JP3955461B2 - 冷却装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器に収容された内容物を冷却する装置、特に内容物が飲食物である場合における内容物の冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、一斗缶等の容器に飲食用添加液等の内容物を高温の状態で収容し、この容器に収容された内容物を所定の温度まで冷却する冷却装置が知られている。
【0003】
代表的な冷却装置としては、スプリンクラーなどで冷却水を散水しながらコンベヤで容器を搬送する装置や、冷却水の収容された冷却槽に容器をどぶ漬けすることで、容器ごと内容物を冷却する装置が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スプリンクラーによる散水方式で冷却する場合、冷却効率が低いため、大量の水を散水しなければ、高温の状態で容器に収容された内容物を冷却することができなかった。このため、冷却水の費用が割高になるだけでなく、冷却水を循環させる設備の費用やその管理維持費もかかっていた。また、内容物が飲食用添加物などの飲食物である場合、冷却水を循環させて使用することは、衛生上好ましくない。
【0005】
この点、冷却槽に冷却水を収容し、その中に容器をどぶ漬けする方式についても、内容物が飲食物である場合には、衛生管理上好ましくない。
【0006】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたものであり、衛生的であることは勿論、低コスト、かつ、高い効率で容器に収容された内容物を冷却することができる冷却装置を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、容器(5)に収容された内容物を冷却する冷却装置であって、前記容器(5)の表面に霧状の冷却媒体を付着させ、この冷却媒体を気化させて、この冷却媒体の気化熱に応じた熱量を前記内容物から奪うことで前記内容物を冷却する冷却装置(1)を採用した。
【0008】
本発明によれば、冷却媒体を霧状に形成している。このため冷却媒体が極めて気化しやすい状態で容器(5)の表面に付着される。物質が気化する際、その物質は周囲の物体から極めて大きな熱量を奪う。本発明では、霧状の冷却媒体が気化することを利用して、大量の熱を容器(5)に収容された内容物から奪うことで、高い効率で内容物を冷却することができる。また、単位体積当たりの冷却媒体が奪う熱量が高く、効率よく冷却するので、使用する冷却媒体が少量で済み、低コスト冷却できる。
【0009】
なお、上記冷却装置(1)が前記容器(5)の表面に向けて前記冷却媒体を霧状に散布するノズル(20)を備え、このノズル(20)が冷却媒体と圧縮空気との混合体を噴射する構成を採用すれば、極めて容易に冷却媒体を霧状に形成できる。これにより、冷却の効率化、低コスト化を確実に実現することができる。この際、前記ノズル(20)を前記容器(5)の上方と側方とに設けるとよい。ノズル(20)を容器(5)の上方及び側方に設けることで、容器(5)表面の全体に冷却媒体を付着させることができ、冷却効率を向上させることができる。
【0010】
また、搬送手段(4)にて容器(5)を搬送させながら容器(5)に収容された内容物を冷却する場合、前記容器(5)の上方又は側方に設けられた少なくとも一方のノズル(20)を前記容器(5)の搬送方向に対し斜めに傾く方向に向けて前記冷却媒体を噴射すれば、容器(5)の左右前後すべての側面にまんべんなく冷却媒体を付着させることができる。
【0011】
また、本発明では上記冷却装置(1)において、前記容器(5)の搬送方向の前方から後方に空気の流れを形成する対流形成手段(8,9)を有することを特徴としており、容器(5)の搬送方向と逆向きの空気の流れが形成されることで、容器(5)の表面に付着した冷却媒体がより迅速に気化する。そのため、冷却効率をさらに向上させることができる。
【0012】
また、本発明では上記冷却装置(1)において、前記空気の流れは、前記搬送手段(4)が内部を貫通する冷却ルーム内で形成されており、この冷却ルームの内部には形成される前記空気の流れの高さを規制する形成位置規制手段(40)が設けられ、この形成位置規制手段(40)は強制的に前記容器(5)の高さの範囲で空気の流れを形成することを特徴とする。
【0013】
上述の空気の流れは、冷却の対象となる内容物を収容している容器(5)に実際に接触しなければ、その効果を発揮することはできない。例えば、搬送されている容器(5)の上方をショートパスするように空気の流れを形成していたのでは、冷却効率の向上を図ることはできない。本発明によれば、前記形成位置規制手段(40)が、搬送されている容器(5)の高さの範囲に空気の流れを確実に形成する。
【0014】
さらに、本発明では上記冷却装置(1)において、前記対流形成手段(8,9)の設置位置より容器(5)の搬送方向の下流側には前記容器(5)の表面に残存する冷却媒体を取り除く除去手段が設けられていることを特徴とする。
【0015】
容器(5)の表面に付着した冷却媒体がすべて気化する前に容器(5)に収容された内容物が所定の温度まで冷却されることもある。この場合、容器(5)の表面に冷却媒体が残存することもあり得る。残存する冷却媒体をそのまま放置することは、衛生上好ましくない。本発明では、残存する冷却媒体を確実に除去することで、冷却終了後についても、衛生的に容器(5)を保管しておくことができる。
【0016】
そして、本発明では上記冷却装置(1)において、前記冷却媒体が未だ処理に使用されていない新水であることを特徴とする。
【0017】
上述のように、本発明にかかる冷却装置(1)では、少量の冷却媒体で容器(5)に収容された内容物を冷却することができるため、冷却媒体を循環して使用せずとも、常に未使用の新水を使用しても低コストに押さえることができる。冷却媒体として常に新水を使用することで、衛生的に冷却することができる。このため、内容物が飲食物である場合に極めて効果的である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0019】
図1〜図5は本発明の一実施形態にかかる冷却装置1の新水散布機構を主として表した図であり、図6は冷却装置1のハウジング内の除水領域Bを一斗缶の搬送方向の前方から見た図を示し、図7は冷却装置1の対流形成手段を主として表した図である。
【0020】
この冷却装置1は、搬送されている一斗缶5…5に霧状の冷却水を散布し、一斗缶5…5の表面に付着した冷却水を気化することで、一斗缶5…5に収容された内容物の熱を奪って冷却する装置である。冷却装置1は、図1〜図4に示すように、脚3…3に支持された矩形状のハウジング2と、このハウジング2の内部にて平行をなして配置された5本の搬送コンベヤ4…4とを備え、搬送コンベヤ4…4によって冷却の対象となる複数の一斗缶5…5を連続的にハウジング2内で搬送させている。また、ハウジング2の入口部分には、一斗缶5…5をハウジング2の内部に搬入する浮上式ローラコンベヤ6が設けられていると共に、出口部分にも冷却された一斗缶5…5を搬出する浮上式ローラコンベヤ7が設けられている。
【0021】
ハウジング2の内部は、一斗缶5…5の表面に付着された冷却水を気化する気化領域Aと、出口部分の一帯を占める除水領域Bとに区分けされている。
【0022】
気化領域Aには、搬送される一斗缶5…5の上方にて、冷却水を流すための配管11,13,14,15,16が縦横に設置されていると共に、圧縮空気を流すエアホース18が配管に沿って配されている。さらに除水領域Bとの境界付近、及び一斗缶5…5の搬送方向における入口付近には、ハウジング2の天面にて、エアの流れをハウジング2内部に形成するための導入ダクト8と排出ダクト9とがハウジング2の内部とそれぞれ連通するように設置されている。一方、除水領域Bには、搬送されている一斗缶5…5に向けて圧縮空気を噴射するエアノズル33を備える配管が設置されている。
【0023】
気化領域Aにおいて、ハウジング2の上部には、一斗缶5…5の搬送方向における一定の間隔毎に搬送方向に直交する本管11が設置されている。また、ハウジングの天面には、外部に設けられた水源から冷却水を導入する冷却水の導入管12が本管11と平行をなすようにして設けられ、この導入管12がハウジングの幅方向中心部にて、本管11の軸方向の中心部分に連通している。また、ハウジング2の天面には、コンプレッサなどの圧縮空気供給源から圧縮空気を導入するための導入口2aが設けられており、ハウジング2の内部にはこの導入口2aに接続されたエアホース18が設けられている。このエアホース18は、後に説明するように冷却水を分配している配管11,13,14,15に結束されてノズル20まで延ばされている。なお、冷却水の水源としては、冷却等の処理に未だ使用されていない水道が使用されている。
【0024】
また、本管11には、各搬送コンベヤ4…4同士の間に対応する位置にて、下方に延びる支管13…13が接続されている。これら支管13…13は、一斗缶5…5のやや上方の位置まで延びており、この下端には、搬送方向の前後に二股に分かれる枝管14,15がそれぞれ設けられている。これら枝管14,15はその先方がさらに下側に向けて湾曲しており、その先端が一斗缶5…5の高さ方向のほぼ中央部分まで延びている。
【0025】
そして、各枝管14,15の先端には冷却水を散布するノズル20がそれぞれ取り付けられている。これらノズル20は、搬送される一斗缶5…5に冷却水を散布するものであり、一斗缶5…5の両側方から一斗缶5…5に向けて冷却水を散布している。
【0026】
各ノズル20は、その取付位置の左右両側に配されている搬送コンベヤ4…4のいずれにも冷却水を散布できるように、前方に延びる枝管14に設けられたノズル20の向きと、後方へ延びる枝管15に設けられたノズル20の向きが左右逆側に向けられている。これらノズル20の向きについては、図4を参照しながら後にその詳細を説明する。
【0027】
一方、エアホース18は、導入口2aから、導入管12、本管11、支管13、そして枝管14,15の外面を伝わってノズル20まで延ばされている。
【0028】
図3は、エアホース18が本管11、支管13及び枝管14,15の外面に沿って延ばされている様子を示している。エアホース18は、各管11,13,14,15の軸方向の所定間隔毎に結束バンド19…19によってこれら各管11,13,14,15の外側面に結束されている。なお、本管11と支管13との分岐部、支管13と枝管14,15との分岐部には、エアホースを2方向へ分岐できるようにT型継ぎ手18a…18aがそれぞれ設けられている。
【0029】
図4は、ノズル20から噴射される冷却水の向きを詳細に示したものである。この図4において、一点鎖線で示した線が、本管11に対して前後方向に延びている枝管14,15の先端に取り付けられたノズル20の噴射口が向けられている方向を示している。なお、この図4において枝管14,15の符号並びにノズル20の符号を1列についてのみそれぞれ付しているが他の列についても同様に枝管14,15及びノズル20は設けられている。この図4から明らかなように、各本管11から前方に向けて延びる枝管14に取り付けられたノズル20は、左右方向における隣の枝管14,15のうち、本管11から後方に延びる枝管15の先端に取り付けられたノズル20と対向するようにその先端がそれぞれ向けられている。このような向きにノズル20の噴射口を向けることで、冷却水は一斗缶5…5の搬送方向に対し、斜めに傾く方向にノズル20から散布される。このため、搬送される一斗缶5…5には、その側方に配置された各ノズル20によって、左右の側面だけでなく、前面及び後面にも冷却水が散布される。
【0030】
なお、ハウジング2の両サイドには、本管11から別の支管16がそれぞれ設けられている。支管16は、搬送コンベヤ4…4のうち左右両サイドに設置された搬送コンベヤ4,4の外側に対応する位置にて、本管11から下方に向けて延びている。この支管16は、その中間部分にて各本管11の前方又は後方のいずれかに湾曲し、さらにその先方が下方に向けて延びるように形成されている。その下端は一斗缶5…5の高さの中間部分に対応する位置まで延びている(図1及び図4参照)。なお、各本管11から前方に向けて延びる支管16と、後方に向けて延びる支管16とが一斗缶の搬送方向において、交互になるように配置されている。そして、支管16の先端に取り付けられたノズル20は、搬送方向に対して斜めに傾く方向に冷却水を散布するように噴射口を向けている。
【0031】
図5は、冷却水を散布するノズル20の詳細を示している。ノズル20は、筒状の本体21と本体21の先端に設けたれた噴射口22とから構成されている。本体21は、その側面から冷却水が供給される一方で、後面から圧縮空気が供給される。本体21に供給された冷却水及び圧縮空気は本体21の内部で混合されて、所定の圧力で噴射口22から噴射される。この噴射口22から噴射される冷却水は、微細な水粒で構成される霧状をなしている。本冷却装置1では、この図5に示すように、冷却水と圧縮空気とを混合するようにして散布する2流体噴射式のノズル20を使用することで、霧を構成する冷却水の粒を極めて微細に形成することができる。なお、ノズルは、冷却水と圧縮空気とを混合して散布できるものであれば、この図5に示した形態のものに限定されるものではない。
【0032】
一方、ハウジング2の出口付近に設けられた除水領域Bでは、気化領域Aで気化せずに一斗缶5…5の表面に残存した冷却水を一斗缶5…5の表面から完全に除去している。
【0033】
この除水領域Bには、ハウジング2の上部に2本の本管31が一斗缶5…5の搬送方向に直交するように配されており、ハウジング2の天面には、外部のエア供給源(不図示)から供給される圧縮空気を本管31に導入している導入管30が本管31と平行をなすようにして配されている。この導入管30は、本管31の軸方向の中央部にて本管31と連通している。また、搬送コンベヤ4…4同士の間に対応する位置には、本管31から下方に延びる支管32が2本ずつ左右に平行をなして設けられている。(図2、図4及び図6参照)。一方、左右両端に位置する搬送コンベヤ4,4の外側では、本管31から支管32が1本ずつ下方に延びるようにして設けられている。
【0034】
本管31から下方に延びる各支管32の下部は、搬送方向の前後に枝分かれしており、その先方がさらに下側に向けて湾曲している(図2参照)。搬送方向の前側に位置する支管32aはその先端が一斗缶5…5の上方位置で止められている一方で、搬送方向の後方に位置する支管32bはその先端が一斗缶5…5の側面に対応する高さにまで延びている。そして、各支管32a,32bの先端には、空気を噴射するエアノズル33が設けられており、搬送されている一斗缶5…5に向けて圧縮空気を噴射している。
【0035】
各本管31から前方に延びる支管32aの先端に設けられたエアノズル33は、一斗缶5…5の上方から斜め後方下側に向くように噴射口を向けており、搬送される一斗缶5…5の上面に圧縮空気を噴射している。一方、本管31の後方に延びる支管32bの先端に設けられたエアノズル33の噴射口は、一斗缶5…5の側方から斜め側方前側に向けられており、搬送されている一斗缶5…5の左右両側面、並びに前後面に圧縮空気を噴射している。これら噴射口から噴射された圧縮空気が、一斗缶5…5の上面及び前後左右の側面に残存する冷却水の水滴を吹き飛ばし、一斗缶5…5の表面から冷却水を完全に除去している。
【0036】
さらに、この冷却装置1には、図7に示すように、ハウジング2内にて一斗缶5…5の搬送方向とは逆向きのエアの流れが形成されている。このエアの流れは、気化領域Aと除水領域Bとの境界付近に設けられた導入ダクト8からハウジング2内に導入されたエアが、入口付近に設けられ排出ダクト9から排出されることで形成される。このエアの流れはノズル20から散布され、一斗缶5…5の表面に付着した冷却水の微細な水粒を効率よく気化させている。
【0037】
また、ハウジング2の内部には、導入ダクト8と排出ダクト9との間において、搬送方向の所定間隔毎に、天面から下方に向けて延びるエアブロー規制壁40…40が設けられている。このエアブロー規制壁40…40はエアが流れる高さを規制するもので、その下端が、搬送されている一斗缶5…5の上面近傍まで延びている。かかるエアブロー規制壁40…40がエアの流れる高さを規制することで、搬送されている一斗缶5…5の上方でのみエアの流れが形成されるようなショートパス現象を防止し、エアの流れを一斗缶5…5の搬送されている高さの範囲にて確実に形成している。これにより、一斗缶5…5の表面に付着された冷却水の水粒が効率よく気化される。
【0038】
以上の構成を備えた冷却装置1によれば、以下に説明する作用のように、一斗缶5…5の内部に収容された内容物を冷却する。
【0039】
ノズル20から散布された冷却水は、微細な水粒となって一斗缶5…5の表面に付着する。ノズル20は、一斗缶5…5の搬送方向に対して斜めに傾く方向に冷却水を散布して、一斗缶5…5の前後左右いずれの側面にもムラ無く冷却水を付着する。なお、冷却水は、微細な水粒の状態で一斗缶5…5の表面に付着するので、冷却水は容易に気化する。この際、ハウジング2の内部には一斗缶5…5の搬送方向とは逆向きに形成されたエアの流れにより効率よく気化される。
【0040】
ある物質が気化する際、その物質と接している他の物質は気化する物体から大きな熱量が奪われる。この気化熱に対応した熱量が奪われると他の物質は冷却される。すなわち、本連冷却装置1では、微細な水粒に形成された冷却水が気化する際に気化熱に応じた熱量を一斗缶5…5から奪い、これにより一斗缶5…5に収容された内容物は効果的に冷却される。
【0041】
例えば、一斗缶5…5(18〜20L)に90℃で収容された液体を1時間で40℃にまで冷却する場合、冷却水は2〜4kg/(h・缶)の使用量ですむ。一方、従来スプリンクラーで冷却水を散水して冷却して場合、同条件の下で上記一斗缶5…5を冷却するのに23〜33kg/(h・缶)もの冷却水を使用していた。このように、本冷却装置1では、従来の冷却装置1に比べ6%〜18%の水量で同一の効果を得る。
【0042】
このように、本冷却装置1では、効果的に一斗缶5…5に収容された内容物を冷却するため、冷却に必要な冷却水を少量に抑えることができる。このために、散布する冷却水を循環して使用せず、常に新水を使用しても冷却水にかかる費用を低廉に抑えることができる。冷却水として常に新水を使用することで、衛生的に一斗缶5…5の内容物を冷却することができる。
【0043】
気化領域Aを通過し、除水領域Bに到達した一斗缶5…5は圧縮空気によって表面に残存する冷却水の水粒が吹き飛ばされる。これにより、冷却後、一斗缶5…5の表面を乾燥した状態にて保管等をすることができ、衛生的な状態を維持することができる。
【0044】
以上、一斗缶を例に本発明にかかる冷却措置を説明したが、内容部を収容する容器は他の容器の場合であってもこの冷却装置を適用できることはいうまでもない。また、冷却水を散布するノズルを一斗缶の側方にのみ設けた実施形態について説明したが、ノズルを一斗缶の側方に加え上方に設け、これら双方から散布してもよい。この場合、側方のノズル又は上方のノズルのうち少なくといずれか一方に設けられたノズルから冷却水を斜めに傾くように噴射すれば、一斗缶の前後面に冷却水を付着させることができる。
【0045】
【発明の効果】
以上本発明によれば、冷却媒体を気化させ、この気化の際に冷却媒体が容器に収容された内容物から熱を奪うことを利用して冷却するので、少量の冷却媒体で効率よく内容物を冷却できる。また、使用する冷却媒体を少量に抑えることができるので、冷却媒体として新水を使用しても低廉なコストに抑えることができる。さらに新水を使用することで、衛生的に内容物を冷却でき、飲食品を冷却するのに適した冷却装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる冷却装置のハウジング内の冷却領域を一斗缶の搬送方向の前方から見た図。
【図2】ハウジングの内部を搬送方向の側方から見た図。
【図3】ハウジング内に配され配管及びエアホースの状態を示す斜視図。
【図4】ハウジングの内部に冷却水及び圧縮空気を導入する配管の配置を示す図。
【図5】図1に示す冷却装置に設けられた冷却水を散布するノズルの一実施形態を示す側面図。
【図6】冷却装置のハウジング内の除水領域を一斗缶の搬送方向の前方から見た図。
【図7】冷却装置のハウジング内に形成された空気の対流状態を示す図。
【符号の説明】
1 冷却装置
2 ハウジング
4 搬送コンベヤ(搬送手段)
5 一斗缶(容器)
8 導入ダクト
9 排出ダクト
11 本管
13,16 支管
14,15 枝管
20 ノズル
31 本管
32a,32b 支管
Claims (5)
- 容器に収容された内容物を冷却する冷却装置であって、
前記容器の表面に向けて冷却媒体を霧状に散布するノズルと、
前記容器を搬送する搬送手段と、
前記容器の搬送方向の上流位置に設けられた空気の排出ダクトと、前記空気の排出ダクトの容器搬送方向の下流位置に設けられた空気の導入ダクトとを有し、前記導入ダクトから導入された空気が前記排出ダクトから排出されることで前記容器に対して前記容器の搬送方向とは逆向きの空気の流れを形成する対流形成手段と、を備え、
前記ノズルにより、前記容器の表面に霧状の冷却媒体を付着させ、前記対流形成手段により、表面に霧状の冷却媒体が付着した前記容器に対して前記容器の搬送方向とは逆向きの流れの空気を吹き付けることで、この冷却媒体を効率よく気化させて、この冷却媒体の気化熱に応じた熱量を前記内容物から奪うことで前記内容物を冷却することを特徴とする冷却装置。 - 容器に収容された内容物を冷却する冷却装置であって、
入口側の気化領域と出口側の除水領域とに区分されたハウジングと、
前記ハウジング内の気化領域に設けられ前記容器の表面に向けて冷却媒体を霧状に散布するノズルと、
前記ハウジングの内部に配置され前記容器を搬送する搬送手段と、
前記容器の搬送方向における前記ハウジング内の気化領域の入口付近に設けられた空気の排出ダクトと、前記ハウジング内の気化領域と除水領域の境界付近に設けられた空気の導入ダクトとを有し、前記導入ダクトから前記ハウジング内に導入された空気が前記排出ダクトから排出されることで前記容器に対して前記容器の搬送方向の前方から後方に向けて前記容器の搬送方向とは逆向きの空気の流れを前記ハウジング内に形成する対流形成手段と、
前記ハウジング内の除水領域に設けられ冷却後の前記容器の表面に残存する冷却媒体の粒を吹き飛ばすことにより、冷却後の前記容器の表面から冷却媒体を完全に取り除く除去手段と、を備え、
前記ノズルにより、前記容器の表面に霧状の冷却媒体を付着させ、前記対流形成手段により、表面に霧状の冷却媒体が付着した前記容器に対して前記容器の搬送方向とは逆向きの流れの空気を吹き付けることで、この冷却媒体を効率よく気化させて、この冷却媒体の気化熱に応じた熱量を前記内容物から奪うことで前記内容物を冷却し、前記除去手段により、前記気化領域では気化せずに前記容器の表面に残存する冷却媒体の粒を吹き飛ばすことにより、冷却後の前記容器の表面から冷却媒体を完全に取り除くことを特徴とする冷却装置。 - 前記ノズルを前記容器の上方と側方とに設け、これらノズルのうち、少なくとも一方のノズルを、前記容器の搬送方向に対し斜めに傾く方向に向けて前記冷却媒体を噴射することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の冷却措置。
- 前記空気の流れは、前記搬送手段が内部を貫通する冷却ルーム内で形成されており、この冷却ルームの内部には、前記容器に対して前記容器の搬送方向の前方から後方に向けて前記容器の搬送方向とは逆向きの空気の流れの高さを規制する形成位置規制手段が設けられ、この形成位置規制手段は、前記容器に対して前記容器の搬送方向の前方から後方に向けて前記容器の搬送方向とは逆向きの空気の流れを強制的に前記容器の高さの範囲で空気の流れを形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の冷却装置。
- 前記対流形成手段の設置位置より、容器の搬送方向の下流側には冷却後の前記容器の表面に残存する冷却媒体の粒を吹き飛ばすことにより、冷却後の前記容器の表面から冷却媒体を完全に取り除く除去手段が設けられていることを特徴とする請求項1,3,4のいずれかに記載の冷却装置。
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