(57)【要約】【課題】不定形状の食品等の被加熱体の局部加熱を防止できる誘導加熱装置を得る。また、電極間の負荷インピーダンスの変動を小さくでき、整合器の小型化、低コスト化および省エネルギー化を図ることができる。【解決手段】この発明に係る高周波誘電加熱装置は、対向した一対の高圧側電極４と、アース側電極５との間に載置される冷凍マグロ６を、高圧側電極４とアース側電極５とに電界を印加させて誘電加熱するものであって、冷凍マグロ６は、冷凍マグロ６の比誘電率と同等もしくは同等以上である比誘電率の介在体８、５０で覆われている。【選択図】        図１
2004349116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向した一対の電極間に載置される被加熱体を、前記電極間に電界を印加させて誘電加熱する誘電加熱装置において、
前記被加熱体は、被加熱体の比誘電率と同等もしくは同等以上である比誘電率の介在体で覆われている誘電加熱装置。
【請求項２】
被加熱体はマイクロ波が照射される電界空間に載置され、誘電加熱される誘電加熱装置において、
前記被加熱体は、被加熱体の比誘電率と同等もしくは同等以上である比誘電率の介在体で覆われている誘電加熱装置。
【請求項３】
一対の前記電極と、この電極間に電界を印加させる高周波電源とは、前記電極間の負荷インピーダンスと前記高周波電源の出力インピーダンスとを整合させる整合器にそれぞれ電気的に接続されている請求項１に記載の誘電加熱装置。
【請求項４】
前記介在体は、前記被加熱体の外表面に沿って変形可能である請求項１ないし請求項３の何れかに記載の誘電加熱装置。
【請求項５】
前記介在体は、空隙を含んでおり、この空隙の割合を調整することで前記比誘電率を調整するようになっている請求項１ないし請求項４の何れかに記載の誘電加熱装置。
【請求項６】
前記被加熱体と前記介在体との間には、前記比誘電率が前記被加熱体よりも高い高誘電性材料の粉末を前記被加熱体よりも比誘電率が高い高分子フィルムに分散させて構成された高誘電体シートが介在する請求項１ないし請求項５の何れかに記載の誘電加熱装置。
【請求項７】
前記高誘電体シートは、前記被加熱体の固体から液体の相変化に伴う比誘電率の増加に追従し、前記被加熱体の比誘電率と同程度の比誘電率が確保されるようになっている請求項６に記載の誘電加熱装置。
【請求項８】
前記被加熱体は、内部に複数個載置される請求項１ないし請求項７の何れかに記載の誘電加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば冷凍食品等の被加熱体を誘電加熱して解凍する誘電加熱装に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波誘電加熱装置は、０．３ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの周波数帯の電磁波を用いた誘電加熱装置であって、マイクロ波誘電加熱装置は３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚの周波数帯の電磁波を用いた誘電加熱装置である。
高周波誘電加熱装置は、マイクロ波加熱に比べて、波長が長く、内部浸透性が高く、厚みのある被加熱体を内外から加熱するのに優れた特徴がある。例えば、食品業界では冷凍マグロ６や冷凍肉などのブロックを解凍するのに用いられている。
非特許文献１によれば、冷凍食品である被加熱体を２枚の平行電極の間に置き、冷却器で低温雰囲気を調整しながら、高周波電源（１３ＭＨｚ）を駆動して、０℃付近まで解凍する旨が記載されている。
【０００３】
しかしながら、この高周波誘電加熱装置では、被加熱体である冷凍食品等と電極の間に空気層があるので、被加熱体の表面と電極の間に急激な電位差を生じているとともに、例えば不定形状の食品の場合、電極と食品の表面との間の空気層が不均一で、電極に接近した部分や角部に電磁波が集中してしまい、不均一な加熱、局部過熱が生じてしまうとともに、スパークが発生し食品表面を傷める虞があるという問題点があった。
【０００４】
上記問題点を改善する方法として、可撓性を有する導電体（金属メッシュまたは金属箔など）の被加熱体側を、可撓性低誘電体物質（ゴム、ウレタン、シリコンゴムまたは、これらの発砲体など）で覆い、一体に形成した可撓性電極で、被加熱体の上面を覆うものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、上記高周波誘電加熱装置では、例えば冷凍食品の材質が一定であれば負荷インピーダンスも一定であり、負荷によるインピーダンスの調整を必要としないが、実際には解凍する食品は、解凍中に材質等の変動により負荷インピーダンスも変動し、この負荷インピーダンスと高周波電源の出力インピーダンスとの整合の調整が必要である。そして、この整合を図るために、高周波電源と電極との間に整合器を介在させ、この整合器を構成する可変インダクタンスおよび可変コンデンサ（バリコン）を調整している（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
阿曽著「高周波解凍装置」冷凍第７０巻８０９号（１９９５年３月）、ｐ１３〜ｐ１８
【特許文献１】
実開昭５６−１２９２９３号公報
【特許文献２】
特開平１０−１３４９５３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１のものの場合、可撓性電極と被加熱体との間の空気層の割合を小さくすることができる効果があるものの、表１から分かるように、ゴム、ウレタン、シリコンゴムなどの比誘電率はたかだか３程度であり、例えば食品等の被加熱体の比誘電率（約１０以上）に比べると小さく、食品等の局部加熱に対して十分に防止できないという問題点があった。
【０００８】
【表１】
2004349116.tif 000003
【０００９】
また、上記特許文献２のものの場合、２枚の平行電極間の電気特性（抵抗、静電容量）は、被加熱体の材料や量、温度状態に合わせて大きく変動するため、可変インダクタンスやバリコンの調整範囲は広くて複雑になり、整合器が大型化するとともに高価となり、さらに整合器で消費されるエネルギー損失も大きくなってしまうという問題点もあった。
なお、上記特許文献１において用いられるゴム、ウレタン、シリコンゴム等は比誘電損失が比較的大きな材料であり、エネルギー損失の観点からも必ずしもよい選択とはいえない。
【００１０】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、不定形状の食品等の被加熱体の局部加熱を防止できる誘導加熱装置を得ることを目的とする。
【００１１】
また、電極間の負荷インピーダンスの変動を小さくでき、整合器の小型化、低コスト化および省エネルギー化を図ることができる誘導加熱装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る誘電加熱装置では、対向した一対の電極間に載置される被加熱体を、前記電極間に電界を印加させて誘電加熱する誘電加熱装置において、前記被加熱体は、被加熱体の比誘電率と同等もしくは同等以上である比誘電率の介在体で覆われている。
【００１３】
この発明に係る誘電加熱装置では、被加熱体はマイクロ波が照射される電界空間に載置され、誘電加熱される誘電加熱装置において、前記被加熱体は、被加熱体の比誘電率と同等もしくは同等以上である比誘電率の介在体で覆われている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態について説明するが、同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における高周波誘電加熱装置の構成図である。
この高周波誘導加熱装置は、高周波電源１と、この高周波電源１と接続された整合器２と、この整合器２と同軸ケーブル３、中心導体３ａを介して電気的に接続された高圧側電極４と、この高圧側電極４と対向しているとともにアース１１にスライド式導体１２を介して接続されたアース側電極５と、このアース側電極５を載置しているとともにアース側の電極５を搬送するローラ式ベルト１３と、高圧側電極４を上下動させる可変機１４とを備えている。
【００１５】
高圧側電極４とアース側電極５との間には、例えば被加熱体である冷凍マグロ６が載置される。この冷凍マグロ６は高分子フィルムからなるラップ７で包まれる。
冷凍マグロ６とアース側電極５との間には、変形自在な第１の介在体８が介在している。この第１の介在体８は、高誘電体である二酸化チタンからなり直径が２〜３ｍｍの複数個の小さな球体８ａがポリエチレンからなる袋８ｂに詰められて構成されている。
冷凍マグロ６と高圧側電極４との間には、変形自在な第２の介在体５０が介在している。この第２の介在体５０も、高誘電体である二酸化チタンからなり直径が２〜３ｍｍの複数個の小さな球体５０ａがポリエチレンからなる房袋５０ｂに詰められて構成されている。この小さな房袋５０ｂは、高圧側電極４から垂れ下がった複数個の房芯ロープ１０に多数房状に接続されている。
第１の介在体８および第２の介在体５０では、冷凍マグロ６の比誘電率と同程度になるように空隙率が調整されるようになっている。
【００１６】
上記構成の高周波誘電加熱装置では、先ず、被加熱体を第１の介在体８を介してアース側電極５上に載置する。この後、ローラ式ベルト１３の駆動によって冷凍マグロ６を第２の介在体５０の直下まで移動させる。このとき、アース側電極５はアース１１とスライド式導体１２ｄを介して接続された状態は保持されている。
次に、高圧側電極４を可変機１４で降下することで、周囲が第１の介在体８および第２の介在体５０で覆われた状態の冷凍マグロ６を高圧側電極４とアース側電極５との間に挟む。その後、高周波電源１の駆動により高圧側電極４とアース側電極５との間に高周波電力を供給し、冷凍マグロ６に高周波電界を印加して冷凍マグロ６を誘電加熱する。
なお、高周波電力の供給では、整合器２により高周波電源１の出力インピーダンスと負荷インピーダンスとの整合が図られている。
【００１７】
本願発明者は、上記の手順に従って短冊状の２２０ｇの冷凍マグロ６をラップ７で包んだ状態で高周波解凍試験を行い、そのときの温度分布を測定した。
なお、袋８ｂおよび房袋５０ｂ内に袋詰めされた二酸化チタンの空隙率は約５０％であり、この場合の平均比誘電率は約１０と予測される（著基木洋一「ファインセラミック」、技報堂（１９７８）ｐ７７５、参照）。
図２（ａ）は装置内の冷凍マグロ６の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその右側面図であり、各図において○印、点線の○は冷凍マグロ６の測定点を示す。
【００１８】
図３はそのときの温度分布の経時変化を示す図である。図４は比較例１として、冷凍マグロ６を高誘電体である第１の介在体８および第２の介在体５０で覆わない状態で高周波解凍した場合の温度分布の経時変化を示す図である。
【００１９】
高周波電源１は４１ＭＨｚ、最大５０Ｗ出力であり、全ての測定点イ〜トにおいて−２０℃の状態からスタートし、０℃以下の半解凍状態までは５０Ｗ出力で、その後は２０Ｗ出力に切り替え、さらに内部の測定点が０℃以上になった時点で１０Ｗ出力に切り替え、中心部ロも２℃以上に到達し、全ての測定点が２℃以上に到達した時点で解凍を終了した。
【００２０】
表２は図３と図４から解凍に要した時間と高周波加熱効率（＝マグロ解凍に要する熱量÷高周波電源出力）を比較した表である。
この表から、実施の形態１のものが比較例１のものと比較して解凍時間が短く、かつ高周波加熱効率も良いことが分かる。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
以上のようにこの実施の形態１によると、被加熱体である冷凍マグロ６が０℃以下の半解凍状態では、全体をほぼ均一に加熱でき、かつ解凍時間の短縮化も図れることが分かった。
また、肉眼観察によると、スパークによる冷凍マグロ６の損傷は発見されなかった。
さらに、解凍の進行に伴う電極４、５間の静電容量の変化は小さくなり、整合器２のバリコンの静電容量が回路全体に占める割合も小さくなり、電極４、５間以外で消費されるエネルギー損失も低減された。
【００２３】
なお、上記実施の形態１では、第１の介在体８および第２の介在体５０は、ポリエチレン袋８ｂおよび房袋５０ｂ内に高誘電体である小粒状の二酸化チタンを袋詰めしたものであったが、袋詰めした状態で被加熱体の形状に合わせて変形自在なものとして、中にペレット状、チップ状に加工した誘電体材料の集合体を袋詰めするようにしてもよい。
但し、空隙率によって平均比誘電率は変化するので、被加熱体の比誘電率と同程度またはそれ以上になるように空隙率を調整する必要がある。
【００２４】
例えば、上記表１から、キハダマグロの比誘電率は、冷凍状態（−１５℃）で約１０程度、半解凍状態（−５℃）で２０〜４０程度、解凍した状態では約５０〜６０程度に上昇するが、高誘電体材料として、ルチル型の二酸化チタン（比誘電率１２０）を用いた場合、平均比誘電率を１０以上にするには、空隙率５０％以下にしなければ期待する効果は得られない。
なお、高誘電率材料を低誘電率材料で薄めた場合の平均比誘電率は、「著基木洋一「ファインセラミック」、技報堂（１９７８）ｐ７７５参照」に示された式により得られる。
【００２５】
実施の形態２．
図５は実施の形態２における高周波誘電加熱装置の構成図である。
この実施の形態２では、冷凍マグロ６の周囲が介在体である高誘電体材料の粉末１７で覆われている。
本願発明者は、冷凍マグロ６の周囲を覆った高誘電体材料の粉末１７についての効果を比較するために、高誘電体材料の粉末１７を換えて、実施の形態１と同様の試験を行った。即ち、短冊状の冷凍マグロ２２０ｇを高周波（４１ＭＨｚ、最大５０Ｗ出力）で解凍する試験で、そのときの温度分布の経時変化を測定した。
【００２６】
この実施の形態では、解凍試験をする前に、まずポリプロピレン容器であるタッパ１９の中にラップ（商標名、旭化成製、ポリ塩化ビニリデン）７に包んだ被加熱体である冷凍マグロ６をその周囲が粉末１７で覆った状態で収めた。このとき、粉末１７の周囲は断熱発砲材１８で囲まれている。
【００２７】
比較的大きな比誘電率を示す高誘電体材料の粉末１７としては、二酸化チタン、チタン酸塩化合物（チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸マグネシウム等）、ジルコニア、ジルコン酸塩化合物、その他金属酸化物（アルミナ等）、その他酸化物系磁器、酸化炭化ケイ素、窒化ケイ素等と、これら混合物の固溶体、例えば、チタン酸塩とジルコン酸塩の固溶体（ＰＺＴ、ＰＺＬ）等である。
【００２８】
表３に各種高誘電体材料単体の誘電特性、およびその中からいくつかの材料についての実際の解凍試験結果について示す。
【００２９】
【表３】
2004349116.tif 000005
【００３０】
【表４】
2004349116.tif 000006
【００３１】
なお、これらの値は、「静電気学会、「静電気ハンドブック」、オーム社（１９９８年）ｐ５９５〜ｐ５９７」および「多機能フィルム膜編集委員会、「多機能フィルム・膜活用ノート」、工業調査会（１９９１年）ｐ７５〜ｐ８３」から抽出したものである。
表３において、比較例１は介在体である粉末１７が存在せず、冷凍マグロ６の周囲が空気層で覆われた状態の場合である。比較例２は冷凍マグロ６の周囲がシリコンゴムで覆われた状態の場合である。
【００３２】
冷凍マグロ６の比誘電率は約１０程度と予測されるが、表３から、粉末１７の平均比誘電率がこれと同等もしくは同等以上の比誘電率を有する材料（二酸化チタン、チタン酸塩（ストロンチウム、カルシウム、亜鉛、マグネシウム等）、ニオブ酸リチウム、ジルコニア）の場合には、比較例１、比較例２と比較して均一に加熱でき、また解凍時間も短縮できることが分かった。また、高周波加熱効率も改善されたことが分かった。
【００３３】
また、望ましい誘電特性として、温度条件で誘電特性変化が少ないこと、比誘電損失が小さいことが要求されるが、この場合には、例えば、二酸化チタンに、希土類元素（Ｌａ、Ｃｅ，Ｚｒ，Ｔｈ）酸化物およびＳｎ、Ｍｇ，Ｚｎの酸化物を添加して、温度係数を小さくしたものがよく知られており、これらのものを用いることで、解凍時間もより短縮でき、また高周波加熱効率もより改善される（（著基木洋一「ファインセラミック」、技報堂（１９７８）ｐ７８３参照）。
また、粉末１７は冷凍マグロ６の比誘電率と同程度であることが望ましいので、誘電率が著しく大きい材料（チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛、ＰＺＴなど）については、空隙率が大きくするようにすればよい。
【００３４】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３における高周波誘電加熱装置の電極４、５間の構成を示す説明図である。
この実施の形態では、被加熱体である蒲鉾２０が第１の介在体２１ａ、第２の介在体２１ｂで覆われている。
蒲鉾２０は、蒲鉾すりみ２０ａの下側に板２０ｂがついており、全体がラップ２０ｃで包装されている。
【００３５】
第１の介在体２１ａ、第２の介在体２１ｂは、実施の形態２に示した高誘電体材料の粉末１７を高温焼結させた定形体である。なお、エチルセルロースやアクリル粉で粉末を接着乾燥させて第１の介在体２１ａ、第２の介在体２１ｂを製造することもできる。
また、この実施の形態でも、実施の形態１および２と同様に、誘電特性として、温度条件で誘電特性変化が少ないこと、比誘電損失が小さいことが要求される。
【００３６】
また、例えば、二酸化チタンの場合、焼結温度（１４００℃）は高温となり、誘電正接が大きい組成になるため、焼結温度を下げる必要性があり、そのための溶剤としてアルカリ土金属や粘土が用いられる。また、二酸化チタンにＺｒＯ２を添加すると誘電正接が低下できる。また、温度係数を調整するための添加剤として、ＭｇＯ、ＢａＯ、チタン酸塩、Ｃａ−Ｔｉ酸塩、共融物ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、粘土等を用いればよい（著基木洋一「ファインセラミック」、技報堂（１９７８）ｐ７７６参照）。
【００３７】
上記の高周波誘電加熱装置では、複数個の蒲鉾２０をニ酸化チタンを主成分とする定形体である第１の介在体２１ａ、第２の介在体２１ｂで覆った状態で、高圧側電極４とアース側電極５との間に載置し、高周波電源１の駆動により高圧側電極４とアース側電極５との間に高周波電界を印加して蒲鉾２０を誘電加熱して、複数個の冷凍した蒲鉾を同時に解凍したところ、局部過熱することなく均一加熱による解凍がなされた。また、高周波加熱効率も改善された。
【００３８】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４における高周波誘電加熱装置の構成図である。
この実施の形態では、冷凍マグロ６の上面が高誘電体シート２４で覆われている。この高誘電体シート２４は高誘電性セラミックス（例えば、ＰＺＴ（ジルコン酸塩とチタン酸塩の固溶体、Ｃｌｅｖｉｔｅ社の商標名）の粉末を高誘電性の高分子フィルム（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ））に分散してポットプレスした複合体であって、比誘電率は約１００である（静電気学会、「静電気ハンドブック」、オーム社（１９９８）ｐ５９５〜ｐ５９７、参照）。
また、第２の介在体２５は、高誘電体材料を細かく無数に切断して糸状のものであり、高圧側電極４に垂れ下げられている。空隙率は約５０％であり、平均比誘電率は約１０と予測される。
【００３９】
また、第１の介在体８は、高誘電体率で低誘電損失のセラミック材料の受け皿２６に載置されている。アース側電極５は、絶縁体２８を介して回転モータ２７に接続されており、回転モータ２７の駆動によって回転し、電界分布のばらつきによって冷凍マグロ６である被加熱体に生じる加熱むらを低減している。外部導体容器３０と中心導体３ａとは絶縁体２９（ＰＴＦＥなど）により絶縁状態が確保されている。
他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４０】
本願発明者は、この実施の形態４における高周波誘電加熱装置について、実施の形態１の高周波誘電加熱装置と同様に２２０ｇの冷凍マグロ６をラップ７で包んだ状態で高周波解凍試験を行い、そのときの温度分布の経時変化を測定した。
その試験結果では、解凍時間がほぼ実施の形態１と同様な効果が得られた。
【００４１】
なお、表４に各種高分子フィルム材料（圧電性高分子）単体および高誘電体粉末材料を組み合わせた場合の誘電特性値を示す。
【００４２】
【表５】
2004349116.tif 000007
【００４３】
【表６】
2004349116.tif 000008
【００４４】
なお、これらの値は、「著基木洋一「ファインセラミック」、技報堂（１９７８年）」、「Ａ．Ｒ．Ｖｏｎ  Ｈｉｐｐｅｌ：”Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ”，ＭＩＴ  Ｐｒｅｓｓ（１９５４）」、「Ｄａｖｉｄ  Ｒ．Ｌｉｄｅ：”ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ”ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ（１９９６）」、「日本化学会、「化学便覧基礎編（改定４版）Ｉ」、丸善（１９９３）、ｐ−５５６〜ｐ５６７」および「角田誠、“高分子材料のマイクロ波誘電特性”、ＳＨＭ会誌、Ｖｏｌ９、Ｎｏ（１９９３）ｐ４３〜ｐ４４」から抽出したものである。
【００４５】
本願発明者は、そのうちのいくつかの組み合わせについて、高誘電体シート２４、第１の介在体８および第２の介在体２５を用いて、実施の形態１と同様に冷凍マグロ６の高周波解凍試験を行い、そのときの温度分布の経時変化を測定した。
【００４６】
高誘電体粉末材料としては、上記表３のうちでも特に比誘電率の高い材料が望ましい。その材料として、チタン酸ストロンチウム、チタン酸塩とジルコン酸塩の固溶体（ＰＺＴ、ＰＬＺＴ）、Ｂａ−Ｐｂのジルコン酸塩等がある。
高分子フィルム材料として、それ自体の比誘電率が（３〜１０程度、１ＭＨｚで）比較的高い圧電性高分子（フッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、酢酸セルロース、ナイロン、ポリウレタンなど）であってもよいし、それ自体の比誘電率が高くない高分子材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレンなどであってもよい。
例えば、本願発明者は、Ｂａ−Ｐｂのジルコン酸塩の粉末をビニロン（ポリ塩化ビニリデンアセテートの代表的商品名）に分散させた高誘電体シート２４と毛玉状の高誘電体を用いて、冷凍マグロ６の高周波解凍試験を行った結果、解凍時間の短縮と高周波加熱効率の改善が確認された。
【００４７】
さらに、チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛等の粉末材料のキューリ点（誘電率が著しく変化する温度）を０℃〜２０℃程度に設計し（例えば、著基木洋一「ファインセラミック」、技報堂（１９７８）ｐ８０４参照）、これを分散させて構成された高誘電体シート２４は、冷凍食品が固体から液体に相変化し比誘電率の増加に追従して、比誘電率が増加することになり、食品等対象物と同程度の比誘電率を保つことができる。
【００４８】
なお、図８に示すように、複数個の被加熱体を同時に誘導加熱するように、第１の介在体８上に複数個の被加熱体を載置するようにしてもよい。
【００４９】
また、図９に示すように、この第２の介在体２５の換わりに、実施の形態１の高周波誘電加熱装置の第２の介在体５０を用い、また複数個の被加熱体を同時に誘導加熱するようにしてもよい。
【００５０】
なお、上記実施の形態１〜４では、電極４、５は、最も一般的な平板電極であったが、勿論このものに限定されない。例えば、グリッド電極、ローラ電極、移動式電極等であってもよい（大森豊明、「電磁波と食品」、光琳（１９９３年）ｐ４６〜ｐ５３、参照）。
これらの電極を用いた場合でも、被加熱体を覆うように高誘電体物質を配置することによって、空気層の影響が小さくなり、局部過熱を抑えて、均一な加熱が実現できる。
【００５１】
また、上記実施の形態１〜４では、電極４、５間の負荷インピーダンスと高周波電源１の出力インピーダンスとを整合させる整合器２が用いられているが、電極４、５間の静電容量のうちで、食品等対象物以外の静電容量の割合が十分大きい場合には、整合器２のバリコン調整は不要であり、さらには整合器２自体を用いることなく、高周波誘電加熱をすることも可能である。
【００５２】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５におけるマイクロ波加熱装置の構成を示す説明図である。
この実施の形態における誘電加熱装置であるマイクロ波誘電加熱装置では、マグネトロン３３で発生したマイクロ波は導波管３４を通って、高電界空間３５内に照射されて、マイクロ波が乱反射して、冷凍マグロ６が加熱されるようになっている。
被加熱体である冷凍マグロ６の周囲は介在体である高誘電体材料の粉末１７で覆われている。
冷凍マグロ６が入ったタッパ１９は高誘電体の受け皿２６を介してターンテーブル３６に載置されている。ターンテーブル３６は、絶縁体２８を介して回転モータ２７に接続されている。このターンテーブル３６は、回転モータ２７の駆動により、冷凍マグロ６６に印加される電界のばらつきは低減される。
【００５３】
本願発明者は、このマイクロ波加熱装置において高誘電体の粉末１７の有無の効果を確認するために、冷凍マグロ６の解凍時間、マイクロ波加熱効率を測定した。
実際には、２２０ｇの冷凍マグロ６をマイクロ波１０Ｗ出力一定条件解凍して、解凍時間（中心部が−２０℃から２℃に到達するまでの時間）とマイクロ波加熱効率を測定した。
表５にその測定結果を示す。この表５から、被加熱体を高誘電体粉末１７で覆った場合のほうが、解凍時間が短縮し、またマイクロ波加熱効率（＝被加熱体に与えた熱量／マイクロ波電源出力）が改善したことが分かる。
【００５４】
【表７】
2004349116.tif 000009
【００５５】
以上のように、マイクロ波加熱においても、高電界空間内におかれた冷凍マグロ６を高誘電体の粉末１７で覆うことのよって、マイクロ波加熱効率が改善され、省エネ化が図られることが確認できた。
【００５６】
なお、上記実施の形態１ないし実施の形態５では、冷凍食品である冷凍マグロ６を誘電加熱して解凍した場合について説明したが、実施の形態１ないし実施の形態５で説明した誘電加熱手段を、例えば特開２００１−２４５６４５号公報に開示されている冷凍方法に適用できる。
即ち、食品等の冷凍対象物を前記誘電加熱手段で誘電加熱し、誘電加熱により冷凍対象物に吸収されるエネルギーよりも大きなエネルギーで冷却して、冷凍対象物を凍結させることによって、生鮮食品等を高鮮度に冷凍することができる。
【００５７】
また、上記実施の形態１ないし実施の形態５では、被加熱体として冷凍食品である冷凍マグロ６について説明したが、勿論このものに限定されない。例えば食品以外の医療関係の被加熱体として、臓器、細胞、薬品、人体、動物、植物等であってもよい。また、工業用途の被加熱体物として、木材、繊維品、樹脂成形品、陶磁器等であってもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る誘電加熱装置によれば、対向した一対の電極間に載置される被加熱体を、前記電極間に電界を印加させて誘電加熱する誘電加熱装置において、前記被加熱体は、被加熱体の比誘電率と同等もしくは同等以上である比誘電率の介在体で覆われているので、電極間の空気層の影響が低く抑えられ、例えば不定形上の食品等の被加熱体の局部過熱を防止でき、解凍時間も短縮できる。
また、電極間の負荷インピーダンスの変動を小さくでき、整合器の小型化、低コスト化および省エネルギー化を図ることができる。
【００５９】
また、この発明に係る誘電加熱装置によれば、被加熱体はマイクロ波が照射される電界空間に載置され、誘電加熱される誘電加熱装置において、前記被加熱体は、被加熱体の比誘電率と同等もしくは同等以上である比誘電率の介在体で覆われているので、電界空間の空気層の影響が低く抑えられ、不定形上の食品等の被加熱体の局部過熱を防止でき、解凍時間も短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による高周波誘電加熱装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１を検証する解凍試験で用いた冷凍マグロの形状と温度分布測定点を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に基づいて冷凍マグロを高誘電体で覆った状態で高周波解凍した場合の温度分布の経時変化を示す図である。
【図４】実施の形態１との比較例１として冷凍マグロを高誘電体で覆わない状態で高周波解凍した場合の温度分布の経時変化を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２による高周波誘電加熱装置の電極の構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３による高周波誘電加熱装置の電極の構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４による高周波誘電加熱装置の構成図である。
【図８】図７の高周波誘電加熱装置の別の例を示す要部構成図である。
【図９】図７の高周波誘電加熱装置の別の例を示す要部構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態５によるマイクロ波誘電加熱装置の構成図である。
【符号の説明】
１  高周波電源、２  整合器、４  高圧側電極、５  アース側電極、６  冷凍マグロ（被加熱体）、８  第１の介在体、１７  粉末（介在体）、２０  蒲鉾（被加熱体）、２１ａ  第１の介在体、２１ｂ  第２の介在体、２４  高誘電体シート、２５  第２の介在体、３５  高電界空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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