JP6593714B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
本発明は冷却用液体を用いて非冷凍物を冷凍する冷凍装置に関する。特に、被冷凍物を充填した搬送器が搬送されつつ冷却用液体中で冷凍されていく冷凍装置に関する。
従来技術において、被冷凍物である肉類や野菜等を冷凍する方式には様々な方式がある。例えば、冷却器で冷やされた空気を被冷凍物に当てるように庫内を循環させる空気冷凍（エアーブラスト）方式がある。また、冷却用液体が満たされた冷却用液体槽内に被冷凍物を収納した籠体を沈下させて冷凍する液体冷凍（ブライン凍結）方式がある。いずれもバッチ式の装置が多く用いられてきた。
図１９は、従来のバッチ式で液体冷凍式の冷凍装置の模式図である。
冷却用液体としては、冷却温度でも凍結しないブライン液と呼ばれる塩化カルシウム水溶液やアルコール水溶液等からなる冷却用液体が満たされた冷却用液体槽内に、被冷凍物が多段に収められた籠体を沈めて冷凍する。冷却用液体は、冷却用液体槽の底部に設けられた冷却用コイルを介して冷却され、攪拌機によって攪拌・流動促進されることによって冷却用液体槽内の温度の均一化が図られている。
しかし、このバッチ式の液体冷凍式の冷凍装置は、連続処理ではないために処理能力が小さく大量の非冷凍物を冷凍する業務用の冷凍には適しないものであった。バッチ式で処理能力を大きくするためには冷却用液体槽を過剰に大きくし、大量の籠体を一気に沈める必要があり、現実的には難しい。
そこで、従来技術において、事例は少ないものの、被冷凍物を次々と搬送して連続して冷凍処理する連続処理式の冷凍装置が開発されている。
冷却用液体としては、冷却温度でも凍結しないブライン液と呼ばれる塩化カルシウム水溶液やアルコール水溶液等からなる冷却用液体が満たされた冷却用液体槽内に、被冷凍物が多段に収められた籠体を沈めて冷凍する。冷却用液体は、冷却用液体槽の底部に設けられた冷却用コイルを介して冷却され、攪拌機によって攪拌・流動促進されることによって冷却用液体槽内の温度の均一化が図られている。
しかし、このバッチ式の液体冷凍式の冷凍装置は、連続処理ではないために処理能力が小さく大量の非冷凍物を冷凍する業務用の冷凍には適しないものであった。バッチ式で処理能力を大きくするためには冷却用液体槽を過剰に大きくし、大量の籠体を一気に沈める必要があり、現実的には難しい。
そこで、従来技術において、事例は少ないものの、被冷凍物を次々と搬送して連続して冷凍処理する連続処理式の冷凍装置が開発されている。
図２０は、特開２０００−５５５２６号公報に開示された、冷却用液体の喫水線下の液中を走行するコンベアーを用いた連続冷凍処理方式の冷凍装置を示す図である。
図２０に示すように、特開２０００−５５５２６号公報に開示された連続冷凍処理方式の冷凍装置は、冷凍槽５２に満たされた冷却用液体５４の喫水線下の液中をコンベヤー６６が走行するようにされており、被冷凍物５８は、投入口６８から走行するコンベヤー６６上に乗せられて冷凍槽５２に投入され、冷却用液体５４に一定時間浸漬された後、取り出し口７０から取り出される仕組みとなっている。無限軌道のコンベヤー６６を連続的に稼働するものである。また、個々の被冷凍物は、投入口６８から取り出し口７０に至るまで同一の軌道にて冷却用液体中を通過するので、冷凍製品の品質均一性も向上している。
図２０に示すように、特開２０００−５５５２６号公報に開示された連続冷凍処理方式の冷凍装置は、冷凍槽５２に満たされた冷却用液体５４の喫水線下の液中をコンベヤー６６が走行するようにされており、被冷凍物５８は、投入口６８から走行するコンベヤー６６上に乗せられて冷凍槽５２に投入され、冷却用液体５４に一定時間浸漬された後、取り出し口７０から取り出される仕組みとなっている。無限軌道のコンベヤー６６を連続的に稼働するものである。また、個々の被冷凍物は、投入口６８から取り出し口７０に至るまで同一の軌道にて冷却用液体中を通過するので、冷凍製品の品質均一性も向上している。
しかし、従来技術に述べた特許文献１に開示された、無限軌道にて冷却用液体中を走行するコンベアーを用いた連続冷凍処理方式の冷凍装置には、改善すべき問題がある。
第１の問題として、装置が大きくなる問題がある。
冷却用液体槽は入れ替えることが困難であるため一度固設されるとそのままとなることが前提である。冷凍処理に必要な時間は被冷凍物の種類や内容によって異なるため、想定し得る被冷凍物の中でもっとも冷凍処理時間が長いものにも対応できるように冷却用液体槽の長さや大きさが設計される。そのため、装置が大きくなる傾向にある。
特許文献１に開示した従来技術の連続冷凍処理方式の冷凍装置は、冷却用液体槽の長さが十数メートルから二十数メートルに及ぶことが多く、装置が大型化する傾向が強かった。
第１の問題として、装置が大きくなる問題がある。
冷却用液体槽は入れ替えることが困難であるため一度固設されるとそのままとなることが前提である。冷凍処理に必要な時間は被冷凍物の種類や内容によって異なるため、想定し得る被冷凍物の中でもっとも冷凍処理時間が長いものにも対応できるように冷却用液体槽の長さや大きさが設計される。そのため、装置が大きくなる傾向にある。
特許文献１に開示した従来技術の連続冷凍処理方式の冷凍装置は、冷却用液体槽の長さが十数メートルから二十数メートルに及ぶことが多く、装置が大型化する傾向が強かった。
第２の問題として、被冷凍物を異なる種類のものに変更することが事実上困難であるという問題がある。
冷凍対象となる被冷凍物を入れ替えると、冷凍に要する冷凍処理期間が変化するため、無限軌道の長さ、コンベアーの運転速度などを変更する必要が発生するが、従来技術に述べた特許文献１に開示された冷凍装置ではそのような変更は大掛かりとなり、冷凍装置の再設定処理を一時的に停止して行う必要がある場合もあり得る。
従来技術の連続冷凍処理方式の冷凍装置では、冷却用液体槽の一端の外部に設けた被冷凍物の詰め込み箇所を通過するようにコンベアー装置の無限軌道が設定され、また、冷却用液体槽の他端の外部に設けた被冷凍物の取り出し箇所を通過するようにコンベアー装置の無限軌道が設定されていることが多い。それらの設定の変更は事実上困難であり、装置が大きくなってしまう傾向がある。ここで、仮に、被冷凍物の冷凍処理時間に合わせてコンベアーの走行速度の調整により対応することを試みた場合、コンベアーの走行速度が速くなると、被冷凍物の詰め込み箇所における作業時間や、冷凍処理後の被冷凍物の取り出し箇所における作業時間が確保できないおそれもある。
冷凍対象となる被冷凍物を入れ替えると、冷凍に要する冷凍処理期間が変化するため、無限軌道の長さ、コンベアーの運転速度などを変更する必要が発生するが、従来技術に述べた特許文献１に開示された冷凍装置ではそのような変更は大掛かりとなり、冷凍装置の再設定処理を一時的に停止して行う必要がある場合もあり得る。
従来技術の連続冷凍処理方式の冷凍装置では、冷却用液体槽の一端の外部に設けた被冷凍物の詰め込み箇所を通過するようにコンベアー装置の無限軌道が設定され、また、冷却用液体槽の他端の外部に設けた被冷凍物の取り出し箇所を通過するようにコンベアー装置の無限軌道が設定されていることが多い。それらの設定の変更は事実上困難であり、装置が大きくなってしまう傾向がある。ここで、仮に、被冷凍物の冷凍処理時間に合わせてコンベアーの走行速度の調整により対応することを試みた場合、コンベアーの走行速度が速くなると、被冷凍物の詰め込み箇所における作業時間や、冷凍処理後の被冷凍物の取り出し箇所における作業時間が確保できないおそれもある。
第３の問題として、冷却用液体であるブライン液の消費量が多くなるという問題である。特許文献１に開示した従来技術の連続冷凍処理方式の冷凍装置は、図１４に示したように、冷却用液体槽の一端の外部に被冷凍物の詰め込み箇所が設けられ、冷却用液体槽の他端の外部に被冷凍物の取り出し箇所が設けられ、これら冷却用液体槽の外部に設定された無限軌道に沿ってコンベアー装置が稼働するため、冷却用液体であるブライン液が冷却用液体槽の外部に落下してブライン液の消費量が多くなってしまう問題が発生する。搬送器が冷却用液体槽内のブライン液中に浸漬され、多量のブライン液が付着したまま引き上げられるため多量のブライン液が冷却用液体槽外へ持ち出され、少なからずの量が消費されてしまう。特に、特許文献１に開示した連続冷凍処理方式の冷凍装置では、被搬送物はコンベアー上に載置されているだけであり、冷却用液体槽内から冷却用液体槽外への引き上げ角度も浅いものと想定され、無端コンベアーに付着して引き出される冷却用液体が多量であることが分かる。
上記課題を解決するため、本発明は、装置サイズが小型であり、作業時の作業員の移動距離なども少ないコンパクトな冷凍装置を提供することを目的とする。また、本発明は、多様な被冷凍物に対応することができ、必要とされる冷凍処理時間の変更にも容易に対応することができる冷凍装置を提供することを目的とする。また、被冷凍物の詰め込み箇所における詰め込み作業、被冷凍物の回収箇所における回収作業を通じたブライン液の消費量が少なくランニングコストの小さい冷凍装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の冷凍装置は、冷却用液体を用いて被冷凍物を冷凍する冷凍装置であって、前記冷却用液体が満たされた冷却用液体槽と、前記被冷凍物を収納できるフレームと開口を備えた複数個の搬送器と、前記搬送器を支持するアームと、前記搬送器を支持した前記アームを前記支持軸を中心とした回転運動と、前記搬送器を支持した前記アームの昇降運動を組み合わせた制御を行うアーム駆動機構を備えたことを特徴とする冷凍装置である。
アーム駆動機構の制御によってアームを下降させて搬送器を冷却用液体槽の冷却用液体中に浸漬させて被冷凍物を冷凍する浸漬冷凍期間を確保し、同様に、アーム駆動機構の制御によってアームを上昇させて搬送器を冷却用液体槽内の浸漬状態から空中へ携挙して被冷凍物を回収する回収期間を確保せしめる。
アーム駆動機構の制御によってアームを下降させて搬送器を冷却用液体槽の冷却用液体中に浸漬させて被冷凍物を冷凍する浸漬冷凍期間を確保し、同様に、アーム駆動機構の制御によってアームを上昇させて搬送器を冷却用液体槽内の浸漬状態から空中へ携挙して被冷凍物を回収する回収期間を確保せしめる。
上記構成によれば、冷却用液体槽が支持軸を中心としたコンパクトなサイズでよく、搬送器が運動する軌道が支持軸を中心とした円弧軌道または円周軌道であり、装置全体が小さな径でまとまり、装置が小型化できる。また、円弧軌道または円周軌道が冷却用液体槽の内部に収まっているので、搬送器を冷却用液体槽内の浸漬状態から空中へ携挙してもブライン液が外部へ散逸することがない。
昇降運動としては、搬送器を支持したアームを上下方向にスライド移動させて昇降させるものや、搬送器を支持したアームの支持軸に対する支持角度を変化させて昇降させるものなどがあり得る。
回転運動としては、支持軸の周囲を運動するものであれば良い。
アーム駆動機構による回転運動としては、多様なパターンがあり得る。例えば、冷却用液体槽を半周して帰還する半周往復運動がある。また、周回を続ける周回運動がある。これらには、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動も含まれる。
アーム運動の速度を可変とする速度調整機能を備えた構成とすることがこのましい。調整範囲としては、最小値が回転運動をしない角速度ゼロの設定、最大値としては作業員の操作に無理のない速度または冷却用液体の中を搬送器が移動する上で無理のない範囲であれば良い。例えば、設定範囲として最大速度が１分間で冷却用液体槽を一周する速度である仕様や、最大速度が１０分で冷却用液体槽を一周する速度である仕様などがあり得る。もちろん機構的にそれ以上速く設定できる能力があるものでも良く、それより遅い範囲でしか設定できない能力のものであっても良い。
アーム駆動機構による回転運動としては、多様なパターンがあり得る。例えば、冷却用液体槽を半周して帰還する半周往復運動がある。また、周回を続ける周回運動がある。これらには、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動も含まれる。
アーム運動の速度を可変とする速度調整機能を備えた構成とすることがこのましい。調整範囲としては、最小値が回転運動をしない角速度ゼロの設定、最大値としては作業員の操作に無理のない速度または冷却用液体の中を搬送器が移動する上で無理のない範囲であれば良い。例えば、設定範囲として最大速度が１分間で冷却用液体槽を一周する速度である仕様や、最大速度が１０分で冷却用液体槽を一周する速度である仕様などがあり得る。もちろん機構的にそれ以上速く設定できる能力があるものでも良く、それより遅い範囲でしか設定できない能力のものであっても良い。
また、アーム駆動機構による回転運動の設定範囲として、被冷凍物の冷凍処理の開始から完了までの期間に、搬送器の回転運動がないゼロ移動の設定から、冷却用液体槽１周回を超える周回超移動まで可能とすることができる。バッチ処理を選択する場合などは搬送器の回転運動がないゼロ移動であれば便利な場合が多い。また、被冷凍物の種類が複数あって混載されている場合、冷凍処理時間が長くなるものは冷却用液体槽を数回にわたり周回させて冷凍処理時間を長く確保せしめることも可能である。
このように、アーム駆動機構による回転運動は多様であるが、上下方向の昇降運動との関係においても多様なパターンがある。
例えば、昇降運動の結果、搬送器が冷却用液体に浸漬している状態において、回転運動を行わないパターンもあれば、回転運動を行うパターンもある。
前者の場合は、搬送器が冷却用液体に浸漬している状態では回転運動がない回転停止期間が設定され、搬送器が空中に携挙されている状態で回転運動期間が設定されている運用である。
後者の場合、搬送器が冷却用液体に浸漬している状態、および、搬送器が空中に携挙されている状態のいずれも回転運動期間が設定されている運用である。
また、搬送器が冷却用液体に浸漬している状態で回転運動を行う回転運動期間が設定され、搬送器が空中に携挙されている状態で回転停止期間が設定されている運用もあり得る。
次に、冷却用液体槽の内部の冷却用液体の運動状態について述べる。
冷却用液体槽の内部の冷却用液体は静止状態でも良く、能動的に水流が作られている状態でも良い。特段、冷却用液体槽の内部の冷却用液体に運動エネルギーを与えない場合、冷却用液体は静止状態となっている。搬送器が冷却用液体中を走行することにより乱流が形成されていても受動的である。スクリューやポンプなどで冷却用液体槽の内部の冷却用液体に運動エネルギーが能動的に与えられている場合、冷却用液体が流体を形成し、例えば、冷却用液体槽の内部で周回流を形成できる。
この冷却用液体の運動と搬送器の運動の関係についても様々なパターンがあり得る。
搬送器が冷却用液体に浸漬している間に回転運動がなく水平方向では静止している状態で昇降運動のみで搬送器が下降して冷却用液体中に浸漬する場合は、冷却用液体にも運動がなければ、両者が水平方向では静止した関係となる。この場合、冷却用液体の温度が均質化するよう工夫を施す必要となる。もし、冷却用液体に運動があり流体が形成されている場合、搬送器が冷却用液体流中に静置された状態となって冷却用液体流を受け止める状態となる。流体抵抗が生じるが冷却用液体が冷却用液体槽の中を周回しており、冷却用液体の温度が均質化しやすく、冷却用コイルの冷却効果も冷却用液体に行き渡りやすくなる。なお、このタイプには搬送器が空中に携挙された状態で走行するタイプも含まれる。このように浸漬期間中に搬送器が走行しないタイプはバッチ式冷凍処理には適しやすい場合が多い。
次に、搬送器が冷却用液体に浸漬している間に回転運動をしている状態で昇降運動が組み合わされて搬送器が下降して冷却用液体中に浸漬する場合は、冷却用液体に運動がなければ、静止した冷却用液体を搬送器が走行する関係となる。搬送器が走行すると連続処理式の冷凍処理には適しやすい場合が多い。
ここで、冷却用液体に運動があり流体が形成されている状態で搬送器が走行しつつ冷却用液体流中に浸漬される場合、冷却用液体流の流方向と搬送器の搬送方向が同じ方向の場合と逆方向の場合がある。前者の場合は冷却用液体流の流方向と搬送器の搬送方向が同じ方向であるので、比較的流体抵抗が少なくなり乱流が小さく抑えられる。後者の場合は冷却用液体流の流方向と搬送器の搬送方向が向かい合う方向であるので、比較的流体抵抗が大きくなり乱流の発生が大きくなる。
次に、断熱体を設ける工夫について説明する。冷却用液体槽を断熱体で取り囲みつつその上面に開閉可能とした複数の開閉蓋を備えた構成とすることができる。冷却用液体は外気よりもかなり低温であるため、冷却用液体槽に外部から熱が伝導しない方が良い。そこで、冷凍効率を上げるため、装置全体を断熱体で覆うことができる。ここで、メンテナンスなど装置に対するアクセスを容易とするため、断熱体の上面は開閉蓋構造となっていることが好ましい。
このように、アーム駆動機構による回転運動は多様であるが、上下方向の昇降運動との関係においても多様なパターンがある。
例えば、昇降運動の結果、搬送器が冷却用液体に浸漬している状態において、回転運動を行わないパターンもあれば、回転運動を行うパターンもある。
前者の場合は、搬送器が冷却用液体に浸漬している状態では回転運動がない回転停止期間が設定され、搬送器が空中に携挙されている状態で回転運動期間が設定されている運用である。
後者の場合、搬送器が冷却用液体に浸漬している状態、および、搬送器が空中に携挙されている状態のいずれも回転運動期間が設定されている運用である。
また、搬送器が冷却用液体に浸漬している状態で回転運動を行う回転運動期間が設定され、搬送器が空中に携挙されている状態で回転停止期間が設定されている運用もあり得る。
次に、冷却用液体槽の内部の冷却用液体の運動状態について述べる。
冷却用液体槽の内部の冷却用液体は静止状態でも良く、能動的に水流が作られている状態でも良い。特段、冷却用液体槽の内部の冷却用液体に運動エネルギーを与えない場合、冷却用液体は静止状態となっている。搬送器が冷却用液体中を走行することにより乱流が形成されていても受動的である。スクリューやポンプなどで冷却用液体槽の内部の冷却用液体に運動エネルギーが能動的に与えられている場合、冷却用液体が流体を形成し、例えば、冷却用液体槽の内部で周回流を形成できる。
この冷却用液体の運動と搬送器の運動の関係についても様々なパターンがあり得る。
搬送器が冷却用液体に浸漬している間に回転運動がなく水平方向では静止している状態で昇降運動のみで搬送器が下降して冷却用液体中に浸漬する場合は、冷却用液体にも運動がなければ、両者が水平方向では静止した関係となる。この場合、冷却用液体の温度が均質化するよう工夫を施す必要となる。もし、冷却用液体に運動があり流体が形成されている場合、搬送器が冷却用液体流中に静置された状態となって冷却用液体流を受け止める状態となる。流体抵抗が生じるが冷却用液体が冷却用液体槽の中を周回しており、冷却用液体の温度が均質化しやすく、冷却用コイルの冷却効果も冷却用液体に行き渡りやすくなる。なお、このタイプには搬送器が空中に携挙された状態で走行するタイプも含まれる。このように浸漬期間中に搬送器が走行しないタイプはバッチ式冷凍処理には適しやすい場合が多い。
次に、搬送器が冷却用液体に浸漬している間に回転運動をしている状態で昇降運動が組み合わされて搬送器が下降して冷却用液体中に浸漬する場合は、冷却用液体に運動がなければ、静止した冷却用液体を搬送器が走行する関係となる。搬送器が走行すると連続処理式の冷凍処理には適しやすい場合が多い。
ここで、冷却用液体に運動があり流体が形成されている状態で搬送器が走行しつつ冷却用液体流中に浸漬される場合、冷却用液体流の流方向と搬送器の搬送方向が同じ方向の場合と逆方向の場合がある。前者の場合は冷却用液体流の流方向と搬送器の搬送方向が同じ方向であるので、比較的流体抵抗が少なくなり乱流が小さく抑えられる。後者の場合は冷却用液体流の流方向と搬送器の搬送方向が向かい合う方向であるので、比較的流体抵抗が大きくなり乱流の発生が大きくなる。
次に、断熱体を設ける工夫について説明する。冷却用液体槽を断熱体で取り囲みつつその上面に開閉可能とした複数の開閉蓋を備えた構成とすることができる。冷却用液体は外気よりもかなり低温であるため、冷却用液体槽に外部から熱が伝導しない方が良い。そこで、冷凍効率を上げるため、装置全体を断熱体で覆うことができる。ここで、メンテナンスなど装置に対するアクセスを容易とするため、断熱体の上面は開閉蓋構造となっていることが好ましい。
上記構成で構成される本発明の冷凍装置は、アーム駆動機構によるアームに対する制御により、いわゆる連続処理式とすることもでき、バッチ処理式とすることもできる。
連続処理式とする場合、アーム駆動機構によるアームに対する制御をアームごとの制御とし、搬送器ごとの浸漬冷凍期間の開始時刻と終了時刻と、回収期間の開始時刻と終了時刻を間歇的にずらせば良く、被冷凍物の冷凍処理が連続処理となる。連続冷凍処理方式とすれば大量の被冷却物を冷凍処理する工業用途に適したものとなる。
連続処理式とする場合、被冷凍物を搬送器に収納させる詰め込み作業箇所と、冷凍処理が終了した被冷凍物を搬送器内から回収する回収作業箇所を定めておき、その上でアーム駆動機構によるアームの周回移動の速度を調整し、アームが詰め込み作業箇所から回収作業箇所まで移動する時間が浸漬冷凍期間より長くなる速度とする。つまり、搬送器の周回移動中に浸漬冷凍期間が確保され、さらに、アーム駆動機構によるアームの昇降制御によって、搬送器が冷却用液体に浸漬している期間が浸漬冷凍期間と合致するよう正確に制御せしめることができる。
このように、アーム駆動機構によるアームの周回移動の速度と、アーム駆動機構によるアームの昇降制御によって、搬送器が冷却用液体に浸漬している期間が浸漬冷凍期間と合致するよう制御することができるので、本発明の冷凍装置によれば、搬送器ごとに多様な被冷凍物に対応することができ、必要とされる冷凍処理時間の変更にも容易に対応することができる。
例えば、浸漬冷凍期間が短くて良い被冷凍対象物であれば、アーム駆動機構によるアームを下降させて浸漬状態とする時間を短く制御し、浸漬冷凍期間が経過すればアーム駆動機構によってアームを上昇させて空中に携挙した状態で、残りの周回移動を行えばよい。また、浸漬冷凍期間が比較的長く確保する必要がある被冷凍対象物であれば、アーム駆動機構によるアームを下降させて浸漬状態とする時間を長く制御し、浸漬冷凍期間が経過すればアーム駆動機構によってアームを上昇させて空中に携挙した状態とすればよい。
冷凍処理に供される被冷凍物の内容が搬送器ごとに異なり得るものであれば、被冷凍物の内容に応じて設定される冷凍処理期間に合致するように、搬送器ごとに各々のアームの昇降を制御せしめれば良い。
このように、本発明の冷凍装置では、搬送器ごとに被冷凍物の混載ができる。
冷凍処理に供される被冷凍物の内容が搬送器ごとに異なり得るものであれば、被冷凍物の内容に応じて設定される冷凍処理期間に合致するように、搬送器ごとに各々のアームの昇降を制御せしめれば良い。
このように、本発明の冷凍装置では、搬送器ごとに被冷凍物の混載ができる。
一方、バッチ処理の場合は、アーム駆動機構によるアームに対する制御を、すべてのアーム一体の制御とし、搬送器ごとの浸漬冷凍期間の開始時刻と終了時刻と、回収期間の開始時刻と終了時刻を一体とすれば良い。
次に、搬送器が冷却用液体槽から上昇して空中へ携挙された状態で、搬送器に対して空気を噴射して搬送器に付着している冷却用液体を冷却用液体槽に吹き飛ばして戻すブロー装置を備えた構成とすれば、ブライン液の回収処理時間を短縮化できる。
次に、搬送器が冷却用液体槽から上昇して空中へ携挙された状態で、搬送器に対して空気を噴射して搬送器に付着している冷却用液体を冷却用液体槽に吹き飛ばして戻すブロー装置を備えた構成とすれば、ブライン液の回収処理時間を短縮化できる。
本発明にかかる冷凍装置によれば、装置サイズが小型であり、作業時の作業員の移動距離なども少なくて済む。また、多様な被冷凍物に対応することができ、必要とされる冷凍処理時間の変更にも容易に対応することができる。また、被冷凍物の詰め込み作業箇所における詰め込み作業、被冷凍物の回収作業箇所における回収作業を通じたブライン液の消費量が少なくランニングコストの小さい冷凍装置を提供することができる。
以下、本発明の連続冷凍処理式の冷凍装置の実施例を説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
図１は、実施例１にかかる本発明の冷凍装置１００の基本構成を示す図である。
図１の上図は平面図で上面の断熱体を取り除いて冷却用液体槽１１０の内部の様子を示した図、図１の下図は側面図となっている。図１の下図において、冷却用液体槽１１０の内部におけるアーム駆動機構１５０の回転運動の様子や搬送器の様子が分かりやすいよう、一部断面図によって示されている。いずれも動作原理が分かりやすいように構造を簡単に描いている。
図１に示すように、本発明の冷凍装置１００は、冷却用液体槽１１０、冷却用液体１２０、搬送器１３０、アーム１４０、アーム駆動機構１５０、ブロー装置１７０を備えた構造となっている。なお、図１において、搬送器１３０はシンプルに単なる筐体として示されている。また、詰め込み作業箇所Ｓ、回収作業箇所Ｅも併せて示されている。詰め込み作業箇所Ｓにおいて被冷凍物を収納でき、冷却用液体槽１１０の回収作業箇所Ｅにおいて被冷凍物を回収する。これらの設置箇所は限定されず他の位置に設けることは可能であることは言うまでもない。
図１の上図は平面図で上面の断熱体を取り除いて冷却用液体槽１１０の内部の様子を示した図、図１の下図は側面図となっている。図１の下図において、冷却用液体槽１１０の内部におけるアーム駆動機構１５０の回転運動の様子や搬送器の様子が分かりやすいよう、一部断面図によって示されている。いずれも動作原理が分かりやすいように構造を簡単に描いている。
図１に示すように、本発明の冷凍装置１００は、冷却用液体槽１１０、冷却用液体１２０、搬送器１３０、アーム１４０、アーム駆動機構１５０、ブロー装置１７０を備えた構造となっている。なお、図１において、搬送器１３０はシンプルに単なる筐体として示されている。また、詰め込み作業箇所Ｓ、回収作業箇所Ｅも併せて示されている。詰め込み作業箇所Ｓにおいて被冷凍物を収納でき、冷却用液体槽１１０の回収作業箇所Ｅにおいて被冷凍物を回収する。これらの設置箇所は限定されず他の位置に設けることは可能であることは言うまでもない。
冷却用液体槽１１０は、冷却用液体１２０が満たされた容器である。
図１に示すように、この例では、冷却用液体槽１１０は外形が略円形の槽となっており、その中心にアーム駆動機構１５０の支持軸１５１が設置された構成となっている。
冷却用液体槽１１０の外形は、アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の移動軌跡をカバーする形状であれば良く、ここでは、アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の移動軌跡が支持軸１５１を中心とした円周軌道であるので、その円周軌道をカバーする形状の槽であれば良く、必ずしも正確な円形でなくとも良く、四角形や六角形などの多角形、楕円形、不定形であっても良い。
冷却用液体槽１１０の大きさは特に制限されないが、アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の移動軌跡をカバーする大きさが必要である。また、内部構造が分かりやすいように図示は省略しているが、冷却用液体槽１１０の上面や周囲は断熱体で囲んでおき、冷却効率を向上することが好ましい。
図１に示すように、この例では、冷却用液体槽１１０は外形が略円形の槽となっており、その中心にアーム駆動機構１５０の支持軸１５１が設置された構成となっている。
冷却用液体槽１１０の外形は、アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の移動軌跡をカバーする形状であれば良く、ここでは、アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の移動軌跡が支持軸１５１を中心とした円周軌道であるので、その円周軌道をカバーする形状の槽であれば良く、必ずしも正確な円形でなくとも良く、四角形や六角形などの多角形、楕円形、不定形であっても良い。
冷却用液体槽１１０の大きさは特に制限されないが、アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の移動軌跡をカバーする大きさが必要である。また、内部構造が分かりやすいように図示は省略しているが、冷却用液体槽１１０の上面や周囲は断熱体で囲んでおき、冷却効率を向上することが好ましい。
冷却用液体槽１１０の外周縁の一部に詰め込み作業箇所Ｓ、回収作業箇所Ｅが設けられている。なお、本発明の冷凍装置１００は搬送器の移動軌跡が円形の周回軌道であるので、従来技術の無端ベルトのベルトコンベアーのように始端と終端という物理的な端部が存在しないので、詰め込み作業箇所Ｓ、回収作業箇所Ｅの設定位置は固定的ではなく、冷却用液体槽１１０の周縁であれば良く、任意の位置に設定できる。
冷却用液体槽１１０の冷却機構として、冷却用液体槽１１０の底部には冷却用コイル（図示せず）が設けられている。冷却用コイルは冷却機構のうち吸熱する蒸発器に相当するものであり、冷却機構のうち圧縮器など他の部材は外部に設けられており図示を省略している。冷却用コイルは冷却用液体槽１１０の中の冷却用液体１２０を所定温度まで冷却する能力を備えているものとする。
ここで、冷却用液体１２０は冷却用液体槽１１０の容量に応じて大量に蓄積されているが、冷却用液体１２０に対して冷却用コイルによる冷却効果が均質に与えられる必要がある。冷却用コイルによる冷却効果を均質化させる方法は限定されない。例えば、スクリューやポンプなどにより冷却用液体１２０に運動エネルギーを与えて冷却用液体１２０全体が冷却用液体槽１１０を周回する周回流を形成するものでも良い。冷却用液体１２０全体が周回流を形成するものではないが、冷却用液体１２０を適宜撹拌するための攪拌機を設置する構成でもよい。また、積極的に水流を作る機構は設けずに、搬送器１３０が冷却用液体１２０に浸漬した状態で走行する設定とすることにより、搬送器１３０によって事実上撹拌する構成も可能である。
ここで、冷却用液体１２０は冷却用液体槽１１０の容量に応じて大量に蓄積されているが、冷却用液体１２０に対して冷却用コイルによる冷却効果が均質に与えられる必要がある。冷却用コイルによる冷却効果を均質化させる方法は限定されない。例えば、スクリューやポンプなどにより冷却用液体１２０に運動エネルギーを与えて冷却用液体１２０全体が冷却用液体槽１１０を周回する周回流を形成するものでも良い。冷却用液体１２０全体が周回流を形成するものではないが、冷却用液体１２０を適宜撹拌するための攪拌機を設置する構成でもよい。また、積極的に水流を作る機構は設けずに、搬送器１３０が冷却用液体１２０に浸漬した状態で走行する設定とすることにより、搬送器１３０によって事実上撹拌する構成も可能である。
次に、冷却用液体１２０を説明する。
冷却用液体１２０は、被冷凍物を冷却する温度よりも凍結温度が低い液体であればよいが、安定性、安全性などが確保されているものが好ましい。例えば、ブライン液と呼ばれる塩化カルシウム水溶液やアルコール水溶液等からなる冷却用液体で良い。冷却用液体１２０は、冷却用液体槽１１０の底部に設けられた冷却用コイル１１３を介して冷却される。
冷却用液体１２０は、被冷凍物を冷却する温度よりも凍結温度が低い液体であればよいが、安定性、安全性などが確保されているものが好ましい。例えば、ブライン液と呼ばれる塩化カルシウム水溶液やアルコール水溶液等からなる冷却用液体で良い。冷却用液体１２０は、冷却用液体槽１１０の底部に設けられた冷却用コイル１１３を介して冷却される。
次に、搬送器１３０を説明する。
搬送器１３０は、被冷凍物を内部空間に支持できるフレームを備えた筐体状のものであるが、搬送器１３０の形状には多様なものがあり得る。搬送器１３０は被冷凍物を内部空間に支持できるフレームがあれば良く、周囲から冷却用液体１２０が入り込んで浸漬するものであれば良い。簡単な例としては、格子で囲んだゲージ、開口の多数開いた箱状のものなどがある。
搬送器１３０は、被冷凍物を内部空間に支持できるフレームを備えた筐体状のものであるが、搬送器１３０の形状には多様なものがあり得る。搬送器１３０は被冷凍物を内部空間に支持できるフレームがあれば良く、周囲から冷却用液体１２０が入り込んで浸漬するものであれば良い。簡単な例としては、格子で囲んだゲージ、開口の多数開いた箱状のものなどがある。
この例では、搬送器１３０は、アーム１４０を介してアーム駆動機構１５０に対して連結されている。搬送器１３０はアーム駆動機構１５０の駆動に従って昇降するが、搬送器１３０が下降して冷却用液体１２０の喫水線下に浸漬した状態が冷凍処理期間となり、搬送器１３０が上昇して空中携挙状態つまり冷却用液体１２０の喫水線上に携挙された状態が非冷凍処理期間となる。
搬送器１３０は、複数個配置することが可能である。ここでは、１２個の搬送器１３０が円形の周回軌道に配置されている例とする。この１２個の搬送器１３０はアーム１４０を介してアーム駆動機構１５０に取り付けられた状態で搬送機構により搬送される。
アーム１４０は、アーム駆動機構１５０と搬送器１３０との間を連結する部材である。アーム１４０の連結機構は特に限定されないが、搬送器１３０側の上部に設けられた接続具と連結する機構である。例えば、搬送器１３０側の接続具とアーム１４０の一方が嵌合オス部材で他方が嵌合メス部材という組み合わせなどがある。また、ボルトナットなどで固定したものでも良く、アタッチメントなどを介して着脱可能なものでも良い。また、ワイヤーを介して接続する例もある。
アーム１４０の形状や素材は特に限定されないが、内部に被冷凍物が充填された状態で搬送器１３０を支持できる機械的強度が求められる。鋼鉄製の板材、棒材、フック、ワイヤーなどでも良い。
アーム１４０の形状や素材は特に限定されないが、内部に被冷凍物が充填された状態で搬送器１３０を支持できる機械的強度が求められる。鋼鉄製の板材、棒材、フック、ワイヤーなどでも良い。
アーム１４０は、アーム駆動機構１５０に対して所定間隔ごとに取り付けられている。搬送器１３０が所定間隔ごとにアーム駆動機構１５０上に対して配置される。図１の例では略３０度間隔で設けられており、周回状に１２本のアーム１４０が設けられている。よって搬送器１３０も１２個が周回状に配設されていることとなる。もちろんアーム１４０を設ける間隔は限定されず、もっと多い本数を周回状に配設するものであっても良く、もっと少ない本数を周回状に配設するものであっても良い。
次に、アーム駆動機構１５０を説明する。
アーム駆動機構１５０は、搬送器１３０を支持したアーム１４０を支持軸１５１の周りにて回転運動させつつ昇降運動を制御する機構である。アーム駆動機構１５０の形状や設置個所などは限定されない。図１では簡単に冷却用液体槽１１０の中心に立設された支持軸状のもののみが描かれているが、床面下にまで機構部分が埋設されたものでも良く、逆に天井側に機構部分の一部が取り付けられ、支持軸およびそれに支持されたアーム１４０や搬送器１３０などが天井から吊下された構造などでも良い。
アーム駆動機構１５０は、搬送器１３０を支持したアーム１４０を支持軸１５１の周りにて回転運動させつつ昇降運動を制御する機構である。アーム駆動機構１５０の形状や設置個所などは限定されない。図１では簡単に冷却用液体槽１１０の中心に立設された支持軸状のもののみが描かれているが、床面下にまで機構部分が埋設されたものでも良く、逆に天井側に機構部分の一部が取り付けられ、支持軸およびそれに支持されたアーム１４０や搬送器１３０などが天井から吊下された構造などでも良い。
まず、アーム駆動機構１５０の回転運動について述べる。
アーム駆動機構１５０は図示しないモーターなどを備え、支持軸に対して適宜トルクを与え、支持軸からアーム１４０に駆動力が与えられる。なお、本発明では、モーターなどの電気機械的な駆動に代え、手動式により回転させることを排除するものではない。もっぱら手動式で回転させる場合、アーム駆動機構１５０はアームの回転する軌道を与える機構と捉えることができる。
アーム駆動機構による回転運動としては多様なパターンがあり得る。アーム駆動機構１５０の設定により限定なく様々な回転運動が可能である。
図２は、回転運動の一例を示す図である。図２（ａ）は、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。このパターンには、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動も含まれる。図２（ａ）の例では詰め込み作業箇所Ｓと回収作業箇所Ｅが同じ箇所に設けられている。この位置から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。なお、初期状態で詰め込み作業箇所Ｓにあった搬送器１３０が支持軸の周りを半周する間に、円周状に配置された全搬送器１３０のうち半分の搬送器１３０が次々と詰め込み作業箇所Ｓを通過する。なお、左右反転させることも可能である。左右逆に半周移動させれば残り半分の搬送器１３０も次々と詰め込み作業箇所Ｓを通過するのですべての搬送器１３０に対するアクセスが可能である。なお、後述するように、この図２（ａ）の半周往復運動のパターンは、冷凍処理をバッチ処理にて行う準備として先に詰め込み作業を実行する場合にも使用できる。
図２（ｂ）は、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。このパターンには、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動も含まれる。図２（ｂ）の例では詰め込み作業箇所Ｓと回収作業箇所Ｅが異なる箇所に設けられている。この例では、アーム駆動機構１５０が回転を停止するまで所定速度で搬送器１３０が支持軸の周りを周回するパターンである。なお、後述するように、この図２（ｂ）の周回運動のパターンは、冷凍処理をバッチ処理にて行う準備として先に詰め込み作業を実行する場合にも使用でき、また、連続処理として、詰め込み作業、冷凍作業、取り出し作業という一連の処理を次々と連続処理にて行う場合にも使用できる。
アーム駆動機構１５０は図示しないモーターなどを備え、支持軸に対して適宜トルクを与え、支持軸からアーム１４０に駆動力が与えられる。なお、本発明では、モーターなどの電気機械的な駆動に代え、手動式により回転させることを排除するものではない。もっぱら手動式で回転させる場合、アーム駆動機構１５０はアームの回転する軌道を与える機構と捉えることができる。
アーム駆動機構による回転運動としては多様なパターンがあり得る。アーム駆動機構１５０の設定により限定なく様々な回転運動が可能である。
図２は、回転運動の一例を示す図である。図２（ａ）は、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。このパターンには、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動も含まれる。図２（ａ）の例では詰め込み作業箇所Ｓと回収作業箇所Ｅが同じ箇所に設けられている。この位置から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。なお、初期状態で詰め込み作業箇所Ｓにあった搬送器１３０が支持軸の周りを半周する間に、円周状に配置された全搬送器１３０のうち半分の搬送器１３０が次々と詰め込み作業箇所Ｓを通過する。なお、左右反転させることも可能である。左右逆に半周移動させれば残り半分の搬送器１３０も次々と詰め込み作業箇所Ｓを通過するのですべての搬送器１３０に対するアクセスが可能である。なお、後述するように、この図２（ａ）の半周往復運動のパターンは、冷凍処理をバッチ処理にて行う準備として先に詰め込み作業を実行する場合にも使用できる。
図２（ｂ）は、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。このパターンには、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動も含まれる。図２（ｂ）の例では詰め込み作業箇所Ｓと回収作業箇所Ｅが異なる箇所に設けられている。この例では、アーム駆動機構１５０が回転を停止するまで所定速度で搬送器１３０が支持軸の周りを周回するパターンである。なお、後述するように、この図２（ｂ）の周回運動のパターンは、冷凍処理をバッチ処理にて行う準備として先に詰め込み作業を実行する場合にも使用でき、また、連続処理として、詰め込み作業、冷凍作業、取り出し作業という一連の処理を次々と連続処理にて行う場合にも使用できる。
なお、アーム駆動機構１５０として、アームの回転運動の速度を可変とする速度調整機能を備えた構成も可能である。例えば、最小設定は回転運動をしない角速度ゼロの設定である。後述するように冷凍処理をバッチ処理としてアームの回転が不要な場合があり得る。最大値としては作業員の操作に無理のない速度または冷却用液体の中を搬送器が移動する上で無理のない範囲であれば良い。例えば、設定範囲として最大速度が１分間で冷却用液体槽を一周する速度である仕様や、最大速度が１０分で冷却用液体槽を一周する速度である仕様などがあり得る。もちろん機構的にそれ以上速く設定できる能力があるものでも良く、それより遅い範囲でしか設定できない能力のものであっても良い。
なお、アーム駆動機構１５０によるアームの回転運動の速度と冷凍処理時間との関係において、冷凍処理中にアームの回転が必要な連続式処理の場合は、かならずしも冷却用液体槽１１０を１周するまでに被冷凍物の冷凍処理時間が完了する必要はなく、冷凍処理時間が完了するまでに搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の複数回にわたり周回するものであっても良い。
次に、アーム駆動機構１５０の昇降運動について述べる。
アーム駆動機構１５０によるアーム１４０の昇降運動は、搬送器１３０を上昇させたり下降させたりする運動である。アームを昇降する機構は限定されないが、例えば、下記の３通りの方法がある。
アーム駆動機構１５０によるアーム１４０の昇降運動は、搬送器１３０を上昇させたり下降させたりする運動である。アームを昇降する機構は限定されないが、例えば、下記の３通りの方法がある。
第１の例は、搬送器を支持したアーム１４０の全体またはその一部を上下方向にスライド移動させて昇降させるものである。
スライドの方式としても複数通りの機構があり得る。
以下、２つの例を挙げる。
第１のスライド方式は、搬送器を支持したアーム１４０の先端のスライダーを設けておき、当該スライダーを介して搬送器１３０を上下方向にスライド移動させて昇降させるものである。
図３は、アーム１４０の先端のスライダーを介して搬送器１３０を上下方向にスライド移動させて昇降する昇降運動の様子を簡単に説明する図である。分かりやすいように搬送器１３０の昇降状態を横から見た図となっている。スライダーは極めて簡単に図示しており、詳しい機構は図示していないが、搬送器１３０の上部に支持部が取り付けられており、スライダー機構によりこの支持部が上下する仕組みとなっている。
アーム駆動機構１５０がスライダーを操作し、搬送器１３０の上部にある支持部を上下に摺動させて昇降させることにより搬送器１３０の支持高さを制御する例となっている。
図３（ａ）に示すように、スライダーを上昇させている状態において、スライダーを介して支持されている搬送器１３０の底面が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に出る高さまで上昇している。
一方、図３（ｂ）に示すように、右側の搬送器１３０ではスライダーにより搬送器を支持した支持部を下降させた状態となっており、支持部を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線下に潜る高さまで下降している。一方、図３（ｂ）の左側に示す搬送器１３０ではスライダーで支持された支持部が上昇した状態となっており、支持部を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線上に携挙される高さまで上昇している。
アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の昇降運動はスライダーによる支持部の動きに連動して行われるものとなっている。なお、搬送器１３０を上下に昇降操作ができるものであれば、支持部の形状およびスライダーのスライド機構は特に限定されず、多様なものがあり得る。
スライドの方式としても複数通りの機構があり得る。
以下、２つの例を挙げる。
第１のスライド方式は、搬送器を支持したアーム１４０の先端のスライダーを設けておき、当該スライダーを介して搬送器１３０を上下方向にスライド移動させて昇降させるものである。
図３は、アーム１４０の先端のスライダーを介して搬送器１３０を上下方向にスライド移動させて昇降する昇降運動の様子を簡単に説明する図である。分かりやすいように搬送器１３０の昇降状態を横から見た図となっている。スライダーは極めて簡単に図示しており、詳しい機構は図示していないが、搬送器１３０の上部に支持部が取り付けられており、スライダー機構によりこの支持部が上下する仕組みとなっている。
アーム駆動機構１５０がスライダーを操作し、搬送器１３０の上部にある支持部を上下に摺動させて昇降させることにより搬送器１３０の支持高さを制御する例となっている。
図３（ａ）に示すように、スライダーを上昇させている状態において、スライダーを介して支持されている搬送器１３０の底面が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に出る高さまで上昇している。
一方、図３（ｂ）に示すように、右側の搬送器１３０ではスライダーにより搬送器を支持した支持部を下降させた状態となっており、支持部を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線下に潜る高さまで下降している。一方、図３（ｂ）の左側に示す搬送器１３０ではスライダーで支持された支持部が上昇した状態となっており、支持部を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線上に携挙される高さまで上昇している。
アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の昇降運動はスライダーによる支持部の動きに連動して行われるものとなっている。なお、搬送器１３０を上下に昇降操作ができるものであれば、支持部の形状およびスライダーのスライド機構は特に限定されず、多様なものがあり得る。
次に、第２のスライド方式は、搬送器１３０を支持したアーム１４０自体が、アーム駆動機構１５０に組み込まれたスライダー機構（図示せず）によりスライドして上下方向に昇降運動する仕組みである。
図４は、アーム１４０全体を上下方向にスライド移動させて昇降する昇降運動の様子を簡単に説明する図である。分かりやすいように搬送器１３０の昇降状態を横から見た図となっている。
アーム駆動機構１５０により、図示しない摺動機構で支持軸に対してアーム１４０全体を摺動させて上下に昇降させることにより搬送器１３０の支持高さを制御する例となっている。
図４（ａ）に示すように、アーム１４０を上昇した状態において、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０の底面が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に出る高さまで上昇している。
一方、図４（ｂ）に示すように、右側の搬送器１３０ではアーム１４０が下降した状態となっており、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線下に潜る高さまで下降している。図４（ｂ）の左側に示す搬送器１３０ではアーム１４０が上昇した状態となっており、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線上に携挙される高さまで上昇している。
図４は、アーム１４０全体を上下方向にスライド移動させて昇降する昇降運動の様子を簡単に説明する図である。分かりやすいように搬送器１３０の昇降状態を横から見た図となっている。
アーム駆動機構１５０により、図示しない摺動機構で支持軸に対してアーム１４０全体を摺動させて上下に昇降させることにより搬送器１３０の支持高さを制御する例となっている。
図４（ａ）に示すように、アーム１４０を上昇した状態において、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０の底面が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に出る高さまで上昇している。
一方、図４（ｂ）に示すように、右側の搬送器１３０ではアーム１４０が下降した状態となっており、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線下に潜る高さまで下降している。図４（ｂ）の左側に示す搬送器１３０ではアーム１４０が上昇した状態となっており、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線上に携挙される高さまで上昇している。
次に、第２の昇降機構の例を説明する。
第２の昇降機構の例は、アーム１４０の一部にワイヤーが装備されており、当該ワイヤーを介して搬送器１３０が吊下されており、当該ワイヤーの繰り出しや巻き取りで搬送器１３０の高さを変化させる構造である。
図５は、アーム１４０の先端に装備されているワイヤーにより搬送器１３０が吊下され、アーム駆動機構１５０によりワイヤーの巻き取り繰り出しを制御することにより搬送器の高さが制御される構成を簡単に示す図である。
アーム駆動機構１５０により、図示しないワイヤーウインチ機構でアーム１４０の先端から垂下されるワイヤーの長さが変化し、吊下されている搬送器１３０の高さを制御する例となっている。
図５（ａ）に示すように、ワイヤーウインチ機構でワイヤーを巻き取っている状態において、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０の底面が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に出る高さまで上昇している。
第２の昇降機構の例は、アーム１４０の一部にワイヤーが装備されており、当該ワイヤーを介して搬送器１３０が吊下されており、当該ワイヤーの繰り出しや巻き取りで搬送器１３０の高さを変化させる構造である。
図５は、アーム１４０の先端に装備されているワイヤーにより搬送器１３０が吊下され、アーム駆動機構１５０によりワイヤーの巻き取り繰り出しを制御することにより搬送器の高さが制御される構成を簡単に示す図である。
アーム駆動機構１５０により、図示しないワイヤーウインチ機構でアーム１４０の先端から垂下されるワイヤーの長さが変化し、吊下されている搬送器１３０の高さを制御する例となっている。
図５（ａ）に示すように、ワイヤーウインチ機構でワイヤーを巻き取っている状態において、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０の底面が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に出る高さまで上昇している。
一方、図５（ｂ）に示すように、右側の搬送器１３０ではワイヤーウインチ機構でワイヤーが繰り出され、アーム１４０から垂下するワイヤー長が長くなり、吊下されている搬送器１３０が下降した状態となっており、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線下に潜る高さまで下降している。図５（ｂ）の左側に示す搬送器１３０ではワイヤーウインチ機構でワイヤーが巻き取られ、アーム１４０から垂下するワイヤー長が短くなり、吊下されている搬送器１３０が上昇した状態となっており、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線上に携挙される高さまで上昇している。
アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の昇降運動はこの範囲にてアーム１４０を介して昇降できるものとなっている。
アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の昇降運動はこの範囲にてアーム１４０を介して昇降できるものとなっている。
第３の昇降機構の例を説明する。
第３の昇降機構の例は、搬送器１３０を支持したアーム１４０の支持軸に対する支持角度を変化させて昇降させるものである。
図６は、アーム１４０の支持軸に対する支持角度を変化させて昇降する昇降運動の様子を簡単に説明する図である。分かりやすいように搬送器１３０の昇降状態を横から見た図となっている。
図６に示すように、アーム駆動機構１５０はアーム１４０の支持角度を変える図示しない角度調整機構を備え、図示しないアクチュエーターなどにより適宜駆動力が与えられ、支持軸に対するアーム１４０の支持角度が可変となっている。
図６（ａ）に示すように、アーム１４０の支持角度を大きくした状態において、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０の底面が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に出る高さまで上昇している。
第３の昇降機構の例は、搬送器１３０を支持したアーム１４０の支持軸に対する支持角度を変化させて昇降させるものである。
図６は、アーム１４０の支持軸に対する支持角度を変化させて昇降する昇降運動の様子を簡単に説明する図である。分かりやすいように搬送器１３０の昇降状態を横から見た図となっている。
図６に示すように、アーム駆動機構１５０はアーム１４０の支持角度を変える図示しない角度調整機構を備え、図示しないアクチュエーターなどにより適宜駆動力が与えられ、支持軸に対するアーム１４０の支持角度が可変となっている。
図６（ａ）に示すように、アーム１４０の支持角度を大きくした状態において、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０の底面が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に出る高さまで上昇している。
一方、図６（ｂ）に示すように、右側の搬送器１３０ではアーム１４０の支持角度が小さくなった状態において、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線下に潜る高さまで下降している。左側の搬送器１３０ではアーム１４０の支持角度が大きくなった状態になり、アーム１４０を介して支持されている搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の被冷凍物が冷却用液体１２０の喫水線上に携挙される高さまで上昇している。
アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の昇降運動はこの範囲にてアーム１４０を介して昇降できるものとなっている。
アーム駆動機構１５０による搬送器１３０の昇降運動はこの範囲にてアーム１４０を介して昇降できるものとなっている。
アーム駆動機構１５０は、図２に示した回転運動と、図３〜図６に示したような昇降運動を組み合わせて搬送器１３０を駆動することにより、搬送器１３０を立体的に回転運動させることができる。
以下、搬送器１３０の立体的な回転運動の例を説明する。一例として、回転運動と昇降運動が同時に組み合わされて三次元的な運動となる連続処理式の冷凍処理の場合の例を示す。図７は連続処理式の冷凍処理の場合の三次元的な運動を説明する図である。図７の冷却用液体槽１１０の周囲には位置(１)から位置(１２)までが示されている。
まず、アーム駆動機構１５０の駆動により、搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に上昇した状態で位置(１)の詰め込み作業箇所Ｓを通過する。詰め込み作業箇所Ｓで被冷凍物を収納した搬送器１３０は、詰め込み作業箇所Ｓから徐々に下降して冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線下に沈んでいき、位置(３)で搬送器１３０が浸漬状態となり、被冷凍物が冷却用液体１２０の中に浸漬している状態で冷却用液体槽１１０内の走行が開始する。搬送器１３０が回収作業箇所Ｅ近くになり位置(９)に至るとアーム駆動機構１５０の駆動により、搬送器１３０が徐々に上昇し、やがて冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線から引き揚げられ、位置(１１)で完全に冷却用液体１２０から引き揚げられる。その後位置(１２)の回収作業箇所Ｅに到達する。回収作業箇所Ｅにて冷凍処理後の被冷凍物を回収する。この搬送器１３０が喫水線下を走行している間が冷凍処理期間となる。被冷凍物が回収され、空になった搬送器１３０は、そのまま冷却用液体１２０の喫水線上を走行し、詰め込み作業箇所Ｓに戻る。この例では搬送器１３０はこのような立体的な三次元の回転軌道を描いて運動する。
まず、アーム駆動機構１５０の駆動により、搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線上に上昇した状態で位置(１)の詰め込み作業箇所Ｓを通過する。詰め込み作業箇所Ｓで被冷凍物を収納した搬送器１３０は、詰め込み作業箇所Ｓから徐々に下降して冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線下に沈んでいき、位置(３)で搬送器１３０が浸漬状態となり、被冷凍物が冷却用液体１２０の中に浸漬している状態で冷却用液体槽１１０内の走行が開始する。搬送器１３０が回収作業箇所Ｅ近くになり位置(９)に至るとアーム駆動機構１５０の駆動により、搬送器１３０が徐々に上昇し、やがて冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線から引き揚げられ、位置(１１)で完全に冷却用液体１２０から引き揚げられる。その後位置(１２)の回収作業箇所Ｅに到達する。回収作業箇所Ｅにて冷凍処理後の被冷凍物を回収する。この搬送器１３０が喫水線下を走行している間が冷凍処理期間となる。被冷凍物が回収され、空になった搬送器１３０は、そのまま冷却用液体１２０の喫水線上を走行し、詰め込み作業箇所Ｓに戻る。この例では搬送器１３０はこのような立体的な三次元の回転軌道を描いて運動する。
アーム駆動機構１５０とアーム１４０との接続は固定したものでも良く、アタッチメントなどを介して着脱可能なものでも良い。ここではアーム駆動機構１５０とアーム１４０が固定されて接続されているものとする。
引き続き、残りの部材の説明を続ける。
断熱体は、冷却用液体槽１１０の上面や周囲を取り囲むように覆うものである。素材は断熱性の高い素材を用いることが好ましい。図面では内部の構造や搬送器１３０の動きなどを示すため、断熱体は図示していない。断熱体の上面は各々独立して開閉可能とした複数の開閉蓋構造となっている。作業中の確認、不具合の回復処理など冷却用液体槽１１０にアクセスする必要が発生する場合があり、開閉式で冷却用液体槽１１０の問題個所にすぐアクセスできるようになっている。また、開閉蓋構造であれば清掃など定期的なメンテナンスも容易となる。
断熱体は、冷却用液体槽１１０の上面や周囲を取り囲むように覆うものである。素材は断熱性の高い素材を用いることが好ましい。図面では内部の構造や搬送器１３０の動きなどを示すため、断熱体は図示していない。断熱体の上面は各々独立して開閉可能とした複数の開閉蓋構造となっている。作業中の確認、不具合の回復処理など冷却用液体槽１１０にアクセスする必要が発生する場合があり、開閉式で冷却用液体槽１１０の問題個所にすぐアクセスできるようになっている。また、開閉蓋構造であれば清掃など定期的なメンテナンスも容易となる。
次に、ブロー装置１７０を説明する。
ブロー装置１７０は所定圧にて空気を噴射する装置である。ブロー装置１７０の配置個所は、回収作業箇所Ｅのやや手前である。搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０から引き揚げられ、空中へ携挙された状態で搬送器１３０に対してブロー装置１７０が空気を噴射する。搬送器１３０に付着している冷却用液体１２０が吹き飛ばされ、冷却用液体槽１１０に戻される。
このブロー装置１７０の働きにより、引き揚げ時に搬送器や被冷凍物に付着している冷却用液体１２０を即座に回収することができ、回収作業時間を短縮することができる。
ブロー装置１７０は所定圧にて空気を噴射する装置である。ブロー装置１７０の配置個所は、回収作業箇所Ｅのやや手前である。搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０から引き揚げられ、空中へ携挙された状態で搬送器１３０に対してブロー装置１７０が空気を噴射する。搬送器１３０に付着している冷却用液体１２０が吹き飛ばされ、冷却用液体槽１１０に戻される。
このブロー装置１７０の働きにより、引き揚げ時に搬送器や被冷凍物に付着している冷却用液体１２０を即座に回収することができ、回収作業時間を短縮することができる。
以上が各構成要素の簡単な説明である。
次に、冷凍装置１００の冷凍処理の様々なパターンについて説明する。
本発明の冷凍装置１００は、アーム駆動機構１５０の制御により多様な冷凍処理パターンがあり得る。
次に、冷凍装置１００の冷凍処理の様々なパターンについて説明する。
本発明の冷凍装置１００は、アーム駆動機構１５０の制御により多様な冷凍処理パターンがあり得る。
以下、４つのパターンについて示す。
［第１の冷凍処理のパターン］
第１の冷凍処理のパターンは、被冷凍物が同じ種類であり、要求される各々の冷凍処理時間が同じである場合の連続処理式での冷凍処理とするパターンである。
図７は、冷凍装置１００による第１の冷凍処理のパターンの流れを説明する図である。搬送器１３０の運動を簡単に説明するシンプルな図となっている。図７は、上面から見た図と横から見た図を組み合わせて示している。
なお、図７は、ある瞬間における各々の搬送器１３０の状態を示したものであるが、以下の説明では、ある搬送器１３０に注目してその搬送器１３０が周回する間における当該搬送器１３０の状態を示したものとして考えれば分かりやすい。
［第１の冷凍処理のパターン］
第１の冷凍処理のパターンは、被冷凍物が同じ種類であり、要求される各々の冷凍処理時間が同じである場合の連続処理式での冷凍処理とするパターンである。
図７は、冷凍装置１００による第１の冷凍処理のパターンの流れを説明する図である。搬送器１３０の運動を簡単に説明するシンプルな図となっている。図７は、上面から見た図と横から見た図を組み合わせて示している。
なお、図７は、ある瞬間における各々の搬送器１３０の状態を示したものであるが、以下の説明では、ある搬送器１３０に注目してその搬送器１３０が周回する間における当該搬送器１３０の状態を示したものとして考えれば分かりやすい。
図７に示すように、搬送器１３０が詰め込み作業箇所Ｓから回収作業箇所Ｅを経由し、回収作業箇所Ｅから詰め込み作業箇所Ｓまで帰還することで１サイクルとなっている。
図７に示すように、冷却用液体槽１１０の周囲には便宜上の位置を示す(１)から(１２)の符号が付されている。
位置(１)である搬送器１３０は詰め込み作業箇所Ｓにおいて、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０が高く調整されており、搬送器１３０が空中に携挙されている。この状態で作業員は搬送器１３０の内部に被冷凍物を所定の姿勢にて詰め込む。
図７に示すように、冷却用液体槽１１０の周囲には便宜上の位置を示す(１)から(１２)の符号が付されている。
位置(１)である搬送器１３０は詰め込み作業箇所Ｓにおいて、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０が高く調整されており、搬送器１３０が空中に携挙されている。この状態で作業員は搬送器１３０の内部に被冷凍物を所定の姿勢にて詰め込む。
搬送器１３０は詰め込み作業箇所Ｓを通過すると、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に小さくなってゆき、やがて搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中に沈降してゆく。図７において位置(１)から位置(３)まで至れば、搬送器１３０が冷却用液体１２０の中に浸漬する。位置(３)が冷凍処理期間開始地点である。
搬送器１３０は冷凍処理期間開始地点である位置(３)において冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中に浸漬して冷凍処理が開始された後、冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中を進行してゆき、搬送器１３０が冷凍処理期間終了位置である位置(９)に到達する。この冷凍処理期間開始位置(３)から冷凍処理期間終了位置(９)までの間が冷凍処理期間Ｔである。
この処理では、被冷凍物を冷却用液体１２０で冷凍する必要時間が確保されるよう冷凍処理期間Ｔを設定する必要がある。ここで、円形の冷却用液体槽１１０の円周における冷凍処理期間開始位置(３)から冷凍処理期間終了位置(９)までの間の角度をθとし、アーム駆動機構１５０による回転運動の角速度をωとすると、
Ｔ＝θ/ω となる。
この関係式が満たされるよう、冷凍処理期間開始位置(３)、冷凍処理期間終了位置(９)、アーム駆動機構１５０による回転運動の角速度ωを決めれば良い。
この処理では、被冷凍物を冷却用液体１２０で冷凍する必要時間が確保されるよう冷凍処理期間Ｔを設定する必要がある。ここで、円形の冷却用液体槽１１０の円周における冷凍処理期間開始位置(３)から冷凍処理期間終了位置(９)までの間の角度をθとし、アーム駆動機構１５０による回転運動の角速度をωとすると、
Ｔ＝θ/ω となる。
この関係式が満たされるよう、冷凍処理期間開始位置(３)、冷凍処理期間終了位置(９)、アーム駆動機構１５０による回転運動の角速度ωを決めれば良い。
次に、図７に示すように、冷凍処理期間終了位置(９)を通過すると、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に大きくなってゆき、やがて搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線の上に出て空中に携挙される。図７において、搬送器１３０が冷却用液体１２０から完全に離脱した箇所が位置(１１)である。この位置(１１)の少し先に回収作業箇所Ｅがある。
なお、位置(１２)である回収作業箇所Ｅに至る前にブロー装置１７０を設置し、ブロー装置１７０前を通過する間に、搬送器１３０の中に残っている冷却用液体１２０を吹き飛ばして冷却用液体槽１１０に噴き戻すことができる。
搬送器１３０が位置(１２)の回収作業箇所Ｅに至ると、作業員は冷凍処理が完了している被冷凍物を搬送器１３０から取り出す。
搬送器１３０が位置(１２)の回収作業箇所Ｅに至ると、作業員は冷凍処理が完了している被冷凍物を搬送器１３０から取り出す。
回収作業箇所Ｅにおいて被冷凍物が回収され、空になった搬送器１３０は空中に携挙されたまま、詰め込み作業箇所Ｓに帰還して１周のサイクルが終了する。
各々の搬送器１３０は、間隔を開けて支持軸１５１の周りを周回しており、その進行には時間差がある。そのため、順々に搬送器１３０が詰め込み作業箇所Ｓを通過するたびに非冷凍物を詰め込み、順々に冷却用液体１２０の中に浸漬して冷凍処理が実行され、順々に回収作業箇所Ｅにおいて被冷凍物が回収されることにより、連続式にて冷凍処理が実行される。
各々の搬送器１３０は、間隔を開けて支持軸１５１の周りを周回しており、その進行には時間差がある。そのため、順々に搬送器１３０が詰め込み作業箇所Ｓを通過するたびに非冷凍物を詰め込み、順々に冷却用液体１２０の中に浸漬して冷凍処理が実行され、順々に回収作業箇所Ｅにおいて被冷凍物が回収されることにより、連続式にて冷凍処理が実行される。
［第２の冷凍処理のパターン］
次に、第２の冷凍処理のパターンを説明する。
第２の冷凍処理のパターンは、被冷凍物が同じ種類であり、要求される各々の冷凍処理時間が同じである場合においてバッチ処理式での冷凍処理とするパターンである。
図８〜図１０は、冷凍装置１００による第２の冷凍処理のパターンの流れを説明する図である。これらの図は搬送器１３０の運動を簡単に説明するシンプルな図となっている。各々の図は、上面から見た図と横から見た図を組み合わせて示している。
なお、図８は、詰め込み作業時における各々の搬送器１３０の動きを示す図、図９は、バッチ式にて冷凍処理中のある瞬間における各々の搬送器１３０の状態を示す図、図１０は、取り出し作業時における各々の搬送器１３０の動きを示す図である。
次に、第２の冷凍処理のパターンを説明する。
第２の冷凍処理のパターンは、被冷凍物が同じ種類であり、要求される各々の冷凍処理時間が同じである場合においてバッチ処理式での冷凍処理とするパターンである。
図８〜図１０は、冷凍装置１００による第２の冷凍処理のパターンの流れを説明する図である。これらの図は搬送器１３０の運動を簡単に説明するシンプルな図となっている。各々の図は、上面から見た図と横から見た図を組み合わせて示している。
なお、図８は、詰め込み作業時における各々の搬送器１３０の動きを示す図、図９は、バッチ式にて冷凍処理中のある瞬間における各々の搬送器１３０の状態を示す図、図１０は、取り出し作業時における各々の搬送器１３０の動きを示す図である。
この第２のパターンでは、搬送器１３０を冷却用液体１２０の中に浸漬した冷凍処理期間中は、アーム駆動機構１５０によるアーム１４０の回転運動はゼロに設定され、搬送器１３０は周回しない。ただし、被冷凍物１３０の搬送器への詰め込み作業時や回収作業時に、間歇的に周回させて詰め込み作業や回収作業の作業効率を向上させることは可能である。
図８は第２の冷凍処理のパターンにおける詰め込み作業を示す図である。図８に示すように、各々の搬送器１３０は、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０が高く調整されており、すべての搬送器１３０が空中に携挙されている。この状態で作業員は搬送器１３０の内部に被冷凍物を所定の姿勢にて詰め込む。
ここで、アーム１４０の回転運動はゼロとして作業員が移動しながら被冷凍物を搬送器１３０に詰め込んで行っても良いが、作業員は詰め込み作業箇所に居て、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が空中に携挙されたまま間歇的に順々に移動し、作業員が被冷凍物を搬送器１３０に対して順々に詰め込んで行っても良い。この例ではこの詰め込み方式の例とし、図８に示すように、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が空中に携挙されたまま間歇的に順々に移動し、作業員が被冷凍物を搬送器１３０に対して順々に詰め込んで行く例となっている。
図８（ａ）の例は、図２（ａ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。図８（ａ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。詰め込み作業箇所Ｓである位置(１)から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。つまり、初期状態で位置(１)の詰め込み作業箇所Ｓにあった搬送器１３０が、支持軸の周りを半周して位置(７)に到達する間に全搬送器１３０のうち半分の搬送器１３０に次々と被冷凍物の詰め込み作業が行われ元に位置に往復して戻った後、さらに、左右反転させて半周移動させれば残り半分の搬送器１３０にも次々と被冷凍物の詰め込み作業が完了する。
図８（ｂ）は、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。図８（ｂ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この位置(１)にある搬送器１３０が時計回りに回転して再び位置(１)に戻るまでに次々とすべての搬送器１３０に詰め込み作業が完了する。
ここで、アーム１４０の回転運動はゼロとして作業員が移動しながら被冷凍物を搬送器１３０に詰め込んで行っても良いが、作業員は詰め込み作業箇所に居て、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が空中に携挙されたまま間歇的に順々に移動し、作業員が被冷凍物を搬送器１３０に対して順々に詰め込んで行っても良い。この例ではこの詰め込み方式の例とし、図８に示すように、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が空中に携挙されたまま間歇的に順々に移動し、作業員が被冷凍物を搬送器１３０に対して順々に詰め込んで行く例となっている。
図８（ａ）の例は、図２（ａ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。図８（ａ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。詰め込み作業箇所Ｓである位置(１)から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。つまり、初期状態で位置(１)の詰め込み作業箇所Ｓにあった搬送器１３０が、支持軸の周りを半周して位置(７)に到達する間に全搬送器１３０のうち半分の搬送器１３０に次々と被冷凍物の詰め込み作業が行われ元に位置に往復して戻った後、さらに、左右反転させて半周移動させれば残り半分の搬送器１３０にも次々と被冷凍物の詰め込み作業が完了する。
図８（ｂ）は、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。図８（ｂ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この位置(１)にある搬送器１３０が時計回りに回転して再び位置(１)に戻るまでに次々とすべての搬送器１３０に詰め込み作業が完了する。
図９は第２の冷凍処理のパターンにおけるバッチ式による冷凍処理を示す図である。
搬送器１３０への詰め込み作業が完了すると、図９に示すように、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が一斉に冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中に沈降してゆく。つまり冷凍処理期間が一斉に開始する。
被冷凍物が冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０により冷凍処理されてゆき、所定の冷凍処理時間が経過すると、被冷凍物の冷凍処理が一斉に終了する。なお、この例では冷却用液体１２０に図示しないスクリューやポンプなどにより流れが与えられており、各々の搬送器１３０は冷却用液体１２０の流れの中に浸漬している。所定の冷凍処理期間が経過すれば各々の搬送器１３０に充填された被冷凍物の冷凍処理が一斉に終了する。冷凍処理期間経過後に各々の搬送器１３０が一斉に引き上げられて空中に携挙される。
搬送器１３０への詰め込み作業が完了すると、図９に示すように、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が一斉に冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中に沈降してゆく。つまり冷凍処理期間が一斉に開始する。
被冷凍物が冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０により冷凍処理されてゆき、所定の冷凍処理時間が経過すると、被冷凍物の冷凍処理が一斉に終了する。なお、この例では冷却用液体１２０に図示しないスクリューやポンプなどにより流れが与えられており、各々の搬送器１３０は冷却用液体１２０の流れの中に浸漬している。所定の冷凍処理期間が経過すれば各々の搬送器１３０に充填された被冷凍物の冷凍処理が一斉に終了する。冷凍処理期間経過後に各々の搬送器１３０が一斉に引き上げられて空中に携挙される。
次に、図１０は第２の冷凍処理のパターンにおける被冷凍物の回収作業を示す図である。図１０に示すように、各々の搬送器１３０は、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０が高く調整され、搬送器１３０が一斉に上昇して冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線から離脱して空中に携挙されている。この状態で作業員は搬送器１３０の内部から被冷凍物を取り出して回収する。
ここで、アーム１４０の回転運動はゼロとして作業員が移動しながら被冷凍物を搬送器１３０から回収しても良いが、作業員は回収作業箇所に居て、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が空中に携挙されたまま間歇的に順々に移動し、作業員が被冷凍物を搬送器１３０に対して順々に回収しても良い。この例では、図１０に示すように、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が空中に携挙されたまま間歇的に順々に移動し、作業員が被冷凍物を搬送器１３０から順々に取り出して回収する例となっている。
図１０（ａ）の例は、図２（ａ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。図１０（ａ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器１３０の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この回収作業箇所Ｅである位置(１)から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。
初期状態で位置(１)の詰め込み作業箇所Ｓにあった搬送器１３０が、支持軸の周りを半周して位置(７)に到達する間に全搬送器１３０のうち半分の搬送器１３０から次々と被冷凍物の取り出し作業が行われ元に位置に往復して戻った後、さらに、左右反転させて半周移動させれば残り半分の搬送器１３０から次々と被冷凍物の取り出し作業が完了する。
図１０（ｂ）は、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。図１０（ｂ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この位置(１)にある搬送器１３０が時計回りに回転して再び位置(１)に戻るまでに次々とすべての搬送器１３０から被冷凍物の取り出し作業が完了する。
図１０（ａ）の例は、図２（ａ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。図１０（ａ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器１３０の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この回収作業箇所Ｅである位置(１)から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。
初期状態で位置(１)の詰め込み作業箇所Ｓにあった搬送器１３０が、支持軸の周りを半周して位置(７)に到達する間に全搬送器１３０のうち半分の搬送器１３０から次々と被冷凍物の取り出し作業が行われ元に位置に往復して戻った後、さらに、左右反転させて半周移動させれば残り半分の搬送器１３０から次々と被冷凍物の取り出し作業が完了する。
図１０（ｂ）は、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。図１０（ｂ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この位置(１)にある搬送器１３０が時計回りに回転して再び位置(１)に戻るまでに次々とすべての搬送器１３０から被冷凍物の取り出し作業が完了する。
なお、回収作業箇所Ｅに至る前にブロー装置１７０を設置しておけばブロー装置１７０前を通過するときに、搬送器１３０の中に残っている冷却用液体１２０を吹き飛ばして冷却用液体槽１１０に噴き戻すことができる。
回収作業により被冷凍物が回収されればバッチ処理による冷凍処理が終了し、必要に応じて次のサイクルを開始する。
回収作業により被冷凍物が回収されればバッチ処理による冷凍処理が終了し、必要に応じて次のサイクルを開始する。
［第３の冷凍処理のパターン］
次に、第３の冷凍処理のパターンを説明する。
第３の冷凍処理のパターンは、被冷凍物に様々な種類が混在しており、要求される各々の冷凍処理時間が異なる場合のバッチ処理式での冷凍処理とするパターンである。なお、１つの搬送器１３０には同じ種類の被冷凍物が詰め込まれているものとする。
図１１は第３の冷凍処理のパターンにおける搬送器１３０への被冷凍物の詰め込み作業の様子を示す図である。
図１１（ａ）の例は、図８（ａ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。図１１（ａ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。詰め込み作業箇所Ｓである位置(１)から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。
図１１（ｂ）は、図８（ｂ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。図１１（ｂ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この位置(１)にある搬送器１３０が時計回りに回転して再び位置(１)に戻るまでに次々とすべての搬送器１３０に詰め込み作業が完了する。
この搬送器１３０への被冷凍物の詰め込み作業は第２の冷凍処理のパターンにおける搬送器１３０への被冷凍物の詰め込み作業と同じ流れで良いので詳しい説明は省略する。
次に、第３の冷凍処理のパターンを説明する。
第３の冷凍処理のパターンは、被冷凍物に様々な種類が混在しており、要求される各々の冷凍処理時間が異なる場合のバッチ処理式での冷凍処理とするパターンである。なお、１つの搬送器１３０には同じ種類の被冷凍物が詰め込まれているものとする。
図１１は第３の冷凍処理のパターンにおける搬送器１３０への被冷凍物の詰め込み作業の様子を示す図である。
図１１（ａ）の例は、図８（ａ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。図１１（ａ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。詰め込み作業箇所Ｓである位置(１)から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。
図１１（ｂ）は、図８（ｂ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。図１１（ｂ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この位置(１)にある搬送器１３０が時計回りに回転して再び位置(１)に戻るまでに次々とすべての搬送器１３０に詰め込み作業が完了する。
この搬送器１３０への被冷凍物の詰め込み作業は第２の冷凍処理のパターンにおける搬送器１３０への被冷凍物の詰め込み作業と同じ流れで良いので詳しい説明は省略する。
図１２は第３の冷凍処理のパターンにおけるバッチ式による冷凍処理を示す図である。
図１１の搬送器１３０への詰め込み作業が完了すると、図１２に示すように、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が一斉に冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中に沈降してゆく。つまり冷凍処理期間が一斉に開始する。
第３の冷凍処理パターンでは、被冷凍物の種類が異なるものが混在し得るので、冷凍処理期間が異なる場合があり得る。ここでは、要求される冷凍処理期間が比較的短い被冷凍物Ａが充填された搬送器１３０Ａ、要求される冷凍処理期間が比較的中程度の被冷凍物Ｂが充填された搬送器１３０Ｂ、要求される冷凍処理期間が比較的長い被冷凍物Ｃが充填された搬送器１３０Ｃが混在している例となっている。
被冷凍物が冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０により冷凍処理されてゆき、所定の冷凍処理時間が経過すると、冷凍処理が完了した搬送器１３０が個別に引き上げられてゆき、空中に携挙されてゆく。
図１３は、冷凍処理の進行途中のある時刻の様子を示す図である。この図１３の例では、被冷凍物Ａ、被冷凍物Ｂは冷凍処理が完了し、それらの冷凍処理が完了した被冷凍物Ａ、被冷凍物Ｂが充填された搬送器１３０Ａ、搬送器１３０Ｂが引き上げられてゆき、空中に携挙されており、まだ、冷凍処理が完了していない被冷凍物Ｃが充填された搬送器１３０Ｃは冷却用液体１２０に浸漬された状態のままとなっている。
バッチ処理による冷凍処理がすべての搬送器１３０について完了すれば、すべての搬送器１３０が空中に携挙されている。
図１４は第３の冷凍処理のパターンにおける搬送器１３０への被冷凍物の取り出し作業の様子を示す図である。
図１４（ａ）の例は、図１０（ａ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。図１４（ａ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。取り出し作業箇所Ｅである位置(１)から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。
図１４（ｂ）は、図１０（ｂ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。図１４（ｂ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この位置(１)にある搬送器１３０が時計回りに回転して再び位置(１)に戻るまでに次々とすべての搬送器１３０から取り出し作業が完了する。
この搬送器１３０への被冷凍物の取り出し作業は第２の冷凍処理のパターンにおける搬送器１３０への被冷凍物の取り出し作業と同じ流れで良いので詳しい説明は省略する。
図１１の搬送器１３０への詰め込み作業が完了すると、図１２に示すように、アーム駆動機構１５０の制御により搬送器１３０が一斉に冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中に沈降してゆく。つまり冷凍処理期間が一斉に開始する。
第３の冷凍処理パターンでは、被冷凍物の種類が異なるものが混在し得るので、冷凍処理期間が異なる場合があり得る。ここでは、要求される冷凍処理期間が比較的短い被冷凍物Ａが充填された搬送器１３０Ａ、要求される冷凍処理期間が比較的中程度の被冷凍物Ｂが充填された搬送器１３０Ｂ、要求される冷凍処理期間が比較的長い被冷凍物Ｃが充填された搬送器１３０Ｃが混在している例となっている。
被冷凍物が冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０により冷凍処理されてゆき、所定の冷凍処理時間が経過すると、冷凍処理が完了した搬送器１３０が個別に引き上げられてゆき、空中に携挙されてゆく。
図１３は、冷凍処理の進行途中のある時刻の様子を示す図である。この図１３の例では、被冷凍物Ａ、被冷凍物Ｂは冷凍処理が完了し、それらの冷凍処理が完了した被冷凍物Ａ、被冷凍物Ｂが充填された搬送器１３０Ａ、搬送器１３０Ｂが引き上げられてゆき、空中に携挙されており、まだ、冷凍処理が完了していない被冷凍物Ｃが充填された搬送器１３０Ｃは冷却用液体１２０に浸漬された状態のままとなっている。
バッチ処理による冷凍処理がすべての搬送器１３０について完了すれば、すべての搬送器１３０が空中に携挙されている。
図１４は第３の冷凍処理のパターンにおける搬送器１３０への被冷凍物の取り出し作業の様子を示す図である。
図１４（ａ）の例は、図１０（ａ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を半周して帰還する半周往復運動のパターンを示す図である。図１４（ａ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。取り出し作業箇所Ｅである位置(１)から搬送器１３０が冷却用液体槽１１０を半周した後、回転方向を反転して元の位置まで戻るような往復運動を行うパターンである。
図１４（ｂ）は、図１０（ｂ）に示したものと同様の動きであり、冷却用液体槽１１０を周回する周回運動のパターンを示す図である。図１４（ｂ）のパターンでは、所定時間ごとに搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動する間歇運動となっている。この位置(１)にある搬送器１３０が時計回りに回転して再び位置(１)に戻るまでに次々とすべての搬送器１３０から取り出し作業が完了する。
この搬送器１３０への被冷凍物の取り出し作業は第２の冷凍処理のパターンにおける搬送器１３０への被冷凍物の取り出し作業と同じ流れで良いので詳しい説明は省略する。
［第４の冷凍処理のパターン］
次に、第４の冷凍処理のパターンを説明する。
第４の冷凍処理のパターンは、被冷凍物に様々な種類が混在しており、要求される各々の冷凍処理時間が異なる場合の連続処理式での冷凍処理とするパターンである。なお、１つの搬送器１３０には同じ種類の被冷凍物が詰め込まれているものとする。
図１５〜図１８は、冷凍装置１００による第３の冷凍処理のパターンの流れを説明する図である。搬送器１３０の運動を簡単に説明するシンプルな図となっている。図１５〜図１８は、上面から見た図と横から見た図を組み合わせて示している。
次に、第４の冷凍処理のパターンを説明する。
第４の冷凍処理のパターンは、被冷凍物に様々な種類が混在しており、要求される各々の冷凍処理時間が異なる場合の連続処理式での冷凍処理とするパターンである。なお、１つの搬送器１３０には同じ種類の被冷凍物が詰め込まれているものとする。
図１５〜図１８は、冷凍装置１００による第３の冷凍処理のパターンの流れを説明する図である。搬送器１３０の運動を簡単に説明するシンプルな図となっている。図１５〜図１８は、上面から見た図と横から見た図を組み合わせて示している。
図１５は、要求される冷凍処理期間が比較的短い被冷凍物Ａが充填された搬送器１３０Ａに注目してその搬送器１３０Ａが周回する間における当該搬送器１３０Ａの状態を示したものである。つまり、搬送器１３０Ａの状態を時系列に追って描いた図となっており、描かれている搬送器は、搬送器１３０Ａのみである。それぞれの地点の通過時刻Ｔ１〜Ｔ１２も記載されている。
図１６は、要求される冷凍処理期間が比較的中程度の被冷凍物Ｂが充填された搬送器１３０Ｂに注目してその搬送器１３０Ｂが周回する間における当該搬送器１３０Ｂの状態を示したものである。つまり、搬送器１３０Ｂの状態を時系列に追って描いた図となっており、描かれている搬送器は、搬送器１３０Ｂのみである。それぞれの地点の通過時刻Ｔ１〜Ｔ１２も記載されている。
図１７は、要求される冷凍処理期間が比較的長い被冷凍物Ｃが充填された搬送器１３０Ｃに注目してその搬送器１３０Ｃが周回する間における当該搬送器１３０Ｃの状態を示したものである。つまり、搬送器１３０Ｃの状態を時系列に追って描いた図となっており、描かれている搬送器は、搬送器１３０Ｃのみである。それぞれの地点の通過時刻Ｔ１〜Ｔ１２も記載されている。
図１８は、ある瞬間における各々の搬送器１３０の状態を示した図であり、その瞬間に搬送器１３０Ａ、搬送器１３０Ｂ、搬送器１３０Ｃのそれぞれの冷凍処理期間が終了して空中に携挙された状態を示した図である。つまり、他の搬送器も含めてある瞬間の各々の搬送器１３０の状態を描いた図となっている。それぞれの位置を示す位置(１)〜(１２)も記載されている。
被冷凍物に要求される冷凍処理期間は種類や大きさに応じて異なるため、第３のパターンでは、詰め込み作業箇所Ｓと、回収作業箇所Ｅが設定されているが、第１のパターンのようにかならずしも１周分が冷凍処理期間と適切に合致しているとは限らない。
被冷凍物に要求される冷凍処理期間は種類や大きさに応じて異なるため、第３のパターンでは、詰め込み作業箇所Ｓと、回収作業箇所Ｅが設定されているが、第１のパターンのようにかならずしも１周分が冷凍処理期間と適切に合致しているとは限らない。
まず、冷凍処理期間が比較的短い被冷凍物Ａに対する冷凍処理の例を説明する。
図１５は冷凍処理期間が比較的短い被冷凍物Ａに対する冷凍処理の例である。
図１５に示すように、搬送器１３０Ａは詰め込み作業箇所Ｓにおいて、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０が高く調整されており、搬送器１３０Ａが空中に携挙されており、この状態で作業員は搬送器１３０Ａの内部に被冷凍物Ａを所定の姿勢にて詰め込む。なお、１つの搬送器１３０Ａには同じ種類の被冷凍物Ａが詰め込まれる。
図１５は冷凍処理期間が比較的短い被冷凍物Ａに対する冷凍処理の例である。
図１５に示すように、搬送器１３０Ａは詰め込み作業箇所Ｓにおいて、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０が高く調整されており、搬送器１３０Ａが空中に携挙されており、この状態で作業員は搬送器１３０Ａの内部に被冷凍物Ａを所定の姿勢にて詰め込む。なお、１つの搬送器１３０Ａには同じ種類の被冷凍物Ａが詰め込まれる。
次に、搬送器１３０は詰め込み作業箇所Ｓを通過すると、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に小さくなってゆき、やがて搬送器１３０が冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中に沈降してゆく。図１１において、搬送器１３０が浸漬した時刻Ｔ３から冷凍処理期間が開始する。
次に、図１５に示すように、搬送器１３０は冷凍処理期間が開始した時刻Ｔ３から冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中を進行してゆくが、アーム駆動機構１５０により冷凍処理時間で昇降運動が制御されており、所定の冷凍処理期間が経過すれば、冷凍処理が終了したものとして扱われる。
時刻Ｔ３から時刻Ｔ７まで経過した時間Ｔ（Ｔ７−Ｔ３）が冷凍処理期間Ｔと合致するものとすると、時刻Ｔ７以降、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に大きくなってゆき、時刻Ｔ８には搬送器１３０が上昇して冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線から離脱して空中に携挙されるものとする。
時刻Ｔ３から時刻Ｔ７まで経過した時間Ｔ（Ｔ７−Ｔ３）が冷凍処理期間Ｔと合致するものとすると、時刻Ｔ７以降、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に大きくなってゆき、時刻Ｔ８には搬送器１３０が上昇して冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線から離脱して空中に携挙されるものとする。
図１５に示すように、冷凍処理時間が終了して空中に携挙された状態の搬送器１３０Ａが時刻Ｔ１２で回収作業箇所Ｅに戻ってくれば、回収作業員は冷凍処理が完了している被冷凍物Ａを搬送器１３０Ａから取り出す。
回収作業箇所Ｅに至る前にブロー装置１７０前を通過させ、搬送器１３０Ａの中に残っている冷却用液体１２０を吹き飛ばして冷却用液体槽１１０に噴き戻すことができる。
回収作業箇所Ｅに至る前にブロー装置１７０前を通過させ、搬送器１３０Ａの中に残っている冷却用液体１２０を吹き飛ばして冷却用液体槽１１０に噴き戻すことができる。
回収作業箇所Ｅにおいて被冷凍物Ａが回収され、空になった搬送器１３０Ａは空中に携挙されたまま、やがて詰め込み作業箇所Ｓに帰還する。次のサイクルでは別の種類の被冷凍物を詰め込むことも可能である。
次に、冷凍処理期間が比較的中程度の被冷凍物Ｂに対する冷凍処理の例を説明する。
図１６は冷凍処理期間が比較的中程度の被冷凍物Ｂに対する冷凍処理の例である。
この図１６は、第１のパターンと同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。図１６において、搬送器１３０Ｂが浸漬した時刻Ｔ３から冷凍処理期間が開始し、時刻Ｔ９までに経過した時間Ｔ（Ｔ９−Ｔ３）が設定した冷凍処理期間Ｔと合致するものとすると、時刻Ｔ９以降、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に大きくなってゆき、時刻Ｔ１０には搬送器１３０Ｂが空中に携挙され、冷凍処理時間が終了して空中に携挙された状態の搬送器１３０Ｂが時刻Ｔ１２で回収作業箇所Ｅに戻ってくる。
図１６は冷凍処理期間が比較的中程度の被冷凍物Ｂに対する冷凍処理の例である。
この図１６は、第１のパターンと同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。図１６において、搬送器１３０Ｂが浸漬した時刻Ｔ３から冷凍処理期間が開始し、時刻Ｔ９までに経過した時間Ｔ（Ｔ９−Ｔ３）が設定した冷凍処理期間Ｔと合致するものとすると、時刻Ｔ９以降、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に大きくなってゆき、時刻Ｔ１０には搬送器１３０Ｂが空中に携挙され、冷凍処理時間が終了して空中に携挙された状態の搬送器１３０Ｂが時刻Ｔ１２で回収作業箇所Ｅに戻ってくる。
次に、冷凍処理期間が比較的長い被冷凍物Ｃに対する冷凍処理の例を説明する。
図１７は冷凍処理期間が比較的長い被冷凍物Ｃに対する冷凍処理の例である。なお、この例では冷凍処理期間が比較的長いため１周目では冷凍処理期間が終了せずに２周目にまで及んでいる例として説明する。
図１７は冷凍処理期間が比較的長い被冷凍物Ｃに対する冷凍処理の例である。なお、この例では冷凍処理期間が比較的長いため１周目では冷凍処理期間が終了せずに２周目にまで及んでいる例として説明する。
図１７の１周目に示すように、搬送器１３０Ｃは詰め込み作業箇所Ｓにおいて、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０が高く調整されており、搬送器１３０Ｃが空中に携挙されており、この状態で作業員は搬送器１３０Ｃの内部に被冷凍物Ｃを所定の姿勢にて詰め込む。なお、１つの搬送器１３０Ｃには同じ種類の被冷凍物Ｃが詰め込まれる。
次に、搬送器１３０Ｃは詰め込み作業箇所Ｓを通過すると、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に小さくなってゆき、やがて搬送器１３０Ｃが冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中に沈降してゆく。図１７において、搬送器１３０Ｃが浸漬した時刻Ｔ３から冷凍処理期間が開始する。
搬送器１３０Ｃは冷凍処理期間が開始した時刻Ｔ３から冷却用液体槽１１０の内部の冷却用液体１２０の中を進行してゆくが、冷凍処理期間が長く、１周目では終了せず時刻Ｔ１２を超えてさらに時刻Ｔ１３から２周目に入る。
図１７の２周目において、時刻Ｔ１７において、時刻Ｔ３から時刻Ｔ１７まで経過した時間Ｔ（Ｔ１７−Ｔ３）が冷凍処理期間Ｔと合致するものとすると、時刻Ｔ１７以降、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に大きくなってゆき、時刻Ｔ１８には搬送器１３０Ｃが上昇して冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線から離脱して空中に携挙されるものとする。
アーム駆動機構１５０により冷凍処理時間Ｔで昇降運動が制御されており、所定の冷凍処理期間Ｔが経過すれば、冷凍処理が終了したものとして扱われる。
図１７の２周目において、時刻Ｔ１７において、時刻Ｔ３から時刻Ｔ１７まで経過した時間Ｔ（Ｔ１７−Ｔ３）が冷凍処理期間Ｔと合致するものとすると、時刻Ｔ１７以降、アーム駆動機構１５０の制御によりアーム１４０の支持角度が徐々に大きくなってゆき、時刻Ｔ１８には搬送器１３０Ｃが上昇して冷却用液体槽１１０の冷却用液体１２０の喫水線から離脱して空中に携挙されるものとする。
アーム駆動機構１５０により冷凍処理時間Ｔで昇降運動が制御されており、所定の冷凍処理期間Ｔが経過すれば、冷凍処理が終了したものとして扱われる。
図１７の２周目に示すように、冷凍処理時間が終了して空中に携挙された状態の搬送器１３０Ｃが時刻Ｔ２４で回収作業箇所Ｅに戻ってくれば、回収作業員は冷凍処理が完了している被冷凍物Ａを搬送器１３０Ｃから取り出す。
なお、回収作業箇所Ｅに至る前にブロー装置１７０前を通過させ、搬送器１３０Ｃの中に残っている冷却用液体１２０を吹き飛ばして冷却用液体槽１１０に噴き戻すことができる。
なお、回収作業箇所Ｅに至る前にブロー装置１７０前を通過させ、搬送器１３０Ｃの中に残っている冷却用液体１２０を吹き飛ばして冷却用液体槽１１０に噴き戻すことができる。
回収作業箇所Ｅにおいて被冷凍物Ｃが回収され、空になった搬送器１３０Ｃは空中に携挙されたまま、やがて詰め込み作業箇所Ｓに帰還する。次のサイクルでは別の種類の被冷凍物を詰め込むことも可能である。
図１３に示すように、冷凍処理時間が長い被冷凍物に関しては、搬送器１３０Ｃが冷却用液体槽１１０を１周分周回してもまだ冷凍処理時間に至っておらず、２周目以上にわたり冷却用液体１２０中を浸漬したまま走行することもあり得る。この場合は、いわば“周回超移動”と言える。
図１３に示すように、冷凍処理時間が長い被冷凍物に関しては、搬送器１３０Ｃが冷却用液体槽１１０を１周分周回してもまだ冷凍処理時間に至っておらず、２周目以上にわたり冷却用液体１２０中を浸漬したまま走行することもあり得る。この場合は、いわば“周回超移動”と言える。
図１５〜図１７に示したように、この空中に携挙されるタイミングは、搬送器１３０ごとに異なるため、周回では先行している搬送器１３０がまだ冷却用液体１２０の中に浸漬している状態でありながら、周回では後の搬送器１３０の方が先に空中に携挙されることはあり得る。
図１８は、ある瞬間における冷凍装置１００による各々の搬送器１３０の状態を示す図である。なお、各々の搬送器１３０の状態は一例であり、他のパターンも多様にあり得ることは言うまでもない。
図１８の例では、位置(１)にある搬送器は搬送器１３０Ｂ、位置(２)にある搬送器は搬送器１３０Ａ、位置(３)にある搬送器は搬送器１３０Ｃであるが、どの種類であっても位置(１)で被冷凍物が積み込まれ、位置(３)で冷却用液体１２０の中に浸漬する点は同じである。位置(４)にある搬送器は搬送器１３０Ｂで浸漬状態、位置(５)にある搬送器は搬送器１３０Ａで浸漬状態である。位置(６)にある搬送器は搬送器１３０Ｃで２周目にあたりようやく空中に携挙された状態である。位置(７)にある搬送器は搬送器１３０Ｂで浸漬状態、位置(８)にある搬送器は搬送器１３０Ａで冷凍期間が短く、この位置で空中に携挙された状態になる。位置(９)にある搬送器は搬送器１３０Ｃでこの場合が１周目とするとまだ浸漬状態にある。位置(１０)にある搬送器は搬送器１３０Ｂで冷凍期間が中程度でこの位置で空中に携挙された状態になる。位置(１１)にある搬送器は搬送器１３０Ａで冷凍期間が短く過去に位置(８)で空中に携挙されたものがここまで到来している。位置(１２)にある搬送器は搬送器１３０Ｃでこの場合も１周目とするとまだ浸漬状態にある。位置(１２)は回収作業箇所Ｅであるが、搬送器１３０Ｃは浸漬状態であるので作業員は回収作業せず、そのまま搬送器１３０Ｃを見送ることとなる。
図１８の例では、位置(１)にある搬送器は搬送器１３０Ｂ、位置(２)にある搬送器は搬送器１３０Ａ、位置(３)にある搬送器は搬送器１３０Ｃであるが、どの種類であっても位置(１)で被冷凍物が積み込まれ、位置(３)で冷却用液体１２０の中に浸漬する点は同じである。位置(４)にある搬送器は搬送器１３０Ｂで浸漬状態、位置(５)にある搬送器は搬送器１３０Ａで浸漬状態である。位置(６)にある搬送器は搬送器１３０Ｃで２周目にあたりようやく空中に携挙された状態である。位置(７)にある搬送器は搬送器１３０Ｂで浸漬状態、位置(８)にある搬送器は搬送器１３０Ａで冷凍期間が短く、この位置で空中に携挙された状態になる。位置(９)にある搬送器は搬送器１３０Ｃでこの場合が１周目とするとまだ浸漬状態にある。位置(１０)にある搬送器は搬送器１３０Ｂで冷凍期間が中程度でこの位置で空中に携挙された状態になる。位置(１１)にある搬送器は搬送器１３０Ａで冷凍期間が短く過去に位置(８)で空中に携挙されたものがここまで到来している。位置(１２)にある搬送器は搬送器１３０Ｃでこの場合も１周目とするとまだ浸漬状態にある。位置(１２)は回収作業箇所Ｅであるが、搬送器１３０Ｃは浸漬状態であるので作業員は回収作業せず、そのまま搬送器１３０Ｃを見送ることとなる。
このように、各々の搬送器１３０は、冷凍処理時間が異なり、浸漬後に空中に携挙されるタイミングが異なるが、冷凍処理期間が終了した被冷凍物は空中に携挙したまま移動することで仕様以上に過度に長時間冷凍することはない。なお、冷却用液体槽１１０の上面は開閉蓋１６０があり断熱されているので、空中に携挙されたまま周回する時間が多少長くても冷凍品質にはほとんど影響がない。
このように、被冷凍物の種類が混在した状態でも、次々と連続式にて冷凍処理を行うことができる。
このように、被冷凍物の種類が混在した状態でも、次々と連続式にて冷凍処理を行うことができる。
なお、回収作業箇所Ｅにいる作業員は、空中に携挙された搬送器１３０が到来すれば内部の被冷凍物を回収するが、回収した被冷凍物の種類に応じて仕分けてその後の後工程に引き継ぐことが好ましい。
以上、本発明の連続冷凍処理式の冷凍装置の構成例における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
本発明の冷凍装置は、業務用の冷凍装置として広く適用することができる。
１００ 冷凍装置
１１０ 冷却用液体槽
１２０ 冷却用液体
１３０ 搬送器
１４０ アーム
１５０ アーム駆動機構
１７０ ブロー装置
１１０ 冷却用液体槽
１２０ 冷却用液体
１３０ 搬送器
１４０ アーム
１５０ アーム駆動機構
１７０ ブロー装置
Claims (14)
- 冷却用液体を用いて被冷凍物を冷凍する冷凍装置であって、
前記冷却用液体が満たされた冷却用液体槽と、
前記被冷凍物を収納できるフレームと開口を備えた複数個の搬送器と、
前記搬送器を支持するアームと、
前記搬送器を支持した前記アームの支持軸を中心とした回転運動と、前記搬送器を支持した前記アームの昇降運動を組み合わせた制御を行うアーム駆動機構を備え、
前記アーム駆動機構による前記回転運動において、前記搬送器が前記冷却用液体に浸漬している状態、および、前記搬送器が空中に携挙されている状態のいずれも回転運動期間が設定され、
前記アーム駆動機構による前記昇降運動において、前記アーム駆動機構による前記アームに対する制御を前記アームごとの制御とし、、前記冷凍処理に供される前記被冷凍物の内容が前記搬送器ごとに異なる場合、前記搬送器が前記冷却用液体に浸漬している期間が、前記被冷凍物の内容に応じて設定される前記冷凍処理期間に合致するように、前記アーム駆動機構によって各々の前記アームの昇降を制御せしめることを特徴とする冷凍装置。 - 前記アーム駆動機構により前記アームを下降させて前記搬送器を前記冷却用液体槽の前記冷却用液体中に浸漬させ、前記被冷凍物を冷凍する浸漬冷凍期間と、
前記アーム駆動機構により前記アームを上昇させて前記搬送器を前記冷却用液体槽内の浸漬状態から空中へ携挙し、前記被冷凍物を取り出す取り出し作業期間の設定を制御することを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。 - 前記アーム駆動機構による前記アームに対する制御を前記アームごとの制御とし、前記搬送器ごとの前記浸漬冷凍期間の開始時刻と終了時刻と、回収期間の開始時刻と終了時刻を間歇的にずらし、前記被冷凍物の冷凍処理を連続処理としたことを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍装置。
- 前記アーム駆動機構による前記回転運動が間歇運動であり、所定時間ごとに前記搬送器の間隔に相当する距離ごと間歇的に移動することを含むものであることを特徴とする請求項３に記載の冷凍装置。
- 冷却用液体を用いて被冷凍物を冷凍する冷凍装置であって、
前記冷却用液体が満たされた冷却用液体槽と、
前記被冷凍物を収納できるフレームと開口を備えた複数個の搬送器と、
前記搬送器を支持するアームと、
前記搬送器を支持した前記アームの前記支持軸を中心とした回転運動と、前記搬送器を支持した前記アームの昇降運動を組み合わせた制御を行うアーム駆動機構を備え、
前記アーム駆動機構による前記回転運動において、いずれかの前記搬送器が前記冷却用液体に浸漬している状態では回転運動がない回転停止期間が設定され、すべての前記搬送器が空中に携挙されている状態で回転運動期間が設定されていることを特徴とする冷凍装置。 - 前記アーム駆動機構による前記アームに対する制御を、すべての前記アーム一体の制御とし、前記搬送器ごとの前記浸漬冷凍期間の開始時刻と終了時刻と、回収期間の開始時刻と終了時刻を一体とし、前記被冷凍物の冷凍処理をバッチ処理としたことを特徴とする請求項５に記載の冷凍装置。
- 前記アーム駆動機構による前記昇降運動において、前記アーム駆動機構による前記アームに対する制御を前記アームごとの制御とし、、前記冷凍処理に供される前記被冷凍物の内容が前記搬送器ごとに異なる場合、前記搬送器が前記冷却用液体に浸漬している期間が、前記被冷凍物の内容に応じて設定される前記冷凍処理期間に合致するように、前記アーム駆動機構によって各々の前記アームの昇降を制御せしめることを特徴とする請求項５に記載の冷凍装置。
- 前記昇降運動が、前記搬送器を支持した前記アーム自体、または、前記アームに装着したスライダーに取り付けられ前記搬送器を支持した支持部材を、上下方向にスライド移動させて前記搬送器を昇降させるものであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記昇降運動が、前記搬送器を支持した前記アームの支持軸に対する支持角度を変化させて昇降させるものであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記アーム駆動機構による前記回転運動が前記冷却用液体槽を半周して帰還する半周往復運動を含むものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記アーム駆動機構による前記回転運動が周回運動を含むものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記冷却用液体が流体であり、前記冷却用液体槽の内部で周回流となっていることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記冷却用液体槽の周縁の一部に、前記被冷凍物を前記搬送器に収納させる詰め込み作業箇所と、前記冷凍処理が終了した前記被冷凍物を前記搬送器内から取り出す取り出し作業箇所を設けたことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記搬送器が前記冷却用液体槽の喫水線下に浸漬状態から空中へ携挙されて引き揚げられる過程において、前記搬送器に対して空気を噴射して前記搬送器に付着している前記冷却用液体を前記冷却用液体槽に吹き飛ばして戻すブロー装置を備えたことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の冷凍装置。
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