JP2696248B2 - 物品の熱処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は被熱処理物品を搬送手段で移送している断熱
トンネル内に冷気などの処理用空気を送気し循環して、
被熱処理物品を連続的に熱処理する熱処理装置に関し、
特に、断熱トンネルの高さ，長さを低減しながら熱処理
効率を高く維持して経済面の有利性を図ったものであ
る。

（従来の技術） 入口，出口を有する断熱トンネル内に、前記入口・出
口を連絡するベルトコンベヤ等の搬送手段を設け、前記
断熱トンネル内に冷気を循環的に供給することによって
ベルトコンベヤ上の被凍結製品を冷却させる凍結（熱処
理）装置は従来からあり、例えば特公昭60−55744号公
報によって公知である。

上記凍結装置は送風機と冷却器とを備えた冷風チャン
バーを断熱トンネルの外側に併設した構造であるので、
断熱トンネルはベルトコンベヤを収納するに必要な空間
があれば良いことから高さ、幅を小さく抑え得る利点が
あるが、反面、冷風チャンバーが突出しているので全体
装置としてはコンパクトに成し得なく、しかも冷風チャ
ンバーのダクト周囲を断熱処理しなければならなくて構
造が複雑となるのが問題であった。

（発明が解決しようとする課題） 上述する構造の装置とは別に送風機及び冷却器を備え
た冷風チャンバーを断熱トンネル内に付設した一体型の
凍結装置があり、例えば「1982年版食品流通機器ダイジ
ェスト（月刊食品定温流通臨時増刊、（株）流通システ
ム研究センター、昭和57年５月25日発行、）」における
1.5食品冷却装置のトンネル式コンベア、23頁にも開示
されているが、従来のこの種一体型装置は、ベルトコン
ベヤの上部に冷却器，送風機を配置してベルトの走行方
向と同方向又は逆方向にベルトコンベヤに風を流す方式
であるので以下述べる如き問題があった。

流れ作業の一部として凍結用のベルトコンベヤを使用
する場合には、ベルトコンベヤが立ち作業に適した所定
高さを保持しているのに加えて、その上に送風機，冷却
器を配置するために、トンネル高さが2.3〜3.0mと高く
なり、工場の見通しが利かないのと、トンネル上部に塵
埃が堆積した状態を見逃すことが多くて食品加工の例で
は殊に衛生上の問題があった。

また、ベルトで冷却する部分、すなわち、冷却通風部
の断熱壁側部に設けた点検扉から内部の清掃、洗浄をす
る必要があるので、前記冷却通風部は300〜500mmの高さ
となり、その結果、通風のための断面積が大きくなって
流通風量が増大の傾向にあり、送風機の容量が大きくな
る欠点があった。

さらに冷風チャンバーとベルトコンベアの走行上部と
の間で冷風循環ラインを形成させているので、被凍結品
に対する冷風の当たり方が概して平行流となり、しかも
被凍結品から離れて上方を流動するようになり、一方、
被凍結品の下面はベルトによって邪魔されることにな
り、綜合的に冷却効果が劣るのが問題であった。

このように一体型のものにも実用面での種々問題を有
している実状に鑑みて本発明はその改善をはかるべく成
されたものであって、前記冷風チャンバーを搬送手段の
往路側に対し下方部に設ける一方、冷風等の処理風を略
垂直交叉流と平行流との組み合わせになる変向流とな
し、もって装置のコンパクト化ならびに熱処理効率の向
上を果たさせようとすることを目的とする。

（課題を解決するための手段） しかして本発明は上記目的を達成するために、実施例
を示す図面を参照して明らかな如く、請求項１の発明
は、入口（９），出口（10）を両端部に有する断熱トン
ネル（１）内に、前記入口（９）と出口（10）とを連絡
するネットコンベヤ等の通風性の搬送手段（２）を設け
るとともに、この搬送手段（２）の往路側に対しその下
方部に断熱トンネル（１）内を上下に仕切る仕切板
（３）を並設せしめて、この仕切板（３）の前記入口
（９）及び前記出口（10）に近い個所に第１通風口（1
1）及び第２通風口（12）を開口せしめる一方、前記仕
切板（３）の下方の断熱トンネル（１）内に、冷却器等
の熱交換器（５）と送風機（６）とを内蔵し前記第１通
風口（11）、第２通風口（12）に連通する処理風チャン
バー（４）を形成せしめ、さらに、前記熱交換器（５）
を通った風を搬送手段（２）の往路側に略直角の上向き
に交叉流して往路側の上方で平行に流れた後、再び略直
角の下向きに交叉流して往路側の下方で平行に流れる変
向流を前記両通風口（11），（12）間に繰り返させるた
めの風案内板（7_A），（7_B）を、断熱トンネル（１）内
の頂壁及び前記仕切板（３）の上面に交互配列させて夫
々突設することにより物品の熱処理装置を構成したこと
を特徴とする。

次いで請求項２は上記装置を対向流方式としたもので
あり、請求項３は並行流方式としたものであり、さらに
請求項４の発明は熱交換器（５）と送風機（６）とが近
接して設けられ、それ等を挟んで前後の処理風チャンバ
ー（４）側壁に点検扉（８）が夫々付設されてなる構成
を請求項1,2又は３の発明に特定したものである。

（作用） 平行流と略直角交叉流との組み合わせになる送気流に
よって冷却等の熱処理を行わせる構成であるから、平行
流に比し約２倍の熱伝達率が得られる直角交叉流の利用
により、熱伝達性能を向上させ熱処理効率を高めること
ができる。

一方、立ち作業に適した高さの搬送手段（２）の下方
に処理風チャンバー（４）を設けたことによって断熱ト
ンネル（１）の全体高さを大幅に低くさせることができ
る。

例えば歩廊（床面よりの高さ400mm）上に立つ作業者
との関係から、搬送手段（２）の往路側の床面よりの高
さを1250mmに設定した場合断熱トンネル（１）の全高は
床面から1600mmに抑えることが可能である。

また、冷却と加熱の熱処理の違い、熱処理速度の製品
に及ぼす影響等から変向流を対向流に、また、並行流に
選択することによって仕上がりの良い製品を提供し得
る。

さらに搬送手段（２）の往路側に対して下方部の断熱
側壁に点検扉（８）を設けたことによって、点検扉
（８）の内側のサービスエリアを必要機器しか設けない
展開した空間部に形成することが可能で、しかも床面に
近い低所に位置するところから作業性の面で大幅に改善
されて清掃を確実かつ容易に行わせることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明装置の一実施例に係る冷気循環方式凍
結装置であり、入口（９）と出口（10）とを両端部に有
する断熱トンネル（１）内に、前記入口（９）と出口
（10）とを往路側によって連絡する搬送手段（２）を配
設している。

上記搬送手段（２）は通気性を有する搬送体が備えら
れてなる構造が要件であって、金属網からなるネットコ
ンベヤが好適であり、往路側は前述した通り立ち作業に
適合した高さで開口した入口（９）の下部面から出口
（10）の下部面に至って水平又は略水平に走行し得るよ
う配設し、一方、復路面は床面に配置した歩廊に対し僅
かに上方の個所に位置させて、断熱トンネル（１）壁部
の出口（10）下方及び入口（９）下方に夫々スリット状
に開口せしめたコンベヤ入口（13）及びコンベヤ出口
（14）に至って水平又は略水平に走行し得るよう配設し
ていて、全体として無端状をなし循環走行するよう設け
られる。

さらに断熱トンネル（１）内には、該トンネル（１）
内を上方室と下方室との２室に仕切らせるための仕切板
（３）を、ネットコンベヤ（２）の往路側に対し十数cm
程間隔を存せしめた下方部に横設させている。

上記仕切板（３）は、入口（９）及び出口（10）に近
い個所に第１通風口（11）及び第２通風口（12）を開口
せしめていて、両通風口（11），（12）を介し上方室と
下方室とを循環路的に連絡させている。

前記仕切板（３）で仕切らせた上方室はネットコンベ
ヤ（２）の往路側を囲繞する冷却室となり、一方、下方
室は処理風チャンバー（４）に形成させていて、該チャ
ンバー（４）内に熱交換器（５）としての凍結用の冷却
器（５）と、送風機（６）とを内蔵せしめている。

そして上方室内には断熱トンネル（１）の頂壁下面に
複数列の風案内板（7_A）を下向きに突設させる一方、仕
切板（３）の上面に複数列の風案内板（7_B）を上向きに
突設させている。

それ等風案内板（7_A），（7_B）は、空気流を略々直角
に転向させるための斜面を有する板からなっていて、ネ
ットコンベヤ（２）の走行方向を基準として、風案内板
（7_A）と風案内板（7_B）とは前後に位置が喰い違った交
互に配設されるものであり、この配置形態及び案内面形
状に関しては、以下述べる変向流を生ぜしめるに適した
態様をとらせることが要件である。

すなわち、図示例においては、処理風チャンバー
（４）からの冷風送出口となる第２通風口（12）から真
上に吹き上がった冷風をネットコンベヤ（２）のネット
ベルト通過後に第１番目に風案内板（7_A）によって水平
方向の平行に流れ方向を略直角に転じさせ、次いで第２
番目の風案内板（7_A）によって略直角に転じさせること
でネットベルトに対し直角或いは略直角に交叉流させ、
この風を仕切板（３）に当てて直角に流れを転じて水平
方向の平行流となし、次いで第１番目の風案内板（7_B）
によって流れ方向を直角に転じさせることでネットベル
トに対し直角或いは略直角に交叉流させる変向流を生ぜ
しめるものであって、この流れを２回又はそれ以上繰り
返させた後、最後の風案内板（7_A）によって冷風返戻口
となる第１通風口（11）に交叉流の状態を経、戻させ
て、かくしてネットベルト上に載置されてなる被熱処理
品（15）…に対し平行流と交叉流との組み合わせにより
冷風を当てるようになる。

なお、図示例はネットベルト（２）の走行方向に対し
て循環冷風は対向流となっているが、これに替えて並行
流とすることも可能であり、かかる流動方式の何れもが
本発明において必要に応じて選択されるものである。

以上述べた如き変向流を起生せしめる風案内板
（7_A），（7_B）としては図示例に限らなく、種々の変型
は勿論可能であることは言うまでもない。

かかる構造となした凍結装置は相互に近接して設けた
熱交換器（５）と送風機（６）とを挟んで前後の断熱ト
ンネル（１）側壁に点検扉（８）を夫々付設せしめてお
り、熱交換器（５）、送風機（６）及びネットベルトの
清掃を行う際に点検扉（８）を開いて、この開口をサー
ビス口として利用するようになっている。

以上説明した構成の凍結装置は前述した通り凍結運転
時の冷風流動状態は交叉流と平行流との組み合わせにな
るものであって各部における気流の態様は第２図に対応
個所の同じ符号で揃えて示したようになる。

一般にベルト上に被熱処理品（15），（15）を流す場
合にはベルト上に整列又はランダムに載せられるが、ベ
ルトの搭載面積に対する前記品（15）の接触面積は該品
の形状にもよって異なるが、普通50〜60％である。

で示した部分では、下方から2.5m/sの面風速で吹上
げると被熱処理品（以下物品と称す）（15）間の隙間を
通る風速は５〜6.3m/sとなり、物品（15）の直上は隙間
の風速によって２次的に渦流が生じ、物品（15）の上下
でともに垂直交叉流の熱伝達が行われる。

位置と位置は風案内板（7_A），（7_B）の取付ピッ
チと形状によって風の流れ方向は異なるが、概ね平行流
又は平行流と垂直交叉流との中間的な流れとなってそれ
に応じた熱伝達が得られる。

ベルトに対し並行流又は対向流の平行流で熱処理する
従来装置では、冷却器（５）から出た冷風が上方からベ
ルト上の物品（15）に吹付けた場合、物品（15）間の隙
間から多少ではあるがベルトを通過し下方部に流れるも
のがあるとしても、位置では、かかる状態は皆無であ
る。

そしてその他の部分は物品（15）に対し平行気流で
，位置の状態と変わらなく、従って全長を考えると
平行の気流となる。

この平行気流は一般に壁体部よりも中央部が高い風速
になり、物品（15）の上部は設計平均風速よりも少し遅
くなり、また、ベルト下部は実測では上部に比し約1/2
の風速となったように、風速が少なく全体として図示の
本発明方式に対して、冷却時間が長く、同じ処理量では
断熱トンネル長は長くなる傾向にある。

具体的な一例を挙げると、ベルト幅1,000mmのもので3
00kg/hの量の物品（15）を70℃から10℃まで冷却する場
合の熱的な必要風量を110m³/minとしたときを考える。

風案内板（7_A），（7_B）を取付けず平行気流（物品周
辺の風速υ_ａ＝5.5m/sのとき）の必要風量（Ｑ）は、 通風断面積Ａ＝1.2m幅×0.4m高＝0.48m² 風量Ｑ＝0.48m²×5.5m/s×60s/min ＝154m³/min となり、熱的必要風量110m³/minを大幅に上廻り、冷却
器（５）の通過風速を同一とした場合、1.4倍の高さに
なる。なお、0.4m高さとはベルト及びその周辺の洗浄の
際に最小限必要な高さである。

平行流の従来方式で熱的に必要な風量を流した場合の
断面通過風速υは、 となり、冷却速度に必要なυ_ａ＝5.5m/sは得られない。

その点、本願発明では、断面平均風速υ_ａは υ_ａ＝3.8m/sであって、 風案内板（7_A），（7_B）を取付けて、位置，にお
いて物品（15）に対し可及的に直角になるよう吹付け
て、熱伝達に必要なα値（表面熱伝達率）を確保するよ
うにしたものである。

すなわち、平行気流154m³/min、断面風速5.5m/s、表
面熱伝達率α＝33〜34Kcal/m²・ｈ・℃の従来方式に対
して、準垂直交叉気流110m³/min、断面換算風速3.8m/s
の本発明方式で表面熱伝達率α＝33〜34Kcal/m²・ｈ・
℃となり、風案内板の形状、取付ピッチにもよるが、ほ
ぼ従来方式と同等となる。

なお、断面風速3.8m/sの平行気流でα＝22〜23、垂直
交叉気流でα＝45であってその平均値が33〜34となるも
のである。

このように風量を154m³/minから110m³/minに減量し得
ることによって、次の効果が得られる。

送風動力は断面風速の２乗及び風量に比例することか
ら、、クーラ通過風速は変わらないとして110/154≒1/
1.4となり、エネルギー損失が軽減される。

クーラの高さも1/1.4となり、低装置コストに通じ、
断熱トンネル（１）高さが低くなる。

（発明の効果） 以上説明した構成及び作用を有する本発明は以下に述
べる効果を奏する。

（イ）平行流と直角交叉流との併用になる風流通によっ
て熱処理を行わせる構成であるから、表面熱伝達率の向
上により熱伝導性能を高めて熱処理効率を従来に比し格
段に上昇し得るので、断熱トンネル（１）の高さ及び長
さを大幅に低減しコンパクトな装置を提供できる。

（ロ）送風機（６）の送風量を減少し得るのでエネルギ
ー損失を軽減し得る。

（ハ）搬送手段（２）の往路側よりも下方に熱交換器
（５）、送風機（６）を配設したので、リターン側を通
す空間を処理風チャンバー（４）として有効に利用で
き、綜合的に断熱トンネル（１）の高さを大幅に低下で
きる。

（ニ）低位置に設けた処理風チャンバー（４）に対応し
て清掃、洗浄のための点検扉（８）を設けたことによ
り、トンネル内部の清掃作業が容易かつ慎重に行え、さ
らに搬送手段（２）の往路側の上方に風案内板以外機器
を設けなくてよいのでコンベヤの洗浄が簡単、確実とな
り衛生面の改善に期するところ多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る略示構造図、第２図は
第１図の各位置における処理風流動状態説明図である。 （１）……断熱トンネル、（２）……搬送手段、 （３）……仕切板、（４）……処理風チャンバー、 （５）……熱交換器、（６）……送風機、 （7_A,_B）……風案内板、（８）……点検扉、 （９）……入口、（10）……出口、 （11）……第１通風口、（12）……第２通風口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−126076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−52482（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−35898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−285360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−106639（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入口（９），出口（10）を両端部に有する
   断熱トンネル（１）内に、前記入口（９）と出口（10）
   とを連絡するネットコンベヤ等の通風性の搬送手段
   （２）を設けるとともに、この搬送手段（２）の往路側
   に対しその下方部に断熱トンネル（１）内を上下に仕切
   る仕切板（３）を並設せしめて、この仕切板（３）の前
   記入口（９）及び前記出口（10）に近い個所に第１通風
   口（11）及び第２通風口（12）を開口せしめる一方、前
   記仕切板（３）の下方の断熱トンネル（１）内に、冷却
   器等の熱交換器（５）と送風機（６）とを内蔵し前記第
   １通風口（11）、第２通風口（12）に連通する処理風チ
   ャンバー（４）を形成せしめ、さらに、前記熱交換器
   （５）を通った風を搬送手段（２）の往路側に略直角の
   上向きに交叉流して往路側の上方で平行に流れた後、再
   び略直角の下向きに交叉流して往路側の下方で平行に流
   れる変向流を前記両通風口（11），（12）間に繰り返さ
   せるための風案内板（7_A），（7_B）を、断熱トンネル
   （１）内の頂壁及び前記仕切板（３）の上面に交互配列
   させて夫々突設したことを特徴とする物品の熱処理装
   置。
2. 【請求項２】風案内板（7_A），（7_B）によって案内され
   る変向流が搬送手段（２）の搬送方向と反対方向の対向
   流である請求項１記載の物品の熱処理装置。
3. 【請求項３】風案内板（7_A），（7_B）によって案内され
   る変向流が搬送手段（２）の搬送方向と同方向の並行流
   である請求項１記載の物品の熱処理装置。
4. 【請求項４】熱交換器（５）と送風機（６）とが近接し
   て設けられ、それ等を挟んで前後の処理風チャンバー
   （４）側壁に点検扉（８）が夫々付設されてなる請求項
   １乃至３のいずれかに記載の物品の熱処理装置。