。また、小規模な解凍処理に適している。
【０１１５】
因みに、冷凍食材静止方式のものも含めた状態で本発明に係る高周波解凍装置を定義すると、以下のようになる。
【０１１６】
所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍装置であって、前記被解凍食材を挟持して高周波電力を最初に印加する、少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を備えた第１の対向電極と、引き続き前記被解凍食材を挟持して高周波電力を印加する、少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極とを備えていることを特徴とする高周波解凍装置。
【実施例１】
【０１１７】
本発明に係る高周波解凍装置１０の効果を確認するために、冷凍食材Ｒとして冷凍牛肉のブロックを試料Ｒ１（図７）として採用し、この試料Ｒ１に対し３段階に分けた解凍処理の試験を実施した（実施例）。試料Ｒ１のサイズは、縦寸法５３０ｍｍ×横寸法３６０ｍｍ×厚み寸法１７０ｍｍであり、重量は略２５ｋｇであった。また、試料Ｒ１の温度を測定したところ、表層部（表面から深さ１０ｍｍのところ）は−１８．５℃〜−１９．５℃（平均略−１９．０℃）であり、中心部（表面から深さ８０ｍｍのところ）は−１９．０℃〜−２０．０℃（平均略−１９．５℃）であった。
【０１１８】
まず、第１段階の解凍処理においては、図７の（イ）に示すように、縦寸法３７０ｍｍ×横寸法２５０ｍｍの電極板３１ａを採用し、試料Ｒ１の平面寸法より大きい電極板３５ａの上に試料Ｒ１を載置した後に電極板３１ａを当該試料Ｒ１の中央部に被せ、出力を１００Ｗ／ｋｇ試料 に設定した高周波発振器５０からの高周波を１０分間印加した。試料Ｒ１に印加されたエネルギー量は１０００Ｗ分／ｋｇであった。
【０１１９】
ついで、第２段階の解凍処理においては、図７の（ロ）に示すように、第１段階のものより大きい縦寸法４２０ｍｍ×横寸法２８０ｍｍの電極板３１ｂを採用し、第１段階のものと同じ電極板３５ａの上に第１段階で誘電加熱された試料Ｒ１を載置した後に電極板３１ｂを当該試料Ｒ１の中央部に被せ、出力を８０Ｗ／ｋｇ試料 に設定した高周波発振器５０からの高周波を１２分間印加した。試料Ｒ１に印加されたエネルギー量は９６０Ｗ分／ｋｇであった。
【０１２０】
最後の第３段階の解凍処理においては、図７の（ハ）に示すように、第２段階のものよりさらに大きい縦寸法４８０ｍｍ×横寸法３２０ｍｍの電極板３１ｃを採用し、第１段階のものと同じ電極板３５ａの上に第２段階で誘電加熱された試料Ｒ１を載置した後に電極板３１ｃを当該試料Ｒ１の中央部に被せ、出力を６０Ｗ／ｋｇ試料 に設定した高周波発振器５０からの高周波を１０分間印加した。試料Ｒ１に印加されたエネルギー量は６００Ｗ分／ｋｇであった。
【０１２１】
この実施例の試験では、結局、３段階で試料Ｒ１の冷凍牛肉に対し２５６０Ｗ分／ｋｇのエネルギーが印加されたことになる。
【０１２２】
ついで、実施例と比較するための比較例として実施例と同一の条件で調製された試料Ｒ１を用いて３種類の比較試験を実施した。
【０１２３】
まず、比較例１においては、図８の（イ）に示すように、電極板３５ａの上に試料Ｒ１を載置してからその上面を試料Ｒ１より相当大きい縦寸法１０００ｍｍ×横寸法８００ｍｍに設定された電極板３１ｄで覆い、高周波発振器５０からの出力５０Ｗ／ｋｇの高周波をこの電極を介して試料Ｒ１に５０分間印加した。比較例１における試料Ｒ１に対するエネルギーの印加量は、２５００Ｗ分／ｋｇとなる。
【０１２４】
ついで、比較例２においては、図８の（ロ）に示すように、電極板３１ａとして縦寸法３７０ｍｍ×横寸法２５０ｍｍに設定された、試料Ｒ１より小さいもの（図７の（イ）に示すものと同一寸法のもの）を用い、比較例１と同一の試料Ｒ１に対し高周波発振器５０からの出力を８０Ｗ／ｋｇに設定した上で高周波を３０分間印加した。比較例２における試料Ｒ１に対するエネルギーの印加量は、２４００Ｗ分／ｋｇであった。
【０１２５】
最後の比較例３においては、図８の（ロ）に示す比較例２のものと同一サイズの電極板３１ａを用い、同一の試料Ｒ１に対して２段階の解凍処理を施した。まず、１段階目においては、出力１３０Ｗ／ｋｇで１０分間高周波の印加を施し、引き続き第２段階目において出力８０Ｗ／ｋｇで１２分間高周波の印加を行った。比較例３における試料Ｒ１に対するエネルギーの印加量は、２２６０Ｗ分／ｋｇであった。
【０１２６】
これら実施例および比較例における試験条件および試験結果は、表１に示すとおりである。また、試験結果としての試料Ｒ１の温度分布（解凍処理が終了した直後に測定した温度分布）は、図１１に示すとおりである。因みに、図１１は、解凍処理が完了した直後の試料Ｒ１の温度分布を数値で示す説明図であり、（イ）は、実施例の温度分布、（ロ）は、比較例１の温度分布、（ハ）は、比較例２の温度分布、（ニ）は、比較例３の温度分布をそれぞれ示している。因みに、（イ）〜（ニ）に添えられた添え字の「ａ」は、表層の温度分布を示し、添え字の「ｂ」は、上下方向の中央部の温度分布を示す。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
まず、表１に示すように、実施例および比較例において、同一の条件で調製された試料Ｒ１に対し、２２６０Ｗ分／ｋｇ〜２５６０Ｗ分／ｋｇの略同一量のエネルギーが投入され（因みに実施例では２５６０Ｗ分／kgと最大であり、均一加熱では不利な条件になっている）ている。そして、実施例においては、解凍処理が完了した時点での表層部分の平均温度は−３．６℃、バラツキ（１σ）は、０．５５℃であり、中央部分の平均温度は−４．２℃、バラツキ（１σ）は、表層部分と同一の０．５５℃と極めてバラツキの小さい均等な温度分布になっているのが判る。
【０１２９】
これに対し、比較例１では、表層部分の平均温度は−０．９℃、バラツキ（１σ）は７．８０℃であり、中央部分の平均温度は−０．１℃、バラツキ（１σ）は、１０．５２℃と極めてバラツキが大きい不均一な温度分布になっているとともに、試料Ｒ１の表層の稜縁部分の一部は５．５℃〜３１．８℃（図１１の（ロ）−「ａ」参照）、同中央部の一部は＋４３．７℃（図１１の（ロ）−「ｂ」参照）と極めて高温になっているが、これは電極板３１ｄが試料Ｒ１をはみ出す程に大きいものであったことから、試料Ｒ１の稜縁部にエネルギーが集中し、これによってこれらの部分が局部的に過加熱されたことによると考えられる。
【０１３０】
ついで、比較例２では、表層部分の平均温度は−４．５℃、バラツキ（１σ）は２．２７℃であり、中央部分の平均温度は−５．９℃、バラツキ（１σ）は、２．４８℃となっており、電極板を試料Ｒ１より小さくしたことから、表層の稜縁部の過加熱は抑えられ、むしろ中央部より低くなっているのが判る。これは、最後まで稜縁部へのエネルギーの投入が抑えられたためであると考えられる。
【０１３１】
そこで、比較例３では、高周波の印加を２段階に分け、第１段階で出力１３０Ｗ／ｋｇと、非常に多くのエネルギーを試料Ｒ１に投与し、これによって稜縁部の温度を上昇させることを図ったものである。表層部分の平均温度は−３．７℃、バラツキ（１σ）は３．５０℃であり、中央部分の平均温度は−６．２℃、バラツキ（１σ）は１．８６℃となっているが、第２段階の高周波印加においても電極のサイズが小さいままとされたことから、中央部が異常に高温になっている（図１１の（ニ）参照）。
【０１３２】
これに対し、実施例では、高周波の印加を３段階に分け、段階が進む毎に高周波発振器５０の出力を低くしていく一方、電極板のサイズを順次大きくなるようにしているため、試料Ｒ１に対する均一加熱を実現させた上で、試料Ｒ１の稜縁部の温度も適正な温度（図１１の（イ）−「ａ」参照）にし得ることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明に係る高周波解凍装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す高周波解凍装置のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す高周波解凍装置のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】第１〜第３上部電極群のそれぞれに使用される単位電極の平面視の寸法を説明するためにこれらを並記した平面図であり、（イ）は、第１上部電極群用単位電極を、（ロ）は、第２上部電極群用単位電極を、（ハ）は、第３上部電極群用単位電極をそれぞれ示している。なお、（ニ）は、比較のための参考図である。
【図５】高周波解凍装置の運転制御の一実施形態を説明するためのブロック図である。
【図６】操作盤の一実施形態を示す外面図である。
【図７】実施例における高周波印加による解凍処理を説明するための斜視説明図であり、（イ）は、第１段階の高周波印加処理、（ロ）は、第２段階の高周波印加処理、（ハ）は、第３段階の高周波印加処理をそれぞれ示している。
【図８】比較例における高周波印加による解凍処理を説明するための斜視説明図であり、（イ）は、比較例１の高周波印加処理、（ロ）は、比較例２および３の高周波印加処理をそれぞれ示している。
【図９】冷凍食材静止方式の第１実施形態の高周波解凍装置を示す斜視説明図であり、（イ）は、第１上部電極のみが所定の間隔で冷凍食材に対向された状態、（ロ）は、第１上部電極および第２上部電極が所定の間隔で冷凍食材に対向された状態、（ハ）は、第１上部電極、第２上部電極および第３上部電極が所定の間隔で冷凍食材に対向された状態をそれぞれ示している。
【図１０】冷凍食材静止方式の第２実施形態の高周波解凍装置を示す斜視説明図であり、（イ）は、第１上部電極のみが所定の間隔で冷凍食材に対向された状態、（ロ）は、第１上部電極および第２上部電極が所定の間隔で冷凍食材に対向された状態をそれぞれ示している。
【図１１】解凍処理が完了した直後の試料の温度分布を数値で示す説明図であり、（イ）は、実施例の温度分布、（ロ）は、比較例１の温度分布、（ハ）は、比較例２の温度分布、（ニ）は、比較例３の温度分布をそれぞれ示している。なお、（イ）〜（ニ）に添えられた添え字の「ａ」は、表層の温度分布を示し、添え字の「ｂ」は、上下方向の中央部の温度分布を示す。
【符号の説明】
【０１３４】
１０，１０′，１０″ 高周波解凍装置
１１ 装置本体 １１１ 天板
１１２ 後方壁 １１３ 前方壁
１１４ 棚板 １２ 支持フレーム
１３ 支柱 １４ 搬入口
１５ 搬出口 １６ 仕切り板
１７ 開閉手段 １７１ 開閉エアーシリンダ
１７２ ピストンロッド ２０ 搬送機構
２１ 駆動ローラ ２１１ 駆動ローラ軸
２２ 従動ローラ ２２１ 従動ローラ軸
２３ 搬送ベルト ２４ 駆動モータ
２４１ 駆動軸 ２４２ 駆動プーリ
２５ 駆動ベルト ３０対向電極
３０１ 単位電極 ３０２ 第１上部電極群用単位電極
３０３ 第２上部電極群用単位電極
３０４ 第３上部電極群用単位電極
３０５ 単位電極 ３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 上部電極
３１′ 上部電極 ３１１ 第１上部電極
３１２ 第２上部電極 ３１３ 第３上部電極
３１″ 上部電極 ３１４ 第１上部電極
３１５ 第２上部電極 ３１６ 第１板片
３１７ 第２板片 ３１８ 第３板片
３２ 第１上部電極群 ３３ 第２上部電極群
３４ 第３上部電極群 ３５，３５ａ 下部電極
４０ 昇降機構 ４１ 電極支持板
４２ シリンダ装置 ４２１ 昇降エアーシリンダ
４２２ ピストンロッド ４３ シリンダ装置
４３１ 第１シリンダ装置 ４３２ 第２シリンダ装置
４３３ 第３シリンダ装置 ４３４ シリンダ装置
５０ 高周波発振器（高周波供給部）
５１ 第１発振器 ５２ 第２発振器
５３ 第３発振器 ５４ 電源装置
６０ 圧搾空気源 ６１ エアー配管
６１１ 第１弁装置 ６２ エアー配管
６２１ 第２弁装置 ７０ 制御装置
７１ ＣＰＵ ７１１ 運転条件設定部
７１２ 制御信号出力部 ７２ ＲＯＭ
７２１ 食品種類テーブル ７３ ＲＡＭ
７３１ 累計個数記憶部 ７４ 個数センサ
７６ 操作盤 ７６１ 筐体
７６２ 電源スイッチ ７６３ ＬＣＤ
７６４ テンキー ７６５ 運転情報入力キー
７６５１ 食品種類キー ７６５２ 食品寸法キー
７６５３ 数量キー Ｒ 冷凍食材
Ｖ 解凍空間 Ｖ１ 第１解凍空間
Ｖ２ 第２解凍空間 Ｖ３ 第３解凍空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍装置において、
前記解凍部は、前記冷凍食材を挟持する電極板のうち少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を有する第１の対向電極と、前記冷凍食材を挟持する電極板のうち少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極と、前記第１の対向電極を介して前記冷凍食材に高周波電力を供給した後に前記第２の対向電極を介して前記冷凍食材に高周波電力を供給する高周波供給部とを備えてなることを特徴とする高周波解凍装置。
【請求項２】
前記高周波供給部は、前記第１および第２の対向電極への印加電力量が略同一に設定されていることを特徴とする請求項１記載の高周波解凍装置。
【請求項３】
前記高周波供給部は、前記第２の対向電極への印加電力レベルが、第１の対向電極への印加電力レベルより低く設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の高周波解凍装置。
【請求項４】
所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍方法において、
前記被解凍食材を、少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を有する第１の対向電極の間に挟持して高周波電力を印加し、引き続き少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極の間に挟持して高周波電力を印加することを特徴とする高周波解凍方法。
【請求項１】
所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍装置において、
前記解凍部は、前記冷凍食材を挟持する電極板のうち少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を有する第１の対向電極と、前記冷凍食材を挟持する電極板のうち少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極と、前記第１の対向電極を介して前記冷凍食材に高周波電力を供給した後に前記第２の対向電極を介して前記冷凍食材に高周波電力を供給する高周波供給部とを備えてなることを特徴とする高周波解凍装置。
【請求項２】
前記高周波供給部は、前記第１および第２の対向電極への印加電力量が略同一に設定されていることを特徴とする請求項１記載の高周波解凍装置。
【請求項３】
前記高周波供給部は、前記第２の対向電極への印加電力レベルが、第１の対向電極への印加電力レベルより低く設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の高周波解凍装置。
【請求項４】
所要の厚みに加工された冷凍食材に対し解凍部で高周波電力を印加して誘電加熱を行うことにより解凍処理を施す高周波解凍方法において、
前記被解凍食材を、少なくとも一方の電極板が前記冷凍食材の被挟持面の形状より小さい板面形状を有する第１の対向電極の間に挟持して高周波電力を印加し、引き続き少なくとも一方の電極板が前記小さい板面形状より大きな板面形状を有する第２の対向電極の間に挟持して高周波電力を印加することを特徴とする高周波解凍方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１６６９５２（Ｐ２００７−１６６９５２Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６７６３９（Ｐ２００５−３６７６３９）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（３９００２４３９４）山本ビニター株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（３９００２４３９４）山本ビニター株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
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