JP4471883B2

JP4471883B2 - 二重壁式連続冷却システム

Info

Publication number: JP4471883B2
Application number: JP2005114446A
Authority: JP
Inventors: 一吉井; 良雄岩尾; 真一西田; 禎明平岡; 啓之園田; 信一郎渡部
Original assignee: TOYO. SS. CO., LTD.
Current assignee: TOYO. SS. CO., LTD.
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: CN100561085C; JP2006292292A; CN1847760A

Description

本発明は食品や魚介類などを連続的に冷凍する凍結装置に関し、特に被冷却室内に直接冷却空気を送り込むことなく冷却を行う冷却システムに関する。

連続式凍結装置は冷却室内に空気冷却器とベルトコンベア装置を備え、このコンベアにより搬送される被冷却品に空気冷却器からの冷却空気を吹き付けて冷凍する構成（ユニットクーラー強制循環冷却方式）が一般的となっている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、従来の連続凍結装置の構成を説明する図である。図に示す冷凍装置１００は、防熱パネルに覆われた下部ハウジング１０１内に、ローラ１０４、１０４間に被凍結物を搬送するためのエンドレスコンベア１０３が掛け渡されている。上部ハウジング１０２には空気冷却器１０５、１０５が設けられている。

上部ハウジング１０２の下部には、エンドレスコンベア１０３の走行方向に対して直角方向に掛け渡された多数の仕切体１０６が設けられている。この多数の仕切体１０６は所定の間隔をあけて配置され、冷却空気が通過するためのスリット（隙間）が形成されている。

空気冷却器１０５、１０５から吐出された冷却空気は、仕切体１０６の間のスリットからエンドレスコンベア１０３上の被凍結物に吹き付けられる。そして下部ハウジング１０１内を流過してから空気冷却器１０５、１０５に再び吸入されて、ハウジング内を循環するようになっている。

しかし、冷却空気を被凍結物に直接吹き付ける構成の冷却システムでは、冷却空気を庫内に吹出し循環させると装置内の熱交換器に多量の霜が発生するという問題がある。特に、バッチ式の冷凍倉庫と異なり、連続冷却式の冷却システムでは外気の流通が多いため、外気に含まれる水分が霜になりやすい。装置に着霜すると冷却効率が低下するため、除霜を頻繁に行う必要があるという問題がある。

また、冷却空気を強く循環させると、製品のカス等が舞い散って冷却空気に混入し、時間経過と共に冷却器が汚染される。そして汚染された空気で食品を冷却することで、結果的に食品を汚染するおそれがある。

一方、被凍結物に直接冷却空気をあてない冷却システムとして、いわゆる二重壁冷却システムを行う場合がある（例えば、特許文献２参照）。
二重壁冷却システムの概略な構成は、被冷却室を外壁と内壁の２重構造とし、外壁と内壁との間を冷却媒体の媒体循環路として、この媒体循環路を流れる気体の冷熱を内壁を介して被冷却室内に輻射せしめて間接的に冷却するものである。

しかし、このような二重壁冷却システムは、冷却空気によって被冷却室内を直接冷却するものではないため、決して冷却効率が高いとはいえない。従って、冷却速度も直接冷却する場合に比して遅く、本来急冷に適さない。そして上述した如く、連続冷却は外気との流通が多いため冷却速度の面で不利であり、二重壁冷却システムでは所望の冷却能力が得られなかったり、ラインが長くなってしまったりする問題があった。
特開平８−００５２１３号公報（第１〜４頁、図１〜６）実開平６−０５１７６９号公報（第１〜２頁、図１〜３）

そこで本発明は、上記課題に鑑みて、霜の発生および食品の汚染を低減し、かつ冷却能力も良好な連続冷却システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る二重壁式連続冷却システムは、熱伝導率の低い外壁体と、熱伝導率の高い内壁体と、前記外壁体と内壁体との間に形成した媒体循環路に冷却媒体を流通させる媒体循環手段と、外部から前記内壁体の内側である被冷却室内を貫通して被冷却品を搬送するコンベア装置と、前記被冷却室の内部の空気を循環させる空気循環手段と、前記コンベア装置の近傍に配置された中空の構造体とを備え、この中空の構造体を、前記コンベア装置の上方に所定の間隔をあけて掛け渡される多数の中空の仕切体と、前記仕切体を支持する中空の骨格部材とで構成し、前記仕切体の内部は前記骨格部材の内部を介して前記媒体循環路に連通し、媒体循環路からの冷却媒体を、骨格部材を介して仕切体内部に流通させることを特徴とする。

前記仕切体および前記骨格部材は、一方に長孔を、他方に短い孔を有し、該長孔と短い孔とが対向する範囲において、相対的な位置を調整可能にして、前記仕切体同士の隙間に形成されるスリットの幅を調整可能にしたものとしてある。

隣接する前記仕切体の隙間により形成されるスリットは、前記コンベア装置の出入口近傍において、前記空気循環手段による気流の方向に対し、該気流を装置内側に導くよう傾斜しているものとしてある。

前記内壁体に、起立した板状部材である伝熱フィンを設けたものとしてある。

前記骨格部材、仕切体を分解可能に設けたものとしてある。

本発明によれば、霜の発生および食品の汚染を低減し、かつ冷却能力も良好な連続冷却システムを提供することができる。

本発明に係る二重壁式連続冷却システム（以下単に冷却システムという）の実施例について説明する。
図１は本実施例に係る冷却システムの側面断面図、図２は本実施例に係る冷却システムの正面断面図である。

まず図１および図２を用いて、冷却システム１の全体構成について説明する。
図２に示すように、冷却システム１は、大別して低温媒体発生装置２とハウジング１０とから構成される。低温媒体発生装置２の内部には圧縮機２０、凝縮器２１を経た冷媒が膨張弁２２を経て蒸発器２３において吸熱し、媒体管路３の内部を流通する冷却媒体を冷却する。冷却媒体としては、乾燥空気、ブライン、冷水などを用いることができるが、前記低温媒体発生装置２からの冷媒（例えば、アンモニア、二酸化炭素、空気）を減圧して媒体管路３に直接供給する場合もある。

ハウジング１０は、熱伝導率の低い外壁体１１と、この外壁体１１と離間して配置され熱伝導率の高い内壁体１２とを備え、この外壁体１１と内壁体１２との間に冷却媒体を流通させる媒体循環路１３が形成されている。媒体循環路１３には、低温媒体発生装置２から媒体管路３、３を介して、冷却された冷却媒体が供給、循環される。なお媒体管路３には、媒体循環手段の例としてのポンプ４が設けられている。

内壁体１２の内部の被冷却室１４の上方には、空気循環手段の例としてのファン１５が例えば４基備え付けられている。また内壁体１２の天井面には、起立した板状部材である伝熱フィン１６が多数も受けられている。伝熱フィン１６はファン１５による空気の流れに双方向に配設されており、冷却面積を大きくすることにより、内壁体１２から空気への伝熱を良好にしている。

また外壁体１１および内壁体１２には両端に外部と連通する出入口１７が形成されており、外部から被冷却室１４内を貫通して被冷却品を搬送するコンベア装置３０が備えられている。コンベア装置３０はベルト体３１を駆動ローラ３２および従動ローラ３３によって回転させることで、被冷却品３４を連続的に被冷却室１４内において移動させる。

ここでファン１５は、被冷却室１４のほぼ中央部、すなわちコンベア装置３０の出入口から最も遠い位置に設置している。これにより、外気に含まれる水分が霜となってファン１５に付着することを防止し、稼働時間の延長を図っている。また４基のファン１５は、２基ずつ背中合わせに配置されており、内壁体１２の天井に沿って出入口１７に向かって送気するよう配置されている。

さらに本実施例においては、図２に示すように、コンベア装置３０の上方に多数の中空の仕切体４０を備えている。仕切体４０はベルト体３１の駆動方向と直交する方向に掛け渡されており、かつベルト体３１の駆動方向に所定の間隔をあけて配列されている。この隣接する仕切体４０の隙間によってスリット４１が形成されており、被冷却室１４内を循環する空気はこのスリット４１から吹き出すようにして被冷却品３４へと吹き付けられる。なお仕切体４０は、清掃や整備のために着脱可能に取り付けられている。

そして図１に示すように、仕切体４０は内壁体１２の側面に直接取り付けられているとともに、その内部は中空であって、媒体循環路１３と連通させている。従って媒体管路３から供給された冷却媒体は、媒体循環路１３を介して仕切体４０の内部を通過し、再び媒体循環路１３を介して媒体管路３から低温媒体発生装置２へと循環する。

次に上述のように構成した本発明に係る冷却システム１の作用を説明する。
低温媒体発生装置２において冷却された冷却媒体がポンプ４によってハウジング１０へと供給され、媒体循環路１３の内部を循環する。この循環路内の冷却媒体の冷熱は内壁体１２を介して被冷却室１４内の空気に伝達される。ファン１５は仕切体４０よりも上側を陽圧にするためにあり、冷却された空気は気圧差によってスリット４１を通過して被冷却品３４に吹き付ける（差圧通風方式）。
したがって、ファン１５の風向にかかわらず、全てのスリット４１から冷却空気が吐出される。

コンベア装置３０上に吐出された冷却空気は、スリット４１直下では強風となって強風ゾーンを形成し、仕切体４０の直下では弱風となって弱風ゾーンを形成する。コンベア装置３０により搬送される被冷却品３４はこれら強風ゾーンと弱風ゾーンを交互に通ることにより、強風ゾーンでは表面部が冷却空気からの熱伝達により冷却され、弱風ゾーンにおいては表面部の冷熱が熱伝導により芯部に到達するので、被冷却品の表面部と芯部の温度差が小なる状態で凍結され、凍結ムラによる被冷却品の品質劣化や被冷却品の表面にひび割れが生じたりするようなことがない。

このとき、冷却空気が被冷却品３４にあたる直前に通過するスリット４１において、仕切体４０が中空の内部を通過する冷却媒体によって積極的に冷却されていることから、その冷熱が直接的に被冷却品３４に伝達される。
したがって、間接冷却であって冷却効率が高いとはいえない二重壁冷却システムにおいても、効率的に被冷却品３４を冷却することができる。

なお、媒体循環路１３のうち、冷却効果の大きい壁面は媒体循環路１３の幅を大きく取り、床面には伝熱冷媒を少量かまたは全く流さない。仕切体４０は冷却効果が大きいため、伝熱冷媒の流路を大きく取ることが好ましい。

また、内壁体１２の天井に設けた伝熱フィン１６と同様に、仕切体４０にも伝熱フィンを設けることが好ましい（不図示）。これによりさらに効率的に冷熱を伝達することが可能となる。

また、スリット４１の形状（すなわち隣接する仕切体４０、４０の形状）は、被冷却室１４内を流通する冷却空気の風向きと同じ方向であることが好ましい。これにより空気抵抗を少なくし、さらなる冷却効率の向上を図ることができる。さらにスリット４１の方向は、コンベア装置３０の出入口１７近傍において、ファン１５による気流の方向に対し、該気流を装置内側に導くよう傾斜していることが好ましい。そのため、図１に示すように、出入口１７近傍の仕切体４０ａの側面は、中央部に配置される仕切体４０と異なり、傾斜したスリットを形成するような形状で構成されている。これにより、被冷却室１４内の冷気が出入口１７から外部に流出してしまうことを防止することができ、いわゆるエアカーテンとして作用する。

上記説明した如く、冷却器を被冷却室１４内に備えておらず、媒体循環路１３の壁面全体から冷却するため、単位面積あたりの熱交換量が小さくなることから、霜の発生を極めて低減することが可能となる。特に密閉された空間である媒体循環路１３内に冷却媒体を循環させていることから、低温媒体発生装置２のユニット内への着霜の問題を回避することができる。

また、直接冷却の場合に比して被冷却室１４内を循環させる冷却空気の気流をはるかに弱くすることができるため、被冷却品３４の乾燥を低減しうるとともに、被冷却品３４のカスを舞い散らせることもなく、装置内部および被冷却品３４同士の汚染をも防止することができる。

また、冷却空気の循環において被冷却品３４の上流側に配置される仕切体４０を中空とし、内部に冷却媒体を循環させて冷却するように構成したことから、被冷却品３４にあたる直前に空気を冷却することができ、きわめて冷却効率を向上させることができる。
さらに、内壁体１２の天井その他内壁や仕切体４０に伝熱フィンを設けることにより、熱交換面積を大きくすることができ、さらに冷却効率を向上させることができる。

［他の実施例］
次に、本発明に係る二重壁式連続冷却システムの他の実施例について説明する。
図３は他の実施例を説明する図、図４は仕切体と骨格部材の接続例を説明する図であって、上記実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

上記実施例においては、仕切体４０は内壁体１２の壁面に直接接続されており、また中空であって内部を冷却媒体が循環する構成として説明した。

これに対し図３（ａ）に示す構成においては、内壁体１２の床面からコンベア装置３０の上方に到るまで骨格部材４２が立ち上がっており、これに仕切体４３が支持されている。骨格部材４２および仕切体４３は中空であって、内壁体１２の床面において媒体循環路１３と連通するように構成されている。このように構成することにより、構造上の強度を向上させることができる。

図３（ｂ）に示す構成においては、内壁体１２の壁面から突出する骨格部材４４を設け、これに仕切体４３が支持されている。骨格部材４４および仕切体４３は中空であって、内壁体１２の壁面において媒体循環路１３と連通するように構成されている。このように構成することにより、上記実施例の場合よりもスリットに対する冷却媒体の流路を広くしやすく、冷却効率を向上させることができる。

図３（ｃ）に示す構成においては、床から立ち上がった骨格部材４５は中空であって、内壁面の床面において媒体循環路１３と連通するように構成されている。しかし仕切体４６はその内部が骨格部材４５と連通しておらず、単に骨格部材４５に固定接続されている。従って、仕切体４６は骨格部材４５からの伝熱により冷却され、冷却空気を冷却する。
このように構成したことにより、冷却媒体の媒体循環路１３の密封に気を使う必要がなく、取り扱いの簡便なシステムとすることができる。

図４は、骨格部材４２と仕切体４３とを連通させながら接続させる構造の例である。
同図４中、図４（ａ）に示すように、骨格部材４２と仕切体４３とは、固定金具４７によって位置調整可能に固定される。ここで位置調整とは、骨格の梁の方向、すなわちコンベア装置３０の搬送方向である（図３参照）。

そして図４（ｂ）に示すように、骨格部材４２には位置調整可能方向に長い長孔４２ａが設けられており、仕切体４３には短い孔４３ａが設けられている。長孔４２ａの周囲にはパッキン４８が配置されており、冷却媒体の漏れを防止している。
このように仕切体４３の位置を調整可能としたことにより、仕切体４３同士の隙間に形成されるスリットの幅を調整することができる。

したがって、例えば出入口に近いスリットの幅を広くして急冷するよう構成したり、ファン１５の圧力にムラが生じる場合にこれを補正するようにスリットの幅を調整することができる。

なお、上記外壁体１１、内壁体１２、骨格部材４２、４４、４５、仕切体４０、４３、４６などは、分解可能とし、清掃や整備を容易とすることが好ましい。

本発明は食品や魚介類などを連続的に冷凍する凍結装置として利用できる。

本実施例に係る冷却システムの側面断面図である。本実施例に係る冷却システムの正面断面図である。他の実施例を説明する図である。仕切体と骨格部材の接続例を説明する図である。従来の連続凍結装置の構成を説明する図である。

符号の説明

１冷却システム
２低温媒体発生装置
３媒体管路
４ポンプ
１０ハウジング
１１外壁体
１２内壁体
１３媒体循環路
１４被冷却室
１５ファン
１６伝熱フィン
１７出入口
２０圧縮機
２１凝縮器
２２膨張弁
２３蒸発器
３０コンベア装置
３１ベルト体
３２駆動ローラ
３３従動ローラ
３４被冷却品
４０仕切体
４１スリット
４２骨格部材
４３仕切体
４４骨格部材
４５骨格部材
４６仕切体
４７固定金具
４８パッキン
１００冷凍装置
１０１下部ハウジング
１０２上部ハウジング
１０３エンドレスコンベア
１０４ローラ
１０５空気冷却器
１０６仕切体

Claims

熱伝導率の低い外壁体と、熱伝導率の高い内壁体と、前記外壁体と内壁体との間に形成した媒体循環路に冷却媒体を流通させる媒体循環手段と、外部から前記内壁体の内側である被冷却室内を貫通して被冷却品を搬送するコンベア装置と、前記被冷却室の内部の空気を循環させる空気循環手段と、前記コンベア装置の近傍に配置された中空の構造体とを備え、この中空の構造体を、前記コンベア装置の上方に所定の間隔をあけて掛け渡される多数の中空の仕切体と、前記仕切体を支持する中空の骨格部材とで構成し、前記仕切体の内部は前記骨格部材の内部を介して前記媒体循環路に連通し、媒体循環路からの冷却媒体を、骨格部材を介して仕切体内部に流通させることを特徴とする二重壁式連続冷却システム。
前記仕切体および前記骨格部材は、一方に長孔を、他方に短い孔を有し、該長孔と短い孔とが対向する範囲において、相対的な位置を調整可能にして、前記仕切体同士の隙間に形成されるスリットの幅を調整可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の二重壁式連続冷却システム。
隣接する前記仕切体の隙間により形成されるスリットは、前記コンベア装置の出入口近傍において、前記空気循環手段による気流の方向に対し、該気流を装置内側に導くよう傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の二重壁式連続冷却システム。
前記内壁体に、起立した板状部材である伝熱フィンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の二重壁式連続冷却システム。
前記骨格部材、仕切体を分解可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の二重壁式連続冷却システム。