JP5486513B2 - 食品冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、食品、特に生鮮食品等をコンベアベルトで搬送しながら、食品に冷気を噴射し、連続的に冷却又は冷凍処理する冷気噴射機構に関し、詳しくは、コンベアベルトの搬送面の高さを低くして、背が低いオペレータでも作業を容易にしたものである。

従来、食品を冷却又は冷凍処理する装置として、食品をコンベアベルト上に載せ、コンベアベルトで密閉された冷却空間に搬送し、該冷却空間で食品に冷気を噴き付けて連続的に冷却又は冷凍処理する冷気噴射装置が用いられている。
この冷気噴射装置の一例が特許文献１に開示されている。以下、特許文献１に開示された冷気噴射装置の概要を図１３によって説明する。

図１３において、この冷気噴射装置１００のハウジングは、項部壁１０２、底部壁１０３、両側部壁１０４，１０５及び図示省略の両端部壁を備え、密閉空間を形成できる。ハウジング内に水平方向にコンベアベルト１０８が配設され、このコンベアベルト１０８は、両端を2個のローラ（図示省略）に巻回され、食品を搬送中に、冷気cにより連続的に食品を冷凍する。ハウジング内でトンネル１１１がコンベアベルト１０８を包囲している。このコンベアベルト１０８は多孔性であり、冷気がベルト面を抜ける構造になっている。

トンネル１１１は、面全体に亘って穿孔を有する頂部壁１１２を有する。トンネル１１１の上方に、頂部壁１１７及び側部壁１１５及び１１６で囲まれた高圧室１１４が形成され、高圧室１１４にフアン１１８から冷気cが送られる。冷気cは頂部壁１１２の穿孔を通過してコンベアベルト１０８上の食品を冷凍した後、復帰チャンネル１１３を通って、蒸発器１１９及び１２０で冷却される。冷却された冷気は再びファン１１８で高圧室１１４に送られる。

また、図１４に、従来の冷気噴射機構の別な構成例を示す。この冷気噴射機構は、コンベアベルト１３０を挟んで上方に上部冷気噴射部１３２が、下方に下部冷気噴射部１４０が設けられている。上部冷気噴射部１３２は、コンベアベルト１３０の搬送方向aに並べられた複数のノズルユニット１３４からなり、各ノズルユニット１４の下面に、複数の漏斗形断面を有するスリットノズル１３６が設けられている。

スリットノズル１３６の下端にスリット状噴射口があり、このスリット状噴射口は、コンベアベルト１３０の搬送方向aに対して直角方向に向けられている。スリットノズル１３６は、漏斗形断面をもつ加速部１３８と、同一断面積で整流作用をもつ整流部１３９とで構成されている。かかるスリットノズル１３６から、速度が大きく整流された衝突噴流ｒが噴射され、この衝突噴流ｒが食品搬送物ｗに対して直角方向に衝突する。

衝突噴流ｒは、食品搬送物ｗに衝突した後も、食品搬送物ｗの表面に密着した薄膜流ｔを形成するので、食品搬送物ｗの冷却効果を向上できる。なお、下部冷気噴射部１４０においても、ノズルユニット１４２の上面に、スリットノズル１３６と同様の構成をもつスリットノズル１４４が設けられている。
スリットノズル１３６、１４４を備えたノズルユニット１３２，１４０では、該スリットノズル間に広い排気空間eを確保できるので、食品搬送物ｗの冷却に供した後の排冷気を排気空間eからスムーズに排気できる。そのため、食品搬送物ｗに接触する前の衝突噴流ｒが、排冷気によって乱されないという作用効果もある。

コンベアベルトが多孔性材料からなり、冷気抜け孔をもつものであれば、下部冷気噴射部１４０から噴射された冷気ｒは、該冷気抜け孔を抜け、食品搬送物ｗに直接接触して食品搬送物ｗを冷却する。コンベアベルトがステンレス板からなるスチールベルトのように、熱伝達性が良い遮蔽体であれば、下部冷気噴射部１４０から噴射された冷気ｒがコンベアベルトを冷却し、コンベアベルト上の食品搬送物ｗはコンベアベルトによっても冷却される。

特表２００２−５３５５９６号公報

コンベア搬送方式の冷気噴射機構では、冷却空間を形成するハウジングの外側で、オペレータが食品をコンベアベルトに載置する。特許文献１に開示された冷気噴射装置は、コンベアベルト１０８を駆動するローラがハウジング内に配設されているため、該ローラのスペース分だけコンベアベルトの搬送面を高くしなければならない。
特許文献１に開示された冷気噴射装置は、コンベアベルト１０８の搬送面の下方に冷気噴出部が設けられていないが、コンベアベルト１０８の下方に冷気噴出部を設けた場合、該冷気噴出部を設けた分だけ、さらにコンベアベルトの搬送面を高くしなければならない。

特に、図１４に示すようなスリットノズル１４４を備えた下部冷気噴射部１４０を設けたとき、スペース４４の占有スペースが大きいので、コンベアベルトの搬送面をさらに高くせざるを得ない。コンベアベルトの搬送面の幅は、食品の処理量を多くするため、広く取られている。オペレータはコンベアベルトの搬送面に多数の被冷却物を配置する作業を行なう必要がある。そのため、該搬送面の高さが床から１ｍ以上になると、背の低いオペレータでは、搬送面の中央域に手が届かず、作業能率が悪くなる。従って、搬送面を床から７０〜８０ｃｍ程度に留める必要がある。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、コンベアベルトに食品搬送物を載置し、冷却又は冷凍処理する冷気噴射機構において、被冷却物の冷却効果を低下させることなく、オペレータが食品を載置するコンベアベルトの搬送面を下げることを可能にして、オペレータの作業性を向上させることを目的とする。

かかる課題を解決するため、食品をコンベアベルトで断熱壁で囲まれた冷却空間内に搬送しながら、該冷却空間内で食品に冷気を噴射し、連続的に食品を冷却又は冷凍処理する冷気噴射機構を具えた食品冷却装置において、
前記断熱壁で囲まれた冷却空間が、ベルト搬送方向に、夫々入口壁と出口壁を有するハウジング空間で形成され、一方前記コンベアベルトは冷気抜け孔のないエンドレス状の金属ベルトで形成され、
前記冷却空間のうち前記コンベアベルトの上方に設けられた上部負圧室で冷却器によって生成された冷気が送風機を介して前記コンベアベルトのある下部正圧室に送られ、
前記金属ベルトの往路端側を、前記ハウジング空間外に位置させて、該往路端側のベルト面をオペレータが食品を載置するコンベアベルトの搬送面として形成可能に構成され、
該金属ベルトの往路端側に続く往路を、前記ハウジング空間の入口壁に設けた開口より出口側に向けて該ハウジング空間内に導入させるとともに、前記金属ベルトの復路を前記ハウジング空間外の下方空間に配設し、
前記金属ベルトの復路から往路への周回部、及び往路から復路への周回部を夫々前記ハウジング空間外方に導出させて、前記ハウジング空間外に位置する回転ドラムに巻回させて前記金属ベルトを支持搬送するように構成し、
一方前記冷気噴射機構は、前記ハウジング空間内の前記金属ベルトの往路上方に配置され、漏斗形断面を有する多数のスリットノズルを備え、金属ベルトの往路上方から冷気の衝突噴流を食品搬送物に噴き付ける上部冷気噴射部と、
前記ハウジング空間内の前記金属ベルトの往路下方且つ復路上方に配置され、多数の噴射孔が穿設された平坦噴射面からなる冷気噴出部を備え、金属ベルトの下方から前記送風機から供給された冷気流を前記金属ベルトの往路下面に噴き付ける下部冷気噴射部と、を備えていることを特徴とするものである。
また、前記上部負圧室から下部正圧室に冷気を供給する冷気口が前記ハウジング空間の側壁近傍にもうけられ、該冷気口の下方に上下方向に前記下部冷気噴射部に冷気を供給する送気空間を備え、
前記送風機は前記上部冷気噴射部及び前記送気空間に対向するように下向き配置されていてもよい。

本発明装置では、下部冷気噴射部を平坦噴射面からなる冷気噴出部で構成したので、下部冷気噴射部の設置スペースを縮小できる。そのため、オペレータが食品を載置するコンベアベルトの搬送面を低位置に配置できる。なお、本発明装置で使用するコンベアベルトは、冷気抜け孔のない金属ベルトであり、この金属ベルトは下部冷気噴射部から噴射される冷気に冷却され、冷却された金属ベルトが食品搬送物を直接接触冷却することができる。

そのため、下部冷気噴射部は、特にスリットノズルのような冷気到達距離が長い冷気噴射機構を用いる必要がない。従って、本発明のように、下部冷気噴射部に漏斗形スリットノズルを用いなくても冷却効果は低下しない。一方、本発明では、上部冷気噴射部にスリットノズルを用いているので、食品搬送物の冷却効果を高く維持できる。
このように、本発明装置では、食品搬送物の冷却効果を低下させることなく、コンベアベルトの搬送面を低位置に設定できるので、背が低いオペレータでも、高い作業能率を維持できる。

また、下部冷気噴射部に複雑な構造のスリットノズルを用いないので、洗浄時に密閉空間の洗浄作業が容易になり、洗浄水の排出もスムーズにできるので、サニタリー性を向上できる。

本発明装置では、下部冷気噴射部を、前記平坦噴射面を上面とする箱状ケーシングで構成しているので、下部冷気噴射部の構成を簡素化できる。また、冷気の到達距離は、理論的に噴射口の口径の６倍になることがわかっている。該平坦噴射面に穿設された噴射口の口径を２０ｍｍ以上にすれば、冷気の到達距離が長くなり、金属ベルトに対する冷却効果を高めることができる。

さらに、平坦噴射面をパンチングメタル板で構成すれば、さらに加工が容易になり、加工コストを低減できる。

本発明装置において、金属ベルトがエンドレスベルトであり、該金属ベルトの復路が前記密閉空間外に導出されて、密閉空間の下方に配設され、密閉空間の外部に回転ドラムを設け、金属ベルトを該回転ドラムの外周面に巻回させてコンベアベルトを支持搬送するように構成するとよい。このように、金属ベルトの復路を密閉空間外に配置したので、金属ベルトの往路をさらに低い位置に配置できる。

また、前記回転ドラムを密閉空間外に配置したので、回転ドラムの配置スペースは制約を受けなくなる。そのため、回転ドラムの大径化が可能になり、これによって、金属ベルトに付加される曲げ荷重を低減できるので、金属ベルトの金属疲労を緩和できる。そのため、金属ベルトの薄膜化が可能になるので、ベルト体の熱負荷を低減できると共に、コンベアベルトの原価を低減できる。また、復路を冷却空間外に設けているので、復路に設けられ蛇行防止装置が氷結しなくなり、本来の機能を維持できる。

本発明装置において、下部冷気噴射部が前記平坦噴射面を上面とする箱状ケーシングで構成され、該箱状ケーシングの一方の側面に冷気導入口を設け、該平坦噴射面を冷気導入口が設けられた側面から他方の側面に向かって下方に傾斜させ、該冷気導入口側の空間断面積を大きく取るようにするとよい。

このように、箱状ケーシング内の空間断面積を冷気導入口側ほど大きくしたことにより、冷気の圧損を考慮すると、平坦噴射面の噴射口から噴射される冷気の速度を均一化でき、金属ベルトの幅方向で冷却効果を均一にできる。また、平坦噴射面を傾斜させることにより、洗浄時に洗浄水が平坦噴射面に溜まらず、平坦噴射面を伝って側面側に流出させることができる。そのため、密閉空間のサニタリー性が向上する。

前記構成に加えて、箱状ケーシングの傾斜下端側側面を開閉可能にする扉を設けるようにすれば、箱状ケーシング内から洗浄水をさらに排出しやすくなり、これによって、密閉空間のサニタリー性がさらに向上する。

本発明装置によれば、密閉空間内で冷気抜け孔のない金属ベルト上に載置した食品搬送物に冷気を噴射し、連続的に冷却又は冷凍処理する冷気噴射機構において、金属ベルトの上方に配置され、漏斗形断面を有する多数のスリットノズルを備え、金属ベルトの上方から冷気の衝突噴流を食品搬送物に噴き付ける上部冷気噴射部と、金属ベルトの下方に配置され、多数の噴射孔が穿設された平坦噴射面からなる冷気噴出部を備え、金属ベルトの下方から冷気流を金属ベルトの下面に噴き付ける下部冷気噴射部と、を備えているので、食品搬送物を搬送する金属ベルトの搬送面を下方配置できる。これによって、食品搬送物の冷却又は冷凍効果を損なうことなく、該搬送面に食品搬送物を載置するオペレータの作業性を向上できる。

また、下部冷気噴射部の構成を簡素化できるので、ハウジング内の洗浄時に、密閉空間から洗浄水を排出するのが容易になり、密閉空間のサニタリー性を向上できる。

本発明の冷気噴射機構の一実施形態を示す斜視図である。 前記実施形態の冷気噴射機構を用いたフリーザー装置の斜視図である。 前記フリーザー装置の正面図である。 前記フリーザー装置の平面図である。 前記フリーザー装置の横断面図である。 前記フリーザー装置の金属ベルト駆動装置の駆動部を示す正面図である。 図６の駆動部の側面図である。 前記金属ベルト駆動装置の従動部を示す正面図である。 前記従動部の側面図である。 前記フリーザー装置の下部冷気噴射部のベルト下面までの高さと金属ベルトの熱伝達率との関係を示す線図である。 前記実施形態の箱状ケーシングの構造を示す斜視図である。 比較例としての箱状ケーシングの構造を示す斜視図である。 前記実施形態及び比較例の食品搬送物の冷却効果を示す線図である。 従来のフリーザー装置の横断面図である。 従来の冷気噴射機構の説明図である。 比較例としての冷気噴射機構の説明図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

本発明の冷気噴射機構の一実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１に示す本実施形態の冷気噴射機構１０において、食品搬送物wを搬送する金属ベルト１２は、冷気抜け孔がなく熱伝達性が良好なステンレス製の薄板で構成されている。金属ベルト１２は、金属ベルト１２の幅方向に架設された支持バー１４に支持されながら、後述する回転ドラムに駆動されて矢印ａ方向に移動する。

金属ベルト１２の上方には、金属ベルト１２の搬送方向aに沿って並べられた多数のノズルユニット１８で構成された上部冷気噴射部１６が設けられている。ノズルユニット１８は、金属ベルト１２の両側に並設された支持フレーム２２及び２４に、フランジ１８aを介して載置されている。ノズルユニット１８は、図１４に図示されたノズルユニット１３４と同一構成を有し、下面に４個の漏斗形断面をもつスリットノズル２０が一体形成されている。このノズルユニット１８が金属ベルト１２の搬送方向aに多数並べられている。

金属ベルト１２の下方には、下部冷気噴射部２６が設けられている。下部冷気噴射部２６は、箱状ケーシング２８で構成されている。箱状ケーシング２８の一側面（図１中左側）には、冷気流入口が設けられ、箱状ケーシング２８の上面２８aは、平坦面に形成され、多数の円形の穿孔２９が穿設されたパンチングメタル板で構成されている。穿孔２９の直径は、例えば、２５ｍｍのような大口径を有する。上面２８aは前記冷気流入口と離れた側の側方（図１中右側）に向けて下方に傾斜している。

かかる構成において、上部冷気噴射部１６のスリットノズル２０の噴射口からスリット状の衝突噴流rが食品搬送物wに向けて噴射される。一方、下部冷気噴射部２６の穿孔２９から冷気cが金属ベルト１２の下面に向けて噴射される。前述のように、スリットノズル２０から噴射される衝突噴流rは、速度が大きくて到達距離が長い。しかも、スリットノズル間に形成された広い排気空間eにより、食品搬送物wの冷却に供した後の冷気がスムーズに排出されるので、衝突噴流rが乱れない。そのため、冷却効果が大きい。

また、下部冷気噴射部２６の穿孔２９から噴射される冷気cは、金属ベルト１２を冷却し、金属ベルト１２と食品搬送物wとの接触冷却を促進させることを目的としているので、上部冷気噴射部１６ほど冷気cの到達距離がなくても、金属ベルト１２を十分冷却できる。そのため、上部冷気噴射部１６と下部冷気噴射部２６からの冷気噴射によって食品搬送物wの冷却効果を十分達成できる。

また、下部冷気噴射部２６は、上部冷気噴射部１６ほど設置スペースを必要としないので、金属ベルト１２の高さを低くできる。そのため、オペレータによって食品搬送物wを金属ベルト１２に載せる作業を行なう際に、背の低いオペレータでも作業能率が低下しない。また、箱状ケーシング２８の上面２８aが金属ベルト１２の幅方向に傾いているので、洗浄時に洗浄水が上面２８aに溜まらず、洗浄水の排出を促進できる。

本実施形態では、穿孔２９の直径が２５ｍｍφと大きいので、冷気cの到達距離を十分長く確保できる。そのため、上面２８aを傾斜させて、傾斜下端側が幾分かベルト下面から離れても、冷却効果が低減しない。また、上面２８aを傾斜させ、冷気流入口側の冷気流入空間を広く取ることができるので、穿孔２９から噴射する冷気cの速度を金属ベルト１２の幅方向に均一にできる。そのため、冷却効果を金属ベルト１２の幅方向で均等にできる。

次に、冷気噴射機構１０を適用したフリーザー装置３０の構成を図２〜図９に基づいて説明する。まず、図２〜図４により、フリーザー装置３０の全体構成を説明する。フリーザー装置３０は、断熱壁で囲まれた横長の冷却空間を形成するハウジング１２で構成されている。なお、図２で、ハウジング３２の前方側壁及び上部壁は、内部構造が見えるように取り払われている。また、図３でも、同様の目的で、ハウジング３２の左半分の前方側壁が取り払われている。

ハウジング３２は、入口壁３２ｃに設けられた入口開口３４、及び出口壁３２ｄに設けられた出口開口３６以外は、密閉構造となっている。前方壁３２ａには、監視用の窓３８がハウジング３２の長手方向に複数配設されている。後方壁３２ｂには、オペレータがハウジング１２内に立ち入り可能なように、複数の開閉扉４０が設けられている。

ハウジング３２の上部壁３２ｅは、密閉壁となっており、図示省略の冷凍機ユニットから空気冷却器に冷媒又はブラインを供給する供給管４２、及び冷媒又はブラインを排出する排出管４４が貫通している。ハウジング３２の底部壁３２ｆは、脚４６によって床面Ｆ上から間隔を置いて支持されている。また、図５に示すように、底部壁１２ｆは、後方壁３２ｂ側に向かって下方に傾斜している。ハウジング３２内の下部領域には、食品搬送物ｗをハウジング３２内に搬送する搬送装置５０が設けられている。搬送装置５０は、エンドレス状の金属ベルト１２と、この金属ベルト１２を駆動する回転ドラム５４及び５６とから構成されている。

金属ベルト１２は、水平方向に配置され、入口壁３２ｃの外側で、従動ドラム５４に巻回され、出口壁３２ｄの外側で駆動ドラム５６に巻回されている。金属ベルト１２の往路１２ａは、搬送面が水平方向に配置され、入口開口３４及び出口開口３６からハウジング３２内に貫通配置され、矢印ａ方向に移動する。復路１２ｂは、底部壁３２ｆの下方のハウジング１２外に配置されている。

図５に示すように、ハウジング３２の内部は、仕切り壁５８及び６０によって、上部負圧室６２、下部正庄室６４及びこれらの側方に位置するメンテナンス空間６６に仕切られている。上部負庄室６２では、仕切り壁５８の上面に空気冷却器６８が固定されている。空気冷却器６８は、前記給排管４２及び４４を介してハウジング３２とは別位置に配設された図示省略の冷凍機ユニットと接続されている。

また、仕切り壁５８には、円形の通風路５８ａが形成されている。該通風路５８ａに円筒形のケーシング７０が取り付けられ、ケーシング７０内に軸流ファン７２及びその駆動モータ７４が設けられている。図３及び図４に示すように、空気冷却器６８は、ハウジング３２の長手方向に２ユニット設けられ、軸流ファン７２は、ハウジング３２の長手方向に１ユニット当り４台設けられている。そして、空気冷却器６８で冷却された庫内空気は、軸流ファン７２によって通風路５８ａから下部正圧室６４に送られる。このため、上部負圧室６２は負圧雰囲気となる。

図５に示すように、下部正圧室６４には、金属ベルト１２の往路１２ａが水平方向に配置されている。往路１２ａは、幅方向に設けられた複数の支持バー１４によって、所定高さに支持されている。金属ベルト１２の往路１２ａの両側上方に、ハウジング３２の長手方向に支持フレーム２２及び２４が配設されている。往路１２ａの上方には、往路１２ａに沿って上部冷気噴射部１６が設けられている。

往路１２ａの下方には、往路１２ａに沿って下部冷気噴射部２６が設けられている。下部冷気噴射部２６は、一側に冷気流入口２８ｂを有する箱状のケーシング２８で構成されている。ケーシング２８は底部壁３２ｆの上面に固定され、前述のように、その上面２８ａは、平坦面に形成されていると共に、多数の円形の穿孔２９が穿設されている。上面２８ａは、メンテナンス空間６６側に向けて下方に傾斜している。また、ハウジング３２の底部壁３２ｆも、メンテナンス空間６６側に向けて下方に傾斜している。
箱状ケーシング２８のメンテナンス空間４６側の側面には、開閉扉２８ｃが設けられている。開閉扉２８ｃの上端にはフランジが設けられ、洗浄時にオペレータが上下方向にスライドさせて、該側面を開放できるようになっている。

次に、図６及び図７によって、搬送装置５０の入口壁３２ｃ側の構成を説明する。フレーム８２がハウジング３２の入口壁３２ｃに接続され、かつ脚４６によって水平方向に支持されている。円筒形の従動ドラム５４が水平方向に配置され、従動ドラム５４に金属ベルト１２が巻回されている。従動ドラム５４の表面には、ゴム材が被覆されている。従動ドラム５４の回転軸５４ａの両端は、軸受８４によって回転可能に支持されている。

軸受８４は、矢印ａ又はｂ方向に摺動可能にフレーム８２に支持され、かつコイルバネ８６を介してフレーム８２に取り付けられている。これによって、従動ドラム５４は、矢印ａ又はｂ方向に移動でき、金属ベルト１２の張力を調整可能になっている。フレーム８２間には補強バー８９、金属ベルト１２の復路１２ｂを支持する支持バー９０及び復路１２ｂを案内する案内バー９２が架設されている。

次に、図８及び図９により、搬送装置５０の出口壁３２ｄ側の構成を説明する。図８及び図９において、出口壁３２ｄにフレーム９４が固定され、フレーム９４に軸受９６を介して駆動ドラム５６の回転軸５６ａが回転可能に支持されている。また、フレーム９４に回転軸５６ａを駆動する駆動モータ９８が取り付けられている。駆動ドラム５６に金属ベルト１２が巻回され、駆動ドラム５６の回転によって金属ベルト１２が矢印ａ又はｂ方向に移動する。従動ドラム５４と同様に、駆動ドラム５６の外周面にゴム膜が被覆されている。

また、金属ベルト１２を構成するステンレス板の一側縁の裏面には、先細りの台形断面をもつゴム突起１３が加硫接合されている。一方、駆動ドラム５６の一側端面には、外周面に凹部８７ａをもつプーリ８７が接合されている。該凹部８７ａと駆動ドラム５６の端面とで、ゴム突起１３と同一断面形状の凹溝が形成されている。金属ベルト１２の走行中、ゴム突起１３が該凹溝に嵌合され、該凹溝内を摺動する。

凹部８７ａを形成するためのプーリ８７は、図６，７に示す従動ドラム５４の一側端面にも装着されている。ゴム突起１３及びプーリ８７で蛇行防止装置８８を構成している。ゴム突起１３が凹部８７ａに遊嵌しながらコンベアベルト３２が走行することで、コンベアベルト３２の蛇行を防止している。

かかる構成において、入口壁３２ｃ側の搬送装置５０において、オペレータＯが食品搬送物ｗを金属ベルト１２の往路１２ａのベルト面に載置する。該ベルト面に載置された食品搬送物ｗは、入口開口３４からハウジング３２内の下部正圧室６４に搬送される。
一方、ハウジング３２内では、空気冷却器６８及び軸流ファン７２が稼動しており、空気冷却器６８で冷却された冷気ｃは、軸流ファン７２により、通風路５８ａを通って下部正庄室４４に送られる。

下部正圧室６４で、往路１２ａの上下両側から食品搬送物ｗに向けて冷気ｃが噴射される。上部冷気噴射部１６では、スリットノズル２０のスリット状噴射口から、食品搬送物ｗに対して直角方向にスリット状の衝突噴流ｒが噴射される。前述のように、スリットノズル２０は、冷気ｃを加速する先細りの断面を有する加速部と、加速した冷気ｃを整流する整流部とを有し、到達距離の長い噴流を噴き出すことができる。スリットノズル２０から噴き出された衝突噴流ｒは、コアンダー効果により、食品搬送物ｗの表面に密着した冷気流を形成するので、冷却効果を高めることができる。

また、スリットノズル２０間に形成された排気空間ｅを広く取ることができるので、冷却に供された後の冷気をスムーズに食品搬送物ｗから排出できるので、この排冷気が衝突噴流ｒを乱すことがない。
なお、図１５に、比較例として、矩形ノズル部１５２を有し、先端平坦噴射面１５４に穿孔を設けてなる上部冷気噴射部１５０で構成した上部冷気噴射部を示す。この構成では、矩形ノズル部１５２の高さｈ及び矩形ノズル部１５２間のピッチｐを相当大きく取らないと、排気空間ｅを十分確保することができない。

そのため、排冷気が衝突噴流ｒの周辺に残留して、衝突噴流ｒを乱すおそれがある。逆に、ピッチｐを相当大きく取ると、衝突噴流ｒが食品搬送物ｗに噴き付けられない領域が増加し、冷却効果が低減する。従って、この比較例では、冷却効果があまり得られないことがわかった。

下部冷気噴射部２６では、箱状ケーシング２８の上面に設けられた穿孔２９から冷気ｃが往路１２ａの下面に向かって噴射される。穿孔２９は大径であるので、到達距離が長くなり、上面２８ａが傾斜していて、ベルト下面までの距離が開いても、往路１２ａの下面に冷気ｃを到達できる。そのため、金属ベルト１２の冷却効果が低下することはない。

本実施形態によれば、冷気噴射機構１０において、食品搬送物ｗの冷却効果を高く維持しながら、金属ベルト１２の設置高さを低くできる。さらに、従動ドラム５４、駆動ドラム５６及び金属ベルト１２の復路１２ｂをハウジング１２外に配置しているので、金属ベルト１２の設置高さを余裕をもって低くできる。そのため、背の低いオペレータＯでも食品搬送物ｗも搬送作業を容易に行なうことができる。

また、従動ドラム５４及び駆動ドラム５６をハウジング１２外に配置したので、これらドラムの大径化が可能になる。そのため、金属ベルト１２に付加される曲げ荷重を軽減できるので、金属ベルト１２の金属疲労が緩和される。従って、金属ベルト１２の薄肉化が可能になり、ベルト原価を低減できる。例えば、本実施形態では、金属ベルト１２を構成するステンレス板の厚さを０．６ｍｍとすることができる。

また、箱状ケーシング２８の上面２８ａ及びハウジング３２の底部壁３２ｆが後方壁３２ｂ側に傾いているので、洗浄時に洗浄水が上面２８ａ及び底部壁１２ｆに溜まらず、かつ箱状ケーシング２８の傾斜下降側側壁が上下にスライド可能な扉２８ｃで構成されているので、洗浄時にオペレータが扉２８ｃを開けることによって、箱状ケーシング２８からの洗浄水の排出が容易になる。

また、箱状ケーシング２８の上面２８ａに穿設された穿孔２９の直径が２５ｍｍφと大きいので、冷気cの到達距離が大きい。そのため、穿孔２９とベルト下面との間隔が大きくなっても、金属ベルト１２の冷却効果を高く維持できる。従って、上面２８ａを傾斜させて、ベルト下面と上面２８ａとの間隔が大きくなっても冷却効果が低下しない。

図１０は、冷気噴出口７０からベルト下面までの高さと、金属ベルトに対する熱伝達率との関係について、本実施形態の装置で実験した結果を示す関係を示す線図である。本実施形態では、箱状ケーシング２８の上面２８ａはベルト幅方向に傾斜しているので、穿孔２９からベルト下面までの間隔は、７５〜９５ｍｍの間で変化する。図に示すように、穿孔２９とベルト下面間の間隔が変わっても熱伝達率はあまり変わらないことがわかる。そのため、本実施形態のように、上面２８ａを候斜させても、金属ベルト１２の冷却効果はほとんど低下しないことがわかる。

図１１Ａは、本実施形態の箱状ケーシング２８を示す。この箱状ケーシング２８の上面２８ａは、金属ベルト１２の幅方向に傾斜しているので、穿孔２９から金属ベルト１２までの間隔Ｈ_１は、７５〜９５mmの間で変化する。円形の穿孔２９の直径は２５ｍｍφであり、各穿孔２９は互いに正三角形をなすように配置されている。各穿孔２９間のピッチＰ_１は１００ｍｍである。

一方、図１１Ｂは、比較例として示す構成である。箱状ケーシング２８’には複数の排気空間eが設けられ、箱状ケーシング２８’の平坦噴射面２８ａ’と金属ベルト１２との間隔Ｈ_２は５０ｍｍであり、金属ベルト１２の幅方向で一定である。平坦噴射面２８’には直径が１２．５ｍｍφの円形の穿孔２９’が設けられている。各穿孔２９’は互いに正三角形をなすように配置され、各穿孔２９’間のピッチＰ_２は５０ｍｍである。なお、平坦噴射面２８ａと平坦噴射面２８ａ’の開口率は同一となるように設定されている。

前記2種の箱状ケーシングを備えた冷気噴射機構を用い、食品搬送物wとしてこんにゃくを用い、こんにゃくの冷却効果を実験した結果を図１２に示す。図中、曲線Ｘが箱状ケーシング２８を用いた場合であり、曲線Ｙが箱状ケーシング２８’を用いた場合である。また、曲線Zが冷却空間の温度推移であり、曲線Wが外気温度の推移である。なお、こんにゃくの温度は、こんにゃくの中央部に刺した温度センサで計測した。

図１２から、2種の箱状ケーシングを用いた場合、ほとんどこんにゃくの冷却効果は変わらないことがわかった。また、こんにゃくを包装して行った実験でも、同様の結果が得られた。そのため、排気空間eを形成しない本実施形態の箱状ケーシング２８を用いたほうが構造が簡単であり、加工が容易で、かつ加工コストを節減できることがわかった。

また、本実施形態によれば、開閉扉４０からオペレータＯが立ち入り可能なメンテナンス空間６６を備えているので、ハウジング１２内のメンテナンスが容易になる。さらに、常圧のメンテナンス空間６６に開閉扉４０を設けているので、装置の運転中に開閉扉４０を開けても危険でない。
さらに、冷気循環流を形成するため軸流ファン７２を設けているので、シロッコファン等と比べて、設置台数を削減できると共に、消費電力を約３０％節減できる。

本発明によれば、食品搬送物を搬送するコンベアベルトの高さを低くして、オペレータの作業を容易にした冷気噴射機構を実現できる。

Claims (6)

1. 食品をコンベアベルトで断熱壁で囲まれた冷却空間内に搬送しながら、該冷却空間内で食品に冷気を噴射し、連続的に食品を冷却又は冷凍処理する冷気噴射機構を具えた食品冷却装置において、
   前記断熱壁で囲まれた冷却空間が、ベルト搬送方向に、夫々入口壁と出口壁を有するハウジング空間で形成され、一方前記コンベアベルトは冷気抜け孔のないエンドレス状の金属ベルトで形成され、
   前記冷却空間のうち前記コンベアベルトの上方に設けられた上部負圧室で冷却器によって生成された冷気が送風機を介して前記コンベアベルトのある下部正圧室に送られ、
   前記金属ベルトの往路端側を、前記ハウジング空間外に位置させて、該往路端側のベルト面をオペレータが食品を載置するコンベアベルトの搬送面として形成可能に構成され、
   該金属ベルトの往路端側に続く往路を、前記ハウジング空間の入口壁に設けた開口より出口側に向けて該ハウジング空間内に導入させるとともに、前記金属ベルトの復路を前記ハウジング空間外の下方空間に配設し、
   前記金属ベルトの復路から往路への周回部、及び往路から復路への周回部を夫々前記ハウジング空間外方に導出させて、前記ハウジング空間外に位置する回転ドラムに巻回させて前記金属ベルトを支持搬送するように構成し、
   一方前記冷気噴射機構は、前記ハウジング空間内の前記金属ベルトの往路上方に配置され、漏斗形断面を有する多数のスリットノズルを備え、金属ベルトの往路上方から冷気の衝突噴流を食品搬送物に噴き付ける上部冷気噴射部と、
   前記ハウジング空間内の前記金属ベルトの往路下方且つ復路上方に配置され、多数の噴射孔が穿設された平坦噴射面からなる冷気噴出部を備え、金属ベルトの下方から前記送風機から供給された冷気流を前記金属ベルトの往路下面に噴き付ける下部冷気噴射部と、を備えていることを特徴とする食品冷却装置。
2. 前記上部負圧室から下部正圧室に冷気を供給する冷気口が前記ハウジング空間の側壁近傍にもうけられ、該冷気口の下方に上下方向に前記下部冷気噴射部に冷気を供給する送気空間を備え、
   前記送風機は前記上部冷気噴射部及び前記送気空間に対向するように下向き配置されていることを特徴とする請求項１に記載の食品冷却装置。
3. 前記下部冷気噴射部が、前記平坦噴射面を上面とする箱状ケーシングで構成され、該平坦噴射面に穿設された噴射口の口径が２０mm以上であることを特徴とする請求項１に記載の食品冷却装置。
4. 前記多数の噴射孔が穿設された平坦噴射面がパンチングメタル板で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の食品冷却装置。
5. 前記箱状ケーシングの一方の側面に冷気導入口を設け、前記平坦噴射面を該一方の側面から他方の側面に向かって下方に傾斜させ、該冷気導入口側の空間断面積を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の食品冷却装置。
6. 前記箱状ケーシングの傾斜下端側側面を開閉可能にする扉を設けたことを特徴とする請求項１に記載の食品冷却装置。

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