JP2006284122A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷凍室内での湿り空気の存在自体を低下させることにより、クーラーユニットに付着する霜の成長を抑えるようにした新規な冷凍装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、被処理物Ｗを冷凍室２１に連続的に送り込み凍結する冷凍装置１であって、冷凍室２１の前段に前処理室２２を設けるとともに、冷凍室２１の後段に後処理室２３を設け、この前処理室２２と後処理室２３との間を循環ダクト２５により連絡し、後処理室２３から冷凍室２１を経て前処理室２２、循環ダクト２５、更に後処理室２３へと、空気の循環が行えるように構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば冷凍食品を製造するための冷凍装置に関するものであって、特に装置稼働時に不可避なクーラーユニットにおけるフィンコイルへの霜着きを極力抑え、これによって霜着きに対処する霜取り作業の時間を減らし、高い稼働率を得るようにした冷凍装置に係るものである。

可食加工を施した食品を凍結させ、冷凍食品として流通させることが広く行われている。このための冷凍装置は、一般に冷凍庫内に冷凍室を区画し、ここに連続的に被処理物を送り込み、冷凍室内を通過する間に例えば−３０℃〜−１０℃程度の冷気に晒して凍結処理するものである。このような構成に起因して、被処理物を送り込むために連続運転しているコンベヤ入口や出口では、エアカーテン等を設けて外気等の遮断を行っているものの、冷凍室内には被処理物に伴って外気が流入することは避けられない。すなわち、被処理物を冷凍室内に搬入もしくは冷凍室から搬出する際に、外気中の水分や、被処理物そのものに含まれる水分等が、冷凍室内に入り込み、湿り空気の雰囲気として存在することが多く、その結果、冷凍室内のクーラーユニットに霜が成長付着し、冷凍能力を低下させることが多かった。

このようなことから例えば２４時間連続稼働の冷凍麺等の生産ライン等では通常一日三回、各回２時間ごとの霜取り作業が必要となり、その間、製造ラインの停止を余儀なくされていた。このような状況にあって、稼働率を向上させるための直接的な対策としては、霜取り作業を可能な限り少なくすることが考慮される。しかしながら、現状では霜取り作業の向上に視点がおかれた対策、例えば霜取り用のシャワーリングを効率的に行う等の対策が採られているにとどまっている。そして従来、外気流入による湿気の存在、あるいは被処理物自体の有する水分がもたらす湿気の存在は、甘受せざるを得ないものとして、これらを解決するための直接的な対応は、格別採られていなかった。

本発明は、このような背景を考慮してなされたものであって、そもそも冷凍室内での湿り空気の存在自体を低下させれば、クーラーユニットに付着する霜の成長自体を抑えることができるであろうとの知見に基づき、これを実現するための手法の開発を試みたものである。

すなわち請求項１記載の冷凍装置は、被処理物を冷凍室に連続的に送り込み凍結する装置において、前記冷凍室の前段に前処理室を設け、この前処理室と冷凍室後段側との間を循環ダクトにより連絡し、冷凍室後段から冷凍室を経て前処理室、循環ダクト、更に冷凍室後段へと、空気の循環が行えるように構成したことを特徴として成るものである。

また請求項２記載の冷凍装置は、前記請求項１記載の要件に加え、前記循環ダクトと連絡する冷凍室後段側は、冷凍室と独立した後処理室であることを特徴として成るものである。

更にまた請求項３記載の冷凍装置は、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記前処理室では、冷凍室から噴出される循環空気によって予冷を行い、被処理物の表面を急速に冷却するようにしたことを特徴として成るものである。

また請求項４記載の冷凍装置は、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、前記装置は、前処理室、循環ダクト、冷凍室後段のうちの一カ所または複数の場所において除湿装置を設けるようにしたことを特徴として成るものである。

また請求項５記載の冷凍装置は、前記請求項１、２、３または４記載の要件に加え、前記循環ダクトは、冷凍室内に設けられることを特徴として成るものである。

これら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
すなわち請求項１記載の発明によれば、冷気を冷凍装置内で積極的に循環させるようにしたため、被処理物を効率的に冷却できる。また前処理室には循環する空気（冷気）が冷凍室から絶えず流れ込んでくるため、結果的に外部からの流入空気が抑えられ、外気流入に起因する冷凍室内の湿り空気を減少させることができる。このため、冷凍室内での湿度を低下させることができ、クーラーユニットにおける霜の成長を抑えることができる。

また請求項２記載の発明によれば、後処理室を利用して更なる水分除去等の対応が採れる等、途が広がり、より実用性が高まる。

更にまた請求項３記載の発明によれば、前処理室では、冷凍室から送り込まれてくる循環空気によって被処理物を予冷するため、その後の実質的な冷凍段階での熱負荷及び冷却負荷を少なくすることができ、より効率的に冷却が行える。また、前処理室での予冷は、冷凍室に入った時点での被処理物からの水分発生を抑えることができ、結果的に冷凍室内の潜熱負荷を減少させることができる。このため、冷凍室内での湿度をより低下させることができ、クーラーユニットにおける霜の成長を、より抑えることができる。

また請求項４記載の発明によれば、前処理室、循環ダクト、冷凍室の後段などに除湿装置を設けるため、冷凍室内に作用させる循環空気としては常に水分を取り除いた乾燥状態の空気を作用させることができる。このため、より合理的な冷却が行えるとともに、クーラーユニットにおける霜の成長を、より一層、抑制することができる。

また請求項５記載の発明によれば、冷凍室内にダクトを通すので、より合理的な設計が採り得る。すなわち、ダクト内を通過中の循環空気を冷凍雰囲気に晒すことにより、循環空気の冷却を行いながら、ここから水分を除去することができる。

本発明の最良の形態は、以下の実施例に述べる通りである。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。図中符号１は本発明の冷凍装置であって、このものの主たる構成部材は、充分大きな容積を有する筐体状の冷凍庫体２と、その中に配設される被処理物Ｗの搬送を担うコンベヤ３と、冷凍庫体２内の冷却を担い庫内を凍結雰囲気にするクーラーユニット５とを具えて成るものである。以下、これら各構成部材について説明する。
まず冷凍庫体２について説明する。冷凍庫体２は、細長い直方体状を成すものであって、その内部に一例として冷凍室２１を三室区画する。また、この冷凍室２１の前側には、前処理室２２を設けるものである。なお本発明の冷凍装置１においては、被処理物Ｗの搬送を基準として前・後の定義を行うものとする。すなわち、被処理物Ｗの流れを感覚的に移送時間として捉え、流れの上流側を前段もしくは前方とし、被処理物Ｗの流れてゆく下流側を後方ないしは後段とするものである。なお、本実施例では、上記三室に区画された冷凍室２１を各々区別する場合、前段、中段、後段の冷凍室２１を各々２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと付して区別する。

そして、冷凍室２１の後方には、更に後処理室２３が設けられるものであって、この後処理室２３と、後段の冷凍室２１Ｃとの間には、一例として駆動機械室２４を区画形成している。また冷凍庫体２の天井側には循環ダクト２５を設けるものであり、この循環ダクト２５は、前方において前処理室２２に連絡（連通）し、後方において後処理室２３に連絡させている。これによって冷凍庫体２内には、概ね前処理室２２から循環ダクト２５を経て、後処理室２３に至り、ここから更に駆動機械室２４を経由し、各冷凍室２１Ｃ、２１Ｂ、２１Ａを経て前処理室２２へと順次向かう空気流としての冷気の循環経路が形成される。以下、このように循環する空気（冷気）を循環空気Ａとする。

また、前処理室２２、循環ダクト２５、冷凍室２１の後段（後処理室２３や駆動機械室２４）のうちの一カ所もしくは複数カ所に、除湿装置２６を設けるものである。更に循環ダクト２５の後方には循環ファン２７を設ける。
更に冷凍庫体２には、その前後に製品入口２８と製品出口２９とが形成される。これらは、被処理物Ｗをコンベヤ３に送り込み得る寸法高さに形成される部位であって、一例として幅広スリット状の開口として形成される。なお、これら製品入口２８及び製品出口２９とには、各々エアカーテン機構（図示省略）等を設けて、各出入口からの外気の流入を遮断するように図ることが好ましい。
また、冷凍庫体２の内部すなわち前処理室２２と冷凍室２１Ａとの境界部分、各冷凍室２１の境界部分、冷凍室２１Ｃと駆動機械室２４との境界部分、駆動機械室２４と後処理室２３との境界部分等にも、仕切壁２１１が設けられ、この仕切壁２１１にも、各々、製品通過口２１２が開口されている。

次に、このような冷凍庫体２内において被処理物Ｗの搬送を担うコンベヤ３について説明する。コンベヤ３は、前記冷凍庫体２の下方に、その長手方向に沿って付設され、前処理室２２から各冷凍室２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、更に後処理室２３に至るまで、その搬送経路が設定される。具体的には多数の小孔３ａが穿設されたスラットコンベヤ等により構成されるものであり、モータＭを主要部材とする駆動部ユニット３１により駆動されるとともに、前方にターンプーリ３２を配置して軌道設定が行われる。

ここで前処理室２２における循環空気Ａの流動形態について説明する。まず前処理室２２では、主に前段の冷凍室２１Ａからの循環空気Ａが、仕切壁２１１に形成された製品通過口２１２から前処理室２２に噴出し、コンベヤ３上に至る。この前処理室２２では、一例として図１に併せて示すように、コンベヤ３の両サイドにサクション用のファン３５が設けられており、これによりコンベヤ３上面の循環空気Ａは、小孔３ａを通してコンベヤ３の下側に吸い込まれる。そして、コンベヤ３の下側に至った循環空気Ａは、ファン３５によって前処理室２２のサイド部分を通って上方に送られ、ここから前記循環ダクト２５に吸い込まれる。

このように前処理室２２では循環ダクト２５に送られる流れがメインとなるが、本実施例では前処理室２２に除湿装置２６が設けられるため、ファン３５によって前処理室２２内のサイド部分を上昇した循環空気Ａは、一部もしくはその大部分が除湿装置２６に取り込まれ、水分除去が図られる。その後、除湿を受けた循環空気Ａは、同時に冷却も受けるため、前処理室２２内において下降流を形成する。
また前処理室２２では、製品入口２８が開口されるため、循環空気Ａの一部は、ここから外部に流出するものであり、これによって外気が冷凍庫体２に入り難い構造となっている。

次に、冷凍庫体２内を凍結雰囲気に冷却するクーラーユニット５について説明する。クーラーユニット５は、各冷凍室２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃに設けられるものであって、実質的に冷凍作用を担うフィンコイルユニット５１と、その周辺に配置された散水デフロスト５２とを具える。

本発明は、以上述べたような基本構造を有するものであり、以下のように作動させて被処理物Ｗの冷凍を行うとともに、冷凍室２１におけるクーラーユニット５（フィンコイルユニット５１）への霜の成長付着を抑制する運転がなされる。すなわち適宜のスイッチング操作により稼働に必要な諸機材の運転を開始する。これによって、まずコンベヤ３が駆動部ユニット３１により駆動され、走行を開始するとともに、クーラーユニット５における蒸発機たるフィンコイルユニット５１が冷却され、冷気を冷凍室２１内に供給する。因みに、この際の温度設定は、例えば冷凍室２１においては各室とも−３５℃程度に設定される。一方、前記循環ファン２７の運転により冷凍庫体２内においては、循環流（循環空気Ａ）が形成され、上記クーラーユニット５からの冷気が冷凍庫体２内に供給される。

すなわち循環ファン２７によって吸い込み、送り出された循環空気Ａは、循環ダクト２５が充分拘束された気道範囲であるから、その中を通って冷凍庫体２内を循環するものであって、この流れは、まず前処理室２２を開始点とすれば、前処理室２２から循環ダクト２５を経て後処理室２３、駆動機械室２４へと送り込まれ、そこから製品通過口２１２を通って各冷凍室２１Ｃ、２１Ｂ、２１Ａに至り、前処理室２２へと循環する。この際、循環空気Ａは、前処理室２２や後処理室２３あるいは循環ダクト２５内に設けられた除湿装置２６によって水分が除去される。従って、循環空気Ａとしては、乾燥状態となって循環が図られるものである。

このような状態でコンベヤ３には外部から前処理室２２に適宜の被処理物Ｗ、例えば可食調理済みの麺の玉が送り込まれ、前処理室２２から冷凍室２１に移送されて行く。このとき、まず前処理室２２において、冷凍室２１Ａ側から吹き出してくる循環空気Ａに触れて前処理室２２の段階で充分な予冷がなされる。すなわち循環空気Ａは冷凍室２１を通過してくる間に、充分に冷却されており、これが前処理室２２において被処理物Ｗを事前冷却つまり被処理物Ｗの表面を急激に冷却するものである。因みに、前処理室２２の全体の室温としては、一例として２℃程度に設定されるものである。一方、被処理物Ｗは前処理室２２に導入される前段の外部では、概ね１５℃前後の表面温度を有している。このような状態で前処理室２２において予備的な冷却を受けた被処理物Ｗは、コンベヤ３の走行に従い冷凍室２１Ａに送られる。なお、被処理物Ｗが三室の冷凍室２１Ａ〜２１Ｃを通過するのに要する時間は概ね１０分前後の時間である。

また、前処理室２２で被処理物Ｗを予冷した循環空気Ａは、この予冷作用とともに実質的に前処理室２２に対して冷凍室２１からのパージエア（漏れ出し空気）として作用するから、相対的に前処理室２２に対し製品入口２８から流入する外気を押さえ込むような作用も担う。すなわち製品入口２８においては、ここに設けられるエアカーテン機構とともに、循環空気Ａの押さえ込み作用によっても、外気の導入阻止を図るものである。そして、この循環空気Ａが前処理室２２に設けられた除湿装置２６により除湿されながら、更に循環ダクト２５内に吸い込まれ、その後、後処理室２３から駆動機械室２４を経て冷凍室２１Ｃに拡散的に入り込み、ここから更に冷凍室２１Ｂ、２１Ａに押し出されるような状態となって前処理室２２に戻るのである。このため各冷凍室２１についても、冷気が対流し、且つ被処理物Ｗから放出される水分が、循環空気Ａに取り込まれ、これが更に循環中、除湿装置２６によって取り除かれる。従って、従来、冷凍庫体２内で霜を形成していた水分は、積極的に外部（冷凍庫体２外）に排除されるようになり、冷凍室２１内の湿り雰囲気が極めて低減できるものである。
このように本発明では、循環空気Ａの外部への漏出（漏洩）を極力生じさせないようにし、冷凍室２１内において均衡状態を得るようにしている。

そして、このような運転により従来２４時間連続運転の冷凍麺の製造ラインにおいて一日三回、各回２時間の霜取り作業が一日一回程度の作業となり、約２０％の稼働率の向上が図られる。
なお循環ダクト２５を、冷凍室２１内に通すことにより、これによっても積極的な水分排除ができるものであるが、既存の設備等の改善を前提とした場合には循環ダクト２５を冷凍室２１の外部に配置する等の形態をとっても差し支えない。また循環ダクト２５を外部に設けた場合、循環空気Ａ中に含まれる水分が水滴となって生じる（取り除かれる）ため、例えば循環ダクト２５は、適宜の勾配を付けて形成し、循環空気Ａから凝縮した水分を積極的に捕集できるようにすることが望ましい。
また循環ダクト２５の冷凍庫体２の後段側の接続部位は、冷凍室２１の後段に至ることを前提とするものであるが、冷凍室２１の後段に至ることは、直接冷凍室２１の後段部分、つまりこの実施例で言えば、冷凍室２１Ｃの後部の仕切壁２１１に循環ダクト２５の後端を接続するようにしてもよいのである。

本発明の冷凍装置を示す斜視図である。 同上側面断面図である。

符号の説明

１ 冷凍装置
２ 冷凍庫体
３ コンベヤ
３ａ 小孔
５ クーラーユニット
２１ 冷凍室
２１Ａ 冷凍室（前段）
２１Ｂ 冷凍室（中段）
２１Ｃ 冷凍室（後段）
２１１ 仕切壁
２１２ 製品通過口
２２ 前処理室
２３ 後処理室
２４ 駆動機械室
２５ 循環ダクト
２６ 除湿装置
２７ 循環ファン
２８ 製品入口
２９ 製品出口
３１ 駆動部ユニット
３２ ターンプーリ
３５ ファン
５１ フィンコイルユニット
５２ 散水デフロスト
Ａ 循環空気
Ｍ モータ
Ｗ 被処理物

Claims (5)

1. 被処理物を冷凍室に連続的に送り込み凍結する装置において、前記冷凍室の前段に前処理室を設け、この前処理室と冷凍室後段側との間を循環ダクトにより連絡し、冷凍室後段から冷凍室を経て前処理室、循環ダクト、更に冷凍室後段へと、空気の循環が行えるように構成したことを特徴とする冷凍装置。
2. 前記循環ダクトと連絡する冷凍室後段側は、冷凍室と独立した後処理室であることを特徴とする請求項１記載の冷凍装置。
3. 前記前処理室では、冷凍室から噴出される循環空気によって予冷を行い、被処理物の表面を急速に冷却するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の冷凍装置。
4. 前記装置は、前処理室、循環ダクト、冷凍室後段のうちの一カ所または複数の場所において除湿装置を設けるようにしたこと特徴とする請求項１、２または３記載の冷凍装置。
5. 前記循環ダクトは、冷凍室内に設けられることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の冷凍装置。

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